ES2856184T3

ES2856184T3 - Comunicaciones de formación de haces terrestre que utilizan enlaces de alimentador espacialmente multiplexados mutuamente sincronizados

Info

Publication number: ES2856184T3
Application number: ES17794547T
Authority: ES
Inventors: Kenneth Buer; Charles Pateros; William Ralston
Original assignee: Viasat Inc
Current assignee: Viasat Inc
Priority date: 2016-10-21
Filing date: 2017-10-20
Publication date: 2021-09-27
Anticipated expiration: 2037-10-20
Also published as: CA3038510A1; RU2740150C2; CN110089049B; IL266088B; PH12019500809A1; JP6877539B2; DOP2019000101A; IL266088A; EP3664316A1; RU2740150C9; KR102258635B1; ZA201903106B; ES2912560T3; EP3664317B1; AU2022202663B2; EP3664317A1; WO2018075962A1; CL2019001032A1; EP3529917A1; US10887003B2

Abstract

Un sistema (100, 200, 700, 800) de comunicación por satélite que comprende: un satélite (140); una pluralidad de terminales (130) de puerta de enlace distribuidos geográficamente; un formador (210) de haces directo configurado para aplicar ponderación de haz a una pluralidad de flujos (205) de datos directos para generar L señales (215) directas de haz ponderado el formador de haces directo configurado para comunicar cada una de las L señales directas de haz ponderado a una ubicación de uno de la pluralidad de terminales de puerta de enlace distribuidos geográficamente respectivos mediante una red (120) de distribución; y un subsistema (125) de sincronización configurado para sincronizar en fase mutuamente señales de enlace ascendente desde los terminales de puerta de enlace, en donde cada uno de la pluralidad de terminales de puerta de enlace distribuidos geográficamente comprende: una entrada de señal directa de haz ponderado en comunicación con el formador (210) de haces directo mediante la red de distribución, la entrada de señal directa de haz ponderado configurada para recibir una de las L señales directas de haz ponderado respectivas desde el formador de haces directo mediante la red de distribución; una entrada de sincronización acoplada al subsistema de sincronización; y una salida de señal de enlace ascendente de alimentador configurada para emitir una respectiva versión sincronizada en fase de la una respectiva de las L señales directas de haz ponderado recibidas por la entrada de señal directa de haz ponderado respectiva según la entrada de sincronización respectiva, estando configurados de este modo la pluralidad de terminales de puerta de enlace distribuidos geográficamente para generar L señales de enlace ascendente directo mutuamente sincronizadas en fase de haz ponderado (235), en donde el satélite (140) comprende: un subsistema (230) de antena de alimentador que comprende una pluralidad de elementos de antena de haz enfocado, FAE (243), teniendo cada uno un puerto de FAE de enlace directo, en donde cada uno de los FAE está configurado para recibir una respectiva de las L señales de enlace ascendente directo mutuamente sincronizadas en fase de haz ponderado desde uno de la pluralidad de terminales de puerta de enlace distribuidos geográficamente respectivos; un subsistema (250) de antena de usuario que comprende un conjunto de elementos de antena de formación de haces, BAE, desenfocados (247), teniendo cada uno un puerto de BAE de enlace directo; y un subsistema (240) de repetidor directo que tiene un intervalo de frecuencias de enlace ascendente directo y un intervalo de frecuencias de enlace descendente directo, comprendiendo el subsistema de repetidor directo una pluralidad de rutas (245) de enlace directo, estando acoplada cada una de la pluralidad de rutas de enlace directo entre uno de los puertos de FAE de enlace directo respectivos y uno de los puertos de BAE de enlace directo respectivos, y teniendo cada una de la pluralidad de rutas de enlace directo una entrada en el intervalo de frecuencias de enlace ascendente directo y una salida en el intervalo de frecuencias de enlace descendente directo, en donde las rutas de enlace directo están configuradas para generar una pluralidad de señales (255) de enlace descendente directo mutuamente sincronizadas de haz ponderado desde las L señales (235) de enlace ascendente directo mutuamente sincronizadas en fase de haz ponderado recibidas, en donde los BAE están configurados para transmitir las señales de enlace descendente directo para hacer que las señales de enlace descendente directo se superpongan espacialmente para formar al menos un haz (260) de usuario directo, y en donde cada puerto de FAE de enlace directo está acoplado de forma comunicativa con la salida de señal de enlace ascendente de alimentador de uno de los terminales de puerta de enlace respectivos.

Description

DESCRIPCIÓN

Comunicaciones de formación de haces terrestre que utilizan enlaces de alimentador espacialmente multiplexados mutuamente sincronizados

Campo

Las realizaciones se refieren de forma general a sistemas de comunicación y, más particularmente, a proporcionar formación de haces terrestre con enlaces de alimentador espacialmente multiplexados mutuamente sincronizados.

Antecedentes

En sistemas de comunicación inalámbrica, tales como los sistemas de comunicación por satélite, pueden comunicarse datos de un lugar a otro mediante un relé inalámbrico. Por ejemplo, en un sistema de comunicación por satélite, pueden comunicarse datos entre puertas de enlace y terminales de usuario mediante un satélite. De forma general es deseable aumentar la capacidad del sistema de comunicación. Algunos enfoques para aumentar la capacidad implican aumentar la potencia, pero tales enfoques pueden tener diversas limitaciones. Por ejemplo, los aumentos de potencia pueden estar limitados por los presupuestos de potencia (por ejemplo, limitaciones de potencia prácticas de los componentes de sistema, etc.) y/o por restricciones de la normativa (por ejemplo, potencia de transmisión máxima permitida, etc.), y los aumentos en la potencia pueden tener un impacto desproporcionadamente pequeño sobre la capacidad (por ejemplo, siguiendo una ganancia logarítmica cuando se opera cerca del límite de Shannon). Algunos otros enfoques implican aumentar el ancho de banda (por ejemplo, mediante una reutilización de frecuencia mayor, puesto que las asignaciones de espectro están de forma típica fijadas y limitadas). Sin embargo, aumentar la reutilización de ancho de banda implica de forma típica aumentar el número de haces que dan servicio a terminales terrestres y reducir los tamaños de haz. Unos tamaños de haz reducidos presentan una serie de desafíos, tales como mayor tamaño, peso, complejidad, coste, etc., del satélite y/o de los terminales terrestres; se requiere una mayor precisión para el control de dirección de antena y control de actitud en el satélite; etc. Unos tamaños de haz pequeños también presentan desafíos con respecto a la adecuación de la capacidad de sistema proporcionada (por ejemplo, proporcionando una proporción igual a cada uno de los haces) con la demanda (con frecuencia distribuida de modo muy desigual en el área de cobertura del usuario).

Algunas de estas cuestiones pueden abordarse para determinadas aplicaciones utilizando técnicas tales como matrices y hardware de formación de haces a bordo, si bien tales técnicas pueden aumentar adicionalmente el tamaño, la ponderación, el coste y la complejidad del satélite. Un enfoque para reducir la complejidad a bordo del satélite, al tiempo que se mantienen determinadas características de la formación de haces a bordo, es trasladar la complejidad a la tierra. Los enfoques de la denominada “ground-based beamforming (formación de haces terrestre - GBBF)” pueden ser eficaces, pero las implementaciones han tendido a centrarse en contextos de ancho de banda más bajo (por ejemplo, proporcionando unos pocos MHz de ancho de banda de enlace de usuario para las frecuencias de portadora de banda L). La GBBF convencional tiene un problema de expansión de ancho de banda de alimentador, ya que el ancho de banda de enlace de alimentador requerido es un múltiplo del ancho de banda de enlace de usuario, estando relacionado el factor de multiplicación con el número de elementos de antena proporcionados por el conjunto de enlaces de usuario. Por lo que, por ejemplo, proporcionar 1 GHz de ancho de banda de usuario (por ejemplo, en la banda Ka) con un conjunto de formación de haces de enlace de usuario de 100 elementos puede requerir 100 GHz de ancho de banda de enlace de alimentador. El problema de expansión del ancho de banda puede frustrar la aplicación práctica de la GBBF convencional a sistemas de satélite de alta capacidad.

Se hace referencia a Filippo Di Cecca y col.: “ Payload aspects of mobile satellite systems with on-ground beamforming and interference cancellation” , Wireless Information Technology and Systems (ICWITS), 2012 IEEE International Conference On, IEEE, 11 de noviembre de 2012, páginas 1-4.

La EP 1303927 A2 describe un sistema de comunicación por satélite que utiliza múltiples estaciones terrestres y uno o más satélites para la comunicación entre abonados móviles y una red de comunicaciones terrestre, tal como la PSTN o Internet.

La WO 2017/124004 Al describe técnicas para la formación de haces de extremo a extremo en un sistema de comunicación inalámbrica utilizando agrupaciones de nodos de acceso que son distintas de un área de cobertura de usuario.

Breve resumen

En las reivindicaciones independientes se establecen aspectos de la invención.

Entre otras cosas, se describen sistemas y métodos para proporcionar formación de haces terrestre con puertas de enlace espacialmente multiplexadas mutuamente sincronizadas en un sistema de comunicación inalámbrica.

Algunas realizaciones operan en el contexto de un sistema de comunicación por satélite que tiene un número de terminales de puerta de enlace distribuidos geográficamente en comunicación con un gran número de terminales de usuario mediante un satélite. El satélite puede incluir una antena de alimentador de haz enfocado que comunica con los terminales de puerta de enlace distribuidos geográficamente (por ejemplo, una única puerta de enlace por haz), y una antena de usuario que da servicio a terminales de usuario en múltiples áreas de cobertura con haces de usuario formados. Los terminales de puerta de enlace pueden comunicar señales directas que están ponderadas por haz y mutuamente sincronizadas en fase (por ejemplo, según balizas de satélite y/o de bucle de retorno), de modo que las señales de enlace ascendente directo recibidas por el satélite son coherentes en fase. La ponderación de haz es tal que las señales retransmitidas (por ejemplo, transmitidas) por el satélite se combinan espacialmente para formar los haces de usuario. Las realizaciones pueden conseguir una reutilización de frecuencia amplia a través de multiplexación espacial de las señales de enlace de alimentador. Por ejemplo, algunas implementaciones utilizan haces de alimentador muy estrechos (por ejemplo, con apertura de antena de satélite grande) con reutilización de frecuencia de la misma banda para conseguir multiplexación espacial. Algunas implementaciones aumentan adicionalmente la capacidad del sistema de comunicación y/o reducen adicionalmente el número de puertas de enlace aprovechando múltiples polos por puerta de enlace, múltiples subintervalos de frecuencias por puerta de enlace, y/u otras técnicas.

Breve descripción de los dibujos

La presente descripción se describe conjuntamente con las figuras adjuntas:

la FIG. 1 muestra un sistema de comunicación por satélite ilustrativo para proporcionar formación de haces terrestre utilizando mutually synchronized spatially multiplexed feeder links (enlaces de alimentador espacialmente multiplexados mutuamente sincronizados - MSSMFL), según diversas realizaciones;

la FIG. 2 muestra un sistema de comunicación por satélite ilustrativo para implementar comunicaciones de enlace directo, según diversas realizaciones;

la FIG. 3 muestra un sistema de comunicación por satélite ilustrativo para implementar comunicaciones de enlace de retorno, según diversas realizaciones;

la FIG. 4 muestra un diagrama de bloques de un sistema de satélite ilustrativo para proporcionar MSSMFL, según diversas realizaciones;

la FIG. 5 muestra un diagrama de bloques de una ruta de bucle de retorno ilustrativa para señalización de baliza de bucle de retorno, según diversas realizaciones;

la FIG. 6 muestra un diagrama de bloques de un subsistema de baliza de satélite, según diversas realizaciones; la FIG. 7 muestra un sistema de comunicación por satélite ilustrativo para proporcionar MSSMFL, según diversas realizaciones;

la FIG. 8 muestra otro sistema de comunicación por satélite ilustrativo para proporcionar MSSMFL, según diversas realizaciones;

la FIG. 9 muestra un diagrama de bloques de un sistema de satélite ilustrativo para proporcionar MSSMFL utilizando múltiples orientaciones de polarización, según diversas realizaciones;

la FIG. 10 muestra un diagrama de bloques de un sistema de satélite ilustrativo para proporcionar MSSMFL utilizando múltiples subintervalos de frecuencias, según diversas realizaciones;

la FIG. 11 muestra un diagrama de flujo de un método ilustrativo para la formación de haces terrestre con MSSMFL en un sistema de comunicación por satélite, según diversas realizaciones;

la FIG. 12 muestra una representación gráfica de un patrón de antena de un enlace de alimentador para un reflector de alimentador ilustrativo representado gráficamente con respecto a azimut y elevación;

la FIG. 13 muestra un diagrama de bloques de un sistema de calibración ilustrativo implementado en el satélite para ayudar a hacer mediciones de enlace directo de degradaciones de patrón de antena de enlace de alimentador;

la FIG. 14 muestra un diagrama de bloques de un sistema de calibración ilustrativo implementado en el satélite para ayudar a realizar mediciones de enlace de retorno de degradaciones de patrón de antena de enlace de alimentador; y la FIG. 15 muestra un diagrama de bloques de un entorno de compensación de degradación de patrón de antena de alimentador ilustrativo que incluye un cancelador de diafonía ilustrativo.

En las figuras adjuntas, los componentes y/o las características similares pueden tener la misma etiqueta de referencia. Además, se pueden distinguir varios componentes del mismo tipo mediante la siguiente etiqueta de referencia con una segunda etiqueta que distingue entre los componentes similares. Si solo se utiliza la primera etiqueta de referencia en la memoria descriptiva, la descripción es aplicable a cualquiera de los componentes similares que tienen la misma primera etiqueta de referencia independientemente de la segunda etiqueta de referencia.

Descripción detallada

En la siguiente descripción, se exponen varios detalles específicos para proporcionar una comprensión completa de la presente invención. Sin embargo, un experto en la técnica reconocerá que la invención puede practicarse sin estos detalles específicos. En algunos casos, no se han mostrado detalladamente circuitos, estructuras y técnicas para evitar el oscurecimiento de la presente invención.

Las realizaciones descritas en la presente memoria incluyen técnicas novedosas para proporcionar formación de haces terrestre con puertas de enlace espacialmente multiplexadas mutuamente sincronizadas en un sistema de comunicación inalámbrica (que en la presente memoria se refiere a enlaces de alimentador espacialmente multiplexados mutuamente sincronizados, o MSSMFL). Algunas de tales técnicas incluyen sincronizar en fase mutuamente y ponderar por haz señales de enlace de alimentador espacialmente multiplexadas en el segmento terrestre del sistema de comunicación. Por ejemplo, en la dirección directa, pueden utilizarse haces de alimentador enfocados para recibir las señales de enlace ascendente directo multiplexadas espacialmente mutuamente sincronizadas en fase y de haz ponderado, en un satélite (por ejemplo, o cualquier otro relé de comunicación inalámbrica adecuado). El satélite puede utilizar un conjunto de antenas para retransmitir las señales mutuamente sincronizadas en fase de modo que formen haces de usuario según la ponderación de haz de las señales. Debido a que los haces de alimentador están enfocados, pueden dirigirse a regiones distintas (separadas espacialmente), permitiendo que los enlaces de alimentador reutilicen la misma banda de frecuencia. Esta reutilización de frecuencia resultante evita por lo tanto el problema de expansión de ancho de banda de la formación de haces terrestre convencional. En consecuencia, los tipos de formación de haces terrestre con MSSMFL novedosos descritos en la presente memoria pueden facilitar la implementación de sistemas de comunicación por satélite de alto rendimiento, tales como sistemas que proporcionan rendimientos de 1 Terabit por segundo o mayores.

