DE69910366T2

DE69910366T2 - Verfahren zur demodulation für hochgeschwindigkeits- paketdatenübertragung in einem telekommunikationssystem mit zeitmultiplexvielfachzugriff

Info

Publication number: DE69910366T2
Application number: DE69910366T
Authority: DE
Inventors: W. Paul DENT; Santanu Dutta
Original assignee: Ericsson Inc
Current assignee: Ericsson Inc
Priority date: 1998-04-06
Filing date: 1999-02-24
Publication date: 2004-02-26
Anticipated expiration: 2019-02-25
Also published as: DE69923089T2; KR100543183B1; DE69925041D1; EP1068681A1; CN1296677A; US6515976B1; ID26801A; DE69910366D1; EP1068681B1; AU2784199A; AU750764B2; WO1999052228A1; EP1195922A2; EP1195922B1; DE69923089D1; HK1037283A1; EP1195922A3; KR20010042498A; CN1137553C; BR9909448A

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung richtet sich auf ein Verfahren und ein Gerät zum Demodulieren von Signalen, die mit Hochgeschwindigkeit zeitgeteilt multiplext sind, und genauer auf ein Verfahren und ein Gerät zum Demodulieren von Signalen, die mit Hochgeschwindigkeit zeitgeteilt multiplext sind, durch die Verwendung von einem Adresslistenvorläufer (address list precursor).
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Mit der Öffnung von höheren Funkfrequenzbändern, wie etwa einem Ka-Band, auf drahtlose Kommunikationssysteme (sowohl terrestrisch als auch Satellit) hat sich die zugewiesene Bandbreite für individuelle Systeme dramatisch erhöht. Z. B. wurde eine Zuerkennung von einem Spektrum mit 1 GHz, bestehend aus 500 MHz Aufwärtsstrecke (uplink) und 500 MHz Abwärtsstrecke (downlink), für Breitband-Multimedia-Satellitendienste in den USA unter Nutzung von niedrigen die Erde umkreisenden Satelliten, vorgenommen.
In einem drahtlosen Kommunikationssystem, wo Datenpaketvermittlung eingesetzt wird und zeitgeteiltes Multiplexing der ausgewählte Modus eines Abwärtsstreckenzugriffs ist, ist es von Vorteil, eine kleine Anzahl von Breitbandträgern in der Abwärtsstrecke zu verwenden, im Gegensatz zu einer großen Anzahl von Schmalbandträgern. Dies bedeutet, dass die Datenpakete, die für eine Vielheit von erdgebundenen Benutzerendge räten bestimmt sind, in einen einzelnen Breitbandträger mit hoher Datenrate zeitmultiplext werden. Von der Datendemodulationsrate in einem einzelnen Benutzerendgerät kann jedoch gewünscht werden, viel kleiner als die Trägerdatenrate, auch als die Überbringerdatenrate bezeichnet, zu sein, um Komplexität und Kosten vom Demodulator zu reduzieren. Z. B. kann eine beispielhafte Überbringerdatenrate 500 Mbit/s sein, wobei eine beispielhafte Demodulationsrate in einem einzelnen Benutzerendgerät 2 Mbit/s sein kann.
Ein Verfahren des Stands der Technik zum Modulieren von Datenpaketen im zeitgeteilten Multiplex (Time Division Multiplexed, TDM) besteht aus einer Demodulation von allen Datenpaketen in dem Abwärtsstreckenträger in Echtzeit. Entsprechend muss die Demodulationsrate vom Benutzerendgerät mindestens so groß wie die Überbringermodulationsrate sein, damit eine vollständige Demodulation eintritt. Das mobile Satellitendatensendesystem Inmarsat-C ist ein Beispiel von einem derartigen System, wo die Demodulationsrate vom Benutzerendgerät gleich der Rate von Überbringerdaten oder Modulation ist. Die Überbringerdatenrate in dem Inmarsat-C ist jedoch beträchtlich geringer (600 Bit/s) als interessierende Anwendungen, wenn in den höheren Funkfrequenzbändern gesendet. Unter Verwendung des obigen Beispiels, wo eine Überbringerdatenrate von 500 Mbit/s implementiert ist, würde eine "Echtzeit"-Demodulation, wie durch das Inmarsat-C bereitgestellt, bedeuten, das von dem Benutzerendgerät gefordert würde, einen Demodulator mit 500 Mbit/s zu haben. Dies stellt die Komplexität und Kosten von dem Demodulator in dem Benutzerendgerät auf eine viel höhere Ebene als wenn z. B. ein Demodulator mit 2 Mbit/s in dem Benutzerendgerät vorgesehen wäre.
Ein alternatives Verfahren des Stands der Technik besteht aus einer Nutzung von einer Verbindung mit zeitgeteiltem Vielfachzugriff (Time Division Multiple Access, TDMA), worin die Zeitachse in Rahmen unterteilt ist, die weiter in eine Vielheit von Schlitzen aufgeteilt sind. Eine Vielzahl von Empfängerendgeräten wird den Zeitschlitzen, ein Empfänger zu einem Schlitz, für eine endliche Länge von Zeit auf einer Anforderungsbasis zugeordnet. Auf diese Art und Weise muss jeder Empfänger ungefähr bei nur der Rate von R/M demodulieren, wobei R die Überbringerdatenrate ist und M die Anzahl von Schlitzen pro Rahmen ist. Diese Demodulation mit "kleiner als Überbringerdatenrate" ist möglich, da jeder Empfänger genaues Wissen darüber hat, wann sein bestimmtes Datenpaket ankommen wird und deshalb nicht andere Segmente von dem empfangenen Träger demodulieren muss. Obwohl diese Technik eine Verringerung der Demodulationsrate um einen Faktor gleich der Anzahl von Schlitzen in einem Rahmen erlaubt, typischerweise um einen Faktor von 7, erfordert die resultierende Demodulationsrate, typischerweise 70 Mbit/s, einen Demodulator, der dennoch in Kosten, Komplexität einer Implementierung und Energieabführung größer ist als ein Demodulator für eine Datenrate mit 2 Mbit/s.
Durch US-A-4726040 wird ein Häufungsdemodulator zur Verwendung in einem TDMA-Kommunikationssystem offengelegt. Jede Endgerätestation innerhalb des TDMA-Kommunikationssystems ist zum Empfangen einer Hochgeschwindigkeitshäufung an Information, die für sie bestimmt ist, fähig. Dies wird durch Speicherung des empfangenen Signals nachfolgend einer Bestimmung der Rahmen- oder Superrahmenmarkierung in dem empfangenen Signal und Bearbeitung der Häufungsinformation innerhalb des empfangenen Signals basierend auf Präambelinformation, die jede Häufung begleitet, erreicht.
Die vorliegende Erfindung richtet sich auf eine Überwindung von einem oder mehr der oben erwähnten Probleme.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
In einem Aspekt wird ein Verfahren zum Demodulieren eines Kommunikationssignals vorgesehen, das in einem Benutzerendgerät bei einer ersten Rate empfangen wird, wobei das Kommunikationssignal eine Präambel mit einem kontinuierlichen Wellensegment, gefolgt durch eine Synchronisationsabteilung, und eine Vielzahl von Adressen und entsprechenden Datenpaketen inkludiert, wobei das Demodulationsverfahren die Schritte umfasst: Erfassen eines Vorhandenseins von Energie in dem kontinuierlichen Wellensegment der Präambel, wobei die Erfassung von Energie einen Empfang des Kommunikationssignals in dem Benutzerendgerät anzeigt; Vergleichen der Synchronisationsabteilung mit einem angepassten Filter in dem Benutzerendgerät, um die Erfassung von Energie in dem kontinuierlichen Wellensegment zu bestätigen; Identifizieren, welche aus der Vielzahl von Datenpaketen für das empfangende Benutzerendgerät bestimmt sind; und Demodulieren bei einer zweiten Rate nur der Datenpakete, die identifiziert sind, als für das empfangende Benutzerendgerät bestimmt zu sein.
In einem anderen Aspekt umfasst der Schritt zum Erfassen eines Vorhandenseins von Energie in dem kontinuierlichen Wellensegment der Präambel den Schritt zum Filtern des Kommunikationssignals unter Verwendung eines engen Schmalpassfilters.
