Патент на изобретение №2348108

(54) СПУТНИКОВАЯ СИСТЕМА, УСТРОЙСТВО И СПОСОБ РАЗНЕСЕНИЯ

(57) Реферат:

Изобретение относится к технике спутниковой связи. Технический результат состоит в разнесении связи посредством использования множества спутников. Спутники могут поддерживать множество областей, соответствующих множеству спутниковых лучей. Каждый спутник может поддерживать все области в обратном направлении, и каждый спутник может быть назначен в качестве первичного спутника для одной из множества областей, соответствующих одному из множества лучей спутника. Каждый спутник может принимать от любой из областей сигналы обратной линии связи, передаваемые например, мобильной станцией. Каждый спутник может передавать принятые сигналы обратной линии связи, например, базовой станции или шлюзу, где сигналы могут быть скомбинированы, чтобы повысить качество сигнала. Мобильная станция принимает сигналы прямой линии связи от первичного спутника и контролирует качество сигнала от первичного спутника и от вторичного спутника. Если качество сигнала от первичного спутника снижается ниже порогового значения, сигнал связи передают вторичному спутнику. 6 н. и 22 з.п. ф-лы, 6 ил.

Перекрестные ссылки на связанные заявки

Настоящая заявка испрашивает приоритет предварительной заявки № 60/554222 на патент США “Method And Apparatus For Providing Satellite Diversity”, поданной 17 марта 2004 г., которая тем самым включена в описание по ссылке.

Уровень техники

Спутники связи обеспечивают поддержку связи для широкой области. Обычно поддерживаемая область является областью на поверхности земли, которая находится в границах луча спутника, который направлен к земле. Эта область может быть относительно постоянной, например, когда спутник связи является геостационарным спутником. Область может изменяться с течением времени, например, когда спутник связи является спутником низкой околоземной орбиты (LEO). Некоторые системы могут требовать множества спутников, где каждый имеет множество лучей. Другие системы связи могут использовать одиночный спутник, обеспечивающий широкую зону охвата в одиночном луче. Например, система связи может использовать одиночный спутник связи, имеющий луч, который охватывает область, которая включает в себя всю континентальную часть США.

Надежность спутника имеет наибольшее значение, так как спутники связи часто используются для обеспечения критических линий связи. Удаленная природа спутника связи совместно с продолжительным периодом времени, необходимым для вывода заменяющего спутника в космос, делает спутник единственным пунктом, чей отказ может нарушать каналы связи в течение длительного периода времени. Чтобы смягчить природу отказа в единственном пункте для спутника связи, проектировщики системы связи часто обеспечивают резервный спутник на орбите, чтобы поддерживать каналы связи в случае, если рабочий спутник дает сбой. Резервный спутник обычно не используется для связи, но используется, чтобы обеспечить системную избыточность. Если рабочий спутник дает сбой, связь переключается на резервный “на орбите”, чтобы поддержать связь. Давший сбой спутник может быть затем восстановлен или списан. Другой резерв “на орбите” может быть затем размещен в космосе, чтобы обеспечить избыточный спутник связи.

В системах спутниковой связи, в которых одиночный спутник связи может поддерживать область такого размера, как континентальная часть США, резерв на орбите представляет большие затраты на систему, которые обеспечивают непропорционально маленькую выгоду. Было бы выгодно уменьшить системное бремя из-за бездействующего орбитального резерва.

Сущность изобретения

Раскрыты система, устройство и способ для разнесения связи, используя множество спутников. Спутники могут поддерживать множество областей, соответствующих лучам множества спутников. Каждый спутник может поддерживать все области в направлении обратной линии связи, и каждый спутник может быть назначен в качестве первичного спутника для одной из множества областей, соответствующих одному из лучей множества спутников.

В направлении обратной линии связи от, например, мобильной станции к спутнику каждый спутник может принимать от любой из областей сигналы обратной линии связи, вещаемые мобильной станцией. Каждый спутник может передавать принятые сигналы обратной линии связи, например, на базовую станцию или шлюз, где сигналы могут быть скомбинированы, чтобы повысить качество сигнала.

В направлении прямой линии связи базовая станция или шлюз передает сигнал на спутник, который может быть передан на мобильную станцию. Мобильная станция принимает сигналы прямой линии связи от первичного спутника и контролирует качество сигнала от первичного спутника и от вторичного спутника. Если качество сигнала от первичного спутника снижается ниже порогового значения, сигнал связи передается к вторичному спутнику.

В одном аспекте изобретение включает в себя спутниковую систему с разнесением, включающую в себя первый спутник, сконфигурированный так, чтобы обеспечить первый луч в качестве первичного луча, поддерживающего первую область, второй спутник, сконфигурированный так, чтобы обеспечить второй луч в качестве вторичного луча, поддерживающего область, по существу, накладывающуюся на первую область, и наземную станцию. Наземная станция сконфигурирована так, чтобы передавать сигнал к первой области через первый спутник в течение периода времени, когда тракт связи через первый спутник не ухудшается, и сконфигурирована так, чтобы передавать сигнал к первой области через второй спутник в течение периода времени, когда тракт связи через первый спутник ухудшается.

В другом аспекте настоящее раскрытие включает в себя спутниковую систему с разнесением, включающую в себя приемопередатчик шлюза, сконфигурированный так, чтобы выборочно передавать сигнал прямой линии связи одному или обоим из первого спутника и второго спутника, модуль качества услуг, подсоединенный к приемопередатчику шлюза и сконфигурированный для определения, ухудшается ли тракт связи через первый спутник, и модуль управления линией связи, подсоединенный к модулю качества услуг и сконфигурированный так, чтобы управлять приемопередатчиком шлюза для передачи сигнала прямой линии связи на первый спутник, который должен быть ретранслирован к мобильной станции, если тракт связи через первый спутник не ухудшается, и сконфигурированный так, чтобы управлять приемопередатчиком шлюза, чтобы передавать сигнал прямой линии связи на второй спутник, который должен быть ретранслирован (передан) к мобильной станции, если тракт связи через первый спутник ухудшается.

В другом аспекте раскрытие включает в себя спутниковую систему с разнесением, включающую в себя первый спутник, имеющий первый луч, обеспечивающий зону охвата для первой области, и второй луч, обеспечивающий зону охвата для второй области, причем первый спутник сконфигурирован в качестве первичного спутника для первой области и вторичного спутника для второй области, второй спутник, имеющий первый луч, обеспечивающий зону охвата для третьей области, которая, по существу, перекрывает первую область, и второй луч, обеспечивающий зону охвата для четвертой области, которая, по существу, перекрывает вторую область, при этом второй спутник сконфигурирован в качестве первичного спутника для четвертой области и вторичного спутника для третьей области, и наземную станцию, сконфигурированную для передачи первого сигнала к первой мобильной станции в перекрывающейся части первой и третьей областей через первый спутник, когда метрика сигнала, сообщенная первой мобильной станцией, больше, чем заранее определенный порог, и сконфигурированную для передачи первого сигнала к первой мобильной станции через второй спутник, когда метрика сигнала не больше, чем заранее определенный порог.

В еще одном аспекте раскрытие включает в себя способ обеспечения спутникового разнесения. Способ включает в себя передачу сигнала в приемник, расположенный в первой географической области, используя первый спутник, определение, ухудшается ли линия связи с первого спутника на приемник, и передачу сигнала на приемник, используя второй спутник, если линия связи от первого спутника ухудшается.

Краткое описание чертежей

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

Фиг. 1A-1B иллюстрируют функциональные схемы спутников, имеющих один или более лучей, сконфигурированных, чтобы обеспечить охват зоны.

Фиг.2 иллюстрирует функциональную блок-схему варианта осуществления спутниковой системы с разнесением.

Фиг.3 иллюстрирует функциональную блок-схему варианта осуществления спутниковой системы с разнесением.

Фиг.4 изображает последовательность операций варианта осуществления способа обеспечения спутникового разнесения.

Фиг.5 изображает последовательность операций варианта осуществления способа обеспечения спутникового разнесения.

Подробное описание раскрытия изобретения

Раскрытые система и способ обеспечения разнесения в системе спутниковой связи могут использовать множество спутников, где каждый спутник имеет множество диаграмм излучения, обеспечивающих поддержку связи для соответствующего количества областей. Каждый спутник может быть сконфигурирован так, чтобы быть первичным спутником связи для по меньшей мере одной из областей, поддерживаемых множеством лучей. Лучи и спутники обычно распределяются так, что каждый луч в пределах объединенной зоны обслуживания имеет спутник, назначенный в качестве первичного спутника для этого луча. Дополнительно, для каждого из лучей спутник, отличный от первичного спутника, назначается в качестве вторичного спутника для области, поддерживаемой этим лучом.

Система спутниковой связи может реализовывать различную обработку сигнала в зависимости от направления линии связи. Направление прямой линии связи обычно относится к линии связи от стационарной базовой станции или шлюза к мобильной станции и может происходить через спутник. Направление обратной линии связи обычно относится к линии связи от мобильной станции к базовой станции или шлюзу и может также происходить через спутник.

В обратной линии связи каждый спутник может принимать сигналы от мобильных станций в одном или более лучей, включая в себя лучи, охватывающие области, для которых этот спутник не назначен в качестве первичного спутника. Спутники могут затем передавать сигнал обратной линии связи к базовой станции или шлюзу. Базовая станция или шлюз могут комбинировать сигналы, чтобы повысить качество сигнала. Если сигнал обратной линии связи от одной из мобильных станций на один спутник прерывается или так или иначе ухудшается, сигнал обратной линии связи будет, вероятно, передан другим спутником, гарантируя линию связи между мобильной станцией и базовой станцией или шлюзом. Вероятность является низкой, что все сигналы обратной линии связи будут ухудшаться до такой степени, что базовая станция или шлюз не будут способны восстановить связь по обратной линии связи.

В направлении прямой линии связи базовая станция или шлюз передает сигнал прямой линии связи к одному или более спутникам. Первичный спутник, назначенный области, имеющей мобильную станцию, передает сигнал прямой линии связи к мобильной станции. Как правило, другие спутники не передают сигналы прямой линии связи в области, для которых спутник не является назначенным первичным спутником. Однако эти спутники могут продолжать передавать служебные каналы, которые могут включать в себя пилот-канал, каналы синхронизации и поискового вызова, к областям, в которых спутники не назначены в качестве первичных спутников.

Мобильная станция, принимающая передачи по прямой линии связи, может определять качество сигнала принятого сигнала. Мобильная станция может также определять качество сигнала одного или более служебных каналов, переданных непервичными спутниками. Мобильная станция может передавать значения качества сигналов назад к базовой станции или шлюзу. Например, мобильная станция может передавать значения качества сигналов в качестве части контура управления мощностью.

Если сигнал прямой линии связи, переданный первичным спутником, ухудшается, например, вследствие преграды или ухудшения в спутнике, мобильная станция может сообщать об ухудшившемся качестве сигнала базовой станции. Базовая станция может определять на основании, в частности, значений качества сигнала, ухудшилось ли качество сигнала, переданное первичным спутником, ниже приемлемого уровня. Базовая станция может конфигурировать вторичный спутник или один или более не-первичных спутников, чтобы осуществлять вещание сигнала прямой линии связи к мобильной станции, если качество сигнала от первичного спутника больше не является приемлемым. Таким образом, базовая станция может конфигурировать спутник, чтобы осуществлять вещание сигнала прямой линии связи в луче, для которого спутник не является первичным спутником. Вторичный спутник может быть конфигурирован так, чтобы обеспечить относительно высокую вероятность доступности. Поэтому, если сигнал прямой линии связи от первичного спутника прерывается или иным образом ухудшается, система может переключать сигнал прямой линии связи на вторичный спутник и иметь высокую вероятность того, что линия связи останется подсоединенной.

Фиг.1A иллюстрирует функциональную схему конфигурации спутников системы 100 спутниковой связи согласно предшествующему уровню техники. Система 100 включает в себя первый спутник 110 связи, который конфигурирован так, чтобы обеспечить охват для области 112, соответствующей лучу диаграммы направленности антенны. В некоторых вариантах осуществления луч может, по существу, облучать область такого размера, как континентальная часть США. Хотя показан одиночный луч, обычно понимается, что луч может быть реализован как множество лучей, все вместе облучающих область, по существу, эквивалентную большей области. Таким образом, луч от первого спутника 110 связи может включать в себя множество лучей, обеспечивающих поддержку для области 112.

Второй спутник 120 связи конфигурирован как резерв “на орбите” (орбитальный резерв). Второй спутник 120 связи конфигурирован так, чтобы обеспечить охват для второй области 122, которая, по существу, перекрывает (накладывается на) первую область 112, поддерживаемую первым спутником 110 связи.

Во время обычной работы первый спутник 110 связи сконфигурирован для завершения линий связи для всех каналов связи в системе 100. Второй спутник 120 связи остается бездействующим или иначе неактивным в качестве резервного на орбите. Как отмечено выше, второй спутник 120 связи используется, чтобы обеспечить охват в случае отказа первого спутника 110 связи. Если первый спутник 110 связи стал неисправным, второй спутник 120 связи может быть активизирован, чтобы продолжить обеспечение поддержки для сигналов связи.

Фиг.1B иллюстрирует функциональную блок-схему спутниковой конфигурации системы 200 связи, в которой множество спутников обеспечивают избыточность системы, в то же время улучшая качество линии связи, поддерживаемых системой 200. Система 200 включает в себя первый спутник связи, имеющий первый и второй лучи, которые соответственно облучают первую и вторую области 212 и 214. Система 200 также включает в себя второй спутник 220 связи, имеющий первый и второй лучи, которые соответственно облучают первую и вторую области 222 и 224. В одном варианте осуществления первые и вторые области 212 и 214, поддерживаемые первым спутником 210, по существу, перекрывают (накладываются на) первую и вторую области 222 и 224, поддерживаемые вторым спутником 220. Как отмечено выше, любой из лучей может включать в себя один или более лучей, конфигурированных так, чтобы облучать область.

В отличие от системы предшествующего уровня техники, показанной на фиг. 1A, система 200 связи согласно фиг. 1B использует оба спутника 210 и 220, чтобы поддерживать линии связи. Первый спутник 210 связи может быть сконфигурирован так, чтобы принимать сигналы обратной линии связи от своих поддерживаемых областей 212 и 214 и передавать их к одной или более наземным станциям (не показаны). Аналогично, второй спутник 220 связи может быть конфигурирован так, чтобы принимать сигналы обратной линии связи от своих поддерживаемых областей 222 и 224 и передавать их к одной или более наземным станциям (не показаны), которые могут в некоторых случаях включать в себя одну или более наземных станций, поддерживающих связь с первым спутником 210 связи.

В направлении прямой линии связи каждый из спутников 210 и 220 связи назначен в качестве первичного спутника для одной или более областей. В одном варианте осуществления первый спутник 210 связи может быть назначенным первичным спутником для первой области 212 и может быть назначенным вторичным спутником для второй области 214. Аналогично, второй спутник 220 связи может быть назначенным первичным спутником для второй области 224 и вторичным спутником для первой области 222. Поэтому второй спутник 220 связи служит в качестве вторичного спутника для области 212, где первый спутник 210 связи является первичным спутником. Аналогично, первый спутник 210 связи служит в качестве вторичного спутника для области 224, где второй спутник 220 связи является первичным спутником.

Первичный спутник передает сильные служебные сигналы для области, для которой он является назначенным первичным спутником и передает более слабый служебный сигнал к области, для которой спутник является назначенным вторичным спутником. Служебные сигналы могут включать в себя, например, пилот-канал, каналы поискового вызова и синхронизации.

При типовых условиях эксплуатации первичный спутник передает сигнал прямой линии связи к области, для которой он является первичным спутником, и не передает сигналы трафика, предназначенные для областей, для которых спутник не является первичным спутником. Таким образом, для заданной области первичный спутник передает сильные служебные сигналы и передает каналы трафика на приемники в пределах этой области. Вторичный спутник передает более слабые служебные сигналы к этой области, но обычно не передает каналы трафика к этой области.

Однако, если приемник в области испытывает потери качества сигнала, например, из-за потери уровня сигнала от первичного спутника, система 200 может переключаться или иным образом передавать линию связи вторичному спутнику. Поэтому, когда линия связи от первичного спутника ухудшается, линия связи может быть переключена к или иным образом передана на вторичный спутник, обеспечивающий охват области. Линия связи может быть передана назад первичному спутнику, когда линия связи от первичного спутника восстанавливается из ухудшенного состояния.

В одном варианте осуществления первый спутник 210 связи может иметь два луча, которые облучают континентальную часть США. Первая область 212 может быть, например, западной частью континентальной части США, и вторая область 214 может быть, например, восточной частью континентальной части США. Второй спутник 220 связи может быть сконфигурирован так, чтобы иметь два луча, которые облучают области, которые, по существу, перекрывают области первого спутника 210 связи. Таким образом, первая область 222 второго спутника 220 связи может охватывать западную часть континентальной части США и может, по существу, перекрывать первую область 212 первого спутника 210 связи. Вторая область 224 второго спутника 220 связи может охватывать восточную часть США и может, по существу, перекрывать вторую область 214 первого спутника связи.

Первый спутник 210 связи может быть сконфигурирован так, чтобы быть первичным спутником для восточных Соединенных Штатов и может быть вторичным спутником для западных Соединенных Штатов. Второй спутник 220 связи может быть сконфигурирован так, чтобы быть первичным спутником для западных Соединенных Штатов и может быть вторичным спутником для восточных Соединенных Штатов.

В направлении обратной линии связи и первый и второй спутники 210 и 220 связи могут принимать передачи от обеих областей и могут передавать сигналы к соответствующим наземным станциям. В направлении прямой линии связи первый спутник 210 связи передает относительно сильные служебные сигналы к своей второй области 214. Первый спутник 210 связи также передает каналы трафика к своей второй области 214. Второй спутник 220 связи передает относительно слабые служебные сигналы к своей второй области 224 и не передает каналы трафика к своей второй области 224, до тех пор пока сигнал прямой линии связи от первого спутника 210 связи не ухудшается.

В этом варианте осуществления работа прямой линии связи в западных Соединенных Штатах аналогична, за исключением того, что второй спутник 220 связи передает более сильные служебные сигналы и несет первичную ответственность за каналы трафика. Первый спутник 210 связи осуществляет вещание относительно более слабых служебных сигналов и передает к этой области те каналы трафика, которые переключены на него из-за ухудшенных условий на втором спутнике 220 связи.

Используя вышеупомянутый описанный вариант осуществления, каждый из спутников может быть сконфигурирован так, чтобы работать на орбите в качестве резервного для другого спутника, в то же время поддерживая преимущества связи, не доступные в спутниковой системе с бездействующим резервом. Когда оба спутника приближаются к половинной нагрузке, третий спутник может быть выведен на орбиту в качестве бездействующего резерва или может быть интегрирован в систему 200, используя назначения дополнительных лучей. Дополнительный спутник может быть использован, чтобы гарантировать, что весь трафик может продолжаться, если один спутник выходит из строя. Это аналогично обычному подходу, имеющему одиночный спутник и неактивный резерв на орбите, где необходим по меньшей мере один дополнительный спутник, когда нагрузка линии связи приближается к пределу одиночного активного спутника.

Хотя вариант осуществления, показанный на фиг. 1B, показывает два спутника 210 и 220, где каждый спутник имеет два луча, в других вариантах осуществления могут использоваться более двух спутников, и каждый спутник может иметь более двух лучей. Например, система может включать в себя три спутника, и каждый из спутников может иметь множество лучей. Каждый спутник может быть сконфигурирован так, чтобы быть первичным спутником для одной или более областей, поддерживаемых множеством лучей. Как правило, каждая область имеет один первичный спутник. Каждый спутник может также быть сконфигурирован так, чтобы быть вторичным спутником для одной или более областей, поддерживаемых множеством лучей, для которых спутник не сконфигурирован в качестве первичного спутника. В некоторых вариантах осуществления более одного спутника могут быть назначены в качестве вторичного спутника для конкретной области. В других вариантах осуществления каждая область имеет один из множества спутников, конфигурированных в качестве вторичного спутника. В других вариантах осуществления спутники могут быть ранжированы в иерархии, так что область поддерживается множеством спутников в иерархическом порядке.

Фиг. 2 иллюстрирует более детальную функциональную блок-схему системы 200 связи, показывая множество спутников, конфигурированных для обеспечения избыточных линий связи для области. Система 200, показанная на фиг. 2, может быть, например, такой же как система, показанная на фиг. 1B. Хотя множество областей могут поддерживаться этой системой, показана одиночная область с целью обеспечения ясности.

Система 200 связи согласно фиг. 2 может быть, например, системой спутниковой телефонии, спутниковой системой передачи данных, например компьютерной сетью, имеющей линии спутниковой связи в пределах сети, и т.п., или системой связи некоторого другого типа. Система 200 связи может включать в себя первый спутник 210 связи, работающий в качестве первичного спутника, и второй спутник 220 связи, выступающий в качестве вторичного спутника. В этом варианте осуществления термин «первичный» относится к назначению спутника в качестве первичного спутника для области, показанной на фиг. 2. Аналогично, термин «вторичный» относится к назначению спутника в качестве вторичного спутника для области, показанной на фиг. 2. Спутник, который является первичным спутником для одной области, может быть вторичным спутником для другой области. Аналогично, спутник, который является вторичным спутником для области, может быть первичным спутником для другой области. Спутники 210 и 220 могут быть, например, геостационарными спутниками, спутниками на средней околоземной орбите, спутниками на низкой околоземной орбите или спутники на некоторой другой орбите.

Система 200 также включает в себя наземную станцию 240, которой может быть, например, базовая станция, шлюз и т.п., или некоторое другое системное устройство для взаимодействия с системой наземной связи. Система 200 может включать в себя множество наземных станций 240. Только одна наземная станция 240 показана для краткости. Наземная станция 240 может обеспечивать интерфейс между спутниками 210 и 220 и оставшимся оборудованием системы связи (не показано). Например, если система 200 связи является системой телефонии, наземная станция 240 может быть спутниковым шлюзом, который взаимодействует с контроллером мобильной связи и коммутируемой телефонной сетью общего пользования (PSTN). В других вариантах осуществления наземная станция 240 может быть шлюзом Интернет, который связывает спутниковые связи с сетью, такой как Интернет.

Система 200 может включать в себя одну или более мобильных станций 250, хотя только одна показана на фиг. 2. Мобильная станция 250 может быть, например, портативным телефоном, портативным устройством связи, таким как компьютер-ноутбук, или персональным цифровым помощником, стационарным беспроводным устройством и т.п., или некоторым другим устройством связи.

В варианте осуществления, показанном на фиг. 2, связь между наземной станцией 240 и мобильной станцией 250 может осуществляться по одной или более линиям спутниковой связи. В направлении обратной линии связи каждый спутник 210 и 220 связи принимает сигнал от всех лучей и передает эти сигналы к наземной станции 240, где они могут быть скомбинированы. Мобильная станция 250 обычно передает сигналы обратной линии связи, используя антенну с широкой диаграммой направленности, которая позволяет передавать или принимать сигнал одновременно от множества спутников.

Первый спутник 210 связи передает сигнал 246a первой обратной линии связи от мобильной станции 250 в качестве сигнала 248a обратной линии связи первого спутника к наземной станции 240. Второй спутник 220 связи передает сигнал 246b второй обратной линии связи от мобильной станции 250 в качестве сигнала 248b обратной линии связи второго спутника к наземной станции 240. Наземная станция 240 затем может комбинировать сигналы обратной линии связи 248a и 248b спутников, чтобы улучшить соотношение сигнал/шум (SNR) для сигнала обратной линии связи.

Комбинирование при разнесении в обратном направлении, по существу, обеспечивает преимущество “свободы”, поскольку сигнал от мобильной станции 250 достигает спутников 210 и 220 независимо от того, какой спутник передает сигнал к наземной станции 250. Спутники 210 и 220 используют незначительное количество мощности, чтобы передавать сигналы 248a-b обратной линии связи к наземной станции 240. Комбинирование сигналов на наземной станции 240 может обеспечивать вплоть до 3дБ выше SNR в предположении, что сигналы равного уровня достигают спутников 210 и 220. Усиление может быть равно 3дБ для протоколов сигнализации, таких как множественный доступ с кодовым разделением каналов (CDMA) 2000, где наземная станция 240 или некоторый последующий каскад обработки сигнала может выполнить когерентное комбинирование. Усиление может составлять приблизительно 1,8 дБ, если используется некогерентное комбинирование.

В других вариантах осуществления спутники 210 и 220 и наземная станция 240 могут быть сконфигурированы так, чтобы принимать множество поляризаций, например левую круговую поляризацию (LHC) и правую круговую поляризацию (RHC) или вертикальную и горизонтальную, для комбинирования на наземной станции 240 при разнесении. Спутники 210 и 220 могут быть конфигурированы так, чтобы принимать и передавать множество полярностей сигналов, чтобы извлечь из сигнала каждый бит мощности.

Комбинирование сигналов 248a-b обратной линии связи от обоих спутников 210 и 220 почти ничего не стоит по мощности для системы 200. Однако комбинирование сигналов в направлении обратной линии связи обеспечивает до 3дБ усиления для SNR, если никакой сигнал не блокирован. Спутниковое разнесение достигается так, что, если один тракт передачи сигналов обратной линии связи блокирован, линия связи может продолжать осуществляться по избыточной линии. В некоторых вариантах осуществления система 200 может дать команду мобильной станции 250, использующей способ регулирования мощности, увеличить мощность передачи мобильной станции 250, чтобы восстановить SNR, если одна линия связи потеряна.

В одном варианте осуществления система 200 может использовать прямую линию связи способом, аналогичным обратной линии связи. Наземная станция 240 может передавать сигналы 242a-b прямой линии связи на оба спутника 210 и 220, и спутники 210 и 220 могут передавать сигналы 244a-b прямой линии связи к мобильной станции 250. Мобильная станция 250 может затем индивидуально отслеживать сигналы 244a-b прямой линии связи и комбинировать их в мобильной станции 250.

Однако в прямом направлении имеется компромисс между мощностью и разнесением. Может быть выгодно для системы 200 осуществить разнесение для состояния, когда один из трактов внезапно блокируется. Вариант осуществления прямой линии связи, который зеркально отражает сигнализацию обратной линии связи, может выполнять разнесение, конфигурируя оба спутника 210 и 220 так, чтобы облучать мобильную станцию 250. Однако такой вариант осуществления требует увеличенной мощности спутников.

Каждый спутник 210 и 220 обычно не может быть сконфигурирован так, чтобы подавать только половину мощности, излучаемой структурой с одиночным спутником. Обеспечение половины мощности в каждом спутнике 210 и 220 может привести к той же самой полной мощности для обоих спутников по сравнению с одиночным спутником, передающим сигнал. Однако в конфигурациях с множеством спутников каждый спутник должен передавать значительно больше половины мощности эквивалентной системы с одним спутником.

Обычно требуется, чтобы каждый спутник 210 и 220 был сконфигурирован так, чтобы передавать больше половины мощности эквивалентной системы с одним спутником, так как сигнал от каждого спутника, например 210, представляет сигнал помехи для сигнала, переданного другим спутником, например 220. Например, мобильная станция 250, принимающая оба сигнала в основанной на CDMA системе, имеет отдельные выводы рейк-приемника, принимающие один из сигналов обратной линии связи. Каждый отвод рейк-приемника воспринимает другой сигнал как помеху. Таким образом, усиление при разнесении множества одновременных спутниковых сигналов прямой линии связи происходит за счет большей мощности спутников.

Другой вариант осуществления системы 200 согласно фиг. 2 использует преимущество разнесения, усиление еще использует немного большую мощность в спутниках 210 и 220. В этом варианте осуществления один из спутников, например 210, принимает основную ответственность за обеспечение услуг для заданной области на земле, которая может представлять собой ячейку сотовой системы связи. Эти два спутника 210 и 220 могут разделять обязанности обеспечения связи при том, что каждый принимает основную ответственность за половину ячеек.

Первичный спутник, здесь первый спутник 210 связи, передает служебные сигналы к этой области. Служебные сигналы могут включать в себя, например, пилот канал, каналы поискового вызова и синхронизации (ППС, PPS). Канал синхронизации может включать в себя, например, опорный сигнал тактирования, и канал поискового вызова может включать в себя, например, сообщения сигнализации управления, направленные к мобильной станции 250. Спутник, конфигурированный в качестве первичного спутника, например первый спутник 210 связи, может быть сконфигурирован так, чтобы передавать служебные сигналы с намного большей мощностью, чем обычно требуется для осуществления линии связи, к мобильной станции 250 в свободном или неблокированном состоянии. Например, первый спутник 210 связи может быть сконфигурирован так, чтобы передавать сигналы PPS как относительно сильные сигналы. Чтобы гарантировать робастную линию связи, первый спутник 210 связи может быть сконфигурирован так, чтобы передавать относительно сильные сигналы PPS, которые усилены приблизительно на 5-10 дБ относительно минимального уровня мощности, требуемого для осуществления линии связи с мобильной станцией 250. Конечно, первый спутник 210 связи не ограничен передачей на повышенном уровне, который на 5-10 дБ выше минимального уровня мощности, но может быть сконфигурирован так, чтобы передавать на уровне, который больше, чем минимальный уровень мощности на заранее определенную величину запаса линии связи. Заранее определенная величина запаса линии связи может быть постоянным уровнем или может изменяться. Например, значение запаса для линии связи может измениться через какое-то время. Запас для линии связи может быть установлен равным, например, 5 дБ, 6 дБ, 7 дБ, 8 дБ, 9 дБ или 10 дБ. Первичный спутник может быть сконфигурирован так, чтобы передавать сигналы на относительно сильном уровне, который выше минимального требования для линии связи, так что имеется высокая вероятность, что мобильная станция 250 может принимать сигналы через преграды.

Вторичный спутник, здесь – второй спутник 220 связи, также сконфигурирован так, чтобы передавать служебные пилот-сигнал, сигналы поискового вызова и синхронизации (PPS) к области. Однако служебные сигналы PPS на втором спутнике не должны передаваться с повышенным уровнем. В одном варианте осуществления служебные сигналы от второго спутника 220 связи могут быть переданы с таким низким уровнем, который на один децибел или два децибела выше минимального требования к линии связи, чтобы учесть райсовское замирание. В другом варианте осуществления второй спутник 220 связи может быть сконфигурирован так, чтобы передавать сигналы PPS на уровне, достаточном для обеспечения надежности, равной 90%. Эти два спутника 210 и 220, охватывающие область, могут быть конфигурированы, например, чтобы использовать различные коды расширения.

Если мобильная станция 250 способна принимать сигналы от обоих спутников 210 и 220, линия связи, такая как вызывная, устанавливается на первичном спутнике 210, используя его канал поискового вызова. Канал трафика прямой линии связи устанавливается, используя первичный спутник, здесь – первый спутник 210 связи. Если ни одна из линий связи от первичного спутника до ассоциированной мобильной станции 250 не блокирована, то мощность на вторичном спутнике остается относительно малой мощностью для PPS. Поэтому сигналы от вторичного спутника, здесь – второго спутника 220 связи, вносят небольшую помеху в мобильной станции 250 к сигналу прямой линии связи от первого спутника 210 связи. Однако, если мобильная станция 250, осуществляющая связь по каналу трафика через первый спутник 210 связи, испытывает достаточно большое затухание, линия связи может быть передана вторичному спутнику.

Фиг. 3 иллюстрирует функциональную блок-схему варианта осуществления системы 200 связи и может представлять систему 200 связи согласно фиг. 2. Как показано на предыдущей функциональной блок-схеме, система 200 связи включает в себя наземную станцию 240, осуществляющую связь с первым спутником 210 связи и вторым спутником 220 связи. Эти два спутника 210 и 220 также осуществляют связь с мобильной станцией 250. Количество наземных станций 240, спутников 210 и 220 и мобильных станций 250 не ограничено количествами, показанными на функциональной схеме. Минимальное количество элементов системы 200 показано для простоты обсуждения.

Наземная станция 240 может включать в себя приемопередатчик 310 шлюза, сконфигурированный так, чтобы обмениваться по прямой и обратной линиям связи со спутниками 210 и 220. Наземная станция 240 может также включать в себя модуль 312 качества услуг (КУ, QoS), сконфигурированный для определения индикатора или значения качества услуг, соответствующих линиям связи к мобильной станции 250. Например, модуль 312 QoS может быть сконфигурирован для определения метрики сигнала из сигнала, переданного мобильной станцией 250, который является показательным для качества сигнала, принятого от спутников 210 и 220. Модуль 312 QoS может сообщать метрику сигнала, или сигнал, определенный из метрики сигнала на модуль 314 управления линией связи.

Модуль 314 управления линией связи может быть сконфигурирован, чтобы определять на основании, в частности, метрики сигнала, какой спутник 210 или 220 должен быть сконфигурирован для передачи сигнала прямой линии связи к мобильной станции 250. Модуль 314 управления линией связи может быть сконфигурирован так, чтобы управлять приемопередатчиком 310 шлюза для передачи сигнала прямой линии связи к мобильной станции 250, используя первичный или вторичный спутник. В одном варианте осуществления модуль 314 управления линией связи может быть сконфигурирован так, чтобы установить флаг или индикатор, который сообщает приемопередатчику 310 шлюза о спутнике для использования. В другом варианте осуществления модуль 314 управления линией связи может быть сконфигурирован так, чтобы выдавать адрес к приемопередатчику 310 шлюза, который направляет обмен по прямой линии связи на требуемый спутник. Приемопередатчик 310 шлюза может передавать сигнал прямой линии связи на множество спутников 210 и 220, но сигнал может быть ретранслирован (передан) с помощью требуемого спутника на основании содержимого переданного сигнала. В других вариантах осуществления модуль 314 управления линией связи может осуществлять обмен между требуемым спутником с приемопередатчиком 310 шлюза каким-либо другим образом.

Каждый из спутников 210 и 220 может быть, но не обязательно, сконфигурирован аналогично. Первый спутник 210 связи может включать в себя приемопередатчик 320 прямой линии связи, сконфигурированный для приема сигналов прямой линии связи от наземной станции 240 и передачи их к требуемой мобильной станции 250 в требуемой области. Первый спутник 210 связи может также включать в себя приемопередатчик 322 обратной линии связи, конфигурированный для приема данных обратной линии связи, передаваемых мобильной станцией 250 в любой поддерживаемой области, и ретрансляции их к наземной станции 240. Второй спутник 220 связи аналогично может включать в себя приемопередатчик 330 прямой линии связи и приемопередатчик 332 обратной линии связи.

Мобильная станция 250 может включать в себя мобильный приемопередатчик 340, который сконфигурирован для приема сигналов прямой линии связи, переданных спутниками 210 и 220. Мобильный приемопередатчик 340 может быть сконфигурирован так, чтобы преобразовать принятые сигналы прямой линии связи в сигналы основной полосы частот, которые обрабатываются процессором 350 основной полосы частот. Мобильный приемопередатчик 340 может быть также сконфигурирован для приема сигналов основной полосы частот от процессора основной полосы частот и преобразовывать сигналы основной полосы частот в сигналы обратной линии связи, которые передаются на спутники 210 и 220.

Процессор 350 основной полосы частот может включать в себя один или более модулей, конфигурированных для определения качества сигналов прямой линии связи, принятых от спутников 210 и 220. В одном варианте осуществления процессор 350 основной полосы частот может включать в себя первый модуль 352 индикатора уровня принятого сигнала (ИУПС, RSSI), сконфигурированный для определения уровня сигнала пилот-сигнала прямой линии связи от первого спутника 210 связи. Процессор 350 основной полосы частот может также включать в себя второй модуль 354 RSSI, сконфигурированный так, чтобы определить уровень сигнала пилот-сигнала прямой линии связи от второго спутника 220 связи. Процессор 350 основной полосы частот может также включать в себя процессор 360 и память 362. Процессор 360 вместе с одной или более считываемых процессором команд, сохраненных в памяти 362, может выполнять некоторые или все функции модулей 352 и 354 RSSI.

Мобильная станция 250, используя модули 352 и 354 RSSI, контролирует принятые пилот-сигналы и определяет качество сигнала, такое как RSSI. Мобильная станция 250 может сообщать о значениях RSSI назад на наземную станцию 240. В одном варианте осуществления мобильная станция 250 сообщает значения RSSI назад к наземной станции 240, используя один или более служебных каналов. Например, мобильная станция 250 может быть конфигурирована для передачи значений RSSI по каналу поискового вызова, который передают от мобильной станции 250 через спутники 210 и 220 к наземной станции 240. Наземная станция 240 может сравнивать принятые значения RSSI с заранее определенными пороговыми значениями и определять, была ли связь по прямой линии связи передана вторичному спутнику. Так как спутники 210 и 220 могут быть конфигурированы для передачи различных уровней мощности пилот-сигналов к одной и той же области, заранее определенные пороговые значения могут быть различными для первого спутника 210 и второго спутника 220.

Если сообщение об уровне пилот-сигнала указывает, что первичный тракт имеет небольшое ослабление, связь может все еще продолжаться на первичном спутнике. Наземная станция 250 может быть конфигурирована для поддержания вторичного спутника в значительной степени свободным от трафика, в частности, для уменьшения его вклада в помехи сигналам от первичного спутника. В момент, когда значение RSSI, переданное для первичного спутника, больше не превышает заранее определенного порога, система 200 может определить, что затенение или ухудшение первичного тракта является достаточно большим, так что мощность для преодоления этого ухудшения становится чрезмерной. Как только этот порог достигнут, связь может быть передана вторичному спутнику, который используется для обеспечения альтернативного тракта передачи сигналов.

Сигнализация управления для передачи линии связи может иметь место от канала трафика по первичной линии связи или, если ухудшение является особенно большим, используя вторичный канал поискового вызова. В варианте осуществления системы 200, в которой спутники 210 и 220 являются геостационарными спутниками, переход не может быть «гладким». В геостационарной системе может иметь место задержка, равная 1/2 секунды для передачи связи «туда и обратно». Поэтому может потребоваться 1-2 секунды для передачи связи между спутниками. Нет необходимости повышать мощность служебных каналов на вторичном спутнике, так как вторичный спутник обычно используется для чистых трактов связи. Если первичный тракт блокирован или иным образом сильно ослаблен и вторичный тракт блокирован или слегка ослаблен, линия связи может ухудшаться.

Поскольку вторичный канал спутниковой связи имеет относительно слабую служебную сигнализацию и несколько каналов с небольшим трафиком, имеется едва заметное влияние помех, испытываемое на приемниках сигналов от первичного спутника. Это дает преимущество спутникового разнесения без затрат большой мощности, требуемых системой, используя одновременную передачу множеством спутников.

Фиг. 4 изображает последовательность операций варианта осуществления способа 400 обеспечения спутникового разнесения. Способ 400 может быть осуществлен, например, в системе 200 согласно фиг. 3. Способ 400 начинается на этапе 410 после того, как начальная линия связи установлена по каналу трафика первичного спутника.

На этапе 410 система передает сигнал к мобильной станции по каналу трафика первичного спутника. Система переходит к этапу 420 и контролирует замирание сигнала. Как отмечено выше, мобильная станция может быть конфигурирована для контроля качества сигнала трактов прямой линии связи от множества спутников. В одном варианте осуществления мобильная станция может быть конфигурирована для определения значений RSSI первичного и вторичного пилот-сигналов. Мобильная станция может быть также сконфигурирована, чтобы сообщать эти значения обратно наземной станции в служебном сообщении обратной линии связи, например в сообщении регулирования мощности, сообщаемом по каналу поискового вызова.

Система продолжает работу в соответствии с этапом 430 принятия решения, чтобы определить, превышает ли замирание заранее определенный порог. В одном варианте осуществления модуль QoS в наземной станции сравнивает сообщенные значения RSSI с заранее определенными порогами. RSSI, соответствующее первичному спутнику, может быть сравнено с первым пороговым значением, и значение RSSI от вторичного спутника может быть сравнено со вторым заранее определенным порогом. Система может определить, что первичный спутниковый тракт испытывает замирание или иным образом ослабляется на основании, в частности, сравнения RSSI первичного спутника с соответствующим порогом. Если RSSI не превышает порог, система может определить, что замирание произошло. Если RSSI вторичного спутника выше его порога, линия связи может успешно быть передана вторичному спутнику.

Если система определяет, что замирание не произошло, система возвращается на этап 410 и продолжает поддерживать линию связи, используя первичный спутник. Однако, если на этапе 430 принятия решения система определяет, что замирание больше, чем приемлемый порог, система переходит к этапу 440.

На этапе 440 система передает линию связи вторичному спутнику. Мобильная станция может быть информирована о передаче, используя, например, сигнализацию управления, которая включена в канал трафика первичного спутника до передачи или в канал поискового вызова вторичного спутника. Система начинает передавать сигнал канала трафика, используя вторичный спутник связи. Система переходит к этапу 450 и прекращает передавать канал трафика через первичный спутник.

Как только система передала линию связи на вторичный тракт, система может позволить продолжать связь по вторичной линии связи, пока линия связи не будет завершена, например, пользователем мобильной станции. Однако для того чтобы поддерживать минимальную загрузку трафика на вторичной линии связи, система может быть конфигурирована для передачи этой линии связи назад первичному спутнику, когда первичный тракт восстанавливается из состояния ухудшения.

Система продолжает работу в соответствии с этапом 460 принятия решения, чтобы определить, уменьшилось ли состояние замирания, испытываемое первичным трактом. На этапе 460 принятия решения система может сравнивать значения RSSI, сообщенные мобильными станциями, с заранее определенными порогами. Если система определяет, что значение RSSI первичного тракта не превышает заранее определенный порог, система может возвращаться на этап 440 и продолжать поддерживать линию связи через вторичный спутник.

В соответствии с этапом 460 принятия решения, если система определяет, что значение RSSI первичного тракта возвратилось к приемлемому значению, например, когда значение RSSI превышает заранее определенный порог, система может определить, что состояние замирания прекратилось. Система может переходить от этапа 460 принятия решения на этап 470. Система выполняет передачу линии связи назад первичному спутнику. Как и прежде, система может использовать сигнализацию управления, чтобы информировать мобильную станцию об изменении в линии связи. На этапе 470 система устанавливает первичный канал для передачи сигнала прямой линии связи. После установки первичного канала система переходит к этапу 472 и передает сигнал по лучу первичного спутника. Система затем переходит к этапу 474, на котором система прекращает передавать через вторичный спутник. Система затем возвращается на этап 420 и продолжает контролировать замирание сигнала. Система может продолжать выполнять способ 400, пока линия связи не завершится, например, пользователем мобильной станции или пользователем или системой, обменивающейся с мобильной станцией.

Фиг. 5 изображает последовательность операций способа 500 обеспечения спутникового разнесения. Способ 500 может быть выполнен, например, наземной станцией системы связи согласно фиг. 3.

Способ 500 начинается на этапе 510, где наземная станция обеспечивает сигнал прямой линии связи на первичный спутник, который может быть первичным спутниковым ретранслятором. Наземная станция переходит к этапу 520 и принимает контрольные значения RSSI, сообщенные мобильной станцией.

Наземная станция переходит к этапу 522 и сравнивает принятые значения RSSI с заранее определенными пороговыми значениями. На этапе 530 принятия решения наземная станция определяет, является ли первичный RSSI большим, чем порог. Если это так, наземная станция возвращается на этап 510 и продолжает передавать сигнал на первичный спутник.

В соответствии с этапом 530 принятия решения, если RSSI не больше, чем порог, наземная станция переходит к этапу 540 и прекращает передачу на первичный спутник. Наземная станция переходит к этапу 542 и начинает передавать на вторичный спутник. В других вариантах осуществления наземная станция может создавать линию связи с вторичным спутником перед нарушением связи с первичным спутником.

Наземная станция затем переходит к этапу 550 и принимает контрольные значения RSSI от мобильной станции. На этапе 552 наземная станция сравнивает принятые значения RSSI с пороговыми значениями. Наземная станция переходит к этапу 560, чтобы определить, может ли первичный тракт связи поддерживать линию связи. Если нет, наземная станция возвращается назад на этап 542 и продолжает передавать на вторичный спутник.

В соответствии с этапом 560 принятия решения, если наземная станция определяет, что значение RSSI превышает порог, наземная станция переходит к этапу 570 и устанавливает первичный канал для передачи через первичный спутник. Наземная станция затем переходит к этапу 572 и выдает сигнал на первичный спутник для передачи. Наземная станция переходит к этапу 574 и завершает передачу на вторичный спутник. Наземная станция возвращается назад на этап 520 и принимает контрольный RSSI, который является индикатором качества линии связи. Наземная станция продолжает выполнять способ 500, до тех пор пока линия связи не ухудшится или иным образом не завершится.

Раскрыты система и способ разнесения с использованием спутников. Раскрытые системы и способы обеспечивают разнесение в системе спутниковой связи посредством внедрения функциональных возможностей системы во множество спутников. В одном варианте осуществления используются два спутника, и каждый спутник функционирует в качестве резервного на орбите для другого спутника. Каждый спутник поддерживает два луча, и эти лучи спутников облучают области, которые, по существу, перекрываются. Каждый спутник является первичным спутником для одного из лучей и вторичным спутником для другого луча. Первичный луч первого спутника соответствует области, которая соответствует вторичному лучу второго спутника.

Система способна достичь надежной связи посредством установления связи на первичном спутнике и передачи связи на вторичный спутник, когда тракт связи через первичный спутник ухудшается. Вторичный спутник загружен минимально, так как он передает относительно более слабые служебные сигналы и передает каналы трафика, которые соответствуют ухудшенным первичным линиям связи. Таким образом, вторичный спутник вносит минимальный сигнал помехи в первичную линию связи.

Различные иллюстративные логические блоки, модули, схемы и этапы алгоритма, описанные совместно с вариантами осуществления, раскрытыми выше, могут быть осуществлены в виде электронного аппаратного обеспечения, компьютерного программного обеспечения или их комбинации. Чтобы ясно проиллюстрировать эту взаимозаменяемость аппаратного обеспечения и программного обеспечения, различные иллюстративные компоненты, блоки, модули, схемы и этапы были описаны выше в общем виде в терминах их функциональных возможностей. Осуществлены ли такие функциональные возможности как аппаратное обеспечение или программное обеспечение, зависит от конкретного применения и конструктивных ограничений, наложенных на всю систему. Обычные специалисты могут осуществить описанные функциональные возможности различными способами для каждого конкретного применения, но такие решения о реализации не должны интерпретироваться как отклонение от объема раскрытия.

Различные иллюстративные логические блоки, модули и схемы, описанные совместно с вариантами осуществления, раскрытыми выше, могут быть осуществлены или выполнены процессором общего назначения, цифровым сигнальным процессором (DSP), процессором компьютера с сокращенным набором команд (RISC), интегральной схемой для специального применения (ASIC), программируемой пользователем вентильной матрицей (FPGA) или другим программируемым логическим устройством, дискретным логическим элементом или транзисторными логическими элементами, компонентами аппаратного обеспечения на дискретных элементах или любой их комбинацией, предназначенными для выполнения описанных функций. Процессор общего назначения может быть микропроцессором, но альтернативно, процессор может быть любым процессором, контроллером, микроконтроллером или конечным автоматом. Процессор может также быть осуществлен как комбинация вычислительных устройств, например комбинация DSP и микропроцессора, множество микропроцессоров, один или более микропроцессоров вместе с ядром DSP или любая другая такая конфигурация.

Этапы способа, процесса или алгоритма, описанные совместно с раскрытыми вариантами осуществления, могут быть воплощены непосредственно в аппаратном обеспечении, в модуле программного обеспечения, выполняемом процессором, или в их комбинации. Программный модуль может быть сохранен в памяти ОЗУ, флэш-памяти, энергонезависимой памяти, памяти ПЗУ, памяти EPROM, памяти EEPROM, регистрах, жестком диске, съемном диске, CD-ROM или носителе данных любой другой формы, известной в технике. Примерный носитель данных подсоединен к процессору так, что процессор может считывать информацию с него и записывать информацию на носитель данных. Альтернативно, носитель данных может быть интегрирован в процессор. Кроме того, различные способы могут быть выполнены в порядке, указанном в вариантах осуществления, или могут быть выполнены, используя измененный порядок этапов. Дополнительно, один или более процессов или этапов способа могут быть пропущены или один или более процессов или этапов способа могут быть добавлены к этим способам и процессам. Дополнительный этап, блок или действие могут быть добавлены в начале, конце или внедрены в существующие элементы способов и процессов.

Вышеприведенное описание раскрытых вариантов осуществления обеспечивается, чтобы дать возможность любому специалисту осуществить или использовать их раскрытие. Различные модификации этих вариантов осуществления будут очевидны таким специалистам, и общие принципы, определенные здесь, могут быть применены к другим вариантам осуществления без отрыва из объема или формы настоящего раскрытия. Таким образом, описание не предназначено для ограничения вариантов осуществления, показанных здесь, а предназначено для предоставления самого широкого объема, совместимого с раскрытыми принципами и новыми признаками.

Формула изобретения

1. Спутниковая система с разнесением, содержащая первый спутник, выполненный с возможностью обеспечения первого луча в качестве первичного луча, поддерживающего первую область; второй спутник, выполненный с возможностью обеспечения второго луча в качестве вторичного луча, поддерживающего область, по существу, перекрывающую первую область; и наземную станцию, выполненную с возможностью передавать сигнал трафика прямой линии связи к первой области через первый спутник в течение периода времени, когда качество сигнала через тракт связи через первый спутник не ниже порогового значения, передавать сигнал трафика прямой линии связи к первой области через второй спутник в течение периода времени, когда качество сигнала через тракт связи через первый спутник ниже порогового значения, и принимать метрики сигнала, относящиеся к сигналу трафика прямой линии связи, от приемника и определять на основании, по меньшей мере частично, упомянутых метрик сигнала является ли качество сигнала через тракт связи через первый спутник ниже порогового значения.

2. Система по п.1, в которой первый спутник дополнительно выполнен с возможностью передавать первый служебный сигнал с мощностью сигнала, которая является по меньшей мере на заранее определенную величину запаса для линии связи выше минимального уровня мощности, требуемого для установления линии связи с приемником в первой области; и в которой второй спутник дополнительно выполнен с возможностью передавать второй служебный сигнал, который имеет мощность сигнала по меньшей мере больше, чем минимальный уровень мощности, требуемый для установления линии связи с приемником в первой области.

3. Система по п.2, в которой заранее определенная величина запаса для линии связи больше или равна 5 дБ.

4. Система по п.2, в которой второй спутник выполнен с возможностью передавать второй служебный сигнал с мощностью сигнала, которая по меньшей мере на 1 дБ больше, чем минимальный уровень мощности.

5. Система по п.2, в которой первый служебный сигнал содержит первый пилот-сигнал.

6. Система по п.2, в которой второй служебный сигнал содержит второй пилот-сигнал.

7. Система по п.1, в которой первый спутник дополнительно выполнен с возможностью обеспечить третий спутниковый луч в качестве вторичного луча, поддерживающего вторую область; второй спутник дополнительно выполнен с возможностью обеспечить четвертый спутниковый луч в качестве первичного луча для области, по существу, перекрывающей вторую область; и в которой наземная станция дополнительно выполнена с возможностью передавать дополнительный сигнал к второй области через второй спутник в течение периода времени, когда качество сигнала через тракт связи через второй спутник не ниже порогового значения, и выполнена с возможностью передавать сигнал к второй области через первый спутник в течение периода времени, когда качество сигнала через тракт связи через второй спутник ниже порогового значения.

8. Система по п.1, в которой метрики сигнала содержат значения индикации уровня принятого сигнала (ИУПС, RSSI), определенные приемником в первой области, первого служебного сигнала, переданного первым спутником, и второго служебного сигнала, переданного вторым спутником.

9. Система по п.8, в которой первый и второй служебные сигналы содержат соответственно первый и второй пилот-сигналы.

10. Спутниковая система с разнесением, содержащая приемопередатчик прямой линии связи в спутнике, выполненный с возможностью принимать первый сигнал прямой линии связи от наземной станции и передавать этот первый сигнал прямой линии связи в первом спутниковом луче, соответствующем первой области, для которой спутник назначен в качестве первичного спутника, и дополнительно выполнен с возможностью приема второго сигнала прямой линии связи от наземной станции и передавать второй сигнал прямой линии связи во втором спутниковом луче, соответствующем второй области, для которой спутник назначен в качестве вторичного спутника; и приемопередатчик обратной линии связи в спутнике, выполненный с возможностью принимать сигналы обратной линии связи, ассоциированные с первым и вторым сигналами прямой линией связи от по меньшей мере первой и второй областей, и выполненный с возможностью передавать сигналы обратной линии связи к наземной станции,

при этом спутник назначен в качестве первичного спутника в ответ на одну или более метрик сигнала, относящихся к сигналу прямой линии связи, посланному из приемника в первой области к наземной станции, и при этом спутник назначен в качестве первичного спутника на основании, по меньшей мере частично, метрик сигнала, принятых наземной станцией от упомянутого приемника.

11. Система по п.10, в которой приемопередатчик прямой линии связи дополнительно выполнен с возможностью передавать в первом спутниковом луче первый служебный сигнал с мощностью сигнала, которая является по меньшей мере на заранее определенную величину запаса для линии связи выше минимального уровня мощности, и в которой приемопередатчик прямой линии связи дополнительно выполнен с возможностью передавать второй служебный сигнал во втором спутниковом луче с мощностью сигнала меньшей, чем мощность сигнала первого служебного сигнала.

12. Система по п.11, в которой заранее определенная величина запаса для линии связи больше или равна 5 дБ.

13. Спутниковая система с разнесением, содержащая приемопередатчик шлюза, выполненный с возможностью выборочно передавать сигнал прямой линии связи к одному или обоим из первого спутника и второго спутника и дополнительно выполненный с возможностью принимать метрики сигнала, относящиеся к сигналу прямой линии связи от мобильной станции; модуль качества услуг, подсоединенный к приемопередатчику шлюза и выполненный с возможностью определять, снижается ли качество сигнала через тракт связи через первый спутник, на основании, по меньшей мере частично, упомянутых метрик сигнала;

модуль управления линией связи, подсоединенный к модулю качества услуг и выполненный с возможностью управлять приемопередатчиком шлюза, чтобы передавать сигнал прямой линии связи на первый спутник, который должен быть ретранслирован к упомянутой мобильной станции, если качество сигнала через тракт связи через первый спутник не ниже порогового значения, и выполнен с возможностью управлять приемопередатчиком шлюза, чтобы передавать сигнал прямой линии связи на второй спутник, который должен быть ретранслирован к мобильной станции, если качество сигнала через тракт связи через первый спутник ниже порогового значения.

14. Система по п.13, в которой приемопередатчик шлюза дополнительно выполнен с возможностью принимать первый сигнал обратной линии связи от первого спутника и второй сигнал обратной линии связи от второго спутника и выполнен с возможностью комбинировать первый и второй сигналы обратной линии связи.

15. Система по п.14, в которой приемопередатчик шлюза выполнен с возможностью выполнять когерентное комбинирование первого и второго сигналов обратной линии связи.

16. Система по п.13, в которой модуль качества услуг выполнен с возможностью определить, снижается ли качество сигнала через тракт связи через первый спутник на основании, по меньшей мере частично, метрик сигнала, принятых приемопередатчиком шлюза в сигналах обратной линии связи.

17. Система по п.16, в которой метрики сигнала содержат значение уровня пилот-сигнала от первого спутника и значение уровня пилот-сигнала от второго спутника, определенные приемником, выполненным с возможностью принимать сигналы от первого и второго спутников.

18. Система по п.16, в которой приемопередатчик шлюза выполнен с возможностью принимать метрики сигнала по каналу поискового вызова обратной линии связи.

19. Наземная станция, выполненная с возможностью работать со спутниковой станцией с разнесением, включающей в себя первый спутник, имеющий первый луч, обеспечивающий охват для первой области, и второй луч, обеспечивающий охват для второй области, причем первый спутник сконфигурирован в качестве первичного спутника для первой области и вторичного спутника для второй области; второй спутник, имеющий первый луч, обеспечивающий охват для третьей области, которая, по существу, перекрывает первую область, и второй луч, обеспечивающий охват для четвертой области, которая, по существу, перекрывает вторую область, причем второй спутник конфигурирован в качестве первичного спутника для четвертой области и вторичного спутника для третьей области; и при этом упомянутая

наземная станция выполнена с возможностью передавать первый сигнал к первой мобильной станции в перекрывающейся части первой и третьей областей через первый спутник, когда метрика сигнала, относящаяся к упомянутому первому сигналу трафика прямой линии связи, сообщенная первой мобильной станцией, больше, чем заранее определенный порог, и передавать первый сигнал трафика прямой линии связи к первой мобильной станции через второй спутник, когда упомянутая метрика сигнала не больше, чем заранее определенный порог.

20. Способ обеспечения спутникового разнесения, причем способ содержит этапы: передают сигнал трафика прямой линии связи на приемник, расположенный в первой географической области, используя первый спутник; определяют, является ли качество сигнала через линию связи от первого спутника на приемник ниже порогового значения, посредством приема метрик сигнала, относящихся к упомянутому сигналу трафика прямой линии связи от приемника;

сравнивают по меньшей мере одну из метрик сигнала с заранее определенным порогом и определяют, что качество сигнала через линию связи ниже порогового значения, если по меньшей мере одна из метрик сигнала не превышает заранее заданный порог, и

передают сигнал трафика прямой линии связи на приемник, используя второй спутник, если качество сигнала через линию связи от первого спутника ниже порогового значения.

21. Способ по п.20, в котором первый спутник включает в себя первое множество лучей, причем первый луч из первого множества лучей облучает первую географическую область, и в котором второй спутник включает в себя второе множество лучей, причем первый луч из второго множества лучей, по существу, облучает первую географическую область, и в котором передача сигнала на приемник содержит передачу сигнала, используя первый луч соответствующего первого или второго спутника.

22. Способ по п.21, в котором первый спутник является первичным спутником для первого луча из первого множества лучей, и второй спутник является вторичным спутником для первого луча из второго множества лучей.

23. Способ по п.20, в котором определение, является ли качество сигнала через линию связи ниже порогового значения, содержит определение, замирает ли сигнал от первого спутника.

24. Способ по п.20, в котором этап приема метрик сигнала содержит этапы:

принимают значение уровня пилот-сигнала первого спутника от приемника и

принимают значение уровня пилот-сигнала второго спутника от приемника.

25. Способ по п.20, в котором сравнение по меньшей мере одной из метрик сигнала с заранее определенным порогом содержит сравнение принятого значения уровня пилот-сигнала первого спутника с заранее определенным порогом.

26. Способ по п.20, в котором этап приема метрик сигнала содержит прием метрик сигнала от мобильной станции по каналу поискового вызова обратной линии связи.

27. Способ по п.20, в котором этап приема метрик сигнала содержит этапы: принимают первый сигнал обратной линии связи от первого спутника; принимают второй сигнал обратной линии связи от второго спутника; комбинируют первый сигнал обратной линии связи со вторым сигналом обратной линии связи, чтобы получить комбинированный сигнал обратной линии связи; и определяют метрики сигнала из комбинированного сигнала обратной линии связи.

28. Спутниковая система с разнесением, содержащая средство для передачи сигнала на приемник, расположенный в первой географической области, используя первый спутник; средство для приема метрик сигнала от приемника; средство для сравнения по меньшей мере одной из метрик сигнала с заранее определенным порогом; средство для выбора альтернативного тракта передачи сигналов, если по меньшей мере одна метрика сигнала не больше, чем заранее определенный порог; и средство для передачи сигнала на приемник, используя второй спутник, если выбран альтернативный тракт передачи сигналов.

РИСУНКИ