專利名稱：通過(guò)有小天線的終端使用衛(wèi)星的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明，在其中的一些實(shí)施例中，涉及衛(wèi)星通信，并且尤其但又非只涉及小孔徑終端(例如，具有非常小或超小的拋物面天線(dish antenna)的終端，即分別小于1. 2米或 0.5米)的使用。
背景技術(shù)：
通信衛(wèi)星典型地處理來(lái)自和到集線器(固定的地面站，其也稱為地球站，具有相 對(duì)大的天線和功能強(qiáng)大的傳輸裝備)以及來(lái)自和到終端(設(shè)備，有時(shí)是移動(dòng)的，具有相對(duì)小 的天線和較不強(qiáng)大的傳輸功率)的通信流量。從集線器到衛(wèi)星以及從那里到終端的傳輸被稱作“正向傳輸”，而從終端到衛(wèi)星以 及從那里到集線器的傳輸被稱作“返回傳輸”。用于每一個(gè)的信道分別被稱作“正向信道” 和“返回信道”。在本公開(kāi)內(nèi)容中，術(shù)語(yǔ)“信道”和“子信道”被用來(lái)指一個(gè)或多個(gè)頻率，例如，用于 傳輸和接收的頻帶。為了本公開(kāi)內(nèi)容，“信道”和“子信道”可互換使用，盡管通常相對(duì)于信 道使用子信道，其中信道是子信道的頻率的超集。同樣，動(dòng)詞“廣播”和“傳輸”被互換使用 以指通過(guò)集線器或終端發(fā)射信號(hào)，而名詞“廣播”和“傳輸”被互換地使用以指發(fā)射的信號(hào)。衛(wèi)星之間最近的間隔受技術(shù)和規(guī)章的考慮的事項(xiàng)的限制。目前，沿著地球靜止軌 道(geostationary orbit)，相鄰地點(diǎn)之間的分離(s印aration)是2°或3°。在任何給定 的地點(diǎn)可以存在多個(gè)衛(wèi)星，但在給定地點(diǎn)內(nèi)僅有一個(gè)衛(wèi)星將以給定頻率運(yùn)行。如在本公開(kāi) 內(nèi)容中所使用的，相鄰衛(wèi)星指位于沿著地球靜止軌道緊鄰著目標(biāo)或給定衛(wèi)星的相鄰地點(diǎn)的 并且以與目標(biāo)或給定衛(wèi)星相同的頻帶運(yùn)行的衛(wèi)星。如在本公開(kāi)內(nèi)容所使用的，天線的大小尤其涉及到與兩個(gè)衛(wèi)星之間的分離大體上 對(duì)準(zhǔn)的天線的部分的有效尺寸，并且其確定從天線發(fā)射的信號(hào)撞擊目標(biāo)衛(wèi)星以外的空間區(qū) 域的程度，例如，在相鄰地點(diǎn)的衛(wèi)星。天線可以大體上是圓的，在這種情況下，所確定的大小 是直徑，或者天線大體是長(zhǎng)方形或橢圓或正方形或任何其它形狀，在這種情況下，大小是相 關(guān)的尺度(dimension)。根據(jù)小天線的性質(zhì)，它們不能精確地直接指向所期望的衛(wèi)星。結(jié)果，在返回信道中 自小孔徑終端的傳輸可能潛在地干擾相鄰衛(wèi)星的相應(yīng)信道的傳輸。為了避免這點(diǎn)，本領(lǐng)域 人員確信必需采取措施來(lái)確保用于共極化(co-polarized)信號(hào)的離軸(off-axis) EIRP頻 譜密度足夠低使得干擾不會(huì)出現(xiàn)或在可接受的水平。尤其在美國(guó)，當(dāng)前的規(guī)章要求(自起草時(shí)起)要求如聯(lián)邦法規(guī)典籍47篇，25部分， 法規(guī) 132 禾口 209 (Code of Federal Regulations, Title 47，Part 25，regulations 132 &209)(簡(jiǎn)言之47CFR25部分(47CFR part 25))所規(guī)定的對(duì)2°衛(wèi)星分離的理論極限的不干擾。其它規(guī)章要求的例子是按照ETSI的EU法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)EN 302 186，以及按照ITU-R(UN 組織)的國(guó)際法規(guī)推薦文檔M. 1643 (簡(jiǎn)言之ITU-R的推薦M. 1643)。技術(shù)的當(dāng)前狀態(tài)教導(dǎo)了使用擴(kuò)頻技術(shù)以達(dá)到不干擾相鄰衛(wèi)星的要求。當(dāng)前技術(shù)所 教導(dǎo)的擴(kuò)頻技術(shù)導(dǎo)致75%到90%的帶寬使用損失。可替代技術(shù)，同樣具有相似損失，是深 度編碼(de印coding)技術(shù)，該深度編碼技術(shù)需要例如信道的4比特來(lái)編碼數(shù)據(jù)的1比特。當(dāng)與衛(wèi)星通信時(shí)，使用衛(wèi)星調(diào)制解調(diào)器。如在本公開(kāi)內(nèi)容所使用的，“標(biāo)準(zhǔn)調(diào)制解 調(diào)器”指沒(méi)有特別的輔助裝備的普通調(diào)制解調(diào)器(例如，符合標(biāo)準(zhǔn)的調(diào)制解調(diào)器，該標(biāo)準(zhǔn)例 如為但不限于DVB-S (歐洲ETSI標(biāo)準(zhǔn)EN 300 421)或者DVB-S2 (歐洲ETSI標(biāo)準(zhǔn)EN 302 307))。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，對(duì)于小天線一定要使用非標(biāo)準(zhǔn)調(diào)制解調(diào)器，例如具有擴(kuò)頻能力或具 有深度編碼能力的非標(biāo)準(zhǔn)調(diào)制解調(diào)器。小天線傳輸系統(tǒng)和通信系統(tǒng)的其它部分因此被配置 為使用比用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃锌捎脦捫〉膸挕?br>
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明，在其中的一些實(shí)施例中，涉及協(xié)調(diào)相鄰衛(wèi)星之間的信道使用，使得小孔徑 終端不產(chǎn)生過(guò)度干擾。根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例，提供用于衛(wèi)星傳輸?shù)姆椒ǎ琣)相對(duì)于目標(biāo)衛(wèi)星分配包含頻率組的信道；b)相對(duì)于相鄰衛(wèi)星分配該信道；c)從該信道分配子信道，用于到該目標(biāo)衛(wèi)星的正向傳輸(“正向子信道”)；d)從該信道分配不同的子信道，用于到該目標(biāo)衛(wèi)星的返回傳輸?shù)?“返回子信 道”)；以及e)在相鄰衛(wèi)星中使用目標(biāo)衛(wèi)星的正向子信道用于返回傳輸，并且在相鄰衛(wèi)星中使 用目標(biāo)衛(wèi)星的返回子信道用于正向傳輸?？蛇x地，該方法包含在該目標(biāo)衛(wèi)星中分配功率使用，使得該正向子信道接收比該 返回子信道多的功率。在本發(fā)明的示范性實(shí)施例中，該方法包含相對(duì)于該目標(biāo)衛(wèi)星的獲取信道的權(quán)利；相對(duì)于該相鄰衛(wèi)星，識(shí)別具有至少部分信道的權(quán)利的衛(wèi)星電信服務(wù)提供者 (“STP”)；以及與該STP合作，使得該目標(biāo)衛(wèi)星的正向子信道在該相鄰衛(wèi)星中用于返回傳輸，以 及該目標(biāo)衛(wèi)星的返回子信道在該相鄰衛(wèi)星中用于正向傳輸。在本發(fā)明的示范性實(shí)施例中，該方法包含在該目標(biāo)衛(wèi)星中分配功率使用，使得該 正向子信道接收比該返回子信道多的功率。本發(fā)明的示范性實(shí)施例中，通過(guò)編程衛(wèi)星控制中心來(lái)執(zhí)行子信道的分配?？蛇x地 或可替代地，通過(guò)編程移動(dòng)終端來(lái)執(zhí)行子信道的分配。本發(fā)明的示范性實(shí)施例中，該正向子信道是來(lái)自移動(dòng)終端的子信道。根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例，提供用于衛(wèi)星傳輸?shù)姆椒?，包含a)相對(duì)于目標(biāo)衛(wèi)星分配傳輸頻率；
b)相對(duì)于相鄰衛(wèi)星分配相同的傳輸頻率；c)在該傳輸頻率上向該目標(biāo)衛(wèi)星傳輸；以及d)同時(shí)避免在該傳輸頻率上向該相鄰衛(wèi)星傳輸。
在本發(fā)明的示范性實(shí)施例中，該方法包含e)配置該相鄰衛(wèi)星以便將功率從該傳輸頻率分配到其它頻率?？蛇x地或可替代地，該分配包含編程該衛(wèi)星的控制中心?？蛇x地或可替代地，該傳 輸包含使用小天線進(jìn)行傳輸。根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例，提供衛(wèi)星電信系統(tǒng)，包含a)具有小于或等于1. 2米的有效大小的衛(wèi)星天線；b)在衛(wèi)星通信信道上運(yùn)行的標(biāo)準(zhǔn)衛(wèi)星調(diào)制解調(diào)器；以及c)通信基本設(shè)施，其被配置為在正向和返回信道中提供高比特率電信服務(wù)以及 被配置為符合以下標(biāo)準(zhǔn)中的一個(gè)或多個(gè)7 CFR25部分、標(biāo)準(zhǔn)EN 302 186、ITU-R的推薦 M. 1643。在本發(fā)明的示范性實(shí)施例中，該系統(tǒng)被配置為符合7CFR25部分。可選地或可替代 地，該系統(tǒng)被配置為符合標(biāo)準(zhǔn)EN 302 186?？蛇x地或可替代地，該系統(tǒng)被配置為符合ITU-R 的推薦M. 1643。在本發(fā)明的示范性實(shí)施例中，該系統(tǒng)被裝設(shè)在交通工具上。可選地，該交通工具是 空中交通工具?？商娲?，該交通工具是水上交通工具。根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例，提供衛(wèi)星電信系統(tǒng)，包含a)具有第一衛(wèi)星分離能力的衛(wèi)星天線；b)在衛(wèi)星通信信道上運(yùn)行的標(biāo)準(zhǔn)衛(wèi)星調(diào)制解調(diào)器；以及C)通信基本設(shè)施，其被配置為使用該天線，以便與具有比該能力好的分離的衛(wèi)星
通{曰?？蛇x地，該配置包含使用較高的帶寬?？蛇x地或可替代地，該系統(tǒng)包括在其上裝設(shè) 有該系統(tǒng)的飛行器。根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例，提供與衛(wèi)星通信且不干擾相鄰衛(wèi)星的方法，包含a)將有小天線的衛(wèi)星通信系統(tǒng)對(duì)準(zhǔn)衛(wèi)星，使得天線波束覆蓋至少兩個(gè)衛(wèi)星；以及b)使用天線使用標(biāo)準(zhǔn)調(diào)制解調(diào)器向該衛(wèi)星傳輸數(shù)據(jù)無(wú)需擴(kuò)頻或深度編碼。除非另外定義，本文中所使用的所有技術(shù)和/或科學(xué)術(shù)語(yǔ)，具有如與本發(fā)明所屬 領(lǐng)域中普通技術(shù)人員通常所理解的含義相同的含義。盡管與本文中所描述的那些相似或等 同的方法和材料，可以在實(shí)際中或本發(fā)明的實(shí)施例的測(cè)試中被使用，但以下將描述示范性 的方法和/或材料。在矛盾的情況下，包括定義的專利說(shuō)明書將占主導(dǎo)。另外，材料、方法、 以及例子僅是示意且并非旨在于成為必須的限制。本發(fā)明的實(shí)施例的方法和/或系統(tǒng)的實(shí)施可能涉及手工地、自動(dòng)地、或以它們的 組合來(lái)執(zhí)行或完成選擇的任務(wù)。此外，根據(jù)本發(fā)明的方法和/或系統(tǒng)的實(shí)施例的實(shí)際儀器 和裝備，可以通過(guò)使用操作系統(tǒng)的硬件、軟件或固件或其結(jié)合來(lái)實(shí)施幾個(gè)選擇的任務(wù)。例如，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例用于執(zhí)行選擇的任務(wù)的硬件可以以芯片或電路的形式 被實(shí)施。作為軟件，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的選擇的任務(wù)可以以通過(guò)使用任何適當(dāng)?shù)牟僮飨?統(tǒng)的計(jì)算機(jī)執(zhí)行的多個(gè)軟件指令的形式被實(shí)施。在本發(fā)明的示范性實(shí)施例中，根據(jù)本文中所描述的方法和/或系統(tǒng)的示范性實(shí)施例的一個(gè)或多個(gè)任務(wù)由諸如用于執(zhí)行多個(gè)指令的 計(jì)算機(jī)平臺(tái)的數(shù)據(jù)處理器來(lái)執(zhí)行?？蛇x地，數(shù)據(jù)處理器包括用于存儲(chǔ)指令和/或數(shù)據(jù)的易 失性存儲(chǔ)器和/或用于存儲(chǔ)指令和/或數(shù)據(jù)的非易失性存儲(chǔ)器，例如，磁性硬盤和/或可移 動(dòng)介質(zhì)?？蛇x地，還提供網(wǎng)絡(luò)連接?？蛇x地，也提供顯示器和/或諸如鍵盤、鼠標(biāo)或觸摸屏 的用戶輸入設(shè)備。


參考附圖，僅以示例的方式，在本文中描述本發(fā)明的一些實(shí)施例?，F(xiàn)在詳細(xì)參考具 體的圖，要強(qiáng)調(diào)的是示出的細(xì)節(jié)作為示例且是為了本發(fā)明的實(shí)施例的示意性討論。就這點(diǎn) 而言，參考附圖的說(shuō)明使得怎樣可以實(shí)踐本發(fā)明的一些實(shí)施例對(duì)于熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員 來(lái)說(shuō)是顯而易見(jiàn)的。圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例的終端和兩個(gè)衛(wèi)星的簡(jiǎn)單示意圖；圖2A和2B是示出根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例的信號(hào)協(xié)調(diào)的例子的圖表；以及圖3是根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例使用了信號(hào)協(xié)調(diào)的集線器、兩個(gè)衛(wèi)星和終端的 簡(jiǎn)單示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明，在其一些實(shí)施例中，涉及衛(wèi)星通信，并且尤其但非只涉及使用小孔徑終端 (例如，具有小、非常小或超小的天線的終端，比如，該天線具有小于3米、2. 5米、2米、1. 5 米、1. 2米、1米或0. 5米的有效大小)。在本發(fā)明的示范性實(shí)施例中，用中等大小的天線獲 得了中等的優(yōu)點(diǎn)。在實(shí)施本發(fā)明的一些實(shí)施例時(shí)可以實(shí)現(xiàn)的好處之一是提高的效率包括帶寬和其 它資源利用。例如，與擴(kuò)頻相比，本發(fā)明的實(shí)施例中所教導(dǎo)的方法能夠產(chǎn)生更高的效率。擴(kuò) 頻必然將有效帶寬減少75到90%，而本發(fā)明的一些實(shí)施例將通過(guò)量(throughput)減少小 于75%的量。例如，在一些實(shí)施例中，通過(guò)量根本沒(méi)減少，而在一些其它的實(shí)施例中通過(guò)量 被減少的量范圍至多達(dá)66. 6%，例如，30%、50%、60%?？蛇x地，在相對(duì)長(zhǎng)的時(shí)間段上，比如 幾個(gè)小時(shí)或幾天，測(cè)量通過(guò)量的減少。額外的潛在優(yōu)點(diǎn)是，這些方法中一些的使用剔除了在 集線器和終端中的一個(gè)或兩者處對(duì)特殊裝備的需求(例如，處理擴(kuò)頻)。當(dāng)使用小天線(例如，USAT—超小孔徑終端一比如，具有至多達(dá)50cm的拋物面 大小(dish size))時(shí)，有兩個(gè)潛在的干涉區(qū)域。在正向信道中，相鄰衛(wèi)星的信號(hào)可能干 擾USAT對(duì)所期望的信號(hào)的檢測(cè)。在返回信道中，小天線不能向特定的衛(wèi)星傳送高定向 (directed)的檢測(cè)信號(hào)。因此，如以上所描述的，小天線傳輸可能干繞計(jì)劃用于相鄰衛(wèi)星的 信號(hào)。尤其是，在美國(guó)，當(dāng)前的規(guī)章要求(自起草時(shí)起)要求對(duì)2°衛(wèi)星分離的理論極限的 不干擾。在衛(wèi)星通信的第一方法中，在給定衛(wèi)星(“目標(biāo)衛(wèi)星”)內(nèi)，以給定頻率運(yùn)行的衛(wèi) 星電信提供者(“STP”或“提供者”)可以獲得在兩個(gè)相鄰衛(wèi)星中的相同頻率的權(quán)利(即， 以相同的頻率工作的給定衛(wèi)星的任意一側(cè)(either side)上的一個(gè))。STP不使用(即， il&iiffl )才目胃 才目令P! 白勺(the frequencies with respect tothe AdjacentSatellites).因?yàn)檫@些頻率并不同時(shí)使用在相鄰衛(wèi)星中，所以指向給定衛(wèi)星的USAT被保證不干擾相鄰衛(wèi)星并且可以以高達(dá)全頻譜密度運(yùn)行而不使用擴(kuò)頻。采用第一方法的實(shí)施例 可以產(chǎn)生以下優(yōu)點(diǎn)中的一個(gè)或多個(gè)因?yàn)檎褂?/3的帶寬容量，效率上的損失僅是66. 6%而非按照現(xiàn)有技術(shù)的 75-90%。如果對(duì)連續(xù)的衛(wèi)星而言，重復(fù)頻率的使用和避免使用，將接近僅為50%的理論帶 寬總體損失。可以使用現(xiàn)有基本設(shè)施和/或設(shè)備來(lái)實(shí)施該方法，無(wú)需專用裝備(比如用于擴(kuò)頻 或比如用于錯(cuò)誤校正的元數(shù)據(jù)(metadata)的深度編碼)?？蛇x地，如果衛(wèi)星分離需要改變 為變得比裝備所設(shè)計(jì)的更嚴(yán)格，則可以使用這個(gè)方法?？偟膫鬏敼β适切l(wèi)星內(nèi)有限的資源之一。相鄰衛(wèi)星，在此處STP正在避免使用給 定頻率，可以被編程為將未使用的功率分配給其它信道。在衛(wèi)星通信的第二方法中，可選地與第一方法結(jié)合(例如，用于一個(gè)相鄰衛(wèi)星)， 協(xié)調(diào)相鄰衛(wèi)星中的信道使用以交織(interleave)正向和返回信道。例如，在目標(biāo)衛(wèi)星中用 于正向傳輸?shù)淖有诺辣挥迷谙噜徯l(wèi)星中用于返回傳輸，反之亦然。通過(guò)交織傳輸信道，在給定頻率的給定衛(wèi)星被配置為僅用于正向或返回傳輸中的 一個(gè)并且剔除了干擾的可能性。另外，可選地，正向信道可以用于以比本領(lǐng)域內(nèi)目前正在使用的信號(hào)強(qiáng)的信號(hào)傳 輸。以下詳細(xì)描述交織相鄰衛(wèi)星上的信道的細(xì)節(jié)。采用第二方法的實(shí)施例可以產(chǎn)生以下優(yōu)點(diǎn)中的一個(gè)或多個(gè)沒(méi)有帶寬資源的損失。在采用第二方法時(shí)，所有的潛在帶寬可以被使用在目標(biāo)衛(wèi) 星和相鄰衛(wèi)星上的所有信道內(nèi)。由于缺少交織信道的需求或由于缺少數(shù)據(jù)資源之間的協(xié) 調(diào)，可能存在一些損失，例如，10%、20%、30%、40%或中間的損失量。使用現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施可以實(shí)施該方法無(wú)需特別的裝備(比如用于擴(kuò)頻)。采用根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的方法的的實(shí)施例，在終端上具有小天線、可以被 編程或另外被配置為使得元件(終端、集線器和/或控制中心)表現(xiàn)為用于傳輸和/或接 收，好像在終端使用大的或更大的天線。例如，與利用小天線相比可以采用更高的比特率和 /或關(guān)于有限的天線精度的假定可以被剔除。可選地，用戶可以選擇終端或集線器或控制中 心來(lái)運(yùn)行，好像使用大天線或者具有高通過(guò)量的小天線可能有特別的設(shè)置。在本發(fā)明的示范性實(shí)施例中，劃分信道的集線器或控制中心考慮到了提高的帶 寬。在另外的例子中，現(xiàn)有的飛行器通信系統(tǒng)被重新編程，以便預(yù)期不改變天線而有更高的 帶寬。在本發(fā)明的示范性實(shí)施例中，提供安排信道使用的控制中心或集線器，例如，以小 時(shí)為基礎(chǔ)和/或基于其它的時(shí)隙(time slot)。可選地，這樣的分配使需要的用戶和現(xiàn)有的 時(shí)隙相匹配。在本發(fā)明的示范性實(shí)施例中，這樣的中心或集線器使用在用戶之間分配信道 時(shí)考慮到如上所描述的期望的交織和/或信道分配的設(shè)備(例如，計(jì)算機(jī))。在本發(fā)明的示 范性實(shí)施例中，這樣的控制中心和/或集線器通知終端和/或地面站關(guān)于新的分配，例如， 要求符合干擾規(guī)章(interference regulation) 0例如，飛機(jī)的上行信道可以減小大小，如 果需要更多這樣的信道和/或由于在相鄰衛(wèi)星上相同或重疊的信道的新的使用。
參考圖和隨附的描述，可以更好地理解按照本發(fā)明的裝置和方法的運(yùn)行和原理。在詳細(xì)解釋本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例之前，應(yīng)理解到，本發(fā)明沒(méi)有必須將它的應(yīng)用限制在以下描述中闡明和/或圖和/或例子中所示意的元件和/或方法的結(jié)構(gòu)和設(shè)置的 細(xì)節(jié)。本發(fā)明能夠有其它的實(shí)施例或能夠以各種方式被實(shí)踐或執(zhí)行?，F(xiàn)在參考附圖，圖1示意性地說(shuō)明了 VSAT或USAT與兩個(gè)衛(wèi)星之間的關(guān)系，此處采 用了上文提到的第一方法的實(shí)施例(即，避免在與目標(biāo)衛(wèi)星相鄰的衛(wèi)星上使用給定頻率)。 該圖是概念性的并且尺寸和角度不應(yīng)被按圖示地(literally)采用。終端110以朝目標(biāo)衛(wèi) 星120的方向廣播。因?yàn)榻K端使用小孔徑天線，傳輸不可能精確而且相鄰衛(wèi)星130在終端 110的傳輸區(qū)域140內(nèi)。根據(jù)第一方法的實(shí)施例，終端110使用用于傳輸?shù)慕o定信道，如圖 中挨著終端110的核查標(biāo)記(V )所指示的。目標(biāo)衛(wèi)星120同樣使用給定信道(即，接收 來(lái)自終端110的傳輸)，如圖中挨著目標(biāo)衛(wèi)星120的核查標(biāo)記(V )所指示的。然而，相鄰 衛(wèi)星130被配置為不使用給定信道，如圖中挨著相鄰衛(wèi)星的X標(biāo)記(χ)所指示的。如以上所描述的，因?yàn)樾诺李l率沒(méi)有被用在相鄰衛(wèi)星130，指向目標(biāo)衛(wèi)星120的終 端110被保證不干擾相鄰衛(wèi)星130并且可以不使用擴(kuò)頻而以全頻譜密度和/或功率運(yùn)行。 這個(gè)方法有效地將實(shí)際上使用給定信道的衛(wèi)星之間的間隔翻倍，比如，分別從2°或3°到 4° 或 6°。在相鄰衛(wèi)星130上，因?yàn)闆](méi)有在使用信道頻率，一般已經(jīng)被分配給信道頻率的功 率相反被分配到其它信道。然后，其它信道可以受益于改進(jìn)的信噪比和/或改進(jìn)的比特率。圖2A和圖2B是示出了根據(jù)第二方法的信號(hào)協(xié)調(diào)的實(shí)施例的例子的圖表。針對(duì) 目標(biāo)衛(wèi)星和與目標(biāo)衛(wèi)星相鄰接的衛(wèi)星中的每一個(gè)，圖2A和圖2B中的每一個(gè)圖表表示功率 和頻率之間的關(guān)系，用軸指示頻譜密度和頻率，如所指示出的那樣。圖2A示出了垂直對(duì)準(zhǔn) 的圖表(以便更好地示出兩個(gè)衛(wèi)星之間的頻率關(guān)系)，而圖2B示出了水平對(duì)準(zhǔn)的相同圖表 (以更好地示出兩個(gè)衛(wèi)星之間的功率關(guān)系)。示出的子信道表示衛(wèi)星整個(gè)接收帶寬的一小 部分，其僅用于示意的目的。所指示的子信道以及功率級(jí)別的相對(duì)大小僅旨在說(shuō)明實(shí)施例的一個(gè)示例，并且沒(méi) 有意圖成為必要的限制。要注意到，首字母縮略詞EIRP意思是“等效全向輻射功率”并且是用來(lái)描述和引 用(reference)衛(wèi)星能夠投射到地球表面上的區(qū)域的功率的標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)術(shù)語(yǔ)。如在本公開(kāi)內(nèi)容中所使用的，EIRP是功率怎樣被引用的示例，且沒(méi)有意圖成為必 要的限制。如所示出的，交織允許頻譜資源的完全使用，而不對(duì)通過(guò)相鄰衛(wèi)星的傳輸產(chǎn)生 干擾。此外，交織方法可以在現(xiàn)有的基本設(shè)施上被實(shí)施而不需要使用特殊裝備，比如用 于擴(kuò)頻編碼和解碼的裝備。可選地，提供再編程。可選地或可替代地，信道的重新安排 (rescheduling)和/或分配被用來(lái)實(shí)施以上方法。在本發(fā)明的示范性實(shí)施例中，當(dāng)安排改變，并且，例如，如本文所描述的分配不能 被維持時(shí)，終端，改變它的運(yùn)行模式，例如，在所描述的兩個(gè)方法之間和/或去使用后退 (fall back)方法，比如擴(kuò)頻或深度編碼。為了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明圖2A和圖2B中所示意的例子，可以可選地分配衛(wèi)星可用的 功率，使得正向信道中的頻譜密度增加例如6dB，而不影響相鄰衛(wèi)星，因?yàn)檎蛐诺烙赏ㄟ^(guò)具有精確對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)衛(wèi)星的大天線的集線器傳輸。根據(jù)這個(gè)可以被實(shí)現(xiàn)的益處之一是提高的信噪比和提高的比特率。參考圖3可以進(jìn)一步理解現(xiàn)在描述的方法。如圖所示，第一衛(wèi)星330是還包括地 球站、或集線器320的通信網(wǎng)絡(luò)N1的一部分。第二衛(wèi)星340是包括終端310的另一通信網(wǎng) 絡(luò)N2的一部分。兩個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)在頻率波段、或信道C上運(yùn)行。C包含子信道Cl*C2。在& 上，C1被用作正向信道且C2被用作返回信道，但是在N2上，是相反的，亦即C2被用作正向信 道且C1被用作返回信道。在圖3中，點(diǎn)線表示在C1上的傳輸。如所示出的，終端310正在 向目標(biāo)衛(wèi)星340傳輸，但因?yàn)樗切】讖浇K端，傳輸可能到達(dá)相鄰衛(wèi)星330位于其中的空間 的部分。然而，相鄰衛(wèi)星330被配置使用C1作為正向信道(如通過(guò)源自集線器320的傳輸 所指示的)。來(lái)自集線器320的傳輸明顯地強(qiáng)于來(lái)自終端310的傳輸。所產(chǎn)生的混合信號(hào)被相 鄰衛(wèi)星330轉(zhuǎn)播到相鄰衛(wèi)星的目標(biāo)終端中的一個(gè)或多個(gè)，其使用本領(lǐng)域已知的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)檢 測(cè)技術(shù)檢測(cè)來(lái)自集線器320的強(qiáng)信號(hào)并拒絕來(lái)自終端310的弱信號(hào)。因此來(lái)自終端310的 信號(hào)不干擾來(lái)自集線器320的信號(hào)，如挨著相鄰衛(wèi)星330的X標(biāo)記(χ)所指示的。對(duì)于可替代的子信道以上所描述的原理適用，S卩，當(dāng)采用如上所描述的交織時(shí)，相 對(duì)于給定衛(wèi)星的給定網(wǎng)絡(luò)的正向信道頻率將被用作相對(duì)于相同衛(wèi)星的第二網(wǎng)絡(luò)的返回信 道頻率，并且反之亦然。作為以上所描述的方法的實(shí)施例的示例，飛機(jī)可以被配備有終端，以向在飛機(jī)上 的裝備或設(shè)備(比如個(gè)人計(jì)算機(jī)或其它設(shè)備)提供基于衛(wèi)星的電信服務(wù)(或因特網(wǎng)或其它 數(shù)據(jù)服務(wù))。這些設(shè)備可以以各種的方式利用增加的可用帶寬。例如，可以服務(wù)更多的設(shè) 備。可選地或可替代地，需要更多帶寬的應(yīng)用，比如視頻或電話通訊通過(guò)使用以上方法或許 成為可能。在具體的、非限制的例子中，衛(wèi)星在KU波段(例如，在14-14. 5GHz的上行鏈路而 在10. 7-12. 75GHz的下行鏈路)內(nèi)運(yùn)行。天線具有500Mhz的帶寬但被用于較窄的子信道， 比如24、36或72MHz寬?？蛇x地，調(diào)制解調(diào)器可以被編程為改變它的中心頻率和/或使用 的帶寬。可選地，提供的比特率(未壓縮的)在1和lOMb/s之間，盡管也可以提供較高和 較低的比特率(例如，0. 5Mb/s或20或30或100Mb/S)，或者例如，基于所使用的實(shí)際信道 帶寬。盡管以上的描寫描述了能被連續(xù)使用的方法，但也可以根據(jù)任意的安排來(lái)使用以 上方法。這樣的安排可以與使用模式或其它規(guī)則協(xié)調(diào)。例如，如果用于與飛機(jī)的通信，方法 的實(shí)施例可以與飛行安排協(xié)調(diào)使用。可以手工或可編程地實(shí)施對(duì)方法所安排的使用。預(yù)料到在成長(zhǎng)自本申請(qǐng)的專利有效期內(nèi)，將開(kāi)發(fā)許多相關(guān)的衛(wèi)星通信技術(shù)并且術(shù) 語(yǔ)傳輸、終端、集線器、和地球站的范圍旨在于先驗(yàn)地(a priori)包括所有這樣的新技術(shù)。 在此所引用的各種國(guó)家和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，僅作為示例被提供而不應(yīng)被認(rèn)為是必須的限制。另外， 對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的引用旨在于先驗(yàn)地包括任何涉及相同主題的新標(biāo)準(zhǔn)。同樣，2°和3°的衛(wèi)星間隔 的引用僅作為示例而不應(yīng)被認(rèn)為是將本發(fā)明限制在那些間隔。在本發(fā)明的示范性實(shí)施例 中，對(duì)于有效天線波束寬度以上方法適用(例如，指示擴(kuò)展干擾被期望在哪個(gè)角度)，而非 特別地聯(lián)系到天線大小。例如，“小”天線可能具有1°、2°、3°、4°、或中間或更大角度的 有效波束角度。
