УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ И/ИЛИ ПРИЕМА СИГНАЛОВ С ПОВТОРНЫМ ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЧАСТОТЫ ПОСРЕДСТВОМ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЯЧЕЙКИ ОКОНЕЧНОМУ УСТРОЙСТВУ ДЛЯ СПУТНИКА СВЯЗИ Российский патент 2011 года по МПК H04B7/185 

Изобретение касается систем спутниковой связи и, точнее, использования частотной полосы пропускания, предоставляемой спутникам многолучевой связи внутри таких систем.

Как известно специалистам, рентабельность определенных применений передачи (или сбора) данных спутником требует, чтобы спутники располагали очень большой пропускной способностью в мощностном выражении. Это, в частности, относится к мультимедийным приложениям, называемым «широкополосными», которые требуют пропускную способность порядка многих десятков гигабит в секунду.

В настоящее время частотные полосы пропускания, предоставленные спутникам (теле-)связи, недостаточны для того, чтобы достичь такой пропускной способности.

Для улучшения ситуации прибегают к технике повторного использования частоты, с одной стороны, чтобы разделить зоны обслуживания, которые перекрывает спутник, на ячейки, каждая из которых работает в поддиапазоне частоты пропускания, равной части полосы пропускания, которая предоставлена обслуживаемой зоне, и, с другой стороны, распределить идентичные поддиапазоны полос пропускания на ячейки, которые достаточно хорошо изолированы одна от другой. Определив равномерный порядок ячеек, возможно повторно использовать множество раз многие различные поддиапазоны частот, позволяя таким образом иногда во много раз увеличить частотные ресурсы.

Однако эта техника повторного использования частоты посредством равномерного порядка ячеек имеет много недостатков.

Первым недостатком является отсутствие гибкости. Действительно, размеры и положение каждой ячейки постоянны и каждой ячейке предоставлен свой неизменяемый поддиапазон полосы пропускания. Следовательно, если нужно изменить размеры ячейки или ширину поддиапазона полосы пропускания, то это приведет в расстройство все ячейки, которые используют тот же поддиапазан полосы пропускания, и, следовательно, всю систему распределения частот, что заставляет произвести полное повторное перераспределение.

Второй недостаток вытекает из отсутствия гибкости. Действительно, ячейки, которые имеют средний внутренний трафик, непроизводительно расходуют частоту, в то время как ячейки с трафиком выше среднего, не могут получить частотные ресурсы, которые позволили бы удовлетворить запрос. Такой непроизводительный расход частоты является одновременно структурным, так как он вытекает из долгосрочного планирования трафика, и конъюнктурным, так как он является следствием отсутствия учета изменений краткосрочного трафика во времени (например, между ночью и днем) и в пространстве (например, по причине локальных событий).

Изобретение имеет целью исключить полностью или частично указанные недостатки.

Для достижения этой цели в нем предлагается устройство для передачи и/или приема радиочастотных (или микроволновых) сигналов характерных данных на (многолучевой) спутник связи, имеющий фиксированную частотную полосу пропускания и снабженный средствами передачи и/или приема, способными передавать или принимать в многочисленных лучах, ассоциированных с ячейками.

Это устройство отличается тем, что оно содержит средства контроля для определения количества ячеек, выбранных по размерам и расположению, и конфигурирования средств передачи и/или приема для определения лучей, ассоциированных каждый с, по меньшей мере, одной из определенных ячеек, с несущей частотой (сигнала) и с частотной полосой пропускания, выбранными в зависимости от потребностей каждой из ячеек и с учетом частотной полосы пропускания, доступной на уровне спутника.

Устройство по изобретению может функционировать в трех типах ситуаций: первая ситуация, в которой оно работает исключительно для приема сигналов, приходящих от определенных им ячеек, вторая ситуация, в которой оно работает исключительно для передачи сигналов, предназначенных для определенных им ячеек, и третья ситуация, в которой оно работает одновременно для приема и передачи сигналов, приходящих и направленных в определенные им ячейки.

