DE19746774A1 - Verfahren und intelligentes, digitales Strahlformungssystem für Kommunikation mit verbesserter Signalqualität - Google Patents
Verfahren und intelligentes, digitales Strahlformungssystem für Kommunikation mit verbesserter SignalqualitätInfo
- Publication number
- DE19746774A1 DE19746774A1 DE19746774A DE19746774A DE19746774A1 DE 19746774 A1 DE19746774 A1 DE 19746774A1 DE 19746774 A DE19746774 A DE 19746774A DE 19746774 A DE19746774 A DE 19746774A DE 19746774 A1 DE19746774 A1 DE 19746774A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- antenna
- communication
- signals
- digital
- coefficients
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S3/00—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received
- G01S3/02—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received using radio waves
- G01S3/14—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction
- G01S3/38—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction using adjustment of real or effective orientation of directivity characteristic of an antenna or an antenna system to give a desired condition of signal derived from that antenna or antenna system, e.g. to give a maximum or minimum signal
- G01S3/42—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction using adjustment of real or effective orientation of directivity characteristic of an antenna or an antenna system to give a desired condition of signal derived from that antenna or antenna system, e.g. to give a maximum or minimum signal the desired condition being maintained automatically
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
- H01Q3/26—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
- H01Q3/2605—Array of radiating elements provided with a feedback control over the element weights, e.g. adaptive arrays
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
- G01S7/28—Details of pulse systems
- G01S7/2813—Means providing a modification of the radiation pattern for cancelling noise, clutter or interfering signals, e.g. side lobe suppression, side lobe blanking, null-steering arrays
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
- G01S7/36—Means for anti-jamming, e.g. ECCM, i.e. electronic counter-counter measures
Description
Diese Erfindung betrifft das Gebiet der phasengesteuerten
Matrixantennen und im besonderen digitale Strahlformung.
Satellitenkommunikationssysteme benutzen phasengesteuerte
Matrixantennen, um mit Mehrfachnutzern über Mehrfachantennen
strahlen zu kommunizieren. Typischerweise werden leistungsfä
hige Bandbreitenmodulationsverfahren mit Mehrfachzugriffsver
fahren kombiniert und Frequenztrennungsverfahren werden zur
Erhöhung der Anzahl der Nutzer eingesetzt. Da jedoch mit der
Verwirklichung von drahtlosen Nachrichtenverbindungsgeräten
wie zellularen Telefonen und Pagern die elektronische Umwelt
immer dichter wird, werden immer mehr Informationen und
Modernisierungen für diese drahtlosen Kommunikationssysteme
gefordert. Bei all den Nutzern zum Beispiel, die um das
begrenzte Frequenzspektrum konkurrieren, ist die Verminderung
von Störungen zwischen den verschiedenen Systemen ein Schlüs
sel zur Zuteilung im Spektrum zu den verschiedenen Systemen.
Weiterhin ist das Konzept der gemeinsamen Nutzung des Spek
trums, zum Beispiel die Fähigkeit von Mehrfachsystemen zur
gleichzeitigen Nutzung eines gemeinsamen Spektrums, von größ
ter Wichtigkeit für Staatliche Stellen wie die Bundeskommuni
kationskommission (FCC), die Kommunikationslizenzen an die
Betreiber von Satellitensystemen bewilligt.
Deshalb wird ein Kommunikationssystem benötigt, das Störungen
mit anderen Systemen vermindert, während es sich das Spektrum
mit diesen anderen Systemen teilt. Deshalb werden auch eine
Gerätetechnik und Verfahren benötigt, die das Spektrum teilen
können und für die Spektralaufteilung mit anderen Kommunika
tionssystemen bereitstehen.
Obwohl eine Vielzahl von Verfahren zur Strahlformung entwic
kelt wurden, fehlt es gegenwärtigen digitalen Strahlformungs
antennensystemen an Rechenleistung, die von viele Anwendungen
von Kommunikationssystemen gefordert wird. Demzufolge gibt es
einen Bedarf nach einem digitalen Strahlformungssystem, das
eine hocheffiziente Rechenleistung bei niedrigen Kosten
gewährleistet.
Die Erfindung ist ausführlich in den angefügten Ansprüchen
ausgewiesen. Ein umfassenderes Verständnis der vorliegenden
Erfindung kann jedoch durch Bezugnahme auf die detaillierte
Beschreibung und die Ansprüche abgeleitet werden, wenn sie in
Verbindung mit den Zeichnungen betrachtet werden, worin sich
Zahlen als Verweis auf gleiche Positionen in allen Zeichnun
gen beziehen und:
Fig. 1 zeigt ein Blockdiagramm von Satellitenempfänger- und
Senderteilen, die einen digitalen Strahlformer in Überein
stimmung mit einer bevorzugten Ausführung der vorliegenden
Erfindung beinhalten;
Fig. 2 zeigt ein Blockdiagramm einer Bodenstation und eine
Matrixantenne, die einen digitalen Strahlformer in Überein
stimmung mit der bevorzugten Ausführung der vorliegenden
Erfindung enthalten;
Fig. 3 erläutert einen geostationären Satelliten, der einen
digitalen Strahlformer in Übereinstimmung mit der bevorzugten
Ausführung der vorliegenden Erfindung benutzt und sich das
Spektrum mit einem nicht geostationären Satelliten teilt.
Fig. 4 erläutert einen Satelliten, der einzelne Antennen
strahlen durch die Nutzung eines digitalen Strahlformers in
Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung bereitstellt;
Fig. 5 erläutert Antennenstrahlprojektionen auf die Erdober
fläche durch die Nutzung eines digitalen Strahlformers in
Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführung der vorlie
genden Erfindung, die dem Bedarf nach Kommunikationsleistun
gen entsprechen;
Fig. 6 und 7 sind Flußdarstellungen, die eine Störungsver
minderung und Antennenstrahlzuweisungsverfahren in Überein
stimmung mit einer bevorzugten Ausführung der vorliegenden
Erfindung erläutern;
Fig. 8 ist eine Flußdarstellung, die ein Verfahren zur
Bereitstellung von Antennenstrahlen für geographische Regio
nen entsprechend dem Bedarf an Kommunikationsleistungen
erläutert;
Fig. 9 zeigt ein Blockdiagramm eines digitalen Strahlformers
in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführung der
vorliegenden Erfindung;
Fig. 10 zeigt ein Blockdiagramm, das eine erste Ausführung
einer Recheneinheit darstellt, die für den Gebrauch in dem
digitalen Strahlformer der bevorzugten Ausführung der vorlie
genden Erfindung geeignet ist;
Fig. 11 zeigt ein Blockdiagramm, das eine zweite Ausführung
einer Recheneinheit darstellt, die für den Gebrauch in dem
digitalen Strahlformer der bevorzugten Ausführung der vorlie
genden Erfindung geeignet ist;
Fig. 12 zeigt ein Blockdiagramm, das eine dritte Ausführung
einer Recheneinheit darstellt, die für den Gebrauch in dem
digitalen Strahlformer der bevorzugten Ausführung der vorlie
genden Erfindung geeignet ist;
Fig. 13 zeigt ein Blockdiagramm, das eine erste Ausführung
eines Summierungsprozessors darstellt, der für den Gebrauch
in dem digitalen Strahlformer der bevorzugten Ausführung der
vorliegenden Erfindung geeignet ist;
Fig. 14 zeigt ein Blockdiagramm, das eine zweite Ausführung
eines Summierungsprozessors darstellt, der für den Gebrauch
in dem digitalen Strahlformer der bevorzugten Ausführung der
vorliegenden Erfindung geeignet ist;
Fig. 15 zeigt ein Blockdiagramm eines digitalen Strahlfor
mers, der in Übereinstimmung mit einer zweiten Ausführung der
vorliegenden Erfindung ist;
Die hieraus hervorgehende Veranschaulichung erläutert eine bevorzugte Ausführung der Erfindung in einer ihrer Formen, und es ist nicht beabsichtigt, daß eine solche Veranschauli chung als eine Begrenzung in irgendeiner Weise ausgelegt wird.
Die hieraus hervorgehende Veranschaulichung erläutert eine bevorzugte Ausführung der Erfindung in einer ihrer Formen, und es ist nicht beabsichtigt, daß eine solche Veranschauli chung als eine Begrenzung in irgendeiner Weise ausgelegt wird.
Die vorliegende Erfindung stellt neben anderen Dingen einen
digitalen Strahlformer bereit, der für den Gebrauch in
Matrixantennen geeignet ist. In der bevorzugten Ausführung
stellt der digitale Strahlformer ein Verfahren zur Verminde
rung von Einflüssen von Störsignalen bereit. Die vorliegende
Erfindung stellt auch ein Verfahren zur Verfolgung des Stand
ortes von Störsignalen bereit und stimmt die digitalen
Strahlformungskoeffizienten neu ab, um Nullen in der Anten
nenstruktur zu erzeugen, die gegen dieses Störungssignal
gerichtet sind. Die vorliegende Erfindung stellt auch einen
digitalen Strahlformer bereit, der Einflüsse von Störsignalen
vermindert.
Die vorliegende Erfindung stellt auch ein Kommunikationsver
fahren mit Kommunikationseinrichtungen, Teilnehmereinheiten,
Relaisstationen oder Flugzeugen bereit, die eine Matrixan
tenne benutzen, die einen digitalen Strahlformer hat. In
einer bevorzugten Ausführung sind digitale Strahlformungs
koeffizienten abgestimmt, um die Signalqualität der Kommuni
kationssignale, die von den Kommunikationseinrichtungen
empfangen werden, zu verbessern oder zu maximieren. In einer
Ausführung der vorliegenden Erfindung versorgt die Kommunika
tionseinrichtung den Satelliten mit Qualitätsanzeigen, die
die Qualität des Signals anzeigen, das von der Kommunika
tionseinrichtung empfangen wird. In Reaktion auf die empfan
genen Verbindungsqualitätsanzeigen stimmt der digitale
Strahlformer an Bord des Satelliten seine Antennen
strahlstruktur dynamisch ab, um zu helfen, das Signal, das
zur Kommunikationseinrichtung übertragen wird, zu optimieren.
In einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung
werden die digitalen Strahlformungskoeffizienten neu abge
stimmt, um kontinuierlich zu helfen, die Signalqualität des
empfangenen Signals aufrechtzuerhalten und zu verbessern oder
zu maximieren, da die Kommunikationseinrichtung und der
Satellit ihre relativen Positionen verändern.
Die vorliegende Erfindung stellt auch ein Verfahren zur
Kommunikation mit Kommunikationseinrichtungen bereit, die an
Bord einen digitalen Strahlformer einer satellitengestützten
Matrixantenne nutzen. Die digitalen Strahlformungskoeffizien
ten werden abgestimmt, um mehr Antennenstrahlen in geographi
sche Regionen zu gewährleisten, die einen hohen Bedarf nach
Kommunikationsleistungen haben und werden auch abgestimmt, um
weniger Antennenstrahlen in geographische Regionen zu gewähr
leisten, die einen geringen Bedarf nach Kommunikationslei
stungen haben. Da der sich Bedarf nach Kommunikationsleistun
gen mit Rücksicht auf die geographische Lage ändert, weist
der digitale Strahlformer in der bevorzugten Ausführung der
vorliegenden Erfindung dynamisch Antennenstrahlen zu oder
weist zusätzliche Strahlen in Reaktion auf die Veränderungen
des Bedarfs nach Kommunikationsleistungen zu. Die vorliegende
Erfindung stellt ebenfalls eine Kommunikationseinrichtung wie
eine Teilnehmereinheit bereit, die mit Satelliten, Kommunika
tionsstationen oder anderen Kommunikationseinrichtungen
kommuniziert, die eine Matrixantenne, ausgerüstet mit einem
digitalen Strahlformer, benutzen.
Analoge Matrixantennen sind in der Technik wohlbekannt. Die
Antennenstrahlencharakteristiken werden durch Abstimmung der
Amplitude und Phase des empfangenen oder ges endeten Signals
jedes Matrixelements gesteuert. Durch diese Steuerung kann
jeder Antennenstrahl geformt werden, seine Strahlungsrichtung
kann definiert werden, Antennennullen können gerichtet
werden, usw. Mehrfachamplituden- und Phasenabstimmung kann
benutzt werden, um Mehrfachantennenstrahlen zu erzeugen.
Wegen der Komplexität dieser Systeme, sind die meisten analo
gen Matrixantennen, die Mehrfachstrahlstrukturen erzeugen,
phasengesteuerte Matrizen, die eine Hilfsmatrix benutzen, um
die Signale von allen Matrixelementen zu kombinieren. Im
allgemeinen bleiben die Charakteristiken von Antennenstrahlen
konstant, wenn eine Hilfsmatrix und Verbindungsnetzwerk
aufgebaut sind. In der vorliegenden Erfindung wird ein digi
taler Strahlformer benutzt, um die Amplitude und Phase jedes
der strahlenden Elemente dynamisch zu steuern, um Mehrfachan
tennenstrahlen zu bilden. Charakteristiken der Strahlen wie
Strahlungsrichtung des Hauptstrahls, Strahlungsrichtung jedes
der anderen Strahlen, Bandbreite, Nullstellen, Korrekturen
wegen Öffnungsabweichungen und andere Charakteristiken der
Strahlen, werden alle durch die Benutzung der dynamischen
Abstimmung der Strahlkoeffizienten gesteuert. Eine solche
Flexibilität ist bei analogen phasengesteuerten Matrixreali
sierungen nicht möglich.
