使用基本上共站的馈电链路天线的卫星通信系统和方法

专利名称：使用基本上共站的馈电链路天线的卫星通信系统和方法
使用基本上共站的馈电链路天线的卫星通信系统和方法 发明领域本申请请求于2005年8月9日提交的美国临时申请序列号60/706, 823作为优先权，其全部内容在此引入以供参考。发明领域本发明涉及无线通信系统和方法，更特別地，本发明涉及卫星通信系 纟克和方法。发明背景卫星无线电话通信系统和方法广泛地应用于无线电话通信中。卫星无 线电话通信系统和方法通常使用至少一个被配置为与多个卫星无线电 话和馈电链路天线无线通信的基于空间的部件，例如一个或多个卫星。卫星无线电话通信系统或方法可以利用 一 个覆盖由该系统所服务的 整个服务区域的卫星天线方向图(波束或小区)。作为选择，或者与上 述相结合，在蜂窝卫星无线电话通信系统和方法中，提供多个卫星天线 方向图(波束或小区)，每一个卫星天线方向图能够在整个服务区中服 务基本不同的服务区，以共同向整个服务区提供服务。这样，能够在基 于卫星的蜂窝系统和方法中实现与在传统陆地蜂窝无线电话系统和方 法中使用的蜂窝结构相似的蜂窝结构。

图1是图示卫星通信系统100的示意图，该卫星通信系统100包括基 于空间的部件102、无线电终端T1-TN、馈电链路天线110-116和网关 处理器120。还图示了网络130 (其可以是有线和/或无线网络)连接到 卫星通信系统100，并且该网络130可以是卫星通信系统100的一部分。 无线电终端T1-TN能够(通过卫星102和馈电链路天线110-116)彼此 相互通信和/或与连接到网络130的其它通信设备通信。卫星102通过 返回业务链路从无线电终端T1-TN接收信息，并通过返回馈电链路向馈 电链路天线110-116发送信息。卫星102通过前向馈电链路从馈电链路 天线110-116接收信息，并通过前向业务链路向无线电终端T1-TN发送 信息。在一些情况下，例如，举例来说，在广纟番时，卫星的一个前向业务链路可以向多于一个的无线电终端T1-TN传送信息。前向馈电链路和 返回馈电链路每一个都使用 一个或多个馈电链路载波和/或馈电链路频带的信道.。为了从卫星102向一个或多个卫星网关提供相对较高的集合信号频谱 (用于处理例如基于地面的波束成形)，卫星102可被配置成形成与多 个馈电链路天线(即，网关天线)中的不同天线(例如馈电链路天线 110-116)对准(align)的返回馈电链路点波束(天线方向图)，从而 能够在到馈电链路天线110-116的返回馈电链路点波束上"空间多路复 用"返回业务链路集合频谱，从而在空间上再用可用馈电链路带宽。例 如，当卫星102被配置为向一个或多个卫星网关提供集合信号频谱时， 其中该集合信号频语例如对应于(卫星返回业务链路天线)的100个返 回业务链路天线馈送单元，每一个返回业务链路天线馈送单元提供例如 20MHz的频谱，则卫星102必须;f皮配置为经由一个或多个相应的馈电链 路天线(例如，在图1中图示的馈电链路天线110-116)向一个或多个 网关提供2GHz(即，20 x lO謹Hz)的返回馈电链路频谱集合。卫星102 可被配置为通过形成与如图1所示的四个馈电链路天线110-116中的不 同天线对准的四个馈电链路点波束来提供2GHz集合频谱而只使用 50謹Hz的馈电链路带宽。因为四个馈电链路点波束使用该500MHz馈电 链路频谱内的相同频率，馈电链路天线110-116在地理位置上必须充分 隔开，以防止或减少在这些馈电链路天线之间的干扰电平。卫星102还可以使用在转让给本申请受让人的本申请发明人的标题为 "System And Method For Reducing Satellite Feeder Link Bandwidth/Carriers In Cellular Satellite Systems"的美国专利号 6, 937， 857中描述的技术来降低支持返回业务链路所需的馈电链路带 宽，其全部内容在此引入以供参考，就像在这里充分描述一样。如在本 申请公开的摘要中描述的，信息内容在卫星上在业务链路载波与馈电链 路载波之间被不相等地映射。从而可以获得比业务链路载波数量少的馈 电链路载波和/或比业务链路载波总带宽小的馈电链路载波总带宽。如这里使用的，术语"无线电终端"包括具有或不具有多行显示的蜂 窝和/或卫星无线电终端；可以将无线电终端与语音、传真和/或数据通 信能力结合的个人通信系统(PCS)终端；可包括射频无线收发信机和/ 或寻呼机、互联网/内联网接入、网页浏览器、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/或膝上型电脑和/ 或掌上型计算机或其它数据处理设备，其可以包括射频无线收发信机。 无线电终端在这里还可以称为"无线电话"、"移动终端，，、或者简称 为"终端"。如这里使用的，术语"无线电终端"、"无线电话"、"移 动终端"和/或"终端"还包括任何其它可以具有随时间变化或固定的 地理坐标和/或可以是便携、可移动、安装在车辆(基于航空、海运或陆地的车辆)内和/或适于和/或#:配置为本地操作和/或在一个或多个陆地和/或额外的陆地位置上分布式工作的通信装置、设备和/或源。此 外，如这里使用的，术语"基于空间的部件"或"基于空间的系统"包 括在任意轨道(与地球同步、基本上与地球同步、基本中间地球轨道、 基本低地球轨道、基本椭圆的地球轨道等等)上的一个或多个卫星和/ 或在任何高度上在地球上方具有轨迹的一个或多个其它目标和/或平台 (例如，飞机、气球、无人驾驶飞行器、宇宙飞船、导弹等等)。发明概述本发明的一些实施例涉及一种包括多个馈电链路天线、主用卫星、和 一个或多个辅助卫星的卫星通信系统，其中，所述多个馈电链路天线可 以是基于地面的馈电链路天线。馈电链路天线基本彼此相互共站 (colocate)。主用卫星—皮配置为通过多个返回业务链路/人无线电终端 接收信息，以通过至少 一个返回馈电链路将所述信息的第 一部分直接传 送到所述馈电链路天线中的第 一个，并通过至少一个卫星间链路传送所 述信息的第二部分。所述辅助卫星被隔开，并且与主用卫星分开，并彼 此相互分开，并且被配置为经由所述至少 一个卫星间链路从主用卫星接 收所述信息的第二部分，并通过至少一个返回馈电链路将所述信息的第 二部分传送到至少一个第二馈电链路天线。因此，主用卫星能够将与返回业务链路和/或主用卫星的接收业务链 路天线馈送单元相关联的集合信号频谱(或集合信号带宽)通过主用卫 星的一个或多个返回馈电链路分配到第一馈电链路天线并通过一个或 多个辅助卫星的一个或多个返回馈电链路分配到至少一个第二馈电链 路天线。本发明的一些其它实施例涉及在卫星通信系统、主用卫星、辅助卫星、 和卫星通信设备(在一些实施例中其可以是基于地面的卫星通信设备)中的相关通信方法。根据本发明的实施例，所述一个或多个辅助卫星可 以缺少能够使一个或多个辅助卫星与无线电终端直接通信的任何业务 链路天线。附图简述附示了本发明的某些实施例，所述附图包括以提供对本发明的进一步理解并在本申请中被引入以构成本申请的一部分，在附图中 图l是图示在其中卫星在无线电终端和远远隔开的多个馈电链路天线之间中继信息的传统卫星通信系统的示意图；图2是图示根据本发明的各个实施例在其中多个卫星在无线电终端和在地理位置上基本共站的多个馈电链路天线之间中继信息的卫星通信系统和方法的示意图；图3是根据本发明的各个实施例用于通过主用卫星和多个辅助卫星将信息从无线电终端传送到馈电链路天线的图2卫星通信系统和方法的更详细的框图；图4是用于减少馈电链路信号内干扰的图2的网关处理器和方法的更 详细的框图；和图5是根据本发明的各个实施例用于通过主用卫星和辅助卫星将信息 从馈电链路天线传送到无线电终端的图2的卫星通信系统和方法的更详 细的框图。发明详述现在将参考附图描述本发明的特定典型实施例。然而，本发明可以体 现为许多不同形式，并且不应解释为局限于这里描述的实施例。而是提 供这些实施例是为了使本公开详尽完整，并且这些实施例将向本领域技 术人员全部转达本发明的范围。将会理解的是，当一个单元被称为"连 接"或"耦合，，到另一单元时，则它能够直接连接或耦合到另一单元， 或者可以存在介入单元。此外，这里使用的"连接"或"耦合，，可以包 括以无线方式连接或耦合。这里使用的术语仅仅为了描述特定实施例的目的，而不旨在限定本发 明。如这里使用的，除非另外特别指明，单数形式的"一个"、"一" 和"该"旨在也包括复数形式。还将理解的是，当在本说明书中使用术语"包括，，时，指定所声明的特征、整数、步骤、操作、单元、和/或 部件的存在，但是不排除一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、单 元、部件、和/或其组合的存在。除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)的 含义与本发明所属领域的普通技术人员 一般理解的含义相同。将会进一 步理解的是，诸如那些在一般使用的词典中定义的术语的含义应被解释 为与它们在相关技术环境和本发明中的含义一致，除非在这里另外这样 定义，否则将不理想化或过渡形式化地解释这些术语。将会理解的是，尽管在这里使用术语"第一"和"第二"来描述各个单元，但是这些单元不应被这些术语来限定。使用这些术语仅仅是为了 将一个单元与另一个单元区别开。这样，下面的笫一无线电终端可以称为第二无线电终端，同样，第二无线电终端可以称为第一无线电终端， 而不偏离本发明的教导。如这里使用的术语"和/或"包括相关列出项 中一个或多个的任意和所有组合。符号"/"也用作"和/或"的简化符 号。如关于图l所解释的，卫星可通过形成与远远隔开的多个馈电链路天 线中不同天线对准的点波束来提高其返回馈电链路带宽。然而，对建立 和维持用于远远隔开的馈电链路天线的地理位置的需要可代表卫星通 信系统运营商另外的费用和管理负担。因此，允许多个馈电链路天线位 置减少或最小的可替换卫星通信系统可能是有利的。图2是图示根据本发明 一 些实施例的卫星通信系统2 0 0和方法的示意 图。卫星通信系统200包括主用卫星("PS")、多个(例如，3个) 辅助卫星("AS")、多个(例如，四个)馈电链路天线("FLA")、 网关处理器("GP")、多个无线电终端T1-TN、和网络130。可以将 馈电链路天线FLA0-FLA3、网关处理器GP、和网络130统称为基于地面 的设备("GBE")。然而，将会理解的是，根据本发明的一些实施例， ^贵电链^各天线FLA0-FLA3、网关处理器GP和/或网络130可以不基于地 面(例如，它们的任何组合可以是基于海上、基于航空和/或基于空间)。 根据本发明的实施例，被图示为连接到卫星通信系统100的网络130(其 可以是有线和/或无线网络)可以是或不是卫星通信系统100的一部分。 无线电终端T1-TN可#1配置为通过辐射基本线性极化的电磁能量和/或 任意极化的电磁能量与主用卫星PS通信，并且根据本发明的一些实施例，主用卫星可被配置为接收那些通过业务链路频率到达主用卫星PS的基本左旋极化(LHCP)的电磁能量和基本右旋极化(RHCP)的电磁能 量。业务链路频率可以是L-频带、S-频带的频率和/或可用于提供业务 链路通信的任何其它频带的频率。主用卫星PS可被配置为通过辐射基 本上LHCP和/或RHCP电磁能量向无线电终端Tl-TN发送信息。如图2所示，每一个辅助卫星AS1-AS3都与主用卫星PS和辅助卫星 AS1-AS3中的其它辅助卫星分离开一个量，该量允许馈电链路天线 FLAO-FLA3 (其可以在地球上或接近地球)，在接收来自主用卫星PS和 辅助卫星AS1-AS3的信号和将信号发送到主用卫星PS和辅助卫星 ASl-AS3之间提供基本鉴别/隔离的同时基本上彼此共站。例如，与主用 卫星PS通信的馈电链路天线FLAO可以^皮定向和被配置为在与主用卫星 PS相关联的方向上提供基本上更高(或最大)的增益，而在包括与辅助 卫星AS1-AS3相关联的方向的其它方向上提供基本上更低的增益。与辅 助卫星AS1通信的馈电链路天线FLA1可以被定向和被配置为在与辅助 卫星AS1相关联的方向上提供基本上更高的增益，而在包括与其它辅助 卫星AS2-AS3和主用卫星PS相关联的方向的其它方向上提供基本上更 低的增益。与辅助卫星AS2通信的馈电链路天线FLA2可以净皮定向和祐^ 配置为在与辅助卫星AS2相关联的方向上提供基本上更高的增益，而在 包括与其它辅助卫星AS1和AS3和主用卫星PS相关联的方向的其它方 向上提供基本上更低的增益。与辅助卫星AS3通信的馈电链路天线FLA3 可以被定向和被配置为在与辅助卫星AS3相关联的方向上提供基本上更 高的增益，而在包括与其它辅助卫星AS2和AS3和主用卫星PS相关联 的方向的其它方向上提供基本上更低的增益在一些实施例中，主用卫星PS和辅助卫星AS1-AS3都在各自相对于 地球基本同步的轨道上，并且在它们之间具有至少大约2。的分离角。 在一些其它实施例中，在主用卫星PS与辅助卫星AS1-AS3中至少一个 之间的分隔距离和/或在辅助卫星AS1-AS3中任意两个之间的分隔距离 可以小于或大于2。。该分隔距离能够允许基本上共站的馈电链路天线在 ,人主用卫星PS和/或辅助卫星AS1-AS3接收的々贵电链路信号和向主用卫 星PS和/或辅助卫星AS1-AS3发送的馈电链路信号之间提供鉴别电平。如这里使用的，"基本上共站"的馈电链路天线指的是在馈电链路天 线之间的距离不受到由单个卫星形成的方向性馈电链路波束(天线方向图)的支配。因此，可以将馈电链路天线FLA0-FLA3隔开对卫星通信系 统运营商来说方便的任意距离，并且可以基于运营商的地理位置选择和 管理方便将馈电链路天线FLA0-FLA3隔开大约30米或更少、大约300 米或更少、大约3000米或更少、或任何其它距离。这样，例如，运营 商可以将馈电链路天线FLA0-FLA3安装在运营商可以方便购买/租借的一个或多个大片陆地内。图3是根据本发明各个实施例用于通过主用卫星PS和辅助卫星 AS1-AS3从无线电终端T1-TN向馈电链路天线FLA1-3传送信息的图2的 卫星通信系统200和方法的更详细的框图。主用卫星PS ^R配置为通过 多个返回业务链路从无线电终端T1-TN接收返回链路信息、和通过多个 前向业务链路向无线电终端T1-TN发送前向链路信息。主用卫星PS把 它从无线电终端T1-TN接收的一部分返回链路信息通过返回馈电链路直 接发送到馈电链路天线FLA0。主用卫星PS还通过卫星间链路将另一部 分的返回链路信息发送到辅助卫星AS1-AS3。辅助卫星ASl-AS3通过返 回馈电链路将接收到的返回链路信息发送到相关联的馈电链路天线 FLA卜FLA3。因此，主用卫星PS在从主用卫星PS到馈电链路天线FLA0的返回馈 电链路和从辅助卫星AS1-AS3到各个馈电链路天线FLA1-FLA3的返回馈 电链路上分配与返回业务链路相关联的集合信号频谱(即，信号带宽)。 例如，当与返回业务链路302相关联的集合带宽产生必须从空间到 一个 或多个卫星网关所传送的2GHz集合信号频谱(可以是这种情况，在一 些实施例中，为了执行在一个或多个卫星网关上形成的卫星天线方向 图)时，主用卫星PS可以通过返回馈电链路304 (a)路由500顧z的集 合信号频谱，并且将另一个500MHz的集合信号频谱路由到辅助卫星 AS1-3中的每一个，该集合信号频谱将^皮传送通过它们各自的返回馈电 链路304b-d,这样返回馈电链路304a-d中的每一个都携带与返回业务 链路302相关联的大约1/4集合信号频谱。例如，如图3所示，主用卫星可包括返回业务链3各接收才几310、信息 扩展器(spreader) 312、馈电链路发送机314、和卫星间链路发送机 316。返回业务链3各接收才几310通过返回业务链路302 /人无线电终端 T1-TN接收信息，其中示出了 8条返回业务链路。馈电链路发送机314 通过一个或多个返回馈电链路304a向馈电链路天线FLAO发送信息。卫星间链路发送机316通过一个或多个卫星间链路306向辅助卫星 AS1-AS3中所选择的一个发送信息。 一个或多个卫星间链路306可以是 射频(RF)链路、光学链路和/或其它类型的无线通信链路。信息扩展器312从主用卫星PS到馈电链路天线FLAO通过一个或多个 返回馈电链路304a和从主用卫星PS到辅助卫星AS1-AS3通过一个或多 个卫星间链路306分配与返回业务链路302相关联的信息。例如，信息 扩展器312可以将与第一组接收天线馈送单元和/或主用卫星PS的接收 业务链路天线的第一组频率相关联的信息路由到馈电链路发送机 以便发送到馈电链路天线FLAO、将与第二组接收天线馈送单元和/或主 用卫星PS的接收业务链路天线的第二组频率相关联的信息路由到卫星 间链路发送机316,以便发送到辅助卫星AS1、将与第三组接收天线馈 送单元和/或主用卫星PS的接收业务链路天线的第三组频率相关联的信 息路由到卫星间链路发送机316,以便发送到辅助卫星AS2、和将与第 四组接收天线馈送单元和/或主用卫星PS的接收业务链路天线的第四组 频率相关联的信息路由到卫星间链路发送机316,以便发送到辅助卫星 AS3。辅助卫星AS1-AS3每一个都可以包括卫星间链路接收4几320、信息中 继器322、和馈电链路发送机324。卫星间链路接收机320通过卫星间 链路306从主用卫星PS接收信息。信息中继器322中继接收到的信息， 并且可以将接收到的信息基本上不改变地中继到馈电链路发送机324或 添加内容到馈电链路发送机324。馈电链路发送机324通过馈电链路 304b-d中相关联的一个将该信息从中继器322发送到馈电链路天线 FLA1-FLA3中相关联的一个。因为辅助卫星AS1-3可净皮配置为主要充当 在主用卫星PS与馈电链路天线FLA1-3之间的信息中继器，它们不需要 提供基本的板上处理，从而可以比主用卫星PS更简单和/或紧凑。此外， 辅助卫星AS1-3可以缺少任何业务链路天线，因此可以不能直接与无线 电终端通信。然而，在一些实施例中，可以为一个或多个辅助卫星配备 一个或多个业务链路天线。因此，根据本发明的实施例，使用多个辅助 卫星比图1所示的提供多个远远隔开的馈电链路天线可能更有效、更节 省费用和/或另外更是所希望的。主用卫星PS的馈电链路发送机314和辅助卫星AS1-AS3中每一个的 馈电链路发送机324可以在用于返回馈电链路304a-d的相同频率中的至少一些频率上使用。尽管馈电链路天线FLA0-FLA3基本在地理位置上 共站，但是它们中的每一个能够在馈电链路304a-d当中与辅助卫星 AS1-AS3中的特定一个辅助卫星或主用卫星PS鉴别/隔离开，因为在主 用卫星PS和辅助卫星AS1-AS3当中的^f壬意两个卫星之间的隔离，因此具有可接受的干扰电平。信息扩展器312可被配置为执行将与主用卫星PS的一个或多个返回 业务链路天线的返回业务链路天线馈送单元相关联的信息静态或动态 地路由到返回馈电链路304a-d。信息扩展器312可以响应于例如无线电 终端Tl-TN对返回业务链i 各302的利用率而动态地改变映射。例如，当 返回业务链路302的利用率增加时，信息扩展器312可以例如通过在一 个或多个主用卫星PS返回馈电链路304达到阈值带宽利用率时卸载业 务量到辅助卫星AS1-AS3来增加对从辅助卫星AS1-AS3到馈电链路天线 FLA1-3的返回馈电链路304b-d的带宽利用率。作为替换，或者另外， 信息扩展器312可以在返回馈电链路304a-d当中映射与返回业务链路 302相关的信息，以获得带宽利用率的均^^或其它希望的带宽利用率特 征。信息扩展器312可以例如通过交织信息来处理从多个返回业务链路 302接收到的信息，并且可以扩展所述信息，以用于在多个或所有返回 馈电链路304a-d上进行传输。在多个返回馈电链路304a-d上交织信息 可以提高与返回馈电链路304a-d相关的鲁棒性测量。例如，通过在所 有返回馈电链路304a-d上扩展从返回业务链路302和/或主用卫星PS 的一个或多个返回业务链路天线的返回业务链路天线馈送单元之一接 收到的信息，可以允许网关处理器GP或基于地面设备GBE的其他部分 降低由到返回馈电链路304a-d之一的干扰引起的误差。网关处理器GP处理来自馈电链路天线FLA0-FLA3的返回馈电链路信 号304a-d，以从无线电终端Tl-TN提取信息。图4是根据本发明一些实 施例用于减少来自馈电链路天线FL A 0-FL A 3的返回馈电链路信号内干扰 的图2的网关处理器和方法的框图。网关处理器GP可以包括延迟电路 400、相关器420、干护C减少器430、和^接收才几440。延迟电路400可包 括多个(例如，4个)可调整延迟单元410-413,每一个可调整延迟单 元被配置为将来自馈电链路天线FLAO-FLA3中相关联的一个天线的返回 馈电链路信号延迟由相关器420控制的一个量。相关器420将可调整延迟单元410-413的输出信号相关，以确定它们之间的定时偏差，并改变 由每一个可调整延迟单元410-413引起的延迟，以在时间上对准返回馈 电链路信号。将会理解的是，根据本发明的一些实施例，可以不需要延 迟电3各400 (或至少一些延迟单元410-413)。例如，4吏馈电链路天线 FLA0-FLA3充分紧密共站，可以不需要延迟电路400 (或至少一些延迟 单元410-413)。干扰减少器430从时间对准的返回馈电链路信号中生成干扰校正信 号，其表示由馈电链路天线FLA1-FLA3接收的从主用卫星PS到一个或 多个返回々贵电链路304b-d的由返回々贵电链3各304a引起的干扰和/或表 示由馈电链路天线FLAO接收的从辅助卫星AS1-AS3到返回馈电链路 304a的由一个或多个返回馈电链路304b-d引起的干扰。干扰减少器430 还使用干扰校正信号来减少在来自馈电链路天线FLAO-FLA3的返回馈电 链路信号中至少之一内的干扰。接收机440能够进一步处理返回馈电链 路信号，包括纠错解码，以从无线电终端T1-TN提取信息，并且能够将 所提取的信息传送到网络130以允许无线电终端T1-TN彼此相互通信和 /或与连接到网络130的其它通信设备通信。网关处理器GP可以使用在2005年3月15日提交的标题为 "Intra-System and/or Inter-System Reuse od Feeder Link Frequencies Including Interference Suppression Systems and Methods"、序列号为60/662, 053的临时专利申请中描述的技术来执行 干扰减少，其全部内容在此引入以供参考，就像在这里充分描述了一样。图5是根据本发明各个实施例用于通过主用卫星PS和辅助卫星 AS1-AS3将信息从馈电链路天线FLAO-FLA3传送到无线电终端Tl-TN的 图2的卫星通信系统和方法的更详细的框图。可以将从基于地面的设备 GBE传送到无线电终端Tl-TN的信息通过前向馈电链路504a直接传送到 主用卫星PS和经由辅助卫星AS1-AS3间接地传送到主用卫星PS。主用 卫星PS然后能够通过多个前向业务链路502重传信息到无线电终端 T1-TN。因此，主用卫星PS能够利用/处理到主用卫星PS和辅助卫星 AS1-AS3的前向々贵电链路504a-d中每一个的前向々贵电链^各信号，以形成 服务于与无线电终端Tl-TN相关联的前向业务链路502的集合信号。每一个辅助卫星AS1-AS3可包括卫星间链路发送机520、信息中继器 522、和馈电链路接收机524。馈电链路接收机524分别通过一个或多个前向々赍电链路504b, 504c, 504d/人々贵电链3各天线FLA1, FLA2, FLA3之 一接收信息。信息中继器522中继接收到的信息，并且可以将接收的信 息基本上不改变地或更改/重新格式化地中继到卫星间链路发送机520。 卫星间链路发送机520通过卫星间链路306发送信息到主用卫星PS。主用卫星PS可包括前向业务链路发送机510、信息组合器512、馈电 链^各接收冲几514、和卫星间链路接收机516。々赍电链路接收机514通过 一个或多个前向馈电链路504a直接从馈电链路天线FLAO接收信息。卫 星间链路接收机516通过卫星间链路306接收由辅助卫星AS1-AS3发送 的信息。信息组合器512通过所选择的前向业务链路502将接收到的信 息路由到无线电终端T1-TN。尽管在通过四个辅助卫星向基于陆地设备通信的主用卫星的环境下 描述了本发明的一些实施例，但是可以理解的是，根据本发明的各个实 施例可以使用一个或多个主用卫星和/或辅助卫星。可以基于在主用卫 星和无线电终端之间业务链路所支持的总体集合带宽和/或基于分配给 主用卫星用于返回/前向馈电链路通信的总体集合带宽来选择辅助卫星 的数量。辅助卫星可以不包括前向和/或返回业务链路天线，/人而降低 了与辅助卫星相关联的复杂度、尺寸、质量和/或成本，并因此可以不 能够直接与无线电终端通信。在附图和说明书中已经公开了本发明的典型实施例，尽管使用了特定 术语，但是仅仅在一般和描述的意义上使用这些术语。而不用于限定的 目的，本发明的范围由下列权利要求来限定。
权利要求
1.一种卫星通信系统，包括在其之间基本共站的多个馈电链路天线；主用卫星，其被配置为从无线电终端接收信息，以通过至少一个返回馈电链路将所述信息的第一部分传送到所述馈电链路天线中的第一个，并通过至少一个卫星间链路传送所述信息的第二部分；和辅助卫星，其与主用卫星分开，并被配置为经由至少一个卫星间链路从主用卫星接收所述信息的第二部分，并通过至少一个返回馈电链路将所述信息的第二部分传送到所述馈电链路天线中的第二个。
2. 权利要求1的卫星通信系统，其中所述主用卫星使用第一组频率 与所述馈电链路天线中的第一个通信，辅助卫星使用第二组频率与所述 馈电链路天线中的第二个通信，其中第一组频率和第二组频率包括至少 一个共用频率。
3. 权利要求1的卫星通信系统，其中所述主用卫星和所述辅助卫星 彼此隔离开，以在所述主用卫星与所述馈电链路天线中的第二个之间提 供天线鉴别，并在所述辅助卫星与所述馈电链路天线中的第一个之间提 供天线鉴别。
4. 权利要求3的卫星通信系统，其中所述主用卫星和所述辅助卫星 位于各自基本与地球同步的轨道上，并在它们之间具有大约2°或更多 的分离角。
5. 权利要求1的卫星通信系统，其中所述辅助卫星缺少允许辅助卫 星与无线电终端直接通信的任何配置。
6. 权利要求1的卫星通信系统，其中所述馈电链路天线中的第一个被配置为在与主用卫星相关联的方向 上提供基本上更高的增益，而在与辅助卫星相关联的方向上提供基本上 更4氐的增益；和所述馈电链路天线中的第二个:f皮配置为在与辅助卫星相关联的方向 上提供基本上更高的增益，而在与主用卫星相关联的方向上提供基本上 更低的增益。
7. 权利要求6的卫星通信系统，进一步包括多个辅助卫星，所述多 个辅助卫星被配置为经由多个卫星间链路从主用卫星接收部分信息，并 通过多个返回馈电链路将该部分信息传送到多个馈电链路天线，其中多个馈电链路天线中的每一个馈电链路天线^:配置为在与相应辅助卫星 相关联的方向上提供基本上更高的增益，而在与除了所述相应辅助卫星 之外的辅助卫星相关联的方向上提供基本上更低的增益。
8. 权利要求7的卫星通信系统，其中所述多个馈电链路天线中的两个馈电链路天线彼此隔开大约3000米或更少。
9. 权利要求8的卫星通信系统，其中所述多个馈电链路天线中的两 个馈电链路天线彼此隔开大约300米或更少。
10. 权利要求9的卫星通信系统，其中所述多个馈电链路天线中的两 个馈电链路天线彼此隔开大约30米或更少。
11. 权利要求1的卫星通信系统，其中所述主用卫星被进一步配置为 在主用卫星的至少一个返回馈电链路和辅助卫星的至少一个返回馈电 链路上分配与多个返回业务链路相关联的集合信号。
12. 权利要求11的卫星通信系统，进一步包括多个辅助卫星，其中 主用卫星被进一步配置为在主用卫星的返回馈电链路和与辅助卫星相 关联的多个返回馈电链路上分配集合信号。
13. 权利要求12的卫星通信系统，其中所述主用卫星被进一步配置 为控制主用卫星的返回馈电链路的带宽利用率和控制与辅助卫星相关 联的多个返回馈电链路的带宽利用率。
14. 权利要求1的卫星通信系统，其中所述辅助卫星被进一步配置为 将从主用卫星接收到的所述信息的笫二部分基本上无变化地传送到所 述馈电链路天线中的第二个。
15. 权利要求1的卫星通信系统，其中所述辅助卫星被进一步配置为通过至少一个前向馈电链路从所述馈 电链路天线中的第二个接收前向链路信息，并通过至少 一个卫星间链路 将该前向链路信息传送到所述主用卫星；和所述主用卫星被进一步配置为通过多个前向业务链路将前向链路信 息传送到无线电终端。
16. 权利要求1的卫星通信系统，其中所述主用卫星^皮进一步配置为 从所述馈电链路天线中的笫一个接收第一前向链路信息和从所迷馈电 链路天线中的第二个接收第二前向链路信息，并将第一和第二前向链路 信息传送到无线电终端。
17. 权利要求1的卫星通信系统，进一步包括网关处理器，其被配置为从至少所述馈电链路天线中的第一个和所述馈电链路天线中的第二 个接收返回馈电链路信号，并且处理接收到的返回馈电链路信号，以减 少在至少一个返回馈电链路信号内的干扰。
18. 权利要求17的卫星通信系统，其中所述网关处理器被进一步配 置为使至少一些返回馈电链路信号彼此相互时间对准，并响应于时间对 准的返回馈电链路信号减少在至少一个返回馈电链路信号内的干扰。
19. 权利要求18的卫星通信系统，其中所述网关处理器被进一步配 置为将从所述馈电链路天线中的第一个接收到的返回馈电链路信号相 对于从所述馈电链路天线中的第二个接收的返回馈电链路信号时间对 准，并从所述时间对准的返回馈电链路信号生成干扰校正信号，其表示 由所述馈电链路天线中的第二个接收的从主用卫星到至少一个返回馈 电链路的由至少一个返回馈电链路引起的干扰。
20. 权利要求19的卫星通信系统，其中所述网关处理器被进一步配 置为响应于干扰校正信号而减少从所述馈电链路天线中的第二个接收 的至少一个返回馈电链路信号内的干扰。
21. 权利要求18的卫星通信系统，其中所述网关处理器被进一步配 置为将从所述馈电链路天线中的第 一 个接收到的返回馈电链路信号相 对于从所述馈电链路天线中的第二个接收的返回馈电链路信号时间对 准，并从所述时间对准的返回馈电链路信号生成干扰校正信号，其表示 由所述馈电链路天线中的第一个接收的从辅助卫星到至少一个返回馈 电链路的由至少一个返回馈电链路引起的干扰。
22. —种在卫星通信系统内通信的方法，该方法包括 在主用卫星上从无线电终端接收信息；通过至少一个返回馈电链路将所述信息的笫一部分从所述主用卫星 传送到多个馈电链路天线中的第一个；通过至少 一个卫星间链路将所述信息的第二部分从所述主用卫星传 送到与主用卫星分离开的辅助卫星；和通过至少一个返回馈电链路将所述信息的第二部分从辅助卫星传送 到与所述馈电链路天线中的第 一个基本上共站的所述馈电链路天线中 的第二个。
23. 权利要求22的方法，进一步包括使用第一馈电链路频率在主用 卫星与所述馈电链路天线中的第 一个之间传送信息，并使用第二馈电链路频率在辅助卫星和所述馈电链路天线中的第二个之间传送信息，其中 第 一和第二馈电链路频率包括至少 一个共用频率。
24. 权利要求22的方法，进一步包括在主用卫星与辅助卫星之间保 持距离，以提供在主用卫星与所述馈电链路天线中的第二个之间的鉴 别，并提供在辅助卫星与所述馈电链路天线中的第 一个之间的鉴别。
25. 权利要求24的方法，进一步包括保持在各自相对地球基本同步 的轨道上的主用卫星和辅助卫星之间具有大约2°或更大的分离角。
26. 权利要求22的方法，其中通过至少一个卫星间链路将所述信息 的笫二部分从主用卫星传送到辅助卫星包括通过至少一个卫星间链路将所述信息的第二部分从主用卫星传送到缺少允许辅助卫星与无线电 终端直接通信的任何配置的辅助卫星。
27. 权利要求22的方法，进一步包括配置所述馈电链路天线中的第一个，以在与主用卫星相关联的方向上 提供基本上更高的增益，而在与辅助卫星相关联的方向上提供基本上更 低的增益；和配置所述馈电链路天线中的第二个，以在与辅助卫星相关联的方向上 提供基本上更高的增益，而在与主用卫星相关联的方向上提供基本上更 低的增益。
28. 权利要求27的方法，进一步包括通过多个卫星间链路将在主用卫星上从无线电终端接收到的部分信 息传送到多个辅助卫星；通过多个返回馈电链路将该部分信息从多个辅助卫星传送到在其之 间基本上共站的相应的多个馈电链路天线；和配置多个馈电链^各天线中的每一个馈电链^各天线，以在与相应的辅助 卫星相关联的方向上提供基本上更高的增益，而在与除了该相应辅助卫 星之外的辅助卫星相关联的方向上提供基本上更低的增益。
29. 权利要求22的方法，进一步包括在主用卫星的至少一个返回馈 电链路上和辅助卫星的至少一个返回馈电连路上分配与多个返回业务 链路相关联的集合信号。
30. 权利要求29的方法，进一步包括在主用卫星的至少一个返回馈 电链路上和与多个辅助卫星相关联的多个返回馈电链路上分配集合信 号。
31. 权利要求30的方法，进一步包括控制主用卫星的至少一个返回 馈电链路的带宽利用率和控制辅助卫星的多个返回馈电链路的带宽利 用率。
32. 权利要求22的方法，其中通过至少一个返回馈电链路将所述信 息的第二部分从辅助卫星传送到与所述馈电链路天线中的第 一 个基本上共站的所述馈电链路天线中的第二个包括将由辅助卫星从主用卫星接收到的所述信息的第二部分基本上无变 化地传送到所述馈电链路天线中的第二个。
33. 权利要求22的方法，进一步包括在辅助卫星上通过至少一个前向馈电链路从所述馈电链路天线中的 第二个接收前向链路信息；通过至少一个卫星间链路将该前向链路信息传送到主用卫星；和 通过多个前向业务链路将前向链路信息从主用卫星传送到无线电终端0
34. 权利要求22的方法，进一步包括在主用卫星上从所述馈电链路天线中的第一个接收第一前向链路信 自 在主用卫星上从所述馈电链路天线中的笫二个接收第二前向链路信 息；和将第一和第二前向链路信息从主用卫星传送到无线电终端。
35. 权利要求22的方法，进一步包括在网关处理器上从至少所述馈电链路天线中的第一个和所述馈电链 路天线中的第二个接收返回馈电链路信号；和在网关处理器上处理接收到的返回馈电链路信号，以减少在至少一个 返回馈电链路信号内的干扰。
36. 权利要求35的方法，还包括 使至少一些返回馈电链路信号彼此相互时间对准；和 响应于时间对准的返回馈电链路信号，减少在至少一个返回馈电链^各信号内的干扰。
37. 权利要求36方法，其中使至少一些返回馈电链路信号彼此相互 时间对准包括将从所述馈电链路天线中的第 一 个接收到的至少 一个返回馈电链路信号相对于从所述馈电链路天线中的第二个接收的至少一个返回馈电链路信号时间对准；和从所述时间对准的返回馈电链路信号生成干扰校正信号，其表示由所 述馈电链路天线中的笫二个接收的从主用卫星到至少一个返回馈电链 路的由至少一个返回馈电链路引起的干扰。
38. 权利要求37的方法，其中在网关处理器上处理接收到的返回馈 电链路信号以减少在至少一个返回馈电链路信号内的干扰包括响应于干扰校正信号，减少从所述馈电链路天线中的第二个接收的至 少一个返回馈电链路信号内的干扰。
39. 权利要求36的方法，其中使至少一些所接收的返回馈电链路信 号4皮此相互时间对准包括将由所述馈电链路天线中的第一个提供的至少一个返回馈电链路信 号相对于由所述馈电链路天线中的第二个提供的至少一个返回馈电链 3各信号时间对准；和从所述时间对准的返回馈电链路信号生成干扰校正信号，其表示由所 述馈电链路天线中的第一个接收的从辅助卫星到至少一个返回馈电链 路的由至少一个返回馈电链路引起的干扰。
40. —种主用卫星，包括返回业务链路接收机，其被配置为通过多个返回业务链路从无线电终 端接收信息；信息扩展器，其被配置为将该信息分配到至少第一和第二部分； 馈电链路发送机，其被配置为通过至少一个返回馈电链路将所述信息的第 一部分直接传送到所述多个馈电链路天线中的第 一个；和 卫星间链路发送机，其^:配置为通过至少一个卫星间链路将所述信息的第二部分发送到辅助卫星，用于通过至少一个返回馈电链路发送到与所述馈电链路天线中的第一个基本共站的所述馈电链路天线中的第二 个。
41. 权利要求40的主用卫星，其中信息扩展器进一步被配置为在从 馈电链路发送机到所述馈电链路天线中的第一个的至少一个返回馈电 链路上和从卫星间链路发送机到辅助卫星的至少 一个卫星间链路上并 通过其在从辅助卫星到所述馈电链路天线中的第二个的至少一个返回馈电链路上分配与返回业务链路相关联的集合信号。
42. 权利要求40的主用卫星，进一步包括馈电链路接收机，其^L配置为通过至少一个前向馈电链路从所述馈电 链路天线中的第一个直接接收前向链路信息；卫星间链路接收机，其被配置为间接地经由辅助卫星通过至少 一个卫 星间链路从所述馈电链路天线中的第二个接收前向链路信息；和前向业务链路发送机，其被配置为通过多个前向业务链路将集合前向 链路信息发送到无线电终端。
43. 权利要求42的主用卫星，进一步包括信息组合器，其被配置为将来自所述馈电链路天线中的第一个的与至少一个前向馈电链路相关 联的信号与来自辅助卫星的与至少一个卫星间链路相关联的信号集合。
44. 权利要求40的主用卫星，其中馈电链路发送机#:配置为使用至 少一些频率向所述馈电链路天线中的第一个发送信息，所述频率与辅助 卫星向所述馈电链路天线中的第 一 个发送信息所使用的频率相同。
45. —种辅助卫星，包括卫星间链路接收机，其#^己置为经由主用卫星通过至少 一个卫星间链路从无线电终端接收信息；和馈电链路发送机，其被配置为通过至少一个返回馈电链路将该信息直接发送到与所述馈电链路天线中的第二个基本共站的所述馈电链路天 线中的第一个，其中主用卫星通过至少一个返回馈电链路向所述馈电链路天线中的第二个发送。
46. 权利要求45的辅助卫星，其中馈电链路发送机被配置为使用至 少 一些频率向所述馈电链路天线中的第 一个发送信息，所述频率与辅助 卫星向所述馈电链路天线中的笫二个发送信息所使用的频率相同。
47. 权利要求45的辅助卫星，进一步包括馈电链路接收机，其被配置为通过至少一个前向馈电链路从所述馈电 链路天线中的第一个直接接收前向链路信息；和卫星间链路发送机，其被配置为通过至少 一个卫星间链路向主要卫星 发送前向链路信息，以便通过多个前向业务链路发送到多个无线电终端。
48. 卫星通信设备，包括在其之间基本共站的多个馈电链路天线，其^L配置为通过馈电链路向 主用卫星和至少一个辅助卫星发送和/或接收信息，其中所述馈电链路天线中的第一个被配置为在与主用卫星相关联的方向上提供基本上更 高的增益，而在与至少一个辅助卫星相关联的方向上提供基本上更低的 增益，并且所述馈电链路天线中的第二个被配置为在与所述至少一个辅 助卫星之一相关联的方向上提供基本上更高的增益，而在与主用卫星相关联的方向上提供基本上更低的增益；和网关处理器，其^C配置为通过至少一个前向馈电链路向主用卫星和通 过至少一个前向馈电链路向所述至少一个辅助卫星分配送往多个无线 电终端的信息，用于随后在主用卫星上集合信息，并由主用卫星将该信 息重传到无线电终端。
49. 权利要求48的卫星通信设备，其中所述馈电链路天线中的第一 个和所述馈电链路天线中的第二个各自都被配置为使用至少一些共用 频率与主用卫星和所述至少一个辅助卫星通信。
50. 权利要求48的卫星通信设备，其中所述馈电链路天线中的第一 个和所述馈电链路天线中的第二个被配置为在各自与主用卫星和所述至少一个辅助卫星相关联的方向上提供最大的增益。
51. 权利要求48的卫星通信设备，其中所述多个馈电链路天线中的 两个馈电链路天线分隔距离大约3000米或更少。
52. 权利要求51的卫星通信设备，其中所述多个馈电链路天线中的 两个馈电链路天线分隔距离大约300米或更少。
53. 权利要求52的卫星通信设备，其中所述多个馈电链路天线中的 两个馈电链路天线分隔距离大约30米或更少。
54. 权利要求48的卫星通信设备，其中网关处理器被进一步配置为 从所述馈电链路天线中的第一个和所述馈电链路天线中的笫二个接收 返回馈电链路信号，并处理所接收的返回馈电链路信号，以减少在至少 一个返回馈电链路信号内的干扰。
55. 权利要求54的卫星通信设备，其中网关处理器被进一步配置为 在减少至少 一个返回馈电链路信号内的干扰之前使至少 一些接收到的 返回馈电链路信号彼此相互时间对准。
56. 权利要求55的卫星通信设备，其中网关处理器被进一步配置为 生成干扰校正信号和响应于该千扰校正信号来减少至少一个返回馈电 链路信号内的干扰。
57. 权利要求55的辅助卫星，其中所述辅助卫星缺少允许辅助卫星直接与无线电终端通信的任何配置。
全文摘要
一种卫星通信系统包括多个馈电链路天线、主用卫星、和辅助卫星。馈电链路天线基本彼此相互共站。主用卫星被配置为通过多个返回业务链路从无线电终端接收信息，以通过至少一个返回馈电链路将所述信息的第一部分直接传送到所述馈电链路天线中的第一个，并通过至少一个卫星间的链路传送所述信息的第二部分。辅助卫星与主用卫星隔离开，并被配置为经由至少一个卫星间链路从主用卫星接收所述信息的第二部分，并通过至少一个返回馈电链路将所述信息的第二部分传送到所述馈电链路天线中的第二个。
文档编号H04B7/185GK101238651SQ200680029152
公开日2008年8月6日 申请日期2006年8月8日 优先权日2005年8月9日
发明者P·D·卡拉比尼斯 申请人:Atc科技有限责任公司