DE60003950T2

DE60003950T2 - Mehrstrahl-satellitenkommunikationssystem

Info

Publication number: DE60003950T2
Application number: DE60003950T
Authority: DE
Inventors: E. Thomas SHARON; S. Thomas TAYLOR; R. William HAFNER; H. Steven RIGG; M. James HOWELL; Thomas W. Annapolis GLYNN; Dennis L. Ellicott City KERSHNER
Original assignee: EMS Technologies Inc
Current assignee: EMS Technologies Canada Ltd
Priority date: 1999-09-27
Filing date: 2000-09-21
Publication date: 2004-02-05
Anticipated expiration: 2020-09-22
Also published as: WO2001024408A2; WO2001024408A3; AU7830600A; DE60003950D1; US6704543B1; ATE245322T1; WO2001024408A9; ES2203519T3; JP2003510951A; PT1247353E; US20040166801A1; EP1247353B1; EP1247353A2; DK1247353T3; AU775387B2

Description

VERWANDTE ANMELDUNG
Diese Anmeldung beansprucht Priorität zu der vorläufigen US-Patentanmeldung Seriennummer 60/156,170, eingereicht am 27. September, 1999.
TECHNISCHES GEBIET
Diese Erfindung betrifft Satelliten-Kommunikationssysteme, die mehrfache Punktstrahlen von einem Satelliten mit geosynchroner Umlaufbahn verwenden, um eine selektive Bedeckung der kontinentalen Vereinigten Staaten (KONUS) bereitzustellen, und betrifft insbesondere ein System mit einem Satelliten-Empfangszentrum in jedem Punktstrahl, das asynchrone Übertragungen zwischen jedem Zentrum und dem Satelliten gestattet, um die Frequenz-Wiederverwendung zu maximieren.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Das schnelle Wachstum des Internet und die Nichtverfügbarkeit von Hochgeschwindigkeits-Verbindungen von Anbietern von normalen Telefonleitungen und lokalen Kabeln haben zu einer intensiven Suche nach einem alternativen Hochgeschwindigkeits-Kommunikationsmodus geführt. Satelliten-Kommunikations- (SATCOM) Systeme sind eine nätürliche Wahl zum Ersetzen landgestützter Kommunikationssysteme als ein Mittel, um neue Hochgeschwindigkeits-Digital-Kommunikationsstrecken bereitzustellen.
Typische SATCOM-Systemkonfigurationen werden in 1– 3 gezeigt. 1 ist eine Darstellung einer SATCOM-"bent-pipe"-Konfiguration für zwei innerhalb des gleichen Strahls gelegene Boden-Endstellen. In der "bent-pipe"-Konfiguration sendet eine erste Boden-Endstelle 102 ein Signal auf dem Aufwärtsstrecken-Frequenzband an einen GEO-Satelliten 108. Nach Empfangen des Signals verschiebt der GEO-Satellit die Frequenz des Signals auf eine Abwärtsstreckenfrequenz und sendet das Signal an die zweite Boden-Endstelle 104 zurück. Bei der "bent-pipe"-Konfiguration benötigt der Satellit keine bordeigene Verarbeitung. Stattdessen agiert der Satellit lediglich als ein Relais von einem Boden-Endgerät zu einem anderen Boden-Endgerät. Weil der Satellit keine bordeigene Verarbeitung besitzt, ist die "bent-pipe"-Konfiguration typischerweise auf die Verwendung innerhalb eines einzelnen Strahls 106 begrenzt.
Eine andere Standard-SATCOM-Konfiguration wird in 2 gezeigt, wo eine SATCOM-"Hub"-Konfiguration veranschaulicht wird. In der "Hub"-Konfiguration befinden sich eine Reihe von Boden-Endstellen 202, 204 und ein einzelner Hub 206 innerhalb eines einzelnen Strahls 208. Der Hub wirkt als eine zweistufige "bent-pipe"-Konfiguration, bei der das Aufwärtsstreckensignal von dem GEO-Satelliten 210 zu einem Zwischen-Bodenhub 206 geleitet wird. Der Hub wirkt als ein lokales Steuerzentrum, um Kanäle und andere mit der Netzwerkverwaltung verbundene Funktionen zuzuweisen. Der Zwischenstopp fügt typischerweise eine zusätzliche 114 Sekunde zu der Signalausbreitungsverzögerung, die normalerweise mit dem Umlauf zu einem GEO-Satelliten verbunden ist, hinzu, was für hochwertige Telefoniedienste unannehmbar ist. Um diese zusätzliche Verzögerung zu vermeiden, kann die Hub-Konfiguration auch als eine "bent-pipe"-Konfiguration arbeiten, bei der der Hub umgangen und das Abwärtsstreckensignal direkt zu einer zweiten Boden-Endstelle geleitet wird.
Des Weiteren können Boden-Endstellen innerhalb der Hub-Konfiguration auch in einem Einweg-"Rundfunk"-Modus arbeiten, in dem eine einzelne Boden-Endstelle ein Aufwärtsstreckensignal an den GEO-Satelliten sendet, der die Frequenz zum Senden auf dem Abwärtsstreckenkanal verschiebt. Anstatt das Abwärtsstreckensignal einfach an eine einzelne Boden-Endstelle zu senden, "verstreut" der Satellit jedoch das Signal über den Abwärtsstreckenkanal an jede Boden-Endstelle innerhalb des Strahls.
Noch eine andere Standard-SATCOM-Konfiguration wird in 3 gezeigt, die eine Darstellung des SES-ARCS-SATCOM-Systems ist. Das ARCS-SATCOM-System kombiniert DVB-Technologie auf dem Abwärtsstreckensignal mit einem Hochgeschwindigkeits-Satelliten-Aufwärtsstreckensignal. Das ARCS-SATCOM-System benutzt eine Standard-Ku-Band-DVB-Abwärtsstrecke 314 und eine "Huckepack"-Ka-Band-Nutzlast, die Ka-Band-Aufwärtsstrecken 316 von einzelnen Boden-Endstellen 304 an einen in Luxembourg gelegenen einzelnen Hub 306 leitet. Das ARCS-SATCOM-System stellt acht Strahlen 302 auf der Ka-Band-Aufwärtsstrecke bereit, von denen jeder einen Fußabdruck von etwa 500 Meilen Durchmesser auf der Erde aufweist. Als Folge des hohen Gewinns von der Empfangsantenne auf dem Satelliten 308 kann eine Schüssel von nur 75 cm Durchmesser mit einem 1/2 Watt Sender 144 Kbps Rückkanal-Datenrate liefern. Die Ka-Band-Aufwärtsstrecken von allen acht Strahlen werden zur Verarbeitung an den einzelnen Hub in Luxembourg zurückgegeben. Die DVB-Videodaten für das Ku-Band werden auf einem Aufwärtsstreckensignal 312 zu dem Satelliten von dem Hub 306 übertragen und werden auf dem Abwärtsstreckensignal mithilfe von Ku-Band-DVB-Transpondern rückübertragen.
Herkömmliche SATCOM-Systeme, die Satelliten mit geosynchronen Erdumlaufbahnen ("GEO") verwenden, haben typischerweise zwei Arten von Diensten bereitgestellt: (a) einen Relaismodus, bei dem der GEO-Satellit lediglich ein Signal von einer Boden-Endstelle zu einer anderen weiterleitet, und (b) einen Rundfunkmodus, bei dem der GEO-Satellit ein Signal an eine große Zahl von Boden-Endstellen sendet. Im Relaismodus, auch als ein "bentpipe"-Modus bekannt, sendet eine Boden-Endstelle ein Signal mittels einer Aufwärtsstreckenfrequenz an den GEO-Satelliten, der das Signal mittels einer Abwärtsstreckenfrequenz an eine zweite Boden-Endstelle zurücksendet. Dieser Modus wird in 1 veranschaulicht. Weil der Sende-Fußabdruck des GEO-Satelliten auf der Erdoberfläche groß ist, ist die Leistungsdichte des Signals sehr niedrig. Dies erfordert, dass die Empfangsantenne ausreichend groß ist, im Bereich von einem bis drei Metern im Durchmesser, um den erforderlichen Antennengewinn zu erzielen. Diese großen Antennen sind jedoch nur für große, kommerzielle Anwender praktisch. Für einzelne Verbraucher ist der Raum oder Aufwand dieser großen Antennen nicht erschwinglich. Einzelne Verbraucher sind gewillt, nur kleine Antennen hinzunehem, z. B. solche, die für Direktsendesatelliten- (DBS) Übertragungen benutzt werden, die typischerweise einen Durchmesser von einem oder zwei Fuß haben.
Kleine Bodenantennen arbeiten oft mit einem "Hub"-Service, bei dem die Benutzer-Aufwärtsstrecke von dem Satelliten an eine Zwischen-Bodenstation, bekannt als "Hub", geleitet wird. Dieser Service wird in 2 veranschaulicht. Der Hub wirkt gewöhnlich als ein lokales Steuerzentrum, um Kanäle und andere mit der Netzwerkverwaltung verbundene Funktionen zuzuweisen. Dieser Zwischen"Stopp" fügt eine zusätzliche 1/4 Sekunde zu der Ausbreitungsverzögerung, die mit dem Hin- und Rückweg zu der synchronen Umlaufbahn verbunden ist, hinzu, sodass die Gesamtverzögerung in einer Endstelle, die an eine andere sendet, etwa 1/2 Sekunde beträgt, eine Verzögerung, die heute von vielen für eine entwicklungsfähige, hochwertige Telefonie als zu lang angesehen wird. Der GEO-Satellit kann auch in einer "mesh"-Konfiguration arbeitet, bei der die Benutzer-Abwärtsstrecke ohne die Hub-Übertragung direkt an den anderen Benutzer geleitet wird.
