CN101411220A - 用于修改地面网络的外围基站的天线辐射图以降低干扰的系统和方法 - Google Patents
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Abstract
一种无线通信系统可以包括一个地面网络，该地面网络有多个基站用于为地面网络覆盖区上的无线电终端提供通信服务。所述多个基站可包括：内部基站，用于为处于地面网络覆盖区内部的无线电终端提供通信服务，以及外围基站，用于为处于地面网络覆盖区外围部分的无线电终端提供通信服务。至少有一个外围基站提供指向所述地面网络覆盖区内部的发送，该发送比背向所述地面网络覆盖区内部的发送具有更大的功率。相关方法也进行了讨论。
Description
相关申请
本申请要求如下权利：于2003.7.28提出的临时申请No.60/490,638，题目为《用于修改辅助地面部分的外围基站的天线辐射图以降低干扰的系统和方法》；以及于2003.8.5提出的临时申请No.60/492,710，题目为《用于修改辅助地面部分的外围基站的天线辐射图以降低干扰的附加系统和方法》。以上两个被参考的临时专利申请转让给本发明的受让人，且上面提到的两个临时专利申请的揭示部分在本文中被整体引用作为参考，就像在本文中完整地被陈述一样。
发明领域
本发明涉及无线电通信系统和方法，尤其涉及地面蜂窝通信系统和方法。
背景
卫星无线电话通信系统和方法广泛用于无线电话通信。卫星无线电话通信系统和方法通常至少使用一个空基部分，例如：一颗或多颗卫星，其被配置成与多个卫星无线电话进行无线通信。
卫星无线电话通信系统和方法可以使用一个单独的天线波束来覆盖该系统服务的整个区域。而在蜂窝无线电话通信系统和方法中，则使用多波束，在整个服务范围内每个波束能服务不同的地理区域，以综合地服务于卫星的全部覆盖区。这样，蜂窝结构类似于常规地面蜂窝无线电话系统和方法中所使用的技术，能在基于卫星的蜂窝系统和方法中实现。典型地，卫星与无线电话通过双向通信线路进行通信，无线电话通信信号通过下行链路或前向链路从卫星发送给无线电话，通过上行链路或返回链路从无线电话发送给卫星。
蜂窝卫星无线电话系统和方法的整体设计和工作对本领域的技术人员来说是熟知的，在这里无需进一步描述。而且，在这里所使用的术语“无线电话”包括：带或不带多行显示的蜂窝和/或卫星无线电话；个人通信系统(PCS)终端，它可以结合一部带数据处理、传真和/或数据通信能力的无线电话；个人数字助理(PDA)，它可以包括一个射频收发器和一个寻呼机、互联网和/或网内访问、Web浏览器、管理器、日历和/或全球定位系统(GPS)接收器；和/或普通膝上型和/或掌上电脑或其他包括射频收发器的设备。无线电话在这里还被称为“无线电终端”或简称为“终端”。
正如本领域技术人员所熟知的，通过地面复用被分配给蜂窝卫星无线电话系统的至少一些频带，地面网络能增强蜂窝卫星无线电话的可利用率、有效性和/或经济生存能力。实际上，已知由于卫星信号可能被高耸的结构所屏蔽和/或不能穿透进入建筑物中，所以对于蜂窝卫星无线电话系统来说，很难可靠地服务于人口密集区。因此，在这些区域中，可以不充分地使用或不使用所述卫星的谱带。使用全部或一部分卫星频带的地面重发送能够减少或解决该问题。
而且，由于地面频率复用要比一个仅使用卫星的系统的情况密集得多，所以通过引入地面重发送，整个系统的容量能显著提高。实际上，在可能最需要的地方，即：在和/或靠近人口密集的居住、工业和/或商业区，容量能被提高。因此，由于能服务于大得多的用户基数，整个系统能变得更经济适用。最终，在同一卫星频带中具有一个地面部分且地面和卫星通信使用基本相同空中接口的卫星无线电话系统的卫星无线电话能有更大的效费比和感人的吸引力。通常，双带和/或双模式选择方案，如：公知的Thuraya、Iridium和/或Globalstar双模式卫星和/或地面无线电话系统，可能会使一些部分加倍，这会导致所述无线电话的成本、大小和/或重量增加。
于2004.1.27颁发给本发明人Karabinis的题目为《蜂窝卫星频谱的地面复用的系统和方法》的美国专利No.6,684,057，它的揭示部分在本文中被整体引用作为参考，就像在本文中被完整记载一样，该专利描述了：应用干扰消除技术，辅助地面网络甚至在同一个卫星小区中也能地面复用卫星无线电话频率。尤其是，根据美国专利No.6,684,057的一些实施方案的卫星无线电话系统包括：一个空基部分，它被配置成通过一卫星无线电话频带从卫星覆盖区中的第一无线电话接收无线通信；和一个辅助地面网络，它被配置用于通过所述卫星无线电话频带从该卫星覆盖区中的第二无线电话接收无线通信。连同通过所述卫星无线电话频带从该卫星覆盖区中的第一无线电话接收到的无线通信，所述空基部分还通过所述卫星无线电话频带接收来自于该卫星覆盖区中第二无线电话的作为干扰的无线通信。干扰抑制器响应于所述空基部分和辅助地面网络，并被配置用于降低来自所述无线电通信的干扰，所述无线电通信是所述空基部分通过所述卫星无线电话频带从该卫星覆盖区中的第一无线电话接收到的无线通信，其中使用了所述辅助地面网络通过所述卫星无线电话频带从该卫星覆盖区中的第二无线电话接收到的无线通信。
于2003.3.20出版给本发明人Karabinis的题目为《用于卫星频率地面复用的空间防护带》的美国专利申请刊物No.2003/0054761A1，它的揭示部分在本文中被整体引用作为参考，就像在本文中被完整记载一样，其描述的卫星无线电话系统包括：一个空基部分，它被配置用于通过一卫星无线电话频带在卫星覆盖区中提供无线电话通信。所述卫星覆盖区被划分为多个卫星小区，在其中所述卫星无线电话频带的卫星无线电话频率被空间复用。辅助地面网络被配置用于地面复用所述卫星覆盖区的一卫星小区中所使用的至少一个辅助无线电话频率，这种复用是在所述小区以外进行而且在某些实施方案中用一个空间防护带同所述小区进行分隔。所述空间防护带可能大到足以降低或防止在所述卫星覆盖区中的卫星小区中使用的至少一个卫星无线电话频率与在所述卫星小区以外通过用所述空间防护带进行分隔而地面复用的至少一个卫星无线电话频率之间的干扰。所述空间防护带的宽度约为卫星小区半径的一半。
于2003.3.20出版给本发明人Karabinis的题目为《用于根据卫星频率的地面复用来修改卫星天线元辐射图的方法和系统》的美国专利申请刊物No.2003/0054815A1，它的揭示部分在本文中被整体引用作为参考，就像在本文中被完整记载一样，其描述了：通过一卫星无线电话频带在卫星覆盖区中提供空基无线电话通信。所述卫星覆盖区被划分为多个卫星小区，在其中所述卫星无线电话频带的卫星无线电话频率被空间复用。在给定卫星小区以外，至少地面复用一个被分配给所述卫星覆盖区中一个给定卫星小区的卫星无线电话频率。至少修改所述给定的卫星小区的辐射图以降低对所述在所给定卫星小区以外被地面复用的至少一个卫星无线电话频率的干扰。
概述
根据本发明的实施方案，一种通信系统可以包括一个地面网络，该地面网络有多个基站为地面网络覆盖区上的无线电终端提供通信服务。所述多个基站可以包括：内部基站，用于为处于地面网络覆盖区内部的无线电终端提供通信服务；以及外围基站，用于为处于该地面网络覆盖区外围部分的无线电终端提供通信服务。而且，至少有一个外围基站可提供指向所述地面网络覆盖区内部的发送，该发送比背向所述地面网络覆盖区内部的发送具有更大的功率。
所述外围基站和/或内部基站可以定义所述地面网络覆盖区的周界部分，使得该地面网络的内部基站位于所述周界的一侧，而非在该周界的另一侧。另外，所述周界可能闭合地围绕着所述地面网络覆盖区内部。而且，至少有一个内部基站可以定义多个围绕着该(多个)内部基站的扇区，并且，可以从该(多个)内部基站向每个扇区进行发送，使得发送在围绕所述内部基站的360度辐射图上进行。
至少有一个外围基站可以定义多个围绕着所述(多个)外围基站的扇区，而且，所述(多个)外围基站可以向基本指向所述地面网络覆盖区内部的至少一个扇区提供发送，该发送比向基本背向所述地面网络覆盖区内部的其他扇区提供的发送具有更大的功率。对于基本指向所述地面网络覆盖区内部的(多个)扇区，至少一个(多个)外围基站可以有(多个)定向发送天线，但对于基本背向所述地面网络覆盖区内部的(多个)扇区则没有。另外，至少一个(多个)外围基站可以有(多个)定向接收天线指向所述(多个)外围基站周围的至少一个扇区。而且，与至少一个内部基站相比，至少有一个(多个)外围基站可以有更少的发送扇区、更少的发送天线元、不同的发送天线元和/或不同的发送增益图。
该通信系统还可包括一个含有的第二地面网络，所述第二多个基站用于为在第二地面网络覆盖区上的无线电终端提供通信服务，以及一个非服务区可以分隔所述第一和第二地面网络覆盖区。因此，在所述非服务区中，所述的第一或第二地面网络的基站不能提供通信服务。
另外，所述通信系统可以包括一个至少含有一颗卫星的空基网络。所述空基网络可以至少使用卫星频带的第一频率为第一卫星覆盖区中的无线电终端提供通信服务，且所述空基网络可以至少使用该卫星频带的第二频率为第二卫星覆盖区中的无线电终端提供通信服务。而且，所述地面网络覆盖区的至少一部分可能位于所述第一卫星覆盖区中，且该地面网络覆盖区可能全部位于所述第二卫星覆盖区外。另外，所述地面网络至少有一个基站可以用所述卫星频带的第二频率提供通信服务，以及至少有一个所述基站不可能用所述卫星频带的第一频率来向和/或从所述从所述基站接收通信的无线电终端提供通信。
所述空基网络可以利用第一频率向所述第一卫星覆盖区中的无线电终端发送通信，且该空基网络可以利用第二频率向所述第二卫星覆盖区中的无线电终端发送通信。而且，所述地面网络的至少一个基站可以用第二频率发送通信。另外，所述空基网络至少使用第三频率可以从所述第一卫星覆盖区中的无线电终端接收通信。所述空基网络至少用第四频率可以从所述第二卫星覆盖区中的无线电终端接收通信，所述地面网络的至少一个基站可以用所述第四频率来接收通信，且所述地面网络的至少一个基站不可使用第三频率从所述从所述地面网络的基站接收通信的无线电终端接收通信。
所述地面网络还可包括多个只收基站，其被配置用于接收来自该地面网络覆盖区外围部分的无线电终端的通信。因此，可以通过从无线电终端接收通信的只收基站和通过向该无线电终端发送通信的其他基站对所述无线电终端提供通信服务。
根据本发明的附加实施方案，一种通信系统可以包括一个具有多个基站的地面网络，所述基站用于为一地面网络覆盖区上的无线电终端提供通信服务。所述多个基站可包括：内部基站，用于为位于该地面网络覆盖区内部中的无线电终端提供通信服务；和外围基站，用于为位于该地面网络覆盖区外围部分中的无线电终端提供通信服务。而且，至少一个外围基站可以是不执行发送的只收基站。
所述外围基站和/或内部基站可以定义所述地面网络覆盖区的周界部分，使得该地面网络的内部基站位于该周界的一侧，而非在该周界的另一侧。另外，所述周界可能闭合地围绕着所述地面网络覆盖区内部。而且，至少有一个(多个)内部基站可以定义多个围绕着所述(多个)内部基站的扇区，并且，可以从至少一个所述(多个)内部基站向每个扇区进行发送，使得发送在围绕至少一个(多个)所述内部基站的360度辐射图上进行。至少有一个(多个)外围基站可以定义多个围绕着所述(多个)外围基站的扇区，而且，至少一个(多个)外围基站可以有(多个)定向接收天线用于至少一个所述扇区。
所述通信系统还可包括一个含有第二多个基站的第二地面网络，所述第二多个基站用于为在第二地面网络覆盖区上的无线电终端提供通信服务。而且，一个非服务区可以分隔所述第一和第二地面网络覆盖区，使得在所述非服务区中，所述的第一或第二地面网络的基站不提供通信服务。
另外，所述通信系统还可包括一个至少含有一颗卫星的空基网络。所述空基网络可以至少使用卫星频带的第一频率为第一卫星覆盖区中的无线电终端提供通信服务，且所述空基网络可以至少使用该卫星频带的第二频率为第二卫星覆盖区中的无线电终端提供通信服务。而且，所述地面网络覆盖区的至少一部分可能位于所述第一卫星覆盖区中，且该地面网络覆盖区可能全部位于所述第二卫星覆盖区外。另外，至少有一个所述基站可以用该卫星频带的第二频率提供通信服务，以及至少有一个所述基站不可能用该卫星频带的第一频率来向和/或从所述从所述基站接收通信的无线电终端提供通信。
所述空基网络可以利用第一频率向所述第一卫星覆盖区中的无线电终端发送通信，且该空基网络可以利用第二频率向所述第二卫星覆盖区中的无线电终端发送通信。而且，所述地面网络的至少一个基站可以用第二频率发送通信。所述空基网络至少使用第三频率便可以接收来自所述第一卫星覆盖区中的无线电终端的通信，且所述空基网络至少使用第四频率便可以接收来自所述第二卫星覆盖区中的无线电终端的通信。另外，所述地面网络的至少一个基站可以用所述第四频率来接收通信，且所述地面网络的至少一个基站不可能使用第三频率从所述从所述基站接收通信的无线电终端接收通信。
根据本发明的附加实施方案，一种通信系统可以包括一个具有多个基站的地面网络，所述基站用于为一地面网络覆盖区上的无线电终端提供通信服务。所述多个基站可包括：内部基站，用于为位于该地面网络覆盖区内部的无线电终端提供通信服务；和外围基站，用于为位于该地面网络覆盖区外围部分中的无线电终端提供通信服务。另外，至少有一个外围基站被基本上禁止背向所述地面网络覆盖区内部进行发送。
所述外围基站和/或内部基站可以定义所述地面网络覆盖区的周界部分，使得该地面网络的内部基站位于该周界的一侧，而非在该周界的另一侧。而且，所述周界可能闭合地围绕着所述地面网络覆盖区内部。
与至少一个内部基站相比，至少有一个外围基站可以有更少的发送扇区、更少的发送天线元、不同的发送天线元和/或不同的发送增益图。而且，至少有一个所述内部基站可以发送并接收通信，且至少有一个所述外围基站可以是只收外围基站。所述通信系统还可包括一个含有第二多个基站的第二地面网络，所述第二多个基站用于为在第二地面网络覆盖区上的无线电终端提供通信服务。另外，一个非服务区可以分隔所述第一和第二地面网络覆盖区，使得在所述非服务区中，所述的第一或第二地面网络的基站不能提供通信服务。
所述通信系统还可包括一个至少含有一颗卫星的空基网络。所述空基网络可以至少使用卫星频带的第一频率为第一卫星覆盖区中的无线电终端提供通信服务，且所述空基网络可以至少使用该卫星频带的第二频率为第二卫星覆盖区中的无线电终端提供通信服务。所述地面网络覆盖区的至少一部分可能位于所述第一卫星覆盖区中，且该地面网络覆盖区可能全部位于所述第二卫星覆盖区外。而且，至少有一个所述基站可以用该卫星频带的第二频率提供通信服务，以及至少有一个所述基站不用该卫星频带的第一频率来向和/或从所述从所述基站接收通信的无线电终端提供通信。
至少有一个外围基站可提供指向所述地面网络覆盖区内部的发送，该发送比背向所述地面网络覆盖区内部的发送具有更大的功率。至少一个外围基站可以是不执行发送的只收基站。
根据本发明的附加实施方案，为无线电终端提供通信的方法可包括：利用内部基站为位于一地面网络覆盖区内部的无线电终端提供通信服务。利用外围基站为位于该地面网络覆盖区外围部分的无线电终端提供通信服务。更特别的是，至少有一个外围基站可提供指向所述地面网络覆盖区内部的发送，该发送比背向所述地面网络覆盖区内部的发送具有更大的功率。
根据本发明更多的实施方案，为无线电终端提供通信的方法可包括：利用多个内部基站为位于一地面网络覆盖区内部的无线电终端提供通信服务。利用多个外围基站为位于该地面网络覆盖区外围部分的无线电终端提供通信服务，其中，至少有一个外围基站可以是不执行发送的只收基站。
根据本发明更多的实施方案，为无线电终端提供通信的方法可包括：利用多个内部基站为位于一地面网络覆盖区内部的无线电终端提供通信。利用多个外围基站为位于该地面网络覆盖区外围部分的无线电终端提供通信，其中，至少有一个外围基站的背向所述地面网络内部的发送被基本上禁止。
根据本发明更多的实施方案，一个通信系统可以包括：多个内部下行链路发送器，其被配置用于向位于一地面网络覆盖区内部的无线电终端发送通信。多个内部上行链路接收器可以被配置用于接收来自位于该地面网络覆盖区内部的无线电终端的通信。另外，多个外围上行链路接收器可以被配置用于接收来自位于该地面网络覆盖区的一外围区域内的无线电终端的通信，所述外围区域与该地面网络覆盖区内部相邻，其中，所述外围区域的至少一部分是在该通信系统的任何下行链路发送器的设计覆盖区之外。
本发明的一些实施方案提供一种辅助地面部分(ATC)，它被配置用于在ATC服务区上用至少一个卫星无线电话频率与多个无线电终端进行无线通信。该ATC包括多个基站，该被配置成用至少一个卫星无线电话的频率与多个无线电终端进行无线通信。所述多个基站包括至少一个位于该ATC服务区内部的内部基站，和至少一个位于该ATC服务区外围的外围基站。在一些实施方案中，与至少一个内部基站相比，至少有一个外围基站有更少的发送扇区、更少的发送天线元、不同的发送天线元和/或不同的发送增益图。在另一些实施方案中，至少一个内部基站是至少一个发送和接收内部基站，且该ATC还至少包括一个只收外围基站。因此，所提供的系统和方法用于对照内部基站来修改辅助地面部分的外围基站的天线辐射图，以降低干扰。
附图简述
图1所示为根据本发明第一实施方案的部分地面网络图。
图2所示为根据本发明第二实施方案的部分地面网络图。
图3所示为根据本发明第三实施方案的一种地面网络图。
图4所示为根据本发明第四实施方案的共用一个卫星频带的卫星和地面通信网络图。
图5所示为根据本发明第五实施方案的地面网络图。
图6所示为根据本发明第六实施方案的共用一个卫星频带的卫星和地面通信网络图。
详细描述
下面将参照附图对本发明进行更完全的描述，附图中所示为本发明的实施方案。但本发明可以有多种不同形式的表现，且不应认为限于本文所陈述的这些实施方案。当然，提供这些实施方案以使该说明部分详尽、完全，并向本领域的技术人员完整传达本发明的范围。在全文中相似的标号表示相似的元素。
应当理解，虽然术语第一、第二等等，在这里被用于描述各种元素，但这些元素不应受这些术语的限制。这些术语只用于一个元素或实施方案与另一个元素或实施方案的区分。因此，下文的第一元素或实施方案能被称为第二元素或实施方案，类似地，第二元素或实施方案可以被称为第一元素或实施方案，均未脱离本发明的教导。如本文使用的术语“和/或”包括一个和多个有关列举项目的任何和所有组合。又如本文使用的“基本相同的”频带表示那些频带基本重叠但可能还有一些不重叠区域，例如在频带末端。又如本文使用的“基本相同的”(多个)空中接口表示这些空中接口类似但无需完全相同。一种空中接口(即：卫星空中接口)相对于其他(地面空中接口)可能有一些改变，以说明所述地面和卫星通信环境之间可能存在的不同特征。例如，与地面通信所使用的声码器速率相比，卫星通信可能使用一个不同的声码器速率(即：对于地面通信，可以将声音压缩(“声音编码”)到大约9~13kbps，而对于卫星通信，例如可以使用2~4kbps的声码器速率)。例如，与地面通信使用的编码、交织深度和/或扩展频谱码(即：Walsh码、长码和/或跳频码)相比，可以另外或替换地将不同的前向纠错编码，不同的交织深度，和/或不同的扩展频谱码用于卫星通信。
又如本文使用的“基本向南”或“基本向北”的方向表示分别在向南或向北的方向上包含一个分量。例如，西南方向可以是基本向南的方向。
