[发明专利]使用多个扩频网关天线的多卫星中继器容量加载

说明书

本发明总的说来涉及以中继器为基础的通信系统。

以卫星为基础的通信系统在现有技术中介绍得很充分。例如参考美国专利5303286，1994年4月12日授于本专利申请的发明人之一，其发明名称为“无线电话/卫星漫游系统”。还参考纪录在美国专利5303286中大量的美国专利、外国专利和其它出版物。

本发明是针对通信系统，和由其执行的一种方法，用于通过低地球轨道卫星星座的多个卫星分配通信业务量。多个卫星中的每一个卫星在处于一个地面站的视野中时任何给定的时间以特定的仰角定向。该方法包括步骤：(a)为多个卫星中的每一个卫星提供从地面站接收通信链路的接收机和发送接收到的通信链路到用户终端的发送机；(b)响应服务请求，确定是否最高仰角卫星可以分配新通信链路；(c)如果是，分配一条新的通信链路到该最高仰角卫星；(d)如果不是，确定是否第二最高仰角卫星可以分配新通信链路；和(e)如果是，分配一条新的通信链路到第二最高仰角卫星。可选的另外方案为可以使用多个卫星发送通信链路到用户终端。

可以使用一些准则来确定卫星是否可以分配新的通信链路。例如，每一决定步骤可能各包括决定相关卫星是否已经分配预先确定的最大数量的通信链路的步骤。同样例如，每一决定步骤可能各包括决定相关卫星是否以或接近相应于在地球表面最大峰值通量密度的功率电平发送的步骤。进一步例如，可以确定一个给定卫星是否以或接近该卫星的峰值发送功率发送。进一步的确定可以基于对于某个预先决定的时间期间哪一个卫星处于用户和网关两者之间的视野内。

在本发明的当今优选的实施例中，每一卫星对地球发送大量波束。因此，按照该方法的进一步的实施例，每一确定步骤可能各包括一个决定新通信链路可分配的波束是否以最大的预先决定的功率电平操作，或者以或接近相应于最大峰值通量密度的功率电平发送。

当为新的或越区切换(handoff)通信分配卫星时也可以使用前述准则的各种组合。

另外按照本发明的现在的优选的实施例，每一分配步骤包括以下步骤：(i)确定通信链路在对应的用户终端是否以分集接收方式操作；(ii)如果是，确定是否至少一个次较低仰角卫星可以分配新通信链路；和(iii)如果是，给次较低仰角卫星也分配通信链路，使得该通信链路通过至少两个卫星同时建立。

本发明上面阐明的特征和其它特征，在结合附图阅读后面接着的本发明的详细说明时将会更为明显，附图中：

图1是一个卫星通信系统的框图，该系统是按照本发明目前优选的实施例构造和运行的；

图2是图1中的一个网关的框图；

图3A是图1中的一个卫星的通信有效负载的框图；

图3B表示由图1的一个卫星发送的波束模式的一部分；

图4是描绘卫星遥测和控制功能的地面设备支持的框图；

图5是图2的CDMA子系统的框图；

图6是图示本发明的教导中十分有用的简化系统框图；和

图7是图示按照本发明分配通信业务量的一种方法的逻辑流程图。    

图1示出适宜于使用本发明目前优选实施例的卫星通信系统10的目前优选的实施例。在详细叙述本发明前，首先叙述通信系统10以便对本发明有更完整的理解。

通信系统10可以在概念上细分为多个段1、2、3和4。段1这里称为空间段，段2称为用户段，段3称为地面陆上段，和段4称为电话系统基础设施段。

在本发明目前优选的实施例中，总共有48个卫星位于例如1414公里的低地球轨道(LEO)上。卫星12分布在8个轨道平面上，每一平面上有6个等距的卫星(步行者星座)。轨道平面以对赤道52度角倾斜，每一卫星每114分钟完成一次轨道运行。这一方法最好以从位于约在南纬70度和北纬70度之间的特定用户位置在任何给定的时间能看到的至少两个卫星提供近似全地球覆盖。这样，通过一个或多个网关18和一个或多个卫星12，也可能使用一部分电话基础设施段4，用户能够到或从一网关(GW)18覆盖区域之内的地球表面上的几乎任何点到或从地球表面上的其它点进行通信(通过PSTN)。

此处要注意，系统10的上面和下面叙述仅代表其中本发明的教导可找到用途的通信系统的一个适合的实施例。即该通信系统的具体细节不是对本发明的的实践的限制意义阅读和解释。