DE3650308T2

DE3650308T2 - Einrichtung zur Senderleistungssteuerung einer Richtfunkstrecke.

Info

Publication number: DE3650308T2
Application number: DE3650308T
Authority: DE
Inventors: Georges Bonnerot; Christophe Lerouge
Original assignee: Telecommunications Radioelectriques et Telephoniques SA TRT
Current assignee: Telecommunications Radioelectriques et Telephoniques SA TRT
Priority date: 1985-12-20
Filing date: 1986-12-16
Publication date: 1995-11-16
Anticipated expiration: 2006-12-17
Also published as: AU6665486A; CA1274281A; US4777653A; JPH0795713B2; NO865085L; EP0230691B1; EP0230691A1; FR2592256B1; FR2592256A1; NO865085D0; DE3650308D1; FI865149A7; FI865149L; FI865149A0; JPS62157427A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Steuerung der Sendeleistung einer Richtfunkstrecke zwischen wenigstens einer Sendestation und einer Empfangsstation, die mittels eines Rückkehrkanals Information in bezug auf das empfangene Signal zu der Sendestation gibt, wobei die Steuereinrichtung u.a. in der Empfangsstation eine Schwelleneinrichtung aufweist zur Messung des Pegels des empfangenen Signals und Information in bezug auf den Pegel des empfangenen Signals liefert, und in der Sendestation Steuermittel aufweist zur Steigerung bzw. Verringerung der Sendeleistung entsprechend einem bestimmten dynamischen Steuermuster, und wobei diese Einrichtung außerdem in der Empfangsstation eine Schwellenanordnung aufweist zur Messung der Fehlerquote des empfangenen Signals, die eine Information über die Qualität des empfangenen Signals gibt, die in Kombination mit der Schwellenschaltung zur Messung des Pegels des empfangenen Signals und mittels einer kombinierten Informationsverarbeitungsanordnung in der Sendestation es ermöglicht, eine kombinierte Behandlung durchzuführen der Messungen der Pegel des empfangenen Signals und der Fehlerquote des empfangenen Signals durch Steuerung der Sendeleistung um die genannte Sendeleistung zu steuern.
Eine derartige Einrichtung zur Steuerung der Sendeleistung ist aus dem U.S. Patent Nr. 4004224, eingereicht durch Siemens, bekannt. In dieser Patentschrift ist die Steuerung der Sendeleistung eine Funktion eines Kriteriums, das mit dem Pegel des empfangenen Signals verbunden ist. Die Tatsache, daß dieses einzige Kriterium gewählt worden ist, weist mehrere Nachteile auf. Ein erster Nachteil rührt her aus der Tatsache, daß die Qualität des empfangenen Signals, d.h. die Fehlerrate in dem empfangenen Signal nicht berücksichtigt worden ist; im wesentlichen wird die Sendeleistung automatisch gesteigert damit der Pegel des empfangenen Signals konstant bleibt, sogar wenn der Wert der Sendeleistung ein Funktionieren in dem nicht-linearen Bereich notwendig macht. Die Wahl dieses Kriteriums ist nicht kompatibel mit dem Wunsch einer niedrigeren Fehlerrate und folglich für eine hohe Signalqualität, die für heutige Systeme notwendig ist, ungeeignet. Ein weiterer Nachteil ist, daß Leistungsregelung dieser Art nur die Störung, inherent an den geregelten Sendekanal berücksichtigt und gegenüber Störung durch Nachbarkanäle nicht wirksam ist.
Außerdem ist der Gebrauch bekannt einer Sendeleistungsregelung, die mit nur einem Qualitätskriterium arbeitet. In dieser Hinsicht wurde das U.S. Patent Nr. 4309771 herangezogen. In diesem Patent hängt die Leistungspegelsteuerung nur von den mit der Sendequalität verbundenen Kriterium ab, d.h. sie ist abhängig von der in dem empfangenen Signal gemessenen Fehlerrate wobei die Fehler sprungweise mit Hilfe beispielsweise eines Paritätsbits gemessen werden. Der Gebrauch eines derartigen
Kriteriums bringt Unbequemlichkeiten mit sich, von denen die erste die wichtigste ist, daß es notwendig ist, daß auf eine bestimmte Anzahl Fehler über einer vorbestimmten Schwelle gewartet werden muß um auf den Pegel der Sendeleistung eingreifen zu können, oder unter den Systemen wird ein Funktionieren gefunden, dessen Qualitätspegel äußerst hoch ist, wobei die Anzahl Fehler, die in der vorhergehenden Strecke auftreten, sehr gering ist. Eine zweite Unbequemlichkeit in bezug auf die Anwendung eines derartigen Kriteriums ist, daß wenn der Auftritt von Fehlern mit dem vorhandensein einer Verzerrung in dem Fortpflanzungskanal verbunden ist, Sperrerscheinungen auftreten können. Der Pegel der Sendeleistung wird im wesentlichen erhöht ohne daß dazu die Fehler überlagert werden, was zu der Vergrößerung der ausgestrahlten Leistung führt bis zum Maximalwert, zu einem Leistungsbereich, in dem viele Nicht- Linearitäten auftreten, wobei die Anzahl Fehler wesentlich zunimmt, wobei die Einrichtung gesperrt wird und, wenn die Fehlerrate größer als 10&supmin;³ wird (die bisher erlaubte obere Grenze) wird die Übertragung gesperrt.
Die vorliegende Erfindung schafft eine Einrichtung der eingangs erwähnten Art, die es ermöglicht, zur Steuerung der Sendeleistung die Kriterien des Pegels der empfangenen Leistung und das Kriterium der Qualität zu kombinieren und zwar innerhalb erlaubter Grenzen der Regeldynamik und folglich nicht die Nachteile der bekannten Einrichtingen aufweisen.
Dazu weist die erfindungsgemaße Einrichtung das Kennzeichen auf, daß die kombinierte Verarbeitung aus der Schaffung einer Vergrößerung oder einer Verringerung der Sendeleistung für einen ersten Teil der Regeldynamik, wobei nur die Information des Pegels des empfangenen Signals in bezug auf eine erste vorbestimmte Schwelle berücksichtigt wird und für einen zweiten Regeldynamikbereich, wobei außerdem einerseits die Information der Qualität des empfangenen Signals in bezug auf eine zweite vorbestimmte Schwelle und andererseits einen Maximalwert der Sendeleistung berücksichtigt wird.
In der Empfangsstation ermöglicht eine zweite Einrichtung die Qualität des empfangenen Signals zu bewerten, in dem die Fehlerrate des empfangenen Signals gemessen wird und diese Information über die Qualität dadurch benutzt wird, daß sie mit der Information des Pegels des empfangenen Signals kombiniert wird mittels einer Verarbeitungseinrichtung, kombiniert zur Steuerung und Regelung der Leistung der Sendestation.
Es ist der Anmelderin gelungen, auf effektive Weise diese zwei Kriterien des empfangenen Pegels und der Signalqualität zu kombinieren, wodurch die obengenannten Nachteile vermieden werden, während ein in der Richtfunktechnik oft gesuchtes Ziel erhalten wird, wobei Ubertragung meistens mit einer weitgehend überflüssigen Marge durchgeführt wird, wobei das Ziel ist, die gesendete Leistung zu beschränken. Andererseits macht die Kombination dieser zwei Kriterien es möglich, den Spektralen Wirkungsgrad wesentlich zu verbessern und folglich den Kanalraum zu verringern indem einfache Modulationseinrichtungen benutzt werden.
Zum besseren Verständnis der Erfindung ist es notwendig, kurz den Text zu wiederholen, in dem die erfindungsgemaße Einrichtung arbeitet.
Sechzehn-Stufen-Quadratur-Amplituden-Modulation (QAM 16) ermöglicht es, auf Kosten einer angemessenen Komplexität, die Übertragung von 140 Mbits/s in einem Frequenzbereich von 40 MHz zu übertragen. Die einwandfreie Übertragung einer derartigen Modulation über Richtfunkverbindungen macht es notwendig, linearer Verstärker zu benutzen.
Dazu werden zur Zeit Halbleiterverstärker benutzt für die Übertragung von Signalen, deren mittlere Leistung eine Verringerung um etwa 6 dB in bezug auf den 1 dB Kompressionspunkt aufweist um eine Restfehlerrate zu erhalten, die wesentlich geringer ist als 10&supmin;¹&sup0;.
Aber Erfahrung hat gelehrt, daß wenn die Verstärkung des konstanten Fehlerratensystems für Fehlerraten über 10&supmin;&sup8; oder 10&supmin;&sup7; gemessen wird, die Zunahme zunimmt, wenn die Sendeleistung über den (allgemein gewählten) 6 dB Punkt vergrößert wird.
Die erfindungsgemäße Einrichtung macht es möglich, das Ansteigen der Sendeleistung zu regeln und folglich die Verstärkung des Systems während Perioden, in denen die Effekte von Fortpflanzungsfading zu einem Empfangspegel führen, der nahe der Schwelle des Empfangers liegt, zu verbessern. Die auf diese Weise erhaltene Verstärkung kann von der Größenordnung von 3 dB sein, wodurch es möglich ist, die "cut-off"-Zeiten, die notwendig sind, wenn die Fehlerrate 10&supmin;³ überschreitet, zu halbieren.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen
Figur 1 ein Blockschaltbild zur Erläuterung einer Verbindung zwischen zwei Stationen,
Figur 2 ein Blockschaltbild der Schwelleneinrichtungen zur Messung des empfangenen Pegels und der Qualität des Signals in der Empfangsstation,
Figur 3 ein Blockschaltbild der Einrichtung, welche die Sendeleistung regelt,
Figur 4 eine Darstellung eines Verfahrens, das angewandt wird zur Regelung der Schwankungen in der Sendeleistung entsprechend der empfangenen Information.
Figur 1 ist ein Blockschaltbild, das eine Verbindung zwischen zwei Stationen 1 und 2 darstellt. In der nachfolgenden Beschreibung wird, obschon diese zwei Stationen je einen Sendeteil und einen Empfangsteil haben, die Station 1 zum besseren Verständnis des Gegenstandes als Sendestation bezeichnet und die Station 2 wird als Empfangsstation bezeichnet, wobei das betreffende Signal von der Station 1 gesendet und von der Station 2 empfangen wird. Es dürfte einleuchten, daß die Beschreibung für ein von der Station 2 zu der Station 1 gesendetes Signal völlig identisch ist. Die Schaltungsanordnungen und Einrichtungen, über die das Signal in der beschriebenen Senderichtung verläuft, sind durch gezogene Linien in den Figuren dargestellt, während in der anderen Senderichtung diese Schaltungsanordnungen und Einrichtungen, die im wesentlichen den Erstgenannten entsprechen, durch gestrichelte Linien dargestellt sind.
