DE69934816T2

DE69934816T2 - Verfahren und vorrichtung zur kreuzpolarisierten trennung in einem kommunikationssystem

Info

Publication number: DE69934816T2
Application number: DE69934816T
Authority: DE
Inventors: P. Franklin Del Mar ANTONIO; N. Leonard San Diego SCHIFF; G. William Poway AMES
Original assignee: Qualcomm Inc
Current assignee: Qualcomm Inc
Priority date: 1998-11-09
Filing date: 1999-11-09
Publication date: 2007-10-31
Anticipated expiration: 2019-11-10
Also published as: CN1332913A; ES2281202T3; CA2349170A1; JP4409094B2; US6339611B1; JP2002530005A; DE69934816D1; AU760132B2; EP1129529A1; AU2022400A; BR9915144A; WO2000028679A1; EP1129529B1; WO2000028679A8; CN1332913B

Description

Hintergrund
I. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein drahtloses Kommunikationssystem bzw. Nachrichtenübermittlungssystem zum Übertragen von mehreren Kanälen mit Information an Empfänger, die selektiv nur einen Kanal zu einer Zeit demodulieren. Spezieller bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen bzw. Aufbauen oder Beibehalten von Signaldiversität in einem satellitenbasierten Kommunikationssystem, in dem mehrere digitale Modulationskanäle gleichzeitig an Systemnutzer übertragen bzw. gesendet werden, und zwar auf der gleichen Frequenz.
II. Ähnliche Technik
Neue Kommunikationsdienste sind vorgeschlagen worden zum Vorsehen von Dienstarten für Mobildienstnutzer oder Verbraucher, die pro Abruf bzw. pro Anhören zahlen. Eine typische Anwendung, die kürzlich für den Einsatz in den Vereinigten Staaten autorisiert worden ist, ist ein Verbraucherfunkprodukt bzw. Verbraucherradioprodukt, das als digitaler Audiodienst (Digital Audio Service, DAS) oder digitaler Tonrundfunk (Digital Audio Broadcasting, DAB) bezeichnet wird. Diese Dienstart ist gedacht zum Empfangen von einem, von einem Satz mit Kanälen, die Information tragen wie zum Beispiel Nachrichten, Sport, Musik, Wetter oder andere thematische Unterhaltung, die mit hoher Tonqualität präsentiert wird. Der Qualitätspegel der Musik wird im Allgemeinen dargestellt als wäre er der Gleiche wie jener der für optische Speichermedien zu sehen ist, wie zum Beispiel Compact-Discs (audio/optisch), die im Allgemeinen als CDs bezeichnet werden, und zwar obwohl eine Komprimierung von ungefähr 10:1 für gewöhnlich eingesetzt wird. Diese Dienste sind typischerweise geplant, um mit einer Bandbreite von ungefähr 12,5 MHz bei einer Mittenfrequenz von etwas 2,3 GHz (bezeichnet als die Nutzerempfangsfrequenz) betrieben zu werden.
Eine Vielzahl von Kommunikationstechniken sind entwickelt worden zum Transferieren von Information zwischen oder zu einer großen Anzahl von Systemnutzern bei derartigen Frequenzen. Techniken, wie zum Beispiel Zeit-Vielfach-Multiplex (time division multiplexing, TDM), Frequenz-Vielfach-Multiplex (frequency division multiplexing, FDM) und Code-Vielfach-Multiplex-(code division multiplexing, CDM)-Spreizspektrumtechniken. Die Nutzung von CDM ist zum Beispiel dokumentiert in dem U.S. Patent Nr. 4,901,307 mit dem Titel „Spread Spectrum Multiple Access Communication System Using Satellite Or Terrestrial Repeaters" und dem U.S. Patent Nr. 5,691,974 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".
Während Techniken wie zum Beispiel CDM eine relativ hohe Signalverstärkung vorsehen und es erlauben Probleme wie zum Beispiel Mehrwege-Schwund bzw. Mehrwege-Fading einfacher zu überwinden, eliminieren sie derartige Probleme nicht völlig. Deshalb ist es wünschenswert, eine Form von Signaldiversität vorzusehen, um die beeinträchtigenden Effekte von Fading und zusätzliche Probleme, die mit einer relativen Nutzerbewegung assoziiert sind, zu reduzieren. Zusätzlich kann eine Signalblockierung durch fallweise vorhandene Gebäude, Laub (Bäume) oder geografische Faktoren (Berge und Hügel) zu einer ernsthaften Dämpfung oder vollständiger Blockierung von einigen Signalen beitragen, somit einen angemessenen Signalempfang in einigen Situationen verhindern.
Das Problem der Signalblockierung wird zunehmend wichtig, wenn eine lang andauernde Kommunikationsverbindung gewünscht ist. Das heißt, anstelle von relativ kurzen Nachrichten oder Anrufen werden Übertragungen in der Größenordnung von mehreren Minuten oder mehr gewünscht. Zum Beispiel erfordern eine Übertragung von radioähnlichen oder Audioprogrammen über Satelliten oder dedizierte Datenübertragungen mit hohem Volumen, dass der Empfänger ein angemessenes Signal jeweils für viele Minuten oder Stunden hat. Die Signalblockierung, die ausreichend ist, diese Art der Verbindung zu unterbrechen ist sehr schädlich und kann wirtschaftliche Verluste und einen Kundenschwund auf lange Sicht verursachen, wenn die Verbindung Teil einer gebührenpflichtigen Verbindung ist.
Um hohe Qualität und ununterbrochenen Empfang von Signalen sicherzustellen muss irgendeine Art von Signaldiversität genutzt werden. Im Allgemeinen werden drei Arten von Diversität gewöhnlich in Kommunikationssystemen genutzt und zwar sind diese Zeit-, Frequenz- und Raumdiversität. Die Zeitdiversität wird erreicht durch Nutzung von Datenwiederholung und zeitlicher Verschachtelung bzw. zeitlichem Interleaving von Daten oder Signalkomponenten. Eine Art der Frequenzdiversität ist inhärent vorgesehen durch Techniken, wie zum Beispiel CDM bei der die Signalenergie über eine große Bandbreite gespreizt wird. Raum- oder Pfaddiversität wird erreicht durch Vorsehen von mehreren Signalpfaden durch gleichzeitige Verbindungen mit einem mobilen bzw. beweglichen oder entfernten Signalempfänger durch zwei oder mehr Basisstationen für terrestrische Systeme; oder zwei oder mehr Satelliten oder Satellitenstrahlen für weltallbasierte Systeme.
Bei Satellitenkommunikationssystemen wird Raum- oder Pfaddiversität erreicht durch Übertragen, oder Empfangen über mehrere Signalpfade und durch Zulassen, dass ein Signal, das über verschiedene Pfade ankommt separat für jeden Pfad empfangen und verarbeitet wird. Beispiele der Nutzung von Pfaddiversität in Mehrfach-Zugriffs-Kommunikationssystemen sind erläutert in den U.S. Patenten mit den Nrn. 5,101,501 mit dem Titel „Soft Handoff In A CDMA Cellular Telephone System" und 5,109,390 mit dem Titel „Diversity Receiver In A CDMA Cellular Telephone System".
Um eine robuste Signal- oder Raumdiversität vorzusehen, können satellitenbasierte Kommunikationssysteme oder Informationstransferdienste Signale über zwei oder mehr Satelliten jederzeit an einen gewünschten Empfänger transferieren (siehe US-A-5,485,485). Die Signale werden derart codiert, dass sie es einem Nutzerempfänger erlauben zwischen ihnen zu unterscheiden und sie entsprechend zu verarbeiten. Bei TDM Systemen bedeutet das, das Zu weisen unterschiedlicher Zeitschlitze oder Sätzen mit Schlitzen und für CDM Systeme bedeutet dies das Zuweisen verschiedener PN Code-Versätze oder Codes. Unterschiedliche Frequenzen können auch bei einigen Systemen genutzt werden, obwohl dies viel weniger wünschenswert ist. Mehrere Schichten oder Codierniveaus können auch genutzt werden. Im Allgemeinen setzt der Nutzerempfänger dann eine Folge von digitalen Empfängern oder etwas das als ein Rake-Empfänger bezeichnet ist ein, und zwar zum Durchführen des Signalempfangs.
Typische Satellitensysteme können jedoch einen niedrigeren als den gewünschten Abstand bzw. Spielraum (margin) zur Signalseparation besitzen. D.h., außer bestimmte Techniken werden eingesetzt, ist es schwierig eine Separation der Signale beizubehalten, und zwar aufgrund von Pfadvariationen und so fort. Leider erfordern diese Techniken Schaltkreise und Software, was Empfänger teuerer macht, als gewünscht oder praktisch für einige Anwendungen ist, wie zum Beispiel in den Verbraucherprodukten, die zur Nutzung mit den obigen Audiosystemen gedacht sind. Z.B., wenn Empfänger hergestellt werden, zur Nutzung bei mobilen Anwendungen, die pro Anhören bezahlt werden, und zwar im Umfang für einen großen Massenmarkt sind Kosten und Komplexität extrem wichtig. Jede kleine Kostenerhöhung kann die Profitabilität eines Informationsdienstunternehmens stark beeinflussen und die Komplexität kann sowohl Kosten als auch Zuverlässigkeit betreffen.
U.S. Patent Nr. 5,592,471 beschreibt Mobilfunkempfänger in einem Broadcast-System, das mehr als einen Übertragungskanal besitzt, der die gleichen Programme unter Verwendung von Zeitdiversität sendet, um Dienstausfälle während Perioden zu vermeiden, wenn keiner der Kanäle empfangen werden kann.
Was erforderlich ist, ist eine Technik oder eine Vorrichtung, die eine Kommunikationsverbindung mit hoher Qualität beibehält durch Vorsehen oder Verbessern von Signaldiversität während ein günstiger und zuverlässiger Empfänger vorgesehen wird, der für Massenproduktion von Verbraucherelektronik geeignet ist.
Zusammenfassung der Erfindung
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, den Effekt von Signalblockierungen von physikalischen Strukturen zu unterdrücken, und zwar durch geeignete Signaldiversität.
Ein Vorteil der Erfindung ist, dass der Diversitätsempfang beibehalten werden kann, ohne eine Erhöhung der Empfängerkomplexität. Tatsächlich kann ein billigeres HF-Frontend eingesetzt werden, während die gewünschte qualitativ hochwertige Verbindung beibehalten wird.
Die Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden verwirklicht durch Nutzen von mindestens zwei Signalquellen, im Allgemeinen Satelliten, und polarisierter Ausstrahlung zum Transferieren der gewünschten Kommunikationssignale zu Endnutzern, Kunden oder Dienstteilnehmern bzw. Abonnenten. Zwei Polarisationsmodi werden eingesetzt, wobei die bevorzugten Modi linksseitige und rechtsseitige zirkular polarisierte Strahlung bzw. Ausstrahlung sind. Bei einigen Konfigurationen kann jedoch vertikal und horizontal polarisierte Strahlung eingesetzt werden. Die gesamte Zahl von Kanälen kann zwischen den Polarisationsmodi aufgeteilt werden und an Endnutzer transferiert werden, und zwar entweder durch die Nutzung von Polarisationsumschaltung in den Empfängern zum selektiven Umschalten zwischen den Satelliten oder durch Schaltelemente in den Satelliten (Quellen) zum Umschalten zwischen Polarisationsmodi, die zur Übertragung genutzt werden.
Somit sind gemäß ersten und zweiten Aspekten der vorliegenden Erfindung Verfahren vorgesehen zur Isolation von Übertragungen von mehreren Kanälen über Kommunikationssignale von mehreren Signalquellen wie in den Ansprüchen 1 bzw. 2 angegeben.
Gemäß dritten und vierten Aspekten der Erfindung sind Vorrichtungen vorgesehen zur Isolierung von Übertragungen von mehreren Kanälen über Kommunikationssignale von mehreren Signalquellen gemäß den Ansprüchen 11 bzw. 12.
Beschreibung der Zeichnungen
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind beschrieben mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen. In den Zeichnungen zeigen gleiche Bezugszeichen identisch oder funktional ähnliche Elemente und die am meisten links gelegene Stelle eines Bezugszeichens zeigt die Zeichnung an, in der das Bezugszeichen zuerst erscheint. Die Zeichnungen zeigen Folgendes:
1 zeigt ein beispielhaftes drahtsloses Funkinformationssystem, das gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung konstruiert und betrieben wird;
2 zeigt einen beispielhaften Diversitätsmodusempfänger, der in einem Funkempfänger nützlich ist, der in dem System der 1 zu finden ist.
3 zeigt eine beispielhafte Empfänger-herab-Konvertierungsschaltung, die nützlich für den Funkempfänger der 2 ist;
4a zeigt ein beispielhaftes polarisiertes Strahlmuster, das nützlich ist zum Implementieren eines Ausführungsbeispiels der Erfindung in dem System der 1;
4b zeigt ein beispielhaftes alternatives polarisiertes Strahlmuster, das nützlich ist zum Implementieren eines anderen Ausführungsbeispiels der Erfindung in dem System der 1; und
5 zeigt einen beispielhaften Diversitätsmodusempfänger, der in dem System der 1 nützlich ist zum Empfangen der Signale, die in den 4a und 4b gezeigt sind, und zwar gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen
Wie oben erörtert, sind neue digitale Kommunikationsdienste vorgeschlagen worden zum Vorsehen von etwas das als Radio mit CD-Qualtität für Fahrzeuge, einschließlich Automobilen, Lastwägen, Massentransport und Zügen bezeichnet wird. Ein derartiger Dienst ist gedacht zum Vorsehen einer Folge von Informationskanälen, die jeweils mit einem thematischen Motiv betrieben werden. D.h. eine Folge von beispielsweise 12 oder mehr Kanälen mit Musik oder Information wie zum Beispiel Nachrichten, Wetter oder Sport sind vorgesehen, so dass ein Endnutzer von den Kanälen einen wählen kann. Jeder Kanal besitzt dann ein Thema mit Information oder Musikstil, welches die Programmierung bestimmt, die er überträgt.
Um diese Art von Dienst vorzusehen, versprechen neue digitale Kommunikationssysteme und Techniken Kommunikationsverbindungen mit relativ guter Qualität, vorzusehen. Die Nutzung von einem vollständig digitalen Modulations- und Empfangsschema oder -system erlaubt eine maximale Anpassung eines Systemausgangs an die gewünschten digitalen Wellenformen, die für den Empfang mit CD-Qualität genutzt werden. Zusätzlich sollten neuere Kommunikationssysteme übrige verfügbare Kapazität besitzen, die genutzt werden kann zum Übertragen oder zum Vorsehen derartiger Musikdienste mit niedrigeren Kosten als eine komplett neue Infrastruktur zu konstruieren. CDMA-artige Kommunikationssysteme sind ein derartiges neues System, die sich gut eignen würden digitale Signale mit hoher Qualität zu übertragen.
Ein beispielhaftes vorgeschlagenes drahtloses Informations-, Unterhaltungs- oder Kommunikationssystem 100 bei dem die vorliegende Erfindung genutzt werden kann, ist in 1 dargestellt. Das System 100 kann ein Nachrichten- oder Musikprogrammdienst sein, der 10 bis 30 oder mehr oder weniger unterschiedliche Kanäle vorsieht und zwar für System- oder Dienstteilnehmer, Kunden oder Nutzer damit diese aus den Kanälen jederzeit auswählen können. Einige dieser Kanäle können höhere Datenraten als die anderen nach sich ziehen, abhängig von dem vorgesehenen Dienst, da es kein Erfordernis gibt, dass alle Kanäle mit gleichen Raten bzw. Geschwindigkeiten betrieben werden. Eine beispielhafte angenommene Gesamtdatentransferrate bzw. – übertragungsgeschwindigkeit für das System 100 ist in der Größenordnung von 5 Mbps zum Vorsehen von 30 oder 40 Kanälen mit hoher Datenrate, von denen jeder Übertragungsraten von 128 kpbs nutzt. Jeder dieser Kanäle kann je nach Wunsch ferner unterteilt werden zum Vorsehen von Kanälen mit niedrigerer Rate, wie es bekannt wäre.
In 1 nutzt das Kommunikationssystem 100 bekannte Modulationstechniken, wie zum Beispiel TDM oder CDM, zum Vorbereiten und Übertragen von informationstragenden Kommunikationssignalen zu entfernten oder mobilen Systemnutzern. In dem Teil des Kommunikationssystems, der in 1 dargestellt ist, sind eine Basisstation 102 und zwei Satelliten 104 und 106, zusammen mit einem assoziierten Gateway oder Hub 108 gezeigt zum Durchführen von Kommunikationen mit zwei Mobilstationen oder Radios bzw. Funkgeräten 116 und 118 oder anderen derartigen Stationen. Solche Einrichtungen oder Elemente sind im Allgemeinen auf dem Gebiet der Technik wohl bekannt, obwohl sie, wie unten beschrieben, modifiziert werden können, zum Aufnehmen bzw. Beherbergen, der durch die Erfindung vorgesehenen Signale.
Mobile Stationen, Nutzerterminals oder Radios 116 und 118 besitzen jeweils oder weisen jeweils auf einen Drahtlos-Kommunikationssignalempfänger wie er zum Beispiel, typischerweise in einem Fahrzeug oder einem in der Hand zu haltenden Verbraucherfunkprodukt oder -radioprodukt. Hier ist das Nutzerterminal 116 als ein tragbares in der Hand haltbares Funkgerät bzw. Radio dargestellt. Während diese Funkgeräte erörtert werden, als wären sie mobil, ist auch klar, dass die Lehren der Erfindung auf feste bzw. fixierte Einheiten oder andere Arten von Terminals anwendbar sind, bei denen entfernter drahtloser Dienst gewünscht ist, wie zum Beispiel in vielen entfernten Gebieten.
Um die vorliegende Erfindung zu realisieren, werden zwei oder mehrere Satelliten genutzt, um Signale für gewünschte Dienstgebiete bzw. Versorgungsge biete vorzusehen. Wie in 1 gezeigt ist, liefern zwei Satelliten im Sichtbereich der Radios oder Dienstteilnehmer zu jeder Zeit einen minimalen gewünschten Pegel an Raumdiversität. Eine typische Satellitenkonfiguration sieht zwei geosynchrone Satelliten vor, um eine Landmasse der Größe eines Kontinents oder ein gewünschtes geografisches Gebiet (geopolitische Grenze) abzudecken. Zum Beispiel werden typischerweise zwei Satelliten in Erwägung gezogen zum Vorsehen einer Versorgung der Vereinigten Staaten, mit einer Abdeckung, die als CONUS (Continental US bzw. kontinentale Vereinigte Staaten) bezeichnet wird und die bei Elevationen von 80° und 110° positioniert sind. Offensichtlich können unter Berücksichtigung von Kapazität und Systemkosten mehr Satelliten genutzt werden, wie es auf dem Gebiet der Technik klar ist. Bei einigen Systemen könnten LEO oder andere Umlaufbahnen genutzt werden, aber dieser fordert im Allgemeinen entsprechend komplexere Schaltungen zur Umschaltung zwischen Satelliten und ist daher zur Zeit für günstige Verbraucherprodukte nicht vorzuziehen. Die vorliegende Technik ist jedoch nicht auf eine spezielle Auslieferungsplattform beschränkt wie durch das Ausführungsbeispiel klar wird, dass auch terrestrische Basisstationen nutzt, die später unten erörtert werden.
Es ist für dieses Beispiel vorgesehen, dass Satelliten 104 und 106 Strahlen vorsehen, die sich für gewöhnlich überlappende geografische Gebiete abdecken. Es ist unmittelbar klar, dass die Strahlabdeckung oder Versorgungsgebiete für verschiedene Satelliten und Antennemuster für terrestrische Standorte sich vollständig oder teilweise in einem vorgegebenen Gebiet überlappen können, und zwar abhängig von dem Kommunikationssystemdesign und der angebotenen Dienstart. Raumdiversität kann auch zwischen irgendwelchen dieser Kommunikationsgebiete oder Einrichtungen erreicht werden, wie es weiter unten erörtert wird.
