Способ обработки эффекта доплера сигнала, переданного передающим устройством на негеостационарный спутник
Изобретение относится к области беспроводных телекоммуникационных систем, в частности к способу (200) передачи сигнала передающим устройством на спутник, движущийся по орбите вокруг Земли, причем упомянутое передающее устройство и спутник содержат беспроводные телекоммуникационные средства. Техническим результатом является повышение эффективности обнаружения сигналов, передаваемых передающими устройствами, и уменьшение коллизии между сигналами, передаваемыми такими передающими устройствами. Упомянутый технический результат достигается тем, что принимают (210) передающим устройством сигнал, переданный спутником, который называется сигналом присутствия, осуществляют анализ (220) изменения частоты, вызванного влиянием эффекта Доплера на сигнал присутствия, принятый упомянутым передающим устройством, осуществляют оценку (230) более позднего изменения во времени упомянутого частотного сдвига, начиная с более позднего заданного времени начала передачи сигнала, который должен быть передан передающим устройством, и в течение заданной длительности указанного сигнала, подлежащего передаче, осуществляют предварительную компенсацию (240) более позднего изменения во времени, оцененного по частотному сдвигу сигнала, подлежащего передаче, передают (250) сигнал упомянутым передающим устройством с момента времени передачи. 3 н. и 6 з.п. ф-лы, 5 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится, в общем, к области беспроводных телекоммуникационных систем и, в частности, к способу передачи сигнала между по меньшей мере одним передающим устройством и по меньшей мере одним спутником, движущимся по орбите.
В частности, изобретение имеет, применение в области подключенных объектов.
Уровень техники
Настоящее изобретение имеет, в частности, преимущественное применение, хотя никоим образом не ограничивающее, в сверхузкополосных беспроводных телекоммуникационных системах. Термин "сверхузкополосный" (UNB) означает, что мгновенный частотный спектр радиосигналов, переданных передающим устройством на спутник, имеет полосу пропускания частот менее двух килогерц, даже менее одного килогерца.
Такие беспроводные телекоммуникационные системы UNB особенно подходят для приложений типа межмашинного взаимодействия (M2M) или типа "Интернета вещей" (IoT).
Одним из главных недостатков беспроводных телекоммуникационных систем, которые содержат передающее устройство и негеостационарный спутник, является появление эффекта Доплера, который нарушает передачу сигналов между передающим устройством и спутником. Эффект Доплера, который зависит от скорости движущегося объекта и угла между вектором скорости движущегося объекта и направлением между двумя объектами, постоянно изменяет частоту передаваемых сигналов. Таким образом, для приема сигнала, который был передан на частоте передачи, которая является постоянной во времени, частота приема сигнала в начале приема отличается от частоты приема сигнала в конце приема. Кроме того, изменение частоты приема во времени может быть существенным из-за того факта, что для приложений типа M2M или IoT скорость передачи потоков данных является обычно низкой, поэтому длительность сигнала может быть значительной. Это изменение частоты приема во времени делает сложным обнаружение таких сигналов на спутнике.
Другим недостатком, вызванным появлением эффекта Доплера у сигналов, является уменьшение пропускной способности канала связи для одной и той же полосы пропускания. Более того, эффект Доплера также подразумевает увеличение количества коллизий между сигналами.
Раскрытие сущности изобретения
Задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы преодолеть все или часть ограничений решений предшествующего уровня техники, в частности, раскрытых выше, путем предложения решения, которое позволяет спутнику телекоммуникационной системы более легко обнаруживать сигналы, передаваемые передающими устройствами, и/или уменьшить коллизии между сигналами, передаваемыми такими передающими устройствами.
С этой целью и согласно первому аспекту настоящее изобретение относится к способу передачи сигнала передающим устройством на спутник, движущийся по орбите вокруг Земли, причем упомянутое передающее устройство и спутник содержат беспроводное телекоммуникационное средство.
