DE3642213C2

DE3642213C2 - Satellite communications system

Info

Publication number: DE3642213C2
Application number: DE19863642213
Authority: DE
Inventors: Harald Dipl Ing Lopau; Heinz Dipl Ing Schroeter
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1986-12-10
Filing date: 1986-12-10
Publication date: 1994-01-27
Anticipated expiration: 2006-12-11
Also published as: DE3642213A1

Description

Die Erfindung geht aus von einem Satelliten-Nachrichtenübertra gungssystem entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention is based on 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 chen 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 Chen attenuation, because of the high frequencies used in the 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 damping of the 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 control, 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 the damping of precipitation 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 so 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 given when the transmission power of the Hauptsta 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, beschrieben worden.During the described method of controlling the transmission performance by the satellite beacon and only the Equipment expenditure in the substations is reduced in that 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 of the non-linear the level 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, already described in 1966.

Die Aufgabe wird 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.The task is carried out by a satellite Message transmission system of the type mentioned at the beginning solved by the characterizing 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 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 intended to be 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 and 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 EO1 der Station 1 wird mit dem kombinierten Regelsignal da addiert, die Summe wird mit einem aus der Bakensteuerung BSt abgeleiteten Nachsteuersignal H1 kombiniert und mit einem Ausgangssignal (Ist-Wert der Sendeleistung) der ersten stationsinternen Sendesteuerung EIRPS1, die als Stellglied wirkt, verglichen. Das Ergebnis ist die Regelabweichung x₁ die der ersten Sendesteuerung EIRPS1 zugeführt wird und einen entsprechenden Trägerpegel bewirkt, der über die Aufwärts strecke Up1 zum Satelliten übertragen wird und mit einem ent sprechenden Pegel im Ausgangssignal des Satelliten auftritt. Auch für die jeweilige Unterstation STAT2, 3, n, wird ein Steuersignal da1, 2, 3n erzeugt, das in der Unterstation nach Kombination mit dem jeweiligen Sollwert EOn und einer Infor mation über den Pegel des jeweiligen Bakensignals B₂, B₃, B₄ und nach dem Vergleich mit dem Ist-Pegel der jeweiligen Sendeleistung EIRPS zur Sendeleistungssteuerung verwendet wird. Regeltechnisch gesehen ist die Sendeleistungssteuerung EIRPS2, EIRPS3, EIRPS4 in den einzelnen Unterstationen über die Satel litenübertragungsstrecke Up2, Up3, 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 1-Regler IR1, IR2, IRn-1 ein Regelkriterium da1, da2, dan-1 gebildet, das den einzelnen Unterstationen STAT2, STAT3, STATn zugeführt und dort zur Nachregelung verwendet wird. Außerdem werden die einzelnen Regelkriterien zu da kombiniert, das zur Nachsteuerung der Sendeleistungsregelung EIRPS1 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 the 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 EO1 of station 1 is added to the combined control signal da, the sum is combined with a readjustment signal H1 derived from the beacon control BSt and with an output signal (actual value of the transmission power) of the first station-internal transmission control EIRPS1, which acts as an actuator acts, compared. The result is the control deviation x ₁ which is fed to the first transmission control EIRPS1 and causes a corresponding carrier level, which is transmitted via the uplink Up1 to the satellite and occurs at a corresponding level in the output signal of the satellite. A control signal da1, 2, 3n is also generated for the respective substation STAT2, 3, n, which in the substation after combination with the respective setpoint value EOn and information about the level of the respective beacon signal B ₂ , B ₃ , B ₄ and after the 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 EIRPS2, EIRPS3, EIRPS4 in the individual substations is linked to the main station via the satellite transmission link Up2, Up3, Upn. In the difference controller DR contained in the main station, a control criterion da1, da2, dan-1 is formed for each received carrier with a modulated useful signal of the substations after comparison with the carrier level of the main station by an assigned 1 controller IR1, IR2, IRn-1 , which is fed to the individual substations STAT2, STAT3, STATn and used there for readjustment. In addition, the individual control criteria are combined to form the post-control of the EIRPS1 transmission power control of the main station.

