Sistema de comunicación por satélite, un satélite LEO que retransmite comunicaciones entre un satélite GEO y estaciones terrestres, los enlaces ascendentes y descendentes que utilizan la misma banda de frecuencias y la multiplexación temporal.

Una carga útil (10) de satélite repetidor (LEO) de un sistema de telecomunicaciones, el citado satélite repetidor que está destinado a ser puesto en órbita desplazándose por encima de la superficie de la Tierra y la carga útil

(10) que está configurada para repetir datos recibidos de un satélite estacionario (GEO) por encima de la superficie de la Tierra hacia un terminal (REC) sensiblemente en la superficie de la Tierra y para repetir datos recibidos del terminal hacia el satélite estacionario, caracterizada por que la citada carga útil (10) comprende al menos un amplificador de potencia (120) y está configurada además para:

- utilizar una misma banda de frecuencia para la repetición de datos hacia el satélite estacionario (GEO), denominada "emisión ascendente" y para la repetición de datos hacia el terminal (REC), denominada "emisión descendente", la citada banda de frecuencia que es una cualquiera de las bandas VHF, UHF, L, S, C, X, Ka, Q,

- efectuar las emisiones ascendentes y las emisiones descendentes en el trascurso de intervalos de tiempo diferentes,

- utilizar el citado amplificador de potencia a la vez para emisiones ascendentes y para emisiones descendentes.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2012/060359.

Solicitante: Airbus Defence and Space SAS.

Nacionalidad solicitante: Francia.

Dirección: 51-61 Route de Verneuil 78130 Les Mureaux FRANCIA.

Inventor/es: DUNAT,JEAN CHRISTOPHE, TRONC,JÉRÔME.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION H — ELECTRICIDAD > TECNICA DE LAS COMUNICACIONES ELECTRICAS > TRANSMISION > Sistemas de radiotransmisión, es decir, utilizando... > H04B7/185 (Estaciones espaciales o aéreas (H04B 7/204 tiene prioridad))
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > TECNICA DE LAS COMUNICACIONES ELECTRICAS > TRANSMISION > Sistemas de radiotransmisión, es decir, utilizando... > H04B7/195 (Estaciones no sincrónicas)

PDF original: ES-2550787_T3.pdf

 

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Ilustración 1 de Sistema de comunicación por satélite, un satélite LEO que retransmite comunicaciones entre un satélite GEO y estaciones terrestres, los enlaces ascendentes y descendentes que utilizan la misma banda de frecuencias y la multiplexación temporal.
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Sistema de comunicación por satélite, un satélite LEO que retransmite comunicaciones entre un satélite GEO y estaciones terrestres, los enlaces ascendentes y descendentes que utilizan la misma banda de frecuencias y la multiplexación temporal.

Fragmento de la descripción:

Sistema de comunicación por satélite, un satélite LEO que retransmite comunicaciones entre un satélite GEO y estaciones terrestres, los enlaces ascendentes y descendentes que utilizan la misma banda de frecuencias y la multiplexación temporal Campo de la invención La invención corresponde al campo de los sistemas de transmisión de datos a gran distancia. Concierne más particularmente a los sistemas y procedimientos de comunicaciones de datos (trasferencia de datos, telemando, seguimiento de terminales) entre usuarios provistos de pequeños terminales móviles.

Contexto de la invención y problema planteado La cuestión de la transmisión de datos a gran distancia desde o hacia un terminal móvil, se plantea en particular para los enlaces entre ordenadores ("máquina a máquina" o M2M) . Este campo de transmisión se caracteriza entonces por una necesidad de tasa de datos claramente menor que para enlaces de tipo imagen o Internet y/o por la capacidad de utilizar un enlace intermitente en vez de continuo.

Se conoce un primer planteamiento de este problema, seguido por los sistemas existentes de transmisión de datos tales como Orbcomm y Argos, los cuales utilizan constelaciones de satélites en órbita baja (LEO del inglés "Low Earth Orbit") . En este planteamiento, el modo normal de funcionamiento de cada satélite en órbita baja LEO requiere que esté, por una parte en visibilidad simultánea de una estación terrestre de control y de conexión y por otra parte de un terminal de usuario.

El satélite sirve entonces de enlace de comunicación entre las dos partes y el tiempo de latencia de los acuses de recibo y de los mensajes es función de la distancia entre el satélite y la estación terrestre (GES del inglés "Gateway Earth Station") .

Sin embargo, la cobertura proporcionada por la red de estaciones terrestres de los sistemas que utilizan satélites en órbita baja, tales como Orbcomm y Argos, está limitada por el despliegue de estaciones terrestres (GES) y los sistemas existentes que proporcionan solamente una cobertura limitada de la Tierra en este modo. Cada estación terrestre permite en efecto una cobertura en un radio de unos 3.000 Km y cada uno de estos sistemas contiene una veintena de estaciones terrestres.

Se constata entonces fácilmente que las zonas de coberturas presentan grandes zonas "blancas" para las que el sistema no es utilizable. Estas zonas cubren en particular una gran parte de las zonas oceánicas, incluso una parte significativa de zonas continentales tales como África o Australia.

En los casos para los que el satélite LEO no tiene visibilidad simultánea del terminal de usuario y de la estación de control terrestre (GES) , es necesario utilizar un método de comunicación de tipo almacenamiento y envío (método conocido por los expertos en la técnica bajo el nombre "store & forward") . En este método, el mensaje se almacena a bordo del satélite, que continúa su desplazamiento en su órbita hasta que sobrevuela la estación terrestre GES a la que entrega el mensaje almacenado.

Con este método de operación, los retardos de comunicación son largos y hacen difíciles las comunicaciones bidireccionales en condiciones aceptables, dado que los retardos están comprendidos típicamente entre algunos minutos y los 100 a 150 minutos de duración de una órbita completa del satélite LEO.

Se conocen por otro lado ejemplos de sistemas de telecomunicaciones híbridos para la transmisión de datos entre usuarios. Estos sistemas híbridos se componen de satélites geoestacionarios y de una constelación de satélites en órbita baja.

Se puede citar particularmente un primer documento de patente US 6208625.

Este documento describe una red formada por satélites LEO y geoestacionarios (GEO) capaces de comunicar entre ellos. En tierra, los terminales de usuario son capaces de recepción/transmisión (Rx/Tx) con los satélites LEO y GEO. La componente LEO realiza un filtrado del tráfico recibido desde los terminales y en función del aspecto urgente del tráfico recibido, encamina este tráfico o bien internamente hacia el LEO o bien hacia el GEO.

En un segundo documento de patente EP 0883252, se propone un sistema de comunicación por satélite que permite una cobertura global, una reducción del retardo de transmisión (Tx) y una maximización de la utilización de la capacidad del sistema (comunicación por satélite de banda ancha por la interconexión de varias constelaciones en órbita media - MEO - y geoestacionaria - GEO -) .

Ver igualmente el documento US-A-2002/0132578 (Wiedeman) .

Los satélites MEO y GEO comunican directamente entre ellos por enlaces entre satélites, que permiten un enrutamiento del tráfico (para la voz y para los datos) a bordo de los satélites en función de ciertas reglas.

Además, este documento propone una compartición y una reutilización del espectro entre los satélites GEO y MEO a muy altas frecuencias (por ejemplo entre 40 y 60 GHz) , a fin de permitir la función continua bajo el nombre de "traspaso sin interrupción" para los terminales portátiles (paso de una red móvil a una red fija sin interrupción de la comunicación en curso) .

Está claro que los sistemas híbridos actuales presentan una gran complejidad, sinónimo de coste elevado de implantación y de utilización.

Objetivos de la invención Un objetivo de la invención es proporcionar una solución basada en satélites repetidores lo más simples posible, que ofrecen buenas prestaciones (presupuesto de enlace, disponibilidad) dentro de la cobertura de cada satélite.

