Ретранслятор системы спутниковой связи Советский патент 1992 года по МПК H04B7/14 

вок, выделяет из него заявки на экспонирование и хранит их все время, пока действует данная схема организации связи (пока не поступит новый сигнал с другими заявками). Сигнал каждой заявки, хранящийся в блоке

2приема заявок, постоянно в течение этого времени присутствует на соответствующей одной из М выходных шин блока 2 приема заявок в виде параллельного кода адреса (номера заявленной для экспонирования подзоны). Каждая схема организации связи может содержать не более М N различных заявок, по числу экспонируемых подзон. М кодов адресов заявок на экспонирование из блока 2 приема заявок поступают на адресную группу входов блока 7 распределения мощности, состоящую из М входных шин, который в соответствии с поступившими заявками коммутирует одну часть мощности передатчика тракта 4 ретрансляции на соответствующие входы (лучи) передающей антенны 9. На группу управляющих входов блока 7 распределения мощностиГсостоя- щуга из m () входных шин, с выходов формирователя 10 поступают т кодов чисел, которые до поступления заявок на экс- понирование представляют собой случайные числа, не превышающие N. В соответствии с этими числами блок 7 распределения мощности коммутирует другую часть мощности передатчика тракта 4 ретрансляции на соответствующие входы (лучи) передающей антенны 9. Эта часть мощности поступает только на m из N входов антенны 9. М кодов адресов заявок на экспонирование из блока 2 приема заявок поступают также в дешифратор 5 по М его входным шинам и далее в блок 6 анализа заявок Передаваемые земными станциями из М заявленных подзон сигналы через приемную антенну 1 поступают в измерительный приемник 3. Измерительный приемник

3осуществляет частотную (либо временную, либо кодовую, либо совместно с приемной антейной 1 пространственную, в зависимости от принятого на участке Земля-космос способа мнюгостанционного доступа к ретранслятору) селекцию сигналов различных земных станций из всех N подзон зоны обслуживания. До наччала передачи на входе измерительного приемника 3 сигналы земных станций из подзон отсутствуют и действует только тепловой шум, который на N выходах измерительного приемника 3 дает низкий уровень аналоговых сигналов, поступающих на соответствующие N входов блока 6 анализа заявок. При этом на М из N выходов блока 6 анализа заявок, соответствующих заявленным к экспонированию подзонам,будет уровень 1,

означающий, что данные подзоны нуждаются в дополнительном ресурсе (другой части) мощности передатчика тракта 4 ретрансляции. На остальных N-M выходах блока 6

анализа заявок будет уровень О, означающий, что заявки на экспонирование данных подзон отсутствуют. Распределение М логических 1 по N выходам блока 6 анализа заявок поступает на соответствующие N

0 входов формирователя 10, который формирует на m своих выходных шинах m кодов адресов подзон, соответствующих некоторым из М заявленных подзон. Поэтому до начала передачи сигналов земными станци5 ями ресурс мощности передатчика тракта А ретрансляции распределен следующим образом: в m лучах, обслуживающих m из М заявленных подзон, мощность в каждом луче составляет Р1 /М+Р2/т Вт, а в остальных

0 М-т лучах, обслуживающих остальные заявленные подзоны, мощность в каждом луче составляет Р1 /М Вт. Здесь Р1 и Р2 соответственно первая и вторая части полной мощности передатчика тракта 4 ретрансляции.

5 Таким образом, до начала передачи сигналов земными станциями после поступления заявок на экспонирование передающая антенна 9 экспонирует М заявленных из N подзон зон обслуживания, при этом m слу0 чайным подзонам из М заявленных предоставлен дополнительный ресурс мощности.

