BR102015032271B1

BR102015032271B1 - Métodos para sincronizar sinais em um link terrestre e de satélite e sistema de comunicação

Info

Publication number: BR102015032271B1
Application number: BR102015032271-2A
Authority: BR
Inventors: Marc Ratiney; Nicolas VAN WAMBEKE; Benjamin Gadat
Original assignee: Thales
Priority date: 2014-12-23
Filing date: 2015-12-22
Publication date: 2023-05-09
Also published as: BR102015032271A2; EP3038275B1; US9907043B2; FR3030953A1; BR102015032271A8; FR3030953B1; EP3038275A1; CA2915859C; US20160183213A1; CA2915859A1

Abstract

SISTEMA DE COMUNICAÇÃO IMPLANTANDO A INVENÇÃO. Método para sincronizar a transmissão de mensagens em um sistema de comunicação compreendendo um terminal do usuário (140), uma rede de comunicação principal (110) compreendendo uma primeira estação (111) e uma rede de comunicação secundária (120) compreendendo uma segunda estação (121), tal método sendo composto por uma troca de sinais de sincronização possibilitando calcular uma compensação a ser aplicada ao instante de emissão das mensagens transmitidas por tal segunda estação, de modo que as mensagens transmitidas pela primeira estação e pela segunda estação sejam recebidas pelo terminal de usuário de maneira síncrona.

Description

[0001] A invenção é relativa ao campo das telecomunicações e, mais particularmente, ao campo de sistemas de telecomunicações dedicados a controle e comando de drones.

[0002] Ela visa propor um método que torna possível sincronizar os instantes de chegada de comunicações originárias de uma rede de satélite e de uma rede terrestre sem fio e dirigidas a um terminal de usuário.

[0003] A invenção descreve a arquitetura de um sistema de transmissão híbrido satélite/terrestre implantando o método.

[0004] A inserção de aeronaves não tripuladas ou drones no espaço aéreo está atualmente limitada a espaços apropriados, denominados "segregados", de modo a limitar os riscos de incidentes. Espaços segregados são espaços reservados, frequentemente militares, que estão sujeitos a regras específicas e nos quais equipamentos civis, como aeronaves de aviação civil ou comercial, não entram.

[0005] A abertura do espaço aéreo não segregado aos drones apresenta diversos problemas tecnológicos, tais como o da confiabilidade dos mecanismos anticolisão ou da confiabilidade dos sistemas de telecomunicações usados para controle e comando. Os sistemas de telecomunicações usados terão, portanto, que atender critérios rigorosos em termos de desempenho (taxa de erro de pacote, latência de rede, taxa de bits úteis, continuidade e disponibilidade de serviço).

[0006] Para atender a essas exigências pesadas, é possível que os meios de comunicação sejam tornados redundantes, pelo uso, por exemplo, de uma rede principal de satélite e uma rede secundária terrestre.

[0007] São então possíveis duas estratégias para gerenciar a redundância dos meios de comunicação.

[0008] A primeira estratégia consiste em transmitir através de uma rede principal simples e trocar as comunicações para uma rede secundária em caso de falha. Essa solução exige a detecção da falha da rede principal e o restabelecimento das comunicações atuais na rede secundária.

[0009] A desvantagem desta solução é que o sistema fica indisponível durante o tempo de detecção de falha e durante o tempo para o restabelecimento para comunicação através da rede secundária. A disponibilidade do sistema é, portanto, degradada. Dependendo da duração da interrupção do serviço, a falha pode ser considerada como um evento de perda de continuidade de serviço.

[00010] Além disso, dependendo do mecanismo de redundância implantado, os pacotes sendo atualmente transmitidos através da rede principal podem ser perdidos e terão que ser retransmitidos pela rede secundária. A falha levará, portanto, a uma latência de transmissão mais considerável. O jitter de latência será portanto mais considerável.

[00011] Finalmente, dependendo do mecanismo de redundância escolhido, o restabelecimento das comunicações na rede secundária pode exigir trocas de protocolo com os terminais. Neste caso, o restabelecimento das comunicações não é transparente para os usuários. Como todos os usuários da rede principal são afetados pela falha, o mecanismo de restabelecimento de comunicações provocará um aumento no uso da rede em relação às trocas de protocolo. Dependendo do dimensionamento do sistema, esse aumento pode resultar em um entupimento do sistema e, em todos os casos, levará a uma latência mais considerável.

[00012] Esta estratégia, portanto, não é adequada para o controle e comando dos drones.

[00013] A segunda estratégia consiste em transmitir o tráfego em paralelo através das duas redes e na exclusão dos blocos duplicados na recepção. A vantagem dessa solução é que, em caso de falha de uma das redes, a comunicação não é interrompida e continua através da rede disponível. A disponibilidade do serviço e a continuidade do serviço, portanto, não são afetadas pela falha de uma das redes. A falha de uma rede é transparente aos usuários e não exige nenhuma troca de protocolo.

[00014] A desvantagem desta segunda solução é que no modo nominal ela exige duas vezes mais largura de banda através do ar e nas redes.

[00015] De modo a limitar a ocupação da largura de banda e reduzir o custo dos equipamentos, é conhecido o uso das mesmas frequências para comunicação com a rede de satélite e com a rede terrestre.

