FR2648295A1 - Aiguilleur a largeur de bande et frequence centrale variables pour satellites multifaisceaux - Google Patents

Abstract

Un aiguilleur de commutation reconfigurable est destiné à un réseau de connexion existant à bord d'un satellite de télécommunications multifaisceaux et en augmente la souplesse, en permettant une largeur de bande variable de sorte que le satellite peut desservir une multitude d'usagers ayant des impératifs de largeur de bande et de vitesse de transmission différents. La largeur de bande d'au moins un canal de répéteur est divisée en deux portions 31, 32. Une première portion fournit une bande passante continue VBVCF (à largeur de bande et fréquence centrale variable) alors qu'une deuxième portion est subdivisée de façon reconfigurable pour obtenir des sous-canaux VBVCF. L'aiguilleur de commutation reconfigurable utilise une classe de formats de subdivision en canaux à plusieurs niveaux, mise en oeuvre par une multiplicité de groupes de filtres 55 montés en parallèle. Un réseau de commutation effectue la sélection et l'aiguillage des sous-canaux VBVCF au moyen d'un multiplexage dans le temps et/ou en fréquence, ce qui permet d'acheminer le trafic VBVCF AMRT-CS et AMRF-CS.

Description

AIGUILLEUR A LARGEUR DE BANDE ET FREQUENCE CENTRALE

VARIABLES POUR SATELLITES MULTIFAISCEAUX

Inventeur: Pietro de Santis Rappel des faits La présente invention a trait aux systèmes de télécommunications par satellite et, plus particulièrement, à une méthode et un dispositif novateurs pour la c-r. ande, a rcr des satellites, de la reconfiguration des connexions de faisceaux er. fonction du trafic dans un système de

téécommunicat:ions par satellites multifaisceaux.

Dans les systèmes à satellites de télécommu.ications

corerczaux actuels qui fonctionnent à 6/4 GHz (bande C).

i1/11 GHz (bande Ku) et 20/30 GHz (bande Ka), la connexité de 1i0 bord entre les faisceaux de liaison montante et de liaiscn descendante s'effectue par canal de répeéeur à l'aide de

réseaux de com-utation "staticue" dont les commuaeurs ssn:--

reconfiqgu:és à l'occasion - entre 50 et 190 fcis par an. Les mécanismes de cemmutation employés dan.s ces réseaux -.'een pour écouler du trafic en mode continu avec acces mui:ple pa: répartition en fréquence (AMR). D'autres systèmes à sa:ellites ont Une commutation "dynamique" avec des temps de reconfiquration de quelques millisecondes qui conviennent au trafic acheminé par paquets selon le mode d'accès multiple par répartition dans le temps avec commutation à bcrd du sate.;i:e (AMRT-CS). La commutation des trajets de communication entre plusieurs faisceaux de liaison montante et de liaiscn descendante est généralement le fait de matrices de commutation, au niveau du canal de répéteur. Ces matrices de commutation embarquées assurent la correspondance du trafic entrant (liaison montante) et du trafic sortant (liaison descendante), et les commutateurs ne changent que la voie de sortie connectée a une voie d'entrée donnée, sans toucher à La largeur de bande des trajets d'interconnexion respectifs. Cette connexité sera désignée ici sous le nom de conr.exité à larceur de bande ccnstante ("CB") et le trafic correspondant sera

appelé trafic "CB".

iO Les systèmes de télécomnunications A-. a l.arcejr de bande constante d'aujourd'hui n'emploient que des réseaux de connexité statique un-à-un entre les canaux de répéteur utilisant:es mêmes fréquences sur les liaisons montantes et descendantes et se cormposent de commutateurs coaxiaux mécaniques qui n'exigent pas de courant continu pour demeurer dans l'état ou ils ont eéte mis. Ce type de commutation repose cénéralement sur une architecture "de matrice de commutatizn recor. ficrable" utilisant des éléments modulaires "beta". Par contre, les systèmes à satellites de télécor.nunications kMRT-CS (accès multiple par répartition dans le temps avec comrmuat:on embarquée) à largeur de bande constante actuels emploient, entre les canaux de liaison montante et de liaison descendanrte, des réseaux de connexité qui font appel à des matrices de commutation hyperfreéquence (MSM) crossbar à coupleur, dotées de diodes ou de transistors à effet de champ (T-C) dont les temps de fonctionnement sont de l'ordre de quelques nanosecor.ndes. Cn ne connait à l'heure actuelle aucun système.kRT avec commutation à bord du satellite ayant des largeurs de bande variables. Lorsque la connexité des faisceaux à bord du satellite est représentée par une matrice dont les entrées correspondent aux largeurs de bande des trajets de connexion entre faisceaux, une fonction de connexxité CB pour un groupe de canaux de répéteur utilisant les mêmes fréquences dans un satellite (par exemple, 8 faisceaux) à un instant donné est dcnc représentèe par une matrice 8x8 qui n'a qu'un seul élément non égal a zeroc dans chaque rangée ou colonn. e. I1 s'agit généralemer.t d'une

matrice du type de celle ci-dessous.

NtJO DU FASCDAU DE LIA:SON DESC-ENLTk;--

1 2 3 4 S 6 7 8

1 0 BT O O O O O C

2 3, 0 0 0 0 0 0 0

u? ER0 3 O O O O O B 00 C DU

FASCEAU 4 0 0 B O O O O C

DE

LIAISON 5 O O 0 3 0 0 0 C

MONTAN/'E

6 0 0 0 0 BT 0 0 0

a O 0 0 0 0 0 0.

o BT est une largeur de bande de répéteur pour les canaux respectifs. Dans les systèmes A.RT-CS, la configuration des canaux est représentée par la même matrice [1], mais les éeéments de matrice non égaux à zéro changent périodiqerent te place. Une représentation complète de toutes les conr.nex:ons entre les faisceaux d'un satellite comprend plusieurs matrices de ce type et leur nombre est au moins égal à celui des canaux

de répéteur.

La connexite CB, en plus de la possibilité d'orienter les pinceaux vers les principales sources de trafic, s'est jusqu'à présent revélée suffisante pcur les grandes areères de trafic sur lesqaelles la connexité n'est modifiee qu'occasionnellement. Il se peut aussi que la connexitée CEB suffise pour les arteres de trafic à faible densité. Dans:e 0 cas, il y a un minimum de chanrgements de connex:-é à bc:i dc satellite puisque les porteuses sont dispersées dans ''espace

et dan.s le temps.

Récermr.,ent, r.éanrcins, en raison d'un trafic éma.nant d un assez grand nombre de petits usagers, on a mis au pcint

-, des sate'l.ites -lus -intelicents", dont la concept.

hautement adapt-able est extrémement efficace puisque dotés de trajets etrcits de connexite entre faisceaux avec des largeurs de bande reccnfizurables, comme, par exemple, la connexiteé embarquée avec largeur de bande et fréeJence centrale variables (VBVC). 'ci, l'efficacite de conception du satellite est définie corrme étant le rapport de la capacité à saturation à la capacité nominale du satellite, et ce rapport donne une

indication de l'efficacité d'utilisation des ressources de -

satellite, 'par exemple la façon dont la connexité de bord et la

couverture d'anternne sont adaptees au trafic.

Un aspect de cette invention permet de rnettre en oeuvre la connexité VBvcF sans auzmenter ie nombre d'A7OP (amplificateurs à tubes à onde progressive) dans un sate:!ite en subdivisant une largeur de bande de répéteur en plusieurs canaux plus étroits de largeur de bande variable, ce quii permet d'utiliser le même répéteur pour acheminer sur une artère de trafic à faible densité divers services ayant des besoins de conmexité différents. De récentes techniTues de linearisation des ATOP de satellite e: de nouvelles méthodes de modulationr rehaussent l'intért de cette conception. Par exemple, des services occupant une bande continue de largeur variable peuvent être affectés, sur demande, à une sous-bande S, dans i0 la largeur de bande de répéteur Br, et la larceur de bande restan:e 3--B3. peut ere divisee en un.e d- canaux VBVCF étroits convenant au trafic ultiporteuse avec un ncimbe variable de porteuses différentes. Dans ce mode de fonctior.emen:, un reseau de ccmmutation aig'ille ensuite chaque canal sur un fa.sceau de liaiscn descendante predeéerm:ne. Un circu.it a: rempl:t les fonctions de démultirlexaze VBVCF et d'aiguillage est appelé ici "ai:uilleur de bord' ie trafic APUU en mode continu avec cor.nex:eé VBVC embarTaée réalisée partiellement ou entieremer.nt par des réseaux de commutation de bord est appele ici "trafic AkY. avec commutation au satellite (AMRF-CS) VBVCF'. Selon un autre aspect de cette invention, la connexité CB existante est améliorée lorsqu'on ajoute la connexité VSVCF dans le même satellite, cette dernière étant assurée par un aiguilleur de bord pour la fonction de commutation erbarquée On verra plus loin qcue l'emploi d'aiguilleurs de bord pour la connexité VBVCF a éteé proposé dès 198C, surtout pour le trafic AMRF en mode continu. Par exemple, le brevet américain n 4 228 401 intitulé "Interconnexion des répéteurs de satellite de télécommunications au moyen d'un fi:tre passe-bande de largeur variable" délivré le 14 cctobre I930 décrit un systeme dont la charge utile n'a pas de dispossitf de commutation embarqué, mais dont les intercor.nex.ons de faisceauax reconfigurables sont obtenues au moyen de fi::es 1 VBVCF dans une architecture de filtres en série. Le fi:.7e j3VCF utilisé dans ledit système effectue deux trar.scs:tcns successives er. fréeuence du spectre de frécqences des socnaux, Far rapport aux bandes passantes fixes de deux f:ltres é,aux montés en serie. Malheureusement, cette tec.hnique bien c'uti'le dans cl autres apiicaticr.s (voir par exemple J. Melngilis et R. C. Williamson, "Filtre à larceur de bande continuellement

variable, de 5 à 100 %M!iz", Proc. 1977 Ultrasonics Symp.

pa-es 965-968), est d'ur.e utilité pratique marginale pour les voies de téàéccmmt.ications à phase linéaire (re:ard conssant) du fait des ondulations d'amplitude et de phase ui s'additionnent dans les filtres passe-bande mcntes en serie au voisinage de la fréquence de leur bcrd suéer::eur. Au contra:re, avec l'aiguilleur qui fait l'objet de la présene inventionr., la fonction de démultipiexage VBVCF est assuree par une combinaisor. commutable de filtres passe-bande mcontes en parallèle et ne souffre d'aucune impureté spect:ale injectée

par des filtres montés en serie.

Les aiguilleurs AMRF de bord proposés au debut des années 80 étaient destinés principalement à des satellites multifaisceaux fonctionnant à 30/20 GHz. On dispose dans ces bandes d'un large spectre de fréquences pour les communications commerciales par satellite (2 500 MHz, multiplié par le nombre de réutilisations des fréquences); les aiguilleurs étaient donc conçus à partir de plans de subdivision en canaux à large bande qui permettaient de loger de nombreux canaux elementaires multiplexés en fréquence dans des grandes largeurs de bande La reconfiguration était obtenue en triant parmi un grand r.crmre de canaux disponibles ceux qui répondaient le mieux à:a demande des usagers. Pour la connexité reconfigurable en bande étroite, ces aiguilleurs emploient de très grands groupes de filtres et de grandes matrices de commutation. La complexi:é du 1: maetériel airnsi que le poids et le volume de ces aiguilleurs les rendent peu intéressants et l'on a donc cherché d'autres solutions pcur l'a!guillage de bord, comme l'AMRT-CS (acces multiple par répartition dans le temps avec commutation embarquée).

Une excellente récapitulation des technique.

d'aiguillage AXNW-CS de bord mises au point sous l'égide de la NASA est présentée dans "Une comparaison de l'accès multiple par répartition en fréquence (AMRF) et de l'accès multiple par répartition dans le temps (AMRT) pour les stations terriennes à faible débit binaire" de G. Stevens, Mémoire technique 83430 de

la NASA, juin 1983. Une description détaillée de concept:Orns

antérieures d'aiguilleurs ARF de bord figure dans Technologies de charge utile AMRF avec commutation de bord (AMF-CS) dans des satellites non crégénérateurs" de P. de Santis, International Journal of Satellite Communications, avril-juin 1987, Volume 5, pages 171-190. On peut trouver des informations additionnelles dans les publications suivantes "Etude de systèmes à satellites de télécommunications de pointe employant l'XYRFCS" de J.D. Kiesling, document n' 80SDS4217 de G.E., contrat NASA n' NAS3-21745, mai 1980; "Communications par satellite à accès direct employant l'AMP--CS" de J. D. Kiesling, Proc. AIAA 8th CSCC, Orlando, Floride, 20 avril 1980, pages 627-633; et "Etude de services che: 'e o. clie.nt pour des systeres à satellites fonctionnant à 30/20 OH'", TRW Space and Technolocy Group, contrat NASA n NAS-3-22889,

Rappcrt final, document n 038050-011, 22 avril 1982.

Vu l'état actuel de la technolgie de bord et les difficultés rencontrées pour reconfigurer les canaux de repeteur avec les systèmes d'aiguillage de bord ar.térieurs, l'objectif de la presente invention est de fournir un système d'aiguillage pratique TAui auznente l'efficacité et la souplesse des mcyens

de répondre à la demande de trafic.

Un autre but de la présente invention est d'utiliser avantageusement les réseaux de commutation CB de bord existants pour améliorer les capacités d'acheminement du trafic de ces réseaux. Un but plus specifique de la présente invention est de fournir un système permettant, par reconfiguration, de divise: la largeur de bande d'un répéteur en un minimum de deux sous-bandes de largeur variable, dont une sous-bande au mc:ns

est encore subdivisée pour obtenir plusieurs sous-canaux VBVCF.

Un autre but encore de la présente invention est de fournir un système d'aiguillage du trafic, sous la forme d'un démultiplexeur avec des canaux VBVCF à linéarité de phase, utilisant une architecture "parallèle", et reposant sur une classe de formats de subdivision en canaux a plusieurs n veaux réalisés de préférence en multiplexant des circuits dans le temps et en fréquence Enfin, la présente invention à pour autre oujet de fournir un aiquilleur de bord avec aiguillage progranrab:e des sous- canaux vers des faisceaux de liaison descendante, dans lequel chaque sous- canal peut écouler du trafic en mode paquets

(AMRT-CS) ou en mode continu (AMRF-CS).

Résumé de l'ir.vention Certains aspects de l'invention sont réalisés au moyen d'une méthode et d'un aprareil dans lesc"=e:s l'amélioration de la connexité CB est de préférence obtenue ràce à un dispcsit:f tel qu'un aiguilleur de bord, associé à un réseau de cor_.exite CB existant dans un satellite de télécommunicatior.s multifaisceau employant plusieurs canaux de répéteur. Les trafics CB et VBVCF sont envoyés au satellite dans des faisceaux de liaison montante de largeur de bande et de fréquences centrale do=nées, Au satellite, la larceur de bande de chaque faisceau de liaison montante est divisée en plus'eurs canaux de répéteur de largeur B1. Les canaux de répeteu: 2- écoulant du trafic VBVC? sont eux-mémes subdivises en un certain nombre canaux de sous-répéteur par l'aiguilleur de bord. Un de ces canaux fournit une bande continue de largeur variable qui convient particulièrement au trafic AMRT-CS à

débit de paquets variable.

On peut mieux juger la méthode et le dispositif en se reportant à la matrice [1] ci-dessus et en admettant que du trafic VBVCF est présent dans les faisceaux de liaison montante 5. 6, 7 et 8 et dans les faisceaux de liaison descendante 4, 5. 7 et 8. La matrice de conn.exité CB amélioree [2] se présente ainsi:

îl UNL'ERO DU FAISCEAU DE LIAISON DESCEN'd-3AN?--

j = 1 2 3 4 5 6 7 8

= 1 B" 0 0 0 0 0 0

2 B-' O O O O0 0 0 0

N.,-P.O 3 0 0 0 0 0 s a 0 0 O DU

_5 FAISCEAU 4 O 0 BT' 0 0 0 0 0

DE

LIAISON O Bx B O0 Bs, B,.

MON AIN E

6 0 0 0 B. B3x 0 B., B, 7 O O 0 B,. Bs O B., ^Bx

8 0 0 0 B.. B,i 0 Bx, B,.

o les entrees accompagnées d'un astériscue () représentent le trafic CB et les autres le trafic VBVCF. Les trajets de connexité de largeur de bande BT. sont établis par un réseau il de connexité CB, alors que les trajets B,, (i - 5,6,7.8 et j. 4,5,7,8) et 3., (i - 5,6,7,8) sont établis par l'aiguilleur de bord. Dans la matrice [2], la largeur de bande 3,, est une fraction de la largeur de bande BS d'un répéteur, et les trajets B,, sont des fractions de la large-:

restante BT - B,,.

EJ Bi B- - B., 3 La reconfiguration VBVCF est effectuee en chanceanz les 'a.e.s

de B,,, B,,.

Une méthode préférée pour améliorer le traf:c CE dans un réseau CB de bord existant consiste à relier un d:srcs '.f, comme un aiguilleur de bord, au réseau CB. Cette méthode comprend également la division de la largeur de bande de répéteur en deux parties, dont une est ele-méme subdlvisee en canaux pour constituer les largeurs de bande et fréquences

centrales respectives des canaux eéléementaires de trafic VEvCF.

le ré-aiquillage du trafic VBVCF vers les faisceaux de i:a:s.n descendante via le réseau CB, e: la ccmmande de la fréeuence centrale et la largeur de bande (c'est-àa-dire la valeur de 3x:

et Bij) des canaux VBVCF.

Dans cette invention, un aiguilleur de bord est mcnté en série et fonctionne simultanément avec des réseaux CB existants dans le satellite. L'aiguilleur est capable de recevoir le trafic VBVCF de largeur de bande et fréquence centrale données, de diviser la larzeur de barnde de répeeeu: en deux sous-bandes au moins, de sutdlviser en canaux au moins une de ces sous-bandes pour établir plusieurs canaux élémenta::es qui écoulent le trafic VBVCF et d'effectuer une commutation pour transposant les trajets de liaison montante à liaison descendante ou établissant la correspondance er.ntre eux, dans l'alguilleur et dans le réseau CB. La largeur de bande et la fréquence centrale des voies VBVCF élémentaires peuven: être

commandées de l'extérieur.

Le système peut écouler le trafic CB et VBVCF, bien que le trafic CB demande une connexité à largeur de bande constante et des reconfigurations occasionnelles e: Ne le i trafic VBVCF demande une cornexité à largeur de bande var:able Ces caractéristiques, aspects et fonctions de linven::on, ainsi que d'autres, deviendront évidents aux

experts en la matière lorsqu'ils verront la description des

exemples de réalisation et les dessins qui les accompagnent.

Les revendications énoncées en annexe font ressortir les

caractéristiques de cette invention.

Description succincte des dessins

La Figure 1A représente le schéma fonctiorn.nel. d un aiguilleur de bord préféré, construit selon la presente invention et relié au réseau de connexité CB type d'un satellite. Les plans de fréquences de liaison montante et de

liaison descendante sont également dornnés.

La Figure lB est une description conceptuelle des

caractéristiques de largeur de bande en fonction du temps de l'aiTuillage de canaux obtenu au moyen de l'aiguilleur de bocrd

représenté sur la Figure 1A.

La Figure 2 représente la section d'entrée 40 de l'aiguilleur de bord de la Figure lA et montre un plan théorique de fréquences de liaison montante 20 pour un groupe de répéteurs utilisant la même fréquence dans un satellite de télécommunications à N faisceaux, un plan de subdivision en canaux 30 réalisé au moyen de l'aiguilleur de bord pour

l'aiguillage à travers le réseau de cor.nexité CB, et un par.

préféré de subdivision de la bande (60) nécessaire pour mettre

en oeuvre les principes de la présente invention.

La Figure 3 est un schéma fonctienr.e d'un reseta ce commutation préfére incorporé dans l'aiguilleur de bord de 'a Figure LA, et elle représente également les détails d'un

élément de la matrice de cornutation crossbar de la Ficure 3.

La Ficure, iliustre le concep: de base du réseau de

commutation envisagé dans la présente invention.

Les Figures 5(a) à 5(c) illustren. un exemple pratigue de l'aiguillage de canaux et de la cormutation commandée dans

l'aiguilleur de-bord de la Figure 1A.

La Figure 6 est un schéma feonctionnel d'un aiguilleur

de bord préféré construit suivant la présente invention.

Description des exemples de réalisation

Sur les Figures lA et 13, un aiguilleur de bord 10 est couplé à un. réseau de connexité CB de tord 12 pour amnéi-cer la connexité CB. L'aiguilleur 10 et le réseau CB 12 se trouvent dans un satellite de télecommufnications et fournissent des trajets d'interconnexion reconfigurables entre les faisceaux de liaison montante et de liaison descendante, suivant les exemples de plans de fréquences 11 et 13 respectivement. Ces trajets peuvent acheminer du trafic numérique en provenance de systèmes téléphoniques à signaux vocaux numerisés et/ou de systèmes de communications de données employant des vitesses variables pour la transmission des donnees, ainsi que divers volumes de trafic ME analogique. Ils peuvent également

acheminer du trafic AX-k.F ou AMIRT d'après la présente inventicn.

Comme déjà indiqué, CB désigne le trafic de répéteur à largeur de bande constante alors cque VBVCF désigne le trafic de sous-répéteur à largeur de bande et fréquence centrale ! variables. La largeur des rectangles dans les blocs des plans de fréquences 11 e: 13 indique généralement la largeur de bande requise par le trafic sur un trajet particulier. Les lignes en trait plein et en pointillé correspondent au trafic CB et VBVCF respectivemernt. Par exemple, les quatre premiers blocs du plan de fréquences 11 de liaison montante représentent du trafic CB qui occupe la totalieté de la largeur de bande de répéteur B-, et les rectangles dans les quatre derniers blocs du plan 11 représentent la largeur de bande nécessaire pour le trafic

VBVCF dans chacun des quatre canaux 5-8.

Le plan de fréquences de liaison montante 11 montre comment les répéteurs peuvent etre divisés en canaux avec la matrice de connexité [2] améliorée precédemm.ent définie. On entend par plan de fréquences de répéteur une division donnée de la bande de fréquences d'un répéteur en un ensemble de sous-bandes correspondant aux divers trajets de trafic. Chaue bloc du plan 11 porte un numéro de deux chiffres; le premier chiffre est le numéro d'identité du faisceau d'origine et le second le numéro du faisceau de destination; on retrocuve ces numéros aux entrées et sorties respectives de l'aigu:iieur 10 et du réseau C3 12 sur la Figure 1A. De mème, le plan de fréquences de liaison descendante 13 indique la nature des canaux de liaison descendante et éegalement les seénences de trajets transposés au moyen du r.uméro des faisceaux d'criz.ne et de destlnation. Un rec:angle qui comprend plus d'un n'eéro de deux ch:ffres signifie qu'une largeur de bande particulière

est utilisée pour un grand nombre de trajets d' interconnr.r.exion.

Les numéros à deux chiffres entre parenthèses représentent le trafic ?TR.CS et ce1x sans parenthèses représentent le trafi:c Dans la présente invention, le plan de fréquer.ces 13 montre egalement les cornexions et transpositions types de faisceaux commutés a bord du satellite, pour le trafic CS et BVCF. Les faisceaux de liaison montante 1-4 écoulent du trafic CB qui passe par le réseau de connexite CB 12 et les faisceaux de liaison montante 5-8 écoulent du trafic VBVCF qui passe par le réseau 12 et l'aiguilleur 10. L'aiguilleur 10 est reliée en série au réseau de connexité statique 12 et fonctiornne simultanément avec ce réseau. il divise également le trafl VBVCF et l aiguille vers les faisceaux de liaison descendante appropriés. Aux fins d'illustration,,l'aiguilleur 10 se compose d'un filtre VBVCF relié en parallèle à un subdiviseur en canaux

interne multi-éeage (MSC) décrit dans le cadre de la Figure 2.

Le MSC est relié à un réseau de commutation crossbar à coupleur, commandé par le contrôleur kMtRT-CS 14 et l1 contrôleur AMRFP-CS 16. Les commutateurs dans n'importe queile rangée de la matrice de commutation peuvent être actionnées intervalles réeuliers pour les applications A.NRTcs (transmission par paquets) ou suivant un plan tempcrel de reconfioura::cn typ.iTqe des applications XMRF-CS (transmission en mode ccntinu) resrectivement, en utilisant soit le contrôleur AM7T-CS 14, soit le contrôleur AMRF--CS 16. Les points de commutation dans l'aiguilleur 10 commandé par 'e contrôleur AMRT-CS 14 sont indiqués par des ronds vides et les points de comrutaticn commandés par le contrôleur AMRF-CS 16 sont représentés par des points noirs. Cette configuration de -a matrice de commutation ne dure quu'n instant. A,in autre instant, les contrôleurs de commutation 14 et 16 pe'jvent

effectuer d'autres configurations de commutation.

2- La F:gure i(B) représente la largeur de bande en fonction du temps d'un plan hypothétique de subdivision en canaux dans le cas de trafic provenant du faisceau de liaison montante no 5. Les numeros à deux chiffres de la Figure 1(B) qui représentent les trajets origine/destination correspondent aux numeros de la Figure 1(A). La division en scus-canaux correspond également. A l'instant t = 0, la largeur de bande B., est initialement utilisée pour un mode de diffusion AY.nR-CS via les tra;ets [55], [57], [58], dans lequel le trafic arrivant du faisceau 5 est simultanément diffusée aux faisceaux de liaison descendante 5, 7 et 8. A l'instant t = t', le fonctionnement passe au mode AMRT-CS avec une durée de trame T,. Dans chaque trame Ti. l'information dans le sous-canal 3., est multiplexée dans le temps via les trajets respectifs [55], [57] et [58]. A l'instant 2 ti, une reconfiguration de l'aiguilleur se produit et la largeur de bande B., affectée aux trajets [55], [57] et [58) dans le mode AMRT-CS est ramenée à B',s, et simultanément la duree de i0 trame passe de T, à T, et les intervalles multiplexés s'agrandissent. La largeur de bande (B.,-B,,) est maintenant utilisée pour élargir la bande du trajet d'interconnexion [541 acheminant le trafic kAhW-CS. Une autre reconfiguration se produit à l'instant t = tz. Dans ce cas, la largeur de bande ne change pas mais les trajets en mode F,-.-CS [55] et [57] qui ont une durée de trame T, sont transformes en un trajet [57] en mode continu AMRF-CS ayant la

mème largeur de bande.

Aucune commutation de trafic CS ne se produit dans l'aiquilleur 10. Le trafic CH est commuté uniguement par le réseau de connexité statique 12 et le trafic VBVCF est commuté indépendamment par l'aiguilleur 10. On peu: donc employer des techniques différentes pour la commutation du trafic CB et du

trafic VBVCF, en fonction des besoins des deux types de trafic.

L'aiguJilleur 10 comprend des matrices de commutation et des moyens de commande pour aiquilier indépendamment, via le réseau 12, le trafic d'arrivée vers des faisceaux de liaison descendante particuliers. Il est doté également de groupes de filtres pour la subdivision en canaux d'une portion du canal de répéteur en largeurs de bande et fréquences centrales réglables, et il établit donc ainsi des trajets à bande étroite pour les canaux élémentaires de trafic VBVCF. Il est préférable cue ces groupes de filtres passe-bande aient une grande sélectivité aux frontières. Cette sélectivité aux frontières, exprimée en dB/MHz, est définie ici comme le rappcrt de 39 dB à la largeur de bande de transition de 1 à 40 dB, c'està-dire la différence entre la largeur de bande à 40 dB et la largeur de

bande à 1 dB, divise par deux.

La Figure 2 montre la section d'entrée de laicu.-

leur 10 et illustre la division en fréquences type d'un des

huit canaux de répéteur. La description de ce canal vaut tout

aussi bien pour les sept autres. On voit également sur la Ficure 2 un plan de fréquences idéal 20 de liaison mcr.ntante pour un groupe de répéteurs utilisant les mêmes fréquences dans un. système de télécorrunrications par satellites à N faisceaux, un exemple de plan de fréquences 30 mis en oeuvre au mcyen de l'aiquilieur de bord 10 et un schéma 60 de division de la bande

utilisé pour atteindre le but de la présente invention. Unr.

système de télécommunications par satellite type comprend plusieurs de ces groupes de répéteurs pour relayer le trafic entre les faisceaux. Dans les plans de fréquences 20 et 30, chaque canal de trafic est représenté par un trapèze dont les côtés supérieur et inférieur délimitent la largeur de bance utile (par exemple. à 1 dB) et la largeur de bande à 40 dE Cn appellera donc bande de garde Bc la distance entre les cotes

supérieurs de deux trapèzes adjacents.

La fréquence centrale d'un répéteur est définie comme étant foc - (fT, + fl,)/2, o fT, et fr" sont les fréquences des bords inférieur et supérieur respectivement et marquent les points d'atténuation de 1 dB. Par exemple, le trafic monoporteuse à débit binaire variable dans le plan de fréquences 20 occupe une largeur de bande utile S. 22 comprise entre fr, et f,,, et le trafic multiporteuse occupe une largeur de bande B? - B, comprise entref. et fr,. Dans cet exemple, le trafic multiporteuse est affec-e a deux trajets de connexité 23 et 24, chacun véhiculant du:raf::

destiné au mée faisceau de liaison descendante.

Le plan de fréquences 30 de l'aiguilleur de bord se compose de préférence de deux bandes passantes adjacentes fixes 31 et 32 dont la largeur de bande utile est comprise entre f, et f, pour la bande passante 31 et entre fa, = (fo2 + Bc) et f,. pour la bande passante 32. Les bandes passantes 31 et 32 ne sont pas nécessairement adjacentes. mais il est préférable quelles le soient pcur utiliser efficacement la largeur de bande totale du cana: de répéteur. Les parties sombres des bandes passantes * et 32

correspondent au trafic 22. 23 et 24 du faisceau n 2.

respectivement. La bande passante 31 est affectée à du trafic monoporteuse et elle est constituée par un filtre passe-bande de largeur fixe qui a une grande sélectivité aux frontières pour obtenir une bonne utilisation du spectre. On suppose I're la largeur de bande de transition de 1 dB à 40 dB 33 à la fréquence fAi du bord supérieur est égale à la bande de carde Ba associée au M-ième niveau de subdivision en canaux de la bande passante 32. Dans ces conditions, le brouillage provenan: du canal adjacent (ACI) entre le trafic monoporteuse et le trafic multipcrteuse est atténué de plus de 39 dB. La fréeTence

centrale de la bande passante 32 est fóc = (f, + f,.)/2.

Cn l'appelle ici la "fréquence centrale de l'aiguilleur' dont le choix dépend esser.tiellement de la technologie utilisee pour

réaliser les filtres de l'aiguilleur.

Une autre contrainte vient s'ajouter a la mise en oeuvre du plan dans l'exemple sur la Figure 2, a savcir, fR2-fo, = fR,-fg> = B-. BT représente la plus grande valeur requise pcur que f.. - fo, prernne n' imcr.e quelle va:eur de O ' Bx 5 B3. Dans la pratique, en suppcsant un facteur de charge minimum LFm, = 100 Bx-..../B pour le trafic monoporteuse, cette inégalité devien: Bx- B 3= ( LF. ()/1OC s5 B- [4] et f.. - f= - Bx.. [5] Far exemple, si LF,. = 50 % Bx,mi = BT/2 et f, - f,, = B3 [6] f. - foi: BT/2 [6 J La bande passante 32 est réutilisee M fcis par M groupes de filtres dans l'aicuilleur 10. Les M groupes de filtres sont montés en parallèle pour éviter la distorsion additive propre aux flJtres monetés en série. Chaque groupe de filtres constitue un "étage" d'un subdiviseur en canaux "parallèle" A plusieurs étages et exécute un "niveau du plan de subdivision en canaux à plusieurs niveaux. Chaque groupe de filtres divise essentiellement la largeur de bande 32 en un nombre de canaux VBVCF élémentaires. Dans chaque étage. les

canaux élémentaires diffèrent par leur fréquence centra!e e.

peuvent avoir des largeurs de bandes utiles, des largeurs de bande de transition et des bandes de garde égales ou différentes. D'après une disposition possible, les N fr:ir-s passe-bande dans le i-ième étage de subdivision en canaux on: une même valeur nominale pour la largeur de bande B,, 'a bande de garde B,, et la largeur de bande de transition de

1 à 40 dB Ft',. afin de minimiser la complexité du matériel.

Le niveau de subdivision en canaux ayant le plus petit nombre N, de canaux élémentaires sera appelé niveau le plus bas. Le niveau de subdivision en canaux ayant le plus grand nombre N.

de canaux élémentaires sera appelé le plus haut niveau.

Lorsque deux canaux adjacen.ts séparés par deux filtres passe-bande ont le même affaiblissement d'insertion aux fréquences limites et que la bande de garde.u. les sépare est

ac. le brouillage entre canaux adjacents maximum ACI,...

(c'est-à-dire le rapport C/I minimum si C est la puissance du signal utile et I la puissance du signal brouilleur) causé par un canal adjacent ayant une fréquence centrale plus basse est donc, dans un canal donné, égal à l'increment daffaiblissement d'insertion du canal adjacen.t associé à une augmentation de B0 dans la fréquence du bord supérieur Si le canal adjacent a une fréquence cenrrale plus élevée, AC:,.. est égal à l'incrément d'affaiblissement d'insertion dans le canal adjacent associé à une réduction de BG dans la fréquence du

bord inférieur.

Dans la présente invention, les plans de subdivision en canaux préférés remplissent la condition suivante. Le multiplexage par répartition en fréquence des canaux élémentaires choisis à des niveaux différents de subdivision en canaux engendre une séquence de canaux VBVCF dans laquelle (ACI)..t entre deux canaux est inférieur à une valeur

spécifiée. ou blen (C/I).,n entre deux canaux quelconques es-

supérieur à une valeur spécifiée. Une formule mathématique qui

remplit la condition susvisée est donnée ci-après.

(1) La largeur de bande utile (c'est-à-dire à 1 dB) devant être subdivisée en canaux est entièrement occupée par un nombre entier N. dé canaux élémentaires de largeur de bande Bn plus un nombre entier (N,-!) de bandes de garde BN, soit: BT - Nm En r (N. - 1) B [7] (2) En se reportant au plan de fréquences 30 de l'aiguilleur de la Figure 2, et en ad.ettant que àF! = Bom et n, (nombre entier) = N./N, pour qu'un canal du i-ième niveau remplace éventuellement n. canaux du M-ième niveau, il faut que B, + 2aF, = nB, + (n,-l) Bo. + 2Bo 8 De façon plus générale, l'équation [8] peut être réécrite sous 251a forme paraemétriue suivante: 3, - nB. + o(N,-1)BoM [9] AF, - Bo [(1 + a + ni (1 - a)2/2 10] en utilisant un paramètre 0 5. z 1 que l'on choisit en fonction des ressources disponibles (par exemple, spectre de fréquences et technologie des filtres) ainsi qu'en fonction des besoins du système. Les graphiques de spectre 60 de la Figure 2 représentent une partie d'un format de subdivision en- canaux cou

ni = 2 pour les trois cas a = 0, O < a < 1 et = 1.

Pour a = 1, La largeur de bande de transition est minime et permet donc une plus grande largeur de bande utile -cur ecou.er l'information. (3) La condition pour que (C/I), entre deux canaux adjacents au i-ième niveau soit supérieur à une valeur min:mun (C/I).^ est remplie lorsque Bo, = 2aF - B = B [ n. (1 - a)] Les formats de subdiv:sion en canaux qui satisfont aux équations [7] à [11] et ont des valeurs différentes du parametre î diffèrent les uns des autres d'un facteur de forme des canaux (SF, = 1 + 2AF,/B,), du rendement d'utilisatcon du spectre (n, - 100 N,B,/Bt) et du brouillage entre canaux adjacents (C/I),. Par exemple. le format de subdivision en canaux 30 de la Fiqgure 2 (format en "mur de briques") donne un q, maximum et remplit la ccndition : = 1, de sorte que. d'après les équations [10] et [11] Bc, = av, = 6FM = BGM [12' Pour N, a 12, un format de subdivision en canaux en mur de briques a cinq niveaux possibles, comme indique dans le tableau ci-après (13]: NIVEAU DE N, n, = O SUBDIVISION S, n

EN CAUX.

i 1 2 6 1,291 88,88 1.069 98,30

2 3 4 1,312 85,71 1,105 96,81

3 4 3 1,333 84,21,143 i94.9: [13

4 6 2 1,3,5 82,75 1,222 91.52

M c 12 1 1 1,500 81,30 1i.500 I1,JD en ayant admis que B:./B. = 0,25, à savoir, SF, = 1,5. Sur la Figure 2, les niveaux de subdivision en canaux indiqués correspondent aux niveaux i = 2, 4 et 5 ci-dessus. On constate dans le tableau [13 qeue par suite de la condition a. = 1., SF. diminue et À, augrer.:e a mesure Tiaum.ente la largeur 1 de bande de canal elémentaire 5, (par exemple, niveaux plus bas de subdivision en canaux). Une diminution de SF. à des niveaux trop proches de l'unité (fitre idéal ': type boite

rectangu!aire) risque de poser de sérieux proz'emes technczo-

giques dans une réalisation pratique de ces filtres aux plus 2C bas niveaux de subdivision en canaux. Cn peut donc pour cette raison envisager d'autres formats de subdiv.iscn en canaux, par exemple, avec des valeurs plus faibles du paramètre =. En général, pour 0 S ac 1, n. + 1 -: (nn -!) {14]

SF, -1 +

n. (<B/Bc,).. (N, + 1) Par exemple. pour - O. le tableau [13] montre que

SF, - 1,291 (au lieu de SF, - 1,069 pour a - 1).

Malheureusement, des facteurs de forme plus élevés donnent de plus faibles rendements d'utilisation du spectre. Une solution optimale consiste en un compromis entre les valeurs de SF,,

n, et ACI,.

Passons maintenant à la description de la section

d'entrée 40 de l'ai.cuilleur (voir la Figure 2). La section d'entrée 40 comprend un convertisseur-abaisseur de fréquence d'entrée 41. un circuit de mise en parallèle 46 à un accès d'entrée et deux accès de sortie, qui couplent en parallèle un filtre passe-bande 50 ayant la caractéristique de transmission de la bande passante 31, et un subdiviseur en canaux 55 qui

créé les sous-canaux dans la bande passante 32. Le convertis-

seur abaisseur 41 est un circuit classique qui abaisse une bande de fréquences particulière d'une fréquence centrale donnee à une fréquence centrale plus basse et qui peut être réalisé au moyen de circuits couramment disponibles, par exemple, un mélangeur de fréquences suivi d'un filtre. On peut réaliser de plusieurs façor.s classiques un circuit. met en parallèle deux circuits de filtres passe-bande comme le filtre passe-bande 50 et le subdiviseur en canaux 55 avec un affaiblissement d'insertion minimal entre les accès d'entrée et

de sortie, selon la construction des filtres de l'aiguilleur.

Par exemple, on peut utiliser deux circulateurs à trois acces, montés en série, un accès aboutissant sur une charge adaptee si les filtres fonctionnent aux hyperfréquences; ou bien on peut le construire à l'aide d'un réseau en échelle à k constant si les filtres fonctionnent aux fréquences des ondes acoustiques de surface (SAW). Voir par exemple "Les propriétés d'un groupe de filtres contigus en échelle à K constant fonctionnant aux fréquences des ondes acoustiques de surface" par D.C. Webbs et C Banks, IEEE Trans. on Sonics and Ultrasonics, Vol. SU-23.

n 6, pages 386-393, novembre 1976.

Le subdiviseur en canaux 55 comprend un diviseur de puissance 1:M 51 qui divise la puissance d'entrée dans la bande passante 32 en M branches parallèles comprenant M groupes de filtres 52, 53 et 54. Toute perte 10 log,oM (dB) provenant de la division de puissance peut être partiellement ou totalement

(selon les besoins) compensée par des amplificateurs lineaires.

La section d'entrée d'aiguilleur 40 comprend également une source de fréquence synthétisée 45 qui engendre une fréquence d'oscillateur local f O + B., cO fL0 = fTC - fc, et Bx varie entre zéro et B3 par échelons discrets de largeur B, = (B. * Bu). Cn emploie de préférence une source à quartz avec un compteur à division par n pour obtenir la stabilité de fréquence voulue, bien qu'il soit possible

d'utiliser d'autres types de sources stables.

Si l'on suppose un facteur de charge minimum LF, Bx varie alors dans l'intervalle BKx.,. < Bx < BT. Le

signal de trafic d'entrée est appliqué à l'accès 43 c- conver-

tisseur abaisseur 41 et, simultanément, un signal d'oscillateur local de fréquence fLo + B'x (o B'x = Bx + Bc) est appliqué au convertisseur abaisseur à travers l'accès 42. Le convertisseur abaisseur 41 transpose fx, sur fR,, en suivant la relation fx, - (f.o + B'x) - fa,. De la sorte, tout le trafic monoporteuse reste dans la bande passante 31 et tout le trafic multiporteuse se trouve dans la bande passante 32. Le trafic dans la bande passante 32 sort du circuit de mise en parallèle 46 par l'accès 47. La sortie 47 est reliée à l'entrée 48 du diviseur de puissance l:M 51 qu! envoie les signaux d'arrivée aux M groupes de filtres 52, 53, 54. Le groupe de filtres 52 met en oeuvre le plus bas niveau de subdivision en canaux et engendre N. sorties 56 de largeur de bande BL. Le groupe de filtres 53 met en oeuvre le niveau de

subdivision en canaux suivant et engendre N, canaux éeiémen-

taires 57 de largeur de bande Bi. Le dernier groupe de f filtres 54 met en oeuvre le plus haut niveau de subdivision en canaux M et engendre N. canaux élémentaires 58 de largeur de ! bande BS. Les sorties 56, 57 et 58 sont appliquées aux accès d'entrée d'un réseau de comrnutatior. dans l'aiguilleur 10 que on décrit plus loin dans le cadre de la Figure 3. Bien que trois étages soient décrits pour mettre en oeuvre les M niveaux de subdivision en canaux, l'invention ne se limite pas à trois

étages.

La Figure 3 est un schéma fonctionnel du réseau de commutation 90 qui s'ajoute au filtre passe-bande 50 (Figure 2) ainsi qu'au subdivise,ur en canaux 55 (Figure 2). afin de commuter les M accès 56, 57, 58' (Figure 2). Le réseau 90 remplit les fonctions suvantes: i) sélection de n'importe quel canal élementaire à n'importe quel niveau de subdivision en canaux; ii) multiplexage des canaux sélectionnés au moyen de techniques MR: (multiplexage par répartition en fréquence), et iii) aiguillage des groupes de canaux formés au ii) vers les

faisceaux de liaison descendante voulus. Le format de subdivi-

sion en canaux 30 (Figure 2) et, en général, les formats de subdivision qui satisfont aux équations [7] - [11] permettent au réseau de commutation 90 de remplir les deux fonctions indiquées sur la Figure 4, à savoir (a) la connexion d'un des nombreux signaux d'entrée. dont les bandes se chevauchent, à un seul accès de sortie, à des instants successifs dans le temps, et (b) la ccnnexion simultanée de plusieurs signaux d'entree, dont les bandes ne se chevauchent pas, à un seul accès de sortie. Le reseau 90 est de préférence mis en oeuvre à l'aide

de deux réseaux de commutation à plusieurs accès qui remplis-

sent ces fonctions et que l'on appelle ici réseaux de

commutationr. 60 et 8C.

-, -Le réseau de commutation 60 (Figure 3) est réalisé au moyen d'"ne rangée de commutateurs unipclaires à plusieurs directions (SPmT, ou m - 2, 3, 4.... M) 62-70 connectés aux

sorties 51, 52. 53 et 54 du subdiviseur en canaux par l'inter-

méd.aire d'un réseau d'interconnexicn 61. Or. peut avantageu-

2C sement cormmander les commutateurs 62-70 au moyen d'une unité de commande 103 de la façon habituelle (par un microprocesseur ou

par des moyens mécaniques) à bord du satellite ou automatique-

ment par des signaux de télécommande, ou encore par d'autres

moyens bien connus.

Le réseau de commutation 80 comprend de préférence une matrice de commutation crossbar avec (Nm + 1) colonnes 81, 82, 83, 84. 85, 86, 87 et Nx rangées 871, 872, 873, Nx étant le nombre de faisceaux de liaison descendante. Chacun des points d'intersection de la matrice de commutation 80 peut fonctionner dans le mode "diffusion" (une entrée et plusieurs sorties) et dans le mode "convergence" (plusieurs entrées et une sortie). Ces points d'intersection peuvent être par ex.er.,le du type indiqué à la Figure 3, avec un commutateur unipolaire à une direction 93, un circuit-pont 94 et deux coupleurs directionnels 95 et 96. Cette architecture est couramment utilisée dans les matrices de commutation hyperfréquence de bord. Voir par exemple "Matrice de commutation hyperfréquer.ce 13 du type crossbar à coupleur" par P.T. Ho et al., Proceedincs IEEE-MTT Symp. juin 1982, pages 239-241. Chaque colcr--e de la matrice de commutation du type crossbar peut être commandée par une des deux unités de commande (CU), -le contrôleur AMRT-CS 101 ou le ccntràleur XMPF-CS 102- qui peuvent fournir des signaux pcur une reconfiquration périodique rapide (AM.RT-CS) ou pour une reconfiguration apéricdique (AP.5-CS). Les Nx sorties 91 de la matrice de commutation 80 proviennent du réseau de cc=mutation SPmT 60 aux points de connexion 71, 72 et 73, ou directemen: du subdlviseur en canaux 55 (Figure 2) au 26 point de connexion 74 et du filtre passe-bande 50 de la Figure 2 à l'interconnexion 75. La Figure 4 illustre le principe des connexions du subdiviseur en canaux dans une situation théorique, On peut voir sur la Figure 4 que le réseau de commutation 90 de la Figure 3 peut coupler un des nombreux signaux d'entrée avec des bandes qui se chevauchent à un seul accès de sortie à des instants successifs, et/ou de connecter simultanément plusieurs entrées avec des bandes qui ne se chevauchent pas à un seul accès de sortie. On y voit un format de subdivision en canaux avec N, - 3, N. - 4, N. - 6 et Na - N. - 12, Les bandes marquées par les mêmes hachures ou s)ynboles sont commutées par le même commutateur S?mT, à l'exception des bandes du 4e niveau marquées d'une croix si sont destinees au trafic relié directement à l'accès d'entree 74 de la matrice de commutation crossbar 80 de la Figure 3 La séparation des bandes en groupes comrmutes par le meme commutateur SmT a été faite en appliqtant le critère du ncrl:e minimm de commutateurs. On acet toutefois que des critères différents peuvent être adoptés, par exemple, un nocmre min:mum

de directions dans chaçue commutateur.

D'après l'exemple de la Figure 4, on constate que l'application de ce critère donne,on reseau de commutation composé de trois cotmutateurs unipolaires à 4 directions (Sr4T), un commutateur SP3T et deux ccm. mutateurs SP2', et que six filtres sur 12 dans le 4e étage de subdivision en canaux sont directement reliés à la matrice de commutation. De façon plus générale, l'application du critere du ncmbre minimun de commutateurs donne les caractéristiques suivantes qui sont évidentes sur la Figure 3. L'entrée du réseau de commutation 90 Tui provient du M-ième groupe de filtres se divise en deux groupes de canaux élémentaires 54 et 55:un groupe de NN., canaux est dirigé sur le réseau de commutateurs SPmT 60 et les N.-N.., canaux restants vont directement jusqu'à plusieurs accès d'entrée 74 de la matrice de commutation du type crcssbar 80. La structure du réseau de commutateurs SPmT 80 (voir la Figure 3) est la suivante: 3i Nombre de Type de commutateurs commutateur

N, SPMT

N. - Ni SP (M-1)T[15] N. - Ni SP (M-2)T

N.-, _ N. SP2T

Total: N., On voit au Tableau [15] que le nombre total de commutateurs SPmT est fonction de N,.,, et que M et N influent sur la complexité et le nombre de coImutateurs SM:, les plus grands. La taille de la matrice de cormmutation

crossbar 80 est fonction de N. et de Na.

La Figure 5(a) illustre un mécanisme aqui permet d identifier et d'étiqueter toutes les séquences de canaux VBVCF que peut produire un subdiviseu: en canaux donné. A titre d'exemple. on a retenu un format de subdivision en canaux dans

0 lequel N,=2, N2=4, N.N,=l16.

La Fi^^^e 5(b) représente une séquence de s. -divsicn

en canaux qui a été retenue comme exemple de mise en ceuvre.

La Figure 5(c) représente les circuits d'un réseau de commutation du type illustre sur la Figure 3, les commutateurs étant réglés pour produire le schéma de subdivision en canaux

de la Figure 5(b).

Sur la Figure 5(a), l'étiquetage des séquences est effectué a l'aide d'un diagramme en treillis superposé au plan de subdivision en canaux du subdiviseur. On a adopté une représentation numérique binaire qui peut être mise en oeuvre avec des signaux de commande numériques. Les signaux de commande sont engendres par des unités de commande comme les unités 101, 102 et 103 de la Figure 3. Sur la Figure 5(a), chaque séquence de canaux VBVCF possible est identifiée par un trajet à l'intérieur du diagrarmme en treillis et représentee par des lignes en pointillés (branches) et des points noirs (noeuds). Chaque branche est associée aux canaux en-dessous et chaque noeud représente un choix possible parmi les canaux de différents niveaux. A partir du noeud 161, on peut commencer la séquence de canaux VBVCF soit avec un canal à large bande du premier niveau (branche 00), un canal de mcyenne largeur du second niveau (branche 01) ou un canal étroit du M-ième (troisième) niveau (branche 11). En conséquence, il y a trois groupes de séquences de canaux VBVCF 165, 166 et 167 caractérisés par des mots de six bits commençant respectivement par les deux chiffres 00, 01 ou 11. Quand on se déplace vers la droite en suivant les branches du diagramme en treillis, on rencontre les noeuds 162, 163 et 164. A ces points, il faut choisir les canaux élémentaires qui doivent être inc.ts dans la séquence de canaux VBVCF désirée. Chaque trajet du treillis traverse le plan de fréquences de subdivision en canaux de gauche à droite et est désigné par un mot de six bits. ChaqTae mot représente également la séquTence de canaux VBVCF associée à un trajet particulier dans le treillis. Par exemple, la séquence de canaux 70 de la Figure S(b) est identifiée par le mot 174- '"011110" qui est représenté par un trajet de treillis en

pointillés gros sur la Figure 5(a).

La Figure 5(c) montre comment un mot est utilisé pour commander le réseau de commutateurs SPmT dans un système de commutation du type illustré à la Figure 3. Les signaux 18e, 182 et 184 des premier, second et troisième niveaux de subdivision en canaux sont envoyés au réseau de commutateurs SPmT 80 via un réseau d'interconnexion 186. Le réseau de commutateurs SPmT comprend quatre commutateurs 188, 190, 192 et 194 qui correspondent aux noeuds de treillis 161, 162, 1E3 e: 164. Les commutateurs SP3T correspondent à trois noeuds à option et les commutateurs SP2 correspondent à deux noeuds à option dans le diagramme en treillis. Un signal de commande à six bits (CB 1,2,3,4,5,6) égal au mot de six bits précédemment engendré détermine la configuration du réseau de commutateurs SPmT. Les états des commutateurs 188, 190, 192 et 194 sont définis par les deux premiers bits, le troisième bit, les quatrième et cinquième bits, et par le sixième bit, 2C respectivement. Le ccntrôleur 140 fournit les signaux de commande. Les positions des commutateurs de la Figure 5(a) sont indiquées par des points noirs aux deux extrémités du bras tournant du commutateur et correspondent au mot "011110". Les quatre sorties du réseau de commutateurs produisent les quatre canaux de la séquence 70 indiquée par les symboles &C^. Les autres canaux de la séquence 70 qui appartiennent tous au troisième niveau de subdivision sont directement connectés a la matrice de commutation crossbar. Ces canaux sont indiques par

la lettre D sur la Figure 5(a) et par une croix sur la F:gure 4.

Une fois que la séquence VBVCF de canaux élémentaires désirée est obtenue, les canaux de différents blocs doivent

être aiguillés sur différents faisceaux de liaison descendante.

Sur la Figure 5(b) par exemple, on est parti de l'hypothese qu'à un instant donné la séquences de canaux 70 est divisée en trois blocs 71, 72 et 73 destinés aux faisceaux de liaison descendante 1, 2 et 3. La connexion simultanée de canaux multiplexés en fréquence ne se chevauchant pas à un accès de sortie est une tâche qui revient à la matrice crossbar à i0 coupleurs 90 de la Figure 5(c). Les points de commutation sont du type représenté sur la Figure 3. Les points noirs encerclés sont des points de commutation fermés qui assurent les connexions appropriées pour établir les trajets 71, 72 et 73 de la Figure 5(b). Les commandes de commutation pour la matrice de commutation 90 sont d'un type classique et se composent de mots de cinq bits appliqués aux rangées de la matrice. Quatre bits sor.t réservés aux adresses de seize points de commutation et un bit indique l'état. Sur la Figure 5(c), les trois mots sont engendrés par l'unité de commande 140 et sont [CB 7,8,9,10,11], [CB 12,13,14,15,16] et [CB 17,18,19,20,21]. On remarquera que dans cet exemple, un plan temporel n'a pas été spécifié pour les commandes des commutateurs, que ce soit pour l'AM.RT-CS ou pour l'AMRF-CS. Dans la plupart des cas, la formule préférée utilise une unité de commande 140 composée de trois contrôleurs distincts -- un contrôleur AM.RT-CS, un contrôleur AM.R-CS et un

contrôleur de réseau de commutateurs SPmT.

La Figure 6 est un diagramme fonctionnel détaillé d 'un aiguilleur de bord préféré correspondant à un aspect de l'invention. Les faisceaux 1 à Nx < N entrants véhiculent du

trafic VBVCF. Pour décrire le trafic de répéteur dans un fais-

ceau. par exemple le faisceau 1, disons que le trafic entrant occupe une largeur de bande Br centrée sur f r (voir la Figure 2). Lorsque le commutateur 116 (qui peut ètre également commandé de l'extérieur comme les autres commutateurs du réseau CB) relie l'entrée au convertisseur abaisseur 111, les signaux de trafic sont transposés en fréquence par le convertisseur 111 au moyen de fréquences d'oscillateur local f. O B'. déjà décrites, engendrées par les sources synthétisées 114. Un commutateur de dérivation 115 connecte la source sy.nthétisee au convertisseur abaisseur 111 ou bien permet le fonctionnement avec Bx - 0. Le commutateur de dérivation 116 empêche le

trafic entrant de passer par l'aiguilleur et l'envoie directe-

ment au réseau de connexité CB 12 (Figure 1A).

Les signaux de sortie du convertisseur abaisseur 111 sont envoyés dans un circuit de mise en parallèle 112, déjà décrit puisqu'il est similaire au circuit de mise en parallèle

46 de la Figure 2, par l'intermédiaire d'une ligne de trans-

mission de connexion 118. Le circuit de mise en parallèle 112 divise le trafic en deux courants 121 et 122 qui sont envoyés à un filtre passebande 113 et à un subdiviser en canaux 123 (déjà décrit puisqu'il est similaire au subdiviseur 55 de la Figure 2) qui est connecté à un réseau de commutation 125 décrit également dans le cadre des matrices de commutation de la Figure 3. L'unité 120 contient le subdiviseur en canaux (CHAN), le circuit de mise en parallèle (PAR), le filtre passe-bande (BPF) et le réseau de commutation (SN). Le réseau de commutation 125 contient deux unités principales:un réseau unipolaire à plusieurs directions (SPMT) 126 qui remplit la fonction de 'largeur de bande variable" et une matrice de commutation du type crossbar (CBSM) 127 qui remplit la fonction de "fréquence centrale variable" et d'aiguillage du trafic vers les faisceaux de liaison descendante. Les Nx sorties 128 de chaque unité 120 sont multiplexées de nouveau en Nx canaux de trafic dans le multiplexeur de sortie 130. Les canaux de trafic aux sorties 134, 135 et 136 du multiplexeur sont élevés en -0 fréquence dans les convertisseurs élévateurs 141 avant d ére envoyés aux accès de sortie 142 de l'aiguilleur. Les autres

unités 120 et leurs composants fonctionnent de la meme maniere.

5. a décrit des réalisations particulières de la présente invention, mais les experts dans ce domaine trouve:ont certainement d'autres modifications et améliorations. Par exemple, les largeurs de bande et les fréquences spécifiées ont été choisies uniquement a titre illustratif et ne constituent pas des limites. Les largeurs de bandes et fréquences de fonctionnement peuvent être différentes sans pour autant s'éloigner du principe décrit ici. Des plans de fréquences différents de celui utilisé ici peuvent être mis en oeuvre. La commande de tous les commutateurs peut être effectuée de diverses façons, y compris au moyen d'un processeur, d'un relais ou par d'autres moyens. Le filtrage peut aussi être effectué par d'autres moyens que les groupes de filtres. Par exemple, le filtrage numérique peut aussi étre employé s. les composants appropriés sont remplacées pour correspondre à la technologie de ces filtres sans pour autant s'eloigner du principe de la présente invention. Il est également possible de transposer les fréquences par d'autres moyens qu'en assurant la combinaison des fréquences avec des sources synthétisées. Mon invention embrasse donc toutes les modifications que pourraient suggérer les experts dans ce domaine et qui son: axées sur ie principe décrit ici, et elle n'est donc pas limitée aux

réalisations particulières montrées et/ou décries icl.

Claims (13)

REVENDICATIONS

1. Système de télécommunications par satellites multifaisceaux à largeur de bande et fréquence centrale

variables (VBVCF) qui comprend plusieurs canaux de répé-

teurs pour interconnecter divers trajets de communication entrants et sortants, caractérisé en ce qu'il comprend: A. des moyens pour recevoir au moins un canal de répéteur entrant, de largeur de bande constante, B. des moyens (46) de division de bande connectés auxdits moyens de réception, pour diviser la largeur de bande dudit canal de répéteur au moins, en une première portion (31) et une seconde portion (32), C. des moyens (55) de subdivision à plusieurs étages connectés auxdits moyens de division de la bande pour recevoir ladite seconde portion (32) dudit canal de répéteur au mcins, lesdits moyens de subdivision en canaux étant capables de subdiviser le second canal en plusieurs niveaux de sous- canaux de largeur de bande variable, D. des moyens de commutation (90) pour connecter un des signaux d'entrée parmi plusieurs signaux d'entrée ayant des bandes qui se chevauchent à au moins un accès de sortie dudit répéteur à des intervalles de temps successifs et pour connecter simultanément plusieurs signaux d'entrée ayant des bandes qui ne se chevauchent pas à au moins un accès de sortie dudit répéteur, et E. des moyens de commande (101, 102, 103) connectés

auxdits moyens de commutation (90) pour commander la commu-

tation des signaux d'entrée à accès multiple par répar-

tition dans le temps (AMRT-CS) et des signaux d'entrée à

3C accès multiple par répartition en fréquence (AM.RF-CS).

2. Système de télécommunications par satellites multifaisceaux à largeur de bande et fréquence centrale variables suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens pour faire varier la

largeur de bande relative des première et deuxième por-

tions.

3. Système de télécommunications par satellites multifaisceaux à largeur de bande et fréquence centrale variables suivant la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits moyens de division de la bande (46) comprennent des moyens de couplage pour distribuer le signal entre la première et la deuxième portions avec une perte de puissance minimale, des filtres passe-bande (50) pour laisser passer

la première portion et des moyens de division de la puis-

sance (51) pour diviser la puissance des signaux de ladite

i0 deuxième portion (32).

4. Système de télécommunications par satellites multifaisceaux à largeur de bande et fréquence centrale variables suivant la revendication 3, caractérisé en ce que

lesdits moyens de couplage comprennent des moyens d'ampli-

fication pour amplifier la puissance du signal desdites

première et deuxième portions.

5. Système de télécommunications par satellites multifaisceaux à largeur de bande et fréquence centrale variables suivant la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits moyens de subdivision en canaux (55) comprennent plusieurs groupes de filtres (52, 53, 54) sélectionnables

et ayant une grande sélectivité aux frontières.

6. Système de télécommunications par satellites multifaisceaux à largeur de bande et fréquence centrale variables suivant la revendication 5, caractérisé en ce que lesdits groupes de filtres (52, 53, 54) consistent en une

multiplicité de groupes de filtres à largeur de bande cons-

tante pour effectuer une subdivision en canaux à plusieurs niveaux dans un montage en parallèle, pour réduire les pertes et la distorsion additives propres aux montages en série.

7. Système de télécommunications par satellites multifaisceaux à largeur de bande et fréquence centrale variables suivant la revendication 6, caractérisé en ce que

les frontières des filtres constituant les groupes de fil-

tres (52, 53, 54) de sous-canaux adjacents ont des carac-

téristiques d'amplitude de transmission asymétriques.

8. Système de télécommunications par satellites multifaisceaux à largeur de bande et fréquence centrale variables suivant la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de réception comprennent des moyens de

transposition de fréquence (41) pour transposer la fré-

quence d'au moins un canal de répéteur.

9. Système de télécommunications par satellite multifaisceaux à largeur de bande et fréquence centrale variables suivant la revendication 8, caractérisé en ce que

la fréquence centrale desdits moyens de transposition cor-

respond à la fréquence centrale d'au moins un canal de répéteur.

10. Système de télécommunications par satellites multifaisceaux à largeur de bande et fréquence centrale variables suivant la revendication 9, caractérisé en ce que

lesdits moyens de transposition de fréquence (41) compren-

nent un oscillateur local (45) ayant des moyens pour engen-

drer une multiplicité de fréquences permettant d'ajuster la

fréquence centrale d'au moins un canal de répéteur.

11. Méthode pour fournir des communications multi-

faisceaux à largeur de bande variable et à fréquence cen-

trale variable dans un système à satellites comprenant

plusieurs canaux de répéteur pour interconnecter une multi-

plicité de signaux de télécommunications entrants et sor-

tants, caractérisé en ce qu'elle comprend les étapes suivantes: A. division de la largeur de bande d'au moins un

canal de répéteur en une première portion ayant une pre-

mière fréquence centrale et en une deuxième portion ayant une deuxième fréquence centrale, B. subdivision de ladite deuxième portion des

canaux de répéteurs en une multiplicité de groupes de sous-

canaux de niveaux successifs dont la largeur de bande peut être sélectionnée, C. connexion, en fonction du trafic, d'un des

264825PS

nombreux signaux d'entrée ayant des bandes qui se chevau-

chent, à au moins un accès de sortie dudit répéteur à des intervalles de temps successifs, et connexion simultanée d'une multiplicité de signaux d'entrée ayant des bandes qui ne se chevauchent pas a au moins un accès de sortie dudit répéteur, et

D. commande de ladite étape de connexion en effec-

tuant la commutation AMRT-CS et MRF-CS desdits signaux d'entrée et de sortie respectifs d'au moins un canal de

répéteur, en fonction du trafic.

12. Méthode décrite dans la revendication 11, dans

laquelle l'étape de division comprend une étape de trans-

position en fréquence d'au moins une largeur de bande de répéteur pour changer les largeurs de bande relatives

desdites première et deuxième portions.

13. Méthode selon la revendication 11, caractérisée en ce que ladite étape de subdivision en canaux comprend

une étape de division de puissance de ladite deuxième por-

tion en M échelons, chaque échelon ayant n niveaux de bande

étroite égaux, o M et n sont des nombres entiers.