После начала передачи сигналов земными станциями из заявленных подзон зоны

5 обслуживания эти сигналы поступают через приемную антенну 1 в тракт 4 ретрансляции, в блок 7 распределения мощности и далее через передающую антенну 9 в заявленные М подзон. Одновременно с N выхо0 дов измерительного приемника 3, соответствующих всем N подзонам зоны обслуживания, на соответствующие N входов блока 6 анализа заявок поступают N аналоговых сигналов. При этом уровень аналого5 вых сигналов на тех N-M выходах измерительного приемника 3, которые coof- ветствуют незаявленным подзонам, остается таким же низким, как и до начала передачи сигналов земными станциями, так

0 как передача сигналов из этих подзон отсутствует. На остальных выходах измерительного приемника 3, которые соответствуют заявленным подзонам, уровень аналоговых сигналов характеризует текущие гидроме5 теоусловия на трассе распространения сигналов из заявленных подзон. При этом максимально высокому уровню аналогового сигнала соответствует отсутствие ослабления сигнала в гидрометеорах, а низкому уровню аналогового сигнала соответствует

наличие ослабления в гидрометеорах (например, дожде) на трассе связи.

Блок 6 анализа заявок работает следующим образом.

На выходных шинах блока 2 приема заявок присутствуют коды М заявленных на обслуживание подзон. Эти коды поступают на входные шины М дешифраторов, на одном из N выходов каждого из которых в результате присутствует уровень 1. При этом номер выхода дешифратора 5, на котором присутствует уровень 1, соответствует коду заявки на входе данного дешифратора. Так как одноименные выходы всех М дешифраторов объединены общими элементами ИЛИ 17. с М входами каждый. то на выходах этих N элементов ИЛИ 17 формируется распределение М заявленных для экспонирования подзон по N возможным адресам. С N выходов измерительного приемника 3 в блох 6 анализа заявок поступают аналоговые сигналы, уровень каждого из которых характеризует текущие гидрйме- теОусловия на трассе распространения сигналов из заявленных подзон. Поэтому сигналы с выхода пороговых элементов 18 при соответствующем выборе порога их срабатывания несут текущую двоичную информацию о качестве канала из всех N под- зон. При этом уровню О соответствует удовлетворительное качество канала, а уровню 1 - неудовлетворительное. Распределение 1 на выходах N пороговых элементов 18 таково, что 1 присутствуют на выходах всех N-M пороговых элементов 18, соответствующих N-M незаявленным подзонам, кроме того, на выходах q некоторых из М оставшихся пороговых элементов 18, соответствующих тем заявленным подзонам, в которых уровень полезного сигнала ниже порога. После элементов И 19 из этого распределения исключаются 1, соответствующие N-M незаявленным подзонам, и на выходе блока б анализа заявок распределение случайного числа q логических 1й по N выходам отражает действительное текущее распределение потребностей в резервной мощности по заявленным подзонам. При этом зависящее от текущих конкретных гидрометеоусловий, а поэтому случайное число q может принимать значения от 0 до М. С выходов блока 6 заявок текущее распределение случайного числа q логических 1 поступает на N входов формирователя 10, который формирует на m своих выходных шинах m кодов адресов подзон, нуждающихся в дополнительном ресурсе. При этом возможны четыре различные ситуации. В первой ситуации и формирователь 10 формирует на m

своих выходных шинах m кодов адресов подзон, соответствущих некоторым из q заявленных подзон, нуждающихся в дополнительном ресурсе, оставшиеся q-m заявок на

предоставление дополнительного ресурса мощности остаются неудовлетворенными Поэтому первая ситуация квалифицируется как одна из форм отказа и ее вероятность учитывается при оценке технико-экономи0 ческого эффекта. Во второй ситуации и формирователь 10 формирует на m своих выходных шинах m кодов адресов подзон, соответствующих всем q нуждающимся в дополнительном ресурсе мощности подзо5 нам из общего числа М заявленных подзон. В третьей ситуации и формирователь 10 формирует на q своих выходных шинах q кодов адресов подзон, соответствующих всем q нуждающимся в дополнительном ре0 сурсе мощности подзонам из общего числа М заявленных подзон, а на остальных m-q выходных шинах сохраняются коды адресов некоторых из т подзон, входящих в число М заявленных подзон, сформированные в

5 предшествующей текущей ситуации распределения 4HCflavq no N выходам или после получения блоком 2 приема заявок, но до начала передачи сигналов земными станциями. В четвертой ситуации и на m выход0 ных шинах формирователя 10 сохраняются m кодов адресов подзон, соответствующих некоторым из М заявленные подзон и сформированные в предшествующей текущей ситуации или до начала передачи сигналов

5 земными станциями. В соответствии с Сигналами кодов на выходных шинах формирователя 10, поступающими на группу управляющих входов блока 7 распределения мощности, блок 7 коммутирует вторую

0 часть мощности передатчика тракта 4 ретрансляции на соответствующие входы (лучи) передающей антенны 9. Таким образом, в процессе передачи земными станциями сигналов передающая антенна 9 ретрансля5 тора экспонирует М заявленных из N подзон зон обслуживания, при этом, в зависимости от рассмотренных ситуаций, определяемых текущими потребностями в резервном ресурсе мощности, m нуждаю0 щимся подзонам предоставлен дополнительный ресурс мощности.

В процессе длительной работы ретранслятора текущие гидрометеоусловия в заявленных подзонах изменяются, может быть

5 изменено также и само распределение заявленных подзон. В связи с этим изменяется текущее распределение Г на N выходах блока 6 анализа заявок. До тех пор. пока текущее количество q логических 1 на выходах блока 6 анализа заявок не превышает

количества т резервных ресурсов, ретранслятор обеспечивает нормальное качество приема сигналов земными станциями во всех заявленных подзонах зоны обслуживания. При превышении числом q количества т резервных ресурсов, что при правильно выбранном соотношении между Мит должно происходить достаточно редко и вхо дить в долю допустимых отказов, ка ество приема сигналов земными станциями в q-m из М заявленных подзон окажется неудовлетворительным. При уменьшении числа q до величины m и менее качество приема а втоматически восста на вл и вается.

Блок 7 распределения мощности работает следующим образом.

Сигналы земных станций после преобразования и усиления в тракте 4 ретрансляции поступают на вход делителя 11, в котором мощность сигналов делится на две неравные части. Коэффициент деления (коэффициент связи) делителя 11 определяется соотношением между m и М, а также требованиями к надежности связи и климатическими условиями в зоне обслуживания ретранслятора. Затем одна часть мощности Р1 поступает на вход блока 14 делителей мощности блока 12, а Другая часть мощности Р2 - на вход блока 14 делителей мбщно- сти блока 13. Блоки 14 делителей мощности осуществляют деление поступивших на их входы мощностей на М и m равных частей соответственно, которые затем поступают на входы соответствующих переключателей 15. на управляющие шины переключателей 15 от блока 2 приема заявок поступают коды номеров заявленных к экспонированию подзон, в соответствии с этими кодами каждый переключатель 15 осуществляет коммутацию мощности со своего входа на один из М выходов. Блок 16 сумматоров, представляющий собой независимый набор М сумматоров с N входами каждый, осуществляет по отношению к входным мощностям операцию поканального объединения М групп входов по N входов (каналов) в группе в одну группу из N выходов. При этом мощность на i-м выходе блока 16 сумматоров есть результат сложения М мощностей с 1-х выходов переключателей 15 и мощность присутствует на не более чем М из N выходов блока 16 сумматоров. Работа дополнительного блока 13 распределения аналогична работе блока 12 распределения. Отличие состоит в том, что выходная мощность дополнительного блока 13 распределена no m из N его выходов, так как блок 14 делителей мощности имеет выходов, а на т правляющих шинах переключателей присутствуют поступающие от формирователя 10 коды номеров

тех заявленных к экспонированию m подзон, из которых поступают сигналы с неудовлетворительным качеством. Сумматор 8 осуществляет сложение мощностей, постулающих с выходов блоков 16 сумматоров. При этом мощность на I-м выходе сумматора 8 и, следовательно, блока 7 распределения мощности есть результат сложения мощностей с 1-х выходов блоков 16 сумматоров и

0 мощность присутствует на М из N выходов сумматора 8, причем мощность на m из М выходах на Р2/т больше, чем на оставшихся М-m выходах.

