Un método para transmitir una señal de comunicaciones (20) a uno de una pluralidad de terminales móviles de usuario (18) a través de al menos dos satélites en órbitas geosíncronas,

que comprende los pasos de: procesar una señal recibida (42) en un nodo central en tierra (12); predecir cualesquiera retardos de tiempo entre múltiples trayectos entre el nodo central en tierra y el terminal de usuario móvil; radiar la señal procesada (24) a través de los múltiples trayectos a al menos dos satélites (16; 106, 108), las órbitas geosíncronas de los cuales se perturban en inclinación y en excentricidad respecto a la misma órbita de referencia geosíncrona de tal manera que los periodos de las órbitas geosíncronas de dichos al menos dos satélites (16; 106, 108) permanecen constantes; y volver a radiar dicha señal (24, 20) desde dichos al menos dos satélites (16; 106, 108) al terminal móvil de usuario (18)

La presente invención se refiere a un método de comunicación de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1 y a un sistema de comunicación de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 6, como se conoce a partir de la US-A-5 839 059.

La presente invención se refiere generalmente a un sistema de comunicación por satélite. Más específicamente, la presente invención se refiere a un sistema de comunicación por satélite con capacidad aumentada de reutilización de frecuencias para la comunicación punto a punto.

Antecedentes de la técnica

Los sistemas móviles de comunicación por satélite actuales, tales como Iridium, Globalstar, e ICO, utilizan terminales de usuario de bajo coste como uno de sus rasgos claves del sistema. Para mantener el vínculo de las comunicaciones con estos sistemas móviles actuales, los satélites del sistema proporcionan múltiples haces y servicios de alta ganancia a los abonados. Los terminales de mano de bajo coste y baja ganancia utilizados por los usuarios de estos sistemas, transmiten y reciben señales a y desde los satélites de alto rendimiento que pueblan casi el hemisferio entero. Algunos de estos sistemas actuales requieren el acceso a al menos dos satélites para asegurar un proceso de transferencia suave según los satélites progresan de horizonte a horizonte. Como resultado, el sistema de satélites llega a ser más fiable y disponible ya que vienen más satélites en un campo de visión (FOV) del usuario. Las constelaciones de satélites proporcionadas por estos sistemas actuales se dimensionan de esta manera para garantizar un mínimo número de satélites dentro de un FOV de usuario sobre grandes áreas de cobertura en todo momento.

Todos estos sistemas móviles de comunicación por satélite actuales, no obstante, sufren de ciertas desventajas. Primero, todos tienen los recursos de frecuencia limitados (el término “frecuencia” se generaliza aquí para referirse a un intervalo de tiempo de frecuencia o código CDMA). Cualquier frecuencia dada sobre una posición en tierra dada solamente se puede utilizar por un usuario a la vez. De esta manera, si un usuario accede a un satélite usando una frecuencia particular para comunicar a su contraparte en la red, otros satélites y/o usuarios en la misma región no pueden reutilizar el mismo recurso de frecuencia en la misma área local. En particular, si un usuario secundario cercano tiene un teléfono que requiere el mismo recurso de frecuencia que está siendo utilizado por el primer usuario, el segundo usuario es incapaz de acceder al sistema, incluso a través de distintos satélites. Esto es cierto a pesar de la sofisticación del sistema, que incluye los sistemas que utilizan diseños de satélite de múltiple haz. Incluso cuando están disponibles múltiples satélites en una localización geográfica dada, no se puede usar el mismo espectro de frecuencia por más de un usuario en un área local. La disponibilidad de múltiples satélites sirve meramente para incrementar la disponibilidad del sistema para el usuario. No obstante, la capacidad total de estos sistemas de satélites de comunicaciones móviles aún se limita por su utilización ineficiente de los recursos de frecuencia disponibles. De esta manera, el crecimiento potencial de estos sistemas de comunicación por satélite actuales está limitado inherentemente.

