[发明专利]使用节点的无线电系统

说明书

一种无线电通信通路，该无线电通信通路使得能够经由多个绕轨道随机运行的不具有主动姿态控制的旋转卫星中的一个从源地面站传送至目标地面站。地面站和卫星包括用于在多个方向上接收无线电信号并且发射无线电信号的指向性天线。卫星储存发射初始信息信号的目标地面站的地址以及识别接收初始信息信号的卫星天线的天线信息。多个卫星天线将识别卫星的链接信息发射至源地面站。在源地面站处被接收的指定特定目标的数据传输由源地面站使用接收链接信息所在的天线而被发射，并且卫星使用由储存的天线信息识别的卫星天线将该数据传输再发射。

本申请是申请日为2017年8月23日、申请号为CN201780051920.8、发明名称为“使用节点的无线电系统”的中国发明专利申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年8月25日提交的美国临时申请no.62/379,601以及于2016年9月18日提交的美国临时申请no.62/396,181的权益，其两者的整体内容通过引用结合在本文中。

发明背景

技术领域

本发明涉及使用在随机轨道中的与地面站通信的卫星的无线电网格系统，该地面站包括用于蜂窝电话通信和英特网连接的陆基接收器和发射器，并且本发明更特别地涉及使用被随机或拟随机地部署在近地轨道中的一个或多个非制导式或基本上非制导式卫星在地面站之间自动建立无线电通路(路由)的系统和方法。

背景技术

与本公开内容相关的蜂窝电话的某些方面的简要历史在美国专利No.5,793,842中提出，该专利署名为发明人Jerry R.Schloemer，其也是本发明人。一个在今天仍然使用的早期系统架构涉及有限数量的塔安装式收发器(“落点(drop)”)以及多个移动无线电设备(“蜂窝电话”)。在这些早期系统中以及仍然在今天的一些情况下，中央计算机控制连接至塔的陆地线与移动无线电设备之间的通信。实现该系统架构需要基础设施和计算功率中的显著的投资，尤其是随着增加的人口和蜂窝电话必需的技术能力增加了系统容量和精细度。可替代的系统架构涉及使用安装在现有结构诸如建筑物和电话线杆上的无线电收发器(“节点”)。这些架构使用下述节点：该节点能够沿着节点之间的无线电通路将信号往来于移动电话进行接收和发射至位于被选择的节点处的落点。这被称为网格网络，一个早期的实施例是在Cox,Donald C.,“Wireless Network Access for Personal Communications(用于个人通信的无线网络访问),”IEEE Communications Magazine(1992年12月),pp 96-115中所公开的系统。

在实现网格系统中的特定挑战是如何确定用于相互连接节点的最可用的无线电通路。一般地，早期网格系统仍然需要中央计算机以做出通路确定，其添加了系统复杂性和成本。其他方法，诸如在Weddle等人的美国专利No.4,937,822中所描述的方法，涉及其中自动建立通路的网格系统，即在没有中央计算机的情况下。然而，Weddle公开了仅在网格中的这种系统，在该网格中，节点被安排在规则的矩形栅格中，并且无线电通路链接仅可以处在彼此正交相邻的节点之间(即，不允许节点之间的对角线式链接)。这种系统的缺点对于本领域技术人员将是立即明显的，如果不是因为在现实世界设置中的其他原因，如果不是不可能的，那么跨越足够宽的区域将节点分布在严格正交的非均匀间隔的矩形栅格中以使得该系统可行也将是非常困难的。此外，Weddle没有详细公开节点通过其将实际创建优选无线电通路的任何算法。

不同于该背景，本发明人的美国专利No.5,793,842公开了通过节点网格创建无线电通路的系统和方法，该节点不限制在其放置位置中并且不需要中央计算机。下文中与本发明有关被进一步详细描述的系统和方法利用了在美国专利No.5,793,842中所描述的技术，其与无线电通路通过多个随机置位的节点的创建以及使用这些通路的通信发射有关。为了避免在此提出这些类型的系统和方法的细节的必要性，美国专利No.5,793,842中与通路创建、以及使用通路并因此被创建的数字和模拟信号发射有关的公开内容通过如被全部提出地引用结合在本文中。