DE3642213A1

DE3642213A1 - SATELLITE NEWS TRANSMISSION SYSTEM

Info

Publication number: DE3642213A1
Application number: DE19863642213
Authority: DE
Inventors: Harald Dipl Ing Lopau; Heinz Dipl Ing Schroeter
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1986-12-10
Filing date: 1986-12-10
Publication date: 1988-06-23
Anticipated expiration: 2006-12-11
Also published as: DE3642213C2

Abstract

In communications satellites, the emitted transmission power is directly dependent on the power of the received signal, so that the transmission power of the communications satellite is controlled via the transmission power control of the earth stations. Weather-related signal path attenuation must be taken into account in the respective earth stations. In addition to the evaluation of the beacon signal emitted by the satellite, the carrier signal level of different earth stations is evaluated according to the invention in at least one earth station and the attenuation in the signal path between the individual earth stations and the satellite is inferred, since the downlink attenuation from the satellite to the evaluating earth station is identical for all signals.

Description

Die Erfindung betrifft ein Satelliten-Nachrichtenübertra gungssystem entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a satellite news broadcast system according to the preamble of claim 1.

Bei Nachrichtensatelliten ist in der Regel die abgegebene Sendeleistung direkt von der Leistung des aufgenommenen Signals abhängig. Durch den Einfluß der Atmosphäre unterliegen die von den Bodenstationen gesendeten RF-Signale einer unterschiedli che Dämpfung, da aufgrund der verwendeten hohen Frequenzen im Gigahertzbereich bei Regen die Dämpfung deutlich zunimmt. Da bei Mehrträgerbetrieb in den Satelliten keine Regelung des Empfangssignals erfolgt, ist eine Regelung der Sendeleistung der einzelnen im Verkehr mit dem Satelliten stehenden Boden stationen erforderlich. Eine exakte Regelung würde die Kenntnis der momentanen Dämpfung der zwischen dem Satelliten und den Bodenstationen befindlichen Nachrichtenübertragungsstrecke voraussetzen, eine direkte Messung im Satelliten ist aber nicht üblich. Aus diesem Grunde hat sich ein Verfahren durchgesetzt, bei dem das Satellitenbakensignal für die Steuerung der Sende leistung verwendet wird. Der Pegel dieses Bakensignals des Satelliten wird dabei in der Erdefunkstelle ausgewertet und, wegen der unterschiedlichen Frequenz von Bakensignal und Nutzsignal, für die Erzeugung des Steuersignals ein empirisch festgestellter Umrechnungsfaktor angewendet. Es handelt sich also nicht um eine Regelung, sondern um eine Steuerung, da beispielsweise keine Ausregelung von aufgetretenen Meßfehlern bei der Bestimmung des Bakensignalpegels erfolgt und sich außerdem die Relation zwischen Sendefrequenzdämpfung und Empfangsfrequenzdämpfung ändern kann.In the case of communications satellites, the one delivered is usually Transmitting power directly from the power of the recorded signal dependent. Due to the influence of the atmosphere, those of the RF signals sent to the ground stations of a different che attenuation, because of the high frequencies used in Gigahertz range in the rain damping increases significantly. There with multi-carrier operation in the satellites, no regulation of the Received signal is a regulation of the transmission power of the individual ground in traffic with the satellite stations required. An exact regulation would be the knowledge the momentary attenuation between the satellite and the Ground stations located communication line presuppose, however, a direct measurement in the satellite is not common. For this reason, a procedure has prevailed where the satellite beacon signal for controlling the transmission performance is used. The level of this beacon signal of the Satellite is evaluated in the earth station and, because of the different frequency of beacon signal and Useful signal, an empirical for the generation of the control signal determined conversion factor applied. It is about So not a regulation, but a controller, because For example, no correction of measurement errors that have occurred takes place when determining the beacon signal level also the relation between transmission frequency attenuation and Reception frequency attenuation can change.

Aus der EP-A2-01 54 338 ist bereits ein System zur Kompen sation der Niederschlagsdämpfung und zur Abschaltung zur Vermeidung einer Überlastung eines Satellitentransponders bekannt. Bei diesem System wird von einer Haupt-Boden station aus ein Pilotsignal zum Satelliten gesendet, der dieses Pilotsignal zur Hauptstation und zu Unterstationen abstrahlt. Zusätzlich wird das Bakensignal vom Satelliten ausgesendet und in der Hauptstation mit dem empfangenen Pilotsignal verglichen und in Abhängigkeit vom Vergleich der Pegel des Sendesignals so geregelt, daß der Pegel des Pilotsignals am Satelliten konstant gehalten wird. Von der Hauptstation wird ein Warnsignal an die Unterstationen abgegeben, wenn die Sendeleistung der Hauptsta tion die obere Grenze erreicht hat und damit bei weiter abfal lenden Empfangspegel nicht mehr nachgeregelt wird. Die Regelung des Sendepegels in den Unterstationen erfolgt in Abhängigkeit vom Pegel des empfangenen Pilotsignals.From EP-A2-01 54 338 is already a system for Kompen sation of precipitation damping and to switch off for Avoid overloading a satellite transponder known. This system uses a main floor station sent a pilot signal to the satellite, this one Pilot signal to the main station and to substations. In addition, the beacon signal is emitted by the satellite and compared with the received pilot signal in the main station and depending on the comparison the level of the transmission signal regulated that the level of the pilot signal at the satellite is constant is held. A warning signal is sent from the main station to the Sub-stations delivered when the transmission power of the main sta tion has reached the upper limit and thus falls further receiving level is no longer readjusted. The regulation the transmission level in the substations is dependent the level of the received pilot signal.

Während die beschriebene Methode der Steuerung der Sende leistung durch die Satellitenbake entspricht und nur den Geräteaufwand in den Unterstationen dadurch verringert, daß im Gegensatz zur Bakensteuerung für das Pilotsignal kein eigener Empfangsumsetzer benötigt wird, besteht die Aufgabe der vorlie genden Erfindung darin, durch eine echte Regelung zusätzlich zur Absolutwertsteuerung die Signalpegel der Erdfunkstellen am Eingang des Satelliten gleich zu halten. Die Gleichheit der Eingangssignale ist deshalb wichtig, da durch die Nichtlineari tät der Satelliten-Wanderfeldröhre der Pegelunterschied am Ausgang noch größer wird. Dieser sogenannte capture effect ist von Sevy in "The effect of multiple CW and FM signals passed through a hard limiter of TWT", IEEE Trans. Comm., Vol. COM-14, Mo. 5, pp. 568 bis 578, 1966 bereits berschrieben worden.While the described method of controlling the transmission performance by the satellite beacon and only the Equipment expenditure in the substations is reduced by the fact that in In contrast to the beacon control for the pilot signal, no separate one Receiving converter is required, the task is Invention in addition, by a real regulation for absolute value control, the signal levels of the earth stations on Keep the entrance of the satellite the same. The equality of Input signals is important because the non-linear the level difference of the satellite traveling wave tube Output gets even bigger. This so-called capture effect is by Sevy in "The effect of multiple CW and FM signals passed through a hard limiter of TWT ", IEEE Trans. Comm., Vol. COM-14, Mon 5, pp. 568 to 578, in 1966.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Satelliten- Nachrichtenübertragungssystem der eingangs erwähnten Art gelöst, das durch die kennzeichnenden Merkmale des Patent anspruchs 1 weitergebildet ist. Die erfindungsgemäße Lösung kombiniert dabei in vorteilhafter Weise das erprobte Verfahren der Steuerung mittels des Satelliten-Bakensignals mit einer zusätzlichen Aufwärts- bzw. Abwärtsregelung der Sendeleistung wenigstens zweier Stationen, so daß sich neben gleichem Ein gangspegel am Satelliten auch eine Konstanz von dessen Eingangs pegeln ergibt, von besonderem Vorteil ist dabei, daß auch bei Begrenzung der Sendeleistung einer Station durch die Regelung Pegelgleichheit erzielt wird und daß durch Messung der Träger pegel in einer Station ein quasi entkoppeltes System entsteht, da die Zeitkonstante des Differenzreglers deutlich größer als die der stationseigenen Sendepegelregelung gewählt werden kann.According to the invention, the task is performed by a satellite Message transmission system of the type mentioned at the beginning solved that by the characteristic features of the patent claim 1 is trained. The solution according to the invention combines the tried and tested method in an advantageous manner the control by means of the satellite beacon signal with a additional up or down regulation of the transmission power at least two stations, so that next to the same one level on the satellite also a constancy of its input level results, it is particularly advantageous that also at Limitation of the transmission power of a station through the regulation Equal level is achieved and that by measuring the carrier level, a quasi-decoupled system is created in a station, since the time constant of the differential controller is significantly larger than which can be selected for the station's own transmission level control.

Zweckmäßige Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Satelliten- Nachrichtenübertragungssystems sind in den Ansprüchen 2 bis 8 beschrieben.Appropriate further developments of the satellite Communication systems are in claims 2 to 8 described.

Die Erfindung soll im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Dabei zeigtThe invention is based on one in the drawing illustrated embodiment are explained in more detail. It shows

Fig. 1 ein regelungstechnisches Blockschaltbild des Gesamtsystems, bestehend aus einer ersten Station als Hauptstation und 3 Unterstationen, das den prinzi piellen Regelalgorithmus verdeutlicht, Fig. 1 is a block diagram of control engineering of the entire system consisting of a first station as a master station and substations 3, illustrating the Prinzi piellen control algorithm,

Fig. 2 ein gerätetechnisches Blockschaltbild der Haupt station mit einem Bakenempfänger, einem weiteren durchstimmbaren Empfänger zur Pegelbestimmung der Trägersignale und einer Sendeleistungssteuerein richtung, Fig. 2 is a technical device block diagram of the main station with a beacon receiver, a further tunable receiver for determining the level of carrier signals and a Sendeleistungssteuerein direction,

Fig. 3 ein gerätetechnisches Blockschaltbild einer belie bigen Unterstation, die neben dem Bakenempfänger eine Sendeleistungs-Steuereinrichtung enthält, durch die in der Hauptstation erzeugte Steuersignale aufgenom men und verarbeitet werden können. Fig. 3 is a block diagram of an arbitrary substation which contains a beacon receiver, a transmission power control device through which control signals generated in the main station can be recorded and processed.

Das in der Fig. 1 dargestellte regelungstechnische Block schaltbild zeigt im oberen Teil die als Station 1 bezeichnete Hauptstation und darunter die Stationen 2, 3 und 4, die der ersten bis dritten Unterstation entsprechen. Im vorliegenden Falle sind als n = 4 Stationen und damit auch n = 4 Träger mit aufmodulierten Nutzsignalen vorgesehen. Das Sollwert-Eingangs signal EO 1 der Station 1 wird mit dem kombinierten Regelsignal da addiert, die Summe wird mit einem aus der Bakensteuerung BSt abgeleiteten Nachsteuersignal H 1 kombiniert und mit einem Ausgangssignal (Ist-Wert der Sendeleistung) der ersten stationsinternen Sendesteuerung EIRPS 1, die als Stellglied wirkt, verglichen. Das Ergebnis ist die Regelabweichung x ₁ die der ersten Sendesteuerung EIRPS 1 zugeführt wird und einen entsprechenden Trägerpegel bewirkt, der über die Aufwärts strecke Up 1 zum Satelliten übertragen wird und mit einem ent sprechenden Pegel im Ausgangssignal des Satelliten auftritt. Auch für die jeweilige Unterstation STAT 2, 3, n, wird ein Steuersignal da 1, 2, 3 n erzeugt, das in der Unterstation nach Kombination mit dem jeweiligen Sollwert EOn und einer Infor mation über den Pegel des jeweiligen Bakensignals B ₂, B ₃, B ₄ und nach dem Vergleich mit dem Ist-Pegel der jeweiligen Sendeleistung EIRPS zur Sendeleistungssteuerung verwendet wird. Regeltechnisch gesehen ist die Sendeleistungssteuerung EIRPS 2, EIRPS 3, EIRPS 4 in den einzelnen Unterstationen über die Satel litenübertragungsstrecke Up 2, Up 3, Upn mit der Hauptstation verknüpft. In dem in der Hauptstation enthaltenen Differenz regler DR wird für jeden empfangenen Träger mit aufmoduliertem Nutzsignal der Unterstationen nach Vergleich mit dem Träger pegel der Hauptstation von einem zugeordneten I-Regler IR 1, IR 2, IRn-1 ein Regelkriterium da 1, da 2, dan-1 gebildet, das den einzelnen Unterstationen STAT 2, STAT 3, STATn zugeführt und dort zur Nachregelung verwendet wird. Außerdem werden die einzelnen Regelkriterien zu da kombiniert, das zur Nachsteuerung der Sendeleistungsregelung EIRPS 1 der Hauptstation dient.The control block diagram shown in Fig. 1 shows in the upper part of the main station designated as station 1 and below stations 2, 3 and 4 , which correspond to the first to third substation. In the present case, n = 4 stations and thus also n = 4 carriers with modulated useful signals are provided. The setpoint input signal EO 1 of station 1 is added to the combined control signal da , the sum is combined with a readjustment signal H 1 derived from the beacon control BSt and with an output signal (actual value of the transmission power) of the first station-internal transmission control EIRPS 1 , which acts as an actuator, compared. The result is the control deviation x ₁ which is fed to the first transmission control EIRPS 1 and causes a corresponding carrier level, which is transmitted via the uplink Up 1 to the satellite and occurs at a corresponding level in the output signal of the satellite. Also for the respective substation STAT 2, 3 , n , a control signal da 1, 2, 3 n is generated, which in the substation after combination with the respective setpoint EOn and information about the level of the respective beacon signal B ₂ , B ₃ , B ₄ and after comparison with the actual level of the respective transmission power EIRPS is used for transmission power control. In terms of control technology, the transmission power control EIRPS 2 , EIRPS 3 , EIRPS 4 in the individual substations is linked to the main station via the satellite transmission link Up 2 , Up 3 , Upn . In the difference controller DR contained in the main station, a control criterion da 1 , da 2 , for each received carrier with modulated useful signal of the substations is compared to the carrier level of the main station by an assigned I controller IR 1 , IR 2 , IRn - 1 . dan -1 is formed, which is fed to the individual substations STAT 2 , STAT 3 , STATn and used there for readjustment. Furthermore, the individual control criteria to be combined as serving one of the main station to the post-control of transmission power control EIRPS.

Beim Mehrträgerbetrieb gleicher Signale in einen nicht- linearen Satellitentransponder kommt es zusätzlich darauf an, daß der Satellitenempfangspegel verschiedener Erdefunkstellen gleich groß ist, da sonst durch die Nichtlinearität des Satellitentransponders der Unterschied der vom Satelliten abgesendeten Signalpegel sich noch vergrößern kann. Um dies zu erreichen, wird außer der Auswertung des vom Satelliten abge strahlten Bakensignals in allen Stationen der Trägersignalpegel verschiedener Bodenstationen in der Hauptstation ausgewertet. Da die Abwärtsdämpfung vom Satelliten zur Hauptstation für alle Signale die gleiche ist, wird bei der Auswertung die Abwärts strecke eliminiert und nur Aufwärtsstrecke und Satelliten transponder berücksichtigt. Die Auswertung der Signale erfolgt in der Weise, daß die Pegeldifferenz in Form des logarithmier ten Leistungsverhältnisses zwischen der Haupt- und jeweils einer Unterstation auf Null geregelt wird. Die von den inte grierenden Regler IR 1, IR 2, IRn-1 abgegebenen Signale wirken dabei mit unterschiedlichem Vorzeichen auf die Sendeleistungs regelung der Haupt- und der jeweiligen Unterstation. In Ver bindung mit den Blockschaltbildern für die Hauptstation und eine beliebige Unterstation wird das erfindungsgemäße Satel liten-Nachrichtensystem mit der zusätzlichen Sendeleistungs regelung noch näher erläutert.When multicarrier operation of the same signals in a non-linear satellite transponder, it is also important that the satellite reception level of different earth stations is the same, because otherwise the non-linearity of the satellite transponder can increase the difference between the signal levels transmitted by the satellite. In order to achieve this, in addition to evaluating the beacon signal emitted by the satellite, the carrier signal level of various ground stations in the main station is evaluated in all stations. Since the downward attenuation from the satellite to the main station is the same for all signals, the downlink is eliminated in the evaluation and only the uplink and satellite transponder are taken into account. The signals are evaluated in such a way that the level difference in the form of the logarithmic power ratio between the main station and one substation is regulated to zero. The signals emitted by the integrating controllers IR 1 , IR 2 , IRn -1 act with different signs on the transmission power control of the main and the respective substation. In connection with the block diagrams for the main station and any substation, the satellite lite message system according to the invention with the additional transmission power control is explained in more detail.

In der Fig. 2 ist mit A 1 die Antenne der ersten Boden station Stat 1 bezeichnet, die ein einem ersten Träger T ₁ aufmoduliertes Nutzsignal zum Satelliten Sat sendet und von diesem neben dem eigenen Signal die auf weitere Träger T ₂ bis T ₄ aufmodulierten Nutzsignale von drei Unterstationen und außerdem das Bakensignal B ₁ des Satelliten empfängt. Die empfangenen Signale werden einem ersten rauscharmen Vorver stärker RVV 1 zugeführt und von diesem an den ersten Radiofre quenz-Verteiler RFV 1 abgegeben. Der RF-Verteiler besteht in an sich bekannter Weise aus mehreren hintereinander geschalteten Richtkopplern, von denen die Nutzsignale einem ersten Empfangs umsetzer EU 1 und das Bakensignal B ₁ des Satelliten einem Bakenempfänger BE 1 zugeführt wird. Mit einem weiteren Eingang des ersten Empfangsumsetzers EU 1 ist ein Ausgang eines durchstimmbaren Generators G 1 verbunden, der zwischen den vorgesehenen Oszillatorfrequenzen f ₁, f ₂, f ₃ automatisch umgeschaltet werden kann. Mit dem Ausgang des Empfangsumsetzers EU 1 ist über einen Bandpaß BP 1 zur Begrenzung der Rausch leistung und Nachbarkanalselektion ein Leistungsmesser LM 1/1 verbunden, dem ein erster Analog-Digital-Wandler und Logarithmierer AD 1/1 folgt. Mit dem Ausgang des Pegelmeßgerätes LM 1/1 ist ein Eingang eines Differenzreglers DR verbunden, der einen Speicher, eine Anordnung zur Differenzbildung und einen Integrator enthält. Ein Schaltausgang des Differenzreglers DR ist mit einem Umschalteingang des Generators G 1 verbunden, n - 1 = 3 Steuerausgänge des ersten Differenzreglers sind mit einer ersten Datenübertragungseinrichtung DÜE und einer ersten Sendesteuerung EIRPS 1 verbunden.In Fig. 2, A 1 denotes the antenna of the first ground station Stat 1 , which transmits a useful signal modulated onto a first carrier T ₁ to the satellite Sat and from this in addition to its own signal, the useful signals modulated onto further carriers T ₂ to T ₄ from three substations and also receives the beacon signal B _{1 from} the satellite. The received signals are fed to a first low-noise Vorver RVV 1 and emitted from this to the first radio frequency distributor RFV 1 . The RF distributor consists, in a manner known per se, of a plurality of directional couplers connected in series, of which the useful signals are converted to a first reception converter EU 1 and the beacon signal B _{1 from} the satellite to a beacon receiver BE 1 . An output of a tunable generator G 1 is connected to a further input of the first reception converter EU 1 and can be switched automatically between the provided oscillator frequencies f ₁ , f ₂ , f ₃ . With the output of the reception converter EU 1 a power meter LM 1/1 is connected via a bandpass BP 1 to limit the noise power and adjacent channel selection, which is followed by a first analog-digital converter and logarithmic AD 1/1 . An input of a differential controller DR is connected to the output of the level measuring device LM 1/1 and contains a memory, an arrangement for difference formation and an integrator. A switching output of the differential controller DR is connected to a changeover input of the generator G 1 , n − 1 = 3 control outputs of the first differential controller are connected to a first data transmission device DÜE and a first transmission controller EIRPS 1 .

