[发明专利]容量共享的固定的移动卫星无线电电话系统和方法

说明书

发明领域

本发明涉及无线电电话系统和方法，具体而言涉及卫星无线电电话系统和方法。

发明背景

全世界许多地方都在开发和部署卫星无线电电话系统。卫星无线电电话系统常常用于崎岖的地形或者人烟稀少使得普通移动无线电电话或者固定(有线)电话难以实现的地方。卫星无线电电话系统的设计和工作原理在本领域里的技术人员中众所周知，这里不必赘述。显然，无线电电话系统可以用于语音和数据通信，因此，无线电电话可以包括象PCS终端这样的终端。

卫星无线电电话系统可以大致地分成两类：移动卫星无线电电话系统和固定卫星无线电电话系统。在这两种系统里，用一个或更多的卫星跟无线电电话通信。这些卫星可以是轨道卫星或者静地卫星。设计移动卫星无线电电话系统是用来跟尺寸和普通蜂窝无线电电话一样的多个移动无线电电话通信。相反，设计固定卫星无线电电话系统是用来跟利用装在建筑上或者家里的永久或半永久固定天线的多个固定(非移动)无线电电话进行通信的。

固定卫星无线电电话系统的容量一般较大。“容量”这个术语指的是能够跟卫星无线电电话系统同时通信的无线电电话的数量。

卫星无线电电话系统中每一个卫星的容量一般都受到卫星上每一个通信电路为了跟一个无线电电话建立和维持通信所消耗的功率的限制。限制卫星无线电电话系统容量的另一个因素是可以利用的频谱有限和卫星无线电电话系统典型的频率复用性能极差。

跟固定卫星无线电电话系统相比，移动卫星无线电电话系统的容量通常都小得多。特别是目前正在建立的区域和全球移动卫星系统的容量通常都非常有限。使用静地卫星的区域移动卫星系统每一个卫星的容量大约是同时跟10000个无线电电话通信。采用中地球轨道(MEO)或者低地球轨道(LEO)卫星的全球移动卫星系统中每一个卫星的容量甚至更小，典型情况是可以同时跟3000～4000个无线电电话通信。

限制移动卫星无线电电话系统中每一个卫星容量的主要因素是，为了跟很小的手持移动电话建立和维持通信，卫星有效载荷为每一个通信消耗的功率大小。此外，卫星很难形成大量点波束常常限制了移动卫星无线电电话系统的频率复用。由于这些原因和其它原因，移动卫星无线电电话系统的容量常常很小。

固定卫星无线电电话系统通常都没有移动电话业务。相反，它是通过永久或半永久固定终端装置为终端用户家里或办公场所提供服务的。这些装置一般都有在某些情况下能够跟踪卫星的定向天线。

固定卫星无线电电话系统的容量一般都比移动系统的高。固定卫星无线电电话系统一般都是跟固定用户终端通信，这些固定用户终端可以使用相对较大的终端用户天线。这样，固定系统卫星每一通信链路需要的功率可以比移动系统的小。此外，为固定系统分配频率比为移动系统分配频率要自由得多，这至少有两个原因。首先，固定系统一般工作在较高的频率例如C波段或更高的频率上，在这样高的频率上频谱不那么拥挤。第二，用户终端是固定终端，使用的是方向性很强的天线，因此卫星之间的角距很小，有助于频率复用。

由于移动卫星无线电电话系统的容量相对有限，在移动卫星无线电电话系统中的拥挤区域里会出现容量瓶颈或者“过热点”，在这些地方移动卫星无线电电话系统没有足够的容量为所有用户提供服务。在这些拥挤地区很难提高移动卫星系统的容量。

发明简述

因此本发明的目的是提供一种改善了的固定和移动卫星无线电电话系统和方法。

本发明另一个目的是提供一种移动卫星无线电电话系统和方法，它能提高拥挤地区的容量。

为了达到这些目的和其它目的，本发明让移动卫星无线电电话系统在拥挤区域里使用固定卫星无线电电话系统的一些容量。通过在固定和移动系统的重叠区域提供至少一个固定的转发站，就能够获得容量共享。转发站在固定卫星无线电电话系统和附近的至少一个移动无线电电话之间转发通信信号。

本发明源于以下认识，这就是在世界上的许多地方，固定卫星无线电电话系统和移动卫星无线电电话系统有部分或完全重叠的区域存在。因此在这些重叠区域里，可以用固定转发站在固定卫星无线电电话系统和至少一个移动无线电电话之间转发通信信号。固定转发站利用移动无线电电话空中接口跟移动无线电电话通信，这样这一通信对移动无线电电话来说是透明的。但是通过提供至少一个固定转发站，重叠区域的容量瓶颈问题可以部分解决或完全解决。