In einem anderen Aspekt umfasst der Schritt zum Identifizieren, welche aus der Vielzahl von Datenpaketen für das empfangende Benutzerendgerät bestimmt sind, die Schritte: Demodulieren der Vielzahl von Adressen und Erfassen, welche aus der Vielzahl von Adressen mit der Adresse des empfangenden Benutzerendgeräts übereinstimmt.
In einem anderen Aspekt umfasst das Demodulationsverfahren ferner die Schritte zum Empfangen des Kommunikationssignals in dem Benutzerendgerät, Speichern des Kommunikationssignals in einem Speicher in dem empfangenden Benutzerendgerät und Lesen des Kommunikationssignals aus dem Speicher für eine Demodulation.
In einem anderen Aspekt wird das Kommunikationssignal aus dem Speicher bei einer dritten Rate gelesen, die kleiner als die erste Rate ist.
In einem anderen Aspekt ist die zweite Rate kleiner als die erste Rate.
In einem anderen Aspekt wird das Kommunikationssignal von einem die Erde umkreisenden Satelliten gesendet.
In einem anderen Aspekt ist die Vielzahl von Adressen und entsprechenden Datenpaketen durch Gruppierung der Vielzahl von Adressen zusammen, gefolgt durch die Vielzahl von Datenpaketen angeordnet.
In einem anderen Aspekt sind die Vielzahl von Adressen und entsprechenden Datenpaketen in einer Eins-zu-Eins-Entsprechung.
In einem anderen Aspekt sind die Vielzahl von Adressen und entsprechenden Datenpaketen in einer verschachtelten Art und Weise angeordnet, wobei jeder Adresse unmittelbar ihr entsprechendes Datenpaket folgt.
In einem anderen Aspekt beträgt die erste Rate ungefähr 500 Mbit/s.
In einem anderen Aspekt beträgt die zweite Rate ungefähr 2 Mbit/s.
In einem anderen Aspekt wird der Schritt zum Vergleichen des Synchronisationsworts mit einem angepassten Filter in dem Benutzerendgerät, um die Erfassung von Energie in dem kontinuierlichen Wellensegment zu bestätigen, in Echtzeit durchgeführt.
In einem anderen Aspekt inkludiert das Kommunikationssignal ferner eine Präambel mit einem kontinuierlichen Wellensegment, gefolgt durch ein Synchronisationswort, wobei das Demodulationsverfahren ferner inkludiert die Schritte zum Erfassen eines Vorhandenseins von Energie in dem kontinuierlichen Wellensegment der Präambel, wobei die Erfassung von Energie einen Empfang des Kommunikationssignals in dem Benutzerendgerät anzeigt, und Filtern des Synchronisationsworts mit einem angepassten Filter in dem Benutzerendgerät, um die Erfassung von Energie in dem kontinuierlichen Wellensegment zu bestätigen.
In einem anderen Aspekt umfasst der Schritt zum Erfassen eines Vorhandenseins von Energie in dem ersten kontinuierlichen Wellensegment der Präambel den Schritt zum Filtern des Kommunikationssignals unter Verwendung eines Schmalbandpassfilters.
In noch einem anderen Aspekt inkludiert das kontinuierliche Wellensegment eine nicht modulierte reine Trägerwelle.
In noch einem anderen Aspekt inkludiert das Synchronisationswort ein Bitmuster mit einer Null-Korrelation mit einer Verschiebung in sich selbst.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Demodulation für Hochgeschwindigkeits-TDM-Paketdaten vorzusehen, während die Komplexität und die Energieableitung des Demodulators in dem Benutzerendgerät derart reduziert wird, um sich jenen von einem Demodulator anzunähern, der kontinuierlich nur seine eigenen Daten demoduliert.
Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Demodulationssystem vorzusehen, das zum Demodulieren von Hochgeschwindigkeits-TDM-Paketdaten fähig ist, während eine Verringerung der Komplexität und Energieableitung von dem Demodulator in dem Benutzerendgerät derart beibehalten wird, um sich jenen von einem Demodulator anzunähern, der kontinuierlich nur seine eigenen Daten und nicht Daten, die für ein anderes Benutzerendgerät bestimmt sind, demoduliert.
Andere Aspekte, Ziele und Vorteile können aus einer Untersuchung der Anmeldung, der Zeichnungen und der angefügten Ansprüche erhalten werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 veranschaulicht eine erste Häufungssendung, die eine Demodulation mit niedriger Rate in dem Benutzerendgerät ermöglicht;
2 veranschaulicht Zeiteinstellungsdiagramme, die die Beziehungen zwischen einem Rahmen, einem Schlitz und einer Häufung darstellen;
3 veranschaulicht eine zweite Häufungssendung, die eine Demodulation mit niedriger Rate in dem Benutzerendgerät ermöglicht;
4 ist ein Blockdiagramm der Funktionsarchitektur eines Demodulators, der eine Demodulation mit niedriger Rate in dem Benutzerendgerät ermöglicht;
5 veranschaulicht Zeiteinstellungsdiagramme für eine Demodulation einer empfangenen Häufungssendung durch die Funktionsarchitektur eines Demodulators von 4;
6 veranschaulicht eine dritte Häufungssendung, die eine Demodulation mit niedriger Rate in dem Benutzerendgerät ermöglicht;
7 veranschaulicht Zeiteinstellungsdiagramme für eine erste alternative Demodulation einer empfangenen Häufungssendung durch die Funktionsarchitektur eines Demodulators von 4;
8 veranschaulicht eine vierte Häufungssendung, die eine Demodulation mit niedriger Rate in dem Benutzerendgerät ermöglicht; und
9 veranschaulicht Zeiteinstellungsdiagramme für eine zweite alternative Demodulation einer empfangenen Häufungssendung durch die Funktionsarchitektur eines Demodulators von 4.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
In einer drahtlosen Kommunikation, z. B. von einem die Erde umkreisenden Satelliten zu einem erdgebundenen. Benutzerendgerät oder zwischen entfernten erdgebundenen Benutzerendgeräten werden Datenpakete für verschiedene Benutzerendgeräte zusammen zeitmultiplext und bei einer allgemein hohen Bitrate gesendet, die ca. 500 Mbit/s sein kann. Die Datenpakete inkludieren alle Information, die zu verschiedenen Benutzerendgeräten zu senden ist, wobei jedes Datenpaket eine entsprechende Adresse von einem Benutzerendgerät enthält, zu dem es zu senden ist. In einer beispielhaften Form werden die Adressen und entsprechenden Datenpaketen zusammen multiplext und bei einer allgemein hohen Bitrate von ungefähr 500 Mbit/s gesendet. Es sollte verstanden werden, dass der Verweis hierin auf eine Senderate von 500 Mbit/s nur für veranschaulichende Zwecke gedacht ist und nicht gedacht ist, irgendwelche Begrenzungen aufzuerlegen.
Es sollte verstanden werden, dass wenn verschiedene Formate für Aufwärtsstrecke und Abwärtsstrecke verwendet werden, d. h. Schmalband-TDMA für die Aufwärtsstrecke und Breitband-TDM für die Abwärtsstrecke, und eine direkte Kommunikation von Endgerät zu Endgerät über die Satellitenweitergabe eingesetzt wird, der Satellit dann eine Formatkonvertierung an Bord durchführen muss. Es können verschiedene geeignete Satellitentechniken zum Empfangen von Schmalband-TDMA-Signalen von Endgeräten und Umformatieren von ihnen in Breitband-TDM-Signale für eine Sendung zu Endgeräten implementiert werden.
In dem Benutzerendgerät ist eine kontinuierliche Demodulation des empfangenen Signals aufwändig. Ferner ist eine kontinuierlich Demodulation eines Signals, das bei 500 Mbit/s empfangen wird, extrem schwierig, da eine Korrelation mit den bekannten Bitmustern zum Beginn des gesendeten Signals, d. h. die Zeiteinstellungsmarkierung, jede 2 Nanosekunden oder Bitverschiebung erforderlich ist. Weiter noch ist eine kontinuierliche Demodulation auch unnötig, da für einen hohen Prozentsatz der Zeit das Signal, das in einem Benutzerendgerät empfangen wird, für ein anderes Benutzerendgerät gedacht ist und nicht demoduliert werden muss.
Aus dem Gesichtspunkt einer Minimierung der Komplexität der Satellitennutzlast ist es von Vorteil, asynchrone TDM, oder ADTM, in der Abwärtsstrecke zu nutzen, wodurch der genaue Zeitpunkt einer Sendung einer Häufung von Datenpaketen zu einem Benutzerendgerät unbekannt ist, mit Ausnahme einer konventionellen Schlitzzeitdauer T_slot die viel länger als die Zeitdauer T_pkt sein kann, während der die Datenpakete gesendet werden, die zu dem bestimmten Benutzerendgerät adressiert sind.
1 stellt eine Signalstruktur dar, die allgemein als einer Häufung bezeichnet wird, angezeigt allgemein als 10, inkludierend eine Präambel 12, eine Adressliste 14 (A₁ , A₂ , ..., A_N ) und eine Gruppe von Datenpaketen 16 (P₁ , P₂ ,..., P_N ). Die Häufung 10 wird in jeder Häufungssendung zu allen Benutzerendgeräten in einer gegebenen Zelle, die eine Region auf der Erde ist, die durch einen gegebenen Satellitenstrahl abgedeckt wird, gesendet.
2 sind Zeiteinstellungsdiagramme, die die Beziehungen zwischen einem Rahmen, einem Schlitz und einer Häufung darstellen. Es sollte vermerkt werden, dass die Zeitstruktur, d. h. der Startpunkt, Endpunkt und Wiederholungsperiode, von einem Schlitz 18 und einem Rahmen 20 dem Empfänger bekannt ist. Die Häufung 10 zu einer gegebenen Zelle hat unbekannte Start- und Endzeitpunkte, mit Ausnahme dessen, dass die Häufung 10 innerhalb der Grenzen von dem Schlitz 18 enthalten sein muss, der der bestimmten Zelle zugeordnet ist, wie in 2 gezeigt. Ferner kann es keine Häufung zu einer gegebenen Zelle in bestimmten Schlitzen geben, wie in dem zweiten Schlitz 22 in 2 gezeigt. Die unbekannte Start- und Endzeitpunkte der Häufung 10 machen diese Form eines zeitgeteilten Multiplexens asynchron, anders als synchrones zeitgeteiltes Multiplexens, wo der Schlitz 18, 22 weiter in Hierarchien von fest begrenzten Teilschlitzen aufgeteilt sind.
Bezugnehmend zurück auf 1 werden die Präambel 12 und Adressliste 14 in dem Satelliten als Vorläufer zu der Gruppe von Datenpaketen 16 in jeder Häufungssendung 10 zu einem gegebenen Benutzerendgerät konfiguriert. Die Hinzufügung der Präambel 12 und Adressliste 14 als Vorläufer erlaubt einem (digitalen) Empfänger abgetasteter Daten, bestimmte Datenpakete P₁ , P₂ ,... P_N , die die Informationsbits verkörpern, die für das bestimmte Benutzerendgerät bestimmt sind, präzise zu identifizieren.
Die Präambel 12 informiert das Benutzerendgerät, dass die Häufung 10 empfangen wurde. Die Präambel 12 inkludiert ein kontinuierliches Wellen- (CW-) Segment 24, gefolgt durch ein Synchronisations- (sync-) Wort 26. Das CW-Segment 24 ist vorzugsweise eine nicht modulierte reine Trägerwelle, und inkludiert in der in 1 gezeigten Ausführungsform 64 Bit, alle von der gleichen Polarität.
Das Benutzerendgerät hat einen passiven Modus, während dem keine Häufungen empfangen werden, und das Benutzerendgerät hört einfach auf den Vorwärts-Abwärtsstreckenträger auf den Beginn einer Häufung. Ein Schmalbandfilter in dem Benutzerendgerät erfasst das Vorhandensein von Energie in dem CW-Segment 24 der Präambel 12 und "aktiviert" konventionell das Benutzerendgerät. Das relativ lange CW-Segment 24 (64 Bit) maximiert das Signal-zu-Rauschen-Verhältnis in einer Häufungserfassungsentscheidungsvorrichtung für ein schmales Band, wobei dadurch die Wahrscheinlichkeit einer Erfassung maximiert und die Wahrscheinlichkeit eines Fehlalarms minimiert werden.
Das Sync-Wort 26 wird dann mit einem angepassten Filter gefiltert, um die vorherige Häufungserfassungsentscheidung basierend auf dem CW-Segment 24 zu bestätigen. Das Sync-Wort 26 ermöglicht auch die Erlangung einer Anfangsphase, eines Anfangsfrequenzversatzes und einer Symbol-/Rahmenzeiteinstellung, die für eine Demodulation der Datenbits notwendig sind. Vorzugsweise inkludiert das Sync-Wort 26 ein Muster, das durch einen Prozess einer Kreuzkorrelation einfach mit einem idealen Sync-Muster mit einer niedrigen Autokorrelationsfunktion für Zeitverschiebungen größer als 1-Bit verglichen wird.
Der Präambel 12 folgt die Adressliste 14, die einer einer geordneten Liste von Adressen von Benutzerendgeräten A₁ , A₂ , ... A_N entsprechend jedem Datenpaket P₁ , P₂ ,... P_N in der Häufung 10 besteht. Die Adressen sind in dem Satelliten gesammelt und es gibt eine Eins-zu-Eins-Entsprechung zwischen der Position einer Adresse A₁ , A₂ ,... A_N in der Adressliste 14 und der Position eines Datenpakets P₁ , P₂ ,,... P_N in der Gruppe von Datenpaketen 16.
Ein erstes Segment (nicht gezeigt) von der Adressliste 14 besteht aus einem Feld "Anzahl von Paketen", das dem ersten Adresseintrag A₁ vorausgeht. Dies vereinfacht eine Bearbeitung im Benutzerendgerät, da es das Benutzerendgerät über die Größe der Adressliste 14 informiert. Dem letzten Adresseintrag A_N folgt eine Fehlererfassungsprüfsumme (nicht gezeigt), die dem Benutzerendgerät ermöglicht zu bestimmen, ob die Adressliste 14 fehlerfrei empfangen wurde.
Die Häufung 10 inkludiert auch ein konventionelles Schutzzeitsegment am Anfang. Die Schutzzeit stellt die Zeitdauer dar, in der nichts von Bedeutung gesendet wird, was der Strahlenantenne in dem Satelliten erlaubt, Richtungen zu wechseln. Die Schutzzeit mit einer Länge von 31 Bit G in 1 wird allgemein vorgesehen, um der Sendeausrüstung in dem Satelliten zu erlauben, sich einzugewöhnen und für eine Sendung vorzubereiten.
Entsprechend erfasst ein Demodulator in dem Benutzerendgerät, das die Häufung 10 empfängt, zuerst das Vorhandensein von Energie in dem CW-Segment 24. Falls Energie erfasst wird, wird das Sync-Wort 26 mit einem angepassten Filter verglichen, um die Erfassung von Energie in dem CW-Segment 24 zu bestätigen und den Demodulator zu aktivieren, falls so bestätigt. Anschließend werden die Adressen A₁ , A₂ ,... A_N sequen ziell demoduliert und bearbeitet um zu identifizieren, ob beliebige der Datenpakete P₁ , P₂ ,... P_N in der gesendeten Häufung 10 für dieses bestimmte Benutzerendgerät bestimmt sind. Nachdem die Adressliste 14 demoduliert und bearbeitet ist, überspringt der Demodulator Datenpakete, die nicht für das Benutzerendgerät gedacht sind, und demoduliert nur jene identifizierten Datenpakete, die für das Benutzerendgerät gedacht sind.
Angenommen z. B., dass 14 Datenpakete (N = 14) in der gesendeten Häufung 10 gesendet werden, wobei bestimmte Datenpakete P₃ und P₈ Informationsbits inkludieren, die für das empfangende Benutzerendgerät bestimmt sind. Nach einer Bearbeitung der Präambel 12, um zu erfassen und zu bestätigen, dass die Häufung 10 angekommen ist, werden die Adressen A₁ , A₂ ,... A₁₄ bearbeitet und Datenpakete P₃ und P₈ werden identifiziert, als für das empfangende Benutzerendgerät bestimmt zu sein. Spezieller demoduliert der Demodulator Adresse A₁ , A₂ ,... A₁₄ und erfasst, dass Adressen A₃ und A₈ zu der Adresse vom empfangenden Benutzerendgerät passen. Der Demodulator demoduliert dann nur Datenpakete P₃ und P₈ , wobei er Datenpakete P₁ –P₂ , P₄ –P₇ und P₈ –P₁₄ überspringt.
In der kontinuierlichen Zeitdomäne entspricht das oben beschriebene Verfahren einer Identifizierung der kontinuierlichen Zeitsegmente der empfangenen Häufung 10, die die Informationsbits verkörpern, die für das bestimmte Benutzerendgerät bestimmt sind. Das Benutzerendgerät muss nur relativ wenige zusätzliche Bits über und oberhalb der Bits demodulieren, die seine eigenen Datenpakete bilden. Dies reduziert die Demodulationsrate von dem Benutzerendgerät auf einen Pegel nahe zu dem seiner eigenen Paketdatenrate. Ferner ist die Anzahl von Bits, die der Adresse von einem einzelnen Benutzerendgerät gewidmet sind, im allgemeinen ein kleiner Bruchteil der Anzahl von Bits in der gesamten Häufungssendung; wobei ein typischer Bruchteil 3% ist. Somit muss der Demodulator nur 3% der empfangenen Häufungssendung 10 demodulieren, plus welche auch immer Anzahl von Bits, die die Datenpakete P₁ , P₂ ,... P_N ausmachen, die für das bestimmte Benutzerendgerät bestimmt sind; beträchtlich weniger als die gesamte Häufungssendung 10.
Ferner ist es nicht notwendig, jedes Bit in jeder der Adressen A₁ , A₂ ,... A_N zu demodulieren. Falls angenommen wird, dass "0" und "1" gleichermaßen in dem ersten Adressbit auftreten, dann muss voraussichtlich nur fünfzig Prozent (50%) der Zeit das erste Bit einer Adresse demoduliert werden. Fünfzig Prozent der Zeit wird das erste Bit der Adresse nicht zu dem ersten Bit der Adresse vom Benutzerendgerät passen, und der Demodulator kann die verbleibenden Bits nicht beachten und zu der nächsten Adresse weitergehen. Das gleiche gilt für die zweiten, dritten, vierten etc. Bits der Adressen A₁ , A₂ ,... A_N .
Wenn Daten unter Verwendung von sowohl Fehlerkorrekturkodierung als auch Modulation gesendet werden, kann eine Demodulation für alle Adressbits, gefolgt durch Dekodierung durchgeführt werden müssen. Eine Fehlerkorrekturdekodierung kann jedoch so bald beendet werden wie offensichtlich ist, dass sie nicht die Adresse vom empfangenden Benutzerendgerät erzeugen wird, z. B. wenn kein Zustand von einem Viterbi-Decoder ein Bitmuster enthält, das zu der Adresse vom empfangenden Benutzerendgerät passt.
Eine Demodulation der Adressliste 14 ermöglicht dem Benutzerendgerät genau zu wissen, welche Datenpakete P₁ , P₂ ,... P_N für es bestimmt sind, was es erlaubt, den Rest. der nicht-bestimmten Datenpakete P₁ , P₂ ,... P_N zu ignorieren. Zusammengefasst lokalisiert durch Kenntnis des folgenden: (a) dem Zeitpunkt eines Beginns der Häufung 10; (b) der Größe von je dem Datenpaket P₁ , P₂ ,... P_N ; und (c) der Sequenznummer(n) seines (seiner) eigenen Datenpakets (Datenpakete) in der Gruppe von Datenpaketen 16 in der Häufung 10 das Benutzerendgerät die exakten Zeitsegmente der empfangenen Häufung 10, die es demodulieren muss. In einem ATM-Protokoll ist die Länge der Gruppe von Datenpaketen 16 dem Benutzerendgerät bekannt, da alle Datenpakete P₁ , P₂ ,... P_N die gleiche Länge haben. Falls jedoch die Länge der Gruppe von Datenpaketen 16 unbekannt ist, wird das obige Verfahren dennoch arbeiten, vorausgesetzt, die Adressliste 14 hat ein Feld, das die Länge von jedem Datenpaket P₁ , P₂ ,... P_N zusätzlich zu den Adressen und beliebigen anderen Feldern angibt.
In 3 wird ein wechselndes Adresslistenaufbauschema veranschaulicht. In diesem wechselnden Aufbauschema ist eine Vielzahl von Datenpaketen für das gleiche Benutzerendgerät in einer kontinuierlichen Sequenz gruppiert. Die Häufung 10' kann eine oder mehr Sequenzen für jedes Benutzerendgerät haben. In diesem alternativen Schema ist die Anzahl von Einträgen A₁ , A₂ ,... A_M in der Adressliste 14' kleiner als die Anzahl von Datenpaketen P₁ , P₂ ,... P_N in der Gruppe von Datenpaketen 16, wobei jeder Adresslisteneintrag A₁ , A₂ ,... A_M einer zusammenhängenden Sequenz von n Datenpaketen P₁ , P₂ , ... P_N entspricht, die zu dem gleichen Benutzerendgerät gerichtet sind. Jeder Adresslisteneintrag A₁ , A₂ ,... A_M hat zwei Felder, ein Adressfeld 28 und ein Feld "Anzahl von zusammenhängenden Datenpaketen ist gleich n" 30. Wegen dem Vorhandensein von verschiedenen nicht-zusammenhängenden Datenpaketen, die zu dem gleichen Benutzerendgerät gerichtet sind, könnte es mehrere Adresslisteneinträge für das gleiche Benutzerendgerät geben. In diesem alternativen Schema ist es für die Satellitennutzlast nicht erforderlich, einen Zusammenhang zwischen allen Datenpaketen P₁ , P₂ ,... P_N , die zu einem einzelnen Benutzerendgerät gerichtet sind, zu erzwingen, da dies die notwendige Nutzlastkapazität von dem Satel liten erhöhen würde. Während dieses alternative Schema mehr Bearbeitung im Benutzerendgerät erfordert, bietet es eine potenzielle Verringerung von dem Sendeoverhead, der durch die Adressliste 14' beigesteuert wird, insbesondere wenn die Häufung 10' durch Sendungen zu wenigen Benutzern dominiert wird.
Eine Demodulation der Häufung 10' wird auf die gleiche Art und Weise wie zuvor beschrieben durchgeführt. Spezieller Erfassen und Überprüfen, dass die Häufung 10' in dem Benutzerendgerät über das CW-Segment 24 und Sync-Wort 26 angekommen ist, Identifizieren, welche von den Datenpaketen P₁ , P₂ ,... P_N für dieses Benutzerendgerät bestimmt sind, durch sequenzielles Demodulieren und Erfassen der Adressen A₁ , A₂ ,... A_M in der Adressliste 14', die zu der Adresse vom Benutzerendgerät passen, und Demodulieren nur jener Datenpakete, die identifiziert werden, als für das Benutzerendgerät bestimmt zu sein.
In beiden der oben beschriebenen Formen von einem Adressenlistenaufbau kann Kanalkapazität durch Ausschneiden der Adresse vom Benutzerendgerät, und Datenpaketlänge in dem Fall von variablen Datenpaketlängen aus den gesendeten Datenpaketen maximiert werden. Andererseits kann eine Satellitennutzlastbearbeitungskomplexität minimiert werden, in dem die gesendeten Datenpakete unverändert gelassen werden und eine gewisse Overheaderhöhung durch redundante Sendung von den Adressen und Datenpaketlängen übernommen wird.
