FR2901933A1 - Systeme de communication par satellite pour communiquer des messages de donnees par paquets - Google Patents

Abstract

Un système de communication par satellite (10) est décrit qui fournit au moins un satellite (12) employant de multiples faisceaux à une pluralité de terminaux utilisateurs (13). Une passerelle (18) est employée pour se connecter soit à un réseau téléphonique public commuté PSTN soit à Internet en communiquant avec le terminal utilisateur sur le système de sorte que les utilisateurs à l'intérieur d'une gamme de fréquences donnée soient distingués les uns des autres en employant des codes orthogonaux. Le terminal utilisateur a la capacité soit d'initier soit de recevoir des messages de données par paquets.

Description

SYSTEME DE COMMUNICATION PAR SATELLITE POUR COMMUNIQUER DES MESSAGES DE

DONNEES PAR PAQUETS

La présente invention concerne des systèmes de téléphone cellulaire. Plus spécifiquement, la présente invention concerne des systèmes et procédés nouveaux et améliorés pour communiquer des informations dans des systèmes de téléphone cellulaire mobile ou des systèmes de téléphone mobile satellite employant des signaux de communication à spectre étalé. Historiquement, on dit que le téléphone, qui vient du mot grec `tête', signifiant au loin, et de `phônê', signifiant voix ou son, a été inventé le 10 mars 1876 à Boston, Massachusetts par Alexander Graham Bell. Le principe du téléphone a été conçu dès 1874 en combinant l'électricité et la voix, ce qui conduisit à la véritable invention du téléphone de Bell en 1876. Le brevet US N 174 465 délivré le 3 mars 1876 pour des améliorations en télégraphie est maintenant considéré comme étant le brevet de plus grande valeur jamais délivré. Des années plus tard, Telstar, le premier satellite de communications international au monde, a été mis en orbite le 10 juillet 1962 lors d'une collaboration entre la NASA et le Bell System. Les satellites d'aujourd'hui en orbite géosynchrone sont utilisés principalement pour le service interurbain. Le concept de base des téléphones cellulaires qui ont commencé en 1947 avec des téléphones de voiture mobiles rudimentaires a entraîné la réalisation que l'utilisation de petites cellules ou étendues de zone de service avec une réutilisation de fréquence pouvait augmenter sensiblement la capacité de trafic des téléphones mobiles. Toutefois, à ce moment-là, la technologie était inexistante. Le téléphone cellulaire est en fait un type de radio bidirectionnelle qu'a proposé AT&T en 1947 à la Federal Communications Commission FCC au niveau du grand nombre de fréquences de spectre radio allouées de sorte que le service téléphonique mobile étendu puisse devenir faisable et incite AT&T à faire des recherches sur la nouvelle technologie. La décision de la FCC de limiter les fréquences de téléphone cellulaire en 1947 a entraîné la possibilité de seulement 23 conversions de téléphone cellulaire qui pouvaient se produire simultanément dans la même zone de service. En 1968, ce nombre a été augmenté. Par la suite, un système de téléphone cellulaire a été proposé par Bell Laboratories (laboratoires Bell). En 1977, AT&T Bell Labs a construit et exploité un système de téléphone cellulaire prototype. En 1981, Motorola et America Radio Phone ont démarré un second test de système de téléphone radio cellulaire US dans la zone Washington/Baltimore. Soudain, la demande des consommateurs a rapidement devancé les normes de 1982 du système de téléphone cellulaire de sorte qu'en 1987, les abonnés au téléphone cellulaire ont dépassé un million et les ondes hertziennes ont été encombrées. Pour stimuler la croissance d'une nouvelle technologie de téléphone cellulaire, la FCC a déclaré en 1987 que les licences de téléphone cellulaire pouvaient employer des technologies de téléphone cellulaire alternatives dans la bande de 800 mégahertz. Le sans fil et le cellulaire numérique trouvent leurs racines dans les années 1940 où la téléphonie mobile commerciale a commencé. Le 17 juin 1946, à st Louis, Missouri, AT&T et Southwestern Bell ont introduit le premier service de téléphone radio mobile commercial américain et la téléphonie mobile. Un canal est une paire de fréquences, une fréquence sur laquelle transmettre et une pour recevoir. Un téléphone cellulaire est un téléphone portable qui reçoit ou envoie des messages par l'intermédiaire d'un site cellulaire ou d'une tour de transmission. Les ondes radio sont utilisées pour transférer des signaux vers et depuis le téléphone cellulaire, chaque site cellulaire ayant une étendue de 3-5 miles (5-8 kilomètres) et recouvrant d'autres sites cellulaires. Tous ces sites cellulaires sont connectés à un ou plusieurs centraux de commutation cellulaire qui peuvent détecter l'intensité du signal reçu du téléphone. Lorsque l'utilisateur du téléphone se déplace ou itinère d'une zone cellulaire à une autre, le central commute automatiquement l'appel vers le site cellulaire avec le signal le plus fort. Le terme téléphone cellulaire est rare à l'extérieur des Etats-Unis et du Japon. Toutefois, presque tous les téléphones mobiles utilisent la technologie cellulaire incluant le GSM, le CDMA et les anciens systèmes de téléphone mobile analogique. Par conséquent, le terme téléphone cellulaire a été considéré par beaucoup comme désignant tout système de téléphone mobile. Une exception aux téléphones mobiles qui emploient la technologie cellulaire sont les téléphones satellites ; par exemple, le système de téléphone Iridium qui ressemble beaucoup à un système de téléphone cellulaire sauf que les sites cellulaires sont en orbite. Les satellites de téléphone radio marine administrés par Inmarsat ont un système complètement différent. Le système satellite Inmarsat retransmet 3 simplement n'importe quels signaux qu'il reçoit avec une station mobile se connectant en fait à une station au sol. Avec l'avènement du système de téléphone satellite Globalstar , une grande avancée dans l'art a été reconnue en vertu d'une technologie de satellite téléphonique de base qui fournissait une constellation de 48 satellites en orbite basse qui étaient beaucoup plus simples à construire et moins onéreux que ceux d'Iridium employant une technologie radicalement différente laquelle emploie la technologie d'accès multiple par répartition en code ou CDMA, convertissant les signaux de parole en un format numérique et ensuite les transmettant du téléphone satellite Globalstar en montant jusqu'aux systèmes satellites et en descendant vers la station au sol. Chaque appel sur le système Globalstar possède son propre code unique qui le distingue des autres appels partageant les ondes hertziennes en même temps, et l'emploi du CDMA fournit des signaux qui sont dépourvus d'interférence, de diaphonie ou de parasites. Le CDMA a été introduit en 1995 et n'a pas tardé à devenir la technologie sans fil à croissance la plus rapide et qui a été choisie par Globalstar pour l'utilisation dans son réseau de communications par satellite, service lancé par Globalstar en 2000. Les fonctionnalités clés du téléphone satellite Globalstar employant le CDMA fournissent des liaisons aller et retour uniques, un étalement du spectre à séquence directe, un transfert intercellulaire sans coupure transparent, une réutilisation de fréquence universelle, une propagation à travers de multiples faisceaux en chevauchement sur de multiples satellites pour la diversité, et une transmission à débit variable. Le service de téléphone satellite Globalstar est délivré par l'intermédiaire de 48 satellites en orbite basse fournissant à la fois des services voix et données. La constellation LEO Globalstar ainsi dénommée se compose de satellites disposés dans une constellation de Walker, et chaque satellite est à approximativement 700 miles (environ 1100 kilomètres) de la terre, ce qui permet la clarté vocale de la plus haute qualité parmi tous les téléphones satellites dans l'industrie. Au coeur du système Globalstar tel que proposé initialement se trouve l'adaptation de Qualcomm de la technologie d'accès multiple par répartition en code qui fournit le service de satellite numérique Globalstar , entraînant une technologie qui procure la sécurité du signal, une qualité supérieure, moins d'appels interrompus et une plus 4 grande fiabilité. Les appels peuvent être effectués depuis toute passerelle via tout satellite du système vers tout terminal utilisateur, à condition que le satellite soit covisible depuis à la fois la passerelle et le terminal utilisateur. Cette co-visibilité est ce qui définit une zone de service de passerelle ; au moins 24 passerelles autour du globe sont utilisées pour fournir une couverture mondiale. Chaque satellite dessert au moins 2000 utilisateurs simultanés. Le système Globalstar emploie la redondance avec chaque appel qu'un abonné passe de sorte qu'un appel soit acheminé par l'intermédiaire d'un nombre allant jusqu'à quatre satellites qui combinent ensuite le signal en un seul appel sans parasites. Dans le cas où un des trajets vers un des satellites est bloqué, les autres satellites empêchent que l'appel se termine, appliquant la technologie de diversité de trajet qui minimise les appels interrompus et améliore la qualité du service de téléphone satellite Globalstar . Le système Globalstar emploie la technologie du tuyau coudé qui permet qu'un appel soit d'abord dirigé vers le satellite et ensuite retransmis à une passerelle relativement proche. L'appel est ensuite envoyé jusqu'à sa destination d'appel par l'intermédiaire d'une ligne terrestre ou de réseaux cellulaires. La passerelle Globalstar exécute tout le traitement et la commutation des appels, ce qui améliore la fiabilité de la distribution des appels, à la différence du système Iridium qui requiert une transmission satellite à satellite.

De plus, le système Globalstar qui procure une distribution d'appels fiable avec des caractéristiques vocales identiques ou meilleures que la téléphonie conventionnelle, complète les systèmes de téléphone cellulaire actuels qui existent en permettant à l'utilisateur d'utiliser d'abord le cellulaire conventionnel, qui est bien moins onéreux mais totalement dépendant de la proximité de sites cellulaires pour sa fiabilité, et permet ensuite à l'utilisateur de sélectionner le système satellite Globalstar où les sites cellulaires sont beaucoup trop distants pour être fiables ou dans des lieux éloignés où ces sites sont inexistants. L'accès multiple par répartition en code, qui fait référence à un schéma d'accès multiple où des stations utilisent les modulations à spectre étalé et les codes orthogonaux pour éviter d'interférer les unes avec les autres, est typiquement employé dans les systèmes Globalstar . La technique de modulation CDMA est l'une parmi plusieurs techniques pour faciliter les communications dans lesquelles un grand nombre d'utilisateurs du système sont présents. D'autres techniques de système de communications à accès multiple comme l'accès multiple par répartition dans le temps TDMA, l'accès multiple par répartition en fréquence FDMA, et les schémas de modulation AM comme la bande latérale unique à amplitude étendue ACSSB sont connus dans l'art antérieur. Il se trouve que la technique de modulation à spectre étalé de CDMA a des avantages significatifs par rapport à ces techniques de modulation pour les systèmes de communications à accès multiple. Les techniques CDMA dans les systèmes de communications à accès multiple sont décrites dans le brevet US N 4 901 307 intitulé Spread Spectrum Multiple Access Communication System Using Satellite or Terrestrial Repeaters (système de communication à accès multiple à spectre étalé utilisant des répéteurs satellites ou terrestres). Dans ce brevet, une technique d'accès multiple est décrite où un grand nombre d'utilisateurs de système de téléphone mobile ayant chacun un émetteur-récepteur communiquent par l'intermédiaire de répéteurs satellites ou de stations de base terrestres, également appelées stations de sites cellulaires, sites cellulaires, ou pour abréger cellules, en utilisant des signaux de communication à spectre étalé à accès multiple par répartition en code CDMA. Le spectre de fréquences employé dans le CDMA peut être réutilisé de multiples fois, permettant ainsi une augmentation de la capacité d'utilisateurs du système. Il se trouve que le CDMA entraîne un rendement spectral beaucoup plus élevé que celui qui peut être atteint en utilisant d'autres techniques d'accès multiple. Les canaux satellites employant ce système subissent typiquement un évanouissement qui est caractérisé comme Ricien (de Rice). En conséquence, il se trouve que ce signal se compose d'une composante continue ajoutée à une composante réfléchie multiple ayant une statistique d'évanouissement de Rayleigh.

Un rapport de puissance entre la composante continue et la composante réfléchie est typiquement trouvé être de l'ordre de 6 à 10 dBs en fonction des caractéristiques de l'antenne de l'unité mobile et de l'environnement autour de l'unité mobile. Par contraste avec le canal satellite, le canal terrestre subit un évanouissement du signal qui se compose typiquement de la composante évanouie de Rayleigh sans composante directe. Il se trouve que ce canal terrestre présente un environnement d'évanouissement plus hostile que le canal satellite dans lequel l'évanouissement Ricien est la caractéristique d'évanouissement dominante.

Il se trouve que les caractéristiques d'évanouissement de Rayleigh rencontrées dans le signal terrestre sont causées par le signal qui est réfléchi par de nombreux dispositifs différents de l'environnement physique, entraînant le fait qu'un signal arrive au niveau d'un récepteur de l'unité mobile en provenance de nombreuses directions avec des temps de transmission différents. Dans les bandes de fréquences UHF qui sont généralement employées pour les communications radio mobiles, incluant les systèmes de téléphone mobile cellulaire, il se trouve qu'il y a des différences de phase significatives dans les signaux circulant sur des trajets différents, ce qui donne la possibilité d'une sommation destructive des signaux causant des évanouissements profonds occasionnels. La position physique de l'unité mobile est fortement fonction de l'évanouissement du canal terrestre de sorte que de petits changements de la position de l'unité mobile changent les délais physiques de tous les trajets de propagation de signal qui conduisent en outre à une phase différente pour chaque trajet. Le mouvement de l'unité mobile à travers l'environnement peut conduire à un processus d'évanouissement rapide ; par exemple, en employant une bande de fréquences radio cellulaires de 850 MHz, l'évanouissement peut typiquement être aussi rapide qu'un évanouissement par seconde par mile (1 mile égal à 1609 mètres) par heure de la vitesse du véhicule. Il se trouve que ce niveau d'évanouissement est extrêmement perturbateur pour les signaux dans un canal terrestre, occasionnant une mauvaise qualité de communication. La qualité peut être améliorée en fournissant de la puissance supplémentaire pour surmonter l'évanouissement, qui en soi affecte à la fois l'utilisateur avec une consommation de puissance excessive et le système par une interférence accrue. Certaines techniques de modulation CDMA décrites dans le brevet US 4 901 307 offrent des avantages par rapport aux techniques de modulation à bande étroite utilisant des systèmes de communication employant des répéteurs satellites ou terrestres. Il se trouve que le canal terrestre pose des problèmes particuliers à tout système de communication, particulièrement en ce qui concerne le trajet multiple. Ces problèmes peuvent être résolus en utilisant des techniques CDMA qui surmontent les problèmes particuliers du canal terrestre en atténuant l'effet défavorable de trajet multiple, par exemple l'évanouissement, tout en exploitant également les avantages du trajet multiple.

Les systèmes de téléphone cellulaire CDMA permettent que la même bande de fréquences soit employée pour la communication dans tous les appels. Les propriétés de forme d'onde CDMA qui procurent un gain de traitement sont également utilisées pour discriminer entre les signaux qui occupent la même bande de fréquences. En outre, la modulation par du bruit pseudo-aléatoire PN à haute vitesse permet que de nombreux trajets de propagation différents soient séparés à condition que la différence de temps de propagation sur le trajet dépasse la durée de bribe PN ; c'est-à-dire 1/largeur de bande. Il s'avère que si un débit de bribes PN d'approximativement un MHz est employé dans un système CDM, le gain de traitement complet à spectre étalé égal au rapport de la largeur de bande étalée sur le débit de données du système peut être employé par rapport aux trajets qui diffèrent de plus d'une microseconde en temps de propagation sur le trajet du trajet souhaité. Il s'avère qu'un différentiel de temps de propagation sur le trajet d'une microseconde correspond à une distance de trajet différentielle d'approximativement 1000 pieds (300 mètres), l'environnement urbain fournissant typiquement des temps de propagation sur le trajet différentiels dépassant une microseconde et allant jusqu'à 10-20 microsecondes dans certaines zones. Lorsque des systèmes de modulation à bande étroite sont employés, comme au niveau de la modulation FM analogique, par les systèmes de téléphone conventionnels, l'existence de trajets multiples entraîne un évanouissement par trajets multiples sévère. En employant la modulation CDMA à large bande, les différents trajets peuvent faire l'objet de discrimination dans le processus de démodulation, ce qui réduit grandement la sévérité de l'évanouissement par trajets multiples. Bien que l'évanouissement par trajets multiples ne soit pas totalement éliminé en utilisant les techniques de discrimination CDMA, il existera occasionnellement des trajets avec des différentiels retardés de moins que la durée de bribe PN pour le système particulier. Pour les signaux qui possèdent des temps de propagation sur le trajet de cet ordre, il s'avère que les signaux ne peuvent pas faire l'objet de discrimination dans le démodulateur, entraînant un certain degré d'évanouissement.

Il devient apparent qu'une forme de diversité est souhaitable qui permettrait à un système de réduire l'évanouissement. Un tel système est une diversité qui atténue les effets néfastes de l'évanouissement. Les trois types majeurs de diversité qui peuvent être employés sont la diversité temporelle, la diversité de fréquence et la diversité d'espace. Il se trouve que la diversité temporelle est mieux obtenue par l'utilisation de répétition, l'entrelacement temporel et le codage et la détection des erreurs, qui est une forme de répétition. Le CDMA, de par sa nature inhérente possédant un signal à large bande qui offre une forme de diversité de fréquence en étalant l'énergie du signal sur une grande largeur de bande, entraîne le fait qu'une petite partie de la largeur de bande du signal CDMA subit des effets d'évanouissement sélectif. La diversité d'espace ou de trajet est obtenue en fournissant des trajets de signal multiples par l'intermédiaire de liaisons simultanées depuis un utilisateur mobile par l'intermédiaire de deux sites cellulaires ou plus. La diversité de trajet peut être obtenue en exploitant l'environnement à trajets multiples par l'intermédiaire du traitement à spectre étalé en permettant qu'un signal arrivant avec des temps de propagation différents soit reçu et traité séparément. Dans le brevet US N 5 101 501 intitulé Soft Handoff in a CDMA Cellular Telephone System (transfert intercellulaire sans coupure dans un système de téléphone cellulaire CDMA), et le brevet US N 5 109 390 intitulé Diversity Receiver in a CDMA Cellular Telephone System (récepteur en diversité dans un système de téléphone cellulaire CDMA), des exemples de diversité de trajet sont illustrés. Un autre contrôle des effets néfastes dans un système CDMA peut être réalisé en commandant la puissance d'émission.

Un tel système pour la commande de puissance d'unité mobile de site cellulaire est décrit dans le brevet US N 5 056 109 intitulé Method and Apparatus for Controlling Transmission Power in a CDMA Cellular Mobile Telephone System (procédé et appareil pour commander la puissance d'émission dans un système de téléphone mobile cellulaire CDMA). Les techniques telles que décrites dans le brevet US N 4 901 307 envisagent l'utilisation de modulation et de démodulation cohérentes pour les deux directions de la liaison dans les communications mobiles par satellite. Un signal porteur pilote comme une référence de phase cohérente pour le satellite à la liaison mobile et la cellule à la liaison mobile est décrit. Toutefois, il s'avère que la sévérité de l'évanouissement par trajets multiples subi dans l'environnement cellulaire terrestre avec la rupture de phase résultante du canal exclut l'utilisation de techniques de démodulation cohérente pour le mobile à la liaison cellulaire. Des séquences PN relativement longues avec chaque canal utilisateur qui se voit attribuer une séquence PN différente sont également décrites dans le brevet US Na 4 901 307. Les signaux d'utilisateurs différents peuvent être discriminés lors de la réception en employant la corrélation croisée entre des séquences PN différentes et l'autocorrélation d'une séquence PN pour tous les décalages temporels autres que zéro où les deux ont une valeur moyenne zéro. Bien que les corrélations croisées atteignent la moyenne de zéro pendant un court intervalle de temps, comme un temps de bit d'information, la corrélation croisée suit une distribution binomiale étant donné que les signaux PN ne sont pas orthogonaux. A ce titre, les signaux interfèrent les uns avec les autres pratiquement comme si c'était du bruit Gaussien de grande largeur de bande entraînant le fait que d'autres signaux d'utilisateurs ou bruit d'interférence mutuelle limitent en fin de compte la capacité réalisable. Le trajet multiple peut fournir la diversité de trajet à un système CDMA PN à large bande qui utilise une largeur de bande de plus d' l MHz si deux trajets ou plus sont disponibles avec un temps de propagation sur le trajet différentiel supérieur à une microseconde. Deux récepteurs PN ou plus peuvent être employés pour recevoir séparément ces signaux. Ces signaux présenteront typiquement une indépendance quant à l'évanouissement par trajets multiples, c'est-à-dire, ils ne s'évanouissent généralement pas ensemble, les sorties des deux récepteurs peuvent être combinées en diversité. Il s'avère qu'une perte de performance dans cette situation se produit seulement lorsque les deux récepteurs subissent des évanouissements en même temps, par conséquent deux récepteurs PN ou plus en combinaison avec un multiplexeur de diversité peuvent être employés utilisant une forme d'onde qui permet que des opérations de combinaison de diversité de trajet soient effectuées. Dans le brevet US N 4 901 307 déposé le 17 octobre 1986, délivré le 13 février 1990, un système de communication qui prend en charge un grand nombre d'utilisateurs dans toute une variété d'environnements d'utilisateurs allant de l'urbain à haute densité au rural à très faible densité est proposé qui conduit à un système de communication à accès multiple ayant une capacité d'utilisateurs simultanés élevée. Dans le brevet US N 5 101 501 déposé le 7 novembre 1989, délivré le 31 mars 1992, est décrit un système de téléphone cellulaire CDMA dans lequel la même bande de fréquences est utilisée pour toutes les cellules employant des propriétés de forme d'onde CDMA qui fournissent des gains de traitement qui sont également utilisés pour discriminer entre signaux qui occupent la même bande de fréquences.

Dans le brevet US N 5 103 459 déposé le 25 juin 1990, délivré le 7 avril 1992, sont décrites des techniques de communication à spectre étalé, en particulier des techniques CDMA, dans l'environnement de téléphone cellulaire mobile qui procurent des fonctionnalités pour améliorer considérablement la fiabilité et la capacité du système par rapport à d'autres techniques de système de communication surmontant l'évanouissement et l'interférence tout en fournissant une plus grande réutilisation de fréquence et permettant une augmentation sensible du nombre d'utilisateurs du système. Dans le brevet US N 5 109 390 déposé le 7 novembre 1989, délivré le 28 avril 1992, est décrit un système de téléphone cellulaire CDMA où la même bande de fréquences est utilisée pour la communication dans toutes les cellules pour fournir un système de téléphone cellulaire dans lequel une conception de récepteur facilite la réception et le traitement des signaux les plus forts transmis depuis un ou plusieurs sites cellulaires, les signaux étant des signaux à trajets multiples en provenance d'un seul site cellulaire ou des signaux transmis par de multiples sites cellulaires. Dans le brevet US N 5 233 626 déposé le 11 mai 1992, délivré le 3 août 1993, est décrit un système de communication à spectre étalé en diversité répéteur fournissant des communications sensiblement sans évanouissements entre un émetteur (1) et un récepteur (7). Un signal transmis est relayé par l'intermédiaire d'une pluralité de répéteurs de communications linéaires (3-6) qui produisent des copies du signal transmis, les copies arrivant chacune par un trajet de signal à évanouissement indépendant. Le récepteur traite les copies du signal reçu pour les égaliser les unes aux autres en délai, fréquence, et phase, et combine ensuite les multiples copies du signal reçues et égalisées pour produire un signal composite ayant une profondeur d'évanouissement grandement réduite. Dans le brevet US N 5 267 261 déposé le 5 mars 1992, délivré le 30 novembre 1993, est proposé un système pour diriger le transfert intercellulaire dans une communication de station mobile entre des stations de base qui emploient des techniques d'accès multiple par répartition en code.

Dans le brevet US N 5 267 262 déposé le 8 octobre 1991, délivré le 30 novembre 1993, est décrit un téléphone mobile cellulaire CDMA dans lequel la puissance d'émission des unités mobiles est commandée afin de produire au niveau du site cellulaire une puissance nominale de signal reçu en provenance de chacun des émetteurs d'unité mobile sans exception fonctionnant à l'intérieur de la cellule. Ainsi, la puissance d'émission est commandée dans le canal terrestre et l'environnement de diversité de cellule afin de surmonter l'évanouissement néfaste sans causer d'interférence du système inutile.

Dans le brevet US Na 5 303 286 déposé le 29 mars 1991, délivré le 12 avril 1994, est décrit un système de communication radio capable de desservir un utilisateur itinérant ou similaire hors de la portée de stations relais terrestres incluant un réseau à commutation de paquets et une base de données d'utilisateur itinérants, un système de communications par satellite ayant au moins un, mais généralement une pluralité de satellites orbitaux sur une zone de service satellite terrestre, un centre de contrôle de satellite et une pluralité de liaisons de communication terrestres où l'établissement d'appel est contrôlé par des processeurs et des bases de données à bord des satellites orbitaux et où seulement après que la liaison par satellite pour les canaux de communication est établie, fait que le contrôle et la commutation reposent sur le système de base au sol de sorte que les satellites orbitaux soient intégrés dans un réseau téléphonique basé au sol et une structure tarifaire. Dans le brevet US N 5 309 474 déposé le 27 mars 1992, délivré le 3 mai 1994, sont décrites des techniques de communication à spectre étalé, en particulier CDMA, dans un environnement de téléphone cellulaire mobile qui procurent des fonctionnalités pour améliorer considérablement la fiabilité et la capacité du système par rapport à d'autres techniques de système de communication. Dans le brevet US N 5 416 797 déposé le 24 janvier 1992, délivré le 16 mai 1995, est décrit un système pour construire des séquences PN qui fournissent l'orthogonalité entre les utilisateurs de sorte que l'interférence mutuelle sera réduite permettant une capacitésupérieure et une meilleure performance de liaison, en employant des techniques de communication à spectre étalé, en particulier CDMA, dans un environnement de téléphone cellulaire mobile. Dans le brevet US N 5 715 297 déposé le 15 septembre 1995, délivré le 3 février 1998, est décrit un système de communication radio capable de desservir un utilisateur itinérant ou similaire hors de la portée de stations relais terrestres qui inclut un réseau à commutation de paquets et une base de données d'utilisateur itinérants, un système de communications par satellite ayant au moins un, mais généralement une pluralité de satellites orbitaux sur une zone de service satellite terrestre, un centre de contrôle de satellite et une pluralité de liaisons de communication terrestres, où l'établissement d'appel est contrôlé par des processeurs et des bases de données à bord des satellites orbitaux et où seulement après que la liaison par satellite pour les canaux de communication est établie, fait que le contrôle et la commutation reposent sur un équipement basé au sol de sorte que les satellites orbitaux soient intégrés à un réseau téléphonique basé au sol et une structure tarifaire. Dans le brevet US N 5 903 837 déposé le 22 septembre 1997, délivré le 11 mai 1999, est décrit un système de communication radio capable de desservir un utilisateur itinérant ou similaire hors de la portée de stations relais terrestres qui inclut un réseau à commutation de paquets et une base de données d'utilisateur itinérants, un système de communications par satellite ayant au moins un, mais généralement une pluralité de satellites orbitaux sur une zone de service satellite terrestre, un centre de contrôle de satellite et une pluralité de liaisons de communication terrestres, où l'établissement d'appel est contrôlé par des processeurs et des bases de données à bord des satellites orbitaux et où seulement après que la liaison par satellite pour les canaux de communication est établie, fait que le contrôle et la commutation reposent sur un équipement basé au sol de sorte que les satellites orbitaux soient intégrés dans un réseau téléphonique basé au sol et une structure tarifaire.

Dans le brevet US Na 6 072 768 déposé le 4 septembre 1996, délivré le 6 juin 2000, est décrit un système de communication ayant un composant de communication par satellite comprenant au moins un satellite et au moins une passerelle terrestre et également un composant de communication terrestre sans fil comprenant au moins un répéteur et au moins un centre de commutation mobile, la passerelle et le centre de commutation couplés ensemble par un premier réseau d'applicatif du service mobile, la passerelle et le centre de commutation mobile étant en outre couplés à un réseau de communication terrestre, incluant en outre un terminal utilisateur bimode ou trimode supérieur comprenant un premier émetteur-récepteur pour communiquer de manière bidirectionnelle avec la passerelle par l'intermédiaire du satellite, un second émetteur-récepteur pour communiquer de manière bidirectionnelle avec le centre de commutation mobile par l'intermédiaire du répéteur et un contrôleur sensible à un protocole sélectionné par l'utilisateur ou sélectionné par la passerelle pour permettre sélectivement soit au premier soit au second émetteur-récepteur d'acheminer la communication d'un utilisateur vers un réseau de communication terrestre. Dans le brevet US Na 6 640 236 déposé le 31 août 1999, délivré le 28 octobre 2003, est décrit un appareil pour générer une séquence PN avec un nombre de bits arbitraire où le nombre de bits est fourni en parallèle avec chaque impulsion d'horloge, permettant que les séquences soient générées à haute vitesse lorsque nécessaire et permettant un traitement parallèle dans les processus d'acquisition et de démodulation. Dans le brevet US N 6 693 951 déposé le 23 juillet 1999, délivré le 17 février 2004, est décrite la mise en oeuvre de techniques de communication à spectre étalé, en particulier CDMA, dans un environnement de téléphone cellulaire mobile qui procure des fonctionnalités qui améliorent considérablement la fiabilité et la capacité du système par rapport à d'autres techniques de système de communication, surmontant, par exemple, l'évanouissement et l'interférence tout en favorisant une plus grande réutilisation de fréquence, permettant une augmentation sensible du nombre d'utilisateurs du système. Dans le brevet US N 6 714 780 déposé le 12 juin 2001, délivré le 30 mars 2004, est décrit un système de communication multifaisceaux ayant un terminal utilisateur, une station de communications pour transmettre des informations à et recevoir des informations du terminal utilisateur et une pluralité de sources de faisceaux où chaque source de faisceaux projette une pluralité de faisceaux et où une liaison de communication entre le terminal utilisateur et la station de communications est établie sur un ou plusieurs faisceaux, fournissant un système et un procédé pour réduire les taux d'interruption de communication tout en maintenant un niveau de diversité de source de faisceaux souhaité. Dans le brevet US Na 6 839 007 déposé le 9 septembre 2002, délivré le 4 janvier 2005, sont décrits des modes de réalisation qui prennent en compte la nécessité d'une transmission fiable de données de plus haute priorité à l'intérieur d'une trame où un code interne est appliqué à un ou plusieurs segments partiels d'une trame de données transmise, en plus d'un code externe appliqué à la trame entière, le segment de code interne étant conservé lorsque le décodage interne décode sans erreur, procurant l'avantage de réduire le nombre de retransmissions de données de plus haute priorité, ainsi que de réduire le délai pour des segments à durée de vie critique de la trame. Divers systèmes de téléphone satellite ont été proposés, incluant ceux tels que décrits dans le classement de la Federal Communications Commission FCC pour Authority to Launch and Operate a Satellite System to Provide Mobile Satellite Services in the 2 GHz Bands daté du 3 novembre 2000, relatif au système Globalstar ; le classement FCC en matière de Mobile Satellite Ventures Subsidiary, LLC pour Minor Amendment of Application to Launch and Operate a Replacement L Band Mobile Service Satellite at 101 West daté du 18 novembre 2003 ; et le classement FCC par Thoraya qui décrit un système satellite géostationnaire GEO pour fournir un service de téléphone satellite. Ainsi, on peut voir depuis le commencement du téléphone jusqu'à ses diverses phases d'amélioration, de la téléphonie cellulaire à la téléphonie cellulaire satellite, qu'un grand nombre d'avancées ont été faites qui fournissent un système téléphonique moderne, efficace et abordable qui aujourd'hui, dans de nombreux cas, supplante le système téléphonique existant et peut à l'avenir faire ainsi sur une base croissante. Toutefois, il existe un besoin démontré incessant de fournir des systèmes de constellation de satellites améliorés, de préférence des systèmes LEO, qui fournissent de multiples faisceaux à une pluralité d'utilisateurs et emploient au moins une passerelle connectée à un PSTN communiquant avec un utilisateur sur la constellation où chacun des utilisateurs à l'intérieur d'une bande de fréquences donnée est distingué d'un autre en employant des codes orthogonaux. Bien que les brevets précédents comme le brevet US N 4 901 307 décrivent ou fassent référence à un système satellite multifaisceau, ces faisceaux sont considérés couvrir des régions fixes au sol, ce qui requiert un satellite GEO. Dans ce cas, la même sorte de transfert intercellulaire d'un terminal utilisateur de faisceau à faisceau peut être utilisée comme elle est utilisée dans un système cellulaire terrestre. Toutefois, le brevet `307 n'aborde pas le cas où les faisceaux et les satellites se déplacent rapidement lorsqu'ils sont dans un système MEO ou LEO, étant donné qu'il a été écrit à une époque qui précédait la technologie satellite qui permettait que de grands nombres de satellites relativement plus petits (comme le Globalstar ) soient lancés et contrôlés de manière économique et fiable. Par conséquent, les problèmes de transfert intercellulaire décrits dans le brevet `307 sont beaucoup plus simples que ceux rencontrés dans le système Globalstar ou les systèmes LEO ou MEO similaires, où même ceux rencontrés dans les systèmes GEO qui ont des formes de faisceau dynamiquement variables, ce qui est une autre avancée technologique qui est maintenant faisable dans les systèmes satellites. Ce brevet n'aborde pas non plus les services de données par paquets, étant donné que ceux-ci n'étaient pas largement utilisés dans la trame de temps du brevet. D'autres brevets qui abordent les services de données par paquets n'abordent pas non plus les systèmes LEO, MEO ou GEO à faisceau dynamique.

La présente invention décrit un système satellite LEO, MEO ou GEO multifaisceau qui peut être utilisé pour fournir des services de données par paquets (en plus de la voix) aux utilisateurs mobiles, qui peuvent soit initier soit recevoir des appels de données par paquets sur le système, tout en communiquant soit avec un utilisateur fixe soit avec un utilisateur mobile partout dans le monde.

Un objet de cette invention consiste par conséquent à fournir un système de constellation de satellites employant de multiples faisceaux à une pluralité d'utilisateurs, où chacun des utilisateurs à l'intérieur d'une bande de fréquences donnée est distingué d'un autre en employant des codes orthogonaux et peut soit initier soit recevoir des messages de données par paquets.

Un autre objet de cette invention consiste à fournir un système de constellation de satellites LEO qui fournit de multiples faisceaux à une pluralité d'utilisateurs en employant au moins une passerelle connectée à un réseau téléphonique public commuté PSTN, où l'utilisateur peut soit initier soit recevoir des messages de données par paquets.

Encore un autre objet de cette invention consiste à fournir un système de constellation de satellites qui fournit de multiples faisceaux à une pluralité d'utilisateurs en employant au moins une passerelle connectée à Internet, dans lequel l'utilisateur peut soit initier soit recevoir des messages de données par paquets. A nouveau un autre objet de cette invention consiste à fournir un système de constellation de satellites GEO qui fournit de multiples faisceaux à une pluralité d'utilisateurs en employant au moins une passerelle et soit connecté à un PSTN soit à Internet, dans lequel l'utilisateur peut soit initier soit recevoir des messages de données par paquets.

A nouveau encore un autre objet de cette invention consiste à fournir un système de constellation de satellites MEO qui fournit de multiples faisceaux à une pluralité d'utilisateurs en employant au moins une passerelle connectée soit à un PSTN soit à Internet, dans lequel l'utilisateur peut soit initier soit recevoir des messages de données par paquets. A nouveau encore un autre objet de cette invention consiste à fournir un système de constellation de satellites fournissant de multiples faisceaux à une pluralité d'utilisateurs en employant au moins une passerelle connectée soit à un PSTN soit à Internet, dans lequel les utilisateurs à l'intérieur d'une bande de fréquences donnée sont distingués les uns des autres en employant des codes orthogonaux et ont la capacité soit d'initier soit de recevoir des messages de données par paquets. Ces objets ainsi que d'autres de l'invention courante sont accomplis, généralement parlant, en fournissant au moins un satellite employant de multiples faisceaux à une pluralité de terminaux utilisateurs, où une passerelle est employée pour se connecter soit à un PSTN soit à Internet, communiquant avec un terminal utilisateur sur la constellation de sorte que les utilisateurs à l'intérieur d'une gamme de fréquences donnée soient distingués les uns des autres en employant des codes orthogonaux et ont la capacité soit d'initier soit de recevoir des messages de données par paquets. Ainsi, par exemple, dans un mode de réalisation préféré, une constellation de satellites LEO comprenant approximativement 48 satellites comme employés à présent dans le système Globalstar est pourvue, employant de multiples faisceaux qui peuvent atteindre une pluralité de terminaux utilisateurs. Ceci est décrit de manière plus complète dans le brevet US N 6 272 325 qui est mentionné ici. Une passerelle est employée connectée soit à un PSTN soit à Internet et communiquant avec un terminal utilisateur UT sur la constellation de sorte que les utilisateurs à l'intérieur d'une gamme de fréquences donnée soient distingués les uns des autres en employant des codes orthogonaux essentiellement sur la liaison aller. Les terminaux utilisateurs employés ainsi peuvent soit initier soit recevoir des messages de données par paquets. Tout protocole approprié peut être employé pour discriminer un UT à l'intérieur d'une bande de fréquences donnée d'un autre UT. Les protocoles typiques incluent CDMA, TDM et TDMA, entre autres. La technologie CDMA est à présent préférée telle que fournie, par exemple, par Qualcomm Corporation, qui s'avère fournir une capacité voix et données excellente par l'intermédiaire du réseau téléphonique satellite Globalstar . Le CDMA est employé pour convertir les signaux de parole au format numérique et retransmettre ensuite les signaux du téléphone satellite Globalstar en montant jusqu'au système satellite et en descendant vers la station au sol. Chaque appel passé sur le réseau satellite a son propre code unique qui le distingue des autres appels partageant les ondes hertziennes en même temps, ainsi le signal CDMA s'avère fournir un signal sans interférence, diaphonie ou parasites.

De plus, il s'avère que le système de téléphone satellite Globalstar employant CDMA fournit également d'autres fonctionnalités clés incluant des liaisons aller et retour uniques, un étalement du spectre à séquence directe, un transfert intercellulaire sans coupure transparent, une réutilisation de fréquence universelle, une propagation par trajets multiples pour la diversité, et une transmission à débit variable.

Bien que tout code approprié puisse être employé au format CDMA, il s'avère que les codes de Walsh sont préférables pour fournir un système qui identifie de manière unique chaque utilisateur sur la liaison aller en employant l'orthogonalité mathématique unique des codes de Walsh. Il s'avère que les codes de Walsh sont distincts de manière unique de sorte que les données vocales peuvent seulement être récupérées par un récepteur appliquant le même code de Walsh étant donné que le système rejette tous les autres signaux comme bruit de fond. Tout satellite approprié peut être employé dans le système de l'invention courante. Les satellites typiques incluent des répéteurs à tuyau coudé, des satellites équipés d'une puissance de traitement basse à ceux qui incluent des systèmes à traitement important. Toute passerelle appropriée peut être employée dans le système de l'invention courante. Les passerelles typiques incluent la passerelle Globalstar qui est décrite de manière plus complète dans le brevet US N 6 804 514, figure 2B. La passerelle se compose des quatre sous-systèmes majeurs suivants : a) Emetteurs-récepteurs et antennes RF associées, qui émettent des signaux RF vers la constellation de satellites et reçoivent des signaux RF de la constellation de satellites. Une passerelle typique pour un système satellite comporte deux antennes ou plus, chacune étant capable de suivre un des deux satellites ou plus visibles pour la passerelle. b) Un sous-système CDMA qui module/démodule et étale/désétale les signaux CDMA qui sont émis/reçus par les émetteurs-récepteurs. c) Un contrôleur de passerelle GC qui est utilisé pour contrôler le fonctionnement de tous les sous-systèmes de passerelle. d) Un sous-système de traitement de la bande de base BPS qui traite et transmet les signaux dans la bande de base entre le sous-système CDMA et un commutateur IS-41 ou un commutateur GSM, tous deux se connectent au PSTN et permettent que les appels des utilisateurs satellites mobiles soient acheminés vers et depuis des appelants terrestres sur le PSTN. e) Un processeur de contrôle d'appels CCP qui prend généralement en charge l'établissement radio et les attributions de canaux, ainsi que d'autres fonctions liées aux appels. Le CCP peut inclure l'enregistreur de localisation des visiteurs VLR de passerelle qui permet l'itinérance entre les passerelles. f) Les passerelles actuelles comprennent une interface système mobile mondiale GSMI ou un routeur qui se connecte à Internet. Le routeur achemine les paquets de données vers/depuis Internet ou un autre réseau de données par paquets. La GSMI détecte la présence d'un appel GSM et l'achemine jusqu'au commutateur GSM et permet l'itinérance GSM. Des systèmes optimaux n'auraient pas une GSMI. Le signal est reçu au niveau de la passerelle MSS et, après conversion par abaissement de fréquence, démodulation dans les émetteurs-récepteurs et le système CDMA, et autrement traité, est délivré à un BPS. Le signal après traitement par le BPS est fourni comme une sortie. Ce signal de sortie peut être envoyé à un centre de 30 commutation mobile MSC, comme un commutateur IS-41 ou un commutateur GSM (qui contient le VLR GSM), ou à un routeur, ou il peut être fourni directement à l'interface HS/LS dans le système à haute vitesse. En fonction du moyen choisi, le signal est soit acheminé via un réseau interne soit un réseau externe jusqu'au centre 10 15 20 25 d'exploitation (également appelé ici centre de contrôle des utilisateurs). Le signal est ensuite traité par le centre d'exploitation et, en fonction de la nature de l'établissement d'appel souhaité, est acheminé vers le réseau externe pour l'interaction avec le fournisseur de média, ou est utilisé autrement dans le centre d'exploitation. Le centre d'exploitation peut être colocalisé avec la passerelle, ou il peut être à un emplacement distant et connecté par l'intermédiaire du réseau externe. D'autres composants de la passerelle MSS incluent un processeur de contrôle d'appels CCP qui prend généralement en charge l'établissement radio et les attributions de canaux, entre autres fonctions liées à l'appel. Le CCP peut inclure le VLR de passerelle. Une GSMI détecte la présence d'un appel GSM et achemine l'appel vers le commutateur GSM, permettant la possibilité d'itinérance GSM. Ces divers composants peuvent être inclus avec ou à l'intérieur d'une unité serveur du système de signalisation numéro sept SS-7. S'il est présent, l'enregistreur de localisation nominale HLR pourrait faire partie du serveur SS-7.

Le contrôleur de passerelle (GC) fournit le contrôle global de la passerelle, et fournit une interface vers et contrôle le fonctionnement de l'ensemble de l'équipement à haute vitesse. Il convient de noter que si le média ou les données circulant vers l'utilisateur sont des données à faible vitesse, le signal après traitement par le centre d'exploitation est envoyé au système MSS pour la délivrance via les satellites à l'UT à la manière normale du système MSS. La logique ou le point de décision de quel trajet (LS ou HS) utiliser peut être localisée dans le centre d'exploitation, ou peut être localisée dans l'interface HS/LS. L'UT peut être utilisé pour la délivrance de signaux de suivi et de contrôle de terminal, ainsi que pour la remise et la transmission de données à faible vitesse (MSS). Le système MSS reçoit des signaux de supervision et de contrôle du centre de contrôle d'exploitation ou d'une quelconque installation externe. En variante, l'UT et le biterminal peuvent être contrôlés depuis le système de données HS colocalisé avec la passerelle MSS. Des commandes et d'autres signaux sont envoyés via le système de données à faible vitesse MSS sur les liaisons de contrôle et de supervision. Dans un mode de réalisation alternatif, les commandes et autres signaux peuvent être envoyés sur le système à haute vitesse. Comme cela a été mentionné ci- dessus, un modem de données par paquets pourrait également être utilisé, comme le pourrait plus d'un UT. Les signaux de suivi sont importants lorsque le biterminal est équipé d'antennes de poursuite. Un centre de contrôle d'exploitation au sol GOCC MSS fournit des informations sur un réseau de données au sol GDN quant à quel(s) satellite(s) de la constellation utiliser et pour d'autres paramètres de transmission, comme la puissance à laquelle émettre, les fréquences à utiliser, quelle(s) antenne(s) RF doi(ven)t être utilisée(s), etc. Une information de pointage d'antenne est envoyée au centre d'exploitation, qui est de préférence également connecté au GDN. Les informations de suivi et d'autres informations sont envoyées sur les liaisons de contrôle et de supervision à l'UT et, après traitement, à l'unité en bande de base du biterminal. L'unité en bande de base convertit les informations en signaux de contrôle utilisés par une unité de suivi d'informations pour pointer et poursuivre l'antenne ou les antennes du biterminal.

Est également localisé dans le système d'équipement à haute vitesse de la bipasserelle un système de contrôle et de gestion de facturation. Le système de facturation et de gestion est de préférence connecté au GOCC via le GDN, mais peut à la place être connecté au système de gestion de passerelle GMS de la passerelle MSS. Le système de facturation et de gestion rend compte de l'utilisation du système et fournit des enregistrements détaillés des appels et d'autres informations de sorte que l'utilisateur puisse être facturé de manière appropriée, et de sorte que le temps d'antenne utilisé puisse être facturé correctement au fournisseur du système. Le contrôle du système est exercé de sorte que l'on rende compte des priorités de transmission. Par exemple, les données à haute vitesse peuvent être restreintes durant certaines périodes de temps afin de permettre une utilisation de circuit vocal MSS maximum durant les périodes à fort trafic vocal. Inversement, plus de la largeur de bande MSS peut être allouée aux services de données à haute vitesse durant les périodes de plus faible demande de trafic voix/données MSS. Dans ce cas, les données à haute vitesse peuvent être étalées sur une plus grande largeur de bande, permettant des débits de données supérieurs. Il convient de noter que dans des modes de réalisation, il peut ne pas être nécessaire de partager le spectre intrabande entre les services LS/HS, comme un spectre adjacent peut être employé pour fournir les services HS (et/ou pour fournir les services LS). Le contrôle de fournisseur de passerelle peut être utilisé à ces fins, ou le contrôle peut être dicté par le GOCC sous la direction de l'opérateur système. Tout satellite approprié peut être employé pour pratiquer le système de l'invention courante. Les satellites typiques incluent les satellites LEO, avec ou sans traitement à bord, les satellites MEO ou GEO, avec ou sans traitement à bord. Toute constellation de satellites appropriée peut être employée pour pratiquer le système de l'invention courante. Les constellations de satellites typiques incluent LEO, MEO et GEO. Le préféré de ceux-ci est le satellite LEO qui fournit la réception, la fiabilité et la clarté de signal requises.

Tout terminal utilisateur approprié peut être employé dans le système de l'invention courante. Les terminaux utilisateurs typiques incluent les téléphones mobiles, les PDAs, les ordinateurs portables, les téléphones fixes, un modem de données satellite, des kits de voiture, des téléphones d'avion, et tous dispositifs ou capteurs qui peuvent être interfacés à l'un quelconque de ceux qui précèdent. Le préféré parmi ceux-ci est le téléphone satellite Globalstar GSP 1600, le téléphone satellite Iridium, et similaire. Toute passerelle appropriée peut être employée dans le système de l'invention courante. Les passerelles typiques incluent celles décrites dans les brevets US du cessionnaire Globalstar 6 775 251, 6 735 440, 6 661 996, 6 253 080, 6 134 423, 6 067 442, 5 918 157, 5 884 142, 5 812 538, 5 758 261, 5 634 190 et 5 592 481. Une préférable de celles-ci est la passerelle telle que décrite sur la figure 2B du brevet US N 6804514. Les fonctionnalités de l'invention exposées ci-dessus ainsi que d'autres sont rendues plus apparentes dans la description détaillée de l'invention qui s'ensuit, 25 lorsque lue conjointement avec les dessins joints, dans lesquels : la figure 1 est un schéma de principe d'un système de communication par satellite qui est construit et exploité conformément à un mode de réalisation présentement préféré de cette invention ; la figure 2 est un schéma de principe d'une des passerelles de la figure 1 ; 30 la figure 3A est un schéma de principe de la charge utile de communications d'un des satellites de la figure 1 ; la figure 313 illustre une partie d'un diagramme de faisceau qui est associé à un des satellites de la figure 1 ; et la figure 4 est un schéma de principe qui représente le support d'équipement au sol des fonctions de télémesure et de contrôle satellite. La figure 1 illustre un mode de réalisation présentement préféré d'un système de communication par satellite 10 qui est approprié pour une utilisation avec le mode de réalisation présentement préféré de cette invention. Avant de décrire cette invention en détail, un description sera d'abord faite du système de communication 10 de façon à ce que l'on puisse avoir une compréhension plus complète de la présente invention. Le système de communication 10 peut être conceptuellement subdivisé en une pluralité de segments 1, 2, 3 et 4. Le segment 1 est référencé ici en tant que segment spatial, le segment 2 en tant que segment utilisateur, le segment 3 en tant que segment au sol (terrestre), et le segment 4 en tant que segment d'infrastructure de système terrestre ; par exemple, une infrastructure téléphonique. Dans le mode de réalisation présentement préféré de cette invention, il y a au total 48 satellites, par exemple, en orbite basse LEO de 1414 km. Les satellites 12 sont répartis dans huit plans orbitaux avec six satellites également espacés par plan (constellation de Walker). Les plans orbitaux sont inclinés à 52 degrés par rapport à l'équateur et chaque satellite exécute une orbite une fois toutes les 114 minutes. Cette approche fournit approximativement la couverture du globe terrestre entier avec, de préférence, au moins deux satellites en vue à tout moment donné depuis un emplacement utilisateur particulier entre environ 70 degrés de latitude sud et environ 70 degrés de latitude nord. A ce titre, un utilisateur est en mesure de communiquer vers ou depuis presque tout point à la surface de la terre à l'intérieur d'une zone de couverture de passerelle GW 18 vers ou depuis d'autres points à la surface de la terre (par le biais du PSTN), via une ou plusieurs passerelles 18 et un ou plusieurs des satellites 12, en utilisant éventuellement également une partie du segment d'infrastructure terrestre 4. Il est noté, à ce stade, que la description précédente et celle qui s'ensuit du système 10 ne représente qu'un mode de réalisation approprié d'un système de communication à l'intérieur duquel l'enseignement de cette invention peut trouver une utilisation. C'est-à-dire, les détails spécifiques du système de communication ne doivent pas être lus ou interprétés dans un sens restrictif lors de la mise en oeuvre de cette invention.

En continuant maintenant par une description du système 10, un processusde transfert (transfert intercellulaire) sans coupure entre des satellites 12, et également entre des faisceaux individuels de 16 faisceaux étroits transmis par chaque satellite (figure 3B), fournit des communications ininterrompues via une technique d'accès multiple par répartition en code CDMA, à spectre étalé SS. La technique SS-CDMA présentement préférée est similaire à la norme provisoire TIA/EIA, Mobile Station-Base Station Compatibility Standard for Dual-Mode Wideband Spread Spectrum Cellular System (norme de compatibilité station mobile-station de base pour système cellulaire à spectre étalé à large bande bimode) TIA/EIA/IS-95, juillet 1993, quoique d'autres techniques et protocoles à spectre étalé et CDMA puissent être employés. Les orbites basses permettent aux terminaux utilisateurs fixes ou mobiles à faible puissance 13 de communiquer via les satellites 12, dont chacun fonctionne, dans un mode de réalisation présentement préféré de cette invention, uniquement comme un récepteur à tuyau coudé pour recevoir un signal de trafic de communications (comme la parole et/ou les données) en provenance d'un terminal utilisateur 13 ou d'une passerelle 18, convertir le signal de trafic de communications reçu vers une autre bande de fréquences, et pour retransmettre ensuite le signal converti. C'est-à-dire, aucun traitement de signal à bord d'un signal de trafic de communications reçu ne se produit, et le satellite 12 ne prend conscience d'aucune information qu'un signal de trafic de communications reçu ou transmis peut transiter. En outre, il n'est pas nécessaire qu'il y ait de liaison ou liaisons de communication directe(s) entre les satellites 12. C'est-à-dire, chacun des satellites 12 reçoit un signal seulement d'un émetteur localisé dans le segment utilisateur 2 ou d'un émetteur localisé dans le segment au sol 3, et transmet un signal seulement à un récepteur localisé dans le segment utilisateur 2 ou à un récepteur localisé dans le segment au sol 3. Le segment utilisateur 2 peut inclure une pluralité de types de terminaux utilisateurs 13 qui sont adaptés pour la communication avec les satellites 12. Les terminaux utilisateurs 13 incluent, par exemple, une pluralité de types différents de terminaux utilisateurs fixes et mobiles incluant, mais non limités à des radiotéléphones mobiles portables 14, des radiotéléphones mobiles embarqués 15, des dispositifs du type téléavertissement/messagerie 16, et des radiotéléphones fixes 14a. Les terminaux utilisateurs 13 sont de préférence pourvus d'antennes omnidirectionnelles 13a pour la communication bidirectionnelle via un ou plusieurs des satellites 12. Il est noté que les radiotéléphones fixes 14a peuvent employer une antenne directionnelle. Ceci est avantageux en ce que cela permet une réduction d'interférence avec une augmentation consécutive du nombre d'utilisateurs qui peuvent être desservis simultanément avec un ou plusieurs des satellites 12. Il est en outre noté que les terminaux utilisateurs 13 peuvent être des dispositifs à double utilisation qui incluent un ensemble de circuits pour communiquer également d'une manière conventionnelle avec un système cellulaire terrestre. En se référant également à la figure 3A, les terminaux utilisateurs 13 peuvent être capables de fonctionner dans un mode duplex simultané et de communiquer via, par exemple, des liaisons RF en bande L (liaison montante ou liaison retour 17b) et des liaisons RF en bande S (liaison descendante ou liaison aller 17a) par l'intermédiaire de répéteurs de satellite retour et aller 12a et 12b, respectivement. Les liaisons RF en bande L retour 17b peuvent fonctionner à l'intérieur d'une gamme de fréquences d'1,61 GHz à 1,625 GHz, une largeur de bande de 16,5 MHz, et sont modulées avec des signaux vocaux et/ou des signaux de données numériques en paquets conformément à la technique d'étalement du spectre préférée. Les liaisons RF en bande S aller 17a peuvent fonctionner à l'intérieur d'une gamme de fréquences de 2,485 GHz à 2,5 GHz, une largeur de bande de 16,5 MHz. Les liaisons RF aller 17a sont également modulées au niveau d'une passerelle 18 avec des signaux vocaux et/ou des signaux de données numériques en paquets conformément à la technique d'étalement de spectre. La largeur de bande de 16,5 MHz de la liaison aller est découpée en 13 canaux avec jusqu'à, par exemple, 128 utilisateurs qui sont affectés par canal. La liaison retour peut avoir diverses largeurs de bande, et un terminal utilisateur 13 donné peut ou peut ne pas se voir affecter un canal différent du canal affecté sur la liaison aller. Toutefois, lors d'un fonctionnement en mode de réception en diversité sur la liaison retour (recevant de deux satellites 12 ou plus), l'utilisateur se voit affecter le même canal RF de liaison aller et retour pour chacun des satellites. 25 Le segment au sol 3 inclut au moins un mais généralement une pluralité des passerelles 18 qui communiquent avec les satellites 12 via, par exemple, une liaison RF en bande C duplex intégral 19 (liaison aller 19a vers le satellite), (liaison retour 19b depuis le satellite) qui fonctionne à l'intérieur d'une gamme de fréquences généralement au-dessus de 3 GHz et de préférence dans la bande C. Les liaisons RF en bande C acheminent bidirectionnellement les liaisons de connexion de communication, et acheminent également les commandes de satellite vers les satellites et les informations de télémesure depuis les satellites. La liaison de connexion aller 19a peut fonctionner dans la bande de 5 GHz à 5,25 GHz, tandis que la liaison de connexion retour 19b peut fonctionner dans la bande de 6,875 GHz à 7,075 GHz. Les antennes de liaison de connexion de satellite 12g et 12h sont de préférence des antennes à large couverture qui sous-tendent une zone de couverture terrestre maximum comme on le voit depuis le satellite LEO 12. Dans le mode de réalisation présentement préféré du système de communication 10, l'angle sous-tendu depuis un satellite LEO donné 12 (en supposant des angles d'élévation de 10 depuis la surface de la terre) est d'approximativement 110 . Ceci produit une zone de couverture qui a un diamètre d'approximativement 3600 miles (5800 kilomètres). Les antennes en bande L et en bande S sont des antennes à faisceaux multiples qui fournissent la couverture à l'intérieur d'une région de service terrestre associée. Les antennes en bande L et en bande S 12c et 12d, respectivement, sont de préférence congruentes les unes avec les autres, comme représenté sur la figure 3B. C'est-à-dire, les faisceaux d'émission et de réception depuis l'engin spatial couvrent la même zone à la surface de la terre, quoique cette caractéristique ne soit pas cruciale pour le fonctionnement du système 10. A titre d'exemple, plusieurs milliers de communications duplex intégral peuvent avoir lieu par l'intermédiaire d'un satellite donné des satellites 12. Conformément à une fonctionnalité du système 10, deux satellites 12 ou plus peuvent chacun acheminer la même communication entre un terminal utilisateur 13 donné et une des passerelles 18. Ce mode de fonctionnement, tel que décrit en détail ci-dessous, procure ainsi la combinaison de diversité au niveau des récepteurs respectifs, conduisant à une résistance accrue à l'évanouissement et facilitant la mise en oeuvre d'une procédure de transfert intercellulaire sans coupure. 26 Il est signalé que toutes les fréquences, largeurs de bande et similaires qui sont décrites ici ne sont pas représentatives que d'un système particulier. D'autres fréquences et bandes de fréquences peuvent être utilisées sans aucun changement des principes qui sont traités. A titre de seul exemple, les liaisons de connexion entre les passerelles et les satellites peuvent utiliser des fréquences dans une bande autre que la bande C (approximativement 3 GHz à approximativement 7 GHz), par exemple la bande Ku (approximativement 10 GHz à approximativement 15 GHz) ou la bande Ka (au-dessus d'approximativement 15 GHz). Les passerelles 18 fonctionnent pour coupler la charge utile de communications ou les répéteurs 12a et 12b (figure 3A) des satellites 12 au segment d'infrastructure terrestre 4. Les répéteurs 12a et 12b incluent une antenne de réception en bande L 12c, une antenne de transmission en bande S 12d, un amplificateur de puissance en bande C 12e, un amplificateur à faible bruit en bande C 12f, des antennes en bande C 12g et 12h, une section de conversion de fréquence de la bande L à la bande C 12i, et une section de conversion de fréquence de la bande C à la bande S 12j. Le satellite 12 inclut également un générateur de fréquence pilote 12k et un équipement de commande et de télémesure 121. A cet égard, il peut également être fait référence au brevet US N 5 422 647, de E. Hirshfield et C. A. Tsao, intitulé Mobile Communications Satellite Payload , qui décrit un type de charge utile de satellite de communications qui est approprié pour une utilisation avec l'enseignement de cette invention. Le segment d'infrastructure terrestre 4 est composé de systèmes de communications existants et inclut les passerelles de réseau mobile terrestre public PLMN 20, les centraux téléphoniques locaux comme les réseaux téléphoniques publics régionaux RPTN 22 ou d'autres fournisseurs de services téléphoniques locaux, les réseaux longue distance domestiques 24, les réseaux internationaux 26, Internet 28 et autres RPTNs 30. Le système de communication 10 fonctionne pour fournir une communication vocale et/ou de données bidirectionnelle entre le segment utilisateur 2 et les téléphones du réseau téléphonique public commuté PSTN 32 et les téléphones non PSTN 32 du segment d'infrastructure terrestre 4, ou d'autres terminaux utilisateurs de divers types, qui peuvent être des réseaux privés. Tel que montré sur la figure 1 (et également sur la figure 4), comme une partie du segment au sol 3, se trouve un centre de contrôle d'exploitation satellite SOCC 36, et un centre de contrôle d'exploitation au sol GOCC 38. Une voie de communication, qui inclut un réseau de données au sol GDN 39 (voir figure 2), est prévue pour interconnecter les passerelles 18 et les TCUs 18a, le SOCC 36 et le GOCC 38 du segment au sol 3. Cette partie du système de communication 10 fournit des fonctions de contrôle de l'ensemble du système. La figure 2 montre une des passerelles 18 plus en détail. Chaque passerelle 18 inclut jusqu'à quatre sous-systèmes en bande C RF à double polarisation, comprenant chacun une antenne parabolique 40, un mécanisme d'entraînement de l'antenne 42 et un socle 42a, des récepteurs à faible bruit 44, et des amplificateurs haute puissance 46. Tous ces composants peuvent être localisés à l'intérieur d'une structure radôme pour fournir une protection environnementale. La passerelle 18 inclut en outre des convertisseurs abaisseurs de fréquence 48 et des convertisseurs élévateurs de fréquence 50 pour traiter les signaux porteurs RF reçus et transmis, respectivement. Les convertisseurs abaisseurs de fréquence 48 et les convertisseurs élévateurs de fréquence 50 sont connectés à un sous-système CDMA 52 qui, à son tour, est couplé au réseau téléphonique public commuté PSTN par l'intermédiaire d'une interface PSTN 54. En option, le PSTN pourrait être contourné en utilisant des liaisons satellite à satellite. Le sous-système CDMA 52 inclut une unité de sommateur/commutateur de signal 52a, un sous-système émetteur-récepteur de passerelle GTS 52b, un contrôleur GTS 52c, un système d'interconnexion CDMA CIS 52d, et un sous-système de banc de sélecteurs SBS 52e. Le sous-système CDMA 52 est contrôlé par un gestionnaire de station de base BSM 52f et fonctionne d'une manière similaire à une station de base compatible CDMA (par exemple, une IS-95 compatible). Le sous-système CDMA 52 inclut également le synthétiseur de fréquence requise 52g et un récepteur de système de positionnement global GPS 52h. L'interface PSTN 54 inclut un point de commutation de service SSP PSTN 54a, un processeur de contrôle d'appels CCP 54b, un enregistreur de localisation des visiteurs VLR 54c, et une interface de protocole 54d vers un enregistreur de localisation nominal HLR. Le HLR peut être localisé dans la passerelle cellulaire 20 (figure 1) ou, facultativement, dans l'interface PSTN 54. La passerelle 18 est connectée à des réseaux de télécommunications par l'intermédiaire d'une interface normalisée formée par l'intermédiaire du SSP 54a. La 28 passerelle 18 fournit une interface, et se connecte au PSTN via une interface à débit primaire PRI, ou d'autres moyens appropriés. La passerelle 18 est en outre capable de fournir une connexion directe à un centre de commutation mobile MSC. La passerelle 18 fournit une signalisation fixe ISDN SS-7 au CCP 54b. Du côté de la passerelle de cette interface, le CCP 54b s'interface avec le soussystème d'interconnexion CDMA 52d et par conséquent au sous-système CDMA 52. Le CCP 54b fournit des fonctions de traduction de protocole pour l'interface hertzienne AI du système, qui peut être similaire à la norme provisoire IS-95 pour les communications CDMA.

Les blocs 54c et 54d fournissent généralement une interface entre la passerelle 18 et un réseau téléphonique cellulaire externe qui est compatible, par exemple, avec les systèmes cellulaires IS-41 (norme nord-américaine, AMPS) ou GSM (norme européenne, MAP) et, en particulier, aux procédés spécifiés pour prendre en charge les abonnés itinérants, c'est-à-dire, les utilisateurs qui passent des appels en dehors de leur système domestique. La passerelle 18 supporte l'authentification de terminal utilisateur pour les téléphones du système 10/AMPS et pour les téléphones du système 10/GSM. Dans les zones de service où il n'y a pas d'infrastructure de télécommunications existante, un enregistreur de localisation nominale HLR peut être ajouté à la passerelle 18 et interfacé avec l'interface de signalisation SS-7. Un utilisateur effectuant un appel hors de la zone de service normale de l'utilisateur (un abonné itinérant) est pris en charge par le système 10 si autorisé. Etant donné qu'un abonné itinérant peut être trouvé dans tout environnement, un utilisateur peut employer le même équipement terminal pour effectuer un appel depuis n'importe où dans le monde, et les conversions de protocole nécessaires sont faites de manière transparente par la passerelle 18. L'interface de protocole 54d est ignorée lorsqu'une conversion n'est pas requise, par exemple, de GSM à AMPS. Fait partie de la portée de l'enseignement de cette invention le fait de fournir une interface universelle dédiée aux passerelles cellulaires 20, en plus de ou à la place de l'interface A conventionnelle spécifiée pour les centres de commutation mobile GSM et des interfaces propres à un constructeur à des centres de commutation mobile IS-41. Fait en outre partie de la portée de cette invention le fait 29 de fournir une interface directement au PSTN, comme indiqué sur la figure 1 comme la voie de signal désignée PSTN-INT. Le contrôle de passerelle global est pourvu par le contrôleur de passerelle 56 qui inclut une interface 56a vers le réseau de données au sol GDN 39 susmentionné et une interface 56b vers un centre de contrôle de fournisseur de services SPCC 60. Le contrôleur de passerelle 56 est généralement interconnecté à la passerelle 18 par l'intermédiaire du BSM 52f et par l'intermédiaire de contrôleurs RF 43 associés à chacune des antennes 40. Le contrôleur de passerelle 56 est en outre couplé à une base de données 62, comme une base de données d'utilisateurs, de données des éphémérides de satellite, etc., et à une unité E/S 64 qui permet au personnel de service d'avoir accès au contrôleur de passerelle 56. Le GDN 39 est également interfacé bidirectionnellement à une unité de télémesure et de commande TCU 18A (figures 1 et 4). En se référant à la figure 4, la fonction du GOCC 38 est de planifier et de contrôler l'utilisation de satellite par les passerelles 18, et de coordonner cette utilisation avec le SOCC 36. En général, le GOCC 38 analyse les tendances, génère des plans du trafic, alloue des ressources satellite 12 et système (comme, mais non limitées aux allocations de puissance et de canaux), surveille la performance du système global 10, et émet des instructions d'utilisation, via le GDN 39, aux passerelles 18 en temps réel ou à l'avance. Le SOCC 36 fonctionne pour maintenir et surveiller les orbites, pour relayer les informations d'utilisation de satellite à la passerelle pour l'entrée au GOCC 38 via le GDN 39, pour surveiller le fonctionnement global de chaque satellite 12, incluant l'état des batteries du satellite, pour établir le gain pour les voies de signaux RF à l'intérieur du satellite 12, pour garantir une orientation de satellite optimum par rapport à la surface de la terre, en plus d'autres fonctions. Comme décrit ci-dessus, chaque passerelle 18 fonctionne pour connecter un utilisateur donné au PSTN pour à la fois la signalisation, les communications vocales et/ou de données et également pour générer la date, via la base de données 62 (figure 2), à des fins de facturation. Les passerelles sélectionnées 18 incluent une unité de télémesure et de commande TCU 18a pour recevoir des données de télémesure qui sont transmises par les satellites 12 sur la liaison retour 19b et pour transmettre des 30 commandes jusqu'aux satellites 12 via la liaison aller 19a. Le GDN 39 fonctionne pour interconnecter les passerelles 18, le GOCC 38 et le SOCC 36. En général, chaque satellite 12 de la constellation LEO fonctionne pour relayer des informations des passerelles 18 aux utilisateurs (liaison aller en bande C 19a à liaison aller en bande S 17a), et pour relayer des informations des utilisateurs aux passerelles 18 (liaison retour en bande L 17b à liaison retour en bande C 19b). Ces informations incluent des canaux de synchronisation et de messagerie CDMA, en plus de signaux de contrôle de puissance. Divers canaux pilotes CDMA peuvent également être utilisés pour surveiller l'interférence sur la liaison aller. Des données de mise à jour des éphémérides de satellite sont également communiquées à chacun des terminaux utilisateurs 13, depuis la passerelle 18, via les satellites 12. Les satellites 12 fonctionnent également pour relayer des informations de signalisation des terminaux utilisateurs 13 à la passerelle 18, incluant des requêtes d'accès, des requêtes de changement de puissance, et des requêtes d'enregistrement. Les satellites 12 relaient également des signaux de communication entre les utilisateurs et les passerelles 18, et peuvent appliquer une sécurité pour limiter l'utilisation non autorisée. En fonctionnement, les satellites 12 transmettent des données de télémesure d'engin spatial qui incluent des mesures d'état opérationnel de satellite. Le flux de télémesure en provenance des satellites, les commandes en provenance du SOCC 36, et les liaisons de connexion de communications 19 partagent tous les antennes en bande C 12g et 12h. Pour ces passerelles 18 qui incluent un TCU 18a, les données de télémesure de satellite reçues peuvent être transférées immédiatement au SOCC 36, ou les données de télémesure peuvent être stockées et transférées par la suite au SOCC 36 à un moment ultérieur, typiquement à la demande du SOCC. Les données de télémesure, qu'elles soient transmises immédiatement ou stockées et transférées par la suite, sont envoyées sur le GDN 39 comme messages en paquets, chaque message en paquets contenant une seule trame de télémesure élémentaire. Si plus d'un SOCC 36 fournit un support de satellite, les données de télémesure sont acheminées vers tous les SOCCs. Le SOCC 36 a plusieurs fonctions d'interface avec le GOCC 38. Une fonction d'interface est l'information de position d'orbite, dans laquelle le SOCC 36 fournit des informations orbitales au GOCC 38 de sorte que chaque passerelle 18 31 puisse poursuivre précisément jusqu'à quatre satellites qui peuvent être en vue de la passerelle. Ces données incluent des tables de données qui sont suffisantes pour permettre aux passerelles 18 de développer leurs propres listes de contact de satellite, en utilisant des algorithmes connus. Le SOCC 36 n'est pas obligé de connaître les plans de poursuite de passerelle. La TCU 18a recherche dans la bande de télémesure de liaison descendante et identifie de manière unique le satellite qui est suivi par chaque antenne avant la propagation de commandes. Une autre fonction d'interface est l'information d'état du satellite qui est rapportée du SOCC 36 au GOCC 38. L'information d'état du satellite inclut la disponibilité d'à la fois le satellite/répéteur, l'état de la batterie et des informations orbitales et incorpore, en général, toutes limitations liées au satellite qui empêcheraient l'utilisation de tout ou partie d'un satellite 12 à des fins de communications. Un aspect important du système 10 est l'utilisation de SS-CDMA conjointement avec la combinaison de diversité au niveau des récepteurs de passerelle et au niveau des récepteurs de terminal utilisateur. La combinaison de diversité est employée pour atténuer les effets d'évanouissement lorsque les signaux arrivent aux terminaux utilisateurs 13 ou à la passerelle 18 depuis de multiples satellites sur des longueurs de trajet multiples et différentes. Des récepteurs à râteau dans les terminaux utilisateurs 13 et les passerelles 18 sont employés pour recevoir et combiner les signaux provenant de multiples sources. A titre d'exemple, un terminal utilisateur 13 ou la passerelle 18 fournit la combinaison de diversité pour les signaux de la liaison aller ou les signaux de la liaison retour qui sont reçus simultanément de et transmis par l'intermédiaire des multiples faisceaux des satellites 12.

A cet égard, la description du brevet US N 5 233 626, délivré le 3 août 1993 à Stephen A. Ames et intitulé Repeater Diversity Spread Spectrum Communication System est mentionnée ici. La performance dans le mode de réception en diversité continue est supérieure à celle de la réception d'un signal par l'intermédiaire d'un répéteur de satellite, et en outre il n'y a pas de coupure des communications si une liaison est perdue due à l'occultation ou au blocage par des arbres ou d'autres obstacles qui ont un effet défavorable sur le signal reçu.

Les multiples antennes directionnelles 40 d'une des passerelles 18 donnée sont capables de transmettre le signal de la liaison aller (passerelle vers terminal utilisateur) par l'intermédiaire de faisceaux différents d'un ou plusieurs satellites 12 pour supporter la combinaison de diversité dans les terminaux utilisateurs 13. Les antennes omnidirectionnelles 13a des terminaux utilisateurs 13 transmettent par l'intermédiaire de tous les faisceaux de satellite qui peuvent être vus depuis le terminal utilisateur 13. Chaque passerelle 18 supporte une fonction de contrôle de puissance d'émission pour prendre en compte les évanouissements lents, et supporte également les entrelacements des blocs pour prendre en compte les évanouissements moyens à rapides. Le contrôle de puissance est mis en oeuvre à la fois sur les liaisons aller et retour. Le temps de réponse de la fonction de contrôle de puissance est ajusté pour prendre en charge un délai de propagation aller-retour de satellite de 30 msec dans le cas le plus défavorable.

Alors que la présente invention a été particulièrement décrite relativement à certains composants dans son mode de réalisation préféré, il sera compris que l'invention n'est pas limitée à ces composants particuliers décrits dans les modes de réalisation préférés, ou la séquence d'emploi ou les procédés de traitement des composants. Au contraire, elle est destinée à couvrir toutes les alternatives, modifications, et équivalents tels qu'ils peuvent être inclus à l'intérieur de l'esprit et de la portée de l'invention définie par les revendications annexées. De plus, d'autres composants peuvent être employés dans le système de l'invention courante telle que revendiquée ainsi que des variations et alternatives aux composants décrits et revendiqués avec des résultats similaires en ce qui concerne l'exploitation et la fonction du système de l'invention courante. En particulier, la portée de l'invention est destinée à inclure, par exemple, les satellites GEO équipés de formation de faisceau dynamique ou de formation de faisceau reconfigurable qui améliore davantage la performance du système, ou équipés d'un routeur dispositif de découpage en canaux numérique CDR ou employant des techniques de passerelle virtuelle comme exposé dans le brevet US N 6 735 440, en particulier sur les figures 15B-C.

Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour autant sortir du cadre de l'invention.

Claims (14)

REVENDICATIONS

1. Système de communication par satellite (10) comprenant : au moins un satellite (12) qui fournit de multiples faisceaux ; une pluralité de terminaux utilisateurs UT (13) ; au moins une passerelle (18) communiquant avec au moins un terminal utilisateur sur le système où chacun desdits terminaux utilisateurs à l'intérieur d'une bande de fréquences donnée est distingué d'un autre desdits terminaux utilisateurs en employant des codes orthogonaux ; et dans lequel ledit terminal utilisateur est équipé pour initier ou recevoir ou terminer des messages de données par paquets.

2. Système satellite selon la revendication 1, dans lequel ledit satellite se trouve dans une constellation de satellites en orbite basse LEO.

3. Système satellite selon la revendication 1, dans lequel ledit satellite se trouve dans une constellation de satellites géostationnaires GEO.

4. Système satellite selon la revendication 1, dans lequel ladite pluralité de terminaux utilisateurs est équipée pour recevoir des signaux du système de positionnement global (GPS).

5. Système satellite selon la revendication 1, dans lequel ladite passerelle (18) est connectée à un réseau téléphonique public commuté PSTN et/ou à Internet.

6. Système satellite selon la revendication 1, dans lequel un de ladite pluralité de 25 terminaux utilisateurs (13) est transféré d'un faisceau dudit satellite à un autre faisceau dudit satellite (12).

7. Système satellite selon la revendication 1, dans lequel ledit terminal utilisateur (13) est transféré d'un satellite à un autre satellite. 30 35

8. Système satellite selon la revendication 2, dans lequel ledit transfert est fondé sur l'intensité du signal déterminée au niveau du terminal utilisateur.

9. Système de communication par satellite (10) comprenant : une constellation de satellites en orbite basse LEO dans laquelle chaque satellite (12) de ladite constellation fournit de multiples faisceaux ; une pluralité de terminaux utilisateurs (13) ; au moins une passerelle (18) connectée à Internet et communiquant avec ledit au moins un terminal utilisateur sur la constellation où chacun desdits terminaux 10 utilisateurs à l'intérieur d'une bande de fréquences donnée est distingué d'un autre desdits terminaux utilisateurs en employant des codes orthogonaux ; et où ledit terminal utilisateur peut soit initier soit recevoir des messages de données par paquets. 15

10. Système de communication par satellite (10) comprenant : une constellation de satellites en orbite basse LEO dans laquelle chaque satellite (12) de ladite constellation fournit de multiples faisceaux ; une pluralité de terminaux utilisateurs (13) ; au moins une passerelle (18) connectée à un réseau téléphonique public 20 commuté PSTN et à Internet communiquant avec ledit au moins un terminal utilisateur sur la constellation où chacun desdits terminaux utilisateurs à l'intérieur d'une bande de fréquences donnée est distingué d'un autre desdits terminaux utilisateurs en employant des codes orthogonaux ; et où ledit terminal utilisateur est équipé pour initier ou recevoir des messages 25 de données par paquets.

11. Système de communication par satellite (10) comprenant : une constellation de satellites en orbite moyenne MEO dans laquelle chaque satellite (12) de ladite constellation fournit de multiples faisceaux ; 30 une pluralité de terminaux utilisateurs (13) ; au moins une passerelle (18) connectée à Internet et communiquant avec ledit au moins un terminal utilisateur sur la constellation où chacun desdits terminaux 36 utilisateurs à l'intérieur d'une bande de fréquences donnée est distingué d'un autre desdits terminaux utilisateurs en employant des codes orthogonaux ; et où ledit terminal utilisateur peut soit initier soit recevoir des messages de données par paquets.

12. Système de communication par satellite (10) selon la revendication 11, dans lequel ladite passerelle (18) est connectée à un réseau téléphonique public commuté PSTN et à Internet. 10

13. Système de communication par satellite (10) selon la revendication 9, dans lequel ladite constellation de satellites comprend une constellation de satellites géostationnaires GEO.

14. Constellation de satellites selon la revendication 10, dans laquelle ladite 15 constellation de satellites comprend une constellation de satellites géostationnaires GEO.5