Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf Verfahren zum Minimieren der Frequenzverschiebung bzw. des Frequenzversatzes zwischen Satelliten- oder drahtlosen Netzwerkkomponenten. Spezieller ausgedrückt bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zum Messen und Reduzieren von Frequenzverschiebungen in verteilten Satelliten- und/oder drahtlosen Netzwerken. Ein entsprechendes System wird auch offenbart.

Diese Anmeldung basiert auf und beansprucht die Priorität der US-Provisional-Anmeldung mit den Seriennrn. 60/062,497, 60/064,673 und 60/062,496.

In einem verteilten Satelliten-/Funknetzwerk, basierend auf Frequenz-/Zeitvielfachzugriff-(FDMA-, TDMA-)Technologie, übertragen Verkehrsendgeräte Daten zueinander in kurzen Bursts. Jedes Endgerät benutzt einen lokalen Takt, um Trägerfrequenzen für die Übertragung und für den Empfang von Bursts zu erzeugen. Aufgrund einer Anzahl von Faktoren ist die Frequenz, bei welcher ein Endgerät ein Signal überträgt, unterschiedlich zu der Frequenz, bei welcher das Signal aktuell bei einem Zielendgerät empfangen wird. Dieser Unterschied in der Frequenz kann bis zu 20 KHz hoch sein. Es sollte beachtet werden, dass diese Fehlanpassung in der Frequenz einen großen Einfluss auf die Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit des Empfangs eines Bursts hat. Im Allgemeinen, je größer die Differenz zwischen der empfangenen Frequenz und der erwarteten Frequenz ist, desto größer ist die Wahrscheinlichkeit des Abhandenkommens des Bursts oder des Detektierens des Bursts, wobei jedoch Bitfehler in den Vorgang eingeführt werden. Ähnliche Probleme existieren bezüglich CDMA-, d.h. Codevielfachzugriffssystemen.

Spezieller ausgedrückt, die Frequenzfehlanpassung zwischen Endgeräten wird durch folgende Faktoren verursacht:

• (1) das Aufwärtswandlungsgerät am Sender;
• (2) das Abwärtswandlungs- und Aufwärtswandlungsgerät an dem Satelliten;
• (3) das Abwärtswandlungsgerät am Empfänger; und
• (4) den Satelliten-Dopplereffekt, welcher durch die Bewegung des Satelliten verursacht

Es wird gewürdigt werden, dass die meisten dieser Faktoren eine sich zeitlich ändernde Veränderung im Frequenzversatz verursachen. Beispielsweise können verhältnismäßig schnelle Änderungen im Frequenzversatz bzw. in der Frequenzverschiebung aufgrund von Temperaturänderungen auftreten. Außerdem können verhältnismäßig langsame Veränderungen im Frequenzversatz dem Geräte-Altern, z.B. dem Endgerät-Altern, zugeordnet werden.

Traditionell wurde dieses Problem durch das Gestalten von Satelliten/Funkburst-Demodulatoren gelöst, welche in der Lage sind, große Frequenzverschiebungen handzuhaben. Es sollte beachtet werden, dass dies zu einer komplexeren und teureren Modem-Implementierung führt. Es sollte auch erwähnt werden, dass dies anzeigt, dass die Sendeleistungspegel hoch sind, um die Burst-Erkennung zu maximieren, was zu weiterer Systemkomplexität führt. Beispielsweise wird im US-Patent Nr. 5,619,525 für Wiedeman et al. ein Verfahren zum Betreiben eines Satellitenkommunikationssystems veröffentlicht, wobei das Verfahren eine adaptive Regelkreisleistungssteuerung liefert. Zuerst sendet die Bodenstation ein Referenzsignal in Aufwärtsrichtung mit einer Frequenz zu dem Satelliten. Das Referenzsignal in Aufwärtsrichtung erfährt eine Abschwächung zwischen der Bodenstation und dem Satelliten aufgrund z.B. einer Regenzelle. Der Satellit empfängt dann das Referenzsignal und wiederholt das Referenzsignal bei einer zweiten Frequenz als ein Referenzsignal in Abwärtsrichtung, welches von dem Satelliten gesendet wird. Die zweite Frequenz ist kleiner als die erste Frequenz und ist durch die Regenzelle nicht signifikant beeinträchtigt oder abgeschwächt. Das Referenzsignal in Abwärtsrichtung wird mit einer Leistung gesendet, welche eine Funktion der Leistung des empfangenen Referenzsignals in Aufwärtsrichtung ist. Dann wird das Referenzsignal in Abwärtsrichtung empfangen und wird benutzt, um den Betrag an Abschwächung zu bestimmen, welcher wenigstens durch das Referenzsignal in Abwärtsrichtung zwischen der Bodenstation und dem Satelliten erwartet wurde. Danach wird die gesendete Leistung des Referenzsignals in Aufwärtsrichtung entsprechend dem bestimmten Betrag der Abschwächung einjustiert, um so im Wesentlichen die erfahrene Abschwächung zu kompensieren. Es wäre vorzuziehen, derartige Komplexität zu vermeiden.

Was benötigt wird, ist ein Verfahren zum Minimieren von Frequenzverschiebungen in Satellitennetzwerken und Ähnliches. Im US-Patent Nr. 5,613,193 für Ishikawa et al. wird ein System und Verfahren zur Frequenzverschiebungskompensation in einem Satelliten-Mobilkommunikationssystem veröffentlicht. Die Frequenzverschiebungskompensation wird durch ein Enhanced Automatic Frequency Control-(EAFC-) bzw. verstärktes automatisches FrequenzsteuerungsSystem durchgeführt, in welchem ein Pilot-(Referenz-)Signal über eine Referenz-Erdstation, welche physikalisch von einer Land-Erdstation getrennt ist, gesendet wird. Unter Benutzung des Pilot-Steuersignals misst die Land-Erdstation die Frequenzverschiebung in einem Signal, welches von einer Mobil-Erdstation über einen Satelliten aufgrund von Frequenzverschiebung empfangen wird, wobei ein Transponder in dem Satelliten und ein lokaler Oszillator in der Mobil-Erdstation benutzt werden, und misst die Frequenzverschiebung aufgrund der Doppler-Verschiebung durch die Bewegung des Satelliten. Die Land-Erdstation informiert dann die Mobil-Erdstation von der gemessenen Frequenzverschiebung zum Steuern der lokalen Frequenz für die Kommunikation. Deshalb erfordert die Referenz von Ishikawa et al, dass jedes Paar von Endgeräten miteinander kommuniziert und Frequenzmessungen in Bezug aufeinander durchführt. Außerdem misst nicht jedes Endgerät in dem System, welches als Referenz von Ishikawa et al. vorgeschlagen wird, die Frequenzverschiebung, d.h. zwischen den Mobillandstationen.