In 1 werden einige mögliche Signalpfade für Kommunikationen dargestellt, die zwischen Nutzerfunkgeräten 116 und 118 und der terrestrischen Basisstation 102 oder über Satelliten 104 und 106 zu einem oder mehreren Gateways, Satellitenbasisstationen oder zentralisierten Hubs bzw. Knoten 108 hergestellt werden. Die Basisstations-Nutzerabschnitte von Kommunikationsverbindungen zwischen Basisstation 102 und den Nutzerfunkgeräten 116 und 118 sind durch Linien 120 bzw. 122 dargestellt. Die Satelliten-Nutzerabschnitte von Kommunikationsverbindungen zwischen dem Gateway 108 und den Funkgeräten 116 und 118 über den Satelliten 104 sind durch Linien 124 bzw. 126 dargestellt. Die Satelliten-Nutzerabschnitte von Kommunikationsverbindungen zwischen dem Gateway 108 und den Funkgeräten 116 und 118 über den Satelliten 106 sind durch Linien 128 bzw. 130 dargestellt. Die Gateway-Satellitenabschnitte von diesen Kommunikationsverbindungen sind durch eine Reihe von Linien 132 und 134 dargestellt.
Wie in 1 zu sehen, nutzt das Kommunikationssystem 100 im Allgemeinen einen Systemcontroller oder Steuerzentrale 110 die ein Schaltnetzwerk bzw. Umschaltnetzwerk einsetzt, welches als eine Informationsdienstschaltstelle (information service switching office, ISSO) bezeichnet werden könnte, und zwar zum Kommunizieren mit Basisstationen und Gateways. Die ISSO 110 umfasst typischerweise Schnittstellen- bzw. Interface- und Verarbeitungsschaltkreise zum Vorsehen von systemweiter Steuerung von Zeitsteuerung bzw. timing, Synchronisation, Kanalaufbau bzw. -einstellung und bestimmten Operationen für Gateways oder Basisstationen, einschließlich orthogonaler Codezuweisungen, Zeitschlitzdefinition und Zuweisungen und so fort, wie es bekannt wäre, und zum Steuern von Routing bzw. Leiten von Informationskanälen. Eine Kommunikationsverbindung 112, die die ISSO 110 mit verschiedenen System-Gateways oder Basisstationen verbindet, kann hergestellt werden unter Nutzung bekannter Techniken wie zum Beispiel, aber nicht beschränkt auf, dedizierte Leitungen mit hoher Datenrate, Glasfaserverbindungen oder Mikrowellen oder dedizierte Satelliten-Kommunikationsverbindungen.
Eine Informationserzeugungs- oder Programmsteuerzentrale 114 ist gezeigt, die die zu übertragende bzw. auszusendende Information für die Steuerzentrale 110 vorsieht. Musik oder andere Information kann von verschiedenen anderen bekannten Quellen an der Zentrale 110 erzeugt werden oder auch von entfernt angeordneten ausgehenden Quellen oder Diensten vorgesehen sein, wie zum Beispiel bekannte Radio- oder Netzwerknachrichten oder Finanzinformationsdienste oder Musiksignalerzeugung oder Zusammenstellungsmöglichkeiten oder Studios. Diese Eingabe kann über ein spezialisiertes (hochdatenratiges) geschaltetes Netzwerk oder andere bekannte dedizierte Kommunikationsverbindungen vorgesehen sein. Gateways sind im Allgemeinen direkt mit derartigen Quellen verbunden und benötigen deswegen evtl. nicht die Nutzung von einer ISSO für diese Funktion. Alternativ sind andere Steuer- und Befehlszentralen wie zum Beispiel Bodenbetriebsbefehls- und Steuerzentren, die auch direkt mit Satelliten kommunizieren im Allgemeinen mit den Gateways verbunden. Die unten erörterte Zuweisung von verschiedenen Zeitschlitzen und Kanalsequenzierung wird im Allgemeinen durch die Gateways oder Steuerzentrale 100 gesteuert.
Jeder in 1 gezeigte Satellit ist beaufschlagt mit dem Übertragen von Kanälen mit Information an Teilnehmer bzw. Abonnenten. D.h. die Nutzung der Satelliten oder terrestrischen Basisstationen (unten erörtert) zum Übertragen von mehrkanaligen Kommunikationssignalen, die unter Verwendung bekannter Techniken kanalisiert sind, wie zum Beispiel unter Verwendung von orthogonalen CDM Codes oder TDM Zeitschlitzen wie oben erörtert, zum Vorsehen von unterschiedlicher Information an unterschiedliche Systemnutzer oder Teilnehmer und zwar abhängig davon auf welchen Kanal sie zu der Zeit „eingestellt" sind. Es ist jedoch nicht ausreichend, einfach die gewünschten Signale von den Satelliten abzustrahlen. Um Signale mit hoher Qualität sicherzustellen und um Empfang unter variierenden Bedingungen über lange Perioden sicherzustellen, ist es sehr wünschenswert, wie oben erörtert, Raumdiversität in den Signalen beizubehalten, um sicherzustellen, dass Signalblockierungen und andere Effekte einen adäquaten Empfang nicht verhindern oder ernsthaft beeinflussen, und die Signale für verbesserte Qualität zu kombinieren.
Deshalb werden bei dem satellitenbasierten Kommunikationssystem oder Informationstransferdienst 100 Signale im Allgemeinen über mindestens zwei Satelliten an einen bestimmungsgemäßen Empfangsteilnehmer transferiert.
Signale werden vorbereitet und an die Satelliten gesendet von Satellitenbasisstationen oder Gateways oder bei einigen Konfigurationen durch terrestrische Dienstbasisstationen, und zwar im Wesentlichen gleichzeitig. Die Signale werden wiederum erneut gesendet von jedem der Satelliten und zwar im Wesentlichen gleichzeitig auf der gleichen Frequenz um die Nutzung von räumlicher Diversität zuzulassen. Die Signale werden auf eine Art und Weise codiert, derart, dass es dem Empfänger möglich ist, zwischen ihnen zu unterscheiden und sie entsprechend in dem Empfänger zu verarbeiten. Für TDM Systeme bedeutet dies, das Zuweisen verschiedener Zeitschlitze oder Sätzen mit Schlitzen und für CDM Systeme bedeutet dies Zuweisen unterschiedlicher PN Code-Zeit- oder Phasenversätze oder Codes. CDM Systeme nutzen im Allgemeinen ein Pilotsignal zur Leistungsüberwachung und Demodulation. Unterschiedliche Frequenzen können auch bei einigen Systemen genutzt werden, obwohl dies viel weniger wünschenswert ist. Zusätzliche Codierung, Interleaven bzw. Verschachteln und Verarbeitung der Daten kann je nach Wunsch innerhalb eines Systemdesigns stattfinden unter Verwendung wohlbekannter Techniken.
Typischer Diversitätsmodusempfang wird genutzt zum Empfangen von Signalen von einer oder mehrere Basisstationen. Dies wird erreicht durch Empfangen oder Verarbeiten von Signalen von jeder Quelle (Satelliten oder Basisstationen) in separaten Signalverarbeitungsfingern in einem digitalen „Rake-Empfänger". Die Ausgabe eines entsprechenden digitalen Empfängers für jeden Finger wird dann mit den anderen Ausgaben kombiniert um eine einzelne Ausgabe zur weiteren Decodierung usw. zu bilden und zwar zur Präsentation für einen Endnutzer. Eine bekannte Technik wie zum Beispiel Maximal Ratio Combining bzw. Maximal-Verhältnis-Kombination kann in diesem Prozess eingesetzt werden. Dies ist in 2 gezeigt, wobei eine typische Rake-Empfängerstruktur dargestellt ist. Wenn ein mobiler Empfänger oder ein mobiles Funkgerät von Gebieten entfernt wird, wie von Basisstationen versorgt werden, die von der Art terrestrisch sind, wie zum Beispiel in ländlichen Gebieten weit außerhalb von städtischen Zentren, werden die Signale von Gateways über einem oder mehreren Satelliten empfangen. Wiederum wird ein Rake-Empfänger genutzt zum Verarbeiten dieser Signale, um zu der gewünschten Ausgabe zu kommen.
In 2 besitzt das Funkgerät oder der Empfänger einen Demodulatorteil mit einer Antenne 202 zum Empfangen von Kommunikationssignalen, die mit einem analogen Empfänger 204 verbunden ist, in dem die Signale herabkonvertiert, verstärkt und digitalisiert werden, bevor sie auf eine ZF oder Basisbandfrequenz übersetzt bzw. umgesetzt werden und einer Filterung und weiterer Verstärkung unterworfen werden. Verschiedene Schemata für HF-zu-ZF-zu-Basisband-Frequenz-Herabkonvertierung und Analog-zu-Digital-Konvertierung für Kanalsignale sind in der Technik wohlbekannt. Digitalisierte Signale werden von dem analogen Empfänger 204 ausgegeben und sind als Eingaben für mindestens einen digitalen Datenempfänger 206A vorgesehen. Zusätzliche digitale Datenempfänger (206B–206N) werden genutzt zum Erlangen von Signaldiversität über alternative Signalpfade und bilden die Finger eines Empfängers mit Rake-Desgin. Diese Datenempfänger, alleine oder in Kombination, Verfolgen und Empfangen Teilnehmersignale entlang mehrerer möglicher Ausbreitungspfade zum Vorsehen von Diversitätsmodusverarbeitung. Ein Fachmann wird unmittelbar die Faktoren erkennen, die die Anzahl von eingesetzten digitalen Empfängern bestimmen, wie zum Beispiel das typische Niveau der verfügbaren Diversität, Komplexität, Herstellungszuverlässigkeit, Kosten, usw. die zum Vorsehen einer anfänglichen Auswahl für diese Zahl genutzt werden.
Der Funkempfänger oder die Teilnehmereinheit umfasst auch mindestens einen Steuerungs- bzw. Steuerprozessor 210, der mit Datenempfängern 206A–206N gekoppelt ist, der neben anderen Funktionen grundlegende Signalverarbeitung, Zeitsteuerung, Handoff- bzw. Weitergabesteuerung oder Koordination und Diversitätskombination vorsieht. Eine andere grundlegende Steuerfunktion, die oft durch den Steuerprozessor 210 durchgeführt wird, ist die Auswahl von geeigneten Codes oder Zeitschlitzen, abhängig von der Technik, die zum Empfang zu Nutzen sind.
Die Ausgaben der Datenempfänger 206A–206N sind mit einem Diversitätskombinierer und Decodierer 208 gekoppelt, der eine einzelne Ausgabe für eine digitale Basisbandschaltung 212 innerhalb des Funkgeräts vorsieht. Die Zeitsteuerung und Koordination dieses Transfers wird im Allgemeinen durch den Prozessor 210 gesteuert. Die Basisbandschaltung umfasst den Rest der Verarbeitungs- und Präsentationselemente, die innerhalb des Funkempfängers genutzt werden zum Transferieren der Information an einen Funkgerätenutzer bzw. Radionutzer. D.h. Signal oder Datenspeicherelemente, wie zum Beispiel transienter Digitalspeicher oder Langzeitdigitalspeicher; Ausgabeeinrichtung wie zum Beispiel LCD oder Videoanzeigebildschirme, Lautsprecher, A/D Elemente und analoge Signalverarbeitungselemente; usw., bilden alle Teil der Teilnehmerbasisbandschaltung, die in der Technik bekannte Elemente nutzt.
Eine detailliertere Ansicht von einem Verarbeitungspfad in dem Analogempfänger 204 ist in 3 gezeigt, wobei Signale, die durch die Antenne 202 empfangen werden mit einem Herabkonvertiererteil gekoppelt sind, wobei die Signale in einem HF-Verstärker 302 verstärkt werden, und dann als eine Eingabe für einen Signalmischer 304 vorgesehen sind. Die Ausgabe eines abstimmbaren bzw. einstellbaren Frequenzsynthesizers 306 ist als eine zweite Eingabe für den Mischer vorgesehen und agiert zum Übersetzen bzw. Umsetzen der verstärkten HF-Signale auf eine ZF-Frequenz. Die Ausgabe des Frequenzsynthesizers 306 kann elektronisch gesteuert werden, wie in dem Fall eines VCO, unter Verwendung eines Frequenzeinstellsignals, wie zum Beispiel zum mindestens teilweisen Kompensieren des Einflusses von bekanntem Schwund bzw. Fading und Dopplerverschiebungseffekten.
Die ZF-Signale werden dann transferiert zu einem Bandpassfilter (BPF) 308 zur Filterung um Rauschen und unerwünschte Spektren zu entfernen und werden dann transferiert zu einem ZF-Verstärker 310 mit variabler Verstärkung bzw. variablem Gewinn, und zwar zur weiteren Verstärkung. In 3 wird ein Verstärkungssteuerelement 314 genutzt, um eine Verstärkungssteuerung über den ZF-Verstärker 310 zu bewirken, zum Kompensieren von Lang zeitschwund und Energieverlusten oder Dämpfung wie zum Beispiel einem Fachmann auf dem Gebiet der Elektronik bekannt ist. Im Allgemeinen wird ein Verstärkungssteuersignal durch nachfolgende Teile des Demodulators erzeugt, wie weiter unten erörtert.
Die durch den ZF-Verstärker 310 erzeugten verstärkten ZF-Signale werden an einen Analog-zu-Digital-(A/D)-Konvertierer 312 transferiert, wo sie mit einer geeigneten Taktrate digitalisiert werden, obwohl der A/D-Konvertierer sich einfach irgendwo anders in der Demodulationsschaltung befinden könnte, zum Beispiel einen eng gekoppelten Teil des digitalen Datenempfängers bildend. Digitalisierte ZF-Signale werden dann von dem A/D-Konvertierer 312 an Datenempfänger ausgegeben. Ein Fachmann wird unmittelbar erkennen, dass der A/D-Konvertierer 312 derart konstruiert sein kann, dass er Kanaltrennung bzw. Kanal-Splitting und zwei getrennte A/D-Konvertiererpfade vorsieht.
Die obige Beschreibung für die Elemente in 3 repräsentiert einen Verarbeitungs- oder Herabkonvertierungspfad für Signale, die durch den analogen Empfänger 204 empfangen werden. Zusätzliche Empfängerabschnitte oder Herabkonvertierungspfade werden für jedes Signal genutzt, dass zu der gleichen Zeit empfangen wird, und zwar einen unterschiedlichen Frequenz- oder Polarisationsmodus besitzend. Diese Kommunikationssignale werden auf eine ähnliche Art und Weise verarbeitet wie jene, die mit Bezug auf 3 erörtert worden ist. Die vorliegende Erfindung agiert jedoch zum Eliminieren des Bedarfs für eine extra Herabkonvertierung und anderer Verarbeitungselemente vor der digitalen Signalverarbeitung.
Es ist jedoch im Allgemeinen schwierig eine Separation der Signale in typischen Satellitensystemen beizubehalten (zwischen ihnen zu unterscheiden) und zwar aufgrund der Änderungen der Signalpfadlängen und der Effekte von Mehrwege-Signalen. Bestimmte Techniken können genutzt werden zum Unterstützten in diesem Prozess unter Verwendung von Diversitätsmodusempfang, erfordern jedoch Schaltung und Software, die Empfänger teuerer als gewünscht macht, wie oben erörtert. Die vorliegende Erfindung widmet sich dieser Situation durch Nutzung eines Isolationsschemas bei der Signalerzeugung, bezeichnet als Kreuz-Polarisation-Isolation bzw. -Trennung, zum Vorsehen von Diversität mit zunehmendem Abstand bzw. Spiel (Margin) und ohne unterschiedliche Frequenzen zu verwenden und komplexere Mehrfach-Empfängerketten zu erfordern. D.h. die vorliegende Erfindung implementiert eine Raum- und, in einigen Ausführungsbeispielen, Zeit-Diversitäts-Verarbeitungstechnik, so dass zusätzliche Isolation zwischen Signalen vorgesehen ist, die von unterschiedlichen Quellen (z.B. Satelliten) empfangen werden, während dies mit einer minimalen Menge an günstiger Hardware erreicht wird. Die Komplexität der Empfänger wird effektiv verringert, was auch eine wirtschaftlichere Lösung für einige kommerzielle Produkte vorsieht.
In einer Form besteht die vorliegende Erfindung aus dem Vorsehen von zwei Satelliten zum Transferieren von Signalen an Dienstteilnehmer mit unterschiedlichen Polarisationsmodi und zwar relativ zueinander. D.h. jeder Satellit ist konfiguriert zum Übertragen von Kommunikationssignalen unter Verwendung von zirkular polarisierter Strahlung um einen zirkular polarisierten Strahl zu bilden, wobei jeder einen Polarisationsmodus nutzt, der entgegengesetzt (orthogonal) zu dem anderen polarisiert ist. Dies kann erreicht werden unter Nutzung von einem aus einer Vielzahl von bekannten Sende- bzw. Übertragungs-, Transponder- und Antennenelementen. Andere Polarisationsmodi, wie zum Beispiel linear polarisierte Strahlen können innerhalb der Lehren der Erfindung genutzt werden, aber es ist im Allgemeinen schwieriger Orthogonalität mit einem gewünschten Niveau über große Distanzen beizubehalten und zwar unter Berücksichtigung der Krümmung der Erdoberfläche und Umlaufmuster. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung sendet deshalb ein Satellit zirkular polarisierte Strahlung unter Verwendung von linksseitig zirkular polarisierter (Left-Hand Circularly Polarized, LHCP) Strahlung und der andere rechtsseitig zirkular polarisiert (Right-Hand Circularly Polarized, RHCP).
Die Nutzung zirkular polarisierter Strahlen ist im Allgemeinen in 4a dargestellt, wobei jeder Satellit 104 und 106 einen Strahl projiziert, der durch Funkgerät 116 beobachtet oder empfangen wird, und jeder besitzt einen bestimmten separaten Polarisationsmodus (M₁, M₂,...; hier zirkular oder linear). Der von dem Satelliten 104 projizierte Strahl wird gezeigt als sei er oder verwendete er LHCP Strahlung, während der von dem Satelliten 106 projizierte Strahl RHCP Strahlung nutzt. Diese Rollen können jedoch offensichtlich umgekehrt werden, oder je nach Wunsch sogar dynamisch geändert werden, wie unten weiter erörtert wird.
Zu der gleichen Zeit wird jeder Empfänger mit einem HF-Abschnitt oder einer Antennenstruktur hergestellt, die alternativ abgestimmt werden kann zum effizienten Empfangen von entweder linksseitig oder rechtsseitig polarisierten Signalen. Deshalb wird ein Polarisationsisolations- oder Kreuzpolarisationsschema genutzt zum Vorsehen von Diversität mit erhöhtem Spielraum bzw. Abstand bzw. Margin.
Ein beispielhafter Empfänger ist in 5 gezeigt, wobei ein Funkgerät oder Empfänger 500 eine Antenne 502 zum Empfangen von Kommunikationssignalen besitzt, die mit einem analogen Empfänger 504 gekoppelt ist, wo die Signale herabkonvertiert, verstärkt und digitalisiert werden, bevor sie auf eine ZF- oder Basisbandfrequenz umgesetzt werden und Filterung und weiterer Verstärkung unterworfen werden, wie zuvor. Man beachte, dass der analoge Empfänger 504 eine einzelne Herabkonvertierungskette zum Implementieren der vorliegenden Erfindung nutzt. Digitalisierte Signale werden von dem analogen Empfänger 504 ausgegeben und als Eingaben an mindestens einen digitalen Datenempfänger 506A geliefert. Vorzugsweise werden zwei oder mehr digitale Datenempfänger (206B–206N) genutzt zum Erlangen von Signaldiversität über die alternativen Signalpfade, die vorgesehen sind durch Nutzung von zwei Satelliten (und zusätzlichen für terrestrische Sender wie unten erörtert) und bilden die Finger eines Rake-Empfänger-Designs. Diese Datenempfänger, alleine oder in Kombination, verfolgen und empfangen Teilnehmersignale entlang der mehreren möglichen Ausbreitungspfade zum Vorsehen der Diversitätsmodusverarbeitung. Wie zuvor wird ein Fachmann unmittelbar die Faktoren erkennen, die die Anzahl von eingesetzten digitalen Empfängern bestimmen.