[00016] O documento "Hybrid Satellite/Terrestrial Cooperative Relaying Stategies for DVB- SH based Communication Systems" propõe usar o padrão DVB-SH (Digital Video Broadcasting - Satellite Handheld) em um sistema híbrido composto de uma rede de satélite e de uma ou mais redes terrestres responsáveis por retransmitir, na mesma frequência, a mensagem transmitida pela rede de satélite.

[00017] O padrão DVB-SH usa uma forma de onda do tipo OFDM (Orthogonal Frequency- Divison Multiplexing) associada a turbo códigos e com um mecanismo MRC (Maximum Radio Combining) de modo a recombinar os sinais no nível do terminal de usuário.

[00018] O sinal transmitido pela rede terrestre é atrasado em relação ao sinal transmitido pela rede de satélite. O uso da modulação OFDM possibilita compensar os atrasos na transmissão e recombinar os dois sinais.

[00019] Entretanto, esse mecanismo não é adequado para modos de acesso que exijam sincronização precisa entre os sinais, como TDMA (Time Division Multiple Access) ou WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access).

[00020] Além disso, o atraso entre o sinal transmitido pela rede de satélite e o sinal transmitido pela rede terrestre pode ser também considerável. Esse atraso é compatível com o uso de modulação OFDM mas não necessariamente com formas de onda que tenham possibilidades mais limitadas para compensar atrasos, tais como formas de onda com equalizador temporal ou formas de onda espalhadas associadas a receptores Rake.

[00021] A compatibilidade de um sistema de comunicação híbrido satélite/terrestre com modos de acesso do tipo TDMA ou WCDMA ou o uso de outras modulações exceto modulações OFDM exige, portanto, a sincronização de todas as redes usadas, de modo que as mensagens transmitidas pela rede terrestre e pela rede de satélite cheguem de maneira síncrona no terminal de usuário.

[00022] O padrão GSM (Global System for Mobile Communications) propõe um mecanismo para sincronização em uma rede composta por uma estação base e diversos usuários. Para isso, uma mudança de tempo que tem que ser aplicada por cada um dos terminais de usuário é calculada pela estação base, de modo que os sinais transmitidos sejam sincronizados quando chegarem à estação base.

[00023] Entretanto, essa operação é incompatível após a adição de uma segunda rede, visto que isso tornaria necessário aplicar duas mudanças de tempo diferentes no nível dos terminais de usuário.

[00024] Da mesma forma, implantar tal mecanismo de sincronização no nível de um terminais de usuário excluiria a implantação de diversos terminais de usuário na mesma rede.

[00025] A invenção consiste, portanto, em propor um método de sincronização que torne possível escravizar todas as referências temporais de uma rede de comunicações à estação de satélite, possibilitando calcular uma compensação a ser aplicada às transmissões da estação terrestre. O objetivo do método consiste no fato de os sinais originários da estação de satélite e da estação terrestre atingirem a solução do usuário de maneira síncrona.

[00026] Portanto, a implantação do método permite o uso simultâneo do link de satélite e do link terrestre, em um sistema de comunicações que usa modos de acesso do tipo TDMA ou WCDMA ou transmitindo simultaneamente nos dois links pelo uso de formas de onda que tenham menores capacidades para tolerar atrasos de propagação do que os do OFDM.

[00027] A invenção se aplica a sistemas de comunicação que compreendem um link terrestre e um link de satélite dirigidos a uma aeronave ou a um drone, mas também pode se aplicar a qualquer tipo de comunicação que exija a sincronização do instante de chegada das mensagens originárias de duas ou mais redes de comunicação.

[00028] A invenção consistente, portanto, de um método para sincronizar a transmissão de mensagens em um sistema de comunicação compreendendo um terminal do usuário, uma rede de comunicação principal para tal terminal do usuário compreendendo uma primeira estação e uma rede de comunicação secundária para tal terminal do usuário, compreendendo uma segunda estação, destinado a ser executado em tal primeira estação compreendendo uma referência temporal. O método é caracterizado pelo fato de compreender as etapas de: 1) emissão de um primeiro sinal de sincronização para tal terminal do usuário e tal segunda estação, 2) medição do instante de recepção de um segundo sinal de sincronização emitido pelo terminal do usuário em seguida à recepção de tal primeiro sinal de sincronização e de um terceiro sinal de sincronização emitido pela segunda estação em seguida à segunda recepção de tal primeiro sinal de sincronização e cálculo de um primeiro intervalo de tempo com base nesses instantes de recepção, 3) transmissão de tal primeiro intervalo de tempo calculado para tal segunda estação e 4) emissão de um quarto sinal de sincronização para tal segunda estação.

[00029] A invenção consiste também de um método para sincronizar a transmissão de mensagens em um sistema de comunicação compreendendo um terminal do usuário, uma rede de comunicação principal para tal terminal do usuário compreendendo uma primeira estação e uma rede de comunicação secundária para tal terminal do usuário, compreendendo uma segunda estação, destinado a ser executado em tal segunda estação compreendendo uma referência temporal, caracterizado pelo fato de compreender as etapas de: a) medição do instante de recepção de um primeiro sinal de sincronização emitido por tal primeira estação, b) ajuste de tal referência temporal em relação ao instante de recepção de tal primeiro sinal de sincronização, c) emissão de um segundo sinal de sincronização para tal primeira estação, d) recepção de um primeiro intervalo de tempo transmitido por tal primeira estação, e) medição do instante de recepção de um terceiro sinal de sincronização emitido por tal primeira estação e do instante de recepção de um quarto sinal de sincronização emitido por tal terminal do usuário e cálculo de um segundo intervalo de tempo com base nesses instantes de recepção, f) cálculo de um terceiro intervalo de tempo com base em tal primeiro intervalo de tempo de tal segundo intervalo de tempo e g) mediante a emissão de dados pela segunda estação dirigida ao terminal do usuário, modificação dos instantes de emissão por uma duração igual ao terceiro intervalo de tempo.

[00030] A invenção consiste também de um método para sincronizar a transmissão de mensagens em um sistema de comunicação, compreendendo um terminal do usuário, uma rede de comunicação principal para tal terminal do usuário compreendendo uma primeira estação e uma rede de comunicação secundária para tal terminal do usuário, compreendendo uma segunda estação, destinado a ser executado em tal terminal do usuário compreendendo uma referência temporal, caracterizado pelo fato de compreender as etapas de: I) medição do instante de recepção de um primeiro sinal de sincronização emitido por tal primeira estação, II) ajuste de tal referência temporal em relação ao instante de recepção de tal primeiro sinal de sincronização, III) emissão de um segundo sinal de sincronização para tal primeira estação, e IV) emissão de um terceiro sinal de sincronização para tal segunda estação.

[00031] A invenção consiste também de um método geral para sincronizar a transmissão de mensagens em um sistema de comunicação compreendendo um terminal do usuário, uma rede de comunicação principal para tal terminal do usuário compreendendo uma primeira estação e uma rede de comunicação secundária para tal terminal do usuário (120), compreendendo uma segunda estação, tal primeira estação, segunda estação do usuário e terminal compreendendo, cada um deles, uma referência temporal, tal método sendo caracterizado pelo fato de compreender as etapas de: • emissão, por tal primeira estação, de um primeiro sinal de sincronização para tal segunda estação e tal terminal do usuário, • medição, por tal segunda estação e tal terminal de usuário, dos instantes de recepção de tal primeiro sinal de sincronização, • ajuste das referências temporais de tal segunda estação e tal terminal de usuário, com base nos instantes de recepção de tal primeiro sinal de sincronização, • emissão, por tal terminal de usuário, de um segundo sinal de sincronização para tal primeira estação, • emissão, por tal segunda estação, de um terceiro sinal de sincronização para tal primeira estação, • medição, por tal primeira estação, do instante de recepção de um segundo sinal de sincronização e do instante de recepção de tal terceiro sinal de sincronização e cálculo de um primeiro intervalo de tempo com base nesses instantes de recepção, • transmissão, por tal primeira estação, de tal primeiro intervalo de tempo calculado para tal segunda estação, • emissão, por tal primeira estação, de um quarto sinal de sincronização para tal segunda estação, • emissão, por tal terminal de usuário, de um quinto sinal de sincronização para tal segunda estação, • medição, por tal segunda estação, do instante de recepção de tal quarto sinal de sincronização e do instante de recepção de tal quinto sinal de sincronização e cálculo de um segundo intervalo de tempo com base nesses instantes de recepção, • cálculo, por tal segunda estação, de um terceiro intervalo de tempo com base em tal primeiro intervalo de tempo e de tal segundo intervalo de tempo, e • mediante a emissão de dados pela segunda estação dirigida ao terminal do usuário, modificação dos instantes de emissão por uma duração igual ao terceiro intervalo de tempo.

[00032] Vantajosamente, tais quarto e quinto sinais de sincronização são transmitidos em um e no mesmo slot, tal slot de tempo designando um instante de emissão em relação à referência temporal.

[00033] Vantajosamente, tal primeiro intervalo de tempo representa uma diferença entre o tempo de transmissão do terminal do usuário à primeira estação e o tempo de transmissão da segunda estação à primeira estação.

[00034] Vantajosamente, tal segundo intervalo de tempo representa uma diferença entre o instante de chegada de tal quarto sinal de sincronização transmitido por tal primeira estação e o instante de chegada de tal quinto sinal de sincronização transmitido por tal terminal de usuário.

[00035] Vantajosamente, tal terceiro intervalo de tempo representa uma mudança de tempo a ser aplicada em relação às emissões da segunda estação, tal intervalo de tempo sendo obtido pela soma entre tal primeiro intervalo de tempo e tal segundo intervalo de tempo.

[00036] Vantajosamente, tal terminal do usuário, tal primeira estação e tal segunda estação transmitem tais sinais de sincronização em diferentes frequências de emissão.

[00037] Vantajosamente, tais sinais de sincronização compreendem um tempo de emissão.

[00038] Vantajosamente, as redes de comunicação são adequadas para implantação de uma forma de onda TDMA.

[00039] A invenção consiste também de um sistema de comunicação compreendendo um terminal do usuário, uma rede de comunicação principal para tal terminal do usuário compreendendo uma primeira estação e uma rede de comunicação secundária para tal terminal do usuário, compreendendo uma segunda estação, caracterizado pelo fato de que tal primeira estação, tal segunda estação do usuário e tal terminal são configurados para implantar o método para sincronizar a transmissão de mensagens.

[00040] Vantajosamente, o sistema de comunicação compreende também um gateway multi-link responsável por despachar dados para tal primeira estação e tal segunda estação.

[00041] Vantajosamente, tal primeiro intervalo de tempo é transmitido por tal primeira estação para tal segunda estação por meio do gateway multi-link.

[00042] Vantajosamente, a rede de comunicação principal é uma rede de satélite e a rede de comunicação secundária é uma rede terrestre.

[00043] A invenção será melhor entendida e as outras características e vantagens ficarão mais bem aparentes mediante a leitura da descrição não limitadora abaixo e em virtude das figuras anexas, entre as quais: • A Figura 1a apresenta uma primeira configuração de um sistema de comunicação de acordo com a invenção, • A Figura 1b apresenta uma segunda configuração de um sistema de comunicação de acordo com a invenção, • A Figura 2 apresenta um gráfico da sucessão temporal da primeira parte do método de acordo com a invenção, • A Figura 3 apresenta um gráfico da sucessão temporal da segunda parte do método de acordo com a invenção, • A Figura 4 apresenta um gráfico da sucessão temporal das emissões de um sistema de comunicação sincronizado de acordo com a invenção, • A Figura 5 ilustra as etapas do método de acordo com a invenção que são implantadas pela rede principal, • A Figura 6 ilustra as etapas do método de acordo com a invenção que são implantadas pela rede secundária, • A Figura 7 ilustra as etapas do método de acordo com a invenção que são implantadas pelo terminal de usuário.

[0001] A Figura 1a apresenta uma primeira configuração de um sistema de comunicação 100 permitindo a implantação do método de acordo com a invenção. Esse sistema de comunicação é composto por uma rede principal na forma de uma rede de satélite 110 compreendendo uma primeira estação 111, a primeira estação sendo uma estação de satélite, transmitindo dados por meio de um satélite 112 e de uma rede secundária na forma de uma rede terrestre 120 compreendendo uma segunda estação, a segunda estação sendo uma estação terrestre 121. As duas redes tornam possíveis despachar dados 130 dirigidos a um terminal de usuário 140, possuindo capacidades para comunicação em ambas as redes.

[0002] A estação de satélite, a estação terrestre e o terminal de usuário, cada um deles, empregam uma referência temporal usada durante a transmissão das mensagens. Esta referência temporal torna possível determinar os instantes de emissão das mensagens, ao realizar a ligação entre um slot de tempo (como, por exemplo, um número de quadro, um número de intervalo de tempo) e um tempo de emissão.

[0003] Um gateway multi-link 150 possibilita realizar a ligação entre a rede de satélite e a rede terrestre.

[0004] A Figura 1b apresenta uma segunda configuração de um sistema de comunicação 160 permitindo a implantação do método de acordo com a invenção, no qual a rede secundária é uma rede terrestre 170 compreendendo uma estação terrestre 171.

[0005] O método aqui descrito para sincronizar os instantes de chegada aplica-se às duas configurações apresentadas nas Figuras 1a e 1b. A descrição seguinte refere-se à primeira configuração do sistema de comunicação de acordo com a invenção representada na Figura 1a, mas poderia se aplicar de maneira idêntica à segunda configuração.

[0006] O método se aplica também na presença de mais que duas redes secundárias e de mais que dois terminais de usuário.

[0007] A implantação de uma comunicação híbrida usando a rede terrestre e a rede de satélite e exigindo a sincronização da transmissão dos sinais a um terminal do usuário depende da posição do usuário e exige o cálculo de uma mudança de tempo a ser aplicada às emissões da estação terrestre. Essa mudança de tempo é modificada para cada um dos terminais de usuário.

[0008] A Figura 2 apresenta um gráfico da sucessão temporal das primeiras etapas do método de acordo com a invenção, possibilitando calcular um primeiro intervalo de tempo correspondente à diferença entre o tempo de transmissão da estação de satélite para o terminal de usuário e o terminal de usuário da estação de satélite à estação terrestre.

[0009] O tempo de transmissão corresponde à duração necessária para uma mensagem ir da origem ao destino. Para o link de satélite, esse tempo corresponde ao tempo de propagação da estação de satélite para o satélite, o tempo de propagação da estação de satélite para o seu destino e ao tempo necessário para o satélite realizar a recepção e re- emissão da mensagem.

[00010] A Figura 2 apresenta em 210 as diversas etapas de emissão (Tx) e de recepção (Rx) de mensagens da e para a estação de satélite.

[00011] Da mesma forma, ela apresenta em 220 as diversas etapas de emissão e recebimento de mensagens do e para o terminal de usuário e em 230 as diversas etapas de emissão e recebimento de mensagens da e para a estação terrestre.

[00012] Os sinais dedicados à sincronização de todo o sistema de comunicação são transmitidos periodicamente em slots de tempo dedicados, esses sinais sendo manualmente separados por um intervalo de tempo fixo 240. Esse intervalo pode, por exemplo, estar ligado à duração de um quadro.

[00013] A estação de satélite emite um primeiro sinal de sincronização 251. Esse sinal é retransmitido pelo satélite e é recebido pelo terminal de usuário 252 e pela estação terrestre 253.

[00014] Os instantes de recepção deste sinal de sincronização dependem da distância que separa a estação de satélite e o terminal de usuário por um lado, a estação de satélite e a estação terrestre por outro lado e, portanto, dos tempos de transmissão associados 241 e 242.

[00015] Os sinais de sincronização sendo transmitidos em slots de tempo conhecidos, o terminal de usuário e estação terrestre ajustam suas referências temporais em função dos instantes de recepção 252 e 253 desse primeiro sinal de sincronização. Portanto, as seguintes emissões realizadas pelo terminal de usuário e pela estação terrestre serão realizadas em instantes calculados em relação à recepção desse primeiro sinal de sincronização.

[00016] Durante o slot de tempo seguinte dedicado à transmissão de sincronização, ou seja, após uma duração equivalente ao intervalo de tempo 240, o terminal de usuário emite um segundo sinal de sincronização 261 e a estação terrestre emite um terceiro sinal de sincronização 271.

[00017] Dependendo do posicionamento geográfico dos diversos elementos do sistema de comunicação, o terceiro sinal de sincronização 271 enviado pela estação terrestre pode ser emitido antes ou após o segundo sinal de sincronização 261 enviado pelo terminal de usuário.

[00018] A estação de satélite mede a diferença de tempo 280 entre o instante de chegada do segundo sinal de sincronização 262 e o instante de chegada do terceiro sinal de sincronização 272.

[00019] Essa diferença de tempo corresponde a duas vezes a diferença entre o tempo de transmissão da estação de satélite para o terminal do usuário e o tempo de transmissão da estação de satélite para a estação terrestre, ou seja, 2 * o Delta de Retardo de Transmissão de Satélite.

[00020] A estação de satélite calcula, portanto, um primeiro intervalo de tempo correspondente à duração do Delta de Retardo de Transmissão de Satélite, e o transmite à estação terrestre.

[00021] Essa transmissão pode ser realizada por meio dos dados transmitidos pelo link de satélite ou pelo uso do gateway de acesso multi-link.

[00022] Para evitar colisões entre os sinais de sinal de sincronização vindos do terminal de usuário, da estação de satélite e da estação terrestre, cada item do equipamento usa sua própria frequência de emissão.

[00023] De acordo com outro modo de implantação do método, é possível usar a mesma frequência de emissão para todos os equipamentos, ao escalonar no tempo os instantes de emissão dos segundo e terceiro sinais de sincronização. Portanto, o terceiro sinal de sincronização pode ser emitido após uma duração equivalente ao dobro do intervalo de tempo 240, a diferença de tempo entre a chegada do segundo sinal de sincronização sendo então igual a 2 * o Delta de Retardo de Transmissão de Satélite + intervalo 240.

[00024] A Figura 3 apresenta um gráfico da sucessão temporal das seguintes etapas do método de acordo com a invenção, possibilitando calcular um segundo intervalo de tempo correspondente ao tempo de transmissão entre o terminal de usuário e a estação terrestre e então um terceiro intervalo de tempo correspondente a uma mudança de tempo a ser aplicada pela estação terrestre em relação às transmissões dirigidas ao terminal de usuário.

[00025] Na Figura 3, a estação de satélite emite um quarto sinal de sincronização 311, que é recebido em 312 pela estação terrestre, com um retardo 242 correspondente ao tempo de transmissão entre a estação de satélite e a estação terrestre.

[00026] O terminal de usuário emite um quinto sinal de sincronização 321 durante o mesmo slot de tempo que o quarto sinal de sincronização. O slot de tempo corresponde a um tempo de emissão de sinal expresso na forma de um identificador de quadro e de um identificador de um intervalo de tempo dentro do quadro. A referência temporal do terminal de usuário, que permite a ele associar esse slot de tempo com um instante de emissão, sendo posicionado em relação ao instante de recepção do primeiro sinal de sincronização transmitido pela estação de satélite, o tempo de emissão da mensagem é modificado por uma duração 241 correspondente ao tempo de transmissão entre a estação de satélite e o terminal de usuário. A estação terrestre recebe o quinto sinal de sincronização 322 com um retardo 243 correspondente ao tempo de transmissão entre o terminal de usuário e a estação terrestre. The estação terrestre determines a segundo intervalo de tempo 244 correspondente à diferença entre o instante de recepção 312 do quarto sinal de sinal de sincronização da estação de satélite e o instante de recepção 322 do quinto sinal de sincronização do terminal de usuário, denominado Delta do Usuário de Satélite/Terminal.

[00027] Da mesma forma que para a transmissão da segunda e terceira mensagens de sinal de sincronização e de modo a evitar colisões entre os sinais de sinal de sincronização, cada item do equipamento usa sua própria frequência de emissão. De acordo com outro modo de implantação do método, é possível usar a mesma frequência de emissão ao escalonar no tempo os instantes de emissão dos quarto e quinto sinais de sincronização. Portanto, o quinto sinal de sincronização pode ser emitido após uma duração equivalente ao intervalo de tempo 240, esse valor tendo que ser levado em conta para o cálculo do segundo intervalo de tempo.

[00028] A estação terrestre calcula então um terceiro intervalo de tempo, a soma do primeiro intervalo de tempo e do segundo intervalo de tempo, ou seja,

Delta de Retardo de Transmissão de Satélite + Deita do Usuário de Satélite

[00029]/Terminai.

[00030] Esse terceiro intervalo de tempo corresponde a uma mudança de tempo que tem que ser aplicada pela estação terrestre à sua referência temporal para a emissão das próximas mensagens, permitindo, portanto, que os sinais transmitidos da estação de satélite e os sinais transmitidos da estação terrestre cheguem sincronizados temporalmente no terminal de usuário.

[00031] A Figura 4 apresenta um gráfico da sucessão temporal das emissões em um sistema de comunicação sincronizado de acordo com a invenção. Na Figura 4, pretende-se que os dados sejam transmitidos simultaneamente a um terminal de usuário por meio de uma rede de satélite e de uma rede terrestre.

[00032] Os dados 411 são emitidos pela estação de satélite, em um slot de tempo predeterminado.

[00033] A estação terrestre é programada para emitir também os mesmos dados 412 durante o mesmo slot de tempo de acordo com sua própria referência temporal, modificada por uma duração igual ao valor do terceiro intervalo.

[00034] Por construção, a referência temporal da estação terrestre e a referência temporal da estação de satélite são modificadas por um intervalo 242 correspondente ao tempo de transmissão entre as duas estações. A emissão dos dados é, portanto, realizada com uma modificação correspondente ao intervalo de tempo 242, menos uma duração 421 correspondente ao terceiro intervalo de tempo calculado anteriormente.

[00035] Os dados 411 emitidos pela estação de satélite chegam ao terminal de usuário após um tempo 241 correspondente ao tempo de transmissão entre esses dois itens de equipamento.

[00036] Os dados 412 emitidos pela estação terrestre chegam ao terminal de usuário após um tempo 244 correspondente ao tempo de transmissão entre esses dois itens de equipamento.

[00037] No sistema sincronizado como o descrito na invenção, os dados 411 e 412 chegam ao terminal de usuário no mesmo momento 413, possibilitando, portanto, usar redes de acesso restritas temporalmente usando alternativamente uma ou outra das redes ou transmitir simultaneamente através das duas redes pelo uso de formas de onda cuja tolerância a múltiplas trajetórias é limitada.

[00038] Pretende-se que o método descrito seja implantado em dispositivos de cálculo em tempo real distribuídos entre uma estação de satélite 111, uma estação terrestre 121 e um terminal de usuário 140. Esses dispositivos podem ser vários elementos de hardware e/ou software, tais como, por exemplo, programas de computador ou circuitos eletrônicos dedicados.

[00039] O método pode ser executado por uma calculadora reprogramável (um processador ou micro controlador, por exemplo) executando um programa constituído por uma sequência de instruções ou por uma calculadora dedicada (por exemplo, um conjunto de portas lógicas como FPGA ou ASIC, ou qualquer outro módulo de hardware).

[00040] A Figura 5 ilustra as etapas do método de acordo com a invenção que são implantadas pela rede principal ou rede de satélite.

[00041] A implantação do método na estação de satélite compreende: • Uma etapa 501 de emissão de um primeiro sinal de sincronização 251 para a estação terrestre e o terminal de usuário, • Uma etapa 502 de medição do instante de recepção de um segundo sinal de sincronização 262, o segundo sinal de sincronização sendo transmitido pela estação terrestre após a recepção do primeiro sinal de sincronização, de medição do instante de recepção de um terceiro sinal de sincronização 272, o terceiro sinal de sincronização sendo transmitido pela estação terrestre após a recepção do primeiro sinal de sincronização e do cálculo de um primeiro intervalo de tempo, com base nos dois instantes de recepção medidos, • Uma etapa 503 de transmitir este primeiro intervalo de tempo dirigido à estação terrestre, e • Uma etapa 504 de emitir de um quarto sinal de sincronização 311. Esse quarto sinal é transmitido em um instante pré-definido, no mesmo slot de tempo do sinal de sincronização 312 transmitido pelo terminal de usuário.

[00042] A Figura 6 ilustra as etapas do método de acordo com a invenção que são implantadas pela rede secundária ou rede terrestre.

[00043] A implantação do método na rede terrestre compreende: • Uma etapa 601 de medição do instante de recepção de um primeiro sinal de sincronização 253, o primeiro sinal de sincronização sendo transmitido pela estação de satélite, • A etapa 602 de atualizando a referência temporal ou tempo de emissão da estação terrestre, • Uma etapa 603 de emissão de um segundo sinal de sincronização 271 para a estação de satélite, • Uma etapa 604 de recepção do primeiro intervalo de tempo transmitido pela estação de satélite, • Uma etapa 605 de medição do instante de recepção de um terceiro sinal de sincronização 312, o terceiro sinal de sincronização sendo transmitido pela estação de satélite, de medição do instante de recepção de um quarto sinal de sincronização 322, o quarto sinal de sincronização sendo transmitido pelo terminal de usuário, e do cálculo de um segundo intervalo de tempo 244, com base nos dois instantes de recepção medidos, • Uma etapa 606 de cálculo de um terceiro intervalo de tempo com base no primeiro intervalo de tempo recebido durante a etapa 604 e do segundo intervalo de tempo calculado durante a etapa 605, e • Uma etapa iterativa 607 de levar em conta uma mudança na duração igual ao terceiro intervalo de tempo, mediante a emissão de mensagens futuras dirigidas ao terminal de usuário.

[00044] A Figura 7 ilustra as etapas do método de acordo com a invenção que são implantadas pelo terminal de usuário.

[00045] A implantação do método do terminal de usuário compreende: • Uma etapa 701 de medição do instante de recepção de um primeiro sinal de sincronização 252, o primeiro sinal de sincronização sendo transmitido pela estação de satélite, • Uma etapa 702 de atualizando a referência temporal ou tempo de emissão do terminal de usuário, • Uma etapa 703 de emissão de um segundo sinal de sincronização 261 para a estação de satélite, e • Uma etapa 704 de emissão de um terceiro sinal de sincronização 321. Esse terceiro sinal é transmitido em um instante pré-definido, no mesmo slot de tempo do sinal de sincronização 312 emitido pela estação de satélite e descrito na etapa 504.

[00046] O sistema de transmissão apresentado na Figura 1a apresenta um gateway multi-link 150. Esse gateway, que não intervém no método de sincronização, é responsável pela recepção dos pacotes de dados da rede externa e por sua transmissão à estação de satélite e à estação terrestre.

[00047] Esse gateway gerencia o sequenciamento dos pacotes a serem enviados em cada rede. Particularmente, ele transmite os pacotes associados a um tempo de emissão às várias estações do sistema de comunicação, o tempo de emissão podendo corresponder a um número de quadro e número de slot de tempo no qual a transmissão deve ocorrer.

[00048] A solução prevista possibilita, portanto, escravizar a referência temporal de transmissão de uma estação terrestre a um sinal de sincronização de referência transmitido por uma estação de satélite, de modo que os sinais transmitidos pela estação terrestre e pela estação de satélite sejam recebidos de maneira síncrona no nível do receptor do terminal de usuário híbrido satélite/terrestre.

[00049] A invenção possibilita, por exemplo, usar modos de acesso do tipo TDMA ou WCDMA sem risco de interferência entre os sinais transmitidos por cada uma das redes. Ela possibilita também transmitir sinais simultaneamente de uma estação terrestre e de uma estação de satélite, possibilitando, portanto, proporcionar, para potências idênticas recebidas, um ganho teórico em diversidade espacial de 3 dB no link budget.

[00050] Além disso, como os dois sistemas de acesso transmitem ao terminal de usuário simultaneamente, a falha ou indisponibilidade temporária de um dos sistemas de acesso não resulta em uma perda do serviço, mas apenas uma degradação nas condições de recepção. A arquitetura proposta melhora, portanto, a disponibilidade e a continuidade do serviço, em relação a uma arquitetura convencional que usa uma única rede de acesso.

Claims

1. Método para sincronizar a transmissão de mensagens em um sistema de comunicação compreendendo um terminal do usuário (140), uma rede de comunicação principal (110) para tal terminal do usuário compreendendo uma primeira estação (111) e uma rede de comunicação secundária (120) para tal terminal do usuário, compreendendo uma segunda estação (121), CARACTERIZADO pelo fato de ser destinado a ser executado em tal primeira estação compreendendo uma referência temporal, compreendendo as etapas de: i) emissão (501) de um primeiro sinal de sincronização (251) para tal terminal do usuário e tal segunda estação, ii) medição (502) do instante de recepção de um segundo sinal de sincronização (262) emitido pelo terminal do usuário em seguida à recepção de tal primeiro sinal de sincronização e de um terceiro sinal de sincronização (272) emitido pela segunda estação em seguida à segunda recepção de tal primeiro sinal de sincronização e cálculo de um primeiro intervalo de tempo com base nesses instantes de recepção, iii) transmissão (503) de tal primeiro intervalo de tempo calculado para tal segunda estação e iv) emissão (504) de um quarto sinal de sincronização (311) para tal segunda estação.

2. Método para sincronizar a transmissão de mensagens em um sistema de comunicação, compreendendo um terminal do usuário (140), uma rede de comunicação principal (110) para tal terminal do usuário compreendendo uma primeira estação (111) e uma rede de comunicação secundária (120) para tal terminal do usuário, compreendendo uma segunda estação (121), CARACTERIZADO pelo fato de ser destinado a ser executado em tal segunda estação compreendendo uma referência temporal, compreendendo as etapas de: a) medição (601) do instante de recepção de um primeiro sinal de sincronização (253) emitido por tal primeira estação, b) ajuste (602) de tal referência temporal em relação ao instante de recepção de tal primeiro sinal de sincronização, c) emissão (603) de um segundo sinal de sincronização (271) para tal primeira estação, d) recepção (604) de um primeiro intervalo de tempo transmitido por tal primeira estação, e) medição (605) do instante de recepção de um terceiro sinal de sincronização (312) emitido por tal primeira estação e do instante de recepção de um quarto sinal de sincronização (322) emitido por tal terminal do usuário e cálculo de um segundo intervalo de tempo com base nesses instantes de recepção, f) cálculo (606) de um terceiro intervalo de tempo com base em tal primeiro intervalo de tempo de tal segundo intervalo de tempo e g) mediante a emissão de dados pela segunda estação dirigida ao terminal do usuário, modificação (607) dos instantes de emissão por uma duração igual ao terceiro intervalo de tempo.

3. Método para sincronizar a transmissão de mensagens em um sistema de comunicação, compreendendo um terminal do usuário (140), uma rede de comunicação principal (110) para tal terminal do usuário compreendendo uma primeira estação (111) e uma rede de comunicação secundária (120) para tal terminal do usuário, compreendendo uma segunda estação (121), CARAC TERIZADO pelo fato de ser destinado a ser executado em tal terminal do usuário compreendendo uma referência temporal, compreendendo as etapas de: I) medição (701) do instante de recepção de um primeiro sinal de sincronização (252) emitido por tal primeira estação, II) ajuste (702) de tal referência temporal em relação ao instante de recepção de tal primeiro sinal de sincronização, III) emissão (703) de um segundo sinal de sincronização (261) para tal primeira estação, e IV) emissão (704) de um terceiro sinal de sincronização (321) para tal segunda estação.

