BRPI0114174B1 - método para enviar um sinal de enlace descendente para uma antena móvel com uma baixa direcionalidade, e, terminal de usuário móvel - Google Patents

Abstract

"método para iluminar uma área de interesse sobre a terra com um sinal de enlace descendente, e, terminal de usuário móvel". a invenção é relativa a um sistema de comunicações por satélite com um terminal de usuário móvel. para fornecer um sistema de comunicações por satélite que possibilita comunicação com um terminal de usuário móvel por meio de satélites de comunicação convencionais em qualquer área de interesse sobre a terra, um satélite quase-geoestacionário é operado em uma órbita inclinada e envia um sinal de enlace descendente espalhados s´(t) para dita área de interesse sobre a terra para ser recebido desespalhamento por um terminal de usuário móvel.

Description

“MÉTODO PARA ENVIAR UM SINAL DE ENLACE DESCENDENTE PARA UMA ANTENA MÓVEL COM UMA BAIXA DIRECIONALIDADE, E, TERMINAL DE USUÁRIO MÓVEL” A invenção é relativa a um sistema de comunicações por satélite. Mais particularmente, a invenção é relativa a um método para iluminar uma área de interesse sobre a terra com um sinal de enlace descendente para ser recebido por um terminal de usuário móvel.

Satélites de comunicação especialmente em uma órbita terrestre geoestacionária (GEO) fornecem uma plataforma efetiva para transferir sinais radio a partir de uma estação terrestre para uma pluralidade de antenas parabólicas de satélite direto para a central (DTH). Um sistema de comunicação por satélite comercial é composto do segmento espacial e do segmento terrestre. Em princípio, o sistema espacial de um geossistema inclui o satélite que opera em uma órbita e uma instalação de rastreamento, telemetria, e comando (TT&C) que controla e gerencia a operação.

Para a recepção real de serviços da maior parte de sistemas de satélites geoestacionádos existentes, o usuário precisa uma antena parabólica de 50 cm para recepção quase livre de erro. Ao utilizar este tipo de antena para um terminal de usuário móvel, um rastreamento automático é necessário. Contudo, rastreamento automático pode somente ser conseguido por meio de um rastreamento em circuito fechado de um rádio farol montado em um satélite. Obviamente tal rastreamento em circuito fechado é muito caro, e pode mesmo requerer a utilização de uma plataforma controlada de maneira inercial para a antena móvel. Uma outra possibilidade para conseguir comunicações móveis com um satélite geoestacionário é a utilização de antenas controladas de maneira eletrônica. Comparado com um rastreamento mecânico, esta solução simplifica a montagem da antena, porém ainda necessita um sistema de rastreamento caro em circuito fechado. Finalmente, no caso de um ângulo de elevação elevado do satélite, a utilização de antenas que apontam para o zênite fixo que tem uma largura de feixe suficientemente grande de 3 dB pode ser considerada. Contudo, isto se aplica somente a algumas áreas de interesse sobre a terra.

Diversas soluções são conhecidas para facilitar a utilização de um receptor móvel dentro de um sistema de comunicações por satélite.

Da U.S. 5.463.656 A é conhecido utilizar uma combinação de compressão de largura de banda de vídeo, processamento de forma de onda de espectro espalhado, e uma antena de sistema em fase de abertura circular dirigida de maneira eletrônica para fornecer qualidade completa de rádio-difusão de comunicações de vídeo com um avião por meio de um enlace de comunicações por satélite. Um satélite convencional geoestacionário em banda Ku ou em banda C é admitido para esta finalidade.

Da U.S. 6.075.969 A é conhecido diminuir a dimensão de antenas de recepção da banda C ou banda Ku dentro de configurações de satélite existentes. Para evitar interferências indesejadas com outros satélites, a antena receptora é projetada com zeros em localizações orbitais onde satélites que interferem potencialmente estão localizados. Além disto, o espalhamento da largura de banda reduz a densidade de energia abaixo da limitação FCC.

Da U.S. 3.836.969 A é conhecido operar um satélite de comunicações em uma órbita quase geoestacionária que tem uma inclinação selecionada em relação ao plano equatorial da terra. A inclinação e orientação do satélite é tal que sua inclinação permanece limitada pelo valor inicial durante a vida útil do satélite, de modo que a necessidade de dispositivo a bordo para manter a estação norte-sul é eliminada. Além disto, satélites adicionais são operados em órbitas inclinadas, nos quais cada uma das órbitas de satélite é progressivamente inclinada quando relacionada a qualquer das outras órbitas e no qual um dispositivo de comutação realiza comutação a partir de um satélite para um outro, em épocas selecionadas do ano. Esta divulgação considera a operação de um satélite em uma órbita inclinada em conexão com os propelentes limitados de um satélite, porém não em conexão com comunicações móveis. É um objetivo da invenção fornecer um sistema de comunicações por satélite que possibilite comunicação com um terminal de usuário móvel por meio de satélites de comunicação convencionais sobre qualquer área de interesse sobre a terra.

Este objetivo é solucionado por meio de um método de acordo com as reivindicações 1 - 8 e um terminal de usuário de acordo com as reivindicações 9-11. O método para iluminar uma área de interesse sobre a terra com um sinal de enlace descendente compreende as etapas de operar um satélite quase-geoestacionário em uma órbita inclinada, e enviar um sinal de enlace descendente espalhado s'(t) a partir de dito satélite quase-geoestacionário para dita área de interesse sobre a terra. O termo de um satélite quase-geoestacionário, no contexto da presente invenção, significa qualquer satélite que mantenha em média a sua posição geoestacionária com relação a um grau específico de longitude sobre a terra, mas que está submetido a derivações devido a uma inclinação selecionada em relação ao plano equatorial da terra. A Figura 2 mostra o movimento do satélite como visto a partir de estações terrestres, devido a uma inclinação não zero, isto é, operação em uma órbita inclinada. O movimento resulta, em particular, em uma oscilação norte-Sul do satélite por dia. Tendo inclinações de alguns graus, este movimento não é aceitável para transmissões convencionais de largura de banda elevada. À primeira vista, a operação em uma órbita inclinada não é recomendável para satélites geoestacionários uma vez que a inclinação não zero provoca um movimento diário em forma de oito do satélite, o que degrada as propriedades de recepção. Contudo, combinar a operação em uma órbita inclinada com comunicação em espectro espalhado, conduz à vantagem que o movimento diário aparente possibilita empregar conceitos de diversidade. Mesmo durante as posições desfavoráveis do satélite com relação à área de interesse sobre a terra, uma comunicação é ainda possível devido à relação aumentada de sinal para ruído que pode ser conseguida por meio de modulação em espectro espalhado. Uma outra vantagem devido à relação aumentada de sinal para ruído é o fato que a orientação da antena receptora do terminal de usuário móvel com relação à antena de enlace descendente é mais tolerante no sentido de desalinhamentos que podem ser provocados por um movimento do veículo correspondente.