在一些情況下，天線可能以稍微偏離中心的方式對(duì)準(zhǔn)衛(wèi)星，使得與根據(jù)本文所描述的方法運(yùn)行的相鄰衛(wèi)星的干擾將傾向于更大，并且將與可選地沒(méi)有根據(jù)本文所描述的方 法運(yùn)行的不同的相鄰衛(wèi)星有更少的干擾。還注意到，如以上所描述的方法的方法可以同時(shí)被應(yīng)用到多個(gè)衛(wèi)星，例如，如果到 衛(wèi)星的傳輸可能潛在地干擾三個(gè)衛(wèi)星，則對(duì)每一個(gè)干擾情況可以使用不同的方法?？蛇x地 或可替代地，該方法被用來(lái)覆蓋一串相鄰的衛(wèi)星(例如，2、3、4、5、6或更多衛(wèi)星)和/或一 系列地面站(例如，2、3、4或更多)和/或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)(例如，2、3、4或更多)?？蛇x地或可替 代地，注意到，在一些情況下，兩個(gè)相鄰的衛(wèi)星具有預(yù)先確定的頻率分離并且本文所描述的 這些方法潛在地允許一些重疊且可選地被用于這樣的事務(wù)。在一些情況下，在本文描述的 這些方法被用于非地球同步衛(wèi)星，盡管地球同步衛(wèi)星典型地有這些問(wèn)題，原因在于它們的 長(zhǎng)距離，同時(shí)為了永久的地面站具有典型的固定角度位置。術(shù)語(yǔ)“包含(comprise)”、“包含(comprising) ”、“包括(include) ”、“包括 (including) ”、“具有”以及它們的變化形式意味著“包括，但不限于”的意思。術(shù)語(yǔ)“由……組成”意味著“包括且限于”的意思。術(shù)語(yǔ)“基本由……組成”意味著該組成、方法或結(jié)構(gòu)可以包括另外的成分、步驟和/ 或部件，但只有在該另外的成分、步驟和/或部件本質(zhì)上不改變所主張的組成、方法或結(jié)構(gòu) 的基本特性和新特性時(shí)。在此所使用的，單數(shù)形式“一(a)”、“一(an)”以及“該”包括復(fù)數(shù)參考，除非上下 文另外明確地指出。例如，術(shù)語(yǔ)“一化合物”或“至少一種化合物”可以包括多種化合物，其 中包括混合物。應(yīng)理解到，為了清楚的目的在單獨(dú)的實(shí)施例的上下文中所描述的本發(fā)明的某些特 征，還可以以合并的方式被提供在單個(gè)實(shí)施例中。相反地，為了簡(jiǎn)潔的目的在單個(gè)實(shí)施例的 上下文中所描述的本發(fā)明的各種特征，也可以單獨(dú)地或者以任何適當(dāng)?shù)淖咏M合方式或者以 適當(dāng)?shù)男问奖惶峁┰谌魏纹渌景l(fā)明描述的實(shí)施例中。在各種實(shí)施例的上下文中所描述的 某些特征不被認(rèn)為是那些實(shí)施例的基本特征，除非沒(méi)有這些元件，該實(shí)施例不起作用。盡管已在其中結(jié)合特定的實(shí)施例描述本發(fā)明，但明顯的是，許多替代、修改以及變 化對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，是顯而易見(jiàn)的。因此，旨在于包括落在所附的權(quán)利要求的精神及 廣義范圍內(nèi)的所有這樣的替代、修改以及變化。在此說(shuō)明書中提到的所有出版物、專利以及專利申請(qǐng)通過(guò)引用被全部包含在說(shuō)明 書中，就像每個(gè)單個(gè)的出版物、專利以及專利申請(qǐng)被具體地和單個(gè)地指明通過(guò)引用被包含 在本文中的程度一樣。另外，本申請(qǐng)中任何參考的引證或確認(rèn)不應(yīng)被認(rèn)為是這類參考作為 本發(fā)明的現(xiàn)有先前技術(shù)是可用的承認(rèn)。在使用的節(jié)標(biāo)題的程度，它們不應(yīng)被認(rèn)為是必須的 限制。
權(quán)利要求
用于衛(wèi)星傳輸?shù)姆椒?，包含a)相對(duì)于目標(biāo)衛(wèi)星分配包含頻率組的信道；b)相對(duì)于相鄰衛(wèi)星分配所述信道；c)從所述信道分配子信道用于到所述目標(biāo)衛(wèi)星的正向傳輸(“正向子信道”)；d)從所述信道分配不同的子信道用于到所述目標(biāo)衛(wèi)星的返回傳輸(“返回子信道”)；以及e)在相鄰衛(wèi)星中使用所述目標(biāo)衛(wèi)星的正向子信道用于返回傳輸，并且在相鄰衛(wèi)星中使用所述目標(biāo)衛(wèi)星的返回子信道用于正向傳輸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包含在所述目標(biāo)衛(wèi)星中分配功率使用，使得所述正向子信道接收比所述返回子信道多的功率。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，包含 相對(duì)于所述目標(biāo)衛(wèi)星，獲取信道權(quán)利；相對(duì)于所述相鄰衛(wèi)星，識(shí)別具有至少部分所述信道的權(quán)利的衛(wèi)星電信服務(wù)提供者 (“STP”)；以及與所述STP合作，使得所述目標(biāo)衛(wèi)星的正向子信道在所述相鄰衛(wèi)星中被用于返回傳 輸，以及所述目標(biāo)衛(wèi)星的返回子信道在所述相鄰衛(wèi)星中被用于正向傳輸。
