Перекрестная ссылка
Настоящая заявка на патент испрашивает преимущество по предварительной заявке на патент США № 62/834 912, автор Ханчарик (Hancharik), озаглавленной PAST EVENT SIGNAL TRACKER (PEST), поданной 16 апреля 2019 г., права на которую были переданы правопреемнику настоящего документа, и полностью включенной в настоящий документ путем ссылки.
Предпосылки создания изобретения
Следующее относится к антенным системам с формированием луча, а более конкретно — к отслеживанию сигнала о предыдущем событии. В некоторых антенных системах с формированием луча, таких как спутниковая система связи, приемное устройство может включать в себя антенну, выполненную с возможностью приема сигналов на каждом из наборов элементов облучателей на облучающей решетке. Набор сигналов элементов облучателей может быть обработан в соответствии с конфигурацией формирования луча при приеме, которая может включать применение фазового сдвига или масштабирования амплитуды к соответствующим сигналам элементов облучателей. Обработка может быть связана с генерацией сигналов узкого луча, соответствующих различным зонам покрытия узких лучей, которые в некоторых примерах могут поддерживать различные выделения коммуникационных ресурсов по всей зоне покрытия антенны.
Изложение сущности изобретения
Описанные технологии относятся к улучшенным способам, системам, устройствам и аппаратам, которые поддерживают отслеживание сигнала о предыдущем событии. В некоторых примерах антенна может быть включена в транспортное средство, такое как спутник, самолет, беспилотный летательный аппарат или устройство какого-либо другого типа, которое поддерживает коммуникационные услуги или другие возможности приема в зоне покрытия. Антенна может включать в себя облучающую решетку, имеющую набор элементов облучателей, и каждый из элементов облучателей можно связать с сигналом элемента облучателя, соответствующим полученной энергии на соответствующем элементе облучателя. Система обработки при приеме может принимать сигналы элементов облучателей или другие связанные сигналы и использовать различные методики формирования лучей для поддержки направленного приема.
Для поддержки главной миссии или задачи, или миссии или задачи в реальном времени (например, связь в реальном времени) система обработки приема может обрабатывать полученные сигналы, такие как сигналы элемента облучателя, в соответствии с первой конфигурацией формирования луча для создания одного или нескольких сигналов узкого луча. Каждый из сигналов узкого луча может соответствовать соответствующему узкому лучу антенны и в некоторых примерах может включать в себя связь, запланированную для соответствующих лучей из множества узких лучей (например, зон покрытия узкого луча).
Для поддержки обнаружения или поиска миссии или задачи, такой как отслеживание сигнала о предыдущем событии, система обработки при приеме может дополнительно или альтернативно хранить принятые сигналы, такие как сигналы элементов облучателей, в течение некоторого периода времени (например, в кольцевом буфере). Система обработки при приеме может обрабатывать сохраненные сигналы в соответствии со второй конфигурацией формирования луча для получения целевого сигнала узкого луча, соответствующего целевому расположению, на основе определения целевого сигнала в пределах зоны покрытия сервиса и в некоторый момент времени в пределах времени хранения сигналов элементов облучателей. Система обработки при приеме может оценивать сигнал целевого узкого луча на наличие целевого сигнала. Генерация целевого узкого луча и оценка наличия целевого сигнала могут повторяться в таких примерах, как: итерационный поиск в разных расположениях в течение одной и той же продолжительности; траектория, формируемая после прохождения сигнала в разных расположениях и с разными длительностями; или спектральная оценка в соответствии с различными гипотезами характеристик сигнала. Таким образом, система обработки при приеме в соответствии с примерами, описанными в настоящем документе, может поддерживать выполнение ретроактивных или итерационных оценок сохраненных сигналов, таких как сигналы элементов облучателей, для идентификации различных источников сигналов, что может быть полезно в таких областях применения, как поисковые и спасательные операции, возвращение активов, видеонаблюдение, расследование преступлений, поиск летчика сбитого летательного аппарата, приложения Интернета вещей и др.
Краткое описание графических материалов
На фиг. 1A показана схема системы связи, которая поддерживает отслеживание сигнала о предыдущем событии в соответствии с примерами, описанными в настоящем документе.
На фиг. 1B представлен узел антенны спутника, который поддерживает отслеживание сигнала о предыдущем событии, в соответствии с примерами, описанными в настоящем документе.
На фиг. 1C изображен узел облучающей решетки антенного узла, который поддерживает отслеживание сигнала о предыдущем событии, в соответствии с примерами, описанными в настоящем документе.
На фиг. 2A–2D показаны примеры характеристик антенны для узла антенны, имеющего облучающую решетку, которая поддерживает отслеживание сигнала о предыдущем событии, в соответствии с примерами, описанными в настоящем документе.
На фиг. 3A и 3B показан пример формирования луча для формирования зон покрытия узких лучей в собственной зоне покрытия антенны в соответствии с примерами, описанными в настоящем документе.
На фиг. 4 изображен пример системы обработки при приеме, которая поддерживает отслеживание сигнала о предыдущем событии, в соответствии с примерами, описанными в настоящем документе.
На фиг. 5 изображен пример процесса поиска, поддерживающего отслеживание сигнала о предыдущем событии, в соответствии с примерами, описанными в настоящем документе.
На фиг. 6 изображен пример отслеживания сигнала о предыдущем событии в соответствии с примерами, описанными в настоящем документе.
На фиг. 7 показана функциональная схема системы обработки при приеме, которая поддерживает отслеживание сигнала о предыдущем событии, в соответствии с примерами, описанными в настоящем документе.
На фиг. 8 представлена блок-схема, иллюстрирующая способ, который поддерживает отслеживание сигнала о предыдущем событии, в соответствии с примерами, описанными в настоящем документе.
Подробное описание
Система в соответствии с методиками, описанными в настоящем документе, может поддерживать различные примеры отслеживания сигнала о предыдущем событии. Например, антенна облучающей решетки может быть включена в транспортное средство, такое как спутник, самолет, беспилотный летательный аппарат или устройство какого-либо другого типа, которое поддерживает коммуникационные услуги или другие возможности приема в зоне покрытия. Антенна может включать в себя облучающую решетку, имеющую набор элементов облучателей, и для поддержки приема сигнала каждый из элементов облучателей можно связать с сигналом элемента облучателя, соответствующим полученной энергии на соответствующем элементе облучателя. Система обработки при приеме может принимать сигналы элементов облучателей или другие связанные сигналы и использовать различные методики формирования лучей для поддержки направленного приема. Компоненты системы обработки при приеме могут быть включены в одну или более наземных станций или могут быть включены в спутник или другое транспортное средство, которое может включать или не включать в себя антенну, связанную с элементами облучателей обрабатываемых сигналов. В некоторых примерах компоненты системы обработки при приеме могут быть распределены по нескольким устройствам включая компоненты, распределенные между транспортным средством и наземным сегментом.
Для поддержки главной миссии или задачи, или миссии или задачи в реальном времени (например, связь в реальном времени) система обработки приема может обрабатывать полученные сигналы, такие как сигналы элемента облучателя, в соответствии с первой конфигурацией формирования луча для создания одного или нескольких сигналов узкого луча. Каждый из сигналов узкого луча может соответствовать соответствующему узкому лучу антенны и в некоторых примерах может включать в себя связь, запланированную для соответствующих лучей из множества узких лучей (например, запланированную для соответствующих зон покрытия узкого луча).
Для поддержки миссии или задачи ретроактивного обнаружения или поиска, такой как отслеживание сигнала о предыдущем событии, система обработки при приеме может дополнительно или альтернативно хранить принятые сигналы, такие как сигналы элементов облучателей, в течение некоторого периода времени (например, в кольцевом буфере). Система обработки при приеме может обрабатывать сохраненные сигналы в соответствии со второй конфигурацией формирования луча для получения целевого сигнала узкого луча, соответствующего целевому расположению, и оценивать целевой сигнал узкого луча на наличие целевого сигнала на основе определения целевого сигнала в пределах зоны покрытия сервиса и в некоторый момент времени хранения сигналов элементов облучателей. Таким образом, система обработки при приеме в соответствии с примерами, описанными в настоящем документе, может поддерживать выполнение ретроактивных оценок сохраненных сигналов для идентификации различных источников сигналов, что может быть полезно в таких областях применения, как поисковые и спасательные операции, возвращение ценных активов, видеонаблюдение, расследование преступлений, поиск летчика сбитого летательного аппарата, приложения Интернета вещей и др. В некоторых примерах такие методики могут выполняться параллельно или иным образом одновременно с основной задачей или задачей в режиме реального времени.
В настоящем описании представлены различные примеры технологий отслеживания сигнала о предыдущем событии, позволяющих осуществлять дистанционное зондирование, и такие примеры не носят ограничительный характер в отношении объема, применимости или конфигурации примеров в соответствии с принципами, описанными в настоящем документе. Последующее описание скорее предоставляет специалистам в данной области техники подробное описание реализации вариантов осуществления принципов, описанных в настоящем документе. В функции и конструкции элементов могут быть внесены различные изменения.
Таким образом, в различных вариантах осуществления в соответствии с описанными в настоящем документе примерами в зависимости от ситуации могут быть опущены, заменены или добавлены различные процедуры или компоненты. Например, следует понимать, что способы можно выполнять в порядке, отличном от описанного выше, и что могут быть добавлены, опущены или объединены различные их этапы. Кроме того, аспекты и элементы, описанные в связи с некоторыми примерами, могут комбинироваться в различных других примерах. Следует также понимать, что следующие системы, способы, устройства и программное обеспечение могут по отдельности или в совокупности являться компонентами более крупной системы, причем другие процедуры могут иметь приоритет над ними или иным образом изменять их применение.
На фиг. 1А показана схема системы 100 связи, которая поддерживает отслеживание сигнала о предыдущем событии в соответствии с примерами, описанными в настоящем документе. Система 100 связи может использовать ряд сетевых архитектур, включая космический сегмент 101 и наземный сегмент 102. Космический сегмент 101 может включать в себя один или несколько спутников 120. Наземный сегмент 102 может включать в себя один или несколько терминалов 130 узлов доступа (например, межсетевых терминалов, наземных станций), а также сетевые устройства 141, такие как центры управления сетью (NOC) или другие центры обработки или устройства, а также командные центры спутниковых и межсетевых терминалов. В некоторых примерах наземный сегмент 102 может также включать в себя пользовательские терминалы 150, предоставляющие услуги связи посредством спутника 120.
В различных примерах спутник 120 может быть выполнен с возможностью поддержки беспроводной связи между одним или несколькими терминалами 130 узлов доступа и/или различными пользовательскими терминалами 150, расположенными в зоне покрытия обслуживания, которая в некоторых примерах может быть основной задачей или миссией спутника 120. В некоторых примерах спутник 120 может быть выполнен с возможностью сбора информации и может включать в себя различные датчики для обнаружения географического распределения электромагнитных, оптических, температурных или других данных (например, при выполнении передачи при сборе или приеме данных). В некоторых примерах спутник 120 может быть развернут на геостационарной орбите таким образом, чтобы его орбитальное положение относительно наземных устройств было фиксированным относительно или фиксированным в пределах операционного допуска или другого орбитального окна (например, в пределах орбитальной позиции). В других примерах спутник 120 может работать на любой подходящем орбите (например, на низкой околоземной орбите (LEO), на средней околоземной орбите (MEO) и т.д.).
Спутник 120 может использовать узел 121 антенны, такой как узел антенны с фазированной решеткой (например, решетку с прямым излучением (DRA)), антенна с фидерным отражателем с фазированной решеткой (PAPR) или любой другой механизм, известный в данной области, для приема или передачи сигналов (например, услуги связи, услуги широковещательной передачи, или услуги сбора данных). При поддержке услуги связи спутник 120 может принимать прямые сигналы 132 восходящей линии связи от одного или более терминалов 130 узлов доступа и предоставлять соответствующие прямые сигналы 172 нисходящей линии связи на один или несколько пользовательских терминалов 150. Спутник 120 может также принимать обратные сигналы 173 восходящей линии связи от одного или нескольких пользовательских терминалов 150 и перенаправлять соответствующие обратные сигналы 133 нисходящей линии связи на один или более терминалов 130 узлов доступа. Для обмена сигналами между терминалами 130 узлов доступа или пользовательскими терминалами 150 спутник 120 может использовать различные способы модуляции и кодирования физического уровня (например, адаптивное кодирование и модуляция (ACM)).
Узел 121 антенны может поддерживать связь или прием другого сигнала посредством одного или более сформированных узких лучей 125, которые могут также называться служебными лучами, спутниковыми лучами или любым другим подходящим термином. Сигналы могут проходить через узел 121 антенны в соответствии с пространственной диаграммой электромагнитного излучения узких лучей 125. При поддержке услуги связи узкий луч 125 может использовать одну несущую, например, одну частоту или непрерывный диапазон частот, который также может быть связан с одиночной поляризацией. В некоторых примерах узкий луч 125 может быть настроен для поддержки только пользовательских терминалов 150, и в этом случае узкий луч 125 может называться пользовательским узким лучом или пользовательским лучом (например, пользовательский узкий луч 125-a). Например, пользовательский узкий луч 125-а может быть настроен для поддержки одного или нескольких прямых сигналов 172 нисходящей линии связи и/или одного или нескольких обратных сигналов 173 восходящей линии связи между спутником 120 и пользовательскими терминалами 150. В некоторых примерах узкий луч 125 может быть настроен для поддержки только терминалов 130 узлов доступа, и в этом случае узкий луч 125 может называться узким лучом узла доступа, лучом узла доступа или межсетевым лучом (например, узкий луч 125-b узла доступа). Например, узкий луч 125-b узла доступа может быть настроен для поддержки одного или нескольких прямых сигналов 132 восходящей линии связи и/или одного или нескольких обратных сигналов 133 нисходящей линии связи между спутником 120 и терминалами 130 узлов доступа. В других примерах узкий луч 125 может быть настроен для обслуживания как пользовательских терминалов 150, так и терминалов 130 узлов доступа, и, таким образом, узкий луч 125 может поддерживать любую комбинацию прямых сигналов 172 нисходящей линии связи, обратных сигналов 173 восходящей линии связи, прямых сигналов 132 восходящей линии связи и/или обратных сигналов 133 нисходящей линии связи между спутником 120, пользовательскими терминалами 150 и терминалами 130 узлов доступа.
Узкий луч 125 может поддерживать услугу связи между целевыми устройствами (например, пользовательскими терминалами 150 и/или терминалами 130 узлов доступа) или прием другого сигнала в пределах зоны 126 покрытия узкого луча. Зона 126 покрытия узкого луча может быть определена областью шаблона электромагнитного излучения связанного узкого луча 125, проецируемой на землю или какую-либо другую опорную поверхность и имеющей мощность сигнала, отношение сигнал/шум (SNR) и отношение сигнал/смесь помехи с шумом (SINR) узкого луча 125 выше порогового значения. Зона 126 покрытия узкого луча может охватывать любую подходящую зону обслуживания (например, круглую, эллиптическую, шестиугольную, локальную, региональную, национальную) и может поддерживать услугу связи с любым количеством целевых устройств, размещенных в зоне 126 покрытия узкого луча. В различных примерах целевые устройства, например, размещенные в воздухе или под водой, могут быть помещены в узком луче 125, но не на опорной поверхности зоны 126 покрытия узкого луча (например, опорная поверхность 160, которая может представлять собой наземную поверхность, поверхность суши, водную поверхность, например, поверхность озера или океана, или опорную поверхность, находящуюся на возвышении или на высоте).
Формирование луча для линии связи может быть выполнено путем регулировки фазы сигнала (или временной задержки) и иногда амплитуды сигнала для сигналов, передаваемых и/или принимаемых с помощью множества элементов облучателя одного или нескольких узлов 121 антенны с перекрывающимися собственными диаграммами направленности элементов облучателей. В некоторых примерах некоторые или все элементы облучателя могут быть размещены в виде совокупного массива принимающих и/или передающих элементов облучателя, которые работают совместно для обеспечения различных примеров формирования лучей на борту (OBBF), наземного формирования лучей (GBBF), сквозного формирования лучей или других типов формирования лучей.
Спутник 120 может поддерживать множество сформированных узких лучей 125, охватывающих соответствующие зоны покрытия узких лучей 126, каждая из которых может перекрываться или не перекрываться со смежными зонами покрытия узких лучей 126. Например, спутник 120 может поддерживать зону покрытия сервиса (например, региональную зону покрытия, национальную зону покрытия, полусферическую зону покрытия), формируемую комбинацией из любого количества (например, десятков, сотен, тысяч) зон покрытия узких лучей 126. Спутник 120 может поддерживать услугу связи с использованием одной или нескольких полос частот и любого количества подполос. Например, спутник 120 может поддерживать работу в стандартных полосах Ku, K или Ka, а также C, X, S, L, V Международного союза по телекоммуникациям (ITU) и в других подобных полосах.
В некоторых примерах зона покрытия сервиса может быть определена как зона покрытия, в которой наземный источник передачи или наземный приемник могут передавать или принимать соответствующие данные при предоставлении услуг связи посредством спутника 120; в этих случаях зона покрытия может быть определена как множество зон покрытия узких лучей 126. В некоторых системах зоны покрытия сервиса для каждой линии связи (например, зона покрытия прямой восходящей линии связи, зона покрытия прямой нисходящей линии связи, зона покрытия обратной восходящей линии связи и зона покрытия обратной нисходящей линии связи) могут отличаться. Хотя зона покрытия сервиса может быть активной только в том случае, когда спутник 120 находится в работе (например, на эксплуатационной орбите), спутник 120 может иметь собственную диаграмму направленности антенны, которая основана на физических компонентах узла 121 антенны и их относительных расположениях (например, спутник может быть спроектирован или настроен соответствующим образом). Собственная диаграмма направленности антенны спутника 120 может относиться к распределению энергии по отношению к узлу 121 антенны спутника (например, энергии, передаваемой и/или принимаемой узлом 121 антенны).