Fig. 1 zeigt ein Blockdiagramm von Satellitenempfangs- und
Sendeteilen, die einen digitalen Strahlformer in Übereinstim
mung mit einer bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfin
dung beinhalten. Der digitale Strahlformer 10 schließt ein
Empfangsnetzwerk zur digitalen Strahlformung (DBF) 32 ein,
ein Empfangsstrahlsteuerungsmodul 34, Empfangs DBF Steuerein
heit 36, Sender DBF Netzwerk 40, Senderstrahlsteuerungsmodul
42 und Sender DBF Steuereinheit 48. Die Empfangsteile bein
halten das Empfangsteil der Matrixantenne 20, ein oder
mehrere Empfangsmodule 26 und einen oder mehrere Analog/Digital
(A/D) Wandler 28.
Der Strahlformer 10 schließt Strahllenkungs- und Steuerungs
funktionen ein, die notwendig sind, um Antennenstrahlen mit
den geforderten Charakteristiken zu bilden. Die digitalen
Ausgänge, die der Strahlformer 10 zu jedem Strahlkanaleintei
ler 35 bereitstellt, sind vorzugsweise gleich dem Ausgang des
Signals eines Einzelantennenstrahls. Diese digitalen Ausgänge
werden durch die Paketschaltungsbaugruppe entweder zu geeig
neten Querverbindungs- oder Abwärtskommunikationspfaden
geführt. Im Fall von Abwärtsverbindungen wird der Vorgang
umgekehrt.
Das digitale Strahlformungs-Sendernetzwerk 40 liefert die
geeigneten Strahllenkungs- und Strahlsteuerungsvektoren zu
jedem dieser Signale und bildet Abwärtsverbindungsstrahlen
mit den vorgeschriebenen Charakteristiken. Diese Basisband
signale werden zu analogen Signalen rückgewandelt und auf
Abwärtsfrequenzen übersetzt. Leistungsverstärker treiben
vorzugsweise jedes dieser einzelnen Matrixelemente. Das
Senderteil beinhaltet einen oder mehrere Digital/Analog (D/A)
Wandler 44, eine oder mehrere Sendermodule 46 und das Sender
teil der Matrixantenne 20.
Die Matrixantenne 20 beinhaltet die Elemente 22, die vorzugs
weise in einer zweidimensionalen Matrix angeordnet sind,
wobei andere Matrixkonfigurationen geeignet sind. Die empfan
genen Hochfrequenz (RF) Signale werden erkannt und auf
Bauelementpegel digitalisiert. Wenn Intensitätsschwankungen
fehlen, haben die empfangenen Signale im allgemeinen gleiche
Amplituden, aber unterschiedliche Phasen auf jedem Element.
Die Signale können eine beliebige Anzahl von Kommunikations
kanälen darstellen.
In Reaktion auf die empfangenen Signale erzeugen die Empfän
germodule 26 analoge Signale. Die Empfängermodule 26 führen
die Funktionen der Frequenzabwärtsübertragung, der Filterung
und der Verstärkung auf einen Leistungspegel entsprechend dem
A/D Wandler 28 durch. Die Phaseninformation des Strahlungs
signals wird über eine Phasen (I) und eine Quadratur (Q)
Komponente erhalten, eingeschlossen im analogen Signal. Die I
bzw. Q Komponenten stellen die realen und imaginären Teile
des komplexen analogen Signals dar. Es gibt vorzugsweise eine
1 : 1 Übereinstimmung zwischen den Elementen 22 und den Empfän
germodulen 26.
Die A/D Wandler testen und digitalisieren die analogen
Signale, um digitale Signale zu herzustellen. Jeder A/D Wand
ler ist vorzugsweise dazu bestimmt, die Signale zu verarbei
ten, die durch ein entsprechendes Matrixelement erzeugt
werden. Nach der A/D Umwandlung gehen die Signale an das
digitale Strahlformungs-Empfangsnetzwerk 32, das gewichtete
Summen gerechnet, die die geräteinternen Strahlen darstellen.
Typischerweise stellt ein geräteinterner Strahl einen Kommu
nikationskanal dar.
Wichtungswerte werden an das digitale Strahlformungs-Empfangsnetzwerk
32 vom Empfangsstrahlsteuerungsmodul 34
geleitet. Durch die Verwendung eines geeigneten Algorithmus
bestimmt das Empfangsstrahlsteuerungsmodul 34 anpassungsmäßig
die geeigneten Wichtungen für jedes Strahlungselement 22.
Dies kann mit einer relativ geringen Rate geschehen, im
Vergleich mit dem Gesamtdatendurchsatz des Antennensystems.
Die Empfangs DBF Steuereinheit 36 analysiert die eingehenden
Signale und führt Prozeduren und Verfahren aus, die nachfol
gend erläutert werden.
Das Empfangs DBF Netzwerk 32 stellt digitale Signale, die von
jedem Strahlungselement 22 empfangen werden, an den Strahlka
naleinteiler 35 bereit. Die digitalen Signale beinhalten
Amplituden- und Phaseninformationen (I und Q) vom Strahlungs
element. Jedes Strahlkanaleinteilermodul wandelt diese digi
talen Signale in einen digitalen Datenstrom für einen
bestimmten Antennenstrahl oder Kanal. Vorzugsweise entspricht
jedes Kanaleinteilermodul einem Antennenstrahl. Die Strahlka
naleinteilermodule 35 liefern diesen digitalen Datenstrom zu
Datenpaketschaltungselementen 38, von denen die Daten paketi
siert werden und die Pakete werden entsprechend geleitet. In
der bevorzugten Ausführung werden die Datenpakete über Quer
verbindungsantennen 39 zu anderen Satelliten geleitet, über
Abwärtsverbindungen zu Leitungswegen oder Erdstationen, oder
über Abwärtsverbindungen, die der Satellit bereitstellt, zu
Kommunikationseinrichtungen. Vorzugsweise stellt die
Matrixantenne 20 sowohl Aufwärtsverbindungen als auch
Abwärtsverbindungen für die Kommunikationseinrichtungen
bereit.
Die eingehenden entpaketisierten Daten von den Datenpaket
schaltungselementen 38 werden an das Strahlerzeugungsmodul 45
geliefert. Die Datenpaketschaltungselemente 38 liefern einen
digitalen Datenstrom, der einen einzelnen Antennenstrahl
darstellt, zu jedem Strahlerzeugungsmodul 45. Die eingehenden
digitalen Signale beinhalten bevorzugt Phaseninformationen (I
und Q Komponenten) für jeden Kanal/Antennenstrahl. Die
Strahlerzeugungsmodule 45 wandeln diese digitalen Datenströme
in ein digitales Ausgangssignal, das die analogen Wellenfor
men für jedes Senderstrahlungselement 22 darstellt. Jedes
Strahlerzeugungsmodul 45 liefert sein digitales Ausgangs
signal sowohl an das digitale Strahlformer Sendernetzwerk 40
als auch an das Senderstrahlsteuerungsmodul 42. Das Sender
strahlsteuerungsmodul 42 liefert gewichtete Summen an das
digitale Strahlformer Sendernetzwerk 40. Eine gewichtete
Summe wird vorzugsweise geliefert, um jedem der Senderstrah
lungselemente 22 der Matrixantenne 20 zu entsprechen.
Die Wichtungen werden durch das Senderstrahlsteuerungsmodul
42 zum digitalen Strahlformer Netzwerk 40 geleitet. Durch die
Benutzung eines geeigneten Algorithmus bestimmt das Sender
strahlsteuerungsmodul 42 anpassungsmäßig die richtigen Wich
tungen.
Die D/A Wandler 44 wandeln die digitalen Ausgangssignale für
jedes Strahlungselement des Strahlformer Netzwerks 40 in die
entsprechenden analogen Signale für jedes Strahlungselement
22. Die Sendermodule 46 erzeugen Signale, die für die Über
tragung durch die Strahlungselemente geeignet sind und führen
vorzugsweise die Funktionen der Aufwärtsübertragung, der
Filterung und der Verstärkung durch.
Das digitale Strahlformungsantennensystem, das in Fig. 1
gezeigt wird, hat Vorteile über herkömmlichen Feststrahlan
tennen, da es, neben anderen Dingen, räumlich eng begrenzte
Nutzer trennen kann, Strahlstrukturen in Reaktion auf einge
hende Daten anpassungsmäßig abstimmen kann, Antennenstrahlen
für einzelne Nutzern bereitstellen kann, Antennenstrahlen in
Reaktion auf den Bedarf nach Kommunikationsleistungen bereit
stellen kann und die Strukturnullung für unerwünschte RF
Signale verbessern kann. Diese Eigenschaften werden durch
eine geeignete Software, die in die Steuereinheiten 36 und 48
eingebettet ist, realisiert.
Fig. 2 zeigt ein Blockdiagramm einer Kommunikationseinrich
tung und einer Matrixantenne, die einen digitale Strahlformer
in Übereinstimmung mit der bevorzugten Ausführung der vorlie
genden Erfindung beinhalten. Die Kommunikationseinrichtung 90
kann ein mobiles Gerät sein, eine Basisstation, eine Relais
station oder eine Kommunikationseinrichtung wie ein mobiles
oder zellulares Telefon und kann mobil sein oder räumlich
fixiert sein. Die Kommunikationseinrichtung 90 kann sich auch
an Bord eines Flugzeuges befinden. Die Kommunikationseinrich
tung 90 ist an die Matrixantenne 89 geschaltet. Die Matrixan
tenne 89 umfaßt eine Vielzahl von Strahlungselementen,
vorzugsweise in einer zweidimensionalen Matrixkonfiguration
angeordnet. Jedes Matrixelement dient vorzugsweise zum
Empfang und/oder zur Übertragung von RF Signalen. Aufgrund
der Eigenschaften von Antennen ist die vorliegende Beschrei
bung gleichermaßen geeignet für Übertragung und Empfang.
Die Kommunikationseinrichtung 90 beinhaltet Isolatoren 91,
die die empfangenen und gesendeten Signale von der Matrixan
tenne 89 trennen. Der Isolator 91 liefert durch die Sendermo
dule 93 ein Sendesignal von den Sendemodulen 93 für jedes
Matrixelement. Der Isolator 91 liefert Empfangssignale von
jedem Matrixelement zu den Empfangsmodulen 92. Das Basisgerät
90 beinhaltet auch einen digitale Strahlformer 10 (DBF), der
vorzugsweise das digitale Strahlformer Sendernetzwerk 94
beinhaltet, das digitale Strahlformer Empfangsnetzwerk 98 und
die digitale Strahlformer Steuereinheit 99. Das digitale
Strahlformer-Sendenetzwerk 94 empfängt Strahlformungskoeffi
zienten von der DBF Steuereinheit 99, die die Phasen- und
Amplitudenkomponenten des übertragenen RF Signals auf jedem
Strahlungselement der Matrixantenne 89 steuert. Das digitale
Strahlformer Empfangsnetzwerk 98 empfängt von der DBF Steuer
einheit 99 Strahlformungskoeffizienten, um die Phasen- und
Amplitudeneinstellung der von den Matrixelementen der
Matrixantenne 89 empfangenen RF Signale zu gewährleisten.
Die Sendermodule 93 sind gleich und erfüllen gleiche Funktio
nen wie die Sendermodule 46 von Fig. 1. Die Empfangsmodule 92
sind gleich und erfüllen gleiche Funktionen wie die Empfangs
module 26 von Fig. 1. Die Sendermodule 93 wandeln I und Q
digitale Signale, die vom digitalen Strahlformer Sendernetz
werk 94 empfangen werden, in analoge Signale, während die
Empfangsmodule 92 analoge Signale in I und Q digitale Signale
umwandeln und stellen diese I und Q digitale Signale an das
digitale Strahlformer Empfangsnetzwerk 98 bereit. Das digi
tale Strahlformer Empfangsnetzwerk 98 stellt ein kanalisier
tes Ausgangsdigitalsignal an den Digitalsignalprozessor (DSP)
95 bereit, das das Kommunikationskanalsignal darstellt, auf
dem die Bodenstation kommuniziert. In einer Ausführung der
vorliegenden Erfindung kann die Bodenstation 90 auf verschie
denen Kanälen zur gleichen Zeit kommunizieren. Dementspre
chend liefert das digitale Strahlformungs-Empfangsnetzwerk 98
ein Signal für jeden Kommunikationskanal an den DSP 95.
In dieser Ausführung stellt der DSP 95 ebenfalls ein Kommuni
kationskanalsignal an das digitale Strahlformungs-Sendernetz
werk 94 für jeden Kommunikationskanal bereit, auf dem die
Bodenstation kommuniziert. Im Fall eines zellularen Telefons
oder eines Mobiltelefons, das auf einem Kommunikationskanal
kommuniziert, stellt der Empfangs DBF einen Kommunikationska
nal an den DSP 95 bereit, während der DSP 95 einen Sendekom
munikationskanal an das digitale Strahlformer Sendernetzwerk
94 bereitstellt. Es gibt keine Forderung, daß die Sende- und
Empfangskanäle die gleichen sein müssen. Der DSP 95 gewähr
leistet in Verbindung mit dem Eingabe/Ausgabeteil (I/O) und
in Verbindung mit dem Speicherelement 97 alle Standardfunk
tionen, die mit dem Betrieb von mobilen Bodenstationen,
Kommunikationseinrichtungen wie Teilnehmereinheiten oder
zellularen Telefonen verbunden sind. Im allgemeinen sind die
Matrixelemente oder die Matrixantenne 89, die digitalen
Strahlformer Sende- und Empfangsnetzwerke 94 und 98 und die
DBF Steuereinheit gleich den entsprechenden Baugruppen von
Fig. 1. Die Kommunikationseinrichtung 90 ist vorzugsweise so
aufgebaut, um Daten auszutauschen, indem die Zeit-Mehrfachzu
griff- (TDMA), Frequenz-Mehrfachzugriff- (FDMA) oder Kode-
Mehrfachzugriff- (CDMA)Verfahren genutzt werden.
Im Falle einer Teilnehmereinheit werden weniger Matrixele
mente benötigt als bei einer Satelliten-phasengesteuerten
Matrixantenne. Dementsprechend haben die Empfangs-DBF- und
Sende-DBF-Module, die damit verbunden sind, weniger Elemente.
Zum Beispiel benutzt bei der Satelliten phasengesteuerten
Matrixantenne eine bevorzugten Ausführung der vorliegenden
Erfindung 64 Reihen von 8×8 Strahlungselementen. Diese 4096
Strahlungselemente benutzen vorzugsweise 4096 damit verbun
dene Empfangsmodule 26 und Sendermodule 46. Dementsprechend
werden auch 4096 Analog/Digital-(A/D) oder Digital/Analog-Wandler
(D/A) 28 und 44 benutzt. Jeder A/D-Wandler stellt
vorzugsweise 16 I-Datenbits und 16 Q-Datenbits bereit. Das
Empfangs-DBF-Netzwerk hat 4096 mal 16 Eingänge von A/D-Wand
lern. Die Anzahl von I- und Q-Bits kann größer oder kleiner
als 16 sein, und die Anzahl der Strahlungselemente hängt von
mehreren Faktoren ab, einschließlich dem Verbindungsspiel
raum, dem Signal-Rausch-Verhältnis und den Antennenstrahlcha
rakteristiken. Zum Beispiel kann die Anzahl der Strahlungs
elemente in Teilnehmereinheiten und mobilen und zellularen
Telefonanwendungen zwischen 8 und einigen hundert sein. Für
mobile und Bodenstationen, die viele verschiedene Kommunika
tionskanäle über viele verschiedene Antennenstrahlen
bedienen, kann die Anzahl der Strahlungselemente von einigen
hundert bis einigen tausend betragen. Die Kommunikationsein
richtung von Fig. 2 kommuniziert mit einem Satelliten oder
einer anderen Kommunikationsstation oder einer anderen Teil
nehmereinheit oder Kommunikationseinrichtung durch die Benut
zung des digitalen Strahlformers 88.
Der digitale Strahlformer 88 beinhaltet das digitale Strahl
formungs-Sendernetzwerk 94, digitale Strahlformungs-Empfangs
netzwerk 98 und die digitale Strahlformungs-Steuereinheit 99.
Der digitale Strahlformer 88 hat gleiche Funktionen und bein
haltet gleiche Hardwareelemente wie der digitale Strahlformer
10 von Fig. 1.
Durch die Benutzung des digitalen Strahlformers 88, ausge
führt in der Teilnehmereinheit oder in der Kommunikationsein
richtung 90 von Fig. 2, verfolgt die Kommunikationseinrich
tung 90 in einer Ausführung der vorliegenden Erfindung Stör
signale und liefert eine Null in seiner Antennenstruktur in
der Richtung des Störsignals. Wenn zum Beispiel die Bodensta
tion mit geostationären Satelliten kommuniziert, kann ein
Störsignal von einem Erdsatelliten, der sich in niedriger
Umlaufbahn über den Himmel bewegt, herrühren. In einer
weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung verfolgt auch
die Einrichtung 90 andere Störsignale und gewährleistet die
Nullung der Antennenstruktur in der Richtung von jenen Stör
signalen. In einer weiteren Ausführung der vorliegenden
Erfindung versucht die Kommunikationseinrichtung 90 ihren
Empfang von eingehenden Signalen durch die Abstimmung ihrer
Empfangs DBF Koeffizienten für verbesserte Signalqualitäten
wie Signal-Rausch-Abstand oder das Verhältnis Träger zu
Rauschen plus Störung zu verbessern.
In einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung
empfängt die Kommunikationseinrichtung 90 eine Verbindungs
qualitätsanzeige von einer Kommunikationsstation oder einem
Satelliten (oder einer anderen Kommunikationseinrichtung) mit
denen es kommuniziert. Die Verbindungsqualitätsanzeige (LQI)
liefert vorzugsweise 3 Datenbits, die die Qualität des
Signals anzeigen, das beim Satellitenempfänger oder Bodensta
tionsempfänger empfangen wird. Diese Verbindungsqualitätsan
zeige wird zur Bodenstation oder zum Teilnehmereinheit
zurückgeliefert, die ihre digitalen Strahlformungs-Übertra
gungskoeffizienten dementsprechend dynamisch abstimmen, um
die Qualität ihres übertragenen Signals zu verbessern. In
dieser Ausführung bewertet der DSP 95 die Verbindungsquali
tätsanzeige und weist die DBF Steuereinheit 99 an, den digi
tale Strahlformungs-Koeffizienten, der an das digitale
Strahlformungs-Sendenetzwerk 94 geliefert, wird abzustimmen.
Im allgemeinen verursacht dies, daß die Sende- und Empfangs
antennenstrahlcharakteristiken für den speziellen Zustand, in
der sich die Teilnehmereinheit oder die Kommunikationsein
richtung gerade befinden, besser optimiert werden. Der
Zustand beinhaltet Störungscharakteristiken von anderen
Signalen, Störungscharakteristiken, die vom Bodengebiet
verursacht werden und die speziellen Empfangsantennencharak
teristiken der empfangenden Bodenstation und/oder des Satel
liten.
In einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung
verfolgt die Teilnehmereinheit und/oder die Kommunikations
einrichtung 90 das Kommunikationssignal von der Basisstation
und vom Satelliten, weil sich die Teilnehmereinheit oder das
Bodenstation bewegt. Zum Beispiel suchen mobile Teilneh
mereinheiten die Richtung der Bodenstation oder des Satelli
ten, mit denen sie kommunizieren. Dieses Suchen wird auf eine
von einer Vielzahl von Arten durchgeführt, die die Benutzung
des Empfangssignals und die Bestimmung des Winkels oder der
Ankunftsrichtung des Empfangssignals, einschließt. Weil sich
die Teilnehmereinheit bewegt, werden alternativ die Antennen
strahlen, vorzugsweise sowohl Sende- als auch Empfangsstrah
len, kontinuierlich abgestimmt, um zu helfen, die Signalqua
lität zu verbessern. Dementsprechend werden die resultieren
den Antennenstrahlstrukturen zur Kommunikationsstation
gerichtet, wobei gegen alle Störsignalquellen Nullen gerich
tet werden. In einer Ausführung der vorliegenden Erfindung
ist die Teilnehmereinheit zur Kommunikation mit Satelliten
auf einer nicht geostationären Umlaufbahn angepaßt, wie
Satelliten in einer erdnahen Umlaufbahn. Wenn der Satellit
vorüberfliegt, werden die Antennenstrahlcharakteristiken
durch die Benutzung des digitalen Strahlformers 88 abge
stimmt, um eine verbesserte Kommunikation mit dem Satelliten
auf erdnaher Umlaufbahn aufrechtzuerhalten und bleiben
vorzugsweise auf den Satelliten gerichtet, wenn sich der
Satellit über den Himmel bewegt.
Ein Beispiel der Teilnehmereinheit und der Antennenmatrix 89
von Fig. 2 würde Matrixelemente beinhalten, die auf dem Dach
eines motorisierten Fahrzeuges montiert sind, angeschlossen
an die Kommunikationseinrichtung 90, die sich in Inneren des
Fahrzeugs befindet. Im Falle eines Bodenstation können die
Matrixelemente auf dem Dach eines Hauses oder Gebäudes
montiert sein und das Bodenstation kann sich woanders befin
den.
Fig. 3 erläutert einen geostationären Satelliten mit einem
digitalen Strahlformer in Übereinstimmung mit einer bevorzug
ten Ausführung der vorliegenden Erfindung, der sich das Spek
trum mit einem nicht geostationären Satelliten teilt. Fig. 3
erläutert eine typische Situation der Spektrumsteilung, in
der die vorliegende Erfindung genutzt werden kann. Wie erläu
tert, gibt es mehrere Sichtpfade zwischen dem geostationären
(GSO) Satelliten 62 und dem nicht geostationären (NGSO)
Satelliten 60, NGSO Station 68, GSO Bodenstation 66 und einer
Störsignalquelle 64. Da der NGSO Satellit 60 nicht fixiert
ist in Bezug auf die Erdoberfläche, kann der NGSO Satellit zu
verschiedenen Zeiten in Sicht kommen. Wenn die beiden Kommu
nikationssysteme einen gemeinsamen Bereich des Frequenzspek
trums belegen, können Störungen zwischen den beiden Systemen
auftreten.
Wenn der GSO Satellit 62 einen digitalen Strahlformer der
vorliegenden Erfindung beinhaltet, konfiguriert der Empfän
gerteil des digitalen Strahlformers die Antennenstrahlen des
GSO Satelliten, damit sein Hauptkommunikationsstrahl
wünschenswerterweise zur Boden GSO Station 66 zeigt, während
vorzugsweise in die Richtung der NGSO Bodenstation 68 in der
Antennenstruktur eine Null bereitgestellt wird. Dementspre
chend werden alle Störungen von der NGSO Bodenstation wesent
lich reduziert. Vorzugsweise ist eine weitere Null in der
Antennenstruktur des GSO Satelliten 62 gegen den NGSO Satel
liten gerichtet und verfolgt ihn. Um dies zu vervollständi
gen, werden die DBF Empfangs- und/oder Sendekoeffizienten
kontinuierlich abgestimmt, um eine Null in Richtung des NGSO
Satelliten 60 aufrechtzuerhalten, da sich der NGSO Satellit
60 bewegt. Dementsprechend werden diese Nullen dynamisch
gesteuert.
Nullen werden in der Antennenstruktur gesetzt, die auf die
NGSO Station gerichtet ist. Die NGSO Station 68 sendet und
empfängt gewöhnlich nur zu einer Zeit, wenn der NGSO Satellit
vorüberfliegt. Dementsprechend kann die Null in der Sende-
und Empfangsantennenstrukturen des GSO Satelliten 62 in Über
einstimmung mit der NGSO Station 68 eingeschaltet und ausge
schaltet werden. Die Einsetzung einer Null in die Sende- und
Empfangsantennenstrukturen des GSO Satelliten 62 gestattet es
den beiden Systemen, sich Spektren zu teilen. In der bevor
zugten Ausführung der vorliegenden Erfindung werden Sende-
und Empfangsnullen in gleiche Richtungen plaziert. Die Rich
tungsinformation wird vorzugsweise zwischen Empfangs DBF
Steuereinheit 36 und Sende DBF Steuereinheit 48 von Fig. 1
aufgeteilt.
In einer bevorzugten Ausführung wird die Richtung, in die die
Antennennull zu richten ist, bestimmt, indem die Richtung der
Eingangsinformation vom Störsignal benutzt wird. Der DBF des
GSO Satelliten 62 überwacht sein Sichtfeld nach vorzugsweise
zwei Klassen von Signalen, synergetische und nicht synergeti
sche. Synergetische Signale sind Signale deren Charakteristi
ken wohlbekannt sind. Diese synergetischen Störsignale werden
vorzugsweise im GSO Satelliten 62 auf dem Basisbandpegel
demoduliert und dementsprechend werden die digitalen Sende
und Empfangs Strahlformungskoeffizienten abgestimmt, um dem
Empfang dieses Störsignals zu reduzieren und minimieren zu
helfen. Im Fall von nicht synergetischen Signalen, d. h.
Signalen, die unbekannt sind, werden grundlegende Verfahren
der Ankunftsrichtung benutzt, um Störungen von diesen Signa
len zu vermindern.
Der digitale Strahlformer der vorliegenden Erfindung kann
auch im NGSO Satelliten 60 verwendet werden, und stellt
Nullen in Richtung der GSO Station 66 und der Störsignal
quelle 64 bereit.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, daß die spektrale
Teilung für eine gestiegene Dichte von geostationären Satel
liten verbessert wird. Zum Beispiel können durch die Benut
zung des digitalen Strahlformers, beschrieben in Fig. 1,
geostationäre Satelliten in Abschnitten der Umlaufbahn
plaziert werden, die um weniger als 2° geteilt sind. Wenn zum
Beispiel eine Kommunikationseinrichtung mit ihrem zugewiese
nen geostationären Satelliten kommuniziert, sendet jeder der
geostationären Satelliten Erfassungskanalinformationen. Die
Antenne der Kommunikationseinrichtung empfängt diese Informa
tionen von allen Satelliten, die im Sichtbereich sind. Wenn
die Erfassungskanäle in einer Weise wie durch die Frequenz
unterscheidbar sind, empfängt die Bodenstation vorzugsweise
jeden Erfassungskanal und bestimmt die Ankunftsrichtung jedes
der Erfassungssignale. Der digitale Strahlformer, wenn in
einer geostationären Satelliten-Bodenstation verwendet, rich
tet seine Sende- und Empfangsantennenstrahlcharakteristiken
vorzugsweise so aus, daß seine Hauptantennenstrahlen auf den
gewünschten geostationären Satelliten zeigen, während eine
Null in die Richtung der anderen geostationären Satelliten
gerichtet wird. Die Ankunftsrichtung kann bestimmt werden,
unter anderem durch die Nutzung von Informationen, die mit
dem Standort der Kommunikationseinrichtung verbunden sind.
Hochauflösungsverfahren gestatten die räumliche Auflösung
dieser Signale, die sich um ungefähr ein Zehntel einer Anten
nenstrahlbreite unterscheiden. Um eine solche feine Unter
scheidung aufrechtzuerhalten, sind hohe Werte des Signal-Rausch-Verhältnisses
wünschenswert. Dementsprechend liefert
eine Bodenstation mit einer geeigneten Menge von Matrixele
menten 22 (Fig. 1) ein annehmbares Signal-Rausch-Verhältnis
und geeignete Antennenstrahlverstärkungscharakteristiken.
In einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung hält
der digitale Strahlformer, der an Bord eines geostationären
Satelliten eingesetzt wird, die Antennenausrichtung aufrecht.
GSO Satelliten driften zum Beispiel leicht in ihren Umlauf
bahnstandorten. Typischerweise ist eine An-Bord-Überwachung
gefordert, um die Satellitenposition aufrechtzuerhalten. Weil
ein GSO Satellit driftet, bewegen sich seine Antennenstrahlen
aus ihrer beabsichtigten Zeigerichtung heraus und verschie
dene Ausrichtungsverfahren, die auf der Übertragung von
Frequenzklängen von den Systemsteuereinrichtungen beruhen,
werden benutzt, um die Zeigerichtung der Satellitenantenne
wieder auszurichten. GSO Satellitenantennensysteme, die auf
Reflexions- oder Linsenantennen basieren, korrigieren diese
Bewegungen durch das physische Bewegen der Antennen oder der
Antennenfüße. Solche Verfahren erfordern, daß die Anten
nenkomponenten auf beweglichen Strukturen montiert sind. Der
digitale Strahlformer der vorliegenden Erfindung eliminiert
die Notwendigkeit dieser mechanischen Strukturen. Der digi
tale Strahlformer korrigiert die Strahlrichtung, wenn der
geostationäre Satellit driftet. Diese Korrektur basiert
vorzugsweise auf der Benutzung von gesendeten oder empfange
nen Signalqualitätspegeln.
Fig. 4 erläutert einen Satelliten, der individuelle Antennen
strahlen liefert, durch die Benutzung eines digitalen Strahl
formers in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung.
Der Satellit 50 kann entweder ein geostationärer Satellit
oder ein nicht geostationärer Satellit sein. Der Satellit hat
ein Einzugsgebiet, das damit verbunden ist, in welcher
geographischen Region der Satellit 50 Kommunikationsdienste
leistet. Der Satellit 50 kann des Einzugsgebiet 53 mit einem
Antennenstrahl nach Signalen von innerhalb des Einzugsgebiets
absuchen, einschließlich der Bedarfsüberwachung nach Kommuni
kationsleistungen, Störungsüberwachung und der Überwachung
von Teilnehmereinheiten, die Leistungen anfordern. Der Satel
lit 50 liefert auch eine Vielzahl von individuellen Antennen
strahlen 52 innerhalb des Einzugsgebiets 53. Ein digitaler
Strahlformer in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfin
dung wird vorgesehen, um diese Antennenstrahlen bereitzustel
len. Individuelle Antennenstrahlen 52 werden in einer Viel
falt von Arten bereitgestellt und werden vorzugsweise für
individuelle Teilnehmereinheiten bereitgestellt. Individuelle
Strahlen werden auch in Reaktion auf eine Anforderung nach
Kommunikationsleistungen bereitgestellt. Individuelle Anten
nenstrahlen 52 verfolgen die Bewegung einer Teilnehmereinheit
durch das Einzugsgebiet 53. Diese sind genauer in den unten
stehenden Verfahren beschrieben.
Fig. 5 erläutert Antennenstrahlprojektionen auf ein Gebiet
der Erdoberfläche durch die Benutzung eines digitalen Strahl
formers in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführung
der vorliegenden Erfindung. In dieser Ausführung werden
Antennenstrahlen entsprechend der Anforderung von Kommunika
tionsleistungen bereitgestellt. Die Fähigkeit sich den
Verkehrsanforderungen anzupassen, ist in jedem Satelliten
system sehr wünschenswert. Der digitale Strahlformer 10 von
Fig. 1 dient zur Positionierung von Nullen in der Antennen
strahlstruktur und gewährleistet Strahlformung und andere
Strahlcharakteristiken, die dynamisch durch die Benutzung
dieser digitalen Strahlformungsverfahren modifiziert werden.
In einer bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung
liefert der digitale Strahlformer 10 dynamisch wiederkonfigu
rierbare (wiederherstellbare) Antennenstrukturen wie dies in
Fig. 5 gezeigt ist. Diese beispielhaften Antennenstrahlstruk
turen basieren auf den gegenwärtigen Verkehrsanforderungspe
geln. Zum Beispiel liefert der Antennenstrahl 74 eine weite
Überdeckung über ein großes Gebiet, das einen geringen Bedarf
an Kommunikationsleistungen hat, während die Antennenstrahlen
80 klein sind und eine hohe Konzentration von Kommunikations
kapazität in einer Region bereitstellt, die einen großen
Bedarf an Kommunikationsleistungen hat.
In einer weiteren Ausführung sind die Antennenstrahlen
entsprechend dem Bedarf nach Kommunikationsleistungen
geformt. Die Antennenstrahlen 74 sind zum Beispiel modifi
ziert und ungefähr nach der Kontur einer geographischen
Region geformt, die einen hohen Bedarf an Kommunikationslei
stungen hat, in der Nähe eines Gebiets, das eigentlich keinen
Bedarf nach Kommunikationsleistungen hat, z. B. des Ozeans.
Dementsprechend kann die Kommunikationskapazität konzentriert
werden, wo sie benötigt wird. In der bevorzugten Ausführung
wird der Antennenstrahl 70 im Echtzeitbetrieb in Reaktion auf
den Bedarf an Kommunikationsleistungen dynamisch konfigu
riert. In anderen Ausführungen der vorliegenden Erfindung
jedoch werden Antennenstrahlen auf der Basis vom historischen
und gemessenen Bedarf nach Kommunikationsleistungen bereitge
stellt.
Fig. 6 und 7 sind Flußdiagramme, die einen Störungsverminde
rungs- und Antennenstrahlausrichtungsablauf in Übereinstim
mung mit der bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfin
dung erläutern. Obwohl in einem Folgefluß von oben nach unten
gezeigt, soll der Ablauf 100 die Schritte erläutern, die
durch den digitalen Strahlformer 10 von Fig. 1 ausgeführt
werden. Viele der gezeigten Aufgaben und Schritte werden
vorzugsweise parallel ausgeführt und der Ablauf 100 wird
wünschenswerterweise für viele Teilnehmereinheiten und
Störungssignale gleichzeitig durchgeführt. Fachleute sind in
der Lage, Software für die Empfangs DBF Steuereinheit 36 und
die Sende DBF Steuereinheit 48 zu schreiben, um die Aufgaben
des Ablaufs 100 auszuführen. Der Ablauf 100 wird vorzugsweise
durch die Empfangs DBF Steuereinheit 36 und die Sende DBF
Steuereinheit 48 in Verbindung mit den Strahlsteuerungsmodu
len 34 und 42 durchgeführt. Die Software ist innerhalb der
DBF Steuereinheit 36, der Sende DBF Steuereinheit 48 und dem
Strahlsteuerungsmodul 34 eingebettet, um die hierin beschrie
benen Funktionen auszuführen. Teile des Ablaufs 100 können
auch gleichzeitig durch Prozessoren auf anderen Satelliten
oder in Bodenstationen in Verbindung mit dem Satellitenteil
ausgeführt werden, gezeigt in Fig. 1. Obwohl der Ablauf 100
für die Kommunikation zwischen einem Satelliten und einer
bodengestützten Teilnehmereinheit beschrieben wird, ist der
Ablauf 100 anwendbar auf jede Kommunikationsstation,
einschließlich Relaisstationen und Kommunikationseinrichtun
gen.
In Aufgabe 102 lauscht die Kommunikationsstation auf ein
Signal, vorzugsweise innerhalb des Einzugsgebietes des Satel
liten. Das Empfangsstrahlsteuerungsmodul 34 konfiguriert
vorzugsweise Antennenstrahlen, daß zumindest ein breiter
Antennenstrahl geliefert wird, der im wesentlichen ein ganzes
Einzugsgebiet eines Satelliten überdeckt. Dementsprechend
werden Signale von irgendeiner Stelle innerhalb dieses
Einzugsgebietes auf diesem einen Antennenstrahl empfangen.
Die Signale, die empfangen werden, können Signale beinhalten,
die von vorhandenen Nutzern stammen, die z. B. bereits mit dem
Satellitensystem kommunizieren, Signale von Nicht-Systemnut
zern einschließlich Störungssignale und Signale von System
nutzern, die Zugriff zum System fordern.
Aufgabe 104 bestimmt, ob das Signal ein Signal von einem
vorhandenen Nutzer ist oder nicht. Im allgemeinen ist der
Standort von vorhandenen Nutzern bekannt. Wenn das empfangene
Signal nicht von einem vorhandenen Nutzer ist, bestimmt
Aufgabe 106 den Standort dieser Signalquelle. Fachleute
werden verstehen, daß verschiedene Arten genutzt werden
können, um den geographischen Standort einer Signalquelle zu
bestimmen. Diese Arten können die Analyse des Ankunftswin
kels, der Ankunftszeit, der Ankunftsfrequenz usw. beinhalten.
Wenn die Signalquelle ein Nutzer ist, der Systemzugriff
fordert, kann alternativ die Teilnehmereinheit die geographi
schen Koordinaten mit ihrem Forderungssignal nach Systemzu
griff bereitstellen.
Wenn der Standort der Signalquelle bestimmt ist, bestimmt
Aufgabe 110, ob das Signal ein Störsignal ist oder nicht. Mit
anderen Worten bestimmt Aufgabe 110, ob sich die Signalquelle
mit einem Teil des dem Satellitensystem zugewiesenen Spek
trums stört oder ob das Störsignal alternativ ein Kommunika
tionskanal ist, der gegenwärtig benutzt wird durch eine Teil
nehmereinheit, die mit dem Satelliten kommuniziert. Wenn
Aufgabe 110 ermittelt, daß die Signalquelle kein Störsignal
ist und daß die Signalquelle ein Gesuch nach einem neuen
Kanal ist, weist die Aufgabe 112 einen Antennenstrahl zu
diesem Nutzer. Aufgabe 112 kann verschiedene Sicherheits- und
Zugriffsgesuchsverfahren beinhalten, die nicht notwendiger
weise wichtig für die vorliegende Erfindung sind. In der
bevorzugten Ausführung wird die Aufgabe dadurch begleitet,
daß die Empfangs- und Sende DBF Steuereinheiten 36 und 48 die
geeigneten Informationen an die Strahlsteuerungsmodule 34 und
42 liefern.
Die Strahlsteuerungsmodule 34 und 42 verursachen, daß die
Empfangs und Sendenetzwerke 32 und 40 individuelle Empfangs
und Sendeantennenstrahlen erzeugen, die zu der Teilnehmerein
heit an dem Standort der Teilnehmereinheit gerichtet sind.
Die Aufgaben 114 und 116 stimmen vorzugsweise die DBF Sende
und Empfangskoeffizienten ab, um zu helfen, eine verbesserte
Signalqualität, die von der Teilnehmereinheit empfangen wird,
zu gewährleisten.
In einer bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung
liefert die Teilnehmereinheit eine Verbindungsqualitätsan
zeige (LQI), die die Qualität des empfangenen Signals
anzeigt. Die Teilnehmereinheit liefert diese Verbindungsqua
litätsanzeige zum Satelliten. Die Verbindungsqualitätsanzeige
wird durch die Empfangs DBF Steuereinheit 36 und die Sende
DBF Steuereinheit 48 beurteilt, die das Sendestrahlsteue
rungsmodul 42 veranlassen, die DBF Steuerungskoeffizienten
abzustimmen, um den zur Teilnehmereinheit übertragenen Anten
nenstrahl optimieren zu helfen.
Wenn die Aufgabe 110 erkennt, daß die Signalquelle ein Stör
signal ist, zum Beispiel ein Nicht-Systemnutzer, berechnen
die Aufgabe 118 und Aufgabe 120 die Empfangs DBF Koeffizien
ten und stimmen sie ab, die an das Empfangs DBF Netzwerk 32
geliefert werden, um die Störung vom Störungssignal reduzie
ren zu helfen oder zu minimieren. In einer Ausführung der
vorliegenden Erfindung plaziert die Aufgabe 118 eine Null in
der Antennenstruktur in der Richtung des Störsignals. In der
bevorzugten Ausführung werden die Aufgaben 118 und 120
wiederholt, bis die Störung unter einem vorbestimmten Pegel
ist. In Aufgabe 122 wird das Störsignal kontinuierlich über
wacht und verfolgt, wenn sich entweder der Satellit bewegt
oder sich das Störsignal bewegt.
Wenn Aufgabe 104 erkannt hat, das die Signalquelle ein
vorhandener Nutzer ist, bestimmt Aufgabe 124, wann ein Über
gabesignal gefordert wird. In einigen Ausführung der vorlie
genden Erfindung fordert die Teilnehmereinheit Übergabesig
nale, während in anderen Ausführungen der vorliegenden Erfin
dung das System bestimmt, wann Übergabesignal notwendig ist.
Vorzugsweise werden Übergabesignale auf der Grundlage der
Signalqualität bestimmt. Im allgemeinen wird ein Übergabesig
nal gefordert, wenn ein Nutzer nahe am Rand des Antennen
struktureinzugsgebietes oder einer ausgeschlossenen Zone ist.
In einer bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung
werden Antennenstrahlen an die Teilnehmereinheit individuell
bereitgestellt und der individuelle Antennenstrahl verfolgt
den Standort der Teilnehmereinheit. Demzufolge sind Übergabe
signale nur zwischen Satelliten und am Rand des Satelliten
einzugsgebietes notwendig. Wenn ein Übergabesignal notwendig
ist, wird Aufgabe 112 ausgeführt, die einen neuen Antennen
strahl von einem anderen Satelliten zum Nutzer zuweist. Wenn
ein Übergabesignal nicht gefordert wird, wird Aufgabe 128
ausgeführt. In Aufgabe 128 wird die Innenbandstörung gemein
sam mit dem empfangenen Leistungspegel und Verbindungsquali
tätsmessungen verfolgt.
