Un procesador de enlace de retorno (200, 540, 740) para uso en una instalación de tierra de un sistema de comunicaciones satelital (500,

700), en donde el sistema de comunicaciones satelital comprende:

un satélite que tiene una región de servicio, el satélite se adapta para generar una pluralidad de señales espacialmente diversas desde diversos haces espacialmente respectivos en la región de servicio y

una pluralidad de radioterminales en la región de servicio, el satélite se configura para recibir señales de radio desde una pluralidad de terminales de radio;

en donde el procesador de enlace de retorno posicionado en la instalación terrestre comprende:

un selector (210) que se configura para:

recibir la pluralidad de señales espacialmente diversas (N) generadas por el satélite;

seleccionar basado en una ubicación de un radioterminal un subconjunto de la pluralidad de señales espacialmente diversas (M1); y

un procesador de señal (230) que se configura para recuperar una transmisión de enlace de retorno desde la radioterminal al procesar el subconjunto seleccionado de las señales espacialmente diversas (M1)

Métodos y sistemas de comunicación satelital que utilizan formación de haces basados en ubicación de radioteléfono.

Solicitud relacionada

La presente solicitud reivindica el beneficio de la solicitud provisional Estadounidense No. de serie 60/572, 164, presentada en Mayo 18, 2004 e incorporada aquí como referencia en su totalidad.

Campo de la invención

Esta invención se relaciona con métodos y sistemas de comunicaciones inalámbricas, y más particularmente con método y sistemas de comunicación satelital.

Antecedente de la invención

Los métodos y sistemas de comunicación satelital se utilizan ampliamente para comunicaciones inalámbricas de voz y/o datos. Los métodos y sistemas de comunicaciones satelitales emplean generalmente por lo menos un componente basado en espacio, tal como uno o más satélites que se configuran para comunicación inalámbrica con una pluralidad de terminales inalámbricas. Un método o sistema de comunicaciones satelital utiliza un único haz de antena (patrón de antena) que transporta un área de servicio completa servido por el sistema. Alternativamente, en métodos y sistemas de comunicaciones satelitales celulares, se proporcionan celdas/haces de antena múltiples (patrones de antena), cada uno de los cuales puede servir sustancialmente distintas áreas geográficas en un área de servicios general, para servir colectivamente un área de servicio satelital general. Así, una arquitectura celular similar a aquella utilizada en los métodos y sistemas de radioteléfonos celulares terrestres convencionales se puede implementar en métodos y sistemas basados en satélites celulares. Típicamente el satélite comunica terminales inalámbricas sobre una ruta de comunicaciones bidireccionales, con señales de comunicación que se comunican desde el satélite a las terminales inalámbricas sobre un enlace descendente o enlace de reenvío, y desde una Terminal inalámbrica al satélite sobre un enlace ascendente o enlace de retorno. El enlace descendente (enlace de reenvío) desde un satélite a una radioterminal y/o el enlace ascendente (enlace de retorno) desde una radioterminal a un satélite se puede denominar como enlaces de servicio.

La operación y el diseño general de métodos y sistemas satelitales celulares es bien conocido por aquellos expertos en la técnica, y no necesitan describirse adicionalmente aquí. Más aún, como se utiliza aquí, el término "Terminal inalámbrica" incluye radioteléfonos celulares y/o satelitales con o sin una visualización multilínea; terminales de los sistemas de comunicaciones personales (PCF) que pueden combinar un radioteléfono con procesamiento de datos, capacidades de comunicaciones de datos y/o facsímiles; asistentes personales digitales (PDA) que incluyen un transceptor de radiofrecuencia y/o un buscapersonas/acceso a Internet/intranet, explorador de red, organizador, calendario y/o un reflector de sistema de posicionamiento global (GPS), y/o computadores portátiles convencionales y/o computadores de mano u otros dispositivos, que incluyen un transceptor de radiofrecuencia, para comunicaciones de voz y/o datos inalámbricas. Una Terminal inalámbrica también se puede denominar aquí como "Terminal", "radioteléfono", "dispositivo de usuario" y/o "radioterminal". Como se utiliza aquí, el término "radioterminal", o cualquiera de sus términos equivalentes enumerados anteriormente, también incluye cualquier otro dispositivo/equipo/fuente de usuario que pueda tener coordenadas geográficas fijas o variantes en tiempo, y puede ser portátil, se puede transportar, instalar en un vehículo, aeronáutico, marítimo, terrestre), o situado y/o configurado para operar localmente y/o en una forma distribuida en cualquiera otra ubicación en la tierra y/o en el espacio.

Los métodos y sistemas de comunicación satelitales celulares pueden desplegar cientos de celdas (patrones de antena o haces de zona). Sobre huella de memoria satelital correspondiente a un área de servicios. Se entenderá que puede ser deseable generalmente un gran número de celdas, debido a que la reutilización de la frecuencia y la capacidad de un método o sistema de comunicaciones satelitales celulares se pueden incrementar en proporción directa al número de células. Más aún, para una huella de memoria satelital dada o área de servicio, incrementar el número de células también puede proporcionar una mayor ganancia por célula, que puede incrementar la robustez del enlace y mejorar la calidad del servicio.

Las comunicaciones de enlace ascendente y enlace descendente entre las terminales inalámbricas y el satélite pueden utilizar una o más interfaces aéreas, que incluyen interfaces aéreas privadas y/o interfaces celulares terrestres convencionales, tal como interfaces aéreas de acceso múltiple por división de tiempo (TDMA) y/o acceso múltiple por división de código (CDMA). Se puede utilizar una única interfaz aérea a través del sistema satelital celular. Alternativamente, se pueden utilizar múltiples interfaces aéreas mediante un sistema de comunicación satelital. Ver, por ejemplo, la Patente Estadounidense 6, 052, 560, publicada en Abril 18, 2000, titulada Satellite System Utilizing a Plurality of Air Inter-face Standards and Method Employing the Same, otorgada al presente inventor Karabinis. En general, independiente de la interfaz o interfaces aéreas que se utilicen, cada célula satelital utiliza generalmente por lo menos un portador/canal para proporcionar servicio. Así, el enlace de servicio de retorno y el enlace de servicio de reenvío cada uno utiliza uno o más portadores/canales para proporcionar servicio.

La anterior descripción se ha enfocado en comunicaciones entre el satélite y las terminales inalámbricas. Sin embargo, los métodos y sistemas de comunicaciones satelitales celulares también emplean generalmente un enlace alimentador bidireccional para comunicaciones entre una pasarela satelital y el satélite. El enlace alimentador bidireccional incluye un enlace alimentador de reenvío de la pasarela al satélite y un enlace alimentador de retorno del satélite a la pasarela. El enlace alimentador de reenvío y el enlace alimentador de retorno cada uno utilizan uno o más portadores/canales.

Como lo saben bien los expertos en la técnica, el número de células satelitales y la interfaz o interfaces aéreas que se utilizan pueden impactar el ancho de banda que se utiliza en el enlace de reenvío desde la pasarela satelital al satélite y desde el satélite a la pasarela satelital. Por ejemplo, si un método y sistema satelital celular desplega 400 células de enlace de servicio y utiliza una interfaz aérea CDMA de banda angosta para proporcionar comunicaciones entre el satélite y las terminales inalámbricas, cada portador CDMA que se transporta desde la pasarela satelital al satélite puede consumir 1.25 MHz de espectro de enlace alimentador. Asumiendo que el tráfico es tal que solo se utiliza un portador por célula, se puede utilizar entonces 400 x 1.25 MHz o 500 MHz de ancho de banda de enlace alimentador de reenvío. Más aún, si ciertas celdas utilizan más de un portador y/o se utiliza una interfaz aérea CDMA de banda ancha (W-CDMA), se puede incrementar adicionalmente el ancho de banda del enlace alimentador.

La patente Estadounidense 6, 317, 583 otorgada a Wolcott et al., describe un canalizador satelital para telecomunicaciones para mapeo de señales de radiofrecuencia (RF) entre los enlaces alimentador y los haces de enlaces móviles basados en un plan de frecuencia predefinido. Los haces de enlace móviles definen un área de cubrimiento de un satélite. Cada enlace alimentador y haces de enlaces móviles comprenden una pluralidad de sub-bandas alimentadoras y sub-bandas móviles que se agrupan para formar canales de enlaces alimentadores y canales de enlaces móviles. El canalizador incluye por lo menos una derivación de alimentador que lleva una señal de enlace de alimentador asociada a una estación terrestre. Se conecta una red de distribución de enlace de alimentador a las derivaciones de alimentador y mapas de señales RF en los enlaces de alimentador sobre una pluralidad de derivaciones de distribución según se dividen las señales de alimentador. Se conectan multiplexores de canal a las derivaciones de distribución. Cada multiplexor de canal incluye un conjunto de filtros de paso de banda, cada uno de los cuales pasa señales RF en un subconjunto de sub-bandas de alimentador que corresponden a un único canal alimentador con el fin de mapear un canal de enlace móvil y un canal de enlace alimentador sobre uno basado en un plan de frecuencia predefinido. El canalizador agrupa o multiplexa señales desde...

1. Un procesador de enlace de retorno (200, 540, 740) para uso en una instalación de tierra de un sistema de comunicaciones satelital (500, 700), en donde el sistema de comunicaciones satelital comprende:

un satélite que tiene una región de servicio, el satélite se adapta para generar una pluralidad de señales espacialmente diversas desde diversos haces espacialmente respectivos en la región de servicio y

una pluralidad de radioterminales en la región de servicio, el satélite se configura para recibir señales de radio desde una pluralidad de terminales de radio;

en donde el procesador de enlace de retorno posicionado en la instalación terrestre comprende:

un selector (210) que se configura para:

recibir la pluralidad de señales espacialmente diversas (N) generadas por el satélite;

seleccionar basado en una ubicación de un radioterminal un subconjunto de la pluralidad de señales espacialmente diversas (M1); y

un procesador de señal (230) que se configura para recuperar una transmisión de enlace de retorno desde la radioterminal al procesar el subconjunto seleccionado de las señales espacialmente diversas (M1).

2. Un procesador (200) de acuerdo con la Reivindicación 1, en donde la pluralidad de señales espacialmente diversas (N) corresponde a señales de elemento de alimentación de antena de una antena de enlace de servicio satelital.

3. Un procesador (200) de acuerdo con la Reivindicación 1, en donde el selector (210) y/o el procesador de señal (230) no se ubican en un satélite del sistema de comunicaciones satelital.

4. Un procesador (200) de acuerdo con la Reivindicación 1, en donde el selector (210) se configura para seleccionar el subconjunto de la pluralidad de señales espacialmente diversas (M1) sensible a una asociación de haces de enlace de retorno y/o reenvío del terminal, un registro de la información de ubicación y/o terminal transmitida por el terminal.

5. Un procesador (200) de acuerdo con la Reivindicación 4, en donde el selector (210) se configura para seleccionar un primer subconjunto de la pluralidad de señales espacialmente diversas sensible a un registro del terminal, en donde el procesador de señal (230) se configura para detectar la información de ubicación transmitida por el terminal sensible al primer subconjunto de la pluralidad de señales espacialmente diversas, en donde el selector (210) se configura adicionalmente para seleccionar un segundo subconjunto de la pluralidad de señales espacialmente diversas sensible a la información de ubicación detectada, y en donde el procesador de señal (230) se configura adicionalmente para detectar una transmisión posterior desde el terminal sensible al segundo subconjunto de la pluralidad de señales espacialmente diversas.

6. Un procesador (200) de acuerdo con la Reivindicación 1, en donde el procesador de señal (230) es operativo para generar una pluralidad de conjuntos de diversas señales de frecuencia desde el subconjunto seleccionado de señales espacialmente diversas, y para detectar la transmisión de enlace de retorno desde la radioterminal desde por lo menos uno de la pluralidad de conjuntos de diversas señales de frecuencia.

7. Un procesador (200) de acuerdo con la Reivindicación 6, en donde el procesador de señal (230) comprende:

una unidad de traducción de frecuencia y canalización (220) configurada para generar la pluralidad de conjuntos de diversas señales de frecuencia; y

un procesador de señal intensificador del desempeño (230) configurado para detectar la transmisión de enlace de retorno desde la radioterminal desde por lo menos uno de la pluralidad de conjuntos de diversas señales de frecuencia.

8. Un sistema de comunicaciones satelitales (500, 700) que comprende:

un satélite que tiene una región de servicio, el satélite se adapta para generar una pluralidad de señales espacialmente diversas desde diversos haces espacialmente respectivos en la región de servicio;

una pluralidad de terminales de radio en la región de servicio, el satélite se configura para recibir señales de radio desde una pluralidad de terminales de radio;

un procesador de enlace de retorno (200, 540, 740) posicionado en una instalación de tierra, el procesador de enlace de retorno (200, 540, 740) que comprende:

un selector (210) que se configura para:

recibir la pluralidad de señales espacialmente diversas (N) generadas por el satélite; y

seleccionar basado en una ubicación de un radioterminal un subconjunto de la pluralidad de señales espacialmente diversas (M1); y

un procesador de señal (230) que se configura para recuperar una transmisión de enlace de retorno desde la radioterminal al procesar el subconjunto seleccionado de las señales espacialmente diversas (M1).

