Un sistema para transmitir datos a una pluralidad de satélites,

de tal modo que el sistema comprende:

una primera antena (308b) de enlace ascendente de tierra, situada en una primera posición terrestre y capaz de transmitir un primer haz de enlace ascendente altamente enfocado (328a) en una antena de recepción de un primer satélite (320), de tal manera que el primer satélite (320) se encuentra en una primera posición dentro de una ranura o huso orbital; y

una segunda antena (308a) de enlace ascendente de tierra, situada conjuntamente en la primera posición terrestre y capaz de transmitir un segundo haz de enlace ascendente altamente enfocado (324a) en una antena de recepción de un segundo satélite (316), de tal modo que el segundo satélite (316) se encuentra en una segunda posición dentro del huso orbital, de forma que el segundo satélite (316) está separado del primer satélite por al menos un cierto ángulo de separación;

en el que el primer haz de enlace ascendente altamente enfocado (328a) incluye primeras señales en un primer intervalo de frecuencias, y en el cual el segundo haz de enlace ascendente altamente enfocado (324a) incluye segundas señales en el intervalo de frecuencias;

de tal manera que el primer haz de enlace ascendente altamente enfocado (328a) es atenuado en -30 dB o una magnitud inferior más allá del ángulo de separación en dirección al segundo satélite (316), y de modo que el segundo haz de enlace ascendente altamente enfocado (324a) es atenuado en -30dB o una magnitud inferior más allá del ángulo de separación en dirección al primer satélite (320)

Sistema y método para compartir la anchura de banda de enlace ascendente entre satélites en un huso orbital común.

Campo de la divulgación

La presente divulgación se refiere generalmente a sistemas de comunicación basados en satélites y, más particularmente, al compartimiento de anchura de banda de enlace ascendente entre múltiples satélites.

Antecedentes

La Unión Internacional de Telecomunicaciones (ITU -International Telecommunications Union) ha establecido unas instrucciones guía para suministrar señales de comunicación desde el suelo a satélites en órbita (es decir, señales de enlace ascendente) y para suministrar señales de comunicación desde satélites al suelo (es decir, señales de enlace descendente). En particular, las instrucciones guía de la ITU asignan un espectro de frecuencias de enlace ascendente y un espectro de frecuencias de enlace descendente específicos para cada posición orbital (es decir, huso orbital). Así, pues, para un huso orbital particular, la anchura de banda del espectro disponible para las señales de enlace ascendente y de enlace descendente es limitada.

Algunos sistemas de comunicación basados en satélites se sirven de uno o más satélites situados en una ranura o huso orbital para transmitir señales de comunicación recibidas desde el suelo a través de una extensa área geográfica. En un sistema típico, uno o más satélites reciben señales de comunicación procedentes de una o más estaciones de tierra (el enlace ascendente) a través de una(s) antena(s) de recepción situadas a bordo del satélite. Estas señales son entonces transmitidas a toda un área geográfica (el enlace descendente) a través de una(s) antenas de transmisión situadas a bordo del satélite. En estos sistemas, la cantidad de señales que pueden ser manejadas por el sistema puede estar limitada por la anchura de banda del espectro asignada de acuerdo con la ITU para el enlace ascendente y/o el enlace descendente.

Una técnica para expandir la anchura de banda efectiva del enlace descendente consiste en reutilizar algunas o todas las frecuencias del espectro de frecuencias de enlace descendente asignado. Un ejemplo de tal sistema es un sistema vía satélite de haz puntual o estrecho. En tales sistemas, un satélite es capaz de transmitir una pluralidad de haces puntuales al suelo, de tal manera que cada haz puntual ilumina un punto diferente del terreno. Si dos puntos del suelo están separados espacialmente, es posible reutilizar las mismas frecuencias en los dos puntos sin causar interferencias. Al reutilizar de esta manera el espectro, la anchura de banda espectral efectiva del enlace descendente puede ser expandida a partir de la asignación de anchura de banda del espectro de conformidad con la ITU.

Pero, con el fin de utilizar esta anchura de banda espectral expandida del enlace descendente, ha de proporcionarse una anchura de banda espectral equivalente al satélite a través del enlace ascendente (suponiendo un formato de intercambio de señales similar entre las señales de comunicación en el enlace ascendente y en el enlace descendente). Lo que se necesita son técnicas para expandir la anchura de banda espectral efectiva de los enlaces ascendentes vía satélite.

La Patente norteamericana Nº 6.128.286 describe una comunicación directa entre satélites adyacentes en un sistema de comunicación vía satélite. Los enlaces transversales se establecen utilizando los lóbulos laterales de la antena de satélite.

Sumario de la invención

En una realización de acuerdo con la presente invención, se proporciona un sistema de comunicación basado en satélites. El sistema comprende un primer satélite en una ranura o huso orbital, de tal modo que el primer satélite tiene una antena de recepción asociada, de manera que el primer satélite está configurado para recibir señales en un primer intervalo de frecuencias. El sistema comprende también un segundo satélite en el huso orbital, de tal manera que el segundo satélite tiene una antena de recepción asociada, en el que el segundo satélite está separado del primer satélite por al menos un primer ángulo de separación, y en el cual el segundo satélite está configurado para recibir señales en el primer intervalo de frecuencias. El sistema comprende, adicionalmente, una primera antena terrestre de enlace ascendente, situada en una primera posición terrestre y capaz de transmitir un primer haz de enlace ascendente a la antena de recepción del primer satélite, y una segunda antena terrestre de enlace ascendente, situada conjuntamente en la primera posición terrestre y capaz de transmitir un segundo haz de enlace ascendente a la antena de recepción del segundo satélite. El primer haz de enlace ascendente incluye unas primeras señales en el primer intervalo de frecuencias, y el segundo haz de enlace ascendente incluye unas segundas señales en el primer intervalo de frecuencias. Por otra parte, el primer haz de enlace ascendente es sustancialmente atenuado más allá del primer ángulo de separación en dirección al segundo satélite, y el segundo haz de enlace ascendente se ve sustancialmente atenuado más allá del primer ángulo de separación en dirección al primer satélite.

En otra realización, se proporciona un sistema para la transmisión de datos a una pluralidad de satélites. El sistema incluye una primera antena terrestre de enlace ascendente, situada en una primera posición terrestre y capaz de transmitir un primer haz de enlace ascendente a una antena de recepción de un primer satélite, de tal modo que el primer satélite se encuentra en una primera posición en una ranura o huso orbital, y una segunda antena terrestre de enlace ascendente, situada conjuntamente en la primera posición terrestre y capaz de transmitir un segundo haz de enlace ascendente a una antena de recepción de un segundo satélite, de tal manera que el segundo satélite está separado del primer satélite por al menos un cierto ángulo de separación. El primer haz de enlace ascendente incluye primeras señales en un primer intervalo de frecuencias, de tal manera que el segundo haz de enlace ascendente incluye segundas señales en el intervalo de frecuencias, y el primer haz de enlace ascendente es sustancialmente atenuado más allá del ángulo de separación en dirección al segundo satélite, y de forma que el segundo haz de enlace ascendente se ve sustancialmente atenuado más allá del ángulo de separación en dirección al primer satélite.

En aún otra realización, se proporciona un método para transmitir datos a los satélites de una red de comunicaciones basada en satélites que incluye una pluralidad de satélites, de tal manera que, en el método para transmitir datos a los satélites, cada satélite tiene una antena de enlace ascendente. El método comprende transmitir un primer haz de enlace ascendente a una antena de recepción de un primer satélite, de tal forma que el primer satélite se encuentra en una primera posición de un huso orbital, de manera que un segundo satélite se encuentra en una segunda posición del huso orbital, y en él el segundo satélite está separado del primer satélite por al menos un cierto ángulo de separación, de tal modo que el primer haz de enlace ascendente es sustancialmente atenuado más allá del ángulo de separación en dirección al segundo satélite, y de forma que el primer haz de enlace ascendente incluye primeras señales en un primer intervalo de frecuencias. El método comprende también transmitir un segundo haz de enlace ascendente a una antena de recepción del segundo satélite, de tal manera que el segundo haz de enlace ascendente se ve sustancialmente atenuado más allá del ángulo de separación en dirección al primer satélite, y de forma que el segundo haz de enlace ascendente incluye segundas señales en el primer intervalo de frecuencias.

Breve descripción de los dibujos

La Figura 1 es un diagrama de bloques simplificado de un sistema de comunicación basado en satélites que se sirve de reutilización de frecuencia para señales de enlace ascendente a través de múltiples estaciones de tierra aisladas espacialmente.

La Figura 2 es un diagrama de bloques simplificado de una realización de un sistema de comunicación basado en satélites, de acuerdo con la presente invención.

La Figura 3 es un gráfico de la ganancia de antena frente al ángulo de desviación o descentramiento para un ejemplo específico de una antena de transmisión de enlace ascendente que puede ser utilizada en realizaciones de acuerdo con la presente invención.

La Figura 4 es un diagrama...

1. Un sistema para transmitir datos a una pluralidad de satélites, de tal modo que el sistema comprende:

una primera antena (308b) de enlace ascendente de tierra, situada en una primera posición terrestre y capaz de transmitir un primer haz de enlace ascendente altamente enfocado (328a) en una antena de recepción de un primer satélite (320), de tal manera que el primer satélite (320) se encuentra en una primera posición dentro de una ranura o huso orbital; y

una segunda antena (308a) de enlace ascendente de tierra, situada conjuntamente en la primera posición terrestre y capaz de transmitir un segundo haz de enlace ascendente altamente enfocado (324a) en una antena de recepción de un segundo satélite (316), de tal modo que el segundo satélite (316) se encuentra en una segunda posición dentro del huso orbital, de forma que el segundo satélite (316) está separado del primer satélite por al menos un cierto ángulo de separación;

en el que el primer haz de enlace ascendente altamente enfocado (328a) incluye primeras señales en un primer intervalo de frecuencias, y en el cual el segundo haz de enlace ascendente altamente enfocado (324a) incluye segundas señales en el intervalo de frecuencias;

de tal manera que el primer haz de enlace ascendente altamente enfocado (328a) es atenuado en -30 dB o una magnitud inferior más allá del ángulo de separación en dirección al segundo satélite (316), y de modo que el segundo haz de enlace ascendente altamente enfocado (324a) es atenuado en -30dB o una magnitud inferior más allá del ángulo de separación en dirección al primer satélite (320).

2. El sistema de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual la antena de recepción del primer satélite (320) es capaz de recibir haces de enlace ascendente desde las respectivas antenas de tierra separadas espacialmente, de tal modo que el sistema comprende, adicionalmente:

una tercera antena (340) de enlace ascendente de tierra, situada en una segunda posición terrestre separada espacialmente de la primer posición terrestre y capaz de transmitir un tercer haz de enlace ascendente (344) a la antena de enlace ascendente del primer satélite (320);

en el que el tercer haz de enlace ascendente (344) incluye terceras señales en el primer intervalo de frecuencias;

de forma que el tercer haz de enlace ascendente (344) es sustancialmente atenuado más allá del primer ángulo de separación en dirección al segundo satélite (316).

3. El sistema de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende adicionalmente una tercera antena (308c) de enlace ascendente de tierra, capaz de transmitir un tercer haz de enlace ascendente (324b) a una antena de recepción de un tercer satélite (318), de tal modo que el tercer satélite (318) se encuentra situado en una tercera posición dentro del huso orbital, de manera que el tercer satélite (318) está separado del primer satélite (320) por al menos un cierto ángulo de separación;

en el que el tercer haz de enlace ascendente (324b) incluye terceras señales dentro de un segundo intervalo de frecuencias, y en el cual las primeras señales del primer haz de enlace ascendente altamente enfocado (328a) se encuentran, adicionalmente, en el segundo intervalo de frecuencias;

de tal modo que el primer haz de enlace ascendente altamente enfocado (328a) es sustancialmente atenuado más allá del ángulo de separación en dirección al tercer satélite (318), y de forma que el tercer haz de enlace ascendente (324b) es sustancialmente atenuado más allá del ángulo de separación en dirección al primer satélite (320).

4. El sistema de acuerdo con la reivindicación 3, que comprende adicionalmente una cuarta antena (308d) de enlace ascendente de tierra, capaz de transmitir un cuarto haz de enlace ascendente altamente enfocado (328b) en una antena de recepción de un cuarto satélite (322), de tal modo que el cuarto satélite (322) se encuentra situado en una cuarta posición dentro del huso orbital;

en el cual el cuarto haz de enlace ascendente (328b) incluye cuartas señales en un tercer intervalo de frecuencias.

5. El sistema de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende, adicionalmente:

una tercera antena (308c) de enlace ascendente de tierra, capaz de transmitir un tercer haz de enlace ascendente (324b) a una antena de recepción de un tercer satélite (318), de tal manera que el tercer satélite (318) se encuentra situado en una tercera posición dentro del huso orbital;

una cuarta antena (308d) de enlace ascendente de tierra, capaz de transmitir un cuarto haz de enlace ascendente (328b) a una antena de recepción de un cuarto satélite (322), de tal modo que el cuarto satélite (322) está situado en una cuarta posición dentro del huso orbital, de forma que el cuarto satélite (322) está separado del tercer satélite (318) por al menos el ángulo de separación;

en el que el tercer haz de enlace ascendente (324b) incluye terceras señales en un segundo intervalo de frecuencias, y en el cual el cuarto haz de enlace ascendente (328b) incluye cuartas señales en el segundo intervalo de frecuencias;

de tal modo que el tercer haz de enlace ascendente (324b) es sustancialmente atenuado más allá del ángulo de separación en dirección al cuarto satélite (322), y de manera que el cuarto haz de enlace ascendente (328b) se ve sustancialmente atenuado más allá del ángulo de separación en dirección al tercer satélite (318).

6. El sistema de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende adicionalmente una tercera antena (308d) de enlace ascendente de tierra, capaz de transmitir un tercer haz de enlace ascendente (328b) a una antena de recepción de un tercer satélite (322), de tal modo que el tercer satélite (322) está situado en una tercera posición dentro del huso orbital;

en el cual el tercer haz de enlace ascendente (328b) incluye terceras señales en un segundo intervalo de frecuencias.

7. Un método para transmitir datos a satélites en una red de comunicaciones basada en satélites que incluye una pluralidad de satélites, de tal modo que cada satélite tiene una antena de recepción, de manera que el método comprende:

transmitir un primer haz de enlace ascendente altamente enfocado (328a) a una antena de recepción de un primer satélite (320), de tal modo que el primer satélite (320) se encuentra en una primera posición dentro de una ranura o huso orbital, de manera que un segundo satélite (316) se encuentra en una segunda posición dentro del huso orbital, y el segundo satélite (316) está separado del primer satélite 320) por al menos un cierto ángulo de separación, según el cual el primer haz de enlace ascendente altamente enfocado (328a) es atenuado en -30 dB o una magnitud inferior más allá del ángulo de separación en dirección al segundo satélite (316), y de forma que el primer haz de enlace ascendente altamente enfocado (328a) incluye primeras señales en un primer intervalo de frecuencias;

transmitir un segundo haz de enlace ascendente altamente enfocado (324a) en una antena de recepción del segundo satélite (316), de tal modo que el segundo haz de enlace ascendente altamente enfocado (324a) es atenuado en -30 dB o una magnitud inferior más allá del ángulo de separación en dirección al primer satélite (320), y según el cual el segundo haz de enlace ascendente altamente enfocado (324a) incluye segundas señales en el primer intervalo de frecuencias.

8. El método de acuerdo con la reivindicación 7, en el que la antena de recepción del primer satélite (320) es capaz de discriminar haces de enlace ascendente provenientes de respectivas estaciones de enlace ascendente de tierra separadas espacialmente, y en cual el primer haz de enlace ascendente altamente enfocado (328a) es transmitido desde una primera antena (308b) de enlace ascendente de tierra, situada en una primera posición terrestre, de tal modo que el método comprende, adicionalmente:

transmitir, desde una segunda antena (340) de enlace ascendente de tierra, situada en una segunda posición terrestre separada espacialmente de la posición terrestre, un tercer haz de enlace ascendente (344) a la antena de recepción del primer satélite (320), de tal manera que el tercer haz de enlace ascendente (344) es sustancialmente atenuado más allá del ángulo de separación en dirección al segundo satélite (316), y en el cual el tercer haz de enlace ascendente (344) incluye terceras señales en el primer intervalo de frecuencias.

9. El método de acuerdo con la reivindicación 7, en el cual un tercer satélite (322) está situado en una tercera posición dentro del huso orbital, de tal modo que el método comprende, adicionalmente:

transmitir un tercer haz de enlace ascendente (328b) a una antena de recepción del tercer satélite (322), de tal manera que el tercer haz de enlace ascendente incluye terceras señales en un segundo intervalo de frecuencias.

10. El método de acuerdo con la reivindicación 9, en el cual el tercer satélite (322) se encuentra separado del segundo satélite (316) por al menos el ángulo de separación;

de forma que las segundas señales del segundo haz de enlace ascendente altamente enfocado (324a) se encuentran, adicionalmente, en el segundo intervalo de frecuencias;

según el cual el tercer haz de enlace ascendente (328b) es sustancialmente atenuado más allá del ángulo de separación en dirección al segundo satélite (316), y en el cual el segundo haz de enlace ascendente altamente enfocado (324a) es sustancialmente atenuado más allá del ángulo de separación en dirección al tercer satélite.

11. El método de acuerdo con la reivindicación 9, en el que un cuarto satélite (318) está situado en una cuarta posición dentro del huso orbital, y en el cual el cuarto satélite se encuentra separado del primer satélite (320) por al menos un ángulo que es mayor que el ángulo de separación, de tal manera que el método comprende, adicionalmente:

transmitir un cuarto haz de enlace ascendente (324b) a una antena de recepción del cuarto satélite (318), de tal modo que el cuarto haz de enlace ascendente (324b) incluye cuartas señales en un tercer intervalo de frecuencias, de tal modo que el cuarto haz de enlace ascendente (324b) es sustancialmente atenuado más allá del ángulo de separación en dirección al primer satélite (320);

según el cual las primeras señales del primer haz de enlace ascendente altamente enfocado (328a) se encuentran, adicionalmente, en el cuarto intervalo de frecuencias.

12. El método de acuerdo con la reivindicación 9, en el que un tercer satélite (322) está situado en una tercera posición dentro del huso orbital, en el cual un cuarto satélite (318) se encuentra situado en una cuarta posición dentro del huso orbital, y según el cual el cuarto satélite (318) está separado del tercer satélite (322) por al menos el ángulo de separación, de tal modo que el método comprende, adicionalmente:

transmitir un tercer haz de enlace ascendente (328b) a una antena de recepción del tercer satélite (322), de manera que el tercer haz de enlace ascendente (328b) incluye terceras señales en un segundo intervalo de frecuencias, de tal modo que el tercer haz de enlace ascendente (328b) es sustancialmente atenuado más allá del ángulo de separación en dirección al cuarto satélite (318);

transmitir un cuarto haz de enlace ascendente (324b) a una antena de recepción del cuarto satélite (318), de tal manera que el cuarto haz de enlace ascendente (324b) incluye cuartas señales en el segundo intervalo de frecuencias, de forma que el cuarto haz de enlace ascendente (324b) es sustancialmente atenuado más allá del ángulo de separación en dirección al tercer satélite (322).