專利名稱：低地球軌道分布式信關(guān)通信系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明申請涉及Robert A.Wiedeman于12/19/96提交的未決U.S.專利申請S.N.08/772,073，題為“INTERACTIVE FIXED AND MOBLIESATELLITE NETWORK”。
本發(fā)明一般涉及衛(wèi)星通信系統(tǒng)，而且更特別地涉及結(jié)合地面用戶終端使用衛(wèi)星星座的衛(wèi)星通信系統(tǒng)。
通常稱為有線環(huán)路計劃(WLP)的通信系統(tǒng)已實施或建議給地球的各個區(qū)域提供基本通信系統(tǒng)或擴增現(xiàn)有系統(tǒng)。但是，WLP系統(tǒng)必須做精確規(guī)劃，在開創(chuàng)業(yè)務(wù)時為了得到線路和環(huán)境考慮的權(quán)利可能會拖延很長的時間，具有很高的成本/用戶比，容易受到來自自然災(zāi)害、偷竊、以及政策不穩(wěn)定帶來的損失，而且也具有很高的前期成本。
為了避免或減少這種問題，引入了無線本地環(huán)路(WLL)地面通信系統(tǒng)，特別是用于發(fā)展中國家。無線本地環(huán)路系統(tǒng)避免了WLP系統(tǒng)固有的一些問題，但是由于其覆蓋區(qū)域一般較小而且需要很多的“服務(wù)小區(qū)”或基站來提供足夠的覆蓋，實現(xiàn)起來仍然比較昂貴。
因此需要提供一種克服WLP系統(tǒng)固有問題的WLL通信系統(tǒng)，同時也克服現(xiàn)有WLL系統(tǒng)固有的問題。
而且，由于互連網(wǎng)Internet的廣泛使用，商業(yè)以及其它用戶越來越多地建立TCP/IP協(xié)議網(wǎng)絡(luò)。目前，顯然TCP/IP很可能不僅會繼續(xù)盛行，而且需要在衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)上操作。ACT(先進通信技術(shù)衛(wèi)星AdvancedCommunications Technology Satellite)上的幾個實驗已經(jīng)表明TCP/IP協(xié)議限制了吞吐量，而且分析表明這是由于實現(xiàn)文件傳輸協(xié)議的TCP的窗口大小以及TCP的“Slow Start”算法所引起的。可能會開發(fā)另一種協(xié)議使用TCP/IP來有效地傳輸信息(特別是用于衛(wèi)星)，但是使用TCP/IP地面版本正在遍布世界開發(fā)的設(shè)備安裝基站預(yù)計要主宰很多年。
因此也需要提供一種基于衛(wèi)星的通信系統(tǒng)，克服基于衛(wèi)星系統(tǒng)中使用傳統(tǒng)TCP/IP和其它網(wǎng)絡(luò)協(xié)議所固有的問題。
本發(fā)明的第一個目的是提供一種增強的無線本地環(huán)路通信系統(tǒng)，在WLL終端和地面通信系統(tǒng)之間、通過衛(wèi)星通信系統(tǒng)提供單跳連接。
本發(fā)明的第二個目的是提供一種增強的無線本地環(huán)路通信系統(tǒng)，在第一WLL業(yè)務(wù)區(qū)域內(nèi)的WLL終端和置于第二WLL業(yè)務(wù)區(qū)域內(nèi)的WLL終端之間、通過衛(wèi)星通信系統(tǒng)提供單跳連接。
本發(fā)明的另一個目的是提供具有一個或多個WLL業(yè)務(wù)區(qū)的衛(wèi)星WLL系統(tǒng)，這些業(yè)務(wù)區(qū)位于地區(qū)業(yè)務(wù)區(qū)內(nèi)，并結(jié)合衛(wèi)星通信系統(tǒng)，提供自動處理進出地區(qū)業(yè)務(wù)區(qū)的通信業(yè)務(wù)的虛擬信關(guān)。
本發(fā)明的另一個目的是提供基于衛(wèi)星、為一個或多個本地化的網(wǎng)絡(luò)區(qū)域服務(wù)的通信系統(tǒng)，例如一個或多個WLL業(yè)務(wù)區(qū)、WLP業(yè)務(wù)區(qū)、以及局域網(wǎng)(LAN)業(yè)務(wù)區(qū)，并且為固定和移動的終端均提供服務(wù)。
通過根據(jù)本發(fā)明實施例的方法和設(shè)備來克服前述的以及其它的問題并實現(xiàn)發(fā)明的目的，其特征在于衛(wèi)星無線本地環(huán)路(SWLL)系統(tǒng)消除了WPL和WLL系統(tǒng)中固有的大多數(shù)問題。根據(jù)本發(fā)明的SWLL系統(tǒng)能夠使自身適配于系統(tǒng)的增長而不需要一般所采取的不精確的用戶市場預(yù)測研究，一旦衛(wèi)星系統(tǒng)到位就可以很快發(fā)展起來，具有很低的成本/用戶比，而且對于SWLL系統(tǒng)所服務(wù)的群體或社會來講投資很低。
本發(fā)明講述一種通信系統(tǒng)、以及在該通信系統(tǒng)中操作的方法，其特點是包括一個衛(wèi)星通信系統(tǒng)部分，由在地球表面投下多個波束的至少一個衛(wèi)星組成。衛(wèi)星通信系統(tǒng)部分還包括至少一個地面衛(wèi)星信關(guān)，雙向地連接于至少一個衛(wèi)星并且也連接于地面通信系統(tǒng)。在該通信系統(tǒng)中，從一個或多個衛(wèi)星投射到地球表面的一個或多個重疊波束定義了一個區(qū)域，在該區(qū)域內(nèi)至少安置了一個無線本地環(huán)路(WLL)業(yè)務(wù)區(qū)。這個區(qū)域這里也稱之為地區(qū)業(yè)務(wù)區(qū)(RSA)。該通信系統(tǒng)還包括一個地面通信部分，由至少一個WLL基站組成，能夠與WLL業(yè)務(wù)區(qū)內(nèi)的多個WLL用戶終端雙向地通信。地面部分還包括雙向地連接于WLL基站和至少一個衛(wèi)星的虛信關(guān)。虛信關(guān)響應(yīng)地面衛(wèi)星信關(guān)，為了雙向地連接去或自進出WLL業(yè)務(wù)區(qū)的單個WLL用戶終端的通信，暫時代理衛(wèi)星系統(tǒng)資源的控制。
虛信關(guān)還雙向地連接于一個發(fā)射機，用于向一個或多個WLL用戶終端發(fā)射尋呼和廣播消息中的至少一個。尋呼和廣播消息由虛信關(guān)通過至少一個衛(wèi)星從地面衛(wèi)星信關(guān)接收。
當結(jié)合所附的附圖閱讀隨后的詳細發(fā)明描述時，發(fā)明上述的以及其它的特性會變得更加清楚，其中

圖1A-1E是用于解釋地區(qū)業(yè)務(wù)區(qū)概念、以及地區(qū)業(yè)務(wù)區(qū)與WLL業(yè)務(wù)區(qū)關(guān)系的圖2A-2C是用于解釋衛(wèi)星通信系統(tǒng)中信號所經(jīng)歷的各種傳播延遲的圖；圖3A-3C是用于解釋衛(wèi)星通信系統(tǒng)中單跳和雙跳信號傳播路徑概念的圖；圖4是傳播延遲與衛(wèi)星高度關(guān)系圖，針對各種衛(wèi)星通信系統(tǒng)，單和雙跳的情況；圖5說明WLL業(yè)務(wù)區(qū)內(nèi)、WLL業(yè)務(wù)區(qū)之間、去自地區(qū)業(yè)務(wù)區(qū)以及地區(qū)業(yè)務(wù)區(qū)之間、和到PSTN終端的各種呼叫情況(A-H)。
圖6是根據(jù)本發(fā)明概念的增強WLL系統(tǒng)的簡化框圖；圖7A-14B說明在圖6的增強WLL系統(tǒng)中進行的多種不同呼叫方法，針對圖5所示的各種情況(A-H)；圖15A-15C說明各種衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器結(jié)構(gòu)，均適于實現(xiàn)構(gòu)成圖6的增強WLL系統(tǒng)一部分的衛(wèi)星通信系統(tǒng)中的衛(wèi)星；圖16A-16D說明構(gòu)成圖15A所示轉(zhuǎn)發(fā)器一部分的頻率轉(zhuǎn)換、放大以及信號處理設(shè)備的各種實施例；圖17是用戶接口單元的框圖，這里也稱為虛信關(guān)；圖18是也表明增強尋呼和廣播業(yè)務(wù)系統(tǒng)的整體系統(tǒng)圖；圖19是用于解釋本發(fā)明的各種移動終端業(yè)務(wù)實施例的圖；圖20是用于解釋一個WLL業(yè)務(wù)區(qū)位于兩個信關(guān)覆蓋區(qū)內(nèi)情況的圖；以及圖21A和21B說明一個或多個地區(qū)虛信關(guān)的使用。
首先要注意的是盡管發(fā)明是在基于WLL系統(tǒng)的前提下描述的，但是，其它網(wǎng)絡(luò)類型，例如專用網(wǎng)也可適用。一般來說，記住這點是有用的發(fā)明是提供一種將諸如公用交換電話網(wǎng)這樣的開放類型網(wǎng)絡(luò)與諸如WLL、及/或單獨用戶終端這樣的閉合類型網(wǎng)絡(luò)互連的技術(shù)。盡管下面的描述主要是在到單個實體的單個呼叫情況下進行的，無論是否是通過WLL接口到WLL用戶的用戶終端，系統(tǒng)都可以被配置或操作為通過系統(tǒng)的任何部分同時對很多呼叫進行路由選擇。
SWLL系統(tǒng)目前優(yōu)選的實施例使用低地球軌道(LEO)衛(wèi)星星座，它們通過一個或多個地面信關(guān)通信。單個信關(guān)每個都雙向地與一個或多個地面通信系統(tǒng)相連，例如本地公用交換電話網(wǎng)(PSTN)，以及專用和公用的數(shù)據(jù)及話音網(wǎng)。
下面的U.S專利講述了可用于實現(xiàn)本發(fā)明的LEO衛(wèi)星星座以及有關(guān)的通信系統(tǒng)的各種方面E.Hirshfield和C.A.Tsao于6/6/95發(fā)表的題為“Mobile Communication Satellite Payload”的U.S.專利No.5,422,647；E.Hirshfield于4/2/96發(fā)表的題為“Active Transmit Phased ArrayAntenna with Amplitude Taper”的U.S.專利No.5,504,493；R.A.Wiedeman和P.A.Monte的“Satellite Telecommunication SystemUsing Network Coordinating Gateways Operative with a TerrestrialCommunication System”的U.S.專利No.5,448,623于9/5/95發(fā)表和5,526,404于6/11/96發(fā)表；S.A.Ames于8/3/93發(fā)表的題為“RepeaterDiversity Spread Spectrum Communication System”的U.S.專利No.5,223,626；以及F.J.Dietrich和P.A.Monte于9/3/96發(fā)表的題為“Antennafor Multipath Satellite Communication Links”的U.S.專利No.5,552,798。這些各種U.S.專利的揭示在這里全部結(jié)合作為參考。
下面將會很顯然的是，本發(fā)明的教義不限于與LEO衛(wèi)星系統(tǒng)一起使用，而是也可使用中地球軌道(MEO)和同步軌道(GEO)衛(wèi)星系統(tǒng)來實現(xiàn)。衛(wèi)星之間的交叉鏈路也可以由本發(fā)明的各種實施例用于突出其優(yōu)勢，而不是為了操作的需要。
圖1A說明了衛(wèi)星10的一般配置，該衛(wèi)星產(chǎn)生1到N個波束1010，每個都在地球表面具有相關(guān)聯(lián)的覆蓋區(qū)域。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，可以在地面上定義連續(xù)或不連續(xù)的區(qū)域，在這里稱為地區(qū)業(yè)務(wù)區(qū)(RSA)1011。地區(qū)業(yè)務(wù)區(qū)1011是地球表面的一部分，全部或部分地由一個或多個虛信關(guān)來服務(wù)。因此，在給定的RSA 1011內(nèi)可能是一個或多個虛信關(guān)，每個為RSA 1011的一部分服務(wù)。地區(qū)業(yè)務(wù)區(qū)1011不必與任何單個衛(wèi)星10連接，而是一般可由幾個衛(wèi)星10來服務(wù)。一般來說，給定地區(qū)業(yè)務(wù)區(qū)1011可以由來自單個衛(wèi)星10的一個或多個波束1010、或來自多個衛(wèi)星的一個或多個波束來服務(wù)。地球表面上的地區(qū)業(yè)務(wù)區(qū)1011可能具有任意的形狀，不必是連續(xù)的。一般地區(qū)業(yè)務(wù)區(qū)1011由地球表面上的多邊形來限定，其各頂點的位置(例如緯度和經(jīng)度)存儲在SWLL系統(tǒng)中某個數(shù)據(jù)處理設(shè)備(例如，信關(guān)76、虛信關(guān)1108以及WLLBS 1105的數(shù)據(jù)庫，如下所述)的存儲器中。地區(qū)業(yè)務(wù)區(qū)1011因此可以認為是與固定用戶終端位置的數(shù)據(jù)庫對應(yīng)的地面上限定的區(qū)域，而且實際上是表示這些終端位置的地圖。在本發(fā)明的一個實施例中，即一個星上衛(wèi)星處理實施例，這個地圖在衛(wèi)星計算機存儲器中實現(xiàn)。在其它實施例中，地圖存儲在地面設(shè)備的數(shù)據(jù)庫中。在本發(fā)明的LEO或MEO衛(wèi)星實施例中，軌道衛(wèi)星所投射的波束1010沿著地區(qū)業(yè)務(wù)區(qū)移動，而且為地區(qū)業(yè)務(wù)區(qū)1011服務(wù)的物理波束(以及衛(wèi)星10)的標識隨時間做動態(tài)的改變。但是，基于衛(wèi)星星歷數(shù)據(jù)可以在任何時刻計算哪個衛(wèi)星以及衛(wèi)星波束正在為給定的一個地區(qū)業(yè)務(wù)區(qū)1011服務(wù)。
圖1B說明置于地區(qū)業(yè)務(wù)區(qū)1011中的各種通信設(shè)備和裝置。處于地區(qū)業(yè)務(wù)區(qū)1011內(nèi)或附近的是虛信關(guān)1108，這里也稱為PSTN鏈路接口或衛(wèi)星接口單元(SIU)。虛信關(guān)1108被分配為在建立、呼叫管理、以及呼叫拆除過程中完成任務(wù)，這些功能通常是由LEO衛(wèi)星系統(tǒng)信關(guān)76來完成的。在本發(fā)明目前優(yōu)選實施例中，虛信關(guān)1108完成這些功能，并且也根據(jù)需要管理部分時間中分配給它的衛(wèi)星系統(tǒng)資源。即，僅在建立、呼叫、以及呼叫拆除時間段內(nèi)虛信關(guān)1108作為本地信關(guān)工作，而且在這些功能完成之后釋放它對系統(tǒng)資源的職權(quán)和控制。虛信關(guān)1108在系統(tǒng)信關(guān)76的控制之下，后者將系統(tǒng)資源管理的任務(wù)在某段受限的時間中分配給虛信關(guān)1108。在這段時間中，如果需要的話，所分配的資源可以由虛信關(guān)1108一次或多次地重新分配。當然，可能會有多個呼叫同時由虛信關(guān)1108處理，而且在一些裝置中虛信關(guān)1108確實可能在100％時間中都是激活的。而且，如上所述，盡管是在到單個實體的單個呼叫前提下描述的，無論是否是通過WLL接口到WLL用戶的用戶終端，系統(tǒng)都可以配置并操作為通過系統(tǒng)的任何部分同時對很多呼叫路由選擇。如上所述，一個或多個虛信關(guān)1108的地面覆蓋區(qū)或服務(wù)區(qū)包括在地區(qū)業(yè)務(wù)區(qū)1011內(nèi)。
信關(guān)76和虛信關(guān)1108都包括存儲信息的數(shù)據(jù)庫(分別為76a和1108a)，例如，該信息規(guī)定有關(guān)地區(qū)業(yè)務(wù)區(qū)1011的邊界、以及與地區(qū)業(yè)務(wù)區(qū)1011有關(guān)的授權(quán)用戶的標識。