Термин "передающее устройство" означает любой объект, снабженный телекоммуникационным средством, который может передавать сигнал. Передающее устройство может быть, например, подключенным объектом. Термин подключенный объект означает любое устройство, подключенное к компьютерной сети обмена данными типа Интернет, которое может дистанционно отправлять запросы или осуществлять управление. Подключенный объект может быть любого типа. Например, он может представлять метеостанцию, которая осуществляет сбор данных о температуре внутри и снаружи помещения, датчик для измерения уровня жидкости или газа в танкере или резервуаре, детектор занятости парковочного места, датчик для измерения потока людей, получающих доступ в здание и т.д. Подключенным объектом может быть также релейная база между подключенным устройством и сетью. Эта релейная база может действовать как ретранслятор или буфер посредством хранения передаваемых данных в компьютерной памяти ретрансляционной базы.
Согласно изобретению упомянутый способ содержит этапы, на которых:
принимают, передающим устройством, сигнал, переданный спутником, называемый сигналом присутствия;
осуществляют анализ по меньшей мере одного частотного сдвига, вызванного влиянием эффекта Доплера на сигнал присутствия, принятый упомянутым передающим устройством, причем этап анализа содержит измерение изменения во времени оценки в соответствии с анализом частотного сдвига, вызванного влиянием эффекта Доплера на сигнал присутствия;
осуществляют оценку, в соответствии с анализом частотного сдвига, вызванного влиянием эффекта Доплера на сигнал присутствия, более позднего изменения во времени упомянутого частотного сдвига с более позднего заданного времени начала передачи сигнала, подлежащего передаче передающим устройством, называемого временем передачи, и в пределах заданной длительности упомянутого сигнала, подлежащего передаче;
осуществляют предварительную компенсацию более позднего изменения во времени, оцененного по частотному сдвигу сигнала, подлежащего передаче;
передают сигнал упомянутым передающим устройством в момент времени передачи.
Таким образом, сигнал, переданный передающим устройством, который может быть предварительно скомпенсирован в течение большей части его передачи, даже предпочтительно в каждый момент его передачи, принимается спутником без какого-либо явного эффекта Доплера. Другими словами, на примере сигнала, содержащего постоянную несущую частоту до предварительной компенсации, сигнал предварительно компенсируется до или во время передачи, так что частота приема несущей сигнала, принятого спутником, является постоянной.
На этапе анализа изменение во времени частотного сдвига, вызванного эффектом Доплера, может быть измерено путем измерения изменения во времени основной частоты сигнала присутствия. Например, основная частота сигнала присутствия является характерной частотой несущей упомянутого сигнала присутствия или частотой поднесущей упомянутого сигнала присутствия, центральной частотой мгновенного частотного спектра упомянутого сигнала присутствия, минимальной или максимальной частотой упомянутого мгновенного частотного спектра и т.д. Изменение во времени основной частоты принятого сигнала присутствия в принципе аналогично изменению во времени частотного сдвига, в частности, когда сигнал присутствия передается на основной частоте, которая является постоянной во времени. Изменение во времени основной частоты можно измерить непосредственно путем измерения разности между основной частотой в двух разных соответствующих моментах времени или непосредственно путем измерения основной частоты по меньшей мере в двух разных соответствующих моментах времени и путем вычисления разности между измеренными основными частотами.
Кроме того, анализ предварительно скомпенсированного сигнала, принятого спутником, выполнить легче, так как он не требует какой-либо специальной обработки принятого сигнала для устранения эффекта Доплера, что фактически сокращает количество вычислений, необходимых для обнаружения и возможной демодуляции принятого сигнала.
С другой стороны, принимая во внимание, что изменение во времени сдвига частоты, вызванного эффектом Доплера, не является очевидным, алгоритмы и компьютерные программы, подходящие для неподвижных объектов, можно повторно использовать без какой-либо конкретной адаптации.
Следует отметить, что корректируется только изменение во времени частотного сдвига или временного дрейфа частоты из-за эффекта Доплера. Действительно, предварительная компенсация учитывает только изменение во времени частотного сдвига, а не абсолютной величины частотного сдвига. Другими словами, частота приема несущей принятого сигнала является по существу постоянной, если несущая перед предварительной компенсацией имеет постоянную частоту, но может быть, тем не менее, сдвинута по отношению к теоретической частоте упомянутой несущей упомянутого сигнала из-за изменения частоты, вызванного эффектом Доплера. Таким образом, предварительная компенсация направлена на получение частотного сдвига, вызванного эффектом Доплера, который на спутнике воспринимается как неизменный во времени.
В конкретных вариантах осуществления способ передачи может дополнительно содержать одну или более из следующих характеристик, взятых по отдельности или в соответствии с любыми технически допустимыми комбинациями.
В конкретных вариантах осуществления этап предварительной компенсации более позднего изменения во времени частотного сдвига содержит модуляцию сигнала, который должен быть передан с частотой, противоположной последнему изменению во времени.
В конкретных вариантах осуществления более позднее изменение во времени частотного сдвига оценивается путем экстраполяции изменения во времени измеренного частотного сдвига на сигнал присутствия.
В конкретных вариантах осуществления измеренное изменение во времени частотного сдвига представлено кривой, параметры которой вычисляются методом подбора кривых.
Методы подбора кривых также известны под названием методы регрессии.
В конкретных вариантах осуществления этап анализа содержит измерение основной частоты сигнала присутствия и оценку частотного сдвига, вызванного влиянием эффекта Доплера на сигнал присутствия в соответствии с измеренной основной частотой и в соответствии с теоретической основной частотой упомянутого сигнала присутствия, при этом упомянутый способ также содержат этапы:
оценки, в соответствии с оцененным частотным сдвигом сигнала присутствия, более позднего изменения частоты, вызванного влиянием эффекта Доплера на время передачи сигнала, подлежащего передаче,
предварительной компенсации более позднего изменения частоты сигнала, подлежащего передаче.
Таким образом, в таких вариантах осуществления предварительная компенсация направлена на отмену не только изменения во времени частотного сдвига, вызванного эффектом Доплера на спутнике, но и на отмену абсолютного значения упомянутого частотного сдвига на упомянутом спутнике. Таким образом, предварительная компенсация позволяет, помимо всего прочего, получить то, что частота несущей сигнала, принятого спутником, по существу равна теоретической частоте несущей сигнала, переданного передающим устройством.
В конкретных вариантах осуществления на этапе анализа реализуется схема автоматической фазовой подстройки частоты.
В конкретных вариантах осуществления передача сигнала присутствия осуществляется непрерывно в течение заданного периода времени.
Согласно второму аспекту настоящее изобретение относится к передающему устройству беспроводной телекоммуникационной системы, выполняющему способ передачи в соответствии с любым из вариантов осуществления изобретения.
В конкретных вариантах осуществления передающее устройство является подключенным объектом.
Согласно третьему аспекту настоящее изобретение относится к беспроводной телекоммуникационной системе, которая содержит по меньшей мере одно передающее устройство в соответствии с любым из вариантов осуществления изобретения и по меньшей мере один спутник, движущийся по орбите вокруг Земли.
Краткое описание чертежей
Настоящее изобретение станет более понятным после прочтения последующего описания, приведенного в качестве примера, который никоим образом не является ограничивающим, и приведенное со ссылкой на фигуры, на которых:
на фиг.1 показано схематичное представление варианта осуществления телекоммуникационной системы;
на фиг.2 показаны кривые, иллюстрирующие изменения частотного сдвига в соответствии с положением спутника относительно передающего устройства телекоммуникационной системы, показанной на фиг.1;
на фиг.3 показана схема, иллюстрирующая вариант осуществления способа передачи сигнала передающим устройством на спутник;
на фиг.4 показаны две кривые, иллюстрирующие обработку, выполняемую для обнаружения сигнала присутствия, переданного спутником;
на фиг.5 показаны кривые, иллюстрирующие различную обработку, выполняемую над сигналом, переданным передающим устройством телекоммуникационной системы.
На всех этих фигурах идентичные ссылки обозначают идентичные или аналогичные элементы. Для ясности показанные элементы изображены не в масштабе, если не указано иное.
Осуществление изобретения
На фиг.1 схематично показана беспроводная телекоммуникационная система 100, содержащая множество передающих устройств 110, и спутник 120 из созвездия наноспутников, выведенных заранее на орбиты вокруг Земли.
Передающие устройства 110 и спутник 120 обмениваются данными в виде радиосигналов. Термин "радиосигнал" означает электромагнитную волну, которая распространяется через беспроводное средство, частоты которого включены в традиционный спектр радиоволн (от нескольких герц до нескольких сотен гигагерц).
В этом неограничивающем примере варианта осуществления изобретения передающие устройства 110 представляют собой подключенные объекты, которые содержат телекоммуникационное средство 111, способное передавать сигналы на спутник 120. Следует отметить, что передающие устройства 110, называемые в дальнейшем подключенными объектами 110, могут также, в конкретных вариантах осуществления, обмениваться сигналами между ними.
Например, подключенные объекты 110 дополнительно содержат электронную плату 112, снабженную микропроцессором, способным обрабатывать данные, и компьютерной памятью, которая может хранить данные, прежде чем они будут переданы посредством сигналов.
Сигналы, переданные подключенными объектами 110, и/или сигналы, переданные спутником 120, представляют собой, например, сверхузкополосные сигналы (UNB).
UNB-сигналы, обмен которыми осуществляется в пределах телекоммуникационной системы 100, включают в себя несущую, частота которой составляет, например, приблизительно сотни мегагерц и даже гигагерц. Полоса пропускания UNB-сигналов составляет менее 2 кГц, и даже менее 1 кГц.
Телекоммуникационное средство 111, подключенное к электронной плате 112 упомянутого подключенного объекта 110, содержит в этом неограничивающем примере изобретения антенну, способную передавать и принимать UNB-сигналы, схему автоматической фазовой подстройки частоты и сверхрегенеративный приемник.
В этом примере спутник 120 представляет собой наноспутник типа CubeSat, имеющий конструкцию в форме куба со сторонами десять сантиметров. Две фотоэлектрические панели 121, развернутые с обеих сторон от кубической конструкции, снабжают спутник 120 электроэнергией. Масса спутника 120 по существу равна пяти килограммам. Антенна 122, направленная к поверхности Земли, позволяет передавать или принимать UNB-сигналы в или из подключенных объектов 110. Следует отметить, что спутник 120 обращается по орбите вокруг Земли на высоте приблизительно пятисот километров. Таким образом, спутник 120 движется вокруг Земли со скоростью приблизительно семь километров в секунду и совершает полный оборот вокруг планеты приблизительно за девяносто минут. В более общем смысле, спутник 120 находится на негеостационарной орбите, например, на низкой околоземной орбите (LEO) или средней околоземной орбите (MEO).
Спутник 120 дополнительно содержит радиомаяк 125, который непрерывно передает сигнал UNB, называемый в дальнейшем сигналом присутствия. Сигнал присутствия, переданный радиомаяком 125, содержит, например, несущую, частота которой во время передачи, например, является постоянной во времени.
В качестве альтернативы этому конкретному варианту осуществления изобретения, радиомаяк 125 передает периодически сигналы присутствия, предпочтительно через равные промежутки времени. Переданные сигналы присутствия имеют, например, ограниченную длительность, например, приблизительно несколько сотен миллисекунд, несколько секунд и даже несколько минут.
Следует отметить, что в целях экономии электроэнергии подключенный объект 110, как правило, но не ограниченным образом, находится в режиме ожидания большую часть времени, и что он выходит из этого режима ожидания через регулярные промежутки времени для прослушивания и/или передачи сигналов.
На фиг.2 показан пример кривых 150 с изменением во времени частотного сдвига, вызванного сигналами, принятыми подключенным объектом 110 и поступающими со спутника 120, в соответствии с положением спутника относительно подключенного объекта. На фиг.2 показано пять кривых, каждая из которых соответствует разному максимальному углу возвышения спутника 120, видимого подключенным объектом 110. Максимальный угол возвышения, который также упоминается как боковое уклонение, представляет собой угол между землей и направлением спутника 120, измеренный на объекте, когда спутник 120 находится ближе всего к подключенному объекту 110. В этом примере абсцисса кривых 150 соответствует разности между широтой спутника 110 и широтой подключенного объекта 110. Когда максимальный угол угла возвышения является низким, как в случае кривой 1501, подключенный объект 110 видит спутник 120 как находящийся близко к горизонту, хотя, когда максимальный угол возвышения равен приблизительно девяносто градусам, как в случае кривой 1502, подключенный объект 110 расположен по существу только под траекторией спутника 120.