Mit dem Ausgang des Bakenempfängers BE 1, der einen kohärenten Amplituden-Detektor KD 1 für das im Pegel sehr niedrige Bakensignal enthält, ist über einen zweiten Analog-Digital- Wandler und Logarithmierer AD 1/2 ein Eingang der ersten Sendeleistungssteuerung EIRPS 1 verbunden. Der Ausgang die ser ersten Sendesteuerung ist über einen ersten Digital- Analog-Wandler DA 1 mit einem ersten Stellglied SG 1 verbunden, das die Eingangsleistung für einen ersten Leistungsverstärker LVR 1 steuert, bei dem es sich um den Sendeverstärker für das Signal T 1 der Hauptstation handelt. Der Ausgang des ersten Sendeverstärkers ist über einen ersten Meßkoppler MK 1 mit der Antenne A 1 der Bodenstation verbunden, ein kleiner Teil der Sendeenergie wird über den ersten Meßkoppler an einen Leistungsmesser, LM 1/2 abgegeben. Dessen Ausgangssignal wird in einem angeschlossenen dritten Analog-Digital-Wandler und Logarithmierer AD 1/3 umgeformt und einem weiteren Eingang der ersten Sendeleistungssteuerung EIRPS 1 für die stations interne Sendeleistungs-Regelung zugeführt.With the output of the beacon receiver BE 1 , which contains a coherent amplitude detector KD 1 for the beacon signal, which is very low in level, an input of the first transmission power control EIRPS 1 is connected via a second analog-digital converter and logarithmic AD 1/2 . The output of this first transmission control is connected via a first digital-to-analog converter DA 1 to a first actuator SG 1 , which controls the input power for a first power amplifier LVR 1 , which is the transmission amplifier for the signal T 1 of the main station acts. The output of the first transmitter amplifier is connected via a first measuring coupler MK 1 to the antenna A 1 of the ground station, a small part of the transmitting energy is delivered to a power meter, LM 1/2 , via the first measuring coupler. Its output signal is converted in a connected third analog-digital converter and logarithmic AD 1/3 and fed to a further input of the first transmission power control EIRPS 1 for the station's internal transmission power control.

Beim in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel regelt die dargestellte Hauptstation ihren eigenen Sendepegel und den von mehreren Unterstationen. Von der Antenne A ₁ werden also neben dem Bakensignal B ₁ des Satelliten die Nutzsignale der in der Fig. 2 dargestellten Hauptstation mit einem ersten Träger T ₁ und die dreier Unterstationen mit den Trägern T ₂, T ₃, T ₄ in der vom Satelliten abgestrahlten Form aufgenommen. Das Sendefrequenzband liegt beim Ausführungsbeispiel bei etwa 14 GHz, während das Empfangsfrequenzband bei etwa 11 GHz vorgesehen ist. Nach Verstärkung der empfangenen Signale im rauscharmen Vorver stärker RVV 1 erfolgt eine Aufteilung auf die jeweilige Empfängergruppe mittels des Radiofrequenz-Verteilers RFV 1. An den ersten Empfangsumsetzer E ₁ werden dabei die Träger T ₁ bis T ₄ des Nutzsignals der eigenen Station und der Unterstationen abgegeben. Je nachdem, welcher Träger hinsichtlich seines Pegels bestimmt werden soll, wird vom Differenzregler DR gesteuert der erste Generator G 1 auf eine der Oszillatorfre quenzen f ₁, f ₂, f ₃, f ₄ geschaltet. Der erste Empfangsumsetzer EU 1 bildet dabei zusammen mit dem ersten Generator einen fernsteuerbaren Synthesizer-Überlagerungsempfänger, der an seinem Ausgang ein Trägersignal abgibt, das nunmehr im Frequenzbereich von etwa 70 MHz liegt. Der nachgeschaltete erste Bandpaß BP 1 mit einem Durchlaßbereich bei 70 MHz selektiert das jeweilige Trägersignal, so daß im angeschlos senen Pegelmesser LM 1/1 nur der Pegel dieses Signals bestimmt wird. Die Kombination aus dem Leistungsmeßkopf und dem Analog-Digital-Wandler und Logarithmierer AD 1 M ist in einem handelsüblichen intelligenten Meßkopf angeordnet, der zusätzlich eine Temperaturkompensation vornimmt und das jeweilige Meßergebnis als logarithmischen Wert an den Differenzregler DR abgibt. Die Pegelmessung der Träger T ₁ bis T ₄ erfolgt also unter Benutzung der gleichen Gerätean ordnung, so daß Verstärkungsinstabilitäten eliminiert werden und gleichzeitig der gerätemäßige Aufwand verringert ist.In the exemplary embodiment shown in FIG. 2, the main station shown controls its own transmission level and that of several sub-stations. In addition to the beacon signal B _{1 from} the satellite, the antenna A ₁ transmits the useful signals of the main station shown in FIG. 2 with a first carrier T ₁ and the three sub-stations with the carriers T ₂ , T ₃ , T ₄ in the one emitted by the satellite Form added. In the exemplary embodiment, the transmission frequency band is around 14 GHz, while the reception frequency band is provided at around 11 GHz. After amplification of the received signals in the low-noise preamplifier RVV 1 , the respective receiver group is divided using the radio frequency distributor RFV 1 . The carriers T ₁ to T _{4 of} the useful signal of the own station and the substations are delivered to the first reception converter E ₁ . Depending on which carrier is to be determined with regard to its level, the differential generator DR controls the first generator G 1 to one of the oscillator frequencies f ₁ , f ₂ , f ₃ , f ₄ . The first reception converter EU 1 forms, together with the first generator, a remotely controllable synthesizer superimposed receiver which emits a carrier signal at its output which is now in the frequency range of approximately 70 MHz. The downstream first bandpass filter BP 1 with a pass band at 70 MHz selects the respective carrier signal, so that only the level of this signal is determined in the connected level meter LM 1/1 . The combination of the power measuring head and the analog-digital converter and logarithmic AD 1 M is arranged in a commercially available intelligent measuring head, which additionally performs temperature compensation and outputs the respective measurement result as a logarithmic value to the differential controller DR . The level measurement of the carrier T ₁ to T ₄ thus takes place using the same device arrangement, so that amplification instabilities are eliminated and, at the same time, the outlay on equipment is reduced.

Vom Differenzregler DR wird die das Pegelverhältnis darstel lende logarithmische Differenz der Meßwerte zwischen Haupt station und jeweiliger Unterstation über eine bestimmte Zeit integriert und als Steuersignal da _n _{- 1} an die nachgeschaltete Datenübertragungseinrichtung und an die stationseigene Sende pegelsteuerung EIRPS 1 abgegeben. Da die Abwärtsstreckendämpfung vom Satelliten zur messenden Bodenstation für alle Träger T ₁ bis T ₄ gleich ist, stellt die Pegeldifferenz der jeweiligen Träger unter der Voraussetzung gleichen Sendepegels in allen Stationen ein Maß für das Dämpfungsverhältnis der jeweiligen Aufwärtsstrecken, also der Verbindungen von den Bodenstationen zum Satelliten, dar. Durch die zeitmäßige Integration der logarithmischen Pegeldifferenz ergibt sich auch bei momentanem Verschwinden der Pegeldifferenz noch ein gewisses Steuersignal da. Dieses Steuersignal wird zum einen in der stationseigenen Sendeleistungsregelung EIRPS 1 weiterverarbeitet und zum anderen über die Datenübertragungseinrichtung DÜE 1 zu der der jeweiligen Station zugeordneten Datenübertragungseinrichtung DÜEn übertragen. From the differential regulator DR which the level ratio depicting loin logarithmic difference of measured values is station between the main and respective sub station over a certain time integrated and as a control signal as _n _{- 1} to the downstream data transmission device and the station's own transmission level control EIRPS 1 leave. Since the downlink attenuation from the satellite to the measuring ground station is the same for all carriers T ₁ to T ₄ , the level difference of the respective carriers provides a measure for the damping ratio of the respective uplink, i.e. the connections from the ground stations to the satellite, provided that the transmission level is the same in all stations The temporal integration of the logarithmic level difference results in a certain control signal even if the level difference disappears at the moment. On the one hand, this control signal is processed further in the station's own power transmission control EIRPS 1 and, on the other hand, is transmitted via the data transmission device DÜE 1 to the data transmission device DÜEn assigned to the respective station.

Bei der stationseigenen Sendeleistungsregelung wird zusätz lich der vom zweiten Analog-Digital-Wandler und Logarith mierer AD 1/2 in logarithmischer Form abgegebene Meßwert über den Pegel des Bakensignals berücksichtigt. Dieser Pegel stellt die Führungsgröße dar, zu der im Falle von nur zwei Bodensta tionen in Abhängigkeit vom Vorzeichen des ermittelten Dämpfungs verhältnisses der Sendepegel der ersten Station entweder erhöht oder erniedrigt und der der zweiten Station entweder erniedrigt oder erhöht wird, wie in Fig. 1 regelungstechnisch dargestellt ist. Von der Sendepegelregelung EIRPS 1 wird ein Stellsignal Y ₁ in digitaler Form an einen ersten Digital-Analog-Wandler DA 1 abgegeben, der das Stellsignal in analoger Form erzeugt und an das nachgeschaltete erste Stellglied SG 1 abgibt. Über dieses Stellglied kann zusätzlich von außen in die Regelung eingegrif fen werden, vom Stellglied wird die Verstärkung des ersten Leistungsverstärkers LVR 1 und damit die von diesem abgegebene Sendeleistung eingestellt. Die Sendeleistung gelangt zum einen über den ersten Meßkoppler MK 1 zur Antenne A 1 und zum anderen mit einem vergleichsweise sehr geringem Anteil zu einem zweiten Leistungsmeßkopf LM 1/2 mit nachgeschaltetem Analog-Digital-Wand ler und Logarithmierer AD 1/3 der eine entsprechende Information über die stationseigene Sendeleistung an die stationseigene Sendeleistungssteuerung EIRPS 1 abgibt, so daß auch diese Information bei der Erzeugung der Stellgröße Y ₁ berücksichtigt wird. Die Stellgröße Y ₁ stellt damit die Zusammenfassung der vom Differenzregler DR erzeugten Steuergröße da, des Baken signalpegels und der Information über den stationseigenen Sendepegel dar.In the station's own transmission power control, the measured value from the second analog-digital converter and logarithm AD 1/2 in logarithmic form is additionally taken into account via the level of the beacon signal. This level represents the reference variable, to which in the case of only two ground stations, depending on the sign of the determined damping ratio, the transmission level of the first station is either increased or decreased and that of the second station is either decreased or increased, as in FIG. 1 in terms of control technology is shown. A control signal Y _{1 is} output in digital form from the transmit level control EIRPS 1 to a first digital-to-analog converter DA 1 , which generates the control signal in analog form and outputs it to the downstream first control element SG 1 . This actuator can also be used to intervene in the control from the outside; the actuator adjusts the gain of the first power amplifier LVR 1 and thus the transmission power emitted by it. The transmission power comes on the one hand via the first measuring coupler MK 1 to the antenna A 1 and on the other hand, with a comparatively very small proportion, to a second power measuring head LM 1/2 with a downstream analog-digital converter and logarithmic AD 1/3 which provide corresponding information outputs EIRPS 1 via the station's own transmission power to the station's own transmission power control , so that this information is also taken into account when generating the manipulated variable Y ₁ . The manipulated variable Y ₁ thus represents the summary of the control variable da generated by the differential controller DR , the beacon signal level and the information about the station's own transmission level.

Die in der Fig. 3 dargestellte n-te Bodenstation, also eine beliebige Unterstation, weist gegenüber der Hauptstation nach Fig. 2 einen analogen Aufbau auf, der aber durch Wegfall der Trägerleistungsmessung und des Differenzreglers vereinfacht ist. Mit der Antenne An ist über einen zweiten rauscharmen Vorverstärker RVVn ein zweiter Radiofrequenzverteiler RFVn verbunden, an dem analog Fig. 2 die auch hier nicht betrach teten Nutzsignale und außerdem das Bakensignal B _n des Satel liten entnehmbar sind. Dieses Bakensignal wird einem n-ten Bakenempfänger zugeführt und über einen Analog-Digital-Wand ler und Logarithmierer ADn/2 eine entsprechende Information an die Sendeleistungsregelung EIRPSn der n-ten Station abgegeben. Vom Differenzregler der ersten Station erhält die Sendeleistungsregelung der n-ten Station über die Datenübertragungseinrichtung die Steuergröße dan-1, die in voreichenbehafteter Form eine Erniedrigung oder Erhöhung der Sendeleistung der n-ten Station dadurch veranlaßt, daß sie bei der Bildung der digitalen Stellgröße Y _n von der Sendeleistungssteuerung EIRPSn berücksichtigt wird. Die digitale Stellgröße wird im Digital-Analog-Wandler DAn in eine analoge Stellgröße umgeformt und an das angeschlossene Stellglied SGn abgegeben, das eine entsprechende Änderung der vom Leistungsverstärker LVRn erzeugten Sendeleistung veranlaßt. Das Sendesignal wird über den Meßkoppler MKn an die n-te Antenne An und außerdem an den Leistungsmeßkopf LMn abgegeben. Der an diesen Meßkopf angeschlossene Analog-Digital-Wandler und Logarithmierer ADn/2 gibt eine entsprechende Information über den Sendepegel der n-ten Station an deren Sendeleistungssteue rung ab.The nth ground station shown in FIG. 3, that is to say any substation, has an analog structure compared to the main station according to FIG. 2, but is simplified by eliminating the carrier power measurement and the differential controller. A second radio frequency distributor RFVn is connected to the antenna An via a second low-noise preamplifier RVVn , from which, analogously to FIG. 2, the useful signals not considered here and also the beacon signal B _n of the satellite can be found. This beacon signal is fed to an n- th beacon receiver and, via an analog-digital converter and logarithmic ADn / 2, corresponding information is transmitted to the transmission power control EIRPSn of the n- th station. From the differential controller of the first station, the transmission power control of the n- th station receives the control variable dan -1 via the data transmission device, which causes the transmission power of the n- th station to be reduced or increased in a pre-loaded form by causing it to form the digital manipulated variable Y _n is taken into account by the transmission power control EIRPSn . The digital manipulated variable is converted into an analog manipulated variable in the digital-to-analog converter DAn and sent to the connected actuator SGn , which causes a corresponding change in the transmission power generated by the power amplifier LVRn . The transmission signal is emitted via the measuring coupler MKn to the nth antenna An and also to the power measuring head LMn . The analog-to-digital converter and logarithmizer ADn / 2 connected to this measuring head provides corresponding information about the transmission level of the nth station at its transmission power control.

Für die Verbindung zwischen den Datenübertragungseinrichtungen DÜE 1 und DÜEn stehen verschiedene Möglichkeiten zur Verfügung, zum einen kann eine Standleitung im öffentlichen Netz verwendet werden, da eine Datenrate von 2,4 kbit/s nicht überschritten wird, zum anderen könnte ein eventuell vorhandener Dienstkanal über die Satellitenstrecke verwendet werden oder eine Rechnerkopplung über eine zentrale Fernbedienungsanlage eingerichtet werden. Um die gleichen Zeitkonstanten für die Regelung zu erhalten, ist es dabei zweckmäßig, die Übertragungszeit zur Unterstation durch ein Laufzeitglied zwischen Differenzregler DR und Sendepegelregelung in der Hauptstation nachzubilden.Various options are available for the connection between the data transmission devices DÜE 1 and DÜEn.On the one hand, a dedicated line can be used in the public network, since a data rate of 2.4 kbit / s is not exceeded, and, on the other hand, a possibly existing service channel could be used via the Satellite route can be used or a computer link can be set up via a central remote control system. In order to obtain the same time constants for the control, it is expedient to emulate the transmission time to the substation by a delay element between the differential controller DR and the transmission level control in the main station.

Claims

1. Satellite communication system with at least one communications satellite and with at least two transmitting ground stations, the transmission level of which is controlled depending on the reception of a beacon signal from the satellite, taking into account the difference between the attenuation of the beacon signal and the attenuation of the useful signal, characterized in that in a ground station The useful signals of the transmitting ground stations contained in the received transmission signal of the satellite are determined in terms of level, that the attenuation ratio for the useful signals emitted by the transmitting ground stations is determined from the different useful signal levels and that the transmission level of the useful signal of at least one ground station increases and if the useful signal level deviates from one another at least one second ground station is lowered, and thus the useful signal ratio at the input of the satellite remains the same even when a station's transmission power is limited.

2. Satellite communication system according to claim 1, characterized, that the carrier power of the useful signals is determined.

3. Satellite communication system according to claim 1, characterized in that at n participating ground stations at least n ground stations are regulated with regard to their transmission level.

4. Satellite communication system according to claim 2, characterized, that determining the carrier power of both or more Useful signals together in a receiver with switchable Receive frequency takes place.

5. Satellite communication system according to claim 1 or 4, characterized in that in the receiver in each case following a reception converter (EU 1 , EU 2 ) for the useful signal and the beacon signal, a series circuit from a bandpass (BP 1 , BP 2 ) one Demodulator (DM 1 , DM 2 ) and a digital-to-analog converter and logarithmizer (AD 1 , AD 2 ) are arranged and that the attenuation ratio of the useful signals is determined by forming the logarithmic difference between the useful signal levels in the differential controller (DR) .

6. A satellite communications system according to claim 1, characterized, that the connection between the ground stations for transmission the level signals via to the public telecommunications network closed data modems.

7. The satellite communications system of claim 1, characterized, that the connection between the ground stations for transmission the control signals take place via a native service channel.

8. Satellite communication system according to one of claims 5 or 6, characterized in that in the ground station emitting the control signals in the connection between the differential controller (DR) and the station's own transmission level control, a delay element is inserted, the duration of which corresponds to the duration of the control signals to the next Bodensta tion .