Red de telecomunicación.

Red de telecomunicación para el establecimiento de enlaces por radiofrecuencia sin recurrir a una banda deguarda entre estaciones terrestres principales y terminales terrestres a través de un satélite de telecomunicacionesde varios haces,

llamado satélite multihaz, incluyendo dicha red:

- un satélite multihaz,

- una pluralidad de estaciones terrestres, estableciendo cada estación terrestre un enlace con dicho satélite en almenos Ns canales de enlace correspondientes a Ns intervalos de frecuencias [fi; fi+1], con i variando de 0 a Ns-1 y

- un área de servicio compuesta de Nc celdas que incluyen cada una de ellas una pluralidad de terminalesterrestres, estando cada celda asociada a un haz de enlace con dicho satélite al cual se asigna un intervalo defrecuencias seleccionado de entre una pluralidad de intervalos de frecuencias [f'i; f'i+1], con i variando de 0 a N-1,siendo N un entero estrictamente superior a 1, siendo la frecuencia f'0 sensiblemente igual a la frecuencia fNs, osiendo la frecuencia f'N sensiblemente igual a la frecuencia f0,

estando ubicada cada una de dichas estaciones terrestres principales en una de dichas Nc celdas, estandocaracterizada dicha red porque las celdas en las que están ubicadas dichas estaciones terrestres principales estánasociadas a un haz al que se asigna un intervalo de frecuencias seleccionado de entre los intervalos de frecuencias:

- [f'i; f'i+1], con i variando de 1 a N-1 en el caso en que la frecuencia f'0 es sensiblemente igual a la frecuencia fNs, demodo que ninguna estación terrestre principal de dicha red se halla ubicada en una celda asociada a un haz alque se asigna el intervalo de frecuencias [f'0; f'1],

- [f'i; f'i+1], con i variando de 0 a N-2 en el caso en que la frecuencia f'N es sensiblemente igual a la frecuencia f0, demodo que ninguna estación terrestre principal de dicha red se halla ubicada en una celda asociada a un haz alque se asigna el intervalo de frecuencias [f'N-1; f'N].

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E09154586.

Solicitante: EUTELSAT SA.

Nacionalidad solicitante: Francia.

Dirección: 70, rue Balard 75015 Paris FRANCIA.

Inventor/es: FENECH,HECTOR, LANCE,EMMANUEL.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • H04B7/185 ELECTRICIDAD.H04 TECNICA DE LAS COMUNICACIONES ELECTRICAS.H04B TRANSMISION.H04B 7/00 Sistemas de radiotransmisión, es decir, utilizando un campo de radiación (H04B 10/00, H04B 15/00 tienen prioridad). › Estaciones espaciales o aéreas (H04B 7/204 tiene prioridad).

PDF original: ES-2388047_T3.pdf

 

Red de telecomunicación.

Fragmento de la descripción:

Red de telecomunicación.

La presente invención concierne a una red de telecomunicación para el establecimiento de enlaces por radiofrecuencia entre estaciones terrestres y terminales terrestres a través de un satélite de telecomunicaciones multihaz. Este tipo de satélite permite la utilización de varios haces de antenas a bordo del satélite para cubrir áreas geográficas contiguas o celdas, en lugar de un sólo haz ancho.

Tales satélites multihaz permiten establecer varios enlaces por radiofrecuencia que ocupan una misma banda de frecuencias sobre diferentes haces.

En el caso de sistema de telecomunicación por satélite de banda ancha («broadband» en inglés) de alta velocidad, el satélite se utiliza de manera bidireccional, es decir, a la vez para:

- retransmitir datos emitidos por una estación terrestre principal (enlazada con la red terrestre) hacia una pluralidad

de terminales terrestres: este primer enlace de tipo de punto a multipunto constituye el canal de ida («forward link»

en inglés) ;

- retransmitir hacia la estación terrestre principal los datos emitidos por los terminales terrestres: este segundo enlace, de tipo de multipunto a punto, constituye el canal de retorno («return link» en inglés) .

En la figura 1 se ilustra un ejemplo de canal de ida en una configuración de red de telecomunicación multihaz.

