Устройство и способ для передачи общей информации по каналам передачи общих данных
Изобретение относится к технике связи и может использоваться в спутниковых системах связи. Технический результат состоит в возможности передачи общей информации к группе пользователей, расположенных в пределах относительно малой географической области. Для этого в спутниковой системе связи, имеющей шлюз и множество спутников, которые движутся по орбите, так что они не стационарны относительно точки на поверхности Земли, генерируют список, идентифицирующий множество общих каналов данных, по которым должна передаваться общая информация. Список может включать, для каждого из множества каналов общих данных, информацию, идентифицирующую предварительно определенный спутник, луч, частоту и канал. Вследствие орбитального движения спутников список изменяется во времени. Способ также включает в себя этапы передачи по шлюзу к географическому региону общей информации по множеству каналов общих данных, прием в пользовательском терминале общей информации по меньшей мере по одному из множества каналов общих данных. 2 н. и 39 з.п. ф-лы, 9 ил.
Область техники
Настоящее изобретение относится к спутниковым системам связи, более конкретно, к способу и к устройству для передачи общей информации к пользовательским терминалам, находящимся в пределах относительно малой географической области, с использованием спутниковой системы связи.
Предшествующий уровень техники
Обычные спутниковые системы связи содержат шлюзы и один, или более спутников для ретрансляции сигналов связи между шлюзами и одним, и более пользовательских терминалов. Шлюз представляет собой наземную станцию, имеющую антенну для передачи сигналов к спутникам связи и приема сигналов от спутников связи. Шлюз обеспечивает каналы связи с использованием спутников для соединения пользовательского терминала с другими пользовательскими терминалами или пользователями других систем связи, таких как коммутируемая телефонная сеть общего пользования. Спутник представляет собой орбитальный приемник, повторитель и регенератор, используемые для ретрансляции информации. Пользовательский терминал представляет собой беспроводное устройство связи такое, как сотовый телефон, приемопередатчик данных и приемник поискового вызова. Пользовательский терминал может быть стационарным, портативным или мобильным, например, таким как мобильный телефон.
Спутник может принимать сигналы и передавать сигналы к пользовательскому терминалу при условии, что пользовательский терминал находится в пределах “следа” спутника на земле. “След” спутника представляет собой географическую область на поверхности земли в пределах дальности действия сигналов спутника. След обычно разделен территориально на “лучи” за счет использования диаграммообразующих антенн. Каждый луч перекрывает конкретную географическую область в пределах следа. Лучи могут быть направлены так, что более одного луча от одного и того же спутника перекрывают одну и ту же географическую область.
Некоторые спутниковые системы связи используют сигналы с расширенным спектром режима множественного доступа с кодовым разделением каналов (МДКР), как описано в патенте США №4901307 от 13 февраля 1990 на “Систему связи множественно доступа с расширенным спектром, использующую спутниковые или наземные ретрансляторы” и в заявке №08/368570 на патент США от 4 января 1995 на “Способ и устройство для использования передаваемой мощности полного спектра в системе связи с расширенным спектром для отслеживания времени и энергии фазы отдельного приемника”, которые переуступлены правопреемнику настоящего изобретения и включены в данное описание посредством ссылки.
В спутниковых системах связи, использующих МДКР, отдельные линии связи используются для передачи сигналов связи, таких как данные или трафик, к шлюзу и от шлюза. Термин “прямая линия связи” относится к сигналам, исходящим из шлюза и передаваемым к пользовательскому терминалу. Термин “обратная линия связи” относится к сигналам связи, исходящим от пользовательского терминала и передаваемым к шлюзу.
По прямой линии связи информация передается от шлюза к пользовательскому терминалу по одному или более лучам. Эти лучи часто содержат ряд так называемых суб-лучей (также называемых каналами режима множественного доступа с частотным разделением каналов - МДЧР), которые перекрывают общую географическую область и каждый из которых занимает отличающуюся полосу частот. Более конкретно, в обычной системе связи с расширенным спектром одна или более предварительно выбранных кодовых последовательностей псевдослучайного шума (ПШ) используются для модулирования или расширения по спектру пользовательских информационных сигналов в предварительно определенной полосе частот перед модуляцией сигнала несущей для передачи в качестве сигналов связи. ПШ расширение спектра представляет собой метод передачи с расширенным спектром, хорошо известный в предшествующем уровне техники, обеспечивающий формирование сигнала связи с шириной полосы, намного большей, чем полоса сигнала данных. В прямой линии связи ПШ коды расширения или двоичные последовательности используются для обеспечения различения сигналов, передаваемых различными шлюзами или по различным лучам, а также сигналов многолучевого распространения. Эти коды обычно совместно используются всеми сигналами связи в пределах данного суб-луча.
В обычной системе связи с расширенным спектром МДКР используют каналообразующие коды, обеспечивающие различение между разными пользовательскими терминалами в пределах спутникового суб-луча в прямой линии связи. Т.е. каждый пользовательский терминал имеет свой собственный ортогональный канал, предусмотренный в прямой линии связи, за счет использования однозначно определенного каналообразующего ортогонального кода. Функции Уолша обычно используются для реализации каналообразующих кодов, также известных как коды Уолша. Каналообразующие коды делят суб-луч на ортогональные каналы, также известные как каналы Уолша или каналы МДКР. Большинство каналов Уолша представляют собой каналы трафика, которые обеспечивают измерения между пользовательским терминалом и шлюзом. Остальные каналы Уолша часто включают в себя каналы пилот-сигнала, синхронизации и поискового вызова. Сигналы, передаваемые по каналу трафика, должны приниматься только одним пользовательским терминалом. В противоположность этому, каналы поискового вызова, синхронизации и пилот-сигнала могут контролироваться множеством пользовательских терминалов.
По обратной линии связи пользовательский терминал передает информацию к шлюзу. Более конкретно, пользовательский терминал передает информацию к спутнику по восходящей линии связи “пользовательский терминал-спутник”. Когда спутник принимает сигналы от пользовательского терминала, в процедуре обработки на спутнике с частотным разделением сигналы мультиплексируются и направляются к шлюзу по фидерной линии “спутник-шлюз”. Каждый канал в луче фидерной линии мультиплексирован с частотным разделением на отличающуюся частоту. Обратная линия связи часто включает в себя каналы трафика и каналы доступа. Каналы трафика обеспечивают передачу сообщений между пользовательским терминалом и шлюзом. Каналы доступа обычно используются пользовательским терминалом для регистрации в шлюзе, для размещения вызова или для подтверждения приема запроса поискового вызова шлюзом.
Спутниковые системы связи часто используются для двусторонней связи между парами пользователей. Системы двусторонней связи используют как прямую линию связи, так и обратную линию связи. Спутниковые системы связи могут также обеспечивать одностороннюю связь. Глобальная система определения местоположения (GPS) является примером спутниковой системы связи, используемой для односторонней связи. Система GPS является системой навигационных спутников, предназначенной для определения местоположения приемниками в любом месте на поверхности или над поверхностью Земли. Приемник системы GPS принимает информацию от спутников без обеспечения обратной связи к спутникам.
Пользователи, такие как геодезические системы, часто используют приемники сигналов GPS для определения местоположения. Однако точность приемника сигналов GPS ограничена оценками, получаемыми в системе GPS и/или приемнике. Более конкретно, обычные системы и/или приемники GPS предполагают полное или усредненное значение ионосферной задержки сигнала, в то время как в действительности ионосферные задержки являются динамическими и точны только для географической области, имеющей диаметр примерно 100 миль. Один луч спутника может охватить географическую область на поверхности Земли, диаметр которой примерно равен 1000 милям. Таким образом, значения ионосферной задержки в один момент времени различаются даже в пределах одного из множества лучей (например, 16 лучей) спутникового “следа” на поверхности Земли. Т.е. в предположении, что луч перекрывает площадь диаметром примерно 100 миль, в пределах одного луча может иметься примерно 100 различных значений ионосферной задержки для любого конкретного момента времени. Таким образом, имеется потребность в обеспечении обновленной и своевременной информацией пользователей в пределах относительно малого географического региона (например, порядка 100 миль в диаметре).
Примером чувствительной ко времени информации другого типа, весьма важной для пользователей в пределах относительно малого географического региона, является информация о трафике на магистралях и метеоинформация.
Спутник получает питание от батарей, которые запасают солнечную энергию, накопленную спутниковыми панелями солнечных батарей. Спутник обрабатывает и ретранслирует сигналы с использованием этой запасенной энергии. Если спутник использует больше мощности, чем необходимо для обработки и ретрансляции каждого сигнала, то тем меньше мощности доступно для обработки дополнительных сигналов. Также энергия, расходуемая из батареи для обработки и ретрансляции трафика, должна быть восполнена в течение времени подзарядки, когда спутник обращен к солнцу. Если слишком много энергии израсходовано для обработки трафика, то спутник должен подключаться к резервной мощности батареи. Срок службы батареи снижается, если затрачивается резервная мощность батареи. Кроме того, при увеличении мощности сигналов увеличиваются нежелательные взаимные помехи, обусловленные сигналом. Таким образом, часто бывает желательным использовать минимальное количество мощности спутника, необходимой для обработки и ретрансляции сигналов. Более конкретно, часто бывает желательным использовать канал при минимальной мощности, которая позволяет пользовательскому терминалу принимать сигнал в наихудших условиях местоположения.
Таким образом, существует потребность в системе и в способе для передачи общей информации к группе пользователей, расположенных в пределах относительно малой географической области (например, диаметром 100 миль) с использованием низкой мощности. Система и способ должны обеспечивать передачу общей информации, которая является специфической для упомянутой относительно малой географической области. Система и способ должны также обеспечивать возможность обновления общей информации по мере того, как она изменяется. Как отмечено выше, примерами таких пользователей являются геодезические системы, а примером общей информации, требуемой геодезическим системам, является информация об ионосферных задержках.
Другим примером пользователей является военный персонал. Дополнительным примером общей информации являются команды по развертыванию войск, используемые военным персоналом для координации перемещений войск. Так как данный тип информации обычно является весьма критичным, она должна быть доступной только авторизованным пользователям. Таким образом, система и способ для передачи общей информации должны иметь возможность ограничивать использование общей информации авторизованными пользователями. Даже если общая информация не является критичной, может оказаться выгодным ограничить использование общей информации только теми пользователями, которые оплачивают прием общей информации. К другим типам общей информации относятся сообщения о трафике на магистралях, новости, относящиеся к конкретным географическим регионам, информация о катастрофах и т.п.
Если информация является специфической для первого географического региона, все пользователи (например, геодезические системы) в пределах первого географического региона, которые запрашивают один и тот же тип информации (например, значения ионосферной задержки), должны принимать одну и ту же релевантную для них информацию.
Если дополнительные пользователи в пределах второго географического региона запрашивают тот же тип информации (например, значения ионосферной задержки), эти дополнительные пользователи должны принимать информацию, релевантную для второго географического региона. Т.е. имеется потребность в том, чтобы система и способ для передачи общей информации имели возможность передачи первой общей информации множеству пользователей в пределах первого региона (например, региона диаметром 100 миль) и одновременно второй общей информации множеству пользователей в пределах второго региона (например, другого региона диаметром 100 миль). Эти первый и второй регионы могут как быть, так и не быть смежными.
Для экономии пропускной способности и мощности в системе и способе общая информация должна передаваться так, чтобы обеспечить возможность всем авторизованным пользователям в пределах конкретного географического региона принимать общую информацию из одних и тех же каналов. Дополнительно, если возможно, то система должна использовать минимальную величину мощности для каналов, используемых для передачи общей информации, чтобы тем самым снизить взаимные помехи в каналах.
Сущность изобретения
Настоящее изобретение направлено на создание способа и устройства для передачи общей информации к множеству пользовательских терминалов в пределах географического региона. Способ и устройство могут быть использованы в системе, где передатчики перемещаются на запланированной основе и облучают различные регионы на поверхности Земли в различные моменты времени. Более конкретно, способ и устройство могут быть использованы в спутниковой системе связи, имеющей шлюз и множество спутников, которые движутся по орбитам так, что они не стационарны по отношению к определенной точке на поверхности Земли.
Способ включает этапы формирования списка, идентифицирующего множество каналов общих данных, по которым должна передаваться общая информация. Список может включать в себя для каждого из множества каналов общих данных информацию, идентифицирующую предварительно определенный спутник, луч, частоту и канал. Когда спутник движется по орбите, луч, охватывающий географический регион в один момент времени, не будет охватывать этот географический регион во второй момент времени. Таким образом, ввиду орбитального движения спутников, список изменяется во времени. Способ также включает этап передачи от шлюза в географический регион общей информации по множеству каналов данных. Дополнительно способ включает прием в пользовательском терминале общей информации по меньшей мере по одному из множества каналов общих данных.
Пользовательский терминал регистрируется в шлюзе. В ответ на регистрацию шлюз передает пользовательскому терминалу идентификационные данные одного или более каналов общих данных. Используя идентификационные данные одного или более каналов общих данных, пользовательский терминал обнаруживает по меньшей мере один из каналов общих данных. Пользовательский терминал может затем принять сигнал, содержащий общую информацию, по обнаруженным каналам общих данных.
Общая информация включает часть списка множества каналов общих данных, который применим для пользовательского терминала в течение предварительно определенного количества времени. Поскольку охват лучом (след на земной поверхности) спутника изменяется по мере движения спутника по орбите, часть списка изменяется со временем. Используя применимую часть списка, пользовательский терминал может обнаружить один или более дополнительных каналов общих данных, когда их сигналы попадают в пределы дальности действия пользовательского терминала. Эти дополнительные каналы общих данных могут передаваться по другим лучам того же самого спутника или по лучам других спутников. Дополнительно пользовательский терминал может отбрасывать (игнорировать) каналы общих данных, по мере того как их сигналы выходят из пределов дальности действия пользовательского терминала.
Пользовательский терминал может принимать сигналы, содержащие общую информацию, из дополнительных каналов данных. Дополнительно эти сигналы могут объединяться с использованием объединения максимального отношения, чтобы более точно воспроизвести общую информацию.
Множество каналов общих данных, обнаруживаемых пользовательским терминалом, могут передаваться одним и тем же спутником или различными спутниками. Пользовательский терминал включает буферы выравнивания для выравнивания во времени сигналов, которые принимаются от различных спутников, чтобы сигналы можно было объединить.
Краткое описание чертежей
Признаки, задачи и преимущества настоящего изобретения поясняются в последующем детальном описании, иллюстрируемом чертежами, на которых одинаковыми ссылочными позициями обозначены соответствующие элементы на всех чертежах и на которых представлено следующее:
Фиг.1А - пример выполнения беспроводной системы связи, в которой может быть использовано настоящее изобретение;
Фиг.1В - пример выполнения линий связи между шлюзом и пользовательским терминалом;
Фиг.2 - пример выполнения приемопередатчика, который может быть использован в пользовательском терминале;
Фиг.3 - пример выполнения приемопередающего устройства для использования в шлюзе;
Фиг.4 - иллюстрация следа спутника на поверхности Земли;
Фиг.5 - иллюстрация географических регионов в пределах площади охвата луча;
Фиг.6 - пример списка идентификаторов каналов общих данных для использования в настоящем изобретении;
Фиг.7 - блок-схема последовательности операций в способе согласно настоящему изобретению в соответствии с предпочтительным вариантом его осуществления;
Фиг.8 - часть архитектуры приемника пользовательского терминала, соответствующего предпочтительному варианту осуществления изобретения.
Детальное описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения
1. Введение
Настоящее изобретение в особенности применимо для использования в системах связи, использующих искусственные спутники Земли на низких околоземных орбитах, причем спутники не являются стационарными по отношению к некоторой точке на поверхности Земли. Изобретение также применимо к спутниковым системам, в которых спутники движутся не по низким околоземным орбитам.
Ниже детально описан предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения. Хотя обсуждаются конкретные этапы способа, конфигурации и устройства, следует иметь в виду, что все это служит только иллюстративным целям. Предпочтительным применением являются беспроводные системы связи расширенного спектра множественного доступа с кодовым разделением каналов.
2. Примерный вариант спутниковой системы связи
Примерный вариант беспроводной системы связи, в которой может быть реализовано настоящее изобретение, показан на фиг.1А. Подразумевается, что данная система связи использует сигналы связи типа множественного доступа с кодовым разделением каналов (МДКР), но это не обязательно требуется для данного изобретения. В части системы 100 связи, показанной на фиг.1А, два спутника 116 и 118 и два связанных с ними шлюза или концентратора 120 и 122 обеспечивают связь с двумя удаленными пользовательскими терминалами 124 и 126. Общее число шлюзов и спутников в такой системе зависит от желательной пропускной способности системы и других факторов, хорошо известных в технике.
Каждый из пользовательских терминалов 124 и 126 содержит беспроводное устройство связи, такое как сотовый телефон, приемопередатчик данных, приемник поискового вызова или определения местоположения, причем такое устройство связи может быть портативным или монтируемым на транспортном средстве. На фиг.1А пользовательские терминалы показаны как портативные телефоны. Однако ясно, что принципы, лежащие в основе изобретения, применимы к стационарным блокам, где желательно предоставление дистанционного беспроводного обслуживания. Пользовательские терминалы иногда называют также абонентскими блоками, мобильными станциями, мобильными блоками или просто “пользователями” или “абонентами” в некоторых системах связи, в зависимости от предпочтений.
В общем случае лучи от спутников 116 и 118 охватывают различные географические области в соответствии с предварительно определенными диаграммами направленности. Лучи на различных частотах, также называемые каналами множественного доступа с частотным разделением (МДЧР) или “сублучами”, могут направляться так, чтобы перекрывать один и тот же регион. Специалистам в данной области техники ясно, что охват лучом или область обслуживания для множества спутников могут быть спроектированы так, чтобы перекрываться полностью или частично в заданном регионе, в зависимости от архитектуры системы связи и типа предоставляемого обслуживания, а также в зависимости от того, реализуется ли режим пространственного разнесения.
Предлагались различные системы связи, основанные на использовании множества спутников. Одна из таких систем, например, использует порядка 48 или более спутников, движущихся в восьми различных орбитальных плоскостях по низким околоземным орбитам, для обслуживания большого количества пользовательских терминалов. Однако специалистам в данной области техники должно быть понятно, каким образом применить принципы, лежащие в основе изобретения, к различным конфигурациям спутниковых систем и шлюзов, включая другие орбитальные расстояния и созвездия спутников.
На фиг.1А представлены некоторые возможные пути прохождения сигналов для осуществления связи между пользовательскими терминалами 124 и 126 и шлюзами 120 и 122 через спутники 116 и 118. Линии связи “спутник-пользовательский терминал” между спутниками 116 и 118 и пользовательскими терминалами 124 и 126 показаны линиями 140, 142, 144. Линии связи “шлюз-спутник” между шлюзами 120 и 122 и спутниками 116 и 118 показаны линиями 146, 148, 150, 152. Шлюзы 120 и 122 могут использоваться как часть одно- или двусторонней системы связи или просто для пересылки сообщений или данных к пользовательским терминалам 124 и 126.
На фиг.1В более детально иллюстрируется осуществление связи между шлюзом 122 и пользовательским терминалом 124 системы 100 связи. Линии связи между пользовательским терминалом 124 и спутником 116 обычно называют пользовательскими линиями связи, а линии связи между шлюзом 122 и спутником 116 обычно называют фидерными линиями. В “прямом” направлении связь осуществляется от шлюза 122 по прямой фидерной линии 160 и затем в нисходящем направлении от спутника 116 к пользовательскому терминалу 124 по прямой пользовательской линии 162. В “обратном” (или реверсивном) направлении связь осуществляется от пользовательского терминала 124 к спутнику 116 по обратной пользовательской линии 164 и затем в нисходящем направлении от спутника 116 к шлюзу 122 по обратной фидерной линии 166.
В приведенном примере осуществления информация передается шлюзом 122 по прямым линиям 160, 162 с использованием частотного разделения и поляризационного мультиплексирования. Используемая частотная полоса делится на предварительно определенное число частотных “каналов” или “лучей”. Например, частотная полоса делится на 8 индивидуальных “каналов” или “лучей” шириной 16,5 МГц с использованием круговой поляризации правого вращения (КППВ) и 8 индивидуальных “каналов” или “лучей” шириной 16,5 МГц с использованием круговой поляризации левого вращения (КПЛВ). Эти частотные “каналы” или “лучи” далее состоят из предварительно определенного количества “суб-каналов” или “суб-лучей”, мультиплексированных с частотным разделением (МЧР). Например, отдельные каналы шириной 16,5 МГц могут, в свою очередь, состоять из 13 МЧР суб-каналов или суб-лучей, каждый из которых шириной 1,23 МГц. Каждый МЧР субканал может включать в себя множество ортогональных каналов (также называемых каналами Уолша), которые устанавливаются с использованием кодов Уолша. Большинство ортогональных каналов являются каналами трафика, которые обеспечивают передачу сообщений между пользовательским терминалом 124 и шлюзом 122. Остальные ортогональные каналы включают в себя каналы пилот-сигнала, синхросигнала и поискового вызова.
Пилот-сигнал передается шлюзом 122 по прямой линии 160, 162 и используется пользовательским терминалом 124 для обнаружения суб-луча (несущей МДКР).
Синхросигнал передается шлюзом 122 по прямой линии 160, 162 и включает в себя повторяющуюся последовательность информации, которую пользовательский терминал 124 может считать после нахождения канала пилот-сигнала. Эта информация необходима для синхронизации пользовательского терминала 124 с шлюзом 122, который относится к данному суб-лучу. Каналы поискового вызова часто используются шлюзом 122 в прямой линии 160, 162 для установления линии связи, чтобы сообщить пользовательскому терминалу 124, что поступил вызов, чтобы ответить пользовательскому терминалу, пытающемуся получить доступ к системе и для регистрации пользовательского терминала.
Канал доступа используется пользовательским терминалом 124 в обратной линии 164, 166 для получения доступа к шлюзу 122. Это может включать регистрацию в системе, установление линии связи, размещение вызова или подтверждение приема запроса поискового вызова шлюзом 122.
Каналы трафика назначаются для прямой и обратной линий связи, когда запрашивается линия связи (например, когда размещается вызов). Передача сообщений между пользовательским терминалом 124 и шлюзом 122 в процессе обычного телефонного вызова осуществляется по каналу трафика.
В обратном направлении пользовательский терминал 124 передает информацию к спутнику 116 по пользовательской линии 164. Спутник 116 принимает эти сигналы от множества пользовательских терминалов (линий 164) и мультиплексирует их с частотным разделением для фидерной линии 166 “спутник-шлюз”.
3. Приемопередатчик пользовательского терминала
Пример выполнения приемопередатчика 200 для использования в пользовательских терминалах 124 и 126 показан на фиг.2, Приемопередатчик 200 использует по меньшей мере одну антенну 210 для приема сигналов связи, которые передаются к аналоговому приемнику 214, где они преобразуются с понижением частоты, усиливаются и преобразуются в цифровую форму. Переключающий элемент (дуплексор) 212 часто используется для обеспечения работы одной антенны как на передачу, так и на прием. Однако некоторые системы используют отдельные антенны для работы на различных частотах передачи и приема.
Цифровые сигналы связи с выхода аналогового приемника 214 передаются по меньшей мере к одному приемнику 216А цифровых данных и по меньшей мере к одному поисковому приемнику 218. Для обеспечения требуемой степени разнесения сигналов могут использоваться дополнительные приемники 216B-216N цифровых данных, в зависимости от приемлемого уровня сложности приемопередатчика, как очевидно для специалистов в данной области техники.
По меньшей мере один управляющий процессор 220 пользовательского терминала подключен к приемникам 216A-216N цифровых данных и к поисковому приемнику 218. Управляющий процессор 220 обеспечивает, в числе других функций, основную обработку сигнала, хронирование, управление или координацию мощности и передачи обслуживания, и выбор частоты, используемой в качестве несущей частоты сигнала. Другой основной функцией управления, часто выполняемой управляющим процессором 220, является выбор или манипулирование псевдошумовыми кодовыми последовательностями или ортогональными функциями, которые должны использоваться при обработке сигналов связи. Сигнальная обработка управляющим процессором 220 может включать определение относительного уровня сигналов и вычисление различных связанных параметров сигналов. Такие вычисления параметров сигналов, как хронирование и частота, могут включать использование дополнительных или отдельных специализированных схем для обеспечения повышения эффективности или скорости измерений или улучшения распределения ресурсов обработки управления.
Выходы приемников 216A-216N цифровых данных связаны с цифровыми схемами 222 основной полосы в пользовательском терминале. Цифровые схемы 222 основной полосы включают в себя элементы обработки и представления, используемые для передачи информации к пользовательскому терминалу и от пользовательского терминала. Т.е. элементы хранения сигналов или данных, такие как блоки кратковременной или долговременной цифровой памяти; устройства ввода и вывода, такие как экраны дисплеев, громкоговорители, кнопочные терминалы и микротелефонные трубки; аналого-цифровые элементы, вокодеры и другие элементы обработки речевых и аналоговых сигналов и т.п. образуют составные части цифровых схем 222 основной полосы, использующие элементы, хорошо известные в технике. Если используется обработка сигналов с разнесением, то цифровые схемы 222 основной полосы могут включать в себя блок объединения сигналов разнесения и декодер. Некоторые из этих элементов могут также работать при управлении или при обмене информацией с управляющим процессором 220.
Если речевые или иные данные подготовлены в качестве выходного сообщения или сигнала связи, исходящего из пользовательского терминала, цифровые схемы 222 основной полосы используются для приема, хранения, обработки и иной подготовки требуемых данных для передачи. Пользовательские цифровые схемы 222 основной полосы обеспечивают выдачу этих данных на модулятор 226 передачи, работающий при управлении от управляющего процессора 220. Выходной сигнал модулятора 226 передачи передается к контроллеру 228 мощности, который обеспечивает управление выходной мощностью в усилителе 230 передаваемой мощности для окончательной передачи выходного сигнала через антенну 210 к шлюзу.
Приемопередатчик 200 может также использовать элемент 232 предкоррекции в канале передачи для подстройки частоты исходящего сигнала. Это может быть осуществлено с использованием хорошо известного способа понижающего или повышающего преобразования передаваемого сигнала. Как вариант, элемент 232 предкоррекции может образовывать часть механизма выбора частоты или управления для каскада (230) аналого-цифрового преобразования и модуляции пользовательского терминала, чтобы надлежащим образом настроенная частота использовалась для преобразования цифрового сигнала на требуемую частоту передачи на одном этапе обработки.
Приемопередатчик 200 может также использовать элемент 232 предкоррекции в канале передачи, чтобы подстроить хронирование исходящего сигнала. Это может быть реализовано с использованием хорошо известных методов суммирования или вычитания задержки в сигнале передачи.
Цифровые приемники 216A-N и поисковый приемник 218 выполнены с элементами корреляции сигналов, чтобы демодулировать и отслеживать конкретные сигналы. Поисковый приемник 218 используется для поиска пилот-сигналов или других относительно мощных сигналов постоянной формы, в то время как цифровые приемники 216A-N используются для демодуляции других сигналов, связанных с обнаруживаемыми пилот-сигналами. Поэтому выходные сигналы этих блоков могут контролироваться для определения энергии или частоты пилот-сигнала или иных сигналов. Эти приемники также используют элементы слежения по частоте, которые могут контролироваться для выдачи информации о текущей частоте или синхронизации в управляющий процессор 220 для демодулируемых сигналов.
Управляющий процессор 220 использует эту информацию для определения того, в какой степени принятые сигналы смещены относительно частоты генератора, после преобразования в ту же самую полосу частот, как это требуется. Эта и другая информация, относящаяся к ошибкам по частоте и доплеровским сдвигам, может сохраняться в элементе 236 памяти, если это необходимо.
4. Приемопередатчик шлюза
Приведенное для примера приемопередающее устройство 300 для использования в шлюзах 120 и 122 представлено на фиг.3. Часть шлюза 120, 122, показанная на фиг.3, содержит один или несколько аналоговых приемников 314, соединенных с антенной 310, для приема сигналов связи, которые затем преобразуются с понижением частоты, усиливаются и преобразуются в цифровую форму с использованием различных схем, известных в технике. Множество антенн 310 используются в некоторых системах связи. Преобразованные в цифровую форму сигналы с выхода аналогового приемника 314 подаются на входы по меньшей мере одного цифрового приемного модуля, показанного пунктирными линиями и обозначенного в целом ссылочной позицией 324.
Каждый цифровой приемный модуль 324 соответствует элементам обработки сигнала, используемым для обработки сигналов передач между шлюзом 120, 122 и одним пользовательским терминалом 124, 126, хотя некоторые модификации известны в технике. Один аналоговый приемник 314 может обеспечивать входные сигналы для множества цифровых приемных модулей 324, и ряд таких модулей часто используются в шлюзах 120, 122 для обработки всех спутниковых лучей и возможных сигналов режима разнесения, обрабатываемых в любое данное время. Каждый цифровой приемный модуль 324 имеет один или несколько цифровых приемников 316 и поисковый приемник 318. Поисковый приемник 318 в общем случае осуществляет поиск сигналов соответствующих режимов разнесения, отличающихся от пилот-сигналов. При реализации в системе связи множество цифровых приемников 316-316N данных используется для разнесенного приема сигналов.
Выходные сигналы цифровых приемников 316 данных подаются на последующие элементы 322 обработки в основной полосе, образующие устройство, хорошо известное в технике и не показанное на чертеже детально. Возможные варианты устройства обработки в основной полосе включают в себя блоки объединения сигналов с разнесением и декодеры, предназначенные для объединения сигналов многолучевого распространения в один выходной сигнал для каждого пользователя. Возможное устройство обработки в основной полосе также может содержать схемы интерфейса для выдачи выходных данных на цифровой коммутатор или сеть. Различные известные элементы, такие как вокодеры, модемы данных, цифровые компоненты коммутации и хранения могут входить в состав элементов 322 обработки в основной полосе. Эти элементы обеспечивают управление или пересылку сигналов данных на один или несколько модулей 334 передачи.
Сигналы, подлежащие передаче на пользовательские терминалы, подаются на один или более соответствующих модулей 334 передачи. Обычный шлюз использует ряд модулей 334 передачи для обеспечения обслуживания множества пользовательских терминалов 124, 126 одновременно и для нескольких спутников и лучей одновременно. Число модулей 334 передачи, используемых шлюзом 120, 122, определяется факторами, хорошо известными в технике, включая сложность системы, число спутников в пределах радиовидимости, пропускная способность для пользователей, степень выбранного разнесения и т.п.
Каждый модуль 334 передачи содержит модулятор 326 передачи, который модулирует с расширением спектра данные для передачи. Модулятор 326 передачи имеет выход, связанный с цифровым контроллером 328 мощности передачи, который регулирует мощность передачи, используемую для исходящего цифрового сигнала. Цифровой контроллер 328 мощности передачи применяет минимальный уровень мощности в целях снижения взаимных помех и распределения ресурсов, но применяет соответствующие уровни мощности, если необходимо компенсировать ослабление в канале передачи и другие передаточные характеристики канала. По меньшей мере один ПШ генератор 332 используется модулятором 326 передачи для расширения спектра сигналов. Такое генерирование кода может также образовывать функциональную часть одного или более процессоров управления или элементов памяти, используемых в шлюзах 122, 124.
Выходной сигнал контроллера 328 мощности передачи передается на сумматор 336, где он суммируется с выходными сигналами других модулей. Эти выходные сигналы представляют собой сигналы, предназначенные для передачи к другим пользовательским терминалам 124, 126 на той же самой частоте и в том же самом луче, что и выходной сигнал контроллера 328 мощности передачи. Выходной сигнал сумматора 336 подается на аналоговый передатчик 338 для цифроаналогового преобразования, преобразования на соответствующую радиочастотную (РЧ) несущую, последующего усиления и подачи на одну или более антенн 340 для излучения к пользовательским терминалам 124, 126. Антенны 310, 340 могут представлять собой одну и ту же антенну в зависимости от сложности и конкретной конфигурации системы.
По меньшей мере один управляющий процессор 320 шлюза связан с приемным модулем 324, передающим модулем 334, схемами 322 обработки в основной полосе; причем эти блоки могут быть физически отделены один от другого. Управляющий процессор 320 обеспечивает сигналы команд и управления для реализации таких функций, как обработка сигналов, генерация сигналов хронирования, управление мощностью, управление передачей обслуживания, объединение сигналов разнесения, взаимодействие систем. Кроме того, управляющий процессор 320 распределяет ПШ коды расширения спектра, последовательности ортогональных кодов, конкретные передатчики и приемники для использования при осуществлении связи между пользователями.
Управляющий процессор 320 также управляет генерацией и регулирует мощность пилот-сигналов, синхросигналов, сигналов поискового вызова, а также их подачей на контроллер 328 мощности передачи. Пилот-сигнал представляет собой просто сигнал, который не модулирован данными, и может использовать повторяющуюся неизменную структуру или постоянную структуру кадра или входной сигнал тонального типа для подачи на модулятор 326 передачи. Т.е. ортогональная функция или код Уолша, используемый для формирования канала пилот-сигнала, в общем случае имеет постоянное значение, например все “1” или все “0”, или хорошо известную повторяющуюся структуру, например структуру из чередующихся “1” и “0”. Это эффективно приводит к передаче только ПШ кодов расширения спектра, получаемых от ПШ генератора 332.
Хотя управляющий процессор 320 может быть непосредственно связан с такими элементами модуля, как передающий модуль 234 или приемный модуль 324, каждый модуль в общем случае содержит процессор, соответствующий модулю, такой как процессор 330 передачи и процессор 321 приема, которые управляют элементами соответствующего модуля. Таким образом, в предпочтительном варианте осуществления управляющий процессор 320 связан с процессором 330 передачи и с процессором 321 приема, как показано на фиг.3. Таким образом, один управляющий процессор 320 может управлять работой большого количества модулей и ресурсов более эффективно. Процессор 330 передачи управляет генерацией и мощностью пилот-сигнала, синхросигнала, сигналов канала трафика и сигналами любых других каналов, и их соответствующей связью с контролером 328 мощности. Процессор 321 приема управляет поиском, ПШ кодами расширения спектра для демодуляции и контроля принимаемой мощности.
Для некоторых операций, таких как управление мощностью совместно используемых ресурсов, шлюзы 120 и 122 получают информацию, такую как уровень принятого сигнала, результаты измерения частоты и другие параметры принятых сигналов, из пользовательских терминалов в сигналах связи. Эта информация может быть получена из демодулированных выходных сигналов приемников 316 данных посредством процессоров 321 приема. Как вариант, эта информация может быть обнаружена в предварительно определенных позициях в сигналах, контролируемых управляющим процессором 320 или процессорами 321 приема, и передана в управляющий процессор 320. Управляющий процессор 320 использует эту информацию для управления хронированием и частотой сигналов, передаваемых и обрабатываемых с использованием контроллеров 328 мощности передачи и аналоговых передатчиков 338.
5. Диаграммы направленности спутниковых антенн
В принципе, лучи со спутников 116, 118 охватывают различные географические области в пределах предварительно определенных диаграмм направленности антенных лучей. Спутниковые лучи формируются, например, фазированной антенной решеткой, как известно специалистам в данной области техники. На фиг.4 представлена приведенная в качестве примера спутниковая диаграмма направленности, формирующая “след” на поверхности Земли. Как показано на фиг.4, след 400 спутниковой диаграммы направленности включает 16 лучей 401-416. Более конкретно, след 400 включает в себя внутренний луч (луч 401), средние лучи (лучи 402-407) и внешние лучи (лучи 408-416). Каждый луч 401-416 покрывает конкретную географическую область, хотя обычно некоторые лучи перекрываются. Дополнительно, лучи на разных частотах, также называемые каналами МДЧР или “суб-лучами”, могут направляться так, чтобы перекрывать один и тот же регион. Охват лучом или области обслуживания для множества спутников могут быть сформированы таким образом, чтобы перекрывать полностью или частично заданный регион, в зависимости от архитектуры системы связи и типа предоставляемой услуги, а также от того, обеспечивается ли пространственное разнесение.
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения различные диаграммы направленности используются для прямой и обратной линий связи. Однако диаграммы направленности прямой и обратной линий связи могут быть одной и той же диаграммой, что не приводит к изменению сущности и объема изобретения.
Уровень мощности в луче изменяется в пределах индивидуального луча. Более конкретно, уровень мощности наибольший в центре луча (также называемом линией визирования луча). На фиг.4 пользовательский терминал 420 расположен на линии визирования луча 405. Положение наихудшего приема (где уровень мощности луча самый слабый) обычно соответствует “краю” луча. На фиг.4 пользовательский терминал 422 показан как находящийся на краю луча.
Край одного луча часто является краем второго луча. Например, пользовательский терминал 422 находится на краю луча 422 и одновременно примерно на краю луча 413. Находясь на краю двух лучей, пользовательский терминал 422 располагается в геометрическом месте точек одинакового уровня мощности между двумя лучами, которое обычно проектируется на предварительно определенный уровень, например в точке 3 дБ (также называется точкой половинной мощности) каждого из двух лучей. Т.е. мощность сигнала каждого луча на краю каждого луча примерно на 3 дБ меньше, чем мощность в центре каждого луча. Это означает, что в обычной спутниковой системе связи, для обеспечения того, чтобы канал каждого из лучей 405 и 413 обслуживал пользовательский терминал 422 (на краю), канал должен работать с уровнем мощности примерно на 3 дБ выше, чем мощность, требуемая для обслуживания пользовательского терминала в наилучшем местоположении (на линии визирования). Иными словами, уровень мощности луча 405 должен быть примерно на 3 дБ выше, чем это необходимо для обслуживания пользовательского терминала 420, для того чтобы обслуживать также пользовательский терминал 422.
На фиг.5 представлена зона охвата луча 405 более детально. Луч 405 делится сеткой на географические регионы. Для целей обсуждения предположим, что каждый из этих регионов (например, регионы 502, 504 и 520) имеет поперечную протяженность примерно 100 миль, и, следовательно, охват всего луча 405 составляет примерно 100 миль. Как пояснено выше, пользовательские терминалы, находящиеся в одной и той же области охвата луча могут потребовать информацию, которая является специфической для географического региона, в котором они находятся. Например, пользовательские терминалы 420 и 424 могут потребовать информацию, специфическую для географического региона 520. В противоположность этому, пользовательский терминал 422 может потребовать информацию, специфическую для географического региона 522.
6. Предпочтительный вариант осуществления изобретения
Предпочтительный вариант осуществления изобретения пояснен детально ниже. Хотя обсуждаются конкретные этапы, конфигурации и устройства, следует иметь в виду, что это сделано только с целью иллюстрации изобретения. Специалистам в данной области техники должно быть понятно, что другие этапы, конфигурации и устройства могут быть использованы без отклонения от сущности и объема изобретения. Настоящее изобретение может быть использовано в разнообразных беспроводных системах передачи информации и связи, включая те, которые предназначены для определения местоположения.
Как обсуждено выше, имеется потребность в системе и способе для передачи общей информации к множеству авторизованных пользователей в относительно небольшом географическом регионе. Для снижения помех в канале, увеличения пропускной способности и экономии мощности система и способ должны быть спроектированы так, чтобы использовать минимальное количество мощности для каналов, используемых для передачи общей информации.
На фиг.7 представлена блок-схема, описывающая работу в соответствии с настоящим изобретением согласно предпочтительному варианту его осуществления.
1) Формирование списка каналов общих данных для географического региона
На первом этапе 704 при передаче общей информации к множеству авторизованных пользователей в пределах относительно малого географического региона производится определение того, какие лучи будет использовать шлюз для перекрытия географического региона и какие каналы будет использовать шлюз для передачи общей информации. Т.е. если границы географических регионов, к которым должна передаваться информация, известны заранее, точные идентификаторы каналов, которые будут использованы для передачи общей информации, могут быть определены заранее. Эти каналы, используемые для передачи общей информации, далее называются “каналами общих данных”.
Идентификаторы каналов общих данных могут быть сформатированы в список. Список 600 на фиг.6 является примером такого списка, причем в данном случае использован список каналов общих данных, соответствующих географической области 520.
В одном из вариантов, как показано в списке 600, идентификатор канала общих данных включает данные о том, какой спутник, луч, частота и канал будут использоваться для передачи общей информации для конкретного географического региона в течение конкретного времени. Если множество каналов общих данных используются для передачи общей информации для конкретного географического региона, то список 600 включает в себя идентификационные данные множества каналов общих данных. Например, в момент времени t1 первый канал 602 общих данных, второй канал 604 общих данных и N-ый канал 610 общих данных передают информацию общих данных в географический регион 520. Информация, необходимая для идентификации канала общих данных, зависит от того, какой тип схемы спутникового доступа используется. Например, если используется множественный доступ с кодовым разделением каналов (МДКР), то необходимы идентификационные данные ортогонального канала, в данном случае канала (кода) Уолша, используемого для передачи общей информации. Если используется множественный доступ с временным разделением каналов (МДВР), то должен быть идентифицирован временной интервал, соответствующий каналу общих данных. Если используется множественный доступ с частотным разделением каналов (МДЧР), то должна быть идентифицирована частота канала общих данных.
