[发明专利]包括LEO和其他轨道中的卫星的卫星系统

说明书

一种卫星通信系统，包括近地球轨道(LEO)中的卫星，和在除LEO以外的轨道中的一个或多个卫星，例如中地球轨道(MEO)中的卫星和/或地球同步(GEO)轨道中的卫星。根据路由逻辑，该系统将诸如可以从互联网接收到的数据包路由到LEO卫星或非LEO卫星上。在某些实施例中，路由逻辑基于通信的延迟。

相关案件的声明

本案件要求2016年8月30日提交的美国临时专利申请SN62/381,284和2017年1月23日提交的美国临时专利申请SN62/449,441的优先权，该两份申请通过引用并入本文。

技术领域

本公开涉及卫星通信系统。

背景技术

目前正在开发用于将低成本宽带互联网服务带到地球上的任何位置上的卫星系统。这些系统通常包括网关天线，其将互联网链接到一组非地球同步卫星上-尤其是近地球轨道(LEO)卫星-其反过来链接到位于地球上的廉价用户终端。用户终端为住宅和企业提供互联网连接。

上述系统中的卫星不能超过某些广播传输功率限制，这是由规定不干扰地球同步卫星的规则以及卫星质量的上限决定的。因此，甚至在人口密度适中的地区，预计需求也会轻易超过容量。

发明内容

本发明提供一种提高非地球同步卫星系统的容量的方法。本发明的示例性实施例是卫星系统，该卫星系统具有在LEO中的一个或多个卫星，和在除LEO以外的轨道中的一个或多个卫星，例如，中地球轨道(MEO)、地球同步轨道(GEO)，和/或备选轨道(例如高椭圆轨道(HEO)等)。

在某些实施例中，除LEO以外的卫星仅是“单向的”；即仅前向链路(即，地面站/网关天线->卫星->用户)。在示例性实施例中，一个或多个LEO卫星提供双向运行；即，前向链路和反向链路两个(即，用户->卫星->地面站)。

在示例性实施例中，系统包括LEO卫星的星群和一个或多个非LEO卫星。在某些实施例中，非LEO卫星包括一个或多个其星群。

在示例性实施例中，路由逻辑确定卫星系统中哪种特定类型的卫星处理前向链路的任何给定数据包；只有LEO卫星处理反向链路。在某些其他实施例中，作为轨道和/或路由逻辑的功能，某些类型的非LEO卫星也处理反向链路。在这些实施例中，路由逻辑用于前向和反向链路二者，并且可以使用相同的路由逻辑或不同的逻辑。

根据示例性实施例，路由逻辑基于延迟考虑；例如，接收数据包中延迟的程度会影响用户体验。对于某些服务，期望/盼望/需要低延迟，提供实时特性，在正在处理的输入和相应的输出之间存在人类无法察觉的延迟。低延迟服务的少数非限制示例包括IP电话(VoIP)、视频会议、交易和在线游戏。对于某些其他服务，可以接受高延迟，其中延迟是可察觉的，但不会有问题。高延迟服务的示例包括但不限于邮件和对等文件传输。

延迟的原因(例如、传播延迟、序列化，数据协议，路由和交换，排队和缓冲等)是很好理解的。在卫星通信的情况下，其中在地面站和卫星之间的距离非常大，传播延迟通常是延迟的主要原因。

因此，根据示例性实施例，基于延迟的路由逻辑将考虑地面站和卫星之间的距离；即卫星的特定轨道。不受延迟影响的通信量可以例如通过相对更远的卫星(例如地球同步卫星)进行路由。低延迟通信量应该通过相对接近地球(例如，LEO卫星)的卫星进行路由。MEO卫星比GEO卫星更靠近地球，并因此增强处理延迟问题(不仅仅是简单的“低”延迟和“高”延迟)的能力。例如，MEO卫星可以处理中等延迟负载，例如“聊天室”应用。此外，MEO卫星可以放置在倾斜的或椭圆形的轨道中，允许覆盖难以用GEO卫星覆盖的高纬度/极地区域。

同样的原理适用于GEO和MEO以外的轨道上的卫星，作为它们相对于地球的距离的函数。在HEO卫星的情况下，当卫星适合于处理低延迟通信量时，存在某些时间(即，近地点处或其附近)，当卫星将适合于仅处理高延迟通信量时，存在其他时间(即，远地点处或其附近)。