系統(tǒng)系統(tǒng)信關(guān)76連接到具有與之連接的PSTN終端75a(例如，電話機)的PSTN75。其它地面通信網(wǎng)絡(luò)，公用及專用的，都可以與之連接，或可以從信關(guān)76到達。
在地區(qū)業(yè)務(wù)區(qū)1011內(nèi)也分別有固定和移動終端1202和1106。一些這樣的終端需要去自本地區(qū)域的電信業(yè)務(wù)。圖1C說明了這種類型業(yè)務(wù)的一個實現(xiàn)。盡管存在很多可能的配置，但是舉例只表示了兩種，稱為有線連接和無線連接，而且可與很多其它類型互連。這些連接可以通過衛(wèi)星或地面互連。
首先考慮有線連接的情況，有線連接虛信關(guān)1108以中繼線1207連接到PBX 1206，這里也稱之為衛(wèi)星接口中繼線單元(見，例如，圖18)。這種裝置再通過常規(guī)電話線1205連接到很多電話機1204。PBX1206以常規(guī)方式按照本地環(huán)路操作，允許電話機1204之間的電話呼叫。中繼線1207允許出本地區(qū)域(有線本地環(huán)路)的呼叫。希望在有線本地環(huán)路范圍之外通信的用戶使用通過PBX 1206到虛信關(guān)1108的中繼線連接，通過衛(wèi)星鏈路1208進行出本地區(qū)域的通信。衛(wèi)星鏈路1208是通過虛信關(guān)1108、一個或多個衛(wèi)星10、以及業(yè)務(wù)區(qū)包括有線本地環(huán)路服務(wù)區(qū)域的信關(guān)76(未表示)進行的雙向鏈路。這個系統(tǒng)，盡管局限于必須在電話機1204和PBX1206之間安裝電話線1205，但是確實允許足夠的本地連接。
一個以更廣闊的應(yīng)用為特征的系統(tǒng)示于圖1D。圖1D的系統(tǒng)利用無線本地環(huán)路(WLL)連接用戶。無線本地環(huán)路(WLL)系統(tǒng)具有覆蓋或業(yè)務(wù)區(qū)1101，也稱為WLLSA。這個WLLSA 1101一般限于幾英里半徑內(nèi)，通常小于10英里，為其范圍內(nèi)的租戶或用戶群服務(wù)。用戶可以接入WLL用戶單元1102，每個用戶有一個關(guān)聯(lián)的手機1103?？赡艽嬖谄渌腤LLSA 1101之外的用戶(下面稱為固定虛信關(guān)用戶(FVGWUs)具有FVGWU用戶單元1202及有關(guān)手機1203)，需要連接到該WLL或者其它的WLL、或者到具有與之連接的終端75a(例如，電話機)的PSTN 75。在WLLSA 1101內(nèi)至少有一個無線本地環(huán)路基站(WLLBS) 1105，它可以包括也可以不包括一個交換機。帶WLL設(shè)備的用戶通過本地射頻鏈路1104連接到WLLBS 1105。在本地RF鏈路1104上使用的調(diào)制方案可以是任何類型的，而且該調(diào)制方案不必類似衛(wèi)星鏈路1108上所使用的。WLLBS 1105通過中繼線1207連接到無線連接虛信關(guān)1108。中繼線1207可以是物理電纜、雙絞線、無線鏈路、或其它任何合適的傳輸介質(zhì)。WLLBS 1105也可以與虛信關(guān)1108在同一位置。虛信關(guān)1108連接到衛(wèi)星10，并因此到PSTN 75或者公用或?qū)Ｓ镁W(wǎng)，其中要通過衛(wèi)星無線鏈路1208、經(jīng)由信關(guān)76(未表示)。WLLBS 1105包括存儲信息的數(shù)據(jù)庫1105a，例如描述與WLL業(yè)務(wù)區(qū)相關(guān)聯(lián)的WLL用戶終端標識的信息。多個WLLBS 1105可以關(guān)聯(lián)于并連接于一個虛信關(guān)1108。
參考圖1E，可以看出給出的信關(guān)76具有相關(guān)的信關(guān)覆蓋或業(yè)務(wù)區(qū)79。在信關(guān)業(yè)務(wù)區(qū)79內(nèi)可以有多個不同的本地化網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)，包括WLL區(qū)(WLL1-WLL2)、專用網(wǎng)(專用網(wǎng)1-專用網(wǎng)3)、地面蜂窩系統(tǒng)、以及WLP區(qū)，它們中的一些可以是重疊的。固定用戶1206和漫游用戶1106都可以處于一個本地化網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)之外的信關(guān)業(yè)務(wù)區(qū)79內(nèi)。本發(fā)明的概念可以用于對任何或所有這些各種的本地化網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)、以及固定和移動用戶1206及1106提供衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)。
現(xiàn)在參考圖18，其中表示了一個提供各種尋呼和呼叫提醒類型業(yè)務(wù)的SWLL系統(tǒng)的實施例。到極小業(yè)務(wù)區(qū)的單向廣播(很窄的傳播)包括在這種業(yè)務(wù)類型中。通過使用其它地面系統(tǒng)，在衛(wèi)星接口單元或虛信關(guān)1108中實施的分布式信關(guān)的一個應(yīng)用是傳遞尋呼、消息、低速數(shù)據(jù)、SCADA控制、以及移動用戶的呼叫提醒。對于這種業(yè)務(wù)，虛信關(guān)1108(也稱為PSTN接口單元)及其有關(guān)的衛(wèi)星接口中繼線單元1207，通過地面連接1110或其它合適的方式連接到各種尋呼/廣播系統(tǒng)1112。尋呼和廣播系統(tǒng)1112通過尋呼/廣播/消息鏈路1113向移動終端1206和固定用戶設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)。作為這種系統(tǒng)使用的一個例子，考慮在一段時間內(nèi)與該系統(tǒng)保持聯(lián)系并在信關(guān)76注冊為移動用戶的一個移動用戶1106。這個用戶隨后移動到室內(nèi)。由于一般用于向移動終端1106提示接收到呼叫的信關(guān)尋呼消息可能受到建筑物的阻礙，移動終端1106就不能收到該尋呼消息。該系統(tǒng)在連接移動終端1106的一定次數(shù)嘗試之后，在信關(guān)76形成一條消息，并將該消息發(fā)送到適當?shù)男l(wèi)星接口中繼線單元1207并從此到尋呼/廣播系統(tǒng)1112。尋呼/廣播系統(tǒng)1112處于一個很好的位置(例如，山頂或其它一些高位置)。尋呼/廣播系統(tǒng)1112再將該尋呼消息在可以順利穿透建筑物的頻率(一般是較低的頻率)上廣播。移動用戶終端1106，帶有能夠自動或根據(jù)用戶需要調(diào)諧到該較低頻率的合適的接收機，因此可以被通知有呼叫在等待。這樣被提示的移動用戶，可以移動到可以響應(yīng)該尋呼消息而且入呼叫可以連接的位置(例如，室外或靠近窗戶)。使用這種技術(shù)，尋呼/廣播系統(tǒng)1112也可以用于通過尋呼/廣播/消息鏈路1113同時向很多用戶廣播數(shù)據(jù)和消息。
本發(fā)明的一個特性是去掉雙跳以改善通信質(zhì)量。一般，使用LEO(以及MEO)衛(wèi)星的衛(wèi)星通信被發(fā)射到信關(guān)76再到PSTN75。如果該通信是到地面被叫方，通過衛(wèi)星的“跳”等于T(delay)＝T(digitization)+T(modulation)+T(uplink)+T(sat delay)+T(dnlink)+T(gateway)；這里uplink和downlink延遲是衛(wèi)星高度的函數(shù)。
同步系統(tǒng)的總延遲為T(GEO)＝T(digitization)+T(modulation)+T(sat delay)+T(gateway)+250ms。
數(shù)字化、調(diào)制以及信關(guān)影響的典型值得到100ms的固定延遲，再加上傳播延遲。對于同步軌道情況，產(chǎn)生360ms的典型值。對于雙跳的通信鏈路這會產(chǎn)生一個720ms的值。如此大的延遲值得到不能接受的話音性能，而且對數(shù)據(jù)通信來說實際上也是不可能的。對于低地球軌道衛(wèi)星，這個延遲較低T(LEO)＝T(digitization)+T(modulation)+T(sat delay)+T(gateway)+[T(uplink)+T(dnlink)]；這里T(uplink)＝從用戶到衛(wèi)星的傳播延遲，T(dnlink)＝從衛(wèi)星到信關(guān)(或其它設(shè)備)的傳播延遲，或者這里T(dnlink)＝從用戶到衛(wèi)星的傳播延遲，T(uplink)＝從衛(wèi)星到信關(guān)(或其它設(shè)備)的傳播延遲。
由于路徑長度在任一情況中都是相同的，只需考慮一種。到LEO衛(wèi)星的延遲是從信關(guān)76到衛(wèi)星10并從此到用戶的距離的函數(shù)，如圖3所示。這個距離是衛(wèi)星高度、它的軌道位置、以及用戶和信關(guān)之間距離的函數(shù)。這個延遲也隨時間變化。
例如，參考圖2A，對于正處于頭頂1400km高度的衛(wèi)星，信關(guān)和用戶之間距離為0，單向路徑延遲為路徑延遲Path Delay(min)＝1400×2/300＝9.4ms。
參考圖2B和2C，對于處于軌道衛(wèi)星最大傾斜范圍內(nèi)的用戶，用戶和信關(guān)都具有最小的10度仰角，路徑延遲(路徑＝3500km)為路徑延遲Path Delay(max)＝3500×2/300＝23.4ms。
因此總最大LEO延遲是110ms加23.4ms＝133.4ms，得到雙跳延遲值為266.8ms。盡管133ms值對于話音通信和單跳數(shù)據(jù)通信是很能接受的，雙跳值可以得到能接受的話音通信，但是對于數(shù)據(jù)性能就很差了。
因此，應(yīng)該理解將去自用戶的數(shù)據(jù)通信減為單跳配置是很重要的，藉此可以消除與雙跳情況有關(guān)的延遲。正如下面更詳細描述的那樣，本發(fā)明的概念可以在大多數(shù)類型的呼叫配置中消除雙跳延遲。
首先考慮常規(guī)通常情況是有益的。用戶終端一般連接到信關(guān)，并從此到PSTN75連接，根據(jù)(a)單跳配置，其中根據(jù)圖3A連接呼叫另一個用戶的用戶，(b)通過一個衛(wèi)星(圖3B)，或(c)通過兩個不同衛(wèi)星(圖3C)。在常規(guī)應(yīng)用中，用戶到用戶的延遲是不優(yōu)化的，而且呼叫通過交換機建立，產(chǎn)生雙倍的延遲。對于GEO來說，即雙跳延遲Double Hop delay(GEO-full)＝2×單跳延遲Single Hopdelay＝2×360ms＝720ms。
如果交換機足夠智能地連接用戶，不需要對信號解調(diào)，就可以消除一個延遲成分，得到；雙跳延遲Double Hop delay(LEO-max)＝2×單跳延遲Single Hop delay2×360ms-110ms＝610ms。
對于1400km的LEO衛(wèi)星該延遲為雙跳延遲Double Hop delay(LEO＝max)＝2×單跳延遲Single Hopdelay＝2×133.3ms＝266.6ms(最差情況)，或雙跳延遲Double Hop delay(LEO-min)＝2×單跳延遲Single Hop delay＝2×119.4ms＝238.8ms(最好情況)，或使用智能交換機，并消除信關(guān)76中的信號解調(diào)，可以將延遲減少到只加上另一個路徑損耗最差情況23.4ms而最好情況9.4ms，加上信關(guān)中一些處理開銷大約50ms雙跳延遲Double Hop delay(LEO-partial max)＝1×133.3ms+23.4ms+50ms＝206.7ms(最差情況)；雙跳延遲Double Hop delay(LEO-partial max)＝1×133.3ms+9.4ms+50ms＝178.8ms(最好情況)；對于中地球軌道(MEO)系統(tǒng)(在大約10,312km)對于10度仰角的雙向路徑延遲為96ms，對于直接從衛(wèi)星到子衛(wèi)星點的路徑為69ms。這些值產(chǎn)生358到412ms之間的雙跳延遲，或最佳情況的298到352ms。
圖4中所示的圖表總結(jié)了LEO、MEO和GEO衛(wèi)星情況的各種延遲。
本發(fā)明概念的一個重要方面是相當大地減少信號的路徑延遲，得到不同數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)使用中的改善，例如前面所提到的TCP/IP網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)本發(fā)明一個實施例的通信方法，通過使用星上衛(wèi)星信號處理、以及去自無線本地環(huán)路系統(tǒng)的呼叫路由選擇，有益地減少或消除了通過衛(wèi)星的雙跳情況。
現(xiàn)在參考圖5，說明了多個地區(qū)業(yè)務(wù)區(qū)1011連接呼叫組合的各種情況(A-H)。下表總結(jié)了這些不同情況。
表情況描述A WLLSA 1101內(nèi)的一個呼叫，例如第一WLL用戶單元1102通過WLLBS 1105到第二WLL用戶單元1102。
B 在WLLSA 1101內(nèi)去自WLL用戶單元1102的一個呼叫到地區(qū)業(yè)務(wù)區(qū)1011內(nèi)、但是在WLLSA 1101之外的用戶單元1202。
C 去自PSTN終端75a的一個呼叫，通過信關(guān)76、衛(wèi)星鏈路1208、虛信關(guān)1108、以及WLLBS 1105，到WLLSA 101內(nèi)的一個WLL用戶單元1202。
D 去自PSTN終端75a的一個呼叫，通過信關(guān)76及衛(wèi)星鏈路1208、并旁路虛信關(guān)1108和WLLBS 1105，到地區(qū)業(yè)務(wù)區(qū)1011中、但是在WLLSA 1101之外的用戶單元1202。
E 去自WLLSA 1101內(nèi)用戶單元1102的一個呼叫，到同一地區(qū)業(yè)務(wù)區(qū)1011內(nèi)另一個WLLSA 1101′中的另一個用戶單元1102。
F 去自第一地區(qū)業(yè)務(wù)區(qū)1011′中一個WLLSA 1101′中的用戶單元1102的一個呼叫，使用WLLBS 1105和虛信關(guān)1108，到第二地區(qū)業(yè)務(wù)區(qū)1011內(nèi)、但不在第二WLLSA 1101″中的一個用戶單元1102。
G 去自第一地區(qū)業(yè)務(wù)區(qū)1011′中一個WLLSA 1101′中的用戶單元1102的一個呼叫，使用WLLBS和虛信關(guān)108、并可能旁路信關(guān)76，到第二地區(qū)業(yè)務(wù)區(qū)1011、第二WLLSA 1101″中的用戶單元1102。
H 去自地區(qū)業(yè)務(wù)區(qū)1011中用戶單元1202的一個呼叫，可能使用信關(guān)76，到地區(qū)業(yè)務(wù)區(qū)1011或另一個地區(qū)業(yè)務(wù)區(qū)1101′中另一個用戶單元1202(不是處于WLLSA 1101中的用戶單元)。
在所有這些情況中，除了后一種情況去自地區(qū)業(yè)務(wù)區(qū)1011中一個用戶單元1202的呼叫到地區(qū)業(yè)務(wù)區(qū)1011或另一個地區(qū)業(yè)務(wù)區(qū)1101′中另一個用戶單元1202，都可以避免使用雙跳通信鏈路，藉此盡可能低地保持信號的傳播延遲。除情況A以外(即，單個WLLSA 1101內(nèi)用戶到用戶鏈路)，鏈路都使用衛(wèi)星10、并可能也有信關(guān)76來完成該鏈路。重要的是鏈路接口(信關(guān)76及/或虛信關(guān)1108)識別呼叫類型并因此對其進行路由選擇。在本發(fā)明的星上處理實施例中，可能只有衛(wèi)星10識別呼叫的類型和目標并因此進行路由選擇是必要的。
基本的互連方案在圖1A-1D中表示，其中地區(qū)業(yè)務(wù)區(qū)1011處于衛(wèi)星波束1010內(nèi)。地區(qū)業(yè)務(wù)區(qū)1011的一個目的是增加地面WLL裝置，構(gòu)成增強的無線本地環(huán)路(EWLL)業(yè)務(wù)。圖6說明了一個根據(jù)本發(fā)明的示范EWLL裝置，以及到遠端PSTN 75的一個連接。無線本地環(huán)路系統(tǒng)1100通過一些裝置、或者是地面的(例如，光纖或微波)或者是衛(wèi)星鏈路1300(一般是甚小孔徑終端(VSAT)或其它衛(wèi)星鏈路)連接到PSTN75。在這種情況中，存在包括WLL用戶單元(SUs)1102的地面無線本地環(huán)路系統(tǒng)，1102置于連接到用戶手機1103的房屋上。然后WLL Sus1102就能夠通過光纖或射頻鏈路1104與無線本地環(huán)路基站(WLLBS)1105通信。WLLBS 1105完成去自WLL Sus1102的呼叫連接到WLL業(yè)務(wù)區(qū)(WLLSA)1107內(nèi)另一個WLL Sus1102的任務(wù)。WLLSA1107可以認為是地區(qū)業(yè)務(wù)區(qū)1011的子區(qū)域。有多個WLLSA1107處于給定的地區(qū)業(yè)務(wù)區(qū)1011中。在這個例子中，通過虛信關(guān)1108、也稱為衛(wèi)星接口單元進行出WLLSA1107(包括從1到n WLLBS1105)的連接。虛信關(guān)1108的一個目的是允許呼叫從WLLSA1107到連接到PSTN75的PSTN終端75a，該終端可能處于遠端站點，例如成百上千英里以外。VSAT或其它衛(wèi)星業(yè)務(wù)鏈路1300，例如到LEO衛(wèi)星通信系統(tǒng)的L波段和S波段鏈路，將WLLSA1107連接到衛(wèi)星10，并通過饋送鏈路1305(例如，C波段或Ka波段饋送鏈路)連接到信關(guān)76并從此到PSTN75。
在這方面可以參考各種上述的適合實施本發(fā)明的、描述LEO衛(wèi)星星座和信關(guān)結(jié)構(gòu)實施例的U.S.專利。例如，衛(wèi)星業(yè)務(wù)鏈路1300和饋送鏈路1305可以使用直接序列、碼分多址(DS-CDMA)協(xié)議。在其它實施例中，可以使用時分多址(TDMA)協(xié)議。因此應(yīng)該認識到本發(fā)明的概念不限制于任何一個特定的衛(wèi)星系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、軌道高度、調(diào)制或接入類型、頻帶等。
回到圖6，在地區(qū)業(yè)務(wù)區(qū)1011中一般安置了一個或多個固定電話裝置1201，由于地形困難、范圍、或二種因素綜合使它們不能經(jīng)濟地與WLLSA1107連接。所希望的是將由用戶單元1202和手機1203組成的固定電話裝置1201連接到地區(qū)業(yè)務(wù)區(qū)1011內(nèi)的其它WLLSA用戶單元1102并彼此連接。本發(fā)明提供了進行這些連接而不通過信關(guān)76對呼叫進行路由選擇的設(shè)備。這種特性在信關(guān)76提供了整個的通過量優(yōu)勢，并降低了總系統(tǒng)時延。
仍然參考圖6，位于地面WLLSA 1107中的用戶使用電話手機進行呼叫。至少有四種類型的呼叫是可能的(A)去自WLLSA 1107內(nèi)另一個用戶的呼叫；(B)去自WLLSA 1107外、但在地區(qū)業(yè)務(wù)區(qū)1011中的另一個用戶的呼叫；(C)由WLLSA地面系統(tǒng)內(nèi)的一個用戶去自PSTN75的呼叫；以及(D)去自地區(qū)業(yè)務(wù)區(qū)1011內(nèi)固定電話裝置1201的呼叫。
現(xiàn)在分別而且更詳細地討論這些不同的呼叫情況(A-D)。
應(yīng)該認識到當在目前優(yōu)選實施例的上下文中進行如下過程的描述時，可以對這些實施例進行各種改變和修改，而且這些改變和修改仍然落入本發(fā)明概念的范疇之內(nèi)。
(A)對于去自WLLSA 1107內(nèi)另一個用戶的呼叫情況，出站呼叫從用戶手機1103路由選擇到用戶單元1102，在這里進行數(shù)字化、調(diào)制、并通過諸如射頻(RF)鏈路1104送到WLLBS 1105。該呼叫通過對呼叫解調(diào)、并送到WLLBS 1105內(nèi)的交換機來處理。交換機基于從用戶通過RF鏈路1104發(fā)送來的信息(撥出的電話號碼)，做呼叫路由選擇的判決。在這種情況下，用戶的呼叫基于路由選擇信息被路由選擇到WLLSA 1107內(nèi)的另一個用戶。然后將該呼叫調(diào)制到RF載波上并由WLLBS 1105通過鏈路1104發(fā)送到另一個用戶單元1102。一般來說，交換機基于所撥的電話號碼、而且很可能是用戶ID號碼，做路由選擇判決。在任何情況下，在參考了該號碼或號碼的一部分之后，交換機都可以知道呼叫是WLLSA 1107內(nèi)的本地呼叫，而且不將該呼叫連接到虛信關(guān)1108。當在所呼的用戶單元1102接收到該呼叫之后，提示有關(guān)的用戶終端手機1103，而且如果需要的話，被叫方應(yīng)答并接續(xù)業(yè)務(wù)線路。
因為WLLBS 1105可能配置為處理100或更多的同時呼叫，因此可能會出現(xiàn)很多這種性質(zhì)的呼叫。根據(jù)呼叫模式，這個線路數(shù)可以支持共2000-5000個用戶。地面本地環(huán)路RF系統(tǒng)的范圍可能將該區(qū)域限制在半徑大約10km內(nèi)，或大約315平方公里。
到用戶終端手機1103的入站呼叫用同樣方式完成。在這種情況下，WLLBS 1105只需識別用戶是在呼叫另一個WLLSA用戶單元。小型PBX裝置對于這個目標是足夠的。PBX裝置可以使用數(shù)字交換，查詢存儲器中維護的數(shù)據(jù)庫，以便完成呼出或呼入的尋址功能。
建立呼叫的信令，針對從一個WLLSA用戶1103到另一個WLLSA用戶1103的入站和出站呼叫示于圖7A和7B。呼叫信令的細節(jié)對于不同的WLL系統(tǒng)可能不同，但是一般來說，處理類似于圖7B中所示。正如所說明的，手機1103的用戶撥打同一WLLSA 1107中的另一個WLLSA用戶手機1103。呼叫用戶單元通知WLLBS 1105，后者驗證用戶是在WLLBS數(shù)據(jù)庫1105a中并且是授權(quán)的。WLLBS 1105然后啟動呼叫建立過程。WLLBS 1105接收所撥的號碼、分配信道并開始呼叫定時器。WLLBS1105對呼叫WLL用戶單元以及被叫WLL用戶單元發(fā)信令，通知它們可使用的分配信道對(發(fā)送和接收)。然后用戶單元轉(zhuǎn)到所分配的信道對并開始通信業(yè)務(wù)。通信繼續(xù)到一個用戶單元拆除連接。此時，WLLBS 1105接收掛機信號，停止呼叫定時器，并解除用于完成呼叫所分配的WLL系統(tǒng)資源，例如解除分配信道對的分配。用戶單元回到待機狀態(tài)，WLLBS1105也是如此(假設(shè)沒有處于處理其它呼叫的過程中)。
此時，討論呼叫計費是有益的。由兩種方法用于呼叫計費。第一個是基于衛(wèi)星的，第二個是基于WLL的。
首先考慮基于衛(wèi)星的計費情況，在通信建立完成之后在衛(wèi)星10上啟動呼叫定時器，對呼叫的持續(xù)時間計時。經(jīng)過的呼叫時間在呼叫結(jié)束時記錄。在呼叫結(jié)束之后，呼叫時間和呼叫者1203的標識與(或可能與)其它呼叫計費連接并通過鏈路1305發(fā)送到信關(guān)76以供處理?；蛘?，可以通過鏈路1300發(fā)送到虛信關(guān)1108并從此到WLLBS 1105以供計費。
在第二種基于WLL的計費情況中，去自地區(qū)業(yè)務(wù)區(qū)1101中用戶1203的WLLSA1107內(nèi)的本地呼叫可以在WLLBS 1105中計算。只剩下WLLSA 1107外的那些呼叫，即，到PSTN 75的呼叫需要，或者在衛(wèi)星10上或者在信關(guān)76處的地面上計算。
(B)對于去自WLLSA 1107外、但在地區(qū)業(yè)務(wù)區(qū)1011內(nèi)另一個用戶的呼叫情況，該用戶在下文中簡稱為固定虛信關(guān)用戶(FVGWU)1203，從WLL SU 1102到FVGWU 1203的出站呼叫(業(yè)務(wù))被數(shù)字化、調(diào)制并通過RF鏈路1104(見圖1D)發(fā)送到WLLBS 1105。注意手機1103和用戶單元1102可能是一個單個單元，而且可能共同地在下文中簡稱為WLL用戶單元(SU) 1103。衛(wèi)星接口單元或虛信關(guān)1108通過衛(wèi)星鏈路1208、更特別的是鏈路1302(圖6)將呼叫路由選擇到視野中的衛(wèi)星10。信號結(jié)構(gòu)(例如，超幀)被充分地解調(diào)，以便確定呼叫發(fā)自哪個地區(qū)業(yè)務(wù)區(qū)1011，或者如下進行處理。
如前面所指出的，地區(qū)業(yè)務(wù)區(qū)1011是地面上的一個區(qū)域，對應(yīng)于用戶終端位置的數(shù)據(jù)庫，實際上是一個地圖。在本發(fā)明的一個實施例中，即星上衛(wèi)星處理實施例，這張地圖在衛(wèi)星計算機存儲器內(nèi)存儲。這個位置可能被來自不同衛(wèi)星的很多波束覆蓋。地面操作控制中心(Ground OperationsControl Center，GOCC)77(圖6)知道衛(wèi)星10、可用系統(tǒng)資源以及系統(tǒng)時間的情況。根據(jù)預(yù)定的方案，該方案被預(yù)先裝入現(xiàn)在為包括地區(qū)業(yè)務(wù)區(qū)1011的區(qū)域服務(wù)的衛(wèi)星，并根據(jù)GOCC 77通過信關(guān)76發(fā)送到衛(wèi)星10的信息，共同地做出哪個衛(wèi)星處理該呼叫的判決。根據(jù)該信息所選的合適的衛(wèi)星10接受在地區(qū)業(yè)務(wù)區(qū)1011內(nèi)發(fā)起的該呼叫。然后進行路由選擇的判決。衛(wèi)星10根據(jù)所撥的電話號碼確定呼叫是到某個WLLSA1107內(nèi)的另一個用戶。衛(wèi)星10將到WLLSA 1107的呼叫請求通過鏈路1300(圖6)傳輸?shù)叫l(wèi)星鏈路接口1108。該呼叫請求被接收并在解調(diào)之后發(fā)送到WLLBS 1105，1105通過鏈路1104完成到用戶單元1102并從此到手機1103的呼叫的建立。更詳細地說，該呼叫的處理是通過在虛信關(guān)1108內(nèi)解調(diào)該RF信號，然后送到WLLBS 1105內(nèi)的交換機。分配一條RF線路以處理該呼叫，然后將呼叫調(diào)制到RF載波上并由WLLBS 1105通過鏈路1104發(fā)送到WLL用戶單元1102。一般來說，WLLBS交換機基于所撥的電話號碼、并且也可能根據(jù)用戶ID號碼進行路由選擇判決。在任何情況下，在參考了該號碼或號碼的一部分之后，交換機都可以知道呼叫是WLLSA 1107內(nèi)的本地呼叫，而且不將該呼叫連接到虛信關(guān)1108。在WLL用戶單元1102接收了該呼叫之后，SU 1102產(chǎn)生一個提示信令，如果需要的話被叫方就應(yīng)答并接續(xù)業(yè)務(wù)線路。很多這種性質(zhì)的呼叫可能是同時的，僅限于虛信關(guān)1108的容量。
地區(qū)業(yè)務(wù)區(qū)1011本地環(huán)路RF系統(tǒng)的范圍一般很大，而且通常僅限于衛(wèi)星10的視野范圍。一般來說，衛(wèi)星10上有很多波束，而且該區(qū)域比從衛(wèi)星所見的范圍小。正如前面所討論的，可能存在任意數(shù)目的地區(qū)業(yè)務(wù)區(qū)1011，由很多衛(wèi)星波束所覆蓋。
從FVGWU 1203到用戶手機1103的入站呼叫用同樣方式完成。
在來自WLLSA 1107之外、但在包括WLLSA 1107的地區(qū)業(yè)務(wù)區(qū)1011之內(nèi)的FVGWU 1203的出站呼叫情況下，衛(wèi)星10只需識別FVGWU 1203正在呼叫WLLSA用戶單元1102組的一個成員，然后將該呼叫直接路由選擇到虛信關(guān)1108，而不是信關(guān)76。WLLBS 1105處的小PBX裝置足以完成該呼叫。這個裝置可以使用數(shù)字交換，查詢存儲器中存儲的數(shù)據(jù)庫以完成出站呼叫的尋址功能。
對于來自WLLSA 1107內(nèi)的WLL SU 1102、導(dǎo)向地區(qū)業(yè)務(wù)區(qū)1011內(nèi)的FVGWU 1203的入站呼叫情況，WLLBS 1105只需識別被叫方是地區(qū)業(yè)務(wù)區(qū)1011內(nèi)終端組的成員，將呼叫建立信息傳遞到虛信關(guān)1108，后者與為FVGWU 1203的地區(qū)業(yè)務(wù)區(qū)1011區(qū)域服務(wù)的衛(wèi)星10通信。然后衛(wèi)星10將該呼叫路由選擇到適當?shù)牟ㄊ⒔⒃摵艚小?br> 現(xiàn)在參考圖8A-8D，表示了一個實施例，其中衛(wèi)星10的星上信號處理對于到WLLSA 1107外、但在地區(qū)業(yè)務(wù)區(qū)1011內(nèi)的另一個用戶的呼叫情況B是不需要的。
首先參考圖8A和8B，表示從WLL用戶單元1103到FVGWU 1203的出站呼叫，WLL用戶單元1103的用戶撥打FVGWU 1203的號碼，因此向WLLBS 1105發(fā)出業(yè)務(wù)請求的信令。WLLBS 1105檢查它的本地WLLBS數(shù)據(jù)庫1105a并找到所撥號碼與WLLSA 1107無關(guān)。然后WLLBS1105就向虛信關(guān)1108發(fā)請求業(yè)務(wù)的信令，并將所撥號碼傳遞到虛信關(guān)1108。虛信關(guān)1108驗證被叫FVGWU 1203處于地區(qū)業(yè)務(wù)區(qū)1011內(nèi)，就通過衛(wèi)星10向信關(guān)76發(fā)信令，請求衛(wèi)星業(yè)務(wù)，并將所撥的號碼發(fā)送到信關(guān)76。信關(guān)76接收FVGWU 1203的電話號碼，驗證線路可用，并對用戶鑒權(quán)。然后信關(guān)76通過衛(wèi)星10尋呼RSA(n)中的FVGWU 1203。如果可用，F(xiàn)VGWU 1203就接收該尋呼，確認該尋呼(ACK)，并開始準備接續(xù)線路。信關(guān)76接收到ACK，向FVGWU 1203分配信道/RF線路對，并對FVGWU 1203發(fā)信令，后者隨后轉(zhuǎn)到所分配的信道并進入待機，等待連接。信關(guān)76也對虛信關(guān)1108發(fā)信令，發(fā)送信道/線路對分配，并進入待機。虛信關(guān)1108轉(zhuǎn)到所分配的信道/線路并向WLLBS 1105發(fā)準備好接收的信令。當FVGWU 1203達到所分配的信道/線路時，對虛信關(guān)1108發(fā)它已上線的信令。虛信關(guān)1108接收到上線指示，開始呼叫定時器，并進入待機，等待連接。WLLBS 1105接收到準備好接收時，分配WLL信道/線路對，開始它自己的呼叫定時器，并用信道分配向WLL用戶單元1103發(fā)信令。然后WLL用戶單元1103轉(zhuǎn)到所分配的信道/線路并開始該連接。然后連接所有單元，電話呼叫業(yè)務(wù)在所分配的信道對上開始雙工操作。任一單元都可以引起呼叫終結(jié)。拆除連接的單元向虛信關(guān)1108發(fā)送掛機消息(或者向虛信關(guān)1108發(fā)送類似消息的WLLBS 1105)，并停止呼叫定時器。然后虛信關(guān)1108向WLLBS 1105和信關(guān)76發(fā)信令，釋放信道/線路資源。作為響應(yīng)，各自記錄呼叫時間以備將來計費，所有單元進入待機，等待下一次呼叫。
對于從FVGWU 1203到WLLSA用戶單元1103的入站呼叫情況，呼叫以如下方式處理(圖8C和8D)。FVGWU 1203撥打WLL用戶單元1103的電話號碼。信關(guān)76驗證線路可用，接收業(yè)務(wù)請求，對FVGWU1203鑒權(quán)，并繼續(xù)處理該呼叫。信關(guān)76檢驗FVGWU 1203撥出的號碼時，從存儲的數(shù)據(jù)庫76a中識別呼叫不是到PSTN75的，而是位于WLLSA#1(或者分配到信關(guān)76的另一個WLLSA 1107)中的一個號碼。然后信關(guān)76向WLLSA虛信關(guān)1108發(fā)信令，請求一個入呼叫。虛信關(guān)1108接收該業(yè)務(wù)請求并向有關(guān)的WLLBS1105發(fā)信令，請求到所撥號碼的業(yè)務(wù)鏈路。虛信關(guān)1108此時也可以與信關(guān)76建立一個臨時號碼用于計費。然后WLLBS 1105接收到該業(yè)務(wù)請求，驗證所撥用戶號碼電話是可用的。如果不是這樣，WLLBS 1105就向虛信關(guān)1108發(fā)信令，后者再向信關(guān)76發(fā)信令，向FVGWU 1203表示所撥號碼不可用。如果所撥電話可用，WLLBS1105就向WLL用戶單元1103發(fā)信令，使之振鈴。如果WLL用戶單元1103忙，將忙信令回報給FVGWU 1203，呼叫不能完成。如果所撥電話被提示，但未應(yīng)答，該提示由FVGWU 1203進入摘機來結(jié)束或由虛信關(guān)1108超時。如果被叫WLL用戶單元1103進入摘機，WLL用戶單元1103發(fā)送一個ACK消息，作為前面接收的WLLBS 1105所發(fā)送的尋呼的響應(yīng)。WLLBS1105然后向虛信關(guān)1108發(fā)接收到ACK的信令并建立呼叫的WLL環(huán)路一端。WLLBS 1105分配能夠雙工操作的頻率信道對，轉(zhuǎn)到所分配的信道對，并進入待機。WLL用戶單元1103接收所分配的信道對，轉(zhuǎn)到所分配的信道對，并進入待機。同時，虛信關(guān)1108向信關(guān)76發(fā)送尋呼響應(yīng)。信關(guān)76接收該尋呼響應(yīng)，驗證線路可用性，分配它自己(衛(wèi)星)的信道/線路對，向FVGWU 1203發(fā)使用哪個信道/線路對的信令，向虛信關(guān)1108分配(衛(wèi)星)信道/線路對(可能與FVGWU 1203的信道/線路對不同)，然后進入待機，直到被通知所分配的信道/線路對不再需要。虛信關(guān)1108轉(zhuǎn)到所分配的信道/線路對并進入待機。FVGWU 1203在轉(zhuǎn)到所分配的信道/線路對之后，通過衛(wèi)星10向虛信關(guān)1108發(fā)送一個“上線”消息，然后向所有有關(guān)的單元發(fā)從待機狀態(tài)進入到連接狀態(tài)的信令(這個步驟可以避免)。然后虛信關(guān)1108向WLLBS 1105發(fā)信令并啟動呼叫定時器。WLLBS1105也可以啟動它的呼叫定時器(如果需要的話)并進行該呼叫。哪端單元都可以引起呼叫終結(jié)。拆除連接的單元向虛信關(guān)1108(或者發(fā)送類似消息到虛信關(guān)1108的WLLBS 1105)發(fā)送掛機消息，停止所有激活的呼叫定時器，虛信關(guān)1108向WLLBS 1105和信關(guān)76發(fā)送釋放信道/線路資源的信令。每個單元記錄呼叫時間以備將來計費，所有單元進入待機，等待下一次呼叫。
(C)現(xiàn)在轉(zhuǎn)到由WLLSA地面系統(tǒng)內(nèi)的WLL用戶去/自PSTN 75的呼叫情況，來自WLLSA用戶的出站呼叫從手機1103路由選擇到用戶單元1102，在這里對業(yè)務(wù)數(shù)字化、調(diào)制并通過射頻(RF)鏈路1104(見圖1D)發(fā)送到WLLBS 1105。該呼叫通過對接收的RF信號解調(diào)、并送到WLLBS1105內(nèi)的交換機來處理。交換機基于從用戶通過RF鏈路發(fā)送來的信息做路由選擇的判決。在這種情況下，通過連接到虛信關(guān)1108，用戶的呼叫通過衛(wèi)星RF鏈路1300和饋送鏈路1305路由選擇到PSTN 75。這個過程首先通過從WLLBS 1105單元向虛信關(guān)1108發(fā)送業(yè)務(wù)請求信令來完成。虛信關(guān)1108再通過鏈路1300和1305向信關(guān)76發(fā)信令，請求一條業(yè)務(wù)鏈路。該請求由信關(guān)76接收并處理，向PSTN 75發(fā)送建立到被叫方的呼叫的信令。并行地，虛信關(guān)1108和信關(guān)76從用于進行呼叫請求并開始最終呼叫建立的接入信道轉(zhuǎn)到業(yè)務(wù)信道。一旦被叫方進入摘機，就開始通信。呼叫定時和計費由信關(guān)完成，或者由WLLBS 1105完成。
在這種情況下，WLLBS1105只需識別被叫方是PSTN終端75a，而且不是另一個WLLSA單元1102或FVGWU 1203。
應(yīng)該注意的是，在星上處理實施例中，一些或全部信關(guān)所執(zhí)行的功能可以由衛(wèi)星10星上完成。
到WLLSA用戶單元1102的入站呼叫可以在世界上任何地方的任何PSTN終端75a上啟動。呼叫者撥打WLLSA 1107內(nèi)WLL手機1103的號碼。PSTN交換系統(tǒng)將該呼叫路由選擇到為包括被叫WLL用戶單元1102所處WLLSA 1107的地區(qū)業(yè)務(wù)區(qū)1011服務(wù)的信關(guān)76。信關(guān)76的數(shù)據(jù)庫76a包括規(guī)定通過與特定地區(qū)業(yè)務(wù)區(qū)1011有關(guān)的特定WLLBS 1105可以到達被叫WLL用戶單元1102的信息。然后信關(guān)76搜索數(shù)據(jù)庫76a，定位恰當?shù)奶撔抨P(guān)1108。臨時電話號碼的分配由信關(guān)76進行并與入呼叫關(guān)聯(lián)用于計費。然后對所選擇的虛信關(guān)1108發(fā)信令，向處理呼叫請求的WLLBS1105傳遞被叫號碼(非臨時號碼)，然后通過RF鏈路1104向被叫WLL用戶單元1102發(fā)信令。作為響應(yīng)，有關(guān)的手機1103被提示。一旦手機1103進入摘機，或者與提示過程并行，在RF鏈路1104的一條空閑信道上建立一條鏈路，它可以是也可以不是以前用于對WLL用戶單元1102發(fā)信令的同一RF鏈路，然后進行呼叫。WLLBS 1105和信關(guān)76都可以監(jiān)視呼叫時間，從任一個中都可以進行計費。
在前面例子中，信關(guān)76的數(shù)據(jù)庫76a需要存儲分配到地區(qū)業(yè)務(wù)區(qū)1011和WLLSA 1107的WLLSA用戶單元1102的電話號碼。
如前所述，應(yīng)該注意到在星上處理實施例中，一些或全部信關(guān)所執(zhí)行的功能可以由衛(wèi)星10星上完成。
現(xiàn)在參考圖9A和9B的非星上衛(wèi)星信號處理實施例，首先注意的是作為星上衛(wèi)星信號處理的替代，利用常規(guī)的“彎管”衛(wèi)星中繼器與虛信關(guān)1108和信關(guān)76的結(jié)合，進行去自PSTN 75的呼叫。從WLLSA用戶單元1102到PSTN終端75a的呼叫以如下方式處理。WLL用戶進入摘機并撥打PSTN終端75a的電話號碼。WLLBS 1105通過RF鏈路1104的接入信道接收業(yè)務(wù)請求，檢查它的數(shù)據(jù)庫1105a，并確定該呼叫不是到WLLSA 1107內(nèi)另一個WLL用戶單元1102的本地呼叫(見圖7A和7B)。WLLBS 1105發(fā)起衛(wèi)星線路請求，并將該請求沿著被叫電話號碼轉(zhuǎn)發(fā)到虛信關(guān)1108。虛信關(guān)1108首先做檢查，看該電話是否與地區(qū)業(yè)務(wù)區(qū)1011內(nèi)的一個用戶終端關(guān)聯(lián)(例如，一個FVGWU 1203，如圖8A和8B)。因為不是這種例子的情況，虛信關(guān)1108就構(gòu)成PSTN或其它WLLSA業(yè)務(wù)請求并將該業(yè)務(wù)請求和所撥的電話號碼通過衛(wèi)星10轉(zhuǎn)發(fā)到信關(guān)76。信關(guān)76接收該業(yè)務(wù)請求和電話號碼，驗證處理該呼叫的線路的可用性，對請求者鑒權(quán)，并向PSTN75發(fā)起呼叫請求。呼叫建立在建立PSTN75過程之后。一旦PSTN 75成功連接，信關(guān)76就收到PSTN終端75a摘機的指示，向虛信關(guān)1108分配信道/線路對，打開信關(guān)76的呼叫定時器，進入離線狀態(tài)，等待來自虛信關(guān)1108的呼叫完成的信令。虛信關(guān)1108從信關(guān)76接收PSTN終端75a摘機的指示，轉(zhuǎn)到所分配的信道/線路對，并對WLLBS 1105發(fā)準備接收業(yè)務(wù)的信令。虛信關(guān)1108也啟動自己的呼叫定時器。WLLBS 1105在RF鏈路1104上分配一個WLL頻率信道對并選擇性地啟動它自己的呼叫定時器。WLL用戶單元1102轉(zhuǎn)到所分配的WLL頻率信道對，所有單元開始呼叫業(yè)務(wù)。任一端單元都可以引起呼叫終結(jié)。拆除連接的單元向虛信關(guān)1108(或者發(fā)送類似消息到虛信關(guān)1108的WLLBS 1105)發(fā)送掛機消息，停止呼叫定時器，虛信關(guān)1108向WLLBS 1105和信關(guān)76發(fā)送釋放所分配的信道/線路資源的信令。每個單元記錄呼叫時間以備將來計費，所有單元進入待機，等待下一次呼叫。
現(xiàn)在討論的是從PSTN 75到WLL用戶單元1102的入站呼叫情況。參考圖9C和9D，從PSTN75向WLLSA用戶單元1102進行的呼叫以如下方式處理。終端75a處的PSTN 75呼叫者撥打分配給WLL用戶單元1102的電話號碼。PSTN 75知道這個號碼與信關(guān)76相關(guān)聯(lián)。通知信關(guān)76并驗證存在可用線路，構(gòu)成業(yè)務(wù)請求，并向與所撥的WLLSA用戶單元1102關(guān)聯(lián)的恰當?shù)腤LLSA虛信關(guān)1108發(fā)信令。虛信關(guān)1108接收到業(yè)務(wù)請求并向與所撥號碼關(guān)聯(lián)的WLLBS 1105發(fā)信令。虛信關(guān)1108向WLLBS 1105發(fā)請求業(yè)務(wù)的信令。WLLBS 1105驗證SU 1102可用并尋呼WLL SU1102。WLL用戶單元1102接收到該尋呼，如果用戶進入摘機，就向WLLBS 1105發(fā)送尋呼的ACK。WLLBS 1105向虛信關(guān)1108發(fā)信令并對WLL用戶單元1102分配WLL RF信道對。虛信關(guān)1108接收到WLLBS的信令并向信關(guān)76發(fā)送確認。WLL用戶單元1102從WLLBS 1105接收所發(fā)送的信道對分配，轉(zhuǎn)到所分配的頻率，并進入待機。然后WLLBS 1105也轉(zhuǎn)到所分配的頻率。信關(guān)76從虛信關(guān)1108接收確認，驗證它已準備好，向虛信關(guān)1108分配衛(wèi)星信道/線路對，向PSTN 75發(fā)它已準備好的信令，然后進入離線，等待來自虛信關(guān)1108的呼叫已經(jīng)結(jié)束的信令。然后PSTN75處理來自信關(guān)76的準備好指示并連接終端75a。虛信關(guān)1108轉(zhuǎn)到所分配的衛(wèi)星信道/線路對，向WLLBS 1105發(fā)它的準備好信令，啟動它的呼叫定時器，并進入待機。WLLBS 1105接收準備好信令，選擇性地啟動它自己的呼叫定時器，完成呼叫連接，將業(yè)務(wù)通過WLLBS 1105傳遞。任一單元都可以引起呼叫終結(jié)。拆除連接的單元向虛信關(guān)1108(或者發(fā)送類似消息到虛信關(guān)1108的WLLBS 1105)發(fā)送掛機消息，停止所有呼叫定時器，虛信關(guān)1108向WLLBS1105和信關(guān)76發(fā)送釋放所分配的信道/線路資源的信令。每個單元記錄呼叫時間以備將來計費，所有單元進入待機，等待下一次呼叫。
(D)現(xiàn)在討論去自地區(qū)業(yè)務(wù)區(qū)1011內(nèi)沒有連接到PSTN 75或在WLLSA 1107內(nèi)的固定電話裝置1201(例如，F(xiàn)VGWU 1203)的呼叫的情況。來自FVGWU 1201的出站呼叫從手機1203路由選擇到用戶單元1202，在這里對業(yè)務(wù)數(shù)字化、調(diào)制并通過RF鏈路上的接入信道(即，衛(wèi)星RF鏈路1300和饋送鏈路1305)發(fā)送到信關(guān)76。該呼叫通過對RF信號解調(diào)、并將被叫號碼送到地面系統(tǒng)PSTN75內(nèi)的交換機來處理，交換機基于從FVGWU 1203通過RF鏈路發(fā)送來的信息做路由選擇的判決。信關(guān)76分配業(yè)務(wù)信道/線路，并將要使用的業(yè)務(wù)信道/線路通知FVGWU用戶單元1202，于是FVGWU 1203和信關(guān)76從接入信道轉(zhuǎn)到所分配的業(yè)務(wù)信道并開始最后的呼叫建立。當被叫PSTN終端75a進入摘機時通信開始。在這種情況下的呼叫定時和計費由信關(guān)76完成。
在這種情況下，信關(guān)76只需識別呼叫是到PSTN75的，而不是另一個WLLSA用戶或地區(qū)業(yè)務(wù)區(qū)1011用戶。
到FVGWU1203的入站呼叫可以在世界上的任何PSTN終端75a上啟動。呼叫者撥打FVGWU手機1203的電話號碼，PSTN75交換系統(tǒng)將該呼叫路由選擇到為包括FVGWU 1203的地區(qū)業(yè)務(wù)區(qū)1011服務(wù)的信關(guān)76。信關(guān)76從它的數(shù)據(jù)庫中知道在特定的地區(qū)業(yè)務(wù)區(qū)1011可以到達FVGWU1203。通過接入信道將一條尋呼發(fā)送到FVGWU 1203并提示FVGWU1203。一旦進入摘機(或者與提示過程并行)，就在可用的衛(wèi)星信道/線路上建立一條業(yè)務(wù)鏈路并進行該呼叫。在這種情況下的信關(guān)76用它的呼叫定時器監(jiān)視經(jīng)過的呼叫時間。
在這種情況下，信關(guān)76知道分配到地區(qū)業(yè)務(wù)區(qū)1011的FVGWU 1203的電話號碼。
如前所述，應(yīng)該注意到在星上處理實施例中，一些或全部信關(guān)所執(zhí)行的功能可以由衛(wèi)星10星上完成。
參考圖10A和10B的非星上處理情況、以及從FVGWU用戶單元1202到PSTN75的出站呼叫情況，F(xiàn)VGWU 1203撥打PSTN75的號碼并發(fā)送業(yè)務(wù)請求到信關(guān)76。信關(guān)76接收該號碼以及業(yè)務(wù)請求并且判斷該號碼是否是RSA 1011內(nèi)的號碼。如果不是，信關(guān)76驗證衛(wèi)星線路可用，對該用戶鑒權(quán)，并通過發(fā)送請求信令啟動與PSTN 75的呼叫會話。PSTN 75接收一個或多個呼叫建立消息，并根據(jù)它的正常過程發(fā)起一個業(yè)務(wù)請求。一旦完成，PSTN 75向信關(guān)76發(fā)信令，給FVGWU 1203分配業(yè)務(wù)信道/線路對并打開信關(guān)76的呼叫定時器。FVGWU 1203轉(zhuǎn)到所分配的業(yè)務(wù)頻率并通過信關(guān)76和衛(wèi)星RF鏈路連接到PSTN終端75a。任一端單元都可以引起呼叫終結(jié)。拆除連接的單元向信關(guān)76發(fā)送掛機消息，并停止信關(guān)的呼叫定時器，信關(guān)76釋放所分配的信道/線路資源的信令。記錄呼叫時間以備將來計費，所有單元進入待機，等待下一次呼叫。
