CN1063599C - 在交点波束中利用按需分配多路存取的卫星通信系统 - Google Patents

Abstract

即使采用多点波束时，在位于相对控制站所设置的其它区域设置的多个卫星地球站之间，及设置在同一区域的控制站和卫生地球站之间建立按需分配多路存取型卫星通信。控制站使用CSC信号发送信道设置信号给置于相对区域卫星地球站，并在卫星地球站获得CSC信号接收后，返回该CSC信号的方法设置发送/接收单元的信道。中继站接收CSC信号和通信信号并将它们返回。卫星地球站还包括一延迟装置。

Description

在交点波束中利用按需分配多路存取的卫星通信系统

本发明涉及一种应用DAMA(按需分配多址存取)的卫星通信系统，其中以两个相反点设置的三个以上的卫星地球站利用多点波束进行通信，而共同利用两条以上的传输通路。

一般地说，DAMA卫星通信系统是已知的，例如1989年公开的日本公开专利申请No.64-30338，其中当以两个相对点设置的三个以上的卫星地球站进行通信，而共同利用两条以上的传输通路时，靠使用SCPC(每载波单信道)-FDMA系统，通信信道被分配给共享这些通信信道的各卫星地球站，并且这些地球站的每一个都用所分配的通信信道进行通信，结果减少了通信的信道数。

作为这种按需分配多址(DAMA)系统的例子，具有如图1所示这种系统结构的一个卫星通信系统是公知的。在这幅附图中，在地面上设置有一个控制站100和三个以上的卫星地球站(E/S)150、至150₃(为了方便起见，示出了三个卫星地球站)。该控制站100响应具有通信信道分配功能的一个特定的卫星地球站。这个控制站100由天线101，射频(RF)单元102，CSC(公共信令信道)调制器(CSCMOD)103，CSC解调器(CSC DEM)104和主DAMA控制器(PDC)105构成。卫星地球站150，至150₃具有相同的电路结构，并且每个都包括天线151，户外单元(ODU)152，户内单元153和通信终端设备(TERM)154。该TERM154发送和接收话音或数据信号。它有发送和接收信令信号，例如拨号信号的功能，以便从可利用的共用信道中选出所需的信道。TERM 154的一个例子是电话机，传真机或数据通信设备等。

在这个普通的卫星通信系统中，在卫星地球站150，至150₃中的需要卫星通信的一个卫星地球站利用CSC信号A′经过该卫星(未示出)进行向控制站(CONT E/S)100的传输。控制站100经天线101接收CSC信号A′，然后经RF单元(RF)102把这个CSC信号A′加至CSC解调电路104去解调，以便这些被解调的CSC信号的内容由PDC105解码。

该控制站100产生具有表示未在PDC105中使用的SCPC信道号的内容，然后经RF单元102，CSC信号调制器103和天线101发射作为CSC信号A的这些数据。从控制站100送出的CSC信号分别由所有卫星地球站150，至150₃的天线151接收，以便这些CSC信号A经户外单元152解调给户内单元153。

当该通信信道在要求通信的该卫星地球站中利用CSC信号A被设置时，该传输信道是以这样一种方法被设置的，即传输信道等于由其户内单元153所指定的通信信道，并且这一进行控制的信息被产生，然后经户外单元152和天线151发送给控制站100。结果，这一通信由通信终端单元154被执行。应当注意的是在图1中所指示的通信信号线路的信通设置不同于该CSC信号线路的设置。

这个普通的卫星通信系统相应于单波束系统，以致于所有的卫星地球站150₁至150₃都由一个单个的卫星所覆盖。相反，这种交点波束系统目前已被采用，以满足卫星地球站数量增长的需要。也就是说，按照多点波束卫星通信站，卫星通信的服务区域被再分为多个服务区，并且每个这种服务区由具有窄宽度的一个天线波束所覆盖，以便卫星通信线路的总数被增加以及该卫星能够送出比单波束系统更强的无线信号。结果，卫星地球站的天线能够被制造的紧凑，而且包含在卫星地球站中的每条通信线路的总费用能够被大大地减少。

图2原理地表示了这种多点波束型的普通卫星通信系统的系统结构。在该附图中，控制站200和多于三个的卫星地球站300、至300₃(在这一例子中，为了方便起见仅示出了三个站)被设置在地面上。该控制站200相应于上述具有通信信道分配功能的一个特定的卫星地球站。这个控制站200如图3所示，被安排具有一个天线201，RF单元202，CSC调制器(CSC MOD)203，CSC解调器(CSC DEM)204，PDC 205及又一个CSC信号控制单元(CSC CONT)206。该RF单元202包括一个相应于发送频率变换器的上变换器(U/C)2021，高功率放大器(HPA)2022，低噪声放大器(LNA)2023，和一个相应于接收变率变换器的F变换器(D/C)2024。

该CSC调制器203安排有CSC调制单元2031和乘法器单元(MULTI)2032，而CSC解调器204安排有CSC解调单元2041和一个去乘法器单元(DE-MULTI)2042。该PDC 205接收由去乘法器单元2042所加的信号和输出该信号至乘法单元2032。

卫星地球站300₁至300₃拥有相同的结构，并且如图4所示包括天线301，户外单元302，户内单元303，和通信终端设备(TERM)304。该TERM 304是一个具有如图1所述TERM 154等同功能的通信终端。户外单元302安排有上变换器(U/C)3021，高功率放大器3022，低噪声放大器(LNA)3023，和下变换器(D/C)3024。户内单元303安排有CSC调制单元3031，通信调制单元(CH MOD)3032，组合器(COMB)3033，分配器3034，通信解调单元(CH DEM)3035，CSC解调单元3036，SDC(辅助DAMA控制器)3037，和控制单元3038。

由于这个普通的系统相应于多点波束系统，如图2所示，所以单天线波束既可以覆盖设置有控制站200和卫星地球站300₁的区域“X”，也可以覆盖设置有卫星地球站300₂和300₃的区域“Y”。

因此，在区域Y中的卫星地球站300₂或300₃要与控制站200或卫星地球站300₁建立通信的情况下，当卫星地球站300₂或300₃从卫星向控制站200发出CSC信号A2(CSCI)时，控制站200经天线201，LNA 2023和D/C2024接收这个CSC信号A2(CSCI)，以便在CSC解调单元(CSC DEM)2041中解调这个信号。然后，这个已解调信经去乘法单元2924送入PDC 205。

然后，PDC 205产生该信息，用于指定未在多个通信频率中使用的通信频率，并经乘法器2032，CSC调制单元2031，U/C 2021和HPA2022从天线201发送CSC信号A1(CSCO)至卫星地球站200₂或200₃。卫星地球站300₂或300₃经天线301，LNA 3023，D/C3024和靠近CSC解调单元(CSC DEM)3036的分配器3034接收由控制站200经卫星送出的CSC信号A1。然后，CSC解调单元3036把该已解调信号加至SDC 3037。

结果，SDC 3037以等同于由控制站200指定的通信频率经控制单元(CONT)3038去控制通信调制单元(COM MOD)3032和通信解调单元3035的频率，并且经CSC调制单元(CSC MOD)3031，组合器(COMB)3033，U/C3021，HPA 3032和天线301发送该控制被执行的信息给控制站200。此后，SDC 3037用通信终端设备(TERM)304进行通信。在该通信期间，该通信调制单元3032和该通信解调单元3035被使用。

用这种方法，这个普通的通信系统使用CSC信号，通过它该通信信号线路在用于响应需要而分配通信信号线路的控制站和各卫星地球站300₁至300₃间分配信息，以致于卫星通信线路能有效地被利用。

因此，图2所述的上述普通卫星通信系统拥有进行卫星通信的所有卫星地球站300₁至300₃都能通过CSC信号线路与控制站200进行通信的初始状态。在这种情况下，当多点波束用作正交波束时，从控制站被设置的区域X发出的信号就能够被设置在其它区域Y的卫星地球站300₂和300₃作为CSC信号被接收。所以，由于这个CSC信号不能被设置控制站200的同区域内设置的卫星地球站300₁所接收，这是由于使用了正交波束，问题是按需分配多址存取通信不能在区域X内的控制站200和在同一区域内的卫星地球站300₁间被建立。

类似于上述的原因，尽管由区域Y发出的信号不能在普通卫星通信系统的区域Z中被接收，但是这个信号不能在区域Y中被接收。结果，被设置在同一区域Y中的卫星地球站300₂和300₃可以通过使用控制站200发出的该信号与被设置在区域X的控制站200或卫星地球站300₁建立通信。相反，该通信信号不能在同一区域内设置的这些站间被发送/接收。因此，另一个问题是该按需分配多址存取通信不能被建立。

为了解决这个问题，这个系统可以想象，一旦该通信信号被发送到相对的区域，而从那返回的信号被设置在同一区域内的其它卫星地球站所接收。因此，当使用这个返回信号或不使用这个返回信号而建立通信时，在它们之间都会有很大的延时。进一步的问题是由于这一延时不同所以CSC信号能被接收。

本发明已解决了上述问题，因此其一个目的是要提供这样一种卫星通信系统，要能在相对于控制站被设置的其它区域的一个区域里所设置的多个卫星地球站间实现按需分配多址存取卫星通信系统，即使在使用多点波束的情况下。

本发明的另一个目的是要提供一个卫星通信系统，它能实现在被设置在同一区域中的一个卫星地球站和一个控制站之间的按需分配多址存取卫星通信系统，即使在使用多点波束的情况下。

为实现上述的目的，按照本发明的按需分配型卫星通信系统被提供。在其系统中，通信信道由一个控制站进行分配，该站包括用于发送/接收CSC信号的一个装置，该CSC信号用于响应从三个以上的卫星地球站中任意一个卫星地球站发出的一个呼叫请求而监视/控制整个通信系统，并且经使用多点波束的卫星来建立一个通信。该控制站安排有一个发送装置和一个信道设置装置。当一个呼叫请求用于在第一和第二卫星间进行通信，而第二区域相对于控制站被设置的第一区域时，由多点波束的各波束所覆盖的多个区域中用CSC信号进行通知，该发送装置发送一个设置通信频率的信道设置信号给使用CSC信号的第一和第二卫星通信站的每个站。信道设置装置在来自第一和第二卫星地球站的通信信号已被收到之后设置该发送/接收单元的信道，并在发送信道设置信号期间返回通信信号。

按照本发明，控制站包括一个延时测量装置，和一个延时数据发送装置。该延时测量装置发送CSC信号给在多个由多点波束的各波束所覆盖的区域中位于相对于控制站被设置的第一区域的第二区域的多个卫星地球站，并从该卫星地球站接收一个响应信号，以便测量该响应信号的延时。根据延时的测量结果，延迟数据发送装置在CSC从卫星地球站被收到之后，发送一个用于延迟一定时间的延迟数据，直到响应信号被发出。该卫星地球站包括一个延迟装置，用于在收到CSC信号之后设置一个确定的时间，直到基于所收的延迟数据的响应信号被送出。在第二区域，设置有一个中继器，它具有接收CSC信号和返回这个CSC信号的功能，以及接收该通信信号和返回这个通信信号的功能。

按照本发明，当在设置在第二区域中的第一和第二卫星地球站之间建立通信的呼叫请求使用CSC信号通知控制站时，该控制站发送用于设置通信信道的信道设置信号给使用CSC信号的第一和第二卫星地球站，并且另一方面，在从第一和第二卫星地球站得到的通信信号已被收到之后，返回本站的通信信道。因此，来自第一和第二卫星地球站的通信信号经控制站从一个站被发送到另一个站，并且然后被接收。

而且，根据本发明，卫星地球站接收和解调从使用CSC信号的控制站来的延迟数据，并且然后在该CSC信号被收到之后，根据这一延迟数据设置延迟装置这个确定的时间，直到响应信号被发出。因此，在控制站和多个卫星地球站之间发送的响应信号中的延迟时间是相等的。该CSC信号还能经中继器在位于设置控制站的第一区域中的控制站和卫星地球站间被发送/接收。

图1原理性地示出了普通通信系统系统结构的一个例子；

图2原理地表示普通通信系统系统结构的另一个例子；

图3是表示在普通通信系统中所用的控制站的一个例子的原理图；

图4是表示在普通通信系统中所用的卫星地球站的一个例子的原理图；

图5原理地表示根据本发明的一个卫星通信系统的系统结构；

图6是表示用于图5的通信系统中的控制站内部结构的方框原理图；

图7是表示图5所示的中继站内部结构的方框原理图；

图8是表示图5所示的卫星地球站内部结构的方框原理图；

图9表示图5所示通信系统的初始设置操作的流程图；

图10表示图5所示通信系统健康检查操作期间的流程图；

图11表示当在图5的通信系统中的不同区域设置的卫星地球站之间建立通信时的流程图；

图12表示当在图5的通信系统中的同一区域设置的卫星地球站之间建立通信时的流程图；

图13表示当在图5的通信系统中的与控制站同一区域设置的卫星地球站之间建立通信时的流程图。

现在参照这些附图描述按照本发明优选实施例的卫星通信系统。

首先，图5原理地示出了根据本发明的一个实施例的卫星通信系统的全系统结构。

图6原理地表示作为一个实施例，用于图5的通信系统中的控制站的内部结构。

图7原理地表示作为一个实施例，用于图5的通信系统中的中继站的内部结构。

图8原理地表示作为一个实施例，用于图5的通信系统中的卫星地球站的内部结构。

如图5所示，在根据这一实施例的卫星通信系统中，在地面上设置了一个控制站(CONT E/S)10，三个以上的卫星地球站(E/S)(在这个例子中，为了简单起见只有三个卫星地球站)20₁至20₃，和一个中继站(REP E/S)30。该控制站10相应于具有上述通信信道分配功能的特定卫星地球站。如图5和图6所示，控制站10安排有天线11，RF单元23，CSC(公共信号信道)调制器(CSC MOD)13，CSC解调器(CSC DEM)14，PDC 15，通信信号调制单元(COM MOD)16n，通信信号解调单元(COM DEM)17n，CSC控制单元(CSC CONT)18，和通信信号控制单元(COM CONT)19。应当明白，尽管在实际的卫星通信系统中提供了多个通信信号调制单元16n和多个通信信号解调单元17n，但为了简单起见仅表示出第几个通信信号调制单元16n和第几个通信信号解调单元17n。

RF单元12是一个用于进行射频(RF)放大和频率变换的单元，并包括一个组合器(COMB)121，一个相应于发送频率变换器的上变换器(U/C)122，一个高功率放大器(HPA)123，一个低噪声放大器(LNA)124，一个相应于接收频率变换器的下变换器(D/C)125，和一个分配器(DIV)126。

CSC调制器(CSC MOD)13安排有CSC调制单元(CSC MOD)131和一个乘法器multiplier(MULTI)132，而CSC解调器(CSC DEM)14安排有一个CSC解调单元(CSC DEM)141和一个去乘法器de-muleiplier(DE-MULTI)142。PDC 15接收去乘法器142所提供的信号，并把该信号输出给乘法器132。通信信号调制单元(COM MOD)16n，通信信号解调单元(COM DEM)17n和通信信号控制单元(COM CONT)19拥有一个通信信号调制单元161，一个通信信号解调单元171和一个控制单元191。

CSC控制单元18包括一个控制单元(CONT)181，一个把来自PDC15的信号输入给其的发送数据检测单元182，一个把来自去乘法器142的输出信号输入给其的接收数据检测单元(RX DATA DET)183，和一个根据来自控制单元181的输入信号为把延迟数据提供给乘法器132而产生延迟数据的延时数据发生单元(DELAYED DATAGEN)184。

中继站30相应于为了使从控制站10发出的CSC信号能由与控制站设置于同一区域的卫星地球站接收的这样一种设置在区域Y中的地球站。如图5和7所示，中继器30包括一个天线31，一个户外单元32，和一个户内单元33。该户外单元32安排有一个U/C321，一个HPA 322，一个LNA 323和一个D/C324。该户内单元33包括一个分配器331，m(多个)块CSC解调单元332₁，至332m，m块CSC调制单元333₁至333m，和一个组合器324。

进一步，如图5和图8所示，这些卫星地球站20₁至20₃相互具有同样的结构，而且这些卫星地球站的每一个都安排有一个天线21，一个户外单元22，一个户内单元23和一个通信终端设备(TERM)24。该TERM24具有发送和接收信令信号，例如拨号信号的功能，以便从可利用的公共信道中选出该信道。该户外单元22具有与上述中继站30的户外单元32及普通卫星地球站相同的结构，而且包括一个U/C221，一个HPA 222，一个LNA223和一个D/C224。

该户内单元23与普通卫星地球站的户内单元303相比具有这样的特征，即使用了一个可变延时装置239。也就是说，这个户内单元23安排有一个CSC调制单元231，一个通信调制单元232，一个组合器233，一个分配器234，一个通信解调单元235，一个CSC解调单元236，一个CSC控制单元(SDC)237和一个控制单元(CONT)238。这种安排类似于普通卫星地球站的户内单元303。而按照本实施例，该户内单元303进一步包括这样一个延迟装置239，来自SDC 237和控制单元238的信号被加至它，并且它提供一个延尺信号给CSC调制单元231。

由于具有按照本实施例上述结构的通信系统是多点波束系统，正交波束的构成如图5所示，所以一个单独的天线波束就可以覆盖控制站10及卫星地球站20₁所处的区域X，和卫星地球站20₂和20₃以及中继站30所处的区域Y之一。

下面将参照流程图9至13描述按照本实施例的卫星通信系统的操作。应当注意，这些流程图表示在控制站10的PDC15与控制站10的装置部之间，以及在中继站30和在卫星地球站20₁至20₃中设置在不同的区域X和Y中起典型卫星地球站作用的卫星地球站20₁，20₂之间控制信号的发送/接收。

按照本实施例，对于用于卫星地球站20₁至20₃延迟装置239设置延时的初始设置操作是在实际操作之前，用于各卫星地球站20₁至20₃状态信息周期进行的健康检测操作由控制站10来完成，并且通信操作被连续地执行。现在首先参照图9描述初始设置操作的构成。

(1)初始设置操作

首先，控制站10的PDC 15在实际操作进行之前产生一个监视/控制信号给位于同一区域X的卫星地球站20₁，并发送这个监视/控制信号给在控制站10使用的发送数据检测单元182(步骤41)。根据对从发送数据检测单元182所加的监视/控制信号的检测信号的输入，控制单元181控制延迟数据产生装置184设有延时的延迟数据，然后经乘法器132，CSC调制单元131，组合单元121，和U/C122，HPA 123从天线11发出这个作为CSC信号A1(CSC01)的延迟数据(步骤42)。

由控制站10发出的CSC信号A1经卫星由位于在相对于控制站10所设置的区域X的区域Y中设置的卫星地球站20₂和20₃(以后将仅解释为“20₂”)以及中继站30所接收。中继站30经户外单元32由户内单元33把所接收信号转变为另一个CSC信号A2(CSC02)。这个CSC信号经户外单元32从天线31再被发出(步骤439)。

从中继站30发出的CSC信号A2经卫星由位于相对于区域Y的区域X中设置的卫星地球站20₁所接收，并经户外单元22和户内单元23中的分配器234加至CSC的解调单元236。在这个CSC信号A2由CSC解调单元236解调之后，该已解调的CSC信号被加至SDC 237证实该数据。根据收到的由SDC237证实的延迟数据未延迟这样的证实结果，控制单元238设置延迟装置239的延时为零。卫星地球站20₁经这一延迟装置239，CSC调制单元231，组合器233，U/C 211和HPA222从天线21发出作为另一CSC信号B1(CSC B1)的内部SDC 237的输出数据(步骤44)。

由卫星地球站20₁发送的CSC信号B1经卫星由区域Y内的中继站30接收，转变成另一个CSC信号B2(CSCI1)，之后这个CSC信号B2被再次发送(步骤45)。由中继站30发送的CSC信号B2经卫星由设置在相对于区域Y的区域X中的控制站10所接收，然后分别经LNA 124，D/C 125，分配器126，CSC解调单元141和去乘法器142由接收数据检测单元183接收。控制单元181在控制站10已发出CSC信号A1之后测量时间期间(T1)，直到相应于该CSC信号A1的响应CSC信号B2被收到，根据分别从发送数据检测单元182和接收数据检测单元183获得的数据，然后所测量的时间期间被存储在控制单元181中使用的一个存储器中(步骤46)。

接着，控制站10的PDC 15在实际操作之前产生一个给设置在相对区域Y中的卫星地球站20₂和20₃的监视/控制信号，并把这个监视/控制信号加至在控制站10中使用的发送数据检测单元182(步骤47)。根据对从发送数据检测单元182获得的监视/控制信号的检测信号的输入，控制单元181控制延时数据发生单元184再次产生这个没有延迟的延迟数据，并经乘法器132，CSC调制单元131，组合器121，U/C122和HPA 123从天线11发出这个作为CSC信号A1(CSC01)的延迟数据(步骤48)。

由控制站10发出的CSC信号A1经卫星由设置在位于相对于区域X的区域Y中的卫星地球站20₂和中继站30所接收。该卫星地球站20₂在所接收的信号经户外单元22和户内单元23的分配器234被解调给CSC解调单元236后，把所接收的信号加给SDC237，以便执行数据通信。根据收到的由SDC237证实的延迟数据没有延迟的证实结果，控制单元238设置延迟装置239的延时为零。卫星地球站20₂经这个延迟装置239，CSC调制单元231，组合器233，U/C221和HPA222从天线21发出作为另一CSC信号B2的内部SDC 237输出数据(步骤49)。

由卫星地球站20₂发出的这个CSC信号B2经卫星由控制站10接收，然后分别经LNA 124，D/C 125，分配器126，CSC解调单元141和去乘法器142由接收数据检测单元183接收。控制单元181在控制站10已发出CSC信号A1之后测量一个时间期间(T2)，直到相应于这个CSC信号A1的响应CSC信号B2被收到，根据从发送数据检测单元182和接收数据检测单元183分别获得的数据，然后这个测量时间期间被存储在控制单元181中所用的一个存储器中(步骤50)。

接着，控制站10所用的控制单元181计算在第一响应时间(T1)与第二相应时间(T2)之间的时间差(ΔT)，其第一响应时间(T1)在步骤46被存于存储器中，请求经位卫星和中继站30在其本身与卫星地球站20₁间通信，其第二响应时间(T2)在步骤50被存储于存储器中，请求在其本身与卫星地球站20₂间通信。

当这个时差是一个大值时，可能这些响应信号相互会碰撞，而不能进行正常的通信。因此，控制站10使延迟数据产生装置184产生一个延迟数据，以延迟设置于区域Y的卫星地球站20₂响应根据计算时差(ΔT)产生的延迟数据控制信号的响应时间。这个延迟数据经乘法器132，CSC调制单元131和FR单元12从天线11被发出(步骤51)。

这个CSC信号A/经卫星由设置在区域Y中的卫星地球站20₂接收，并经户外单元22和分配器234提供给CSC解调器236。在上述的延迟数据已由CSC解调器236解调之后，其结果数据被加至SDC237。该SDC237根据这一延迟数据设置延迟装置239的延时(ΔT)(步骤52)。结果，在相应于从控制站10发出的CSC信号A1的响应信号B2已经从设置在区域Y的卫星地球站20₂到达控制站10期间的时间期间(T2′)可以等于来自设置在区域X的卫星地球站20₁的响应时间(上述第一响应时间T1)。

在对于延迟装置239的延时设置操作完成之后，卫星地球站202产生一个延时设置操作结束信号并发送这个作为CSC信号B2的结束信号至控制站10(步骤53)。一旦收到了这个延时设置操作结束信号，控制站10就完成了初始设置操作。根据前面所述的结构和控制的初始设置操作，CSC信号就能在设置在同一区域X中的控制站10和卫星地球站20₁之间进行通信。

接着，控制站10进行健康检查。为获得各卫星地球站20₁至20₃的状态信息，这一健康检测被周期地进行。现在将参照图10描述该健康检查。

(2)健康检查

首先，控制站10的PDC 15产生请求数据，用于获得与控制站10设置在同一区域X中的卫星地球站20₁的状态信息(即是否通信被建立或是否发生失败的信息)(步骤55)，并产生要被发送的给卫星地球站20₁的CSC信号A1(步骤56)。该CSC信号A1经卫星由中继站30接收，并在该中继站以类似于上述的方法转变为CSC信号A2。然后该已转变的CSC信号A2返回至区域X并由卫星地球站20₁接收(步骤57)。

卫星地球站20₁接收/解调这个请求数据，以便在分配给本地球站的帧时间产生CSC信号B1时，发送出关于本地球站的各种状态信息(步骤58)。该CSC信号B1经卫星由中继站30接收，并在那转换成CSC信号B2，然后这个CSC信号B2再被返回到区域X，因此被控制站10接收(步骤59)。

控制站10接收/解调该CSC信号B2，以便获得关于卫星地球站201的状态信息。接着，控制站10的PDC15产生一个请求数据，用于获得位于相对于控制站10的区域Y所设置的卫星地球站20₂的状态信息(步骤60)，并在给卫星地球站20₂的帧时间产生一个CSC信号A1并被发送(步骤61)。卫星地球站20₂接收/解调这个经卫星所收到的CSC信号A1，以便在分配给本站的帧时间产生CSC信号B2时发出关于本站的各种状态信息(步骤62)。

该CSC信号B2经卫星由控制站10接收，以在那被解调，使控制站10获得卫星地球站20₂的状态信息。应当注意的是，由于上述的初始设置操作，在PDC15已送出为获取设置于同一X区域中的卫星地球站20₁的状态信息的请求数据之后，直到PDC收到响应信号时所确定的时间T1等于在PCD15已送出为获取设置于相时的区域Y中的卫星地球站20₂的状态信息的请求数据之后，直到PDC收到响应信号时的时间T2′。

(3)通信

接着，响应于从控制站10发出的一个命令，按需分配多路存取通信就能被建立了。首先，参照图11说明在分别被设置于不同区域中的卫星地球站20₁和卫星地球站20₂之间建立卫星通信的情况。例如，当卫星地球站20₁，响应一个呼叫发出站时，该卫星地球站20₁输入一个指定卫星地球站20₂的拨号号码给该站20₂，并且一个呼叫要求利用CSC信号B1被发出(步骤65)。如上所述，该CSC信号B1经卫星由中继站30接收。该CSC信号B1在中继站30被转变为CSC信号B2，然后将返回到区域X，以便被控制站10所接收(步骤66)。

控制站10中的PDC15产生一个信道设置信号(CHANNEL SET)，用于在多个通信信道中指定一个未被使用的信道(步骤67)，并从CSC信号A1发送这个信道设置信号(步骤68)。该CSC信号A1经卫星由区域Y中的各卫星地球站所接收。响应于这个所接收/解调的信道设置信号，该卫星地球站20₂根据在户内单元23中控制单元238指定的通信信道设置通信调制单元232和通信解调单元235的载波信道及解调信号信道(步骤69)。

当区域Y中的中继站30收到上述CSC信号A1时，中继站30转变该CSC信号A1为CSC信号A2，然后发送给卫星地球站20₁(步骤70)。该卫星地球站20₁接收/解调该CSC信号A2以得到信道设置信号，响应于这个信道设置信号，通信调制单元232和通信解调单元235的载波信道及调制信号信道分别根据户内单元232中所用的控制单元238指定的通信信道进行设置(步骤71)。之后，经卫星用第一未使用的通信信道(如图5所示的C11)实现从卫星地球站20₁至卫星地球站20₂和用第二未使用的通信信道(如图5所示的C12)实现从卫星地球站20₂至卫星地球站20₁的双向电话通信。

接着，将参照图12描述在被置于同一区域Y中的地球站20₂和20₃之间的通信。假设，现在卫星地球站20₂响应于该呼叫发出站，该卫星地球站20₂在那输入一个拨号号码给卫星地球站20₃，并使用CSC信号B2发出一个呼叫请求(步骤75)。该CSC信号B2经卫星由控制站10所接收。

响应于上述已被接收/解调的呼叫请求，控制站10所用的PDC15产生这样一个信道设置信号，用于在多个通信信道中指定一个未使用的通信信道(步骤76)。然后，PDC 15经CSC调制器13和RF单元12从天线11发送作为CSC信号A1的这个信道设置信号，另一方面，控制单元191设置这个信道设置信号为相应于第二和第四通信信道的值，它们指定了在两个所选通信信号调制器16u和16₁中所用的通信信号调制单元161的载波信号，和在两个通信信号解调器17n和17₁中所用的通信信号解调单元171的解调信号信道(步骤78)。

以CSC信号A1从控制站10发出的信道设置信号经卫星由卫星地球站20₂和20₃接收，并且通信调制单元232和通信解调单元235的载波信道和解调信号信道都根据第一和第三指定的通信信道被相应户内单元23所用的控制单元238所设置(步骤79和80)。

结果，此后该通信可以在卫星地球站20₂和20₃之间被建立。换句话说，卫星地球站20₂使用由控制站10分配的第一通信信道(例如，图5的C12)发送从通信终端设备24得到的电话通信信号。这个电话通信信号由控制站10接收，并且该控制站10经通信信号解调器17n和通信信号调制器16n靠使用第二通信信道(例如，图5的C11)发送这个电话通信信号(步骤82)。

以第二通信信道已从控制站10发出的电话通信信号由卫星地球站20₃所接收。响应于这个信号接收，从卫星地球站20₃的通信终端设备24产生的电话通信信号使用由控制站10分配给该卫星地球站20₃的第三通信信道(例如，图5的C22)从卫星地球站20₃被发出(步骤83)。

该电话通信信号由控制站10所接收，并且控制站10经通信信号解调器17₁和通信信道调制器16₁使用第四通信信道(例如，图5的C21)发送这个电话通信信号(步骤84)。以第四通信信道从控制站10送出的电话通信信号由卫星地球站20₂接收。接着，上述的操作被重复，以便在设置于同一区域中的卫星地球站20₂和20₃之间能够建立通信，这在普通的卫星通信系统中是不能实现的。

接下来，将参照图13解释在控制站10与位于控制站10同一区域X中的卫星地球站20₁之间通信建立的过程。现在假设卫星地球站20₁在那输入一个拨号号码给控制站10并发出一个呼叫请求，这个呼叫请求信号使用CSC信号B1从卫星地球站20₁被发出(步骤88)。然后，这个以CSC信号B1发送的呼叫请求信号经卫星由中继站30接收，并在该中继站被转变为CSC信号B2，然后把CSC信号B2返回到控制站10(步骤89)。

控制站10接收/解调以CSC信号B2发送的呼叫请示信号，并且PDC 15产生一个用于指定在多个通信信道中未被使用的通信信道的信道设置信号(步骤90)，和以CSC信号A1发送这个信道设置信号(步骤91)。另一方面，控制单元191把在通信信号调制器16n中使用的通信信号调制单元161的载波信道，以设置在通信信号解调器17n中使用的通信信号解调单元171的解调信号信道设置为相应于各指定通信信道的值(步骤92)。

这个以CSC信号A1发送的信道设置信号经卫星由中继站30所接收，在这个中继站30中转变为CSC信号A2，然后发送给卫星地球站20₁(步骤93)。根据所接收/解调的信道设置信号，卫星地球站20₁用户内单元23中的控制单元238设置通信调制单元232和通信解调单元235的载波信道与解调信号信道(步骤94)。

因此，如此之后，在控制站10与卫星地球站20₁之间的通信能被建立。也就是说，卫星地球站20₁使用由控制站10分配第一通信信道发送从通信终端设备24获得的电话通信信号，(步骤95)。该电话通信信号使用第二通信频率从中继站30发出(步骤96)，然后由控制站10接收。响应于这个信号，由控制站10产生另一个电话通信信号，并从控制站10用由控制站10分配的第三通信信道发送(步骤97)。

该电话通信信号由中继站30以第四通信信道发出(步骤98)。从中继站30以第四通信信道发出的通信信号被卫星地球站20₁所接收。然后，上述的操作被重复地执行，以便该通信能在置于同一区域中的控制站10和卫星地球站20₁之间被建立，而这种通信在普通的通信系统中是不能实现的。

应当清楚地知道，本发明并不限于上述的实施例，例如，仅仅控制站10和中继站30中的一个站可以拥有上述的中继功能，而其它站不具有这种中继功能。

如上所述，根据本发明，从设置于相对控制站区域的区域中的第一和第二卫星地球站发送给其它站的通信信号由这个控制站返回，由其它卫星地球站接收。因此，就是在多点波束被使用时，通信能在置于同一区域中的第一和第二卫星地球站间被建立。

还根据本发明，由于CSC信号能够经中继站在控制站和与控制站在同一区域中设置的卫星地球站之间被发送/接收，因此就是当多点波束被使用时，通信也能在被置于同一区域中的控制站和卫星地球站之间被建立。

根据本发明，就是在使用多波束时，在控制站和多个卫星地球站之间的任意两个站之间的通信能利用按需分配多路存取的方式被建立，而与所在的区域无关。因此，多点波束型卫星通信线路可以有效地被利用。

Claims (8)

1．一种按需分配多址存取(DAMA)式卫星通信系统，其中一个CSC(公共信令信道)信号经过一颗卫星以SCPC(每载波单信道)通信系统的方式在一个控制站与多个卫星地球站之间被发送/接收，该通信系统在由多点波束覆盖的多个区域之间采用交叉波束，其中从一个区城内的一个地球站经过卫星和同一区城内另一个站的通信被禁止，以及响应于从所述卫星地球站发出的一个请求，自动地分配，一条通信信号信道，其中所述的DAMA式卫星通信系统包括：

第一通信装置，用于在所述多个区域中设置于所述控制站所置的第一区域的一个第一卫星地球站与设置于相对于所述第一区域的一个第二区域中的一个第二卫星地球站之间以所述的DAMA系统进行通信；

第二通信装置，用于在位于所述第二区域内的两个所述第二卫星地球站之间互相进行通信；和

第三通信装置，用于在位于所述第一区域内的所述控制站与所述第一卫星地球站之间进行通信。

2．如权利要求1的DAMA式卫星通信系统，其中：

所述的卫星地球站包括：

发送/接收装置，用于发送/接收所述的CSC信号和所述的通信信号；

用于调制/解调所述CSC信号的调制/解调装置；

用于调制/解调所述通信信号的调制/解调装置；

控制装置，用于根据所述CSC信号的数据控制所述通信信号调制/解调装置的通信信道；和

一个延迟装置，用于在初始设置操作期间根据收到的所述CSC信号的数据延迟发送所述CSC信号数据的返回时间。

3．如权利要求1的DAMA式卫星通信系统，其中：

所述的控制站包括：

发送/接收装置，用于发送/接收所述的CSC信号和所述的通信信号；

调制/解调装置，用于调制/解调所述的CSC信号和所述的通信信号；

返回装置，用于返回从所述调制/解调装置发出的已调制/已解调的通信信号；

一个PDC(主DAMA控制器)，用于在那输入来自所述CSC信号调制/解调装置的一个输出信号并执行所述的DAMA控制操作以输出CSC数据；

延时测量装置，用于根据在发送至所述的第一和第二卫星地球站的所述CSC信号的时间与接收来自所述第一和第二卫星地球站的所述CSC信号的时间之间的时差测量延时；

延时数据发送装置，用于根据所述延时测量装置测出的所述延时发送延时数据至所述的第一和第二卫星地球站。

4．一种按需分配多址存取(DAMA)式卫星通信系统，其中一个CSC(公共信令信道)信号经过一颗卫星以具有在由所述卫星的多点波束覆盖的多个区域间的正交波束的SCPC(每载波单信道)通信系统的方式在一个控制站与多个卫星地球站之间被发送/接收，以及响应于从所述卫星地球站发出的一个请求，自动地分配一条通信信号信道，其中所述的DAMA式卫星通信系统包括：

延时装置，用于在所述的CSC信号从所述的控制站被发送到置于第一区域的第一卫星地球站和置于第二区域的第二卫星地球站之后，直到从所述第一和第二卫星地球站至所述控制站的所述CSC信号被收到之前，以所述的确定的延时相等的方式补偿延时；

在所述第一区域中的所述第一卫星地球站和所述第二区域中的所述第二卫星地球站之间发送/接收CSC信号的情况下，用于在位于所述第二区域具有中继功能的中继站，把所述的CSC信号从所述的第一卫星地球站发送到所述第一区域内的所述控制站，和把通信信道设置信号从控制站发送到所述第一卫星地球站的返回呼叫请示装置；

在位于所述第二区域的两个所述第二卫星地球站之间发送/接收CSC信号的情况下，用于在所述的控制站在由所述控制站的PDC(主DAMA控制器)确定所述通信信道之后返回通信信号的装置；和

在置于所述第一区域的该控制站与该卫星站之间发送和接收CSC信号的情况下，用于在位于所述第二区域中的中继站返回从在所述第一区域中的所述第一卫星地球站获得的所述CSC信号的呼叫请求信号，从所述控制站获得的所述CSC信号的所述通信信道设置信号，和在位于所述第一区域的控制站与卫星地球站之间所述通信信号的装置。

5．如权利要求4的DAMA式卫星通信系统，其中：

在用所述控制站对所述卫星地球站的初始设置操作中，所述的延迟补偿装置；

发送用于在所述第一区域中所述卫星地球站的一个监示/控制信号给位于所述第二区域中的所述中继站；

在所述卫星地球站收到所述监示/控制信号的返回信号之后至所述的监示/控制信号被返回之前，在所述的要接收的中继站测量确定的延时(T1)；

在所述的监示/控制信号被发送到在所述第二区域中的该卫星地球站之后至这个监示/控制信号的返回信号被收到之前，测量另一个确定的延时(T2)；和

控制在所述卫星地球站中所用的延迟装置，以使靠发送延迟数据给所述卫星地球站来减小在所述延时T1和T2之间的差。

6．如权利要求4的DAMA式卫星通信系统，其中所述的中继站包括：

用于接收所述CSC信号的一个接收单元；

一个分配单元，用于分配所述的所接收CSC信号，以便能接收多个CSC信号；

一个CSC解调器，用于解调由所述分配器分配的多个所述的CSC信号；

一个CSC调制器，用于调制以返回的所述输出信号调制来自所述CSC解调器的输出信号；

一个组合器，用于把从所述的多个CSC调制器输出的信号相互组合起来；和

一个发送单元，用于发送从所述组合器得到的输出信号。

7．如权利要求4的DAMA式卫星通信系统，其中：

所述的卫星地球站包括：

用于发送/接收所述CSC信号和所述通信信号的发送/接收装置；

用于调制/解调所述CSC信号的调制/解调装置；

用于调制/解调所述通信信号的调制/解调装置；和

一个延迟装置，用于根据从所述控制站发出的所述CSC信号数据控制所述通信信号调制/解调装置的通信信道，和用于根据所收到的所述CSC信号的延迟数据，在所述CSC信号被收到之后至一个响应信号被发送之前延迟一个确定的时间。

8．如权利要求4的DAMA式卫星通信系统，其中：

所述的控制站包括：

用于发送/接收所述CSC信号和所述通信信号的发送/接收装置；

用于调制/解调所述CSC信号和所述通信信号的调制/解调装置；

用于返回所述通信信号的所述通信信号的返回装置，以便由所述的调制/解调装置返回所述的已调/已解调通信信号：

一个PDC(主DAMA控制器)，用于在那输入一个由所述CSC信号调制/解调装置来的输出信号和用于执行为输出CSC信号的所述DAMA控制操作；

延时测量装置，用于根据在发送给所述第一和第二卫星地球站的所述CSC信号的时间与接收来自所述第一和第二卫星地球站的所述CSC信号的时间之间的时差测量延时；和

延时数据发送装置，用于根据所述延时测量装置测出的所述延时发送延时数据至所述的第一和第二卫星地球站。

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