На этот предмет эти средства передачи и приема могут быть выполнены в виде приемной антенны активного типа, содержащей по меньшей мере:

- S излучающих элементов (или источников или, кроме того, антенн), предназначенных для приема и/или передачи сигналов с различной несущей частотой, при этом S больше единицы (1),

- S первых средств обработки, содержащих каждое один вход/выход для функционирования в качестве приемного входа, запитываемого сигналами, принимаемыми одним из излучающих элементов, а также в качестве передающего выхода для передачи сигналов с N различными несущими частотами, при этом N больше 1, и N входов/выходов предназначены для функционирования в качестве приемных выходов для выдачи соответственно N сигналов с N различными несущими частотами, и как передающие входы для приема сигналов с N различными несущими частотами,

- S×N вторых средств обработки, содержащих каждое один вход/выход для функционирования в качестве входа при приеме для запитывания сигналами одной из N несущих частот через один из входов/выходов одного из первых средств для обработки и в качестве выхода при передаче для выдачи результирующих сигналов суммирования N несущих частот, принимаемых на М входах, и М выходов/входов, предназначенных для функционирования в качестве выходов при приеме для выдачи каждым выходом сигналов, являющихся результатом дублирования сигналов одной из N несущих частот, принятых на его входе/выходе, и в качестве входов при передаче для приема каждым из входов сигналов одной из N несущих частот, при М, большем 1, и

- N групп М третьих средств для обработки, каждое из которых предназначено для одной из N несущих частот, при этом каждое третье средство содержит, с одной стороны, S входов/выходов, соответственно соединенных с соответствующими выходами/входами вторых средств обработки таким образом, что один k-й вход/выход второго средства обработки соединен с i-м входом/выходом соответствующего третьего средства обработки и предназначен для функционирования в качестве приемных входов, при этом каждый запитывается сдвоенными сигналами через соответствующий вход/выход второго соответствующего средства обработки, и в качестве передающих выходов, чтобы подавать на каждый сигналы несущей частоты своей группы из принятых сигналов, ассоциированных с лучом из N×M, и, с другой стороны, один выход/вход, функционирующий как приемный выход для выдачи сигналов несущей частоты группы, ассоциированных с лучом из N×M, а также как передающий выход для приема сигналов несущей частоты группы, к которой они принадлежат, ассоциированных с лучом из N×M.

Эти средства передачи и/или приема могут также содержать S четвертых средств обработки, включенных каждое между одним из излучающих элементов и соответствующим первым средством обработки и предназначенных для усиления и/или цифроаналогового преобразования, и/или преобразования по частоте или сигналов, принятых излучающим элементом для запитывания (при приеме) соответствующего первого средства обработки усиленных, и/или цифровых, и/или преобразованных по частоте сигналов, или сигналов, выходящих из соответствующего первого средства обработки, для запитывания (при передаче) соответствующего излучающего элемента усиленными и/или аналоговыми, и/или преобразованными по частоте сигналами.

При этом каждое первое средство обработки может содержать N частотно-избирательных фильтров, каждый из которых предназначен для выделения при приеме одной из несущих частот принятых сигналов среди не более N, и/или для перегруппирования сигналов не более N различных несущих частот, принятых на его N входах/выходах. Каждое первое средство обработки может быть также (и возможно) снабжено средством изменения N несущих частот перед их подачей на его N выходов/входов или на его вход/выход.

Кроме того, эти средства контроля могут быть предназначены для изменения конфигурации каждого первого средства обработки для фиксации частот и соответствующих несущих полос частот пропускания сигналов, выдаваемых или принимаемых на каждом из их выходов/входах, а также различного количества несущих частот.

Кроме того, эти средства контроля могут быть предназначены для активирования некоторого количества третьих средств обработки, выбираемого в зависимости от зон, в которых размещены определенные ячейки и/или расстояния между определенными ячейками.

Наконец, эти средства контроля могут быть предназначены для определения выбранного количества ячеек по размерам и выбранным положениям в соответствии с командами, представляющими соответствующие положения (наземных) станций, которые должны быть расположены в ячейках, несущих частот и полос пропускания, которые должны быть соответственно предоставлены этим станциям. По меньшей мере, часть этих команд может быть передана (наземной) станцией контроля и/или вычислительными средствами, встроенными в спутник, и определена последним из сигналов несущих частот N×M, поступающих на каждый выход/вход третьих средств обработки, и/или средствами локализации, которые он может содержать, предназначенными для определения положений станций из сигналов, принимаемых средствами передачи/приема.

Изобретение предлагает также спутник связи, снабженный средством передачи и/или приема радиочастотных (или микроволновых) сигналов типа, описанного выше.

Изобретение особенно подходит, но не исключительно, для использования в широкополосных мультимедийных приложениях, а также в приложениях сбора данных в узкой или очень узкой полосе.

В дальнейшем изобретение поясняется нижеследующим описанием, не являющимся ограничительным, со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых:

- фиг.1 схематично и функционально изображает связи, существующие между спутником связи, снабженным предложенным устройством для передачи и/или приема сигналов, наземными станциями, станцией контроля и мостом спутниковой связи,

- фиг.2 схематично и функционально изображает первый вариант воплощения устройства для передачи и/или приема сигналов по изобретению, предназначенный для приема, и

- фиг.3 схематично и функционально изображает второй вариант воплощения устройства для передачи и/или приема сигналов по изобретению, предназначенный для передачи.

Представленные чертежи могут служить не только для дополнения изобретения, но и, в необходимом случае, для определения его сущности.

Целью изобретения является повышение передающей пропускной способности (многолучевого) спутника связи благодаря новому использованию частотной полосы пропускания, которая ему задана.

Обратимся сначала к фиг.1, чтобы представить пример спутниковой связи, о которой идет речь в изобретении.

В изобретении предлагается встроить в спутник (связи) SAT устройство D передачи и/или приема сигналов, представляющих данные.

Ниже в качестве не ограничивающего примера представлен спутник SAT, который используется для обмена радиочастотными (или микроволновыми) сигналами, представляющими широкополосные мультимедийные данные, между терминалами (или станциями) наземной связи TUh (здесь h=1-3, но оно может принимать любое значение, превышающее единицу (1)) и мостом связи спутника с землей (или «шлюзом») GW.

Как будет видно ниже, система может также содержать станцию наземного контроля CTL, предназначенную для передачи на спутник SAT информационных сигналов и/или команд. Для приема этих сигналов спутник SAT должен располагать приемным модулем REC, независимым от встроенного (как показано на чертеже) устройства D, либо могущим быть его частью.

Устройство D по изобретению содержит, по меньшей мере, средства передачи и/или приема сигналов MER и модуль контроля МС.

Средства передачи и/или приема сигналов MER выполнено с возможностью передачи и/или приема различных несущих частот в многочисленных лучах, ассоциируемых с наземными ячейками, в которые встроены связные терминалы (или станции) (ниже называемые «терминалами») TUh. Они, предпочтительно, образуют антенну активного типа. Далее «антенной активного типа MER» будут называться средства передачи и/или приема сигналов MER.

Модуль контроля МС связан с активной антенной MER. Он предназначен для определения выбранного числа групп, по меньшей мере, одной ячейки с выбранными размерами и положением, а также конфигурации активной антенны MER с целью определения лучей Fjk, каждый из которых ассоциирован, с одной стороны, по меньшей мере, с одной из определенных ячеек, с другой стороны, с выбранной несущей частотой и, с третьей стороны, с определенной частотной (под-)полосой пропускания, в зависимости от потребностей каждой из ячеек и с учетом доступной на уровне спутника SAT частотной полосы пропускания для обслуживания.

Другими словами, устройство D по изобретению сочетает два принципа. Первый принцип заключается в повторном использовании частот на базе несущих частот (или узких частотных полос). Повторное использование частоты больше не осуществляется на уровне подполос пропускания (типично многие десятки или сотни МГц полосы), но на уровне единичной несущей частоты (типично несколько МГц). Второй принцип заключается в создании (или определении) ячейки для каждой несущей частоты. Полоса пропускания, выделенная для каждой ячейки, является полосой для элементарной несущей частоты (или типично несколько МГц). Группа, по меньшей мере, одного терминала TUh объединена с каждой ячейкой таким образом, что каждый терминал TUh одной группы использует несущую частоту ячейки, частью которой он является.

Обратимся теперь к фиг.2 для описания первого примера воплощения устройства D по изобретению, предназначенного исключительно для приема сигналов от терминалов, размещенных в ячейках, определенных своим модулем контроля МС в зависимости от потребностей и ограничений.

Как изображено на фиг.2, активная антенна MER используется здесь как приемник. Она содержит, прежде всего, S излучающих элементов (или источников, или еще антенн) Ai (i= от 1 до S, S>1), предназначенных для приема сигналов различных несущих частот, которые передаются терминалами TUh, встроенными в ячейки, определенные модулем контроля МС. Например, эти излучающие элементы Ai выполнены в форме комет, микрополосковых излучателей, щелевых или спиральных антенн.

Хотя это и необязательно, но выход каждого излучающего элемента Ai соединен с входом (четвертого) модуля обработки MTi. Последний может осуществить одну или несколько операций, например усилить аналоговые сигналы, которые являются сигналами, принятыми излучающим элементом Ai, с которым он соединен, и/или осуществить возможное изменение частоты, и/или осуществить аналого-цифровое преобразование.

В том, что рассматривается далее, считается, что сигналы, поступающие на выход каждого модуля обработки MTi, являются цифровыми. Следовательно, последующие виды обработки и операции являются цифровыми.

Активная антенна MER содержит также S первых модулей обработки SPi, каждый из которых обеспечивает функционирование модулей разделения несущих частот (или частотный демультиплексор). Каждый первый модуль обработки SPi содержит вход EAi, запитываемый цифровыми сигналами с выхода одного из четвертых модулей обработки MTi, и N выходов SAij (j = от 1 до N, N>1), предназначенных соответственно для выдачи N цифровых сигналов, ассоциированных с различными N несущими частотам.

Каждый первый модуль обработки SPi содержит, например, N частотно-избирательных цифровых фильтров. Каждый фильтр предназначен для селекции одной из несущих частот цифровых сигналов, поступающих на вход EAi, из N частот для того, чтобы подать цифровые сигналы, соответствующие отфильтрованной несущей частоте Pj, на свой выход, который является одним из выходов SAij.

Каждый первый модуль обработки SPi может, в случае необходимости, изменять частоты N несущих частот перед их подачей на свои N выходы SAij.

Активная антенна MER содержит также S×N вторых модулей обработки Dij, каждый из которых обеспечивает функцию дублирования сигнала. Каждый второй модуль обработки Dij содержит вход EBij, связанный с выходом SAij соответствующего первого модуля обработки SPi для того, чтобы запитываться цифровыми сигналами, представляющими отфильтрованную несущую частоту Pj, и М выходов SBijk (k=от 1 до М, М>1), каждый из которых выдает цифровые сигналы дублирования внутри сигналов, поступивших на вход TDij. Другими словами, каждый второй модуль обработки Dij предназначен для дублирования М раз цифровых сигналов, которые приходят на его вход EBij для того, чтобы выдавать на свои М выходов SBijk М идентичных цифровых сигналов, ассоциированных с одной и той же несущей частотой Pj.

Наконец, активная антенна MER содержит также N групп Gj М третьих модулей обработки FFjk, каждый из которых обеспечивает формирование лучей, при этом каждая группа Gj предназначена для одной из N несущих частот Pj.

Каждый третий модуль обработки FFjk содержит S входов ECijk (j=от 1 до S), соединенных соответственно с выходами SBijk вторых модулей обработки Dij таким образом, чтобы k-й выход SBijk второго модуля обработки Dij был соединен с j-м входом ECijk третьего модуля обработки FFjk. Например:

- если i=S, j=2 и k=2, то в этом случае второй (k=2) выход SBS22 второго модуля обработки DS2 соединен с S-тым входом (i=S) ECS22 второго (k=2) третьего модуля обработки FF22 второй (j=2) группы G2, ассоциированной с несущей частотой Р2,

- если i=2,j=1 и k=M, в этом случае М-й (k=M) выход SB21M второго модуля обработки D21 соединен со вторым (i=2) входом ЕС21М М-го (k=M) третьего модуля обработки FF1M первой (j=1) группы G1, ассоциированной с несущей частотой Р1,

- если i=1, j=N и k=M, в этом случае М-й (k=M) выход SB1NM второго модуля обработки D1N соединен с первым (i=1) входом EC1NM М-го (k=M) третьего модуля обработки FFNM N-той (j=N) группы GN, ассоциированной с несущей частотой PN.

Каждый третий модуль обработки FFjk содержит также выход SCjk, предназначенный для выдачи цифровых сигналов, являющихся результатом цифровых сигналов, принятых на его S входах ECijk и ассоциированных с лучом среди N×M, и представляющих несущую частоту Pj группы Gj, к которой они принадлежат.

Другими словами, приемная активная антенна MER выдает на каждый из своих N×M выходов SCjk (j=от 1 до N, k=от 1 до М) цифровые сигналы, ассоциированные с несущей частотой Pj и выходящие из ячейки, ассоциированной с одним из N×M лучей.

Например, если эти N×M сигналы, выходящие из терминалов TUh, должны быть переданы на спутниковый мост GW, спутник SAT их уплотняет и затем передает на модулированной несущей частоте в направлении этого спутникового моста GW.

Важно отметить, что модуль контроля МС может быть предназначен для конфигурирования каждого первого модуля обработки SPi таким образом, чтобы зафиксировать соответствующие полосы пропускания несущих частот Pj (цифровых) сигналов, которые он подает на каждый из своих выходов SAij, а также число различных несущих частот Pj. Другими словами, каждый из N фильтров каждого модуля селекции несущих частот SPi может быть активирован или нет и частота, которую он фильтрует, и/или его полоса пропускания могут быть фиксированными в зависимости от потребностей и ограничений, и с учетом доступной полосы пропускания на спутнике SAT.

Впрочем, модуль контроля МС может быть предназначен для активирования числа третьих модулей обработки FFjk, выбранного в зависимости от конфигурации зон, в которых размещены ячейки, которые он определяет, и/или расстояния между этими ячейками (для того, чтобы они были достаточно изолированы одна от другой).

Обратимся теперь к фиг.3 для описания второго примера реализации устройства D, согласно изобретению, предназначенного исключительно для передачи сигналов в место назначения терминалов, расположенных в ячейках или группах ячеек, определенных его модулем контроля МС в зависимости от потребностей и ограничений.

Согласно фиг. 3 активная антенна MER является передатчиком. В связи с обратимостью функционирования элементов, образующих активную антенну MER, то есть с ее способностью работать как в одном направлении, так и в противоположном, активная антенна MER, изображенная на фиг.3, имеет структуру, идентичную структуре активной антенны, изображенной на фиг.2. Следовательно, операции, осуществляемые элементами, образующими активную передающую антенну MER (фиг.3), являются взаимными операциям, которые осуществляются эквивалентными элементами, образующими активную приемную антенну MER (фиг.2).

Таким образом, активная передающая антенна MER содержит:

- N групп Gj (j=от 1 до N, n>1) М третьих модулей обработки FFjk (k=от 1 до М, М>1), каждый из которых обеспечивает формирование лучей, а каждая группа GJ предназначена для N различных частот Pj. Каждый третий модуль обработки FFjk взаимен третьему модулю обработки, описанному ранее в случае приема (фиг.2). Он содержит вход SCjk, предназначенный для приема сигналов (предпочтительно цифровых), ассоциированных с лучом (среди N×M), соответствующим одной ячейке и имеющим несущую частоту группы Gj, к которой он принадлежит, и S выходов ECijk (i=от до S, S>1), предназначенных каждый для подачи цифровых сигналов, выделенных из сигналов, полученных на его входе SCjk, и представляющих его несущую частоту Pj,

- S×N вторых модулей обработки Dij, обеспечивающих каждый функцию концентрации или суммирования сигналов. Каждый второй модуль обработки Dij предназначен для осуществления алгебраического суммирования М цифровых сигналов, поступающих от М третьих модулей обработки FFjk группы Gj. Каждый второй модуль обработки Dij содержит таким образом М входов SBijk, соединенных соответственно с соответствующими выходами ECijk третьих модулей обработки FFjk соответствующей группы Gj и выходом EBij, выдающим цифровые сигналы, соответствующие одной из N несущих частот. К-й вход SBijk второго модуля обработки Dij соединен с i-м выходом ECijk третьего модуля обработки FFjk,

- S первых модулей обработки SPi, обеспечивающих каждый перегруппировку несущих частот (или частотное мультиплексирование). Каждый первый модуль обработки SPi предназначен для комбинирования цифровых сигналов, выходящих из N вторых модулей обработки Dij и представляющих N различных несущих частот Pj. Каждый первый модуль обработки SPi содержит таким образом N входов SAij, соединенных соответственно с выходами EBij N соответствующих вторых модулей обработки Dij, и один выход EAi, предназначенный для выдачи цифровых сигналов, представляющих не более N различных комбинированных несущих частот Pj. Каждый первый модуль обработки SPi содержит, например, N цифровых частотно-избирательных фильтров. Как ранее было указано, каждый первый модуль обработки SPi может быть, в случае необходимости, предназначен для изменения частот N несущих частот для их комбинирования и их подачи (в комбинированном виде) на выход EAi,

- предпочтительно (выборочно) S четвертых модулей обработки MTi, каждый из которых содержит один вход, соединенный с выходом EAi соответствующего первого модуля обработки SPi, для получения цифровых сигналов, и один выход, предназначенный для подачи сигналов в аналоговой форме. Дополняя такое цифроаналоговое преобразование, каждый четвертый модуль обработки MTi может, в случае необходимости, усиливать сигналы и /или изменять частоту (при передаче) указанных сигналов,

- S излучающих элементов (или источников, или также антенн) Ai, предназначенных для передачи в направлении не более N×M ячеек, определенных модулем контроля МС, аналоговых сигналов, выдаваемых соответственно S четвертыми модулями обработки MTi.

Как и в первом примере воплощения, модуль контроля МС может быть предназначен для конфигурирования каждого первого модуля обработки SPi таким образом, чтобы зафиксировать частоты и соответствующие полосы пропускания несущих частот Pj (цифровых) сигналов, которые поступают на каждый из его выходов SAij, а также число различных несущих частот Pj. Другими словами, каждый из N фильтров каждого первого модуля передачи SPi может быть активирован или нет, и частота, которую он фильтрует, и его полоса пропускания могут быть зафиксированы в зависимости от потребностей и ограничений, а также с учетом доступной полосы пропускания в спутнике SAT.

Впрочем, модуль контроля МС может быть предназначен для активирования числа третьих модулей обработки FFjk, выбранных в зависимости от конфигурации зон, в которых размещены ячейки, которые он определил, и/или расстояний между ячейками (для того, чтобы они были изолированы одна от другой).

На фиг.2 и 3 представлены примеры воплощения, в которых устройство D по изобретению функционирует или в качестве приемника, или в качестве передатчика. Однако по причине обратимости, упомянутой ранее, устройство D по изобретению может одновременно передавать и принимать сигналы по назначению и приходящие от групп ячеек, определяемых модулем контроля МС при сохранении той же ранее описанной структуры. В этом случае один вход становится входом/выходом и один выход становится выходом/входом.

Каким бы ни был тип функционирования устройства D (передача и/или прием), его модуль контроля МС предпочтительно производит определение ячеек в зависимости от команд, представляющих соответствующие положения терминалов (или станций) TUh, которые должны содержаться в ячейках, и несущих частот, и полос пропускания, которые должны быть соответственно предоставлены терминалам TUh.

Эти команды могут приходить из различных источников.

Так они могут приходить, по меньшей мере, частично от наземной станции контроля CTL. В этом случае, как было указано ранее, станция контроля CTL передает на спутник SAT сигналы, содержащие команды, а последний содержит модуль приема REC, предназначенный для их приема и их передачи устройству D. Этот модуль приема REC может, в случае необходимости, являться частью устройства D.

Как показано на фиг. 1, команды могут поступать также, по меньшей мере, частично, от вычислительного модуля РА, встроенного в спутник SAT. Этот вычислительный модуль РА предназначен для определения, по меньшей мере, некоторых команд из сигналов несущих частот N×M, которые поступают на каждый выход/вход SCjk третьих средств обработки FFjk. Эта ситуация соответствует ситуации спутника SAT, называемой регенеративной.

В случае регенерации, модуль контроля МС осуществляет также управление ресурсами. Точнее говоря, он определяет, что размер (N) третьих средств обработки SPi (селекторы несущих частот) и число третьих средств обработки FFjk (формирователи активных пучков) находятся в полном соответствии с трафиком (число активных терминалов (или станций) TUh), а также он управляет назначением функций и рекуперацией ресурсов (посредством первых SPi и третьих FFjk ) средств обработки в функции от входа или выхода терминалов TUh в системе.

Команды могут также поступать, по меньшей мере частично, от модуля локализации ML, предпочтительно являющегося частью устройства D, как показано на фиг.1.

Этот модуль локализации ML предназначен для обнаружения и локализации передач терминалов (или станций) TUh по сигналам, которые принимаются модулем передачи и/или приема MER с целью определения положений этих терминалов (или станций) TUh. Для этого каждый второй модуль обработки Dij может, например, содержать один дополнительный выход/вход типа SBijk, запитывающий модуль локализации ML. Определение положений передающих терминалов TUh может осуществляться с помощью алгоритма типа MUSIC, предназначенного для определения возможных направления поступлений сигналов.

