PT1747622E - Sistemas e métodos de comunicações por satélite utilizando formação de feixe baseado na localização de rádio telefone - Google Patents

Description

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DESCRIÇÃO "SISTEMAS E MÉTODOS DE COMUNICAÇÕES POR SATÉLITE UTILIZANDO FORMAÇÃO DE FEIXE BASEADO NA LOCALIZAÇÃO DE RÁDIO TELEFONE"

Pedido Relacionado 0 presente pedido reivindica o beneficio do Pedido Provisório dos Estados Unidos com o N.° de Série 60/572,164, depositado em 18 de Maio de 2004 e por este meio aqui incorporado por referência na sua totalidade.

Campo da invenção

Esta invenção está relacionada com sistemas e métodos de comunicações sem fios, e mais particularmente com sistemas e métodos de comunicações via satélite.

Antecedentes da invenção

Os sistemas e métodos de comunicações via satélite são amplamente utilizados para comunicações sem fios de voz e/ou dados. Os sistemas e métodos de comunicações via satélite geralmente empregam pelo menos uma componente instalada no espaço, como sejam um ou mais satélites que estão configurados para comunicar sem fios com uma pluralidade de terminais sem fios.

Um sistema ou método de comunicações via satélite pode utilizar um único feixe de antena (diagrama de radiação da antena) cobrindo uma zona de serviço completa servida pelo sistema. Alternativamente, em sistemas e métodos de comunicações via satélite para telemóveis, são fornecidos múltiplos feixes/células de antena (diagrama de radiação da antena), cada um dos quais podendo servir áreas geográficas substancialmente distintas numa zona de serviço global, para servir colectivamente uma zona de serviço de satélite 2 global. Deste modo, uma arquitectura para telemóveis similar à utilizada em sistemas e métodos convencionais de rádio telefones e telemóveis terrestres pode ser implementada em sistemas e métodos baseados em comunicações via satélite para telemóveis. 0 satélite comunica tipicamente com terminais sem fios sobre um trajecto de comunicações bidireccional, com sinais de comunicações sendo transmitidos desde o satélite até ao terminal sem fios sobre uma ligação descendente ou uma ligação de ida, e desde o terminal sem fios para o satélite sobre uma ligação ascendente ou uma ligação de retorno. A ligação descendente (ligação de ida) desde um satélite até um terminal rádio e/ou a ligação ascendente (ligação de retorno) desde um terminal rádio até um satélite pode (m) ser referida (s) como ligação (ões) de serviço. A concepção global e o funcionamento de sistemas e métodos de comunicações via satélite para telemóveis são bem conhecidas para aqueles que são qualificados na técnica, e não necessita de ser aqui descrita em mais detalhe. Além disso, como é aqui utilizado, o termo "terminal sem fios" inclui telemóveis e/ou rádio telefones satélite com ou sem visor multi-linhas; terminais de Sistemas de Comunicações Pessoais (PCS) que podem combinar um rádio telefone com processamento de dados, telecópia e/ou capacidades de comunicações de dados; Assistentes Digitais Pessoais (PDA) que podem incluir um transceptor de rádio frequência e/ou um receptor portátil (pager), acesso a Internet/Intranet, Navegador de rede, agenda electrónica, calendário e/ou sistema receptor de posicionamento global (GPS); e/ou computadores de bolso (laptop) e/ou computadores de mão (palmtop) convencionais ou outros equipamentos, os quais incluem um transceptor de rádio 3 frequência, para comunicações de voz e/ou dados sem fios. Um terminal sem fios pode também ser aqui referido como "terminal", "radio telefone", "dispositivo de utilizador" e/ou "terminal rádio". Conforme aqui utilizada, a expressão "terminal rádio", ou qualquer das suas expressões equivalentes acima listadas, inclui ainda qualquer outro dispositivo/equipamento/fonte que possa ter coordenadas geoqráficas fixas ou variáveis no tempo, e possa ser portátil, transportável, instalado num veiculo (aeronáutico, marítimo, ou terrestre), ou esteja situado e/ou configurado para funcionar localmente e/ou de uma forma distribuída em qualquer outra ou quaisquer outras localização(ões) na terra e/ou no espaço.

Os sistemas e métodos de comunicações via satélite para telemóveis podem desdobrar-se em centenas de células (diagramas de radiação das antenas ou feixes pontuais), sobre a sua área de cobertura do satélite correspondente a uma zona de serviço. Será entendido que elevados números de células podem ser geralmente desejáveis, uma vez que a reutilização de frequência e a capacidade de um sistema ou método de comunicações via satélite para telemóveis podem ambas aumentar em proporção directa com o número de células. Além disso, para uma dada área de cobertura do satélite ou zona de serviço, aumentar o número de células pode também fornecer um ganho mais elevado por célula, o que pode aumentar a robustez da ligação e melhorar a qualidade de serviço.

As comunicações de ligação ascendente e de ligação descendente entre os terminais sem fios e o satélite podem utilizar uma ou mais interfaces aéreas, incluindo interfaces aéreas sujeitas a direitos de propriedade e/ou 4 interfaces convencionais terrestres para telemóveis, como sejam interfaces aéreas de Acesso Múltiplo por Divisão no Tempo (TDMA) e/ou de Acesso Múltiplo por Divisão de Código (CDMA). Uma única interface aérea pode ser utilizada em todo o sistema de satélite para telemóveis. Alternativamente, múltiplas interfaces aéreas podem ser utilizadas por um sistema de comunicações por satélite. Veja-se, por exemplo, a Patente dos EUA 6,052,560, publicada em 18 de Abril de 2000, intitulada "Satellite System Utilizing a Plurality of Air Interface Standards and Method Employing the Same", pelo presente inventor Karabinis. Em geral, independentemente da interface ou interfaces aéreas gue são utilizadas, cada célula de satélite utiliza geralmente pelo menos uma portadora/um canal para fornecer serviço. Deste modo, o serviço de ligação de retorno e o serviço de ligação de ida utilizam, cada um, uma ou mais portadoras/canais para fornecer serviço. A descrição acima concentrou-se nas comunicações entre o satélite e os terminais sem fios. No entanto, os sistemas e métodos de comunicações via satélite para telemóveis também empregam geralmente uma ligação de conexão bidireccional para comunicações entre a porta de ligação do satélite e o satélite. A ligação de conexão bidireccional inclui uma ligação de conexão de ida desde a porta de ligação ao satélite e uma ligação de conexão de retorno desde o satélite até à porta de ligação. A ligação de conexão de ida e a ligação de conexão de retorno utilizam cada uma, uma ou mais portadoras/canais.

Conforme é bem conhecido para aqueles que sejam qualificados na técnica, o número de células de satélite e 5 de interface ou interfaces aéreas que são utilizadas pode ter consequência na larqura de banda que é utilizada na ligação de conexão desde a porta de ligação do satélite até ao satélite e desde o satélite até à porta de ligação do satélite. Por exemplo, se um sistema e método de satélite para telemóveis se desdobra em 400 células de ligação de serviço e utiliza uma interface aérea CDMA (Acesso Múltiplo por Divisão de Código) de largura de banda estreita para fornecer comunicações entre o satélite e os terminais sem fios, cada portadora CDMA que é transportada desde a porta de ligação do satélite para o satélite pode ocupar 1,25 MHz de espectro de ligação de conexão. Assumindo que o tráfego é tal que apenas é utilizada uma portadora por célula, então 400 x 1,25 MHz ou 500 MHz de largura de banda de ligação de conexão de ida podem ser utilizados. Além disso, se certas células utilizam mais que uma portadora e/ou é utilizada uma interface aérea padrão CDMA de banda larga (W-CDMA), a largura de banda da ligação de conexão pode aumentar mais. A Patente dos EUA 6,317,583 de Wolcott et al. descreve um atribuidor de canais de telecomunicações via satélite para mapear sinais de rádio frequência (RF) entre ligações de conexão e feixes de ligação móvel baseados num plano de frequências predefinido. Os feixes de ligação móvel definem uma área de cobertura de um satélite. Cada ligação de conexão e feixe de ligação móvel compreende uma pluralidade de sub-bandas de conexão e as sub-bandas móveis estão agrupadas para formarem canais de ligação de conexão e canais de ligação móvel. 0 atribuidor de canais inclui pelo menos um condutor de conexão transportando um sinal de ligação de conexão associado a uma estação terrestre. Uma rede de distribuição de ligação de conexão está ligada aos 6 condutores de conexão e mapeia os sinais de RF nas ligações de conexão numa pluralidade de condutores de distribuição como sinais de conexão separados. Multiplexadores de canal estão ligados aos condutores de distribuição. Cada multiplexador de canal inclui um conjunto de filtros passa banda, cada um dos quais faz passar sinais de RF num subconjunto de sub-bandas de conexão correspondendo a um único canal de conexão de modo a mapear um canal de ligação móvel e um canal de ligação de conexão um no outro com base num plano de frequências pré-definido. 0 atribuidor de canais agrupa ou multiplexa sinais a partir de uma pluralidade de conexões em cada feixe. Osciladores locais conversores elevadores de frequência fixos deslocam cada canal móvel composto para uma banda comum reservada para todos os feixes. 0 plano de frequências está definido de forma que a transferência de feixes e a transferência de estações terrestres possa ser realizada sem uma necessidade de pelo menos um de comutação, retorno e ressincronização do satélite de telecomunicações e do terminal móvel. Ver o Resumo de Wolcott et ai. A Patente dos EUA 5,903,549 de von der Embse et al. descreve um método que permite a formação de um feixe numa estação terrestre para fornecer um sinal coerente e estável de ligação ascendente a um sistema de satélite empregando múltiplos feixes pontuais através da combinação de códigos ortogonais sincronos de multiplexagem por divisão de código e códigos de espalhamento pseudo-aleatórios com um sinal de informação para implementar uma ligação ascendente de conexão de satélite.

Finalmente, o Pedido de Patente dos EUA publicado, US 2003/0224785 Al do presente inventor Karabinis descreve que 7 o conteúdo da informação está mapeado de forma diferente entre portadoras de ligação de serviço e portadoras de ligação de conexão num satélite para telemóveis. Um número reduzido de portadoras de ligação de conexão de satélite comparado com o número de portadoras de ligação de serviço e/ou uma redução total na largura de banda das portadoras de ligação de conexão de satélite comparado com o número de portadoras de ligação de serviço pode ser obtido por esse meio. 0 documento EP0876007 divulga a determinação da posição de um terminal em terra através da determinação de quais os sinais de todos os feixes pontuais fornecidos por um satélite se encontram acima de um valor de limiar.

Os desvios de fase e amplitude, que são gerados, através de cabos ligando uma antena de elementos múltiplos de uma estação de base CDMA calibrada na banda de base é divulgada através do documento EP1085684.

Sumário da Invenção

Aspectos da presente invenção podem ser encontrados nas reivindicações independentes apensas, às quais deve ser feita agora referência. Formas de realização da presente invenção podem ser encontradas nas reivindicações dependentes apensas.

Em algumas formas de realização da presente invenção, um processador para utilização num sistema de comunicações por satélite inclui um selector que está configurado para receber uma pluralidade de sinais de satélite a partir de um satélite posicionado a alguma distância do satélite e para seleccionar um subconjunto da pluralidade de sinais de 8 satélite espacialmente dispersos baseados numa localização de um terminal rádio. 0 processador inclui ainda um processador de sinal que está configurado para detectar uma transmissão de ligação de retorno do terminal rádio em resposta ao subconjunto seleccionado dos sinais de satélite. Os sinais de satélite respectivos podem incluir sinais de alimentação respectivos correspondentes aos elementos de antena respectivos de uma antena de ligação de serviço de um satélite. 0 selector e o processador de sinal podem estar instalados em terra.

Em certas formas de realização, o selector está configurado para seleccionar o subconjunto da pluralidade de sinais de satélite espacialmente dispersos em resposta a uma associação de ligação de ida do terminal, um registo do terminal e/ou informação de localização transmitida pelo terminal. Por exemplo, em algumas formas de realização, o selector pode estar configurado para seleccionar um primeiro subconjunto da pluralidade de sinais de satélite espacialmente dispersos em resposta a um registo e/ou a uma associação de feixe de ligação de ida/retorno do terminal, e o processador de sinal estar configurado para detectar informação de localização transmitida pelo terminal em resposta ao primeiro subconjunto da pluralidade de sinais de satélite. 0 selector pode estar ainda configurado para seleccionar um segundo subconjunto da pluralidade de sinais de satélite espacialmente dispersos em resposta à informação da detecção da localização, e o processador pode estar ainda configurado para detectar uma transmissão subsequente a partir do terminal em resposta ao segundo subconjunto da pluralidade de sinais de satélite espacialmente dispersos. 9

Em formas de realização adicionais da presente invenção, o processador de sinal está activo para gerar conjuntos respectivos de sinais dispersos na frequência, isto é, sinais correspondentes a diversas gamas de frequências de portadoras, a partir do subconjunto seleccionado de sinais de satélite espacialmente dispersos. 0 processador de sinal está ainda activo para detectar a ligação de transmissão de retorno do terminal rádio desde pelo menos um dos conjuntos de sinais dispersos na frequência. Por exemplo, o processador de sinal pode incluir uma unidade de atribuição de canais e de transposição de frequência configurada para gerar os conjuntos de sinais dispersos na frequência, e um processador de sinal de melhoria de desempenho configurado para detectar a transmissão de ligação de retorno do terminal rádio desde pelo menos um dos conjuntos de sinais dispersos na frequência. sinais

De acordo com outras formas de realização da presente invenção, um sistema de comunicações por satélite inclui um satélite configurado para receber um sinal rádio a partir de um terminal rádio que esteja numa região de serviço do satélite e um dispositivo para gerar uma pluralidade de sinais espacialmente dispersos a partir do sinal rádio recebido. 0 sistema também inclui um processador de ligação de retorno posicionado a uma distância do satélite e configurado para seleccionar um subconjunto da pluralidade de sinais espacialmente dispersos com base numa localização do terminal rádio e para detectar uma transmissão de ligação de retorno a partir do terminal rádio em resposta ao subconjunto seleccionado dos sinais espacialmente dispersos. 0 dispositivo para gerar uma pluralidade de sinais espacialmente dispersos a partir dos 10 recebidos no terminal rádio pode incluir uma antena do satélite, e os respectivos sinais espacialmente dispersos podem incluir sinais de conexão respectivos correspondentes aos respectivos elementos da antena. O dispositivo para gerar uma pluralidade de sinais espacialmente dispersos a partir dos sinais recebidos no terminal rádio pode incluir ainda um processador de ligação de retorno instalado num satélite configurado para receber os primeiros sinais espacialmente dispersos a partir da antena do satélite e para gerar uma resposta rápida de sinal de ligação de conexão incluindo segundos sinais espacialmente dispersos, em que o processador de ligação de retorno instalado num satélite distribui de forma espectral os segundos sinais espacialmente dispersos no sinal de ligação de conexão de acordo com associações espaciais do mesmo. O processador de ligação de retorno pode ser configurado para seleccionar um subconjunto da pluralidade de sinais espacialmente dispersos em resposta ao sinal de ligação de conexão.

Em algumas formas de realização, o processador de ligação de retorno pode estar configurado para seleccionar o subconjunto da pluralidade de sinais espacialmente dispersos em resposta a uma associação de ligação de ida do terminal, a um registo do terminal e/ou informação de localização transmitida pelo terminal. Por exemplo, o processador de ligação de retorno pode estar configurado para seleccionar um primeiro subconjunto da pluralidade de sinais espacialmente dispersos em resposta a um registo e/ou associação de ligação de ida/retorno de feixe do terminal, para detectar a informação da localização transmitida pelo terminal em resposta ao primeiro subconjunto da pluralidade de sinais espacialmente dispersos, para seleccionar um segundo subconjunto da 11 pluralidade de sinais espacialmente dispersos em resposta à informação de localização detectada, e para detectar uma transmissão subsequente a partir do terminal em resposta ao segundo subconjunto da pluralidade de sinais espacialmente dispersos.

Noutras formas de realização, o processador de ligação de retorno está activo para gerar conjuntos respectivos de sinais dispersos na frequência a partir do subconjunto seleccionado de sinais espacialmente dispersos para os respectivos conjuntos de frequências de portadoras, e para detectar a ligação de transmissão de retorno do terminal rádio desde pelo menos um dos conjuntos de sinais dispersos na frequência. 0 processador de sinal de retorno pode incluir um selector configurado para seleccionar o subconjunto de sinais espacialmente dispersos, uma unidade de atribuição de canais e de transposição de frequência configurada para gerar os conjuntos de sinais dispersos na frequência, e um processador de sinal de melhoria de desempenho configurado para detectar a transmissão de ligação de retorno do terminal rádio desde pelo menos um dos conjuntos de sinais dispersos na frequência.

Ainda noutras formas de realização da presente invenção, o sistema de comunicações por satélite pode incluir também um processador de ligação de retorno instalado num satélite configurado para receber os primeiros sinais espacialmente dispersos a partir de uma antena de satélite e para gerar rapidamente um sinal de ligação de conexão. 0 processador de ligação de retorno instalado num satélite distribui de forma espectral os segundos sinais espacialmente dispersos no sinal de ligação de conexão de acordo com associações espaciais do mesmo. 0 12 processador de ligação de retorno pode incluir um processador de ligação de retorno instalado em terra configurado para seleccionar um subconjunto dos segundos sinais espacialmente dispersos com base numa localização de um terminal rádio e para detectar uma transmissão de ligação de retorno a partir do terminal rádio em resposta ao subconjunto seleccionado dos segundos sinais espacialmente dispersos.

De acordo com formas de realização adicionais da presente invenção, um método de comunicações via satélite inclui gerar uma pluralidade de sinais espacialmente dispersos a partir de transmissões de rádio desde uma zona de serviço servida por um satélite. A pluralidade de sinais espacialmente dispersos é recebida a uma distância do satélite. Um subconjunto da pluralidade de sinais espacialmente dispersos é seleccionado com base numa localização de um terminal rádio, e uma transmissão de ligação de retorno a partir do terminal rádio é detectada em resposta ao subconjunto seleccionado dos sinais espacialmente dispersos. Os respectivos sinais espacialmente dispersos podem incluir os sinais de conexão respectivos correspondentes aos elementos respectivos de uma antena no satélite. Seleccionar um subconjunto da pluralidade de sinais espacialmente dispersos com base numa localização de um terminal rádio pode incluir seleccionar o subconjunto da pluralidade de sinais espacialmente dispersos com base numa associação de ligação de ida do terminal, um registo do terminal e/ou informação de localização transmitida pelo terminal. A selecção de um subconjunto da pluralidade de sinais espacialmente dispersos com base numa localização de um 13 terminal rádio pode ser precedida da transmissão da pluralidade de sinais espacialmente dispersos desde o satélite até uma estação terrestre. Gerar uma pluralidade de sinais espacialmente dispersos de transmissões de terminal rádio desde uma zona de serviço servida por um satélite pode incluir gerar primeiros sinais espacialmente dispersos a partir de uma antena de satélite, e gerar um sinal de ligação de conexão incluindo segundos sinais em resposta aos primeiros sinais espacialmente dispersos, incluindo distribuir de forma espectral os segundos sinais espacialmente dispersos no sinal de ligação de conexão de acordo com associações espaciais do mesmo. Seleccionar um subconjunto da pluralidade de sinais espacialmente dispersos com base numa localização de um terminal rádio pode incluir seleccionar um subconjunto dos segundos sinais espacialmente dispersos, com base na localização do terminal rádio. Detectar uma transmissão de ligação de retorno do terminal rádio em resposta ao subconjunto seleccionado dos sinais espacialmente dispersos pode incluir detectar a transmissão de ligação de retorno do terminal rádio em resposta ao subconjunto seleccionado dos segundos sinais espacialmente dispersos.

Noutras formas de realização, seleccionar um subconjunto da pluralidade de sinais espacialmente dispersos com base numa localização de um terminal rádio inclui seleccionar um primeiro subconjunto da pluralidade de sinais espacialmente dispersos em resposta a um registo e/ou a uma associação de feixe de ligação de ida/retorno do terminal. Detectar uma transmissão de ligação de retorno do terminal rádio em resposta ao subconjunto seleccionado dos sinais espacialmente dispersos inclui detectar informação de localização transmitida pelo terminal em resposta ao 14 primeiro subconjunto da pluralidade de sinais espacialmente dispersos. Seleccionar um subconjunto da pluralidade de sinais espacialmente dispersos com base na localização de um terminal rádio inclui ainda seleccionar um segundo subconjunto da pluralidade de sinais espacialmente dispersos em resposta à informação de localização detectada. Detectar uma transmissão de ligação de retorno do terminal rádio em resposta ao subconjunto seleccionado dos sinais espacialmente dispersos inclui ainda detectar uma transmissão subsequente desde o terminal em resposta ao segundo subconjunto da pluralidade de sinais espacialmente dispersos.

Breve Descrição dos Desenhos A Figura 1 ilustra feixes de diagrama de radiação de ligação de ida e retorno exemplificativos num sistema de comunicações por satélite. A Figura 2 é um diagrama esquemático ilustrando um processador de ligação de retorno de acordo com algumas formas de realização da presente invenção. A Figura 3 é um diagrama esquemático ilustrando um processador de ligação de retorno de acordo com outras formas de realização da presente invenção.

As Figuras 4a-c são diagramas de distribuição espectral ilustrando operações selectivas de redistribuição espectral em sinais de conexão de antena espacialmente dispersos de acordo com algumas formas de realização da presente invenção. A Figura 5 é um diagrama esquemático ilustrando um sistema de comunicações por satélite de acordo com algumas formas de realização da presente invenção. A Figura 6 é um fluxograma ilustrando operações exemplificativas num sistema de comunicações por satélite 15 de acordo com outras formas de realização da presente invenção. A Figura 7 é um diagrama esquemático ilustrando um sistema de comunicações por satélite de acordo com outras formas de realização da presente invenção.

Descrição Detalhada

Serão agora descritas formas de realização especificas exemplificativas da invenção fazendo referência aos desenhos juntos. Esta invenção pode, no entanto, ser consubstanciada de muitas formas diferentes e não deve ser interpretada como estando limitada às formas de realização aqui previstas. Pelo contrário, estas formas de realização são fornecidas para que esta divulgação seja profunda e completa, e transmita por completo o âmbito da invenção para aqueles que são qualificados na técnica. Nos desenhos, designações semelhantes referem-se a elementos semelhantes. Deverá ser entendido que quando um elemento é referido como estando "ligado", "acoplado" ou "perceptível" a um outro elemento, ele pode ser directamente ligado, acoplado ou perceptivel ao outro elemento ou elementos intervenientes podem estar presentes. Para além disso, "ligado", "acoplado" ou "perceptivel" como aqui é usado pode incluir ligado, acoplado ou perceptivel sem fios. A terminologia aqui utilizada tem como objectivo descrever apenas formas de realização particulares e não se destina a limitar a invenção. Conforme aqui utilizada, as formas singulares "um" e "o" pretendem incluir também as formas plurais, excepto se for expressamente referido o contrário. Será ainda compreendido que os termos "inclui," "compreende," "incluindo" e/ou "compreendendo," quando utilizados nesta especificação, especificam a presença 16 declarada de características, inteiros, passos, operações, elementos, e/ou componentes, mas não impedem a presença ou inclusão de uma ou mais outras características, inteiros, passos, operações, elementos, componentes, e/ou grupos dos mesmos. A menos que esteja definido de outra forma, todos os termos (incluindo termos técnicos e científicos) aqui utilizados têm o mesmo significado como habitualmente compreendido por alguém normalmente qualificado na técnica à qual esta invenção pertence. Será ainda compreendido que termos, como sejam aqueles que estão definidos em dicionários de uso comum, devem ser interpretados como tendo um significado que seja consistente com os seus significados no contexto relevante da técnica e da presente divulgação, e não será interpretado com um sentido idealizado ou demasiado formal a menos que esteja assim expressamente aqui definido.

Será compreendido que embora os termos primeiro e segundo possam ser aqui utilizados para descrever vários elementos, estes elementos não devem estar limitados por estes termos. Estes termos apenas são utilizados para distinguir um elemento de outro elemento. Deste modo, um primeiro rádio telefone abaixo poderia ser denominado um segundo rádio telefone, e de forma semelhante, um segundo rádio telefone pode ser designado um primeiro rádio telefone sem se afastar dos ensinamentos da presente invenção. Conforme utilizado aqui, o termo "e/ou" inclui qualquer e todas as combinações de um ou mais dos itens da lista associada. 0 símbolo "/" é também utilizado como uma representação estenográfica para "e/ou". 17

Algumas formas de realização da presente invenção podem surgir de um reconhecimento que ao transportar um conjunto de ligações de serviço de retorno de sinais de elementos de conexão de antena de um serviço de satélite de ligação de antena para um local distante do satélite, através de uma ligação de conexão de retorno de satélite, de modo a processar novamente o conjunto de ligação de serviço de retorno de sinais de elementos de conexão de antena numa localização que se encontra distante do satélite e deste modo de modo permite a formação do feixe de serviço de ligação de retorno, não é necessário manter qualquer relação de coerência especifica entre o conjunto de ligações de serviço de retorno de sinais de elementos de conexão de antena que estão a ser transportados desde o satélite até à localização que se encontra distante do satélite. Para além disso, não é necessário manter qualquer relação de coerência especifica no transporte do conjunto de ligações de serviço de ida de sinais de elementos de conexão de antena desde uma localização que se encontra distante do satélite, até um conjunto elementos de conexão de antena de uma ligação de serviço de ida de sinais de elementos de conexão de antena de satélite, através de uma ligação de conexão de ida de satélite, de modo a permitir a formação do feixe de serviço de ligação de ida. Não é necessário manter qualquer relação de coerência especifica de sinal de retorno e/ou ida entre os respectivos conjuntos de ligação de serviço de retorno e/ou ida de sinais de elementos de i conexão de antena uma vez que os sinais de elementos de retorno e/ou ida de conexão de antena se propagam através de um ou mais elementos do sistema, porque os algoritmos utilizados para formar os feixes de ligação de serviço de retorno e/ou ida são adaptativos e capazes de corrigir substancialmente variações relativas de fase e/ou 18 amplitude entre dois ou mais sinais de elementos de conexão de antena que são processados para formar um feixe de ligação de serviço de satélite (célula) do tipo de retorno ou de ida. Consequentemente, a formação de um feixe de ligação de serviço de retorno e/ou de ida de complexidade reduzida pode ser fornecida de acordo com algumas formas de realização da invenção.

Nalgumas formas de realização da presente invenção, um formador de feixe de ligação de serviço de retorno, o qual pode ser, por exemplo, um formador de feixe de ligação de serviço de retorno numa estação terrestre (por exemplo, localizado em, ou associado com, uma porta de ligação de um satélite e/ou outro elemento do sistema), pode ser utilizado para reduzir ou cancelar uma interferência entre um conjunto de sinais não coerentes, recebidos no formador de feixe a partir de um conjunto, da ligação de serviço de retorno dos elementos de conexão de antena da antena do satélite, e o formador de feixe pode formar um feixe de ligação de serviço de retorno substancialmente óptimo (célula) sobre uma área geográfica associado com uma fonte de sinal desejada que está incluída no conjunto da ligação de serviço de retorno dos elementos de sinal de conexão da antena fornecidos ao formador de feixe de ligação de serviço de retorno, para por esse meio maximizar substancialmente uma medida de desempenho de sinal desejado, como seja, por exemplo, um rácio de Sinal para Interferência mais Ruído (S/I+N) e/ou uma Taxa de Erro nos Bits (BER) . Será entendido que o conjunto de sinais de ligação de serviço de retorno não coerentes recebidos no formador de feixe de ligação de retorno a partir de um conjunto respectivo de elementos de conexão da antena de satélite de ligação de serviço compreende conteúdo que pode 19 estar correlacionado e/ou dependente de entre pelo menos dois do conjunto de sinais de elementos de conexão de antena de ligação de serviço de retorno e que o conjunto de sinais não coerentes recebidos no formador de feixe a partir do respectivo conjunto de elementos de ligação de conexão do serviço de retorno da antena do satélite compreende conteúdo que pode estar correlacionado e/ou dependente entre pelo menos dois do conjunto de sinais de elementos de conexão de antena de serviço de ligação de retorno e que o conjunto de sinais não coerentes recebidos no formador de feixe a partir dos respectivos conjuntos de elementos de conexão do serviço de ligação de retorno da antena do satélite pode compreender um conjunto completo ou um subconjunto dos elementos de conexão do serviço de ligação da antena de retorno do satélite de um serviço de ligação da antena de retorno de um satélite. Para além disso, será entendido que nalgumas formas de realização, o conjunto de sinais não coerentes de retorno e/ou ida pode ser um conjunto de sinais coerentes de retorno e/ou ida. A formação do feixe de serviço de ligação de retorno e/ou ida, de acordo com algumas formas de realização da invenção, pode ser baseada numa identificação de uma área geográfica associada com uma fonte de sinal, como seja, por exemplo, uma área geográfica associada com uma localização de um terminal rádio, para seleccionar um subconjunto dos elementos de sinais de ligação de conexão do serviço de retorno e/ou ida da antena de um satélite para processamento. A Figura 1 ilustra um conjunto de feixes (células) de serviço de ligação de ida e retorno 110, 120, respectivamente, que podem ser formados por, por exemplo, um satélite sobre o serviço de área de cobertura do 20 satélite 100. Cada um dos feixes de serviço de ligação de ida 110 pode ser configurado para emitir pelo menos um canal de serviço de ligação de ida, como seja, por exemplo, um serviço de ligação de ida de Canal de Controlo de Difusão (BCCH). Cada um dos feixes de serviço de ligação de retorno 120 pode ser configurado para receber pelo menos um canal de serviço de ligação de retorno, como seja, por exemplo, um serviço de ligação de retorno de Canal de Acesso Aleatório (RACH) , que pode ser emitido por um ou mais terminais rádio através de pelo menos um dos feixes de serviço de ligação de retorno 120. 0 conjunto de feixes de serviço de ligação de ida 110 pode ser congruente, substancialmente congruente, ou substancialmente não congruente em relação ao conjunto de feixes de serviço de ligação de retorno 120 e o conjunto de feixes (células) de serviço de ligação de ida e/ou retorno 110, 120, pode ter regiões de sobreposição entre eles ou pode ser não sobreposto. A totalidade da área de cobertura do satélite 100, ou substancialmente a totalidade da área de cobertura do satélite 100, ou uma parte da área de cobertura do satélite 100, pode estar coberta pelo conjunto de feixes (células) de serviço de ligação de ida e/ou retorno 110, 120, e o conjunto de feixes (células) de serviço de ligação de ida e/ou retorno 110, 120, pode ser formado por, e/ou corresponder a áreas geográficas associadas com, o serviço de ida e retorno dos elementos de ligação de conexão da antena, respectivamente, de um satélite. Nalgumas formas de realização, por exemplo, um dado feixe (célula) de serviço de ligação de ida 110 pode ser formado através de uma excitação fornecida a um único serviço de ida correspondente do elemento correspondente de ligação de conexão da antena de um satélite e um dado feixe (célula) de serviço de ligação de retorno 120 pode ser formado e/ou 21 definido através de um único serviço de retorno do elemento correspondente de ligação de conexão da antena de um satélite (isto é, é definido através de um campo de visão geográfico de um único serviço de retorno do elemento correspondente de ligação de conexão da antena do satélite). Noutras formas de realização, um dado feixe (célula) de serviço de ligação de ida 110 pode ser formado através de uma pluralidade de excitações fornecidas a uma respectiva pluralidade de serviços de ida dos elementos de ligação de conexão da antena de um satélite e um dado feixe (célula) de serviço de ligação de retorno 120 pode ser formado através de sinais de processamento recebidos através de uma pluralidade de serviços de retorno dos elementos de ligação de conexão da antena de um satélite. Nalgumas formas de realização um feixe (célula) de serviço de ligação de ida 110 tem uma área geográfica associada que é maior, menor ou substancialmente a mesma comparada com uma área geográfica associada com um feixe (célula) de serviço de ligação de retorno 120, uma área geográfica associada com um serviço de ida do elemento de ligação de conexão da antena e/ou uma área geográfica associada com um serviço de retorno do elemento de ligação de conexão da antena.

Um número de feixes de serviço de ligação de ida 110 pode diferir de um número de feixes de serviço de ligação de retorno 120. Nalgumas formas de realização, um número reduzido ou um número mínimo de feixes de serviço de ligação de ida 110 pode ser formado sobre uma área de cobertura desejada 100 do satélite em comparação com um número de feixes de serviço de ligação de retorno 120, de modo a reduzir ou minimizar a energia dispendida por um satélite no fornecimento de um canal de serviço de ligação 22 de ida (ou canais) , como seja um canal de controlo de serviço de ligação de ida e/ou um canal de difusão de serviço de ligação de ida. Nalgumas formas de realização, apenas um (geograficamente largo) feixe 110 de ligação de ida, como seja um feixe de ligação de ida global, pode ser gerado por um satélite para fornecer um canal ou canais de serviço de ligação de ida.

Noutras formas de realização, um satélite pode estar configurado para gerar uma pluralidade de frequências de reutilização de serviço de ligação de ida de conjuntos de agregados em que cada frequência de reutilização de serviço de ligação de ida de conjunto de agregado está a fornecer pelo menos um canal de serviço de ligação de ida utilizando pelo menos uma frequência de uma banda de frequências de satélite, e em que pelo menos uma frequência de reutilização de conjunto de agregado da pluralidade de frequências de reutilização de serviço de ligação de ida de conjuntos de agregados difere de outra frequência de reutilização de conjunto de agregado da pluralidade de frequências de reutilização de serviço de ligação de ida de conjuntos de agregados em: (a) um número de feixes (células) de satélite definindo uma frequência de reutilização de conjunto de agregado das frequências de reutilização de conjunto de agregado, (b) uma área geográfica associada com uma frequência de reutilização de agregado da frequência de reutilização de conjunto de agregado, (c) pelo menos uma frequência utilizada pela frequência de reutilização de agregado da frequência de reutilização de conjunto de agregado, (d) um número de frequências de reutilização sobre uma área de cobertura do satélite da frequência de reutilização de conjunto de agregado, (e) um(ns) serviço (s) de comunicações fornecido 23 pela frequência de reutilização de conjunto de agregado, (f) um sistema de largura de banda máxima utilizado pela frequência de reutilização de conjunto de agregado, e/ou (g) uma EIRP (Potência Isotrópica de Radiação Equivalente) máxima utilizada pela frequência de reutilização de conjunto de agregado. Por exemplo, um satélite pode estar configurado para formar uma primeira e uma segunda frequências de reutilização de serviço de ligação de ida de conjuntos de agregados em que cada frequência de reutilização de serviço de ligação de ida de conjunto de agregado em que a primeira frequência de reutilização de serviço de ligação de ida de conjunto de agregado compreende, por exemplo, uma dimensão de agregado de reutilização de três células que está repetido sobre uma área de cobertura de satélite 100, por exemplo, 65 vezes, para formar a primeira frequência de reutilização de serviço de ligação de ida de conjunto de agregado (compreendendo 65 elementos), e em que a segunda frequência de reutilização de serviço de ligação de ida de conjunto de agregado compreende, por exemplo, uma dimensão de agregado de reutilização de sete células que está repetido sobre a área de cobertura de satélite 100, por exemplo, 36 vezes para formar a segunda frequência de reutilização de serviço de ligação de ida de conjunto de agregado (compreendendo 36 elementos). Para além disso, a primeira frequência de reutilização de serviço de ligação de ida de conjunto de agregado pode estar a utilizar frequências Fl para fornecer pelo menos um canal de serviço de ligação de ida e a segunda frequência de reutilização de serviço de ligação de ida de conjunto de agregado pode estar a utilizar frequências F2 para fornecer pelo menos um canal de serviço de ligação de ida, em que as frequências Fl podem ser substancialmente diferentes das frequências F2. De forma 24 análoga às frequências de reutilização de serviço de ligação de ida de conjuntos de agregados, um satélite pode, nalgumas formas de realização, estar configurado para formar uma pluralidade de frequências de reutilização de serviço de ligação de retorno de conjuntos de agregados.

Os feixes (células) de serviço de ligação de ida e/ou retorno 110, 120, da Figura 1 podem estar à partida determinados e/ou substancialmente fixos em relação a uma ou mais localizações geográficas de referência, e/ou podem ser reconfiguráveis, em relação a uma ou mais localizações geográficas de referência. Os feixes de serviço de ligação de ida e/ou retorno 110, 120 podem, por exemplo, ser configurados e/ou reconfigurados através de um satélite e/ou um formador de feixe no satélite e/ou num local exterior ao satélite, em resposta a pelo menos um sinal que é recebido pelo satélite desde pelo menos um transmissor e/ou transceptor que pode estar localizado numa localização geográfica conhecida/predeterminada. Os feixes de serviço de ligação de ida e/ou retorno 110, 120 podem ser configurados para transmitir e/ou receber pelo menos um canal de ligação de ida e pelo menos um canal de ligação de retorno, como seja um canal de controlo de ligação de ida e um canal de controlo de ligação de retorno, que pode ser utilizado por pelo menos um terminal rádio e/ou um elemento de sistema, como seja, por exemplo, um elemento de infra-estrutura de uma porta de ligação de um sistema, para iniciar as comunicações entre o sistema e o pelo menos um terminal rádio.

Um terminal rádio que está localizado no interior, ou próximo de, de um serviço de uma área de cobertura de satélite 100 e no interior, ou próximo de, um dado feixe de 25 ligação de ida 110 da Figura 1 pode receber e processar um canal de ligação de serviço de ida, como seja um canal de controlo de ligação de ida, fornecido pelo dado feixe de ligação de ida 110, e, de acordo com algumas formas de realização, pode também receber e processar pelo menos um outro canal de ligação de serviço de ida fornecido através de outro feixe de serviço de ligação de ida 110 que pode estar próximo e/ou adjacente ao dado serviço de ligação de ida. Em resposta à recepção e processamento do(s) canal(is) de ligação de serviço de ida, o terminal rádio pode enviar uma mensagem para o sistema, através de um ou mais canal(is) de ligação de retorno, de modo a, por exemplo, registar com o sistema e/ou pedir uma iniciação de serviço de comunicações. A mensagem enviada pelo terminal rádio para o sistema pode ser recebida pelo sistema através do(s) canal (is) de ligação de serviço de retorno, com intensidade de sinal máxima e/ou qualidade máxima através de um feixe de serviço de ligação de retorno 120 cuja área de cobertura geográfica contém o terminal rádio, e o sistema pode desta forma determinar, em resposta a uma mensagem recebida a intensidade, qualidade, e/ou conteúdo da informação, uma localização aproximada do terminal rádio através da associação do terminal rádio com o feixe de ligação de retorno 120 através do qual a mensagem do terminal rádio é recebida pelo sistema com uma intensidade máxima ou próxima do máximo e/ou qualidade e/ou através do conteúdo da informação da mensagem o qual pode ser indicativo de uma localização aproximada do terminal rádio. Outras técnicas, como sejam a inclusão de informação gerada por GPS (Sistema de Posicionamento Global) autónomo e/ou assistido por rede informática num pedido de registo ou outra mensagem do terminal rádio para o sistema, podem também ser utilizadas 26 pelo sistema para identificar e/ou estimar uma localização do terminal rádio. A mensagem enviada pelo terminal rádio para o sistema pode também ser recebida pelo sistema através de outros feixes de serviço de ligação de retorno 120 que estão próximos e/ou adjacentes ao feixe de serviço de ligação de retorno cuja área de cobertura geográfica contém o terminal rádio, e o sistema pode combinar contribuições da mensagem recebida de uma pluralidade de feixes e/ou elementos de conexão de antena de satélite para melhorar o desempenho da detecção da mensagem do terminal rádio e/ou precisão da estimação da posição do terminal rádio. A localização aproximada do terminal rádio conforme determinado pelo sistema, pode ser utilizada pelo sistema para formar o que é referido aqui como um feixe de serviço de ligação de retorno "óptimo" tendo um ganho aumentado, um ganho máximo, ou um ganho próximo do máximo, através da localização geográfica onde o terminal rádio está localizado, e receber através deste feixe de serviço de ligação de retorno óptimo informação de comunicações, incluindo sinalização, desde o terminal rádio. Nalgumas formas de realização da presente invenção, o sistema pode formar o feixe de serviço de ligação de retorno óptimo através de processar sinais de um conjunto de elementos de conexão de antena que pode estar operativo para receber sinais de uma área geográfica contendo o terminal rádio. Os sinais do conjunto de elementos de conexão de antena não necessitam de ser transportados coerentemente para terra como seja, por exemplo, para uma porta de ligação de satélite (isto é, com as fases relativas substancialmente inalteradas) de acordo com algumas formas de realização da presente invenção, conforme será abaixo descrito em detalhe. 27 A Figura 2 ilustra um processador de ligação de retorno 200 que pode estar operacional, em terra numa porta de ligação de um satélite ou em qualquer outro local num sistema de comunicações por satélite, para formar pelo menos um feixe de serviço de ligação de retorno óptimo em relação a um ou mais terminais rádio. Conforme é ilustrado na Figura 2, N sinais, os quais podem ser obtidos a partir de N respectivos elementos de serviço de ligação de conexão de antena de uma antena de satélite, podem ser transportados para terra via uma ligação de conexão de retorno de satélite e podem servir como entradas para um selector 210 que pode estar operativo para seleccionar pelo menos uma das entradas para processamento adicional. Na Figura 2, será entendido que, geralmente, cada um dos N sinais pode incluir sinais de múltiplos terminais rádio, os quais podem utilizar qualquer de um número de diferentes frequências de portadora disponíveis no sistema. Será ainda apreciado que os N sinais possam corresponder a elementos de conexão de antena efectivos (físicos) e/ou a elementos de conexão sintéticos obtidos a partir da combinação efectiva (física) de elementos de conexão de antena de saída utilizando, por exemplo, redes de formação de feixes, e que, em geral, as N entradas de sinal da Figura 2 incluam conteúdo espacialmente disperso, isto é, incluam energia de sinais de localizações dispersas, as quais podem estar deslocadas e/ou sobrepostas no espaço, tempo e/ou frequência.

Fazendo ainda referência à Figura 2, com base numa localização de um ou mais terminais rádio, pode ser gerado um sinal de controlo que instrui o selector 210 para seleccionar e fazer sair Ml das N entradas de sinal, onde Ml < N. Numa unidade 220 de atribuição de canais e 28 transposição de frequência, os sinais Ml seleccionados podem ser ainda processados ("ser-lhes atribuidos canais") para extrair sinais correspondentes a R frequências de portadoras que podem ser/são utilizadas pelo(s) um ou mais terminais rádio para transmitir informação numa ligação de retorno. Os sinais obtidos a partir de cada um dos elementos de sinais Ml seleccionados da ligação de serviço de retorno de conexão da antena podem ser transpostos na frequência para uma Frequência Intermédia (IF) habitual ou substancialmente habitual ou para banda de base.

Deste modo, as versões Ml de um serviço de ligação de retorno de uma portadora que podem ser emitidas através de um terminal rádio podem ser recebidas através de elementos de conexão de serviço de ligação de retorno de antena Ml de um serviço de ligação de antena via satélite que pode ser configurado para receber sinais de uma região contendo o terminal rádio. As versões Ml de um serviço de ligação de retorno de uma portadora que possam ter sido transpostas na frequência, conforme ilustrado na Figura 2, para uma IF substancialmente comum ou para banda de base, fornecem sinais que servem como entradas para um processador de sinal de optimização de indice de desempenho 230, o qual pode estar operativo para optimizar (ou para optimizar substancialmente) um indice de desempenho, por exemplo, para minimizar um quadrado médio do erro ao recuperar informação para cada terminal rádio. Conforme é bem conhecido para aqueles que são qualificados na técnica, uma sequência de dados conhecida à partida pode ser inserida numa forma de onda de ligação de retorno emitida por um terminal rádio, e esta sequência de dados conhecida à partida (isto é, um sinal piloto) pode ser utilizada pelo processador de sinal 230 para alcançar uma optimização de 29 índice de desempenho desejada. Alternativamente e/ou para além de utilizar uma sequência de dados conhecida à partida para optimizar o desempenho das comunicações no que respeita a um índice de desempenho, o processador de sinal 230 pode alcançar uma optimização de índice de desempenho desejada através de técnicas de decisão diriqida conhecidas para aqueles que são qualificados na técnica.

Formas de realização da presente invenção podem ser utilizadas com sistemas e métodos autónomos de terminal rádio via satélite, e/ou com um sistema de terminal rádio combinado terrestre/satélite. Conforme é bem conhecido por aqueles que são qualificados na técnica, as redes terrestres podem melhorar a disponibilidade, a eficiência e/ou a viabilidade económica do sistema de terminal rádio de satélite para telemóveis através da reutilização terrestre de pelo menos alqumas das bandas de frequências que estão alocadas aos sistemas de terminal rádio de satélite para telemóveis. Os sistemas e métodos de comunicações de terminal rádio via satélite que podem empreqar reutilização terrestre de frequências de satélite estão descritos na Patente dos EUA 6,684,057 de Karabinis, intitulada Systems and Methods for Terrestrial Reuse of Cellular Satellite Frequency Spectrum; e nos Pedidos de Patente dos EUA Publicados N.os US 2003/0054760 de Karabinis, intitulado Systems and Methods for Terrestrial Reuse of Cellular Satellite Frequency Spectrum; US 2003/0054761 de Karabinis, intitulado Spatial Guardbands for Terrestrial Reuse of Satellite Frequencies; US 2003/0054814 de Karabinis et al., intitulado Systems and Methods for Monitoring Terrestrially Reused Satellite Frequencies to Reduce Potential Interference; US 2003/0073436 de Karabinis et al., intitulado Additional 30

Systems and Methods for Monitoring Terrestrially Reused Satellite Frequencies to Reduce Potential Interference·, US 2003/0054762 de Karabinis, intitulado Multi-Band/Multi-Mode Satellite Radiotelephone Communications Systems and Methods; US 2003/0153267 de Karabinis, intitulado Wireless Communications Systems and Methods Using Satellite-Linked Remote Terminal Interface Subsystems; US 2003/0224785 de Karabinis, intitulado Systems and Methods for Reducing Satellite Feeder Link Bandwidth/Carriers In Cellular Satellite Systems; US 2002/0041575 de Karabinis et al., intitulado Coordinated Satellite-Terrestrial Frequency Reuse; a Patente US 6,859,652 de Karabinis et al., intitulada Integrated or Autonomous System and Method of Satellite-Terrestrial Frequency Reuse Using Signal Attenuation and/or Blockage, Dynamic Assignment of Frequencies and/or Hysteresis; a Patente US 6,785,543 de Karabinis et al., intitulada Space-Based Network Architectures for Satellite Radiotelephone Systems; US 2003/0143949 de Karabinis, intitulado Filters for Combined Radiotelephone/GPS Terminais; US 2003/0153308 de Karabinis, intitulado Staggered Sectorization for Terrestrial Reuse of Satellite Frequencies; e US 2003/0054815 de Karabinis, intitulado Methods and Systems for Modifying Satellite Antenna Cell Patterns In Response to Terrestrial Reuse of Satellite Frequencies, todos eles estando atribuídos ao titular da presente invenção, as divulgações de todos eles estão por este meio aqui incorporadas através de referência na sua totalidade como se estivessem aqui completamente mostradas.

Na optimização de um índice de desempenho, um processador de ligação de retorno como seja o processador de ligação de retorno 200 ilustrado na Figura 2 pode ser 31 configurado para conjuntamente formar um feixe de satélite de serviço de ligação de retorno (diagrama de radiação da antena) e reduzir a interferência de uma Rede Terrestre Auxiliar (ATN) e/ou outra interferência em simultâneo ou substancialmente em simultâneo numa fase. Alternativamente, pode ser utilizado um receptor de fases múltiplas, conforme irá ser reconhecido por aqueles que são qualificados na técnica, que pode ser configurado para optimizar um indice de desempenho por fase, no qual os índices de desempenho utilizados pelo receptor de fases múltiplas podem todos ser os mesmos, substancialmente os mesmos, ou diferentes entre fases. Por exemplo, um receptor de duas fases pode ser configurado para formar um feixe de ligação de retorno óptimo numa primeira fase, baseado, por exemplo, na minimização de um quadrado médio do erro nos instantes de observação no receptor, e reduzir um nível de interferência ATN induzida e/ou outra interferência numa segunda fase, baseada, por exemplo, num índice de desempenho forçando o zero. Será entendido que um receptor de fases múltiplas pode ser configurado para optimizar uma pluralidade de índices de desempenho em simultâneo, substancialmente em simultâneo ou sequencialmente.

Para além disso, conforme está ilustrado na Figura 2, elementos do processador de ligação de retorno correspondentes a sinais processados recebidos a partir de um terminal rádio 1 pode ser configurado para trocar informação com outros elementos de recepção que possam estar configurados para processar sinais recebidos a partir de outros terminais rádio 2, 3, ..., L que podem estar a emitir sinais através de um conjunto de frequências comuns, pelo menos em parte, às frequências que estão a ser emitidas pelo terminal rádio 1. Este aspecto de detecção 32 multi-utilizador do processador de ligação de retorno 200 ilustrado na Figura 2 pode ser utilizado, nalgumas formas de realização, para melhorar mais o desempenho das comunicações atenuando a interferência de mesma frequência induzida por outros utilizadores (terminais rádio 2 até L) que estão também a emitir, pelo menos em parte, as frequências que estão a ser emitidas pelo terminal rádio 1. As técnicas de detecção de multi-utilizador são conhecidas por aqueles que são qualificados na técnica e não necessitam de ser novamente descritas aqui.

Fazendo ainda referência à Figura 2, o número de "selectores" Q, pode ser maior, igual a, ou menor que o número de elementos N da ligação de serviço de retorno de conexão da antena. 0 número de "atribuidores de canais e de transpositores de frequência" por selector, R, pode depender do número de conjuntos de frequência de portadora que pode ser emitido pelos terminais rádio do sistema. Este número, R, pode depender também do espectro do serviço de ligação disponível do sistema e do(s) protocolo(s) de interface(s) aérea(s) utilizados pelos terminais rádio do sistema para comunicar. A Figura 3 ilustra um processador de sinal de ligação de retorno 300 que pode estar configurado num satélite para processar sinais recebidos por N elementos da ligação de serviço de retorno de conexão da antena de um serviço de ligação de retorno de antena do satélite. A forma de realização ilustrativa representada na Figura 3 assume um satélite que está operativo em duas bandas; uma primeira banda como seja uma banda L, e uma segunda banda como seja uma banda S. Como tal, um sinal agregado de um elemento de uma ligação de serviço de retorno de conexão da antena, 33 como seja o elemento 1 de uma ligação de serviço de retorno de conexão da antena, pode ser filtrado por um bloco de filtragem inicial como seja um filtro de bloqueio de banda L/S 301, conforme ilustrado na Figura 3, o qual pode estar configurado para permitir pelo menos que algumas das frequências das duas bandas (isto é, pelo menos algumas das frequências das bandas L e S) apareçam na sua saída substancialmente não atenuadas. Um Amplificador de Baixo Ruído (LNA) 302 pode estar operacionalmente ligado à saída do filtro de bloqueio de banda L/S 301, para fornecer amplificação de sinal. A saída do LNA 302 pode estar operacionalmente ligada a um primeiro filtro passa-banda, como seja um filtro passa-banda de banda L 303, e um segundo filtro passa-banda, como seja um filtro passa-banda de banda S 304.

Conforme está ilustrado na Figura 3, o sinal de saída do primeiro filtro passa-banda (banda L) 303, pode ser convertido de uma representação contínua no tempo para uma representação discreta no tempo através de, por exemplo, um conversor Analógico-Digital (A/D) 305 e pode então ser transformado para uma representação no domínio da frequência através de, por exemplo, uma Transformada de Fourier (FFT) 306. Deste modo, por exemplo, a primeira banda (banda L) de representação de um sinal no domínio da frequência de um elemento de uma conexão de antena, como seja um sinal do elemento 1 da conexão de antena, pode ter uma característica de amplitude como uma função da frequência como a que está ilustrada pela Figura 4a. As partes A-K da característica de frequência que está ilustrada na Figura 4a podem representar sinais que o sistema pode necessitar de processar novamente, enquanto que outros sinais ilustrados na Figura 4a (como sejam os 34 sinais não rotulados) podem representar sinais que o sistema não necessita de processar novamente e podem deste modo ser substancialmente separados e rejeitados.

Consequentemente, uma fase de Atribuição de Canais e de Filtragem ("CFS") 307 ilustrada na Figura 3 pode estar operacionalmente ligada a uma saída da FFT 306 para substancialmente identificar, separar, e/ou rejeitar sinais que o sistema pode não necessitar de processar novamente. Como tal, numa saída da CFS 307, apenas os sinais A-K da Figura 4a podem aparecer. Todos os sinais A-K podem aparecer num porto de saída da CFS 307, dispostos como uma função da frequência em qualquer ordem desejada, contíguos ou não contíguos como uma função da frequência, ou eles podem aparecer em diferentes (dois ou mais) portos de saída da CFS 307, de acordo com qualquer agrupamento e/ou arranjo desejado como uma função da frequência.

Por exemplo, a Figura 3 ilustra uma CFS 307, configurada com dois portos de saída 2a, 2b nos quais os agrupamentos de sinais ilustrados na Figura 4b e 4c, respectivamente, podem aparecer. O agrupamento de sinais da Figura 4b representa um "agrupamento de sinal pequeno" (SSG) e o agrupamento de sinais da Figura 4c representa um "agrupamento de sinal grande" (LSG), onde os termos "pequeno" e "grande" são aqui utilizados para descrever a intensidade relativa do sinal. Nalgumas formas de realização, a CFS 307 está configurada com pelo menos dois portos de saída onde sinais relativamente pequenos (SSG) podem aparecer numa primeira saída porto 2a e onde sinais relativamente grandes (LSG) podem aparecer numa segunda saída porto 2b. Noutras formas de realização, uma terceira saída pode estar configurada para fornecer sinais que têm 35 uma medida relativa que se encontra entre os sinais relativamente pequenos e sinais relativamente grandes. Esta divisão de sinais de acordo com medições de intensidade relativa, conforme acima descrito e ilustrado nas Figuras 3 e 4a-c, pode ser utilizada, nalgumas formas de realização, para separar e amplificar separadamente diferentes categorias de sinais para por esse meio reduzir um impacto de produtos de intermodulação que podem ser gerados por um dispositivo não linear como seja um amplificador.

Pode ser introduzida transposição de frequência adicional de sinais aparecendo no(s) porto(s) de saída 2a, 2b da CFS 307 através de transpositores de frequência 308a, 308b de modo a distribuir os sinais através de sub-bandas de frequência apropriadas de uma banda de ligação de retorno de conexão. Alternativamente, ou em combinação com transposição de frequência realizada no exterior da CSF 307, a CSF 307 pode também ser configurada com uma função de transposição de frequência com a dimensão necessária para posicionar sinais dentro sub-bandas de frequência designadas de uma banda de ligação de retorno de conexão.

Fazendo ainda referência à Figura 3, os sinais processados (conforme acima descrito) de elementos de serviço de ligação de retorno de conexão de antena do subsistema de serviço de ligação de antena de satélite podem ser combinados num somador (Σ) 309, transformado para uma representação no domínio discreto do tempo através de, por exemplo, uma FFT Inversa (IFFT) 310, e então convertido para uma representação no domínio contínuo do tempo através de, por exemplo, um conversor D/A (Digital-Analógico) 311, conforme é ilustrado na Figura 3. Será entendido que, nalgumas formas de realização, diferentes transpositores de 36 frequência 308a, 308b, operando sobre diferentes elementos de sinal de conexão de antena, podem introduzir diferentes transposições de frequência para por esse meio posicionar os diferentes sinais em diferentes, substancialmente não sobrepostos, intervalos de frequência. Para além disso, será entendido que nalgumas formas de realização, as operações de combinar e transformar para o domínio discreto no tempo podem ser intermutáveis para assim primeiro transformar para o domínio discreto no tempo e depois combinar. Ainda noutras formas de realização, os sinais processados e transpostos na frequência de um elemento de conexão de antena de ligação de retorno do subsistema de antena de satélite podem ser primeiro transformados para o domínio discreto do tempo e então combinados com outros sinais processados similarmente de elemento de conexão de antena de ligação de retorno.

Fazendo ainda referência à Figura 3, os primeiro e segundo filtros passa-banda 312, 313 estão operacionalmente ligados a uma saída do conversor D/A 311 para substancialmente seleccionar e separar as primeira e segunda partes, respectivamente, de um sinal agregado aparecendo na saída do conversor D/A 311. As primeira e segunda partes podem corresponder aos sinais SSG e LSG (Figuras 4b e 4c) , respectivamente, de um ou mais dos elementos de serviço de ligação de retorno de conexão de antena. As substancialmente seleccionadas primeira e segunda partes do sinal agregado aparecendo na saída do conversor D/A 311, são amplificadas pelos primeiro e segundo amplificadores de potência 314, 315, respectivamente, e após filtragem adicional que pode ser imposta nos sinais de saída dos amplificadores de potência pelos respectivos filtros 316, 317 (conforme ilustrado na 37

Figura 3) os sinais podem ser enviados para elementos adicionais do subsistema de ligação de conexão do satélite (isto é, combinador(es) , elemento(s) de conexão de antena, antena(s); não mostrados na Figura 3) para condicionamento/processamento adicionais e transporte para uma ou mais porta (s) de ligação (ões) do satélite. Será entendido que as saídas dos filtros 316, 317 que são transmitidas através de uma ligação de conexão de retorno para uma porta de ligação de satélite podem cada uma incluir grupos de sinais espectralmente distribuídos que correspondem aos respectivos sinais dos N elementos de conexão de antena, que, após transposição de frequência apropriada, podem fornecer múltiplos sinais de elementos de conexão de antena para entrada num processador de ligação de retorno instalado em terra, como seja o processador 200 da Figura 2. Em relação à colocação/posicionamento do somador 309 da Figura 3, será entendido que o somador 309 está posicionado antes do IFFT 310 de modo a reduzir um número de funções IFFT e/ou outras funções como sejam D/A, PA e/ou funções de filtragem que poderiam, de outro modo, ser necessárias se o somador 309 estivesse posicionado de qualquer forma alternativa, como seja, por exemplo, a seguir aos filtros 316, 317.

Conforme foi afirmado anteriormente, a forma de realização ilustrativa representada na Figura 3 admite que um satélite está operativo em duas bandas de frequências; uma primeira banda como seja uma banda L de frequências, e uma segunda banda como seja uma banda S de frequências. Como tal, uma saída do LNA 302 está operacionalmente ligada a um primeiro filtro passa-banda, como seja um filtro passa-banda de banda L 303, e um segundo filtro passa-banda, como seja um filtro passa-banda de banda S 304. A 38 segunda banda de frequências, como seja, por exemplo, pelo menos uma parte de uma banda S de frequências, às quais se pode permitir que apareçam na saida do filtro de banda S 304 substancialmente não atenuadas, pode ser uma banda substancialmente contígua de sinais de frequências desejadas e pode não conter sinais, como sejam os sinais não rotulados da Figura 4a, que possam necessitar de ser identificados e substancialmente removidos antes de transportar a segunda banda de frequências de sinal para uma porta de ligação do satélite. Como tal, o processamento de sinal para a segunda banda de frequências de sinal (is) pode ser reduzida e/ou simplificada em relação ao processamento de sinal que foi descrito em ligação com a primeira banda de frequências de sinal (is). A Figura 3 ilustra processamento de sinal (contínuo no tempo) analógico para a segunda banda de frequências de sinal(is) compreendendo as fases de filtragem 319, 321, pelo menos uma fase de transposição de frequência utilizando um oscilador local (LO) e um misturador 318, e a fase 320 de amplificação de potência (PA). Embora a forma de realização da Figura 3 ilustre exclusivamente processamento de sinal analógico para a segunda banda de frequências de sinal(is) será entendido que pelo menos algumas das fases do processamento de sinal analógico mostradas podem ser substituídas, em parte ou na totalidade, por equivalentes (discretas no tempo) digitais. Além disso, noutras formas de realização, o satélite pode estar operativo em apenas uma banda de frequências para que as partes da banda L ou da banda S do processador da Figura 3 não necessitem de estar presentes.

Nalgumas formas de realização da invenção, um receptor de ligação de retorno de uma rede instalada no espaço pode 39 ser configurado para processar uma pluralidade de sinais fornecidos ao receptor de ligação de retorno através de uma pluralidade correspondente de elementos de serviço de ligação de retorno de conexão de antena de uma componente instalada no espaço (como seja um satélite) da rede instalada no espaço. 0 receptor de ligação de retorno, pode ser configurado à distância desde a componente instalada no espaço (isto é, numa instalação em terra como seja, por exemplo, uma porta de ligação de um satélite da rede instalada no espaço), e pode ainda, de acordo com algumas formas de realização da invenção, ser configurado para processar a pluralidade de sinais fornecidos ao receptor de ligação de retorno pela correspondente pluralidade de elementos de serviço de ligação de retorno de conexão de antena da componente instalada no espaço da rede instalada no espaço, substancialmente continuamente no tempo à procura de uma mensagem de identificação a partir de um ou mais terminais rádio. A mensagem de identificação pode ser, por exemplo, uma mensagem de registo e/ou uma mensagem de pedido de serviço (como seja um pedido para estabelecimento de chamada). 0 terminal rádio ou terminais rádio, sensíveis à informação fornecida através de uma mensagem/canal de serviço de ligação de ida (como seja uma mensagem/canal de controlo de difusão) que pode ser emitida pela componente instalada no espaço, pode(m) ser configurado(s) para emitir a mensagem de identificação numa frequência ou frequências de serviço de ligação de retorno predeterminada(s) e o(s) receptor(es) de ligação de retorno pode(m) estar configurado(s) para processar a pluralidade de sinais fornecidos para o(s) receptor(es) de ligação de retorno, na frequência ou frequências de serviço de ligação de retorno predeterminada(s) procurando e/ou detectando por esse meio a mensagem de identificação. A mensagem/canal de serviço de 40 ligação de ida que pode ser emitida pela componente instalada no espaço, pode, nalgumas formas de realização, ser emitida por um único elemento de serviço de ligação de ida de conexão de antena. Noutras formas de realização, a mensagem/canal de serviço de ligação de ida que pode ser emitida pela componente instalada no espaço, pode ser emitida por uma pluralidade de elementos de serviço de ligação de ida de conexão de antena. Em outras formas de realização, algumas mensagens/canais de serviço de ligação de ida que podem ser emitidas pela componente instalada no espaço, podem ser emitidas por um único elemento de serviço de ligação de ida de conexão de antena e algumas mensagens/canais de serviço de ligação de ida que podem ser emitidas pela componente instalada no espaço, podem ser emitidas por uma pluralidade de elementos de serviço de ligação de ida de conexão de antena.

Nalgumas formas de realização, uma pluralidade de receptores de ligação de retorno podem estar configurados para processar uma respectiva pluralidade de conjuntos de sinais fornecidos pelos elementos de serviço de ligação de retorno de conexão de antena da componente instalada no espaço da rede instalada no espaço. Nalgumas formas de realização um conjunto de sinais fornecidos a um receptor respectivo de ligação de retorno compreende um conjunto de elementos de sinais de serviço de ligação de retorno de conexão de antena associados com o serviço de ligação de retorno de frequência ou frequências predeterminadas e o conjunto de elementos de sinais de serviço de ligação de retorno de conexão de antena estão associados com um conjunto de elementos de serviço de ligação de retorno de conexão de antena fisicamente próximo e/ou adjacente.

Nalgumas formas de realização, pelo menos dois conjuntos de 41 sinais diferentes, fornecidos a dois receptores de ligação de retorno diferentes, compreendem pelo menos um elemento de sinal de serviço de ligação de retorno de conexão de antena comum. Nalgumas formas de realização, o número de receptores de ligação de retorno é igual ao número de elementos de serviço de ligação de retorno de conexão de antena e cada receptor de ligação de retorno pode ser configurado para processar uma pluralidade de elementos de sinais de serviço de ligação de retorno de conexão de antena associados com uma respectiva pluralidade de elementos de serviço de ligação de retorno de conexão de antena que estão configurados fisicamente próximo e/ou adjacente à componente instalada no espaço. Noutras formas de realização, cada receptor de ligação de retorno pode ser configurado para processar um único elemento de sinal de serviço de ligação de retorno de conexão de antena. Noutras formas de realização, alguns receptores de ligação de retorno podem estar configurados para processar uma pluralidade de elementos de sinais de serviço de ligação de retorno de conexão de antena e alguns receptores de ligação de retorno podem estar configurados para processar um único elemento de sinal de serviço de ligação de retorno de conexão de antena.

Em resposta a um receptor de ligação de retorno que detecta uma mensagem de identificação de um terminal rádio, como seja, por exemplo, uma mensagem de identificação de um terminal rádio solicitando o estabelecimento de um canal de comunicações entre o terminal rádio e um terminal de destino, a rede instalada no espaço pode alocar recursos de ligação rádio de ida e/ou retorno ao terminal rádio para por esse meio permitir que o terminal rádio estabeleça o canal de comunicações e comunique. 0 terminal rádio pode 42 ser informado dos recursos rádio alocados pela rede para o terminal rádio recebendo informação da rede através de um canal de ligação de ida. Utilizando o(s) recurso(s) rádio de ligação de retorno, o terminal rádio pode enviar informação (formas de onda de comunicações) para o terminal destino, através da rede instalada no espaço e o terminal destino, através da rede instalada no espaço, pode enviar informação (formas de onda de comunicações) para o terminal rádio utilizando o(s) recurso(s) rádio de ligação de ida. A rede instalada no espaço pode ser configurada para receber e processar informação (formas de onda de comunicações) desde o terminal rádio utilizando receptores/processadores instalados no espaço e/ou instalados em terra compreendendo as formas de realização da Figura 2 e/ou Figura 3 ou elementos da Figura 2 e/ou Figura 3, conforme acima discutido, para por esse meio permitir formação de um feixe óptimo ou quase óptimo de ligação de retorno não instalada num satélite (isto é, formação de um feixe instalado em terra) sem requerer que a pluralidade (N) de elementos de sinais de serviço de ligação de retorno de conexão de antena sejam transportados para um receptor, como seja, por exemplo, o receptor da Figura 2 coerentemente, simplificando por esse meio os requisitos de processamento de ligação de retorno, a complexidade e/ou o custo mantendo ao mesmo tempo um desempenho óptimo ou quase óptimo. Como tal, a mult iplexagem por divisão de frequência pode ser utilizada para transportar desde a componente instalada no espaço até um receptor de formação de feixe instalado ou não num satélite, uma pluralidade de formas de onda correspondentes a uma respectiva pluralidade de elementos de serviço de ligação de retorno de conexão de antena. Podem também ser utilizadas outras técnicas de multiplexagem, como sejam, por exemplo, multiplexagem por 43 divisão no tempo e/ou multiplexagem por divisão de código nalgumas formas de realização.

Relativamente à utilização dos recursos rádio de ligação de ida alocados pela rede instalada no espaço de modo a permitir comunicações desde o terminal de destino até ao terminal rádio, a rede instalada no espaço pode, de acordo com algumas formas de realização, enviar uma ou mais formas de onda de comunicações para a componente instalada no espaço da rede instalada no espaço (isto é, para um satélite) para ser emitido pela componente instalada no espaço utilizando os recursos rádio alocados de ligação de ida sobre uma área geográfica que inclui o terminal rádio. Nalgumas formas de realização, a forma de onda ou formas de onda de comunicações que são enviadas para a componente instalada no espaço compreendem uma pluralidade de formas de onda de comunicações que são substancialmente similares no conteúdo de informação e podem diferir em um ou mais valores complexos (constantes) . Em tais formas de realização, uma das formas de onda de comunicações da pluralidade de formas de onda de comunicações, que tem uma amplitude máxima em relação às outras formas de onda de comunicações, é emitida pela componente instalada no espaço utilizando um elemento de serviço de ligação de ida de conexão de antena associado com uma área geográfica contendo o terminal rádio, enquanto as outras formas de onda de comunicações da pluralidade de formas de onda de comunicações são emitidas por outros elementos de serviço de ligação de ida de conexão de antena próximos e/ou adjacentes associados com áreas geográficas que não incluem o terminal rádio. 44

Noutras formas de realização da invenção, o terminal rádio recebe desde a componente instalada no espaço uma forma de onda que contém informação que é à partida conhecida do terminal rádio, como seja, por exemplo, informação incluída num preâmbulo, bloco intermédio, num canal piloto, etc. Nalgumas formas de realização, a informação conhecida à partida pode ser utilizada pelo terminal rádio para obter uma medição do erro no terminal rádio entre um estado de forma de onda que está a ser recebido pelo terminal rádio e um estado de forma de onda ideal que pode ser recebido pelo terminal rádio na ausência de todas as perturbações do canal/sistema. De acordo com estas formas de realização, o terminal rádio pode transmitir uma medida da medição do erro para a rede instalada no espaço e a rede instalada no espaço pode utilizar a medida da medição do erro para modificar uma característica de ligação de ida, como seja, por exemplo, um diagrama de radiação da antena do serviço de ligação de ida para por esse meio fornecer uma medição do erro reduzida no terminal rádio. 0 diagrama de radiação da antena do serviço de ligação de ida pode ser modificado através da modificação de um ou mais dos valores complexos anteriormente indicados. Outros terminais rádio que possam estar a operar substancialmente no mesmo canal e/ou na mesma frequência com o terminal rádio podem experimentar um aumento da medição do erro devido à operação do terminal rádio. Como tal, nalgumas formas de realização, a medida da medição do erro de um ou mais outros terminais rádio no mesmo canal e/ou na mesma frequência que é transmitida para a rede instalada no espaço pelos um ou mais outros terminais rádio no mesmo canal e/ou na mesma frequência podem ser combinados na rede instalada no espaço com a medida da medição do erro que é transmitida para a rede 45 instalada no espaço pelo terminal rádio para formar uma medida agregada de medição do erro. A medida agregada de medição do erro pode ser utilizada pela rede instalada no espaço para modificar o diagrama de radiação da antena do serviço de ligação de ida do terminal rádio e/ou o(s) diagrama (s) de radiação da antena do serviço de ligação de ida do um ou mais outros terminais rádio no mesmo canal e/ou na mesma frequência para minimizar uma medição do erro agregada associada com a medida agregada de medição do erro. Será entendido que a combinação através da rede instalada no espaço de uma pluralidade de medidas da medição do erro recebidas a partir de uma respectiva pluralidade de terminais rádio no mesmo canal e/ou na mesma frequência para formar uma medida agregada de medição do erro, podendo a rede instalada no espaço atribuir ponderações a diferentes medidas da medição do erro correspondentes a diferentes terminais rádio substancialmente os mesmos ou diferentemente antes da combinação.

Conforme foi afirmado anteriormente, em algumas formas de realização, a uma ou mais formas de onda de comunicações que são enviadas para a componente instalada no espaço de modo a estabelecer um diagrama de radiação da antena de serviço de ligação de ida para um terminal rádio compreendem uma pluralidade de formas de onda de comunicações que são substancialmente similares no conteúdo de informação e podem diferir em um ou mais valores complexos. 0 um ou mais valores complexos podem ser substancialmente constantes ou quase constantes ao longo de um periodo de tempo, mas podem mudar em resposta a uma ou mais alterações numa ligação de ida a qual pode, em geral, provocar uma alteração numa medida agregada de medição do 46 erro provocando por esse meio, em geral, uma alteração em pelo menos um valor complexo de pelo menos uma forma de onda da pluralidade de formas de onda. Será entendido que uma vantagem importante da invenção advém da natureza de circuito fechado com o qual os diagramas de radiação das antenas de serviço de ligação de ida são estabelecidos sem requerer coerência entre a pluralidade de formas de onda que são transportadas para a componente instalada no espaço e ai utilizadas para excitar elementos de serviço de ligação de ida de conexão de antena para formar um diagrama de radiação da antena do serviço de ligação de ida. Como tal, pode ser utilizada multiplexagem por divisão na frequência para transportar para a componente instalada no espaço a pluralidade de formas de onda a serem utilizadas na componente instalada no espaço para excitar os respectivos elementos de serviço de ligação de ida de conexão de antena. Também podem ser utilizadas outras técnicas, como sejam, por exemplo multiplexagem por divisão no tempo e/ou multiplexagem por divisão de código. A coerência é atingida através da utilização da(s) medida(s) da(s) medição (ões) do(s) erro (s) pela rede instalada no espaço, enviados para a rede instalada no espaço através de um ou mais terminais rádio no mesmo canal e/ou na mesma frequência, para obter os valores complexos (ganhos) associados com a pluralidade de formas de onda de comunicações que são enviadas para a componente instalada no espaço para excitar elementos de serviço de ligação de ida de conexão de antena de um satélite. A rede instalada no espaço pode obter iterativamente os valores complexos (ganhos) que estão associados com a pluralidade de formas de onda de comunicações que são enviadas para a componente instalada no espaço para excitar elementos de serviço de ligação de ida de conexão de antena de um satélite 47 correlacionando uma medida agregada de medição do erro com uma versão apropriadamente armazenada (atrasada) da pluralidade de formas de onda enviadas para a componente instalada no espaço.

De acordo com algumas formas de realização, a rede instalada no espaço pode ser configurada para estimar um impacto de ligação de ida e/ou retorno em um ou mais terminais rádio no mesmo canal e/ou na mesma frequência de alocar recursos adicionais e/ou de ligação de retorno de mesmo canal e/ou na mesma frequência a um ou mais novos terminais rádio, antes de alocar os recursos adicionais de ida e/ou de ligação de retorno de mesmo canal e/ou na mesma frequência aos novos terminais rádio. A rede instalada no espaço pode ser configurada para obter a estimativa do impacto da ligação de ida e/ou de retorno através de simulação/emulação de computador e/ou outros dispositivos através da utilização de uma estimativa da(s) localização(ões) do(s) terminal(is) rádio no mesmo canal e/ou na mesma frequência em conjunto com uma estimativa da(s) localização (ões) do(s) novo(s) terminal(is) rádio e também utilizando estimativas relacionadas com outros parâmetros do sistema, como sejam, por exemplo, estimativas de ganhos complexas associadas com os elementos de serviço de ligação de ida e/ou retorno de conexão de antena da componente instalada no espaço. Com base na estimativa do impacto da ligação de ida e/ou de retorno, a rede instalada no espaço pode ser configurada para alocar ou recusar a alocação dos recursos do mesmo canal e/ou da mesma frequência a um, vários ou todos os novos terminais rádio. A Figura 5 ilustra um sistema de comunicações por satélite 500 de acordo com outras formas de realização da 48 presente invenção. 0 sistema 500 inclui um satélite 510 que serve uma região de serviço 520, aqui mostrada como incluindo uma pluralidade de células (diagramas de radiação da antena de serviço de ligação) 525. Em resposta a transmissões de rádio desde a região de serviço 520, o satélite produz uma pluralidade de sinais de ligação de retorno 515 que são fornecidos a equipamento instalado em terra, aqui mostrado como incluindo uma antena 530 e um processador de ligação de retorno instalado em terra 540. Os sinais de ligação de retorno 515 podem ser uma pluralidade de elementos de sinais de ligação de conexão de antena que correspondem aos respectivos feixes de antena (diagrama de radiação) apoiados por uma antena no satélite 510. Será apreciado que, em geral, cada um dos feixes de antena possa servir uma ou mais das células 525 da região de serviço 520 e que os sinais de ligação de retorno 515 possam corresponder a sinais dos respectivos elementos de conexão de antena e/ou possam ser sinais sintetizados a partir de combinações de sinais de elementos de conexão de antena. Os sinais de ligação de retorno 515 podem também ser componentes de um sinal composto, como seja um sinal de ligação de conexão sintetizado utilizando uma técnica como seja a acima descrita fazendo referência à Figura 3. 0 processador de ligação de retorno instalado em terra 540 está configurado para seleccionar um subconjunto dos sinais de ligação de retorno instalados numa localização de um terminal 10 na região de serviço 520, e para detectar uma transmissão a partir do terminal rádio 10 desde o subconjunto seleccionado da pluralidade de sinais de ligação de retorno 515. Por exemplo, o processador de ligação de retorno instalado em terra 540 pode funcionar similarmente ao processador de ligação de retorno 200 da 49

Figura 2. Conforme mostrado, o processador de ligação de retorno instalado em terra 540 pode estar operacionalmente associado com dispositivos para determinar uma localização do terminal rádio 10, aqui mostrado como um registo de localização 550. 0 registo de localização 550 armazena informação de localização 555 para o terminal rádio 10, a qual pode ser utilizada no processo de selecção de sinal executado pelo processador de ligação de 540. Será apreciado que a informação de localização 555 possa incluir, por exemplo, informação relacionada com o registo do terminal rádio 10 numa célula, feixe e/ou diagrama de radiação da antena da região de serviço 520. Por exemplo, o terminal rádio 10 pode transmitir uma mensagem de registo através do satélite 510 e o processador de ligação de retorno 540 e, em resposta à mensagem de registo, um centro de comutação móvel (MSC) (não mostrado) ou outro elemento de infra-estrutura pode armazenar informação de localização associando o terminal rádio 10 com uma das células, feixes e/ou diagramas de radiação da antena da região de serviço 520.

De acordo com outras formas de realização da presente invenção, o processamento de ligação de retorno pode ocorrer em múltiplas fases. Por exemplo, a Figura 6 ilustra operações exemplificativas num sistema de comunicações por satélite, como seja o sistema 500 da Figura 5, que envolvem utilizar progressivamente informação de localização mais precisa e/ou exacta para iterativamente seleccionar sinais de ligação de retorno. 0 sistema recebe uma mensagem de registo desde um terminal rádio (bloco 610). 0 sistema regista a pedido o terminal rádio numa célula, feixe e/ou diagrama de radiação da antena da região de serviço do sistema (bloco 620) . Um processador de ligação de retorno, 50 como seja o processador de ligação de retorno 540 da Figura 5, está configurado para seleccionar e processar um subconjunto de uma pluralidade de sinais de ligação de retorno com base no registo para restaurar transmissões a partir do terminal (bloco 630). Esta informação restaurada pode incluir informação que é mais precisa, como seja, por exemplo, dados GPS transmitidos a partir do terminal rádio (bloco 640) . Esta nova informação de localização pode ser utilizada para reconfigurar o processador de ligação de retorno para seleccionar e processar um subconjunto dos sinais de ligação de retorno com base na nova informação de localização (bloco 650).

Noutras formas de realização da presente invenção, um processador de ligação de retorno instalado em terra que selecciona e processa sinais de ligação de retorno com base na localização do terminal rádio utilizando técnicas como sejam aquelas descritas fazendo referência à Figura 2 pode ser combinado com um processador de ligação de retorno instalado num satélite que processa sinais de forma espectral utilizando técnicas como sejam aquelas acima descritas fazendo referência à Figura 3. Por exemplo, fazendo referência à Figura 7, um sistema de comunicações por satélite 700 inclui um satélite 710 que serve uma região de serviço 720. Em resposta a transmissões rádio a partir da região de serviço 720, uma antena 712 gera primeiramente sinais de ligação de retorno 713. Em resposta aos primeiros sinais de ligação de retorno 713, um processador de ligação de retorno 714 instalado num satélite gera segundos sinais de ligação de retorno 715, os quais podem, por exemplo, ser componentes distribuídos de forma espectral de um sinal de ligação de conexão composto gerado utilizando técnicas acima discutidas fazendo 51 referência à Figura 3. Os segundos sinais de ligação de retorno 715 são fornecidos a um processador de ligação de retorno 740 instalado em terra através de uma antena 730. O processador de ligação de retorno 740 instalado em terra está configurado para seleccionar um subconjunto dos segundos sinais de ligação de retorno com base numa localização de um terminal 10 na região de serviço 720 e detectar uma transmissão desde o terminal rádio 10 do subconjunto seleccionado da pluralidade de sinais de ligação de retorno 715. Por exemplo, o processador de ligação de retorno 740 instalado em terra pode funcionar de forma similar ao processador de ligação de retorno 200 da Figura 2.

Embora nas descrições acima apenas um sinal por elemento de ligação de retorno de conexão de antena tenha sido identificado e processado, um elemento de ligação de retorno de conexão de antena pode fornecer dois ou mais sinais que podem ser obtidos por se ter configurado o elemento de ligação de retorno de conexão de antena para receber sinais em duas ou mais dimensões ortogonais do espaço e/ou tempo. Conforme aqui utilizado, um "elemento de ligação de retorno de conexão de antena" representa uma estrutura que está operacionalmente configurada para receber radiação electromagnética numa ou mais dimensões espaço-tempo-frequência-fase e manter substancialmente separada a radiação electromagnética recebida correspondente a cada uma das uma ou mais dimensões espaço-tempo-frequência-fase ortogonais ou substancialmente ortogonais e fornecer uma medida dessa radiação electromagnética recebida na sua saída. 52

Nalgumas formas de realização, uma rede instalada no espaço, compreendendo pelo menos um satélite, pode ser configurada com formação de feixe de serviço de ligação de ida instalado em terra de acordo com, por exemplo, a Patente dos EUA 5, 903,549 de Von der Embse et al., e com dispositivo de formação de feixe de serviço de ligação de retorno instalado em terra de acordo com formas de realização da presente invenção. Noutras formas de realização, uma rede instalada no espaço, compreendendo pelo menos um satélite, pode ser configurada com dispositivo de formação de feixe de serviço de ligação de ida instalado a bordo de satélite, digital ou analógico, de acordo com, por exemplo, o sistema Thuraya ou ACeS, respectivamente, e com dispositivo de formação de feixe de serviço de ligação de retorno instalado em terra de acordo com formas de realização da presente invenção.

Ainda noutras formas de realização, uma rede instalada no espaço, compreendendo pelo menos um satélite com NI elementos de serviço de ligação de retorno de conexão de antena e N2 elementos de serviço de ligação de ida de conexão de antena , onde NI > N2, está configurada com dispositivo de formação de feixe de serviço de ligação de ida instalado a bordo de satélite, digital ou analógico, de acordo com, por exemplo, o sistema Thuraya ou ACeS, respectivamente, e com dispositivo de formação de feixe de serviço de ligação de retorno instalado em terra de acordo com formas de realização da presente invenção. Ainda noutras formas de realização, uma rede instalada no espaço, compreendendo pelo menos um satélite com um serviço de ligação de retorno de antena de raio RI e um serviço de ligação de ida de antena de raio R2 onde RI > R2, está configurado com dispositivo de formação de feixe de serviço 53 de ligação de ida instalado a bordo de satélite, digital ou analógico, de acordo com, por exemplo, o sistema Thuraya ou ACeS, respectivamente, e com dispositivo de formação de feixe de serviço de ligação de retorno instalado em terra de acordo com a presente invenção. Ainda outras formas de realização da invenção podem ser utilizadas em ambos os serviços de ligação de ida e retorno.

Finalmente, será entendido que, embora tenham sido descritas principalmente formas de realização da presente invenção relativamente a sistemas de terminal rádio satélite, aspectos de métodos análogos podem também ser fornecidos de acordo com outras formas de realização da invenção. Além disso, processadores separados instalados em terra, como sejam o processador 200 de ligação de retorno instalado em terra da Figura 2, processadores separados instalados em satélite, como sejam o processador 300 de ligação de retorno instalado em satélite da Figura 3 e os seus métodos de funcionamento associados, podem também ser fornecidos de acordo com ainda outras formas de realização da invenção.

Nos desenhos e especificações, foram divulgadas formas de realização exemplificativas da invenção. Embora sejam empregues termos específicos, eles são utilizados com um sentido genérico e descritivo apenas e não com o objectivo de limitar, o âmbito da invenção que está definida nas reivindicações seguintes.

Lisboa,29 de Julho de 2010

Claims (25)

1 REIVINDICAÇÕES 1. Um processador de ligação de retorno (200, 540, 740) para utilizar nas instalações terrestres de um sistema de comunicações por satélite (500, 700), em que o sistema de comunicações por satélite compreende: um satélite tendo uma região de serviço, estando o satélite adaptado para gerar uma pluralidade de sinais espacialmente dispersos a partir dos feixes respectivos espacialmente dispersos na região de serviço; e uma pluralidade de terminais rádio na região de serviço, estando o satélite configurado para receber sinais rádio a partir da pluralidade de terminais rádio; em que o processador de ligação de retorno posicionado na estação terrestre compreende: um selector (210) que está configurado para: receber a pluralidade de sinais (N) espacialmente dispersos gerados pelo satélite; seleccionar com base numa localização de um terminal rádio um subconjunto da pluralidade de sinais (Ml) espacialmente dispersos; e um processador de sinal (230) que está configurado para recuperar uma transmissão de ligação de retorno desde o terminal rádio processando o subconjunto seleccionado dos sinais (Ml) espacialmente dispersos.

2. Um processador (200) de acordo com a Reivindicação 1, em que a pluralidade de sinais (N) espacialmente dispersos corresponde a sinais de elementos de conexão de antena de um serviço de ligação de antena por satélite.

3. Um processador (200) de acordo com a Reivindicação 1, em que o selector (210) e/ou o processador de sinal (230) 2 não estão localizados num satélite do sistema de comunicações por satélite.

4. Um processador (200) de acordo com a Reivindicação 1, em que o selector (210) está configurado para seleccionar o subconjunto da pluralidade de sinais (Ml) espacialmente dispersos em resposta a uma associação de ida e/ou retorno do feixe do terminal, um registo do terminal e/ou informação de localização transmitida pelo terminal.

5. Um processador (200) de acordo com a Reivindicação 4, em que o selector (210) está configurado para seleccionar um primeiro subconjunto da pluralidade de sinais espacialmente dispersos em resposta a um registo do terminal, em que o processador (230) está configurado para detectar informação de localização transmitida pelo terminal em resposta ao primeiro subconjunto da pluralidade de sinais espacialmente dispersos, em que o selector (210) está ainda configurado para seleccionar um segundo subconjunto da pluralidade de sinais espacialmente dispersos em resposta à informação de localização detectada, e em que o processador de sinal (230) está ainda configurado para detectar uma transmissão subsequente desde o terminal em resposta ao segundo subconjunto da pluralidade de sinais espacialmente dispersos.

6. Um processador (200) de acordo com a Reivindicação 1, em que o processador de sinal (230) está operacional para gerar uma pluralidade de conjuntos de sinais dispersos na frequência a partir do subconjunto seleccionado de sinais espacialmente dispersos, e para detectar a transmissão de ligação de retorno a partir do terminal rádio desde pelo 3 menos um da pluralidade dos conjuntos de sinais espacialmente dispersos.

7. Um processador (200) de acordo com a Reivindicação 6, em que o processador de sinal (230) compreende: uma unidade de atribuição de canais e transposição de frequência (220) configurada para gerar a pluralidade de conjuntos de sinais de frequência dispersa; e um processador de sinal de melhoria de desempenho (230) configurado para detectar a transmissão de ligação de retorno desde o terminal rádio a partir de pelo menos um da pluralidade de sinais de frequência dispersa.

8. Um sistema de comunicações por satélite (500, 700) compreendendo: um satélite tendo uma região de serviço, estando o satélite adaptado para gerar uma pluralidade de sinais espacialmente dispersos a partir dos respectivos feixes espacialmente dispersos na região de serviço; uma pluralidade de sinais rádio na região de serviço, estando o satélite configurado para receber sinais rádio a partir da pluralidade de terminal rádio; um processador de ligação de retorno (200, 540, 740) posicionado numas instalações terrestres, o processador de ligação de retorno (200, 540, 740) compreendendo: um selector (210) que está configurado para: receber a pluralidade de sinais (N) espacialmente dispersos gerados pelo satélite; e seleccionar com base numa localização de um terminal rádio um subconjunto da pluralidade de sinais (Ml) espacialmente dispersos; e um processador de sinal (230) que está configurado para recuperar uma transmissão de ligação de retorno 4 desde o terminal rádio processando o subconjunto seleccionado dos sinais (Ml) espacialmente dispersos.

9. Um sistema (500, 700), de acordo com a Reivindicação 8, em que o dispositivo (530, 730) para gerar uma pluralidade de sinais espacialmente dispersos a partir dos sinais rádio recebidos compreende uma antena do satélite (510, 710).

10. Um sistema (500, 700), de acordo com a Reivindicação 9, em que os sinais respectivos dos sinais espacialmente dispersos compreendem respectivos sinais de conexão correspondentes aos respectivos elementos da antena (530, 730) .

11. Um sistema (500, 700), de acordo com a Reivindicação 9, em que o dispositivo (730) para gerar uma pluralidade de sinais espacialmente dispersos a partir dos sinais rádio recebidos compreende ainda um processador de ligação de retorno instalado num satélite (714) configurado para receber os primeiros sinais espacialmente dispersos (712) a partir de uma antena de satélite (712) e para gerar uma resposta de sinal de ligação de conexão incluindo segundos sinais espacialmente dispersos (715), em que os segundos sinais espacialmente dispersos (715) correspondem a componentes seleccionadas na frequência dos primeiros sinais espacialmente dispersos (713).

12. Um sistema de comunicações por satélite de acordo com a Reivindicação 8 em que o sistema compreende ainda: um processador de ligação de retorno instalado num satélite configurado para receber os primeiros sinais 5 espacialmente dispersos a partir da antena do satélite e para gerar uma resposta de sinal de ligação de conexão, em que o processador de ligação de retorno instalado num satélite distribui de forma espectral os segundos sinais espacialmente dispersos correspondentes a componentes seleccionadas na frequência dos primeiros sinais espacialmente dispersos no sinal de ligação de conexão; e em que o processador de ligação de retorno está configurado para seleccionar um subconjunto dos segundos sinais espacialmente dispersos baseado numa localização de um terminal rádio e para detectar uma transmissão de ligação de retorno desde o terminal rádio em resposta ao subconjunto seleccionado dos segundos sinais espacialmente dispersos.

13. Um sistema (700) de acordo com a Reivindicação 8 ou 12, em que o processador de ligação de retorno (714) está configurado para seleccionar o subconjunto da pluralidade de sinais espacialmente dispersos em resposta a uma associação do terminal de ligação de ida e/ou retorno do diagrama de radiação da antena, um registo do terminal e/ou informação de localização transmitida pelo terminal.

14. Um sistema (700) de acordo com a Reivindicação 13, em que o processador de ligação de retorno (714) está configurado para seleccionar um primeiro subconjunto da pluralidade de sinais espacialmente dispersos em resposta a um registo do terminal para detectar informação de localização transmitida pelo terminal em resposta ao primeiro subconjunto da pluralidade de sinais espacialmente dispersos, para seleccionar um segundo subconjunto da pluralidade de sinais espacialmente dispersos em resposta à informação de localização 6 detectada, e para detectar uma transmissão subsequente desde o terminal em resposta ao segundo subconjunto da pluralidade de sinais espacialmente dispersos.

15. Um sistema (700) de acordo com a Reivindicação 8 ou 12, em que o processador de ligação de retorno (714) está operacional para gerar os conjuntos respectivos de sinais dispersos na frequência a partir do subconjunto seleccionado de sinais espacialmente dispersos, e para detectar a transmissão de ligação de retorno do terminal rádio desde pelo menos um dos conjuntos de sinais dispersos na frequência.

16. Um sistema (700) de acordo com a Reivindicação 15, em que processador de ligação de retorno (714) compreende ainda: uma unidade de atribuição de canais e de transposição de frequência configurada para gerar os conjuntos de sinais dispersos na frequência a partir do subconjunto de sinais espacialmente dispersos; e um processador de sinal de melhoria de desempenho configurado para detectar a transmissão de ligação de retorno do terminal rádio desde pelo menos um dos conjuntos de sinais dispersos na frequência.

17. Um sistema de acordo com a Reivindicação 12, compreendendo ainda uma antena de satélite que gera os primeiros sinais espacialmente dispersos

18. Um sistema de acordo com a Reivindicação 12, em que os respectivos primeiros sinais espacialmente dispersos compreendem os respectivos sinais de conexão 7 correspondentes aos respectivos elementos de uma antena de satélite.

19. Um método de comunicações via satélite para utilizar num sistema de comunicações por satélite (500, 700), o sistema de comunicações por satélite (500, 700) compreendendo: um satélite tendo uma região de serviço, estando o satélite adaptado para gerar uma pluralidade de sinais espacialmente dispersos a partir dos feixes respectivos espacialmente dispersos na região de serviço; e uma pluralidade de terminais rádio na região de serviço, estando o satélite configurado para receber sinais rádio a partir da pluralidade de terminais rádio; o método do satélite de comunicações compreendendo os passos de: receber, no satélite (510, 710), sinais rádio a partir da pluralidade de terminal rádio; gerar, no satélite (510, 710), uma pluralidade de sinais espacialmente dispersos (N) a partir dos feixes respectivos espacialmente dispersos na região de serviço; receber, num selector (210) de um processador de ligação de retorno (200, 540, 740) posicionado numas instalações terrestres, a pluralidade de sinais espacialmente dispersos (N) do satélite (510, 710) ; seleccionar, com o selector (210) , com base numa localização de um terminal rádio um subconjunto da pluralidade de sinais (Ml) espacialmente dispersos; e recuperar, com um processador de sinal (230) de um processador de ligação de retorno (200, 540, 740) , uma transmissão de ligação de retorno desde o terminal rádio processando o subconjunto seleccionado dos sinais (Ml) espacialmente dispersos. 8

20. Um método, de acordo com a Reivindicação 19, em que os sinais respectivos dos sinais espacialmente dispersos compreendem respectivos sinais de conexão correspondentes aos respectivos elementos de uma antena no satélite.

21. Um método, de acordo com a Reivindicação 19, em que seleccionar um subconjunto da pluralidade de sinais espacialmente dispersos baseado numa localização de um terminal rádio é precedido da transmissão da pluralidade de sinais espacialmente dispersos desde o satélite até uma estação terrestre.

22. Um método de acordo com a Reivindicação 19: em que gerar uma pluralidade de sinais espacialmente dispersos a partir de transmissões de rádio de uma região de serviço servida por um satélite compreende: gerar os primeiros sinais espacialmente dispersos a partir de uma antena de satélite; e gerar um sinal de ligação de conexão incluindo segundos sinais em resposta aos primeiros sinais espacialmente dispersos, incluindo distribuir de forma espectral os segundos sinais espacialmente dispersos no sinal de ligação de conexão; em que seleccionar um subconjunto da pluralidade de sinais espacialmente dispersos com base numa localização de um terminal rádio compreende seleccionar um subconjunto dos segundos sinais espacialmente dispersos com base na localização do terminal rádio; e em que detectar uma transmissão de ligação de retorno do terminal rádio em resposta ao subconjunto seleccionado dos sinais espacialmente dispersos compreende detectar a transmissão de ligação de 9 retorno do terminal rádio em resposta ao subconjunto seleccionado dos segundos sinais espacialmente dispersos.

23. Um método de acordo com a Reivindicação 19: em que seleccionar um subconjunto da pluralidade de sinais espacialmente dispersos com base numa localização do terminal rádio compreende seleccionar o subconjunto da pluralidade de sinais espacialmente dispersos com base numa associação de ligação de ida do terminal rádio, um registo do terminal rádio e/ou informação de localização transmitida pelo terminal rádio.

24. Um método de acordo com a Reivindicação 19: em que seleccionar um subconjunto da pluralidade de sinais espacialmente dispersos com base numa localização do terminal rádio compreende seleccionar um primeiro subconjunto da pluralidade de sinais espacialmente dispersos em resposta a um registo do terminal; em que seleccionar um subconjunto da pluralidade de sinais espacialmente dispersos com base numa localização de um terminal rádio compreende seleccionar um primeiro subconjunto da pluralidade de sinais espacialmente dispersos em resposta a um registo do terminal; em que detectar uma transmissão de ligação de retorno do terminal rádio em resposta ao subconjunto seleccionado dos sinais espacialmente dispersos compreende detectar informação de localização transmitida pelo terminal em resposta ao primeiro subconjunto da pluralidade de sinais espacialmente dispersos; 10 em que seleccionar um subconjunto da pluralidade de sinais espacialmente dispersos com base numa localização do terminal rádio compreende ainda seleccionar um segundo subconjunto da pluralidade de sinais espacialmente dispersos em resposta à informação de localização detectada; e em que detectar uma transmissão de ligação de retorno do terminal rádio em resposta ao subconjunto seleccionado dos sinais espacialmente dispersos compreende ainda detectar uma transmissão subsequente desde o terminal em resposta ao segundo subconjunto da pluralidade de sinais espacialmente dispersos.

25. Um método de acordo com a Reivindicação 19, em que detectar uma transmissão de ligação de retorno do terminal rádio em resposta ao subconjunto seleccionado dos sinais espacialmente dispersos compreende: gerar conjuntos respectivos de sinais dispersos na frequência a partir do subconjunto seleccionado de sinais espacialmente dispersos; e detectar a ligação de transmissão de retorno do terminal rádio desde pelo menos um dos conjuntos de sinais dispersos na frequência. Lisboa, 29 de Julho de 2010 1/7 canal ás «2 í® & •H 5 o fc, ® N Õ 0 -P q) Jj H) 3 í· £ 8 I

2/7

3/7

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5/7 r^-í

6/7

Recebe Mensagem de registo desde o terminal Regista o terminal numa célula Àpl ica £ ormaçao de j J feixe com base no registo da célula Recebe nova informação de localização desde o terminal (por exemplo, coordenadas GPS)

Aplica formação de feixe com base em diferentes tipos de informação de loca— 1ização FIGURA 6 7/7