В некоторых зонах покрытия сервиса смежные зоны покрытия узких лучей 126 могут иметь некоторую степень перекрытия. В некоторых примерах может быть использована многоцветная конфигурация (например, шаблон повторного использования с двумя, тремя или четырьмя цветами), причем термин «цвет» относится к сочетанию ортогональных ресурсов связи (например, частотных ресурсов, поляризации и т.д.). В примере четырехцветного шаблона каждой перекрывающейся зоне покрытия узких лучей 126 может быть назначен один из четырех цветов, и каждому цвету может быть назначена уникальная комбинация частот (например, диапазон или диапазоны частот, один или несколько каналов) и/или поляризация сигнала (например, правая круговая поляризация (RHCP), левая круговая поляризация (LHCP) и т.д.) или другие ортогональные ресурсы. Назначение различных цветов соответствующим зонам покрытия узких лучей 126, которые имеют перекрывающиеся области, может уменьшать или устранять помеху между узкими лучами 125, связанную с этими перекрывающимися зонами покрытия узких лучей 126 (например, путем планирования или фильтрации передач, соответствующих конкретным узким лучам в соответствии с конкретными цветами). Затем эти комбинации частоты и поляризации антенны могут повторно использоваться соответствующим образом в повторяющейся не перекрывающейся «четырехцветной» диаграмме направленности многократного использования. В некоторых примерах услуга связи может быть обеспечена за счет использования большего или меньшего числа цветов. В других случаях может использоваться разделение узких лучей 125 во времени и/или другие методики подавления помех. Например, узкие лучи 125 могут одновременно использовать одни и те же ресурсы (одни и те же значения поляризации и диапазоны частот) с помехами, подавляемыми с помощью таких методов как адаптивное кодирование и модуляция, подавление помех, пространственно-временное кодирование и т.п.
В некоторых примерах спутник 120 может быть настроен в виде спутника с прямой ретрансляцией. В конфигурации с прямой ретрансляцией спутник 120 может выполнять преобразование частоты и поляризации принятых несущих сигналов перед повторной передачей сигналов в их место назначения. В некоторых примерах спутник 120 может поддерживать архитектуру с прямой ретрансляцией без обработки с антеннами с фазированной решеткой, используемыми для создания относительно небольших узких лучей 125 (например, с помощью наземного формирования лучей). Спутник 120 может поддерживать K общих маршрутов, каждый из которых может быть выделен как прямой маршрут или обратный маршрут в любой момент времени. Относительно большие отражатели могут облучаться фазовым массивом элементов облучателей антенны, поддерживающим возможность создания различных диаграмм узких лучей 125 в пределах ограничений, установленных размером отражателя и числом и размещением элементов облучателей антенны. Отражатели с фазированной решеткой можно использовать как для приема сигналов 132 восходящей линии связи, 173 или обоих сигналов одновременно, так и для передачи сигналов 133 нисходящей линии связи, 172 или обоих сигналов одновременно.
Спутник 120 может работать в режиме множества узких лучей, выполняя прием или передачу в соответствии с рядом относительно узких лучей 125, направленных на различные участки земли. Это может позволить разделить пользовательские терминалы 150 на различные более узкие лучи 125 или иным образом поддерживать пространственное разделение передаваемых и принимаемых сигналов. В некоторых примерах сети формирования лучей (BFN), связанные с фазированными решетками приема (Rx) или передачи (Tx), могут быть динамическими, что позволяет перемещать расположения передаваемых узких лучей 125 (например, узких лучей 125 нисходящей линии связи) и принимаемых узких лучей 125 (например, узких лучей 125 восходящей линии связи).
Пользовательские терминалы 150 могут включать в себя различные устройства, настроенные для обмена сигналами со спутником 120, которые могут включать в себя неподвижные терминалы (например, стационарные терминалы на земле) или мобильные терминалы, такие как терминалы на лодках, самолетах, наземных транспортных средствах и т.п. Пользовательский терминал 150 может передавать данные и информацию посредством спутника 120, что может включать в себя обмен данными через терминал 130 узла доступа с устройством назначения, таким как сетевое устройство 141 или какое-либо другое устройство или распределенный сервер, связанный с сетью 140. Пользовательский терминал 150 может обмениваться сигналами в соответствии с различными способами модуляции и кодирования передачи на физическом уровне, включая, например, способы, определяемые стандартами DVB-S2, WiMAX, протоколами мобильной связи, такими как LTE или 5G или стандартами DOCSIS.
Терминал 130 узлов доступа может обслуживать прямые сигналы 132 восходящей линии связи и обратные сигналы 133 нисходящей линии связи к спутнику 120 и от него. Терминалы 130 узлов доступа также могут называться наземными станциями, шлюзами, межсетевыми терминалами или концентраторами. Терминал 130 узла доступа может включать в себя систему 131 антенны терминала узла доступа и приемник узла доступа 135. Система 131 антенны терминала узла доступа может быть выполнена с возможностью двухсторонней связи и обладать достаточной мощностью передачи и чувствительностью приема для надежной связи со спутником 120. В некоторых примерах система 131 антенны терминала узла доступа может включать в себя отражатель с высокой направленностью в направлении спутника 120 и низкой направленностью в других направлениях. Система 131 антенны терминала узла доступа может включать множество различных конфигураций и иметь такие рабочие характеристики, как высокая степень изоляции между ортогональными поляризациями, высокая эффективность в рабочей полосе частот, низкий уровень шума и т.п.
При поддержке услуги связи терминал 130 узла доступа может планировать трафик на пользовательские терминалы 150. В альтернативном варианте такое планирование может выполняться в других компонентах системы 100 связи (например, в одном или нескольких сетевых устройствах 141, которые могут включать в себя центры управления сетью (NOC) и/или командные центры межсетевых терминалов). Хотя на фиг. 1A показан один терминал 130 узла доступа, примеры в соответствии с настоящим описанием могут быть реализованы в системах связи, имеющих несколько терминалов 130 узлов доступа, каждый из которых может быть соединен с другим терминалом и/или с одной или несколькими сетями 140.
Спутник 120 может обмениваться данными с терминалом 130 узла доступа путем передачи обратных сигналов 133 нисходящей линии связи и/или приема прямых сигналов 132 восходящей линии связи посредством одного или нескольких узких лучей 125 (например, узкого луча 125-b узла доступа, который может быть связан с соответствующей зоной покрытия узкого луча узла доступа 126-b). Например, узкий луч 125-b узла доступа может поддерживать услугу связи для одного или нескольких пользовательских терминалов 150 (например, услугу связи, ретранслируемую спутником 120) или любую другую связь между спутником 120 и терминалом 130 узла доступа.
Терминал 130 узла доступа может обеспечивать интерфейс между сетью 140 и спутником 120 и в некоторых примерах может быть настроен для приема данных и информации, направленной между сетью 140 и одним или несколькими пользовательскими терминалами 150. Терминал 130 узла доступа может форматировать данные и информацию для доставки на соответствующие пользовательские терминалы 150. Аналогичным образом терминал 130 узла доступа может быть настроен для приема сигналов от спутника 120 (например, от одного или нескольких пользовательских терминалов 150), направленных на место назначения, доступное через сеть 140. Терминал 130 узла доступа также может форматировать принятые сигналы для передачи по сети 140.
Сети 140 могут иметь любой тип и могут включать, например, сеть Интернет, IP-сеть, интранет, глобальную вычислительную сеть (WAN), городскую вычислительную сеть (MAN), локальную вычислительную сеть (LAN), виртуальную частную сеть (VPN), виртуальную локальную вычислительную сеть (VLAN), волоконно-оптическую сеть, гибридную волоконно-оптическую/коаксиальную сеть, кабельную сеть, коммутируемую телефонную сеть общего пользования (PSTN), коммутируемую сеть передачи данных общего пользования (PSDN), наземную сеть мобильной связи общего пользования и/или любой другой тип сети, поддерживающий передачу данных между устройствами, как описано в настоящем документе. Сети 140 могут включать в себя как проводные, так и беспроводные соединения, а также оптические каналы связи. Сети 140 могут соединять терминал 130 узла доступа с другими терминалами узлов доступа, которые могут обмениваться данными с одним и тем же спутником 120, с разными спутниками 120 или с другими транспортными средствами.
Одно или несколько сетевых устройств 141 могут быть соединены с терминалом 130 узла доступа и могут управлять аспектами системы 100 связи. В различных примерах сетевое устройство 141 может быть совместно размещенным или иным образом расположенным рядом с терминалом 130 узла доступа или может представлять собой удаленную установку, которая обменивается данными с терминалом 130 узла доступа и/или сетями 140 по проводным и/или беспроводным линиям связи.
Система 100 связи может быть настроена в соответствии с различными методиками, поддерживающими отслеживание сигнала о предыдущем событии, который может быть отделен от основной задачи или миссии системы 100 связи или задачи или миссии этой системы связи в реальном времени. Например, один или несколько компонентов системы 100 связи могут быть настроены для хранения принятых сигналов элементов облучателей или других сигналов, которые поддерживают формирование узких лучей 125 или сигналов узкого луча, в течение некоторого периода времени (например, в кольцевом буфере) и для обработки сохраненных сигналов в соответствии с конфигурацией формирования лучей для поиска или обнаружения с целью получения целевого сигнала узкого луча, соответствующего целевому расположению, связанному с каким-либо предыдущим событием или потенциальным предыдущим событием. Компонент системы 100 связи может оценивать целевой сигнал узкого луча на наличие целевого сигнала в соответствии с различными гипотезами характеристик сигнала.
Генерация поиска или обнаружения узкого луча 125 и оценка наличия целевого сигнала могут повторяться в таких примерах, как: итерационный поиск в разных расположениях в течение одной и той же продолжительности; траектория, формируемая после прохождения сигнала в различных потенциальных расположениях и с разными длительностями; или спектральная оценка в соответствии с различными гипотезами характеристик сигнала. Система 100 связи может поддерживать выполнение ретроактивных или итерационных оценок сохраненных сигналов для идентификации различных источников сигналов, что может быть полезно в таких областях применения, как поисковые и спасательные операции, возвращение активов, видеонаблюдение, расследование преступлений, поиск летчика сбитого летательного аппарата, приложения Интернета вещей и др.
На фиг. 1B представлен узел 121 антенны спутника 120, который поддерживает отслеживание сигнала о предыдущем событии, в соответствии с примерами, описанными в настоящем документе. Как показано на фиг. 1B, узел 121 антенны может включать в себя узел 127 облучающей решетки и отражатель 122, форма которого обеспечивает фокальную область 123, в которой электромагнитные сигналы (например, несвязанные электромагнитные сигналы 180) концентрируются при приеме от удаленного источника. Аналогичным образом, сигнал, излучаемый узлом 127 облучающей решетки, расположенным в фокальной области 123, будет отражаться отражателем 122 в исходящую плоскую волну (например, в исходящие электромагнитные сигналы 180). Узел 127 облучающей решетки и отражатель 122 могут быть связаны с собственной диаграммой направленности антенны, образованной путем объединения собственных диаграмм направленности для каждого из множества элементов 128 облучателей узла 127 облучающей решетки.
Спутник 120 может работать в соответствии с собственной диаграммой направленности антенны для узла 121 антенны, когда спутник 120 находится на эксплуатационной орбите, как описано в настоящем документе. Собственная диаграмма направленности антенны может быть по меньшей мере частично основана на диаграмме элементов 128 облучателей узла 127 облучающей решетки, относительном положении узла 127 облучающей решетки по отношению к отражателю 122 (например, на смещении фокусного расстояния 129 или его отсутствии в сфокусированном положении) и т.д. Собственная диаграмма направленности антенны может быть связана с собственной зоной покрытия диаграммы направленности антенны. Узлы 121 антенн, описанные в настоящем документе, могут быть выполнены с возможностью поддержки конкретной зоны покрытия сервиса с собственной зоной покрытия диаграммы направленности узла 121 антенны, а различные конструктивные характеристики могут быть определены путем вычислений (например, путем анализа или моделирования) и/или измерены экспериментально (например, на интервале испытания антенн или при фактическом использовании).
Как показано на фиг. 1B, узел 127 облучающей решетки узла 121 антенны размещен между отражателем 122 и фокальной областью 123 отражателя 122. В частности, узел 127 облучающей решетки расположен на смещении фокусного расстояния 129 от фокальной области 123. Таким образом, узел 127 облучающей решетки узла 121 антенны может быть размещен в расфокусированном положении относительно отражателя 122. Хотя на фиг. 1B показан узел 127 облучающей решетки с прямым смещением, можно использовать передний узел 127 облучающей решетки, а также другие типы конфигураций, включая использование вторичного отражателя (например, антенны Кассегрена и т.д.) или конфигурацию без отражателя 122 (например, решетку с прямым излучением).
На фиг. 1C изображен узел 127 облучающей решетки антенного узла 121, который поддерживает отслеживание сигнала о предыдущем событии, в соответствии с примерами, описанными в настоящем документе. Как показано на фиг. 1C, узел 127 облучающей решетки может иметь множество элементов 128 облучателей для передачи сигналов (например, сигналов, связанных с услугой связи, сигналов, связанных с настройкой спутника 120 или с управлением им, или принятых сигналов сбора данных или компоновки датчиков).
В настоящем документе термин «элемент облучателя 128» может относиться к приемному антенному элементу, к передающему антенному элементу или к антенному элементу, выполненному с возможностью поддержки как передачи, так и приема (например, приемопередающему элементу). Приемный антенный элемент может включать в себя физический преобразователь (например, радиочастотный (РЧ) преобразователь), который преобразует электромагнитный сигнал в электрический сигнал, а передающий антенный элемент может включать в себя физический преобразователь, который излучает электромагнитный сигнал при возбуждении электрическим сигналом. В некоторых случаях для передачи и приема может быть использован один и тот же физический преобразователь.
Элементы 128 облучателей могут включать, например, рупорные облучатели, поляризационные передатчики (например, поляризационные рупорные передатчики с перегородкой, каждый из которых может функционировать как два комбинированных элемента с разной поляризацией), многопортовые многополосные рупорные передатчики (например, двухдиапазонные передатчики 20 ГГц/30 ГГц с двойной поляризацией LHCP/RHCP), резонаторно-щелевые антенны, инвертированные антенны F-типа, щелевые волноводы, плоскостные антенны бегущей волны, спиральные, рамочные, прямоугольные микрополосковые антенны, антенные элементы любой другой конфигурации или комбинации взаимосвязанных подэлементов. Каждый из элементов 128 облучателей может также включать в себя преобразователь радиочастотного сигнала, усилитель с низким уровнем шума (LNA) или усилитель мощности (PA) или может быть соединен с приемопередатчиками на спутнике 120, которые могут выполнять другую обработку сигнала, такую как преобразование частоты, обработку формирования лучей и т.п.
Отражатель 122 может быть настроен для отражения сигналов между узлом 127 облучающей решетки и одним или несколькими целевыми устройствами (например, пользовательскими терминалами 150 или терминалами 130 узлов доступа). Каждый элемент облучателя 128 узла 127 облучающей решетки может быть связан с соответствующей собственной диаграммой направленности элементов облучателей, которая может быть связана с проекцией собственной зоны покрытия элементов облучателей (например, которая проецируется на наземную поверхность, на плоскость или на объем после отражения от отражателя 122). Набор зон покрытия собственной диаграммы направленности элементов облучателей для антенны с несколькими облучателями может называться собственной диаграммой направленности антенны. Узел 127 облучающей решетки может включать в себя любое количество элементов 128 облучателей (например, десятки, сотни, тысячи и т.д.), которые могут быть расположены в любой подходящей компоновке (например, линейная решетка, дугообразная решетка, плоская решетка, сотовая решетка, многогранная решетка, сферическая решетка, эллипсоидная решетка или их комбинации). Элементы 128 облучателей могут иметь порты или отверстия, имеющие различную форму, такую как круглая, эллиптическая, квадратная, прямоугольная, шестиугольная и др.
На фиг. 2A–2D показаны примеры характеристик антенны для узла 121 антенны-a, имеющего облучающую решетку 127-a, которая поддерживает отслеживание сигнала о предыдущем событии, в соответствии с примерами, описанными в настоящем документе. Узел 121 антенны-a может работать при условии, что он распределяет принятые передачи из заданного расположения на множество элементов 128 облучателей-a или распределяет переданную энергию от элемента облучателя 128-a на относительно большую площадь (или оба варианта одновременно).
На фиг. 2A показана схема 201 собственных диаграмм направленности элементов облучателей 210-a, связанных с элементами 128 облучателей-a узла 127 облучающей решетки-a. В частности, на схеме 201 показаны собственные диаграммы направленности элементов облучателей 210-a-1, 210-a-2 и 210-a-3, связанные с элементами 128-a-1, 128-a-2 и 128-a-3 соответственно. Собственные диаграммы направленности элементов облучателей 210-a могут представлять собой пространственную схему излучения, связанную с каждым из соответствующих элементов 128 облучателей. Например, когда элемент облучателя 128-a-2 передает данные, передаваемые электромагнитные сигналы могут отражаться от отражателя 122-a и распространяться с диаграммой направленности элементов облучателей 210-a-2, которая по существу является конической (хотя возможны и другие формы диаграммы в зависимости от характеристик элемента облучателя 128 и/или отражателя 122). Хотя для узла 121 антенны-a показаны три собственные диаграммы направленности 210-a, каждый из элементов 128 облучателей узла 121 антенны связан с соответствующей собственной диаграммой направленности элементов облучателей 210. Сочетание собственных диаграмм направленности элементов облучателей 210-a, связанных с узлом 121 антенны-a (например, собственных диаграмм направленности элементов облучателей 210-a-1, 210-a-2, 210-a-2 и других собственных диаграмм направленности элементов облучателей 210-a, которые не показаны на рисунке) может называться собственной диаграммой направленности антенны 220-a.
Каждый из элементов 128 облучателей-a также может быть связан с зоной покрытия собственной диаграммы направленности элементов облучателей 211-a (например, с зонами покрытия собственной диаграммы направленности элементов облучателей 211-a-1, 211-a-2 и 211-a-3, связанными с элементами 128 облучателей-a-1, 128-a-2 и 128-a-3 соответственно), представляя проекцию собственных диаграмм направленности элементов облучателей 210-a на опорную поверхность (например, поверхность земли или воды, опорную поверхность, находящуюся на возвышении, или какую-либо другую опорную плоскость или поверхность). Зона 211 покрытия собственной диаграммы направленности элемента облучателя может представлять собой зону, в которой различные устройства (например, терминалы 130 узлов доступа и/или пользовательские терминалы 150) могут принимать сигналы, передаваемые соответствующим элементом облучателя 128. В другом варианте зона 211 покрытия собственной диаграммы направленности элемента облучателя может представлять собой зону, в которой соответствующий элемент облучателя 128 может принимать передачи от различных устройств. Например, устройство, расположенное в зоне интереса 230-a, размещенной в пределах зон 211-a-1, 211-a-2 и 211-a-3 покрытия собственной диаграммы направленности элемента облучателя, может принимать сигналы, передаваемые элементами 128 облучателей-a-1, 128-a-2 и 128-a-3 и может активировать прием передач элементами 128 облучателей-a-1, 128-a-2 и 128-a-3. Сочетание зон 211 покрытия собственной диаграммы направленности элемента облучателя, связанных с узлом 121 антенны-a (например, зон покрытия собственной диаграммы направленности элементов облучателей 211-a-1, 211-a-2, 211-a-2 и других зон покрытия собственной диаграммы направленности элементов облучателей, которые не показаны на рисунке), может называться собственной зоной 221-a покрытия диаграммы направленности антенны.
Узел 127 облучающей решетки-a может работать в расфокусированном положении относительно отражателя 122-a таким образом, что собственные диаграммы направленности элементов облучателей 210-a и, следовательно, зоны покрытия собственных диаграмм направленности элементов облучателей 211-а по существу перекрываются. Таким образом, каждое положение в зоне покрытия собственной диаграммы направленности антенны 221-а может быть связано со множеством элементов 128 облучателей, так что при передаче в интересующую точку или при приеме из этой точки может использоваться множество элементов 128 облучателей. Следует понимать, что диаграмма 201 построена не в масштабе и что каждая из зон покрытия собственных диаграмм направленности элементов облучателей 211 обычно намного больше отражателя 122-a.
На фиг. 2B показана схема 202, иллюстрирующая прием сигнала узлом 121 антенны для передач сигналов 240-a из точки интереса 230-a. Передачи сигналов 240-a из точки интереса 230-a могут облучать весь отражатель 122-a или некоторую часть отражателя 122-a, а затем фокусироваться и направляться к узлу 127 облучающей решетки-a в соответствии с формой отражателя 122-a и углом падения передачи сигнала 240 на отражатель 122-a. Узел 127 облучающей решетки-a может работать в расфокусированном положении относительно отражателя 122-a таким образом, что передача сигнала 240-a может быть сфокусирована на множестве элементов 128 облучателей (например, на элементах 128-a-1, 128-a-2 и 128-a-3, связанных с зонами 211-a-1, 211-a-2 и 211-a-3 покрытия собственных диаграмм направленности элементов облучателей, каждая из которых содержит точку интереса 230-b).
На фиг. 2C показана схема 203 профилей усиления собственных диаграмм направленности элементов облучателей 250-a, связанных с тремя элементами 128 облучателей-a узла 127 облучающей решетки-a, относительно углов, измеренных от угла нулевого смещения 235-a. Например, профили усиления собственных диаграмм направленности элементов облучателей 250-a-1, 250-a-2 и 250-a-3 могут быть связаны с элементами 128 облучателей-a-1, 128-a-2 и 128-a-3 соответственно и, следовательно, могут представлять собой профили усиления для собственных диаграмм 210-a-1, 210-a-2 и 210-a-3 направленности элементов облучателей. Как показано на схеме 203, коэффициент усиления каждого отдельного профиля усиления собственной диаграммы направленности элемента облучателя 250 может ослабляться под углами, смещенными в любом направлении от максимального коэффициента усиления. На схеме 203 уровень контура луча 255-a может представлять требуемый уровень усиления (например, для обеспечения требуемой скорости передачи информации) для поддержки услуги связи или другой услуги приема или передачи с помощью узла 121 антенны-a, поэтому его можно использовать для определения границ зон покрытия собственных диаграмм направленности элементов облучателей 211-а (например, зон 211-a-1, 211-a-2 и 211-a-3 покрытия собственных диаграмм направленности элементов облучателей). Уровень контура луча 255-a может представлять собой, например, затухание -1 дБ, -2 дБ или -3 дБ от максимального усиления или может определяться абсолютной мощностью сигнала, уровнем SNR или уровнем SINR. Хотя показаны три профиля усиления собственных диаграмм направленности элементов облучателей 250-a, другие профили усиления собственных диаграмм направленности элементов облучателей 250-а могут быть связаны с другими элементами 128 облучателей-a.
Как показано на схеме 203, каждый из исходных профилей усиления собственных диаграмм направленности элементов облучателей 250-a может пересекаться с другим профилем усиления собственных диаграмм направленности элементов облучателей 250-a для значительной части профиля усиления над уровнем контура луча 255-a. Соответственно, схема 203 иллюстрирует расположение профилей усиления собственных диаграмм направленности элементов облучателей 250, в котором множество элементов 128 облучателей узла 127 облучающей решетки могут поддерживать передачу сигналов под определенным углом (например, в конкретном направлении собственной диаграммы направленности антенны 220-a). В некоторых примерах это условие может характеризоваться как наличие элементов 128 облучателей узла 127 облучающей решетки с зонами покрытия собственных диаграмм направленности элементов облучателей 211, имеющими высокую степень перекрытия.
На фиг. 2D показана схема 204, иллюстрирующая двухмерный массив идеализированных зон покрытия собственных диаграмм направленности элементов облучателей 211 для нескольких элементов 128 облучателей узла 127 облучающей решетки (например, включая элементы 128 облучателей-a-1, 128-a-2 и 128-a-3). Зоны покрытия собственных диаграмм направленности элементов облучателей 211 могут быть проиллюстрированы по отношению к опорной поверхности (например, плоскости на расстоянии от спутника связи, плоскости на некотором расстоянии от земли, сферической поверхности на некоторой высоте, поверхности земли и т.д.) и могут дополнительно включать в себя объем, смежный с опорной поверхностью (например, по существу, конический объем между опорной поверхностью и спутником связи, объем под опорной поверхностью и т.д.). Множество зон покрытия собственных диаграмм направленности элементов облучателей 211-а могут в совокупности образовывать зону покрытия собственной диаграммы направленности антенны 221-a. Хотя показаны восемь зон покрытия собственных диаграмм направленности элементов облучателей 211-а, узел 127 облучающей решетки может иметь любое количество элементов 128 облучателей (например, больше или меньше восьми), каждый из которых связан с зоной 211 покрытия собственной диаграммы направленности элемента облучателя.
Границы каждой зоны 211 покрытия собственной диаграммы направленности элемента облучателя могут соответствовать диаграмме направленности элемента облучателя 210 на уровне контура луча 255-a, а максимальный коэффициент усиления для каждой зоны 211 покрытия собственной диаграммы направленности элемента облучателя может иметь расположение, обозначенное как «x» (например, номинальное выравнивание или ось соответствующей собственной диаграммы направленности элемента облучателя 210 или зоны 211 покрытия собственной диаграммы направленности элемента облучателя). Зоны покрытия собственных диаграмм направленности элементов облучателей 211 a-1, 211-a-2 и 211-a-3 могут соответствовать проекции собственных диаграмм направленности элементов облучателей 250-a-1, 250-a-2 и 250-a-3 соответственно; на схеме 203 представлены профили усиления собственных диаграмм направленности элементов облучателей 250 в плоскости сечения 260-а схемы 204.
Зоны покрытия собственных диаграмм направленности элементов облучателей 211 в настоящем документе называются «идеализированными», поскольку для простоты их контуры показаны круговыми. Однако в различных примерах зона 211 покрытия собственной диаграммы направленности элемента облучателя может иметь форму, отличную от окружности (например, форму эллипса, шестиугольника, прямоугольника и т.д.). Таким образом, расположенные встык зоны покрытия собственных диаграмм направленности элементов облучателей 211 могут иметь большее перекрытие друг с другом (например, в некоторых случаях может перекрываться более трех зон покрытия собственных диаграмм направленности элементов облучателей 211), чем показано на схеме 204.
На схеме 204, которая может представлять условие, при котором узел 127 облучающей решетки-a размещен в расфокусированном положении относительно отражателя 122-a, значительная часть (например, большая часть) каждой отдельной зоны 211 покрытия собственной диаграммы направленности элемента облучателя перекрывается со смежной зоной 211 покрытия собственной диаграммы направленности элемента облучателя. Расположения в пределах зоны покрытия сервиса (например, общей зоны покрытия множества узких лучей узла 121 антенны) могут быть размещены в пределах зоны 211 покрытия собственной диаграммы направленности элемента облучателя двух или более элементов 128 облучателей. Например, узел 121 антенны-a может быть выполнен таким образом, чтобы зона, в которой перекрываются более двух отдельных зон 211 покрытия собственной диаграммы направленности элемента облучателя, была максимальной. В некоторых примерах это условие может также характеризоваться как наличие элементов 128 облучателей узла 127 облучающей решетки с зонами покрытия собственных диаграмм направленности элементов облучателей 211, имеющими высокую степень перекрытия. Хотя на рисунке показаны восемь зон покрытия собственных диаграмм направленности элементов облучателей 211, узел 127 облучающей решетки может содержать любое количество элементов 128 облучателей, связанных с собственными зонами 211 покрытия собственной диаграммы направленности элемента облучателя аналогичным образом.
В некоторых случаях один узел 121 антенны может быть использован для передачи и приема сигналов между пользовательскими терминалами 150 или терминалами 130 узлов доступа. В других примерах спутник 120 может включать отдельные узлы 121 антенн для приема сигналов и передачи сигналов. Узел приемной 121 антенны спутника 120 может быть направлен на ту же или аналогичную зону покрытия сервиса, что и узел передающей 121 антенны спутника 120. Таким образом, некоторые зоны покрытия собственных диаграмм направленности элементов облучателей 211 для элементов 128 облучателей, настроенных для приема, могут естественным образом соответствовать зонам покрытия собственных диаграмм направленности элементов облучателей 211 для элементов 128 облучателей, настроенных для передачи. В этих случаях приемные элементы 128 облучателей могут быть расположены и настроены аналогично передающим элементам 128 облучателей (например, с аналогичными диаграммами направленности разных узлов массивов облучателей 127, с аналогичными проводными соединениями и/или цепями для оборудования обработки сигналов, с аналогичными конфигурациями программного обеспечения и/или алгоритмами и т.д.), формируя аналогичные пути сигналов для передачи и приема в зонах покрытия собственных диаграмм направленности элементов облучателей 211. Однако в некоторых случаях может быть выгодно располагать и настраивать приемные облучатели 128 и передающие облучатели 128 по-разному.
Множество собственных диаграмм направленности элементов облучателей 210 с высокой степенью перекрытия могут быть объединены посредством формирования лучей для получения одного или нескольких узких лучей 125. Формирование луча для узкого луча 125 может быть выполнено путем регулировки фазы сигнала или временной задержки и/или амплитуды сигнала для сигналов, передаваемых и/или принимаемых с помощью множества элементов 128 облучателей одной или нескольких облучающих решеток 127 с перекрывающимися зонами покрытия собственных диаграмм направленности элементов облучателей 211. Такая регулировка фазы и/или амплитуды называется применением весовых коэффициентов луча (например, коэффициентов формирования луча) к сигналам элементов облучателей. Для передач (например, от передающих элементов 128 облучателей узла антенной решетки 127) регулируются относительные фазы и иногда амплитуды передаваемых сигналов таким образом, чтобы энергия, передаваемая элементами 128 облучателей, конструктивно суммировалась в требуемом расположении (например, в расположении зоны 126 покрытия узкого луча). Для приема (например, для приемных элементов 128 облучателей узла антенной решетки 127 и т.д.) регулируются относительные фазы и иногда амплитуды принимаемых сигналов (например, путем применения одинаковых или различных весовых коэффициентов луча) таким образом, чтобы энергия, принимаемая из требуемого расположения (например, в расположении зоны 126 покрытия узкого луча) элементами 128 облучателей конструктивно суммировалась для данной зоны 126 покрытия узкого луча.
Термин «формирование луча» может использоваться для обозначения применения весовых коэффициентов луча, как для передачи, так и для приема или для обоих вариантов одновременно. Для вычисления весов или коэффициентов луча может потребоваться прямое или косвенное определение характеристик канала связи. Процессы вычисления весовых коэффициентов луча и применения весовых коэффициентов луча могут выполняться в одних и тех же или в разных компонентах системы. Адаптивные формирователи лучей могут поддерживать динамическое вычисление весов или коэффициентов лучей.
Узкими лучами 125 можно управлять, их можно избирательно формировать и/или иным образом изменять конфигурацию, применяя разные весовые коэффициенты луча. Например, количество активных собственных диаграммам направленности элементов облучателей 210 или зон покрытия узких лучей 126, размер формы узких лучей 125, относительное усиление собственных диаграмм направленности элементов облучателей 210 и/или узких лучей 125 и другие параметры могут изменяться с течением времени. Узлы 121 антенны могут применять формирование луча для получения относительно узких лучей 125 и могут формировать узкие лучи 125, обладающие улучшенными характеристиками усиления. Более узкие лучи 125 могут позволять отличить сигналы, передаваемые по одному лучу, от сигналов, передаваемых по другим узким лучам 125, во избежание помех между передаваемыми или принимаемыми сигналами или, например, для пространственного разделения принимаемых сигналов.
В некоторых примерах более узкие лучи 125 могут позволять повторно использовать частоту и поляризацию в большей степени, чем при формировании более широких узких лучей 125. Например, узкие лучи 125, которые сформированы как более узкие, могут поддерживать связь для передачи сигналов посредством несмежных зон покрытия узких лучей 126, которые не перекрываются, тогда как перекрывающиеся узкие лучи 125 могут быть ортогональными по частоте, поляризации или времени. В некоторых примерах большее повторное использование для меньших узких лучей 125 может приводить к увеличению объема передаваемых и/или принимаемых данных. В других или альтернативных вариантах формирование луча может быть использовано для более резкого усиления на краю луча, что может позволить обеспечить более высокое усиление луча в большей части узкого луча 125. Таким образом, способы формирования лучей могут обеспечить более высокое повторное использование частот и/или более высокую пропускную способность системы для заданной полосы пропускания системы.
Некоторые спутники 120 могут использовать OBBF для электронного управления сигналами, передаваемыми и/или принимаемыми посредством массива элементов 128 облучателей (например, с применением весовых коэффициентов луча для сигналов элементов облучателей на спутнике 120). Например, спутник 120 может иметь фазированную решетку с несколькими элементами облучателей на луч (MFPB) для формирования лучей на борту. В некоторых примерах весовые коэффициенты луча могут быть вычислены в наземном вычислительном центре (например, на терминале 130 узла доступа, на сетевом устройстве 141, в диспетчере услуг связи), а затем переданы на спутник 120. В некоторых примерах весовые коэффициенты луча могут быть предварительно настроены или иным образом определены на спутнике 120 для применения на борту.
В некоторых случаях в спутнике 120 могут быть задействованы значительные ресурсы обработки для управления фазой и усилением каждого элемента облучателя 128, используемого для формирования узких лучей 125. Применение таких мощностей по обработке может вести к увеличению уровня сложности спутника 120. Поэтому в некоторых случаях спутники 120 могут работать с наземным формированием узких лучей (GBBF) для снижения уровня сложности спутника 120 с сохранением преимущества электронного формирования более узких лучей 125. В некоторых примерах веса или коэффициенты лучей могут быть применены к наземному сегменту 102 (например, на одной или более наземных станциях) перед передачей соответствующих сигналов на спутник 120, что может включать в себя мультиплексирование сигналов элементов облучателей на наземном сегменте 102 в соответствии с различными методами временного, частотного или пространственного мультиплексирования и другими способами обработки сигнала. Спутник 120 может соответственно принимать и в некоторых случаях демультиплексировать такие сигналы и передавать связанные сигналы элементов облучателей посредством соответствующих элементов облучателей антенны 128 для формирования передающих узких лучей 125, которые по меньшей мере частично основаны на весовых коэффициентах луча, примененных к наземному сегменту 102. В некоторых примерах спутник 120 может принимать сигналы элементов облучателей посредством соответствующих элементов облучателей антенны 128 и передавать принятые сигналы элементов облучателей на наземный сегмент 102 (например, на одну или более наземных станций), что может включать в себя мультиплексирование сигналов элементов облучателей на спутнике 120 в соответствии с различными методами временного, частотного или пространственного мультиплексирования и другими способами обработки сигнала. Наземный сегмент 102 может соответственно принимать и в некоторых случаях демультиплексировать такие сигналы и применять весовые коэффициенты к полученным сигналам элементов облучателей для формирования сигналов узких лучей, соответствующих узким лучам 125.
В другом примере система 100 связи в соответствии с настоящим описанием может поддерживать различные технологии сквозного формирования лучей, которые могут быть связаны с формированием сквозных узких лучей 125 посредством спутника 120 или другого транспортного средства, функционирующего в качестве сквозного ретранслятора. Например, в системе сквозного формирования лучей весовые коэффициенты лучей могут быть вычислены в центральной системе обработки данных (CPS) наземного сегмента 102, а весовые коэффициенты сквозного луча могут быть применены в пределах наземного сегмента 102, а не на спутнике 120. Сигналы в сквозных узких лучах 125 могут передаваться и приниматься в массиве терминалов 130 узлов доступа, которые могут представлять собой спутниковые узлы доступа (SAN). В системе сквозного формирования лучей могут использоваться сквозные ретрансляторы любого подходящего типа, а для осуществления связи с разными типами сквозных ретрансляторов могут использоваться терминалы 130 узлов доступа различных типов.
Сквозной формирователь лучей в рамках CPS может вычислять один набор весовых коэффициентов сквозного луча, который учитывает: (1) тракты прохождения беспроводного сигнала в восходящей линии связи вверх к сквозному ретранслятору; (2) тракты приема/передачи сигнала через сквозной ретранслятор; и (3) тракты прохождения беспроводного сигнала в нисходящей линии связи вниз от сквозного ретранслятора. Весовые коэффициенты луча математически могут быть представлены в виде матрицы. В некоторых примерах спутниковые системы OBBF и GBBF могут иметь размеры вектора весовых коэффициентов луча, определяемые числом элементов 128 облучателей на узле 121 антенны. В противоположность этому, векторы весовых коэффициентов сквозного луча могут иметь размеры, определяемые числом терминалов 130 узлов доступа, а не числом элементов 128 облучателей на сквозном ретрансляторе. В общем случае число терминалов 130 узлов доступа не совпадает с числом элементов 128 облучателей на сквозном ретрансляторе. Кроме того, сформированные сквозные узкие лучи 125 не заканчиваются ни на передающих, ни на приемных элементах 128 облучателей сквозного ретранслятора. Напротив, сформированные сквозные узкие лучи 125 могут эффективно ретранслироваться, поскольку системы формирования сквозных узких лучей 125 могут содержать тракты прохождения сигнала восходящей линии связи, тракты прохождения сигнала ретранслятора (посредством спутника 120 или другого подходящего сквозного ретранслятора) и тракты прохождения сигнала нисходящей линии связи.
