Red de telecomunicaciones con un satélite de comunicaciones de haces multipunto y un centro operativo que determina los parámetros de transmisión de acuerdo con la posición de los terminales en tierra.

Una red (100) de telecomunicaciones para establecer enlaces de radiofrecuencia entre al menos una estación(102) en tierra principal conectada con un centro (105) operativo de dicha red (100) y terminales (106) en tierra através de un satélite (103) de telecomunicaciones de haces multipunto,

conocido como un satélite multipunto, dondedicha red 5 (100) comprende:

- un satélite (103) multipunto,

- al menos una estación (102) en tierra principal,

- un conjunto de terminales (106) en tierra,

- una zona de cobertura compuesta por una pluralidad de células en las que están ubicados dichosterminales (106) en tierra, donde cada célula está asociada con al menos un haz puntual con dichosatélite en el que está asignada una banda de frecuencias,

- un centro (105) operativo de dicha red (100) conectado a dicha estación (102) en tierra principal,donde dicha red (100) está caracterizada por que dicho centro (105) operativo comprende:

- medios (108) para determinar, en todo momento, parámetros de transmisión característicos de laposición de dichos terminales en tierra en dicha zona de cobertura, conocidos como medios deoptimización, donde dichos parámetros de transmisión cubren la totalidad de dicha zona de cobertura,

- medios (107, LMA, LDA) para transmitir a cada uno de los mencionados terminales (106) en tierratodos los parámetros de transmisión determinados por dichos medios de optimización,donde cada uno de dichos terminales (106) en tierra comprende:

- medios (113) para determinar su propia posición geográfica en dicha zona de cobertura,

- medios (112) para almacenar al menos una parte de dicho conjunto de parámetros de transmisión,

- medios (114) para determinar los parámetros de transmisión que debe utilizar dicho terminal (106) entierra a partir de la parte almacenada de dicho conjunto de parámetros de transmisión y a partir dedicha posición geográfica.

Red de telecomunicaciones con un satelite de comunicaciones de haces multipunto y un centro operativo que determina los parametros de transmision de acuerdo con la posicion de los terminales en tierraº

La presente invencion se refiere a una red de telecomunicaciones para establecer enlaces por radiofrecuencia entre al menos una estacion en tierra principal conectada con un centro operativo de red y terminales en tierra a traves de un satelite de telecomunicaciones multipunto. Este tipo de satelite permite utilizar varios haces radioelectricos puntuales a bordo del satelite para cubrir muchas areas o celulas geograficas, en lugar de un unico haz puntual grande.

Tales satelites multipunto permiten establecer varios enlaces por radiofrecuencia que ocupan la misma banda de 10 frecuencias en diferentes haces puntuales.

En el caso de un sistema de telecomunicaciones por satelite de banda ancha de gran ancho de banda, el satelite se utiliza de manera bidireccional, lo que implica:

retransmitir datos enviados por una estacion en tierra principal (conectada a un Centro Operativo de Red o NOC, del ingles Network Operating Center) a una pluralidad de terminales en tierra: este primer 15 enlace de tipo punto a multipunto constituye el enlace directo,

retransmitir datos enviados por los terminales en tierra a la estacion en tierra principal: este segundo enlace de tipo multipunto a punto constituye el enlace de retorno.

Un ejemplo de una red 1 de telecomunicaciones multipunto tal se ilustra en la Figura 1.

Esta red 1 comprende:

una pluralidad de estaciones 2 en tierra principales tales como accesos de comunicaciones;

un centro 5 NOC;

una pluralidad de terminales 6 en tierra;

un satelite 3 multipunto.

Las estaciones 2 en tierra principales (tambien denominadas estaciones centrales abajo) estan conectadas con el 25 centro 5 NOC (tipicamente a traves de la red Internet) . El centro 5 NOC es un sistema de gestion de red que permite al operador monitorizar y controlar todos los componentes de la red.

En el enlace de retorno, las senales son enviadas al satelite 3 multipunto sobre un enlace ascendente LM desde los terminales 6 en tierra. Las senales enviadas por los terminales 6 en tierra son entonces procesadas en el nivel de la instrumentacion del satelite 3 que las amplifica, deriva las senales a una frecuencia generalmente mas baja y

retransmite entonces las senales desde la antena o las antenas del satelite en un enlace descendente LD en la forma de una pluralidad de haces puntuales hacia las estaciones 2 en tierra.

El enlace directo desde las estaciones 2 en tierra hasta los terminales 6 en tierra funciona de manera identica con una direccion de comunicacion opuesta.

