BRPI0620884A2 - uso de controle de tempo e de sincronização de uma multiplexação ortogonal por divisão de freqüência em rede por satélite - terrestre combinada - Google Patents

Abstract

USO DE CONTROLE DE TEMPO E DE SINCRONIZAçãO DE UMA MULTIPLEXAçãO ORTOGONAL POR DIVISãO DE FREQUêNCIA EM REDE POR SATéLITE - TERRESTRE COMBINADA. A presente invenção refere-se a um sistema e um método para comunicar um sinal de dados em uma rede de transceptores geograficamente espalhados incluindo vários transmissores. Pelo menos um dos transmissores está em um satélite. Os vários transmissores se comunicam sem fios com um receptor. Cada um dos vários transmissores transmite uma cópia do sinal de dados em várias freqüências subveículos ortogonais para o receptor. Os vários transmissores são sincronizados de modo que o receptor receba as cópias do sinal de dados substancialmente simultaneamente.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "USO DE CONTROLE DE TEMPO E DE SINCRONIZAÇÃO DE UMA MULTIPLEXA- ÇÃO ORTOGONAL POR DIVISÃO DE FREQÜÊNCIA EM REDE POR SA- TÉLITE - TERRESTRE COMBINADA".

REFERÊNCIA CRUZADA AOS PEDIDOS RELACIONADOS

Este pedido é baseado em e deriva o benefício da data de depó- sito do Pedido de Patente Provisório US 60/755.075, depositado em 3 de janeiro de 2006, cujo conteúdo é incorporado neste documento por referên- cia.

CAMPO DA INVENÇÃO

A presente invenção refere-se em geral com transmissões de sinal, e relaciona-se especificamente com um método e sistema de trans- missão utilizando multiplexação ortogonal por divisão de freqüência.

BREVE SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Um aspecto da presente invenção é proporcionar um sistema e um método para transmitir um sinal de dados utilizando vários transmisso- res. Pelo menos um dos transmissores está em um satélite e os vários transmissores são geograficamente espalhados. Os vários transmissores são configurados para se comunicarem sem fios com um receptor, cada um dos vários transmissores transmitindo uma cópia do sinal de dados em vá- rias freqüências subveículos ortogonais para o receptor. Os vários transmis- sores são adicionalmente configurados para serem sincronizados de modo que o receptor receba as cópias do sinal de dados substancialmente simul- taneamente.

Um aspecto adicional da presente invenção é proporcionar um sistema e um método para comunicar um sinal de dados em uma rede de transceptores incluindo vários receptores. Pelo menos um dos receptores está em um satélite e os vários receptores estão geograficamente espalha- dos. Cada receptor é configurado para receber uma cópia de um sinal de dados a partir de um transmissor, a cópia do sinal de dados sendo transmiti- da em várias freqüências subveículos ortogonais. As cópias do sinal de da- dos recebidas pelos receptores são empregadas para reconstituir o sinal de dados original.

Ao longo deste pedido, incluindo às reivindicações, a palavra "transceptor" é pretendida para significar um transmissor, um receptor ou uma combinação de transmissor / receptor.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A Figura 1 ilustra um sistema em rede que combina a cobertura a partir tanto de satélite como de elementos terrestres, de acordo com uma modalidade da invenção;

A Figura 2 é uma ilustração do efeito do desvanecimento seleti- vo de freqüência;

A Figura 3 apresenta sinais recebidos a partir de fontes diferen- tes, alguns dos sinais possuindo subveículos desvanecidas, e o sinal resul- tante obtido após a adição dos sinais recebidos; e

A Figura 4 apresenta um exemplo de um sistema em rede em uma configuração de enlace ascendente na qual um ou mais receptores re- cebem informação de sinal incompleta.

DESCRIÇÃO DAS CONCRETIZAÇÕES DA INVENÇÃO

A Figura 1 ilustra um sistema em rede que combina a cobertura a partir de uma série de transceptores, tal como tanto elementos de satélite como terrestres, de acordo com uma concretização da presente invenção. Neste caso, um transceptor ou equipamento do local do cliente (CPE) é ca- paz de receber ou transmitir tanto um sinal de satélite como um sinal sem fios terrestre. A rede combinada de satélite - terrestre 20 compreende um multiplexador (MUX) 22, o dispositivo de codificação e de enquadramento 24, a unidade de distribuição do demultiplexador (DEMUX) 26, o subsistema de transmissão de base individual (BTS) 28A, 28B e 28C, os transceptores 30A, 30B e 30C e os transceptores 32A, 32B e 32C. A rede por satélite - terrestre combinada adicionalmente compreende pelo menos um satélite 34 e o sistema de enlace ascendente (UL) 36. O sistema pode incluir qualquer número de transceptores de qualquer tipo. Por exemplo, o sistema pode in- cluir somente transceptores de satélite (isto é, transceptores nos satélites).

O multiplexador 22 é configurado para receber os fluxos de da- dos (1, 2, 3, 4, ..., n). O multiplexador 22 está ligado com o dispositivo de codificação e enquadramento 24. O multiplexador concatena os fluxos de dados (1, 2, 3, 4, ..., n) e transmite o fluxo concatenado de dados para o dis- positivo de codificação e enquadramento 24. O fluxo de dados transmitido é codificado, intercalado e colocado em quadros com o dispositivo de codifica- ção e de enquadramento 24.

O dispositivo de codificação e de enquadramento 24 está conec- tado com a unidade de distribuição 26. O fluxo de dados codificado, interca- lado e colocado em quadros é enviado para a unidade de distribuição 26. Na unidade de distribuição 26, o fluxo de dados é "copiado" quantas vezes fo- rem necessárias para alimentar cada transceptor individual (por exemplo, transceptor terrestre 30A, 30B e 30C) e o transceptor no satélite 34. A uni- dade de distribuição 26 distribui os sinais de transmissão copiados para os BTSs 28A, 28B e 28C e para o sistema de enlace ascendente UL 36 por meio, respectivamente, das linhas de transmissão 38A, 38B, 38C e 38D. As linhas de transmissão 38A, 38B, 38C e 38D podem ser qualquer tipo de sis- tema de transporte de sinal, por exemplo, veículos terrestres digitais tal co- mo cabos de fibra óptica e linhas de fio de cobre, transmissão de sinal por microonda, transmissão de sinal por laser etc. Os BTSs 28A, 28B e 28C são conectados com os transceptores 30A, 30B e 300, os quais retransmitem os sinais de transmissão recebidos para os CPE transceptores 32A, 32B e 32C.

Na Figura 1, os transceptores terrestres (isto é, BTS 28A aco- plado com o transceptor 30A, BTS 28B acoplado com transceptor 30B e BTS 28C acoplado com o transceptor 30C) estão geograficamente espalhados. Nos transceptores terrestres (isto é, BTS 28A acoplado com o transceptor 30A, BTS 28B acoplado com o transceptor 30B e o BTS 28C acoplado com o transceptor 30C), o fluxo de dados de alimentação recebido é colocado em memória temporária, referenciado para um sinal de referência principal de controle de tempo derivado a partir do GPS ou a partir de uma referência padrão precisa, tal como um relógio de césio. O fluxo de dados é retardado por uma quantidade apropriada para compensar o tempo de trânsito de via- gem de ida e volta do sinal do transceptor do satélite. O sinal retardado é então processado em fluxos paralelos que são alimentados para um modu- lador de multiplexação ortogonal por divisão (OFDM) utilizado para modular os subcanais individuais em um veículo OFDM. Os veículos OFDM é trans- mitido para cada transceptor 30A, 30B e 30C, os quais são utilizados para proporcionar cobertura de rádio para áreas de cobertura designadas. Cada CPE 32A, 32B e 32C escuta um sinal em um canal, fixa o canal e inicia a decodificação do fluxo de sinal OFDM. Cada transceptor (BTS 28A acoplado com o transceptor 30A, BTS 28B acoplado com o transceptor 30B, BTS 28C acoplado com o transceptor 30C) é referenciado por freqüência para a refe- rência padrão para garantir que a freqüência central do subveículos OFDM seja idêntica em cada localização de transmissão.

De forma similar, o enlace UL 36, o qual recebe sinais a partir da unidade de distribuição do demultiplexador 26, envia os sinais para um transceptor no satélite 34. Especificamente, no sistema de enlace ascenden- te UL 36, o fluxo de dados recebido é processado em fluxos paralelos e en- viado para o modulador OFDM para modulação de freqüência em um veícu- lo OFDM. O veículo OFDM é transmitido pelo sistema de enlace ascendente 36 para o transceptor no satélite 34, onde o veículo OFDM é convertido para a freqüência de enlace descendente e transmitido pelo transceptor no satéli- te 34 de volta para a terra na área de cobertura definida pela antena do transceptor do satélite. A área de cobertura pode incluir, por exemplo, os CPE 32A e CPE 32C transceptores.

Esta concretização pode ser utilizada para proporcionar serviços do tipo "difusão". Um serviço do tipo difusão é um serviço no qual conteúdo idêntico é distribuído a partir da rede para um ou mais usuários. O conteúdo é digitalizado, multiplexado com o multiplexador 22, codificado e colocado em quadros com o dispositivo de codificação e de enquadramento 24 e transmitido através de um ou mais locais de transmissão, por exemplo, esta- ções terrestres (BTS 28A acoplado com o transceptor 30A, BTS 28B acopla- do com o transceptor 30B e BTS 28C acoplado com o transceptor 30C). O conteúdo transmitido é então recebido, decodificado, demultiplexado com a unidade de distribuição do demultiplexador 26, e convertido para um formato apropriado para apresentação para o usuário, por exemplo, CPE 32A, CPE 32B e CPE 32C. Nesta concretização, o mesmo conteúdo também é inde- pendentemente distribuído para o transceptor no satélite 34. Deste modo, os locais terrestres de transmissão (BTS 28A acoplado com o transceptor 30A, BTS 28B acoplado com o transceptor 30B e BTS 28C acoplado com o trans- ceptor 30C) podem ter o tempo controlado de modo a acomodar o tempo de retardo de propagação inerente ao trajeto de ida e volta até o satélite 34 (isto é, o deslocamento da estação terrestre / do sistema de enlace ascendente 36 até o satélite 34 e do satélite 34 até a terra para recepção pelo CPE 32A, CPE 32B e CPE 32C).

No processo de transmitir um sinal a partir de um transmissor (por exemplo, BTS 28A) para um receptor (por exemplo, CPE 32A), o sinal pode encontrar reflexão no caminho de transmissão. Nesta situação, o re- ceptor (CPE 32A) pode receber vários sinais (por exemplo, dois sinais), cada um dos quais transporta a mesma informação mas deslocada no tempo. Como resultado, o sinal recebido pelo receptor (CPE 32A) seria uma soma dos dois sinais deslocados no tempo em relação um ao outro. Por exemplo, um sinal recebido corresponderia a um sinal não refletido, enquanto o outro sinal corresponderia a um sinal refletido. A diferença no tempo entre os dois sinais corresponde à diferença entre o tempo de chegada do sinal não refle- tido e o tempo de chegada do sinal refletido até o receptor devido às diferen- ças de trajeto entre os dois sinais.

No caso onde a diferença de tempo (retardo de tempo) entre os dois sinais se aproxima ou é maior do que a duração do símbolo, o receptor (CPE 32A) receberia um sinal composto correspondendo à soma dos dois sinais nos quais os símbolos (bits) no sinal não refletido e os símbolos (bits) no sinal refletido não podem ser distinguidos. Como resultado, a informação transportada pelo sinal enviado pelo transmissor não pode ser capturada pelo receptor à medida que o receptor irá "ver" um sinal substancialmente com desvanecimento suave. Por conseqüência, a presença das reflexões multipercurso pode afetar de forma negativa a transmissão de sinal com du- ração curta de símbolo e por conseqüência sintetizar a transmissão do sinal intolerante para as reflexões multipercurso.

O uso da multiplexação ortogonal por divisão de freqüência (OFDM) supera esta intolerância de reflexão multipercurso por dividir um canal em vários subcanais, isto é, subveículos, com largura de banda estrei- ta, cada uma das quais sendo sobreposta em uma relação ortogonal. O ter- mo ortogonal é utilizado neste documento para significar "independente", ou é referenciado de um modo tal que elas não estão interferindo. A informação pode ser enviada em subveículos paralelos se sobrepondo, a partir das quais a informação pode ser individualmente extraída. Em uma modalidade, o veículo/por exemplo, pode ter um formato (sen x)/x. Na OFDM, um único transmissor transmite em várias freqüências ortogonais diferentes (tipica- mente, dezenas até milhares). Devido às freqüências serem rigorosamente espaçadas, cada freqüência tem espaço para um sinal de banda estreita. O sinal também é dividido em um número igual de fluxos paralelos, os quais são independentemente modulados nestes subveículos. Devido aos subca- nais possuírem largura de banda mais estreita do que a largura de banda do sinal original, a duração de símbolo em cada subcanal é aumentada. Em outras palavras, a duração do símbolo de cada sinal em cada subcanal é maior do que a duração do símbolo do sinal no canal original.

Por proporcionar um subcanal com largura de banda mais estrei- ta, o qual proporciona um duração de símbolo mais longa, o sinal pode ser sintetizado mais tolerante ao multipercurso. Com um duração de símbolo relativamente mais longa, o sinal em cada subcanal (subveículo) pode ser sujeito às variações de tempo de multipercurso sem perda de informação do sinal. Na verdade, os símbolos de cada sinal em cada subcanal podem ser distinguidos pelo receptor mesmo se existir um deslocamento (diferença) no tempo devido à reflexão. Para alcançar este resultado, a largura de banda do subcanal pode ser selecionada de modo que a duração do símbolo de cada sinal em cada subcanal seja mais longa do que qualquer diferença de tempo que possa resultar a partir das reflexões multipercurso.

Entretanto, estas subveículos independentes estreitas nos sub- canais correspondentes são afetadas por outro fenômeno de propagação, o desvanecimento seletivo de freqüência. A Figura 2 é uma ilustração do efeito do desvanecimento seletivo de freqüência. O desvanecimento seletivo de freqüência ocorre quando as reflexões ocorrem no percurso de propagação do sinal levando à atenuação aleatória do sinal (ou extinção) em freqüências específicas. Por exemplo, como apresentado na Figura 2, o veículo OFDM transmitido 10 compreende vários subveículos 12. Quando o veículo OFDM 10 é sujeito às reflexões ao longo do percurso de propagação 14, o veículo OFDM 10 seria recebido como o veículo OFDM 16. O veículo OFDM recebi- do 16 pode ter alguns sub-veículos atenuados 17 e alguns subveículos per- didos 18. Na verdade, as reflexões de propagação ou as reflexões de multi- percurso podem causar, por exemplo, que certas freqüências do sinal che- guem no receptor em várias metades de comprimento de onda (λ/2) fora de fase, o que leva ao cancelamento do sinal e à perda ou a atenuação de cer- tos componentes espectrais.

Por conseqüência, devido ao potencial desvanecimento seletivo de freqüência, um sinal recebido pode não conter cópias de todos os subve- ículos ou cópias úteis de todos os subveículos e da informação que eles transportam à medida que os subveículos podem ser atenuados ou extintos.

Devido ao desvanecimento seletivo de freqüência, como discuti- do acima, na OFDM, certos subveículos podem estar localizados em áreas desvanecidas de um canal. O desvanecimento seletivo de freqüência asso- ciado com um canal é único para cada percurso de propagação individual. Cada transmissor irá produzir um sinal desvanecido de forma única em cada receptor. Portanto, se um receptor adicionar os sinais recebidos a partir de vários transmissores, cada um estando associado com subveículos desva- necidos únicos, as chances são que os subveículos atenuados ou desvane- cidos a partir de um transmissor não serão atenuados em outro transmissor ou em outros transmissores restantes. Por conseqüência, o receptor estará apto a reconstituir o sinal original por somar ou combinar os sinais recebidos a partir de diferentes transmissores.

Na verdade, de modo a se beneficiar das diferentes característi- cas de desvanecimento de cada sinal emitido por cada transmissor (BTS 28Α acoplado com o transceptor 30A, BTS 28B acoplado com o transceptor 30B e BTS 28C acoplado com o transceptor 30C e / ou o satélite 34), os si- nais devem ter o tempo controlado ou coordenado de modo que os sinais cheguem na área coberta substancialmente simultaneamente ou pelo menos dentro do intervalo de tempo definido pela duração do símbolo. Por exemplo, se cada subveículo tiver a largura de 10 KHz e transportar 1 bit/hz, a dura- ção do símbolo é 100 μs (1/10000 bps). Contanto que os elementos do sis- tema sejam sincronizados no tempo de modo que todos os dados sejam dis- tribuídos para a área de cobertura com um retardo de não mais do que 100 μs (0,1 milissegundos), o receptor (por exemplo, CPE 32A) irá receber o conteúdo de todos os sinais transmitidos como idêntico.

Desde que cada transceptor individual (BTS 28A acoplado com o transceptor 30A, BTS 28B acoplado com o transceptor 30B, BTS 28C aco- plado com o transceptor 30C e / ou o satélite 34) tiveram todos o tempo con- trolado de forma idêntica e operam com pouca mudança de freqüência (de- vido a serem referenciados como uma fonte idêntica), o CPE (por exemplo, 32A, 32B, 32C) vê todos os sinais dentro de sua banda passante como idên- ticos. Assim, os sinais a partir de um ou mais transceptores terrestres (BTS 28A acoplado com o transceptor 30A, BTS 28B acoplado com o transceptor 30B, BTS 28C acoplado com o transceptor 30C) e do satélite 34 efetivamen- te proporciônâm diversidade de sinal para o transceptor CPE (por exemplo, 32A, 32B, 32C).

Esta diversidade de sinal permite ao transceptor CPE (por e- xemplo, 32A, 32B, 32C) receber subcanais a partir de uma fonte (por exem- plo, a partir da estação base 28A acoplada com o transmissor 30A) que apa- rentam desvanecidos ou anulados pelo desvanecimento seletivo de freqüên- cia a partir de quando enviados por outras fontes (por exemplo, a partir da estação base 28B acoplada com o transceptor 30B e do satélite 34), como ilustrado na Figura 3. Como apresentado na Figura 3, por adicionar todos os sinais recebidos a partir de diferentes fontes (BTS 28A acoplado com o transceptor 30A, BTS 28B acoplado com o transceptor 30B, e o satélite 34), o transceptor (por exemplo, CPE 32A) estaria apto a reconstituir todos os subcanais presentes no sinal OFDM original antes da transmissão.

Além disso, a codificação e a intercalação podem ajudar a ga- rantir que a informação contida nos subveículos atenuados ou perdidos (ex- tintas) possa ser extraída a partir de dados contidos nos subveículos restan- tes. A codificação pode incluir modificar um espectro do sinal para aumentar o conteúdo de informação de modo a proporcionar redundância da informa- ção pela inclusão de uma ou mais cópias de um mesmo dado. A meta da codificação de canal é aperfeiçoar o desempenho da proporção de bits com erro (BER) pela adição de redundância para os dados transmitidos para ob- ter um fluxo de bit de dados codificados. A codificação de canal inclui adicio- nar bits redundantes para o sinal para permitir a detecção de erro e / ou a correção de erro. A intercalação é utilizada para espalhar os bits de dados redundantes através dos vários subveículos de modo que se um ou mais subveículos ficarem desvanecidos ou forem perdidos, os bits de dados re- dundantes podem ser encontrados em outro subveículo ou em outros subve- ículos que não sofrem do desvanecimento seletivo. A intercalação é uma permutação na qual os bits são permutados de um certo modo e em um re- ceptor, a permutação inversa é executada. Um método comum de intercala- ção é a intercalação de bloco. Na intercalação de bloco, os dados são gra- vados em uma matriz fileira por fileira e lidos coluna por coluna. O enqua- dramento pode incluir, por exemplo, as referências de tempo apropriadas que identificam o começo e um fim de um quadro bem como proporcionam um sinal de sincronização que pode ser utilizado pelo transceptor (CPE) pa- ra de forma precisa fixar em um fluxo de dados transmitido.

Um aspecto desta concretização é o uso de referências de fre- qüência e tempo, comuns a todos os transceptores, o que permite ao CPE ver vários sinais como uma única difusão ao invés do que como interferên- cia. Isto pode ser especialmente útil quando lidando com sinais distribuídos por satélite em um sistema com vários satélites ou com operações terrestres de satélite misturadas devido ao retardo de tempo da chegada dos sinais de satélite ser tanto longo como variável dependendo da área da terra iluminada. Por exemplo, quando um satélite e os sistemas terrestres tem o tempo controlado de modo que o conteúdo nos sinais a partir de cada transmissor em vários transmissores terrestres geograficamente espalhados ou de cada transmissor em uma combinação de um ou mais transmissores terrestres geograficamente espalhados e de um ou mais transmissores de satélite chegue em uma área de cobertura simultaneamente, o receptor pode se beneficiar das diferentes características de desvanecimento de cada sinal por utilizar pelo menos o subcanal enfraquecido de cada fonte, isto é, de ca- da transmissor. Isto permite, entre outras coisas, que o receptor diminua sua taxa de bit com erro (BER).

Portanto, o conteúdo da distribuição ou a informação em um sis- tema com vários segmentos que inclui um ou mais transmissores de satélite ou um ou mais transmissores terrestres geograficamente espalhados permi- te ao receptor receber vários sinais independentemente desvanecidos e permite ao receptor capturar subveículos que de outra modo seriam desva- necidos ou perdidos se distribuídos somente por um único transmissor. Co- mo resultado, a qualidade do sistema com vários segmentos, pode ser aper- feiçoada, se comparada com a qualidade de um sistema que transmite o conteúdo a partir de uma fonte (isto é, um transmissor) exclusivamente. Em adição, a cobertura e a experiência do usuário com o sistema com vários segmentos também pode ser acentuada se comparadas corri a cobertura e a experiência com um sistema que transmite o conteúdo a partir de uma fonte exclusivamente.

Em outra concretização da presente invenção, o sistema em re- de descrito acima pode ser otimizado para proporcionar uma comunicação de dados bidirecional (por exemplo, ou comunicações de voz digitalizada) entre usuários independentes e a rede. Nesta concretização, a rede pode ser projetada para superar o desvanecimento seletivo de freqüência da mesma forma que no sistema em rede descrito anteriormente. A diferença principal entre o sistema de rede de "difusão" e um sistema de rede "bidire- cional" é que no caso do sistema bidirecional, cada CPE (o qual atua como um transceptor) pode receber e enviar um único conteúdo de dado. Por esta razão, as estações terrestres geograficamente espalhadas (BTS 28A, BTS 28B e BTS 28C) e o transceptor no satélite 34 não proporcionam um conte- údo de dado comum, mas ao invés disso proporcionam conteúdo de dado individualizado como pode ser necessário pelos usuários individuais (CPE 32A, CPE 32B e CPE 32C).

Similar ao sistema de difusão, o desvanecimento de sinal e seus efeitos de deterioração de sinal associados também podem estar presentes em um sistema bidirecional. Em qualquer ponto no espaço, um CPE trans- ceptor (32A, 32B, 32C) pode receber um sinal que é enfraquecido até algu- ma extensão pelos efeitos de desvanecimento do multipercurso. Por conse- qüência, de forma similar ao sistema de difusão, estes efeitos podem ser abrandados se o CPE (32A, 32B, 32C) receber sinais alinhados em freqüên- cia e tempo a partir das fontes distintas.

Uma diferença entre um sistema de difusão suportando uma comunicação unidirecional e um sistema suportando uma comunicação bidi- recional é a necessidade adicional do sistema de comunicação bidirecional monitorar as comunicações individuais para determinar se um CPE particular pode receber serviço aperfeiçoado pela utilização de vários transmissores ou elementos do sistema de modo a aumentar a viabilidade de um canal de comunicação. Se um receptor (CPE) determinar que excessivos erros de dados ocorrem a partir de um transmissor, o CPE pode requisitar que o sis- tema em rede transmita em vários transmissores geograficamente espalha- dos.

A operação de enlace à frente (isto é, BTS para CPE ou satélite para CPE) para o sistema em rede bidirecional, a partir do ponto de vista de referência de sincronização e de freqüência, é similar a esta discutida acima em um sistema em rede unidirecional. Desde que o sistema em rede bidire- cional também tem um enlace inverso em adição ao enlace para frente (en- lace descendente), o canal inverso (enlace ascendente) deve ser igualmente sincronizado.

Na verdade, o enlace descendente distribuindo um fluxo de bits de dados tem o tempo controlado e é referenciado para uma referência mes- tre de controle de tempo e de freqüência do sistema (por exemplo, GPS ou padrão césio). Portanto, de modo a receber o conteúdo (o fluxo de bits de dados), o CPE transceptor sincroniza com o fluxo de bits recebido. Especifi- camente, o CPE utiliza um controle de tempo e uma referência de freqüência derivados a partir deste fluxo de bits e do veículo (isto é, veículo de enlace descendente) como uma referência para sincronizar a si próprio com os re- querimentos de enlace ascendente do sistema (isto é, CPE para BTS ou CPE para satélite). O CPE transceptor "escuta" o veículo recebido (veículo de enlace descendente) e muda sua freqüência de modo a precisamente alinhar sua freqüência de operação central com a freqüência central transmi- tida do sinal recebido (veículo de enlace descendente). Esta referência de freqüência também é utilizada para derivar uma freqüência de transmissão para o CPE gerar seu veículo de enlace ascendente para permitir ao CPE (o qual atua como transmissor) se comunicar com um receptor (por exemplo, um BTS ou um satélite). O controle de tempo é também derivado a partir do enlace descendente pela utilização dos bits de sincronização no enlace des- cendente para de forma precisa alinhar no tempo tanto o receptor como o transmissor.

Diferente do enlace descendente onde um receptor (por exem- pio, CPE 32A) recebe e soma ou combina os sinais proporcionados por vá- rios transmissores (por exemplo, BTS 28A, 28B, 28C, satélite 34), na confi- guração de enlace ascendente existem vários receptores independentes ge- ograficamente espalhados (por exemplo, BTS 28A, 28B, 28C, receptor no satélite 34) escutando um único transmissor (por exemplo CPE 32A). Portan- to, na configuração de enlace ascendente, qualquer um ou mais dentre os receptores BTS 28A, 28B, 28C e/ ou receptor no satélite 34 podem receber uma versão enfraquecida da transmissão. Como resultado, uma reconstru- ção do sinal de transmissão pode precisar ser realizada em um ponto co- mum no sistema em rede à jusante dos receptores BTS 28A, 28B, 28C e/ ou receptor no satélite 34. No ponto comum à jusante dos receptores BTS 28A, 28B, 28C e / ou receptor no satélite 34, os dados recebidos por cada recep- tor independente podem ser colocados em memória temporária, compara- dos, analisados e utilizados para melhor reconstruir o sinal de transmissão original.

A Figura 4 apresenta um exemplo de um sistema em rede em uma configuração de enlace ascendente na qual um ou mais receptores re- cebem informação de sinal incompleta, de acordo com uma concretização da presente invenção. Como ilustrado na Figura 4, no sistema em rede 40, cada local de recepção (transceptor 30A acoplado com BTS 28A, transcep- tor 30B acoplado com BTS 28B e satélite 34) recebe uma cópia enfraqueci- da do sinal de transmissão original pelo transmissor (CPE 32A). As cópias são prejudicadas devido à perda de certos subveículos para o desvaneci- mento seletivo de freqüência. O sistema em rede 40 utiliza um algoritmo de detecção de erro, tal como o código de verificação cíclica de redundância (CRC), para verificar erros no conteúdo de cada subveículo. Os subveículos livres de erro têm sua informação armazenada em uma memória temporária de quadros 42. Os subveículos que possuem erros têm caracteres nulos in- seridos nos bits apropriados do quadro. O quadro recebido livre de erros e de caracteres nulo é enviado para o complexo central de controle 44 e é ar- mazenado em uma memória temporária 42.

Cada local de recepção (transceptor 30A acoplado com BTS 28A, transceptor 30B acoplado com BTS 28B e / ou satélite 34) envolvido como um receptor envia a informação única livre de erros que ele recebe para uma memória temporária correspondente 42. Após todos os locais e satélites terem enviado suas respectivas informações de sinal, os quadros em cada memória temporária 42 são comparados, e um novo quadro é construído pela unidade de combinação 46 (por exemplo, um integrador de quadros) utilizando o conteúdo livre de erro a partir de um ou mais dois lo- cais de recepção. Se erros ainda existirem, a correção de erro em nível de quadro é utilizada para corrigir quaisquer erros restantes.

Por utilizar este método, a sobrecarga utilizada pelo sistema pa- ra codificação e correção de erro pode ser reduzida. Na verdade, desde que o sistema não mais conta com um único ponto de recepção que pode re- transmitir informação incompleta ou corrompida, o sistema pode contar com vários pontos de recepção para "reconstruir" e distribuir uma informação de sinal com erros substancialmente reduzidos sem pesadamente contar com os algoritmos de codificação e de correção de erro do sistema. Adicional- mente, o uso de vários receptores permite a recepção independente de si- nais não correlacionados. Como resultado, cada receptor pode estar apto a "ver" um sinal unicamente desvanecido e estar apto a comparar o sinal des- vanecido recebido com outros sinais recebidos pelos receptores restantes. Utilizando esta comparação, cada receptor pode estar apto a aperfeiçoar a reconstrução de um quadro recebido livre de erros.

Apesar do sistema em rede ser descrito neste documento em uma configuração utilizando sete transceptores (três BTSs1 um satélite e três CPEs), deve ser apreciado que uma configuração com qualquer número de transceptores (por exemplo, qualquer número de BTSs1 qualquer número de satélites e qualquer número de CPEs) também é contemplada neste docu- mento e por conseqüência se situa dentro do escopo da presente invenção.

Enquanto várias concretizações da presente invenção foram descritas acima, deve ser entendido que elas foram apresentadas a título de exemplo e não de limitação. Será aparente para os versados na técnica re- levante que várias alterações na forma e no detalhe podem ser feitas nas mesmas sem se afastar do espírito e do escopo da presente invenção. Na verdade, após a leitura da descrição acima, será aparente para os versados na técnica relevante como implementar a invenção em concretizações alter- nativas. Assim, a presente invenção não deve ser limitada por qualquer con- cretização ilustrativa descrita acima.

Além disso, o método e aparelho da presente invenção, da mesma forma que o aparelho e métodos utilizados nas técnicas de comuni- cação, são complexos por natureza, são freqüentemente melhor praticados por empiricamente determinar os valores apropriados dos parâmetros de operação, ou pela condução de simulações por computador para chegar ao melhor projeto para uma dada aplicação. Por conseqüência, todas as modifi- cações, combinações e equivalentes adequados devem ser considerados como se situando dentro do espírito e do escopo da invenção. Em adição, deve ser entendido que as figuras são apresentadas somente para propósitos ilustrativos. A arquitetura da presente invenção é suficientemente flexível e configurável, de modo que ela pode ser utilizada de modos diferentes destes apresentados nas figuras acompanhantes.

Adicionalmente, o propósito do resumo da descrição é permitir ao departamento de patente e registro do US e ao público em geral, e espe- cialmente aos cientistas, engenheiros e aos profissionais na técnica que não são familiares aos termos de patente ou legais ou à fraseologia, determinar rapidamente a partir de uma inspeção superficial a natureza e a essência da descrição técnica do pedido. O Resumo da Descrição não é pretendido para ser limitativo quando ao escopo da presente invenção de qualquer forma.

Claims (16)

1. Método para transmitir um sinal de dados a partir de vários transmissores para um receptor, compreendendo: operar cada um dos vários transmissores para transmitir um si- nal de dados em várias freqüências subveículos ortogonais para o receptor, onde pelo menos um dos transmissores está em um satélite e os vários transmissores estão geograficamente espalhados, o receptor recebendo uma cópia enfraquecida do sinal de dados a partir de pelo menos um dos vários transmissores; e sincronizar os vários transmissores de modo que o receptor re- ceba cópias enfraquecidas dos dados substancialmente simultaneamente, onde o receptor emprega as cópias enfraquecidas dos dados para reconsti- tuir o sinal de dados.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, onde o receptor integra as cópias enfraquecidas dós dados para reconstituir o sinal de dados.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1, onde a sincroniza- ção dos vários transmissores inclui controlar o tempo dos transmissores em relação a uma referência de tempo.

4. Método para transmitir um sinal de dados a partir de um transmissor para vários receptores, compreendendo: operar o transmissor para transmitir um sinal de dados em várias freqüências subveículos ortogonais para os vários receptores, onde pelo menos um dos receptores está em um satélite e os vários receptores estão geograficamente espalhados, pelo menos alguns dos receptores recebendo uma cópia enfraquecida do sinal de dados; comparar as cópias enfraquecidas do sinal de dados; e combinar as cópias enfraquecidas dos dados de modo a recons- tituir o sinal de dados.

5. Método, de acordo com a reivindicação 4, adicionalmente compreendendo colocar em memória temporária as cópias enfraquecidas do sinal de dados.

6. Método, de acordo com a reivindicação 4, adicionalmente compreendendo analisar as cópias enfraquecidas do sinal de dados.

7. Método, de acordo com a reivindicação 4, aonde os recepto- res recebendo a cópia enfraquecida do sinal de dados são configurados para reconstruir uma cópia substancialmente livre de erro do sinal de dados utili- zando a comparação entre as cópias enfraquecidas do sinal de dados.

8. Sistema para comunicar sinais de dados em uma rede de transceptores, compreendendo: um receptor; e vários transmissores configurados para se comunicarem sem fios com o receptor, onde pelo menos um dos transmissores está em um satélite e os vários transmissores estão geograficamente espalhados, onde os vários transmissores são configurados para transmitir um sinal de dados em várias freqüências subveículos ortogonais para o re- ceptor, o receptor recebendo uma cópia enfraquecida do sinal de dados a partir do pelo menos um dos vários transmissores, onde os vários transmissores são configurados para serem sin- cronizados de modo que o receptor receba cópias enfraquecidas dos dados substancialmente simultaneamente, e onde o receptor é adicionalmente configurado para empregar as cópias enfraquecidas dos dados para reconstituir o sinal de dados.

9. Sistema, de acordo com a reivindicação 8, onde o receptor é adicionalmente configurado para integrar as cópias enfraquecidas.

10. Sistema, de acordo com a reivindicação 8, onde os vários transmissores são configurados para serem sincronizados em relação a uma referência de tempo.

11. Sistema para comunicar sinais de dados em uma rede de transceptores, compreendendo: vários receptores, onde pelo menos um dos receptores está em um satélite e os vários receptores estão geograficamente espalhados; e um transmissor configurado para se comunicar sem fios com os vários receptores, o transmissor sendo configurado para transmitir um sinal de dados em várias freqüências subveículos ortogonais para os vários re- ceptores, pelo menos alguns dos receptores recebendo uma cópia enfra- quecida do sinal de dados; e uma unidade de combinação em comunicação com os vários receptores, a unidade de combinação sendo configurada para combinar as cópias enfraquecidas dos dados de modo a reconstituir o sinal de dados.

12. Sistema, de acordo com a reivindicação 11, adicionalmente compreendendo um dispositivo de colocação em memória temporária em comunicação com os vários receptores, o dispositivo de colocação em me- mória temporária sendo configurado para colocar em memória temporária as cópias do sinal de dados.

13. Sistema, de acordo com a reivindicação 12, adicionalmente compreendendo um dispositivo de comparação em comunicação com o dis- positivo de colocação em memória temporária, o dispositivo de comparação configurado para comparar as cópias enfraquecidas do sinal de dados.

14. Método, de acordo com a reivindicação 13, onde os recepto- res recebendo a cópia enfraquecida dos sinais de dados são configurados para reconstruir uma cópia substancialmente livre de erro do sinais de dados utilizando um resultado da comparação entre as cópias enfraquecidas do sinal de dados emitido pelo dispositivo de comparação.

15. Rede de transmissores, compreendendo: vários transmissores configurados para se comunicarem sem fios com um receptor, onde pelo menos um dos transmissores está em um satélite e os vários transmissores estão geograficamente espalhados, e cada um dos vá- rios transmissores é configurado para transmitir uma cópia de um sinal de dados em várias freqüências subveículos ortogonais para o receptor, e onde os vários transmissores são configurados para serem sin- cronizados de modo que o receptor receba as cópias do sinal de dados substancialmente simultaneamente.

16. Rede de receptores, compreendendo: vários receptores, onde pelo menos um dos receptores está em um satélite e os vários receptores estão geograficamente espalhados, e ca- da receptor é configurado para receber uma cópia de um sinal de dados a partir de um transmissor, a cópia do sinal de dados sendo transmitida em várias freqüências subveículos ortogonais; e uma unidade de combinação em comunicação com os vários receptores, a unidade de combinação sendo configurada para combinar as cópias do sinal de dados recebidas pelos receptores.