Uma outra vantagem da invenção é o fato que as fendas de órbita limitada para satélites geoestacionários podem ser utilizadas de maneira mais eficiente.

Modulação e demodulação em espectro espalhado é uma técnica de comunicação na qual a modulação transmitida é espalhada (aumentada) em largura de banda antes da transmissão sobre o canal, e então desespalhada (diminuída) em largura de banda pela mesma quantidade no receptor. De longe, as técnicas de espalhamento mais populares são modulação em seqüência direta (DS) e modulação em saltos de freqüência (FH).

Uma modulação em seqüência direta é formada modulando de maneira linear a seqüência de saída de um gerador de números pseudo-randômico sobre uma corrente de pulsos cada um tendo uma duração chamada o tempo de derivação. Este tipo de modulação é usualmente utilizado juntamente com o sinais de informação por desvio de fase binária (BPSK). Como tal, o sinal modulado é formado multiplicando primeiro ( módulo 2) a corrente de bits de informação pura com a seqüência de pseudo-ruído e então modulação da fase de um portador limpo com o sinal resultante.

No receptor, ou a forma de onda de pseudo-ruído já é disponível, ou o receptor deve primeiro adquirir a forma de onda de pseudo-ruído. Isto é, o gerador randômico local de pseudo ruído que gera a forma de onda de pseudo- ruído no receptor utilizado para desespalhar, deve ser alinhado (sincronizado) dentro de um chip da forma de onda do pseudo-ruído do sinal recebido. Isto é realizado empregando alguma espécie de algoritmo de pesquisa que tipicamente escalona a forma de onda local de pseudo-ruído de maneira seqüencial no tempo uma fração de um chip (isto é, metade de um chip) e em cada posição pesquisa por um grau elevado de correlação entre as formas de onda de referência recebida e de pseudo ruído local. A pesquisa termina quando a correlação excede um dado limiar, o que é uma indicação que o alinhamento foi conseguido. Depois de trazer as duas formas de onda de pseudo-ruído no devido alinhamento, um algoritmo de rastreamento é empregado para manter o alinhamento fino. A forma mais popular de circuitos de rastreamento são o circuito travada em retardo de tempo contínuo e sua versão multiplex em tempo, o circuito de vibração-tao.

Uma modulação em salto de freqüência é formada modulando não linearmente uma corrente de pulsos com uma seqüência de deslocamentos de freqüência gerados pseudo-randomicamente. Este sinal de modulação é multiplicado por um sinal de informação complexo de modulação por desvio de freqüência de ordem m (MFSK). No receptor, a soma do sinal transmitido e a interferência de canal é multiplicada em complexo pela modulação idêntica em salto de freqüência o que retoma o sinal transmitido para sua forma (MFSK) original. Analogamente ao caso de seqüência direta, o receptor deve adquirir e rastrear o sinal em salto de freqüência de modo que a forma de onda “não saltada” é tão próxima quanto possível da forma de onda saltada.

Uma qualidade importante de uma comunicação em espectro espalhado é o ganho de processamento do sistema, que é definido pela relação da largura de banda de espectro espalhado e a largura de banda do sinal. O ganho de processamento é uma medida para diminuir a influência de interferência no desempenho do receptor. Com isto, mesmo se o satélite realiza um movimento visto a partir de estações terrestres de acordo com a Figura 2 e assim não preenche os requisitos para uma recepção por meio de antenas parabólicas de satélite direto para o local utilizando técnicas de modulação convencional, uma recepção é agora possível utilizando técnicas de espectro espalhado. A probabilidade de erro do sinal P"(t) recebido e útil desespalhado, pode ser conseguida ajustando de acordo a razão de espalhamento da modulação em espectro espalhado. Isto pode ser feito sob a admissão de um dado ganho de antena da antena de dito terminal de usuário, de modo que para antenas utilizadas tipicamente, a probabilidade de erro será suficientemente baixa.

Usualmente a modulação em espectro espalhado compreende as etapas de gerar um sinal de pseudo-ruído PN(t) e modular um sinal útil p(t) com dito sinal de pseudo-ruído PN(t) para gerar dito sinal de enlace ascendente espalhado s(t). Conseqüentemente, a demodulação de espectro espalhado compreende a etapa de correlacionar dito sinal de enlace descendente espalhado s'(t) com dito sinal de pseudo-ruído PN(t) para gerar dito sinal útil desespalhado p'(t).

Efetivamente tal correlação de dito sinal de enlace descendente espalhado s'(t) e dito sinal de pseudo-ruído PN(t) é conseguida retardando dito primeiro sinal de pseudo- ruído PN(t) e multiplicando o primeiro sinal de pseudo-ruído retardado PN(t) e dito sinal de enlace descendente espalhado s'(t). O sinal de pseudo-ruído PN(t) podería ser uma seqüência binária de pseudo-ruído que é gerada por meio de um registro de deslocamento de realimentação ou um dispositivo memória no qual uma seqüência de valores de um sinal de pseudo-ruído é armazenada. A modulação em espectro espalhado pode ser realizada na estação terrestre antes de transmitir o sinal de enlace ascendente ou por meio de processamento a bordo no satélite. O primeiro caso compreende as etapas de modular um sinal de enlace ascendente p(t) por meio de modulação em espectro espalhado com uma certa relação de espalhamento para gerar um sinal de enlace ascendente espalhado s(t), transmitir dito sinal de enlace ascendente espalhado s(t) para dito satélite quase-geoestacionário e converter dito sinal de enlace ascendente espalhado s(t) para dito sinal de enlace descendente espalhado s"(t). O segundo caso compreende as etapas de transmitir um sinal de enlace ascendente para dito satélite quase-geoestacionário, processar a bordo em dito satélite quase-geoestacionário o sinal de enlace ascendente por meio de modulação em espectro espalhado com uma certa relação de espalhamento para gerar dito sinal de enlace descendente espalhado s'(t).

Processamento digital a bordo suporta o encaminhamento de tráfico flexível a bordo e demanda alocação de capacidade baseada. Sinais são transmitidos para o satélite e são recebidos e processados por um ou mais módulos de satélite. Os processadores digitais a bordo incluem demoduladores, desmultiplexadores, comutadores, multiplexadores, moduladores e software de gerenciamento de tráfego para regenerar, para comutar e para multiplexar os dados como recebidos a partir das diferentes localizações. Tais processadores a bordo são chamados “processadores regenerativos a bordo” ou em conjunto com antenas de recepção/transmissão de feixes múltiplos “processadores regenerativos de múltiplos feixes a bordo” e fornecem funcionalidade de encaminhamento entre feixes e comutação rápida de pacote (como ATM, IP ...), para suportar interconectividade de salto único. As funcionalidades a seguir podem ser suportadas: Combinação de sinais a partir de diferentes estações/locais de enlace ascendente que são recebidos através de antenas de feixe múltiplo ou de antenas de feixe único a partir de um ou mais módulos de satélite do agrupamento de satélite.

Regeneração de dados, comutação e multiplexação.

Alocação de capacidade com base em demanda. Também, a cobertura de recepção pode ser gerenciada de maneira dinâmica. O processador a bordo suporta conectividade intercalada completa, permitindo comutar canais/tráfico desde “qualquer local para qualquer local” (encaminhamento entre feixes).

Comutação de canais e feixes é feita, portanto, em uma base individual (encaminhamento flexível).

Gerenciamento de tráfego a bordo e coleta de dados de faturamento bruto.

Processador a bordo suporta aplicações de irrupção e taxa de bit constante.

Formatação de dados compatível com padrões de enlace descendente aceitos (MPEG, DVB...) Suporta comutação de pacote, comutação de circuito e comutação de quadro.

Uma outra família de processadores a bordo são processadores a bordo DVB, os quais re-multiplexam diferentes canais de enlace ascendente para uma ou mais correntes de transporte de enlace descendente DVB. Sinais de enlace ascendente são recebidos e encaminhados para o processador a bordo para remultiplexação e as correntes de transporte são encaminhadas para um ou mais satélites de agrupamento para seu enlace descendente subseqüente.

De acordo com um outro aspecto da invenção, a estação que mantém controle de dito satélite é restrita a correções de derivação de longitude e correções de excentricidade. Este aspecto possibilita operar um satélite em uma órbita inclinada com consumos substancialmente reduzidos dos propelentes limitados. Embora o equipamento de comunicações no satélite represente um investimento substancial, uma vida útil operacional de satélite é tipicamente somente da ordem de 12 anos e é limitada principalmente pela disponibilidade de seus propelentes.

Para uma utilização efetiva de satélites, propelentes são necessários para a manutenção e estabilização da estação. De maneira ideal, um satélite em uma órbita geoestacionária deveria permanecer em uma posição fixa porque às forças gravitacionais e centrífugas sobre ele são iguais. Infelizmente, contudo, as forças gravitacionais em um satélite geoestacionário não são constantes. As forças gravitacionais sobre o sol e lua sobre um satélite geoestacionário provocam uma mudança no ângulo de inclinação do satélite. Cálculos orbitais também admitem que a massa da terra é distribuída uniformemente em uma esfera perfeita. Realmente, a terra é ligeiramente em forma de ovo. Este erro provoca uma mudança na longitude de satélites geoestacionário s. O subsistema de manutenção da estação em um satélite fornece pequenos foguetes impulsores que são utilizados periodicamente para mover o satélite de volta para um ângulo de inclinação de zero grau. Além disto, o sub sistema de manutenção da estação também é utilizado para manter satélites geoestacionários em suas longitudes designadas. Os foguetes impulsores utilizados para manutenção da estação utilizam gás que é armazenado em tanques nos satélites. Gás hidrazina é muitas vezes utilizado para os foguetes impulsores em satélites. A quantidade de gás armazenada nos tanques para os foguetes impulsores é um dos limites principais na vida útil efetiva de um satélite geoestacionário.

Por outro lado, satélites geoestacionários equipados com antenas de feixe estreito que apontam no sentido de lados específicos sobre a terra requerem mais e mais manutenção precisa da estação quando os feixes se tomam estreitos. Esta precisão também permite a utilização de antenas de estação terrestre com apontamento fixo. Além disto, a adoção de uma tolerância de manutenção de estação estrita para satélites permite melhor utilização da órbita de satélites geoestacionários e do espectro de freqüência rádio. Portanto, para satélites que carregam transpondores de satélite de alto desempenho, é desejado ter uma manutenção de estação a mais precisa. A Figura 1 mostra uma janela de manutenção da estação com dimensões comuns para um satélite geoestacionário. Como é impossível na prática manter o satélite absolutamente imóvel com relação à terra, o volume disponível para deslocamento relativo do satélite com relação à sua posição central original recebeu especificações típicas de ± 0,5° em longitude e latitude e uma variação de 4 * 10'4 em excentricidade. Para manter o satélite geoestacionário dentro da janela de manutenção da estação, incrementos de velocidade Δν para o satélite são aplicados em um ponto na órbita. Estes incrementos de velocidade são o resultado de forças que atuam em direções particulares sobre o centro de massa do satélite por períodos suficientemente curtos comparados com o período da órbita, de modo que estes incrementos podem ser considerados como impulsos. Pode ser mostrado que um impulso na direção φ modifica a inclinação, um impulso na direção r modifica a longitude e a excentricidade, e um impulso na direção λ modifica a derivação e a excentricidade. Atuadores são, portanto, montados no satélite e são capazes de produzir forças perpendiculares à órbita para controlar a inclinação e forças tangenciais. Não há necessidade de gerar empuxos na direção r, uma vez que uma modificação da longitude é obtida a partir de uma derivação criada por meio dos impulsos λ que também permitem que a excentricidade seja controlada. Os atuadores permitem assim controle independente de movimentos fora do plano da órbita, a assim chamada a manutenção norte-sul da estação, e movimentos no plano da órbita, assim chamada manutenção leste-oeste da estação.

Manutenção leste-oeste da estação é fornecida por empuxos que atuam tangencialmente à órbita na direção λ de acordo com a Figura 1.

Pode ser mostrado que a manutenção leste-oeste da estação é absolutamente necessária para a operação de um satélite de comunicação, uma vez que, de outra forma, derivação natural para o satélite conduz a uma mudança na excentricidade de modo que o satélite não permanece mais geoestacionário com relação a uma posição definida sobre o equador.

Manutenção norte-sul da estação é conseguida por empuxos que atuam perpendicularmente ao plano da órbita, modificando com isto sua inclinação. Pode ser mostrado que somente derivação de longo termo do vetor inclinação deve ser corrigido, uma vez que a amplitude de derivações periódicas permanecem menores que 0,1° em latitude. O efeito da derivação de longo termo é uma derivação de inclinação de cerca de 0,8° - Io por ano.

Os custos globais de manutenção da estação para controle norte-sul e controle leste-oeste sob consideração da janela de manutenção da estação de acordo com a Figura 1 é da ordem de: 43 a 48 m/s por ano para controle norte-sul (correção de inclinação) e 1-5 m/s por ano para controle leste-oeste (desvio de longitude e correções de excentricidade).

Quando os propelentes são consumidos, a manutenção da estação não é mais fornecida e o satélite desvia sob o efeito das diversas derivações. Em particular, ele adota um movimento oscilatório em longitude ao redor do ponto de equilíbrio estável, o que faz com que ele varra uma porção do espaço junto da órbita de outros satélites geoestacionários. Portanto, um procedimento especial é adotado, que tem a intenção de remover satélites da órbita geoestacionária no final de sua vida útil. Utilizando uma pequena quantidade de propelente que é reservada para esta finalidade, o satélite é colocado em uma órbita de altitude mais elevada do que aquela de satélites geoestacionários. Portanto, depois desta operação, o satélite não pode mais ser utilizado para finalidades de comunicação, de modo que todos os investimentos no equipamento de comunicação devem ser rentáveis dentro da vida útil limitada do satélite.

