專利名稱：基于衛(wèi)星集線器的頻帶的自適應(yīng)分配的制作方法
基于衛(wèi)星集線器的頻帶的自適應(yīng)分配相關(guān)申請的交叉參考 見申請數(shù)據(jù)頁不適用對"序列表"，表格或通過光盤提交的列出了附件的計算機程序的參考 不適用 背景技術(shù)本發(fā)明涉及用于改進用于支持消費者寬帶業(yè)務(wù)的通信衛(wèi)星的頻率分配的技術(shù)。通過引入使用Ka波段衛(wèi)星的星形網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)，在北美出現(xiàn)了消費者寬帶 衛(wèi)星業(yè)務(wù)。第一代衛(wèi)星系統(tǒng)可以提供每個衛(wèi)星多個千兆比特每秒(Gbps)的 全部容量。然而這樣的系統(tǒng)的設(shè)計固有地限制了可以被充分地服務(wù)的消費者的 數(shù)量。此外，跨多個覆蓋區(qū)域分散容量的事實進一步限制了每個用戶可用的帶 寬。通信和處理技術(shù)已經(jīng)有巨大的進步，這種技術(shù)能夠被應(yīng)用到基于衛(wèi)星的消 費者寬帶業(yè)務(wù)中。結(jié)合選定的創(chuàng)新的系統(tǒng)和部件設(shè)計，該技術(shù)可以被用來產(chǎn)生 新的衛(wèi)星通信系統(tǒng)以解決這個需求。 發(fā)明內(nèi)容根據(jù)本發(fā)明，提供了 一種在寬帶衛(wèi)星通信系統(tǒng)中的用于傳輸帶寬的自適應(yīng) 分配的方法和系統(tǒng)，該寬帶衛(wèi)星通信系統(tǒng)具有處于分離的無線通信業(yè)務(wù)覆蓋區(qū) 域之外的用戶終端，該覆蓋區(qū)域例如是本地多點分布式系統(tǒng)(LDMS)區(qū)域。 在特定實施例中，在兩種類型的用戶終端將要使用的中央終端(集線器)處分 配帶寬用于通信回集線器終端，其中主要用戶的頻譜和地理覆蓋區(qū)域被排除而 不供位于相應(yīng)的覆蓋區(qū)域內(nèi)的用戶終端使用。衛(wèi)星通信系統(tǒng)的覆蓋能夠大于許 可的業(yè)務(wù)的頻譜使用區(qū)域，例如LMDS架構(gòu)。對于許可的業(yè)務(wù)區(qū)域之外的用 戶終端，集線器分配LMDS頻譜內(nèi)的和/或LMDS頻譜外的帶寬。許可區(qū)域內(nèi)的用戶終端僅被分配LMDS頻語外的帶寬。在有的實施例中，終端可以是移動的，在這種情況下，監(jiān)控它們的位置以基于它們的當前位置來自適應(yīng)地調(diào)節(jié) 它們的頻率分配。聯(lián)系附圖并參考下述具體實施方式
將更好地理解本發(fā)明。


圖1是具有部分LMDS頻譜使用的衛(wèi)星通信系統(tǒng)的框圖； 圖2是根據(jù)本發(fā)明的頻率規(guī)劃的例子； 圖3是根據(jù)本發(fā)明的方法的流程圖；以及 圖4是根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的框圖。
具體實施方式
根據(jù)本發(fā)明，在衛(wèi)星通信系統(tǒng)中，在將由用戶終端(UT)使用的中央(集 線器)終端處分配帶寬以通過微型上行鏈路頻帶的自適應(yīng)使用來通信回集線器 終端。這樣的技術(shù)的實施的一個例子允許作為次要頻譜許可持有者的用戶終端 靈活地使用頻率信道。(次要頻譜許可持有者在指定頻帶上傳輸?shù)臋?quán)利從屬于 主要頻譜許可持有者，從而主要頻譜許可持有者無論何時選擇了頻帶就能在該 頻帶上傳輸信號，而不用考慮其他用戶如何，而次要頻譜許可持有者只能在主 要頻譜許可持有者沒有在指定頻帶上傳輸時才能被授權(quán)在指定頻帶上傳輸)。 在本發(fā)明不同實施例中描述的衛(wèi)星上行鏈路頻帶的自適應(yīng)使用可以由作為次 要頻譜持有者的系統(tǒng)使用，為了確保當主要頻譜持有者的信號在用戶終端的區(qū) 域中活躍時，能夠執(zhí)行用戶終端傳輸頻率信道的重新分配，以將衛(wèi)星用戶上行 鏈路傳輸移動到不同的頻率從而不干擾主要頻譜許可持有者。圖1是在多鏈路衛(wèi)星12的周圍建造的衛(wèi)星通信系統(tǒng)100的圖，其中有的 終端位于主要頻譜許可持有者的范圍內(nèi)(在該例子中，在LMDS區(qū)域14)。圖 中示出了一個衛(wèi)星終端UT 16位于LMDS區(qū)域14內(nèi)，但是通常這樣的區(qū)域中 可以有許多終端。圖中示出在LMDS區(qū)域14外面有另一個示例用戶終端UT 18，盡管通常在這樣的系統(tǒng)中會支持更多的終端。在通常寬范圍的衛(wèi)星12的 范圍內(nèi)會發(fā)現(xiàn)多個LMDS區(qū)域。為了清楚的目的，僅示出一個示例LMDS區(qū) 域?；诘孛娴募€器20被配置以通過集線器上行鏈路22和集線器下行鏈路將處理后的信號中繼到用戶 終端16、 18。在通常的系統(tǒng)中，通過下行鏈路26、 28向多個終端16、 18傳 輸單個高速信號，該多個終端中的每個終端解調(diào)并且提取指向并且目標是自己的信息。在集線器上行鏈路22中發(fā)起的高速信號通常也包含控制數(shù)據(jù)流，集 線器20使用該控制數(shù)據(jù)流來引導用戶終端16、 18通過用戶上行鏈路或多個用 戶上行鏈路30、 32在任何共享返回帶寬上將信號傳輸?shù)叫l(wèi)星12。在用戶上行 鏈路30、 32上的用戶終端發(fā)起的信號被在衛(wèi)星處再次處理并發(fā)送到集線器下 行鏈路24上的集線器20。在圖2中描述了根據(jù)本發(fā)明的用于用戶上行鏈路28的頻率規(guī)劃40的例 子。這里，用戶下行鏈路26占用由從18.3GHz至18.8GHz的頻率的連續(xù)跨越 組成的范圍42。在lGBps的一個高速信號能夠占用該頻率范圍并且被引導至 在整個覆蓋區(qū)域中的所有用戶終端。用戶上行鏈路30、 32通常是窄帶的(例 如，它們能夠被頻分復用)并且當由集線器20引導時能夠適合用戶上行鏈路 帶寬(28.l-28.6GHz)內(nèi)的某處。用戶上行鏈路帶寬可以在潛在LDMS使用頻 譜44和開放頻譜1.6之間劃分。然而,在這個例子中，有的用戶終端，即UT16,被置于LDMS區(qū)域中， 在該區(qū)域中該頻譜44的下半部分專用于LMDS主要許可持有者(未示出)。 假設(shè)在這個例子中的各個用戶上行鏈路30、 32占用的帶寬比所有用戶終端可 用的上部譜帶少的多。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的通信協(xié)議的示例實施的流程圖。當終端登錄進入 衛(wèi)星通信系統(tǒng)時，處理開始(步驟A)。假設(shè)任一用戶終端都能確定其是否處 于LMDS區(qū)域14,并且因而將初始登錄請求置于可用頻率，或者假設(shè)終端使 用根據(jù)先驗已知處于任何主要許可持有者的范圍之外的頻帶內(nèi)的頻帶。然后確定終端的絕對位置(步驟B)?？梢杂枚喾N方式確定位置。例如， 在固定終端系統(tǒng)中，可以通過在系統(tǒng)安裝時的郵政編碼來識別用戶。能夠在用 戶終端采用例如GPS坐標的其它技術(shù)，并且其它技術(shù)能夠使用和用于系統(tǒng)開 銷相同的通信技術(shù)來報告終端的位置，以及控制用戶終端和集線器之間的通信。當確定了用戶位置并將用戶位置傳送給集線器20時，集線器20能夠確定 用戶終端16是否處于和主要頻譜許可持有者的范圍相對應(yīng)的區(qū)域14中(步驟 C)?？梢杂枚喾N方式實現(xiàn)該確定。在上述通過安裝時的郵政編碼識別用戶的 例子之后，在集線器20處能夠提供列出已知受主要頻譜許可使用影響的所有 的郵政編碼的表。對于通過使用GPS得出的坐標而跟蹤用戶終端的系統(tǒng)，能 夠確定距離度量以衡量終端是否處于專用于任何主要頻語許可持有者的區(qū)域 14內(nèi)。如果發(fā)現(xiàn)目標終端18位于任何主要頻譜許可持有者的LMDS區(qū)域14之 夕卜，接下來的步驟是允許從衛(wèi)星通信系統(tǒng)可用的可能頻率的整個范圍向用戶終 端發(fā)放頻譜分配(步驟D )。然而，如果發(fā)現(xiàn)終端16位于任何主要頻譜許可持有者的LMDS區(qū)域14 之內(nèi)，集線器20僅允許從上部頻譜46向用戶終端16發(fā)放頻語分配，上部頻 語46是不和被識別的主要頻譜許可持有者重疊的頻率(步驟E )。集線器20是和衛(wèi)星通信系統(tǒng)相關(guān)的信息的中央存儲庫。