专利名称：个人通讯用户终端的卫星控制的功率控制的制作方法
技术领域：
本发明一般是关于卫星通讯系统，更具体而言是关于在地球同步轨道(GSO)和非地球同步轨道(non-GSO)卫星通讯系统内的RF功率控制技术。
固定的和移动通讯的卫星电话系统作为新的全球业务而显露出来，这些系统使用由一个卫星或许多卫星组确定线路的许多单独的电路去影响通讯。卫星电话系统的价值在于，它提供了处处复盖地球的大的面积而没有许多小的地面站的结构。由于卫星服务的分配频率，大量的建议已经被提出以发展卫星通讯系统，一般而言，这些建议已经涉及了不是涉及时分多路存取(TDMA)技术就是涉及码分多路存取技术(CDMA)。
进而，对于卫星操作的本身而言，这里已经有了两类一般的提议。第一类提议是移动处理设计，它涉及了处理和多路通讯，以求卫星本身的馈送连接带宽的减少。移动处理涉及减少上传链路通讯信号到基带(即到数字位)，和然后通过卫星间的链接尽可能去转换信号，到提供下行链路的另一个卫星。第二种提议使用“弯曲”管道卫星转发器作为经典的重发器去接收，频移，和传送(重发)信号而没有任何在卫星上的处理或任何减少对基带的信号。
使用第一类型的系统(即移动处理系统)，其作用作为公共转换电话网络(PSTN)插入点的地域的通路可以位于任何任意的地方。信号的移动处理具有相对“弯曲管道”重发器的简单性而交替使用的许多的优点。移动处理的一个显著优点是，用户的通讯电讯信号(例如声音或数据)，和控制用户终端和其它装置的任何需要的信号可以在卫星上建立和处理。进而，在CDMA系统中，下传链路的自干扰可以避免，这样增加了系统的容量。进而，值得欢迎的是，通过卫星间的链接，各种卫星节点对准之间的信号间的定向能受到作用，因此在呼叫连接时允许极大量的灵活性。最后，通过使用由于“弯曲管道”结构的系统效率差而未被使用的频谱部分能够影响保留的频谱。
这应该欢迎的是，移动处理的优点在于，达到或从卫星发送出的信号在卫星上能被控制，这是由在卫星上收到的信息或从卫星到控制点的中继实现的，典型的这种控制点是地面站。
这进而应该欢迎的是，这后者技术要求控制点(即，地面站)必须做得更复杂以参与控制环路。那么，所希望的是，简化整个系统和控制点的复杂性。
关于这些点所参考的美国专利文献是4,991,199 Saam，“Uplink powerControl Mechanism For Maintaining Constant Output Power From SatelliteTransponder”；4,752,967，Bustamante et al.，“Power Control System ForSatellite Communications”；5,339,330，Mallinckrodt，“Integrated CellularCommunications System”；4,752,925，Thompson et al.，“Two-Hop CollocatedSatellite Communications System”；5,126,748，Ames et al.，“Dual SatelliteNavigation System and Method”；5,109,390，Gilhousen et al.，“Diversity ReceiverIn A CDMA Cellular Telephone System”；and 5,138,631，Taylor，”SatelliteCommunication Network”。
也应参考的美国专利申请是Serial No.80/467,209，filingdate6/6/95，entitled”Closed Loop Power Control For Low Earth Orbit SatelliteCommunications System”，by Robert A.Wiedeman and Michael J.Sites。
本发明的目的是提供从卫星系统自动施加控制的功率控制技术，这样简化了地面站和减少了系统的复杂性。
通过本发明的实施例的方法和装置克服了前述和其它问题实现了本发明的目标。
本发明是关于包括non-GSO卫星的卫星通讯系统。本发明使用满足每一个用户终端的单独的功率控制的功率控制环路，这是通过卫星移动处理，不是集中的而是基于地面通路的地面站实现的。
依照本发明的方面，这里公开了在包括地面段的类型的卫星通讯系统内控制用户终端的传送功率的方法，该方法包括至少一个用户终端和至少一段地面通路和由多个卫星组成的空间段。该方法包括的步骤为(a)从用户终端发送上传链路信号同时到空间段的至少两个卫星和(b)至少两个卫星的每一个接收上传链路信号。该方法进一步包括步骤为(c)在空间段确定表示至少两个卫星的每一个的接收信号强度指示和希望的接收的信号强度指示之间差的差值；(d)响应该差值，在空间段产生供用户终端使用的至少一个功率控制命令；(e)从空间段到用户终端传送至少一个产生的功率控制命令；和(f)依照至少一个功率控制命令调整上行链路信号的发送功率。
通过结合附图详细地描述本发明使本发明的上述提出的和其它特点将变得更加明显。
图1的简化图示出了非地球同步轨道(NGSO)卫星和GSO卫星相对于地球和相互间的关系；图2是图1的更详细的视图和示出了各种用户终端，non-GSO通路，GSO通路，和这些部件之间的各种通讯链接；图3A示出了在非重叠NGSO卫星复盖区域内的两用户终端被操作的情况；图3B示出了在两个NGSO卫星复盖区域之间的重叠区域内的两用户终端被操作的情况；图3C是用户终端简化的框图；图3D是NGSO诸卫星的一个的简化的框图；图4进一步详细地示出了图3B重叠复盖区域的情况；图5进一步示出了图3B和4的重叠复盖区域情况，进一步示出了GSO诸卫星的一个的简化的框图；图6是运用于减少接收的用户发送到基带的电路的简化的框图；和图7是依照本发明方法的逻辑流程图。
参看图1，通过介绍的方式，依照本发明的教导这里描述了用第二个较高轨道卫星(中地球轨道(MEO)和/或GSO卫星(S))来补充第一或初始NGSO卫星，例如低地球轨道(LEO)卫星以改善控制用户终端和卫星功率损耗的技术。下述的美国专利给出了LEO卫星的各个方面，和相关的通讯系统它们是U.S.Patent NO.5,552,798，issued 9/3/96，entitled”Antenna for Multipath SatelliteCommunication Links”，by F.J.Dietrich and P.A.Monte；U.S.PatentNO.5,422,647，issued 6/6/95，entitled“Mobile Communication SatellitePayload”，by E.Hirshfield and C.A.Tsao；U.S.Patent No.5,504,493，issued4/2/96，entitled“Active Transmit Phased Array Antenna with Amplitude Taper”，by E.Hirshfield；U.S.Patent Nos.5,448,623，issued 9/5/95，and 5,526,404，issued6/11/96，“Satellite Telecommunications System Using Network CoordinatingGateways Operative with a Terrestrial Communication System”，by R.A.Wiedeman and P.A.Monte；and U.S.Patent No.5,233,626，issued 8/3/93，entitled“Repeater Diversity Spread Spectrum Communication System”，by SA.Ames.这些公开的美国专利全部在此作为参考。正如下面做的明显的是，这些教义将被修改，以在一些实施例中提供接收的用户终端发送的移动卫星处理和卫星之间的链接。
在本发明的优选的实施例中，LEO卫星星座10包括在8个园面偏置45°高度为≈1400km的在每一平面带有6个卫星的相对于赤道倾斜52°的诸卫星10a(这里可以称为Walker星座)。为了最佳化复盖的效果，使用路径差异，以减轻局部障碍物例如树，建筑物，和山脉。路径差异要求，在地面上的用户终端在水平面大约10°的高程可以同时看到两个或更多的卫星，该上述的LEO星座提供多个卫星复盖。
图1提供了依本发明给出的卫星系统1的一般配置。卫星通讯系统1包括非地球同步轨道(NGSO)卫星，或大量NGSO卫星2，它们可以共同参照为卫星星座。该卫星星座可以类似于前述的美国专利描述的那些星座，虽然本发明的教义不应读为仅局限这特殊类型的LEO系统。该NGSO卫星2在非同步轨道12上绕地球旋转，多于一个卫星2并不是必需的，然而，优选的配置包含多个卫星。每一个卫星2具有相关的地球复盖区域21。图1也示出了在同步轨道11上绕地球旋转的同步(GSO)卫星3作为优选的实施例。同步轨道是这样一个轨道，其中卫星3并不相对地球上的诸点明显的移动。该GSO卫星3具有相关的地球复盖区域22，由于相对于non-GSO卫星2的高度差，该复盖地球面积22显著地大于复盖面积21。
应当注意的是，卫星3是在GSO轨道上并不是必需的，但在事实上也可以在非同步轨道上。例如，卫星3可以在中地球轨道(MEO)上。同样，这里存在着典型地多于一个卫星3以为NGSO卫星2提供整个地球或接近整个地球的支持。然而，在许多情况下，卫星3应当比卫星2有较大的高度。该NGSO星座和较高高度轨道的星座可以共同参考为卫星通讯系统的空间段。
参看图2，这里示出了链接系统1在一起的各种部件。用户终端5和共同构成卫星通讯系统地面段全部或部分的地面站或通路(GM)7和8位于在地面上或靠近地面的表面。在NGSO卫星2的复盖区域21内，这里至少有一个，但典型地是有多个用户终端5，它们是能够进行声音和/或数据发送和接收的可以是固定的，手持的或者是移动的终端。用户终端5使用上传链接31和下传链接32并通过链接到NGSO卫星2。这些信号在NGSO卫星2的复盖区域21内能在NGSO卫星2上被定向到NGSO通路(GW-NGSO)8，或在GSO卫星3的复盖区域22内通过GSO卫星3定向到到通路(GW-GSO)7。链接到GW-NGS08提供了到公共开关网络(PSTN)6和/或到私用网络的连接性用户终端5通过用户链接31和32和NGSO卫星2，和用在NGSO卫星2和GW-NGSO8之间的上传链路35和下传链路36连接到GW-NGSO8。替换地，用户终端5通过NGSO卫星2能相互间直接连接它们自己，和不定向到通路。进而，用户终端5在GSO卫星3的复盖区域22内可以连接到GW-GSO7。该GW-GSO7也可以连接到PSTN6和/或私用网络。
在卫星上的操作功率是必需被控制的宝贵的资源，这是因为在任何给定的时间只有确定量的功率才行。一般而言，使用NGSO卫星系统，从卫星星座可获得的功率直接和在最忙或峰值小时内能被支持的大量通讯电路成正比，而且峰值小时绕着地球从一个时区到另外一个时区。如果是这样，在任何恒定情况下，越过区域的在轨道上运行的卫星可以传送特定量通讯电路到该区域取决于功率系统的状态，复盖区域的大量卫星和大量能被利用的频谱。如果假定，大量频谱不是限制因素，那么大量可使用的卫星和可利用的定量的功率是两个主要的因素。
参看图3A和3B，这里示出了NGSO系统的两个不同的实施例。在星座A(图3A)内，NGSO卫星2的复盖区域或地区21实质上并不重叠，在复盖区域21内的用户终端并不从一个NGSO卫星竞争资源，在一个时间内每一个用户终端从一个卫星抽取所使用的功率。然而，在星座B(图3B)，复盖区域21实质上相互重叠，在重叠复盖区域内的用户终端5从两个或多个NGSO卫星2处竞争资源，在其一时刻对于给定的用户终端，功率能从多于1个卫星2处被抽取。
对于图3A和3B的两种情况的配置，在两个方向的链接的功率损耗是重要的。
简单地参看3c，在汽车或便携式配置的用户终端5具有电池5a，它提供功率到包括用户终端控制处理器的数字部分5b和包括发身机，接收机，和相关的RF信号处理部件的RF部分5c。这些各个部分的功能是通过天线5d确保建立和维持链接31和32以发送和接收声音和/或数据通讯。
也参看3D，NGSO卫星2具有电池2a，它通过功率控制单元2c从一个或多个太阳能板2b进行充电。当太阳能板2b不提供功率(在被遮蔽)时，必需通过功率控制单元2c从电池2a向数字部分2d和RF部分2e提供操作功率，以通过适当的天线2f建立和维持链接31，32，35，36，37和38。
在图3C和3D的情况下，重要的是仔细地控制从电池5a和2a抽取的电流量，同时也最小化电池的重量和尺寸。对于NGSO卫星2而言，重要的是最小化太阳能板2b的重量和大小，由于太阳能发电机典型地花费很大去构造和去发射。由于发射卫星的费用很大取决于能被举起的重量，以便用可观大小的电池获得的以瓦特为单位的可获得的功率和瓦特一小时，和太阳能板在很大程度决定了卫星通讯系统的经济寿命。
为了最小化用户终端5的电池5a的重量和最小化卫星功率系统(2a-2c)的费用和重量，仅发送必要的最小功率去逼近RF链接31和32到用户终端5是有用的。由于链接31和32经历了各种各样的减损，功率的可调量是必要的，以克服减损。减损的特定性质取决于操作的性质，被发射的系统调制类型和用户终端5和卫星2(S)之间的倾斜幅度。
值得注意的是，当卫星2移动到(离开地面)上升时，在NGSO卫星系统中的倾斜幅度是持续变化的。一些但不是全部可以体验的各种减损包括由于簇叶吸收和绕射引起的减损，包括建筑物的阻碍和其它障碍在一些频带内引起的减损和由于雨水衰减在5MHz以上频带引起的减损。
进而，如果所有用户终端传送被控制到特定的水平，特定类型信号操作最有效，并不依赖减耗，倾斜幅度，和其它变化。以这样方式举止的一类型信号调制是使用码分多路存取或SS/CDMA的扩展频谱，在SS/CDMA系统中，目标是使所有用户终端5在某一特定频道内发射的上传链路信号31，在由卫星接收天线2接收后，近似具有相同功率密度。保持用户终端5在相同或者在最小功率电平的功率控制系统，在卫星天线接收后，是独立于调制方案，减损或选取的频带。
考虑在使用图3B示出的配置的SS/CDMA系统内的28GHz的Ka频带内的雨水衰减作为实例。该原理应用到一些频率，链接，减损的类型，和系统调制技术。
就这一点参看图4，系统企图用用户终端5链接两个NGSO卫星NGSOSAT-1和NGSO SAT-2。如图4所示，用户终端5正在发射同时指向两个卫星的功率为P的信号。从两个卫星来的在用户终端5接收的信号在用户终端5内进行相干地组合以形成单一的组合的信号。关于这一点必需参考U.S PatentNo.5,233,626，issued 8/3/93，entitled“Repeater Diversity Spread SpectrumCommunication System，by S.A.Ames。从用户终端5来的发射到两个卫星的信号的最终目的可以是GSO卫星3，NGSO通路8，GSO的通路7(通过GSO卫星3)，或其它的用户终端5。在任何情况下这里存在着，在NGSO卫星2必须质量(保证)的接收信号，以实现在最终目的希望结果。
如图4所示，上传链路31a和或许也是下传链路32a的一个受雨水单元33的影响而衰减。在NGSO SAT-1处接收的功率P(NGSO SAT-1)比希望的电平少，这里由于雨水衰减(可以这样理解，NGSO SAT-1也同时接收从其它的用户终端5来的上传链接，它可以是或者不是减损的)。通过知道该减损正在发生，减损的电平，系统能仅补偿该链接(即仅仅链接31a)，而使所有其它用户终端不受影响。通过选择性地功率控制终端，或链接-链接为基础的终端，这样节省能量和卫星的费用和重量可被最小化。
通常的方法，例如在各种美国专利叙述的作为本专利申请的背景部分的所描述的方法中，用户链接之一的衰减的补偿，使用了由地面控制的功率控制环路和要求位于地面设置的遥控接收机测量从地面发射的诸信号。这种通常的方法具有大量的不利之处和缺点。
依照本发明的一个方面，系统使用单独控制每一个用户终端5的功率的功率控制环路(开环和/或闭环)，这是通过卫星通讯系统空间段内执行的处理和发布的功率控制命令来实现的。
图5示出了控制用户终端5发送功率的本发明优选的技术。从用户终端5传送的功率P从上传链路31a和31b分别被两个不同的NGSO卫星NGSO SAT-1和NGSO SAT-2所接收。如前面注释的，每一个上传链路的诸信号由于各种不同的减损(例如由于雨水单元33的存在)具有不同的强度。
这里有完成本发明的两个呈现的优选的实施例。一个实施例假定，衰减是用户终端5正在接收和正在发送的两个不同频带的相互作用，这里仅需要单个补偿链路(开环)。第二个实施例在每一个频带上单独地控制上传链路31和下传链路32，这样不需要假定在上传链路和下传链路之间的衰减深度的相关性(闭环)。值得注意的是闭环和开环控制可以一块使用。首先描述闭环控制实施例，随后是开环功率控制实施例。
值得注意的是，这里存在着许多完成依本发明的这方面的闭环功率控制的不同的实施例。
第一个闭环实施例使用在每一个NGSO卫星2上完成的用户终端5上传链路信号的功率控制和然后通过上传链路33中继到GSO卫星3。在这种情况下，现假定通路31a是减损的和以比希望功率电平低的功率电平在NGSO SAT-1上被接收。在NGSO SAT-1上接收的信号可以是完全解调的或部分解调的提取的信号强度信息。当信号是完全被解调时，该信号强度信息能被位误差率或帧误差率加以测量或指示。对于信号不是完全解调的情况，信号强度信息可以基于接收的信号强度的测量。
一般而言，对于本发明的目的，当由正在接收的NGSO卫星2的给定的一个被接收时，信号虽度信息可考虑为由上传链路31的功率和质量来指示。对于本发明的直接顺序(DS)CDMA实施例，所希望的等于发送到NGSO卫星2的给定的一个的从每一个用户终端5所接收的上传链路信号31的功率。
如果信号是完全地解调和解码的，它由图6所示的数字接收机链40所处理。数字接收机链可以是通常的结构，现假定DS-CDMA信号，包括混合上传链路RF信号和本机振荡器(LO)信号的混频器40a，以产生IF信号，消扩展器40b结合伪随机(PN)码发生器40c操作以产生相关并且提取用户终端的发送，然后到解调器40d和解码器40e。解码器40e的输出是基带信号。在这种情况下，解码输出的强度或由解码器40d做出的软决定可以被使用作为接收信号功率的测量。如果发送的信号仅仅是在卫星2部分地再产生，任何块40d和40e可被省略，在块40b输出的信号功率电平可以被使用作为接收的信号强度测量。应当理解，至少图6所示的一些电路为在相同的频带上发送不同的扩展信号的每一用户终端被复制。
再参看图5，如图6所描述的获得的用户终端5的信号强度的指示通过链路33a和33b由每一NGSO卫星2再传送到GSO卫星3。在GSO卫星3内上传链路31a和31b的信号强度指示通过天线3b由RF单元3a所接收和传给处理器3c。在处理器3c中，两个信号强度指示(或更多，这取决于正在接收用户终端发送的NGSO卫星2的数目)相互比较。即，通过NGSO卫星2的不同路径来的信号强度在GSO卫星3上加以比较。在图5的例中，通过NGSO SAT-1接收的上传链路信号31a发现相对于由于下雨部分33没有经历衰减的上传链路信号31b有减损。
在优选的实施例中，从NGSO SAT1和2接收的信号强度指示的和与某些希望的阀值功率或信号强度电平加以比较。和该阀值比较的差或亏空S然后通过链路34a和/或34b由GSO卫星3发送到NGSO卫星2。该信息然后通过下传链路32a和/或32b发送到用户终端5。作为响应，用户终端5的数字部分5b然后可以根据亏空S确定的量可以增强指向NGSO SAT-1和/或指向NGSO SAT-2的发送功率。如果发现S大于一预定值例如10dB，那末，对于非减损的NGSOSAT-2路径增加例如3dB，使得多的功率更有效，而不是企图用更多的传送功率穿过减损路径到达NGSO SAT-1。
用户终端5上传链路信号31的闭环功率控制的第二实施例是在GSO卫星3上完成的。在这个实施例中，NGSO卫星2以线性方式简单中继用户终端上传链路信号31a直接到GSO卫星3，这里GSO卫星3(a)接收两个中继上传链路信号和此后解调全部或部分，(b)比较中继信号，(c)计算完成希望的链接质量的功率亏空，和(d)通过一个或多个NGSO卫星2发布功率控制指令到用户终端5。
对于该实施例，可以假定GSO卫星3配置有图6所示一些或全部电路，这取决于完成全部或部分调制。
在第三闭环功率控制的实施例中，用户上传链路信号的功率控制仅在NGSO卫星2中完成。如同上述实例所示，路径31a假定是减损的，并在低于期望的电平上由NGSO SAT-1接收。该信号可以是全部或部分解调的和信号强度信息的提取如先前第一实施例所述。
用户终端5也发送它的功率到链路31b上的NGSO SAT-2。该链路作为好的也可以是减损的，但一般而言，减损较少，这是由于在链接方向31a处下雨部分33较集中。在NGSO SAT-2接收的链路31b信号比在NGSO SAT-2接收的相同的信号有较高的电平。接收的信号可以是全部或部分解调的和信号强度信息的提取如前所述。
在该实施例中，每一个NGSO卫星2独立地确定是否各自上传链路31a或31b的信号强度应当是增加或减少。每一个NGSO卫星2发送信号到用户终端5以适当地调节发送功率。在优选的实施例中，用户终端5调节它发送的信号功率，以响应两个命令功率电平的减少。作为替换，信号强度可以调节到两个命令的功率电平之间的一些中间值。
在这个实施例中，NGSO卫星2可以通过链路33a和33b中继功率控制命令到GSO卫星3。在这种情况下，GSO卫星3的功能作为较慢的较长的延迟功率控制器。即，NGSO卫星2以较短延迟的功率控制环路(例如，以每帧(例如，20毫秒))中继功率控制命令到用户终端5，和然后再以较长功率控制环(例如，每n个帧周期一次，这里n大于1)，GSO卫星3通过一个或者两个NGSO卫星2发送超越的功率控制命令到用户终端5。在从GSO卫星3接收的命令值中设置它的发送功率后，短延迟控制环路被使用以调节下一n帧周期的较长时间值NGSO卫星2可以通过内卫星链路发送控制信息到其它卫星和通过这样协作以确定发送到用户终端5的适当的功率控制命令。在这种情况下GSO卫星3并不需要。如果不使用NGSO内卫星链路，那么可以使用GSO卫星3来交换正在接收用户终端传送的NGSO卫星2之间的信息。
前述的描述已经呈现在功率控制用户终端上传链路31的上下文中。然而，下传链路32的功率控制也同样可以实现。在这种情况下，用户终端5检测从NGSO SAT-1来的下传链路32a的衰减，和从NGSO SAT-2来的下传链路32b接收的较好的质量(例如，较大的信号强度，较小位的帧误差等等)。用户终端5确定从NGSO SAT-1增强必要的功率以补偿下传链路32a的衰减(例如，使它等于下传链路32b)，和通讯这个量直接到NGSO SAT-1，或到通过GSO卫星3到NGSO SAT-1中继功率增加请求的NGSO SAT-2(或控制信号交叉链接到NGSO SAT-1)。如果衰减是严重的，这最好在“好”链接上增强功率，例如3dB，而不企图使用“坏”链接。通过比较从两个链路32a和32b接收的信号电平可以完成该决定。
在依照本发明的这个方面已经简述了闭环的实施例以后，将描述开环的实施例。该实施例是以这样假设为前提，如果密切相关能在上传链路和下传链路的衰减之间完成，使用相关可以完成开环功率控制方案。例如，如果发现，上传链路衰减与下传链路衰减的比率为R(这是由于上传链路和下传链路之间的频率的差)。该比率R可以用来完成开环功率控制。例如，用户终端5检测，从NGSOSAT-1的下传链路32a的衰减。依照在下传链路观察到的衰减和比率R，用户终端5自动地增加到NGSO SAT-1的上传链路31a的发送功率。
值得注意的是，用户终端5通过使用不同扩展编码和/或被插入到数据流内的源标识区分这些传送。可以使用相同的技术区别前述闭环实施例的不同功率控制命令的诸源。
同样，如果衰减是严重的，这最好增加未衰减路径的上传链路功率，例如3dB，而不是企图使用经受衰减的路径。
应当清楚，本发明提出了一方法，和参看图7，该方法包括诸步骤(A)从用户终端同时发送上传链路信号到空间段的至少两个卫星；(B)至少两个卫星的的每个接收上传链路信号；(C)在空间段确定，表示接收的信号强度指示和至少两个卫星的每一个的希望的接收的信号强度指示之间的差的差值；(D)响应该差值，在空间段产生至少一个功率控制命令以供用户终端使用；(E)传送至少一个产生的功率控制命令从空间段到用户终端；和(F)依照至少一个功率控制命令调整上传链路信号的发送功率。
虽然上述基本上是关于具有低地球轨道和同步地球轨道的卫星的空间段的上下文内容，应当理解，本发明的教义也应用到包括低地球轨道和中地球轨道和中地球轨道和同步地球轨道诸卫星的卫星通讯系统。
这样，当发明已经部分地被示出和结合优选的实施例加以描述时，所属领域的技术人员应当理解，各种形式和细节的变化可以做出而不脱离发明的精神和范围。
权利要求
1.在具有至少一个用户终端的地面段和具有大量的非同步地球轨道的空间段构成的该类型的卫星通讯系统中的控制用户终端发送功率的方法，该方法包括步骤为从用户终端同时向空间段的至少两个卫星发送上传链路信号；至少两个卫星的每一个接收上传链路信号；在空间段确定，表示接收信号强度指示和至少两个卫星的每一个的希望的接收的信号强度指示之间差的差值；响应该差值，在空间段产生至少一个功率控制命令以供用户终端使用；从空间段到用户终端传送至少一个产生的功率控制命令；和依照至少一个功率控制命令调节上传链路信号的传送功率。
2.权利要求1的方法，其中，接收上传链路信号的步骤包括，解调到基带的接收的上传链路信号的步骤。
3.权利要求1的方法，其中，接收上传链路信号的步骤包括，消扩展分配给用户终端的扩展编码的所接收的上传链路信号的步骤。
4.权利要求1的方法，其中，在至少两个卫星的每一个完成确定的步骤，进而包括从至少两个卫星的每一个发送确定的差值到较高轨道内的第三个卫星的步骤。
5.权利要求4的方法，其中，第三个卫星是中地球轨道或同步地球轨道中的一个。
6.权利要求4的方法，其中，产生至少一个功率控制命令的步骤是由第三个卫星执行的。
7.权利要求1的方法，其中，接收上传链路信号的步骤包括了中继接收的上传链路信号到第三个卫星的步骤和进一步包括在第三个卫星中解调或部分解调中继的上传链路信号，以确定差值的步骤，和其中产生至少一个功率控制命令的步骤是由第三个卫星执行的。
8.权利要求1的方法，其中，产生和发送至少一个功率控制命令的步骤，发生在第一个间隔，和进而包括了在第二个间隔产生超越功率控制命令和发送产生的超越功率控制命令到用户终端的步骤，其中第二间隔长于第一间隔。
9.权利要求8的方法，其中，在第一间隔被产生和发送的功率控制命令是由在低地球轨道或中地球轨道诸卫星中的至少两个卫星星座产生的，和其中超越功率控制命令是由比至少两个卫星高的较高地球轨道上的第三个卫星产生和发送的。
10.权利要求1的方法，接收步骤包括传送接收的上传链路信号到地面通路，以连接地面通讯网络。
11.包括至少一个用户终端和至少一个地面通路的地面段和包括在非同步地球轨道上的大量卫星的空间段组成的该类型的卫星通讯系统进而包括在所说用户终端的发送器，用于同时发送上传链路信号到所说空间段的至少两个卫星；在至少两个卫星的每一个的接收器，用于接收上传链路信号；在所说空间段的第一个控制器，用于确定表示接收信号强度指示和至少两个卫星的每一个的希望的接收信号强度指示之间差的差值；响应差值的在空间段内的第二个控制器，用于产生至少一个功率控制信号以供所说的用户终端使用；在空间段的发送器，用于发送至少一个产生的功率控制命令到用户终端；和在所说用户终端的装置，用于依照至少一个功率控制命令调整上传链路信号的发送功率。
12.权利要求11的系统，其中，所说的接收机包括了解调接收的上传链路信号到基带的电路。
13.权利要求11的系统，其中，所说的接收机包括消扩展分配给用户终端的扩展编码的所接收的上传链路信号的电路。
14.权利要求11的系统，其中，确定差值的所说的第一个控制器位于在至少两个卫星中的每一个，其中所说第二个控制器也位于至少两个卫星的每一个，和进而还包括装置，用于直接或至少通过另一个卫星发送确定的至少两个卫星的每一个之间的差值。
15.权利要求11的系统，其中，确定差值的所说第一控制器位于在至少两个卫星中的每一个，其中所说的第二控制器位于在较高轨道内的第三个卫星内，和进而包括装置，用于发送确定的至少两个卫星的每一个和所说第三卫星之间的差值。
16.权利要求15的系统，其中，该第三卫星是中地球轨道或同步地球轨道中的一个。
17.权利要求11的系统，其中，所说接收机耦合到发送器，用于中继接收的上传链路信号到第三个卫星，所说的第三个卫星包括解调或部分解调中继的上传链路信号的装置，和第一和第二控制装置。
18.权利要求11的系统，其中，所说第一和第二控制器位于在所说至少两个卫星中的每一个内部，并且在第一间隔内产生和形成被发送的至少一个功率控制命令，该系统进一步在高度高于至少两个卫星的高轨道卫星内包括第一和第二控制器，用于在第二间隔产生发送到所说用户终端的超越功率控制命令，其中的第二间隔大于第一间隔。
19.权利要求18的系统，其中，至少两卫星是低地球轨道卫星星座的一部分，和其中第三卫星是中地球轨道或同步地球轨道中的一个。
20.权利要求11的系统，其中，所说的接收机输出耦连到发送机，以发送接收的上传链路信号到地面通路，以连接地面通讯网络。
21.卫星通讯系统包括每一个具有发送机和接收机的大量用户终端；双向耦连到地面通讯网络的至少一个通路；在地球轨道上的大量卫星，至少所说的一些卫星包括，通过通讯线路从所说用户终端接收通讯信号的装置和发送所说接收的通讯信号到所说至少一个通路的装置；和在所说大量卫星内分配的功率控制功能，用于为所说大量用户终端单独地产生发送功率控制命令，以为所说用户终端的每一个补偿通讯线路的减损。
全文摘要
在具有至少一个用户终端和至少一个地面通路的地面段和在非同步地球轨道的大量卫星的空间段组成的该类型的卫星通讯系统中控制用户终端发送功率的系统和方法。该方法包括步骤为(a)从用户终端同时发送上传链路信号到空间段的至少两个卫星和(b)至少两个卫星的每一个接收上传链路信号。该方法进一步包括步骤(c)在空间段确定,表示接收的信号强度指示和至少两个卫星的每一个的希望的接收的信号强度指示之间的差的差值;(d)响应该差值,在空间段产生至少一个功率控制命令,以供用户终端使用;(e)从空间段至少发送一产生的功率控制命令到用户终端,和(f)依照至少一个功率控制命令调节上传链路信号的发送功率。
文档编号H04B7/15GK1192090SQ9710859
公开日1998年9月2日 申请日期1997年12月11日 优先权日1996年12月12日
发明者V·K·加拉赫尔, P·A·蒙特, R·A·维德曼 申请人:环球星有限合伙人公司