Die Sendestation 1 enthält u.a. eine Senderahmenanordnung 100 mit einer nachfolgenden Modulationsschaltung 101, die ihrerseits mit einer Sendeschaltung 102 verbunden ist. Mit dem Ausgang der Sendeschaltung 102 verbunden ist eine Antenne 103 zur Ausstrahlung des Signals. In der Empfangsstation 2 wird das Signal mittels der Antenne 200 empfangen, die mit dem Eingang der Empfangsschaltung 201 verbunden ist, deren Ausgangssignal mittels der Demodulationsschaltung 202 demoduliert wird, wobei das demodulierte Signal danach der Empfangsrahmenanordnung 203 zugeführt wird. Die Empfangsschaltung 201 liefert der Schwellenschaltung für Pegelmessung des empfangenen Signals 204 die Messungen des empfangenen Pegels (beispielsweise handelt es sich dabei um eine Vergleichsschaltung oder eine Schaltungsanordnung die als "Schmitt-Triggerschaltung" bekannt ist), die ihrerseits logische Signale liefert und zwar in Antwort auf den Vergleich des Pegels des empfangenen Signals mit einer vorbestimmten Schwelle. Die logischen Signale werden danach dem Eingang einer Multiplexerschaltung 205 zugeführt, wodurch die vorhergehende Information, die von der Schwellenschaltung 204 geliefert wird, in einen Rückkehrkanal gemultiplext wird. Ausstrahlung über diesen Rückkehrkanal erfolgt mit Hilfe eines Dienstmultiplexkanals über eine Dienstleitungsmultiplexschaltung 206, eine Senderahmenanordnung 207, eine Modulationsschaltung 208, eine Sendeschaltung 209 und eine Antenne 210, die ganz einfach die Antenne 200 sein kann. Die durch diesen Rückkehrkanal hindurchgehende Information wird mittels einer Antenne 104, welche die Antenne 103 sein kann, und eine Empfangsschaltung 105 an der Sendestation empfangen, durch eine Demodulationsschaltung 106 demoduliert und danach einer Empfangsrahmenanordnung 106 zugeführt, welche die Information in bezug auf den Rückkehrkanal zu einer Dienstleitungsdemultiplexerschaltung 108 zuführt, die mit einer Demultiplexerschaltung 109 verbunden ist, die mit der Sendeleistungsregelanordnung 110 verbunden ist. Die Regelanordnung 110 ist diejenige, die mit der Sendeschaltung 102 verbunden ist und erhält von dieser Schaltungsanordnung die Anzeige des Sendeleistungspegels. Das Ausgangssignal der Regelanordnung 110 wird der Sendeschaltung 102 zugeführt zur Regelung der Sendeleistung durch Steigerung oder Verringerung der gesendeten Leistung auf Basis der in der genannten Regelanordnung verarbeiteten Information.
Der Prozeß in Richtung der Übertragung von der Station 2 zu der Station 1 ist identisch. Die Sendeschaltung 209 der Station sendet mittels der Antenne 210 das von der Senderahmenanordnung 207 und von der Modulationsschaltung 208 herrührende Signal. Diese über die Station 2 gesendeten Signale werden über die Antenne 204 und die Empfangsschaltung 105 die mit einer Schwellenanordnung 111 verbunden ist zur Messung des empfangenen Signalpegels im Zusammenhang mit einer Multiplexerschaltung 112, die an sich mit der Dienstleitungsmultiplexerschaltung 113 verbunden ist, in der Station 1 empfangen. Die an dem Ausgang der Multiplexerschaltung 113 vorhandene Messinformation über den Pegel des empfangenen Signals wird der Antenne 200 sowie der Empfangsschaltung 201 zugeführt und zwar über die Senderahmenanordnung 100, die Modulationsschaltung 101 und die Sendeschaltung 102, die mit der Antenne 103 zusammenarbeitet. Die an dem Ausgang der Empfangsschaltung 201 vorhandenen Signale werden durch die Demodulationsschaltung 202 demoduliert und gehen durch die Empfangsrahmenanordnung 203, welche die Information einer Dienstleitungsdemultiplexerschaltung 211 zuführt. Diese ist mit einer Demultiplexerschaltung 212 verbunden, welche die Information über den Pegel des empfangenen Signals der Sendeleistungsregelanordnung 213 zuführt, die ebenfalls mit der Sendeschaltung 209 verbunden ist, die auf diese Weise eine Anzeige in bezug auf den gesendeten Leistungspegel schafft. Der Ausgang der Regelanordnung 213 ist mit der Sendeschaltung 209 verbunden, damit die Sendeleistung geregelt wird.
Nach der Erfindung weist die Anordnung zur Regelung der Sendeleistung einer Richtfunkverbindung zwischen wenigstens einer Sendestation 1 und einer Empfangsstation 2, wobei Information geliefert wird in bezug auf das empfangene Signal zu der Sendestation mittels eines Rückkehrkanals, wobei diese Regelanordnung u.a. in der Empfangsstation eine Schwellenanordnung 204 zur Messung des Pegels des empfangenen Signals enthält, die Information liefert über den Pegel des empfangenen Signals, und in der Sendestation eine Regelanordnung 110 zur Vergrößerung oder Verringerung der Sendeleistung entsprechend einem bestimmten dynamischen Steuermuster, das Kennzeichen auf, daß sie außerdem in der Empfangsstation eine Schwellenanordnung 214 enthält zur Messung der Fehlerrate des empfangenen Signals, wobei Information geliefert wird in bezug auf die Qualität des empfangenen Signals, wobei diese Information