La zona de cobertura en la que estan ubicados los terminales en tierra se fragmenta en areas o celulas de cobertura 35 basicas. Cada celula esta asociada con al menos un haz puntual del satelite multipunto.

Una red 1 tal como la que se representa en la Figura 1 utiliza una tecnica conocida como la tecnica de reutilizacion de frecuencia: esta tecnica permite utilizar el mismo intervalo de frecuencias varias veces en el mismo sistema de satelite con el fin de aumentar la capacidad total del sistema sin aumentar el ancho de banda asignado.

Son conocidos los esquemas de reutilizacion de frecuencia, conocidos como esquemas de color (donde cada color

corresponde a una banda de frecuencias) , que asignan un color a cada uno de los haces puntuales del satelite. Estos esquemas de color se utilizan para describir la asignacion de una pluralidad de bandas de frecuencias a los haces puntuales del satelite a la vista de las transmisiones por radiofrecuencia que se llevan a cabo en cada uno de estos haces puntuales. En estos esquemas, cada color corresponde a una de esas bandas de frecuencias.

Adicionalmente, estos satelites multipunto permiten enviar y recibir transmisiones polarizadas: la polarizacion puede 45 ser lineal (en este caso las dos direcciones de polarizacion son horizontal y vertical respectivamente) o circular (en este caso las dos direcciones de polarizacion son levogira y dextrogira respectivamente) .

Sin embargo, una configuracion tal plantea probablemente varias dificultades.

Tipicamente, en el caso de un enlace ascendente de comunicacion entre un terminal en tierra y el satelite multipunto, el satelite da servicio a toda la zona de cobertura que incluye una pluralidad de celulas basicas. Cada una de las celulas esta iluminada de forma individual por una haz puntual de antena de la antena multipunto en el satelite. Cada celula tiene asociada una banda de frecuencias y, en el seno de cada banda de frecuencias, un gran numero de canales de frecuencia estan disponibles para los terminales en tierra que operan en estas celulas. Un terminal en tierra de una primera celula funciona por lo tanto en una ranura o canal de la banda de frecuencias asociada con dicha primera celula. Se apreciara que en el caso de la utilizacion de un sistema de codificacion de transmision basado en el espectro disperso de tipo CDMA (Acceso Multiple por Division de Codigo, Code Division Multiple Access) , un gran numero de terminales de la misma celula pueden utilizar el mismo canal unico simultaneamente.

El terminal del usuario tambien funciona en un intervalo de tiempo especificado para el canal utilizado. El enlace ascendente que sale del terminal del usuario es dirigido en el haz puntual principal de la antena multipunto que da servicio a la celula. El haz puntual principal tambien comprende un numero multiple de lobulos laterales. Consecuentemente, la interferencia del canal comun tambien puede transmitirse por el terminal en tierra a los lobulos laterales de otro haz puntual que da servicio a otra celula utilizando la misma banda de frecuencias. Este fenomeno de interferencia cruzada entre celulas se explica por el hecho de que la antena multipunto puede no controlar completamente sus caracteristicas de recepcion. La senal de interferencia que llega a los lobulos laterales, aunque sea con un nivel de potencia inferior al nivel de potencia en la senal principal, constituye una interferencia que conduce a una degradacion de la senal.

Una solucion conocida que reduce este fenomeno de interferencia cruzada entre celulas se describe en el documento de patente EP0º ºº662. De acuerdo con este documento, antes de transmitir, el terminal del usuario envia una peticion de servicio al centro NOC. Este ultimo tiene una base de datos de usuarios que comprende varios parametros. Cada vez que el NOC recibe una peticion desde un terminal de usuario, determina para este terminal de usuario un parametro de transmision (tipicamente la ranura de frecuencia y la ranura temporal sobre las cuales transmitira el terminal) y entonces transmite este parametro de transmision al terminal del usuario.

Sin embargo, una solucion tal de acuerdo con la tecnica anterior presenta dos desventajas principales.

En primer lugar, el proceso tal como se describe en el documento EP0ººº 662 implica necesariamente que el terminal abre una conexion con el NOC (a traves del envio de una peticion) para informarle de que desea establecer comunicacion y para obtener el parametro de transmision. El envio de esta peticion conlleva por lo tanto un retraso adicional, que puede resultar perjudicial.

Adicionalmente, este proceso conduce de manera efectiva a la utilizacion de parte de la banda de frecuencias disponible para enviar peticiones. Esta utilizacion de la banda es independiente del tipo de comunicacion que busca establecer el terminal. Por lo tanto, en particular para terminales que transmiten mensajes de pequeno tamano a una frecuencia alta, el proceso conllevara una ocupacion de la capacidad de ancho de banda alta e inaceptable. Por ejemplo, este es el caso con terminales fijos de tipo POS (quot;Punto de Ventaquot;, quot;Point of Salequot;) que transmiten mensajes cortos con una frecuencia de transmision alta o con terminales moviles que envian mensajes de texto (correos electronicos o mensajes SMS) .

En este contexto, la presente invencion tiene como finalidad proporcionar una red de telecomunicaciones para establecer enlaces por radiofrecuencia entre al menos una estacion en tierra principal conectada con un centro operativo de dicha red y terminales en tierra a traves de un satelite de telecomunicaciones multipunto, donde dicha red reduce la interferencia cruzada mientras evita a su vez un alto consumo de la banda de frecuencias disponible y reduce los retrasos de procesamiento.

Con este fin, la invencion propone una red de telecomunicaciones para establecer enlaces por radiofrecuencia entre al menos una estacion en tierra principal conectada con un centro operativo... [Seguir leyendo]

1. Una red (100) de telecomunicaciones para establecer enlaces de radiofrecuencia entre al menos una estacion (102) en tierra principal conectada con un centro (105) operativo de dicha red (100) y terminales (106) en tierra a traves de un satelite (103) de telecomunicaciones de haces multipunto, conocido como un satelite multipunto, donde dicha red (100) comprende:

un satelite (103) multipunto, al menos una estacion (102) en tierra principal, un conjunto de terminales (106) en tierra, una zona de cobertura compuesta por una pluralidad de celulas en las que estan ubicados dichos

terminales (106) en tierra, donde cada celula esta asociada con al menos un haz puntual con dicho satelite en el que esta asignada una banda de frecuencias, un centro (105) operativo de dicha red (100) conectado a dicha estacion (102) en tierra principal,

donde dicha red (100) esta caracterizada por que dicho centro (105) operativo comprende: medios (10º) para determinar, en todo momento, parametros de transmision caracteristicos de la posicion de dichos terminales en tierra en dicha zona de cobertura, conocidos como medios de optimizacion, donde dichos parametros de transmision cubren la totalidad de dicha zona de cobertura,

medios (10º, LMA, LDA) para transmitir a cada uno de los mencionados terminales (106) en tierra todos los parametros de transmision determinados por dichos medios de optimizacion, donde cada uno de dichos terminales (106) en tierra comprende: medios (113) para determinar su propia posicion geografica en dicha zona de cobertura,

medios (112) para almacenar al menos una parte de dicho conjunto de parametros de transmision, medios (114) para determinar los parametros de transmision que debe utilizar dicho terminal (106) en tierra a partir de la parte almacenada de dicho conjunto de parametros de transmision y a partir de dicha posicion geografica.

2. La red (100) segun la reivindicacion precedente caracterizada por que los mencionados parametros de transmision estan determinados por los mencionados medios (10º) de optimizacion para reducir la interferencia cruzada entre las mencionadas celulas.

3. La red (100) segun una de las reivindicaciones precedentes caracterizada por que los mencionados medios

(113) para determinar la posicion geografica en la mencionada zona de cobertura de los terminales moviles de entre el mencionado conjunto de terminales en tierra se eligen de entre los medios siguientes: medios que utilizan un sistema de posicionamiento por satelite (LGPS, 10º) ; medios de posicionamiento que utilizan puntos de acceso inalambrico;

medios de posicionamiento basados en una estacion base de tipo celular o en varias estaciones; medios de posicionamiento absoluto tales como los que miden el campo magnetico en tierra o la potencia de estaciones de radio conocidas;

medios de posicionamiento relativo tales como un sistema de posicionamiento inercial.

4. La red (100) segun cualquiera de las reivindicaciones precedentes caracterizada por que los mencionados medios (113) para determinar la posicion geografica en la mencionada zona de cobertura son tales que permiten al mencionado terminal en tierra determinar su propia posicion con una precision menor que un orden de magnitud del tamano de la celula en la que esta situado el terminal en tierra.

5. La red (100) segun una cualquiera de las reivindicaciones precedentes caracterizada por que los mencionados medios (10º) de optimizacion determinan periodicamente los mencionados parametros de transmision.

6. La red (100) segun la reivindicacion precedente caracterizada por que el periodo de actualizacion esta comprendido entre 1 y 1.440 minutos.

º. La red (100) segun una de las reivindicaciones 5 o 6 caracterizada por que se lleva a cabo una actualizacion periodica tomando en consideracion el estado de dicha red (100) a partir de datos obtenidos en tiempo real acerca de la posicion de los terminales en la mencionada zona de cobertura.

º. La red (100) segun una de las reivindicaciones precedentes caracterizada por que al menos una celula esta asociada con al menos dos haces puntuales de enlace con el mencionado satelite, donde se asigna una banda de frecuencias a cada uno de los dos haces puntuales mencionados, de tal manera que los mencionados medios (10º)

de optimizacion determinan la banda de frecuencias que debe utilizarse dentro de la mencionada celula con el fin de reducir la interferencia cruzada entre las celulas que forman la zona de cobertura.

º. La red (100) segun una de las reivindicaciones precedentes caracterizada por que los mencionados medios (10º) de optimizacion comprenden medios para determinar, en cada actualizacion, para cada zona de cobertura, el canal de frecuencia que deberan utilizar los terminales de acuerdo con su posicion en dicha zona de cobertura,

donde cada banda de frecuencias se fragmenta en canales de frecuencia.

10. La red (100) segun la reivindicacion precedente caracterizada por que los mencionados medios (10º) de optimizacion comprenden medios para determinar, en cada actualizacion, el tipo de modulacion que deben utilizar los terminales de acuerdo con sus posiciones en la mencionada zona de cobertura.

11. La red (100) segun una de las reivindicaciones precedentes caracterizada por que la red comprende una

pluralidad de estaciones (102) en tierra principales, donde cada estacion en tierra principal esta conectada al mencionado centro operativo de dicha red (105) .

12. La red (100) segun una de las reivindicaciones precedentes caracterizada por que los mencionados medios (10º) de optimizacion determinan un grupo de parametros de transmision aceptables para cada una de las posiciones geograficas.

13. La red (100) segun la reivindicacion precedente caracterizada por que los mencionados medios (114) para determinar los parametros de transmision que debe utilizar el mencionado terminal (106) en tierra seleccionan los parametros de transmision que deben utilizarse de acuerdo con una distribucion de probabilidad, en el grupo de parametros aceptables para dicho terminal.

14. La red (100) segun una de las reivindicaciones 12 o 13 caracterizada por que los mencionados medios (114)

para determinar los parametros de transmision que debe utilizar el mencionado terminal (106) en tierra seleccionan los parametros de transmision que deben utilizarse de acuerdo con las limitaciones particulares de dicho terminal

(106) en tierra, en el grupo de parametros aceptables para dicho terminal.

15. La red (100) segun una de las reivindicaciones 12 a 14 caracterizada por que el mencionado grupo se determina a partir de la mencionada posicion geografica del mencionado terminal (106) en tierra por los 30 mencionados medios (114) para determinar los parametros de transmision.

16. La red (100) segun una de las reivindicaciones precedentes caracterizada por que los mencionados parametros de transmision son determinados por los mencionados medios (10º) de optimizacion mediante la consideracion de factores tales como:

la intermodulacion entre diferentes bandas de frecuencias a bordo el satelite;

la sensibilidad de la antena del satelite medida para cada cobertura.

1º. La red segun una de las reivindicaciones precedentes caracterizada por que los mencionados medios (112) de almacenamiento del mencionado terminal (106) en tierra almacenan todos los parametros de transmision.

1º. Un centro (105) operativo de una red segun una de las reivindicaciones 1 a 1 º, donde dicho centro (105) operativo comprende:

medios (10º) para determinar, en todo momento, los parametros de transmision caracteristicos de la posicion de los mencionados terminales en tierra en la mencionada zona de cobertura, conocidos como medios de optimizacion, donde dichos parametros de transmision cubren la totalidad de la mencionada zona de cobertura,

medios (10º, LMA, LDA) para transmitir a cada uno de los mencionados terminales (106) en tierra 45 todos los parametros de transmision determinados por dichos medios de optimizacion,

1º. Un terminal (106) en tierra para implementar una red segun una de las reivindicaciones 1 a 1 , donde dicho terminal (106) comprende:

medios (113) para determinar su propia posicion geografica en la mencionada zona de cobertura,

medios (112) para almacenar al menos una parte del mencionado conjunto de parametros de 50 transmision,

Medios (114) para determinar los parametros de transmision que debe utilizar el mencionado terminal

(106) en tierra a partir de la parte almacenada de dicho conjunto de parametros de transmision y a partir de dicha posicion geografica.