它會知道，例如， 在受影響的區(qū)域中的終端數(shù)目和在不受影響的區(qū)域中的終端數(shù)目的比率，并且 會因而被配置以相應(yīng)地向每個用戶上行《連路30、 32分配頻率。假設(shè)在圖1和 圖2中詳細示出的情況作為簡單的例子。在這種情況下，正好存在正好受到一 種類型的許可持有者的影響的一個頻率范圍(當然，盡管圖1中僅示出一個這 樣的區(qū)域，可以存在許多分離的區(qū)域，在這些分離的區(qū)域中頻譜在本地被使用， 受影響的頻率的頻譜范圍是總頻率范圍的正好一半。如果所有用戶終端16、 18需要的所需頻率范圍的正好一半頻率范圍來自 位于受影響的區(qū)域14中的用戶終端16，而受影響的區(qū)域外的終端18需要一 半所需頻譜，集線器20可以實施這樣的策略來自受影響的區(qū)域14的終端 16使用受影響的主要許可持有者的頻譜之外的頻率，而不受影響的終端18使 用由主要許可持有者使用的頻譜44,因為在LDMS區(qū)域14之外的這些終端 18不會干擾LDMS頻譜44的主要使用。值得注意的是，任何單個用戶終端所 需的頻譜量不需要被相等地分配，因而集線器可操作用于根據(jù)系統(tǒng)需要來分配 頻譜。集線器20承擔獲知需求并分配用戶終端頻譜、以及用戶終端傳輸?shù)钠渌匦裕鐐鬏敃r間、調(diào)制和編碼、功率水平等，并且因而集線器20進一 步可操作用于根據(jù)系統(tǒng)范圍的考慮來分配這些特征。如果不受影響的終端18所需的頻i普比受影響的終端16所需的頻譜更多， 集線器20也可以向不受影響的終端18分配主要許可持有者的LDMS區(qū)域14 之外的頻率。最后，確定目標終端是否是移動的(步驟F)。如果是，要再次檢查終端 的位置(步驟B),并且重復分配處理。參考圖4,盡管一些部件可以是分布式的并且通過可用通信鏈路(或者通 過從衛(wèi)星12(圖1)至地面終端25或者通過陸地信道50)和集線器20通信， 其中部件所需的一些信息通過通信線52從終端直接接收，這里描述的處理通 常在集線器20中實施。不論何種配置，存在通過內(nèi)部或外部通信鏈路56、 58 和集線器20通信的終端定位器54。在那里，考慮到容量，終端資源需求處理 器60確定通信需要以及每個終端的需求，并且將這些需求報告給終端特征分為自己控制的每個終端指定并且分配頻譜、以及例如功率、時隙以及調(diào)制。終 端控制通信模塊64得到那些分配并將該分配通過地面終端25傳送到每個受影 響的終端。如上文扭克述的，終端處理器60、運動4企測器66以及TCA62通過 軟件元件或等同功能來實施它們的特定功能中的每一個。已經(jīng)參考特定實施例描述了本發(fā)明。對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，其它實 施例是明顯的。因而不用于限制本發(fā)明，本發(fā)明僅由所附的權(quán)利要求指示。
權(quán)利要求
1.一種用于傳輸帶寬的自適應(yīng)分配的方法，用于寬帶衛(wèi)星通信系統(tǒng)中，所述寬帶衛(wèi)星通信系統(tǒng)具有集線器以及處于覆蓋區(qū)域內(nèi)和覆蓋區(qū)域外的用戶終端，所述覆蓋區(qū)域具有由主要用戶潛在使用的頻譜的至少一部分，所述方法包括a)確定每個終端的終端位置；b)向集線器報告每個終端的終端位置；c)使所述集線器分配用于返回至集線器的用戶終端上行鏈路的頻譜，其中所述頻譜和所述主要用戶的地理覆蓋區(qū)域被排除而不供所述覆蓋區(qū)域內(nèi)的第一用戶終端使用；以及d)使集線器向每個所述第一用戶終端傳送用于每個所述第一用戶終端的頻譜分配信息，并且向每個第二用戶終端傳送用于每個所述第二用戶終端的頻譜分配信息。