В предпочтительном варианте осуществления настоящее изобретение предназначено для использования в спутниковой системе связи, где спутники не стационарны по отношению к точке на поверхности Земли. Следует отметить, что если бы спутники, используемые для передачи общих каналов данных, были геосинхронными, т.е. синхронными с вращением Земли, то список 600 мог бы иметь не изменяющиеся значения или содержимое, так как спутники могли бы неопределенным образом покрывать одни и те же географические регионы. Однако в спутниковой системе связи, где спутники не стационарны по отношению к точке на поверхности Земли, географическая область, покрываемая данным спутником, и данным лучом, постоянно изменяется. В результате пользовательский терминал, который в один момент времени был позиционирован в пределах конкретного луча конкретного спутника, а последующий момент времени позиционируется в пределах другого луча того же спутника и/или в пределах другого луча другого спутника. Более конкретно, спутниковый луч, покрывающий географический регион в момент времени t1 (612), может не покрывать тот же самый географический регион в момент времени t2 (614) (например, t1+2 минуты). Таким образом, в предпочтительном варианте список 600 является динамическим и изменяется во времени.
Как обсуждено выше, общая информация, которая передается по каналам 602, 604, 610 общих данных из списка 600, являются специфическими для географического региона 520. Другой список может существовать для географического региона 504, причем тот список является специфическим для географических регионов 502, 522 и т.д.
Важно заметить, что пользовательские терминалы 420, 424, поскольку они расположены в пределах одного и того же географического региона 520, требуют одну и ту же общую информацию. В противоположность этому пользовательский терминал, расположенный в географическом регионе 522, нуждается в другой общей информации. Таким образом, то что понимается под термином “общая информация”, представляет собой общую или специфическую информацию для конкретного географического региона или группы пользовательских терминалов, которые расположены в одном или более соседних лучах.
Список 600 может формироваться в шлюзе или в центральном пункте и подаваться затем в шлюз. Список 600 может включать идентификационные данные каналов общих данных, ожидаемых для использования в течение любого времени, продолжающегося в будущем, например, в течение двух минут, двух часов, двух суток и т.п., что ограничивается только медленным дрейфом и коррекциями спутников относительно их номинальной орбиты.
Количество спутников и количество каналов общих данных, используемых для передачи общей информации, которые необходимы для конкретного географического региона, могут варьироваться в зависимости от архитектуры системы. Дополнительные каналы общих данных обычно являются каналами в других лучах, т.е. по одному каналу общих данных на луч, который перекрывает требуемую желательную область на поверхности Земли. Например, когда каждый из трех спутников имеет лучи, перекрывающие конкретный географический регион, если необходимое максимальное разнесение и избыточность, то все три спутника должны передавать общую информацию, релевантную для конкретного географического региона. Передача общей информации через более чем один канал общих данных позволяет пользовательскому терминалу объединять отношение сигнал/шум для множества сигналов (как обсуждено ниже при описании фиг.8), чтобы повысить точность принимаемой общей информации. В ситуациях, где разнесение и избыточность не важны, может использоваться только один спутник для передачи общей информации. Дополнительно каждый спутник может передавать общую информацию более чем через один канал общих данных, хотя это в общем случае менее эффективно.
2) Передача общей информации для географического региона
Как показано на этапе 708, после того как выбраны лучи, требующиеся для перекрытия географического региона, общая информация может передаваться по каналам общих данных в географический регион. Общая информация, специфическая для географического региона, такого, как регион 520, может передаваться непрерывно по каналам общих данных. Используя список 600, шлюз имеет информацию о том, какие спутники, лучи, частоты и каналы должны использоваться для передачи общей информации в конкретные моменты времени. В другом варианте осуществления, который позволяет сэкономить мощность, шлюз не передает общую информацию, специфическую для географического региона, по каналам общих данных до тех пор, пока по меньшей мере один пользователь в географическом регионе не зарегистрируется в шлюзе.
Пользовательский терминал должен знать, какие каналы общих данных являются специфическими для географического региона, так чтобы пользовательский терминал мог обнаруживать эти каналы, и тем самым принимать общую информацию по этим каналам. В одном из вариантов осуществления любой пользовательский терминал, находящийся в пределах зоны 405 покрытия луча, способен, если он имеет необходимую информацию, принимать каналы общих данных, которые являются специфическими для любого из географических регионов (например, 502, 504, 520, 522), расположенных в пределах зоны 405 покрытия луча. Один из предпочтительных вариантов осуществления обеспечивает пользовательский терминал, расположенный в пределах конкретного географического региона (например, 520) зоны покрытия луча (например, 405), только общей информацией, которая является специфической для географического региона (например, 520) пользовательского терминала.
Как пояснено ниже, прежде чем шлюз обеспечит пользовательский терминал идентификационными данными каналов общих данных, пользовательскому терминалу может потребоваться провести аутентификацию. Дополнительно пользовательскому терминалу может потребоваться надлежащий ключ дешифрирования для считывания идентификационных данных каналов общих данных и/или общей информации.
3) Регистрация пользовательского терминала в шлюзе
На этапе 712 пользовательский терминал регистрируется в шлюзе. Регистрация служит по меньшей мере двум целям. Первая цель состоит в обеспечении шлюза данными о местоположении пользовательского терминала, чтобы в шлюзе было известно, какую общую информацию должен принимать пользовательский терминал и, следовательно, какие идентификационные данные канала общих данных должны быть предоставлены пользовательскому терминалу. Вторая цель состоит в аутентификации пользовательского терминала для доступа к системе связи.
Имеются по меньшей мере два метода для того, чтобы шлюз определял местоположение пользовательского терминала. В одном варианте пользовательский терминал включает в себя приемник сигналов системы GPS (Глобальной спутниковой системы позиционирования), хорошо известный в технике. С использованием приемника сигналов GPS пользовательский терминал может определить и передать данные о своем местоположении в шлюз. Данные местоположения пользовательского терминала могут быть переданы от пользовательского терминала к шлюзу как сигнал попытки доступа по каналу доступа совместно с другими сигналами или в качестве отдельного сигнала. В другом варианте шлюз может определить местоположение пользовательского терминала на основе информации, переданной от пользовательского терминала к шлюзу. Примеры систем и способов, которые могут быть использованы для определения местоположения пользовательского терминала, раскрыты в патенте США №5126748 от 30 июня 1992 на “Дуальную систему и способ спутниковой навигации”, в патентной заявке США №08/732725 от 23 июня 1998 на “Однозначное определение местоположения с использованием двух спутников на низкой околоземной орбите”, патентной заявке США №08/732722 от 30 сентября 1996 на “Пассивное определение местоположения с использованием двух спутников на низкой околоземной орбите” и патентной заявке США №08/723751 от 30 сентября 1996 на “Определение местоположения с использованием одного спутника на низкой околоземной орбите”, каждая из которых переуступлена правопреемнику настоящего изобретения и которые включены в настоящее описание посредством ссылки. В этих патентах и заявках обсуждается определение местоположения пользовательского терминала с использованием такой информации, как характеристики сигналов связи, передаваемых к пользовательскому терминалу и от пользовательского терминала, и известных местоположений и скоростей спутников.
В предпочтительном варианте осуществления, когда пользователь включает пользовательский терминал, запрос регистрации, включающий идентификационные данные пользовательского терминала и возможно данные местоположения, передаются от пользовательского терминала к шлюзу. В одном из вариантов запрос регистрации является попыткой доступа, которая передается от пользовательского терминала к шлюзу. Каналы доступа, которые хорошо известны в технике, обеспечивают связь от пользовательского терминала к шлюзу, когда пользовательский терминал не использует канал трафика. Один или более каналов доступа в общем случае связываются с каналом поискового вызова. В системах МДКР каждый канал доступа в обратной линии связи различается с помощью отличающегося длинного ПШ кода. Обычные сообщения, передаваемые по каналам доступа, обеспечивают инициирование вызова, ответы на поисковые вызовы и регистрацию. Шлюз отвечает на передачу по конкретному каналу доступа с помощью сообщения в канале поискового вызова, связанном с каналом доступа.
Аналогичным образом, пользовательский терминал реагирует на сообщение канала поискового вызова путем передачи по одному из связанных каналов доступа.
На основе данных местоположения и идентификации пользовательского терминала шлюз проверяет базу данных списка или иной механизм поиска, чтобы определить, какую общую информацию запрашивает пользовательский терминал. Т.е. шлюз определяет, какая общая информация запрашивается на основе географического региона, в котором расположен пользовательский терминал, или на другой известной основе (например, на базе группового членства). Дополнительно шлюз может определить, по меньшей мере на основе идентификационных данных пользовательского терминала, разрешен ли пользовательскому терминалу доступ к общей информации.
В одном из вариантов осуществления пользовательский терминал должен быть аутентифицирован, прежде чем шлюз направит пользовательскому терминалу идентификационные данные канала (каналов) общих данных. Аутентификация может быть просто основана на идентификационных данных пользовательского терминала. Этот вариант осуществления является предпочтительным, если относительно не важна идентификация пользователя пользовательского терминала.
В другом варианте шлюз передает запрос к пользовательскому терминалу и сравнивает ответ пользователя/пользовательского терминала с ожидаемой сигнатурой аутентификации, чтобы удостовериться в аутентичности пользователя/пользовательского терминала. Базовый запрос аутентификации включает в себя способ для проверки идентификационных данных конкретного лица. В частности, он может включать простые пароли, совместно используемые секретные ключи (например, девичья фамилия матери), протоколы криптографической аутентификации, биометрические тесты (например, сканирование сетчатки глаза) или иные методы аутентификации. Дополнительно аутентификация может выполняться тем же способом, как она выполняется в обычных сотовых мобильных системах связи, чтобы предотвратить возможность имитации. Сложность процедуры аутентификации должна быть непосредственно связана с уровнем риска, связанного с получением несанкционированного доступа пользователя к системе. В зависимости от процесса аутентификации, пользовательский терминал должен быть достаточно сложным, чтобы принимать вводы ответов на запросы и пересылать ответы на шлюз. Например, если запрос требует сканирования сетчатки глаза, то пользовательский терминал должен включать в себя устройство сканирования сетчатки. Если запрос требует ввода пароля, то пользовательский терминал должен включать в себя клавиатуру.
Дополнительно общая информация может зашифровываться, чтобы неавторизованный пользователь, который действует для обнаружения каналов общих данных, не мог дешифрировать общую информацию. Т.е. если общая информация зашифрована, то только пользовательские терминалы, имеющие надлежащие ключи дешифрирования, могут дешифрировать общую информацию. Могут использоваться различные способы шифрования и дешифрирования, хорошо известные в уровне техники.
Как отмечено выше, для экономии мощности шлюз может ожидать до тех пор, пока по меньшей мере один пользователь, находящийся в географическом регионе, не зарегистрируется в шлюзе, прежде чем шлюз будет передавать общую информацию для географического региона по каналам общих данных. Для дополнительной экономии мощности от пользовательского терминала может потребоваться отменить регистрацию в шлюзе, если пользовательский терминал больше не потребует общую информацию. Путем отмены регистрации пользовательского терминала шлюз может отслеживать количество пользователей в конкретном географическом регионе и может поэтому деактивировать или перевести в состояние ожидания каналы общих данных, если в пределах конкретного географического региона больше нет зарегистрированных пользователей. Альтернативно, шлюз может назначить эти каналы для некоторого иного использования, если в пределах конкретного географического региона не имеется зарегистрированных пользователей.
Кроме того, поскольку шлюз может определить местоположение пользовательских терминалов, когда пользовательские терминалы регистрируются, шлюз может настраивать уровень каналов общих данных в зависимости от местоположений пользовательских терминалов. Также если все пользовательские терминалы в пределах географического региона находятся в малом, хорошо определенном суб-регионе, таком как один и тот же угол географического региона, количество каналов общих данных, передающих общую информацию, может быть соответственно уменьшено. Дополнительные методы экономии мощности рассмотрены ниже.
4) Обеспечение пользовательского терминала идентификационными данными канала (каналов) общих данных
Для приема общей информации, являющейся специфической для географического региона пользовательского терминала, пользовательский терминал должен быть снабжен релевантными идентификационными данными канала (каналов) общих данных, которые передают общую информацию. Таким образом, идентификационные данные каналов общих данных предоставляются пользовательскому терминалу на этапе 714. В предпочтительном варианте осуществления эта информация (идентификационные данные канала (каналов) общих данных) передается от шлюза к пользовательскому терминалу в ответ на запрос регистрации пользовательского терминала. Разумеется, шлюз может ограничить передачу этой информации тем пользовательским терминалам, которые были аутентифицированы. Дополнительно эта информация может быть зашифрована, так что только те пользовательские терминалы, которые имеют надлежащий ключ дешифрирования, могут дешифрировать идентификационные данные каналов общих данных.
Как отмечено выше, список 600 включает в себя идентификационные данные каналов общих данных, которые релевантны для географического региона 520 и, следовательно, релевантны для пользовательских терминалов 420, 424. Как только пользовательский терминал надлежащим образом аутентифицирован, шлюз передает пользовательскому терминалу идентификационные данные по меньшей мере одного из каналов общих данных из списка 600, в ответ на запрос регистрации пользовательского терминала. В одном из вариантов осуществления шлюз просто передает пользовательскому терминалу 420 часть списка 600. Т.е. если пользовательский терминал 420 регистрируется в момент времени t1 (612), то шлюз может послать часть списка 600, которая включает идентификационные данные каналов общих данных, релевантные для географического местоположения 520 только в момент времени t1 (612). Альтернативно, часть списка 600 может включать в себя идентификационные данные каналов общих данных в момент t1 (612), t2 (614) и т.д.
В одном из вариантов шлюз передает идентификационные данные канала (каналов) общих данных в пользовательский терминал 420 по каналу поискового вызова, причем канал поискового вызова связан с каналом доступа, по которому пользовательский терминал 420 первоначально передавал сигнал попытки доступа для запроса регистрации. Как обсуждено выше, пользовательский терминал 420 включает в себя элементы памяти сигналов или данных, такие как элементы кратковременной памяти или долговременной цифровой памяти. Если пользовательский терминал 420 принимает идентификационные данные по меньшей мере одного канала общих данных, то пользовательский терминал сохраняет идентификационные данные в элементе памяти.
На этапе 718 пользовательский терминал 420 обнаруживает по меньшей мере один канал общих данных с использованием полученных идентификационных данных канала (каналов) общих данных и другой известной информации. Более конкретно, с использованием идентификационных данных канала (каналов) общих данных поисковый приемник 218 в пользовательском терминале 420 осуществляет поиск и обнаружение по меньшей мере одного канала общих данных.
На этапе 720, после того как пользовательский терминал 420 обнаружил по меньшей мере один канал общих данных, он может начинать прием общей информации. Как обсуждено выше, если общая информация зашифрована, то пользовательский терминал 420 должен также использовать надлежащий ключ дешифрирования для считывания общей информации.
Как отмечено выше, поскольку спутники, используемые в предпочтительном варианте осуществления изобретения, не стационарны по отношению к географическому региону на поверхности Земли, идентификационные данные каналов общих данных, передающих общую информацию в конкретные географические регионы, изменяются с течением времени. Таким образом, пользовательский терминал должен получать обновленные данные, что касается изменяющихся идентификационных данных каналов общих данных. В противном случае, как только лучи, по которым ведется передача каналов общих данных (обнаруженная пользовательским терминалом в момент времени t1), перестают перекрывать географический регион, в котором находится пользовательский терминал (например, в момент времени t3), пользовательский терминал не сможет больше принимать общую информацию.
В предпочтительном варианте данные, представляющие часть списка 600, передаются от шлюза к пользовательскому терминалу 420 время от времени (не обязательно периодически). То, как часто шлюз должен передавать часть списка 600, зависит по меньшей мере от двух факторов. Первый фактор - относительное перемещение спутников и Земли. Иными словами, то, как быстро обнаруженные каналы общих данных выходят из зоны действия пользовательского терминала 420, влияет на то, как часто часть списка 600 должна передаваться к пользовательскому терминалу 420. Второй фактор заключается в том, как долго сохраняется релевантность каждой части списка 600. Иными словами, часть списка 600, передаваемая к пользовательскому терминалу 420, может включать идентификационные данные всех каналов общих данных, которые могут быть обнаружены в пределах следующих двух часов, или только в течение следующих десяти минут. Если часть списка 600 сохраняет релевантность только в течение 120 минут, то необходимо передавать ее к пользовательскому терминалу 420 более часто, чем в случае, если бы список 600 сохранял свою релевантность в течение 2 часов. Кроме того, поскольку в шлюзе известно примерное местоположение пользовательского терминала 420, шлюз может продолжать передавать к пользовательскому терминалу 420 часть списка 600 до тех пор, пока каналы общих данных, по которым пользовательский терминал 420 осуществляет прием данных, не выйдут из зоны действия пользовательского терминала 420.
Однако хотя в принципе можно задержать передачу информации обновления данных списка до момента, когда первый пользователь в данной области не обнаружит, что текущий луч выходит из зоны действия и больше не остается в списке, на практике маловероятно, что система будет использовать данный подход. Система, по всей вероятности, не будет ожидать такое долгое время с риском потери сигнала обнаружения из-за отсутствия назначений луча. Данные обновления списка должны передаваться достаточно часто в системе, так чтобы каждый пользователь располагал еще по меньшей мере одним или двумя лучами, оставшимися в списке, помимо того, который используется, чтобы исключить возможность потери обнаружения.
Следует отметить, что если бы спутники, используемые для передачи каналов общих данных, были геосинхронными и список 600 имел неизменные значения или содержимое, ввиду того что спутники могли бы бесконечно долго перекрывать одни и те же географические регионы, то список 600 мог бы передаваться к пользовательскому терминалу 420 только однократно.
В одном из вариантов часть списка 600 может мультиплексироваться в канале общих данных вместе с общей информацией. В другом случае, общая информация может включать часть списка 600 и данные “общей линии группы абонентов”. Данные “общей линии группы абонентов” представляют собой информацию, которая является специфической для географического региона пользовательского терминала. Данные общей линии группы абонентов могут представлять собой информацию, которая часто изменяется и, следовательно, должна постоянно обновляться. Примеры данных общей линии группы абонентов включают информацию об ионосферных задержках, команды перемещений подразделений войск, как обсуждалось выше. К другим примерам данных общей линии группы абонентов относятся условия дорожного движения на магистралях, метеоусловия, информация локального рынка и т.п. В предпочтительном варианте часть списка 600, которая передается к пользовательскому терминалу 420, включает идентификационные данные всех каналов общих данных, в которых будет осуществляться передача в течение следующих N минут (например, 5 минут) в географический регион 520, в котором находится пользовательский терминал 420.
Поскольку пользовательский терминал 420 снабжается время от времени идентификационными данными каналов общих данных, релевантных для следующих N минут, пользовательский терминал 420 может, если необходимо, осуществлять поиск новых каналов общих данных для замены каналов общих данных, которые передавались по лучам, которые вышли из зоны действия пользовательского терминала (т.е. больше не перекрывают географический регион пользовательского терминала). Например, поскольку луч, создающий зону 405 охвата луча, больше не покрывает географический регион 520, пользовательский терминал 420 может обнаружить с использованием идентификационных данных в части списка 600 другие каналы общих данных, передаваемые по другим лучам, чтобы продолжать принимать общую информацию. Другие лучи могут передаваться от того же самого спутника, что и лучи 401, 404, 413, 414 и т.п. Кроме того, другие лучи могут передаваться от другого спутника.
В одном из вариантов, как только пользовательский терминал получит идентификационные данные по меньшей мере одного канала общих данных от шлюза, больше не требуется дальнейшей передачи данных от пользовательского терминала к шлюзу. Таким образом, в данном варианте работа осуществляется по принципу “разомкнутого контура” в том смысле, что отсутствует обратная связь (например, информация управления мощностью) от пользовательского терминала к шлюзу, и передача ведется только от шлюза к пользовательскому терминалу.
5) Приемная часть пользовательского терминала
На фиг.8 представлена приемная часть архитектуры приемопередатчика 200 пользовательского терминала, соответствующего предпочтительному варианту осуществления. Приемник 800 содержит антенну 210, аналоговый приемник 214, поисковый приемник 218 и приемники 216А-216N цифровых данных. Приемник 800 также содержит буферы 808A-808N выравнивания контроллер 806 выравнивания по времени и цифровой блок 812 объединения максимальных отношений. Приемник 800 принимает идентификационные данные канала (каналов) общих данных на этапе 718 и общую информацию на этапе 720.
Приемник 800 содержит цифровой блок 812 объединения максимальных отношений для объединения цифровых сигналов, вырабатываемых каждым из цифровых приемников 216A-216N для получения объединенного выходного сигнала 820. Выходной сигнал 820 представляет собой сигнал цифровых данных, который может вводиться в декодеры и т.п. блоки для дальнейшей обработки, как очевидно для специалистов в данной области техники.
Аналоговый приемник 214 содержит понижающий преобразователь для снижения частоты принятых сигналов до основной полосы частот. Аналоговый приемник 214 также содержит аналого-цифровой преобразователь для преобразования аналоговых сигналов основной полосы в цифровые сигналы. Приемники 216A-216N цифровых данных сжимают и демодулируют цифровые сигналы, обеспечивают исправление ошибок и т.д. Выходные сигналы 804A-804N цифровых приемников 216A-216N являются сигналами цифровых данных.
Согласно фиг.4, 5 и 8, пользовательский терминал 422 принимает сигнал 802А, передаваемый спутником 116 по общему каналу данных первого луча (413), и сигнал 802В, передаваемый тем же самым спутником 116, но по другому каналу общих данных второго луча (405). Сигналы 802А и 802В содержат одну и ту же информацию, но передаются по отдельным канала общих данных. Т.е. общая информация, передаваемая по отдельным каналам общих данных, идентична и является специфической для географического региона 522. Поскольку сигналы 802А и 802В передаются от одного и того же спутника, их временные характеристики (хронирование) выровнены. Это объясняется тем, что у всех лучей, исходящих от одного и того же спутника, их временные характеристики по существу выровнены во всех точках в пределах спутникового следа луча. Таким образом, демодулированные сигналы 804А и 804В, поступающие на цифровой блок 812 объединения максимальных отношений по существу выровнены во времени. Цифровой блок 812 объединения максимальных отношений объединяет демодулированные сигналы для формирования эффективного сигнала 820, уровень которого больше, чем уровни отдельных сигналов 804А или 804В. В предпочтительном варианте цифровой блок 812 объединения максимальных отношений взвешивает каждый цифровой сигнал 804А и 804В на основе отношения сигнал/шум до объединения, чтобы максимизировать отношение сигнал/шум для выходного сигнала 820.
В предпочтительном варианте приемник 800 содержит буферы 808А-808В выравнивания и контроллер 806 выравнивания по времени. Примеры буферов выравнивания и контроллера выравнивания по времени раскрыты в патентной заявке США на “Систему и способ измерения и коррекции ошибок синхронизации пользовательского терминала”, переуступленной правопреемнику настоящего изобретения и включенной в настоящее описание посредством ссылки. Буферы 808А-808В выравнивания необходимы, если сигналы 802А и 802В передаются от первого и второго спутника соответственно, причем расстояние между пользовательским терминалом и первым спутником отличается от расстояния между пользовательским терминалом и вторым спутником. Это объясняется тем, что время прихода сигнала 802А в пользовательский терминал отличается от времени прихода сигнала 802В терминал. Буферы 808А-808В выравнивания и контроллер 806 выравнивания по времени вводят выравнивание по времени в сигналы 802А, 802В, которые передаются соответственно первым и вторым спутниками, так что когда два сигнала выходят из соответствующих буферов выравнивания, они выровнены по времени и могут объединяться цифровым блоком 812 объединения максимальных отношений. Пример цифрового блока объединения максимальных отношений раскрыт в патентной заявке США №08/939325 от 29 сентября 1997 на “Использование множества антенн для ослабления зеркального отражения”, переуступленной правопреемнику настоящего изобретения и включенной в настоящее описание посредством ссылки.
Согласно фиг.4, пользовательский терминал 422 находится близко к “краю” лучей 413 и 405. Как объяснено выше, расположение вблизи “края” лучей 413 и 405 означает, что пользовательский терминал 422 находится примерно в равносигнальной зоне между лучами 413 и 405, которая обычно проектируется на предварительно определенное значение, например, на 3 дБ меньше, чем в направлении линии визирования лучей 413 и 405. Другими словами, мощность сигнала на краю лучей 413 и 405 примерно на 3 дБ меньше, чем мощность в центре лучей 413 и 405. Уменьшение на 3 дБ реализуется как половинная мощность. Таким образом, если бы пользовательский терминал 422 принимал сигнал только по лучу 413 или только по лучу 405, то рабочие характеристики могли бы быть неадекватными. Однако за счет объединения мощностей сигналов 802А и 802В цифровой блок 812 объединения максимальных отношений создает цифровой сигнал 820 данных, имеющий эффективный уровень, примерно равный уровню одного сигнала, принимаемого практически с направления визирования лучей 413 и 405. Поэтому для обслуживания пользовательского терминала 422, когда он расположен вблизи края двух лучей, мощность каждого канала общих данных может быть меньше, чем мощность, необходимая для обслуживания пользовательского терминала (который не объединяет мощности сигналов), расположенного вблизи линии визирования луча. Таким образом, каналы общих данных могут иметь мощность меньше, чем мощность обычных каналов поискового вызова, которые часто работают на уровне примерно на 3 дБ выше, чем мощность, требуемая для обслуживания наилучшего местоположения, чтобы иметь возможность обслуживать пользовательский терминал в наихудшем местоположении, например, на краю луча.
В предпочтительном варианте, с использованием части списка 600, принятой от шлюза, приемник 800 принимает такое количество каналов общих данных, какое возможно. Это ограничено количеством доступных каналов общих данных, соответствующих географическому региону пользовательского терминала, и количеством приемников 216A-N цифровых данных в приемнике 800 пользовательского терминала. Эти каналы общих данных могут передаваться по различным лучам того же самого спутника или по лучам различных спутников. Как пояснено выше, отношения сигнал/шум для сигналов каналов общих данных объединяются для увеличения точности общей информации. В предпочтительном варианте приемник 800 выбирает, если возможно (в зависимости от информации в списке 600), каналы общих данных, которые передаются от различных спутников, чтобы повысить степень разнесения. Преимуществом этого является то, что снижается вероятность блокирования пользовательского терминала препятствиями и, следовательно, пропусков в приеме общей информации.
В одном из вариантов аналоговый приемник 214 включает в себя более одного понижающего преобразователя, чтобы обеспечить возможность в приемнике 800 пользовательского терминала одновременно преобразовывать по частоте множество сигналов, принятых из каналов общих данных, которые передаются на разных частотах. Как указано выше, список 600 идентифицирует частоты канала (каналов) общих данных. Таким образом, список 600 выгодно использовать в системе, где каналы общих данных, релевантные для конкретной географической области, передаются более чем на одной частоте.
6) Снижение мощности канала
В одном из вариантов используется так называемый процесс “затухания” или “увядания” канала. Этот процесс описан в патенте США №5584049 от 10 декабря 1996 на “Устройство и способ для дополнительного введения или удаления базовой станции из сотовой системы связи” и в патенте США №5475870 от 12 декабря 1995 на “Устройство и способ для дополнительного введения или удаления базовой станции из сотовой системы связи”, которые переуступлены правопреемнику настоящего изобретения и включены в настоящее описание посредством ссылки. В соответствии с процессом “затухания”, шлюз очень медленно снижает мощность одного или нескольких каналов общих данных во времени. С использованием информации, такой как включенная в список 600, пользовательский терминал знает, какие каналы общих данных он должен иметь возможность принимать в конкретный момент времени. Если шлюз понижает мощность каналов общих данных до такой степени, когда пользовательский терминал не может больше точно воспроизвести общую информацию, пользовательский терминал передает сообщение к шлюзу, сообщая ему о необходимости повысить мощность в канале. В ответ на это сообщение шлюз увеличивает мощность канала (каналов) общих данных на предварительно определенную величину, например на 1 дБ. Шлюз может затем вновь начать медленно снижать мощность канала (каналов) общих данных до тех пор, пока шлюз не примет другое сообщение, указывающее на то, что мощность слишком низка.
Сообщение от пользовательского терминала может просто уведомить шлюз о том, что он больше не может точно воспроизводить общую информацию. Дополнительно сообщение может включать идентификационные данные и/или данные местоположения пользовательского терминала. С использованием информации о местоположении шлюз может определять, какие каналы общих данных должны увеличивать свою мощность. Как вариант, сообщение от пользовательского терминала может уведомлять шлюз о том, что пользовательский терминал принимает общую информацию по конкретному каналу, частоте, лучу и спутнику, тем самым позволяя шлюзу ограничить увеличение мощности конкретного канала общих данных или позволяя быстро увеличить мощность этих конкретных каналов, не требуя дополнительной обработки по определению того, какие каналы должны быть настроены.
Приведенное описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения предназначено для того, чтобы дать возможность специалистам в данной области техники осуществить и использовать настоящее изобретение. Хотя настоящее изобретение конкретно раскрыто и описано со ссылками на его предпочтительные варианты осуществления, следует иметь в виду, что различные изменения по форме и в деталях могут быть осуществлены без отклонения от сущности и объема изобретения.
1. Способ обеспечения общей информации для множества пользовательских терминалов (124, 126, 420, 422, 424) в пределах предварительно определенного географического региона (502, 504, 520, 522) в спутниковой системе связи, имеющей шлюз (120, 122) и множество спутников, которые движутся по орбитам таким образом, что они не являются стационарными по отношению к некоторой точке на поверхности Земли, причем каждый из множества спутников (116, 118) имеет лучи (401, 416), покрывающие отличающиеся географические области согласно предварительно определенным диаграммам направленности лучей, отличающийся тем, что упомянутые предварительно определенные географические регионы (502, 504, 520, 522) меньше, чем географическая область, покрываемая лучом (401-416), и упомянутая общая информация связана с упомянутым предварительно определенным географическим регионом (502, 504, 520, 522), при этом способ включает этапы, на которых генерируют список (600), идентифицирующий множество каналов общих данных (602, 604, 610), по которым должна передаваться общая информация от шлюза (120, 122) к географическому региону (502, 504, 520, 522), причем упомянутый список (600) изменяется во времени вследствие орбитального движения спутников (116, 118) и является конкретно определенным для упомянутого предварительно определенного географического региона (502, 504, 520, 522), передают общую информацию по упомянутому множеству каналов общих данных (602, 604, 610) и принимают в пользовательском терминале (124, 126, 420, 422, 424) общую информацию по меньшей мере по одному из множества каналов общих данных (602, 604, 610).
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что список (600) включает для каждого из упомянутого множества каналов общих данных (602, 604, 610) информацию, идентифицирующую предварительно определенный спутник (116, 118), луч (401-416), частоту и канал.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно включает этап регистрации пользовательского терминала (124, 126, 420, 422, 424) в шлюзе (120, 122).
4. Способ по п.3, отличающийся тем, что этап регистрации дополнительно включает этап передачи от пользовательского терминала (124, 126, 420, 422, 424) к шлюзу (120, 122) сигнала попытки доступа для регистрации пользовательского терминала (124, 126, 420, 422, 424) в шлюзе (120, 122) и для обеспечения шлюза данными местоположения пользовательского терминала.
5. Способ по п.3, отличающийся тем, что дополнительно включает этап передачи от шлюза (120, 122) к пользовательскому терминалу (124, 126, 420, 422, 424) идентификационных данных одного или более каналов общих данных (602, 604, 610) из упомянутого множества каналов общих данных.
6. Способ по п.5, отличающийся тем, что идентификационные данные одного или более каналов общих данных (602, 604, 610) передают по каналу поискового вызова.
7. Способ по п.5, отличающийся тем, что дополнительно включает этап обнаружения в пользовательском терминале (124, 126, 420, 422, 424) по меньшей мере одного из множества каналов общих данных (602, 604, 610) с использованием упомянутых идентификационных данных одного или более каналов общих данных.
8. Способ по п.7, отличающийся тем, что дополнительно включает этап мультиплексирования в шлюзе (120, 122) части упомянутого списка (600) с данными общей линии группы абонентов для выработки общей информации, причем упомянутая часть списка (600) применима в пользовательском терминале (124, 126, 420, 422, 424) в течение предварительно определенного времени и изменяется во времени вследствие орбитального движения спутников (116, 118).
9. Способ по п.7, отличающийся тем, что общая информация включает часть списка (600), который применим в пользовательском терминале (124, 126, 420, 422, 424) в течение предварительно определенного времени и изменяется во времени вследствие орбитального движения спутников (116, 118).
10. Способ по п.9, отличающийся тем, что дополнительно включает этап обнаружения одного или более дополнительных каналов данных (602, 604, 610) из упомянутого множества каналов общих данных в пользовательском терминале (124, 126, 420, 422, 424) с использованием упомянутой части списка (600), когда сигналы упомянутых дополнительных каналов данных входят в зону действия пользовательского терминала.
11. Способ по п.10, отличающийся тем, что дополнительно включает этап игнорирования каналов общих данных (602, 604, 610), когда их сигналы выходят из зоны действия пользовательского терминала (124, 126, 420, 422, 424).
12. Способ по п.10, отличающийся тем, что дополнительно включает этап приема в пользовательском терминале (124, 126, 420, 422, 424) общей информации из одного или более дополнительных каналов данных (602, 604, 610).
13. Способ по п.10, отличающийся тем, что дополнительно включает этап объединения сигналов, принимаемых по упомянутым обнаруженным каналам общих данных (602, 604, 610), чтобы более точно воспроизвести общую информацию.
14. Способ по п.13, отличающийся тем, что этап объединения включает объединение максимального отношения.
15. Способ по п.13, отличающийся тем, что первый канал общих данных из обнаруженных каналов общих данных (602, 604, 610) передается по одному лучу (401-416) спутника (116, 118), а второй канал общих данных из обнаруженных каналов общих данных (602, 604, 610) передается по другому лучу спутника (116, 118).
16. Способ по п.13, отличающийся тем, что первый канал общих данных из обнаруженных каналов общих данных (602, 604, 610) передается по одному лучу (401-416) спутника (116, 118), а второй канал общих данных (602, 604, 610) из обнаруженных каналов общих данных передается по другому лучу (401-416) другого спутника (116, 118), причем способ дополнительно включает этап выравнивания по времени в пользовательском терминале (124, 126, 420, 422, 424) сигналов, принятых по первому каналу общих данных, с сигналами, принятыми по второму каналу общих данных, перед этапом объединения.
17. Способ по п.13, отличающийся тем, что мощность в луче одного из упомянутых обнаруженных каналов общих данных (602, 604, 610) не достаточна для точного воспроизведения информации общих данных.
18. Способ по п.10, отличающийся тем, что первый канал общих данных из обнаруженных каналов общих данных передается по лучу (401-416) спутника (116, 118), причем этап обнаружения дополнительных каналов общих данных (602, 604, 610) включает в себя выбор по меньшей мере одного из дополнительных каналов общих данных (602, 604, 610) из луча (401-416) другого спутника, чтобы обеспечить разнесение при приеме.
19. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно включает этап снижения мощности по меньшей мере одного из множества каналов общих данных (602, 604, 610) во времени.
20. Способ по п.19, отличающийся тем, что дополнительно включает этап увеличения мощности по меньшей мере одного из множества каналов общих данных (602, 604, 610), когда шлюз (120, 122) принимает указание, что мощность является слишком низкой.
21. Устройство для обеспечения общей информации для множества пользовательских терминалов (124, 126, 420, 422, 424) в пределах предварительно определенного географического региона (502, 504, 520, 522) в спутниковой системе связи, имеющей шлюз (120, 122) и множество спутников (116, 118), которые движутся по орбитам таким образом, что они не являются стационарными по отношению к некоторой точке на поверхности Земли, каждый из множества спутников (116, 118) имеет лучи (401-416), покрывающие отличающиеся географические области согласно предварительно определенным диаграммам направленности лучей, отличающееся тем, что упомянутые предварительно определенные географические регионы (502, 504, 520, 522) меньше, чем географическая область, покрываемая лучом (401-416), и упомянутая общая информация связана с упомянутым предварительно определенным географическим регионом (502, 504, 520, 522), причем устройство содержит средство для генерации списка (600), идентифицирующего множество каналов общих данных, по которым должна передаваться общая информация от шлюза (120, 122) к упомянутому предварительно определенному географическому региону (502, 504, 520, 522), причем упомянутый список изменяется во времени вследствие орбитального движения спутников и является конкретно определенным для упомянутого предварительно определенного географического региона (502, 504, 520, 522), средство для передачи общей информации по упомянутому множеству каналов общих данных (602, 604, 610) и средство для приема в пользовательском терминале (124, 126, 420, 422, 424) общей информации по меньшей мере по одному из множества каналов общих данных (602, 604, 610).
22. Устройство по п.21, отличающееся тем, что список (600) включает для каждого из упомянутого множества каналов общих данных (602, 604, 610) информацию, идентифицирующую предварительно определенный спутник (116, 118), луч (401-416), частоту и канал.
23. Устройство по п.21, отличающееся тем, что дополнительно включает средство для регистрации пользовательского терминала (124, 126, 420, 422, 424) в шлюзе (120, 122).
24. Устройство по п.23, отличающееся тем, что средство для регистрации дополнительно содержит средство для передачи от пользовательского терминала (124, 126, 420, 422, 424) к шлюзу (120, 122) сигнала попытки доступа для регистрации пользовательского терминала (124, 126, 420, 422, 424) в шлюзе (120, 122) и для обеспечения шлюза данными местоположения пользовательского терминала.
25. Устройство по п.23, отличающееся тем, что дополнительно содержит средство для передачи от шлюза (120, 122) к пользовательскому терминалу (124, 126, 420, 422, 424) идентификационных данных одного или более каналов общих данных (602, 604, 620) из упомянутого множества каналов общих данных.
26. Устройство по п.25, отличающееся тем, что идентификационные данные одного или более каналов общих данных (602, 604, 610) передаются по каналу поискового вызова.
27. Устройство по п.25, отличающееся тем, что дополнительно содержит средство для обнаружения в пользовательском терминале (124, 126, 420, 422, 424) по меньшей мере одного из множества каналов общих данных (602, 604, 610) с использованием упомянутых идентификационных данных одного или более каналов общих данных.
28. Устройство по п.27, отличающееся тем, что дополнительно содержит средство для мультиплексирования в шлюзе (120, 122) части упомянутого списка (600) с данными общей линии группы абонентов для выработки общей информации, причем упомянутая часть списка (600) применима в пользовательском терминале (124, 126, 420, 422, 424) в течение предварительно определенного времени и изменяется во времени вследствие орбитального движения спутников (116, 118).
29. Устройство по п.27, отличающееся тем, что общая информация включает часть списка (600), который применим в пользовательском терминале (124, 126, 420, 422, 424) в течение предварительно определенного времени и изменяется во времени вследствие орбитального движения спутников (116, 118).
30. Устройство по п.29, отличающееся тем, что дополнительно содержит средство для обнаружения одного или более дополнительных каналов данных из упомянутого множества каналов общих данных (602, 604, 610) в пользовательском терминале (124, 126, 420, 422, 424) с использованием упомянутой части списка (600), когда сигналы упомянутых дополнительных каналов данных входят в зону действия пользовательского терминала.
31. Устройство по п.30, отличающееся тем, что дополнительно содержит средство для игнорирования каналов общих данных, когда их сигналы выходят из зоны действия пользовательского терминала (124, 126, 420, 422, 424).
32. Устройство по п.30, отличающееся тем, что дополнительно содержит средство для приема в пользовательском терминале (124, 126, 420, 422, 424) общей информации из одного или более дополнительных каналов данных (602, 604, 610).
33. Устройство по п.32, отличающееся тем, что дополнительно содержит средство для объединения сигналов, принимаемых по упомянутым обнаруженным каналам общих данных (602, 604, 610), чтобы более точно воспроизвести общую информацию.
34. Устройство по п.33, отличающееся тем, что средство для объединения включает блок объединения максимального отношения (812).
35. Устройство по п.33, отличающееся тем, что первый канал общих данных из обнаруженных каналов общих данных (602, 604, 610) передается по одному лучу (401-416) спутника (116, 118), а второй канал общих данных из обнаруженных каналов общих данных (602, 604, 610) передается по другому лучу (401-416) спутника (116, 118).
36. Устройство по п.33, отличающееся тем, что первый канал общих данных из обнаруженных каналов общих данных (602, 604, 610) передается по одному лучу (401-416) спутника, а второй канал общих данных из обнаруженных каналов общих данных передается по другому лучу другого спутника, причем устройство дополнительно содержит средство для выравнивания по времени в пользовательском терминале сигналов, принятых по первому каналу общих данных, с сигналами, принятыми по второму каналу общих данных, перед объединением.
37. Устройство по п.33, отличающееся тем, что средство для выравнивания по времени содержит буфер выравнивания (808A-808N).
38. Устройство по п.33, отличающееся тем, что мощность в луче (401-416) одного из упомянутых обнаруженных каналов общих данных (602, 604, 610) не достаточна для точного воспроизведения информации общих данных.
39. Устройство по п.30, отличающееся тем, что первый канал общих данных передается по лучу (401-416) спутника (116, 118), причем средство для обнаружения дополнительных каналов общих данных (602, 604, 610) включает в себя выбор по меньшей мере одного из дополнительных каналов общих данных из луча другого спутника, чтобы обеспечить разнесение при приеме.
40. Устройство по п.21, отличающееся тем, что дополнительно включает средство для снижения мощности по меньшей мере одного из множества каналов общих данных (602, 604, 610) во времени.
41. Устройство по п.40, отличающееся тем, что дополнительно включает средство для увеличения мощности по меньшей мере одного из множества каналов общих данных (602, 604, 610), когда шлюз (120, 122) принимает указание, что мощность является слишком низкой.