Der Funkempfänger oder die Teilnehmereinheit 500 umfasst mindestens einen Steuerprozessor 510 der mit Datenempfängern 506A–506N die neben anderen Funktionen grundlegende Signalverarbeitung, Zeitsteuerung, Handoff-Steuerung oder Koordination und Diversitätskombination vorsehen. Eine andere grundlegende Steuerfunktion, die häufig durch einen Steuerprozessor 510 durchgeführt wird, ist die Auswahl geeigneter Codes oder Zeitschlitze abhängig von der Technik, die für den Empfang zu nutzen sind.
Die Ausgaben der Datenempfänger 506A–506N sind mit einem Diversitätskombinierer und Decodierer 508 gekoppelt, der eine einzelne Ausgabe für eine digitale Basisbandschaltung 512 innerhalb des Funkempfängers vorsieht. Die Zeitsteuerung und Koordination dieses Transfers wird im Allgemeinen durch einen Prozessor 510 gesteuert. Die Basisbandschaltung weist Verarbeitungs- und Präsentationselemente auf, die innerhalb des Funkempfängers genutzt werden zum Transferieren von Information an einen Funkgerätenutzer. D.h. Signal- oder Datenspeicherelemente wie zum Beispiel transienter Digitalspeicher oder Langzeitdigitalspeicher; Ausgabeeinrichtungen wie zum Beispiel LCD oder Videoanzeigebildschirme, A/D-Elemente und analoge Signalverarbeitungselemente; usw. bilden alle Teile der Teilnehmerbasisbandschaltung, die in der Technik wohlbekannte Elemente nutzt. Eine beispielhafte Ausgabeeinrichtung 514 ist gezeigt, die mit „Audio Out" bzw. „Audio-Ausgabe" bezeichnet ist, die Lautsprecher repräsentiert und möglicherweise die Leistungsverstärker und Verdrahtung, die zum Betreiben eines Lautsprechersystems wie zum Beispiel in einem Fahrzeug genutzt wird.
Wie weiter unten erörtert wird, nutzen die Signale, die verarbeitet werden, eine Zeitkomprimierung der Daten um die gleiche Datenmenge in einer kürzeren Zeitperiode zu transferieren. Um diese Komprimierung aufzunehmen werden ein oder mehrere Signal- oder Datenpuffer 524 genutzt. Derartige Puffer erlauben die Akkumulation der Daten über eine kurze Zeitperiode mit einer höheren Rate bzw. Geschwindigkeit und dann den Transfer von jenen Daten an andere Elemente in dem Empfänger mit einer niedrigeren Rate. Manchmal wird dies als Zeitkomprimierungspufferung bezeichnet. Für das vorliegende Beispiel werden Daten, die ursprünglich mit einer Datenrate D vorliegen mit einer Datenrate von 2D (Rate ist ND, wobei N die Anzahl von Gruppen mit Kanälen, die genutzt werden, ist) gesendet/empfangen, aber von dem Puffer mit der Rate D weitergegeben. Jedoch könnte die Signalverarbeitung in Stufen nach dem Puffer bei einigen Konfigurationen eine andere Rate als D nutzen. Die Signal- oder Datenpuffer 524 weisen Elemente auf, die in der Technik wohlbekannt sind, wie zum Beispiel RAM-integrierte Schaltungen oder verschiedene Arten von Flash-Speicher, magnetische Datenspeicherung und so fort, wie es in der Technik bekannt ist.
Es wird in Erwägung gezogen, dass Puffer die Daten halten werden, die die Größenordnung von mehreren Sekunden an Präsentationsmaterial abdecken, in DAB Systemen zu nutzen sein werden. Ein beispielhaftes System ist vorgeschlagen unter Verwendung von Puffern, die acht (8) Sekunden mit Daten oder mehr über eine Vier-Sekunden-Periode speichern würde. Deshalb bestimmt ein Systemdesigner die Datenrate für die zu transferierende zu Grunde liegende Information, die Rate mit der die Information übertragen werden wird, die Menge an Zeit über die Daten für Zwecke der Diversität (und andere bekannte Zwecke) akkumuliert werden sollten und berechnet die Größe des Puffers basierend auf der Anzahl von Bits, die erforderlich sind, um jene Informationsmenge zu speichern. Zum Beispiel erfordern Daten, die mit 128 kbps transferiert werden einen Puffer der Größenordnung von 1024 k-Bits (z.B. ein herkömmlicher 1 Mega-Bit RAM-Speicher) um 8 Sekunden an Präsentationsmaterial zu speichern.
Alternative Raten (und Größen) für die Pufferausgabe können basierend auf den gewünschten Betriebscharakteristika der Empfänger und anderen zu kompensierenden Verzögerungen gewählt werden. D.h. der Puffer 524, oder zusätzliche Puffer (nicht gezeigt) können genutzt werden, um bestimmte Pfadverzögerungen zu berücksichtigen, die in dem Kommunikationssystem 100 erfahren werden und um einige Zeitsteuerungsangelegenheiten zu kompensieren, die mit Prä-Postkorrektur von Frequenz, Fehlereinstellung und Doppler assoziiert sind. Manchmal werden Elemente verwendet, die als Entschrägungs- (de-skewing) – Puffer bezeichnet werden.
Ein Kanalselektionselement 520, wie zum Beispiel eine Folge von Knöpfen auf einen Funkgerät oder eine andere bekannte Nutzer-Interface-Einrichtung kann genutzt werden zum Kommunizieren einer gewünschten Kanalauswahl zu dem Steuerprozessor 510, der wiederum diese Information nutzt zum Ändern der Polarisation und anderer Charakteristika der Empfängerelemente um den gewünschten Kanal einzustellen. Zu diesem Zweck kann ein Polarisationsselektionselement 522 genutzt werden zum Auswählen der Polarisation des Signals, das zu empfangen ist durch oder zu transferieren ist in den Empfänger 500. Schaltungen und Komponenten, die nützlich sind zum Herstellen des Polarisationsselektors 522 sind wohl bekannt. Zum Beispiel könnten ein oder mehrere Polarisationsfilter genutzt werden, die derart konfiguriert sind, dass sie alle außer bestimmten Polarisationsmodi zurückweisen. Wie es bekannt ist, können diese Elemente, je nach Wunsch, benachbart zu oder selbst als Teil der Antennenstruktur oder als Teil des analogen Empfängers 504 gebildet werden.
Jeder Satellit teilt die gesamte Anzahl von Kanälen mit Information (Signalen), die er senden wird, in zwei gleiche Gruppen. Für die Zwecke der Erläuterung werden diese als eine "A" Gruppe und eine "B" Gruppe bezeichnet. Jeder Satellit überträgt alle Kanäle, die innerhalb einer Gruppe enthalten sind und dann alle der Kanäle, die innerhalb der anderen Gruppe enthalten sind. Deshalb sendet ein Satellit Gruppe "A" Signale über eine vorgewählte Zeitperiode, gefolgt im Allgemeinen durch eine vorgewählte Schutzzeit bzw. Guard-Zeit (-Band) oder tote Periode, beispielsweise der Größenordnung von einigen wenigen Milisekunden, um Verzögerungsvariationen zu berücksichtigen, die durch die Satellitenumlaufbahnen und die Position der Teilnehmer erzeugt werden. Dann sendet der Satellit die "B" Gruppe mit Kanalsignalen usw. zwischen den zwei Gruppen mit Signalen alternierend. Der zweite Satellit nutzt die gleichen Gruppen oder Gruppierungen mit Kanälen zum Bilden von Gruppen "A" und "B", sendet sie jedoch in einer unterschiedlichen Reihenfolge. Hier wird mit Gruppe "B" begonnen und dann "A" und so fort.
Ein Merkmal der Erfindung ist das unabhängig davon welches Verfahren von Signalmultiplexen oder Wellenformerzeugung (TDM, CDM, usw.) genutzt wird, diese alternierende Kanalgruppierung und Polarisation genutzt werden kann. Beispielsweise kann jede der unten dargestellten und erörterten Gruppen Kanäle mit Information aufweisen, die entsprechend "abgedeckt" oder codiert sind unter Verwendung bekannter PN-Codes oder orthogonaler Codes wie zum Beispiel Walsh-Codes zum Unterscheiden der individuellen Kanäle oder von Information, die gedacht ist empfangen zu werden, und mit einem bestimmten Kanal assoziiert ist. Alternativ kann jede der Gruppen Gruppierungen von Zeitschlitzen repräsentieren über die Daten mit bestimmten Zeitschlitzen entsprechend zu vorgewählten Kanälen transferiert werden. In jedem Fall werden die Informationssignale als Rahmen mit Daten transferiert, die verarbeitet und über die Zeit transferiert werden unter Verwendung der Kanäle und Polarisationsmodi. Dies bedeutet, dass eine bestimmte Anzahl von Rahmen mit Daten, eins oder mehr, für jedes Signal während jeder Zeitperiode für einen bestimmten Modus transferiert werden, wobei zusätzliche Rahmen in der nächsten geeigneten Periode transferiert werden und so fort. Z.B. ein Rahmen n, dann n + 1 während einer ersten Periode und Rahmen n + 2 und n + 3 als nächstes und so fort.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird zwischen der Übertragung von einer Gruppe auf einem Satelliten und einer nachfolgenden Übertragung auf den nächsten Satelliten keine Todzeit oder Sicherheitsperiode bzw. Schutzzeit genutzt. In dieser Situation können einige wenige Datensymbole verpasst werden, und zwar während der Periode in der der Empfänger umschaltet um von den anderen Satelliten zu empfangen und zwar durch Polarisationsumschaltung. Die Anzahl von Symbolen, die jedoch verloren gehen kann, über eine typische Signalrahmenzeitskala, die viele Sekunden überspannt, ist sehr klein und ist im Allgemeinen über mehrere Kanäle hinweg ge spreizt bzw. verteilt. Deshalb ist der nützliche Transfer von irgendeinem Programm nicht ausreichend negativ beeinflusst um ein Problem darzustellen, noch ist eine Sicherheitsperiode zur Beseitigung erforderlich. Solche Zeitperioden können jedoch bei einigen Konfigurationen genutzt werden, um einen zusätzlichen Vorteil vorzusehen.
