專利名稱：衛(wèi)星通訊系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的來說涉及一種衛(wèi)星通訊系統(tǒng)，更具體地說涉及一種選擇呼叫接收機(jī)的衛(wèi)星通訊系統(tǒng)，它增加了選擇呼叫接收機(jī)接收到信息的可能性。
已知的衛(wèi)星通訊系統(tǒng)提供的是點(diǎn)對點(diǎn)(point to point)通訊。衛(wèi)星中繼來自地面發(fā)射機(jī)的信息很可能是通過一個(gè)或多個(gè)另外的衛(wèi)星將該信息轉(zhuǎn)發(fā)到地面的某個(gè)區(qū)域。
但是，由于衛(wèi)星內(nèi)的功率限制，這種轉(zhuǎn)發(fā)強(qiáng)度是有限的。因?yàn)橛行┙邮諜C(jī)，例如選呼接收機(jī)可能處于轉(zhuǎn)發(fā)信號難以穿透的建筑區(qū)域內(nèi)，所以，不是所有的轉(zhuǎn)發(fā)信號都能被到。
因此，就需要一種具有增加選呼接收機(jī)接收可能的衛(wèi)星通訊系統(tǒng)。
相應(yīng)地，本發(fā)明的目的就是提供一種經(jīng)改進(jìn)的衛(wèi)星通訊系統(tǒng)。。為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明以上的及其它的目的，所提供的方法包括步驟為，經(jīng)過至少一個(gè)衛(wèi)星從兩個(gè)或多個(gè)位置發(fā)送到接收機(jī)。


圖1是傳統(tǒng)的多個(gè)地球軌道衛(wèi)星的示意圖。
圖2是衛(wèi)星內(nèi)部件的方框圖。
圖3是在第一時(shí)間點(diǎn)接收和轉(zhuǎn)發(fā)信號的方案兩個(gè)地球軌道衛(wèi)星按照本發(fā)明最佳實(shí)施方案示意圖。
圖4是在第二時(shí)間點(diǎn)接收和轉(zhuǎn)發(fā)信號的兩個(gè)地球軌道衛(wèi)星按照最佳實(shí)施方案示意圖。
圖5是按照最佳實(shí)施方案的兩個(gè)軌道衛(wèi)星的無線電天線波瓣圖。
參見圖1，衛(wèi)星通訊系統(tǒng)的布置結(jié)構(gòu)包括若干個(gè)衛(wèi)星，如10，11，20和21，它們處在一個(gè)或多個(gè)軌道平面A、B、C、D、E和F的低地球軌道上，這些平面是高度自然傾斜的，這種布置對地球12提供了全面的通訊覆蓋。
在最佳實(shí)施方案的高傾斜軌道結(jié)構(gòu)中，采用48個(gè)低地球軌道衛(wèi)星就可運(yùn)到滿意的地球覆蓋。這些衛(wèi)星可以被布置在6個(gè)高傾斜地球軌道平面上，每個(gè)平面8個(gè)衛(wèi)星。也可采用其它布置，但這種布置需要更多的衛(wèi)星才能取得和上述高傾斜軌道布置相同的地球覆蓋。
參見圖2，每個(gè)衛(wèi)星10，11，20和21包括衛(wèi)星通訊電路13，適當(dāng)?shù)奶炀€14，15，如用于上行/下行線路的螺旋天線及用于線路交叉的透鏡，相應(yīng)地還有一個(gè)連接有蓄電池，為通訊系統(tǒng)提供電源的展開的太陽能電池陣16。太陽能電池陣在衛(wèi)星被運(yùn)載工具送入軌道后即展開，于是通訊系統(tǒng)激活。然后這些通訊系統(tǒng)通過標(biāo)準(zhǔn)的遙測，尋跡及控制通道被納入線路形成網(wǎng)絡(luò)。
這里描述的衛(wèi)星通訊系統(tǒng)提供了高效的頻譜，不同的衛(wèi)星通訊系統(tǒng)可同時(shí)采用同一頻率。每個(gè)衛(wèi)星10，11，20和21作用起來象一個(gè)平臺將發(fā)射機(jī)17發(fā)出的信號中繼后發(fā)射到接收機(jī)18的平臺。發(fā)射機(jī)接收機(jī)可處于地球的不同區(qū)域的地面上，空中或水上的運(yùn)載工具上。
在本發(fā)明中，多個(gè)接收機(jī)18，如包含有呼叫器的選呼接收機(jī)，在衛(wèi)星11處在連續(xù)的運(yùn)動(dòng)中的任何給定的時(shí)刻位置總是相對地固定的。盡管接收機(jī)18的使用者會(huì)四處移動(dòng)，但是距離與其上的衛(wèi)星的行程相比是相對較小的。每個(gè)衛(wèi)星通訊線路13包含一個(gè)微處理機(jī)，用于確定如何將發(fā)射的信號以下述的方式中繼到適當(dāng)?shù)慕邮諜C(jī)18。
傳統(tǒng)的衛(wèi)星系統(tǒng)可通過增加衛(wèi)星發(fā)射功率來增加接收的可能性，但是這種方法受到太陽能電池可提供給衛(wèi)星的平均功率的限制。另外，一旦信號經(jīng)受到城市區(qū)域多路反射的環(huán)境影響，距發(fā)射機(jī)給定的距離的信號電平的變化是該距離的對數(shù)正態(tài)分布。這種分布的偏差(δ)通常在8分貝(db)左右。為了將成功的百分比從百分之五十增加到百分之七十五，將需要0.7δ或5.6db的額外功率增益。但是，一個(gè)不相關(guān)的重復(fù)只需要3db的能量增加就能取得相同的結(jié)果。為了將成功的百分比從百分之九十增加到百分之九十將需要1.1δ或8.8db的功率增益;但是，一個(gè)不相關(guān)重復(fù)將節(jié)省5.8db能量的增加而達(dá)到同樣的效果。
參見圖3和圖4，按照本發(fā)明，當(dāng)接收機(jī)處在接收條件受到限制的區(qū)域時(shí)，例如建筑物19之間。在第一個(gè)時(shí)間點(diǎn)(圖3)，信息從發(fā)射機(jī)17被發(fā)射到衛(wèi)星10然后被中繼(轉(zhuǎn)發(fā))到接收機(jī)18。另外，信息也可以從發(fā)射機(jī)17直接或從衛(wèi)星10中繼到達(dá)衛(wèi)星11。在第二時(shí)間點(diǎn)(圖4)，衛(wèi)星11從衛(wèi)星10先前轉(zhuǎn)發(fā)的位置不同的位置向接收機(jī)18轉(zhuǎn)發(fā)信息。在第二時(shí)間點(diǎn)信息可由發(fā)射機(jī)17或衛(wèi)星10或其它衛(wèi)星發(fā)射到衛(wèi)星11。第一時(shí)間點(diǎn)與第二時(shí)間點(diǎn)之間有例如秒或幾分鐘的時(shí)間差。由于接收機(jī)可從不同的角度接收發(fā)射的信息，接收機(jī)18接收信息的可接收性增加了。這些不同的角度一般來說具有不同的多路反射，因而在接收點(diǎn)產(chǎn)生不同的信號電平。該系統(tǒng)選擇哪一個(gè)衛(wèi)星(信號被接收的大致方向)及何時(shí)(入射角)完成中繼，這樣便可最大程度地增加可接收性。該系統(tǒng)通過已知的計(jì)算機(jī)優(yōu)選技術(shù)來實(shí)現(xiàn)這些選擇，并最好設(shè)置在地面，但也可交替地設(shè)置在一個(gè)或多個(gè)衛(wèi)星之中。此外，由于接收機(jī)18在第一個(gè)及第二個(gè)時(shí)間點(diǎn)之間可在發(fā)射區(qū)域內(nèi)改變位置，接收性可能被進(jìn)一步增加。
參見圖5，每個(gè)衛(wèi)星可典型地在地球上投射(project)四個(gè)或多個(gè)波瓣(通常顯示為圓型區(qū)域)這是通過具有與波瓣數(shù)目相適合的固定的波束寬度的天線14取得的。盡管這些被辯被圖示為四個(gè)圓形，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該懂得，這些波瓣的形狀和數(shù)目可以是多種的，衛(wèi)星10和20處在從北極到南極的軌道“D”，衛(wèi)星11和21處在從北極到南極軌道“E”上，盡管也可利用包括反向軌道的其它軌道。為了描述衛(wèi)星10，11，20，21如何轉(zhuǎn)發(fā)信息，圖示出四個(gè)實(shí)例，其中字母A、B、C、D代表在第一時(shí)間點(diǎn)的接收機(jī)18，字母A+、B+、C+及D+代表在第二時(shí)間點(diǎn)的接收機(jī)18。最初，發(fā)射機(jī)17向其上空的衛(wèi)星發(fā)射信息，該衛(wèi)星可以是任何一個(gè)離發(fā)射機(jī)17較近的特定軌道上的衛(wèi)星。在圖1所示的例子中，發(fā)射機(jī)17可將信息送到衛(wèi)星10再轉(zhuǎn)發(fā)到在“A”點(diǎn)的接收機(jī)。接收機(jī)18的使用者事先將接收機(jī)的位置如一個(gè)特定的城市告之系統(tǒng)。在衛(wèi)星11已進(jìn)一步南移的第二時(shí)間點(diǎn)，信息從衛(wèi)星11轉(zhuǎn)發(fā)到在“A+”點(diǎn)的接收機(jī)18。來自發(fā)射機(jī)17的信息在被傳送到接收機(jī)18之前可經(jīng)過幾個(gè)衛(wèi)星。以類似的方式，實(shí)例B顯示了來自同一軌道的衛(wèi)星11和21的信息傳送，實(shí)例“C”顯示了來自同一衛(wèi)星21發(fā)出的23及24或25中的兩個(gè)波瓣的信息發(fā)送，實(shí)例“D”顯示了來自同一衛(wèi)星20發(fā)出的同一波瓣26的信息傳送。該信息可在第一也可在第二時(shí)間點(diǎn)從幾個(gè)源之中的一個(gè)任何一個(gè)衛(wèi)星或發(fā)射機(jī)17傳送到第二個(gè)衛(wèi)星11。
總之，通過在不同的時(shí)間點(diǎn)在兩個(gè)不同的位置(角度)中繼信息，使接收機(jī)的可接收性增加了。
權(quán)利要求
1.在用于增加從發(fā)射機(jī)發(fā)出的被接收機(jī)接收的信息的的可接收性的衛(wèi)星系統(tǒng)中，所采用的方法包括步驟為，在兩個(gè)或多個(gè)位置通過至少一個(gè)衛(wèi)星將信息(發(fā)射信號)中繼到接收機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中從兩個(gè)或多個(gè)位置中的每個(gè)中繼是在不同的時(shí)間點(diǎn)開始的。
3.一種用于將信息發(fā)射到接收機(jī)的衛(wèi)星通訊系統(tǒng)，包括發(fā)射機(jī)裝置用于發(fā)射信息;衛(wèi)星裝置用于接收信息和將信息轉(zhuǎn)發(fā)到接收機(jī);并通過將信息按順序地轉(zhuǎn)發(fā)到接收機(jī)用于增加信息被接收機(jī)接收的可能性。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的衛(wèi)星通訊系統(tǒng)，其中衛(wèi)星裝置包括單個(gè)衛(wèi)星。
5.根據(jù)權(quán)利要求3的衛(wèi)星通訊系統(tǒng)，其中的轉(zhuǎn)發(fā)是來自第一個(gè)位置的，后來的信息的發(fā)射是來自第二位置的。
6.根據(jù)權(quán)利要求3的衛(wèi)星通訊系統(tǒng)，其中的衛(wèi)星裝置包括第一衛(wèi)星用于轉(zhuǎn)發(fā)信息及第二衛(wèi)星用于繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)信息。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的衛(wèi)星通訊系統(tǒng)，其中的發(fā)射裝置向衛(wèi)星裝置發(fā)射數(shù)據(jù)指示接收機(jī)的位置，衛(wèi)星裝置確定何時(shí)進(jìn)行其后的轉(zhuǎn)發(fā)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6的衛(wèi)星通訊系統(tǒng)，其中的第二衛(wèi)星接收來自第一衛(wèi)星的信息。
9.一種用于將信息發(fā)射到接收機(jī)的發(fā)射系統(tǒng)，包括發(fā)射機(jī)裝置用于發(fā)射所述的信息;以及用于通過至少一個(gè)衛(wèi)星從至少兩個(gè)位置將所述信息轉(zhuǎn)發(fā)到所述的接收機(jī)，用于增加信息被所述接收機(jī)接收的可能性的裝置。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的發(fā)射系統(tǒng)，其中從至少兩個(gè)位置中的每一個(gè)的信息中繼是在不同的時(shí)間點(diǎn)完成的。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的衛(wèi)星通訊系統(tǒng)，還進(jìn)一步包括電路裝置用于選擇所述的至少兩個(gè)位置。
12.一種用于將信息發(fā)射到多個(gè)選呼接收機(jī)的至少一個(gè)的選呼接收機(jī)發(fā)射系統(tǒng)，包括發(fā)射裝置，用于發(fā)射包括的信息在內(nèi)的信息;以及衛(wèi)星裝置，用于接收信息及將信息發(fā)射到選呼接收機(jī)及按順序?qū)⑿畔牟煌牡攸c(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)給選呼接收機(jī)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的衛(wèi)星通訊系統(tǒng)，其中的衛(wèi)星裝置包含單個(gè)的衛(wèi)星。
14.根據(jù)權(quán)利要求12的衛(wèi)星通訊系統(tǒng)，其中衛(wèi)星裝置包括用于轉(zhuǎn)發(fā)信息的第一衛(wèi)星及用于相繼轉(zhuǎn)發(fā)信息的第二衛(wèi)星。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的衛(wèi)星通訊系統(tǒng)，其中第二衛(wèi)星接收來自第一衛(wèi)星的信息。
16.一種將信息信號發(fā)射給接收機(jī)的方法，包括的步驟為從多個(gè)相對于接收機(jī)位于第一位置的衛(wèi)星中的一個(gè)衛(wèi)星發(fā)射包括至少部分訊息信號的第一信息;以及從多個(gè)相對于位于不同于第一位置的第二位置的衛(wèi)星中的一個(gè)衛(wèi)星發(fā)射包含至少部分第一信息的分集(diversity)信息，用于增加信息被接收機(jī)接收的可能性。
17.一種用于增加來自發(fā)射機(jī)的信號被接收機(jī)接受的可能性的衛(wèi)星通訊系統(tǒng)，包括至少一個(gè)用于接收來自發(fā)射機(jī)信號，由于第一及第二位置影響第一及第二發(fā)射信息的衛(wèi)星;以及編程裝置，用于確定第一及第二位置。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的衛(wèi)星系統(tǒng)，其中發(fā)射機(jī)向至少一個(gè)衛(wèi)星發(fā)射指示第一及第一位置的數(shù)據(jù)。
19.在用于增加來自發(fā)射機(jī)的信號被接收機(jī)和接收的可能怍的衛(wèi)星系統(tǒng)中，所采用的方法包括的步驟為將來自發(fā)射機(jī)的信號發(fā)射至至少一個(gè)衛(wèi)星;確定可進(jìn)行第一發(fā)射及第二發(fā)射的第一及第二位置;以及發(fā)射來自第一及第二位置的信號。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的方法，進(jìn)一步包含的步驟為向至少一個(gè)衛(wèi)星發(fā)射指示第一及第二位置的數(shù)據(jù)。
21.一種用于增加來自發(fā)射機(jī)的信號被接收機(jī)接收的可能怍和衛(wèi)星系統(tǒng)，包括至少一個(gè)用于接收來自發(fā)射機(jī)的信號并影響第一及第二發(fā)射的衛(wèi)星;以及編程裝置，用于確定所述的至少一個(gè)衛(wèi)星在第一及第二時(shí)間分別影響第一及第二發(fā)射。
22.根據(jù)權(quán)利要求20的衛(wèi)星系統(tǒng)，其中，發(fā)射機(jī)向至少一個(gè)衛(wèi)星發(fā)射指示第一及第二時(shí)間的數(shù)據(jù)。
全文摘要
一種選呼接收機(jī)發(fā)射系統(tǒng)用于向從多個(gè)選呼接收機(jī)選擇出的一個(gè)發(fā)送信息，包括一個(gè)用于發(fā)射包括訊號在內(nèi)的信息的發(fā)射機(jī)，至少一個(gè)衛(wèi)星接收該信息并將其發(fā)送到選呼接收機(jī)，及相繼地將該信息從不同位置轉(zhuǎn)發(fā)到選呼接收機(jī)。
文檔編號H04B7/24GK1066542SQ91102808
公開日1992年11月25日 申請日期1991年5月4日 優(yōu)先權(quán)日1991年5月4日
發(fā)明者羅伯特J·施威特曼 申請人:莫托羅拉公司