ES2278745T3 - Sistema de comunicaciones inalambrico multinodo con plataformas transpondedores multiples. - Google Patents

Abstract

Un sistema (10; 100) de comunicaciones inalámbrico entre móviles, que comprende: una pluralidad de nodos transpondedores individuales (16; 104, 106, 108); un concentrador central de tratamiento (12; 102) en comunicación con cada uno de dicha pluralidad de nodos transpondedores individuales (16; 104, 106, 108), comprendiendo dicho concentrador central de tratamiento medios de retardo de tiempo de compensación, en los que una señal es radiada utilizando una pluralidad de señales radiadas con retardos de tiempo de compensación, a la pluralidad de dichos nodos transpondedores individuales (16; 104, 106, 108); y una pluralidad de terminales móviles (18; 112) asociados con usuarios remotos respectivos y destinados, cada uno de ellos, a recibir dichas señales radiadas desde cada uno de dicha pluralidad de nodos transpondedores individuales (16; 104, 106, 108) de forma simultánea, de modo que las señales radiadas se sumen coherentemente y para, después, generar simultáneamente una señal de retornoy dirigir la señal de retorno a través de la pluralidad de nodos transpondedores individuales; estando destinado dicho concentrador de tratamiento central a tratar la señal de retorno para compensar los diferenciales de trayectoria.

Description

Sistema de comunicaciones inalámbrico multinodo con plataformas transpondedoras múltiples.

El presente invento se refiere a un sistema de comunicaciones inalámbrico entre móviles y a un método para comunicarse utilizando tal sistema.

A partir del documento US 5.423.059 se conoce un método para mejorar la calidad de la señal en un sistema de comunicaciones Simulcast (difusión simultánea en digital y en analógico). En el sistema de comunicaciones con difusión simultánea, una unidad de comunicaciones puede solicitar servicios mejorados en su área de cobertura transmitiendo una petición de calidad de señal mejorada a un controlador central de difusión simultánea. Al recibir la petición, el controlador central de difusión simultánea identifica, basándose en información perteneciente a la situación de la unidad de comunicaciones, un conjunto de transmisores para mejorar la cobertura del área de la unidad de comunicaciones. El controlador central de difusión simultánea determina retardos en el área de cobertura mejorada para cada uno de los transmisores y ajusta los retardos respectivos de cada transmisor de tal forma que se mejore la calidad de la señal transmitida para la situación de la unidad de comunicaciones.

En particular, la unidad de comunicaciones envía una petición de calidad de señal mejorada, que incluye su situación corriente, al controlador central de difusión simultánea. Al recibirse la petición, el controlador central de difusión simultánea distingue la situación de la unidad solicitante.

Esto puede conseguirse midiendo el tiempo de llegada de la petición a cada transmisor del sistema con ayuda de una referencia de tiempo absoluta local. Con esta información, el controlador central de difusión simultánea puede conseguir efectivamente, mediante triangulación, la posición de la unidad de comunicaciones.

Una vez conocida la situación de la unidad, el controlador central de difusión simultánea determina un conjunto de transmisores requeridos para mejorar el área de cobertura y, luego, calcula un nuevo requisito de retardo de transmisión para cada transmisor. Estos requisitos de retardo recién calculados son pasados, entonces, a los transmisores, de tal modo que, merced al cambio de retardos, se elimine sustancialmente la interferencia destructiva que degradaba la calidad de la señal.

El presente invento se refiere, en general, a un sistema de comunicaciones inalámbrico. Más específicamente, el presente invento se refiere a un sistema de comunicaciones inalámbrico con capacidad incrementada de reutilización de frecuencia, para comunicaciones punto a punto.

Los sistemas corrientes para comunicaciones entre móviles por satélite, tales como Iridium, Globalstar e ICO, utilizan terminales de usuario de bajo coste como una de las características clave del sistema. Para mantener el enlace de comunicaciones con estos sistemas de móviles corrientes, los satélites del sistema proporcionan a los abonados servicios de múltiples haces y de elevada ganancia. Los terminales portátiles de bajo coste y baja ganancia utilizados por los usuarios de estos sistemas, transmiten y reciben señales hacia y desde satélites de elevado rendimiento que pueblan casi toda la atmósfera. Algunos de estos sistemas corrientes exigen acceso a, por lo menos, dos satélites con el fin de asegurar un proceso de transferencia exento de problemas cuando los satélites se desplazan de un horizonte al otro. Como resultado, el sistema de satélites gana en fiabilidad y en disponibilidad a medida que en el campo de visión (FOV) de un usuario aumenta el número de satélites. Las constelaciones de satélites ofrecidas por estos sistemas corrientes se dimensionan, así, para garantizar, en todo momento, en grandes áreas de cobertura, el número mínimo de satélites dentro del FOV de un usuario.

Sin embargo, todos estos sistemas de comunicaciones entre móviles por satélite corrientes, adolecen de ciertas desventajas. En primer lugar, todos ellos poseen recursos de frecuencia limitados (el término "frecuencia" se utiliza en este documento en un sentido general para referirse a frecuencia, intervalos de tiempos o código CDMA). Cualquier frecuencia dada para una posición terrestre dada solamente puede ser utilizada por un usuario cada vez. Así, si un usuario accede a un satélite utilizando una frecuencia particular para comunicarse con su contrapartida en la red, otros satélites y/o usuarios de la misma región, no pueden utilizar la misma fuente de frecuencia en la misma zona local. En particular, si un usuario secundario próximo tiene un teléfono que necesita la misma fuente de frecuencia que está siendo utilizada por el primer usuario, el segundo usuario no puede acceder al sistema, incluso ni a través de satélites diferentes. Esto es cierto con independencia de la sofisticación del sistema, incluso con sistemas que utilizan diseños de satélites con múltiples haces. Aún cuando en un lugar geográfico dado pueda disponerse de múltiples satélites, el mismo espectro de frecuencia no puede ser utilizado por más de un usuario en un área local. La disponibilidad de satélites múltiples no sirve mas que para incrementar la disponibilidad del sistema para el usuario. Sin embargo, la capacidad total de estos sistemas de satélites de comunicaciones entre móviles todavía está limitada por su uso, poco eficiente, de las fuentes de frecuencia disponibles. Así, el crecimiento potencial de estos sistemas de comunicaciones por satélite corrientes está limitado inherentemente.

Además, los corrientes sistemas de comunicaciones sólo permiten, generalmente, comunicaciones de móvil a concentrador y de concentrador a móvil en la mayoría de las constelaciones de satélites para móviles situados en órbita terrestre media y en órbita terrestre baja. Los enlaces de móvil a móvil exigen múltiples saltos entre concentradores. Esto quiere decir que dos o más recursos de frecuencia deben ser destinados por el sistema para cerrar la red.

Evidentemente, es deseable proporcionar un sistema de satélites para comunicaciones entre móviles que alivie las limitaciones antes mencionadas, y que haga un uso más eficiente de las fuentes corrientes del sistema de comunicaciones por satélite entre móviles, al tiempo que proporcione también oportunidades mucho mayores de crecimiento del sistema.

Un objeto del presente invento es proporcionar un sistema de comunicaciones inalámbrico con menores limitaciones en cuanto a la reutilización de la frecuencia para comunicaciones punto a punto.

Otro objeto del presente invento es proporcionar un sistema de comunicaciones inalámbrico que utilice transpondedores individuales y terminales móviles que sean relativamente sencillos y poco complicados.

Otro objeto del presente invento es proporcionar un sistema de comunicaciones inalámbrico con una fiabilidad elevada en virtud de una degradación aceptable.

Todavía otro objeto del presente invento es proporcionar un sistema de comunicaciones inalámbrico cuya complejidad se concentre en las estaciones concentradoras centrales de tratamiento.

Aún otro objeto del presente invento es proporcionar un sistema de comunicaciones inalámbrico con capacidad para lograr un posicionamiento más preciso de satélites y de usuarios.

