[发明专利]用于通信卫星的通过为每个终端分配蜂窝以利用频率复用的发射和/或接收信号的设备

说明书

技术领域

本发明涉及卫星通信网络，并特别是在这种网络中对分配给多波束通信卫星(multiple-beam communication satellites)的频率带宽的使用。

背景技术

正如本领域的技术人员所知的那样，某些卫星数据发射(或采集)应用的成本效益(cost-effectiveness)需要该卫星在比特率方面具有非常大的发射能力。这在通常需要每秒数十GBit(gigabits)量级(order)的能力的被称为“宽带”多媒体应用的情况中是显著的。

今天，分配给(长途)通信卫星的频率带宽不足以使它们达到这种能力。

为了改善这种情形，应用一种频率复用技术，该频率复用技术一方面在于将该卫星必须覆盖的服务区域细分(subdivide)成蜂窝(cell)，给每个蜂窝分配子带宽(sub-bandwidth)，该子带宽等于分配给所涉及的服务的带宽的一部分，而另一方面，在于将相同的子带宽分配给彼此充分地、适当地隔离开的蜂窝。通过定义规则的蜂窝模式(pattern)，可以数次复用多个子带宽，从而可以有时数十倍地加倍频率资源。

不过，这种借助于规则的模式的频率复用技术呈现多个缺点。

第一个缺点是缺乏灵活性。在实践中，每个蜂窝的尺寸和位置是固定的，并且决定性地(definitively)将子带宽分配每个蜂窝。从而，修改蜂窝尺寸或蜂窝的子带宽宽度的任何愿望都将使使用相同子带宽的所有蜂窝、以及因此所有的频率分配系统陷于混乱，这意味着彻底地重新定义该分配。

第二个缺点由缺乏灵活性而滋生。在实践中，流量低于平均的蜂窝浪费频率，而流量大于平均的蜂窝不能获得可以满足需求的频率资源。这种频率的浪费既是结构性的又是周期性的(cyclical)，是结构性的是因为它由长期流量计划产生，是周期性的是因为它由在时间上(例如，在白天和夜晚之间)和空间上(例如由于本地事件)考虑短期流量变化上的失败产生。

发明内容

因此本发明的目的是消除所有或部分上述缺点。

为此，提出一种专用于发射和/或接收射频(或微波)信号的设备，所述信号的代表是(多波束)通信卫星中的数据，所述(多波束)通信卫星具有固定的频率带宽并包含发射和/或接收装置，该发射和/或接收装置能够以与蜂窝相关联的多波束来发射和/或接收信号。

该设备的特征在于它包括控制装置，该控制装置负责定义选定尺寸和位置的选定数量的蜂窝，并且负责配置该发射和/或接收装置，从而基于每个蜂窝的需求并考虑到卫星上可用的频率带宽来定义每个都与至少一个所定义的蜂窝、与选定的(信号)载波(carrier)频率和选定的频率带宽相关联的波束。

根据本发明的该设备可以在三种类型的情况下操作：第一种情况是该设备专门地专用于接收源自它已经定义过的蜂窝的信号、第二种情况是该设备专门地专用于向它已经定义过的蜂窝发射信号、以及第三种情况是该设备专用于接收源自该设备已经定义过的蜂窝的信号和向它已经定义过的蜂窝发射信号。

为此，可以将它的发射和/或接收装置设置成有源类型接收天线的形式，所述天线至少包括：

S个辐射(或源或甚至是天线)单元，专用于接收和/或发射不同的载波信号，其中S大于1；

S个第一处理装置，每个都包括输入/输出端，该输入/输出端在接收模式中特别用于操作为输入端以便被供给由该辐射单元的其中一个接收到的信号、和在发射模式中特别用于操作为输出端以便传送来自最多N个不同的载波的信号，其中N大于1，以及N个输出/输入端，该N个输出/输入端在接收模式中特别用于操作为输出端以便分别传送N个不同的载波的N个信号、和在发射模式中特别用于操作为输入端以便接收来自N个不同的载波的信号；

S×N个第二处理装置，每个都包括输入/输出端，该输入/输出端在接收模式中特别用于操作为输入端以便通过该第一处理装置的其中一个的输出/输入端的其中一个被供给来自N个载波的其中一个的信号、和在发射模式中特别用于操作为输出端以便传送由M个输入端接收到的N个载波的总和所产生的信号，以及M个输出/输入端，该M个输出/输入端在接收模式中特别用于操作为输出端以便传送从它的输入/输出端接收到的N个载波的其中一个的信号的复制产生的每个相同的信号、以及在发射模式中特别用于操作为输入端以便接收来自N个载波的其中一个的每个信号，其中M大于1；以及