Dispositivo y sistema de eliminación de interferencias vinculadas a los trayectos lejanos.

Dispositivo (101) de a bordo, de recepción de una señal s(t) procedente de una aeronave (100) alejada a una distancia d del dispositivo (101),

siendo dicha señal s(t) el resultado de la combinación de una pluralidad de trayectos de propagación, correspondiendo uno de los trayectos al eco (103) principal de la señal emitida, comprendiendo dicho dispositivo un ecualizador con una profundidad de tratamiento T y estando caracterizado porque comprende unos medios para estimar la distancia D recorrida por el segundo trayecto, de unos medios para deducir un valor de retardo τ que tiene asociado, de unos medios para estimar cuando τ es superior o igual a T la señal interferente asociada al eco (103) principal y para reducir la contribución de dicha señal al nivel total de interferencias en recepción.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2010/068777.

Solicitante: THALES.

Nacionalidad solicitante: Francia.

Dirección: 45, RUE DE VILLIERS 92200 NEUILLY SUR SEINE FRANCIA.

Inventor/es: LUCIDARME,THIERRY.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • H04B1/10 SECCION H — ELECTRICIDAD.H04 TECNICA DE LAS COMUNICACIONES ELECTRICAS.H04B TRANSMISION.H04B 1/00 Detalles de los sistemas de transmision, no cubiertos por uno de los grupos H04B 3/00 - H04B 13/00; Detalles de los sistemas de transmisión no caracterizados por el medio utilizado para la transmisión. › Dispositivos asociados al receptor para limitar o suprimir el ruido y las interferencias.
  • H04B7/015 H04B […] › H04B 7/00 Sistemas de radiotransmisión, es decir, utilizando un campo de radiación (H04B 10/00, H04B 15/00 tienen prioridad). › Reducción de los efectos del eco.
  • H04B7/185 H04B 7/00 […] › Estaciones espaciales o aéreas (H04B 7/204 tiene prioridad).

PDF original: ES-2535148_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Dispositivo y sistema de eliminación de interferencias vinculadas a los trayectos lejanos

La invención se refiere un dispositivo y a un sistema de eliminación de interferencias vinculadas a los trayectos lejanos y se aplica en particular al campo de las transmisiones entre aeronaves.

Las comunicaciones entre aeronaves se califican habitualmente como comunicaciones "intra-flight". Es habitual la presencia de un trayecto directo entre un emisor situado en una primera aeronave y un receptor situado en una segunda aeronave. Dichas aeronaves también pueden recibir trayectos indirectos. Estos trayectos indirectos pueden ser la consecuencia de reflexiones o de refracciones de la señal emitida sobre la estructura de dichas aeronaves. También pueden ser la consecuencia de reflexiones de la señal sobre el suelo o sobre el mar, llamándose en este caso dichos trayectos habitualmente ecos de suelo y de mar. Estas reflexiones crean interferencias, pudiendo su potencia ser importante, en particular en lo que se refiere a los ecos de mar, en particular cuando el oleaje es débil.

La forma de las interferencias que son el resultado de estos ecos es difícil de anular o de ecuallzar ya que un eco puede ser lejano y estar alejado temporalmente con una duración ampliamente superior a un símbolo de modulación, que da lugar a la interferencia perjudicial entre símbolos.

Los ecuallzadores clásicos, ya se utilicen para las comunicaciones terrestres o para las comunicaciones entre aeronaves, igualan el canal en torno a un reducido rango de retardos alrededor de la señal. A título de ejemplo, en radiocomunicación GSM, se pueden utilizar unos ecuallzadores con cinco coeficientes y de este modo tratar los trayectos afectados por un retardo que no va más allá de 2 ps. Este tipo de ecualizador se describe, en particular, en el libro de T. Lucidarme titulado "Principes de radlocommunlcatlon de troisiéme génération", Vulbert, 22.

En el marco de la comunicación entre aeronaves y/o astronaves, las reflexiones causadas por los ecos de suelo y de mar Implican unos retardos importantes y habitualmente no se tratan, debido a la complejidad que hay que añadir a los receptores.

Un objetivo de la Invención es, en particular, resolver dichos inconvenientes.

Para ello, la invención tiene por objeto un dispositivo de a bordo, de recepción de una señal s(t) procedente de una aeronave alejada a una distancia d del dispositivo, siendo dicha señal s(t) el resultado de la combinación de una pluralidad de trayectos de propagación, correspondiendo uno de los trayectos al eco principal de la señal emitida, comprendiendo dicho dispositivo un ecualizador con una profundidad de tratamiento T. El dispositivo comprende unos medios para estimar la distancia D recorrida por el segundo trayecto, de unos medios para deducir un valor de retardo t que tiene asociado, de unos medios para estimar cuando i es superior o igual a T la señal interferente asociada al eco principal y para reducir la contribución de dicha señal al nivel total de Interferencias en recepción.

D se puede estimar, por ejemplo, utilizando la expresión:

D = Vd2 +4xhaxhb

en la que:

ha es la altitud a la que se encuentra el dispositivo con respecto al nivel del mar o del suelo; hb es la altitud de la aeronave emisora.

El dispositivo puede estar instalado a bordo de una aeronave o de un satélite.

Según una forma de realización, el dispositivo comprende unos medios para restar de la señal recibida s(t) una versión retardada de t de dicha señal con el fin de reducir la contribución del eco principal al nivel total de interferencias en recepción.

El dispositivo consta, por ejemplo, de unos medios para estimar el desplazamiento Doppler diferencial Afd¡t utilizando la siguiente expresión:

Afdif (k+1)

Dk+i Dk

dk+i dk

AtxX

AtxX

en la que:

dk representa la distancia entre las dos aeronaves en el Instante k; Dk representa el valor de la cantidad D medida en el instante k;

At representa el tiempo entre dos mediciones sucesivas del desplazamiento Doppler diferencial;

A representa la longitud de onda de la señal;

y para corregir la versión retardada de la señal s(t) con el fin de obtener una señal s(t-T).

Según un aspecto de la invención, se aplica un coeficiente (3 en la señal s(t-T), siendo dicho coeficiente tal que minimiza la desviación cuadrática media entre una señal piloto recibida y la señal s(t) recibida.

El dispositivo consta, por ejemplo, de unos medios para estimar la función de transferencia del canal de propagación en la zona correspondiente al retardo t del eco principal de tal modo que reduzca la contribución del eco principal al nivel total de interferencias en recepción por ecualización.

La función de transferencia se obtiene, por ejemplo, mediante el tratamiento de bits piloto presentes en dicha zona.

En una forma de realización, el dispositivo comprende unos medios de ecualización conjunta pilotos/datos utilizados para reducir la contribución del eco principal al nivel total de interferencias en recepción.

La invención también tiene por objeto un sistema de comunicación entre aeronaves. Una aeronave del sistema consta al menos de un dispositivo de emisión de señales según una forma de onda seleccionada y de un dispositivo de recepción tal como se ha descrito con anterioridad, permitiendo dicho dispositivo recibir unas señales que utilizan esta misma forma de onda.

Según un aspecto de la invención, las aeronaves del sistema comprenden un dispositivo de medición de altitud. Según otro aspecto de la invención, el dispositivo de medición de altitud es un radio altímetro.

El dispositivo de medición de altitud también puede ser, por ejemplo, un receptor GPS.

Las aeronaves del sistema constan, por ejemplo, de unos medios de transmisión recíproca de sus posiciones estimadas por su receptor GPS.

En una forma de realización del sistema, las aeronaves comprenden unos medios de transmisión recíproca de sus altitudes (ha, hb).

La invención también tiene como ventajas mejorar la robustez de las comunicaciones y la tasa de error de bits. También presenta la ventaja de introducir una buena protección contra las interferencias naturales y permite la utilización de métodos de ecualización que antes no se podían utilizar en el contexto de las comunicaciones aerotransportadas.

Se mostrarán otras características y ventajas de la invención por medio de la descripción que se da a continuación a título ilustrativo y no limitativo, realizada en relación con los dibujos adjuntos, en los que:

la figura 1 ofrece un ejemplo de comunicación entre dos aeronaves con un trayecto directo y un eco de mar;

la figura 2 representa gráficamente los diferentes parámetros que permiten determinar y caracterizar el eco

principal presente durante una comunicación entre dos aeronaves A y B;

la figura 3 ofrece un ejemplo de sistema de comunicación por satélite que aplica la invención;

la figura 4 ofrece un ejemplo de receptor que comprende un mecanismo de anulación de interferencia.

La figura 1 ofrece un ejemplo de comunicaciones entre dos aeronaves con un trayecto directo y un eco de mar.

En este ejemplo, una primera aeronave 1 comprende un dispositivo de comunicación que emite unos datos que utilizan una forma de onda seleccionada. La señal resultante se recibe en una segunda aeronave 11 en forma de una combinación de trayectos, en particular la combinación de un trayecto 12 directo y de un trayecto 13 indirecto. En este ejemplo, las dos aeronaves 1, 11 sobrevuelan el mar. El trayecto indirecto es el resultado, por ejemplo, de la reflexión de la señal emitida sobre la superficie del mar 14. En realidad, varios trayectos que corresponden a los ecos de mar se reciben en la segunda aeronave 11, caracterizándose dichos trayectos por su ángulo de incidencia i sobre la superficie del mar y por su ángulo de reflexión 2. Los trayectos que resultan de este tipo de reflexión y se reciben con el mayor nivel de potencia, es decir que generan un alto nivel de interferencia, son los trayectos en torno al trayecto denominado óptico. El trayecto óptico es el trayecto para el que 1 = 2 y se llama de aquí en adelante en la descripción eco principal.

La presente invención se propone identificar las características del eco principal con el fin de reducir su contribución

al nivel de interferencia en recepción.

La figura 2 representa gráficamente los diferentes parámetros que permiten determinar... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Dispositivo (11) de a bordo, de recepción de una señal s(t) procedente de una aeronave (1) alejada a una distancia d del dispositivo (11), siendo dicha señal s(t) el resultado de la combinación de una pluralidad de trayectos de propagación, correspondiendo uno de los trayectos al eco (13) principal de la señal emitida, comprendiendo dicho dispositivo un ecualizador con una profundidad de tratamiento T y estando caracterizado porque comprende unos medios para estimar la distancia D recorrida por el segundo trayecto, de unos medios para deducir un valor de retardo t que tiene asociado, de unos medios para estimar cuando t es superior o igual a T la señal interferente asociada al eco (13) principal y para reducir la contribución de dicha señal al nivel total de interferencias en recepción.

2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque D se estima utilizando la expresión:

D = Vd2 + 4xhaxhb

en la que:

ha es la altitud a la que se encuentra el dispositivo con respecto al nivel del mar o del suelo; hb es la altitud de la aeronave (1) emisora.

3. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende unos medios para restar de la señal recibida s(t) una versión retardada de t de dicha señal con el fin de reducir la contribución del eco principal al nivel total de interferencias en recepción.

4. Dispositivo según la reivindicación 3, caracterizado porque comprende unos medios (45) para estimar el desplazamiento Doppler diferencial Afd¡f utilizando la siguiente expresión:

Afdif (k+1)

Dk+l Dk

dk+i - dk

AtxÁ,

AtxX

en la que:

dk representa la distancia entre las dos aeronaves en el Instante k;

Dk representa el valor de la cantidad D medida en el Instante k;

At representa el tiempo entre dos mediciones sucesivas del desplazamiento Doppler diferencial;

A representa la longitud de onda de la señal;

y para corregir la versión retardada de la señal s(t) con el fin de obtener una señal s(t-T).

5. Dispositivo según la reivindicación 4, caracterizado porque se aplica (46) un coeficiente (3 en la señal s(t-T), siendo dicho coeficiente tal que minimiza la desviación cuadrática media entre una señal piloto recibida y la señal s(t) recibida.

6. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque comprende unos medios para estimar la función de transferencia del canal de propagación en la zona que corresponde al retardo t del eco principal de tal modo que reduzca la contribución del eco principal al nivel total de interferencias en recepción por ecualización.

7. Dispositivo según la reivindicación 6, caracterizado porque dicha función de transferencia se obtiene mediante el tratamiento de bits piloto presentes en dicha zona.

8. Dispositivo según la reivindicación 6, caracterizado porque comprende unos medios de ecualización conjunta pllotos/datos utilizados para reducir la contribución del eco principal al nivel total de interferencias en recepción.

9. Satélite caracterizado porque comprende un dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8.

1. Aeronave caracterizada porque comprende un dispositivo acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8.

11. Sistema de comunicación entre aeronaves caracterizado porque una aeronave del sistema comprende al menos un dispositivo de emisión de señales según una forma de onda seleccionada y de un dispositivo de recepción según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, permitiendo dicho dispositivo recibir unas señales que utilizan esta misma forma de onda.

12. Sistema según la reivindicación 11, caracterizado porque las aeronaves del sistema comprenden un dispositivo de medición de altitud.

13. Sistema según la reivindicación 12, caracterizado porque el dispositivo de medición de altitud es un radio altímetro.

14. Sistema según la reivindicación 12, caracterizado porque el dispositivo de medición de altitud es un receptor

GPS.

15. Sistema según la reivindicación 14, caracterizado porque las aeronaves del sistema comprenden unos medios de transmisión recíproca de sus posiciones estimadas por su receptor GPS.

16. Sistema según una cualquiera de las reivindicación 11 a 14, caracterizado porque las aeronaves del sistema 1 comprenden unos medios de transmisión recíproca de sus altitudes (ha, hb).


 

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