[发明专利]高效子轨道高空通信系统

说明书

有关专利申请：

本专利申请是1993年7月30日提交、题为“子轨道、高空通信系统”的专利申请第08/100,137号的后续部分。

发明领域：

本发明涉及一个通信系统，更具体地说涉及一个在子轨道平面上工作，并能提高可用通信信道有效性和使用率的通信系统。

发明背景：

蜂窝通信的发展对产业圆满处理产生的通信业务的能力造成了沉重的负担。因此，目前模拟蜂窝通信系统的用户发现在他们可以接入或接收一次呼叫之前，可能必须等待一条可用通信信道。另外，进行中的一次呼叫可能遇到噪声形式或实际上为另一次通信串音的干扰。

有时，如果一方漫游到没有可用通信信道的小区中时，进行中的呼叫可能中断。

由于分配给蜂窝通信的频率数有限这一事实，问题变得更加严重。因此，预计问题将会随着蜂窝通信需求的增大而恶化。

已经提出了几种改进的模拟和数字技术，它们已成功地用来在有限的可用频率数下提高通信信道数。

这类技术中最重要的是时分多址(TDMA)和码分多址(CDMA)。

TDMA是应用最广的技术。它能使单条通信信道用于多个呼叫。在通信信道周期内，给每个呼叫分配某个离散时间间隔，因此提高了效率。

CDMA使用具有宽带频谱的通信信号以获得效率。它通过在每个通信信号上加入一个特有“噪声”扩展信号以区别小区中的其它通信信号来区分呼叫。带有计算机辅助设备的接收机对指定的“噪声”信号译码以识别呼叫，然后对通信信号进行解扩。

“跳频”是CDMA的一种形式，它把呼叫扩展到一系列频率上。它使用一个代码识别所用频率序列。

另外进行的工作是关于研制能够识别自一个小区发射的微弱信号，并能把它们与自同一小区发射的其它信号分离的系统，使得该系统在与数字多址技术，例如CDMA结合时，可用通信信道数大大增加。

增加通信信道可用性的尝试还包括缩小小区和降低与基站通信所需功率。这源于微弱信号传播能力降低这一事实。因此，由于它的强度迅速减小，同一频率可以在附近的非邻接小区中使用。

但是，为了提供支持高容量通信所需的小区数，必须有数目庞大的基站。一些专家预计仅覆盖美国的主要大城市区域就至少需要100,000个小区。每个小区都将需要它自己的静止天线塔。

另外，为了处理蜂窝电话区间漫游需要的切换和管理指定给某些呼叫的频率再用，需要一个庞大而又复杂的计算机系统。

不能确定这个问题是否能用一个成本合理的地面系统并在合理的时间内解决。因此，尽管与这类系统有关的典型缺陷，例如视距、信号反射导致的屏蔽、衰减和范围限制等可以通过减小小区范围和增加小区数消除，但是地理、政治、环境和社会因素可能禁止在某些地区放置天线塔，因而在这些地区无法得到范围合理的小区。

一个卫星系统可以避免这些问题，其中每颗卫星作为一个基站节点，并构成蜂窝网。但是，在这些系统中需要功率相对较大的发射机，因为卫星通常运行在地球上方22,500英里处。另外，除非卫星是对地同步的，否则必须提供一种装置用于当它们经过地球上某特定点时在卫星间切换信号。另外，与地面节点一样，当呼叫用户在小区间漫游时，需要一种切换装置。

另外，卫星系统在发射方面的成本极高，而且实际上是不可修复的。

因此，考虑上述情况，本发明涉及一种无线通信网系统，它由位于一个子轨道平面上的多个通信节点组成。每个节点包括用于在一条无线通信信道上发射和接收宽带、数字无线通信信号的装置。通信信号经过码分多址扩频技术调制。

发射和接收无线数字通信信号的装置包括用于接收来自信源的较弱通信信号的多个天线。还提供了对每个所述天线接收的通信信号译码的装置，使得节点能够识别信源，天线和译码装置用于提高节点的灵敏度，使得它能检测和接收相对较弱的通信信号，因而通信信号能够不受干扰地最大限度使用频谱。

附图描述

参考本发明现有优选形式的附图，能够进一步理解本发明，其中：

图1是表示根据本发明现有优选形式构造的一个通信系统的示意图。

图2是表示检测和译码装置部分的示意图。

优选实施例描述

现在参考图1，诸如专利申请第08/100,037号描述的一个系统10包括一个地面部分12和一个空中部分14。空中部分14可以位于地球上方12到35英里的高度。