可以与包含一个辅助地面部分(ATC)的卫星系统的至少一些频率使用共频率(也被称为共信道)工作的卫星系统可以从该ATC的共频率工作接收共频率(共信道)干扰。为了降低可能由一ATC产生的共频率(共信道)干扰的水平，所述ATC基站可以设计为X dB(例如：18dB)的室内透射信号余量，例如，X dB的室内透射返回链路信号余量。该信号余量可以使ATC无线电终端(即正与ATC通信的无线电终端)即使在受到X dB的结构信号衰减时也能进行工作，且当该无线电终端在受到低于X dB的结构信号衰减时也可以方便地降低该无线电终端的输出信号功率。在该限制下，当所述无线电终端没有受到任何结构信号衰减时(该无线电终端完全不受阻)，该无线电终端为了与一基站进行通信所辐射出的信号功率相对于最大值可以被减少X dB(如：18dB)。这能降低同频(共信道)卫星系统可以检测到的干扰的水平。
如文中使用的术语“辅助地面部分(ATC)”可以指一个或多个地面基站，这些基站位于为一地面网络覆盖区(也称为ATC服务区)上的无线电终端提供通信服务的那些基站的地面网络中。例如，术语“辅助地面部分”可以指一个单独的地面基站，用多个这样的地面基站为一地面网络(也称为辅助地面网络(ATN))覆盖区上的无线电终端提供服务。
蜂窝和PCS系统通常被用于显著室内信号透射余量的典型范围为15~20dB的城区中。设计一个具有X dB(例如：18dB)结构衰减信号余量的ATC可以通过使用本领域技术人员所熟知的多个已建立的统计设计方法学之一来实现。根据这种设计方法学的一个实施例和作为最初的步骤，通过考虑一些或所有相关基站、无线电终端和/或传播环境参数便可以计算和双向平衡基站的链路预算以及相应的无线电终端设备，其中这些传播环境参数有：所述基站和无线电终端的最大有效各向同性辐射功率(EIRP)、适合该ATC环境的传播指数因子、多径衰落引起的信号衰减、基站和无线电终端的接收器灵敏度、基站和/或无线电终端的天线增益以及分集接收增益系数，等等，包括结构衰减引起的X dB(如：18dB)信号损失。所述双向平衡的链路预算能识别一个基站服务半径的估计值。在该服务半径内，受假定的链路预算参数值和传播损失的限制，无线电终端可以以某种成功概率与基站进行通信，其中所述的传播损失包括一个或多个信号衰减结构的作用一它可能总体上施加X dB(如：18dB)的附加信号衰减从而超过所述传播损失(例如：可以通过常规Cost 231-Hata模型来确定)和多径衰落损失所施加的。因此，当无线电终端不受任何信号衰减结构的影响，但受闭环功率控制时，它能以平均比其最大值低X dB(如：18dB)的降低的信号功率电平进行辐射。
ATC服务区可以包括一个可以根据上述设计原理设计并配置的ATC基站集合。在这种环境中，当一个活动的无线电终端从一个ATC基站服务区转移到另一个区域时，所述系统可以用该ATC基站为该无线电终端继续提供服务，所述基站能令人满意地为那个无线电终端提供最高的信号质量和/或强度。照这样，从一个ATC基站的服务区转移到另一个并不受任何信号衰减结构影响地工作的无线电终端可以继续以平均比其最大值低X dB(如：18dB)的降低的信号功率电平进行辐射。
根据本发明的一些实施方案，在ATC服务区周界的附近，该ATC可以被配置将超出基站的设计服务区之外的服务无线电终端减少、完全避免和/或基本上减至最少，于是可以辐射更高的功率电平。根据一些实施方案，这可以通过将一基站的天线元配置和/或定向成照射仅仅某些特定方向来实现，这些方向根据链路预算可以满足ATC的X dB结构衰减信号余量的配置设计。因此，例如，至少有一个接近ATC服务区周界的ATC基站可以被配置减少(更少)数量的扇区、减少(更少)的天线元和/或不同的天线元，因此，可能至少在一个方向上不能向与其他方向基本相同的半径提供服务。
因此，如图1所示，一个ATC包括多个基站，其被配置用至少一个卫星无线电话频率与多个无线电终端进行无线通信。所述多个基站包括：至少一个内部基站10，它位于所述ATC服务区的内部，和至少一个外围基站20，它位于所述ATC服务区的周界30上。如图1所示，与至少一个内部基站10相比，至少有一个外围基站20有更少的扇区、更少的天线元、不同的天线元和/或不同的增益图。例如，如图1所示，至少有一些内部基站10例如使用三个扇区完全覆盖360°，而至少有一个外围基站20有减少数量的扇区，例如，一个或两个扇区。
本领域的技术人员应理解，虽然图1描绘出单独一列外围基站20靠近所述ATC服务区的周界30，但也可以提供多于一列的外围基站。还应理解，在一些实施方案中，可能为所述外围基站20只提供单独一个扇区。在其他实施方案中，可以提供一组完整的扇区，如：三个扇区，与所述内部基站10相比，在一个或多个该扇区中有减少数量的天线元、降低的天线增益、和/或降低的EIRP。也可以提供这些实施方案的组合。而且，每个外围基站不必包括相同(减少)数量的扇区和/或天线元，且不是所有的外围基站20都需要包括更少的扇区、更少的天线元、不同的天线元、和/或不同的(降低的)EIRP。在一些实施方案中，所述外围基站20可以与一个内部基站10进行通信。在其他实施方案中，所述外围基站20可与ATC基础结构进行通信。
在本发明的其他实施方案中，代替或配合图1的ATC配置，靠近ATC覆盖区的周界，至少可提供一个只收基站，它可以根据链路预算连同X dB(如：18dB)的结构信号衰减在内进行设计，以便无线电终端在ATC的设计服务覆盖区之外继续使用时，基本根据降低的功率电平标准来维持该无线电终端的辐射。
因此，如图2所示，至少有一个外围ATC基站可以是只收基站40，该基站可以包括与所述内部ATC基站10相同数量的扇区和/或接收天线元，或如图2所示，与所述内部ATC基站10相比，可包括更少的扇区、更少的接收天线元和/或不同的接收天线元。还应理解，如同图1的具有减少的扇区和/或减少的天线元的外围基站20，图2的只收基站40其扇区和/或天线元的数量不必相同，且可以提供多于一列的只收基站40。而且，至少有一些所述只收基站40可以与一个相邻或非相邻内部ATC基站10进行通信，或与所述ATC基础结构进行通信。另外，根据本发明的其他实施方案，可提供图1和图2的外围基站20和40的组合。
因此，本发明的实施方案提供了多个被配置成用至少一个卫星无线电话频率来与多个无线电终端进行通信的基站。所述多个基站包括至少一个位于所述ATC服务区内部的内部基站，和至少一个位于所述ATC服务区外围部分的外围基站。与至少一个内部基站相比，至少有一个外围基站具有更少的扇区、更少的天线元、不同的天线元、不同的增益图和/或不同的EIRP。在其他实施方案中，至少有一个内部基站是至少一个发送和接收内部基站，且所述ATC还至少包括一个只收外围基站。
本发明的其他实施方案能在ATC服务区的周界或边缘30配置至少一个ATC的外围基站20，以减少或避免服务超出其设计服务覆盖区的无线电终端。这可以用多种方法实现，包括：定向基站的一些扇区以照射所述ATC服务覆盖区中的那些区域，而禁止可以照射背向该ATC服务覆盖区的区域的其他扇区。这些被禁止的扇区能被配置为只收扇区。在一些实施方案中，在只收扇区处接收的信号还可以被至少一个其他的发送和接收扇区接收，并可用常规技术进行组合。
同样，无线电终端可以移动离开核心ATC服务覆盖区，当通过在一个允许扇区的旁瓣上的接收而与一个基站继续通信时，该无线电终端可以经指向它的只收扇区的主瓣(或基本经该主瓣)发送回到那个基站。在该配置中，到该无线电终端的前向链路通常比返回链路弱得多，且该无线电终端在离开一个要求它发射最大或接近最大功率的距离之前，对该无线电终端的服务通常由于前向链路的“断裂”而终止。因此，通过明智地配置在或接近所述边缘的基站20的扇区，在ATC服务区的边缘可能会出现基站前向链路信号功率锐减。
按所述ATC规则，ATC基站天线的前后EIRP比可约为25dB(见47 CFR 25.253(e))。因此，位于(或接近)ATC服务覆盖区边缘的基站的扇区(典型地为三个)至少有一个被禁止发送。换句话说，背向所述ATC服务覆盖区的(这些)扇区的发送功能可以被禁止。对于这样的基站，相对于距离该基站塔距离相同且在发送允许扇区中的用户，在非服务区(本来由发送禁止扇区之一服务的区域)中的用户通常将经历显著的前向链路信号衰减(约为25dB数量级)。由于前向链路的近于25dB的缺点，该基站服务半径在只收扇区的方向上可缩减到低于相反情况下的十分之二。从而，在一些实施方案中，以闭环功率控制为条件，在只收扇区中且不受任何信号衰减结构的影响的无线电终端的辐射可能比它在对称设计的ATC扇区边缘时的辐射要低大约25dB。
根据本发明附加实施方案，如图3所示，一种地面通信网络100可包括多个内部和外围基站110a-h和120a-o，其分别为在一地面网络覆盖区上的无线电终端150提供通信服务。所述内部基站110为在该地面网络覆盖区内部的无线电终端150提供通信服务，且所述外围基站120为在该地面网络覆盖区外围部分的那些无线电终端提供通信服务。更详细地说，至少有一个外围基站120可提供一种比背向所述地面网络覆盖区内部的发送要具有更大EIRP(功率)的、指向所述地面网络覆盖区内部的发送。例如，与至少一个所述内部基站相比，至少有一个外围基站可以有更少的发送扇区、更少的发送天线元、不同的发送和/或接收天线元和/或不同的发送和/或接收增益图和/或参数。
尤其是，至少有一个(多个)内部基站110可以定义多个围绕着所述内部基站的扇区，而且，至少有一个(多个)所述内部基站110可以向该相应(多个)内部基站周围的所有扇区进行发送，使得发送在围绕相应(多个)内部基站的360度的辐射图上进行。例如，其中一个内部基站可以包括定向发送天线，它被配置用于在120度扇区方向上提供发射，且该基站可包括至少三个这种定向天线，使得在三个120度扇区方向上进行发送以覆盖该基站周围的360度辐射图。另外或替换地，一个或多个内部基站110可以包括全向天线和/或定向天线。至少有一个所述内部基站还可以被配置使得发送按照所述至少一个内部基站周围的少于360度的辐射图来进行。为了清楚起见，没有为图3中的内部基站110示出发送辐射图和/或扇区。
如上所述，至少有一个外围基站120可提供比背向所述地面网络覆盖区内部的发送具有更大EIRP(功率)的、指向所述地面网络覆盖区内部的发送。尤其是，至少有一个所述外围基站可以包括一个或多个定向发送天线，每个天线都向一个扇区，如一个120度扇区，提供发送。而且，在外围基站120上的所述定向发送天线可以被定向，使得来自该外围基站120的发送被定向于一个扇区(或多个扇区)上，该扇区基本指向所述地面网络覆盖区内部，该发送比定向于一个基本背向所述地面网络覆盖区内部的扇区(或多个扇区)上的发送具有更大的EIRP(功率)。
通过实施例，所述外围基站120可分别包括一个或多个定向天线，其被配置用于向相应的一个120度发送扇区121a-o或122c或122n提供发送。在图3的实施例中，对于基站120a-b、120d-m和120o，在每个基站上可以配置一个或多个定向发送天线向位于相应一个单个120度的扇区121a-b、121d-m和120o中的无线电终端提供发送。而且，对于基站120c和120n，可以在每个基站上配置定向发送天线向位于相应两个120度的扇区121c、122c、121n和122n中的无线电终端提供发送。因此，所述外围基站120a-o可以定义该地面网络覆盖区的一个周界125(图3中用虚线表示)，使得这些内部基站110位于该周界的125一侧，而不在周界125的另一侧。如图3的虚线所示，所述周界125可基本沿着扇区的边界，所述外围基站120向这些扇区发送。所述外围基站的这些发送扇区可以定义所述地面网络覆盖区外围部分，且被这些外围部分所包围的区域可以定义该地面网络覆盖区内部。
另外，所述外围基站120a-o可以包括定义接收覆盖扇区的定向接收天线，这些扇区跨越每个外围基站周围的全360度辐射图。例如，所述外围基站120a-b、120d-m和120o可以包括这样的定向发送天线，其基本向相应单个120度扇区121a-b、121d-m和121o发送，而基本不向覆盖该基站周围其余240度的扇区发送。类似地，所述外围基站120c和120n可以包括这样的定向发送天线，其基本向两个120度的扇区发送，而基本不向该基站周围的其余120度扇区发送。但是，所述外围基站可以包括：被配置成从扇区121a-o和122c和122n中的无线电终端接收通信的定向接收天线，其中所述外围基站向这些扇区发送；以及被配置成从这些扇区中的无线电终端接收通信的定向接收天线，其中所述外围基站不向这些扇区发送。替换地或另外，一个或多个所述外围基站可以包括一个或多个全向接收天线。
因此，内部和外部基站110和120可以为在覆盖区和/或其扇区内的无线电终端提供通信服务，例如，使用空中接口协议和/或诸如FDM/FDMA(频分多路复用/多址)、TDM/TDMA(时分多路复用/多址)、CDM/CDMA(码分多路复用/多址)和/或OFDM/OFDMA(正交频分多路复用/多址)等结构。而且，所述地面通信网络100的基站可以采用频率复用和/或扩展码复用样式来提高频率使用效率和/或容量和/或降低干扰。例如，每个基站可以有相当小的覆盖区和/或扇区，且相邻基站和/或扇区可以使用不同的频率和/或扩展码来降低它们之间的干扰。
如图3所示，内部基站110c可以为所述地面网络覆盖区内部的无线电终端150a提供通信。在诸如无线电话通话等通信期间，当该无线电终端150a在该地面网络覆盖区中改变位置时，对该无线电终端150a的通信服务可以从基站110c的一个扇区转移到该基站110c的另一个扇区，和/或到其他内部或外围基站的扇区。
通过外围基站120g可以为在所述地面网络覆盖区外围部分中的无线电终端150b提供通信。当该无线电终端150b位于扇区121g-所述基站120g的发送和接收天线指向该扇区-中时，便能为该扇区121g中的无线电终端150b提供通信服务。而且，如果该无线电终端150b从所述扇区121g移动到另一个基站的一个扇区，那么对无线电终端150b的通信服务可以从基站120g转移到一个相邻的内部或外围基站。
如图3所示，外围基站的这些扇区似乎可以用相应发送天线的发送扇区来定义固定的边界。但还应理解，所述外围基站的定向发送天线所产生的辐射图的旁瓣可能有足够能量来支持对无线电终端150c进行可接受的链路发送，其中所述无线电终端150c在所述地面网络覆盖区周界125之外且在所述外围基站120f的扇区121f之外。如上所述，所述外围基站120f可以包括诸如定向的接收天线，该天线支持来自于扇区121f以外的移动终端的通信的可靠链路接收。
因此，对无线电终端150c的通信服务最初可以由扇区121f中的基站120f提供，但然后该无线电终端150c移出该扇区121f以外并离开所述地面网络覆盖区。根据本发明的实施方案，从基站120f到无线电终端150c的下行链路发送可以继续由服务于扇区121f的(多个)定向天线提供，且无线电终端150c接收的下行链路通信的质量可能会迅速变坏。但是，由于所述基站120f包括覆盖基站120f周围的全360度辐射图的接收天线，所以所述基站120f从无线电终端150c接收的上行链路通信可以随该无线电终端150c移出扇区121f之外而保持相对高的质量。因此，在从所述无线电终端150c到基站120f的上行链路中发生明显变坏-这可能使所述无线电终端以最大功率或接近最大功率辐射-之前，因为从所述外围基站120f到该无线电终端的下行链路中的变坏，将很可能终止对该无线电终端150c的通信服务。
通过提供所述周界125之外的扇区，其中外围基站能经这些扇区中的工作天线从一个无线电终端接收上行链路通信但不经这些扇区中的工作天线向该无线电终端发送通信，于是与该无线电终端的通信可能被终止，且不会在终止前引起该无线电终端将其发送功率增加到最大或接近最大值。尤其是，在闭环功率控制系统中，当所述基站接收的信号强度和/或通信质量下降时，所述基站可以要求该无线电终端增加它的发送功率，类似地，当所述无线电终端接收的信号强度和/或通信质量下降时，所述无线电终端可以要求该基站增加它的发送功率。一旦所述无线电终端150c移出扇区121f之外，由于所述基站(多个)发送天线的定向性以及所限制的基站最大EIRP(功率)容量，在扇区121f之外的基站发送强度和/或质量程度可能会降低。但是，由于至少有一个基站接收天线指向所述周界125以外，所述基站可以不要求从所述无线电终端增加或显著增加任何功率。为了进一步增加无线电终端和基站之间的可利用返回链路余量，以及因此进一步降低无线电终端的发送功率，可以配置一个外围和/或内部基站的至少一个天线子系统以便在多于一个的空间方向上进行接收，例如，垂直和水平方向(极化分集接收)，另外或替换地，还可以配置多于一个的在空间上不同的单元(空间分集接收)。
根据本发明的附加实施方案，一个或更多的所述外围基站120a-o可以设置成靠近于机场、通航水路、或其他有可能包括可与卫星进行通信的卫星通信终端的区域。例如，一个或更多的所述外围基站120a-o可以设置成靠近机场的边界，其中靠近机场边界的所述(多个)外围基站的至少一个发送扇区被定向成背向或基本背向该机场，和/或相对于其他扇区具有降低的EIRP。也可以通过配置至少一个基站来服务靠近机场的一个区域，该基站具有至少一个发送扇区，而该发送扇区的天线被定向成基本指向和/或辐射在向南的方向上。用至少一个被定向成指向和/或辐射在基本向南方向上的基站扇区为靠近机场的一个区域提供通信服务，可以增加和/或最大化卫星终端(由于地球同步卫星的轨道槽的位置，该卫星终端也可以通过其天线被定向成基本向南的方向来工作)和所述基站扇区之间的天线鉴别。(应当理解，能为靠近地球赤道下方机场的区域提供通信服务的基站扇区可以被定向成指向和/或辐射基本在向北的方向上，因为相对于位于或靠近所述机场(在地球赤道下方)处的卫星终端，地球同步卫星轨道的位置可以在向北或基本向北的方向上。)
靠近机场的(多个)外围基站的所述至少一个发送扇区被定向成背向或基本背向该机场和/或被配置成在基本向南的方向上辐射，该发送扇区相对于同一或其他基站的其他基站扇区也可以降低EIRP值。靠近和/或远离所述机场的(多个)外围和/或内部基站的至少一个发送扇区还可以配置一个左旋圆极化(LHCP)天线，来进一步使所述至少一个发送扇区的天线系统和配置了右旋圆极化(RHCP)接收天线的卫星终端之间的鉴别最大化。因此，由基站发送引起的、对可能在或接近该机场处工作的卫星通信终端(航空或其他)的干扰能够被降低或消除。这样，所述内部基站能被设置在周界125的第一侧，且可以设置外围基站120a-o使所述机场位于该周界125的第二侧。
在另一实施例中，一个或多个外围基站120a-o可以靠近通航水路设置，其中靠近通航水路的(多个)外围基站至少有一个发送扇区被定向成背向或基本背向该通航水路和/或指向南或基本向南的方向。通过被定向成向南或基本向南的方向和/或被配置成在向南或基本向南的方向上辐射的至少一个基站扇区为靠近通航水路的区域(位于北半球)提供通信服务，可以增加和/或使卫星终端(由于地球同步卫星的轨道槽的位置，该卫星终端也可以通过其天线被定向成基本向南的方向来工作)和所述基站扇区之间的天线鉴别最大化。(应当理解，能为靠近地球赤道下方水路的区域(位于南半球)提供通信服务的基站扇区可以被定向成指向和/或辐射基本在向北的方向上，因为相对于位于或靠近所述水路(在地球赤道下方)处的卫星终端，地球同步卫星轨道的位置可以在向北或基本向北的方向上。)
靠近通航水路的(多个)外围基站的所述至少一个发送扇区被定向成背向或基本背向该通航水路进行辐射和/或被定向成向南或基本向南的方向上进行辐射，该发送扇区相对于同一或其他基站的其他基站扇区也可以降低EIRP值。靠近和/或远离所述通航水路的(多个)外围和/或内部基站的至少一个发送扇区还可以配置一个左旋圆极化(LHCP)天线，来进一步使所述至少一个发送扇区的天线系统和配置了右旋圆极化(RHCP)天线的卫星终端之间的鉴别最大化。因此，由外围和/或内部基站发送引起的、对在或接近该通航水路处的(如可能在该通航水路中的小艇和/或轮船上工作的)卫星通信终端的干扰能够被降低或消除。这样，所述内部基站能被设置在周界125的第一侧，且可以设置外围基站120a-o使所述通航水路位于该周界125的第二侧。
根据本发明的一些实施方案，所述地面网络100可以辅助空基通信网络，所述空基通信网络使用一卫星无线电话频带来提供无线电话通信。而且，所述地面网络100的基站可以复用所述卫星频带的至少一个频率，且在所述地面网络覆盖区以外，该空基通信网络可以为无线电终端提供通信服务。因此，当所述无线电终端150c离开周界125时，与该无线电终端150c的通信可以转移到所述空基网络和/或替换的地面通信网络，如：蜂窝和/或PCS地面通信网络。
空基通信网络和地面通信网络之间的卫星频带的频率共享例如在以下美国专利和美国专利文献中被讨论。可采用卫星频率地面复用的卫星无线电终端通信系统和方法例如在如下文献中讨论：Karabinis的美国专利6,684,057，题目为《蜂窝卫星频谱地面复用的系统和方法》；以及Karabinis的美国专利申请出版物No s.US 2003/0054760，题目为《蜂窝卫星频谱地面复用的系统和方法》；Karabinis的US2003/0054761，题目为《用于卫星频率地面复用的空间防护带》；Karabinis等人的US 2003/0054814，题目为《用于监视地面复用的卫星频率以降低潜在干扰的系统和方法》；Karabinis等人的US2003/0073436，题目为《用于监视地面复用的卫星频率以降低潜在干扰的附加系统和方法》；Karabinis的US 2003/0054762，题目为《多频带/多模式的卫星无线电话通信系统和方法》；Karabinis的US2003/0153267，题目为《利用卫星链接的远程终端接口子系统的无线通信系统和方法》；Karabinis的US 2003/0224785，题目为《在蜂窝卫星系统中用于降低卫星馈送链路带宽/载频的系统和方法》；Karabinis等人的US 2002/0041575，题目为《协同的卫星-地面频率复用》；Karabinis等人的US 2002/0090942，题目为《使用信号衰减和/或阻断、动态频率分配和/或磁滞的综合或独立系统和卫星-地面频率复用方法》；Karabinis等人的US 2003/0068978，题目为《用于卫星无线电话系统的空基网络结构》；Karabinis的US2003/0143939，题目为《用于组合的无线电话/GPS终端的滤波器》；Karabinis的US 2003/0153308，题目为《用于卫星频率地面复用的交错扇区划分》；以及Karabinis的US 2003/0054815，题目为《根据卫星频率的地面复用来修改卫星天线元辐射图的方法和系统》。所有上述参考的专利出版物和专利被转让给本发明的受让人，且所有这些专利出版物和专利的公开在本文中被整体引用作为参考，就像在本文中被完整记载一样。
如图4所示，多个地面通信网络100a-d(例如：如上述根据图3所讨论的)可以用非服务区进行分隔，使得在所述非服务区中的任何地面通信网络100a-d的基站均不会提供通信服务。而且，包含至少一颗卫星210的空基网络可以用卫星频带的频率为在地面通信网络100a-d覆盖区以外和在卫星覆盖区212a-e内的无线电终端(如：无线电终端150i-m)提供通信服务。
例如，卫星频带的频率可以在所述卫星覆盖区212a-e中被复用，使得不可能复用所述卫星频带的相同频率来在重叠的卫星覆盖区中提供通信服务。而且，例如，所述卫星频带的频率可以在所述地面网络110a-d中被复用，这样，例如在卫星覆盖区和位于该卫星覆盖区中的地面网络中可以不复用相同频率。例如，所述空基网络至少可以用所述卫星频带的第一频率为卫星覆盖区212a中的无线电终端(如：无线电终端150i)提供通信服务，且该空基网络可以用所述卫星频带的第二频率为卫星覆盖区212b中的无线电终端(如：无线电终端150m)提供通信服务。另外，所述地面网络100d(或至少它的一部分)在所述第一卫星覆盖区212a中，且该地面网络100d在所述卫星覆盖区212b之外。因此，所述地面网络100d的至少一个基站可以用所述卫星频带的第二频率为在其覆盖区中的无线电终端(如：无线电终端150h)提供通信服务，且该地面网络100d没用任何基站可以用所述卫星频带的第一频率提供通信服务。
类似地，地面网络100a-b的基站可以用所述卫星频带的频率为在其覆盖区中的无线电终端(如：无线电终端150e-f)提供通信服务，而不是用所述空基网络所使用的用于在卫星覆盖区212b上提供通信服务的频率。而且，地面网络100c的基站可以用所述卫星频带的频率为在其覆盖区中的无线电终端(如：无线电终端150g)提供通信服务，而不是用所述空基网络所使用的用于在卫星覆盖区212e上提供通信服务的频率。
尤其是，所述卫星频带可以包括下行链路频率和上行链路频率。下行链路频率可由所述(多个)地面网络的基站和所述空基网络的(多颗)卫星使用来向无线电终端发送通信。上行链路频率可由所述(多个)地面网络的基站和所述空基网络的(多颗)卫星用来从无线电终端接收通信。因此，(多个)地面网络的基站可以和空基网络共享一个卫星频带，但该(多个)地面网络的基站不可能以所述空基网络接收的频率进行发送。所以，分享所述卫星频带的地面网络基站不可能干扰所述空基网络所接收的频率。例如，所述空基网络可以用所述卫星频带的第一频率向所述卫星覆盖区212a中的无线电终端发送通信，所述空基网络可以用所述卫星频带的第二频率向所述卫星覆盖区212b中的无线电终端进行发送，且所述地面网络100d的至少一个基站可以用所述卫星频带的第二频率发送通信。
类似地，所述空基网络可以用所述卫星频带的第三频率从第一卫星覆盖区212a中的无线电终端接收通信，所述空基网络可以用该卫星频带的第四频率从卫星覆盖区212b中的无线电终端接收通信。而且，所述地面网络100d的至少一个基站可以用所述卫星频带的第四频率从无线电终端接收通信，所述地面网络100d没有任何基站使用所述卫星频带的第三频率从与其进行通信的无线电终端接收通信(还可以配置所述地面网络100d的至少一些基站，用于用所述卫星频带的第三频率从第一卫星覆盖区212a中的无线电终端接收通信，以便与所述空基网络进行通信)。
因此，第一无线电终端可以用所述第四频率向地面网络100d的外围基站发送通信，且卫星覆盖区212b中的第二无线电终端可以用第四频率向所述空基网络发送。如上述针对图3所讨论的，由于所述外围基站提供的指向所述地面网100d络覆盖区内部的发送比背向所述地面网络100d覆盖区内部的发送具有更大的EIRP(功率)，所以所述第一无线电终端和地面网络之间的通信在该第一无线电终端的发送功率没有增加到最大或接近最大水平时就可以被终止。因此，可以减小所述第一无线电终端对从所述卫星覆盖区212b中的第二无线电终端到空基网络的发送的干扰。
根据本发明附加实施方案，如图5所示，一个地面通信网络500可包括多个内部和外围基站510a-i和520a-o，用于为在一地面网络覆盖区上的无线电终端550提供通信服务。所述内部基站510为在该地面网络覆盖区内部的无线电终端550提供通信服务(既向无线电终端发送下行链路通信，也从无线电终端接收上行链路通信)。相反，所述外围基站520只从无线电终端接收上行链路通信。换句话说，至少有一个外围基站520可以是只收基站。
尤其是，至少有一个内部基站510可以定义多个围绕着所述至少一个内部基站的扇区，而且，至少有一个(多个)所述内部基站510可以向该内部基站周围的所有扇区进行直接发送，使得发送在围绕相应内部基站周围的360度辐射图上进行。例如，其中一个内部基站可以包括定向发送天线，它被配置用于在120度扇区上提供发射，且该(多个)基站可包括至少三个这种定向天线，使得发送被指向三个120度扇区以覆盖该基站周围的360度辐射图。另外或替换地，一个或多个内部基站510可以包括全向天线和/或定向天线。至少有一个所述内部基站还可以被配置，使得发送被指向所述至少一个内部基站周围少于360度的辐射图。为了清楚，没有为图5中的内部基站510示出完整的发送辐射图和/或扇区。
如上所述，至少有一个外围基站520可以是一个(多个)只收基站。尤其是，外围基站可以包括一个或多个接收天线，用于为至少一个扇区、如一个120度扇区提供接收能力。而且，外围基站520上的所述(多个)接收天线可以被定向，使得所述外围基站520的接收可以被定向在一个基本指向所述地面网络覆盖区内部的扇区上，该接收比被定向在基本背向所述地面网络覆盖区内部的扇区上的接收具有更高的灵敏度。替换地，外围基站520可以包括被定向在两个或多个基本指向所述地面网络覆盖区内部的扇区上的接收天线，和/或外围基站520可以包括被定向在覆盖所述外围基站520周围360度辐射图的多个扇区上的接收天线。所述内部基站510其覆盖区的设计边界可以定义所述地面网络覆盖区的周界525(如图5中的虚线所示)，使得内部基站110位于该周界525的一侧，而不在周界525的另一侧。替换地或另外，一个或多个所述外围基站可以包括一个或多个全向接收天线和/或一个或多个定向接收天线。
因此，内部和外部基站510和520可以为在其覆盖区和/或扇区内的无线电终端提供通信服务，例如，使用FDM/FDMA(频分多路复用/多址)、TDM/TDMA(时分多路复用/多址)、CDM/CDMA(码分多路复用/多址)和/或OFDM/OFDMA(正交频分多路复用/多址)。而且，所述地面通信网络500的基站可以采用频率复用和/或扩展码复用样式来提高频率使用效率和/或容量和/或降低干扰。例如，每个基站可以有相当小的覆盖区和/或扇区，且相邻基站和/或扇区可以使用不同的频率和/或扩展码来降低它们之间的干扰。
如图5所示，内部基站510c可以为所述地面网络覆盖区内部的无线电终端550a提供通信服务。在诸如无线电话通话等通信期间，当该无线电终端550a在该地面网络覆盖区内移动时，对该无线电终端550a的通信服务可以从基站510c的一个扇区转移到该基站510c的另一个扇区，和/或到其他内部和/或外围基站的扇区。尤其是，只要无线电终端在所述内部基站之一的覆盖区中，用于向所述无线电终端510a发送的下行链路和用于从该无线电终端发送的上行链路可以由一个或多个内部基站提供。
如图5所示，内部基站510的设计覆盖区似乎可以用相应发送天线的发送扇区来定义固定的边界。但应理解，由诸如内部基站510g的发送天线等发送天线所产生的辐射图可以有足够的能量来支持对无线电终端550b进行发送，其中所述无线电终端550b在所述地面网络设计覆盖区的周界525之外。如上所述，所述外围基站520g可以包括接收天线用于支持来自周界525以外的移动终端550b的通信的可靠链路接收。
因此，对所述无线电终端550b的通信服务最初可以由所述内部基站510g提供，但然后该无线电终端550b移出内部基站510g的设计覆盖区以外，到周界525以外，并离开所述地面网络设计覆盖区。根据本发明的实施方案，从基站510g到无线电终端550b的发送可以继续由内部基站510g的(多个)发送天线提供，且无线电终端550b接收的通信的质量可能会变坏。但是，所述外围基站520g从无线电终端550b接收的通信可因该无线电终端550b移出内部基站510g的设计覆盖区之外而保持相对高的质量。因此，在从所述无线电终端550b到基站520g的上行链路中发生明显变坏之前，因为从所述内部基站510g到该无线电终端550b的下行链路中的变坏，将很可能终止对该无线电终端550b的通信服务。(替换地，基站520g和基站510g可以被配置使得对它们从无线电终端的相应接收进行结合，例如它们从无线电终端550b的接收。)因此，当无线电终端550b位于所设计的地面网络服务周界525以外时，可以采用不同的基站来提供到无线电终端550b的下行链路通信和来自该无线电终端的上行链路通信。
通过在周界525以外提供能从无线电终端接收通信的只收外围基站，能终止与该无线电终端的通信，而不会在终止前使该无线电终端发送功率升高到最大或接近最大水平。尤其是，在闭环功率控制系统中，当基础结构(基站或多个基站)接收的通信质量下降时，地面网络的基础结构、如一个基站(或多个基站)可以要求所述无线电终端增加它的发送功率，且类似地，当所述无线电终端接收的通信质量下降时，该无线电终端可以要求向该无线电终端提供通信信息的基础结构、如一个基站增加它的发送功率。一旦所述无线电终端550b基本移出内部基站510g的设计覆盖区之外，而且由于来自所述基站510g的EIRP(功率)可以被限制在预定最大值，故在其设计覆盖区之外的基站发送的强度和/或质量程度可能会降低。但是，由于根据系统的设计限制和/或参数，所述基站520g(和/或510g)的接收天线可以被配置成覆盖所述周界525以外的不被基站510g的发送和/或接收天线所覆盖的区域，所以，所述地面通信网络的基础结构(如基站510g)可以不要求来自于无线电终端550b的发送增加或显著增加任何功率，其中该无线电终端550b位于所述网络的(多个)设计限制之外。即：至少对于周界525以外的一些区域，基站510g在没有外围基站520g的帮助下，不能独自提供X dB(即：18dB)的返回链路结构衰减余量。
根据本发明的附加实施方案，一个或更多的外围基站520a-o可以设置在靠近机场、通航水路、或其他有可能包括卫星通信终端的区域。例如，一个或更多的所述外围基站520a-o可以设置在靠近机场的边界，其中所述(多个)外围基站被设置在一个或多个内部基站510a-i与该机场之间。因此，能降低所述地面网络500的基站发送对该机场飞机中的卫星通信终端的干扰。这样，所述内部基站510a-i可以设置在周界525的第一侧，且可以设置外围基站520a-o使该机场位于周界525的第二侧。而且，一个或多个所述外围基站可以在周界525和该机场之间。在另一实施例中，一个或多个外围基站520a-o可以靠近通航水路设置，其中一个或多个外围基站520a-o被设置在一个或多个内部基站510a-i与该水路之间。因此，能降低所述地面网络500的基站发对该通航水路中的小艇和/或轮船中的卫星通信终端的干扰。这样，所述内部基站可以设置在周界525的第一侧，且可以设置外围基站520a-o使该通航水路位于周界525的第二侧。而且，一个或多个所述外围基站520a-o可以在周界525和该水路之间。
根据本发明的一些实施方案，所述地面网络500可以辅助一个使用一卫星无线电话频带来提供无线电话通信的空基通信网络。而且，所述地面网络500的基站可以复用所述卫星频带的至少一个频率，且在所述地面网络覆盖区以外该空基通信网络可以为无线电终端提供通信。因此，当所述无线电终端550b离开周界525时，与该无线电终端550b的通信可以转移到所述空基网络和/或替换的地面通信网络，如：蜂窝和/或PCS地面通信网络。
空基通信网络和地面通信网络之间的卫星频带的频率共享例如在以下美国专利和美国专利文献中被讨论。可采用卫星频率地面复用的卫星无线电终端通信系统和方法例如在如下文献中讨论：Karabinis的美国专利6,684,057，题目为《蜂窝卫星频谱地面复用的系统和方法》；以及Karabinis的美国专利申请出版物Nos.US 2003/0054760，题目为《蜂窝卫星频谱地面复用的系统和方法》；Karabinis的US2003/0054761，题目为《用于卫星频率地面复用的空间防护带》；Karabinis等人的US 2003/0054814，题目为《用于监视地面复用的卫星频率以降低潜在干扰的系统和方法》；Karabinis等人的US2003/0073436，题目为《用于监视地面复用的卫星频率以降低潜在干扰的附加系统和方法》；Karabinis的US 2003/0054762，题目为《多频带/多模式的卫星无线电话通信系统和方法》；Karabinis的US2003/0153267，题目为《利用卫星链接的远程终端接口子系统的无线通信系统和方法》；Karabinis的US 2003/0224785，题目为《在蜂窝卫星系统中用于降低卫星馈送链路带宽/载频的系统和方法》；Karabinis等人的US 2002/0041575，题目为《协同的卫星-地面频率复用》；Karabinis等人的US 2002/0090942，题目为《使用信号衰减和/或阻断、动态频率分配和/或磁滞的综合或独立系统和卫星-地面频率复用方法》；Karabinis等人的US 2003/0068978，题目为《用于卫星无线电话系统的空基网络结构》；Karabinis的US2003/0143939，题目为《用于组合的无线电话/GPS终端的滤波器》；Karabinis的US 2003/0153308，题目为《用于卫星频率地面复用的交错扇区划分》；以及Karabinis的US 2003/0054815，题目为《根据卫星频率的地面复用来修改卫星天线元辐射图的方法和系统》。所有上述参考的专利出版物和专利被转让给本发明的受让人，且所有这些专利出版物和专利的公开在本文中被整体引用作为参考，就像在本文中被完整记载一样。
如图6所示，多个地面通信网络500a-d(如上述根据图5所讨论的)可以用非服务区进行分隔，使得在所述非服务区中的任何地面通信网络500a-d的基站均不会提供通信服务。而且，包含至少一颗卫星610的空基网络可以用卫星频带的频率为在地面通信网络500a-d的覆盖区以外和在卫星覆盖区612a-e内的无线电终端(如：无线电终端550i-m)提供通信服务。
例如，卫星频带的频率可以在所述卫星覆盖区612a-e中被复用，使得例如不会复用所述卫星频带的相同频率来在重叠的卫星覆盖区中提供通信服务。而且，所述卫星频带的频率可以在所述地面网络500a-d中被复用，使得例如在卫星覆盖区和位于该卫星覆盖区中的地面网络中不复用相同频率。例如，所述空基网络至少可以用所述卫星频带的第一频率为卫星覆盖区612a中的无线电终端(如：无线电终端550i)提供通信服务，且该空基网络可以用所述卫星频带的第二频率为卫星覆盖区612b中的无线电终端(如：无线电终端550m)提供通信服务。另外，所述地面网络500d(或至少它的一部分)在所述第一卫星覆盖区612a中，且该地面网络500d在所述卫星覆盖区612b之外。因此，所述地面网络500d的至少一个基站可以用所述卫星频带的第二频率为在其覆盖区中的无线电终端(如：无线电终端550h)提供通信服务，且该地面网络500d没用任何基站可以用所述卫星频带的第一频率提供通信服务。
类似地，地面网络500a-b的基站例如可以用所述卫星频带的频率为在其覆盖区中的无线电终端(如：无线电终端550e-f)提供通信服务，而不是用所述空基网络所使用的用于在卫星覆盖区612b上提供通信服务的频率。而且，地面网络500c的基站例如可以用所述卫星频带的频率为在其覆盖区中的无线电终端(如：无线电终端550g)提供通信服务，而不是用所述空基网络所使用的用于在卫星覆盖区612e上提供通信服务的频率。
尤其是，所述卫星频带可以包括下行链路频率和上行链路频率。下行链路频率可由所述(多个)地面网络的基站和所述空基网络的(多颗)卫星用来向无线电终端发送通信。上行链路频率可由所述地面网络的基站和所述空基网络的(多颗)卫星用来从无线电终端接收通信。因此，地面网络的基站可以和空基网络共享一个卫星频带，但该地面网络的基站不可能会例如以所述空基网络接收的频率进行发送。所以，分享所述卫星频带频率的地面网络基站不会干扰所述空基网络所接收的频率。例如，所述空基网络可以用所述卫星频带的第一频率向所述卫星覆盖区612a中的无线电终端发送通信，所述空基网络可以用所述卫星频带的第二频率向所述卫星覆盖区612b中的无线电终端发送通信，且所述地面网络500d的至少一个基站可以用所述卫星频带的第二频率发送通信。
类似地，所述空基网络可以用所述卫星频带的第三频率从第一卫星覆盖区612a中的无线电终端接收通信，所述空基网络可以用该卫星频带的第四频率从卫星覆盖区612b中的无线电终端接收通信。而且，所述地面网络500d的至少一个基站可以用所述卫星频带的第四频率从正向其发送通信的无线电终端接收通信，所述地面网络500d没有任何基站可以使用所述卫星频带的第三频率从与其进行通信的无线电终端接收通信(还可以配置所述地面网络500d的至少一些基站，用于用所述卫星频带的第三频率从第一卫星覆盖区612a中的无线电终端接收通信，以便与所述空基网络进行通信)。
因此，第一无线电终端可以用所述第四频率向地面网络500d的外围基站发送通信，且卫星覆盖区612b中的第二无线电终端用所述第四频率向所述空基网络发送。如上述针对图5所讨论的，由于所述只收外围基站提供了至少一个指向所述地面网络500d覆盖区内部的接收天线以便为所述第一无线电终端提供高质量的返回链路，所以，所述第一无线电终端和地面网络之间的通信可以被终止，而不会使该第一终端的发送功率增加到最大或接近最大水平。因此，可以被减小所述第一无线电终端对从所述卫星覆盖区612b中的第二无线电终端到空基网络的发送的干扰。
而且，以上针对图3-6讨论的实施方案的元素可以组合。例如，图3和/或图4的地面通信网络100可以包括一个或多个只收基站，其被配置用于从所述周界125以外的无线电终端接收通信(如上述对图5的外围基站520的讨论)，从而，在该周界125以外，相比下行链路质量，进一步增强了上行链路质量。另外或替换地，只收基站可以代替图3和/或图4的一个或多个外围基站120。
类似地，图5和6的地面通信网络500可以包括一个或多个基站，用于向所述地面网络覆盖区内部提供发送，该发送比向背向所述地面网络覆盖区内部的发送具有更大的功率(如上述对图3的外围基站120的讨论)。例如，上述对图3讨论的外围基站120可以代替沿着所述周界525的一个或多个内部基站510a-b、510d、510e-g或510h-i。另外或替换地，上述对图3讨论的外围基站120可以代替图5的一个或多个外围基站520。
在附图和说明书中，已揭示了本发明的典型实施方案，而且，虽然使用了专门术语，但它们的使用只是上位和说明意义上的，而非用于限制的目的，本发明的范围在以下权利要求中陈述。而且，虽然以上是根据附图对特殊系统进行讨论的，但类似方法也包含在本发明中。
Claims (72)
1.一种无线通信系统，包括：
一个地面网络，它有多个基站用于为地面网络覆盖区上的无线电终端提供通信服务，所述多个基站包括：
内部基站，用于为处于地面网络覆盖区内部的无线电终端提供通信服务，
以及外围基站，用于为处于所述地面网络覆盖区外围部分的无线电终端提供通信服务，其中，至少有一个外围基站提供指向所述地面网络覆盖区内部的发送，该发送比背向所述地面网络覆盖区内部的发送具有更大的功率。
2.根据权利要求1的无线通信系统，其中，所述外围基站和/或内部基站定义所述地面网络覆盖区的周界部分，使得该地面网络的内部基站位于所述周界的一侧，而非在该周界的另一侧。
3.根据权利要求2的无线通信系统，其中，所述周界闭合地围绕着所述地面网络覆盖区内部。
4.根据权利要求1的无线通信系统，其中，至少有一个内部基站定义多个围绕着所述内部基站的扇区，而且其中，从所述至少一个内部基站向每个扇区进行发送，使得发送在围绕所述至少一个内部基站的360度辐射图上进行。
5.根据权利要求1的无线通信系统，其中，至少有一个外围基站定义多个围绕着所述至少一个外围基站的扇区，而且其中，所述至少一个外围基站向基本指向所述地面网络覆盖区内部的至少一个扇区提供发送，该发送比向基本背向所述地面网络覆盖区内部的其他扇区提供的发送具有更大的功率。
6.根据权利要求5的无线通信系统，其中，对于基本指向所述地面网络覆盖区内部的扇区，所述至少一个外围基站有定向发送天线，但对于基本背向所述地面网络覆盖区内部的扇区则没有。
7.根据权利要求6的无线通信系统，其中，所述至少一个外围基站有定向接收天线指向所述至少一个外围基站周围的每个扇区。
8.根据权利要求1的无线通信系统，其中，与至少一个内部基站相比，至少有一个所述外围基站有更少的发送扇区、更少的发送天线元、不同的发送天线元和/或不同的发送增益图。
9.根据权利要求1的无线通信系统，还包括：
一个第二地面网络，它含有第二多个基站用于为在第二地面网络覆盖区上的无线电终端提供通信服务，其中，一个非服务区分隔所述第一和第二地面网络覆盖区，使得在所述非服务区中，所述的第一或第二地面网络的基站不提供通信服务。
10.根据权利要求1的无线通信系统，还包括：
一个至少含有一颗卫星的空基网络，所述空基网络至少用卫星频带的第一频率为第一卫星覆盖区中的无线电终端提供通信服务，且所述空基网络至少用该卫星频带的第二频率为第二卫星覆盖区中的无线电终端提供通信服务，其中，所述地面网络覆盖区的至少一部分位于所述第一卫星覆盖区中，其中，该地面网络覆盖区全部位于所述第二卫星覆盖区外，其中，至少有一个基站用所述卫星频带的第二频率提供通信服务，且其中至少有一个所述基站不用所述卫星频带的第一频率来向和/或从所述从所述至少一个基站接收通信的无线电终端提供通信。
11.根据权利要求10的无线通信系统，其中，所述空基网络用第一频率向所述第一卫星覆盖区中的无线电终端发送通信，其中，该空基网络用所述第二频率向所述第二卫星覆盖区中的无线电终端发送通信，且其中，所述至少一个基站用所述第二频率发送通信。
12.根据权利要求11的无线通信系统，其中，所述空基网络至少用第三频率从所述第一卫星覆盖区中的无线电终端接收通信，其中，所述空基网络至少使用第四频率从所述第二卫星覆盖区中的无线电终端接收通信，其中，至少一个基站用所述第四频率来接收通信，且其中，至少一个基站不使用所述第三频率从所述从所述至少一个基站接收通信的无线电终端接收通信。
13.根据权利要求1的无线通信系统，其中，所述地面网络包括多个只收基站，所述只收基站被配置用于接收来自该地面网络覆盖区外围部分的无线电终端的通信，使得通过从无线电终端接收通信的只收基站和通过向该无线电终端发送通信的其他基站对该无线电终端提供通信服务。
14.一种无线通信系统，包括：一个具有多个基站的地面网络，所述基站用于为一地面网络覆盖区上的无线电终端提供通信服务，所述多个基站包括：内部基站，用于为位于该地面网络覆盖区内部中的无线电终端提供通信服务；和外围基站，用于为位于该地面网络覆盖区外围部分中的无线电终端提供通信服务，其中，至少一个外围基站是不执行发送的只收基站。
15.根据权利要求14的无线通信系统，其中，所述外围基站和/或内部基站定义所述地面网络覆盖区的周界部分，使得该地面网络的内部基站位于该周界的一侧，而非在该周界的另一侧。
16.根据权利要求15的无线通信系统，其中，所述周界闭合地围绕着所述地面网络覆盖区内部。
17.根据权利要求14的无线通信系统，其中，至少有一个内部基站定义多个围绕着所述至少一个内部基站的扇区，且其中，从所述至少一个内部基站指向每个扇区进行发送，使得发送在围绕所述至少一个内部基站的360度辐射图上进行。
18.根据权利要求14的无线通信系统，其中，至少有一个外围基站定义多个围绕着所述至少一个外围基站的扇区，且其中，所述至少一个外围基站有定向接收天线用于至少一个所述扇区。
19.根据权利要求14的无线通信系统，还包括：
一个含有第二多个基站的第二地面网络，所述第二多个基站用于为在第二地面网络覆盖区上的无线电终端提供通信服务，其中，一个非服务区分隔所述第一和第二地面网络覆盖区，使得在所述非服务区中，所述的第一或第二地面网络的基站不提供通信服务。
20.根据权利要求14的无线通信系统，还包括：
一个至少含有一颗卫星的空基网络，所述空基网络至少用卫星频带的第一频率为第一卫星覆盖区中的无线电终端提供通信服务，且至少用该卫星频带的第二频率为第二卫星覆盖区中的无线电终端提供通信服务，其中，所述地面网络覆盖区的至少一部分位于所述第一卫星覆盖区中，其中，该地面网络覆盖区全部位于所述第二卫星覆盖区外，其中，至少有一个所述基站用该卫星频带的第二频率提供通信服务，且其中，至少有一个所述基站不用该卫星频带的第一频率来向和/或从所述从所述基站接收通信的无线电终端提供通信。
21.根据权利要求20的无线通信系统，其中，所述空基网络用所述第一频率向所述第一卫星覆盖区中的无线电终端发送通信，其中，所述空基网络用所述第二频率向所述第二卫星覆盖区中的无线电终端发送通信，且其中，所述至少一个基站用所述第二频率发送通信。
22.根据权利要求21的无线通信系统，其中，所述空基网络至少用第三频率接收来自所述第一卫星覆盖区中的无线电终端的通信，其中，所述空基网络至少用第四频率接收来自所述第二卫星覆盖区中的无线电终端的通信，其中，所述至少一个基站用所述第四频率来接收通信，且其中，所述至少一个基站不使用所述第三频率从所述从所述基站接收通信的无线电终端接收通信。
23.一种无线通信系统，包括：
一个具有多个基站的地面网络，所述基站用于为一地面网络覆盖区上的无线电终端提供通信服务，所述多个基站可包括：内部基站，用于为位于该地面网络覆盖区内部中的无线电终端提供通信服务，和外围基站，用于为位于该地面网络覆盖区外围部分中的无线电终端提供通信服务，其中，至少有一个外围基站被基本上禁止背向所述地面网络覆盖区内部进行发送。
24.根据权利要求23的无线通信系统，其中，所述外围基站和/或内部基站定义所述地面网络覆盖区的周界部分，使得该地面网络的内部基站位于该周界的一侧，而非在该周界的另一侧。
25.根据权利要求24的无线通信系统，其中，所述周界闭合地围绕着所述地面网络覆盖区内部。
26.根据权利要求23的无线通信系统，其中，与至少一个所述内部基站相比，至少有一个所述外围基站有更少的发送扇区、更少的发送天线元、不同的发送天线元和/或不同的发送增益图。
27.根据权利要求23的无线通信系统，其中，至少有一个所述内部基站发送并接收通信，其中，至少有一个所述外围基站包括一个只收外围基站。
28.根据权利要求23的无线通信系统，还包括：
一个含有第二多个基站的第二地面网络，所述第二多个基站用于为在第二地面网络覆盖区上的无线电终端提供通信服务，其中，一个非服务区分隔所述第一和第二地面网络覆盖区，使得在所述非服务区中，所述的第一或第二地面网络的基站不提供通信服务。
29.根据权利要求23的无线通信系统，还包括：
一个至少含有一颗卫星的空基网络，所述空基网络至少用卫星频带的第一频率为第一卫星覆盖区中的无线电终端提供通信服务，且至少用该卫星频带的第二频率为第二卫星覆盖区中的无线电终端提供通信服务，其中，所述地面网络覆盖区的至少一部分位于所述第一卫星覆盖区中，其中，该地面网络覆盖区全部位于所述第二卫星覆盖区外，其中，至少有一个所述基站用该卫星频带的第二频率提供通信服务，且其中，至少有一个所述基站不用该卫星频带的第一频率来向和/或从所述从所述基站接收通信的无线电终端提供通信。
30.根据权利要求23的无线通信系统，其中，至少有一个所述外围基站提供指向所述地面网络覆盖区内部的发送，该发送比背向所述地面网络覆盖区内部的发送具有更大的功率。
31.根据权利要求23的无线通信系统，其中，至少一个所述外围基站是不执行发送的只收基站。
32.一种为无线电终端提供通信的方法，该方法包括：
利用内部基站为位于一地面网络覆盖区内部的无线电终端提供通信服务；以及
利用外围基站为位于该地面网络覆盖区外围部分的无线电终端提供通信服务，其中，至少有一个所述外围基站提供指向所述地面网络覆盖区内部的发送，该发送比背向所述地面网络覆盖区内部的发送具有更大的功率。
33.根据权利要求32的方法，其中，所述外围基站和/或内部基站定义所述地面网络覆盖区的周界部分，使得该地面网络的内部基站位于该周界的一侧，而非在该周界的另一侧。
34.根据权利要求33的方法，其中，所述周界闭合地围绕着所述地面网络覆盖区内部。
35.根据权利要求33的方法，其中，至少有一个内部基站定义多个围绕着所述至少一个内部基站的扇区，且其中，从所述至少一个内部基站向每个扇区进行发送，使得发送在围绕所述至少一个内部基站的360度辐射图上进行。
36.根据权利要求32的方法，其中，至少有一个外围基站定义多个围绕着所述至少一个外围基站的扇区，而且其中，所述至少一个外围基站向基本指向所述地面网络覆盖区内部的至少一个扇区提供发送，该发送比向基本背向所述地面网络覆盖区内部的其他扇区的发送具有更大的功率。
37.根据权利要求36的方法，其中，对于基本指向所述地面网络覆盖区内部的扇区，所述至少一个外围基站有定向发送天线，但对于基本背向所述地面网络覆盖区内部的扇区则没有。
38.根据权利要求37的方法，其中，所述至少一个外围基站有定向接收天线指向围绕着所述至少一个外围基站的至少一个扇区。
39.根据权利要求32的方法，其中，与至少一个内部基站相比，至少有一个所述外围基站有更少的发送扇区、更少的发送天线元、不同的发送天线元和/或不同的发送增益图。
40.根据权利要求32的方法，还包括：用第二多个基站为第二地面网络覆盖区中的无线电终端提供通信，其中，一个非服务区分隔所述第一和第二地面网络覆盖区，使得在所述非服务区中，所述的第一或第二地面网络覆盖区的基站不提供通信服务。
41.一种为无线电终端提供通信的方法，该方法包括：
用多个内部基站为位于一地面网络覆盖区内部的无线电终端提供通信服务；以及
用多个外围基站为位于该地面网络覆盖区外围部分的无线电终端提供通信服务，其中，至少有一个所述外围基站是不执行发送的只收基站。
42.根据权利要求41的方法，其中，所述外围基站和/或内部基站定义所述地面网络覆盖区的周界部分，使得该地面网络的内部基站位于所述周界的一侧，而非在该周界的另一侧。
43.根据权利要求42的方法，其中，所述周界闭合地围绕着所述地面网络覆盖区内部。
44.根据权利要求41的方法，其中，至少有一个内部基站定义多个围绕着所述内部基站的扇区，而且其中，从所述至少一个内部基站向每个扇区进行发送，使得发送在围绕所述至少一个内部基站的360度辐射图上进行。
45.根据权利要求41的方法，其中，至少有一个外围基站定义多个围绕着所述至少一个外围基站的扇区，且其中，所述至少一个外围基站有定向接收天线用于至少一个所述扇区。
46.根据权利要求41的方法，还包括：用第二多个基站为第二地面网络覆盖区中的无线电终端提供通信服务，其中，一个非服务区分隔所述第一和第二地面网络覆盖区，使得在所述非服务区中，所述的第一或第二地面网络覆盖区的基站不提供通信服务。
47.一种为无线电终端提供通信的方法，该方法包括：
用多个内部基站为位于一地面网络覆盖区内部的无线电终端提供通信；以及
用多个外围基站为位于该地面网络覆盖区外围部分的无线电终端提供通信，其中，至少有一个外围基站被基本上禁止背向所述地面网络覆盖区内部进行发送。
48.根据权利要求47的方法，其中，所述外围基站和/或内部基站定义所述地面网络覆盖区的周界部分，使得该地面网络的内部基站位于该周界的一侧，而非在该周界的另一侧。
49.根据权利要求48的方法，其中，所述周界闭合地围绕着所述地面网络覆盖区内部。
50.根据权利要求47的方法，其中，与至少一个所述内部基站相比，至少有一个所述外围基站有更少的发送扇区、更少的发送天线元、不同的发送天线元和/或不同的发送增益图。
51.根据权利要求47的方法，其中，至少有一个所述内部基站发送并接收通信，且其中，至少有一个所述外围基站包括一个只收外围基站。
52.根据权利要求47的方法，还包括：用第二多个基站为第二网络覆盖区中的无线电终端提供通信服务，其中，一个非服务区分隔所述第一和第二地面网络覆盖区，使得在所述非服务区中，所述的第一或第二地面网络覆盖区的基站不提供通信服务。
53.根据权利要求47的方法，其中，至少有一个所述外围基站提供指向所述地面网络覆盖区内部的发送，该发送比背向所述地面网络覆盖区内部的发送具有更大的功率。
54.根据权利要求47的方法，其中，至少一个所述外围基站是不执行发送的只收基站。
55.一种无线通信系统，包括：
多个内部下行链路发送器，其被配置用于向位于一地面网络覆盖区内部的无线电终端发送通信；
多个内部上行链路接收器，其被配置用于接收来自位于该地面网络覆盖区内部的无线电终端的通信；以及
多个外围上行链路接收器，被配置用于接收来自位于该地面网络覆盖区外围区域内的无线电终端的通信，所述外围区域与该地面网络覆盖区内部相邻，其中，所述外围区域的至少一部分是在该通信系统的任何下行链路发送器的设计覆盖区之外。
56.根据权利要求55的无线通信系统，其中，从一个所述内部下行链路发送器为所述外围区域中的无线电终端提供一条下行链路，且其中，从一个所述外围上行链路接收器为所述外围区域中的无线电终端提供一条上行链路。
57.一种辅助地面部分(ATC)，它被配置用于在ATC服务区上用至少一个卫星无线电话频率与多个无线电话进行无线通信，该ATC包括：
多个基站，其被配置成用至少一个卫星无线电话频率与多个无线电话进行无线通信，所述多个基站包括至少一个位于该ATC服务区内部的内部基站，和至少一个位于该ATC服务区外围的外围基站，与至少一个内部基站相比，至少有一个外围基站有更少的发送扇区、更少的发送天线元、不同的发送天线元和/或不同的发送增益图。
58.根据权利要求57的ATC，其中，至少一个内部基站是至少一个发送和接收内部基站，且该ATC还包括：
至少一个只收外围基站。
59.一种地面通信网络，其被配置成与多个无线电话进行无线通信，该地面通信网络包括：
多个基站，其被配置成与所述多个无线电话进行无线通信，所述多个基站至少有一个基站至少在其部分覆盖区上具有比前向链路余量要更大的返回链路余量。
60.根据权利要求59的地面通信网络，其中，所述具有比前向链路余量要更大的返回链路余量的至少一个基站包括：一个外围基站，其被设置在所述地面通信网络服务区的外围。
61.根据权利要求60的地面通信网络，还包括：
至少一个内部基站，被设置在所述地面通信网络服务区的内部。
62.根据权利要求61的地面通信网络，其中，所述至少一个内部基站是至少一个发送和接收内部基站，且其中，所述外围基站包括一个只收外围基站。
63.根据权利要求60的地面通信网络，其中，所述部分覆盖区包括从所述基站延伸的一个120度扇区。
64.根据权利要求61的地面通信网络，其中，所述外围基站被设置在所述至少一个内部基站和一个机场之间。
65.根据权利要求61的地面通信网络，其中，所述外围基站被设置在所述至少一个内部基站和一个通航水路之间。
66.根据权利要求61的地面通信网络，其中，所述外围基站包括至少两个覆盖区扇区。
67.根据权利要求66的地面通信网络，其中，相对于第二覆盖区扇区，第一覆盖区扇区被配置成以升高的功率电平在基本向南的方向上辐射。
68.根据权利要求66的地面通信网络，其中，相对于第二覆盖区扇区，第一覆盖区扇区被配置成以升高的功率电平在基本向北的方向上辐射。
69.根据权利要求66的地面通信网络，其中，相对于第二覆盖区扇区，第一覆盖区扇区被配置成以降低的功率电平在基本向北的方向上辐射。
70.根据权利要求66的地面通信网络，其中，相对于第二覆盖区扇区，第一覆盖区扇区被配置成以降低的功率电平在基本向南的方向上辐射。
71.一种地面通信网络，其被配置成与多个无线电话进行无线通信，该地面通信网络包括：
多个基站，其被配置成与所述多个无线电话进行无线通信，所述多个基站有至少一个基站的至少一个天线用基本左旋圆极化(LHCP)向至少一个无线电话发送信息。
72.根据权利要求71的地面通信网络，其中，所述至少一个基站用极化分集和/或空间分集天线配置从至少一个无线电话接收信息。
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