Im Rundfunkmodus sendet ein Hub oder "Speise-Link" das ganze Spektrum von Rundfunksignalen an den GEO-Satelliten, der dann die Signale in die interessierende Region zurücksendet. Es ist wichtig, zu beachten, dass in Rundfunkmodus alle Benutzer die gleichen Signale empfangen, die typischerweise bei fast gleichen Leistungspegeln gesendet werden, weil angenommen wird, dass die Boden-Endstellen überall das ganze Band von Signalen empfangen. Das Rundfunksprektrum wird in eine Anzahl von Transponder-Bandbreiten geteilt, von denen jede eine Vielzahl von Standard-TV-Kanälen, Hochzeilen-TV oder Daten befördern kann. Diese Art von Übertragung ist besonders in dem Direktsende-Satelliten ("DBS") des Standard-Rundfunk-Fernsehens als ein mit dem Kabel konkurrierender Dienst wichtig geworden.
GEO-SATCOM-Systeme verwenden typischerweise einen einzelnen Weitbereichsbedeckungsstrahl mit einem Durchmesser von etwa 2,500 Meilen, um eine vollständige Bedeckung bereitzustellen. Damit eine Bodenantenne eine angemessene Signalstärke empfängt, muss daher der Sender auf dem Satelliten genügend Leistung haben, um eine angemessene Leistung innerhalb des einzelnen Weitbereichsbedeckungsstrahls bereitzustellen. Dies erhöht jedoch in starkem Maße die Kosten und die Komplexität des GEO-Satelliten.
Ein anderer Weg, um sicherzustellen, dass die Boden-Endstelle eine angemessene Signalstärke empfängt, besteht darin, eine Bodenstation mit einer Antenne größeren Durchmessers zu verwenden, um den benötigten Gewinn zu erzielen. Mit zunehmender Größe der Antenne steigen jedoch auch die Kosten. Es ist klar, dass diese Lösung für Einzelbenutzer nicht annehmbar ist, die billigere, ästhetisch gefälligere und kleinere Antennen verlangen.
Mehrere Versuche sind unternommen worden, um dieses Problem anzusprechen. Eine Lösung ist, eine Anzahl kleinerer Punktstrahlen anstelle eines Weitbereichsbedeckungsstrahls zu verwenden, um den gleichen geographischen Bereich abzudecken. Durch Verringern der Größe der Punktstrahlen unter Beibehaltung der gleichen Gesamtsendeleistung nimmt die Leistungsdichte innerhalb jedes Punktstrahls zu. Diese Zunahme in der Leistungsdichte innerhalb jedes Punktstrahls ermöglicht den Gebrauch kleinerer Bodenantennen.
Herkömmliche Systeme, die Punktstrahlen einsetzen, verwenden jedoch typischerweise nur einen einzigen Hub für das gesamte System. In Europa bereitet z. B. SES vor, das ARCS-System mittels der Astra 1 H und 1 K Satelliten zu entwickeln, um eine Mehrstrahlbedeckung von Europa bereitzustellen. Der Astra 1 H benutzt eine Standard-Ku-Band-Direktvideosende-("DVB") Abwärtsstrecke und eine "Huckepack"-Ka-Band-Nutzlast, die einzelne Benutzer-Ka-Band-Aufwärtsstrecken zu einem einzelnen, in Luxembourg gelegenen zentralen Hub leitet. Das ARCS-System benutzt acht Strahlen auf der Ka-Band-Aufwärtsstrecke, wobei jeder Strahl einen Fußabdruck von etwa 500 Meilen auf der Erde aufweist, um eine vollständige Bedeckung von Europa bereitzustellen. Als Folge des hohen Gewinns von der Satelliten-Empfangsantenne kann eine Bodenantenne von nur 75 cm Durchmesser mit einem 1/2 W Sender eine 144 Kbps Rückkanal-Datenrate liefern. Die Ka-Band-Aufwärtsstrecken von allen acht Strahlen werden an den einzelnen Hub in Luxembourg zurückgegeben. Die Ku-Banddaten für das DVB werden von einem Speise-Link von dem Luxembourg-Hub zu dem Satelliten nach oben übertragen und über einen einzigen Übertragungsstrahl mit Ku-Band-Transpondern zu dem von allen acht Punktstrahlen bedeckten Gebiet nach unten übertragen. Ein Einzel-Hub-ARCS-System, das Punktstrahlen einsetzt, wird schematisch in 3 dargestellt.
Andere Satellitensysteme, die jetzt geplant werden, schlagen vor, einen "bent-pipe"-Modus zwischen einzelnen Boden-Endstellen in verschiedenen Punktstrahlen bereitzustellen. Diese Satelliten planen, bordeigene digitale Verarbeitung zu verwenden, um das Signal von einem Punktstrahl zu einem anderen zu leiten, was die Kosten des Systems stark erhöht.
Es gibt daher einen generellen Bedarf in der Technik an einem SATCOM-System, das mehrfache Punktstrahlen verwendet, um wenigstens ausgewählte Bereiche der KONUS zu bedecken. Es besteht ein weiterer Bedarf in der Technik an einem SATCOM-System, das einen Hub in jedem Punktstrahl besitzt.
Die europäische Patentanmeldung EP-A-0883252 offenbart ein Satelliten-Kommunikationssystem zum Verteilen von Information an Benutzer-Endstellen, die innerhalb einer Mehrzahl von Punktstrahlen gelegen sind, wobei das System eine Mehrzahl von Kommunikations-Satelliten und eine Mehrzahl von Systemzugangsknoten umfasst, die in jeder von Satelliten bedienten Region gelegen sind, wobei die Zugangsknoten als Hubs wirken, die eingerichtet sind, Information über einen Kommunikations-Satelliten zu empfangen und die Information zu ihrem beabsichtigten Ziel zu leiten, entweder durch ein Drahtnetzerk oder zurück durch den Satelliten.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung entspricht dem oben beschriebenen Bedarf durch Bereitstellen eines SATCOM-Systems mit Boden-Endstellen, Hubs und wenigstens einem Satelliten, der in einer geosynchronen Erdumlaufbahn (GEO) stationiert ist. Der GEO-Satellit erzeugt ein Netzwerk von Punktstrahlen, die ein oder mehr ausgewählte Gebiete bedecken. Ein einzelner Hub und wenigstens eine Boden-Endstelle liegen innerhalb jedes Punkstrahls. Eine Benutzer-Endstelle mit einem wohl definierten Protokoll kann ein Aufwärtsstreckensignal an den Hub durch den GEO-Satelliten senden. Die Benutzer-Endstelle kann auch ein Signal mit einem zweiten wohl definierten Protokoll durch den Abwärtsstrecken-Punktstrahl von dem Hub durch den GEO-Satelliten empfangen. Die Aufwärtsstrecke von der Boden-Endstelle könnte z. B. ein MF/TDMA-Mehrfachzugriffsverfahren benutzen, um die Anzahl von Benutzern, die zu einer gegebenen Zeit "Online" sein kann, zu maximieren. Das entsprechende Abwärtsstreckensignal könnte das Standard-"DVB-S"-Protokoll benutzen, das sowohl Video- als auch Datenübertragungen unterstützt.
Die Erfindung kann auch eine Betriebsart unterstützen, wo sich mehrere einzelne Punktstrahlen einen einzelnen Hub in einer "Eltern/Abhängige"-Betriebsart teilen sollen. Durch selektives Frequenz- und/oder Polarisations-Routing an Bord des Satelliten würde ein innerhalb eines "Eltern"-Strahls gelegener Hub mit Benutzer-Endstellen innerhalb des Eltern-strahls bei einer spezifizieren Frequenz und Polarisation kommunizieren und würde mit Benutzern in anderen "Abhängige"-Strahlen auf einer anderen Frequenz und/oder Polarisation kommunizieren. Dieses Routen würde die insgesamt verfügbare Bandbreite zwischen diesen Eltern- und Abhängige-Strahlen teilen. Ein Routing könnte an Bord des Satelliten implementiert werden, um die letztliche Trennung zwischen dem Eltern- und dem Abhängige-Strahl durch Einbeziehen eines in das bordeigene Routing eingebauten Schalters zu erlauben. Dies würde die volle Nutzung der verfügbaren Bandbreite in jedem Strahl gestatten. Dieses Einsatzverfahren könnte eine allmählichere Installation von Hubs erlauben, um die Kosten der Bodeneinrichtungen zu Beginn der Service-Bereitstellung zu begrenzen.
Die Erfindung kann auch eine zweite Klasse von Diensten unterstützen, bei der die Hub-Abwärtsstrecke ein zweites Protokoll benutzt, das zur Übertragung von einer "kommerziellen" Endstelle angenommen wird. Die kommerzielle Endstelle kann dieses zweite Protokoll sowohl für die Aufwärtsstrecken- als auch die Abwärtsstreckensignale verwenden, um die Übertragung von Daten mit hoher Geschwindigkeit von einer entfernten Stelle zu erleichtern. Diese Art von Endstelle kann die Rolle des Hubs in Form des direkten Sendes auf der Abwärtsstrecke an "häusliche" Endstellen in entweder einem lokalen Punktstrahlmodus oder einem Rundsendemodus an alle Punktstrahlen gleichzeitig spielen.
Die Erfindung kann auch "intra-Strahl- und "Inter-Strahl-Dienste umfassen, bei denen die Kapazität des Systems durch ein koordiniertes Neztwerk-Betriebssteuerzentrum ("NOCC") optimiert wird. Das NOCC kann Aufwärsstrecken-Frequenzen und Polarisationen an einzelne Boden-Endstellen basierend auf dem Signalziel sowohl für Intra-Strahl als auch Inter-Strahl-Übertragungen zuweisen. Das NOCC kann auch eine mit einer Schmalband-Aufwärtsstrecke (der häusliche Service) oder einer Breitband-Aufwärtsstrecke (der kommerzielle Service) verträgliche Frequenzbandbreite zuweisen. Die Protokolle für das Häusliche und das Kommerzielle stimmen mit den zwei von dem Hub benutzten Protokollen überein. Ein Teil des Aufwärtsstreckenbandes wird jedem Service zugewiesen. Das NOCC kann auch ein Frequenzband und eine Polarisation zuteilen, um die Art des Dienstes basierend darauf zu bezeichnen, ob die Übertragungsstrecke Inter-Strahl oder Intra-Strahl ist.
Die Erfindung kann auch einen Router umfassen, der das Signal zu den geeigneten Punktstrahlen zur Inter-Strahl-Übertragung leitet. Der Router kann in einer von zwei Betriebsarten arbeiten. Erstens, der Router kann das Signal durch Wählen der für die Aufwärtsstrecke benutzten Frequenz an den geeigneten Punktstrahl leiten. Alternativ kann der Routen auch das Signal basierend auf der Signalpolarisation an den geeigneten Punktstrahl leiten. Des Weiteren kann der Routen auch mit dem Rundsendemodus benutzt werden. Für den Rundsendemodus leitet die Auswahl eines bestimmten Frequenz-Unterbandes und/oder Polarisation das Aufwärtsstreckensignal in jeden Abwärtsstreckenstrahl. Alternativ kann das Unterband und/oder Polarisation an das NOCC zu einer "Doppelsprung"-Rückübertragung zu allen Abwärtsstreckenstrahlen geleitet werden.
Die Erfindung kann des Weiteren für die Leistungssteuerung in jedem Abwärtsstrecken-Punktstrahl sorgen, um Systemkapazität und Durchsatz zu optimieren. Zusätzlich können, weil die einzelnen Punktstrahlen klein sind und einen örtlich begrenzten Bereich bedecken, die lokalen Wetterbedingungen und die geographische Lage für die Leistungssteuerung für jeden Strahl berücksichtigt werden. Des Weiteren kann unter Verwendung der Leistungssteuerung die Kanalzuteilung optimiert werden, um größere Zahlen von Kanälen in Punktstrahlen, die dicht besiedelte Zentren umfassen, und weniger Kanäle in Punktstrahlen zu erlauben, die weniger dicht besiedelte Gebiete bedecken.
Dir Erfindung kann auch ein Hochgeschwindigkeits-Weitbereichsnetz bereitstellen, um jeden Hub in jedem Punkt mit jedem anderen Hub zu verbinden. Das Hochgeschwindigkeits-WAN kann eine optische Hochgeschwindigkeitsfaser, herkömmliche Landleitungsverbindungen, Satellitenstrecken oder dergleichen sein.
Dass die Erfindung die Nachteile des früheren SATCOM-Systems, das mehrfache Punktstrahlen verwendet, überwindet und die oben beschriebenen Vorteile zustande bringt, wird aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der exemplarischen Ausführungen und den anliegenden Zeichungen und Ansprüchen ersichtlich werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Darstellung einer "bent-pipe"-Modus-SATCOM-Konfiguration des Standes der Tecchnik.
2 ist eine Darstellung einer "Rundfunk"-Modus-SATCOM-Konfiguration des Standes der Technik.
3 ist eine Darstellung einer SES-ARCS-SATCOM-Konfiguration des Standes der Technik.
4 ist eine Darstellung eines SATCOM-Systems, das mehrfache Punktstrahlen bereitstellt, um eine Bedeckung von wenigstens ausgewählten Gebieten der KONUS bereitzustellen, nach einer exemplarischen Ausführung der vorliegenden Erfindung.
5 ist eine Darstellung eines repräsentativen Punktstrahl-Bedeckungsmusters der KONUS nach einer exemplarischen Ausführung der vorliegenden Erfindung.
6 ist eine Darstellung eines alternativen Punktstrahl-Bedeckungsmusters der KONUS nach einer exemplarischen Ausführung der vorliegenden Erfindung.
7 ist eine Darstellung einer exemplarischen Ausführung, die in einem Intra-Punktstrahlmodus arbeitet.
8 ist eine Darstellung einer exemplarischen Ausführung, die in dem Inter-Punktstrahlmodus arbeitet.
9 ist eine Darstellung einer exemplarischen Ausführung, die in dem Rundfunkmodus arbeitet.
10 ist eine Darstellung einer exemplarischen Ausführung, die in dem Rundfunkmodus mit entferntem Hub arbeitet.
11 ist eine Darstellung der Frequenzzuteilung des Aufwärtsstreckensignals und des Abwärtsstreckensignals für den Inter-Punktstrahlmodus basierend auf Signalfrequenz für eine exemplarische Ausführung der vorliegenden Endung.
12 ist eine Darstellung einer frequenzbasierten Routerschaltung, die für den Inter-Punktstrahlmodus benutzt wird, nach einer exemplarischen Ausführung der vorliegenden Erfindung.
13 ist eine Darstellung der Frequenzzuteilung des Aufwärtsstreckensignals und des Abwärtsstreckensignals für den Inter-Punktstrahlmodus basierend auf Signalpolarisation nach einer exemplarischen Ausführung der vorliegenden Erfindung.
14 ist eine Darstellung einer polarisationsbasierten Routerschaltung, die für den Inter-Punktstrahlmodus benutzt wird, nach einer exemplarischen Ausführung der vorliegenden Erfindung.
15 ist eine Darstellung der Frequenzzuteilung des Aufwärtsstreckensignals und des Abwärtsstreckensignals für einen Inter-Punktstrahlmodus basierend sowohl auf Frequenz als auch Polarisation des Signals nach einer exemplarischen Ausführung der vorliegenden Erfindung.
16 ist eine Darstellung einer kombinierten frequenzlpolarisations-basierten Routerschaltung, die für den Inter-Punktstrahlmodus benutzt wird, nach einer exemplarischen Ausführung der vorliegenden Erfindung.
17 ist eine Darstellung einer Eltern-Abhängige-SATCOM-Interstrahl-Konfiguration nach einer exemplarischen Ausführung der vorliegenden Erfindung.
18 ist eine Darstellung eines eines exemplarischen Punktstrahlmuster-Netzwerks für einen Eltern-Abhängige-Konfiguration für die westlichen Vereinigten Staaten.
19 ist eine Darstellung einer exemplarischen Ausführung der Endung, die in einer Netzwerkbetriebs-Steuerzentrum- (NOCC) SATCOM-Konfiguration arbeitet.
20 ist eine Darstellung einer kombinierten frequenzbasierten Routerschaltung, die für die NOSS-Konfiguration nach einer exemplarischen Ausführung der vorliegenden Erfindung benutzt wird.
21 ist eine Darstellung einer 4 : 1, 3 : 1 und 2 : 1 Kombiniererschaltung, die für eine bordeigene Satelliten-Senderleistungssteuerung benutzt wird, nach einer exemplarischen Ausführung der vorliegenden Erfindung.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER EXEMPLARISCHEN AUSFÜHRUNGEN
Die vorliegende Erfindung kann einen Hub in jedem Punktstrahl eines Satelliten zur maximalen Frequenz-Wiederverwendung bereitstellen und erlaubt, dass alle Signalverarbeitung auf dem Boden durchgeführt wird. Die Vorstellung von einem Hub in jedem Punktstrahl liegt auch der Vorstellung eines lokalen Rundfunk/Daten-Dienstes hoher Kapazität durch ein digitales Video-Rundfunk- (DGB) Abwärtsstreckenformat zugrunde. Andernfalls kann die Satelliten-Abwärtsstrecke nicht auf genug Aufwärtsstrecken-Informationsbandbreite zugreifen, um um mit einmaligen Daten in mehrfache Punktstrahlen zu senden. Selbst wenn ein Direktsende-Satellit an Millionen von Benutzern senden kann, beträgt die Kapazität für den Informationsinhalt nur etwa 500 Mbps × 2 (500 MHz Bandbreite × 2 Polarisationen angenommen) oder 1 Gbps für den ganzen Bedeckungsbereich. Das vorliegende erfinderische Konzept fasst Systeme mit etwa 100 Punktstrahlen ins Auge, von denen jeder ca. 750 MHz Bandbreite für jede von zwei Polarisationen oder 150 Gbps potentielle Kapazität aufweist.
Das Konzept eines Hubs in jedem Punktstrahl erlaubt auch, dass die Modulationsformate zwischen Boden-Endstellen-Aufwärtsstrecken- und Abwärtsstreckensignalen verschieden sind (d. h. FDMA auf der Aufwärtsstrecke und TDMA auf der Abwärtsstrecke), was vorher nur durch Bereitstellen von bordeigener Digitalverarbeitung zustande gebracht wurde. Das Platzieren eines Hubs in jedem Punktstrahl erlaubt jedoch dem Satelliten, in einer einfachen "bent-pipe-Konstruktion" ohne bordeigene Verarbeitung zu arbeiten.
Die Verwendung von räumlich getrennten Punktstrahlen gestattet eine maximale Frequenz-Wiederverwendung, die erhöhte Datenkapazität relativ zu der Lösung mit aneinandergrenzenden Strahlen liefert, bei der die Strahlüberschneidung eine Frequenz-Zuweisungslösung erfordert und angrenzende Strahlen nur einen Teil des Bandes benutzen (4 und 7 Unterband-Zuweisungen sind üblich). Die Lösung mit getrennten Punktstrahlen erlaubt auch eine getrennte Leistungssteuerung jedes Abwärtsstreckenstrahls, um verschiedene Verkehrsmuster und Satelliten-Leistungsbegrenzungen zu akkommodieren. Dies kann auch mit einer TDMA-Umschaltlösung zwischen Abwärtsstreckenstrahlen erreicht werden, aber auf Kosten erhöhter Satelliten- und Boden-Endstellen-Komplexität.
4 veranschaulicht ein exemplarisches SATCOM-System, das ein Netzwerk von Punktstrahlen verwendet, um eine Bedeckung von wenigstens ausgewählten Gebieten der KONUS bereitzustellen. Ein Satellit 410 oder eine Reihe solcher Satelliten, stationiert in einer geosynchronen Erdumlaufbahn über KONUS, stellt ein Netzwerk von Punktstrahlen 415 bereit. Das SATCOM-System kann entweder auf Ku-Band-Frequenzen, Ka-Band-Frequenzen oder beiden arbeiten, um Rundsende-Video, Lokalbereichs-Rundsende-Video und Bandbreite-bei-Bedarf-Internet-Zugang bereitzustellen. Das exemplarische SATCOM-System kann GEO-Satelliten verwenden, die schmale Punktstrahlen für die Aufwärtsstrecken- und Abwärtsstreckensignale erzeugen, sodass eine hohe Datenrate auf der Aufwärtsstrecke und der Abwärtsstrecke mit einer kleinen Schüsselgröße erhalten werden kann. Die Anforderung der effektiv abgestrahlten Leistung ("ERP") beträgt für Aufwärtsstrecken-Sendeantennen typisch 1/100 von Ku-Band-SATCOM-Systemen, die zur Zeit im Gebrauch sind, und 1/10 von angekündigten Ka-Band-Systemen.
5 veranschaulicht ein Punktstrahl-Bedeckungsmuster von KONUS, das von einer exemplarischen Ausführung der vorliegenden Erfindung benutzt wird. Das Bedeckungsmuster umfasst typischerweise ein Netzwerk aus gleich großen Punktstrahlen, die ausgewählte Gebiete der KONUS bedecken. Typisch kann jeder Punktstrahl einen Durchmesser zwischen siebzig (70) und hundert (100) Meilen haben. Die Punktstrahlen können gleichmäßig beabstandet sein, um eine im Wesentlichen gleichförmige Bedeckung der KONUS zu liefern. In der Alter nativen können die Punktstrahlen auf ausgewählte Gebiete der KONUS gerichtet sein.
6 veranschaulicht ein alternatives Punktstrahl-Bedeckungsmuster für KONUS, das eine exemplarische Ausführung der Endung verwendet. Bei diesem Muster wird ein Netzwerk von gleich großen, gleich beabstandeten Punktstrahlen angeordnet, um Bedeckung für Gebiete mit einem hohen Bedarf an Diensten bereitzustellen. In Bereichen, wo der Bedarf niedrig sein kann, z. B. die nördlichen Flächenstaaten, kann des Weiteren ein einzelner, größerer Punktstrahl benutzt werden, um Bedeckung bereitzustellen. Wenn die Nachfrage nach Diensten in den weniger bevölkerten Gebieten wächst, können weitere Punkstrahlen hinzugefügt werden, um der Nachfrage gerecht zu werden.
Des Weiteren können die Punkstrahlen in einer ungleichmäßigen Verteilung angeordnet werden, um gößere Bedeckung in dicht besiedelten Gebieten und kleinere Bedeckung in weniger dicht besiedelten Gebieten bereitzustellen. Außerdem kann die Beabstandung einzelner Punktstrahlen dynamisch geändert werden, um größere zusätzliche Bedeckung in einem schnell wachsenden Gebiet bereitzustellen, um der Nachfrage nachzukommen. Zum Beispiel weisen die Ost- und Westküste der Vereinigten Staaten jeweils eine größere Bevölkerung auf als die nördlichen Flächenstaaten. Die Dichte von Punktstrahlen entlang der Ost- und Westküste kann daher höher sein als die Dichte von Punktstrahlen über den nördlichen Flächenstaaten. Zusätzliche Punktstrahlen können hinzugefügt werden, um zusätzliche Bedeckung zu liefern, wenn die Nachfrage nach SATCOM-Diensten zunimmt.
Eine Anwendung des von der vorliegenden Erfindung unterstützten Hub-Service ist der Internet-Zugang sowohl für Daten als auch Multi-cast-Broadcasting. Ein Protokoll ähnlich dem DVB-Format erlaubt dem System, ausgewählte Arten von Daten austauschbar bereitzustellen. Eine andere Art von Service, die durch die Verwendung eines Hubs in jedem Punktstrahl unterstütz wird, ist regionales Daten-Multicasting/Broadcasting, bei dem alle lokalen TV-Stationen interhalb einer Region rundsenden. Noch ein anderer Service könnte nationales Daten-Multicasting/Broadcasting sein, bei dem die rundgesendeten Daten in jedem Punktstrahl die gleichen sind. Dies könnte das Rundsenden von nationalen Fernsehprogrammen oder nationales Broadcast-Data-Casting implementieren.
7, 8, 9, 10 und 17 sind Darstellungen von exemplarischen Ausführungen der Erfindung. 7 veranschaulicht ein Mehrstrahl-SATCOM-System 20 mit einem Hub in 706 in jedem Strahl 702, das in einem Intra-Punktstrahlmodus arbeitet. In dem SATCOM-System 20 ist jeder Punktstrahl 702 räumlich von jedem anderen Punktstrahl getrennt. Dies erlaubt dem SATCOM-System 20, eine maximale Frequenz-Wiederverwendung zu erreichen. Im Gegen satz dazu verursachen bei SATCOM-Systemen, bei denen die Punktstrahlen aneinandergrenzen oder sich überschneiden, Signale von angrenzenden Punktstrahlen Störungen.
Um die Störung von benachbarten Punktstrahlen zu überwinden, benutzt das SATCOM-System 20 eine Frequenzzuteilung, bei der die für die Aufwärtsstrecken- und Abwärtsstreckensignale 710 benutzten Frequenzbänder in mehrere Unterbänder, typischerweise vier (4) und sieben (7) Unterbänder, geteilt werden. Wenn das SATCOM-System z. B. vier aneinandergrenzende Punktstrahlen verwendet, um KONUS zu bedecken, würden die Aufwärtsstrecken- und Abwärtsstrecken-Frequenzbänder in vier Unterbänder geteilt. Jedem Punktstrahl würde ein getrenntes Unterband zur Verwendung auf dem Aufwärtsstrecken- und Abwärtsstreckensignal zugewiesen. Obwohl die Verwendung einer Frequenzzuweisung die Störung zwischen benachbarten Punktstrahlen begrenzt, wird die effektive verfügbare Bandbreite um ein Viertel verringert. Durch räumliches Trennen jedes Punktstrahls von jedem anderen Punktstrahl gemäß einer Ausführung der Erfindung gibt es keine Störung. Unterbänder sind deshalb nicht erforderlich, und das gesamte Frequenzband steht zur Verwendung in jedem Punktstrahl zur Verfügrung. Das räumliche Trennen der Punktstrahlen erhöht die zur Signalübertragung verfügbare Bandbreite und einen Faktor von vier.
Im Fall der Intra-Strahl-Konfiguration befinden sich die Boden-Endstellen 704 und der Hub 706 innerhalb des gleichen Strahls. Die Intra-Strahl-Konfiguration arbeitet in einer ähnlichen Weise wie die oben erörterte "Hub"-Konfiguration. Eine einzelne Boden-Endstelle 704 sendet ein Signal auf der Auwärtsstreckenfrequenz an den Satelliten 708, der das Signal auf der Abwärtsstreckenfrequenz an eine andere Boden-Endstelle 704 zurücksendet. Der Satellit 708 sendet dann das Signal auf der Abwärtsstreckenfrequenz an die geeignete Boden-Endstelle 704.
Wenn eine Boden-Endstelle 704 in einem ersten Punktstrahl mit einer Boden-Endstelle 704 in einem zweiten Punktstrahl zu kommunizieren wünscht, sendet die erste Boden-Endstelle ein Signal 710 auf der Aufwärtsstreckenfrequenz an den Satelliten 708, der das Signal 712 auf der Abwärtsstreckenfrequenz an den Hub 706 in dem gleichen Punktstrahl zurücksendet. Das Signal wird dann über ein landgestütztes Hochgeschwindigkeits-Weitbereichsnetzwerk (WAN) 714 an den Hub 706 in dem gleichen Punktstrahl wie die zweite Boden-Endstelle geleitet. Der Hub 706 sendet das Signal auf der Aufwärtsstreckenfrequenz an den Satelliten 708 zum Rücksenden an die zweite Boden-Endstelle über die Abwärtsstreckenfrequenz.
In einer ähnlichen Weise kann ein Einweg-Rundsendesignal in jedem Punktstrahl gesendet werden. Die Einweg-Rundsendung kann von einer Boden-Endstelle kommen, die in einem Punktstrahl gelegen ist. Das Rundsendesignal wird an den GEO-Satelliten gesendet, der die Rundsendung an den im gleichen Punktstrahl gelegenen Hub zurücksendet. Das Signal kann von dem Hub oder oder von einer Quelle außerhalb des Netzwerks durch das WAN stammen. Der Hub sendet dann das Rundsendesignal an den GEO-Satelliten, der das Signal an jede Boden-Endstelle in dem Punktstrahl zurücksendet.
8 ist eine Darstellung einer exemplarischen Ausführung, die in der Inter-Punktstrahl-Konfiguration arbeitet. Bei dieser Konfiguration kommuniziert jeder Hub 806 in einem Punktstrahl 802 mit einem anderen Hub in einem anderen Punktstrahl über den GEO-Satelliten 808 in einer Hub-zu-Hub-Strecke 814. Dies erlaubt einzelnen Endstellen 804 in einem ersten Punktstrahl, mit einzelnen Endstellen 804 in einem zweiten Punktstrahl zu kommunizieren. Zuerst sendet eine Boden-Endstelle 804 in einem ersten Punktstrahl ein Signal an den GEO-Satelliten 808, der das Signal an den in dem ersten Punktstrahl gelegenen Hub 806 zurücksendet. Der Hub 806 bestimmt den geeigneten Hub, an den das Signal zu leiten ist. Sobald die Signalverarbeitung vollendet und das Signal über die mit Nummer 816 bezeichnete Netzwerkverbindung an den geeigneten Hub geleitet ist, wird das Signal durch den Hub 806 in dem ersten Punktstrahl an den GEO-Satelliten 808 gesendet, der das Signal an den Hub 806 in dem zweiten Punktstrahl zurücksendet. Schließlich sendet der mit Nummer 806 bezeichnete Hub in dem zweiten Punktstrahl das Signal an die geeignete Boden-Endstelle 804 in dem zweiten Punktstrahl oder an den GEO-Satelliten 808.
Fig. ist eine Darstellung einer exemplarischen Ausführung, die in einer Inter-Strahl-Rundsende-Konfiguration arbeitet. Ein Hub 906 in einem ersten Punktstrahl sendet ein Rundsendesignal 910 auf der Aufwärtsstreckenfrequenz an den GEO-Satelliten 908. Der GEO-Satellit 908 empfängt das rundgesendete Signal 910, verschiebt die Signalfrequenz auf die Abwärtsstreckenfrequenz und sendet ein Signal 912 an jeden Punktstrahl 902 zurück. Das Rundsendesignal 910 kann von entweder einer einzelnen landgestützten Endstelle 904 oder von dem in dem Punktstrahl gelegenen Hub 906 stammen. Der Hub 906 in jedem Punktstrahl 902 kann über eine Netzwerkverbindung 914 mit den übrigen Hubs kommunizieren.
Das Rundsendesignal 910 kann ein einer von zwei Weisen gesendet werden. Erstens, das Signal kann ein lokales Rundsendesignal sein, das nur für den Empfang durch eine Boden-Endstelle innerhalb des Punktstrahls, wo das Signal herstammt, gedacht ist. Zum Beispiel ist in dem größeren Gebiet von Atlanta eine lokale Sendung, z. B. eine lokale Nachrichtensendung, typischerweise gedacht, nur von Zuschauern im größeren Gebiet von Atlanta gesehen zu werden. Jede Nachrichtenagentur kann ihr Rundsendesignal direkt von einer Boden-Endstelle senden oder kann das Signal durch einen lokalen Hub leiten, der zentral innerhalb des Punktstrahls gelegen ist. Das lokale Nachrichten-Rundsendesignal wird an den GEO-Satelliten gesendet, der das Signal an Zuschauer zurücksendet, die im größeren Gebiet von Atlanta leben.
Zweitens, das Rundsendesignal kann ein lokal erzeugtes Signal innerhalb eines einzelnen Punktstrahls sein, das für nationale Verbreitung gedacht ist. Unter diesem Szenario sendet eine einzelne Boden-Endstelle oder ein in einem ersten Punktstrahl gelegener lokaler Hub ein Rundsendesignal auf der Aufwärtsstreckenfrequenz an den GEO-Satelliten. Der GEO-Satellit zerstreut dann das Signal in jeden Punktstrahl, wo es von den einzelnen Boden-Endstellen empfangen wird. Ein Beispiel dieses Modus des Rundsendens von Signalen wäre ein nationaler Nachrichtendienst, z. B. Cable News Network (CNN), der in Atlanta, Georgia gelegen ist. Das CNN-Rundsendesignal, das aus Atlanta kommt, wird von einer einzelnen Boden-Endstelle in dem Punktstrahl, der den größeren Bereich von Atlanta bedeckt, an den GEO-Satelliten gesendet. Der GEO-Satellit rundsendet dann das Signal nicht nur an jede Boden-Endstelle in dem gleichen Punktstrahl, sondern an jede Boden-Endstelle in jedem Punktstrahl zurück.
10 ist eine Darstellung einer exemplarischen Ausführung, die in einer Rundsende-Konfiguration mit enfferntem Hub arbeitet. Das SATCOM-System umfasst wieder eine Reihe von Punktstrahlen 1002, die von dem Satelliten 1008 stammen und die Erdoberfläche ausleuchten. Wenigstens ein Punktstrahl 1002 umfasst nur einen einzigen enffernten Hub 1005. Jeder der übrigen Punktstrahlen 1002 umfasst eine Anzahl von Boden-Endstellen 1006 und einen einzelnen Hub 1004. Der Punktstrahl, der den entfernten Hub einschließt, hat typisch die gleiche Größe wie die anderen Punktstrahlen in dem Netzwerk. Der entfernte Hub kannn jedoch in einem entfernten Teil der KONUS gelegen sein, wo der Bedarf an Satelliten-Diensten gering ist, wie z. B. in den nördlichen Flächenstaaten. In diesem Fall kann der Punktstrahl, der den entfernten Hub bedeckt, wesentlich kleiner sein als die übrigen Punktstrahlen.
Der entfernte Hub 1005 kann ein nationales Rundsendesignal 1012 empfangen, das von einer bestimmten Quelle stammt. Das Signal wird dem enffernten Hub 1005 durch ein WAN 1014 zum Senden an den GEO-Satelliten 1008 zugeführt. Das Rundsendesignal 1012 kann z. B. ein nationales Rundsendesignal sein, das gedacht ist, an jede Boden-Endstelle in der KONUS gesendet zu werden. Zum Beispiel kann eine nationale Nachrichtenagentur, wie z. B. die National Broadcasting Company (NBC), ihr Rundsendesignal 1010 von dem entfernten Hub an den GEO-Satelliten senden, um an jede Boden-Endstelle zurückgesendet zu werden. Alternativ kann jeder Hub 1004 über das WAN 1014 mit dem enffernten Hub 1005 verbunden werden. Jeder HUb 1004 könnte dann das lokale Rundsendesignal über das WAN 1014 an den entfernten Hub 1005 zur Übertragung auf dem nationalen Rundsendesignal senden, wann immer lokale Ereignisse das Rundsenden von Nachrichten im nationalen Maßstab rechtfertigen.
11 ist eine Darstellung der Frequenzzuteilung des Aufwärtsstreckensignals und des Abwärtsstreckensignals für eine Inter-Punktstrahl-Konfiguration basierend auf Signalfrequenz, nach einer exemplarischen Ausführung der vorliegenden Erfindung. 11 veranschaulicht speziell eine exemplarische Frequenzzuteilung für Ka-Band-Frequenzen, die typisch im Bereich von 18.3 GHz und 30.0 GHz liegen. Die Ka-Band-Frequenz hat typischerweise ein Aufwärtsstrecken-Frequenzband 1104, das von etwa 28.35 GHz bis etwa 20.0 GHz reicht, und ein Abwärtsstrecken-Frequenzband 1106, das von etwa 18.3 GHz bis etwa 20.2 GHz reicht. Die Aufwärtsstrecken- und Abwärtsstrecken-Frequenzbänder können weiter in Unterbänder geteilt werden. Das erste Unterband 1108 kann für die Rundsendeübertragung benutzt werden und ist typischerweise 750 MHz breit, um Hubs zu unterstützen, die eine fast symmetrische Datenrate über eine 36 MHz Bandbreite bereitstellen. Man wird anerkennen, dass die in 11 definierte Frequenzzuteilung nur eine von vielen möglichen, verschiedenen Zuteilungen des Frequenzspektrums darstellt, um das exemplarische Satelliten-Kommunikationssystem zu unterstützen.
Das zweite Unterband 1110 kann für einen SATCOM-Rückkanal von einzelnen Endstellen benutzt werden. Das zweite Unterband ist typisch 250 MHz breit und unterstützt 250 einzelne Endstellen mit je einer Bandbreite von 1 MHz. Die Verwendung der zwei getrennten Bandbreiten in den zwei Unterbändern erlaubt dem SATCOM-System, eine asymmetrische Datenrate zu haben, die für den meisten Internet-Zugang charakteristisch ist, d. h. eine Niedergeschwindigkeits-Aufwärtsstrecken-Datenrate und eine Hochgeschwindigkeits-Abwärtsstrecken-Datenrate, um die Senderleistung und die Schüsselgröße für die Boden-Endstelle zu minimieren.
Die SATCOM-Boden-Endstelle liefert typischerweise Aufwärtsstrecken-Punktstrahlen mit hohem Gewinn, wodurch die Notwendigkeit einer Boden-Endstelle mit hoher effektiver Strahlungsleistung (ERP) minimiert wird. Des Weiteren kann die SATCOM-Boden-Endstelle einen SATCOM-Sender mit hoher Leistung in dem schmalen Abwärtsstrecken-Punktstrahl bereitstellen, was die Größe der Empfangsöffnung am Boden minimiert. Typische Aufwärtsstrecken-Datenraten im Bereich von 1–2 Millionen Bits/s (Mbps) werden ins Auge gefasst, während die Abwärtsstrecke Spitzenraten von 20–40 Mbps bereitstellen wird. Die Aufwärtsstrecken-Luftschnittstelle wird typischerweise der Frequenzmultiplexzugang (FDMA) sein, wobei Zeitmultiplexzugang (TDMA) überlagert wird, um weitere niedrigere Datenraten zu akkomo dieren. Die Abwärtsstrecken-Luftschnittstelle kann z. B. DVB-S sein, ein wohl akzeptiertes Protokoll, das eine Kombination von MPEG-2-Video und Daten akkomodieren kann. Der wichtige Punkt ist, dass der Hub-Service verschiedene Luftschnittstellen auf der Aufwärtsstrecke/Abwärtsstrecke ohne bordeigene Verarbeitung auf dem Satelliten erlaubt.
Für Intra-Strahl-Dienste wird ein Teil des von den Boden-Endstellen benutzten zweiten Aufwärtsstreckenbandes dem Intra-Strahl-Dienst zugewiesen, wie als Δf_2A dargestellt. Dieser Teil des Bandes wird dann am Eingang jedes Empfangs-Punktstrahls gefiltert. Die Bestimmung eines "Inter-Strahl"-Signals kann auch durch Beschränken eines Teils des Bandes auf das "Inter-Strahl"-Segment zustande gebracht werden, wie als Δf₂₈ dargestellt.
Weil die Frequenz jeder Boden-Endstelle und des Hubs zugeteilt und innerhalb des System koordiniert wird, können nicht nur die Boden-Endstellen, sondern auch der Hub "Intra-Strahl"- und "Inter-Strahl"-Übertragungen bereitstellen. Dies erlaubt die Einführung eines neuen Konzepts einer Hochgeschwindigkeits-Boden-Endstelle, die das gleiche Aufwärtsstreckenformat wie der Hub verwendet. Diese Endstelle wird als "kommerzielle" Endstelle oder als "entfernter Hub" bezeichnet. Diese Endstellen können in den "Intra-Strahl"-Dienst, den "Inter-Strahl"-Dienst oder den Rundsende-Dienst in der gleichen Weise wie die Boden-Endstellen unter Verwendung eines anderen Teils des Aufwärtsstreckenbandes mit einer unterschiedlichen Luftschnittstelle senden. Zum Beispiel wird einem "entfernten Hub" in einem Punktstrahl eine Frequenz oder Polarisation zugeteilt, die "Rundsenden" zugeteilt ist, und dieser Kanal wird in alle Abwärtsstreckenstrahlen verbreitet.
12 ist eine Darstellung einer exemplarischen frequenzbasierten Router-Schaltung, die für die Inter-Punktstrahl-Konfiguration benutzt wird. Die frequenzbasierte Router-Schaltung besteht aus n identischen Schaltungen, die mit einem einzelnen Router 1222 verbunden sind, wo n die Zahl der von dem SATCOM-System benutzten Punktstrahlen ist. Ein Aufwärtsstreckensignal, das sowohl das erste als auch das zweite Unterband umfasst, gelangt über eine der Antennen 1202 in der Router und wird dann durch einen linearen LNA 1204 verstärkt. Das Signal läuft dann durch einen Demultiplexer 1206 oder "Demux", der das Signal in zwei Signale zerlegt. Das erste Signal wird zum Intra-Strahl-Routing benutzt und besteht aus dem Rundsendesignal in dem ersten Unterband Δf₁ und dem Intra-Strahl-Segment Δf_2A Signal. Das Intra-Strahlsignal läuft dann durch einen Abwärtswandler 1208, der die Frequenz auf die Abwärtsstreckenfrequenz umsetzt. Dann läuft das Intra-Strahlsignal durch eine Leistungs-Einstellschaltung 1210, in der die Ausgangssendeleistung eingestellt wird. Als Nächstes wird das Intra-Strahlsignal in einem Filter 1212 gefiltert, um unerwünschtes Rau schen von dem Signal zu entfernen. Schließlich läuft das Signal durch einen Verstärker 1214, bevor es über die Antenne 1216 auf der Abwärtsstrecke an die im dem gleichen Punktstrahl gelegenen Boden-Endstellen gesendet wird.
Das zweite Signal wird für das Inter-Strahl-Routing benutzt und besteht aus dem Inter-Strahlteil Δf_2B des zweiten Unterbandes. Der Inter-Strahlteil Δf_2B des zweiten Unterbandes wird weiter in n gleiche Segmente zerlegt, wo n die Zahl der von dem SATCOM-System verwendeten Punktstrahlen ist. Jedes Segment entspricht direkt einem einzelnen Punktstrahl (d. h. das erste Segment entspricht dem ersten Punktstrahl, das zweite Segment entspricht dem zweiten Punktstrahl usw.). Die Frequenz des Inter-Strahlsignals wird auf die Abwärtsstreckenfrequenz umgesetzt, indem das Signal durch einen zweiten Abwärtswandler 1218 geführt wird. Das Signal läuft dann durch ein Filter 1220, um unerwünschtes Rauschen zu entfernen, bevor es den Router 1222 durchläuft. Der Router 1222 leitet dann das Signal zu der geeigneten Antenne 1216 abhängig davon um, welches Segment der Inter-Strahlfrequenz Δf_2B zum Senden des Signals benutzt wurde. Wenn z. B. das Signal in das erste Segment des Unterbandes gelegt wird, wird der Router das Signal an die dem ersten Punktstrahl entsprechende Antenne umleiten usw. Das Inter-Strahlsignal wird durch das Filter 1212 gefiltert und durch den Verstärker 1214 verstärkt, bevor es über den geeigneten Punktstrahl an die zweite Boden-Endstelle gesendet wird.
13 ist eine Darstellung der Frequenzzuteilung des Aufwärtsstreckensignals und des Abwärtsstreckensignals in der Ka-Band-Frequenz zur Verwendung mit dem polarisationsbasierten Routen im Inter-Punktstrahl-Modus nach einer exemplarischen Ausführung der vorliegenden Erfindung. Die Frequenzzuteilung 1302 für das Ka-Band reicht typisch von 18.3 GHz bis 30.0 GHz. Die Ka-Band-Frequenz hat typischerweise ein Aufwärtsstrecken-Frequenzband 1304, das von etwa 28.35 GHz bis etwa 30.0 GHz reicht, und ein Abwärtsstrecken-Frequenzband 1306, das von etwa 18.3 GHz bis etwa 20.2 GHz reicht. Es gibt jedoch zwei identische Kanäle für die Aufwärtsstrecken- und die Abwärtsstrecken-Frequenzen: einen für ein rechts zirkular polarisiertes (RCP) Signal und einen zweiten Kanal für ein links zirkular polarisiertes (LCP) Signal.
Die Aufwärtsstrecken- und Abwärtsstrecken-Frequenzbänder können weiter in Unterbänder geteilt werden. Das erste Unterband 1308 kann zur Rundsendeübertragung benutzt werden und ist typisch 750 MHz breit. Das zweite Unterband 1310 kann für einen SATCOM-Rückkanal von einzelnen Hubs benutzt werden und ist typisch 250 MHz breit.
Jede SATCOM-Boden-Endstelle würde eine zweifach polarisierte Aufwärtsstrecken-Antenne mit einem schaltbaren Sender einsetzen, der beide Polarisationen erregen könnte. Für eine Polarisation, z. B. RCP, würde das empfangene Signal durch die normale "bent-pipe"-Verarbeitung in den gleichen Abwärtsstrecken-Punktstrahl gehen. Für die andere Aufwärtsstrecken-Polarisation würde das empfangene Signal durch den bordeigenen polarisationsbasierten Router zu jedem der anderen Punktstrahlen geleitet werden. Die Fachleute in der Technik werden erkennen, dass die in 13 definierte Frequenzzuteilung nur eine von vielen möglichen verschiedenen Zuteilungen des Frequenzspektrums darstellt, um das exemplarische Satelliten-Kommunikationssystem zu unterstützen.
14 ist eine Darstellung einer exemplarischen polarisationsbasierten Router-Schaltung, die für den Inter-Punktstrahl-Modus benutzt wird. Das Aufwärtsstreckensignal, das sowohl RCP- als auch LCP-Signale enthält, wird durch eine Antenne 1402 geführt und durch einen Orthogonalmodus-Wandler (OMT) 1404 in zwei getrennte Signale zerlegt. Das LCP-Signal, das für Inter-Strahl-Übertragungen benutzt wird, wird zu einem Router 1400 zum Senden an den geeigneten Punktstrahl geleitet. Das LCP-Signal wird verstärkt und gefiltert, bevor es in den Router 1400 gelangt, wo das Signal wiederum an den geeigneten Punktstrahl geleitet wird.
Das RCP-Signal, das für die Inter-Strahl-Kommunikation benutzt wird und sowohl das Rundsende-Signal als auch das Boden-Endstellen-Rücksignal enthält, durchläuft einen Verstärker 1406, bevor es durch einem Demultiplexer 1407 getrennt wird. Nachdem die zwei Signale getrennt sind, schieben Abwärtswandler 1408, 1418 jedes Signal auf die Abwärtsstreckenfrequenz. Die Signale laufen dann durch Leistungs-Einstellschaltungen 1410, 1420, um die Amplitude der Signale einzustellen. Dann werden die Signale kombiniert und durch ein Filter 1412 geführt, bevor sie durch einen Hochleistungsverstärker 1414 verstärkt werden. Das RCP-Signal durchläuft dann einen anderen Orthogonalmodus-Wandler 1404, wo es mit einem für Inter-Strahl-Kommunikation gedachten LCP-Signal kombiniert wird. Das kombinierte Signal wird durch eine Antenne 1416 gesendet.
15 ist eine Darstellung der Frequenzzuteilung des Ka-Band-Signals für eine Inter-Punktstrahl-Router-Konfiguration basierend sowohl auf Frequenz als auch Polarisation des Signals nach einer exemplarischen Ausführung der vorliegenden Endung. Das Ka-Band 1502 wird in ein Aufwärtsstreckenband 1504 mit einer Frequenz von Δf_uplink und ein Abwärtsstreckenband 1506 mit einer Frequenz von als Δf_downlink geteilt. Jedes Aufwärtsstreckenband und Abwärtsstreckenband hat zwei Signale, wobei ein Signal eine links zirkulare Polarisation und das andere Signal eine rechts zirkulare Polarisation aufweist. Die Aufwärtsstrecken- und Abwärtsstreckenbänder können weiter in Unterbänder geteilt werden. Ein erstes Unterband 1508 kann für Rundsende-Übertragung benutzt werden und ist typisch 750 MHz breit. Ein zweites Unterband 1510 kann für einen SATCOM-Rückkanal benutzt werden und ist typisch 250 MHz breit. Man wird anerkennen, dass die in 15 veranschaulichten Frequenzzuteilung nur eine von vielen möglichen verschiedenen Zuteilungen darstellt, um das exemplarische Satelliten-Kommunikationssystem zu unterstützen.
16 ist eine Darstellung einer kombinierten frequenz/polarisations-basierten Router-Schaltung, die für Inter-Punktstrahlmodus-Kommunikation an Bord eines Satelliten benutzt wird, nach einer exemplarischen Ausführung der vorliegenden Erfindung. Speziell zeigt 16 eine exemplarische Schaltung, die zum Routen der Benutzer-Aufwärtsstrecke basierend auf Polarisation und Frequenz des MF/TDMA-Rückkanals benutzt wird. Die Satelliten-Boden-Endstelle würde eine zweifach polarisierte Aufwärtsstrecken-Antenne mit einem schaltbaren Sender verwenden, der beide Polarisationen erregen kann. Für die Aufwärtsstrecken-Polarisation würde das empfangene Signal durch den bordeigenen Router an andere Punktstrahlen geleitet werden. Für die RCP wird das empfangene Signal durch einen Demultiplexer in zwei Unterbänder zerlegt. Ein Unterband wird abwärtskonvertiert und durch den Frequenz-Router an den geeigneten Strahl geleitet. Das andere Unterband würde durch die normale "bent-pipe"-Verarbeitung in den gleichen Abwärtsstrecken-Punktstrahl gehen.
Noch auf 16 verweisend wird das Aufwärtsstreckensignal, das sowohl RCP- als auch LCP-Signale enthält, durch eine Antenne 1602 geführt und in einem Orthogonalmodus-Wandler (OMT) 1604 in zwei getrennte Signale zerlegt. Das LCP-Signal, das typischerweise für Inter-Strahl-Kommunikation benutzt wird, wird zu einem Router 1600 zum Senden auf dem geeigneten Punktstrahl geleitet. Das LCP-Signal wird verstärkt und gefiltert, bevor es in den Router 1600 gelangt, wo das Signal wieder an den geeigneten Punktstrahl geleitet wird.
Das RCP-Signal, das typisch für Intra-Strahl-Kommunikation benutzt wird und sowohl das Rundsende-Signal als auch das Boden-Endstellen-Rücksignal enthält, durchläuft einen Verstärker 1606, bevor es durch einem Demultiplexer 1607 getrennt wird. Nachdem die zwei Signale getrennt sind, schieben Abwärtswandler 1608, 1618 jedes Signal auf die Abwärtsstreckenfrequenz. Die Signale laufen dann durch Leistungs-Einstellschaltungen 1610, 1620, um die Amplitude der Signale einzustellen. Dann werden die Signale kombiniert und durch ein Filter 1612 geführt, bevor sie durch einen Hochleistungsverstärker 1614 verstärkt werden. Das RCP-Signal durchläuft dann einen anderen Orthogonalmodus-Wandler (OMT) wo es mit einem für Inter-Strahl-Kommunikation gedachten LCP-Signal kombiniert wird. Das kombinierte Signal wird durch eine Antenne 1616 gesendet.
17 veranschaulicht eine Eltern-Abhängige-Konfiguration für den Inter-Strahlmodus, in der ein Hub 1704 in dem Elternstrahl 1702, nicht aber in den Abhängigen-Strahlen 1718 installiert ist, nach einer exemplarischen Ausführung der vorliegenden Erfindung. Wenn ein Hub nicht in einem Punktstrahl installiert ist, erlaubt die exemplarische Ausführung einen Inter-Strahlzugang von einer Boden-Endstelle 1706 auf einen Hub in einem anderen Punktstrahl. Dies erlaubt der Boden-Endstelle, auf Abwärtsstrecken für den Inter-Strahl-Rundsende-Dienst zuzugreifen, nicht aber auf den "Lokalkanal"-Lieferdienst. Die Eltern/Abhängige-Konfiguration kann für dicht bevölkerte Gebiete, die von schwach bevölkerten Gebieten umgeben sind, verwendet werden. Der Eltern-Strahl kann z. B. gerichtet sein, um Los Angeles zu bedecken, während die Abhängigen-Strahlen Nordost-Kalifornien und Zentral-Nevada bedecken können, wie in 17 gezeigt.
Der Eltern-Strahl 1702 liefert Bedeckung für das stark bevölkerte Gebiet, während ein oder mehr Abhängigen-Strahlen 1718 Bedeckung für die schwach bevölkerten Gebiete bereitstellen. Jeder Eltern-Punkstrahl besitzt einen Hub 1704, der in der Mitte des Fußabdrucks des Punktstrahls gelegen ist, und eine Anzahl einzelner Boden-Endstellen 1706. Zur Inter-Strahl-Kommunikation zwischen den Boden-Endstellen 1706 und dem Hub 1704 oder zwischen zwei Boden-Endstellen 1706 senden die Boden-Endstellen ein Aufwärtsstreckensignal 1714 mit einer Art von Polarisation, z. B. links zirkulare Polarisation, an den mit einer polarisationsbasierten Router-Schaltung versehenen GEO-Satelliten 1708. Der Routen würde dann das links zirkular polarisierte Signal als ein Abwärtsstreckensignal 1716 zurück an den Eltern-Punktstrahl leiten.
Für Rundsende-Übertragungen sendet der Hub 1704 in dem Eltern-Punktstrahl 1702 zwei Rundsende-Signale, eines rechts zirkular polarisiert und eines links zirkular polarisiert, gleichzeitig an den GEO-Satelliten. Ein polarisationsbasierter Router in dem GEO-Satelliten trennt die zwei Signale und leitet das links zirkular polarisierte Signal 1716 zurück zu dem Eltern-Punktstrahl und die rechts zirkular polarisierten Signale 1722 nach unten zu den Abhängigen-Punktstrahlen.
Außerdem kann Frequenz-Routing dem Polarisations-Routing hinzugefügt werden, um zusätzliche Flexibilität beim Bestimmen bereitzustellen, welche Programme an welche Abhängigen-Strahlen gesendet werden. Zum Beispiel kann ein für Rundsende-Daten benutztes rechts zirkular polarisiertes Frequenzband in n gleiche Segmente geteilt werden, wo n die Zahl der von dem SATCOM-System verwendeten Punkstrahlen ist. Jedes Segment ent spricht direkt einem einzelnen Abhängigen-Punktstrahl (d. h. das erste Segment entspricht einem erste Abhängigen-Punktstrahl, das zweite Segment entspricht einem zweiten Abhängigen-Punktstrahl usw.). Getrennte, unabhängige Rundsende-Signale können dann den getrennten Segmenten zugewiesen werden, um den durch die Abhängigen-Punktstrahlen bedeckten Gebieten lokalisierte Rundsende-Daten bereitzustellen.
18 veranschaulicht eine Punktstrahl-Verteilung für einen Eltern/Abhängige-Inter-Strahl-Service nach einer exemplarischen Ausführung der vorliegenden Erfindung. Eltern-Punktstrahlen 1802 können Bedeckung für stärk bevölkerte Gebiete, z. B. das Gebiet, das sich von San Francisco, Kalifornien bis San Diego, Kalifornien erstreckt, bereitstellen. In jedem dieser Eltern-Punkstrahlen können sowohl lokale als auch Rundesende-Dienste bereitgestellt werden. In Gebieten wie Zentral-Nevada und Nord-Kalifornien, wo die Bevölkerung und die Nachfrage nach Diensten klein ist, können jedoch Abhängigen-Punktstrahlen 1804 benutzt werden, um Rundsende-Dienste von den Eltern-Strahlen zu empfangen.
19 veranschaulicht ein alternatives Verfahren zum Routen von Rundsende-Diensten. Ein Netzwerk-Betriebs-Steuerzentrum (NOCC) 1916 arbeitet in einem NOCC-Punktstrahl 1910, der in einem Gebiet erzeugt wird, das von allen anderen Service-Punkstrahlen 1902 getrennt ist, nach einer exemplarischen Ausführung der vorliegenden Endung. Ein Teil des Aufwärtsstreckenbandes wird zum Rundsenden von Benutzer-Rücksignalen beseitegelegt. Diese Signale werden, sobald sie von den Eingangs-Punktstrahlantennen empfangen und verstärkt sind, mit einem Leistungs-Kombinator in der Frequenzdomäne kombiniert. Das NOCC 1916 koordiniert Aufwärtsstrecken-Frequenzen so, dass keine zwei Rundsende-Signale das gleiche Frequenzband verwenden. Das kombinierte Signal wird zum Rundsenden durch den Satelliten 1908 an die Boden-Endstellen 1904 in den Abwärtsstrecken-Punktstrahlen 1902 über eine Rückübertragung 1902 von dem NOCC 1916 geleitet. Dieser Service ist ein "Doppelsprung"-Service, wegen der Zwischenübertragung an das Netzwerk-Steuerzentrum. Alternativ könnten die zum Rundsenden von dem NOCC 1916 gedachten Signale durch das WAN 1914 von dem Hub 1906, dem Benutzer des Satelliten-Netzwerks oder direkt von einer äußeren Quelle geliefert werden.
20 veranschaulicht den Gebrauch des frequenzbasierten Routens zum Akkomodieren eines NOCC innerhalb des Netzwerks von Punktstrahlen nach einer exemplarischen Ausführung der vorliegenden Erfindung. Die frequenzbasierte Router-Schaltung umfasst n identische Schaltungen, die mit einem Signal-Router 2022 oder mit einem Verstärker hoher Leistung 2014 verbunden sind, wo n die Zahl der von dem SATCOM-System benutzten Punktstrahlen ist. Im Gegensatz zu der in 12 gezeigten frequenzbasierten Router-Schaltung liefert ein Netzwerk-Betriebs-Steuerzentrum eine Eingabe für die Router-Schaltung.
Ein nummeriertes Aufwärtsstreckensignal kann über eine der Antennen 2002 in den Router gelangen und wird dann durch einen lineraren LNA 2004 verstärkt. Das Signal läuft dann durch einen Demultiplexer 2006, oder "Demux", der das Signal in zwei Signale trennt. Das erste Signal durchläuft einen Abwärtswandler 2008, der die Frequenz auf die nummerierte Abwärtsstreckenfrequenz umsetzt. Dieses abwärtskonvertierte Signal durchläuft wiederum eine nummerierte Leistungs-Einstellschaltung 2010, in der die Sendeausgangsleistung eingestellt wird. Der Ausgang der Leistungs-Einstellschaltung 2010 wird durch das Filter 2012 geleitet, um unerwünschtes Rauschen vor dem Erhöhen der Amplitude des Signals im Verstärker 2014 zu entfernen. Der Ausgang des Verstärkers 2014 wird von der Antenne 2016 gesendet.
Das zweite vom Demultiplexer 2006 ausgegebene Signal wird einem Abwärtswandler 2018 zugeführt, der die Frequenz auf die Abwärtsstreckenfrequenz umsetzt. Der Ausgang des Abwärtswandlers 2018 wird wiederum durch ein Filter 2020 gefiltert, um unerwünschtes Rauschen zu entfernen. Dieser Prozess kann basierend auf der Zahl von n von dem SAT-COM-System benutzten Punktstrahlen n-mal vollzogen werden. Jeder Ausgang des Filters 2020 wird in einem Kombinator summiert und an einen Verstärker 2014 zum Senden über die Antenne 2016 ausgegeben.
Das von dem NOCC gelieferte Eingangssignal wird von der Antenne 2002' empfangen, vom Verstärker 2003 verstärkt, durch das Filter 2005 gefiltert und an den Router 2022 ausgegeben. Der Routen 2022 kann wiederum ein umgeleitetes Signal an die geeignete Antenne 2016 ausgeben.
21 veranschaulicht ein exemplarisches System zur Steuerung der Satelliten-Punktstrahl-Abwärtsstrecken-Senderleistung, um die Kanalkapazität durch Kombinieren von Schaltungen einzustellen. Das Punktstrahl-Netzwerkkonzept erlaubt einige einmalige Flexibilitäten an Bord des Satelliten, die ein herkömmlicher DBS-Satellit nicht besitzt. Ein Ku-Band-Satellit mit Standard-Architektur muss eine volle Bedeckung der KONUS-Geographie bereitstellen. Der DBS-Satellit muss daher seine Abwärtsstreckenleistung auf einem mehr oder weniger konstanten Pegel über das Gebiet senden. Dies ist besonders verschwenderisch, wenn die Übertragung des Lokalkanal-DBS nur für ein kleines Gebiet innerhalb KONUS gedacht ist. Außerdem können Punktstrahlen über Zentren mit großer Bevölkerung mehr Kapazität erfordern als weniger bevölkerte Gebiete. Auch werden die Spitzenbenutzungszeiten von Westküste zu Ostküste während des Tages etwas variieren, was zu veränderlichen Leistungsan forderungen führt. Die veränderlichen Leistungsanforderungen können akkomodiert werden, indem ein Gesamtleistungsverwaltungs-Steuerkonzept auf dem Satelliten angenommen wird, bei dem Abwärtsstreckenstrahlen durch Sendeschaltungen erregt werden, die 1, 2 oder 4 Quellen hoher Leistung kombinieren. Man betrachte z. B. ein Netzwerk von 100 Punktstrahlen in der KONUS-Geographie. Jeder könnte 15 W auf einer kontinuierlichen DVB-Abwärtsstreckenbasis senden, insgesamt 1.5 kW Sendeleistung. Alternativ könnten den 10 höchstbevölkerten Zentren 40 W, den nächten 20 Zentren 20 W und den übrigen 70 Zentren nur 10 W zugeteilt werden.

Claims

Satelliten-Kommunikationssystem zum Verteilen von Informationen an Benutzer-Endstellen, wobei das System umfasst: einen Kommunikationssatelliten (708) in einer geosynchronen Umlaufbahn; eine erste Endstelle (704), die sich in einem ersten Punktstrahl befindet, der von dem Satelliten (708) erzeugt wird; einen ersten Hub (hub) (706), der sich in dem ersten Punktstrahl befindet, der von dem Satelliten (708) erzeugt wird; eine zweite Endstelle (704), die sich in einem zweiten Punktstrahl befindet, der von dem Satelliten (708) erzeugt wird, wobei der erste Punktstrahl räumlich von dem zweiten Punktstrahl isoliert ist; einen zweiten Hub (706), der sich in dem zweiten Punktstrahl befindet, der von dem Satelliten (708) erzeugt wird; und ein terrestrisches Kommunikationsnetz (714), das den ersten Hub (706) und den zweiten Hub (706) verbindet; wobei das System dadurch gekennzeichnet ist, dass die erste Endstelle (704) mit der zweiten Endstelle (704) kommuniziert, in- dem sie Informationen entlang des ersten Punktstrahls zu dem Kommunikationssatelliten (708) sendet, der Kommunikationssatellit (708) die Informationen entlang des ersten Punktstrahls zu dem ersten Hub (706) sendet, der erste Hub (706) die Informationen über das terrestrische Netz (714) zu dem zweiten Hub (706) leitet, der zweite Hub (706) die Informationen entlang des zweiten Punktstrahls zu dem Satelliten (708) sendet, der Satellit (708) die Informationen entlang des zweiten Punktstrahls zu der zweiten Endstelle (704) sendet, wobei das System Routing- Hardware an Bord des Satelliten (708) auf ein Minimum verringert und Bandbreite, die innerhalb des Punktstrahls zur Verfügung steht, auf ein Maximum vergrößert, um die Kommunikationskapazität innerhalb von Punktstrahlen zwischen Endstellen (704) und dem Satelliten (708) sowie zwischen entsprechenden Hubs (706) und dem Satelliten (708) zu vergrößern.
System nach Anspruch 1, des Weiteren gekennzeichnet durch eine dritte Endstelle (704), die sich innerhalb des ersten Strahls befindet, wobei die erste Endstelle (704) mit dem ersten Hub verbunden ist, die dritte Endstelle (704) mit dem ersten Hub verbunden ist, die erste Endstelle (704) mit der dritten Endstelle (704) kommuniziert, indem sie Informationen entlang des ersten Punktstrahls zu dem Kommunikationssatelliten (708) sendet, der Kommunikationssatellit die Informationen entlang des ersten Strahls zu dem ersten Hub sendet, der erste Hub die Informationen entlang des ersten Punktstrahls zu dem Satelliten (708) sendet, der Satellit (708) die Informationen entlang des ersten Punktstrahls zu der dritten Endstelle (704) sendet.
System nach Anspruch 1, des Weiteren dadurch gekennzeichnet, dass die erste Endstelle (704) die Informationen entlang des ersten Strahls mit einer ersten Frequenz sendet und der Kommunikationssatellit (708) die Informationen entlang des ersten Strahls mit einer zweiten Frequenz sendet.
System nach Anspruch 1, des Weiteren dadurch gekennzeichnet, dass die erste Endstelle (704) die Informationen entlang des ersten Strahls mit einer ersten Polarisation sendet und der Kommunikationssatellit (708) die Informationen entlang des ersten Strahls mit einer zweiten Polarisation sendet.
System nach Anspruch 1, wobei das terrestrische Netz (714) des Weiteren durch ein Fernnetz (WAN) gekennzeichnet ist.
Verfahren zum Verteilen von Informationen auf Benutzer-Endstellen eines Satelliten-Kommunikationssystems, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: Senden von Informationen von einer ersten Endstelle (704) in einem ersten Punktstrahl zu einem Satelliten (708); Senden der Informationen von dem Satelliten (708) zu einem ersten Hub in dem ersten Punktstrahl; Leiten der Informationen von dem ersten Hub über ein terrestrisches Netz (714) zu einem zweiten Hub in einem zweiten Punktstrahl; Senden der Informationen von dem zweiten Hub in dem zweiten Punktstrahl zu dem Satelliten (708); und Senden der Informationen von dem Satelliten (708) zu einer zweiten Endstelle (704) in dem zweiten Punktstrahl, wobei das Verfahren Bandbreite, die innerhalb entsprechender Punktstrahl zur Verfügung steht, vergrößert, um die Kommunikationskapazität für Endstellen (704) innerhalb entsprechender Punktstrahlen zu vergrößern und gleichzeitig Routing-Hardware an Bord des Satelliten (708) zu verringern.
Verfahren nach Anspruch 6, des Weiteren gekennzeichnet durch den Schritt des räumlichen Isolierens des ersten Punktstrahls von dem zweiten Punktstrahl.
Verfahren nach Anspruch 6, des Weiteren gekennzeichnet durch den Schritt des Sendens der Informationen von dem Satelliten (708) zu einer dritten Endstelle (704), die sich in dem ersten Punktstrahl befindet, nach dem Schritt des Sendens von Informationen von der ersten Endstelle (704) in dem ersten Punktstrahl zu dem Satelliten (708).
Verfahren nach Anspruch 6, des Weiteren gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: Senden der Informationen von der ersten Endstelle (704) in dem ersten Strahl mit einer ersten Frequenz, und Senden der Informationen von dem Satelliten (708) zu dem ersten Hub in dem ersten Strahl mit einer zweiten Frequenz.
Verfahren nach Anspruch 6, des Weiteren gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: Senden der Informationen von der ersten Endstelle (704) in dem ersten Strahl mit einer ersten Polarisation, und Senden der Informationen von dem Satelliten (708) zu dem ersten Hub in dem ersten Strahl mit einer zweiten Polarisation.
Verfahren nach Anspruch 6, des Weiteren gekennzeichnet durch den Schritt des Leitens der Informationen von dem ersten Hub über ein Fernnetz (WAN) zu einem zweiten Hub in einem zweiten Punktstrahl.