На фиг.3 показана блок-схема последовательности операций способа 200 передачи сигнала между одним из подключенных объектов 110 и спутником 120, движущимся по орбите.
Способ 200 содержит этап 210 приема, подключенным объектом 110, сигнала присутствия, переданного спутником 120.
В предпочтительных вариантах осуществления сигнал присутствия содержит несущую с частотой fc_sat и по меньшей мере одну модулированную поднесущую, показывающую заданный частотный интервал fs по отношению к частоте fc_sat для того, чтобы можно было отличить сигналы, приходящие от радиомаяков, от сигналов, приходящих из подключенных объектов 110, которые не имеют этой конкретной формы или которые имеют в противоположном случае заданный частотный интервал, который отличается от частотного интервала fs сигнала присутствия.
Другими словами, сигнал присутствия спутника 120 содержит часть информации, которая позволяет идентифицировать источник сигнала присутствия, то есть в этом случае сигнала радиомаяка 125 со спутника 120, посредством наличия модулированной поднесущей, имеющей заданный частотный интервал fs по отношению к частоте fc_sat. В более общем случае, идентификационная информация сигнала присутствия может быть закодирована в сигнале присутствия, переданном радиомаяком 125 любым способом, известным специалистам в данной области техники.
Следует отметить, что такой сигнал присутствия, содержащий несущую и по меньшей мере одну поднесущую, относится к самосинхронизирующемуся типу.
Сигнал присутствия, переданный радиомаяком 125 на несущей частоте fc_sat, принимается подключенным объектом 110 на несущей частоты f'c_sat = fc_sat+Δf(t), где Δf(t) – частотный сдвиг, вызванный эффектом Доплера, который изменяется в ходе передачи сигнала присутствия радиомаяка 125 со спутника 120 в подключенный объект 110.
где ν – нормаль вектора скорости спутника,
fc – несущая передаваемого сигнала, в данном случае равна fc_sat,
c – скорость света,
θ – угол между вектором скорости спутника 120 и плоскостью, определенной спутником 120, объектом 110 и центром Земли,
E – угол возвышения между горизонтом и спутником 120 на объекте 110,
ϕ – угол, который также упоминается как угол покрытия между подспутниковой точкой, то есть точкой спутника, спроецированной на поверхность Земли, и объектом 110.
Следует отметить, что частотный сдвиг изменяется во времени, так как углы θ, E и ϕ изменяются в соответствии со смещением спутника 120 относительно подключенного объекта 110.
Распознавание сигналов присутствия благодаря наличию поднесущей, которая имеет заданный частотный интервал по отношению к несущей, преимущественно используется в случае телекоммуникационной сети, которая упоминается как гибридная и содержащая множество подключенных объектов и множество спутников, в которой подключенный объект может принимать сигналы, приходящие как со спутника, так и из другого подключенного объекта.
Этап 210 содержит, например, подэтап 211 обнаружения сигнала радиомаяка 125 среди множества принятых сигналов. С этой целью сверхрегенеративный приемник, включенный в подключенный объект 110, позволяет обнаружить сигнал присутствия, переданный радиомаяком 125, благодаря наличию поднесущей в сигнале присутствия, частотный интервал которого по отношению к несущей частоте сигнала присутствия преимущественно определяется заранее. Следует отметить, что сверхрегенеративный приемник преимущественно имеет очень низкое энергопотребление около ста микроватт при активном приеме. Потребление сверхрегенеративного приемника можно уменьшить путем выполнения повторяющихся обнаружений, которые не являются непрерывными, посредством циклов обнаружения. Увеличение запаздывания между двумя последовательными обнаружениями позволяет, в частности, снизить потребление этого приемника.
