PL181701B3

PL181701B3 - Sub-oriental high-altitude highly efficient telecommunication system

Info

Publication number: PL181701B3
Application number: PL96324036A
Authority: PL
Inventors: Sherwin I Seligsohn; Scott Seligsohn
Original assignee: Internat Multi Media Corp
Priority date: 1995-06-07
Filing date: 1996-06-07
Publication date: 2001-09-28
Also published as: ITRM960405A0; EP0830753A1; FR2735306A1; FR2735306B1; BR9609018B1; BR9609018A; PL324036A1; AU702991B2; AU6332496A; CN1684393A; RU2227371C2; IT1284148B1; TW431080B; EP0830753A4; CN1192832A; DE19681416T1; AR002431A1; ITRM960405A1; ES2137887A1; WO1996041429A1

Abstract

1 . Sposób bezprzewodowej lacznosci suborbital- nej, polegajacy na tym, ze ustawia sie co najmniej jedna stacje przekaznikowa na wysokosci uprzednio ustalonej dla odbioru i nadawania sygnalów telekomunikacyjnych z jednej ze stacji naziemnych, odbiera sie go na tej usta- wionej stacji przekaznikowej, a nastepnie transmituje sie do drugiej stacji naziemnej, przy czym w trakcie nadawa- nia i odbioru sygnalów do i ze stacji naziemnych i pozo- stalych stacji przekaznikowych te ustawiona stacje prze- kaznikowa utrzymuje sie na uprzednio ustalonej wysoko- sci, przy czym ta uprzednio ustalona wysokosc miesci sie w granicach od 19 do 56 km i ze przemieszczaniem tej stacji przekaznikowej steruje sie w ten sposób, ze po stwierdzeniu aktualnej wysokosci i/lub polozenia tej stacji przekaznikowej, przemieszcza sie ja z aktualnej wysoko- sci i/lub polozenia do uprzednio ustalonej wysokosci i/lub polozenia, wedlug patentu 180 378, znamienny tym, ze instaluje sie szereg wezlów telekomunikacyjnych, które wyznaczaja siec, umieszcza sie wezly w plaszczyznie suborbitalnej na wysokosci okolo 19 do 56 km nad ziemia 1 utrzymuje sie te wezly w wybranym polozeniu geogra- ficznym na plaszczyznie suborbitalnej, wyposaza sie kazdy wezel w urzadzenie do nadawania i odbioru szero- kopasmowych cyfrowych sygnalów radio - telekomunika- cyjnych przez bezprzewodowy kanal telekomunikacyjny pomiedzy tym wezlem na plaszczyznie suborbitalnej i naziemnym urzadzeniem telekomunikacyjnym,.... FIG. 1 PL PL PL PL PL PL PL

Description

Niniejszy wynalazek dotyczy sposobu i systemu bezprzewodowej łączności suborbitalnej, a zwłaszcza systemu telekomunikacyjnego działającego na poziomie suborbitalnym, oraz sposobu bezprzewodowej łączności suborbitalnej zapewniających podwyższenie niezawodności oraz większe wykorzystanie dostępnych kanałów telekomunikacyjnych.

Rozwój telekomunikacji komórkowej przyczynił się do postawienia przed telekomunikacją niezwykle trudnego zadania skutecznej obsługi generowanej łączności telekomunikacyjnej. W rezultacie, przed wybraniem numeru lub odebraniem połączenia telefonicznego, użytkownicy dotychczasowych analogowych systemów telekomunikacji komórkowej zmuszeni są często do oczekiwania na dostęp do kanału telekomunikacji. Ponadto, w trakcie połączenia zdarzają się zakłócenia spowodowane szumem a nawet występują przesłuchy nakładania się innej rozmowy telefonicznej.

Zdarza się również, że podczas przemieszczania się jednego z rozmówców na obszar innej centrali komórkowej, pozbawionej wolnego kanału telekomunikacyjnego, rozmowa telefoniczna zostaje przerwana.

Problem pogarsza fakt, iż liczba częstotliwości przydzielonych telefonii komórkowej jest ograniczona. Wraz ze wzrostem popytu na usługi telefonii komórkowej problem ten będzie więc gwałtownie narastał.

W dziedzinie telekomunikacji opracowano kilka ulepszonych technik analogowych i cyfrowych, dzięki którym udało się zwiększyć liczbę kanałów komunikacji w ograniczonej liczbie dostępnych częstotliwości.

Najważniejsze z tych technik, to technika wielodostępu z podziałem czasu (TDMA) oraz technika wielodostępu z podziałem kodowym (CDMA).

Najszersze zastosowanie ma TDMA, umożliwiająca realizację poprzez jeden kanał telekomunikacyjny kilku połączeń telefonicznych. Każdej rozmowie odpowiada zamknięty przedział czasowy w cyklu sygnałów telekomunikacyjnych, co ulepsza efektywność systemu.

Z kolei technika CDMA zapewnia szerokie pasmo widma dla sygnałów telekomunikacyjnych. Technika ta różnicuje połączenia telefoniczne poprzez nałożenie wyraźnego sygnału „szumu”, rozszerzającego sygnał przesyłany, na każdy sygnał telekomunikacyjny, aby go odróżnić od innych sygnałów telekomunikacyjnych w komórce. Sterowany komputerem odbiornik dekoduje przypisany sygnał „szumu” w celu zidentyfikowania połączenia, a następnie wyizolowuje i „zawęża” sygnał telekomunikacyjny.

„Przeskakiwanie” częstotliwości jest jedną z form CDMA, w której połączenie rozkładane jest na szereg częstotliwości. Identyfikację użytych sekwencji częstotliwości przeprowadza się z zastosowaniem kodu.

Ponadto, opracowano także systemy identyfikacji słabych sygnałów wysyłanych z centrali komórkowej i ich oddzielania od innych sygnałów z tej samej centrali komórkowej, co w połączeniu z cyfrową techniką wielodostępu, taką jak CDMA zapewnia ogromny wzrost liczby dostępnych kanałów telekomunikacyjnych.

Techniki TDMA, CDMA, jak również technika FDMA (technika wielodostępu z podziałem częstotliwości) są dobrze znane i opisane w następujących opisach patentowych: EP 098388 (IBM), US 32905 (Baran), US 5006855 (Braff), US 4720873 (Goodman i inni) oraz US 5339330 (Mallincrodt).

181 701

Należący do IBM patent europejski EP 0098388, ujawnia zwiększoną elastyczność telekomunikacji i transmisji szerokopasmowych w technice TDMa. Amerykański patent US 32905 ujawnia modulację sygnałów i wykorzystanie technik rozszerzonego widma do szerokopasmowych połączeń pomiędzy małymi stacjami antenowymi. Patent US 5006855 (Braff) dotyczy technik TDmA i FDMA, a patent US 4720873 (Goodman i inni) dotyczy technik modulacji sygnałowej. Amerykański patent US 5339330 (Mallincrodt) ujawnia techniki odnoszące się do rozszerzonego widma, modulacji sygnałów, wykrywania sygnałów słabych, sygnałów szerokopasmowych i cyfrowej techniki CDMA.

Znane są trwałe urządzenia, lżejsze od powietrza, które można wykorzystać w telekomunikacji, a których położeniem można sterować tak, aby utrzymywać je nad określonym miejscem na ziemi (np. z publikacji ,,ΗΙ-SPOT, HIGH ALTITUDE SURVEILANCE PLATFORM FOR OVER-HORIZON TARGETTING, Conceptual Design Study Finał Report”, Lockheed Missiles and Space Company Inc., March 1982, str. 5, 11, 23, 27, 33, 41, 45, 47, 53 i 61).

Znany jest także z patentu polskiego 180 378 sposób bezprzewodowej łączności suborbitalnej, polegający na tym, że ustawia się co najmniej jedną stację przekaźnikową na wysokości uprzednio ustalonej dla odbioru i nadawania sygnałów telekomunikacyjnych z jednej ze stacji naziemnych, odbiera się go na tej ustawionej stacji przekaźnikowej, a następnie transmituje się do drugiej stacji naziemnej, przy czym w trakcie nadawania i odbioru sygnałów do i ze stacji naziemnych i pozostałych stacji przekaźnikowych tę ustawioną stację przekaźnikową utrzymuje się na uprzednio ustalonej wysokości, przy czym ta uprzednio ustalona wysokość mieści się w granicach od 19 do 56 km i że przemieszczaniem tej stacji przekaźnikowej steruje się w ten sposób, że po stwierdzeniu aktualnej wysokości i/lub położenia tej stacji przekaźnikowej, przemieszcza się ją z aktualnej wysokości i/lub położenia do uprzednio ustalonej wysokości i/lub położenia.

Znany jest też z patentu polskiego 180 378 system bezprzewodowej łączności suborbitalnej, który zawiera co najmniej dwie stacje naziemne z nadajnikami i odbiornikami sygnałów telekomunikacyjnych oraz co najmniej jedną stację przekaźnikową z odbiornikiem i nadajnikiem sygnałów telekomunikacyjnych, umieszczoną na uprzednio określonej wysokości nad ziemią i wyposażoną w urządzenia sterujące pionowym przemieszczaniem tej stacji przekaźnikowej na uprzednio ustaloną wysokość i utrzymaniem się na tej wysokości, przy czym ta uprzednio ustalona wysokość mieści się także w granicach od 19 do 56 km, a stacja przekaźnikowa zawiera także urządzenia sterujące poziomym przemieszczaniem co najmniej jednej stacji przekaźnikowej do uprzednio określonego położenia i utrzymaniem jej w tym położeniu, przy czym urządzenia te są złożone z urządzeń selektywnej lub jednoczesnej identyfikacji aktualnej i uprzednio określonej wysokości lub położenia stacji przekaźnikowej oraz z urządzeń do jej przemieszczania z aktualnej wysokości lub położenia do uprzednio określonej wysokości lub położenia.

Zakres prac, prowadzonych w celu zwiększenia dostępu do kanałów telekomunikacyjnych obejmuje także próby zmniejszenia wymiarów komórki oraz obniżenia zapotrzebowania energetycznego koniecznego do łączenia się ze stacja-bazą. Wynika to stąd, że słaby sygnał ma ograniczone możliwości propagacji. W związku z tym, ze względu na gwałtowność rozpraszania się mocy sygnału, można użyć tej samej częstotliwości dla niezależnej centrali komórkowej usytuowanej w pobliżu. .

Jednakże, zapewnienie wymaganej liczby komórek niezbędnych do utrzymania dużej pojemności ruchu telekomunikacyjnego wiązałoby się z koniecznością stworzenia ogromnej liczby stacji-baz. Według niektórych specjalistów, obsługa głównych metropolii w USA wymagałaby utworzenia co najmniej 100 tysięcy komórek, z których każda musiałaby mieć własną stacjonarną wieżę antenową.

Dodatkowo, sterowanie wzajemnymi przekazami wymagałoby niezwykle skomplikowanego systemu komputerowego niezbędnego w sytuacji przemieszczania się telefonów komórkowych z jednej komórki do drugiej oraz do skierowania ponownie częstotliwości przyporządkowanych poszczególnym centralom komórkowym.

181 701

Nie można twierdzić z całą pewnością, aby problem ten udało się rozwiązać przy użyciu systemu naziemnego, przy zachowaniu możliwych do przyjęcia kosztów i w niezbyt odległym czasie. Typowe ograniczenia tego rodzaju systemów, takie jak linia widzenia, przysłonięta odbiciem sygnału, tłumienie oraz ograniczenia linii horyzontu, eliminuje się poprzez zmniejszanie rozmiaru i zwiększanie liczby komórek, natomiast instalację wież antenowych w pewnych miejscach często utrudniają względy geograficzne, uwarunkowania polityczne, ochrona środowiska lub społeczne, uniemożliwiające powstanie w takich miejscach komórek o odpowiedniej powierzchni.

System satelitarny, w którym każdy z satelitów pracuje jako węzeł stacji-bazy i bierze udział w tworzeniu sieci komórkowej umożliwia wyeliminowanie wskazanych niedogodności. Ponieważ jednak satelity zazwyczaj krążą po orbicie na wysokości 36 tys. km nad ziemiią system taki wymaga przekaźników o stosunkowo dużej mocy. Ponadto, jeśli satelity nie są geosynchroniczne, należy zapewnić urządzenia dla przekazu sygnałów z jednego satelity do drugiego w momencie, kiedy przemieszczają się one przez dany punkt nad ziemią. Dodatkowo, podobnie, jak w przypadku węzłów naziemnych, niezbędne są urządzenia do przekazu w sytuacji, gdy rozmówca przemieszcza się z obszaru jednej komórki i wkracza na obszar innej komórki.

Nadto, systemy satelitarne są niezwykle kosztowne ze względu na wysoki koszt umieszczenia satelity na orbicie oraz trudności w dostępie do satelity.

Korzystne byłoby zapewnienie układu telekomunikacyjnego stabilnego i trwałego, opartego na suborbitalnych, wysoko zawieszonych urządzeniach ze zdolnością odbioru sygnałów telekomunikacyjnych ze stacji naziemnych i przekazywania ich do innych podobnych urządzeń lub do innych stacji naziemnych.

Gdyby te stacje przekaźnikowe wykonane były w postaci wysoko zawieszonych, trwałych urządzeń lżejszych od powietrza, których położeniem można by sterować tak, aby utrzymywać je nad określonym miejscem na ziemi, stworzono by środki do zapewnienia tanich usług telekomunikacyjnych, takich jak usługi telefoniczne dla terenów odległych, bez potrzeby wydatków związanych z systemami komunikacji satelitarnej i bez wad systemów naziemnych lub układów balonów na uwięzi.

