DE60038676T2

DE60038676T2 - Verfahren und gerät zur beschränkung der zahl der verwendeten pagingfunkkanäle

Info

Publication number: DE60038676T2
Application number: DE60038676T
Authority: DE
Inventors: Leonard N. San Diego SCHIFF
Original assignee: Qualcomm Inc
Current assignee: Qualcomm Inc
Priority date: 1999-05-04
Filing date: 2000-05-03
Publication date: 2009-05-28
Anticipated expiration: 2020-05-04
Also published as: HK1050091B; EP1177644A1; ATE393501T1; CA2372952A1; WO2000067397A1; AU769377B2; HK1050091A1; EP1177644B1; CN1390399A; CN100359824C; AU4821700A; DE60038676D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
I. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Satellitenkommunikationssysteme und spezieller auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Rufen bzw. Paging eines Nutzerterminals unter Verwendung eines einzelnen Paging-Kanals von einem einzelnen Strahl.
II. Verwandte Technik
Herkömmliche satellitenbasierte Kommunikationssysteme beinhalten Gateways und einen oder mehrere Satelliten zum Weiterleiten von Kommunikationssignalen zwischen den Gateways und einem oder mehreren Nutzerterminals. Ein Gateway ist eine erdbasierte Station, die eine Antenne zum Senden von Signalen an und zum Empfangen von Signalen von Kommunikationssatelliten besitzt. Ein Gateway sieht Kommunikationsverbindungen vor unter Verwendung von Satelliten, zum Verbinden eines Nutzerterminals mit anderen Nutzerterminals oder Nutzern von anderen Kommunikationssystemen, wie beispielsweise einem öffentlichen Telefonnetzwerk. Ein Satellit ist ein Empfänger, Repeater und Regenerator auf einer Umlaufbahn, der zum Weiterleiten von Informationssignalen genutzt wird. Ein Nutzerterminal ist eine drahtlose Kommunikationseinrichtung, wie beispielsweise aber nicht beschränkt auf, ein drahtloses Telefon, einen Daten-Transceiver und einen Paging- bzw. Rufempfänger. Ein Nutzerterminal kann fest, portabel oder mobil sein, wie beispielsweise ein Mobiltelefon.
Ein Satellit kann Signale empfangen von und Signale senden an ein Nutzerterminal, vorausgesetzt das Nutzerterminal ist innerhalb der „Ausleuchtzone" („Food Print") von dem Satelliten. Die Ausleuchtzone von einem Satelliten ist die geografische Region auf der Oberfläche von der Erde innerhalb der Reichweite von Signalen von dem Satelliten. Die Ausleuchtzone ist für gewöhnlich geografisch in „Strahlen" unterteilt, und zwar durch die Nutzung von strahlformenden Antennen. Jeder Strahl deckt eine bestimmte geografische Region innerhalb der Ausleuchtzone ab. Strahlen kön nen gerichtet werden, so dass mehr als ein Strahl von dem gleichen Satelliten die gleiche spezielle geografische Region abdeckt bzw. ausleuchtet.
Einige Satellitenkommunikationssysteme setzen Spreizspektrumssignale mit Code-Multiplex-Vielfach-Zugriffs(code division multiple access = CDMA) ein, wie es offenbart ist in dem U.S. Patent Nr. 4,901,307 erteilt am 13. Februar 1990, mit dem Titel „Spread Spectrum Multiple Access Communications System Using Satellite or Terrestrial Repeaters" und der U.S. Patentanmeldung mit der Seriennummer 08/368,570, eingereicht am 4. Januar 1995 mit dem Titel „Method and Apparatus for Using Full Spectrum Transmitted Power in a Spread Spectrum Communication System for Tracking Individual Recipient Phase Time and Energy", die beide an den Rechteinhaber der vorliegenden Erfindung übertragen worden sind.
In einem Satellitenkommunikationssystem das CDMA einsetzt, werden separate Kommunikationsverbindungen zum Senden von Kommunikationssignalen genutzt wie beispielsweise von Daten oder Verkehr an ein oder von einem Gateway. Der Ausdruck „Vorwärtskommunikationsverbindung" bezieht sich auf Kommunikationssignale, die von dem Gateway veranlasst werden bzw. von diesen ausgehen und an ein Nutzerterminal gesendet werden. Der Ausdruck „Rückwärtskommunikationsverbindung" bezieht sich auf Kommunikationssignale, die von einem Nutzerterminal ausgehen bzw. von diesem veranlasst werden und an das Gateway gesendet werden.
Auf der Vorwärtsverbindung wird Information von einem Gateway zu einem Nutzerterminal über einen oder mehrere Strahlen gesendet. Diese Strahlen weisen häufig eine Anzahl von so genannten Substrahlen bzw. Unterstrahlen auf (auch bezeichnet als Kanäle mit Frequenzmultiplex-Vielfach-Zugriff (frequency division multiple access = FDMA)), die ein gemeinsames geografisches Gebiet abdecken, wobei jeder ein anderes Frequenzband belegt. Spezieller, in einem herkömmlichen Spreizspektrumkommunikationssystem werden eine oder mehrere vorgewählte Pseudozufallsrausch-(pseudo random noise = PN)-Code-Sequenzen genutzt zum Modulieren oder „Spreizen" von Nutzerinformationssignalen über ein vorherbestimmtes spektrales Band vor der Modulation auf ein Trägersignal zur Übertragung als Kommunikationssignale. PN Spreizung ist ein Verfahren der Spreizspektrumübertragung, das auf dem Gebiet der Technik wohl bekannt ist und ein Kommunikationssignal erzeugt mit einer Bandbreite, die viel größer ist, als jene von dem Datensignal. Auf der Vorwärtsverbindung werden PN Spreiz-Codes oder binäre Sequenzen genutzt zum Unterscheiden zwischen Signalen die durch unterschiedliche Gateways oder über unterschiedliche Strahlen gesendet wurden, sowie auch zwischen Mehrpfadsignalen. Diese Codes werden häufig durch alle Kommunikationssignale innerhalb eines bestimmten Sub-Strahls gemeinsam genutzt bzw. geteilt.
In einem herkömmlichen CDMA Spreizspektrumkommunikationssystem werden „Kanalisierungs"-Codes genutzt um zwischen unterschiedlichen Nutzerterminals innerhalb eines Satellitensubstrahls auf einer Vorwärtsverbindung zu unterscheiden (manchmal bezeichnet als CDMA Kanäle). D. h. jedes Nutzerterminal besitzt seinen eigenen auf der Vorwärtsverbindung vorgesehenen orthogonalen Kanal durch Nutzen eines einmaligen bzw. eindeutigen kanalisierenden Orthogonalcodes. Walsh-Funktionen werden für gewöhnlich genutzt zum Implementieren der Kanalisierungs-Codes, auch bekannt als Walsh-Codes. Die Kanalisierungs-Codes unterteilen einen Sub-Strahl in orthogonale Kanäle, auch bekannt als Walsh-Kanäle. Eine Vielzahl von den Walsh-Kanälen sind Verkehrskanäle, die einen Nachrichtenaustausch zwischen einem Nutzerterminal und einem Gateway vorsehen. Die verbleibenden Walsh-Kanäle beinhalten häufig Pilot-, Sync- und Pagingkanäle. Über die Verkehrskanäle gesendete Signale sind dazu bestimmt nur durch ein Nutzerterminal empfangen zu werden. Im Gegensatz dazu können Paging-, Sync- und Pilotkanäle durch mehrere Nutzerterminals überwacht werden.
Wenn ein Nutzerterminal in eine Kommunikationssitzung nicht involviert ist (d. h. das Nutzerterminal empfängt oder sendet Verkehrskanäle nicht) kann das Gateway Information an das bestimmte Nutzerterminal befördern unter Verwendung eines Signals das als ein Paging-Signal bzw. Rufsignal bekannt ist (hierin auch bezeichnet als ein Page bzw. Ruf). Paging-Signale werden häufig durch das Gateway gesendet zum Herstellen einer Kommunikationsverbindung zum Benachrichtigen eines Nutzerterminals, das ein Anruf hereinkommt, zum Antworten an ein Nutzerterminal das versucht auf das System zuzugreifen und für eine Registrierung von dem Nutzerterminal. Z. B. wenn ein Anruf an ein bestimmtes Nutzerterminal platziert worden ist, alarmiert das Gateway das Nutzerterminal mittels eines Paging-Signals. Zusätzlich, falls das Gateway eine Kurznachricht an ein Nutzerterminal sendet, wie beispielsweise eine Anfrage für eine Positionsaktualisierung von dem Nutzerterminal kann das Gateway eine derartige Anfrage mittels eines Paging-Signals senden. Paging-Signale werden auch genutzt zum Verteilen von Kanalzuweisungen und System-Overhead-Information. Paging-Signale werden für gewöhnlich über Paging-Kanäle gesendet, welche oben kurz erörtert worden sind. Jedes Paging-Signal beinhaltet eine Identitätsnummer, so dass die Nutzerterminals die dem Paging-Kanal zuhören, wissen, ob das Paging-Signal an sie adressiert ist. Falls ein Paging-Signal für mehrere Nutzerterminals gedacht ist, beinhaltet das Paging-Signal eine Identitätsnummer, die den mehreren Nutzerterminals entspricht.
Ein Nutzerterminal kann auf ein Paging-Signal antworten durch Senden eines Zugangssignals oder einer Zugangsprobe über die Rückwärtsverbindung (d. h. die Kommunikationsverbindung die an dem Nutzerterminal ausgeht und an dem Gateway endet). Das Zugangssignal wird auch zur Registrierung mit einem Gateway genutzt, zum Veranlassen eines Anrufs, oder zum Bestätigen einer Paging-Anfrage durch ein Gateway. Die Zugangssignale werden typischerweise über Kanäle gesendet die speziell als Zugangskanäle bestimmt sind, die oben kurz erörtert worden sind. Die Rückwärtsverbindung beinhaltet auch Verkehrskanäle zum Vorsehen von Nachrichtenaustausch bzw. Nachrichtenübermittlung zwischen einem Nutzerterminal und einem Gateway.
Die U.S. 5,552,795 beschreibt ein Verfahren und System zum Durchführen von Positionsbestimmung unter Verwendung von Multi-Strahlsatelliten, wobei ein Nutzerterminal mehrere empfangene Signale von umlaufenden Satelliten verarbeitet. Das Nutzerterminal bestimmt seine aktuelle Position und vergleicht diese mit seiner vorher registrierten Position, wenn das Terminal ausreichend von seiner zuvor registrierten Position gewandert ist, führt das Nutzerterminal eine Autoregistrierungsprozedur durch, und zwar durch Benachrichtigen des Satellitensystems über seine aktuelle Position.
US 5,506,886 beschreibt ein Paging-System, das eine Anzahl von beabstandeten Sendern beinhaltet, wobei jeder Sender sein eigenes Abdeckungs- bzw. Versorgungsgebiet besitzt und zahlreiche Teilnehmereinheiten zwischen den Abdeckungs gebieten wandern (roaming). Während jede Teilnehmereinheit wandert, kann ein Anruf von der Teilnehmereinheit an einen Ziel-Controller über ein öffentliches Telefonnetzwerk platziert werden. Neue Positionsdaten werden von der Teilnehmereinheit an das Paging-System während dieses Anrufs transferiert, wobei die Positionsdaten intern durch das System genutzt werden zum Leiten bzw. Routen von Pages bzw. Rufen an nur die Sender deren Gebiete den Daten der neuen Position der Teilnehmerstation entsprechen.
Falls ein Nutzerterminal bloß eine Positionsaktualisierung ansprechend auf eine Positionsaktualisierungsanfrage sendet, die von einem Gateway über einen Paging-Kanal empfangen worden ist, kann das Nutzerterminal Positionsaktualisierungsinformation als eine Zugangsprobe über einen Zugangskanal senden. Durch Nutzen von Paging-Kanälen und Zugangskanälen zum Befördern von Kurznachrichten (wie beispielsweise Positionsaktualisierungsanfragen und Positionsaktualisierungsinformation), werden Vorwärts- und Rückwärtsverkehrskanäle für längere Kommunikationen wie beispielsweise Sprachanrufe reserviert.
Wenn ein Gateway ein Paging-Signal an ein Nutzerterminal sendet, kennt das Gateway für gewöhnlich nicht die Position von dem Nutzerterminal. Deshalb bei zeitgemäßen Satellitenkommunikationssystemen, sendet das Gateway für gewöhnlich ein Paging-Signal über viele Paging-Kanäle, eines in jedem von mehreren Strahlen. Schlimmstenfalls, sendet das Gateway das Paging-Signal über jeden Paging-Kanal in jedem Strahl, der durch das Gateway unterstützt wird, das bestimmte Nutzerterminal versorgt. Es ist im Allgemeinen nicht notwendig einen Paging-Kanal in jedem Sub-Strahl zu nutzen, da Substrahlüberwachungszuweisungen innerhalb von Strahlen für gewöhnlich im Voraus bekannt sind, obwohl dies nach Wunsch durchgeführt werden kann. Dieses Senden von einem Paging-Signal über viele Paging-Kanäle wird häufig als Flut-Paging bezeichnet. Flut-Paging, obwohl ineffizient und verschwenderisch, ist relativ günstig, wenn es zum Aufbau von Sprachanrufen genutzt wird. Und zwar weil die Ressourcen die für Flut-Page bzw. -Ruf genutzt werden relativ klein sind im Vergleich zu den Ressourcen die für einen typischen zwei- oder dreiminütigen Sprachanruf genutzt werden. Spezieller ist die Gesamtkapazität und Leistung, die für Flut-Page genutzt wird, relativ klein im Vergleich zu der Gesamtleistung und Kapazität, die zum Unterstützten des Sprachanrufs genutzt wird. Somit hat sich Flut-Paging, obwohl nicht effizient, als nützlich in Sprachsystemen erwiesen. Flut-Paging kann jedoch inakzeptabel werden, wenn es zum Aufbau von Sprachanrufen genutzt wird, falls, beispielsweise, die Anzahl von Rufaufbauanfragen bis zu dem Punkt zunimmt, an dem die Paging-Kanal-Kapazität eine knappe Ressource wird.
Die Ineffektivität von Flut-Paging ist bei vielen anderen Arten von Nachrichtenübermittlungssystemen nicht akzeptabel wie beispielsweise in einem Positionsbestimmungssystem, wobei die Antwort auf eine Paging-Nachricht eine relativ kurze Bestätigungsnachricht und/oder eine Positionsaktualisierungsnachricht sein kann. Und zwar weil die Ressourcen, die genutzt werden für Flut-Page relativ groß sind, im Vergleich zu der Information, die ansprechend. auf den Flut-Page gesendet wird. Spezieller, ist die Gesamtleistung und Kapazität die zum Flut-Page genutzt wird, relativ groß im Vergleich zu der Gesamtleistung und Kapazität die genutzt wird zum Unterstützen der Antwort auf die Flut-Page (z. B. einer Bestätigung oder Positionsaktualisierungsnachricht).
Ein Beispiel einer Industrie, bei der Positionsbestimmung besonders nützlich ist, ist die kommerzielle LKW Transportindustrie. In der kommerziellen LKW Transportindustrie besteht die Forderung nach einem effizienten und genauen Verfahren zur Vehikelpositionsbestimmung. Mit unmittelbarem Zugriff auf die Vehikelpositionsinformation, erlangt die Heimatbasis einer LKW Transportfirma mehrere Vorteile. Beispielsweise kann eine LKW Transportfirma einen Kunden informiert halten bezüglich der Position, Route und der geschätzten Ankunftszeit von Nutzlasten. Die LKW Firma bzw. das LKW Fuhrunternehmen kann auch eine Vehikelpositionsinformation zusammen mit empirischen Daten über die Effektivität von Wegführung bzw. Routing nutzen, dadurch die am wirtschaftlichsten effizienten Wegführungspfade und Prozeduren bestimmen.
Um die Leistung und Kapazität zu minimieren die genutzt wird zum Verfolgen der Position von einem LKW kann eine Positionsaktualisierungsanfrage an ein Nutzerterminal (häufig bezeichnet als ein Mobilkommunikationsterminal oder MCT (mobile communications terminal) in der LKW Transportindustrie) innerhalb des LKWs periodisch gesendet werden (z. B. einmal pro Stunde). Um weitere Ressourcen zu sparen, sollte die Kollektion an Positionsaktualisierungen durchgeführt werden ohne Verkehrskanäle zu verwenden. Um dies zu erreichen, kann eine Positionsaktualisierungsanforderungsnachricht als ein Paging-Signal über einen Paging-Kanal gesendet werden. Um die genutzte Leistung und Kapazität weiter zu minimieren, sollte die Anzahl an Paging-Kanälen, die zum Senden des Paging-Signals genutzt werden aus den oben erörterten Gründen minimiert werden.
Somit, wie oben erörtert, gibt es einen Bedarf für ein System oder eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Reduzieren der Anzahl von Paging-Kanälen, die zum Rufen bzw. Page eines Nutzerterminals genutzt werden. Obwohl der anfängliche Bedarf für die Reduktion von Flut-Paging durch die Reduktion von Flut-Paging in einem Positionsbestimmungssystem inspiriert wurde, ist das System und Verfahren der Erfindung nützlich in jedwelcher Art von Satellitenkommunikationssystem, das Kanäle (identisch oder ähnlich zu Paging-Kanälen) zum Befördern von Information an ein Nutzerterminal nutzt, das nicht in einer Kommunikationssitzung involviert ist. Beispielsweise ist die Erfindung nützlich in einem Sprachkommunikationssystem, das Paging-Signale nutzt, die über Paging-Kanäle gesendet werden zum Aufbau eines Sprachanrufs. Diese Erfindung ist besonders nützlich bei Sprachkommunikationssystemen, bei denen die Kapazität von den Paging-Kanälen nahezu erschöpft ist und zwar aufgrund einer zunehmenden Anzahl von Rufaufbauanfragen. Zusätzlich ist diese Erfindung nützlich in einem System, bei dem gemeinsame Paging-Kanäle für mehrere Anwendungen genutzt werden, einschließlich, aber nicht beschränkt auf dem Aufbau von Sprachkommunikationen und das Anfordern von Positionsaktualisierungen.
Zusammenfassung der Erfindung
Aspekte der Erfindung sind gerichtet auf Verfahren und Vorrichtungen zum Paging bzw. Rufen eines Nutzerterminals (user terminal = UT) unter Verwendung eines Satellitenkommunikationssystems, das ein Gateway und einen oder mehrere Satelliten besitzt, wobei jeder Satellit eine Vielzahl von Strahlen erzeugt und jeder Strahl eine Vielzahl von Kanälen beinhaltet und wobei der eine oder die mehreren Satelliten eine gesamte Anzahl von 'm' Strahlen erzeugt oder erzeugen. Das Verfahren von der Erfindung beinhaltet den Schritt des Abrufens bzw. Wiederabrufens einer Position von dem UT, die einer bekannten Position von dem UT zu einer Zeit t₁ entspricht. Dies kann erreicht werden durch Nutzen einer Nachschlagtabelle, Datenbank oder von Speicherelementen, in denen Positionsinformation für das Nutzerterminal zu unterschiedlichen Zeiten gespeichert ist. Das Verfahren beinhaltet auch den Schritt des Bestimmens oder Auswählens basierend auf der Position, einer Gruppe (g₁) von Strahlen, die die abgerufene Position von dem UT zu einer Zeit t₂ abdecken bzw. versorgen, wobei g₁ < m und t₂ > t₁ ist. Ein stärkster Strahl von der Gruppe (g₁) von Strahlen zur Zeit t₂ wird dann bestimmt durch Berechnen der theoretisch empfangenen Leistung mit Bezug auf die abgerufene Position. In einem Ausführungsbeispiel wird der stärkste Strahl ausgewählt durch Bestimmen welcher Strahl, von der Gruppe (g₁) von Strahlen, eine höchste Leistung, wie durch das Gateway bestimmt, besitzt, und zwar relativ zu der abgerufenen Position zur Zeit t₂. Ein Page bzw. Ruf wird dann von dem Gateway an das UT auf einem Kanal von dem stärksten Strahl gesendet. Entsprechend kann die Erfindung genutzt werden zum Rufen bzw. Page eines Nutzerterminals unter Verwendung eines einzelnen Kanals von einem einzelnen Strahl.
In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird der Ruf bzw. Page nur zur Zeit t₂ gesendet, falls der stärkste Strahl eine Leistung, wie durch das Gateway bestimmt, besitzt, die wenigstens um einen vorherbestimmten Betrag an Leistung (z. B. 3 oder 4 dB) höher ist als jeder andere Strahl von jeder anderen Gruppe (g₁) von Strahlen und zwar relativ zu der abgerufenen Position. Andernfalls wird eine Zeit t₃ bestimmt zu der ein Strahl, der die abgerufene Position abdeckt, eine Leistung besitzen wird wie durch das Gateway bestimmt, die wenigstens um den vorher bestimmten Betrag an Leistung höher ist als jeder andere Strahl der die abgerufene Position abdeckt. Ein Page kann dann über einen Kanal von dem einen Strahl zur Zeit t₃ gesendet werden.
In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, wird der stärkste Strahl bestimmt mit Bezug auf ein Gebiet innerhalb dessen dass UT als lokalisiert zur Zeit t₂ angenommen wird.
In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung überwacht das UT einen Kanal von dem tatsächlich stärksten Strahl, im Hinblick auf die empfangene Leistung, und zwar mit Bezug auf seine aktuelle Position. In einem anderen Ausführungsbeispiel überwacht das UT einen Kanal von einem theoretisch stärksten Strahl, wie durch das UT im Hinblick auf die empfangene Leistung bestimmt, und zwar mit Bezug auf seine aktu elle Position. In noch einem anderen Ausführungsbeispiel überwacht das UT einen Kanal von einem theoretisch stärksten Strahl wie durch das UT im Hinblick auf die empfangene Leistung bestimmt und zwar mit Bezug auf eine abgerufene Position. In jedem dieser Ausführungsbeispiele kann das UT durch das Gateway gerufen werden unter Verwendung eines einzelnen Kanals von einem einzelnen Strahl.
KURZE BESCHREIBUNG VON DEN ZEICHNUNGEN
Die Merkmale, Ziele und Vorteile von dem bevorzugten Ausführungsbeispielen werden aus der unten angegebenen detaillierten Beschreibung klarer werden, wenn man diese zusammen mit den Zeichnungen betrachtet, in denen gleiche Bezugszeichen durchgehend entsprechende Elemente bezeichnen und wobei die Figuren Folgendes zeigen:
1A stellt ein exemplarisches drahtloses Kommunikationssystem dar, indem die bevorzugten Ausführungsbeispiele nützlich sind;
1B stellt exemplarische Kommunikationsverbindungen zwischen einem Gateway und einem Nutzerterminal dar;
2 stellt einen exemplarischen Transceiver zur Nutzung in einem Nutzerterminal dar.;
3 ist eine exemplarische Transceiver-Vorrichtung zur Nutzung in einem Gateway dar;
4. stellt eine exemplarische Satellitenausleuchtzone dar;
5A und 5B stellen exemplarische Satellitenausleuchtzonen zu einer Zeit t₂ dar;
6A und 6B stellen exemplarische Satellitenausleuchtzonen zu einer Zeit t₃ dar;
7A und 7B sind Flussdiagramme, die den Betrieb auf einer hohen Ebene von bevorzugten Ausführungsbeispielen abbilden;
8 ist ein Flussdiagramm das zusätzliche Merkmale von dem Betrieb von einem bevorzugten Ausführungsbeispiel abbildet; und
9 und 10 sind Flussdiagramme, die alternative Verfahren abbilden, die durch ein Nutzerterminal in alternativen Ausführungsbeispielen ausgeführt werden.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON DEN BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
I. Einführung
Die bevorzugten Ausführungsbeispiele sind speziell geeignet zur Nutzung in Kommunikations- bzw. Nachrichtenübermittlungssystemen, die Satelliten mit niedriger Erdumlaufbahn (low earth orbit = LEO) einsetzen, wobei die Satelliten nicht stationär sind, mit Bezug auf einen Punkt auf der Oberfläche von der Erde. Die Erfindung ist jedoch auch anwendbar auf Satellitensysteme bei denen die Satelliten in nicht LEO Umlaufbahnen reisen, oder auf Systeme, die Relais-Einrichtungen nutzen, die sich mit relativ hoher Geschwindigkeit bewegen.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist im Detail unten erörtert. Obwohl spezielle Schritte, Konfigurationen und Anordnungen erörtert werden, sollte klar sein, dass dies nur für Zwecke der Darstellung durchgeführt wird. Eine bevorzugte Anwendung ist in drahtlosen CDMA Spreizspektrumkommunikationssystemen.
II. Ein exemplarisches Satellitenkommunikationssystem
Ein exemplarisches drahtloses Kommunikationssystem in dem die bevorzugten Ausführungsbeispiele nützlich sind, ist in 1A dargestellt. Es wird in Erwägung gezogen, dass dieses Kommunikationssystem CDMA artige Kommunikationssignale nutzt, aber dies wird durch die bevorzugten Ausführungsbeispiele nicht gefordert. In einem Teil von einem Kommunikationssystem 100, in 1A dargestellt, werden zwei Satelliten 116 und 118 und zwei assoziierte Gateways, Basisstationen oder Hubs 120 und 122 zum Bewirken von Kommunikationen mit zwei fernen Nutzerterminals 124 und 126 gezeigt. Die gesamte Anzahl von Gateways und Satelliten in derartigen Systemen hängt von der gewünschten Systemkapazität und anderen Faktoren ab, die auf dem Gebiet der Technik wohl verstanden sind.
Die Nutzerterminals 124 und 126 beinhalten jeweils eine drahtlose Kommunikationseinrichtung, wie beispielsweise, aber nicht beschränkt auf, ein zellulares oder Satelli tentelefon, einen Daten-Transceiver oder einen Paging- oder Positionsbestimmungsempfänger und können je nach Wunsch in der Hand gehalten werden oder fahrzeugmontiert sein. In 1A, ist das Nutzerterminal 124 als eine fahrzeugmontierte Einrichtung dargestellt und das Nutzerterminal 126 ist als ein in der Hand gehaltenes Telefon dargestellt. Es ist jedoch klar, dass die Lehren von der Erfindung auf feste Einheiten anwendbar sind, wobei ferner drahtloser Dienst gewünscht wird. Die Nutzerterminals werden in einigen Kommunikationssystemen auch manchmal bezeichnet als Teilnehmereinheiten, Mobilstationen, Mobileinheiten oder einfach als „Nutzer" oder „Teilnehmer" bzw. „Abonnenten" und zwar von der Präferenz abhängend.
Im Allgemeinen versorgen Strahlen von den Satelliten 116 und 118 unterschiedliche geografische Gebiete bzw. decken diese ab und zwar in vordefinierten Strahlmustern. Strahlen (beams) bei unterschiedlichen Frequenzen auch bezeichnet als FDMA Kanäle oder „Sub-Strahlen" können dirigiert werden um die gleiche Region zu überlappen bzw. zu überdecken. Fachleuten auf dem Gebiet der Technik ist auch unmittelbar klar, dass die Strahlabdeckung oder die Versorgungsgebiete für mehrere Satelliten ausgelegt sein können, um sich vollständig oder teilweise in einer bestimmten Region zu überlappen und zwar abhängig von dem Kommunikationssystemdesign und der Art von angebotenem Dienst und ob Raumdiversität erreicht wird.
Eine Vielzahl von Multisatellitenkommunikationssystemen ist vorgeschlagen worden, wobei ein exemplarisches System die Größenordnung von 48 oder mehr Satelliten einsetzt, die in acht unterschiedlichen Umlaufebenen in LEO Umlaufbahnen reisen um eine große Anzahl von Nutzerterminals zu versorgen. Fachleute auf dem Gebiet der Technik werden jedoch unmittelbar verstehen, wie die Lehren von den bevorzugten Ausführungsbeispielen auf eine Vielzahl von Satellitensystem- und Gateway-Konfigurationen anwendbar sind, einschließlich von anderen Orbit- bzw. Raumdistanzen und -Konstellationen.
In 1A sind einige mögliche Signalpfade für Kommunikationen zwischen den Nutzerterminals 124 und 126 und den Gateways 120 und 122 durch die Satelliten 116 und 118 dargestellt. Die Satelliten-Nutzerterminalkommunikationsverbindungen zwischen den Satelliten 116 und 118 und die Nutzerterminals 124 und 126 sind durch Leitungen 140, 142 und 144 dargestellt. Die Gateway-Satellitenkommuni kationsverbindungen zwischen den Gateways 120 und 122 und den Satelliten 116 und 118 sind durch Linien 146, 148, 150 und 152 dargestellt. Die Gateways 120 und 122 können genutzt werden als Teil von Ein-Weg- oder Zwei-Weg-Kommunikationssystemen oder einfach zum Transferieren von Nachrichten oder Daten an die Nutzerterminals 124 und 126.
1B sieht zusätzliche Details von den Kommunikationen zwischen dem Gateway 122 und dem Nutzerterminal 124 von dem Kommunikationssystem 100 vor. Die Kommunikationsverbindungen zwischen dem Nutzerterminal 124 und dem Satelliten 116 werden im Allgemeinen als Nutzerverbindungen bezeichnet und die Verbindungen zwischen dem Gateway 122 und dem Satelliten 116 werden im Allgemeinen als Feeder- bzw. Speiseverbindungen bezeichnet. Die Kommunikationen gehen weiter in einer „Vorwärts"-Richtung von dem Gateway 122 zu dem Satelliten 116 auf einer Vorwärtsspeiseverbindung 160 und dann abwärts von dem Satelliten 116 zu dem Nutzerterminal 124 auf einer Vorwärtsnutzerverbindung 162. In einer „Zurück"- oder „Rückwärts"-Richtung geht die Kommunikation nach oben von dem Nutzerterminal 124 zu dem Satelliten 116 auf der Rückwärtsnutzerverbindung 164 und dann nach unten von dem Satelliten 116 zu dem Gateway 122 auf einer Rückwärtsspeiseverbindung 166.
In einem beispielhaften Ausführungsbeispiel wird Information durch das Gateway 122 auf den Vorwärtsverbindungen 160, 162 gesendet und zwar unter Verwendung von Frequenzunterteilung und Polarisationsmultiplex. Das genutzte Frequenzband wird aufgeteilt in eine vorherbestimmte Anzahl von Frequenz-„Kanälen” oder -„Strahlen". Z. B. ist das Frequenzband in 8 individuelle 16,5 mHz „Kanäle" oder „Strahlen” unterteilt unter Verwendung von rechtsdrehende zirkularer Polarisierung (right hand circular polarization = RHCP) und 8 individuelle 16,5 MHz „Kanäle" oder „Strahlen" unter Verwendung von linksdrehende zirkularer Polarisierung (left hand circular polarization = LHCP). Diese Frequenz-„Kanäle” oder „Strahlen" bestehen weiter aus einer vorherbestimmten Anzahl von frequenzunterteilten gemultiplexten (frequency division multiplexed = FDM) „Sub-Kanäle" oder „Sub-Strahlen". Z. B. können die individuellen 16,5 MHz Kanäle wiederum bestehen aus bis zu 13 FDM „Subkanälen" oder „Sub-Strahlen" jeweils mit 1,23 MHz Bandbreite. Jeder FDM Sub-Strahl kann mehrere orthogonale Kanäle beinhalten, die im Allgemeinen hergestellt werden unter Verwen dung von Walsh-Codes (auch bezeichnet als Walsh-Kanäle). Eine Mehrzahl von den orthogonalen Kanälen sind Verkehrskanäle, die einen Nachrichtenaustausch zwischen den Nutzerterminals 124 und dem Gateway 122 vorsehen. Die verbleibenden orthogonalen Kanäle beinhalten Pilot-, Sync-, und Pagingkanäle.
Der Pilotkanal wird durch das Gateway 122 auf einer Vorwärtsverbindung 160, 162 gesendet und wird durch das Nutzerterminal 124 genutzt zum Erlangen anfänglicher Systemsynchronisation und. für Zeit-, Frequenz- und Phasennachführung bzw. -nachverfolgung zum Akquirieren von gesendeten Signalen in Strahlen oder zum Akquirieren eines Sub-Strahls (CDMA Träger).
Der Sync-Kanal wird durch das Gateway 122 auf der Vorwärtsverbindung 160, 162 gesendet und beinhaltet eine sich wiederholende Informationssequenz, die das Nutzerterminal 124 lesen kann, nach dem es einen Pilotkanal gefunden hat. Diese Information ist notwendig zum Synchronisieren des Nutzerterminals 124 auf das Gateway 122, das jenem Sub-Strahl zugewiesen ist. Paging-Kanäle werden häufig durch das Gateway 122 auf der Vorwärtsverbindung 160, 162 zum Herstellen einer Kommunikationsverbindung genutzt zum Benachrichtigen des Nutzerterminals 124, das ein Anruf hereinkommt um einem Nutzerterminal zu antworten, das versucht auf das System zuzugreifen und für die Registrierung von dem Nutzerterminal. Zusätzlich, wie unten detaillierter erläutert wird, können Paging-Kanäle auch genutzt werden zum Senden von Kurznachrichten, wie beispielsweise einer Positionsaktualisierungsanfrage an das Nutzerterminal 124.
Die Verkehrskanäle werden auf den Vorwärts- und Rückwärtsverbindungen zugewiesen, wenn eine Kommunikationsverbindung angefordert wird (z. B. wenn ein Anruf platziert wird). Nachrichtentransfers zwischen dem Nutzerterminal 124 und dem Gateway 122 während einer herkömmlichen Kommunikationsverbindung oder eines Telefonanrufs werden erreicht unter Verwendung eines Verkehrskanals.
