MX2014001541A - Celdas que se traslapan para cobertura inalambrica. - Google Patents

Abstract

Se proporciona un sistema para celdas que se traslapan para cobertura inalámbrica en un sistema de comunicación celular. El sistema incluye un generador de ponderación de haz y generador de haz acoplado al generador de ponderación de haz. El generador de ponderación de haz está configurado para generar una pluralidad de ponderaciones de haz incluyendo al menos primer y segundo grupos de ponderaciones de haz. Y el generador de haz está configurado para aplicar el primer y segundo grupos de ponderaciones de haz para señales en un sistema de comunicación celular. El sistema de comunicación celular proporciona cobertura sobre una región geográfica dividida en celdas dispuestas en primer y segunda capas que se traslapan de celdas que tienen criterios utilizados para comunicación por primer y segundo tipos distintos, respectivos de terminales de usuario. Con respecto a esto, los criterios se reflejan en el primer y segundo grupos de ponderaciones de haz.

Description

CELDAS QUE SE TRASLAPAN PARA COBERTURA INALAMBRICA CAMPO DE LA INVENCION La presente descripción se refiere generalmente a sistemas de comunicación celular y, en particular, a celdas que se traslapan para cobertura inalámbrica en un sistema de comunicación celular.

ANTECEDENTES DE LA INVENCION El acceso de comunicaciones inalámbricas, sobre el cual nuestra sociedad y economía está creciendo cada vez más dependiente, se está volviendo dominante en todos los aspectos de funciones sociales diarias. Por ejemplo, la comunicación inalámbrica se está volviendo cada vez más disponible para usuarios en plataformas móviles amplias tal como vehículos terrestres, aeronaves, naves espaciales, vehículos acuáticos y similares. Servicios de comunicación inalámbrica para pasajeros de plataformas móviles incluyen acceso a Internet, por ejemplo, correo electrónico y navegación web, televisión en vivo, servidores de voz, acceso de red privada virtual y otros servicios interactivos y de tiempo real.

Las plataformas de comunicación inalámbrica para terminales de usuario remotas, difíciles de acceder, o móviles, por ejemplo, plataformas móviles, frecuentemente utilizan satélites de comunicación que pueden proporcionar cobertura de servicio sobre grandes espacios geográficos, que Ref . 245936 frecuentemente incluyen regiones con base en tierra o con base en agua. Generalmente, las estaciones base, por ejemplo, una estación base terrestre, envían información (por ejemplo, datos) a las terminales de usuario a través de un conducto doblado a través de uno o más satélites. Más específicamente, las estaciones base envían información sobre un enlace hacia adelante al satélite que recibe, amplifica, y vuelve a transmitir la información a una antena de una o más terminales de usuario fijas o móviles. Las terminales de usuario, a su vez, pueden enviar datos de regreso a las estaciones base a través del satélite. Las estaciones base puede proporcionar las terminales de usuario con enlaces a Internet, redes de teléfono conmutadas públicas (PSTN, por sus siglas en inglés) , y/u otras redes públicas o privadas, servidores y servicios.

Los satélites modernos y otros sistemas de comunicación celular frecuentemente emplean un número de haces puntales que proporcionan un área de colocación de haz que forma cobertura sobre una región geográfica que puede dividirse en una pluralidad de celdas. En un sistema de comunicación que utiliza haces puntales, la misma frecuencia puede utilizarse al mismo tiempo en dos o más celdas. Estos haces pueden configurarse para mantener un valor de aislamiento co-polar predeterminado (por ejemplo, relación de portador a interferencia) con el fin de minimizar la interferencia entre haces. Este se denomina aislamiento espacial y reutilización espacial. En un lenguaje típico, cada haz puntal puede asignarse con un color para crear un patrón de color que coincide con un patrón de reutilización de frecuencia. Frecuencias idénticas, entonces, pueden reutilizarse por diferentes haces con el mismo color.

Estos sistemas de comunicación celular frecuentemente se enfrentan con un número de retos al optimizar servicios para una variedad de tipos de terminales de usuario, mientras permanecen dentro de restricciones de sistema. Los sistemas frecuentemente requieren alta capacidad de sistema para proporcionar voz y datos simultáneos. Los enlaces que proporcionan servicios de voz f ecuentemente son dominados por ruido y requieren alta ganancia de antena satelital, mientras aquellos que proporcionan servicios de datos frecuentemente requieren optimización de criterios de antena satelital opuestos. Es decir, enlaces de datos frecuentemente son dominantes de interferencia y requieren alta supresión de lóbulo lateral para proporcionar una alta relación de señal a interferencia.

Muchos sistemas de comunicación celular modernos frecuentemente están configurados para permitir comunicación por una variedad de tipos de terminales de usuario en una región de cobertura, que puede beneficiarse de diferentes criterios de antena satelital algunas veces opuestos para desempeño óptimo. Los diferentes tipos de terminales también pueden beneficiarse de diferentes patrones de reutilización de frecuencia y/o tamaños de celda. Terminales portátiles de tamaño pequeño frecuentemente se benefician de ganancia de antena satelital superior para cerrar enlaces con el satélite, y también pueden beneficiarse de una reutilización de frecuencia de orden medio a alto con celdas de tamaño medio. Terminales portátiles y vehiculares de tamaño medio por otro lado se benefician frecuentemente de supresión de lóbulo lateral superior para proporcionar una relación de señal a interferencia correspondientemente superior, así como una reutilización de frecuencia de orden superior para proporcionar servicios de datos de velocidad superior a una base de usuario de densidad superior con celdas de micro tamaño. Y terminales aeronáuticas y marítimas de gran tamaño frecuentemente se benefician de una reutilización de frecuencia de orden inferior para proporcionar servicios de datos a una base de usuario de densidad inferior con celdas de gran tamaño. Y terminales aeronáuticas en particular frecuentemente se desplazan a altas velocidades, y pueden beneficiarse de celdas de mayor tamaño para reducir la frecuencia de transferencias de haz a haz a medida que se desplazan sobre la región geográfica.

BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCION Implementaciones ilustrativas de la presente descripción están dirigidas generalmente a un sistema y a un método asociado de celdas que se traslapan para cobertura inalámbrica en un sistema de comunicación celular. De conformidad con aspecto de implementaciones ilustrativas, el sistema incluye un generador de ponderación de haz y generador de haz acoplado al generador de ponderación de haz. El generador de ponderación de haz está configurado para generar una pluralidad de ponderaciones de haz incluyendo al menos primero y segundo grupos de ponderaciones de haz. Y el generador de haz está configurado para aplicar el primer y segundo grupos de ponderaciones de haz a señales en un sistema de comunicación celular. El sistema de comunicación celular proporciona cobertura sobre una región geográfica dividida en celdas dispuestas en primera y segunda capas que se traslapan de celdas que tienen criterios optimizados para comunicación por primer y segundo tipos distintos, respectivos de terminales de usuario. Con respecto a esto, los criterios se reflejan en el primer y segundo grupos de ponderaciones de haz.

En un ejemplo, los criterios incluyen ganancia de antena satelital y supresión de lóbulo lateral. En este ejemplo, la primera y segunda capas de celdas pueden tener diferente ganancia de antena y supresión de lóbulo lateral, tal como la primera capa de celdas que se optimiza para ganancia de antena, y la segunda capa de celdas que se optimiza para supresión de lóbulo lateral.

En un ejemplo, los criterios incluyen un tamaño de celda; y en este ejemplo, la primera capa de celdas puede incluir celdas de primer tamaño, y la segunda capa de celdas puede incluir diferentes celdas de segundo tamaño.

En un ejemplo, los criterios pueden incluir un patrón de reutilización de frecuencia; y en este ejemplo, las celdas de la primera capa de celdas puede disponerse en un primer patrón de reutilización de frecuencia, y las celdas de la primera capa de celdas puede disponerse en un segundo patrón de reutilización de frecuencia diferente.

En un ejemplo adicional, la primera y segunda capas de celdas pueden disponerse en patrones de reutilización de frecuencia de celda P y celda Q que se traslapan, con el patrón de reutilización de frecuencia de celda P que es para comunicación de canales de control, y el patrón de reutilización de frecuencia de celda Q que es para comunicación de canales de tráfico exclusivos de canales de control. En este ejemplo adicional, cualquier canal de tráfico del patrón de reutilización de frecuencia de celda Q se puede asignar a través de un canal de control del patrón de reutilización de frecuencia de celda P. En varios casos, Q puede ser mayor que P, y las celdas del patrón de reutilización de frecuencia de celda Q pueden ser de tamaño más pequeño que aquellas del patrón de reutilización de frecuencia de celda P. Al menos algunas de las celdas del patrón de reutilización de frecuencia de celda Q pueden traslaparse con una celda del patrón de reutilización de frecuencia de celda P, y otras celdas del patrón de reutilización de frecuencia de celda Q pueden traslaparse más que una celda del patrón de reutilización de frecuencia de celda P.

En un ejemplo, los criterios pueden incluir criterios de antena satelital incluyendo ganancia de antena y supresión de lóbulo lateral. En este ejemplo, la primera capa de celdas puede incluir celdas de primer tamaño (por ejemplo, tamaño medio) dispuestos en un primer patrón de reutilización de frecuencia, y pueden optimizarse para ganancia de antena. Y la segunda capa de celdas puede incluir celdas de segundo tamaño (por ejemplo, micro tamaño) dispuestas en un segundo patrón de reutilización de frecuencia diferente, y puede optimizarse para supresión de lóbulo lateral. En este ejemplo, las celdas de segundo tamaño pueden ser más pequeñas en tamaño que las celdas de primer tamaño.

En un ejemplo, la pluralidad de ponderaciones de haz además puede incluir un tercer grupo de ponderaciones de haz. En este ejemplo, el generador de haz puede configurarse para además aplicar el tercer grupo de ponderaciones de haz a señales en el sistema de comunicación celular que proporciona cobertura sobre la región geográfica dividida en celdas dispuestas en primera, segunda y tercera capas que se traslapan de celdas que tienen criterios optimizados para comunicación por primer, segundo y tercer tipos distintos, respectivos de terminales de usuario. Similar a anteriormente, los criterios pueden reflejarse en el primer, segundo y tercer grupos de ponderaciones de haz.

En un ejemplo adicional, la primera y segunda capas de celdas pueden incluir aquellas respectivas de celdas de primer tamaño (por ejemplo, tamaño medio) y segundo tamaño (micro tamaño) en primer y segundo patrones de reutilización de frecuencia diferentes, y pueden optimizarse para aquel respectivo de ganancia de antena y supresión de lóbulo lateral. La tercera capa de celdas, entonces, puede incluir celdas de tercer tamaño (por ejemplo, tamaño grande) dispuestas en un tercer patrón de reutilización de frecuencia diferente, y pueden optimizarse para supresión de lóbulo lateral. En este ejemplo, las celdas de primer tamaño pueden ser más pequeñas en tamaño que las celdas de tercer tamaño, y las celdas de segundo tamaño pueden ser más pequeñas en tamaño que las celdas del primer tamaño.

En otros aspectos de implementaciones ilustrativas, se proporciona un método para celdas que se traslapan para cobertura inalámbrica en un sistema de comunicación celular. Las características, funciones y ventajas aquí discutidas pueden lograrse independientemente en varias implementaciones ilustrativas y puede combinar incluso en otras implementaciones ilustrativas detalles adicionales que pueden observarse con referencia a la siguiente descripción y figuras.

BREVE DESCRIPCION DE LAS FIGURAS Habiendo descrito de esa forma implementaciones ilustrativas de la descripción en términos generales, ahora se hará referencia a las figuras anexas, que no necesariamente están dibujadas a escala, y en donde: la Figura 1 ilustra un sistema de comunicación celular de conformidad con implementaciones ilustrativas de la presente descripción; la Figura 2 ilustran una región geográfica que incluye porciones de tres capas de celdas que se traslapan de conformidad con una implementación ilustrativa de la presente descripción; la Figura 3 es un diagrama de bloque esquemático de un sistema de comunicación celular de conformidad con una implementación ilustrativa de la presente descripción; las Figuras 4, 5 y 6 ilustran haces colocados en patrones de reutilización de frecuencia que se traslapan de conformidad con un aspecto de implementaciones ilustrativas de la presente descripción; y las Figuras 7 y 8 ilustran diagramas de flujo que incluyen varias operaciones en métodos de aspectos de implementaciones ilustrativas de la presente descripción.

DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION Algunas implementaciones de la presente descripción se describirán ahora más completamente en lo sucesivo con referencia a las figuras anexas, en donde algunas, pero no todas las implementaciones de la descripción se muestran. De hecho, varias implementaciones de la descripción pueden representarse en muchas formas diferentes y no deben interpretarse como limitadas a las implementaciones aquí establecidas; más bien, estas implementaciones ilustrativas se proporcionan para que esta descripción sea total y completa, y transporte completamente el alcance de la descripción a aquellos expertos en la técnica. Por ejemplo, puede hacerse referencia aquí a dimensiones de o relaciones entre componentes. Aquellas y otras relaciones pueden ser absolutas o aproximadas para representar variaciones que pueden ocurrir, tal como aquellas debido a tolerancias de ingeniería o similares. Números de referencia similares se refieren a elementos en todo el documento.

La presente descripción se refiere a celdas que se traslapan para cobertura inalámbrica en un sistema de comunicación celular. Implementaciones ilustrativas de la presente descripción pueden mostrarse y describirse aquí con referencia a un sistema de comunicación satelital. Se debe entender, sin embargo, que la presente descripción puede ser igualmente aplicable a cualquiera de un número de otros tipos de sistemas de comunicación celular. Por ejemplo, varias implementaciones ilustrativas pueden ser igualmente aplicables a un sistema de comunicación celular terrestre en donde estaciones base y terminales de usuario se comunican directamente entre sí sin uso de un satélite. Como se describe aquí, el término "satélite" puede utilizarse sin generalidad e incluir otros tipos de aparatos de transmisión y distribución, que en varios ejemplos pueden localizarse en tierra o abordo de una plataforma móvil (por ejemplo, vehículo terrestre, aeronave, nave espacial, vehículos acuáticos) . De esa forma, aunque el sistema de comunicaciones de implementaciones ilustrativas puede mostrarse y describirse como incluyendo uno o más "satélites", el término puede utilizarse más ampliamente para incluir uno o más aparatos de transmisión y distribución.

La Figura 1 ilustra un ejemplo de un sistema de comunicación celular 100 de conformidad con varias implementaciones ilustrativas de la presente descripción. Como se muestra, el sistema de comunicación celular puede ser sistema de comunicación satelital incluyendo uno o más satélites 102, una o más estaciones base terrestres satelitales 104 y una pluralidad de terminales de usuario 106. Como se explicará en mayor detalle a continuación, las terminales de usuario pueden ser de una variedad de diferentes tipos tal como terminales portátiles de tamaño pequeño 106a, terminales portátiles y vehiculares de tamaño medio 106b, y/o terminales aeronáuticas y marinas de gran tamaño 106c. El satélite puede cubrir una región geográfica 108 en donde puede localizarse la estación base y una o más terminales de usuario. La estación base puede acoplarse a o de otra forma se parte de una o más redes 110, tal como Internet, una red de teléfono conmutada pública(PSTN, por sus siglas en inglés) , una red móvil terrestre pública (PLMN, por sus siglas en inglés) , redes privadas tal como redes corporativas y gubernamentales, y/u otros servidores y servicios.

En varios ejemplos, el satélite 102 y la estación base 104 pueden permitir comunicación entre terminales de usuario 106 y la reciente 110. Con respecto a esto, la estación base puede recibir información (por ejemplo, datos) de la red, y comunicar la información al satélite. El satélite a su vez puede transmitir o distribuir la información a una o más terminales de usuario en haces puntales. De manera inversa, por ejemplo, el satélite puede recibir información de una terminal de usuario, y comunicar la información a la estación base, que a su vez puede transmitir o distribuir la información a la red. Este tipo de comunicación a veces puede denominarse como comunicación de "conducto doblado" . Se debe entender, sin embargo, que implementaciones ilustrativas también puede ser aplicables a otros tipos de sistemas satelitales, tal como aquellos con conmutación de paquete abordo.

El satélite 102 puede emplear un número de haces puntales que proporcionan un área de colocación de haz que forma cobertura sobre la región geográfica 108, que puede dividirse en una pluralidad de celdas. Los haces en un ejemplo pueden cubrir celdas respectivas del sistema de comunicación celular. Cada haz puede asignarse con algunos indicios de haz para crear un patrón que coincide con un patrón de reutilización de frecuencia para el satélite. En algunos ejemplos, los indicios de haz pueden ser colores o celdas, o pueden ser caracteres alfa, numéricos, o alfanuméricos . De conformidad con implementaciones ilustrativas de la presente descripción, el satélite puede utilizar la misma frecuencia al mismo tiempo para dos o más celdas. Es decir, el satélite puede reutilizar la misma frecuencia en diferentes haces con el mismo color. En un ejemplo, la distancia de reutilización puede medirse del centro de un haz al borde de otro haz con el mismo color.

Como se explicó en la sección de antecedentes, sistemas de comunicación celular modernos frecuentemente se enfrentan con un número de retos al optimizar servicios para una variedad de tipos de terminales de usuario, mientras permanecen dentro de recepciones de sistema. Los sistemas frecuentemente requieren alta capacidad de sistema para proporcionar voz y datos simultáneos que pueden beneficiarse de manera opuesta de diferentes criterios de antena satelital tal como alta ganancia de antena satelital, y alta supresión del lóbulo lateral para proporcionar una relación de señal a interferencia alta. Diferentes tipos de terminales de usuario 106 también pueden requerir diferentes criterios de antena satelital algunas veces opuestos. Estos diferentes tipos de terminales de usuario además pueden beneficiarse de diferentes patrones de reutilización de frecuencia y/o tamaños de celda. Terminales portátiles de tamaño pequeño 106a pueden proporcionar generalmente servicios de voz y de datos de velocidad inferior, e incluyen una antena más pequeña con ganancia inferior. Estas terminales pueden beneficiarse de ganancia de antena satelital superior para cerrar enlaces con el satélite 102, y también pueden beneficiarse de una reutilización de frecuencia de orden medio a alto con celdas de tamaño medio.

Terminales portátiles y vehiculares de tamaño medio 106b pueden proporcionar generalmente servicios de datos de velocidad superior. Estas terminales frecuentemente se benefician de supresión del lóbulo lateral superior para proporcionar una relación de señal a interferencia correspondientemente superior. Estas terminales frecuentemente también están caracterizadas por una base de usuario de densidad superior sobre la región geográfica cubierta por el satélite, y pueden beneficiarse de una reutilización de frecuencia de orden superior para proporcionar los servicios de datos de velocidad superior a su base de usuario con celdas de micro tamaño. En contraste, terminales aeronáuticas y marítimas de gran tamaño 106c están frecuentemente caracterizadas por una base de usuario de densidad inferior y pueden beneficiarse de una reutilización de frecuencia de orden inferior. Y terminales aeronáuticas en particular frecuentemente se desplazan a altas velocidades, y pueden beneficiarse de celdas de mayor tamaño para reducir la frecuencia de transferencias de haz a haz a medida que se desplazan sobre la región geográfica.

Sistemas de comunicación celular convencionales proporcionan una capa individual de celdas de igual tamaño dispuestas en un patrón de reutilización de frecuencia individual para cobertura sobre una región geográfica. El sistema puede optimizarse para un número de diferentes criterios de antena satelital, tal como una ganancia de antena satelital, supresión del lóbulo lateral (relación de señal a interferencia) o alguna combinación de ambos a un menor grado, usualmente un tipo de optimización por región grande. El tamaño de celda y el patrón de reutilización de frecuencia también pueden establecerse por la capa individual de celdas. Estos criterios que incluyen criterios de antena satelital, tamaño de celda y/o patrón de reutilización de frecuencia pueden optimizarse para un tipo de servicio (voz, datos) y/o terminal de usuario 106. Otros tipos de servicios y/o terminales de usuario, por otro lado, pueden sufrir de desempeño subóptimo.

El sistema de comunicación celular 100 de implementaciones ilustrativas de la presente descripción por lo tanto pude proporcionar múltiples capas de celdas que se traslapan que pueden optimizarse para diferentes tipos respectivos de servicio y/o terminales de usuario 106. Por ejemplo, el sistema de comunicación celular puede optimizar criterios (por ejemplo, criterios de antena satelital, tamaño de celda y/o patrón de reutilización de frecuencia) para diferentes tipos respectivos de servicio y/o terminales de usuario. En algunos ejemplos, todos los criterios optimizados por una capa pueden diferir de los criterios optimizados por otra capa. Y en algunos ejemplos, al menos algunos pero no todos los criterios optimizados por una capa pueden ser los mismos criterios optimizados por otra capa. Al proporcionar múltiples capas de celdas que se traslapan que optimizan diferentes criterios, el sistema de comunicación celular de implementaciones ilustrativas de la presente descripción puede proporcionar servicios a diferentes tipos de terminales en la misma región geográfica 108 sin comprometerse.

La Figura 2 ilustra una región geográfica 200 que incluye porciones de tres capas de celdas que se traslapan de conformidad con una implementación ilustrativa de la presente descripción. Como se muestra, el sistema puede proporcionar una primera capa 202 que incluye celdas de primer tamaño 204 dispuestas en un primer patrón de reutilización de frecuencia con criterios de antena satelital optimizados en una primera forma, y una segunda capa 206 incluye celdas de segundo tamaño 208 dispuestas en un segundo patrón de reutilización de frecuencia con criterios de antena satelital optimizados en una segunda forma. Una tercera capa 210 puede incluir celdas de tercer tamaño 212 dispuestas en un tercer patrón de reutilización de frecuencia con criterios de antena satelital optimizados en una tercera forma. En un ejemplo, el primer patrón de reutilización de frecuencia puede ser de orden inferior al segundo patrón de reutilización de frecuencia, pero de orden superior al tercer patrón de reutilización de frecuencia. Similarmente, en un ejemplo, las celdas del primer tamaño pueden ser más grandes que las celdas de segundo tamaño, pero más pequeñas que las celdas de tercer tamaño. Además, en un ejemplo, uno o más criterios de antena satelital pueden diferir entre una o más capas de celdas.

En un ejemplo más particular, la primera capa 202 puede optimizar criterios para terminales portátiles de tamaño pequeño 106a. La primera capa de celdas puede incluir celdas de tamaño medio 204 dispuestas en un primer patrón de reutilización de frecuencia (por ejemplo, patrón de siete colores), y puede optimizarse para ganancia de antena. La segunda capa 206 puede optimizar criterios para terminales portátiles vehiculares de tamaño medio 106b. La segunda capa de celdas puede incluir celdas de micro tamaño 208 dispuestas en un segundo patrón de reutilización de frecuencia diferente (por ejemplo, patrón de veintiocho colores) , y puede optimizarse para supresión del lóbulo lateral. En la tercera capa 210 puede optimizar criterios para terminales aeronáuticas y marítimas de gran tamaño 106c. La tercera capa de celdas puede incluir celdas de gran tamaño 212 dispuestas en un tercer patrón de reutilización de frecuencia diferente (por ejemplo, patrón de cuatro colores) , y puede optimizarse para supresión del lóbulo lateral .

La Figura 3 ilustra más particularmente un sistema de comunicación celular 300 que en un ejemplo puede corresponder al sistema de comunicación celular 100 de la Figura 1. Como se muestra, el sistema de comunicación celular puede incluir uno o más satélites 302, una o más estaciones de base terrestre satelital o de acceso 304 y una pluralidad de terminales de usuario 306, que en un ejemplo pueden corresponder a aquellas respectivas del satélite 102, la estación de base terrestre 104 y las terminales de usuario 106. La estación de acceso puede recibir información (por ejemplo, datos) de una o más redes 308 (por ejemplo, red 110) , y comunicar la estación al satélite sobre uno o más enlaces de alimentador 310, y viceversa. Como se muestra, la estación de acceso puede incluir un acceso o sub-sistema de base satelital (SBSS, por sus siglas en inglés) y red de núcleo (CN, por sus siglas en inglés) 312 configurados para permitir comunicación con la red, y puede incluir equipo de radiofrecuencia (RF) (RFE, por sus siglas en inglés) 314 configurado para permitir comunicación con el satélite. Y como se explicará a continuación, la estación de acceso puede incluir un generador de haz con base terrestre (GBBF, por sus siglas en inglés) .

El satélite 302 puede transmitir o distribuir información de la estación de acceso 304 a una o más terminales de usuario 306, y viceversa. El satélite puede incluir una plataforma de comunicación 316 que transporta un sistema de antena que incluye un arreglo de alimentaciones de antena (o elementos de alimentación) , y que puede incluir arreglo o reflector en fase. Este arreglo de alimentación puede configurarse para recibir información de la estación de acceso 304, y transmitir o distribuir la información a una o más terminales de usuario 306 en haces puntales 318 sobre uno o más enlaces usuario. En varios ejemplos, la plataforma de comunicación además puede incluir sistema de circuitos apropiado configurado para aplicar una ganancia de antena para "cerrar" el enlace de usuario con una terminal de usuario .

El satélite 302 pueden emplear un número de haces puntales que proporcionan un área de colocación de haz que forma cobertura sobre una región geográfica (por ejemplo, región 108), que puede dividirse en una pluralidad de celdas.

Para facilitar al menos parcialmente esta transmisión o recepción direccional, el sistema de comunicación celular 300 puede incluir un generador de haz configurado para ajustar la amplitud y fase de cada trayectoria a cada elemento de alimentación de conformidad con uno o más coeficientes de haz, ponderaciones de haz o similares. El generador de haz por lo tanto puede producir haces que pueden enviarse al satélite a través de puertos respectivos (algunas veces denominados como "puertos de haz") del generador de haz. El generador de haz puede implementarse a bordo del satélite, o como se muestra, puede implementarse en la estación de acceso como un GBBF 320.

En un ejemplo, los criterios para las múltiples capas de celdas pueden reflejarse en ponderaciones de haz respectivas o grupos de ponderaciones de haz. En un ejemplo, las ponderaciones de haz pueden generarse en un número de diferentes formas por uno o más generadores de ponderación de peso (B G, por sus siglas en inglés) 322, que, sin pérdida de generalidad pueden ser o de otra forma incluir herramienta de optimización de antena. Similar al generador de haz, el BWG puede implementarse abordo del satélite 302 o en la estación de acceso 304, y en un ejemplo el BWG puede incluir un BWG para cada capa. Las ponderaciones de haz pueden cargarse sobre o de otra forma recibirse por los GBBF 320, que entonces pueden utilizar las ponderaciones de haz para formar múltiples capas de haces que corresponden a capas respectivas de celdas. El GBBF puede enviar las múltiples capas de haces al satélite a través de puertos de haces respectivos. En un ejemplo, los puertos de haz pueden dividirse en grupos de puertos de haz para capas respectivas de celdas, con cada celda en una capa que está asociada con un puerto de haz respectivo .

En un ejemplo, pueden asignarse tipos de terminales de usuario 306 a grupos respectivos de puertos de haz, y con ello pueden asignarse a capas respectivas de celdas. Esta asignación puede hacerse para asignar cada tipo de terminal de usuario a una capa de celdas cuyos criterios son optimizados para esto. En un ejemplo, la asignación puede hacerse de conformidad con un plan de distribución de recurso, que puede generarse fuera de línea y actualizarse periódicamente. En la asignación, pueden distinguirse diferentes tipos de terminales de usuario en cualquiera de un número de diferentes formas, tal como en las formas descritas anteriormente. En un ejemplo más particular, pueden distinguirse diferentes tipos de terminales de usuario de conformidad con tipos de terminal definidos por el estándar de Interfase de Radio GEO-Móvil (GMR, por sus siglas en inglés) .

En la dirección hacia adelante, pueden enviarse señales de la red 308 al GBBF 320 a través del SBSS y CN 312.

El GBBF puede aplicar la ponderación de haz apropiada o grupo de ponderaciones de haz a las señales, y entonces enviar las señales al satélite 302 a través del RFE 314. El satélite entonces puede proporcionar las señales a la terminal de usuario apropiada 306 en un haz puntal 318 en el área de cobertura. En la dirección de retorno, el GBBF puede recibir señales de la terminal de usuario a través del satélite y RFE. El GBBF puede utilizar la ponderación de haz apropiada un grupo de ponderaciones de haz para reforzar estas señales de usuario, que entonces pueden continuar a la red para procesamiento y enrutamiento . Notablemente, las capas de celdas pueden ser transparentes para el GBBF, que puede aplicar las ponderaciones de haz o grupos de ponderaciones de haz sin conocimiento específico de su asociación con las capas. El GBBF puede, sin embargo, requerir suficientes puertos de haz para soportar las capas de celdas . Brevemente ahora regresando a la Figura 1, el sistema de comunicación celular 100 puede configurarse para traslapar las capas de celdas en cualquiera de un número de diferentes formas. En varios ejemplos, los haces pueden soportar comunicación (transmisión a recepción) de canales de control y tráfico en el sistema de comunicación celular. En un ejemplo, el sistema puede aumentar capacidad de sistema por un esquema de reutilización de frecuencia más eficiente para canales de control y tráfico. De conformidad con implementaciones ilustrativas, pueden utilizarse patrones de reutilización de frecuencia de celda de orden superior para aumentar capacidad de tráfico mientras se evitan gastos generales de canal de control que de otra forma pueden asociarse con el patrón de reutilización de orden superior.

De conformidad con un aspecto de implementaciones ilustrativas, el sistema de comunicación celular 100 puede configurarse para proporcionar dos capas de celdas que se traslapan en patrones de reutilización de frecuencia de celda P y celda Q respectivos. El patrón de reutilización de frecuencia de celda P puede ser para comunicación de canales de tráfico de canales de control del sistema de comunicación celular, y el patrón de reutilización de frecuencia de celda Q puede ser para comunicación de canales de tráfico exclusivos de (sin) canales de control del sistema de comunicación celular.

En un ejemplo, Q puede ser mayor que P, y las celdas del patrón de reutilización de frecuencia de celda Q pueden ser más pequeñas en tamaño que aquellas del patrón de reutilización de frecuencia de celda P. En un ejemplo, al menos algunas de las celdas del patrón de reutilización de frecuencia de celda Q pueden traslaparse con una celda del patrón de reutilización de frecuencia de celda P, y otras celdas del patrón de reutilización de frecuencia de celda Q pueden traslaparse más que una celda del patrón de reutilización de frecuencia de celda P. Las Figuras 4, 5 y 6 ilustran un ejemplo del aspecto anterior en donde P = 4 y Q = 16. Con respecto a esto, la Figura 4 ilustra un patrón de reutilización de frecuencia de cuatro celdas 400 de una capa de celdas, la Figura 5 ilustra un patrón de reutilización de frecuencia de 16 celdas 500 de otra capa de celdas, y la Figura 6 ilustra una forma ilustrativa por la cual el patrón de reutilización de frecuencia de 16 celdas puede traslaparse con el patrón de reutilización de frecuencia de 4 celdas. Como se muestra por este ejemplo, los canales de tráfico del patrón de reutilización de frecuencia de 16 celdas pueden cubrirse por canales de control únicamente de un patrón de reutilización de frecuencia de 4 celdas.

De conformidad con este aspecto de implementaciones ilustrativas, cualquier canal de tráfico de la capa de celdas incluyendo el patrón de reutilización de frecuencia de celda P se puede asignar a través de un canal de control de la otra capa de celdas incluyendo el patrón de reutilización de frecuencia de celda Q. En el caso del sistema de comunicación celular 100 de la Figura 1, una estación de base terrestre 104 o terminal de usuario 106 dentro de una celda del patrón de reutilización de frecuencia de celda P puede asignarse a través de un canal de control respectivo a un canal de tráfico de una celda del patrón de reutilización de frecuencia de celda Q que se traslapa con la celda respectiva del patrón de reutilización de frecuencia de celda P, tal como con base en la ubicación de la estación móvil o terminal de usuario. La ubicación puede conocerse o puede determinarse tal como mediante Sistema de Posicionamiento Global (GPS, por sus siglas en inglés) , GPS asistido (A-GPS, por sus siglas en inglés) o similares. El sistema de comunicación celular de este ejemplo por lo tanto puede proporcionar patrón de reutilización de frecuencia de celda Q para canales de tráfico, pero únicamente requiere menos patrón de reutilización de frecuencia de celda P para canales de control que cubren los canales de tráfico respectivos. Para más información sobre este aspecto, ver Solicitud de Patente de E.U.A. No. 13/734,030, titulada: Celdas Escalonadas para Cobertura Inalámbrica, presentada el 4 de enero, 2013, cuyo contenido se incorpora aquí por referencia en su totalidad.

La Figura 7 ilustra un diagrama de flujo que incluye varias operaciones en un método 700 de un aspecto de implementaciones ilustrativas de la presente descripción. Como se muestra en bloques 702, 704 el método de este aspecto incluye generar una pluralidad de ponderaciones de haz incluyendo al menos primeros y segundos grupos de ponderaciones de haz, y aplicar el primer y segundo grupos de ponderaciones de haz a señales en un sistema de comunicación celular. El sistema de comunicación celular proporciona cobertura sobre una región geográfica dividida en celdas dispuestas en primera y segunda capas que se traslapan de celdas que tienen criterios optimizados para comunicación por primer y segundo tipos distintos, respectivos de terminales de usuario. Con respecto a esto, los criterios pueden reflejarse en primer y segundo grupos de ponderaciones de haz.

La Figura 8 ilustra un diagrama de flujo que incluye varias operaciones en un método 800 de un aspecto de implementaciones ilustrativas de la presente descripción. Como se muestra en bloques 802, 804 el método de este aspecto incluye colocar haces de un sistema de antena que cubre celdas respectivas de un sistema de comunicación celular, con los haces que se colocan en patrones de reutilización de frecuencia de celda P y celda Q que se traslapan. El patrón de reutilización de frecuencia de celda P puede ser para comunicación de canales de control del sistema de comunicación celular, y el patrón de reutilización de frecuencia de celda Q puede ser para comunicación de canales de tráfico exclusivos de canales de control del sistema de comunicación celular. De conformidad con este aspecto, cualquier canal de tráfico del patrón de reutilización de frecuencia de celda Q se puede asignar a través de un canal de control del patrón de reutilización de frecuencia de celda P.

Muchas modificaciones y otras implementaciones de la descripción establecidas aquí tendrán a la mente de un experto en la técnica al cual pertenece esta descripción que tiene el beneficio de las enseñanzas presentadas en la descripción anterior y las figuras asociadas. Por lo tanto, se entenderá que la descripción no está limitada a las implementaciones específicas descritas y que modificaciones y otras implementaciones pretenden estar incluidas dentro del alcance de las reivindicaciones anexas. Además, aunque las descripciones anteriores y las figuras asociadas describen implementaciones ilustrativas en el contexto de ciertas combinaciones ilustrativas de elementos y/o funciones, se debe apreciar que diferentes combinaciones de elementos y/o funciones pueden proporcionarse por implementaciones alternativas sin apartarse del alcance de las reivindicaciones anexas. Con respecto a esto, por ejemplo, diferentes combinaciones de elementos y/o funciones a aquellas explícitamente descritas anteriormente también se contemplan como puede establecerse en algunas de las reivindicaciones anexas. Aunque se amplían aquí términos específicos, se utilizan en un sentido genérico y descriptivo únicamente y no para propósitos de limitación.

Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (20)

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones:

1.- Un sistema, caracterizado porque comprende: un generador de ponderación de haz configurado para generar una pluralidad de ponderaciones de haz incluyendo al menos primer y segundo grupos de ponderaciones de haz; y un generador de haz acoplado a un generador de ponderación de haz y configurado para aplicar el primer y segundo grupos de ponderaciones de haz a señales en un sistema de comunicación celular que proporciona cobertura sobre una región geográfica dividida en celdas dispuestas en primera y segunda capas que se traslapan de celdas que tienen criterios optimizados para comunicación por primer y segundo tipos distintos, respectivos de terminales de usuario, los criterios se reflejan en primer y segundo grupos de ponderaciones de haz.

2. - El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque los criterios incluyen ganancia de antena satelital y supresión de lóbulo lateral, y en donde la primera y segunda capas de celdas tienen diferente ganancia de antena y supresión de lóbulo lateral, la primera capa de celdas se optimiza para ganancia de antena, y la segunda capa de celdas se optimiza para supresión de lóbulo lateral.

3. - El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque los criterios incluyen un tamaño de celda, y en donde la primera capa de celdas incluye celdas de primer tamaño, y la segunda capa de celda incluye diferentes celdas de segundo tamaño.

4. - El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque los criterios incluyen un patrón de reutilización de frecuencia, y en donde celdas de la primera capa de celdas se disponen en un primer patrón de reutilización de frecuencia, y celdas de la primera capa de celdas se disponen en un segundo patrón de reutilización de frecuencia diferente.

5. - El sistema de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque la primera y segunda capas de celdas se disponen en patrones de reutilización de frecuencia de celda P y celda Q que se traslapan, el patrón de reutilización de frecuencia de celda P es para comunicación de canales de control, y el patrón de reutilización de frecuencia de celda Q es para comunicación de canales de tráfico exclusivos de canales de control, en donde cualquier canal de tráfico del patrón de reutilización de frecuencia de celda Q se puede asignar a través de un canal de control del patrón de reutilización de frecuencia de celda P.

6. - El sistema de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque Q es mayor que P, y las celdas del patrón de reutilización de frecuencia de celda Q son más pequeñas en tamaño que aquellas del patrón de reutilización de frecuencia de celda P.

7. - El sistema de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque al menos algunas de las celdas del patrón de reutilización de frecuencia de celda Q se traslapan con una celda del patrón de reutilización de frecuencia de celda P, y otras celdas del patrón de reutilización de frecuencia de celda Q se traslapan más que una celda del patrón de reutilización de frecuencia de celda P.

8. - El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque los criterios incluyen criterios de antena satelital, tamaño de la celda y patrón de reutilización de frecuencia, los criterios de antena satelital incluyen ganancia de antena y supresión de lóbulo lateral, y en donde la primera capa de celdas incluye celdas de primer tamaño dispuestas en un primer patrón de reutilización de frecuencia, y se optimiza para ganancia de antena, y la segunda capa de celdas incluye celdas de segundo tamaño dispuestas en un segundo patrón de reutilización de frecuencia diferente, y se optimiza para supresión de lóbulo lateral, y en donde las celdas de segundo tamaño son más pequeñas en tamaño que las celdas del primer tamaño.

9. - El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la pluralidad de ponderaciones de haz además incluye un tercer grupo de ponderaciones de haz, en donde el generador de haz está configurado para además aplicar el tercer grupo de ponderaciones de haz a señales en el sistema de comunicación celular que proporciona cobertura sobre la región geográfica dividida en celdas dispuestas en primera, segunda y tercera capas que se traslapan de celdas que tienen criterios optimizados para comunicación por primer, segundo y tercer tipos distintos, respectivos de terminales de usuario, los criterios se reflejan en el primer, segundo y tercer grupos de ponderaciones de haz.

10. - El sistema de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque los criterios incluyen criterios de antena satelital, tamaño de celda y patrón de reutilización de frecuencia, los criterios de antena satelital incluyen ganancia de antena y supresión de lóbulo lateral , en donde la primera capa de celdas incluye celdas de primer tamaño dispuestas en un primer patrón de reutilización de frecuencia, y se optimiza para ganancia de antena, la segunda capa de celdas incluye celdas de segundo tamaño dispuestas en un segundo patrón de reutilización de frecuencia diferente, y se optimiza para supresión de lóbulo lateral, y la tercera capa de celdas incluye celdas de tercer tamaño dispuestas en un tercer patrón de reutilización de frecuencia diferente, y se optimiza para supresión de lóbulo lateral, y en donde las celdas de primer tamaño son más pequeñas en tamaño que las celdas de tercer tamaño, y las celdas de segundo tamaños son más pequeñas en tamaño que las celdas de primer tamaño.

11.- Un método, caracterizado porque comprende: generar una pluralidad de ponderaciones de haz incluyendo al menos primer y segundo grupos de ponderaciones de haz ; y aplicar el primer y segundo grupos de ponderaciones de haz a señales en un sistema de comunicación celular que proporciona cobertura sobre una región geográfica dividida en celdas dispuestas en primer y segunda capas que se traslapan de celdas que tienen criterios optimizados para comunicación por primer y segundo tipos distintos, respectivos de terminales de usuario, los criterios se reflejan en el primer y segundo grupos de ponderaciones de haz.

12. - El método de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque los criterios incluyen ganancia de antena satelital y supresión de lóbulo lateral, y en donde la primera y segunda capas de celdas tienen diferente ganancia de antena y supresión de lóbulo lateral, la primera capa de celdas se optimiza para ganancia de antena, y la segunda capa de celda se optimiza para supresión de lóbulo lateral.

13.- El método de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque los criterios incluyen un tamaño de celda, y en donde la primera capa de celdas incluye celdas de primer tamaño, y la segunda capa de celdas incluye diferentes celdas del segundo tamaño.

14. - El método de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque los criterios incluyen un patrón de reutilización de frecuencia, y en donde celdas de la primera capa de celdas se disponen en un primer patrón de reutilización de frecuencia, y celdas de la primera capa de celdas se dispone en un segundo patrón de reutilización de frecuencia diferente.

15. - El método de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque la primera y segunda capas de celdas se disponen en patrones de reutilización de frecuencia de celda P y celda Q que se traslapan, el patrón de reutilización de frecuencia de celda P es para comunicación de canales de control, y el patrón de reutilización de frecuencia de celda Q es para comunicación de canales de tráfico exclusivos de canales de control, en donde cualquier canal de tráfico del patrón de reutilización de frecuencia de celda Q es asignable a través de un canal de control del patrón de reutilización de frecuencia de celda P.

16. - El método de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque Q es mayor que P, y las celdas del patrón de reutilización de frecuencia de celda Q son más pequeñas en tamaño que aquellas del patrón de reutilización de frecuencia de celda P.

17. - El método de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque al menos algunas de las celdas del patrón de reutilización de frecuencia de celda Q se traslapan con una celda del patrón de reutilización de frecuencia de celda P, y otras celdas del patrón de reutilización de frecuencia de celda Q se traslapan más que una celda del patrón de reutilización de frecuencia de celda P.

18. - El método de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque los criterios incluyen criterios de antena satelital, tamaño de celda y patrón de reutilización de frecuencia, los criterios de antena satelital incluyen ganancia de antena y supresión de lóbulo lateral, y en donde la primera capa de celdas incluye celdas de primer tamaño dispuestas en un primer patrón de reutilización de frecuencia, y se optimiza para ganancia de antena, y la segunda capa de celdas incluye celdas de segundo tamaño dispuestas en un segundo patrón de reutilización de frecuencia diferente, y se optimiza para supresión de lóbulo lateral, y en donde las celdas de segundo tamaño son más pequeñas en tamaño que las celdas del primer tamaño.

19. - El método de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque la pluralidad de ponderaciones de haz además incluye un tercer grupo de ponderaciones de haz, en donde aplicar el primer y segundo grupos de ponderaciones de haz además incluye aplicar el tercer grupo de ponderaciones de haz a señales en el sistema de comunicación celular que proporciona cobertura sobre la región geográfica dividida en celdas dispuestas en primera, segunda y tercera capas que se traslapan de celdas que tienen criterios optimizados para comunicación por primer, segundo y tercer tipos distintos, respectivos de terminales de usuario, los criterios se reflejan en el primer, segundo y tercer grupos de ponderaciones de haz.

20. - El método de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque los criterios incluyen criterios de antena satelital, tamaño de celda y patrón de reutilización de frecuencia, los criterios de antena satelital incluyen ganancia de antena y supresión de lóbulo lateral, en donde la primera capa de celdas incluye celdas de primer tamaño dispuestas en un primer patrón de reutilización de frecuencia, y se optimiza para ganancia de antena, la segunda capa de celdas incluye celdas de segundo tamaño dispuestas en un segundo patrón de reutilización de frecuencia diferente, y se optimiza para supresión de lóbulo lateral, y la tercera capa de celdas incluye celdas de tercer tamaño dispuestas en un tercer patrón de reutilización de frecuencia diferente, y se optimiza para supresión de lóbulo lateral, y en donde las celdas de primer tamaño son más pequeñas en tamaño que las celdas de tercer tamaño, y las celdas de segundo tamaños son más pequeñas en tamaño que las celdas de primer tamaño.