Sposób bezprzewodowej łączności suborbitalnej, według przedmiotowego wynalazku charakteryzuje się tym, że instaluje się szereg węzłów telekomunikacyjnych, które wyznaczają sieć, umieszcza się węzły w płaszczyźnie suborbitalnej na wysokości około 19 do 56 km nad ziemią i utrzymuje się te węzły w wybranym położeniu geograficznym na płaszczyźnie suborbitalnej, wyposaża się każdy węzeł w urządzenie do nadawania i odbioru szerokopasmowych cyfrowych sygnałów radiotelekomunikacyjnych przez bezprzewodowy kanał telekomunikacyjny pomiędzy tym węzłem na płaszczyźnie suborbitalnej i naziemnym urządzeniem telekomunikacyjnym, wyposaża się każdy węzeł w szereg anten przystosowanych do odbioru stosunkowo słabych radiowych sygnałów telekomunikacyjnych ze źródła, moduluje się sygnały telekomunikacyjne poprzez technikę rozszerzenia widma za pomocą wielodostępu z podziałem kodowym, dekoduje się sygnały telekomunikacyjne odbierane przez każdą z anten, przy czym węzeł rozpoznaje naziemne urządzenie telekomunikacyjne (poprzez identyfikację kodową) oraz zwiększa się czułość węzłów przy pomocy anten i urządzeń dekodujących, przy czym wykrywa się i odbiera stosunkowo słabe sygnały telekomunikacyjne, zapewniając maksymalne i bezinterferencyjne wykorzystanie widma przez sygnały telekomunikacyjne.

Korzystnie, technikę rozszerzenia widma za pomocą wielodostępu z podziałem kodowym modyfikuje się poprzez sekwencję bezpośrednia.

Korzystnie, technikę rozszerzenia widma za pomocą wielodostępu z podziałem kodowym modyfikuje się za pomocą przeskakiwania częstotliwości.

Korzystnie, w trakcie etapu nadawania i odbioru szerokopasmowych cyfrowych sygnałów telekomunikacji radiowej przez bezprzewodowy kanał telekomunikacyjny instaluje się szereg nadajników i odbiorników, przy czym każdy nadajnik wyposaża się w szereg dupleksowych kanałów telekomunikacyjnych.

181 701

Korzystnie, instaluje się naziemną sieć telekomunikacyjną oraz podłącza się system bezprzewodowej sieci telekomunikacyjnej do naziemnej sieci telekomunikacyjnej.

Korzystnie, instaluje się przełączniki do przyłączania systemu sieci telekomunikacji bezprzewodowej do naziemnej sieci telekomunikacyjnej.

Korzystnie, przełączniki są przełącznikami cyfrowymi.

Korzystnie, przełączniki są przełącznikami analogowymi.

Korzystnie, podtrzymuje się węzły balonami.

Korzystnie, w czasie nadawania i odbioru szerokopasmowych cyfrowych sygnałów telekomunikacji radiowej przez bezprzewodowy kanał telekomunikacyjny instaluje się co najmniej jeden nadajnik i jeden odbiornik, przy czym nadajnik i odbiornik posiadają szereg simpleksowych kanałów telekomunikacyjnych.

Korzystnie, w trakcie nadawania i odbioru szerokopasmowych cyfrowych sygnałów telekomunikacyjnych przez bezprzewodowy kanał telekomunikacyjny instaluje się co najmniej jeden nadajnik i jeden odbiornik, przy czym nadajnik i odbiornik przenoszą szereg półdupleksowych kanałów telekomunikacyjnych.

System bezprzewodowej łączności suborbitalnej, zgodnie z przedmiotowym wynalazkiem charakteryzuje się tym, że jest złożony z szeregu węzłów telekomunikacyjnych, umieszczonych w płaszczyźnie suborbitalnej na wysokości około 19 do 56 km nad ziemią, a także posiada środki do utrzymywania tych węzłów w wybranych położeniach geograficznych na płaszczyźnie suborbitalnej. Każdy z węzłów telekomunikacyjnych składa się z urządzenia do nadawania i odbioru szerokopasmowych, cyfrowych sygnałów radiowych przez bezprzewodowy kanał telekomunikacyjny pomiędzy tym węzłem na płaszczyźnie suborbitalnej i naziemnym urządzeniem telekomunikacyjnym, modulowanych przy zastosowaniu techniki rozszerzenia widma za pomocą wielodostępu z podziałem kodowym. Urządzenia do nadawania i odbioru radiowych sygnałów telekomunikacyjnych składają się z szeregu anten do odbioru z naziemnych urządzeń telekomunikacyjnych stosunkowo słabych sygnałów telekomunikacyjnych, oraz są wyposażone w urządzenia dekodujące sygnały telekomunikacyjne, odbierane przez każdą z anten, z rozpoznaniem przez węzeł danego naziemnego urządzenia telekomunikacyjnego poprzez ich identyfikację kodową. Anteny i urządzenia dekodujące do zwiększania czułości węzła stanowią urządzenia do wykrywania i odbierania stosunkowo słabych sygnałów telekomunikacyjnych, zapewniając maksymalne i bezzakłóceniowe wykorzystanie widma przez sygnały telekomunikacyjne.

Korzystnie, technikę rozszerzania widma za pomocą wielodostępu z podziałem kodowym stosuje się w bezpośredniej sekwencji.

Korzystnie, technikę rozszerzania widma za pomocą wielodostępu z podziałem kodowym stanowi przeskakiwanie częstotliwości.

Korzystnie, urządzenie do nadawania i odbioru szerokopasmowych cyfrowych radiowych sygnałów telekomunikacyjnych przez bezprzewodowy kanał telekomunikacyjny składa się z co najmniej jednego nadajnika i odbiornika, wyposażonych w szereg dupleksowych kanałów telekomunikacyjnych.

Korzystnie, składa się z naziemnej sieci telekomunikacyjnej, oraz urządzenia do łączenia tego systemu z naziemną siecią telekomunikacyjną.

Korzystnie, urządzenie do łączenia systemu z naziemną sieciją telekomunikacyjną wyposażone jest w przełączniki.

Korzystnie, przełączniki są przełącznikami cyfrowymi.

Korzystnie, przełączniki są przełącznikami analogowymi.

Korzystnie, węzły podtrzymywane są przez balony.

Korzystnie, urządzenie do nadawania i odbioru szerokopasmowych, cyfrowych radiowych sygnałów telekomunikacyjnych przez bezprzewodowy kanał telekomunikacyjny składa się z co najmniej jednego nadajnika i odbiornika, wyposażonych w szereg simpleksowych kanałów telekomunikacyjnych.

Korzystnie, urządzenie do nadawania i odbioru szerokopasmowych cyfrowych radiowych sygnałów telekomunikacyjnych przez radiowy kanał telekomunikacyjny składa się z co

181 701 najmniej jednego nadajnika i odbiornika, wyposażonych w szereg półdupleksowych kanałów telekomunikacyjnych.

Przy zastosowaniu przedmiotowego wynalazku uzyskuje się eliminację wszystkich wad, zarówno systemu naziemnego, jak i satelitarnego przy zachowaniu zalet tych systemów, takich jak pionowa propagacja sygnału. Dzięki temu zwiększa się wykorzystanie widma telekomunikacyjnego. Ponadto, możliwe jest w tym przypadku zmniejszenie zapotrzebowania na energię oraz odpowiednio ciężaru nadajników w węzłach. Dodatkowo, dzięki technice modulacyjnej można zredukować liczbę nadajników.

W ten sposób można w komórce wyznaczonej przez konkretny węzeł utworzyć dużą liczbę kanałów telekomunikacyjnych, bez pojawiania się problemu zakłóceń, spowodowanych interferencjami nakładania się rozmów telefonicznych, odbiciami, regenerowaniem częstotliwości itp.

Ponadto, nie występuje tu problem stosunkowo wysokiego zapotrzebowania urządzenia na energię, który pojawi się w przypadku podłączenia go do satelitarnego systemu telekomunikacji.

Rozważono zastosowanie w opisanym urządzeniu techniki rozszerzenia widma za pomocą wielodostępu z podziałem kodowym, obejmującego techniki bezpośredniej sekwencji i/lub przeskakiwania częstotliwości.

Chociaż dotychczas nie wskazano szczegółowo przydziału konkretnych częstotliwości dla systemu telekomunikacji, to jest zrozumiałe, że częstotliwości te mogą być takie same, jak dla telekomunikacji naziemnej lub telekomunikacji satelitarnej. Podobnie, zgodnie z zakresem wynalazku mogą to być częstotliwości te, które są przewidziane do wykorzystania wyłącznie w systemie telekomunikacji.

Korzystne przykłady wykonania systemu według wynalazku są odtworzone na rysunku, na którym fig.l przedstawia schemat ideowy urządzenia realizującego system telekomunikacji skonstruowanego zgodnie z aktualnie preferowanym wykonaniem wynalazku, a fig. 2 zawiera schematycznie pokazane urządzenie do wykrywania i dekodowania.

Jak przedstawiono na fig. 1, urządzenie 10 składa się z części naziemnej 12 oraz części nadziemnej 14. Część nadziemna 14 może zostać umieszczona na wysokości około 12 do 35 mil nad powierzchnią ziemi.

Część naziemna 12 może składać się z tradycyjnej sieci telefonicznej 16 z jej odgałęzieniami połączonymi ze stacjami naziemnymi 18, 120 i 140 wyposażonymi w odpowiednie urządzenia nadawczo-odbiorcze dalekiego zasięgu, takie jak anteny 20, 118 i 138. W skład części naziemnej 12 mogą również wchodzić telefony przenośne, takie jak powszechnie znane telefony komórkowe, które mogą być przenoszone przez człowieka 22 lub w pojazdach 24. Anteny 20, 118 i 138 przystosowane są do nadawania i odbioru sygnałów telekomunikacyjnych do i z suborbitalnej, wysoko zawieszonej stacji przekaźnikowej 28 umieszczonej na wysokości około 19 do 56 km nad ziemią Na tej wysokości nie działają już czynniki atmosferyczne, a zatem stacja przekaźnikowa nie będzie wystawiona na niekorzystne działanie warunków pogodowych.

W preferowanym wykonaniu urządzenie jest wyposażone w szereg stacji przekaźnikowych 28, z których każda składa się z balonu 32 unoszącego się w powietrzu i w położeniu nad określonym miejscem nad ziemią przy użyciu pokazanego na fig. 2 modułu naprowadzającego 56, połączonego poprzez antenę naprowadzającą 58 z naziemną anteną liniową 36.

Jak powszechnie wiadomo, każda stacja przekaźnikowa 28 posiada urządzenia do odbioru telekomunikacyjnego sygnału telefonicznego od jednej ze stacji naziemnych 18, 120 i ¹⁴°, ^ludz^{i 22} i l²² tob pojaz^dów ^{24 i} I²⁴, a następnie transmitowania tego s^ygnału ^do rnnej stacji naziemnej 120 i 140, człowieka 122 lub pojazdu 124 bezpośrednio lub za pośrednictwem innej stacji przekaźnikowej. Tak ustanowiony kanał komunikacyjny może być simpleksowy, dupleksowy lub półdupleksowy. W momencie powrotu sygnału do części naziemnej 12 systemu 10, połączenie telekomunikacyjne realizowane jest w sposób konwencjonalny tak, jak poprzez połączenie z naziemnym systemem telefonii przewodowej przy użyciu odpowiednich przełączników 34, 134 i 144. Możliwe jest zastosowanie przełączników różnego typu, odpowiednich do sygnałów telekomunikacyjnych, w tym cyfrowych i analogowych.

181 701

Jak powszechnie wiadomo, każda ze stacji przekaźnikowych 28 stanowi węzeł w systemie telekomunikacyjnym, zaś każdy węzeł wyznacza komórkę. W preferowanym rozwiązaniu według wynalazku, każdy węzeł zawiera urządzenie do nadawania i odbioru szerokopasmowych, cyfrowych sygnałów radiowych przez bezprzewodowy kanał telekomunikacyjny. W preferowanym rozwiązaniu szerokość pasma częstotliwości kanału telekomunikacyjnego jest większa niż około 8 MHz w całym paśmie tj. plus lub minus 4 MHz od środka pasma. Optymalnie, sygnały telekomunikacyjne moduluje się przy zastosowaniu techniki rozszerzenia widma za pomocą wielodostępu z podziałem kodowym.

W celu zapewnienia maksymalnego wykorzystania dostępnych częstotliwości poza zakresem dostępnym obecnie w technologii CDMA, komórki powinny być stosunkowo nieduże, a moc sygnału wymaganego dla sygnałów telekomunikacyjnych bardzo niska. Zwiększa to możliwość ponownego wykorzystania częstotliwości i zmniejsza zakłócenia. Jednak obniżenie mocy sygnału utrudnia śledzenie przemieszczania się konkretnych telefonów komórkowych przez stacje-bazy.

Każda ze stacji przekaźnikowych jest wyposażona w urządzenie detekcyjne składające się z odpowiedniego układu antenowego 48 i z dekoderów 44. Urządzenie to przetwarza sygnał odebrany przez każdą antenę układu. Zdekodowane sygnały identyfikują nadajnik oraz jego lokalizację w komórce. W ten sposób, pomimo, iż odbierany przez urządzenie detekcyjne sygnał jest bardzo słaby i normalnie nie byłby wykryty, może być rozpoznany i przetworzony w celu wypełnienia kanału telekomunikacyjnego.

Zalety połączenia widma rozszerzonego CDMA oraz urządzenia detekcyjnego obejmującego układ antenowy 48 opisany powyżej, uwydatniają się przy ich skorelowaniu i umieszczeniu w płaszczyźnie suborbitalnej.

Mimo, iż wynalazek opisano ze wskazaniem określonych form i wykonań, zakłada się, że także jego inne postaci będą oczywiste dla znawcy tej dziedziny w świetle powyższego opisu. W związku z tym, zakres wynalazku nie ogranicza się do zakresu ujętego w opisie, lecz jedynie do zakresu wskazanego w poniższych zastrzeżeniach.

Claims

1. Sposób bezprzewodowej łączności suborbitalnej, polegający na tym, że ustawia się co najmniej jedną stację przekaźnikową na wysokości uprzednio ustalonej dla odbioru i nadawania sygnałów telekomunikacyjnych z jednej ze stacji naziemnych, odbiera się go na tej ustawionej stacji przekaźnikowej, a następnie transmituje się do drugiej stacji naziemnej, przy czym w trakcie nadawania i odbioru sygnałów do i ze stacji naziemnych i pozostałych stacji przekaźnikowych tę ustawioną stację przekaźnikową utrzymuje się na uprzednio ustalonej wysokości, przy czym ta uprzednio ustalona wysokość mieści się w granicach od 19 do 56 km i że przemieszczaniem tej stacji przekaźnikowej steruje się w ten sposób, że po stwierdzeniu aktualnej wysokości i/lub położenia tej stacji przekaźnikowej, przemieszcza się ją z aktualnej wysokości i/lub położenia do uprzednio ustalonej wysokości i/lub położenia, według patentu 180 378, znamienny tym, że instaluje się szereg węzłów telekomunikacyjnych, które wyznaczają sieć, umieszcza się węzły w płaszczyźnie suborbitalnej na wysokości około 19 do 56 km nad ziemią i utrzymuje się te węzły w wybranym położeniu geograficznym na płaszczyźnie suborbitalnej, wyposaża się każdy węzeł w urządzenie do nadawania i odbioru szerokopasmowych cyfrowych sygnałów radio - telekomunikacyjnych przez bezprzewodowy kanał telekomunikacyjny pomiędzy tym węzłem na płaszczyźnie suborbitalnej i naziemnym urządzeniem telekomunikacyjnym, wyposaża się każdy węzeł w szereg anten przystosowanych do odbioru stosunkowo słabych radiowych sygnałów telekomunikacyjnych ze źródła, moduluje się sygnały telekomunikacyjne poprzez technikę rozszerzenia widma za pomocą wielodostępu z podziałem kodowym, dekoduje się sygnały telekomunikacyjne odbierane przez każdą z anten, przy czym węzeł rozpoznaje dane naziemne urządzenia telekomunikacyjnego poprzez identyfikację kodową oraz zwiększa się czułość węzłów przy pomocy anten i urządzeń dekodujących, przy czym wykrywa się i odbiera stosunkowo słabe sygnały telekomunikacyjne, zapewniając maksymalne i bezinterferencyjne wykorzystanie widma przez sygnały telekomunikacyjne.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że technikę rozszerzenia widma za pomocą wielodostępu z podziałem kodowym modyfikuje się poprzez sekwencję bezpośrednią,

3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że technikę rozszerzenia widma za pomocą wielodostępu z podziałem kodowym modyfikuje się za pomocą przeskakiwania częstotliwości.

4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w trakcie etapu nadawania i odbioru szerokopasmowych cyfrowych sygnałów telekomunikacji radiowej przez bezprzewodowy kanał telekomunikacyjny instaluje się szereg nadajników i odbiorników, przy czym każdy nadajnik wyposaża się w szereg dupleksowych kanałów telekomunikacyjnych.

5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że instaluje się naziemną sieć telekomunikacyjną oraz podłącza się system bezprzewodowej sieci telekomunikacyjnej do naziemnej sieci telekomunikacyjnej.

6. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że instaluje się przełączniki do przyłączania systemu sieci telekomunikacji bezprzewodowej do naziemnej sieci telekomunikacyjnej.

7. Sposób według zastrz. 6, znamienny tym, że jako przełączniki stosuje się przełączniki cyfrowe.

8. Sposób według zastrz. 6, znamienny tym, że jako przełączniki stosuje się przełączniki analogowe.

9. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że podtrzymuje się węzły balonami.

10. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w czasie nadawania i odbioru szerokopasmowych cyfrowych sygnałów telekomunikacji radiowej przez bezprzewodowy kanał

181 701 telekomunikacyjny instaluje się co najmniej jeden nadajnik i jeden odbiornik, przy czym nadajnik i odbiornik posiadają szereg simpleksowych kanałów telekomunikacyjnych.

11. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w trakcie nadawania i odbioru szerokopasmowych cyfrowych sygnałów telekomunikacyjnych przez bezprzewodowy kanał telekomunikacyjny instaluje się co najmniej jeden nadajnik i jeden odbiornik, przy czym nadajnik i odbiornik przenoszą szereg półdupleksowych kanałów telekomunikacyjnych.

12. System bezprzewodowej łączności suborbitalnej, zawierający co najmniej dwie stacje naziemne z nadajnikami i odbiornikami sygnałów telekomunikacyjnych, oraz co najmniej jedną stację przekaźnikową z odbiornikiem i nadajnikiem sygnałów telekomunikacyjnych, umieszczoną na uprzednio określonej wysokości nad ziemią i wyposażoną w urządzenia sterujące pionowym przemieszczaniem tej stacji przekaźnikowej na uprzednio ustaloną wysokość i utrzymaniem się na tej wysokości, przy czym ta uprzednio ustalona wysokość mieści się także w granicach od 19 do 56 km, i że stacja przekaźnikowa zawiera także urządzenia sterujące poziomym przemieszczaniem co najmniej jednej stacji przekaźnikowej do uprzednio określonego położenia i utrzymaniem jej w tym położeniu, przy czym urządzenia te są złożone z urządzeń selektywnej lub jednoczesnej identyfikacji aktualnej i uprzednio określonej wysokości lub położenia stacji przekaźnikowej oraz z urządzeń do jej przemieszczania z aktualnej wysokości lub położenia do uprzednio określonej wysokości lub położenia według patentu 180 378, znamienny tym, że jest złożony z szeregu węzłów telekomunikacyjnych, umieszczonych w płaszczyźnie suborbitalnej na wysokości około 19 do 56 km nad ziemią, posiada środki do utrzymywania tych węzłów w wybranych położeniach geograficznych na płaszczyźnie suborbitalnej, każdy z węzłów telekomunikacyjnych składa się z urządzenia do nadawania i odbioru szerokopasmowych, cyfrowych sygnałów radiowych przez bezprzewodowy kanał telekomunikacyjny pomiędzy tym węzłem na płaszczyźnie suborbitalnej i naziemnym urządzeniem telekomunikacyjnym, modulowanych przy zastosowaniu techniki rozszerzenia widma za pomocą wielodostępu z podziałem kodowym, przy czym urządzenia do nadawania i odbioru radiowych sygnałów telekomunikacyjnych (20, 1l8, 138) składają się z szeregu anten do odbioru z naziemnych urządzeń telekomunikacyjnych stosunkowo słabych sygnałów telekomunikacyjnych, oraz są wyposażone w urządzenia dekodujące sygnały telekomunikacyjne odbierane przez każdą z anten z rozpoznaniem przez węzeł danego naziemnego urządzenia telekomunikacyjnego poprzez ich identyfikację kodową przy czym anteny i urządzenia dekodujące do zwiększania czułości węzła stanowią urządzenia do wykrywania i odbierania stosunkowo słabych sygnałów telekomunikacyjnych, zapewniając maksymalne i bezzakłóceniowe wykorzystanie widma przez sygnały telekomunikacyjne.

13. System według zastrz. 12, znamienny tym, że technika rozszerzania widma za pomocą wielodostępu z podziałem kodowym jest zastosowana w bezpośredniej sekwencji.

14. System według zastrz. 12, znamienny tym, że technikę rozszerzania widma za pomocą wielodostępu z podziałem kodowym stanowi przeskakiwanie częstotliwości.

15. System według zastrz. 12, znamienny tym, że urządzenie do nadawania i odbioru szerokopasmowych cyfrowych radiowych sygnałów telekomunikacyjnych (20, 118, 138) przez bezprzewodowy kanał telekomunikacyjny składa się z co najmniej jednego nadajnika i odbiomiką wyposażonych w szereg dupleksowych kanałów telekomunikacyjnych.

16. System według zastrz. 12, znamienny tym, że składa się z naziemnej sieci telekomunikacyjnej (16) oraz urządzenia do łączenia tego systemu z naziemną siecią telekomunikacyjną.

17. System według zastrz. 16, znamienny tym, że urządzenie do łączenia systemu z naziemną siecią telekomunikacyjną wyposażone jest w przełączniki.

18. System według zastrz. 17, znamienny tym, że przełączniki są przełącznikami cyfrowymi.

19. System według zastrz. 17, znamienny tym, że przełączniki są przełącznikami analogowymi.

20. System według zastrz. 12, znamienny tym, że węzły podtrzymywane są przez balony.

181 701

21. System według zastrz. 12, znamienny tym, że urządzenie do nadawania i odbioru szerokopasmowych, cyfrowych radiowych sygnałów telekomunikacyjnych przez bezprzewodowy kanał telekomunikacyjny składa się z co najmniej jednego nadajnika i odbiornika, wyposażonych w szereg simpleksowych kanałów telekomunikacyjnych.

22. System według zastrz. 12, znamienny tym, że urządzenie do nadawania i odbioru szerokopasmowych cyfrowych radiowych sygnałów telekomunikacyjnych przez radiowy kanał telekomunikacyjny składa się z co najmniej jednego nadajnika i odbiornika, wyposażonych w szereg półdupleksowych kanałów telekomunikacyjnych.