Adicionalmente, los sistemas de telecomunicaciones actuales generalmente permiten solamente comunicaciones móvil a nodo central y nodo central a móvil en la mayoría de las constelaciones de satélites móviles de baja órbita terrestre y órbita terrestre media. Los vínculos móvil a móvil requieren múltiples saltos entre los nodos centrales. Esto significa que dos o más recursos de frecuencia deben estar comprometidos por el sistema para cerrar el enlace. Es claramente deseable proporcionar un sistema de satélites de comunicaciones móviles que relaje las restricciones anteriores, y utilice más eficientemente los actuales recursos del sistema móvil de comunicaciones por satélite, mientras que también proporciona mucha mayor oportunidad para el crecimiento del sistema.

El documento US-A-5839053 revela un sistema para transmitir señales de radio desde terminales móviles para proporcionar diversidad de espacio para señales de enlace ascendente a través de satélites de comunicación geoestacionarios, en donde al menos un satélite y al menos un satélite auxiliar se coubican en una órbita geoestacionaria particular sobre la tierra.

El documento US-A-5233626 revela un sistema repetidor de comunicación de espectro expandido de diversidad, que comprende los satélites en baja órbita terrestre

o en órbita geosíncrona.

Finalmente, la EP 0837 568 A2 revela un sistema de comunicación de diversidad, que comprende una constelación de satélites en órbitas no geoestacionarias.

Es un objeto de la presente invención proporcionar un método de comunicación por satélite mejorado y un sistema de comunicación inalámbrico móvil mejorado.

Particularmente, es un objeto de la presente invención proporcionar un sistema de comunicación inalámbrico móvil con limitaciones reducidas en la reutilización de las frecuencias para comunicaciones punto a punto.

Es otro objeto de la presente invención proporcionar un sistema de comunicación por satélite que utiliza transpondedores individuales y terminales móviles que son relativamente simples y de baja complejidad.

Es un objeto adicional de la presente invención proporcionar un sistema de comunicación por satélite con alta fiabilidad del sistema a través de degradación airosa.

Es otro objeto de la presente invención proporcionar un sistema de comunicación por satélite en donde los transpondedores individuales y los terminales móviles son ambos de baja complejidad, y con la complejidad del sistema concentrada en las estaciones centrales del nodo central de procesamiento.

Es un objeto adicional de la presente invención proporcionar un sistema de comunicación por satélite que utiliza una pluralidad de satélites en órbitas que se perturban ligeramente respecto a una órbita de referencia GEO única (o ranura).

Es un objeto adicional de la presente invención proporcionar un sistema de comunicación por satélite cuya capacidad se pueda incrementar en seguida y fácilmente.

El anterior objeto se logra por un método de comunicación por satélite de la reivindicación 1 y por un sistema móvil de comunicación inalámbrica de la reivindicación 5.

De acuerdo con los objetos de la presente invención, se proporciona un sistema de comunicación inalámbrica. La comunicación inalámbrica incluye una constelación de satélites que consta de una pluralidad de satélites cada uno en una órbita que se perturba ligeramente respecto a la misma órbita geosíncrona. Cada uno de los satélites en la constelación es capaz de comunicar con un nodo central en tierra para recibir las señales procesadas por el nodo central en tierra y que se radian por el nodo central en tierra a una pluralidad de la pluralidad de satélites. Cada uno de los satélites es capaz de comunicar con una pluralidad de terminales móviles de usuario para volver a radiar dicha señal a un usuario previsto. Las órbitas de la pluralidad de satélites se perturban todas respecto a la misma órbita de referencia geosíncrona de tal manera que sus periodos permanecen considerablemente constantes (es decir, un día sideral).

Estos y otros rasgos de la presente invención llegan a ser evidentes a partir de la siguiente descripción de la invención, cuando se ve de acuerdo con los dibujos anexos y las reivindicaciones adjuntas.

