ES2881652T3 - Procedimiento de control de una red de satélites y dispositivos asociados - Google Patents

Procedimiento de control de una red de satélites y dispositivos asociados Download PDF

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Abstract

Procedimiento de control de una red de satélites, siendo la red controlada por un controlador de red (14), estando la red formada por una pluralidad de subredes distintas que cubren un área de cobertura predefinida (Z1, Z2, Z3), siendo cada subred controlada por un controlador de subred (16Z1, 16Z2, 16Z3) cada subred es apta para comunicarse con un portador (10) en la zona de cobertura predefinida (Z1, Z2, Z3) de la subred en cuestión, perteneciendo el portador (10) en un momento dado a una única subred, siendo el controlador de red (14) distinto de cada controlador de subred (16Z1, 16Z2, 16Z3), comprendiendo el método las etapas de: - proporcionar información desde cada controlador de subred (16Z1, 16Z2, 16Z3) al controlador de red (14), la información comprende la subred a la que pertenece el portador (10) en un momento dado, denominada subred actual, y la capacidad de las demás subredes, siendo otra subred una subred distinta de la subred actual, la información también comprende información relativa a la calidad de la transmisión del portador (10) en la subred actual, - probar la calidad de transmisión del portador (10) en cada una de las otras subredes adyacentes a la subred actual, la etapa de prueba comprende los pasos de: el controlador de la red instruye al controlador de la subred actual para que solicite al portador (10) que transmita una señal de sincronización en cada una de las otras subredes adyacentes a la subred actual y el controlador de la red recibe, de cada controlador de las subredes adyacentes a la subred actual, informes de transmisión que incluyen la calidad de transmisión medida de la señal de sincronización medida, y la transmisión de una señal de sincronización en cada subred adyacente por el portador (10); y - la toma de decisiones sobre un posible cambio del portador (10) de la subred actual a otra subred sobre la base de la información proporcionada y los informes de transmisión, siendo la toma de decisiones implementada por el controlador de red (14).

Description

DESCRIPCIÓN
Procedimiento de control de una red de satélites y dispositivos asociados
[0001] La presente invención se refiere a un procedimiento de control de una red de satélites. La presente invención también se refiere a un controlador de red y a una red de satélites asociados.
[0002] Es conveniente garantizar la continuidad del servicio entre las distintas zonas de cobertura de un satélite para un portador móvil, a pesar de su gran movilidad.
[0003] Los documentos US2014/287761A1 y EP2384054A1 describen un conmutador entre múltiples redes.
[0004] En el estado de la técnica, la posición de la compañía móvil se utiliza para determinar la zona de cobertura adecuada, lo que implica que la posición del portador es conocida por la red de satélites. Esto no es deseable o posible para algunas aplicaciones.
[0005] Por lo tanto, existe la necesidad de un procedimiento de control de una red de satélites utilizada por un portador que pueda operar sin la provisión de la posición del portador.
[0006] La presente descripción describe un procedimiento de control de una red de satélites según la reivindicación 1.
[0007] Según unos aspectos particulares, el procedimiento comprende una o varias de las características de las reivindicaciones 2 a 5, tomada(s) aisladamente o según todas las combinaciones técnicamente posibles.
[0008] En un aspecto particular del procedimiento, la información no contiene la posición del portador.
[0009] La presente descripción también se refiere a un controlador de red según la reivindicación 6.
[0010] En un aspecto particular, el controlador de red es según la reivindicación 7.
[0011] La presente descripción se refiere también a una red de satélites según la reivindicación 8.
[0012] Otras características y ventajas de la invención resultarán evidentes tras la lectura de la siguiente descripción de las realizaciones de la invención, que se dan únicamente a modo de ejemplo y con referencia a los dibujos que son:
- figura 1, una vista esquemática de una red de satélites, y
- figura 2, un ejemplo de un procedimiento de control de una red de satélites.
[0013] En la figura 1 se representa una red de satélites.
[0014] La red de satélites comprende un portador 10, un satélite 12, un controlador de red 14 y subredes.
[0015] El portador 10 es un medio de transporte.
[0016] Por ejemplo, el portador 10 es una aeronave como se muestra en la figura 1.
[0017] Una aeronave es un medio de transporte capaz de elevarse y desplazarse en la atmósfera terrestre. Por ejemplo, la aeronave es un avión o un helicóptero.
[0018] Según otro ejemplo, el portador 10 es un vehículo terrestre.
[0019] El portador 10 se considera desde el punto de vista de la red de satélites como un terminal. El terminal se denomina con el acrónimo NM que hace referencia a la terminología inglesa de «Network Member».
[0020] El portador 10 pertenece a una sola subred en un momento dado.
[0021] El portador 10 es adecuado para transmitir una señal de sincronización en una subred específica. La señal de sincronización se anota SYNC.
[0022] En este ejemplo, la señal de sincronización SYNC se transmite con la modulación y codificación más robustas posibles para que el controlador de red 14 pueda decodificarla independientemente de las condiciones de transmisión.
[0023] El satélite 12 es adecuado para proporcionar comunicaciones entre cada elemento perteneciente a una subred.
[0024] Para simplificar, en la red propuesta, la red está formada por tres subredes distintas.
[0025] Sin embargo, el número de subredes que forman la red es irrelevante, de modo que en otra realización, el número de subredes es relativamente grande, por ejemplo, superior a 15.
[0026] A continuación, la primera subred se denomina SATVLAN 1, la segunda subred se denomina SA-TVLAN 2 y la tercera subred se denomina SATVLAN 3.
[0027] Cada subred SATVLAN 1, SATVLAN 2 y SATVLAN 3 tiene su propio recurso de energía y frecuencia. El recurso propio de potencia y frecuencia de cada subred SATVLAN 1, SA- TVLAN 2 y SATVLAN 3 se realiza mediante un reparto ascendente del ancho de banda disponible, por ejemplo, un reparto equitativo.
[0028] Cada subred SATVLAN 1, SATVLAN 2 y SATVLAN 3 cubre un área de cobertura predefinida.
[0029] En particular, cada subred SATVLAN 1, SATVLAN 2 y SATVLAN 3 es capaz de comunicarse con el portador 10 en su área de cobertura.
[0030] Cada una de estas zonas de cobertura se representa de forma esquemática en la figura 1. Más concretamente, la primera zona Z1 está cubierta por la primera subred SATVLAN 1, la segunda zona Z2 está cubierta por la segunda subred SATVLAN 2 y la tercera zona z 3 está cubierta por la tercera subred señalada SATVLAN 3.
[0031] Cada SATVLAN 1, SATVLAN 2 y SATVLAN 3 es controlada por un controlador de subred respectivo, a saber, el primer controlador de subred 16Z1, el segundo controlador de subred 16Z2 y el tercer controlador de subred 16Z3 respectivamente.
[0032] A continuación, solo se describe en detalle el primer controlador de subred 16Z1, las mismas observaciones se aplican a los otros dos controladores de subred 16Z2 y 16Z3.
[0033] El primer controlador de subred 16Z1 se denomina NC, que hace referencia a la terminología inglesa de «Network Controller».
[0034] El primer controlador de subred 16Z1 es adecuado para controlar la primera subred SATVLAN 1.
[0035] El primer controlador de subred 16Z1 es adecuado para determinar los recursos consumidos por la primera subred SATVLAN 1.
[0036] Esta determinación se realiza, por ejemplo, estudiando las solicitudes de recursos de cada terminal NM que forma parte de la primera subred SATVLAn 1.
[0037] A petición del controlador de red 14, el primer controlador de subred 16Z1 está adaptado para solicitar al portador 10 que transmita una señal SYNC en las subredes adyacentes.
[0038] La señal de sincronización SYNC proporciona la sincronización entre el portador 10 y una determinada subred.
[0039] Dos subredes son adyacentes si las áreas de cobertura asociadas a las dos subredes consideradas son adyacentes o vecinas, es decir, los límites de las áreas de cobertura tienen al menos una zona geográfica en común.
[0040] En este caso, a petición del controlador de red 14, el primer controlador de subred 16Z1 está adaptado para solicitar al portador 10 que transmita señales de sincronización en la segunda subred SATVLAN 2. El primer controlador de subred 16Z1 está adaptado para solicitar al portador 10 que transmita señales de sincronización en la tercera subred SATVLAN 3.
[0041] El primer controlador de subred 16Z1 está adaptado para estimar la calidad de transmisión de las señales de sincronización SYNC transmitidas por el portador 10 en la SATVLAN1.
[0042] El primer controlador de subred 16Z1 está adaptado para enviar informes sobre la calidad de la transmisión de las señales de temporización del portador 10 en la SATVLAN1 al controlador de red 14. El primer controlador de subred 16Z1 suele estar situado en una pasarela de comunicación (también denominada hub) que forma parte de la primera subred SATVLAN 1.
[0043] El controlador de red 14 está separado de cada controlador de subred 16Z1, 16Z2 y 16Z3.
[0044] El controlador de red 14 tiene información sobre la red en su conjunto.
[0045] En particular, según el ejemplo ilustrado, el controlador 14 conoce la conectividad espacial de las tres subredes SATVlAn 1, SATVLAN 2 y Sa Tv LAN 3 y los tres controladores de subred 16Z1, 16Z2 y 16Z3 a los que están asociadas respectivamente las tres subredes SATVLAN 1, SATVLAN 2 y SATVLAN 3.
[0046] Por conectividad espacial se entiende, por ejemplo, que el controlador de red 14 tiene información para determinar las subredes adyacentes de una subred dada.
[0047] El controlador de red 14 está adaptado para emitir una orden al primer controlador de subred 16Z1 para hacer que el primer controlador de red 16Z1 solicite al portador 10 que transmita señales de sincronización en las subredes adyacentes SATVLAN 2 y SA- TVLAN 3.
[0048] El controlador de red 14 está adaptado para recibir de cada controlador de subred 16Z1, 16Z2 y 16Z3 información sobre las capacidades disponibles en cada subred SATVLAN 1, SATVLAN 2 y SA- TVLAN 3.
[0049] El controlador de red 14 está adaptado para recibir de cada controlador de subred 16Z1, 16Z2 y 16Z3 información sobre la calidad de transmisión del portador 10 en su respectiva subred.
[0050] Por ejemplo, el controlador de red 14 está adaptado para recibir información sobre el estado del enlace entre el portador 10 y la subred a la que pertenece el portador 10.
[0051] Según otro ejemplo o adicionalmente, el controlador de red 14 está adaptado para obtener el valor de energía por bit relacionado con la densidad espectral de potencia del ruido. Dicho valor suele anotarse como Eb/No.
[0052] Esta información se recibe regularmente. Por ejemplo, la recepción se implementa cada segundo.
[0053] Toda la información sobre la calidad de la transmisión del portador 10 emitida por un controlador de subred 16Z1 16Z2 y 16Z3 forma un informe de transmisión.
[0054] El controlador 14 es adecuado para consolidar los informes de transmisión de los controladores de subred 16Z1 16Z2y16Z3.
[0055] El controlador 14 está adaptado para proporcionar ranuras de transmisión para señales de sincronización SYNC en subredes adyacentes.
[0056] El controlador 14 está adaptado para decidir que el portador 10 debe cambiar entre las subredes SA-TVLAN 1, SATVLAN 2 y SATVLAN 3 en función de las relaciones de transmisión y las capacidades disponibles en las subredes SATVLAN 1, SATVLAN 2 y SA- TVLAN 3.
[0057] Este cambio se denomina «traspaso» (handover).
[0058] El funcionamiento de la red de satélites se describe ahora con referencia a la figura 2, que muestra un ejemplo de la implementación de un procedimiento de control de la red.
[0059] En el estado inicial, se supone que el portador 10 pertenece a la primera subred SATVLAN 1. La primera subred SATVLAN 1 es la red actual.
[0060] El controlador de red 14 recibe información 100 de cada uno de los controladores de subred 16Z1, 16Z2 y 16Z3, como se indica con las flechas F1, F2 y F3 respectivamente en la figura 2.
[0061] La información 100 comprende, en el caso de la figura 2, la capacidad disponible de cada subred SATVLAN 1, SATVLAN 2 y SATVLAN 3 y la calidad de transmisión del portador 10.
[0062] Concretamente, según el ejemplo considerado, la información es la capacidad disponible de las otras subredes SATVLAN 2 y SATVLAN 3 y la calidad de transmisión del portador 10 en la primera subred SATVLAN 1.
[0063] El controlador de red 14 detecta así que el portador 10 está experimentando una calidad de transmisión degradada. Esta degradación se produce, en particular, cuando el portador 10 se acerca al final de la primera zona Z1.
[0064] El controlador de red 14 también determina que la segunda subred SATVLAN 2 y la tercera subred SATVLAN 3 tienen capacidades disponibles para alojar al portador 10.
[0065] La detección y determinación anterior se representa esquemáticamente mediante un marco cuyo signo de referencia es 120.
[0066] El controlador de red 14 tiene entonces un primer intercambio con el segundo controlador de subred 16Z2, el intercambio se simboliza con las dos flechas F4 y F5.
[0067] El controlador de red 14 también tiene un segundo intercambio con el tercer controlador de subred 16Z3, siendo este intercambio simbolizado por las dos flechas F6 y F7.
[0068] Cada uno de los primeros y segundos intercambios tiene como objeto una orden correspondiente a una solicitud de recursos para enviar una señal de sincronización. La solicitud se representa esquemáticamente mediante un marco cuyo signo de referencia es 130.
[0069] Como se indica en la flecha F8 de la figura 2, el controlador de red 14 ordena entonces al primer controlador de subred 16Z1 que solicite al portador 10 que transmita una señal de sincronización SYNC en la segunda SATVLAN 2 y en la tercera SATVLAN 3.
[0070] Como se ilustra en la flecha F9 y en la trama con signo de referencia 140, el primer controlador de subred 16Z1 solicita al portador 10 que transmita una señal de sincronización SYNC en la segunda SATVLAN 2 y en la tercera SATVLAN 3 de la subred. Dicha solicitud se realiza mediante la transmisión de la orden desde el controlador de red 14.
[0071] Como indican la flecha F10 y la trama con signo de referencia 150, el portador 10 transmite una señal de sincronización SYNC en la segunda subred SATVLAN 2.
[0072] El segundo controlador de subred 16Z2 mide la calidad de transmisión de la señal de sincronización SYNC para obtener una calidad medida.
[0073] Por ejemplo, se mide la atenuación de potencia de la señal de sincronización SYNC y/o se mide la relación señal/ruido Eb/No.
[0074] A continuación, el segundo controlador de subred 16Z2 emite un informe de transmisión de la señal de sincronización SYNC en la segunda subred SA- TVLAN 2, el informe de transmisión comprende la calidad medida, es decir, el conjunto de mediciones realizadas anteriormente. Esta transmisión al controlador de la red 14 se indica con la flecha F11 y la trama con el signo de referencia 150.
[0075] Del mismo modo, como indican la flecha F12 y la trama con signo de referencia 170, el portador 10 transmite una señal de sincronización SYNC en la tercera subred SATVLAN 3.
[0076] El tercer controlador de subred 16Z3 emite entonces un informe de transmisión de la señal de sincronización en la tercera subred SA- TVLAN 3. Esta transmisión al controlador de la red 14 se indica con la flecha F13 y la trama con el signo de referencia 180.
[0077] El controlador de red 14 toma entonces la decisión de cambiar el portador de la subred actual a otra subred basándose en la información proporcionada y en los informes de transmisión. Esta etapa se muestra en la figura 2 mediante un marco con el signo de referencia 190.
[0078] En esta etapa, el controlador de red 14 evalúa primero si el portador que se encuentra actualmente en la primera subred SATVLAn 1 tiene una razón válida para entrar en otra subred.
[0079] Dicha estimación se basa en la información de que dispone el controlador de la red 14.
[0080] Por ejemplo, si la transmisión es mejor en la otra subred, parece favorable cambiar a esa otra subred.
[0081] De forma más general, el controlador de red 14 evalúa según un criterio determinado qué subred es la más adecuada para la aeronave 10.
[0082] En el caso de que la estimación y la verificación conduzcan a una elección de conmutación por error, el controlador de red 14 ordena al portador 10 que conmute a otra subred.
[0083] Como resultado, el portador 10 está ahora conectado a otra subred para la que la comunicación es de mejor calidad.
[0084] En el procedimiento descrito, el papel del controlador de red 14 puede interpretarse como un gestor de movilidad, también denominado HOM, en referencia a la terminología inglesa «handover manager». Además, el controlador de red 14 funciona como un enlace ascendente.
[0085] De este modo, al tiempo que se garantiza una buena calidad de transmisión para el portador 10, el procedimiento permite mantener la posición del portador 10 de forma discreta. De hecho, el procedimiento funciona sin conocer la posición exacta del portador 10, siendo la única información la subred a la que pertenece el portador 10, subred que corresponde a una gran zona de cobertura de varios miles de kilómetros cuadrados.
[0086] Preferiblemente, la información no incluye la posición del portador, ya que el procedimiento sigue siendo funcional incluso sin conocer la posición del portador.

Claims (8)

REIVINDICACIONES
1. Procedimiento de control de una red de satélites, siendo la red controlada por un controlador de red (14), estando la red formada por una pluralidad de subredes distintas que cubren un área de cobertura predefinida (Z1, Z2, Z3), siendo cada subred controlada por un controlador de subred (16Z1, 16Z2, 16Z3) cada subred es apta para comunicarse con un portador (10) en la zona de cobertura predefinida (Z1, Z2, Z3) de la subred en cuestión, perteneciendo el portador (10) en un momento dado a una única subred, siendo el controlador de red (14) distinto de cada controlador de subred (16Z1, 16Z2, 16Z3), comprendiendo el método las etapas de:
- proporcionar información desde cada controlador de subred (16Z1, 16Z2, 16Z3) al controlador de red (14), la información comprende la subred a la que pertenece el portador (10) en un momento dado, denominada subred actual, y la capacidad de las demás subredes, siendo otra subred una subred distinta de la subred actual, la información también comprende información relativa a la calidad de la transmisión del portador (10) en la subred actual,
- probar la calidad de transmisión del portador (10) en cada una de las otras subredes adyacentes a la subred actual,
la etapa de prueba comprende los pasos de: el controlador de la red instruye al controlador de la subred actual para que solicite al portador (10) que transmita una señal de sincronización en cada una de las otras subredes adyacentes a la subred actual y el controlador de la red recibe, de cada controlador de las subredes adyacentes a la subred actual, informes de transmisión que incluyen la calidad de transmisión medida de la señal de sincronización medida, y la transmisión de una señal de sincronización en cada subred adyacente por el portador (10); y
- la toma de decisiones sobre un posible cambio del portador (10) de la subred actual a otra subred sobre la base de la información proporcionada y los informes de transmisión, siendo la toma de decisiones implementada por el controlador de red (14).
2. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que el procedimiento comprende además una etapa de detección de la degradación de la calidad de transmisión del portador (10) en la subred actual por el controlador de red (14).
3. El procedimiento según la reivindicación 1 o 2, en el que la etapa de prueba comprende la transmisión del comando del controlador de red (14) desde el controlador de subred (16Z1, 16Z2, 16Z3) de la subred actual al portador (10).
4. Procedimiento según la reivindicación 3, en el que la etapa de prueba consta de:
- la medida por cada subred adyacente de la calidad de transmisión de la señal de sincronización transmitida a esa subred para obtener una calidad medida, y
- la transmisión desde cada controlador de subred (16Z1, 16Z2, 16Z3) de cada subred adyacente al controlador de red (14) de la calidad medida.
5. Procedimiento según la reivindicación 4, en el que la toma de decisiones también tiene en cuenta la calidad medida transmitida por el controlador de subred (16Z1, 16Z2, 16Z3) de cada subred.
6. Controlador de red (14) adecuado para controlar una red de satélites, estando la red formada por una pluralidad de subredes distintas que cubren un área de cobertura predefinida (Z1, Z2, Z3), estando cada subred controlada por un controlador de subred (16Z1, 16Z2, 16Z3) cada subred es apta para comunicarse con un portador (10) en la zona de cobertura predefinida de la subred en cuestión, perteneciendo el portador (10) en un momento dado a una única subred, siendo el controlador de red (14) distinto de cada controlador de subred (16Z1, 16Z2, 16Z3) y siendo apto para:
- recibir la información transmitida por cada controlador de subred (16Z1, 16Z2, 16Z3), que comprende la subred a la que pertenece el portador (10) en un momento dado, denominada subred actual, y la capacidad de las demás subredes, siendo otra subred una subred distinta de la subred actual, que comprende información relativa a la calidad de la transmisión del portador (10) en la subred actual,
- ordenar al controlador de la subred actual que solicite al portador (10) que transmita una señal de sincronización en cada una de las otras subredes adyacentes a la subred actual,
- recibir, de cada controlador de las subredes adyacentes a la subred actual, informes de transmisión que comprendan la calidad medida a partir de la medición de la calidad de transmisión de la señal de sincronización, - decidir si se cambia el portador (10) de la subred actual a otra subred sobre la base de la información proporcionada y los informes de transmisión.
7. El controlador de red de la reivindicación 6, en el que el controlador de red (14) comprende un ordenador.
8. Una red de satélites formada por una pluralidad de subredes distintas que cubren una zona de cobertura predefinida (Z1, Z2, Z3) y que comprende un controlador de red (14) según la reivindicación 6 o 7.
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