Sistema de emisión y recepción multipunto a bordo de un satélite.

Sistema de emisión y recepción multipunto a bordo de un satélite que incluye al menos una sección (45) de idaque incluye un canal (70) de recepción del concentrador destinado a recibir unas primeras señales procedentes deuna estación terrestre y al menos dos canales (71,

72) de emisión de usuario destinados a emitir las primerasseñales hacia las zonas de cobertura geográfica correspondientes a unos usuarios, denominados puntos (14) deusuario, al menos una sección (47) de vuelta, que incluye al menos dos canales (73, 74) de recepción de usuario zdestinados a recibir unas segundas señales procedentes de los puntos (14) de usuario y un canal (83) de emisióndel concentrador destinado a emitir las segundas señales hacia la estación terrestre, y una sección de enlaceadicional, denominada sección (49) en malla, destinada a garantizar enlaces entre puntos, incluyendo la sección enmalla un procesador (35) transparente digital, PTD, destinado a filtrar y encaminar señales desde un primer punto deusuario hacia un segundo punto de usuario, caracterizado porque la sección (49) en malla además incluye:- medios (52) de toma de muestras y recombinación de frecuencias que incluyen al menos dos entradas unidas auna sección (47) de vuelta y una salida unida a una entrada del PTD (35) para tomar muestras, respectivamente,de los al menos dos canales (73, 74) de recepción de usuario, dos primeras fracciones de bandas defrecuencias, denominadas fracciones (100) de banda en malla, y para recombinar las dos primeras fracciones(100) de banda en malla muestreadas en una única banda de frecuencias, aplicada sobre una entrada del PTD(35),

- medios (53) de división y reinyección de frecuencias que incluyen una entrada unida a una salida del PTD (35)y al menos dos salidas unidas a una sección de ida para dividir la banda de frecuencias, encaminada por unamisma salida del PTD (35), en al menos dos segundas fracciones de banda de frecuencias y para reinyectar,respectivamente en los al menos dos canales (71, 72) de emisión de usuario, las segundas fracciones de bandade frecuencias obtenidas tras la división.

Sistema de emisión y recepción multipunto a bordo de un satélite

La presente invención se refiere a un sistema de emisión y recepción multipunto a bordo de un satélite y a un satélite que incluye dicho sistema. Se aplica en concreto en el campo de las telecomunicaciones por satélite y más en particular en las aplicaciones de televisión de alta definición y en las aplicaciones multimedia.

Para las aplicaciones de televisión de alta definición y las aplicaciones multimedia, los repetidores instalados a bordo de los satélites de comunicación conocidos, incluyen sistemas de emisión y recepción multipunto que descansan sobre arquitecturas transparentes que ofrecen enlaces ascendentes entre una o varias estaciones terrestres y el repetidor y enlaces descendentes entre el repetidor y una serie de usuarios. Las arquitecturas actuales no permiten realizar enlaces directos entre los usuarios, denominados entre puntos o enlaces en malla, e imponen una conectividad estática entre los puntos de usuario y las estaciones terrestres.

Las figuras 1a y 1b muestran un ejemplo de arquitectura de un sistema de emisión y recepción de un repetidor actual que ofrece respectivamente enlaces ascendentes y enlaces descendentes. El sistema de emisión y recepción que garantiza los enlaces entre al menos una estación terrestre, denominada en inglés Hub, y unos usuarios incluye al menos una sección 45 de ida, correspondiente a la transmisión de las señales emitidas por la estación terrestre a los usuarios y al menos una sección 47 de vuelta, correspondiente a la trasmisión de las señales emitidas por unos usuarios a la estación terrestre. El número de secciones de ida y de secciones de vuelta es igual al número de estaciones terrestres desplegadas.