Uma vez que o lançamento de satélite começou a ser crescentemente importante dez anos atrás, dentro dos próximos anos uma quantidade de transpondores de satélite devem ser separados devido ao futuro final de sua vida útil. Contudo, os transpondores de comunicação ainda poderíam ser utilizados por mais alguns anos, de modo que a vida útil deste satélites é limitada primeiramente por sua disponibilidade decrescente de propelentes. Por outro lado, as fendas de órbita disponíveis na órbita geoestacionária são também limitadas, de modo que é de importância crescente operar os satélites com tanta economia de espaço quanto possível.

Além disto, um conhecimento muito importante é o fato que o orçamento de manutenção da estação para controle norte-sul é muito mais elevado que o orçamento para controle leste-oeste. Portanto, é sugerido não fornecer qualquer correção de inclinação adicional por meio de controle norte-sul, mas restringir que a estação mantenha o controle da derivação de longitude e correções de excentricidade do satélite. Devido a esta restrição em controle de posição, existe uma derivação natural na direção φ negativa, de modo que a inclinação do satélite diminui cada ano por aproximadamente 0,8°.

Antes de restringir que a estação mantenha o controle da derivação de longitude e correções de excentricidade do satélite, o satélite pode ser posicionado em uma inclinação máxima permitida de tal modo que o vetor inclinação inicial seja paralelo a e oposto à direção principal da derivação natural. Em particular, o momento para posicionar o satélite na inclinação máxima permitida é escolhido no final de sua vida útil antes da exaustão completa dos reservatórios de propelente. Sem a provisão da correção de inclinação, a inclinação do satélite diminui então aproximadamente 0,8° por ano e então alcança, eventualmente, depois de diversos anos, um valor máximo que, finalmente, determina o fim da vida operacional do satélite.

Embora durante operação normal o satélite seja mantido em sua janela de manutenção de estação de acordo com a Figura 1, comunicação muito precisa de largura de banda elevada é possível para antenas de estação terrestre com apontamento fixo. Durante esta fase, a utilização do canal de comunicação pode ser otimizada, e o investimento no equipamento do satélite é amortizado em tempo relativamente curto.

Contudo, ao final da vida útil do satélite como descrito acima, o satélite pode ser posicionado na inclinação máxima permitida antes da exaustão completa dos propelentes, de tal modo que o vetor de inclinação inicial é paralelo a e oposto à direção principal da derivação natural, e daí em diante a comunicação em espectro espalhado é aplicada. Daí, no final de sua vida útil, o satélite pode ser utilizado de maneira efetiva para serviços de comunicação móvel que requerem antenas pequenas e não direcionais no terminal de usuário.

De acordo com um outro aspecto da invenção, satélites adicionais são operados em co-localização com dito satélite quase estacionário formando um agrupamento de satélite. Daí, é possível fornecer dois ou mais satélites na órbita inclinada, os quais realizam o mesmo movimento aparente com um deslocamento de tempo. Assim, a mesma fenda de órbita pode ser utilizada de maneira mais eficiente por uma pluralidade de satélites.

Cada satélite em dito agrupamento de satélite envia um sinal de enlace descendente de espectro espalhado. Se existe um transpondor transparente em todo os satélites, todo os sinais de enlace descendente poderíam ser simplesmente o mesmo, porém que podería iluminar diferentes áreas de interesse sobre a terra devido à diferença entre posições de órbita inclinada. Se existe um processamento a bordo em todos os satélites, cada satélite em dito agrupamento de satélite poderia enviar um sinal de enlace descendente espalhado separado Si"(t). Cada sinal de enlace descendente espalhado Si'(t) poderia ser separado por meio de sua própria seqüência de espalhamento com baixa correlação cruzada em relação a emparelhamento para acesso múltiplo por divisão de código (CDMA). Ao utilizar CDMA, cada sinal no conjunto recebe sua própria seqüência de espalhamento. Portanto, todos os sinais ocupam a mesma largura de banda e são transmitidos de maneira simultânea no tempo, porém são distinguidos um do outro no receptor por meio do código específico de espalhamento que eles empregam. Vantajosamente, CDMA síncrono juntamente com seqüências de espalhamento ortogonal são utilizados. Isto significa que o conjunto de seqüências de espalhamento tem correlação cruzada com relação a emparelhamento relativamente baixa entre quaisquer duas seqüências no conjunto. Se existe uma operação síncrona é possível permitir que seqüências ortogonais sejam utilizadas como a seqüência de espalhamento, o que elimina a interferência de um usuário para um outro. Portanto, se os sinais de enlace descendente Si"(t) se sobrepõem em sua impressão sobre a terra, a largura de banda disponível pode ser aumentada. Altemativamente, se nenhum esforço é feito para alinhar a seqüência, o sistema opera de maneira assíncrona , o que introduz interferência de acesso múltiplo entre os canais, de modo que a capacidade final de canal é limitada. Contudo, o modo assíncrono pode apresentar mais flexibilidade em projeto de sistema.

Um terminal de usuário móvel, de acordo com a invenção, compreende uma antena móvel com uma direcionalidade baixa, adaptada para receber um sinal de enlace descendente espalhado s'(t), o qual é emitido por um satélite quase-geoestacionário operado em uma órbita inclinada e uma unidade de processamento para demodular dito sinal de enlace descendente espalhado s"(t) por meio de demodulação de espectro espalhado.

De acordo com um aspecto da invenção, a antena móvel é adaptada para receber sinais com uma freqüência acima de 10 GHz. Usualmente, a maior parte das aplicações conhecidas para comunicações móveis é baseada na banda de freqüência L de 1,5/1,6 GHz. A vantagem daquelas freqüências é principalmente o fato de propriedades de transmissão aceitáveis de capacidade de aceitação para transmissão por satélite. Contudo, dentro desta banda de freqüência não é recomendável introduzir qualquer técnica de espectro espalhado, uma vez que a largura de banda resultante é bastante baixa para finalidades de comunicação de hoje. A invenção, contudo, supera o prejuízo que freqüências acima de 10 GHz sejam inadequadas para comunicações móveis devido a suas propriedades pobres de propagação, ao utilizar uma técnica de espectro espalhado.

De acordo com um outro aspecto da invenção, o terminal de usuário compreende uma antena pequena e móvel. Um outro efeito importante do ganho de processamento introduzido, é o fato que interferências são diminuídas no lado receptor. Uma vez que a interferência é introduzida depois que o sinal transmitido é espalhado, então, enquanto a operação de desespalhamento no receptor encolhe o sinal desejado de volta à sua largura de banda original, ao mesmo tempo ela espalha o sinal indesejado (interferência) em largura de banda pela mesma quantidade, reduzindo assim sua densidade espectral de energia. Portanto, de acordo com a invenção, é apresentada uma aplicação completamente nova de um satélite de comunicação ao final de sua vida útil.

Em particular, a antena no lado usuário podería ser uma antena plana não-direcional que podería ser construída de maneira conveniente em veículos ou podería ser integrada em terminais de computador ou de laptops. Uma outra possibilidade é utilizar, no lado usuário, antenas de sistema de fase adaptáveis com base em uma tecnologia plana. Tal antena é capaz de conformar feixe adaptável, de modo que é mesmo possível apontar o feixe principal do respectivo transpondor de satélite enquanto um veículo está em movimento, de modo que os sinais que vêm de posições orbitais de satélites que potencialmente interferem, podem ser suprimidos. Isto podería reduzir a quantidade de sinais de interferência de maneira considerável, de modo que o ganho de processamento pode ser diminuído e uma largura de banda mais elevada do sinal pode ser oferecida. Uma outra possibilidade é utilizar uma pequena antena parabólica com um diâmetro abaixo de 10 cm, que pode ser direcionada manualmente para o satélite.

De acordo com um outro aspecto da invenção, no mínimo um satélite adicional é operado em co-localização com o satélite quase-geoestacionário. Um outro conhecimento da invenção é o fato que esta constelação pode ser utilizada para fornecer dados de informação GPS para o receptor. Devido às técnicas de alcance melhoradas, a posição de um satélite pode ser determinada hoje com uma precisão abaixo de 1 m. Daí, estas coordenadas dos satélites serem conhecidas com a mesma precisão na estação terrestre. Para fornecer dados de informação GPS para um terminal de usuário móvel, cada um dos no mínimo dois satélites enviam um sinal de referência, no qual cada sinal de referência compreende uma informação de tempo de referência e uma informação de órbita de referência com relação ao satélite que envia. A unidade de processamento do terminal de usuário móvel compreende um processador de localização para determinar as coordenadas do terminal de usuário móvel com base nos sinais de referência.

De acordo com um outro aspecto da invenção, a relação de espalhamento é ajustada de tal modo que a probabilidade de erro entre o sinal útil desespalhado p'(t) e o sinal útil p(t) está abaixo de uma probabilidade de erro requerida sob a admissão de um dado ganho de antena da antena do terminal de usuário. Um valor razoável da probabilidade de erro requerida é da ordem de 10 8. Para alcançar de maneira a mais eficiente a probabilidade de erro requerida, de acordo com um outro aspecto da presente invenção, a modulação em espectro espalhado e demodulação são combinadas com uma codificação e decodificação de canal. Uma abordagem comum de codificação e decodificação de canal é inserir, de maneira periódica, um bit ou símbolo conhecido no sinal transmitido, o que pode ser utilizado para detectar a ocorrência de deslizamentos de ciclo e então solucionar a ambigüidade de fase portadora resultante.

Codificação de controle de erro adiante (FEC) é uma outra ferramenta para conseguir um bom rendimento de energia e largura de banda. A escolha da técnica de codificação FEC depende do número de bits que devem ser codificados como um grupo identificável. Primeiro, considere o caso para o qual somente algumas dezenas de bits devem ser codificados em uma palavra código. Esta situação surge naturalmente em uma quantidade de circunstâncias que incluem pacotes de dados curtos que contém informação de sinalização ou dados de usuário, e para transmissão digital de voz, para a qual retardos adicionais (devido à codificação) de mais do que um par de quadros de voz é inaceitável, e somente os bits mais sensíveis no quadro são protegidos com codificação FEC. Para tais casos, um assim chamado código BCH pode ser utilizado. Uma outra possibilidade é utilizar codificação por convolução com perfuração para alcançar a taxa de código desejada. Usualmente, antes da codificação por convolução, um campo de bits de nivelamento é anexado ao final do campo de bits de dados de modo que os últimos bits de dados a serem decodificados tem um nível de integridade similar ao resto dos bits de dados. O campo de bits de nivelamento pode representar uma sobrecarga significativa para a transmissão de blocos de dados muito curtos. Portanto, codificação por convolução é preferível à codificação em bloco porque é mais receptível à utilização de decisões suaves. Eventualmente, no caso da transmissão de uma corrente de dados contínua (por exemplo, voz digital) assim chamada codificação concatenada com um código de convolução como o código interno e um código de leitura solomon como o código externo ou codificação turbo é utilizado.

Uma combinação adequada de parâmetros podería ser um código BCH no qual o ganho de antena da antena do terminal de usuário é 20 decibéis, a probabilidade de erro requerida é 10'8, a velocidade de chip é 55 Mchip/s em um transpondor de 33 MHz com uma modulação QPSK e uma freqüência portadora de 11 GHz em banda KU, o ganho de processamento é 100, o ganhou de codificação é 3,5 é a taxa de bits de informação é 400 kbit/s. De acordo com estes parâmetros do sistema dados e/ou programas de som podem ser transmitidos a partir da estação terrestre para um terminal de usuário. Se uma antena com um ganho de antena mais elevado (por exemplo, a antena de sistema em fase adaptável) é utilizada, taxas de bits de informação podem ser mesmo alcançadas para transmitir programas de televisão. É entendido que todos os aspectos da invenção descritos acima podem ser aplicados não somente na combinação descrita, mas também em outras combinações ou sozinhas. A invenção será descrita agora à guisa de um exemplo e com referência aos desenhos que acompanham. A Figura 1 mostra uma janela de manutenção de estação com dimensões comuns para um satélite geoestacionário, A Figura 2 mostra o movimento do satélite devido a uma inclinação não zero, como vista a partir de estações terrestres A Figura 3 mostra a escolha entre uma transmissão de largura de banda elevada e uma transmissão de espectro espalhado de acordo com a invenção, A Figura 4 mostra uma aplicação típica da transmissão de espectro espalhado durante o final da vida útil de um satélite, A Figura 5 mostra a combinação de uma codificação de canal e transmissão de espectro espalhado de acordo com a invenção, A Figura 6 mostra a redução de taxa global devido à introdução de codificação de canal que depende do rendimento de código n/k, A Figura 7 mostra o efeito sobre a taxa de erro de bit devido à introdução de um código BCH dependente da relação sinal para ruído por bit de informação, e A Figura 8 mostra uma pluralidade de satélites operados em órbitas com diferentes inclinações.

