Método de asignación de recursos en un sistema de diversidad de satélites.

Un método para asignar recursos de sistema en un sistema de comunicaciones de plataformas múltiples (10;

100), que comprende los siguientes pasos:

ofrecer una pluralidad de nodos transpondedores individuales (16: 102, 104); ofrecer una pluralidad de usuarios móviles que operan terminales móviles (18; 116, 128);

establecer un enlace (20, 24; 40, 42) entre cada uno de los usuarios móviles de dicha pluralidad (18; 116, 128) y un centro de comunicaciones terrestre (12; 110) a través de uno o más de los nodos transpondedores de dicha pluralidad (16; 102, 104);

procesar una pluralidad de señales de usuario móvil local (28) en el centro de comunicaciones terrestre (12; 110) para compensar demoras de propagación diferenciales a cualquier usuario móvil remoto de una pluralidad (18; 116, 128);

asignar a cada uno de los usuarios móviles remotos de dicha pluralidad (18; 116, 128) una rentabilidad, que depende de ciertos criterios de usuario predeterminados;

Asignar a cada uno de los usuarios móviles remotos de dicha pluralidad (18; 116, 128) una o más celdas de recursos en espacio plataforma-código dependiendo de los requerimientos de servicio de cada uno de los usuarios móviles remotos de dicha pluralidad (18; 116, 128);

en el cual cada celda de recursos asignada a un usuario particular (18; 116, 128) le permite transmitir señales (28; 24; 42) hacia o desde el centro (12; 110) a través de uno en particular de dichos nodos transpondedores 20 (16; 102, 104) y utilizar un código particular.

Método de asignación de recursos en un sistema de diversidad de satélites.

Referencia cruzada a solicitudes relacionadas La presente solicitud es una continuación en parte de la solicitud de cesionario de EE.UU. en tramitación con la presente Nº de serie 09/271.997 titulada “Método y aparato de comunicación móvil de satélites múltiples para terminales portátiles” presentada el 18 de marzo de 1999.

Campo técnico La presente invención se refiere en términos generales a un sistema de comunicación inalámbrica. Más específicamente, la presente invención se refiere a una técnica de asignación de recursos para un sistema de comunicación inalámbrica de plataformas múltiples que ofrece un mejor aprovechamiento de los recursos totales de sistema para alcanzar una máxima utilidad de sistema.

Antecedentes de la técnica Los sistemas actuales de comunicaciones móviles por satélite, como ser Iridium, Globalstar e ICO, emplean terminales de usuario de bajo coste como una de sus características de sistema distintivas. Para mantener la conexión de comunicación con estos sistemas móviles actuales, los satélites del sistema ofrecen servicios de haces múltiples y de alta ganancia a los suscriptores. Los terminales portátiles de bajo coste y de baja ganancia utilizados por los usuarios de estos sistemas transmiten y reciben señales desde y hacia satélites de alto rendimiento que pueblan casi todo el hemisferio. Algunos de estos sistemas actuales requieren acceso a como mínimo dos satélites para asegurar un proceso de traspaso suave a medida que los satélites avanzan de horizonte a horizonte. Como resultado, cuantos más satélites entren dentro de un campo visual de usuario (FOV por su sigla en inglés) , más fiable y disponible se volverá el sistema satelital. Por lo tanto, las constelaciones de satélites ofrecidas por estos sistemas actuales están dimensionadas para garantizar, en todo momento, un número mínimo de satélites dentro de un campo visual de un usuario en grandes zonas de cobertura.

No obstante, todos estos sistemas actuales de comunicaciones móviles por satélite presentan ciertas desventajas.