Was demnach benötigt wird, ist ein Verfahren, welches eine wesentliche Reduktion des Fehlers zwischen der aktuell empfangenen Frequenz und der Frequenz, welche an dem Demodulator programmiert ist, gestattet. Vorteilhafterweise wäre es wünschenswert, ein Verfahren zu haben, welches einen maximalen Fehler zwischen der aktuell empfangenen Frequenz und der Frequenz, welche an dem Demodulator programmiert ist, von mehreren hundert Hertz zuzulassen, wobei Ê 100 Hz als realistischer Maximalfrequenzfehler betrachtet werden kann. Es wird gewürdigt werden, dass diese Fähigkeit dort kritisch ist, wo adäquate Leistungsfähigkeit bei niedrigen Signal-Rausch-(SNR-)Pegeln problematisch ist, indem die herkömmlichen Frequenzfehler-Korrekturtechniken benutzt werden, welche oben diskutiert wurden.

Basierend auf dem Obigen und Vorausgegangenen kann gewürdigt werden, dass es gegenwärtig eine Notwendigkeit entsprechend dem Stand der Technik für ein Verfahren zum Messen und Reduzieren von Frequenzverschiebung zwischen Komponenten eines verteilten Systems gibt, welches die oben beschriebenen Mängel überwindet. Die vorliegende Erfindung wurde durch einen Wunsch motiviert, die Nachteile und Einschränkungen der gegenwärtig verfügbaren Technologie zu überwinden und dadurch den Bedarf entsprechend dem Stand der Technik zu erfüllen.

Eine Aufgabe entsprechend der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Messen und Reduzieren von Frequenzverschiebung in einem verteilten Netzwerk zu liefern, z.B. einem Satellitennetzwerk oder Funknetzwerk, was zu einem System höherer Leistungsfähigkeit führt. Vorteilhafterweise würde das System höherer Leistungsfähigkeit durch eine verbesserte Burst-Detektierungswahrscheinlichkeit mit einem entsprechend niedrigeren Bitfehlerverhältnis charakterisiert.

Eine andere Aufgabe entsprechend der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Messen und Reduzieren von Frequenzverschiebung in einem verteilten Netzwerk zu liefern, z.B. einem Satellitennetzwerk oder Funknetzwerk, welches zu einer Implementierung des z.B. TDMA-Modems mit niedrigeren Kosten führt. Entsprechend einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung, anstatt des Erforderns von Frequenzmessungen zwischen jedem Paar von Endgeräten, implementiert das erfinderische Verfahren einen Algorithmus, welcher Messungen nur zwischen einzelnen Endgeräten und dem Referenzendgerät erfordert. Entsprechend einem anderen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung werden diese Messungen unter Benutzung von Referenz- und Steuerbursts durchgeführt. Es wird beachtet werden, dass dies eine signifikante Abweichung von dem herkömmlichen Verfahren der Frequenzverschiebungsreduktion darstellt, da das erfinderische Verfahren nicht erfordert, dass jedes Paar der Verkehrsendgeräte miteinander kommuniziert und Frequenzmessungen in Bezug zueinander durchführt.

Vorteilhafterweise gestattet das erfinderische Verfahren natürlich den Empfang von Aloha-Bursts, wobei ein Endgerät einen Burst von irgendeinem sendenden Endgerät innerhalb eines gegebenen Zeitschlitzes empfangen kann. Außerdem gestattet das Verfahren entsprechend der vorliegenden Erfindung natürlich das Senden von Multicast-Bursts, wobei viele Endgeräte einen Burst von einem oder mehreren sendenden Endgeräten innerhalb eines gegebenen Zeitschlitzes empfangen können.

Noch eine weitere Aufgabe entsprechend der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren für das Messen und Reduzieren von Frequenzverschiebung in einem verteilten Netzwerk zu liefern, z.B. einem Satellitennetzwerk oder Funknetzwerk, welches die Anzahl der Parameter minimiert, welche jedes Endgerät mit Bezug auf das Frequenz-Management zu warten hat.

Noch eine andere Aufgabe entsprechend der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Messen und Reduzieren von Frequenzverschiebung in einem verteilten Netzwerk zu liefern, z.B. einem Satellitennetzwerk oder Funknetzwerk, welches die Anzahl der Bursts minimiert, welche für den Zweck des Managens von Frequenzverschiebung bestimmt sind.

Diese und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile entsprechend der vorliegenden Erfindung werden durch ein Verfahren zum Messen und Reduzieren von Frequenzverschiebungen in einem Kommunikationsnetzwerk, wie es in Anspruch 1 aufgeführt wird, geliefert.

Diese und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile entsprechend der vorliegenden Erfindung werden durch ein Kommunikationsnetz geliefert, wie es im Anspruch 25 aufgeführt wird.

Diese und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden in der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen veröffentlicht oder werden daraus offensichtlich.

Diese und verschiedene andere Merkmale und Gesichtspunkte der vorliegenden Erfindung werden vollständig mit Bezug auf die folgende detaillierte Beschreibung verstanden werden, welche in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen gegeben wird, in welchen gleiche oder ähnliche Ziffern benutzt werden und in welchen:

1 ein Hochpegel-, teilweise Block- und teilweise darstellendes, Diagramm bzw. Zeichnung ist, welche für das Verständnis der Grundarbeitsweise des Betreibens des Verfahrens entsprechend der vorliegenden Erfindung nützlich ist;

2 ein Hochpegel-Blockschaltbild eines beispielhaften Kommunikationsnetzwerks entsprechend der vorliegenden Erfindung ist, welches die Konstruktion besitzt, welche in 1 dargestellt ist;

3 ein Hochpegel-, teilweise Block- und teilweise darstellendes, Diagramm bzw. Zeichnung ist, welche für das Verständnis eines komplexeren, alternativ arbeitenden Verfahrens entsprechend der vorliegenden Erfindung nützlich ist;

4 ein Flussdiagramm ist, welches die Schritte darstellt, welche zur Empfänger(Erfassungs-)Initialisierung entsprechend der vorliegenden Erfindung gehören;

5 ein Flussdiagramm ist, welches die Schritte darstellt, welche zu der Sender(Erfassungs-)Initialisierung entsprechend der vorliegenden Erfindung gehören;

6 ein Flussdiagramm ist, welches die Schritte darstellt, welche zu dem Empfängerbetrieb entsprechend der vorliegenden Erfindung gehören;

7 ein Flussdiagramm ist, welches die Schritte darstellt, welche zu dem Senderbetrieb entsprechend der vorliegenden Erfindung gehören; und

8 und 9 Hoch- bzw. Niedrigpegel-Blockschaltbilder der herkömmlichen Frequenzverschiebungs-Messschaltung sind, welche bei den verschiedenen bevorzugten Ausführungsformen entsprechend der vorliegenden Erfindung benutzt werden kann.

