CN101069367A - 馈线链路和用户链路带宽的混合重用 - Google Patents

馈线链路和用户链路带宽的混合重用 Download PDF

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Abstract

公开了用于无线通信系统的设备和方法，在该无线通信系统中，前向/上行链路部分和反向/上行链路部分被在一个可用频带宽度内进行分配。更具体地，一个服务区被分割成多个区域。在该多个区域内对前向/上行链路部分和反向/上行链路部分的分配进行混洗。该设备和方法可以在多波束无线通信系统中实现。

Description

馈线链路和用户链路带宽的混合重用
根据35U.S.C§119的优先权要求
本专利申请要求2003年9月24日提交的题为“Mixed Reuse ofFeeder Link And User Link Bandwidth(馈线链路和用户链路带宽的混合重用)”的临时申请No.60/506,102的优先权，该临时申请已转让给本申请的受让人，特此通过参考将其引入于此。
技术领域
本发明通常涉及无线通信系统，更具体地，涉及采用多波束(multi-beam)卫星并且具有内建冗余的无线通信系统。
背景技术
卫星从某一位置处的发射机接收信号，并且将该信号转发到另一位置处的接收机。通过将信号从卫星“反弹”出去，卫星系统实际上可以在任何地方提供通信。由于仅需要非常少的地面基地(land-based)的基础设施就可以覆盖非常大的区域和/或非常长的距离，所以卫星系统也可以比较便宜，其中，所述基础设施诸如电话线和蜂窝塔(cellular tower)。这些优点使得卫星系统对于包括高速数据通信和/或无线宽带接入在内的广泛应用是十分理想的。
然而，仍需要克服许多挑战，以便于提供更有效和更可靠的基于卫星(satellite based)的数据通信服务。首先，虽然对于在对地静止轨道内的单独一个多波束卫星来说，可能能够覆盖一个大的国家大小的服务区，但是将需要在几十至几百范围内的相对较大数目的波束，以获得期望的通信链路容量。这些波束构成紧密排满的“蜂窝”模式来覆盖服务区从而服务大量用户。这种方法造成了影响系统总体效率的波束间干扰问题。需要将这种干扰保持在绝对极小值。因此，存在处理波束间干扰问题以提供更有效的系统的需求。
发明内容
在此公开的实施例通过提供用于数据处理系统中的安全的方法来处理上述需求。在一个方面中，一种用于卫星通信系统的方法，在该卫星通信系统中，前向(forward)/上行链路部分和反向(return)/上行链路部分被在一个可用频带宽度内进行分配，所述方法包括：将一个服务区分割成多个区域，以及在该多个区域中对前向/上行链路部分和反向/上行链路部分的分配进行混洗(shuffling)。对分配进行的混洗可以包括：在至少第一区域内为前向/上行链路分配第一频带并且为反向/上行链路分配第二频带，以及在至少第二区域内为反向/上行链路分配第一频带。在这种情况下，混洗还可以在至少第三区域内为前向/上行链路或者反向/上行链路之一分配第一频带；在至少第二区域内为前向/上行链路或者反向/上行链路之一分配第三频带；或者在至少第三区域内为前向/上行链路或者反向/上行链路之一分配第三频带。作为选择，对分配进行的混洗可以包括：在至少第一区域内为前向/上行链路分配第一频带并且为反向/上行链路分配第二频带，以及在至少第二区域内为前向/上行链路分配第二频带。在这种情况下，混洗还可以包括：在至少第三区域内为前向/上行链路或者反向/上行链路之一分配第二频带；在至少第二区域内为前向/上行链路或者反向/上行链路之一分配第三频带；或者在至少第三区域内为前向/上行链路或者反向/上行链路之一分配第三频带。
在另一个方面中，一种用于在卫星处接收上行链路传输的方法，在该上行链路传输中，前向/上行链路和反向/上行链路部分被在一个可用频带宽度内进行分配，所述方法包括：将一个服务区分割成多个区域，以及在所述多个区域内，依照可用频带宽度的混合模式分配来接收前向/上行链路信号和反向/上行链路信号。接收前向/上行链路信号和反向/上行链路信号可以包括：在至少第一区域内使用第一频带接收前向/上行链路信号并且使用第二频带接收反向/上行链路，以及在至少第二区域内使用第一频率接收反向/上行链路信号。在这种情况下，接收前向/上行链路信号和反向/上行链路信号还可以包括：在至少第三区域内使用第一频率接收前向/上行链路或者反向/上行链路之一；在至少第二区域内使用第三频率接收前向/上行链路信号或者反向/上行链路信号之一；或者在至少第三区域内使用第三频率接收前向/上行链路信号或者反向/上行链路信号之一。作为选择，接收前向/上行链路信号和反向/上行链路信号可以包括：在至少第一区域内使用第一频带接收前向/上行链路信号并且使用第二频带接收反向/上行链路，以及在至少第二区域内使用第二频率接收前向/上行链路信号。在这种情况下，接收前向/上行链路信号和反向/上行链路信号还可以包括：在至少第三区域内使用第二频率接收前向/上行链路或者反向/上行链路之一；在至少第二区域内使用第三频率接收前向/上行链路信号或者反向/上行链路信号之一；或者在至少第三区域内使用第三频率接收前向/上行链路信号或者反向/上行链路信号之一。
在另一个方面中，一种用于从网关进行上行链路传输的方法，在该上行链路传输中，前向/上行链路部分被在一个可用频带宽度内进行分配，所述方法包括：将一个服务区分割成多个区域，如果该网关在第一区域内，就使用第一频带发送前向/上行链路信号，否则就使用第二频带发送前向/上行链路信号。
在另一个方面中，一种用于从终端进行上行链路传输的方法，在该上行链路传输中，反向/上行链路部分被在一个可用频带宽度内进行分配，所述方法包括：将一个服务区分割成多个区域，如果该终端在第一区域内，就使用第一频带发送反向/上行链路信号，否则就使用第二频带发送反向/上行链路信号。
在另外的方面中，一种用于卫星通信系统的设备，在该卫星通信系统中，前向/上行链路部分和反向/上行链路部分被在一个可用频带宽度内进行分配，所述设备可以包括：分割装置，用于将一个服务区分割成多个区域；以及混洗装置，用于在该多个区域内对前向/上行链路部分和反向/上行链路部分的分配进行混洗。一种用于在卫星处接收上行链路传输的设备，在该上行链路传输中，前向/上行链路部分和反向/上行链路部分被在一个可用频带宽度内进行分配，所述设备包括：分割装置，用于将一个服务区分割成多个区域；以及接收装置，用于在所述多个区域内，依照可用频带宽度的混合模式分配来接收前向/上行链路信号和反向/上行链路信号。一种用于从网关进行上行链路传输的设备，在该上行链路传输中，前向/上行链路部分被在一个可用频带宽度内进行分配，所述设备包括：分割装置，用于将一个服务区分割成多个区域；以及发送装置，用于如果该网关在第一区域内，就使用第一频带发送前向/上行链路信号，否则就使用第二频带发送前向/上行链路信号。一种用于从终端进行上行链路传输的设备，在该上行链路传输中，反向/上行链路被在一个可用频带宽度内进行分配，所述设备包括：分割装置，用于将一个服务区分割成多个区域；以及发送装置，用于如果该终端在第一区域内，就使用第一频带发送反向/上行链路信号，否则就使用第二频带发送反向/上行链路信号。
附图说明
参考下列附图，将对各种实施例进行详细描述，附图中相同元件具有相同的参考标号，附图中：
图1示出了示例性卫星通信系统；
图2示出了不同通信链路之间的带宽的示例性分割；
图3示出了在多波束卫星通信系统中的示例性波束模式；
图4示出了如何能够将波束模式投射到CONUS上；
图5示出了使用多个卫星的示例性多波束卫星通信系统；
图6示出了在多波束卫星通信系统中，在不同通信链路之间对带宽进行的示例性分割；
图7示出了用于实现混洗方案的示例性方法；
图8A和8B示出了混洗方案的例子；
图9示出了混洗方案的另一个例子；
图10A和10B示出了被分割成四个区域的服务区的例子；
图11示出了用于通过卫星进行通信的示例性方法；
图12示出了用于通过网关进行传输的示例性方法；
图13示出了用于通过终端进行传输的示例性方法；
图14示出了被分割成多个区域的CONUS的方框图；以及
图15示出了对于多个区域的频谱分配的例子。
具体实施方式
概括地说，实施例公开了无线通信系统的前向上行链路和反向上行链路之间的上行链路频谱的混合使用。在下列描述中，给出了具体细节以提供对这些实施例的彻底理解。然而，本领域的普通技术人员将明白，可以不使用这些具体细节来实现这些实施例。同时，值得注意的是，可以将实施例描述为以流程图、程序框图、结构图或方框图描绘的处理过程。虽然流程图可以把多个操作描述成一个顺序处理过程，但是许多操作可以并行或者并发地被执行。另外，可以对多个操作的次序进行重排。当处理过程的操作完成时，该处理过程终止。处理过程可以对应于方法、函数、过程、子例程、子程序等。当处理过程对应于函数时，其终止对应于函数返回调用函数或主函数。
此外，如在此所公开的，采用终端与卫星进行通信，并且终端可以是多种不同类型的固定和移动用户终端之一，这些用户终端包括但是不限于蜂窝电话、无线手持设备、无线调制解调器、数据收发器、寻呼或定位接收机、或者移动无线电话。此外，如所期望的，终端可以是手持的、如车载(包括例如汽车、卡车、船、火车和飞机)的这样的便携式的、或者是固定的。终端可以被称为无线通信设备、用户终端、移动台、移动单元、用户单元、移动无线电或无线电话、无线单元，或者在一些通信系统中可以简单地被称为“使用者”、“用户”、“手机”。
另外，对于前向或反向链路、或者其组合上的信号，卫星可以使用TDMA或者CDMA型调制或者空中接口。当前在卫星中使用的扩频(SS)码分多址(CDMA)技术与TIA/EIA 1993年7月的临时标准TIA/EIA/IS-95相类似，该标准题为“Mobile Station-Base StationCompatibility Standard for Dual-Mode Wideband Spread SpectrumCellular System(用于双模宽带扩频蜂窝系统的移动台-基站兼容标准)”，被称为电信工业协会/电子工业协会(TIA/EIA)标准IS-95。然而，能够采用其它扩频和CDMA技术及协议，或者甚至是一些类型的时分多址(TDMA)系统。在国际移动通信系统2000/全球移动通信系统或IMT-2000/UM标准中对其它通信系统进行了描述，其涵盖了通常被称为宽带CDMA(WCDMA)、cdma2000(例如cdma2000 1x-rxtt、cdma2000 1x、3x或MC标准)或者TD-SCDMA的通信系统。基于卫星的通信系统也利用这些或者类似的已知标准。在此应该注意，可以使用各种调制方案。
图1示出了包括卫星120的示例性无线通信系统100，该卫星120将波束110投射到覆盖一个服务区的区域。在波束110内可以存在若干的地面站，包括网关180和许多终端130。网关180可以例如提供到因特网、无线宽带或者某些其它网络(未示出)的接入。在这种情况下，终端130可以通过卫星120和网关180与外部网络进行通信。
波束110包括四种类型的通信链路。前向/上行链路140，其包括从网关180发送到卫星120的信号。反向/下行链路150，其包括从卫星120发送到网关180的信号。前向/下行链路160，其包括从卫星120发送到波束110内的终端130的信号。反向/上行链路170，其包括从终端130发送到卫星120的信号。因此，前向/上行链路140和反向/上行链路170一起组成了上行链路，其包括到卫星120的信号。前向/下行链路160和反向/下行链路150一起组成了下行链路，其包括发送自卫星的信号。类似地，前向/上行链路140和前向/下行链路160一起组成了前向链路，其包括从网关180到终端130的信号。反向/上行链路170和反向/下行链路150一起组成了反向链路，其包括从终端130到网关180的信号。此外，前向/下行链路160和反向/上行链路170一起组成了用户链路，其包括由终端发送和接收的信号。前向/上行链路140和反向/下行链路150一起组成了馈线链路，其包括由网关发送和接收的信号。
为卫星120分配一定数量的频带宽度或者频谱，以用于与网关180和终端130进行通信。为了使卫星120发送和接收信号而不受信号之间的相互干扰，卫星120通常将上行链路和下行链路分隔或分割成多个独立的频带。值得注意的是，上行链路和下行链路波段既不必须也不典型地是频率相邻的。例如，Ku波段在上行链路和下行链路部分之间具有不连续的频率分配。更具体地，Ku波段下行链路频率分配是11.7GHz到12.2GHz，而Ku波段上行链路频率分配是14.0GHz到14.5GHz。
图2示出了不同通信链路之间的带宽的示例性分割。如图所示，在上行链路220和下行链路230之间对带宽210进行分割。将带宽210的每个部分、块或者段分割成前向和反向部分。也就是，将用于上行链路220的可用带宽分割成前向链路部分240和反向链路部分250。将用于下行链路230的可用带宽分割成前向链路部分260和反向链路部分270。可以基于系统的需求来设置带宽的前向和反向部分之间的边界780和790。也就是，可以改变前向-反向带宽的比率。
在一些系统中，卫星将多个波束而不是单独一个波束投射到覆盖一个服务区的区域上。图3示出了示例性多波束卫星通信系统300。在系统300中，卫星320将其服务区310分割成多个波束330。每个波束330与图1的波束110的相似之处在于，波束330可以为许多地面站提供服务，所述许多地面站包括潜在的许多终端并且可能的话一个网关350。可以使用多波束系统以通过重用可用频带宽度来增加通过系统的总数据容量。
在系统300中，将服务区310分割成24个波束，其中，每个波束为反向/上行链路和前向/下行链路使用大约三分之一的可用频带，使得24个波束中的8个使用相同的频带。该分配通过将波束数N＝24除以频率分割数K＝3得到增加因子8，可以潜在地增加通过系统的总数据容量。
如图所示，使用可用频带宽度的第一频带的波束330被标记为“1”，使用第二频带的波束330被标记为“2”，并且使用第三频带的波束330被标记为“3”。对波束330进行排列使得没有两个使用相同频带的波束相邻。对使用相同频带的波束进行分隔减小了波束间的干扰。另外，8个网关350可以支持24个波束330。这是因为3个波束共享可用带宽并且每个网关350可以使用整个可用带宽，使得单独一个网关可以为3个波束服务。因此，每个馈线链路340包括卫星320和相应的网关之间的前向/上行链路和反向/下行链路，并且每个馈线链路340携带了用于由相应的网关支持的3个波束的数据。值得注意的是，根据重用方案和系统设计者已知的其它约束，一个网关可以支持多于或者少于3个波束。
同时，在此值得注意的是，卫星320在特定的地理区域或者卫星的“覆盖区(footprint)”内采用预定的或已设计的波束模式。如本领域的技术人员所已知的，波束模式可以从圆形到更拉长的椭圆形而不同，或者具有各种不规则形状或增益分布模式。根据指定的通信系统设计，可以使用任何合适的模式或者模式组，而这些模式并不是被用作对本发明的实施例的限制。例如，图4示出了如何将图3的波束模式投射到美国大陆(CONUS：Continental United States)上。根据所用信号的类型或者容量、将要覆盖的地理区域、将要服务的终端数目、可用功率、可用频率以及系统设计者已知的其它卫星或系统设计约束，可以使用更多或更少数目的波束。因此，除了图3中所示的例子之外，可以存在使用多于或少于24个波束的多种频率重用方案，其中，每个波束使用多于或少于三分之一的可用频带宽度。另外，系统300中的网关350在标记为“3”的波束中。然而，在不影响系统运行的前提下，可以改变网关350的位置。例如，可以将网关350仅放置在标记为“1”的波束中或者仅放置在标记为“2”的波束中，或者可以将每个网关350放置三个波束的任何一个中。
此外，在一些系统中，可以通过多个多波束卫星产生波束模式。典型的卫星通信系统可以使用在已知轨道模式内的若干个卫星，以通过在终端和一个或多个网关、地面站或集线器之间传送信号，即发送或接收信号，来为一个或多个终端提供服务。这样的系统具有在大的地理区或者区域上提供通信容量或者覆盖的能力。例如，卫星通信系统可以使用例如48个或者更多个卫星以便于提供几乎全球覆盖，这些卫星位于一系列轮廓分明的例如6个的轨道平面内。
图5示出了为一个服务区使用多个多波束卫星的多波束卫星通信系统500。可以使用一系列多波束卫星510构成系统500，在该通信系统中存在“m”个这样的卫星，其中，m是一个大于1的整数。对系统500中的每个卫星进行装配或者配置以将N/m个波束投射到覆盖服务区515的区域上，来使得能够通过在服务区515内传送数据和/或其它通信信号或命令来为用户终端提供服务。当把m个各自产生N/m个波束的卫星放在一起时，该m个卫星生成或者提供期望覆盖服务区的N个波束。对于图示的例子，m等于3，但是也可以如所期望地使用其它数值。根据为该通信系统所选服务区的大小，在服务区515内，总波束N通常可以在从大约30至120的范围内变动。为N所选择的数值对于不同的通信系统而不同并且是基于许多众所周知的因素的。例如，如本领域的技术人员所已知的，卫星覆盖区或者将要覆盖的服务区的总大小、将要传送的业务或者信号的质量、和以哪个数据速率进行传送，以及期望的运行频率或者重用模式、波束形状，等等。
可以将诸如卫星510的卫星放置入多种轨道之一中，例如，近地轨道(LEO)；中地轨道(MEO)；或者地球同步轨道(GEO)，每个轨道具有众所周知的或者被充分理解的特性。地球同步轨道有时被称为对地静止轨道。例如，地球同步轨道可以具有23小时56分41秒的轨道周期，其具有使卫星看起来停留在地球表面之上的固定位置的效果。除了每个卫星510是多波束类型这一情况之外，卫星510在其它方面代表了结构和操作在本领域内为已知的广泛范围的通信卫星。可以采用这些已知的或者将要开发的卫星中任何一些恰当的卫星以实现本发明。然而，只要这些卫星能够在通信系统内提供所期望的波束覆盖、以及相关的功率和命令控制，并不需要这些卫星在所有方面都是相同的。
在系统500中，在上行链路和下行链路之间对分配给卫星510的频谱进行分割。随后对上行链路和下行链路中的每一个的可用频带宽度进行分割并且将其分配到多个波束。图6示出了上行链路610中的3个波束之间的频谱的示例性分割。如图所示，将上行链路610分割成3个波束部分620、630和640。将每个波束部分进一步分割成前向和反向部分。特别地，波束620包括前向链路622和反向链路625。波束630包括前向链路632和635。波束640包括前向链路642和反向链路645。可以基于系统的需求设置各个部分之间的边界650、660和670。
如上述所讨论的，在前向/上行链路使用上行链路带宽的一个固定部分而反向/上行链路使用上行链路带宽的剩余部分的意义上，无论是单波束还是多波束的卫星系统都使用固定的上行链路带宽分配。然而，对所分配的频谱的固定使用可能导致问题。具体地，同时将功率级(power level)从多个终端传输到GEO弧内的邻近卫星离轴位置，以及期望将发射功率级保持在足够高以生成高信噪比(SNR)级别，由于上述二者的组合而给多波束卫星系统带来了新的挑战，其中所述高信噪比级别在所分配的频谱的带宽使用中产生了高频谱效率。
因此，所描述的实施例对前向/上行链路和反向/上行链路之间的上行链路带宽的混合分配使用了“混洗方案”。典型地，对于馈线链路或者用户链路内的应用，多种频率重用方案被考虑过，并且是众所周知的。诸如1∶1、3∶1、4∶1直到7∶1的多种重用方案是众所周知的。具体地，3∶1是分别对馈线链路或者用户链路的期望方案，并且在蜂窝通信工业中已经被应用于地上系统很多年。然而，如下所描述的混洗方案将用户链路和馈线链路的传输混合在相同的频谱分配中。这产生了地理上贯穿多波束系统的频谱混合重用模式。
更具体地，混洗方案对网关和终端中的诸如天线形状和/或大小的设计差异起到杠杆作用，以提供对所分配频谱的更有益和/或更有效的使用。通常，混洗方案允许由终端对馈线链路频率进行重用，并且允许由网关对用户链路带宽进行重用。这减小了总计离轴功率，并因此允许卫星系统中功率终端的增加，和/或在相同带宽信道内同时的传输的数量的增加直至达到规定级别为止。另外，将干扰功率级保持在约束之内。因此，当馈线链路上行链路带宽和用户上行链路带宽保持隔离时，实现了比在其它可能情况下对所分配频谱的更有效使用。
图7示出了在一个系统中使用的用于实现混洗方案的示例性方法700，在该系统中，前向/上行链路部分和反向/上行链路部分被在一个可用带宽内进行分配。方法700可以用于单波束卫星系统或者具有一个或多个卫星的多波束卫星系统中。在方法700中，将服务区分割(710)成多个区域。随后，在该多个区域内对可用频率内的前向/上行链路部分和反向/上行链路部分的分配进行混洗(720)。当对分配进行混洗时，前向/上行链路可以使用一个区域内的上行链路带宽的一部分并且使用另一个区域内的上行链路带宽的不同部分。类似地，反向/上行链路可以使用一个区域内的上行链路带宽的一部分并且使用另一个区域内的上行链路带宽的不同部分。
图8A示出了前向-反向带宽比率大约是1∶1时，用于一个波束的示例性混洗方案。也就是，大约一半的上行链路带宽是馈线链路，而一半的上行链路带宽是用户链路。如图所示，在第一种布局中，将前向/上行链路分配到上行链路带宽的前一半，而将反向/上行链路分配到上行链路带宽的后一半。在第二种布局中，将反向/上行链路分配到上行链路带宽的前一半，而将前向/上行链路分配到上行链路带宽的后一半。因此，可以产生两种布局或者两种重新混洗。
图8B示出了前向-反向带宽比率大约是2∶1时，用于一个波束的示例性混洗方案。也就是，大约2/3的上行链路带宽是馈线链路，而1/3的上行链路带宽是用户链路。在这种情况下，在第一种布局中，将前向/上行链路分配到上行链路带宽的前2/3，而将反向/上行链路分配到上行链路带宽的剩余1/3。在第二种布局中，将前向/上行链路分配到上行链路带宽的前1/3和后1/3，而将反向/上行链路分配到上行链路带宽的中间1/3。在第三种布局中，将反向/上行链路分配到上行链路带宽的前2/3，而将前向/上行链路分配到上行链路带宽的剩余1/3。因此，可以产生三种重新混洗。
通常，如果带宽使用是有理分式x/y和(y-x)/y，那么就有y选x种布局或者组合。在此，可以将y选x数学表述为如下：
               y！/[(y-x)！*x！]
同时，对于多波束卫星系统，可以重复为一个波束产生的布局用于多个波束。例如，图9示出了前向-反向带宽比率大约是1∶1时，对于将上行链路带宽分割成3个波束的3∶1频率重用方案的示例性混洗方案。如图所示，在第一种布局中，每个波束具有被分配到上行链路带宽内的可用带宽的前一半的前向/上行链路，以及被分配到上行链路带宽内的可用带宽的后一半的反向/上行链路。在第二种布局中，每个波束具有被分配到上行链路带宽内的可用带宽的前一半的反向/上行链路，以及被分配到上行链路带宽内的可用带宽的后一半的前向/上行链路。
可以在被分割的服务区的多个区域内使用由不同混洗方案产生的多种布局。如果服务区的区域多于可用布局，那么多于一个区域可以使用相同的布局。例如，当如图8A所示有两种布局可用时，第一区域可以使用第一种布局并且第二区域可以使用第二种布局。如果有多于两个区域时，那么额外的区域可以基于如何分割服务区来使用第一种布局或者第二种布局。图10A和10B示出了被分割成四个区域的服务区的多个例子。对于服务区1010，第一和第四区域可以使用一种布局，而第二和第三区域可以使用另一种布局。对于服务区1020，第一和第三区域可以使用一种布局，而第二和第四区域可以使用另一种布局。在此，如果如图8B所示有三种布局可用，那么四个区域中的两个将使用相同的布局。对于服务区1010，第一和第四区域或者第二和第三区域可以使用一种布局，而将剩余的布局分别分配给剩余的区域。
如果区域少于可用布局，那么可以基于系统性能、需求和其它已知约束从可用布局中为区域选择一组布局。例如，当如图8B所示的3种布局可用于两个区域时，一个区域可以使用第一种布局并且另一个区域可以使用第二种或第三种布局，或者一个区域可以使用第二种布局并且另一个区域可以使用第一种或第三种布局，或者一个区域可以使用第三种布局并且另一个区域可以使用第一种或第二种布局。
因此，(多个)卫星、(多个)网关和(多个)终端运行以可用频率的混合重用来接收和/或发送信号。更具体地，图11示出了用于在卫星处接收上行链路传输的示例性方法1100，在该上行链路传输中，前向/上行链路和反向/上行链路部分被在一个可用频带宽度内进行分配。在方法1100中，将服务区分割(1110)成多个区域。随后，基于多个区域中的可用频带宽度的混洗分配，卫星接收(1120)前向/上行链路和反向/上行链路信号。类似地，图12示出了用于从网关进行上行链路传输的示例性方法1200，在该上行链路传输中，前向/上行链路部分被在一个可用频带宽度内进行分配。在方法1200中，将服务区分割(1210)成多个区域。随后，如果网关在第一区域内，该网关就使用第一频带发送(1220)前向/上行链路信号，否则，该网关就使用第二频带发送(1230)前向/上行链路信号。例如，如果网关在第二区域内，该网关将使用第二频带发送前向/上行链路信号。此外，图1300示出了用于从终端进行上行链路传输的示例性方法1300，在该上行链路传输中，反向/上行链路部分被在一个可用频带宽度内进行分配。在方法1300中，将服务区分割(1310)成多个区域。随后，如果终端在第一区域内，该终端就使用第一频带发送(1320)反向/上行链路信号，否则，该终端就使用第二频带发送(1330)反向/上行链路信号。例如，如果终端在第二区域内，该终端将使用第二频带发送反向/上行链路信号。
值得注意的是，卫星、网关和终端将以机器可读介质和处理器以及其它已知元件来实现，以执行各自的方法1100、1200和1300。同时，方法1100、1200和1300可以用于单波束系统和多波束系统。最后，例如假定由一个或多个多波束卫星支持的服务区是CONUS。
图14示出了被分割成多个区域的CONUS的简化方框图。在此，CONUS由54个波束所覆盖并且在地理上被分割成3个区域，分别是西部、中部和东部区域。同时，有18个组的3个波束，在每组中，每个三角形、圆形和正方形被分配到可用频谱的一部分上。网关为18个组中的每一组提供输出业务和输入业务的支持。随后，将网关按一次6个分组到西部区域、中部区域和东部区域。在此，例如，网关可以位于由圆形代表的波束内。对本领域的技术人员来说显而易见的是，可以使用不同的波束模式和/或不同分割来覆盖CONUS。另外，可以通过不同数目的波束来覆盖CONUS和/或将CONUS分割成更多或更少的区域。
图15示出了当有3个可用布局时，对3个区域的频谱分配。对于西部区域，网关使用上行链路带宽的第一和第二部分进行发送，而终端使用第三部分进行发送。在中部区域中，网关使用第一和第三部分进行发送，而终端使用第二部分进行发送。在东部区域中，网关使用第二和第三部分进行发送，而终端使用第一部分进行发送。该方案允许网关传输和终端传输的组合组从它们各自的地理波束位置将更少量的净离轴功率辐射到邻近的卫星系统。不采用该方案，由来自相同频谱的终端产生的净辐射功率将来自18个波束位置，并且将导致更大的净功率辐射到邻近的卫星系统。因此，通过使用具有更少的辐射到邻近系统的总功率的频谱混洗方案，允许终端增大功率而仍然满足FCC要求的离轴功率限制。
通过在上行链路的可用带宽上对前向/上行链路和反向/上行链路传输进行混合，获得了更有效率和更有效果的传输。网关和终端都可以产生贯穿全部所分配的上行链路带宽的传输，因此减小了由整个系统生成的所允许的离轴功率级的净级别(net level)。终端也因提高了它们的功率级而受益，导致更高的SNR和更大的容量以及对所分配的频谱更有效的使用。这导致对于作为一组的多个终端具有更高的功率限额，使得它们能够以更高和更优化的功率级发送以提高信噪比、以及数据率、频谱效率和系统容量。因此，对于TDMA和CDMA上行链路传输波形方案的系统性能都得到了改善。
此外，应该注意，上述实施例可以由硬件、软件、固件、中间件、微码或者其任意组合来实现。当以软件、固件、中间件或微码来实现时，可以把执行必要任务的程序代码或者代码段存储在机器可读介质(未示出)中。处理器可以执行必要的任务。代码段可以表示过程、函数、子程序、程序、例程、子例程、模块、软件包、类或者指令、数据结构或程序语句的任意组合。可以通过传递和/或接收信息、数据、自变量、参数或存储器内容把代码段耦合到另一个代码段或者硬件电路上。可以经由包括存储器共享、消息传递、令牌传递、网络传输等在内的任何合适的手段来传递、转发或者发送信息、自变量、参数、数据等。
因此，前述的实施例仅仅是例子而不是要被解释为限制本发明。对实施例的描述意在说明而不是要限制权利要求的范围。同样地，可以将本启示方便地应用于其它类型的设备，并且对本领域的技术人员来说，许多选择、修改和变化将是显而易见的。

Claims (26)

1、无线通信系统中的一种方法，在所述无线通信系统中，前向/上行链路部分和反向/上行链路部分被在一个可用频带宽度内进行分配，所述方法包括：
将一个服务区分割成多个区域；以及
在所述多个区域内对所述前向/上行链路部分和所述反向/上行链路部分的所述分配进行混洗。
2、如权利要求1所述的方法，其中，对所述分配进行混洗包括：
在至少第一区域内为所述前向/上行链路分配第一频带并且为所述反向/上行链路分配第二频带；以及
在至少第二区域内为所述反向/上行链路分配所述第一频带。
3、如权利要求2所述的方法，其中，对所述分配进行混洗还包括：
在至少第三区域内为所述前向/上行链路或者反向/上行链路之一分配所述第一频带。
4、如权利要求2所述的方法，其中，对所述分配进行混洗还包括：
在至少第二区域内为所述前向/上行链路或者所述反向/上行链路之一分配第三频带。
5、如权利要求2所述的方法，其中，对所述分配进行混洗还包括：
在至少第三区域内为所述前向/上行链路或者所述反向/上行链路之一分配第三频带。
6、如权利要求1所述的方法，其中，对所述分配进行混洗包括：
在至少第一区域内为所述前向/上行链路分配第一频带并且为所述反向/上行链路分配第二频带；以及
在至少第二区域内为所述前向/上行链路分配所述第二频带。
7、如权利要求6所述的方法，其中，对所述分配进行混洗还包括：
在至少第三区域内为所述前向/上行链路或者所述反向/上行链路之一分配所述第二频带。
8、如权利要求6所述的方法，其中，对所述分配进行混洗还包括：
在至少第二区域内为所述前向/上行链路或者所述反向/上行链路之一分配第三频带。
9、如权利要求6所述的方法，其中，对所述分配进行混洗还包括：
在至少第三区域内为所述前向/上行链路或者所述反向/上行链路之一分配第三频带。
10、如权利要求1所述的方法，其中，所述无线通信系统是多波束通信系统。
11、用于无线通信系统的设备，在所述无线通信系统中，前向/上行链路部分和反向/上行链路部分被在一个可用频带宽度内进行分配，所述设备包括：
分割装置，用于将一个服务区分割成多个区域；以及
混洗装置，用于在所述多个区域内对所述前向/上行链路部分和所述反向/上行链路部分的所述分配进行混洗。
12、如权利要求11所述的设备，其中，所述无线通信系统是多波束通信系统。
13、一种用于接收上行链路传输的方法，在所述上行链路传输中，前向/上行链路和反向/上行链路被在一个可用频率范围内进行分配，所述方法包括：
将一个服务区分割成多个区域；以及
在所述多个区域内，依照所述可用频带宽度的混合模式分配来接收所述前向/上行链路信号和所述反向/上行链路信号。
14、如权利要求13所述的方法，其中，接收所述前向/上行链路信号和所述反向/上行链路信号包括：
在至少第一区域内，使用第一频带接收所述前向/上行链路信号，并且使用第二频带接收所述反向/上行链路；以及
在至少第二区域内，使用所述第一频率接收所述反向/上行链路信号。
15、如权利要求14所述的方法，其中，接收所述前向/上行链路信号和所述反向/上行链路信号还包括：
在至少第三区域内，使用所述第一频率接收所述前向/上行链路或者所述反向/上行链路之一。
16、如权利要求14所述的方法，其中，接收所述前向/上行链路信号和所述反向/上行链路信号还包括：
在至少第二区域内，使用第三频率接收所述前向/上行链路信号或者所述反向/上行链路信号之一。
17、如权利要求14所述的方法，其中，接收所述前向/上行链路信号和所述反向/上行链路信号还包括：
在至少第三区域内，使用第三频率接收所述前向/上行链路信号或者所述反向/上行链路信号之一。
18、如权利要求13所述的方法，其中，接收所述前向/上行链路信号和所述反向/上行链路信号包括：
在至少第一区域内，使用第一频带接收所述前向/上行链路信号，并且使用第二频带接收所述反向/上行链路信号；以及
在至少第二区域内，使用所述第二频率接收所述前向/上行链路信号。
19、如权利要求18所述的方法，其中，接收所述前向/上行链路信号和所述反向/上行链路信号还包括：
在至少第三区域内，使用所述第二频率接收所述前向/上行链路或者所述反向/上行链路之一。
20、如权利要求18所述的方法，其中，接收所述前向/上行链路信号和所述反向/上行链路信号还包括：
在至少第二区域内，使用第三频率接收所述前向/上行链路信号或者所述反向/上行链路信号之一。
21、如权利要求18所述的方法，其中，接收所述前向/上行链路信号和所述反向/上行链路信号还包括：
在至少第三区域内，使用第三频率接收所述前向/上行链路信号或者所述反向/上行链路信号之一。
22、用于接收上行链路传输的设备，在所述上行链路传输中，前向/上行链路和反向/上行链路部分被在一个可用频率范围内进行分配，所述设备包括：
分割装置，用于将一个服务区分割成多个区域；以及
接收装置，用于在所述多个区域内，依照所述可用频带宽度的混合模式分配来接收所述前向/上行链路信号和所述反向/上行链路信号。
23、一种用于进行上行链路传输的方法，在所述上行链路传输中，前向/上行链路部分被在一个可用频率范围内进行分配，所述方法包括：
将一个服务区分割成多个区域；
如果网关在第一区域内，就使用第一频带发送所述前向/上行链路信号；以及
否则就使用第二频率发送所述前向/上行链路信号。
24、用于进行上行链路传输的设备，在所述上行链路传输中，前向/上行链路部分被在一个可用频率范围内进行分配，所述设备包括：
分割装置，用于将一个服务区分割成多个区域；以及
发送装置，用于如果网关在第一区域内，就使用第一频带发送所述前向/上行链路信号，否则就使用第二频带发送所述前向/上行链路信号。
25、一种用于从终端进行上行链路传输的方法，在所述上行链路传输中，反向/上行链路部分被在一个可用频率范围内进行分配，所述方法包括：
将一个服务区分割成多个区域；
如果所述终端在第一区域内，就使用第一频带发送所述反向/上行链路信号；以及
否则就使用第二频带发送所述反向/上行链路信号。
26、用于从终端进行上行链路传输的设备，在所述上行链路传输中，反向/上行链路部分被在一个可用频率范围内进行分配，所述设备包括：
分割装置，用于将一个服务区分割成多个区域；以及
发送装置，用于如果所述终端在第一区域内，就使用第一频带发送所述反向/上行链路信号，否则就使用第二频带发送所述反向/上行链路信号。
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