Поскольку система сквозного формирования лучей может учитывать как пользовательскую линию связи, так и фидерную линию связи (а также сквозной ретранслятор), для формирования требуемых сквозных узких лучей 125 в конкретном направлении (например, прямых узких лучей 125 или возвратных узких лучей 125) необходим лишь один набор весовых коэффициентов лучей. Таким образом, один набор весовых коэффициентов сквозного прямого луча используется для формирования сигналов, передаваемых из терминалов 130 узлов доступа по прямой восходящей линии связи через сквозной ретранслятор, а также через прямую нисходящую линию связи, для объединения и формирования сквозных прямых узких лучей 125. И наоборот, для сигналов, передаваемых обратно от пользователей через обратную восходящую линию связи, через сквозной ретранслятор и обратную нисходящую линию связи, применяются весовые коэффициенты сквозного обратного луча для формирования сквозных обратных узких лучей 125. В некоторых условиях может быть сложно или невозможно провести различие между характеристиками восходящей линии связи и нисходящей линии связи. Соответственно, формируемые узкие лучи фидерной линии связи 125, коэффициент направленности формируемого узкого луча и собственное соотношение мощности сигнала на несущей к помехе (C/I) для восходящей линии связи и нисходящей линий связи могут более не иметь своей традиционной роли при проектировании системы, а концепции отношения сигнал/шум (Es/No) и сквозного C/I для восходящей линии связи и нисходящей линий связи могут быть все еще актуальными.
В системе связи в соответствии с примерами, описанными в настоящем документе, могут использоваться различные технологии формирования лучей для поддержки основной задачи или задачи в реальном времени, такой как обмен данными или сбор данных в реальном времени, и для поддержки дополнительной или ретроактивной задачи, такой как отслеживание сигнала о предыдущем событии или другая передача данных. В некоторых примерах спутник 120 может включать в себя формирователь лучей на борту, настроенный для поддержки передачи в реальном времени, а такой же или другой формирователь лучей на борту спутника 120 может быть настроен для поддержки отслеживания сигнала о предыдущем событии (например, на основании сигналов элементов облучателей, хранящихся в спутнике 120). В некоторых примерах наземная станция наземного сегмента 102 может включать в себя наземный формирователь лучей, настроенный для поддержки передачи в реальном времени, а такой же или другой наземный формирователь лучей наземного сегмента 102 может быть настроен для отслеживания сигнала о предыдущем событии (например, на основе сигналов элементов облучателей, хранящихся в наземном сегменте 102). В некоторых примерах спутник 120 может включать в себя формирователь лучей на борту, настроенный для поддержки передачи в реальном времени, а наземная станция может включать в себя наземный формирователь лучей, настроенный для поддержки отслеживания сигнала о предыдущем событии (например, на основе сигналов элементов облучателей, хранящихся в спутнике 120 или в наземном сегменте). В некоторых примерах система связи может применять сквозное формирование луча как для основной задачи или задачи в реальном времени, так и для отслеживания сигнала о предыдущем событии или другой задачи поиска. Соответственно, эти и другие конфигурации могут быть использованы для поддержки различных примеров описанных технических решений для отслеживания сигнала о предыдущем событии. Эти технические решения могут включать в себя хранение различных принятых сигналов для поддержки ретроактивного или итеративного формирования целевых узких лучей 125 или сигналов узких лучей с целью поиска интересующего сигнала или связанного устройства.
На фиг. 3A и 3B показан пример формирования луча для формирования зон покрытия узких лучей 126 в собственной зоне покрытия антенны 221-b в соответствии с примерами, описанными в настоящем документе. На фиг. 3A на схеме 300 показана зона покрытия собственной диаграммы направленности антенны 221-b, которая включает в себя множество зон покрытия собственных диаграмм направленности элементов облучателей 211, которые могут формироваться расфокусированным узлом антенны с несколькими фидерными линиями связи 121. Каждая из зон покрытия собственных диаграмм направленности элементов облучателей 211 может быть связана с соответствующим элементом облучателя 128 узла 127 облучающей решетки узла 121 антенны. На фиг. 3B на схеме 350 показан шаблон зон покрытия узких лучей 126 в зоне 310 покрытия сервиса континентальной части США. Зоны покрытия узких лучей 126 могут быть получены путем применения коэффициентов формирования луча к сигналам, переносимым посредством элементов 128 облучателей, связанных со множеством зон покрытия собственных диаграмм направленности элементов облучателей 211 на фиг. 3A.
Каждая из зон покрытия узких лучей 126 может иметь связанный узкий луч 125, который в некоторых примерах может быть основан на предварительно определенной конфигурации формирования лучей, выполненной с возможностью поддержки услуги связи или другой первичной задачи или задачи в реальном времени в пределах соответствующих зон покрытия узких лучей 126. Каждый из узких лучей 125 может быть сформирован из сочетания сигналов, переносимых посредством множества элементов 128 облучателей для тех зон покрытия собственных диаграмм направленности элементов облучателей 211, которые включают в себя соответствующую зону покрытия узких лучей 126. Например, узкий луч 125, связанный с зоной 126-с покрытия узкого луча, показанной на фиг. 3B, может представлять собой сочетание сигналов восьми элементов 128 облучателей, связанных с зонами покрытия собственных диаграмм направленности элементов облучателей 211-b, показанными темными сплошными линиями на фиг. 3A. В различных примерах узкие лучи 125 с перекрывающимися зонами покрытия узких лучей 126 могут быть ортогональными по частоте, поляризации и/или времени, в то время как неперекрывающиеся узкие лучи 125 могут быть не ортогональными друг другу (например, схема повторного использования частоты с зонами, расположенными встык). В других примерах неортогональные узкие лучи 125 могут иметь различную степень перекрытия с использованием методов подавления помех для управления межлучевыми помехами, таких как адаптивное кодирование и модуляция, подавление помех и пространственно-временное кодирование.
Формирование луча может быть применено к сигналам, передаваемым или принимаемым через спутник с использованием OBBF, GBBF или трактов приема/передачи сигнала сквозного формирования луча. Таким образом, услуга, обеспеченная в зонах покрытия узких лучей 126, показанных на фиг. 3B, может быть основана на собственной зоне покрытия диаграммы направленности антенны 221-b узла 121 антенны, а также на применении весовых коэффициентов лучей. Хотя показанная на рисунке зона 310 покрытия сервиса обеспечивается по существу однородной схемой зон покрытия узких лучей 126 (например, с одинаковыми или почти одинаковыми размерами зоны покрытия лучей и величиной перекрытия), в некоторых примерах зоны покрытия узких лучей 126 для зоны 310 покрытия сервиса могут быть неоднородными. Например, зоны с более высокой плотностью заполнения могут получать услугу связи с помощью относительно небольших узких лучей 125, а зоны с более низкой плотностью заполнения — с помощью относительно больших узких лучей 125.
Система связи также может быть выполнена с возможностью поддержки отслеживания сигнала о предыдущем событии по собственной зоне покрытия диаграммы направленности антенны 221-b узла 121 антенны, которая может быть отделена от первичной задачи/миссии или задачи/миссии в реальном времени по собственной зоне покрытия диаграммы направленности антенны 221-b. Например, один или более компонентов системы обработки при приеме могут быть выполнены с возможностью хранения принятых сигналов элементов облучателей в течение некоторого периода времени (например, в кольцевом буфере, соответствующем каждой из собственных зон 211 покрытия собственной диаграммы направленности элемента облучателя), или в системе, в которой используется сквозное формирование луча, один или более компонентов системы обработки при приеме могут быть выполнены с возможностью хранения сигналов, принятых на множестве терминалов 130 узлов доступа (например, ретранслируемых спутником 120 или другим транспортным средством). Система обработки при приеме может обрабатывать сохраненные сигналы элементов облучателей или сигналы терминалов узлов доступа в соответствии с конфигурацией формирования лучей для поиска или обнаружения с целью генерирования целевого сигнала узкого луча, соответствующего целевому расположению, связанному с каким-либо предыдущим событием или потенциальным предыдущим событием. Компонент системы обработки при приеме может оценивать целевой сигнал узкого луча на наличие целевого сигнала в соответствии с различными гипотезами характеристик сигнала. Генерация поиска или обнаружения узкого луча 125 и оценка наличия целевого сигнала могут повторяться в таких примерах, как: итерационный поиск в разных расположениях собственной зоны покрытия диаграммы направленности антенны 221-b в течение одной и той же продолжительности; траектория, формируемая после прохождения сигнала в различных расположениях собственной зоны покрытия диаграммы направленности антенны 221-b и с разными длительностями; или спектральная оценка в соответствии с различными гипотезами характеристик сигнала.
На фиг. 4 изображен пример системы 400 обработки при приеме, которая поддерживает отслеживание сигнала о предыдущем событии, в соответствии с примерами, описанными в настоящем документе. Система 400 обработки при приеме включает в себя приемник сигнала элемента облучателя 410, компонент 420 обработки в реальном времени, компонент хранения сигнала элемента облучателя 430 и компонент последующей обработки 440.
Приемник сигнала элемента облучателя 410 может быть выполнен с возможностью приема сигналов элементов облучателей 405, связанных с узлом 121 антенны, имеющим узел 127 облучающей решетки. В некоторых примерах термин «приемник сигнала элемента облучателя 410» может относиться к компоненту спутника 120 или другому транспортному средству, включающему в себя такой узел 121 антенны, который соединен с узлом антенны. В некоторых примерах термин «приемник сигнала элемента облучателя 410» может относиться к компоненту наземного сегмента 102, который отделен от устройства, включающего в себя такой узел 121 антенны, но находится в связи с таким устройством (например, посредством беспроводной линии связи, такой как обратная линия 133) для поддержки приема сигналов 405 элемента облучателя. Например, термин «приемник сигнала элемента облучателя 410» может относиться к понижающему преобразователю фидерной линии связи обратного канала 102, который может представлять собой компонент, выполненный с возможностью приема сигналов 405 элемента облучателя или других сигналов для создания приемных узких лучей 125 от одного или более спутников 120. В некоторых примерах приемник сигнала элемента облучателя 410 может принимать сигналы элемента облучателя посредством обратных линий связи 133 через одну или несколько наземных станций, а сигналы 405 элемента облучателя могут быть мультиплексированы в соответствии с различными методами, такими как мультиплексирование с частотным разделением, мультиплексирование с временным разделением, мультиплексирование поляризации, пространственное мультиплексирование и др. Соответственно, приемник сигналов элемента облучателя 410 может быть выполнен с возможностью демультиплексирования или демодуляции различных сигналов для приема или обработки сигналов 405 элемента облучателя.
В некоторых примерах сигналы 405 элемента облучателя могут быть приняты в виде исходных сигналов от преобразователей соответствующих элементов 128 облучателей. В некоторых примерах сигналы 405 элемента облучателя могут быть приняты в виде отфильтрованных или иным образом обработанных сигналов, которые могут включать в себя фильтрацию, объединение или другую обработку на спутнике 120 или компоненте наземного сегмента 102. Приемник сигналов элемента облучателя 410 может передавать сигналы 415-a элемента облучателя на компонент 420 обработки в реальном времени и сигналы 415-b элемента облучателя на компонент хранения сигналов элемента облучателя 430. В некоторых примерах сигналы 415-a элемента облучателя и сигналы 415-b элемента облучателя могут быть идентичны друг другу и могут совпадать или не совпадать с сигналами 405 элемента облучателя. В некоторых примерах для генерирования сигналов 415-a элемента облучателя сигналы 405 элемента облучателя могут быть отфильтрованы или иным образом обработаны в реальном времени, что может включать в себя фильтрацию или другую обработку для поддержки полос частот, связанных с основной задачей, такой как услуга связи (например, фильтрация в соответствии с полосами частот связи). В некоторых примерах для генерирования сигналов 415-b элемента облучателя сигналы 405 элемента облучателя могут быть отфильтрованы или иным образом обработаны в ходе последующей обработки, что может включать в себя фильтрацию или другую обработку, которая отличается от основной задачи. Например, для формирования сигналов 415-b элемента облучателя приемник сигналов элемента облучателя 410 может быть выполнен с возможностью фильтрации сигналов 405 элемента облучателя в соответствии с более широкой полосой для поддержки более широкого диапазона обнаружения сигналов, или приемник сигналов элемента облучателя 410 может быть выполнен с возможностью избыточной выборки сигналов 405 элемента облучателя по сравнению с выборкой, используемой для генерирования сигналов 415-a элемента облучателя.
В некоторых примерах последующий поиск может быть не настроен для сигналов в соответствии с различной поляризацией, поэтому сигналы 415-b элемента облучателя могут генерироваться путем объединения определенных сигналов 405 элемента облучателя, соответствующих одному и тому же элементу облучателя 128 или двум или более элементам 128 облучателей, которые имеют общий порт или отверстие, связанные с различными поляризациями. В таких примерах сигналы 415-a элемента облучателя могут поддерживать разделение за счет поляризации, которое может поддерживать, например, мультиплексирование сигнала связи, используемого компонентом 420 обработки в реальном времени.
Компонент 420 обработки в реальном времени может быть выполнен с возможностью поддержки основной задачи или задачи в реальном времени для системы 400 обработки при приеме, такой как услуга связи или услуга сбора данных. В примере системы 400 обработки при приеме компонент обработки в режиме реального времени 420 включает в себя сеть 421 формирования обратных лучей, канальный приемник 422 и систему оконечной нагрузки модема 423, которые в совокупности могут быть выполнены с возможностью поддержки связи со спутником 120 или другим транспортным средством, которое включает в себя узел 121 антенны, связанный с сигналами 405 элемента облучателя.
В некоторых примерах термин «компонент 420 обработки в реальном времени» может относиться к компоненту наземного сегмента 102, отделенному от спутника 120, который включает в себя узел 121 антенны и принимает сигналы элементов облучателей 415-a от приемника сигналов элемента облучателя 410 наземного сегмента 102 или приемника сигналов элемента облучателя 410 спутника. Например, сеть 421 формирования обратных лучей может представлять собой пример наземного или сквозного формирователя лучей. В некоторых примерах термин «компонент 420 обработки в реальном времени» может относиться к компоненту спутника 120 или другому транспортному средству, включающему в себя такой узел 121 антенны, который соединен с узлом 121 антенны. Например, сеть формирования обратных лучей может представлять собой пример бортового формирователя лучей, соединенного с приемником сигналов элемента облучателя 410 спутника 120 и выполненного с возможностью приема сигналов 415-a элемента облучателя посредством тракта прохождения сигнала для спутника 120.
Сеть 421 формирования обратных лучей может быть выполнена с возможностью обработки сигналов 415-a элемента облучателя путем применения весов или коэффициентов луча для генерации сигналов узких лучей. Узкие лучи 125, сформированные сетью 421 формирования обратных лучей, могут представлять собой предварительно определенные лучи, имеющие по существу не перекрывающиеся зоны покрытия узких лучей 126 и/или использующие разные полосы частот и поляризацию для конкретного расположения. Сгенерированные сигналы узких лучей могут обрабатываться с помощью канального приемника 422 и системы оконечной нагрузки модема 423 для поддержки различных сеансов связи по обратной линии связи.
В дополнение к поддержке операций компонента 420 обработки в реальном времени (например, основной задачи) система 400 обработки при приеме также может быть выполнена с возможностью получения выборки и хранения 405 сигналов элементов облучателя или других связанных сигналов для последующей обработки (например, восстановления луча для поиска предыдущего события). Например, компонент хранения сигналов элемента облучателя 430 может быть выполнен с возможностью приема сигналов 415-b элемента облучателя, возможной обработки принятых сигналов с помощью модуля квантования 431 и хранения сигналов 415-b элемента облучателя в компоненте FIFO 432. Компонент FIFO 432 может включать в себя компонент физического хранилища, выполненный с возможностью хранения сигналов 415-b элемента облучателя в течение периода времени, который поддерживает желаемое окно поиска или желаемую продолжительность хранения. Компонент хранения сигналов элемента облучателя 430 может быть выполнен с возможностью подачи сохраненных сигналов элемента облучателя 435 на компонент последующей обработки 440, который может поддерживать различные операции, выполняемые параллельно или одновременно с операциями, выполняемыми компонентом обработки в режиме реального времени 420 (например, без прерывания компонента обработки в режиме реального времени 420).
В одном примере компонент FIFO 432 может быть выполнен с возможностью поддержки окна поиска продолжительностью 30 дней для сигналов 405 элемента облучателя, выборка которых осуществлялась при ширине полосы 34,0 МГц. При применении коэффициента избыточной выборки, равного 6 (например, на приемнике сигналов элемента облучателя 410 или модуле квантования 431), частота выборки данных, хранящихся в компоненте FIFO 432, может составлять 204 000 000 выборок в секунду. Если сигналы 405 элемента облучателя соответствуют узлу 127 облучающей решетки, содержащему сто сорок пять элементов 128 облучателей, и используется квантование 4 бит/с на выборку, то компонент FIFO 432 может поддерживать входную скорость 118,32 Гбит/с. Чтобы поддерживать окно поиска в течение 30 дней, компонент FIFO 432 может соответственно включать в себя емкость хранения не ниже 35,56 Тб.
Компонент последующей обработки 440 может быть выполнен с возможностью поддержки поиска или обнаружения системы 400 обработки при приеме, например, итерационного поиска интересующего сигнала в пределах зоны 310 покрытия сервиса или зоны покрытия собственной диаграммы направленности антенны 221, соответствующей сигналам 405 элемента облучателя, сигналам 415-b элемента облучателя, или сохраненным сигналам элемента облучателя 435. В соответствии с различными методиками компонент последующей обработки 440 может поддерживать итерационную обработку для выполнения пространственного поиска любого элемента сигнала с учетом соответствующего узла 121 антенны. Благодаря поддержке компонента хранения сигналов элемента облучателя 430 обнаруженные сигналы (например, сохраненные в компоненте хранения сигналов элемента облучателя 430 и находящиеся в кэше 441) можно итерационно демодулировать и декодировать. В примере системы 400 обработки при приеме компонент последующей обработки 440 включает в себя кэш 441, сеть 442 формирования лучей и компонент 443 поиска.
В некоторых примерах термин «компонент последующей обработки 440» может относиться к компоненту наземного сегмента 102, отделенному от спутника 120, который включает в себя узел 121 антенны и принимает сохраненные сигналы 435 элементов облучателей от такого же компонента наземного сегмента 102 или от одного или нескольких других компонентов наземного сегмента 102. Например, сеть 442 формирования лучей может представлять собой пример наземного или сквозного формирователя лучей (например, наземную станцию-концентратор или фидерную станцию). В некоторых примерах термин «компонент последующей обработки 440» может относиться к компоненту спутника 120 или другого транспортного средства, который включает в себя узел 121 антенны, связанный с сигналами 415-b элементов облучателей. Например, сеть 442 формирования лучей может представлять собой пример бортового формирователя лучей.
Сеть 442 формирования лучей может быть выполнена с возможностью обработки сохраненных сигналов 435 элементов облучателей (например, переданных в кэш 441 и хранящихся в нем) путем применения весов или коэффициентов лучей для генерации целевых сигналов узких лучей, связанных с итерационным поиском или обнаружением сигнала. Узкие лучи 125, сформированные сетью 442 формирования лучей, могут относиться к спектральным или гипотетическим узким лучам 125 и могут быть основаны на прогнозируемом расположении или траектории устройства, связанного с интересующим сигналом, или могут быть основаны на случайном или итерационном поиске расположения (например, если информация о расположении или траектории неизвестна). Сгенерированные сигналы узких лучей могут быть обработаны с помощью компонента 443 поиска, который может быть настроен для выполнения различных проверок наличия или отсутствия интересующего сигнала.
Сеть 442 формирования лучей может поддерживать формирование любого возможного узкого луча 125 с сохраненными сигналами 435 элементов облучателей, и, следовательно, может не ограничиваться конфигурациями узких лучей сети 421 формирования обратных лучей. Например, сеть 442 формирования лучей может быть выполнена с возможностью генерирования меньших узких лучей 125 для большей направленности или разрешения расположения или узких лучей 125 с более высокими коэффициентами усиления для поддержки отличающихся друг от друга сигналов. Операции сети 442 формирования лучей могут выполняться без влияния на основную задачу (например, без прерывания операций сети 421 формирования обратных лучей) и могут поддерживать последующий поиск в разных расположениях и с разной детализацией. В некоторых примерах узкий луч 125, сгенерированный сетью 442 формирования лучей, может иметь другое расположение или форму, отличную от узких лучей 125, сгенерированных сетью 421 формирования обратных лучей, а сеть 442 формирования лучей может быть настроена для поддержки поиска узкого луча 125 в заданных расположениях в указанном временном интервале сохраненных сигналов 435 элементов облучателей. Компонент 443 поиска может поддерживать различные функциональные возможности для обнаружения, характеризации, демодуляции и декодирования сигналов узких лучей, сгенерированных сетью 442 формирования лучей в течение интервала последующего поиска.
Хотя определенные методики отслеживания сигнала о предыдущем событии описаны в контексте хранения и обработки сигналов элементов облучателей, описанные методики могут быть применены к любым сигналам, которые поддерживают восстановление целевых узких лучей 125 или соответствующих сигналов узких лучей после события. Например, в конфигурации сквозного формирования лучей обратные сигналы восходящей линии связи, связанные с некоторым количеством зон покрытия узких лучей 126, могут приниматься в соответствии с массивом трактов приема/передачи сигнала, каждый из которых может быть связан с соответствующим приемным элементом облучателя 128 и с соответствующим передающим элементом облучателя 128 ретрансляционного устройства. Обратные сигналы восходящей линии связи могут передаваться передающими элементами облучателя 128 ретрансляционного устройства, а переданные сигналы по меньшей мере подмножества передающих элементов облучателя 128 могут приниматься на каждом из множества терминалов 130 узлов доступа. Соответствующие обратные сигналы восходящей линии связи, принятые на множестве терминалов 130 узлов доступа, могут перенаправляться в центральные системы обработки сквозного формирования лучей и обрабатываться (например, путем применения матрицы весовых коэффициентов лучей к принятым сигналам) для генерации сигналов узкого луча, соответствующих зонам покрытия узких лучей 126. Таким образом, соответствующие обратные сигналы восходящей линии связи системы сквозного формирования лучей, принятые на соответствующих терминалах 130 узлов доступа или в центральной системе обработки, могут поддерживать как основную задачу, так и задачу в реальном времени, а также задачу после события или другую задачу поиска даже в том случае, когда такие сигналы не разделены и не мультиплексированы в соответствии с отдельными элементами 128 облучателей. Другими словами, описанные методики отслеживания сигнала после события не ограничиваются приемом и хранением сигналов, каждый из которых соответствует одному элементу облучателя 128. Вместо этого описанные методики отслеживания сигнала после события могут использовать любую обработку сигналов, которые могут быть сохранены и обработаны для создания узкого луча 125 или соответствующего сигнала узкого луча.
На фиг. 5 изображен пример процесса 500 поиска, поддерживающего отслеживание сигнала о предыдущем событии, в соответствии с примерами, описанными в настоящем документе. Процесс 500 поиска может быть выполнен одним или более компонентами последующей обработки, например, компонентом последующей обработки 440, который описан со ссылкой на фиг. 4. Процесс 500 поиска иллюстрирует пример итерационной обработки, которая поддерживает пространственный поиск любого элемента сигнала в пределах зоны покрытия сервиса для одного или более узлов 121 антенны.
На этапе 505 может начинаться процесс 500 поиска. В различных примерах процесс 500 поиска может инициироваться пользователем, после вмешательства пользователя или с помощью события (например, потеря ожидаемого сигнала, перемещение целевого устройства за пределы порогового диапазона, расположения или тракта, инициирование с помощью сигнализации). В некоторых примерах процесс 500 поиска может начинаться, помимо прочего, в рамках операции поиска и спасения, операции восстановления, операции наблюдения или операции критического исследования.
На этапе 510 процесс 500 поиска может включать в себя определение интересующего сигнала. В некоторых примерах характеристики интересующего сигнала могут быть известны пользователю и предоставлены в качестве входных данных процессу 500 поиска. В некоторых примерах аспекты интересующего сигнала могут быть известны компоненту системы обработки при приеме, выполняющей процесс 500 поиска, включая информацию, которая может быть сохранена в таблице поиска или на другом эталонном ресурсе и извлечена из них. Интересующий сигнал может иметь такие характеристики как схема модуляции, скорость передачи символов, идентификатор и другие, и такие характеристики могут быть известны до начала процесса 500 поиска или могут быть известны или ожидаться в виде одного из возможных вариантов перед началом процесса 500 поиска.
На этапе 520 процесс 500 поиска может включать в себя формирование луча (например, формирование луча при приеме) для набора сохраненных сигналов элементов облучателей в гипотетическом расположении, которое может быть связано с генерированием целевого сигнала узкого луча на основе формирования луча, по меньшей мере, частично. Сохраненные сигналы элементов облучателей могли быть приняты от одного узла 121 антенны или от нескольких узлов 121 антенны (например, от набора спутников 120). В некоторых примерах исходное гипотетическое расположение может быть по меньшей мере частично основано на прогнозируемом расположении устройства, связанного с интересующим сигналом. Например, исходное гипотетическое расположение может быть основано на последнем известном расположении устройства, связанного с интересующим сигналом, или на известной или прогнозируемой траектории устройства, связанного с интересующим сигналом. Формирование лучей на этапе 520 может осуществляться сетью формирования лучей, такой как сеть 442 формирования лучей компонента последующей обработки 440, которая может быть такой же или может отличаться от сети формирования лучей, используемой в основной задаче (например, сеть 421 формирования обратных лучей компонента обработки в режиме реального времени 420). Кроме того, формирование луча на этапе 520 может включать в себя узкий луч 125, имеющий те же самые или другие характеристики, что и узкий луч 125, связанный с задачей в режиме реального времени. Например, формирование луча на этапе 520 может включать в себя узкий луч 125, имеющий более широкую или более узкую зону 126 покрытия узкого луча, или узкий луч 125, имеющий целевое расположение (например, центр или ось узкого луча, который может быть выровнен или не выровнен с гипотетическим расположением), которое отличается от целевого расположения узких лучей 125 для задачи в режиме реального времени.
На этапе 521 процесс 500 поиска может включать в себя оценку наличия энергии сигнала для сигнала узкого луча, связанного с гипотетическим расположением. Оценка на этапе 521 может включать в себя оценку энергии сигнала для частоты или частотного диапазона, которые являются ожидаемыми для целевого сигнала, на основе поляризации, ожидаемой для целевого сигнала, или на основе различных сочетаний частоты и поляризации. Если энергия сигнала присутствует, процесс 500 поиска может перейти к этапу 530, а если энергия сигнала отсутствует, процесс 500 поиска может перейти к этапу 522; при этом процесс 500 поиска может включать в себя оценку того, были ли проверены все интересующие расположения в зоне покрытия сервиса. Если были проверены не все расположения, процесс 500 поиска может вернуться к этапу 520 для формирования луча в следующем гипотетическом расположении (например, для формирования нового сигнала целевого узкого луча для следующего гипотетического расположения), и если все интересующие расположения проверены, процесс 500 поиска может перейти к этапу 570 для завершения процесса поиска.
На этапе 530 процесс 500 поиска может включать в себя проверку гипотезы модуляции. В некоторых примерах начальная гипотеза модуляции может включать в себя схему модуляции, ожидаемую для интересующего сигнала, такую как двоичная фазовая манипуляция (BPSK), квадратурная фазовая манипуляция (QPSK), квадратурная амплитудная модуляция (QAM) или какая-либо другая схема модуляции. В некоторых примерах конкретная схема модуляции может быть неизвестной или ожидаемой, и начальная гипотеза модуляции может быть выбрана случайным образом или в соответствии с определенной последовательностью итерации. Проверка гипотезы модуляции может включать в себя различные оценки сигнала целевого узкого луча (например, сигнала, генерируемого на этапе 520), такие как оценка частотных, амплитудных или фазовых характеристик сигнала целевого узкого луча относительно характеристик, которые можно ожидать для гипотетической схемы модуляции. В некоторых примерах такая оценка может быть выполнена на основании пилот-сигнала, идентифицированного в целевом сигнале узкого луча.
На этапе 531 процесс 500 поиска может включать в себя оценку того, присутствует ли гипотетическая схема модуляции в целевом сигнале узкого луча. Оценка на этапе 531 может включать в себя оценку того, соответствует ли частота, амплитуда и/или фаза сигнала узкого луча одной или более точкам или шаблонам совокупности символов модуляции, связанных с гипотетической схемой модуляции. Если схема модуляции присутствует, процесс 500 поиска может перейти к этапу 540, а если схема модуляции отсутствует, процесс 500 поиска может перейти к этапу 532; при этом процесс 500 поиска может включать в себя оценку того, были ли проверены все схемы модуляции в наборе возможностей. На этапе 532, если проверены не все схемы модуляции, процесс 500 поиска может вернуться к этапу 530 для оценки следующей схемы модуляции, и если все схемы модуляции проверены, процесс 500 поиска может вернуться к этапу 522 для оценки возможности формирования луча в следующем гипотетическом расположении (например, для формирования нового сигнала целевого узкого луча для следующего гипотетического расположения).
На этапе 540 процесс 500 поиска может включать в себя проверку гипотезы о скорости передачи символов. В некоторых примерах начальная гипотеза скорости передачи символов может включать в себя скорость передачи символов, ожидаемую для интересующего сигнала, которая может быть связана с полосой пропускания для обмена данными или сигналами, которая поддерживается устройством, связанным с интересующим сигналом. В некоторых примерах конкретная скорость передачи символов может быть неизвестной или ожидаемой, и начальная гипотеза скорости передачи символов может быть выбрана случайным образом или в соответствии с определенной последовательностью итерации. Проверка гипотезы скорости передачи символов может включать в себя различные оценки сигнала целевого узкого луча (например, сигнала, генерируемого на этапе 520), такие как оценка частоты изменения амплитудных или фазовых характеристик сигнала целевого узкого луча (например, как часто представляется новый символ модуляции) относительно характеристик, которые можно ожидать для гипотетической скорости передачи символов, или иная настройка производительности сигнала для получения гипотетической скорости передачи символов.
На этапе 541 процесс 500 поиска может включать в себя оценку того, присутствует ли гипотетическая скорость передачи символов в целевом сигнале узкого луча. Оценка на этапе 541 может включать в себя оценку того, соответствует ли скорость изменений или переходов фазы и/или амплитуды гипотетической скорости передачи символов, или оценку успешности декодирования с гипотетической скоростью передачи символов. Если скорость передачи символов присутствует, процесс 500 поиска может перейти к этапу 550, а если скорость передачи символов отсутствует, процесс 500 поиска может перейти к этапу 542; при этом процесс 500 поиска может включать в себя оценку того, были ли проверены все скорости передачи символов в наборе возможностей. На этапе 542, если проверены не все скорости передачи символов, процесс 500 поиска может вернуться к этапу 540 для оценки следующей скорости передачи символов, и если все скорости передачи символов проверены, процесс 500 поиска может вернуться к этапу 532 для оценки возможности тестирования следующей гипотезы модуляции.
На этапе 550 процесс 500 поиска может включать в себя настройку в соответствии с гипотетическим идентификатором. В некоторых примерах гипотетический начальный идентификатор может включать ожидаемый идентификатор для интересующего сигнала, который может быть связан с идентификатором устройства, которое связано с интересующим сигналом. В качестве гипотетического начального идентификатора могут использоваться идентификатор устройства, идентификатор транспортного средства, сигнатура устройства, адрес устройства и другие идентификаторы. Например, целевой сигнал узкого луча может оцениваться для подтверждения того, что принятые сигналы включают передачи, выполняемые целевым устройством, связанным с интересующим сигналом. В некоторых примерах конкретный идентификатор может быть неизвестным или ожидаемым, и начальный идентификатор может быть выбран случайным образом или в соответствии с определенной последовательностью итерации. Проверка идентификатора может включать в себя различные оценки сигнала целевого узкого луча (например, сгенерированного на этапе 520), такие как оценка пилот-сигналов или символов, демодуляция или декодирование сигнала целевого узкого луча для сигналов с управляющей информацией или с другой информацией, а также другие оценки характеристик идентификатора, которые могут быть ожидаемыми для гипотетического идентификатора.
На этапе 551 процесс 500 поиска может включать в себя оценку того, присутствует ли идентификатор в целевом сигнале узкого луча. Оценка на этапе 551 может включать в себя оценку того, соответствует ли обнаруженный идентификатор гипотетическому идентификатору. Если идентификатор присутствует, процесс 500 поиска может перейти к этапу 560, а если идентификатор отсутствует, процесс 500 поиска может перейти к этапу 552; при этом процесс 500 поиска может включать в себя оценку того, были ли проверены все идентификаторы в наборе возможностей. Если проверены не все идентификаторы, процесс 500 поиска может вернуться к этапу 550 для оценки следующего идентификатора, и если все идентификатор проверены, процесс 500 поиска может вернуться к этапу 542 для оценки возможности тестирования следующей гипотетической скорости передачи символов.
На этапе 560 процесс 500 поиска может включать в себя демодуляцию и/или декодирование обработанных сигналов (например, сигнала целевого узкого луча, сгенерированного на этапе 520). Демодуляция и/или декодирование может поддерживать извлечение информации из сигнала целевого узкого луча, которая может включать в себя различную информацию, относящуюся к целевому устройству, связанному с интересующим сигналом. Например, операции на этапе 560 могут включать в себя демодуляцию или декодирование данных, связанных с информацией о расположении, рабочей, диагностической и другой информацией. После операций 560 процесс поиска может перейти к этапу 570 и завершить работу. В некоторых примерах операции 560 могут быть опущены, а процесс 500 поиска может переходить от операций 550 к операциям 570 без демодуляции или декодирования обработанных сигналов.
На этапе 570 процесс 500 поиска может завершиться. В некоторых примерах завершение процесса 500 поиска может включать в себя указание на то, что интересующий сигнал не найден, и процесс 500 поиска может выполняться или не выполняться повторно с измененным определением интересующего сигнала. В некоторых примерах завершение процесса 500 поиска может включать в себя подтверждение того, что интересующий сигнал или устройство, связанное с интересующим сигналом, были обнаружены в гипотетическом расположении. В некоторых примерах завершение процесса 500 поиска может включать в себя вывод информации, демодулированной или декодированной на этапе 560, которая может иметь отношение к различным операциям поиска, таким как операции поиска и спасения, операции восстановления активов, операции наблюдения или операции критического исследования, а также другие операции.
На фиг. 6 изображен пример отслеживания 600 сигнала о предыдущем событии в соответствии с примерами, описанными в настоящем документе. Отслеживание 600 сигнала о предыдущем событии может иллюстрировать пример, в котором предполагается, что летательный аппарат следовал гипотетической траектории 605, но потерял связь. Для определения возможного расположения упавшего летательного аппарата отслеживание 600 сигнала о предыдущем событии может представлять собой анализ после события, который включает аспекты процесса 500 поиска с набором зон покрытия целевых узких лучей 126-d.
Зоны покрытия целевых узких лучей 126-d могут представлять собой соответствующие зоны, в которых энергия принятого сигнала может быть изолирована от других зон посредством формирования принимаемого луча после события (например, с использованием сети 442 формирования лучей). Например, каждая из целевых зон покрытия узких лучей 126-d может быть связана с соответствующим узким лучом 125, сформированным из сохраненных сигналов 435 элементов облучателей, которые могут соответствовать множеству собственных диаграмм направленности элементов облучателей 210 зоны покрытия собственной диаграммы направленности элемента облучателя 221, которая включает в себя зоны, проиллюстрированные целевыми зонами покрытия узких лучей 126-d. Сохраненные сигналы 435 элементов облучателей могут быть связаны с сигналами элементов облучателей (например, с сигналами 405 элемента облучателя), которые также поддерживают выполнение задач в реальном времени, например, предоставления возможности подключения к Интернету в зоне 310 покрытия сервиса. В некоторых примерах целевые зоны покрытия узких лучей 126-d могут быть такими же, как зоны покрытия узких лучей 126, связанные с задачей в реальном времени, или сходными с этими зонами. В некоторых примерах целевые зоны покрытия узких лучей 126-d могут отличаться от зон покрытия узких лучей 126, связанных с выполнением задачи в реальном времени, которые могут включать в себя целевые зоны покрытия узких лучей 126-d, имеющие меньший или больший размер (например, диаметр), а также расположения, количество лучей или коэффициенты усиления, отличные от соответствующих характеристик зон покрытия узких лучей 126 основной задачи.
Последующий запрос задачи в таком сценарии может включать в себя запрос на обнаружение рассматриваемого летательного аппарата или идентификацию информационных сигналов от рассматриваемого летательного аппарата. Для поддержки такой задачи процесс 500 поиска можно использовать для формирования целевых узких лучей 125 (например, лучей, каждый из которых соответствует соответствующей зоне покрытия целевого узкого луча 126-d) из сохраненных сигналов 435 элементов облучателей, которые были сохранены в компоненте хранения (например, в компоненте хранения сигналов элемента облучателя 430) для последующего анализа. В различных примерах рассматриваемый летательный аппарат может участвовать или не участвовать в обмене данными с соответствующей спутниковой системой связи. Вместо этого процесс, такой как процесс 500 поиска, может выполняться без участия рассматриваемого летательного аппарата в обмене данными посредством элементов облучателей, связанных с сигналами элементов облучателей, используемыми в процессе поиска в рамках отслеживания 600 сигнала о предыдущем событии.
Выполнение процесса поиска в отслеживании 600 сигнала о предыдущем событии, например, в рамках процесса 500 поиска, может быть основано на гипотетической траектории 605 (например, включая целевые зоны покрытия узких лучей 126-d, которые перекрывают гипотетическую траекторию 605), но также может включать в себя окружающие целевые зоны покрытия узких лучей 126-d для оценки того, отклонился ли летательный аппарат от гипотетической траектории 605. Например, процесс поиска может начинаться с начального узкого луча 126-d-1 (например, гипотетического целевого расположения или последнего известного расположения) и первого временного окна. Если целевой сигнал обнаружен в сохраненных сигналах (например, сигналы элементов облучателей, сигналы терминалов узлов доступа) для первого временного окна с использованием весовых коэффициентов формирования луча, соответствующих начальному узкому лучу 126-d-1, то процесс поиска может продолжаться путем поиска целевого сигнала в соседних узких лучах (например, включая узкие лучи 126-d-2 и 126-d-3) во втором временном окне, следующем за первым временным окном. Например, каждый из узких лучей 126-d-2 и 126-d-3 может соответствовать различным наборам весовых коэффициентов формирования луча, применяемым к сохраненным сигналам. В показанном примере целевой сигнал находится в узком луче 126-d-3 для второго временного окна.
Процесс поиска может продолжаться и приводить к определению обнаруженной траектории 610 (например, на основе обнаружения сигналов в целевых зонах покрытия узких лучей 126-d, которые показаны сплошными линиями из числа поисковых зон покрытия узких лучей 126-d, включая зоны покрытия узких лучей 126-d, показанные пунктирными линиями). Обнаруженная траектория может позволит оценить расположение в зависимости от времени для рассматриваемого летательного аппарата или идентифицировать последнюю целевую зону покрытия узких лучей 126-d, в которой были обнаружены сигналы (например, определить расположение возможного упавшего летательного аппарата в пределах целевой зоны покрытия узких лучей 126-d-n). В некоторых примерах результаты процесса поиска (например, на основе демодуляции или декодирования сигналов целевого узкого луча или процесса поиска) могут включать в себя идентификацию двигательной телеметрии летательного аппарата, определение фактического пути летательного аппарата, демодуляцию телеметрической информации и, возможно, идентификацию причины отказа летательного аппарата. Во время выполнения процесса поиска для отслеживания 600 сигнала о предыдущем событии задача в режиме реального времени, которая поддерживается элементами облучателей, предоставляющими сохраненную информацию, может остаться незатронутой, и запись сигналов элементов облучателей может быть продолжена.
Хотя описанные методики для отслеживания сигнала о предыдущем событии могут быть применимы к электромагнитным сигналам посредством узла 121 антенны, в некоторых примерах описанные методики для поиска предыдущих событий могут быть применены к оптическим сигналам. Например, информацию о визуализации со множества камер или оптических датчиков можно хранить по отдельности, но в сочетании с различными способами оптической фокусировки или другими способами обработки. В одном примере могут применяться оптические датчики с фазированной решеткой, в которых хранятся данные отдельных элементов и впоследствии используются для фокусировки изображения с использованием методик последующей обработки, аналогичных описанным в настоящем документе в отношении антенн и обработки электромагнитных сигналов.
На фиг. 7 показана функциональная схема 700 системы 705 обработки при приеме, которая поддерживает отслеживание сигнала о предыдущем событии, в соответствии с примерами, описанными в настоящем документе. Система 705 обработки при приеме может представлять собой пример аспектов системы связи или системы обработки при приеме, которые описаны со ссылкой на фиг. 1A–5. Система 705 обработки при приеме может включать в себя приемник 710 сигналов элементов облучателей, процессор 715 формирования лучей в режиме реального времени, компонент 720 хранения, диспетчер 725 поиска предыдущих событий, процессор 730 формирования лучей предыдущих событий и компонент 735 оценки предыдущих событий. Каждый из этих модулей может прямо или косвенно обмениваться данными друг с другом (например, посредством одной или нескольких шин или других линий связи). В некоторых примерах система 705 обработки при приеме может относиться к компонентам наземного сегмента 102 системы 100 связи или иным образом включать в себя компоненты этого сегмента либо относиться к компонентам спутника 120 системы 100 связи или иным образом включать в себя компоненты этого спутника. В некоторых примерах компоненты системы 705 обработки при приеме могут быть распределены между наземным сегментом 102 и пространственным сегментом 101 или другой антенной системой (например, верхней антенной системой, такой как антенная система самолета или беспилотного летательного аппарата), поддерживающей прием с формированием лучей и хранение сигналов элементов облучателей.
Приемник 710 сигналов элементов облучателей может быть выполнен с возможностью приема набора сигналов элементов облучателей. В некоторых примерах каждый сигнал элемента облучателя в наборе может соответствовать одному из элементов 128 облучателей узла 127 облучающей решетки узла 121 антенны, который может быть связан с зоной 310 покрытия сервиса или собственной зоной покрытия диаграммы направленности антенны 221. В некоторых примерах приемник 710 сигналов элементов облучателей может быть выполнен с возможностью приема второго набора сигналов элементов облучателей, причем каждый сигнал элемента облучателя второго набора соответствует одному из сигналов второго набора элементов 128 облучателей узла 127 облучающей решетки второго узла 121 антенны (например, другой антенны), которая может быть связана со второй зоной 310 покрытия сервиса или со второй собственной зоной покрытия диаграммы направленности антенны 221. В различных примерах первый узел 121 антенны и второй узел 121 антенны могут представлять собой компоненты одного и того же устройства или компоненты разных устройств (например, разные спутники 120, разные транспортные средства).
В некоторых примерах приемник 710 сигналов элементов облучателей может представлять собой компонент наземной станции наземного сегмента 102, или компоненты приемника 710 сигналов элементов облучателей могут быть распределены по множеству наземных станций наземного сегмента 102. Например, система 705 обработки при приеме может быть выполнена с возможностью приема набора сигналов элементов облучателей на наборе наземных станций наземного сегмента 102 или иным образом с использованием этих наземных станций. В некоторых примерах приемник 710 сигналов элементов облучателей может включать в себя компонент сетевого устройства 141 или другой централизованный компонент обработки наземного сегмента 102. В некоторых примерах приемник 710 сигналов элементов облучателей может относиться к компонентам одного или более спутников 120 или быть иным образом связан с ними.
Процессор 715 формирования лучей в режиме реального времени может быть выполнен с возможностью обработки набора сигналов элементов облучателей в соответствии с первой конфигурацией формирования лучей (например, основной конфигурацией формирования лучей, связанной с набором узких лучей 125, конфигурацией формирования лучей в режиме реального времени, связанной с набором узких лучей 125) для генерации одного или более сигналов узких лучей. Каждый из сигналов узкого луча может соответствовать соответствующему узкому лучу 125 (например, для узла 121 антенны) и может включать в себя связь, запланированную для передачи или приема посредством соответствующих лучей из набора узких лучей 125. В различных примерах процессор 715 формирования лучей в режиме реального времени может включать в себя компонент наземного сегмента 102 (например, терминал 130 узла доступа или сетевое устройство 141 для поддержки наземного формирования лучей для основной миссии или задачи или для миссии или задачи в режиме реального времени), или процессор 715 формирования лучей в режиме реального времени может включать в себя компонент спутника 120 (например, для поддержки формирования лучей на борту для основной миссии или задачи или для миссии или задачи в режиме реального времени), причем этот спутник может быть и может не быть тем же спутником 120, который включает в себя узел 121 антенны, связанный с элементами 128 облучателей для сигналов элементов облучателей.
Компонент 720 хранения может хранить сигналы элементов облучателей в течение некоторого периода времени. В некоторых примерах компонент 720 хранения может включать буфер FIFO, в котором хранятся сигналы элементов облучателей в течение перемещающегося временного окна (например, период в несколько часов, дней, недель, месяцев и т.д.). В некоторых примерах компонент 720 хранения может осуществлять избыточную выборку принятого набора сигналов элементов облучателей относительно полосы пропускания принятого набора сигналов элементов облучателей. В некоторых примерах компонент 720 хранения может включать компонент наземной станции наземного сегмента 102, или компоненты, входящие в состав компонента 720 хранения, могут быть распределены по множеству наземных станций наземного сегмента 102. Например, система 705 обработки при приеме может быть выполнена с возможностью хранения сигналов элементов облучателей на наборе наземных станций наземного сегмента 102 или иным образом с использованием этих наземных станций. В некоторых примерах компонент 720 хранения может представлять собой компонент сетевого устройства 141 или другой централизованный компонент обработки наземного сегмента 102. Дополнительно или альтернативным образом в некоторых примерах компонент 720 хранения может относиться к компонентам одного или более спутников 120 или других транспортных средств, в которых локально хранятся сигналы элементов облучателей.
Диспетчер 725 поиска предыдущих событий может быть выполнен с возможностью определения для поиска целевого сигнала из расположения в пределах зоны 310 покрытия сервиса или собственной зоны покрытия диаграммы направленности антенны 221 и в первом временном окне в пределах периода времени (например, связанного с продолжительностью сохраненных сигналов элементов облучателей). В различных примерах такое определение может быть выполнено диспетчером 725 поиска предыдущих событий на основании инициирования или ввода от пользователя или оператора, инициирующего или активирующего события или рабочего условия или рабочего режима.
В некоторых примерах диспетчер 725 поиска предыдущих событий может быть выполнен с возможностью выполнения итерационного поиска, такого как процесс 500 поиска, описанный со ссылкой на фиг. 5. Например, диспетчер 725 поиска предыдущих событий может быть выполнен с возможностью определения на основе оценки сигнала целевого узкого луча, указывающего на отсутствие целевого сигнала, для поиска целевого сигнала из другого расположения в пределах зоны покрытия сервиса (например, в том же или в другом временном окне в пределах продолжительности сохраненных сигналов элементов облучателей). В некоторых примерах диспетчер 725 поиска предыдущих событий может быть выполнен с возможностью определения или приема (например, от пользователя, от ресурса поиска, от модели прогнозирования траектории) гипотетической траектории для устройства, связанного с целевым сигналом. В некоторых примерах диспетчер 725 поиска предыдущих событий может быть выполнен с возможностью определения одного или нескольких расположений поиска в различных временных окнах на основе гипотетической траектории устройства.
В некоторых примерах диспетчер 725 поиска предыдущих событий может быть выполнен с возможностью определения или приема (например, от пользователя, от ресурса поиска, от модели прогнозирования частоты) гипотетической целевой частоты для целевого сигнала. Для оценки целевого сигнала узкого луча на наличие целевого сигнала диспетчер 725 поиска предыдущих событий может быть выполнен с возможностью оценки сигнала целевого узкого луча в соответствии с такой гипотетической целевой частотой.
В некоторых примерах диспетчер 725 поиска предыдущих событий может быть выполнен с возможностью определения или приема (например, от пользователя, от ресурса поиска, от модели прогнозирования модуляции) гипотетической целевой схемы модуляции для целевого сигнала. Для оценки целевого сигнала узкого луча на наличие целевого сигнала диспетчер 725 поиска предыдущих событий может быть выполнен с возможностью оценки целевого сигнала узкого луча в соответствии с такой гипотетической целевой схемой модуляции.
В некоторых примерах диспетчер 725 поиска предыдущих событий может быть выполнен с возможностью определения или приема (например, от пользователя, от ресурса поиска, от модели прогнозирования скорости передачи символов) гипотетической целевой скорости передачи символов для целевого сигнала. Для оценки целевого сигнала узкого луча на наличие целевого сигнала диспетчер 725 поиска предыдущих событий может быть выполнен с возможностью оценки целевого сигнала узкого луча в соответствии с такой гипотетической целевой скоростью передачи символов.
В некоторых примерах диспетчер 725 поиска предыдущих событий может быть выполнен с возможностью определения или приема (например, от пользователя, от ресурса поиска, от модели прогнозирования скорости передачи символов) гипотетического целевого идентификатора для целевого сигнала. Для оценки целевого сигнала узкого луча на наличие целевого сигнала диспетчер 725 поиска предыдущих событий может быть выполнен с возможностью оценки сигнала целевого узкого луча в соответствии с таким гипотетическим целевым идентификатором.
Процессор 730 формирования лучей предыдущих событий может быть настроен для обработки сохраненного набора сигналов элементов облучателей для первого временного окна в соответствии со второй конфигурацией формирования лучей (например, отличающейся от основной конфигурации формирования лучей или конфигурации формирования лучей в режиме реального времени) для генерирования целевого сигнала узкого луча, соответствующего расположению. В некоторых примерах процессор 730 формирования лучей предыдущих событий может быть выполнен с возможностью обработки сохраненного набора сигналов элементов облучателей в соответствии с целевым узким лучом 125, который отличается от каждого луча из набора узких лучей 125, связанных с первой конфигурацией формирования лучей (например, имеет другое расположение, другой размер или другое усиление). В некоторых примерах формирование целевого сигнала узкого луча, соответствующего расположению, включает в себя обработку сохраненного второго набора сигналов элементов облучателей (например, от узла 121 антенны, отличного от узла антенны, связанного с первым набором сигналов элементов облучателей) для первого временного окна в соответствии с третьей конфигурацией формирования лучей.
В некоторых примерах процессор 730 формирования лучей предыдущих событий может быть настроен для обработки сохраненного набора сигналов элементов облучателей для первого временного окна в соответствии с третьей конфигурацией формирования лучей для генерирования второго целевого сигнала узкого луча соответствующего второму расположению. В некоторых примерах процессор 730 формирования лучей предыдущих событий может быть настроен для обработки сохраненного набора сигналов элементов облучателей для второго временного окна в соответствии с четвертой конфигурацией формирования лучей для генерирования третьего целевого сигнала узкого луча, соответствующего второму расположению.
В различных примерах процессор 730 формирования лучей предыдущих событий может включать в себя компонент наземного сегмента 102 (например, терминал 130 узла доступа или сетевое устройство 141 для поддержки наземного формирования лучей для миссии или задачи отслеживания предыдущих событий), или процессор 730 формирования лучей предыдущих событий может включать в себя компонент спутника 120 (например, для поддержки формирования лучей на борту для миссии или задачи отслеживания предыдущих событий), причем этот спутник может быть и может не быть тем же спутником 120, который включает в себя узел 121 антенны, связанный с элементами 128 облучателей для сигналов элементов облучателей. В различных примерах процессор 730 формирования лучей предыдущих событий может быть связан или не связан с тем же устройством, что и процессор 715 формирования лучей в режиме реального времени. В некоторых примерах процессор 730 формирования лучей предыдущих событий может представлять собой тот же процессор, что и процессор 715 формирования лучей в режиме реального времени, или совместно использовать один или более компонентов с процессором 715 формирования лучей в режиме реального времени.
Компонент 735 оценки предыдущих событий может быть выполнен с возможностью оценки целевых сигналов узкого луча на наличие целевого сигнала. В различных примерах такая оценка может быть по меньшей мере частично основана на таких гипотезах, как гипотеза целевой частоты, гипотеза целевой схемы модуляции, гипотеза целевой скорости передачи символов, гипотеза целевого идентификатора и другие. В различных примерах компонент 735 оценки предыдущих событий может включать в себя компонент наземного сегмента 102 (например, терминал 130 узла доступа или сетевое устройство 141 для поддержки наземной оценки сигналов узкого луча), или компонент 735 оценки предыдущих событий может включать в себя компонент спутника 120 (например, для поддержки бортовой оценки сигналов узкого луча). В различных примерах компонент 735 оценки предыдущих событий может быть включен или не включен в то же устройство или может быть связан или не связан с тем же устройством, что и процессор 730 формирования лучей предыдущих событий.
На фиг. 8 представлена блок-схема, иллюстрирующая способ 800, который поддерживает отслеживание сигнала о предыдущем событии, в соответствии с примерами, описанными в настоящем документе. Операции способа 800 могут быть реализованы с помощью системы обработки при приеме или ее компонентов, как описано в настоящем документе. Например, операции способа 800 могут быть выполнены с помощью системы обработки при приеме, как описано со ссылкой на фиг. 4 и 7. В некоторых примерах система обработки при приеме выполнена с возможностью исполнения набора команд для управления функциональными элементами системы обработки при приеме с целью выполнения описанных функций. В дополнительном или альтернативном варианте осуществления система обработки при приеме может выполнять аспекты описанных функций с использованием специализированного оборудования.
На этапе 805 система обработки при приеме может принимать набор сигналов элементов облучателей. Каждый сигнал элемента облучателя из набора может соответствовать одному из элементов облучателей облучающей решетки антенны, имеющей зону покрытия сервиса. Операции 805 можно выполнять в соответствии с методами, описанными в настоящем документе. В некоторых примерах аспекты операций этапа 805 могут быть выполнены с помощью приемника сигналов элементов облучателей, как описано со ссылкой на фиг. 7.
На этапе 810 система обработки при приеме может обрабатывать принятый набор сигналов элементов облучателей в соответствии с первой конфигурацией формирования лучей (например, связанной с набором узких лучей антенны) для генерирования одного или более сигналов узкого луча, каждый из которых относится к соответствующему узкому лучу. В некоторых примерах один или более сигналов узких лучей могут включать в себя связь, запланированную для передачи или приема посредством соответствующих сигналов из набора узких лучей. В некоторых примерах обработка на этапе 810 может быть связана с основной задачей или задачей в режиме реального времени, поддерживаемой системой обработки при приеме. Операции 810 можно выполнять в соответствии с методами, описанными в настоящем документе. В некоторых примерах аспекты операций этапа 810 могут быть выполнены с помощью процессора формирования лучей в режиме реального времени, как описано со ссылкой на фиг. 7.
На этапе 815 система обработки при приеме может хранить принятый набор сигналов элементов облучателей в течение некоторого времени. Операции 815 можно выполнять в соответствии с методами, описанными в настоящем документе. В некоторых примерах аспекты операций этапа 815 могут быть выполнены с помощью компонента хранения, как описано со ссылкой на фиг. 7.
На этапе 820 система обработки сигнала при приеме может выполнить определение для поиска целевого сигнала из расположения в пределах зоны покрытия сервиса и в первом временном окне в пределах продолжительности. В некоторых примерах обработка на этапе 820 может быть связана со вторичной задачей, поиском предыдущих событий или отслеживанием предыдущих событий, которые поддерживаются системой обработки при приеме, которая может быть активирована или инициирована командой или инструкциями пользователя, инициирующим событием или рабочим режимом. Операции 820 можно выполнять в соответствии с методами, описанными в настоящем документе. В некоторых примерах аспекты операций этапа 820 могут быть выполнены с помощью диспетчера поиска предыдущих событий, как описано со ссылкой на фиг. 7.
На этапе 825 система обработки при приеме может обрабатывать сохраненный набор сигналов элементов облучателей для первого временного окна в соответствии со второй конфигурацией формирования лучей (например, связанной с поиском узких лучей антенны) для генерирования целевого сигнала узкого луча, соответствующего расположению. Операции 825 можно выполнять в соответствии с методами, описанными в настоящем документе. В некоторых примерах аспекты операций этапа 825 могут быть выполнены с помощью процессора формирования лучей предыдущих событий, как описано со ссылкой на фиг. 7.
На этапе 830 система обработки при приеме может оценивать сигнал целевого узкого луча на наличие целевого сигнала. Операции 830 можно выполнять в соответствии с методами, описанными в настоящем документе. В некоторых примерах аспекты операций этапа 830 могут быть выполнены с помощью компонента оценки предыдущих событий, как описано со ссылкой на фиг. 7.
В некоторых примерах устройство, описанное в настоящем документе, может использовать один или несколько способов, такие как способ 800. Устройство может включать в себя элементы, компоненты, средства или команды (например, энергонезависимый машиночитаемый носитель, хранящий инструкции, исполняемые процессором) для приема набора сигналов элементов облучателей (например, соответствующих элементам облучателей облучающей решетки антенны, имеющей зону покрытия сервиса), обработки принятого набора сигналов элементов облучателей в соответствии с первой конфигурацией формирования лучей для генерирования одного или более сигналов узкого луча, каждый из которых относится к соответствующему узкому лучу, хранения принятого набора сигналов элементов облучателей в течение определенного периода времени, определения для поиска целевого сигнала из расположения в пределах зоны покрытия сервиса и в первом временном окне в пределах продолжительности, обработки сохраненного набора сигналов элементов облучателей для первого временного окна в соответствии со второй конфигурацией формирования лучей для генерирования целевого сигнала узкого луча, соответствующего расположению, и оценки целевого сигнала узкого луча на наличие целевого сигнала.
Некоторые примеры способа 800 и устройства, описанные в настоящем документе, могут дополнительно включать в себя операции, элементы, компоненты, средства или команды для определения на основе оценки сигнала целевого узкого луча, указывающего на отсутствие целевого сигнала, поиска целевого сигнала из второго расположения в пределах зоны покрытия сервиса и в первом временном окне в пределах продолжительности, обработки сохраненного набора сигналов элементов облучателей для первого временного окна в соответствии с третьей конфигурацией формирования лучей (например, связанной с другим поиском узкого луча антенны) для генерирования второго целевого узкого луча, соответствующего второму расположению, и оценки второго целевого сигнала узкого луча на наличие целевого сигнала.
Некоторые примеры способа 800 и устройства, описанные в настоящем документе, могут дополнительно включать в себя операции, элементы, компоненты, средства или команды для определения гипотетической траектории для устройства, связанного с целевым сигналом, и определения расположения на основе гипотетической траектории для устройства.
Некоторые примеры способа 800 и устройства, описанные в настоящем документе, могут дополнительно включать в себя операции, элементы, компоненты, средства или команды для определения на основе гипотетической траектории для устройства, поиска целевого сигнала из второго расположения в пределах зоны покрытия сервиса и во втором временном окне в пределах продолжительности, обработки сохраненного набора сигналов элементов облучателей для второго временного окна в соответствии с четвертой конфигурацией формирования лучей (например, связанной с другим поиском узкого луча антенны) для генерирования третьего целевого узкого луча, соответствующего второму расположению, и оценки третьего целевого сигнала узкого луча на наличие целевого сигнала.
В некоторых примерах способа 800 и устройств, описанных в настоящем документе, обработка в соответствии со второй конфигурацией формирования лучей может включать операции, элементы, компоненты, средства или команды для обработки сохраненных наборов сигналов элементов облучателей в соответствии с целевым узким лучом, который отличается от каждого лучей в наборах узких лучей, связанных с первой конфигурацией формирования лучей. Например, целевой узкий луч может иметь другой размер, другую ориентацию, другой размер или расположение зоны покрытия, другой набор коэффициентов усиления или фазы или амплитуды или другие различия по сравнению с узкими лучами в первой конфигурации формирования лучей. Например, целевой узкий луч для спектрального или гипотетического поиска сигналов может отличаться от узких лучей, используемых для основной задачи или для задачи в режиме реального времени.
Некоторые примеры способа 800 и устройства, описанные в настоящем документе, могут дополнительно включать в себя операции, элементы, компоненты, средства или команды для приема второго набора сигналов элементов облучателей, в котором каждый сигнал элемента облучателя из второго набора соответствует сигналу из второго набора элементов облучателей облучающей решетки второй антенны (например, имеющей вторую зону покрытия сервиса), и для хранения принятого второго набора сигналов элементов облучателей в течение второго периода времени. В некоторых примерах генерирование целевого сигнала узкого луча, соответствующего расположению, может включать в себя операции, элементы, компоненты, средства или команды для обработки сохраненного второго набора сигналов элементов облучателей для первого временного окна в соответствии с пятой конфигурацией формирования лучей (например, связанной с поисковым узким лучом второй антенны).
В некоторых примерах способа 800 и устройствах, описанных в настоящем документе, хранение принятого набора сигналов элементов облучателей может включать операции, элементы, компоненты, средства или команды для выполнения избыточной выборки принятого набора сигналов элементов облучателей относительно ширины полосы принятого набора сигналов элементов облучателей.
Некоторые примеры способа 800 и устройства, описанные в настоящем документе, могут дополнительно включать в себя операции, элементы, компоненты, средства или команды для определения целевой гипотетической частоты для целевого сигнала, а оценка сигнала целевого узкого луча на наличие целевого сигнала может включать в себя оценку сигнала целевого узкого луча в соответствии с определенной целевой гипотетической частотой.
Некоторые примеры способа 800 и устройства, описанные в настоящем документе, могут дополнительно включать в себя операции, элементы, компоненты, средства или команды для определения целевой гипотетической схемы модуляции для целевого сигнала, а оценка сигнала целевого узкого луча на наличие целевого сигнала может включать в себя оценку сигнала целевого узкого луча в соответствии с определенной целевой гипотетической схемой модуляции.
Некоторые примеры способа 800 и устройства, описанные в настоящем документе, могут дополнительно включать в себя операции, элементы, компоненты, средства или команды для определения целевой гипотетической скорости передачи символов для целевого сигнала, а оценка сигнала целевого узкого луча на наличие целевого сигнала может включать в себя оценку сигнала целевого узкого луча в соответствии с определенной целевой гипотетической скоростью передачи символов.
Некоторые примеры способа 800 и устройства, описанные в настоящем документе, могут дополнительно включать в себя операции, элементы, компоненты, средства или команды для определения целевого гипотетического идентификатора для целевого сигнала, а оценка сигнала целевого узкого луча на наличие целевого сигнала может включать в себя оценку сигнала целевого узкого луча в соответствии с определенным целевым гипотетическим идентификатором.
В некоторых примерах способа 800 и устройствах, описанных в настоящем документе, обработка принятого набора сигналов элементов облучателей в соответствии с первой конфигурацией формирования лучей может включать в себя операции, элементы, компоненты, средства или команды для обработки в наземном сегменте.
В некоторых примерах способа 800 и устройствах, описанных в настоящем документе, обработка принятого набора сигналов элементов облучателей в соответствии с первой конфигурацией формирования лучей может включать в себя операции, элементы, компоненты, средства или команды для обработки на спутнике, включая антенну.
В некоторых примерах способа 800 и устройствах, описанных в настоящем документе, получение набора сигналов элементов облучателей может включать операции, элементы, компоненты, средства или команды для получения набора сигналов элементов облучателей в наборе наземных станций наземного сегмента.
В некоторых примерах способа 800 и устройствах, описанных в настоящем документе, обработка сохраненного набора сигналов элементов облучателей в соответствии со второй конфигурацией формирования лучей может включать в себя операции, элементы, компоненты, средства или команды для обработки в наземном сегменте.
Следует отметить, что способы, описанные в настоящем документе, представляют собой возможные варианты реализации, что операции или компоненты могут быть перегруппированы или иным образом изменены и что возможны другие варианты реализации. Кроме того, можно комбинировать сегменты или оборудование для двух или нескольких способов.
Информация и сигналы, описанные в настоящем документе, могут быть представлены с использованием любой из множества разных технологий и методик. Например, данные, инструкции, команды, информация, сигналы, биты, символы и микросхемы, которые могут упоминаться в описании, могут быть представлены напряжениями, токами, электромагнитными волнами, магнитными полями или частицами, оптическими полями или частицами или любой их комбинацией.
Различные иллюстративные блоки и модули, представленные в настоящем описании, могут быть реализованы или выполнены с помощью универсального процессора, цифрового сигнального процессора (digital signal processor, DSP), специализированной интегральной схемы (application-specific integrated circuit, ASIC), программируемой пользователем вентильной матрицы (field-programmable gate array, FPGA) или другого программируемого логического устройства, логической схемы на дискретных компонентах или транзисторах, дискретных аппаратных компонентов или любой их комбинации, выполненной с возможностью выполнения функций, описанных в настоящем документе. Процессор общего назначения может представлять собой микропроцессор или альтернативно процессор может представлять собой стандартный процессор, контроллер, микроконтроллер или машину состояний. Процессор также может быть реализован в виде комбинации вычислительных устройств (например, комбинации DSP и микропроцессора, множества микропроцессоров, одного или более микропроцессоров в сочетании с ядром DSP или любой другой подобной конфигурации).
Описанные в настоящем документе функции могут быть реализованы в виде оборудования, программного обеспечения, исполняемого процессором, встроенного программного обеспечения или любой их комбинации. При реализации в программном обеспечении, исполняемом процессором, функции можно хранить или передавать в виде одной или более команд или кода на машиночитаемом носителе. Другие примеры и варианты реализации входят в объем описания и прилагаемой формулы изобретения. Например, благодаря характеру программного обеспечения описанные в настоящем документе функции могут быть реализованы с использованием программного обеспечения, исполняемого процессором, оборудованием, микропрограммным обеспечением, аппаратным обеспечением или любых их комбинаций. Элементы, реализующие функции, могут также быть физически расположены в различных местоположениях, включая распределенное расположение таким образом, что части функций реализованы в разных физических местоположениях.
К машиночитаемым носителям относятся как физические компьютерные носители данных, так и средства связи, включающие любой носитель, обеспечивающий возможность переноса компьютерной программы из одного места в другое. Физический носитель данных может представлять собой любой существующий носитель, доступ к которому может быть осуществлен с помощью универсального или специализированного компьютера. В качестве примера, не имеющего ограничительного характера, машиночитаемый физический носитель может представлять собой оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), электрически стираемое программируемое ПЗУ (ЭСППЗУ), флеш-ПЗУ, ПЗУ на компакт-диске (CD) или другой накопитель на оптическом диске, накопитель на магнитном диске или другие магнитные запоминающие устройства, либо любой другой физический носитель, который может быть использован для переноса или хранения требуемых средств программного кода в виде команд или структур данных, доступ к которым может быть осуществлен с помощью универсального или специализированного компьютера либо универсального или специализированного процессора. Кроме того, любое соединение, строго говоря, называется машиночитаемым носителем. Например, при передаче программного обеспечения с веб-сайта, сервера или другого удаленного источника с использованием коаксиального кабеля, оптоволоконного кабеля, витой пары, цифровой абонентской линии связи (DSL) или беспроводных технологий, таких как инфракрасные, радио- и СВЧ-сигналы, в определение носителя включены коаксиальный кабель, оптоволоконный кабель, витая пара, DSL или беспроводные технологии, такие как инфракрасные, радио- и СВЧ-сигналы. В настоящем документе термин «диск» включает в себя компакт-диск, лазерный диск, оптический диск, универсальный цифровой диск (DVD), гибкий диск и диск Blu-ray, причем диски одного типа обычно воспроизводят данные магнитным способом, в то время как диски другого типа воспроизводят данные оптическим способом с помощью лазеров. Комбинации вышеперечисленного также включены в объем термина «машиночитаемый носитель».
В настоящем документе термин «или», который используется в списке пунктов (например, в списке пунктов, предваряемом таким выражением, как «по меньшей мере один из» или «один или более из»), указывает на включающий список, так что, например, список из по меньшей мере одного из A, B или C означает A, или B, или C, или AB, или AC, или BC, или ABC (т.е. A, и B, и C). Кроме того, в настоящем документе выражение «на основании» не следует понимать как ссылку на ограниченный набор условий. Например, иллюстративный этап, описанный как «на основе условия A», может быть основан как на условии A, так и на условии B, без отступления от объема настоящего описания. Иными словами, в настоящем документе фразу «на основе» следует толковать таким же образом, как фразу «по меньшей мере частично на основе».
На прилагаемых фигурах аналогичные компоненты или элементы могут иметь одинаковые ссылочные обозначения. Кроме того, различные компоненты одного и того же типа можно различать с помощью ссылочного обозначения в виде пунктирной линии и второго обозначения, которое отличается от аналогичных компонентов. Если в описании используют просто первое ссылочное обозначение, описание применимо к любому из аналогичных компонентов, имеющих одно и то же ссылочное обозначение, независимо от второго ссылочного обозначения.
Описание, изложенное в настоящем документе в связи с прилагаемыми чертежами, описывает пример конфигураций и не представляет все примеры, которые могут быть реализованы или которые входят в объем формулы изобретения. В настоящем документе термин «пример» означает «служащий примером, образцом или иллюстрацией», а не «предпочтительный» или «преимущественный по отношению к другим вариантам осуществления». Подробное описание включает в себя конкретные детали для обеспечения полного понимания описанных методик. Однако эти методики могут быть реализованы без этих конкретных деталей. В некоторых случаях хорошо известные структуры и устройства показаны в виде блок-схемы для лучшей иллюстрации идей описанных примеров.
Описание в настоящем документе предоставлено, чтобы дать возможность специалисту в данной области техники воссоздать или использовать описание. Различные модификации описания будут очевидны специалистам в данной области, и общие принципы, определенные в настоящем документе, можно применять к другим вариантам, не выходя за рамки объема описания. Таким образом, описание не ограничивается примерами и конструкциями, описанными в настоящем документе, а должно рассматриваться в самом широком объеме в соответствии с принципами и новыми признаками, описанными в настоящем документе.
Изобретение относится к антенным системам с формированием луча, а более конкретно - к отслеживанию сигнала о предыдущем событии. Техническим результатом является обеспечение поддержки выполнения ретроактивных или итерационных оценок сохраненных сигналов, таких как сигналы элементов облучателей, для идентификации различных источников сигналов. В некоторых примерах система может принимать сигналы элементов облучателей, соответствующие набору элементов облучателей антенны. Для поддержки основной задачи или задачи в режиме реального времени система может обрабатывать сигналы элементов облучателей в соответствии с первой конфигурацией формирования лучей для генерирования сигналов узких лучей, которые могут включать в себя связь, запланированную для соответствующих узких лучей. Для поддержки миссии или задачи ретроактивного обнаружения или поиска в системе также могут храниться сигналы элементов облучателей в течение некоторого периода времени. На основе определения целевого сигнала из целевого расположения в пределах зоны покрытия антенны система может обрабатывать сохраненные сигналы элементов облучателей в соответствии со второй конфигурацией формирования лучей для генерирования целевого сигнала узкого луча, соответствующего целевому расположению, и оценивать целевой сигнал узкого луча на наличие целевого сигнала. 3 н. и 40 з.п. ф-лы, 14 ил.
1. Способ отслеживания сигнала о предыдущем событии, включающий:
прием множества сигналов (405) элементов облучателей, причем каждый сигнал элемента облучателя из указанного множества соответствует одному из множества элементов (128) облучателей облучающей решетки (127) антенны (121), имеющей зону (310) покрытия сервиса;
обработку принятого множества сигналов (405) элементов облучателей в соответствии с первой конфигурацией формирования лучей, связанной с множеством узких лучей (125), для генерирования одного или нескольких сигналов узких лучей, каждый из которых относится к соответствующему узкому лучу (125) антенны (121), а указанный один или несколько сигналов узких лучей содержат сообщения, запланированные для передачи с помощью соответствующих лучей из множества узких лучей (125);
хранение принятого множества сигналов (405) элементов облучателей в течение некоторого промежутка времени;
определение для поиска целевого сигнала из расположения в пределах зоны (310) покрытия сервиса и в первом временном окне в пределах указанного промежутка времени;
обработку сохраненного множества сигналов (435) элементов облучателей для первого временного окна в соответствии со второй конфигурацией формирования лучей для генерирования целевого сигнала узкого луча, соответствующего этому расположению; и
оценку целевого сигнала узкого луча на наличие целевого сигнала.
2. Способ по п. 1, дополнительно включающий в себя:
определение гипотетической траектории для устройства, связанного с целевым сигналом; и
определение расположения, по меньшей мере частично, на основании гипотетической траектории для устройства.
3. Способ по п. 2, дополнительно включающий в себя:
определение, основанное по меньшей мере частично на гипотетической траектории устройства, для поиска целевого сигнала из второго расположения в пределах зоны (310) покрытия сервиса и во втором временном окне в пределах указанного промежутка времени;
обработку сохраненного множества сигналов (435) элементов облучателей для второго временного окна в соответствии с четвертой конфигурацией формирования лучей для генерирования третьего целевого сигнала узкого луча, соответствующего второму расположению; и
оценку третьего целевого сигнала узкого луча на наличие целевого сигнала.
4. Способ по любому одному из пп. 1–3, дополнительно включающий:
прием второго множества сигналов (405) элементов облучателей, причем каждый сигнал элемента облучателя из второго множества соответствует одному из второго множества элементов (128) облучателей облучающей решетки (127) второй антенны (121), имеющей вторую зону (310) покрытия сервиса; и
хранение принятого второго множества сигналов (405) элементов облучателей в течение второго промежутка времени,
причем формирование целевого сигнала узкого луча, соответствующего расположению, включает в себя обработку сохраненного второго множества сигналов (435) элементов облучателей для первого временного окна в соответствии с третьей конфигурацией формирования лучей.
5. Способ по любому одному из пп. 1–4, в котором хранение принятого множества сигналов (405) элементов облучателей включает в себя:
избыточную выборку принятого множества сигналов (405) элементов облучателей относительно полосы пропускания принятого множества сигналов (405) элементов облучателей.
6. Способ по любому одному из пп. 1–5, дополнительно включающий:
определение целевой гипотетической частоты для целевого сигнала, причем оценка целевого сигнала узкого луча на наличие целевого сигнала включает в себя оценку целевого сигнала узкого луча в соответствии с определенной целевой гипотетической частотой.
7. Способ по любому одному из пп. 1–6, дополнительно включающий:
определение целевой гипотетической схемы модуляции для целевого сигнала, причем оценка целевого сигнала узкого луча на наличие целевого сигнала включает в себя оценку сигнала целевого узкого луча в соответствии с определенной целевой гипотетической схемой модуляции.
8. Способ по любому одному из пп. 1–7, дополнительно включающий:
определение целевой гипотетической скорости передачи символов для целевого сигнала, причем оценка целевого сигнала узкого луча на наличие целевого сигнала включает в себя оценку целевого сигнала узкого луча в соответствии с определенной целевой гипотетической скоростью передачи символов.
9. Способ по любому одному из пп. 1–8, дополнительно включающий:
определение целевого гипотетического идентификатора для целевого сигнала, причем оценка целевого сигнала узкого луча на наличие целевого сигнала включает в себя оценку целевого сигнала целевого луча в соответствии с определенным целевым гипотетическим идентификатором.
10. Способ по любому одному из пп. 1–9, дополнительно включающий:
определение, основанное по меньшей мере частично на оценке целевого сигнала узкого луча, указывающего на отсутствие целевого сигнала, для поиска целевого сигнала из второго расположения в пределах зоны (310) покрытия сервиса и в первом временном окне в пределах указанного промежутка времени;
обработку сохраненного множества сигналов (435) элементов облучателей для первого временного окна в соответствии с третьей конфигурацией формирования лучей для генерирования второго целевого сигнала узкого луча, соответствующего второму расположению; и
оценку второго целевого сигнала узкого луча на наличие целевого сигнала.
11. Способ по любому одному из пп. 1–10, в котором обработка в соответствии со второй конфигурацией формирования лучей включает в себя:
обработку сохраненного множества сигналов (435) элементов облучателей в соответствии с целевым узким лучом (125), который отличается от каждого узкого луча из множества узких лучей (125), связанных с первой конфигурацией формирования лучей.
12. Способ по любому одному из пп. 1–11, в котором:
обработка сохраненного множества сигналов (435) элементов облучателей в соответствии со второй конфигурацией формирования лучей включает в себя обработку на наземном сегменте (102).
13. Способ по любому одному из пп. 1–12, в котором:
прием множества сигналов (405) элементов облучателей включает в себя прием множества сигналов (435) элементов облучателей на множестве наземных станций наземного сегмента (102).
14. Способ по любому одному из пп. 1–13, в котором:
обработка принятого множества сигналов (405) элементов облучателей в соответствии с первой конфигурацией формирования лучей включает в себя обработку на наземном сегменте (102).
15. Способ по любому одному из пп. 1–13, в котором:
обработка принятого множества сигналов (405) элементов облучателей в соответствии с первой конфигурацией формирования лучей включает в себя обработку на спутнике (120), включающем в себя указанную антенну (121).
16. Устройство для отслеживания сигнала о предыдущем событии, содержащее:
процессор;
запоминающее устройство, находящееся в электронной связи с процессором и хранящее исполняемые процессором команды, при этом при исполнении команд процессор инициирует выполнение устройством:
приема множества сигналов (405) элементов облучателей, причем каждый сигнал элемента облучателя из указанного множества соответствует одному из множества элементов (128) облучателей облучающей решетки (127) антенны (121), имеющей зону (310) покрытия сервиса;
обработки принятого множества сигналов (405) элементов облучателей в соответствии с первой конфигурацией формирования лучей, связанной с множеством узких лучей (125), для генерирования одного или нескольких сигналов узких лучей, каждый из которых относится к соответствующему узкому лучу (125) антенны (121), причем указанный один или несколько сигналов узких лучей содержат сообщения, запланированные для передачи с помощью соответствующих лучей из множества узких лучей (125);
хранения принятого множества сигналов элементов облучателей в течение промежутка времени;
определения для поиска целевого сигнала из расположения в пределах зоны (310) покрытия сервиса и в первом временном окне в пределах указанного промежутка времени;
обработки сохраненного множества сигналов (435) элементов облучателей для первого временного окна в соответствии со второй конфигурацией формирования лучей для генерирования целевого сигнала узкого луча, соответствующего указанному расположению; и
оценки целевого сигнала узкого луча на наличие целевого сигнала.
17. Устройство по п. 16, в котором команды выполняются процессором, чтобы устройство осуществляло:
определение гипотетической траектории для устройства, связанного с целевым сигналом; и
определение расположения, по меньшей мере частично, на основании гипотетической траектории для устройства.
18. Устройство по п. 17, в котором команды выполняются процессором, чтобы устройство осуществляло:
определение, основанное по меньшей мере частично на гипотетической траектории устройства, для поиска целевого сигнала из второго расположения в пределах зоны (310) покрытия сервиса и во втором временном окне в пределах указанного промежутка времени;
обработку сохраненного множества сигналов (435) элементов облучателей для второго временного окна в соответствии с четвертой конфигурацией формирования лучей для генерирования третьего целевого сигнала узкого луча, соответствующего второму расположению; и
оценку третьего целевого сигнала узкого луча на наличие целевого сигнала.
19. Устройство по любому одному из пп. 16–18, в котором команды выполняются процессором, чтобы устройство осуществляло:
прием второго множества сигналов (405) элементов облучателей, причем каждый сигнал элемента облучателя из второго множества соответствует одному из второго множества элементов (128) облучателей облучающей решетки (127) второй антенны (121), имеющей вторую зону (310) покрытия сервиса; и
хранение принятого второго множества сигналов (405) элементов облучателей в течение второго промежутка времени,
причем команды по формированию целевого сигнала узкого луча, соответствующего указанному расположению, выполняются процессором, чтобы устройство обрабатывало сохраненное второе множество сигналов (435) элементов облучателей для первого временного окна в соответствии с третьей конфигурацией формирования лучей.
20. Устройство по любому одному из пп. 16–19, в котором команды по сохранению принятого множества сигналов (405) элементов облучателей выполняются процессором, чтобы устройство осуществляло:
избыточную выборку принятого множества сигналов (405) элементов облучателей относительно полосы пропускания принятого множества сигналов (405) элементов облучателей.
21. Устройство по любому одному из пп. 16–20, в котором команды выполняются процессором, чтобы устройство осуществляло:
определение целевой гипотетической частоты для целевого сигнала, причем команды для оценки целевого сигнала узкого луча на наличие целевого сигнала выполняются процессором, чтобы устройство осуществляло оценку целевого сигнала узкого луча в соответствии с определенной целевой гипотетической частотой.
22. Устройство по любому одному из пп. 16–21, в котором команды выполняются процессором, чтобы устройство осуществляло:
определение целевой гипотетической схемы модуляции для целевого сигнала, причем команды для оценки целевого сигнала узкого луча на наличие целевого сигнала выполняются процессором, чтобы устройство осуществляло оценку целевого сигнала узкого луча в соответствии с определенной целевой гипотетической схемой модуляции.
23. Устройство по любому одному из пп. 16–22, в котором команды выполняются процессором, чтобы устройство осуществляло:
определение целевой гипотетической скорости передачи символов для целевого сигнала, причем команды для оценки целевого сигнала узкого луча на наличие целевого сигнала выполняются процессором, чтобы устройство осуществляло оценку целевого сигнала целевого луча в соответствии с определенной целевой гипотетической скоростью передачи символов.
24. Устройство по любому одному из пп. 16–23, в котором команды выполняются процессором, чтобы устройство осуществляло:
определение целевого гипотетического идентификатора для целевого сигнала, причем команды для оценки целевого сигнала узкого луча на наличие целевого сигнала выполняются процессором, чтобы устройство осуществляло оценку целевого сигнала узкого луча в соответствии с определенным целевым гипотетическим идентификатором.
25. Устройство по любому одному из пп. 16–24, в котором команды выполняются процессором, чтобы устройство осуществляло:
определение, основанное по меньшей мере частично на оценке целевого сигнала узкого луча, указывающего на отсутствие целевого сигнала, для поиска целевого сигнала из второго расположения в пределах зоны (310) покрытия сервиса и в первом временном окне в пределах указанного промежутка времени;
обработку сохраненного множества сигналов (435) элементов облучателей для первого временного окна в соответствии с третьей конфигурацией формирования лучей для генерирования второго целевого сигнала узкого луча, соответствующего второму расположению; и
оценку второго целевого сигнала узкого луча на наличие целевого сигнала.
26. Устройство по одному из пп. 16–25, в котором команды по обработке в соответствии со второй конфигурацией формирования лучей выполняются процессором, чтобы устройство осуществляло:
обработку сохраненного множества сигналов (435) элементов облучателей в соответствии с целевым узким лучом (125), который отличается от каждого узкого луча из множества узких лучей (125), связанных с первой конфигурацией формирования лучей.
27. Устройство по одному из пп. 16–26, в котором команды по обработке сохраненного множества сигналов (435) элементов облучателей в соответствии со второй конфигурацией формирования лучей выполняются процессором, чтобы устройство осуществляло обработку в наземном сегменте (102).
28. Устройство по любому одному из пп. 16–27, в котором команды по получению множества сигналов (405) элементов облучателей выполняются процессором, чтобы устройство принимало множество сигналов (405) элементов облучателей на множестве наземных станций наземного сегмента (102).
29. Устройство по любому одному из пп. 16–28, в котором устройство представляет собой компонент наземного сегмента спутниковой системы (100) связи.
30. Устройство по любому одному из пп. 16–26, в котором устройство представляет собой спутник (120) спутниковой системы (100) связи.
31. Энергонезависимый машиночитаемый носитель, на котором хранится код, содержащий команды, исполняемые процессором для:
приема множества сигналов (405) элементов облучателей, причем каждый сигнал элемента облучателя из указанного множества соответствует одному из множества элементов (128) облучателей облучающей решетки (127) антенны (121), имеющей зону (310) покрытия сервиса;
обработки принятого множества сигналов (405) элементов облучателей в соответствии с первой конфигурацией формирования лучей, связанной с множеством узких лучей (125), для генерирования одного или нескольких сигналов узких лучей, каждый из которых относится к соответствующему узкому лучу (125) антенны (121), причем указанный один или несколько сигналов узких лучей содержат сообщения, запланированные для передачи с помощью соответствующих лучей из множества узких лучей (125);
хранения принятого множества сигналов (405) элементов облучателей в течение промежутка времени;
определения для поиска целевого сигнала из расположения в пределах зоны (310) покрытия сервиса и в первом временном окне в пределах указанного промежутка времени;
обработки сохраненного множества сигналов (435) элементов облучателей для первого временного окна в соответствии со второй конфигурацией формирования лучей для генерирования целевого сигнала узкого луча, соответствующего указанному расположению; и
оценки целевого сигнала узкого луча на наличие целевого сигнала.
32. Энергонезависимый машиночитаемый носитель по п. 31, содержащий команды, которые дополнительно выполняются процессором для:
определения гипотетической траектории для устройства, связанного с целевым сигналом; и
определения расположения, по меньшей мере частично на основании гипотетической траектории для устройства.
33. Энергонезависимый машиночитаемый носитель по п. 32, содержащий команды, которые дополнительно выполняются процессором для:
определения, основанного по меньшей мере частично на гипотетической траектории устройства, для поиска целевого сигнала из второго расположения в пределах зоны (310) покрытия сервиса и во втором временном окне в пределах указанного промежутка времени;
обработки сохраненного множества сигналов (435) элементов облучателей для второго временного окна в соответствии с четвертой конфигурацией формирования лучей для генерирования третьего целевого сигнала узкого луча, соответствующего второму расположению; и
оценки третьего целевого сигнала узкого луча на наличие целевого сигнала.
34. Энергонезависимый машиночитаемый носитель по любому одному из пп. 31–33, содержащий команды, которые дополнительно выполняются процессором для:
приема второго множества сигналов (405) элементов облучателей, причем каждый сигнал элемента облучателя из второго множества соответствует одному из второго множества элементов (128) облучателей облучающей решетки (127) антенны (121), имеющей вторую зону (310) покрытия сервиса; и
хранения принятого второго множества сигналов (405) элементов облучателей в течение второго промежутка времени,
причем команды для генерирования целевого сигнала узкого луча, соответствующего расположению, выполняются процессором для обработки сохраненного второго множества сигналов (435) элементов облучателей для первого временного окна в соответствии с третьей конфигурацией формирования лучей.
35. Энергонезависимый машиночитаемый носитель по любому одному из пп. 31–34, содержащий команды для хранения полученного множества сигналов элементов облучателей, которые выполняются процессором для:
избыточной выборки принятого множества сигналов (405) элементов облучателей относительно полосы пропускания принятого множества сигналов (405) элементов облучателей.
36. Энергонезависимый машиночитаемый носитель по любому одному из пп. 31–35, содержащий команды, которые дополнительно выполняются процессором для:
определения целевой гипотетической частоты для целевого сигнала, причем команды для оценки целевого сигнала узкого луча на наличие целевого сигнала выполняются процессором для оценки целевого сигнала узкого луча в соответствии с определенной целевой гипотетической частотой.
37. Энергонезависимый машиночитаемый носитель по любому одному из пп. 31–36, содержащий команды, которые дополнительно выполняются процессором для:
определения целевой гипотетической схемы модуляции для целевого сигнала, причем команды для оценки целевого сигнала узкого луча на наличие целевого сигнала выполняются процессором для оценки целевого сигнала узкого луча в соответствии с определенной целевой гипотетической схемой модуляции.
38. Энергонезависимый машиночитаемый носитель по любому одному из пп. 31–37, содержащий команды, которые дополнительно выполняются процессором для:
определения целевой гипотетической скорости передачи символов для целевого сигнала, причем команды для оценки целевого сигнала узкого луча на наличие целевого сигнала выполняются процессором для оценки целевого сигнала узкого луча в соответствии с определенной целевой гипотетической скоростью передачи символов.
39. Энергонезависимый машиночитаемый носитель по любому одному из пп. 31–38, содержащий команды, которые дополнительно выполняются процессором для:
определения целевого гипотетического идентификатора для целевого сигнала, причем команды для оценки целевого сигнала узкого луча на наличие целевого сигнала выполняются процессором для оценки целевого сигнала узкого луча в соответствии с определенным целевым гипотетическим идентификатором.
40. Энергонезависимый машиночитаемый носитель по любому одному из пп. 31–39, содержащий команды, которые дополнительно выполняются процессором для:
определения, основанного по меньшей мере частично на оценке целевого сигнала узкого луча, указывающего на отсутствие целевого сигнала, для поиска целевого сигнала из второго расположения в пределах зоны (310) покрытия сервиса и в первом временном окне в пределах указанного промежутка времени;
обработки сохраненного множества сигналов (435) элементов облучателей для первого временного окна в соответствии с третьей конфигурацией формирования лучей для генерирования второго целевого сигнала узкого луча, соответствующего второму расположению; и
оценки второго целевого сигнала узкого луча на наличие целевого сигнала.
41. Энергонезависимый машиночитаемый носитель по любому одному из пп. 31–40, содержащий команды для обработки в соответствии со второй конфигурацией формирования лучей, которые выполняются процессором для:
обработки сохраненного множества сигналов (435) элементов облучателей в соответствии с целевым узким лучом (125), который отличается от каждого узкого луча из множества узких лучей (125), связанных с первой конфигурацией формирования лучей.
42. Энергонезависимый машиночитаемый носитель по любому одному из пп. 31–41, содержащий команды, которые выполняются процессором наземного сегмента (102) спутниковой системы (100) связи.
43. Энергонезависимый машиночитаемый носитель по любому одному из пп. 31–41, содержащий команды, которые выполняются процессором спутника (120) спутниковой системы (100) связи.
| US 2017288769 A1, 05.10.2017 | |||
| US 2009215419 A1, 27.08.2009 | |||
| US 2008247274 A1, 09.10.2008 | |||
| US 2008051080 A1, 28.02.2008 | |||
| US 2004259497 А1, 23.12.2004 | |||
| СИСТЕМА ДЛЯ УПРОЩЕНИЯ ОБРАБОТКИ РЕКОНФИГУРИРУЕМОЙ ДИАГРАММООБРАЗУЮЩЕЙ СХЕМЫ В ФАЗИРОВАННОЙ АНТЕННОЙ РЕШЕТКЕ ДЛЯ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННОГО СПУТНИКА | 2008 |
|
RU2491685C2 |
