FR2800215A1 - Systeme de mise au complet dynamique de faisceau et procede associe - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un procédé et un système (40) de mise au complet dynamique de faisceaux dans un réseau de télécommunications cellulaires (20) possédant une constellation (22) de satellites (24) placés en orbites (26) et possédant chacun plusieurs antennes (30) qui forment des cellules (36) sur la surface de la Terre. Une première antenne (130) est configurée pour former une première cellule (136) en un premier emplacement (144) pendant une première période de temps et en un deuxième emplacement (244) pendant une deuxième période de temps. Une deuxième antenne (230) d'un deuxième satellite (224) forme une deuxième cellule (236) coïncidant au moins partiellement avec la première pendant la première période. Une troisième antenne d'un troisième satellite forme une troisième cellule coïncidant au moins partiellement avec la première pendant la deuxième période. En cas de défaillance de la première antenne, un programme d'ordinateur, sous commande d'une table de remplacement de faisceau, désactive la première antenne et active la deuxième antenne pendant la première période et la troisième antenne pendant la deuxième période.

Description

La présente invention concerne le domaine des télécommunications

cellulaires. Plus particulièrement, elle concerne la mise au complet des faisceaux

dans les télécommunications cellulaires par satellites.

Dans les télécommunications cellulaires par satellites, plusieurs satellites en orbite autour de la Terre sont utilisés pour former des cellules de télécommunications sur la surface de la Terre. Des téléphones cellulaires et des stations terrestres se trouvant à l'intérieur de ces cellules communiquent entre eux

par l'intermédiaire des satellites.

Dans un système de télécommunications cellulaires typique, les satellites forment une constellation dynamique disposée en une série d'orbites terrestres basses polaires. Chaque satellite de la constellation produit typiquement une empreinte de cellules sur la surface de la Terre. Ces empreintes tendent à se regrouper, ou se chevaucher, particulièrement aux pôles. Ainsi, du fait des orbites polaires, les empreintes de satellites adjacents ont tendance à présenter un chevauchement minimal à l'équateur et un chevauchement maximal au voisinage

des pôles.

Un satellite donné peut former son empreinte via un groupement d'antennes, o chaque antenne du groupement produit un faisceau qui est configuré de façon à former une cellule unique sur la surface de la Terre. Si une antenne n'est plus en mesure de produire un faisceau correct, la cellule résultante ne sera pas formée et il y aura, à l'intérieur de l'empreinte, une lacune de télécommunications. Divers procédés ont été utilisés pour réaffecter les faisceaux d'autres satellites de façon à assurer la couverture de cette lacune, c'est-à-dire de la combler en réalisant ce qui sera appelé ici une mise au complet des faisceaux. Ces procédés s'appuient sur les stations terrestres pour mettre à jour des tables relatives à une orbite unique, dites tables mono-orbitales, à l'intérieur des satellites. Ces tables mono-orbitales fonctionnent bien aussi longtemps que le matériel les concernant fonctionne correctement. Toutefois, dans le cas d'une défaillance d'antenne, le faisceau créé par cette antenne peut être hors de service sur une étendue pouvant aller jusqu'à une orbite complète. Ceci peut représenter des pertes notables en ce qui concerne les communications et les revenus qu'elles produisent,

ainsi qu'en ce qui concerne la satisfaction de la clientèle.

Il faudrait pouvoir contrôler dynamiquement le fonctionnement de chaque antenne de chaque satellite du réseau, et, dans le cas d'une défaillance, assurer une mise au complet des faisceaux pour ce qui concerne l'antenne défectueuse. De cette manière, peu de lacunes de télécommunications seraient autorisées à exister pendant plus de quelques secondes, ce qui augmenterait de manière marquée la fiabilité du réseau de télécommunications, des revenus qui en

découlent, ainsi que la satisfaction de la clientèle.

La description suivante, conçue à titre d'illustration de l'invention, vise

à donner une meilleure compréhension de ses caractéristiques et avantages; elle s'appuie sur les dessins annexés, parmi lesquels la figure I est une représentation simplifiée d'une partie d'un réseau de télécommunications cellulaires incorporant plusieurs satellites placés en orbites au-dessus de la surface de la Terre et montrant des empreintes se chevauchant, selon un mode de réalisation préféré de l'invention; la figure 2 est une représentation simplifiée d'un premier satellite formant une première cellule et d'un deuxième satellite formant une deuxième cellule chevauchant la première cellule et montrant un fonctionnement normal, selon un mode de réalisation préféré de l'invention; la figure 3 est une représentation simplifiée des satellites de la figure 2 et montre la défaillance d'une première antenne du premier satellite, selon un mode de réalisation préféré de l'invention; la figure 4 est une représentation simplifiée des satellites de la figure 2 montrant le remplacement de la première antenne par une deuxième antenne du deuxième satellite, selon un mode de réalisation préféré de l'invention la figure 5 est une carte présentant des séquences de mise au complet des faisceaux selon un mode de réalisation préféré de l'invention; la figure 6 est un diagramme temporel montrant des séquences de mise au complet des faisceaux selon un mode de réalisation préféré de l'invention; la figure 7 est un schéma d'une table de remplacement de faisceau incorporée à l'intérieur d'une table mono-orbitale d'un satellite, selon un mode de réalisation préféré de l'invention; la figure 8 est un schéma montrant des supports lisibles par ordinateur qui sont placés dans un satellite sujet et un satellite de reprise, selon un mode de réalisation préféré de l'invention; et la figure 9 est un organigramme d'un procédé de mise au complet des

faisceaux, selon un mode de réalisation préféré de l'invention.

On note que, tout au long de cette discussion, un numéro de référence à deux chiffi-es indique un élément générique. Un élément de référence à trois chiffres ayant son premier chiffre compris entre I et 8 indique des formes

particulières de l'élément désigné par les deuxième et troisième chiffres.

Un numéro affecté d'un signe prime (') ou d'un double signe prime (") désigne respectivement une version active ou une version inactive d'éléments indiqués par le numéro. La figure 1 est une représentation simplifiée d'une partie d'un réseau de télécommunications cellulaires 20 possédant une constellation 22 qui incorpore plusieurs satellites 24 placés sur des orbites terrestres basses 26, selon un mode de

réalisation préféré de l'invention.

Chaque satellite 24 de la constellation 22 possède un groupement d'antennes 28 constitué de plusieurs antennes 30. Chaque antenne 30 de chaque groupement 28 forme un faisceau de télécommunications 32 entre son satellite 24 et la surface 34 de la Terre (qu'on appelle ci-après la surface 34). L'aire superficielle 34 couverte par un unique faisceau 32 est une cellule de 1 5 télécommunications 36. Les antennes 30 d'un groupement donné 28, c'est-à-dire d'un satellite donné 24, forment une empreinte 38 constituée de cellules 36. Alors

qu'il est fait référence à un satellite dans toute description, on comprendra

aisément que l'utilisation d'un avion ou d'un autre objet volant. placé en dessous

de la constellation, est comprise dans le domaine de l'invention.

Même si la présente discussion fait appel au réseau 20 ci-dessus décrit au titre du mode de réalisation préféré, l'hommne de l'art comprendra que d'autres réseaux 20, d'autres orbites 26, d'autres constellations 22, d'autres satellites 24 et, ou bien, d'autres antennes 30 que celles décrites ici peuvent être employés sans

pour autant sortir du domaine de l'invention.

Tout au long de la présente discussion, on utilise pour simplifier des variantes de la phrase "une antenne 30 forme une cellule 36". On doit clairement comprendre que ceci signifie que le satellite 24 possède une antenne 30, que l'antenne 30 forme le faisceau 32, et que le faisceau 32 forme la cellule 36. Le processus de formation est une opération corrélative, c'est-à-dire que le satellite 24

et, ou bien, l'antenne 30 forment le faisceau 32 et, ou bien, la cellule 36.

Il faut aussi clairement comprendre que ce que l'on veut dire est que

l'antenne est configurée pour former la cellule 36 lorsque l'antenne est active.

Ainsi, une antenne active 30' forme un faisceau actif 32' et une cellule active 36'.

D'autre part, comme représenté sur la figure 2, une antenne inactive 30" forme un faisceau inactif 32" et une cellule inactive 36". L'homme de l'art comprendra que, en réalité, un faisceau inactif 32" et une cellule inactive 36" n'existent pas, mais sont simplement le faisceau 32 et la cellule 36 qui auraient été formés si l'antenne inactive 30" avait été rendue active. Dans le cadre de cette discussion, on considérera le faisceau inactif 32" et la cellule inactive 36" comme étant réels et existants. Les figures 2, 3 et 4 sont des représentations simplifiées d'un satellite sujet 124 formant une cellule sujet 136 et d'un satellite de reprise 224 formant une cellule de reprise 236, la cellule de reprise 236 étant en chevauchement avec la cellule sujet 136 selon un mode de réalisation préféré de l'invention. La figure 2 montre le fonctionnement normal, la figure 3 montre la défaillance d'une antenne sujet 130 se trouvant sur le satellite sujet 124, et la figure 4 montre le remplacement de la cellule sujet 136 par la cellule de reprise 236. La discussion

qui va suivre se rapporte aux figures 1 à 4.

Dans le cadre de la présente discussion, tout satellite donné 24 se

trouvant à l'intérieur de la constellation 22 sera supposé être un satellite sujet 124.

Le satellite sujet 124 n'est unique qu'en ce qu'il a été arbitrairement choisi comme une référence, et tout satellite 24 de la constellation 22 peut être un satellite

sujet 124.

Le satellite sujet 124 possède une antenne 30 (antenne sujet 130) qui tombe en panne pendant une période de temps qui est en rapport avec la discussion. L'antenne 30 tombe en panne lorsque, pour une raison quelconque, le satellite sujet 124 détermine que l'antenne sujet 130 ne peut pas assurer ou n'assurera pas une transmission et, ou bien, une réception correctes des communications. Le satellite sujet 124 peut établir une semblable détermination en résultat d'un contrôle interne, suite à une défaillance dans l'exécution de communications locales, ou bien suite à la notification, faite par un autre élément composant du réseau 20, d'une défaillance dans l'exécution de communications lointaines. L'antenne sujet 130 peut être une quelconque antenne 30 comprise à l'intérieur du groupement d'antennes 28 du satellite sujet 124. L'antenne sujet 130 forme un faisceau sujet 132 et une cellule sujet 136. A tout moment pendant la période de temps concernant la discussion, le mode (mode actif, mode inactif) ou l'état (état fonctionnel, état défectueux) du faisceau sujet 132 et de la cellule

sujet 136 est l'état de l'antenne sujet 130.

Un système 40 de mise au complet des faisceaux est incorporé dans le réseau 20 de façon que tous les satellites 24 de la constellation 22 soient inclus dans le système 40. Pour des raisons de simplicité et de clarté, on discutera

toutefois le système 40 comme s'appliquant au satellite sujet 124.

Puisque les orbites 26 sont de préférence des orbites terrestres basses 26, les satellites 24 sont positionnés à l'intérieur de la constellation 22 de façon que sensiblement toute la surface 34 soit couverte par des empreintes 38 se chevauchant entre elles en visibilité directe. Ainsi, le satellite sujet 124 est entouré par plusieurs autres satellites 24 possédant des empreintes 38 qui chevauchent au

moins partiellement l'empreinte 38 du satellite sujet 124.

Les satellites 24 ayant des empreintes se chevauchant, qui précèdent ou suivent le satellite sujet 124 sur une même orbite 26, ont des empreintes 38 qui chevauchent l'empreinte 38 du satellite sujet 24 d'une manière fixe. Ainsi, puisqu'un satellite précédent 24, le satellite sujet 124 et un satellite suivant 24 sont sur la même orbite 26, leur relation reste constante lorsqu'ils se déplacent sur

l'orbite autour de la Terre.

D'autre part, des satellites 24 ayant des empreintes se chevauchant, qui sont sur des orbites différentes 26, ont des empreintes 38 qui chevauchent l'empreinte 38 du satellite sujet 124 d'une manière dynamiquement variable. De fait, puisque les orbites 26 sont de préférence, mais non exclusivement, des orbites polaires 26, les empreintes se chevauchant 38 présentent un chevauchement minimal à proximité de l'équateur et un chevauclhement maximal à proximité des pôles. Les empreintes 38 sont constituées de cellules 36. Ainsi, lorsque l'empreinte 38 est en chevauchement, ce sont en réalité des cellules 36 d'empreintes 38 différentes qui se chevauchent. Dans le cadre de la présente discussion, on peutit supposer que le réseau 30 exerce une commande sur la constellation 22 de façon que, lorsque deux ou plus de deux cellules 36 se chevauchent de manière importante, une seule de ces cellules 36 est une cellule active 36'. L'homme de l'art comprendra qu'il existe des circonstances spéciales o plusieurs cellules 36 en chevauchement peuvent être simultanlément actives. Ces circonstances sont extérieures à la présente discussion et s'écartent du domaine de l'invention. Lorsque l'antenne sujet 130 devient défectueuse, alors le faisceau sujet 132 et la cellule sujet 136 sont également défectueux. La partie de la cellule sujet 136 défectueuse qui n'est pas chevauchée par une cellule adjacente en état de fonctionnement 36' représente une lacune de télécommunications sur la surface 34. Le système 40 vise à remplacer la partie défectueuse de la cellule sujet 136 au moyen de la cellule de reprise 236 qui chevauche la cellule 136 et qui

est en état de fonctionnement, mais présentement inactive.

A l'intérieur de la constellation 22, plusieurs satellites 24 tforment dynamniquement des cellules 36 qui chevauchent au moins partiellement la cellule sujet 136 de temps à autre. Cette pluralité de satellites 24 est ce que l'on appellera ci-après une sous-constellation de chevauchement 42. Le satellite de reprise 224 est le satellite 24 compris à l'intérieur de la sous-constellation de chevauchement42 possédant une antenne 30 (une antenne de reprise 230) qui forme un faisceau 32 (faisceau de reprise 232) qui forme une cellule 36 (cellule de reprise 236) ayant avec la cellule sujet 136 un chevauchement plus grand que les cellules 36 formées par d'autres antennes 24 de la sous-constellation de

chevauchemlent 42.

Dans le mode de réalisation préféré, le satellite de reprise 224 est un satellite 24 de la sous-constellation de chevauchement 42. La sousconstellation de chevauchement 42 comporte le satellite sujet 124. Dans certaines circonstances, le satellite de reprise 224 peut être le satellite sujet 124. Ainsi, l'antelnne de 1 5 reprise 230 peut être une antenne 30 du satellite sujet 124, autre que l'antenne sujet 130. Toutefois, dans le cadre de la présente discussion, on supposera que le satellite de reprise 224 est un satellite 24 de la sous-constellation de

chevauchement 42 qui est autre que le satellite sujet 124.

Sur la figure 2, le satellite sujet 124 possède une antenne sujet 130 qui forme une cellule sujet 136 en un emplacement 44 de la surface 34. Le satellite 224 possède une antenne de reprise 230 qui forme une cellule de reprise 236 coïncidant au moins partiellement avec la cellule sujet 136. L'antenne sujet 130 est une antenne active 30' et l'antenne de reprise 230 est une antenne inactive 30". La cellule sujet 136 est une cellule active 36' et les communications entre l'emplacement 44 et le réseau 20 peuvent avoir lieu via la cellule sujet 136,

le faisceau sujet 132 et l'antenne sujet 130.

Sur la figure 3, l'antenne sujet 130 est tombée en panne. Ainsi, l'antenne sujet 130 ne peut plus former une cellule sujet 136 active et en état de fonctionnement, et les communications entre l'emplacement 44 et le réseau 20 cessent. Les raisons possibles pour la défaillance de l'antenne sujet 130 sont bien

connues de l'homme de l'art et sont en dehors du domaine de cette discussion.

Sur la figure 4, le système 40 a assuré une mise au complet des faisceaux en ce qui concerne l'emplacement 44. Le satellite sujet 124 a détecté la défaillance de l'antenne sujet 130 et a donné instruction au satellite de reprise 224 d'activer l'antenne de reprise 230 via un signal 46 entre satellites. Le satellite de reprise 224 a activé l'antenne de reprise 230. La cellule de reprise 236 est maintenant une cellule active 36' et les communications entre l'emplacement 44 et le réseau 20 peuvent avoir lieu par l'intermédiaire de la cellule de reprise 236, du

faisceau de reprise 232 et de l'antenne de reprise 230.

La mise au complet des faisceaux a été effectuée de manière satisfaisante. Le faisceau de reprise peut être placé dans le satellite sujet ou dans un autre satellite. Le véhicule sujet, ou un autre véhicule, peut effectuer la

détermination qui impose une mise au complet des faisceaux.

Puisque la majorité des cellules en chevauchement 36 sont en chevauchement dynamique, c'est-à-dire ne sont en chevauchement que pendant de courtes périodes de temps, le mode de réalisation préféré du système 40 adopte une approche dynamique à la mise au complet des faisceaux. Les figures 5 et 6 représentent respectivement une carte 48 et un diagramme temporel 50 qui décrivent les séquences de la mise au complet des faisceaux, la figure 7 est un schéma montrant une table 54 de remplacement de faisceau qui est incorporée à I'intérieur d'une table mono-orbitale 55 du satellite sujet 124, la figure 8 est un schéma montrant des supports 52 lisibles par ordinateur qui se trouvent dans le satellite sujet 124 et le satellite de reprise 224, et la figure 9 est un organigramme d'un procédé 900 de mise au complet des faisceaux selon un mode de réalisation

préféré de l'invention. La discussion suivante se rapportera aux figures 5 à 9.

Le procédé 900 de mise au complet des faisceaux commence par une tâche 902, dans laquelle une table de remplacement de faisceau 54 unique est initialement incorporée. puis périodiquement mise à jour dans chaque satellite 24 du réseau 20. Sur la figure 8, un exemple de table de remplacement de faisceau 54

pour le satellite sujet 124 est présenté.

La tâche 902 incorpore et, ou bien, met à jour la table de remplacement de faisceau 54 via une série de sous-tâches qui sont effectuées pour chaque satellite 24 du réseau 20. Comme décrit sur la figure 7, la table de remplacement de faisceau 54 peut être incorporée dans une table monoorbitale 55 prévule au titre d'une partie du système d'exploitation primaire (non représenté) de chaque satellite 24. L'homme de l'art comprendra que la manière dont cette table de remplacement de faisceau 54 est réalisée est sans rapport avec la présente

discussion ou avec l'esprit de l'invention.

Une sous-tâche 904 comporte et, ou bien. met à jour un identificateur de période de temps (TPI) 154 pour chaque période de temps prédéterminée 56 (ce que l'on appellera ci-après la période 56) survenant entre mises à jour de la table de remplacement de faisceau 54, c'est-à-dire entre itérations de la tâche 902. Dans la table de remplacement de faisceau 54 représentée à titre d'exemple sur la figure 7, l'identificateur de période de temps 154 identifie une première période temps (pi) 156 (ci- après appelée première période 156) et une deuxième période

de temps prédéterminée (p2) 256 (ci-après appelée deuxième période 256).

Une sous-tâche 906 comporte et, ou bien, met à jour un identificateur de faisceau sujet (SBI) 254 pour chaque faisceau 32 (c'est-à-dire l'antenne 30) du satellite particulier 24 pour chaque période 56. Dans la table de remplacement de faisceau 54 présentée à titre d'exemple sur la figure 7, l'identificateur de faisceau sujet 254 identifie une "antenne XX" du satellite sujet 124 comme étant l'antenne

sujet 130 à la fois pour la première période 156 et la deuxième période 256.

A titre d'exemple, la figure 7 montre un mode voulu 57 pour l'antenne sujet 130 pendant le fonctionnlmement normal. Le mode 57 est ou bien actif ("A") ou bien inactif ("B"). Le mode 57 ne fait pas techniquement partie de la table de remplacement de faisceau 54, mais est typique d'autres données qui peuvent y être

1 5 incluses.

Une sous-tâche 908 comporte et, ou bien, met à jour un identificateur de satellite de remise (RSI) 354 pour chaque antenne 30 du satellite sujet 124 pour chaque période 56. Dans la table de remplacement de faisceau 54 présentée à titre d'exemple sur la figure 7, l'identificateur de satellite de remise 354 identifie le "satellite AA" comme satellite de remise 224 pendant la première période 156 et le "satellite BB" comme l'autre satellite de remise 324 pendant la deuxième

période 256.

Une sous-tâche 910 comporte et, ou bien, met à jour un identificateur de faisceau de remise (RBI) 454 pour chaque antenne 30 du satellite sujet 124 pendant chaque période 56. Dans la table de remplacement de faisceau 54 présentée à titre d'exemple sur la figure 7, l'identificateur de faisceau de remise 454 identifie une "antenne YY" du satellite de remise 224 comme étant l'antenne de remise 230 pendant la première période 156 et une "antenne ZZ" du satellite de remise 324 au titre de l'autre antelnne de remise 330 pendant la

deuxième période 256.

Le traitement 900 effectue de manière itérative la tâche 902 lors d'un certain nombre, entier, de périodes 56. L'homme de l'art comprendra que la tâche 902 peut être répétée pour tout intervalle approprié, et que des variations de

cet intervalle d'itération n'affecte pas l'esprit de l'invention.

L'homme de l'art comprendra également que, puisque chaque satellite 24 possède une table de remplacement de faisceau 54 unique, le contenu d'une table de remplacement de faisceau quelconque donnée 54 ne peut pas être limité à un seul satellite 24. Par exemple, I'identificateur de faisceau de remise 454 peut résider dans la table de remplacement de faisceau 54 à l'intérieur du satellite de remise 224, en même temps qu'un identificateur de satellite sujet (non représenté) et un identificateur de faisceau défaillant (non représenté) avec

lesquels l'identificateur de faisceau de remise 454 est associé.

De la même façon, le contenu d'une quelconque table de remplacement de faisceau donnée 54 ne doit pas nécessairement être limité à l'identificateur de période de temps 154, à l'identificateur de faisceau sujet 254, à l'identificateur de satellite de remise 354 et à l'identificateur de faisceau de remise 454. Il peut être souhaitable que la table de remplacement de faisceau 54 contienne d'autres données se rapportant au fonctionnement proprement dit du satellite 24, du système 40 ou du réseau 20, comme par exemple le mode 57, présenté à titre d'exemple sur la figure 7. Des variantes concernant le contenu, la disposition et la position d'éléments de la table de remplacement de faisceau 54 par rapport à ceux du mode de réalisation préféré discuté ici ne sortent pas du

domaine de l'invention.

Sur la carte 48 de la figure 5, trois satellites 24 sont représentés, qui sont sur trois orbites 26 au-dessus de la surface 34. Ces trois satellites 24 forment trois cellules 36 qui décrivent trois lieux 58 sur la surface 34 au cours de quatre périodes consécutives 56, à savoir une période de temps prédéterminée précédente (po) 356 (ci-après appelée période précédente 356), une première période 156, une deuxième période 256, et une période de temps prédéterminée

suivante (p4) 456 (ci-après appelée période suivante 456).

Dans le cadre de cette discussion, on supposera que le réseau 20 prend l'antenne sujet 130 comme antenne active 30' pendant la période précédente 356,

la première période 156, la deuxième période 256 et la période suivante 456.

Comme on peut voir sur les figures 5, 6 et 9, en ce qui concerne un fonctionnement normal (non défaillant), l'antenne sujet 130 est une antenne active 30' pendant la période précédente 356. En un premier temps (t1) 160, le traitement suit la tâche 902 o une pseudo tâche 912 marque le début 62 d'une période 56 suivante, c'est-à-dire le début 162 de la première période 156. La fin 364 de la période précédente 356 et le début 162 de la première période 156

ont lieu au premier temps (tl) 160.

Il faut comprendre que le traitement 900 est exécuté de façon sensiblement simultanée dans tous les satellites 24 du réseau 20. La première période 156 commence et se finit sensiblement aux mêmes instants partout. C'est cette synchronicité qui permet au système d'assurer une mise au complet des faisceaux. Le traitement 900, si l'antenne sujet 130 n'est pas déjà active, effectue une tâche 914 dans le satellite sujet 124 pour activer l'antenne sujet 130 pendant la première période 156. Le traitement 900 effectue aussi, si l'antenne de remise 230 n'est pas déjà inactive, une tâche 916 dans le satellite de remise 224 visant à

désactiver l'antenne de remise 230 pendant la première période 156.

Une fois que l'antenne sujet 130 est devenue une antenne active 30' et que l'antenne de remise 230 est devenue une antenne inactive 30", le traitement 900 effectue un groupe de tâches non définies 918, dans lequel le traitement 900 effectue toutes les opérations normales qui sont relatives au satellite sujet 124 et à la cellule sujet 136, depuis le début 162 jusqu'à la fin 164 de la première période 156, c'est-à-dire entre le premier temps (tl) 160 et un deuxième temps (t2) 260. Le deuxième temps (t2) 260 marque la fin 164 de la

première période 156 et le début 262 de la deuxième période 256.

Le traitement 900 effectue ensuite une pseudo tâche 920, marquant la fin 64 de la période courante 56, c'est-à-dire la fin 164 de la première période 156, et revient à la pseudo tâche 912 (ou à la tâche 902) afin de traiter la deuxième période 256. Si l'on suppose un fonctionnement normal, le scénario précédent du

traitement 900 se poursuit indéfiniment.

Comme on peut le voir sur la carte 48 de la figure 5, pendant le fonctionnement normal, le satellite sujet 124 se déplace sur une orbite 126. Sur le satellite sujet 124, l'antenne sujet 130 est une antenne active 30' et forme un faisceau sujet 132 et une cellule sujet 136. Lorsque le satellite sujet 124 se déplace sur l'orbite 126, la cellule sujet 136 se déplace sur un lieu 158 placé sur la surface 34. Puisque l'antenne sujet 130 n'est pas défectueuse (elle a un fonctionnement normal), les antennes de remise 230 et 330 restent des antennes inactives 30". Par conséquent, les orbites 226 et 326 des satellites de remise 224 et 324 et les lieux 258 et 358 des cellules de remise 236 et 336 ne sont pas à

prendre en considération.

L'homme de l'art comprendra que les tâches 912, 914, 916, 918 et 920 du traitement 900 décrites jusqu'ici, à savoir lorsque le traitement 900 s'applique à un fonctionnement normal, peuvent être exécutées au titre d'une partie de systèmes fonctionnels normaux des satellites 24 du réseau 20. Ces tâches ne sont décrites ici, comme constituant une partie du traitement 900, que pour apporter une référence et une certaine clarté au fonctionnement anormal (le fonctionnlement dans lequel l'antenne sujet 130 est défaillante), que l'on va discuter ci-après. Le fait d'exclure ou de modifier la tâche ci-dessus mentionnée ne constitue pas un

écart par rapport à l'esprit de l'invention.

Comme décrit sur les figures 5 et 6. pendant la première période 156, l'antenne sujet 130 forme la cellule sujet 136 en un premier emplacement 144 de la surface 34, et l'antenne de remise 230 forme la cellule de remise 236 coïncidant au moins partiellement avec la cellule sujet 136. De même, pendant la deuxième période 256, l'antenne sujet 130 forme la cellule sujet 136 en un deuxième emplacement 244 de la surface 34, et l'antenne de remise 330 forme la cellule de

remise 336 coïncidant au moins partiellement avec la cellule sujet 136.

Comme on peutit voir sur les figures 5 à 9, au début 162 de la première période 156, l'antenne sujet 130 est une antenne active 30' et l'antennede remise 230 est une antenne inactive 30". La communication entre le premier emplacement 144 et le réseau 20 s'effectue via la cellule sujet 136, le faisceau

sujet 132 et l'antenne sujet 130.

Le traitement 900 effectue une tâche 922 visant à contrôler l'existence d'une défaillance dans l'antenne sujet 130. Dans le mode de réalisation préféré, chaque satellite 24 du réseau 20 effectue la tâche 922 de manière continue et, ou bien, répétitive en même temps que les tâches 912, 914, 916, 918 et 920 et entre ces tâches, c'est-à-dire pendant la première période 156, du premier temps 160 jusqu'au deuxième temps 260. L'homme de l'art comprendra qu'un code (non représenté) visant à mettre en oeuvre la tâche 922 peut être écrit sous la forme d'un sous-programme ou d'un programme d'interruption du système d'exploitation

primaire.

Le fait que le code relatif à la tâche 922 soit réalisé sous une forme particulière ou sous une autre ne constitue pas un écart par rapport à l'esprit de l'invention. Si la tâche 922 ne détecte aucune défaillance, alors le fonctionnement

est normal et le traitement 900 continue comme précédemment décrit.

Si la tâche 922 détecte, dans le satellite sujet 124, une défaillance de l'antenne sujet 130, alors le traitement 900 entre dans un programme d'ordinateur 66 (voir la figure 8) visant à faciliter l'exécution de tâches discutées

ci-après de mise au complet des faisceaux.

Le programme d'ordinateur, en plus d'être un logiciel d'ordinateur, peutit comporter du matériel incorporé ou bien un circuit dit ASIC (circuit intégré à application spécifique) approprié. La tâche 922 peut détecter une défaillance de l'antenne sujet 130 par l'application d'un contrôle interne dans le satellite sujet 124, par l'impossibilité pour l'antenne sujet 130 de transmettre des communications originaires du satellite sujet 124 lui-même, par la notification de la part d'un autre satellite 24 de l'impossibilité pour l'antenne sujet 130 de recevoir les communications originaires de cet autre satellite 24, ou par d'autres actions

bien connues de l'homme de l'art.

Le programme 66 est constitué d'une pluralités de segments de code inclus dans des supports 52 lisibles par ordinateur. Puisque le programme 66 agit sur des éléments du satellite sujet 124 ainsi que du satellite de remise 224, certaines parties du programme 66 existent dans un premier support, lisible par ordinateur, 152 se trouvant dans le satellite sujet 124, tandis que d'autres parties du programme 66 existent dans un deuxième support, lisible par ordinateur, 252 du satellite de remise 224 et dans un troisième support, lisible par ordinateur, 352

du satellite de remise 324.

On suppose, dans le cadre de la présente discussion. que l'antenne sujet 130 tombe en panne pendant la première période 156, c'est-à-dire à un temps de défaillance non spécifié (tF) 460 (voir la figure 6), après le début 162 et avant la fin 164 de la première période 156. La communication entre le premier emplacement 144 et le réseau 20 cesse et la tâche 922 détecte la défaillance de

l'antenne sujet 130.

Le traitement 900 effectue une tâche 924 visant à identifier l'antenne sujet. Dans la tâche 924, les segments de code 166 et 266 du programme 66 sont exécutés à l'intérieur du satellite sujet 124 de façon à faire accès à l'dentificateur de période de temps 154 et à l'identificateur de faisceau sujet 254 se trouvant dans la table de remplacement de faisceau 54, respectivement. Dans la table 54 de remplacement de faisceau présentée à titre d'exemple sur la figure 8, une

"antenne XX" du satellite sujet 124 constitue l'antenne sujet 130.

Le traitement 900 effectue ensuite une tâche 926 consistant à désactiver l'antenne sujet. L'antenne sujet 130 est désactivée lorsque le satellite sujet 130 met l'antenne sujet 130 hors ligne, c'est-à-dire ne reconnaît plus l'antenne sujet 130 comme une antenne 30 appropriée pour les communications entre le

satellite sujet 124 et d'autres éléments du réseau 20.

Dans la tâche 926, un segment de code 366 du programme 66 est

exécuté à l'intérieur du satellite sujet 124 afin de désactiver l'antenne sujet 130.

L'antenne sujet 130 est désactivée sensiblement au moment de défaillance (ta) 460, et restera une antenne inactive 30" pendant le reste 68 de la période 56 courante,

c'est-à-dire le reste 168 de la première période 156.

Le traitement 900 effectue ensuite une tâche 928 visant à identifier le satellite de remise. Dans la tâche 928, un segment de code 466 du programme 66 est exécuté à l'intérieur du satellite sujet 124 afin de faire accès à l'identificateur de période de temps 154 et à l'identificateur de satellite de remise 354 de la table de remplacement de faisceau 54, respectivement. Dans la table de remplacement de faisceau 54 représentée à titre d'exemple sur la figure 7, un "satellite AA" constitue le satellite de remise 224 pour la première période 156. Lorsque le satellite sujet 124 se déplace sur l'orbite 126 et forme la cellule sujet 136 se déplaçant sur le lieu géométrique 158, alors le satellite de remise 224 se déplace sur l'orbite 226 et forme la cellule de remise 236 se déplaçant sur le lieu géométrique 258. Le lieu géométrique 258 est tel que la cellule de remise 236 coïncide au moins partiellement avec la cellule sujet 136 pendant la première

période 156.

Le traitement 900 effectue ensuite une tâche 930 visant à identifier l'antenne de remise. Dans la tâche 930, un segmenit de code 566 du programme 66 est exécuté à l'intérieur du satellite sujet 124 afin de faire accès à l'identificateur de période de temps 154 et à l'identificateur de faisceau de remise 454 de la table de remplacement de faisceau 54, respectivement. Dans la table de remplacement de faisceau 54 représentée à titre d'exemple sur la figure 7, une "antenne YY" du satellite de remise 224 constitue l'antenne de remise 230 pour la première

période 156.

Le traitement 900 effectue ensuite une tâche 932 visant à notifier au satellite de remise que l'antenne de remise doit être activée. Dans la tâche 932, un segment de code 666 du programme 66 est exécuté à l'intérieur du satellite sujet 124 afin de transmettre des informations de mise au complet des faisceaux (c'est-à-dire une information indiquant l'identité de l'antenne de remise 230) via le signal intersatellitaire 46 adressé au satellite de remise 224, o un segment de code 766 du programme 66 est exécuté à l'intérieur du satellite de remise 224 pour

permettre la réception de l'information.

Le traitement 900, qui s'effectue maintenant dans le satellite de

remise 224, effectue alors une tâche 934 pour activer l'antenne de remise.

L'antenne de remise 230 est activée lorsque le satellite de remise 224 met l'antenne 230 en ligne, c'est-à-dire reconnaît l'antenne de remise 230 comme une antenne 30 appropriée pour les communications entre le satellite sujet 124 et

d'autres éléments du réseau 20.

Dans la tâche 934, un segment de code 866 du programme 66 est exécuté à l'intérieur du satellite de remise 224 afin d'activer l'antenne de remise 230. L'antenne de remise230 est activée sensiblement au temps de défaillance(tF) 460, et restera une antenne active 30' pour le reste 168 de la

première période 156, c'est-à-dire pendant le deuxième temps (t2) 260.

La cellule sujet 136 est maintenant une cellule inactive 36" et la cellule de remise 236 est maintenant une cellule active 36'. La communication entre le premier emplacement 144 et le réseau peut avoir lieu par l'intermédiaire de la cellule de remise 236, du faisceau de remise 232 et de l'antenne de

remise 230.

Le traitement 900 effectue alors un groupe de tâches indéfinies 936.

Dans le groupe de tâches 936, le traitement 900 effectue toutes les opérations normales du satellite de remise 224 et de la cellule de remise 236 allant du temps de défaillance (tF) 460 pour s'étendre sur le deuxième temps (t2) 260, jusqu'à la

fin 164 de la première période 156.

Le traitement 900 effectue ensuite une pseudo-tâche 938 visant à repérer une extrémité 64 de la période courante 56, c'est-à-dire l'extrémité 164 de

la première période 156.

Le traitement 900 effectue ensuite une tâche 940 visant à contrôler l'état de l'antenne sujet 130. On suppose, dans le cadre de la présente discussion, que l'antenne sujet 130 est encore inactive au deuxième temps 260, si bien que la tâche 940 détectera cet état de défaillance. Le traitement 900 suit la tâche 940 au moyen d'une pseudo-tâche 942 repérant un début 162 pour une période 56 suivante, c'est-à-dire le début 262 de la deuxième période 256. D'autres remises de faisceau peuvent être produites pendant qu'une première remise est en train d'être effectuée. Le traitement 900 revient alors en boucle et effectue la tâche 928 visant à identifier le satellite de remise. Dans la table de remplacement de faisceau 54 présentée à titre d'exemple sur la figure 7, un "satellite BB" constitue

le satellite de remise 324 relatif à la deuxième période 256.

Lorsque le satellite sujet 124 se déplace sur l'orbite 126 et forme la cellule sujet 136 passant sur le lieu géométrique 158, le satellite de remise 324 se déplace sur l'orbite 326 et forme la cellule de remise 336 se déplaçant sur le lieu géométrique 358. Le lieu géométrique 358 est tel que la cellule de remise 336 coïncide au moins partiellement avec la cellule sujet 136 pendant la deuxième

période 256.

Le traitement 900 effectue ensuite une tâche 930 visant à identifier l'antenne de remise. Dans la table de remplacement de faisceau 54 présentée à titre d'exemple sur la figure 7, une "antenne ZZ" du satellite de remise 324 constitue

l'antenne de remise 330 pour la deuxième période 256.

Le traitement 900 effectue une tâche 932 visant à notifier au satellite de remise 324 que l'antenne de remise 330 doit être activée. Le traitement 900, qui s'effectue maintenant dans le satellite de remise 324, effectue une tâche 934 visant à activer l'antenne de remise 330. L'antenne de remise 330 est activée sensiblement au deuxième temps (t2) 260 et restera une antenne active 30' pendant le reste 268 de la deuxième période 256, c'est-à-dire jusqu'au troisième

temps (t3) 360.

La cellule sujet 136 est maintenant une cellule inactive 36" et la cellule de reprise 336 est maintenant une cellule active 36'. Les communications entre le deuxième emplacement 244 et le réseau 20 peuvent avoir lieu via la

cellule de reprise 336, un faisceau de reprise 332 et l'antenne de reprise 330.

Le traitement 900 effectue ensuite un groupe de tâches non définies 936. Dans le groupe de tâches 936, le traitement 900 effectue toutes les opérations normnales du satellite de reprise 324 et de la cellule de reprise 336, depuis le deuxième temps (t2) 260 jusqu'au troisième temps (t3) 360. Le troisième temps 360 marque la fin 264 de la deuxième période 256 et le début 462 de la

période suivante 456.

Le traitement 900 effectue ensuite une pseudo-tâche 938, marquant la

fin 264 de la deuxième période 256.

Le traitement 900 effectue ensuite la tâche 940 afin de contrôler l'état de l'antenne sujet 130. Si l'on suppose, dans le cadre de la présente discussion, que l'antenne sujet 130 devient fonctionnelle à un temps de reprise non défini (tR) 560 au cours de la deuxième période 256, c'est-àdire entre le deuxième temps 260 et le troisième temps 360, la tâche 940 détectera cet état de reprise. Au troisième temps (t3)360, le traitement 900 revient à la tâche 912 (ou à la tâche 902) et procède comme précédemment expliqué. Il faut noter que l'antenne sujet 130 peut rester une antenne inactive 30" jusqu'à la fin de la deuxième période 256, même si un retour à la fonctionnalité s'est produit au temps de reprise (t0) 560, bien avant

la fin 264 de la deuxième période 256.

En résumé, l'invention propose un système 40 et un procédé 900 permettant d'assurer une mise au complet dynamique des faisceaux dans le cas d'une défaillance d'un faisceau 32 (c'est-à-dire d'une antenne 30) dans un réseau 20 de télécommunications cellulaires par satellites via l'utilisation de cellules de télécommunications 36 qui coïncident au moins partiellement. La présente invention propose aussi un système 40 visant à remplacer une cellule défaillante 136, formée d'une antenne sujet 130 défaillante se trouvant sur un satellite sujet 124, par une cellule de reprise 236 formée d'une antenne de reprise 230 se trouvant sur un satellite de reprise 224, à l'intérieur d'un système de

télécommunications cellulaires 20.

L'invention propose également une table de remplacement de faisceau 54 qui est associée à un satellite sujet 124 d'un réseau de télécommunications cellulaires 20, o la table de remplacement de faisceau est configurée de façon à identifier une période de temps 56 prédéterminée, pour identifier une antenne sujet 130 de ce satellite sujet 124 formant une cellule sujet 136 pendant cette période de temps prédéterminée 56, pour identifier un satellite de reprise 224 possédant une antenne de reprise qui forme une cellule de reprise 236 coïncidant au moins partiellement avec la cellule sujet 136, et pour

identifier cette antenne de reprise 230.

L'invention propose également un réseau de communications 20 comportant des satellites 24 placés en orbites polaires sensiblement basses, o les satellites 24 forment des empreintes 38 qui se chevauchent dynamiquement sur la surface de la Terre, et o ces empreintes tendent à se chevaucher de manière plus importante au voisinage des pôles qu'au voisinage de l'équateur, ce qui offie un plus grand potentiel pour la mise au complet des faisceaux dans les régions tempérées, oil la densité de population et la charge de télécommunications qui y est associée sont maximales, que ce n'est le cas dans les régions tropicales o la

densité de population et la charge de télécommunications sont minimales.

Bien entendu, l'homme de l'art sera en mesure d'imaginer, à partir du

dispositif et du procédé dont la description vient d'être donnée à titre simplement

illustratif et nullement limitatif, diverses variantes et modifications ne sortant pas

du cadre de l'invention.

Claims (10)

REVENDICATIONS

1. Système permettant la mise au complet dynamique des faisceaux dans un réseau de télécommunications cellulaires (20) possédant une constellation (22) de satellites (24) en orbites (26) au-dessus de la surface (34) de la Terre, ledit système (40) de mise au complet des faisceaux étant caractérisé par: un premier satellite (124) compris dans ladite constellation et ayant une première antenne (130) configurée pour former une première cellule (136) sur ladite surface de la Terre, o ladite première antenne est une antenne active; un deuxième satellite (224) compris dans ladite constellation et ayant une deuxième antenne (230) configurée pour former une deuxième cellule (236) sur ladite surface de la Terre, o ladite deuxième cellule coïncide au moins partiellement avec ladite première cellule, et o ladite deuxième antenne est une antenne inactive; et une table de remplacement de faisceau (54) associée avec ledit premier satellite et configurée pour identifier ledit deuxième satellite, o, en cas de défaillance de ladite première antenne, ledit premier satellite désactive ladite première antenne et ledit deuxième satellite active ladite deuxième antenne sous

commande de ladite table.

2. Système de mise au complet de faisceaux (40) selon la revendication 1, caractérisé en outre par: un identificateur (254) de faisceau sujet, contenu à l'intérieur de ladite table de remplacement de faisceau (54) et identifiant ladite première antenne (130), et un identificateur (354) de satellite de reprise, contenu à l'intérieur de ladite table de remplacement de faisceau, associé audit identificateur de faisceau

sujet, et configuré pour identifier ledit deuxième satellite (224).

3. Système de mise au complet de faisceaux (40) selon la revendication 2, o ladite table de remplacement de faisceau (54) est une première table de remplacement de faisceau, ledit système étant en outre caractérisé par un identificateur (454) de faisceau de reprise, contenu dans l'une des tables que constituent ladite première table de remplacement de faisceau et une deuxième table de remplacement de faisceau associée audit deuxième satellite (224), ledit identificateur de faisceau de reprise étant associé avec ledit identificateur (354) de

satellite de reprise, et configuré pour identifier ladite deuxième antenne (230).

4. Système de mise au complet de faisceaux (40) selon la revendication 3, caractérisé en outre par un programme d'ordinateur (66) mis en oeuvre sur un support lisible par ordinateur, ledit programme d'ordinateur comportant: un premier segment de code servant à identifier ladite première antenne (130) à partir dudit identificateur de faisceau sujet (254); un deuxième segment de code servant à identifier ledit deuxième satellite (224) à partir dudit identificateur de satellite de reprise (354); un troisième segment de code servant à identifier ladite deuxième antenne (230) à partir dudit identificateur de faisceau de reprise (454); un quatrième segment de code servant à désactiver ladite première antenne en réponse audit premier segment de code; et un cinquième segment de code servant à activer ladite deuxième

antenne en réponse audit troisième segment de code.

5. Système de mise au complet de faisceaux (40) selon la revendication 1, o: ledit premier satellite (124) active ladite première antenne (130) pendant une période de temps prédéterminée; et ladite deuxième antenne (230) est configurée pour former ladite

deuxième cellule (236) pendant ladite période de temps prédéterminée.

6. Système de mise au complet de faisceaux (40) selon la revendication 5, o ladite table de remplacement de faisceau (54) est caractérisée par: un identificateur (154) de période de temps, configuré pour identifier ladite période de temps prédéterminée; un identificateur (254) de faisceau sujet, associé audit identificateur de période de temps et configuré pour identifier ladite première antenne (130); un identificateur (354) de satellite de reprise, associé avec ledit identificateur de faisceau sujet et configuré pour identifier ledit deuxième satellite (224); et un identificateur (454) de faisceau de reprise, associé avec ledit identificateur de satellite de reprise et configuré pour identifier ladite deuxième

antenne (230).

7. Procédé permettant d'assurer une mise au complet dynamique des faisceaux pour un réseau de télécommunications cellulaires possédant une constellation de satellites placés en orbites au-dessus d'une surface de la Terre, o chacun desdits satellites possède une pluralité d'antennes et chaque antenne de ladite pluralité d'antennes est configurée pour former une cellule sur ladite surface de la Terre, ledit procédé étant caractérisé par les opérations suivantes: a) activer, dans un premier satellite parmi lesdits satellites, une première antenne configurée pour former une première cellule sur ladite surface de la Terre; b) désactiver, dans un deuxième satellite parmi lesdits satellites, une deuxième antenne configurée pour former une deuxième cellule sur ladite surface de la Terre, laquelle cellule coïncide au moins partiellement avec ladite première cellule; c) détecter une défaillance de ladite première antenne d) identifier ledit deuxième satellite; e) désactiver ladite première antenne en réponse à ladite opération c) de détection; et 0 activer ladite deuxième antenne en réponse à. ladite opération d)

d'identification.

8. Procédé de mise au complet de faisceaux selon la revendication 7, caractérisé en ce que il est prévu, dans une table de remplacement de faisceau qui se trouve dans ledit premier satellite, un identificateur de faisceau sujet configuré pour identifier ladite première antenne; et il est prévu, dans ladite table de remnplacement de faisceau, un identificateur de satellite de reprise associé avec ledit identificateur de faisceau

sujet et configuré pour identifier ledit deuxième satellite.

9. Procédé de mise au complet de faisceaux selon la revendication 8, caractérisé en outre en ce qu'il est prévu, dans ladite table de remplacement de faisceau, un identificateur de faisceau de reprise associé avec ledit identificateur

de satellite de reprise et configuré pour identifier ladite deuxième antenne.

10. Procédé de mise au complet de faisceaux selon la revendication 7, o ladite opération a) d'activation active ladite première antenne pendant une période de temps prédéterminée: ladite opération b) de désactivation désactive ladite deuxième antenne pendant ladite période de temps prédéterminée; ladite opération c) de détection détecte ladite défaillance de ladite première antenne pendant ladite période de temps prédéterminée ladite opération e) de désactivation désactive ladite première antenne pendant le reste de ladite période de temps prédéterminée; et ladite opération f) d'activation active ladite deuxième antenne pendant

sensiblement ledit reste de ladite période de temps prédéterminée.