CN1066542A

CN1066542A - 卫星通讯系统

Info

Publication number: CN1066542A
Application number: CN 91102808
Authority: CN
Inventors: 罗伯特J·施威特曼
Original assignee: Motorola Inc
Current assignee: Motorola Solutions Inc
Priority date: 1991-05-04
Filing date: 1991-05-04
Publication date: 1992-11-25
Anticipated expiration: 2006-05-04
Also published as: CN1042084C

Abstract

一种选呼接收机发射系统用于向从多个选呼接收机选择出的一个发送信息，包括一个用于发射包括讯号在内的信息的发射机，至少一个卫星接收该信息并将其发送到选呼接收机，及相继地将该信息从不同位置转发到选呼接收机。

Description

本发明总的来说涉及一种卫星通讯系统，更具体地说涉及一种选择呼叫接收机的卫星通讯系统，它增加了选择呼叫接收机接收到信息的可能性。

已知的卫星通讯系统提供的是点对点（point to point）通讯。卫星中继来自地面发射机的信息很可能是通过一个或多个另外的卫星将该信息转发到地面的某个区域。

但是，由于卫星内的功率限制，这种转发强度是有限的。因为有些接收机，例如选呼接收机可能处于转发信号难以穿透的建筑区域内，所以，不是所有的转发信号都能被到。

因此，就需要一种具有增加选呼接收机接收可能的卫星通讯系统。

相应地，本发明的目的就是提供一种经改进的卫星通讯系统。。为实现本发明以上的及其它的目的，所提供的方法包括步骤为，经过至少一个卫星从两个或多个位置发送到接收机。

图1是传统的多个地球轨道卫星的示意图。

图2是卫星内部件的方框图。

图3是在第一时间点接收和转发信号的方案两个地球轨道卫星按照本发明最佳实施方案示意图。

图4是在第二时间点接收和转发信号的两个地球轨道卫星按照最佳实施方案示意图。

图5是按照最佳实施方案的两个轨道卫星的无线电天线波瓣图。

参见图1，卫星通讯系统的布置结构包括若干个卫星，如10，11，20和21，它们处在一个或多个轨道平面A、B、C、D、E和F的低地球轨道上，这些平面是高度自然倾斜的，这种布置对地球12提供了全面的通讯覆盖。

在最佳实施方案的高倾斜轨道结构中，采用48个低地球轨道卫星就可运到满意的地球覆盖。这些卫星可以被布置在6个高倾斜地球轨道平面上，每个平面8个卫星。也可采用其它布置，但这种布置需要更多的卫星才能取得和上述高倾斜轨道布置相同的地球覆盖。

参见图2，每个卫星10，11，20和21包括卫星通讯电路13，适当的天线14，15，如用于上行/下行线路的螺旋天线及用于线路交叉的透镜，相应地还有一个连接有蓄电池，为通讯系统提供电源的展开的太阳能电池阵16。太阳能电池阵在卫星被运载工具送入轨道后即展开，于是通讯系统激活。然后这些通讯系统通过标准的遥测，寻迹及控制通道被纳入线路形成网络。

这里描述的卫星通讯系统提供了高效的频谱，不同的卫星通讯系统可同时采用同一频率。每个卫星10，11，20和21作用起来象一个平台将发射机17发出的信号中继后发射到接收机18的平台。发射机接收机可处于地球的不同区域的地面上，空中或水上的运载工具上。

在本发明中，多个接收机18，如包含有呼叫器的选呼接收机，在卫星11处在连续的运动中的任何给定的时刻位置总是相对地固定的。尽管接收机18的使用者会四处移动，但是距离与其上的卫星的行程相比是相对较小的。每个卫星通讯线路13包含一个微处理机，用于确定如何将发射的信号以下述的方式中继到适当的接收机18。

传统的卫星系统可通过增加卫星发射功率来增加接收的可能性，但是这种方法受到太阳能电池可提供给卫星的平均功率的限制。另外，一旦信号经受到城市区域多路反射的环境影响，距发射机给定的距离的信号电平的变化是该距离的对数正态分布。这种分布的偏差（δ）通常在8分贝（db）左右。为了将成功的百分比从百分之五十增加到百分之七十五，将需要0.7δ或5.6db的额外功率增益。但是，一个不相关的重复只需要3db的能量增加就能取得相同的结果。为了将成功的百分比从百分之九十增加到百分之九十将需要1.1δ或8.8db的功率增益;但是，一个不相关重复将节省5.8db能量的增加而达到同样的效果。

参见图3和图4，按照本发明，当接收机处在接收条件受到限制的区域时，例如建筑物19之间。在第一个时间点（图3），信息从发射机17被发射到卫星10然后被中继（转发）到接收机18。另外，信息也可以从发射机17直接或从卫星10中继到达卫星11。在第二时间点（图4），卫星11从卫星10先前转发的位置不同的位置向接收机18转发信息。在第二时间点信息可由发射机17或卫星10或其它卫星发射到卫星11。第一时间点与第二时间点之间有例如秒或几分钟的时间差。由于接收机可从不同的角度接收发射的信息，接收机18接收信息的可接收性增加了。这些不同的角度一般来说具有不同的多路反射，因而在接收点产生不同的信号电平。该系统选择哪一个卫星（信号被接收的大致方向）及何时（入射角）完成中继，这样便可最大程度地增加可接收性。该系统通过已知的计算机优选技术来实现这些选择，并最好设置在地面，但也可交替地设置在一个或多个卫星之中。此外，由于接收机18在第一个及第二个时间点之间可在发射区域内改变位置，接收性可能被进一步增加。

参见图5，每个卫星可典型地在地球上投射（project）四个或多个波瓣（通常显示为圆型区域）这是通过具有与波瓣数目相适合的固定的波束宽度的天线14取得的。尽管这些被辩被图示为四个圆形，但本领域的技术人员应该懂得，这些波瓣的形状和数目可以是多种的，卫星10和20处在从北极到南极的轨道“D”，卫星11和21处在从北极到南极轨道“E”上，尽管也可利用包括反向轨道的其它轨道。为了描述卫星10，11，20，21如何转发信息，图示出四个实例，其中字母A、B、C、D代表在第一时间点的接收机18，字母A+、B+、C+及D+代表在第二时间点的接收机18。最初，发射机17向其上空的卫星发射信息，该卫星可以是任何一个离发射机17较近的特定轨道上的卫星。在图1所示的例子中，发射机17可将信息送到卫星10再转发到在“A”点的接收机。接收机18的使用者事先将接收机的位置如一个特定的城市告之系统。在卫星11已进一步南移的第二时间点，信息从卫星11转发到在“A+”点的接收机18。来自发射机17的信息在被传送到接收机18之前可经过几个卫星。以类似的方式，实例B显示了来自同一轨道的卫星11和21的信息传送，实例“C”显示了来自同一卫星21发出的23及24或25中的两个波瓣的信息发送，实例“D”显示了来自同一卫星20发出的同一波瓣26的信息传送。该信息可在第一也可在第二时间点从几个源之中的一个任何一个卫星或发射机17传送到第二个卫星11。

总之，通过在不同的时间点在两个不同的位置（角度）中继信息，使接收机的可接收性增加了。

Claims

1、在用于增加从发射机发出的被接收机接收的信息的的可接收性的卫星系统中，所采用的方法包括步骤为，在两个或多个位置通过至少一个卫星将信息(发射信号)中继到接收机。

2、根据权利要求1的方法，其中从两个或多个位置中的每个中继是在不同的时间点开始的。

3、一种用于将信息发射到接收机的卫星通讯系统，包括：

发射机装置用于发射信息;卫星装置用于接收信息和将信息转发到接收机;并通过将信息按顺序地转发到接收机用于增加信息被接收机接收的可能性。

4、根据权利要求3的卫星通讯系统，其中卫星装置包括单个卫星。

5、根据权利要求3的卫星通讯系统，其中的转发是来自第一个位置的，后来的信息的发射是来自第二位置的。

6、根据权利要求3的卫星通讯系统，其中的卫星装置包括第一卫星用于转发信息及第二卫星用于继续转发信息。

7、根据权利要求6的卫星通讯系统，其中的发射装置向卫星装置发射数据指示接收机的位置，卫星装置确定何时进行其后的转发。

8、根据权利要求6的卫星通讯系统，其中的第二卫星接收来自第一卫星的信息。

9、一种用于将信息发射到接收机的发射系统，包括：

发射机装置用于发射所述的信息;以及

用于通过至少一个卫星从至少两个位置将所述信息转发到所述的接收机，用于增加信息被所述接收机接收的可能性的装置。

10、根据权利要求9的发射系统，其中从至少两个位置中的每一个的信息中继是在不同的时间点完成的。

11、根据权利要求10的卫星通讯系统，还进一步包括电路装置用于选择所述的至少两个位置。

12、一种用于将信息发射到多个选呼接收机的至少一个的选呼接收机发射系统，包括：

发射装置，用于发射包括的信息在内的信息;以及

卫星装置，用于接收信息及将信息发射到选呼接收机及按顺序将信息从不同的地点转发给选呼接收机。

13、根据权利要求12的卫星通讯系统，其中的卫星装置包含单个的卫星。

14、根据权利要求12的卫星通讯系统，其中卫星装置包括用于转发信息的第一卫星及用于相继转发信息的第二卫星。

15、根据权利要求14的卫星通讯系统，其中第二卫星接收来自第一卫星的信息。

16、一种将信息信号发射给接收机的方法，包括的步骤为：

从多个相对于接收机位于第一位置的卫星中的一个卫星发射包括至少部分讯息信号的第一信息;以及

从多个相对于位于不同于第一位置的第二位置的卫星中的一个卫星发射包含至少部分第一信息的分集（diversity）信息，用于增加信息被接收机接收的可能性。

17、一种用于增加来自发射机的信号被接收机接受的可能性的卫星通讯系统，包括：

至少一个用于接收来自发射机信号，由于第一及第二位置影响第一及第二发射信息的卫星;以及

编程装置，用于确定第一及第二位置。

18、根据权利要求17的卫星系统，其中发射机向至少一个卫星发射指示第一及第一位置的数据。

19、在用于增加来自发射机的信号被接收机和接收的可能怍的卫星系统中，所采用的方法包括的步骤为：

将来自发射机的信号发射至至少一个卫星;

确定可进行第一发射及第二发射的第一及第二位置;以及

发射来自第一及第二位置的信号。

20、根据权利要求19的方法，进一步包含的步骤为：向至少一个卫星发射指示第一及第二位置的数据。

21、一种用于增加来自发射机的信号被接收机接收的可能怍和卫星系统，包括：

至少一个用于接收来自发射机的信号并影响第一及第二发射的卫星;以及

编程装置，用于确定所述的至少一个卫星在第一及第二时间分别影响第一及第二发射。

22、根据权利要求20的卫星系统，其中，发射机向至少一个卫星发射指示第一及第二时间的数据。