2. 才艮據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進一步包括e) 確定所述第一和第二用戶終端是否是移動的，并且對于每個確定的移 動，重復步驟a)至d)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述步驟c)進一步包括cl )確定是否能夠相等地分配所述主要用戶地理區(qū)域內(nèi)的所述第一用戶終 端的頻譜需求和所述主要用戶地理區(qū)域外的所述第二用戶終端的頻譜需求；以 及c2)向所述第二用戶終端分配所述主要用戶的頻譜。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述步驟c)進一步包括 c3 )向所述第一用戶終端分配所述主要用戶的所述頻譜外的頻譜。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述頻譜分配步驟c3)包括 根據(jù)系統(tǒng)考慮向所有用戶終端各個地分配頻譜。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述分配步驟c)進一步包括 向所述第一用戶終端分配傳輸時間、功率水平、調(diào)制以及編碼。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述覆蓋區(qū)域是本地多點分布式系統(tǒng)(LDMS)區(qū)域。
8. —種寬帶衛(wèi)星通信系統(tǒng)，所述寬帶衛(wèi)星通信系統(tǒng)具有集線器以及處于 覆蓋區(qū)域內(nèi)和覆蓋區(qū)域外的用戶終端，所述覆蓋區(qū)域具有由主要用戶潛在使用 的頻語的至少一部分，用于傳輸帶寬的自適應(yīng)分配的子系統(tǒng)，包括a) 終端定位器，用于確定每個終端的終端位置；b) 通信器，用于向集線器報告每個終端的終端位置；c) 特征分配器，用于使所述集線器分配用于返回至集線器的用戶終端上 行鏈路的頻譜，其中所述頻語和所述主要用戶的地理覆蓋區(qū)域被排除而不供所 述覆蓋區(qū)域內(nèi)的第一用戶終端使用；以及d) 終端命令控制器，用于使集線器向每個所述第一用戶終端傳送用于每 個所述第一用戶終端的頻譜分配信息，并且向每個第二用戶終端傳送用于每個 所述第二用戶終端的頻譜分配信息。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，進一步包括e) 運動檢測器，用于確定所述第一和第二用戶終端是否是移動的。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述特征分配器c)進一步包括 cl )用于確定是否能夠相等地分配所述主要用戶地理區(qū)域內(nèi)的所述第一用戶終端的頻i普需求和所述主要用戶地理區(qū)域外的所述第二用戶終端的頻譜需 求的軟件元件；以及c2)向所述第二用戶終端分配所述主要用戶的頻譜的軟件元件。
11. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的系統(tǒng)，其中所述特征分配器c)進一步包括 c3 )向所述第一用戶終端分配所述主要用戶的所述頻譜外的頻語的軟件元件。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的系銃，其中所述頻譜分配元件c3 )包括 根據(jù)系統(tǒng)考慮向所有用戶終端各個地分配頻-潛的軟件元件。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中所述特征分配器c)進一步包括 向所述第一用戶終端分配傳輸時間、功率水平、調(diào)制以及編碼的軟件元件。
14. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述覆蓋區(qū)域是本地多點分布式系 統(tǒng)(LDMS)區(qū)域。
全文摘要
一種用于在寬帶衛(wèi)星通信系統(tǒng)中的傳輸帶寬的自適應(yīng)分配的方法和系統(tǒng)，該寬帶衛(wèi)星通信系統(tǒng)具有處于覆蓋區(qū)域內(nèi)和覆蓋區(qū)域外的用戶終端，該覆蓋區(qū)域例如是LDMS區(qū)域。在特定實施例中，在兩種類型的用戶終端將要使用的中央終端(集線器)處分配帶寬用于通信回集線器終端，其中主要用戶的頻譜和地理覆蓋區(qū)域被排除而不供位于覆蓋區(qū)域內(nèi)的用戶終端使用。
文檔編號H04B7/185GK101617484SQ200880005971
公開日2009年12月30日 申請日期2008年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月23日
發(fā)明者馬克·D.·丹克伯格 申請人:維爾塞特公司