En primer lugar, todos tienen recursos de frecuencia limitados (en la presente, el término “frecuencia” se refiere de manera generalizada a frecuencia, franja horaria o código CDMA) . Cualquier frecuencia dada en una posición terrestre determinada solo puede ser utilizada por un usuario a la vez. Por lo tanto, si un usuario accede a un satélite utilizando una franja de frecuencia particular para comunicarse con su homólogo en red, otros satélites y/o usuarios en la misma región no pueden reutilizar el mismo recurso de frecuencia en la misma zona local. En particular, si un usuario secundario cercano tiene un auricular que requiere los mismos recursos de frecuencia que están siendo utilizados por el primer usuario, el segundo usuario no puede acceder al sistema, aun cuando lo intente a través de satélites diferentes. Esto es cierto independientemente de la sofisticación del sistema, incluyendo sistemas que utilizan diseños de satélite de haces múltiples. Aun cuando haya múltiples satélites disponibles en una ubicación geográfica determinada, el mismo espectro de frecuencia no puede ser utilizado por más de un usuario en un área local. La disponibilidad de satélites múltiples simplemente sirve para incrementar la disponibilidad del sistema para el usuario. No obstante, la capacidad total de estos sistemas satelitales de comunicación móvil todavía se encuentra limitada por su uso ineficaz de los recursos de frecuencia disponibles. Por lo tanto, el crecimiento potencial de estos sistemas de comunicación satelital actuales es inherentemente limitado.

Además, los sistemas de telecomunicaciones actuales, como regla general, permiten únicamente comunicaciones de móvil a centro de comunicaciones y de centro de comunicaciones a móvil en la mayor parte de las constelaciones satelitales de órbita terrestre baja y media. Las conexiones de móvil a móvil requieren múltiples saltos entre centros de comunicaciones. Esto significa que dos o más recursos de frecuencia deben estar comprometidos por el sistema para cerrar las conexiones.

Claramente es deseable ofrecer un sistema satelital de comunicación móvil que alivie los problemas arriba mencionados y que utilice de manera más eficaz los recursos actuales de sistemas de comunicación móvil por satélite, ofreciendo, a la vez, muchas más oportunidades para que el sistema crezca.

El documento US 5.867.109 titulado “Sistema de gestión de recursos de diversidad para repetidores satelitales”

describe un sistema de comunicaciones satelitales que posee un controlador para mejorar y optimizar la entrega de diversidad de trayectos en un sistema de comunicación basado en repetidores satelitales; de este modo se conservan tanto los canales FDM como el aprovechamiento de la energía del satélite. La recepción de comunicaciones mejora cuando uno o más transmisores repetidores satelitales en órbita se bloquea o se desvanece severamente, reconociendo la necesidad de diversidad de trayectos satelitales en tiempo real o casi real. De este modo, un terminal de usuario es capaz de recibir suficiente intensidad de señal para evitar que una llamada en curso se interrumpa automáticamente. El sistema optimiza la diversidad de trayectos satelitales aplicada a (a) clases (tipos) de terminales de usuario y/o (b) a terminales de usuario individuales en función de la ubicación y también del entorno de propagación de RF local del terminal de usuario. Además, se consideran los recursos satelitales que están disponibles en determinado punto en el tiempo, y que pueden restringir o limitar la disponibilidad de la diversidad de trayectos satelitales, con lo que se incrementa la capacidad general del sistema.

Compendio de la Invención Un objeto de la presente invención consiste en ofrecer un sistema de comunicación inalámbrica con limitaciones reducidas en la reutilización de frecuencia para comunicaciones punto a punto.

Otro objeto de la presente invención es ofrecer un sistema de comunicación inalámbrica que utiliza transpondedores individuales y terminales móviles que son relativamente simples y de baja complejidad.

Otro objeto adicional de la presente invención consiste en ofrecer un sistema de comunicaciones inalámbricas con alta fiabilidad de sistema a través de degradación gradual.

Otro objeto de la presente invención consiste en ofrecer un sistema de comunicación inalámbrica de transpondedores múltiples que permite una combinación flexible de tipos de usuario.

Un objeto relacionado de la presente invención consiste en ofrecer un sistema de comunicaciones inalámbricas con transpondedores múltiples con mejor aprovechamiento de la totalidad de recursos de sistema.

Un objeto adicional de la presente invención consiste en ofrecer una técnica de asignación de recursos para un sistema de plataformas múltiples que maximice el rendimiento monetario total.

De acuerdo con los objetos antes mencionados y otros de la presente invención, se ofrece un sistema de comunicaciones inalámbricas de plataformas múltiples. El sistema de comunicación inalámbrica incluye una pluralidad de nodos transpondedores de comunicación individuales. Cada uno de la pluralidad de nodos transpondedores individuales está en comunicación con un centro de comunicaciones terrestre de forma tal que una señal procesada por el centro de comunicaciones terrestre en el enlace hacia adelante se irradie con demoras compensatorias hacia uno o más de la pluralidad de transpondedores individuales. Las señales irradiadas son luego re-irradiadas mediante la pluralidad de transpondedores individuales y recibidas y procesadas coherentemente mediante un terminal de usuario móvil. El trayecto de señal de enlace de retorno es el inverso al enlace hacia adelante.

De acuerdo con otro objeto de la presente invención, el sistema incluye una pluralidad de nodos transpondedores individuales. El sistema también incluye una pluralidad de celdas de recursos individuales, cada una asociada con una en particular de la pluralidad de nodos transpondedores individuales y una en particular de la pluralidad de códigos disponibles. El sistema también incluye una pluralidad de terminales móviles de distintos tipos, cada uno de los cuales se asigna para funcionar en una o más de la pluralidad de celdas de recursos individuales. A cada uno de la pluralidad de terminales móviles se le asigna un valor de rentabilidad. Un centro de comunicaciones central establece un enlace con uno o más de la pluralidad de terminales móviles y asigna una o más celdas de recursos y también asigna un... [Seguir leyendo]

1. Un método para asignar recursos de sistema en un sistema de comunicaciones de plataformas múltiples (10; 100) , que comprende los siguientes pasos:

ofrecer una pluralidad de nodos transpondedores individuales (16: 102, 104) ; ofrecer una pluralidad de usuarios móviles que operan terminales móviles (18; 116, 128) ; establecer un enlace (20, 24; 40, 42) entre cada uno de los usuarios móviles de dicha pluralidad (18; 116, 128) y un centro de comunicaciones terrestre (12; 110) a través de uno o más de los nodos transpondedores de dicha pluralidad (16; 102, 104) ; procesar una pluralidad de señales de usuario móvil local (28) en el centro de comunicaciones terrestre (12; 110) para compensar demoras de propagación diferenciales a cualquier usuario móvil remoto de una pluralidad (18; 116, 128) ; asignar a cada uno de los usuarios móviles remotos de dicha pluralidad (18; 116, 128) una rentabilidad, que depende de ciertos criterios de usuario predeterminados; Asignar a cada uno de los usuarios móviles remotos de dicha pluralidad (18; 116, 128) una o más celdas de recursos en espacio plataforma-código dependiendo de los requerimientos de servicio de cada uno de los usuarios móviles remotos de dicha pluralidad (18; 116, 128) ; en el cual cada celda de recursos asignada a un usuario particular (18; 116, 128) le permite transmitir señales (28; 24; 42) hacia o desde el centro (12; 110) a través de uno en particular de dichos nodos transpondedores (16; 102, 104) y utilizar un código particular.

2. El método de la reivindicación 1, caracterizado por que cada uno de los nodos transpondedores individuales de dicha pluralidad (16; 102, 104) se selecciona independientemente a partir de uno de los siguientes tipos de sistema: un sistema espacial, un sistema de plataforma a gran altitud, o una red celular en torre.

3. El método de la reivindicación 1, además caracterizado por que:

asignar a cada uno de los usuarios móviles de dicha pluralidad (18; 116, 128) una o más de dichas celdas de recursos, cada una de las cuales está asociada con un nodo transpondedor en particular de dicha pluralidad (16; 102, 104) y con un código disponible en particular de una pluralidad.

4. El método de la reivindicación 2, caracterizado por que dicho sistema de plataforma a gran altitud comprende una pluralidad de dirigibles tripulados/no tripulados.

5. El método de la reivindicación 2, caracterizado por que dicho sistema de plataforma a gran altitud comprende una pluralidad de globos a gran altitud.

6. El método de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que dicho sistema utiliza una técnica TDMA.

7. El método de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que dicho sistema utiliza una técnica FDMA.

8. El método de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que además comprende:

determinar un valor total de beneficio/utilidad para el sistema (10; 100) basado, en parte, en la rentabilidad de dicho usuario asignado.

9. El método de la reivindicación 8, caracterizado por que dicho valor total de beneficio/utilidad se maximiza de acuerdo con las siguientes limitaciones:

10. Un sistema de comunicaciones inalámbricas móviles (10; 100) para una variedad de distintos tipos de usuario móvil; que comprende una pluralidad de nodos transpondedores individuales (16; 102, 104) ; una pluralidad de celdas de recursos individuales, cada una de las cuales está asociada con un nodo transpondedor individual en particular de dicha pluralidad (16; 102, 104) y un código disponible en particular de una pluralidad. una pluralidad de terminales móviles (18; 116, 128) , cada uno de los cuales es operado por un usuario móvil y asignado para operar en una o más de las celdas de recursos individuales de dicha pluralidad; un valor de beneficio/utilidad asignado a cada uno de los terminales móviles de dicha pluralidad (18; 116, 128) ; y un centro de comunicaciones central (12; 110) adaptado para establecer enlaces (20, 24; 40, 42; 106, 108, 112, 114) con uno o más de los terminales móviles de dicha pluralidad (18; 116, 128) , para asignar una o más de dichas celdas de recursos a cada uno de los terminales móviles de dicha pluralidad (18; 116, 128) , para procesar una pluralidad de señales de usuario local (28) en el centro terrestre para compensar las demoras de propagación diferenciales a cualquiera de los usuarios móviles remotos de una pluralidad (18; 116, 128) , y para asignar dicho valor de beneficio/utilidad a cada uno de los terminales móviles de dicha pluralidad (18; 116, 128) .

11. El sistema de la reivindicación 10, caracterizado por que dicho centro de comunicaciones central (12; 110) establece enlaces (20, 24; 40, 42; 108, 112, 114) con dichos usuarios móviles (18; 116) a través de uno o más nodos transpondedores de dicha pluralidad (16; 102, 104) en los cuales el nodo transpondedor específico (16; 102, 104) y el código utilizado para completar cada uno de dichos enlaces (20, 24; 40, 42; 106, 108, 112, 114) son determinados por dichas celdas de recursos asignadas a dicho usuario móvil (18; 116, 128) .

12. El sistema de la reivindicación 10 u 11, caracterizado por que dicho centro de comunicaciones central (12; 110) pre-procesa señales (24) para transmisión de enlace hacia adelante (24, 20) de forma tal que son irradiadas con demoras compensatorias a un usuario móvil previsto (116) de dicha pluralidad (18; 116, 120; 128) , quien recibe de forma coherente todas dichas señales (20; 112, 114) previstas para él; y en el cual dicho centro de comunicaciones central (12; 110) post-procesa las señales recibidas (28; 42) para introducir demoras compensatorias de forma tal que todas dichas señales recibidas de un usuario móvil remoto en particular (18; 116) pueden ser procesadas en conjunto de manera coherente.

13. El método de cualquiera de las reivindicaciones 10 a 12, caracterizado por que cada uno de los nodos transpondedores individuales de dicha pluralidad (16; 102, 104) se selecciona independientemente a partir de uno de los siguientes tipos de sistema: un sistema espacial, un sistema de plataforma a gran altitud, o una red celular en torre.

14. El sistema de la reivindicación 13, caracterizado por que dicho sistema de plataforma a gran altitud comprende una pluralidad de dirigibles tripulados/no tripulados.

15. El sistema de la reivindicación 13, caracterizado por que dicho sistema de plataforma a gran altitud comprende una pluralidad de globos a gran altitud.

16. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones 10 a 15, caracterizado por que la rentabilidad del sistema se maximiza dando prioridad de sistema a los usuarios (18; 116, 128) que tienen una rentabilidad preseleccionada.

17. El sistema de la reivindicación 10, caracterizado por que la potencia hacia un terminal móvil en particular de dicha pluralidad (18; 116, 128) se incrementa al incrementar el número de celdas de recursos asignadas a dicho usuario móvil en particular (18; 116, 128) y/o al incrementar el número de dicha pluralidad de plataformas (16; 102, 104) asignadas a dicho usuario móvil en particular (18; 116, 128) .

18. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones 12 a 17, caracterizado por que a al menos uno los terminales móviles de dicha pluralidad se le asignan celdas de recursos en espacio plataforma-código para un enlace de retorno (42, 40) que son diferentes de dichas celdas de recursos en espacio plataforma-código asignadas para dicho enlace hacia adelante (24, 20) .