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 IR1, IR2, 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.In the case of multi-carrier operation of the same signals in one linear satellite transponders also depend on that the satellite reception level of various earth stations is the same size, otherwise due to the nonlinearity of the Satellite transponders the difference that from the satellite sent signal level can still increase. To do this reach, is beyond the evaluation of the satellite beamed beacon signals in all stations of the carrier signal level different ground stations in the main station. Because the downward attenuation from the satellite to the main station for everyone Signals is the same, when evaluating the downward route eliminated and only uplink and satellites transponder considered. The signals are evaluated in such a way that the level difference in the form of log performance ratio between the main and each a substation is regulated to zero. The inte Regulating controller IR1, IR2, IRn-1 signals act with different sign on the transmission power regulation of the main and the respective substation. In ver binding with the block diagrams for the main station and the satellite according to the invention becomes any substation liten messaging system with the additional transmission power regulation explained in more detail.

In der Fig. 2 ist mit A1 die Antenne der ersten Boden station Stat1 bezeichnet, die ein einem ersten Träger T₁ aufmoduliertes Nutzsignal zum Satelliten Sat sendet und von diesem neben dem eigenen Signal die auf weitere Träger T₂ bis T₄ aufmodulierten Nutzsignale von drei Unterstationen und außerdem das Bakensignal B₁ des Satelliten empfängt. Die empfangenen Signale werden einem ersten rauscharmen Vorver stärker RVV1 zugeführt und von diesem an den ersten Radiofre quenz-Verteiler RFV1 abgegeben. Der RF-Verteiler besteht in an sich bekannter Weise aus mehreren hintereinander geschalteten Richtkopplern, von denen die Nutzsignale einem ersten Empfangs umsetzer EU1 und das Bakensignal B₁ des Satelliten einem Bakenempfänger BE1 zugeführt wird. Mit einem weiteren Eingang des ersten Empfangsumsetzers EU1 ist ein Ausgang eines durchstimmbaren Generators G1 verbunden, der zwischen den vorgesehenen Oszillatorfrequenzen f₁, f₂, f₃ automatisch umgeschaltet werden kann. Mit dem Ausgang des Empfangsumsetzers EU1 ist über einen Bandpaß BP1 zur Begrenzung der Rausch leistung und Nachbarkanalselektion ein Leistungsmesser LM 1/1 verbunden, dem ein erster Analog-Digital-Wandler und Logarithmierer AD1/1 folgt. Mit dem Ausgang des Pegelmeßgerätes LM1/1 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 G1 verbunden, n-1 = 3 Steuerausgänge des ersten Differenzreglers sind mit einer ersten Datenübertragungseinrichtung DÜE und einer ersten Sendesteuerung EIRPS1 verbunden.In Fig. 2, A1 denotes the antenna of the first ground station Stat1, which transmits a useful signal modulated onto a first carrier T ₁ to the satellite Sat and, in addition to its own signal, sends the useful signals of three modulated onto further carriers T ₂ to T ₄ Substations and also receives the beacon signal B _{1 from} the satellite. The received signals are fed to a first low-noise preamplifier RVV1 and emitted by this to the first radio frequency distributor RFV1. 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 receiving converter EU1 and the beacon signal B _{1 from} the satellite is fed to a beacon receiver BE1. An output of a tunable generator G1 is connected to a further input of the first reception converter EU1 and can be switched automatically between the provided oscillator frequencies f ₁ , f ₂ , f ₃ . With the output of the reception converter EU1, a power meter LM 1/1 is connected via a bandpass filter BP1 to limit the noise power and adjacent channel selection, which is followed by a first analog-digital converter and logarithmic AD1 / 1. An input of a differential controller DR is connected to the output of the level measuring device LM1 / 1, which contains a memory, an arrangement for forming the difference and an integrator. A switching output of the differential controller DR is connected to a changeover input of the generator G1, n-1 = 3 control outputs of the first differential controller are connected to a first data transmission device DÜE and a first transmission controller EIRPS1.