in Kombination mit der Schwellenanordnung 204 zur Messung des Pegels des empfangenen Signals und mittels einer Anordnung zur kombinierten Verarbeitung dieser Informationselemente, in der Sendestation 1, es ermöglicht, eine kombinierte Verarbeitung der Messung des Pegels des empfangenen Signals und der der Fehlerrate des empfangenen Signals zu der Anordnung 110 zur Regelung der Sendeleistung zur Regelung der genannten Sendeleistung, wobei die kombinierte Verarbeitung daraus besteht, daß die Sendeleistung vergrößert oder verringert wird, wobei für einen ersten Teil des dynamischen Steuerbereiches nur diejenige Information berücksichtigt wird, die sich auf den Pegel des empfangenen Signals in bezug auf die erste vorbestimmte Schwelle bezieht, für einen zweiten Teil des dynamischen Regelbereiches außerdem diejenige Information berücksichtigt wird, die sich auf die Qualität des empfangenen Signals in bezug auf eine zweite vorbestimmte Schwelle bezieht.
Im wesentlichen wird eine Schwellenanordnung 214 zur Messung der Fehlerrate des empfangenen Signals (beispielsweise eine Vergleichsschaltung oder eine Schaltung die als "Schmitt-Trigger" bezeichnet wird) mit der Schwellenanordnung 204 zur Messung des empfangenen Pegels verbunden. Zu den Eingängen dieser Anordnung 214 werden einerseits, abgeleitet von der Demodulationsschaltung 202 die Informationen zugeführt, die sich auf den Synchronisationsverlust beziehen und andererseits, abgeleitet von der Empfangsrahmenanordnung 203 die Informationen, die sich auf der Paritätsdivergenz beziehen. Der Ausgang der Anordnung 214, der auf diese Weise die Information in bezug auf die Qualität des empfangenen Signals liefert, wird mit der Multiplexerschaltung 205 verbunden, die danach das Multiplexen der Information in bezug auf den Pegel des empfangenen Signals und die Information in bezug auf die Qualität des empfangenen Signals durchführt. Die auf diese Weise gemultiplexte Information wird über die jeweiligen bereits genannten Schaltungen und Anordnungen zur Übertragung der Information in bezug auf den Pegel des empfangenen Signals übertragen und durch die Demultiplexschaltung 109, die mit der Steueranordnung 110 verbunden ist, gedemultiplext. Die Anordnung zur kombinierten Verarbeitung der Information weist das Kennzeichen auf, daß sie in der Steueranordnung 110 vorgesehen ist. Dies ist in Figur 3 dargestellt, während eine kombinierte Verarbeitung der Information in Figur 4 dargestellt ist.
Auf entsprechende Weise ist in der Senderichtung von der Station 2 zu der Station 1 eine Schwellenanordnung 114 zur Messung der Fehlerrate des empfangenen Signals mit der Schwellenanordnung 111 zur Messung des empfangenen Signals verbunden und auf ähnliche Weise ist in der Steueranordnung 213 eine Anordnung zur kombinierten Verarbeitung der Information vorgesehen.
Figur 2 zeigt ein Blockschaltbild der Schwellenanordnung zur Messung des Pegels des empfangenen Signals und der Qualität des Signals in der Empfangsstation 2, d.h. für die Senderichtung der Information von der Station 1 zu der Station 2. In diesem Schaltbild ist die Empfangsschaltung 201 nur mit einem ZF-Verstärker 201A und mit einer automatischen Verstärkungsregelung 201B versehen. Das Ausgangssignal des Verstärkers 201A wird in die Schaltungsanordnung 201B zurückgeführt, die auf diese Weise die Verstärkung des Verstärkers 201A überprüft. Die Schaltung 201B liefert die Messung des Pegels des empfangenen Signals zu der Schwellenanordnung 204 zur Messung des Pegels des empfangenen Signals, wobei diese Schaltungsanordnung eine logische Schwellenschaltung 204A und ein Register 204B enthält. Die logische Schwellenschaltung 204A liefert dem Register 204B binäre digitale Information in bezug auf das Überschießen oder Nicht-Uberschießen des Pegels des empfangenen Signals in bezug auf die Bezugsschwellen. Ein Analog-Digital-Wandler kann die Schwellenschaltung 204A durchaus ersetzen. Von der Demodulationsschaltung 202 wird ein logisches Alarmsignal gesendet, wenn in der Empfangsstation 2 Synchronisationsverlust auftritt und dieses logische Signal wird dem Register 204B zugeführt. Wenn ein derartiges Alarmsignal auftritt, wird der Leistungspegel des gesendeten Signals beibehalten, wonach, nach einer Zeit Ta (in der Größenordnung von 10 s) die gesendete Leistung auf den minimalen Pegel geändert wird. Die Empfangsrahmenanordnung 203 führt eine Anzeige der Divergenz des Paritätsbits zu der Schwellenschaltung 214 zur Messung der Qualität des empfangenen Signals. Nach der Erfindung enthält die Anordnung 214 eine Zählerschaltung 214A, die es ermöglicht, durch Zählung der Anzahl Paritätsabweichungen während einer bestimmten Zeitlänge T die Fehlerrate zu bewerten. Diese Zeitlänge oder dieses Messfenster ist fest, solange die Anzahl Paritätsabweichungen gering ist, beispielsweise weniger oder gleich