专利名称：用于多频带/多模式卫星无线电话通信系统及方法的集合辐射功率控制的制作方法
技术领域：
本发明涉及无线电话通信系统及方法，并且更具体地，涉及地面蜂窝和卫星蜂窝无线电话通信系统及方法。
背景技术：
卫星无线电话通信系统及方法广泛地用于无线电话通信。卫星无线电话通信系统及方法一般采用至少一个基于空间的部件，例如一个或多个卫星，它们配置成与多部卫星无线电话无线通信。
卫星无线电话通信系统或方法可以利用覆盖系统所服务的整个区域的单天线射束。可选地，在蜂窝卫星无线电话通信系统及方法中，提供了多射束，各自可以为整个服务区中的不同地理区域服务以共同为整个卫星覆盖区服务。因此，类似那种用于常规地面蜂窝无线电话系统及方法中的蜂窝体系结构可以在基于卫星的蜂窝系统及方法中实施。卫星通常在双向通信路径上与无线电话通信，同时，无线电话通信信号在下行链路或前向链路上从卫星传送给无线电话，并且在上行链路或返回链路上从无线电话传送给卫星。
对于本领域的技术人员而言，卫星无线电话通信系统及方法的总体设计和操作是众所周知的而不必在此另外描述。此外，如在此所使用的，术语“无线电话”包括带有或没有复式线路显示(multi-line display)的蜂窝和/或卫星无线电话；可以将无线电话与数据处理、传真和/或数据通信能力相结合的个人通信系统(PCS)终端；可以包括射频收发信机和寻呼机、因特网/内部网接入、Web浏览器、组织器、日历和/或全球定位系统(GPS)接收机的个人数字助理(PDA)；和/或常规膝上型和/或掌上型计算机或其它装置，它们包括射频收发信机。无线电话在此还可以指无线终端。
通过在地面重用至少一部分分配给蜂窝卫星无线电话系统的频带，地面网络可以提高蜂窝卫星无线电话系统的实用性、有效性和/或经济可行性。特别地，已知的是，蜂窝卫星无线电话系统可靠地为人口稠密的区域服务可能是困难的，因为卫星信号可能被高层建筑阻挡和/或可能不能透入建筑物。结果，在这种区域中，卫星频谱可能未被充分利用或这可能未被利用。地面对至少一部分卫星频带的频率的重用可以减少或消除该潜在的问题。
此外，通过引入地面对卫星频带的频率的重用，可以显著增加整个系统的容量，因为地面对频率的重用可以比只有卫星的系统的要稠密的多。事实上，可以在可能主要需要容量的地方提供容量，即，人口稠密的城市/工业/商业区域。结果，整个系统可以变得经济上可行的多，因为它可能能够为大得多的客户群服务。
地面对卫星频率的重用的一个示例在本发明人Karabinis题为“卫星电信中继器和转发方法”的U.S.专利5,937,332中描述，通过引用将其公开内容全部结合在此，如同在此充分地阐述一样。如在其中所述，提供了卫星电信中继器，它接收、放大并本地转发从卫星接收的下行链路信号，因此增加在卫星电信中继器附近的有效下行链路容限并且允许增加上行链路信号和下行链路信号对建筑物、植物、运输车辆及其它物体的透入，这些物体可以减少链路容限。提供了便携中继器和非便携中继器。参见U.S.专利5,937,332的摘要。
最后，在相同的卫星频带内具有地面部件并使用基本上相同的用于地面通信和卫星通信的空中接口的卫星无线电话通信系统或方法可以是价格合算的和/或美学上吸引人的。常规的双频/双模备选方案，例如众所周知的Thuraya、铱星(Iridium)和/或全球星(Globalstar)双模式卫星/地面无线电话系统，可能使一部分部件加倍，这可能导致无线电话的成本、尺寸和/或重量的增加。参见本发明人Karabinis题为“利用多个空间接口标准的卫星系统及采用相同空间标准的方法”的U.S.专利6,052,560。
考虑到上述讨论，继续需要用于地面对蜂窝卫星频率重用的系统及方法，这些可以允许增加蜂窝卫星无线电话系统、方法和/或卫星无线电话的可靠性、容量、成本效益和/或美学吸引力。
发明内容
本发明的一些实施例提供了卫星无线电话系统及通信方法，其中，基于空间的部件配置成与在分为多个卫星小区的卫星覆盖区的无线电话通信。基于空间的部件配置成与第一卫星小区中的第一无线电话在第一频带和/或第一空中接口上通信，并且与第二卫星小区中的第二无线电话在第二频带和/或第二空中接口上通信。在一些实施例中，还提供辅助地面网络，它配置成地面上与第一无线电话在基本上第一频带和/或基本上第一空中接口上通信，并且地面上与第二无线电话在基本上第二频带和/或基本上第二空中接口上通信。
在其它实施例中，卫星无线电话系统及方法包括基于空间的部件，该部件配置成与第一无线电话在第一频带和/或第一空中接口上通信，并且与第二无线电话在第二频带和/或第二空中接口上通信。辅助地面网络配置成地面上与第一无线电话在基本上第一频带和/或基本上第一空中接口上通信，并且地面上与第二无线电话在基本上第二频带和/或基本上第二空中接口上通信。第一和第二无线电话可以在相同的卫星小区或不同的卫星小区中。
在上述的任一实施例中，辅助地面网络可以包括第一辅助地面部件和第二辅助地面部件，其中，第一辅助地面部件配置成地面上与第一无线电话在基本上第一频带和/或基本上第一空中接口上通信，而第二辅助地面部件配置成地面上与第二和/或第一无线电话在基本上第二频带和/或基本上第二空中接口上通信。在一些实施例中，第一辅助地面部件在第一卫星小区中，而第二辅助地面部件在第二卫星小区中。在一些实施例中，它们是在相同的卫星小区中。在仍是其它的实施例中，第一辅助地面部件由第一无线网络运营商操作而第二辅助地面部件由第二无线网络运营商操作。
此外，在上述任一实施例中，辅助地面网络可以包括第一部分和第二部分，其中，第一部分配置成地面上与第一无线电话在基本上第一频带和/或基本上第一空中接口上通信，而第二部分配置成地面上与第二和/或第一无线电话在基本上第二频带和/或基本上第二空中接口上通信。在一些实施例中，第一辅助地面部件由第一无线网络运营商操作而第二辅助地面部件由第二无线网络运营商操作。
在上述任一实施例中，还可以提供网关，配置成与基于空间的部件在馈线链路上通信。馈线链路配置成在基于空间的部件与第一和第二无线电话之间传输通信。在一些实施例中，馈线链路包括第一空中接口和第二空中接口。
仍是本发明的其它实施例控制在多频带/多模式卫星无线电话通信系统及方法中的无线电话的集合辐射功率。具体地，本发明的一些实施例提供了卫星无线电话系统，其中，基于空间的部件配置成与多部无线电话在多个频带和/或多个空间接口上通信。辅助地面网络配置成地面上与多部无线电话在基本上多个第一频带和/或基本上多个空中接口上通信。集合辐射功率控制器配置成将多部无线电话的集合辐射功率限制到最大集合辐射功率。还可以提供相似的集合辐射功率控制方法。
因此，本发明的一些实施例允许基于空间的通信加到配置成与第一无线电话在第一频带和/或第一空中接口上通信的第一地面网络，并且加到配置成与第二无线电话在第二频带和/或第二空中接口上通信的第二地面网络。这些实施例提供了在基于空间的部件与第一无线电话之间的在基本上第一频带和/或第一空中接口上的通信以及在基于空间的部件与第二无线电话之间的在基本上第二频带和/或第二空中接口上的通信。将理解的是，本发明的实施例可以作为系统和/或方法来提供。
图1是根据本发明实施例的蜂窝无线电话系统及方法的示意图。
图2是根据本发明实施例的自适应干扰抑制器的框图。
图3是示出卫星L频带的频率分配的频谱图。
图4是根据本发明其它实施例的蜂窝卫星系统及方法的示意图。
图5示出根据本发明实施例的时分双工的帧结构。
图6是根据本发明实施例的辅助地面部件的体系结构的框图。
图7是根据本发明实施例的可重新配置无线电话的体系结构的框图。
图8以图示出根据本发明的实施例的单调减小的功率电平与频率的映射。
图9示出根据本发明实施例的映射到三个功率区和三个关联载频的理想小区。
图10示出根据本发明实施例的映射到三个功率区和三个关联载频的实际小区。
图11示出根据本发明实施例的帧中未被占用的两个或多个连续时隙。
图12示出根据本发明实施例以较低的功率传输加载两个或多个连续时隙。
图13是根据本发明一些实施例的卫星无线电话系统及方法的框图。
图14是根据本发明一些实施例的地面对卫星频率的频率重用的示意图。
图15是根据本发明一些实施例的无线电话的框图。
图16是根据本发明一些实施例的卫星无线电话系统及方法的示意图。
图17是根据本发明一些实施例的卫星无线电话系统及方法的示意图。
图18是根据本发明一些实施例的包括集合辐射功率控制的卫星无线电话系统及方法的示意图。
图19是根据本发明一些实施例的包括可以增加链路容限的系统及方法的辅助地面网络的示意图。
具体实施例方式
下面马上将参考附图更加充分地描述本发明，在附图中示出本发明的实施例。然而，本发明不应该被认为是限制于在此阐述的实施例。更确切地，提供了这些实施例，这样该公开内容将是详尽和完整的并且将向本领域的技术人员充分传达本发明的范围。附图中相似的数字指相似的元件。
图1是根据本发明实施例的蜂窝卫星无线电话系统及方法的示意图。如图1所示，这些蜂窝卫星无线电话系统及方法100包括至少一个基于空间的部件(SBC)110，例如卫星。基于空间的部件110配置成在一个或多个卫星无线电话前向链路(下行链路)频率fD上向包括一个或多个卫星无线电话小区130-130″″卫星覆盖区中的多部无线电话120a、120b发送无线通信。基于空间的部件110配置成在卫星无线电话返回链路(上行链路)频率fU上从例如卫星无线电话小区130中的第一无线电话120a接收无线通信。辅助地面网络配置成在卫星无线电话上行链路频率(记为f′U(可以和fU相同))上从例如无线电话小区130中的第二无线电话120接收无线通信，其中辅助地面网络包括至少一个辅助地面部件140，该部件140可以包括天线140a和电子系统140b(例如，至少一个天线140a和至少一个电子系统140b)。因此，如图1所示，无线电话120a可以与基于空间的部件110通信而无线电话120b可以与辅助地面部件140通信。如图1所示，基于空间的部件110还在卫星无线电话频率f′U上从卫星无线电话小区130中的第二无线电话120b接收无线通信作为干扰，这是不希望的。更具体地说，以150示出可能的干扰路径。在该可能的干扰路径150，载频f′U的第二无线电话120b的返回链路信号干扰卫星通信。当f′U＝fU时，该干扰一般会是最强的，因为，在那种情况下，相同的返回链路频率会用于在相同的卫星无线电话小区上的基于空间的部件和辅助地面部件通信，并且不会存在卫星无线电话小区之间的空间分辨。
仍然参考图1，卫星无线电话系统/方法100的实施例可以包括至少一个网关160，它可以包括可以连接到包括地面和/或其它无线电话网络的其它网络162的天线160a和电子系统160b。网关160还与基于空间的部件110在卫星馈线链路112上通信。网关160还与辅助地面部件140一般在地面链路142上通信。
还参考图1，干扰抑制器(IR)170a还可以至少部分设在辅助地面部件电子系统140b中。可选地或另外地，干扰抑制器(IR)170b还可以至少部分设在网关电子系统160b中。在仍是其它的备选方案中，干扰抑制器可以至少部分设在蜂窝卫星系统/方法100中的其它部件中来代替干扰抑制器170a和/或170b，或除干扰抑制器170a和/或170b之外又提供干扰抑制器。干扰抑制器对基于空间的部件110和辅助地面部件140响应，并且配置成减少来自由基于空间的部件110接收的无线通信的干扰，并且至少部分由卫星无线电话小区130中的第二无线电话120在卫星无线电话频率f′U上生成。干扰抑制器170a和/或170b利用来自卫星无线电话小区130中第二无线电话120b的计划给辅助地面部件140的无线通信f′U，第二无线电话是使用卫星无线电话频率f′U来与辅助地面部件140通信。
在本发明的实施例中，如图1所示，辅助地面部件140一般比基于空间的部件110分别更接近于第一和第二无线电话120a和120b，这样来自第二无线电话120b的无线通信在基于空间的部件110接收之前由辅助地面部件140接收。干扰抑制器170a和/或170b配置成生成干扰消除信号，它包括例如至少一个来自第二无线电话120b的无线通信(由辅助地面部件140接收)的延迟副本，并且配置成从基于空间的部件110接收的无线通信中减去辅助地面部件140接收的来自第二无线电话120b的无线通信的延迟副本。可以在链路142上或者使用其它常规技术将干扰抑制信号从辅助地面部件140发送到网关160。
因此，自适应干扰抑制技术可以至少用于部分消除干扰信号，这样相同的或其它附近的卫星无线电话上行链路频率可以用在给定的小区中，用于无线电话120与卫星110和与辅助地面部件140通信。因此，指定给给定小区130的所有频率可以用于无线电话120与基于空间的部件110和与辅助地面部件140的通信。常规系统可以避免地面对给定的卫星小区内部频率的重用，这些频率在该卫星小区内部使用用于卫星通信。换句话说，常规上，只有其它卫星小区使用的频率可能成为在给定卫星小区内部的地面重用的候选。依靠由卫星系统提供的射束与射束的空间隔离来减少或最小化从地面操作进入卫星操作的干扰级。大不相同的是，本发明的实施例可以使用干扰抑制器来允许指定给卫星小区的所有频率用于地面和卫星无线电话通信。
根据图1的本发明的实施例可以产生于以下认识在f′U的来自第二无线电话120b的返回链路信号一般会由辅助地面部件140接收和处理，这相对于它经由干扰路径150从基于空间的部件110到达卫星网关160的时间早得多。因此，在卫星网关160b的干扰信号可以至少部分消除。因此，如图1所示，干扰消除信号，例如解调的辅助地面部件信号，可以由辅助地面部件140中的干扰抑制器170a发送到卫星网关160b，例如，使用链路142。在网关160b的干扰抑制器170b中，信号加权的(在振幅和/或相位上)副本可以使用例如，本领域技术人员众所周知的自适应横向滤波器技术来形成。然后，从频率f′U的集合接收的卫星信号(包含希望的以及干扰的信号)中减去横向滤波器的输出信号。这样，干扰消除不需要降低在网关160所希望的信号的信噪比，因为，再生的(无噪声的)地面信号(例如由辅助地面部件140再生)可以用于执行干扰抑制。
图2是自适应干扰消除器实施例的框图，它可以位于辅助地面部件140中、网关160中和/或蜂窝无线电话系统100的另一部件中。如图2所示，本领域技术人员已知的一种或多种控制算法204可以用于自适应地调整多个横向滤波器202a-202n的系数。可以使用例如最小均方差(LMSE)、卡尔曼、快速卡尔曼、迫零和/或它们的各种组合的自适应算法或其它技术。本领域的技术人员将理解的是，图2的体系结构可以和LMSE算法使用。然而，本领域的技术人员还将理解的是，可以进行常规的体系结构的修改以便于其它的控制算法。
马上将参考图3描述本发明另外的实施例，这示出包括蜂窝无线电话系统前向链路和返回链路的L频带的频率分配。如图3所示，空间对地的L频带前向链路(下行链路)频率指定为从1525MHz到1559MHz。地对空的L频带返回链路(上行链路)频率占用从1626.5MHz到1660.5MHz的频带。在前向和返回L频带链路之间的是GPS/GLONASS无线电导航频带(从1559MHz到1605MHz)。
在随后的详细说明中，为简洁起见，GPS/GLONASS将简单称作GPS。此外，为简洁起见，首字母缩略词ATC和SBC将分别用于辅助地面部件和基于空间的部件。
如本领域的技术人员已知的，GPS接收机可能是极其灵敏的，因为它们设计为对非常弱的扩频无线电导航信号操作，这些信号从GPS卫星星座到达地球。结果，GPS接收机可能非常容易感受到带内干扰。配置成辐射前向卫星频带(1525MHz到1559MHz)中的L频带的频率的ATC可以用非常尖锐的带外发射滤波器来设计以满足GPS严格的带外寄生发射的要求。
又参考图1，本发明的一些实施例可以提供系统及方法，它们可以允许ATC 140本身以至少两种模式之一配置。根据第一模式，它可能是标准模式并可能提供最高容量，ATC 140在1525MHz到1559MHz的频率范围上向无线电话120发送并从无线电话120接收1626.5MHz到1660.5MHz的频率范围中的发射，如图3所示。相反，在第二操作模式中，ATC 140在修改的卫星频带前向链路(下行链路)频率范围上向无线电话120发送无线通信。与未修改的卫星频带前向链路频率范围相比，可以选择修改的卫星频带前向链路频率范围以减少对无线接收机(例如在卫星频带前向链路频率范围之外操作的GPS接收机)的干扰。
根据本发明的实施例，可以提供许多修改的卫星频带前向链路频率范围。在一些实施例中，修改的卫星频带前向链路频率范围可以限制到原始的卫星频带前向链路频率范围的子集，以提供未使用的卫星频带前向链路频率的保护带。在其它实施例中，使用所有的卫星频带前向链路频率，但是以减少对无线接收机的干扰的方式修改到无线电话的无线通信，这些无线接收机在卫星频带前向链路频率的范围外操作。还可以使用这些的组合和子组合和/或其它技术，这将如下所述。
还将理解的是，马上将结合图4-12描述的本发明的实施例将关于多模式ATC 140来描述，ATC 140可以使用图3的标准前向链路和返回链路以第一标准模式操作，而使用修改的卫星频带前向链路频率范围和/或修改的卫星频带返回链路频率范围以第二模式或交替模式工作。只要是希望的，这些多模式ATC可以以第二、非标准模式工作，并且另外可以切换到标准模式。然而，本发明的其它实施例不必提供多模式ATC，而是可以提供使用修改的卫星频带前向链路和/或返回链路频率的范围来操作的ATC。
马上将描述本发明的实施例，其中，ATC与SBC一起操作，SBC配置成在卫星频带返回链路频率的第一范围上从无线电话接收无线通信并且在卫星频带前向链路频率的第二范围(与第一范围是隔开的)上发送无线通信给无线电话。根据这些实施例，ATC配置成使用至少一个时分双工频率来发送无线通信给无线电话并在不同的时刻从无线电话接收无线通信。具体地，在一些实施例中，至少一个时分双工频率包括含多个时隙的帧，使用该时分双工频率来发送无线通信给无线电话并在不同时刻从无线电话接收无线通信。至少时隙中的第一个用于发送无线通信给无线电话而至少时隙中的第二个用于从无线电话接收无线通信。因此，在一些实施例中，ATC在时分双工(TDD)模式下使用从1626.5MHz到1660.5MHz的频率发送和接收。在一些实施例中，整个网络上的所有ATC可能具有所述的配置/重新配置的灵活性。在其它实施例中，只有一些ATC是可重新配置的。
图4示出根据本发明一些实施例的卫星系统及方法400，包括ATC 140，它在TDD模式使用载频f″U与无线电话120b通信。图5示出TDD帧结构的实施例。假定满速率GSM(每帧八个时隙)，一个TDD载波可以支持多至四个全双工话路。如图5所示，ATC 140在例如0号的时隙上发送给无线电话120b。无线电话120b在例如4号的时隙上接收和回复ATC 140。1号和5号的时隙可用于建立与另一无线电话的通信等等。
最好在标准模式下使用从低于任何保护频带排除区域中的载频从ATC 140发送广播控制信道(BCCH)。在其它实施例中，BCCH还可以定义为使用TDD载波。在这些实施例中的任一实施例中，根据建立的GSM方法，空闲模式下的无线电话可以监测BCCH并接收系统级的信息和寻呼信息。当寻呼无线电话时，系统决定为建立通信链路分配给无线电话什么类型的资源。无论分配什么类型的资源用于无线电话通信信道(TDD模式或标准模式)，信息传送给无线电话，例如，作为呼叫初始化例程的一部分，并且无线电话对自己进行适当地配置。
由于例如ATC接收机的LNA级，在相同的ATC上TDD模式与标准模式共存可能是困难的。具体地，假定在相同的ATC上混合标准模式的载波和TDD模式的载波，在帧的这部分(当TDD载波用于为前向链路服务(当ATC发送TDD))期间，足够的能量可能漏入相同ATC的接收机前端使其LNA阶段的灵敏度降低。
可以使用技术来抑制频带中1600MHz部分上发送的ATC能量以免使ATC接收机的LNA的灵敏度降低，因此允许混合的标准模式和TDD帧。例如，出站ATC前端和入站ATC前端之间的隔离和/或天线系统回损可能增加或到达最大。可切换的带阻滤波器可以放在LNA级之前。该滤波器会在帧的这部分(当ATC发送TDD时)期间切入接收机链路之中(在LNA之前)而在其余时间期间断开。自适应干扰消除器可以在RF(在LNA级之前)配置。如果使用了这种技术，可以获得大约70dB的抑制，这可以允许混合的标准模式和TDD帧。然而，可能增加ATC的复杂性和/或成本。
因此，即使可降低或消除ATC的LNA的灵敏度降低，它可能使用相当多专门的工程和注意并且可能经济上不划算。因此，其它实施例可保持TDD ATC可能除BCCH载波以外是纯TDD，BCCH载波可能不用于话务而只是用于在帧的第一部分上广播，与TDD协议一致。此外，随机访问信道(RACH)突发可以是定时的，这样在第二半TDD帧期间它们到达ATC。在一些实施例中，可以配备所有的TDD ATC以能够响应命令而重新配置。
充分意识到在数据通信或其它应用期间前向链路可能使用比返回链路高的速率。例如，在用无线电话进行Web浏览时，鼠标点击和/或其它用户选择通常是从无线电话发送给系统。然而，为响应用户选择，该系统，可能要发送大的数据文件给无线电话。因此，本发明的其它实施例可配置成使能够使用每个前向GSM载波帧增加的或最大数量的时隙来提供较高的下行链路数据速率给无线电话。
因此，当载频配置成在TDD模式提供服务，可能要做出决定将分配多少时隙用于为前向链路服务以及贡献多少用于返回链路。无论决定是什么，可能希望所有ATC使用的TDD载波遵守，以减少或避免前述的LNA的灵敏度减小问题。在话音通信中，可以在帧的中间划分前向链路时隙和返回链路时隙，因为通常话音活动统计上是双向对称的。因此，由话音驱动，帧的中心可以是划分TDD的地方。
为了增加或最大化前向链路在数据模式下的吞吐量，根据本发明实施例的数据模式TDD载波可以在前向链路时隙上使用更加谱有效的调制和/或协议，例如EDGE调制和/或协议。返回链路时隙可以基于不太谱有效的调制和/或协议，例如GPRS(GMSK)调制和/或协议。EDGE调制/协议和GPRS调制/协议对本领域的技术人员是众所周知的，因此不需要在此另外描述。假定EDGE前向/GPRS返回的TDD载波策略，在前向链路上可以支持多至(384/2)＝192kbps而在返回链路上无线电话可以在多至(115/2)≈64kbps的速率上发送。
在其它实施例中，还可能的是，分配八时隙帧的六个时隙用于前向链路而只有两个用于返回链路。在这些实施例中，对于话音业务，考虑话音的统计对称的性质，返回链路声码器可能需要与四分之一速率的GSM可比，而前向链路声码器可以以全速率的GSM操作，每个GSM TDD模式载波产生六个全双工话路(25％的话音容量罚(capacity penalty))。受该非对称的划分策略的控制，在前向链路上可以获得多至(384)(6/8)＝288kbps的数据速率，而在返回链路上多至(115)(2/8)≈32kbps。
图6示出根据本发明实施例的ATC体系结构，根据例如经由基站控制器(BSC)来自网络操作中心(NOC)的命令，它可以适合于在标准GSM和TDD GSM这两种模式之间自动配置。将理解的是，在这些实施例中，天线620可以对应于图1和图4中的天线140a，而图6的剩余部分可以对应于图1和图4中的电子系统140b。如果当载波是活动的并且正在支持话务时出现对于特定载波或载波集的重新配置命令，那么经由带内信令快速随路控制信道(FACCH)，可以通知所有受影响的无线电话也在新的资源上重新配置自己和/或切换。如果载波从TDD模式重新配置成标准模式，可以由NOC启动基于例如容量要求自动将载波重新指定给适当的标准模式的ATC和/或重用模式。如果，在另一方面，载波从标准模式重新配置成TDD模式，根据来自NOC的命令可以自动指定给适当的TDD模式的ATC。
仍参考图6，当在标准模式下解调载波时，开关610可以保持闭合。在TDD模式下，当ATC发送时，在前半帧期间，该开关610可以是打开的，而当ATC接收时，在后半帧期间，该开关610可以是闭合的。还可以提供其它实施例。
图6假定每个ATC扇区有N个收发信机，其中，N可以小到是1，因为一般希望每个扇区一个载波的最小值。假定每个收发信机在一个GSM载波对(当在标准模式下)上操作并因此支持多至八个全双工话路，忽略BCCH信道的开销。此外，当在半速率的GSM模式下，标准的GSM载波对可以支持16个全双工话路，而在四分之一速率的GSM模式下，可以支持多至32个全双工话路。
当处于TDD模式时，全双工话路的数量可能减少一半，假定声码器相同。然而，在TDD模式下，为维持话音容量不变，话音业务可以经由半速率的GSM声码器提供，而几乎察觉不到质量下降。图7是可重新配置的无线电话体系结构的框图，它可与图6的可重新配置的ATC体系结构通信。在图7中，提供了天线720，并且图7的其余部分可以提供用于无线电话的电子系统的实施例。
将理解的是，获得根据本发明实施例重新配置ATC和无线电话的能力可能在成本上有比较小地增加。成本主要是开发软件的一次性工程成本(NRE)。然而，还可能产生某种续生成本，因为每个ATC和无线电话可能至少使用附加的RF滤波器和若干电子控制的开关。所有其它的硬件/软件对标准模式和TDD模式的GSM可以是共用的。
现在参考图8，将马上描述根据本发明实施例的其它无线电话系统及方法。在这些实施例中，修改的卫星频带前向链路频率的第二范围包括多个在卫星频带前向链路频率的第二范围中的频率，由ATC以功率电平(例如最大功率电平)发送给无线电话，该功率电平作为(增加的)频率的函数单调减小。更具体地，如将在下面所述，在一些实施例中，修改的卫星频带前向链路频率的第二范围包括接近卫星频带前向链路频率范围的第一或第二末端的频率的子集，由ATC以功率电平(例如最大功率电平)发送给无线电话，该功率电平朝着卫星频带前向链路频率的第二范围的第一或第二端单调减小。仍在其它实施例中，卫星频带返回链路的第一范围包含在大于GPS频率的卫星频率的L频带中，而卫星频带前向链路频率的第二范围包含在小于GPS频率的卫星频率的L频带中。修改的卫星频带前向链路频率的第二范围包括接近卫星频带前向链路频率第二范围临近GPS频率的端的频率的子集，由ATC以功率电平(例如最大功率电平)发送给无线电话，该功率电平朝着卫星频带前向链路频率的第二范围临近GPS频率的端单调减小。
不受任何操作理论的约束，马上将描述根据本发明实施例将ATC最大功率电平映射到载频的理论上的讨论。参考图8，假设 表示从功率(ρ)域到频率(ν)范围的映射。功率(ρ)是ATC为与给定的无线电话可靠通信而使用的或应该发送的功率。该功率可以取决于许多因素，例如无线电话到ATC的距离、无线电话与ATC二之间的阻塞、信道多径衰落的级别等，并且因此，一般将作为时间的函数而改变。因此，在无线电话与ATC之间经由闭环功率控制自适应地(迭代地)确定一般使用的功率。
频率(ν)是卫星载频，ATC使用它与无线电话通信。根据本发明的实施例，映射 是独立变量ρ的单调减小函数。因此，在一些实施例中，随着最大ATC功率的增加，ATC用来建立和/或维持通信链路的载频减小。图8示出分段连续单调减小(阶梯)函数的实施例。可以使用其它单调函数，包括线性和/或非线性、恒定的和/或可变的减小量。FACCH或慢速随路控制信道(SACCH)消息传送可以用于本发明的实施例以利于自适应且基本实时的映射。
图9示出根据本发明实施例的理想小区，其中，出于说明的目的，使用了三个功率区和三个关联的载频(或载频集)来划分小区。为简单，一个在理想化小区中央的ATC发射机假定没有扇区化。在图9的实施例中，频率(频率集)fI是取自于基本上是L频带前向链路频率集的最上部分，例如，取自基本上接近1559MHz的部分(参见图3)。相应地，频率(频率集)fM取自基本上L频带前向链路频率集的中心部分(参见图3)。和上述内容相对应，频率(频率集)fO是取自于基本上是L频带前向链路频率集的最低部分，例如，取自接近1525MHz的部分(参见图3)。
因此，根据图9的实施例，如果在小区的最外环之内为无线电话服务，那么经由频率fO为那部无线电话服务。该无线电话，在离ATC最远的区域内部，已经(可能)向ATC请求最大(或接近最大)的功率输出。响应最大(或接近最大)的输出功率请求，ATC使用其功率对频率映射的先验知识，例如，图9的三步阶梯函数。因此，ATC用取自移动L频带前向链路频率集最低部分的低值频率为无线电话服务，例如，取自尽可能接近1525MHz的部分。这样，然后，可以向任何GPS接收机单元(可能在ATC的附近)提供附加的保护。
图9的实施例可以被看作是理想化的，因为它们将同心环区域与ATC用于为其区域服务的载频(或载频集)相关联。实际上，同心环区域一般不会是事实。例如，无线电话可以接近为其服务的ATC，但是由于建筑物在无线电话与ATC之间有明显阻塞。该无线电话，即使相对接近ATC，也可能向ATC请求最大(或接近最大)的输出功率。考虑到这一点，根据本发明的实施例，图10可能示出的是更实际的区域轮廓集，可与ATC用于为其范围服务的频率相关联。可以在紧邻的ATC小区中重用频率(或频率集)fI，因为有限的地理跨度相对于小区中心之间的距离与fI相关联。这也可以适用于fM。
现在参考图11，将马上描述根据本发明实施例可以由ATC使用的其它修改的卫星频带前向链路频率的第二范围。在这些实施例中，修改的卫星频带前向链路频率的第二范围中的至少一个频率(由ATC发送给无线电话)包括含多个时隙的帧。在这些实施例中，由ATC发送给无线电话的帧中至少两个连续时隙未被占用。在其它实施例中，由ATC发送给无线电话的帧中三个连续时隙未被占用。在仍是其它的实施例中，由ATC发送给无线电话的帧中至少两个连续时隙是以比帧中剩余时隙低的功率发送的。在仍是其它的实施例中，由ATC发送给无线电话的帧中三个连续时隙是以比帧中剩余时隙低的功率发送的。在仍是其它的实施例中，较低的功率时隙与离ATC比较近和/或经历比较小信号阻塞的第一选择的无线电话一起使用，而以较高的功率发送剩余的时隙给离ATC比较远和/或经历比较大信号阻塞的第二选择的无线电话。
不同的是，根据本发明的一些实施例，只利用了TDMA帧的一部分。例如，全速率的GSM帧中只有开始4个(或最后4个或任何连续四个)时隙用于支持话务。剩余时隙未被占用(空的)。在这些实施例中，可能损失容量。然而，如前所述，对于话音业务，可以调用半速率以及甚至四分之一速率的GSM来恢复容量，话音质量可能会有一些下降。未被利用的时隙最好是连续的，例如第0时隙到第3时隙或第4时隙到第7时隙(或第2时隙到第5时隙等)。例如，可能不太希望使用非连续的时隙，例如，第0、2、4和6时隙。图11示出GSM帧中四个使用的时隙(4-7)和四个连续的空时隙(0-3)。
实验发现，根据本发明的这些实施例，当干扰突发之间的间隔增大或最大化时，GPS接收机可以工作得好的多。不受任何操作理论的约束，该结果可能是由于GPS的C/A码的码重复周期(1毫秒)与GSM突发持续时间(大约0.577毫秒)之间的关系。对于包括交替时隙的GSM帧占用，每个GPS信号码周期可以经历至少一个“碰撞”，而包括四到五个连续时隙的GSM帧占用允许GPS接收机导出足够的没有错误的信息以“渡过(flywheel)”错误事件。
根据本发明的其它实施例，图8-10的实施例可以与图11的实施例结合。此外，根据本发明的其它实施例，如果因为小区的最内区域比较小的覆盖区，图9或10的fI载波未被充分利用，那么它可以用于支持小区中大得多的最外区域上的附加话务。
因此，例如，假定fI的每帧中只有开始四个时隙用于内部区域话务。在图8-10的实施例中，这四个fI时隙携带比较低功率的突发，例如大约100mW或更低，并且可能因此，从干扰的观点来看表现为(几乎)未被占用。用比较高功率的突发加载fI剩余的四个(连续)时隙在GPS接收机上的影响是可忽略的，因为，GPS接收机会基于由四个低功率的GSM突发占用的良性的连续时间间隔来可靠地操作。图12示出在载波fI支持四个低功率(内部区间)用户和四个高功率(外部区间)用户的帧的实施例。实际上，图12所示的实施例对于可用的最接近GPS频带的载频可能是优选的策略。通过更满地加载载频，这些实施例可以避免不当的容量损失。
实验发现来自GSM载波的干扰对GPS接收机可以是相对良性的，如果例如每8个时隙的GSM帧中不超过5个时隙是以连续方式使用，可以是非常有用的。因为即使当GSM载频非常接近GPS频带(近到1558.5MHz)并且功率电平被设定得相当高时，该实验发现也是适用的，所以它尤其有用。例如，对于每帧填充五个连续时隙，即使当ATC以1558.5MHz辐射时，在整个ATC服务区上最坏情况测量的GPS接收机可以得到至少30dB的灵敏度降低容限。对于每帧填充四个连续时隙，即使当ATC以1558.5MHz辐射时，最坏情况下测量的GPS接收机可以获得增加了10dB总计为40dB的灵敏度降低容限。
可能仍要关心网络容量的潜在损失(尤其在数据模式下)，这可在频率区间(其中图11的实施例用于不完全填充帧)上产生。此外，即使图12的实施例可以通过装满载波来避免容量损失，受到用低功率用户和高功率用户填满帧的约束，它们也会产生网络容量的潜在损失。此外，如果前向链路载波限于每帧5个连续高功率时隙，那么目标可以是特定用户的每个载波的最大前向链路数据速率可能成比例地变少。
因此，在其它实施例中，受连续的空/低功率时隙控制的载波不用于前向链路。替代地，它们用于返回链路。因此，在一些实施例中，为允许遍布整个网络的前向链路上的数据速率最大，ATC的至少一部分配置成与SBC相比而言相反频率模式。在相反频率返回链路上，无线电话可限制为最大是每帧5个时隙，这对于返回链路可以是足够的。在相反频率返回链路载波上，每帧5个可用的时隙是指定给一部无线电话还是给五部不同的电话，在这些实施例中，它们都可以被连续指定。如结合图12所述，这五个连续的时隙可以指定给高功率用户而剩余的三个时隙可以用于为低功率用户服务。
其它的实施例可以基于完全在与SBC相比相反频率模式下操作ATC。在这些实施例中，ATC在卫星返回链路频率上发送而无线电话在卫星前向链路频率上应答。如果存在足够的连续频谱来支持CDMA技术，以及尤其支持新兴的宽带CDMA的3G标准，那么ATC前向链路可以基于宽带CDMA来增加或最大化数据吞吐量能力。GPS干扰可能不是问题了，因为在这些实施例中，ATC在卫星返回链路上发送。替代地，干扰可能成为无线电话关心的问题了。然而，基于图11-12的实施例，无线电话可配置成发送GSM，因为在任何情况下都希望ATC返回链路速率低于前向链路速率。因此，ATC返回链路可以采用基于GPRS的数据模式，可能甚至是EDGE。因此，根据图11或12的实施例，可以不对在离GPS频带边缘1559MHz的预定频率区间范围内的返回链路载波满载以解决GPS干扰问题。
最后，其它实施例可以使用局部或完全相反频率模式并且可以在前向和返回链路上使用CDMA。在这些实施例中，到无线电话的ATC前向链路利用卫星返回链路的频率(1626.5MHz到1660.5MHz)而来自无线电话的ATC返回链路使用卫星前向链路的频率(1525MHz到1559MHz)。ATC前向链路可以基于现有的或开发中的CDMA技术(例如IS-95、宽带CDMA等)。ATC网络返回链路也可基于现有的或开发中的CDMA技术，假定无线电话的输出被选通以停止传输，每T毫秒一次，持续大约3毫秒。在一些实施例中，T将大于或等于6毫秒。
对于大约1550MHz或以下的ATC返回链路载波可能不需要该选通。对于ATC附近的GPS接收机，该选通可以减少或最小化带外干扰(灵敏度降低)效应。为了给GPS增加好处，在整个ATC服务区上的所有的无线电话之间的选通可以基本上同步。可以从系统范围的选通同步获得给GPS的附加的好处。ATC可以指示所有活动的无线电话有关选通信号的出现时间。所有的ATC可以经由GPS手动同步。
多频带/多模式卫星无线电话通信系统及方法上述的本发明的一些实施例可使用相同的卫星无线电话链路频带和卫星馈线链路频带用于与卫星覆盖区或服务区的所有卫星小区中的无线电话进行的基于空间的通信。此外，上述的本发明的一些实施例可以使用相同的卫星射频频带和基本上相同的空中接口用于使用辅助地面网络与无线电话地面通信。马上将描述的本发明的其它实施例在卫星覆盖区或服务区的各个卫星小区中可以使用多于一个的频带和/或多于一个的空中接口。仍在其它的实施例中，尽管不同的频带和/或不同的空中接口可以用于不同的卫星小区或用在卫星小区内部，但是用于给定卫星小区内部的辅助地面网络与无线电话之间的地面通信的卫星无线电话频带和空中接口与用于给定卫星小区内部或不同的卫星小区中的无线电话的基于空间的通信的卫星无线电话频带和空中接口基本上相同。
如在这里所用的，“基本上相同”的频带意味着频带基本上重叠，但可能有一些不重叠的区域，例如，在频带端点处。此外，“基本上相同”的空中接口意味着空中接口是类似的但不必是完全相同的。可以对空中接口进行一些变化以适应不同的地面环境和卫星环境特性。例如，可以使用不同的声码器速率(例如，13kbps用于GSM而4kbps用于卫星)，可以使用不同的前向纠正编码和/或不同的交错深度。
当卫星覆盖区或服务区跨度存在两个或更多的地面无线电话系统(无线网络运营商)的地理区域时，可以使用根据本发明一些实施例的多频带/多模式卫星无线电话通信系统及方法，以增加到两个或更多的地面网络的基于空间的通信能力。在由给定的地面无线电话系统覆盖的地理区域中，使用基本上与地面无线电话系统相同的频带和/或空中接口，利用基于空间的部件和/或地面辅助网络，本发明的实施例可以提供附加容量和/或扩展业务。因此，根据本发明的实施例的对应于不同的地面无线电话通信系统及方法的不同的地理区域可以使用不同的频带和/或空中接口用于与位于不同地理区域内部的地面无线电话系统兼容。也可以有其它的方案，其中，可以希望单个卫星无线电话通信系统/方法在其相同的和/或不同的地理区域上采用不同的频带和/或空中接口。
图16是根据本发明的一些实施例的卫星无线电话系统及方法的示意图。如图16所示，卫星无线电话系统及方法的这些实施例包括基于空间的部件1610，它配置成与划分成多个卫星小区1640a-1640c的卫星覆盖区1630中的无线电话1620a-1620c通信。本领域的技术人员将理解的是，尽管图16中示出三个卫星小区1640a-1640c和三个无线电话1620a-1620c，但是根据本发明实施例的卫星无线电话系统及方法可以采用多于三个的卫星小区1640a-1640c并可以采用多于三个的无线电话1620a-1620c。
仍参考图16，基于空间的部件1610配置成与第一卫星小区1640a中的第一无线电话1620a在第一频带和/或第一空中接口上通信，并且与第二卫星小区1640b中的第二无线电话1620b在第二频带和/或第二空中接口上通信。在其它实施例中，第一无线电话1620a和第二无线电话1620b可以在相同的卫星小区中。
还参考图16，在本发明的一些实施例中，辅助地面网络1650配置成地面上与第一无线电话1620a在基本上第一频带和/或基本上第一空中接口上通信，并且地面上与第二无线电话1620b在基本上第二频带和/或基本上第二空中接口上通信。在第一卫星小区1640a和在其中的辅助地面网络1650的部分中，这些基本上相同的第一频带和/或第一接口是由覆盖第一卫星小区1640a和在其中的辅助地面网络1650部分的垂直虚线示出。在卫星小区1640b和在其中的辅助地面网络1650的部分中，基本上相同的第二频带和/或第二接口是由覆盖第二卫星小区1640b和在其中的辅助地面网络1650部分的水平虚线示出。
将理解的是，在图16中，为简单起见，辅助地面网络1650示为包括小数量的辅助地面网络小区。然而，在本发明的一些实施例中可以存在更多的辅助地面网络小区。此外，还将理解的是，在一些实施例中，卫星小区1640a内部的辅助地面网络1650的第一部分可以由第一无线网络运营商操作，而第一卫星小区1640a内部的辅助地面网络1650的第二部分可以由第二无线网络运营商操作。因此，本发明的一些实施例提供用于增加基于空间的通信到第一和第二地面网络的系统及方法。
再参考图16，根据本发明的一些实施例的卫星无线电话系统及方法还包括网关1660，它配置成在馈线链路1670上与基于空间的部件1610通信。馈线链路1670配置成在基于空间的部件1610与第一和第二无线电话1620a、1620b之间传输通信。在一些实施例中，馈线链路1670包括第一空中接口和第二空中接口。最后，还将理解的是，第三卫星小区1640c、第三卫星电话1620c以及基本上相同的第三频带和/或空中接口由卫星小区1640c中倾斜的虚线示出。在其它实施例中，第三无线电话1620c在与第一无线电话1620a和/或第二无线电话1620b相同的小区中。
图17是根据本发明其它实施例的卫星无线电话系统及方法的示意图。如图17所示，基于空间的部件1710配置成与第一无线电话1720a在第一频带和/或第一空中接口1780a(图17中还用F1/I1标明)上通信。还如图17所示，基于空间的部件1710还配置成与第二无线电话1720b在第二频带和/或第二空中接口1780b(图17中还用F2/I2标明)上通信。辅助地面网络1750配置成地面上与第一无线电话1720a在基本上第一频带和/或基本上第一空中接口1790a(图17中还标明为F1′/I1′)上通信，并且地面上与第二无线电话1720b在基本上第二频带和/或基本上第二空中接口1790b(图17中还标明为F2′/I2′)上通信。辅助地面网络1750可以包括在单个卫星小区中或可以遍布多个卫星小区。
还如图17所示，辅助地面网络可以包括第一辅助地面部件1752a，它配置成地面上与第一无线电话1720a在基本上第一频带和/或基本上第一空中接口1790a上通信。第二辅助地面部件1752b配置成地面上与第二无线电话1720b在基本上第二频带和/或基本上第二空中接口1790b上通信。如在图16的情况一样，在一些实施例中可以提供大量的无线电话1720和/或辅助地面部件1752。在一些实施例中，第一和第二辅助地面部件1752a、1752b分别可以是相同和/或不同的卫星小区中两个单独的无线网络的部分。因此，图17的一些实施例提供了用于增加基于空间的通信到第一和第二地面网络的系统及方法。可以如结合图16所述提供网关1760和馈线链路1770。
本发明的一些实施例提供卫星无线电话系统和/或方法，它们包括在多个频带上操作的无线电话链路。在一些实施例中，基于空间的部件1610、1710中的频带灵敏(即，频率灵敏)部件(例如天线馈电网络、功率放大器、低噪声放大器等)可以设计成宽带，这样基于空间的部件的操作范围可以在多个业务链路频带上延伸，例如L频带、S频带等。在其它实施例中，可以提供用于每个频带的单独部件。在仍是其它的实施例中，可以提供一些共用的宽带部件和一些单独的窄带部件。
此外，通过提供多个空中接口，本发明的其它实施例可以提供多模式的有效负载容量，空中接口可用于提供与基于空间的部件1610、1710和卫星覆盖区中的多个无线电话1620、1720在相同和/或多个卫星小区上的无线电话通信。例如，通过具有可编程的信道增量，基于空间的部件1610、1710可配置成支持多个空中接口标准，可编程的信道增量可以响应地面指令。例如，基于空间的部件1620、1720可以将不同的信道增量应用到来自网关1660、1760的接收馈线链路信号1670、1770的不同频带。馈线链路频谱中的这些频带可以保持恒定或可以随时间变化，取决于卫星无线电话系统可以支持的每个空中接口标准携带的话务量。
因此，在一些实施例中，馈线链路1670、1770可以分割成频带，例如频带B1、B2和B3。在一个示例中，频带B1可以在网关和基于空间的部件之间传输GSM载波，频带B2可以传输窄带CDMA载波而频带B3可以传输宽带CDMA载波。本领域的技术人员将理解的是，还可提供相应的返回馈线链路频带用于从基于空间的部件1610、1710到网关1660、1760的载波。在本发明的其它实施例中，还可提供辅助地面网络1650、1750以地面上与卫星覆盖区中的无线电话1620、1720通信。因此，在一些实施例中，辅助地面网络1650、1750可以在城市地区提供较大部分的无线电话通信，而基于空间的部件1610、1710可以在乡村地区提供较大部分的无线通信。
图13是根据本发明的一些实施例可以使用多个频带和/或多个模式的卫星无线电话系统和/或方法的框图。本领域的技术人员将理解的是，图13涉及GSM，并且示出提供GSM空中接口的系统元件。然而，根据本发明的实施例，还可以提供其它卫星无线电话系统和/或方法。
具体地，如图13所示，卫星无线电话通信系统及方法的这些实施例包括基于空间的部件1310(例如对地静止卫星)和至少一个网关站系统(GSS)1360、网络操作中心(NOC)1362、移动交换中心(MSC)1364、基站控制器(BSC)1366以及基站收发信机(BTS)1368。卫星无线电话系统可以连接到公共交换电话网(PSTN)1772和/或一个或多个公共数据网(PDN)1774。此外，为提供通用分组无线业务(GPRS)，可以通过适当的分组交换设备扩充一些MSC1364，一般称作支持GRPS业务节点(SGSN)和GPRS网关支持节点(GGSN)。GSS还可以连接到跟踪、遥测&命令(TT&C)系统1776。还可以提供多个无线电话1320。
图14示出根据本发明的一些实施例在基于空间的部件和辅助地面网络之间的频率重用。如图14所示，比较小的辅助地面网络小区1450嵌套在比较大的卫星小区1440内部。这种情况可能出现，因为，即使具有可用于基于空间的部件1410中的大的反射器，卫星小区1440的直径可仍旧是大约几百公里，而辅助地面网络小区1450的广度可以比卫星小区的小两阶、三阶或更多阶。在图14中，地面对相同载频的重用由相同的符号(口或*)指示。
如图13和14所示的本发明的实施例可以允许单个卫星无线电话系统支持辅助地面网络1450中的多个辅助地面部件1452，至少辅助地面部件1452中的一些经由不同的空中接口提供地面连接。这可以允许比较大的卫星覆盖区1430用于分割的地面市场。因此，在一些实施例中，卫星无线电话系统可配置成在相同的时间并且在相同或不同的卫星小区上支持基于GSM的辅助地面部件、窄带基于CDMA的辅助地面部件和宽带基于CDMA的辅助地面部件。在其它实施例中，例如，辅助地面部件的某子集可以在L频带操作而辅助地面部件的另一子集可以在S频带操作。
如已经描述的，在一些实施例中，卫星无线电话通信系统及方法可以提供基本上相同的频带/相同的空间接口服务用于与基于空间的部件的基于空间的通信和与至少其辅助地面部件之一的地面通信。这可以使得无线电话简化。
具体地，图15是根据本发明一些实施例的可用于与卫星无线电话系统或方法中的基于空间的部件和辅助地面部件通信的无线电话1520的框图。在一些实施例中，这些无线电话1520可以与根据本发明一些实施例的卫星无线电话系统一起使用，系统包括使用基本上相同频带和基本上相同空中接口的辅助地面部件和基于空间的部件。根据本发明的一些实施例，重用相同的频谱用于基于空间的通信和地面通信的能力可以有助于低成本、小型和/或轻型无线电话的实现。
此外，与现有的卫星无线电话系统(例如铱星(Iridium)或全球星(Globalstar))相比，本发明的一些实施例可以将更多的链路性能责任给予基于空间的部件而不是无线电话。因此，可以不必将大天线用在无线电话。更确切地，可以使用类似于常规蜂窝无线电话天线的天线。
因此，参考图15，可以使用单个射频(RF)链，它包括低通滤波器1522、上变频器1524a和下变频器1524b、本地振荡器(LO)1526、低噪声放大器(LNA)1528、功率放大器(PA)1532、带通滤波器1534和天线1536。可以使用单个基带处理器1542，包括模数转换器(A/D)1544、数模转换器(D/A)1546和人机接口(MMI)1548。可以提供可选的蓝牙接口。专用集成电路(ASIC)1554可以在其上包括随机存取存储器(RAM)1556、只读存储器(ROM)1558、微处理器(μP)1562、用于辅助地面通信的逻辑(ATC逻辑)1564和用于基于空间的通信的逻辑(空间部分逻辑或SS逻辑)1566。SS逻辑1566可以用于适应在和高于蜂窝或PCS的只有卫星才有的要求，例如只有卫星才有的声码器、卫星前向纠错编码方案、只有卫星才有的交错器等。然而，该增加的门数可以不增加ASIC 1554的成本。
根据本发明的其它实施例，可以适当地使基于空间的部件形成所需的尺寸，这样无线电话没有必要使用大的天线1536或当处于卫星模式时没有必要辐射比处于地面模式时的任何更多的功率。适当级别的链路健壮性可以经由点射束增益获得，点射束增益可以由比较大的卫星天线和/或其它技术来提供。这可以不止补偿卫星链路健壮性的若干dB的下降(当从无线电话除去大的卫星天线和/或使用单个天线用于地面通信和卫星通信时，这种情况可能出现)。因此，可以提供单个模式和单个频带的无线电话，它们可以在单个频带和单个空间接口上与基于空间的部件和辅助地面网络通信。
用于多频带/多模式卫星无线电话通信系统及方法的集合辐射功率控制马上将描述根据本发明其它实施例的多频带/多模式卫星无线电话通信系统及方法。
具体地，参考图18，卫星无线电话系统包括基于空间的部件1610，它配置成与多部无线电话在多个频带和/或多个空中接口上通信。使用多个频带和/或空中接口的链路在图18中标记为1880a-1880f，尽管将理解可以使用更少的或更多的频带/空中接口。辅助地面网络(ATN)1850配置成地面上与多部无线电话在基本上多个频带和/或基本上多个空中接口通信。将理解的是，在图18中，示出5个辅助地面部件(ATC)1852a-1852f，尽管在辅助地面网络1850中可以采用更少的或更多的辅助地面部件。如已经描述的，还可以提供卫星网关1660和PDN/PSTN 1810。
仍参考图18，提供了集合辐射功率控制器1820，它配置成将多部无线电话的集合辐射功率限制到最大集合辐射功率。在一些实施例中，集合辐射功率控制器配置成控制多个同频无线电话，以将多个同频无线电话的集合辐射功率限制到最大集合辐射功率。如在此所用的，“同频”意味着无线电话使用的是相同的载频，即使它们使用的是不同的TDMA时隙(不同的TDMA信道)或使用的是不同的CDMA扩频码(不同的CDMA信道)。因此，可以继续遵守辅助地面网络1850的辐射要求，即使辅助地面网络1850采用了多个频带和/或空中接口。将理解的是，集合辐射功率控制器1820可以作为独立部件、作为网关1660的一部分和/或作为卫星无线电话系统和/或ATN的另一部件的一部分来提供。
在本发明的一些实施例中，集合辐射功率控制器1820配置成允许对与其通信的基本上所有的ATN和/或基本上所有的无线电话控制。然而，在本发明的其它实施例中，集合辐射功率控制器1820配置成将多部无线电话的子集的集合辐射功率限制到最大集合辐射功率。例如，在一些实施例中，多个频带包括第一频带和第二频带，而多部无线电话的子集包括地面上与辅助地面网络在基本上第一频带上通信的无线电话。在一些实施例中，第一频带包括L频带的频率，在一些实施例中，第二频带包括S频带的频率。在其它实施例中，第一频带包括L频带的频率，它们基本上在无线电地平线间(inter-radio-horizon)被另一系统充分使用，而第二频带包括L频带的频率，它们基本上在无线电地平线间没有被另一系统充分使用。在这些实施例中，第二频带还可包括S频带的频率。
因此，在一些实施例中，只有ATN的第一子集和/或与其通信的无线电话可以受集合辐射功率控制，而ATN的第二子集和/或与其通信的无线电话不必受集合辐射功率控制。例如，地面上辐射的L频带的频率可能潜在引起对另一系统的干扰，并且可以受集合辐射功率功率。相反，根据本发明的实施例，没有基本上在无线电地平线间被另一系统充分使用的S频带的频率和L频带的频率可能不会潜在引起对另一系统的干扰，并因此可以不受集合辐射功率控制。
更具体地，包括ATN 1850的移动卫星系统(MSS)可以在其覆盖区使用多于一个的空中接口协议向端用户提供话音和/或数据业务。已知U.S.无线电话通信市场目前的分裂及潜在的未来不确定性，可能希望系统能够经由若干空中接口协议向端用户提供业务。目前，可以通过iDEN、GSM和Cdma2000向U.S.市场提供服务，但是其它新兴标准，例如W-CDMA和/或OFDM/OFDMA，可以用在将来。适合于多个目前标准(空中接口协议)并且还可以适应未来(目前预期的或目前没有的)技术的系统体系结构可以提供增加的灵活性。
图18示出用于ATN的可能的展开方案。如所示，可以通过ATC1852a-1852f(它们使用不同的空中接口协议)为不同的和/或重叠的地理区域服务。卫星1610能够传输多个协议到卫星网关1660/传输来自卫星网关1660的多个协议，在卫星网关1660中不同的收发信机单元集可以与处理不同的空中接口波形相关联。无线电话可以包含集成的收发信机，它能够经由卫星1610或经由至少一个ATC 1852并可能在其它PCS/蜂窝频带上根据例如可能与其它无线运营商建立的业务关系通信。无线电话收发信机的卫星/ATN部分可以利用基本上相同的空中接口协议以经由卫星1610或经由至少一个ATC 1852通信。通过增加集成化水平和对用于卫星模式和ATN模式的硬件和软件的重用，该方法可以减小或最小化收发信机的尺寸、重量和/或制造成本。
在本发明的一些实施例中，ATN可以基于CDMA空中接口协议，而不产生任何大于联邦通信委员会关于基于GSM的ATN的规则的干扰电位。参见，提出规则制定的报告和规则及通知FCC03-15，即2GHz频带、L频带和1.6/2.4频带中的移动卫星服务提供商提供通信的灵活性，IB案号01-185(于2003年1月29日通过，于2003年2月10日公布)，此后称作“FCC 03-15”。因此，ATN或它的ATC中的任何一个使用的技术可以是不相关的，只要控制集合同频发射级，以免超出在FCC 03-15中考虑的特定GSM系统委员会提出的极限。照这样，ATN 1850可以开发成与多个空中接口协议同时作用，只要ATN 1850遵守由委员会提出的集合辐射功率谱密度极限(即，-53+10log(1,725)dBW/Hz)。
在FCC 03-15中，委员会允许US ATN对GSM载波的1,725倍的地面重用，该GSM载波还由MSS用于卫星通信。ATC返回链路上的单个满载GSM载波可以向空间发射最大为-53dBW/Hz的功率谱密度，该载波是从若干部无线电话(多至八部)辐射到基站的。因此，可以从1,725个同信道满载的返回链路GSM载波发射到空间的最大集合功率谱密度为-53+10log(1725)≈-20.64dBW/Hz。这基于0dBW的GSM无线电话峰值EIRP，与FCC03-15的分析一致。就是委员会得出的该最大集合功率谱密度(由对ATN的最大允许US范围的频率重用在返回链路上产生)可能潜在地提高Inmarsat的卫星接收机的噪声层差不多0.7％。
CDMA返回链路码(用户)的最大EIRP可以是-10dBW，并且可以在占用1.25MHz的带宽的载波上传输，根据例如cdma2000空中接口标准。因此，-10-10log(1,250,000)≈-70.97dBW/Hz的功率谱密度可以由在ATC返回链路上操作的单个CDMA码(用户)发射到空间中。如上所述，允许的最大集合功率谱密度极限-20.64dBW/Hz可以因此容纳大约10[(70.97-20.64)/10]≈107,894个同信道返回链路的CDMA码。对于ATN返回链路，该结果可用于建立纯GSMATN与纯CDMA ATN之间的等价关系。
因此，从集合返回链路干扰功率谱密度的角度来看，ATN对GSM载波的1,725倍的US范围的频率重用可以看作等价于在给定的1.25MHz的CDMA载波上发送US范围的大约107,894个码(用户)。用户的数量一般小于或等于码的数量，因为可分配给用户多于一个的码以提高可靠性和/或数据传输速率。所述的等价是基于假定为0dBW的GSM的峰值返回链路EIRP的，而CDMA码的峰值返回链路EIRP假定为-10dBW。
可以在单个活动的(发送)GSM时隙(用户)与多个活动的CDMA码(用户)之间建立数学等价，GSM时隙在峰值EIRP即0dBW上发送，而多个活动的CDMA码各自在峰值EIRP即-10dBW上发送。这种关系可以允许展开包含GSM和CDMA两种技术的ATN，并且允许两者之间的容量的潜在波动，并且从集合返回链路干扰功率谱密度电位(potential)的观点来看，等价于委员会在FCC 03-15中提出的纯GSM系统。
具体地，根据FCC 03-15，在给定GSM载波上有1,725×8＝13,800个GSM时隙(用户)(在ATN(US范围的)可以是活动的)，同时维持到达Inmarsat卫星接收机的噪声电位增加0.7％。在上面示出，从集合上行链路功率谱密度干扰电位的观点来看，这等价于大约107,894个码(用户)在给定1.25MHz的CDMA载波(US范围的)上传输。因此，一个活动的同频GSM时隙(用户)等于大约107,894/13800≈7.8184个活动的同频CDMA码(用户)。因此，可用于控制遍布美国的同频ATN操作的等式可以是NGSM+13,800NCDMA/107,894＝13,800. (1)在等式(1)中，NGSM表示活动的同频GSM时隙(用户)的数量而NCDMA代表活动的同频CDMA码(用户)的数量。在一些实施例中，NGSM个GSM时隙至少部分与NCDMA个CDMA码同频。因为有6个不同的GSM载波，它们可以与单个1.25MHz带宽的CDMA载波同频，所以，13,800NCDMA/107,894的同样量，同频CDMA载波加载将耗尽全部6个相应(与CDMA载波同频)的GSM载波的US范围的容量。基于上述内容，可以看出，在并且只有在等式(1)基本满足的条件下，US范围的ATN网络(配置成同时支持GSM和cdma2000话务量)可以遵守委员会的上行链路干扰约束(对例如Inmarsa的影响不超过0.7％ΔT/T)。通过基本根据等式(1)分配这类ATN中的总同频话务量，MSS/ATN运营商可以遵守。
如先前讨论的，满载GSM返回链路载波(所有八个时隙都被占用)可以产生-53dBW/Hz的最大EIRP密度电位。该结果是基于具有例如0dBi的天线增益并且在200kHz的载波带宽(根据FCC 03-15中FCC的假定)上辐射最大值为0dBW的EIRP的GSM无线电话/无线终端。
可以将具有例如0dBi天线增益的cdma2000ATN无线终端可以限制(故意地)到最大值为例如-9dBW的EIRP，同时使用单个码通信。已知cdma2000(1xRTT)的载波带宽为1.25MHz，可以由单个cdma2000返回链路码产生的最大EIRP密度可以为-9-10log(1.25×106)≈-70dBW/Hz。因此随后，10[(70-53)/10]≈50个同频cdma2000码可以产生相同的上行链路干扰功率谱密度电位如一个满载GSM载波。
对于W-CDMA，具有例如0dBi天线增益的ATN无线终端限制(故意地)到最大值为例如-9dBW的EIRP，同时使用单个码通信。已知W-CDMA的载波带宽为5MHz，这类无线终端可以产生-9-10log(5×106)≈-76dBW/Hz的EIRP密度电位。因此，10[(76-53)/10]≈200个同频W-CDMA码可以生成相同的上行链路干扰功率谱密度电位如一个满载GSM载波。
对于可以是基于所有三种技术(GSM、cdma2000和W-CDMA)的ATN，下面的约束等式可用于确定与这三种标准关联的在空中的同频话务量的允许分布N/8+M/50+L/200＝R(2)其中N表示当使用和重用给定GSM载波时由该载波支持的、ATN范围的同频GSM时隙的数量，M表示当遍布ATN使用和重用单个cdma2000载波时由该载波支持的cdma2000同频码(信道)的数量，L表示当由ATN使用和重用单个W-CDMA载波时该载波上W-CDMA同频码(信道)的数量，以及R表示由FCC授权的纯基于GSM的ATN频率重用。在一些实施例中，N个GSM时隙、M个cdma2000码和L个W-CDMA码至少部分是同频的。注意，上述等式可以提供约束，该约束可以施加在同频操作的载波上(根据上述等式分配的ATN范围的话务量的所有这三种载波类型GSM、cdma2000以及W-CDMA可以同频操作)。此外，对于纯基于GSM的ATN展开，上述等式简化为N＝8R(M＝L＝0)，这符合ATN范围的单个GSM载波可以支持的时隙(信道)总数等于授权的频率重用的八倍。
因为有6个GSM载波，它们可以在单个cdma2000载波占用的带宽中，所以，以M/50的同样量，cdma2000载波的全国范围的加载(M)可耗尽所有的6个相应(与cdma2000载波同频)的GSM载波的全国范围容量。类似地，因为有在单个W-CDMA载波占用的带宽内可以存在的25个GSM载波，所以，以L/200的同样量，W-CDMA载波的全国范围的加载(L)可耗尽所有的25个相应(与W-CDMA载波同频)的GSM载波的全国范围容量。由于类似的原因，因为有在W-CDMA载波占用频带上可以容纳(同频)的4个cdma2000载波，所以，以L/4的同样量，W-CDMA载波的全国范围的加载可耗尽所有的4个相应(与W-CDMA载波同频)的cdma2000载波的全国范围容量。
等式(1)和(2)可以概括如下Σi=1xNiFi=MARP,---(3)]]>其中，Ni是使用给定频带和/或空中接口i的同频活动用户的数量；Fi是给定频带/空中接口i的对应的等效因数(可以小于、大于或等于1)；以及MARP是允许的最大集合辐射功率谱密度的量度。
将理解，在FCC 03-15中，与ATN通信的无线终端可以在U.S.范围发射的集合辐射功率谱密度(PSD)可能没有超出-53+10log(1725)≈-20.6dbW/Hz。为得出该结论，FCC假定ATN将是基于GSM技术的并且GSM无线终端将能够在同频卫星系统(例如，Inmarsat)的方向上发射每个载波0dBW的最大(上行链路)的EIRP。FCC的结论也是基于ATN中只有50％在U.S.内部的假定。
如果允许ATN中多于50％在U.S.内部，那么集合辐射U.S.范围的PSD可以更高。例如，基于US内部的总ATN的80％的展开，集合允许的US范围PSD电位可以增长为-53+10log(2760)≈-18.6dbW/Hz。在FCC 03-15中，委员会做出结论与上行链路干扰相关的集合平均信号衰减为242.7dB。该值考虑了由于(a)自由空间传播(188.7dB)、(b)在ATN方向上的同频系统卫星天线鉴别(25dB)、(c)室外阻塞(3.1dB)、(d)ATN实施的闭环功率控制(20dB)、(e)低速率声码器的使用(3.5dB)、(f)话音活动(1dB)和(g)同频卫星系统提供的极化鉴别(1.4dB)引起的干扰信号的衰减/抑制。(参见FCC 03-15，附录C2，表2.1.1.C，206页)。由于功率控制引起的干扰信号抑制(20dB)包括由于“范围锥(rangetaper)”引起的2dB和由于结构衰减引起的18dB。基于委员会的结论/假定，如在FCC 03-15中规定的，并且假定在US内部展开多达80％的ATN，在同频卫星天线的输入端的集合平均PSD电位可以限制到-18.6-242.7＝-261.3dBW/Hz。
如上所述，根据本发明一些实施例的集合辐射功率控制系统及方法可配置成将多部无线电话的集合辐射功率限制到最大集合辐射功率。在上述实施例中，假定ATN在其所有的辅助地面部件上具有相同数量的结构衰减容限和/或返回链路容限，这些辅助地面部件使用给定的频带和/或载频和/或空中接口。在该假定下，进行上述的计算。然而，这可能不总是事实。更确切地，根据本发明的其它实施例，ATN中的各种ATC可以提供不同的结构衰减容限和/或返回链路容限。实际上，根据本发明的其它实施例，在各种ATC中可以增加链路容限以允许更大数量的无线终端地面上通信而不会超出最大集合辐射功率。将提供两个说明性的示例。在第一示例中，多个cdma2000无线终端与ATN基础结构通信，ATN基础结构提供18dB的结构衰减容限。在第二示例中，不是所有的ATN基础结构都提供18dB的结构衰减容限。
因此，在第一示例中，所有cdma2000ATC无线终端与提供18dB的结构衰减容限的基础结构通信。关于卫星，cdma2000ATN无线终端可以辐射例如最大(空间平均的)EIRP每个通信信道(即，每个码；为简单起见，忽略了导频信道消耗的EIRP)-13dBW。因此，每个通信信道的无线终端的PSD电位可以为-74dBW/Hz(在无线终端的天线输出端)并且在卫星天线输入端为-74-242.7＝-316.7dBW/Hz。为在卫星天线的输入端产生允许的PSD电位-261.3dBW/Hz而同频操作的这类无线终端(通信信道)的数量为10[(316.7-261.3)/l0]＝346,736。在一些实施例中，在ATN中可以展开多达七(7)个cdma2000载波。因此，基于U.S.的ATN的总空中容量可以为346,736×7＝2,427,152个同时的通信信道。
在第二示例中，不是所有的无线终端与提供18dB的结构衰减容限的基础结构通信。例如，设X、Y和Z表示ATN cdma2000无线终端的US范围的潜在百分比(％)，这些无线终端可以与分别提供A、B和CdB的结构衰减容限的ATN基础结构同频通信。因此X+Y+Z＝100. (4)设L、M和N分别表示可以与A类、B类和C类基础结构通信的潜在无线终端的数量，我们可以写为X＝100L/(L+M+N)，Y＝100M/(L+M+N)，Z＝100N/(L+M+N). (5)在可以为ATN无线终端服务的这三种类型/种类的ATN基础结构(如上所述)的条件下，在卫星天线输入端的集合功率谱密度电位(瓦特/Hz)可以是 在等式(6)中，10log(σ2)的数值可以例如规定为-74dBW/Hz，而ξ、ζ和 可以分别表示与这三类无线终端关联的平均集合(功率域)衰减因数，这三类无线终端可以由三类基础结构来服务。因此，我们可以写为10log(ξ)＝-(188.7+25+3.1+(A+2)+3.5+1+1.4)＝-(224.7+A)dB (7)10log(ζ)＝-(188.7+25+3-1+(B+2)+3.5+1+1.4)＝-(224.7+B)dB；and (8) 使用等式(5)
N＝L[(100-X)(100-Y-XY]/100X，and M＝100YL/[(100-Y)(100-Z)-YZ]. (10)将等式(7)到(10)代入等式(6)并取对数，在受害卫星的平均PSD电位可表示为PSD≡10log(psd)＝10log(σ2)+10log(L)+10log(10-(22.47+0.1A)+10-(22.47+0.1B)×100Y/[(100-Y)(100-Z)-YZ] (11)+10-(22.47+0.1C)×[(100-X)(100-Y)-XY]/100X)或-261.3＝-74+10log(L)+10log(10-(22.47+0.1A)+10-(22.47+0.1B)×100Y/[(100-Y(100-Z)-YZ](12)+10-(22.47+0.1C)×[(100-X)(100-Y)-XY]/100X).
解得LL＝10-18.73-log()(13)在等式13中，第二项指数“log()”由等式(12)确定。即log()≡log(10-(22.47+0.1A)+10-(22.47+0.1B)×100Y/(100-Y)(100-Z)-YZ](14)+10-(22.47+0.1C)×[(100-X)(100-Y)-XY]/100X).
一旦通过等式(13)确定L，那么可以使用等式(5)来确定N和M得值如下N＝L[(100-X)(100-Y)-XY]/100X，and M＝Y(L+N)/(100-Y) (15)下表给出了说明性的数值结果表
因此，上述的第二示例可以提供等式(3)附加的实施例，其中，Ni表示在给定频带和/或载频和/或空中接口的公共(第i个)结构衰减容限的条件下操作的同频信道的数量，Fi表示相应的等效因数，对于给定频带和/或载频和/或空中接口的公共(第i个)结构衰减容限，该因数可以小于、大于或等于1，而MARP是最大集合辐射功率即最大集合辐射功率谱密度(PSD)的量度。
在本发明的一些实施例中，ATN可配置成维护一列基础结构部件(即基站和/或基站群)并且将结构衰减容限(SAM)的量度与每个基础结构部件关联。基于无线终端的登记步骤和/或其它手段，ATN还可配置成知道每个活动(正在发射(on-the-air))的无线终端通信的基础结构部件。因此，ATN可配置成将SAM与每个活动的移动终端关联并且可因此配置成确定∑i(psd)i的值，其中，psd表示在卫星的功率谱密度并且可以在活动(空中)的无线终端的整体上进行求和，这些无线终端在ATN中同频操作(即，共用ATN频带和/或子频带的全部或部分)。在本发明的一些实施例中，对于第i个同频无线终端，可确定数值(psd)i的值为(psd)i=10[log(pi/BWi)+log(αi)],---(16)]]>其中，数值10log(pi)可表示在卫星方向上的最大EIRP的量度，该最大EIRP可以由第i个活动(空中)的无线终端产生(例如，对于GSM是-4dBW、对于cdma2000和/或W-CDMA是-13dBW)。BWi可以表示第i个活动终端辐射的载波占用的带宽的量度(例如，对于GSM是200KHz、对于cdma2000是1.25MHz和/或对于W-CDMA是5MHz)，并且10log(αi)可以表示可存在于第i个无线终端与卫星之间的集合信号衰减的量度。
数值10log(αi)可以另外表示为10log(αi)＝-(L+SAMi)dB，其中，L定义为集合信号衰减电位的量度，包括，例如(a)自由空间传播(即188.7dB)、(b)同频卫星天线鉴别(即25dB)、(c)室外阻塞(即3.1dB)、(d)由于范围锥引起的ATN功率控制(即2dB)、(e)低速率声码器的效果(即3.5dB)、(f)话音活动的效果(即1dB)和(g)同频卫星天线提供的极化鉴别(即1.4dB)。(参见FCC03-15附录C2、表2.1.1.C；206页)。SAMi可以表示基础结构部件(即基站和/或基站群)提供的结构衰减容限的量度，第i个活动同频终端与该基础结构部件通信。SAMi的典型值可以是，例如分别用于密集城区、城区、子城区和乡村基础结构部件的22dB、18dB、12dB和6dB。
因此，在本发明的一些实施例中，集合辐射功率控制器配置成控制多个同频无线终端，以根据下式将多个无线终端的集合辐射功率限制到最大集合辐射功率Σi=1x(psd)i=MARP,---(7)]]>其中(psd)i是在卫星的辐射功率谱密度的量度而MARP是允许的最大集合辐射功率的量度。在一些实施例中根据，psd是按照(psd)i=10[log(pi/BWi)+log(αi)]]]>来确定的；其中，10log(pi)表示由第i个无线终端在卫星方向上的最大辐射功率的量度，BWi表示第i个无线终端辐射的载波占用的带宽，而10log(αi)表示第i个无线终端与卫星之间的信号衰减的量度(dB)。
ATN可以确定数值∑i(psd)i的值和/或其另一量度(如需要的话)，并且可以响应于接近、等于或超出阈值的∑i(psd)i的值和/或其另一量度来控制辅助地面网络和/或一个或多个无线终端以将集合辐射功率限制到最大集合辐射功率。
许多技术可以用于限制集合辐射功率。例如，在一些实施例中，一个或多个同频无线终端可以被命令来1)利用低速率声码器和/或2)降低信息传输速率和/或3)使用其它可用的可能不是与关于数值∑i(psd)i(即没有超过最大集合辐射功率的频率)和/或其另一量度的资源同频的ATN或非ATN资源。因此，在一些实施例中，集合辐射功率控制器配置成通过降低至少一个无线终端的声码器速率和/或通过减少至少一个无线终端的信息传输速率和/或通过控制至少一个无线终端使用未超出最大集合辐射功率的频率通信来控制多个无线终端，以将多个同频无线终端的集合辐射功率限制到最大集合辐射功率。
根据本发明的各种实施例，许多不同的技术还可用于确定控制哪个无线终端和/或哪部分辅助地面网络来减小集合辐射功率。因此，在一些实施例中，如上所述，至少一个无线终端被选择和控制，以减小集合辐射功率。其它实施例中在低结构衰减容限条件下的或一些实施例中在最低结构衰减容限条件下因此以较高的级别辐射的至少一个无线终端可以根据上述任一实施例来控制。
此外，在其它实施例中，可以基于它使用的频带和/或载频和/或空中接口来选择无线终端，这样如果给定的频带和/或载频和/或空中接口超出希望的最大集合辐射功率，那么可以控制使用那个频带和/或载频和/或空中接口的一个或多个无线终端。因此，在一些实施例中，集合辐射功率控制器配置成通过控制与ATN在超出频带和/或载频和/或空中接口的最大集合辐射功率的那个频带和/或载频和/或空中接口上通信的至少一个无线终端来控制多个无线终端，以将用于该频带和/或载频和/或空中接口的多个无线终端的集合辐射功率限制到该频带和/或载频和/或空中接口的最大集合辐射功率。因此可以观测到用于给定频带和/或载频和/或空中接口的先验辐射功率定额。
在仍是本发明的其它实施例中，集合辐射功率控制器配置成控制辅助地面网络本身，即地面基础结构，从而减少至少一个无线终端的辐射功率。具体地，在一些实施例中，集合辐射功率控制器配置成通过至少两个辅助地面部件和/或通过辅助地面部件和至少一个辅助天线系统来分集结合从至少一个无线终端接收的信号，从而减少这至少一个无线终端的辐射功率。ATN基础结构部件的链路容限和/或结构衰减容限可以因此而增加。
更具体地，根据委员会对由ATN的对同信道卫星系统的干扰电位的分析，在返回链路上的ATN基础结构部件提供的结构衰减容限可以增加或最大化。增加或最大化该参数可能对ATN允许的频率重用和/或同频通信信道的数量有直接的影响。根据本发明的一些实施例，对于给定的ATN无线终端的最大EIRP，通过增加在基础结构部件的ATN塔上的接收天线元件的数量和/或通过配置至少一些接收天线元件来在多个空间正交的范围上操作，可以增加返回链路上的基础结构部件可用的容限。该方法可产生能够在前向链路上提供ΦdB的结构衰减容限而在返回链路上提供ΨdB的结构衰减容限的基础结构部件，其中Ψ≥Φ。在Ψ→∞的极限中，无线终端的EIRP接近于零并且对同频卫星接收机的干扰电位也接近于零。照这样，频率重用和/或同频通信信道的数量可以增加。
图19是根据本发明实施例的系统及方法的示意图，其中图18的集合辐射功率控制器配置成控制图19的辅助地面网络以通过至少两个辅助地面部件和/或通过辅助地面部件和至少一个辅助天线系统来分集结合从至少一个无线终端接收的信号，从而减少这至少一个无线终端的辐射功率。此外，根据本发明的其它实施例，图19的实施例可用于独立于集合辐射功率控制器来增加包括ATN的卫星无线终端系统的链路容限。
现在参考图19，辅助地面网络1850包括多个辅助地面部件，图19中示为第一辅助地面部件1900a和第二辅助地面部件1900b，它们都与定义各自小区1920a、1920b的区域上的至少一个无线终端1930通信。
还参考图19，第一ATC 1900a塔配置有一个或多个发射天线和/或一个或多个接收天线。如前所述，基础结构部件中至少一些包括发射机和/或接收机天线的元件可用于多于一个的空间范围内。此外，第二ATC 1900b塔可配置有一个或多个发射天线和/或一个或多个接收天线，其中至少一些天线元件用于多于一个的空间范围内。包括图19中说明性基础结构部件的第一ATC 1900a和第二ATC 1900b可以是相邻的ATC。可以包括基础结构部件的ATC的整体中的每个ATC可以具有关联的小区1920a、1920b，该小区定义了小区边缘，在其内部，ATC配置成为至少一个无线终端1930服务。可接近至少两个相邻的ATC的小区边界/边缘的无线终端，如图19所示，可以由至少两个相邻的ATC 1900a、1900b同时服务。
因此，包括至少两个相邻的ATC的基础结构部件，如图19所示，可配置成利用每个ATC的一个或多个天线元件来接收和处理无线终端的传输，这可以增加返回链路的健壮性和/或可用的返回链路容限。例如，如图19所示，第二基站1900b的基站处理器1930可配置用于前向传输，该传输从无线终端1930到第一基站1900a的分集接收机1902、经由地面有线和/或无线链路1940、在第二基站1900b接收。分集接收机1902还可位于(至少部分位于)第一基站1900a之外。分集接收机1902可用于结合在第二基站1900b接收的来自无线终端1930的信号和在基站1900a接收的来自无线终端1930的信号，从而增加返回链路的健壮性和/或可用的返回链路容限。照这样，可增加由基础结构部件提供的可用的返回链路容限和/或结构衰减容限，经由基础结构部件对无线终端的闭环功率控制有助于无线终端输出功率的下降，从而减小了对同频系统(例如同频卫星系统)的干扰电位。
根据本发明的其它实施例，为增加或进一步增加可用的返回链路容限和/或返回链路结构衰减容限(这可以通过基础结构部件来提供)，可以将至少一个附加的辅助天线系统1910a-1910d设置在小区边缘和包括基础结构部件的至少一个ATC的基站塔之间的区域/空间内。图19示出基础结构部件的每个ATC包括两个辅助天线系统的配置。然而，可以使用更多或更少的辅助天线系统1910a-1910d。
仍参考图19，分集接收机1902可配置程接收和处理来自第一ATC 1900a的天线系统、辅助天线系统1910a、辅助天线系统1910b和与第二ATC 1900b关联的基站处理器1930得到的信号。从辅助天线系统1910a和/或1910b和/或1910b和/或从ATC塔1900a的天线系统得到的信号可以经由物理连接和/或无线地发送到分集接收机1902。类似地，从辅助天线系统1910c和/或1910d和/或从ATC塔1900b的天线系统得到的信号可以经由物理连接和/或无线地发送到基站处理器1930。
基站处理器1930还可包括分集接收机。分集接收机1902和/或基站处理器1930可配置成根据任何常规的优化和/或子优化性能指标(例如，举例来说，最大比率结合)来结合信号。辅助天线系统1910a-1910d可配置成从无线终端1930接收和/或发射到无线终端1930。辅助天线系统配置成发射到无线终端的实施例可以增加基础结构部件的可用前向链路容限和/或前向链路结构衰减容限。
因此，根据本发明的一些实施例的卫星无线终端系统的第一辅助地面部件包括子系统，例如基站塔1900a，它配置成地面上与多个无线终端1930在基本上和无线终端与基于空间的部件通信相同的频带和/或空中接口上通信。分集接收机，例如分集接收机1902，配置成分集结合来自无线电话1930的信号，这些信号由第一辅助地面部件1900a和/或由至少第二地面辅助部件1900b和/或由辅助天线系统1910接收。辅助天线系统可以位于第一小区1920a，例如辅助天线系统1910a、1910b，或可以位于小区之外，例如辅助天线系统1910c、1910d。这些实施例还可用于独立于集合辐射功率控制器的控制来增加链路容限。
总之，辅助地面网络可以地面上与多个无线终端在多个频带和/或多个空中接口上通信，而在任何预定频带上的集合辐射功率和/或功率谱密度可以限制到预定最大值。
在附图和说明书中，公开了本发明的实施例，以及，尽管采用了特定的术语，但只是从通用和描述的意义上使用它们，而非出于限制的目的，本发明的范围是由以下权利要求阐明的。
权利要求
1.一种卫星无线电话系统，包括基于空间的部件，其配置成与多部无线电话在多个频带和/或多个空中接口上通信；辅助地面网络，其配置成地面上与所述多部无线电话在基本上所述多个频带和/或基本上所述多个空中接口上通信；以及集合辐射功率控制器，其配置成将所述多部无线电话的集合辐射功率限制到最大集合辐射功率。
2.根据权利要求1的系统，其中，所述集合辐射功率控制器配置成控制所述多部无线电话和/或所述辅助地面网络以将所述多部无线电话的集合辐射功率限制到最大集合辐射功率。
3.根据权利要求2的系统，其中，所述多个频带和/或多个空中接口包括GSM空中接口和CDMA空中接口，并且所述集合辐射功率控制器配置成控制所述多部无线电话以基本上根据下式将所述多部无线电话的集合辐射功率限制到最大集合辐射功率NGSM+13,800NCDMA/107,894＝13,800；其中，NGSM表示使用所述GSM空中接口的同频时隙的数量而NCDMA表示使用所述CDMA空中接口的同频码的数量。
4.根据权利要求3的系统，其中，所述NGSM个GSM时隙至少部分与所述NCDMA个CDMA码同频。
5.根据权利要求2的系统，其中，所述多个频带和/或所述多个空中接口包括GSM空中接口、cdma2000空中接口和W-CDMA空中接口，所述集合辐射功率控制器配置成控制所述多部无线电话以基本上根据下式将所述多部无线电话的集合辐射功率限制到最大集合辐射功率N/8+M/50+L/200＝R；其中N表示使用所述GSM空中接口的同频时隙的数量，M表示使用所述cdma2000空中接口的同频码的数量，L表示使用所述W-CDMA空中接口的同频码的数量以及R表示授权的基于GSM的频率重用。
6.根据权利要求5的系统，其中所述N个GSM时隙、所述M个cdma2000码以及所述L个W-CDMA码至少部分是同频的。
7.根据权利要求2的系统，其中所述集合辐射功率控制器配置成控制所述多部无线电话以根据下式将所述多部无线电话的集合辐射功率限制到最大集合辐射功率Σi=1xNiFi=MARP;]]>其中Ni表示使用给定频带和/或空中接口i的同频信道的数量，Fi表示用于所述给定频带/空中接口i的相应的等效因数，它可以小于、大于或等于1，以及MARP是所述最大集合辐射功率的量度。
8.根据权利要求2的系统，其中所述集合辐射功率控制器配置成控制所述多部无线电话以根据下式将所述多部无线电话的集合辐射功率限制到最大集合辐射功率Σi=1xNiFi=MARP;]]>其中Ni表示使用给定频带和/或空中接口的给定结构衰减容限i的同频信道的数量，Fi表示用于所述给定频带/空中接口的给定结构衰减容限i的相应的等效因数，它可以小于、大于或等于1，以及MARP是所述最大集合辐射功率的量度。
9.根据权利要求2的系统，其中所述集合辐射功率控制器配置成控制所述多部无线电话以根据下式将多个同频无线电话的集合辐射功率限制到最大集合辐射功率Σi=1x(psd)i=MARP;]]>其中(psd)i表示在卫星处来自第i个无线电话的辐射功率谱密度的量度，以及MARP是所允许的最大集合辐射功率的量度。
10.根据权利要求9的系统，其中基本上根据下式确定(psd)i(psd)i=10[log(pi/BWi)+log](αi);]]>其中10log(pi)表示从第i个无线电话朝卫星方向的最大辐射功率的量度，BWi表示由所述第i个无线电话辐射的载波占用的带宽，以及10log(αi)表示所述第i个无线电话与所述卫星之间的信号衰减的量度。
11.根据权利要求2的系统，其中，所述集合辐射功率控制器配置成通过控制至少一部选择的无线电话和/或至少一部在低结构衰减容限条件下的无线电话来控制所述多部无线电话，以将多个同频无线电话的集合辐射功率限制到最大集合辐射功率。
12.根据权利要求2的系统，其中，所述集合辐射功率控制器配置成通过控制至少一部与所述辅助地面网络在超出频带和/或载频和/或空中接口的最大集合辐射功率的所述频带和/或载频和/或空中接口上通信的无线电话来控制所述多部无线电话，以将所述多部无线电话的所述频带和/或载频和/或空中接口的集合辐射功率限制到所述频带和/或载频和/或空中接口的最大集合辐射功率。
13.根据权利要求2的系统，其中，所述集合辐射功率控制器配置成通过减小至少一部所述无线电话的辐射功率、通过减小至少一部所述无线电话的声码器速率、通过减小至少一部所述无线电话的信息传输速率和/或通过控制至少一部使用未超出所述最大集合辐射功率的频率通信的无线电话来控制所述多部无线电话，以将所述多部无线电话的集合辐射功率限制到所述最大集合辐射功率。
14.根据权利要求2的系统，其中，所述辅助地面网络包括多个辅助地面部件，并且，所述集合辐射功率控制器配置成控制所述辅助地面网络以分集结合通过至少两个辅助地面部件和/或通过辅助地面部件以及辅助天线系统从至少一部无线电话接收的信号从而减小所述至少一部无线电话的辐射功率。
15.根据权利要求1的系统，其中，所述集合辐射功率控制器配置成将所述多部无线电话的子集的集合辐射功率限制到最大集合辐射功率。
16.根据权利要求15的系统，其中，所述多个频带包括第一频带和第二频带，并且所述多部无线电话的子集包括地面上与所述辅助地面网络在基本上所述第一频带上通信的无线电话。
17.根据权利要求16的系统，其中，所述第一频带包括L-频带的频率。
18.根据权利要求17的系统，其中，所述第二频带包括S-频带的频率。
19.根据权利要求16的系统，其中，所述第一频带包括L-频带的频率，它们基本上在无线电地平线间被另一系统使用，而所述第二频带包括L-频带的频率，它们基本上在无线电地平线间未被另一系统使用。
20.根据权利要求19的系统，其中，所述第二频带还包括S-频带的频率。
21.根据权利要求1的系统，其中，所述基于空间的部件包括网关，并且，所述集合辐射功率控制器至少部分位于所述网关中、位于所述辅助地面网络中和/或在与所述网关和/或所述辅助地面网络接口连接的独立部件中。
22.根据权利要求1的系统，其中，所述辅助地面网络包括第一部分和第二部分，所述第一部分配置成地面上与第一无线电话在基本上第一频带和/或基本上第一空中接口上通信，而所述第二部分配置成地面上与第二和/或所述第一无线电话在基本上第二频带和/或基本上第二空中接口上通信。
23.根据权利要求1的系统，还包括由所述集合辐射功率控制器控制的多部无线电话。
24.一种卫星无线电话通信方法，包括在基于空间的部件和多部无线电话之间在多个频带和/或多个空中接口上通信；地面上与所述多部无线电话在基本上所述多个频带和/或基本上所述多个空中接口上通信；以及将所述多部无线电话的集合辐射功率限制到最大集合辐射功率。
25.根据权利要求24的方法，其中，将所述多部无线电话的集合辐射功率限制到最大集合辐射功率包括控制所述多部无线电话和/或所述辅助地面网络，以将所述多部无线电话的集合辐射功率限制到最大集合辐射功率。
26.根据权利要求25的方法，其中，所述多个频带和/或所述多个空中接口包括GSM空中接口和CDMA空中接口，并且控制所述多部无线电话以将所述多部无线电话的集合辐射功率限制到最大集合辐射功率包括基本上根据下式控制所述多部无线电话NGSM+13,800NCDMA/107,894＝13,800；其中NGSM表示使用所述GSM空中接口的同频时隙的数量，而NCDMA表示使用所述CDMA空中接口的同频码的数量。
27.根据权利要求26的方法，其中，所述NGSM个GSM时隙至少部分与所述NCDMA个CDMA码同频。
28.根据权利要求25的方法，其中，所述多个频带和/或多个空中接口包括GSM空中接口、cdma2000空中接口和W-CDMA空中接口，并且控制所述多部无线电话以将所述多部无线电话的集合辐射功率限制到最大集合辐射功率包括基本上根据下式控制所述多部无线电话N/8+M/50+L/200＝R；其中N表示使用所述GSM空中接口的同频时隙的数量，M表示使用所述cdma2000空中接口的同频码的数量，L表示使用所述W-CDMA空中接口的同频码的数量，以及R表示授权的基于GSM的频率重用。
29.根据权利要求28的方法，其中，所述N个GSM时隙、所述M个cdma2000码和所述L个W-CDMA码至少部分是同频的。
30.根据权利要求25的方法，其中，控制所述多部无线电话以将所述多部无线电话的集合辐射功率限制到最大集合辐射功率是根据下式进行的Σi=1xNiFi=MARP;]]>其中Ni表示使用给定频带和/或空中接口i的同频信道的数量，Fi表示用于所述给定频带/空中接口i的相应的等效因数，它可以小于、大于或等于1，以及MARP是所述最大集合辐射功率的量度。
31.根据权利要求25的方法，其中，控制所述多部无线电话以将所述多部无线电话的集合辐射功率限制到最大集合辐射功率是根据下式进行的Σi=1xNiFi=MARP;]]>其中Ni表示使用给定频带和/或空中接口的给定结构衰减容限i的同频信道的数量，Fi表示所述给定频带/空中接口的给定结构衰减容限i的相应的等效因数，它可以小于、大于或等于1，以及MARP是所述最大集合辐射功率的量度。
32.根据权利要求25的方法，其中，控制所述多部无线电话以将多个同频无线电话的集合辐射功率限制到最大集合辐射功率是根据下式进行的Σi=1x(psd)i=MARP;]]>其中(psd)i表示在卫星处来自第i个无线电话的辐射功率谱密度的量度，以及MARP是所允许的最大集合辐射功率的量度。
33.根据权利要求32的方法，其中，基本上根据下式确定(psd)i(psd)i=10[log(pi/BWi)+log(αi)];]]>其中10log(pi)表示从第i个无线电话朝卫星方向的最大辐射功率的量度，BWi表示由所述第i个无线电话辐射的载波占用的带宽，以及10log(αi)表示所述第i个无线电话与所述卫星之间的信号衰减的量度。
34.根据权利要求25的方法，其中控制所述多部无线电话包括控制至少一部选择的无线电话和/或至少一部在最低结构衰减容限条件下的无线电话，以将多个同频无线电话的集合辐射功率限制到最大集合辐射功率。
35.根据权利要求25的方法，其中，控制所述多部无线电话包括控制至少一部与所述辅助地面网络在超出频带和/或载频和/或空中接口的最大集合辐射功率的所述频带和/或载频和/或空中接口上通信的无线电话，以将所述频带和/或载频和/或空中接口的多部无线电话的集合辐射功率限制到所述频带和/或载频和/或空中接口的最大集合辐射功率。
36.根据权利要求25的方法，其中，控制所述多部无线电话包括通过减小至少一部所述无线电话的声码器速率和/或通过减小至少一部所述无线电话的信息传输速率和/或控制至少一部使用未超出所述最大集合辐射功率的频率通信的无线电话来减小至少一部所述无线电话的辐射功率，以将所述多部无线电话的集合辐射功率限制到所述最大集合辐射功率。
37.根据权利要求25的方法，其中，所述辅助地面网络包括多个辅助地面部件，并且，控制所述辅助地面网络包括分集结合通过至少两个辅助地面部件和/或通过辅助地面部件以及辅助天线系统从至少一部无线电话接收的信号从而减小所述至少一部无线电话的辐射功率。
38.根据权利要求24的方法，其中，将所述多部无线电话的集合辐射功率限制到最大集合辐射功率包括将所述多部无线电话的子集的集合辐射功率限制到最大集合辐射功率。
39.根据权利要求38的方法，其中，所述多个频带包括第一频带和第二频带，并且，其中所述多部无线电话的子集包括地面上与所述辅助地面网络在基本上所述第一频带上通信的无线电话。
40.根据权利要求39的方法，其中，所述第一频带包括L-频带的频率。
41.根据权利要求40的方法，其中，所述第二频带包括S-频带的频率。
42.根据权利要求39的方法，其中，所述第一频带包括L-频带的频率，它们基本上在无线电地平线间被另一系统使用，而所述第二频带包括L-频带的频率，它们基本上在无线电地平线间未被另一系统使用。
43.根据权利要求42的方法，其中，所述第二频带还包括S-频带的频率。
44.根据权利要求25的方法，其中，所述基于空间的部件包括网关，并且，控制所述多部无线电话和/或所述辅助地面网络以将所述多部无线电话的集合辐射功率限制到最大集合辐射功率至少部分是在所述网关中、所述辅助地面网络中，和/或与所述网关接口和/或所述辅助地面网络接口连接的独立的部件中进行。
45.根据权利要求24的方法，其中，地面上与所述多部无线电话在基本上所述多个频带和/或基本上所述多个空中接口上通信是由辅助地面网络各自的第一和第二部分进行的，它们分别配置成地面上与第一无线电话在基本上所述第一频带和/或基本上所述第一空中接口上通信，和地面上与所述第二和/或第一无线电话在基本上所述第二频带和/或基本上所述第二空中接口上通信。
46.根据权利要求45的方法，其中，所述第一部分是由第一无线网络运营商操作而所述第二部分是由第二无线网络运营商操作。
47.用于控制包括配置成与多部无线电话在多个频带和/或多个空中接口上通信的基于空间的部件和配置成地面上与所述多部无线电话在基本上所述多个频带和/或基本上所述多个空中接口上通信的辅助地面网络的卫星无线电话系统的装置，所述装置包括集合辐射功率控制器，其配置成将所述多部无线电话的集合辐射功率限制到最大集合辐射功率。
48.根据权利要求47的装置，其中，所述集合辐射功率控制器配置成控制所述多部无线电话和/或所述辅助地面网络以将所述多部无线电话的集合辐射功率限制到最大集合辐射功率。
49.根据权利要求48的装置，其中，所述多个频带和/或所述多个空中接口包括GSM空中接口和CDMA空中接口，并且所述集合辐射功率控制器配置成控制所述多部无线电话以基本上根据下式将所述多部无线电话的集合辐射功率限制到最大集合辐射功率NGSM+13,800NCDMA/107,894＝13,800；其中NGSM表示使用所述GSM空中接口的同频时隙的数量而NCDMA表示使用所述CDMA空中接口的同频码的数量。
50.根据权利要求49的装置，其中，所述NGSM个GSM时隙至少是部分与所述NCDMA个CDMA码同频。
51.根据权利要求48的装置，其中，所述多个频带和/或所述多个空中接口包括GSM空中接口、cdma2000空中接口和W-CDMA空中接口，并且，所述集合辐射功率控制器配置成控制所述多部无线电话以基本上根据下式将所述多部无线电话的集合辐射功率限制到最大集合辐射功率N/8+M/50+L/200＝R；其中N表示使用所述GSM空中接口的同频时隙的数量，M表示使用所述cdma2000空中接口的同频码的数量，L表示使用所述W-CDMA空中接口的同频码的数量，以及R表示授权的基于GSM的频率重用。
52.根据权利要求51的装置，其中，所述N个GSM时隙、所述M个cdma2000码和所述L个W-CDMA码至少是部分同频的。
53.根据权利要求48的装置，其中，所述集合辐射功率控制器配置成控制所述多部无线电话以根据下式将所述多部无线电话的集合辐射功率限制到最大集合辐射功率Σi=1xNiFi=MARP;]]>其中Ni表示使用给定频带和/或空中接口i的同频信道的数量，Fi表示用于所述给定频带/空中接口i的相应的等效因数，它可以小于、大于或等于1，以及MARP是所述最大集合辐射功率的量度。
54.根据权利要求48的装置，其中，所述集合辐射功率控制器配置成控制所述多部无线电话以根据下式将所述多部无线电话的集合辐射功率限制到最大集合辐射功率Σi=1xNiFi=MARP;]]>其中Ni表示使用给定频带和/或空中接口的给定结构衰减容限i的同频信道的数量，Fi表示用于所述给定频带和/或空中接口的给定结构衰减容限i的相应的等效因数，它可以小于、大于或等于1，以及MARP是所述最大集合辐射功率的量度。
55.根据权利要求48的装置，其中，所述集合辐射功率控制器配置成控制所述多部无线电话以根据下式将多个同频无线电话的集合辐射功率限制到最大集合辐射功率Σi=1x(psd)i=MARP;]]>其中(psd)i表示在卫星处来自第i个无线电话的辐射功率谱密度的量度，而MARP是所允许的最大集合辐射功率的量度。
56.根据权利要求55的装置，其中，基本上根据下式确定(psd)i(psd)i=10[log(pi/BWi)+log(αi)];]]>其中10log(pi)表示从第i个无线电话朝卫星方向的最大辐射功率的量度，BWi表示由所述第i个无线电话辐射的载波占用的带宽，以及10log(αi)表示所述第i个无线电话与所述卫星之间的信号衰减的量度。
57.根据权利要求48的装置，其中，所述集合辐射功率控制器配置成通过控制至少一部选择的无线电话和/或至少一部在低结构衰减容限条件下的无线电话来控制所述多部无线电话，以将多个同频无线电话的集合辐射功率限制到最大集合辐射功率。
58.根据权利要求的48装置，其中，所述集合辐射功率控制器配置成通过控制至少一部与所述辅助地面网络在超出频带和/或载频和/或空中接口的最大集合辐射功率的所述频带和/或载频和/或空中接口上通信的无线电话来控制所述多部无线电话，以将所述频带和/或载频和/或空中接口的多部无线电话的集合辐射功率限制到所述频带和/或载频和/或空中接口的最大集合辐射功率。
59.根据权利要求48的装置，其中，所述集合辐射功率控制器配置成通过减小至少一部所述无线电话的辐射功率、通过减小至少一部所述无线电话的声码器速率、通过减小至少一部所述无线电话的信息传输速率和/或通过控制至少一部使用未超出所述最大集合辐射功率的频率通信的无线电话来控制所述多部无线电话，以将所述多部无线电话的集合辐射功率限制到所述最大集合辐射功率。
60.根据权利要求48的装置，其中，所述辅助地面网络包括多个辅助地面部件，并且，所述集合辐射功率控制器配置成控制所述辅助地面网络以分集结合通过至少两个辅助地面部件和/或通过辅助地面部件以及辅助天线系统从至少一部无线电话接收的信号从而减小所述至少一部无线电话的辐射功率。
61.根据权利要求47的装置，其中，所述集合辐射功率控制器配置成将所述多部无线电话的子集的集合辐射功率限制到最大集合辐射功率。
62.根据权利要求61的装置，其中，所述多个频带包括第一频带和第二频带，并且，所述多部无线电话的子集包括地面上与所述辅助地面网络在基本上所述第一频带上通信的无线电话。
63.根据权利要求62的装置，其中，所述第一频带包括L-频带的频率。
64.根据权利要求63的装置，其中，所述第二频带包括S-频带的频率。
65.根据权利要求62的装置，其中，所述第一频带包括L-频带的频率，它们基本上在无线电地平线间被另一系统使用，而所述第二频带包括L-频带的频率，它们基本上在无线电地平线间未被另一系统使用。
66.根据权利要求65的装置，其中，所述第二频带还包括S-频带的频率。
67.根据权利要求47的装置，其中，所述基于空间的部件包括网关，并且，所述集合辐射功率控制器至少部分位于所述网关中、位于所述辅助地面网络中和/或在与所述网关和/或所述辅助地面网络接口连接的独立部件中。
68.根据权利要求47的装置，其中，所述辅助地面网络包括第一部分和第二部分，所述第一部分配置成地面上与第一无线电话在基本上第一频带和/或基本上第一空中接口上通信，而所述第二部分配置成地面上与第二和/或所述第一无线电话在基本上第二频带和/或基本上第二空中接口上通信。
69.根据权利要求47的装置，还包括由所述集合辐射功率控制器控制的多部无线电话。
70.一种用于控制包括配置成与多部无线电话在多个频带和/或多个空中接口上通信的基于空间的部件和配置成地面上与所述多部无线电话在基本上所述多个频带和/或基本上所述多个空中接口上通信的辅助地面网络的卫星无线电话系统的方法，所述方法包括将所述多部无线电话的集合辐射功率限制到最大集合辐射功率。
71.根据权利要求70的方法，其中，将所述多部无线电话的集合辐射功率限制到最大集合辐射功率包括控制所述多部无线电话和/或所述辅助地面网络，以将所述多部无线电话的集合辐射功率限制到最大集合辐射功率。
72.根据权利要求71的方法，其中，所述多个频带和/或所述多个空中接口包括GSM空中接口和CDMA空中接口，并且，控制所述多部无线电话以将所述多部无线电话的集合辐射功率限制到最大集合辐射功率包括基本上根据下式控制所述多部无线电话NGSM+13,800NCDMA/107,894＝13,800；其中NGSM表示使用所述GSM空中接口的同频时隙的数量，而NCDMA表示使用所述CDMA空中接口的同频码的数量。
73.根据权利要求72的方法，其中，所述NGSM个GSM时隙至少部分与所述NCDMA个CDMA码同频。
74.根据权利要求71的方法，其中，所述多个频带和/或多个空中接口包括GSM空中接口、cdma2000空中接口和W-CDMA空中接口，并且控制所述多部无线电话以将所述多部无线电话的集合辐射功率限制到最大集合辐射功率包括基本上根据下式控制所述多部无线电话N/8+M/50+L/200＝R；其中N表示使用所述GSM空中接口的同频时隙的数量，M表示使用所述cdma2000空中接口的同频码的数量，L表示使用所述W-CDMA空中接口的同频码的数量，以及R表示授权的基于GSM的频率重用。
75.根据权利要求74的方法，其中，所述N个GSM时隙、所述M个cdma2000码和所述L个W-CDMA码至少部分是同频的。
76.根据权利要求71的方法，其中，控制所述多部无线电话以将所述多部无线电话的集合辐射功率限制到最大集合辐射功率是根据下式进行的Σi=1xNiFI=MARP;]]>其中Ni表示使用给定频带和/或空中接口i的同频信道的数量，Fi表示用于所述给定频带/空中接口i的相应的等效因数，它可以小于、大于或等于1，以及MARP是所述最大集合辐射功率的量度。
77.根据权利要求71的方法，其中，控制所述多部无线电话以将所述多部无线电话的集合辐射功率限制到最大集合辐射功率是根据下式进行的Σi=1xNiFi=MARP;]]>其中Ni表示使用给定频带和/或空中接口的给定结构衰减容限i的同频信道的数量，Fi表示所述给定频带/空中接口的给定结构衰减容限i的相应的等效因数，它可以小于、大于或等于1，以及MARP是所述最大集合辐射功率的量度。
78.根据权利要求71的方法，其中，控制所述多部无线电话以将多个同频无线电话的集合辐射功率限制到最大集合辐射功率是根据下式进行的Σi=1x(psd)i=MARP;]]>其中(psd)i表示在卫星处来自第i个无线电话的辐射功率谱密度的量度，以及MARP是所允许的最大集合辐射功率的量度。
79.根据权利要求78的方法，其中，基本上根据下式确定(psd)i(psd)i=10[log(pi/BWi)+log(αi)];]]>其中10log(pi)表示从第i个无线电话朝卫星方向的最大辐射功率的量度，BWi表示由所述第i个无线电话辐射的载波占用的带宽，以及10log(αi)表示所述第i个无线电话与所述卫星之间的信号衰减的量度。
80.根据权利要求71的方法，其中，控制所述多部无线电话包括控制至少一部选择的无线电话和/或至少一部在低结构衰减容限条件下的无线电话，以将多个同频无线电话的集合辐射功率限制到最大集合辐射功率。
81.根据权利要求47的方法，其中，控制所述多部无线电话包括控制至少一部与所述辅助地面网络在超出频带和/或载频和/或空中接口的最大集合辐射功率的所述频带和/或载频和/或空中接口上通信的无线电话，以将所述频带和/或载频和/或空中接口的多部无线电话的集合辐射功率限制到所述频带和/或载频和/或空中接口的最大集合辐射功率。
82.根据权利要求71的方法，其中，控制所述多部无线电话包括通过减小至少一部所述无线电话的声码器速率和/或通过减小至少一部所述无线电话的信息传输速率和/或控制至少一部使用未超出所述最大集合辐射功率的频率通信的无线电话来减小至少一部所述无线电话的辐射功率，以将所述多部无线电话的集合辐射功率限制到所述最大集合辐射功率。
83.根据权利要求71的方法，其中，所述辅助地面网络包括多个辅助地面部件，并且，控制所述辅助地面网络包括分集结合通过至少两个辅助地面部件和/或通过辅助地面部件以及辅助天线系统从至少一部无线电话接收的信号从而减小所述至少一部无线电话的辐射功率。
84.根据权利要求70的方法，其中，将所述多部无线电话的集合辐射功率限制到最大集合辐射功率包括将所述多部无线电话的子集的集合辐射功率限制最大集合辐射功率。
85.根据权利要求84的方法，其中，所述多个频带包括第一频带和第二频带，并且，所述多部无线电话的子集包括地面上与所述辅助地面网络在基本上所述第一频带上通信的无线电话。
86.根据权利要求85的方法，其中，所述第一频带包括L-频带的频率。
87.根据权利要求86的方法，其中，所述第二频带包括S-频带的频率。
88.根据权利要求85的方法，其中，所述第一频带包括L-频带的频率，它们基本上在无线电地平线间被另一系统使用，而所述第二频带包括L-频带的频率，它们基本上在无线电地平线间未被另一系统使用。
89.根据权利要求88的方法，其中，所述第二频带还包括S-频带的频率。
90.根据权利要求71的方法，其中，所述基于空间的部件包括网关，并且，控制所述多部无线电话和/或所述辅助地面网络以将所述多部无线电话的集合辐射功率限制到最大集合辐射功率至少部分是在所述网关中、所述辅助地面网络中和/或与所述网关接口和/或所述辅助地面网络接口连接的独立的部件中进行。
91.根据权利要求70的方法，其中，地面上与所述多部无线电话在基本上所述多个频带和/或基本上所述多个空中接口上通信是由辅助地面网络各自的第一和第二部分进行的，它们分别配置成地面上与第一无线电话在基本上所述第一频带和/或基本上所述第一空中接口上通信，和地面上与所述第二和/或第一无线电话在基本上所述第二频带和/或基本上所述第二空中接口上通信。
92.根据权利要求91的方法，其中，所述第一部分是由第一无线网络运营商操作而所述第二部分是由第二无线网络运营商操作。
93.一种用于包括基于空间的部件的卫星无线电话系统的辅助地面网络，其中所述基于空间的部件配置成与多部无线电话在多个频带和/或多个空中接口上通信的，所述辅助地面网络包括多个辅助地面部件，其配置成地面上与所述多部无线电话在基本上所述多个频带和/或基本上所述多个空中接口上通信；以及分集接收机，其配置成分集结合通过第一辅助地面部件、通过第二辅助地面部件和/或辅助天线系统接收的来自无线电话的信号。
94.根据权利要求93的辅助地面网络，其中，所述第二辅助地面部件与所述第一辅助地面部件相邻。
95.根据权利要求93的辅助地面网络与所述辅助天线系统相结合。
96.根据权利要求94的辅助地面网络，其中，所述第一辅助地面部件与所述多部无线电话在定义小区的区域上通信，并且，所述辅助天线系统位于所述小区之内和/或之外。
97.一种用于包括基于空间的部件的卫星无线电话系统的第一辅助地面部件，其中所述基于空间的部件配置成与多部无线电话在多个频带和/或多个空中接口上通信，所述第一辅助地面部件包括子系统，其配置成地面上与所述多部无线电话在基本上所述多个频带和/或基本上所述多个空中接口上通信；以及分集接收机，其配置成分集结合通过第一辅助地面部件、通过第二辅助地面部件和/或辅助天线系统接收的来自无线电话的信号。
98.根据权利要求97的第一辅助地面网络部件，其中所述第二辅助地面部件与所述第一辅助地面部件相邻。
99.根据权利要求97的第一辅助地面部件与所述辅助天线系统相结合。
100.根据权利要求98的第一辅助地面网络，其中所述第一辅助地面部件与所述多部无线电话在定义小区的区域上通信，并且，所述辅助天线系统位于所述小区之内和/或之外。
101.一种用于增加卫星无线电话系统中链路容限的方法，所述卫星无线电话系统包括配置成与多部无线电话在多个频带和/或多个空中接口上通信的基于空间的部件和多个配置成地面上与所述多部无线电话在基本上所述多个频带和/或基本上所述多个空中接口上通信的辅助地面部件，所述方法包括分集结合通过第一辅助地面部件、通过第二辅助地面部件和/或通过辅助天线系统接收的来自无线电话的信号。
102.根据权利要求101的方法，其中，所述第一辅助地面部件与所述第二辅助地面部件相邻。
103.根据权利要求101的方法，其中所述第一辅助地面部件与所述多部无线电话在定义小区的区域上通信，并且所述辅助天线系统位于所述小区之内和/或之外。
全文摘要
卫星无线电话系统包括配置成与多部无线电话在多个频带和/或多个空中接口上通信的基于空间的部件。辅助地面网络配置成地面上与多部无线电话在基本上多个频带和/或基本上多个空中接口上通信。集合辐射功率控制器配置成将多部无线电话的集合辐射功率限制到最大集合辐射功率。
文档编号A61P15/18GK1799208SQ200480004172
公开日2006年7月5日 申请日期2004年4月14日 优先权日2003年5月1日
发明者P·D·卡拉比尼斯 申请人:Atc科技有限责任公司