對于從PSTN 75到FVGWU 1203的入站呼叫情況，參考圖10C和10D，從PSTN終端75a向FVGWU 1203的呼叫通過撥打FVGWU 1203的號碼來進行。PSTN 75將該呼叫請求路由選擇到與地區(qū)業(yè)務(wù)區(qū)1011相關(guān)的信關(guān)76(而且如果FVGWU 1203是與地區(qū)業(yè)務(wù)區(qū)1011相關(guān)的WLLSA群體中的一員)。信關(guān)76驗證衛(wèi)星線路和FVGWU 1203的可用性，構(gòu)成業(yè)務(wù)請求，并驗證所撥號碼處于地區(qū)業(yè)務(wù)區(qū)1011#x(可能是分配給信關(guān)76的很多地區(qū)業(yè)務(wù)區(qū)1011中的一個)中。然后信關(guān)76在接入信道上尋呼FVGWU 1203。FVGWU 1203接收到該尋呼并且——假設(shè)FVGWU 1203進入摘機——將該尋呼的響應(yīng)通過接入信道送回該信關(guān)。信關(guān)76接收該尋呼，驗證它已準備好，分配業(yè)務(wù)信道/線路對并對PSTN75發(fā)它已準備好的信令(如果必要的話)。所分配的信道/線路對發(fā)送到FVGWU 1203，然后FVGWU 1203轉(zhuǎn)到所分配的業(yè)務(wù)信道/線路，通知信關(guān)76，然后進入待機。然后信關(guān)76轉(zhuǎn)到所分配的業(yè)務(wù)信道/線路，啟動呼叫定時器，所有單元進入連接狀態(tài)，呼叫業(yè)務(wù)開始。任一端單元都可以引起呼叫終結(jié)。拆除連接的單元向信關(guān)76發(fā)送掛機消息并停止呼叫定時器。信關(guān)76釋放所分配的信道/線路資源，記錄呼叫時間以備將來計費，所有單元進入待機，等待下一次呼叫。
至此已經(jīng)描述了上面列出的四種基本呼叫情況，應(yīng)該認識到各種子情況和這四種基本情況的置換是存在的?，F(xiàn)在參考圖11A、11B、12A-12D、13A、13B、14A和14B討論幾種這樣的子情況。在這些圖的描述中應(yīng)該再次注意信關(guān)76所執(zhí)行的一些或全部功能在星上處理實施例中可以由衛(wèi)星10在星上完成。
第一種子情況有關(guān)從WLLSA1107到同一地區(qū)業(yè)務(wù)區(qū)1011內(nèi)另一個WLLSA 1107的呼叫。來自第一WLLSA 1107中的WLLSA用戶的出站呼叫從用戶手機1103路由選擇到用戶單元1102，在那里將業(yè)務(wù)數(shù)字化、調(diào)制、并通過RF鏈路1104發(fā)送到WLLBS1105。然后WLLBS1105操作，通過查詢它的數(shù)據(jù)庫1105a來驗證該呼叫不是本地呼叫。在一個實施例中，呼叫請求被傳遞到虛信關(guān)1108，確定該呼叫是到處于同一地區(qū)業(yè)務(wù)區(qū)1011內(nèi)的第二WLLSA中的WLL用戶。在第二個實施例中，虛信關(guān)1108將呼叫請求和被叫號碼轉(zhuǎn)發(fā)到信關(guān)76，然后信關(guān)76確定該呼叫是RSA中的一個號碼，即，到另一個WLLSA 1107。信關(guān)76通知有關(guān)的虛信關(guān)1108建立到它的一個所關(guān)聯(lián)的WLLBS 1105的呼叫。WLLBS 1105通過RF鏈路1104向被叫WLL用戶單元1102發(fā)信號，藉此提示手機1103。并行地，或者可選為串行地，信關(guān)76轉(zhuǎn)到它的頻率，并將要使用的衛(wèi)星業(yè)務(wù)信道/線路通知給與被叫和始呼WLL用戶單元1102相關(guān)聯(lián)的兩個虛信關(guān)1108，于是虛信關(guān)1108從接入信道轉(zhuǎn)到所分配的業(yè)務(wù)信道并開始最終的呼叫建立。當所有單元被連接時通信開始。定時和計費由信關(guān)76完成，而且/或者由一個或兩個WLLBS1105或虛信關(guān)1108完成。
在這種情況下，信關(guān)76只需識別呼叫是到另一個WLL用戶單元1102的，而且不是到PSTN終端75a或FVGWU 1203的。
入站呼叫用上面描述的同樣方式處理。
現(xiàn)在參考圖11A和11B中從一個WLLSA用戶單元1102到不同WLLSA 1107中另一個WLLSA用戶單元1102的出站呼叫情況，其中不出現(xiàn)星上衛(wèi)星信號處理。WLLSA#1中的用戶撥打WLLSA#N中的另一個WLLSA用戶。WLLSA#1 1105接收該業(yè)務(wù)請求，并且在發(fā)現(xiàn)該號碼不在它的WLL數(shù)據(jù)庫1105a中之后，構(gòu)成一個衛(wèi)星業(yè)務(wù)請求并轉(zhuǎn)發(fā)該業(yè)務(wù)請求消息到虛信關(guān)#1 1108，請求衛(wèi)星業(yè)務(wù)。虛信關(guān)#1通過將消息通過鏈路1300和1305發(fā)送來從信關(guān)76請求業(yè)務(wù)。信關(guān)76接收該業(yè)務(wù)請求和所撥的號碼，驗證該號碼在地區(qū)業(yè)務(wù)區(qū)內(nèi)并且可以由信關(guān)76服務(wù)，尋呼與WLLSA#N和所撥號碼有關(guān)的虛信關(guān)#N 1108。虛信關(guān)#N1108接收該尋呼，驗證WLLSA#N用戶是有效的，并向WLLSA#N WLLBS 1105發(fā)信令。WLLBS#N1105驗證該用戶是可用的，并尋呼WLL用戶單元1102。WLLSA#N中的WLL用戶單元接收該尋呼，并當手機1103進入摘機時，向WLLBS#N1105發(fā)送一個尋呼的ACK。WLLBS#N1105發(fā)準備好信令，響應(yīng)虛信關(guān)#N 1108，后者再將準備好響應(yīng)通過衛(wèi)星鏈路轉(zhuǎn)發(fā)到信關(guān)76。信關(guān)76驗證準備好條件，并向虛信關(guān)#1發(fā)信令，虛信關(guān)#1再向WLLBS#1發(fā)送它準備好的信令。WLLBS 1105#1為WLL用戶單元#1分配業(yè)務(wù)信道/線路對，然后WLL用戶單元#1轉(zhuǎn)到所分配的信道/線路對并進入待機。同時，信關(guān)76為虛信關(guān)#N 1108分配衛(wèi)星業(yè)務(wù)信道/線路，虛信關(guān)#N 1108再轉(zhuǎn)到所分配的信道/線路并通知WLLBS#N 1105它已準備好，啟動它的呼叫定時器，并進入待機。WLLBS#N 1105為WLL用戶單元#N分配業(yè)務(wù)信道/線路，啟動它的呼叫定時器，并進入待機。WLL用戶單元#N 1102接收所分配的信道/線路，轉(zhuǎn)到所分配的信道/線路，并進入待機。然后連接所有單元并開始業(yè)務(wù)。任一端單元都可以引起呼叫終結(jié)。拆除連接的單元向與正在結(jié)束的WLL用戶單元有關(guān)的WLLBS 1105發(fā)送掛機消息。然后WLLBS 1105向有關(guān)的虛信關(guān)1108發(fā)信令。虛信關(guān)1108接收該掛機消息，停止呼叫定時器，并向有關(guān)的WLLBS1105發(fā)信令。WLLBS1105解除所分配WLL資源的分配，停止它的呼叫定時器，并進入待機。最初啟動該呼叫和請求業(yè)務(wù)的WLLBS#11105信關(guān)76發(fā)呼叫終結(jié)的信令，停止呼叫定時器，然后進入待機。信關(guān)76接收該呼叫結(jié)束消息，釋放所分配的衛(wèi)星信道/線路資源，記錄呼叫時間以備將來計費，并進入待機等待下一次呼叫。
第二種子情況有關(guān)從WLLSA 1107到相同或不同地區(qū)業(yè)務(wù)區(qū)1011內(nèi)的FVGWU 1203的呼叫。來自WLL手機1103的出站呼叫被路由選擇到WLL用戶單元1102，在那里將業(yè)務(wù)數(shù)字化、調(diào)制、并通過RF鏈路1104發(fā)送到本地WLLBS 1105。WLLBS 1105操作，通過查詢它的數(shù)據(jù)庫1105a來驗證該呼叫不是本地呼叫。然后該呼叫被傳遞到虛信關(guān)1108，確定該呼叫是到處于相同或不同地區(qū)業(yè)務(wù)區(qū)內(nèi)的用戶，但不是WLLSA用戶。通過允許信關(guān)76識別該呼叫是到另一個用戶的，可以避免這個步驟，而且在這種情況中，虛信關(guān)1108將呼叫請求和所撥號碼通過鏈路1300和1305傳遞到信關(guān)76。信關(guān)76接收該業(yè)務(wù)請求，并確定它是到相同或不同地區(qū)業(yè)務(wù)區(qū)1011中的FVGWU 1203的。信關(guān)76使用衛(wèi)星鏈路尋呼FVGWU 1203以建立呼叫，并通知FVGWU 1203所分配的業(yè)務(wù)信道頻率。并行地，或者可選為串行地，信關(guān)76將它的頻率轉(zhuǎn)到所分配的業(yè)務(wù)頻率，而且當所有單元被連接時通信開始。呼叫定時和計費由信關(guān)76執(zhí)行，或者由WLLBS 1105或虛信關(guān)1108、或所有這些單元來完成。
在這種情況下，信關(guān)76只需識別呼叫是到FVGWU 1203的，而且不是到PSTN75或WLLSA用戶的。
入站呼叫用同樣方式處理，F(xiàn)VGWU 1203請求衛(wèi)星線路，信關(guān)76基于存儲在它數(shù)據(jù)庫76a中的信息，請求某個虛信關(guān)1108處理該呼叫，并通知恰當?shù)腤LLSA提示被叫WLL用戶單元1102。
對于非星上衛(wèi)星處理情況，參考圖12A和12B，來自WLLSA#1中WLL用戶單元1203的呼叫到RSA#N中的FVGWU 1203。應(yīng)該注意的是呼叫處理可以同于圖8B所示，但是使用下面的例子說明使用虛信關(guān)1108作為驗證和計費工具、以及虛信關(guān)。處理的進行基本上用圖8B中相同的方式，但在信關(guān)76取得控制之后有所不同。在這個過程中，可以看到，信關(guān)76查詢地區(qū)業(yè)務(wù)區(qū)#N中的虛信關(guān)#N 1108，在尋呼RSA#N中所撥的FVGWU 1203之前驗證它的可操作性和可用性。然后過程恢復(fù)為與以前相同，直到FVGWU 1203向信關(guān)76發(fā)“上線”信令，此時信關(guān)76就在進入脫線之前向虛信關(guān)#N 1108發(fā)啟動它的呼叫定時器的信令。在通信結(jié)束之后，過程再次相同直到信關(guān)76解除衛(wèi)星資源分配這一點，此時信關(guān)76通知虛信關(guān)#N 1108停止它的呼叫定時器。在這種情況中，可以看到，虛信關(guān)#N用于計算呼叫的持續(xù)時間并用于計費，但是在將業(yè)務(wù)路由選擇到FVGWU 1203中并不實際參與。
參考圖12C和12D，F(xiàn)VGWU 1203撥打WLLSA#1用戶單元1102并請求衛(wèi)星線路。應(yīng)該注意到呼叫處理可以同于圖8B所示，但是再次使用下面的例子說明使用虛信關(guān)1108作為驗證和計費工具、以及虛信關(guān)。FVGWU 1203的業(yè)務(wù)請求和所撥的號碼由信關(guān)76接收，確定該號碼是在地區(qū)業(yè)務(wù)區(qū)中并且有衛(wèi)星線路可用。然后信關(guān)76向與FVGWU 1203在其中請求業(yè)務(wù)的地區(qū)業(yè)務(wù)區(qū)#N 1011有關(guān)的虛信關(guān)#N 1108發(fā)信令。虛信關(guān)#N指示它對信關(guān)76可操作，然后進行到尋呼地區(qū)業(yè)務(wù)區(qū)#1中的虛信關(guān)#11108。呼叫過程如圖8D中一樣繼續(xù)，直到信關(guān)76從FVGWU 1203收到“上線”信令，此時信關(guān)76就在進入脫線之前，向虛信關(guān)#N 1108發(fā)啟動它的呼叫定時器的信令。在通信結(jié)束之后，過程再次相同直到信關(guān)76解除衛(wèi)星資源分配這一點，此時信關(guān)76通知虛信關(guān)#N 1108停止它的呼叫定時器。在這種情況中，可以再次看到，虛信關(guān)#N用于計算呼叫的持續(xù)時間并用于計費，但是在將業(yè)務(wù)路由選擇到FVGWU 1203中并不實際參與。
第三種子情況包括從第一地區(qū)業(yè)務(wù)區(qū)中的WLLSA用戶單元1102對第二地區(qū)業(yè)務(wù)區(qū)1011中的WLLSA用戶單元1102呼叫。整個過程類似上面關(guān)于第一種子情況的描述，并在圖13A和13B中說明。
第四種子情況包括從FVGWU 1203對相同或另一個地區(qū)業(yè)務(wù)區(qū)1011中的另一個FVGWU 1203呼叫。兩個地區(qū)業(yè)務(wù)區(qū)實施例在圖14A和14B中說明。
來自用戶的出站呼叫從手機1203路由選擇到用戶單元1202，在那里對業(yè)務(wù)數(shù)字化、調(diào)制、并通過RF鏈路發(fā)送到衛(wèi)星10。然后衛(wèi)星系統(tǒng)操作，通過查詢數(shù)據(jù)庫驗證該呼叫不是PSTN 75呼叫(這可以在星上處理實施例中在衛(wèi)星10星上完成，或者在非星上處理實施例中在信關(guān)76中完成)。然后虛信關(guān)1108驗證呼叫者，確定該呼叫者是有效的地區(qū)業(yè)務(wù)區(qū)#N用戶。通過允許信關(guān)76識別呼叫者是有效的并且呼叫是指向另一個用戶的，可以避免這個步驟，在這種情況下，信關(guān)76在信關(guān)76交換機中處理該請求和所撥的號碼。然后由信關(guān)76處理該呼叫并形成業(yè)務(wù)請求，從信關(guān)76通過鏈路1300和1305發(fā)送。信關(guān)76尋呼所撥WLLSA1107中的FVGWU1203以建立呼叫，并且可以將使用情況通知那個WLLSA的虛信關(guān)1108。并行地，或者可選為串行地，信關(guān)76分配頻率和線路，尋呼用戶，并準備通信通道。定時和計費由信關(guān)76、或者由虛信關(guān)1108完成，如上面針對圖12B和12D的描述。
在這種情況下，信關(guān)76只需識別該呼叫是到另一個FVGWU1203的，并且不是到PSTN75或WLLSA用戶。
入站呼叫用同樣方式處理。
更詳細地，并參考圖14A和14B的非星上處理情況，來自地區(qū)業(yè)務(wù)區(qū)#N中FVGWU#N1203的呼叫到地區(qū)業(yè)務(wù)區(qū)#1中的FVGWU#11203。應(yīng)該注意的是如下步驟也適用于從地區(qū)業(yè)務(wù)區(qū)#1中FVGWU#1到地區(qū)業(yè)務(wù)區(qū)#N中FVGWU#N1203的呼叫。也要注意對于在另一個地區(qū)業(yè)務(wù)區(qū)中的用戶是不必要的。信關(guān)76接收業(yè)務(wù)請求和所撥的號碼。然后信關(guān)76識別被叫方是地區(qū)業(yè)務(wù)區(qū)#1(或一些其它的地區(qū)業(yè)務(wù)區(qū))中的地區(qū)業(yè)務(wù)區(qū)1011用戶。然后信關(guān)76驗證衛(wèi)星線路可用，從它的數(shù)據(jù)庫76a確定使用哪個地區(qū)業(yè)務(wù)區(qū)，然后尋呼與呼叫FVGWU#N1203有關(guān)的虛信關(guān)#N1108。虛信關(guān)#N驗證FVGWU#N并向信關(guān)76發(fā)信令。然后信關(guān)76向虛信關(guān)#11108發(fā)信令接收尋呼，驗證FVGWU#1用戶，并向信關(guān)76發(fā)信令。信關(guān)76，接收到該驗證時，尋呼有關(guān)地區(qū)業(yè)務(wù)區(qū)#1中的FVGWU#11203。FVGWU#1 1203接收該尋呼，如果需要的話，向信關(guān)76提供一個ACK，藉此發(fā)同意建立呼叫的信令。信關(guān)76接收該ACK并進行到為通信分配衛(wèi)星線路和信道。FVGWU#11203轉(zhuǎn)到它分配的信道/線路并進入待機。FVGWU#N1203也接收分配的信道/線路，轉(zhuǎn)到所分配的信道/線路，確認它準備好繼續(xù)，并進入待機。信關(guān)76從FVGUW#N1203接收準備好的驗證，向虛信關(guān)#1和#N發(fā)已準備好開始通信的信令，啟動它的呼叫定時器，并進入脫線等待呼叫結(jié)束的通知。虛信關(guān)1108#N和#1接收開始信號，啟動它們各自的呼叫定時器，并將它們的接收機轉(zhuǎn)到監(jiān)視頻率以便監(jiān)視(并為Sat-IU#N1108控制)通話過程并檢測通話的結(jié)束。監(jiān)視頻率可以與業(yè)務(wù)信道頻率相同，而且可以使用帶內(nèi)信令。然后通話開始。在通話過程中FVGWU#1和FVGWU#N可以周期性地發(fā)送“摘機”消息，例如使用帶內(nèi)信令發(fā)送，與它們彼此有關(guān)的虛信關(guān)1108可以監(jiān)視該消息。這個信令保證進行中的通話繼續(xù)到一個FVGWU1203結(jié)束該通話。任一FVGWU單元都可以通過向有關(guān)的虛信關(guān)1108發(fā)送“掛機”消息來結(jié)束通話。接收到“掛機”消息的虛信關(guān)1108停止它的呼叫定時器并向信關(guān)76發(fā)呼叫完成的信令。然后信關(guān)76解除所分配的衛(wèi)星資源的分配，并向另一個虛信關(guān)1108發(fā)呼叫已經(jīng)結(jié)束的信令。作為響應(yīng)，另一個虛信關(guān)1108停止它的呼叫定時器，而且所有單元都進入待機。
應(yīng)該指出的是在前面的討論中，呼叫定時器以及類似物的使用在進行或完成呼叫中是不要求的，但是提供它們是為了進行正確的呼叫計帳，有利于收費過程。
為了通過衛(wèi)星10傳遞信號并以足夠的電平中繼它們以實現(xiàn)通信，需要接收信號、通常要改變頻率、放大信號并發(fā)送到地面。參考圖1SA，說明了作為衛(wèi)星星座一部分的衛(wèi)星10。衛(wèi)星10具有支持設(shè)備，通常稱為總線，提供遙感和命令控制、功率和功率調(diào)整、指示、高度和軌道控制、推進、結(jié)構(gòu)、以及其它功能。衛(wèi)星有效負荷一般簡稱為有效負荷或轉(zhuǎn)發(fā)器。一個示范的衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器1400包括接收天線1401、發(fā)射天線1402、以及頻率轉(zhuǎn)換、信號處理、以及放大設(shè)備部分1403。圖16A-16D中所示的是最常見的轉(zhuǎn)發(fā)器類型。天線1401和1402可以是全向的、直接輻射類型、反射/饋源類型、相控陣類型、或者實際上可以是任何類型的天線。天線可以合并為一個單一的發(fā)射和接收天線，接收和發(fā)射信號由諸如雙工器之類的其它設(shè)備分隔。
最簡單的是轉(zhuǎn)發(fā)器類型I-A(圖16A)，是一種準線性變換中繼器。這種中繼器接收、分隔、并放大它所分配的上行鏈路載波，將其頻率轉(zhuǎn)換到下行鏈路頻段，并放大該信號以便在下行鏈路上重發(fā)。這個轉(zhuǎn)發(fā)器有時稱為單轉(zhuǎn)換類型，因為從上行鏈路到下行鏈路頻段的轉(zhuǎn)換一步完成。中繼器的最前級一般由放大接收頻段的低噪聲放大器、消除工作頻段之外能量的濾波器、以及將整個工作頻段從上行鏈路轉(zhuǎn)到下行鏈路頻率的寬帶頻率變換器組成。頻率轉(zhuǎn)換器一般包括混頻器和本地振蕩器(LO)。這種中繼器類型的另一個版本、轉(zhuǎn)發(fā)器類型1-B(圖16B)，使用兩個本地振蕩器，將去自最終下行鏈路頻率的頻率用一個在兩個本振之間使用的中頻(IF)轉(zhuǎn)換。這類轉(zhuǎn)發(fā)器一般允許在較低的頻率操縱信號，例如UHF或更低。這種操縱可以使用聲表面波(SAW)濾波器，以便進一步地允許交換、頻率轉(zhuǎn)換、以及其它操作，以便實現(xiàn)各種下行鏈路信號功能。
第二種轉(zhuǎn)發(fā)器示于圖16C，是雙轉(zhuǎn)換類型，在某些應(yīng)用中很有用。所說明的實施例表示了兩個頻段操作，頻段A在一組頻率上發(fā)射，而頻段B在第二頻率段上發(fā)射。兩個頻段的頻率彼此可以轉(zhuǎn)換，在所示實施例中為轉(zhuǎn)換到頻段A。所轉(zhuǎn)換的頻率可以復(fù)接、交換或處理，或者交叉連接。處理之后目標為頻段A下行鏈路的頻率發(fā)送到頻段A下行鏈路放大器并且再到頻段A的天線。目標為頻段B下行鏈路的信號再轉(zhuǎn)換為頻段B下行鏈路頻率并發(fā)送。這個系統(tǒng)基本上是圖16A和16B中類型1-A和類型1-B轉(zhuǎn)發(fā)器配置的合成。
另一種轉(zhuǎn)發(fā)器類型，示于圖16D，稱為再生中繼器。數(shù)字傳輸應(yīng)用可以由更復(fù)雜的轉(zhuǎn)發(fā)器，在某些情況下可以提高性能。再生中繼器用與類型1或2轉(zhuǎn)發(fā)器相同的方式執(zhí)行接收和發(fā)射功能，但是再生器在每個傳輸鏈路中包括一個解調(diào)器，將上行鏈路信號解調(diào)為數(shù)字基帶信號，以及一個調(diào)制器，將信號重新調(diào)制到下行鏈路載波上。解調(diào)的數(shù)字信號被重定時并恢復(fù)為標準形式，將上行鏈路性能與下行鏈路性能隔離，以防止噪聲的累積。任何所需的信號處理功能都可以在數(shù)字基帶信號上進行，例如提取信號路由選擇信息，將比特重組為另一種分組格式，等。
一種以上的這些基本轉(zhuǎn)發(fā)器類型都可以在單個衛(wèi)星上合成，以便執(zhí)行不同的功能并允許不同的操作模式。特別是，本發(fā)明使用了再生、以及準線性轉(zhuǎn)發(fā)器進行信號路由選擇。圖15B表示了衛(wèi)星10的一種優(yōu)選的轉(zhuǎn)發(fā)器結(jié)構(gòu)。優(yōu)選的轉(zhuǎn)發(fā)器結(jié)構(gòu)具有互連饋線鏈路和業(yè)務(wù)鏈路的信號通道，并且可以使用各種頻段。有兩種轉(zhuǎn)發(fā)器結(jié)構(gòu)。圖15B中所示類型不使用星際鏈路(ISLs)，而圖15C中所示的類型使用ISLs。
首先參考圖15B的轉(zhuǎn)發(fā)器，信關(guān)76包括給衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器1400提供上行鏈路1305a的發(fā)射機。信號由饋線上行鏈路設(shè)備接收，或者可以將頻率轉(zhuǎn)換為業(yè)務(wù)下行鏈路頻率1302a以便發(fā)送到用戶，或者到饋線下行鏈路頻率1305b以便發(fā)送到其它信關(guān)76或其本身。FVGWU1203、虛信關(guān)1108(或移動用戶1106和其它用戶設(shè)備)具有給衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器1400提供上行鏈路1302b的發(fā)射機。這個信號由業(yè)務(wù)上行鏈路設(shè)備接收，或者可以將頻率轉(zhuǎn)換到饋線鏈路頻率以便在鏈路1305b上發(fā)送到信關(guān)76，或者可以轉(zhuǎn)換到其它業(yè)務(wù)鏈路1302a的頻率以便發(fā)送到其它用戶，或其本身。
參考圖15C，除了前面的功能，ISL使用來自饋線鏈路設(shè)備的第三個輸出，路由選擇到ISL上行鏈路設(shè)備以便發(fā)送到另一個衛(wèi)星。類似地，存在來自業(yè)務(wù)上行鏈路設(shè)備的第三個輸出，路由選擇到ISL上行鏈路設(shè)備以便發(fā)送到另一個衛(wèi)星。來自其它衛(wèi)星的傳輸可以路由選擇到業(yè)務(wù)或饋線下行鏈路設(shè)備。
在本發(fā)明目前優(yōu)選的實施例中，信關(guān)76可以按照例如上面參考的U.S專利No.5,552,798中所揭示的構(gòu)造，該專利由F.J.Dietrich和P.A.Monte發(fā)于9/3/96，題為“Antenna for Multipath Satellite CommunicationLinks”，增加了完成與虛信關(guān)1108的各種相互作用的功能，上面已做了詳細描述。將信息傳遞到虛信關(guān)1108的功能使之可以自動地在各種時間段中操作。在呼叫過程中，信關(guān)76可以再指示虛信關(guān)1108改變它的操作特性或操作模式，或頻率、或其它參數(shù)。信關(guān)76除了分配頻率(可以在連接過程中改變)以外，也可以向虛信關(guān)1108傳遞其它連接參數(shù)，包括功率限制、用戶終端及虛信關(guān)功率控制參數(shù)、尋呼指示、用戶終端定位參數(shù)、衛(wèi)星跟蹤信息、衛(wèi)星切換指示、用于連接地面交換設(shè)備的信令、要使用的Walsh(擴頻)碼或其它線路碼信息、用戶設(shè)備類型、以及諸如定時和頻率參考這樣的其它信息。信關(guān)76也可以傳遞某些地面操作控制中心(GOCC)信息到虛信關(guān)1108，可能對于提供系統(tǒng)使用的監(jiān)控是必要的，藉此提供GOCC和虛信關(guān)1108之間的接口。信關(guān)76也收集呼叫過程中以及之后的信息，以便用于系統(tǒng)管理、計費、和其它監(jiān)控功能。假設(shè)信關(guān)76包括數(shù)據(jù)庫和計算機設(shè)備，以便如上所述提供與虛信關(guān)1108和用戶終端(包括固定的和移動的)的連接。信關(guān)76也將GOCC提供的基于業(yè)務(wù)要求和限制等制訂的長期計劃——例如可用頻率、容量、業(yè)務(wù)區(qū)等——轉(zhuǎn)換成虛信關(guān)1108可用的短期計劃。這些短期計劃傳遞到虛信關(guān)1108，以便為其它虛信關(guān)會話完成規(guī)劃。這對于多頻率、多會話虛信關(guān)終端是特別重要的。信關(guān)76也提供鑒權(quán)中心，為虛信關(guān)和用戶終端鑒權(quán)，并提供整個系統(tǒng)的安全。
參考圖17，虛信關(guān)1108在某些方面類似于用戶終端，但是被修改為管理遠端信關(guān)會話。盡管虛信關(guān)1108一般處于固定位置，但是在本發(fā)明范圍內(nèi)也可使用移動和便攜式虛信關(guān)，而且是急救和其它目的所需要的。虛信關(guān)1108在有關(guān)信關(guān)76的通信范圍內(nèi)配置。在大多數(shù)情況下，該范圍是提供給服務(wù)信關(guān)76的單個衛(wèi)星覆蓋區(qū)，但是，在星際鏈路連接情況下，虛信關(guān)1108的位置可以是任意的。
正如上面所討論的，在通話過程中，信關(guān)76可以指示虛信關(guān)1108改變它的操作特性或操作模式，或者會話的頻率或其它參數(shù)。
虛信關(guān)1108的天線優(yōu)選為跟蹤天線，能夠同時跟蹤一個或多個衛(wèi)星，但是全向或偽全向天線也是可以的。
更特別地參考圖17的框圖，信號從衛(wèi)星10到達天線1500并在低噪聲放大器(LNA)1502中接收，在模塊1504中下變頻為中頻1506，在模塊1508中從模擬轉(zhuǎn)換為數(shù)字，并在模塊1510中做多普勒糾正以便補償衛(wèi)星的移動。然后將多普勒糾正后的信號提供給解調(diào)器1512(或為單個解調(diào)器或為多個(在RAKE接收機情況下))，然后到解交織器1514將信號合成。合成的信號輸入到解碼器1516并最終到聲碼器1518和編解碼器1520，重構(gòu)語音信號。在聲碼器1518之前，業(yè)務(wù)信令和控制信號從解碼器1516取得并提供給中繼線接口單元1207。這種連接為其它應(yīng)用既提供語音也提供數(shù)據(jù)信號，例如WLLBS1105、其它地面系統(tǒng)、及/或上面描述的圖18中的尋呼/廣播系統(tǒng)1112。來自信關(guān)76的其它數(shù)據(jù)輸入也提供給控制單元1522。包括計算機、軟件、數(shù)據(jù)庫和其它功能的的控制單元1522，提供虛信關(guān)1108和中繼線接口單元1207的本地控制。這些控制用于提供下變頻器1504、A/D轉(zhuǎn)換器1508、解調(diào)器1512以及接收機鏈其它部分的參數(shù)的可變性。此外，控制單元1522在返回鏈路(發(fā)射機)鏈上進行控制，該鏈包括編碼器1524、交織器1526、CDMA調(diào)制器1528、多普勒預(yù)糾正器1530、D/A變換器1532、中頻單元1534、上變頻器1536、功率放大器1538、以及發(fā)射天線1540。可以提供電源、控制以及數(shù)據(jù)輸入等其它子系統(tǒng)。分別為語音輸入和輸出的1542和1544可以使用也可以不使用。
虛信關(guān)1108的主輸入和輸出是中繼線接口單元1207，為各種WLL互連、各種到PBX類型的有線系統(tǒng)的互連，提供通信業(yè)務(wù)(例如，話音及/或數(shù)據(jù))和信令，以及到上述尋呼/廣播系統(tǒng)1112及或其它類似地面系統(tǒng)的信令和業(yè)務(wù)，完成呼叫提示、尋呼、發(fā)消息、數(shù)據(jù)的存儲和轉(zhuǎn)發(fā)、本地銷售的單向廣播數(shù)據(jù)、以及其它類似業(yè)務(wù)。
虛信關(guān)1108優(yōu)選地能夠處理多個呼叫，而且正因為如此，接收和發(fā)射鏈的某些部件根據(jù)需要的是加倍的。通過發(fā)射和接收(收發(fā)機)部件的正確選擇，并提供能夠與衛(wèi)星系統(tǒng)空中接口一起操作的終端控制器，藉此使地面系統(tǒng)將其覆蓋區(qū)延伸到衛(wèi)星系統(tǒng)中，這樣任何地面終端(WLL、蜂窩、或PCS)也可以與衛(wèi)星系統(tǒng)一起操作(即，雙模式的)。例如，WLL用戶可以移動到WLL地域或服務(wù)信關(guān)覆蓋區(qū)內(nèi)的任何其它地方。用戶終端的這種雙模式能力允許全世界范圍的漫游。
現(xiàn)在參考圖19，說明了移動終端操作的各種情況。在圖19中，表示了兩個信關(guān)76(即GW1和GW2)，各有一個相關(guān)的信關(guān)業(yè)務(wù)區(qū)79。在所說明的例子中，業(yè)務(wù)區(qū)79在標為79a的區(qū)域中是重疊的，盡管不一定總是這種情況。在GW1的業(yè)務(wù)區(qū)79中有兩個本地化的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)區(qū)，例如由虛信關(guān)VG1和VG2服務(wù)的WLP或WLL業(yè)務(wù)區(qū)。在GW2的業(yè)務(wù)區(qū)79中有一個本地化的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)區(qū)，例如虛信關(guān)VG3所服務(wù)的WLL業(yè)務(wù)區(qū)。GW1包括數(shù)據(jù)庫76a，它被表示為包括一個非VG數(shù)據(jù)庫(DB)，以及VG1和VG2的數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫76a存儲有效系統(tǒng)和VG用戶的描述信息。此外，VG數(shù)據(jù)庫存儲描述每個VG業(yè)務(wù)區(qū)邊界的信息，例如包圍每個VG業(yè)務(wù)區(qū)的多邊形的頂點位置。圖19中也說明了一個能夠移動到GW1和GW2業(yè)務(wù)區(qū)內(nèi)各個地方的移動用戶終端1106。將各種位置描述成位置1-5，其中每一個代表移動終端使用的一個特殊例子或情況。這五種情況如下情況1移動終端1106在VG1業(yè)務(wù)區(qū)內(nèi)的“家”中。
情況2移動終端1106漫游到VG2的業(yè)務(wù)區(qū)，但是仍然處于GW1業(yè)務(wù)區(qū)79中。
情況3移動終端1106漫游到VG3的業(yè)務(wù)區(qū)，并處于GW2業(yè)務(wù)區(qū)79中。
情況4移動終端1106漫游到任何VG的業(yè)務(wù)區(qū)之外，但是仍然處于GW1業(yè)務(wù)區(qū)79中。
情況5移動終端1106漫游到任何VG的業(yè)務(wù)區(qū)之外，并處于GW2業(yè)務(wù)區(qū)79內(nèi)。
現(xiàn)在提供這幾種情況下系統(tǒng)操作的描述。
情況1當移動終端1106處于它的本地VG覆蓋區(qū)之內(nèi)時，操作與上面描述的相同?；旧?，移動終端1106啟動一個呼叫，通過至少一個衛(wèi)星10中繼到GW1。GW1執(zhí)行移動終端1106的定位，并基于存儲在VG1數(shù)據(jù)庫中的信息找到移動終端1106處于本地VG的業(yè)務(wù)區(qū)之內(nèi)。然后GW1將呼叫指定給VG1的VG1108，呼叫根據(jù)被叫方的位置如前所述進行。
情況2當移動終端1106處于VG2的覆蓋區(qū)之內(nèi)時，例如，移動終端1106已經(jīng)從VG1漫游到VG2，移動終端1106啟動一個呼叫，通過至少一個衛(wèi)星10中繼到GW1。GW1執(zhí)行移動終端1106的定位，并基于存儲在VG1和VG2數(shù)據(jù)庫76a中的信息找到移動終端1106處于VG2的業(yè)務(wù)區(qū)之內(nèi)。然后GW1確定VG1和VG2之間是否存在漫游的約定。如果漫游約定存在，那么使用VG2、或使用VG1的數(shù)據(jù)庫1105a、或使用GW1數(shù)據(jù)庫76a對移動終端鑒權(quán)。數(shù)據(jù)庫1105a包移動終端1106的標識，以及移動終端所允許服務(wù)的列表。在任何情況下，GW1都通知VG1移動終端1106的當前位置，存儲在VG1的數(shù)據(jù)庫1105a中。即，VG1將移動終端1106標為漫游，并且還在移動終端當前所處的位置注明該VG的標識。已經(jīng)對移動終端1106鑒權(quán)之后，GW1將呼叫指定給VG2的VG1108，而且呼叫根據(jù)被叫方的位置如前所述地進行。在通話結(jié)束時，VG2將呼叫結(jié)果或計費信息發(fā)送到GW1。然后GW1將呼叫結(jié)果、或者立即或者某個預(yù)定間隔之后中繼到VG1。用這種方式可以在用戶的本地VG1正確地計算移動終端對系統(tǒng)資源的使用。
情況3當移動終端1106處于VG3的覆蓋區(qū)之內(nèi)時，例如，移動終端1106已經(jīng)從VG1漫游到VG3，移動終端1106啟動一個呼叫，通過至少一個衛(wèi)星10中繼到GW2。GW2執(zhí)行移動終端1106的定位，并基于存儲在非VG和VG3數(shù)據(jù)庫中的信息找到移動終端1106處于VG3的業(yè)務(wù)區(qū)之內(nèi)，而且移動終端1106也不是本地用戶(即，是GW1的用戶)。如果GW1和GW2之間不存在漫游的約定，那么GW2就簡單地拒絕為移動終端1106服務(wù)。假設(shè)漫游約定確實存在，那么GW2使用VG1數(shù)據(jù)庫1105a對移動終端鑒權(quán)，這是從VG1或者通過相同或不同星座的衛(wèi)星、或者通過回轉(zhuǎn)的衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器、或者通過PSTN或地面數(shù)據(jù)鏈路經(jīng)由GW1得到的。在任何情況下，GW2都通過GW1通知VG1移動終端1106的當前位置，而且VG1將移動終端1106標為漫游，并且還在移動終端當前所處的位置注明該VG的標識以及服務(wù)GW(即，GW2)的標識。已經(jīng)對移動終端1106鑒權(quán)之后，GW2將呼叫指定給VG3的VG1108，而且呼叫根據(jù)被叫方的位置如前所述地進行。在通話結(jié)束時，VG2將呼叫結(jié)果或計費信息發(fā)送到GW2。然后GW2將呼叫結(jié)果、或者立即或者某個預(yù)定間隔之后通過GW1中繼到VG1。
情況4情況4的呼叫處理類似于上面對情況2的描述。當移動終端1106處于GW1業(yè)務(wù)區(qū)內(nèi)任何VG的覆蓋區(qū)之外時，例如移動終端1106已經(jīng)漫游出VG1，移動終端1106啟動一個呼叫，通過至少一個衛(wèi)星10中繼到GW1。GW1執(zhí)行移動終端1106的定位，并基于存儲在VG1和VG2數(shù)據(jù)庫76a中的信息找到移動終端1106沒有處于任何VG的業(yè)務(wù)區(qū)之內(nèi)。然后使用VG1的數(shù)據(jù)庫1105a對移動終端鑒權(quán)，或使用GW1數(shù)據(jù)庫76a對其鑒權(quán)。GW1通知VG1移動終端1106的當前位置，存儲在VG1的數(shù)據(jù)庫1105a中。即，VG1將移動終端1106標為漫游。已經(jīng)對移動終端1106鑒權(quán)之后，GW1自己處理該呼叫，而且呼叫根據(jù)被叫方的位置如前所述地進行。在通話結(jié)束時，GW1可以將呼叫結(jié)果、或者立即或者某個預(yù)定間隔之后發(fā)送到VG1。
情況5情況5的呼叫處理類似于上面對情況3的描述。當移動終端1106處于GW2業(yè)務(wù)區(qū)內(nèi)任何VG的覆蓋區(qū)之外時，例如，移動終端1106已經(jīng)漫游在VG1之外和GW1的覆蓋區(qū)之外，移動終端1106啟動一個呼叫，通過至少一個衛(wèi)星10中繼到GW2。GW2執(zhí)行移動終端1106的定位，并基于存儲在非VG和VG3數(shù)據(jù)庫中的信息找到移動終端1106不是處于VG3的業(yè)務(wù)區(qū)之內(nèi)，而且移動終端1106也不是本地用戶(即，是GW1的用戶)。如果GW1和GW2之間不存在漫游的約定，那么GW2就簡單地拒絕為移動終端1106服務(wù)。假設(shè)漫游約定確實存在，那么GW2使用VG1數(shù)據(jù)庫1105a對移動終端鑒權(quán)，這是從VG1經(jīng)由GW1得到的，如前面對情況3的描述。GW2通過GW1通知VG1移動終端1106的當前位置，而且VG1將移動終端1106標為GW2業(yè)務(wù)區(qū)中的漫游。已經(jīng)對移動終端1106鑒權(quán)之后，GW2自己處理該呼叫，而且呼叫根據(jù)被叫方的位置如前所述地進行。在通話結(jié)束時，GW2將呼叫結(jié)果、或者立即或者某個預(yù)定間隔之后通過GW1發(fā)送到VG1。
現(xiàn)在參考圖20，說明了一種情況，其中與GW1關(guān)聯(lián)的虛信關(guān)x(VGx)業(yè)務(wù)區(qū)部分處于GW1的100％可用邊界之外。在所說明的例子中，VGx業(yè)務(wù)區(qū)的一部分處于GW2業(yè)務(wù)區(qū)79之內(nèi)，盡管不會總是這種情況。如所示，對于每個信關(guān)76存在一個區(qū)域，在其中可以保證用戶終端通過至少一個衛(wèi)星得到100％的信關(guān)可用性。在這個區(qū)域之外，用戶終端仍然能夠由GW1服務(wù)，但是可用性降至95％的可用性，然后是90％的可用性，等等。
對于圖20的情況，假設(shè)終端1106處于GW1的90％可用性圓周之外，而且處于GW2的100％可用性圓周內(nèi)。還假設(shè)終端1106與GW1的VGx相關(guān)聯(lián)，并且正在進行到VGx業(yè)務(wù)區(qū)內(nèi)固定或移動用戶的呼叫。當終端1106啟動該呼叫時，假設(shè)呼叫請求通過SAT2中繼到GW2。GW2從呼叫請求信息(例如，終端ID)中、從對終端1106進行的定位中、而且從所撥的號碼中識別終端1106正在呼叫VGx業(yè)務(wù)區(qū)內(nèi)的另一個用戶，而且該終端與GW1相關(guān)聯(lián)。然后GW2通過相同或不同星座的衛(wèi)星、或者通過回轉(zhuǎn)的衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器、或者通過PSTN或地面數(shù)據(jù)鏈路聯(lián)系GW1。作為響應(yīng)，GW1分配與VGx一起使用的信道對，并將信道對信息和任何其它的呼叫建立參數(shù)發(fā)送回GW2，通過SAT2將呼叫建立信息通知終端1106。GW1也通過SAT1通知VGx1108所分配的信道對以及其它呼叫建立信息。然后呼叫如前面針對本地VG業(yè)務(wù)區(qū)內(nèi)終端呼叫情況所做的描述那樣進行。任何返回的鏈路ACK或其它信令都可以從終端1106通過SAT2和GW2中繼到GW1。
圖21A和21B說明了根據(jù)本發(fā)明的一個方面，對地區(qū)虛信關(guān)(RVGW)1108′的使用。如圖21A所示，RVGW1108′可以與多個VGs相關(guān)聯(lián)，例如VG1和VG2。每個RVGW1108′連接到一個或多個VGs1108以及正服務(wù)的GW76。RVGW1108′從VGs1108向GW76轉(zhuǎn)發(fā)呼叫請求，而且也以一種通過方式從GW76向VGs1108轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)資源的分配。在這個分層實施例中，RVGW1108′也處理來自那些不處于VG業(yè)務(wù)區(qū)之內(nèi)的終端1106的呼叫請求，如上面針對圖19的情況4和5所做的描述。信關(guān)76對在信關(guān)業(yè)務(wù)區(qū)79內(nèi)做呼叫請求(并接收呼叫)的非WLL用戶終端負責。
服務(wù)信關(guān)76在通話過程中向虛信關(guān)1108發(fā)送消息是在本發(fā)明的范圍之內(nèi)的，例如帶由新系統(tǒng)資源分配的開銷消息。然后虛信關(guān)1108通知終端1106、1206有關(guān)新資源的分配，例如新信道對分配。然后新信關(guān)和終端在通話過程中切換到新信道分配。用這種方式，新信道對分配可以在通話過程中進行，使一個或多個用戶通信可以在所分配的頻譜內(nèi)轉(zhuǎn)換。當需要減輕當前的或預(yù)期的來自另一個衛(wèi)星系統(tǒng)、來自固定的基于空間或基于地面的干擾源的干擾影響，以及/或自身干擾的影響時，這可能會特別有用。
當本發(fā)明針對其優(yōu)選實施例進行特別地表示和描述時，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解形式和細節(jié)的改變可以在不背離本發(fā)明范圍和精神的前提下進行。
權(quán)利要求
1.一種通信系統(tǒng)，包括一個衛(wèi)星通信系統(tǒng)部分，由在地球表面投下多個波束的至少一個衛(wèi)星、和至少一個衛(wèi)星系統(tǒng)地面站組成，該地面站雙向地連接于至少一個衛(wèi)星并且也連接于地面通信系統(tǒng)；以及一個地面通信部分，由至少一個本地化網(wǎng)絡(luò)(LN)基站組成，能夠與LN業(yè)務(wù)區(qū)內(nèi)的多個LN用戶終端雙向地通信，所述地面部分還包括LN地面站，雙向地連接到所述LN基站和所述至少一個衛(wèi)星，以便雙向地連接去自進出所述LN業(yè)務(wù)區(qū)的單個所述LN用戶終端的通信，其特征在于來自一個或多個所述衛(wèi)星的地球表面上的一個或多個波束覆蓋一個地區(qū)業(yè)務(wù)區(qū)(RSA)，所述LN業(yè)務(wù)區(qū)處于其中，而且其特征在于所述通信系統(tǒng)還包括至少一個數(shù)據(jù)庫，存儲將單個所述LN用戶終端與所述RSA相關(guān)聯(lián)的信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的通信系統(tǒng)，還包括處于所述RSA內(nèi)、但不在所述LN業(yè)務(wù)區(qū)內(nèi)的多個其它的用戶終端，而且其特征在于所述數(shù)據(jù)庫還存儲將單個所述的其它用戶終端與所述RSA相關(guān)聯(lián)的信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的通信系統(tǒng)，其特征在于單個所述LN用戶終端包括用于將呼叫發(fā)送到與所述地面通信網(wǎng)絡(luò)連接的終端并從該終端接收呼叫的收發(fā)機，收發(fā)通過所述LN基站、所述LN地面站、所述至少一個衛(wèi)星、以及所述至少一個衛(wèi)星系統(tǒng)地面站。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的通信系統(tǒng)，其特征在于單個所述其它用戶終端包括用于將呼叫發(fā)送到與所述地面通信網(wǎng)絡(luò)連接的終端并從該終端接收呼叫的收發(fā)機，收發(fā)通過所述至少一個衛(wèi)星以及所述至少一個衛(wèi)星系統(tǒng)地面站。
5.根據(jù)權(quán)利要求2的通信系統(tǒng)，其特征在于單個所述LN用戶終端包括用于將呼叫發(fā)送到一個所述其它用戶終端并從該終端接收呼叫的收發(fā)機，收發(fā)通過所述LN基站、所述LN地面站、以及所述至少一個衛(wèi)星。
6.根據(jù)權(quán)利要求2的通信系統(tǒng)，其特征在于單個所述LN用戶終端包括用于將呼叫發(fā)送到一個所述其它用戶終端并從該終端接收呼叫的收發(fā)機，收發(fā)通過所述LN基站、所述LN地面站、所述至少一個衛(wèi)星、以及所述至少一個衛(wèi)星系統(tǒng)地面站。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的通信系統(tǒng)，還包括處于含在所述RSA內(nèi)的第二LN業(yè)務(wù)區(qū)的第二多個LN終端，而且其特征在于所述數(shù)據(jù)庫還存儲將單個所述第二多個LN用戶終端與所述RSA關(guān)聯(lián)的信息。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的通信系統(tǒng)，還包括處于含在第二RSA內(nèi)的第二LN業(yè)務(wù)區(qū)的第二多個LN終端，而且其特征在于所述數(shù)據(jù)庫還存儲將單個所述第二多個LN用戶終端與所述第二RSA關(guān)聯(lián)的信息。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的通信系統(tǒng)，還包括處于第二RSA內(nèi)、但不在LN業(yè)務(wù)區(qū)內(nèi)的多個其它終端，而且其特征在于所述數(shù)據(jù)庫還存儲將單個所述其它用戶終端與所述第二RSA關(guān)聯(lián)的信息。
10.根據(jù)權(quán)利要求7的通信系統(tǒng)，其特征在于單個所述LN用戶終端包括用于將呼叫發(fā)送到所述第二多個LN用戶終端中的一個并從該終端接收呼叫的收發(fā)機，收發(fā)通過所述LN基站、所述LN地面站、所述至少一個衛(wèi)星、所述至少一個衛(wèi)星系統(tǒng)地面站、以及與所述第二LN業(yè)務(wù)區(qū)關(guān)聯(lián)的第二LN地面站和第二LN基站。
11.根據(jù)權(quán)利要求7的通信系統(tǒng)，其特征在于單個所述LN用戶終端包括用于將呼叫發(fā)送到所述第二多個LN用戶終端中的一個并從該終端接收呼叫的收發(fā)機，收發(fā)通過所述LN基站、所述LN地面站、所述至少一個衛(wèi)星、以及與所述第二LN業(yè)務(wù)區(qū)關(guān)聯(lián)的第二LN地面站和第二LN基站。
12.根據(jù)權(quán)利要求8的通信系統(tǒng)，其特征在于單個所述LN用戶終端包括用于將呼叫發(fā)送到所述第二多個LN用戶終端中的一個并從該終端接收呼叫的收發(fā)機，收發(fā)通過所述LN基站、所述LN地面站、所述至少一個衛(wèi)星、所述至少一個衛(wèi)星系統(tǒng)地面站、以及與所述第二LN業(yè)務(wù)區(qū)關(guān)聯(lián)的第二LN地面站和第二LN基站。
13.根據(jù)權(quán)利要求8的通信系統(tǒng)，其特征在于單個所述LN用戶終端包括用于將呼叫發(fā)送到所述第二多個LN用戶終端中的一個并從該終端接收呼叫的收發(fā)機，收發(fā)通過所述LN基站、所述LN地面站、所述至少一個衛(wèi)星、以及與所述第二LN業(yè)務(wù)區(qū)關(guān)聯(lián)的第二LN地面站和第二LN基站。
14.根據(jù)權(quán)利要求9的通信系統(tǒng)，其特征在于單個所述LN用戶終端包括用于將呼叫發(fā)送到所述其它用戶終端中的一個并從該終端接收呼叫的收發(fā)機，收發(fā)通過所述LN基站、所述LN地面站、以及所述至少一個衛(wèi)星。
15.根據(jù)權(quán)利要求9的通信系統(tǒng)，其特征在于單個所述LN用戶終端包括用于將呼叫發(fā)送到所述其它用戶終端中的一個并 從該終端接收呼叫的收發(fā)機，收發(fā)通過所述LN基站、所述LN地面站、所述至少一個衛(wèi)星、以及所述至少一個衛(wèi)星系統(tǒng)地面站。
16.根據(jù)權(quán)利要求2的通信系統(tǒng)，還包括處于第二RSA內(nèi)、但不在LN業(yè)務(wù)區(qū)內(nèi)的第二多個其它終端，而且其特征在于所述數(shù)據(jù)庫還存儲將單個所述其它用戶終端與所述第二RSA關(guān)聯(lián)的信息。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的通信系統(tǒng)，其特征在于單個所述其它用戶終端包括用于將呼叫發(fā)送到所述第二多個其它用戶終端中的一個并從該終端接收呼叫的收發(fā)機，收發(fā)通過所述至少一個衛(wèi)星以及所述至少一個衛(wèi)星系統(tǒng)地面站。
18.根據(jù)權(quán)利要求16的通信系統(tǒng)，其特征在于單個所述其它用戶終端包括用于將呼叫發(fā)送到所述第二多個其它用戶終端中的一個并從該終端接收呼叫的收發(fā)機，收發(fā)通過所述至少一個衛(wèi)星。
19.一種通信系統(tǒng)，包括一個衛(wèi)星通信系統(tǒng)部分，由在地球表面投下多個波束的至少一個衛(wèi)星、和至少一個地面衛(wèi)星信關(guān)組成，該信關(guān)雙向地連接于至少一個衛(wèi)星并且也連接于地面通信系統(tǒng)；其特征在于，來自一個或多個衛(wèi)星的地球表面上的一個或多個波束覆蓋一個地區(qū)業(yè)務(wù)區(qū)(RSA)，至少一個無線本地環(huán)路(WLL)業(yè)務(wù)區(qū)處于其中；而且一個地面通信部分，由至少一個WLL基站組成，能夠與所述WLL業(yè)務(wù)區(qū)內(nèi)的多個WLL用戶終端雙向地通信，所述地面部分還包括為所述RSA服務(wù)并雙向地連接于所述WLL基站和所述至少一個衛(wèi)星的虛信關(guān)，其特征在于所述虛信關(guān)響應(yīng)從所述地面衛(wèi)星信關(guān)接收的信息，為了雙向地連接去或自進出所述WLL業(yè)務(wù)區(qū)的單個所述WLL用戶終端的通信，暫時代理衛(wèi)星系統(tǒng)資源的控制。
20.一種通信系統(tǒng)，包括一個衛(wèi)星通信系統(tǒng)部分，由在地球表面投下多個波束的至少一個衛(wèi)星、和至少一個衛(wèi)星信關(guān)組成，該信關(guān)雙向地連接于至少一個衛(wèi)星并且也連接于地面通信系統(tǒng)；其特征在于，來自一個或多個衛(wèi)星的地球表面上的一個或多個波束覆蓋一個地區(qū)業(yè)務(wù)區(qū)，至少一個無線本地環(huán)路(WLL)業(yè)務(wù)區(qū)處于其中；而且一個地面通信部分，由至少一個WLL基站組成，能夠與所述WLL業(yè)務(wù)區(qū)內(nèi)的多個WLL用戶終端雙向地通信，所述地面部分還包括關(guān)聯(lián)于所述地區(qū)業(yè)務(wù)區(qū)并雙向地連接于所述WLL基站和所述至少一個衛(wèi)星的虛信關(guān)，其特征在于所述虛信關(guān)響應(yīng)從所述地面衛(wèi)星信關(guān)接收的信息，為了雙向地連接去或自進出所述WLL業(yè)務(wù)區(qū)的單個所述WLL用戶終端的通信，代理衛(wèi)星系統(tǒng)資源的本地控制；其特征在于所述虛信關(guān)還雙向地連接于一個發(fā)射機，用于向一個或多個所述WLL用戶終端發(fā)射尋呼和廣播消息中的至少一個，所述尋呼和廣播消息由所述虛信關(guān)通過所述至少一個衛(wèi)星從所述地面衛(wèi)星信關(guān)接收。
21.一種通信系統(tǒng)，包括一個衛(wèi)星通信系統(tǒng)部分，由在地球表面投下多個波束的至少一個衛(wèi)星、和至少一個衛(wèi)星系統(tǒng)地面站組成，該地面站雙向地連接于至少一個衛(wèi)星并且也連接于地面通信系統(tǒng)；以及一個地面通信部分，由多個本地化網(wǎng)絡(luò)(LN)基站組成，每個都能夠與有關(guān)LN業(yè)務(wù)區(qū)內(nèi)的多個LN用戶終端雙向地通信，所述地面部分還包括雙向地連接于每個所述LN基站和所述至少一個衛(wèi)星的LN地面站，以便雙向地連接去或自進出所述LN業(yè)務(wù)區(qū)的單個所述LN用戶終端的通信，其特征在于來自一個或多個所述衛(wèi)星的地球表面上的一個或多個波束覆蓋一個地區(qū)業(yè)務(wù)區(qū)，至少一個所述LN業(yè)務(wù)區(qū)處于其中，其特征在于所述通信系統(tǒng)還包括一個連接到所述衛(wèi)星系統(tǒng)地面站的系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫和一個連接到所述多個LN基站中每一個的LN數(shù)據(jù)庫，存儲將單個所述LN用戶終端關(guān)聯(lián)于本地LN業(yè)務(wù)區(qū)的信息；而且其特征在于從一個LN業(yè)務(wù)區(qū)漫游到另一個LN業(yè)務(wù)區(qū)、或者從一個LN業(yè)務(wù)區(qū)漫游到任何LN業(yè)務(wù)區(qū)之外地方的LN用戶終端，被基于存儲在本地LN業(yè)務(wù)區(qū)的所述數(shù)據(jù)庫中的信息鑒權(quán)并提供服務(wù)。
22.一種通信系統(tǒng)，包括一個衛(wèi)星通信系統(tǒng)部分，由在地球表面投下多個波束的至少一個衛(wèi)星、和至少一個衛(wèi)星系統(tǒng)地面站組成，該地面站雙向地連接于至少一個衛(wèi)星并且也連接于地面通信系統(tǒng)；以及一個地面通信部分，由多個虛信關(guān)組成，每個都包括能夠與有關(guān)虛信關(guān)業(yè)務(wù)區(qū)內(nèi)的多個LN用戶終端雙向通信的本地化網(wǎng)絡(luò)(LN)基站，每個所述虛信關(guān)還包括雙向地連接于每個所述LN基站和所述至少一個衛(wèi)星的LN地面站，以便雙向地連接去或自進出所述LN業(yè)務(wù)區(qū)的單個所述LN用戶終端的通信，所述地面通信部分還包括一個地區(qū)虛信關(guān)，通過至少一個衛(wèi)星雙向地連接到每個所述虛信關(guān)和所述衛(wèi)星系統(tǒng)地面站，所述地區(qū)虛信關(guān)基于從所述衛(wèi)星系統(tǒng)地面站接收的資源配置在所述虛信關(guān)之間分配系統(tǒng)資源。
23.一種通信系統(tǒng)，由至少一個虛信關(guān)組成，該虛信關(guān)包括能夠與有關(guān)虛信關(guān)業(yè)務(wù)區(qū)——由與一個或多個衛(wèi)星相關(guān)聯(lián)的一個或多個波束所覆蓋——內(nèi)的多個LN用戶終端進行雙向無線通信的本地化網(wǎng)絡(luò)(LN)基站，所述至少一個虛信關(guān)還包括雙向地連接于所述LN基站和所述至少一個衛(wèi)星的LN衛(wèi)星地面站，以便雙向地連接去或自進出所述LN業(yè)務(wù)區(qū)的單個所述LN用戶終端的通信，所述虛信關(guān)基于從衛(wèi)星系統(tǒng)地面站接收的衛(wèi)星系統(tǒng)資源配置在所述LN用戶終端之間分配衛(wèi)星系統(tǒng)資源。
24.根據(jù)權(quán)利要求23的通信系統(tǒng)，其特征在于所述衛(wèi)星系統(tǒng)資源包括頻率信道。
25.根據(jù)權(quán)利要求23的通信系統(tǒng)，其特征在于所述衛(wèi)星系統(tǒng)資源包括擴頻碼。
26.根據(jù)權(quán)利要求23的通信系統(tǒng)，其特征在于所述LN用戶終端中的至少一些是移動終端。
27.根據(jù)權(quán)利要求23的通信系統(tǒng)，其特征在于所述LN用戶終端中的至少一些是固定終端。
28.根據(jù)權(quán)利要求23的通信系統(tǒng)，其特征在于所述LN基站連接到一個存儲信息的數(shù)據(jù)庫，以便識別單個所述多個LN用戶終端并將單個所述LN用戶終端關(guān)聯(lián)于所述地區(qū)業(yè)務(wù)區(qū)。
29.根據(jù)權(quán)利要求23的通信系統(tǒng)，其特征在于所述數(shù)據(jù)庫可以通過所述至少一個衛(wèi)星來查詢，以便對已經(jīng)漫游到本地LN業(yè)務(wù)區(qū)之外并請求業(yè)務(wù)的LN用戶終端鑒權(quán)。
30.根據(jù)權(quán)利要求23的通信系統(tǒng)，其特征在于所述一個或多個衛(wèi)星是低地球軌道衛(wèi)星星座的一部分。
31.操作一種通信系統(tǒng)的方法，包括如下步驟提供一個衛(wèi)星通信系統(tǒng)部分，由在地球表面投下多個波束的至少一個衛(wèi)星、和至少一個衛(wèi)星系統(tǒng)地面站組成，該地面站雙向地連接于至少一個衛(wèi)星并且也連接于地面通信系統(tǒng)；提供一個地面通信部分，由多個本地化網(wǎng)絡(luò)(LN)基站組成，每個都能夠與有關(guān)LN業(yè)務(wù)區(qū)內(nèi)的多個LN用戶終端雙向地通信，還對地面部分提供使之包括LN地面站，雙向地連接到每個LN基站和所述至少一個衛(wèi)星，以便雙向地連接去自進出LN業(yè)務(wù)區(qū)的單個LN用戶終端的通信；定義一個地區(qū)業(yè)務(wù)區(qū)(RSA)，至少一個LN業(yè)務(wù)區(qū)處于其中，RSA被定義為包括一個含有多個LN用戶終端位置的區(qū)域；在連接到多個LN基站中每一個的LN數(shù)據(jù)庫中存儲信息，所存儲的信息將單個LN用戶終端與本地LN業(yè)務(wù)區(qū)相關(guān)聯(lián)；并且對于漫游到本地LN業(yè)務(wù)區(qū)之外的LN用戶終端，查詢一個LN數(shù)據(jù)庫，基于存儲在本地LN業(yè)務(wù)區(qū)數(shù)據(jù)庫中的信息，對漫游LN用戶終端鑒權(quán)并提供業(yè)務(wù)。
32.操作一種通信系統(tǒng)的方法，包括如下步驟提供一個衛(wèi)星通信系統(tǒng)部分，由在地球表面投下多個波束的至少一個衛(wèi)星、和至少一個衛(wèi)星系統(tǒng)地面站組成，該地面站雙向地連接于至少一個衛(wèi)星并且也連接于地面通信系統(tǒng)；提供一個地面通信部分，由多個本地化網(wǎng)絡(luò)(LN)基站組成，每個都能夠與有關(guān)LN業(yè)務(wù)區(qū)內(nèi)的多個LN用戶終端雙向地通信，還對地面部分提供使之包括LN地面站，雙向地連接到每個LN基站和所述至少一個衛(wèi)星，以便雙向地連接去自進出LN業(yè)務(wù)區(qū)的單個LN用戶終端的通信；定義一個地區(qū)業(yè)務(wù)區(qū)(RSA)，至少一個LN業(yè)務(wù)區(qū)處于其中，RSA被定義為包括一個含有多個LN用戶終端位置的區(qū)域；在LN地面站從衛(wèi)星系統(tǒng)地面站接收衛(wèi)星系統(tǒng)資源的分配，LN地面站處于衛(wèi)星系統(tǒng)地面站的覆蓋區(qū)域中；以及對請求業(yè)務(wù)的LN用戶終端重新分配所分配的衛(wèi)星系統(tǒng)資源的一部分。
33.根據(jù)權(quán)利要求32的一種方法，還包括如下步驟正當對LN用戶終端提供業(yè)務(wù)時，操作一個定時器并記錄業(yè)務(wù)的持續(xù)時間；并且隨后向衛(wèi)星系統(tǒng)地面站發(fā)送信息，所發(fā)送的信息包括所記錄的業(yè)務(wù)持續(xù)時間。
34.操作一種通信系統(tǒng)的方法，包括如下步驟在衛(wèi)星系統(tǒng)信關(guān)接收到一個用戶終端的呼叫；檢查一個數(shù)據(jù)庫，確定用戶終端是否關(guān)聯(lián)于衛(wèi)星系統(tǒng)信關(guān)覆蓋區(qū)內(nèi)的一個本地化業(yè)務(wù)區(qū)；如果是，組成一條消息并將該消息發(fā)送到為地區(qū)業(yè)務(wù)區(qū)服務(wù)的虛信關(guān)，該消息通過至少一個衛(wèi)星發(fā)送；在虛信關(guān)接收該消息并尋呼用戶終端；并且當用戶終端響應(yīng)該尋呼時，使用從衛(wèi)星系統(tǒng)信關(guān)分配給虛信關(guān)的衛(wèi)星系統(tǒng)資源建立該呼叫。
35.操作一種通信系統(tǒng)的方法，包括如下步驟在為衛(wèi)星系統(tǒng)信關(guān)覆蓋區(qū)內(nèi)一個本地化業(yè)務(wù)區(qū)服務(wù)的虛信關(guān)接收到一個用戶終端的呼叫；檢查一個數(shù)據(jù)庫，確定被叫用戶終端是否關(guān)聯(lián)于虛信關(guān)所服務(wù)的本地化業(yè)務(wù)區(qū)；如果是，建立該呼叫；如果不是，組成一條消息并將該消息發(fā)送到衛(wèi)星系統(tǒng)信關(guān)，該消息通過至少一個衛(wèi)星發(fā)送；在衛(wèi)星系統(tǒng)信關(guān)接收該消息并檢查一個數(shù)據(jù)庫，確定被叫用戶終端是否關(guān)聯(lián)于衛(wèi)星系統(tǒng)信關(guān)覆蓋區(qū)內(nèi)的第二本地化業(yè)務(wù)區(qū)；如果是，組成一條消息并將該消息發(fā)送到為第二本地化業(yè)務(wù)區(qū)服務(wù)的第二虛信關(guān)，該消息通過至少一個衛(wèi)星發(fā)送；在第二虛信關(guān)接收該消息并尋呼用戶終端；而且當用戶終端響應(yīng)該尋呼時，使用從衛(wèi)星系統(tǒng)信關(guān)分配給第二虛信關(guān)的衛(wèi)星系統(tǒng)資源建立該呼叫。
全文摘要
一種通信系統(tǒng)及其操作方法。包括一個衛(wèi)星通信系統(tǒng)部分,它由至少一個衛(wèi)星組成和包括至少一個連接于至少一個衛(wèi)星和地面通信系統(tǒng)的地面衛(wèi)星信關(guān)。由投射到地面的衛(wèi)星波束定義一個安置了一個無線本地環(huán)路(WLL)業(yè)務(wù)區(qū)的地區(qū)業(yè)務(wù)區(qū)。還包括一個地面通信部分,由至少一個WLL基站組成,能與WLL用戶終端雙向通信,和還包括連接于基站和衛(wèi)星的虛信關(guān),暫時代理衛(wèi)星資源控制,向用戶終端發(fā)射尋呼和廣播消息中的至少一個。
文檔編號H04B7/15GK1199289SQ9810660
公開日1998年11月18日 申請日期1998年4月14日 優(yōu)先權(quán)日1997年4月15日
發(fā)明者R·A·維德曼, P·A·蒙特 申請人:環(huán)球星有限合伙人公司