MX2013013820A - Metodo para localizar una terminal en una superficie de un area de cobertura por medio de una red de telecomunicacion por medio de un satelite mutihaz. - Google Patents

Abstract

La presente invención se relaciona con un método para localizar una terminal en la superficie de un área de cobertura por medio de una red de telecomunicación para establecer conexiones de radiofrecuencia, la red comprende un satélite de telecomunicación que tiene una pluralidad de haces, referidos como un satélite multihaz, dicho satélite multihaz comprende una antena multihaz, el área de cobertura consiste de una pluralidad de celdas, cada celda se asocia con un haz para enlazarse al satélite al cual se asigna la banda de frecuencia, el método comprende los siguientes pasos: la terminal realiza la transmisión de enlace ascendente de un mensaje incorporado en una señal modulada al satélite a una frecuencia compartida por tres diferentes haces de enlace ascendente diferentes de modo que el mensaje es recibido por el satélite por medio de dicha antena multihaz con tres diferentes amplitudes; dicho satélite realiza la transmisión de enlace descendente de tres señales moduladas que incorporan el mensaje, la primera, segunda y tercera señales corresponden cada una a un haz diferente de entre los tres haces; el medio de recepción terrestre recibe la primera, segunda y tercera señales; el medio de cálculo terrestre determina las amplitudes de dicho mensaje dentro de la primera, segunda y tercera señales; y determinar la locación de la terminal desde las amplitudes de dicho mensaje dentro de la primera, segunda y tercera señales.

Description

MÉTODO PARA LOCALIZAR UNA TERMINAL EN UNA SUPERFICIE DE UN ÁREA DE COBERTURA POR MEDIO DE UNA RED DE TELECOMUNICACIÓN POR MEDIO DE UN SATÉLITE MULTIHAZ La presente invención se relaciona con un método para localizar una terminal en una superficie de un área de cobertura por medio de una red de telecomunicación para establecer enlaces de radiofrecuencia. El método de geolocalización aplica más específicamente a una red que usa un satélite que tiene una pluralidad de haces, referidos como un satélite multihaz. Este tipo de satélite permite el uso de varios haces a bordo del satélite para cubrir áreas geográficas o celdas, en lugar de un solo haz amplio.

Se conocen numerosos métodos para terminales de geolocalización en la superficie de un área de cobertura dada.

El más conocido de ellos es el Sistema de Posicionamiento Global (GPS), que funciona a través del cálculo de la distancia que separa una terminal que integra un receptor GPS y varios satélites. Dicho sistema, no obstante, presenta cierto número de dificultades.

Primero, el sistema obviamente asume que la terminal integra un receptor GPS y por lo tanto no cubre una terminal de telecomunicación genérica.

Además, algunas veces es importante conocer de cierta manera la posición de una terminal con respecto a un centro de servicio, más que en la terminal misma (comúnmente en el caso de la geolocalización de una flota de vehículos por una compañía). En este caso, la terminal GPS transmite su posición a la compañía por medio de redes de telecomunicación. Tal solución, no obstante, puede tener ciertas desventajas ya que el usuario de la terminal puede falsificar los datos de GPS transmitidos (por ejemplo, por medio de un emulador GPS).

Otra solución conocida consiste en usar un servicio del tipo OmniTRACS™. Una caja instalada en el vehículo realiza medidas en datos enviados por una estación terrestre de tipo "hub" a través de varios satélites de telecomunicación a una estación terrestre o un centro de tipo NOC (Centro de Control de la Red) que va a procesar las medidas hechas y determinar la posición del vehículo.

Además del costo nada insignificante de tal sistema (enlazado en particular a la presencia de una caja sofisticada proporcionada con una antena dirigible), la falsificación de los datos transmitidos puede una vez más concebirse perfectamente, el NOC no se proporciona con ningún medio para certificar la posición del vehículo o terminal.

En general, los métodos de costo limitado conocidos hoy en día para determinar, con respecto a un centro de servicio, la posición de una terminal se basan en datos medidos y entonces se envían por la terminal misma y no es posible que el centro de servicio establezca la autenticidad de dichos datos, y por lo tanto la posición de la terminal calculada de dichos datos.

En este contexto, la presente invención se enfoca a proporcionar un método económico para localizar una terminal en la superficie de un área de cobertura por medio de una red de telecomunicación, la determinación de la localización toma lugar de cierta manera (es decir, sin posible falsificación por el usuario de la terminal) y mientras usa una terminal de telecomunicación.

Para este fin, la invención propone un método para localizar una terminal en la superficie de un área de cobertura por medio de una red de telecomunicación para establecer enlaces de radiofrecuencia, la red comprende un satélite de telecomunicación que tiene una pluralidad de haces, referidos como un satélite multihaz, dicho satélite multihaz comprende una antena multihaz, dicha área de cobertura consiste de una pluralidad de celdas, cada celda se asocia con por lo menos un haz para enlazarse con el satélite al cual se asigna una banda de frecuencia, dicho método comprende los siguientes pasos: - la terminal realiza la transmisión ascendente de un mensaje incorporado en una señal modulada a dicho satélite a una frecuencia compartida por lo menos por tres haces ascendentes diferentes de modo que dicho mensaje se recibe por dicho satélite multihaz por medio de dicha antena multihaz con tres amplitudes diferentes; - dicho satélite multihaz realiza la transmisión descendente de tres señales moduladas que incorporan dicho mensaje, la primera, segunda y tercera señales corresponden cada una a un haz diferente desde entre dichos tres haces; - medios de recepción terrestre reciben dicha primera, segunda y tercera señales; - medios de cálculo terrestre determinan las amplitudes del mensaje enviado por la terminal contenida en dichas primera, segunda y tercera señales; - determinar la locación de la terminal desde las amplitudes de dicho mensaje dentro de dichas primera, segunda y tercera señales.

La terminal se toma como que significa una terminal que se puede fijar, transportable como un decodificador, por ejemplo, o móvil.

De acuerdo con la invención, tres haces que comparten una misma frecuencia ascendente se usan de forma favorable; el mensaje transmitido por la terminal se recibe por la antena multihaz del satélite con tres diferentes amplitudes; tres señales que incorporan dicho mensaje correspondiente a estas tres amplitudes y que tiene la misma carga útil (datos de cuerpo) se transmiten en forma descendente a medios de recepción terrestre (comúnmente una estación terrestre) que va a detectar el mensaje en cada una de las tres señales y determinar de las mismas las amplitudes'. El conocimiento de estas amplitudes va a hacer posible colocar la terminal en el área de servicio por medio del enlace entre amplitudes del mensaje en las señales recibidas y las figuras de cualidad asociadas con la posición de la terminal con respecto a cada una de las celdas asociadas respectivamente con los tres haces.

Se notará que, gracias a la invención, la determinación de la posición de la terminal toma lugar sin adaptación de la terminal, que puede ser una terminal de telecomunicación estándar. Además, la terminal no lleva a cabo ningún cálculo específico para la determinación de su posición.

Además, un solo satélite multihaz de telecomunicación es necesario para la implementación del método de acuerdo con la invención; dicho satélite se puede usar tanto para la implementación del método de acuerdo con la invención como para asegurar comunicaciones.

Se notará que la terminal no interviene en la determinación de su posición; en consecuencia, el usuario de la terminal no puede falsificar la posición de la última.

El método de acuerdo con la invención también puede tener una o más características más adelante, consideradas individualmente o de acuerdo con cualquier combinación técnicamente posible de las mismas: - dicha señal que incorpora dicho mensaje transmitido por la terminal (y por lo tanto dichas tres señales recibidas por la antena multihaz) se modula de acuerdo con un protocolo de espectro amplio; - dicho mensaje incorporado en dicha primera señal se recibe por dicho medio de recepción terrestre con una amplitud mayor que la de dicho mensaje incorporado en la segunda y tercera señales, dicho método comprende los siguientes pasos: o desmodulación por dicho medio de cálculo terrestre de la primera señal para recuperar la siguiente información relativa al mensaje: ¦ la carga útil del mensaje; ¦ la emisión y/o parámetros de codificación de dicho mensaje; o uso de dicha información relativa al mensaje para buscar el mensaje respectivamente en la segunda y tercera señales por el medio de cálculo terrestre (el uso de dicha información hace posible acelerar esta búsqueda comparada con una búsqueda estándar en la cual esta misma información no estaría disponible); - dicha señal que incorpora dicho mensaje transmitido por la terminal se modula de acuerdo con un protocolo de espectro de difusión y dichos parámetros de emisión y/o codificación comprenden la secuencia de espectro de difusión binaria; - dichos medios de cálculo terrestre encuentran dicho mensaje respectivamente en la segunda y tercera señales por una operación de correlación; - la transmisión de enlace descendente por dicho satélite multihaz de las tres señales moduladas que incorporan dicho mensaje toma lugar en tres frecuencias diferentes; - el método de acuerdo con la invención comprende un paso de determinar por lo menos dos de las tres diferencias de amplitud del mensaje incorporado en dicha primera, segunda o tercera señales; - el método de acuerdo con la invención comprende: o un paso de determinar curvas que representan la diferencia en las figuras de cualidad correspondientes a dichas diferencias de amplitud; o un paso de determinar la locación de dicha terminal correspondiente a la intersección de dichas curvas; - dicho medio de recepción terrestre recibe mensajes periódicamente de una o más terminales de referencia, la posición exacta de la cual se conoce (por ejemplo, contenida en el mensaje mismo), dicha(s) posición(es) hacen posible corregir las líneas de figuras de cualidad usadas para la determinación de la posición de dicha terminal; - se determinan las tres diferencias de amplitud del mensaje incorporado en dichas primera, segunda y tercera señales; - la información recuperada por el medio de cálculo terrestre en dicha primera señal comprende el preámbulo de dicho mensaje.

Otras características y ventajas de la invención serán claras por la descripción que se da de la misma más adelante en la presente, por medio de indicación y de ninguna manera limitando, con referencia a las figuras anexas, entre las cuales: - la figura 1 es una representación esquemática simplificada de una red con configuración multihaz para la implementación del método de acuerdo con la invención; - la figura 2 ilustra los diferentes pasos del método de acuerdo con la invención; - la figura 3 ilustra una serie de líneas de figuras de cualidad correspondientes a un primer haz de un área de cobertura; - la figura 4 ilustra una serie de líneas de figuras de cualidad correspondientes a un segundo haz de un área de cobertura como en la figura 3; - la figura 5 ilustra una serie de líneas de figuras de cualidad correspondientes a un tercer haz de un área de cobertura como en la figura 3; - la figura 6 ilustra una serie de líneas que representan la diferencia en figuras de cualidad de la figura 3 y figura 4; - la figura 7 ilustra una serie de líneas que representan la diferencia en figuras de cualidad de la figura 4 y la figura 5; - la figura 8 ilustra una serie de líneas que representan la diferencia en figuras de cualidad de la figura 3 y la figura 5; - la figura 9 representa el área de cobertura así como las líneas de diferencias en figuras de cualidad calculada por cartografía de figuras de cualidad para los tres valores de diferencias de amplitud determinadas por el método de acuerdo con la invención en el ejemplo específico descrito más adelante.

En todas las figuras, elementos comunes tienen los mismos referencia.

La figura 2 ilustra los diferentes pasos de un método 200 para localizar una terminal en una red de telecomunicación de acuerdo con la invención. Dicho método 200 puede por ejemplo implementarse por medio de una red de telecomunicación como la red 100 representada en la figura 1.

Dicha red 100 comprende: - por lo menos una estación terrestre principal 102 como un portal de comunicación terrestre; - un NOC o Centro de Control de la Red 105; - una pluralidad de terminales móviles, de las cuales sólo una T se representa aquí por medio de ilustración; - un satélite multihaz 103.

El satélite multihaz 103 aquí es un satélite de tipo "transparente" (es decir, proporcionado con una carga útil transparente), la carga útil del cual consiste esencialmente de un traslado de frecuencia de las señales recibidas al nivel del satélite antes de la amplificación para retransmitirlas en un enlace descendente. En otras palabras, el método de acuerdo con la invención aplica a este tipo de satélite transparente y no a satélites de tipo "regenerativo" (es decir, proporcionados con una carga útil regenerativa), la carga útil de los cuales desmodula y re-modula señales a bordo del satélite.

En el caso de un sistema de telecomunicación de satélite de banda ancha de alta velocidad 10, el satélite 103 se usa de manera bidireccional, en otras palabras para: - retransmitir los datos transmitidos por la estación terrestre principal 102 a las terminales T: este primer punto a enlace de tipo multipunto constituye el enlace directo; - retransmitir a la estación terrestre principal 102 los datos transmitidos por las terminales terrestres T: este segundo multipunto a enlace de tipo punto constituye el enlace de regreso.

La estación terrestre principal 102 se conecta al NOC 105 (comúnmente por medio de Internet). El NOC 105 es un sistema de administración de red que permite al operador supervisar y controlar todos los componentes de la red.

En el enlace de regreso, las señales moduladas se envían al satélite multihaz 103 en un enlace ascendente LMR por la terminal terrestre T. Las señales enviadas por las terminales terrestres T entonces se procesan en el nivel del satélite 103 que, por medio de su carga útil, las amplifica, las deriva a una frecuencia adecuada y después las retransmite desde la(s) antena(s) de satélite en un enlace descendente LDR en la forma de un haz o de una pluralidad de haces a la(s) estación(es) terrestres 102.

El enlace directo que incluye los enlaces ascendentes LMA y descendentes LDA desde la(s) estación(es) terrestre(s) 102 a las terminales terrestres T opera de una manera idéntica con una dirección opuesta de comunicación. En el contexto de esta invención, el enlace directo no se usa.

El satélite 103 cubre un área de cobertura en la cual se localizan las terminales terrestres T rotas en áreas de cobertura elementales o celdas. La configuración de la red 100 como se representa en la figura 1 usa una técnica referida como reúso de frecuencia: esta técnica hace posible usar un mismo rango de frecuencia varias veces en el mismo sistema de satélite para aumentar la capacidad total del sistema sin aumentar la banda de paso asignada.

Para cada celda, es posible usar por lo menos una banda de frecuencia correspondiente a parte de la banda de paso disponible. Cada banda de frecuencia se asocia con un haz del satélite multihaz 103. Aquí, tres celdas A, B y C se representan, la terminal T como se ilustra se localiza en la celda A. Cada una de las celdas se ilumina individualmente por un haz (que se designará también respectivamente por las referencias de antena A, B y C) de la antena multihaz del satélite 103.

En general, la ganancia de antena de cada haz es alta dentro de la celda correspondiente, y disminuye fuera de la celda. En consecuencia, la terminal T se "escuchará" por el satélite 103 en el haz que corresponde a la celda A más que en los haces correspondientes a las celdas B y C (el satélite 103 se proporciona con una antena multihaz que escucha a los diferentes haces correspondientes a las celdas diferentes). Cada banda de frecuencia se puede romper en una pluralidad de canales de frecuencia. Una terminal terrestre T entonces va a usar un canal de frecuencia para transmitirse; esta misma terminal T también va a funcionar en un intervalo de tiempo particular (franja horaria).

Una célula cubre una superficie que va desde cien kilómetros aproximadamente a varios miles de kilómetros (es decir, un país entero). Cuando se afirma que un haz cubre (o corresponde) a una célula, esto significa que parte de la ganancia de la antena de recepción multihaz del satélite se concentra en esta celda de modo que la figura resultante de cualidad sea mayor que un valor de umbral dado S. Generalmente expresado en dB/K, la figura de cualidad, anotado G/T, corresponde al cociente de la ganancia de la antena de recepción en la dirección de la terminal sobre la temperatura de ruido equivalente del sistema de recepción. S(T, A) designará más adelante la figura de cualidad G/T asociada con la celda A (que designa igualmente al haz A) para la posición de la terminal T; de una manera más general, S(Y, X) (expresada en dB/K) designará más adelante la figura de cualidad G/T asociada con la celda X (haz X) para la posición de la terminal Y. Esta figura de cualidad incluye la figura de cualidad de la antena de satélite de recepción (que depende en la posición geográfica de la terminal), en el amplificador a bordo del satélite, en la antena de recepción de la estación terrestre, en sus amplificadores y cables arriba de la entrada del desmodulador. Se notará que entre todos los factores que contribuyen al G/T total, sólo el G/T de la antena multihaz a bordo del satélite cambia de acuerdo con la posición geográfica de la terminal.

Los métodos de codificación y modulación para un sistema de telecomunicación se escogen de modo que el valor de umbral S garantiza un nivel de calidad de servicio suficiente, dicho nivel de calidad de servicio no se garantiza si la terminal se localiza en una posición donde la figura de cualidad está debajo del valor de umbral S (la terminal entonces se considera como fuera de la cobertura del haz). En la práctica, está claro que la figura de cualidad disminuye progresivamente cuando una sale de la celda. La cobertura de una celda se representa por una serie de líneas (o figuras) de figuras sucesivas y substancialmente concéntricas de cualidad, las figuras de cualidad son idénticas en todos los puntos de cada línea y disminuyen cuando una se mueve lejos del centro de la celda. La geometría exacta puede ser muy compleja y depende de la manera en la cual la antena (reflectores, red de formación de haz, etc.) se forma.

La figura 3 ilustra una serie de líneas LA de figuras de cualidad correspondientes a un primer haz A en el área de cobertura de Europa.

La figura 4 ilustra una serie de líneas LB de figuras de cualidad correspondientes a un segundo haz B en el área de cobertura de Europa.

La figura 5 ilustra una serie de líneas LC de figuras de cualidad correspondientes a un tercer haz C en el área de cobertura de Europa.

En la figura 3 a la figura 5, el pasaje desde una línea a otra toma lugar de acuerdo con un paso de 1dB/K, la línea evita el área de menor diámetro con la figura de cualidad más alta, se entiende que la reducción en la figura de cualidad desde el centro de la celda a su exterior toma lugar de manera continua.

Como un ejemplo, entonces se notará de la figura 3 a la figura 5 que la ciudad de Roma está cubierta por los tres haces A, B y C con diferentes figuras de cualidad, respectivamente 8.7dB/K para el haz A (figura 3), 6.5dB/K para el haz B (figura 4) y -5dB/K para el haz C (figura 5). Las líneas LA1 , LB1 y LC1 que pasan a través de Roma han sido representadas en línea punteada para propósitos meramente ilustrativos.

Se notará entonces que el conocimiento de tres líneas LA1 , LB1 y LC1 de figuras de cualidad hace posible determinar la posición de una terminal que transmite desde Roma y se localiza en la intersección de estas tres líneas. Este resultado será usado de forma favorable por el método de acuerdo con la invención.

La hipótesis se hará después de que las celdas A, B y C representadas de manera esquemática en la figura 1 corresponda a las figuras de cualidad representadas respectivamente en las figura 3, figura 4 y figura 5.

El método 200 para localizar una terminal en la superficie de un área de cobertura (aquí Europa) por medio de una red de telecomunicación 100 como la de la figura 1 funciona de la siguiente manera.

La hipótesis será que las tres celdas A, B y C (correspondientes a los haces A, B y C) se asocian con una misma banda de frecuencia y que la terminal terrestre R se localiza en la celda A. La terminal T por ejemplo se localiza en Roma.

La estación terrestre principal aquí comprende tres desmoduladores/descorrelacionadores 116A, 116B y 116C adaptados para desmodular respectivamente las señales que salen de las celdas A, B y C.

La función de modulaciones por ejemplo de acuerdo con un protocolo asincrónico de acceso aleatorio múltiple con banda difundida por modulación del tipo SPREAD ALOHA por medio de técnicas de eliminación de interferencia. Tal protocolo se describe por ejemplo en el documento US2010/0054131 (del Rio Herrero et al.).

En el caso ilustrado en la figura 1 , la terminal T localizada en la celda A se "escuchará" a una cierta potencia por el desmodulador 116A, a una potencia menor por el desmodulador 116B y a una potencia aún menor para el desmodulador 116C. En el registro, la ciudad de Roma está cubierta por los tres haces A, B y C con figuras de cualidad disminuyentes (figura 3 a figura 5).

Además se notará que una sola estación terrestre 102 que comprende tres desmoduladores se ha representado aquí, pero que también es posible tener tres estaciones terrestres localizadas en diferentes lugares.

De acuerdo con un primer paso 201 del método 200 de acuerdo con la invención, la terminal T transmite en enlace ascendente LMR un mensaje incorporado en una señal SM modulada al satélite 103 a una frecuencia que pertenece a las bandas de frecuencia compartidas por los tres haces A, B y C.

El método de acuerdo con la invención preferiblemente usa una codificación y modulación escogidas para obtener un valor de umbral muy bajo S (como se define anteriormente). Esto es equivalente a ampliar las celdas comparadas con un sistema de telecomunicación convencional, de modo que la señal SM emitida se pueda recuperar en tres celdas diferentes.

De acuerdo con un paso 202, dicha señal SM que incorpora el mensaje transmitido por la terminal es recibida por la antena multihaz del satélite 103; el mensaje incluido en la señal SM es recibido con tres amplitudes diferentes según cuando es recibido por las partes de la antena correspondiente respectivamente a los haces A, B y C; la antena comprende uno o más reflectores así como una red formadora de haz pretendida para las entradas del repetidor del satélite. Como ya se ha dicho anteriormente, la amplitud del mensaje incorporado en la señal recibida en el haz A será la más alta, la amplitud del mensaje incorporado en la señal recibida en el haz B será más débil, y la amplitud del mensaje incorporado en la señal recibida en el haz C será la más débil de las tres. Por lo tanto se puede considerar que desde un sola señal que incorpora un mensaje enviado por la terminal T, existen, a un nivel del satélite, tres señales que incorporan este mismo mensaje pero con diferentes amplitudes.

De acuerdo con el paso 203, las señales que incluyen la copia del mensaje con tres amplitudes diferentes entonces se procesan al nivel del satélite 103 que, por medio de su carga útil, las deriva y modula a una frecuencia adecuada (aquí tres frecuencias diferentes para cada señal), las amplifica y después transmite en enlace descendente LDR, estas tres señales S1 , S2 y S3 moduladas a diferentes frecuencias y que incorporan dicho mensaje desde la(s) antena(s) de satélite a la estación terrestre 102; las tres señales S1 , S2 y S3 contienen una réplica cada una del único mensaje enviado por la terminal T y recibido por el satélite a lo largo de los tres haces A, B y C. Las tres señales S1 a S3 también pueden contener señales que llegan desde otras terminales así como interferencia y ruido.

De acuerdo con el paso 204, se entenderá fácilmente que el desmodulador 116A (haz A) recibirá la señal desde la terminal T con más energía que los desmoduladores 116B (haz B) y 116C (haz C).

Por lo que respecta al balance del enlace correspondiente a la transmisión de la señal a lo largo del haz A, es bueno, el desmodulador 116A es capaz de procesar esta señal y recuperar la información correspondiente al mensaje transmitido por la terminal. Esta información contiene la carga útil del mensaje, pero también el identificador de la terminal, la fase de la señal, la posición temporal (es decir, el número de muestra relativo al reloj de la estación terrestre 102) del mensaje en la señal recibida; el desmodulador 116A, en búsqueda del mensaje, también va a determinar la secuencia de espectro de difusión binaria. La información binaria contenida en la señal radioeléctrica es por ejemplo extraída por dos operaciones a menudo llevadas a cabo de manera entremezclada, una primera operación de transposición de frecuencia por medio de un portador generado localmente por un circuito de tipo oscilador PLL (Bucle de Bloqueo de Fase) que hace posible transponer la señal en banda base y una segunda operación que consiste por ejemplo en muestrear la señal, para llevar a cabo un paso de, desesparcimiento por medio de secuencias binarias pseudo-aleatorias generadas localmente por un generador de secuencias binarias y para desmodular la señal desesparcida; el desmodulador entonces genera varias secuencias binarias y lleva a cabo una operación de correlación. Para recuperar la información del mensaje, el desmodulador tiene que generar la misma secuencia de difusión que la usada en emisión y multiplicarla por la señal recibida, los datos codificados por esta secuencia entonces se recupera por una operación de correlación (desesparcimiento).

De acuerdo con el paso 205, proporcionado con conocimiento completo del mensaje enviado por la terminal T así como los parámetros de transmisión (es decir, la secuencia de espectro de difusión binaria), los desmoduladores 106B y 106C son cada uno capaz de encontrar el mensaje transmitido por la terminal T en las señales respectivas S2 y S3 recibidas. Para hacer esto, cada uno de los desmoduladores 106B y 106C, además de una transposición de frecuencia y un muestreo, lleva a cabo una operación de correlación simplificada por conocimiento de la carga útil del mensaje, el preámbulo del mensaje y la secuencia de espectro de difusión binaria. El hecho de saber el mensaje facilita considerablemente la búsqueda del mensaje en la señal por los desmoduladores 106B y 106C que reciben la señal con una tasa de señal ruido mucho más baja que aquélla del desmodulador 106A. Además se notará que el desmodulador 106A también puede comunicar información relativa al número de la muestra para permitir a los desmoduladores 106B y 106C ahorrar tiempo durante la operación de correlación (es decir, tener disponible un espacio de tiempo en el que se localiza el mensaje y donde los desmoduladores 106B y 106C pueden ir a buscar directamente). Otra forma de mejorar la tasa de señal ruido puede consistir en usar un método de cancelación de interferencia para las señales que vienen de cada celda A, B y C (cancelación de interferencia intracelular). Para hacer esto, para cada celda, la estación terrestre 102 reconstruye una señal "limpia" (es decir, señal no ruidosa de los datos recuperados del mensaje entonces sustraer la señal "limpia" de la señal recibida. La nueva señal obtenida pasa por su parte una desmodulación por el desmodulador correspondiente a la celda (116A, 116B o 116C). Esta operación se puede repetir para otros paquetes. Su principio operativo consiste en regenerar la interferencia por medio de la señal estimada en la salida de la fase actual. Esta interferencia entonces se sustrae de la señal recibida y la señal resultante constituye la entrada de la siguiente etapa. La operación se puede realizar al agrupar juntos varios paquetes (por ejemplo, diez paquetes se desmodulan antes de regenerar la señal para sustraerse).

Entonces, después del paso 205, la estación terrestre 102 se ha proporcionado con conocimiento completo del mensaje enviado por la terminal T y su posición dentro de las señales recibidas de los tres haces A, B y C.

De acuerdo con el paso 206, la estación terrestre se va a determinar desde el conocimiento completo del mensaje enviado y su posición dentro de las señales recibidas, la amplitud P(T, A), P(T, B) y P(T, C) a las cuales se ha recibido dicho mensaje dentro de las señales S1 a S3 correspondientes respectivamente a los haces A, B y C. Cada una de las amplitudes P(T, A), P(T, B) y P(T, C) corresponde respectivamente a las energías a las cuales el mensaje transmitido por la terminal T a lo largo de los haces respectivos, A, B y C ha sido recibido por la estación terrestre 102. Diferentes métodos para determinar amplitudes son por ejemplo descritos en los siguientes documentos: "Analysis of a DS/CDMA successive interference cancellation scheme using correlations" (P. Patel, J. Holtzman, IEEE Global Telecommunications Conference 1993, GLOBECOM '93, Houston TX USA, 29 Nov-2 Dic 1993, pp. 76-80 vol. 1), "Analysis of a simple successive interference cancellation scheme in a DS/CDMA system IEEE Journal on Selected Areas in Communications" (P. Patel, J. Holtzman, Jun 1994, Volumen 12, Número 5, pp. 796-807), "Practical Implementation of Successive Interference Cancellation in DS/CDMA Systems" (K. Pedersen, T. Kolding, I. Seskar, J. Holtzman, Proceedings ICUPC'96, Cambridge, MA, pp. 321-325). Se notará que los pasos de cálculo diferentes descritos se pueden llevar a cabo por medios de cálculo incluidos en la estación terrestre 102 o en el centro de control de red NOC 105.

También se notará que los cálculos no se llevan a cabo necesariamente en tiempo real; comúnmente, las operaciones de correlación se pueden llevar a cabo después de que los datos necesarios para estas operaciones se hayan almacenado, según la naturaleza del servicio solicitado.

Con base en la hipótesis de que una misma estación terrestre 102 recibe todas las tres señales (y por lo tanto una tiene un mismo balance de enlace), se puede mostrar que P(T, A) es proporcional a la EIRP (energía radiada de forma isotrópica equivalente) de transmisión de la terminal T y a la figura de cualidad s(T, A) de los haces A en la posición de la terminal; el mismo razonamiento aplica para P(T, B) y P(T, C). Ya que la EIRP es la misma en todos los casos, al ser una sola señal transmitida por la terminal, una entonces tiene las tres siguientes relaciones independientes de la transmisión EIRP de la terminal.

P(T,A)-P(T,B) = S(T,A)-S(T,B).

P(T,B)-P(T,C) = S(T,B)-S(T,C).

P(T,A) - P(T,C) = S(T,A) - S(T,C).

Para el registro, S(Y, X) (expresado en dB/K) representa la figura de cualidad G/T asociada con la celda X para la localización de la terminal Y.

De acuerdo con el paso 207 del método, los cálculos de tres diferencias P(T,A) - P(T,B), P(T,B) - P(T,C) y P(T,A) - P(T,C) se llevan a cabo.

Se notará que si la EIRP de la terminal se conoce, sería posible calcular directamente la figura de cualidad por la amplitud recibida para cada haz. El conocimiento de estas figuras de cualidad lo haría posible, al colocarse en la línea de figura de cualidad correspondiente (cf. figura 3 a figura 4) para determinar el lugar de la terminal T por medio de sólo dos haces. No obstante, la EIRP de la terminal rara vez se conoce con precisión: puede variar según el tipo de antena usada por la terminal, según el ambiente; además, el usuario podría intentar que varíe para cambar si posición aparente. En consecuencia, el método de acuerdo con la invención preferiblemente usa la diferencia en amplitudes determinada de acuerdo con el paso 206 para dispensar con el conocimiento de la EIRP al calcular la diferencia en las figuras de cualidad asociadas respectivamente con dos celdas para la misma terminal T.

Los valores siguientes son datos dados meramente para propósitos ilustrativos. Se asume que las siguientes amplitudes calculadas por los desmoduladores corresponden a cierta EIRP usada por la terminal T: P(T,A) = -145.4dBW P(T,B) = -147.6dBW P(T,C) = -159.1dBW.

Los siguientes valores se deducen de los mismos, que son independientes de la EIRP de la terminal: P(T,A) - P(T,B) = S(T,A) - S(T,B) = 2.2dB P(T,B) - P(T,C) = S(T,B) - S(T,C) = 11.5dB P(T,A) - P(T,C) = S(T,A) - S(T,C) = 13.7dB Para el registro, la cartografía de las líneas de figuras de cualidad como se representan en la figura 3 a la figura 5 además se conoce (es decir, una linea de figura de cualidad corresponde a una línea del área de cobertura para un haz dado en el cual la figura de cualidad tiene el mismo valor).

Para estas líneas, entonces es posible graficar líneas que representen la diferencia entre la figura de cualidad correspondiente a un primer haz y la figura correspondiente a un segundo haz. Por medio de ilustración, la figura 6 ¡lustra varias líneas DAB que representan la diferencia en las figuras de cualidad entre la figura 3 y la figura 4. La figura 7 ilustra varias líneas DBC que representan la diferencia en las figuras de cualidad entre la figura 4 y la figura 5. La figura 8 ilustra varias líneas DAC que representan la diferencia en las figuras de cualidad entre la figura 3 y la figura 5.

De acuerdo con el paso 208 del método, los valores de las diferencias entre las figuras de cualidad asociadas con haces A, B y C para la locación de la terminal T, es posible determinar las líneas de diferencias en figuras de cualidad correspondientes a los tres valores P(T,A) - P(T,B) = 2.2dB, P(T,B) - 20 P(T,C) = 11.5dB y P(T,A) - P(T,C) = 13.7dB.

La figura 9 representa el área de cubierta así como las líneas de diferencias en figuras de cualidad calculadas de cartografía de figuras de cualidad para los tres valores de diferencias de amplitud 2.2dB, 11.5dB y 13.7dB.

De acuerdo con el paso 209, se deduce del mismo la posición de la terminal T localizada en la intersección de estas tres líneas de diferencias en figuras de cualidad. Se notará que dos líneas de diferencias son suficientes para determinar la posición, la tercera porción para refinar el resultado. Por otro lado, el método de acuerdo con la invención requiere la determinación de por lo menos tres amplitudes para lograr la determinación de estas diferencias.

Además se notará que la hipótesis se ha hecho de modo que una misma estación terrestre 102 reciba todas las tres señales (y por lo tanto una tiene un mismo balance de enlace), de modo que las siguientes tres relaciones se verifican: P(T,A)-P(T,B) = S(T,A)-S(T,B).

P(T,B)-P(T,C) = S(T,B)-S(T,C).

P(T,A) - P(T,C) = S(T,A) - S(T,C).

Como se mencionó anteriormente, el método de acuerdo con la invención también aplica en el caso donde varias estaciones terrestres se usan de modo que las tres señales transmitidas por el satélite no se reciben por la misma estación terrestre.

En este caso, se asumirá la existencia de una terminal de referencia R perfectamente localizada en el área de cobertura y diferente a la terminal T como se conoce con buena precisión. - las figuras de cualidad S(R, A), S(R, B) y S(R, C) asociadas con la posición de la terminal terrestre R con respecto a las celdas A, B y C; - las energías P(R, A), P(R, B) y P(R, C) a las cuales se transmite el mensaje por la terminal R se reciben por las estaciones terrestres diferentes 102A.

La proporción de energía normalizada de la terminal T y la terminal de referencia R es la misma, independientemente de la celda A o B; la energía normalizada se brinda por la tasa entre la energía recibida y la figura de cualidad; cuando la energía recibida y la figura de cualidad se expresan en dB, esta tasa se expresa por la diferencia: P(Y, X) - S(Y, X); en consecuencia, una tiene entonces la relación: P(T,A) - S(T,A) - (P(R,A) - S(R,A)) = P(T,B) - S(T,B) - (P(R,B) - S(R,B)).

Se deduce de la misma la diferencia S(T,A) - S(T,B) estimada por la relación: S(T,A) - S(T,B) = P(T,A) - P(T,B) + P(R,A) - S(R,A) - P(R,B) + S(R,B) Las diferencias S(T,B) - S(T,C) and S(T,A) - S(T,C) se calculan de manera similar. Una vez que se obtienen las diferencias, el resto del método de acuerdo con la invención es idéntico.

Se tiene la hipótesis de que la estación terrestre conoce con detalle suficiente la cartografía de cobertura para los diferentes haces (es decir, conoce la figura de cualidad G/T para todos los puntos dentro del área de servicio). Estas cartografías generalmente se construyen durante una fase de prueba a una IOT (prueba en órbita) de un satélite. Los valores G/T para una posición pueden entonces variar por diferentes razones (movimientos del satélite, efectos térmicos en los reflectores u otros componentes del satélite). Es probable que esto derive en una pérdida de precisión en la locación obtenida por el método de la invención. Para disminuir el error obtenido, es posible usar una o más terminales de referencia que se pueden desplegar: estas terminales de referencia, que se controlan por el operador de servicio, son entonces "confiables" y calculan su posición exacta por medios (p. ej., GPS, EGNOS) diferentes al método de acuerdo con la invención; las terminales de referencia periódicamente envían mensajes "piloto". La estación terrestre conoce por cada mensaje recibido la posición exacta de la terminal de referencia que lo ha enviado (por ejemplo: la posición es fija y ya se conoce; se comunica por cualquier red de comunicación; se contiene en el mensaje piloto). Gracias a la medición de los mensajes piloto, la estación terrestre puede corregir de forma dinámica la cartografía de cobertura en las áreas correspondientes a las posiciones de las terminales de referencia y, por interpolación, en el resto del área de cobertura, para disminuir el error de locación del método.

El método de acuerdo con la invención hace posible, independientemente de la terminal y sus capacidades (incluyendo una terminal sin medios de cálculo de alto desempeño), determinar con buena precisión la locación de la terminal en la superficie del área de cobertura (en este respecto, se notará que el método no hace posible determinar la altura a la cual se localiza la terminal). La determinación de la posición se realiza en el nivel del NOC o la(s) estación(es) terrestre(s), y no se puede alterar por un comportamiento defectuoso de la terminal. El método encuentra una aplicación particularmente interesante en el caso de graficar ciertas terminales móviles (comúnmente en el caso del transporte de materiales dañinos o animales y operaciones de riesgo) pero también en el caso de la geolocalización de terminales fijas (comúnmente decodificadores, el uso de los cuales está limitado a un territorio dado y para el cual se desea verificar la presencia en dicho territorio). Preferiblemente acoplado con un sistema de geolocalización estándar (p. ej., GPS), que puede tener mejor precisión, el método de acuerdo con la invención hace posible certificar que la posición determinada por la terminal es genuina (dentro de un cierto intervalo de error).

Obviamente, la invención no se limita a la modalidad que se ha descrito.

La invención entonces puede aplicar para diferentes tipos de redes de telecomunicación por medio de un satélite multihaz como un satélite que funciona en banda de frecuencia S, K o X.

Claims (10)

REIVINDICACIONES

1. Método para localizar una terminal en la superficie de un área de cobertura por medio de una red de telecomunicación para establecer enlaces de radiofrecuencia, la red comprende un satélite de telecomunicación que tiene una pluralidad de haces, referidos como un satélite multihaz, dicho satélite multihaz comprende una antena multihaz, dicha área de cobertura consiste en una pluralidad de celdas, cada celda está asociada con por lo menos un haz para enlazarse al satélite al cual se asigna una banda de frecuencia, dicho método caracterizado porque comprende los siguientes pasos: - dicha terminal realiza la transmisión de enlace ascendente de un mensaje incorporado en una señal modulada que incorpora un mensaje a dicho satélite a una frecuencia compartida de por lo menos por tres haces de enlace ascendente diferentes de modo que dicho mensaje se recibe por dicho satélite multihaz por medio de dicha antena multihaz con tres diferentes amplitudes; - dicho satélite multihaz realiza la transmisión de enlace descendente de tres señales moduladas que incorporan dicho mensaje, la primera, segunda y tercera señales corresponden cada una a un haz diferente desde entre dichos tres haces; - los medios de recepción terrestre reciben la primera, segunda y tercera señales; - los medios de cálculo terrestres determinan las amplitudes del mensaje enviado por la terminal incorporada en la primera, segunda y tercera señales; - determinar la locación de dicha terminal desde dichas amplitudes de dicho mensaje incorporado en la primera, segunda y tercera señales.

2. Método de conformidad con la reivindicación anterior, caracterizado porque dicha señal modulada incorpora dicho mensaje transmitido por cualquier terminal se modula de acuerdo con un protocolo de espectro difundido.

3. Método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicho mensaje incorporado en dicha primera señal es recibido por el medio de recepción terrestre con una mayor amplitud que aquellos del mensaje incorporado en la segunda y tercera señales, dicho método caracterizado porque comprende los siguientes pasos: - la desmodulación por dicho medio de cálculo terrestre de dicha primera señal para recuperar la información relativa al siguiente mensaje: o la carga útil del mensaje; o los parámetros de emisión y/o codificación de dicho mensaje; - uso de dicha información relativa al mensaje para buscar dicho mensaje respectivamente en la segunda y tercera señales por el medio de cálculo terrestre.

4. Método de conformidad con la reivindicación anterior, caracterizado porque dicha señal que incorpora el mensaje transmitido por la terminal se modula de acuerdo con un protocolo de espectro difundido y dichos parámetros de emisión y/o codificación comprenden la secuencia de espectro de difusión binaria.

5. Método de conformidad con una de las reivindicaciones de la 3 o 4, caracterizado porque dicho medio de cálculo terrestre encuentra dicho mensaje respectivamente en la segunda y tercera señales por una operación de correlación.

6. Método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la transmisión de enlace descendente por el satélite multihaz de dichas tres señales moduladas que incorpora el mensaje toma lugar en tres diferentes frecuencias.

7. Método de conformidad con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende un paso para determinar por lo menos dos de las tres diferencias de amplitudes de dicho mensaje incorporado en la primera, segunda y tercera señales.

8. Método de conformidad con la reivindicación anterior, caracterizado porque comprende: - un paso para determinar curvas que representan la diferencia en las figuras de cualidad correspondientes a dicha diferencia de amplitud; - un paso para determinar la locación de dicha terminal correspondiente a la intersección de dichas curvas.

9. Método de conformidad con la reivindicación anterior, caracterizado porque dicho medio de recepción terrestre recibe periódicamente de una o varias terminales de referencia, la posición exacta la cual se conoce, dicha(s) posición(es) hacen posible corregir las líneas de figuras de cualidad usadas para la determinación de la posición de dicha terminal.

10. Método de conformidad con una de las reivindicaciones de la 7 a la 9, caracterizado porque se determinan las tres diferencias de amplitud de dicho mensaje incorporado en la primera, segunda y tercera señales.