Immer wenn Zeitperioden oder Schutzzeiten bzw. Sicherheitszeiten genutzt werden, sind dies nicht Perioden der Nicht-Übertragung oder ohne irgendein Signal, aber im Allgemeinen eine Periode in der "Null" oder Nullwertdaten übertragen werden, um es bestimmten Schaltungen zu erlauben, wie zum Beispiel jenen die Satellitensignale nachführen bzw. ihnen folgen oder die Frequenzeinstellung oder Verstärkung einstellen usw., ein Signal zu detektieren zu bekommen und noch entsprechend betrieben zu werden.
Das Ergebnis dieser Gruppierung von Kanälen und der Polarisationsverarbeitung ist unten in Tabelle 1 gezeigt, wobei ein beispielhaftes Funkgerät bzw. Radio 1 einen von den Kanälen in Gruppe A empfängt und ein beispielhaftes Funkgerät bzw. Radio 2 einen der Kanäle in Gruppe B empfängt. Offensichtlich würden viele Radios oder Empfänger vorzugsweise Signale jederzeit empfangen, einige unter Verwendung von Gruppe A und einige unter Verwendung von Gruppe B und einige zwischen den zwei Gruppen umschaltend, wie es bekannt wäre. In der Tabelle I sendet der erste Satellit die A und dann die B Gruppe während der zweite Satellit B und dann A sendet. Tabelle I
wobei ∅ anzeigt, dass kein Empfang von dem aufgeführten Satellit während dieser Zeitperiode unternommen wird, oder empfangenes Rauschen oder Signale als vordefinierte Nulldaten bzw. nichtige Daten behandelt werden.
Falls die Zeitverzögerung zum Implementieren von Diversität als ein Wert 'T' gesetzt wird, dann ist die komplette A und dann B Gruppenzykluszeit in der Länge 2T. Eine Herabkonvertiererkette, die in jedem Funkempfänger genutzt wird, ist konfiguriert zum Umschalten zwischen den zwei Polarisationsmodi, und somit den zwei Satelliten oder Signalquellen und zwar alle T Sekunden. Dies wird dadurch erreicht, dass einfach die Empfängerantenne oder Empfangselemente zwischen einem oder dem anderen Modus wechseln und zwar hier einem rechtsseitig zirkular polarisierten (RHC) Modus und einem linksseitig zirkular polarisierten (LHC) Modus.
Dies kann erreicht werden durch Nutzen von einer Vielzahl von bekannten Elementen wie zum Beispiel nutzen einer zirkular polarisierten Patch-Antenne mit zwei verschiedenen Speiseverbindungen, eine für jeden Modus (RHC und LHC). Jede Speisung kann mit Verstärkungsschaltungen oder -elementen verbunden sein, wie zum Beispiel einem gut bekannten und kommerziell verfügbaren rauscharmen Verstärker (low noise amplifier, LNA). Die Modi können entweder durch mechanisches oder elektronisches Ein- und Ausschalten der Einspeisungen ausgewählt werden, d.h. verbunden/getrennt oder alternativ verstärkt/nicht verstärkt oder durch einfaches Abschalten des LNA für die Speisung bzw. Einspeisung, die nicht genutzt wird. Dies liefert ein Befehls- und Steuermerkmal und eine Auswahl des gewünschten Modus an der Antenne mit sehr niedriger Komplexität. Andernfalls können beide Modi zu einem entfernt angeordneten Funkgerät transferiert werden, und dann ein Modi ausgewählt werden.
Das Ergebnis ist eine volle räumliche Diversität und eine volle zeitliche Diversität. In Tests oder Simulationen hat diese Technik bei den empfangenen Signalen eine Verbesserung um mehrere dB erzeugt, wenn mit dem Fall mit zwei Satelliten gearbeitet wird.
Die Inter-Quellen (inter-source) Interferenz (zwischen Satelliten) wird durch die Nutzung von Polarisation reduziert und basiert auf der Größe der Polarisationsreinheit der Empfangsantenne. Diese Reinheit hängt ab von Faktoren, die in der Technik gut bekannt sind. Das CONUS-Muster oder Elevationen die oben aufgeführt sind, sehen eine ziemlich gute Polarisationsreinheit vor, und etwas das bezeichnet wird als Degradation mit kleinem Abstand von der Mittelachse (low off boresight) (Strahlzentrum). Falls eine typische Isolation in der Größenordnung von 10 dB erreicht wird, sollte die Signalübertragung sehr nahe zu interferenzfrei bzw. störungslos sein. Zusätzlich erfordert dieser Ansatz nur die Nutzung einer einzelnen Herabkonvertiererkette, einen zuverlässigeren und günstigeren Empfänger unterstützend. Nur eine etwas teuerere Antenne als üblicherweise für derartige Verbraucherradios bzw. -funkgeräte könnte notwendig sein, und zwar mit einigem Umschalten und einem extra LNA.
Die Mobilstationen oder Radios müssen ihren Empfang/Umschaltung plus Empfängerzeitsteuerungsfunktion synchronisieren, wie zum Beispiel verwendet für Kanalmultiplex, Interleaving, Verzögerungselemente oder Pufferverarbeitung, Antennenumschaltung, Codezeitsteuerung usw., und zwar mit den ABABA oder BABABA Mustern von den Satelliten übereinzustimmen. Dies kann erreicht werden unter Verwendung von einer von mehreren bekannten Techniken, einschließlich aber nicht beschränkt auf, die Nutzung einer universalen Systemzeitreferenz, wie sie zum Beispiel für GPS Ortsbestimmungssysteme verfügbar ist, die Verwendung von Rückkopplungselementen, die lokale Takte bzw. Uhren bzw. Frequenzfehlern oder Drift korrigieren, die Verwendung von Synchronisationskanälen usw. Zum Beispiel siehe U.S. Patent Nr. 5,943,606 mit dem Titel "Determination Of Frequency Offsets In Communication Systems" und die U.S. Patentanmeldung mit der Seriennr. 08/733490 mit dem Titel "Method And Apparatus For Precorrecting Time And Frequency In Communcations Systems".
Eine andere Art und Weise, auf die die gewünschte räumliche und zeitliche Diversität unter Verwendung der Technik der vorliegenden Erfindung erreicht werden kann, ist unten in Tabellen II und III präsentiert. In den Tabellen II und III werden die gleichen Gruppen oder Gruppierungen von A und B Kanälen genutzt, sie sind jedoch gemäß ihrer entsprechenden Progression oder Übertragung variierend über die Zeit beschriftet. D.h. die Übertragung von den Kanälen, die die Gruppe A bilden, die bei einer Zeit t = 1 startet liefert einen Kanal A₁, während die gleichen Kanäle, die die Gruppe A bilden, die bei einer Zeit t = 2 starten, einen Kanal A₂ vorsehen, Gruppe A, die bei einer Zeit t = 3 startet sieht einen Kanal A₃ vor usw. Das gleiche ist zutreffend für Gruppe B, während sie B₁, B₂, B₃ usw. bildet.
In Tabelle II wird jede Paarung oder jeder Satz mit A und B Kanälen der zu der Gleichung relativen Zeit in einer Sequenz (1, 2, 3...) startet permutiert oder transponiert, und zwar auf eine irgendeine vorgewählte Art und Weise mit Bezug aufeinander wenn sie von dem entgegengesetzten Satellit oder der entgegengesetzten Signalquelle gesendet werden. Deshalb wird die Kanalgruppe A₁ von einem Satelliten gesendet, während die Kanalgruppe B₁ von dem anderen gesendet wird, A₂ von einem, während B₂ von dem anderen gesendet wird und so fort.
Tabelle II
In Tabelle III unterscheidet sich das Muster dadurch, dass die zwei Gruppen nicht permutiert werden, wie es war, sondern relativ zueinander zeitlich verzögert sind. Deshalb wird die Kanalgruppe A₁ von einem Satelliten übertragen, während eine Kanalgruppe B₀ von dem anderen übertragen wird (äquiva lent zu entweder Null- bzw. Leerdaten oder keine Kanäle, die von dem zweiten Satelliten während einer Anfangsphase übertragen werden) A₂ von dem einen, während B₁ von dem anderen übertragen wird, A₃ von einem, während B₂ von dem anderen übertragen wird und so fort. Dieser Prozess kann ebenso auf größere Anzahlen von Divisionen oder Gruppen erweitert werden, wie unten erörtert. Tabelle III
Wenn jeder Satellit in einem anderen von zwei Polarisationsmodi sendet, wird die Zeitsteuerung oder Symbol- oder Bitrate von den Signalen, die über die entsprechenden Kanäle transferiert werden erhöht, so dass die gleiche Anzahl an Information in einer kürzeren Zeitdauer transferiert wird. D.h. um eine gegebene Informationsmenge oder Datenmenge, die für gewöhnlich für eine effektive Datenrate über die Periode von 2T transferiert wird, wird diese tatsächlich mit der doppelten Rate über die kürzere Periode T transferiert und zwar als Teil von irgendeiner Gruppe von Kanälen. Die Daten oder Information, die die Kanäle in jeder Gruppe bilden, werden mit einer 2:1 Zeitsteuerung oder Beschleunigungsfaktor (für eine zwei Gruppen [A/B) Konfiguration) relativ zu der originalen Übertragungsrate gesendet, gefolgt von der vorgewählten Schutzzeit, oder der Tot-Periode, falls eine vorhanden ist. Andere Gruppierungen von Kanälen, wie zum Beispiel N Gruppen von M der Gesamtkanälen werden einen N:1 Beschleunigungsfaktor oder ein höherratiges Verhältnis Nutzen, um die Daten über die geeignete Periode, die zugewiesen ist, zu übertragen. D.h. die gesamte Anzahl wird in N Gruppen unterteilt und jede wird sequenziell mit N unterschiedlichen Phasen gesendet, so dass 1/N Kanäle in jeder Gruppe mit der N-fachen Geschwindigkeit gesendet werden.
Die empfangenen Signale werden dann akkumuliert oder gespeichert, wie sie empfangen werden in einem oder mehreren ziemlich großen aber günstigen Puffern in jedem Radioempfänger (116, 118). Dies erlaubt es, dass das resultierende Signal mit der höheren Transferrate gespeichert wird, und mit der ursprünglichen langsameren Rate, die langsamer als die Übertragungsrate ist, ausspielt bzw. herausgegeben wird. Bei einer typischen Anwendung, ist zu erwarten, dass die Puffer ungefähr 4 oder mehr Sekunden an ankommendem Signal akkumulieren oder aufnehmen, so dass ungefähr 4 Sekunden oder mehr von einem Kanalsignal in irgendeinem Polarisationsmodus empfangen wird. Dies sieht die Möglichkeit vor, im Wesentlichen konstant durch die Polarisationen zu rotieren und einen Diversitätsmodus beizubehalten.
Ein alternatives Verfahren zum Transferieren von Signalen von den Satelliten zu dem Radio umfasst, dass der Polarisationsmodus für die Radio- bzw. Funkempfängereingänge jederzeit fest ist, und die Ausgabe von den Satelliten über die Zeit umgeschaltet wird. Ein Kanal wird ausgewählt zum Empfang und würde wiederum entweder in die Gruppe A oder in die Gruppe B fallen. Jetzt bestimmt jedoch die Gruppe den zu verwendenen Polarisationsmodus, entweder LHCP oder RHCP oder andere Modi, wenn sie eingesetzt werden (wie z.B. V und H). Jeder Satellit teilt die zu sendenden Kanäle mit Information (Signale) in zwei gleiche Gruppen A und B. Jeder Satellit sendet alle Kanäle, die innerhalb der A Gruppe enthalten sind, mit einem Polarisationsmodus M₁ (beispielsweise RHCP) und die innerhalb der B Gruppe mit dem anderen Polarisationmodus M₂ (beispielsweise LHCP). Hier werden die Polarisationsmodi abgewechselt. Dies ist unten in Tabellen IV und V dargestellt. Tabelle IV
Tabelle V
Ein Funkempfänger wählt entweder den RHCP oder den LHCP Polarisationsmodus für die zu empfangenden Signale, abhängig von dem zu empfangenden Unterhaltungskanal und verbleibt in diesem Empfangsmodus während jener Höhr- bzw. Unterhaltungssitzung. Diese Technik könnte weniger Hardware und Komplexität in dem Empfänger ermöglichen (ein LNA).
Die Nutzung von geschalteten zirkular polarisierten Strahlen ist allgemein in 4b dargestellt, wo jeder Satellit 104 und 106 zwei Strahlen projiziert, die durch das Radio bzw. Funkgerät 116 beobachtet oder empfangen werden. Jeweils zwei durch einen Satelliten projizierte Strahlen besitzen einen separaten Polarisationsmodus, wobei zwei Strahlen LHCP sind, während zwei Strahlen RHCP sind. Diese Rollen können jedoch offensichtlich umgekehrt werden und können je nach Wunsch dynamisch geändert werden.
Ein Aspekt dieser letzteren Technik ist dass sie schwerer auf zusätzliche Betriebsmodi zu erweitern oder zu verallgemeinern ist. D.h. wenn es zusätzliche Polarisationsmodi gibt, beispielsweise angenommen linear, oder andere Parameter, die von jedem Satelliten genutzt werden zum Erzeugen zusätzlicher Isolationsmodi, wird es zunehmend schwierig, dass die Empfänger unter den Modi auswählen ohne die Komplexität und Kosten unakzeptabel zu erhöhen.
Die obige Gruppierung von Kanälen oder Signalen für Systemteilnehmer kann verallgemeinert werden. In anderen Ausführungsbeispielen teilt jeder Satellit die Gesamtzahl von M Kanälen mit Information (Signale) die zu transferieren sind, in N gleiche Gruppe wobei M durch N teilbar ist. Jeder Satellit sendet dann diese Gruppen in sequentieller Reihenfolge. In einem Ausführungsbeispiel, zum Beispiel, dividiert jeder Satellit Kanäle mit Information (Signale) in drei gleiche Gruppen (N = 3), die für die Zwecke der Diskussion mit A, B, und C bezeichnet sind. Jeder Satellit überträgt alle Kanäle, die innerhalb der drei Gruppen enthalten sind, in Mustern wie zum Beispiel:
ABCABCABCABCABCABC
CABCABCABCABCABCAB
BCABCABCABCABCABCA
In noch einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel dividiert jeder Satellit Kanäle mit Information in vier gleiche Gruppen (N = 4), die für die Zwecke der Diskussion mit A, B, C und D bezeichnet sind. Jeder Satellit sendet alle Kanäle, die innerhalb der vier Gruppen enthalten sind, was zu Mustern führt wie zum Beispiel:
ABCDABCDABCDABCDABCD
CDABCDABCDABCDABCDAB
DABCDABCDABCDABCDABC
BCDABCDABCDABCDABCDA oder
ABCDABCDABCDABCDABCD
BADCBADCBADCBADCBADC
CDABCDABCDABCDABCDAB
DCBADCBADCBADCBADCBA
Hier werden die M Kanäle in N Gruppen geteilt und die N Gruppen permutiert um zu dem gewünschten Übertragungs- bzw. Sendeschema zu kommen.
Diese Muster oder Schemata können kombiniert werden unter Verwendung der Periode für C oder der Perioden für C und D zum Empfang von Signalen von Quellen mit niedriger Elevation, beispielsweise in der Größenordnung von 25 Grad oder weniger. Dies ist nützlich zum Empfangen von Signalen von terrestrischen Basisstationen während Signale mit höherer Elevation von den Satelliten ankommen. Dies sieht eine verbesserte Isolation zwischen den terrestrischen und satellitengestützten Sendern vor, wenn beide in einem Kommunikationssystem genutzt werden. In dieser Konfiguration, falls ein Antennenanschluss oder -ausgang RHCP Signale nutzt, die oberhalb von 25° empfangen werden, ein zweiter LHCP Signale oberhalb von 25° und ein oder zwei verbleibende Anschlüsse für Signale, aber jedoch unterhalb von 25°, dann könnte ein gewünschtes Signal Wiederholungsmuster zum Empfang wie folgt sein: von Anschluss 1, Anschluss 2, Anschluss 3 usw. in dem N = 3 Fall oder Anschluss 1, Anschluss 3, Anschluss 2, Anschluss 4 usw. in dem N = 4 Fall.
Diese Art von Antennenschema gewinnt einen Vorteil aus einer Antenne, die einen erhöhten Gewinn oberhalb von 25° und darunter vermindert besitzt. Mit einem RHC und einem LHC Anschluss. Mit einem dritten Anschluss für unterhalb 25° werden die Satelliten isoliert und der terrestrische ist effizienter von den Satelliten isoliert. Zusätzlich können derartige Multi-Port- bzw. Mehrfach-Anschluss-Antennenstrukturen genutzt werden, zum Empfangen von Satelliten in mehreren Umlaufbahnen, die auch relativ zueinander höher oder niedriger sind. Alternativ können, wie gewünscht, separate Antennen genutzt werden, die abgestimmt bzw. eingestellt sind, um weniger oder höheren Gewinn über bestimmte vorgewählte Elevationswinkel zu besitzen, um alle oder jeden von den gewünschten Bereichen für Satelliten und/oder terrestrische Sender zu adressieren. Unterteilte bzw. sektorisierte Antennen könnten für terrestrischen Empfang eingesetzt werden zum Reduzieren von Interferenz zwischen Sendern.
Zusätzlich kann es wünschenswert sein, nicht polarisierte Abstrahlung für den terrestrischen Teil der Verbindung einzusetzen. In dieser Situation könnte die obige Mehrfach-Anschlussstruktur, die letzten zwei Anschlüsse für diese Ausstrahlung nutzen, oder separate terrestrische Antennen könnten genutzt werden, die einen höheren Gewinn bei niedrigeren Elevationswinkeln besitzen und so fort.
Für jene Regionen oder Anwendungen bei denen Signale sowohl von 1 oder mehreren Satelliten oder 1 oder mehreren terrestrischen Sendern empfangen werden, kann ein unterschiedliches Schema genutzt werden, um eine richtige Diversität sicherzustellen. Hier wird das Frequenzband in bestimmte Teile unterteilt und den Satelliten ein Teil zugewiesen und den terrestrischen Sendern andere Teile. Zum Beispiel kann das gesamte 12,5 MHz Band einfach in der Hälfte geteilt werden, wobei die zwei (oder mehr) Satelliten eine Hälfte (ungefähr 6,25 MHz belegend) nutzen, und die terrestrischen Sender belegen die andere Hälfte. Da Polarisationsisolation für die Satelliten genutzt wird, können sie ihren Teil der gesamten Bandbreite teilen, benötigen keinen separaten dedizierten Teil für jeden individuellen Satelliten und sie lassen den Rest für die terrestrischen Sender. Das verbleibende Band kann den terrestrischen Sendern mit bekannten Frequenzwiederholungsmustern, wie gewünscht, zugewiesen werden. Zum Beispiel sollte ein 3-fach Wiederholungsplan (3-fold reuse) eine große Anzahl terrestrischer Basisstationen zulassen, die genutzt werden zum Abdecken großer Gebiete ohne signifikante Interferenz.
Zusätzlich können komplexere Bandbreitenzuweisungen genutzt werden, um weitere Verbesserungen der Isolation zu erreichen. Beispielsweise könnte ein Schema genutzt werden, so wie jenes das in Tabelle VI gezeigt ist. Tabelle VI
Beim Nutzen der obigen Prozesse treten mehrere Vorteile auf. Einer ist, dass unterschiedliche Raten und Codes für terrestrische Sender im Vergleich zu den Satelliten genutzt werden können. Zusätzlich kann ein Satellit und ein oder mehrere terrestrische Sender bei Diversitätskombination genutzt werden, wobei der Empfang von dem anderen Satelliten blockiert ist und so fort. Die terrestrischen Sender können Regeneration und eine andere Form von Modulation nutzen, falls gewünscht, und zwar besonders, wenn in einem separaten Teil des gesamten Frequenzbandes das für diese Anwendung zugewiesen ist, gesendet wird (d.h. eine Hälfte oder andere Teile von dem Band während Satelliten darauf beschränkt sind, in der anderen Hälfte oder nicht terrestrischen Teilen betrieben zu werden).
Ein möglicher Vorteil kann realisiert werden, wenn ein CDM Wellenformansatz genutzt wird. In dieser Situation können unterschiedliche PN Codes für die terrestrischen Sender genutzt werden (möglicherweise ein Codesatz, der Phasen- oder Zeitversätze einsetzt zum Erzeugen von unterschiedlichen „Codes" für jeden) und Satelliten (möglicherweise einen anderen Satz unter Verwendung von Phasenversätzen dazwischen), was es erlaubt, dass die verschiedenen PN Codes detektiert und genutzt werden, zum automatischen Einstellen einer Schleifenbandbreite für Pilotsignalwiedergewinnungsschleifen und dergleichen in den Empfängern. Basieren von Schleifensteuerparametern oder Einstellungen auf die PN von der Quelle kann einen sehr leistungsfähigen und effizienten Steuermechanismus zum Verbessern des Betriebs von derartigen Schleifen vorsehen.
Man beachte, dass Mehrfachanschlüsse, wie zum Beispiel Zweifachanschluss oder Dreifachanschluss, Antennen oder Antennenstrukturen vorteilhafterweise genutzt werden können. Bei einigen Anwendungen, die einfach mehrere Antennen besitzen, die so konfiguriert sind, dass sie mehr Gewinn bei einigen Elevationen oder Richtungen besitzen, könnten genutzt werden. Zusätzlich können spezialisierte Antennen, die empfindlich für Polarisationsmodi sind, genutzt werden. Zum Beispiel kann die Antenne 502 konfiguriert werden dass sie Elemente nutzt, die sensitiv gegenüber Polarisationsmodi sind, die selektiv gewählt werden können, um gewünschte Signale (dazwischen umgeschaltet) zu empfangen.
Die vorhergehende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele ist vorgesehen, um es irgendeinem Fachmann zu ermöglichen die vorliegende Erfindung nachzuvollziehen oder zu nutzen. Während die Erfindung teilweise gezeigt und beschrieben worden ist mit Bezug auf ihre bevorzugten Ausführungsbeispiele, ist es für jeden Fachmann klar, dass verschiedene Änderungen der Form und Details hierin gemacht werden können, ohne von dem Umfang der Erfindung abzuweichen, wie er durch die Ansprüche definiert ist.

Claims

Ein Verfahren zum Isolieren bzw. Trennen von Übertragungen von mehreren Kanälen über Kommunikationssignale von mehreren Signalquellen (102, 104, 106), wobei das Verfahren Folgendes aufweist: Teilen der Kanäle in N Gruppen von Kanälen; und Senden von erster Information auf einen ersten der N Gruppen von Kanälen von einer ersten Signalquelle (102, 104, 106) unter Verwendung eines ersten Polarisationsmodus während im Wesentlichen gleichzeitig zweite Informationen auf einer zweiten Gruppe der N Gruppen von Kanälen von einer zweiten Signalquelle (102, 104, 106) unter Verwendung eines zweiten Polarisationsmodus gesendet wird, wobei der zweite Polarisationsmodus im Wesentlichen orthogonal ist zu dem ersten Polarisationsmodus, wobei das Verfahren dann gekennzeichnet ist durch: Senden der ersten Information auf der ersten Gruppe der N Gruppen von Kanälen von der zweiten Signalquelle (102, 104, 106) unter Verwendung des zweiten Polarisationsmodus während im Wesentlichen gleichzeitig die zweite Information auf der zweiten Gruppe der N Gruppen von Kanälen von der ersten Signalquelle (102, 104, 106) unter Verwendung des ersten Polarisationsmodus gesendet wird.
Ein Verfahren zum Isolieren bzw. Trennen von Übertragungen von mehreren Kanälen über Kommunikationssignale von mehreren Signalquellen (102, 104, 106), wobei das Verfahren Folgendes aufweist: Teilen der Kanäle in N Gruppen von Kanälen; und Senden von erster Information auf einer ersten Gruppe der N Gruppen von Kanälen von einer ersten Signalquelle (102, 104, 106) unter Verwendung eines ersten Polarisationsmodus während im Wesentlichen gleichzeitig die zweite Information auf einer zweiten Gruppe der N Gruppen von Kanälen von einer zweiten Signalquelle (102, 104, 106) unter Verwendung eines zweiten Polarisationsmodus, der im Wesentlichen orthogonal ist zu dem ersten Polarisationsmodus gesendet wird, wobei das Verfahren dann gekennzeichnet ist durch Senden der ersten Information auf der ersten Gruppe der N Gruppen von Kanälen von der zweiten Signalquelle (102, 104, 106) unter Verwendung des ersten Polarisationsmodus, während im Wesentlichen gleichzeitig die zweite Information auf der zweiten Gruppe der N Gruppen von Kanälen von der ersten Signalquelle (102, 104, 106) unter Verwendung des zweiten Polarisationsmodus gesendet wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die erste Information Null-Daten ist bzw. sind.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Signalquellen (102, 104, 106) zwei oder mehrere Satelliten (104, 106) aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Satelliten (104, 106) in geosynchronen bzw. geostationären Umlaufbahnen sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Signalquellen (102, 104, 106) zwei oder mehr terrestrische Sender (102) aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Signale Kommunikationssignale des CDM- oder TDM-Typs aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Signalquellen (102, 104, 106) zwei oder mehr Satelliten (104, 106) aufweisen, und zwei oder mehr terrestrische Sender (102) aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Satelliten (104, 106) Signale in einem oder in mehreren vordefinierten Teilen einer gesamten zugewiesenen Bandbreite transferieren, und die terrestrischen Sender (102) Signale in einem oder mehreren vordefinierten Teilen in dem Rest der zugewiesenen Bandbreite senden.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Satelliten (104, 106) und die terrestrischen Sender (102) Signale des CDM-Typs senden, und diese unterschiedliche PN-Spreizungen zwischen Satelliten (104, 106) und Sendern (102) verwenden.
Vorrichtung zum Isolieren von Übertragungen von mehreren Kanälen über Kommunikationssignale von mehreren Signalquellen (102, 104, 106), wobei die Vorrichtung Folgendes aufweist: Mittel zum Teilen der Kanäle in N Gruppen von Kanälen; und Mittel zum Senden von erster Information auf einer ersten Gruppe der N Gruppen von Kanälen von einer ersten Signalquelle (102, 104, 106) unter Verwendung eines ersten Polarisationsmodus während im Wesentlichen gleichzeitig zweite Information auf einer zweiten Gruppe der N Gruppen von Kanälen von einer zweiten Signalquelle (102, 104, 106) unter Verwendung eines zweiten Polarisationsmodus, der im Wesentlichen orthogonal ist zu dem ersten Polarisationsmodus, gesendet wird, wobei die Vorrichtung gekennzeichnet ist durch: Mittel zum nachfolgenden Senden der ersten Information auf der ersten Gruppe von den N Gruppen von Kanälen von der zweiten Signalquelle (102, 104, 106) unter Verwendung des zweiten Polarisationsmodus, während im Wesentlichen gleichzeitig die zweite Information auf der zweiten Gruppe der N Gruppen von Kanälen von der ersten Signalquelle (102, 104, 106) unter Verwendung des ersten Polarisationsmodus gesendet wird.
Vorrichtung zum Isolieren von Übertragungen von mehreren Kanälen über Kommunikationssignale von mehreren Signalquellen (102, 104, 106), wobei die Vorrichtung Folgendes aufweist: Mittel zum Teilen der Kanäle in N Gruppen von Kanälen; und Mittel zum Senden von erster Information auf einer ersten Gruppe der N Gruppen von Kanälen von einer ersten Signalquelle (102, 104, 106) unter Verwendung eines ersten Polarisationsmodus, während im Wesentlichen gleichzeitig die zweite Information auf einer zweiten Gruppe der N Gruppen von Kanälen von einer zweiten Signalquelle (102, 104, 106) unter Verwendung eines zweiten Polarisationsmodus, der im Wesentlichen orthogonal ist, zu dem ersten Polarisationsmodus, gesendet wird, gekennzeichnet durch: Mittel zum nachfolgenden Senden der ersten Information auf der ersten Gruppe der N Gruppen von Kanälen von der zweiten Signalquelle (102, 104, 106) unter Verwendung des ersten Polarisationsmodus, während im Wesentlichen gleichzeitig die zweite Information auf der zweiten Gruppe der N Gruppen von Kanälen von der ersten Signalquelle (102, 104, 106) unter Verwendung des zweiten Polarisationsmodus gesendet wird.
Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, wobei die erste Information Null-Daten sind.
Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, die Mittel (116, 118) aufweist zum Empfangen der ersten Gruppe der N Gruppen von Kanälen von einer der Signalquellen (102, 104, 106) unter Verwendung eines Empfängers (500) mit einem Polarisationsmodusauswahlelement (522).
Vorrichtung nach Anspruch 14, die Mittel aufweist (502, 510) zum Konfigurieren des Polarisationsmodusauswahlelements (522) um eine Gruppe der N Gruppen von Kanälen von der einen Signalquelle (102, 104, 106) während einer vorausgewählten Zeitperiode zu empfangen und eine zweite Gruppe der N Gruppen von Kanälen von der einen Signalquelle (102, 104, 106) während einer nachfolgenden vorausgewählten Zeitperiode zu empfangen.
Vorrichtung nach Anspruch 14, die Mittel aufweist zum Konfigurieren der ersten und zweiten Signalquellen (102, 104, 106) zum Senden der ersten Gruppe der N Gruppen von Kanälen, während einer vorausgewählten Zeitperiode unter Verwendung des ersten Polarisationsmodus, und zum Senden der zweiten Gruppe der N Gruppen von Kanälen von der ersten Signalquelle (102, 104, 106) während einer nachfolgenden vor ausgewählten Zeitperiode, unter Verwendung des zweiten Polarisationsmodus.
Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, wobei jede der N Gruppen von Kanälen ausgesendet wird, während einer vorausgewählten Zeitperiode mit einer Rate von 1/N mal der Gesamtanzahl von Kanälen mal einer Originaldatenrate.