In der Rückwärtsrichtung, sendet das Nutzerterminal 124 Information an den Satelliten 116 über eine Nutzerverbindung 164. Der Satellit 116 empfängt diese Signale von mehreren Nutzerterminals (über die Verbindung 164) und multiplext sie fre quenzunterteilt zusammen und zwar für die Satelliten-zu-Gateway-Speiseverbindung 166. Die Rückwärtsverbindung 164 enthält Verkehrskanäle und Zugangskanäle.
Ein Zugangskanal wird durch das Nutzerterminal 124 auf der Rückwärtsverbindung 164, 166 genutzt zum „Zugang" auf das Gateway 122. Zugangskanäle, die auf dem relevanten Gebiet der Technik wohl bekannt sind, sehen Kommunikationen vor, von einem Nutzerterminal zu einem Gateway, wenn das Nutzerterminal einen Verkehrskanal nicht nutzt. Dies könnte sein um sich auf dem System zu registrieren, um eine Kommunikationsverbindung herzustellen, um einen Anruf zu platzieren, oder um einen Ruf bzw. Page zu bestätigen, der durch das Gateway 122 gesendet wurde. Zusätzlich kann, wie unten detaillierter erläutert werden wird, ein Zugangskanal auch zum Senden einer Kurznachricht genutzt werden wie beispielsweise einer Positionsaktualisierung von dem Nutzerterminal 124 zu dem Gateway 122. Ein oder mehrere Zugangskanäle sind im Allgemeinen mit einem Paging-Kanal gepaart, zum Vorsehen von effizienteren Mitteln von Nutzerterminals, die Kanäle auswählen, um sie ansprechend auf Rufe bzw. Pages zu nutzen. In einigen CDMA Systemen wird jeder Zugangskanal auf einer Rückwärtsverbindung durch einen unterschiedlichen PN Code unterschieden, welcher unterschiedlich sein kann bezüglich der Länge oder der Chiprate bzw. -geschwindigkeit und zwar von anderen PN Codes, die beim Spreizen von Kommunikationssignalen in dem Kommunikationssystem genutzt werden und zwar je nach Wunsch. Das Nutzerterminal 124 antwortet auf eine Page- bzw. Rufnachricht durch Senden auf einem von den assoziierten Zugangskanälen. In ähnlicher Weise antwortet das Gateway 122 auf die Übertragung auf einem bestimmten Zugangskanal durch eine Nachricht auf dem assoziierten Paging-Kanal von dem Zugangs-Kanal.
III. Nutzerterminal-Transceiver
Ein exemplarischer Transceiver 200 zur Nutzung in den Nutzerterminals 124 und 126 ist in 2 dargestellt. Der Transceiver 200 nutzt wenigstes eine Antenne 210 zum Empfangen von Kommunikationssignalen, die an einen analogen Empfänger 214 transferiert werden, wo sie herabkonvertiert, verstärkt und digitalisiert werden. Ein Duplexer-Element 212 wird häufig genutzt um zu erlauben, dass die gleiche Antenne sowohl Sende- als auch Empfangsfunktionen dient bzw. versorgt. Einige Systeme setzen jedoch separate Antennen zum Betrieb bei unterschiedlichen Sende- und Empfangsfrequenzen ein.
Die durch den analogen Empfänger 214 ausgegebenen digitalen Kommunikationssignale werden an wenigstens einen digitalen Datenempfänger 216A und wenigstens einen Sucherempfänger 218 transferiert. Zusätzliche digitale Datenempfänger 216B–216N können genutzt werden um gewünschte Niveaus an Signaldiversität zu erlangen, abhängig von dem akzeptabeln Niveau von Transceiver-Komplexität, wie es einem Fachmann auf dem relevanten Gebiet der Technik klar wäre.
Wenigstens ein Nutzerterminalsteuerprozessor 220 ist mit digitalen Datenempfängern 216A–216N und einem Sucherempfänger 218 gekoppelt. Der Steuerprozessor 220 sieht, neben anderen Funktionen, grundlegende Signalverarbeitung, Zeitsteuerung bzw. Timing, Leistungs- und Übergabe- bzw. Hand-Off-Steuerung oder Koordination und eine Selektion von für Signalträger genutzter Frequenz vor. Eine andere grundlegende Steuerfunktion, die häufig durch den Steuerprozessor 220 ausgeführt wird, ist die Selektion oder Manipulation von Pseudo-Rausch-(pseudo noise = PN)-Code-Sequenzen oder orthogonalen Funktionen, die genutzt werden zur Verarbeitung von Kommunikationssignalwellenformen. Die Signalverarbeitung durch den Steuerprozessor 220 kann eine Bestimmung von relativer Signalstärke und eine Berechnung von verschiedenen damit zusammenhängenden Signalparametern beinhalten. Derartige Berechnungen von Signalparametern wie beispielsweise Timing und Frequenz, kann die Nutzung von zusätzlichen oder separaten dedizierten Schaltkreisen beinhalten, und zwar zum Vorsehen erhöhter Effizienz oder Geschwindigkeit bei Messungen oder verbesserte Zuordnung von Steuerverarbeitungsressourcen.
Die Ausgänge von den digitalen Datenempfängern 216A–216N sind mit digitalen Basisbandschaltkreisen 222 innerhalb des Nutzerterminals gekoppelt. Digitale Basisbandschaltkreise 222 vom Nutzer weisen Verarbeitungs- und Präsentationselemente auf, die genutzt werden zum Transferieren von Information von und an ein Nutzerterminal. D. h. Signal- oder Datenspeicherelemente wie beispielsweise Transienten oder Langzeitdigitalspeicher; Eingabe und Ausgabeeinrichtungen wie beispielsweise Anzeigebildschirme, Lautsprecher, Tastenfeldterminals und Handapparate; A/D Elemente, Vocoder bzw. Sprach-Codierer/Decodierer und andere Sprach- und Analog signalverarbeitungselemente; und ähnliches, die alle Teile von den digitalen Basisbandschaltkreisen 222 vom Nutzer bilden und zwar unter Verwendung von Elementen, die auf dem Gebiet der Technik wohl bekannt sind. Falls Diversitätssignalverarbeitung eingesetzt wird, können die digitalen Basisbandschaltkreise 222 vom Nutzer einen Diversitätskombinierer und Decodierer aufweisen. Einige von diesen Elementen können auch unter der Steuerung von oder in Kommunikation mit dem Steuerprozessor 220 betrieben werden.
Wenn Sprache oder andere Daten vorbereitet werden als eine Ausgangsnachricht oder als ein Kommunikationssignal das von dem Nutzerterminal veranlasst wird bzw. ausgeht, werden die digitalen Basisbandschaltkreise 222 vom Nutzer verwendet zum Empfangen, Speichern, Verarbeiten und anderweitigen Vorbereiten der gewünschten Daten zur Übertragung. Digitale Basisbandschaltkreise 222 vom Nutzer sehen diese Daten für einen Sendemodulator 226 vor, der unter der Steuerung von dem Steuerprozessor 220 betrieben wird. Die Ausgabe von dem Sendemodulator 226 wird an einen Leistungs-Controller 228 transferiert, welcher eine Ausgangsleistungssteuerung für einen Sendeleistungsverstärker 230 zur finalen Übertragung bzw. Aussendung von dem Ausgangssignal von der Antenne 210 zu einem Gateway vorsieht.
Der Transceiver 200 kann auch ein Vorkorrekturelement 232 (nicht gezeigt) in dem Sendepfad einsetzen, um die Frequenz von dem abgehenden Signal einzustellen. Dies kann erreicht werden unter Verwendung von wohlbekannten Techniken zur Aufwärts- oder Abwärtskonvertierung von der Sendewellenform. Alternativ kann ein Vorkorrekturelement 232 einen Teil von einem Frequenzselektions- oder Steuermechanismus für die analoge Hoch- bzw. Aufwärtskonvertierungs- und Modulationsstufe (230) von dem Nutzerterminal bilden, so dass eine entsprechend eingestellte Frequenz zum Konvertieren des digitalen Signals auf eine gewünschte Übertragungsfrequenz in einem Schritt genutzt wird. Der Transceiver 200 kann auch ein Vorkorrekturelement 232 in dem Übertragungspfad einsetzen, um die Zeitsteuerung von dem abgehenden Signal einzustellen. Dies kann erreicht werden unter Verwendung wohl bekannter Techniken zum Addieren oder Subtrahieren von Verzögerung in der Sendewellenform.
Die digitalen Empfänger 216A–N und der Sucherempfänger 218 sind mit Signalkorrelationselementen zum Demodulieren und Nachführen bzw. Verfolgen spezieller Signale konfiguriert. Der Sucherempfänger 218 wird genutzt zum Suchen nach Pilotsignalen oder anderen relativ starken Signalen mit festen Mustern, während die digitalen Empfänger 216A–N genutzt werden zum Demodulieren anderer Signale, die mit den detektierten Pilotsignalen assoziiert sind. Ein Datenempfänger 216 kann jedoch zum Verfolgen des Pilotsignals nach der Akquisition zugewiesen werden, um das Verhältnis von Signal-Chip-Energien zu Signalrauschen genau zu bestimmen und um eine Pilotsignalstärke zu formulieren. Daher können die Ausgaben von diesen Einheiten überwacht werden, um die Energie in oder die Frequenz von dem Pilotsignal oder anderen Signalen zu bestimmen. Diese Empfänger setzen auch Frequenzverfolgungselemente ein, die überwacht werden können, um aktuelle Frequenz- und Timinginformation für den Steuerprozessor 220 für Signale, die demoduliert werden, vorzusehen.
Der Steuerprozessor 220 nutzt derartige Information zum Bestimmen in welchem Umfang die empfangenen Signale von der Oszillatorfrequenz versetzt sind, wenn sie auf das gleiche Frequenzband skaliert werden, und zwar je nach Bedarf. Diese und andere Information die in Verbindung steht mit den Frequenzfehlern und Dopplerverschiebungen kann wie gewünscht in einem Speicher oder einem Speicherelement 236 (nicht gezeigt) gespeichert werden.
IV. Gateway-Transceiver
Eine exemplarische Transceiver-Vorrichtung 300 zur Nutzung in den Gateways 120 und 122 ist in 3 dargestellt. Der in 3 dargestellte Teil von dem Gateway 120, 122 besitzt einen oder mehrere analoge Empfänger 314, die mit einer Antenne 310 zum Empfangen von Kommunikationssignalen verbunden sind, die dann herabkonvertiert, verstärkt und digitalisiert werden unter Verwendung von verschiedener Schemata, die auf dem Gebiet der Technik wohl bekannt sind. Mehrere Antennen 310 werden in einigen Kommunikationssystemen genutzt. Digitalisierte Signale die durch den analogen Empfänger 314 ausgegeben werden, sind als Eingaben an wenigstens ein digitales Empfängermodul vorgesehen, allgemein angezeigt durch gestrichelte Linien bei 324.
Jedes digitale Empfängermodul 324 entspricht Signalverarbeitungselementen, die genutzt werden zum Verwalten von Kommunikationen zwischen einem Gateway 120, 122 und einem Nutzerterminal 124, 126, obwohl auf dem Gebiet der Technik bestimmte Variationen bekannt sind. Ein analoger Empfänger 314 kann Eingaben für viele digitale Empfängermodule 324 vorsehen, und eine Anzahl von derartigen Modulen wird häufig in den Gateways 120, 122 genutzt zum Aufnehmen von allen von den Satellitenstrahlen und möglichen Diversitätsmodussignalen, die zu jedwelcher bestimmten Zeit gehandhabt werden. Jedes digitale Empfängermodul 324 besitzt einen oder mehrere digitale Datenempfänger 316 und einen Sucherempfänger 318. Der Sucherempfänger 318 sucht im Allgemeinen nach geeigneten Diversitätsmodi von Signalen, und zwar von anderen Signalen als den Pilotsignalen. Wo sie in dem Kommunikationssystem implementiert sind, werden mehrere digitale Datenempfänger 316A–316N für den Diversitätssignalempfang genutzt.
Die Ausgaben von den digitalen Datenempfängern 316 sind für nachfolgende Basisbandverarbeitungselemente 322 vorgesehen, die Vorrichtungen aufweisen, die auf dem Gebiet der Technik wohl bekannt sind, und hier nicht weiter detailliert dargestellt sind. Eine exemplarische Basisbandvorrichtung beinhaltet Diversitätskombinierer und Decodierer zum Kombinieren von Mehrpfadsignalen in eine Ausgabe für jeden Nutzer. Eine exemplarische Basisbandvorrichtung beinhaltet auch Interface- bzw. Schnittstellenschaltungen zum Vorsehen von Ausgabedaten an eine digitale Vermittlung oder ein Netzwerk. Eine Vielzahl von anderen bekannten Elementen wie beispielsweise, aber nicht beschränkt auf, Vocoder, Datenmodems und Digitaldatenvermittlungs- und Speicherkomponenten können einen Teil von den Basisbandverarbeitungselementen 322 bilden. Diese Elemente werden betrieben zum Steuern oder Anweisen des Transfers von Datensignalen an ein oder mehrere Sendemodule 334.
An Nutzerterminals zu sendende Signale werden jeweils an einen oder mehrere geeignete Sendemodule 334 gekoppelt. Ein herkömmliches Gateway nutzt eine Anzahl von derartigen Sendemodulen 334 zum gleichzeitigen Vorsehen von Dienst an viele Nutzerterminals 124, 126 und gleichzeitig für mehrere Satelliten und Strahlen. Die Anzahl von Sendemodulen 334, die durch das Gateway 120, 122 genutzt werden, wird durch Faktoren bestimmt, die auf dem Gebiet der Technik wohl bekannt sind und zwar einschließlich von Systemkomplexität, Anzahl der sichtbaren Satelliten, Nutzerkapazität, gewählter Grad an Diversität und ähnlichem.
Jedes Sendemodul 334 beinhaltet einen Sendemodulator 326, welcher Daten zur Übertragung spreizspektrum-moduliert. Der Sendemodulator 326 besitzt einen Ausgang, der mit einem digitalen Sendeleistungs-Controller 328 gekoppelt ist, welcher die Sendeleistung steuert, die für das abgehende digitale Signal genutzt wird. Der digitale Sendeleistungs-Controller 328 wendet einen minimalen Leistungspegel an, und zwar für Zwecke der Interferenzreduktion und Ressourcenzuweisung, wendet aber angemessene Leistungspegel an, wenn dies erforderlich ist um Dämpfung in dem Übertragungspfad und andere Pfadtransfercharakteristika zu kompensieren. Wenigstens ein PN Generator 332 wird durch den Sendemodulator 326 beim Spreizender Signale genutzt. Diese Code-Erzeugung kann auch einen funktionalen Teil von einem oder mehreren Steuerprozessoren oder Speicherelementen bilden, die in dem Gateway 122, 124 genutzt werden.
Die Ausgabe von dem Sendeleistungs-Controller 328 wird an einen Summierer 336 transferiert, wo sie mit den Ausgaben von anderen Sendemodulen summiert wird. Jene Ausgaben sind Signale zur Übertragung an andere Nutzerterminals 124, 126 bei der gleichen Frequenz und innerhalb des gleichen Strahls wie die Ausgabe von dem Sendeleistungs-Controller 328. Die Ausgabe von dem Summierer 336 ist für einen analogen Sender 338 vorgesehen und zwar zur Digital-zu-Analog-Konvertierung, Konvertierung auf die geeignete HF Trägerfrequenz, weiteren Verstärkung und Ausgabe an eine oder mehrere Antennen 340 zur Abstrahlung an die Nutzerterminals 124, 126. Die Antennen 310 und 340 können die gleichen Antennen sein, abhängig von der Komplexität und Konfiguration von dem System.
Wenigstens ein Gateway-Steuerprozessor 320 ist mit Empfängermodulen 324, Sendemodulen 334 und Basisbandschaltkreisen 322 gekoppelt; diese Einheiten können physikalisch voneinander separiert sein. Der Steuerprozessor 320 sieht Befehls- und Steuersignale vor, um Funktionen zu bewirken wie beispielsweise, aber nicht beschränkt auf, Signalverarbeitung, Timing-Signalerzeugung, Leistungssteuerung, Handoff-Steuerung, Diversitätskombinierung und Systemkopplung. Zusätzlich weist der Steuerprozessor 320 PN Spreiz-Codes, orthogonale Code-Sequenzen und spezielle Sender und Empfänger zur Nutzung bei Nutzerkommunikationen zu.
Der Steuerprozessor 320 steuert auch die Erzeugung und Leistung von Pilot-, Synchronisations- und Paging-Kanalsignalen und ihre Kopplung an den Sendeleistungs-Controller 328. Der Pilotkanal ist einfach ein Signal, das durch Daten nicht moduliert wird, und kann ein sich wiederholendes, sich nicht änderndes Muster oder einen nicht-variierenden Rahmen-Struktur-Typ (Muster) oder Ton-Typ nutzen, das bzw. der an den Sendemodulator 326 eingegeben wird. D. h. die orthogonale Funktion, Walsh-Code, die genutzt wird zum Bilden des Kanals für das Pilotsignal, besitzt im Allgemeinen einen konstanten Wert, wie beispielsweise immer 1 oder immer 0 oder ein wohlbekanntes sich wiederholendes Muster, wie beispielsweise ein strukturiertes Muster aus durchsetzten bzw. vermischten 1en und 0en. Dies führt effektiv zum Senden von nur den PN Spreiz-Codes, die von dem PN Generator 332 angelegt werden.
Obwohl der Steuerprozessor 320 direkt mit den Elementen von einem Modul gekoppelt werden kann, wie beispielsweise dem Sendemodul 324 oder dem Empfangsmodul 334 weist jedes Modul im Allgemeinen einen modulspezifischen Prozessor auf, die beispielsweise den Sendeprozessor 330 oder den Empfangsprozessor 321, welcher die Elemente von jenem Modul steuert. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist somit der Steuerprozessor 320 mit dem Sendeprozessor 330 und dem Empfangsprozessor 321 gekoppelt, wie in 3 gezeigt. Auf diese Weise kann ein einzelner Steuerprozessor 320 den Betrieb von einer großen Anzahl von Modulen und Ressourcen effizienter steuern. Der Sendeprozessor 330 steuert die Erzeugung von und die Signalleistung für Pilot-, Sync-, Pagingsignale, Verkehrskanalsignale und jedwelche anderen Kanalsignale und ihre entsprechende Kopplung mit dem Leistungs-Controller 328. Der Empfängerprozessor 321 steuert Suchen, PN-Spreiz-Codes zur Modulation und Überwachen der empfangenen Leistung.
Für bestimmte Operationen, wie beispielsweise Leistungssteuerung für eine geteilte bzw. gemeinsam genutzte Ressource empfangen die Gateways 120 und 122 Information wie beispielsweise empfangene Signalstärke, Frequenzmessungen oder andere empfangene Signalparameter von Nutzerterminals in Kommunikationssignalen.
Diese Information kann von den demodulierten Ausgaben von den Datenempfänger 316 durch die Empfangsprozessoren 321 abgeleitet werden. Alternativ kann diese Information detektiert werden als bei vordefinierten Stellen in den Signalen auftretend, die durch den Steuerprozessor 320 oder die Empfangsprozessoren 321 überwacht und an den Steuerprozessor 320 transferiert werden. Der Steuerprozessor 320 nutzt diese Information zum Steuern des Timings und der Frequenz von Signalen die gesendet und verarbeitet werden, unter Verwendung von Sendeleistungs-Controllern 328, und dem Analog-Sender 338.
V. Satellitenstrahlmuster
Im Allgemeinen decken die Strahlen von den Satelliten 116 und 118 unterschiedliche geografische Gebiete mit vorbestimmten Strahlmustern ab. Die Satellitenstrahlen werden beispielsweise gebildet durch eine strahlformende Antenne mit einem Phasen-Array, wie einem Fachmann auf dem relevanten Gebiet der Technik klar wäre. 4 stellt ein exemplarisches Satellitenstrahlmuster dar, auch bekannt als ein Fußabdruck bzw. eine Ausleuchtzone. Wie in 4 gezeigt, beinhaltet die exemplarische Satellitenausleuchtzone 400 sechzehn Strahlen 401–416. Spezieller beinhaltet die Satellitenausleuchtzone 400 einen inneren Strahl (Strahl 401), mittlere Strahlen (Strahlen 402–407) und äußere Strahlen (Strahlen 408–416). Jeder Strahl 401–416 deckt ein spezielles geografisches Gebiet ab bzw. versorgt dieses obwohl es für gewöhnlich eine gewisse Strahlüberlappung bzw. -überdeckung gibt. Diese speziellen geografischen Gebiete können einen Durchmesser von mehreren hundert Meilen besitzen. Zusätzlich können Strahlen bei unterschiedlichen Frequenzen, auch bezeichnet als FDM Kanäle, CDM oder CDMA Kanäle oder „Sub-Strahlen" dirigiert werden um die gleiche Region zu überdecken. Die Strahlabdeckung oder die Versorgungsgebiete für mehrere Satelliten können so ausgelegt sein, dass sich in einer bestimmten Region vollständig oder teilweise überdecken abhängig von dem Kommunikationssystem-Design und der Dienstart, die angeboten wird, und ob Raum-Diversität erreicht worden ist.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden verschiedene Strahlmuster für die Vorwärts- und Rückwärtskommunikationsverbindungen eingesetzt. Exemplarische alternative Vorwärts- und Rückwärtsverbindungsstrahlmuster sind dargestellt z. B. in der U.S. Patentanmeldung mit der Seriennummer 08/723,723 mit dem Titel „Ambiguity Resolution for Ambiguous Position Solutions Using Satellite Beams", eingereicht am 30. September 1996, jetzt erteilt. Die Strahlmuster von den Vorwärts- und Rückwärtskommunikationsverbindungen können jedoch die gleichen sein, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen.
VI. Bevorzugte Ausführungsbeispiele
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist unten im Detail erörtert. Obwohl spezielle Schritte, Konfigurationen und Anordnungen erörtert werden, sollte klar sein, dass dies nur zum Zwecke der Darstellung gemacht wird. Ein Fachmann auf dem relevanten Gebiet der Technik wird erkennen, dass andere Schritte, Konfigurationen und Anordnungen genutzt werden können ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen. Die Erfindung könnte Anwendung finden in einer Vielzahl von drahtlosen Informations- und Kommunikationssystemen, einschließlich jenen die zur Positionsbestimmung gedacht sind.
Wie oben erörtert gibt es einen Bedarf für ein System oder eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Reduzieren der Anzahl von Paging-Kanälen, die genutzt werden zum Rufen von Nutzerterminals oder einer ähnlichen Vorrichtung. Paging-Kanäle werden genutzt zum Senden von Information an ein Nutzerterminal, das nicht in einer Kommunikationssitzung ist. Z. B. werden Paging-Kanäle häufig durch das Gateway 122 auf der Vorwärtsverbindung 160, 162 genutzt zum Herstellen einer Kommunikationsverbindung, zum Benachrichtigen des Nutzerterminals 124, das ein Anruf eingeht, um einen Nutzerterminal zu antworten, das versucht auf das System zuzugreifen und für eine Registrierung von dem Nutzerterminal 124. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden die Paging-Kanäle zum Senden einer Positionsaktualisierungsanfragenachricht von dem Gateway 122 an das Nutzerterminal 124 genutzt.
Das erfinderische Verfahren und System zum Reduzieren der Anzahl von Paging-Kanälen die genutzt werden zum Rufen eines Nutzerterminals ist hierin mit Bezug auf die 5A, 5B, 6A und 6B beschrieben. 5A stehlt die Strahlabdeckungsgebiete der Satelliten 116 und 530 zu einer Zeit t₂ dar. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel bewegen sich die Satelliten 116 und 530 auf einer eingeteilten bzw. geplanten Grundlage und beleuchten unterschiedliche Regionen auf der Oberfläche von der Erde zu unterschiedlichen Zeitpunkten. Spezieller, in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Satelliten 116 und 530 zwei Satelliten von einem Vielfach-Satelliten-System, wobei die Satelliten derart umlaufen, dass sie mit Bezug auf einen Punkt auf der Oberfläche von der Erde nicht stationär sind. Das Ausführungsbeispiel ist auch nützlich bei einem geosynchronen Satellitenkommunikationssystem, bei dem die Satelliten unbegrenzt die im Wesentlichen gleichen geografischen Regionen abdecken.
Es wird angenommen, dass das Gateway 122 mit dem Nutzerterminal 124 zu einer Zeit t₁ kommuniziert hatte und dadurch die Position von dem Nutzerterminal 124 zur Zeit t₁ kennt. Wie das Gateway 122 die Position von dem Nutzerterminal 124 zur Zeit t₁ bestimmt hatte wird unten detaillierter erörtert. Jetzt wird angenommen, dass das Gateway 122 das Nutzerterminal 124 zu einer Zeit t₂ rufen muss, wobei die Zeit t₂ zeitlich später als die Zeit t₁ ist. Der Grund für den Ruf kann irgendeine von den Nutzungen sein, die oben erörtert worden sind, und zwar einschließlich um das Nutzerterminal 124 darüber zu informieren, dass ein Anruf eingeht oder von dem Nutzerterminal 124 eine Positionsaktualisierung anzufordern. Wie oben erörtert würde in einem herkömmlichen Satellitenkommunikationssystem das Gateway 122 Flut-Rufen bzw. Flood Page durch Senden eines Rufs über viele, möglicherweise alle, von seinen Paging-Kanälen, weil es die Position von dem Nutzerterminal 124 zur Zeit t₂ nicht kennt. Das heißt ein Ruf wird auf einer bestimmten Frequenz auf einem Kanal, auf allen Strahlen von allen Satelliten (die das Nutzerterminal versorgen) gesendet, basierend auf der Erkenntnis, welche FDMA Kanäle ein Nutzerterminal abhört oder welchen es zuhört. Das bevorzugte Ausführungsbeispiel vermeidet dieses Flut-Paging durch Ziehen eines Vorteils daraus, dass das Gateway 122 Kenntnis von der Position von dem Nutzerterminal 124 zu einem vorhergehenden Zeitpunkt, der Zeit t₁ besitzt. Bevor weitere Details von den vorliegenden Ausführungsbeispielen erörtert werden, folgt unten eine kurze Erörterung darüber, wie das Gateway 122 die Position von dem Nutzerterminal 124 zu der Zeit t₁ bestimmt haben könnte.
Das Gateway 122 könnte die Position von dem Nutzerterminal 124 zur Zeit t₁ auf mehrere Arten bestimmt haben. Beispielsweise kann das Gateway 122 die Position von dem Nutzerterminal 124 zur Zeit t₁ basierend auf Information berechnet haben, die vom Nutzerterminal 124 an das Gateway 122 gesendet wurde. Diese Information kann von dem Nutzerterminal 124 an das Gateway 122 beispielsweise gesendet worden sein, als sich das Nutzerterminal 122 (der Übersetzer: 124) bei dem Gateway 122 registriert hat, als das Nutzerterminal 122 (der Übersetzer 124) versucht hat einen Anruf zu initiieren, und ähnlichem. Beispiele von Systeme und Verfahren die genutzt werden können zum Bestimmen der Position eines Nutzerterminals sind offenbart in dem U.S. Patent Nr. 5,126,748 , erteilt am 30. Juni 1992, mit dem Titel „Dual Satellite Navigation System And Method", der U.S. Patentanmeldung mit der Nummer 08/732,725 eingereicht am 23. Juni 1998 mit dem Titel „Unambiguous Position Determination Using Two Low-Earth Orbit Satellites", der U.S. Patentanmeldung mit der Nr. 08/732,722 eingereicht am 30. September, 1996 mit dem Titel „Passive Position Determination Using Two Low-Earth Orbit Satellites" und der U.S. Patentanmeldung mit der Nummer 08/723,751 eingereicht am 30. September 1996 mit dem Titel „Position Determination Using One Low-Earth Orbit Satellite", von denen jede an den Rechteinhaber der vorliegenden Erfindung übertragen worden ist. Diese Patente und Anwendungen erörtern die Bestimmung der Position von einem Nutzerterminal unter Verwendung von Information wie beispielsweise von Charakteristika von Kommunikationssignalen, die gesendet werden an und von dem Nutzerterminal und bekannten Positionen und Geschwindigkeiten von Satelliten. Es wird bemerkt, dass der Ausdruck „Position" und „Aufenthaltsort" hierin austauschbar verwendet werden.
Alternativ kann das Nutzerterminal 124 seine Position zur Zeit t₁ an das Gateway 122 geliefert haben. Das Nutzerterminal 124 kann irgendein verfügbares Verfahren zum Bestimmen seiner Position zur Zeit t₁ genutzt haben. In einem Ausführungsbeispiel beinhaltet das Nutzerterminal 124 einen Empfänger für globale Positionierungssatelliten (Global Positioning Satellite = GPS), welcher auf dem Gebiet der Technik wohl bekannt ist. Unter Verwendung des GPS Empfängers, kann das Nutzerterminal 124 seine Position bestimmen und sie an das Gateway 122 weiterleiten. Das Nutzerterminal 124 kann seine Position auch bestimmt haben unter Verwendung irgendeines anderen Systems oder Verfahrens wie beispielsweise eines herkömmlichen LORANC Systems. Das Nutzerterminal 124 kann die Positionsinformation an das Gateway 122 weiterleiten als eine Zugangsprobe auf einem Zugangskanal, eingebettet innerhalb anderer Signale oder als ein separates Signal. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel leitet das Nutzerterminal 124 die Positionsinformation in der gleichen Zugangsprobe weiter, die den Empfang von dem Ruf bzw. Page bestätigt. Die folgenden Merkmale von dem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind anwendbar unabhängig davon wie das Gateway 122 Kenntnis erlangt von der Position von dem Nutzerterminal 124 zur Zeit t₁.
Wiederum Bezug nehmend auf 5A zeigen Ausleuchtzonen 400 und 500 die Strahlabdeckungsgebiete entsprechend von den Satelliten 116 und 530 und zwar zur Zeit t₂. Die Ausleuchtzone 400 beinhaltet sechzehn Strahlen 401–416, wie oben erörtert und die Ausleuchtzone 500 beinhaltet sechzehn Strahlen 501–516. Der klareren Darstellung wegen, sind Teile von der Ausleuchtzone 500, die die Ausleuchtzone 400 überlappen als gepunktete Linien gezeigt. Die Position 520 (durch ein „X" bezeichnet) ist die Position von dem Nutzerterminal 124 zur Zeit t₁. Wie oben erörtert besitzt das Gateway 122 Kenntnis von der Position t₁.
Wie in 5A gezeigt, ist zur Zeit t₂ die Position 520 innerhalb des Strahlabdeckungsgebiets von sowohl dem Strahl 406 (von dem Satelliten 116) als auch dem Strahl 511 (von dem Satelliten 530). Durch Zeigen von lediglich der Strahlen 406, 511 und 503 macht dies 5B noch deutlicher. Falls die Satelliten 116 und 530 geostationäre Satelliten sind, dann wäre die Abdeckung von den Ausleuchtzonen 400 und 500 zur Zeit t₁ und t₂ im Wesentlichen die gleiche. Falls jedoch die Satelliten 116 und 530 nicht geostationäre Satelliten sind, wie oben erörtert, dann wäre das Abdeckungsgebiet von den Ausleuchtzonen 400 und 500 zur Zeit t₁ anders als in den 5A und 5B gezeigt ist. Ferner, abhängig von der Zeit zwischen der Zeit t₁ und der Zeit t₂, könnten sich die Strahlabdeckungsgebiete vom Satelliten 116 (Ausleuchtzone 400) und dem Satelliten 530 (Ausleuchtzone 500) bei der Position 520 zur Zeit t₁ nicht überdeckt haben.
Die bevorzugten Ausführungsbeispiele ziehen einen Vorteil daraus, dass das Gateway 122 die Position von dem Nutzerterminal 124 zu einem vorhergehenden Zeitpunkt kennt. Spezieller, durch Kenntnis der Position 520 von dem Nutzerterminal 124 zur Zeit t₁ und durch Annehmen, dass das Nutzerterminal 124 in der Zeitperiode zwischen der Zeit t₁ und t₂ nur eine begrenzte Distanz gereist haben könnte, kann das Gateway 122 hypothetisch annehmen, welche Strahlen das Nutzerterminal 124 zur Zeit t₂ abdecken. Z. B. falls die Zeit t₁ eine Stunde vor der Zeit t₂ war, kann ange nommen werden, dass das Nutzerterminal 124 nicht viel weiter als 80 Meilen in irgendeine Richtung von seiner Position zur Zeit t₁ gereist ist. D. h. das Gateway 122 kann annehmen, dass das Nutzerterminal 124 sich zur Zeit t₂ innerhalb eines bestimmten Gebiets befindet, basierend auf einer abgerufenen Position von dem Nutzerterminal 124 zur Zeit t₁. Unter Verwendung einer derartigen Annahme, kann das Gateway 122 hypothetisch annehmen, welche Strahlen das Nutzerterminal 124 zur Zeit t₂ abdecken. Der Strahl bzw. die Strahlen von denen hypothetisch angenommen wird, dass sie das Nutzerterminal 124 zur Zeit t₂ abdecken, sollen hierin bezeichnet werden als erste Gruppe von Strahlen, bezeichnet als g₁. Wie oben erörtert, ist das bevorzugte Ausführungsbeispiel gerichtet auf ein System und Verfahren zum Rufen bzw. Paging des Nutzerterminals 124 über einen einzelnen Kanal von einem einzelnen Strahl. Spezieller, sobald das Gateway 122 die erste Gruppe von Strahlen bestimmt hat, kann das Gateway 122 dann einen stärksten Strahl aus der ersten Gruppe von Strahlen bestimmen. Das Gateway 122 kann dann einen Ruf, oder Page an das Nutzerterminal 124 auf einen Paging-Kanal von dem stärksten Strahl senden.
Aus der Perspektive von dem Nutzerterminal 124, kann die tatsächliche Stärke von einem empfangenen Signal, das über einen Kanal von einem Strahl gesendet wurde, variieren, abhängig davon, wo das Nutzerterminal 124 positioniert ist (innerhalb des Gebiets von dem das Gateway 122 annimmt, dass das Nutzerterminal 124 positioniert ist). Zusätzlich können verschiedene Umweltfaktoren die Leistung von einem Signal während seiner Übertragung von dem Gateway 122 zu dem Nutzerterminal 124 verringern. Somit ist der sogenannte „stärkste Strahl" der durch das Gateway 122 (oder einer Einrichtung in Kommunikation mit dem Gateway 122) bestimmt wurde, tatsächlich ein theoretisch stärkster Strahl relativ zu einer speziellen Position oder einem speziellen Gebiet (z. B. einer abgerufenen Position von dem Nutzerterminal 124). Zum Beispiel ist der theoretisch stärkste Strahl relativ zur Position 520 der Strahl den das Gateway 122 bestimmt als würde er am Wahrscheinlichsten das stärkste Signal an ein Nutzerterminal liefern, das an der Position 520 angeordnet bzw. positioniert ist.
In einem Ausführungsbeispiel sendet das Gateway 122 einen Ruf über einen Paging-Kanal von dem „theoretisch stärksten" Strahl. Falls der Strahl mehrere Paging-Kanäle beinhaltet, dann kann das Gateway 122 bestimmen, welcher Paging-Kanal zu nutzen ist, und zwar basierend auf einer eindeutigen bzw. einzigartigen Identitätsnummer von dem Nutzerterminal 124, wie es auf dem relevanten Gebiet der Technik wohl bekannt ist.
In einem Ausführungsbeispiel bestimmt das Nutzerterminal 124 einen „tatsächlich stärksten" Strahl von den Strahlen, die das Terminal 124 abdecken. Das Nutzerterminal 124 kann dies tun, beispielsweise durch Messen der Signalstärke von Signalen die über Kanäle von unterschiedlichen Strahlen empfangen worden sind. Das Nutzerterminal 124 überwacht dann einen Kanal von dem tatsächlich stärksten Strahl. In einem Ausführungsbeispiel überwacht das Nutzerterminal 124 einen Paging-Kanal, von dem tatsächlich stärksten Strahl, wie unten in der Beschreibung von 7 erörtert wird. Falls der „theoretisch stärkste" Strahl der durch das Gateway 122 bestimmt wurde, der gleiche ist, wie der „tatsächlich stärkste" Strahl der durch das Nutzerterminal 124 bestimmt wurde, dann wird das Nutzerterminal 124 einen Ruf empfangen, der durch das Gateway 122 über einen Paging-Kanal von dem theoretisch stärksten Strahl zur Zeit t₂ gesendet wurde. Und zwar weil das Nutzerterminal 124 den Kanal von dem Strahl überwachen wird, den das Gateway 122 zum Senden des Rufs nutzt. Falls jedoch der theoretisch stärkste Strahl, der durch das Gateway 122 bestimmt wurde, unterschiedlich ist von dem tatsächlich stärksten Strahl, der durch das Nutzerterminal 124 bestimmt wurde, dann wird das Nutzerterminal 124 den zur Zeit t₂ gesendeten Ruf nicht empfangen.
Um die Wahrscheinlichkeit zu erhöhen, das ein theoretisch stärkster Strahl und ein tatsächlich stärkster Strahl der gleiche Strahl sind, kann das Gateway 122 warten, falls notwendig mit dem Senden des Rufs bis ein Strahl theoretisch eine Leistung besitzt, die wenigstens um einen vorherbestimmten Betrag an Leistung höher ist als irgendein anderer Strahl der das Gebiet abdeckt innerhalb dessen, das Gateway 122 annimmt, dass das Nutzerterminal 124 positioniert ist. Speziellere Details von diesem Merkmal sind unten mit Bezug auf die Flussdiagramme in 7A und 8 beschrieben.
In einem anderen Ausführungsbeispiel bestimmen das Gateway 122 und das Nutzerterminal 124 unabhängig einen theoretisch stärksten Strahl. Das Nutzerterminal 124 überwacht kontinuierlich einen Paging-Kanal von dem theoretisch stärksten Strahl, welcher sich im Zeitverlauf ändern kann. Falls das Nutzerterminal 124 und das Gateway 122 identische Algorithmen und identische Variablen (die Werte, die in den Algorithmus eingegeben werden) nutzen, sollte das Nutzerterminal 124 Rufe, die durch das Gateway 122 gesendet wurden, empfangen. Falls jedoch das Nutzerterminal 124 und das Gateway 122 identische Algorithmen, aber unterschiedliche Variablen nutzen, besteht die Möglichkeit, dass das Nutzerterminal 124 und das Gateway 122 unterschiedliche theoretisch stärkste Strahlen bestimmen oder Auswählen werden. Wo das Nutzerterminal 124 und das Gateway 122 identische Algorithmen aber unterschiedliche Variablen nutzen, erhöhen Merkmale von den Ausführungsbeispielen die Wahrscheinlichkeit, dass das Nutzerterminal 124 und das Gateway 122 den gleichen theoretisch stärksten Strahl bestimmen werden. Speziellere Details von diesen Ausführungsbeispielen sind unten mit Bezug auf die Flussdiagramme in den 9 und 10 beschrieben.
A. Das Nutzerterminal überwacht einen Kanal von dem tatsächlich stärksten Strahl
Die 7A und 7B liefern eine Beschreibung auf hoher Ebene von einem Ausführungsbeispiel. Für exemplarische Zwecke, sollte das Verfahren der 7A und 7B mit Bezug auf die 5A, 5B, 6A und 6B beschrieben sein. Die 5A bzw. 5B stellen die Ausleuchtzonen von den Satelliten 116 und 530 zur Zeit t₂ dar. Die 6A bzw. 6B stellen die gleichen Ausleuchtzonen zu einer Zeit t₃ dar, wobei t₃ zeitlich später als t₂ ist. Die Schritte von 7A werden durch das Gateway 122 oder durch eine Einrichtung ausgeführt, die mit dem Gateway 122 in Kommunikationsverbindung steht. Die Schritte von 7B werden durch das Nutzerterminal 124 ausgeführt.
Spezieller werden die Schritte von 7B durch das Nutzerterminal 124 in dem Ausführungsbeispiel durchgeführt, in dem das Nutzerterminal 124 einen Kanal von einem tatsächlich stärksten Strahl überwacht. Im Schritt 724 bestimmt das Nutzerterminal 124 einen tatsächlich stärksten Strahl mit Bezug auf seine aktuelle Position. Das Nutzerterminal 124 kann dies durchführen durch Messen der Signalstärke von Signalen, die über Kanäle von verschiedenen Strahlen empfangen werden, die das Nutzerterminal 124 abdecken. Im Schritt 726 überwacht das Nutzerterminal 124 einen Kanal von dem tatsächlich stärksten Strahl, der im Schritt 724 bestimmt wurde.
Das Nutzerterminal 124 führt diese Schritte kontinuierlich aus, so dass es im Allgemeinen einen Kanal von dem Strahl überwacht, der tatsächlich am Stärksten ist, mit Bezug auf seine aktuelle Position.
Bezug nehmend auf 7A; ruft der erste Schritt der durch das Gateway 122 (oder eine Einheit, die in Kommunikationsverbindung mit dem Gateway 122 ist) ausgeführt wird, Schritt 704, die Position von dem Nutzerterminal 124 zur Zeit t₁ ab. Dies kann erreicht werden durch Ausführen eines Nachschlagens in einer Tabelle, Liste oder Datenbank, die in einer oder mehreren Speicherelementen oder Schaltkreisen gespeichert ist, die genutzt werden zum Speichern von Positionsinformation von den Nutzerterminals zu verschiedenen Zeitpunkten. Die Position von dem Nutzerterminal 124 zur Zeit t₁ soll hierin als abgerufene Position 520 bezeichnet werden. Die abgerufene Position 520 könnte unter Verwendung irgendeines Verfahrens bestimmt worden sein, einschließlich jener, die oben erörtert worden sind.
Im Schritt 706 unter Verwendung der Kenntnis von der Satellitenkonstellation, einschließlich der Strahlabdeckungsgebiete von den Satelliten zu unterschiedlichen Zeitpunkten, wird eine Bestimmung durchgeführt, darüber, welche Strahlen die abgerufene Position 520 zur Zeit t₂ abdecken. Auf die Strahlen, die die abgerufene Position 520 zur Zeit t₂ abdecken, soll hierin Bezug genommen werden, als die erste Gruppe von Strahlen bezeichnet als g₁. Wie oben erörtert, falls die Satellitenkonstellation geosynchron ist, dann würden die gleichen Strahlen die die abgerufene Position 520 zur Zeit t₁ abgedeckt haben, auch die abgerufene Position 520 zur Zeit t₂ abdecken. Falls die Satellitenkonstellation nicht geosynchron ist, dann würden unterschiedliche Strahlen wahrscheinlich die abgerufene Position 520 zur Zeit t₂ abdecken, und zwar im Vergleich zu der Zeit t₁ (außer die Periode zwischen der Zeit t₂ und der Zeit t₁ ist kurz, z. B. einige wenige Sekunden oder solang um einen vollständigen Umlauf durch den Satelliten zu erlauben).
Die erste Gruppe von Strahlen kann aus einem Strahl oder mehreren Strahlen bestehen. Zusätzlich kann die erste Gruppe von Strahlen durch den gleichen Satelliten oder durch mehrere Satelliten erzeugt werden. Z. B. kann die erste Gruppe von Strahlen zwei Strahlen von dem gleichen Satelliten beinhalten, falls die abgerufen Position 520 an dem Rand von zwei Strahlen, die durch den gleichen Satelliten erzeugt wer den, angeordnet ist. Ferner, falls die Ausleuchtzonen von unterschiedlichen Satelliten sich überdecken, wie sie es in den 5A und 5B tun, kann die erste Gruppe von Strahlen, Strahlen beinhalten, die durch unterschiedliche Satelliten erzeugt worden sind. Für das Beispiel von den 5A und 5B beinhaltet die erste Gruppe den Strahl 406 (erzeugt durch den Satelliten 116) und den Strahl 511 (erzeugt durch den Satelliten 530).
Im Schritt 708, sobald bestimmt worden ist, welche Strahlen die abgerufene Position 520 zur Zeit t₂ abdecken (d. h. die erste Gruppe von Strahlen bestimmt ist) bestimmt das Gateway 122 einen stärksten Strahl von der ersten Gruppe von Strahlen.
In einem Ausführungsbeispiel ist der bestimmte stärkste Strahl der Strahl, der theoretisch eine höchste Leistung relativ zu der abgerufenen Position 520 zur Zeit t₂ besitzt. 5B stellt die theoretischen relativen Leistungen von den Strahlen 506 und 511 dar. Es ist zu sehen, dass die Signalleistung von einem Strahl im Zentrum von einem Strahl am Stärksten ist, und am Rand von einem Strahl am Schwächsten ist. Typischerweise ist die Signalleistung am Rand von jedem Strahl ungefähr 3 dB weniger (die Hälfte der Leistung) als die Leistung im Zentrum von jedem Strahl. Bezug nehmend auf 5B ist der Strahl 406 der theoretisch stärkste Strahl von der ersten Gruppe von Strahlen und zwar mit Bezug auf die abgerufene Position 520. Spezieller, mit Bezug auf die Position 520 besitzt der Strahl 406 theoretisch eine Leistung die um 2,5 dB höher ist als die vom Strahl 511 (die Differenz zwischen 2,0 dB und –4,5 dB).
Ein Ruf bzw. ein Page kann dann über einen Kanal von dem im Schritt 708 bestimmten stärksten Strahl gesendet werden. Falls jedoch dieser stärkste Strahl beispielsweise nur 2 dB stärker als der nächststärkste Strahl ist, dann gibt es eine relativ hohe Wahrscheinlichkeit, dass ein Nutzerterminal 124 (welches den Strahl überwacht, der tatsächlich an seiner aktuellen Position am stärksten ist) einen Kanal von dem im Schritt 708 bestimmten theoretisch stärksten Strahl nicht überwacht. Und zwar weil ein anderer Strahl eine höhere Leistung als der theoretisch stärkste Strahl haben kann, mit Bezug auf die tatsächliche Position von dem Nutzerterminal 124 zur Zeit t₂. Wenn Strahlen von mehreren Satelliten betrachtet werden, können verschiedene Umweltfaktoren die die Leistung von einem Signal während seiner Übertragung von dem Gateway 122 zu dem Nutzerterminal 124 abschwächen, bewirken, dass der „theoretisch stärkste" Strahl von einem Satelliten für eine spezielle Position verschieden ist von dem „tatsächlich stärksten" Strahl der für jene spezielle Position (von einem anderen Satelliten) empfangen wird. Das Ausführungsbeispiel kann zusätzliche Merkmale beinhalten zum Erhöhen der Wahrscheinlichkeit, dass das Gateway 122 einen Ruf über den Kanal sendet, den das Nutzerterminal 124 überwacht. Spezieller, wird im Schritt 710 eine Bestimmung durchgeführt, ob oder ob nicht der im Schritt 708 bestimmte stärkste Strahl theoretisch eine Leistung besitzt, die wenigstens einen vorher bestimmten Betrag an Leistung höher ist als eine Schwelle, die im Allgemeinen als die Leistung von jedem anderen Strahl von der ersten Gruppe von Strahlen relativ zu der abgerufenen Position 520 eingestellt bzw. festgelegt wird. Dieser Schritt kann erreicht werden durch Bestimmen der theoretischen Leistung, relativ zu der abgerufenen Position 520 für jeden Strahl von der ersten Gruppe von Strahlen.
Angenommen wird, dass diese Schwelle des vorher bestimmten Betrags an Leistung beispielsweise 3 dB ist. D. h. falls der im Schritt 708 bestimmte stärkste Strahl theoretisch wenigstens 3 dB stärker als die theoretische Leistung von jedem anderen Strahl von der ersten Gruppe von Strahlen ist, dann ist die Wahrscheinlichkeit hoch, dass das Nutzerterminal 124 auf den im Schritt 708 bestimmten theoretisch stärksten Strahl horcht. Dementsprechend, falls die Antwort auf Schritt 710 JA ist, dann wird im Schritt 712 ein Ruf von dem Gateway 122 an das Nutzerterminal 124 gesendet und zwar auf dem Paging-Kanal von dem im Schritt 708 bestimmten stärksten Strahl.
Wie oben erörtert, ist die Signalstärke oder Leistung von dem stärksten Strahl 406 theoretisch nur 2,5 dB stärker als der Strahl 511 und zwar mit Bezug auf die abgerufene Position 520 zur Zeit t₂. Somit ist für dieses Beispiel, die im Schritt 710 erlangte Antwort NEIN.
Falls die Antwort im Schritt 710 NEIN ist, dann wird eine Zeit t₃ im Schritt 714 bestimmt. Die Zeit t₃ ist ein zukünftiger Zeitpunkt (zeitlich später als t₂), bei dem ein Strahl, der die abgerufene Position 520 abdeckt theoretisch eine Leistung besitzen wird, die wenigstens um den vorherbestimmten Betrag an Leistung höher (für dieses Beispiel 3 dB) ist, als irgendein anderer Strahl, der die abgerufene Position 520 abdeckt. In einem Ausführungsbeispiel wird dieser eine Strahl aus der ersten Gruppe von Strahlen ausgewählt, die den im Schritt 708 bestimmten stärksten Strahl beinhaltet. in einem anderen Ausführungsbeispiel wird dieser eine Strahl von irgendeinem von der gesamten Zahl von 'm' Strahlen ausgewählt, die durch alle Satelliten von dem Kommunikationssystem 100 erzeugt werden. Durch Warten bis ein Strahl eine Leistung besitzt, die theoretisch um den vorherbestimmten Betrag an Leistung höher ist als von jedem anderen Strahl der die abgerufene Position abdeckt, wird die Wahrscheinlichkeit erhöht, dass das Nutzerterminal 124 tatsächlich einen Kanal von jenem einen Strahl überwacht, wenn ein Ruf gesendet wird.
Die Zeit t₃ kann bei dem Gateway 122 oder bei irgendeiner anderen Einrichtung bestimmt werden, die sich in Kommunikationsverbindung mit dem Gateway 122 befindet, wie beispielsweise bei einer oder mehreren zentralen Befehls- oder Steuerzentralen für das Kommunikationssystem 100. Die Zeit t₃ kann bestimmt werden unter Verwendung der Kenntnis von der Satellitenkonstellation, einschließlich der Strahlabdeckungsgebiete von den Satelliten zu unterschiedlichen Zeitpunkten. Die Zeit t₃ könnte beispielsweise bestimmt werden, dadurch das sie gesetzt wird zu t₃ – t₂ = t₂ t₁, Falls zu diesem Zeitpunkt das Paging fehlschlägt, kann man zu einer Zeit t₄ fortschreiten, die auf ähnliche Weise bestimmt wird usw.
Die Abdeckungsgebiete von den Strahlen ändern sich im Zeitverlauf, falls die Satelliten, die die Strahlen senden mit Bezug auf einen Punkt auf der Oberfläche von der Erde nicht stationär sind. Wie oben erwähnt stellen die 6A und 6B die Abdeckungsgebiete von den Strahlen dar, die von dem Satelliten 118 (Ausleuchtzone 400) und dem Satelliten 530 (Ausleuchtzone 500) zu einem zukünftigen Zeitpunkt, der Zeit t₃ gesendet werden. Wenn die 6A und 6B mit den 5A und 5B verglichen werden, ist zu sehen, dass die Ausleuchtzonen 400 und 500 sich mit Bezug auf einander und mit Bezug auf die abgerufene Position 520 bewegen werden. Die 6A und 6B zeigen, dass die Strahlen 406 und 511 immer noch die einzigen Strahlen sein werden, die die abgerufene Position 520 zu der Zeit t₃ abdecken. Es kann jedoch festgestellt werden, dass die abgerufene Position 520 zu der Zeit t₃ näher dem Zentrum von dem Strahl 506 und näher dem Rand von dem Strahl 511 sein wird. Im Speziellen, Bezug nehmend auf die 6B wird der Strahl 406 zu der Zeit t₃ eine Stärke besitzen, die theoretisch um 6 dB (der Differenz zwischen 0 dB und –6 dB) höher ist als vom Strahl 511 und zwar mit Bezug auf die abgerufene Posi tion 520. Somit, zur Zeit t₃ wird der Strahl 406 theoretisch eine Leistung besitzen, die wenigstens um den vorher bestimmten Betrag an Leistung höher (in diesem Beispiel 3 dB) ist, als von irgendeinem anderen Strahl der die abgerufene Position 520 abdeckt. Somit, falls das Gateway 122 bis zur Zeit t₃ wartet, um einen Ruf über einen Kanal von dem Strahl 406 zu senden, wird die Wahrscheinlichkeit erhöht, dass das Nutzerterminal 124 tatsächlich den Kanal vom Strahl 406 überwachen wird.
Dementsprechend, im Schritt 716, wartet das Gateway 122 bis zur Zeit t₃ und sendet einen Ruf an das Nutzerterminal 124 auf einem Paging-Kanal von dem einen Strahl von dem bestimmt wurde, dass er theoretisch eine Leistung oder Signalstärke besitzt, die wenigstens um den vorherbestimmten Betrag höher ist als von irgendeinem anderen Strahl, der die abgerufene Position 520 abdeckt. Für das Beispiel von den 5A, 5B, 6A und 6B sendet das Gateway 122 einen Ruf über einen Kanal von dem Strahl 406 zu einer Zeit t₃.
Es wird bemerkt, dass die Schritte des Sendens eines Rufs von dem Gateway 122 an das Nutzerterminal 124 (Schritte 712 und 716) nicht den Schritt vom Nutzerterminal 124 beinhalten, das den Ruf empfängt. Ferner implizieren die Schritte 712 und 716 nicht, dass das Nutzerterminal 124 definitiv innerhalb einer geografischen Region angeordnet ist, wo es geeignet ist, den Ruf zu empfangen (d. h. das Paging-Signal kann außerhalb der Reichweite von dem Nutzerterminal sein). Was in den Schritten 712 und 716 stattfindet, ist dass das Gateway 122 einen Ruf über einen Kanal von einem Strahl sendet, von dem das Gateway 122 hypothetisch annimmt, dass das Nutzerterminal 124 ihn überwacht. Somit weist das Gateway 122 nicht ob, oder ob nicht, das Nutzerterminal 124 den Ruf empfangen hat, bis das Nutzerterminal 124 eine Nachricht an das Gateway 122 sendet, den Empfang von den Ruf bestätigend.
Es wird auch bemerkt, dass die Schwelle des vorher bestimmten Betrags an Leistung einen Wert besitzen kann, der von 3 dB verschieden ist, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen. Alternative und detailliertere Schritte von dem Verfahren von 7 sind mit Bezug auf 8 beschrieben. Wie oben erwähnt, kann die erste Gruppe von Strahlen mit Bezug auf ein Gebiet bestimmt werden, das die abgerufene Position 520 umgibt, und zwar statt mit Bezug nur auf die abgerufene Position 520 bestimmt zu werden. Dies wird in den Schritten 805 und 806 dargestellt, welche ausgedehnter darlegen, wie die erste Gruppe von Strahlen (g₁) bestimmt wird. Das Verfahren von 8 wird unten mit Bezug auf die 5A, 5B, 6A und 6B beschrieben. Der erste Schritte 804 ruft die Position von dem Nutzerterminal 124 zu einer Zeit t₁ ab. Dies ist das gleiche wie im Schritt 704.
Die Schritte 805 und 806 erweitern wie die erste Gruppe von Strahlen (g₁) im Schritt 706 bestimmt wird. Im Schritt 805 wird ein Gebiet 522 bestimmt, und zwar basierend auf der abgerufenen Position 520. Dieses Gebiet 522 repräsentiert eine geografische Region innerhalb der das Nutzerterminal 124 zur Zeit t₂ wahrscheinlich lokalisiert ist. Das Gebiet 522 kann einen definierten Radius 524 besitzen, der von der abgerufenen Position 520 ausgeht. Der Radius 524 kann einen festen vorherbestimmten Wert, wie beispielsweise 100 Meilen besitzen. Alternativ kann der Radius 524 eine Funktion von der Zeitperiode zwischen der Zeit t₁ und der Zeit t₂ sein. Ein beispielhafter Algorithmus zum Bestimmen des Radius 524 ist: R = (t2 – t1) × Dwobei

R: der Radius 524 ist;
t₂ – t₁: die Zeitperiode (in Stunden) ist, seit dem das Nutzerterminal 124 an der ersten Position 520 lokalisiert worden ist; und
D: die maximale Distanz ist, von der angenommen wird, dass das Nutzerterminal 124 in einer Stunde reisen konnte (z. B. mit einer Geschwindigkeit von 60 Meilen pro Stunde).

Unter Verwendung dieses beispielhaften Algorithmus, falls die Zeitperiode zwischen der Zeit t₁ und der Zeit t₂ zwei Stunden ist, und von D angenommen wird, dass es 60 Meilen in einer Stunde ist, dann ist R 120 Meilen. Natürlich kann D einen anderen vorherbestimmten Wert besitzen oder kann speziell für jedes Nutzerterminal sein, wie Fachleuten auf dem Gebiet der Technik klar wäre.
Nachdem das Gebiet 522 bestimmt worden ist, werden im Schritt 806 Strahlen ausgewählt oder bestimmt, die ein Abdeckungsgebiet besitzen, das alle Positionen innerhalb des Gebiets 522 zu der Zeit t₂ abdecken. Wie oben erörtert, wird dies be stimmt unter Verwendung der Kenntnis von der Satellitenkonstellation, einschließlich der Strahlabdeckungsgebiete von den Satelliten zu unterschiedlichen Zeitpunkten. Diese Strahlen sollen als die erste Gruppe von Strahlen (g₁) bezeichnet werden. Die erste Gruppe von Strahlen repräsentiert jene Strahlen, die zum Rufen des Nutzerterminals 124 an irgendeiner Position innerhalb des Gebiets 522 genutzt werden können. Für das Beispiel der 5A und 5B beinhaltet die erste Gruppe von Strahlen nur den Strahl 406. Obwohl sogar die Strahlen 503 und 511 auch die abgerufene Position 520 abdecken, decken sie nicht alle Positionen innerhalb des Gebiets 522 ab. Wie oben erörtert, repräsentiert das Gebiet 522 eine geografische Region, innerhalb der es wahrscheinlich ist, dass das Nutzerterminal 124 zu der Zeit t₂ lokalisiert ist. Positionen 526 und 528 sind zwei von der unbestimmten Anzahl von Positionen innerhalb des Gebiets 522. Wie von 5B zu sehen ist, deckt nur der Strahl 406 beide Positionen 526 und 528 ab. Im Gegensatz dazu decken die Strahlen 511 und 503 jeweils nur eine von den zwei Positionen 526 und 528 ab (d. h. der Strahl 511 deckt nur die Position 526 ab und der Strahl 503 deckt nur die Position 528 ab). Somit, falls ein Kanal von dem Strahl 511 genutzt würde, zum Rufen des Nutzerterminals 124, würde das Nutzerterminal 124 den Ruf nicht empfangen, falls es an der Position 528 angeordnet wäre.
Sobald die erste Gruppe von Strahlen bestimmt worden ist, bestimmt das Gateway 122 einen stärksten Strahl von der ersten Gruppe von Strahlen und zwar im Schritt 808. In einem Ausführungsbeispiel ist der bestimmte stärkste Strahl der Strahl, der theoretisch eine höchste Leistung relativ zu einer Mehrzahl von Positionen innerhalb des Gebiets 522 zu der Zeit t₂ besitzt. Die 5B illustriert die theoretischen relativen Leistungen von den Strahlen 406, 503 und 511. Bezug nehmend auf 5B besitzt der Strahl 406 die höchste Leistung relativ zu einer Mehrzahl von Positionen (tatsächlich aller Positionen) innerhalb des Gebiets 522 zu der Zeit t₂.
Im Schritt 809 wird eine zweite Gruppe (g₂) von Strahlen bestimmt. Diese zweite Gruppe beinhaltet alle Strahlen, die ein Abdeckungsgebiet besitzen, das „jedwelche Position" innerhalb des Gebiets 522 abdeckt. Mit anderen Worten, beinhaltet die zweite Gruppe von Strahlen jedwelchen Strahl der ein Abdeckungsgebiet besitzt, das wenigstens einen Teil von dem Gebiet 522 überdeckt (oder schneidet). Diese Gruppe repräsentiert jene Strahlen, die das Nutzerterminal 124 überwachen könnte, falls das Nutzerterminal 124 innerhalb des Gebiets 522, wie angenommen, tatsächlich lokalisiert ist. Bezug nehmend auf die 5A und 5B, beinhaltet die zweite Gruppe von Strahlen, die Strahlen 506, 503 und 511.
Im Schritt 810 wird eine Bestimmung durchgeführt, ob oder ob nicht, der im Schritt 808 bestimmte stärkste Strahl theoretisch eine Leistung besitzt, die wenigstens um einen vorherbestimmten Betrag an Leistung höher ist als von jedem anderen Strahl von der zweiten Gruppe von Strahlen, relativ zu allen Positionen innerhalb des Gebiets 522. Dieser Schritt kann erreicht werden durch Bestimmen der theoretischen Leistung, relativ zu allen Positionen innerhalb des Gebiets 522, und zwar für jeden Strahl von der zweiten Gruppe von Strahlen.
Wiederum wird angenommen, dass der vorherbestimmte Betrag an Leistung 3 oder 4 dB ist. Falls der im Schritt 808 bestimmte stärkste Strahl theoretisch wenigstens um 3 dB stärker ist als die Leistung von jedem anderen Strahl von der zweiten Gruppe von Strahlen für alle Positionen innerhalb des Gebiets 522, dann ist die Wahrscheinlichkeit hoch, dass das Nutzerterminal 124 den im Schritt 808 bestimmten Strahl überwacht. Dementsprechend, falls die Antwort im Schritt 810 JA ist, dann wird im Schritt 812 ein Ruf von dem Gateway 122 an das Nutzerterminal 124 gesendet und zwar auf einem Paging-Kanal von dem im Schritt 808 bestimmten stärksten Strahl.
Für das in 5B gezeigte Beispiel ist der stärkste Strahl 406 nicht theoretisch um wenigstens 3 dB stärker als die Strahlen 503 und 511 für jede Position innerhalb des Gebiets 522. Z. B., an der Position 526, ist der Strahl 406 theoretisch nur 2 dB stärker als der Strahl 511 (die Differenz zwischen –4 dB und –2 dB) zur Zeit t₂. Somit, ist für dieses Beispiel die Antwort im Schritt 810 NEIN.
Es wird bemerkt, dass die Schritte von dem Verfahren von dem bevorzugten Ausführungsbeispielen in einer anderen Reihenfolge durchgeführt und/oder kombiniert werden können, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen. Z. B. können die Schritte 808 und 810 in einen Schritt kombiniert werden. D. h. die im Schritt 806 bestimmte erste Gruppe von Strahlen und die im Schritt 809 bestimmte zweite Gruppe (g₂) von Strahlen können ohne spezielles Bestimmen eines theoretisch stärksten Strahls von der ersten Gruppe von Strahlen bestimmt werden (g₁). Dann, in einem Schritt, der die Schritte 808 und 810 kombiniert, kann eine Bestimmung durchgeführt werden, ob oder ob nicht ein einzelner Strahl, von der ersten Gruppe von Strahlen, theoretisch eine Leistung zur Zeit t₂ besitzt, die wenigstens um einen vorherbestimmten Betrag an Leistung höher ist bei allen Positionen innerhalb des Gebiets 522 als von irgendeinem anderen Strahl von der zweiten Gruppe von Strahlen. Falls ein derartiger einzelner Strahl existiert, dann wird dieser einzelne (stärkste) Strahl genutzt, um das Nutzerterminal 124 im Schritt 812 zu rufen.
Falls die Antwort im Schritt 810 NEIN ist, dann wird eine Zeit t₃ im Schritt 814 bestimmt. Die Zeit t₃ ist eine Zeit, die zeitlich später ist als die Zeit t₂, bei der ein Strahl, der alle Positionen in dem Gebiet 522 abdeckt theoretisch an allen Positionen innerhalb des Gebiets 522 eine Leistung besitzen wird, die um wenigstens den vorherbestimmten Betrag an Leistung höher (beispielsweise 3 dB) als irgendein anderer Strahl ist. Der Schritt 814 ist ähnlich dem Schritt 714, der oben erörtert worden ist, mit der Ausnahme, dass der bestimmte eine Strahl eine theoretische Leistung besitzen muss, die wenigstens um den vorherbestimmten Betrag an Leistung für „alle Positionen" innerhalb des Gebiets 522 höher ist und zwar statt nur bei der abgerufenen Position 520. Speziell Bezug nehmend auf 6B, kann festgestellt werden, dass der Strahl 406 um wenigstens 3 dB stärker als der Strahl 511 sein wird, und zwar mit Bezug auf alle Positionen innerhalb des Gebiets 522 bei der bestimmten Zeit t₃.
Es wird bemerkt, dass falls die Differenz zwischen der Zeit t₂ und t₃ signifikant ist, kann dann das Gebiet 522 erhöht bzw. vergrößert werden, innerhalb dessen angenommen wird, dass das Nutzerterminal 124 angeordnet ist. D. h. es wird angenommen, dass ein Nutzerterminal sich weiter von einer vorher bekannten Position im Zeitverlauf bewegen kann. Dementsprechend nimmt in einem Ausführungsbeispiel die Größe von dem Gebiet 522 zu, wenn die Zeit zwischen t₂ und t₃ zunimmt.
Als nächstes, im Schritt 816 wird ein Ruf von dem Gateway 122 an das Nutzerterminal 124 auf einem Paging-Kanal von dem einen Strahl (bestimmt im Schritt 814) zu der Zeit t₃ gesendet. In einem Ausführungsbeispiel wird dieser eine Strahl von der ersten Gruppe von Strahlen ausgewählt, die den im Schritt 808 bestimmten stärksten Strahl beinhaltet. In einem anderen Ausführungsbeispiel wird dieser eine Strahl von irgendeinem von der gesamten Anzahl von 'm' Strahlen ausgewählt, die erzeugt werden durch alle Satelliten von dem Kommunikationssystem 100. Durch Warten darauf, bis ein Strahl eine Leistung besitzt, die theoretisch um einen vorherbestimmten Betrag an Leistung an allen Positionen innerhalb des Gebiets 522 höher ist, als von irgendeinem anderen Strahl der irgendeine andere Position innerhalb des Gebiets 522 abdeckt, wird die Wahrscheinlichkeit erhöht, dass das Nutzerterminal 124 (unabhängig von seiner Position innerhalb des Gebiets 522) tatsächlich einem Paging-Kanal von jenem einen Strahl überwacht, wenn ein Ruf gesendet wird.
In einem Ausführungsbeispiel, während des in 8 beschriebenen Verfahrens, führt das Nutzerterminal 124 die gleichen Schritte durch, die oben in der Beschreibung von 7B erörtert worden sind. D. h., das Nutzerterminal 124 überwacht kontinuierlich einen Kanal von dem Strahl, der tatsächlich am stärksten mit Bezug auf seine aktuelle Position ist. Falls das Nutzerterminal 124 tatsächlich innerhalb des Gebiets 522 (durch das Gateway 122 im Schritt 805 bestimmt) lokalisiert ist, dann sollte das Nutzerterminal 124 einen Kanal von dem gleichen Strahl überwachen, den das Gateway 122 nutzt, um einen Ruf entweder im Schritt 812 oder 814 zu senden.
In den obigen Ausführungsbeispielen, falls die Zeitperioden über die der Prozess erweitert wird, exzessiv oder unerwünscht lang werden, z. B. t₃ (oder nachfolgende Zeiten) auch fehlschlagen, dann kann das Paging zurückkehren oder wechseln auf die Nutzung von flutartigem Paging oder dem Paging über wenigstens einige Sätze von mehrfachen Kanälen (Strahlen) um Erreichen des bzw. der UT(s) sicherzustellen. Daher wird ein einzelner oder eine reduzierte Anzahl von Kanalrufen, die meiste Zeit genutzt zum Erreichen oder Herstellen von Verbindungen mit den meisten UTs und Mehrfachstrahl-Paging wird nur während eines kleinen Teils der Zeit genutzt, eine deutliche Reduktion der verschwendeten Energie oder Kapazität für Paging erreichend.
B. Nutzerterminal überwacht Paging-Kanäle von einem theoretisch stärksten Strahl
Angenommen wird, dass das Nutzerterminal 124 innerhalb des Abdeckungsgebiets von drei Strahlen zur Zeit t₂ ist. In den oben erörterten Ausführungsbeispielen von der vorliegenden Erfindung, überwacht das Nutzerterminal 124 einen Kanal (z. B. einen Paging-Kanal) von einem Strahl, von dem das Nutzerterminal 124 bestimmt, das er tatsächlich die stärkste Signalleistung liefert. Das Gateway 122 rät, welchen Kanal das Nutzerterminal 124 überwacht und zwar durch Bestimmen theoretischer Leistungen von Strahlen mit Bezug auf Positionen auf der Oberfläche von der Erde.
In alternativen Ausführungsbeispielen führt das Nutzerterminal 124 im wesentlichen den gleichen Algorithmus durch, der durch das Gateway 122 durchgeführt wird. D. h. unter Verwendung der Kenntnis von der Satellitenkonstellation einschließlich der Strahlabdeckungsgebiete von den Satelliten zu unterschiedlichen Zeitpunkten, kann das Nutzerterminal 124 bestimmen, welche Strahlen sein aktuelle Position (oder die abgerufene Position 520) zu der Zeit t₂ abdecken. Das Nutzerterminal 124 kann die Information über die Satellitenkonstellation empfangen durch Überwachen von Kanälen, die derartige Information von Zeit zu Zeit aussenden. In diesen alternativen Ausführungsbeispielen überwacht das Nutzerterminal 124 einen Kanal von einem theoretisch stärksten Strahl, statt dem von einen tatsächlich stärksten Strahl (das muss nicht bedeuten, dass der theoretisch stärkste Strahl notwendigerweise unterschiedlich von dem tatsächlich stärksten Strahl ist). Auf diese Art und Weise, falls das Gateway 122 und das Nutzerterminal 124 bestimmen, dass der gleiche Strahl theoretisch die höchste Leistung besitzt, dann wird das Nutzerterminal 124 einen durch das Gateway 122 gesendeten Ruf empfangen. Dies ist unabhängig davon, welcher Strahl tatsächlich der stärkste Strahl mit Bezug auf eine aktuelle Position von dem Nutzerterminal 124 ist. In einem Ausführungsbeispiel kann das Nutzerterminal 124 den theoretisch stärksten Strahl mit Bezug auf seine aktuelle Position bestimmen. Alternativ, falls das Nutzerterminal 124 nachführt bzw. verfolgt, wann es zuletzt mit dem Gateway 122 kommuniziert hat, dann kann das Nutzerterminal 124 den theoretisch stärksten Strahl mit Bezug auf eine abgerufene Position bestimmen.
Die 9 und 10 sehen eine Beschreibung auf hoher Ebene von den alternativen Ausführungsbeispielen vor. Spezieller beinhalten die 9 und 10 Schritte, die durch das Nutzerterminal 124 an Stelle der Schritte in 7B ausgeführt werden können. Wie es für die Schritte von 7B zutreffend war, können die Schritte von den 9 und 10 durch das Nutzerterminal 124 gleichzeitig ausgeführt werden, mit entweder dem in 7A beschriebenen Verfahren oder dem in 8 beschriebenen Verfahren.
Zuerst Bezug nehmend auf 9, bestimmt im Schritt 904 das Nutzerterminal 124 einen Strahl, der theoretisch die höchste Leistung mit Bezug auf seine aktuelle Position besitzt. Im Schritt 906 überwacht das Nutzerterminal 124 einen Kanal von dem im Schritt 904 bestimmten theoretisch stärksten Strahl. Das Nutzerterminal 124 führt diese Schritte kontinuierlich aus, so dass es immer einen Kanal von dem Strahl überwacht, der mit Bezug auf seine aktuelle Position am theoretisch stärksten ist. Falls das Nutzerterminal 124 sich innerhalb des durch das Gateway 122 im Schritt 805 bestimmten Gebiets 522 befindet, dann sollte das Nutzerterminal 124 einen Rufkanal von dem gleichen Strahl überwachen, den das Gateway 122 zum Senden eines Rufs entweder im Schritt 812 oder 814 nutzt.
Bezug nehmend auf 10, bestimmt im Schritt 1004 das Nutzerterminal 124 einen theoretisch stärksten Strahl mit Bezug auf eine abgerufene Position. In einem Ausführungsbeispiel ist die abgerufene Position die Position an der das Nutzerterminal 124 während seiner letzten Kommunikation mit dem Gateway 122 lokalisiert war. In dem Beispiel von den 5A und 5B, falls das Nutzerterminal 124 zuletzt mit dem Gateway 122 zur Zeit t₁ kommuniziert hat, dann ist die abgerufene Position die Position 520. Im Schritt 1004 überwacht das Nutzerterminal 124 einen Kanal von dem im Schritt 1004 bestimmten theoretisch stärksten Strahl.
In jedem von den oben erörterten Ausführungsbeispielen, falls das Nutzerterminal 124 den Ruf empfängt, sendet es eine Bestätigungsnachricht an das Gateway 122 anzeigend, dass es den Ruf empfangen hat. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel, sendet das Nutzerterminal 124 diese Bestätigungsnachricht als ein Zugangssignal oder eine Zugangsprobe über einen Zugangskanal, der mit einem Paging-Kanal assoziiert ist, über den das Nutzerterminal 124 den Ruf empfangen hat.
Wie oben erörtert, kann das Gateway 122 die Position von dem Nutzerterminal 124 berechnen, basierend entweder auf den Charakteristika von der Bestätigungsnachricht und/oder der Information, die in der Bestätigungsnachricht enthalten war. Sobald das Gateway 122 die Position von dem Nutzerterminal 122 (der Übersetzer: 124) bestimmt hat, kann eine Tabelle oder Datenbank von Information, einschließlich der Positionen von den Nutzerterminals zu unterschiedlichen Zeitpunkten, aktualisiert werden. Ferner, kann die Positionsinformation an eine andere Einheit, wie beispiels weise eine LKW Sendeeinheit (Dispatcher facility) oder einen zentralen System-Controller weitergeleitet werden.
Natürlich könnte der Ruf aus einem anderen Grund gesendet worden sein, als dem Anfragen bzw. Anfordern einer Positionsaktualisierung, wie beispielsweise zum Benachrichtigen des Nutzerterminal 122 darüber, das ein Sprachanruf eingeht. Falls dies der Fall ist, kann, sobald das Gateway 122 eine Bestätigung von dem Nutzerterminal 124 empfängt, das Gateway 122 einen zusätzlichen Ruf senden, welcher das Nutzerterminal 124 instruiert, auf einen speziellen Verkehrskanal zu schalten bzw. zu wechseln um dadurch den Sprachanruf oder eine andere Kommunikation zu empfangen. Ein Fachmann auf dem relevanten Gebiet der Technik wird erkennen, das ein Ruf für andere Zwecke genutzt werden kann, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen.
Die bevorzugten Ausführungsbeispiele können die Anzahl von Paging-Kanälen, die zum Rufen eines Nutzerterminals genutzt werden, reduzieren und zwar um eine Größenordnung oder mehr im Vergleich zu herkömmlichen Flut-Paging-Techniken. Herkömmliche Satellitenkommunikationssysteme rufen häufig ein Nutzerterminal über so viele wie dreißig Paging-Kanäle. Die bevorzugten Ausführungsbeispiele können ein Nutzerterminal unter Verwendung eines einzelnen Kanals rufen. Zusätzlich kann diese Technik die Anzahl von genutzten Paging-Kanälen weiter reduzieren und zwar um einen Faktor von ungefähr 2 oder 3 im Vergleich zu den vorherigen Verbesserungen beim Paging, wie es offenbart ist in „Apparatus And Method For Paging", auf das oben Bezug genommen worden ist.
Die vorhergehende Beschreibung von dem bevorzugten Ausführungsbeispielen ist vorgesehen, um es irgendeinem Fachmann auf dem Gebiet der Technik zu ermöglichen die vorliegende Erfindung nachzuvollziehen oder zu nutzen. Obwohl die Erfindung im Speziellen gezeigt und beschrieben worden ist, mit Bezug auf ihre bevorzugten Ausführungsbeispiele, ist Fachleuten auf dem Gebiet der Technik klar, dass verschiedene Änderungen bezüglich der Form und Details daran durchgeführt werden, können ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen.

Claims

Ein Verfahren zum Senden eines Rufs bzw. Page an ein Nutzerterminal (user terminal) UT (124, 126) in einem Satellitenkommunikationssystem (100), das wenigstens ein Gateway (120, 122) und einen oder mehrere Satelliten (116, 118) besitzt, wobei jeder Satellit (116) eine Vielzahl von Strahlen (140–148) produziert und jeder Strahl eine Vielzahl von Kanälen beinhaltet und wobei die Satelliten (116, 118) eine Gesamtzahl von Strahlen m (140–152) produzieren, gekennzeichnet dadurch, dass das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: a) Abrufen einer Position des UT (124, 126) entsprechend einer bekannten Position des UT zu einer Zeit t₁ (704); b) basierend auf der Position, Bestimmen einer Gruppe g₁ von Strahlen, die die abgerufene Position des UT (124, 126) zu einer Zeit t₂ abdeckt, wobei g₁ < m und t₂ > t₁ ist (704); c) Bestimmen eines stärksten Strahls durch Berechnen der theoretischen Empfangsleistung mit Bezug auf die abgerufene Position und zwar von der Gruppe g₁ von Strahlen zur Zeit t₂, (708); und d) Senden der Page bzw. des Rundrufs von dem Gateway (120, 122) an das UT (124, 126) auf einem Kanal von dem stärksten Strahl (710).
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt c) Bestimmen, welcher Strahl von der Gruppe g₁ von Strahlen eine höchste Leistung, wie durch das Gateway (120, 122) bestimmt, besitzt, und zwar relativ zu der abgerufenen Position zur Zeit t₂, aufweist.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Schritt d) nur durchgeführt wird, falls der stärkste Strahl, wie durch das Gateway (120, 122) bestimmt, eine Leistung besitzt, die wenigstens um einen vorher bestimmten Betrag höher ist, als von jedem anderen Strahl von der Gruppe g₁ von Strahlen relativ zu der abgerufenen Position.
Verfahren nach Anspruch 3, das ferner die folgenden Schritte aufweist: e) Bestimmen einer Zeit t₃, wobei t₃ > t₂ ist, zu der ein Strahl, der die abgerufene Position abdeckt bzw. versorgt, eine Leistung besitzen wird, wie sie durch das Gateway (120, 122) bestimmt, die wenigstens um den vorherbestimmten Betrag an Leistung höher ist, als von jedem anderen Strahl, der die abgerufene Position abdeckt (714); und f) Senden der Page über einen Kanal von dem einen Strahl zur Zeit t₃ (716), wobei die Schritte e) und f) nur durchgeführt werden, falls der stärkste Strahl zur Zeit t₂ nicht eine Leistung besitzt, wie durch das Gateway (120, 122) bestimmt, die wenigstens um den vorherbestimmten Betrag an Leistung höher war, als von jedem anderen Strahl von der Gruppe g₁ von Strahlen.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei der eine Strahl aus der Gruppe g₁ von Strahlen den stärksten Strahl beinhaltend, ausgewählt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei der eine Strahl von jedem von der Gesamtzahl von m Strahlen, die durch den einen oder die mehreren Satelliten (116, 118) erzeugt werden, ausgewählt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Kanal von dem stärksten Strahl einen Rundrufkanal bzw. Paging-Kanal aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt b) Folgendes aufweist: Bestimmen eines Gebiets (805) basierend auf der abgerufenen Position (704, 804) innerhalb dessen von der UT (124, 126) angenommen wird, dass sie zur Zeit t₂ lokalisiert ist; und Bestimmen welcher von der gesamten Zahl von Strahlen m ein Abdeckungsgebiet (806) besitzt, das alle Position innerhalb des Gebiets abdeckt.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Gebiet einen definierten Radius (524) besitzt, der an der abgerufenen Position entspringt und wobei der Schritt b) ferner Folgendes aufweist: Bestimmen einer Zeitperiode zwischen der Zeit t₁ und der Zeit t₂; und Bestimmen des definierten Radius als eine Funktion von der Zeitperiode.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei der Schritt c) Bestimmen (808) aufweist, welcher von der Gruppe g₁ von Strahlen zur Zeit t₂ theoretisch eine höchste Leistung relativ zu einer Vielzahl von Positionen innerhalb des Gebiets besitzt.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei der Schritt c) ferner Folgendes aufweist: Bestimmen einer zweiten Gruppe g₂ von Strahlen (809), wobei g₂ < m ist, die zweite Gruppe g₂ von Strahlen alle Strahlen beinhaltet, die ein Abdeckungsgebiet besitzen, das jede Position innerhalb des Gebiets abdeckt; und Bestimmen, ob oder ob nicht der stärkste Strahl (810) eine Leistung besitzt, wie durch das Gateway (120, 122) bestimmt, die an allen Positionen innerhalb des Gebiets wenigstens um einen vorherbestimmten Betrag an Leistung höher ist, als von jedem anderen Strahl von der zweiten Gruppe g₂ von Strahlen.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei der Schritt d) nur durchgeführt (810) wird, falls ein einzelner Strahl von der Gruppe g₁ von Strahlen eine Leistung besitzt, wie durch das Gateway (120, 122) bestimmt, die an allen Positionen innerhalb des Gebiets wenigstens um den vorher bestimmten Betrag an Leistung höher ist, als von jedem anderen Strahl von der zweiten Gruppe g₂ von Strahlen.
Verfahren nach Anspruch 12, das ferner die folgenden Schritte aufweist: e) Bestimmen zu einer Zeit t₃ (814) wobei t₃ > t₂ ist, zu der ein Strahl der alle Positionen innerhalb des Gebiets abdeckt eine durch das Gateway (120, 122) bestimmte Leistung besitzen wird, die an allen Positionen innerhalb des Gebiets um wenigstens den vorher bestimmten Betrag an Leistung höher ist, als von jedem anderen Strahl, der irgendeine bzw. jede Position innerhalb des Gebiets abdeckt; f) Senden der Page (816) über einen Kanal von dem einen Strahl zur Zeit t₃; und wobei die Schritte e) und f) nur durchgeführt werden, falls der stärkste Strahl zur Zeit t₂ nicht eine durch das Gateway (120, 122) bestimmte Leistung besitzt, die an allen Positionen innerhalb des Gebiets um wenigstens den vorbestimmten Betrag an Leistung höher war, als von jedem anderen Strahl von der zweiten Gruppe g₂ von Strahlen.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei der eine Strahl von der Gruppe g₂ von Strahlen, den stärksten Strahl beinhaltend, ausgewählt wird.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei der eine Strahl von jedem von der Gesamtzahl m von Strahlen ausgewählt wird, die durch den einen oder die mehreren Satelliten (116, 118) erzeugt werden.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei der Kanal von dem einen Strahl einen Paging- bzw. Rundrufkanal aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Schritte a) bis d) durchgeführt werden, durch das Gateway (120, 122) oder eine Anlage, die in Kommunikation mit dem Gateway (120, 122) steht, und wobei die folgenden Schritte durch das UT (124, 126) ausgeführt werden: kontinuierliches Messen der Stärke, im Hinblick auf die Empfangsleistung von jedem von den m Strahlen die das UT (124, 126) abdecken, wobei die Strahlen, die das UT (124, 126) abdecken sich über die Zeit ändern können und wobei die Stärke von jedem von den Strahlen sich über die Zeit ändern kann; kontinuierliches Bestimmen eines gegenwärtig stärksten Strahls (724) im Hinblick auf die Empfangsleistung, von den Strahlen, die das UT (124, 126) abdecken, wobei der gegenwärtig stärkste Strahl sich über die Zeit ändern kann; und kontinuierliches Überwachen eines Kanals von dem gegenwärtig stärksten Strahl (726).
Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Schritte a) bis f) durchgeführt werden durch das Gateway (120, 122) oder eine Anlage, die in Kommunikation mit dem Gateway (120, 122) steht, und wobei die folgenden Schritte durch das UT (124, 126) durchgeführt werden: kontinuierliches Messen einer Stärke, im Hinblick auf die Empfangsleistung, von jedem von den m Strahlen, die das UT (124, 126) abdecken, wobei die Strahlen, die das UT (124, 126) abdecken, sich über die Zeit ändern können, und wobei die Stärke von jedem der Strahlen sich über die Zeit ändern kann; kontinuierliches Bestimmen eines gegenwärtig stärksten Strahls (724), im Hinblick auf die Empfangsleistung, von den Strahlen, die das UT (124, 126) abdecken, wobei der gegenwärtig stärkste Strahl sich über die Zeit ändern kann; und kontinuierliches Überwachen eines Kanals von dem gegenwärtig stärksten Strahl (726).
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Schritte a) bis d) durchgeführt werden an dem Gateway (120, 122) oder einer Anlage, die in Kommunikation mit dem Gateway (120, 122) steht und wobei die folgenden Schritte durch das UT (124, 126) durchgeführt werden: kontinuierliches Bestimmen einer momentanen Position des Nutzerterminals (124, 126) wobei die momentane Position sich über die Zeit ändern kann; kontinuierliches Bestimmen eines theoretisch stärksten Strahls (904) wie durch das UT (124, 126) im Hinblick auf die Empfangsleistung bestimmt wurde, basierend auf der momentanen Position, wobei der theoretisch stärkste Strahl sich über Zeit ändern kann; und kontinuierliches Überwachen eines Kanals von dem theoretisch stärksten Strahl (906).
Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Schritte a) bis f) durchgeführt werden durch das Gateway (120, 122) oder eine Anlage, die sich in Kommunikation mit dem Gateway (120, 122) befindet und wobei die folgenden Schritte durch das UT (124, 126) durchgeführt werden: kontinuierliches Bestimmen einer momentanen Position des Nutzerterminals (124, 126) wobei die momentane Position sich über die Zeit ändern kann; kontinuierliches Bestimmen eines theoretisch stärksten Strahls (904) wie durch das UT (124, 126) im Hinblick auf die Empfangsleistung bestimmt wurde, basierend auf der momentanen Position, wobei der theoretisch stärkste Strahl sich über die Zeit ändern kann; und kontinuierliches Überwachen eines Kanals (906) von dem theoretisch stärksten Strahl.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Schritte a) bis d) durchgeführt werden durch das Gateway oder eine Anlage, die in Kommunikation mit dem Gateway steht und wobei die folgenden Schritte durch das UT (124, 126) zur Zeit t₂ durchgeführt werden: Abrufen einer Position des UT (124, 126) zur Zeit t₁; Bestimmen eines theoretisch stärksten Strahls (904) wie durch das UT (124, 126) im Hinblick auf die Empfangsleistung bestimmt wurde, basierend auf der abgerufenen Position; und Überwachen eines Kanals (906) von dem theoretisch stärksten Strahl zur Zeit t₂.
Eine Vorrichtung (100) zum Senden eines Rufs bzw. Page an ein Nutzerterminal UT, (124, 126) in einem Satellitenkommunikationssystem, das ein Gateway (120, 122) und einen oder mehrere Satelliten (116, 118) besitzt, wobei jeder Satellit (118) eine Vielzahl von Strahlen (140–148) erzeugt und jeder Strahl eine Vielzahl von Kanälen beinhaltet, und wobei der eine oder die mehreren Satelliten (116, 118) eine Gesamtzahl von m Strahlen (140–152) erzeugen, wobei die Vorrichtung Folgendes aufweist: Mittel zum Abrufen einer Position von dem UT (124, 126) wobei die abgerufene Position einer bekannten Position von dem UT (124, 126) zu einer Zeit t₁ entspricht; Mittel zum Bestimmen, basierend auf der Position, einer Gruppe g₁ von Strahlen, die die abgerufene Position von dem UT (124, 126) zu einer Zeit t₂ abdeckt, wobei g₁ < m und t₂ > t₁ ist; Mittel zum Bestimmen eines stärksten Strahls, durch Berechnen der theoretischen Empfangsleistung mit Bezug auf die abgerufene Position, von der Gruppe g₁ von Strahlen zur Zeit t₂; und Mittel zum Senden der Page von dem Gateway (120; 122) an das UT (124, 126) auf einem Kanal von dem stärksten Strahl.
Vorrichtung nach Anspruch 22, wobei der stärkste Strahl ein Strahl von der Gruppe g₁ von Strahlen ist, der eine höchste Leistung besitzt, wie durch das Gateway (120, 122) bestimmt wurde und zwar relativ zu der abgerufenen Position zur Zeit t₂.
Vorrichtung nach Anspruch 23, wobei die Mittel zum Senden der Page nur die Page zur Zeit t₂ senden, falls der stärkste Strahl eine Leistung besitzt, wie durch das Gateway (120, 122) bestimmt, die wenigstens um einen vorherbestimmten Betrag an Leistung höher ist, als von jedem anderen Strahl von der Gruppe g₁ von Strahlen relativ zu der abgerufenen Position.
Vorrichtung nach Anspruch 24, das ferner Folgendes aufweist: Mittel zum Bestimmen einer Zeit t₃ wobei t₃ > t₂ ist, zu der ein Strahl der die abgerufene Position abdeckt eine durch das Gateway (120, 122) bestimmte Leistung besitzen wird, die wenigstens um den vorherbestimmten Betrag an Leistung höher ist, als von jedem anderen Strahl, der die abgerufene Position abdeckt; wobei die Mittel zum Senden der Page, den Page über einen Kanal von dem einen Strahl zur Zeit t₃ senden, falls der stärkste Strahl zur Zeit t₂ nicht eine Leistung besitzt, wie durch das Gateway (120, 122) bestimmt, die wenigstens um den vorherbestimmten Betrag an Leistung höher war, als von jedem anderen Strahl von der Gruppe g₁ von Strahlen.
Vorrichtung nach Anspruch 25, wobei der eine Strahl von der Gruppe g₁ von Strahlen, den stärksten Strahl beinhaltend, ausgewählt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 25, wobei der eine Strahl von jedem von der Gesamtzahl m von Strahlen ausgewählt wird, die durch den einen oder die mehreren Satelliten (116, 118) erzeugt werden.
Vorrichtung nach Anspruch 22, wobei der Kanal von dem stärksten Strahl einen Paging- bzw. Rundruf-Kanal aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 22, wobei die Mittel zum Bestimmen der Gruppe g₁ von Strahlen Folgendes aufweisen: Mittel zum Bestimmen eines Gebiets, basierend auf der abgerufenen Position, innerhalb dessen von dem UT (124, 126) angenommen wird, dass es zu einer Zeit t₂ lokalisiert sei; und Mittel zum Bestimmen welcher von der Gesamtzahl von m Strahlen ein Abdeckungsgebiet besitzt, das alle Positionen innerhalb des Gebiets abdeckt.
Vorrichtung nach Anspruch 29, wobei das Gebiet einen definierten Radius besitzt, der an der abgerufenen Position entspringt, und wobei der definierte Radius eine Funktion von einer Zeitperiode zwischen der Zeit t₁ und der Zeit t₂ ist.
Vorrichtung nach Anspruch 29, wobei der stärkste Strahl ein Strahl von der Gruppe g₁ von Strahlen ist, der eine höchste Leistung besitzt, wie durch das Gateway (120, 122) bestimmt, und zwar relativ zu einer Vielzahl von Positionen innerhalb des Gebiets zur Zeit t₂.
Vorrichtung nach Anspruch 31, das ferner Folgendes aufweist: Mittel zum Bestimmen einer zweiten Gruppe g₂ von Strahlen, wobei g₂ < m ist, wobei die zweite Gruppe g₂ von Strahlen alle Strahlen beinhaltet, die ein Abdeckungsgebiet besitzen, das jede Position innerhalb des Gebiets abdeckt; und Mittel zum Bestimmen, ob oder ob nicht der stärkste Strahl eine Leistung besitzt, wie durch das Gateway (120, 122) bestimmt, die an allen Positionen innerhalb des Gebiets um wenigstens einen vorherbestimmten Betrag einer Leistung höher ist, als von jedem anderen Strahl von der zweiten Gruppe g₂ von Strahlen.
Vorrichtung nach Anspruch 32, wobei die Mittel zum Senden der Page nur den Page zur Zeit t₂ senden, falls der stärkste Strahl zur Zeit t₂ eine Leistung besitzt, wie durch das Gateway (120, 122) bestimmt, die an allen Positionen innerhalb des Gebiets, um wenigstens den vorher bestimmten Betrag an Leistung höher ist, als von jedem anderen Strahl von der zweiten Gruppe g₂ von Strahlen.
Vorrichtung nach Anspruch 33, das ferner Folgendes aufweist: Mittel zum Bestimmen einer Zeit t₃, wobei t₃ > t₂ ist, zu der ein Strahl, der alle Positionen innerhalb des Gebiets abdeckt eine Leistung besitzen wird, wie durch das Gateway (120, 122) bestimmt, die an allen Positionen innerhalb des Gebiets um wenigstens den vorher bestimmten Betrag an Leistung höher ist, als von jedem anderen Strahl, der irgendeine bzw. jede Position innerhalb des Gebiets abdeckt, wobei die Mittel zum Senden der Page, den Page über einen Kanal von dem einen Strahl zur Zeit t₃ senden, falls der stärkste Strahl zur Zeit t₂ nicht eine Leistung besitzt, wie durch das Gateway (120, 122) bestimmt, die an allen Positionen innerhalb des Gebiets wenigstens um den vorherbestimmten Betrag an Leistung höher war, als von jedem anderen Strahl von der zweiten Gruppe g₂ von Strahlen.
Vorrichtung nach Anspruch 34, wobei der eine Strahl von der Gruppe g₁ von Strahlen, den stärksten Strahl beinhaltend, ausgewählt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 34, wobei der eine Strahl von jedem von der Gesamtzahl von m Strahlen ausgewählt wird, die durch den einen oder die mehreren Satelliten (116, 118) erzeugt werden.
Vorrichtung nach Anspruch 34, wobei der Kanal von dem einen Strahl einen Rundruf- bzw. Paging-Kanal aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 22, wobei das UT (124, 126) Folgendes aufweist: Mittel zum kontinuierlichen Messen einer Stärke von jedem von den m Strahlen, die das UT (124, 126) abdecken, wobei die Strahlen die das UT (124, 126) abdecken, sich über die Zeit ändern können, und wobei die Stärke von jedem von den Strahlen sich über die Zeit ändern kann; Mittel zum kontinuierlichen Bestimmen eines gegenwärtig stärksten Strahls im Hinblick auf die Empfangsleistung, von den Strahlen, die das UT (124, 126) abdecken, wobei der gegenwärtig stärkste Strahl sich über die Zeit ändern kann; und Mittel zum kontinuierlichen Überwachen eines Kanals von dem gegenwärtig stärksten Strahl.
Vorrichtung nach Anspruch 34, wobei das UT (124, 126) Folgendes aufweist: Mittel zum kontinuierlichen Messen einer Stärke von jedem von den m Strahlen, die das UT (124, 126) abdecken, wobei die Strahlen, die das UT (124, 126) abdecken, sich über die Zeit ändern können, und wobei die Stärke von jedem von den Strahlen sich über die Zeit ändern kann; Mittel zum kontinuierlichen Bestimmen eines gegenwärtig stärksten Strahls, im Hinblick auf die Empfangsleistung, von den Strahlen die das UT (124, 126) abdecken, wobei der gegenwärtig stärkste Strahl sich über die Zeit ändern kann; und Mittel zum kontinuierlichen Überwachen eines Kanals von dem gegenwärtig stärksten Strahl.
Vorrichtung nach Anspruch 22, wobei das UT (124, 126) Folgendes aufweist: Mittel zum kontinuierlichen Bestimmen einer momentanen Position von dem Nutzerterminal (124, 126), wobei die momentane Position sich über die Zeit ändern kann; Mittel zum kontinuierlichen Bestimmen eines theoretisch stärksten Strahls, wie durch das UT im Hinblick auf die Empfangsleistung bestimmt, basierend auf der momentanen Position, wobei der theoretisch stärkste Strahl sich über die Zeit ändern kann; und Mittel zum kontinuierlichen Überwachen eines Kanals von dem theoretisch stärksten Strahl.
Vorrichtung nach Anspruch 34, wobei das UT (124, 126) Folgendes aufweist: Mittel zum kontinuierlichen Bestimmen einer momentanen Position von dem Nutzerterminal, wobei die momentane Position sich über die Zeit ändern kann; Mittel zum kontinuierlichen Bestimmen eines theoretischen stärksten Strahls, wie durch das UT im Hinblick auf die Empfangsleistung bestimmt, basierend auf der momentanen Position, wobei der theoretisch stärkste Strahl sich über die Zeit ändern kann; und Mittel zum kontinuierlichen Überwachen eines Kanals von dem theoretisch stärksten Strahl.
Vorrichtung nach Anspruch 22, wobei das UT (124, 126) Folgendes aufweist: Mittel zum Abrufen einer vorherigen Position des UT (124, 126); Mittel zum Bestimmen eines theoretisch stärksten Strahls, wie durch das UT im Hinblick auf die Empfangsleistung bestimmt und zwar basierend auf der abgerufenen Position; und Mittel zum Überwachen eines Kanals von dem theoretisch stärksten Strahl.
Vorrichtung nach Anspruch 22, wobei die Vorrichtung ein Gateway (122) ist und die Mittel zum Abrufen, die Mittel zum Bestimmen einer Gruppe und die Mittel zum Bestimmen des stärksten Strahls in dem Gateway (122) vorgesehen sind.
Ein Nutzerterminal zum Empfangen eines Rufs bzw. Page von einem Gateway (122) in einem Satellitenkommunikationssystem (100), das einen oder mehrere Satelliten (116, 118) besitzt, wobei jeder Satellit (116) eine Vielzahl von Strahlen (140–148) erzeugt und jeder Strahl eine Vielzahl von Kanälen beinhaltet und wobei die Satelliten (116, 118) eine Gesamtzahl von Strahlen m (140–152) erzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass das Nutzerterminal (124, 126) Folgendes aufweist: Mittel zum Abrufen einer Position (220) von dem Nutzerterminal entsprechend einer Position bei der das Nutzerterminal (124, 126) zuvor mit dem Gateway (122) kommunizierte; Mittel zum Bestimmen (220) eines theoretisch stärksten Strahls bezüglich der theoretischen empfangenen Leistung mit Bezug auf die abgerufene Position und zwar aus der Vielzahl von Strahlen, wobei sich der theoretisch stärkste Strahl über die Zeit ändern kann; Mittel zum Überwachen (220) eines Kanals von den theoretisch stärksten Strahl; und Mittel zum Empfangen (210–216) des Rufs von dem Gateway (122) auf dem Kanal von dem theoretisch stärksten Strahl.
Ein Verfahren für ein Nutzerterminal zum Empfangen eines Rufs bzw. Page von einem Gateway (122) in einem Satellitenkommunikationssystem (100) das einen oder mehrere Satelliten (116, 118) besitzt, wobei jeder Satellit (116) eine Vielzahl von Strahlen (140–148) erzeugt und jeder Strahl eine Vielzahl von Kanälen beinhaltet und wobei die Satelliten (116, 118) eine Gesamtzahl von Strahlen m (140–152) erzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren an dem Nutzerterminal die folgenden Schritte aufweist: Abrufen einer Position von dem Nutzerterminal entsprechend einer Position bei der das Nutzerterminal (124, 126) mit dem Gateway (122) kommunizierte; Bestimmen (1004) eines theoretisch stärksten Strahls bezüglich der theoretischen empfangenen Leistung mit Bezug auf die abgerufene Position von der Vielzahl von Strahlen, wobei sich der theoretisch stärkste Strahl über die Zeit ändern kann; Überwachen (1006) eines Kanals von dem theoretisch stärksten Strahl; Empfangen des Rufs von dem Gateway (122) auf dem Kanal von dem theoretisch stärksten Strahl.