FR2818056A1 - Procede et systeme de telecommunication par satellites et terminal pour un tel systeme - Google Patents

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Serge Rainjonneau
Pascal Piau
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Alcatel Lucent SAS
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    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/14—Relay systems
    • H04B7/15—Active relay systems
    • H04B7/185—Space-based or airborne stations; Stations for satellite systems
    • H04B7/18521—Systems of inter linked satellites, i.e. inter satellite service

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Abstract

L'invention est relative à un procédé de télécommunication faisant appel à une constellation de satellites terrestres dans lequel les communications entre les terminaux éloignés s'effectuent par l'intermédiaire de plusieurs satellites communiquant par des liaisons directes.Ce procédé est caractérisé en ce que la constellation de satellites présente, à chaque instant, sur la terre une trace constituée par une courbe unique (26), et en ce que les communications sont transmises d'un satellite à un autre en suivant cette courbe unique. Cette constellation est, par exemple, de type Walker.

Description

PROCEDE ET SYSTEME DE TELECOMMUNICATION PAR SATELLITES ET
TERMINAL POUR UN TEL SYSTEME
L'invention est relative à un procédé et à un système de télécommunication par satellite. Elle concerne plus particulièrement un tel système dans lequel la liaison entre deux points du globe terrestre s'effectue seulement par l'intermédiaire d'un ou
plusieurs satellites.
Un système de ce genre évite l'utilisation d'un réseau terrestre. Les communications entre terminaux lointains s'effectuent par l'intermédiaire de plusieurs satellites: le message d'un premier terminal émetteur est envoyé à un premier satellite qui le transmet, par un lien intersatellite, à un satellite voisin et, ainsi de
suite, jusqu'au satellite le plus proche du terminal destinataire.
Le système de télécommunication dénommé " Iridium " est le seul qui ait fait appel jusqu'à présent à des liens inter-satellites. Mais ces liaisons inter-satellites
sont difficiles à gérer.
Pour illustrer les difficultés de gestion dans ce système, on a représenté sur
la figure 1 une mappemonde avec les traces des satellites à la surface de la terre.
Chaque flèche représente un satellite et le sens de la flèche montre le sens de son déplacement. A chaque instant, les trajectoires des satellites sont en projection sur la
terre suivant six lignes, 101, 102, 103, 104, 105 et 106. La gestion des liens inter-
satellites ne pose pas de problème quand le satellite affecté au terminal émetteur (ou destinataire) se trouve sur la même ligne 10i que le satellite affecté au terminal destinataire (ou émetteur). Dans ce cas, les communications sont de type Nord-Sud, c'est-à-dire sur la même ligne. Par contre quand les deux satellites se trouvent sur des courbes différentes, il faut effectuer des communications selon des liens Est- Ouest tel que le lien 1 2. Par exemple, si la communication doit être effectuée entre le satellite 14 sur la courbe 105 et le satellite 16 sur la courbe 104, presque aux antipodes de la position du satellite 14, on constate qu'il existe plusieurs chemins possibles et il faut donc procéder à des choix. Cette gestion n'est pas aisée à effectuer'et contribue
pour une part importante au coût des communications.
L'invention remédie à cet inconvénient.
Elle est caractérisée en ce qu'on fait appel à une constellation de satellites dans laquelle, à chaque instant, la trace des satellites sur la terre se trouve sur une
courbe unique et en ce que les communications sont transmises par des liens inter-
satellites en suivant cette courbe unique.
De préférence, des moyens sont prévus pour déterminer le sens de parcours de la courbe unique, par exemple celui qui correspond à la plus courte distance. La gestion des liaisons ou liens inter-satellites est donc particulièrement
simple. Le seul choix éventuel à effectuer est le sens de parcours.
Une constellation de satellites ayant à chaque instant une trace unique sur la terre est, par exemple une constellation de type " Walker " dans laquelle les satellites sont répartis de façon uniforme sur la trace. Toutefois, l'invention n'est pas limitée à ce type de constellations. Elle englobe aussi des constellations à trace
unique pour laquelle la distribution des satellites sur la courbe est quelconque.
Dans un mode de réalisation, pour déterminer le sens du parcours dans chaque satellite, on prévoit une base de données indiquant la zone o se trouve chaque terminal. Ainsi, lorsqu'un satellite reçoit un appel, on prévoit des moyens pour rechercher la zone terrestre du terminal appelé et ainsi, en déduire le sens du parcours. La mise à jour de la base de données à bord de chaque satellite peut être effectuée en faisant envoyer par un terminal qui change de zone un message au satellite en vue de ce terminal. Ce message reçu par un satellite est alors transmis à
tous les autres satellites.
L'invention concerne également un terminal pour la mise en oeuvre du
procédé de télécommunication conforme à l'invention.
Ce terminal est caractérisé en ce que, pour l'émission, il comporte des moyens pour accompagner les messages à émettre, de l'adresse du terminal destinataire, ou des terminaux destinataires, et d'une identification du système de télécommunication qui comporte une constellation de satellites dont la trace terrestre forme, à chaque instant, une courbe unique, les liaisons d'un satellite à un autre s'effectuant en suivant cette courbe, et en ce que, pour la réception, le terminal comporte des moyens pour reconnaître les messages affectés de
l'identification d'un tel système de télécommunication.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront avec la
description de certains de ses modes de réalisation, celle-ci étant effectuée en se
référant aux dessins ci-annexés sur lesquels: La figure 1, déjà décrite, représente une constellation de satellites d'un système de télécommunications connu, La figure 2 est un schéma illustrant le procédé conforme à l'invention, et La figure 3 est un schéma montrant la trace sur la terre d'une constellation
de satellites d'un système selon l'invention à deux instants séparés de 5 minutes.
L'invention consiste à faire communiquer deux terminaux 20 et 22 (figure2) uniquement par l'intermédiaire d'équipements à bord de satellites 24n,... .. 24i-_1, 24i, 24i+1,..., 24m et à choisir la constellation de satellites de façon qu'à chaque instant
elle ait une trace unique 26 sur la terre (figure3).
En outre, les communications ne peuvent s'établir qu'entre un satellite et ses deux voisins, c'est-à-dire entre le précédent et le suivant. Ainsi, le satellite 24i peut seulement communiquer avec le satellite 24i-1 et le satellite 24i+1. Comme représenté sur la figure 2, le terminal 20 émetteur transmet le message, destiné au terminal 22 récepteur, en premier lieu au satellite 24n visible du terminal 20 et les communications reçues par le satellite 24n sont transmises vers le satellite 24m
visible du terminal 22 en suivant la ligne 26.
La communication du satellite 24n vers le satellite 24m ne peut s'effectuer que de deux manières possibles, soit comme représenté en suivant la flèche f sur la courbe 26, soit dans le sens inverse. De préférence, on choisira le chemin le plus court. Une fois le sens déterminé, il n'y a aucun routage à effectuer puisque les
messages suivent tout simplement la courbe 26 dans un sens déterminé.
Dans l'exemple, la constellation est de type Walker. Il est à noter qu'une telle constellation de satellites est déjà utilisée pour effectuer des télécommunications, mais sans faire appel à des liens inter- satellites. En effet, dans ces systèmes de télécommunications connus faisant appel à des constellations de Walker, les communications s'effectuent par l'intermédiaire de stations de base et de réseaux terrestres, chaque satellite assurant les communications entre les terminaux d'une zone et la station de base de cette zone. Autrement dit, contrairement à l'invention, ces systèmes de télécommunications n'utilisent pas la propriété des constellations de Walker de présenter à chaque instant une trace sur
la terre qui est constituée par une courbe unique.
On peut d'ailleurs noter qu'un système de télécommunication conforme à l'invention peut utiliser les mêmes satellites que ceux d'un système de télécommunication classique faisant appel à des stations de base, mais pour lesquels la constellation de satellites est de type Walker ou, de façon plus générale, une constellation ayant à chaque instant une trace sur la terre constituée par une courbe unique. Il est ainsi possible d'optimiser l'utilisation des satellites, ces derniers étant utilisés pour deux systèmes de télécommunication, à savoir un système conforme à l'invention dans lequel les communications sont transmises uniquement par des liens intersatellites et un système dans lequel les communications sont
relayées par des stations de base.
Chaque terminal 20 est doté de moyens d'émission et de réception adaptés au procédé de télécommunication. Un terminal 20 qui émet un message, le transmet avec l'adresse du terminal destinataire 22, ou d'une pluralité de terminaux destinataires, et avec des données caractéristiques du système de
télécommunication afin que le satellite 24n le reconnaisse et puisse l'acheminer.
Chaque satellite est équipé d'un moyen pour déterminer le sens f de circulation du message à transmettre. De même, un signal reçu par un terminal 22 est
accompagné d'une identification propre au système de télécommunications.
Ainsi, I'invention concerne non seulement un procédé et un système de télécommunication, mais chacun de ses éléments, à savoir un terminal d'émission
et/ou réception et les équipements à bord de chacun des satellites.
On notera que si la constellation forme, à chaque instant, une ligne unique
26 sur la terre, cependant cette ligne se déplace à mesure que le temps s'écoule.
Ainsi, on a montré sur la figure 3 une courbe 26 représentant la trace de la constellation au temps t = 0 seconde et une courbe 26' qui représente la trace de la
constellation sur la terre à un instant ultérieur, soit 300 secondes plus tard.

Claims (6)

REVENDICATIONS
1. Procédé de télécommunication faisant appel à une constellation de satellites terrestres dans lequel les communications entre les terminaux (20, 22) éloignés s'effectuent par l'intermédiaire de plusieurs satellites communiquant par des liaisons directes, caractérisé en ce que la constellation de satellites présente, à chaque instant, sur la terre une trace constituée par une courbe unique (26), et en ce que les communications sont transmises d'un satellite
à un autre en suivant cette courbe unique.
2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que dans le premier satellite (24n) recevant un message issu d'un terminal (20), on détermine le sens de parcours de la courbe unique (26) pour atteindre le satellite (24m)
destiné à transmettre le message au terminal destinataire (22).
3. Procédé selon la revendication 2 caractérisé en ce que le sens de parcours est choisi pour que la distance du premier au dernier satellite soit la plus
courte.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé
en ce qu'à chaque satellite, on affecte une base de données indiquant la
zone terrestre o se trouve chaque terminal.
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé
en ce que la constellation de satellites est du type Walker.
6. Terminal pour système de télécommunication destiné à émettre et/ou recevoir des signaux vers un, ou venant d'un, autre terminal éloigné, les communications entre terminaux étant relayées par l'intermédiaire d'équipements d'émission et de réception à bord de satellites, les satellites étant en communication directe les uns avec les autres, caractérisé en ce que, pour l'émission, le terminal comporte des moyens pour accompagner les messages à émettre, outre de l'adresse du terminal destinataire, ou des terminaux destinataires, d'une identification du système de télécommunication qui comporte une constellation de satellites dont la trace terrestre forme, à chaque instant, une courbe unique (26), les liaisons d'un satellite à un autre s'effectuant en suivant cette courbe, et en ce que, pour la réception, le terminal comporte des moyens pour reconnaître les messages
affectés de l'identification d'un tel système de télécommunication.
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