TW444450B - Hybrid constellation satellite communication systems and methods with efficient signaling and control - Google Patents

Description

!' 4 44 4 5 0 A7 B7 係關於於通訊系統 五、發明説明（Ί ) 前案之參考 本案已於1996年12月5日於盖撕 於吴國提出申請，專利申靖棄 編號 08/761,093。 + J 甲 s 茱 發明領域 本發明係關於一種通訊系統，特另4 介於衛星間發送與接收信號之方法。 發明背景 結合低地球轨道（LEO)衛星群髀也 奸缸與地理同步（GEO)衛星 群體來提供全球通訊系統-具有顯著傅处 ^ . '、贫馒點。曾經提議使用單 群的多種先前技術之通訊系統，必龄担山& 、 - 见出若干使用二群或 多群的通訊系統。 衛星通訊系統中，一般有兩類發作岑i 、 貝兔L #枓，用以支援與控 制由通訊系統提供的用户服務。雜帶由麻 Λ、V内發信載於控制頻道 ，且與服務頻道緊密結合。-般而言，相關控制頻道與服 務頻道共有相同的物理資源’故控制頻道通常爲極低資料 速率頻道，以防過度徵用服務頻道資源，而危害系統產生 收益的能力。頻帶外發信係使用服務頻道使用的物理資源 以外的物理資源發送。此等發信頻道可载有或可未載有與 使用中的服務階層有關的發信資料。 先前技術之混合通訊系統有其限制，原因是此等先前技 術系統未完全利用各型衛星群體的強弱點。系統中的GE〇 衛星受限制，原因是其位置固定。G E 0衛星提供更佳赤道 涵蓋率，但造成更大延遲。個別LEO衛星的涵蓋率有限， -4 - 匕紙伕尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2】〇χ297公漦） ----------私衣——'-----1T------^ \1/. \J/ (諳先閱讀背面之注f項再本頁) - * 經濟部中央標準局男工消费合作杜印製 4 44 4 5 0 經濟部中央標準局員工消f合作社印製 A7 B7 五、發明説明（2 ) 因其高度相對低之故。LEO群體提供較佳非赤道涵蓋率與 較少延遲。 、 希望建立一種克服此等限制、許可更有效而更廉價之衛 星通訊系統的方法及裝置。 圖式之簡單.説明 圖1顯示根據本發明之較佳具體例之混合群體衛星通訊 系統之方塊圖； 圖2顯示根據本發明之較佳具體例之用户設備之方塊圖： 圖3顯示根據本發明之較佳具體例之系統控制中心之方 塊圖； . __ 圖4顯示根據本發明之較佳具體例之混合群體衛星通訊 系統之作業方法之流程圖： 圖5顯示根據本發明之較佳具體例之混合群體衛星通訊 系統之系統控制中心作業方法之流程圖；」 圖6顯示根據本發明之較佳具體例之混合群體衛星通訊 系統之用户設備之作業方法之流程圖； 圖7顯示根據本發明之較佳具體例之GEO衛星之方塊圖； 圖8顯示拫據本發明之較佳具體例之混合群體衛星通訊 系統之第一衛星作業方法之流程圖； 圖9顯示根據本發明之較佳具體例之LEO衛星之方塊圖： 圖10顯示根據本發明之較佳具體例之混合群體衛星通 訊系統之第二衛星作業方法之流程圖。 -5- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先間讀背面之注意事項再'填寫本頁) 裝. 訂 450 450 Μ 經濟部中央標準局頁工消費合作社印製 4 4 A7 B7 五、發明説明（3 ) 較佳具體例之詳細説明 本發明之方法和系統可克服此等限制，而可建立更有效 更廉價的衛星通訊系統。本發明之方法及裝置利用各型衛 星星群長處，而避開個別衛星星群的弱點。但此型混合群 體衛星需要協調服務與群體控制來實現此等優點。 本發明之方法及裝置提供一種混合衛星系統，包含一個 有效控制與發信次系統而可有效處理由該系統提供的服務 。本發明之較佳具體例中，混合衛星系統含有一群G E 0衛 星和一群LEO衛星。舉例·言之，對廷遲敏感的服務繞徑極 少傳播延遲的LE◦衛星群；_而非延遲敏感服務與發信則繞 徑GE0衛星，原因是此等服務與發信通常穩定且容量大之 故。 本發明之方法及裝置也有其它優點。一種優點爲介於 LEO衛星與GE0衛星間並無衛星間鏈路。介於兩群衛星間 的協調係於其間並無直接衛星間鏈路下進行。第二個優點 爲可使用分層擴展策略而改善系統的財務效果。 本發明之較佳具體例中，初期獲取與發信經常係經由較 高延遲路徑，典型爲GE0衛星群。此外，服務依其延遲敏 感性劃分於二衛星群。舉例言之，時間延遲敏感服務係由 LEO衛星群提供，而時間延遲非敏感服務係由GE◦衛星群 提供。又，兩衛星群之協調與控制係於系統控制中心（SCC) 執行。替代具體例中，選用特殊衛星群來提供服務，俾於 人口集中區提供較佳淡出邊際效果或較佳耦合效果。 -6 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4规格（210Χ2·9·?公釐） ---------1衣 —------1T-------^ .X)· (請先聞讀背面之注意事項再本頁) · . 444450 A7 B7 4 五、發明説明（ 本發明之較佳具體例中，系統控制中心（see)晝分成三部 分：網路控制系統（NCS)，GEO衛星群控制系統（GCS)，和 LE〇衛星群控制系統（LCS)。GCS和LCS執行兩衛星群的 傳統衛星管理功能。NCS操控網路並提供服務。大半NCS 功能乃標準網路管理和服務控制功能。 本發明之較佳具體例中，see提供一種經由網路指導發 信和服務的獨特方法。如前述，幾乎全部發信皆係經由GEO 衛星群，因此，可節省有價値的Leo資源用於有收入的服 務。LEO資源較有價値，原因是LE〇衛星群可支援對延遲 敏感的服務，因此，頻道資源須於需用時可支援此種服務 。S CC之NCS郅分也可確保正確的服務係繞徑LE0衛星群 或GEO衛星群。 本發明之較佳具體例中，較高的償値放在LE0資源。因 較高的價値放在LEO資源，故系統控制頻道係由ge〇衛星 群支援。如此不僅可使用較不具時間限制的GEO資源，同 時也可提供一種更穩定的控制頻道環境。控制頻道係由用 户設備（SE)使用而得進接網路。控制頻道由系統用來警告 用户設備有懸而未決的服務需求。GEO衛星比較LEO衛 星相對穩定乃其一大優點。因GEO衛星所在位置固定，故 用户設備易使用方向性天線，易正確預測傳播至衛星的傳 播延遲，而無需與衛星頻率的大都卜勒頻移競爭。若使用 L E 0衛星供系統目標鎖定，則用户設備必須處理全部此等 議題。 -7- 本紙張尺度適用中国國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ---------种Ϊ1 \ϊ/ f (請先閲讀背面之注意，事項—iT本頁) 訂 經濟部中央標準扃工消费合作社印焚 4 44 4 5 〇 A7 B7 五、發明説明（ 圖1顯不根據本發明之較佳具體例中混合群體衛星通訊 系統之方塊圖。衛星群例如可藉衛星數目及/或衛星所在高 度區別。本發明之較佳具體例中，混合群體衛星通訊系統 100包括一群GEO衛星110，一群χ^Ε〇衛星12〇，系統控 制中心（SCC)140，和用户設備（SE)15〇。sec 140分成三 大次系統· N C S，L C S，和G C S。較佳具體例中，§〔 C 14 0 顯示爲單—實體。業界人士瞭解SCC 140執行的作業可分 配至其它實體。各衛星群的衛星係藉由衛星間耦合網路 (ISLs)互連，但兩衛星群未藉ISL連結◊第—型衛星n〇. 使用ISL115互連，顯示於地球13〇表面上方的軌道U7。 第一型彳对星120係使用ISL 125互連並顯示於軌道丨27。 兩衛星群藉由雙向地面至太空用户鏈路連結至SE15〇， 及藉由雙向地面至太空控制鏈路連結至scc 14〇。用户鏈 路145提供介於SE 150與LEO衛星群的衛星12〇間之服務 頻道。由SE150至GEO衛星群衛星ι】〇的用户鏈路155提 供服務頻道和控制頻道。控制鏈路135提供介於SE 15〇與 LEO衛星群衛星120間的服務頻道。由SE 15〇至ge〇衛星 群術星1 10的控制鏈路1 0 5提供服務頻道和控制頻道。 經濟部中央祐準局員工消费合作社印製 ISLs提供一種運載服務和控制資料至地面任何位置或衛星 群任何位置的網路。 混合群體衛星通訊系統100包含特殊類別用户設備，但 此等特殊類別用户設備非本發明所需。舉例言之，特殊類 別用户政備可爲間路’可互速至公共交換電信網路（PSTN) ，但此等閘路SES特點對本發明並不重要。SE可爲固定式 -8 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS.) Λ4規格（210X297公釐） 4 44 4 5 0 A7 B7 五、發明説明（ 6 經濟部中央標準局員工消贤合作社印製 或活動式。因活動式SES爲系統所許可，故NCS包含活動 典’'泉訊系統㈤要的機動性管理款體。 圖2顯示根據本發明之較佳具體例中用户設備之方塊圖 。用户设備（SE) 150包括一個收發器，包括：天線202 ,GEO雙工斋204，GEO接收器206，選擇雙工器的開關 2 1 0，LEO天線系統2 12，LEO雙工器2上4，[EO接收器 2 1 6 ’選擇接收器的開關2丨8，和發送器222。用户設備亦 包括：一個處理器包括：選擇處理器的開關220 ，發信處 理器2 3 0 ’服務處理器2 3 4 ’和控制處理器2 3 2，和使用人 介面23 6。較佳具體例中，需要至少兩個頻道用户設備。 例如SE 150包含兩個天線系統，一根高增益gje〇天線，和 —個較低增益二射束控向LEO天線次系統。 GE0天線202用與衛星1 1〇通訊（圖1)並耦合至GE0雙工 器204。GEO.雙工器204提供一個發送功能用的個別的單 一功能埠，一個接彳£功能用的個別的單一功能埠，和一個 天線功能用之雙功能埠。GEO接收器206提供需要的信號 轉換來提供資料給處理器。GE0接收器206永久連接至發 信處理器230。發信處理器230處理用以挺供發信服務的 資料。 LEO天線系統212用於與衛星120通訊（圖1)並耦合至 LEO雙工器214。LEO雙工器2 14是一種三埠裝置，3埠 用於個別的與组合的發送與接收功能。LEO雙工器2 14之 一埠連接至LEO天線系統2 12。第二埠連接至開關2 10， 及第三埠連接至LEO接收器2 1 6。開關2 1 0連接發送器222 -9- 請 先 閱ik 背 之 注 意 事 項 i裝 頁 訂 本紙張尺度適用中国國家標準（CNS ) A4規格（2l〇X 297公釐) 50 4 4 4 4 A7 B7 五、發明説明（ 至兩個雙工器之一。開關210也耦合至控制處理器232， 控制處理器232決定使時需切換開關2 1〇。較佳具體例中 ，使用單一發送器，而發送器222介於GEO雙工器2〇4與 LEO雙工姦2 14間切換。較佳具體例中，LE〇和GE〇發送 頻率接近，而單一RF節段和功率放大器用於兩個衛星群。 發送器222也耦合至開關22〇，開關22〇用以選擇發信處 理器230或服務處理器234。開關22〇用以選擇有待發送何 種類型的信號。一個例中選擇含服務資訊的信號，另—例 中選擇含發信資訊的信號-。 開關2 18具有兩個輸入淳：輸入皡連接至ge〇接收器206 和LEO接收器216。開關218具有單一輸出埠，輸出槔係 連接至服務處理器234。服務處理器23 4用以處理源自GE〇 接收器2 0 6或L E 0接收器2 1 6的服務資訊。控制處理器2 3 9 用以控制開關2 1 8的切換狀態。控制處理器2 3 2耦合至發 仏處理器2j0和服務處理器234 ^使用人介面236輕合至服 務處理器234。 圖3顯示根據本發明之較佳具體例中系統控制中心之方 塊圖。系統控制中心（SCC) 140包括：geo天線302，GE0 雙工器304，GEO接收器306，選擇雙工器之開關31〇， L£0天線系統3 12，LEO雙工器3 14，LEO接收器3 16， 選擇接收器的開關3 18，發送器322，選擇性處理器的開 關320，發信處理器3 30，服務處理器334，和控制處理器 332。較佳具體例中，至少需要兩個頻道SCC。例如SCC 140 包含兩個天線系統。第一系統爲GEO天線次系統具有至少 10- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格Ui〇X 297公釐） (請先閉讀背面之注意事項再^本頁) 裝. 、\-s 經濟部中央標準局負工消资合作社印掣 4444 5 0 A7 B7 五、發明説明（8 兩根固定式高增益GEO天線，第二系統爲較低增益的射束 控向LEO天線。GE0天線302用與衛星11〇通訊（圖〇且 搞合至GEO雙工器304。GE0雙工器3〇4設有個別的單功 能埠供發送功能，一個個別單功能埠供接收功能，和一個 雙功能痒供天線功能。GE0接收器306提供需要的信號轉 換而提供資料給處理器。GE0接收器3〇6耦合至發信處理 器330。發信處理器330處理用於提供發信服務的資料。 LEO天線系統312用以與衛星；120通訊（圖1}且耦人至 LEO雙工器川。LE0雙-工器314是—種三璋裝)置= 於發送與接收的個別功能和組合功能。LE〇雙工器3 14的 一個，午連接至LEO天線系統312。第二埠連接至開關31〇 ，第三埠連接至LE0接收器316。開關31〇用以連接發送 器=2至兩個雙工器之任—者。„ 31〇也镇合至控制處 理务332，控制處理器332可決定開關3 1〇的切換時間。較 佳具體例中，使用單一發送器，發送器322介於ge〇雙工 备3 04與LEO雙工器3 14間切換。較佳具體例中，LEC)與 GE0發送頻率相當接近，單_ RF 1段和功率放大器即可 於兩個衛星群作業。 經濟部中央禕準局tJi工消費合作社印製 ----------裝—Γ X)/.' (請先閱讀背面之注意事項"-1馬本頁)

，1T 發送器322也轉合至開關320，開關3 20用以選擇發信處 理器330或服務處理器3S4。開關32〇用以選擇有待發送何 種類型的信號。一種情況下選擇含有服務資訊的信號，另 一種情況下選擇含有發信資訊的信號。 — 開關3 18具有兩個輸入埠，分別連接至GE〇接收器3恥 和LEO接收器316 D開關318具有單一輸出埠，連接至

4444 5 0 ΚΙ - —~一 Β7 —1 - ___. —墨 国 _ 五、發明説明（9 ) 務處理器334。服務處理器；33.4處理源自GEO接收器306 或LEO接收器3 1 6的服務資訊。控制處理器3 3 2控制開關 318的切換狀態。控制處理器332耦合至發信處理器33〇和 服務處理器3 3 4。 圖4顯示根據本發明之較佳具體例中操作混合群體衛星 通訊系統之方法之流程圖。方法400始於步驟402。於步 驟404中，GE0衛星用以提供一個控制頻道，供用户設備 起始收信與發信服務。於步骤406中，用户設備經由GE0 衛星要求繞徑先前提供的控制頻道提供服務。 於步驟408中，系統控级中心基於要求的服務，選擇是 否使用至少一顆GEO衛星或多顆LEO衛星作爲通訊頻道。 於步驟4 10中，當用户設備要求通訊頻道供時間延遲非 敏感服務時，使用至少一顆GE0衛星，介於兩個用户設備 間提供時間延遲非敏感服務用之第一通訊頻道。 