Формирователь 10 работает ел еду ю5 щим образом.

На входы мультиплексера 20 от блока 6 анализа заявок на i-м (, N) входе мультиплексера 20 уровня Г соответствует наличию требований (заявки) на выделение

0 дополнительного ресурса соответствующей подзоне. Генератор 21 вырабатывает импульсы с периодом следования t, поступающие на счетчик 22, который формирует параллельным кодом циклически по вторя ю5 щиеся с длительностью последовательности чисел от 0 до N-1, при этом в течение одного периода t существует только одно число. Сформированное сметчиком 22 число I поступает на управляющую входную

0 шину мультиплексера 20, который при наличии на его I-м входе уровня Г формирует импульс 1 на своем выходе строго в тот период генератора 21.в течение которого на выходе счетчика 22 присутствует число 1:

5 Сформированный на одном из выходов блока 23 распределения заявок импульс Г по- ступает на вход разрешения записи соответствующего j-ro регистра памяти 24 и разрешает запись в данный регистр памяти1

0 24 числа I, присутствующего в данный момент времени на выходной шине счетчика 22. При записи очередного нового числа I в регистр 24 число, записанное ранее в этом регистре, автоматически стирается. Одно5 временно с записью число поступает на выходную шину регистра 24 памяти и при-, сутствует на ней все время, пока число i хранится в регистре памяти. Таким образом, на всех m выходных шинах формирователя

0 10 уже к кон цу пер вого ци кл а Т ра боты счетчика 22 будут сформированы коды адресов заявленных подзон, нуждающихся в дополнительном ресурсе. Если количество q нуждающихся из заявленных подзон мень5 ше т, то оставшиеся m-q последних регистров памяти 24 хранят коды адресов, записанных в эти регистры памяти на предыдущих циклах. Если , то заявки, появившиеся последними (после превышения числом q значения т), остаются необслуженными из-за исчерпания всех резервных ресурсов.

В зависимости от требований к надежности связи, климатических условий в зоне обслуживания, числа М одновременно экспонируемых подзон, выбора числа m и ряда других параметров ретранслятор обладает в несколько раз (3-5 раз) большей пропускной способностью по сравнению с известными устройствами.

Формула изобретения Ретранслятор системы спутниковой связи, содержащий приемную антенну, выход которой соединен с входами тракта ретрансляции, измерительного приемника и блока приема заявок на ретрансляцию в заданных направлениях, а также передающую антенну, отличающийся тем, что, с целью повышения скорости передачи сигналов, введены последовательно соединенные дешифратор, блок анализа заявок на ретрансляцию в заданных направлениях формирователь сигналов управления и блок распределения мощности, выходы которого соединены с входами передающей антенны, причем выходы блока приема заявок на

ретрансляцию в заданных направлениях соединены с входами дешифратора и адресными входами блока распределения мощности, выходы измерительного приемника соединены с входами блока анализа заявок1 на ретрансляцию в заданных направлениях, выход тракта ретрансляции соединен с входом блока распределения мощности, причем блок распределения

мощности состоит из делителя мощности, выходы которого соединены с входами двух ветвей распределения, выходы которых соединены с входами сумматора, выход которого является выходом блока

распределения мощности, а каждая ветвь распределения состоит из блока делителей, выходы которых через соответствующие переключатели соединены с входом блока сумматоров, выходы которых являются выходами ветви распределения, вторые входы переключателей первой ветви рзс- пределе,ния являются адресными входами блока распределения мощности, а вторые входы переключателей второй ветви рас пределения являются управляющими входами блока распределения мощности.