Патент на изобретение №2335847

(54) РАЗДЕЛЕНИЕ НАГРУЗКИ В СПУТНИКОВОЙ СВЯЗИ

(57) Реферат:

Изобретение относится к технике связи. Технический результат состоит в повышении скорости передачи символов для пользователя. Для этого в способе и системе скорость передачи данных может быть изменена посредством уменьшения скорости кодирования для компенсации низкого качества сигнала. В системе связи с мультиплексированием во времени, где множество пользователей используют с мультиплексированием во времени доступную ширину полосы частот для связи, система может одновременно корректировать время, назначенное пользователю, на основании, в частности, скорости кодирования. Время, назначенное пользователю, может быть увеличено для уменьшения скорости кодирования, чтобы поддерживать по существу стабильную скорость передачи символов для пользователя в течение каждого цикла мультиплексирования во времени пользователей. 6 н. и 19 з.п. ф-лы, 8 ил.

Ссылки на связанные заявки

Настоящая заявка испрашивает приоритет заявки на патент США №60/554,307, “Link Degradation Compensation Through Capacity Allocation Adjustment”, поданной 17 марта 2004, и заявки на патент США №60/554,308 “Rain Burden Sharing in Ka Band Multibeam Satellite Downlinks”, поданной 17 марта 2004, каждая из которых тем самым включена в настоящее описание во всей полноте.

Уровень техники

Обычно пользователи Интернет, требующие высокоскоростных широкополосных услуг, могут использовать DSL (цифровые линии абонента, ЦЛА) во многих частях мира. В областях, где существует возможность цифровой кабельной связи, кабельные модемы обеспечивают другую возможность. Но существуют большие области мира, даже развитого мира, где не будет никакой возможности в течение обозримого будущего. Это области относительно малой плотности населения. В этих областях длина прокладки кабеля от центральных телефонных станций становится большой, таким образом снижая быстродействие DSL, и, в свою очередь, препятствуя развертыванию DSL. Аналогично, малая плотность населения препятствует установке цифрового кабеля из-за высокой стоимости в расчете на одного абонента. Оценено, что приблизительно 30% из примерно 100 миллионов домашних хозяйств в США живет в таких областях.

Спутниковое обслуживание представляется как естественный способ обслуживать такое население и, действительно, было несколько таких попыток бизнеса. Типичные предприятия до настоящего времени использовали существующие спутники Ku-диапазона длин волн (полоса частот в диапазоне 10,9-17 ГГц). Эти спутники имеют лучи для больших областей размером с континент вместо множества малых лучей. Если нужно обеспечить высокую скорость обслуживания, количество абонентов, которые могут обслуживаться на каждый мегагерц, используя большие лучи, становится неэкономно маленьким. Способ разрешения этой проблемы хорошо известен. Используя многолучевой спутник, где множество малых лучей охватывает область размером с континент вместо одного большого луча, получают эффективное увеличение ширины полосы частот. Заданный диапазон частот может быть повторно использован множество раз в различных лучах, так что ширина полосы частот фактически умножается на количество лучей, разделенных на коэффициент повторного использования. Кроме того, такая многолучевая работа фактически не наносит никакого ущерба мощности. Сравнивая два различных спутника с одной и той же мощностью, первый – с одним лучом для большой области размером с континент и другой – с множеством меньших лучей, охватывающими ту же самую область, что и большой луч, оба спутника формируют одну и ту же EIRP (эффективную изотропно излучаемую мощность).

Но обеспечение множества малых лучей требует большого увеличения значения апертуры спутника при прочих равных условиях. Если рассматривать десятки лучей (скажем, 40-60 лучей), размер становится больше, чем большинство рассматриваемых практически сегодня в Ku-диапазоне. Следовательно, это приводит к использованию диапазона Ка (18-31 ГГц), следующего диапазона частот после Ku, зарезервированного для работы FSS (фиксированной спутниковой службы связи).

Однако Ка-диапазон вводит свою собственную проблему, а именно намного более высокое ухудшение вследствие дождя. Несомненно, что ухудшение вследствие дождя также существенно в Ku-диапазоне, но в большинстве ситуаций обеспечивается адекватная доступность посредством использования запаса в несколько децибел (дБ). В Ка-диапазоне, однако, ухудшения вследствие дождя в 10 и более децибел не являются редким случаем, и простое обеспечение запаса, чтобы преодолеть ухудшение вследствие дождя, кажется непрактичным. Обеспечение запасов мощности в десятки децибел для ситуации ухудшения вследствие дождя, которая может происходить для менее чем в 10% времени, непрактична и неэкономна. Желательно, чтобы была возможность последовательно обеспечивать линию связи при почти всех условиях среды без обращения к грубому применению запаса по мощности, достаточного для преодоления ухудшения окружающей среды.

Краткое изложение сущности изобретения

Раскрыты системы, устройство и способы обработки графика нисходящей линии связи в системе доступа к Интернет, включающей в себя разделение (совместное использование) накладных расходов (нагрузки) из-за дождя. Эти системы и способы объединяют мультиплексирование с разделением во времени, кодирование с переменной скоростью по большому динамическому диапазону с соответствующей обратной связью от пользовательских устройств. Пользовательские устройства могут сообщать метрику сигнала, например соотношение сигнал/шум, на концентратор, такой как наземный шлюз. Системный процесс обеспечивает компенсацию пользователям с пониженной скоростью передачи данных увеличением интервалов времени на канале. Влияние разделения (совместного использования) накладных расходов (нагрузки) вследствие дождя, когда дождь проходит сквозь луч, рассматривается как уменьшение емкости луча, но по существу всем пользователям предоставляют одно и то же качество услуг.

Раскрыт способ разделения накладных расходов в канале связи, включающий в себя буферизацию данных, соответствующих каждому из множества пользователей, извлечение по существу равного количества битов данных для каждого из множества пользователей, определение скорости кодирования, соответствующей каждому из множества пользователей, кодирование битов данных со скоростью кодирования, соответствующей каждому из множества пользователей, и мультиплексирование во времени кодированных битов по каналу радиосвязи для множества пользователей.

Также раскрыт способ разделения накладных расходов в канале связи, включающий в себя буферизацию данных для первого пользователя, извлечение по меньшей мере части буферизированных данных, определение скорости кодирования для извлеченной части буферизированных данных, кодирование извлеченной части буферизированных данных с упомянутой скоростью кодирования, чтобы сформировать закодированные данные, определение длительности временного интервала, по меньшей мере частично, на основании скорости кодирования и мультиплексирование во времени закодированных данных с данными для пользователей, отличных от первого пользователя.

В другом аспекте способ разделения накладных расходов в канале связи включает в себя буферизацию данных, соответствующих множеству пользователей, обращение к первому буферу, хранящему данные для первого пользователя, определение размера блока данных для данных, которые должны быть извлечены из первого буфера, извлечение данных, соответствующих упомянутому размеру блока данных, из первого буфера, определение скорости кодирования, которую нужно применить к извлеченным данным, на основании, в частности, метрики сигнала, полученного из спутникового сигнала Ka-диапазона, принятого первым пользователем, кодирование извлеченных данных, чтобы сформировать закодированные данные, мультиплексирование во времени закодированных данных с данными для других пользователей, чтобы сформировать мультиплексированные во времени данные, и передачу мультиплексированных во времени данных на спутник, сконфигурированный для передачи сигнала Ka-диапазона по прямой линии связи первому пользователю в одном из множества спутниковых лучей.

В другом аспекте раскрытие включает в себя устройство для разделения накладных расходов в канале связи, включающее в себя множество буферов, причем каждый буфер выполнен с возможностью сохранять данные для соответствующего одного из множества пользователей, кодер, конфигурированный для того, чтобы извлекать данные, соответствующие номинальному размеру блока данных, из каждого из множества буферов способом мультиплексирования во времени и кодировать данные с одной из множества скоростей кодирования на основании сигнала управления, чтобы сформировать мультиплексированные во времени закодированные данные, модуль управления скоростью передачи, подсоединенный к кодеру и сконфигурированный так, чтобы принимать метрику сигнала от каждого из множества пользователей и формировать на основании принятой метрики сигнала сигнал управления для кодера.

Краткое описание чертежей

Признаки, задачи и преимущества вариантов осуществления настоящего раскрытия станут более очевидными из подробного описания, приведенного ниже, при рассмотрении совместно с чертежами, на которых аналогичные элементы имеют аналогичные цифровые ссылочные обозначения.

Фиг.1A изображает функциональную блок-схему варианта осуществления системы радиосвязи, реализующую разделение накладных расходов.

Фиг.1B иллюстрирует график статистик спада замирания.

Фиг.2 иллюстрирует функциональную блок-схему варианта осуществления спутникового шлюза, конфигурированного для разделения накладных расходов.

Фиг.3 иллюстрирует последовательность операций варианта осуществления процесса для разделения накладных расходов.

Фиг.4 иллюстрирует последовательность операций варианта осуществления процесса для определения скорости кодирования в системе с разделением накладных расходов.

Фиг.5 иллюстрирует график измеренного затухания вследствие дождя.

Фиг.6 иллюстрирует график изменения емкости луча.

Фиг.7 иллюстрирует график распределений скорости передачи при дожде.

Подробное описание изобретения

Раскрыты системы, устройство и способы для осуществления разделения (совместного использования) накладных расходов, имеющих место вследствие дождя. Системы разделения накладных расходов вследствие дождя способны обеспечить высокую степень доступности, высокоскоростное обслуживание на нисходящих линиях связи спутников Ka-диапазона почти без запаса.

Система связи может осуществлять разделение (совместное использование) накладных расходов в системе, где множество пользователей используют мультиплексирование с временным разделением в канале связи. Такая система может быть сконфигурирована так, чтобы изменять кодовую скорость (частоту следования кода) данных для каждого из пользователей. Система может быть сконфигурирована так, чтобы изменять кодовую скорость на величину, достаточную для обеспечения заранее определенной величины выигрыша (эффективности) кодирования.

Система регулирует скорость кодирования для конкретного пользователя на основании качества сигнала, испытываемого пользователем. Чтобы противостоять неблагоприятным эффектам увеличения выигрыша кодирования в отношении скорости передачи данных, испытываемой пользователем, система может также быть сконфигурирована так, чтобы изменять длительность временного интервала, распределенного (назначенного) каждому пользователю. Система может таким образом распределять длительность временного интервала способом, который является обратно пропорциональным выигрышу кодирования, применяемому к каналу. То есть, система может распределять длительность временного интервала, которая является линейно пропорциональной обратной величине скорости кодирования. Поскольку канал совместно используется всеми мультиплексированными во времени пользователями, увеличенная длительность, распределенная какому-либо конкретному пользователю, слегка уменьшает эффективность всех других пользователей. Таким образом, ухудшение в эффективности одним пользователем эффективно компенсируется другими пользователями, так что совокупное изменение эффективности, испытываемое всеми мультиплексированными во времени пользователями канала, является минимальным.

Фиг.1A иллюстрирует функциональную блок-схему варианта осуществления системы 100 спутниковой связи, сконфигурированной для обеспечения разделения накладных расходов. Система 100 спутниковой связи включает в себя наземную базовую станцию, здесь упоминаемую как шлюз 120. Шлюз 120 может обеспечивать интерфейс с сетью 150, которая может быть внешней к системе 100 спутниковой связи. Интерфейс между шлюзом 120 и сетью 150 может включать в себя проводные линии связи, а также беспроводные линии. Сеть 150 может быть, например, локальной сетью (LAN) или глобальной сетью (WAN), такой как Интернет.

Шлюз 120 также конфигурирован для взаимодействия со спутником 130. В некоторых вариантах осуществления шлюз 120 может быть сконфигурирован для взаимодействия с множеством спутников. Шлюз 120 обменивается со спутником 130 по линии связи в первом диапазоне связи. Первый диапазон связи может быть, например, Ka-диапазоном, Ku-диапазоном, S-диапазоном, L-диапазоном или некоторым другим диапазоном связи.

Источник (не показан), подсоединенный к сети 150, может подавать информацию к шлюзу 120 для ретрансляции на устройство 110 пользователя. Шлюз 120 передает информацию по первому каналу прямой линии связи на спутник 130, и спутник 130 ретранслирует информацию по второму каналу прямой линии связи на устройство 110 пользователя.

Спутник 130 может быть конфигурирован так, чтобы иметь один или более лучей, где каждый луч облучает соответствующую область 140a-140g. Фиг.1A иллюстрирует множество областей 140a-140g, поддерживаемых спутником 130, но для ясности иллюстрируется только один луч.

Спутник 130 может быть выполнен с возможностью ретранслировать информацию прямой линии связи на устройство 110 пользователя, установленное в пределах одной из областей 140b. Связь по прямой линии связи от спутника 130 на устройство 110 пользователя может быть, например, в Ka- или Ku-диапазоне, или некоторой другой выделенной части частотного спектра.

Устройство 110 пользователя может быть, например, компьютером, сервером, терминалом, телефоном, персональным цифровым помощником и т.п., или некоторым другим устройством связи. Устройство 110 пользователя может быть стационарным или может быть мобильным и способным перемещаться между областями 140a-140g.

Устройство 110 пользователя может обмениваться с устройством (не показано), подсоединенным к сети 150 по каналу обратной линии связи, который подсоединяет устройство 110 пользователя к шлюзу 120 через спутник. Устройство 110 пользователя может генерировать данные, принимать входные данные или принимать данные от внешнего устройства (не показано), и может передавать информацию на спутник 130, используя канал обратной линии связи в выделенном диапазоне частот, который может быть, например, Ka- или Ku-диапазоном. Устройство 110 пользователя может обмениваться со спутником, используя внутренний приемопередатчик. Однако в более типичных сценариях приемопередатчик установлен в маленькой наземной станции (не показана), которая является внешней для устройства 110 пользователя. Устройство 110 пользователя может обмениваться с приемопередатчиком, используя, например, проводную линию связи, и приемопередатчик может обмениваться непосредственно со спутником 130. Спутник 130 в свою очередь ретранслирует сигнал обратной линии связи к шлюзу 120.

Система 100 спутниковой связи может распределять по существу одну и ту же полосу частот прямой и обратной линиям связи или может распределять различные полосы частот этим двум линиям связи. Например, приложения, например, для доступа в Интернет могут быть охарактеризованы как в значительной степени занятые обменом по прямой линии связи с относительно малым количеством информации по обратной линии связи. В таких системах прямой линии связи может быть распределена большая ширина полосы, чем обратной линии связи.

Шлюз 120 и спутник 130 могут быть сконфигурированы так, чтобы одновременно поддерживать множество пользовательских устройств 110, расположенных в областях 140a-140g. В любое заданное время пользовательское устройство, например 110, в области 140b может испытывать замирание сигнала, которое свойственно состоянию окружающей среды, например дождю. Однако другие пользовательские устройства (не показаны) могут не испытывать то же самое замирание вследствие дождя и могут испытывать полностью отличные условия окружающей среды.

Шлюз 120 может продолжать поддерживать связь с устройствами пользователя, включая любое устройство 110 пользователя, на которое воздействует замирание вследствие дождя, посредством изменения скорости кодирования информации, подаваемой к устройству 110 пользователя, испытывающему замирание. Шлюз 120 может одновременно разделять накладные расходы на замирание для множества пользователей посредством назначения большего времени для передачи информации на устройство 110 пользователя, испытывающему замирание. Разделяя накладные расходы для всех пользователей и используя различные выигрыши кодирования, запас по мощности, требуемый спутником 130, может быть оптимизирован.

Система 100 спутниковой связи, которая сконфигурирована так, чтобы обеспечить поддержку связи в сети, такой как Интернет, может включать в себя нисходящую линию связи, которая является мультиплексированной с временным разделением, с различными сегментами времени, адресованными различным абонентам, осуществляющим прием от заданного канала. Сегменты времени могут состоять из IP-пакетов или подчастей этих пакетов. Термин “мультиплексированный с временным разделением” не подразумевает какие-либо фиксированные соотношения между временными интервалами. Вместо этого временные интервалы могут быть длинными или короткими и адресуемыми для различных абонентов любым смешанным способом.

Мощность каждого канала может быть сконфигурирована так, чтобы быть поддерживаемой постоянной, за исключением того, когда очередь передачи является пустой, когда передается нулевая или малая мощность. Передача с полной мощностью, когда не имеется трафика для передачи (например, при передаче фиктивных кодовых символов), может создать ненужную помеху другим лучам, которые повторно используют эту частоту. Чтобы справиться с эффектами ухудшения вследствие дождя, кодовая скорость изменяется.

Система 100 спутниковой связи использует переменную скорость передачи, чтобы преодолеть дождь, посредством осуществления автоматического смещения кодовой скорости, чтобы справиться с ухудшением. Выгодно то, что изменения кодовой скорости являются достаточно большими, чтобы создать очень большой динамический диапазон выигрыша кодирования.

Автоматическое смещение кодовой скорости обеспечивается непрерывным контролем метрики сигнала, такой как соотношение сигнал/шум (SNR), в устройстве 110 пользователя и периодической передачей этой информации обратно к шлюзу 120 по обратной линии связи. Шлюз использует эту метрику сигнала, чтобы разрешить определение самой высокой скорости кодирования, соответствующей самой низкой служебной информации для кодирования, что будет гарантировать удовлетворение требований к частоте появления ошибок.

Устройство 110 пользователя может быть сконфигурировано так, чтобы периодически определять метрику сигнала из данных прямой линии связи и может возвращать метрику сигнала шлюзу 120. Метрика сигнала не ограничивается SNR, но может быть любой метрикой сигнала, коррелирующей с качеством обслуживания. Например, метрика сигнала может быть частотой появления ошибки в данных, например частотой появления ошибочных символов или частотой появления ошибочных битов.

Может быть предпочтительным минимизировать количество информации, обеспеченной в метрике сигнала, так как передача метрики сигнала по каналу обратной линии связи потребляет часть доступной ширины полосы частот обратной линии связи. Однако метрика сигнала предпочтительно соотносится с периодом, достаточным для компенсации ожидаемых изменений влияния окружающей среды.

Фиг.1B показывает график статистики спада замирания вследствие дождя. Данные получены из 5-летних данных, измеряющих ухудшение вследствие дождя в Рестоне, США, для приемника, работающего на частоте 20 ГГц. Эти статистики могут представлять статистики замирания вследствие дождя, испытываемого устройством 110 пользователя в системе 100 спутниковой связи согласно фиг.1A, когда передаваемый сигнал прямой линии связи от спутника 130 на устройство 110 пользователя имеет частоту приблизительно 20 ГГц.

График иллюстрирует, что спад замирания вследствие дождя (в дБ/сек) является достаточно малым, так что информация метрики сигнала может быть послана с периодом приблизительно каждые 1/2 секунды. Используя этот период обновления, высока вероятность того, что метрика сигнала совпадает с запасом меньше, чем на децибел. Метрика сигнала может быть неточной из-за “устаревания” информации, вызванной ухудшением сигнала, изменяющимся во время прохождения сигнала туда и обратно с целью сообщения о метрике сигнала и изменяющейся кодовой скорости. Используя SNR в качестве метрики сигнала и период обновления, приблизительно равный 1/2 секунды, вероятность ошибки из-за более низкого SNR, чем ожидается во временном интервале, является чрезвычайно малой.

На практике может быть выгодно допустить несколько десятых долей децибела к запасу для допущения ошибки при определении метрики сигнала, например ошибки при измерении SNR. Но полный запас, приблизительно равный 1 дБ, является удовлетворительным и является обычно достаточным запасом в системе 100 спутниковой связи.

Как указано выше, могут быть условия, что система 100 спутниковой связи должна обеспечить большой динамический диапазон кодовой скорости, чтобы обеспечить высокую доступность. Шлюз 120 может быть сконфигурирован так, например, чтобы обеспечить 15 дБ диапазон выигрыша кодирования. Однако как только кодовые скорости понижаются ниже 0,2 или 0,25, может быть более эффективно для системы выполнить повторение символов. Система, включающая в себя повторение символов, заменяет более длинный интервал времени на более низкий SNR простым пропорциональным способом. Однако изменение выигрыша кодирования посредством изменения кодовых скоростей выше 0,2 может быть более эффективным, чем повторение символов. Устройство 110 пользователя может иметь диапазон мгновенной скорости передачи данных (которая отличается от кодовой скорости), который является весьма большим. Хотя изменение скорости передачи данных обычно является меньшим, чем 15 дБ диапазон в выигрыше скорости кодирования.

Изменение выигрыша кодирования обеспечивает высокий уровень доступности. Однако скорость передачи данных значительно замедляется во время самых сильных дождей из-за увеличения в выигрыше кодирования. Как описано выше, система 100 спутниковой связи реализует разделение (совместное использование) накладных расходов вследствие дождя, чтобы предотвратить значительное уменьшение качества обслуживания для любого одиночного пользователя.

Система 100 спутниковой связи, в частности шлюз 120, который не загружает очередь передачи для осуществления передачи по линии связи, увеличивает временной интервал пользователей пропорционально уменьшению скорости передачи данных. Если пользователю, не испытывающему ухудшения вследствие дождя, был назначен временной интервал длительностью T, то тому же самому пользователю, если скорость передачи уменьшена на коэффициент , может быть распределен временной интервал, расширенный до длительности T.

Чтобы понять влияние, которое имеется в отношении пользователей в системе, вспомним, что канал прямой линии связи является совместно используемым во времени и совместно используется многими пользователями. Канал может быть выполнен с возможностью осуществлять передачу со скоростью несколько десятков Мбит/с в отсутствие дождя. Обычно никто из пользователей в какой-либо момент времени не занимает даже малый процент от времени на линии связи. Пользователь, который испытывает десятикратное уменьшение в скорости передачи данных и десятикратное увеличение в длине интервала, не испытывает никакого изменения в производительности, которая воспринимается пользователем. Система 100 спутниковой связи полагается на вероятность того, что только малый процент пользователей в любом спутниковом луче испытывает сильный дождь в любой момент времени.

Рассмотрим следующий гипотетический пример. Предположим, что 99% пользователей канала в луче не затронуты дождем, и предположим, что 1% их ухудшается вследствие дождя в достаточной степени, чтобы требовать десятикратного увеличения интервала времени. Это различие в интервале времени может соответствовать ухудшению, которое является фактически большим, чем 10 дБ, так как выигрыш кодирования является не линейной функцией скорости кодирования. Этот 1% пользователей в системе с разделением накладных расходов, таким образом, выполнен с возможностью возложить нагрузку на систему, эквивалентную той, которая соответствует 10% пользователей, если на них не воздействовал бы дождь.

Поскольку для всех пользователей, на которых воздействует дождь, выполнено расширение их временных интервалов, все пользователи испытывают по существу одну и ту же скорость обслуживания, но ответ системы является подобным системе без дождя, но с приблизительно на 10% большим количеством пользователей (фактически 9=10-1%). Эквивалентный способ посмотреть на это состоит в том, что все пользователи имеют одно и то же обслуживание и что в действительности емкость луча уменьшена на 10%. Так совместное использование (разделение) накладных расходов вследствие дождя работает таким образом, что пользователи, которые относительно не затронуты дождем, уступают емкость к выгоде тех, на кого неблагоприятно воздействует дождь, так что все абоненты получат по существу одну и ту же скорость обслуживания. Они отказываются от этой возможности посредством уменьшения емкости луча, что имеет место, когда дождь перемещается через луч. Как правило, только на относительно малое количество пользователей очень неблагоприятно воздействует дождь в любой момент времени, то есть сильный дождь является очень ограниченным, и чем сильнее дождь, тем меньше область.

Посредством способа работы с разделением накладных расходов вследствие дождя все пользователи получают по существу одну и ту же скорость обслуживания, но они совместно используют обслуживание в луче или канале, который имеет флуктуации своей емкости. Если ухудшение вследствие дождя превышает максимальный диапазон, предоставление услуг некоторым пользователям может прекращаться. Поскольку дождь проходит через луч, общая мощность ухудшится, но обычно не очень сильно.

Эти флуктуации в процессе обслуживания являются видом обслуживания, испытываемым и ожидаемым для доступа к Интернет. Доступ к Интернет является, по его истинной природе, видом обслуживания “лучших усилий”. Пользователи могут испытывать задержки из-за перегрузки в серверах, к которым они адресуются, или из-за перегрузки в промежуточных линиях связи между клиентом и сервером. Добавленная задержка, связанная с дождем, проходящим через луч, и сопутствующее уменьшение емкости является только одним дополнительным источником спорадической задержки и трудно различимой для любого конкретного пользователя в обычном изменении задержки при выполнении транзакций.

Фиг.2 иллюстрирует функциональную блок-схему варианта осуществления шлюза 120, который может быть осуществлен как шлюз 120 в системе 100 спутниковой связи согласно фиг.1A. Шлюз 120 выполнен с возможностью осуществить в канале прямой линии связи разделение накладных расходов вследствие дождя и ассоциированное изменение кодовой скорости, как описано выше.

Шлюз 120 включает в себя множество буферов 210a-210n, которые сконфигурированы для хранения данных прямой линии связи, которые должны быть доставлены пользовательским устройствам. В одном варианте осуществления шлюз 120 динамически назначает буфер, например 210a, каждому пользовательскому устройству, для которого установлена линия связи и для которого данные должны быть поставлены в очередь. Таким образом, шлюз 120 может распределять и удалять буферы 210a-210n, когда пользовательские устройства подсоединяются или отсоединяются от сети или удаленного устройства через шлюз 120. Шлюз 120 может распределять постоянный объем памяти в каждом из буферов 210a-210n или может распределять этот объем на основании количества информации, которая поставлена в очередь для доставки.

Шлюз 120 может мультиплексировать буферы 210a-210n во времени и таким образом обращаться к каналу прямой линии связи согласно заранее определенному процессу или способу мультиплексирования во времени. В одном варианте осуществления шлюз 120 может быть выполнен с возможностью последовательно обеспечивать доступ к каналу прямой линии связи с помощью способа “по кругу”. В других вариантах осуществления пользовательским устройствам может быть назначен приоритет, и шлюз 120 может обеспечивать доступ к каналу прямой линии связи, в частности, на основании приоритета. Например, первому пользовательскому устройству, связанному с первым буфером 210a, может быть назначен более высокий приоритет, чем второму пользовательскому устройству, связанному со вторым буфером 210b, и третьему пользователю, связанному с третьим буфером 210c. Шлюз 120 может быть выполнен с возможностью извлекать данные из первого буфера 210a и обеспечивать первому пользовательскому устройству доступ к каналу прямой линии связи более часто, чем второму или третьему пользовательским устройствам. Например, шлюз 120 может быть выполнен с возможностью обращаться к первому буферу 210a, второму буферу 210b, затем к первому буферу 210a снова перед доступом к третьему буферу 210c. Шлюз 120 может также осуществлять некоторые другие процессы или способы мультиплексирования во времени.

Шлюз 120 включает в себя мультиплексор 220, который может управляться так, чтобы выборочно подсоединить один из буферов 210a-210n. Выход мультиплексора 220 подсоединен к кодеру 230, который может быть выполнен с возможностью кодировать выбранные данные буфера, используя одну из множества кодовых скоростей. Предпочтительно, кодер 230 выполнен с возможностью иметь выбор кодовых скоростей для обеспечения диапазона выигрышей кодирования, достаточного для компенсации ожидаемого диапазона ухудшения или замирания в линии связи. Кодер 230 может быть необязательно выполнен с возможностью обеспечивать повторение символов в качестве альтернативы к применению низкой скорости кодирования. Выход кодера 230 подсоединен к передатчику 242, который сконфигурирован для передачи сигналов прямой линии связи на спутник для доставки на соответствующее пользовательское устройство в области, облучаемой спутниковым лучом.

Шлюз 120 также включает в себя приемник 244, который выполнен с возможностью принимать сигналы обратной линии связи, ретранслированные спутником. Каждое из пользовательских устройств, находящихся в связи со шлюзом 120, может определять метрику сигнала, например SNR, и может передавать эту метрику сигнала по каналу обратной линии связи назад к шлюзу 120 через спутник.

Приемник 244 может быть выполнен с возможностью демодулировать метрику сигнала и выдавать ее к модулю 250 управления скоростью передачи. Модуль 250 управления скоростью передачи может быть выполнен с возможностью определять соответствующую кодовую скорость на основании, в частности, метрики сигнала. Модуль 250 управления скоростью передачи может быть выполнен с возможностью обеспечивать соответствующий сигнал управления или сообщение для кодера 230, чтобы конфигурировать кодер 230 для кодирования данных соответствующей кодовой скоростью. Приемник 244 может также быть выполнен с возможностью подавать данные обратной линии связи на устройство адресата. Однако такая обработка обратной линии связи не показана на фиг.2 для обеспечения ясности.

Шлюз 120 может также включать в себя процессор 262, подсоединенный к памяти 264. Память 264 может включать в себя одно или более устройств хранения и может быть сконфигурирована так, чтобы хранить считываемые процессором команды в форме программного обеспечения. Процессор 262 может быть выполнен с возможностью обращаться к памяти 264 и выполнять это программное обеспечение.

Процессор 262 вместе с памятью 264 может выполнять процессы, которые управляют мультиплексированием во времени данных буфера. Дополнительно, процессор 262 и память 264 могут быть сконфигурированы так, чтобы выполнять некоторые или все функции некоторых других модулей, включая, но не ограничиваясь ими, буферы 210a-210n, мультиплексор 220, кодер 230 и модуль 250 управления скоростью передачи.

В примере варианта осуществления шлюза 120 согласно фиг.2 n буферов 210а-210n могут быть сконфигурированы для хранения данных, которые должны быть доставлены по прямой линии связи к n соответствующим пользовательским устройствам, работающим в одной или более областях, поддерживаемых спутниками, которые находятся в связи со шлюзом 120. Шлюз 120 обращается к буферам 210a-210n способом “по кругу”, обращаясь к каждому буферу по меньшей мере один раз перед обращением к другому буферу во второй раз.

Шлюз 120 сконфигурирован для приема в приемнике 244 метрики сигнала от первого пользовательского устройства по каналу обратной линии связи. Метрикой сигнала может быть, например, SNR сигнала прямой линии связи, определенное в пользовательском устройстве. Приемник 244 может подавать метрику сигнала к модулю 250 управления скоростью передачи. Модуль 250 управления скоростью передачи может определять соответствующую кодовую скорость, которую нужно применить к следующему интервалу времени для данных прямой линии связи, передаваемых на первое пользовательское устройство. В одном варианте осуществления модуль 250 управления скоростью передачи может включать в себя таблицу просмотра кодовых скоростей и диапазон SNR, соответствующих каждой из кодовых скоростей.

Мультиплексор 220 может быть выполнен с возможностью подсоединять первый буфер 210a к кодеру 230. Кодер 230 может быть конфигурирован на основании предварительно принятой метрики сигнала, так чтобы кодировать данные с одной из множества кодовых скоростей. Мультиплексор 220 может также быть выполнен с возможностью продолжить подсоединять первый буфер 210a к кодеру 230 в течение периода времени, который зависит, по меньшей мере частично, от скорости кодирования, применяемой кодером 230. Таким образом, если кодер 230 сконфигурирован для обеспечения кодовой скорости, которая составляет приблизительно половину номинальной кодовой скорости, мультиплексор 220 может быть выполнен с возможностью подсоединить первый буфер 210a к кодеру 230 в течение приблизительно длительности временного интервала вдвое большей номинальной. Вообще, мультиплексор 220 может быть сконфигурирован для назначения длительности временного интервала, равного номинальной длительности временного интервала, масштабируемой обратно пропорционально кодовой скорости, применяемой в течение этого временного интервала.

Мультиплексор 220 может быть сконфигурирован для обеспечения доступа в течение распределенной (назначенной) длительности времени посредством синхронизации доступа согласно некоторой системе отсчета времени. В другом варианте осуществления мультиплексор 220 может обеспечивать доступ к заранее определенному количеству битов или символов, сохраненных в буфере, например 210a. Таким образом, если кодер 230 извлекает количество x битов, время, необходимое для передачи x битов, приблизительно пропорционально кодовой скорости, независимо от этой кодовой скорости. Время может быть прямо пропорционально скорости кодирования или может быть приблизительно пропорционально из-за возможных служебных битов или из-за конкретной структуры кода.

Длительность временного интервала только приблизительно определяется согласно связанной (ассоциированной) кодовой скорости. Процессор 262 может конфигурировать мультиплексор 220 так, чтобы обеспечить длительный доступ к конкретному буферу, например 210a, если буфер 210a почти пуст, и оставшиеся данные в буфере 210a меньше, чем некоторая заранее определенная часть битов или символов в номинальном временном интервале. В других ситуациях временной интервал может быть короче, чем целое кратное номинальной продолжительности временного интервала, если буфер хранит меньшее количество битов или символов, чем требуется, чтобы заполнить временной интервал. Альтернативно, процессор 262 может конфигурировать мультиплексор 220, чтобы обеспечивать меньше, чем целое кратное номинальной продолжительности временного интервала, чтобы разрешить передачу служебных битов.

Поэтому в состоянии, когда только одиночный пользователь, например связанный с первым буфером 210a, испытывает замирание вследствие дождя, шлюз 120 может быть выполнен с возможностью последовательно обеспечивать доступ к каждому из буферов 210b-210n в течение номинальной продолжительности интервала времени и обеспечивать доступ к первому буферу 210a в течение более длинной продолжительности, которая определяется, в частности, на основании принятой метрики сигнала.

Фиг.3 иллюстрирует последовательность операций для варианта осуществления процесса 300 для разделения накладных расходов в канале связи с мультиплексированием во времени. Процесс 300 может быть выполнен, например, шлюзом 120, показанным на фиг.1A или фиг.2.

Процесс 300 начинается на этапе 310, когда шлюз, используя, например, процессор и память вместе с мультиплексором, устанавливает длину блока данных равной заданной по умолчанию длине блока данных. Заданная по умолчанию длина блока данных соответствует номинальному количеству битов или символов, которые извлекаются из каждого из буферов. Заданная по умолчанию длина блока данных также устанавливается в соответствие номинальному временному интервалу на основании номинальной кодовой скорости.

После того как номинальный размер блока данных установлен, шлюз затем обращается к первому буферу 312. Мультиплексор может быть выполнен с возможностью подсоединять первый буфер к кодеру. Шлюз на этапе 320 определяет скорость кодирования, которую нужно применить к данным из первого буфера. Если данные представляют начальные данные прямой линии связи, передаваемые на ассоциированное пользовательское устройство, шлюз может выбирать номинальную скорость кодирования. Альтернативно, если шлюз уже принял метрику сигнала от первого пользовательского устройства, шлюз может определить кодовую скорость на основании принятой метрики сигнала.

После определения метрики сигнала шлюз переходит к этапу 330 и определяет фактический размер блока данных, который должен быть передан. Как описано выше, фактический размер блока данных может отличаться от номинального размера блока данных из-за служебных битов или содержимого буфера.

Шлюз переходит к этапу 340 и извлекает данные, достаточные для заполнения предварительно определенного размера блока данных. Кодер может, например, извлекать данные из буфера с некоторой частотой, которая является намного большей, чем скорость передаваемых данных, так что блок данных может быть закодирован до назначения интервала времени кодированным данным.

Шлюз переходит к этапу 350 и посредством кодера кодирует блок данных, используя код и кодовую скорость, определенную на предыдущих этапах процесса. После кодирования блока данных шлюз переходит к этапу 352 и передает закодированный блок данных на спутник, используя передатчик. Спутник, в свою очередь, передает закодированный блок данных на ассоциированное пользовательское устройство.

Шлюз переходит к этапу 360 принятия решения, чтобы определить, имеются ли еще пользователи с поставленными в очередь данными. Если да, шлюз переходит к этапу 362 и обращается к следующему буферу, назначенному пользовательскому устройству. Шлюз затем возвращается к этапу 320 и обрабатывает данные, сохраненные в буфере.

Возвращаясь к этапу 360 принятия решения, если шлюз определяет, что ко всем пользователям было обращение, то есть шлюз определяет, что ко всем буферам было обращение, шлюз переходит к этапу 370 принятия решения.

На этапе 370 принятия решения шлюз определяет, являются ли все буфера пустыми. То есть шлюз определяет, имеются ли какие-либо дополнительные данные, поставленные в очередь в любом из буферов. Если да, шлюз переходит к этапу 380, и процесс 300 завершается.

Возвращаясь к этапу 360 принятия решения, если не все буферы пусты, шлюз возвращается к этапу 312 и обращается к первому буферу. Поскольку пользовательские устройства, обращающиеся к системе, могут изменяться, и некоторые буфера могут опустеть, количество буферов и пользовательских устройств, связанных с каждым буфером, может изменяться для каждого цикла процесса 300.

Фиг.4 иллюстрирует последовательность операций варианта осуществления процесса 320 для определения скорости кодирования, например как показано в последовательности операций согласно фиг.3 или выполняется в шлюзе согласно фиг.1A или фиг.2. Процесс начинается на этапе 410 принятия решения, где шлюз, например в модуле управления скоростью передачи, определяет, представляет ли блок данных начальный блок данных для данных, передаваемых на пользовательское устройство. Если да, шлюз переходит к этапу 420 и устанавливает скорость кодирования равной заданной по умолчанию или номинальной кодовой скорости. Шлюз затем переходит к этапу 460 и завершает работу.

Возвращаясь к этапу 410 принятия решения, если шлюз определяет, что блок данных не представляет собой начальный блок данных, передаваемых на терминал пользователя, шлюз переходит к этапу 430 и принимает метрику сигнала. Например, приемник в шлюзе может принимать SNR от пользовательского терминала по каналу обратной линии связи и использовать упомянутое SNR в качестве метрики сигнала.

Шлюз переходит к этапу 440 и устанавливает соотношение (коррелирует) метрики сигнала со скоростью кодирования. Например, модуль управления скоростью передачи может хранить таблицу просмотра доступных кодовых скоростей и значений SNR, соответствующих каждой из кодовых скоростей. Модуль управления скоростью передачи может определять кодовую скорость, используя таблицу просмотра и принятое значение SNR. Альтернативно, модуль управления скоростью передачи может быть выполнен с возможностью вычислять кодовую скорость на основании принятой частоты появления битовых ошибок от пользовательского устройства. Модуль управления скоростью передачи может затем перейти к кодовой скорости, которая является ближайшей кодовой скоростью, из множества доступных кодовых скоростей. В других вариантах осуществления модуль управления скоростью передачи может коррелировать метрику сигнала с кодовой скоростью, используя некоторую другую методику.

Шлюз затем переходит к этапу 450 и определяет кодовую скорость и конфигурирует кодер для применения этой кодовой скорости к данным. Модуль управления скоростью передачи может, например, определять кодовую скорость на основании таблицы просмотра и сформировать один или более сигналов или одно или более сообщений управления, которые подают к кодеру, чтобы сконфигурировать кодер для применения требуемой кодовой скорости. Шлюз затем переходит к этапу 460 и завершает работу.

Пример сетевой реализации разделения накладных расходов вследствие дождя в Ka-диапазоне может быть проанализирован, используя доступные в настоящее время данные о дожде. В этом примере источником данных того, как дождь распределен по области луча, является Национальная служба погоды США (NWS). NWS поддерживает ряд радарных станций наблюдения за погодой в континентальной части США (CONUS). Каждые 15 минут каждым радаром создается полное 360° сканирование и силу дождя (как функция дальности) оценивают исходя из отраженных данных. Данные о выпавшем количестве осадков, обеспечиваемые NWS, дают снимок дождя посредством CONUS каждые 15 минут в форме сетки 459×915 пикселей, в которой каждый пиксель представляет собой область 8 км × 8 км. В каждом пикселе сила дождя квантуется в последовательность “контейнеров” данных, изменяющихся от значений 0 до более чем 150 мм/ч. NWS сохраняет эти данные каждые 15 минут, и они каталогизируются и становятся доступными по запросу. Имеются подобные средства и для Западной Европы.

Чтобы вычислить уменьшение емкости, можно рассматривать поднабор пикселей от CONUS, чтобы составить луч. Системная модель может устанавливать одно пользовательское устройство в центре каждого такого пикселя как представляющее однородное распределение абонентов. Для каждого такого абонента можно вычислить тракт от пользователя к геостационарному спутнику при фиксированном расположении интервала. В каждом кратном 15 минутам интервале можно определять затухание вследствие дождя для каждого такого абонента, используя стандартные модели Международного Союза Связи (ITU), связывающие ослабление с силой дождя, для всех пикселей, через которые проходит тракт. Для простоты дождь предполагается постоянным как функция высоты для каждого пикселя вплоть до максимальной высоты, заданной в модели ITU.

Как только определено затухание вследствие дождя, может быть определено повышение температуры шума для каждого абонента. Эффекты ослабления и повышения температуры шума могут быть суммированы, чтобы получить полное ухудшение в тракте для каждого абонента. Если ухудшение превышает динамический диапазон компенсации (15 дБ в приведенном ниже примере), тогда этот пользователь рассматривается вне обслуживания или недоступным в это время и не включается в вычисление. В этом упрощенном примере предполагается, что уменьшение скорости передачи данных пропорционально ухудшению (т.е. 10 дБ ухудшения дает 1/10 скорости передачи данных). Следовательно, скорость передачи данных для каждого доступного пользователя известна, и емкость может быть вычислена как средняя скорость передачи данных среди всех доступных абонентов в луче. Следует заметить, однако, что это среднее число не является арифметическим средним, а скорее гармоническим средним (т.е. найти среднее значение обратного значения скорости передачи данных, и затем взять обратное значение этого среднего). Арифметическое среднее является средней скоростью передачи данных луча, если всем пользователям позволено передавать со скоростью, которую им позволяет дождь в течение одного и того же отрезка времени. Гармоническое среднее есть средняя скорость передачи данных луча, если все пользователи передают со скоростью, которую им позволяет дождь, и каждый пользователь передает одно и то же количество байтов данных. Это последний случай, который применяют здесь, когда временной интервал времени расширяется для обеспечения компенсации за уменьшенную скорость передачи. Гармоническое среднее всегда меньше, чем арифметическое среднее.

Это вычисление, конечно, является приблизительным. Из этих двух главных упрощающих предположений одно имеет тенденцию давать более оптимистический результат, в то время как другое дает более пессимистический результат. Модель предполагает, что сила дождя является постоянной вдоль части тракта, пересекающей заданный пиксель (ниже высоты, на которой дождь отсекается), в то время как он фактически изменяется вдоль этой части тракта. Поскольку ухудшение вследствие дождя (в дБ/км) является выпуклой функцией силы дождя, полное ухудшение по тракту, на котором сила дождя изменяется, является большим, чем ухудшение, получающееся из тракта, на котором дождь является постоянным, и равно средней силе дождя на этом тракте – следовательно, оптимистичным в этом отношении. Однако анализ также предполагает, что скорость передачи данных уменьшается в точной пропорции к ухудшению, и это является пессимистичным в том смысле, что игнорируется выигрыш кодирования, которое происходит при более высоких кодовых скоростях.

В примере, приведенном ниже, размер луча грубо составляет 1/60 от области CONUS, нацеленной на Рестон, VA. Рестон был выбран из-за того, что имеются 5-летние статистики ослабления вследствие дождя на основе экспериментов ACTS. Цель состояла в том, чтобы исследовать изменения емкости луча за период в несколько часов вокруг периода самого большого ослабления, которое можно было найти. Ослабление в течение периода изучения показано на фиг.5.

Заметим, что имеются несколько периодов времени, где ослабление составляет более 35 дБ. Для этого периода времени использовалась методология, приведенная выше, чтобы вычислить емкость каждые 15 минут, и результаты показаны на фиг.6. Вторая кривая показывает процент области луча, на которую фактически воздействует дождь. Фиг.7 показывает распределение частоты (силы) дождя в конкретный момент, когда на максимальную часть в процентах от области луча воздействует дождь. Следует заметить, что в течение этого неблагоприятного дождевого шторма, как зарегистрировано в приемнике в Рестоне, по области имеется интенсивное изменение в дожде. Так что не очень удивительно, что период самой низкой емкости луча является не обязательно периодом наибольшего дождя в конкретной точке в луче.

Самое низкое значение емкости, вычисленное в течение этого периода в несколько часов, приблизительно равно 45. Теперь тот факт, что ухудшение сигнала в одиночном приемнике в Рестоне было самым плохим, которое можно было найти в течение периода в несколько часов из данных 5-летнего периода, не гарантирует, что 45% было наименьшей емкостью, которую можно достичь за 5-летний период. Но предполагается ясным, что это не может быть совсем неправильным. Подобные вычисления, которые сделаны в течение других периодов, когда имело место существенное ухудшение вследствие дождя в Рестоне, показали намного меньшие снижения емкости.

Раскрыты системы, устройство и способы обработки трафика нисходящей линии связи в системе доступа к Интернет, включающие в себя разделение накладных расходов вследствие дождя. Системы и способы комбинируют временное мультиплексирование, кодирование с переменной скоростью по большому динамическому диапазону с соответствующей обратной связью от пользовательских устройств до центра, сообщая о принятом SNR. Системный процесс обеспечивает компенсацию пользователям с пониженной скоростью передачи данных увеличением частей времени в канале. Результатом разделения накладных расходов вследствие дождя, когда дождь проходит через луч, является уменьшение емкости луча, но по существу все пользователи принимают в точности одно и то же качество услуг. Если луч полностью загружен абонентами, и уменьшение емкости происходит в течение часа наибольшей нагрузки, это уменьшение емкости будет соответствовать уменьшению скорости передачи по нисходящей линии связи для всех абонентов. Но это уменьшение очень мало по сравнению с самым плохим воздействием на пользователей гипотетической системы, которая использует переменную скорость, но не компенсирует более низкую скорость большим временем передачи.

Подход разделения накладных расходов вследствие дождя может быть сконфигурирован так, чтобы обеспечить запасы около 15 дБ. Непрактично для подхода запаса по мощности вследствие неразумной силы обеспечивать запасы по мощности, равные таким значениям, как 15 дБ. Даже если бы было возможно, обеспечение 30-кратной мощности, необходимой при отсутствии дождя, чтобы предусмотреть 1-2% времени, когда в луче имеет место какой-либо дождь, кажется неэкономным. Раскрытая методика разделения накладных расходов вследствие дождя является практическим способом преодолеть проблему дождя в линиях связи Ka-диапазонов.

Этапы способа, процессы или алгоритмы, описанные со ссылками на варианты осуществления, раскрытые здесь, могут быть воплощены непосредственно в аппаратном обеспечении, в модуле программного обеспечения, выполняемом процессором, или их комбинацией. Различные этапы или действия в способе или процессе могут быть выполнены в указанном порядке или могут быть выполнены в другом порядке.

Программный модуль может находиться в памяти ОЗУ, флэш-памяти, энергонезависимой памяти, памяти ПЗУ, памяти EPROM, памяти EEPROM, регистрах, жестком диске, съемном диске, CD-ROM или любой другой форме носителя данных, известного в области техники. Когда примерный носитель данных подсоединен к процессору, такой процессор может считывать информацию с него и записывать информацию на носитель данных. В альтернативе, носитель данных может быть интегрирован в процессор. Далее, различные способы могут быть выполнены в порядке, показанном в вариантах осуществления, или могут быть выполнены, используя измененный порядок этапов. Дополнительно, один или более процессов или этапов способа могут быть опущены или один или более процессов или этапы способа могут быть добавлены к способам и процессам. Дополнительный этап, блок или действие могут быть добавлены в начале, конце или внедрены в существующие элементы способов и процессов.

Вышеупомянутое описание раскрытых вариантов осуществления обеспечивается для того, чтобы дать возможность любому специалисту в данной области техники осуществить или использовать настоящее раскрытие. Различные модификации этих вариантов осуществления должны быть очевидны специалисту в данной области техники, и общие принципы, определенные в данном описании, могут применяться к другим вариантам осуществления без отрыва от объема или формы настоящего раскрытия. Таким образом, настоящее раскрытие не предназначено, чтобы ограничиваться вариантами осуществления, проиллюстрированными выше, а должны сопровождаться самым широким объемом, совместимым с принципами и новыми признаками, раскрытыми выше.

Формула изобретения

1. Способ разделения нагрузки в канале связи, содержащий этапы:

буферизуют данные, соответствующие каждому из множества пользователей;

извлекают, по существу, равное количество битов данных для каждого из множества пользователей;

определяют скорость кодирования, соответствующую каждому из множества пользователей;

кодируют биты данных со скоростью кодирования, соответствующей каждому из множества пользователей; и

мультиплексируют во времени кодированные биты по каналу беспроводной связи для множества пользователей.

2. Способ по п.1, в котором извлечение, по существу, равного количества битов данных содержит извлечение, по существу, равного количества битов на основании, в частности, количества активных пользователей.

3. Способ по п.1, в котором определение скорости кодирования содержит этапы: принимают метрику сигнала от каждого из множества пользователей; и коррелируют каждую метрику сигнала с одной из множества скоростей кодирования.

4. Способ по п.3, в котором прием метрики сигнала содержит прием метрики сигнала от каждого из множества пользователей по линии спутниковой связи.

5. Способ по п.3, в котором прием метрики сигнала содержит прием соотношения сигнал/шум (SNR).

6. Способ по п.3, в котором прием метрики сигнала содержит прием метрики, полученной из линии спутниковой связи Ка диапазона.

7. Способ по п.1, дополнительно содержащий беспроводную передачу мультиплексированных во времени кодированных битов к множеству пользователей.

8. Способ по п.7, в котором беспроводная передача мультиплексированных во времени кодированных битов содержит передачу мультиплексированных во времени кодированных битов на спутник, сконфигурированный для вещания сигнала Ка диапазона к множеству пользователей в по меньшей мере одном из множества спутниковых лучей.

9. Способ по п.1, дополнительно содержащий передачу мультиплексированных во времени кодированных битов к множеству пользователей через спутник, конфигурированный для передачи сигнала Ка диапазона к множеству пользователей.

10. Способ назначения ресурсов пользователям канала связи, используя разделение нагрузки, содержащий этапы: назначают, по существу, равной продолжительности временные интервалы в системе связи с мультиплексированием во времени каждому из множества активных пользователей канала связи; и назначают пользователю, принимающему сигнал со сниженным отношением сигнал/шум (SNR) удлиненный временной интервал, имеющий длительность, которая является большей, чем длительность, назначенная каждому из множества активных пользователей.

11. Способ по п.10, в котором назначение удлиненного временного интервала пользователю, принимающему сигнал со сниженным отношением сигнал/шум (SNR) содержит этапы:

определяют скорость кодирования, применяемую к данным, направленным пользователю, принимающему сигнал со сниженным отношением сигнал/шум (SNR); и

назначают временной интервал удлиненной продолжительности, пропорциональной обратной величине скорости кодирования.

12. Способ по п.10, в котором назначение удлиненного временного интервала пользователю, принимающему сигнал со сниженным отношением сигнал/шум (SNR), содержит этапы:

извлекают блок данных, по существу, по размеру равный размеру блока данных для каждого из множества активных пользователей;

кодируют данные со скоростью кодирования, которая является меньше, чем скорость кодирования для каждого из множества активных пользователей, чтобы сформировать закодированный блок данных; и назначают удлиненный временной интервал равной длительности закодированного блока данных.

13. Способ разделения нагрузки в канале связи, содержащий этапы:

буферизуют данные для первого пользователя;

извлекают по меньшей мере часть буферизированных данных;

определяют скорость кодирования для извлеченной части буферизированных данных;

кодируют извлеченную часть буферизированных данных со скоростью кодирования, чтобы сформировать закодированные данные;

определяют длительность временного интервала, на основании, по меньшей мере частично, скорости кодирования; и мультиплексируют во времени закодированные данные с данными для пользователей, отличных от первого пользователя.

14. Способ по п.13, в котором извлечение по меньшей мере части буферизированных данных содержит извлечение количества битов, по существу, равное номинальному количеству битов.

15. Способ по п.13, в котором определение скорости кодирования содержит этапы:

принимают метрику сигнала от первого пользователя по линии спутниковой связи; и

определяют скорость кодирования на основании, в частности, метрики сигнала.

16. Способ по п.15, в котором метрика сигнала содержит соотношение сигнал/шум (SNR) спутникового сигнала Ка диапазона, принятого первым пользователем.

17. Способ по п.15, в котором метрика сигнала содержит частоту появления ошибочных данных спутникового сигнала Ка диапазона, принятого первым пользователем.

18. Способ по п.13, в котором определение длительности временного интервала содержит определение длительности временного интервала, в частности, на основании обратной величины скорости кодирования.

19. Способ разделения нагрузки в канале связи, содержащий этапы:

буферизуют данные, соответствующие множеству пользователей;

осуществляют доступ к первому буферу, хранящему данные для первого пользователя;

определяют размер блока данных для данных, которые должны быть извлечены из первого буфера;

извлекают данные, соответствующие этому размеру блока данных, из первого буфера;

определяют скорость кодирования, которая должна быть применена к извлеченным данным, на основании, в частности, метрики сигнала, полученный из спутникового сигнала Ка диапазона, принятого первым пользователем;

кодируют извлеченные данные для формирования закодированных данных;

мультиплексируют во времени закодированные данные с данными для других пользователей, чтобы сформировать мультиплексированные во времени данные; и

передают мультиплексированные во времени данные на спутник, сконфигурированный для передачи сигнала прямой линии связи Ка диапазона первому пользователю в одном из множества спутниковых лучей.

20. Устройство для разделения нагрузки в канале связи, содержащее:

множество буферов, причем каждый буфер сконфигурирован для хранения данных для соответствующего одного из множества пользователей;

кодер, сконфигурированный для извлечения данных, соответствующих номинальному размеру блока данных, из каждого из множества буферов способом мультиплексирования во времени, и кодирования упомянутых данных одной из множества скоростей кодирования на основании сигнала управления, чтобы сформировать мультиплексированные во времени закодированные данные; и

модуль управления скоростью передачи, подсоединенный к кодеру и сконфигурированный для приема метрики сигнала от каждого из множества пользователей и, на основании принятой метрики сигнала, формирования сигнала управления для кодера.

21. Устройство по п.20, дополнительно содержащее мультиплексор, сконфигурированный для выборочного подсоединения каждого из множества буферов к кодеру основанным на мультиплексировании во времени способом.

22. Устройство по п.20, дополнительно содержащее передатчик, сконфигурированный для передачи мультиплексированных во времени закодированных данных на спутник, выполненный с возможностью осуществлять вещание мультиплексированных во времени закодированных данных к множеству пользователей, используя множество лучей Ка диапазона.

23. Устройство по п.20, дополнительно содержащее приемник, подсоединенный к модулю управления скоростью передачи, и выполненный с возможностью принимать метрику сигнала от каждого из множества пользователей по линии спутниковой связи.

24. Устройство по п.20, в котором кодер выполнен с возможностью осуществлять повторение символов, и модуль управления скоростью передачи выполнен с возможностью формировать сигнал управления, предписывающий кодеру обеспечить повторение символов для заранее определенного диапазона значений метрики сигнала.

25. Устройство хранения, выполненное с возможностью хранения одной или более исполняемых процессором команд для выполнения способа, содержащего этапы:

буферизуют данные для первого пользователя;

извлекают по меньшей мере часть буферизированных данных;

определяют скорость кодирования для извлеченной части буферизированных данных;

кодируют извлеченную часть буферизированных данных с этой скоростью кодирования, чтобы сформировать закодированные данные;

определяют длительность временного интервала, на основании, по меньшей мере частично, скорости кодирования; и мультиплексируют во времени закодированные данные с данными для пользователей, отличных от первого пользователя.

РИСУНКИ