Volviendo a la FIG. 1, se muestra un sistema 100 de comunicación por satélite ilustrativo para proporcionar MSSMFL, según diversas realizaciones. Como se ilustra, el sistema de comunicación por satélite 100 incluye un satélite 140 en comunicaciones con múltiples (M) terminales 130 de puerta de enlace y múltiples terminales 165 de usuario. El satélite 140 puede implementarse como un satélite de comunicaciones geosíncrono (GEO) de tipo transparente (por ejemplo, no procesado). De forma alternativa, el satélite 140 puede implementarse como cualquier otro satélite o relé de comunicación inalámbrica adecuado como se describe en la presente memoria. Los terminales 130 de puerta de enlace están distribuidos geográficamente y se comunican con el satélite mediante haces de alimentador enfocados. Por ejemplo, los terminales 130 de puerta de enlace están dispuestos en al menos dos haces de alimentador sin solaparse entre sí (por ejemplo, como un único haz puntual por terminales 130 de puerta de enlace, o cualquier otra implementación adecuada). Todos los M terminales 130 de puerta de enlace operan a una misma frecuencia de portadora. Sin embargo, obsérvese que, para puertas de enlace que están mutuamente sincronizadas como se describe en la presente memoria, puede haber breves periodos de tiempo durante los cuales las puertas de enlace no funcionan exactamente a la misma frecuencia de portadora debido a tolerancias, deslizamientos de ciclo, ruido de fase/frecuencia y pérdida de sincronización a corto plazo. Además, una puerta de enlace puede transmitir múltiples portadoras simultáneamente, cada una de ellas a una frecuencia distinta. Sin embargo, para la transmisión de múltiples portadoras, cualquier portadora individual que está formada en haces por el satélite se transmitirá a la misma frecuencia por cada puerta de enlace. Por lo tanto, puede decirse que las puertas de enlace transmiten simultáneamente en la misma frecuencia sin alterar el ámbito de la presente invención. Los terminales 165 de usuario están dispuestos en una o más áreas 160 de cobertura de haz de usuario asociadas con uno o más haces de usuario formados (por ejemplo, utilizando elementos de antena de formación de haces en el satélite 140).

Los terminales 130 de puerta de enlace están en comunicación con otros componentes de segmento terrestre, que pueden posibilitar MSSMFL a través de coordinación terrestre de señales de enlace de alimentador sincronizadas en fase y señales de enlace de usuario formadas por haces. Como se ilustra, los módems de enlace 103 de alimentador pueden estar en comunicación con una red 101 de datos digital, tal como internet, o similares. Los módems 103 de enlace de alimentador pueden convertir entre tráfico de red 101 de datos digital y flujos 105 de datos asociados con áreas 160 de cobertura de haz de usuario. Por ejemplo, pueden asociarse K flujos 105 de datos con tráfico a y desde K áreas 160 de cobertura de haz de usuario (que corresponden a K haces de usuario formados).

Los módems 103 de enlace de alimentador pueden acoplarse con formadores de haces 110 directo y/o de retorno, y los formadores de haces 110 directo y/o de retorno pueden estar en comunicación con los terminales 130 de puerta de enlace. Por ejemplo, cada terminal 130 de puerta de enlace incluye un enlace de comunicaciones con los formadores de haces 110 directo y/o de retorno mediante una red 120 de distribución, tal como una red de retorno de Internet, o cualquier otra red adecuada. Las realizaciones de los formadores 110 de haces directo y/o de retorno pueden aplicar ponderaciones de haz directo y/o de retorno a las señales directas y/o de retorno, respectivamente. Por ejemplo, en la dirección directa, los formadores de haces 110 directo y/o de retorno pueden generar señales directas de haz ponderado desde los K flujos 105 de datos, que pueden comunicarse a los terminales 130 de puerta de enlace. En la dirección de retorno, los formadores de haces 110 directo y/o de retorno pueden generar los K flujos 105 de datos desde las señales de retorno recibidas desde los terminales 130 de puerta de enlace.

En algunas implementaciones, la formación de haces de haces de usuario mediante los formadores 110 de haces directo y/o de retorno es adaptativa. Por ejemplo, se utiliza realimentación para calcular de modo adaptativo las ponderaciones de haz directo y/o de retorno con el tiempo, adaptando de este modo la formación de haces de haz del usuario a la realimentación. Tal adaptación puede tender a compensar diversos tipos de no idealidades, tales como cambios en la actitud del satélite, cambios en reflectores de satélite (por ejemplo, flexión, etc.), y/u otras fuentes de error de señalización de haz. En ciertas implementaciones, la formación de haces del haz del usuario es no adaptativa. Por ejemplo, cuando la actitud del satélite está bien controlada, y se conoce la distribución espacial de los haces de usuario deseados, pueden aplicarse ponderaciones de haz precalculadas mediante los formadores de haces 110 directo y/o de retorno para formar los haces de usuario deseados. Algunas de tales implementaciones pueden ser totalmente no adaptativas, mientras que otras de tales implementaciones pueden ser parcialmente adaptativas (por ejemplo, pueden utilizarse algunos lazos adaptativos para tratar ciertas no idealidades, según se desee). En diversas implementaciones, puede utilizarse formación de haces adaptativa y no adaptativa para soportar la generación de haz de usuario fija o dinámica (por ejemplo, tamaños de haz de usuario fijos o dinámicos, ubicaciones de haz de usuario y/u otras características de haz de usuario). Por ejemplo, un enfoque fijo adaptativo puede utilizar formación de haces adaptativa para mantener ubicaciones de haz de usuario en el contexto de cambio de la actitud del satélite, al mismo tiempo que utiliza ubicaciones de haz fijas. Un enfoque dinámico adaptativo puede cambiar también tamaños de haz y/o ubicaciones en respuesta a cambios en la demanda de tráfico, y un enfoque dinámico no adaptativo puede realizar ciclos a través de ponderaciones de haz precalculadas en diferentes intervalos de tiempo para generar haces de usuario de distintos tamaños y/o ubicaciones.

Los terminales 130 de puerta de enlace también están en comunicación con un subsistema 125 de sincronización. Las realizaciones del subsistema 125 de sincronización pueden ser señales de enlace ascendente mutuamente sincronizadas en fase desde los terminales 130 de puerta de enlace de modo que las señales de enlace ascendente sean recibidas por el satélite 140 en una forma síncrona en fase. Por ejemplo, el subsistema 125 de sincronización puede sincronizar la fase de la portadora de las señales de enlace ascendente desde cada terminal 130 de puerta de enlace para contabilizar las diferencias de retardo de ruta entre cada terminal 130 de puerta de enlace y el satélite 140 (por ejemplo, la distribución geográfica de los terminales 130 de puerta de enlace produce distancias diferentes entre cada terminal 130 de puerta de enlace y el satélite). Algunas realizaciones pueden sincronizar en tiempo adicionalmente las señales, por ejemplo, para alinear límites de símbolo entre transmisiones desde los distintos terminales 130 de puerta de enlace. Por ejemplo, esto puede ayudar a soportar cambios dinámicos a la modulación y/o a la codificación de flujos de datos (por ejemplo, cambios en códigos mod), que puede afectar a las duraciones de símbolo y/u otros parámetros.

El subsistema 125 de sincronización puede implementarse de cualquier modo adecuado. En algunas implementaciones, cada terminal 130 de puerta de enlace incluye, o está acoplado con, una instancia local del subsistema 125 de sincronización. En otras implementaciones, algunos o todos los terminales 130 de puerta de enlace pueden compartir una instancia (por ejemplo, una única instancia centralizada) del subsistema 125 de sincronización. Por ejemplo, el subsistema 125 de sincronización compartido puede sincronizarse a sí mismo (o un único terminal 130 de puerta de enlace) con el satélite 140, y puede en consecuencia sincronizar además los múltiples otros terminales de compartición de puerta de enlace 130. Como se describe de forma más completa a continuación, pueden utilizarse diversas técnicas para realizar diversos tipos de sincronización con el subsistema 125 de sincronización. Por ejemplo, el satélite 140 puede transmitir una señal de baliza que puede ser recibida por el subsistema 125 de sincronización (a través de algunos o todos los terminales 130 de puerta de enlace); y el subsistema 125 de sincronización (por ejemplo, cada instancia del subsistema 125 de sincronización en cada terminal 130 de puerta de enlace) puede transmitir una señal de baliza de bucle de retorno. El subsistema 125 de sincronización puede sincronizar la baliza de satélite y las balizas de bucle de retorno para posibilitar la sincronización de fase mutua de las señales de enlace de alimentador.

La FIG. 2 muestra un sistema ilustrativo de comunicación por satélite 200 para implementar comunicaciones de enlace directo, según diversas realizaciones. El sistema 200 de comunicación por satélite puede ser una implementación del sistema 100 de comunicación por satélite descrito con referencia a la FIG. 1. Como se ilustra, el satélite 140 proporciona comunicaciones entre un número (M) de terminales 130 de puerta de enlace distribuidos geográficamente y un número de terminales 165 de usuario en al menos un área de cobertura de haz de usuario (que corresponde a haces 260 de usuario directos). El satélite 140 incluye un subsistema 230 de antena de alimentador y un subsistema 250 de antena de usuario. El subsistema 230 de antena de alimentador incluye un número de focused-beam antenna elements (elementos de antena de haz enfocado - FAE) 243, cada uno iluminando un haz alimentador enfocado respectivo. El enlace de alimentador puede funcionar con una única puerta de enlace por haz, un grupo de puertas de enlace por haz, y/o en cualquier otro modo adecuado que posibilite la reutilización de ancho de banda a través de multiplexación espacial. Además, puede implementarse un único haz utilizando en algunos casos múltiples elementos de antena. El subsistema 250 de antena de usuario incluye un conjunto de beamforming antenna elements (elementos de antena de formación de haces - BAE) 247 que pueden formar uno o más haces de usuario (por ejemplo, haces 260 de usuario directos) para comunicar con terminales 165 de usuario dispuestos en las áreas de cobertura de estos haces de usuario. Obsérvese que, puesto que el sistema es un sistema de formación de haces terrestre, no es necesario que se incluyan componentes de fase en los BAE, ya que la fase de las señales transmitidas por los BAE se controla mediante las relaciones de fase de las señales recibidas por los correspondientes FAE como se explica a continuación. El subsistema 230 de antena de alimentador y el subsistema 250 de antena de usuario pueden implementarse de diversas formas. En una implementación, el subsistema 230 de antena de alimentador y/o el subsistema 250 de antena de usuario se implementan como un conjunto de radiación directa (por ejemplo, el subsistema 250 de antena de usuario puede incluir un conjunto de radiación directa de dos metros). En otra implementación, el subsistema 230 de antena de alimentador y/o el subsistema 250 de antena de usuario se implementan con antenas de transmisión y recepción separadas. Algunas implementaciones también incluyen uno o más reflectores (por ejemplo, un reflector alimentado por conjunto). Una implementación de este tipo incluye un único reflector situado de modo que las alimentaciones del alimentador del subsistema 230 de antena de alimentador se encuentran enfocadas con respecto al reflector, y las alimentaciones de usuario del subsistema 250 de antena de usuario están desenfocadas con respecto al reflector. Otra implementación de este tipo incluye reflectores de usuario y alimentador separados, por ejemplo, implementados de modo que las alimentaciones de alimentador del subsistema 230 de antena de alimentador estén enfocadas con respecto al reflector de alimentador, y las alimentaciones de usuario del subsistema 250 de antena de usuario estén desenfocadas con respecto al usuario. En una implementación, el uno o más reflectores están implementados como reflectores dicroicos. Por ejemplo, el reflector o reflectores dicroicos pueden incluir un subreflector que afecta únicamente a señales de enlace ascendente, mientras que las señales de enlace descendente de frecuencia superior pasan a través de la superficie del subreflector.

El satélite incluye además un subsistema 240 de repetidor directo que tiene un número (L) de rutas 245 de enlace directo, donde L equivale al número de terminales 130 de puerta de enlace (M) (aunque, como se explica a continuación, en algunas realizaciones, M puede ser menor que L). Puede haber muchas formas en las que el sistema 230 de antenas de alimentador puede conectarse al subsistema 240 de repetidor directo. Por ejemplo, en un caso donde el número de terminales 130 de puerta de enlace (M) es igual al número de FAE 243 (L), cada FAE 243 puede incluir una salida de enlace directo, cada una acoplada a un lado de entrada de una respectiva de las rutas 245 de enlace directo. Cada BAE 247 puede incluir una entrada de enlace directo acoplada a un lado de salida de una respectiva de las rutas 245 de enlace directo. En algunos casos, uno o más FAE 243 pueden incluir múltiples salidas de enlace directo, cada una acoplada con un lado de entrada de una respectiva de las rutas 245 de enlace directo. El subsistema 240 de repetidor directo puede tener un intervalo de frecuencias de enlace ascendente directo y un intervalo de frecuencias de enlace descendente directo. En algunos casos, el intervalo de frecuencias de enlace ascendente directo solapa (por ejemplo, es parcial o completamente coextensivo con) el intervalo de frecuencias de enlace ascendente de retorno, y el intervalo de frecuencias de enlace descendente directo solapa con el intervalo de frecuencias de enlace descendente de retorno (por ejemplo, los enlaces ascendentes de alimentador y de usuario comparten una primera banda y/o intervalo de frecuencias, y los enlaces descendentes de alimentador y usuario comparten una segunda banda y/o intervalo de frecuencias). Por ejemplo, las señales de enlace ascendente directo pueden recibirse mediante un FAE 243 en el intervalo de frecuencias de enlace ascendente directo, convertirse mediante la ruta 245 de enlace directo acoplado al intervalo de frecuencias de enlace descendente directo, y transmitirse mediante el BAE acoplado 247. Como se describe a continuación, esto puede posibilitar que las señales de enlace descendente directo sean generables desde señales de enlace ascendente directo mutuamente sincronizadas en fase ponderadas por haz, cada una de ellas recibida en una de las entradas de FAE de enlace directo respectivas desde uno de los terminales 130 de puerta de enlace correspondientes distribuidos geográficamente, de modo que la transmisión de las señales de enlace descendente directo mediante las salidas de BAE de enlace directo hace que las señales de enlace descendente directo se superpongan espacialmente para formar el al menos un haz 260 de usuario directo.

Como se ilustra, cada uno de K flujos 205 de datos directos (por ejemplo, desde módems de enlace de alimentador o similares) incluye datos destinados para uno respectivo de los K haces 260 de usuario directos. De forma general, se desea distribuir una versión con formación de haces de esos flujos 205 de datos directos a alguno o todos los M terminales 130 de puerta de enlace separados espacialmente. De este modo, los terminales 130 de puerta de enlace pueden proporcionar multiplexación espacial y reutilización de ancho de banda para las comunicaciones directas. Los flujos 205 de datos directos pueden recibirse mediante un formador 210 de haces directo (por ejemplo, parte de los formadores 110 de haces directo/de retorno de la FIG. 1). El formador 210 de haces directo puede aplicar L x K ponderaciones 213 de haz directo a los flujos 205 de datos directos para generar L señales directas 215 de haz ponderado. Por ejemplo, el formador 210 de haces directo incluye una entrada de flujo de datos directo, una entrada de ponderación de haz que indica una ponderación 213 de haz asociada a cada uno de los terminales 130 de puerta de enlace; y salidas de señal directa de haz ponderado. Cada salida de señal directa de haz ponderado puede acoplarse a la entrada de señal directa de haz ponderado de uno de los terminales 130 de puerta de enlace respectivos mediante la red 120 de distribución, y cada una puede ser una versión de la entrada de flujo de datos directo que se ha sometido a ponderación de haz según la ponderación 213 de haz asociada a uno de los terminales 130 de puerta de enlace respectivos. Cada una de las L señales 215 directas de haz ponderado se genera para corresponder a una respectiva de las L rutas 245 de enlace directo (y, en consecuencia, a uno respectivo de los L BAE 247). Las ponderaciones 213 de haz directo se calculan de modo que, cuando se transmiten finalmente las señales ponderadas desde el subsistema 250 de antena de usuario, las señales se combinarán espacialmente para formar los haces 260 de usuario directos.

Las ponderaciones 213 de haz directo pueden calcularse y aplicarse de cualquier modo adecuado. En algunos casos, las ponderaciones 213 de haz directo se almacenan en un almacén de ponderaciones de haz directo del formador 210 de haces directo. En otros casos, un generador de peso de haz forma parte de, o está acoplado al, formador 210 de haces directo. Las ponderaciones 213 de haz directo pueden precalcularse, antes de desplegar el satélite 140, basándose en características de enlace de comunicación características simuladas; calcularse una o más veces (por ejemplo, periódicamente) basándose en realimentación y análisis del sistema 200 de comunicación por satélite de operativo; ajustarse de modo adaptativo basándose en realimentación y análisis del sistema 200 de comunicación por satélite operativo; y/o calcularse de cualquier otro modo adecuado. Se conocen muchas técnicas para generar los coeficientes de formación de haces directos. Por ejemplo, los coeficientes para múltiples haces pueden optimizarse globalmente para maximizar la suma de las relaciones de señal a interferencia y ruido para todos los haces. Por ejemplo, a una relación de señal a ruido baja pueden elegirse las ponderaciones para maximizar la potencia de señal, mientras que a una relación de señal a ruido alta, pueden seleccionarse las ponderaciones para minimizar la interferencia intrahaz.

Cada una de las L señales 215 directas de haz ponderado puede comunicarse (por ejemplo, mediante la red 120 de distribución) a uno respectivo de los M terminales 130 de puerta de enlace. En muchos casos, el número de terminales 130 de puertas de enlace (M) es exactamente el mismo que el número de rutas 245 de enlace directo (L). Como se explicará más adelante, L puede ser mayor o igual que M, de modo que cada uno de los M terminales 130 de puerta de enlace puede recibir una o más de las L señales directas 215 de haz ponderado (que corresponden a la una o más rutas 245 de enlace directo acopladas con cada FAE 243, estando asociado cada FAE 243 con un terminal 130 de puerta de enlace respectivo). En consecuencia, los M terminales 130 de puerta de enlace pueden transmitir las señales directas 215 de haz ponderado al satélite 140 como L señales 235 de enlace ascendente directo. Antes de transmitir las señales 235 de enlace ascendente directo, las señales están mutuamente sincronizadas en fase. Como se ha descrito anteriormente, los terminales 130 de puerta de enlace incluyen, o están en comunicación con, un subsistema 125 de sincronización que puede sincronizar en fase mutuamente las señales 215 directas de haz ponderado para generar las señales de enlace ascendente directo 235. La sincronización de fase mutua hace que los terminales 130 de puerta de enlace transmitan las señales directas de haz ponderado 215 al satélite 140 de tal modo que las señales de enlace ascendente directo 235 se reciben en un modo asíncrono de fase mediante los FAE 243 del subsistema 230 de antena de alimentador. Por ejemplo, la sincronización da cuenta de las diferencias de retardo de ruta entre cada terminal 130 de puerta de enlace y el satélite 140, de modo que las señales recibidas por los FAE 243 tienen sus fases de portadora alineadas y están al menos aproximadamente sincronizadas en tiempo (por ejemplo, hasta dentro de una fracción de un periodo de símbolo de señal de comunicación deseado).

Por lo tanto, el satélite 140 recibe múltiples (L) señales 235 de enlace ascendente directo mutuamente sincronizadas de haz ponderado, cada una mediante un enlace ascendente de alimentador enfocado (por ejemplo, que corresponde a una de las M ubicaciones de terminal 130 de puerta de enlace). El satélite 140 puede generar cada una de múltiples señales 255 de enlace descendente directo mutuamente sincronizadas de haz ponderado desde una correspondiente de la pluralidad de señales 235 de enlace ascendente directo. El satélite 140 puede transmitir las señales 255 de enlace descendente directo mediante enlaces descendentes de usuario desenfocados, de modo que las señales 255 de enlace descendente directo se superponen espacialmente para formar el uno o más haces 260 de usuario directos. Por ejemplo, cada señal 235 de enlace ascendente directo puede ser recibida por uno de los FAE 243 y pasarse a una señal acoplada de las rutas 245 de enlace directo, que puede generar una de las señales 255 de enlace descendente directo respectivas a partir de la misma (por ejemplo, amplificando y convirtiendo en frecuencia las señales 235 de enlace ascendente directo). Cada señal 255 de enlace descendente directo puede pasarse a uno acoplado de los BAE 247 del subsistema 250 de antena de usuario. Los BAE 247 pueden transmitir las señales 255 de enlace descendente directo, y la ponderación de haz (por ejemplo, y la sincronización mutua) de las señales 255 de enlace descendente directo hace que se combinen espacialmente para formar los haces 260 de usuario directos. Cada uno de los L BAE 247 transmite eficazmente a cada una de las K áreas de cobertura de haz de usuario, de modo que pueden combinarse espacialmente L señales de enlace descendente directo 255 en cada una de las K áreas de cobertura de haz de usuario para formar uno de los K haces 260 de usuario directos respectivos.

La FIG. 3 muestra un sistema de comunicación por satélite 300 ilustrativo para implementar comunicaciones de enlace de retorno, según diversas realizaciones. Para mayor claridad, el sistema de comunicación por satélite 300 se ilustra para que corresponda a los sistemas 200 de comunicación por satélite descritos con referencia a la FIG. 2, y los componentes se etiquetan con designadores de referencia similares o idénticos. Como se ha descrito anteriormente, el satélite 140 proporciona comunicaciones entre un número de terminales 165 de usuario en K áreas de cobertura de haz de usuario (que corresponden a los haces de usuario de retorno 360) y M terminales de puerta de enlace distribuidos geográficamente 130 y. Algunas realizaciones pueden utilizar el mismo subsistema 230 de antena de alimentador y subsistema 250 de antena de usuario en ambas de las direcciones directa y de retorno. Por ejemplo, en la dirección de retorno, pueden recibirse las señales 355 de enlace ascendente de retorno mediante los BAE 247 del subsistema 250 de antena de usuario (desde los terminales 165 de usuario en algunos o todos los haces 360 de usuario de retorno). Un subsistema 340 de repetidor de retorno, que tiene rutas 345 de enlace de retorno acoplado con salidas de enlace de retorno de los BAE 247, puede generar señales 335 de enlace descendente de retorno a partir de las señales 355 de enlace ascendente de retorno. Los FAE 243 del subsistema 230 de antena de alimentador, cada uno teniendo una o más entradas de enlace de retorno acopladas a unas de las rutas 345 de enlace de retorno respectivas, pueden transmitir las señales 335 de enlace descendente de retorno a unos de los terminales 130 de puerta de enlace respectivos.

En algunas realizaciones se reciben K señales 355 de enlace ascendente de retorno mediante cada uno de los L BAE 247. Cada uno de los L BAE 247 está acoplado con una respectiva de las L rutas 345 de enlace de retorno, de modo que se generan L señales 335 de enlace descendente de retorno, incluyendo cada una potencialmente información transmitida desde los K haces 360 de usuario de retorno. Hay muchas formas de que el subsistema de repetidor de retorno pueda conectarse al subsistema de antena de alimentador. Por ejemplo, en un caso donde el número de terminales 130 de puerta de enlace (M) es igual al número de FAE 243 (L), cada FAE 243 puede incluir una entrada de enlace de retorno, cada una acoplada con un lado de salida de una respectiva de las rutas 345 de enlace de retorno. En algunos casos, uno o más FAE 243 pueden incluir múltiples entradas de enlace de retorno, cada una acoplada con un lado de salida de una respectiva de las rutas 345 de enlace de retorno (por ejemplo, como se describe en detalle adicional a continuación, en referencia a la FIG. 10). Por lo tanto, cada uno de los M FAE 243 está acoplado con una o más de las L rutas 345 de enlace de retorno, de modo que las L señales 335 de enlace descendente de retorno se transmiten a los M terminales 130 de puerta de enlace. Las señales 335 de enlace descendente de retorno recibidas ni están ponderadas por haz ni mutuamente sincronizadas. El subsistema 125 de sincronización puede sincronizar mutuamente las señales 335 de enlace descendente de retorno (por ejemplo, alinear la fase de portadora, temporización de portadora, límites de símbolo, etc.) para generar L señales 315 de retorno que se comunican a un formador 310 de haces de retorno (por ejemplo, antes o después del transporte mediante la red 120 de distribución). Las señales 315 de retorno pueden sincronizarse mutuamente desde la perspectiva del formador 310 de haces de retorno. Por ejemplo, en algunas realizaciones, el satélite 140 puede transmitir una señal de baliza (por ejemplo, una baliza compartida) que se recibe mediante cada terminal 130 de puerta de enlace y se utiliza para sincronizar en fase mutuamente las señales 335 de enlace descendente de retorno en las puertas 130 de enlace con relación a la baliza. El formador 310 de haces de retorno puede aplicar L x K ponderaciones de haz 313 de retorno a las señales 315 de retorno de un modo tal para formar los haces 360 de usuario de retorno (por ejemplo, aplicando las ponderaciones 313 de haz de retorno recupera las K señales de enlace ascendente de retorno mediante K haces 360 de usuario de retorno formados de modo retroactivo). Las ponderaciones 313 de haz de retorno pueden calcularse y/o aplicarse de cualquier modo adecuado, por ejemplo, como se ha descrito con referencia al cálculo y aplicación de las ponderaciones 213 de haz directo en la FIG. 2. Sin embargo, en la dirección de retorno, se genera interferencia intrahaz mediante los terminales de transmisión, no mediante el proceso de formación de haces. Por lo tanto, cada peso de formación de haces del haz puede optimizarse de modo individual. Aplicando las L x K ponderaciones 313 de haz de retorno a las L señales 315 de retorno sincronizadas, el formador 310 de haces de retorno puede generar K flujos 305 de datos de retorno. En algunas realizaciones, los flujos 305 de datos de retorno pueden desmodularse mediante módems de enlace de alimentador, o similares, para la comunicación mediante una red de datos digital, tal como internet.

La FIG. 4 muestra un diagrama de bloques de una parte de un sistema 400 de satélite ilustrativo para proporcionar MSSMFL, según diversas realizaciones. El sistema 400 de satélite incluye múltiples FAE 243, teniendo cada uno una entrada de enlace directo y una salida de enlace de retorno, a los que puede hacerse referencia de modo colectivo como el subsistema de antena de alimentador. En algunas realizaciones, el sistema de antenas de alimentador puede incluir también uno más reflectores 410 de alimentador. Por ejemplo, el reflector o reflectores 410 de alimentador pueden utilizarse en conjunto con los FAE 243 para enfocar haces de alimentador mediante los cuales comunicarse con ubicaciones de terminal de puerta de enlace. En algunas realizaciones, los FAE 243 se implementan como una arquitectura de single feed per beam (única alimentación por haz - SFPB). Según una arquitectura de este tipo, los FAE 243 incluyen alimentaciones de antena, y cada alimentación de antena corresponde a uno único respectivo de los haces de alimentador. Algunas implementaciones incluyen grandes números de haces de alimentador, de modo que utilizar una arquitectura de SFPB implica un número comparativamente grande de alimentaciones de antena. Las limitaciones de tamaño físico de las alimentaciones de antena pueden limitar la densidad física de las alimentaciones de antena (es decir, cuán cerca pueden colocarse las alimentaciones en el subsistema de antena de alimentador, que puede limitar eficazmente el número de haces de puerta de enlace que puede soportarse mediante una arquitectura de SFPB. En otras realizaciones, los FAE 243 se implementan como una arquitectura de multiple feeds per beam (múltiples alimentaciones por haz - MFPB). Según una arquitectura de este tipo, cada alimentación de antena puede acoplarse a un conjunto ponderado de señales de haz, de modo que cada alimentación de antena puede compartirse eficazmente a través de múltiples haces de alimentador (por ejemplo, en agrupaciones de tres alimentaciones de antena, siete alimentaciones de antena, etc.).

El sistema 400 de satélite incluye también múltiples BAE 247, teniendo cada uno una salida de enlace directo y una entrada de enlace de retorno, que pueden denominarse de modo colectivo como el subsistema de antena de usuario. En algunas realizaciones, el sistema de antenas de usuario puede incluir también uno o más reflectores 430 de usuario. Por ejemplo, el reflector o reflectores 430 de usuario pueden utilizarse en conjunto con los BAE 247 para formar haces de usuario directos y de retorno asociados con áreas de cobertura de haz de usuario como se describe en la presente memoria. En algunas realizaciones, puede utilizarse un único reflector como reflector 430 de usuario y como un reflector 410 de alimentador. En algunas realizaciones, el subsistema de antena de usuario puede ser el mismo que el subsistema de antena de alimentador.

El sistema 400 de satélite puede incluir además un subsistema 240 de repetidor directo y un subsistema 340 de repetidor de retorno. El subsistema 240 de repetidor directo puede tener un intervalo de frecuencias de enlace ascendente directo y un intervalo de frecuencias de enlace descendente directo y un número de rutas de enlace directo, cada una acoplada entre una de las entradas de enlace directo y una de las salidas de enlace directo. Como se ilustra, cada entrada de enlace directo de un FAE 243 puede acoplarse a un (amplificador de ruido bajo - LNA) 423 que funciona en el intervalo de frecuencias de enlace ascendente directo. Cada LNA 423 puede acoplarse a un lado de entrada de un convertidor 425 de frecuencia directo, que puede convertir la señal de enlace ascendente directo amplificada recibida desde el intervalo de frecuencias de enlace ascendente directo al intervalo de frecuencias de enlace descendente directo. Un lado de salida de cada convertidor 425 de frecuencia directo puede acoplarse con un power amplifier (amplificador de potencia - PA) 427 que opera en el intervalo de frecuencias de enlace descendente directo. Cada PA 427 puede acoplarse a la salida de enlace directo de uno de los BAE 247 respectivos. Cada LNA 423 acoplado, convertidor 425 de frecuencia directo, y PA 427 pueden implementar de modo colectivo una ruta de enlace directo (por ejemplo, una de las rutas 245 de enlace directo de la FIG. 2). Como se ha descrito anteriormente, recibir de modo síncrono en fase las señales de enlace ascendente directo de haz ponderado mutuamente sincronizadas en fase (generadas como tales por componentes de red terrestre del lado del alimentador) en los FAE 243 puede hacer que las señales de enlace descendente directo también estén sincronizadas en fase y ponderadas por haz, de modo que la transmisión de las señales de enlace descendente directo mediante los bA e 247 hace que se formen haces de usuario directo mediante superposición espacial de las señales de enlace descendente directo.

El subsistema 340 de repetidor de retorno puede tener un intervalo de frecuencias de enlace ascendente de retorno y un intervalo de frecuencias de enlace descendente de retorno y un número de rutas de enlace de retorno, cada una acoplada entre una de las entradas de enlace de retorno y una de las salidas de enlace de retorno. Como se ilustra, cada entrada de enlace de retorno de un BAE 247 puede acoplarse a un LNA 423 que opera en el intervalo de frecuencias de enlace ascendente de retorno (por ejemplo, que puede o no solapar con el intervalo de frecuencias de enlace ascendente directo). Cada LNA 423 puede acoplarse a un lado de entrada de un convertidor 435 de frecuencia de retorno, que puede convertir la señal de enlace ascendente de retorno amplificada recibida desde el intervalo de frecuencias de enlace ascendente de retorno al intervalo de frecuencias de enlace descendente de retorno. Un lado de salida de cada convertidor 435 de frecuencia de retorno puede acoplarse con un PA 427 que opera en el intervalo de frecuencias de enlace descendente de retorno. Cada PA 427 puede acoplarse a la salida de enlace de retorno de uno de los FAE 243 respectivos. Cada LNA 423 acoplado, convertidor 435 de frecuencia de retorno, y PA 427 pueden implementar de modo colectivo una ruta de enlace de retorno (por ejemplo, una de las rutas 345 de enlace de retorno de la FIG. 3). En algunos casos, las rutas de enlace de retorno se implementan sustancialmente del mismo modo, y con sustancialmente los mismos componentes que las rutas de enlace directo. Por ejemplo, las rutas de enlace directo y las rutas de enlace de retorno pueden ser rutas de tipo transparente; las rutas de enlace directo y las rutas de enlace de retorno pueden ser rutas de banda cruzada (es decir, teniendo cada una un lado de entrada en una primera banda de frecuencia y un lado de salida en una segunda banda de frecuencia); etc. Como se ha descrito anteriormente, la formación de haces terrestre de las señales de enlace descendente de retorno recibidas por los terminales 135 de puerta de enlace distribuidos geográficamente puede hacer eficazmente que se formen haces de usuario de retorno con respecto a las señales de enlace ascendente de retorno transmitidas.

En las realizaciones que incluyen subsistemas de antena de usuario y de antena de alimentador separados, cada subsistema de antena puede configurarse (por ejemplo, optimizarse) para determinadas características. Por ejemplo, algunos sistemas de comunicación de MSSMFL pueden tener distintas áreas de cobertura de haz de usuario y de alimentador, que pueden solapar o no; algunos sistemas de comunicación de MSSMFL pueden tener algunos o todos los terminales 130 de puerta de enlace dispuestos en áreas de cobertura de haz de usuario; mientras que otros sistemas de comunicación de MSSMFL pueden tener algunos o todos los terminales 130 de puerta de enlace dispuestos fuera de las áreas de cobertura de haz de usuario; etc. En estos y otros tipos de implementaciones, los subsistemas de antena de alimentador y de usuario (por ejemplo, los reflectores, elementos de antena, etc.) pueden enfocarse, señalarse, y/o configurarse de otro modo para proporcionar servicios de comunicaciones a las distintas áreas de cobertura y/o para proporcionar servicios de comunicaciones a áreas de cobertura en diferentes formas. Por ejemplo, el reflector 410 de alimentador puede configurase con un tamaño de apertura mayor que el del reflector 430 de usuario para iluminar los terminales 130 de puerta de enlace con haces enfocados más pequeños. Una configuración de este tipo puede facilitar, por ejemplo, el despliegue de algunos o todos los terminales 130 de puerta de enlace en una región geográfica menor (por ejemplo, una diferencia de distribución de los terminales 130 de puerta de enlace en un área de cobertura de haz de usuario mayor), al tiempo que mantiene una separación suficiente para la reutilización de un ancho de banda deseado. Por ejemplo, pueden utilizarse los terminales 130 de puerta de enlace situados únicamente dentro de la parte continental de Estados Unidos para dar servicio a terminales de usuario extendidos a través de una parte mayor de la superficie de la Tierra (por ejemplo, aproximadamente un tercio de la Tierra visible de un satélite geoestacionario).

Los reflectores 410 de alimentador mayores pueden tender a tener más distorsión de superficie, para ser más susceptibles a la flexión (por ejemplo, debido a diferenciales de temperatura a través del reflector, o similares), y/o para impactar de otro modo la provisión de haces de alimentador enfocados. Por ejemplo, un reflector desplegable grande tiene facetas superficiales y/o nervaduras dispuestas como una estructura periódica que puede crear lóbulos laterales en el patrón de antena de alimentador (por ejemplo, similar en apariencia a lóbulos reticulados). Estas y/u otras degradaciones en el patrón de antena de alimentador pueden provocar diafonía y/u otra interferencia entre terminales 130 de puerta de enlace, que pueden tratarse de diversas formas. En algunas implementaciones, algunos o todos los terminales 130 de puerta de enlace están situados en lugares que evitan la interferencia entre los terminales 130 de puerta de enlace, teniendo en cuenta patrones de degradación. La FIG. 12 muestra un gráfico 1200 de un patrón de antena de enlace de alimentador para un reflector de alimentador ilustrativo (por ejemplo, reflector 410 de alimentador) representado gráficamente con respecto a azimut y elevación. Como se ilustra, los lóbulos laterales en el patrón de antena de enlace de alimentador provocados por las distorsiones de superficie del reflector se manifiestan como regiones de la degradación 1210 de patrón de antena de enlace de alimentador. Las realizaciones pueden determinar (por ejemplo, estimar, medir, calcular, etc.) tal degradación, y los terminales 130 de puerta de enlace pueden colocarse en ubicaciones 1220 que evitan las regiones de degradación 1210 de patrón de antena.

En otras implementaciones, la interferencia entre los terminales 130 de puerta de enlace debida a degradaciones de patrón de antena puede compensarse utilizando uno o más enfoques de compensación de degradación. Según una primera categoría de enfoques, se mide la diafonía entre puertas de enlace y se compensa (por ejemplo, cancela) en tierra. La diafonía puede medirse de diversas formas. Un enfoque utiliza balizas de bucle de retorno (descritas a continuación) para estimar la diafonía entre puertas de enlace. Puesto que cada terminal 130 de puerta de enlace conoce los contenidos de su señal de baliza de bucle de retorno transmitida, cada señal de baliza de bucle de retorno recibida (es decir, la señal de bucle de retorno recibida por el terminal 140 de puerta de enlace de transmisión después de recibirse y repetirse por el satélite 140) puede compararse con la correspondiente señal de bucle de retorno transmitida para detectar y medir una diafonía. Un enfoque de este tipo puede ser particularmente eficaz cuando la mayor parte de la distorsión está en el enlace ascendente, más que en el enlace descendente.

Otro enfoque utiliza calibración en los terminales 165 de usuario para medir la diafonía. Para calibrar el lado del enlace descendente de alimentador, un terminal 165 de usuario puede transmitir una señal de sonda, de modo que se conoce una señal de alimentador esperada en la respuesta. Las señales de alimentador recibidas pueden compararse con las señales de alimentador esperadas para medir la diafonía. Un enfoque de este tipo puede ser particularmente eficaz cuando no es necesaria adaptación del enlace de usuario de retorno. Pueden utilizarse múltiples terminales 165 de usuario a través de una o más áreas de cobertura de usuario para medir la diafonía en diferentes lugares y/o que corresponden a distintos enlaces descendentes de alimentador. Para calibrar el lado de enlace ascendente alimentador, pueden utilizarse una o más terminales 165 de usuario para medir una respuesta cuando se transmite una señal de sonda mediante un único terminal 130 de puerta de enlace. Un enfoque de este tipo puede ser particularmente eficaz cuando no es necesaria adaptación del enlace de usuario directo. Otro enfoque más es utilizar hardware de calibración en el satélite 140 para medir la diafonía. Para el lado del enlace descendente de alimentador, puede inyectarse una señal de prueba por el satélite 140 en cada FAE (por ejemplo, una cada vez), y los terminales 130 de puerta de enlace pueden medir la diafonía en la respuesta a las señales de enlace descendente de alimentador. Para el lado de enlace ascendente alimentador, puede transmitirse una señal de sonda mediante un terminal 130 de puerta de enlace, y la respuesta en cada medida de FAE (por ejemplo, una cada vez) y la respuesta comunicada (o de retorno) a las puertas de enlace. Habiendo medido la diafonía medida utilizando cualquiera de los enfoques anteriores u otros, puede eliminarse alguna o toda la diafonía medida. Puede utilizarse hardware de ecualización y/o cancelación para eliminar la diafonía medida. En algunas realizaciones, el hardware de ecualización y/o cancelación se implementa en el formador de haces (por ejemplo, los formadores de haces 110 directo y/o de retorno de la FIG. 1).

La FIG. 15 muestra un diagrama de bloques de un entorno 1500 de compensación de degradación de patrón de antena de alimentador ilustrativo que incluye un cancelador 1510 de diafonía ilustrativo. El cancelador 1510 de diafonía ilustrativo puede implementarse en el formador 110 de haces (por ejemplo, acoplado al formador de haces directo, formador de haces de retorno, o a los canceladores de diafonía acoplados a ambos). Como se ha descrito anteriormente, la degradación de patrón de antena de alimentador puede provocar diafonía en las señales de alimentación recibidas por los terminales 130 de puerta de enlace y/o el satélite 140. Estas señales de alimentación se comunican entre los terminales 130 de puerta de enlace y los formadores de haces 110 directo y/o de retorno mediante la red 120 de distribución y se reciben en puertos 1512 de entrada de señal de alimentación del cancelador 1510 de diafonía. Las realizaciones del cancelador 1510 de diafonía pueden compensar la diafonía y pueden emitir señales de alimentación compensadas a través de puertos 1514 de salida de señal de alimentación. Algunas implementaciones del cancelador 1510 de diafonía pueden recibir una matriz 1520 de diafonía (H). La matriz 1520 de diafonía puede ser una matriz de alimentador calculada (por ejemplo, estimada). El vector de las señales de alimentación con diafonía puede representarse como f, de modo que f = H x fe (donde fe es el vector de las señales de alimentación originales sin diafonía, y H es la matriz de diafonía). Por ejemplo, si H = I (la matriz de identidad), no hay diafonía. En consecuencia, las señales de alimentación de diafonía compensada pueden calcularse como f = H-1 x f = H-1 x (H x /b) = /b. La compensación de diafonía puede realizarse en señales 235 de enlace ascendente directo (por ejemplo después de la formación de haces directa), en señales 335 de enlace descendente de retorno (por ejemplo, antes de la formación de haces de retorno), o en ambas. Por ejemplo, para la compensación de diafonía del enlace directo, las señales de entrada directas de haz ponderado generadas por el formador de haces directo pueden proporcionarse a los puertos 1512 de entrada de señal de alimentación, y las señales de alimentación de diafonía compensada en los puertos 1514 de salida de señal de alimentación pueden proporcionarse a las puertas de enlace como las señales de entrada directas de haz ponderado; para la compensación de diafonía del enlace de retorno, la señal de retorno emitida desde las puertas de enlace puede proporcionarse a los puertos 1512 de entrada de señal de alimentación, y las señales de alimentación de diafonía compensada en los puertos 1514 de salida de señal de alimentación pueden proporcionarse al formador de haces de retorno como las salidas de señal de retorno. De forma alternativa, puede invertirse el orden de compensación de diafonía y formación de haces.

Otra categoría de enfoques para la compensación de degradación implica una formación de haces limitada. Como se describe en la presente memoria, se producen haces de alimentador utilizando elementos de antena enfocados, y algunas realizaciones de los elementos de antena enfocados se implementan según una arquitectura de multiple beam per feed (múltiples haces por haz - MBPF). En arquitecturas de MBPF, cada alimentación de antena puede estar asociada a un conjunto ponderado y combinado de múltiples señales de alimentación. Para formar cada conjunto ponderado y combinado, pueden pasarse múltiples señales de alimentación a través de desfasadores, sumadores y/u otro hardware que pueda ajustar las ponderaciones de amplitud, la fase y/u otras características de la señal de alimentación combinada resultante según coeficientes aplicados. Los coeficientes aplicados pueden almacenarse en una memoria de coeficientes de formación de haces en el satélite 140. Los coeficientes pueden precalcularse y/o actualizarse de modo adaptativo (por ejemplo, utilizando realimentación para el satélite desde las puertas de enlace), de modo que las señales de alimentación combinadas resultantes pueden generarse de modo estático o adaptativo. Aplicando los coeficientes de modo eficaz se aplica alguna formación de haces a las señales de alimentador, que puede utilizarse para compensar las degradaciones en el patrón de antena de alimentador. Por ejemplo, la diafonía puede predeterminarse (por ejemplo, estimarse o precalcularse) o medirse utilizando cualquiera de los enfoques anteriormente descritos. En lugar de utilizar ecualización o cancelación para eliminar la diafonía medida, pueden utilizarse los coeficientes en la arquitectura de MBPF para aplicar una formación de haces limitada para corregir al menos parcialmente las degradaciones de antena que provocan la diafonía (por ejemplo, de un modo predefinido o adaptativo). Algunas realizaciones pueden utilizar un híbrido de las categorías de enfoques. Por ejemplo, puede utilizarse ecualización o cancelación para eliminar diafonía medida en uno del enlace ascendente o enlace descendente de alimentador, y puede utilizarse formación de haces limitada para eliminar diafonía en el otro del enlace ascendente o enlace descendente de alimentador.

La implementación eficaz de MSSMFL puede basarse en la sincronización mutua apropiada de las señales entre los enlaces de alimentador espacialmente separados. Puede utilizarse un número de enfoques para implementar tal sincronización mutua, y estos enfoques pueden depender de características (por ejemplo, solapamiento, etc.) del usuario y áreas de cobertura de alimentador. Por ejemplo, en la dirección directa, los terminales 130 de puerta de enlace transmiten señales de enlace ascendente directo al satélite 140, que se reciben mediante elementos de antena del subsistema 230 de antena de alimentador, se comunican a través de rutas de enlace directo del subsistema 240 de repetidor directo al subsistema 250 de antena de usuario, y se transmiten señales de enlace descendente directo mediante elementos de antena del subsistema 250 de antena de usuario. Para permitir que las señales de enlace descendente directo transmitidas se combinen espacialmente para formar haces de usuario directos, las realizaciones utilizan componentes de segmento terrestre del lado de alimentador para generar las señales 135 de alimentador como señales de enlace ascendente directo mutuamente sincronizadas de haz ponderado. De forma general, el satélite 140 (por ejemplo, los diversos componentes ilustrados en la FIG. 4) puede ser un medio para retransmitir señales de enlace ascendente de haz ponderado mutuamente sincronizadas en fase que se combinan espacialmente para formar haces de usuario directos. Por ejemplo, los FAE 243 pueden recibir señales de enlace ascendente de haz ponderado mutuamente sincronizadas en fase; y las señales pueden pasarse a través del subsistema 240 de repetidor directo y transmitirse mediante los BAE 247 como señales de enlace descendente de fase coherente que se combinan espacialmente para formar haces de usuario directos. Para posibilitar la recepción de las señales de enlace ascendente directo, las realizaciones incluyen múltiples medios espacialmente separados para comunicar las señales de enlace ascendente de haz ponderado mutuamente sincronizadas en fase; y medios para sincronizar en fase mutuamente las señales de enlace ascendente en los medios espacialmente separados para la comunicación, de modo que las señales de enlace ascendente directo serán recibidas de modo síncrono en fase por los medios para su retransmisión. Por ejemplo, las realizaciones usan componentes terrestres en conjunto con señalización de satélite para sincronizar mutuamente señales de enlace de alimentador entre terminales 130 de puerta de enlace distribuidos geográficamente y el satélite 140. De modo similar, en la dirección de retorno, los terminales de usuario transmitirán señales de enlace ascendente de retorno al satélite 140, que se reciben mediante elementos de antena del subsistema 250 de antena de usuario, se comunican a través de rutas de enlace de retorno del subsistema 340 de repetidor de retorno al subsistema 230 de antena de alimentador, y se transmiten como señales de enlace descendente de retorno mediante elementos de antena del subsistema 230 de antena de alimentador. El uso de componentes de segmento terrestres del lado del alimentador para sincronizar mutuamente y ponderar por haz las señales de enlace descendente de retorno recibidas puede formar de modo eficaz los haces de usuario de retorno a partir de los cuales se transmitieron las señales de enlace ascendente de retorno.

Algunas realizaciones utilizan una combinación de señalización de baliza de satélite y señalización de baliza de bucle de retorno para posibilitar la sincronización mutua de las señales de enlace de alimentador. La FIG. 5 muestra un diagrama de bloques de una ruta 500 de señal de bucle de retorno ilustrativa para señalización de baliza de bucle de retorno, según diversas realizaciones. Por ejemplo, cada terminal 130 de puerta de enlace puede transmitir una señal de baliza de bucle de retorno al satélite 140, que se retransmite desde el satélite 140 de vuelta al terminal 130 de puerta de enlace mediante la ruta 500 de señal de bucle de retorno. Para cada terminal 130 de puerta de enlace, el tiempo transcurrido entre el envío y la recepción de su señal de bucle de retorno puede utilizarse para calcular su distancia desde el satélite 140 o permitir de otro modo que se compense el retardo de fase en el enlace de alimentador. De modo similar a las rutas de enlace directo y de retorno anteriormente descritas, una ruta de bucle de retorno puede incluir un convertidor 525 de frecuencia de bucle de retorno acoplado entre un LNA 423 y un PA 427. A diferencia de las rutas de enlace directo y de retorno anteriormente descritas, ambos de los lados de entrada y de salida de la ruta 500 de bucle de retorno pueden estar en comunicación con un loopback antenna element (elemento de antena de bucle de retorno - LAE) 510. En algunas implementaciones, el LNA 423 (lado de entrada) de la ruta de bucle de retorno está acoplado a la salida de enlace directo de un FAE 243 (es decir, el LAE 510 puede implementarse como un FAE 243), y el PA 427 (lado de salida) de la ruta de bucle de retorno está acoplado a la entrada de enlace de retorno del mismo FAE 243 o de uno distinto. En algunas implementaciones, el LNA 423 de la ruta de lazo de cerrado está acoplado a la salida de enlace directo de un FAE 243, y el PA 427 de la ruta de bucle de retorno está acoplado a la entrada de enlace directo de un BAE 247 (por ejemplo, donde alguno o todos los terminales 130 de puerta de enlace están dentro de áreas de cobertura de haz asociadas con el subsistema 250 de antena de usuario). En algunas implementaciones, se utiliza un subsistema de antena de bucle de retorno separado. Por ejemplo, el LAE 510 puede implementarse como una antena de área de cobertura (por ejemplo, incluyendo una bocina de área ancha) para recibir y/o transmitir señales de bucle de retorno desde/a alguno o todos los terminales 130 de puerta de enlace.

La FIG. 6 muestra un diagrama de bloques de un subsistema 600 de baliza de satélite, según diversas realizaciones. Como se ilustra, el subsistema 600 de baliza de satélite puede incluir un oscilador 610 de referencia maestro, un generador 620 de señales de baliza, un generador 630 de códigos de pseudo-noise (pseudorruido - PN), PA 627 redundantes, y una bocina 640 de área de cobertura. El generador 620 de señales de baliza puede combinar señalización de reloj basada en el oscilador 610 maestro de referencia con señalización de PN (por ejemplo, utilizando un código basado en ruido pseudoaleatorio o cualquier otro código adecuado) generado mediante el generador 630 de códigos de PN para generar una señal de baliza. Una señal de baliza de este tipo puede proporcionar de forma efectiva una referencia de fase precisa (por ejemplo, utilizada para sincronización de fase) y un código de tiempo (por ejemplo, utilizado para sincronización de símbolo). Puede generarse cualquier otra señalización de baliza adecuada. La señal de baliza puede amplificarse mediante uno o más PA redundantes 627 y transmitirse mediante la antena 640 de área de cobertura. En algunas implementaciones, la antena 640 de área de cobertura puede incluir una bocina de área amplia. En otras implementaciones, la antena 640 de área de cobertura puede incluir componentes para formar un haz amplio para iluminar alguno o todos los terminales 130 de puerta de enlace. En algunas implementaciones, la antena 640 de área de cobertura puede utilizarse también para transmitir una o más señales de baliza retransmitidas.

Como se ha descrito anteriormente, algunas realizaciones miden y/o compensan la degradación de patrón de antena de enlace de alimentador que surge, por ejemplo, de la distorsión del reflector 410 de alimentador. Algunos enfoques para medir la degradación de patrón de antena de enlace de alimentador pueden utilizar circuitos de calibración en el satélite 140 que aprovecha los circuitos de bucle de retorno del satélite 140. La FIG. 13 muestra un diagrama de bloques de un sistema 1300 de calibración ilustrativo implementado en el satélite 140 para ayudar a tomar mediciones de enlace directo de degradaciones de patrón de antena de enlace de alimentador. El sistema 1300 de calibración puede incluir acopladores 1310 y un conmutador 1320, que pueden interactuar con el convertidor 525 de frecuencia de bucle de retorno descrito con referencia a la FIG. 5. Utilizando el conmutador 1320, el convertidor 525 de frecuencia de enlace de retorno puede compartirse en tiempo (por ejemplo, configurado a modos distintos durante intervalos de tiempo distintos de una trama) para soportar sincronización mutua de los terminales 130 de puerta de enlace, y la estimación de degradación de patrón de antena de enlace de alimentador. Durante los intervalos de tiempos de sincronización de puerta de enlace, el conmutador 1320 puede configurarse para hacer que se proporcione una señal de enlace ascendente de alimentador recibida al convertidor 525 de frecuencia de enlace de retorno. Durante los intervalos de tiempo de medición de degradación de patrón de antena de alimentador, el conmutador 1320 puede configurarse para seleccionar una de las salidas de elemento 243 de antena de alimentador que suministrarán al convertidor 525 de frecuencia de enlace de retorno. Realizando ciclos a través de cada uno de los diferentes elementos 243 de antena de alimentador durante distintos intervalos de tiempo, los terminales 130 de puerta de enlace pueden medir la cantidad de diafonía de enlace ascendente entre cada uno de los FAE 243. Los acopladores pueden ser cualquiera de: un acoplador direccional, un muestreador de señal, divisor de potencia, divisor de potencia desigual y/u otros componentes adecuados. En algunas realizaciones, se utilizan señales de bucle de retorno de puerta de enlace para tanto sincronización de puerta de enlace como para la estimación de distorsión de patrón. Las señales de bucle de retorno de puerta de enlace pueden transmitirse simultáneamente con tráfico de usuario (por ejemplo, las señales de bucle de retorno de puerta de enlace están codificadas por espectro ensanchado), o pueden transmitirse durante intervalos de tiempo especializados donde no haya presente tráfico de usuario.

La FIG. 14 muestra un diagrama de bloques de un sistema 1400 de calibración ilustrativo implementado en el satélite 140 para ayudar a tomar mediciones de enlace de retorno de las degradaciones de patrón de antena de enlace de alimentador. La operación puede ser similar a la calibración de enlace directo analizada anteriormente con referencia a la FIG. 13. Las señales de bucle de retorno transmitidas a través del transpondedor de bucle de retorno pueden conmutarse de modo selectivo en alimentaciones de antena de alimentador individuales utilizando los conmutadores 1410. La diafonía en el enlace descendente de alimentador puede medirse mediante los terminales 130 de puerta de enlace. La calibración de enlace de retorno puede realizarse durante intervalos de tiempo dedicados (configurando uno de los conmutadores 1410 para proporcionar la salida del transpondedor de bucle de retorno a una alimentación individual). De forma alternativa, los conmutadores 1410 pueden ser combinadores, en cuyo caso puede realizarse la calibración de enlace de retorno de modo simultáneo con la transmisión de tráfico de usuario de retorno a través del satélite 140.

El uso del bucle de retorno y señales de baliza de satélite para sincronización mutua se describe además en el contexto de las FIG. 7 y 8. La FIG. 7 muestra un sistema 700 de comunicación por satélite ilustrativo para proporcionar MSSMFL, según diversas realizaciones. Un satélite 140 proporciona comunicaciones entre un número de terminales de puerta de enlace distribuidos geográficamente 130 (mediante señales 135 de alimentador) y un número de terminales de usuario (mediante señales 150 de usuario). El satélite 140 incluye un subsistema de antena 230 de alimentador, un subsistema de antena 250 de usuario, un subsistema 240 de repetidor directo, un subsistema de repetidor 340 de retorno, y un subsistema 710 de sincronización de satélite. Tanto los terminales 130 de puerta de enlace como los terminales de usuario están dispuestos en una área 760 de cobertura de haz de usuario (por ejemplo, que puede estar asociada con uno o más haces de usuario formados, como se ha descrito anteriormente). Aunque se muestra como una única región geográfica continua, el área 760 de cobertura de haz de usuario puede ser cualquier forma y/o tamaño adecuados, puede ser o no contigua, puede ser la misma o distinta en las direcciones directa y de retorno, etc. Además, la densidad geográfica y la situación de la puerta de enlace y los haces de usuario (y/o terminales) puede dictarse según tamaños de reflector, número de elementos de antena, número de rutas y/u otras características del sistema 700 de comunicación por satélite. Por ejemplo, el subsistema 230 de antena de alimentador puede incluir un número de elementos de antena enfocados y un reflector de alimentador relativamente grande, para formar haces de alimentador enfocados relativamente estrechos (en comparación con el reflector y los haces del subsistema 250 de antena de usuario). Los haces relativamente estrechos pueden facilitar la reutilización de ancho de banda con espaciado más próximo entre los terminales 130 de puerta de enlace (es decir, los haces de alimentador pueden empaquetarse de modo más compacto en un área geográfica sin solapamiento). De forma alternativa, alguno o todos los terminales de puerta 130 de enlace pueden distribuirse a través de toda el área 760 de cobertura de haz del usuario.

En las direcciones directa y de retorno, los contornos del área 760 de cobertura de haz de usuario (por ejemplo, que pueden ser los mismos o no en ambas direcciones) se definen mediante haces de usuario directos y de retorno formados, respectivamente. Como se ha descrito anteriormente, las realizaciones descritas en la presente memoria forman los haces de usuario proporcionando formación de haces terrestre de señales multiplexadas espacialmente mediante enlaces de alimentador separados espacialmente (distribuidos geográficamente), y tal formación de haces terrestre multiplexados espacialmente puede implicar una sincronización mutua de las señales 135 de alimentador. Las realizaciones posibilitan tal sincronización mutua mediante coordinación entre un subsistema 710 de sincronización de satélite y uno o más subsistemas 125 de sincronización terrestres (por ejemplo, cada terminal 130 de puerta de enlace puede incluir una instancia del subsistema 125 de sincronización terrestre).

En algunas realizaciones, tal coordinación implica la sincronización de los terminales 130 de puerta de enlace según la señalización de bucle de retorno y de baliza de satélite. Por ejemplo, algunas realizaciones del subsistema 710 de sincronización de satélite incluyen una ruta de bucle de retorno (por ejemplo, como se describe con referencia a la FIG. 5) y/o un transmisor de balizas (por ejemplo, como se describe con referencia a la FIG. 6). Como se ha descrito anteriormente, el satélite 140 puede generar y transmitir una señal de baliza que puede recibirse mediante el subsistema o subsistemas 125 de sincronización terrestres, y la señal de baliza recibida puede utilizarse, por ejemplo, para sincronizar la fase de los osciladores de referencia en cada terminal 130 de puerta de enlace a la fase de la portadora del satélite 140. Además, el subsistema 125 o subsistemas de sincronización terrestres pueden transmitir y recibir una o más señales de bucle de retorno (por ejemplo, una baliza de bucle de retorno) mediante una o más rutas de bucle de retorno en el satélite 140. La señal de baliza de bucle de retorno recibida puede utilizarse, por ejemplo, para búsqueda de intervalos entre cada terminal 130 de puerta de enlace y el satélite 140. Tal búsqueda de intervalos puede posibilitar la sincronización mutua en los terminales 130 de puerta de enlace, de modo que los terminales 130 de puerta de enlace pueden ajustar sus transmisiones de enlace ascendente para que se reciban de modo síncrono en fase en el satélite 140.

Aunque MSSMFL puede aprovechar la sincronización de fase mutua de las señales de enlace de alimentador, algunas implementaciones están menos centradas en la alineación temporal de señales precisa. De forma general, la frecuencia de portadora es órdenes de magnitud más rápida que la tasa de datos, y un pequeño deslizamiento en la alineación de tiempos no tendrá de forma típica un impacto perceptible en la temporización de símbolos siempre que se mantenga dicha sincronización de fase. En otras palabras, pueden tolerarse deslizamientos de ciclo ocasionales siempre que se mantengan relaciones de fase mutuas entre las señales de enlace de alimentador. Por ejemplo, si la frecuencia de portadora es de 50 GHz, y un tiempo de ida y vuelta típico (entre un terminal 130 de puerta de enlace y el satélite 140) es de 240 milisegundos, pueden transcurrir aproximadamente doce mil millones de ciclos de portadora durante una única ida y vuelta. Como tal, un deslizamiento en la alineación de tiempos de incluso unos pocos ciclos de frecuencia de portadora puede ser relativamente insignificante con respecto a tasas de datos de 100 Mbps o superiores. Además, puede ser deseable alguna búsqueda de intervalos (por ejemplo, utilizando la señalización de bucle de retorno) para facilitar cierta funcionalidad. Por ejemplo, puede ser deseable asegurar que haya cambios en modulación para todas las señales de enlace ascendente directo en aproximadamente el mismo momento (por ejemplo, en un límite de símbolo correspondiente en las señales multiplexadas espacialmente). Algunas realizaciones pueden incluir sincronización adicional para temporización de símbolo. Determinadas implementaciones pueden utilizar la señal de baliza de satélite y/o las señales de bucle de retorno para sincronización de temporización de símbolo. Sin embargo, puesto que la tasa de datos es, de forma típica, apreciablemente más lenta (por ejemplo, 100 Mbps en comparación con 15-75 GHz para la banda Ku, banda Ka, banda V, etc.), pueden utilizarse muchas otras técnicas. Por ejemplo, otras implementaciones pueden utilizar información de temporización de satélite de posicionamiento global (GPS) u otras técnicas para conseguir sincronización de temporización.

Como se ilustra, en el sistema 700 ilustrativo de comunicación por satélite, todos los terminales 130 de puerta de enlace pueden estar dispuestos en el área 760 de cobertura de haz de usuario. En tales realizaciones, algunas implementaciones del sistema 710 de sincronización de satélite pueden aprovechar elementos de antena del subsistema 250 de antena de usuario para las comunicaciones de enlace descendente con el subsistema o subsistemas 125 de sincronización terrestres (por ejemplo, mediante respectivos terminales 130 de puerta de enlace). En una implementación de este tipo, el subsistema 230 de antena de alimentador y el subsistema 250 de antena de usuario funcionan en una misma banda de frecuencia (por ejemplo, banda Ka), y los terminales 130 de puerta de enlace pueden recibir señales desde el sistema 710 de sincronización de satélite a través del subsistema 250 de antena de usuario.

Por ejemplo, cada elemento de antena del subsistema 230 de antena de alimentador puede recibir una señal de baliza de bucle de retorno de PN codificada desde un terminal 130 de puerta de enlace asociado (cada terminal 130 de puerta de enlace puede tener su propio código de PN único), y estas señales de baliza de bucle de retorno pueden transmitirse por el subsistema 250 de antena de usuario a las áreas 760 de cobertura de haz de usuario en las que están situados los terminales 130 de puerta de enlace. Cada terminal 130 de puerta de enlace puede recibir alguna o todas las señales de bucle de retorno transmitidas (por ejemplo, que se originan desde alguno o todos los terminales 130 de puerta de enlace) y puede correlacionar las señales recibidas contra su propio código de PN, recuperando de este modo su señal de baliza de bucle de retorno. El sistema 710 de sincronización de satélite puede sincronizar el terminal 130 de puerta de enlace alineando la señal de baliza de bucle de retorno recuperada (por ejemplo, mediante alineación de fase y/o tiempo) con una señal de sincronización de satélite también recibida desde el satélite 140. Por ejemplo, el satélite 140 transmite una señal de sincronización de satélite codificada con un código de PN no utilizado por ninguno de los terminales 130 de puerta de enlace).

En algunas de tales implementaciones, pueden utilizarse múltiples ubicaciones de referencia (por ejemplo, terminales de usuario) para determinar ponderaciones de haz de enlace directo. Por ejemplo, las ubicaciones de referencia pueden incluir ubicaciones en o cerca del centro de cada (alguna o todas) una de las áreas 760 de cobertura de haz de usuario. Pueden recibirse múltiples (por ejemplo, todas) señales de baliza de bucle de retorno que se originan desde múltiples (por ejemplo, todos) terminales 130 de puerta de enlace mediante cada ubicación de referencia, y cada ubicación de referencia puede correlacionar los códigos de PC específicos de puerta de enlace con las señales recibidas para recuperar las señales de baliza de bucle de retorno. Como se describe en la presente memoria, cada una de las señales de baliza de bucle de retorno recuperadas ha atravesado un enlace directo, que incluye un enlace ascendente directo desde uno correspondiente de los terminales 130 de puerta de enlace al satélite 140, una ruta directa a través del satélite 140, y un enlace descendente directo desde el satélite 140 a la ubicación de referencia. En consecuencia, las ubicaciones de referencia pueden utilizar las señales recuperadas para calcular ponderaciones de haz directo para caracterizar estos enlaces directos. Las ponderaciones de haz directo calculadas pueden realimentarse al formador de haces directo (por ejemplo, mediante el satélite 140, y los terminales 130 de puerta de enlace), y el formador de haces directo puede determinar si actualizar las ponderaciones de haz directo como corresponda.

La FIG. 8 muestra otro sistema de comunicación por satélite 800 ilustrativo para proporcionar MSSMFL, según diversas realizaciones. El sistema 800 de comunicación por satélite es similar al sistema de comunicación por satélite 700 de la FIG. 7, excepto en que los terminales 130 de puerta de enlace están dispuestos fuera del área 760 de cobertura de haz de usuario. En tales realizaciones, el sistema 710 de sincronización de satélite puede no ser capaz de aprovechar los elementos de antena del subsistema 250 de antena de usuario para las comunicaciones de enlace descendente con el subsistema o subsistemas 125 de sincronización terrestres (por ejemplo, mediante terminales 130 de puerta de enlace respectivos). Algunas realizaciones del sistema 710 de sincronización de satélite pueden implementar rutas de bucle de retorno utilizando entradas de enlace directo y salidas de enlace de retorno de los elementos de antena del subsistema 230 de antena de alimentador, de modo que las señales de baliza de bucle de retorno se comunican en ambas direcciones como señales 135 de alimentador. En alguna de tales realizaciones, el subsistema o subsistemas 125 de sincronización terrestres pueden restar otras señales 135 de alimentador para facilitar la recepción de las señales de baliza. Pueden utilizarse códigos de PN y/u otras técnicas para diferenciar las señales de sincronización de otras señales 135 de alimentador. Por ejemplo, la señal de PN codificada puede ser una señal de nivel relativamente bajo (por ejemplo, dentro o cerca del suelo de ruido), y correlacionar la señal recibida con el código de PN conocido y ganancia suficiente (por ejemplo, 25-30 dB), puede posibilitar la recuperación de la señal.

Otras realizaciones del sistema 710 de sincronización de satélite pueden incluir un subsistema de antena de bucle de retorno dedicado. Por ejemplo, el subsistema de antena de bucle de retorno puede incluir una o más antenas de haz amplio para cubrir toda la región (o regiones) en las que están dispuestos los terminales 130 de puerta de enlace. En algunas realizaciones de este tipo, cuando los terminales 130 de puerta de enlace están situados fuera de las áreas 760 de cobertura de haz de usuario, los terminales 130 de puerta de enlace y los terminales de usuario pueden funcionar en la misma banda o en bandas distintas. Por ejemplo, los terminales 130 de puerta de enlace pueden comunicar en la banda V, y los terminales de usuario pueden comunicar en la banda Ka.

Las FIG. 9 y 10 ilustran técnicas para reducir el número de terminales 130 de puerta de enlace para un despliegue de MSSMFL. La FIG. 9 muestra un diagrama de bloques de un sistema 900 de satélite ilustrativo para proporcionar MSSMFL utilizando múltiples polarizaciones de señal, según diversas realizaciones, por ejemplo, en un caso con usuario distinto y áreas de cobertura de puerta de enlace tal como se ilustra en la FIG. 8. El sistema 900 de satélite puede ser similar al sistema 400 de satélite descrito con referencia a la FIG. 4, excepto en que cada uno de los múltiples FAE 243 (únicamente se muestra uno para mayor claridad) tiene múltiples (por ejemplo, dos) entradas de enlace directo y múltiples (por ejemplo, dos) salidas de enlace de retorno. Cada entrada de enlace directo y cada salida de enlace de retorno funcionan en una orientación de polarización particular. En el lado de la antena de usuario, cada uno de los BAE 247 puede tener una única salida de enlace directo y entrada de enlace de retorno. Por ejemplo, todas las salidas de enlace directo de todos los BAE 247 pueden funcionar en una primera orientación de polarización, mientras que todas las entradas de enlace de retorno de todos los BAE 247 pueden funcionar en una segunda orientación de polarización. Las orientaciones de polarización utilizadas por los FAE 243 pueden ser las mismas, o distintas, de las utilizadas por los BAE 247. Por ejemplo, los FAE 243 pueden funcionar en left-hand circular polarization (polarización circular a la izquierda - LHCP) y right-hand circular polarization (polarización circular a la derecha - RHCP), mientras que los BAE 247 pueden funcionar en polarizaciones lineales (por ejemplo, vertical y horizontal). En casos donde los FAE 243 y los BAE 247 utilizan orientaciones de polarización circular (o donde ambos usan polarizaciones lineales, etc.), puede producirse una interferencia entre las comunicaciones de enlace de alimentador y de enlace de usuario. Por ejemplo, en la implementación ilustrada, se está utilizando LHCP para señales de enlace descendente directo y para algunas señales de enlace descendente de retorno, y se está utilizando RHCP para señales de enlace ascendente directo y para algunas señales de enlace ascendente de retorno. Tal interferencia potencial puede mitigarse o evitarse situando los terminales 130 de puerta de enlace fuera de los haces de usuario y/o utilizando diversas técnicas de mitigación de interferencias (por ejemplo, multiplexación de tiempo o frecuencia). Además, como se ha descrito anteriormente, se pasan señales entre los FAE 243 y los BAE 247 mediante un subsistema 240 de repetidor directo que tiene rutas de enlace directo, y mediante un subsistema 240 de repetidor de retorno que tiene rutas de enlace de retorno. Las rutas de enlace directo y de enlace de retorno pueden implementarse de cualquier modo adecuado. Como se ilustra, cada una incluye un LNA 423 en su lado de entrada, un PA 427 en su lado de salida, y un convertidor de frecuencia (425, 435) acoplado entre su LNA 423 y PA 427. Otras implementaciones pueden incluir componentes adicionales y/o alternativos.

En algunas realizaciones, cada FAE 243 tiene una primera entrada de enlace directo en una primera orientación de polarización (por ejemplo, LHCP), y una segunda entrada de enlace directo en una segunda orientación de polarización (RHCP). El subsistema 240 de repetidor directo incluye un primer número de rutas de enlace directo, cada una acoplada entre una de las primeras entradas de enlace directo y una de las salidas de enlace directo de un BAE 247 (por ejemplo, que funciona en LHCP), y un segundo número de rutas de enlace directo, cada una acoplada entre una de las segundas entradas de enlace directo y otra de las salidas de enlace directo (por ejemplo, que también funciona en LHCP). Por ejemplo, el primer y/o el segundo número de rutas de enlace directo pueden convertirse desde la orientación de polarización de la respectiva entrada de enlace directo a la orientación de polarización distinta de la salida de enlace directo respectiva. De modo similar, cada FAE 243 tiene una primera salida de enlace de retorno en una primera orientación de polarización (por ejemplo, LHCP) y una segunda salida de enlace de retorno en una segunda orientación de polarización (por ejemplo, RHCP). El subsistema 340 de repetidor de retorno incluye un primer número de rutas de enlace de retorno, cada una acoplada a una de las entradas de enlace de retorno de un BAE 247 (por ejemplo, que funciona en RHCP) y una de las primeras salidas de enlace de retorno, y un segundo número de rutas de enlace de retorno, cada una acoplada entre una de las segundas salidas de enlace de retorno y otra de las entradas de enlace de retorno (por ejemplo, que funciona también en RHCP). De nuevo, el primero y/o el segundo número de rutas de enlace de retorno pueden convertir desde la orientación de polarización de la respectiva entrada de enlace de retorno a la orientación de polarización distinta de la respectiva salida de enlace de retorno.

En las realizaciones como el sistema 900 de satélite, cada terminal 130 de puerta de enlace puede comunicarse con el satélite 140 utilizando cualquier número adecuado (por ejemplo, dos) de orientaciones de polarización ortogonal. Las comunicaciones concurrentes de las señales de alimentador en múltiples orientaciones de polarización ortogonal pueden posibilitar de modo eficaz que cada terminal 130 de puerta de enlace reutilice la totalidad de su ancho de banda permitido en cada orientación de polarización sin interferencia. Por ejemplo, tales técnicas pueden facilitar el despliegue de sistemas de comunicación por satélite de capacidad superior con menos terminales 130 de puerta de enlace. En tales casos, las puertas de enlace pueden aún cooperar para sincronizar mutuamente sus señales de modo que tenga lugar la formación de haces.

La FIG. 10 muestra un diagrama de bloques de un sistema de satélite 1000 ilustrativo para proporcionar MSSMFL utilizando múltiples subintervalos de frecuencias, según diversas realizaciones. El sistema 1000 de satélite puede ser similar al sistema 400 de satélite descrito con referencia a la FIG.4, excepto que el intervalo de frecuencias de alimentador directo (recibido desde cada FAE 243) está separado en subintervalos de frecuencias de usuario directo más pequeños para la comunicación a respectivos BAE acoplados 247, y se combinan subintervalos de frecuencias de usuario de retorno (recibidos desde sus BAE acoplados 247) en un intervalo de frecuencias de alimentador de retorno mayor para la comunicación a un respectivo FAE acoplado 243. En algunas realizaciones, cada entrada de enlace directo de un FAE 243 está acoplada a un separador 1000 de frecuencias que tiene una primera salida de subintervalo de frecuencias y una segunda salida de subintervalo de frecuencias. El subsistema 240 de repetidor directo tiene un primer número de rutas de enlace directo que está acoplada cada una entre la primera salida de subintervalo de frecuencias de uno de los separadores 1010 de frecuencias y una de las salidas de enlace directo (por ejemplo, de un primer BAE 247 que funciona en el primer subintervalo de frecuencias), y un segundo número de rutas de enlace directo que está cada una acoplada entre la segunda salida de subintervalo de frecuencias de uno de los separadores 1010 de frecuencias y otra de las salidas de enlace directo (por ejemplo, de un segundo BAE 247 que funciona en el segundo subintervalo de frecuencias). De modo similar, cada salida de enlace de retorno está acoplada a un combinador 1020 de frecuencia que tiene una primera entrada de subintervalo de frecuencias y una segunda entrada de subintervalo de frecuencias. El subsistema 340 de repetidor de retorno tiene un número de rutas de enlace de retorno que cada una está acoplada entre una de las entradas de enlace de retorno (por ejemplo, de un primer BAE 247 que funciona en la primera frecuencia) y la primera entrada de subintervalo de frecuencias de uno de los combinadores 1020 de frecuencias, y un segundo número de rutas de enlace de retorno que está cada una acoplada entre otra de las entradas de enlace de retorno (por ejemplo, de un segundo BAE 247 que funciona en el segundo subintervalo de frecuencias) y la segunda entrada de subintervalo de frecuencias de uno de los combinadores 1020 de frecuencias.

En la implementación ilustrada, cada separador 1010 de frecuencias está acoplado a la entrada de enlace directo de un fA e 243 respectivo mediante un LNA 423 respectivo. En tal implementación, puede considerarse que cada ruta de enlace directo incluye el LNA 423, una respectiva ruta a través del separador 1010 de frecuencias, el convertidor 425 de frecuencias directo, y el PA 427. En cada ruta de enlace directo, el convertidor 425 de frecuencias directo respectivo está acoplado a una salida distinta del separador 1010 de frecuencias y convierte un subintervalo de frecuencias respectivo. Por ejemplo, cada uno del convertidor 425a de frecuencia directo y el convertidor 425b de frecuencia directo pueden incluir componentes que se seleccionan y/o están adaptados para ajustar su conversión de frecuencia a su subintervalo de frecuencias respectivo. De modo similar, en la implementación ilustrada, cada combinador 1020 de frecuencias está acoplado a la salida de enlace de retorno de un FAE 243 respectivo mediante un PA 427 respectivo. En una implementación de este tipo, puede considerarse que cada ruta de enlace de retorno incluye el LNA 423, el convertidor 435 de frecuencia de retorno, una respectiva ruta a través del combinador 1020 de frecuencias, y el PA 427. En cada ruta de enlace de retorno, el convertidor 435 de frecuencia de retorno respectivo está acoplado a una salida distinta del combinador 1020 de frecuencia y convierte un subintervalo de frecuencias respectivo. Por ejemplo, cada uno del convertidor 435a de frecuencia de retorno y el convertidor 435b de frecuencia de retorno pueden incluir componentes que se seleccionan y/o están adaptados para ajustar su conversión de frecuencia a su respectivo subintervalo de frecuencias.

En la realización ilustrada, se utiliza LHCP para señales de enlace ascendente directo y señales de enlace descendente directo, y se utiliza RHCP para señales de enlace ascendente de retorno y señales de enlace descendente de retorno. Puede utilizarse este y otros esquemas de polarización para evitar la interferencia entre comunicaciones de enlace de usuario y de enlace de alimentador. En otras implementaciones, pueden utilizarse otros tipos de mitigación de interferencia. Por ejemplo, en una realización, se utiliza una primera orientación de polarización por señales de enlace ascendente directas y de retorno, y se utiliza una segunda orientación de polarización por señales de enlace descendente directas y de retorno; pero la puerta de enlace y los terminales de usuario se comunican utilizando distintas frecuencias y/o intervalos de tiempo.

En las realizaciones como el sistema 1000 de satélite, cada terminal 130 de puerta de enlace puede comunicarse con el satélite 140 utilizando un intervalo de frecuencias de alimentador que abarca cualquier número adecuado (por ejemplo, dos) de subintervalos de frecuencias. Los subintervalos pueden ser o no contiguos, solapantes, del mismo tamaño, etc. El uso de los subintervalos de frecuencias puede posibilitar que cada terminal 130 de puerta de enlace alimente múltiples BAE 247, añadiendo de este modo multiplexación de frecuencia a la multiplexación espacial de los terminales 130 de puerta de enlace. Utilizar multiplexación de frecuencia da lugar a cierta expansión de ancho de banda de alimentador; por ejemplo, utilizar dos subintervalos de frecuencias da lugar al doble del ancho de banda en el enlace de alimentador que en el enlace de usuario. Sin embargo, a diferencia de la GBBF convencional, donde la expansión de ancho de banda es proporcional al número de elementos de antena de usuario (por ejemplo, cientos), la expansión de ancho de banda para MSSMFL es proporcional a la cantidad de multiplexación de frecuencia (por ejemplo, entre uno y diez). Dicho de otro modo, MSSm Fl puede permitir compensaciones entre el ancho de banda de enlace de alimentador y el número de puertas de enlace, una capacidad no proporcionada por GBBF convencional.

Las técnicas, tales como las descritas con referencia a las FIG. 9 y 10, pueden soportar una misma cantidad de ancho de banda de enlace de usuario con menos terminales 130 de puerta de enlace. Por ejemplo, considérese que un satélite tiene L BAE 247, y cada BAE 247 tiene asignados X GHz de ancho de banda de enlace de usuario, de modo que al menos sean necesarios L x X GHz de ancho de banda de enlace de alimentador para aprovechar totalmente el ancho de banda de enlace de usuario asignado. Las realizaciones de MSSMFL utilizan multiplexación espacial mutuamente sincronizada para posibilitar GBBF con los L BAE 247, mientras se ensancha el soporte de L x X GHz de ancho de banda de enlace de alimentador a través de M terminales 130 de puerta de enlace. Cuando M = L, cada terminal 130 de puerta de enlace puede tener asignados X GHz de ancho de banda de enlace de alimentador. Como se describe en las FIG. 9 y 10, algunas realizaciones pueden utilizar multiplexación de frecuencia y/o polarización para permitir que un único terminal 130 de puerta de enlace soporte múltiples BAE 247, de modo que M puede ser menor que L. Por ejemplo, en algunas implementaciones, pueden utilizarse técnicas descritas con referencia a las FIG. 9 y 10 en conjunto (por ejemplo, múltiples subintervalos de frecuencias dentro de cada una de múltiples orientaciones de polarización) para reducir adicionalmente el número de terminales 130 de puerta de enlace necesarios para soportar una misma cantidad de ancho de banda de enlace de usuario.

La FIG. 11 muestra un diagrama de flujo de un método 1100 ilustrativo para la formación de haces terrestre con MSSMFL en un sistema de comunicación por satélite, según diversas realizaciones. El método 1100 comienza en la etapa 1104 recibiendo múltiples señales de enlace ascendente directo mutuamente sincronizadas de haz ponderado (por ejemplo, mutuamente sincronizadas en fase), cada una de ellas recibidas mediante un enlace ascendente de alimentador enfocado. Por ejemplo, pueden recibirse L enlaces ascendentes de alimentador desde M terminales 130 de puerta de enlace distribuidos geográficamente. Algunas realizaciones del método 1100 ponderan por haces un flujo de datos directo para generar L señales directas de haz ponderado, y comunican cada una de las L señales directas de haz ponderado a una correspondiente de M ubicaciones de puerta de enlace espacialmente separadas. Las señales directas de haz ponderado pueden sincronizarse (por ejemplo, sincronizarse mutuamente en fase) en las ubicaciones de puerta de enlace para generar L señales de enlace ascendente directo mutuamente sincronizadas de haz ponderado. Según algunas realizaciones, la sincronización incluye: recibir una señal de baliza en las ubicaciones de transmisión, la señal de baliza generada mediante, y transmitida desde, un relé (por ejemplo, desde un relé inalámbrico que realiza la recepción en la etapa 1104); recibir, en cada ubicación de transmisión, una señal de bucle de retorno respectiva transmitida desde la ubicación de transmisión (por ejemplo, y reenviada a la ubicación de transmisión mediante el relé); y sincronizar en fase, en cada ubicación de transmisión, la respectiva señal de bucle de retorno recibida con la señal de baliza recibida.

En la etapa 1108, las realizaciones generan cada una de múltiples señales de enlace descendente directo mutuamente sincronizadas de haz ponderado desde una de las señales de enlace ascendente directo correspondientes (por ejemplo, mediante un sistema repetidor directo de un satélite u otro relé adecuado). En algunas realizaciones, la recepción es a un intervalo de frecuencias de enlace ascendente, la transmisión es a un intervalo de frecuencias de enlace descendente, y la generación en la etapa 1108 incluye convertir desde el intervalo de frecuencias de enlace ascendente al intervalo de frecuencias de enlace descendente. En la etapa 1112, las realizaciones transmiten las señales de enlace descendente directo mediante múltiples enlaces descendentes de usuario desenfocados, de modo que las señales de enlace descendente directo se superponen espacialmente para formar un haz de usuario. En algunas realizaciones, las señales de enlace descendente directo se superponen espacialmente para formar K haces de usuario, y la ponderación de haz incluye aplicar L x K ponderaciones de haz a K flujos de datos directos para generar las L señales de datos directas de haz ponderado.

Algunas realizaciones continúan en la etapa 1116 recibiendo unas múltiples señales de enlace ascendente de retorno mediante múltiples enlaces ascendentes de usuario desenfocados (por ejemplo, desde múltiples terminales de usuario en una o más áreas de cobertura de haz de usuario de retorno). En la etapa 1120, las realizaciones generan cada una múltiples señales de enlace descendente de retorno desde una de las señales de enlace ascendente de retorno correspondientes. En la etapa 1124, las realizaciones transmiten las señales de enlace descendente directo mediante múltiples enlaces descendentes de alimentador enfocados espacialmente separados, originándose los enlaces ascendentes de usuario desenfocados en un área de cobertura de haz formada mediante sincronización en fase mutua terrestre y ponderación de haz de las señales de enlace descendente de retorno posteriormente a la recepción de las señales de enlace descendente de retorno.

La descripción anterior proporciona diversos sistemas y métodos que pueden utilizarse para proporcionar formación de haces terrestre con enlaces de alimentador espacialmente multiplexados mutuamente sincronizados. Para mayor claridad se proporcionan algunos ejemplos ilustrativos. Según un primer ejemplo, un satélite incluye 400 elementos y produce 200 haces. Las comunicaciones de enlace ascendente y de enlace descendente son ambas en la banda Ka (ancho de banda de 3,5 Gigahercios). Pueden utilizarse 200 terminales de puerta de enlace con polarización dual y ninguna multiplexación de frecuencia en el enlace de alimentador, y puede soportarse una polarización única en el enlace de usuario. Una eficiencia espectral de 1,5 bits por segundo por hercio (bps/Hz) produce aproximadamente 5 Gbps por haz (es decir, a 3,5 gigahercios por haz), y 5 Gbps/haz multiplicado por 200 haces produce aproximadamente un terabit por segundo de capacidad total.

Según un segundo ejemplo, un satélite incluye 512 elementos y produce 128 haces. Las comunicaciones de enlace ascendente y de enlace descendente son ambas en la banda Ka, con ancho de banda de haz de usuario de 2 gigahercios y ancho de banda de haz de alimentador de 4 gigahercios. Pueden utilizarse 128 terminales de puerta de enlace con polarización dual y multiplexación de frecuencia dual en el enlace de alimentador, y puede soportarse una polarización única en el enlace de usuario. Una eficiencia espectral de 3 bps/Hz produce aproximadamente 6 Gbps por haz de usuario (es decir, a 2 gigahercios por haz de usuario), y 6 Gbps/haz multiplicado por 128 haces produce aproximadamente 768 Gbps de capacidad total.

Según un tercer ejemplo, un satélite incluye 768 elementos y produce 354 haces. El enlace de alimentador opera en la banda V con ancho de banda de haz de alimentador de 7,5 gigahercios, y el enlace de usuario opera en una banda Ka con 2,5 gigahercios de ancho de banda de haz de usuario. Pueden utilizarse 150 terminales de puerta de enlace con polarización dual y multiplexación de frecuencia triple en el enlace de alimentador, y puede soportarse una polarización única en el enlace de usuario. Una eficiencia espectral de 1 bps/Hz produce aproximadamente 2,5 Gbps por haz de usuario (es decir, a 2,5 gigahercios por haz de usuario), y 2,5 Gbps/haz multiplicado por 200 haces produce aproximadamente 500 Gbps de capacidad total.

Según un cuarto ejemplo, un satélite incluye 768 elementos y produce 354 haces. El enlace de alimentador opera en la banda V con 7 gigahercios de ancho de banda de haz de alimentador, y el enlace de usuario opera en la banda Ka con 3,5 gigahercios de ancho de banda de haz de usuario. Pueden utilizarse 192 terminales de puerta de enlace con polarización dual y multiplexación de frecuencia dual en el enlace de alimentador, y puede soportarse una polarización única en el enlace de usuario. Una eficiencia espectral de 1,2 bps/Hz produce aproximadamente 4 Gbps por haz de usuario (es decir, a 3,5 gigahercios por haz de usuario), y 4 Gbps/haz multiplicado por 354 haces produce aproximadamente 1,4 Tbps de capacidad total.

Los métodos descritos en la presente memoria incluyen una o más acciones para lograr el método descrito. El método y/o las acciones pueden intercambiarse entre sí sin desviarse del alcance de las reivindicaciones. En otras palabras, a menos que se especifique un orden específico de las acciones, se puede modificar el orden y/o el uso de acciones específicas sin apartarse del alcance de las reivindicaciones.

Las funciones descritas pueden implementarse en hardware, software, firmware o cualquier combinación de los mismos. Si se implementan en software, las funciones pueden almacenarse como una o más instrucciones en un medio legible por computadora tangible. Un medio de almacenamiento puede ser cualquier medio legible disponible que pueda ser accedido por una computadora. A modo de ejemplo y sin limitación, dichos medios legibles por computadora pueden incluir RAM, ROM, EEPROM, CD ROM, u otros dispositivos de almacenamiento de disco óptico, almacenamiento de disco magnético u otros dispositivos de almacenamiento magnético, o cualquier otro medio tangible que pueda usarse para portar o almacenar el código de programa deseado en la forma de instrucciones o estructuras de datos y que pueda accederse mediante una computadora. Disco (disk) y disco (disc), como se usa en la presente memoria, incluyen disco compacto (CD), láser disc, disco óptico, disco versátil digital (DVD), disquetes y disco Blu-ray® donde los discos (disks) normalmente reproducen datos magnéticamente, mientras que los discos (discs) reproducen datos ópticamente con láseres.

Un producto de programa de computadora puede realizar ciertas operaciones presentadas en la presente memoria. Por ejemplo, un producto de programa de computadora de este tipo puede ser un medio legible por computadora que tiene instrucciones almacenadas (y/o codificadas) encima, las instrucciones están ejecutables por uno o más procesadores para realizar las operaciones descritas en la presente memoria. El producto de programa informático puede incluir material de envasado. También se pueden transmitir software o instrucciones sobre un medio de transmisión. Por ejemplo, el software se puede transmitir a partir de un sitio web, servidor, u otra fuente remota mediante el uso de un medio de transmisión tal como un cable coaxial, cable de fibra óptica, par trenzado, digital subscriber line (línea digital de abonado - DSL) o tecnología inalámbrica, tal como infrarrojo, radio o microondas.

Además, los módulos y/u otros medios adecuados para realizar los métodos y las técnicas descritas en la presente memoria se pueden descargar y/u obtener de cualquier otra forma mediante terminales adecuados y/o acoplados a los servidores, o similares, para facilitar la transferencia de los medios para realizar los métodos descritos en la presente memoria. De manera alternativa, pueden proporcionarse diversos métodos descritos en la presente memoria mediante medios de almacenamiento (p. ej., RAM, ROM, un medio de almacenamiento físico tal como un CD o disquete, etc.), de modo que un terminal de usuario y/o estación base puedan obtener los diversos métodos al acoplar o proporcionar el medio de almacenamiento al dispositivo. Además, puede utilizarse cualquier otra técnica adecuada para proporcionar los métodos y las técnicas descritas en la presente memoria a un dispositivo. Las funciones que implementan características también pueden estar físicamente ubicadas en diversas posiciones, que incluyen estar distribuidas de manera que las porciones de las funciones se implementan en diferentes ubicaciones físicas.

Al describir la presente invención, se usará la siguiente terminología: Las formas en singular “un” , “una” y “el/la” abarcan referentes plurales a menos que el contexto dicte claramente otra cosa. Así, por ejemplo, la referencia a un artículo incluye la referencia a uno o más artículos. El término “unos” hace referencia a uno, dos o más y, por lo general, se aplica a la selección de algunos o todos de una cantidad. El término “pluralidad” hace referencia a dos o más de un artículo. El término “aproximadamente” significa cantidades, dimensiones, tamaños, formulaciones, parámetros, formas y otras características que no necesitan ser exactas, pero que pueden aproximarse y/o ser mayores o menores, según se desee, reflejando tolerancias aceptables, factores de conversión, redondeo, error de medición y similares y otros factores conocidos por los expertos en la materia. El término “sustancialmente” significa que la característica, parámetro o valor mencionado no se consigue exactamente, sino que pueden tener lugar desviaciones o variaciones que incluyen, por ejemplo, tolerancias, error de medición, limitaciones de exactitud de medición y otros factores conocidos para los expertos en la materia, en cantidades que no excluyen el efecto para el que se pretendió proporcionar la característica. Los datos numéricos se pueden expresar o presentar en la presente memoria en un formato de intervalo. Debe entenderse que un formato de intervalo de este tipo se utiliza simplemente para fines de conveniencia y brevedad y, por lo tanto, deberá interpretarse de manera flexible para incluir no solo los valores numéricos exactos mencionados como los límites del intervalo, sino también debe interpretarse como que incluye todos los valores numéricos individuales o subintervalos comprendidos dentro de ese intervalo, como si cada valor numérico y el subintervalo se mencionaran explícitamente. Como ilustración, debe interpretarse que un intervalo numérico de “aproximadamente 1 a 5” que incluye no solo los valores explícitamente mencionados de aproximadamente 1 a aproximadamente 5, sino que también incluye valores individuales y subintervalos dentro del intervalo indicado. Por lo tanto, en este intervalo numérico se incluyen valores individuales, tales como 2, 3 y 4 y subintervalos tales como 1-3, 2 4 y 3-5, etc. Este mismo principio se aplica a rangos que enumeran únicamente un valor numérico (por ejemplo, “ mayor que aproximadamente 1” ) y debe aplicarse independientemente de la amplitud del intervalo o de las características que se describen. Una pluralidad de artículos se puede presentar en una lista común para comodidad de uso. Sin embargo, estas listas deben interpretarse como si cada miembro de la lista se identificara individualmente como un miembro separado y único. Por lo tanto, ningún miembro individual de esta lista debe interpretarse como un equivalente de facto de cualquier otro miembro de la misma lista únicamente basándose en su presentación en un grupo común sin indicaciones a lo contrario. Además, cuando se usan los términos “y” y “o” en conjunto con una lista de artículos, deben interpretarse ampliamente en cuanto a que uno o más de los artículos mencionados se pueden usar solos o en combinación con otros artículos enumerados. La expresión “como alternativa” se refiere a la selección de uno de entre dos o más alternativas, y no pretende limitar la selección a solo aquellas alternativas enumeradas o solo a una de las alternativas listadas a la vez, a menos que el contexto indique claramente lo contrario. El término “acoplado” en la presente memoria no requiere que los componentes estén conectados directamente entre sí. En lugar de ello, el término pretende incluir también configuraciones con conexiones indirectas en las que se puede incluir uno o más otros componentes entre componentes acoplados. Por ejemplo, tales otros componentes pueden incluir amplificadores, atenuadores, aisladores, acopladores direccionales, interruptores redundantes, y similares. También, como se usa en la presente memoria, incluyendo en las reivindicaciones, “o” como se utiliza en una lista de artículos precedidos de “al menos uno de” indica una lista disyuntiva de manera que, por ejemplo, una lista de “al menos uno de A, B o C” significa A o B o C o AB o AC o BC o ABC (es decir, A y B y C). Además, el término “ejemplarmente” no significa que el ejemplo descrito sea preferido o mejor que otros ejemplos. En la presente memoria, un “conjunto” de elementos se pretende que signifique “uno o más” de esos elementos, salvo donde el conjunto se requiera de forma explícita que tenga más de uno o esté permitido explícitamente a ser un conjunto nulo.

Claims

REIVINDICACIONES

Un sistema (100, 200, 700, 800) de comunicación por satélite que comprende:

un satélite (140);

una pluralidad de terminales (130) de puerta de enlace distribuidos geográficamente;

un formador (210) de haces directo configurado para aplicar ponderación de haz a una pluralidad de flujos (205) de datos directos para generar L señales (215) directas de haz ponderado el formador de haces directo configurado para comunicar cada una de las L señales directas de haz ponderado a una ubicación de uno de la pluralidad de terminales de puerta de enlace distribuidos geográficamente respectivos mediante una red (120) de distribución; y

un subsistema (125) de sincronización configurado para sincronizar en fase mutuamente señales de enlace ascendente desde los terminales de puerta de enlace,

en donde cada uno de la pluralidad de terminales de puerta de enlace distribuidos geográficamente comprende:

una entrada de señal directa de haz ponderado en comunicación con el formador (210) de haces directo mediante la red de distribución, la entrada de señal directa de haz ponderado configurada para recibir una de las L señales directas de haz ponderado respectivas desde el formador de haces directo mediante la red de distribución;

una entrada de sincronización acoplada al subsistema de sincronización; y

una salida de señal de enlace ascendente de alimentador configurada para emitir una respectiva versión sincronizada en fase de la una respectiva de las L señales directas de haz ponderado recibidas por la entrada de señal directa de haz ponderado respectiva según la entrada de sincronización respectiva,

estando configurados de este modo la pluralidad de terminales de puerta de enlace distribuidos geográficamente para generar L señales de enlace ascendente directo mutuamente sincronizadas en fase de haz ponderado (235),

en donde el satélite (140) comprende:

un subsistema (230) de antena de alimentador que comprende una pluralidad de elementos de antena de haz enfocado, FAE (243), teniendo cada uno un puerto de FAE de enlace directo, en donde cada uno de los FAE está configurado para recibir una respectiva de las L señales de enlace ascendente directo mutuamente sincronizadas en fase de haz ponderado desde uno de la pluralidad de terminales de puerta de enlace distribuidos geográficamente respectivos;

un subsistema (250) de antena de usuario que comprende un conjunto de elementos de antena de formación de haces, BAE, desenfocados (247), teniendo cada uno un puerto de BAE de enlace directo; y

un subsistema (240) de repetidor directo que tiene un intervalo de frecuencias de enlace ascendente directo y un intervalo de frecuencias de enlace descendente directo, comprendiendo el subsistema de repetidor directo una pluralidad de rutas (245) de enlace directo, estando acoplada cada una de la pluralidad de rutas de enlace directo entre uno de los puertos de FAE de enlace directo respectivos y uno de los puertos de BAE de enlace directo respectivos, y teniendo cada una de la pluralidad de rutas de enlace directo una entrada en el intervalo de frecuencias de enlace ascendente directo y una salida en el intervalo de frecuencias de enlace descendente directo,

en donde las rutas de enlace directo están configuradas para generar una pluralidad de señales (255) de enlace descendente directo mutuamente sincronizadas de haz ponderado desde las L señales (235) de enlace ascendente directo mutuamente sincronizadas en fase de haz ponderado recibidas,

en donde los BAE están configurados para transmitir las señales de enlace descendente directo para hacer que las señales de enlace descendente directo se superpongan espacialmente para formar al menos un haz (260) de usuario directo, y

en donde cada puerto de FAE de enlace directo está acoplado de forma comunicativa con la salida de señal de enlace ascendente de alimentador de uno de los terminales de puerta de enlace respectivos.

El sistema de comunicación por satélite de la reivindicación 1, en donde:

cada terminal de puerta de enlace distribuido geográficamente comprende además:

una salida de señal de retorno en comunicación con un formador de haces de retorno mediante la red de distribución; y

una entrada de señal de enlace descendente de alimentador; y

cada FAE del subsistema de antena de alimentador tiene además un puerto de FAE de enlace de retorno;

cada BAE del subsistema de antena de usuario tiene además un puerto de BAE de enlace de retorno; y

el satélite comprende además un subsistema (340) de repetidor de retorno que tiene un intervalo de frecuencias de enlace ascendente de retorno y un intervalo de frecuencias de enlace descendente de retorno, en donde el subsistema de repetidor de retorno comprende una pluralidad de rutas de enlace de retorno, estando acoplada cada una de la pluralidad de rutas de enlace de retorno entre uno de los puertos de BAE de enlace de retorno respectivos y uno de los puertos de FAE de enlace de retorno respectivos, y teniendo cada una de la pluralidad de rutas de enlace de retorno una entrada en el intervalo de frecuencias de enlace ascendente de retorno y una salida en el intervalo de frecuencias de enlace descendente de retorno,

en donde las rutas de enlace de retorno están configuradas para generar una pluralidad de señales de enlace descendente de retorno para su transmisión por los FAE, las señales de enlace descendente de retorno generables a partir de señales de enlace ascendente de retorno recibidas en los BAE desde al menos un terminal de usuario, formando de este modo al menos un haz de usuario de retorno para las comunicaciones con el al menos un terminal de usuario.

3. El sistema de comunicación por satélite de la reivindicación 1, en donde:

el subsistema de antena de alimentador comprende además un reflector (410) de alimentador; distorsiones superficiales en el reflector de alimentador definen regiones (1210) de degradación de antena de alimentador; y la pluralidad de terminales de puerta de enlace distribuidos geográficamente están situados lejos de las regiones de degradación de antena de alimentador.

4. El sistema de comunicación por satélite de la reivindicación 1, en donde:

el subsistema de antena de alimentador comprende además un reflector de alimentador; distorsiones superficiales en el reflector de alimentador definen regiones de degradación de antena de alimentador; y

el subsistema de antena de alimentador comprende una antena de alimentación múltiple por haz configurada para aplicar una formación de haces limitada a haces de alimentador para compensar las regiones de degradación de antena de alimentador.

5. El sistema de comunicación por satélite de la reivindicación 4, en donde:

la antena de alimentación múltiple por haz comprende una memoria de coeficientes de formación de haces que tiene coeficientes de formación de haces precalculados almacenados en la misma, los coeficientes de formación de haces precalculados utilizados para aplicar la formación de haces limitada.

6. El sistema de comunicación por satélite de la reivindicación 4, en donde:

la antena de alimentación múltiple por haz comprende una memoria de coeficientes de formación de haces que tiene coeficientes actualizados de modo adaptativo almacenados en la misma, los coeficientes actualizados de modo adaptativo utilizados para aplicar la formación de haces limitada.

7. El sistema de comunicación por satélite de la reivindicación 1, en donde:

la pluralidad de terminales de puerta de enlace distribuidos geográficamente comprende M terminales de puerta de enlace; y el subsistema de repetidor directo comprende M rutas de enlace directo, correspondiendo cada una de las M rutas de enlace directo a uno de los M terminales respectivos de puerta de enlace.

8. El sistema de comunicación por satélite de cualquiera de las reivindicaciones 1 - 7, en donde:

el satélite comprende además un transmisor de balizas; y

el subsistema de sincronización comprende:

una entrada de bucle de retorno; y

una salida de sincronización acoplada a la entrada de sincronización de cada uno de los terminales de puerta de enlace, la salida de sincronización configurada para ser sensible a la sincronización de fase de una señal de baliza y una señal de bucle de retorno recibidas ambas en la entrada de bucle de retorno.

9. El sistema de comunicación por satélite de la reivindicación 8, en donde cada terminal de puerta de enlace comprende además un transmisor de bucle de retorno.

10. El sistema de comunicación por satélite de cualquiera de las reivindicaciones 1-9, en donde cada terminal de puerta de enlace comprende además una instancia local del subsistema de sincronización.

11. El sistema de comunicación por satélite de cualquiera de las reivindicaciones 1 -9, en donde cada uno de la pluralidad de terminales de puerta de enlace distribuidos geográficamente está acoplado al subsistema de sincronización mediante la red de distribución.

12. El sistema de comunicación por satélite de cualquiera de las reivindicaciones 1-11, que comprende además:

un cancelador (1510) de diafonía que tiene:

una pluralidad de puertos de entrada de alimentación para recibir señales de entrada de alimentación desde la pluralidad de terminales de puerta de enlace; y

una pluralidad de puertos de salida de alimentación configurados para transmitir señales de alimentación de diafonía compensada, señales de alimentación de diafonía compensada generadas como una función de las señales de entrada de alimentación y una matriz de diafonía almacenada.

13. El sistema de comunicación por satélite de la reivindicación 12, en donde el cancelador de diafonía está dispuesto en el formador de haces directo o en el formador de haces de retorno.

14. El sistema de comunicación por satélite de la reivindicación 12 o 13, en donde:

el satélite comprende además una ruta (500) de bucle de retorno que tiene un elemento de antena de bucle de retorno que está acoplado con los FAE mediante una pluralidad de conmutadores (1410),

en donde, a través de una pluralidad de intervalos de tiempo, el elemento de antena de bucle de retorno está acoplado secuencialmente con el puerto de FAE de enlace directo respectivo de cada uno de los FAE, en donde, en cada uno de los intervalos de tiempo, el elemento de antena de bucle de retorno está configurado para transmitir una señal de bucle de retorno repetida a los terminales de puerta de enlace en respuesta a la recepción de una señal de baliza de bucle de retorno desde el terminal de puerta de enlace asociado con el FAE que está acoplado secuencialmente en el intervalo de tiempo.

15. El sistema de comunicación por satélite de la reivindicación 12 o 13, en donde:

el satélite comprende además una ruta (500) de bucle de retorno que tiene un elemento de antena de bucle de retorno que está acoplado con los FAE mediante una pluralidad de conmutadores (1410),

en donde, a través de una pluralidad de intervalos de tiempo, el elemento de antena de bucle de retorno está acoplado secuencialmente con el puerto de FAE de enlace de retorno respectivo de cada uno de los FAE, en donde, en cada uno de los intervalos de tiempo, el elemento de antena de bucle de retorno está configurado para transmitir una señal de bucle de retorno repetida al terminal de puerta de enlace asociado con el FAE que está acoplado secuencialmente en el intervalo de tiempo en respuesta a la recepción de una señal de baliza de bucle de retorno desde los terminales de puerta de enlace.

16. El sistema de comunicación por satélite de cualquiera de las reivindicaciones 1-15, en donde la pluralidad de terminales de puerta de enlace distribuidos geográficamente están todos ellos configurados para funcionar a una misma frecuencia de portadora.

17. El sistema de comunicación por satélite de cualquiera de las reivindicaciones 1 -16, en donde:

el subsistema de antena de alimentador está configurado para iluminar una pluralidad de haces de alimentador directo; y

los haces de usuario directos formados no se solapan espacialmente con los haces de alimentador directo.

18. El sistema de comunicación por satélite de cualquiera de las reivindicaciones 1-17, en donde el formador de haces directo comprende:

una pluralidad de entradas de flujo de datos directo;

una entrada de ponderación de haz configurada para indicar ponderaciones de haz asociadas a cada uno de los terminales de puerta de enlace y flujos de datos directos; y

una pluralidad de salidas de señal directa de haz ponderado, cada una de la pluralidad de salidas de señal directa de haz ponderado acopladas a la entrada de señal directa de haz ponderado de uno respectivo de los terminales de puerta de enlace mediante la red de distribución, y siendo cada una de la pluralidad de salidas de señal directa de haz ponderado una suma ponderada de las entradas de flujo de datos directo sometidas a ponderación de haz según las ponderaciones de haz asociadas al uno de los terminales de puerta de enlace respectivos.

El sistema de comunicación por satélite de la reivindicación 18, en donde:

la entrada de flujo de datos directo comprende K entradas de flujo de datos directo, correspondiendo cada una de las K entradas de flujo de datos directo a uno de K haces de usuario directos formados respectivos;

la pluralidad de terminales de puerta de enlace distribuidos geográficamente comprende L salidas de señal de enlace ascendente de alimentador; y

la entrada de peso de haz comprende L x K ponderaciones de haz; y

las salidas de señal directa de haz ponderado corresponden a L compuestos de las K entradas de flujo de datos directo sometidas a ponderación de haz según los L x K ponderaciones de haz.

El sistema de comunicación por satélite de cualquiera de las reivindicaciones 1-19, en donde el satélite es un satélite geoestacionario.

Un método para la formación de haces terrestre en un sistema de comunicación por satélite que comprende un satélite (140) y una pluralidad de terminales (130) de puerta de enlace distribuidos geográficamente, comprendiendo el método (1100):

aplicar, utilizando un formador (210) de haces directo, ponderación de haz a una pluralidad de flujos (205) de datos directos para generar L señales (215) directas de haz ponderado; comunicar, mediante una red (120) de distribución, cada una de las L señales directas de haz ponderado desde el formador (210) de haces directo a una ubicación de uno de la pluralidad de terminales de puerta de enlace distribuidos geográficamente respectivos;

sincronizar en fase mutuamente, utilizando un subsistema (125) de sincronización, señales de enlace ascendente desde los terminales de puerta de enlace, en donde cada uno de la pluralidad de terminales de puerta de enlace distribuidos geográficamente comprende: una entrada de señal directa de haz ponderado en comunicación con el formador (210) de haces directo mediante la red de distribución, una entrada de sincronización acoplada con el subsistema de sincronización, y una salida de señal de enlace ascendente de alimentador;

recibir cada una de las entradas de señal directa de haz ponderado una de las L señales directas de haz ponderado respectivas desde el formador de haces directo mediante la red de distribución;

emitir cada una de las salidas de señal de enlace ascendente de alimentador una versión sincronizada en fase respectiva de la una de las L señales directas de haz ponderado respectiva recibidas por la respectiva entrada de señal directa de haz ponderado según la entrada de sincronización respectiva, generando de este modo la pluralidad de terminales de puerta de enlace distribuidos geográficamente L señales (235) de enlace ascendente directo mutuamente sincronizadas en fase de haz ponderado;

recibir, por el satélite, las L señales (235) de enlace ascendente directo mutuamente sincronizadas en fase de haz ponderado, recibiéndose cada una de las L señales de enlace ascendente directo mutuamente sincronizadas en fase de haz ponderado mediante uno de una pluralidad de elementos (243) de antena de enlace ascendente de alimentador enfocados respectivos desde uno de la pluralidad de terminales de puerta de enlace distribuidos geográficamente respectivos, en donde la recepción es en un intervalo de frecuencias de enlace ascendente;

generar, por el satélite, cada una de una pluralidad de señales (255) de enlace descendente directo mutuamente sincronizadas de haz ponderado amplificando y convirtiendo en frecuencia una de las L señales de enlace ascendente directo mutuamente sincronizadas en fase de haz ponderado respectivas, en donde la conversión de frecuencia comprende convertir desde el intervalo de frecuencias de enlace ascendente a un intervalo de frecuencias de enlace descendente; y

transmitir, por el satélite, la pluralidad de señales de enlace descendente directo mediante una pluralidad de elementos (247) de antena de enlace descendente de usuario desenfocados, en donde las señales de enlace descendente directo se superponen espacialmente para formar un haz (260) de usuario, en donde la transmisión es en el intervalo de frecuencias de enlace descendente.

El método de la reivindicación 21, en donde:

las señales de enlace descendente directo se superponen espacialmente para formar Khaces de usuario; y

la ponderación de haz comprende aplicar L x K ponderaciones de haz (213) a K flujos de datos directos para generar las L señales directas de haz ponderado.

23. El método de cualquiera de las reivindicaciones 21 -22, que comprende además:

recibir, por el satélite, una pluralidad de señales (355) de enlace ascendente de retorno mediante una pluralidad de elementos (247) de antena de enlace ascendente de usuario desenfocados; generar, por el satélite, cada una de una pluralidad de señales (335) de enlace descendente de retorno desde una de la pluralidad de señales de enlace ascendente de retorno respectivas; y transmitir, por el satélite, la pluralidad de señales de enlace descendente de retorno a través de una pluralidad de elementos (243) de antena de enlace descendente de alimentador enfocados a los terminales de puerta de enlace distribuidos geográficamente,

originándose los enlaces ascendentes de usuario desenfocados en un área de cobertura de haz formada mediante sincronización en fase mutua terrestre y mediante ponderación de haz de las señales de enlace descendente de retorno tras la transmisión de las señales de enlace descendente de retorno.

24. El método de la reivindicación 23, que comprende además:

recibir la pluralidad de señales de enlace descendente de retorno en los terminales de puerta de enlace distribuidos geográficamente;

sincronizar en fase las señales de enlace descendente de retorno en los terminales de puerta de enlace para generar una pluralidad de señales de retorno mutuamente sincronizadas en fase; y ponderar por haz la pluralidad de señales de retorno mutuamente sincronizadas en fase para generar señales de retorno mutuamente sincronizadas en fase de haz ponderado.

25. El método de la reivindicación 24, en donde:

las señales de retorno mutuamente sincronizadas en fase de haz ponderado comprenden L señales de retorno mutuamente sincronizadas en fase de haz ponderado;

el área de cobertura de haz formada comprende K haces de usuario; y

ponderar por haz la pluralidad de señales de retorno mutuamente sincronizadas en fase comprende aplicar L x K ponderaciones (313) de haz de retorno a las L señales de retorno mutuamente sincronizadas en fase de haz ponderado para recuperar K flujos (305) de datos de retorno.

26. El método de cualquiera de las reivindicaciones 23-25, en donde:

la pluralidad de señales de enlace ascendente de retorno se reciben en un intervalo de frecuencias de enlace ascendente de retorno;

la pluralidad de señales de enlace descendente de retorno se transmiten en un intervalo de frecuencias de enlace descendente de retorno; y la generación comprende convertir desde el intervalo de frecuencias de enlace ascendente de retorno al intervalo de frecuencias de enlace descendente de retorno.

27. El método de cualquiera de las reivindicaciones 21,22, 24 o 25, en donde:

la sincronización en fase comprende:

recibir una señal de baliza en los terminales de puerta de enlace, la señal de baliza transmitida desde el satélite;

recibir, en cada terminal de puerta de enlace, una respectiva señal de bucle de retorno transmitida desde el terminal de puerta de enlace; y

sincronizar en fase, en cada terminal de puerta de enlace, la respectiva señal de bucle de retorno recibida con la señal de baliza recibida.

28. El método de cualquiera de las reivindicaciones 21 -27, que comprende además:

recibir señales de entrada (1512) de alimentación desde los terminales de puerta de enlace; y generar señales (1514) de alimentación de diafonía corregida como función de las señales de entrada de alimentación y una matriz de diafonía almacenada.

29. El método de la reivindicación 28, que comprende además:

acoplar secuencialmente un elemento de antena de bucle de retorno, a través de una pluralidad de intervalos de tiempo, con cada uno de los elementos de antena de enlace ascendente de alimentador enfocados, transmitiendo de este modo, en cada uno de los intervalos de tiempo, una señal de bucle de retorno repetida a los terminales de puerta de enlace en respuesta a la recepción de una señal de baliza de bucle de retorno desde el terminal de puerta de enlace asociado con el elemento de antena de enlace ascendente de alimentador enfocado que está acoplado secuencialmente en el intervalo de tiempo,

en donde, a través de la pluralidad de intervalos de tiempo, las señales de entrada de alimentación corresponden a las señales de bucle de retorno repetidas como se reciben en los terminales de puerta de enlace.

El método de la reivindicación 28, que comprende además:

acoplar secuencialmente un elemento de antena de bucle de retorno, a través de una pluralidad de intervalos de tiempo, con cada uno de una pluralidad de elementos de antena de enlace descendente de alimentador enfocados, transmitiendo de este modo, en cada uno de los intervalos de tiempo, una señal de bucle de retorno repetida al terminal de puerta de enlace asociado con los elementos de antena de enlace descendente de alimentador enfocados que está acoplado secuencialmente en el intervalo de tiempo en respuesta a la recepción de una señal de baliza de bucle de retorno desde los terminales de puerta de enlace,

en donde, en cada uno de los intervalos de tiempo, al menos una de las señales de entrada de alimentación corresponde a la señal de bucle de retorno repetida tal como es recibida por al menos uno de los terminales de puerta de enlace en el intervalo de tiempo.

El método de cualquiera de las reivindicaciones 21 - 27, que comprende además:

recibir al menos una señal de sonda por al menos uno de los terminales de puerta de enlace desde al menos un terminal de usuario; y

generar al menos una señal de alimentación de diafonía corregida como función de la comparación de al menos una señal de sonda con una señal de alimentación esperada.

El método de cualquiera de las reivindicaciones 21 - 27, que comprende además:

recibir al menos una señal de sonda mediante al menos un terminal de usuario desde al menos uno de los terminales de puerta de enlace; y

generar al menos una señal de alimentación de diafonía corregida como una función de la comparación de la al menos una señal de sonda con una señal de usuario esperada.