De acuerdo con los objetos del presente invento, se proporciona un sistema de comunicaciones inalámbrico entre móviles. El sistema de comunicaciones inalámbrico entre móviles incluye una pluralidad de plataformas transpondedoras de comunicaciones individuales. Cada uno de la pluralidad de transpondedores individuales se encuentra en comunicación con un concentrador central de tratamiento, de tal manera que una señal tratada por el concentrador central de tratamiento en el enlace de envío sea radiada con retardos de tiempo de compensación, hacia la pluralidad de transpondedores individuales. Las señales radiadas son, entonces, radiadas nuevamente por la pluralidad de transpondedores individuales y son recibidas coherentemente y tratadas por un terminal móvil de usuario. La vía de retorno de la señal de enlace, es la contraria de la vía de envío.

Estas y otras características del presente invento resultarán evidentes a partir de la siguiente descripción del invento, cuando se contempla de acuerdo con los dibujos adjuntos y las reivindicaciones anejas.

La Figura 1 es una ilustración esquemática de la geometría del enlace de envío de un sistema de comunicaciones por satélite para móviles, de acuerdo con el presente invento;

la Figura 2 es un diagrama esquemático de bloques que ilustra la función de transmisión de señal de un concentrador de telecomunicaciones terrestres para un sistema de comunicaciones inalámbrico, de acuerdo con una realización preferida del presente invento;

la Figura 3 es una ilustración esquemática de la geometría del enlace de retorno de un sistema de comunicaciones inalámbrico de acuerdo con una realización preferida del presente invento;

la Figura 4 es un diagrama esquemático de bloques que ilustra la función de recepción de la señal de un concentrador de telecomunicaciones terrestres para un sistema de comunicaciones inalámbrico de acuerdo con una realización preferida del presente invento;

la Figura 5 es un diagrama de flujo esquemático que ilustra la arquitectura global de un sistema de comunicaciones inalámbrico con transpondedores múltiples, de acuerdo con una realización preferida del presente invento; y

la Figura 6 es una ilustración esquemática de un sistema de comunicaciones inalámbrico para comunicación punto a punto, que utiliza una variedad de diferentes tipos de nodos transpondedores, de acuerdo con una realización preferida del presente invento.

Refiriéndonos ahora a las figuras, el sistema de comunicaciones entre móviles descrito puede utilizarse para romper la limitación del espectro de frecuencia anteriormente expuesta y proporciona medios mucho más eficientes para reutilizar multitud de veces el espectro inalámbrico y el satélite para móviles asignado. Al eliminarse esta limitación del espectro de frecuencia en el funcionamiento de múltiples satélites, puede ampliarse más fácilmente la capacidad global de los sistemas de comunicaciones inalámbricas y de los satélites para móviles existentes.

Refiriéndonos ahora a la Figura 1, en ella se ilustra un sistema 10 de comunicaciones por satélite entre móviles de acuerdo con una realización preferida del presente invento. En la Figura 1, el sistema 10 de comunicaciones por satélite entre móviles se representa en un modo de enlace de envío. El sistema 10 de comunicaciones por satélite entre móviles incluye un concentrador terrestre de telecomunicaciones 12, una constelación 14 de satélites constituida por una pluralidad de satélites 16 individuales, y una pluralidad de terminales portátiles 18 de usuario, tales como teléfonos móviles. Como se describe con mayor detalle en lo que sigue, los terminales 18 de usuario pueden recibir señales 20 simultáneamente desde múltiples satélites 16 mediante antenas 22 de haz ancho. El concentrador terrestre de telecomunicaciones 12 se encuentra en comunicación con todos los satélites 16 de la constelación 14 de satélites, individual y simultáneamente. El concentrador 12 también ejecuta un tratamiento previo de señales de usuario para compensar diferenciales de trayectoria antes de enviar las señales 24 radiadas a los satélites 16, como se describe con mayor detalle en lo que sigue y, similarmente, ejecuta un tratamiento de las señales recibidas de los satélites.

De acuerdo con la realización preferida, el diseño de los satélites individuales puede simplificarse de manera significativa con respecto a los utilizados en los anteriores sistemas de móviles, dado que la constelación 14 de satélites se comporta como una agrupación radiante dispersa. Es sabido que cuantos más satélites 16 estén incluidos en la constelación 14 de satélites, mejor será el comportamiento obtenido del sistema 10 de comunicaciones por satélite entre móviles. Se prefieren satélites sencillos, pequeños y que ofrezcan un alto rendimiento. Ello se debe a que el comportamiento del sistema 10 depende más de la constelación 14 de satélites que de los satélites 16 individuales.

En un modo de tránsito, ilustrado en la Figura 1, los satélites 16 individuales radian energía de RF modulada a un campo de visión ("FOV") elegido. El sistema 10 puede ser hecho funcionar, no obstante, con capacidad reducida y sin reconfiguración, incluso si, por cualquier razón, se pierde un satélite 16 individual. Como resultado, el sistema 10 presenta características de degradación aceptables y proporciona una fiabilidad y una disponibilidad muy elevadas. Las mayores complicaciones del sistema 10 residen en los concentradores terrestres 12, que localizan y siguen a los potenciales usuarios y ejecutan las funciones principales de formación de haz y filtrado, como se describe en lo que sigue.

Como se muestra en la Figura 2, el tratamiento realizado en el concentrador terrestre de telecomunicaciones 12 se ilustra diagramáticamente. El concentrador 12 sigue, actualiza y predice la información diferencial, variable en el tiempo entre varias trayectorias entre el concentrador 12 y los terminales 18 de usuario previstos. La precisión de esta información está comprendida, de preferencia, dentro de la décima parte de una longitud de onda de RF. Para sistemas de UHF por satélite, la precisión diferencial de trayectoria requerida debe ser de unos 10 (diez) centímetros. Para constelaciones de satélites para móviles en banda L y S, la precisión debe ser del orden de un (1) centímetro. Desafortunadamente, las técnicas de GPS o usuales no son capaces de proporcionar la precisión requerida.

De acuerdo con el presente invento, la precisión requerida de los diferenciales de trayectorias equivalentes, incluyendo toda la distorsión de propagación, puede conseguirse utilizando calibración activa de dos vías y técnicas R2N (navegación con medición de distancias en dos vías). Una técnica R2N es, simplemente, una técnica para obtener información de posicionamiento gracias a la cual se localizan las posiciones de los satélites y de los usuarios con precisión utilizando múltiples lugares de calibración, y se describe en la solicitud de patente norteamericana, también en tramitación, número de serie 09/209.062, titulada "Método y sistema para determinar la posición de una unidad transceptora que incorpora navegación con medición de distancia en dos vías como referencia de calibración para GPS", y presentada el 10 de diciembre de 1998. También pueden utilizarse otras técnicas conocidas.

El concentrador terrestre de comunicaciones 12 tiene un centro de tratamiento 26 que trata cada señal y se ilustra en modo de transmisión en la Figura 2. El concentrador 12 tiene capacidad para acceder a la pluralidad de satélites individualmente haciendo uso de discriminación espacial en la antena para proporcionar señales separadas a satélites diferentes. Alternativamente, puede utilizarse, también, identificación mediante código para acceder a diferentes satélites en forma independiente.

Como se muestra en la Figura 2, suponiendo que hay "H" usuarios, las señales del usuario 1 al usuario H, identificados de manera general por el número de referencia 28, son introducidas en el centro 26 de tratamiento. Las posiciones de los diversos usuarios (1 a H), designados con el número de referencia 30, son determinadas, generalmente, por la circuitería a partir de las diversas señales 28 de usuario. Las diversas señales 28 de usuario para los usuarios del 1 al H, son combinadas entonces para su transmisión a los diferentes satélites 16, como se indica de manera general mediante el número de referencia 32. En este caso, la señal es enviada a N satélites. Luego, las señales combinadas son amplificadas, filtradas, convertidas en sentido ascendente y, luego, amplificadas adicionalmente, como se indica generalmente mediante el número de referencia 36. Estas señales son entregadas entonces a una antena 38 multihaz en donde se realiza el tratamiento de formación de haz de modo que las señales puedan ser transmitidas a cada uno de los N satélites mediante señales radiantes 24. El tratamiento de formación de haz puede llevarse a cabo en la banda de base o en una banda baja de frecuencia de IF, por medios digitales o analógicos. Para una señal con pequeña anchura de banda (inferior a unos pocos MHz), la ejecución por medios digitales puede ofrecer ventajas económicas. Las señales 24 tratadas, radiadas desde el concentrador terrestre 12 a cada satélite, son amplificadas, filtradas y, luego, vueltas a radiar por cada uno de los múltiples satélites 16 para hacerlas llegar, simultáneamente, a posiciones de usuario designadas. En consecuencia, las señales radiadas desde los múltiples satélites serán recibidas coherentemente por una simple antena 22 de haz ancho, de terminal portátil.

De forma equivalente, el efecto del tratamiento espacial llevado a cabo por el centro de tratamiento 26 es enfocar la intensidad de la señal sobre el usuario desde múltiples satélites 16, que actúan como partes separadas, dispersas, de un gran reflector activo. Por tanto, el tratamiento en tierra incorporará diferentes retardos de tiempo en las señales 24 que se radian por diversas vías (es decir, transpondedores). Los retardos de tiempo se introducirán en las señales 24 como si los satélites estuviesen situados en una superficie elipsoidal, cuyos dos focos estuviesen situados, exactamente, en las posiciones del concentrador 12 y del usuario 18 designado, respectivamente. En las constelaciones situadas en órbita terrestre media y baja, los usuarios 18 y el concentrador 12 siempre estarán en el campo próximo de la agrupación dispersa.

En el modo de recepción, ilustrado en la Figura 3, los satélites 16 individuales recogen señales de RF procedentes del mismo FOV. La Figura 3 ilustra la geometría del enlace de retorno para recibir señales enviadas desde los terminales 18 de usuario al concentrador terrestre 12 de telecomunicaciones. Como se muestra en la Figura 3, hay implicados dos grupos de enlaces: los enlaces (señales) entre los usuarios 18 y los satélites 16, indicados generalmente con el número de referencia 40; y los existentes entre los satélites 16 y el concentrador 12, indicados generalmente con el número de referencia 42. Para conseguir el mejor comportamiento, las antenas 22 de usuario son capaces de iluminar, de preferencia, todos los satélites 16 implicados. Ello conducirá a una restricción sobre la variación de la ganancia de la antena 22 de usuario respecto al grupo.

Como en el caso de la geometría del enlace directo, los satélites 16 amplificarán las señales 40 recibidas desde los usuarios 18 y volverán a radiar las señales 42 hacia el concentrador 12. El concentrador 12 puede recibir las señales 42 de manera independiente, pero a la vez, desde los satélites 16; y sumará las señales 42 procedentes de diferentes satélites 16 en forma coherente en el procesador posterior 44, como se ilustra en la Figura 4.

Los flujos de señal y el diagrama de bloques ilustrado en la Figura 4 muestran la función de recepción del procesador posterior 44 y el concentrador 12. Los flujos de señal son los contrarios respecto a los correspondientes de la Figura 2. Por tanto, no se repetirá con detalle el proceso de recepción. Sin embargo, los enlaces 42, de los satélites 16 al concentrador 12 son recibidos en la antena 34 multihaz, formadora de haces y, luego, son transmitidos al receptor y a los convertidores 46 de sentido descendente antes de que las señales sean separadas. La señales son separadas dependiendo del usuario desde el que se reciben, como se indica generalmente mediante el número de referencia 48 y, luego, son enviadas al usuario específico, 1 a H, como se indica de modo general mediante el número de referencia 50. Debe comprenderse que ambas funciones, de recepción y de transmisión, son partes necesarias para la calibración de la trayectoria de enlace y la localización de la posición del usuario.

La técnica del presente invento ha demostrado que reduce significativamente los niveles medios de los lóbulos laterales. Se ha determinado que ello se debe a tres factores. En primer lugar, la arquitectura propuesta no es una agrupación periódica sino una agrupación dispersa con separaciones aleatorias, carente de lóbulos de difracción. Aunque el nivel medio de los lóbulos laterales a una frecuencia única es relativamente alto, el nivel disminuye al aumentar el ancho de banda. En segundo lugar, la gran agrupación poco poblada formada por los satélites constituye una gran abertura extendida. Así, todos los usuarios terrestres se encuentran en el campo cercano de la abertura extendida y los frentes de onda recibidos por todos los usuarios son esféricos en lugar de planos. En consecuencia, los efectos de la dispersión son mucho más pronunciados de lo que serían en el campo lejano. La dispersión crece muy rápidamente cuando se explora con una sonda fuera del haz principal y emborrona muy eficazmente la distribución de potencia en un ancho de banda de señal finito. En tercer lugar, el sistema de comunicaciones se diseña, preferiblemente, con un gran ancho de banda de frecuencia. La señal de información, por tanto, se extenderá por todo este ancho de banda a través de CDMA o mediante formas de onda de corta duración para esquemas de TDMA.

La Figura 5 ilustra diagramáticamente el funcionamiento del invento, que hace posible la reutilización incrementada del precioso espectro de frecuencia por múltiples satélites. Entre las ventajas ofrecidas por este sistema se cuenta con la ausencia de limitación alguna sobre la reutilización de las frecuencias por satélites adicionales para comunicaciones punto a punto. En vez de ello, la capacidad de este sistema únicamente está limitada por la potencia total de RF de los satélites. Además, la realización preferida permite el uso de diseños sencillos y baratos de los satélites, ya que cuantos más satélites se incluyan en la constelación, mejor será el comportamiento de todo el sistema. El sistema también proporciona una elevada fiabilidad en virtud de una degradación aceptable, así como la concentración de los tratamientos complicados en los concentradores.

La realización preferida crea una demanda de gran número de satélites de bajo coste y, también, hace uso de técnicas de R2N para conseguir la localización de los satélites y de los usuarios. Cuanto mayor sea el número de usuarios que utilicen este sistema, mayor será la precisión con que pueden determinarse las posiciones de satélites y de usuarios. Sin embargo, aún más importantes que las posiciones reales de los usuarios y de los satélites, son las longitudes de las trayectorias recorridas por las señales. Por tanto, las técnicas de calibración periódica aplicadas directamente a esas longitudes de trayectoria pueden ser mucho más simples y más efectivas desde el punto de vista económico. El sistema se beneficia, también, del gran porcentaje de anchos de banda disponibles con los sistemas de CDMA y de TDMA.

Como se muestra en la Figura 5, el presente invento se divide en tres segmentos: un segmento 52 de concentrador que contiene el concentrador 12 de telecomunicaciones terrestres, un segmento de espacio 54 que contiene una pluralidad de satélites 16 individuales, y un segmento 56 de usuarios que tiene una pluralidad de terminales de usuario 18. El segmento de concentrador también tiene un centro 26 de tratamiento que somete a tratamiento previo a las señales de transmisión y un procesador posterior 44 para someter a un tratamiento ulterior a las señales recibidas.

Los terminales de usuario 18 reciben y transmiten señales simultáneamente desde/hacia múltiples satélites 16 a través de antenas de banda ancha. Los terminales de usuario 18 pueden carecer de capacidad para acceder por separado a los satélites individuales 16 en el segmento 14 de espacio. El concentrador 12 trata previamente las señales destinadas a cada usuario local al transmitirlas y somete a tratamiento posterior a las señales suministradas a cada usuario local al recibirlas, para compensar los diferenciales de trayectoria. Estas correcciones se calculan por separado y se aplican a las señales transmitidas a cada satélite 16 del segmento de espacio 54 o a las recibidas desde cada uno de ellos. Si bien el invento se ha descrito, hasta ahora en relación con una pluralidad de satélites 16, debe comprenderse que pueden utilizarse una variedad de otros nodos transpondedores en lugar de uno o más de los satélites 16 o en combinación con ellos.

Refiriéndonos de nuevo a la Figura 6, en ella se muestra un sistema de comunicaciones inalámbrico 100, ilustrativo, de acuerdo con la realización preferida. El sistema de comunicaciones inalámbrico 100 ilustrativo incluye un concentrador central 102, una torre transmisora 104, un transpondedor 106 de satélite, una plataforma 108 situada a gran altura, una antena 110 y un usuario previsto 112. El usuario previsto 112 puede ser un usuario fijo o un usuario móvil.

El concentrador central 102 se encuentra en comunicación directa con la antena 110 con el fin de tratar las señales transmitidas y recibidas por la antena 110, de acuerdo con las técnicas descritas anteriormente. De acuerdo con esta realización ilustrativa, el concentrador central 102 también se comunica con la torre transmisora 104 a través de la línea 114, con el fin de realizar el tratamiento de señales transmitidas y recibidas por la torre transmisora 104. La línea 114 puede ser un cable terrestre o puede representar una comunicación inalámbrica entre el concentrador central 102 y la torre transmisora 104. Además, aunque solamente se ilustran una sola antena 110 y una sola torre 104, se comprenderá que pueden emplearse múltiples antenas y múltiples torres. Además, la torre 104 puede formar parte de una red celular a base de torres, regional o nacional, para comunicaciones entre fijos o entre móviles.

Como se muestra, en el ejemplo, el concentrador central 102 trata señales 116 que son transmitidas desde la antena 110 a una plataforma 108 situada a gran altura. En el enlace directo, la señal 116 es transmitida, entonces, desde la plataforma 108 a gran altura hasta el usuario previsto 112, como se representa, en general, mediante la señal 118. En el enlace de retorno, el usuario previsto envía una señal 118 a la plataforma 108 a gran altura que, entonces, envía una señal 116 a la antena 110, la cual ha sido tratada por el concentrador central 102. Además, el concentrador central 102 también trata las señales 120 que son transmitidas por la antena 110 a un transpondedor 106 de satélite. El transpondedor 106 de satélite transmite entonces la señal 122 al usuario previsto 112. En el enlace de retorno, el usuario previsto 112 envía una señal 122 al transpondedor 106 de satélite que, entonces, envía la señal 120 a la antena 110 para su tratamiento por el concentrador central 102.

Además, el concentrador central 102 envía una señal 114 a la torre transmisora 104 que, a su vez, comunica con el usuario previsto 112 a través de una señal 124. En el enlace de retorno, el usuario previsto 112 comunica con la torre 104 a través de una señal 124, comunicándose dicha torre entonces con el concentrador central 102 mediante una línea 114 para tratamiento de la señal. Aunque solamente se describe un único nodo transpondedor de cada tipo (es decir, satélite, plataforma a gran altura o torre), un sistema específico puede utilizar cualquier combinación de tales nodos transpondedores. Debe comprenderse que, de acuerdo con el sistema descrito, puede utilizarse cualquier sistema de plataforma situada a gran altura, tal como aeronaves tripuladas o no, globos o aeroplanos. Además, de acuerdo con el sistema descrito, puede utilizarse cualquier sistema con base en el espacio que incluya uno o más ingenios espaciales para comunicaciones punto a punto.

El sistema ilustrativo 100 descrito puede mejorar mucho la eficacia en la reutilización de la frecuencia para comunicaciones punto a punto, tales como en telefonía múltiple y protocolo bidireccional de Internet. Esta capacidad mejorada es el resultado del hecho de que la información para el receptor previsto (usuario) 112 llegará desde todos los transpondedores en fase. Merced a esta configuración, la información para usuarios no previstos llegará, generalmente, fuera de fase. Para los usuarios no previstos, las señales fuera de fase aparecerán como ruido. El comportamiento del invento propuesto dependerá de las separaciones espaciales entre los diversos nodos transpondedores, así como de los usuarios remotos. La anchura de banda de comunicaciones entre los transpondedores y los usuarios también afectará al comportamiento. El efecto de estos sobre el sistema 100 descrito puede determinarse en una variedad de formas conocidas.

Así, el presente sistema 100 puede estar compuesto por una pluralidad de nodos transpondedores que solamente son parte de un sistema puro basado en una torre, un sistema con plataformas a gran altura, tal como una plataforma estratosférica, o un sistema de satélites de comunicaciones. Alternativamente, el sistema puede consistir en una pluralidad de transpondedores que se seleccionen de entre todos o algunos de los tipos antes mencionados de nodos transpondedores.

Habiéndose descrito ahora completamente el invento, a los expertos normales en la técnica les resultará evidente que pueden hacerse en él muchos cambios y modificaciones sin apartarse del alcance del invento tal como se establece en este documento.

Claims (10)

1. Un sistema (10; 100) de comunicaciones inalámbrico entre móviles, que comprende:

una pluralidad de nodos transpondedores individuales (16; 104, 106, 108);

un concentrador central de tratamiento (12; 102) en comunicación con cada uno de dicha pluralidad de nodos transpondedores individuales (16; 104, 106, 108), comprendiendo dicho concentrador central de tratamiento

medios de retardo de tiempo de compensación, en los que una señal es radiada utilizando una pluralidad de señales radiadas con retardos de tiempo de compensación, a la pluralidad de dichos nodos transpondedores individuales (16; 104, 106, 108); y

una pluralidad de terminales móviles (18; 112) asociados con usuarios remotos respectivos y destinados, cada uno de ellos, a recibir dichas señales radiadas desde cada uno de dicha pluralidad de nodos transpondedores individuales (16; 104, 106, 108) de forma simultánea, de modo que las señales radiadas se sumen coherentemente y para, después, generar simultáneamente una señal de retorno y dirigir la señal de retorno a través de la pluralidad de nodos transpondedores individuales;

estando destinado dicho concentrador de tratamiento central a tratar la señal de retorno para compensar los diferenciales de trayectoria.

2. El sistema (10; 100) de la reivindicación 1, caracterizado porque uno o más de dicha pluralidad de transpondedores individuales (16; 104, 106, 108) es un satélite individual (16; 106).

3. El sistema (10; 100) de la reivindicación 1 o la reivindicación 2, caracterizado porque uno o más de dicha pluralidad de nodos transpondedores individuales (16; 104, 106, 108) es una plataforma (108) situada a gran altura.

4. El sistema (10; 100) de cualquiera de las reivindicaciones 1-3, caracterizado porque uno o más de dicha pluralidad de nodos transpondedores individuales (16; 104, 106, 108) es una torre transmisora (104).

5. El sistema (10; 100) de cualquiera de las reivindicaciones 1-4, caracterizado porque uno o más de dicha pluralidad de nodos transpondedores individuales (16; 104, 106, 108) es un globo.

6. Un método para comunicarse con un terminal móvil portátil (18; 112), que comprende:

tratar una señal de usuario local para los enlaces de envío y de retorno en un concentrador central de tratamiento (12; 102);

radiar desde el concentrador central de tratamiento, con retardos de tiempo de compensación, dicha señal por múltiples vías o nodos transpondedores (16; 104, 106, 108);

recibir dichas señales desde dicha pluralidad de nodos transpondedores (16; 104, 106, 108);

radiar nuevamente dichas señales desde dicha pluralidad de nodos transpondedores (16; 104, 106, 108) hacia el terminal móvil portátil (18; 112);

recibir dichas señales de enlace directo procedentes de dicha pluralidad de nodos transpondedores (16; 104, 106, 108) en el terminal móvil portátil (18; 112), por lo que dicha señal radiada nuevamente sólo será recibida coherentemente por un usuario remoto previsto, asociado con el terminal móvil portátil (18; 112);

transmitir una pluralidad de señales de retorno desde el terminal móvil portátil al concentrador central de tratamiento a través de las vías o los nodos transpondedores; y

tratar ulteriormente, mediante el procesador del concentrador, la pluralidad de señales de tiempo de retorno para compensación de los diferenciales de tiempo.

7. El método de la reivindicación 6, caracterizado porque dichas señales son recibidas por un sistema (108) de plataforma situada a gran altura.

8. El método de la reivindicación 7, caracterizado porque dichas señales son recibidas por una pluralidad de aeronaves, tripuladas o no.

9. El método de la reivindicación 7, caracterizado porque dichas señales son recibidas por una pluralidad de globos.

10. El método de la reivindicación 7, caracterizado porque dichas señales son recibidas por una pluralidad de aeroplanos, tripulados o no.