宽带卫星终端的制作方法
本专利申请要求2017年8月8日提交的美国专利申请15/672,187以及2017年6月21日提交的临时专利申请62/523,063的优先权，这些专利申请据此全文以引用方式并入本文。
本公开整体涉及卫星通信，包括用于卫星系统中的终端。
背景技术：
通信系统通常使用卫星来传送数据。基于卫星的系统允许跨远距离诸如海洋和陆地来无线地传送信息。例如，基于卫星的系统可用于在大区域诸如广播卫星网络上将媒体信息传送至大量接收器。另外，卫星通信系统可以用于在物理基础设施尚未安装的情况下提供覆盖和/或向未保持与基础设施资源进行附接的移动设备提供覆盖。例如，卫星通信系统可将通信能力提供到基于陆地的设备，诸如手持装置以及家庭或办公装置。
然而，向大量用户提供卫星接入会是有挑战性的。例如，用户终端装置的安装和维护可能过于复杂和昂贵，以及/或者可能无法实现期望的性能水平。
技术实现要素：
卫星系统可具有在一个或多个轨道诸如高度倾斜的偏心地球同步轨道和低地轨道中的通信卫星的星群。卫星终端可用于与卫星星群通信。卫星终端可具有控制电路，该控制电路动态地调整相控天线阵列电路以将天线波束朝一个或多个卫星导向。卫星收发器电路和调制解调器电路可耦合到相控天线阵列电路以处理和以其他方式管理所接收和发送的流量。
可使用相控天线阵列电路中的多个相应的相控天线阵列来同时在不同方向上导向多个天线波束。卫星终端中的电路诸如相控天线阵列电路、卫星收发器电路和调制解调器可用于同时将数据发送到不同的相应卫星以及从不同的相应卫星接收数据，并且可用于在多个卫星频带中发送和接收卫星信号。
卫星终端可具有通过数字通信路径通信地耦合到室内单元的室外单元，该数字通信路径可为有线的或无线的。该室外单元和室内单元可具有通过通信路径诸如位于室外单元和室内单元之间的电缆或无线连接来通信的相应通信电路。电力也可通过电缆或无线地从室内单元传送至室外单元。
该室外单元可包括相控天线阵列电路和卫星收发器电路以及调制解调器。该室内单元可包括信号处理电子器件、用于媒体高速缓存的存储装置、以及允许室内单元用作防火墙、路由器和/或无线接入点的电路。
附图说明
图1呈现了根据一些实施方案的包括卫星的通信系统的示例的示意图。
图2呈现了根据一些实施方案的卫星终端的示例的示意图，该卫星终端具有与电子设备通信的链接的室内和室外单元。
图3呈现了根据一些实施方案的用于卫星终端的示例性一体化室外单元的示意图。
图4是根据一些实施方案的涉及在卫星终端和卫星之间进行通信的例示性操作的流程图。
具体实施方式
通过示例而非限制的方式示出了包括附图的本公开。
通信网络可以包括一个或多个通信卫星和其他装置，包括基于地面的通信装置和用户终端(或用户装置(ue))。一个或多个卫星可以用于例如向便携式电子设备、家庭和/或办公装置、以及其他装置递送无线服务。例如，可向手持设备、可穿戴设备、机顶盒、媒体设备、移动终端、计算设备、传感器等提供无线服务。在一些配置中，可将服务递送至家庭或办公室中的用户卫星终端，该用户卫星终端通过有线或无线通信链路链接至家庭或办公室中的另外的用户装置，诸如计算机、机顶盒或电视机。
在一些具体实施中，卫星终端可被配置为提供多种服务，包括以下中的任一种：宽带数据通信(例如，互联网接入)、语音通信、以及媒体递送(例如，接收视频和/或音频广播)。卫星终端可被配置为同时提供两个或更多个服务，例如，通过与两个或更多个卫星通信(接收和/或发送)。例如，卫星终端可被配置为与两个或更多个非对地静止(ngso)卫星通信，该两个或更多个非对地静止(ngso)卫星可例如位于不同轨道高度(例如，低地球轨道和/或中地球轨道)处的两个或更多个不同轨道中。另外，该两个或更多个卫星不需要相对于彼此或相对于任何绝对固定波束指向方向保持恒定的位置分离。此外，卫星终端可使用不同频带来与两个或更多个不同的卫星同时通信(接收和/或发送)。
在一些实施方案中，可在一个通信频带诸如v频带上提供双向宽带通信服务(例如，互联网接入)，而广播媒体可在第二通信频带诸如ka频带上被接收(并且可选地在本地被高速缓存)。多个频带中的同步操作可通过以下方式来实现：将卫星终端配置为同时提供一个或多个接收波束和一个或多个发送波束，例如通过多波束相控阵列天线系统。该发送和/或接收波束也可被实现为使得它们是能够独立指向的(可导向的)并且可具有不同的操作频带。另外，该相控阵列天线系统可被实现为提供多个可电子导向波束而不需要机械移动。
在图1中示出了具有卫星的例示性通信系统。如图1所示，通信系统10可以包括通信卫星22的一个或多个星群。卫星22可以放置在围绕地球12的低地球轨道(leo)(例如，在500-1500km的高度或其他合适高度)、地球同步轨道和/或中地球轨道(meo)中的任何/全部中。卫星22可以形成具有一个或多个卫星组的卫星星群，这些卫星组具有不同类型的轨道，例如彼此同步以向用户群体(或地理区域)提供期望的覆盖量。在通信系统10的一个或多个卫星星群中可以存在任何合适数量的卫星22(例如，10个至100个、1,000个至10,000个、大于100个、大于1000个、小于10,000个等)。
卫星22可以向诸如电子设备18的设备递送无线服务。电子设备18可以包括手持设备和/或其他移动设备，诸如蜂窝电话、平板计算机、膝上型计算机、手表和其他可穿戴设备、移动终端、无人机、机器人和其他便携式电子设备。电子设备18还可包括固定式(或较不便携式)设备，诸如用户卫星终端(例如，家庭基站或办公室通信设备)和/或相关联装置，诸如机顶盒、路由器、电视机、台式计算机和其他电子装置(有时称为用户装置、用户终端、用户终端装置等)。电子设备18可以位于地球上或上方的任何地方，例如，在陆地上、海上、或空中。由卫星22提供的服务可包括电话(语音)服务、宽带互联网访问、媒体分配服务(诸如卫星音频(卫星无线电和/或流音频服务)和卫星电视(视频))、数据通信、定位和/或其他服务。
系统10可以包括一个或多个网络操作中心(noc)诸如noc16，其可以耦合到一个或多个网关(gw)，例如，网关14(有时称为地面站)。如果需要，可使用网关14处的装置、使用分布在整个系统10中的用户装置、使用多个网络中心16和/或其他合适的装置(例如，服务器或其他控制电路)来管理网络操作。网络操作中心诸如图1中的noc16的使用仅是示例性的。在一些配置中，网关14和/或其他装置的集群可共享资源(例如，大都市区域中的网关14可共享位于网关14或其他位置中的一者处的调制解调器库)。
在系统10中可以存在任何合适数量的网关14(例如1-100个、大于10个、大于100个、小于1000个等)。网关14可以具有收发器，该收发器允许网关通过无线链路20向卫星22发送无线信号并允许网关通过无线链路20从卫星22接收无线信号。无线链路20还可用于支持卫星22与电子设备18之间的通信。例如，在媒体分配操作期间，网关14可以通过上行链路(链路20中的一个)向给定卫星22发送流量，然后经由下行链路(链路20中的一个)将其路由到一个或多个电子设备18。网关14可以执行各种服务，包括为电子设备18供应媒体，在电子设备18和/或其他设备之间路由电话呼叫(例如，语音和/或视频呼叫)，为电子设备18提供互联网访问，和/或向电子设备18递送其他通信和/或数据服务。网关14可以经由卫星22和/或使用基于地面的通信网络彼此通信。
noc16可用于管理一个或多个网关14的操作和/或一个或多个卫星22的操作。例如，noc16可以监测网络性能并在必要时采取适当的纠正措施。在这些操作期间，noc16可以更新一个或多个卫星22和/或电子设备18的软件，可以调整卫星22的高度和/或其他轨道参数，可以指示一个或多个卫星22执行操作已调整卫星太阳能电池板和/或其他卫星部件，和/或可以其他方式控制和维护环绕地球12的卫星星群中的一个或多个卫星22。另外，在一些实施方案中，noc16还可以被配置成在一个或多个网关14上执行维护操作。
网关14、卫星22、noc16和电子设备18可以被配置成支持加密通信。例如，noc16和网关14可以使用加密通信来进行通信。类似地，网关14、卫星22和电子设备18可以使用加密通信来进行通信。当与网关14、卫星22和/或电子设备18通信时，这允许noc16发出安全命令并接收安全信息。在系统10内使用加密通信还允许电子设备18彼此安全地通信以及与网关14安全地通信，并且还允许网关14例如根据数字保护要求将媒体和/或其他信息安全地分配到电子设备18。
在通信系统10的操作期间，卫星22可以用作轨道运行中继站。例如，当网关14发送无线上行链路信号时，一个或多个卫星22可以将这些信号作为下行链路信号转发到一个或多个电子设备18。在一些实施方案中，一些电子设备18可以是仅接收设备，而其他电子设备18可以支持与卫星的双向通信。在电子设备18支持双向通信的情况下，电子设备18可以将无线信号发送到一个或多个卫星22，使得一个或多个卫星22可以将此信息中继到一个或多个适当目的地(例如，网关14、其他电子设备18等)。
卫星22和链路20可以支持任何合适的卫星通信频带(例如，ieee频带)，诸如l频带(1ghz-2ghz)、s频带(2ghz-4ghz)、c频带(4ghz-8ghz)、ka频带(27ghz-40ghz)、v频带(40ghz-75ghz)、w频带(75ghz-110ghz)、和/或适合于空间通信的其他频带(例如，高于1ghz、低于110ghz的频率和/或其他合适的频率)。
一些频率(例如，c频带频率和其他低频，诸如l频带和s频带频率)可穿透建筑物，并且因此可至少在某些时候适合与位于室内的电子设备进行通信，例如，手持式电子设备18(例如，移动并且有时可能在室内以及有时可能在室外的设备)和/或没有外部天线/接收器的电子设备18。其他频率(例如，v频带频率和其他高频，诸如ka频带和w频带频率)无法轻易(或有效地)穿透建筑物，并且因此可适合于与具有外部天线/接收器或者定位在室外和/或另外具有到卫星22的视线路径的电子设备18通信。包括外部部分的卫星终端(例如，电子设备18)可被配置为在一个或多个频带中的任一个频带中接收信号并将所接收的信号中继到对应的室内部分。另外，卫星终端(例如，电子设备18)的室外部分可被配置为在一个或多个频带中的任一个频带中发送信号，包括在用于接收和/或发送的频率之间的转换。为了适应各种场景(例如，移动设备场景和家庭/办公场景)，卫星22可以例如包括c频带卫星(或其他低频带卫星，诸如l频带或s频带卫星)、v频带卫星(或其他高频带卫星，诸如ka频带或w频带卫星)和/或双频带卫星(例如，支持c频带和v频带通信或其他低频带和高频带通信的卫星)。
图2呈现了用于家庭、办公室或其他地点的示例性卫星终端的示意图。卫星终端18t(有时可称为卫星终端装置、卫星接收器或用户卫星装置等)可用作图1的设备18中的一者。如图2所示，终端18t可具有多个单元，诸如单元40和单元56，这些单元通过通信路径诸如路径54来链接。单元40可为具有适用于安装在屋顶或其他室外位置上的耐候性外壳的室外单元。单元56可为室内单元(例如，适用于室内安装的非耐候性单元)。通信路径54可由同轴电缆、以太网电缆、光纤电缆、其他类型的布线、无线链路或其他通信路径形成。其中路径54为有线路径诸如电缆的配置可在本文中有时作为示例进行描述。
单元40可具有通信电路诸如通信电路50(例如，具有用于通过路径54向单元56发送信号的发送器和用于通过路径54从单元56接收信号的接收器的收发器)。单元56可具有对应的通信电路，诸如通信电路60(例如，具有用于通过路径54向单元40发送信号的发送器和用于通过路径54从单元40接收信号的接收器的收发器)。单元40和56之间的通信可为涉及模拟信号(例如，射频信号)和/或数字数据的双向通信。例如，通信电路50和60可支持双向数字通信，并且可通过路径54以至少100mbps、至少500mbps、至少1gbps、小于100gbps的数据速率或其他合适的数据速率以数字方式通信(例如，发送和接收数字数据分组)。通信电路诸如电路50可充当用于单元40的分组结构，该单元40将服务流聚合并将它们排列到公共接口中以发送至单元56，同时允许单元40支持在先接后断(make-before-break)卫星通信切换功能(例如，用于敏感数据流)。
如果需要，单元56可具有电源适配器，诸如交流电至直流电源适配器，该电源适配器向单元40提供直流电源(例如，通过路径54或单独的电源路径)。也可从单元56向单元40提供交流电源(例如，除了或代替向单元40提供直流电源)。单元56可具有插入到诸如交流壁式插座(例如，交流电源)之类的电源中的电源线。也可使用其中单元40具有电源线(例如，插入室外电源中的电线)的配置。
如图2所示，单元40可具有由天线44形成的一个或多个相控天线阵列42。相控天线阵列42可包括可调节电路，诸如可调节相位延迟电路和/或可调节増益电路(例如，用于为每个天线44选择性地调节传入信号和/或传出信号的信号相位和振幅并从而对相控天线阵列波束进行导向的电路)。在单元40中可存在任何合适数量的相控天线阵列42(例如，至少两个、至少三个、至少四个、少于10个等)。在一些配置中，天线44可在多个相控天线阵列之间被共享。例如，天线44中的一些或全部天线可用于形成第一相控天线阵列(例如，用于将第一天线波束朝第一卫星导向的天线阵列)，而这些相同天线44中的一些或全部天线用于形成第二相控天线阵列(例如，用于将第二天线波束朝第二卫星导向的天线阵列)。也可使用其中相控天线阵列42包括单独天线44的阵列的配置。例如，单元40可具有由第一组天线44形成的第一相控天线阵列，并且可具有由不同的第二组天线44形成的第二相控天线阵列。具有三个或四个或更多个相控天线阵列42的单元40的配置也可由重叠的天线组44或独立的天线组44形成。在一些具体实施中，相控天线阵列42中的天线44可全部为一种类型，而在一些其他具体实施中，两个或更多个不同类型的天线44可包括在相控天线阵列42中。
由相控天线阵列42形成的天线波束(信号束)可用于发送信号和/或接收信号，并且可全部指向相同卫星22和/或可指向不同的卫星。例如，可在使用另一波束(例如，指向相同卫星或另一卫星的波束)发生信号的同时，使用指向一个卫星的波束来接收信号。在操作期间，可对相控天线阵列42进行导向以当多个卫星22(例如，非对地静止卫星)穿过不同轨道时跟踪该多个卫星。
相位天线阵列42中的天线44可包括单极、偶极和/或其他类型的天线元件中的任一者/全部。例如，天线44可包括以下中的任一者/全部：环形天线、螺旋天线、贴片天线、倒f天线、八木(yagi)天线、缝隙天线、喇叭形天线、空腔天线、碟形天线、或其他合适的天线。天线44和相控天线阵列42可被配置为处理任何合适类型的卫星通信。例如，天线阵列42可以处理处于诸如以下的频带中的任一种/全部频带中的卫星通信：l频带(1ghz-2ghz)、s频带(2ghz-4ghz)、c频带(4ghz-8ghz)、ka频带(27ghz-40ghz)、v频带(40ghz-75ghz)、w频带(75ghz-110ghz)、和/或适合于空间通信的其他频带(例如，高于1ghz、低于110ghz的频率和/或其他合适的频率)。卫星收发器电路46可包括多个卫星发送器和/或接收器并且还可被配置为使用诸如以下的频带中的任一种/全部来在卫星通信中操作：l频带(1ghz-2ghz)、s频带(2ghz-4ghz)、c频带(4ghz-8ghz)、ka频带(27ghz-40ghz)、v频带(40ghz-75ghz)、w频带(75ghz-110ghz)、和/或适合于空间通信的其他频带(例如，高于1ghz、低于110ghz的频率和/或其他合适的频率)。如果需要，天线44和收发器电路46可被配置为接收信标信号(例如，具有时间/频率参考信息、用于帮助波束朝所需卫星导向的星历表信息等的信标)。在操作期间，调制解调器48可接收要从电路50发送的数字数据，并且可向卫星收发器电路46和相控天线阵列42提供对应的传出数据信号以用于发送到一个或多个卫星。当从天线阵列42和卫星收发器电路46接收到卫星信号时，调制解调器48可从通过电路50发送至室内单元56的这些所接收的信号产生数字数据。
调制解调器48可提供足够的调制解调器能力来处理多个(例如，同时的或重叠的)通信会话。例如，调制解调器48可以被配置为使用收发器电路46和相控天线阵列42来同时接收来自一个或多个卫星的多个媒体流，诸如两个或更多个、三个或更多个、或者四个或更多个广播电视频道，以当在传出卫星和传入卫星之间转变终端18t时处理先接后断切换程序(例如，用于维持恒定服务的动态切换程序)，以处理同时的电视会话和语音/互联网会话，以在同时接收多个广播电视流时处理一个或多个语音呼叫和/或一个或多个互联网会话，以在发送数据的同时接收数据等等。通信电路50可以将来自卫星收发器电路46的传入信号通过路径54提供给通信电路60(例如，作为数字数据)，并且可以将从通信电路60接收的信号(例如，数字数据)提供给电路46。
室外单元40可包括控制电路52，并且室内单元56可包括控制电路66。控制电路52和66可以包括存储装置，诸如以下中的任一者/全部：固态驱动器、随机存取存储器、和/或硬盘驱动器、以及其他易失性和/或非易失性存储器。控制电路52和66还可以包括一个或多个微控制器、微处理器、数字信号处理器、具有处理器的通信电路、专用集成电路、可编程逻辑设备、现场可编程门阵列和/或其他处理电路。在操作期间，控制电路52和66可从控制电路52和/或66中的存储装置运行代码(指令)，以实现用于室外单元40和/或室内单元56的所需功能。例如，终端18t中的控制电路可控制操作，诸如调谐操作(例如，用于信道选择)，控制调制解调器48的调制和解调操作，使用相控天线阵列42进行天线波束导向，控制用于网络接入和终端管理的空中下载信令协议的控制等等。终端18t中的控制电路可以用于处理来自与单元56(例如，参见电子设备70)通信的(通信地)耦合的用户装置的用户命令和/或可以用于对终端18t执行其他控制操作。作为示例，控制电路66可被配置为执行诸如网络(分组)路由功能的操作(例如，使得室内单元56可以用作网络路由器)，可以执行防火墙操作(例如，通过允许室内单元56用作防火墙来增强互联网接入安全性)，可被配置为使用收发器电路64和天线62来形成无线接入点(例如
室内单元56可包括可选输入/输出设备，诸如i/o设备58。设备58可包括以下中的任一者/全部：按钮、语音控制设备、触摸屏、以及用于获取用户输入(例如，用于执行电源开/关功能的用户输入、用于调整终端18t的设置的用户输入等)的其他设备。如果需要，设备58可包括输出设备(例如，状态指示灯、显示器、扬声器等)。控制电路66可使用来自设备58的输入(例如，用户输入)来对终端18t的设置进行调整，并且可使用i/o设备58向用户提供输出(例如，来自状态指示灯的照明等)。诸如这些之类的输入-输出设备也可包括在户外单元40中(例如，用于设置操作、支持维护等)。
室内单元56可包括天线62(例如，天线阵列、一个或多个单独天线等)。天线62可包括以下中的任一者/全部：环形天线、螺旋形天线、贴片天线、倒f形天线、八木天线、缝隙天线、喇叭形天线、空腔天线、碟形天线、天线阵列(例如，支持波束导向操作的相控天线阵列)、或其他合适的天线。控制电路66可使用射频收发器电路64和一个或多个天线62来支持通过通信链路68与用户装置诸如电子设备70的无线通信。例如，这些通信可以是2.4ghz、5ghz、60ghz和/或其他无线通信频带处的无线局域网通信(例如，
一件或多件电子装置(例如，室内装置)诸如电子设备70可通过一个或多个链路诸如链路68来与室内单元56通信。例如，电子设备70可以是平板计算机、蜂窝电话、膝上型计算机、台式计算机、电视、机顶盒、互联网连接的声控扬声器、手表、游戏单元、可穿戴设备、和/或其他用户装置。设备70可包括天线72和无线收发器电路74以用于支持例如通过链路68与室内单元56的天线62和收发器电路64进行通信。控制电路76(例如，诸如电路52和/或66的电路)可用于控制电子设备70的操作。例如，在操作期间，控制电路76可使用输入-输出设备78(例如，按钮、触摸板、触摸屏、麦克风和/或其他输入设备)以收集来自用户的输入(例如，信道改变命令、媒体选择命令、音量调节命令等)，并可经由链路68和/或链路54向单元56和40中的任一者或两者提供对应的控制命令。控制电路76还可以(例如，经由天线72和收发器74)从单元40和/或56接收信息，以及可以在向电子设备70处的用户提供输出时使用该信息(例如，通过在设备78中的显示器上显示视频，通过设备78中的扬声器播放音频，以及/或者通过以另外方式向用户提供语音呼叫信息、互联网浏览信息、电视内容和/或其他内容诸如视频、音频、文本、图形等)。
终端18t可向设备70的用户提供宽带互联网接入(语音、数据等)以及接收视频广播和其他媒体的能力。终端18t可通过卫星链路20来形成与卫星22的通信链路。如果需要，终端18t在同时进行发送和接收时可与卫星22中的两个或多个卫星(例如，非对地静止卫星，诸如在不同轨道中、不同轨道高度处、和/或不同频带处的倾斜地球同步卫星和低地球卫星)同时通信。作为一个示例，终端18t可支持用于双向宽带卫星互联网服务的v频带发送和接收终端功能，以及用于广播媒体和媒体数据缓存的ka频带接收终端功能。终端18t可支持语音流量、电视流量、媒体点播流量、和/或其他合适的流量。
一个或多个集成电路可用于实现单元40的电路。例如，单元40可包括高度集成的多信道dvb-s2x(扩展的第二代卫星数字视频广播)发送和dvb-rcs2(第二代卫星数字视频广播回传信道)接收集成电路，以及灵活、快速频率调谐的射频集成电路。这可有助于降低终端18t的成本和/或尺寸。
可以根据来自控制电路52的控制信号对相控天线阵列42进行电调节以进行波束导向，而无需使用任何移动的机械部件。可以同时服务多个频带(例如，以允许同时使用v频带和ka频带卫星星群)。相控天线阵列42的波束导向操作可允许终端18t同时使用两个或更多个卫星，该两个或更多个卫星相对于彼此或相对于任何绝对固定波束指向方向不保持恒定位置分离。发送和接收波束可在操作期间独立地被指向。可以在室外单元40中执行调制解调器数字信号和射频信号处理操作，以在相控天线阵列42本地的位置处支持操作诸如调谐、信道选择、调制和解调功能。这允许在单元40中隔离射频到中频信号接口。如果需要，链路54可专门处理数字数据(例如，数据速率为1gbps、至少100mbps、至少500mbps、至少1gbps、小于10gbps、小于25gbps、500mbps至10gbps、100mbps至10gbps等的数据)。
终端18t被划分成的两个单元(室外单元40和室内单元56)一起工作，以将与卫星22的星群的交互转换为室内单元56处的合适的消费者访问媒体(例如，以太网、wifi等)，从而允许终端18t向各种消费电器(例如，计算机、游戏机、机顶盒和/或其他媒体单元、蜂窝电话设备、电视、平板电脑等)提供服务。在操作期间，单元40使用相控天线阵列42的天线44、电路46中的射频/模拟信号处理、和调制解调器48、以及后端分组处理电路诸如通信电路50来与卫星22进行交互，使得单元56可以用作用户的家庭的通信网关。室内单元56使用通信链路54连接到室外单元40，并且可以向设备70提供标准化的ip网络访问服务，诸如防火墙、网络地址转换、路由和局域网服务(例如，通过以太网和
在实现终端18t时单元40和56的使用允许与相控天线阵列42相邻地在室外执行信号处理和调制解调器操作，同时简化了单元56的硬件并降低了路径68的带宽要求。
图3呈现了根据一些实施方案的用于卫星终端的示例性一体化室外单元的示意图。一体化室外单元100可与对应的室内单元一起工作，以将去往/来自相关联卫星星群(或卫星通信网络)的通信转换为例如一个或多个卫星频带和/或转换为标准地面通信协议诸如以太网、wifi、可消耗媒体等。一体化室外单元100可包含用于与一个或多个卫星通信的部件和功能，包括天线、rf模拟信号处理部件、数字信号处理部件、调制解调器、滤波器、放大器和其他此类部件中的任一者/全部，以用作单个集成通信网关。
一体化室外单元100可包括多频率多波束天线系统102，诸如相控阵列天线系统，其可以提供与多个卫星的同时通信，包括不同轨道中的和/或使用不同频带进行通信的卫星。该多频率多波束天线系统102提供对多个卫星(包括非对地静止卫星)的独立接入，并且可在多个卫星穿过不同轨道时跟踪这些卫星。在一些具体实施中，多频率多波束天线系统102可包括v频带接收子阵列104、v频带发送子阵列106、v频带信标天线108(例如，一个或多个贴片天线)和ka波束接收子阵列110。在一些其他具体实施中，可结合更多、更少或不同的部件，包括在诸如以下中的任一者/全部频带的不同卫星频带中操作的部件：l频带(1ghz-2ghz)、s频带(2ghz-4ghz)、c频带(4ghz-8ghz)、ka频带(27ghz-40ghz)、v频带(40ghz-75ghz)、w频带(75ghz-110ghz)、和/或适合于空间通信的其他频带(例如，高于1ghz、低于110ghz的频率和/或其他合适的频率)。
一体化室外单元100还可包括多信道调制解调器系统112，其可包括被配置为支持多种协议和通信频带的调制解调器，该通信频带包括由多频率多波束天线系统102所支持的任何/所有卫星频带。多信道调制解调器系统112可支持卫星之间的动态切换，以便维持连续、不间断的服务，并且可包括处理器电子器件以控制空中下载信令协议，例如，网络接入和终端管理所需的。例如，多信道调制解调器系统112可包括v频带调制解调器116、v频带信标接收器118、用于选择一个或多个ka频带信道的ka频带信道波束选择器114、用于缓存接收到的ka频带内容的ka频带高速缓存120、以及接收频道122、124和126。在一些其他具体实施中，可结合更多、更少或不同的部件，包括在不同卫星频带中操作的部件。此外，多信道调制解调器系统112可包括分组结构128，其可聚集多个服务流并将它们排队到公共接口中，该公共接口可例如通过有线或无线连接诸如同轴连接来连通至卫星终端的对应室内单元。
图4是涉及使用通信系统10来提供服务的例示性操作的流程图。
在框200的操作期间，用户可向输入-输出设备78提供指定所感兴趣的服务的输入。例如，用户可通过向系统10(例如，设备70和/或单元56)提供适当的输入来识别感兴趣的电视频道、识别用于下载和/或流传输的所感兴趣的媒体文件、发起语音电话呼叫、发送电子邮件消息、和/或从系统10请求其他服务。该用户输入可包括：语音命令；使用键盘的文本输入；触摸传感器输入；遥控按钮按下输入；和/或指定媒体服务、电视服务、语音和/或视频电话呼叫服务、文本消息服务、电子邮件服务、和/或可通过系统10获得的其他宽带服务的其他输入。
基于在框200的操作期间收集的用户输入，系统10中要用于提供所需服务的卫星可在框202的操作期间由系统10中的终端18t和/或其他装置识别。在已识别出用于向用户递送所需服务的适当卫星22之后，系统10可在终端18t和每个所识别的卫星之间建立通信链路(框204)。
在框206的操作期间，可以从多个识别的卫星中的每个卫星向用户提供使用在框200期间提供的用户输入所请求的服务。例如，可提供电视服务、可提供流媒体内容、可递送电子邮件、可由系统10携载的电话呼叫、和/或可为用户提供其他服务。
根据一个实施方案，提供了被配置为与卫星星群无线通信的卫星终端，所述卫星终端包括具有相控天线阵列和耦合到所述相控天线阵列的卫星收发器电路的的室外单元，以及通过通信路径通信地耦合到所述室外单元的室内单元，所述室内单元具有被配置为形成无线接入点的天线和收发器电路。
根据另一个实施方案，所述室内单元还包括耦合到所述通信路径的第一通信电路，所述室外单元包括耦合到所述通信路径的第二通信电路，该第二通信电路被配置为通过所述通信路径与所述第一通信电路进行数字通信，并且所述第一通信电路被配置为从所述第二通信电路接收数字数据，该数字数据包括对应于由所述相控天线阵列接收的流媒体的数字数据。
根据另一个实施方案，所述室外单元包括附加的相控天线阵列并且包括控制电路，所述控制电路被配置为利用所述相控天线阵列将第一波束导向至所述卫星星群中的第一卫星，以及被配置为利用所述附加的相控天线阵列同时将第二波束导向至所述卫星星群中的第二卫星。
根据另一个实施方案，所述室外单元还包括耦合在卫所述星收发器电路和所述第一通信电路之间的调制解调器，并且所述调制解调器被配置为通过所述第一波束发送数据同时通过所述第二波束接收数据。
根据另一个实施方案，所述相控天线阵列被配置为接收v频带卫星信号，并且所述附加的相控天线阵列被配置为接收v频带卫星信号。
根据另一个实施方案，所述相控天线阵列被配置为接收v频带卫星信号，并且所述附加的相控天线阵列被配置为接收ka频带卫星信号。
根据另一个实施方案，所述相控天线阵列被配置为接收ka频带卫星信号，所述附加的相控天线阵列被配置为接收ka频带卫星信号，并且所述第一通信电路和所述第二通信电路被配置为以介于100mbps和10gbps之间的数据速率来操作。
根据另一个实施方案，所述卫星收发器电路被配置为接收v频带卫星信号。
根据另一个实施方案，所述卫星收发器电路被配置为接收ka频带卫星信号。
根据另一个实施方案，所述卫星收发器电路被配置为发送和接收v频带信号以及接收ka频带卫星信号。
根据一个实施方案，提供了被配置为通过通信路径耦合到室内单元以形成与卫星星群无线通信的卫星终端的室外单元，所述室外单元包括：相控天线阵列电路，所述相控天线阵列电路包括能够分别导向的第一相控天线阵列和第二相控天线阵列；卫星收发器电路，所述卫星收发器电路耦合至所述第一相控天线阵列和所述第二相控天线阵列；调制解调器，所述调制解调器耦合至所述卫星收发器电路并被配置为使用所述卫星收发器电路和所述相控天线阵列电路将数据发送至所述卫星星群，以及被配置为使用所述卫星收发器电路和所述相控天线阵列电路从所述卫星星群接收数据；控制电路，所述控制电路被配置为控制所述相控天线阵列电路；以及通信电路，所述通信电路耦合在所述调制解调器和所述通信路径之间并被配置为通过所述通信路径将数字数据包发送到所述室内单元。
根据另一个实施方案，所述卫星收发器电路被配置为接收来自所述第一相控天线阵列的v频带卫星信号以及被配置为接收来自所述第二相控天线阵列的非v频带卫星信号。
根据另一个实施方案，所述调制解调器被配置为使用所述卫星收发器电路和所述第一相控天线阵列来发送信号，同时使用所述卫星收发器电路和所述第二相控天线阵列来接收信号。
根据另一个实施方案，所述卫星收发器电路被配置为使用所述相控天线阵列电路来接收v频带卫星信号。
根据另一个实施方案，所述控制电路被配置为将第一相控天线阵列导向为指向所述卫星星群中的第一卫星，同时将第二相控天线阵列导向为指向所述卫星星群中的第二卫星。
根据另一个实施方案，所述第一相控天线阵列被配置为接收ka频带卫星信号，并且所述第二相控天线阵列被配置为接收ka频带卫星信号。
根据一个实施方案，提供了一种卫星终端，所述卫星终端包括具有相控天线阵列电路的第一单元和耦合到所述相控天线阵列电路的卫星收发器电路，以及被配置为利用电缆耦合到所述第一单元的第二单元，所述第一单元和所述第二单元具有被配置为使用数字数据分组通过所述电缆彼此通信的第一和第二相应数字通信电路。
根据另一个实施方案，所述相控天线阵列电路包括多个相控天线阵列。
根据另一个实施方案，所述卫星收发器电路被配置为接收v频带卫星信号。
根据另一个实施方案，所述第一单元是室外单元，所述第二单元是室内单元，所述卫星收发器电路被配置为接收ka频带卫星信号，并且所述第二单元具有天线和耦合到所述天线的无线局域网收发器电路。
前述内容仅为例示性的并且可对所述实施方案作出各种修改。前述实施方案可独立实施或可以任意组合实施。
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