As Figuras 1 e 2 já foram descritas acima. A Figura 3 mostra a escolha entre uma transmissão de largura de banda elevada e uma transmissão de espectro espalhado de acordo com a invenção. Desde que existam propelentes suficientes a bordo do satélite para manter o satélite dentro da janela de manutenção do satélite de acordo com a Figura 1, uma transmissão de largura de banda elevada pode ser realizada por meio de transpondor do satélite. Tipicamente, uma largura de banda de 38 Mbits/s pode ser fornecida, de modo que diversos canais podem ser transmitidos em paralelo. Os sinais de diversas fontes 300 são alimentados para um multiplexador 302. Opcionalmente os sinais de uma fonte podem ser comprimidos por meio de um algoritmo de compressão apropriado como MPEG2 para o qual um codificador apropriado 301 é fornecido. Daí em diante, decodificação e modulação de canal 303 é realizada antes que o sinal seja alimentado para a antena 304 da estação terrestre. A escolha a mais popular de técnica de modulação para serviços de taxa mais elevada foi modulação por desvio de fase quadrivalente (QPSK).

No lado receptor, uma antena parabólica com um diâmetro de 50 cm é fornecida. Conseqüentemente, decodificação e demodulação de canal 306 são realizadas antes que o sinal seja alimentado para um desmultiplexador 307 e seja dividido para diversos canais de recepção que podem ser recebidos por receptores 309. No caso de técnicas de compressão um descompressor 308 é fornecido. Tão logo o satélite alcança seu final de vida útil, de acordo com a invenção o satélite é posicionado em uma inclinação máxima permitida de tal modo que o vetor de inclinação inicial é paralelo a e oposto à direção principal da derivação natural e, além disto, o controle norte-sul é omitido. Ao mesmo tempo, a transmissão é comutada para uma modulação de espectro espalhado 310 e que resulta em uma largura de banda mais baixa de, por exemplo, 2 Mbits/s. Devido ao ganho de processamento, somente uma largura de banda menor pode ser fornecida. Contudo, por outro lado, os requisitos na manutenção da estação do transpondor de satélite e ganho de antena da antena de recepção, são consideravelmente menores em proporção ao ganho de processamento introduzido.

Consequentemente, uma antena plana com uma abertura de, por exemplo, 10 cm2 311 para comunicações móveis pode ser fornecida. Desespalhamento correspondente 312 tem lugar antes que o sinal seja alimentado para o desmultiplexador 307. A Figura 4 mostra uma aplicação típica da transmissão de aspecto espalhado durante o final da vida de um satélite. Esta transmissão corresponde ao trajeto de transmissão 310, 311, 312 de acordo com a Figura 3. Uma antena plana de arranjo em fase adaptável 400 pode ser utilizada para aumentar o ganho da antena do lado de recepção. Por outro lado, no lado de envio algoritmos de compressão altamente eficientes 401, como MPEG4 podem ser utilizados. Com isto, taxas de bits de informação até 5 Mbits/s podem ser alcançadas antes de espalhamento, codificação de canal e modulação 402. O sinal codificado é transmitido com 38 Mbits/s sobre o transpondor do satélite 403 e é recebido pela antena de sistema em fase adaptável 400 que poderia ser instalada por exemplo em um veículo 404. No lado de recepção o espalhamento, decodificação de canal e demodulação 405 tem lugar e, se necessário, a compressão de acordo com o algoritmo de compressão 401.

De acordo com a aplicação da Figura 1 é assim possível fornecer uma transmissão de programas de TV para um receptor móvel que podería ser instalado em um veículo. Embora o rendimento da largura de banda seja inaceitável, o ponto de equilíbrio de custos de investimento para o equipamento de satélite ainda pode ser alcançado devido à maneira proposta de transmissão ser fornecida somente no final da vida útil do satélite. A Figura 5 mostra a combinação de codificação de canal e transmissão de espectro espalhado de acordo com a invenção. Em adição a adicionar ganho de processamento por meio da técnica de espectro espalhado, existe a possibilidade de introduzir ganho de codificação por meio de codificação de canal. Neste contexto, as seguintes taxas devem ser distinguidas: a taxa mais elevada possível é a taxa dos chips 502 que deve ser distinguida da taxa de bit codificado 501 depois da codificação de canal. A taxa de bit de informação distribuída pela fonte é simplesmente chamada taxa de bit 500.

Para adicionar ganho de codificação ao ganho de processamento, os seguintes cenários são possíveis: Em primeiro lugar, a informação é codificada por meio de um código de bloco (ou convolução) com a taxa n/k e somente então cada bit codificado é espalhado por meio da seqüência PN. Esta solução pode ser considerada como um simples concatenamento de espalhamento como o código interno e codificação em bloco como o código externo.

Uma outra possibilidade é primeiro codificar os bits de informação por meio de um código de bloco de taxa muito grande. Os bits codificados podem então ser adicionados (módulo 2) aos chips da seqüência PN. Contudo, neste caso, a seqüência PN deve ser exatamente da mesma taxa que a taxa de bit codificado.

De acordo com a Figura 5 o primeiro caso de concatenação de codificação de canal e espectro espalhado é considerado. Uma fonte 510 distribui um sinal com uma taxa de bit 500 que é admitida como b. A codificação de canal (por exemplo, um código BCH distribui uma taxa de bit codificado 501 que resulta da taxa de bit b multiplicada pelo rendimento de codificação n/k, onde n representa o número de bits codificados por palavra código e k o número de bits de informação por palavra código. No sinal codificado então espalhamento 512 tem lugar por meio do processamento de ganho Gp. Ao transmitir o sinal espalhado sobre o transpondor de satélite o sinal útil espalhado s(t) é corrompido por ruído e interferência, de modo que o sinal recebido s'(t) é recebido no terminal de usuário. O sinal recebido s'(t) apresenta naturalmente uma relação sinal para ruído bastante pobre Ec/NO. Contudo, depois da desespalhamento 513, o sinal desejado é encolhido para sua largura de banda original, pelo que, ao mesmo tempo, sinais indesejados são espalhados na largura de banda pela mesma quantidade, de modo que uma relação de sinal para ruído aumentada Ecb/NO pode ser alcançada. Por meio de decodificação de canal 514 ganho adicional de decodificação pode ser introduzido de modo que uma relação sinal para ruído mais melhorada Eb/NO é recebida pelo receptor 515. A Figura 6 mostra a redução de taxa global resultante devido à introdução de codificação de canal dependendo do rendimento de codificação n/k. Foi observado que o ganho de codificação pode ser aumentado até onde ser desejado, por que com um número crescente de bits codificados por palavra código n também aumenta a probabilidade que existam distorções nos bits recentemente introduzidos. Portanto, deve haver uma largura de banda máxima alcançável ou uma redução de taxa global mínima com relação à largura de banda de canal. A Figura 6 mostra que para um código BCH a redução de taxa mínima pode ser alcançada para a combinação n = 127 e k = 92, enquanto que para o caso de n = 31 o mínimo alcançável é mais do que o dobro do caso n = 127. Além disto, pode ser visto que por meio da introdução de codificação de canal um ganho de codificação adicional de quase 2 podería ser alcançado. A Figura 7 mostra o efeito sobre a taxa de erro de bit devido à introdução de um código BCH que depende da relação sinal para ruído por bits de informação Eb/NO. Para valores baixos de Eb/NO, o aprimoramento não é muito significativo, enquanto que pura Eb/NO grande, a diferença entre a codificação de canal e nenhuma codificação de canal c significativa. Abaixo de um certo limiar de cerca de 4 dB, codificação de canal é ainda menos eficiente do que nenhuma codificação de todo. Contudo, este caso deveria ser evitado escolhendo um ganho dc processamento suficiente. A Figura 8 mostra uma pluralidade de satélites operados em órbitas com a mesma longitude, porém com inclinações diferentes, tp, r, λ, são as coordenadas estacionárias dentro de cada satélite, onde φ é a latitude, r é a excentricidade e λ é a longitude do satélite correspondente. O satélite 801 é operado em uma órbita normal com inclinação zero. Os satélites 802, 803 são operados em órbitas inclinadas B e C com inclinação positiva, enquanto o satélite 804 c operado em uma órbita inclinada D com inclinação negativa. Com a ajuda da Figura 8 serão descritas algumas configurações possíveis de satélite de acordo com a invenção.

Configuração 1: Um satélite em órbita inclinada Primeiro, o caso de apenas um satélite em órbita inclinada é considerado, a saber satélite 802 na órbita B. Tendo esta inclinação, o satélite como visto a partir da terra, realiza um movimento como mostrado na Figura 2. O movimento resulta em particular em uma oscilação norte-sul do satélite por dia. Usual mente, este movimento diário em figura 8 do satélite degrada as propriedades de recepção de um terminal de usuário móvel. Contudo, a invenção torna possível utilizar completamente o satélite 802 para finalidades de comunicações móveis, ao fornecer um sinal de enlace descendente espalhado.

Uma qualidade importante em relação a isto é o ganho de processamento do sistema, o qual é definido pela relação da largura de banda de espectro espalhado e a largura de banda do sinal. O ganho de processamento é uma medida de diminuição da influência de interferência no desempenho do receptor. Com isto, mesmo se o satélite realiza um movimento visto a partir de estações terrestres de acordo com a Figura 2, e assim não preenche os requisitos para uma recepção por meio de antenas parabólicas de satélite direto para o local ao utilizar técnicas de modulação convencional, uma recepção é agora possível ao utilizar técnicas de espectro espalhado. A probabilidade de erro do sinal recebido e útil espalhado p'(t) pode ser alcançada ajustando a relação de espalhamento ou a modulação de espectro espalhado de acordo. Isto pode ser feito sob a admissão de um dado ganho de antena da antena de dito terminal de usuário, de modo que para antenas tipicamente utilizadas, a probabilidade de erro será suficientemente baixa.

Contudo, mesmo quando utilizando um ganho de processamento elevado, nunca pode ser assegurado que transmissão completa tem lugar, uma vez que o receptor é admitido ser um terminal de usuário móvel. Em particular, desvanecimento devido a edifícios altos, túneis e montanhas elevadas, deve ser considerado. Além do efeito diversidade devido ao movimento aparente do satélite na órbita inclinada, é possível diminuir os efeitos de desvanecimento por meio de intercalamento e memorização temporária.

Uma vez que uma corrente de dados em tempo real (a saber, vídeo) é iniciada no monitor do consumidor, os dados devem ser fornecidos a uma taxa constante. Contudo, o sistema pode controlar quando o primeiro bloco da corrente é distribuído para o monitor do consumidor (latência). Memorização temporária pode ser utilizada de maneira efetiva para controlar a latência de distribuição em aplicações de vídeo sob demanda. Quanto mais os dados são acumulados, maior a latência de partida da corrente, e mais longo o tempo para servir um bloco requisitado no servidor. Vantajosamente, o efeito diversidade devido ao movimento aparente do satélite na órbita inclinada pode ser combinado com uma transmissão repetida das mesmas correntes de dados.

Uma outra possibilidade para corresponder a efeitos de desvanecimento é fornecer um sinal de enlace descendente espalhado ou intercalado s'(t) que é desintercalado antes de demodulação. O intercalamemo separa erros de irrupção c faz com que eles apareçam mais ao acaso, dc modo que a probabilidade de decodificação precisa é aumentada. É geralmente suficiente intercalar diversos comprimentos de bloco de um sinal codificado em bloco ou diversos comprimentos restritos de um sinal codificado de maneira convolucional. Intercalamento em bloco é a abordagem mais direta, porém retardo e requisitos de memória são reduzidos à metade com técnicas de convolução e de intercalamento helicoidal. Periodicidade na maneira como as seqüências são combinadas é evitada com intercalamento pseudo-randômico. O princípio de intercalamento em combinação com modulação por espectro espalhado possibilita comunicações móveis por meio de satélites geoestacionários, mesmo em uma largura de banda muito elevada. É mesmo possível radiofundír programas de vídeo se um certo retardo de tempo é aceitável e se armazenagem adiante é aplicada.

As vantagens da invenção se tornarão agora completamente evidentes por meio das configurações a seguir, as quais mostram combinações preferenciais com a primeira modalidade.

Configuração 2: Satélite gcoestacionário em combinação com a configuração 1 Em adição ao satélite 802 operado na órbita B, é agora admitido que o satélite geoestacionário 801 com posição fixa e apontamento de antena fixo é operado na órbita A. É óbvio que o satélite 801 pode ser operado em uma maneira convencional com transmissões de largura de banda elevada. A vantagem de acordo com a invenção, é o fato que, em adição ao satélite 801, o satélite 802 pode ser fornecido para comunicações móveis como descrito acima sob a configuração 1. Isto significa que o espaço de órbita limitado pode ser melhor utilizado.

Configuração 3: diversos satélites em órbitas inclinadas para GPS O GPS(Sistema de Posicionamento Global) foi coordenado pelo Departamento de Defesa dos Estados Unidos e fornece aos usuários temporização precisa e informação de alcance. O sistema está disponível com precisão reduzida para usuários civis.

Para aplicações específicas pode ser útil ter um sistema GPS alternativo disponível, a saber, por razões de redundância. Tal sistema pode ser realizado facilmente tendo diversos satélites em órbitas inclinadas. A técnica básica para determinar as coordenadas GPS de um receptor é baseada em uma solução trilateral como descrito abaixo. Por exemplo, três satélites são localizados, onde as posições de cada satélite são conhecidas. Se a distância d(, d> c a partir de cada satélite até o receptor pode ser medida, então a posição desconhecida do receptor pode ser determinada, Deixe dj indicar a distância da medição correspondente de cada satélite e deixe (x, y, z) e (x,, y,, z,) indicar as coordenadas cartesianas do receptor e cada satélite Pi, respectivamente. Então a seguinte relação se mantém: (1) i = 1/2,3 Onde q = [xt y, z]T é o vetor posição desconhecido do receptor. O vetor das medições de distância é expresso como (2} Um método comumente empregado para resolver para q nesta equação não linear é o método iterativo de Gauss-Newton. A melhor estimativa de q é aproximada de maneira iterativa como: f 3) onde F. é a matriz Jaeobiana: (4) Contudo, na prática não somente uma configuração de tripla lateralização, porém qualquer outra configuração, como por exemplo uma lateralização dupla ou uma configuração de lateralização quádrupla pode ser utilizada.