Более того, следует отметить, что сверхрегенеративный приемник преимущественно нечувствителен к изменениям частоты несущей, а поднесущие изменяются аналогичным образом, как в случае, когда сигнал присутствия подвергается эффекту Доплера.
Пример результата, полученного с помощью этого механизма обнаружения, показан на фиг.4 в виде кривой 310 до обнаружения и кривой 320 после обнаружения. Кривая 310 содержит несущую 311 с частотой f'c_sat и модулированную поднесущую 312 с частотой f2. Частотный интервал между несущей и поднесущей равен fs. Обнаружение позволяет извлечь сигнал 321 с частотой fs, сигнал 322 с частотой 2f'c_sat, сигнал 323 с частотой f'c_sat + f2 и сигнал 324 с частотой 2f2.
Анализ по меньшей мере одного частотного сдвига, вызванного влиянием эффекта Доплера на сигнал присутствия, принятый подключенным объектом 110, проводится на этапе 220 способа 200.
На этом этапе анализа 220 производится измерение изменения во времени частотного сдвига Δf, вызванного влиянием эффекта Доплера на сигнал присутствия, принятый подключенным объектом 110.
Например, это измерение проводится посредством схемы автоматической фазовой подстройки частоты, включенной в подключенный объект 110, путем измерения основной частоты сигнала присутствия, принятого подключенным объектом 110, в два отдельных момента, по меньшей мере предпочтительно в каждый момент приема сигнала присутствия. Изменение во времени частотного сдвига Δf фактически равно изменению во времени основной частоты принятого сигнала присутствия.
Из анализа частотного сдвига, вызванного влиянием эффекта Доплера на сигнал присутствия, на этапе 230 способа 200 производится оценка более позднего изменения во времени частотного сдвига. Это более позднее изменение во времени частотного сдвига, в частности, рассчитывается так, чтобы спрогнозировать частотный сдвиг, вызванный сигналом, который должен быть передан подключенным объектом 110 во время его передачи на спутник 120. Таким образом, более позднее изменение во времени частотного сдвига, оценивается исходя из более позднего заданного времени начала передачи сигнала, который должен быть передан устройством 110, который называется временем передачи, и в пределах заданной длительности этого сигнала, подлежащего передаче. Эта заданная длительность соответствует, в частности, длительности передачи сигнала.
В предпочтительных вариантах осуществления изобретения более позднее изменение во времени изменения оценивается путем экстраполяции изменения во времени частотного сдвига, измеренного заранее на этапе 220.
Изменение во времени частотного сдвига, измеренного заранее, можно представить посредством теоретической кривой Δf(t), параметры которой настраиваются, например, с помощью методов регрессии кривых, называемых также методами подбора кривых.
Оценка более позднего изменения во времени частотного сдвига может быть выполнена с использованием этой теоретической кривой, параметры которой были скорректированы.
После оценки более позднего изменения во времени предварительная компенсация более позднего изменения во времени сигнала присутствия выполняется на этапе 240 способа 200.
В предпочтительных вариантах осуществления изобретения этап предварительной компенсации 240 более позднего изменения во времени частотного сдвига содержит модуляцию сигнала, который должен быть передан с частотой, противоположной последнему изменению во времени. Предварительную компенсацию можно выполнить, например, посредством частотной модуляции (FM), модулированная частота которой равна противоположному изменению, подлежащему предварительной компенсации.
Следует отметить, что эта FM-модуляция применяется поверх традиционной модуляции для кодирования двоичных данных, содержавшихся в сигнале, передаваемом подключенным объектом 110. Традиционная модуляция для кодирования двоичных данных в этом неограничивающем примере изобретения представляет собой модуляцию типа цифровой двоичной фазовой манипуляции (DBPSK), содержащей скорость передачи потоков данных 100 битов в секунду.
Затем предварительно скомпенсированный сигнал передается, с момента времени передачи, на этапе 250 способа 200.