Hacia un satélite multihaz 3 se envían señales por un enlace ascendente LM mediante una estación terrestre principal 2 (también denominada estación central) tal como una pasarela de comunicación terrestre («gateway» en inglés) enlazada con una malla central de Internet 5. La estación terrestre principal controla la red con interposición de un sistema de gestión de la red que permite a la entidad explotadora supervisar y controlar todos los componentes de la red. Las señales enviadas por la estación terrestre principal son tratadas a continuación a nivel del satélite 3 el cual las amplifica, las deriva a una frecuencia generalmente inferior y luego las retransmite a partir de la o de las antenas de satélite por un enlace descendente LD en forma de una pluralidad de haces o puntos determinantes de las áreas de cobertura elementales o celdas C1 a C8 en las que están situados unos terminales terrestres 6. Cada celda C1 a C8 queda asociada a un haz SP1 a SP8. Se notará que, en el caso de la configuración 1, las ocho celdas C1 a C8 respectivamente asociadas a los ocho haces SP1 a SP8 conforman un grupo de celdas a las que da servicio la misma estación terrestre 2. El canal de retorno de los terminales terrestre 6 hacia la estación terrestre 2 funciona de manera idéntica con una dirección de comunicación inversa.

La coordinación de las frecuencias entre operadores se lleva a cabo en el marco de una normativa dictada por la Unión Internacional de las Telecomunicaciones (UIT) : así, a título de ejemplo, la banda Ka para la región 1 (Europa, África, Oriente Medio) se define en la tabla 1 que sigue:

Tabla 1.

Canal de ida Enlace ascendente (desde la estación terrestre) 27, 5 GHz a 29, 5 GHz Enlace descendente (hacia los terminales terrestres) 19, 7 GHz a 20, 2 GHz Canal de retorno Enlace ascendente (desde los terminales terrestres) 29, 5 GHz a 30, 0 GHz Enlace descendente (hacia la estación terrestre) 17, 7 GHz a 19, 7 GHz

Se advierte que los espectros de la banda Ka en el enlace ascendente son adyacentes (es decir, los intervalos [27, 5; 29, 5] y [29, 5; 30] no presentan discontinuidad) . Lo mismo vale para los espectros de la banda Ka en el enlace descendente (es decir, los intervalos [17, 7; 19, 7] y [19, 7; 20, 2] no presentan discontinuidad) .

Dado que la ganancia de una antena es inversamente proporcional a la abertura del haz, es necesario utilizar antenas multihaz para cubrir un área extensa con una ganancia homogénea y elevada. Cuanto mayor sea el número de haces, más pequeña será la abertura de cada haz. Así, se verá aumentada la ganancia en cada haz y, por tanto, la ganancia en el área de servicio que ha de cubrirse. Como hemos mencionado más arriba, un área de servicio que ha de cubrirse se conforma por una pluralidad de celdas contiguas (áreas de cobertura elementales) , llevando asociado cada celda un haz. En la figura 2a) se representa un área de cobertura multihaz homogénea SA, estando representada cada celda mediante un hexágono FH, de modo que el área de cobertura se compone de una pluralidad de hexágonos FH en la que 8cell es la dimensión externa de la celda expresada por el ángulo del satélite asociado a la cobertura. No obstante, el haz de antena asociado a cada celda no es capaz de producir una forma hexagonal, consistiendo una buena aproximación en considerar una pluralidad de haces circulares FC tales como se representan en la figura 2 b) . La asociación de un haz con una celda se lleva a cabo tomando en cuenta las mejores prestaciones del satélite para dicho haz, en particular atendiendo a la PIRE (Potencia Isotrópica Radiada Equivalente) y al factor de mérito G/T (relación de ganancia a temperatura de ruido) : una celda queda determinada como la parte del área de servicio asociada al haz que ofrece la ganancia más elevada en esa área de entre todos los haces del satélite.

La configuración 1 tal como se representa en la figura 1 utiliza una técnica llamada de reutilización de las frecuencias: esta técnica permite utilizar un mismo margen de frecuencias varias veces en el mismo sistema de satélite con el fin de incrementar la capacidad total del sistema sin aumentar el ancho de banda asignado.

Son conocidos esquemas de reutilización de frecuencias, llamados esquemas de colores, que hacen corresponder un color a cada uno de los haces del satélite. Estos esquemas de color son utilizados para describir la asignación de una pluralidad de bandas de frecuencias a los haces del satélite a efectos de transmisión de radiofrecuencia que ha de realizarse en cada uno de los haces. En estos esquemas, cada color corresponde a una de esas bandas de frecuencias.

Estos satélites multihaz permiten por otro lado emitir (y recibir) transmisiones polarizadas: la polarización puede ser lineal (en tal caso, los dos sentidos de polarización son respectivamente horizontal y vertical) o circular (en tal caso, los dos sentidos de polarización son respectivamente circular a izquierdas o circular a derechas) . Se notará que en el ejemplo de la figura 1, el enlace ascendente que parte de la estación terrestre principal 2 utiliza dos polarizaciones con cuatro canales para cada polarización, respectivamente Ch1 a Ch4 para la primera polarización y Ch5 a Ch8 para la segunda polarización: la utilización de dos polarizaciones permite reducir el número total de estaciones terrestres principales. Los ocho canales Ch1 a Ch8, después del tratamiento mediante la carga de pago del satélite 3, conformarán los ocho haces SP1 a SP8 (asociándose en este ejemplo un canal a un haz) .

De acuerdo con un esquema de cuatro colores (rojo, amarillo, azul, verde) con un espectro de frecuencia de 500 MHz para cada polarización, siendo polarizadas las transmisiones en uno de los dos sentidos de polarización circular a izquierdas o circular a derechas, cada color queda asociado a una banda de 250 MHz y un sentido de polarización.

En toda la descripción que sigue adoptaremos la siguiente convención:

- el color rojo está representado mediante trazos de sombreado hacia la derecha;

- el color amarillo está representado mediante puntos densos;

- el color azul está representado mediante trazos de sombreado hacia la izquierda;

- el color verde está representado mediante puntos diseminados.

Cada haz del satélite lleva así asociado un color (y, por tanto, una celda) de modo que los haces de un mismo «color» sean no adyacentes: por lo tanto, las celdas contiguas corresponden a colores diferentes.

En la figura 3 se representa un ejemplo de esquema de cuatro colores para la cobertura de Europa. En este caso, para cubrir Europa son necesarias 80 celdas.

Este tipo de esquema es aplicable tanto en el enlace ascendente como en el enlace descendente. A nivel del satélite, la creación de un haz se lleva a cabo a partir de una bocina radiante hacia un reflector. Se puede asociar un reflector con un color de... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Red de telecomunicación para el establecimiento de enlaces por radiofrecuencia sin recurrir a una banda de guarda entre estaciones terrestres principales y terminales terrestres a través de un satélite de telecomunicaciones de varios haces, llamado satélite multihaz, incluyendo dicha red:

- un satélite multihaz,

- una pluralidad de estaciones terrestres, estableciendo cada estación terrestre un enlace con dicho satélite en al menos Ns canales de enlace correspondientes a Ns intervalos de frecuencias [fi; fi+1], con i variando de 0 a Ns-1 y

- un área de servicio compuesta de Nc celdas que incluyen cada una de ellas una pluralidad de terminales terrestres, estando cada celda asociada a un haz de enlace con dicho satélite al cual se asigna un intervalo de frecuencias seleccionado de entre una pluralidad de intervalos de frecuencias [f'i; f'i+1], con i variando de 0 a N-1, siendo N un entero estrictamente superior a 1, siendo la frecuencia f’0 sensiblemente igual a la frecuencia fNs, o siendo la frecuencia f'N sensiblemente igual a la frecuencia f0,

estando ubicada cada una de dichas estaciones terrestres principales en una de dichas Nc celdas, estando caracterizada dicha red porque las celdas en las que están ubicadas dichas estaciones terrestres principales están asociadas a un haz al que se asigna un intervalo de frecuencias seleccionado de entre los intervalos de frecuencias:

- [f'i; f'i+1], con i variando de 1 a N-1 en el caso en que la frecuencia f'0 es sensiblemente igual a la frecuencia fNs, de modo que ninguna estación terrestre principal de dicha red se halla ubicada en una celda asociada a un haz al que se asigna el intervalo de frecuencias [f'0; f'1],

- [f'i; f'i+1], con i variando de 0 a N-2 en el caso en que la frecuencia f'N es sensiblemente igual a la frecuencia f0, de modo que ninguna estación terrestre principal de dicha red se halla ubicada en una celda asociada a un haz al que se asigna el intervalo de frecuencias [f'N-1; f'N].

2. Red según la reivindicación 1, caracterizada porque cada estación terrestre establece un enlace con dicho satélite en 2xNs canales de enlace, incluyendo los 2xNs canales:

- Ns canales asociados a una primera polarización y correspondientes a dichos Ns intervalos de frecuencias [fi; fi+1], con i variando de 0 a Ns-1 y

- Ns canales asociados a una segunda polarización y correspondientes a dichos Ns intervalos de frecuencias [fi; fi+1], con i variando de 0 a Ns-1,

estando asociada cada celda a un haz que lleva asignado una de dichas primera o segunda polarización.

3. Red según una de las anteriores reivindicaciones, caracterizada porque dichos intervalos de frecuencias pertenecen a la banda Ka.

4. Red según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque:

- f'0 = fNs + fB, con fB teniendo un valor positivo estrictamente inferior al ancho de la banda de guarda o,

- la frecuencia f0 = fN + f'B, con f’B teniendo un valor positivo estrictamente inferior al ancho de la banda de guarda.

5. Red según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque la frecuencia f'0 es igual a la frecuencia fNs o la frecuencia f'N es igual a la frecuencia f0.

6. Red según la reivindicación 5, caracterizada porque, en el caso de enlaces ascendentes, por una parte entre dichas estaciones terrestres principales y dicho satélite y, por otra parte, entre dichas celdas y dicho satélite, las celdas en las que se hallan ubicadas dichas estaciones terrestres están asociadas a un haz al que se asigna el intervalo de frecuencias [29, 75 GHz; 30 GHz], no hallándose ubicada ninguna estación terrestre de dicha red en una celda asociada a un haz al que se asigna el intervalo de frecuencias [29, 5 GHz; 29, 75 GHz].

7. Red según una de las reivindicaciones 5 ó 6, caracterizada porque, en el caso de enlaces descendentes, por una parte entre dichas estaciones terrestres principales y dicho satélite y, por otra parte, entre dichas celdas y dicho satélite, las celdas en las que se hallan ubicadas dichas estaciones terrestres están asociadas a un haz al que se asigna el intervalo de frecuencias [19, 95 GHz; 20, 2 GHz], no hallándose ubicada ninguna estación terrestre de dicha red en una celda asociada a un haz al que se asigna el intervalo de frecuencias [19, 7 GHz; 19, 95 GHz].

8. Red según una de las reivindicaciones 5 a 7, caracterizada porque cada celda está asociada a uno de los siguientes cuatro colores:

- un primer color correspondiente en el enlace ascendente al intervalo de frecuencias [29, 5 GHz; 29, 75 GHz] acoplado a una primera polarización y en el enlace descendente al intervalo de frecuencias [19, 7 GHz; 19, 95 GHz] acoplado a una segunda polarización inversa de dicha primera polarización;

- un segundo color correspondiente en el enlace ascendente al intervalo de frecuencias [29, 75 GHz; 30 GHz] acoplado a dicha segunda polarización y en el enlace descendente al intervalo de frecuencias [19, 95 GHz; 20, 2 GHz] acoplado a dicha primera polarización;

- un tercer color correspondiente en el enlace ascendente al intervalo de frecuencias [29, 5 GHz; 29, 75 GHz] acoplado a dicha segunda polarización y en el enlace descendente al intervalo de frecuencias [19, 7 GHz; 19, 95 GHz] acoplado a dicha primera polarización;

- un cuarto color correspondiente en el enlace ascendente al intervalo de frecuencias [29, 75 GHz; 30 GHz] acoplado a dicha primera polarización y en el enlace descendente al intervalo de frecuencias [19, 95 GHz; 20, 2 GHz] acoplado a dicha segunda polarización,

siendo las celdas en las que están ubicadas dichas estaciones terrestres únicamente celdas de dicho segundo o cuarto color.

9. Red según la anterior reivindicación, caracterizada porque dicha primera polarización es una polarización circular a derechas y dicha segunda polarización es una polarización circular a izquierdas.

10. Red según una de las anteriores reivindicaciones, caracterizada porque el número Ns de canales es igual a ocho.

11. Red según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizada porque el número Ns de canales es igual a cinco.

12. Red según una de las anteriores reivindicaciones, caracterizada porque el entero N es igual a 2.

13. Procedimiento para atribuir una estación terrestre principal a una celda en una red de telecomunicación según una cualquiera de las anteriores reivindicaciones, incluyendo dicho procedimiento una etapa de selección de un intervalo de frecuencias seleccionado de entre los intervalos de frecuencias:

- [f'i; f'i+1], con i variando de 1 a N-1 en el caso en que la frecuencia f'0 es sensiblemente igual a la frecuencia fNs, de modo que ninguna estación terrestre principal de dicha red se halla ubicada en una celda asociada a un haz al que se asigna el intervalo de frecuencias [f'0; f'1];

- [f'i; f'i+1], con i variando de 0 a N-2 en el caso en que la frecuencia f'N es sensiblemente igual a la frecuencia f0, de modo que ninguna estación terrestre principal de dicha red se halla ubicada en una celda asociada a un haz al que se asigna el intervalo de frecuencias [f'N-1; f'N].


 

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