Descripción de la invención Según un primer aspecto, la presente invención concierne a una carga útil de satélite repetidor de un sistema de telecomunicaciones, el citado satélite repetidor que está destinado a ser puesto en órbita desplazándose por encima de la superficie de un cuerpo celeste y la carga útil que está configurada para repetir datos recibidos de un satélite estacionario por encima de la superficie del cuerpo celeste hacia un terminal sustancialmente en la superficie del cuerpo celeste y para repetir datos recibidos del terminal hacia el satélite estacionario. La citada carga útil además está configurada para:

- utilizar una misma banda de frecuencia para la repetición de datos hacia el satélite estacionario, denominada "emisión ascendente" y para la repetición de datos hacia el terminal, denominada "emisión descendente" y -multiplexar en el tiempo las emisiones ascendentes y las emisiones descendentes.

Tales disposiciones permiten una mejor compartición de la potencia embarcada a bordo del satélite repetidor. Además, tales disposiciones permiten optimizar la arquitectura de la carga útil para reducir el coste de fabricación, la congestión y/o la masa de lanzamiento.

Se tiene que señalar que se entiende por terminal "sustancialmente en la superficie del cuerpo celeste", particularmente los terminales de usuario terrestres, marítimos o aeronáuticos. Del mismo modo, se admite a los citados terminales ser colocados por ejemplo en medios terrestres, marítimos o aeronáuticos.

Se dan a continuación modos particulares de realización de la carga útil de satélite repetidor. La invención apunta igualmente a todas las combinaciones técnicamente posibles de estos modos particulares de realización.

Según un modo particular de realización, la carga útil comprende al menos un amplificador de potencia y la citada carga útil está configurada para utilizar el citado amplificador de potencia a la vez para emisiones ascendentes y para emisiones descendentes.

Según un modo particular de realización, la carga útil comprende:

- al menos una antena de emisión ascendente, -al menos... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Una carga útil (10) de satélite repetidor (LEO) de un sistema de telecomunicaciones, el citado satélite repetidor que está destinado a ser puesto en órbita desplazándose por encima de la superficie de la Tierra y la carga útil (10) que está configurada para repetir datos recibidos de un satélite estacionario (GEO) por encima de la superficie de la Tierra hacia un terminal (REC) sensiblemente en la superficie de la Tierra y para repetir datos recibidos del terminal hacia el satélite estacionario, caracterizada por que la citada carga útil (10) comprende al menos un amplificador de potencia (120) y está configurada además para:

- utilizar una misma banda de frecuencia para la repetición de datos hacia el satélite estacionario (GEO) , denominada "emisión ascendente" y para la repetición de datos hacia el terminal (REC) , denominada "emisión 10 descendente", la citada banda de frecuencia que es una cualquiera de las bandas VHF, UHF, L, S, C, X, Ka, Q, -efectuar las emisiones ascendentes y las emisiones descendentes en el trascurso de intervalos de tiempo diferentes, -utilizar el citado amplificador de potencia a la vez para emisiones ascendentes y para emisiones descendentes.

2. La carga útil (10) según la reivindicación 1, caracterizada por que comprende:

- al menos una antena (101) de emisión ascendente, -al menos una antena (111) de emisión descendente, -medios (121) de encaminamiento de una señal a la salida del amplificador de potencia (120) , representativa de datos a repetir o bien hacia la citada antena de emisión ascendente o bien hacia la citada antena de emisión descendente.

3. La carga útil (10) según la reivindicación 2, caracterizada por que comprende medios (122) de multiplexación, a la entrada del amplificador de potencia (120) , señales de emisión ascendentes y señales de emisión descendentes.

4. La carga útil (10) según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por que comprende:

- varias antenas (111) de emisión descendente, -medios (114) de encaminamiento de una señal a la salida del amplificador de potencia (120) , representativa de 25 datos a repetir, hacia una cualquiera de dichas antenas de emisión descendente.

5. La carga útil (10) según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por que está configurada para utilizar la misma banda de frecuencia, utilizada para las emisiones ascendentes y las emisiones descendentes, para la recepción de datos a repetir del terminal (REC) , denominada "recepción ascendente" y para la recepción de datos a repetir del satélite estacionario (GEO) , denominada "recepción descendente".

6. La carga útil (10) según la reivindicación 5, caracterizada por que comprende varias antenas (111) de recepción ascendente, la citada carga útil que está configurada para recibir simultáneamente en cada una de las citadas antenas de recepción ascendente.

7. La carga útil (10) según una de las reivindicaciones 5 a 6, caracterizada por que está configurada para multiplexar en el tiempo las emisiones ascendentes y las recepciones ascendentes y/o para multiplexar en el tiempo las emisiones 35 descendentes y las recepciones descendentes.

8. La carga útil (10) según una de las reivindicaciones 5 a 7, caracterizada por que está configurada para utilizar una misma primera subbanda (F1) de frecuencia de la banda de frecuencia para las recepciones ascendentes y las emisiones ascendentes y utilizar una misma segunda subbanda (F2) de frecuencia de la banda de frecuencia para las recepciones descendentes y las emisiones descendentes.

9. La carga útil (10) según una de las reivindicaciones 5 a 8, caracterizada por que está configurada para efectuar las recepciones ascendentes simultáneamente a las emisiones descendentes y para efectuar las recepciones descendentes simultáneamente a las emisiones ascendentes.

10. El sistema de telecomunicaciones, destinado a la transferencia de datos entre al menos un terminal (REC) , situado sensiblemente en la superficie de la Tierra y al menos un satélite estacionario (GEO) por encima de la superficie de la 45 Tierra, caracterizado por que comprende uno o varios satélites repetidores (LEO) de señales, los citados satélites repetidores que se desplazan por encima de la superficie de la Tierra y que comprenden una carga útil (10) según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes.

11. Un procedimiento de telecomunicaciones, destinado a transferir datos entre un terminal (REC) , situado sensiblemente en la superficie de la Tierra y un satélite estacionario (LEO) por encima de la superficie de la Tierra, la 50 transferencia de datos entre el citado terminal y el citado satélite estacionario que se efectúa por intermediación de un satélite repetidor (LEO) configurado para repetir datos recibidos del citado satélite estacionario hacia el citado terminal y 17

para repetir datos recibidos del citado terminal hacia el citado satélite estacionario, caracterizado por que el satélite repetidor (LEO) :

- utiliza una misma banda de frecuencia para la repetición de datos hacia el satélite estacionario (GEO) , denominada "emisión ascendente" y para la repetición de datos hacia el terminal (REC) , denominada "emisión 5 descendente", la citada banda de frecuencia que es una cualquiera de las bandas VHF, UHF, L, S, C, X, Ka, Q, -efectúa las emisiones ascendentes y las emisiones descendentes en el trascurso de intervalos de tiempo diferentes, -utiliza un mismo amplificador de potencia (120) para las emisiones ascendentes y para las emisiones descendentes.

12. El procedimiento según la reivindicación 11, caracterizado por que el satélite repetidor (LEO) utiliza la misma banda de frecuencia, utilizada para las emisiones ascendentes y las emisiones descendentes, para la recepción de datos en el repetidor del terminal, denominada "recepción ascendente" y para la recepción de datos en el repetidor del satélite estacionario, denominada "recepción descendente".

13. El procedimiento según la reivindicación 12, caracterizado por que el satélite repetidor (LEO) multiplexa en el tiempo las emisiones ascendentes y las recepciones ascendentes y/o el citado satélite repetidor (LEO) multiplexa en el tiempo las emisiones descendentes y las recepciones descendentes.

14. El procedimiento según una de las reivindicaciones 12 a 13, caracterizado por que el satélite repetidor (LEO) utiliza una misma primera subbanda (F1) de frecuencia de la banda de frecuencia para las recepciones ascendentes y las emisiones ascendentes y utiliza una misma segunda subbanda (F2) de frecuencia de la banda de frecuencia para las recepciones descendentes y las emisiones descendentes.