Следует отметить, что предварительная компенсация позволяет, в частности, получить во время приема спутником 120 сигнала, передаваемого подключенным объектом 110, то, что частота приема несущей сигнала спутником 120 является по существу постоянной на протяжении всего приема.
Следовательно, спутник 120 может обрабатывать принятый сигнал без необходимости применять к нему сложную обработку для коррекции временного дрейфа частоты из-за эффекта Доплера. Таким образом, можно повторно использовать алгоритмы, разработанные для связи между неподвижными объектами. Расчетная мощность спутника используется в дальнейшем только для демодуляции сигналов, которые, по-видимому, не вызывали какого-либо эффекта Доплера.
Более того, следует отметить, что предварительная компенсация, представленная в этом примере, не учитывает абсолютное значение частотного сдвига. Частота несущей сигнала, принятого спутником 120, является, конечно, постоянной, но обычно отличается от частоты несущей сигнала во время его передачи подключенным объектом 110.
С этой целью можно дополнительно предусмотреть, чтобы этап анализа дополнительно содержал измерение основной частоты сигнала присутствия и оценку частотного сдвига, вызванного влиянием эффекта Доплера на сигнал присутствия в соответствии с измеренной основной частотой и в соответствии с теоретической основной частотой сигнала присутствия. Теоретическая частота сигнала присутствия, которая соответствует частоте несущей во время передачи сигнала присутствия радиомаяком 125, в некоторых случаях известна заранее, и в этом случае радиомаяк 125 передает на заданной частоте, которая соответствует, например, стандарту, установленному заранее. Когда частота передачи несущей является априорно неизвестной, значение упомянутой частоты передачи может быть, например, закодировано в сигнале присутствия и модулирует, например, модулированную поднесущую упомянутого сигнала присутствия. Измерение основной частоты можно выполнить, в частности, с помощью схемы автоматической фазовой подстройки частоты, включенной в подключенный объект 110.
Таким образом, способ 200 может также содержать этап 235 оценки, в соответствии с предполагаемым изменением частоты сигнала присутствия, изменения частоты, вызванного эффектом Доплера во время передачи сигнала, подлежащего передаче, упоминается как "более позднее частотный сдвиг". Предварительная компенсация более позднего частотного сдвига может быть также выполнена применительно к сигналу, подлежащему передаче подключенным объектом 110, на этапе 245 способа 200, до или после предварительной компенсации оцененного более позднего изменения во времени частотного сдвига.
В этом случае частота приема несущей сигнала спутником 120 по существу приравнивается к частоте передачи несущей упомянутого сигнала посредством подключенного объекта 110 с помощью двух предварительных компенсаций, выполненных подключенным объектом 110.
На фиг.5 показано изменение во времени частоты передачи несущей сигнала 510, передаваемого подключенным объектом 110, без предварительной компенсации эффекта Доплера одного и того же сигнала 520, переданного с предварительной компенсацией изменения во времени частотного сдвига, и одного и того же сигнала 525, переданного также с дополнительной предварительной компенсацией частотного сдвига.
Частота передачи несущей сигнала 510 без предварительной компенсации является постоянной во время передачи сигнала 510. Частота приема несущей сигнала 510 спутником 120 показана на фиг.5 с помощью сигнала 530. Разность между сигналом 510 и сигналом 530 соответствует частотному сдвигу, вызванному влиянием эффекта Доплера на частоту несущей сигнала 510 во время его передачи. Следует отметить, что этот частотный сдвиг, который представляет собой зависимость скорости от относительного положения спутника 120 по отношению к подключенному объекту 110, изменяется во времени. Для того, чтобы уравновесить временной дрейф частоты эффекта Доплера над сигналом 510 выполняется предварительная компенсация изменения во времени частотного сдвига. Результатом, полученным в ходе этой предварительной компенсацией, является сигнал 520, который виден спутнику 120 во время его приема в качестве сигнала 540, который имеет частоту приема несущей, которая является постоянной, но обычно отличается от частоты передачи несущей сигнала 510.
