[发明专利]具有最小延迟的对地静止通信系统

说明书

本发明通常涉及通信系统，尤其涉及具有最小延迟的对地静止通信系统。

通信人造卫星已普遍应用于多种类型的通信系统，例如数据传输，话音通信，电视点波束覆盖范围和其它数据传输应用。象这样，卫星发射和接收大量的在“弯管”配置或“点阵列”配置中被使用以便将它发射到地球表面所希望的地理位置的信号。

由于卫星应用的增加，在给定的卫星上的可利用资源已经完全被利用，而没有向所希望的地理位置提供足够的信号覆盖。象这样，地面用户在没有卫星服务的情况下必须去接收被降低的卫星服务的服务质量(QoS)，或者必须和其它的用户分享卫星服务时段，没有一个对在任何给定的时间要求访问该卫星服务的用户可接受的卫星服务。而且，在将信号发送到一个地球同步卫星的延迟大约是二秒传播时间，这就会增加在一种基于卫星的通信系统中的延迟。

那么，可见，需要一种提供对英特网或其它地面网络的高速访问的通信系统的技术。还可以看出，对于大量的用户需要一种高速访问这种网络的技术。还可以看出，需要一种高速访问在该系统结构中具有最小延迟的这种网络的技术。

为了克服上述以往技术的局限性，以及克服在阅读和理解本技术要求时明显出现的局限性，本发明公开一种通信方法和通信系统装置。该装置包含一个通信平台和一个网关。该通信平台位于同温层(stratosphere)位置并直接与一个用户终端通信，从该用户终端接收信息并将信息发送到该用户终端。该网关与通信平台通信，并经由通信平台通过地面网络与用户终端耦合。

该方法包含将第一信号从用户终端发送到一个基于同温层的通信平台，然后将第一信号从基于同温层的通信平台发射到一个网关地面站，再从网关地面站发射到基于地面网络。

本发明提供一种能高速访问英特网和其它地面网络的通信系统。对于大量的用户本发明还提供对这种网络的高速访问。本发明还提供对在该系统结构中具有最小延迟的这种网络的高速访问。

现在参照附图，在该附图中相同的参考号码自始至终表示对应的部件：

图1说明本发明的一个实施例的系统图；

图2说明一个使用本发明的典型的有效负载方框图；

图3说明一种使用本发明的典型的平台配置图；以及

图4是一个说明用于实行本发明的实例步骤的流程图。

在优先实施例的以下说明中，形成对构成在本文中的一部分的附图的参考，并在附图中该参考通过说明一种在其中本发明可以被实施的特殊实施例被示出。显然，其它实施例可以被利用，并且在不脱离本发明范围的情况下可以作结构的改变。

通过卫星通信链路的利用使通信系统被增强。通信系统通常用在一种“弯管”情况下，在那里，数据从地面站向上被发射(“通过上行线路”)到卫星上，然后，该卫星将上行链路数据向下(“通过下行连路”)传输到另一个地理上的远距离地面站。通信系统也能够以一种类似于蜂窝电话系统的方式运行，在那里通信卫星向特定的、不同的地理位置提供点波束。如果需要的话，它将允许每个位置接收不同的信息，例如，一个位置能够接收该地区的本地事件，而同时，另一个位置也能够接收该地区的本地事件。

然而，通信卫星通常位于将它发射到在地球表面上面35788千米(km)距离的地球周围的地球同步轨道上。尽管电磁信号以光速传播，但这些信号必须从地面站经过上行链路通过卫星处理，然后经过下行链路传输到另一个地面站和/或用户天线。由于在最初传输和最后目的地之间的距离是35788km的二倍(71576km)，加上在卫星上的处理事件，因此在该系统转接时间中造成明显的延迟。这种延迟在双工通信系统中应特别值得注意。

当在两个远距离地理位置之间发射更多的数据时，卫星数据通过量变得紧张。而且，由于数据必须传播更大的距离，因此，随着数据在卫星上的处理时间的增加，在传输这数据中的延迟将降低卫星传输设计方案的效率。

本发明通过在“卫星”和地面站之间提供一个较短的距离以及减少经过每个“卫星”的传送数据量将尽量减小该系统中的延迟。本发明使用一种“对地静止”的航空平台，该平台适用于微波和其它用于类似通信系统的有效负载平台。由于地面站和平台之间只有20千米的距离，因此在发射和接收之间的延迟减少到与地球同步卫星通信系统的延迟的0.06％以下。