In Aufgabe 132 werden die Empfangs und Sende DBF Koeffizien
ten abgestimmt, um zu helfen, eine verbesserte oder maximale
Signalqualität aufrechtzuerhalten, um die Innenbandstörung
reduzieren zu helfen oder zu minimieren und um den Empfangs
leistungspegel maximieren zu helfen. Während dieses
"Verfolgungs" Modus können zusätzliche Störsignale 130 eine
Verminderung der Signalqualität verursachen. Dementsprechend
stimmt die Aufgabe 132 die DBF Koeffizienten dynamisch neu
ab, um zu helfen, die Signalqualität aufrechtzuerhalten. In
einer Ausführung der vorliegenden Erfindung werden Verbin
dungsqualitätsanzeigen 131 durch die Kommunikationseinrich
tungen oder Teilnehmereinheiten bereitgestellt. Dementspre
chend dient die Kombination der Aufgaben 128 bis 132 der
Verfolgung der Teilnehmereinheit, wenn sich der relative
Standort zwischen Teilnehmereinheit und dem Satelliten
ändert. Aufgabe 134 bestimmt, wann ein Übergabesignal gefor
dert wird. Wenn ein Übergabesignal nicht gefordert wird,
bleibt die Teilnehmereinheit im Verfolgungsmodus. Wenn das
Übergabesignal gefordert wird, wird Aufgabe 136 eine Übergabe
zum nächsten Satelliten ausführen. In einer Ausführung der
vorliegenden Erfindung wird der nächste Satellit darüber
informiert, daß ein Übergabesignal gefordert wird und der
geographische Standort der Teilnehmereinheit wird bereitge
stellt. Dementsprechend kann der nächste Satellit einen
Antennenstrahl speziell für diese Teilnehmereinheit ausrich
ten und erzeugen, bevor sie von ihrem gegenwärtigen Satelli
ten aufgegeben wird. Wenn die Teilnehmereinheit an den näch
sten Satelliten übergeben worden ist, fügt die Aufgabe 138
den verfügbaren Antennenstrahl in ihren Vorratsbereich ein,
und gestattet, daß dieser Antennenstrahl verfügbar ist, einer
anderen Teilnehmereinheit zugewiesen zu werden.
Fig. 8 ist ein Flußdiagramm, das ein Verfahren zur Bereit
stellung von Antennenstrahlen an geographische Regionen in
Reaktion auf den Bedarf nach Kommunikationsleistungen erläu
tert. Das Verfahren 200 soll, obwohl es in einem Folgefluß
von oben nach unten gezeigt wird, die Schritte erläutern, die
durch den digitale Strahlformer 10 von Fig. 1 durchgeführt
werden. Viele der gezeigten Aufgaben und Schritte werden
vorzugsweise parallel durchgeführt und das Verfahren wird
wünschenswerterweise für viele Teilnehmereinheiten gleichzei
tig durchgeführt. Fachleute sind in der Lage, Software für
Empfangs DBF Steuereinheiten 36 und Sende DBF Steuereinheiten
48 zu schreiben, um die Aufgaben des Verfahrens 200 auszufüh
ren. Die Aufgaben des Verfahrens 200 werden vorzugsweise in
einer kontinuierlichen Weise durch die Empfangs und Sende DBF
Steuereinheiten 36 und 48 durchgeführt. Obwohl das Verfahren
200 für die Kommunikation zwischen einem Satelliten und einer
bodengestützten Teilnehmereinheit beschrieben wird, ist das
Verfahren 200 auf alle Kommunikationsstationen anwendbar,
einschließlich Relaisstationen und Kommunikationseinrichtun
gen.
In Aufgabe 202 wird der Bedarf nach Kommunikationsleistungen
innerhalb des Einzugsgebietes des Satelliten beobachtet. In
der bevorzugten Ausführung wird ein Antennenstrahl benutzt,
um den Bedarf des gesamten Einzugsgebietes zu beobachten. In
Aufgabe 204 wird die Lage von geographischen Regionen mit
hohem Bedarf und mit niedrigem Bedarf bestimmt. Die Aufgabe
204 kann auf vielerlei Arten durchgeführt werden. Zum
Beispiel hat jede Teilnehmereinheit, die mit dem System
kommuniziert, einen damit verbundenen geographischen Stand
ort. Weiterhin kann jede Teilnehmereinheit, die Zugriff zu
dem System fordert, dem System geographische Standortdaten
bereitstellen. Wenn die geographischen Orte von Gebieten mit
hohem Bedarf und niedrigem Bedarf bestimmt sind, veranlaßt
die Aufgabe 206 die DBF Strahlsteuerungsmodule weniger Anten
nenstrahlen in Gebiete mit niedrigem Bedarf zu liefern und
mehr Antennenstrahlen in Gebiete mit hohem Bedarf zu liefern.
In einer Ausführung der vorliegenden Erfindung gewährleistet
jeder Antennenstrahl eine begrenzte Menge an Kommunikations
kapazität.
Bezüglich Fig. 5 werden Gebiete mit niedrigem Bedarf mit
Antennenstrahlen versorgt, die eine viel größeres Überdec
kungsgebiet haben als Antennenstrahlen, die an Gebiete mit
hohem Bedarf bereitgestellt werden. Zum Beispiel überdeckt
der Antennenstrahl 74 von Fig. 5 ein großes geographisches
Gebiet, das gegenwärtig einen geringen Bedarf nach Kommunika
tionsleistungen hat. Alternativ hat der Antennenstrahl 80
eine viel kleineres geographisches Überdeckungsgebiet und
gewährleistet mehr Kommunikationskapazität für ein Gebiet,
das gegenwärtig einen hohen Bedarf nach Kommunikationslei
stungen hat. In einer weiteren Ausführung der vorliegenden
Erfindung stimmen die Aufgaben 206 und 208 die Form der
Antennenstrahlen aufgrund des Bedarfs nach Kommunikationsleis
tungen ab. Zum Beispiel sind in Bezug auf Fig. 5 die Anten
nenstrahlen 74 lange schmale Strahlen, die geformt sind, um
eine bessere Flächenüberdeckung mit Kommunikationsleistungen
zu gewährleisten. Zum Beispiel werden Küstengebiete mit
schmalen Strahlen versorgt, um die Kommunikationskapazität
über dem Ozean, wo wesentlich weniger Kommunikationskapazität
gefordert wird, zu reduzieren. In dieser Ausführung werden
die Antennenstrahlen 74 vorzugsweise dynamisch in Reaktion
auf den Bedarf nach Kommunikationsleistungen geformt.
Wenn sich der Bedarf nach Kommunikationsleistungen ändert,
werden als Reaktion die Antennenstrahlen 70 bereitgestellt.
Die Fig. 5 zeigt zum Beispiel eine kontinentale Ansicht der
Kommunikationsleistungen der Vereinigten Staaten. Wenn der
Tag beginnt, werden Antennenstrahlen anfangs entlang der
Ostküste der Vereinigten Staaten bereitgestellt. Wenn der Tag
fortschreitet, überqueren die Antennenstrahlen das Land, in
Reaktion auf den Bedarf nach Kommunikationsleistungen, wenn
sich die Tageszeit ändert. Für den Fall einer Naturkatastro
phe, wo der Bedarf nach Kommunikationsleistungen besonders
groß sein kann, können besondere Antennenstrahlen bereitge
stellt werden. Eine Satellitensteuerungseinrichtung kann den
digitale Strahlformer 10 des Satelliten anweisen, die Strah
len entsprechend zu plazieren. Im allgemeinen werden die
Antennenstrahlen 70 vorzugsweise in Reaktion auf den sich
ändernden Bedarf nach Kommunikationsleistungen ohne die
Mitwirkung von Bedienkräften bereitgestellt.
Fig. 9 zeigt ein Blockdiagramm des digitale Strahlformers
entsprechend einer Ausführung der vorliegenden Erfindung. Der
Strahlformer beinhaltet eine Vielzahl von Recheneinheiten
(CUs) 160-176 und eine Vielzahl von Summierungsprozessoren
180-184. Die Recheneinheiten 160-176 bilden eine
Prozessormatrix. Jede Spalte der Prozessormatrix empfängt ein
entsprechendes digitales Signal. Beim Empfang eines digitalen
Signals wichtet jede Recheneinheit unabhängig das Signal, um
ein gewichtetes Signal zu erzeugen. Die Summierungsprozesso
ren 180-184 stellen Mittel für die Summierung von gewichteten
Signalen dar, die von einer entsprechenden Zeile erzeugt
wurden, um Ausgänge herzustellen. In der Hauptsache stellt
jedes Ausgangssignal eine gewichtete Summe dar. Der Aufbau
des digitalen Strahlformers gestattet ihm die Hochgeschwin
digkeits- Parallelberechnung von diskreten Fouriertransforma
tionen.
Fig. 10 zeigt ein Blockdiagramm, das eine erste Ausführung
einer Recheneinheit darstellt, die im digitale Strahlformer
der Fig. 9 benutzt werden kann. Die Recheneinheit beinhaltet
einen Multiplikator 190 und eine Speicherschaltung 192. Die
Recheneinheit wichtet ein eingehendes Signal durch die Multi
plikation mit einem vorberechneten Wichtungswert, der in der
Speicherschaltung 192 gespeichert ist. Der Ausgang des Multi
plikators 190 stellt das gewichtete Signal dar.
Die Speicherschaltung 192 kann jedes Mittel zur Speicherung
von Werten sein, deren Inhalt durch die digitalen Strahl
steuerungsmodule 34, 42 (Fig. 1) aktualisierbar ist, wie ein
ROM (Nur-Lese-Speicher), EEPROM (elektrisch löschbarer,
programmierbarer Nur-Lese-Speicher), DRAM (dynamischer Spei
cher mit wahlfreiem Zugriff) oder SRAM (statische Speicher
mit wahlfreiem Zugriff).
Fig. 11 zeigt ein Blockdiagramm, das eine zweite Ausführung
einer Recheneinheit darstellt, die im digitale Strahlformer
der Fig. 9 benutzt werden kann. In dieser Ausführung der
Recheneinheit wird ein eingehendes Signal durch die Benutzung
der logarithmischen Zahlensystem (LNS) Arithmetik gewichtet.
Die LNS gestützte Arithmetik stellt einen Vorteil dar, weil
die Multiplikationsoperationen mit Addierern statt mit Multi
plikatoren durchgeführt werden können. Digitale Addierer
schaltungen tendieren dazu, viel kleiner zu sein als
vergleichbare Multiplikatorschaltungen, so kann die Größe der
digitalen Strahlformer Prozessormatrix durch die Verwendung
von LNS gestützten Recheneinheiten reduziert werden.
Die LNS gestützte Recheneinheit beinhaltet einen Protokoll
wandler 210, ein Addierer 212, eine Speicherschaltung 214 und
einen inversen Protokollwandler (log-1) 216. Ein eingehendes
Signal wird zuerst durch den Protokollwandler 210 in sein
entsprechendes Protokollsignal gewandelt. Der Addierer 212
summiert dann das Protokollsignal und einen protokollierten
Wichtungswert von der Speicherschaltung 214, um eine Summe zu
erzeugen. Die Summe wird dann durch den inversen Protokoll
wandler 216 in das gewichtete Signal gewandelt.
Der Protokollwandler 210 und der inverse Protokollwandler 216
können realisiert werden durch die Verwendung jeder der Wand
ler, die in den ebenfalls schwebenden U.S. Patentanmeldungen
der oben bezeichneten bezogenen Anmeldungen No. 1-4 beschrie
ben sind.
Fig. 12 zeigt ein Blockdiagramm, das eine dritte Ausführung
einer Recheneinheit darstellt, die im digitalen Strahlformer
der Fig. 9 benutzt werden kann. Diese Ausführung der Rechen
einheit ist dafür bestimmt, komplexe Signale zu wichten. In
vielen Anwendungen werden die I und Q Komponenten von komple
xen digitalen Signalen durch ein Paar von 3-Bit Worten darge
stellt. Obwohl sie nicht auf kleine Wortlängen begrenzt ist,
stellt die Recheneinheit von Fig. 12 in solchen Anwendungen
einen Vorteil dar, denn sie benötigt weniger Energie und
Platz, wenn sie unter Verwendung einer integrierten Schaltung
realisiert wird.
Die Recheneinheit beinhaltet einen ersten Schalter 220, eine
erste Speicherschaltung 222, einen zweiten Schalter 224, eine
zweite Speicherschaltung 226, einen Subtrahierer 228 und
einen Addierer 221. Der erste Speicher 222 speichert erste
vorberechnete Werte, die auf einer imaginären Wichtung basie
ren. Der zweite Speicher 226 speichert zweite vorberechnete
Werte, die sich auf eine reelle Wichtung beziehen. Der Zweck
der Recheneinheit besteht darin, diese zwei komplexen Zahlen
zu multiplizieren. Der erste Speicher 222 speichert die
vorberechneten Werte I und Q für die imaginäre. Wichtung,
während der zweite Speicher 226 die vorberechneten Werte I
und Q für die reelle Wichtung speichert. Es ist offensicht
lich für einen Fachmann, daß die Verwendung von 3-Bit Worten,
um die komplexen Komponenten und Wichtungen darzustellen, von
jedem Speicher fordert, acht 6-Bit Worte zu speichern.
Der erste Schalter 220 stellt ein Mittel zur Adressierung der
ersten Speicherschaltung durch die Verwendung von entweder
der I oder Q Komponente dar, um einen der ersten vorberechne
ten Werte als Ausgang der ersten Speicherschaltung auszuwäh
len. Der zweite Schalter 224 stellt ein Mittel zur Adressie
rung der zweiten Speicherschaltung 226 durch die Verwendung
von entweder der I oder Q Komponente dar, um einen der zwei
ten vorberechneten Werte als Ausgang der zweiten Speicher
schaltung auszuwählen.
Der Subtrahierer 228 subtrahiert den ersten Speicherausgang
vom zweiten Speicherausgang, um die gewichtete gleichphasige
Komponente zu erzeugen, die dann in dem gewichteten Signal
enthalten ist. Das Addierer 221 summiert den ersten Speicher
ausgang und den zweiten Speicherausgang, um die gewichtete
Quadraturkomponente zu erzeugen, die ebenfalls in dem gewich
teten Signal enthalten ist.
In einer Ausführung der Recheneinheit beinhaltet der Subtra
hierer 228 einen Addierer, der in der Lage ist, 2er komple
mentäre Zahlen zu addieren. Die vorberechneten Werte sind
entweder im Speicher als 2er Komplementwerte gespeichert oder
eine zusätzliche logische Schaltung ist in die Recheneinheit
eingesetzt, um die vorberechneten Werte in ihre entsprechen
den 2er Komplementwerte umzuwandeln.
Vorzugsweise beinhaltet der Subtrahierer 228 einen Addierer,
der einen Übertragseingang hat, der auf eins gesetzt ist und
Negatoren, um den 1er Komplementwert des Ausgangs des zweiten
Speichers zu bilden. Der Addierer benutzt nützlicherweise den
2er Komplementwert des Ausgangs des zweiten Speichers durch
Summierung des Übertragseinganges und des 1er Komplementwer
tes.
Fig. 13 zeigt ein Blockdiagramm, das eine erste Ausführung
eines Summierungsprozessors darstellt, der im digitalen
Strahlformer von Fig. 9 benutzt werden kann. Diese besondere
Ausführung des Summierungsprozessors beinhaltet einen
Addiererbaum 230. Der Addiererbaum 230 beinhaltet Addierer,
die in einer Weise miteinander verbunden sind, die gestattet,
daß drei oder mehr Eingangssignale gleichzeitig summiert
werden. Wenn die Addiererbaumzusammensetzung benutzt wird,
die in Fig. 13 dargestellt ist, werden N-1 Addierer benötigt,
um N Eingänge zu summieren. Das in Fig. 13 gezeigte Beispiel
betreffend, können acht Eingangssignale gleichzeitig empfan
gen werden, deshalb werden sieben Addierer im Addiererbaum
230 benötigt. Wenn man eine größere Anzahl von Eingangssigna
len summieren möchte, werden mehr Addierer benötigt. Um zum
Beispiel 128 Eingangssignale zu summieren, würde der
Addiererbaum 127 Addierer benötigen. Der Addiererbaum 230 ist
vorteilhaft, weil er eine geringere Verzögerung bei der
Bereitstellung der Ausgangssummen darstellt.
Fig. 14 zeigt ein Blockdiagramm, das eine zweite Ausführung
eines Summierungsprozessors darstellt, der im digitalen
Strahlformer von Fig. 9 benutzt werden kann. Diese Summie
rungsprozessorausführung beinhaltet eine Vielzahl von Summie
rern 240-248, eine Vielzahl von Verzögerungsschaltungen 250-254
und einen Schnellübertragsaddierer 256. Obwohl diese
Zusammensetzung des Summierungsprozessors mehr Zeit erfordern
mag, eine Endsumme zu erzeugen als ein vergleichbarer
Addiererbaum, benötigt sie weniger Platz, wenn sie in einer
Integrierten Schaltung ausgeführt ist.
Jeder der Summierer 240-248 summiert gewichtete Signale von
einer Gruppe von Recheneinheiten, die in einer gleichen Zeile
sind, um ein gewichtetes Summensignal zu erzeugen. Ein
Summierer kann alle Mittel zur Summierung gewichteter Signale
beinhalten, wie einen Addiererbaum oder einen Akkumulator
(Rechenwerkregister), der Eingänge sequentiell addiert.
Die Verzögerungsschaltungen 250-254 erzeugen verzögerte
Signale durch die Pufferung der gewichteten Summensignale für
eine vorbestimmte Zeit. Im allgemeinen werden die gewichteten
Signale an den Summiererausgängen zur ungefähr gleichen Zeit
erzeugt. Um die gewichteten Signale korrekt zu addieren, ist
es notwendig, die gewichteten Signale, die im Abwärtsstrom
teil einer Prozessorzeile erzeugt werden, zu verzögern. Die
Verzögerungszeit ist eine Funktion des Standortes der Gruppe
von Recheneinheiten innerhalb der Prozessorspalten.
Der Schnellübertragsaddierer 256 beinhaltet zwei oder mehr
Addierer 258-264, die nacheinander geschaltet sind, um die
verzögerten Signale und zwei gewichtete Summen zu summieren.
Der Ausgang des Schnellübertragsaddierers 256 stellt die
Gesamtsumme aller gewichteten Signale in einer gegebenen
Prozessorzeile dar.
Fig. 15 zeigt ein Blockdiagramm eines digitalen Strahlfor
mers, der in Übereinstimmung mit einer zweiten Ausführung der
vorliegenden Erfindung ist. Diese Ausführung des digitalen
Strahlformers beinhaltet einen Protokollwandler 270, eine
Vielzahl von Recheneinheiten 272-288, einen inversen Proto
kollwandler 290 und eine Vielzahl von Summierungsprozessoren
292-296. Die Recheneinheiten 272-288 bilden eine Prozessorma
trix. Die eingehenden digitalen Signale werden zuerst durch
den Protokollwandler 270 in Protokollsignale gewandelt. Jede
Spalte in der Prozessormatrix empfängt ein entsprechendes
Protokollsignal. Beim Empfang eines Protokollsignals wichtet
jede Recheneinheit unabhängig das Signal, um ein Summensignal
zu erzeugen. Die Summensignale werden dann durch den inversen
Protokollwandler 290 in gewichtete Signale gewandelt. Für
jede Prozessorzeile werden die gewichteten Signale durch
einen der Summierungsprozessoren 292-296 entsprechend
summiert, um ein Ausgangssignal zu erzeugen.
Der Protokollwandler 270 und der inverse Protokollwandler 290
können durch Verwendung jeder der Wandler ausgeführt sein,
die in den ebenfalls schwebenden U.S. Patentanmeldungen
geschrieben werden, die oben bezeichnet sind. Obwohl das
Verfahren im I und Q Bereich beschrieben ist, sind gleiche
Verfahren für den polaren Bereich anwendbar.
Die vorstehende Beschreibung der speziellen Ausführungen wird
die allgemeine Natur der Erfindung so vollständig offenbaren,
daß andere durch die Anwendung gegenwärtiger Kenntnisse
leicht modifizieren können und/oder auf verschiedene Anwen
dungen anpassen können, wie spezielle Ausführungen, ohne sich
von dem ursprünglichen Konzept zu entfernen und deshalb soll
ten und sind solche Anpassungen und Modifikationen innerhalb
der Bedeutung und des Bereiches von gleichwertigen Ausführun
gen dieser offenbarten Erfindung beabsichtigt, umfaßt zu
sein.
Es ist zu verstehen, daß die hier verwendete Ausdrucksweise
und Bezeichnungsweise der Beschreibung und nicht der Begren
zung dient. Dementsprechend beabsichtigt die Erfindung all
jene Alternativen, Modifikationen, gleichwertige Ausführungen
und Variationen einzuschließen, die innerhalb des Sinns und
des weiten Bereichs der angefügten Ansprüche fallen.
Claims (10)
1. Verfahren der Kommunikation mit einer Kommunikationssta
tion, die eine Matrixantenne (20) benutzt, die einen digi
talen Strahlformer (DBF) (10) hat, wobei diese Matrixan
tenne eine Vielzahl von Strahlungselementen (22) zur
Bereitstellung von lenkbaren Antennenstrahlen innerhalb
eines Antenneneinzugsbereiches hat, wobei dieser DBF für
jedes Strahlungselement Koeffizienten zur Steuerung der
Charakteristiken dieser lenkbaren Antennenstrahlen bereit
stellt, wobei dieses Verfahren durch die folgenden
Schritte gekennzeichnet ist:
- - Empfang der Kommunikationssignale von dieser Kommunika tionsstation innerhalb eines dieser lenkbaren Antennen strahlen; und
- - Abstimmung dieser Koeffizienten, um eine Signalqualität der empfangenen Kommunikationssignale zu verbessern.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei:
- - der Empfangsschritt der Kommunikationssignale weiter den Schritt der Umwandlung dieser Kommunikationssignale, die durch jedes dieser Strahlungselemente empfangen werden, in digitale I und Q Signale umfaßt; und
- - die Benutzung dieser Koeffizienten erfolgt, um jedes dieser digitalen I und Q Signale in digitale Antennen strahlsignale umzuwandeln, wobei jedes digitale Anten nenstrahlsignal einen lenkbaren Antennenstrahl darstellt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, weiter die folgenden Schritte
umfassend:
- - vor dem Empfangsschritt der Kommunikationssignale, den Schritt des Empfangs eines Gesuchs nach einem Kommunika tionskanal durch diese Kommunikationsstation;
- - in Reaktion auf das Gesuch die Bestimmung einer Richtung dieser Kommunikationsstation; und
- - die Formung dieses einen lenkbaren Antennenstrahls in dieser Richtung dieser Kommunikationsstation durch die Erzeugung dieser Koeffizienten.
4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei der Schritt der Rich
tungsbestimmung den Schritt der Bestimmung einer Richtung
der Ankunft von Signalen von dieser Kommunikationsstation
umfaßt.
5. Verfahren nach Anspruch 2, weiter umfassend die Schritte
der Abstimmung dieser Koeffizienten, um einen weiten
Antennenstrahl bereit zustellen, um im wesentlichen Signale
aus dem ganzen Antenneneinzugsbereich zu empfangen und
einen schmaleren Antennenstrahl zum Empfang von Signalen
aus einem Teil innerhalb dieses Antenneneinzugsbereichs;
und
wobei der Schritt des Empfangs dieses Gesuchs weiter den
Schritt des Empfangs von Kommunikationssignalen innerhalb
dieses schmaleren Antennenstrahls umfaßt.
6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei diese Matrixantenne zur
Befestigung an einem Satelliten angepaßt ist, wobei dieses
Verfahren weiter die Schritte umfaßt:
- - Verfolgung dieser Richtung dieser Kommunikationsstation durch den Empfang dieser Kommunikationssignale und Neuabstimmung dieser Koeffizienten, um diese Signalqua lität dieses empfangenen Kommunikationssignals aufrecht zuerhalten; und
- - Neuabstimmung dieser Koeffizienten, wenn sich die rela tiven Positionen dieses Satelliten und dieser Kommunika tionsstation ändert.
7. Verfahren nach Anspruch 2, weiter die Schritte umfassend:
- - Übertragung von Kommunikationssignalen zu dieser Kommu nikationsstation;
- - Empfang einer Verbindungsqualitätsanzeige (LQI) von dieser Kommunikationsstation, die eine Signalqualität dieses übertragenen Kommunikationssignals, das durch diese Kommunikationsstation empfangen wird, anzeigt; und
- - Abstimmung dieser Koeffizienten auf der Grundlage dieser LQI, um die Signalqualität von nachfolgend übertragenen Kommunikationssignalen zu verbessern.
8. Verfahren der Kommunikation mit einer Teilnehmereinheit,
die eine Matrixantenne (20) benutzt, die angepaßt ist für
die Nutzung mit einem digitalen Strahlformer (DBF) (10),
wobei diese Matrixantenne eine Vielzahl von Strahlungsele
menten (22) zur Bereitstellung einer Vielzahl von lenkba
ren Antennenstrahlen innerhalb eines Antenneneinzugsbe
reichs auf der Erdoberfläche hat, wobei dieser DBF für
jedes Strahlungselement (22) Koeffizienten zur Steuerung
der Charakteristiken dieser lenkbaren Antennenstrahlen
bereitstellt, wobei dieses Verfahren durch die folgenden
Schritte gekennzeichnet ist:
- - Übertragung von Kommunikationssignalen zu dieser Teil nehmereinheit innerhalb eines dieser lenkbaren Antennen strahlen;
- - Empfang einer Verbindungsqualitätsanzeige (LQI) von dieser Teilnehmereinheit, die eine Qualität dieser Kommunikationssignale, die durch diese Teilnehmereinheit empfangen werden, anzeigt; und
- - Abstimmung dieser Koeffizienten für eine verbesserte Qualität dieser Kommunikationssignale auf der Grundlage dieser LQI für Kommunikationssignale, die zu dieser Teilnehmereinheit übertragen werden.
9. Verfahren nach Anspruch 8, weiter umfassend die Schritte
der Neuabstimmung dieser Koeffizienten, wenn sich eine
relative Richtung zwischen dieser Teilnehmereinheit und
dieser Matrixantenne ändert.
10. Verfahren nach Anspruch 9, weiter die Schritte umfassend:
- - Bestimmung einer Richtung dieser Teilnehmereinheit relativ zu dieser Matrixantenne;
- - Abstimmung dieser Koeffizienten, um diesen lenkbaren Antennenstrahl in einer Richtung dieser Teilnehmerein heit bereitzustellen;
- - Bereitstellung eines Empfangsantennenstrahls in der Richtung dieser Teilnehmereinheit; und
- - Neuabstimmung dieser Koeffizienten, um die Signale zu verbessern, die von dieser Teilnehmereinheit in diesem Empfangsantennenstrahl empfangen werden.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US08/739,645 US5856804A (en) | 1996-10-30 | 1996-10-30 | Method and intelligent digital beam forming system with improved signal quality communications |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19746774A1 true DE19746774A1 (de) | 1998-05-07 |
Family
ID=24973221
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19746774A Withdrawn DE19746774A1 (de) | 1996-10-30 | 1997-10-23 | Verfahren und intelligentes, digitales Strahlformungssystem für Kommunikation mit verbesserter Signalqualität |
Country Status (10)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5856804A (de) |
JP (1) | JPH10145260A (de) |
CA (1) | CA2217354A1 (de) |
DE (1) | DE19746774A1 (de) |
FI (1) | FI974102A (de) |
FR (1) | FR2755330A1 (de) |
GB (1) | GB2318914B (de) |
IT (1) | IT1295416B1 (de) |
SE (1) | SE520194C2 (de) |
SG (1) | SG60124A1 (de) |
Families Citing this family (129)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6222503B1 (en) * | 1997-01-10 | 2001-04-24 | William Gietema | System and method of integrating and concealing antennas, antenna subsystems and communications subsystems |
EP0960451B1 (de) * | 1997-02-13 | 2002-05-22 | Nokia Corporation | Verfahren und vorrichtung zur richtfunkübertragung |
DE69731978T2 (de) | 1997-02-13 | 2005-10-06 | Nokia Corp. | Verfahren und vorrichtung zur gerichteten funkübertragung |
EP0963669B1 (de) | 1997-02-13 | 2004-01-14 | Nokia Corporation | Verfahren und vorrichtung zur gerichteten funkübertragung |
ES2200348T3 (es) * | 1997-03-25 | 2004-03-01 | Siemens Aktiengesellschaft | Procedimiento para la estimacion de canal a partir de señales de recepcion transmitidas a traves de un canal de radio. |
US6167286A (en) * | 1997-06-05 | 2000-12-26 | Nortel Networks Corporation | Multi-beam antenna system for cellular radio base stations |
KR100468820B1 (ko) * | 1997-08-04 | 2005-03-16 | 삼성전자주식회사 | 가중치기억장치를이용한적응위상배열안테나 |
US6034634A (en) * | 1997-10-24 | 2000-03-07 | Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) | Terminal antenna for communications systems |
US5977907A (en) * | 1998-02-02 | 1999-11-02 | Motorola, Inc. | Method and system for antenna pattern synthesis based on geographical distribution of subscribers |
BR9911041A (pt) | 1998-05-20 | 2001-02-13 | L 3 Comm Essco Inc | Antena de comunicação via satélite de feixes múltiplos |
US6084541A (en) * | 1998-07-13 | 2000-07-04 | Comsat Corporation | Self diagnosis and self healing scheme for digital beam-forming |
US6553017B1 (en) * | 1998-09-02 | 2003-04-22 | Motorola, Inc. | Communication device and method for determining the signal quality of communication resources in a communication system |
US6205319B1 (en) * | 1998-09-18 | 2001-03-20 | Trw Inc. | Dual phased-array payload concept |
US6400317B2 (en) * | 1998-09-21 | 2002-06-04 | Tantivy Communications, Inc. | Method and apparatus for antenna control in a communications network |
US6337980B1 (en) | 1999-03-18 | 2002-01-08 | Hughes Electronics Corporation | Multiple satellite mobile communications method and apparatus for hand-held terminals |
FI982763A (fi) | 1998-12-21 | 2000-06-22 | Nokia Networks Oy | Tiedonsiirtomenetelmä ja radiojärjestelmä |
US6920309B1 (en) | 1999-03-18 | 2005-07-19 | The Directv Group, Inc. | User positioning technique for multi-platform communication system |
US7215954B1 (en) | 1999-03-18 | 2007-05-08 | The Directv Group, Inc. | Resource allocation method for multi-platform communication system |
US6812905B2 (en) | 1999-04-26 | 2004-11-02 | Andrew Corporation | Integrated active antenna for multi-carrier applications |
US6621469B2 (en) | 1999-04-26 | 2003-09-16 | Andrew Corporation | Transmit/receive distributed antenna systems |
US6583763B2 (en) | 1999-04-26 | 2003-06-24 | Andrew Corporation | Antenna structure and installation |
US6701141B2 (en) * | 1999-05-18 | 2004-03-02 | Lockheed Martin Corporation | Mixed signal true time delay digital beamformer |
US6731904B1 (en) | 1999-07-20 | 2004-05-04 | Andrew Corporation | Side-to-side repeater |
US6934511B1 (en) | 1999-07-20 | 2005-08-23 | Andrew Corporation | Integrated repeater |
US6448930B1 (en) | 1999-10-15 | 2002-09-10 | Andrew Corporation | Indoor antenna |
US6333712B1 (en) | 1999-11-04 | 2001-12-25 | The Boeing Company | Structural deformation compensation system for large phased-array antennas |
US6556809B1 (en) * | 1999-11-22 | 2003-04-29 | Motorola, Inc. | Method and apparatus for controlling communication beams within a cellular communication system |
AU2001234463A1 (en) | 2000-01-14 | 2001-07-24 | Andrew Corporation | Repeaters for wireless communication systems |
US7339520B2 (en) * | 2000-02-04 | 2008-03-04 | The Directv Group, Inc. | Phased array terminal for equatorial satellite constellations |
FI20000476A0 (fi) * | 2000-03-01 | 2000-03-01 | Nokia Networks Oy | Menetelmä radioyhteyden toiminnan parantamiseksi |
GB0005120D0 (en) * | 2000-03-03 | 2000-04-26 | Roke Manor Research | Combining adaptive beamforming with multi-user detection |
US6307507B1 (en) | 2000-03-07 | 2001-10-23 | Motorola, Inc. | System and method for multi-mode operation of satellite phased-array antenna |
US7027769B1 (en) | 2000-03-31 | 2006-04-11 | The Directv Group, Inc. | GEO stationary communications system with minimal delay |
FI20000853A (fi) * | 2000-04-10 | 2001-10-11 | Nokia Networks Oy | Tiedonsiirtomenetelmä |
FI20000851A (fi) * | 2000-04-10 | 2001-10-11 | Nokia Networks Oy | Tiedonsiirtomenetelmä ja radiojärjestelmä |
US6963548B1 (en) | 2000-04-17 | 2005-11-08 | The Directv Group, Inc. | Coherent synchronization of code division multiple access signals |
CA2407601A1 (en) * | 2000-04-29 | 2001-11-08 | Merck Patent Gesellschaft Mit Beschraenkter Haftung | Novel human phospholipase c delta 5 |
US7139324B1 (en) * | 2000-06-02 | 2006-11-21 | Nokia Networks Oy | Closed loop feedback system for improved down link performance |
US6388615B1 (en) * | 2000-06-06 | 2002-05-14 | Hughes Electronics Corporation | Micro cell architecture for mobile user tracking communication system |
US6751458B1 (en) | 2000-07-07 | 2004-06-15 | The Directv Group, Inc. | Architecture utilizing frequency reuse in accommodating user-link and feeder-link transmissions |
US6829479B1 (en) * | 2000-07-14 | 2004-12-07 | The Directv Group. Inc. | Fixed wireless back haul for mobile communications using stratospheric platforms |
US7324782B1 (en) | 2000-08-14 | 2008-01-29 | Lucent Technologies Inc. | Location based adaptive antenna scheme for wireless data applications |
GB0020088D0 (en) | 2000-08-15 | 2000-10-04 | Fujitsu Ltd | Adaptive beam forming |
US6895217B1 (en) | 2000-08-21 | 2005-05-17 | The Directv Group, Inc. | Stratospheric-based communication system for mobile users having adaptive interference rejection |
US7006471B1 (en) | 2000-08-25 | 2006-02-28 | Cisco Technology, Inc. | Optimization of bearer traffic in radio networks |
US6868269B1 (en) | 2000-08-28 | 2005-03-15 | The Directv Group, Inc. | Integrating coverage areas of multiple transponder platforms |
US7257418B1 (en) | 2000-08-31 | 2007-08-14 | The Directv Group, Inc. | Rapid user acquisition by a ground-based beamformer |
US6380893B1 (en) | 2000-09-05 | 2002-04-30 | Hughes Electronics Corporation | Ground-based, wavefront-projection beamformer for a stratospheric communications platform |
US6763242B1 (en) | 2000-09-14 | 2004-07-13 | The Directv Group, Inc. | Resource assignment system and method for determining the same |
US7317916B1 (en) * | 2000-09-14 | 2008-01-08 | The Directv Group, Inc. | Stratospheric-based communication system for mobile users using additional phased array elements for interference rejection |
US7369847B1 (en) | 2000-09-14 | 2008-05-06 | The Directv Group, Inc. | Fixed cell communication system with reduced interference |
US7720472B1 (en) | 2000-09-14 | 2010-05-18 | The Directv Group, Inc. | Stratospheric-based communication system having interference cancellation |
US6504505B1 (en) | 2000-10-30 | 2003-01-07 | Hughes Electronics Corporation | Phase control network for active phased array antennas |
US6388634B1 (en) | 2000-10-31 | 2002-05-14 | Hughes Electronics Corporation | Multi-beam antenna communication system and method |
US7162273B1 (en) * | 2000-11-10 | 2007-01-09 | Airgain, Inc. | Dynamically optimized smart antenna system |
JP3589292B2 (ja) * | 2000-11-30 | 2004-11-17 | 日本電気株式会社 | 移動体通信装置 |
US7103317B2 (en) * | 2000-12-12 | 2006-09-05 | The Directv Group, Inc. | Communication system using multiple link terminals for aircraft |
US20020073437A1 (en) * | 2000-12-12 | 2002-06-13 | Hughes Electronics Corporation | Television distribution system using multiple links |
US7400857B2 (en) * | 2000-12-12 | 2008-07-15 | The Directv Group, Inc. | Communication system using multiple link terminals |
US6952580B2 (en) | 2000-12-12 | 2005-10-04 | The Directv Group, Inc. | Multiple link internet protocol mobile communications system and method therefor |
US6891813B2 (en) | 2000-12-12 | 2005-05-10 | The Directv Group, Inc. | Dynamic cell CDMA code assignment system and method |
US7181162B2 (en) * | 2000-12-12 | 2007-02-20 | The Directv Group, Inc. | Communication system using multiple link terminals |
US8396513B2 (en) * | 2001-01-19 | 2013-03-12 | The Directv Group, Inc. | Communication system for mobile users using adaptive antenna |
US7187949B2 (en) * | 2001-01-19 | 2007-03-06 | The Directv Group, Inc. | Multiple basestation communication system having adaptive antennas |
US7809403B2 (en) * | 2001-01-19 | 2010-10-05 | The Directv Group, Inc. | Stratospheric platforms communication system using adaptive antennas |
US6559797B1 (en) | 2001-02-05 | 2003-05-06 | Hughes Electronics Corporation | Overlapping subarray patch antenna system |
US7068733B2 (en) * | 2001-02-05 | 2006-06-27 | The Directv Group, Inc. | Sampling technique for digital beam former |
US7068616B2 (en) * | 2001-02-05 | 2006-06-27 | The Directv Group, Inc. | Multiple dynamic connectivity for satellite communications systems |
KR100645427B1 (ko) * | 2001-02-08 | 2006-11-14 | 삼성전자주식회사 | 채널 특성에 따라 불균등한 빔 폭을 형성하는 오에프디엠수신 장치와 이를 적용한 통신장치 및 방법 |
US6570537B2 (en) | 2001-06-28 | 2003-05-27 | Lockheed Martin Corporation | Hyper-scanning digital beam former |
US6504516B1 (en) * | 2001-07-20 | 2003-01-07 | Northrop Grumman Corporation | Hexagonal array antenna for limited scan spatial applications |
US20030119558A1 (en) * | 2001-12-20 | 2003-06-26 | Karl Steadman | Adaptive antenna pattern formation in wireless ad-hoc packet-switched networks |
US7342876B2 (en) * | 2001-12-20 | 2008-03-11 | Sri International | Interference mitigation and adaptive routing in wireless ad-hoc packet-switched networks |
AU2002950621A0 (en) * | 2002-08-07 | 2002-09-12 | J I Peston Pty Ltd | Near-field antenna array with signal processing |
US7623868B2 (en) | 2002-09-16 | 2009-11-24 | Andrew Llc | Multi-band wireless access point comprising coextensive coverage regions |
US6983174B2 (en) * | 2002-09-18 | 2006-01-03 | Andrew Corporation | Distributed active transmit and/or receive antenna |
US6885343B2 (en) | 2002-09-26 | 2005-04-26 | Andrew Corporation | Stripline parallel-series-fed proximity-coupled cavity backed patch antenna array |
US6906681B2 (en) * | 2002-09-27 | 2005-06-14 | Andrew Corporation | Multicarrier distributed active antenna |
US6844863B2 (en) | 2002-09-27 | 2005-01-18 | Andrew Corporation | Active antenna with interleaved arrays of antenna elements |
US7280848B2 (en) * | 2002-09-30 | 2007-10-09 | Andrew Corporation | Active array antenna and system for beamforming |
US20040203804A1 (en) * | 2003-01-03 | 2004-10-14 | Andrew Corporation | Reduction of intermodualtion product interference in a network having sectorized access points |
US6972622B2 (en) * | 2003-05-12 | 2005-12-06 | Andrew Corporation | Optimization of error loops in distributed power amplifiers |
US7239885B2 (en) * | 2003-11-05 | 2007-07-03 | Interdigital Technology Corporation | Initial downlink transmit power adjustment for non-real-time services using dedicated or shared channel |
US7609758B2 (en) * | 2004-04-30 | 2009-10-27 | Agilent Technologies, Inc. | Method of phase shifting bits in a digital signal pattern |
US7633442B2 (en) * | 2004-06-03 | 2009-12-15 | Interdigital Technology Corporation | Satellite communication subscriber device with a smart antenna and associated method |
US7511666B2 (en) * | 2005-04-29 | 2009-03-31 | Lockheed Martin Corporation | Shared phased array cluster beamformer |
US7830982B2 (en) * | 2006-05-12 | 2010-11-09 | Northrop Grumman Systems Corporation | Common antenna array using baseband adaptive beamforming and digital IF conversion |
US7929908B2 (en) * | 2006-05-24 | 2011-04-19 | The Boeing Company | Method and system for controlling a network for power beam transmission |
US7962174B2 (en) * | 2006-07-12 | 2011-06-14 | Andrew Llc | Transceiver architecture and method for wireless base-stations |
US8699421B2 (en) * | 2007-01-19 | 2014-04-15 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method and system for wireless communication using channel selection and bandwidth reservation |
GB2448510A (en) * | 2007-04-17 | 2008-10-22 | David Thomas | Alignment of directional antenna beams to form a high gain communication link |
US8306095B2 (en) * | 2008-04-29 | 2012-11-06 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Methods and apparatus for network coding in a communication system |
JP5202232B2 (ja) * | 2008-10-30 | 2013-06-05 | 三菱電機株式会社 | 通信装置および通信システム |
CA2742355C (en) * | 2008-10-30 | 2014-12-09 | Mitsubishi Electric Corporation | Communication apparatus and communication system |
US8346091B2 (en) | 2009-04-29 | 2013-01-01 | Andrew Llc | Distributed antenna system for wireless network systems |
US8558734B1 (en) * | 2009-07-22 | 2013-10-15 | Gregory Hubert Piesinger | Three dimensional radar antenna method and apparatus |
JP5675165B2 (ja) * | 2010-05-13 | 2015-02-25 | 三菱電機株式会社 | 衛星通信用データ伝送システム |
US8634760B2 (en) * | 2010-07-30 | 2014-01-21 | Donald C. D. Chang | Polarization re-alignment for mobile terminals via electronic process |
US9344262B2 (en) | 2011-01-21 | 2016-05-17 | Entropic Communications, Llc | Systems and methods for selecting digital content channels using low noise block converters including digital channelizer switches |
US9407369B2 (en) | 2011-02-16 | 2016-08-02 | Entropic Communications, Llc | Optical converter with ADC based channelizer for optical LNB system |
US20120274507A1 (en) | 2011-04-28 | 2012-11-01 | Jaafar Cherkaoui | Architecture and method for optimal tracking of multiple broadband satellite terminals in support of in theatre and rapid deployment applications |
FR2976749B1 (fr) * | 2011-06-16 | 2013-06-28 | Astrium Sas | Dispositif et procede d'optimisation de la couverture au sol d'un systeme spatial hybride. |
US8908607B2 (en) | 2012-10-31 | 2014-12-09 | Andrew Llc | Digital baseband transport in telecommunications distribution systems |
CN105158741B (zh) * | 2015-06-17 | 2018-07-27 | 电子科技大学 | 基于矩阵重构的自适应抗干扰多径多波束形成方法 |
GB2539735A (en) | 2015-06-25 | 2016-12-28 | Airspan Networks Inc | Sub-sampling antenna elements |
GB2539734A (en) | 2015-06-25 | 2016-12-28 | Airspan Networks Inc | An antenna apparatus and method of performing spatial nulling within the antenna apparatus |
GB2539730B (en) | 2015-06-25 | 2021-04-07 | Airspan Ip Holdco Llc | Node role assignment in networks |
GB2539731B (en) | 2015-06-25 | 2021-08-04 | Airspan Ip Holdco Llc | Quality of service in wireless backhauls |
GB2539722B (en) | 2015-06-25 | 2021-10-13 | Airspan Ip Holdco Llc | Bearing calculation |
GB2539733A (en) | 2015-06-25 | 2016-12-28 | Airspan Networks Inc | An antenna apparatus and method of configuring a transmission beam for the antenna apparatus |
EP3314963B1 (de) | 2015-06-25 | 2019-04-24 | Airspan Networks Inc. | Verwaltung externer interferenzen in einem drahtlosen netzwerk |
GB2539732A (en) * | 2015-06-25 | 2016-12-28 | Airspan Networks Inc | A configurable antenna and method of operating such a configurable antenna |
GB2539736A (en) | 2015-06-25 | 2016-12-28 | Airspan Networks Inc | Wireless network configuration using path loss determination between nodes |
GB2539727B (en) | 2015-06-25 | 2021-05-12 | Airspan Ip Holdco Llc | A configurable antenna and method of operating such a configurable antenna |
CN110024303B (zh) * | 2016-11-30 | 2022-05-13 | 瑞典爱立信有限公司 | 用于发送信息的方法和设备 |
US10116051B2 (en) | 2017-03-17 | 2018-10-30 | Isotropic Systems Ltd. | Lens antenna system |
US10148513B1 (en) * | 2017-05-10 | 2018-12-04 | International Business Machines Corporation | Mobile device bandwidth consumption |
US10476128B1 (en) * | 2017-05-24 | 2019-11-12 | Amazon Technologies, Inc. | Mounting platform for network devices in a reconfigurable network |
GB2563397A (en) | 2017-06-12 | 2018-12-19 | Inmarsat Global Ltd | Beam layout optimisation |
US10511380B2 (en) * | 2017-12-20 | 2019-12-17 | Raytheon Company | System and method for efficient wideband code division multiplexing in subband domain |
CN110247689B (zh) * | 2018-03-09 | 2023-02-03 | 深圳捷豹电波科技有限公司 | 终端的通信区域分配方法、装置、通信设备及存储介质 |
US10461421B1 (en) | 2019-05-07 | 2019-10-29 | Bao Tran | Cellular system |
US10498029B1 (en) | 2019-07-15 | 2019-12-03 | Bao Tran | Cellular system |
US11321282B2 (en) | 2019-05-17 | 2022-05-03 | Bao Tran | Blockchain cellular system |
US10694399B1 (en) | 2019-09-02 | 2020-06-23 | Bao Tran | Cellular system |
US10812992B1 (en) | 2019-09-02 | 2020-10-20 | Bao Tran | Cellular system |
US11445382B2 (en) | 2020-08-09 | 2022-09-13 | Shenzhen Jaguar Wave Technology Ltd. | Communication zone allocation method of terminal, device therefor, and communication equipment |
US20240048206A1 (en) * | 2020-12-24 | 2024-02-08 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Transceiver, wireless communication system and wireless communication method |
CN113852399A (zh) * | 2021-02-18 | 2021-12-28 | 天翼智慧家庭科技有限公司 | 一种高铁通信场景中稳定可靠的毫米波波束成形方法 |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4216475A (en) * | 1978-06-22 | 1980-08-05 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Digital beam former |
US4804963A (en) * | 1987-01-05 | 1989-02-14 | Honeywell Inc. | Wide dynamic range digital receiver |
US4901082A (en) * | 1988-11-17 | 1990-02-13 | Grumman Aerospace Corporation | Adaptive waveform radar |
US4965602A (en) * | 1989-10-17 | 1990-10-23 | Hughes Aircraft Company | Digital beamforming for multiple independent transmit beams |
US5446756A (en) * | 1990-03-19 | 1995-08-29 | Celsat America, Inc. | Integrated cellular communications system |
US5260968A (en) * | 1992-06-23 | 1993-11-09 | The Regents Of The University Of California | Method and apparatus for multiplexing communications signals through blind adaptive spatial filtering |
DE69319689T2 (de) * | 1992-10-28 | 1999-02-25 | Atr Optical And Radio Communic | Vorrichtung und Verfahren zur Steuerung einer Gruppenantenne mit einer Vielzahl von Antennenelementen |
GB2281660B (en) * | 1993-09-03 | 1997-04-16 | Matra Marconi Space Uk Ltd | A digitally controlled beam former for a spacecraft |
US5434578A (en) * | 1993-10-22 | 1995-07-18 | Westinghouse Electric Corp. | Apparatus and method for automatic antenna beam positioning |
US5581517A (en) * | 1994-08-05 | 1996-12-03 | Acuson Corporation | Method and apparatus for focus control of transmit and receive beamformer systems |
EP0700116A3 (de) * | 1994-08-29 | 1998-01-07 | Atr Optical And Radio Communications Research Laboratories | Vorrichtung und Verfahren zur Steuerung einer Gruppenantenne mit einer Vielzahl von Antennenelementen für verbesserte einkommende Strahlverfolgung |
US5815116A (en) * | 1995-11-29 | 1998-09-29 | Trw Inc. | Personal beam cellular communication system |
US5680863A (en) * | 1996-05-30 | 1997-10-28 | Acuson Corporation | Flexible ultrasonic transducers and related systems |
-
1996
- 1996-10-30 US US08/739,645 patent/US5856804A/en not_active Expired - Lifetime
-
1997
- 1997-09-12 GB GB9719331A patent/GB2318914B/en not_active Expired - Fee Related
- 1997-10-06 CA CA002217354A patent/CA2217354A1/en not_active Abandoned
- 1997-10-08 SG SG1997003696A patent/SG60124A1/en unknown
- 1997-10-08 IT IT97RM000603A patent/IT1295416B1/it active IP Right Grant
- 1997-10-23 DE DE19746774A patent/DE19746774A1/de not_active Withdrawn
- 1997-10-29 JP JP9314318A patent/JPH10145260A/ja not_active Ceased
- 1997-10-29 SE SE9703934A patent/SE520194C2/sv not_active IP Right Cessation
- 1997-10-30 FR FR9713623A patent/FR2755330A1/fr active Pending
- 1997-10-30 FI FI974102A patent/FI974102A/fi unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB9719331D0 (en) | 1997-11-12 |
GB2318914B (en) | 2001-05-09 |
ITRM970603A1 (it) | 1999-04-08 |
JPH10145260A (ja) | 1998-05-29 |
SG60124A1 (en) | 1999-02-22 |
FI974102A0 (fi) | 1997-10-30 |
SE520194C2 (sv) | 2003-06-10 |
SE9703934L (sv) | 1998-05-01 |
FI974102A (fi) | 1998-05-01 |
IT1295416B1 (it) | 1999-05-12 |
FR2755330A1 (fr) | 1998-05-01 |
SE9703934D0 (sv) | 1997-10-29 |
US5856804A (en) | 1999-01-05 |
CA2217354A1 (en) | 1998-04-30 |
GB2318914A (en) | 1998-05-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE19746774A1 (de) | Verfahren und intelligentes, digitales Strahlformungssystem für Kommunikation mit verbesserter Signalqualität | |
DE19747065A1 (de) | Verfahren und auf den Verkehrsbedarf reagierendes intelligentes digitales Strahlformungssystem | |
DE60206730T2 (de) | Kommunikationssystem mit mehreren basisstationen mit adaptiven antennen und verfahren | |
DE69534967T2 (de) | Zellen-/satellitennachrichtensystem mit verbesserter frequenzwiederbenutzung | |
DE60019992T2 (de) | Anordnung und Verfahren für zellulare Kommunikation durch Satellit mit Steuerung des Strahlendiagrams der Antennen | |
DE69631266T2 (de) | Verfahren und Anordnung zur Zählung der benutzten Mittel durch Endverbraucherverbindungen in einem Satellitenkommunikationssystem | |
DE60020693T2 (de) | Robuste schätzung der empfangsrichtung für gruppenantennen | |
DE602004012136T2 (de) | Verfahren und vorrichtung für ein mehrstrahl-antennensystem | |
US5754138A (en) | Method and intelligent digital beam forming system for interference mitigation | |
DE60114360T2 (de) | Mikrozellulare architektur für mobilteilnehmerverfolgung in einen kommunikationssystem | |
DE69838272T2 (de) | Verfahren und Anordnung zur Herstellung Breitband Kommunikationen für mobile Benutzer in einem Satelliten Netz | |
DE69731978T2 (de) | Verfahren und vorrichtung zur gerichteten funkübertragung | |
EP3389195A1 (de) | Implementierungsverfahren für satellitenkonstellation zur durchführung einer kommunikation mittels regressionsumlaufbahn | |
DE60028861T2 (de) | Satelliten Übertragungsanordnung mit adaptiver Kompensation des Übertragungsverlusts | |
DE69836530T2 (de) | Adaptive gruppenantenne | |
DE60122859T2 (de) | Taktsteuervorrichtung und -verfahren zur vorwärtsverbindungsdiversität in mobilen satellitensystemen | |
DE60114358T2 (de) | Stratosphärenplattform basierte mobilfunkarchitektur | |
DE69833130T2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Empfang von Funksignalen | |
DE60221349T2 (de) | Stratosphärenplattform basierte mobilfunksystem mit adaptiven antennen | |
DE69925223T2 (de) | Interferenz Verwaltung eines Kommunikationssatellit mit Datenverarbeitung | |
DE60121846T2 (de) | Geostationäres Kommunikationssystem mit minimaler Verzögerung | |
DE19720720A1 (de) | Kommunikationssystem und -verfahren für geosynchrone Satelliten | |
DE69736147T2 (de) | Plan zur Zeitschlitzzuteilung für Endgerätsignalisierung in einer mobilen Kommunikationsanordnung mit Satelliten | |
DE19629744A1 (de) | Unabhängige satellitenbasierte Kommunikationssysteme, die ein gemeinsames Frequenzspektrum teilen und Verfahren zum Betrieb derselben | |
DE69921294T2 (de) | Strahlungskeulenmanagement in einem satellitenkommunikationssystem |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8128 | New person/name/address of the agent |
Representative=s name: SCHUMACHER & WILLSAU, PATENTANWALTSSOZIETAET, 8033 |
|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |