专利名称：卫星中继全球寻呼系统的制作方法
技术领域：
本发明总的与寻呼通信系统(paging communication sgstem)有关，具体与大地理区域寻呼系统有关，特别与卫星中继全球寻呼通信系统有关。
以前，寻呼系统通过一个发射较高功率的集中发射站为有限地区服务。这种结构在小城市和市区内工作得不错，但对于大城市来说一般就不适合了。为了可适用于大地区，寻呼系统开始采用几个发射据点联播的方式(即基本上同时发射相同的消息)来获得大区域的覆盖。在这样一个系统中，一个具有一台选择呼叫接收机(寻呼机pager)的用户单位可以接收到该大城市寻呼服务区域内任何地点发来的信息。
今天，寻呼通信向着覆盖区域越来越大的方向发展。通常，全国性的寻呼系统可以为如美国那样国家国内各地的顾客提供寻呼消息。一种已知的多城市寻呼系统用一些卫星向大约八十个城市内的各地区中继站发送寻呼消息，使得其顾客在任何被覆盖的城市旅行时能够受到寻呼。遗憾的是，这些较为新型的寻呼系统由于需要卫星至地面中继线，寻呼业务量受到限制。因此，就有必要推出一种寻呼通信系统，这种系统能为每个人提供方便、可靠和有效的寻呼服务。
简明的说，本发明推出的寻呼通信系统至少有一个能与至少一个卫星进行寻呼信息通信的地面站，以便与至少一个控制站交换寻呼信息。该系统的卫星能将寻呼信息传播给至少一个地面接收机(如寻呼机)或一个地面站。这种系统至少还有一个控制站，用来确定将寻呼信息传送到哪儿和怎样传送，指示卫星和/或地面站恰当地向可在一个天体上的任何地方工作的一个或多个地面接收机传递寻呼信息。
图1为本发明所推出的轨道卫星网的示意图。
图2为说明本发明系统工作情况的示意图。
图3为图1或图2的卫星的方框图。
图4为一个卫星发射足迹的示意图。
图5为说明卫星通信路径和联系的原理图。
图6a-6c为概要说明图1、2或5的卫星工作情况的流程图。
图7为图2或5的控制站的方框图。
图8为说明图7的控制站的工作情况的流程图。
图9为本发明的地面站的方框图。
图10a和10b为说明图9的地面站的工作情况的流程图。
图11为本发明的选择呼叫接收机(寻呼机)的方框图。
就根本而言，本发明推出一种专为呼叫(寻呼)一些具有一个选择呼叫接收机(寻呼机)的单位而设计的全球通信系统。按照本发明，各寻呼机厂所制造的各种当代的有选择性的呼叫接收机可以用于本发明推出的系统，该系统可以自动地调整它的某个部分以适应规定接收一种寻呼消息的寻呼机。正如以下将可看到的那样，本发明的适应特性为使用寻呼机(寻呼接收机)的用户单位提供良好的服务，因为在一个能够根据用户需要和指令分摊系统使用费用的系统中使用灵活性是非常大的。
系统由图1可见，本发明所推出的独特的通信系统是以配置在一个自然的或人造的天体104周围的卫星102的网为基础的。最好，在天体(或行星)周围的各轨道上部署77颗卫星，这样就能将一个信号传送给行星任何地方的一个接收机。当然，根据卫星的传输能力和对行星通信覆盖的要求，所用的卫星可以或多或少。也可以用一个或几个同步通信卫星。按照本发明，在7个轨道平面内配置了77个轨道卫星，形成一个卫星网，这样无论接收机是在陆地或水面工作还是由飞机载着飞行(只要飞机是处在发射卫星的波束之内)都可以进行通信。
在图1中，有三个卫星正与陆地108上相应区域106a-106c进行通信。每个区域106通常就称为相当卫星发射波束的“足迹(footprint)”。按照本发明，每个卫星能向处在一特定卫星足迹内的寻呼接收机和地面站发送寻呼信息。在本优选实例中，每个卫星的发射足迹有37个独立的波瓣，这在下面将会说明。
在卫星网内，虽然整个卫星网由一个集中控制设施协调，但每个卫星基本上各自独立工作。为了提供能适应各种为寻呼接收机和寻呼系统开发的操作规约的全球寻呼系统，本发明为每个寻呼事件调整其某一部分来适应专用来接收寻呼信息的接收机。这举例来说，在区域106a内工作的寻呼接收机可以接收直接从使用格雷序列编码(GSC)的卫星发来的寻呼信息。同时，在区域106b内工作的寻呼接收机可以接收从使用POCSAG规约的它的卫星或/和一个地面站发来的信息。此外，在区域106c内工作的选择呼叫接收机(寻呼机)可以是接收从卫星发出、通过现有的当代寻呼系统进行中继的信息的现有单音或单音和语音寻呼接收机。因此，本发明调整了系统中需要与这些要接触的寻呼机进行通信的那个部分。这样，各厂家所生产的寻呼接收机可以在地球各地使用，仅管地球的某些局部区域可以主要使用某种寻呼规约。
图2较为详细地示出了便于寻呼系统的一个部分。正如结合图1所作的讨论那样，本发明应用了以在一组轨道上绕地球运行的卫星102a-102f(示出6个)为骨干的轨道运行空间。系统协调信号由一个控制站110提供，控制站110就本质而言就是一个大型的计算中心(或其它适当的信息存储和处理中心)，它有一个有关经注册在全球系统工作的各寻呼接收机的数据库，其中存有接收寻呼消息的优选位置、优选寻呼规约和为提供有效寻呼服务所必需和所希望的其它一些参数。在所推荐的这种工作情况下，控制站110用天线112接收正处在控制站110上方的卫星发来的地球上各地面站的寻呼申请的消息。输出的寻呼信息由天线114发给卫星网，使得寻呼信息可以朝相应的寻呼接收机发出。或者，也可以使用多个控制站，然而数据库的维护较为困难。无论怎样，寻呼信息总由控制站110处理，得出应该将寻呼消息传到哪里和怎样传送的信息。这种处理包括频率选择、规约选择和其它一些诸如卫星应该直接传送页面寻呼还是通过靠近寻呼接收机附近的地面传送那样的信息。
为了启动一个页面寻呼，用户最好用电话类型的装置118通过公共或私营的电话网与地面粘116接触。地面站116用任何一种合适的规约将寻呼消息通过传送通道120中转给一个卫星(图中为102a)。收到这个信息，卫星102a确定出本身当时并不在控制站上方，因此就将这信息通过卫星网中转到一个合适的卫星，向下发送给控制站。这样，在这个例子中消息就从卫星102a传到102b再通过卫星间中继线传到卫星102c。由于控制站110处在卫星102c的发送“足迹”内，寻呼申请就通过发送通道122播送给控制站110。
接到卫星网发来的寻呼申请，控制站对受寻呼的选择呼叫接收机的识别码(ID)进行分析，确定寻呼接收机申请的服务区域。也就是说，每个具有在本发明系统中工作的寻呼接收机的用户可以规定希望接收寻呼信息的服务区域。因此，一个用户可以选择只在城市或市区内接收寻呼信息。另一些用户可能希望在几个州内接收寻呼信息。还有一些用户可能向往在整个国家、大陆或全世界的范围内都可接收寻呼信息，这样这些用户在世界各地都可接收寻呼消息了。本发明设想中心站110将为每个经注册在该全球系统内工作的选择呼叫接收机保存这个信息。这样，用户通过规定所需覆盖的区域对记帐总额有所控制。也就是说，使用寻呼系统通常所征收的费用按寻呼接收机规定的使用范围而定。在这种方式下，就可以根据通信网所需的业务量在几个寻呼用户之间均摊成本。当然，记帐信息本身由控制站110管理。因此，控制站处理发来的寻呼申请，命令卫星网根据有关要受寻呼用户的指示应该将寻呼信息传送到某处。如果用户要旅行或其接收消息的位置有所变更(无论是长期或暂时的)，该用户必需通知寻呼服务的提供者，以便更新控制粘的数据库。
控制站110还通过查询数据库提出标记受寻呼的选择呼叫接收机所选用的寻呼规约和工作频率的信息来决定怎样将寻呼信息传送给受寻呼的用户。这信息最好在一个寻呼机在全球系统注册时由寻呼业务提供者给出。当然，这信息可以随时更新。如果用户购买了另一台选择呼叫接收机，或已注册的接收机正在修理期间暂时借用了一台寻呼机，这时就要对这信息及时更新。
确定了应该将寻呼信息传送到哪里和怎样进行传送以后，控制站110通过传送通道124向卫星网(图2中为卫星102c)回发寻呼信息。该例中，卫星102c收到的寻呼信息是要发往卫星102a下面的发射“足迹”区域的。因此寻呼信息通过卫星102b中转给卫星102a，再由卫星102a发送给一个在由卫星102a覆盖的地区工作的寻呼接收机126。最好象下面将要详细说明的那样，卫星发出的各个波束都有37个独立的发射波瓣，这些波瓣合在一起就是最大“足迹”，卫星可以将信息传送到这个区域内。
为了传送其它一些寻呼消息，各地面站116可以接收从卫星网发来的信息，然后通过当地的发射网点130转发寻呼消息。这些寻呼事件可以用与从卫星下行中继传送相同的规约来执行，或者通过将下行中继的规约翻译成其它规约(即一种与被寻呼的选择呼叫接收机兼容的规约)来执行，以便适应想要接收寻呼消息的寻呼接收机。此外，本发明的地面站能联到一个永久性的本地寻呼系统132，这样就可为不能直接接收卫星网发来的寻呼消息的一些现有寻呼接收机提供寻呼消息。因此，地面站116′对在传送通道134中收到的寻呼消息可以进行处理，转换成现有的本地寻呼系统132可以识别的寻呼信息。转换后的寻呼信息会用与各本地寻呼申请相同的方式进行处理，传播给与本地系统相联的发射网点130。如所周知，发射网点130可以是对不同区域或城市的集中发射网点，或者可以是为较大地区提供同时传送覆盖的联播发射网点。无论在什么情况下，本发明设想，按照适当的寻呼规约直接从卫星网传送到各个地区而可以不用地面永久性基地(即现有的长期设施)或地面中继站转发或联播寻呼信息来保证大城市的寻呼通信。这样，地面站可以用来从卫星网上卸下部分寻呼业务、在寻呼接收机不能正确接收直接从卫星网发来的寻呼信息的情况下(也就是受到遮蔽时)提供另外的传送点、或者用来将下行中继通信规约和频率转换成与长期设施兼容的规约和频率。
就选择而言，对于与控制站110同处于一个地区的那些地面站和本地系统可以选用直接通信路线136，这样就不必将寻呼申请传送到卫星网上去。正如熟悉该技术的人所理解的那样，卫星102的发射足迹覆盖了一个很大的地区。那些处在与控制站相同的工作足迹内的地面站和本地系统因此就可以直接联到控制站110，因为这样一些站之间的通信会由它们上方的那个卫星中继。
卫星图3以方框图的形式示出了一个卫星102的情况。最好各卫星都是象商用卫星那样的常规低轨道运行的卫星。或者，也可以用一个或几个同步通信卫星。各卫星都由合适的运载工具(如美国航天飞机)置入轨道。按照本发明，轨道最好是高度倾斜的，以便提供有效的全球性通信覆盖。虽然也可以采用倾斜不大的轨道，但这就需要增加几个卫星来达到有效的通信覆盖。一旦进入轨道，一个常规的太阳能电池阵列(未示出)就打开，向卫星102供电。此后用已知的技术如长期遥测、跟踪和控制(TT&C)规程使各卫星就位，形成一个卫星网。
上行通信传输的信号由上行中继通信天线300接收，而后由上行中继通信接收机302解码。上行中继通信接收机接到常规的卫星控制器304和寻呼控制器306上，以便恰当地发出卫星控制信息和已解码的寻呼信息。卫星控制器304执行常规的卫星控制功能，如轨道保持、位置跟踪、以及其它一些由地球上的控制者指示的适当功能。卫星控制器304也接到下行中继通信发射机308，以便提供地面控制者所询问的各种信息。
如图3所示，卫星102的仪表舱内装有寻呼控制器306和寻呼信号发生器310。根据收到的寻呼信息，寻呼控制器必需决定是将寻呼消息发向地球(即寻呼一个选择呼叫接收机或将寻呼信息发到一个地面站中转给这个选择呼叫接收机)还是发向卫星网中的另一个卫星(再发给控制站或另一个卫星去传输)。因此，星际接收机312和星际发射机314接到寻呼控制器306上，使得寻呼信息能适当地按所规定的路线发送。此外，卫星控制器304接到星际接收机和星际发射机，以便传送维护卫星网所需的网控制信息。也可以选用单个的星际收发机，如果这个卫星具有一个能控制的天线系统，使它能与卫星网中和它邻近的卫星进行通信。只要对卫星的体积、重量没有不利影响并且成本允许，还可以选用多个星际收发机。
寻呼控制器306主要任务是根据收到的信息的类型确定发射什么和怎样发射。例如，从一个地面站向上发来的信号通常应该发送给控制站，而从控制站向上发来的信号含有应该将寻呼消息传送到哪里和怎样传送的信息。当然星际通信可以是寻呼申请或寻呼信息通信，而寻呼控制器则主要是通过分析它当时所处位置(由卫星控制器304监视)和申请或信息的目的地来确定适当的传送途径。如果卫星控制器确定收到的寻呼信息应向地面发送，寻呼信号产生器310就选择出合适的规约和频率。也就是说，如果要向地面站或选择呼叫接收机发送，寻呼信号产生器可以采用任何已知的寻呼规约或采用任何合适规约输出寻呼信息。每次寻呼传送最好由控制站提供规约选择信息，否则，省缺这个信息就是指选用一个预定的规约。此外，向下通信的频率也按控制站给出的传送指令选择。
在进行实际传送以前，寻呼控制器306分析寻呼信息，确定由受寻呼用户规定的所需通信覆盖区域。按照本发明，这个信息由控制站发给寻呼控制器，再传送给天线控制系统316来调整卫星发射波束的“足迹”。这是通过控制一组独立发射波瓣使其中某些波瓣辐射电磁波来实现的。按照本发明，向下发送天线是一个具有37个发射波瓣的天线。这样，可以获得较为精细的卫星发射信号控制。因此，如果是朝一个地面站或控制站(而不是一个寻呼机)发送，则在寻呼控制器306的控制(307)下可以减小发射机的功率。这样，这个系统就有一个优点，它的天线增益可以做到一般用于地面站的碟状天线那样高。在这些情况下，减小发射机功率节省了卫星中的能量，当然这能量是由太阳能电池板充电的电池提供的。
图4示出了所推荐的卫星发射“足迹”。如前所述，卫星向下发送系统有一个具有一组独立波瓣的天线。图4中，通常也用于网格状电话服务的六边形网格格式用来向用户简便说明本发明的可选择覆盖区域情况。熟悉该技术的人将会理解，卫星天线波瓣的实际图形并不是由一些真正的六边形组成的。
按照本发明，各用户单位可以自己规定要接受寻呼消息的一些区域。例如，如果用户只希望在家里或办公室接受寻呼，则可将区域17和12列入。再例如，如果列入区域12-14、18-20和25-26，则覆盖区域就要广一些。实际上，可以提供任何配置的覆盖区域(邻接或不邻接)，包括可以在全部37个发射波瓣下接收寻呼信息和在整个卫星网中其它任何一个卫星的某些波瓣或全部波瓣下接收寻呼信息。这样，在全球覆盖的基础上可以用各种寻呼格式或规约为希望全球覆盖的那些用户提供寻呼服务，然而局部地区覆盖或许也可以为只希望局部覆盖以便降低运行成本的那些用户提供寻呼服务。
参照图5可以对卫星通信能力作进一步的说明。示出的三个卫星都是用来进行星际通信和与地面上、下行通信的。这三个卫星(N-l、N和N+l)可以是同一轨道平面内的三个卫星，也可以是相邻三个轨道平面内的三个卫星。在这二种情况下，星际通信情况是相同的。也就是说，每个卫星都能与同一轨道平面内的前一个卫星和下一个卫星通信，也能与前一轨道上的一个卫星和下一轨道上的一个卫星通信。这种结构安排提供了一个能有效地将寻呼信息传播到地球上任何地方。
如图5所示，卫星N通过相应的中继线N和N+l分别与卫星N-l和N+l(其它可类推)进行信息通信。信息的传送是用以上讨论图3时论及的星际发射机和接收机(或选用收发机)来实现的。在一个实例中，星际中继用了常规的微波通信，虽然，如果不计成本的话也可以用激光通信。
图5中还示出了本发明的卫星网的非常重要的上行中继和下行中继通信能力。如图所示，卫星N-l可以与一个地面站通信，这个地面站可以再联接到一个现有的常规寻呼网上。地面站用的通信通路(波束N-l)通常是一个双向通路，这样通过电话型网收到的寻呼申请可以转送给控制站，而从卫星网能够收到和处理寻呼信息。或者，如果在某些各别情况下需要的话，地面站可以只用上行中继或下行中继通信通路。图中示出，卫星N通过波束N与一个寻呼机直接进行通信。这为地球上没有现有设备的地区和建一个地面站不经济或不需要的地区提供了通信。适宜直接从卫星网接收寻呼信息的寻呼接收机下面将会加以说明。另一个重要的通信通路是卫星N+l发出的波束N+l。在这个例子中，卫星N+l是处于控制站上方，因此也就是最终负责最后将寻呼申请传给控制站和最先从控制站接收寻呼信息的那个卫星。按照本发明，该卫星网的星际中继线和上行中继线/下行中继线的通信容量可以保证有一个寻呼接收机的用户能够在世界各地收到寻呼信息。
由图6a-6c可见，卫星的优选工作从确定是否已从一个地面站收到信息的判断600开始。如果判断600的结果是肯定的话，就意味着一个寻呼申请已由一个地面站发出，应该将这个寻呼申请传给控制站，以确定应该将寻呼消息传送到哪里和怎样传送。因此，判断602确定是否卫星正在控制站上方。判断结果通过卫星控制器内的已知机构检定卫星当前在地球上方的位置，再与控制站的已知位置比较得出。如果判断602的结果是卫星正处在控制站上方，就将信息发送给控制站(步608)(可以选用较低的发射机功率来传送，因为控制站用的是高增益碟形天线)。相反，如果判断602的结果是否定的，则将信息发送给另一个卫星。如前所述，这另一个卫星可以是处在和首先收到信息的那个卫星相同的轨道平面内也可以是相邻的一个轨道平面内。这样，信息通过卫星网传送，直到发送给控制站。
假设判断600的结果是信息不是从一个地面站发出的，程序进至确定信息是不是从控制站发出的判断610。按照本发明，控制站处理每个寻呼申请，确定应将寻呼消息传送到哪里和怎样传送。因此，控制站通常将所有的寻呼信息向上传送给卫星网，通过卫星网适当分发，送回地球(直接或通过一个地面站或本地站)。因此，如果判断610的结果是信息是从控制站发出的，程序就进至确定卫星当前是否在所标记的那个或那些寻呼机上方的判断612。如果不是，程序就进至步614，将信息发送给同一轨道平面内或相邻轨道平面内的另一个卫星，以便将寻呼消息传送给控制站指定的那个寻呼接收机。相反，如果判断612的结果是该寻呼机处在卫星通信范围内，则程序转至步616，根据控制站的指令将寻呼消息或直接发送给寻呼机或发送给一个地面站或本地站。(如前所述，可以用较低的卫星发射机功率将消息传给地面站，因为地面站乐于用高增益的天线)。
假设判断610的结果是信息不是从控制站发出，则程序进至判断618，确定信息是否从另一个卫星发出。如果是，判断620确定是否将信息发向一个寻呼接收机。也就是说，除了通常的卫星控制和轨道维护信息外，星际通信通常是传送要发给控制站的信息或从控制站发来要传送给一个或几个寻呼机的信息。因此，如果判断620的结果是否定的，程序就进至判断622，确定卫星当前是否在控制站的上方。如果不是，将信息发送给卫星网中另一个卫星(步624)。最终将信息发向控制站。然而，如果卫星是在控制站上方，程序进至步625，将信息发给控制站进行处理，如前所述。相反，如果判断620的结果是信息是发向一个寻呼机，则判断623确定信息是否发向卫星波束“足迹”内的区域。如果不是，说明要接收这寻呼消息的寻呼机不在卫星下面，因此，寻呼信息必需发给另一个卫星传送(步624)。然而，如果判断623的结果是信息是发向下面的地区，程序进至步626，按照控制站提供的指令选择天线波束(足迹)。如前所述这些控制站指令主要是根据各用户所提出的覆盖要求制定的，部分确定了这个寻呼事件的需付帐额。卫星的波束图形适当选好后，根据寻呼用户提出、控制站命令的优选消息传送要求选择优选寻呼发射频率和规约(步628和步630)。一旦这些调整完成以后，就将信息发向地球(步632)，或由寻呼接收机接收，或由地面站接收以适当格式重播这信息。因此，卫星和/或有关地面站为了寻呼接收机的方便会修改它的传送和信令格式，使得任何厂家生产的接收机都能在本系统内工作。
控制站图7为控制站110的方框图。控制站110通过接收天线112和接收机700接收卫星网发来的信息。这信息传送到控制器702。在一个实例中，控制器702是一个由莫托罗拉公司生产的MC68030微控制器，或功能相当的器件。控制器702的功能是处理寻呼申请，确定应该将寻呼消息传送到哪里和怎样传送。这主要是通过查询存储在存储器704内的数据库来实现的。存储器704配有数量适当的各类存储器，用来存储各个经注册通过该全球寻呼系统工作的接收机的工作特征和规程。信息处理后，寻呼消息就送到发射机706，由天线114发送给卫星网。也可以在中心站和各地区站中选用卫星控制电路708，提供卫星轨道维护、位置跟踪以及其它一些所熟知的卫星网维护控制功能。或者，可以由一个或几个为跟踪和维护卫星网设计的设备进行卫星控制维护。如前所述，对于那些与控制站110处于同一地区的地面站和本地系统，按照本发明，可以选用直接中继线136，接管卫星在这邻近地区的上行中继和下行中继通信业务。
图8示出了控制站110处理一个寻呼申请的程序。在步800，控制站从卫星网收到一个寻呼申请。此后，控制器702查询存储器704确定用户所需的寻呼覆盖量。这将部分地确定广播该寻呼事件的帐额。存储器704中还存储了用户提出的应该使用的寻呼规约的信息(步804)。此外，寻呼频率最好也由寻呼用户提出(步806)。最后，控制站110确定是否要用一个地面站将信息中继(直接或通过一个常规的本地系统)给寻呼接收机(步808)。这些都按寻呼用户指示和可应用的位置信息确定以后，寻呼信息和适当的控制信息就发送给卫星网(步810)。这样，寻呼接收机能直接从卫星、从一个地面站(或从卫星和地面站)或从一个现有的本地系统收到采用任何已知(标准)寻呼格式的寻呼消息，因此整个卫星网对寻呼用户来说是透明的。
地面站图9为本发明的地面站116的方框图。从卫星网发来的下行中继信息由天线900接收后由地面站控制器904的接收机902解码。地面站控制器904处理这信息，提取从控制站发出的有关应该用来将寻呼消息传给寻呼接收机的频率和寻呼规约的指令。在一种实例中，控制器904可以是一个由莫托罗拉公司制造的MC68030微控制器或功能相当的器件。地面站控制器904按照控制站发出的指令控制规约转换器906，选出(或转换成)适当的规约。基本说来，规约转换器906的工作就是将下行中继消息卫星所用的各种格式解码，提取寻呼消息。消息一经提得，便可按选定的寻呼规约重新编码，再传送给寻呼接收机。通常，通过与地面站相联的发射点130或将寻呼消息变换成标准寻呼申请发给现有的本地站132的方式来实现将寻呼消息传送给寻呼接收机，如前所述。除了选取合适的规约外，地面站控制器904还控制一个或几个发射点控制器908，发射点控制器908的工作是控制本地发射点130的一些特性，如寻呼频率、应发射信号的发射点个数以及是否需要由几个发射机联播信号等为该技术领域内所熟知的特性。
为了产生一个寻呼申请，地面站116有一个接收公共或私营电话网912发来的消息的寻呼终端910。寻呼终端对格式进行处理，产生合适的申请送给地面站控制器，通过发射机914和上行中继天线916发给卫星网。如在说明控制站时论及的那样，地面站中也可选用卫星控制电路918，进行卫星网的控制和维护。
图10a和10b示出了地面站116的优选工作程序。该程序的起始为步1000，确定是否已收到一个寻呼申请。如果收到，则将该申请正确格式化，发送给卫星网，传给控制站(步1002)，如前所述。相反，如果判断1000的结果是没有收到寻呼申请，则程序进至1004，确定是否已收到从卫星网发来的寻呼信息。如果收到，判断1006确定是否应将该寻呼信息处理成一个现行的本地寻呼申请送给现有本地站传送。如果是，程序进至步1008，将卫星所使用的下行中继规约转换成适用于现有本地系统的“标准”寻呼格式(然后在步1010发送给本地系统传送)。
假设判断1006的结果是寻呼信息不是要发给本地站，则程序进至步1012，传送给与地面站相联的发射点。分析了控制站发出的指令后，地面站选定寻呼规约或将下行中继规约转换成适用于寻呼接收机的寻呼规约。然后，按用户指示选定寻呼频率(步1014)。接着再确定用来广播的发射点的个数和位置(步1016)，将寻呼信息传送给寻呼接收机(步1018)。
寻呼接收机图11为本发明的寻呼接收机126方框图。工作上，寻呼消息由天线1100接收后送至天线开关1102。该开关的位置将使收到的信息通过寻呼接收机126中与卫星兼容的前端部或与地面站兼容的前端部。因此，开关1102的一个输出将收到的信号传送给射频放大器1104，对在1.5千兆赫的卫星频段的信号加以放大。放大后的信号加到还接收频率合成电路1108发来的本地振荡信号的混频器1106上。为了接收卫星上发来的信号，本地振荡信号由信频器1110倍频，以便适合解调高频卫星信号。混频器1106输出一个第一中频信号1112，加到接至第二混频器1116的中频滤波器1114。混频器1116上还加有频率合成电路1108发来的另一个本地振荡信号1118。混频器1116输出的第二中频信号1120由中频滤波器1122滤波。按照本发明，寻呼接收机的第二中放级和消息恢复部分对于接收卫星信号和接收地面信号来说明是公用的。
为了接收地面站发来的信号，天线开关1102可以将信号传向射频放大器1104′，这是一个为放大频率UHF或VHF频段的信号而设计的放大器。此信号经混频器1106′混频后成为第一中频信号1112′加到中频滤波器1114′。滤波后的信号在第二混频器1116′内用频率合成电路1108发来的另一个本地振荡信号1118′再次混频。这又产生了通用的第二中频信号1120，由第二中频滤波器加以滤波。在这二种情况下，经滤波的第二中频信号都由检波器1124处理，恢复寻呼信息，再由微控制器1126作进一步的处理。在本发明的一个实例中，微控制器1126可以是一个由莫托罗拉公司生产的MC68HC11微计算机或功能相当的器件。
为了接收从现有的“标准”地面系统、从本发明的地面站、或直接从卫星发出的寻呼信息，微控制器1126选择出解调规约(某些寻呼机只可以使用一种规约)，控制频率综合电路1108，将信号合适地加以混频，形成第二中频信号1120。此外，由于频率合成电路1108由微控制器1126程序控制，因此本发明的寻呼接收机126只要通过用任一种已知的合成器编程技术对频率合成电路重新编程就能搜索几个频率。
按照本发明，寻呼接收机126最好工作在自动模式，在有地面发射点提供服务的各城市或地区应首先对本地区发射机进行搜索，而不要依赖直接传送的卫星网。通过对地面站所作的首次搜索，赋予一些地区性的信道优先权。也就是说，对于在此说明的寻呼接收机126，在寻呼用户提出希望接收寻呼消息的区域时，如果有一个地面发射点可用来传送寻呼消息，那么就应使用这个地面发射点。这个惯例解除了卫星网的负担，改善了系统，使寻呼消息的吞吐量大大增加。在一种可推荐的技术中，寻呼接收机126对地面信号和卫星信号进行交替搜索。在另一个实例中，寻呼接收机首先对所有(部分)已知地面信号进行搜索，然后再对一个或几个卫星信道进行搜索。
当然，也可以采用手动模式而不用上述自动模式。在手动模式，微控制器1126接收由一些用户控制件1128发来的指令和命令。用户控制件1128包括一些诸如“读”和“锁”功能选择那样的常规功能和其它一些通常用在现在的寻呼机上的用户控制件。此外，有一个用户控制件是卫星/地面开关。这个用户控制件可以使微控制器1126控制开关1102，长期选择寻呼接收机126对卫星信号或对地面信号解调。这样，寻呼用户对怎样接收寻呼消息就有更多的控制权。
也可以用控制站发出的加在寻呼消息中的指令来拒绝自动模式。这个措施可以用来改变传送寻呼信息路径，以便使一条十分拥挤的寻呼通信路径减载或安置那些所优选的(被指定的)寻呼消息传送路径已经失灵的寻呼用户。
在收到消息时，微控制器1126例行启动具有无声报警、视觉报警、或听觉报警的报警电路1130。数据消息可以在各种合适的显示器1132上显示，而单音、或单音和语音消息则可以经低频电路1136放大和滤波后通过扬声器1134送给用户。这样，本发明的寻呼接收机126可以直接从卫星网或从一个地区的地面接收寻呼消息。此外，其它工厂所生产的寻呼接收机也可以在本发明的系统中工作，因为该系统可以对本身的某个部分加以调整，以满足将任何寻呼信息以任何寻呼格式传送到世界上任何地方的需要。
权利要求
1.一种寻呼通信系统，该系统包括地面通信设备，该设备与一个控制设备和至少一个选择呼叫接收机进行寻呼信息通信，该设备还能与一个卫星通信设备进行寻呼信息通信；卫星通信设备，该设备将寻呼信息传送给至少一个选择呼叫接收机和至少部分地面通信设备；控制设备，该设备确定将寻呼信息传送到哪里和怎样传送；以及一组选择呼叫接收机，其中至少有一些能从卫星通信设备和地面通信设备接收寻呼信息。
2.权利要求1提出的系统，其中所述卫星通信设备至少可作部分调整以适应按照一个被指定接收寻呼信息的用户单位提供的指令传送寻呼信息。
3.权利要求1提出的系统，其中所述地面通信设备包括对从卫星通信设备收到的寻呼信息进行转换以适应被指定接收寻呼信息的选择呼叫接收机需要的装置。
4.权利要求1提出的系统，其中所述选择呼叫接收机工作起来对地面通信设备和卫星通信设备进行监视。
5.一种寻呼通信系统，该系统包括一组地面接收机，其中至少有一些能从至少一个卫星和一组地面站中的一个或几个地面站接收寻呼信息;一组地面站，这些地面站能与至少一个卫星进行寻呼信息通信，并且能调整寻呼信息以便与至少一个地面接收机兼容;至少一个卫星，该卫星能与至少一个地面站和至少一个控制站进行寻呼信息通信，还能向至少一个地面接收机发送寻呼信息;以及至少一个控制站，该控制站能确定将寻呼信息传送到哪里和怎样传送。
6.一种为一个天体上的一个或几个地区提供消息的方法，该方法由下列各步组成在一组地面站中的任一地面站(a)接收消息;(b)向一个控制站发送消息;在控制站(a)接收消息;(b)确定将消息传送到哪里和怎样传送;(c)向一组环绕该天体在轨道上运行的卫星中的至少一个卫星发送该消息;在这组卫星中的任一卫星(a)从控制站接收消息;(b)确定将消息发往上述天体还是发往另一个卫星;(c)按步(b)得出的结果发送消息。
7.权利要求6提出的方法，其中所述确定将信息传送到哪里和怎样传送的控制站步由下列各步组成(ⅰ)查询一个存储装置，提取表示优选消息接收指令的信息;和(ⅱ)至少部分根据表示优选消息接收指令的信息形成消息传送指令。
8.一种通信系统，这种通信系统包括一个上面具有一组独立单位的天体，至少某些独立单位具有一个能从至少一个地面站和从至少一个环绕该天体作轨道运行的卫星接收消息的选择呼叫接收机;一组分布在上述天体上的地面站，用来通过一个卫星网将消息传到至少一个选择呼叫接收机和一个控制设备;所述控制设备，用来接收消息、确定将消息传送到哪里和怎样传送、和将消息发射给环绕上述天体作轨道运行的卫星网;所述卫星网，它包括至少一个用来将消息至少传向上述天体的部分地区以便被至少一个选择呼叫接收机或地面站接收的卫星。
9.权利要求8提出的系统，其中卫星网中的每个卫星上有调整传输特征以便将消息只传向上述天体的所需部分的装置。
10.权利要求8提出的系统，其中每个卫星有在将信息传向控制装置或一个地面站时减小发射机功率的装置。
全文摘要
本发明推出一种卫星寻呼通信系统。该系统有一组能与至少一个卫星(102)进行寻呼信息通信的地面站。而这卫星能将寻呼信息传向至少一个地面接收机(126)或地面站(116)。该系统还有至少一个用来确定将要传送给一个或几个地面接收机(寻呼机)的寻呼信息传送到哪里和怎样传送的控制站(110)，至少一些地面接收机能从一个或几个卫星和一个或几个地面站接收寻呼信息。
文档编号H04B7/24GK1066543SQ9110290
公开日1992年11月25日 申请日期1991年5月6日 优先权日1991年5月6日
发明者罗伯特J·施威特曼, 威廉J·库茨克 申请人:莫托罗拉公司