Устройство передачи и/или приема сигналов D по изобретению и, в частности, его модуль контроля MC, его первые SPi, вторые Dij, третьи FFjk и, в случае необходимости, четвертые MTi модули обработки могут быть выполнены в виде электронных схем, логических (или информационных) модулей или в виде комбинации электронных схем и логических модулей.

Устройство по изобретению является особенно предпочтительным, когда трафик неоднообразен и изменяется во времени, учитывая, что оно дает коэффициент повторного использования применяемой частоты, превышающей этот коэффициент в известных устройствах. Впрочем, устройство по изобретению предоставляет полную гибкость по частоте (в связи с возможностью изменения полос пропускания, предоставляемых терминалом или станцией) и по перекрытию (в связи с тем, что оно позволяет изменить число и положение учитываемых терминалов или станций).

Изобретение не ограничивается вариантами воплощения устройства для передачи и/или приема сигналов и многолучевого спутника связи, описанного выше только в качестве примера, и охватывает все варианты, которые может представить себе специалист в объеме пунктов нижеприведенной формулы изобретения.

Настоящее изобретение относится к области использования частотной полосы пропускания, предоставляемой спутникам многолучевой связи систем спутниковой связи. Устройство (D) предназначено для передачи и/или приема сигналов, представляющих данные для спутника связи (SAT), имеющего фиксированную частотную полосу пропускания. Устройство (D) содержит средства передачи и/или приема (MER) для передачи или приема сигналов в многочисленных лучах и средства контроля (МС) для определения выбранного числа ячеек с выбранными размерами и положениями, а также для конфигурирования средств передачи и/или приема (MER) таким образом, чтобы определить лучи, ассоциированные, по меньшей мере, с одной из определенных ячеек, с несущей частотой и полосой пропускания, выбранными в зависимости от потребностей каждой из ячеек и с учетом наличия доступной частотной полосы пропускания на уровне спутника (SAT), причем конфигурация зон содержит ячейки и/или расстояния между ячейками, при этом упомянутая выбранная несущая частота повторно используется для, по меньшей мере, двух различных ячеек. Технический результат изобретения заключается в повышении передающей пропускной способности (многолучевого) спутника связи благодаря новому использованию частотной полосы пропускания. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Устройство (D) для передачи и/или приема сигналов, представляющих данные для спутника (SAT) связи, имеющего фиксированную частотную полосу пропускания и содержащего средство (MER) передачи и/или приема, предназначенное для передачи и/или приема сигналов в многочисленных лучах, связанных с ячейками, отличающееся тем, что оно содержит средство (МС) контроля, предназначенное для определения выбранного числа ячеек выбранных размеров и положений, а также для конфигурации упомянутого средства (MER) передачи и/или приема для определения лучей, каждый из которых связан с, по меньшей мере, одной из упомянутых определенных ячеек с выбранной несущей частотой и выбранной частотной полосой пропускания на основании требований каждой из упомянутых ячеек и с учетом частотной полосы пропускания, доступной на упомянутом спутнике (SAT), причем конфигурация зон содержит ячейки и/или расстояния между ячейками, при этом упомянутая выбранная несущая частота повторно используется для, по меньшей мере, двух различных ячеек.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что упомянутое средство (MER) передачи и/или приема выполнено в виде антенны активного типа, содержащей, по меньшей мере:
- S излучающих элементов (Ai), предназначенных для приема и/или передачи сигналов различных несущих, причем S больше единицы,
- S первых средств (SPi) обработки, каждое из которых содержит один вход/выход (EAi), предназначенный для запитывания сигналами, принимаемыми одним из упомянутых излучающих элементов (Ai), и/или передачи сигналов от не более N различных несущих, и N выходов/входов (SAij), предназначенных для передачи соответственно N сигналов N несущих, причем N больше 1, и/или приема сигналов от N различных несущих,
- S×N вторых средств (Dij) обработки, каждое из которых содержит один вход/выход (EBij), предназначенный для запитывания сигналами от одной из N несущих через один из упомянутых входов/выходов (SAij) одного из упомянутых первых средств (SPi) обработки, и/или передачи сигналов, являющихся результатом суммирования N несущих, принимаемых на М выходах/входах (SBijk), причем каждый из М выходов/входов предназначен для передачи каждого из идентичных сигналов, являющихся результатом дублирования сигналов одной из N несущих, принятых на упомянутом входе/выходе (EBij), и/или приема каждого сигнала от одной из N несущих, причем М больше 1, и
- N групп (Gj) М третьих средств (FFjk) обработки, каждое из которых предназначено для одной из N несущих, при этом каждое третье средство (FFjk) обработки содержит, с одной стороны, S входов/выходов (ECijk), соответствующим образом соединенных с соответствующими выходами/входами (SBijk) упомянутых вторых средств (Dij) обработки таким образом, что k-тый выход/вход (SBijk) второго средства (Dij) обработки соединен с i-тым входом/выходом (ECijk) соответствующего третьего средства (FFjk) обработки таким образом, чтобы каждый был запитан дублированными сигналами с соответствующего выхода/входа (SBijk) соответствующего второго средства (Dij) обработки, и/или чтобы каждый выдавал сигналы от несущей своей группы (Gj), полученные из принятых сигналов, связанных с одним из N×M лучей, и, с другой стороны, содержит один выход/вход (SCjk), предназначенный для передачи сигналов несущей группы (Gj), связанных с одним из N×M лучей, и/или приема упомянутых сигналов несущей группы (Gj), к которой они принадлежат, связанных с одним из N×M упомянутых лучей.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что упомянутое средство (MER) передачи и/или приема содержит также S четвертых средств (MTi) обработки, каждое из которых встроено между одним из упомянутых излучающих элементов (Ai) и соответствующим первым средством (SPi) обработки и предназначено для усиления и/или цифроаналогового преобразования, и/или преобразования по частоте сигналов, принятых упомянутым излучающим элементом (Ai) или выдаваемых упомянутым соответствующим первым средством (SPi) обработки, чтобы запитать упомянутое соответствующее первое средство (SPi) обработки усиленными, и/или цифровыми, и/или преобразованными по частоте сигналами, и/или чтобы запитать соответствующий излучающий элемент (Ai) усиленными, и/или аналоговыми, и/или преобразованными по частоте сигналами.

