[发明专利]独立的基于卫星的共享公共频谱的通信系统及其操作的方法

说明书

本发明涉及卫星通信，特别涉及一种由多个独立的卫星星座或配置结构来共享公共频谱(典型地为一个公共频带或载频)的一个部分的方法。

卫星通信系统可直接经用户持有单元或经基于陆地的或基于车载的基站(例如，在汽车、卡车、飞机、轮船等中)往和从用户发送和接收信息。

这些信息可以包括话音、寻呼信息、声频-视频信息、FAX数据等。

数量不断增加的独立卫星通信系统正处在计划、投资、实施或运行的阶段，每种系统正与其他系统竞争，以从合适的地理政治管辖区获得构成一个非常有限数量的射频频谱的运营执照。

据此，现在实际需要提供一种可使两个或多个独立的基于卫星的通信系统共享公共频谱的途径。

实际还需要提供一种操作两个或多个共享公共频谱诸如公共频带或载频的独立的基于卫星的通信系统的方法。

实际还需要一种卫星通信系统地球站，能够在其与两个或多个不同的卫星之间或在至少另一地球站与两个或多个不同的卫星之间的通信中预测或检测干扰并采取适当的措施报告和/或减轻这种干扰。

本发明特别在所附权利要求书中具体地限定。然而，通过下面的详细描述并参考附图，将会对本发明有更好的理解，并且本发明的其他特征也将会变得更清楚。

图1示出按照本发明的两个不同的、独立的通信卫星星座的示意图。

图2示出按照本发明的一个方面由一个给定的卫星星座的相邻卫星在地球表面上投射通信波束形成的、表示一种典型情况的蜂窝图形的示意图。

图3示出本发明的通信系统的一个卫星或地球站的部件的方框图。

图4示出按照本发明的一个方面表示处于两个不同高度的卫星的示意图，其中处于第一高度的多个卫星中的一个卫星正在与一地面站进行通信。

图5示出按照本发明的一个方面表示处于两上不同高度的卫星的示意图，其中来自工作在第一高度的多个卫星中的一个卫星的发射暂干扰工作在第二高度的多个卫星中的一个卫星的发射。

图6示出按照本发明用于执行一组规则的脱机计算的方法或用于预测在公共频谱共享的多星座通信环境内通信中干扰的时间表(schedule)的流程图。

图7示出按照本发明用于执行实时计算以确定在公共频谱共享的多星座通信环境内通信中当前干扰的方法的流程图。

图8示出按照本发明用于检测和减轻在公共频谱共享的多星座通信环境内通信中当前干扰的方法的流程图。

图9示出按照本发明用于检测和报告在公共频谱共享的多星座通信环境内通信中当前干扰的方法的流程图。

图1示出了按照本发明的两个不同的、独立的通信卫星星座的示意图。图1示出了两个分开的星座10和20，每个星座的特征在于多个环绕地球的卫星。任何给定的星座20将极有可能例如在卫星的高度或它们的轨道倾角方面(即，它们的轨道与地球的赤道成的角度)与另一星座10不同。

本领域的普通技术人员理解，当所有卫星都处于同一高度和轨道倾角时，和当各卫星的轨道相对于赤道被定相以提供充分的空间分集、以使来自不同星座的临近卫星的干扰最小化时，本发明可能是比较容易实施的。

星座10和20仅通过举例的方式示出了处于极地轨道(90度倾角)中的卫星，星座20的卫星是处在比星座10的卫星更高的高度。星座10的卫星可以发射与星座20发射的信息相同或不同的信息。

在图1中，各卫星的天线在地球的表面上投射多波束天线图形。基于地球的基站13和14的天线是无方向性的，以便当一卫星越过时，地球站天线跟踪该所需的卫星。这在图4中示出，其中当卫星31在其轨道中相对于地球9以箭头33所示的方向运动时，地球站15的天线对该卫星31跟踪。当卫星31在地球站15的给定水平角内移动时，此时地球站15将转变以跟踪可能正发射与卫星31相同或不同信息的卫星32。这例如可通过转换到天线17或使用另一个合适的技术、诸如转换到一个多段天线阵的一个不同段来实现。

图2示出了按照本发明的一个方面由一个给定卫星星座的相邻卫星在地球表面上投射通信波束形成的、表示一种典型情况的蜂窝图形的示意图。可以理解，相邻的卫星无须将相邻各网孔的图形投射到地球上；即，由一个卫星投射的网孔可被相邻卫星的网孔所点缀。

卫星1和2(卫星2可以与卫星1相同)利用频谱重复使用技术。这些技术包括投射波束宽度的蜂窝分割。卫星1和2分别产生波束集投射18和18’。波束集投射18和18’是与卫星1和2上的天线有关的双向增益区域(网孔)。这些天线可以是单独的定向天线，也可以是具有相干波束投射能力的相控阵天线。