[发明专利]多卫星衰落衰减控制系统

说明书

本发明一般涉及卫星通信系统，特别涉及在卫星通信系统中使用的射频(RF)发送和功率控制技术。

用于固定和移动通信的卫星电话系统作为一种新的全球业务出现。这些系统使用通过一个卫星或许多卫星的星座路由选择的许多单独电路进行通信。卫星电话系统的价值在于它提供地球的大区域的普遍覆盖而无许多小的地面网孔的结构。由于卫星业务的频率分配，许多建议促进了卫星通信系统的推广应用。一般地讲，这些建议己涉及时分多址(TDMA)技术或码分多址(CDMA)技术。

这些业务的通信链路可用性是关键的因素。在3GHz以上特别是10GHz以上的高频段，重要的是避免信号强度的大富余量以便避免卫星设计过大。另外对一些系统如CDMA系统重要的是当信号到达卫星时保持它在固定电平。然后主要的考虑是选择补偿3GHz以上频段的降雨衰减以及对其它类型信号路径影响的方法。

参见图1A，示出了与用于典型的远程端口(Teleport)或移动卫星业务(MSS)站1的几个卫星2通信的安排。站1也称为网关，是具有与几个卫星2通信的天线1a的典型多卫星远程端口，每个卫星接到一个或几个网关或服务的实体。接到单个网关1的多个天线1a可提供多个卫星覆盖，诸如建议用于低地球轨道(LED)移动卫星业务(MSS)或固定卫星业务(FSS)。

图1B表示具有与主站分开距离D的另加的空间分集站1b的相同站1。在这个方法中，天线站的空间分集提供到单个卫星2的迂回信令路径。在高于10GHz的频段中，为了保持高可用性等级，常规的实践是放置冗余或分集站1b离开主站1约35km至100km。通过这样分开两个站，当例如由于降雨区靠近主站1引起在主站的大气衰减超过一定的值时，通信可转换到分集站1b。

可替代地，将主站1放置在不常降雨的沙漠地区，第二方法不需要分集站1b。

这些方法的任一个方法都不满意，而且二者都招致大的增加的费用。在第一方法中，硬件、实际财产和如果这些站是有人值守时可能的人员都应该是双份的。而且，必须安装一些机制用于链接主站1到分集站1b(例如，地下电缆、微波塔，等)。第二方法要求在一个地点中的站的结构、规定和维护，该地点或者不方便或者没有经济吸引力(例如，该站离PSTN连接太远，要求长距离迂回路程)。

通过选择具有最低衰减的通信路径，或者通过组合最低衰减路径能够实现增强通信容量，同时避免大衰减的路径。这个方法使通信信号强度最大和减小所要求的信号强度余量。即，不是在要求补偿大衰减路径的功率电平上发送，因此消耗相当大量的卫星功率，一个较好的方法是避免大衰减路径而采用较小衰减路径。为了实现这个技术，需要根据路径衰减的观察量做出决定。

在本发明人已知的先前的系统中，这样的决定是根据在网关的从一般放置在卫星上或通过该卫星的某一信源发送的信号的接收信号强度做出的。但是，这个方法的缺点是衰减信息只是瞬时知道，因此不能够执行链路分配和功率预算的短期或长期计划。

不考虑各种卫星功率控制技术，可参考以下美国专利：4991199，Saam，“保持来自卫星转发器的恒定输出功率的上行链路功率控制机制”；4752967，Bustamamte等人，“卫星通信功率控制系统”；5339330，Mallinckrodt，“综合蜂窝通信系统”；4752925，Thompson等人，“两跳共同放置的卫星通信系统”；5126748，Ames等人，“双卫星导航系统和方法”；5109390，Gilhousen等人，“在CDMA蜂窝电话系统中的分集接收机”；和5138631，Taylor，“卫星通信网络”。

还可参考在普通转让和许可的美国专利申请中公开的改善的功率管理技术：序号08/467209，申请日95年6月6日，标题“低地球轨道卫星通信系统的闭环功率控制”，发明人Robert A.Wiedeman和Michael J.Sites。

例如也可参考1993年Prentice Hall第二版第273～294页W.Pritchard等人的文章“卫星通信系统工程”，用于讨论各种噪声温度、传播系数和在RF链路设计中降雨衰减模型的应用。

本发明的第一个目的是提供实际确定由于降雨和其它天气有关的事件引起的衰减的存在和数量的改进的卫星通信系统和方法。

本发明的第二个目的是提供一个改进的卫星通信系统和方法，采用直接测量恶劣路径衰减电位，而不要求来自卫星或通过卫星发送的信号源。

本发明的教导提供的优点是能够操作卫星通信系统以便保持系统功率。