4. Método para sincronizar a transmissão de mensagens em um sistema de comunicação, compreendendo um terminal do usuário (140), uma rede de comunicação principal (110) para tal terminal do usuário compreendendo uma primeira estação (111) e uma rede de comunicação secundária (120) para tal terminal do usuário, compreendendo uma segunda estação (121), tal primeira estação, segunda estação e terminal do usuário compreendendo, cada um deles, uma referência temporal, tal método sendo CARACTERIZADO pelo fato de compreender as etapas de: • emissão, por tal primeira estação, de um primeiro sinal de sincronização (251) para tal segunda estação e tal terminal do usuário, • medição, por tal segunda estação e tal terminal de usuário, dos instantes de recepção de tal primeiro sinal de sincronização (252 e 253), • ajuste das referências temporais de tal segunda estação e tal terminal de usuário, com base nos instantes de recepção de tal primeiro sinal de sincronização, • emissão, por tal terminal de usuário, de um segundo sinal de sincronização (252) para tal primeira estação, • emissão, por tal segunda estação, de um terceiro sinal de sincronização (253) para tal primeira estação, • medição, por tal primeira estação, do instante de recepção de um segundo sinal de sincronização (262) e do instante de recepção de tal terceiro sinal de sincronização (272) e cálculo de um primeiro intervalo de tempo com base nesses instantes de recepção, • transmissão, por tal primeira estação, de tal primeiro intervalo de tempo calculado para tal segunda estação, • emissão, por tal primeira estação, de um quarto sinal de sincronização (311) para tal segunda estação, • emissão, por tal terminal de usuário, de um quinto sinal de sincronização (321) para tal segunda estação, • medição, por tal segunda estação, do instante de recepção de tal quarto sinal de sincronização (312) e do instante de recepção de tal quinto sinal de sincronização (322) e cálculo de um segundo intervalo de tempo com base nesses instantes de recepção, • cálculo, por tal segunda estação, de um terceiro intervalo de tempo com base em tal primeiro intervalo de tempo e de tal segundo intervalo de tempo, e • mediante a emissão de dados pela segunda estação dirigida ao terminal do usuário, modificação dos instantes de emissão por uma duração igual ao terceiro intervalo de tempo.

5. Método de sincronização de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADO pelo fato de que tais quarto e quinto sinais de sincronização são transmitidos em um e no mesmo slot de tempo, tal slot de tempo designando um instante de emissão em relação a referência temporal.

6. Método de sincronização de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 ou 5, CARACTERIZADO pelo fato de que tal primeiro intervalo de tempo representa uma diferença entre o tempo de transmissão do terminal do usuário a primeira estação e o tempo de transmissão da segunda estação a primeira estação.

7. Método de sincronização de acordo com qualquer uma das reivindicações de 4 a 6, CARACTERIZADO pelo fato de que tal segundo intervalo de tempo representa uma diferença entre o instante de chegada de tal quarto sinal de sincronização (312) transmitido por tal primeira estação e o instante de chegada de tal quinto sinal de sincronização (322) transmitido por tal terminal de usuário.

8. Método de sincronização de acordo com qualquer uma das reivindicações de 4 a 7, CARACTERIZADO pelo fato de que tal terceiro intervalo de tempo representa uma mudança de tempo a ser aplicada em relação as emissões da segunda estação, tal intervalo de tempo sendo obtido pela soma entre tal primeiro intervalo de tempo e tal segundo intervalo de tempo.

9. Método de sincronização de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 8, CARACTERIZADO pelo fato de que tal terminal do usuário, tal primeira estação e tal segunda estação transmitem tais sinais de sincronização em diferentes frequências de emissão.

10. Método de sincronização de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 9, CARACTERIZADO pelo fato de que tais sinais de sincronização compreendem um tempo de emissão.

11. Método de sincronização de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 10, CARACTERIZADO pelo fato de que as redes de comunicação são adequadas para implantação de uma forma de onda TDMA.

12. Sistema de comunicação compreendendo um terminal do usuário (140), uma rede de comunicação principal (110) para tal terminal do usuário compreendendo uma primeira estação (111) e uma rede de comunicação secundária (120) para tal terminal do usuário, compreendendo uma segunda estação (121), CARACTERIZADO pelo fato de que tal primeira estação, tal segunda estação e tal terminal do usuário são configurados para implantar o método, conforme definido na reivindicação 4, para sincronizar a transmissão de mensagens.

13. Sistema de comunicação de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADO pelo fato de compreender também um gateway multi-link (150) responsável por despachar dados para tal primeira estação e tal segunda estação.

14. Sistema de comunicação de acordo com a reivindicação 13, CARACTERIZADO pelo fato de que tal primeiro intervalo de tempo é transmitido por tal primeira estação para tal segunda estação por meio do gateway multi-link (150).

15. Sistema de comunicação de acordo com qualquer uma das reivindicações de 12 a 14, CARACTERIZADO pelo fato de que tal rede de comunicação principal (110) é uma rede de satélite e a rede de comunicação secundária (120) é uma rede terrestre.