n&sub1; Paritätsabweichungen während T. Ein Messfenster dieser Art kann erhalten werden beispielsweise durch Zählung der Wiederholungsfrequenz des Rahmens, wobei das Schließen order Öffnen des Fensters während einer neuen Zählpriode je nach dem Inhalt der Zählerschaltung selbst, die für jedes nachfolgende Fenster auf null rückgestellt wird. Sobald die Anzahl Abweichuygen zunimmt, wird diese Periode variabel und wenn die Zählerschaltung n&sub1; Abweichungen gezählt hat, wird das Messfenster geschlossen und es wird ein neues Messfenster geöffnet für einen neuen Zählvorgang. Wenn das Auftreten von N&sub1; Fenstern mit einer verringerten Zeitlänge wahrgenommen wird, wird eine logische Schwellenschaltung 2148 aktiviert und liefert dem Register 204B ein logisches Signal, wobei die Fehlerrate größer ist als die vorbestimmte Schwelle n&sub1; x N&sub1;. Die Rückkehr zum normalen Zustand oder die Dekktivierung der Schaltung 214B erfolgt, wenn in jedem der N&sub2; Fenster mit einer Länge T die Anzahl Abweichungen wieder niedriger ist oder gleich einer Anzahl n&sub2;, wobei die Deaktivierungsschwelle also gleich n&sub2; x N&sub2; ist. Als Schutz gegen das Auftreten von Gruppen kurzer Fehler ist es ebenfalls möglich, das Zählen von Paritätsabweichungen möglich zu machen nur nach einer Verzögerungszeit t, wobei diese Verzögerung t nicht in Spiel gebracht werden muß bei der Rückkehr zu dem normalen Zustand und folglich zu der Deaktivierung der Schaltungsanordnung 214B
Nach der Erfindung werden die jeweiligen logischen Signale, die den Pegel des empfangenen Signals und die Qualitätsinformation des empfangenen Signals darstellen, in dem Register 204B gespeichert und reihenweise dem Multiplexer 205 zugeführt.
Figur 3 zeigt ein Blockschltbild der Sendeleistungregelungsanordnung, die in der beschriebenen Senderichtung (von der Station 1 zu der Station 2) der Sendestation 1 zugehört und in Figur 1 durch 110 bezeichnet ist.
Die Steueranordnung 110 erzeugt ein Steuersignal, das einem steuerbaren Dämpfer 102A der Sendeschaltung 102 zugeführt wird. Der steuerbare Dämpfer 102A beeinflußt die Verstärkung eines Verstärkers 102B.
Die Dämpfungsschaltung 102A kann entweder den ZF- oder den HF-Teil der Sendeschaltung 102 steuern. Zur Vereinfachung des Schaltbildes ist die Dämpfungsschaltung als den HF-Teil steuernd dargestellt, d.h. die Schaltungsanordnung beeinflußt unmittelbar den Verstärker 102B. Am Ausgang des Verstärkers 102B erfolgt Detektion der Sendeleistung mittels eines Kopplers, der die Anzeige des Sendeleistungspegels zu der Steueranordnung 110 weiterleitet, die ebenfalls die Information in bezug auf den Pegel des empfangenen Signals sowie in bezug auf die Qualität des empfangen Signals an der Empfangsstation enthält und zwar über die Demultiplexerschaltung 109. Die Steueranordnung besteht im wesentlichen aus einem Digital-Analog-Wandler 110A, der einem Verstärker 110B ein Steuersignal zuführt, wobei dieser Verstärker ebenfalls als Bezugswert die von der Sendeschaltung 102 abgeleitete Sendeleistungsanzeige erhält. Dem Verstärker 110B folgt ein Bandpassfilter 110C, wobei das Signal am Ausgang des Filters das Signal ist, das die Dämpfungsstufe 102A steuert. Der Digital-Analog- Wandler 110A kann die Form eines Zählers/Abwärts-Zählers haben, wodurch es möglich ist, Vergrößerungs- oder Verringerungsschritte durchzuführen. Diese Schritte werden durch die Gewichtungswiederstände des Wandlers bestimmte, sie können konstant oder veränderlich sein.
Nach der Erfindung befindet sich in der Steueranordnung eine Anordnung zur kombinierten Verarbeitung der Information. Im wesentlichen befindet sich zur Steuerung des Wandlers 110A auf Basis der jeweiligen Informationsarten, abgeleitet von der Empfangsstation, eine Anordnung 110D zur kombinierten Verarbeitung dieser Information in der Steueranordnung. Die Anordnung 110D wird vorzugsweise eine programmierbare Speicherschaltung sein (beispielsweise eine PROM), in deren Speicher die kombinierte Verarbeitung, die anhand der Figur 4 beschrieben wird, programmiert ist; sie kann jedoch in diskreter Form aus herkömmlichen logischen Schaltungen zusammengebaut sein.
Einem der Eingänge der Anordnung 110D wird ein logisches Signal zugeführt und zwar abhängig von dem Sendeleistungspegel, erzeugt durch eine Schwellenschaltung 110E, welche die Sendeleistungsanzeige PE, abgeleitet von der Sendeschaltung 102, mit typischen Werten, wie beispielsweise einem minimalen Sendeleistungswert PEO mit einer oberen dynamischen Schwelle P1 des empfangenen Signals entsprechend der oberen Schwelle des ersten Teils des dynamischen Steuerbereiches zur Gewährleistung davon, daß nur die Pegelinformation des empfangenen Signals erhalten wird, und mit einem maximalen Leistungswert Pmax zugehörend zu der oberen Schwelle des zweiten Teils des dynamischen Steuerbereiches, zur zusätzlichen Gewährleistung der Qualitätinformation des empfangenen Signals.
Die anderen Eingänge der Anordnung 110D sind mit der Demultiplexerschaltung 109 verbunden, welche die Information in bezug auf den Pegel NR des empfangenen Signals sowie in bezug auf die Qualität Q des Signals liefert. Nach Verarbeitung der empfangenen Information steuert die Anordnung 110D den Wandler 110A durch zwei Signale, ein Signal INC zum Zuführen einer Erhöhung und folglich einer Zunahme der Sendeleistung, und ein Signal DEC zum Zuführen einer Erniedrigung und folglich einer Verringerung der Sendeleistung.
Figur 4 zeigt ein Verarbeitungssystem, angewandt in der Sendestation der Anordnung zur kombinierten Verarbeitung der Information, die erforderlich ist zum Erhöhen beziehungsweise Verringern der Sendeleistung, wobei die von der Empfangsstation herrührende Information benuzt wird.
Das Schaltbild zeigt die jeweiligen aufeinanderfolgenden Stufen in dem Fortgang der kombinierten Verarbeitung der Information, die nach der Erfindung aus einer Zunahme beziehungsweise einer Abnahme der Sendeleistung PE besteht für einen ersten Teil des dynamischen Steuerbereiches, wobei nur die Informtion über den Pegel des empfangenen Signals NR in Betracht gezogen wird, die zu einer ersten vorbestimmten Schwelle S1 führt und für einen zweiten Teil des dynamischen Steuerbereiches zusätzlich Information in bezug auf die Qualität des empfangenen Signals Q in Betracht gezogen wird, die zu einer zweiten vorbestimmten Schwelle S2 gehört.
In der Stufe E1 wird also die erste Frage gestellt. Ist der Pegel des empfangenen Signals NR höher als der zuerst vorbestimmte Pegel S1; wenn die Antwort ja ist, wird die Anordnung in eine Verringerungsphase gebracht und in der Stufe E2 wird eine zweite Frage gestellt. Ist die Sendeleistung PE gleich der minimal erlaubten Sendeleistung PEO? Wenn die Antwort ja ist, kann die Sendeleistung nicht weiter verringert werden; dieser Pegel wird bei E3 beibehalten und das System behält den Zustand E1 bis eine neue Antwort auf die erste und die zweite Frage erhalten wird. Wenn andererseits die Antwort nein ist, ist es möglich, die Sendeleistung weiter zu verringern und einen Erniedrigungsbefehl DEC für eine Schritt wird gegeben; die nächste Stufe ist E4, von wo es zu der Stufe E1 zurückgeht, damit gegebenenfalls das Verringern der Sendeleistung in Schritten fortgesetzt wird. Falls in der Stufe E1 die Antwort der ersten Frage (ist der Pegel des empfangenen Signals NR niedriger als die zuerst festgestellte erste Schwelle S1?) nein ist, wird eine dritte Frage in der Stufe E5 gestellt: ist der Pegel der Sendeleistung PE niedriger als eine obere dynamische Schwelle P1 des empfangenen Pegels? Die Schwelle P1 ist die nicht-zuüberschreitende Schwelle in dem ersten Teil des dynamischen Steuerbereiches, wenn nur die Information in bezug auf den Pegel des empfangenen Signals berücksichtigt wird. Wenn die Antwort ja ist, ist es möglich, die Sendeleistung zu vergrößern und es wird ein Erhöhungsbefehl INC für eine Stufe gegeben. Die nächste Stufe ist nun E6 und es findet eine Rückkehr zu der Stufe E1 statt, damit gegebenenfalls die Sendeleistung schrittweise nach wie vor erhöht wird. Wenn andererseits in der Stufe E5 die Antwort auf die dritte Frage nein ist, wird in der Stufe E7 eine vierte Frage gestellt: ist die Fehlerrate TE in dem empfangenen Signal, welche die Qualität des empfangenen Signals Q ausdrückt, höher als die zweite vorbestimmte Schwelle S2? Wenn die Antwort nein ist, wird ein Verringerungsbefehl DEC für einen Schritt gegeben; die nächste Stufe E8, von woher es eine Rückkehr zu der Stufe El gibt für andere mögliche Verringerungen der Sendeleistung in Schritten. Wenn andererseits die Antwort ja ist, wird in der Stufe E9 eine letzte Frage gestellt: ist die Sendeleistung PE gleich der maximal erlaubten Leistung Pmax am Ausgang der Sendeschaltung? Wenn eine Antwort bestätigend ist, kann der Sendeteil weiter vergrößert werden und wird so beibehalten. Das ist non die Stufe E10 und es gibt eine Rückkehr zu der Stufe E1. Wenn jedoch die Antwort negativ ist, wird ein Erhöhungsbefehl InC für nur einen Schritt zu E11 gegeben, der eine Rückkehr zu der Stufe E1 folgt, damit gegebenenfalls die Sendeleistung wieder schrittweise zunehmen kann. Sobald der empfangene Pegel NR höher wird als der Pegel S1 wird eine Verringerungsphase zu der Stufe E4 ausgelöst damit "cut-off"-Effekte vermieden werden.
Auf diese Weise wird unter normalen Fortpflanzungsverhältnissen der Sendeleistungspegel niedriger gehalten (wesentlich niedriger als der 1 dB Kompressionspunkt) so daß die Nicht-Linearitäten des Verstärkers vernachlässigbar sind und zu einem Restfehlerpegel führen, der wesentlich niedriger ist als 10&supmin;¹&sup0;.