Breve descripción de los dibujos

La FIGURA 1 es una ilustración esquemática de la geometría del enlace de envío de un sistema de comunicaciones móviles por satélite de acuerdo con la presente invención; La FIGURA 2 es un diagrama de bloques esquemático que ilustra la función de transmisión de señal de un nodo central de telecomunicaciones en tierra para un sistema de comunicaciones inalámbricas de acuerdo con una realización preferente de la presente invención; La FIGURA 3 es una ilustración esquemática de la geometría del enlace de retorno de un sistema de comunicaciones inalámbricas de acuerdo con una realización preferente de la presente invención; La FIGURA 4 es un diagrama de bloques esquemático que ilustra la función de recepción de la señal de un nodo central de telecomunicaciones en tierra para un sistema...

1. Un método para transmitir una señal de comunicaciones (20) a uno de una pluralidad de terminales móviles de usuario (18) a través de al menos dos satélites en órbitas geosíncronas, que comprende los pasos de:

procesar una señal recibida (42) en un nodo central en tierra (12); predecir cualesquiera retardos de tiempo entre múltiples trayectos entre el nodo central en tierra y el terminal de usuario móvil; radiar la señal procesada (24) a través de los múltiples trayectos a al menos dos satélites (16; 106, 108), las órbitas geosíncronas de los cuales se perturban en inclinación y en excentricidad respecto a la misma órbita de referencia geosíncrona de tal manera que los periodos de las órbitas geosíncronas de dichos al menos dos satélites (16; 106, 108) permanecen constantes; y volver a radiar dicha señal (24, 20) desde dichos al menos dos satélites (16; 106, 108) al terminal móvil de usuario (18).

2. El método de la reivindicación 1, que además comprende:

determinar una relación entre dicha inclinación y dicha excentricidad de dichos satélites (16; 106, 108) tal que parecen moverse a una velocidad constante a lo largo de trayectorias circulares (130) cuyos centros se sitúan en la posición de un satélite de referencia hipotético en una órbita geosíncrona no perturbada.

3. El método de la reivindicación 2, que además comprende:

mantener la geometría de una agrupación de al menos dos satélites (16; 106, 108) tal que las distancias entre cualesquiera dos de dichos satélites (16; 106, 108) es relativamente constante.

4. El método de la reivindicación 3, que además comprende:

5. Un sistema de comunicación inalámbrica móvil, que comprende:

añadir los satélites adicionales a dichos al menos dos satélites (16; 106, 108) para aumentar la constelación de satélites.

un nodo central en tierra una constelación de satélites (14) que consta de una pluralidad de satélites (16; 106, 108); cada uno de dicha pluralidad de satélites (16; 106, 108) que es capaz de retransmitir las señales (20, 24, 40, 42) entre el nodo central en tierra (12) y una pluralidad de terminales de usuario (18) en cada dirección; el nodo central en tierra adaptado a predecir cualesquiera retardos de tiempo entre los múltiples trayectos entre el nodo central en tierra y uno de los terminales de usuario; cada uno de los satélites (16; 106, 108) que está en una órbita geosíncrona perturbada, en donde cada uno de dicha pluralidad de satélites (16; 106, 108) tiene su inclinación y excentricidad perturbada respecto a una órbita de referencia geosíncrona común; por el cual como dicha constelación de satélites (14) parece girar, según se percibe desde un punto en la superficie de la tierra, las relaciones espaciales entre satélites aparentes se mantienen.

6. El sistema de la reivindicación 5, en donde la órbita de cada uno de dicha pluralidad satélites (16; 106, 108) se perturba tal que parece moverse a una velocidad constante a lo largo de una trayectoria circular (130) como se ve por un usuario único.

7. El sistema de la reivindicación 6, en donde las condiciones para el movimiento aparente circular del satélite perturbado (106, 108) respecto a dicho centro de la constelación de satélites se aproxima por lo siguiente: