[发明专利]信号波束截面可变的卫星信令系统

说明书

本发明涉及具有很宽信号覆盖区域的卫星信令系统，具体而不排它地说，本发明涉及例如可用于卫星寻呼系统的卫星信令系统。

当代卫星寻呼系统包括一个安装在同步卫星上的固定指向天线。通常，在这种系统中，将天线固定，而天线的信号波束在地球上的着落区或“足迹”能覆盖到被卫星“视及”的区域;即是说，能覆盖约三分之一的地球表面。

在这些先有技术的系统中，由天线发射的信号到达地面的强度在整个覆盖域内是相当均匀的，然而，其强度则很微弱。由此产生的问题是因地面信号太弱以致不能在覆盖区域内进行寻呼，这甚至对最高发射功率的同步卫星亦是如此，例如对于一个辐射功率为400瓦的同步卫星，对采用以每秒510比特的比特率的POCSAG寻呼协议的当代技术水平的选择呼叫寻呼接收机来说，其信号裕度不过是2db，换句话说，在地面上的信号强度比为驱动寻呼设备所需的最小电平只高出两分贝。于是，由于大多数建筑物要衰减射频寻呼信号达20dB，这些系统不能用于位于建筑物内的信号寻呼用户。

用以解决目前系统的这个难题的方法之一是通过将数据速率降低至60波特或以下来减少寻呼接收机的带宽，然而这么一来，从寻呼系统因此只能提供少量用户的观点来看，使这种寻呼系统显得极其昂贵而不切实用。即是说，低速率只能提供小容量的寻呼通讯。

与本发明为同一发明人并转让给同一受让人的未决申请中描述并申明了一种比当前技术先进得多的卫星寻呼系统，它使用小“足迹”或小波束宽度的天线而使地面信号的强度大大提高，并对天线波束的指向加以控制，使以一个相应的天线辐射方向图来覆盖不同的地理区以此获得宽覆盖区域。将由此得到的高强度地面信号电平，并与波束在地面的扫描运动，及寻呼接收机的打开和关闭与波束扫描同步的寻呼机电池节省技术相结合，则无论是512波特或1200波特的信令数据速率都可使用，从而为实现很宽区域或环球的卫星为基地的寻呼系统提供了第一个可实用的办法。

然而，该方法本身还有一些局限，首先，即使能达到512波特或1200波特的信号速率，它还不够高到提供最终实现环球寻呼服务的甚大数量的用户。其次，系统只能通过改变扫描波束所指向的一个给定区域的时间长短来处理地区人口居集的不同。最后，它也不能利用这样一个优点：发达国家的人口大部份居集在人口高密度的城市里。

于是，本发明的目的是提供一种具有较大信息吞吐量的改进的卫星信令系统。

本发明的另一个目的是提供一种能适应人口密度不同的卫星信令系统。

本发明的又一个目的是提供一种可有选择性地提供一个较高速率信号速率的卫星信令系统。

本发明的再一个目的是为足够数量的用户提供经济的卫星信令系统。

本发明提供一种卫星信令系统，它包括一个卫星和一个与其相连的天线用来提供一个波束截面可变的信号波束。卫星可以对天线的指向进行控制，使信号波束以预定的顺序指向地球上的多个位置。天线可以按信号波束所指向的位置来改变信号波束的截面。信号波束包括一个数据信号，系统根据波束截面来改变数据速率，例如，如果信号波束是指在一个人口稠密的位置，则改变天线波束截面和数据速率以给出一个小的波束截面和一个高数据速率的数据信号。如果信号波束是指在人口稀少的位置，则改变天线波束截面和数据速率以给出一个大的波束截面和一个低数据速率的数据信号。

于是，我们可以理解到，利用发射一个可变波束截面和可变数据速率的信号波束的可移动的天线，波束截面和数据速率可按每个特定的位置于以改变，以使每个位置时在地面上的信号强度足以实现对建筑物内的寻呼覆盖，并且通过改变数据速率以使信号系统的吞吐量最大。

同时也可认识到，因为天线是设计能按预定的顺序移动的，所以信号波束可依次对准指定的地理区域，其结果，使天线对一个甚宽的区域进行扫描，从而实现洲际或环球覆盖。

本发明的卫星信令系统将根据附图中实施例进行描述。

图1是先有技术的卫星寻呼系统的示意图;

图2是本发明的卫星寻呼系统的示意图;

图3是包括本发明的系统的方框图;

图4是详细说明图3系统的工作原理的流程图;

图5A是本发明的一个被发射的下行线路信号批列的示意图;

图5B是组成图5A系列一部分的一批信号的示意图;

图5C是组成示于图5B中的批的一部份的信号帧的示意图;

图6是一个可用于新的卫星信令系统的那类寻呼接收机的方框图;

图7是详细说明图6中的寻呼机的电池节省电路的定时图;

图8A和8B示出了图6的寻呼机的译码器的工作的流程图。