專利名稱：雙向/廣播移動和便攜衛(wèi)星通信系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及衛(wèi)星通信系統(tǒng)，并且更具體地涉及具有廣播空間和陸地段以及移動通信空間和陸地段的衛(wèi)星通信系統(tǒng)。
通過使用衛(wèi)星技術(shù)，蜂窩電話業(yè)務(wù)已經(jīng)擴展到地球上的遙遠地方，為很多新用戶提供各種電話業(yè)務(wù)的接入。這些基于衛(wèi)星的系統(tǒng)可以是區(qū)域性地球同步(GSO)的或全球非地球同步(NGSO)的。IridiumTM和GlobalstarTM就是兩個全球NGSO系統(tǒng)的例子，并且可以被稱為全球移動衛(wèi)星系統(tǒng)(GMSS)。
直接入戶(DTH)業(yè)務(wù)所提供的廣播業(yè)務(wù)，例如電視，典型地是由GSO衛(wèi)星傳輸?shù)?。相反，GMSS系統(tǒng)或區(qū)域移動衛(wèi)星系統(tǒng)(RMSS)被設(shè)計成為移動和便攜用戶提供點到點語音和數(shù)據(jù)通信的高效、蜂窩似的通信系統(tǒng)。為了最大化GMSS系統(tǒng)的用戶數(shù)，為用戶提供的線路數(shù)據(jù)率通過量通常被限制為相對低速的數(shù)據(jù)(例如，2400、4800或9600 BPS)并且通常使用高壓縮的數(shù)字語音。這些系統(tǒng)通常使用時分多址(TDMA)或碼分多址(CDMA)技術(shù)將大量用戶安置在相同的RF信道上。
NGSO和GSO衛(wèi)星系統(tǒng)具有顯著不同的工作特性。例如，GMSS NGSO系統(tǒng)的傳播時延在大約9ms到100ms的量級，編碼和解碼操作可能具有等于100ms的額外延遲。大高度GSO衛(wèi)星的傳播延遲是250ms，加上編碼和解碼延遲，從而其延遲可能高至350ms或更多。另外，MSS系統(tǒng)的可用帶寬是有限的，因為只為此用途分配了少量的頻譜。然而，廣播衛(wèi)星業(yè)務(wù)已經(jīng)為動作商用電視和高速數(shù)據(jù)進行了優(yōu)化，同時高功率下行鏈路可以提供使用18到24英寸直徑碟形衛(wèi)星天線的業(yè)務(wù)。
可以通過幾種方法將模擬或數(shù)字電視信號傳送到上行鏈路站(稱為饋電鏈路)對信號進行數(shù)字化(還可以對信號進行壓縮)，然后將信號變到另一個頻率，放大信號，并且將它對廣大業(yè)務(wù)區(qū)域廣播，在該業(yè)務(wù)區(qū)域中很多接收機幾乎同時接收到信號。除上面提到的250ms傳播延遲以外，在信號的數(shù)模轉(zhuǎn)換中還會導致更多的延遲。變換后的信號被分發(fā)到普通電視機或高清晰度電視機(HDTV)。通常，與GMSS相比，這種廣播業(yè)務(wù)的可用帶寬是很大的。
迄今，衛(wèi)星蜂窩和衛(wèi)星廣播系統(tǒng)是并行開發(fā)的，每一種都為它自己的用途而優(yōu)化。象蜂窩和個人通信系統(tǒng)這樣的陸地有線系統(tǒng)和無線系統(tǒng)是為語音和數(shù)據(jù)傳輸(更具體地是個人計算機數(shù)據(jù)傳輸)而開發(fā)和優(yōu)化的。同時，互聯(lián)網(wǎng)的使用日益普及，在線的用戶達到數(shù)百萬。當前正開發(fā)在互聯(lián)網(wǎng)上合并語音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，以及商用電視。事實上，希望傳統(tǒng)的“撥號音”觀念中很快就會加入新的所謂“Web音”概念。
預(yù)期在將來，MSS系統(tǒng)將使用結(jié)合電視的傳統(tǒng)通信方法(例如，可視電話)，并且還將使用互聯(lián)網(wǎng)或其繼任者。更小、更強大、更快的個人計算機將結(jié)合無線通信提供集成的通信和計算機系統(tǒng)。這些業(yè)務(wù)之間的公共線索就是用戶和用戶對無線電話、個人計算機、和互聯(lián)網(wǎng)的使用的增長。
然而，移動通信系統(tǒng)的用戶當前在互聯(lián)網(wǎng)使用上的滯后是由于這些系統(tǒng)不能為用戶提供高速數(shù)據(jù)線路和信道。結(jié)果，在接收用戶請求的輸入數(shù)據(jù)的響應(yīng)時，用戶就會體驗到長延遲。但是，到DTH系統(tǒng)的用戶對于移動和便攜用戶在互聯(lián)網(wǎng)使用上的滯后，是由于不能提供從用戶到廣播衛(wèi)星以及從那里到互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)提供商或電視提供商的發(fā)射臺的上行鏈路。結(jié)果，當前很多用戶具有三個或更多的帳號，一個用于蜂窩語音和低速數(shù)據(jù)，一個用戶DTH電視，還有一個用于互聯(lián)網(wǎng)連接。
本發(fā)明之前，對于這些和其它問題還沒有滿意的解決方案。
本發(fā)明的第一目的和優(yōu)點是提供克服前述和其它問題的基于衛(wèi)星的通信系統(tǒng)。
本發(fā)明的另一個目的和優(yōu)點是向用戶授權(quán)并為用戶提供能夠訪問蜂窩語音和低速數(shù)據(jù)、廣播電視、和高速數(shù)據(jù)互聯(lián)網(wǎng)連接的用戶終端。
本發(fā)明的另一個目的和優(yōu)點是提供一個可以使得廣播空間和陸地段以及與類似移動蜂窩的空間和陸地段都能共同工作從而為用戶提供高速數(shù)據(jù)連接、低速數(shù)據(jù)連接和語音連接的混合通信系統(tǒng)。
本發(fā)明的另一個目的和優(yōu)點是提供一個同時使用GSO衛(wèi)星系統(tǒng)和NGSO衛(wèi)星系統(tǒng)的混合通信系統(tǒng)，其中混合通信系統(tǒng)優(yōu)選地采用每種類型組成衛(wèi)星系統(tǒng)的強項。
根據(jù)本發(fā)明實施例的方法和裝置可以克服前述和其它問題并實現(xiàn)目的和優(yōu)點。
混合衛(wèi)星通信系統(tǒng)使用至少兩個基于衛(wèi)星的系統(tǒng)，它們可以是區(qū)域GSO和全球NGSO。當根據(jù)本發(fā)明的教導合并在一起時，混合系統(tǒng)能夠以單一結(jié)構(gòu)為全球社會提供多種類型的優(yōu)化延遲的高質(zhì)量信號。
根據(jù)本發(fā)明的教導，一個或多個大高度廣播衛(wèi)星(如GSO)和NGSO衛(wèi)星系統(tǒng)(如低地軌道(LEO)或中地軌道(MEO)系統(tǒng))結(jié)合在一起為移動和固定用戶提供高效接入的互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)、交互電視、以及其它業(yè)務(wù)。
合并不同衛(wèi)星系統(tǒng)的功能(特別是移動應(yīng)用)，提供了識別用戶的技術(shù)和允許用戶接入不同網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)。還提供了對接入帶寬合理收費的能力，以及單一帳戶多種業(yè)務(wù)的能力。具有高度發(fā)展的移動漫游識別、登記和鑒權(quán)系統(tǒng)的衛(wèi)星蜂窩系統(tǒng)可以為用戶(甚至是漫游用戶)提供了接入廣播業(yè)務(wù)的手段。
因此，本發(fā)明的教導提供的通信系統(tǒng)包括為陸地業(yè)務(wù)提供廣播通信業(yè)務(wù)的第一衛(wèi)星系統(tǒng)；為陸地業(yè)務(wù)區(qū)域提供雙向通信業(yè)務(wù)的第二衛(wèi)星系統(tǒng)；第一衛(wèi)星系統(tǒng)和第二衛(wèi)星系統(tǒng)之間的雙向通信鏈路；和位于陸地業(yè)務(wù)區(qū)域內(nèi)的用戶終端。用戶終端具有用于通過第二衛(wèi)星系統(tǒng)從通信系統(tǒng)中獲取業(yè)務(wù)的收發(fā)機，并且還具有用于響應(yīng)獲得的業(yè)務(wù)從第一衛(wèi)星系統(tǒng)接收廣播通信業(yè)務(wù)的接收機。
還揭示了將數(shù)據(jù)處理器連接到互聯(lián)網(wǎng)的方法和系統(tǒng)。該方法包括以下步驟(a)提供數(shù)據(jù)處理器以便連接到衛(wèi)星收發(fā)器(如衛(wèi)星電話)和衛(wèi)星接收機，(b)操縱數(shù)據(jù)處理器從而發(fā)出互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)請求，將該請求通過衛(wèi)星收發(fā)器經(jīng)由至少一個非地球同步軌道衛(wèi)星發(fā)射到陸地網(wǎng)關(guān)，并且將互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)請求從網(wǎng)關(guān)中繼到實現(xiàn)該業(yè)務(wù)請求的互聯(lián)網(wǎng)實體，如WWW站點。下一步通過從互聯(lián)網(wǎng)實體經(jīng)由通過至少一個非地球同步軌道衛(wèi)星和衛(wèi)星收發(fā)器、或地球同步軌道衛(wèi)星和衛(wèi)星接收機的路徑向數(shù)據(jù)處理器發(fā)送數(shù)據(jù)從而實現(xiàn)業(yè)務(wù)請求。所使用的特殊路徑可以根據(jù)數(shù)據(jù)的性質(zhì)(如數(shù)據(jù)的緊迫性或發(fā)送的數(shù)據(jù)量)之一而決定。舉例而言，短消息和響應(yīng)可以通過非地球同步軌道衛(wèi)星系統(tǒng)和衛(wèi)星收發(fā)器發(fā)送，而長的文件和WWW頁下載可以通過地球同步軌道衛(wèi)星和衛(wèi)星接收機發(fā)送。
附圖的簡要描述結(jié)合附圖閱讀，本發(fā)明上述和其它特點將在隨后發(fā)明的詳細描述中更清楚，其中
圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的衛(wèi)星通信系統(tǒng)的框圖。
圖2描述服務(wù)通過陸地數(shù)據(jù)和語音通信網(wǎng)鏈接的地理分布陸地業(yè)務(wù)區(qū)域的GSO和NGSO衛(wèi)星星座圖。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個方面的用戶終端的一個實施例的透視圖。
圖4說明根據(jù)本發(fā)明的另一個方面的車載用戶終端的一個實施例。
圖5是根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的衛(wèi)星通信系統(tǒng)的框圖。
圖6A-6F的每一個描述系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的一個實施例并且表示NGSO和廣播GSO衛(wèi)星系統(tǒng)與廣播饋電鏈路站、網(wǎng)關(guān)和用戶終端地面段之間的關(guān)系。
圖7A-7H的每一個說明廣播通信系統(tǒng)的工作模式。
圖8是圖1和5所示的廣播饋電鏈路站的框圖。
圖9A-9I是說明廣播通信系統(tǒng)的操作的邏輯流程圖，其中圖9A-9D描述不同的登錄和鑒權(quán)步驟，圖9E描述廣播建立會話，圖9F描述初始化雙向廣播/交互模式會話的方法，圖9G描述雙向廣播/交互會話期間系統(tǒng)的操作，圖9H描述單獨廣播會話期間系統(tǒng)的操作，而圖9I描述終止廣播會話所執(zhí)行的步驟。
圖1是說明根據(jù)本發(fā)明的教導的基于衛(wèi)星的通信系統(tǒng)的第一實施例的一般結(jié)構(gòu)的框圖。圖中給出兩個衛(wèi)星星座圖，其中一個星座圖的所處的高度比另一個高。為了方便，高度較高的系統(tǒng)將被稱為具有一個或多個廣播衛(wèi)星1的GSO星座圖。第二星座圖將被稱為具有NGSO衛(wèi)星7A的NGSO星座圖7。比NGSO星座圖7高的廣播星座圖可以是地球同步(6EO)、中地軌道(MEO)、或不同大高度圓或橢圓軌道(HEO)的，并且可以使用如Loopus，ACE，或Molnya軌道這樣的軌道或任何其它合適的軌道。大高度星座圖今后將被稱為地球同步系統(tǒng)，應(yīng)該記住本發(fā)明的教導并不限于只使用GSO廣播衛(wèi)星。小高度星座圖7可以是任何軌道配置集，但是一般使用傾斜的圓軌道或極地軌道。但是，也可以使用橢圓軌道衛(wèi)星或結(jié)合橢圓和圓軌道的星座圖。通常，小高度星座圖7的軌道并不需要傾斜，相反可以是赤道、極地或任何其它配置，包括太陽同步軌道。因此，在隨后將NGSO星座圖7稱為使用小于2000公里的傾斜圓軌道的低地軌道(LEO)星座圖時，本發(fā)明的教導并不限于只使用特定類型的NGSO星座圖，它也可以使用例如中地軌道(MEO)。
在R.A.Wiedeman和M.J.Sites的美國專利第5,619,525號，“Closed Loop Power Control for Low Earth Orbit SatelliteCommunication System(低地球軌道衛(wèi)星通信系統(tǒng)的閉環(huán)功率控制)”；R.A.Wiedeman和P.A.Monte的美國專利第5,448,623號，“SatelliteTelecommunications System Using Network Coordinating GatewaysOperative with a Terrestrial Communication System(可與地面通信系統(tǒng)一起工作的使用網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)網(wǎng)關(guān)的衛(wèi)星通信系統(tǒng))”；和R.A.Wiedeman的美國專利第5,303,286號，“WirelessTelephone/Satellite Roaming System(無線電話/衛(wèi)星漫游系統(tǒng))”中揭示了適用、但不限于實現(xiàn)本發(fā)明教導的LEO衛(wèi)星類型。
至少一個GSO廣播衛(wèi)星1被放置在赤道軌道上，并且可以向所需的業(yè)務(wù)區(qū)域2輻射RF能量。廣播饋電鏈路站(BFS)3被定位以完成到GSO廣播衛(wèi)星1的鏈路。這條鏈路在這里稱為廣播饋電上行鏈路4。BFS 3可以也可以不位于業(yè)務(wù)區(qū)域2中。廣播饋電下行鏈路5將衛(wèi)星1連接到業(yè)務(wù)區(qū)域2中的用戶終端6。NGSO衛(wèi)星星座圖7處于低于GSO衛(wèi)星1的軌道，并且可以是上述的LEO系統(tǒng)。
點到點通信鏈路站(也稱為網(wǎng)關(guān)8)位于陸地上，因此它可以完成到NGSO衛(wèi)星星座圖7和到位于業(yè)務(wù)區(qū)域2中的用戶終端6的鏈路。網(wǎng)關(guān)8為NGSO衛(wèi)星星座圖7的衛(wèi)星7A提供雙向饋電鏈路9。在任何給定時間，通常將有兩顆或更多的NGSO衛(wèi)星7A處于網(wǎng)關(guān)8的視野內(nèi)。因此，在網(wǎng)關(guān)8至少有一組通信天線和設(shè)備，但通常多于一組。NGSO衛(wèi)星星座圖7使用雙向用戶業(yè)務(wù)鏈路10在饋電鏈路9上中繼那些去向和來自用戶終端6的數(shù)據(jù)。雙向鏈路可以通過一顆衛(wèi)星7A，或優(yōu)選地通過兩顆或更多的可視衛(wèi)星7A，以便在用戶終端6能夠分集合并信號避免阻塞、遮蔽和鏈路衰落。用類似的方法，GSO廣播衛(wèi)星星座圖可以包括兩顆或更多的衛(wèi)星1以提供分集。網(wǎng)關(guān)8可以連接到公用電話交換網(wǎng)(PSTN)11并從那里連接到其它陸地蜂窩或公用陸地移動網(wǎng)系統(tǒng)(PLMNS)12或?qū)Ｓ镁W(wǎng)13。優(yōu)選地網(wǎng)關(guān)8還通過陸地系統(tǒng)內(nèi)數(shù)據(jù)鏈路14連接到BFS 3。這條鏈路可以專門用于這個目的或使用PSTN 11的設(shè)施。在另一種配置中，系統(tǒng)內(nèi)鏈路終端15通過可選的系統(tǒng)內(nèi)RF鏈路16與BFS 3通信。優(yōu)選地，鏈路16可通過GSO衛(wèi)星星座圖實現(xiàn)，但是NGSO星座圖7也可以用于此目的，其它可用的衛(wèi)星系統(tǒng)包括LEO，MEO或GEO。
全系統(tǒng)控制和資源分配是由地面操作控制中心(GOCC)17和衛(wèi)星操作控制中心(SOCC)18管理的。這些中心可以集中或分布在幾個地區(qū)中心。網(wǎng)關(guān)8和廣播饋電鏈路站3通過地面數(shù)據(jù)網(wǎng)(GDN)19連接到GOCC 17。
BFS 3連接到一個或多個互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)提供商(ISP)20或其它廣播業(yè)務(wù)提供商21。ISP 20又連接到互聯(lián)網(wǎng)50的萬維網(wǎng)(worldwide web(WWW))并且通常通過PSTN 11為用戶提供許多業(yè)務(wù)。
在網(wǎng)絡(luò)中可以連接許多不同的業(yè)務(wù)區(qū)域和前述設(shè)備集。圖2給出一個全球網(wǎng)的例子，大陸的居住區(qū)域被分為例如三個業(yè)務(wù)區(qū)域A，B和C。其它實現(xiàn)可以將地球的整個表面(包括海洋)分成多個業(yè)務(wù)區(qū)域。通常，業(yè)務(wù)區(qū)域與構(gòu)成國家或國家的子區(qū)的地理政治邊界相一致。一個業(yè)務(wù)區(qū)域可以服務(wù)幾個國家，或一個獨立的網(wǎng)關(guān)8可以由多個業(yè)務(wù)區(qū)域共享并且為它們提供服務(wù)。并不是所有業(yè)務(wù)區(qū)域都需要具有圖1所示的廣播設(shè)備段(例如，BFS 3)。
在圖2的例子中給出了三個設(shè)備集，但是如前所述這種設(shè)備集可以有很多。集A和集B具有所有設(shè)備(網(wǎng)關(guān)8，BFS 3，ISP 20)，而集C不包括廣播設(shè)備(例如，BFS 3)。如前所述，不同的設(shè)備由PSTN 11，GDN 19和互聯(lián)網(wǎng)50互連。所示的GOCC 17與設(shè)備集A相關(guān)連，但是可以位于網(wǎng)絡(luò)中的任何地方。
可能有多種用戶終端6可以與根據(jù)雙向鏈路的類似蜂窩操作與單純接收廣播的下行鏈路相結(jié)合的原則構(gòu)成的系統(tǒng)交互工作。圖3給出了一種可以用于與互聯(lián)網(wǎng)50互連的用戶終端6的例子。在這個例子中，用戶終端6包括連接到計算機23(如膝上型計算機)或直接連接到廣播接口單元(BIU)24的衛(wèi)星蜂窩電話(SCT)22。SCT 22包括能夠向NGSO星座圖7的衛(wèi)星7A發(fā)射RF信號并且從其接收RF信號的收發(fā)機。BIU 24提供從GSO衛(wèi)星1接收下行鏈路傳輸5的RF接收機，并且還提供到BFS3的邏輯接口。BIU 24裝備有可移動或可操縱的廣播接收天線25，使用諸如可選的衛(wèi)星導航單元26，以便幫助BIU天線指向GSO衛(wèi)星1。廣播饋電下行鏈路信號5是通過GSO(或其它高度)衛(wèi)星從BFS 3接收，同時使用SCT 22通過NGSO星座圖7在網(wǎng)關(guān)8和用戶終端6之間建立雙向鏈路。雙向鏈路使用戶終端6能夠獲得混合系統(tǒng)，同時還可以在未從GSO系統(tǒng)接收到數(shù)據(jù)時用于通過NGSO系統(tǒng)接收數(shù)據(jù)。還示出了視頻接收機6a(如電視機)，根據(jù)本發(fā)明的這個方面，所需的節(jié)目可以直接從BSP 21通過BFS 3、廣播衛(wèi)星1、和BIU 24送到該視頻接收機。
使用嵌入頭信息中或其前后的數(shù)據(jù)，BFS 3確定是通過雙向鏈路9和10，經(jīng)由低速和短延遲鏈路通過NGSO(例如，LEO)星座圖7，還是通過高速但是長延遲的廣播衛(wèi)星鏈路4和5，路由響應(yīng)數(shù)據(jù)分組或文件。通常，密集的圖形數(shù)據(jù)、格式數(shù)據(jù)、和長文件傳輸是通過高速廣播鏈路4和5發(fā)送的，而對延遲敏感的響應(yīng)、小文件和來自ISP 50的短命令是通過雙向鏈路NGSO鏈路9和10發(fā)送的。由于用戶終端6的位置是已知的，因此允許BFS 3計算不同的鏈路幾何結(jié)構(gòu)和距離，并且確定消息傳遞中的實際延遲。如果需要，BFS 3可以通過內(nèi)部緩沖或延遲一個或多個響應(yīng)來協(xié)調(diào)對用戶計算機23的消息分發(fā)，以確保到達計算機23的數(shù)據(jù)是所期望的、邏輯正確的時間序列。
現(xiàn)在在系統(tǒng)登錄環(huán)境中提供一種用戶終端6操作的典型例子。用戶在解包并且組裝用戶終端6之后，注意到他的近似位置。這個近似位置可以通過導航系統(tǒng)(如GPS或Loran)、地圖、通過向計算機23的程序輸入zip碼、通過計算定位法、或任何其它方法獲得。無論如何，使用近似經(jīng)度和緯度和用戶所處業(yè)務(wù)區(qū)域的估計知識，用戶可以通過計算機23或用戶指導手冊中印刷的查找表或其它適當?shù)姆椒ǐ@得近似方位角和GSO衛(wèi)星高度角。然后，用戶使用內(nèi)置電子和機械裝置(如包含在衛(wèi)星導航單元26中的指示設(shè)備)將廣播接收天線25定向到來自GSO衛(wèi)星1的信號。在這個過程中，衛(wèi)星1可以發(fā)射信號幫助用戶。整個過程可以使用與DTH電視的消費者從DTH衛(wèi)星捕獲下行鏈路所使用的類似技術(shù)。例如，可以在BIU 24上使用指示燈，當捕獲信號時更快或更亮地閃爍。
應(yīng)該注意，如果BIU天線25是全向天線或近全向天線，則可以避免前述過程。但是，在這種情況下，要求廣播衛(wèi)星1發(fā)射額外的RF功率。
無論如何，一旦捕獲廣播信號，BIU 24中的電路就鎖定信號并且確定BIU 24天線25所指向或鎖定的衛(wèi)星1的標識。衛(wèi)星ID傳送到計算機23或在BIU 24上顯示，并且指示BIU 24已激活和就緒。然后或并行地，用戶激活SCT 22請求網(wǎng)絡(luò)接入。SCT 22捕獲NGSO衛(wèi)星星座圖7，形成業(yè)務(wù)請求，捕獲可能的網(wǎng)關(guān)號并且發(fā)射業(yè)務(wù)請求。然后，NGSO系統(tǒng)(網(wǎng)關(guān)8)執(zhí)行用戶定位。那些接收用戶的接入業(yè)務(wù)請求的網(wǎng)關(guān)8檢查SCT 22(可以使用衛(wèi)星導航單元26)或眾所周知的三角測量方法提供的用戶位置。無論如何，如果SCT 22在網(wǎng)關(guān)的業(yè)務(wù)區(qū)域2中，該網(wǎng)關(guān)就開始接入鑒權(quán)過程，而其它網(wǎng)關(guān)則忽略該用戶。應(yīng)該注意，也可以使用上面引用的美國專利第5,448,623中描述的網(wǎng)絡(luò)協(xié)同網(wǎng)關(guān)將用戶終端6分配給特定的陸地網(wǎng)關(guān)8(或者在適當?shù)那闆r下就是它自己)。
無論如何，網(wǎng)關(guān)8使用與業(yè)務(wù)請求一起發(fā)射的SCT 22標識(ID)號(或通過其它方法)并行地查詢不同的數(shù)據(jù)庫，以確定用戶終端6位于它的原籍還是在漫游。也可以使用BIU標識號。然后，網(wǎng)關(guān)8向用戶發(fā)送服務(wù)網(wǎng)關(guān)號、同步和定時信息，如果必要，還發(fā)送捕獲NGSO系統(tǒng)所要求的其它信息。同時，一個或多個鑒權(quán)過程已經(jīng)完成，GW HLR或用戶HLR提供的數(shù)據(jù)中的SCT 22ID號、位置和SCT 22的授權(quán)業(yè)務(wù)已經(jīng)輸入原籍位置寄存器(HLR)或訪問位置寄存器(VLR)數(shù)據(jù)庫。然后，網(wǎng)關(guān)8形成業(yè)務(wù)就緒消息并將它通過NGSO星座圖7的一個或多個衛(wèi)星7A發(fā)送到SCT 22，再將結(jié)果顯示在一個或多個SCT 22、BIU 24、或計算機23上。然后，用戶請求附加業(yè)務(wù)、進行電話呼叫、發(fā)送或接收傳真、并且請求或激活許多其它業(yè)務(wù)，包括使用低速雙向連接通過計算機23中的常規(guī)撥號調(diào)制解調(diào)器23A連接到互聯(lián)網(wǎng)50。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，并且為了以潛在的低成本向用戶提供快速互聯(lián)網(wǎng)連接和/或獲得增強的業(yè)務(wù)，用戶可以請求啟動廣播饋電下行鏈路5。為了啟動廣播饋電下行鏈路5，用戶通過SCT 22和雙向NGSO鏈路9和10向網(wǎng)關(guān)8發(fā)送廣播啟動消息。這個消息通過SCT 22的鍵盤以特殊信號發(fā)送，或者以計算機23軟件產(chǎn)生的數(shù)據(jù)消息發(fā)送，或者以BIU24產(chǎn)生的消息發(fā)送。網(wǎng)關(guān)8在接收到請求啟動廣播業(yè)務(wù)的消息后，開始處理請求。這個請求過程可以通過檢測網(wǎng)關(guān)8中的業(yè)務(wù)請求來完成，或用戶在BFS 3撥號并且直接將請求發(fā)送到BFS 3。假設(shè)是第一種情況，在證實用戶已經(jīng)被授權(quán)獲得廣播鏈路之后，網(wǎng)關(guān)8通過系統(tǒng)內(nèi)數(shù)據(jù)鏈路14(或系統(tǒng)內(nèi)RF數(shù)據(jù)鏈路16)向BFS 3發(fā)送一條消息。這條消息包含用戶標識(它可以包括SCT 22 ID)和/或關(guān)于可用設(shè)備的其它信息(即，調(diào)制解調(diào)器速度，BIU 24的類型等)。還可以提供用戶的ISP 20標識和可用業(yè)務(wù)。
現(xiàn)在考慮在BFS 3的建立操作，接收到來自用戶的業(yè)務(wù)請求消息，并且完成了各種處理。(如果要求)這些處理還可以包括鑒權(quán)和/或驗證用戶口令。其它處理包括衛(wèi)星1的可用資源驗證，和確定調(diào)諧到哪個衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器或頻率或信道，以及使用轉(zhuǎn)發(fā)器或信道或頻率集中的哪部分帶寬、信道或頻率集。在這一步，如果需要BFS 3還可以獲得ISP 20鑒權(quán)。接收到用戶的表示和業(yè)務(wù)請求后，BFS 3可以在它自己的數(shù)據(jù)庫或用戶位置寄存器(ULR)(可以是訪問位置寄存器或原籍位置寄存器(VULR或HRLR))中驗證用戶以確定該用戶是否是那個站授權(quán)的用戶。如果用戶未授權(quán)，則該用戶可能是連接到BFS 3的多個ISP其中一個的用戶。如果是這種情況，則形成一條消息并通過陸地線路或衛(wèi)星鏈路或其它方法發(fā)送到用戶的ISP 20。(如果必要)，為了業(yè)務(wù)分配，可以執(zhí)行其它驗證、業(yè)務(wù)可用性的通知、或其它功能，并將消息發(fā)送到BFS 3。最后，形成各種資源分配和廣播啟動就緒消息，并通過陸地或衛(wèi)星系統(tǒng)內(nèi)鏈路14和/或16返回網(wǎng)關(guān)8以便向用戶終端6分發(fā)。
然后，網(wǎng)關(guān)8通過NGSO星座圖7雙向鏈路9和10向SCT 22發(fā)送適當?shù)膹V播衛(wèi)星1標識號和其它同步信息。SCT 22接收這個信息，隨后解調(diào)并解碼，發(fā)送到計算機23或BIU 24，由它們確定服務(wù)衛(wèi)星1是否與用戶通過BIU 24自動或手工預(yù)捕獲的是同一顆衛(wèi)星。如果衛(wèi)星ID與BIU 24或計算機23當前保持的那一顆相匹配，用戶終端6就通過聲音或可視信號(或二者)通知用戶已經(jīng)捕獲廣播系統(tǒng)并且正等待進一步鑒權(quán)。如果不是，則通知用戶捕獲到“錯的”衛(wèi)星，隨后用戶可以手工或自動地修正廣播接收天線25的指向以捕獲正確的GSO衛(wèi)星1。SCT 22可以發(fā)送另一條消息以請求分配另一顆GSO衛(wèi)星1。計算機23軟件可以幫助用戶重新捕獲GSO衛(wèi)星1。然后，BIU 24發(fā)出重新捕獲信號并且通知用戶系統(tǒng)已經(jīng)就緒。BIU 24或計算機23形成就緒消息并將它發(fā)送到SCT 22，SCT 22將就緒消息中繼到網(wǎng)關(guān)8以表示用戶終端6已經(jīng)就緒并且已經(jīng)通過GSO衛(wèi)星1捕獲到正確BFS 3的導頻或引導信號。
然后，網(wǎng)關(guān)8繼續(xù)進行雙向業(yè)務(wù)建立直到從BFS 3接收到啟動消息。啟動消息可以包括以下信息成分啟動OK信號，和用于廣播接收的GSO衛(wèi)星資源(例如轉(zhuǎn)發(fā)器數(shù)目，信道數(shù)目，調(diào)制類型(如果必要)和將BIU24與廣播衛(wèi)星1接口所需的任何其它鏈路信息)。一旦網(wǎng)關(guān)8接收到啟動消息，網(wǎng)關(guān)就開始進行呼叫/互聯(lián)網(wǎng)接入建立，使用標準TCP/IP或其它適當協(xié)議進行互聯(lián)網(wǎng)連接。
為了開始一個會話，用戶通過從計算機的鍵盤選擇、單擊鼠標、或其它方法、或者來自BIU 24的命令從而選擇執(zhí)行一個操作。無論如何，都形成開始會話業(yè)務(wù)請求并將它中繼到SCT 22。然后，SCT 22通過雙向NGSO衛(wèi)星鏈路9，10將該消息中繼到網(wǎng)關(guān)8。
作為網(wǎng)關(guān)8再向BIU 24發(fā)送的數(shù)據(jù)，除了BIU 24接入廣播饋電下行鏈路5所需的任何其它鏈路信息(如TDMA時隙分配、同步和其它信息)以外，還包括例如廣播衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器和信道信息。這一步可以在建立雙向鏈路以后完成，或通過NGSO星座圖7使用網(wǎng)關(guān)8和用戶終端6之間的尋呼和接入信道在雙向鏈路建立之前完成。然后網(wǎng)關(guān)8使用NGSO系統(tǒng)的標準程序向SCT 22發(fā)送雙向鏈路建立信息。這可以包括FDMA信道分配、TDMA時隙號、CDMA擴頻碼、衛(wèi)星ID、波束號等、以及通過NGSO星座圖7建立雙向鏈路所需的任何其它信息。
一旦接收到雙向信號/鏈路分配和廣播鏈路分配數(shù)據(jù)，SCT 22就并行或串行地執(zhí)行兩個任務(wù)。首先，它將它的工作頻率搬移到為雙向通信分配的頻率集，然后同步和/或捕獲業(yè)務(wù)下行鏈路信號10，并通過雙向鏈路向網(wǎng)關(guān)8報告成功。其次，SCT 22通過計算機23或通過直接連接(圖3中未示出)向BIU 24發(fā)送廣播鏈路信息。BIU 24使用所提供的信息捕獲想要的廣播饋電下行鏈路信號5。然后BIU 24通知計算機23BIU 24已經(jīng)捕獲并且準備建立連接。然后，計算機23或BIU24安排發(fā)送到SCT 22的消息的格式，SCT 22再通過NGSO星座圖7將準備接收信號中繼到網(wǎng)關(guān)8。然后，所有單元進入等待狀態(tài)，等待開始會話命令。
一旦接收到開始會話命令，網(wǎng)關(guān)8就向BFS 3發(fā)送一條格式信息，指示用戶終端6已經(jīng)就緒。然后計算機23的調(diào)制解調(diào)器23A以適當?shù)恼{(diào)制解調(diào)器速率鏈接到ISP 20進行雙向傳輸。這個過程可以使用SCT22、衛(wèi)星7A、網(wǎng)關(guān)8、系統(tǒng)內(nèi)鏈路14和連接到ISP20或其它信息的其它提供商的BFS 3的ID進行幾次消息交換。然后建立受到雙向鏈路數(shù)據(jù)速率的限制的調(diào)制解調(diào)器23A的數(shù)據(jù)速率，而用戶終端6已經(jīng)準備開始。發(fā)送到網(wǎng)關(guān)8的一個可任選的確認信號可以通過雙向鏈路10用信令指示所有單元開始會話。SCT 22接收到開始會話命令并且將該命令中繼到計算機23后，用戶終端用聲音或可視地、或這二者方式通知用戶可以開始會話。然后所有單元開始會話等待。
如果用戶尚未被ISP 20授權(quán)，通過鍵盤或其它外部輸入裝置(例如鼠標)輸入一組命令(可以包括用戶名和口令)，用戶可以用普通方法使用計算機23中的軟件接入ISP 20開始互聯(lián)網(wǎng)會話。這個信息是數(shù)字化的并且通過NGSO SCT 22，衛(wèi)星7A，從計算機23發(fā)送到雙向鏈路10，再從那里到網(wǎng)關(guān)8。一旦網(wǎng)關(guān)8接收到(信息)，并且在使用可選位置定位操作確定用戶終端6仍在業(yè)務(wù)區(qū)域2中之后，網(wǎng)關(guān)8通過系統(tǒng)內(nèi)鏈路14或系統(tǒng)內(nèi)RF鏈路16將用戶的信息中繼到BFS 3，在從那里到ISP 20。ISP 20對用戶進行鑒權(quán)，如果尚未完成，就通過向BFS 3發(fā)送開放屏幕數(shù)據(jù)來建立會話。
隨后，開始用戶交互會話。用戶可以發(fā)起命令和/或發(fā)送數(shù)據(jù)，或者，ISP 20通過內(nèi)部或外部的命令發(fā)生也可以發(fā)起命令和/或發(fā)送數(shù)據(jù)。如果用戶發(fā)起命令和/或發(fā)送數(shù)據(jù)，就通過NGSO星座圖7將其路由到網(wǎng)關(guān)8并且從那里路由到BFS 3再到ISP 20。如果ISP 20發(fā)起命令和/或發(fā)送數(shù)據(jù)給用戶，就將其路由到BFS 3，并從那里送到應(yīng)答管理器(RM)3A以進行消息或文件路由判決。RM 3A然后判決響應(yīng)是否緊急。如果響應(yīng)是緊急的，就將應(yīng)答響應(yīng)路由到網(wǎng)關(guān)8通過NGSO網(wǎng)絡(luò)7傳輸?shù)接脩?。如果?yīng)答并不是緊急的，就通過廣播鏈路4，5路由到用戶6。
現(xiàn)在描述不同的用戶發(fā)起的命令和/或數(shù)據(jù)路由。用戶發(fā)起的命令的是從BIU 24或計算機23或一些連接到BIU 24的其它裝置發(fā)出的。這些命令和/或數(shù)據(jù)構(gòu)成消息并加以打包，并且準備傳輸。分組被結(jié)合在數(shù)據(jù)流中并且路由到SCT 22以便傳輸。SCT 22通過NGSO衛(wèi)星星座圖7將消息中繼到網(wǎng)關(guān)8。然后網(wǎng)關(guān)8將信息中繼到BFS 3，再中繼到ISP 20。通常，應(yīng)答是由外部網(wǎng)絡(luò)連接(如web站點)或其它裝置形成的，或者是由ISP 20網(wǎng)絡(luò)中的內(nèi)部裝置形成。在任何情況下，應(yīng)答都通過外部或內(nèi)部網(wǎng)發(fā)送到BFS 3。BFS 3接收到應(yīng)答并且將它路由到BFS3中的RM 3A。應(yīng)答管理器3A使用不同的算法根據(jù)門限值對應(yīng)答的路由進行判決。通常，緊急應(yīng)答通過NGSO星座圖7路由到用戶，而非緊急的應(yīng)答則通過廣播鏈路4，5。
被標記為緊急的應(yīng)答數(shù)據(jù)和/或文件要立即發(fā)送到網(wǎng)關(guān)8應(yīng)答處理器。網(wǎng)關(guān)8接收應(yīng)答并將命令和/或數(shù)據(jù)通過NGSO星座圖7中繼到SCT22。SCT 22在雙向鏈路上接收應(yīng)答并將它分發(fā)到BIU 24和/或計算機23以進行進一步操作。BIU 24或計算機23檢查停止會話的命令，如果該命令出現(xiàn)，則用戶、BIU 24或計算機23就發(fā)出停止會話命令。如果停止會話命令未出現(xiàn)，系統(tǒng)就等待進一步的命令和/或數(shù)據(jù)。
對于非緊急命令，未標記為緊急的應(yīng)答數(shù)據(jù)和/或文件被路由到非緊急應(yīng)答處理器，在那里研究數(shù)據(jù)的的狀態(tài)并且檢查入數(shù)據(jù)的各種參數(shù)以確定是否超過門限。然后作出路由該應(yīng)答的決定。小文件或認為想要通過NGSO系統(tǒng)7傳輸?shù)臄?shù)據(jù)被標記為通過NGSO雙向鏈路9，10進行傳輸。然后數(shù)據(jù)被路由到網(wǎng)關(guān)8應(yīng)答處理器在該處理器中執(zhí)行上面描述的過程。較大的文件或認為想要通過廣播系統(tǒng)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)被標記為通過單向廣播鏈路4，5進行傳輸。數(shù)據(jù)被發(fā)送到BFS雙向鏈路處理器，將其集成在雙向鏈路數(shù)據(jù)流中，并且隨后通過廣播衛(wèi)星1發(fā)射到BIU 24。BIU24的接收機接收到信號，將它分發(fā)到使用的設(shè)備以須進行操作。BIU 24或計算機23將如上對于緊急命令或數(shù)據(jù)情況所描述的那樣，檢查終止會話的命令。
以下是與ISP 20交互會話操作的一個例子。假設(shè)這是一個與ISP 20的交互會話，并且選擇了開放屏幕，ISP 20觸發(fā)計算機23中存儲的屏幕或通過廣播鏈路4和5來發(fā)送屏幕。然后用戶輸入目標互聯(lián)網(wǎng)接入地址并選擇輸入或指示計算機23中的軟件他希望接收所選的WWW頁面或其它數(shù)據(jù)。這個請求通過SCT 22使用雙向鏈路9和10發(fā)送到網(wǎng)關(guān)8。網(wǎng)關(guān)8通過系統(tǒng)內(nèi)數(shù)據(jù)鏈路14或其它裝置(可以包括PSTN 11)將請求中繼到BFS 3。BFS 3再將請求中繼到ISP 20。ISP 20用普通方法格式化數(shù)據(jù)請求并將它發(fā)送到互聯(lián)網(wǎng)50，后者將請求路由到所選的具有用戶指定地址的互聯(lián)網(wǎng)50數(shù)據(jù)服務(wù)器。所選的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器隨后通過互聯(lián)網(wǎng)50向ISP 20發(fā)送正確的文件，而ISP 20可以在沒有廣播/雙向鏈路選擇信息的情況下，根據(jù)文件的狀態(tài)(例如長度、文件的數(shù)目、文件的類型的)添加這個信息或其它信息，以便BFS 3為返回的數(shù)據(jù)確定優(yōu)選路由，即，究竟是通過廣播GSO鏈路4和5、還是通過雙向NGSO鏈路9和10路由數(shù)據(jù)。
假設(shè)，用戶已經(jīng)請求將一個較大的文件或一組圖象發(fā)送到計算機23，被查詢的互聯(lián)網(wǎng)50的目標服務(wù)器向ISP 20發(fā)送數(shù)據(jù)，ISP 20處理并將其轉(zhuǎn)發(fā)到BFS 3。BFS 3可以剝?nèi)V播/雙向鏈路選擇信息，并且將用戶請求的數(shù)據(jù)與分配的資源、適當?shù)男l(wèi)星1轉(zhuǎn)發(fā)器和信道相關(guān)聯(lián)，并且可選地與其它信息(如接收時隙、CDMA碼、或允許BIU 24從所發(fā)射的很多信號中識別它的信號時所必須的任何其它信息)相關(guān)連。然后，數(shù)據(jù)被編碼、調(diào)制、上變頻并且在廣播饋電雙向鏈路4上發(fā)送到GSO衛(wèi)星1。這種傳輸可以在非常高的數(shù)據(jù)率(如400 MBPS)上進行。GSO衛(wèi)星1在頻率變換后重復(fù)這個信號并且將信號發(fā)送回地球。BIU 24使用天線25接收信號，識別它的指定地址、或碼、或其它標識方法，然后就能從輸入數(shù)據(jù)流中提取出想要的高速數(shù)據(jù)分組。在解碼和緩沖之后，BIU 24將想要的文件發(fā)送到計算機23，計算機23通過使用它的軟件用常規(guī)方式顯示和/或存儲請求的信息。
BFS 3可以被編程以便根據(jù)例如固定文件大小和/或固定文件類型選擇GSO或NGSO鏈路。舉例而言，所有大于預(yù)定字節(jié)數(shù)的文件，或所有包含圖形的文件總是通過高速GSO鏈路4和5發(fā)送。另一種方法，BFS3的鏈路選擇準則可以是自適應(yīng)的。舉例而言，在對于NGSO星座圖7出現(xiàn)很高的用戶需求期間，或預(yù)測要出現(xiàn)很高的用戶需求(回想起業(yè)務(wù)區(qū)域2中將出現(xiàn)很多SCT 22并且只請求語音業(yè)務(wù))，BFS 3可以向下改變文件大小準則以便通過GSO鏈路4和5發(fā)送更多的數(shù)據(jù)。相反，在較低NGSO系統(tǒng)需求期間，BFS 3可以向上改變文件大小準則以便通過NGSO鏈路9和10發(fā)送更多的數(shù)據(jù)。BFS 3鏈路選擇功能還可以考慮其它因素，例如外部提供的信息的鏈路質(zhì)量(例如，由于服務(wù)區(qū)域2中的天氣條件導致的實時或近實時鏈路損失信息)或內(nèi)部產(chǎn)生的信息，如從用戶終端6接收到的重傳請求。舉例而言，如果通過NGSO鏈路9和10發(fā)送的數(shù)據(jù)由于不可糾正的錯誤導致大量來自用戶終端6的重傳請求，BFS 3可以將這個情況通知網(wǎng)關(guān)8，并且作為應(yīng)答，可以開始使用GSO鏈路4和5。另外，嵌入信息所標識的數(shù)據(jù)或者直接由用戶標識為特別關(guān)鍵的數(shù)據(jù)將可以在GSO和NGSO鏈路同時發(fā)送以確保用戶終端6正確接收。所有請求的數(shù)據(jù)ACKS/NACKS和/或握手一般都在雙向NGSO鏈路9和10上發(fā)送。
雙向NGSO鏈路數(shù)據(jù)的處理方法與上述單向GSO數(shù)據(jù)鏈路稍有不同。來自被查詢的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器的數(shù)據(jù)通過互聯(lián)網(wǎng)50尋址并發(fā)送到ISP20，在那里雙向發(fā)送被附加到數(shù)據(jù)尋址。另外，BFS 3可以提供雙向發(fā)送選擇。這個數(shù)據(jù)再通過ISP 20和BFS 3之間的鏈路以計算機23調(diào)制解調(diào)器23A的數(shù)據(jù)速率發(fā)送到BFS 3?；蛘撸琁SP 20和BFS 3之間的數(shù)據(jù)速率可以較高，而BFS 3則在本地緩沖該數(shù)據(jù)并且為計算機23調(diào)制解調(diào)器變換到正確的數(shù)據(jù)速率。然后，BFS 3通過系統(tǒng)內(nèi)鏈路14(或系統(tǒng)內(nèi)RF鏈路16)將數(shù)據(jù)路由到網(wǎng)關(guān)8，網(wǎng)關(guān)8接收并且將數(shù)據(jù)打包為NGSO空中協(xié)議規(guī)定的格式(如果需要的話)。然后，網(wǎng)關(guān)8緩沖數(shù)據(jù)流并且開始通過編碼、調(diào)制、上變頻、放大和其它處理，通過多個雙向鏈路信道或電路中選定的一個將信號傳輸給用戶。NGSO衛(wèi)星7A接收雙向鏈路信道、變頻、放大、并且發(fā)送到SCT 22。SCT 22在接收、放大、下變頻、解調(diào)和解碼信號之后，將數(shù)據(jù)傳送給計算機23的調(diào)制解調(diào)器23A。調(diào)制解調(diào)器23A提取數(shù)據(jù)文件，對它進行處理，并且將它發(fā)送到計算機23顯示，以供存儲或其它應(yīng)用。
這個過程一直持續(xù)到用戶選擇終止會話。用戶通過計算機23鍵盤(或其它外部裝置，如鼠標)輸入“終止會話”命令，或者使用SCT 22的鍵盤指示終止會話。無論何種情況，終止會話命令都通過NGSO雙向鏈路9和10發(fā)射到網(wǎng)關(guān)8。網(wǎng)關(guān)8將終止會話命令用信號通知BFS 3，BFS 3再通知ISP 20終止會話。然后，來自ISP 20的終止會話信令傳送到BFS 3和網(wǎng)關(guān)8，網(wǎng)關(guān)8拆除建立的鏈路并且將空閑的資源返還給緩沖池以便今后使用。BIU 24進入等待，而SCT 22返回到接入和尋呼信道等待另一個事件。
現(xiàn)在將結(jié)合從連接到互聯(lián)網(wǎng)50的裝置對用戶終端6進行互聯(lián)網(wǎng)呼叫的上下文描述呼叫用戶終端6單元的例子。
首先考慮單純廣播的模式，并且還要考慮上述不同的方法，雙向交互互聯(lián)網(wǎng)50連接可能導致單獨廣播模式，使用雙向NGSO鏈路建立廣播。倘若這樣，用戶產(chǎn)生初始廣播信號，BIU 24形成初始消息并且在打包消息之后將它發(fā)送到SCT 22，在那里它與數(shù)據(jù)流結(jié)合并且通過NGSO衛(wèi)星星座圖7中繼到網(wǎng)關(guān)8。網(wǎng)關(guān)8將初始信號中繼到BFS 3，BFS 3再將信號中繼到BSP 21。BSP 21，處理請求后產(chǎn)生一個轉(zhuǎn)發(fā)到BFS 3的內(nèi)部(或外部)應(yīng)答。BFS 3將應(yīng)答發(fā)送到應(yīng)答管理器3A。如果來自應(yīng)答管理器3A的信號未被接收或被破壞，系統(tǒng)就執(zhí)行n次重試。如果成功，就象以前一樣地中繼信號，如果不成功，就形成一個終止信號并中繼到網(wǎng)關(guān)8，網(wǎng)關(guān)8執(zhí)行終止會話。如果成功，BFS 3注意到這是單純廣播模式，并且如果已授權(quán)，就向BFS雙向鏈路處理器發(fā)送開始消息。然后，這個處理器便從那時起直接由它自己產(chǎn)生輸入，而不再是通過RM3A。無論如何，廣播信號是為雙向鏈路準備的，并且發(fā)送到衛(wèi)星1。衛(wèi)星1將信號中繼到最終進行使用的那個BIU 24。雖然可以為下行鏈路信號找到許多用途，但是通常這意味著顯示其結(jié)果。如果廣播會話已經(jīng)開始，就啟動一個記費功能并向網(wǎng)關(guān)8發(fā)出一個信號以指示廣播已經(jīng)開始。網(wǎng)關(guān)8通過雙向鏈路發(fā)送終止信號，移去雙向鏈路，或者將雙向鏈路送入等待狀態(tài)，藉此以便不使用NGSO 7系統(tǒng)資源。此時，用戶可以使用雙向NGSO功能進行電話呼叫或用于任何其它目的。
現(xiàn)在考慮終止會話的方法，終止會話信號可以來自用戶、來自BIU24、或來自BSP 21。無論如何，終止命令都是在BIU 24中形成的并且中繼到SCT 22以便通過NGSO衛(wèi)星星座圖7發(fā)射到網(wǎng)關(guān)8。網(wǎng)關(guān)8接收請求并且將終止請求中繼到BFS 3。網(wǎng)關(guān)8移去SCT資源并且命令SCT 22等待，同時還終止雙向記費。BFS 3向ISP 20或BSP 21發(fā)送終止消息，適當?shù)?，ISP20或BSP21將從活動列表中刪除用戶的業(yè)務(wù)請求并且停止記費。然后BFS 3終止對用戶廣播并停止記費。此過程可能存在多種變化。
考慮下面?zhèn)鬏數(shù)睦印＜僭O(shè)用戶終端已經(jīng)根據(jù)前面描述的過程(也可以使用其它方法)獲得對網(wǎng)絡(luò)和ISP 20的接入。所有單元處于等待狀態(tài)。用戶終端6可以手工操作或放置于遠端而無需維護。計算機23或其它適當?shù)挠嬎銠C可以連接到一個外部裝置，該外部裝置例如是一個有時請求實質(zhì)性數(shù)據(jù)的裝置。假設(shè)，例如用戶終端6已經(jīng)在用戶的ISP服務(wù)器20上建立一個web頁接入。舉例而言，如前所述使用常規(guī)撥號調(diào)制解調(diào)器和PSTN連接到ISP的計算機用戶希望將信息下載到連接到網(wǎng)絡(luò)的用戶終端6。再假設(shè)用戶已經(jīng)在用戶的ISP服務(wù)器上建立一個web頁接入。如下所述開始會話。主叫方輸入用戶的互聯(lián)網(wǎng)地址(該用戶即與用戶終端6關(guān)聯(lián)的用戶)。主叫方的計算機和調(diào)制解調(diào)器向主叫方的ISP發(fā)送web頁請求。這個ISP將帶有請求的消息通過互聯(lián)網(wǎng)50送到用戶的ISP 20，數(shù)據(jù)臨時存儲在為用戶留出的用戶服務(wù)器的目錄或文件夾中。然后，ISP 20檢查用戶是否連接并且準備好接收查詢和信息。如果是這樣，ISP 20向BFS 3發(fā)出一個業(yè)務(wù)請求。如果不是這樣，ISP 20指示其不可用，并且代之以允許將數(shù)據(jù)下載到服務(wù)器上以后再發(fā)送。這個例子假設(shè)用戶的用戶終端6連接到網(wǎng)絡(luò)并且處于等待狀態(tài)，ISP 20形成帶有數(shù)據(jù)連接通知的尋呼消息。這個消息和用戶ID一起發(fā)送到BFS3，并行地開始會話建立程序。這些程序可以用于所有操作模式。首先，檢查系統(tǒng)的可用資源并且可以在此時將信道、轉(zhuǎn)發(fā)器數(shù)目(以及如果必要，還有調(diào)制類型，)附加發(fā)送給網(wǎng)關(guān)8。其次，BFS 3形成業(yè)務(wù)請求并且將其(如果必要，和附加數(shù)據(jù)一起)通過系統(tǒng)內(nèi)鏈路14發(fā)送到網(wǎng)關(guān)8。網(wǎng)關(guān)8接收業(yè)務(wù)請求和附加數(shù)據(jù)(如果發(fā)送了的話)、緩沖存儲信息并且形成尋呼消息。尋呼消息至少包括用戶終端6標識(可以有多種形式)。當編碼、調(diào)制、和上變頻尋呼消息之后，網(wǎng)關(guān)8通過NGSO衛(wèi)星星座圖7向用戶終端6(使用最后登錄的用戶位置，或隨后一次呼叫時用戶所處的位置，以作為幫助)發(fā)送相同的消息。信號被衛(wèi)星7A接收、放大、變頻、進一步放大，然后發(fā)送給用戶終端6。SCT 22接收尋呼消息并且向網(wǎng)關(guān)8發(fā)回確認。然后，網(wǎng)關(guān)8通過衛(wèi)星7A建立雙向鏈路，如前所述。建立雙向鏈路包括執(zhí)行呼叫定位和驗證用戶終端7是否仍然位于業(yè)務(wù)區(qū)域2中。然后用戶終端6完成所選的信道和擴頻碼或時隙或其它空中協(xié)議的捕獲，此后用戶終端6用信號通知BFS 3它已經(jīng)就緒。在此時、或在如果允許并行廣播建立之前，BFS 3如前所述使用雙向鏈路向用戶終端6發(fā)送選定的BIU 24參數(shù)來建立廣播鏈路。當所有單元指示已經(jīng)捕獲并且處于等待狀態(tài)時，用戶的ISP 20用信號通知主叫方的ISP用戶已經(jīng)在線并且已經(jīng)準備好進行交互會話。這樣，就通知了主叫方可以啟動會話并且開始會話。
假設(shè)希望用短處理時間(延遲)處理發(fā)送的文字和命令，可以將文字或數(shù)據(jù)與緊急標記一起發(fā)送，或者在BFS 3作出選擇，通過到用戶的ISP 20的互聯(lián)網(wǎng)50。用戶的ISP 20向數(shù)據(jù)追加路由消息并且將它轉(zhuǎn)發(fā)到BFS 3。ISP 20檢測到緊急標記，并且將它通過系統(tǒng)內(nèi)數(shù)據(jù)鏈路14直接發(fā)送到網(wǎng)關(guān)8。網(wǎng)關(guān)8再如前所述通過雙向鏈路9和10將數(shù)據(jù)發(fā)送到SCT 22。然后將下變頻、解調(diào)和解碼后的信號通過計算機的調(diào)制解調(diào)器送到計算機23以供顯示、存儲或進行其它應(yīng)用。較大的文件或數(shù)據(jù)流則被ISP 20或BFS 3檢測并路由到廣播鏈路4和5。當這種情況發(fā)生時，BFS 3將數(shù)據(jù)按BIU 24兼容格式打包、編址、編碼和調(diào)制，然后使用已知的用戶TDMA時隙或擴頻碼或使該數(shù)據(jù)與該數(shù)據(jù)將要直接發(fā)往的特定用戶終端6相關(guān)聯(lián)起來的一些其它手段來進行復(fù)接。然后使用廣播饋電雙向鏈路4上選定的面向用戶終端的轉(zhuǎn)發(fā)器和信道將數(shù)據(jù)發(fā)送到廣播衛(wèi)星1。GSO衛(wèi)星1接收信號，對它進行放大、變頻、進一步放大，并且如前所述在用戶終端6的方向的正確波束上發(fā)射。BIU天線25接收信號并將它路由到BIU 24，BIU 24響應(yīng)它的地址和其它標識特征從高速下行鏈路中剝出想要的數(shù)據(jù)。在下變頻、解調(diào)和解碼、以及其它必要的信號處理之后，數(shù)據(jù)被路由到計算機23以供顯示、存儲或進行其它應(yīng)用。
在上面的例子中，計算機23(或其它計算裝置)可以作為一個被世界任何地方的其它計算機用戶查詢的遠程服務(wù)器。用戶終端6在這種模式下實際上是一個僅在被查詢時使用系統(tǒng)資源的撥號服務(wù)器，因此這是低成本的數(shù)據(jù)采集裝置。
通過前述登錄描述和例子，很明顯用戶可以在移動環(huán)境下操作。因此，當例子被描述為一組可移動設(shè)備時，車載設(shè)備也在本發(fā)明的教導的范圍之內(nèi)。
舉例而言，圖4描述汽車60內(nèi)安裝的裝備。在這個實施例中，SCT 22安裝在托架26上。SCT 22是可移動的并且可以通過獨立于廣播數(shù)據(jù)鏈路的NGSO星座圖7使用語音和低速數(shù)據(jù)。托架26提供電源和電池充電。連接到SCT 22的是車載計算機33(也可以是膝上型計算機)或汽車內(nèi)的一些其它計算設(shè)備。車載計算機33連接到裝備了廣播衛(wèi)星跟蹤天線34(它完成前述廣播天線25相同的功能)的BIU 24。跟蹤天線34可以是電子操縱系統(tǒng)或如圖所示是機械操縱系統(tǒng)。無論如何，天線波束通過跟蹤機構(gòu)指向廣播衛(wèi)星1。包含在天線屏蔽器(radome)裝置中的天線34包含跟蹤天線31，它可以由幾個天線元39組成以獲得高增益和效率。天線34具有一個方位驅(qū)動馬達32和一個高度驅(qū)動馬達38，后者響應(yīng)衛(wèi)星跟蹤電路37產(chǎn)生的信號使天線34面向衛(wèi)星1。跟蹤電路37從來自羅盤30和/或一些其它汽車定向裝置的輸入信號中，或從其它來源的信號(如GPS系統(tǒng)36或一些其它確定緯度和經(jīng)度的裝置提供的信號)中產(chǎn)生馬達驅(qū)動信號。
圖4的系統(tǒng)的使用與先前的描述類似，只是作了修改以記數(shù)捕獲廣播衛(wèi)星1的次數(shù)。計算機33通過使用緯度和經(jīng)度位置數(shù)據(jù)和衛(wèi)星位置查找表，以便為跟蹤電路37提供粗略地定向指令。精確的捕獲搜索信號是計算機33在BIU 24(也稱為跟蹤廣播接口單元)接收的廣播信號的幫助下產(chǎn)生的。汽車計算機33中或跟蹤電路37中的搜索算法執(zhí)行搜索以鎖定GSO衛(wèi)星1。其它處理與先前的描述一樣。
基于前面的描述，應(yīng)該理解這樣的描述，即用戶可以從網(wǎng)關(guān)漫游到網(wǎng)關(guān)同時獲得互聯(lián)網(wǎng)連接以及那些由不同網(wǎng)關(guān)8的集合、BFS 3和連接到BFS 3的ISP 20授權(quán)的其它業(yè)務(wù)。使用不同業(yè)務(wù)區(qū)域中的SCT 22，用戶可以在存在漫游協(xié)議和BFS 3設(shè)備的區(qū)域中獲得網(wǎng)絡(luò)接入。為了漫游，用戶首先通過向業(yè)務(wù)區(qū)域網(wǎng)關(guān)8發(fā)送業(yè)務(wù)請求來建立本地業(yè)務(wù)區(qū)域網(wǎng)關(guān)接入。網(wǎng)關(guān)8在檢查用戶終端6標識之后，確定用戶正在漫游并且通過它的標識在PSTN 11的信令系統(tǒng)(如SS7信令)上向用戶原籍網(wǎng)關(guān)發(fā)送一個消息。漫游到的網(wǎng)關(guān)從用戶終端的原籍位置寄存器(HLR)獲得鑒權(quán)信息。一旦獲得衛(wèi)星蜂窩操作，用戶就可以根據(jù)NGSO星座圖系統(tǒng)的不同程序通過雙向鏈路9和10進行語音和數(shù)據(jù)呼叫。如果用戶希望啟動廣播鏈路4和5，他就按照前面的描述發(fā)送業(yè)務(wù)請求。服務(wù)網(wǎng)關(guān)8向連接它的BFS 3發(fā)送業(yè)務(wù)請求。這個站可以具有它自己的用戶位置寄存器，這可能有兩種類型本地網(wǎng)關(guān)業(yè)務(wù)區(qū)域內(nèi)的這個廣播業(yè)務(wù)的那些用戶的用戶原籍位置寄存器(HULR)，和漫游到業(yè)務(wù)區(qū)域的那些用戶的用戶訪問位置寄存器(VULR)。鑒權(quán)操作與衛(wèi)星蜂窩電話系統(tǒng)類似。如果原籍BFS 3和漫游到的BFS之間存在漫游協(xié)議，則建立一個連接。類似地，每個BFS 3可以連接一個或多個ISP 20，假設(shè)在用戶的原籍ISP20和一個或多個本地漫游到的連接到BFS 3的ISP之間存在漫游協(xié)議，還使用信令與至少一個ISP 20建立漫游接入。
如圖2所示，用戶終端6因此可以從業(yè)務(wù)區(qū)域A漫游到業(yè)務(wù)區(qū)域B并且獲得連接和包括衛(wèi)星蜂窩電話和互聯(lián)網(wǎng)接入在內(nèi)的各種業(yè)務(wù)。漫游到業(yè)務(wù)區(qū)域C時將提供語音和數(shù)據(jù)以及低速互聯(lián)網(wǎng)接入，但是將不會提供高速廣播數(shù)據(jù)鏈路，因為業(yè)務(wù)區(qū)域C不包括BFS 3。
如圖5所示，SCT可以是雙模SCT(DMSCT)40。在電話模式，DMSCT40可以在如上所述的衛(wèi)星模式和公用陸地移動網(wǎng)(PLMN)系統(tǒng)41中使用的陸地模式之間切換。PLMN 41可以在、也可以不在衛(wèi)星業(yè)務(wù)區(qū)域2中。PLMN 41典型地包括連接到包含VLR 45和HLR 46的移動交換中心(MSC)44的基站控制器(BSC)43控制的不同的小區(qū)站點區(qū)域42。MSC44還包括電路/軟件和其它登記用戶、鑒權(quán)用戶、和允許接入網(wǎng)絡(luò)的裝置。MSC 44連接到PSTN 11，PSTN 11包括如7號信令系統(tǒng)(SS7)這樣的網(wǎng)間交換裝置。這個信令系統(tǒng)用于路由呼叫，并且提供查詢與不同移動網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的HLR和VLR的數(shù)據(jù)庫以允許漫游和鑒權(quán)的方法。為了啟動廣播鏈路的操作，從BFS 3到PSTN 11建立一個連接，而BFS 3包括多個用于連接BFS 3和PLMN 41的撥號調(diào)制解調(diào)器。使用陸地蜂窩網(wǎng)絡(luò)的廣播模式操作如下所示。假設(shè)用戶終端6位于具有蜂窩覆蓋的區(qū)域并且位于BSC 43服務(wù)的小區(qū)站點之中。用戶打開DMSCT 40，并且手工或自動地選擇陸地PLMN 41。用戶終端6在DMSCT 40和BSC 43之間建立雙向蜂窩連接47，并且從那里連接到MSC 44。用戶終端6通過使用HLR46或查詢遠程HLR后使用VLR 45以便登錄到網(wǎng)絡(luò)。在鑒權(quán)和其它處理之后，用戶就可以進行電話呼叫或使用PSTN 11。
再假設(shè)用戶希望接入廣播數(shù)據(jù)鏈路5。為了這樣，用戶或計算機23中的軟件撥叫與BFS 3關(guān)聯(lián)的電話號碼。這個過程類似于今天為商業(yè)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)提供商提供的撥號調(diào)制解調(diào)器連接。如果用戶正在漫游并且知道他的位置，則他可以在書或手冊中查找合適的號碼。另外，他可以輸入zip碼或本地城市和市鎮(zhèn)的標識并讓計算機23進行查找，或者用戶可以撥叫800號碼并且從所提供的列表中選擇，或者他可以通過任何其它適當?shù)姆椒ǐ@得號碼。用戶啟動計算機23的調(diào)制解調(diào)器并且撥叫離用戶最近的或所選定的BFS 3的號碼。BFS 3應(yīng)答并且使用雙向蜂窩鏈路47與服務(wù)小區(qū)站點區(qū)域42的BSC 43建立連接。BSC 43經(jīng)由MSC通過PSTN 11和PSTN/BFS連接48將用戶終端6連接到BFS 3。BFS 3對信號的處理類似于前面的描述，而呼叫則可以如前面描述的按蜂窩系統(tǒng)雙向鏈路47提供的雙向無線鏈路進行。
這樣，就已經(jīng)描述了本發(fā)明的廣播/點到點基于衛(wèi)星的通信系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)和操作，現(xiàn)在將參考圖6A-6F，7A-7F，圖8的BFS 3框圖，和圖9A-9I的邏輯流程圖對結(jié)構(gòu)和操作進行更詳細的描述，其中圖9A-9D描述不同的登錄和鑒權(quán)步驟，圖9E描述廣播建立會話，圖9F描述初始化雙向廣播/交互模式會話的方法，圖9G描述雙向廣播交互會話期間系統(tǒng)的操作，圖9H描述單純廣播會話期間系統(tǒng)的操作，而圖9I描述終止廣播會話所執(zhí)行的步驟。
圖6A表示情況1，其中廣播和雙向業(yè)務(wù)區(qū)域(SA)是相同的，而衛(wèi)星覆蓋區(qū)(FP)是不同的。在這種情況下，到/從廣播衛(wèi)星1只有一個單一波束，而網(wǎng)關(guān)8和用戶終端6看到的是同一顆NGSO衛(wèi)星。
圖6B表示情況2，其中廣播和雙向業(yè)務(wù)區(qū)域是不同的，而衛(wèi)星覆蓋區(qū)也是不同的。到/從廣播衛(wèi)星1只有一個單一波束，BFS 3和用戶終端6在相同的波束中，而網(wǎng)關(guān)8和用戶終端6看到的是同一顆NGSO衛(wèi)星。
圖6C表示情況3，其中廣播和雙向業(yè)務(wù)區(qū)域是不同的，而衛(wèi)星覆蓋區(qū)也是不同的。在情況3到/從廣播衛(wèi)星1有多個波束，BFS 3和用戶終端6在不同的波束中，網(wǎng)關(guān)8和用戶終端6看到的是同一顆NGSO衛(wèi)星，而SCT 22和BIU 24在重疊的SA中。
圖6D表示情況4，其中廣播和雙向業(yè)務(wù)區(qū)域是不同的，而衛(wèi)星覆蓋區(qū)也是不同的。到/從廣播衛(wèi)星1有多個波束，BFS 3和用戶終端6在不同的波束中(情況4a)，網(wǎng)關(guān)8和用戶終端6在不同的波束中(情況4b)，網(wǎng)關(guān)8、BFS 3和用戶終端6在不同的波束中(情況4c)，網(wǎng)關(guān)8和用戶終端6看到的是同一顆NGSO衛(wèi)星，而SCT 22和BIU 24在不重疊區(qū)域中。
圖6E表示情況5，其中廣播和雙向業(yè)務(wù)區(qū)域是不同的，而衛(wèi)星覆蓋區(qū)也是不同的。到/從廣播衛(wèi)星1有多個波束。網(wǎng)關(guān)8和/或BFS 3可以與用戶終端6在不同的波束中，網(wǎng)關(guān)8和用戶終端6看到的是同一顆NGSO衛(wèi)星。SCT 22和BIU 24在不重疊的區(qū)域中，SCT 22和BIU 24在相同的業(yè)務(wù)區(qū)域中，而SCT 22和BIU 24(實際上是BIU 24的至少一個廣播接收機)彼此遠離。
最后，圖6F表示情況6，其中廣播和雙向業(yè)務(wù)區(qū)域是不同的，而衛(wèi)星覆蓋區(qū)也是不同的。到/從廣播衛(wèi)星1有多個波束。網(wǎng)關(guān)8和/或BFS3可以與用戶終端6在不同的波束中，網(wǎng)關(guān)8和用戶終端6看到的是同一顆NGSO衛(wèi)星。SCT 22和BIU 24在不重疊的業(yè)務(wù)區(qū)域中，SCT 22和BIU 24在不同的業(yè)務(wù)區(qū)域中，而SCT 22和BIU 24(同樣，實際上是BIU24的至少一個廣播接收機)彼此遠離。
已經(jīng)描述了大量可能的系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)，現(xiàn)在參考圖7A-7H描述系統(tǒng)的各種操作模式。還需要參考圖9A-9I的邏輯流程圖，特別是對操作的雙向廣播/交互會話和單純廣播模式。
圖7A表示單純廣播會話的模式1的情況，特別是會話建立和會話操作。NGSO 7系統(tǒng)用于將用戶登記到網(wǎng)絡(luò)。NGSO 7系統(tǒng)還用于建立會話。NGSO 7系統(tǒng)授權(quán)并指示BFS 3所需的內(nèi)容和編程。一旦會話建立并且捕獲廣播信號，廣播會話就開始。于是NGSO 7系統(tǒng)便處于在線狀態(tài)直到被通知廣播會話完成為止。然后NGSO 7系統(tǒng)執(zhí)行注銷功能，傳送會話完成狀態(tài)，進行記費，然后所有單元進入等待狀態(tài)。
圖7B表示單純電話會話的模式2的情況。NGSO 7系統(tǒng)用于將用戶登記到網(wǎng)絡(luò)和建立會話。NGSO 7系統(tǒng)進行授權(quán)，然后網(wǎng)關(guān)8向或從PSTN11建立電話呼叫。然后NGSO 7系統(tǒng)執(zhí)行注銷功能，傳送會話完成狀態(tài)，進行記費，然后所有單元進入等待狀態(tài)。
圖7C表示同時進行電話和廣播會話的模式3的情況。NGSO 7系統(tǒng)用于將用戶登記到網(wǎng)絡(luò)和建立會話。NGSO 7系統(tǒng)授權(quán)并指示BFS 3所需的內(nèi)容和編程。一旦會話建立并且捕獲廣播信號，廣播會話就開始。在廣播會話期間用戶終端6可以請求電話業(yè)務(wù)。網(wǎng)關(guān)8處理電話請求并建立呼叫、或接收業(yè)務(wù)請求。然后網(wǎng)關(guān)8處理呼叫，并開始同時的電話會話。廣播和電話會話是獨立的。當電話會話完成時，呼叫作為電話呼叫被記錄并計費。NGSO 7系統(tǒng)然后進入脫線狀態(tài)，直到被通知廣播會話完成。然后NGSO 7系統(tǒng)執(zhí)行注銷功能，傳送會話完成狀態(tài)，執(zhí)行廣播計費，然后所有單元進入等待狀態(tài)。
圖7D表示交互廣播會話的模式4情況。NGSO 7系統(tǒng)用于將用戶登記到網(wǎng)絡(luò)并且也用于建立會話。NGSO 7系統(tǒng)授權(quán)并指示BFS 3所需內(nèi)容和編程。一旦會話建立而且捕獲了廣播信號，廣播會話就開始。SCT 22保持連接到網(wǎng)關(guān)8和BFS 3，并從BFS 3到BSP 21或PSTN 11。用戶終端6向網(wǎng)關(guān)8發(fā)送消息和命令，并從此到BFS 3和BSP 21，BSP 21因此響應(yīng)命令和消息。廣播和電話會話彼此交換請求和響應(yīng)。BSP 21，或來自PSTN 11連接的數(shù)據(jù)，可以向BFS 3提供數(shù)據(jù)。信息及/或數(shù)據(jù)和文件因此可以以最佳方式發(fā)送到SCT 22或BIU 24的廣播接收機?？梢圆鸪娫挄掃B接，而不拆除廣播功能，反之可以拆除廣播會話連接，而不拆除電話會話。當電話會話完成時，呼叫作為電話呼叫被記錄并計費。NGSO 7系統(tǒng)然后進入脫線狀態(tài)，直到被通知廣播會話完成，此時NGSO7系統(tǒng)執(zhí)行注銷功能，交換會話完成狀態(tài)，執(zhí)行廣播計費，然后所有單元進入等待狀態(tài)。
圖7E表示半交互廣播會話的模式5情況。NGSO 7系統(tǒng)用于將用戶登記到網(wǎng)絡(luò)并建立會話。NGSO 7系統(tǒng)授權(quán)并指示BFS 3所需內(nèi)容和編程。一旦會話建立而且捕獲了廣播信號，廣播會話就開始。SCT 22保持連接到網(wǎng)關(guān)8和BFS 3，并從BFS 3到BSP 21或PSTN 11。用戶終端6向網(wǎng)關(guān)8發(fā)送消息和命令，然后到BFS 3和BSP 21。BSP 21因此通過廣播鏈路響應(yīng)命令和消息。廣播和電話會話彼此交換請求和響應(yīng)。如同在模式4(圖7D)情況，BSP 21，或來自PSTN 11連接的數(shù)據(jù)，可以向BFS 3提供數(shù)據(jù)。文件中的信息及/或數(shù)據(jù)可以發(fā)送到BIU 24的廣播接收機?？梢圆鸪娫挄掃B接，而不拆除廣播功能。當電話會話完成時，呼叫作為電話通話被記錄并計費。NGSO 7系統(tǒng)進入脫線狀態(tài)，直到被通知廣播會話完成。然后NGSO 7系統(tǒng)執(zhí)行注銷功能，傳送會話完成狀態(tài)，執(zhí)行廣播計費，然后所有單元進入等待狀態(tài)。
圖7F表示多廣播操作會話的模式6情況。NGSO 7用于將用戶登記到網(wǎng)絡(luò)并建立會話。NGSO 7系統(tǒng)授權(quán)并指示BFS 3所需內(nèi)容和編程。一旦會話建立而且捕獲了廣播信號，廣播會話就開始。然后NGSO 7系統(tǒng)可以建立一個或多個附加的廣播信號鏈路，這些鏈路都是獨立運行的。廣播鏈路可以通過相同的衛(wèi)星1或不同衛(wèi)星進行，而且可以在相同或不同的服務(wù)區(qū)(相同服務(wù)區(qū)情況在圖7F中表示)中。廣播鏈路不必包含相同的內(nèi)容或編程。NGSO 7系統(tǒng)然后進入脫線狀態(tài)，直到被通知廣播會話完成，此時NGSO 7系統(tǒng)執(zhí)行注銷功能，傳送會話完成狀態(tài)，執(zhí)行計費，然后所有單元進入等待狀態(tài)。
圖7G表示多廣播控制操作會話的模式7情況。NGSO 7系統(tǒng)用于將用戶登記到網(wǎng)絡(luò)并建立會話。NGSO 7系統(tǒng)授權(quán)并指示BFS 3所需內(nèi)容和編程。一旦會話建立而且捕獲了廣播信號，廣播會話就開始。然后NGSO7系統(tǒng)可以建立附加的廣播信號鏈路，這些鏈路都是獨立運行的。如同模式6的情況，廣播鏈路可以通過相同的衛(wèi)星1或不同衛(wèi)星進行，而且可以在相同或不同的服務(wù)區(qū)中。廣播鏈路還不必具有相同的內(nèi)容或編程。NGSO 7系統(tǒng)保持在線并與所有的BIU 24廣播接收機同時交互，或一次一個獨立地與BIU 24廣播接收機交互，或與子組中的BIU 24廣播接收機交互。NGSO 7系統(tǒng)也可以脫線，同時廣播功能仍在操作。如果在線，NGSO 7系統(tǒng)可以在任何時刻拆除任一個或所有的BIU 24廣播接收機。對于每個廣播接收機的注銷，獨立地進行記錄并計費。這個過程持續(xù)到所有廣播接收機都拆線。然后NGSO 7系統(tǒng)執(zhí)行注銷功能，傳送會話完成狀態(tài)，執(zhí)行計費，然后所有單元進入等待狀態(tài)。
圖7H表示到BSP 21的電話連接的模式8情況。NGSO 7系統(tǒng)用于將用戶登記到網(wǎng)絡(luò)并建立會話。NGSO 7系統(tǒng)授權(quán)并請求接入BFS 3網(wǎng)絡(luò)。BFS 3對在BFS 3接入BSP 21或PSTN 11進行授權(quán)。SCT 22在BFS3連接到BSP 21或PSTN，會話開始，然后SCT 22進入脫線。然后NGSO7系統(tǒng)執(zhí)行注銷功能，傳送會話完成狀態(tài)，執(zhí)行計費，然后所有單元進入等待狀態(tài)。
參考圖8，廣播饋送鏈路站(BFS)3包含幾個模塊。BFS 3的基本功能包括提供到網(wǎng)關(guān)8、到ISP 20和BSP 21、以及到NGSO地面操作控制中心(GOCC)17的接口。BFS 3也提供上行鏈路廣播信號的數(shù)據(jù)處理，為廣播信號提供上行鏈路，并提供業(yè)務(wù)的鑒權(quán)和初始化。
來自網(wǎng)關(guān)8的信號連接到雙向數(shù)據(jù)接口501。這些信號可以通過PSTN連接和信令單元502而導向PSTN 11或從PSTN 11導入，而且它們可以包括漫游信息和鑒權(quán)。來自PSTN 11、或來自網(wǎng)關(guān)8、或來自業(yè)務(wù)提供者的鑒權(quán)信號將通過雙向數(shù)據(jù)接口501連接到業(yè)務(wù)控制處理器503。業(yè)務(wù)控制處理器503通過去向和來自訪問用戶位置寄存器(VULR)504和原籍用戶位置寄存器(HULR)505的雙向鏈路而實現(xiàn)連接。用戶數(shù)據(jù)、資源標識和數(shù)量、用戶連接、以及其它有關(guān)信息從雙向數(shù)據(jù)接口501連接到廣播饋送站管理器506。廣播饋送站管理器506在BFS 3和GOCC 17之間提供雙向連接，以便管理BFS 3的資源。BFS管理器506記錄單個廣播接入細節(jié)，這其中或者是呼叫記錄、會話記錄、或其它類似數(shù)據(jù)，并壓縮、概括和格式化多個用戶信息記錄。然后就將這種系統(tǒng)使用數(shù)據(jù)提供給路由器507，通過地面數(shù)據(jù)網(wǎng)19傳遞到GOCC 17，以用于網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、趨勢分析、以及通用資源分配。來自GOCC 17的輸入指示通過GDN 19提供給路由器507并傳遞到BFS資源管理器508。資源管理器508向廣播資源配置單元509提供詳細指示，該單元控制BFS RF子系統(tǒng)510的頻率控制器544、以及用于控制發(fā)送RF鏈542的轉(zhuǎn)換器550的配置。
來自業(yè)務(wù)控制處理器503的登錄和業(yè)務(wù)鑒權(quán)信息提供給雙向數(shù)據(jù)接口單元501，用于傳遞到網(wǎng)關(guān)8或業(yè)務(wù)提供者20或21。在業(yè)務(wù)提供者的情況下，雙向數(shù)據(jù)接口將業(yè)務(wù)請求中繼到BFS入站用戶接口單元520。來自業(yè)務(wù)提供者的鑒權(quán)提供給到用戶接口單元521的BFS出站鏈路。登錄和業(yè)務(wù)鑒權(quán)信息提供給業(yè)務(wù)提供者(SP)鑒權(quán)處理器522，并在鑒權(quán)處理之后，發(fā)送到網(wǎng)關(guān)8響應(yīng)管理器523，然后到雙向數(shù)據(jù)接口501和業(yè)務(wù)控制處理器503，然后恰當?shù)剌斎氲紿ULR 504及/或VULR 505。
雙向入站數(shù)據(jù)通過雙向數(shù)據(jù)接口501路由選擇到BFS入站用戶接口單元520，然后到業(yè)務(wù)提供者。業(yè)務(wù)提供者根據(jù)指令、算法及其它處理，以各種方式使用雙向入站數(shù)據(jù)。對入站數(shù)據(jù)的響應(yīng)由業(yè)務(wù)提供者構(gòu)成，消息、數(shù)據(jù)、文件和其它響應(yīng)從業(yè)務(wù)提供者發(fā)送到BFS 3。這些信號提供給到用戶接口單元521的BFS出站鏈路，并根據(jù)條件轉(zhuǎn)換器、及/或軟件標志，提供給將輸入數(shù)據(jù)流導向廣播數(shù)據(jù)處理器530內(nèi)的三個響應(yīng)管理器(531、532、533)中一個的電路。緊急消息發(fā)送到緊急廣播響應(yīng)管理器531，并根據(jù)可用資源，由正常通道導向網(wǎng)關(guān)8響應(yīng)管理器523，或者如果網(wǎng)關(guān)8不能提供或者到用戶的鏈路阻塞或其它東西不能提供，則消息、信號或文件就被發(fā)送到廣播響應(yīng)管理器532。一般來說，非緊急消息、較長文件、以及長消息被導向廣播響應(yīng)管理器532。如果不使用雙向交互方法，而且響應(yīng)只是被路由選擇到廣播模式，那么信號、消息、文件及其它數(shù)據(jù)被直接發(fā)送到僅廣播數(shù)據(jù)管理器533。來自廣播響應(yīng)管理器532和/或僅廣播數(shù)據(jù)管理器533的數(shù)據(jù)流被提供給用戶數(shù)據(jù)處理器534，進行格式化、分組、標識和其它處理。然后，在基帶信號處理單元535，將用戶數(shù)據(jù)流與其它用戶數(shù)據(jù)流合并。基帶信號處理器535將格式化的、合并的數(shù)據(jù)傳遞給上行鏈路處理器536，后者將來自成幀、定時和開銷單元537的成幀、定時、同步、及其它開銷消息添加然后合并到數(shù)據(jù)流中。然后將這個合并數(shù)據(jù)流提供給BFS RF子系統(tǒng)510中的調(diào)制器541。調(diào)制器541構(gòu)成多個發(fā)射機信道542中一個的一部分。下一步將調(diào)制的數(shù)據(jù)流提供給由頻率控制單元544控制的上變頻器543。然后信號由高功放(HPA)545放大，并發(fā)送到復(fù)接器546，在那里信號與來自其它RF發(fā)射機鏈的信號復(fù)接。然后，將復(fù)接的信道提供(如果需要的話)給雙工器547。最后，將信號提供給天線548，后者使用廣播饋送上行鏈路4將信號導向廣播衛(wèi)星1的方向。
在會話結(jié)束之后，詳細的接入記錄信息從響應(yīng)管理器531-533傳遞到廣播接入細節(jié)記錄(計算機)538，然后在總結(jié)和處理之后，記錄被傳遞到廣播計費系統(tǒng)539，在那里將使用的廣播業(yè)務(wù)計帳。
盡管在目前優(yōu)選實施例的上下文中進行了描述，但是應(yīng)該理解對這些實施例可以進行很多修改，而且發(fā)明可以使用其它實施例來實現(xiàn)。例如，BFS 3可以直接提供ISP業(yè)務(wù)，而不連接到單獨的ISP 20。而且可以有一個以上的ISP 20，其中一個可以是BFS 3。進一步舉例而言，幾個網(wǎng)關(guān)8可以共享單個BFS 3，而且?guī)讉€BFS 3可以共享單個廣播衛(wèi)星1。進一步舉例而言，可以提供GSO同步高軌道衛(wèi)星1之間的星際鏈路，以便增強系統(tǒng)的服務(wù)能力。進一步舉例而言，BFS 3的服務(wù)區(qū)不必與網(wǎng)關(guān)8的服務(wù)區(qū)相同，而是可以更大或更小。而且，本發(fā)明的概念不僅限于提供任何一種類型的廣播業(yè)務(wù)。盡管上面的描述主要是在使用廣播業(yè)務(wù)提供高速互聯(lián)網(wǎng)接入的前提下，但是其它廣播業(yè)務(wù)(例如電視)也可以提供。此外，廣播鏈路5可以使用兩個或更多的頻率，例如C波段、Ku波段、Ka波段等中的兩個或更多中的頻率。使用有關(guān)方式，BIU 24可以操作于一個以上的頻率和調(diào)制類型。
也應(yīng)該認識到圖9A-9I中所示的很多步驟可以用所示順序以外的其它順序執(zhí)行，而仍然得到所需的結(jié)果。
因此，盡管本發(fā)明已經(jīng)針對它的優(yōu)選實施例被具體表示并描述，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，形式和細節(jié)上的改變可以在不背離發(fā)明范圍和精神的前提下進行。
權(quán)利要求
1.通信系統(tǒng)，包括為陸地業(yè)務(wù)區(qū)域提供廣播通信業(yè)務(wù)的第一衛(wèi)星系統(tǒng)；為陸地業(yè)務(wù)區(qū)域的至少一部分提供雙向通信業(yè)務(wù)的第二衛(wèi)星系統(tǒng)；所述第一衛(wèi)星系統(tǒng)和所述第二衛(wèi)星系統(tǒng)之間的雙向通信鏈路；和包括通過所述第二衛(wèi)星系統(tǒng)請求廣播通信業(yè)務(wù)的收發(fā)機、以及包括通過所述第一衛(wèi)星系統(tǒng)接收所請求的廣播通信業(yè)務(wù)的接收機的用戶終端。
2.權(quán)利要求1的通信系統(tǒng)，其特征在于第一衛(wèi)星系統(tǒng)包括至少一顆衛(wèi)星，這些衛(wèi)星的地球軌道高度高于第二衛(wèi)星系統(tǒng)的衛(wèi)星。
3.權(quán)利要求1的通信系統(tǒng)，其特征在于第一衛(wèi)星系統(tǒng)包括至少一顆在地球同步軌道上繞地球軌道運行的衛(wèi)星，并且第二衛(wèi)星系統(tǒng)包括多顆在非地球同步軌道上繞地球軌道運行的衛(wèi)星。
4.權(quán)利要求1的通信系統(tǒng)，其特征在于所述第二衛(wèi)星系統(tǒng)和所述用戶同時操作以便將所述用戶終端登錄到所述通信系統(tǒng)并確定所述用戶終端的漫游/非漫游狀態(tài)。
5.權(quán)利要求1的通信系統(tǒng)，其特征在于廣播通信業(yè)務(wù)從連接到所述第一衛(wèi)星系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)向所述用戶終端傳送數(shù)據(jù)分組。
6.權(quán)利要求1的通信系統(tǒng)，其特征在于廣播通信業(yè)務(wù)從通過互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)提供商連接到所述第一衛(wèi)星系統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器向所述用戶終端傳送數(shù)據(jù)分組。
7.權(quán)利要求1的通信系統(tǒng)，其特征在于所述第二衛(wèi)星系統(tǒng)從連接到所述第一衛(wèi)星系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)向所述用戶終端傳送數(shù)據(jù)分組。
8.權(quán)利要求1的通信系統(tǒng)，其特征在于所述第二衛(wèi)星系統(tǒng)從通過互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)提供商連接到所述第一衛(wèi)星系統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器向所述用戶終端傳送數(shù)據(jù)分組。
9.權(quán)利要求1的通信系統(tǒng)，其特征在于廣播通信業(yè)務(wù)向所述用戶終端傳送電視信號。
10.通信系統(tǒng)，包括為陸地業(yè)務(wù)區(qū)域提供廣播通信業(yè)務(wù)的第一衛(wèi)星系統(tǒng)；為陸地業(yè)務(wù)區(qū)域的至少一部分提供雙向點到點通信業(yè)務(wù)的第二衛(wèi)星系統(tǒng)；所述第一衛(wèi)星系統(tǒng)的地面段控制器和所述第二衛(wèi)星系統(tǒng)的地面段控制器之間的雙向通信鏈路；和位于陸地業(yè)務(wù)區(qū)域中的用戶終端，所述用戶終端包括使用所述第二衛(wèi)星系統(tǒng)登錄所述通信系統(tǒng)并向所述通信系統(tǒng)作出業(yè)務(wù)請求的收發(fā)機，并且還包括響應(yīng)通過所述第二衛(wèi)星系統(tǒng)提出的業(yè)務(wù)請求從所述第一衛(wèi)星系統(tǒng)接收廣播通信業(yè)務(wù)的接收機。
11.權(quán)利要求10的通信系統(tǒng)，其特征在于業(yè)務(wù)請求是與雙向連接到所述第一衛(wèi)星系統(tǒng)的所述地面段控制器的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器建立連接的請求。
12.權(quán)利要求10的通信系統(tǒng)，其特征在于業(yè)務(wù)請求是與通過互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)提供商雙向連接到所述第一衛(wèi)星系統(tǒng)的所述地面段控制器的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器建立連接的請求。
13.權(quán)利要求10的通信系統(tǒng)，其特征在于業(yè)務(wù)請求是與雙向連接到所述第一衛(wèi)星系統(tǒng)的所述地面段控制器的廣播業(yè)務(wù)提供商建立連接的請求。
14.權(quán)利要求10的通信系統(tǒng)，其特征在于所述第一衛(wèi)星系統(tǒng)的所述地面段控制器通過在到所述第一衛(wèi)星系統(tǒng)的衛(wèi)星的上行鏈路上傳送數(shù)據(jù)以便讓所述接收機接收、或者通過在到所述第二衛(wèi)星系統(tǒng)的所述地面段控制器的所述雙向鏈路上傳送數(shù)據(jù)然后在上行鏈路上向所述第二衛(wèi)星系統(tǒng)的至少一顆衛(wèi)星傳送數(shù)據(jù)以便讓所述收發(fā)機接收，從而選擇性地將數(shù)據(jù)路由到所述用戶終端。
15.在基于衛(wèi)星的通信系統(tǒng)中為用戶終端提供數(shù)據(jù)的方法，包括以下步驟使用非地球同步軌道衛(wèi)星通信系統(tǒng)的登錄協(xié)議，操作用戶終端來登錄通信系統(tǒng)；使用非地球同步軌道衛(wèi)星通信系統(tǒng)的業(yè)務(wù)請求協(xié)議，操作用戶終端以便向通信系統(tǒng)提出業(yè)務(wù)請求；響應(yīng)業(yè)務(wù)請求，與連接到廣播衛(wèi)星通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)源建立鏈路；和通過非地球同步軌道衛(wèi)星通信系統(tǒng)的至少一顆衛(wèi)星或通過廣播衛(wèi)星通信系統(tǒng)的至少一顆衛(wèi)星將數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)選擇性地傳送到用戶終端。
16.權(quán)利要求15的方法，其特征在于操縱用戶終端登錄的步驟包括在陸地網(wǎng)關(guān)執(zhí)行定位操作以確定用戶終端位置的步驟。
17.權(quán)利要求15的方法，其特征在于操縱用戶終端登錄的步驟包括在陸地網(wǎng)關(guān)執(zhí)行定位操作以確定用戶終端漫游/非漫游狀態(tài)的步驟。
18.權(quán)利要求15的方法，其特征在于選擇性發(fā)送步驟包括確定至少一個要發(fā)送的數(shù)據(jù)的多個字節(jié)的步驟。
19.權(quán)利要求15的方法，其特征在于選擇性發(fā)送步驟包括確定至少一個要發(fā)送的數(shù)據(jù)的類型的步驟。
20.權(quán)利要求15的方法，其特征在于選擇性發(fā)送步驟包括通過非地球同步軌道衛(wèi)星通信系統(tǒng)或廣播衛(wèi)星通信系統(tǒng)中的至少一個確定用戶終端已被授權(quán)接收數(shù)據(jù)的預(yù)備步驟。
21.權(quán)利要求15的方法，其特征在于選擇性發(fā)送步驟包括確定用戶終端已被授權(quán)接收來自數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)的預(yù)備步驟。
22.權(quán)利要求15的方法，其特征在于用戶終端是固定用戶終端或移動用戶終端中的一個。
23.權(quán)利要求15的方法，其特征在于對于數(shù)據(jù)通過廣播衛(wèi)星通信系統(tǒng)中的至少一顆衛(wèi)星發(fā)送的情況，該方法還包括通過非地球同步軌道衛(wèi)星通信系統(tǒng)的至少一顆衛(wèi)星同時與用戶終端進行電話連接的步驟。
24.將數(shù)據(jù)處理器連接到互聯(lián)網(wǎng)的方法，包括以下步驟提供數(shù)據(jù)處理器以便連接到衛(wèi)星收發(fā)器和衛(wèi)星接收機；操縱數(shù)據(jù)處理器進行互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)請求，該請求被通過衛(wèi)星收發(fā)器經(jīng)由至少一顆非地球同步軌道衛(wèi)星傳送到陸地網(wǎng)關(guān)；將互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)請求從網(wǎng)關(guān)中繼到互聯(lián)網(wǎng)實體以完成業(yè)務(wù)請求；和通過從互聯(lián)網(wǎng)實體經(jīng)由地球同步軌道衛(wèi)星和衛(wèi)星接收機向數(shù)據(jù)處理器傳送數(shù)據(jù)完成業(yè)務(wù)請求。
25.將數(shù)據(jù)處理器連接到互聯(lián)網(wǎng)的方法，包括以下步驟提供數(shù)據(jù)處理器以便連接到衛(wèi)星收發(fā)器和衛(wèi)星接收機；操縱數(shù)據(jù)處理器進行互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)請求，該請求被通過衛(wèi)星收發(fā)器經(jīng)由至少一顆非地球同步軌道衛(wèi)星發(fā)射到陸地網(wǎng)關(guān)；將互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)請求從網(wǎng)關(guān)中繼到互聯(lián)網(wǎng)實體以完成業(yè)務(wù)請求；和通過從互聯(lián)網(wǎng)實體經(jīng)由通過至少一顆非地球同步軌道衛(wèi)星和衛(wèi)星收發(fā)器、或地球同步軌道衛(wèi)星和衛(wèi)星接收機的路徑，向數(shù)據(jù)處理器發(fā)射數(shù)據(jù)來完成業(yè)務(wù)請求。
26.權(quán)利要求25的方法，其特征在于完成步驟包括根據(jù)數(shù)據(jù)的至少一個特性或發(fā)射的數(shù)據(jù)量選擇路徑的步驟。
27.將視頻接收機連接到節(jié)目源的方法，包括以下步驟；提供視頻接收機以便具有一個連接到包含衛(wèi)星收發(fā)器的用戶終端和連接到衛(wèi)星接收機的輸入；操縱用戶終端以通過衛(wèi)星收發(fā)器經(jīng)由至少一顆非地球同步軌道衛(wèi)星向陸地網(wǎng)關(guān)發(fā)送業(yè)務(wù)請求；將業(yè)務(wù)請求從網(wǎng)關(guān)中繼到視頻節(jié)目源以完成業(yè)務(wù)請求；和通過從源向視頻接收機經(jīng)由地球同步軌道衛(wèi)星和衛(wèi)星接收機發(fā)射視頻節(jié)目來完成業(yè)務(wù)請求。
全文摘要
作為雙向/廣播移動和便攜衛(wèi)星通信系統(tǒng)的混合衛(wèi)星通信系統(tǒng)使用至少兩個基于衛(wèi)星的系統(tǒng)，它們可以是區(qū)域GSO和全球NGSO。當根據(jù)本發(fā)明的教導合并在一起時，混合系統(tǒng)能夠以單一結(jié)構(gòu)為全球社會提供多種類型的優(yōu)化延遲的高質(zhì)量信號。根據(jù)本發(fā)明的教導，一個或多個大高度廣播衛(wèi)星(如GSO)和NGSO衛(wèi)星系統(tǒng)(如低地軌道(LEO)或中地軌道(MEO)系統(tǒng))結(jié)合在一起為移動和固定用戶提供高效接入的互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)、交互電視、以及其它業(yè)務(wù)。
文檔編號H04B7/204GK1239848SQ99106348
公開日1999年12月29日 申請日期1999年5月7日 優(yōu)先權(quán)日1998年5月7日
發(fā)明者R·A·維德曼 申請人:洛拉爾太空通訊公司