Cada sección de ida (en inglés Forward o Outbound) , tal como se representa esquemáticamente en el ejemplo de la figura 1a, incluye generalmente, una antena 6 de recepción que incluye una fuente de recepción del concentrador específico para la recepción de señales 5 procedentes de una única estación terrestre. En el caso en el que se desplieguen varias estaciones terrestres, la antena 6 de recepción incluye varias fuentes 1 de recepción del concentrador de N, siendo N un número entero superior a 1, dedicándose cada fuente de recepción del concentrador a la recepción de las señales procedentes de una única estación terrestre. Las señales recibidas por una fuente del concentrador, por ejemplo, por la fuente 1 de recepción del concentrador, permiten servir a varios puntos 14 de usuario, cada punto 14 de usuario, denominado también haz, corresponde a la cobertura de una zona geográfica terrestre predeterminada. Los puntos de usuario se emiten mediante una o varias antenas 7 de emisión de usuario. Por ejemplo, se representan cuatro antenas de emisión de usuario en la figura 1a. Las señales de radiofrecuencia emitidas por una estación terrestre generalmente ocupan una banda ancha de frecuencias. Estas señales 5 del concentrador las recibe un canal de transmisión unido, por ejemplo, a la fuente 1 de recepción del concentrador de la antena 6 de recepción del concentrador. Las señales de banda ancha recibidas pasan a través de un filtro 11 que permite filtrar la banda de frecuencias de recepción RX del concentrador útil, después por un amplificador 12 de bajo nivel de ruido y se transponen de frecuencia mediante uno o varios convertidores 13 de frecuencias para pasar de la banda de frecuencias de recepción RX del concentrador a la banda de frecuencias de emisión TX a usuarios. Siendo generalmente más estrecha la banda de frecuencias asignada a los puntos 14 de usuario que la asignada a las estaciones terrestres, la utilización de varios convertidores 13 de frecuencias permite además replegar la banda de emisión, es decir, llevar a la misma frecuencia del concentrador de emisión, las bandas de frecuencias que estaban separadas en la recepción. Esto es generalmente necesario para ocupar una banda de frecuencias de emisión generalmente más estrecha que la banda de recepción. De este modo, también es posible ocupar una banda de emisión dos veces menos ancha que la banda de recepción, incluso menos según las necesidades. El número de convertidores utilizados es, por lo tanto, igual al ratio entre la anchura de la banda de recepción RX del concentrador y la anchura de la banda de emisión TX a usuarios. En este ejemplo, tras la amplificación, un divisor 15 realiza una división por dos de la potencia de la señal y las dos señales resultantes de la división se transponen de frecuencia mediante dos convertidores 13 de frecuencias que permiten, como se representa en la figura 2a, escindir la banda de frecuencias recibida en dos bandas que se centrarán, tras la conversión 13 de frecuencias, en la misma frecuencia, y serán dos veces más estrechas que la banda de frecuencias recibida. Las señales cuyas frecuencias corresponden a las dos bandas de frecuencias de emisión constituidas de este modo, a continuación, se transmiten respectivamente a dos demultiplexores de entrada IMUX 16 (por sus siglas en inglés Input Multiplexer) que las escinde en varias sub-bandas contiguas, siendo cada sub-banda de una anchura fija y pudiendo ajustarse, por ejemplo, en tierra, en función de las necesidades, en frecuencias de emisión. Mediante estas etapas sucesivas descritas anteriormente, se constituyen de este modo, cuatro sub-bandas de emisión independientes Uj…, Uj+3, a partir de una única recepción de banda ancha y que se representan en el ejemplo de la figura 1a. Cada una de estas sub-bandas de emisión es específica para la emisión de señales de radiofrecuencia hacia un punto 14 de usuario predeterminado. Para representar las sub-bandas de frecuencias de emisión transmitidas a los puntos 14 de usuario, se atribuye generalmente un código de color a cada sub-banda. Este código de color define las fuentes utilizadas. Cada color corresponde así a un recurso frecuencial definido por la frecuencia del concentrador de la banda de frecuencia de la señal. En el caso de la figura 2a, se generan ocho sub-bandas de frecuencias de emisión TX a usuarios a partir de la recepción de una banda RX del concentrador procedente de un punto 5 del concentrador. Tras la transposición 13 de frecuencias, algunas sub-bandas se encuentran en la misma frecuencia del concentrador y se les puede atribuir el mismo color, aunque cada una de estas sub-bandas esté destinada a puntos 14 de usuario diferentes. En este ejemplo, las ocho sub-bandas de frecuencias de emisión TX a usuarios generan cuatro colores diferentes, utilizando por lo tanto cada color dos veces. Cada sub-banda de frecuencias de

emisión (o color se amplifica) a continuación, mediante un pre-amplificador 17, luego mediante un tubo 18 de ondas progresivas, seguido de un filtro 19, que realizan una amplificación de potencia y un filtrado de las no linealidades para que las fuentes 20 de usuario sólo transmitan a los puntos 14 de usuario el espectro de frecuencias útil.

Cada sección 47 de vuelta (en inglés Return o Inbound) , tal y como se ha representado esquemáticamente en el ejemplo de la figura 1b, se invierte con respecto a la sección de ida e incluye fuentes 21 de usuario de recepción destinadas cada una, a recibir señales de radiofrecuencia en una banda de frecuencias de recepción estrecha y capaz de transmitir las señales recibidas a una estación de recepción terrestre. En el caso en que se utilicen antenas que funcionen en emisión y en recepción, las fuentes 21 de usuario de recepción son las mismas que las fuentes 20 de usuario de emisión de ida. Las fuentes 21 de usuario de recepción se unen respectivamente cada una a un filtro 22 seguido de un amplificador de bajo nivel de ruido con control 23 de ganancia, que permite controlar los niveles respectivos recibidos en cada canal de recepción de usuario Uj…, Uj+3 correspondientes a cada fuente 21. Tras la amplificación, las señales recibidas en las sub-bandas de frecuencias contiguas Uj…, Uj+3 se recombinan mediante multiplexores 24 de entrada IMUX para reconstruir un espectro de frecuencias de banda más ancha, posteriormente se transponen a la banda de frecuencias de emisión TX a través de uno o varios convertidores 25 de frecuencias. Las señales resultantes de los convertidores 25 de frecuencias se recombinan mediante un combinador 26 de señales para reconstituir la banda total asignada a la estación terrestre, tal y como se representa en la figura 2b, y transmitir, tras la amplificación en los amplificadores de canales 27 y de potencia 28 y después del filtrado 29, las diferentes señales resultantes de las antenas 7 de usuario hacía la estación... [Seguir leyendo]