Im Falle von Fading in der Fortpflanzungsstrecke, wenn der Pegel NR des empfangenen Signals die vorbestimmte Schwelle S1 unterschreitet, erhöht die Sendeleistungssteueranordnung die Sendeleistung schrittweise derart, daß der Pegel des empfangenen Signals auf dem Nennwert, bestimmt durch die Schwelle, beibehalten wird. Aber der Sendeleistungswert wird auf den Wert P1, um 6 dB niedriger als 1 dB Kompressionspunkt beschränkt, solange die Empfangsstation das Vorhandensein einer Fehlerrate, welche die feste Schwelle S2 überschreitet, nicht detektiert hat. Die Detektion des Vorhandenseins einer Fehlerrate, welche die feste Schwelle überschreitet, autorisiert dann den Sendeleistungspegel zu einer Zunahme bis zum Pegel Pmax, um etwa 3 dB unter dem 1 dB Kompressionspunkt (wobei hinter diesem Punkt die Zone der genannten Nicht-Linearitäten erreicht werden würde), was zu einer Verringerung der "cut-out"-Zeit führt durch Fading der Fortpflanzung. Einer der Vorteile der Anordnung ist also erreicht: es ermöglicht die wirklich nutzbare Leistung eines Halbleiterverstärkers, der zum Senden einer Typ MAQ16-Modulation benutzt wird um etwa 3 dB erhöht wird, wenn wesentliche Fortpflanzungsfading auftritt, aber das unter normalen Fortpflanzungsbedingungen ein niedriger Sendeleistungspegel beibehalten wird.
Andererseits werden Ausgangssignale von 140 Mbits/s unter Verwendung von MAQ16-Modulation zur Zeit über Richtfunkverbindungen gesendet mit 40 MHz Frequenz, d.h. wobei der Raum zwischen zwei benachbarten Kanälen 40 MHz beträgt. Zwei benachbarte Kanäle werden mit gekreutzter (orthogonaler) Polarisation gesendet und haben eine Polarisationsentkopplung der Größenordnung von 30 dB in Perioden normaler Fortpflanzung. In Perioden von Fortpflanzungsfading und wenn die Tiefe der Fading 15 dB überschreitet, gibt es einen Polarisationsentkopplungsverlust entsprechend einer Beziehung vom Typ:
XPD = 45 - A
wobei XPD die Polarisationsentkopplung und A die Tiefe der Fading bedeutet.
Zur Gewährleistung, daß die durch diesen Entkopplungsverlust herbeigeführte Störung den Raum der Verbindung nicht weitgehend verringert, ist ein zusätzlicher Schutz durch Filterung notwendig. Für Kanäle mit einem Raum von 40 MHz, wobei Nyquist-Filterung angewandt wird mit einem Rundungsfaktor von 0,5 wird der Schutz in der Größenordnung von 17 bis 18 dB erhalten und ermöglicht es auf diese Weise Radioverbindungen mit einem Bereich von 40 dB zu erreichen die durch das Vorhandensein eines benachbarten Kanals nicht sehr gestört wird.
Der Gebrauch von 30 MHz-Frequenzplänen mit MAQ16-Modulation unter denselben Bedingungen verringert diesen Schutz durch Filterung auf etwa 8 dB, wodurch ein wesentlicher Verlust des Raumes bei Verbindungen auftritt mit einem hohen Ausgangsbereich.
Verwendung der erfindungsgemäßen Anordnung ermöglicht den Gebrauch von 30 MHz-Frequenzplänen mit MAQ16-Modulation (16 Stufen), wobei der Gebrauch von komplexeren Typen von Modulation (beispielsweise 64 Stufen) vermieden wird.
Dazu sei bemerkt, daß in einer Periode von Fading Nachbarkanäle, die mit gekreutzter Polarisation arbeiten, eine wesentliche Korrelation für Fading zeigt, die nicht 10 bis 15 dB überschreitet und nahezu eine totale Dekorrelation für eine tiefere Fading zeigt.
Der Polarisationsentkopplungsverlust wird auf diese Weise meistens durch den Unterschied in dem Pegel des empfangenen Signals zwischen den beiden Kanälen an der Empfangsantenne verursacht. Auf diese Weise ist für eine Verbindung mit einem großen Gebiet von 40 dB für einen isolierten Kanal möglich, den Sendeleistungspegel um 15 dB niedriger zu setzen als der Nennleistungspegel, was zu einem Gebiet von 40 dB führt und die Schwelle für den Pegel des empfangenen Signals so zu stellen daß der Start der Regelung des Pegels der Sendeleistung um 10 dB höher liegt als die Nennschwelle. Foglich wird, wenn das Fading den Wert von 15 dB nicht überschreitet, eine Phase, in der sie weitgehend korreliert sind, keine Änderung in der Sendeleistung geben und die Pegel der empfangenen Signale sind praktisch identisch auf beiden Polarisationen. Wenn Fading in einem Kanal eine Tiefe von 15 dB überschreitet, gibt es einen Staat der Einstellung (Zunahme der Sendeleistung) in diesem Kanal und es gibt nahezu keine Änderung in der Sendeleistung des benachbarten Kanals, wobei die Störung auf diese Weise um etwa 15 dB verringert wird.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung ist folglich, daß sie den Gebrauch von 30 MHz-Frequenzplänen ermöglicht bei einfacher QAM16- Modulationsapparatur.
Obschon der Einfachheit der Beschreibunghalber nur zwei Stationen beschrieben wurden, dürfte es einleuchten, daß die Beschreibung auch auf n-Stationen bezogen werden kann wobei jede Station einen Sendeteil und einen Empfangsteil aufweist.
Zum Schluß wird der Gebrauch der Anordnung zur Steuerung der Sendeleistung nach der Erfindung keineswegs auf die Anwendungsbereiche mit 16- Stufenmodulationsapparatur beschränkt.

Claims

1. Einrichtung zur Steuerung der Sendeleistung einer Richtfunkstrecke zwischen wenigstens einer Sendestation (1) und einer Empfangsstation (2), die mittels eines Rückkehrkanals Information in bezug auf das empfangene Signal zu der Sendestation (1) gibt, wobei die Steuereinrichtung u.a. in der Empfangsstation (2) die folgenden Elemente aufweist:

- eine Schwelleneinrichtung zur Messung des Pegels des empfangenen Signals (204) und Information in bezug auf den Pegel (S1) des empfangenen Signals liefert, und

dadurch gekennzeichnet, daß die Sendestation u.a. die nachfolgenden Elemente aufweist:

- Steuermittel (110) zur Steigerung bzw. Verringerung der Sendeleistung entsprechend einem bestimmten dynamischen Steuermuster, mit einem linearen Teil (PEO-P1) und einem nicht-linearen Teil (P1-PMAX) und eine kombinierte Bearbeitungseinrichtung zum Beeinflußen der Steuermittel, und daß die Einrichtung die folgenden Elemente aufweist:

- eine Schwellenanordnung zur Messung der Fehlerrate des empfangenen Signals, zum Liefern von Information über die Qualität des empfangenen Signals gegenüber einem Qualitätsschwellenwert (S2)

- Mittel zur Messung der Sendeleistung zum Liefern von Information über die gesendete Leistung (PE),

wobei die Informationsverarbeitungsanordnung dazu vorgesehen ist, die Qualitätsinformation, die Pegelinformation und die Leistunfsinformation zu verarbeiten und die Steuermittel zu beeinflußen

- indem die Sendeleitung gesteigert oder verringert wird, damit der Pegel des empfangenen Signals nahe bei dem ersten Wert des Schwellenpegels (S1) liegt, so daß die Sendeleistung innerhalb eines Teils des genannten als linear bezeichneten dynamischen Regelbereichs liegt (PEO < PE < P1),

- indem die Sendeleistung gesteigert wird ohne Überschreitung eines maximalen Leistungspegels (PMAX) bis in dem betreffenden als nichtlinear betrachteten dynamischen Regelbereich (P1 < PE < PMAX) bis der empfangene Pegel unterhalb der ersten Schwelle (S1) liegt, daß die Sendeleistung (PE) über einem Sendeleistungspegel (P1) liegt, welcher Pegel der Trennpunkt des linearen und des nicht-linearen Teils ist, und daß das Qualitätssignal unter dem Qualitätsschwellenwert (S2) liegt.

2. Einrichtung zur Sendeleistungssteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangsstation Detektionsmittel zum Detektieren von Synchronisationsverlust aufweist zum Liefern einer Information über den Verlust von Synchronisation, die von der Sendestation gesendet wird zum Beibehalten des Pegels der gesendeten Sendeleistung während einer bestimmten Zeit (Ta) und zum Zurückbringen desselben auf den minimalen Pegel.

3. Einrichtung zur Sendeleistungssteuerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur kombinierten Verarbeitung der Informationen in den Steuermitteln vorgesehen ist.

4. Einrichtung zur Sendeleistungssteuerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwelleneinrichtung zur Messung der Qualität des empfangenen Signals u.a. eine Zähleinrichtung aufweist zum Zählen der Paritätsabweichungen.

5. Einrichtung zur Sendeleistungssteuerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Informationen über den Pegel des empfangenen Signals und die Qualität des empfangenen Signals in einem Register gespeichert und seriell ausgegeben werden.

6. Einrichtung zur Sendeleistungssteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der maximale Wert (PMAX) um 3 dB unterhalb des Kompressionspunktes 1 dB liegt.