Для того, чтобы получить частоту приема несущей, которая является постоянной, но также и идентичной частоте передачи упомянутой несущей сигнала 510, предварительная компенсация частотного сдвига может быть применена к сигналу 520 таким образом, чтобы частота передачи несущей соответствовала частоте, указанной сигналом 525. Когда сигнал 525 передается подключенным объектом 110, он принимается спутником в качестве сигнала 550, при этом частота приема несущей упомянутого спутника 120 является постоянно идентичной частоте передачи несущей сигнала 510.
При необходимости способ 200 может также содержать этап идентификации сигналов, предназначенных для спутника 120 среди множества сигналов, принятых спутником 120. Учитывая, что сигналы, предназначенные для спутника 120, предварительно компенсируются, их легко идентифицировать, так как они не требуют какой-либо предварительной обработки для коррекции эффекта Доплера. Этот этап особенно полезен в случае гибридной телекоммуникационной системы.
1. Способ (200) передачи сигнала передающим устройством (110) на спутник (120), движущийся по орбите вокруг Земли, причем упомянутое передающее устройство (110) и спутник (120) содержат беспроводные телекоммуникационные средства, содержащий этапы, на которых
принимают (210) с помощью упомянутого передающего устройства (110) сигнал, переданный спутником (120), называемый сигналом присутствия;
осуществляют анализ (220) частотного сдвига, вызванного влиянием эффекта Доплера на сигнал присутствия, принятый упомянутым передающим устройством (110), причем этап анализа (220) содержит подэтап, на котором измеряют изменение во времени частотного сдвига, вызванного влиянием эффекта Доплера на сигнал присутствия;
осуществляют оценку (230) в соответствии с анализом частотного сдвига, вызванного влиянием эффекта Доплера на сигнал присутствия, более позднего изменения во времени упомянутого частотного сдвига с более позднего заданного времени начала передачи сигнала, подлежащего передаче передающим устройством (110), называемого временем передачи, и в течение заданной длительности указанного сигнала, подлежащего передаче;
осуществляют предварительную компенсацию (240) более позднего изменения во времени, оцененного по частотному сдвигу сигнала, подлежащего передаче;
передают (250) сигнал с помощью упомянутого передающего устройства (110) в момент времени передачи.
2. Способ (200) по п.1, в котором этап предварительной компенсации (240) более позднего изменения во времени частотного сдвига содержит подэтап, на котором осуществляют модуляцию сигнала, подлежащего передаче с частотой, противоположной последующему изменению во времени.
3. Способ (200) по п.1 или 2, в котором более позднее изменение во времени частотного сдвига оценивается посредством экстраполяции изменения во времени измеренного частотного сдвига на сигнал присутствия.
4. Способ (200) по любому из пп.1-3, в котором измеренное изменение во времени частотного сдвига представляется теоретической кривой, параметры которой рассчитываются методом подбора кривых.
5. Способ (200) по любому из пп.1-4, в котором этап анализа (230) содержит подэтап, на котором измеряют основную частоту сигнала присутствия и оценивают частотный сдвиг, вызванный влиянием эффекта Доплера на сигнал присутствия в соответствии с измеренной основной частотой и в соответствии с теоретической основной частотой упомянутого сигнала присутствия, а способ дополнительно содержат этапы, на которых
осуществляют оценку (235) в соответствии с оцененным частотным сдвигом сигнала присутствия более позднего изменения частоты, вызванного влиянием эффекта Доплера на время передачи сигнала, подлежащего передаче, и
осуществляют предварительную компенсацию (245) более позднего изменения частоты сигнала, подлежащего передаче.
6. Способ (200) по любому из пп.1-5, в котором на этапе анализа реализуется схема автоматической фазовой подстройки частоты.
7. Способ (200) по любому из пп.1-6, в котором передача сигнала присутствия выполняется непрерывно в течение заданного периода времени.
8. Передающее устройство (110) беспроводной телекоммуникационной системы (100), характеризующееся тем, что выполнено с возможностью реализации способа (200) передачи по любому из пп.1-7.
9. Беспроводная телекоммуникационная система (100), содержащая по меньшей мере одно передающее устройство (110) по п.8 и по меньшей мере один спутник (120), движущийся по орбите вокруг Земли.
