ES2593679T3 - Dispositivo de emisión y de recepción por satélite con fuerte tasa de atenuación de los multitrayectos, repetidor y satélite equipados con un dispositivo de este tipo - Google Patents
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Abstract
Dispositivo de emisión y de recepción por satélite con fuerte tasa de atenuación de los multitrayectos, estando el dispositivo destinado a recibir y a tratar unas señales (40) de radiofrecuencia que provienen de un enlace ascendente, después a emitir las señales tratadas en un enlace descendente hacia unos usuarios terrestres, caracterizado porque incluye, en la recepción, un divisor (45) de potencia que incluye dos salidas respectivamente conectadas a dos convertidores (20, 30) de frecuencia independientes y dos demultiplexores (51, 52) de entrada conectados respectivamente a la salida de los dos convertidores (20, 30) de frecuencia correspondientes, estando cada convertidor (20, 30) de frecuencia controlado por un oscilador (22, 32) local dedicado, funcionando los dos osciladores (22, 32) locales a una misma frecuencia, incluyendo los dos demultiplexores (51, 52) de entrada unos filtros de canales que funcionan en unas subbandas (F1, F2, F3, F4) de frecuencia diferentes, disjuntas y espaciadas de frecuencia unas de otras, estando dos subbandas (F1, F2) (F3, F4) de frecuencia adyacentes filtradas por dos filtros de canales que pertenecen a unos demultiplexores (52, 51) de entrada diferentes.
Description
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DESCRIPCION
Dispositivo de emision y de recepcion por satelite con fuerte tasa de atenuacion de los multitrayectos, repetidor y satelite equipados con un dispositivo de este tipo
La presente invencion se refiere a un dispositivo de emision y de recepcion por satelite con fuerte tasa de atenuacion de los multitrayectos, a un repetidor y a un satelite equipados con un dispositivo de este tipo. Se aplica particularmente al campo de las telecomunicaciones por satelite.
Los repetidores montados a bordo de los satelites de comunicacion conocidos incluyen unos sistemas de emision y de recepcion que descansan sobre unas arquitecturas transparentes que ofrecen unos enlaces ascendentes entre al menos una estacion terrestre y el repetidor y unos enlaces descendentes entre el repetidor y una pluralidad de usuarios. Los sistemas de emision y de recepcion pueden cubrir una zona de cobertura geografica terrestre por medio de un unico haz que forma un punto solo en el suelo o por medio de varios haces que forman unos multipuntos en el suelo.
El documento europeo EP2337238 se refiere a un sistema de emision y de recepcion de multipuntos a bordo de un satelite.
Las figuras lay 1b muestran dos ejemplos de arquitectura de un sistema de emision y de recepcion de una carga util actual que ofrece unos enlaces ascendentes y descendentes, respectivamente con cobertura de punto solo y con cobertura de multipuntos. El repetidor incluye un receptor 10 de senales destinado a recibir unas senales 40 de radiofrecuencia que provienen de una conexion ascendente, tal como por ejemplo una estacion terrestre. Las senales de radiofrecuencia emitidas por una estacion terrestre ocupan por lo general una banda ancha de frecuencia. En el receptor 10 de senales, las senales 40 de banda ancha recibidas se transponen de frecuencia por un convertidor de frecuencia para pasar de la banda de frecuencia de recepcion hacia la banda de frecuencia de emision dedicada de los usuarios. El convertidor de frecuencia esta controlado por un oscilador OL local, pudiendo el oscilador local funcionar a una frecuencia fija predeterminada o a una frecuencia modificable por control a distancia. Despues de la conversion de frecuencia, la senal de banda ancha transpuesta de frecuencia se transmite a continuacion a un demultiplexor 11 de entrada IMUX que escinde y filtra la senal de banda ancha en varias subbandas de frecuencia diferentes. Cada subbanda de frecuencia, tambien llamada canal, se amplifica a continuacion por un amplificador 12 de potencia dedicado antes de ser retransmitida hacia los usuarios terrestres. En una arquitectura con cobertura de punto solo tal como se representa en el ejemplo de la figura 1a, las senales encaminadas en los diferentes canales 1,2, 3, 4 se recombinan en un multiplexor 13 de salida OMUX para formar un camino unico antes de ser emitidas hacia los usuarios, por una fuente de antena de emision unica no representada. En una arquitectura de multipuntos tal como se representa en la figura 1b, las senales encaminadas en los diferentes canales se emiten en forma de haces independientes unos de otros por unas fuentes 14 de emision de una antena de emision, pudiendo las senales emitidas en dos haces 15, 16 adyacentes recombinarse, en una zona de recubrimiento no representada, durante su radiacion. La antena de emision que asegura la cobertura de multihaces puede ser del tipo de una fuente por haz o del tipo de multifuentes por haz. En el caso de una antena de tipo de multifuentes por haz, se utiliza una red formadora de haz.
Estas dos arquitecturas presentan un problema importante debido al hecho de que los filtros 9 del demultiplexor 11 de entrada que aseguran el filtrado de las diferentes subbandas 1 a 4 de frecuencia no son perfectos y dejan pasar, en cada canal, unas frecuencias parasitas que pertenecen a las subbandas atribuidas a los canales adyacentes. Por lo tanto, cada canal transporta una senal 18 principal cuya frecuencia esta comprendida en la subbanda de frecuencia dedicada del canal correspondiente y unas senales 19 parasitas cuyas frecuencias estan situadas en las subbandas de frecuencia adyacentes. Entonces, los diferentes canales forman diferentes trayectos posibles para las senales recibidas en las diferentes subbandas de frecuencia filtradas. Las senales de misma frecuencia encaminadas en dos transpondedores adyacentes diferentes y que, por lo tanto, han tomado prestados unos trayectos diferentes tienen unos niveles de amplitud y de fase diferentes, pero son coherentes entre sf. Durante la recombinacion de las senales procedentes de los diferentes canales, en el multiplexor de salida o por radiacion, las senales principales y las senales parasitas de misma frecuencia procedentes de canales adyacentes se combinan entonces entre sf de forma coherente, lo que modifica la ganancia y la variacion de la ley de retardo y deteriora la calidad del enlace. La contribucion de las senales parasitas, que han tomado prestados unos trayectos diferentes del trayecto principal, a la amplitud y a la fase de la senal radiada se llaman de manera tradicional efectos de multitrayectos.
Para resolver este problema, en el caso en que las senales se recombinan por un multiplexor de salida, las bandas de frecuencia de dos filtros adyacentes estan por lo general separadas por una banda de guarda, lo que permite garantizar un buen aislamiento de frecuencia entre dos canales adyacentes y disminuir los efectos de los multitrayectos. Sin embargo, esta solucion presenta el inconveniente de disminuir la anchura de la banda de frecuencia que puede utilizarse para las senales a transmitir.
En el caso de una cobertura de multipuntos en el que las senales de misma frecuencia pueden recombinarse por radiacion, los haces radiados por las fuentes de emision de cada canal estan por lo general aislados de manera espacial unos de otros para asegurar un aislamiento espacial suficiente entre dos haces. Esta solucion impone unas
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limitaciones importantes de atribucion de frecuencia en los haces adyacentes y es muy limitante para el dimensionado del repetidor.
La finalidad de la invencion es remedir los inconvenientes de las soluciones conocidas y realizar un dispositivo de emision y de recepcion por satelite con fuerte tasa de atenuacion de los multitrayectos, que permite minimizar la banda de guarda entre las bandas de frecuencia asignadas a dos canales adyacentes y que permite reducir las limitaciones de dimensionado del repetidor debidas a los multitrayectos.
Para ello, la invencion se refiere a un dispositivo de emision y de recepcion por satelite con fuerte tasa de atenuacion de los multitrayectos, estando el dispositivo destinado a recibir y a tratar unas senales de radiofrecuencia que provienen de un enlace ascendente, despues a emitir las senales tratadas en un enlace descendente hacia unos usuarios terrestres, caracterizado porque incluye, en la recepcion, un divisor de potencia que incluye dos salidas respectivamente conectadas a dos convertidores de frecuencia independientes y dos demultiplexores de entrada conectados respectivamente a la salida de los dos convertidores de frecuencia correspondientes, estando cada convertidor de frecuencia controlado por un oscilador local dedicado, funcionando los dos osciladores locales a una misma frecuencia, incluyendo los dos demultiplexores de entrada unos filtros de canales que funcionan en unas subbandas de frecuencia diferentes, disjuntas y espaciadas de frecuencia unas de otras, estando dos subbandas de frecuencia adyacentes filtradas por dos filtros de canales que pertenecen a unos demultiplexores de entrada diferentes.
Ventajosamente, las subbandas de frecuencia de los filtros del segundo demultiplexor de entrada estan defasadas de frecuencia con respecto a las subbandas de frecuencia de los filtros del primer demultiplexor de entrada, siendo el defase de frecuencia igual a al menos una anchura de subbanda de frecuencia.
La invencion tambien se refiere a un repetidor de satelite que incluye un dispositivo de emision y de recepcion de este tipo y a un satelite que incluye un repetidor de este tipo.
Otras particularidades y ventajas de la invencion se mostraran de manera clara en la continuacion de la descripcion dada a tttulo de ejemplo puramente ilustrativo y no limitativo, con referencia a los dibujos esquematicos adjuntos que representan:
- figuras 1a y 1b: dos ejemplos de arquitectura de un sistema de emision y de recepcion de un repetidor que ofrece unos enlaces ascendentes y descendentes con cobertura de punto solo y respectivamente, con cobertura de multipuntos, segun la tecnica anterior;
- figuras 2a y 2b: dos ejemplos de arquitectura de un sistema de emision y de recepcion de un repetidor que ofrece unos enlaces ascendentes y descendentes con cobertura de punto solo y respectivamente, con cobertura de multipuntos, segun la invencion.
En las figuras 2a y 2b, de conformidad con la invencion, el sistema de emision y de recepcion del repetidor incluye un divisor 45 de potencia destinado a dividir la potencia de una senal 40 de radiofrecuencia de entrada por dos y a aplicar las dos senales procedentes de la division, respectivamente a la entrada de dos convertidores 20, 30 de frecuencia independientes. Cada convertidor 20, 30 de frecuencia esta destinado a recibir y a tratar en paralelo las senales 40 de radiofrecuencia, con banda F ancha de frecuencia, que provienen de un mismo enlace ascendente. Los dos convertidores 20, 30 de frecuencia incluyen cada uno un oscilador 22, 32 local y pueden incluir, ademas, un amplificador de entrada de escaso ruido y un amplificador de salida, no representados. Cada convertidor 20, 30 de frecuencia asegura la transposicion de las senales 40 de banda ancha de frecuencia recibidas, de la banda de frecuencia de recepcion hacia la banda de frecuencia de emision dedicada de los usuarios. Los osciladores 22, 32 locales de los dos convertidores 20, 30 de frecuencia funcionan en una misma frecuencia, por lo tanto, las senales 40 de banda ancha se transponen a la misma frecuencia por los dos convertidores 20, 30 de frecuencia. Como los dos convertidores 20, 30 de frecuencia utilizan unos osciladores 22, 32 locales diferentes, suministran unas senales que tienen unos ruidos de fase y unas variaciones de fase no correlacionados. Por lo tanto, las fases relativas entre las senales procedentes de los dos convertidores 20, 30 de frecuencia vanan en el transcurso del tiempo y las senales transpuestas de frecuencia por los dos convertidores 20, 30 de frecuencia no son coherentes entre sf. Por lo tanto, las senales 41, 42 de salida de los dos convertidores 20, 30 de frecuencia son identicas pero no son coherentes entre sr Despues de la conversion de frecuencia, la senal 41 de salida del primer convertidor 20 de frecuencia, respectivamente la senal 42 de salida del segundo convertidor 30 de frecuencia, se transmite a un primer demultiplexor 51 de entrada, respectivamente a un segundo demultiplexor 52 de entrada, estando cada demultiplexor 51, 52 de entrada destinado a escindir cada senal 41, 42 de salida respectiva en varias subbandas de frecuencia diferentes, de misma anchura, correspondientes a dos canales diferentes. Las subbandas de frecuencia atribuidas a los canales procedentes de un mismo demultiplexor estan espaciadas de frecuencia en una anchura de banda superior o igual a la anchura de banda atribuida a cada canal, estando las subbandas de frecuencia filtradas por el segundo demultiplexor 52 intercaladas entre las subbandas de frecuencia filtradas por el primer demultiplexor 51. De esta manera, dos subbandas (F1, F2) (F3, F4) de frecuencia adyacentes se filtran por dos filtros de canales que pertenecen a unos demultiplexores 52, 51 de entrada diferentes. Por lo tanto, un canal de cada dos se filtra por el primer demultiplexor 51 y un canal de cada dos se filtra por el segundo demultiplexor 52.
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Las diferentes subbandas de frecuencia son disjuntas, es dedr, que no incluyen ninguna frecuencia en comun. En las figuras 2a y 2b, la banda F de frecuencia de la senal 40 recibida por los dos receptores 20, 30 esta escindida en dos primeras subbandas F2, F4 de frecuencia diferentes por el primer demultiplexor 51 y en dos segundas subbandas F1, F3 de frecuencia diferentes por el segundo demultiplexor 52, formando las dos primeras y las dos segundas subbandas de frecuencia cuatro subbandas F1, F2, F3, F4 de frecuencia diferentes y disjuntas a las que estan respectivamente atribuidos cuatro canales 1, 2, 3, 4 diferentes. Los canales 1 y 3 estan atribuidos a las senales F1 y F3 de frecuencia separadas y filtradas por el segundo demultiplexor 52 y los canales 2 y 4 estan atribuidos a las senales F2 y F4 de frecuencia separadas y filtradas por el primer demultiplexor 51. Solo las senales filtradas por un mismo demultiplexor son coherentes entre sf, pues provienen de un mismo receptor, por lo tanto, de un mismo oscilador local. En los ejemplos de las figuras 2a y 2b, las senales que circulan en los canales 1 y 3 son coherentes entre sf y las senales que circulan en los canales 2 y 4 son coherentes entre sf, pero las senales que circulan en los canales 2 y 3 y las senales que circulan en los canales 1 y 4 no son coherentes entre sn A causa de la imperfeccion de los cuatro filtros destinados a filtrar respectivamente las cuatro subbandas F1 a F4 de frecuencia, en cada canal, circulan una senal principal que tiene una frecuencia comprendida en la banda de frecuencia atribuida al canal correspondiente y unas senales parasitas de intensidad mas escasa que tienen unas frecuencias comprendidas en unas bandas de frecuencia contiguas atribuidas a otros canales. La intensidad de las senales parasitas decrece cuando su frecuencia se aleja de la banda de frecuencia atribuida al canal en el que circulan. De esta manera, en los ejemplos de las figuras 2a y 2b, en el primer canal 2 circulan una senal principal cuya frecuencia esta comprendida en la banda F2 de frecuencia atribuida al primer canal 2 y unas senales parasitas cuyas frecuencias estan situadas en unas bandas F1 y F3 de frecuencia atribuidas respectivamente a los canales 1 y 3 tercero y cuarto. Asimismo, en el cuarto canal 3 circulan una senal principal cuya frecuencia esta comprendida en la banda F3 de frecuencia atribuida al cuarto canal 3 y unas senales parasitas cuyas frecuencias estan comprendidas en unas bandas F2 y F4 de frecuencia atribuidas respectivamente a los canales 2 y 4 primero y segundo. En el tercer canal 1 circulan una senal principal cuya frecuencia esta comprendida en la banda F1 de frecuencia atribuida al tercer canal 1 y unas senales parasitas cuyas frecuencias estan comprendidas en la banda F2 de frecuencia atribuida al primer canal 2. En el segundo canal 4 circulan una senal principal cuya frecuencia esta comprendida en la banda F4 de frecuencia atribuida al segundo canal 4 y unas senales parasitas cuyas frecuencias estan comprendidas en la banda F3 de frecuencia atribuida al cuarto canal 3. Sin embargo, como las senales que tienen unas frecuencias comprendidas en unas bandas de frecuencia adyacentes no son coherentes entre sf, las senales parasitas que circulan en unos canales que no les son dedicados no son coherentes con las senales principales de misma frecuencia que circulan en el canal que les es dedicado. De esta manera, en los ejemplos de las figuras 2a y 2b, las senales parasitas que tienen una frecuencia situada en la banda F1 de frecuencia atribuida al tercer canal 1 pero que circulan en el primer canal 2 no son coherentes con la senal principal de misma frecuencia F1 que circula en el tercer canal 1. Asimismo, las senales parasitas que tienen una frecuencia situada en la banda F3 de frecuencia atribuida al cuarto canal 3 pero que circulan en el primer canal 2 y en el segundo canal 4 no son coherentes con la senal principal de misma frecuencia F3 que circula en el cuarto canal 3. Asimismo, las senales parasitas que tienen una frecuencia situada en la banda F2 de frecuencia atribuida al primer canal 2 pero que circulan en el tercer canal 1 y en el cuarto canal 3 no son coherentes con la senal principal de misma frecuencia 2 que circula en el primer canal 2. Finalmente, las senales parasitas que tienen una frecuencia situada en la banda F4 de frecuencia atribuida al segundo canal 4 pero que circulan en el tercer canal 3 no son coherentes con la senal principal de misma frecuencia F4 que circula en el segundo canal 4. Por consiguiente, las diferentes senales parasitas que circulan en cada canal nunca son coherentes con las senales principales de misma frecuencia.
Durante la recombinacion de las senales que provienen de los diferentes canales, siendo las senales parasitas y las senales principales de misma frecuencia no coherentes entre sf, las senales parasitas tienen un efecto sobre la senal radiada comparable a un ruido, siendo este efecto mucho mas escaso y muchos menos destructor que en los sistemas de emision y de recepcion actuales. Siendo los efectos debidos a las senales parasitas mucho mas escasos, el nivel de separacion entre los diferentes canales puede reducirse de manera considerable, lo que permite obtener unas anchuras de bandas utiles mas importantes y los rendimientos del sistema de emision y de recepcion en la banda util son bastante mejores que en una arquitectura convencional.
Aunque la invencion se haya descrito en relacion con unos modos de realizacion particulares, es mas que evidente que no esta limitada de ninguna manera a ellos y que comprende todos los equivalentes tecnicos de los medios descritos, asf como sus combinaciones si estas entran en el marco de la invencion.
Claims (4)
- REIVINDICACIONES1. Dispositivo de emision y de recepcion por satelite con fuerte tasa de atenuacion de los multitrayectos, estando el dispositivo destinado a recibir y a tratar unas senales (40) de radiofrecuencia que provienen de un enlace ascendente, despues a emitir las senales tratadas en un enlace descendente hacia unos usuarios terrestres,5 caracterizado porque incluye, en la recepcion, un divisor (45) de potencia que incluye dos salidas respectivamente conectadas a dos convertidores (20, 30) de frecuencia independientes y dos demultiplexores (51, 52) de entrada conectados respectivamente a la salida de los dos convertidores (20, 30) de frecuencia correspondientes, estando cada convertidor (20, 30) de frecuencia controlado por un oscilador (22, 32) local dedicado, funcionando los dos osciladores (22, 32) locales a una misma frecuencia, incluyendo los dos demultiplexores (51, 52) de entrada unos 10 filtros de canales que funcionan en unas subbandas (F1, F2, F3, F4) de frecuencia diferentes, disjuntas y espaciadas de frecuencia unas de otras, estando dos subbandas (F1, F2) (F3, F4) de frecuencia adyacentes filtradas por dos filtros de canales que pertenecen a unos demultiplexores (52, 51) de entrada diferentes.
- 2. Dispositivo de emision y de recepcion segun la reivindicacion 1, caracterizado porque las subbandas (F1, F3) de frecuencia de los filtros del segundo demultiplexor (52) de entrada estan defasadas en frecuencia con respecto a las15 subbandas (F2, F4) de frecuencia de los filtros del primer demultiplexor (51) de entrada, siendo el defase de frecuencia igual a al menos una anchura de subbanda de frecuencia.
- 3. Repetidor de satelite caracterizado porque incluye un dispositivo de emision y de recepcion segun una de las reivindicaciones anteriores.
- 4. Satelite caracterizado porque incluye un repetidor segun la reivindicacion 3.20
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