4 stellt ein Blockdiagramm der Funktionsarchitektur von einem Demodulator, allgemein als 32 angezeigt, zum Demodulieren einer empfangenen Häufung 10, 10' basierend auf dem oben beschriebenen Verfahren dar. Die Häufung 10, 10', angezeigt als ein Verkehrssignal x(n), wird von einem A/D-Teilsystem (nicht gezeigt) gesendet und durch den Demodulator bei 34 empfangen. Das Verkehrssignal x(n) überträgt abgetastete Da ten bei einer beispielhaften Rate von 550,068 Millionen komplexen Abtastwerten pro Sekunde, mit einem komplexen Abtastwert pro Symbol und einer Symbolrate von 550,068 × 10⁶ Symbolen pro Sekunde. Mit Vier-Bit-A/D-Konvertern ist die Eingabedatenrate ungefähr 550 Mbyte/s.
Das Verkehrssignal x(n) wird in dem Hauptabtastwertspeicher 36 gespeichert, der aus einer parallelen Bank von Speicherchips 38 von beispielhaften 64 KByte Speicher, einem Multiplexer 40 von einem beispielhaften Verhältnis 1 : 16 und einem Demultiplexer 42 von dem gleichen Verhältnis wie der Multiplexer 40 besteht. Da die Speicherchips 38 bei LESE (READ) und SCHREIB (WRITE) Zugriffsraten kleiner als die Eingaberate von 550 Mbyte/s arbeiten, ist die Verwendung einer parallelen Bank von Speicherchips 38 notwendig.
Bezugnehmend auf 4– 5 und genauer 4– 5(a) wird das SCHREIB-Ereignis zu dem Hauptspeicher 36 durch ein konventionelles Schreibtorsteuersignal 44 gesteuert, und wird durch den Beginn/Ende der bekannten Schlitzperiode, innerhalb welcher Periode die Häufungssendung 10, 10' auftritt, gestartet/ gestoppt.
Der Speicherstandort von dem Start der Häufung 10, 10' wird durch den Prozess einer angepassten Filterung in dem Sync-Wort 26 genau identifiziert. Diese angepassten Filterung bezieht einen Vergleich des empfangenen Signals mit unterschiedlichen zeitverschobenen Versionen von dem gespeicherten Sync-Wort 26 durch den Prozess einer Kreuzkorrelation und eine Identifizierung der Zeitverschiebung entsprechend der maximalen Korrelation ein. Die angepasste Filterung kann in Echtzeit durchgeführt werden derart, dass es keine Speicherung des empfangenen Signals für eine Offline-Berechnung der Kreuzkorrelationen gibt. Der angepasste Filter kann in geeigneter Weise als ein Akustikoberflächenwellen- (Surface- Acoustic-Wave, SAW) Querfilter implementiert werden, der in dem analogen IF-Signal vor einer A/D-Wandlung arbeitet. Es ist auch möglich, den in Echtzeit angepassten Filter nach einer A/D-Wandlung in einem Hochgeschwindigkeits-Digitalfilter zu implementieren. In dem zeitlichen Moment entsprechend der Kreuzkorrelationsspitze von dem angepassten Filter wird ein Unterbrechungsimpuls zu dem digitalen Demodulator vorgesehen, wobei dadurch der Zeitpunkt der Zeit einer Ankunft (Time-of-Arrival, ToA) der Häufung markiert wird. Eine Kenntnis der ToA der Häufung erlaubt, eine Speicherabbildung zwischen Echtzeit und Speicherstandort in dem Hauptspeicher 36 aufzubauen.
Bezugnehmend auf 4– 5 werden zum Ende der Schlitzzeit die Abtastwerte, die die Adressliste 14, 14' verkörpern ( 5(b)), von dem Hauptspeicher 36 durch Demux 42 zu einem Adresslistenpräprozessor 46 über einen 1 : 16 Multiplexer 48 zeitweiliger Speicherung unter der Steuerung (Signal 50) von dem Speicherverwalter 52 transferiert. Der Adresslistenpräprozessor 46 demoduliert (5(c)) die Adressliste 14, 14' und inkludiert ein Feld von Adressdetektoren 54 jeder mit einem Speicher 56, gefolgt durch einen Resultatkombinierer 58. Adressedetektoren 54 können in ASICs effizient implementiert werden.
Die Sequenznummer(n) der Datenpakete P₁ , P₂ ,... P_N , die für das Benutzerendgerät bestimmt sind, werden durch den Adresslistenpräprozessor 46 zu dem Speicherverwalter 52 weitergeleitet. Der Speicherverwalter 52 empfängt auch. eine Eingabe von einer Präambelerfassungsschaltung 60. Die Präambelerfassungsschaltung 60 empfängt das analoge IF-Signal s(t) und inkludiert den Schmalbandfilter 62, der das Vorhandensein von Energie in dem CW-Segment 24 erfasst, und den angepassten Filter 64, der über das Sync-Wort 26 die vorherige Häufungserfassungsentscheidung basierend auf dem CW-Segment 24 bestä tigt. Der Häufungs-ToA-Unterbrechungsimpuls von der Präambelerfassungsschaltung 60 zu dem Speicherverwalter 52 wird in einem Signal 64 übertragen. Die Präambelerfassungsschaltung 60 stellt dem Speicherverwalter 52 über Signal 66 Daten in Bezug auf die Erlangung einer Anfangsphase, Anfangsfrequenzversatz und Symbol-/Rahmenzeiteinstellung bereit.
Kenntnis des Speicherstandortstarts der Häufung 10, 10' und der Sequenznummer in der Sequenz von allen Datenpaketen 16 in der Häufung 10, 10' von eigenen Datenpaketen eines Benutzerendgeräts erlaubt dem Speicherverwalter 52, präzise zu identifizieren, welche Abtastwerte, die in dem Hauptspeicher 36 gespeichert sind, demoduliert werden müssen, um die eigenen Datenpakete vom Benutzerendgerät zu lesen. Unter der Steuerung von dem Speicherverwalter 52 werden diese Abtastwerte über Signal 68 (5(d)) von dem Hauptspeicher 36 zu dem lokalen Speicher 70 von dem Demodulator eigener Daten vom Benutzerendgerät 72 transferiert. Der Demodulator 72 kann in einem ASIC effizient implementiert werden und arbeitet quasikontinuierlich, wobei er bei seiner eigenen Datenrate, z. B. 2 Mbit/s, demoduliert (5(e)). Die einzige Unterbrechung für die Demodulation, die durch den Demodulator 72 durchgeführt wird, wird durch das Herunterladen von Abtastwerten von dem Hauptspeicher 36 verursacht.
5 veranschaulicht beispielhafte Zeiteinstellungsdiagramme für die oben beschriebene Sequenz von Ereignissen. Die Rahmenzeit zwischen Häufungssendungen wird angezeigt, 12,8 Millisekunden zu sein. Zeiteinstellungsdiagramm (a) stellt Schreiben bei 550 Mbyte/s der empfangenen Häufung 10 zu dem Hauptspeicher 36 während der Schlitzzeit Tslot von 1,83 Millisekunden dar. Zum Ende der Schlitzzeit werden die Präambel 12 und Adressliste 14 von dem Hauptspeicher 36 zu dem Präprozessor 46 transferiert (Zeiteinstellungsdiagramm (b)). Dem Transfer folgend werden die Präambel 12 und Adressliste 14 bei einer Rate demoduliert, die beträchtlich kleiner ((4 x 3,5)Msymbole/s) als die Eingaberate von 550 Mbyte/s ist (Zeiteinstellungsdiagramm (c)).
Die speziellen Datenpaket P₁ , P₂ ,... P_N , die demoduliert werden müssen, d. h. identifiziert sind, als für das Benutzerendgerät bestimmt zu sein, werden dann von dem Hauptspeicher 36 zu dem lokalen Speicher 70 von dem Demodulator des Benutzerendgeräts 72 transferiert (Zeiteinstellungsdiagramm (d)) und werden bei der beträchtlich geringeren Rate von 2 Mbit/s demoduliert (Zeiteinstellungsdiagramm (e)). Alle entsprechenden Datenpakete P₁ , P₂ ,... P_N sollten aus dem Hauptspeicher 36 vor einem Empfang der nächsten Häufung 10 transferiert werden, um eine richtige Operation sicherzustellen.
6 stellt noch eine andere alternative Häufungssendung dar, d. h. dritte Häufungssendung, die allgemein als 80 angezeigt wird, die mit dem oben beschriebenen Demodulator und Demodulationsverfahren genutzt werden kann. Die Häufungssendung 80 inkludiert die gleichen Schutzbits G, CW-Segment 24 und Sync-Wort 26, wie in den Häufungssendungen 10, 10' inkludiert, die in 1 und 3 gezeigt werden. Der einzige Unterschied ist, dass die Adressen A₁ , A₂ ,... A_N und Datenpakete P₁ , P₂ , P_N von Häufung 80 in einer verschachtelten Art und Weise angeordnet sind, wobei jeder Adresse A₁ , A₂ ,... A_N unmittelbar ihr entsprechendes Datenpaket P₁ , P₂ ,... P_N folgt. Für Datenpakete fester Länge hat der Speicherverwaltung 52 genaue Kenntnis über die Standorte der Endgeräteadressfelder von allen empfangenen Datenpaketen. Dieses Wissen wird verwendet, um zuerst nur die Endgeräteadressen A₁ , A₂ ,... A_N für jedes Datenpaket P₁ , P₂ ,... P_N zu lesen. Wie zuvor beschrieben, wird nur, falls eine Adresse als zu der Benutzerendgeräteadresse passend erfasst wird, das entsprechende Datenpaket demoduliert. Entsprechend erlaubt die Häufungssendung 80 von 6, einen Demodulator mit geringer Datenrate zum Demodulieren von nur begrenzten Segmenten der empfangenen Häufung 80 zu verwenden, vermeidet aber die Hinzufügung einer Adressliste 14, 14', wie in 1 und 3 gezeicht. Während dieser Ansatz eine geringere Bearbeitung in der Satellitennutzlast erfordert (es wird keine getrennte Adressliste benötigt), erfordert er mehr Bearbeitung in dem Benutzerendgerät. Er beseitigt auch die Möglichkeit einer Einbeziehung von außerordentlich robuster Fehlererfassung und/oder Korrekturkodierung in der Adressliste, was zur Reduzierung einer Arbeitsbelastung des Demodulators von Vorteil ist.
Es sollte verstanden werden, dass verschiedene Modifikationen vorgenommen werden könnten, ohne von dem Bereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Nur als Beispiele werden zwei alternative Modifikationen der oben beschriebenen Erfindung nachstehend vorgesehen.
In einem ersten alternativen Demodulationsschema, wie in dem Zeiteinstellungsdiagrammen von 7 veranschaulicht, wird der Start von dem SCHREIB-Ereignis zu dem Hauptspeicher 36 getriggert, nicht durch den Start eines Schlitzes, wie in 5(a) gezeigt, sondern durch die Erfassung von dem CW-Segment 24 (7(c-d). Das Ende von dem SCHREIB-Ereignis stimmt jedoch mit dem Ende von dem Schlitz überein (7(a) und (d)), wie in der zuvor beschriebenen Basisausführungsform und in 5(a) veranschaulicht. Dies wird nachstehend detaillierter beschrieben.
Ein Faktor, der die Kosten von einem Endgerät beeinflussen kann, ist die Menge an Energie, die durch die Bearbeitungsschaltungen durchschnittlich aufgenommen wird, und die folgende Notwendigkeit, Wärme abzugeben. Falls eine mittlere Energie unterhalb des Pegels gehalten werden kann, bei dem ein Kühlungslüfter benötigt würde, können die Kosten einer Kühlung reduziert werden. Es wird nun beschrieben, wie das CW-Segment 24, oder nicht-modulierter Teil der Präambel 12, und das Sync-Wort 26, Adressliste 14, 14' und Datenpakete 16, die zusammen den modulierten Teil der Häufung 10, 10' bilden, verwendet werden, um einen Energieverbrauch zu minimieren. Innerhalb des modulierten Teils der Häufung 10, 10' inkludiert das Sync-Wort 26 allgemein ein bekannntes Symbolmuster, während die Adressliste 14, 14' und Datenpakete 16 allgemein ein unbekanntes Symbolmuster inkludieren.
In dem "Leerlauf"-Modus können, während auf eine Signalhäufung von dem Satelliten oder einer anderen Signalsendevorrichtung gewartet wird, wie etwa, aber nicht begrenzt auf terrestrische Signalsendevorrichtungen, der Hochgeschwindigkeits-A/D-Wandler (nicht gezeigt) und der Anfangs-Sync-Korrelator oder angepasste Filter 64 heruntergefahren werden, um Energie zu sparen. Nur der CW-Segment-Detektor 62 muss in Betrieb bleiben. Der CW-Segment-Detektor 62 kann veranlasst werden, durch Verwendung einer analogen Schaltung vergleichsweise wenig Energie zu verbrauchen. Z. B. kann ein Schmalband-IF-Filter mit einer Bandbreite von in der Größenordnung von 64 mal schmaler als der Hauptempfängerfilter (nicht gezeigt) wegen der Tatsache, dass das CW-Segment 24 64 gleiche Symbole in einer Zeile inkludiert, vorgesehen werden. Der Haupt-IF-Filter (nicht gezeigt) für eine GMSK-Sendung mit 550 Mbyte/s würde in der Größenordnung von 400 MHz breit sein, während der Schmalbandfilter 62 in der Größenordnung von 400/64 ≈ 6 MHz breit sein kann. Das Signal-Rausch-Verhältnis in dem Schmalbandfilter 62 ist somit um einen Faktor von 64, oder 18 dB, höher als das Signal-Rausch-Verhältnis von einzelnen Datensymbolen, was eine Erfassung unterstützt.
Der Schmalbandfilter 62 kann einen einfachen Diodendetektor inkludieren, um das CW-Segment 24 gleichzurichten, um eine Signalamplitudenanzeige vorzusehen. Das gleichgerichtete Signal wird auf eine Schwellwerterfassungsvorrichtung, wie etwa einen Schmitt-Trigger angewendet. Der Erfassungs-, oder Trigger-, Schwellwert wird derart eingestellt, das ein falsches Triggern oder Rauschen mit einer vernachlässigbaren Frequenz auftritt, aber derart, dass ein Triggern mit naher Sicherheit beim Auftreten von einer Häufung in CW-Segment 24 in Signalpegeln auftritt, ausreichend für eine gute Datenerfassung, d. h. bei oberhalb eines Signal-Rausch-Verhältnisses von 18 dB in der Schmalbandbreite, und somit oberhalb eines Signal-Rausch-Verhältnisses von 0 dB in der Datenmodulationsbandbreite.
Bei der Erfassungstriggervorrichtung, die eine Ausgabe vorsieht, die das Vorhandensein von dem CW-Segment 24 anzeigt, wird dem schnellen A/D-Wandler ermöglicht, das empfangene Signal zu digitalisieren und Abtastwerte zu dem Hauptspeicher 36 zu transferieren. Parallel wird dem 64-Bit-Sync-Korrelator, oder angepassten Filter 64, ermöglicht, Signalabtastwerte zu bearbeiten, um nach dem Vorhandensein von dem Sync-Wort 26 zu suchen. Falls das Sync-Wort 26 innerhalb eines gegebenen Zeitintervalls nicht erfasst wird, nachdem der CW-Segment-Detektor 62 zuletzt eine Energie oberhalb des Schwellwerts in dem Schmalbandfilter 62 erfasst hat, wird der Empfänger in den heruntergefahrenen Zustand zurückgegeben, wo er erneut eine Erfassung von dem CW-Segment 24 erwartet.
Falls andererseits der 64-Bit-Sync-Korrelator 64 das 64-Bit-Sync-Wort 26 erfasst, wird dem A/D-Wandler erlaubt, ein Schreiben von Abtastwerten in den Hauptspeicher 36 für eine definierte Periode entsprechend der maximalen möglichen Länge von Häufung 10 fortzusetzen. Die Abtastwertzahl, oder Index, bei dem das Sync-Wort 26 erfasst wurde, kann ebenfalls in den Hauptspeicher 36 geschrieben oder anderweitig für eine zukünftige Verwendung durch den Demodulator und Decoder als eine START-Markierung aufgezeichnet werden. Diese START-Markie- rung erlaubt dem Demodulator, die Adresse in dem Hauptspei cher 36 entsprechend dem ersten Signalabtastwert, der zu demodulieren ist, genau zu identifizieren, um Information abzufragen. Diese erste abgefragte Information kann die Anzahl von Adressen, gefolgt durch die Adressen in einer Sequenz inkludieren.
Adressdekodierung einer bestimmten Adresse wird beendet, wenn offensichtlich ist, dass die dekodierte Adresse nicht mit der eigenen Adresse vom Endgerät übereinstimmt. Der Demodulator und Decoder springen dann zu dem Beginn der nächsten Adresse und beginnen eine Demodulation und Dekodierung dieser nächsten Adresse. Adressdekodierung wird beendet, wenn alle Adressen dekodiert oder übersprungen wurden, oder in dem Fall, dass die Adresse von einem Endgerät eingeschränkt ist, nur einmal in der Adressenliste 14, 14' aufzutreten, kann Adressdekodierung bei Erfassung beendet werden, dass eine dekodierte Adresse mit der eigenen Adresse vom Endgerät übereinstimmt. Der Demodulator kann dann aus der Nummer der Adresse, die mit seiner eigenen Adresse übereingestimmt hat, vorhersagen, welche Paketnummer in der Sequenz von Datenpaketen 16 für dieses Endgerät gedacht ist. Dazwischenkommende Signalabtastwerte, die anderen Adressen entsprechen oder Datenpaketen, die für andere Endgeräte gedacht sind, werden dann übersprungen und nur Abtastwerte, die Datenpaketen entsprechen, die für das identifizierte Endgerät gedacht sind, werden bearbeitet, um die Daten zu demodulieren und zu dekodieren. Auf dem oben beschriebenen Weg reduziert die sequenzielle Verwendung von dem CW-Segment 24, dem Sync-Wort 26 und der Adresse 14, 14', um die volle Bearbeitungsleistung von. dem Empfänger nur während ausgewählter Zeitperioden einzuschalten, die mittleren Bearbeitungsgeschwindigkeitsanforderungen und folglich den Energieverbrauch und Kühlungsanforderungen beträchtlich, von denen alle zu einer Reduzierung von Kosten und Komplexität des Endgeräts beitragen.
Ein merklicher Vorteil von dem ersten alternativen Demodulationsverfahren gegenüber dem Basisdemodulationsverfahren ist, dass das erste alternative Demodulationsverfahren Teilen von dem Empfänger, wie etwa dem A/D-Wandler, erlaubt, in einem Energiesparmodus zu sein, bis eine Häufung 10 empfangen wird. Im Gegensatz dazu SCHREIBEN (WRITE) die A/D-Wandler in dem Basisdemodulationsverfahren stets in den Hauptspeicher 36 für die gesamte Dauer von jedem Schlitz.
8 stellt noch eine andere alternative Häufungssendung dar, d. h. eine vierte Häufungssendung, allgemein als 90 veranschaulicht, die mit dem oben beschriebenen Demodulator und Demodulationsverfahren genutzt werden kann. Dich Häufungssendung 90 ist im wesentlichen die Häufungssendung 10 von 1, inkludierend ein zusätzliches Ende-von-Häufung-CW-Segment 92, das an dem Ende der Häufung 10 eingefügt ist, d. h. nach der Gruppe von Datenpaketen 16. Um Mehrdeutigkeit zu vermeiden, kann das Ende-von-Häufung-CW-Segment 92 eine andere Mittelfrequenz als das CW-Segment 24 aufweisen. Dies erlaubt dem SCHREIB-Ereignis, bei der Erfassung von dem Endevon-Häufung-CW-Segment 92 beendet zu werden, anstatt durch das Ende von dem Schlitz, was den Einschaltmodus von dem A/D-Wandler weiter verkürzt. Betrachtungen für eine Implementierung der Erfassungsschaltung 76 für das Ende-von-Häufung-CW-Segment 92 sind die jenen für die Erfassungsschaltung 62 für das CW-Segment 24 identisch. Entsprechend ist eine detailliertere Erörterung nicht notwendig.
Es sollte vermerkt werden, dass während 8 das Ende-von-Häufung-CW-Segment 92 veranschaulicht, das an dem Ende von Häufung 10 eingefügt wird, das Ende-von-Häufung-CW-Segment 92 auch an dem Ende von Häufungen 10' und 80 eingefügt werden kann, was eine ähnliche Operation vorsieht. D. h. Beenden von dem WRITE-Ereignis bei Erfassung von dem Ende-von-Häufung-CW-Segment 92 anstatt durch das Ende von dem Schlitz.
In einem zweiten alternativen Demodulationsschema, wie in den Zeiteinstellungsdiagrammen von 9 veranschaulicht, wird das Sync-Wort 26 nicht in Echtzeit angepasst gefiltert. Stattdessen wird diese Operation nicht in Echtzeit als eine erste Aufgabe vor einer Demodulation nicht in Echtzeit der Adressliste 14, 14' unter Verwendung der Bearbeitungsressourcen von dem Adresslistenpräprozessor 46 durchgeführt. Zeiteinstellungsdiagramme für dieses zweite alternative Demodulationsschema werden in 9 veranschaulicht, wo das SCHREIB-Ereignis (9(c)) zu dem Hauptspeicher 30 gemäß den Prinzipien gesteuert wird, die mit Bezug auf die oben beschriebene vierte Häufungssendung 90 dargelegt werden. Spezieller wird das SCHREIB-Ereignis durch die Erfassung von dem ersten CW-Segment 24 eingeschaltet und durch die Erfassung von dem Ende-von-Häufung-CW-Segment 92 abgeschaltet, über die Präambelerfassungsschaltung 60. Es sollte vermerkt werden, dass eine Beseitigung von angepasster Filterung in Echtzeit von dem Sync-Wort 24 Empfängerkosten und Energieabgabe reduziert, da die angepasste Filterung nicht in Echtzeit von Sync-Wort 24 Empfängerkosten und Wärmeableitung reduziert, da die angepasste Filterung nicht in Echtzeit für eine kleine Erhöhung an Komplexität von dem Adresslistenpräprozessor 46 vorgenommen werden kann. Nachdem das Sync-Wort 24 in 9(e) nicht in Echtzeit angepasst gefiltert ist, geschieht in 9(f-h) eine Demodulation, wie zuvor mit Bezug auf 5 beschrieben, und eine detaillierte Erörterung ist nicht notwendig.
Während die vorliegende Erfindung mit besonderem Bezug auf die Zeichnungen beschrieben wurde, sollte verstanden werden, dass verschiedene Modifikationen vorgenommen werden könnten, ohne von dem Bereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen.

Claims

Verfahren zum Demodulieren eines Kommunikationssignals (10, 10'), das in einem Benutzerendgerät bei einer ersten Rate empfangen wird, wobei das Kommunikationssignal (10, 10') eine Vielzahl von Adressen (14, 14') und entsprechende Datenpakete (16) inkludiert, wobei das Demodulationsverfahren die Schritte umfasst: Identifizieren, welche aus der Vielzahl von Datenpaketen (16) für das empfangende Benutzerendgerät bestimmt sind; und Demodulieren bei einer zweiten Rate nur der Datenpakete (16), die als für das empfangende Benutzerendgerät bestimmt identifiziert sind, wobei das Verfahren gekennzeichnet ist durch: dass das Kommunikationssignal (10, 10') eine Präambel (12) mit einem kontinuierlichen Wellensegment (24), gefolgt durch ein Synchronisationswort (26) inkludiert; Erfassen eines Vorhandenseins von Energie in dem kontinuierlichen Wellensegment (24) der Präambel (12), wobei die Erfassung von Energie einen Empfang des Kommunikationssignals (10) in dem Benutzerendgerät anzeigt; und Vergleichen des Synchronisationsworts (26) mit einem angepassten Filter (16) in dem Benutzerendgerät, um die Er fassung von Energie in dem kontinuierlichen Wellensegment (24) zu bestätigen.
Demodulationsverfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt zum Erfassen eines Vorhandenseins von Energie in dem kontinuierlichen Wellensegment (24) der Präambel (12) den Schritt zum Filtern des Kommunikationssignals (10, 10') unter Verwendung eines engen Bandpassfilters umfasst.
Demodulationsverfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt zum Identifizieren, welche aus der Vielzahl von Datenpaketen (16) für das empfangende Benutzerendgerät bestimmt sind, die Schritte umfasst: Demodulieren der Vielzahl von Adressen (14, 14'); und Erfassen, welche aus der Vielzahl von Adressen (14, 14') zu der Adresse des empfangenden Benutzerendgeräts passt.
Demodulationsverfahren nach Anspruch 1, ferner die Schritte umfassend: Empfangen des Kommunikationssignals (10, 10') in dem Benutzerendgerät; Speichern des Kommunikationssignals in einem Speicher (70) in dem empfangenden Benutzerendgerät; und Lesen des Kommunikationssignals aus dem Speicher (70) für eine Demodulation.
Demodulationsverfahren nach Anspruch 4, wobei das Kommunikationssignal (10, 10') aus dem Speicher (70) bei einer dritten Rate gelesen wird, die kleiner als die erste Rate ist.
Demodulationsverfahren nach Anspruch 1, wobei die zweite Rate kleiner als die erste Rate ist.
Demodulationsverfahren nach Anspruch 6, wobei die erste Rate ungefähr 500 Mbyte/sek ist und die zweite Rate ungefähr 2 Mbit/sek ist.
Demodulationsverfahren nach Anspruch 1, wobei die Vielzahl von Adressen (14, 14') und entsprechende Datenpakete (16) durch gemeinsames Gruppieren der Viehzahl von Adressen, gefolgt durch die Vielzahl von Datenpaketen angeordnet sind.
Demodulationsverfahren nach Anspruch 8, wobei die Vielzahl von Adressen (14, 14') und entsprechende Datenpakete (16) eine Eins-zu-Eins-Entsprechung aufweisen.
Demodulationsverfahren nach Anspruch 1, wobei die Vielzahl von Adressen (14, 14') und entsprechende Datenpakete (16) in einer verschachtelten Art und Weise angeordnet sind, wobei jeder Adresse unmittelbar ihr entsprechendes Datenpaket folgt.
Demodulationsverfahren nach Anspruch 1, wobei das Kommunikationssignal (10, 10') von einem die Erde umkreisenden Satelliten gesendet wird.
Demodulationsverfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt zum Vergleichen des Synchronisationsworts (26) mit einem angepassten Filter in dem Benutzerendgerät, um die Erfassung von Energie in den kontinuierlichen Wellensegmenten (24) zu bestätigen, in Echtzeit durchgeführt wird.
Verfahren zum Demodulieren eines Kommunikationssignals (10, 10'), das bei einer ersten Rate gesendet wird, wobei das Kommunikationssignal (10, 10') eine Vielzahl von Adressen (14, 14') und entsprechende Datenpakete (16) inkludiert, wobei das Demodulationsverfahren die Schritte umfasst Empfangen des Kommunikationssignals (10, 10') in einem Benutzerendgerät; Schreiben des empfangenen Kommunikationssignals (10, 10') in einen Speicher (70) in dem empfangenden Benutzerendgerät; Identifizieren, welche aus der Vielzahl von Datenpaketen (16) für das empfangende Benutzerendgerät bestimmt sind; Lesen aus dem Speicher (70) nur der Datenpakete (16), die als für das empfangende Benutzerendgerät bestimmt identifiziert sind; und Demodulieren bei einer zweiten Rate, die kleiner als die erste Rate ist, der Datenpakete (16), die als für das empfangende Benutzerendgerät bestimmt identifiziert sind; wobei das Verfahren gekennzeichnet ist durch: dass das Kommunikationssignal eine Präambel (12) mit einem kontinuierlichen Wellensegment (20), gefolgt durch ein Synchronisationswort (26) inkludiert; Erfassen eines Vorhandenseins von Energie in dem ersten kontinuierlichen Wellensegment (24) der Präambel (12), wobei die Erfassung von Energie einen Empfang des Kommu nikationssignals (10, 10') in dem Benutzerendgerät anzeigt; und Filtern des Synchronisationsworts (26) mit einem angepassten Filter in dem empfangenden Benutzerendgerät, um die Erfassung von Energie in dem ersten kontinuierlichen Wellensegment (24) zu bestätigen.
Demodulationsverfahren nach Anspruch 13, wobei der Schritt zum Erfassen eines Vorhandenseins von Energie in dem ersten kontinuierlichen Wellensegment (24) der Präambel (12) den Schritt zum Filtern des Kommunikationssignals (10, 10') unter Verwendung eines engem Bandpassfilters (62) umfasst.
Demodulationsverfahren nach Anspruch 13, wobei das erste kontinuierliche Wellensegment (24) eine nicht modulierte reine Trägerwelle umfasst.
Demodulationsverfahren nach Anspruch 13, wobei das Synchronisationswort (36) ein Bitmuster mit Null-Korrelation innerhalb einer Verlagerung in sich selbst umfasst.
Demodulationsverfahren nach Anspruch 13, wobei das Kommunikationssignal (10, 10') ferner inkludiert ein zweites kontinuierliches Wellensegment (92) folgend der Vielzahl von Adressen (14, 14') und entsprechende Datenpakete (16), und wobei der Schritt zum Schreiben des empfangenen Kommunikationssignals (10, 10') in einen Speicher (70) in dem empfangenden Benutzerendgerät bei Erfassen eines Vorhandenseins von Energie in dem zweiten kontinuierlichen Wellensegment (92) beendet wird.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei das erste und zweite kontinuierliche Wellensegment (24, 92) unterschiedliche Mittelfrequenzen haben.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei der Schritt zum Filtern des Synchronisationsworts (26) mit einem angepassten Filter (64) in dem empfangenden Benutzerendgerät den Schritt zum Bestimmen einer Anfangsphase und eines Frequenzversatzes des Kommunikationssignals (10, 10') umfasst.
Demodulationsverfahren nach Anspruch 13, wobei das Kommunikationssignal (10, 10') von einem die Erde umkreisenden Satelliten gesendet wird.
Verfahren zum Demodulieren eines Kommunikationssignals (10, 10'), das bei einer ersten Rate gesendet wird, wobei das Kommunikationssignal (10, 10') eine Vielzahl von Adressen (14, 14') und entsprechende Datenpakete (16) inkludiert, wobei das Demodulationsverfahren die Schritte umfasst Schreiben des empfangenen Kommunikationssignals (10, 10') in einen Speicher (70) in dem empfangenden Benutzerendgerät; Identifizieren, welche aus der Vielzahl von Datenpaketen (16) für das empfangende Benutzerendgerät bestimmt sind; Lesen aus dem Speicher (70) nur der Datenpakete (16), die als für das empfangende Benutzerendgerät bestimmt identifiziert sind; und Demodulieren bei einer zweiten Rate, die kleiner als die erste Rate ist, der Datenpakete (16), die als für das empfangende Benutzerendgerät bestimmt identifiziert sind; wobei das Verfahren gekennzeichnet ist durch: dass das Kommunikationssignal (10, 10') eine Präambel (12) mit einem ersten kontinuierlichen Wellensegment (24), gefolgt durch ein Synchronisationswort (26) inkludiert; Erfassen eines Vorhandenseins von Energie in dem ersten kontinuierlichen Wellensegment (24) der Präambel (12), wobei die Erfassung von Energie einen Empfang des Kommunikationssignals (10, 10') in dem Benutzerendgerät anzeigt; Lesen aus dem Speicher (70) des Synchronisationsworts (26) ; Filtern des Synchronisationsworts (26) mit einem angepassten Filter (60) in dem empfangenden Benutzerendgerät, um die Erfassung von Energie in dem kontinuierlichen Wellensegment (24) zu bestätigen.
Verfahren nach Anspruch 21, wobei das Kommununikationssignal (10, 10') ferner inkludiert ein zweites kontinuierliches Wellensegment (92) folgend der Vielzahl von Adressen (14, 14') und entsprechende Datenpakete (16), und wobei der Schritt zum Schreiben des empfangenen Kommunikationssignals (10, 10') in einen Speicher (70) in dem empfangenden Benutzerendgerät bei Erfassen eines Vorhandenseins von Energie in dem zweiten kontinuierlichen Wellensegment (92) beendet wird.
Verfahren nach Anspruch 22, wobei das erste und zweite kontinuierliche Wellensegment (24, 92) unterschiedliche Mittelfrequenzen haben.