於步驟4 12中，當用户設備要求通訊頻道供時間延遲敏 感服務時，使用至少多顆LEO衛星’介於兩個用户設備間 提供時間延遲敏感服務用之第二通訊頻道。 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 (請先閏讀背面之注意事項-ft-'4寫本莧) 範例系統作業如下敘述。SE監測源自局部當地GE〇衛 星的下行鍵路頻道。局部當地GEO衛星係在SE的GE〇天 線收發範園内。呼叫的S E經隨機進接頻道發送一個訊息° 隨機進接頻道例如可使用—種規約’其可使用户設備與衛 星建立通訊，而先前未與其它SE或與其它衛星群共同今叫 。隨機進接頻道乃可於GE0衛星與SE間建立的多條頻道 之 ΰ -12- 本纸張尺度剌+賴家辟（⑽）A4规格（2]GX297公赶） 4 4445 〇 經濟部中央摇準局負工消費合作社印製 A7 B7 五、發明说明（10 ) 其次，GEO衛星接收訊息並處理該訊息。GEO衛星可 決定該訊息是否經妥爲處理。若訊息業經妥爲處理，則範 例作業結束。 當訊息業經妥爲處理時，局部當地GEO衛星可發送確認 訊息回呼叫SE，益傳送訊息至SCC的網路控制系統部分。 當系統控制中心接收到送來的説息時，系統控制中心可 處理訊息而決定訊息内容。若呼叫S E非有效用户，則經由 局部當地GEO衛星送一個訊息返回呼叫SE，而處理結束 。例如此一訊息可爲進接拒絕訊息。 若呼叫S E確認爲有效用户，則s C C定位被呼叫S E，並 發送查詢至位在被呼叫SE局部當地GEO衛星。若被呼叫 SE非位在呼叫SE局部當地GEO衛星的收發範圍内，則該 查詢係使用GE 0衛星群和衛星間鏈路送出。 其次，被呼叫SE接收該查詢，並回應該查詢。例如，被 呼叫SE可以忙綠訊息或就緒訊息回應。被呼叫可發送 回應訊息至呼叫SE的局部當地GEO衛星。若被呼叫SE非 位於系統控制中心的收發範園内、或非位於呼叫SE的局部 當地GEO衛星的收發範圍内，則两應係經由局部當地ge〇 衛星、使用GEO衛星群和衛星間鏈路送至系統控制中心。 繼續説明前述實例，系統控制中心決定要求的服務是否 對延遲敏感。若要求的服務非延遲敏感服務，則要求的服 務係由G Ε Ο衛星群和衛星間鍵路提供，而該範例程序結束。 當決定要求的服務屬延遲敏感服務時，系統控制中心決 定最佳使用的LEO衛星群，及選擇最佳使用頻道。此外， -13- 本紙張尺度適用中國國家標準( CNS ) A4規格（210x297公釐） 裝 _ I"------- I 線 ) ! (請先閱讀背面之注意事項-¾.处'寫本頁) * , 44450 經濟部中央榇準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（11 ) SCC決定最佳使用路由。SCC也發送資訊给LEO衛星群。 舉例言之，此種資訊含有LEO衛星群使用的路由資訊。 其次，系統控制中心可送訊息至呼叫SE和被呼叫SE。 此等訊息中含有有關使用的LEO衛星資訊和使用哪個頻道 資訊。被呼叫SE和呼叫SE可與le〇衛星群建立通訊鏈路 D然後，視需要使用LEO衛星群和衛星間鏈路介於呼叫SE 與被呼叫SE間交換資訊。 當其中一個交換元件決定使用作頻道的LEO衛星已經移 送出收發範圍，則須脱離連結给另—個顆LEO衛星接手。 用户設備可發送脱離連結訊-息給sCC。較佳具體例中，訊 息可經由LEO袖星群發送。替代具體例中，脱離連結要求 訊息可經由GE 0衛星發送。 其次，系統控制中心接收脱離連結要求訊息，並決定使 用何一新LEO衛星和何條新頻道。然後，系統控制中心發 送訊息給兩方S E通知S E有關此一改變。系統控制中心必 須知會要求脱離連結的SE有關使用的新衛星和頻道。系統 控制中心也須通知另一方SE有關路由的改變。 範例作業持續時間延遲敏感服務直至做出結束要求爲止 。系統控制中心接收源自呼叫SE或被呼叫SE的結束訊自 。又，系統控制中心決定是否需發送結束訊息給SE。舉例 言之，當呼叫SE想發送給被呼叫SJE的資訊皆已發送時， 呼叫SE可送出結束訊息。又，被呼叫SE決定不再需與呼 叫SE交換資訊時，可發送一個結束訊息给系統控制中心。 -14- 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS )八4规格（2丨0乂297公趋） --------^_裝丨·-----訂------線 Λ).. ) (請先閱讀背面之注意事項再寫本頁) . ' A7 B7 4 4 4 4 5 0 五、發明説明（12 ) 此外，系統控制中心負貴決定若有網路問題時是否需發送 結束訊息3結束訊息可用於範例作業方法結束處理。 圖5顯示根據本發明之較佳具體例之混合群體衛星通訊 系統之系統控制中心作業方法之流程圖。方法500始於步 騍502。步驟504中，系統控制中心接收源自呼叫用户設 備的要求介於呼叫用户設備與被呼叫用户設備間建立二條 通訊頻道。步驟506中，系統控制中心決定該要求是否需 要時間延遲敏感服務·。 當步驟506爲僞時，方法500分支至步驟5 1 0，該步驟中 系統控制中心提供一個通訊-韻道供使用多個GEO衛星介於 呼叫用户設備與被呼叫用户設備間進行時間延遲非敏感服 務。 當步線506爲眞時，方法500分支至步驟520，該步|中 系統控制中心提供一個通訊頻道供使用至少一個LEO衛星 介於呼叫用户設備與被呼叫用户設備間進行時間延遲敏感 服務。 — 此外，系統控制中心使用至少一個GEO衛星來提供控制 頻道供呼叫S E和被呼叫S E的起始收信與發信服務。又， 系統控制中心監測控制頻道和通訊頻道。 範例系統中’作業可如下進行。系統控制中心監測源自 當地GEO衛星的下行鏈路頻道。當地GEO衛星係位於系統 控制中心的G Ε Ο天線收發範圍内的衛星。呼叫s E可經由 隨機進接頻道發送訊息給系統控制中心。 -15- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4現格（2IOX297公簸） f請^-聞讀背面之注意事項再來跨本頁) -裝' 訂 經濟部中央標準局男工消费合作社印製 4 44 4 5。 A7 B7 13 五、發明説明（ 其次’系統控制中心接收源自geo衛星的訊息並處理之 °系統控制中心決定呼叫SE是否爲有效用户。若呼叫SE 非屬有效用户’則訊息經由當地GEO衛星送還呼叫SE。 舉例言之’此一訊息可爲進接拒絕訊息。 當確忍呼叫S E乃有效用户時，系統控制中心定位被呼叫 SE而決足是否有空。例如，sec可檢查使用中的連結檔， 決疋被今叫s E是否忙線。如果被呼叫s E忙線，則忙線訊 息可路由當地GEO衛星發送至呼叫SE。若被呼叫SE非十亡 線’則SCC路由被呼叫SE當地geo衛星發送建立訊息给 被呼叫SE。然後’系統控制中心可使用ge〇衛星和衛星 間鏈路發送通訊建立訊息給被呼叫S E。 然後，系統控制中心接收源自被呼叫SE '路由GE◦衛 星的通訊建立訊息回應。例如被呼叫SE可以忙碌或就緒訊 息回應。若被呼叫非屬系統控制中心的收發範圍内、或非 屬呼叫SE當地GEO衛星的收發範圍内，則回應可使用GE〇 衛星群和衛星間鏈路由當地GEO衛星發送給系統控制中心 。若接收到沒空的訊息、或若未由被呼叫SE接收到任何訊 息，則SCC發送沒空訊息給呼叫SE並結束該過程。 若接收到就緒訊息，則範例作業繼續下去。然後，系統 市j中心決定要求的服務是否屬於延遲敏感服務。若要-欠 的服務屬於非延遲敏感服務，則系統控制中心使用G e 〇衛 星和衛星間鍵路提供要求的服務’而結束範例作業。 要測知要求的服務屬延遲敏感服務時，系統控制中心決 定使用何者最佳LEO衛星及擇定使用的最佳頻道。此外， -16- 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇X29?公系） II裝 I)-----1T------終 (诗先閱讀背面之注意事¾再Vlif本頁} - - 經濟部中央標隼局貝工消f合作社印製 ..4445〇 經齊邱中央榡準局負工消費合作社製 Α7 Β7 I五、發明説明（14 ) 系统控制中心可決定使用的最佳路由並發送資訊给LEO衛 星群。例如此一資訊可含有待由LEO衛星群使用的路由資 訊。 其次，系統控制中心可發·送訊息給呼叫和被呼叫SE雙方 。此等訊息含有有關將使用哪個LEO衛星與將使用的頻道 相關資訊。當資訊介於呼叫用户設備與被呼叫用户設備間 交換時，系統控制中心可監測被呼叫SE、呼叫S£、LEO 衛星群、和LEO衛星群間的通訊鏈路。 若系統控制中心由其中-一個用户設備接收到脱離連結要 求，則系統控制中心決定使-用新的LE0衛星和頻道。較佳 具體例中，訊息可經由LE〇衛星群發送。替代具體例中， 脱離連結要求訊息可經由GEO衛星發送。然後，系統控制 中心發送訊息給兩方S E告知兩方用户設備有關此一改變 。系統控制中心系通知要求脱離連結的SE將使用哪個新 衛星和新頻道。系統控制中心也可告知另一方SE有關路由 的變化。 當維持時間延遂敏感服務時，系統控制中心繼續監測S E 和衛星。系统控制中心接收源自呼叫S£或被呼叫SE的結 束訊息。系統控制中心決定是否需發送結束訊息給SE。舉 例言之7當呼叫SE想發送給被呼叫SE的資訊皆已發送時 ，呼叫SE可送出結束訊息。又，被呼叫SE決定不再需與 呼叫SE交換資訊時’可發送一個結束訊息給系統控制中心 。此外，系統控制中心負貴決定若有網路問題時是否需發 送結束訊息。

I 1-17 — 國國家橾 ίΤ^^"Α4 规格（_2 丨0X297公釐) ~~~" ' —~ (請'先閱讀背面之注意事項#--¾¾本頁) -裝- -丁 444450 經濟部中央標準局負工消费合作.社印製 Α7 Β7 五、發明説明（彳5 ) 回應於結束訊息，系統控制中心可由使用中的連結檔移 開SE，做出通話記錄，決定所需入帳資訊，並送出資料。 結束訊息可用於範例系統結束作業。 圖6顯示根據本發明之較佳具體例之混合群體衛星通訊 系統之用户設備之作業方法之流程圖。方法6 0 〇始於步驟 602。步骤604中，呼叫用户設備發出介於呼叫用户設備與 被呼叫用户設備間之通訊頻道的要求。該要求可能屬時間 延遲非敏感服務或屬時間延遲敏感服務。步骤6 0 6中，用 户設備接收建立一條通訊頻道的建立妥資訊。步驟608中 ，通訊頻道係供時間延遲非-敏感服務，因此，用户設備使 用建立妥資訊與GEO衛星通訊。步驟6 1 〇中，通訊頻道係 供時間延遲敏感服務，故用户設備使用建立妥資訊與LEO 衛星通訊。方法6 0 0於步驟6 2 0結束。 此外，至少一顆G Ε Ο衛星用以對呼叫用户設備與被呼叫 用户設備提供起始收信與發信服務用户設備也可監測控制 頻道和通訊頻道。 當用於混合群體衛星通訊系統時，用户設備可以多種方 式作業。若千作業方法敘述如下。SE 1 50監測由當地GEO 衛星的下行鏈路頻道。當地GEO衛星位於SE 1 50(圖1)上 的GE0天線202的收發範圍内（圖2)。SE決定它是否需與 另一個用户設備建立一條通訊頻道。此一呼叫S E於隨機進 接頻道上發送訊息。隨機進接頻道乃可介於GE0衛星與SE 間建立的多條頻道之一。訊息含有有關需要的服務類型與 被呼叫S E的識別資訊。 ——_ _ '18* 本紙用中涵國家標準（CNS ) A4規格（2Ϊίχ 2N公發) '一""一 -------裝！ (請4'聞讀背面之注意事項再本頁) 丁 *-· 鍊. 4 44 4 5 0 經濟部中央標準局員工消费合作社印1ί A7 B7 五、發明説明（16 呼叫SE接收源自SCC的認可，並等候SCC回應給額外 貪訊。S E等候時’ s C C定位被呼叫s E，決定被呼叫S E 是否怯線，建立妥接收更多資訊。 呼叫SE接收一個訊息。此種情況下，訊息含有對與被呼 叫S E建互通訊連結的請求的回應，或訊息含有有關與特定 衛星建立通訊連結的資訊。該訊息也可由被呼叫S E接收。 此種情況下，訊息含有呼叫S£發出的查詢，或訊息含有有 關與特定衛星建立通訊連結的資訊。 SE可與由^ SCC爲它決•定的特定衛星建立一條通訊頻道 。呼叫SE和被呼叫SE皆知指示動作。若see指令SE與 LEO衛星群建立通訊連結，則用户鏈路丨45(圖丨）係由呼叫 SE.建乂，而另一用户鏈路145係由被呼叫SE建立。若SCC 才曰令與GEO衛星建立通訊連結，則用户鏈路〗55(圖〗）係由 呼叫SE建立’而另一用户鏈路ι55係由被呼叫se建立。 於被呼叫SE和呼叫SE雙方皆與適當衛星建立通訊連結 後’可介於呼叫用户設備與被呼叫用户設備間交換資訊。 若琢資訊爲延遲敏感，則視需要資訊使用LE〇衛星群和衛 星間鏈路交換。若孩資訊非延遲敏感，則資訊視需要使用 G E 0衛星和衛星間鏈路交換。 呼叫SE和被呼叫SE雙方皆可監測L£〇衛星群，確定用 户鏈路145未因衛星與SE間的運動而中斷。若其中—方沾 測知用作頻道的LEO衛星移動出收發範園外，則該$£得 一結論需脱離速結給另一顆LE〇衛星。SE發送脱離連結 訊息給see。較佳具體例中，該訊息係繞徑LE〇衛星群傳 —------------- - 19 _ 本紙張尺度適用中國國家標準（

4 444 5 0 A7 B7 經濟部中央標準局貝工消费合作权印製 五、發明説明（17 送。替代具體例中，脱離連，纟p要求訊息可繞裎GEO衛星傳 达 。 SE等候系統控制中心回應脱離連結資訊，資訊中含有新 的LEO衛星和頻道。雙方SE皆可接收告知其有關需脱離 連結的改變。系統控制中心須通知要求脱離連結的S E有關 使用何者新的衛星和頻道。系統控制中心也需通知另一方 SE有關路由改變。SE讦依指示建立新的鏈路，並放出舊 鍵路使用的資源。 服務維持直至要求終結爲止。通訊服務資料介於_叫用 户設備與被呼叫用户設備間-交換。舉例言之，單向資料移 轉中，被呼叫S E被指示不要發送資料。 呼叫SE或被呼叫SE任一方皆可決定需要發結束訊息給 SCC。舉例言之，當呼叫SE想發送給被呼叫SE的資訊皆 已發送時，呼叫S E可送出結束訊息。又’被呼叫S E決定 不再需與呼叫SE交換資訊時，可發送一個結束訊息給系統 控制中心。 SE發送結束訊息給SCC。此時，SCC放出使用的資源並 由使用中的連結樓移開SE。 圖7顯示根據本發明之較佳具體例之GE〇衛星的方塊圖 。GEO衛星包括：上控制頻道702，上用户頻道704，上 衛星間鏈路（ISL)頻道706，和處理器7 1 0。當系統控制中 心於當地可使用時，上控制頻道702與系統控制中心通訊 。上用户頻道704提供一個控制頻道供起始收信與發信服 務而與用户設備通訊，及供與用户設備通訊進行時間延遲 -20- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS )刎規格（2丨Ox297公釐) (諳先聞讀背面之注意事項母#寫本頁；！ -裝· :訂--^----線--------------- 4 4 4 4 δ ο Α7 Β7 五、發明説明（18

非敏感服務。上衛星間鏈路（ISL)頻道706係於另一顆GEO 衛星可使用時，供與另一顆GE〇衛星建立與監測衛星間鏈 路。 處理器7 10處理於任一鏈路上接收的訊息，決定訊息是 否含有路由資訊，再發送部分訊息，並使用未被再發送的 訊息所含資訊進行作業。 ’ 圖8顯示根據本發明之較佳具體例中，於混合群體衛星 通訊系統作業GE0衛星之方法之流程圖β方法8〇〇始於步 驟802。步驟804中’ GEO衛星提供控制鏈路1〇5(圖1)至 SCC 140(圖1) ’ GE〇衛星提供控制鏈路155(圖〇至SE 150(圖 1)。 步職806中，GEO衛星自用户設備接收到要求建立通訊 °步碟808中，GEO衛星再發送要求給系統控制中心。步 驟8 1 〇中’當GE0衛星受系統控制中心指示時，GEO衛星 與用户設備建立一條通訊頻道並監測之。系統控制中心提 供貪訊而建立一條通訊頻道供時間延遲非敏感服務用。 經濟部中央標準局一貝工消費合作社印裝 *系統控制中心爲當地可使用時，GE〇衛星建立並監測 連、^ 土系统控制中心的控制鍵路。連結至系統控制中心的 拴制鏈路用以再發送第一型訊息至系統控制中心並接收源 自系統控制中心的第二型訊息。此外，當用户設備爲當地 可‘吏用時’ GE0衛星建立並監須彳連結至用户設備之用户鏈 0 ii s πη 广 〜主用户設備的用户鏈路用以接收源自用户設備的 第 土訊息’及再發送第二型訊息給用户設備。例如第— 本録尺度適用 -21 - 444450 A 7 B7 五、發明説明（19 ) 型訊息爲要求訊息、認可訊息、或資訊訊息。第二型訊息 爲控制訊息或通話建立訊息。 舉例言之，GEO衛星可接收由呼叫SE經由随機進接頻 道發送的訊息。隨機進接頻道乃可介於GEO衛星與SE間 建立的多條頻道之一。GE◦衛星送出認可訊息給呼叫SE 。GEO衛星發送訊息給SCC^ 被呼叫SE當地的第二顆GEO衛星可接收源自SCC的訊 息。第二顆GEO衛星發送訊息給被呼叫SE。第二顆當地 GEO衛星接收源自被呼叫-SE的回應訊息。回應可能是忙碌 或就緒。第二顆當地GEO衝星發送認可訊息給被呼叫SE ，及送回應訊息給S C C。 此外，當地GEO衛星接收有關如何建立通訊頻道的資訊 。若服務非屬延遲敏感服務，則GEO衛星可提供通訊服務。 經濟部中央榇準局貞工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再皆.¾本頁) 當該服務屬延遲敏感服務時，SCC發送資訊給兩顆當地 GEO衛星。一顆當地GEO衛星發送訊息給呼叫SE。此一 訊息含有有關使用哪顆衛星，使用哪條頻道，及使用路由 的相關資訊。被呼叫SE當地的第二顆GEO衛星發送訊息 給被呼叫S E。此一訊息含有有關使用哪顆衛星，使用哪條 頻道，及使用路由的相關資訊。 GEO衛星監測與系統控制中心的控制鏈路，俾決定是否 發送脱離連結訊息。替代具體例中，脱離連結要求訊息可 繞徑GEO衛星發送。於脱離連結作業中，系統控制中心接 收脱離連結要求訊息，決定使用的新的L E 0衛星和和新頻 道。GEO衛星由SCC用以發送訊息給雙方SE俾通知SE有 -22 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐) 444450 經濟部中央標準局舅工消费合作社印製 A7 B7 五、發明説明（20 ) 關此一變化。另一個替代具體例中，脱離連結資訊可繞徑 LEO衛星群發送。系棘控制中心須通知要求脱離連結的SE 有關使用的新LEO衛星和頻道。系統控制中心也通知另一 方SE有關路由改變。 業界人士了解其它脱離連結技術可供以LEO衛星系統作 業SE。舉例言之，SCC可於建立第一連結時計算全部脱離 連結和脱離連結時間。本發明可以多種脱離連結程序作業 ’本發明無需使用特殊脱離連結程序。 GE〇衛星也可監測與系統控制中心的頻道，俾決定是否 發出結束訊息。較佳具體例_中，結束訊息係繞徑GEO衛星 發送。替代具體例中，結束訊息可繞徑LEO衛星群發送。 結束作業中，系統控制中心接收結束訊息，或決定是否需 結束通訊服務。GEO衛星由SCC用以發送結束訊息给雙方 SE。GEO衛星也可執行維修任務。舉例言之，維修任務包 含監視板上操作和鏈路品質。 圖9顯示根據本發明之較佳具體例中leO衛星之方塊圖 。LEO衛星包括：下控制頻道902，下用户頻道904，下 #于星間鏈路（IS L)頻道9 0 6，和處理器9 1 0。當系統控制中 心於當地可使用時，.下控制頻道902與系統控制中心通訊 。下用户頻道904當由系統控制中心指示進行時間延遲敏 感服務時，供與用户設備通訊。下衛星間鏈路（ISL)頻道906 係於另一顆LEO衛星可使用時，供與另一顆lE0衛星建立 與監測衛星間鏈路。 ____ -23- 本紙浪尺度適用中國國家標毕（CNS ) A4規格（2iOx 297公釐） (請先聞讀背面之注意事項4'·填寫本1) 裝^ 訂 經濟部中央標準局員4消費合作社印11 小444 5 Ο Α7 Β7 1 — _ ~ —. - _ 五、發明説明（21 ) ~ 處理器9 1 〇處理於任一鏈路接收的訊息，決定訊息是否 含有路由資訊’再發送部分訊息，並使用未被再發送的訊 息所含資訊造行作業。 圖10顯示根據本發明之較佳具體例中，於混合群體衛星 通訊系統作業LEO衛星之方法之流程圖。方法i〇〇〇始於步 驟1002。步驟1004中，當地leo衛星提供一種控制鏈路 给系統控制中心。當地LEO衛星係於系統控制中心14〇(圖 1)的LEO天線312的收發範圍内。 步驟1006中，當地LECT衛星接收源自系統控制中心的訊 息而與特殊SE建立用户鍵路。步驟中，呼叫se與呼 叫SE當地的LEO衛星建立用户鏈路145。被呼叫SE與被 呼叫SE當地的LEO衛星建立用户鏈路145。方法ι〇〇〇於 步驟1020結束。 L· E 〇衛星可接收得自S C C的訊息而脱離連結用户鏈路。 較佳具體例中，LEO衛星使用破壞前先建設策略來建立新 的用户鏈路。如此表示於舊的用户鏈路脱離前，建立新的 用户鏈路。當舊鏈路結束時，資源恢復用於建立其它通訊 系統v 衛星可接收源自see的訊息而終結用户鏈路。當用 户鏈路結束時，資源回復用於建立其它通訊頻道β LEO衛星可執行維護任務。例如維護任務包含監測板上 作業與鏈路品質 本發明之一大特點爲兩個衛星群_間並無直接交互注。 僅有用户設備和系統控制中心須知會兩個衛星群。又須瞭 _____ - 24 - 張尺度ϋ财關家標^規格⑺Qx297公兹） 一~~ —__ --------)|裝------訂—.----啟 (請先閏讀背面之注意事項再.¾寫本頁) k , 4444 5 0 A7 B7 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 五、發明説明（22 ) 解本發明之方法和系統無需兩個衛星群使用相同頻帶。於 兩個不同頻帶作業，導致對用户設備的衝擊小。於差距寬 的頻帶作業可簡化兩個衛星群間之射頻協調。 本發明之方法和系統使混合群體衛星通訊系統分期布署 。舉例言之，GEO衛星和系統控制中心可遠在LEO衛星 運作前已布署妥而付諸服務。當LEO衛星變有空而可使用 時，軟體可做適當變化，延遲敏感服務可移轉至LEO衛星。 本發明之方法和系統也可使兩個原先供獨立運作的系統 合併。使用本發明之發信與控制設計，只要可對太空媒體 軟體作適當改變，則可合併_兩個系統。 本發明之替代具體例中，ISL並非絕對必要。只要設有 地面臺和地球交互連結，則可開發有詢答衛星的替代系統 。因LEO衛星系統需要廣泛地面基礎設施俾提供適當連結 ，故更可能的替代實施之道爲GEO衛星和LEO衛星與ISL 間應答。 前文業已參照較佳具體例敘述本發明。但業界人士了解 可未悖離本發明之範圍對本較佳具體例做出變化與修改。 雖然已就使用特定軌道進行説明，.但也可使用其它説明或 方法。舉例言之，極低高度LEO衛星群可與較高高度LEO 衛星群或中地球軌道（MEO)衛星群併用。如此，業界人士 顯見之變化與修改預期皆包含於本發明之範園。 -25- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注'項再""'本頁) 裝 "0 腺.

Claims (1)

1. 4 444 5 0 ABCD 經濟部中央標準局員工消资合作社印製 六、申請專利範圍 1. 一種混合群體衛星通訊系統之作業方法，包括下列步驟： 使用第一衛星提供控制頻道供用户設備的起始收信與 發信服務； 使用用户設備經由控制頻道要求服務； 使用系統控制中心選擇使用第一衛星或多顆第二衛星 來提供所要求的服務的通訊頻道； 當用户設備要求時間延遲非敏感服務用通訊頻道時， 使用至少一顆第一衛星提供第一通訊頻道以提供兩個用 户設備間的時間延遲非敏感服務；及 當用户設備要求時間延遲敏感服務用通訊頻道時，使 用多顆弟一術星提供第二通訊頻道以提供兩個用户設備 間的時間延遲敏感服務。 2.如申請專利範圍第1項之方法，其中該第一衛星爲地理 同步衛星，及該第二衛星爲低地球執道衛星。 3·如申請專利範圍第1項之方法，其中該第一衛星爲地理 同步衛星，及該第二衛星爲中地球軌道衛星。 4, 如申請專利範圍第1項之方法’其中該第一衛星爲中地 球執道保ί星’及該弟二衛星爲低地球軌道衛畢。 5. —種混合群體衛星迪訊系統 包括： 多部用户設備，可各自要求時間延遲敏感服務或時間 • 延遲非敏感服務； -個系統控制中心，其可接收源自用户設備的服務要 求，並決定是否時間延遲敏感服務被要求； 多個位於第一群體的第一衛星，其可對要求時問延遲 -26- 本紙張尺度適用中圉國家標準（CNS ) Α4规格（210Χ297公康' ' — (請先^讀背面之注^事項再填寫本頁) ..裝 、tr .，太. 4 5 Ο Α8 Β8 C8 · _____PS______ 六、申請專利範圍 非敏感服務的用户設備提供通訊频道；及 多個位於第二群體的第二衛星，其可對要求時間延遲 敏感服務的用户設備提供通訊頻道。 6. 如申請專利範圍第5項之系統，其中該第一衛星爲地理 同步衛星，及該第二衛星爲低地球軌道衛星。 7. 如申請專利範圍第5項4系統，其中該第—衛星爲地理 同步衛星’及該弟一俾f星爲中地球軌道衛星D 8-如申請專利範園第5項之系統，其中該第一衛星爲中地 球軌道衛星，及該第二衛星爲低地球軌道衛星。 I Ml „ . i _ (請先閱讀背面之注t事項^故寫本頁) 經濟部中央標準局貝工消費合作杜印製 一尺 張 紙 I本 -準 一標 |家 一國 一国 I中 一用 ί適 Ns |釐 公