[发明专利]优化的综合高容量数字卫星中继网络

说明书

本发明一般涉及卫星通信领域。本发明具体涉及优化的综合高容量数字卫星中继网络系统(又称为多用途宽带通信系统(MPWCS))和方法，用于以功率和带宽的最大使用效率链接同一卫星的相同或不同天线转发器足迹中的多个地面站，从而消除根据希望的下行链路足迹重构卫星转发器的需要。

同步卫星使用地面站和卫星转发器提供灵活的通信中继服务，利用天线以支持地面站之间的点对多点中继服务。卫星运营商通常根据租户希望的功率、带宽、连接、和覆盖区域出租转发器容量。由于不同用户网络之间的共享造成的非最佳方式的卫星功率、带宽、连接、和覆盖区域的出租导致了所使用的功率和带宽达不到最大值。而且，在历史上网络一直是由负责空间部分和地面部分的独立组织开发的，这导致接口的复杂定义而且由卫星轨道得到的总容量以及所分配的频谱也达不到最高效率。依赖于大量卫星设计参数(例如上下行链路频率，天线类型，天线瞄准线，天线尺寸和卫星的发射机功率)，卫星转发器的有效“地面足迹”有地理方面的限制。这种转发器足迹的地理限制约束了可以提供的中继服务类型。

对于在同一个卫星转发器足迹中的两个希望建立通信链路的用户来说，一种普通并且简单的单工服务需要发射用户把他们的地面终端天线指向中继卫星并且以上行链路频率进行发射。卫星转发器利用接收足迹包括发射用户的地面站位置的卫星天线来接收上行链路频率，把该频率转化为下行链路频率，进行信号放大然后把转化并且放大的信号通过用于接收信号的同一个卫星天线进行中继发送。下行链路信号可以被卫星天线足迹内的任一个地面终端接收到。取决于下行链路频率以及上述卫星的物理特性，下行链路足迹可以小到直径为几百英里，也可以大到直径为几千英里。对于在同一个卫星天线足迹中的两个用户而言，这种中继服务形式非常有效。

对于不在同一个卫星天线足迹内但分别在同一个卫星的不同天线足迹内的两个用户而言，可以使用其它技术。其中一种技术需要在同一个卫星的两个天线/转发器之间提供电子“跨接”。经过这样设置之后，其中的一个卫星天线接收来自地面发射站的上行链路信号，另一个卫星天线把该信号进行转化放大以进行中继发送，这后一个卫星天线的足迹包括所希望的接收机。利用这种技术，彼此相距遥远并且位于同一个卫星的较小的不同卫星天线足迹中的两个用户可以使用一个卫星进行中继服务。

各种各样的发明致力于解决这些问题的不同方面。这其中的例子包括：Barkats的美国专利No.5,615,407,Goodman等人的美国专利No.4,720,873,Esch等人的美国专利No.5,283,639,Lee的美国专利No.5,081,703,Mutzig等人的美国专利No.5,276,904,Noreen等人的美国专利No.5,455,823,Rebec等人的美国专利No.5,633,891,Schmelzer等人的美国专利No.5,424,770,Noreen等人的美国专利No.5,303,393。

因此本发明的目的之一是创建一种卫星网络，对其进行优化以使用该组成卫星的全功率和带宽，由此提供运行数字中继网络的最高容量，该网络是建立在综合地面站和卫星以达到最大发射效率的基础之上的。

本发明更进一步的目的是创建高容量卫星通信网络，它的使用率用时间(使用的分钟数)衡量而不是用所租用的功率或带宽衡量。

本发明的另一个目的是利用用于卫星网络的视域内任何通信服务的多个组成卫星的全功率和带宽创建全球数字高容量电信网络。

本发明的另一个目的是利用用于所有通信的组成卫星的全功率和带宽集成多服务卫星电信。

本发明的另一个目的是利用用于所有通信的组成卫星的全功率和带宽提供语音，数据，传真，视频和普通位流服务。

本发明的另一个目的是利用用于所有通信的组成卫星的全功率和带宽提供公用电话交换网络服务。

本发明的另一个目的是利用用于所有通信的组成卫星的全功率和带宽为所选择的用户团体提供专用小交换机业务。

本发明的另一个目的是利用用于所有通信的组成卫星的全功率和带宽为所选择的用户团体提供覆盖网络服务。

本发明的另一个目的是利用用于所有通信的组成卫星的全功率和带宽提供国内和国际电信服务。

本发明的另一个目的是把本发明的电信服务与其它的通信服务供应商和通信公司相连。

本发明的另一个目的是把本发明的电信服务与其它的地面电信供应商和通信公司相连。