4. Устройство по одному из пп.2 и 3, отличающееся тем, что каждое первое средство (SPi) обработки содержит N частотно-избирательных фильтров, каждый из которых предназначен для пропускания одной из несущих сигналов, принятых на его одном из не более N входов/выходов (EAi), и/или предназначен для объединения всех сигналов не более N различных несущих, принятых на его N выходах/входах (SAij).

5. Устройство по одному из пп.2 и 3, отличающееся тем, что каждое первое средство (SPi) обработки предназначено для изменения частот N несущих перед их передачей на его N выходов/входов (SAij) или на его вход/выход (EAi).

6. Устройство по одному из пп.2 и 3, отличающееся тем, что упомянутое средство (МС) контроля предназначено для конфигурирования каждого первого средства (SPi) обработки для того, чтобы зафиксировать соответствующие частоты и соответствующие полосы пропускания несущих сигналов, передаваемых и/или принимаемых каждым из его выходов/входов (SAij), а также число различных несущих.

7. Устройство по одному из пп.2 и 3, отличающееся тем, что упомянутое средство (МС) контроля предназначено для активирования некоторого числа третьих средств (FFjk) обработки, выбираемых в зависимости от зон, в которых размещены упомянутые определенные ячейки, и/или от расстояний между упомянутыми ячейками.

8. Устройство по одному из пп.1 и 2, отличающееся тем, что упомянутое средство (МС) контроля предназначено для определения выбранного числа ячеек выбранных размеров и положений согласно командам, указывающим соответствующие положения станций (TUh), которые должны содержаться в упомянутых ячейках, а также частоты несущих и полосы пропускания, которые должны быть предоставлены соответствующим образом упомянутым станциям (TUh).

9. Устройство по п.8, отличающееся тем, что, по меньшей мере, часть упомянутых команд передается станцией (CTL) контроля.

10. Устройство по п.8, отличающееся тем, что, по меньшей мере, часть упомянутых команд передается из вычислительного средства (РА), встроенного в упомянутый спутник (SAT), и определяется упомянутым спутником, исходя из упомянутых сигналов N×M несущих, передаваемых на каждый выход/вход (SCjk) третьих средств (FFjk) обработки.

11. Устройство по п.8, отличающееся тем, что оно содержит средство (ML) локализации для определения положений упомянутых станций (TUh) посредством сигналов, принимаемых упомянутым средством (MER) передачи/приема.

12. Спутник (SAT) связи для сети связи, отличающийся тем, что он содержит устройство (D) для передачи и/или приема сигналов по одному из предыдущих пунктов.