Bevor eine detaillierte Diskussion der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung begonnen wird, wird eine kurze Diskussion der neuen Verfahren entsprechend der vorliegenden Erfindung gegeben, wobei auf 1 Bezug genommen wird, wobei ein Endgerät (TT) 200 operativ mit einem Master-Referenzendgerät (MRT) 400 über einen Satellit 300 verbunden ist. Es sollte beachtet werden, dass in der Diskussion, welche folgt, die Definitionen, welche sofort nachfolgend aufgeführt werden, anwendbar sind:

f

– Nominalfrequenz einer Trägerschwingung;

ui

– Frequenzfehler, welcher durch das Sendegerät am Endgerät i eingeführt wird;

di

– Frequenzfehler, welcher durch das Empfangsgerät am Endgerät i eingeführt wird;

Di

– Frequenzfehler aufgrund der Dopplerverschiebung zwischen dem Satelliten und dem Endgerät i;

u0

– Frequenzfehler, welcher durch das Sendegerät am MRT eingeführt wird;

d0

– Frequenzfehler, welcher durch das Empfangsgerät an dem MRT eingeführt wird;

D9

– Frequenzfehler aufgrund der Dopplerverschiebung zwischen Satellit und dem MRT;

s

– Frequenzfehler, welcher durch den Satelliten eingeführt wird;

RCi

– Empfangsfrequenz-Korrekturfaktor am Endgerät i; und

TCi

Sendefrequenz-Korrekturfaktor am Endgerät i.

In dem System, das in 1 dargestellt ist, d.h. einem verteilten Netzwerk, besitzt jede Trägerschwingung eine Nominalfrequenz f. Jedes Endgerät "i"" programmiert seinen Modulator (Demodulator) auf diese Frequenz fi, wenn es ein Burst auf der gegebenen Trägerschwingung sendet (empfängt). Wenn das Endgerät "i" den Modulator auf der Frequenz fi programmiert, dann wird die Frequenz fj, welche durch den Demodulator am Endgerät j "gesehen" wird, durch den folgenden Ausdruck bezeichnet: fj = [fi] + [ui + Di + s + dj + Dj]

Es wird beachtet werden, dass diese Frequenzfehlerkomponente, d.h. der Term ui + Di + s + dj + Dj, welcher so hoch wie 20 kHz sein kann, eine wichtige Rolle für die Demulatorleistungsfähigkeit spielt. Das Verfahren entsprechend der vorliegenden Erfindung führt eine neue Vorgehensweise bezüglich des dynamischen Messens und Reduzierens dieser Frequenzverschiebung zwischen den Endgeräten ein. Vorzugsweise nutzt das erfinderische Verfahren kontinuierliche Messungen und Korrekturen sowohl der Sende- als auch der Empfangs-Trägerschwingungsfrequenzen, so dass die Frequenzverschiebung vorteilhaft auf 100 Hz oder weniger reduziert werden kann. Es wird aus der Diskussion, welche folgt, gewürdigt werden, dass das Verfahren der vorliegenden Erfindung einen sehr niedrigen Overhead bezüglich der Systemkapazität auferlegt. Außerdem erfordert das Verfahren entsprechend der vorliegenden Erfindung nicht, dass jedes Endgerät Daten zu jedem anderen Endgerät sendet, welches fähig ist, seine Übertragung zu empfangen, so dass damit eine signifikante Belastung bezüglich der Systemkapazität in einem großen Netzwerk eliminiert wird. Nützlicherweise kompensiert das Verfahren entsprechend der vorliegenden Erfindung natürlich zeitveränderliche Komponenten der Frequenzverschiebung, z.B. derartige, welche durch Satellitenbewegung verursacht werden, d.h. Dopplerverschiebungen, und solche, welche durch Temperaturfluktuationen und durch Altern von Satelliten- und Bodengeräten verursacht werden.

Das Verfahren zum Messen und Reduzieren von Frequenzverschiebungen in einem verteilten Netzwerk, welches nachfolgend im Detail beschrieben wird, misst die Fehlerkomponenten, welche oben identifiziert sind, und kompensiert diese Fehlerkomponenten durch das Einfügen eines Korrekturfaktors in der programmierten Frequenz, welcher zu jedem Modulator und Demodulator in einer derartigen Weise gehört, dass der Nettofrequenzfehler am Demodulator klein ist. Auf andere Weise ausgedrückt, gestattet das Verfahren zum Messen und Reduzieren von Frequenzverschiebung in einem verteilten Netzwerk entsprechend der vorliegenden Erfindung die Berechnung von Fehlerkomponenten ui, Di, S und Di für jedes Endgerät "i" in dem verteilten Netzwerksystem. Es wird gewürdigt werden, dass dies jedem Endgerät "i" gestattet, seine jeweilige Modulatorfrequenz für einen Burst um einen Faktor von (ui + Di) und seine jeweilige Demodulatorfrequenz für einen Burst um einen Faktor von (di + Di) zu modifizieren. Demnach ist die Frequenz f, welche an dem Satelliten von irgendeinem der Endgeräte "empfangen" wird, vorteilhafterweise gleich f + D0 + u0, wobei sich die angehängte 0 auf ein Referenzendgerät bezieht, z.B. das MRT 400.

Es wird gewürdigt werden, dass der Restfrequenzfehler an jedem Endgerät "i" eine Funktion sowohl der Frequenzmessgenauigkeit als auch der Präzision ist, welche zu jedem Endgerät und jeglichen Kurzzeitvariationen in ui, Di, s oder di gehört. Es wird erwartet, dass der Restfrequenzfehler an irgendeinem Punkt in dem verteilten System vorteilhafterweise in der Größenordnung von 100 Hz sein wird; vorzugsweise wird der Restfrequenzfehler an irgendeinem Punkt in dem verteilten System geringer als 100 Hz sein.

Es sollte beachtet werden, dass das Verfahren zum Messen und Reduzieren von Frequenzverschiebung in einem verteilten Netzwerk entsprechend der vorliegenden Erfindung annimmt, dass der Wert der Parameter ui, Di, s und di, d.h. der Fehlerkomponenten, welche oben erwähnt sind, konstant für ein gegebenes Endgerät ist, obwohl sogar gewürdigt werden wird, dass diese Parameter sich langsam über die Zeit hinweg ändern können. Es sollte auch beachtet werden, dass bei dem Verfahren zum Messen und Reduzieren der Frequenzverschiebung in einem verteilten Netzwerk angenommen wird, dass diese Parameter für alle Trägerschwingungen innerhalb eines Tansponders anwendbar sind, d.h. das Verfahren zum Messen und Reduzieren von Frequenzverschiebung in einem verteilten Netzwerk arbeitet unter der Annahme, dass die Werte dieser Parameter nicht eine Funktion der Trägerschwingungsfrequenz sind.

Es sollte auch beachtet werden, dass das Verfahren zum Messen und Reduzieren der Frequenzverschiebung in einem verteilten Netzwerk entsprechend der vorliegenden Erfindung erfordert, dass jedes Endgerät in der Lage ist, die Frequenzverschiebung eines empfangenen Bursts zu messen, d.h. die Differenz zwischen dem erwarteten oder programmierten Frequenzwert und der aktuell empfangenen Frequenz. Außerdem erfordert das Verfahren zum Messen und Reduzieren von Frequenzverschiebung in einem verteilten Netzwerk, dass Referenzstationen, z.B. MRT 400, einen Referenzburst senden, welchen alle Endgeräte, z.B. alle Endgeräte in einem Spot-Strahl, empfangen und nutzen, um die Empfangsfrequenzverschiebungen zu messen. Außerdem erfordert das Verfahren zum Messen und Reduzieren von Frequenzverschiebung in einem verteilten Netzwerk, dass alle Endgeräte periodisch einen Steuerburst an die Referenzstation(en) senden, wobei der Steuerburst vorteilhafterweise angewendet werden kann, die Sendefrequenzverschiebungen zu messen. Es wird gewürdigt werden, dass derartige Steuerbursts typischerweise in Satelliten-/Funk-TDMA-Systemen für das Steuern, Überwachen und für Zeitablaufzwecke irgendwie genutzt werden; deshalb erfordert das Verfahren entsprechend der vorliegenden Erfindung keine zusätzlichen Bursts, welche die Verfügbarkeit des Systems herabsetzen würden.

Außerdem wird gewürdigt werden, dass die Kommunikationssystemkomponenten eine Struktur beinhalten, welche in der Lage ist, Frequenzfehlermessungen durchzuführen, welche für einen Fachmann bekannt sind. Beispielsweise wird im US-Patent Nr. 5,640,431 ein Abschätzglied für Frequenzverschiebung veröffentlicht, welches auf ein Referenzinformations-Extrahierglied folgt, um Referenzabtastwerte von einem empfangenen Signal zu extrahieren. Das Abschätzglied für Frequenzverschiebung beinhaltet eine Erfassungsschaltung, welche zuerst die Referenzinformation filtert, um dadurch eine gefilterte Referenzreihenfolge zu bilden, und korreliert dann die Reihenfolge gegenüber einem vorher festgelegten Referenzsignal, z.B. einer Reihenfolge oder Familie von Kandidaten in einem diskreten Fourier-Transformations-(DCT-)Korrelationsglied. Die ausgegebenen Korrelationswerte werden dann zu einer charakteristischen Abschätzung eines Verschiebesignals benutzt, z.B. zu einer Abschätzung der Versatzfrequenz. Für die DFT-Verarbeitung wird der Index, z.B. ein vorher festgelegter Wert entsprechend einer Zeitrate einer Phasenänderungsmessung, des Spitzenausgangssignals, welches in einem Spitzenwertdetektor detektiert wird, zu einem Tiefpassfilter (LPF) geführt, dessen Ausgangssignal eine Anfangsfrequenzabschätzung f₀ ist. Wenn man im Verfolgungsmode ist, d.h. nachdem das empfangene Signal anfangs akquiriert wurde, wird der Referenzsymbolstrom zu einem Filter eingegeben und die gefilterte Reihenfolge wird gegenüber einem früheren Abtastwert korreliert, um die Phasendrehung in einem vorher festgelegten Zeitintervall zu bestimmen. Das Ergebnis wird tiefpassgefiltert, entsprechend der früheren Abschätzung einjustiert, was zu einer Frequenzabschätzung f führt.

Es sollte beachtet werden, dass viele Arten von Kommunikationssystemen, z.B. persönliche Kommunikationssysteme, Fernmeldesysteme, Satellitenkommunikationssysteme, Datennetzwerke u.Ä. angepasst und/oder gestaltet werden können, um die Grundzüge zu benutzen, welche in dem US-Patent Nr. 5,640,431 beschrieben werden. Es wird auch beachtet werden, dass die Schaltung, welche im US-Patent Nr. 5,640,431 veröffentlicht ist, nur eine von vielen möglichen Vorgehensweisen ist, um feste und mobile Stationen zu liefern, welche die Fähigkeit beinhalten, eine Frequenzabschätzung oder Messung durchzuführen.

Wie in 8 gezeigt wird, wobei diese Figur im US-Patent Nr. 5,640,431 gefunden wurde, beinhaltet ein kohärenter Empfänger 100 einen Grundbandwandler 102, welcher ein Referenzsymbol empfängt, welches im Signal des Streuspektrums codiert ist, über die Antenne des Empfängers 100, und welches das Signal für die weitere Verarbeitung bei den Grundbandfrequenzen nach unten wandelt. Das Entstreuungsglied 104 entstreut als Nächstes das Signal, und die Referenzabtastwerte 107 werden von dem Signal durch das Referenzabtast-Extrahierglied/Demultiplexer 106 extrahiert. Die Referenzabtastwerte 107 werden dann zum Frequenzabschätzglied/AFC 110 geführt, wo die Datenabtastwerte für die Phasendrehung durch das Frequenzverschiebungs-Korrekturausgangssignal von AFC 110 in geeigneter Weise verzögert werden.

Während der Anfangsakquirierung bzw. -erfassung werden die Referenzabtastwerte 107 über den Schalter 109 als Eingangssignal 111 zum Erfassungsfrequenz-Abschätzglied 120 geroutet. Das Erfassungsfrequenz-Abschätzglied 120, welches ausführlicher nachfolgend beschrieben wird, bestimmt eine Anfangsfrequenzabschätzung f₀ 131, welche zu dem Frequenzverfolgungsglied 140 geführt wird.

Es sollte erwähnt werden, dass die eingefügten Referenzsymbole in Blöcken organisiert oder gleichmäßig verteilt werden können. Für einen flachen Schwundkanal ist es wünschenswert, Referenzsymbole periodisch und gleichförmig in einen Datenstrom einzufügen. Für einen DS-CDMA in Aufwärtsrichtung mit einem RAKE-Empfänger für Frontende-Verarbeitung kann man das Ausgangssignal jedes RAKE-"Fingers" als ein flaches Schwundsignal behandeln. Demnach wird das Kommunikationssystem gleichförmig ein Referenzsymbol für jedes Y-codierte Datensymbol einfügen. Bei der Erfassung koppelt der Schalter 109 die Referenzsymbole 107 zum Frequenzverfolgungsglied 140 für den Eingang 112. Das Frequenzverfolgungsglied 140, welches auch vollständiger nachfolgend beschrieben wird, bestimmt eine Frequenzverschiebungsabschätzung f 160, basierend sowohl auf f₀ 131 als auch auf dem Referenzabtasteingangssignal 112. Die Frequenzverschiebungsabschätzung 160 wird dann in der Schaltung 161 gewandelt und als Frequenzkorrektursignal 162 zu dem Mischglied 170 geführt. Das Mischglied 170 dient dazu, die Phase/Frequenz der Datenabtastwerte 108 vor der Verarbeitung durch den Demodulator/Detektor 180 einzustellen.

9, ebenso aus dem '431-Patent herausgezogen, stellt das Erfassungsfrequenz-Abschätzglied 120 dar. Die Referenzabtastwerte 107 werden erst gefiltert, um so die Mittelwertbildung zu bewirken, wodurch die Signalverfälschung in dem nach unten abgetasteten Ausgangssignal des Filters 121 reduziert wird, da die gesamt entstreute Bandbreite mehrmals breiter ist als die Referenzabtastbandbreite. Vorzugsweise arbeitet ein Boxcar-Filter 121 mit einer Länge L an den Referenzabtastwerten 107, obwohl auch andere Filter angewendet werden können. Das Ausgangssignal des Filters 121 wird zu dem diskreten Fourier-Transformations-(DFT-)Speicher 122 geführt und dann zum DFT-Abschätzglied 124, welche zusammen das Korrelationsglied 125 bilden. Das DFT-Abschätzglied 124 führt eine teilweise DFT-Berechnung an dem DFT-Speicher-122-Ausgangssignal durch. Nach jeder Berechung des DFT-Abschätzgliedes 124 wird das als Ausgangssignal gesetzte D zu dem Spitzenwertdetektor 126 geführt. Der Index m des Filters mit dem Spitzenenergiewert wird bestimmt, und dieser Index m wird durch das Filter 127 gefiltert, um die Effekte des Rauschens zu reduzieren.

Eine erste bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens zum Messen und Reduzieren von Frequenzverschiebung in einem verteilten Netzwerk entsprechend der vorliegenden Erfindung wird nun beschrieben, wobei auf die 1 und 2 Bezug genommen wird. Es sollte erwähnt werden, dass das erfinderische Verfahren für Systeme vorteilhaft ist, d.h. für ein Netzwerk mit globalen Strahlen oder ein Netzwerk mit Spot-Strahlen, in welchem das Master-Referenzendgerät (MRT) seine eigenen Übertragungen empfangen kann. Ein derartiges System ist in alternativen Ausführungen in 1 und 2 dargestellt.

Zuerst Bezug nehmend auf 1 besteht das System, welches entsprechend einer ersten Ausführungsform der neuen Verfahren der vorliegenden Erfindung gesteuert wird, aus einem MRT 400, welcher wenigstens an ein Endgerät (TT) 200 über einem Satelliten 300 angeschlossen ist. Wie in 2 dargestellt wird, beinhaltet das Endgerät 200 vorzugsweise einen Modulator 204, um ein Signal der Frequenz f zu erzeugen, welches operativ an einen Sender 202 gekoppelt ist, welcher an eine Antenne angeschlossen ist (1). Vorteilhaft beinhaltet das Endgerät 200 einen Empfänger 206, welcher operativ sowohl an die Antenne der 1 als auch an einen Demodulator 208 angeschlossen ist. Alle Komponenten 202, 204, 206 und 208 werden durch ein Steuergerät 210 gesteuert, wobei das Steuergerät an einen Speicher 212 angeschlossen ist, welcher verschiedene Datenwerte steuert, von denen alle detaillierter nachfolgend diskutiert werden. Vorzugsweise beinhaltet das Endgerät 200 auch eine Frequenzmessschaltung 214, deren Betrieb unten detaillierter diskutiert wird. Eine nicht eingrenzende mögliche Konfiguration der Frequenzmessschaltung wurde oben diskutiert.

Noch weiter mit Bezug auf 2 kann das MRT 400 vorteilhafterweise einen Modulator 404 zum Erzeugen eines Signals bei einer vorher festgelegten Frequenz beinhalten, wobei der Modulator operativ an einen Sender 402 gekoppelt ist, welcher an der Antenne der 1 angeschlossen ist. Vorteilhafterweise enthält der MRT 400 auch einen Empfänger 406, welcher operativ sowohl an die Antenne der 1 als auch an den Demodulator 408 angeschlossen ist. Alle Komponenten 402, 494, 406 und 408 werden durch ein Steuergerät 410 gesteuert, wobei das Steuergerät an einen Speicher 412 angeschlossen ist, welcher verschiedene Datenwerte speichert, von denen alle detaillierter unten diskutiert werden. Vorzugsweise beinhaltet das MRT 400 auch eine Frequenzmessschaltung 414, deren Betrieb ebenso detaillierter unten diskutiert wird.

Während des normalen Betriebs arbeitet das in 1 und 2 dargestellte System entsprechend den folgenden Regeln:

• (1) Die Modulator-(Sende-)Frequenz des MRT 400 ist auf feingestellt.
• (2) Jedes Endgerät i, welches das MRT 400 beinhaltet, hat seine Demodulator-(Empfangs-)Frequenz auf (f + RCi) eingestellt, so dass der durch den Demodulator am Endgerät "i" gemessene Frequenzfehler, wenn ein Referenzburst empfangen wird, 0 ist. Wie nachfolgend detaillierter diskutiert werden wird, können die Demodulatoren 208, 408 vorteilhafterweise angewendet werden, den Fehler zwischen der programmierten Frequenz und der gemessenen Frequenz des empfangenen Referenzbursts zu bestimmen, und dieser Wert kann nützlicher Weise benutzt werden, den Wert von RCi einzustellen.
• (3) Jedes Endgerät i, außer das MRT 400, hat seine Sendefrequenz auf (f + TCi) eingestellt, so dass der Frequenzfehler, welcher durch den Demodulator an dem MRT 400 gemessen wird, 0 ist. Es sollte beachtet werden, dass das MRT den Frequenzfehler misst, welcher durch seinen Demodulator 408 für die Erfassungs- und Steuerbursts berichtet wird, und sendet den Fehler an das Endgerät 200, welches umgekehrt den Wert von TCi einstellt.

Es kann gezeigt werden, dass dann, wenn alle Endgeräte den obigen Vorgängen bzw. Prozeduren folgen, der Frequenzfehler, welcher durch das Endgerät j für einen Burst gemessen wird, welcher bei einem Endgerät "i" seinen Ursprung hat, im Wesentlichen null ist.

• 1. RCi = die Summe der Frequenzfehler, welche durch den MRT-Aufwärtswandler, die Satelliten-Dopplerverschiebung und den Abwärtswandler am Terminal "i" eingeführt wird RCi = u0 + D0 + s + Di + di RC0 = u0 + D0 + s + D0 + d0
• 2. TCi ist derart, dass die Frequenz, welche durch den MRT-Demodulator gesehen wird, gleich zu der in dem MRT-Demodu-lator programmierten ist (f + TCi) + (ui + Di + s + D0 + d0) = f + RC0 Substituiert man den Wert von RC0 aus der Gleichung in Punkt 1, wird der Ausdruck erzeugt (f + TCi) + (ui + Di + s + D0 + d0) = f + (u0 + s + d0 + 2D0) Die Vereinfachung der obigen Gleichung führt zu TCi = u0 – D0 – Di
• 3. Es wird gewürdigt werden, dass die am Satelliten empfangene Frequenz von dem MRT ist = f + u0 + D0

Aus 1 und 2 kann ersehen werden, dass die am Satelliten empfangene Frequenz von irgendeinem Endgerät ist = f + TCi + ui + Di

Substituiert man den Wert von TCi aus der Gleichung in Punkt 2, erhält man den Ausdruck f + u0 + D0, welcher identisch zu dem von RT empfangenen ist.

Deshalb folgt, dass die am Demodulator irgendeines Endgerätes "i" gesehene Frequenz für einen Burst, welcher an irgendeinem Endgerät seinen Ursprung hat, ist = (f + u0 + D0) + s + Di + di welche präzise die am Demodulator des Endgerätes i programmierte Frequenz ist.

Deshalb folgt, dass, wenn das Endgerät "i" zum Endgerät j sendet, der am Endgerät j gemessene Frequenzfehler 0 sein wird.

3 stellt eine alternative Konfiguration dar, bei welcher sowohl ein Master-Referenzendgerät (MRT) 400 als auch ein Zweites Referenzendgerät (SRT) 500 angewendet wird. Es wird gewürdigt werden, dass der folgende Satz von Betriebsprozeduren bzw. Verfahren für diese Netzwerkkonfiguration anwendbar ist, d.h. für ein Netzwerk, welches Spot-Strahlen anwendet, da der MRT 400 nicht seine eigenen Übertragungen empfangen kann, jedoch kann der SRT 500 vorteilhafterweise benutzt werden, um die Übertragung von MRT 400 zu empfangen. Es wird auch gewürdigt werden, dass der MRT 400 Übertragungen von seinem entsprechenden SRT 500 empfangen kann.

Es sollte beachtet werden, dass in der Diskussion, welche folgt, die Definitionen, welche sofort nachfolgend aufgelistet werden, anwendbar sind:

f

Nominalfrequenz einer Trägerschwingung

ui

Frequenzfehler, welcher durch das Sendegerät am Endgerät i eingeführt wird,

di

Frequenzfehler, welcher durch das Empfangsgerät am Endgerät i eingeführt wird,

Di

Frequenzfehler aufgrund der Dopplerverschiebung zwischen Satelliten und Endgerät i,

u0

Frequenzfehler, welcher durch das Sendegerät an dem MRT eingeführt wird,

d0

Frequenzfehler, welcher durch das Empfangsgerät an dem MRT eingeführt wird,

D0

Frequenzfehler aufgrund von Dopplerverschiebung zwischen Satellit und MRT,

u1

Frequenzfehler, welcher durch das Sendegerät am SRT eingeführt wird,

d1

Frequenzfehler, welcher durch das Empfangsgerät am SRT eingeführt wird,

D1

Frequenzfehler aufgrund von Dopplerverschiebung zwischen Satellit und SRT,

s'

Frequenzfehler, welcher durch den Satelliten in der MRT zu SRT-Richtung eingeführt wird,

RCi

Empfangsfrequenz-Korrekturfaktor am Endgerät i,

TCi

Sendefrequenz-Korrekturfaktor am Endgerät i.

Während des Normalbetriebs arbeitet das in 3 dargestellte System vorteilhafterweise entsprechend den folgenden Regeln:

• (1) Die Modulator-(Sende-)Frequenz des MRT 400 ist auf f eingestellt.
• (2) Für jedes Endgerät "i" in dem SRT-Strahl, wobei SRT 500 beinhaltet ist, wird die Demodulator-(Empfangs-)Frequenz auf (f + RCi) eingestellt, so dass der Frequenzfehler, welcher durch den Demodulator am Endgerät (i) gemessen wird, wenn ein Referenzburst empfangen wird, 0 ist.
• (3) Für jedes Endgerät "i" in dem MRT-Strahl, außer dem MRT 400, wird die Sendefrequenz (f + TCi) eingestellt, so dass der Frequenzfehler, welcher durch den Demodulator an dem SRT gemessen wird, 0 ist. Es wird gewürdigt werden, dass der SRT 500 den Frequenzfehler misst, welcher durch seinen Demodulator für die Erfassungs- und Steuerbursts berichtet wird und den Fehler an das jeweilige Endgerät 200 sendet.
• (4) Die Modulator-(Sende-)Frequenz des SRT 500 ist auf feingestellt.
• (5) Für jedes Endgerät "i" in dem MRT-Strahl, wobei der MRT 400 beinhaltet ist, ist die Demodulator-(Empfangs-)Frequenz auf (f + RCi) eingestellt, so dass der Frequenzfehler, welcher durch den Demodulator am Endgerät "i" gemessen wird, wenn ein Referenzburst empfangen wird, 0 ist.
• (6) Für jedes Endgerät "i" in dem SRT-Strom, außer dem SRT 500, wird die Sendefrequenz auf (f + TCi) eingestellt, so dass der Frequenzfehler, welcher durch den Demodulator an dem MRT 400 gemessen wird, 0 ist. Der MRT misst den Frequenzfehler, welcher durch seinen Demodulator für die Erfassungs- und Steuerbursts berichtet wird, und sendet den Fehler an das Endgerät.

Es kann gezeigt werden, dass dann, wenn alle Endgeräte den obigen Prozeduren bzw. Verfahren folgen, der Frequenzfehler, welcher durch das Endgerät j in dem SRT-Strahl für einen Burst, welcher am Endgerät "i" seinen Ursprung hat, gemessen wird, in dem MRT-Strahl null ist.

• 1. RCj = Summe der Frequenzfehler, welche durch den MRT-Aufwärtskonverter, die Dopplerverschiebung, den Satelliten und den Abwärtswandler bei dem Endgerät "j" eingeführt wird RCj = u0 + D0 + s + Dj + dj RC1 = u0 + D0 + s' + D1 + d1 -- RC1 ist der RC am SRT
• 2. TCi ist derart, dass die durch den SRT-Demodulator gesehene Frequenz gleich der in dem SRT-Demodulator programmierten ist (f + TCi) + (ui + Di + s' + D1 + d1) = f + RC1 Sustituiert man den Wert von RC0 aus der Gleichung in Punkt 1, so wird der Ausdruck hergestellt (f + TCi) + (ui + Di + s' + D1 + d1) = f + (u0 + D0 + s' + D1 + d1) Die Vereinfachung der obigen Gleichung führt zu TCi = u0 – ui + D0 – Di
• 3. Es wird gewürdigt werden, dass die an dem Satelliten von dem MRT empfangene Frequenz ist = f + u0 + D0

Aus Punkt 1 und 2 kann ersehen werden, dass die an dem Satelliten empfangene Frequenz von dem TTI ist = f + TCi + ui + Di

Ersetzt man den Wert von TCi aus der Gleichung in Punkt 2, erhält man den Ausdruck f + u0 + D0, welcher identisch zu dem von MRT empfangenen ist.

Deshalb folgt, dass die am Satelliten empfangene Frequenz von irgendeinem Endgerät in dem MRT-Strahl ist = f + u0 + Do

Außerdem folgt, dass die an jedem Endgerät in dem SRT-Strahl gesehene Frequenz ist = (f + u0 + D0) + s'+ Dj + dj welches präzise die an dem Demodulator des Endgerätes j programmierte Frequenz ist.

Außerdem folgt, dass, wenn das Endgerät "i" zum Endgerät j sendet, der gemessene Frequenzfehler am Endgerät j 0 sein wird.

• 4. Es kann in ähnlicher Weise gezeigt werden, dass die an dem Satelliten empfangene Frequenz von irgendeinem Endgerät in dem SRT-Strahl ist = f + u1 + D1

Die oben erwähnten Regeln werden nun an den Systemen, welche in 1 und 3 dargestellt sind, angewendet, um das gesamte Verfahren des Betreibens zu generieren, welches gemeinsam in 4 bis 7 dargestellt ist. Die in 4 präsentierten Schritte stellen das Initialisieren des Demodulators in jedem Endgerät dar, während die Schritte, welche in 5 präsentiert werden, das Initialisieren des Modulators in jedem Endgerät darstellen. Außerdem umreißen die Schritte, welche in 6 und 7 präsentiert werden, die verschiedenen Schritte für das Betreiben verschiedener Endgeräte während eines Normalbetriebs.

Wie in 4 dargestellt wird, wird die Anfangsempfangs-Erfassungs-Subroutine in folgender Weise durchgeführt. Während des Schrittes 1 initialisiert das Endgerät 10 RCi zu RCi nominal. Während des Schrittes 2 setzt das Endgerät 10 die Demodulator-(Empfangs-)Frequenz auf (f + RCi_nominal), so dass der Frequenzfehler, welcher an dem Demodulator bei dem Endgerät "i" gemessen wird, wenn ein Referenzburst empfangen wird, ungefähr 0 ist, d.h. wenn das Endgerät 10 seinen Betrieb in dem Empfangserfassungsmodus startet, um dadurch nach dem Referenzburst während des Schrittes 3 zu suchen. Vorteilhafterweise ist RCi_nominal ein Wert, welcher in einer lokalen Datenbank innerhalb des Endgerätes 10 platziert ist.

Während des Schrittes 4 wird eine Bestimmung durchgeführt, ob der Empfänger den Referenzburst erfasst hat oder nicht. Wenn die Antwort negativ ist, wird eine parallele Verarbeitung begonnen, um aktiv nach dem Referenzburst zu suchen. Beispielsweise wird, wenn die Empfängererfassung nicht erreicht wird, RCi nützlicherweise bei jeder geraden Sekunde auf 100 Hz verändert. In einem beispielhaften Fall kann RCi vorteilhafterweise den Bereich zwischen –10 KHz und +10 KHz überstreichen, obwohl andere Bereiche, welche andere Frequenzbereich beinhalten, benutzt werden können. Bei jedem anderen Versuch, d.h. bei jeder ungeraden Sekunde, wird der Wert RCi_nominal benutzt, um ein Akquisitions- bzw. Erfassungsabtasten zu empfangen. Demnach wird während des Schrittes 5 eine Bestimmung durchgeführt, ob die Zeit in Sekunden ungerade ist. Wenn die Antwort positiv ist, arbeitet der Empfänger bei f + RCi während des Schrittes 6; wenn die Antwort negativ ist, wird der Wert f + RCi um 100 Hz während des Schrittes 7 inkrementiert/dekrementiert, und der Empfänger arbeitet bei dem neuen Frequenzwert während des Referenzburst-Erfassungstestens beim Schritt 8. Dann wird eine Bestimmung durchgeführt, ob der Referenzburst erfasst wurde, indem zurück zu Schritt 4 gesprungen wird. Demnach werden, wenn die Antwort negativ ist, die Schritte 5 bis 8 wiederholt. Wenn die Antwort positiv ist, fährt das Verfahren mit dem Schritt 9 fort.

Während des Schrittes 9 bestimmt der Demodulator im Endgerät 10 vorteilhafterweise den Unterschied zwischen der aktuellen Frequenz des Referenzbursts und der programmierten Frequenz, d.h. f + RCi. Während des Schrittes 10 wird der aktuelle Wert von RCi_actual für das Endgerät "i" bestimmt, und während des Schrittes 11 wird RCi_nominal vorteilhafterweise durch RCi_actual ersetzt.

Wie in 5 dargestellt wird, startet während des Schrittes 21 die Sendeerfassung durch Initialisieren des Wertes TCi auf einen Wert TCi_nominal. Es wird gewürdigt werden, dass TCi nominal vorzugsweise ein Wert ist, welcher in einer lokalen Datenbank aus dem vorherigen Betrieb des Endgerätes 200/400 gespeichert ist, obwohl TCi_nominal vorteilhafterweise eine vorher festgelegte Konstante sein kann. Außerdem wird gewürdigt werden, dass sowohl für den MRT 400 als auch für den SRT 500 der Wert von TCi vorteilhafterweise permanent auf 0 gesetzt werden kann.

Spezieller ausgedrückt, und noch mit Bezug auf 5, wird die Anfangssendeerfassungs-Subroutine in der folgenden Weise durchgeführt. Während des Schrittes 21 initialisiert das Endgerät 20 TCi zu TCi_nominal. Während des Schrittes 22 setzt das Endgerät 10 die Modulator-(Sende-)Frequenz auf (f + TCi_nominal), so dass der Frequenzfehler, welcher durch den Demodulator am Endgerät "j" gemessen wird, beim Empfangen eines Kontrollbursts ungefähr 0 ist, d.h. wenn das Endgerät 200 seinen Betrieb in dem Sendeerfassungssmodus beginnt, um dadurch nach dem Steuerburst während des Schrittes 23 zu suchen. Vorteilhafterweise ist TCi nominal ein Wert, welcher in einer lokalen Datenbank gespeichert wird, welche innerhalb des Endgeräts 10 platziert ist.

Während des Schrittes 24 wird eine Bestimmung durchgeführt, ob der MRT den Steuerburst erfasst hat oder nicht. Wenn die Antwort negativ ist, beginnt eine Parallelverarbeitung, um aktiv nach einer Frequenz zu suchen, welche für die Übertragung zu dem MRT geeignet ist. Beispielsweise wird, falls die Sendeerfassung nicht erreicht wird, TCi nützlicherweise bei jeder geraden Sekunde um 100 Hz verändert. In einem beispielhaften Fall kann TCi vorteilhafterweise den Bereich zwischen –10 KHz und +10 KHz überstreichen, obwohl andere Bereiche, welche andere Frequenzbereiche beinhalten, benutzt werden können. Bei jedem anderen Versuch, d.h. bei jeder ungeraden Sekunde, wird der Wert TCi_nominal für das Initialisieren der Sendeerfassung benutzt werden. Demnach wird während des Schrittes 25 eine Bestimmung durchgeführt, ob die Zeit in Sekunden ungerade ist. Wenn die Antwort positiv ist, wird die Sendefrequenz eingestellt, um bei f + RCi während des Schrittes 26 zu arbeiten.

Wenn die Antwort negativ ist, wird der Wert f + TCi um 100 Hz während des Schrittes 27 inkrementiert/dekrementiert, und der Modulator (Sender) arbeitet bei dem neuen Frequenzwert während des Initialisierens der Sendeerfassung im Schritt 28. Dann wird eine Bestimmung durchgeführt, ob der Steuerburst durch Zurückspringen auf Schritt 24 erfasst wurde. Demnach, wenn die Antwort negativ ist, werden die Schritte 25–28 wiederholt. Wenn die Antwort positiv ist, fährt das Verfahren mit dem Schritt 29 fort.

Während des Schrittes 29 bestimmt der Modulator im Endgerät 100 vorteilhafterweise den Unterschied zwischen der aktuellen Frequenz des Steuerbursts, welcher von dem MRT empfangen wurde und welcher zu dem Endgerät 100 geführt wurde, und der programmierten Frequenz, d.h. von f + TCi. Während des Schritts 20 wird der aktuelle Wert von TCi_aktuell für das Endgerät "i" bestimmt, und während des Schritts 31 wird TCi_nominell vorteilhafterweise durch TCi_aktuell ersetzt. Es sollte erwähnt werden, dass, obwohl die Schritte der 5 in Termen von Steuerbursts dargestellt sind, andere Signalbursts vorteilhafterweise statt oder zusätzlich zu den Steuerbursts benutzt werden können; alle derartigen Variationen werden so betrachtet, dass sie in den Umfang der vorliegenden Erfindung fallen.

6 stellt die Schritte dar, welche zu den Empfangsoperationen während eines Normalmodus des Betriebes gehören. Spezieller ausgedrückt, die folgenden Verfahren können vorteilhafterweise von einem Endgerät 100 verfolgt werden, während es auf seiner Empfangsseite synchronisiert wird.

• 1. Für einen Burst bei der nominellen Frequenz f soll die Demodulatorfrequenz auf f + RCi programmiert sein.
• 2. RCi kann vorteilhafterweise für jeden erfolgreich empfangenen Referenzburst eingestellt werden, falls der Fehler, welcher durch den Demodulator berichtet wird, größer als ein kleiner Schwellwert ist, z.B. 10 Hz. Es wird gewürdigt werden, dass andere Schwellwertwerte vorteilhafterweise beim Bestimmen angewendet werden können, wenn die RCi-Einstellung garantiert ist. Beispielsweise kann der Fehler vorteilhafterweise akkumuliert werden; die RCi-Einstellung würde nicht stattfinden, bis ein akkumulierter Wert oder ein laufender Durchschnittswert einen vorher festgelegten Wert übersteigt, wodurch Korrekturen für wahrhafte Frequenzdrifts eher begrenzt werden als für gefälschte Burstfehler.
• 3. Der aktuelle Wert von RCi soll in dem TCi_nominell-Parameter in einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert werden, wann immer sein Wert sich ändert.

Spezieller ausgedrückt, während des Schrittes 40 liest die Empfängerschaltung einen Wert RCi, welcher in dem nichtflüchtigen Speicher gespeichert ist, und gibt eine Demodulatorfrequenz f + RCi aus, welche an dem Demodulator während des Schrittes 41 angelegt wird. Dann bestimmt bei Schritt 42 der Demodulator den Frequenzfehler und vergleicht den Fehler mit einem vorher festgelegten Wert, z.B. 10 Hz, während des Schrittes 43. Wenn der Fehler größer als der vorher festgelegte Wert ist, wird der Wert RCi in Antwort auf den Fehlerwert korrigiert, welcher durch den Demodulator während des Schrittes 44 erzeugt wurde, und dann speichert er den korrigierten RCi-Wert in dem Speicher anstatt des vorher gespeicherten RCi-Wertes während des Schrittes 45. Die Routine springt dann zum Schritt 40. Wenn der Fehlerwert kleiner als der vorher festgelegte Wert ist, springt das Verfahren zurück, um den Schritt 42 und die nachfolgenden Schritte zu wiederholen.

7 stellt die Schritte dar, welche zu den Sendeoperationen während eines Normalmodus des Betriebs gehören. Spezieller ausgedrückt, die folgenden Verfahren können nützlicherweise von einem Endgerät aus verfolgt werden, während es auf seiner Sendeseite synchronisiert wird.

• 1. Für einen Burst bei nomineller Frequenz f wird die Modulatorfrequenz auf f + TCi programmiert.
• 2. Vorzugsweise kann TCi vorteilhafterweise korrigiert werden, wann immer ein Korrekturwert von dem Referenzendgerät empfangen wird, als ein Ergebnis des Sendens eines Steuerbursts, und der Korrekturwert ist größer als ein kleiner Schwellwert, z.B. 10 Hz. Es wird gewürdigt werden, dass andere Werte zum Bestimmen des Punktes, bei welchem die TCi-Korrektur garantiert wird, angewendet werden können.
• 3. Der aktuelle Wert des TCi soll in dem TCi_nominellen Parameter im nichtflüchtigen Speicher gespeichert werden, wann immer sein Wert sich ändert.
• 4. Wie zuvor erwähnt, kann für ein MRT oder SRT der Wert des TCi vorteilhafterweise permanent auf 0 gesetzt werden.

Spezieller ausgedrückt, während des Schritts 50 liest die Sendeschaltung einen Wert TCi_nominell, welcher in dem nichtflüchtigen Speicher gespeichert ist, und gibt eine Modulatorfrequenz f + TCi_nominell aus, welche an dem Modulator während des Schrittes 51 angelegt wird. Dann bestimmt im Schritt 52 der Demodulator in einem MRT oder in einem SRT den Frequenzfehler und überträgt den Frequenzfehler während des Schrittes 53 zurück zu dem Endgerät. Das Endgerät 200 vergleicht den Fehler mit einem vorher festgelegten Wert, z.B. 10 Hz, während des Schrittes 54. Wenn der Fehler größer als der vorher festgelegte Wert ist, wird der Wert TCi in Antwort auf den Fehlerwert korrigiert, welcher im Schritt 52 während des Schrittes 55 erzeugt wird, und speichert dann während des Schrittes 56 den korrigierten TCi-Wert im Speicher anstatt den vorher gespeicherten RCi-Wert. Die Routine springt dann zum Schritt 50. Wenn der Fehlerwert kleiner als der vorher festgelegte Wert ist, springt das Verfahren zurück, um den Schritt 52 und die nachfolgenden Schritte zu wiederholen. Demnach wird, wann immer ein Erfassungs- oder Steuerburst von einem Endgerät 200 bei MRT 400 oder SRT 500 empfangen wird, der Brustfrequenzfehler vorteilhafterweise gemessen und an das jeweilige Ursprungsendgerät gerichtet. Es sollte auch erwähnt werden, dass für jedes MRT 400 oder SRT 500 der Wert von TCi vorzugsweise permanent auf 0 gesetzt ist.

Obwohl die bevorzugten Ausführungsformen entsprechend der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf einen einzelnen Satellitentransponder diskutiert wurden, ist die vorliegende Erfindung in gleicher Weise für viele Satellitentransponder-Kommunikationssysteme anwendbar. Demnach wird, wenn viele Satellitentransponder mit möglicherweise vielen Auf-/Abwärtswandlern an jedem Endgerät benutzt werden, dann das neue Verfahren entsprechend der vorliegenden Erfindung unabhängig für jeden Transponder ausgeführt.

Es sollte erwähnt werden, dass, obwohl eine Konfiguration der Frequenzmessschaltung oben mit Bezug auf 8 und 9 diskutiert wird, die vorliegende Erfindung nicht auf die hier diskutierte Schaltung begrenzt ist. In anderer Weise ausgedrückt, alle Kommunikationssysteme, welche in der Lage sind, die Verfahren und Algorithmen auszuführen, welche oben diskutiert wurden und/oder nachfolgend beansprucht werden, werden so betrachtet, dass sie im Einklang in den Umfang der vorliegenden Erfindung fallen.

Obwohl bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Detail hier oben beschrieben wurden, so soll klar verstanden werden, dass viele Variationen und/oder Modifikationen der grundlegenden erfinderischen Konzepte, welche hier gelehrt werden und Fachleuten offenbar werden, dennoch in den Umfang der vorliegenden Erfindung fallen, wie sie in den angehängten Ansprüchen definiert sind.