CN110710136A - 具有无线链路的卫星终端系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了可具有通信卫星的星群的卫星系统。卫星终端装置可用于与卫星星群通信。该卫星终端装置可具有能够无线地通信的室内装置和室外装置。可在该室内装置和该室外装置之间无线地传送电力。该室内装置可包括用于支持与电子设备进行通信的通信电路。该室外装置可包括卫星通信电路。该卫星通信电路可包括天线、卫星收发器电路和调制解调器。该室内装置和该室外装置之间的无线通信可使用射频无线通信电路或光学通信电路来支持。

Description

具有无线链路的卫星终端系统

本专利申请要求2017年8月8日提交的美国专利申请15/672,180以及2017年6月21日提交的临时专利申请62/523,017的优先权，这些专利申请据此全文以引用方式并入本文。

技术领域

本公开整体涉及卫星通信，包括用于卫星系统中的终端。

背景技术

通信系统通常使用卫星来传送数据。基于卫星的系统允许跨远距离诸如海洋和陆地来无线地传送信息。例如，基于卫星的系统可用于跨大区域诸如广播卫星网络将媒体信息传送至大量接收器。另外，卫星通信系统可以用于在物理基础设施尚未安装的情况下提供覆盖和/或向未保持与基础设施资源进行附接的移动设备提供覆盖。例如，卫星通信系统可将通信能力提供到基于陆地的设备，诸如手持装置以及家庭或办公装置。

然而，向大量用户提供卫星接入会是有挑战性的。例如，用户终端装置的安装和维护可能过于复杂和昂贵，以及/或者可能无法实现期望的性能水平。

发明内容

卫星系统可具有通信卫星的星群。卫星终端装置可用于与卫星星群通信。该卫星终端装置可具有能够被配置为无线通信的室内装置和室外装置，从而在室内设备和卫星星群之间提供完整的信号路径。还可在室内装置和室外装置之间无线地传送电力。

室内装置可包括用于支持与电子设备进行通信的通信电路。例如，室内装置可具有用于形成无线局域网(WAN)接入点(或以其他方式提供WAN接入点的一个或多个功能)的无线通信电路。室内装置还可通过有线连接来链接到一个或多个设备。

室外装置可包括卫星通信电路。该卫星通信电路可包括以下中的任一者：天线、卫星收发器电路、和/或调制解调器。室内装置和室外装置之间的无线通信可使用射频无线通信电路和/或光学通信电路来支持。

在操作期间，由卫星通信电路接收的卫星信号可使用室内装置和室外装置之间的无线通信(例如，通过室内装置和室外装置之间的无线接口)以数字方式发送至室内室内装置(例如，作为数据分组)。从室内装置传送至室外装置的无线电力可用于为电路诸如卫星通信电路供电。

附图说明

图1呈现了根据一些实施方案的包括卫星的示例通信系统的示意图。

图2呈现了根据一些实施方案的卫星终端的示例的示意图，该卫星终端具有与用户的电子设备通信的链接的室内单元和室外单元。

图3呈现了根据一些实施方案的例示性无线电力部件的示意图。

图4呈现了根据一些实施方案的基于射频部件的例示性无线通信电路的示意图。

图5呈现了根据一些实施方案的基于光学部件的例示性无线通信电路的示意图。

具体实施方式

通过示例而非限制的方式示出了包括附图的本公开。

通信网络可以包括一个或多个通信卫星和其他装置，包括基于地面的通信装置和用户终端(或用户装置(UE))。一个或多个卫星可以用于例如向便携式电子设备、家庭和/或办公装置、以及/或者其他装置递送无线服务。该无线服务可包括语音、数据、和/或广播服务等服务中的任何一种。例如，可向手持设备、可穿戴设备、机顶盒、接入点、热点设备、媒体设备、移动终端、计算设备、传感器等提供无线服务。在一些配置中，可将服务递送至家庭或办公室中的用户卫星终端，该用户卫星终端通过有线或无线通信链路链接至家庭或办公室中的另外的用户装置，诸如计算机、机顶盒或电视机。例如，用于通过卫星星群接收和/或发送通信的装置可包括室内部分和室外部分。此外，可在室内部分和室外部分之间建立无线接口，使得可通过该无线接口来发送通信和/或电力。可使用各种发送技术(诸如RF、红外、感应耦合等)中的一者或多者来在该无线接口上发送通信和/或电力。

在一些实施方案中，室内部分可包括电子器件外壳，该电子器件外壳包括电子器件(数字和/或模拟)以用于处理从卫星通信网络(例如，经由卫星接收器)接收的信号，用于处理待发送(例如，到卫星和/或陆地网络)的信号，以及用于向卫星终端的室外部分供电。该电子器件外壳可连接到电源诸如电力插口，并且还可包括一个或多个通信接口诸如WiFi、以太网、同轴电缆、电力线通信等。另外，该室内部分可包括例如通过一个或多个有线和/或无线连接(例如，携带通信信号和电力两者的同轴连接)连接到电子器件外壳上的室内模块，该室内模块可被安装到内表面诸如窗户或墙壁，该室内模块可以与相应的外表面上的室外模块对准。该室内模块可被配置为使用任何无线电力传输技术(诸如电感耦合)将电力无线地发送至室外模块。此外，该室内模块可被配置为例如使用射频(RF)信号、光学信号(例如，使用一种或多种颜色的光的一个或多个激光器和/或一个或多个二极管)、或其他此类无线通信技术将通信信号无线地发送至该室外模块以及从该室外模块接收通信信号。

类似地，该室外模块可接收无线电力(例如，经由感应耦合)并利用所接收的电力来操作室外部分中的电子器件。该室外模块还可向室内模块发送通信信号并从该室内模块接收通信信号。该室外模块可经由有线或无线连接来连接至包括一个或多个通信接口的室外电子外壳，该一个或多个通信接口例如用于与一个或多个卫星网络进行双向通信。此外，在一些具体实施中，该室外模块和/或室外电子器件外壳可包括信号处理电子器件，该信号处理电子器件用于对从例如卫星网络接收的传入通信信号以及/或者从室内模块接收的传出通信信号进行转码(或换句话讲转换)。在一些具体实施中，该室内电子器件外壳和/或室内模块可包括信号处理电子器件，该信号处理电子器件用于对从室外模块接收的传入通信信号以及/或者从例如与卫星终端通信的电子设备接收的传出通信信号进行转码(或换句话讲转换)。

室内外部分和室外部分之间的无线接口可提供许多优点，包括易于安装、易于移除、非永久性安装、以及易于重新定位室内和/或室外部分的能力。例如，该无线接口可允许该室内部分和室外部分安装成使得它们能够穿过窗口进行通信，而无需物理地损坏或换句话讲修改结构。

在图1中示出了具有卫星的例示性通信系统。如图1所示，通信系统10可以包括通信卫星22的一个或多个星群。卫星22可以放置在围绕地球12的低地球轨道(LEO)(例如，在500-1500km的高度或其他合适高度)、地球同步轨道和/或中地球轨道(MEO)中的任何/全部中。卫星22可以形成具有一个或多个卫星组的卫星星群，这些卫星组具有不同类型的轨道，例如彼此同步以向用户群体(或地理区域)提供期望的覆盖量。在通信系统10的一个或多个卫星星群中可以存在任何合适数量的卫星22(例如，10个至100个、1,000个至10,000个、大于100个、大于1000个、小于10,000个等)。

卫星22可以向诸如电子设备18的设备递送无线服务。电子设备18可包括固定式(或较不便携式)设备，诸如用户卫星终端(例如，家庭基站或办公室通信设备)和/或相关联装置，诸如机顶盒、路由器、电视机、台式计算机和其他电子装置(有时称为用户装置、用户终端、用户终端装置等)。该卫星终端可使用室内装置(室内部分)和室外装置(室外部分)来实现。与卫星终端相关联的室内装置和室外装置可以通过无线接口(例如，通过窗户)来通信地耦合，以允许在它们之间进行通信和/或电力的发送。电子设备18还可以包括手持设备和/或其他移动设备，诸如蜂窝电话、平板计算机、膝上型计算机、手表和其他可穿戴设备、移动终端、无人机、机器人、移动热点和其他便携式电子设备。电子设备18可以位于地球上或上方的任何地方，例如，在陆地上、海上、或空中。由卫星22提供的服务可包括电话(语音)服务、宽带互联网访问、媒体分配服务(诸如卫星音频(卫星无线电和/或流音频服务)和卫星电视(视频))、数据通信、定位和/或其他服务。

系统10可以包括一个或多个网络操作中心(NOC)诸如NOC 16，其可以耦合到一个或多个网关(GW)，例如，网关14(有时称为地面站)。如果需要，可使用网关14处的装置、使用分布在整个系统10中的用户装置、使用多个网络中心16和/或其他合适的装置(例如，服务器或其他控制电路)来管理网络操作。网络操作中心诸如图1中的NOC 16的使用仅是示例性的。在一些配置中，网关14和/或其他装置的集群可共享资源(例如，大都市区域中的网关14可共享位于网关14或其他位置中的一者处的调制解调器库)。

在系统10中可以存在任何合适数量的网关14(例如1-100个、大于10个、大于100个、小于1000个等)。网关14可以具有收发器，这些收发器允许网关通过无线链路20向卫星22发射无线信号并允许网关通过无线链路20从卫星22接收无线信号。无线链路20还可用于支持卫星22与电子设备18之间的通信。例如，在媒体分配操作期间，网关14可以通过上行链路(链路20中的一个)向给定卫星22发送流量，然后经由下行链路(链路20中的一个)将其路由到一个或多个电子设备18。网关14可以执行各种服务，包括为电子设备18供应媒体，在电子设备18和/或其他设备之间路由电话呼叫(例如，语音和/或视频呼叫)，为电子设备18提供互联网访问，和/或向电子设备18递送其他通信和/或数据服务。网关14可以经由卫星22和/或使用基于地面的通信网络彼此通信。

NOC 16可用于管理一个或多个网关14的操作和/或一个或多个卫星22的操作。例如，NOC 16可以监测网络性能并在必要时采取适当的纠正措施。在这些操作期间，NOC 16可以更新一个或多个卫星22和/或电子设备18的软件，可以调整卫星22的高度和/或其他轨道参数，可以指示一个或多个卫星22执行操作已调整卫星太阳能电池板和/或其他卫星部件，和/或可以其他方式控制和维护环绕地球12的卫星星群中的一个或多个卫星22。另外，在一些实施方案中，NOC 16还可以被配置成在一个或多个网关14上执行维护操作。

网关14、卫星22、NOC 16和电子设备18可以被配置成支持加密通信。例如，NOC 16和网关14可以使用加密通信来进行通信。类似地，网关14、卫星22和电子设备18可以使用加密通信来进行通信。当与网关14、卫星22和/或电子设备18通信时，这允许NOC 16发出安全命令并接收安全信息。在系统10内使用加密通信还允许电子设备18彼此安全地通信以及与网关14安全地通信，并且还允许网关14例如根据数字保护要求将媒体和/或其他信息安全地分配到电子设备18。

在通信系统10的操作期间，卫星22可以用作轨道运行中继站。例如，当网关14发射无线上行链路信号时，一个或多个卫星22可以将这些信号作为下行链路信号转发到一个或多个电子设备18。在一些实施方案中，一些电子设备18可以是仅接收设备，而其他电子设备18可以支持与卫星的双向通信。在电子设备18支持双向通信的情况下，电子设备18可以将无线信号发射到一个或多个卫星22，使得一个或多个卫星22可以将此信息中继到一个或多个适当目的地(例如，网关14、其他电子设备18等)。

卫星22和链路20可以支持任何合适的卫星通信频带(例如，IEEE频带)，诸如L频带(1-2GHz)、S频带(2-4GHz)、C频带(4-8GHz)、Ka频带(27-40GHz)、V频带(40-75GHz)、W频带(75-110GHz)、和/或适合于空间通信的其他频带(例如，高于1GHz、低于110GHz的频率和/或其他合适的频率)。

一些频率(例如，C频带频率和其他低频，诸如L频带和S频带频率)可穿透建筑物，并且因此可至少在某些时候适合与位于室内的电子设备进行通信，例如，手持式电子设备18(例如，移动并且有时可能在室内以及有时可能在室外的设备)和/或没有外部天线/接收器的电子设备18。其他频率(例如，V频带频率和其他高频，诸如Ka频带和W频带频率)无法轻易(或有效地)穿透建筑物，并且因此可适合于与具有外部天线/接收器或者定位在室外和/或另外具有到卫星22的视线路径的电子设备18通信。包括外部部分的卫星终端(例如，电子设备18)可被配置为在一个或多个频带中的任一个频带中接收信号并将所接收的信号中继到对应的室内部分。另外，卫星终端(例如，电子设备18)的室外部分可被配置为在一个或多个频带中的任一个频带中发送信号，包括在用于接收和/或发送的频率之间的转换。为了适应各种场景(例如，移动设备场景和家庭/办公场景)，卫星22可以例如包括C频带卫星(或其他低频带卫星，诸如L频带或S频带卫星)、V频带卫星(或其他高频带卫星，诸如Ka频带或W频带卫星)和/或双频带卫星(例如，支持C频带和V频带通信或其他低频带和高频带通信的卫星)。

图2呈现了用于家庭、办公室或其他地点的示例性卫星终端的示意图。卫星终端18T(有时可称为卫星终端装置、卫星接收器或用户卫星装置等)可用作图1的设备18中的一者。如图2中所示，终端18T可具有多个部分，诸如室内装置68和室外装置70。在一些实施方案中，室内装置68可将电力穿过屏障90无线地传输至室外装置70。在一些其他实施方案中，室外装置70可至少部分地例如通过外部电源、太阳能源等单独地供电。另外，在一些实施方案中，例如在家庭或办公室中，屏障90可为玻璃窗口或任何其他透明窗口或其他此类屏障。在一些其它实施方案中，屏障90可以是不透明的窗口、壁、面板、窗格或任何其它不透明的障碍物。在操作期间，室内装置68和室外装置70可穿过屏障90进行无线通信(例如，使用无线通信诸如射频通信或光学通信)。

室外装置70可包括第一部分(诸如室外主单元88)和第二部分(诸如室外电力和通信单元72)。在一些其他具体实施中，室外装置70可被配置成单个部分或三个或更多个部分。室外装置70的电路可安装在一个或多个耐候性外壳中。例如，单元88可为适于安装在屋顶或其他室外位置上的具有耐候性外壳的室外单元，并且室外电力和通信单元72可为适于(例如，使用粘合剂、螺钉或其他紧固件、安装支架、吸盘、夹具、磁体和/或其他安装结构)安装在屏障90上或附近的具有耐候性外壳的室外单元。

室内装置68可包括第一部分(诸如室内主单元50)和第二部分(诸如室内电力和通信单元58)。室内主单元50以及室内电力和通信单元58可安装在(或以其他方式被配置在)适于室内安装的一个或多个外壳中。例如，室内主单元50以及室内电力和通信单元58可被配置在不耐候性或换句话讲适于外部(或润湿)安装的外壳中。然而，在一些其他实施方案中，室内装置68的一个或多个部分也可被配置在有利于至少临时室外使用的耐候性外壳或其他此类柜中。室内电力和通信单元58可安装在屏障90的与室外电力和通信单元72相反的侧上，或安装在有利于从室内电力和通信单元58至室外电力和通信单元72的无线电力传输以及室内单元58和室外单元72之间的无线通信的另一合适位置。

室内主单元50可从任何电源诸如壁式插口、电池或其他电源获得电力。如图2所示，例如，单元50可具有电源适配器诸如交流(AC)-直流(DC)电源转换器48，该电源转换器通过电力电缆64从电源52(例如，通过插座或插口供应的交流电源)接收交流电力。AC-DC电源转换器48可将来自电源52的交流电力转换为直流电力(作为示例)，并且可经由路径54(例如，有线路径诸如有线连接)向室内主单元50的一个或多个部件以及单元58中的无线电力发送电路60和其他电路供电。无线电力发送电路60可穿过屏障90将从路径54接收的电力以无线方式发送至室外电力和通信单元72中的无线电力接收电路74。无线电力接收电路74可将从无线电力发送电路60接收的无线电力信号转换为直流电力，以供单元72中的电路使用。无线电力接收电路74还可通过有线路径76向单元88提供直流电力。室外主单元88可使用在对单元88的电路供电时通过路径76接收的电力。如果需要，室外主单元88可具有可选的直流电源线(例如，连接到太阳能面板或阵列)或交流电源线和电源适配器，以用于接收交流电力(例如，形成室外插口)并将该电力局部地转换为直流电力。

室外主单元88可包括用于与卫星星群的一个或多个卫星22(图1)通信的卫星通信电路86。卫星通信电路86可包括用于支持与卫星22的卫星通信的天线、卫星收发器电路和/或调制解调器中的任一者。

在一些具体实施中，卫星通信电路86可包括由天线组和可调节电路诸如可调节相位延迟电路和/或可调増益电路(用于为相控天线阵列中的每个天线选择性地调节传入信号和/或传出信号的信号相位和振幅并从而对相控天线阵列波束进行导向的电路)形成的一个或多个相控天线阵列。由相控天线阵列形成的天线波束(信号波束)可用于发送信号和/或接收信号，并且可全部指向相同卫星22和/或可指向不同的卫星。例如，可在使用另一波束(例如，指向相同卫星或另一卫星的波束)发射信号的同时，使用指向一个卫星的波束来接收信号。在操作期间，可对卫星通信电路86中的相控天线阵列或其他天线结构进行导向，以在多个卫星22(例如，非对地静止卫星)穿过不同轨道时跟踪该多个卫星。卫星通信电路86的天线可包括单极、偶极和/或其他类型的天线元件(例如，环形天线、螺旋天线、贴片天线、倒F天线、八木天线、缝隙天线、喇叭形天线、空腔天线、碟形天线或其他合适的天线)中的任一者。

卫星通信电路86中的卫星收发器电路可(通信地)耦合至天线。卫星通信电路86中的一个或多个调制解调器可(通信地)耦合至卫星收发器电路，并且可使用卫星收发器电路和天线来发射和接收卫星通信。该调制解调器、卫星收发器电路和天线可被配置为处理任何合适类型的卫星通信。例如，卫星通信电路86可以处理处于诸如以下的频带中的的任一种频带中的卫星通信：L频带(1GHz-2GHz)、S频带(2GHz-4GHz)、C频带(4GHz-8GHz)、Ka频带(27GHz-40GHz)、V频带(40GHz-75GHz)、W频带(75GHz-110GHz)、和/或适合于空间通信的其他频带(例如，高于1GHz、低于110GHz的频率和/或其他合适的频率)。

卫星通信电路86可耦合到通信电路82并且可使用控制电路84来被控制。通信电路82可为或可包括具有数字数据发送器和数字数据接收器的有线通信电路、或其他发送器和/或接收器电路。通信电路82可通过有线通信路径80与通信电路81通信。通信电路81可包括用于通过路径80发送数据(例如，数字数据)的有线通信发送器，并且可包括用于通过路径80接收数据的有线通信接收器。

路径80和路径76可以是单独的有线路径(例如，单独的电缆)，或者可以由相同的物理电缆(或在其内部)形成。例如，同轴电缆的外部接地导体和中心信号导体可用于形成直流电源路径诸如路径76，同时还充当通信电路82和通信电路81之间的有线通信的信号路径(路径80)。

通信电路81和通信电路78可在室外电力和通信单元72中进行内部通信(例如，通过数字通信路径诸如总线或其他有线内部通信路径79)。通信电路78可以是用于与无线通信电路66进行无线通信的无线通信电路。例如，通信电路78可穿过屏障90诸如窗口与无线通信电路66建立一个或多个无线通信链路。

在操作期间，卫星通信电路86中的调制解调器可从通信电路82接收数据(例如，数字数据)(该卫星通信电路转而从通信电路81接收该数据)，并且可向卫星通信电路86中的卫星收发器电路和卫星天线(例如，相控天线阵列)提供用于发送到一个或多个卫星的对应的传出数据信号。当卫星信号由卫星通信电路86中的卫星天线和卫星收发器电路接收时，电路86的调制解调器可从这些接收的信号产生数字数据，并且可使用通信电路82通过路径80将该数据发送至通信电路81。卫星通信电路86中的调制解调器可提供足够的调制解调器能力来处理多个通信会话。这样，卫星通信硬件可主要或唯一地容纳在室外主单元88中，而室外电力和通信单元72可充当无线通信模块(和无线电力接收电路)，以支持穿过屏障90与室内装置68的室内电力和通信单元58进行通信。

如果需要，卫星通信电路86可被配置为从一个或多个卫星同时接收来自多个媒体流，诸如两个以上、三个或更多个、或四个或更多个广播电视信道；被配置为处理同时的电视会话和语音/互联网会话；被配置为在同时接收多个广播电视流时处理一个或多个语音呼叫和/或一个会多个互联网会话；被配置为接收点播媒体流；被配置为在发送数据时接收数据等。

室内主单元50可包括用于接收来自用户的输入和/或用于例如向用户提供输出的输入-输出设备44。控制电路42可包括在室内主单元50中以控制单元50和/或通信单元58的操作。通信电路40可包括有线通信电路，诸如用于支持以太网通信或其他有线通信和/或无线通信电路的网络接口(例如，以2.4GHz、5GHz、60Ghz和/或其他合适的无限局域网频率操作的无线局域网电路诸如

接入点电路)。通信电路40可用于形成一个或多个通信链路，诸如与一个或多个用户设备诸如电子设备30的链路38。

电子设备30可为任何设备，诸如平板电脑、蜂窝电话、膝上型计算机、台式计算机、电视机、机顶盒、互联网连接语音控制扬声器、手表、游戏单元和/或其他用户设备。电子设备30可包括用于支持通过链路38进行的通信的通信电路36。例如，链路38可以是有线链路，诸如以太网链路或其他有线路径，以及/或者可以是无线通信链路(例如，处于2.4GHz、5GHz,60Ghz和/或其他合适的无限局域网频率的无线局域网链路，诸如

链路)。通信电路36可包括有线通信电路(例如，用于支持以太网通信的网络接口)并且/或者可包括用于支持通过链路38与室内主单元50的通信电路40中的天线和收发器电路的通信的无线通信电路(例如，天线和无线收发器电路，诸如无线局域网收发器电路)。电子设备30可包括用于支持设备30的操作的控制电路34以及用于例如向/从设备用户收集输入并用于提供输出的输入-输出设备或接口32。

控制电路34、42和84可包括存储装置，诸如固态驱动器、随机存取存储器、和/或硬盘驱动器以及其他易失性和/或非易失性存储器。控制电路34、42和84还可以包括一个或多个微控制器、微处理器、数字信号处理器、具有处理器的通信电路、专用集成电路、可编程逻辑设备、现场可编程门阵列和/或其他处理电路。在操作期间，控制电路34、42和84可从控制电路34、42和84中的存储器运行代码(指令)，以实现设备30和终端18T的所需功能。例如，终端18T中的控制电路可控制操作，诸如调谐操作(例如，用于信道选择)，控制卫星通信电路86中的调制解调器的调制和解调操作，使用电路86中的相控天线阵列进行天线波束导向，控制用于网络接入和终端管理的空中下载信令协议等等。终端18T中的控制电路可以用于处理使用输入-输出设备44获得的或从设备30中的输入-输出设备32获得的用户命令，以及/或者可用于执行针对终端18T的其他控制操作。作为示例，控制电路42可被配置为执行诸如网络(分组)路由功能的操作(例如，使得室内装置68可以充当网络路由器)，可以执行防火墙操作(例如，通过允许室内装置68充当防火墙来增强互联网接入安全性)，可被配置为使用通信电路40来形成无线接入点(例如

接入点)，以及/或者可用于存储媒体(例如，使得室内装置68充当允许用户记录电视节目、存储下载的媒体以供将来播放、执行暂时缓冲功能等的数字视频录像机(DVR))。

输入-输出设备44和32可包括用于从用户收集输入(例如，信道改变命令、媒体选择命令、音量调节命令等)的按钮、开关、触摸板、触摸屏、麦克风和/或其他输入设备中的一者或多者，并且可向室外装置70提供相应的控制命令。控制电路34可从终端18T接收信息(例如，经由链路38)，并且可在向电子设备30(或其用户)提供输出(例如，通过在输入-输出设备32中的显示器上显示视频，通过设备32中的扬声器播放音频，以及/或者通过以其他方式向用户提供语音呼叫信息、互联网浏览信息、电视内容和/或其他内容诸如视频、音频、文本、图形等)时使用该信息。如果需要，室内装置68的电路中的一些或全部可被集成到电子设备30(例如，电视机、计算机、机顶盒等)中。

室内主单元50以及室内电力和通信单元58可分别使用通信电路46以及使用通信电路62通过有线路径56来通信。通信电路46和62可各自包括用于通过路径56发送数字数据的发送器，并且可包括用于通过路径56接收数字数据的接收器。有线电力(例如，直流电力)可通过路径54从AC-DC电源转换器48发送至无线电力发送电路60。路径54和路径56可以是单独的有线路径(例如，单独的电缆)，或者可以由相同的物理电缆形成。例如，同轴电缆的外部接地导体和中心信号导体可用于形成直流电力路径，诸如路径54，同时还充当通信电路46和通信电路62之间的有线通信的信号路径(路径56)。

通信电路62和通信电路66可在单元58中进行内部通信(例如，通过数字通信路径诸如总线或其他内部有线通信路径63)。通信电路66可以是用于与无线通信电路78进行无线通信的无线通信电路。通信电路66中的无线发送器可无线地将数据信号发送至通信电路78中的对应无线接收器。电路78中的无线发送器可无线地将数据信号发送至无线通信电路66中的对应无线接收器电路。这样，无线通信电路66和78可支持穿过屏障90的双向无线通信。

因为无线电力和无线通信信号均可穿过屏障90进行发送，所以在屏障90中不需要有利于安装的开口。例如，不必在屏障90中钻(或换句话讲制造)孔或者不必要执行其他可能麻烦的操作以将室外装置70与室内装置68耦合来形成终端18T。在一些配置中，电力发送部件和/或无线通信部件可得益于对准。如果需要，可在室内电力和通信单元58和/或室外电力和通信72上形成对准标记，以有利于视觉对准。终端18T(例如，单元58和/或室内主单元50和/或终端18T中的其他电路)和/或电子设备30也可用于向用户提供听觉反馈(例如，可变频率音调、周期变化的周期性音调、合成语音等)、视觉反馈(例如，屏幕上内容诸如文本、定向箭头或其他可见信息)、触觉反馈(例如，振动等)和/或指示对准质量的其他对准反馈。终端18T(例如，室内电力和通信单元58和/或室外电力和通信单元72)可包含对准传感器(例如，磁传感器、光学传感器、电传感器和/或其他传感器或传感器的组合)，其向终端18T提供关于单元58和72之间的对准质量的实时信息。该对准传感器信息可由终端18T用于向用户提供关于对准质量的动态反馈。例如，如果单元58和/或72中的传感器(例如，磁传感器)检测到当用户将单元58和72中的任一者或两者相对于另一者移动时对准质量増加，则可与提高的对准质量成比例地来调整音调发生器频率或其他反馈信号以警示用户。通过提供反馈以有利于室内电力和通信单元58与室外电力和通信单元72之间的良好对准，终端18T中的通信和/或电力传输性能可保持在足够的水平以支持系统操作，例如，处于或高于预先确定的水平。此外，可随时间推移(例如，周期性地或连续地)来评估单元58和72的对准，以确定该对准是否已降低，使得其影响系统性能，并且如果系统性能受到影响，则可输出指示应当执行重新对准的反馈。

图3中示出了用于穿过屏障90传送电力的示例性无线电力电路。如图3所示，终端18T可包括无线电力发送电路60，其将无线电力信号96发送至无线电力接收电路74。例如可在1mm至10mm的距离上、在1mm至100mm的距离上、在至少1mm、至少1cm、至少10cm、或至少100cm的距离上、在小于100cm、小于10cm、或小于3cm的距离上或其他合适的距离上无线地发送电力。可通过电容式耦合、近场传输(例如，使用电路60中的一个或多个贴片天线或其他天线以及电路74中的一个或多个对应贴片天线或其他天线)，以及/或者使用其他合适的无线电力发送配置来发送无线电力。可以10kHz至1MHz、至少100kHz、至少1MHz、至少1GHz、小于10GHz、小于5GHz、小于1MHz、小于500kHz的频率或者其他合适的频率来发送电力。在图3的例示性配置中，无线电力发送电路60包括无线电力发送器电路诸如无线电力发送器92(例如，处于发送频率的具有振荡器和输出电路的发送器)，其通过一个或多个线圈(电感器)诸如线圈94来发送感应无线电力；并且无线电力接收电路74包括对应的无线电力接收器电路(例如，整流器)诸如无线电力接收器100，其使用一个或多个线圈诸如线圈98来接收发送的无线电力信号96。在一些实施方案中，无线电力发送电路60和无线电力接收电路74之间的无线电力传输的效率可被例如周期性地或连续地监测。如果该效率低于预先确定的水平，则可提供电路60和/或74的一个或多个部件应被重新对准的指示。除此之外或另选地，如果效率低于预先确定的水平，则可实现一个或多个配置改变，诸如切换至不同频率、切换至附加的或不同的线圈/天线中的一者或多者等。

图4和图5示出了用于穿过屏障90传送无线通信信号的例示性无线通信电路。穿过屏障90的无线通信可涉及在任何合适的距离上的通信(例如，在1mm至10mm的距离上，在1mm至100mm的距离上，在至少1mm、至少1cm、至少10cm或至少100cm的距离上，在小于100cm、小于10cm、或小于3cm或其他合适的距离的距离上)。在图4的示例中，无线通信电路66和无线通信电路78是射频无线通信电路。在图5的示例中，无线通信电路66和无线通信电路78是光学无线通信电路。通常，任何合适类型(或组合类型的)的无线通信可用于穿过屏障90来传送信号。如果需要，也可使用可选配置，其中室内电力和通信单元58与室外电力和通信单元72之间的通信使用有线链路来执行(例如，当使用电路60和74以无线方式发送电力时)，或者其中单元58和72之间的电力发送使用有线链路来执行(例如，当单元58和72之间的通信以无线方式处理时)。

在图4的例示性配置中，无线通信电路66包括发送器诸如发送器110和接收器诸如接收器112。耦合器(例如，双工器)诸如耦合器114可用于在发送器110和天线116之间路由信号以及用于将信号从天线116路由到接收器112(例如，基于信号频率)，或者如果需要，发送器110和接收器112可在不同时间进行发送和接收。发送器110可接收来自路径63的信号并且可使用天线116以无线方式发送相应信息。来自天线116的以无线方式接收的信号可由接收器112接收并提供至路径63。无线通信电路78包括发送器诸如发送器124和接收器诸如接收器122。耦合器(例如，双工器)诸如耦合器120可用于在发送器124和天线118之间路由信号以及用于将信号从天线118路由至接收器122，或者发送器124和接收器122可被配置为在不同时间进行发送和接收。发送器124可接收来自路径79的信号并且可使用天线118以无线方式发送对应信息(例如，在天线116处以无线方式接收的信息)。已由天线118接收的来自天线116的以无线方式发送的信号可由接收器122接收并提供至路径79。天线116和118可以是贴片天线或其他合适的天线(或天线的组合)。可以任何合适的通信频率(例如，100Mhz至100Ghz、至少1GHz、2.4GHz、5GHz、60GHz、94GHz、40GHz-100 Ghz、小于100Ghz的频率或者其他合适的频率)发生无线通信。例如，可基于屏障90的属性来选择一个或多个通信频率，例如，如在可选配置过程期间所评估的。可评估一个或多个频率和/或设备配置，并且可标识实现足够性能的频率/配置。然后可选择一个或多个频率/配置以用于操作。

在图5的例示性配置中，无线通信电路66包括一个或多个光学设备130、一个或多个光纤(诸如光纤140)和透镜单元142。无线通信电路78包括一个或多个光学设备152，光纤150和透镜单元148。透镜单元142和148可在透明(或半透明)屏障(例如，窗口或其他屏障90)的相对侧上彼此对准，使得穿过透镜单元142的一个或多个透镜144从光纤140发射的光通过透镜单元148的一个或多个透镜146耦合到光纤150中，并且反之亦然。如果需要，可使用其中光学设备130和152光学耦合以用于双向通信而不使用光纤140和/或150并且/或者不使用耦合到光纤140和150的透镜单元144和146的配置。图5的布置为例示性的。

如图5所示，一个或多个光学设备130可包括光学发送器诸如光源132(例如，被配置为以一个或多个波长来操作的一个或多个激光器或发光二极管)和光学接收器诸如光检测器136(例如，一个或多个光电二极管)。光耦合器可用于将从光源132发射的光耦合到光纤140中，并且可用于将已从电路78接收的来自光纤140的光耦合到光检测器136中。光源132可接收来自路径134的电信号并且可在光纤140上发送相应的光信号。光纤140中的发送的光信号由透镜单元142穿过屏障90发送到透镜单元148。在穿过光纤150之后，一个或多个光学设备152中的光检测器158可检测这些光信号。光检测器136可类似地接收已从一个或多个光学设备152中的光源154经由光纤150、单元148和142以及光纤140发送至路径138的光学信号。

在电路66和78之间传送的光信号可以是可见光信号、红外光信号或其他光信号，并且可以包括处于一个或多个波长(例如，针对波分多路复用配置的单个波长或2个至10个波长)的信号。

图4和图5的无线链路可以是涉及模拟信号(例如，射频信号、模拟光信号)和/或数字数据(例如，数字数据分组)的双向通信链路。例如，通信电路66和78可支持双向数字通信并且可在至少100Mbps、至少500Mbps、至少1Gbps、小于100Gbps的数据速率或其他合适的数据速率下穿过屏障90进行通信(例如，发送和接收数字数据分组)。

根据一个实施方案，提供了被配置为与卫星星群无线通信的卫星终端，所述卫星终端包括：室外装置，所述室外装置包括被配置为接收来自至少一个卫星的信号的卫星通信电路和被配置为无线地接收用于所述卫星通信电路的电力的无线电力接收电路；以及室内装置，所述室内装置通过居间屏障与所述室外装置分开，所述室内装置包括无线电力发送电路，所述无线电力发送电路被配置为将电力穿过所述居间屏障无线地发送到所述无线电力接收电路。

根据另一个实施方案，所述室内装置包括第一无线通信电路，并且所述室外装置包括第二无线通信电路，所述第二无线通信电路被配置为将对应于所接收的信号的通信信号无线地发送至所述第一无线通信电路。

根据另一个实施方案，所述第一无线通信电路和所述第二无线通信电路被配置为以介于100Mbps和10Gbps之间的数据速率进行通信。

根据另一个实施方案，所述第一无线通信电路包括第一射频发送器、第一射频接收器和通信地耦合到所述第一射频发送器和所述第一射频接收器的第一天线，并且所述第二通信电路包括第二射频发送器、第二射频接收器和通信地耦合到所述第二射频发送器和所述第二射频接收器的第二天线。

根据另一个实施方案，所述第一无线通信电路包括第一光源和第一光检测器，并且所述第二无线通信电路包括第二光源和第二光检测器。

根据另一个实施方案，所述卫星终端包括至少一个光纤，从所述第一光源发射的光穿过所述至少一个光纤到达所述第二光检测器。

根据另一个实施方案，所述第一光源被配置为在多个波长下操作，并且所述第二光检测器被配置为检测由所述第一光源发射的在穿过玻璃窗格之后的光。

根据另一个实施方案，所述室外装置包括第一室外单元和第二室外单元，所述卫星通信电路容纳在所述第一室外单元中，并且所述无线电力接收电路和所述第二无线通信电路容纳在所述第二室外单元中。

根据另一个实施方案，所述室内装置包括第一室内单元和第二室内单元。

根据另一个实施方案，所述第一室内单元包括所述无线电力发送电路。

根据另一个实施方案，所述第一室内单元包括所述第一无线通信电路。

根据另一个实施方案，所述卫星终端包括耦合所述第一室内单元和所述第二室内单元的第一电缆以及耦合所述第一室外单元和所述第二室外单元的第二电缆。

根据另一个实施方案，所述第二室内单元包括被配置为形成无线局域网接入点的无线通信电路。

根据另一个实施方案，所述第二室内单元包括电源转换器，所述电源转换器被配置为通过所述第一电缆向所述无线电力发送器提供电力。

根据一个实施方案，提供了一种装置，所述装置包括：卫星通信电路、第一无线通信电路和第二无线通信电路，所述第一无线通信电路被配置为将从所述卫星通信电路接收的信息无线地发送至所述第二无线通信电路；无线电力发送电路，所述无线电力发送电路被配置为发送无线电力信号；以及无线电力接收电路，所述无线电力接收电路被配置为接收所述无线电力信号并向所述卫星通信电路提供对应的电力。

根据另一个实施方案，所述无线电力发送电路包括第一线圈和被配置为利用所述第一线圈发送无线电力信号的无线电力发送器，并且所述无线电力接收电路包括第二线圈和被配置为利用所述第二线圈接收所述无线电力信号的无线电力接收器。

根据另一个实施方案，所述装置包括：第一电缆；被配置为通过所述第一电缆向所述无线电力发送电路提供电力的电源转换器；通过所述第一电缆以数字方式通信的第一通信电路和第二通信电路；第二电缆，所述无线电力接收电路被配置为通过所述第二电缆向所述卫星通信电路提供电力；以及通过所述第二电缆以数字方式通信的第三通信电路和第四通信电路。

根据一个实施方案，提供了一种卫星终端装置，所述卫星终端装置包括：室外装置，所述室外装置包括通过电缆耦合的第一室外单元和第二室外单元；卫星通信电路，所述卫星通信电路位于所述第一室外单元中被配置为通过所述电缆向所述第二室外单元中的第一无线通信电路发送信息；以及室内装置，所述室内装置具有第二无线通信电路，所述第二无线通信电路被配置为无线地接收来自所述第一无线通信电路的信号。

根据另一个实施方案，所述室内装置包括被配置为形成无线局域网接入点的第三无线通信电路，并且所述第三无线通信电路被配置为通过附加电缆从所述第二无线通信电路接收信息。

根据另一个实施方案，所述卫星终端设备包括位于所述室内装置中的无线电力发送电路，以及位于所述室外装置中的被配置为从所述室内装置接收无线电力的无线电力接收电路。

前述内容仅为例示性的并且可对所述实施方案作出各种修改。前述实施方案可独立实施或可以任意组合实施。

Claims (20)

1.一种被配置为与卫星星群无线通信的卫星终端，所述卫星终端包括：

室外装置，所述室外装置包括：

卫星通信电路，所述卫星通信电路被配置为接收来自至少一个卫星的信号；和

无线电力接收电路，所述无线电力接收电路被配置为无线地接收用于所述卫星通信电路的电力；和

室内装置，所述室内装置通过居间屏障与所述室外装置分开，所述室内装置包括：

无线电力发送电路，所述无线电力发送电路被配置为穿过所述居间屏障将电力无线地发送至所述无线电力接收电路。

2.根据权利要求1所述的卫星终端，其中所述室内装置包括第一无线通信电路，并且所述室外装置包括第二无线通信电路，所述第二无线通信电路被配置为将对应于所接收的信号的通信信号无线地发送至所述第一无线通信电路。

3.根据权利要求2所述的卫星终端，其中所述第一无线通信电路和所述第二无线通信电路被配置为以介于100Mbps和10Gbps之间的数据速率进行通信。

4.根据权利要求3所述的卫星终端，其中所述第一无线通信电路包括第一射频发送器、第一射频接收器以及通信地耦合到所述第一射频发送器和所述第一射频接收器的第一天线，并且其中所述第二通信电路包括第二射频发送器、第二射频接收器以及通信地耦合到所述第二射频发送器和所述第二射频接收器的第二天线。

5.根据权利要求3所述的卫星终端，其中所述第一无线通信电路包括第一光源和第一光检测器，并且其中所述第二无线通信电路包括第二光源和第二光检测器。

6.根据权利要求5所述的卫星终端，还包括至少一个光纤，从所述第一光源发射的光穿过所述至少一个光纤到达所述第二光检测器。

7.根据权利要求6所述的卫星终端，其中所述第一光源被配置为在多个波长下操作，并且其中所述第二光检测器被配置为检测由所述第一光源发射的在穿过玻璃窗格之后的光。

8.根据权利要求2所述的卫星终端，其中所述室外装置包括第一室外单元和第二室外单元，其中所述卫星通信电路容纳在所述第一室外单元中，并且其中所述无线电力接收电路和所述第二无线通信电路容纳在所述第二室外单元中。

9.根据权利要求8所述的卫星终端，其中所述室内装置包括第一室内单元和第二室内单元。

10.根据权利要求9所述的卫星终端，其中所述第一室内单元包括所述无线电力发送电路。

11.根据权利要求10所述的卫星终端，其中所述第一室内单元包括所述第一无线通信电路。

12.根据权利要求11所述的卫星终端，还包括耦合所述第一室内单元和所述第二室内单元的第一电缆以及耦合所述第一室外单元和所述第二室外单元的第二电缆。

13.根据权利要求12所述的卫星终端，其中所述第二室内单元包括被配置为形成无线局域网接入点的无线通信电路。

14.根据权利要求13所述的卫星终端，其中所述第二室内单元包括电源转换器，所述电源转换器被配置为通过所述第一电缆向所述无线电力发送器提供电力。

15.一种装置，所述装置包括：

卫星通信电路；

第一无线通信电路和第二无线通信电路，其中所述第一无线通信电路被配置为将从所述卫星通信电路接收的信息无线地发送至所述第二无线通信电路；

无线电力发送电路，所述无线电力发送电路被配置为发送无线电力信号；和

无线电力接收电路，所述无线电力接收电路被配置为接收所述无线电力信号并向所述卫星通信电路提供对应的电力。

16.根据权利要求15所述的装置，其中所述无线电力发送电路包括第一线圈和被配置为利用所述第一线圈发送无线电力信号的无线电力发送器，并且其中所述无线电力接收电路包括第二线圈和被配置为利用所述第二线圈接收所述无线电力信号的无线电力接收器。

17.根据权利要求16所述的装置，还包括：

第一电缆；

电源转换器，所述电源转换器被配置为通过所述第一电缆向所述无线电力发送电路提供电力；

第一通信电路和第二通信电路，所述第一通信电路和所述第二通信电路通过所述第一电缆以数字方式通信；

第二电缆，其中所述无线电力接收电路被配置为通过所述第二电缆向所述卫星通信电路提供电力；和

第三通信电路和第四通信电路，所述第三通信电路和第四通信电路通过所述第二电缆以数字方式通信。

18.一种卫星终端装置，所述卫星终端装置包括：

室外装置，所述室外装置包括通过电缆耦合的第一室外单元和第二室外单元；

卫星通信电路，所述卫星通信电路位于所述室外单元中，所述卫星通信电路被配置为通过所述电缆向所述第二室外单元中的第一无线通信电路发送信息；和

室内装置，所述室内装置具有第二无线通信电路，所述第二无线通信电路被配置为无线地接收来自所述第一无线通信电路的信号。

19.根据权利要求18所述的卫星终端装置，其中所述室内装置包括被配置为形成无线局域网接入点的第三无线通信电路，并且其中所述第三无线通信电路被配置为通过附加电缆从所述第二无线通信电路接收信息。

20.根据权利要求19所述的卫星终端装置，还包括：

位于所述室内装置中的无线电力发送电路；和

位于所述室外装置中的无线电力接收电路，所述无线电力接收电路被配置为从所述室内装置接收无线电力。

Images