Dispositivo híbrido de comunicación para una transmisión de datos de alta velocidad entre plataformas móviles y/o plataformas estacionarias.

Dispositivo híbrido de comunicación para una transmisión de datos a alta velocidad entre plataformas móviles y estacionarias,

que está constituido por al menos una unidad de emisión y unidad de recepción (2), en el que a tal fin, están previstas una técnica de alta frecuencia con un emisor / receptor de alta frecuencia (9) y opcionalmente de manera alternativa o adicional una transmisión óptica de datos (10) con varios emisores ópticos (TX) independientes unos de los otros para ondas de luz así como una instalación para su recepción, caracterizado por que la transmisión óptica de datos (10) se realiza a través de los emisores ópticos (TX) independientes entre sí así como a través de la instalación en forma de un número de receptores ópticos (RX) independientes entre sí, que corresponden a los emisores (TX), que están dispuestos en común con los emisores (TX) por parejas de forma concéntrica alrededor de los emisores / receptores (9) de alta frecuencia, de tal manera que se pueden emitir datos en una pluralidad de ondas de luz individuales a través de los emisores ópticos (TX) y se pueden recibir de nuevo a través de los receptores ópticos (RX) y a continuación se pueden reconstruir datos a partir de estas ondas de luz individuales.

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DESCRIPCIÓN

Dispositivo híbrido de comunicación para una transmisión de datos de alta velocidad entre plataformas móviles y/o plataformas estacionarias La presente invención se refiere a una comunicación de datos y en particular a la técnica para la realización de transmisiones de datos a alta velocidad.

Antecedentes de la invención Un sistema de comunicación de entrada múltiple, salida múltiple (multiple input, multiple output, MIMO) utiliza muchas antenas de transmisión y muchas antenas de recepción para la realización de una transmisión de datos. Un canal MIMO se forma por las antenas de transmisión y las antenas de recepción y se puede descomponer en canales independientes. Cada uno de estos canales independientes se designa también como un subcanal espacial o modo propio del canal MIMO. Tales sistemas se conocen especialmente a partir de la técnica de telefonía móvil y se describen, por ejemplo, en el documento EP 1 117 197A2. MIMO (Multiple Input, Multiple Output) designa en la técnica de telecomunicaciones la utilización de varias antenas de emisión y varias antenas de recepción para la comunicación sin hilos.

Ésta es la base para procedimientos especiales de codificación, que no sólo utilizan la dimensión temporal, sino también la dimensión espacial para la transmisión de información (Space-Time Coding) . El principio, que se aplica en MIMO, procede de la técnica de radar militar, que ya se utiliza desde hace muchos años. Allí no sólo se emplea una, sino varias antenas del mismo tipo. Las antenas tienen entre sí al menos una mitad de la longitud de onda (lambda/2) de la frecuencia portadora. A la matriz de frecuencia-tiempo habitual hasta ahora se añade una 3ª dimensión. En este caso, la señal de datos se emite a través de varia antenas. Al mismo tiempo se utilizan también varias antenas de recepción. La unidad de recepción de procesamiento de señales recibe a través de varias señales de radio una información espacial. Entonces en el caso de dos antenas, la misma señal de radio entra desde dos direcciones diferentes en el receptor. Cada señal de radio entrante presenta, en general, una â??huella espacialâ?? propia, que se llama también â??Signatura Espacialâ??. El receptor recompone las señales de nuevo de forma adecuada. De esta manera se mejora claramente la potencia de todo el sistema de radio.

De este modo se pueden elevar claramente la calidad, la frecuencia de errores binarios y la velocidad de los datos de una comunicación sin hilos. Los sistemas MIMO pueden transmitir esencialmente más bits/s por Hz de anchura de banda utilizado y de esta manera tienen una eficiencia espectral más elevada que los sistemas SISO o SIMO convencionales.