Mit dem Ausgang des Bakenempfängers BE1, der einen kohärenten Amplituden-Detektor KD1 für das im Pegel sehr niedrige Bakensignal enthält, ist über einen zweiten Analog-Digital- Wandler und Logarithmierer AD1/2 ein Eingang der ersten Sendeleistungssteuerung EIRPS1 verbunden. Der Ausgang die ser ersten Sendesteuerung ist über einen ersten, Digital- Analog-Wandler DA1 mit einem ersten Stellglied SG1 verbunden, das die Eingangsleistung für einen ersten Leistungsverstärker LVR1 steuert, bei dem es sich um den Sendeverstärker für das Signal T1 der Hauptstation handelt. Der Ausgang des ersten Sendeverstärkers ist über einen ersten Meßkoppler MK1 mit der Antenne A1 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 AD1/3 umgeformt und einem weiteren Eingang der ersten Sendeleistungssteuerung EIRPS1 für die stations interne Sendeleistungs-Regelung zugeführt.With the output of the beacon receiver BE1, which is a coherent Amplitude detector KD1 for the very low level Beacon signal contains is via a second analog-digital Converter and logarithm AD1 / 2 an input of the first Transmission power control EIRPS1 connected. The exit the This first transmission control is via a first, digital Analog converter DA1 connected to a first actuator SG1, that is the input power for a first power amplifier LVR1 controls, which is the transmit amplifier for the Signal T1 of the main station is acting. The exit of the first Transmitting amplifier is connected to the first measuring coupler MK1 Antenna A1 connected to the ground station, a small part of the Transmitting energy is sent to one via the first measuring coupler Power meter, LM 1/2 submitted. Whose output signal is in a connected third analog-digital converter and Formed logarithm AD1 / 3 and another input the first transmission power control EIRPS1 for the stations internal transmission power control supplied.

Beim in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel regelt die dargestellte Hauptstation ihren eigenen Sendepegel und den von mehreren Unterstationen. Von der Antenne A₁ werden also neben dem Bakensignal B₁ des Satelliten die Nutzsignale der in der Fig. 2 dargestellten Hauptstation mit einem ersten Träger T₁ und die dreier Unterstationen mit den Trägern T₂, T₃, T₄ 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 RVV1 erfolgt eine Aufteilung auf die jeweilige Empfängergruppe mittels des Radiofrequenz-Verteilers RF V1. An den ersten Empfangsumsetzer E₁ werden dabei die Träger T₁ bis T₄ 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 G1 auf eine der Oszillatorfre quenzen f₁, f₂, f₃, f₄ geschaltet. Der erste Empfangsumsetzer EU1 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 BP1 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 AD1M 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 T₁ bis T₄ 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 approximately 14 GHz, while the reception frequency band is provided at approximately 11 GHz. After the received signals have been amplified in the low-noise preamplifier RVV1, they are distributed to the respective receiver group using the radio frequency distributor RF V1. 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 respect to its level, the differential generator DR controls the first generator G1 to one of the oscillator frequencies f ₁ , f ₂ , f ₃ , f ₄ . The first reception converter EU1 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 BP1 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 AD1M is arranged in a commercially available intelligent measuring head, which also 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 expenditure 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 EIRPS1 abgegeben. Da die Abwärtsstreckendämpfung vom Satelliten zur messenden Bodenstation für alle Träger T₁ bis T₄ 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 EIRPS1 weiterverarbeitet und zum anderen über die Datenübertragungseinrichtung DÜE1 zu der der jeweiligen Station zugeordneten Datenübertragungseinrichtung DÜEn übertragen. From the differential controller DR the logarithmic difference representing the level ratio representing the measured values between the main station and the respective substation is integrated over a certain time and given as a control signal da _n-1 to the downstream data transmission device and to the station's own transmission level controller EIRPS1. 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 uplinks, i.e. the connections from the ground stations to the satellite, provided that the transmission level is the same in all stations Due to the temporal integration of the logarithmic level difference, there is still 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 transmission power control EIRPS1 and, on the other hand, is transmitted via the data transmission device DÜE1 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 AD1/2 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 EIRPS1 wird ein Stellsignal Y₁ in digitaler Form an einen ersten Digital-Analog-Wandler DA1 abgegeben, der das Stellsignal in analoger Form erzeugt und an das nachgeschaltete erste Stellglied SG1 abgibt. Über dieses Stellglied kann zusätzlich von außen in die Regelung eingegrif fen werden, vom Stellglied wird die Verstärkung des ersten Leistungsverstärkers LVR1 und damit die von diesem abgegebene Sendeleistung eingestellt. Die Sendeleistung gelangt zum einen über den ersten Meßkoppler MK1 zur Antenne A1 und zum anderen mit einem vergleichsweise sehr geringem Anteil zu einem zweiten Leistungsmeßkopf LM1/2 mit nachgeschaltetem Analog-Digital-Wand ler und Logarithmierer AD1/3 der eine entsprechende Information über die stationeigene Sendeleistung an die stationseigene Sendeleistungssteuerung EIRPS1 abgibt, so daß auch diese Information bei der Erzeugung der Stellgröße Y₁ berücksichtigt wird. Die Stellgröße Y₁ 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 AD1 / 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 EIRPS1 to a first digital-to-analog converter DA1, which generates the control signal in analog form and outputs it to the downstream first control element SG1. This actuator can also be used to intervene in the control from the outside. The actuator adjusts the gain of the first power amplifier LVR1 and thus the transmission power emitted by it. The transmission power reaches the first via the first measuring coupler MK1 to the antenna A1 and, on the other hand, with a comparatively very small proportion to a second power measuring head LM1 / 2 with a downstream analog-digital converter and logarithmizer AD1 / 3 which provide corresponding information about the station's own transmission power outputs to the station's own transmission power control EIRPS1, 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 vorzeichenbehafteter 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-Analogwandler 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, on which, analogously to FIG. 2, the useful signals not also 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 logarithmizer ADn / 2, corresponding information is sent 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 nth station receives the control variable dan-1 via the data transmission device, which, in signed form, causes the transmission power of the nth station to be reduced or increased by the fact that when 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 to its transmission power control.

Für die Verbindung zwischen den Datenübertragungseinrichtungen DÜE1 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.For the connection between the data transmission devices DÜE1 and DÜEn are different options available on the one hand, a dedicated line can be used in the public network because a data rate of 2.4 kbit / s is not exceeded on the other hand, a possibly existing service channel be used over the satellite route or one Computer coupling via a central remote control system be set up. At the same time constant for that To get regulation, it is useful to Transmission time to the substation by a delay element between differential controller DR and transmission level control in the To reproduce the main station.

Claims

1. A satellite communications system with at least one communications satellite and with at least two transmitting ground stations, the transmission level of which is controlled as a function of the reception of a beacon signal transmitted by the communications satellite, taking into account the difference between the attenuation of the beacon signal and the attenuation of a useful signal transmitted by the communications satellite . that in a ground station the useful signals contained in the received transmission signal of the communications satellite of the transmitting ground stations are determined in terms of levels, that the attenuation ratio for the useful signals emitted by the transmitting ground stations is determined from the different useful signal levels and that, when the ratio of the useful signal levels differs, the useful signal level of the useful signal at least one ground station is raised and at least one second ground station is lowered, and thus also with transmission power limitation In the case of a ground station, the useful signal ratio at the input of the communications satellite remains the same.

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, that with 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 the determination of 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, that in the receiver each following a receiving converter (EU1, EU2) one row for the useful signal and the beacon signal circuit from a bandpass (BP1, BP2) a demodulator (DM1, DM2) and a digital-to-analog converter and logarithmizer (AD1, AD2) are arranged and that the damping ratio of the Useful signals by forming the logarithmic difference between the Useful signal level is determined 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 modem.

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 communications system according to one of the Claims 5 or 6, characterized, that in the ground station emitting the control signals in the Connection between differential controller (DR) and the station's own Transmitting level control a delay element is inserted, the Running time of the running time of the control signals to the next floor tion corresponds.