Sc a derivação de relógio do receptor também é desconhecida, é necessário uma configuração de lateralização quádrupla. Consequentemente, todos os quatro satélites devem ser visíveis a partir do receptor. No caso de a derivação do relógio poder ser eliminada de alguma forma, uma configuração de lateralização tripla é suficiente. Uma configuração de lateralização dupla podería mesmo se aplicar se uma outra coordenada do receptor já for disponível, a qual podería ser, a saber, a altura acima do nível do mar.

Para realizar as medições de distância d„ os satélites correspondentes envolvidos na configuração GPS tem que enviar um sinal de referência com uma informação de tempo de referência. A partir daí, o tempo de propagação e assim as distâncias d* podem ser calculadas. Em princípio, existem duas possibilidades para fornecer o sinal de referência, a saber, seja por meio de um transpondor de satélite transparente, ou por meio de processamento a bordo.

Havendo um transpondor transparente em todos os satélites envolvidos na configuração GPS, um sinal de enlace ascendente correspondente que contém os sinais de referência serão transmitidos simultaneamente por todos os transpondores. Uma separação no receptor pode ser conseguida, a saber, se o transpondor mostra um deslocamento de freqüência diferente no enlace descendente.

Processamento a bordo, como descrito acima, deixa uma pluralidade de opções abertas para enviar os sinais de referência para o receptor. Uma vez que uma sincronização em tempo, com base no sinal de enlace ascendente comum é difícil de realizar, também é possível alcançar uma sincronização em tempo entre todos os satélites envolvidos na configuração GPS por meio de uma comunicação entre satélites. Uma vez que uma sincronização em tempo entre os satélites é assim conseguida, os sinais de referência podem ser enviados separadamente para cada satélite, a saber, fazendo uso de um esquema CDMA como descrito em detalhe acima.

Claims (16)

1. Método para enviar um sinal de enlace descendente para uma antena móvel com uma baixa direcionalidade dentro de uma área de interesse sobre a terra, caracterizado pelo fato de compreender as etapas de: operar um satélite como um satélite quase-geoestacionário (802) em uma órbita inclinada (B) tendo uma inclinação fora da especificação típica de ± 0,5° em latitude com relação à inclinação zero da janela de manutenção da estação, e enviar um sinal de enlace descendente espalhados s'(t) a partir de dito satélite quase-geoestacionário (802) para dita ãrea de interesse sobre a terra.

2. Método, de acordo com a reivindicação I. caracterizado pelo fato de que o sinal de enlace descendente espalhado s'(t) possui uma frequência acima de 10 GHz,

3. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de ainda compreender as etapas de modular um sinal de enlace ascendente p(t) por meio de modulação por espectro espalhado com uma certa relação de espalhamento para gerar um sinal de enlace ascendente espalhado s(t), transmitir dito sinal de enlace ascendente espalhado s(t) para dito satélite quase-geoestacionário (802), e converter dito sinal de enlace ascendente espalhado s(t) para dito sinal de enlace descendente espalhado s'(t).

4. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo falo de compreender as etapas de transmitir um sinal de enlace ascendente para dito satélite quase-geoestacionário (802), processar a bordo em dito satélite quase-geoestacionário (802) o sinal de enlace ascendente por meio de modulação em espectro espalhado com uma certa relação de espalhamento para gerar dito sinal de enlace descendente espalhados s (t).

5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de o controle de manutenção da estação de dito satélite ser restrito a correções de derivação de longitude (λ) e correções de excentricidade (r).

6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de satélites adicionais (801, 803, 804) serem operados em co-localização com dito satélite quase-geoestacionário (802) formando um agrupamento de satélites.

7. Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de cada satélite (801, 802, 803, 804) em dito grupamento de satélites enviar um sinal de enlace descendente espalhado separado Si'(t).

8. Método, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de cada sinal de enlace descendente espalhado Si"(t) receber sua própria seqüência de espalhamento com correlação cruzada baixa com relação a emparelhamento para acesso múltiplo por divisão de código (CDMA).

9. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 8, caracterizado pelo fato de no mínimo dois satélites de dito grupamento de satélites enviar um sinal de referência, no qual cada sinal de referência compreende uma informação de tempo de referência e uma informação de órbita de referência com relação ao satélite que envia.

10. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de o sinal de enlace descendente espalhado s’(t) possuir uma relação de espalhamento que é ajustada em combinação com uma codificação de canal tal que a probabilidade de erro do sinal de enlace descendente decodificado e desespalhado será suficientemente baixa assumindo-se o ganho de uma determinada antena da antena plana de arranjo em fase adaptável (400).

11. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de a probabilidade de erro a ser alcançada é da ordem de 10'8.

12. Terminal de usuário móvel, caracterizado pelo fato de compreender: - uma antena móvel (400) com uma baixa direcionalidade, adaptada para receber um sinal de enlace descendente espalhado s"(t), o qual é emitido por meio de um satélite operando como um satélite quase-geoestacionário (802) operado em uma órbita inclinada (B) tendo uma inclinação fora da especificação típica de ± 0,5° em latitude com relação à inclinação zero da janela de manutenção da estação, e - uma unidade de processamento (405) para demodular dito sinal de enlace descendente espalhado s'(t) por meio de demodulação por espectro espalhado.

13. Terminal de usuário móvel, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de a antena móvel ser adaptada para receber sinais com uma freqüência acima de 10 GHz.

14. Terminal de usuário móvel, de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 ou 13, caracterizado pelo fato da antena móvel com uma baixa direcionalidade ser uma antena plana não-direcional.

15. Terminal de usuário móvel, de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 ou 13, caracterizado pelo fato da antena móvel com uma baixa direcionalidade ser uma antena de sistema em fase adaptável baseada em uma tecnologia planar e capaz de conformar feixe adaptável.

16. Terminal de usuário móvel, de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 15, caracterizado pelo fato de a antena móvel (400) ser adaptada para receber sinais de referência enviados a partir do satélite quase-geoestacionário (802), e no mínimo um outro satélite (801, 803, 804) operado em co-localização com o satélite quase-geoestacionário (802), no qual cada sinal de referência compreende uma informação de tempo de referência e uma informação de órbita de referência com relação ao satélite que envia, e no qual a unidade de processamento (405) compreende um processador de localização para determinar as coordenadas do terminal de usuário móvel com base nos sinais de referência.