El hardware MIMO más sencillo está constituido por dos antenas de emisión y por una antena de recepción. Para aprovechar de una manera óptima la capacidad de prestaciones, se emplean siempre antenas por parejas. De esta manera, se simplifican los algoritmos de procesamiento de señales MIMO y conducen a una distancia señal â?" ruido óptima.

La anchura de banda se puede elevar linealmente con el número de las antenas de emisión. La separación de las señales individuales es un cálculo de marices lineal sencillo, que es calculado por procesadores de altas prestaciones. Si se parte de este cálculo, entonces se puede incrementar teóricamente la capacidad de transmisión hasta el infinito.

En cada caso, 8 antenas de emisión y de recepción se consideran como máximo. Las ventajas de los sistemas de antenas múltiples son los siguientes:

- mayor capacidad de recepción (ganancia de grupos)

- supresión de interferencias (ganancia de supresión de interferencias)

- calidad mejorada de la comunicación (ganancia de diversidad)

- velocidades elevadas de transmisión (ganancia de multiplexión)

Especialmente para la transmisión de datos se utilizan técnicas de transmisión de alta frecuencia, cuyas longitudes de onda están normalmente en aproximadamente 18GHz, 30 GHz y 42 GHz.

No obstante, para poder transmitir datos a alta velocidad, se prefiere, en general, una transmisión óptica. Para posibilitar una transmisión óptica de los datos y tener en cuenta las tolerancias en emisores y receptores móviles (plataforma) , se prefiere una óptica adaptable. Sin embargo, estas formas de realización son costosas y en particular sensibles a las influencias del medio ambiente.

Una ventaja esencial de la transmisión de alta frecuencia reside en que es posible una transmisión de datos también en malas condiciones meteorológicas, en particular con velocidad adaptable de los datos. De esta manera se

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pueden seguir de manera correspondiente movimientos de las plataformas móviles, sobre las que están dispuestos loe emisores y los receptores, respectivamente. No obstante, las sensibilidades a las interferencias son muy alta, de manera que â?" como se conoce en sí a partir de la comunicación terrestre o espacial â?" se puede recurrir también a un procedimiento de comunicación por láser.

Estos sistemas ópticos aportan la ventaja de que éstos son adecuados para la transmisión de datos a alta velocidad. Con una longitud de onda de 0, 5 a 2, 2 ï?­m (micrómetros) , la transmisión de datos es muy alta, pero depende en gran medida de condiciones atmosféricas espaciales y de otras influencias ópticas.

En este contexto, se conoce a partir del documento US 2002/0097468 A1 un dispositivo hídrico de comunicación, con el que se pueden transmitir datos sin hilos o bien eléctricamente u ópticamente a través de los llamados campos libres, es decir, o bien por medio de alta frecuencia u onda ópticas, es decir, láser. De acuerdo con las condiciones meteorológicas, la transmisión se realiza, por ejemplo, en el caso de niebla, a través de empleo de un emisor/receptor de alta frecuencia o en el caso de buena visibilidad a través de varios emisores ópticos y un receptor óptico. Esta publicación se ocupa en este caso especialmente de la transmisión óptica de datos, en cambio la técnica de alta frecuencia solamente ha dado resultado marginalmente como medios auxiliar en el caso de mal tiempo en forma de una caja negra. A través de la pluralidad de emisores ópticos independientes entre sí previstos en este caso se consigue, en efecto, un haz de rayos de luz, para llegar a un objetivo, pero éste entonces es absorbido de mueco solamente a través de un receptor óptico, de manera que en este caso se pueden perder partes de datos.

Cometido de la invención Por lo tanto, el cometido de la invención es preparar un dispositivo de transmisión de datos tanto para transmisión de datos eléctrica como también para la transmisión de datos óptica de alta velocidad, que se puede emplear especialmente en plataformas móviles, en las que los receptores y los emisores o también sólo un elemento están dispuestos de manera correspondiente móviles, no debiendo utilizarse a tal fin ninguna óptica adaptable muy intensiva de costes.

Solución el cometido La solución del cometido consiste en preparar un llamado terminal híbrido, en el que además de la instalación de alta frecuencia, la transmisión óptica de datos a través de varios emisores y receptores ópticos independientes, que están dispuestos por parejas concéntricamente alrededor de los emisores / receptores de alta frecuencia, se realiza de tal forma que los datos pueden ser enviados en una pluralidad de ondas de luz individuales a través de los emisores ópticos y se pueden recibir de nuevo a través de los receptores ópticos iguales en número y a continuación a partir de esta sondas de luz individuales se pueden reconstruir de nuevo los datos. En este caso está previsto utilizar la transmisión de datos a través de la instalación de alta frecuencia como comunicación básica y conectar la transmisión óptica por decirlo así como â??repetidorâ?? -si lo permiten las condiciones marco correspondientes condicionadas por la intemperie.

Las transmisiones de datos en la zona de alta frecuencia están entre 0, 2 Mbps y 100 Mbps, las transmisiones de datos en la zona óptica están entre 1 Mbps y 2, 4 Gbps.

Ventajas de la invención Los sistemas de transmisión óticos son muy intensivos de costes, en particular en el caso de plataformas móviles. Esto significa, para acceder al receptor en el caso de al menos una plataforma móvil, que son necesarios gastos técnicos muy altos, para posibilitar una transmisión también a través de un recorrido amplio (mayor de 10 km) . De acuerdo con la invención, está previsto,... [Seguir leyendo]

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1. Dispositivo híbrido de comunicación para una transmisión de datos a alta velocidad entre plataformas móviles y estacionarias, que está constituido por al menos una unidad de emisión y unidad de recepción (2) , en el que a tal fin, están previstas una técnica de alta frecuencia con un emisor / receptor de alta frecuencia (9) y opcionalmente de manera alternativa o adicional una transmisión óptica de datos (10) con varios emisores ópticos (TX) independientes unos de los otros para ondas de luz así como una instalación para su recepción, caracterizado por que la transmisión óptica de datos (10) se realiza a través de los emisores ópticos (TX) independientes entre sí así como a través de la instalación en forma de un número de receptores ópticos (RX) independientes entre sí, que corresponden a los emisores (TX) , que están dispuestos en común con los emisores (TX) por parejas de forma concéntrica alrededor de los emisores / receptores (9) de alta frecuencia, de tal manera que se pueden emitir datos en una pluralidad de ondas de luz individuales a través de los emisores ópticos (TX) y se pueden recibir de nuevo a través de los receptores ópticos (RX) y a continuación se pueden reconstruir datos a partir de estas ondas de luz individuales.

2. Dispositivo híbrido de comunicación de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que los emisores / receptores ópticos (TX/RX) independientes están dispuestos en forma de anillo alrededor de los emisores y receptores (9) de alta frecuencia.

3. Dispositivo híbrido de comunicación de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado por que los emisores / receptores ópticos individuales presentan aberturas para la entrada y salida, respectivamente, de las ondas de luz, cuyo diámetro es menor con relación al diámetro del emisor/receptor (9) de alta frecuencia.

4. Dispositivo híbrido de comunicación de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que tanto para la técnica de transmisión de alta frecuencia como también para la técnica de transmisión óptica está previsto un control de dirección común.

5. Dispositivo híbrido de comunicación de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que ésta está acoplado adicionalmente con un dispositivo de seguimiento (18) , que está constituido por un sistema GPS

o por un sistema de determinación de la posición equivalente.

6. Dispositivo híbrido de comunicación de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la instalación de emisión y de recepción (2) comprende una instalación de destino (3) para su alineación con respecto a la emisión y a la recepción.

7. Dispositivo híbrido de comunicación de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado por que la instalación de destino (3) está configurada de tal forma que ésta es pivotable al menos a lo largo de ejes (4 y 5, respectivamente) .

8. Dispositivo híbrido de comunicación de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado por que ésta presenta una instalación (KA) , con la que se pueden emitir y recibir, respectivamente, señales para la instalación de destino (3) .