4.根據(jù)以上權(quán)利要求中任意一個(gè)所述的方法，進(jìn)一步包含在所述目標(biāo)衛(wèi)星中分配功率使用，使得所述正向子信道接收比所述返回子信道多的功率。
5.根據(jù)以上權(quán)利要求中任意一個(gè)所述的方法，其中通過(guò)編程衛(wèi)星控制中心來(lái)執(zhí)行子信 道的所述分配。
6.根據(jù)以上權(quán)利要求中任意一個(gè)所述的方法，其中通過(guò)編程移動(dòng)終端來(lái)執(zhí)行子信道的 所述分配。
7.根據(jù)以上權(quán)利要求中任意一個(gè)所述的方法，其中所述正向子信道是來(lái)自移動(dòng)終端的 子信道。
8.用于衛(wèi)星傳輸?shù)姆椒?，包含a)相對(duì)于目標(biāo)衛(wèi)星分配傳輸頻率；b)相對(duì)于相鄰衛(wèi)星分配相同的傳輸頻率；c)在所述傳輸頻率上向所述目標(biāo)衛(wèi)星傳輸；以及d)同時(shí)避免在所述傳輸頻率上向所述相鄰衛(wèi)星傳輸。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，進(jìn)一步包含e)配置所述相鄰衛(wèi)星以便將功率從所述傳輸頻率分配到另一頻率。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的方法，其中所述分配包含編程所述衛(wèi)星的控制中心。
11.根據(jù)權(quán)利要求8-10中任一個(gè)所述的方法，其中所述傳輸包含使用小天線進(jìn)行傳輸。
12.衛(wèi)星電信通信系統(tǒng)，包含a)具有小于或等于1.2米的有效大小的衛(wèi)星天線；b)在衛(wèi)星通信信道上運(yùn)行的標(biāo)準(zhǔn)衛(wèi)星調(diào)制解調(diào)器；以及C)通信基本設(shè)施，其被配置為在正向和返回信道中提供高比特率電信服務(wù)以及被配置 為符合以下標(biāo)準(zhǔn)中的一個(gè)或多個(gè)7 CFR 25部分、標(biāo)準(zhǔn)EN 302 186、ITU-R的推薦M. 1643。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其被配置為符合7CFR25部分。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的系統(tǒng)，其被配置為符合標(biāo)準(zhǔn)EN302186。
15.根據(jù)權(quán)利要求12-14中任一個(gè)所述的系統(tǒng)，其被配置為符合ITU-R的推薦M.1643。
16.根據(jù)權(quán)利要求12-15中任一個(gè)所述的系統(tǒng)，其被裝設(shè)在交通工具上。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中所述交通工具是空中交通工具。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中所述交通工具是水上交通工具。
19.衛(wèi)星電信通信系統(tǒng)，包含a)有第一衛(wèi)星分離能力的衛(wèi)星天線；b)在衛(wèi)星通信信道上運(yùn)行的標(biāo)準(zhǔn)衛(wèi)星調(diào)制解調(diào)器；以及c)通信基本設(shè)施，其被配置為使用所述天線，以便與具有比所述能力好的分離的衛(wèi)星通信。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其中所述配置包含使用較高的帶寬。
21.根據(jù)權(quán)利要求19或20所述的系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)包含在其上裝設(shè)有該系統(tǒng)的飛行器。
22.與衛(wèi)星通信且不干擾相鄰衛(wèi)星的方法，包含a)將具有小天線的衛(wèi)星通信系統(tǒng)對(duì)準(zhǔn)衛(wèi)星，使得所述天線的波束覆蓋至少兩個(gè)衛(wèi)星；以及b)使用利用標(biāo)準(zhǔn)調(diào)制解調(diào)器的所述天線向所述衛(wèi)星傳輸數(shù)據(jù)，無(wú)需擴(kuò)頻或深度編碼。
全文摘要
通過(guò)頻率協(xié)調(diào)在相鄰衛(wèi)星上的相應(yīng)信道的使用來(lái)提高衛(wèi)星傳輸效率的方法。
文檔編號(hào)H04B7/185GK101809893SQ200880110365
公開(kāi)日2010年8月18日 申請(qǐng)日期2008年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月31日
發(fā)明者D·曼索爾 申請(qǐng)人:椋鳥(niǎo)先進(jìn)通信有限公司