1. Sistema de emisión y recepción multipunto a bordo de un satélite que incluye al menos una sección (45) de ida que incluye un canal (70) de recepción del concentrador destinado a recibir unas primeras señales procedentes de una estación terrestre y al menos dos canales (71, 72) de emisión de usuario destinados a emitir las primeras señales hacia las zonas de cobertura geográfica correspondientes a unos usuarios, denominados puntos (14) de usuario, al menos una sección (47) de vuelta, que incluye al menos dos canales (73, 74) de recepción de usuario z destinados a recibir unas segundas señales procedentes de los puntos (14) de usuario y un canal (83) de emisión del concentrador destinado a emitir las segundas señales hacia la estación terrestre, y una sección de enlace adicional, denominada sección (49) en malla, destinada a garantizar enlaces entre puntos, incluyendo la sección en malla un procesador (35) transparente digital, PTD, destinado a filtrar y encaminar señales desde un primer punto de usuario hacia un segundo punto de usuario, caracterizado porque la sección (49) en malla además incluye:

- medios (52) de toma de muestras y recombinación de frecuencias que incluyen al menos dos entradas unidas a una sección (47) de vuelta y una salida unida a una entrada del PTD (35) para tomar muestras, respectivamente, de los al menos dos canales (73, 74) de recepción de usuario, dos primeras fracciones de bandas de frecuencias, denominadas fracciones (100) de banda en malla, y para recombinar las dos primeras fracciones

(100) de banda en malla muestreadas en una única banda de frecuencias, aplicada sobre una entrada del PTD (35) ,

- medios (53) de división y reinyección de frecuencias que incluyen una entrada unida a una salida del PTD (35) y al menos dos salidas unidas a una sección de ida para dividir la banda de frecuencias, encaminada por una misma salida del PTD (35) , en al menos dos segundas fracciones de banda de frecuencias y para reinyectar, respectivamente en los al menos dos canales (71, 72) de emisión de usuario, las segundas fracciones de banda de frecuencias obtenidas tras la división.

2. Sistema de emisión y recepción multipunto de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque los medios

(52) de toma de muestras y recombinación de frecuencias incluyen un multiplexor de entrada IMUX y porque los medios (53) de división y reinyección de frecuencias incluyen al menos un demultiplexor de salida DMUX.

3. Sistema de emisión y recepción multipunto de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque la fracción (100) de banda en malla muestreada en un canal (73, 74) de recepción de usuario de un punto

(14) de usuario es idéntica a la fracción de banda de frecuencias reinyectada en un canal (71, 72) de frecuencias de emisión de usuario del mismo punto (14) de usuario.

4. Sistema de emisión y recepción multipunto de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado porque las fracciones (100) de banda en malla muestreadas en los canales de recepción de usuario de una misma sección de vuelta, presentan todas una misma anchura (L1) y presentan un desfase en las frecuencias de las unas con respecto a las de las otras, siendo el desfase en frecuencia igual a la anchura (L1) de una fracción (100) de banda en malla y las fracciones de banda en malla muestreadas son contiguas.

5. Sistema de emisión y recepción multipunto de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado porque la anchura total de las fracciones (100) de banda en malla muestreadas en los canales (73, 74) de recepción de usuario de la misma sección (47) de vuelta es igual al ancho (L2) de banda de cada punto (14) de usuario.

6. Sistema de emisión y recepción multipunto de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque incluye además unos primeros medios (60, 61) de selección para conectar selectivamente al menos un acceso de entrada del PTD (35) bien sobre canales (73, 74) de recepción de usuario, o bien, a través de al menos un primer enlace (84) adicional, a un canal (70) de recepción del concentrador, y porque incluye unos segundos medios (62) de selección para conectar selectivamente al menos un acceso de salida del PTD (35) , bien a canales (71, 72) de emisión de usuario, o bien, a través de al menos un segundo enlace (85) adicional, a un canal

(83) de emisión del concentrador.

7. Sistema de emisión y recepción multipunto de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado porque los primeros medios de selección incluyen una primera matriz (60) de selección de entrada conectada en la sección (49) en malla entre los IMUX (52) y las entradas del PTD (35) y una segunda matriz (61) de selección de salida conectada en la sección (49) en malla entre las salidas del PTD (35) y los DMUX (53) .

8. Sistema de emisión y recepción multipunto de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado porque los segundos medios de selección incluyen una tercera matriz (62) de selección conectada a los canales (73, 74) de recepción de usuario de cada sección (47) de vuelta y unida a la segunda matriz (61) de selección de salida de la sección (49) en malla.

9. Sistema de emisión y recepción multipunto de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado porque la primera (60) , segunda (61) y tercera (62) matriz de selección, realizan funciones de tipo “o exclusivo”.

10. Satélite de telecomunicaciones que incluye un sistema de emisión y recepción multipunto de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores.