ES2310940T3 - Sistema y procedimiento para resolver incertidumbre de frecuencia y sincronismo en adquisicion de canal de acceso en un sistema de comunicacion de espectro ensanchado. - Google Patents
Sistema y procedimiento para resolver incertidumbre de frecuencia y sincronismo en adquisicion de canal de acceso en un sistema de comunicacion de espectro ensanchado. Download PDFInfo
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Abstract
Un procedimiento para adquirir una señal transmitida por un terminal de usuario a un satélite y retransmitida por el satélite a una pasarela, que comprende las etapas de: definir un espacio de búsqueda de frecuencia y tiempo de llegada para un haz de comunicación asociado con el satélite basándose en un área de cobertura de haz predeterminada de dicho haz de comunicación, en el que el espacio de búsqueda se define por al menos dos componentes, un intervalo de posibles tiempos de llegada y un intervalo de posibles frecuencias; buscar (1006) en dicho espacio de búsqueda para resolver una incertidumbre de sincronismo y frecuencia asociada con la señal; y demodular (1008) una parte de mensaje de la señal basándose en un incremento de frecuencia y desfase de sincronismo obtenidos como resultado de resolver dicha incertidumbre de sincronismo y frecuencia.
Description
Sistema y procedimiento para resolver
incertidumbre de frecuencia y sincronismo en adquisición de canal de
acceso en un sistema de comunicación de espectro ensanchado.
La presente invención se refiere en general al
campo de comunicaciones inalámbricas. Más en particular, la
presente invención se refiere a resolver incertidumbre de frecuencia
y sincronismo en transmisiones de canal de acceso en un sistema de
comunicación de espectro ensanchado.
Los sistemas de comunicaciones basados en
satélite inalámbricos incluyen estaciones bases a las que se hace
referencia como pasarelas, y uno o más satélites para retransmitir
señales de comunicaciones entre las pasarelas y uno o más
terminales de usuario. Las pasarelas proporcionan enlaces de
comunicaciones para conectar un terminal de usuario a otros
terminales de usuario o usuarios de otros sistemas de
comunicaciones, tales como una red telefónica de conmutación
pública. Los terminales de usuario pueden ser fijos o móviles, tales
como un teléfono móvil o portátil. Pueden ubicarse cerca o alejados
de una pasarela.
Algunos sistemas de comunicaciones por satélite
emplean señales de espectro ensanchado de acceso múltiple por
división de código (CDMA), tal como se da a conocer en la patente
estadounidense número 4.901.307, concedida el 13 de febrero de
1990, titulada "Spread Spectrum Multiple Access Communication
System Using Satellite or Terrestrial Repeaters", y la
patente estadounidense número 5.691.974, concedida el 25 de
noviembre de 1998, titulada "Method and Apparatus for Using
Full Spectrum Transmitted Power in a Spread Spectrum Communication
System for Tracking Individual Recipient Phase Time and
Energy", ambas de las cuales están transferidas al
cesionario de la presente invención.
En sistemas de comunicación por satélite que
emplean CDMA se utilizan enlaces de comunicación separados para
transmitir señales de comunicación, incluyendo radiomensajería,
acceso, mensajería, o señales de tráfico, hacia y desde una
pasarela o estación base. Un enlace de comunicación directo se
refiere a señales de comunicación que se originan en una pasarela o
estación base y se transmiten a un terminal de usuario. Un enlace de
comunicación inverso se refiere a señales de comunicación que se
originan en un terminal de usuario y se transmiten a una pasarela o
estación base.
El enlace inverso está compuesto por al menos
dos canales separados: un canal de acceso y un canal de tráfico
inverso. El canal de acceso se utiliza por un terminal de usuario
para "acceder" a una pasarela. Un terminal de usuario accede a
una pasarela para registrarse en el sistema, para realizar una
llamada, o para confirmar la recepción de una solicitud de
radiomensajería enviada por la pasarela. Un terminal de usuario se
comunica con una pasarela sobre el canal de acceso transmitiendo
una señal a la que se hace referencia como una "prueba de
acceso" a la pasarela. Una prueba de acceso es una transmisión de
datos sobre el canal de acceso que contiene un mensaje de acceso.
Los contenidos del mensaje de acceso dependen de si el terminal de
usuario está iniciando una llamada, registrándose en el sistema, o
respondiendo a un radiomensaje.
En un sistema de comunicaciones de espectro
ensanchado típico, se utilizan una o más secuencias de código de
pseudorruido (PN) preseleccionadas para "ensanchar" señales de
información, tales como una prueba de acceso, sobre una banda
espectral predeterminada antes de la modulación sobre una señal
portadora para la transmisión como señales de comunicaciones. El
ensanchamiento de código PN, un procedimiento de transmisión de
espectro ensanchado que es muy conocido en la técnica, produce una
señal para la transmisión que presenta un ancho de banda mucho
mayor que el de la señal de datos.
Para que una pasarela adquiera una prueba de
acceso enviada por un terminal de usuario (es decir, recupere el
mensaje de acceso dentro de la prueba de acceso), la pasarela debe
primero demodular la señal de comunicación para recuperar la prueba
de acceso modulada PN, y entonces desensanchar la parte de mensaje
de la prueba de acceso. Para que la pasarela demodule la portadora,
la pasarela debe sintonizarse a la frecuencia portadora de la señal
de comunicación. Sin sintonización de frecuencia razonablemente
precisa, la portadora no puede demodularse apropiadamente. Además,
debido a que se aplican códigos de ensanchamiento PN a la prueba de
acceso, el tiempo de llegada de la prueba de acceso debe
determinarse para desensanchar apropiadamente la prueba de acceso
para recuperar la información contenida en la misma. No pueden
eliminarse con precisión códigos de ensanchamiento PN sin
sincronización de señal o sincronismo de sistema apropiado. Si los
códigos se aplican con sincronización de tiempo incorrecta, las
señales de comunicación aparecerán simplemente como ruido y no se
transporta ninguna información.
Los sistemas de comunicación que emplean
satélites con órbitas no geoestacionarias muestran un alto grado de
movimiento de terminal de usuario y satélite relativo. El movimiento
relativo crea desplazamientos o componentes Doppler bastante
sustanciales en la frecuencia portadora de señales en los enlaces de
comunicación. Debido a que estas componentes Doppler varían con el
movimiento del terminal de usuario y el satélite, crean un intervalo
de incertidumbre en la frecuencia de la señal portadora, o de
manera más simple, incertidumbre de frecuencia. Pueden observarse
efectos similares en sistemas terrestres en los que el terminal de
usuario se mueve a alta velocidad, tal como cuando se utilizan en
un tren de alta velocidad u otro vehículo.
El movimiento del satélite también introduce
Doppler en los códigos de ensanchamiento PN. Se hace referencia a
este Doppler como Doppler de código. En particular, Doppler de
código es el efecto del movimiento del satélite introducido en la
señal de banda base. El Doppler de código desplaza la frecuencia de
las transiciones entre códigos adyacentes en las secuencias de
código de ensanchamiento PN. Por tanto, los códigos adyacentes no
llegan al receptor con un sincronismo de código correcto.
Además de Doppler de código, el movimiento del
satélite también crea una gran cantidad de incertidumbre en el
retardo de propagación, o incertidumbre de sincronismo, para señales
en los enlaces de comunicación. Para señales que llegan a la
pasarela, el retardo de propagación varía desde un mínimo cuando el
satélite está directamente por encima de la pasarela hasta un
máximo cuando el satélite está en un horizonte con respecto a la
pasarela.
Como se expuso anteriormente, para que la
pasarela adquiera una prueba de acceso, la pasarela debe
sintonizarse a la frecuencia portadora de la señal de comunicación
y sincronizar el sincronismo con la señal. Una manera de sintonizar
la pasarela a la frecuencia portadora y sincronizar el sincronismo
es determinar la frecuencia portadora y el sincronismo antes de la
transmisión de la señal de comunicación y luego sintonizar la
pasarela apropiadamente. Pero debido a la incertidumbre de
frecuencia y de tiempo introducida en la señal de comunicación por
el efecto Doppler y el retardo de propagación, una pasarela no puede
determinar la frecuencia portadora o el tiempo de llegada de la
señal antes de recibir la señal. No obstante, la pasarela puede
determinar el intervalo de posibles frecuencias portadoras y el
intervalo de posibles tiempos de llegada determinando la cantidad
de incertidumbre introducida por el efecto Doppler y el retardo de
propagación. Por consiguiente, una pasarela puede adquirir una
prueba de acceso "buscando" la frecuencia y sincronismo
correctos comparando la señal de comunicación recibida con diversos
valores de frecuencia y sincronismo en sus respectivos intervalos
posibles.
Estos diversos valores de frecuencia y
sincronismo se denominan hipótesis de frecuencia y sincronismo,
respectivamente. Las hipótesis de frecuencia y tiempo con la
correlación más alta con la señal de comunicación recibida por
encima de un umbral predeterminado proporciona valores de frecuencia
y sincronismo que pueden utilizarse para demodular y desensanchar
la señal, permitiendo de ese modo que la pasarela recupere la
información en la prueba de acceso.
La cantidad de hardware que se requiere para
"buscar" la frecuencia y sincronismo correctos en una cantidad
de tiempo fija es proporcional al número de hipótesis requeridas, y
el número de hipótesis requeridas es una función del intervalo de
incertidumbre de tiempo y frecuencia. Debido a que el hardware de
búsqueda es caro y debido a que es indeseable aumentar el tiempo de
búsqueda, se desea por lo tanto un sistema y procedimiento para
reducir el intervalo de incertidumbre de tiempo y frecuencia.
Se llama la atención adicional al documento
US-A-5 666 122, que se refiere a un
proceso de adquisición de señal que permite que una radio adquiera
rápidamente una señal piloto desde un satélite después de que la
radio haya estado fuera de contacto con el satélite durante una
cantidad de tiempo. La radio primero adquiere una señal piloto de
satélite y determina su posición en relación con la tierra. Si se
desconecta ahora la radio o pierde la pista de la señal piloto por
alguna otra razón, la radio hace un seguimiento de la cantidad de
tiempo que ha estado fuera de contacto con el satélite. Esta
cantidad de tiempo permite que la radio estime la medida de
posibles cambios de posición y, por lo tanto, qué satélites deberían
estar a la vista y sus posiciones relativas con la radio. Esto
permite que la radio realice suposiciones acerca de variables tales
como el desplazamiento Doppler de la señal que reduce la
incertidumbre inherente en el proceso de adquisición y el tamaño de
la ventana en la que debe buscarse.
Según la presente invención, se proporcionan un
procedimiento para adquirir una señal transmitida por un terminal
de usuario a un satélite, como se expone en la reivindicación 1, y
un sistema para recuperar en una pasarela información dentro de una
parte de mensaje de una señal transmitida por un terminal de usuario
a un satélite, como se expone en la reivindicación 12.
Realizaciones adicionales de la invención se reivindican en las
reivindicaciones dependientes.
La presente invención está dirigida a adquirir
una señal en un sistema de comunicación que experimenta Doppler y
retardo de propagación debido al movimiento relativo de repetidores
de satélite y terminales de usuario. Los efectos Doppler y los
retardos de propagación introducen amplios intervalos de
incertidumbre de frecuencia e incertidumbre de sincronismo en las
señales transmitidas entre los terminales de usuario y los satélites
y las señales transmitidas entre los satélites y las pasarelas. La
presente invención va dirigida a reducir el intervalo de
incertidumbre de frecuencia y sincronismo en el sistema de
comunicación. La presente invención reduce el intervalo de
incertidumbre de frecuencia y sincronismo determinando las
incertidumbres de frecuencia y tiempo sobre haces de satélite
individuales en lugar de sobre una huella de satélite completa.
En un aspecto, la invención proporciona un
procedimiento para adquirir una señal transmitida por un terminal
de usuario a un satélite y retransmitida por el satélite a una
pasarela. El procedimiento incluye las etapas de: (1) definir un
espacio de búsqueda de frecuencia y tiempo de llegada para un haz de
comunicación asociado con el satélite basándose en un área de
cobertura de haz predeterminada del haz de comunicación; (2) buscar
en el espacio de búsqueda para resolver una incertidumbre de
sincronismo y frecuencia asociada con la señal; y (3) demodular una
parte de mensaje de la señal basándose en un incremento de
frecuencia y desfase de sincronismo obtenidos como resultado de
resolver dicha incertidumbre de sincronismo y frecuencia.
Preferiblemente, la región de cobertura
predeterminada del haz de comunicación corresponde a un área
definida por un intervalo de acimuts y un intervalo de elevaciones
que contienen la región de cobertura nominal del haz.
De manera ventajosa, la señal transmitida por el
terminal de usuario incluye una parte de preámbulo así como la
parte de mensaje. En una realización, la parte de preámbulo contiene
datos nulos. Preferiblemente, la parte de preámbulo presenta una
primera fase modulada por una primera señal y una segunda fase
modulada por la primera señal y una segunda señal. En una
realización, la primera señal y la segunda señal son pares de
códigos de pseudorruido (PN).
Según una realización, la etapa de buscar en el
espacio de búsqueda incluye las etapas de: (1) realizar una
búsqueda basta en el espacio de búsqueda para resolver una
incertidumbre de frecuencia asociada con la señal; y (2) realizar
una búsqueda precisa para resolver una incertidumbre de sincronismo
asociada con la señal.
Preferiblemente, el espacio de búsqueda se
define por un intervalo de frecuencias y un intervalo de tiempos de
llegada.
En otro aspecto, la presente invención
proporciona un procedimiento para recuperar en una pasarela
información dentro de una parte de mensaje de una señal transmitida
por un terminal de usuario y retransmitida por un satélite a la
pasarela. El procedimiento incluye las etapas de: (1) asignar un
receptor de canal de acceso dentro de la pasarela a un haz asociado
con el satélite; (2) asignar un espacio de búsqueda al receptor de
canal de acceso, en el que el espacio de búsqueda corresponde a una
incertidumbre de frecuencia y sincronismo asociada con el haz al
que está asignado el receptor de canal de acceso; (3) buscar en el
espacio de búsqueda para adquirir la señal; y (4) si la señal se
adquiere después de buscar en el espacio de búsqueda, demodular la
parte de mensaje de la señal para recuperar la información contenida
en la misma.
La invención también proporciona un sistema para
recuperar en una pasarela información dentro de una parte de
mensaje de una señal transmitida por un terminal de usuario a un
satélite y retransmitida por el satélite a la pasarela. El sistema
incluye un receptor de canal de acceso dentro de la pasarela que se
asigna a un haz asociado con el satélite. El sistema incluye
también un espacio de búsqueda que se asigna al receptor de canal
de acceso. El espacio de búsqueda corresponde a una incertidumbre de
frecuencia y sincronismo asociada con el haz al que está asignado
el receptor de canal de acceso. Por último, el sistema incluye un
demodulador de pasarela para buscar en el espacio de búsqueda para
adquirir la señal y para demodular la parte de mensaje de la señal
adquirida para recuperar la información contenida en la misma.
Preferiblemente, el demodulador de pasarela
incluye medios para realizar una búsqueda basta en el espacio de
búsqueda para resolver una incertidumbre de frecuencia asociada con
la señal y medios para realizar una búsqueda precisa para resolver
una incertidumbre de sincronismo asociada con la señal.
Características y ventajas adicionales de la
presente invención, así como la estructura y funcionamiento de
diversas realizaciones de la presente invención, se describen en
detalle posteriormente con referencia a los dibujos adjuntos.
Los dibujos adjuntos, que se incorporan en el
presente documento y forman parte de la memoria descriptiva,
ilustran la presente invención y, junto con la descripción, sirven
además para explicar los principios de la invención y para permitir
a un experto en la técnica pertinente llevar a cabo y utilizar la
invención. En los dibujos, números de referencia similares indican
elementos idénticos o funcionalmente similares. Adicionalmente,
el(los) dígito(s) más a la izquierda de un número de
referencia identifica(n) el dibujo en el que aparece por
primera vez el número de referencia.
La figura 1 ilustra un sistema de comunicación
inalámbrico ejemplar construido y que opera según una realización
de la presente invención.
La figura 2 ilustra una implementación ejemplar
de enlaces de comunicación utilizados entre una pasarela y un
terminal de usuario en un sistema de comunicación.
La figura 3 ilustra una hulla de enlace
ascendente inverso ejemplar.
La figura 4 ilustra canales ejemplares que
forman un enlace ascendente inverso.
La figura 5 ilustra un espacio de búsqueda de
tiempo/frecuencia ejemplar.
La figura 6 ilustra distancias entre diversos
puntos dentro de una huella de satélite y el satélite.
La figura 7 ilustra distancias entre diversos
puntos dentro de una huella de satélite y el satélite, y también
ilustra límites de haz interior y exterior.
La figura 8 ilustra un área de cobertura de haz
de 3dB ejemplar.
La figura 9 ilustra una estructura de prueba de
acceso ejemplar.
La figura 10 ilustra un proceso ejemplar para
adquirir una prueba de acceso.
La figura 11 es un diagrama de bloques que
ilustra un demodulador de pasarela según una realización.
La figura 12 es un diagrama de estados que
ilustra el funcionamiento del demodulador de pasarela de la figura
11 según una realización.
La presente invención es particularmente
adecuada en sistemas de comunicaciones que emplean satélites de
órbita terrestre baja (LEO). La invención también puede aplicarse a
sistemas de satélite en los que los satélites se desplazan en
órbitas no LEO, o a sistemas de repetidor no por satélite, si hay
suficiente movimiento relativo entre pasarelas o estaciones base y
terminales de usuario para afectar a las frecuencias de las señales
que están recibiéndose, o si hay suficiente incertidumbre en el
retardo de propagación de las señales.
La realización preferida de la invención se
comenta en detalle posteriormente. La presente invención podría
encontrar uso en una variedad de sistemas de comunicación e
información inalámbricos, incluyendo aquellos previstos para la
determinación de posición, y sistemas telefónicos celulares por
satélite y terrestres. Una aplicación preferida es en sistemas de
comunicación de espectro ensanchando inalámbricos CDMA para servicio
telefónico móvil, portátil, o fijo.
Un sistema de comunicación inalámbrico ejemplar
en el que la presente invención resulta útil, se ilustra en la
figura 1. Se considera que este sistema de comunicación utiliza
señales de comunicación de tipo CDMA, pero esto no es requerido por
la presente invención. En una parte de un sistema 100 de
comunicación ilustrada en la figura 1, una estación 112 base, dos
satélites 116 y 118, y dos pasarelas o concentradores 120 y 122
asociados se muestran para efectuar comunicaciones con tres
terminales 124, 126, y 128 de usuario remotos. Normalmente, las
estaciones base y satélites/pasarelas son componentes de sistemas de
comunicación separados, a los que se hace referencia como terrestre
y basado en satélite, aunque esto no es necesario. El número total
de estaciones base, pasarelas, o satélites en tales sistemas
depende de la capacidad deseada del sistema y de otros factores que
se entienden bien en la técnica.
Los términos estación base y pasarela también se
utilizan algunas veces de manera intercambiable, siendo cada uno
una estación de comunicación central fija, percibiéndose las
pasarelas en la técnica como estaciones base altamente
especializadas que dirigen comunicaciones a través de repetidores de
satélite mientras que las estaciones base (a las que también se
hace referencia algunas veces como emplazamientos de celda) utilizan
antenas terrestres para dirigir comunicaciones dentro de regiones
geográficas circundantes. Las pasarelas tienen más "tareas de
mantenimiento" con equipo asociado, para mantener enlaces de
comunicación por satélite, y cualquier centro de control central
también tiene normalmente más funciones que realizar cuando
interactúa con pasarelas y satélites en movimiento. Sin embargo, la
presente invención encuentra aplicación en sistemas que utilizan o
bien pasarelas o bien estaciones base como estaciones de
comunicación.
Los terminales 124, 126 y 128 de usuario
incluyen cada uno un dispositivo de comunicación inalámbrico tal
como, pero no limitado a, un teléfono móvil, un transceptor de
datos, o un receptor de determinación de posición o
radiomensajería, y puede portarse en la mano, montarse en un
vehículo o ser fijo según se desee. En el presente documento, los
terminales de usuario se ilustran como teléfonos 124, 126 y 128
portados en mano, montados en vehículo y fijos, respectivamente.
Algunas veces también se hace referencia a los terminales de usuario
como unidades de abonado o simplemente como "usuarios" en
algunos sistemas de comunicación, dependiendo de la
preferencia.
Generalmente, los haces de una fuente de haces
(tal como la estación 112 base o los satélites 116 y 118) cubren
diferentes áreas geográficas en patrones predefinidos. Pueden
dirigirse haces a diferentes frecuencias, a los que también se hace
referencia como "subhaces" o canales CDMA, para solapar la
misma región. También los expertos en la técnica entienden
fácilmente que las áreas de servicio o cobertura de haz para
múltiples satélites, o patrones de antena para múltiples estaciones
base, podrían diseñarse para solaparse completa o parcialmente en
una región dada dependiendo del diseño del sistema de comunicación y
del tipo de servicio que esté ofreciéndose, y si está
consiguiéndose diversidad de espacio.
Aunque sólo se muestran dos satélites para mayor
claridad, se han propuesto una variedad de sistemas de comunicación
multisatélite con un sistema ejemplar que emplea del orden de 48 o
más satélites, que se desplazan en ocho planos orbitales diferentes
en la órbita terrestre baja (LEO) para dar servicio a un gran número
de terminales de usuario. Sin embargo, los expertos en la técnica
entenderán fácilmente cómo pueden aplicarse las enseñanzas de la
presente invención a una variedad de sistemas de satélite y
configuraciones de pasarela. Esto incluye otras constelaciones y
distancias orbitales, por ejemplo, aquellas que utilizan los
satélites geoestacionarios en las que la conmutación de haz es
resultado principalmente del movimiento del terminal de usuario.
Además, también puede utilizarse una variedad de configuraciones de
estación base.
La figura 1 ilustra algunas posibles
trayectorias de señal para establecer comunicaciones entre
terminales 124, 126 y 128 de usuario y la estación 112 base, o a
través de satélites 116 y 118, con las pasarelas 120 y 122. Los
enlaces de comunicación de estación base-terminal de
usuario se ilustran mediante las líneas 130, 132 y 134. Los enlaces
de comunicación de satélite-terminal de usuario
entre los satélites 116 y 118 y los terminales 124, 126 y 128 de
usuario se ilustran mediante las líneas 138, 140, 142 y 144. Los
enlaces de comunicación de pasarela-satélite, entre
las pasarelas 120 y 122 y los satélites 116 y 118, se ilustran
mediante las líneas 146, 148, 150 y 152. Las pasarelas 120 y 122 y
la estación 112 base pueden utilizarse como parte de un sistema de
comunicación unidireccional o bidireccional o simplemente para
transferir mensajes/información o datos a terminales 124, 126 y 128
de usuario.
La figura 2 ilustra una implementación de
ejemplo de enlaces de comunicación utilizados entre la pasarela 202
y el satélite 204, y entre el satélite 204 y el terminal 206 de
usuario. Tal como se muestra en la figura 2, la implementación de
ejemplo utiliza cuatro enlaces de radiofrecuencia. Los enlaces entre
el terminal 206 de usuario y el satélite 204 son el enlace 214
ascendente inverso y el enlace 216 descendente directo. Los enlaces
entre la pasarela 202 y el satélite 204 son el enlace 210 ascendente
directo y el enlace 212 descendente inverso.
La comunicación avanza en la dirección
"directa" desde la pasarela 202 sobre el enlace 210 ascendente
directo y luego hacia abajo desde el satélite 204 hasta el terminal
206 de usuario sobre el enlace 216 descendente directo. En la
dirección "inversa", la comunicación avanza desde el terminal
206 de usuario hasta el satélite 204 sobre el enlace 214 ascendente
inverso y entonces hacia abajo desde el satélite 204 hasta la
pasarela 202 sobre el enlace 212 descendente inverso.
En un sistema de comunicación ejemplar, la
frecuencia del enlace 214 ascendente inverso está comprendida entre
1610 y 1626,5 MHz, y el enlace 214 ascendente inverso presenta una
huella 302 que está dividida espacialmente en seis haces, como se
muestra en la figura 3. La huella 302 de enlace ascendente inverso
está dividida en un haz interior (haz 1) y quince haces exteriores
(haces 2 a 16). Sin embargo, debería ser evidente para un experto
en la técnica que hay varias maneras igualmente válidas de dividir
la huella 302 de enlace ascendente inverso y que la que se ilustra
en la figura 3 es sólo un ejemplo.
El enlace 214 ascendente inverso y el enlace 212
descendente inverso llevan al menos dos canales: un canal 402 de
acceso y un canal 404 de tráfico inverso, como se muestra en la
figura 4. El canal 402 de acceso se utiliza por el terminal 206 de
usuario para enviar mensajes cortos a la pasarela 202. Los mensajes
cortos contienen información para iniciar llamadas, responder a
radiomensajes enviados desde la pasarela 202 hasta el terminal 206
de usuario, y registrarse en la pasarela 202. Los mensajes cortos
transmitidos desde el terminal 206 de usuario hasta la pasarela 202
sobre el canal de acceso se llevan dentro de una señal 410 emitida
por el terminal 206 de usuario. Se hace referencia a esta señal 410
como una "prueba de acceso".
Debido a que el terminal 206 de usuario puede
encontrarse dentro de uno cualquiera de los haces de la huella 302
de enlace ascendente inverso cuando el terminal 206 de usuario emite
la prueba 410 de acceso, y puesto que la pasarela 202 no hace un
seguimiento de la posición del terminal 206 de usuario, la pasarela
202 debe monitorizar todos los haces para la llegada de la prueba
410 de acceso. La pasarela 202, por lo tanto, asigna un receptor
420 de canal de acceso a cada uno de los haces en el patrón 302 de
haces de enlace inverso. Cada receptor 420 de canal de acceso
"busca" continuamente en su haz asignado la llegada de la
prueba 410 de acceso, u otras pruebas de acceso desde otros
terminales de usuario.
Debido al retardo de propagación y al efecto
Doppler bien conocido, la prueba 410 de acceso recibida en la
pasarela 202 tiene una incertidumbre de frecuencia y tiempo de
llegada. Es decir, en el momento en que la prueba 410 de acceso
llega a un receptor 420 de canal de acceso dentro de la pasarela
202, el receptor 420 de canal de acceso no puede saber la
frecuencia o sincronismo exacto de la prueba 410 de acceso. Para
eliminar esta incertidumbre de frecuencia y tiempo de llegada,
puede dotarse a la prueba 410 de acceso de un preámbulo para
permitir que un receptor 420 de canal de acceso "busque" la
prueba 410 de acceso dentro de un "espacio de búsqueda"
asignado (también conocidos como "espacio de incertidumbre"), y
conseguir de ese modo alineación de frecuencia y tiempo.
Un espacio de búsqueda se define por al menos
dos componentes, un intervalo de posibles tiempos de llegada y un
intervalo de posibles frecuencias de la prueba 410 de acceso que
llega. El espacio de búsqueda es bidimensional, siendo el tiempo de
llegada una dimensión y siendo la frecuencia la otra. La figura 5
ilustra un espacio 502 de búsqueda ejemplar. El eje 504 vertical
representa el tiempo de llegada de la prueba 410 de acceso y el eje
506 horizontal representa la frecuencia de la prueba 410 de acceso.
El tiempo de llegada de la prueba 410 de acceso está limitado por
un tiempo de llegado mínimo (T_{min}) y un tiempo de llegada
máximo (T_{max}). De manera similar, la frecuencia de la prueba
410 de acceso está limitada por una frecuencia mínima (F_{min}) y
una frecuencia máxima (F_{max}). Como se muestra en la figura 5,
el espacio 502 de búsqueda es el área limitada por los puntos
F_{min}, F_{max}, T_{min} y T_{max}.
El receptor 420 de canal de acceso "busca"
en el espacio 502 de búsqueda correlacionando la prueba 410 de
acceso con diversos pares de hipótesis de tiempo y frecuencia, donde
todos los diversos pares de hipótesis de tiempo y frecuencia
definen un punto dentro del espacio 502 de búsqueda. Un par 510 de
hipótesis de tiempo y frecuencia de ejemplo se muestra en la figura
5. El par de hipótesis dentro del espacio 502 de búsqueda que
genera la correlación más alta con la prueba 410 de acceso recibida
es la mejor estimación de la frecuencia y tiempo de llegada de la
prueba 410 de acceso. Una vez que se resuelve la incertidumbre de
frecuencia y tiempo de llegada de esta manera, se dice que se
adquiere la prueba 410 de acceso, y puede recuperarse la información
contenida en la misma.
El proceso para determinar el espacio de
búsqueda a asignar a cada receptor 420 de canal de acceso se
describe posteriormente.
El tiempo (T) de llegada de la prueba 410 de
acceso a la pasarela 202 puede determinarse mediante la siguiente
fórmula: T=T_{su}+T_{us}+T_{sg}. T_{su} representa el tiempo
que tarda una señal de comunicación en ir desde un satélite que
maneja una transferencia de señal de radiomensajería (no mostrada)
hasta el terminal 206 de usuario; T_{us} representa el tiempo que
tarda una señal 410 de comunicación en ir desde el terminal 206 de
usuario hasta un satélite 204 de canal de acceso; y T_{sg}
representa el tiempo que tarda la señal 410 de comunicación en ir
desde el satélite 204 de canal de acceso hasta la pasarela 202.
Para determinar el intervalo de posibles valores
para T se necesita determinar los tiempos de llegada posibles
mínimo y máximo (T_{min} y T_{max}, respectivamente). El espacio
de incertidumbre de tiempo de llegada es todos los tiempos de
llegada entre y que incluyen T_{min} y T_{max}. Los valores
mínimos y máximos de T se producen cuando T_{us}=T_{su}, por
tanto, con el fin de determinar la incertidumbre, se puede suponer
esta igualdad. Se deduce que T=2T_{us}+T_{sg}. La pasarela 202
puede determinar T_{sg} por adelantado porque la pasarela 202
sabe la posición del satélite 204 de canal de acceso con respecto a
su propia posición con certeza razonable. Por consiguiente, la
incertidumbre de tiempo es el intervalo de valores posibles de
2T_{us}. Es decir, la incertidumbre de tiempo de llegada es:
2(T_{us-max} -
T_{us-min}).
T_{us}, la cantidad de tiempo que tarda la
prueba 410 de acceso en alcanzar el satélite 204 de canal de acceso
desde el terminal 206 de usuario, es directamente proporcional a la
distancia entre el terminal 206 de usuario y el satélite 204. Con
el fin de que el satélite 204 reciba la prueba 410 de acceso desde
el terminal 206 de usuario, y entonces la retransmita a la pasarela
202, el terminal 206 de usuario debe estar dentro de la huella 302
del satélite 204. Debido a que el terminal 206 de usuario debe estar
dentro de la huella 302, se puede determinar la distancia mínima y
máxima (d_{min} y d_{max}, respectivamente) entre el terminal
206 de usuario y el satélite 204. Además, debido a que la velocidad
de propagación de la prueba 410 de acceso es una constante
conocida, T_{us-min} y
T_{us-max} pueden obtenerse una vez que son
conocidos d_{min} y d_{max}.
La figura 6 ilustra la distancia máxima y mínima
entre el satélite 204 y el terminal 206 de usuario, que se sabe que
está dentro de la huella 302 del satélite 204. Como se muestra en la
figura 6, la distancia entre el terminal 206 de usuario y el
satélite 204 está en un mínimo cuando el satélite 204 está
directamente por encima del terminal 206 de usuario, y la distancia
entre el terminal 206 de usuario y el satélite 204 está en un
máximo cuando el terminal 206 de usuario está en el borde de la
huella 302 (es decir, cuando el terminal de usuario está en el
ángulo de elevación mínimo), suponiendo una superficie 602 de la
tierra plana. En una realización, por ejemplo cuando se utiliza un
satélite LEO, T_{us} es 4,72 ms cuando el satélite 204 está
directamente por encima del terminal 206 de usuario, y T_{us} es
14,57 ms cuando el terminal 206 de usuario está en un ángulo de
elevación de 10 grados con respecto al satélite. Para esta
realización, la incertidumbre de tiempo es 2(14,57 - 4,72) =
19,7 ms. Esta incertidumbre representa la incertidumbre de tiempo
sobre la huella 302 del satélite completa.
Pero debido a que hay un receptor 420 de canal
de acceso asignado a cada haz dentro de la huella 302, un receptor
420 de canal de acceso no necesita preocuparse de la incertidumbre
sobre la huella 302 completa. Un receptor 420 de canal de acceso
sólo necesita preocuparse de la incertidumbre sobre el haz al que
está asignado el canal de acceso. La incertidumbre correspondiente
a cualquier haz dado dentro de la huella 302 es necesariamente
menor que la incertidumbre correspondiente a la huella 302
completa.
Por ejemplo, considérese la figura 7, que
ilustra distancias entre diversos puntos dentro de la huella del
satélite 204 y el satélite 204, suponiendo una superficie 602 de
tierra plana. Si el terminal 206 de usuario está dentro del haz
interior (es decir, haz 1) de la huella 302, la distancia entre el
terminal 206 de usuario y el satélite 204 es al menos d_{min} y
como máximo d_{1}. Puesto que d_{1} es menor que d_{max}, la
incertidumbre de tiempo para el haz interior, que es proporcional a
d_{1}-d_{min}, es menor que la incertidumbre de
tiempo sobre la huella 302 completa, que es proporcional a
d_{max}-d_{min}.
De manera similar, si el terminal 206 de usuario
está dentro de un haz exterior de la huella 302 (por ejemplo, los
haces 2 a 16), la distancia entre el terminal 206 de usuario y el
satélite 204 es al menos d_{1} y como máximo d_{max}. Por
tanto, la incertidumbre de tiempo en un haz exterior es menor que la
incertidumbre de tiempo para la huella 302 completa porque d_{1}
es mayor que d_{min}. Por consiguiente, para reducir el espacio
de búsqueda asignado a un receptor 420 de canal de acceso, se asigna
un receptor 420 de canal de acceso a un espacio de búsqueda
correspondiente a la incertidumbre asociada con el haz al que está
asignado el receptor 420 de canal de acceso, en oposición a asignar
un espacio de búsqueda correspondiente a la incertidumbre asociada
con la huella 302 completa.
Al igual que la incertidumbre de tiempo, la
incertidumbre de frecuencia sobre la huella 302 completa es mayor
que una incertidumbre de frecuencia sobre algún haz individual. Por
consiguiente, para reducir el espacio de búsqueda lo más posible, y
de ese modo reducir el número de hipótesis requeridas, el espacio de
búsqueda de frecuencia asignado a un receptor 420 de canal de
acceso particular corresponde sólo a la incertidumbre de frecuencia
del haz al que está asignado el receptor.
La incertidumbre de frecuencia está provocada
por Doppler así como por la incertidumbre en frecuencia del
oscilador local de UT. El alcance potencial de Doppler en un único
haz depende del área de cobertura del haz con respecto a la
posición del satélite 204, y se espera que la incertidumbre de
frecuencia provocada por el oscilador local de UT puede ser de
hasta +/- 10 ppm.
La incertidumbre Doppler afecta tanto en el
enlace 212 descendente inverso como en el enlace 214 ascendente
inverso. Los efectos del Doppler del enlace descendente inverso
sobre la prueba 410 de acceso pueden determinarse por la pasarela
202 porque la pasarela 202 hace un seguimiento de la posición del
satélite 204. Pero los efectos del Doppler del enlace ascendente
inverso sobre la prueba 410 de acceso no pueden determinarse porque
la pasarela 202 no hace un seguimiento ni tiene conocimiento
suficientemente preciso de la posición del terminal 206 de usuario
con respecto al satélite 204. Sin embargo, es posible determinar de
manera explícita el Doppler en todas las posiciones en la huella
302 del satélite utilizando la siguiente relación:
La relación anterior proporciona la tasa de
cambio de la distancia d(d) entre un satélite y un terminal
206 de usuario para un terminal 206 de usuario que ve un satélite
204 con una elevación \eta, y situado en un acimut de \theta
con respecto a la dirección de movimiento del satélite, donde R es
el radio de la tierra, v es la velocidad del satélite 204, y h es
la altitud del satélite 204 por encima de la superficie 602 de la
tierra. Por consiguiente, puede determinarse el intervalo de
posibles desplazamientos de frecuencia para cualquier prueba 410 de
acceso dada, lo que proporciona los límites estimados para un
espacio de búsqueda de frecuencia útil.
Preferiblemente, la incertidumbre de frecuencia
asociada con cada haz en la huella 302 no se determina basándose en
la región de cobertura de haz nominal, como podría esperarse. En
lugar de ello, la incertidumbre de frecuencia para cada haz se
determina basándose en un área definida por un intervalo de acimuts
(\theta) y un intervalo de elevaciones (\eta) que contienen la
región de cobertura de haz nominal. Por ejemplo, en una realización,
la incertidumbre de frecuencia para cada haz se determina basándose
en el casco convexo de una región de cobertura de haz de
"3dB". El casco convexo de una región de cobertura de haz de
3dB es la región más pequeña definida por un rectángulo en el
espacio acimut/elevación que contiene la región de 3dB.
No es deseable utilizar los límites nominales de
los haces, en los que el haz interior se extiende desde 10º hasta
60º en elevación y sobre una extensión de 24º en acimut, debido a la
tendencia anticipada de las formas de haz a distorsionarse a medida
que envejece el hardware del satélite. El enfoque de región de
cobertura de 3dB lleva al solapamiento de áreas de búsqueda,
evitando así el problema de la distorsión del haz y posiblemente
confiriendo ventajas de diversidad. Una región de cobertura de haz
de 3dB es la región en la que un usuario que transmite una señal a
0dB puede lograr una E_{b}/N_{t} (es decir, relación señal a
ruido) de al menos 3dB en el haz en la pasarela 202, donde E_{b}
es la energía por bit de la señal y N_{t} es el ruido total. Ha
de indicarse que la invención no está limitada en modo alguno a la
región de cobertura de haz de 3dB. La región de cobertura de haz de
3dB no es más que un ejemplo de una región definida por un intervalo
de acimuts y un intervalo de elevaciones que contienen la región de
cobertura de haz nominal.
La figura 8 ilustra un límite 802 de haz de 3dB
de ejemplo. Como se muestra en la figura 8, el área 802 de
cobertura de 3dB para el haz 10 es mayor que el área de cobertura
nominal del haz 10 y se solapa sobre los haces 1, 9, y 11. Al
solaparse los haces de este modo, la probabilidad de que un terminal
206 de usuario que transmite no sea detectado se ha reducido de
manera significativa.
\newpage
Utilizando el casco convexo de un límite de haz
de 3dB y la relación anterior, puede determinarse el Doppler máximo
y mínimo para cada haz, suponiendo que cada receptor 420 de canal de
acceso conoce el acimut nominal exacto del haz sobre el que está
buscando. En una realización preferida, cada receptor 420 de canal
de acceso recibe el acimut nominal del haz sobre el que está
buscando desde una unidad de geometría por satélite (no mostrada)
en la pasarela 202. Esta información se recibe a intervalos de un
minuto; como resultado, hay una incertidumbre en el acimut de +/- 5
grados, que es el efecto máximo de un viraje de guiñada en un
minuto.
La incertidumbre de frecuencia total asociada
con cada haz se determina sumando la incertidumbre de frecuencia
introducida por el oscilador local del UT, y la incertidumbre
Doppler, que incluye la incertidumbre introducida por la
incertidumbre de acimut debido al viraje de guiñada. Una vez
determinada la incertidumbre de frecuencia total para cada haz,
puede asignarse un espacio de búsqueda de frecuencia a cada receptor
420 de canal de acceso. Un espacio de búsqueda de frecuencia
asignado a un receptor 420 de canal de acceso corresponde a la
incertidumbre de frecuencia total del haz al que está asignado el
receptor 420 de canal de acceso.
Según una realización, la incertidumbre de
frecuencia sobre la huella 302 del satélite completa es de 95 KHz,
la incertidumbre de frecuencia sobre el haz interior es de 68 KHz, y
la incertidumbre de frecuencia para los haces exteriores es de 57
KHz. La incertidumbre de frecuencia sobre los haces exteriores es
significativamente inferior que la incertidumbre de frecuencia
sobre la huella 302 del satélite completa. Por lo tanto, se busca
en espacios de búsqueda más pequeños considerando las incertidumbres
de frecuencia y tiempo sobre haces individuales mejor que sobre la
huella 302 del satélite completa. Espacios de búsqueda más pequeños
significa que tienen que compararse menos hipótesis con la prueba
410 de acceso, lo que significa que la prueba 410 de acceso puede
adquirirse utilizando menos hardware.
La figura 9 ilustra una estructura 900 de prueba
de acceso. La prueba 410 de acceso incluye un preámbulo 920 de
prueba de acceso (preámbulo) y un mensaje 930 de prueba de acceso
(mensaje de acceso). El preámbulo 920 de prueba de acceso contiene
datos nulos (por ejemplo, todo "1" o todo "0"). El mensaje
930 de prueba de acceso contiene información significativa.
Según la presente invención, el preámbulo 920 se
transmite en dos fases: un preámbulo 960 de primera fase, y un
preámbulo 970 de segunda fase. El preámbulo 960 de primera fase se
modula sólo mediante un par 940 de códigos PN cortos. El preámbulo
970 de segunda fase se modula tanto mediante el par 940 de códigos
PN cortos como mediante un código 950 PN largo. Después de que el
terminal 206 de usuario haya transmitido el preámbulo 970 de
segunda fase, se transmite la fase 980 de mensaje por el terminal de
usuario. La fase 980 de mensaje es el mensaje 930 de acceso
modulado, donde el mensaje 930 de acceso se modula tanto mediante el
par 940 de códigos PN cortos como mediante el código 950 PN largo.
Al transmitir el preámbulo 920 en fases, el número de hipótesis
requeridas para resolver la incertidumbre de frecuencia y
sincronismo y adquirir la prueba 410 de acceso se reduce.
Según una realización, la incertidumbre de
frecuencia se resuelve durante la transmisión y recepción del
preámbulo 960 de primera fase mientras que la incertidumbre de
sincronismo se resuelve completamente durante la transmisión del
preámbulo 970 de segunda fase. Un sistema para transmitir la prueba
410 de acceso se describe en la solicitud estadounidense en
tramitación junto con la presente anteriormente mencionada (nº de
expediente del agente PA277).
La figura 10 ilustra un proceso según una
realización para adquirir una prueba 410 de acceso en la pasarela
202. El proceso empieza en la etapa 1002. En la etapa 1002, cada
receptor 420 de canal de acceso se asigna a un haz particular
proyectado desde el satélite 204. Se asigna entonces un espacio de
búsqueda a cada receptor 420 de canal de acceso (etapa 1004). El
espacio de búsqueda asignado a un receptor 420 de canal de acceso
particular corresponde a una incertidumbre de frecuencia y
sincronismo correspondiente al haz al que está asignado el receptor
420 de canal de acceso particular. La incertidumbre de frecuencia y
sincronismo se determina como se ha descrito anteriormente con
referencia a las figuras 6 a 8. A continuación, el receptor 420 de
canal de acceso busca en su espacio de búsqueda asignado para
resolver la incertidumbre de sincronismo y frecuencia asociada con
la prueba 410 de acceso (etapa 1006). Es decir, correlaciona la
prueba 410 de acceso con diversos pares de hipótesis de tiempo y
frecuencia, definiendo todos los diversos pares de hipótesis de
tiempo y frecuencia un punto dentro del espacio de búsqueda
asignado. El proceso de búsqueda se describe más detalladamente
posteriormente con referencia a la figura 12. Por último, la parte
de mensaje de la prueba 410 de acceso se demodula utilizando un
incremento de frecuencia y un desfase de sincronismo obtenidos como
resultado de resolver la incertidumbre de sincronismo y frecuencia
asociada con la prueba 410 de acceso (etapa 1008).
En una realización, cada receptor 420 de canal
de acceso incluye ocho demoduladores de pasarela (GDM) para llevar
a cabo la búsqueda de una prueba de acceso sobre el espacio de
búsqueda asignado. En esta realización, el espacio de búsqueda
corresponde a la incertidumbre de frecuencia y tiempo introducida
por la huella 302 del satélite completa. En una realización
preferida, cada receptor de canal de acceso incluye sólo cuatro GDM
para llevar a cabo la adquisición de prueba de acceso. En la
realización preferida, el espacio de búsqueda corresponde a las
incertidumbres de frecuencia y tiempo sobre haces individuales en
lugar de sobre la huella 302 del satélite completa. Por
consiguiente, al considerar la incertidumbre de frecuencia y
sincronismo sobre haces individuales en lugar de sobre la huella
302 completa y al mantener el tiempo de búsqueda constante, se
requieren menos GDM para llevar a cabo la búsqueda.
La figura 11 es un diagrama de bloques que
ilustra un GDM 1000 ejemplar, según una realización. El GDM 1100
incluye un conversor 1110 analógico a digital (A/D), un elemento
1120 de rotación, una primera memoria 1125, un elemento 1130 de
transformada de Hadamard rápida (FHT), una segunda memoria 1135, un
retardo 1140, sumadores 1145 y 1150, un integrador 1160 coherente,
un operador 1165 de elevación al cuadrado, un sumador 1170 de
canales, y un integrador 1180 no coherente.
El conversor 1110 A/D recibe señales de canal I,
Q desde la antena 203 y cuantifica las señales recibidas. El
elemento 1120 de rotación ajusta la frecuencia de las señales
recibidas para eliminar la incertidumbre de frecuencia en las
señales recibidas como resultado de Doppler u otros efectos
conocidos.
La salida del elemento 1120 de rotación se
almacena en la memoria 1125. El FHT 1130 realiza una operación de
transformada de Hadamard rápida (FHT) según técnicas muy conocidas.
La salida del FHT 1130 se almacena en la memoria 1135. La memoria
1125 y la memoria 1135 operan según un proceso muy conocido que
permuta datos antes y después de la operación FHT. Este proceso
determina rápidamente y de manera eficaz el posible número de
desfases para el par 940 de códigos PN cortos a la vista de la
posible incertidumbre de sincronismo. La salida de la memoria 1125,
el FHT 1130, y la memoria 1135 es la autocorrelación periódica del
par 940 de códigos PN cortos.
Las partes restantes del GDM 1100 calculan la
energía de la señal recibida según técnicas de comunicación muy
conocidas. El retardo 1140 y el sumador 1145, 1150 calculan
estimaciones de las componentes en fase y cuadratura de la señal
recibida. El integrador 1160 coherente acumula cada una de las
componentes en fase y cuadratura durante un periodo
preseleccionado. Normalmente, este periodo corresponde a un periodo
de símbolo. El operador 1165 de elevación al cuadrado determina una
magnitud para cada una de las componentes acumuladas elevando al
cuadrado las componentes. Se hace referencia a estas magnitudes como
sumas coherentes. El sumador 1170 de canales combina las dos sumas
coherentes de los canales en fase y cuadratura. El integrador 1180
no coherente acumula las sumas coherentes combinadas a lo largo de
un intervalo que empieza y termina en los límites del código Walsh
para proporcionar una combinación no coherente de sumas 1190. Los
códigos Walsh son códigos de canalización ortogonales que se
utilizan en la formación de la señal recibida. Los códigos Walsh
permiten a múltiples usuarios compartir una única banda de
frecuencia (canal CDMA). La suma 1190 no coherente está relacionada
con la energía neta de la señal de comunicación correlacionada o
desensanchada con un desfase de sincronismo particular del par 940
de códigos PN cortos. La suma 1190 no coherente varía en valor en
función de si un desfase de sincronismo del par 940 de códigos PN
cortos corresponde o no al de la señal de comunicación que está
adquiriéndose.
La suma 1190 no coherente se compara con uno o
más umbrales (no mostrados) para establecer un nivel de energía
mínimo para determinar una correlación de señal apropiada y, así,
alineación de frecuencia y sincronismo. Cuando la suma 1190 no
coherente supera el uno o más umbrales, el desfase de sincronismo
del par 940 de códigos PN cortos es entonces el desfase de
sincronismo seleccionado que se utiliza posteriormente para hacer un
seguimiento y demodular la señal de comunicación. Si la suma 1190
no coherente no supera el umbral, se prueba un nuevo desfase de
sincronismo (es decir, otra hipótesis) y se repiten las operaciones
de acumulación y umbral anteriormente mencionadas.
La figura 12 es un diagrama de estados que
ilustra el funcionamiento de una realización de GDM 1100. El
diagrama de estados ilustra un estado 1210 de búsqueda basta, un
estado 1220 de búsqueda precisa, y un estado 1230 de demodular
mensaje.
GDM 1100 empieza a operar en el estado 1210 de
búsqueda basta. Durante el estado 1210 de búsqueda basta, el GDM
1100 lleva a cabo una búsqueda basta de la prueba 410 de acceso.
Según una realización preferida, una búsqueda basta comprende una
búsqueda en tiempo y una búsqueda en frecuencia sobre el espacio de
búsqueda asignado al GDM 1100. En la realización preferida, el
espacio de búsqueda asignado al GDM 1100 corresponde a la
incertidumbre de tiempo y frecuencia sobre un haz individual en
oposición a sobre la huella 302 del satélite completa.
La búsqueda en tiempo intenta captar el par 940
de códigos PN cortos utilizados en la prueba 410 de acceso. En
particular, esta búsqueda intenta determinar el desfase de
sincronismo del par 940 de códigos PN cortos. La búsqueda en
frecuencia intenta resolver la incertidumbre de frecuencia en la
prueba 410 de acceso. Las búsquedas en tiempo y frecuencia pueden
realizarse en serie o en paralelo. Dado que la incertidumbre de
sincronismo se supone que es mayor que la incertidumbre de
frecuencia, una realización realiza una búsqueda en paralelo en
tiempo y una búsqueda en serie en frecuencia. Esta realización es
particularmente útil cuando está disponible el FHT 1130 en el GDM
1100. En esta realización, el elemento 1120 de rotación incrementa
la frecuencia en una cantidad predeterminada basándose en un
intervalo predeterminado de incertidumbre de frecuencia. Con cada
incremento de frecuencia, el FHT 1130 realiza una búsqueda en
paralelo del sincronismo del par 940 de códigos PN cortos. Un
incremento de frecuencia particular y un sincronismo particular del
par 940 de códigos PN cortos maximiza la salida 1190 desde el
integrador 1180 no coherente. Si la salida 1180 máxima supera un
umbral predeterminado, la búsqueda basta ha detectado la prueba 410
de acceso. Cuando ocurre esto, el incremento de frecuencia
particular resuelve la incertidumbre de frecuencia y el sincronismo
del par 940 de códigos PN cortos resuelve en parte la incertidumbre
de sincronismo.
Si la salida 1190 máxima no supera un umbral
predeterminado, la búsqueda basta no ha detectado la prueba 410 de
acceso. En este caso, el GDM 1100 permanece en estado 1210 de
búsqueda basta.
Tras detectar la prueba 410 de acceso, el GDM
1100 cambia del estado 1210 de búsqueda basta al estado 1220 de
búsqueda precisa. Al cambiar del estado 1210 de búsqueda basta al
estado 1220 de búsqueda precisa, el GDM 1100 cambia características
con el fin de adquirir un código 950 PN largo. En particular, las
memorias 1125, 1135 y el FHT 1130 son diferentes para el código 950
PN largo de las que son para el par 940 de códigos PN cortos. Según
una realización, las memorias 1125, 1135 y el FHT 1130 se
reconfiguran para buscar el código 950 PN largo.
Durante el estado 1220 de búsqueda precisa, el
GDM 1100 realiza una búsqueda precisa. Según una realización
preferida, una búsqueda precisa consiste en una búsqueda en tiempo
sobre el espacio de incertidumbre de tiempo de llegado determinado.
La búsqueda precisa intenta captar el código 950 PN largo utilizado
en la prueba 410 de acceso. Durante la búsqueda precisa, el
incremento de frecuencia particular y el sincronismo del par 940 de
códigos PN cortos obtenidos durante el estado 1210 de búsqueda basta
se utilizan para resolver completamente la incertidumbre de
sincronismo en la prueba 410 de acceso.
Un proceso similar al descrito anteriormente con
respecto a la búsqueda basta se utiliza para adquirir o captar el
código 950 PN largo. Un sincronismo particular del código 950 PN
largo maximiza la salida 1190 desde el integrador 1180 no
coherente. Si la salida 1190 máxima supera un umbral predeterminado,
la búsqueda precisa ha adquirido la prueba 410 de acceso. Cuando
ocurre esto, el sincronismo particular del código 950 PN largo
resuelve completamente la incertidumbre de sincronismo.
Si la salida 1190 máxima no supera un umbral
predeterminado, la búsqueda precisa no logra adquirir la prueba 410
de acceso. En este caso, el GDM 1100 cambia del estado 1220 de
búsqueda precisa al estado 1210 de búsqueda basta para intentar
detectar la prueba 410 de acceso.
Una vez adquirida la prueba 410 de acceso, el
GDM 1100 cambia del estado 1220 de búsqueda precisa al estado 1230
de demodular mensaje. Durante el estado 1230 de demodular mensaje,
el GDM 1100 demodula el mensaje 930 incluido en la prueba 410 de
acceso utilizando el incremento de frecuencia particular y el
sincronismo obtenidos durante el estado 1120 de búsqueda precisa.
Al demodular el mensaje 930, se recupera la información contenida
en el mismo.
Si la salida 1190 cae por debajo de un umbral
predeterminado durante el estado 1230 de demodular mensaje, el GDM
1100 ha perdido la adquisición de la prueba 410 de acceso. Esto
sucede en diversas circunstancias incluyendo la finalización de la
transmisión de la prueba 410 de acceso o algún fallo.
Independientemente del motivo, el GDM 1100 cambia del estado 1230
de demodular mensaje al estado 1210 de búsqueda basta para intentar
detectar la prueba 410 de acceso.
La descripción anterior de las realizaciones
preferidas se proporciona para permitir que cualquier experto en la
técnica lleve a cabo o utilice la presente invención. Aunque la
invención se ha mostrado y descrito particularmente con referencia
a realizaciones preferidas de la misma, los expertos en la técnica
entenderán que pueden realizarse diversos cambios en la forma y
detalles en la misma sin alejarse del alcance de la invención que
está definido por las reivindicaciones adjuntas.
Claims (15)
-
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1. Un procedimiento para adquirir una señal transmitida por un terminal de usuario a un satélite y retransmitida por el satélite a una pasarela, que comprende las etapas de:- definir un espacio de búsqueda de frecuencia y tiempo de llegada para un haz de comunicación asociado con el satélite basándose en un área de cobertura de haz predeterminada de dicho haz de comunicación, en el que el espacio de búsqueda se define por al menos dos componentes, un intervalo de posibles tiempos de llegada y un intervalo de posibles frecuencias;
- buscar (1006) en dicho espacio de búsqueda para resolver una incertidumbre de sincronismo y frecuencia asociada con la señal; y
- demodular (1008) una parte de mensaje de la señal basándose en un incremento de frecuencia y desfase de sincronismo obtenidos como resultado de resolver dicha incertidumbre de sincronismo y frecuencia.
- 2. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que dicha área de cobertura de haz predeterminada de dicho haz corresponde a un área definida por un intervalo de acimuts y un intervalo de elevaciones que contiene una región de cobertura nominal de dicho haz.
- 3. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que dicha etapa de buscar en dicho espacio de búsqueda comprende las etapas de:
- realizar una búsqueda basta en dicho espacio de búsqueda para resolver dicha incertidumbre de frecuencia asociada con la señal; y
- realizar una búsqueda precisa para resolver dicha incertidumbre de sincronismo asociada con la señal.
- 4. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que la señal comprende una parte de preámbulo y dicha parte de mensaje.
- 5. El procedimiento según la reivindicación 4, en el que dicha parte de preámbulo comprende datos nulos.
- 6. El procedimiento según la reivindicación 6, en el que dicha parte de preámbulo presenta una primera fase y una segunda fase, presentando dicha primera fase datos modulados por una primera señal, y presentando dicha segunda fase datos modulados por una segunda señal.
- 7. El procedimiento según la reivindicación 6, en el que dicha primera señal y dicha segunda señal son secuencias de pseudorruido.
- 8. Un procedimiento para recuperar en una pasarela información dentro de una parte de mensaje de una señal transmitida por un terminal de usuario y retransmitida por un satélite a la pasarela, que comprende las etapas de:
- asignar (1002) un receptor de canal de acceso dentro de la pasarela a un haz asociado con el satélite;
- asignar (1004) un espacio de búsqueda a dicho receptor de canal de acceso, correspondiendo dicho espacio de búsqueda a una incertidumbre de frecuencia y sincronismo asociada con dicho haz al que está asignado dicho receptor de canal de acceso;
- buscar en dicho espacio de búsqueda para adquirir la señal según el procedimiento según la reivindicación 1 y si la señal se adquiere después de buscar en dicho espacio de búsqueda, demodular la parte de mensaje de la señal para recuperar la información contenida en la misma.
- 9. El procedimiento según la reivindicación 3, en el que dicha señal presenta una parte de preámbulo que se transmite antes de que se transmita la parte de mensaje.
- 10. El procedimiento según la reivindicación 9, en el que dicha parte de preámbulo comprende una primera fase y una segunda fase.
- 11. El procedimiento según la reivindicación 10, en el que dicha etapa de realizar una búsqueda basta se realiza mientras la pasarela está recibiendo dicha primera fase de dicha parte de preámbulo.
- 12. Un sistema para recuperar en una pasarela información dentro de una parte de mensaje de una señal transmitida por un terminal (124, 126, 128) de usuario a un satélite (116, 118) y retransmitida por el satélite (116, 118) a la pasarela (120, 122), que comprende:
- un receptor de canal de acceso dentro de la pasarela (120, 122) asignándose dicho receptor de canal de acceso a un haz asociado con el satélite (116, 118)
\global\parskip1.000000\baselineskip
- un espacio de búsqueda asignado a dicho receptor de canal de acceso, correspondiendo dicho espacio de búsqueda a una incertidumbre de frecuencia y sincronismo asociada con dicho haz al que está asignado dicho receptor de canal de acceso, en el que el espacio de búsqueda se define por al menos dos componentes, un intervalo de posibles tiempos de llegada y un intervalo de posibles frecuencias;
- medios para buscar en dicho espacio de búsqueda para adquirir la señal; y
- medios para demodular la parte de mensaje de la señal adquirida después de buscar en dicho espacio de búsqueda para recuperar la información contenida en la misma.
- 13. El sistema según la reivindicación 12, en el que dichos medios para buscar en dicho espacio de búsqueda comprenden:
- medios para realizar una búsqueda basta en dicho espacio de búsqueda para resolver una incertidumbre de frecuencia asociada con la señal; y
- medios para realizar una búsqueda precisa para resolver una incertidumbre de sincronismo asociada con la señal.
- 14. El sistema según la reivindicación 13, en el que dicha señal presenta una parte de preámbulo que se transmite antes de que se transmita la parte de mensaje.
- 15. El sistema según la reivindicación 14, en el que dicha parte de preámbulo comprende una primera fase y una segunda fase.
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