9. Un sistema (500, 700) de acuerdo con la Reivindicación 8, en donde los medios (530, 730) para generar una pluralidad de señales espacialmente diversas de las señales de radio recibidas comprende una antena del satélite (510, 710).

10. Un sistema (500, 700) de acuerdo con la Reivindicación 9, en donde aquellos respectivos de las señales espacialmente diversas comprenden señales de alimentación respectivas que corresponden a elementos respectivos de la antena (530, 730).

11. Un sistema (500, 700) de acuerdo con la Reivindicación 9, en donde los medios (730) para generar una pluralidad de señales espacialmente diversas de la señal de radio recibida comprende adicionalmente un procesador de enlace de retorno basado en satélite (714) configurado para recibir primeras señales espacialmente diversas (712) de una antena satelital (712) y para generar sensiblemente una señal de enlace de alimentador que incluye segundas señales espacialmente diversas (715), en donde las segundas señales espacialmente diversas (715) corresponden a componentes de frecuencia seleccionados de las primeras señales espacialmente diversas (713).

12. Un sistema de comunicaciones satelitales de acuerdo con la Reivindicación 8 en donde el sistema comprende adicionalmente:

un procesador de enlace de retorno basado en satélite configurado para recibir primeras señales espacialmente diversas de una antena satelital y para generar sensiblemente una señal de enlace de alimentador, en donde el procesador de enlace de retorno basado en satélite distribuye espectralmente segundas señales espacialmente diversas que corresponden a componentes de frecuencia seleccionados de las primeras señales espacialmente diversas en la señal de enlace de alimentador; y

en donde el procesador de enlace de retorno se configura para seleccionar un subconjunto de las segundas señales espacialmente diversas basado en una ubicación de un radioterminal y para detectar una transmisión de enlace de retorno desde la radioterminal sensible al subconjunto seleccionado de las segundas señales espacialmente diversas.

13. Un sistema (700) de acuerdo con la Reivindicación 8 o 12, en donde el procesador de enlace de retorno (714) se configura para seleccionar el subconjunto de la pluralidad de señales espacialmente diversas sensibles a un patrón de antena de enlace de retorno y/o reenvío de asociación del terminal, un registro de la información de ubicación y/o terminal transmitida por el terminal.

14. Un sistema (700) de acuerdo con la Reivindicación 13, en donde el procesador de enlace de retorno (714) Se configura para seleccionar un primer subconjunto de la pluralidad de señales espacialmente diversas sensibles a un registro del terminal, para detectar la información de ubicación transmitida por el terminal sensible al primer subconjunto de la pluralidad de señales espacialmente diversas, para seleccionar un segundo subconjunto de la pluralidad de señales espacialmente diversas sensible a la información de ubicación detectada, y para detectar una transmisión posterior desde el terminal sensible al segundo subconjunto de la pluralidad de señales espacialmente diversas.

15. Un sistema (700) de acuerdo con la Reivindicación 8 o 12, en donde el procesador de enlace de retorno (714) es operativo para generar conjuntos respectivos de diversas señales de frecuencia desde el subconjunto seleccionado de señales espacialmente diversas, y para detectar la transmisión de enlace de retorno desde la radioterminal desde por lo menos uno de los conjuntos de diversas señales de frecuencia.

16. Un sistema (700) de acuerdo con la Reivindicación 15, en donde el procesador de enlace de retorno (714) comprende adicionalmente:

una unidad de traducción de frecuencia y canalización configurada para generar los conjuntos de diversas señales de frecuencia desde el subconjunto de señales espacialmente diversas; y

un procesador de señal intensificador del desempeño configurado para detectar la transmisión de enlace de retorno desde la radioterminal desde por lo menos uno de los conjuntos de diversas señales de frecuencia 1.

17. Un sistema de acuerdo con la Reivindicación 12, que comprende adicionalmente una antena satelital que genera las primeras señales espacialmente diversas.

18. Un sistema de acuerdo con la Reivindicación 12, en donde aquellos respectivos de las primeras señales espacialmente diversas comprenden señales de alimentación respectivas que corresponden a elementos respectivos de una antena satelital.

19. Un método de comunicaciones satelitales para uso en un sistema de comunicaciones satelitales (500, 700), el sistema de comunicaciones satelital (500, 700) comprende:

un satélite que tiene una región de servicio, el satélite se adapta para generar una pluralidad de señales espacialmente diversas desde diversos haces espacialmente respectivos en la región de servicio y

una pluralidad de radioterminales en la región de servicio, el satélite se configura para recibir señales de radio desde una pluralidad de terminales de radio;

el método de comunicaciones satelitales comprende las etapas de:

recibir, en el satélite (510, 710), señales de radio desde una pluralidad de radioterminales;

generar, en el satélite (510, 710), una pluralidad de señales espacialmente diversas (N) desde diversos haces espacialmente respectivos en la región de servicio;

recibir, en un selector (210) de un procesador de enlace de retorno (200, 540, 740) posicionado en una instalación de tierra, la pluralidad de señales espacialmente diversas (N) desde el satélite (510, 710);

seleccionar, con el selector (210), basado en una ubicación de un radioterminal un subconjunto de la pluralidad de señales espacialmente diversas (M1); y

recuperar, con un procesador de señal (230) del procesador de enlace de retorno (200, 540, 740), una transmisión de enlace de retorno desde la radioterminal al procesar el subconjunto seleccionado de las señales espacialmente diversas (M1).

20. Un método de acuerdo con la Reivindicación 19, en donde aquellas respectivas de las señales espacialmente diversas comprenden señales de alimentación respectivas que corresponden a elementos respectivos de una antena en el satélite.

21. Un método de acuerdo con la Reivindicación 19, en donde seleccionar un subconjunto de la pluralidad de señales espacialmente diversas basado en una ubicación de un radioterminal está precedido por la transmisión de la pluralidad de señales espacialmente diversas desde el satélite a una estación terrestre.

22. Un método de acuerdo con la Reivindicación 19:

en donde generar una pluralidad de señales espacialmente diversas de transmisiones de radio de un área de servicio servida por un satélite comprende:

generar primeras señales espacialmente diversas de una antena satelital; y

generar una señal de enlace de alimentador que incluye segundas señales espacialmente diversas sensible a las primeras señales espacialmente diversas, que incluye distribuir espectralmente las segundas señales espacialmente diversas en la señal de enlace de alimentador;

en donde seleccionar un subconjunto de la pluralidad de señales espacialmente diversas basado en una ubicación de un radioterminal comprende seleccionar un subconjunto de las segundas señales espacialmente diversas basado en la ubicación del radioterminal; y

en donde detectar una radiotransmisión de enlace de retorno desde la radioterminal sensible al subconjunto seleccionado de las señales espacialmente diversas comprende detectar la transmisión de enlace de retorno desde la radioterminal sensible al subconjunto seleccionado de las segundas señales espacialmente diversas.

23. Un método de acuerdo con la Reivindicación 19, en donde seleccionar un subconjunto de la pluralidad de señales espacialmente diversas basado en una ubicación de la radioterminal comprende seleccionar el subconjunto de la pluralidad de señales espacialmente diversas basadas en una asociación de enlace de reenvío del radioterminal, un registro del radioterminal y/o la información de ubicación transmitida por el radioterminal.

24. Un método de acuerdo con la Reivindicación 19: en donde seleccionar un subconjunto de la pluralidad de señales espacialmente diversas basado en una ubicación del radioterminal comprende seleccionar un primer subconjunto de la pluralidad de señales espacialmente diversas sensible a un registro del terminal; en donde detectar una transmisión de enlace de retorno desde la radioterminal sensible al subconjunto seleccionado de las señales espacialmente diversas comprende detectar la información de ubicación transmitida por el terminal sensible al primer subconjunto de la pluralidad de señales espacialmente diversas;

en donde seleccionar un subconjunto de la pluralidad de señales espacialmente diversas basado en una ubicación del radioterminal comprende adicionalmente seleccionar un segundo subconjunto de la pluralidad de señales espacialmente diversas sensible a la información de ubicación detectada; y

en donde detectar una transmisión de enlace de retorno desde la radioterminal sensible al subconjunto seleccionado de las señales espacialmente diversas comprende adicionalmente detectar una transmisión posterior desde el terminal sensible al segundo subconjunto de la pluralidad de señales espacialmente diversas.

25. Un método de acuerdo con la Reivindicación 19, en donde detectar una transmisión de enlace de retorno desde la radioterminal sensible al subconjunto seleccionado de las señales espacialmente diversas comprende:

generar conjuntos respectivos de diversas señales de frecuencia desde el subconjunto seleccionado de señales espacialmente diversas; y

detectar la transmisión de enlace de retorno desde la radioterminal desde por lo menos uno de los conjuntos de diversas señales de frecuencia.