Системы беспроводной связи, такие как спутниковые системы связи, обеспечивают средства, посредством которых информацию, включающую аудио, видео и различные другие виды данных, можно передавать от одного местоположения к другому с использованием спутника связи. Спутники связи, как правило, содержат один или более антенных узлов для связи с различными наземными целевыми устройствами, которые могут включать терминалы наземного узла доступа или пользовательские терминалы, любой из которых может быть стационарным (например, установленным в постоянном месте установки, перемещаемым из одного фиксированного места установки к другому и т.д.) или мобильным (например, установленным на транспортном средстве, судне, самолете, быть переносным и т. д.). Антенный узел спутника связи может быть выполнен с возможностью передачи сигналов нисходящего канала связи (например, сигналов прямого канала связи к пользовательским терминалам и сигналов обратного канала связи к узлам доступа) и/или приема сигналов восходящего канала связи (например, сигналов прямого канала связи от узлов доступа и сигналов обратного канала связи от пользовательских терминалов). Антенный узел может быть связан с зоной покрытия обслуживания, в пределах которой устройствам могут быть предоставлены услуги связи посредством антенного узла. В некоторых случаях спутник связи может представлять собой геостационарный спутник, в этом случае орбита спутника связи может быть синхронизирована с вращением Земли для сохранения зоны покрытия обслуживания, чтобы она была по существу стационарной относительно Земли. В других случаях спутник связи может использовать другую орбиту (например, вокруг Земли), что приводит к перемещению зоны покрытия обслуживания над поверхностью Земли, поскольку спутник связи пересекает ее орбитальную траекторию.
Некоторые спутники связи могут размещать зоны покрытия точечным лучом в стационарных местоположениях. Однако эти спутники связи могут не иметь возможности перемещать точечные лучи в соответствии с изменениями к зоне покрытия обслуживания. Кроме того, такие архитектуры спутниковой связи по существу обеспечивают равномерно распределенную пропускную способность по всей зоне покрытия обслуживания. Пропускная способность на точечный луч, например, тесно связана с выделенной пропускной способностью на точечный луч, которая может быть задана для каждого точечного луча и поэтому практически не допускает гибкости или возможности конфигурирования.
Хотя эти архитектуры спутниковой связи могут быть полезны в случае, когда требуемая зона покрытия обслуживания хорошо известна и запрос пропускной способности равномерно распределен по зоне покрытия обслуживания, отсутствие гибкости вышеупомянутых архитектур может быть ограничивающим для некоторых вариантов применения. Например, спутник связи может быть перенацелен или могут быть изменены условия развертывания (например, орбитальная позиция и т.д.). Кроме того, услуги спутниковой связи могут отслеживать изменения в требованиях пользователей (например, неподвижные и мобильные пользователи и т.д.). Хотя способы обработки сигналов, такие как формирование луча, могут обеспечивать некоторую возможность для адаптации расположения точечных лучей или зон покрытия обслуживания, может потребоваться дополнительная гибкость в адаптации зоны покрытия обслуживания и расположении точечного луча. Например, может быть желательно для системы спутниковой связи и, соответственно, спутника связи гибко и динамически корректировать местоположения и размеры зон покрытия обслуживания на основании факторов, таких как местоположения пользовательских терминалов и терминалов узлов доступа, пространственного распределения пропускной способности услуг связи и распределения пропускной способности услуг связи. Кроме того, может быть желательно для системы спутниковой связи и, соответственно, спутника связи гибко и динамично распределять коммуникационные ресурсы между различными зонами покрытия обслуживания, например, для перемещения услуг с более высокой пропускной способностью в различные зоны покрытия на основании динамически изменяющихся условий.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Описаны способы, системы и устройства для переключения между режимами работы формирования луча систем и спутников.
Антенный узел спутника связи может содержать набор антенн, которые могут использоваться спутником связи для предоставления услуг связи устройствам в пределах зоны покрытия. В некоторых случаях спутник связи может определять каждую из своих антенн соответствующей зоне покрытия таким образом, чтобы спутник связи мог передавать и принимать сигналы к устройствам в пределах зоны покрытия с использованием канала связи между каждой антенной и соответствующими зонами покрытия. Во многих случаях условия и запросы, связанные с каждой из различных зон покрытия, могут меняться с течением времени. Соответственно, спутник связи может быть сконфигурирован со множеством различных режимов работы, которые могут по-разному предоставлять услуги связи для каждой из зон покрытия. Например, первый режим работы может обеспечивать услуги связи прямого канала связи и обратного канала связи (или восходящего канала связи и нисходящего канала связи) для пользовательских терминалов одной зоны покрытия, в то время как второй режим работы может обеспечивать только услугу связи прямого канала связи (или нисходящего канала связи), но может обеспечивать услуги прямого канала связи для пользовательских терминалов множества зон покрытия. Кроме того, в некоторых случаях, первая зона покрытия и вторая зона покрытия могут по меньшей мере перекрываться. Чтобы провести различие между каналами связи, например, прямым нисходящим каналом связи для первой зоны покрытия и для отдельного прямого нисходящего канала связи для второй зоны покрытия, спутник связи может связываться с пользовательскими терминалами соответствующих зон покрытия с использованием различных поляризаций антенн (например, ортогональные линейные поляризации, ортогональные круговые поляризации, такие как правая круговая поляризация (right-hand circular polarization; RHCP) и левая круговая поляризация (left-hand circular polarization; LHCP) или другие подобные методы поляризации).
Соответственно, в примере спутник связи может функционировать в соответствии с первым режимом работы для предоставления услуг связи для пользовательских терминалов в первой зоне покрытия, но не для пользовательских терминалов во второй зоне покрытия. В соответствии с первым режимом работы спутник связи может предоставлять услуги связи прямого канала связи для пользовательских терминалов в первой зоне покрытия по первому каналу связи с использованием первой поляризации. В некоторых случаях в соответствии с первым режимом работы спутник связи также может предоставлять услуги связи обратного канала связи для пользовательских терминалов в первой зоне покрытия по дополнительному каналу связи, например, с использованием второй поляризации (например, ортогональной к первой поляризации).
В этом примере спутник связи может определять (например, в соответствии с командой, принятой от контроллера) второй режим работы (например, из многочисленных режимов работы), который может отличаться от первого режима работы. Например, спутник связи может переключаться в режим работы, который обеспечивает услуги связи для различных наборов пользовательских терминалов (например, пользовательским терминалам только во второй зоне покрытия или в дополнение к пользовательским терминалам в первой зоне покрытия). В дополнительном или альтернативном варианте осуществления спутник связи может определять второй режим работы, например, для предоставления конкретного распределения ресурсов между пользовательскими терминалами первой и второй зон покрытия и/или на основании технических характеристик, связанных с каналами связи.
Дальнейшая сфера применения описанных способов и устройств будет очевидна из последующего подробного описания изобретения, формулы изобретения и графических материалов. Подробное описание и конкретные примеры приводятся исключительно в качестве иллюстрации, поскольку различные изменения и модификации в пределах объема описания станут очевидными для специалистов в данной области техники.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
Для дальнейшего понимания сущности и преимуществ вариантов осуществления настоящего изобретения могут быть выполнены ссылки на следующие графические материалы. На прилагаемых графических материалах подобные компоненты или элементы могут иметь одинаковые ссылочные позиции. Кроме того, между различными компонентами одного и того же типа можно провести различие, если после ссылочной позиции поставить тире и вторую позицию, которая отличает аналогичные компоненты. Если в описании используется только первая ссылочная позиция, описание применяется к любому из аналогичных компонентов, имеющих одинаковую первую ссылочную позицию независимо от второй ссылочной позиции.
На Фиг. 1 проиллюстрирована система спутниковой связи, которая поддерживает переключение между режимами работы систем формирования луча и спутников в соответствии с аспектами настоящего изобретения.
На Фиг. 2 показана иллюстративная структура цикла, которая поддерживает переключение между режимами работы систем формирования луча и спутников в соответствии с аспектами настоящего изобретения.
На Фиг. 3 показана таблица режимов работы, которые поддерживают переключение между режимами работы систем формирования луча и спутников в соответствии с аспектами настоящего изобретения.
На Фиг. 4–10 проиллюстрированы конфигурации системы спутниковой связи, которые поддерживают переключение между режимами работы систем формирования луча и спутников в соответствии с аспектами настоящего изобретения.
На Фиг. 11 проиллюстрирован пример последовательности операций, которая поддерживает переключение между режимами работы систем формирования луча и спутников в соответствии с аспектами настоящего изобретения.
На Фиг. 12–31 проиллюстрированы конфигурации системы спутниковой связи, которые поддерживают переключение между режимами работы систем формирования луча и спутников в соответствии с аспектами настоящего изобретения.
На Фиг. 32–33 проиллюстрирована приведенная в качестве примера схема схемной архитектуры, которая поддерживает переключение между режимами работы систем формирования луча и спутников в соответствии с аспектами настоящего изобретения.
На Фиг. 34 проиллюстрирована структурная схема спутника связи, который поддерживает переключение между режимами работы систем формирования луча и спутников в соответствии с аспектами настоящего изобретения.
На Фиг. 35 показана блок-схема приведенного в качестве примера способа, который поддерживает переключение между режимами работы систем формирования луча и спутников в соответствии с аспектами настоящего изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Описанные особенности в основном относятся к способам переключения между режимами работы в системах спутниковой связи и других системах формирования луча. Спутник связи в системе спутниковой связи может быть выполнен с возможностью обеспечения услуг связи между наземными целевыми устройствами (например, терминалами), которые могут быть стационарными (например, установленными в постоянном месте установки, перемещаемыми из одного фиксированного места установки к другому и т.д.) или мобильными (например, установленными на транспортном средстве, судне, самолете, быть переносными и т. д.). Услуги связи могут включать, например, услуги двунаправленного сетевого доступа между устройствами, такими как терминалы узлов доступа и пользовательские терминалы. В некоторых примерах для обеспечения услуг связи один или более антенных узлов спутника связи могут быть выполнены с возможностью передачи данных по нисходящему каналу связи (например, к пользовательским терминалам и/или терминалам узлов доступа), приема данных по восходящему каналу связи (например, от пользовательских терминалов и/или терминалов узлов доступа) или одновременно передачи данных по нисходящему каналу связи и приема данных по восходящему каналу связи (например, функционирует как ретранслятор).
В некоторых примерах антенный узел спутника связи может содержать узел облучающей антенной решетки, такой как фазированная решетка облучающих элементов антенны, которая может использоваться для целевого формирования луча из точечных лучей на требуемых зонах покрытия точечным лучом (например, сотах) на заданной географической области покрытия системы (например, Северная Америка). Точечные лучи, полученные с помощью формирования луча, могут формироваться из передаваемых данных и/или принимаемых данных через множество облучающих элементов антенны, при этом используют фазовые и амплитудные характеристики передаваемых данных и/или принимаемых данных для обеспечения передачи и приема, связанных с каждым из точечных узлов, полученных с помощью формирования луча. В некоторых примерах спутник связи может использовать формирование луча для электронного управления решеткой элементов антенны одной или более антенн антенного узла. В некоторых примерах спутник связи может использовать сквозную систему формирования луча для формирования сквозных лучей посредством сквозной ретрансляции, причем сигналы в сквозных лучах могут передаваться и приниматься на множестве терминалов узлов доступа для связи с большим количеством пользовательских терминалов.
Соответственно, для обеспечения услуг связи с использованием сквозного формирования луча один или более антенных узлов спутника связи может быть выполнен с возможностью приема данных прямого канала связи (например, сигналов восходящего канала связи от пользовательских терминалов и/или терминалов узлов доступа) и ретрансляции данных прямого канала связи (например, соответствующих сигналам нисходящего канала связи к пользовательским терминалам и/или терминалам узлов доступа). Аналогично, для услуг сквозного формирования луча один или более антенных узлов спутника связи также может быть выполнен с возможностью приема данных обратного канала связи (например, сигналов обратного восходящего канала связи от пользовательских терминалов и/или терминалов узлов доступа) и ретрансляции данных обратного канала связи (например, соответствующих сигналам обратного нисходящего канала связи к пользовательским терминалам и/или терминалам узлов доступа).
Терминалы узлов доступа и пользовательские терминалы могут быть распределены между одной или более зонами покрытия. В одном примере антенный узел может содержать три антенны (например, три антенны, обозначенные в настоящем документе как R1, R2 и R3), которые спутник связи может использовать для предоставления услуг связи устройствам (например, терминалам узлов доступа и пользовательским терминалам), расположенным в пределах одной или более соответствующих зон покрытия (например, одной из трех зон покрытия) посредством сигналов, передаваемых через соответствующие каналы связи, связанные с каждой из антенн. Каждая из антенн может представлять собой, например, решетку прямого излучения (direct radiating array; DRA) облучающих элементов или может содержать отражатель для отражения энергии сигнала к облучающей решетке.
В некоторых случаях каждая из антенн может быть связана с соответствующей зоной покрытия таким образом, чтобы спутник связи мог передавать и принимать сигналы к устройствам в пределах зон покрытия с использованием одной из антенн. Например, спутник связи может передавать сигналы через первую антенну для предоставления услуг связи устройствам (например, пользовательским терминалам), расположенным в первой зоне покрытия, с использованием первого канала связи, причем передача сигналов с использованием первого канала связи может включать передачу сигналов прямого нисходящего канала связи к устройствам и прием сигналов обратного восходящего канала связи от устройств. Кроме того, спутник связи может передавать сигналы через вторую антенну для предоставления услуг связи устройствам (например, пользовательским терминалам), расположенным во второй зоне покрытия, с использованием второго канала связи, причем передача сигналов с использованием второго канала связи может включать передачу сигналов прямого нисходящего канала связи к устройствам и прием сигналов обратного восходящего канала связи от устройств. Кроме того, спутник связи может передавать сигналы через третью антенну для предоставления услуг связи устройствам (например, терминалам узлов доступа), расположенным в третьей зоне покрытия, с использованием третьего канала связи, причем передача сигналов с использованием первого канала связи может включать прием сигналов прямого восходящего канала связи от устройств и передачу сигналов обратного нисходящего канала связи к устройствам.
В некоторых случаях условия (например, физические условия расположения сети, условия окружающей среды, связанные с помехами, например, и т. д.) и запросы (например, от пользовательских терминалов), связанные с передачей данных с каждой из разных зон покрытия, могут меняться со временем. В соответствии со способами, описанными в настоящем документе, спутник связи может быть выполнен с множеством различных режимов работы с различными характеристиками, которые могут обеспечить соответствующие преимущества и недостатки по сравнению с другими режимами. Например, один режим работы может обеспечивать услуги связи прямого канала связи и обратного канала связи (или восходящего канала связи и нисходящего канала связи) для пользовательских терминалов одной зоны покрытия, в то время как другой режим работы может обеспечивать только услугу связи прямого канала связи (или нисходящего канала связи), но может обеспечивать услуги прямого канала связи для пользовательских терминалов множества зон покрытия. В дополнительном или альтернативном варианте осуществления некоторые режимы работы могут обеспечивать большую пропускную способность для некоторых зон покрытия, при этом другие режимы работы, например, могут обеспечивать большую надежность. Путем выбора различных из данных режимов работы для различных ситуаций описанные в настоящем документе способы могут обеспечить для спутника связи динамическую и гибкую адаптацию его работы для более эффективного предоставления услуг связи на основании динамического (например, быстрого) изменения условий и запросов. Таким образом, спутник связи может предоставлять услугу в одной агрегированной зоне из множества зон покрытия в соответствии с комбинацией режимов, причем шаблон режимов может повторяться периодически или изменяться динамически.
Кроме того, в некоторых случаях, первая зона покрытия и вторая зона покрытия могут по меньшей мере перекрываться. Чтобы провести различие между сигналами, передаваемыми по каналам связи, например, прямым нисходящим каналом связи для первой зоны покрытия и для отдельного прямого нисходящего канала связи для второй зоны покрытия, спутник связи может связываться с пользовательскими терминалами соответствующих зон покрытия с использованием различных поляризаций антенн (например, различные состояния поляризации). Например, спутник связи может передавать данные по одному каналу связи с использованием первой поляризации и по другому каналу связи с использованием второй поляризации, которая может быть ортогональной к первой поляризации (например, ортогональные линейные поляризации, ортогональные круговые поляризации, такие как правая круговая поляризация (RHCP) и левая круговая поляризация (LHCP) или другие подобные методы поляризации). Различные режимы работы также могут предусматривать использование различных поляризаций для различных соответствующих комбинаций каналов связи.
В соответствии с этими методами, описанными в настоящем документе, спутник связи может функционировать в соответствии с первым режимом работы и по истечении отрезка времени (например, количества временных интервалов и/или циклов сконфигурированной структуры цикла) спутник связи может работать в соответствии со вторым режимом работы (например, который может отличаться или может не отличаться от первого режима работы). Например, контроллер для спутника связи (например, который может находиться на борту спутника связи или на Земле, обеспечивая команды к спутнику связи через канал управления) может определять переключение во второй режим работы для предоставления услуг связи посредством спутника связи различным наборам пользовательских терминалов (например, пользовательским терминалам только во второй зоне покрытия или дополнительно пользовательским терминалам в первой зоне покрытия). В дополнительном или альтернативном варианте осуществления второй режим работы может обеспечивать конкретное распределение ресурсов между пользовательскими терминалами первой и второй зон покрытия (например, для предоставления большей пропускной способности пользовательским терминалам одной зоны покрытия по сравнению с другой). В дополнительном или альтернативном варианте осуществления второй режим работы может быть выбран на основании технических характеристик, связанных с каналами связи (например, режим работы может быть выбран таким, что может увеличивать пропускную способность, при этом внося помеху, которая может снижать качество сигнала (или наоборот)).
В некоторых случаях спутник связи может функционировать в соответствии с одним режимом работы в течение некоторого отрезка времени, например, в соответствии со сконфигурированным шаблоном или количеством временных интервалов или циклов сконфигурированной структуры цикла. В некоторых примерах спутник связи может определять (например, в соответствии с командой, принятой от контроллера) количество временных интервалов, в течение которых необходимо функционировать в соответствии с заданной структурой цикла, например, в соответствии с любым из учитываемых факторов, описанных в настоящем документе. В других примерах спутник связи может определять последовательность, включающую несколько режимов работы и соответствующие длительности групп временных интервалов для каждого из режимов работы в последовательности. В некоторых случаях последовательность может быть сконфигурирована или предварительно сконфигурирована для предоставления услуг связи в соответствии с некоторыми известными условиями и/или последовательность может быть указана спутнику связи в сигналах управления.
В некоторых случаях контроллер может определить событие динамического переключения для переключения режимов работы и может соответственно определять появление события динамического переключения. Например, контроллер может определять, что техническая характеристика, такая как конкретный показатель качества сигнала (например, отношение сигнал/шум (signal-to-noise ratio; SNR), отношение сигнал/помеха плюс шум (signal-to-interference-plus-noise ratio; SINR), эффективная изотропная излучаемая мощность (effective isotropic radiated power; EIRP) и т. д.) удовлетворяет соответствующему пороговому значению для выполнения такого переключения. В некоторых случаях различные пороговые значения, соответствующие различным показателям качества сигнала могут быть сконфигурированы или предварительно сконфигурированы, могут быть указаны спутнику связи (например, посредством сигналов управления) или контроллер может определять пороговые значения в соответствии с другими ситуационными факторами (например, на основании факторов, таких как время суток, запрос пользователя или может определяться в соответствии с формулой и т.д.). Например, контроллер может определять, что показатель качества сигнала упал ниже требуемого целевого значения качества сигнала и контроллер соответственно может переключить спутник связи во второй режим работы, например, для предоставления услуг связи с более высоким качеством сигнала, но с более низким максимальным значением для пропускной способности.
В соответствии с методами, описанными в настоящем изобретении, спутник связи может функционировать в соответствии с различными режимами работы для различных ситуаций в соответствии с соответствующими характеристиками ситуаций. Например, некоторые режимы работы могут обеспечивать относительно более высокую пропускную способность канала для некоторой зоны покрытия и поэтому могут использоваться для обеспечения относительно более высокой пропускной способности в этой зоне покрытия в некоторых ситуациях. В других ситуациях может потребоваться обеспечить более низкую пропускную способность с более высоким разнесением каналов между разными зонами покрытия и/или одновременно обеспечить услуги связи для большего или меньшего количества зон покрытия. Соответственно, спутник связи может быть выполнен с возможностью для переключения между режимами работы, например, для оптимизации этих характеристик в различных ситуациях. В некоторых случаях контроллер может определять синхронизацию или частоту переключателей режима работы, а также конкретный режим работы, который должен использоваться для увеличения до максимума пропускной способности для каждого из устройств в первой зоне покрытия, второй зоне покрытия и третьей зоне покрытия, на основании, например, запроса услуг для каждой из зон покрытия, коэффициента усиления мощности (и/или других показателей производительности), связанных с антеннами, соответствующими каждой из зон покрытия, условий стационарных и/или динамических помех (например, погода и условия окружающей среды, местоположение спутника связи и т.д.) и других аналогичных методов и учитываемых факторов, описанных в настоящем документе.
В данном описании представлены примеры, которые не предназначены для ограничения объема, применимости или конфигурации вариантов осуществления принципов, описанных в настоящем документе. Скорее, последующее описание предоставит специалистам в данной области техники описание, позволяющее реализовать варианты осуществления описанных в настоящем документе принципов. Могут быть сделаны различные изменения функций и расположений элементов.
Таким образом, по мере необходимости различные варианты осуществления могут быть опущены, заменены или добавлены различные процедуры или компоненты. Например, следует принимать во внимание, что способы могут выполняться в порядке, отличном от описанного, и что различные стадии могут быть добавлены, опущены или комбинированы. Также аспекты и элементы, описанные в отношении некоторых вариантов осуществления, могут быть объединены в различных других вариантах осуществления. Следует принимать во внимание, что последующие системы, способы, устройства и программное обеспечение по отдельности или совместно могут являться компонентами больших систем, причем другие процедуры могут иметь приоритет или иным образом модифицировать их применение.
На Фиг. 1 проиллюстрирована система 100 спутниковой связи, которая поддерживает переключение между режимами работы систем формирования луча и спутников в соответствии с аспектами настоящего изобретения. Система 100 спутниковой связи может использовать ряд сетевых архитектур, включающих космический сегмент и наземный сегмент. Космический сегмент может включать один или более спутников 105 связи. Наземный сегмент может включать один или более пользовательских терминалов 150, один или более терминалов 160 узлов доступа (включающих, например, шлюзовые терминалы или в качестве альтернативы для упрощения называемые «шлюзами») и одно или более сетевых устройств 170 (включающих, например, сетевые операционные центры (network operations centers; NOC) и центры управления спутниковыми и шлюзовыми терминалами). Сетевые устройства 170 могут содержать контроллер 175, который может определять команды для управления спутниками 105. В некоторых случаях устройства наземного сегмента могут называться наземными станциями. Хотя только один пользовательский терминал 150, один терминал 160 узла доступа и т. д. показаны для упрощения в приведенной в качестве примера системе 100 спутниковой связи, показанной на Фиг. 1, обычно в системе 100 спутниковой связи присутствует множество таких устройств. Один или более терминалов системы 100 спутниковой связи (например, терминалы 160 узлов доступа) могут быть соединены друг с другом и/или с одной или более сетями 180, например, посредством ячеистой сети, звездообразной сети и т.п.
Спутник 105 связи может представлять собой любой подходящий тип спутника связи, выполненного с возможностью беспроводной связи с одним или более терминалов 160 узлов доступа и одним или более пользовательскими терминалами 150. В некоторых примерах спутник 105 связи может быть развернут на геостационарной орбите таким образом, чтобы его орбитальное положение относительно наземных устройств было относительно стационарным или стационарным в пределах функционального допуска или другого орбитального окна (например, в пределах орбитальной позиции). В других примерах спутник 105 связи может функционировать на любой подходящей орбите (например, низкой околоземной орбите (LEO), средней околоземной орбите (MEO) и т. д.). В некоторых примерах спутник 105 связи может иметь неопределенное орбитальное положение, такое как в случаях, в которых спутник 105 связи разработан до того, как будет определено развертывание орбитальной позиции; в случаях, в которых спутник 105 связи может быть развернут в разные положения в диапазоне возможных орбитальных положений (например, развертывается на орбитальной позиции, которая имеет ряд орбитальных положений, в одно из набора различных орбитальных положений и т.д.) и/или в диапазон различных орбитальных траекторий; и/или в случаях, в которых спутник 105 связи со временем может перемещаться после развертывания в предварительно неопределенное или нежелательное орбитальное положение и/или орбитальную траекторию. В различных примерах спутник 105 связи может быть перенацелен (например, скорректирован на другую геостационарную орбитальную позицию, настроен на другую орбитальную траекторию LEO или MEO и т.д.). В дополнительном или альтернативном варианте осуществления спутник 105 связи может принимать (например, от контроллера 175) команды для выполнения модификации орбиты или перенацеливания. Хотя многие примеры повсюду в данном описании описаны в контексте спутника, такого как система 100 спутниковой связи, такие примеры не предназначены для того, чтобы ограничиваться спутниками. В других осуществлениях любое другое подходящее беспроводное устройство может использоваться и функционировать аналогичным образом.
Пользовательские терминалы 150 могут включать в себя любое количество устройств, выполненных с возможностью обмена сигналами со спутниками 105 связи, включающими, например, неподвижные терминалы (например, наземные стационарные терминалы) и мобильные терминалы, такие как терминалы на лодках, самолетах, наземных транспортных средствах, переносные терминалы и т.п. Пользовательский терминал 150 (или любое количество пользовательских терминалов 150) может передавать данные и информацию через спутник 105 связи, что может включать связь через один или более терминалов 160 узлов доступа с устройством назначения, таким как одно или более сетевых устройств 170, или некоторым другим устройством или распределенным сервером, связанным с одной или более сетями 180. Пользовательские терминалы 150 могут передавать сигналы в соответствии с множеством методик модуляции и кодирования передачи физического слоя, например, которые определены с помощью стандартов спутникового цифрового видеовещания (DVB-S2), мобильного радио GEO (GMR), широкополосного спутникового мультимедиа (BSM), универсальной спутниковой службы мобильной связи (S-UMTS), спутникового цифрового радио (SDR) и спецификации интерфейса службы передачи данных по кабелю (DOCSIS).
Пользовательский терминал 150 может содержать антенну 152 пользовательского терминала, выполненную с возможностью приема сигналов 117 прямого нисходящего канала связи от спутника 105 связи и/или приема сигналов 118 обратного восходящего канала связи к спутнику 105 связи. Таким образом, пользовательский терминал 150 может быть выполнен с возможностью однонаправленной и/или двунаправленной связи со спутником 105 связи. В некоторых примерах антенна 152 пользовательского терминала может быть двунаправленной. Например, антенна 152 пользовательского терминала может иметь пиковое усиление вдоль основной оси (например, направления визирования антенны), которое может обеспечиваться путем фиксированной конфигурации фокусирующих и/или отражающих элементов и/или путем формирования луча с электронной конфигурацией.
Антенна 152 пользовательского терминала пользовательского терминала 150 может являться частью антенного узла 153 пользовательского терминала, который также может содержать различное аппаратное обеспечение для установки спутниковых антенн терминала. Антенный узел 153 пользовательского терминала также может содержать схемы и/или процессоры для преобразования (например, выполнения преобразования частоты, модуляции/демодуляции, мультиплексирования/демультиплексирования, фильтрации, переадресации и т. д.) между радиочастотными (РЧ) сигналами спутниковой связи (например, сигналами 117 прямого нисходящего канала связи и сигналами 118 обратного восходящего канала связи) и сигналами 157 связи пользовательского терминала, передаваемыми между антенной 152 пользовательского терминала и приемником 158 пользовательского терминала указанного пользовательского терминала 150. Такие схемы, процессоры и/или другие компоненты могут быть включены в узел связи антенны, который также может называться интегрированным узлом передачи и приема (transmit and receive integrated assembly; TRIA).
В дополнительном или альтернативном варианте осуществления приемник 158 пользовательского терминала может содержать цепи и/или процессоры для выполнения различных операций с РЧ, промежуточной частоты (ПЧ) и/или низкочастотными сигналами (например, прием, выполнение преобразования частоты, модуляции/демодуляции, мультиплексирования/демультиплексирования и т.д.). Антенный узел 153 пользовательского терминала может быть также известен как спутниковый внешний блок (satellite outdoor unit; ODU), а приемник 158 пользовательского терминала может быть также известен как спутниковый внутренний блок (satellite indoor unit; IDU). В некоторых примерах антенна 152 пользовательского терминала и приемник 158 пользовательского терминала (например, совместно) пользовательского терминала 150 могут представлять собой терминал с очень малой апертурой (very small aperture terminal; VSAT), в котором, например, антенна 152 пользовательского терминала может иметь размер приблизительно 0,6 м в диаметре и может иметь возможность связи с использованием приблизительно 2 Ватт (Вт) мощности. В других вариантах осуществления можно использовать множество других типов антенн 152 пользовательских терминалов в пользовательском терминале 150 для передачи сигналов 117 прямого нисходящего канала связи и сигналов 118 обратного восходящего канала связи с помощью спутника 105 связи. В некоторых случаях каждый из пользовательских терминалов 150 в зоне 115 покрытия может представлять собой однопользовательский терминал или, альтернативно, может представлять собой концентратор или маршрутизатор (не показан), который связан с множеством пользовательских терминалов 150.
Пользовательский терминал 150 может быть соединен с абонентским оборудованием (CPE) 190 (или множеством CPE 190) посредством проводного или беспроводного соединения 191, причем пользовательский терминал 150 может предоставлять услуги доступа к сети (например, доступ к Интернет и т.д.) и/или другие услуги связи (например, вещательные СМИ и т.д.) к CPE 190 посредством системы 100 спутниковой связи. CPE 190 могут включать пользовательские устройства, такие как, но не ограничиваясь этим, компьютеры, локальные вычислительные сети, интернет-устройства, беспроводные сети, мобильные телефоны, персональные цифровые помощники (PDA), другие портативные устройства, нетбуки, ноутбуки, планшетные компьютеры, лэптопы, устройства отображения (например, телевизоры, компьютерные мониторы и т.д.), принтеры и т.п. CPE 190 могут также включать любое оборудование, расположенное в помещении абонента, включая маршрутизаторы, межсетевые экраны, коммутаторы, цифровые офисные АТС (PBX), шлюзы для протокола передачи голоса через Интернет (VoIP) и т.п. В некоторых примерах пользовательский терминал 150 может обеспечивать двустороннюю связь между CPE 190 и сетью (сетями) 180 посредством спутника 105 связи и терминала (терминалов) 160 узлов доступа.
В некоторых примерах спутник 105 связи может содержать антенный узел 106, который может представлять собой узел фазированной антенной решетки, антенну с отражателем в виде фазированной антенной решетки (phased array fed reflector; PAFR) или любой другой механизм, используемый для передачи и/или приема сигналов услуги связи. В альтернативном варианте спутники 105 связи могут использовать формирование луча на борту (on-board beamforming; OBBF) для электронного управления решеткой из элементов антенны, например, спутник 105 связи с фазированной решеткой с несколькими облучателями на луч (phased array multi-feed per beam; MFPB) с возможностью OBBF. В других примерах система 100 спутниковой связи может использовать сквозное формирование луча для формирования сквозных лучей посредством сквозной ретрансляции (например, спутник 105 связи), причем сигналы в сквозных лучах могут передаваться и приниматься на множестве терминалов 160 узлов доступа для связи с большим количеством пользовательских терминалов 150.
Как показано в приведенной в качестве примера системе 100 спутниковой связи на Фиг. 1 антенный узел 106 содержит три антенны (например, отражательные антенны) для предоставления услуг связи для соответствующих зон покрытия посредством сигналов, передаваемых с помощью соответствующих лучей (например, каналы связи, как обычно упоминается в настоящем документе). Например, спутник 105 связи может передавать сигналы через первую антенну 110, которая может облучать первую зону 115 покрытия, вторую антенну 120, которая может облучать вторую зону покрытия (не показана) и третью антенну 130, которая может облучать третью зону 135 покрытия. Спутник 105 связи может предоставлять услуги связи устройствам, расположенным в первой зоне 115 покрытия, с использованием первого канала 116 связи (например, для одного или более пользовательских терминалов 150), причем сигналы, передаваемые с использованием первого канала 116 связи могут включать сигналы 117 прямого нисходящего канала связи, передаваемые к устройствам в первой зоне 115 покрытия, и сигналы 118 обратного восходящего канала связи, принимаемые от устройств в первой зоне 115 покрытия. Кроме того, спутник 105 связи может передавать сигналы через вторую антенну 120 для предоставления услуг связи устройствам, расположенным во второй зоне покрытия, с использованием второго канала связи (не показан) (например, для одного или более пользовательских терминалов 150), причем сигналы, передаваемые с использованием второго канала связи могут включать сигналы прямого нисходящего канала связи, передаваемые к устройствам во второй зоне покрытия, и сигналы обратного восходящего канала связи, принимаемые от устройств во второй зоне покрытия. Подобным образом спутник 105 связи может передавать сигналы через третью антенну 130 для предоставления услуг связи устройствам, расположенным в третьей зоне 135 покрытия, с использованием третьего канала 136 связи (например, для одного или более терминалов 160 узлов доступа), причем сигналы, передаваемые с использованием третьего канала 136 связи могут включать сигналы 137 прямого восходящего канала связи, принимаемые от устройств в третьей зоне 135 покрытия, и сигналы 138 обратного нисходящего канала связи, передаваемые устройствам в третьей зоне 135 покрытия.
Зона покрытия спутника может быть в широком смысле определена как зона, из которой, и/или в которой, либо наземный источник передачи, либо наземный приемник, такой как расположенная на Земле наземная станция или пользовательский терминал 150, могут передавать данные через спутник 105 связи. В некоторых системах 100 спутниковой связи зоны покрытия для каждого соответствующего канала связи (например, зона покрытия прямого восходящего канала связи, зона покрытия прямого нисходящего канала связи, зона покрытия обратного восходящего канала связи и зона покрытия обратного нисходящего канала связи) могут отличаться друг от друга.
В то время как зона покрытия спутника может быть активной только для спутника 105 связи, который находится на обслуживании (например, на служебной орбите), спутник 105 связи можно считать имеющим диаграмму направленности антенны спутника, которая не зависит от относительного местоположения спутника относительно Земли. То есть диаграмма направленности антенны спутника представляет собой диаграмму распределения энергии, передаваемой от антенны спутника, например, либо передаваемой от или принимаемой антенной спутника (например, посредством каждого из отражателей спутника 105 связи, со ссылкой на Фиг. 1). Антенна спутника может облучать (т. е. передавать к и/или принимать от) конкретную зону покрытия в соответствии с диаграммой направленности антенны спутника, например, когда спутник находится на служебной орбите. Зона покрытия спутника может определяться диаграммой направленности антенны спутника, орбитальным положением и пространственным положением, для которого спроектирован спутник, заданным пороговым значением усиления антенны и/или другими параметрами. В основном, пересечение диаграммы направленности антенны (при конкретном эффективном усилении антенны, например, 3 децибела (дБ), 4 дБ, 6 дБ, 10 дБ от пикового усиления) с конкретной интересующей физической областью (например, областью на или вблизи поверхности Земли) определяет зону покрытия для антенны. Антенны могут быть спроектированы для обеспечения конкретной диаграммы направленности антенны (и/или зоны покрытия), причем, например, диаграмма направленности антенны может определяться путем вычислений (например, путем анализа или моделирования) и/или измеряться экспериментально (например, на полигоне для испытания антенн или при фактическом использовании).
Как описано в настоящем документе первая антенна 110 спутника 105 связи может предоставлять услуги связи пользовательским терминалам 150 или другим устройствам, расположенным в пределах первой зоны покрытия 115. В некоторых случаях первая зона 115 покрытия может быть относительно большой, например, покрывать участки одного или более континентов или вплоть до всей видимой из соответствующего спутника 105 связи части Земли. Вторая антенна 120 спутника 105 связи может предоставлять услуги связи пользовательским терминалам 150 или другим устройствам, расположенным в пределах второй зоны покрытия (не показана). В некоторых случаях вторая зона покрытия может представлять собой зону, которая меньше первой зоны покрытия, но которая, например, покрывает область Земли, в которой имеет относительно большая потребность (например, географическая зона с высокой плотностью пользовательских терминалов 150). Третья антенна 130 спутника 105 связи может предоставлять услуги связи терминалам 160 узлов доступа, пользовательским терминалам 150 и/или другим устройствам, расположенным в пределах третьей зоны покрытия 135. В некоторых случаях третья зона покрытия 135 может представлять собой зону, спроектированную для относительно большого количества терминалов 160 узлов доступа, как далее описано в настоящем документе. В некоторых случаях спутник 105 связи может содержать дополнительные антенны (например, отражатели), которые могут предоставлять услуга связи устройствам, расположенным в пределах дополнительных зон покрытия, для которых могут быть аналогичным образом реализованы методики, описанные в настоящем документе. В альтернативной реализации антенный узел 106 спутника 105 связи может содержать только две антенны, при этом методики, описанные в настоящем документе, могут быть реализованы аналогичным образом для переключения между режимами работы для двух антенн.
В некоторых примерах может иметь место некоторое перекрытие между разными зонами покрытия. Например, как показано в приведенной в качестве примера системе 100 спутниковой связи на Фиг. 1, первая зона 115 покрытия полностью перекрывает третью зону 135 покрытия. Подобным образом в некоторых примерах первая зона 115 покрытия может частично или полностью перекрывать вторую зону покрытия (не показана). В некоторых случаях может использоваться многоцветная диаграмма направленности (например, двух, трех или четырехцветная повторно используемая диаграмма направленности). В одном примере четырехцветной диаграммы направленности зона покрытия может делиться на множество зон покрытия пользовательскими лучами, причем каждая зона покрытия пользовательским лучом связана с пользовательским лучом. Каждый пользовательский луч может быть отдельно выделен уникальной комбинацией частот (например, диапазон частот или диапазоны или один или более каналов) и/или поляризацией антенны (например, ортогональная линейная поляризация, RHCP, LHCP или другие аналогичные методики поляризации). Соответственно эти методики могут относительно снижать количество взаимных помех между сигналами, передаваемыми в разных пользовательских лучах. Эти комбинации частоты и поляризации антенны могут быть затем повторно использованы при повторении «четырехцветной» повторно используемой диаграммы направленности, причем зоны покрытия пользовательских лучей, связанные с комбинацией диапазона частот и поляризации, могут не перекрываться. В некоторых ситуациях требуемой пропускной способности линии связи можно достичь путем использования одного цвета. В некоторых случаях для аналогичных целей можно использовать методики разделения сигналов во времени между каналами связи и/или подавления помех.
Терминал 160 узла доступа (или любое количество терминалов 160 узлов доступа в третьей зоне 135 покрытия) может передавать сигналы 137 прямого восходящего канала связи и принимать сигналы 183 обратного нисходящего канала связи от спутника 105 связи соответственно, например, посредством третьей антенны 130. Терминалы 160 узлов доступа могут быть также известны как наземные станции, шлюзы, шлюзовые терминалы, узлы спутникового доступа или концентраторы. Терминал 160 узла доступа может содержать антенную систему 161 терминала узла доступа и приемник 162 узла доступа. Антенная система 161 терминала узла доступа может быть двунаправленной и спроектированной с достаточной мощностью передачи и чувствительностью приема для надежной связи со спутником 105 связи. В одном варианте осуществления антенная система 161 терминала узла доступа может содержать параболический отражатель с относительно высокой направленностью в направлении спутника 105 связи и относительно низкой направленностью в других направлениях. Антенная система 161 терминала узла доступа может быть сконфигурирована (например, посредством одной или более конфигураций) для таких функций как высокая степень изолированности между ортогональными поляризациями, высокая эффективность в диапазонах рабочих частот, низкий уровень шума и т.п.
В некоторых случаях терминал 160 узла доступа может распределять коммуникационный трафик пользовательскому терминалу 150 или пользовательским терминалам 150 в первой зоне 115 покрытия. В альтернативном варианте другие устройства системы 100 спутниковой связи могут выполнять данное распределение (например, в одном или более сетевых устройств 170, которые могут включать один или более NOC и/или один или более центров управления шлюзом и т.д.). Хотя в приведенной в качестве примера системе 100 спутниковой связи на Фиг. 1 показан один терминал 160 узла доступа, альтернативные варианты осуществления могут включать любое количество терминалов 160 узла доступа, причем каждый терминал 160 узла доступа может быть соединен с каждым из других и/или с сетью 180 (или одной или более сетей 180).
Некоторые спутниковые системы 100 связи могут использовать и/или иметь доступ к относительно ограниченному количеству доступных частотных спектров для передачи данных. В некоторых случаях каналы связи между терминалами 160 узлов доступа и спутником 105 связи могут использоваться перекрывающиеся (например, одинаковые), частично перекрывающиеся или неперекрывающиеся (например, разные) наборы частотных ресурсов для сигналов связи между спутником 105 связи и пользовательскими терминалами 150. В некоторых случаях терминалы 160 узлов доступа могут быть расположены в зоне покрытия, которая по меньшей мере частично перекрывается (или, например, частично перекрывается) с зоной покрытия для пользовательского терминала 150. Например, как показано на Фиг. 1, первая зона 115 покрытия, содержащая пользовательские терминалы 150 может полностью перекрываться третьей зоной покрытия, содержащей терминалы 160 узлов доступа. В дополнительном или альтернативном варианте осуществления терминалы 160 узлов доступа могут быть расположены на удалении от пользовательских терминалов 150, например, для содействия повторному использованию одинаковых или частично одинаковых частотных ресурсов для связи со спутником 105 связи.
Терминалы 160 узла доступа могут обеспечивать интерфейс между сетью 180 (или сетями 180) и спутником 105 связи. Терминалы 160 узла доступа могут быть выполнены с возможностью приема данных и информации, направленной между сетью 180 и пользовательскими терминалами 150 в первой зоне 115 покрытия и могут форматировать данные и информацию, подлежащие доставке соответствующим пользовательским терминалам 150. Аналогично, терминалы 160 узла доступа могут быть выполнены с возможностью приема сигналов от спутника 105 связи (например, от одного или более соответствующих пользовательских терминалов 150) посредством спутника связи для терминалов 160 узлов доступа для направления к месту назначения, доступному, например, посредством одной или более сетей 180. Терминалы 160 узлов доступа могут также форматировать принимаемые сигналы для передачи по сети 180.
В различных реализациях сеть(-и) 180 могут представлять собой любой тип сети и могут включать, например, Интернет, сеть интернет протокола (Internet Protocol; IP), интранет, глобальную вычислительную сеть (wide-area network; WAN), городскую вычислительную сеть (metropolitan area network; MAN), локальную вычислительную сеть (local area network; LAN), виртуальную частную сеть (virtual private network; VPN), виртуальную LAN (virtual LAN; VLAN), волоконно-оптическую сеть, гибридную волоконно-коаксиальную сеть, кабельную сеть, телефонную сеть общего пользования (public switched telephone network; PSTN), сеть коммутируемых данных общего пользования (public switched data network; PSDN), наземную сеть мобильной связи общего пользования и/или другие типы сети, поддерживающей передачу данных между устройствами, как описано в настоящем документе. Сеть(-и) 180 может включать проводные и/или беспроводные соединения, а также оптические линии, и могут соединять терминалы 160 узлов доступа в третьей зоне 135 покрытия друг с другом для содействия передаче данных между терминалами 160 узлов доступа и спутником 105 связи.
В некоторых случаях одно или более сетевых устройств 170 могут соединяться с терминалами 160 узлов доступа и могут управлять аспектами системы 100 спутниковой связи. В некоторых случаях одно или более сетевых устройств 170 могут быть размещены совместно или иным образом размещены в относительной физической близости к терминалам 160 узлов доступа. В альтернативном варианте одно или более сетевых устройств 170 могут быть расположены на удалении, например, которые обмениваются данными с терминалами 160 узла доступа и/или сетью (сетями) 180 посредством проводных и/или беспроводных каналов связи. В некоторых случаях сетевые устройства могут содержать контроллер 175.
Терминалы 160 узла доступа могут принимать пересылаемые данные от одного или более сетевых устройств 170 и/или одной или более сетей 180, модулировать принимаемые данные (например, с использованием модема) и передавать сигналы 137 прямого восходящего канала связи, включая модулированные данные, на спутник 105 связи с использованием третьего канала 136 связи (это может также относиться к использованию фидерного канала связи, прямого фидерного восходящего канала связи и т.д.). Спутник 105 связи может ретранслировать эти пересылаемые данные на пользовательские терминалы 150 с использованием первого канала 116 связи (это также может относиться к использованию прямого пользовательского нисходящего канала связи, прямого служебного нисходящего канала связи и т.д.). В некоторых случаях передача данных в прямом направлении от терминалов 160 узлов доступа предназначена для нескольких из пользовательских терминалов 150 (например, информация является многоадресной для пользовательских терминалов 150). В некоторых случаях прямая передача данных от терминала 160 узла доступа может быть предназначена только для одного пользовательского терминала 150 (например, одноадресная передача для конкретного пользовательского терминала 150) или подмножества пользовательских терминалов 150 в пределах первой зоны 115 покрытия.
Пользовательские терминалы 150 могут передавать обратные данные на спутник 105 связи по обратному пользовательскому восходящему каналу связи (иногда называемому обратным сервисным восходящим каналом связи), например, посредством сигналов 118 обратного восходящего канала связи с использованием первого канала 116 связи (например, облучающего первую зону 115 покрытия). Спутник 105 связи может ретранслировать обратные данные к терминалам 160 узлов доступа по обратному фидерному нисходящему каналу связи, например, посредством сигналов 138 обратного нисходящего канала связи с использованием третьего канала 136 связи. В некоторых случаях модем фидерного канала вблизи или размещенный совместно с одним или более терминалов 160 узлов доступа может демодулировать обратные данные, которые могут затем могут быть отправлены на одно или более сетевых устройств 170 и/или в одну или более сетей 180. Пропускная способность обратного канала может обычно совместно использоваться группой пользовательских терминалов 150.
Спутник 105 связи может принимать сигналы 137 прямого восходящего канала связи от одного или более терминалов 160 узлов доступа, расположенных в третьей зоне 135 покрытия, и предоставлять соответствующие сигналы 117 прямого нисходящего канала связи одному или более пользовательских терминалов 150, расположенных в первой зоне 115 покрытия. Спутник 105 связи также может принимать сигналы 118 обратного восходящего канала связи от одного или более пользовательских терминалов 150, расположенных в первой зоне 115 покрытия, и направлять соответствующие сигналы 138 обратного нисходящего канала связи одному или более терминалов 160 узлов доступа, расположенных в третьей зоне 135 покрытия. Спутник 105 связи может использовать множество методик модуляции и кодирования передачи физического слоя для передачи сигналов между терминалами 160 узлов доступа и пользовательскими терминалами 150 (например, адаптивное кодирование и модуляция (adaptive coding and modulation; ACM), и т д.).
В некоторых вариантах осуществления для сигналов 137 прямого восходящего канала связи и сигналов 118 обратного восходящего канала связи можно использовать схему многочастотного доступа с временным разделением каналов (multi-frequency time-division multiple access; MF-TDMA), обеспечивающую эффективную потоковую передачу трафика, при этом сохраняя гибкость при распределении пропускной способности между пользовательскими терминалами 150. В этих вариантах осуществления группа частотных каналов может распределяться фиксированным образом или, в качестве альтернативы, может распределяться динамическим образом. В каждом частотном канале также может использоваться схема множественного доступа с временным разделением каналов (time division multiple access; TDMA). В данной схеме каждый частотный канал может быть разделен на несколько временных интервалов, которые могут быть присвоены соединению (например, конкретному терминалу 150 пользователя). В других вариантах осуществления один или более сигналов 137 прямого восходящего канала связи и сигналов 118 обратного восходящего канала связи может быть выполнен с использованием других схем, таких как множественный доступ с частотным разделением каналов (frequency division multiple access; FDMA), множественный доступ с ортогональным частотным разделением каналов (orthogonal frequency division multiple access; OFDMA), множественный доступ с кодовым разделением каналов (code division multiple access; CDMA) или любое количество гибридных или других схем, известных в данной области техники. В различных вариантах осуществления методики физического слоя могут быть одинаковыми для каждого из сигналов 117, 118, 137 и 138 или некоторые из сигналов могут использовать разные методики физического слоя отличные от других сигналов.
В пределах этих ограничений фокусирование лучей в меньших зонах и, следовательно, увеличение количества лучей, может относительно увеличить пропускную способность спутника 105 связи, обеспечивая более широкие возможности для повторного использования частично или полностью перекрывающихся наборов частотных ресурсов. Однако, увеличение количества лучей может относительно увеличить сложность системы 100 спутниковой связи и соответственно, во многих случаях, сложность спутника 105 связи.
Сложность конструкции спутника 105 связи может привести к относительно большим размерам, относительно большой массе и относительно большому энергопотреблению. Спутники 105 связи могут быть относительно дорогостоящими для запуска на орбиту, причем стоимость запуска спутника 105 связи может определяться, по меньшей мере частично, в соответствии с массой и размерами спутника. В дополнение, могут иметь место относительно абсолютные ограничения по массе и размерам спутника 105 связи, который можно запустить на орбиту с использованием имеющихся ракетных технологий. Кроме того, количество энергии, которую можно подать к компонентам спутника 105 связи на орбите может быть ограничена. Следовательно, могут быть целесообразными методики для относительного снижения массы, размеров и/или энергопотребления спутника 105 связи.
Как описано в настоящем документе, термин «элемент приемной антенны» может относиться к физическому преобразователю, который преобразует электромагнитный сигнал в электрический сигнал, и термин «элемент передающей антенны» может относиться к физическому преобразователю, который при возбуждении электрическим сигналом излучает электромагнитный сигнал. Элемент антенны может включать рупор, поляризованный рупор с перегородками (например, который может функционировать как два комбинированных элемента с разными поляризациями), многополосный рупор с множеством портов (например, двухполосный 20 гигагерц (ГГц)/30 ГГц с двойной поляризацией LHCP/RHCP), резонаторно-щелевую антенну, F-инвертированную, щелевой волновод, плоскостную антенну бегущей волны, спиральную антенную решетку, рамочную антенну, микрополосковую антенну или любую другую конфигурацию элемента антенны или комбинации взаимосвязанных субэлементов. Элемент антенны может иметь соответствующую диаграмму направленности антенны, которая описывает усиление антенны как функцию направления (или угла). Элемент антенны может также представлять собой зону покрытия, которая соответствует зоне (например, участку поверхности Земли) или объему (например, участку поверхности Земли плюс воздушное пространство над поверхностью), над которой элемент антенны обеспечивает требуемый уровень усиления (например, в пределах 3 дБ, 6 дБ, 10 дБ или другое значение относительно пикового усиления элемента антенны). Зона покрытия элемента антенны может изменяться посредством различных конструкций, таких как отражатель, частотно-селективная поверхность, линзы, обтекатель и т.п. Некоторые спутники 105 связи, включающие описанные в настоящем документе, могут содержать несколько ретрансляторов, каждый из которых выполнен с возможностью независимо принимать и передавать сигналы. Каждый ретранслятор соединен с элементами антенны (например, приемным элементом и передающим элементом) для формирования пути сигналов приема/передачи, который имеет диаграмму излучения (диаграмму направленности антенны), отличную от других путей сигналов приема/передачи, для формирования уникальных лучей, которые могут распределяться к одинаковым или разным зонам покрытия лучей. В некоторых случаях один путь сигнала приема/передачи может совместно использоваться между лучами с помощью входных или выходных мультиплексоров. В таких случаях количество одновременных лучей, которое может быть сформировано, обычно может ограничиваться количеством путей сигналов приема/передачи, используемых на спутнике.
Формирование луча для канала связи может выполняться путем корректирования фазы сигнала (или времени задержки) и иногда амплитудой сигнала, сигналов, передаваемых и/или принимаемых множеством элементов одной или более антенных решеток. В некоторых случаях некоторые или все элементы антенны расположены в виде решетки, составленной из приемных и/или передающих элементов, которые взаимодействуют для обеспечения сквозного формирования луча, как описано ниже. Для передачи (от передающих элементов одной или более антенных решеток) относительные фазы, а иногда амплитуды, передаваемых сигналов корректируют таким образом, чтобы энергия, передаваемая элементами передающей антенны конструктивно совмещалась в требуемом месте. Данное корректирование фазы/амплитуды обычно относится к применению «весов луча» или «коэффициентов луча» к передаваемым сигналам. Для приема (с помощью приемных элементов одной или более антенных решеток) относительные фазы, а иногда амплитуды, принимаемых сигналов корректируют (например, применяют одинаковые или разные веса луча) таким образом, чтобы энергия, принимаемая из требуемого местоположения множеством элементов приемной антенны, конструктивно совмещалась. В некоторых случаях формирователь луча может вычислять веса лучей элемента антенны, подлежащие применению. Термин «формирование луча» может относиться в некоторых случаях к применению весов луча. Адаптивный формирователь луча включает функцию динамического вычисления весов луча. Вычисление весов луча может потребовать прямого или косвенного обнаружения характеристик канала связи. Процесс вычисления веса луча и применения веса луча может выполняться теми же или разными элементами системы.
Со ссылкой на систему спутниковой связи на Фиг. 1, лучи антенны (например, первый канал 116 связи, второй канал связи (не показан) и третий канал 136 связи) можно направлять, селективно формировать и/или иным образом реконфигурировать путем применения разных весов луча для облучения (т. е. передавать сигналы на и/или принимать сигналы от) конкретной зоны покрытия спутника в соответствии с диаграммой направленности антенны, например, когда спутник находится на служебной орбите. Например, количество активных лучей, зона покрытия лучей, размеры лучей, относительное усиление лучей и другие параметры могут меняться с течением времени. Антенны формирования луча могут обычно формировать относительно узкие лучи, причем относительно узкие лучи могут обеспечить отделение сигналов, передаваемых в одном луче, от сигналов, передаваемых в других лучах (например, чтобы избежать помех). Соответственно, узкие лучи могут в большей степени способствовать повторному использованию частоты и поляризации, чем при формировании более широких лучей. Например, лучи, которые сформированы как узкие могут обслуживать две несмежные зоны покрытия, которые не являются перекрывающимися. Лучи, сфокусированные на несмежных зонах покрытия, могут одновременно использовать одну и ту же частоту и поляризацию. Более широкое повторное использование может повысить количество передаваемых и/или принимаемых данных.
Некоторые спутники 105 связи могут использовать OBBF для электронного управления решеткой из элементов антенны, например, спутник 105 связи с фазированной решеткой MFPB с возможностью OBBF. В данном примере веса луча можно вычислять в наземном вычислительном центре и затем передавать на спутник 105 связи или предварительно сохранять на спутнике 105 связи для применения (например, посредством одним или более сетевых устройств 170 и/или сетей 180).
Формирование луча (например, OBBF) можно использовать в пользовательских каналах (например, первый канал 116 связи для пользовательских терминалов 150), фидерных каналах (например, третий канал 136 связи для терминалов 160 узла доступа) или для тех и других. В некоторых примерах спутник 105 связи может формировать лучи (например, каналы связи) одновременно на фидерном канале и пользовательском канале. В некоторых случаях каждый из L элементов приемной решетки спутника 105 связи может принимать K сигналов от K терминалов 160 узлов доступа (например, в некоторых случаях размещенные совместно или не размещенные совместно с одним или больше шлюзов). Для одного или более, или каждого, из K лучей фидерного канала, которые должны быть сформированы (например, один луч на шлюз), могут применяться разные веса луча (например, производится корректирование фазы/амплитуды) приемным формирователем луча (например, спутника 105 связи) для каждого сигнала, принятого каждым из L элементов приемной антенной решетки приемной антенной решетки. Соответственно, для K лучей, подлежащих формированию с использованием приемной антенной решетки, имеющей L элементов приемной антенны, K разных векторов весов луча длиной L может быть применено к L сигналам, принятым L элементами приемной антенной решетки. Приемный формирователь луча в спутнике 105 связи (например, включенный как часть подсистемы межсоединений спутника 105 связи или связанный с ней) может корректировать фазу/амплитуду сигналов принятых L элементами приемной антенной решетки для формирования K сигналов приемного луча. Каждый из K приемных лучей можно фокусировать для приема сигнала от одного соответствующего шлюза. Соответственно, формирователь луча может выводить K сигналов приемного луча, причем один такой сигнал приемного луча может формироваться для сигнала, принятого от каждого передающего шлюза.
В некоторых примерах схема спутника 105 связи (например, включенная как часть подсистемы межсоединений спутника 105 связи или связанная с ней) может преобразовывать с понижением частоты каждый из K сигналов приемного луча и соответственно корректировать усиление. K сигналы могут представлять собой выходные сигналы схемы, которая соединена с передающим формирователем луча (например, спутника 105 связи). Передающий формирователь луча может применять вектор весов L к каждому из K сигналов для общих L × K весов передающего луча для формирования лучей K в пользовательском нисходящий канале связи.
В некоторых случаях для управления фазой и усилением каждого элемента антенны, который можно использовать для формирования этих лучей, может использоваться относительно значительная вычислительная мощность спутника 105 связи. Такая вычислительная мощность может повысить сложность спутника 105 связи. В некоторых случаях спутники 105 связи могут работать с помощью наземного формирования луча (ground-based beamforming; GBBF) для снижения сложности спутника, при этом обеспечивая преимущества электронного формирования узких лучей. GBBF может выполняться в прямом пользовательском канале связи посредством L-элементной решетки. Для GBBF фазы и/или амплитуды сигналов, передаваемых в пользовательском канале связи, могут быть взвешены таким образом, чтобы формировать лучи. Фидерный канал может использовать схему один облучатель на луч (single feed per beam; SFPB), в которой каждая приемный и передающий элемент антенны предназначен для одного луча фидерной линии.
Перед передачей от одного или более шлюзов для каждого из K прямых лучей фидерной линии передающий формирователь луча (например, связанный с, включенный в состав и/или расположенный в непосредственной близости к одному или более терминалам 160 узлов доступа) может применять соответствующий из K векторов весов луча, каждый длиной L, для каждого из K сигналов, подлежащих передаче. Определение K векторов весов L и их применение к сигналам позволяет формировать на земле K прямых лучей для прямого пользовательского нисходящего канала связи. В фидерном восходящем канале связи каждый из L различных сигналов может быть мультиплексирован в мультиплексированный сигнал с частотным разделением каналов (frequency division multiplexed; FDM) посредством мультиплексора или т. п. Каждый FDM сигнал может передаваться посредством шлюза на один из элементов приемной антенны в антенне на фидерной линии. Приемник FDM на спутнике 105 связи может принимать сигналы от антенны (например, посредством третьей антенны 130). В некоторых случаях схема спутника 105 связи (например, аналогово-цифровой преобразователь (analog to digital converter; A/D) 326 и т.д., включенная как часть подсистемы межсоединений спутника 105 связи или связанная с ней) может преобразовывать принятые аналоговые сигналы в цифровые сигналы. Цифровой канальный процессор, например, может демультиплексировать FDM сигналы, каждый из которых мог быть надлежащим образом взвешен формирователем луча для передачи посредством одного из L элементов решетки из элементов передающей антенны передающей антенны. Цифровой канальный процессор может выводить сигналы, например, на цифро-аналоговый преобразователь (digital to analog converter; D/A) (или другую аналогичную схему, например, включенную как часть подсистемы межсоединений спутника 105 связи или связанную с ней) для обратного преобразования в аналоговую форму. Аналоговые выходные сигналы D/A могут преобразовываться и усиливаться преобразователем с повышением частоты (up-converter; U/C) и каскадом усиления (или другой аналогичной схемой, например, включенной как часть подсистемы межсоединений спутника 105 связи или связанной с ней) и передаваться соответствующим элементом передающей антенны. Для возвратных лучей в обратном порядке может выполняться взаимодополняющий процесс. Следует отметить, что в данном типе системы фидерная линия FDM может использовать коэффициент L раз с такой же пропускной способностью, как для пользовательских лучей, и поэтому может быть относительно менее эффективной для реализации практической спутниковой системы 100 связи с широкими полосами пропускания данных и/или спутниковых систем 100 связи, которые имеют большое количество элементов L.
В некоторых примерах системы сквозного формирования луча могут использоваться для формирования сквозных лучей через сквозной ретранслятор (например, включенный как часть подсистемы межсоединений спутника 105 связи или связанный с ней). Система сквозного формирования луча может соединять пользовательские терминалы 150 с источниками/потребителями данных, причем веса луча могут вычисляться в центральной процессорной системе (central processing system; CPS), а веса сквозного луча могут применяться в наземной сети (вместо спутника 105 связи). Сигналы в сквозных лучах могут передаваться и приниматься на решетке терминалов 160 узлов доступа, которые могут, в некоторых случаях, называться узлами спутникового доступа (satellite access node; SAN). Как описано выше, в системе сквозного формирования луча можно использовать любой подходящий тип сквозных ретрансляторов и для связи с различными типами сквозных ретрансляторов можно использовать различные типы терминалов 160 узлов доступа. Термин «центральная» ссылается на то, что CPS является доступной для терминалов 160 узлов доступа, которые используют в передаче и/или приеме сигнала, и не относится к конкретному географическому местоположению, в котором расположена CPS. Формирователь луча в CPS (или множество формирователей луча в одном или более CPS) может вычислять набор весов сквозного луча, которые учитывают: (1) восходящие пути беспроводного сигнала к сквозному ретранслятору; (2) пути приема/передачи сигнала через сквозной ретранслятор; и (3) нисходящие пути беспроводного сигнала от сквозного ретранслятора. Веса луча математически могут быть представлены в виде матрицы. Как аналогичным образом обсуждается в настоящем документе, OBBF и GBBF спутниковые системы 100 связи могут размеры вектора весов луча, заданные количеством элементов антенны на спутнике 105 связи. С другой стороны, векторы весов сквозного луча могут иметь размеры, заданные количеством терминалов 160 узлов доступ, а не количеством элементов на сквозном ретрансляторе. В некоторых примерах количество терминалов 160 узлов доступа может быть не таким, как количество элементов антенны на сквозном ретрансляторе. Кроме того, сформированные сквозные лучи могут не заканчиваться на элементах либо передающей, либо приемной антенны сквозного ретранслятора. Напротив, сформированные сквозные лучи могут эффективно ретранслироваться, поскольку сквозные лучи имеют восходящие пути сигнала, пути сигнала ретранслятора (через спутниковый или другой подходящий сквозной ретранслятор) и нисходящие пути сигнала.
Поскольку сквозное формирование луча можно учитывать для пользовательского канала связи и фидерной линии (а также сквозной ретранслятор), для формирования сквозных пользовательских лучей для конкретного направления (например, прямых пользовательских лучей или обратных пользовательских лучей) можно использовать один набор весов луча. Таким образом, один набор весов сквозного луча (которые могут для простоты называться веса прямого луча) может привести к передаче сигналов от терминалов 160 узлов доступа через прямой восходящий канал связи, через сквозной ретранслятор (например, спутник 105 связи) и через прямой нисходящий канал связи для комбинирования с целью формирования сквозных прямых пользовательских лучей (называемых далее прямыми пользовательскими лучами). В свою очередь, сигналы, передаваемые обратно от пользователей через обратный восходящий канал связи, через сквозной ретранслятор (например, на спутнике 105 связи) и обратный нисходящий канал связи, имеют веса обратного сквозного луча (называемые далее весами обратного луча), применяемые для формирования сквозных обратных пользовательских лучей (называемых далее обратными пользовательскими лучами).
В некоторых примерах терминалы 160 узлов доступа могут взаимодействовать при передаче сигналов прямого восходящего канала связи для формирования пользовательских лучей и приема сигналов обратного нисходящего канала связи, которые могут обрабатываться совместно для восстановления передач обратного восходящего канала связи. Множество терминалов 160 узлов доступа, которые находятся в пределах отдельной области (например, в пределах зоны обслуживания антенны) и взаимодействуют для осуществления сквозного формирования луча для прямого и/или обратного пользовательских лучей, называются в настоящем документе «кластером узлов доступа» (например, в пределах третьей зоны 135 покрытия). В некоторых примерах множество кластеров узлов доступа в разных зонах могут также взаимодействовать. В некоторых случаях кластеры узлов доступа называются «SAN-фермами». В некоторых случаях терминалы 160 узлов доступа и пользовательские терминалы 150 могут совместно называться наземными приемниками, наземными передатчиками или наземными приемопередатчиками, в зависимости от конкретного функционального применения, поскольку они расположены на Земли или вблизи нее и одновременно передают и принимают сигналы. В некоторых случаях терминалы 150 и терминалы 160 узлов доступа могут быть установлены на воздушном, водном или наземном транспортном средстве или быть портативными и т.п. В некоторых случаях пользовательские терминалы 150 и/или терминалы 160 узлов доступа могут быть географически распределенными. В некоторых случаях терминалы 160 узлов доступа могут обмениваться сигналами с CPS в пределах наземного сегмента, например, посредством распределительной сети. В некоторых примерах пользовательские терминалы 150 могут группироваться с другими, расположенными вблизи пользовательскими терминалами 150 (например, в соответствующих зонах покрытия в пределах зоны 115 покрытия). В некоторых случаях такие группы пользовательских терминалов 150 могут обслуживаться по тому же каналу связи и поэтому остаются в пределах зоны покрытия того же луча.
Сквозной ретранслятор (например, включенный как часть подсистемы межсоединений спутника 105 связи или связанный с ней) может, например ретранслировать сигналы беспроводным способом между пользовательскими терминалами 150 и группой терминалов 160 узлов доступа. Сквозной ретранслятор может включать множество путей сигналов. Каждый путь сигнала может включать, например, по меньшей мере один элемент приемной антенны, по меньшей мере один элемент передающей антенны и по меньшей мере один ретранслятор. В некоторых случаях элементы приемной антенны могут быть выполнены с возможностью приема сигналов, отраженных приемным отражателем для формирования приемной антенной решетки. В некоторых случаях элементы передающей антенны могут быть выполнены с возможностью передачи сигналов и, таким образом, для формирования передающей антенной решетки.
В некоторых примерах сквозной ретранслятор может быть реализован на спутнике 105 связи. В других примерах сквозной ретранслятор может быть реализован на воздушном средстве, аэростате, башне, подводной конструкции или любой подходящей конструкции или транспортном средстве, на котором может быть расположен сквозной ретранслятор. В некоторых случаях антенная система 100 связи может использовать различные диапазоны частот (в тех же или разных полосах частот) для восходящих каналов связи и нисходящих каналов связи. В некоторых случаях фидерные линии и пользовательские линии могут находиться в разных частотных диапазонах (в тех же или разных полосах частот). В некоторых случаях сквозной ретранслятор может функционировать как пассивный или активный отражатель.
В некоторых примерах сквозной ретранслятор может содержать множество ретрансляторов, которые в контексте систем сквозного формирования луча вызывают многолучевое распространение между терминалами 160 узлов доступа пользовательскими терминалами 150. Другой особенностью является то, что антенны (например, одна или более антенных подсистем) сквозного ретранслятора могут вносить вклад в сквозное формирование луча таким образом, что прямой и/или обратный пользовательские лучи формируют, когда надлежащим образом взвешенные сигналы луча передаются посредством многолучевого распространения, вызванного сквозным ретранслятором. Например, во время прямой связи каждый из множества ретрансляторов может принимать соответствующая совмещенная комбинация (взвешенная по лучу) сигналов прямого восходящего канала связи от множества (например, всех) терминалов 160 узлов доступа (которые могут в некоторых случаях называться комбинированными входными прямыми сигналами), а ретрансляторы могут выводить соответствующие комбинированные сигналы (которые в некоторых случаях могут называться сигналами прямого нисходящего канала связи). Каждый из сигналов прямого нисходящего канала связи может представлять собой уникальную комбинацию взвешенных по лучу сигналов прямого канала связи, которая при передаче элементами передающей антенны сквозного ретранслятора может совмещаться для формирования пользовательских лучей в требуемых местоположениях. Обратное сквозное формирование луча может быть реализовано аналогичным образом.
В некоторых случаях условия и/или запросы, связанные с предоставлением услуг связи устройствам каждой из различных зон покрытия, могут изменяться с течением времени. В соответствии со способами, описанными в настоящем документе, спутник связи может быть выполнен с множеством различных режимов работы, которые могут обеспечивать услуги связи для зон покрытия, например, каждая с различными характеристиками, которые могут обеспечить соответствующие преимущества и недостатки по сравнению с другими режимами. Например, один режим работы может обеспечивать услуги связи прямого канала связи и обратного канала связи (или восходящего канала связи и нисходящего канала связи) для пользовательских терминалов одной зоны покрытия, в то время как другой режим работы может обеспечивать только услугу связи прямого канала связи (или нисходящего канала связи), но может обеспечивать услуги прямого канала связи для пользовательских терминалов множества зон покрытия. В дополнительном или альтернативном варианте осуществления некоторые режимы работы могут обеспечивать большую пропускную способность для некоторых зон покрытия, при этом другие режимы работы, например, могут обеспечивать большую надежность. Путем выбора различных из данных режимов работы для различных ситуаций описанные в настоящем документе способы могут обеспечить для спутника связи динамическую и гибкую адаптацию его работы для более эффективного предоставления услуг связи путем переключения между различными режимами работы на основании динамического изменения условий и запросов.
На Фиг. 2 показана иллюстративная структура 200 цикла, которая поддерживает переключение между режимами работы систем формирования луча и спутников в соответствии с аспектами настоящего изобретения. В приведенной в качестве примера структуре 200 цикла на Фиг. 2 показана группа циклов 205, причем каждый цикл 205 содержит группу временных интервалов 210, заданных количеством Q. Как описано в настоящем документе спутник связи может переключаться между различными режимами работы. В некоторых случаях минимальный интервал, в течение которого спутник связи может функционировать в соответствии с любым заданным режимом работы, может представлять собой длительность одного временного интервала 210, хотя спутник связи может функционировать в соответствии с одним режимом работы в течение длительности, которая больше временного интервала 210 (например, любое количество последовательных временных интервалов 210).
В приведенной в качестве примера структуре 200 цикла, показанной на Фиг. 2, количество Q может равняться 16, причем каждый цикл 205 содержит 16 временных интервалов 210. Соответственно, в данном примере и как показано на Фиг. 2, спутник связи может функционировать в соответствии с первым режимом работы в течение минимальной длительности одного временного интервала 210 перед переключением к функционированию в соответствии со вторым режимом работы в течение одного или более последовательных временных интервалов 210. Значение 16 для количества Q приводится только в качестве одного примера и предполагается, что цикл 205 может содержать любое количество временных интервалов 210 в соответствии с любым значением для количества Q.
В некоторых случаях может потребоваться использовать методики, описанные в настоящем документе для применений с низким временем ожидания, таких как передача голоса. Таким образом, может быть полезным для частоты, на которой спутник связи переключает режимы работы, чтобы сделать относительно незначительной по сравнению с другими задержками (например, временем ожидания). Например, для спутника на геосинхронной орбите (geosynchronous orbit; GSO) или геосинхронной экваториальной орбите (geosynchronous equatorial orbit; GEO) задержка в один конец (например, задержка распространения сигнала) может быть приблизительно 250 миллисекунд (мс) и данная задержка в один конец может представлять собой неизбежную задержку. Следовательно, выбор длительности для циклов 205 приблизительно одной десятой значения задержки в один конец или менее может свести любую задержку между переключением режимов работы до относительно незначительной. Соответственно, для спутника GSO или GEO длительность цикла порядка приблизительно 25 мс, как правило, может быть достаточной, а более короткая длительность цикла может не уменьшать в достаточной степени общую задержку, поскольку общая задержка преобладает над задержкой в один конец. Таким образом, длительность циклов 205 для обеспечения методик, описанных в настоящем документе, для переключения режимов работы приблизительно 25 мс может подходить для многих применений. Однако, в других примерах для циклов 205 могут быть определены разные длительности таким образом, чтобы временные интервалы 210 соответственно имели разные длительности. Например, в реализациях других типов систем связи или других спутниковых систем связи другие неизбежные задержки могут быть больше или меньше и поэтому можно использовать относительно более короткие или более длинные циклы 205 и временные интервалы 210. В некоторых случаях очень высокая скорость переключения между режимами работы может эффективно обеспечить множество различных зон покрытия с практически непрерывными услугами передачи данных на полной скорости (например, путем переключения на достаточно высокой скорости, чтобы каждый из временных интервалов 210 появлялся практически мгновенно).
В другом примере альтернативная структура цикла может быть определена в по существу более медленном масштабе. Например, вместо переключения между режимами работы несколько раз в секунду спутник связи может быть выполнен с возможностью работы в соответствии с первым режимом работы в течение длительности времени, например, несколько секунд, минут, часов или несколько дней перед переключением для работы в соответствии со вторым режимом работы. Например, в некоторых вариантах применения (например, правительство, армия и т.д.) оператор системы связи может определить конкретное географическое местоположение (например, временная установка, поле боя, строительная площадка и т.д.), для которого следует обеспечить услуги связи в максимальном объеме перед переключением на другое географическое местоположение. Соответственно, в данном примере спутник связи может функционировать в соответствии с первым режимом работы в течение относительно продолжительной длительности (например, несколько часов, дней, недель, месяцев и т.д.) перед переключением к функционированию в соответствии со вторым режимом работы в течение одного или более последовательных временных интервалов 210.
На Фиг. 3 показана таблица 300 режимов работы, которые поддерживают переключение между режимами работы систем формирования луча и спутников в соответствии с аспектами настоящего изобретения. В таблице 300 представлены сводные данные многочисленных режимов работы, которые могут быть реализованы для спутника связи в спутниковых системах связи, описанных со ссылкой на Фиг. 1 и 2. Режимы работы, на которые ссылается таблица 300, представляют собой один пример набора режимов работы, которые могут использоваться в одном примере реализации спутниковой системы связи, описанной в настоящем документе, но предполагается, что другие аналогичные реализации могут использовать любое количество других аналогичных наборов режимов работы.
В таблице 300 представлены ячейки, заданные соответствующими столбцами и строками, причем значения в ячейках представлены для режимов работы и конфигураций, которые определены в настоящем документе. Значения, показанные в ячейках, следует понимать как примерные значения в иллюстративных целях со ссылкой на один примерный вариант осуществления.
Например, показанные значения могут соответствовать реализации, в которой спутник связи выполнен с шиной, имеющей мощность 24,8 киловатта (кВт) и группу высокомощных усилителей (high power amplifiers; HPA), имеющих показатели эффективности добавленной мощности (power-added efficiency; PAE), например, в диапазоне от 30% до 40%. Однако, значения являются лишь примерными и другие аналогичные реализации могут привести к разным значениям. Строки A–H представляют конфигурации 310 прямого канала связи (например, конфигурации прямого канала связи «A»–«H»). Столбцы представляют состояния поляризации для соответствующих прямых каналов связи и обратных каналов связи для одной из трех антенн (например, отражатели R1, R2 и R3) спутника связи. Шесть столбцов предусмотрены для поляризаций прямого канала связи и три столбца предусмотрены для поляризаций обратного канала связи. Последний столбец отображает максимальную рассеиваемую мощность антенной решетки для каждой из конфигураций 310 прямого канала связи A–H. Ячейки, оставленные пустыми, представляют, например, режимы работы и конфигурации, которые могут быть недоступными в предполагаемой примерной реализации, хотя могут использоваться в других аналогичных реализациях.
Как описано в настоящем документе, спутник связи может содержать три антенны (например, три отражателя, называемые в настоящем документе отражателями R1, R2 и R3), которые спутник связи может использовать для предоставления услуг связи устройствам до трех соответствующих зон покрытия с помощью сигналов, передаваемых и принимаемых по каналам связи сформированного луча для соответствующих зон покрытия. Например, спутник связи может содержать первую антенну (например, антенна R1 или отражатель R1) для связи с устройствами в первой зоне покрытия, вторую антенну (например, антенну R2 или отражатель R2) для связи с устройствами во второй зоне покрытия и третью антенну (например, антенну R3 или отражатель R3) для связи с устройствами в третьей зоне покрытия.
Как указано в настоящем документе, в некоторых случаях режим работы для спутника связи может быть задан двумя буквенно-цифровыми символами. Например, первый из символов может представлять собой букву, соответствующую соответствующей конфигурации 310 прямого канала связи, и второй из символов может представлять собой число, соответствующее соответствующей конфигурации 320 обратного канала связи. В некоторых случаях режим работы может включать конфигурацию 310 прямого канала связи и не включать конфигурацию 320 обратного канала связи, в таком случае второй символ может быть «0» (например, представляющий отсутствие конфигурации обратного канала связи, т. е. нулевое значение).
Со ссылкой на таблицу 300 на Фиг. 3, каждый из прямых каналов связи и обратных каналов связи может быть присвоен для обеспечения связи с устройствами в третьей зоне покрытия посредством антенны R3 (например, соответствующей группе терминалов узлов доступа, т. е. «SAN-фермы»). Например, конфигурации прямого канала связи для R1, R2 или R3 могут быть присвоены для включения приема сигналов прямого восходящего канал связи от устройств в третьей зоне покрытия через антенну R3 и передачи (или ретрансляции) сигналов прямого нисходящего канала связи к устройствам соответствующей зоны покрытия, соответствующей указанной антенне R1, R2 или R3. Подобным образом, конфигурации обратного канала связи для R1, R2 или R3 могут быть присвоены для включения приема сигналов обратного восходящего канал связи от устройств соответствующей зоны покрытия, соответствующей указанной антенне R1, R2, или R3, и передачи (или ретрансляции) сигналов нисходящего канала связи к устройствам в третьей зоне покрытия через антенну R3.
Например, первый режим работы может быть представлен «A0», который может соответствовать использованию первой конфигурации 311 «A» прямого канала связи в комбинации с отсутствием конфигурации обратного канала связи (например, указанной «0»). Со ссылкой на таблицу 300, первая конфигурация 311 «A» прямого канала связи предоставляет значение 12,6 в ячейке столбца прямого канала связи R1 LHCP, которое представляет прямой канал связи, в котором через антенну R3 могут приниматься LHCP-поляризованные сигналы от третьей зоны покрытия и через антенну R1 передаваться в первую зону покрытия. Значение 12,6 может представлять усиление мощности 12,6 Вт (например, обеспеченное HPA), например, для каждого облучателя решетки из облучающих элементов антенны, используемых для прямого канала связи.
В соответствии с различными режимами работы каждая из конфигураций 310 «A»–«H» прямого канала связи может использоваться в сочетании с одной или более конфигураций 320 обратного канала связи. В таблице 300 показаны три конфигурации 320 обратного канала связи (например, «1»–«3»), которые могут использоваться в сочетании с конфигурациями 310 прямого канала связи (в дополнение к нулевой «0» конфигурации обратного канала связи). Таблица 300 содержит три столбца поляризации обратного канала связи, соответствующие этим конфигурациям 320 обратного канала связи. Например, столбец R1 RHCP соответствует первой конфигурации 321 «1» обратного канала связи, которая может представлять обратный канал связи, в котором RHCP-поляризованные сигналы можно принимать через антенну R1 из первой зоны покрытия и передавать через антенну R3 в третью зону покрытия. Столбец R2 RHCP соответствует второй конфигурации 322 «2» обратного канала связи, которая может представлять обратный канал связи, в котором RHCP-поляризованные сигналы можно принимать через антенну R2 из второй зоны покрытия и передавать через антенну R3 в третью зону покрытия. Столбец R3 RHCP соответствует третьей конфигурации 323 «3» обратного канала связи, которая может представлять обратный канал связи, в котором RHCP-поляризованные сигналы можно принимать через антенну R3 из третьей зоны покрытия и передавать через антенну R3 обратно в третью зону покрытия (например, обеспечивая связи по обратному каналу связи между различными устройствами в третьей зоне покрытия).
Наличие значения в ячейке в столбцах поляризации обратного канала связи может указывать, что соответствующая конфигурация 320 обратного канала связи может быть доступна для использования с конфигурацией 310 прямого канала связи, заданной строкой, содержащей ячейку. Таблица 300 указывает, что три режима работы с конфигурацией 320 обратного канала связи могут быть доступны для первой конфигурации 311 «A» прямого канала связи. Например, таблица 300 предоставляет значение 1,0 в ячейке столбца обратного канала связи RHCP R1, которое может указывать, что первая конфигурация «1» обратного канала связи может использоваться с первой конфигурацией 310 «A» прямого канала связи, например, во втором режиме работы «A1». Значение 1,0 может представлять усиление мощности 1,0 Вт (например, обеспеченное HPA), например, для каждого облучателя решетки из облучающих элементов антенны, используемых для обратного канала связи. В таблице 300 также показано, что вторая конфигурация 312 «2» обратного канала связи и третья конфигурация 313 «3» обратного канала связи может также использоваться с первой конфигурацией 311 «A» прямого канала связи, например, в третьем режиме работы «A2» и четвертом режиме работы «A3» соответственно.
Каждая из ячеек обратного канала связи, показанная в таблице 300, также заштрихована для представления уровня помех, которые могут возникать между прямым(-и) канал(-ами) связи и обратным(-и) каналом(-ами) связи. В некоторых случаях помехи могут оказывать влияние, снижая скорость передачи данных для соответствующего канала связи, например, вследствие того, что спутник связи может корректировать (например, уменьшать) индекс схемы модуляции и кодирования (modulation and coding scheme; MCS) и/или скорость кодирования, или другие аналогичные параметры связи для связи с использованием канала связи. В альтернативном варианте осуществления, если спутник связи не корректирует такие параметры связи, помехи могут снизить показатель качества сигнала (например, снизить SNR или SINR) для соответствующей связи, таким образом, аналогично снижая эффективную скорость передачи данных для связи.
Как показано в таблице 300, например, каждая из ячеек обратного канала для конфигурации 311 «A» прямого канала связи заштрихована для указания, что по существу отсутствуют помехи между прямым каналом связи и обратным каналом связи. В каждом из этих режимов работы (например, «A1», «A2» и «A3») прямой канал связи может быть поляризован с использованием LHCP, при этом обратные каналы связи могут быть поляризованы с использованием RHCP. Поскольку LHCP и RHCP представляют состояния ортогональной поляризации, изолирование перекрестной поляризации может обеспечить разнесение поляризации между прямыми каналами связи и обратными каналами связи и поэтому может быть меньше (например, существенно незначительное значение) помех между прямыми каналами связи и обратными каналами связи.
Однако, в другом режиме работы применение конкретной конфигурации 320 обратного канала связи с конкретной конфигурацией 310 прямого канала связи может привести к помехам между прямым(-и) канал(-ами) связи и обратным(-и) каналом(-ами) связи. Например, в таблице 300 предложена вторая конфигурация 312 «B» прямого канала связи. Со ссылкой на таблицу 300 вторая конфигурация 312 «B» прямого канала связи может включать конфигурацию двойной поляризации, в которой как RHCP-поляризованные сигналы, так и LHCP-поляризованные сигналы могут приниматься через антенну R3 от третьей зоны покрытия и передаваться через антенну R2 во вторую зону покрытия по соответствующим прямым каналам связи. Пятый режим работы «B0» может включать только прямые каналы связи с ортогональными RHCP и LHCP без конфигурации 320 обратного канала связи. Комбинирование второй конфигурации 312 «B» прямого канала связи с конфигурацией обратного канала связи может или не может привести к определенному количеству помех.
Например, шестой режим работы «B1» может включать вторую конфигурацию 312 «B» прямого канала связи и первую конфигурацию 321 «1» обратного канала связи. Таблица 300 показывает, что может иметь место высокий уровень помех для шестого режима работы «B1». В данном примере вторая конфигурация 312 «B» второго прямого канала связи может включать RHCP-поляризованные сигналы, а первая конфигурация 321 «1» обратного канала связи может также включать RHCP-поляризованные сигналы. Таким образом, каналы связи RHCP могут не иметь перекрестной поляризации между ними и поэтому могут привести к высокому уровню помех между сигналами, которые охватывают, например, перекрывающиеся наборы пространственных ресурсов. Однако, как описано в настоящем документе, первая зона покрытия может перекрываться с третьей зоной покрытия (а также второй зоной покрытия). Соответственно RHCP-поляризованные сигналы могут передаваться между устройствами в перекрывающихся географических областях и поэтому RHCP-поляризованные сигналы и сигналы обратного канала связи могут охватывать перекрывающиеся наборы пространственных ресурсов, что приводит к относительно более высокому уровню помех, показанному в таблице 300.
С другой стороны, седьмой режим работы «B2» может включать вторую конфигурацию 312 «B» прямого канала связи и вторую конфигурацию 322 «2» обратного канала связи. Таблица 300 показывает, что может не быть помех (или минимальное количество помех) для шестого режима работы «B2». То есть в седьмом режиме работы «B2» RHCP-поляризованные сигналы могут приниматься через антенну R2 из второй зоны покрытия и передаваться через антенну R3 в третью зону покрытия по обратному каналу связи. Как описано в настоящем документе, в некоторых случаях вторая зона покрытия и третья зона покрытия могут не перекрываться. Таким образом, для седьмого режима работы «B2» проблемы с помехами может не быть, потому что сигналы прямого канала связи и сигналы обратного канала связи могут не охватывать перекрывающиеся наборы ресурсов.
В некоторых случаях конкретная комбинация конфигурации 310 прямого канала связи и конфигурация 320 обратного канала связи может быть недоступна. Например, как показано в таблице 300 комбинация второй конфигурации 312 «B» прямого канала связи и третьей конфигурации 323 «3» обратного канала связи может не быть доступной. В таком гипотетическом восьмом режиме работы «B3» антенна R3 может использоваться для приема сигналов прямого восходящего канала связи с двойной поляризацией и поэтому антенна R3 может быть недоступна также для передачи сигналов обратного канала связи в соответствии с третьей конфигурацией 323 «3» обратного канала. Такой гипотетический режим работы дополнительно описан в настоящем документе со ссылкой на Фиг. 15. Подобным образом, поскольку каждая из четвертой конфигурации 314 «D» прямого канала связи, пятой конфигурации 315 «E» прямого канала связи, шестой конфигурации 316 «F» прямого канала связи, седьмой конфигурации 317 «G» прямого канала связи и восьмой конфигурации 318 «H» прямого канала связи может использовать третью антенну R3 для приема сигналов прямого восходящего канала связи с двойной поляризацией, третья конфигурация 323 «3» обратного канала связи может также быть недоступна с каждой из этих конфигураций прямого канала связи.
В таблице 300 также показан пример режимов работы, который может привести к «среднему» уровню помех. Например, в таблице 300 предложена третья конфигурация 313 «C» прямого канала связи. Со ссылкой на таблицу 300, в третьей конфигурации 313 «C» прямого канала связи LHCP-поляризованные сигналы могут приниматься через антенну R3 из третьей зоны покрытия и передаваться через антенну R3 обратно в третью зону покрытия по прямому каналу связи. Девятый режим работы «C0» может включать только прямой канал связи LHCP без конфигурации обратного канала связи. В некоторых случаях комбинирование третьей конфигурации 313 «C» прямого канала связи с конфигурацией 320 обратного канала связи может привести к «среднему» уровню помех. Например, в каждом из десятого режима работы «C1», одиннадцатого режима работы «C2» и двенадцатого режима работы «C3» помеха может появляться из-за одновременного приема и передачи прямого восходящего и нисходящего канала связи LHCP через антенну R3. Например, отношение несущей к помехам (carrier-to-interference; C/I) может быть снижено (например, приблизительно на 14 дБ) по сравнению с конфигурацией, в которой прием сигналов прямого канала связи происходит через антенну с неперекрывающейся зоной покрытия на антенну для передачи прямого канала связи. Кроме того, в десятом режиме работы «C1» более высокая EIRP прямого канала связи прямого канала связи LHCP может вызвать помехи в обратном восходящем канале связи RHCP на R1. В то время как сигналы LHCP и RHCP могут быть перекрестно-поляризованными, более высокая EIRP прямого канала связи сигналов прямого канала связи LHCP от терминалов узлов доступа может привести к дополнительной перекрестно-поляризованной помехе через R1 (например, 3–8 дБ относительно несущей (дБн)).
В таблице 300 также показан пример режимов работы, который может привести к относительно низкому уровню помех. Например, в таблице 300 предложена четвертая конфигурация 314 «G» прямого канала связи. Со ссылкой на таблицу 300, в четвертой конфигурации 314 «G» прямого канала связи RHCP-поляризованные сигналы могут приниматься через антенну R3 из третьей зоны покрытия и передаваться через антенну R1 в первую зону покрытия по первому прямому каналу связи, а LHCP-поляризованные сигналы могут также приниматься через антенну R3 от третьей зоны покрытия и передаваться через антенну R3 обратно в третью зону покрытия по прямому каналу связи. Тринадцатый режим работы «G0» может включать только прямые каналы связи с RHCP и LHCP без конфигурации обратного канала связи. В некоторых случаях комбинирование четвертой конфигурации 314 «G» прямого канала связи с конфигурацией 320 обратного канала связи может привести к низкому уровню помех. Например, в четырнадцатом режиме работы «G2» с обратным каналом связи, обеспеченным через обратный восходящий канал связи RHCP, принимаемый через антенну R2, и обратный нисходящий канал связи RHCP, передаваемый через антенну R3. В данном случае сигналы прямого нисходящего канала связи RHCP, передаваемые через антенну R1, могут влиять на сигналы обратного нисходящего канала связи RHCP, передаваемые через антенну R3 из-за географического перекрытия между зоной покрытия антенны R1 и зоной покрытия антенны R3 и более высокой EIRP сигналов прямого нисходящего канала связи относительно сигналов обратного нисходящего канала связи (например, сигналы прямого нисходящего канала связи могут иметь C/I на 7–12 дБ выше сигналов обратного нисходящего канала связи).
В дополнение к четырнадцати режимам работы, описанным выше, в таблице 300 также представлены дополнительные режимы работы, такие как: «D0», «D1», «D2», «E0», «E1», «E2», «F0», «F1», «F2», «G1», «H0», «H1» и «H2». Всего в таблице 300 представлены двадцать семь режимов работы (включая, «гипотетический» режим работы B3), каждый из которых может быть реализован способами, аналогичными описанным выше в соответствии с таблицей 300. Каждый из этих режимов работы описан в свою очередь ниже со ссылкой на спутниковую систему связи, показанную на Фиг. 4–10 и 12–31.
Как показано с помощью значений, представленных в таблице 300, и различных уровней помех между прямым и обратным каналами связи, в разных ситуациях могут использоваться разные режимы работы в соответствии с их соответствующими характеристиками. Например, некоторые режимы работы могут обеспечивать относительно более высокую пропускную способность канала для некоторой зоны покрытия и поэтому могут использоваться для обеспечения относительно более высокой пропускной способности в этой зоне покрытия в некоторых ситуациях. В других ситуациях может потребоваться обеспечить более низкую пропускную способность с более высоким разнесением каналов между разными зонами покрытия и/или одновременно обеспечить услуги связи для большего или меньшего количества зон покрытия. Соответственно, спутник связи может быть выполнен с возможностью для переключения между режимами работы, например, для оптимизации этих характеристик в различных ситуациях.
В соответствии с методиками, описанными в настоящем документе, спутник связи может быть выполнен с возможностью работы в соответствии с исходным режимом работы (например, режимом работы по умолчанию или, как правило, одним из режимов работы, описанных в настоящем документе). После функционирования в соответствии с исходным режимом работы в течение периода времени спутник связи может быть сконфигурирован для переключения во второй (например, новый) режим работы (например, в соответствии с командой, принятой от контроллера), причем спутник связи может переключать свою работу из исходного режима работы в новый режим работы соответственно.
В некоторых случаях спутник связи может быть выполнен с возможностью переключения между режимами работы в соответствии с шаблоном или последовательностью режимов работы (например, на основании макроскопических условий окружающей среды или трафика). В некоторых случаях спутник связи может быть выполнен с последовательностью режимов работы, между которыми переключается в определенном порядке для предоставления услуг связи устройствам в пределах агрегированной зоны покрытия соответствующих зон покрытия. Например, спутник связи может функционировать в соответствии с шаблоном (например, повторяющийся шаблон) режимов работы, который обеспечивает требуемые скорости передачи данных прямого и обратного каналов связи для соответствующих зон покрытия. Шаблон или последовательность режимов работы может меняться в зависимости от нагрузки трафика или условий окружающей среды (например, в соответствии со временем дня).
В некоторых случаях последовательность режимов работы может быть модифицирована в соответствии с одним или более критериями. Например, спутник связи может обычно быть выполнен с возможностью переключения между первым и вторым режимами работы в соответствии со стандартным шаблоном (например, для стандартных операций), но спутник связи также может быть выполнен с возможностью модификации стандартного шаблона на основании одного или более критериев. Такие критерии могут включать, например, определенный объем трафика и/или время дня. То есть спутник связи может обычно использовать первый шаблон режимов работы в определенное время суток при условии, например, если спутник связи обнаружил относительно увеличенный трафик данных от некоторой области. В данном случае спутник связи может переключаться на второй шаблон режимов работы для предоставления увеличенной пропускной способности данных для этой области.
В дополнительном или альтернативном варианте осуществления спутник связи может переключаться (например, динамически) на новый режим работы или шаблон на основании одного или более критериев. Например, система 100 спутниковой связи может определять и/или быть сконфигурирована с помощью одного или более событий динамического переключения, на основании которых спутник связи может переключать режимы работы или шаблоны режимов работы. Соответственно, когда обнаружено появление события динамического переключения (например, в соответствии с одним или более измерений или другими критериями), спутник связи может переключаться из первого режима работы во второй режим работы или от первого шаблона режимов работы ко второму шаблон режимом работы. Например, система 100 спутниковой связи может определять, какая техническая характеристика, такая как показатель качества сигнала (например, SNR, SINR, EIRP и т.д.) удовлетворяет соответствующему пороговому значению для переключения режимов работы или шаблонов режимов работы. Например, система 100 спутниковой связи может определять, что показатель качества сигнала (например, для канала связи через одну или более антенн) опустился ниже требуемого целевого значения качества сигнала, и может переключаться во второй режим работы или второй шаблон режимов работы для обеспечения услуг связи по другим каналам связи, имеющим более высокое качество сигнала и, соответственно, надежность (но который, например, может иметь более низкий верхний предел для пропускной способности). В некоторых случаях разные антенны (например, антенны R1, R2 и R3) могут иметь разные показатели производительности, например, каждая из антенн спутника связи может иметь различные соответствующие коэффициенты усиления мощности. Например, коэффициент усиления мощности для каждой из антенн может быть обратно пропорционален географическому размеру соответствующей зоны покрытия, которую обслуживает антенна. То есть антенны R2 и/или R3 могут иметь по существу более высокие соответствующие коэффициенты усиления мощности, например, по сравнению с антенной R1, которая может обеспечивать услуги связи для первой зоны покрытия (которая может быть, например, большой областью вплоть до всей видимой поверхности Земли). Коэффициент усиления мощности для каждой из антенн может коррелировать со скоростью передачи данных, и следовательно с пропускной способностью, которую антенна может обеспечить для устройств этой соответствующей зоны покрытия.
Соответственно спутник связи может быть сконфигурирован для нового режима работы или шаблона режимов работы таким образом, чтобы оптимизировать пропускную способность для устройств каждой из зон покрытия, для которых спутник связи предоставляет услуги. В некоторых случаях новый режим работы или шаблон режимов работы может быть определен (например, в соответствии с алгоритмом в контроллере) для увеличения до максимума пропускной способности для каждого из устройств в первой зоне покрытия, второй зоне покрытия и третьей зоне покрытия, на основании, например, запроса услуг для каждой из зон покрытия, коэффициента усиления мощности (и/или других показателей производительности), связанных с антеннами, соответствующими каждой из зон покрытия, условий стационарных и/или динамических помех (например, погода и условия окружающей среды, местоположение спутника связи и т.д.) и т.п.
Например, для оптимизации пропускной способности антенны, имеющие наибольшее усиление (например, R2 и R3), могут быть расположены для облучения зон покрытия с более высокими плотностями пользовательских терминалов. В некоторых случаях антенны с более низким коэффициентом усиления (например, антенна R1 для первой зоны покрытия) могут быть способны для предоставления услуг устройствам, которым не могут предоставлять услуг остальные антенны спутника связи, и поэтому спутник связи может обслуживать эти устройства с использованием антенны R1, при этом используя антенны R2 и/или R3 с более высоким коэффициентом усиления для предоставления услуг с более высоким коэффициентом усиления для областей с более высокой плотностью в пределах соответствующей зоны покрытия антенны. Соответственно, контроллер может определять режимы работы соответствующего шаблона режимов работы на основании физических возможностей спутника связи.
Подобным образом спутник связи может корректировать одну или более длительностей времени (например, соотношение между несколькими длительностями), при которой спутник связи функционирует в одном или более соответствующих режимах работы. Например, услуги обратного канала связи могут обеспечить сравнительно небольшую пропускную способность, и поэтому в некоторых случаях (например, ситуациях с высоким количеством запросов) спутник связи может распределять относительно небольшую долю времени (например, количество временных интервалов цикла) для режимов работы, которые обеспечивают услуги обратного канала связи в отличие от режимов работы, которые обеспечивают по существу более высокую пропускную способность посредством услуг прямого канала связи. Путем уравновешивания технических характеристик каждой из его соответствующих антенн, запроса на услуги для каждой из антенн, соответствующего зонам покрытия, физическим параметрам (ориентация, место назначения населения, траектория и т.д.) и другим аналогичным параметрам, описанным в настоящем документе, шаблон режимов работы (например, включающий режим работы, порядок и длительность) может быть выбран для эффективного предоставления услуг связи устройствам, расположенным в зонах покрытия обслуживания.
На Фиг. 4 проиллюстрирована конфигурация 400 системы спутниковой связи, которая поддерживает переключение между режимами работы систем формирования луча и спутников в соответствии с аспектами настоящего изобретения. В некоторых примерах конфигурация 400 системы спутниковой связи может реализовывать аспекты системы спутниковой связи, описанные со ссылкой на Фиг. 1–3. Конфигурация 400 системы спутниковой связи может использовать ряд сетевых архитектур, включающих космический сегмент и наземный сегмент. Спутниковый сегмент может включать спутник 405 связи, который может быть примером спутника 105 связи, как описано на Фиг. 1–3. Наземный сегмент может включать группу пользовательских терминалов и группу терминалов узлов доступа (включая, например, один или более шлюзов), которые могут быть примерами соответствующих устройств, как описано со ссылкой на Фиг. 1–3. Приведенная в качестве примера конфигурация 400 системы спутниковой связи на Фиг. 4 иллюстрирует пример каналов связи и процедуры для спутника 405 связи для функционирования в соответствии с первым режимом работы, например, режимом работы «A0», как описано со ссылкой на Фиг. 3. Режим работы «A0» обеспечивает первую конфигурацию 311 «A» прямого канала связи без конфигурации обратного канала связи.
Спутник 405 связи проиллюстрирован с тремя антеннами для предоставления услуг связи устройствам вплоть до трех соответствующих зон покрытия посредством сигналов, передаваемых и принимаемых по каналам связи сформированного луча для соответствующих зон покрытия. Например, спутник 405 связи может содержать первую антенну 410, облучающую первую зону 415 покрытия (например, отражатель R1, соответствующий зоне R1 покрытия), вторую антенну 420, облучающую вторую зону 425 покрытия (например, отражатель R2, соответствующий зоне покрытия R2) и третью антенну 430, облучающую третью зону 435 покрытия (например, отражатель R3, соответствующий зоне покрытия R3). Каждая из антенн может содержать отражатель и узел облучающей антенной решетки (не показан) или может содержать узел облучающей антенной решетки без отражателя (например, DRA).
В то время как в приведенной в качестве примера конфигурации 400 системы спутниковой связи показан и описан спутник 405 связи как содержащий три антенны (например, три отражателя) главным образом для связи, реализующей сквозное формирование луча, в других предусмотренных реализациях системы 400 спутниковой связи могут содержать любое количество антенн для связи с устройствами в любом количестве зон покрытия и могут подобным образом реализовывать любые другие применимые схемы связи. В некоторых примерах может иметь место некоторое перекрытие между разными зонами покрытия. Например, как показано в приведенной в качестве примера конфигурации 400 системы спутниковой связи, первая зона 415 покрытия полностью перекрывает вторую зону 425 покрытия и третью зону 435 покрытия. В других примерах первая зона 415 покрытия может перекрываться только с одной во второй зоне 425 покрытия или третьей зоне 435 покрытия. Кроме того, в других примерах первая зона 415 покрытия может частично перекрываться со второй зоной 425 покрытия и/или третьей зоной 435 покрытия (например, вторая зона 425 покрытия и/или третья зона 435 покрытия может быть частично в первой зоне 415 покрытия и частично не перекрываться первой зоной 415 покрытия).
В соответствии с первым режимом работы, показанным на Фиг. 4 (например, режим работы «A0»), спутник 405 связи может предоставлять услуги связи прямого канала связи устройствам, расположенным в первой зоне 415 покрытия, которая может обслуживаться устройствами (например, терминалами узлов доступа), расположенными в третьей зоне 435 покрытия. Например, при использовании прямого канала 436 связи спутник 405 связи может принимать сигналы прямого восходящего канала связи от устройств (например, терминалов узлов доступа) в третьей зоне 435 покрытия через антенну R3 430 и ретранслятор, соответствующий сигналам прямого нисходящего канала связи к устройствам (например, пользовательским терминалам) в первой зоне 415 покрытия через антенну R1 410. Приведенная в качестве примера конфигурация 400 системы спутниковой связи также показывает, что спутник 405 связи содержит вторую антенну 420, связанную со второй зоной 425 покрытия, но, в некоторых случаях, вторая антенна 420 может не использоваться в первом режиме работы. Соответственно, при функционировании в соответствии с первым режимом работы спутник 405 связи может не предоставлять услуги связи для участков во второй зоне 425 покрытия, не перекрываясь с первой зоной 415 покрытия.
Как показано в приведенной в качестве примера конфигурации 400 системы спутниковой связи на Фиг. 4, сигналы, передаваемые по прямому каналу 436 связи, могут быть поляризованы с использованием первой поляризации 450, которой является LHCP. Соответственно, антенны передающих устройств (например, терминалов узлов доступа) могут применять поляризацию LHCP для передачи сигналов по прямому каналу 436 связи, причем антенны принимающих устройств (например, пользовательских терминалов) могут подобным образом использовать поляризацию LHCP для приема поляризованных сигналов по прямому каналу 436 связи. Подобным образом соответствующие приемные и передающие порты спутника 405 связи могут быть сконфигурированы для LHCP, чтобы по существу ретранслировать только LHCP-поляризованные сигналы и не ретранслировать, например, RHCP-поляризованные сигналы таким образом, чтобы спутник 405 связи соответственно ретранслировал поляризованные сигналы, передаваемые от терминалов узлов доступа. В то время как в настоящем документе описано применение круговых поляризаций, подобным образом могут быть реализованы другие поляризации с использованием аналогичных методик поляризации (например, применение одной или более поляризаций, выбранных из наборов поляризаций, которые имеют взаимную ортогональность).
Устройства в зонах покрытия обслуживания и спутник 405 связи могут использовать первый частотный диапазон для передачи сигналов восходящего канала связи и могут использовать второй частотный диапазон для передачи сигналов нисходящего канала связи. В некоторых примерах первый частотный диапазон для сигналов восходящего канала связи и второй частотный диапазон для сигналов нисходящего канала связи могут охватывать неперекрывающиеся наборы частотных ресурсов. Например, сигналы восходящего канала связи могут передаваться с использованием диапазона частот около спектра 30 ГГц, а сигналы нисходящего канала связи могут передаваться с использованием диапазона частот около спектра 20 ГГц. Соответственно, в некоторых случаях сигналы восходящего канала связи и нисходящего канала связи могут передаваться одновременно (например, по перекрывающимся или частично перекрывающимся ресурсам временной области). В таких случаях спутник 405 связи может быть выполнен с возможностью приема сигналов восходящего канала связи на 30 ГГц через R3, выполнения обработки сигнала для преобразования сигналов в 20 ГГц и передачи сигналов нисходящего канала связи через R1 на 20 ГГц. Однако, сочетание 30 ГГц и 20 ГГц восходящего-нисходящего каналов связи является лишь одним примером реализации. В других реализациях конфигурация 400 системы спутниковой связи может быть сконфигурирована с сочетаниями нисходящих-восходящих каналов связи, например, 50 ГГц и 40 ГГц, 14 и 12 ГГц (например, Ku-диапазон), спектрами V-диапазона и любыми другими аналогичными сочетаниями диапазонов радиочастотного спектра. Подобным образом, в некоторых вариантах осуществления сигналы восходящего канала связи могут быть сконфигурированы для использования частотного диапазона, содержащего более высокую частоту, а сигналы нисходящего канала связи могут быть сконфигурированы для использования частотного диапазона, содержащего более низкую частоту, но также может быть реализовано противоположное соглашение.
Как подобным образом описано в настоящем документе, первый режим работы показан как режим работы «A0». Как проиллюстрировано на Фиг. 4 и подобным образом описано со ссылкой на Фиг. 3, обозначение «0» режима работы «A0» указывает, что первый режим работы не включает конфигурацию обратного канала связи. Режимы работы «A1», «A2» и «A3», как описано ниже со ссылкой на Фиг. 5–7, например, обеспечивают конфигурации обратного канала связи в комбинации с конфигурацией «A» первого прямого канала связи, показанного и описанного в настоящем документе на Фиг. 4.
На Фиг. 5 проиллюстрирована конфигурация 500 системы спутниковой связи, которая поддерживает переключение между режимами работы систем формирования луча и спутников в соответствии с аспектами настоящего изобретения. Приведенная в качестве примера конфигурация 500 системы спутниковой связи на Фиг. 5 иллюстрирует пример каналов связи и процедуры для спутника 405 связи для функционирования в соответствии со вторым режимом работы, например, режимом работы «A1», как указано в таблице на Фиг. 3. Режим работы «A1» обеспечивает первую конфигурацию 321 «1» обратного канала связи в комбинации с конфигурацией 311 «A» прямого канала связи, как описано со ссылкой на Фиг. 4.
В соответствии со вторым режимом работы, показанным на Фиг. 5 (например, режим работы «A1»), спутник 405 связи может предоставлять услуги связи прямого канала связи устройствам, расположенным в первой зоне 415 покрытия, которая может обслуживаться устройствами (например, терминалами узлов доступа), расположенными в третьей зоне 435 покрытия через прямой канал 436 связи, как подобным образом описано со ссылкой на Фиг. 4 (например, в соответствии с первой конфигурацией «A» прямого канала).
Кроме того, в соответствии со вторым режимом работы спутник 405 связи может ретранслировать сигналы обратного канала связи между первой зоной 415 покрытия и третьей зоной 435 покрытия. Таким образом, услуги связи обратного канала связи могут предоставляться устройствам (например, пользовательским терминалам), расположенным в первой зоне 415 покрытия через терминалы узлов доступа, расположенные в третьей зоне 435 покрытия (например, в соответствии с конфигурацией 321 «1») с использованием второй поляризации 460 (например, RHCP). Например, для установления обратного канала 537 связи спутник 405 связи может принимать сигналы обратного восходящего канала связи с RHCP от устройств (например, пользовательских терминалов) в первой зоне 415 покрытия через антенну R1 410 и ретранслятор, соответствующий сигналам обратного нисходящего канала связи с RHCP к устройствам (например, терминалам узлов доступа) в третьей зоне 435 покрытия через антенну R3 430. Соответственно, антенны передающих устройств (например, пользовательских терминалов) могут применять поляризацию RHCP для передачи сигналов по обратному каналу 537 связи, причем антенны принимающих устройств (например, терминалов узлов доступа) могут использовать поляризацию RHCP для приема поляризованных сигналов по обратному каналу 537 связи.
Приведенная в качестве примера конфигурация 500 системы спутниковой связи на Фиг. 5 показана как помеха 545 прямого канала связи, так и шум с интермодуляционными компонентами (intermodulation components; IM) 546. один или оба из которых могут потенциально ухудшать качество сигнала сигналов, передаваемых в третьей зоне 435 покрытия через спутник 405 связи. Например, устройства в третьей зоне 435 покрытия могут принимать сигналы по обратному каналу 537 связи с использованием временно-частотных ресурсов, которые могут по меньшей мере частично перекрываться с временно-частотными ресурсами в третьей зоне 435 покрытия прямого канала 436 связи. Кроме того, поскольку первая зона 415 покрытия может перекрываться с третьей зоной 435 покрытия, ресурсы для прямого канала 436 связи могут также пространственно перекрываться с ресурсами для обратного канала 537 связи. Таким образом, помехи 545 прямого канала связи могут иметь место и при этом могут понижать качество сигнала для связи с устройствами в третьей зоне 435 покрытия. Однако, как показано для второго режима работы, прямой канал 436 связи и обратный канал 537 связи могут использовать ортогональную поляризацию, например, обеспечивая разнесение по поляризации (например, –22 дБ). Соответственно, помехи 545 прямого канала связи не могут быть существенно увеличены по сравнению с другими режимами работы и/или уровнем оценочных испытаний помех (как подобным образом указывается в таблице, описанной со ссылкой на Фиг. 3). Уровень оценочных испытаний помех может соответствовать, например, конфигурации системы спутниковой связи, в которой третья зона 435 покрытия (например, содержащая терминалы узлов доступа) не перекрывается с первой зоной 415 покрытия.
Кроме того, шум и IM 546 могут привести к относительно небольшой степени деградации обратного канала 537 связи, обусловленной прямым каналом 436 связи (например, –15 дБн). Таким образом, даже формирование луча лучей в прямом канале 436 связи в третьей зоне 435 покрытия не может вызвать существенных помех. Взятые вместе влияние на характеристики канала связи от помехи 545 прямого канала связи, а также шум и IM 546 для второго режима работы могут быть относительно незначительными (например, по существу незначительными по сравнению с оценочными испытаниями). В то время как могут быть реализованы методики для минимизации некоторой степени деградации качества сигнала, как описано в настоящем документе, такие методики (например, ненаправленные сформированные лучи прямого канала связи в третьей зоне 435 покрытия и/или различные методики подавления помех) могут быть относительно ненужными, учитывая относительно низкий уровень помех и степень деградации в данном примере.
На Фиг. 6 проиллюстрирована конфигурация системы 600 спутниковой связи, которая поддерживает переключение между режимами работы систем формирования луча и спутников в соответствии с аспектами настоящего изобретения. Приведенная в качестве примера конфигурация 600 системы спутниковой связи на Фиг. 6 иллюстрирует пример каналов связи и процедуры для спутника 405 связи для функционирования в соответствии с третьим режимом работы, например, режимом работы «A2», как указано в таблице на Фиг. 3. Режим работы «A2» обеспечивает вторую конфигурацию 322 «2» обратного канала связи в комбинации с конфигурацией 311 «A» прямого канала связи, как описано со ссылкой на Фиг. 4.
В соответствии с третьим режимом работы, показанным на Фиг. 6 (например, режим работы «A2»), спутник 405 связи может предоставлять услуги связи прямого канала связи устройствам, расположенным в первой зоне 415 покрытия, которая может обслуживаться устройствами (например, терминалами узлов доступа), расположенными в третьей зоне 435 покрытия через прямой канал 436 связи, как подобным образом описано со ссылкой на Фиг. 4 (например, в соответствии с первой конфигурацией «A» прямого канала).
Кроме того, в соответствии с третьим режимом работы спутник 405 связи может ретранслировать сигналы обратного канала связи между второй зоной 425 покрытия и третьей зоной 435 покрытия. Таким образом, услуги связи обратного канала связи могут предоставляться устройствам, расположенным во второй зоне 425 покрытия через терминалы узлов доступа, расположенные в третьей зоне 435 покрытия (например, в соответствии со второй конфигурацией 322 «2»). Например, для установления обратного канала 639 связи спутник 405 связи может принимать сигналы обратного восходящего канала связи с RHCP от устройств (например, пользовательских терминалов) во второй зоне 425 покрытия через антенну R2 420 и ретранслятор, соответствующий сигналам обратного нисходящего канала связи с RHCP через устройства (например, терминалы узлов доступа) в третьей зоне 435 покрытия через антенну R3 430. Соответственно, антенны передающих устройств (например, пользовательских терминалов) могут применять поляризацию RHCP для передачи сигналов по обратному каналу 639 связи, причем антенны принимающих устройств (например, терминалов узлов доступа) могут использовать поляризацию RHCP для приема поляризованных сигналов по обратному каналу 639 связи.
Приведенная в качестве примера конфигурация 600 системы спутниковой связи на Фиг. 6 также отображает шум и IM 646, которые могут привести к относительно небольшой степени деградации обратного канала 639 связи, обусловленной прямым каналом 436 связи (например, –15 дБн). Таким образом, даже формирование луча лучей в прямом канале 436 связи в третьей зоне 435 покрытия не может вызвать существенных помех. Как показано для третьего режима работы, прямой канал 436 связи и обратный канал 639 связи могут использовать ортогональную поляризацию, например, обеспечивая разнесение по поляризации (например, –22 дБ). Соответственно, помехи прямого канала связи не могут быть существенно увеличены по сравнению с другими режимами работы и/или уровнем оценочных испытаний помех (как подобным образом указывается в таблице, описанной со ссылкой на Фиг. 3). В то время как могут быть реализованы методики для минимизации некоторой степени деградации качества сигнала, как описано в настоящем документе, такие методики (например, ненаправленные сформированные лучи прямого канала связи в третьей зоне 435 покрытия, подавление помех) могут быть относительно ненужными, учитывая относительно низкий уровень помех и степень деградации в данном примере.
На Фиг. 7 проиллюстрирована конфигурация системы 700 спутниковой связи, которая поддерживает переключение между режимами работы систем формирования луча и спутников в соответствии с аспектами настоящего изобретения. Приведенная в качестве примера конфигурация 700 системы спутниковой связи на Фиг. 7 иллюстрирует пример каналов связи и процедуры для спутника 405 связи для функционирования в соответствии с четвертым режимом работы, например, режимом работы «A3», как указано в таблице на Фиг. 3. Режим работы «A3» обеспечивает третью конфигурацию 323 «3» обратного канала связи в комбинации с конфигурацией 311 «A» прямого канала связи, как описано со ссылкой на Фиг. 4.
В соответствии с четвертым режимом работы, показанным на Фиг. 7 (например, режим работы «A3»), спутник 405 связи может предоставлять услуги связи прямого канала связи устройствам, расположенным в первой зоне 415 покрытия, которая может обслуживаться устройствами (например, терминалами узлов доступа), расположенными в третьей зоне 435 покрытия через прямой канал 436 связи, как подобным образом описано со ссылкой на Фиг. 4 (например, в соответствии с первой конфигурацией 311 «A» прямого канала).
Кроме того, в соответствии с четвертым режимом работы спутник 405 связи может ретранслировать сигналы обратного канала связи между устройствами третьей зоны 435 покрытия и другими устройствами третьей зоной 435 покрытия. Таким образом, услуги связи обратного канала связи могут предоставляться устройствам (например, пользовательским терминалам), расположенным в третьей зоне 435 покрытия через терминалы узлов доступа, расположенные в третьей зоне 435 покрытия (например, в соответствии с третьей конфигурацией 323 «3»). Например, для установления обратного канала 742 связи спутник 405 связи может принимать сигналы обратного восходящего канала связи с RHCP от устройств (например, пользовательских терминалов) в третьей зоне 435 покрытия через антенну R3 430 и ретранслятор, соответствующий сигналам обратного нисходящего канала связи с RHCP к другим устройствам (например, терминалам узлов доступа) в третьей зоне 435 покрытия через антенну R3 430. Соответственно, антенны передающих устройств (например, пользовательских терминалов) могут применять поляризацию RHCP для передачи сигналов по обратному каналу 742 связи, причем антенны принимающих устройств (например, терминалов узлов доступа) могут использовать поляризацию RHCP для приема поляризованных сигналов по обратному каналу 742 связи.
Приведенная в качестве примера конфигурация 700 системы спутниковой связи на Фиг. 7 также отображает шум и IM 746, которые могут привести к относительно небольшой степени деградации обратного канала 742 связи, обусловленной прямым каналом 436 связи (например, –15 дБн). Таким образом, даже формирование луча лучей в прямом канале 436 связи в третьей зоне 435 покрытия не может вызвать существенных помех. Как показано для четвертого режима работы, прямой канал 436 связи и обратный канал 742 связи могут использовать ортогональную поляризацию, например, обеспечивая разнесение по поляризации (например, –22 дБ). Соответственно, помехи прямого канала связи не могут быть существенно увеличены по сравнению с другими режимами работы и/или уровнем оценочных испытаний помех (как подобным образом указывается в таблице, описанной со ссылкой на Фиг. 3). В то время как могут быть реализованы методики для минимизации некоторой степени деградации качества сигнала, как описано в настоящем документе, такие методики (например, ненаправленные сформированные лучи прямого канала связи в третьей зоне 435 покрытия, подавление помех) могут быть относительно ненужными, учитывая относительно низкий уровень помех и степень деградации в данном примере.
Режимы работы для четырех конфигураций 314 «D» прямого канала связи описаны далее со ссылкой на Фиг. 8–10 чтобы проиллюстрировать режим работы, в который может переключиться спутник 405 связи, например, из режима работы с использованием первой конфигурации 311 «A» прямого канала связи. Конфигурации «D» прямого канала связи обеспечивают аналогичные услуги связи прямого и обратного каналов для режимов работы для конфигураций «A» прямого канала связи (например, режимы работы «A0», «A1» и «A2» обеспечивают услуги связи прямого и обратного каналов связи для тех же соответствующих зон покрытия, что и режимы работы «D0», «D1» и «D2»). Однако, в то время как режимы работы «A» обеспечивают услуги прямого канала связи устройствам в первой зоне 415 покрытия посредством одного прямого канала связи с LHCP, режимы работы «D» обеспечивают услуги прямого канала связи устройствам в первой зоне 415 покрытия через соответствующие прямым каналам связи с двойной поляризацией LHCP и RHCP.
На основании разницы в прямом канале связи для режимов работы «A» и режимов работы «D», спутник 405 связи может определять (например, в соответствии с командой, принятой от контроллера) следует ли переключаться в один или другой режим работы (например, из другого, из нового режима работы и т.д.) на основе различных факторов. Например, прямые каналы связи с двойной поляризацией режимов работы «D» могут обеспечивать примерно увеличение спектра примерно вдвое для связи по прямому каналу связи через антенну R1 по сравнению с режимами работы «A» с использованием одного прямого канала связи. Это может увеличить потенциальную скорость передачи данных и, следовательно, пропускную способность для услуг связи прямого канала связи к устройствам в первой зоне 415 покрытия. То есть, как показано в таблице на Фиг. 3, спутник 405 связи может применять усилитель большей мощности на один облучатель, когда применяют поляризацию для одного канала связи по сравнению с двойной поляризацией. Например, первая конфигурация 311 «A» первого прямого канала связи может обеспечить усилитель 12,6 Вт, например, по сравнению с 6,0 Вт и 5,4 Вт с использованием двойной поляризации для конфигурации «D» прямого канала связи. Распределение мощности по большей пропускной способности, обеспечиваемое конфигурациями «D» прямого канала связи, может обеспечить большую информационную емкость (например, в соответствии с теоремой Шеннона-Хартли), чем конфигурации «A» прямого канала связи. Однако, в некоторых случаях большее усиление мощности конфигураций «A» прямого канала связи может снизить колебания мощности, например, по сравнению с режимами с двойной поляризацией, путем использования большей доли доступной мощности к передаваемой информации полезной нагрузки (и, в некоторых случаях, например, когда размер заголовка является очень большим, это может привести к тому, что режимы работы «A» обеспечивают более высокую эффективную информационную емкость, чем режимы работы «D»).
Кроме того, при этом режимы работы «D» могут вызывать помехи при использовании обратных каналов связи (например, как показано в таблице на Фиг. 3), тем не менее эти конфигурации обратного канала связи доступны для режимов работы «D». Однако, режимы работы «A» вызывают относительно меньше помех при использовании тех же конфигураций обратного канала связи (например, по существу незначительные помехи, описанные в настоящем документе). Соответственно, как описано в настоящем документе, спутник 405 связи может определять или управлять для переключения (например, динамического) использованием одного из режимов работы «A», например, для обеспечения более высокой надежности услуг связи, как для услуг прямого канала связи, так и для услуг обратного канала связи, при этом спутник 405 связи может определять для использования один из режимов работы «D», например, для обеспечения более высокой максимальной скорости передачи данных для услуг связи прямого канала связи с устройствами в первой зоне 415 покрытия. Спутник 405 связи может выполнять аналогичные анализ и определения для остальных режимов работы, описанных в настоящем документе, для определения и соответственно переключения между режимами работы.
На Фиг. 8 проиллюстрирована конфигурация системы 800 спутниковой связи, которая поддерживает переключение между режимами работы систем формирования луча и спутников в соответствии с аспектами настоящего изобретения. Приведенная в качестве примера конфигурация 800 системы спутниковой связи на Фиг. 8 иллюстрирует пример каналов связи и процедуры для спутника 405 связи для функционирования в соответствии с пятым режимом работы, например, режимом работы «D0», как описано со ссылкой на Фиг. 3. Режим работы «D0» обеспечивает четвертую конфигурацию 314 «D» прямого канала связи без конфигурации обратного канала связи.
В соответствии с пятым режимом работы, показанным на Фиг. 8 (например, режим работы «D0»), спутник 405 связи может предоставлять услуги связи прямого канала связи устройствам, расположенным в первой зоне 415 покрытия, которая может обслуживаться устройствами (например, терминалами узлов доступа), расположенными в третьей зоне 435 покрытия через прямые каналы 836 и 838 связи.
Как показано в приведенной в качестве примера конфигурации 800 системы спутниковой связи на Фиг. 8, сигналы могут передаваться между устройствами в третьей зоне 435 покрытия и первой зоне 415 покрытия с использованием двойной поляризации. Например, сигналы, передаваемые по прямому каналу 836 связи, могут быть поляризованы с использованием первой поляризации, в данном случае — LHCP, и сигналы, передаваемые по прямому каналу 838 связи, могут быть поляризованы с использованием второй поляризации, в данном случае — RHCP. Соответственно, антенны передающих устройств (например, терминалов узлов доступа) могут применять поляризацию LHCP для передачи сигналов по прямому каналу 836 связи, причем антенны соответствующих принимающих устройств (например, пользовательских терминалов) могут подобным образом использовать поляризацию LHCP для приема поляризованных сигналов по прямому каналу 836 связи. Подобным образом, антенны передающих устройств могут применять поляризацию RHCP для передачи сигналов по прямому каналу 838 связи, причем антенны соответствующих принимающих устройств могут использовать поляризацию RHCP для приема поляризованных сигналов по прямому каналу 838 связи. Подобным образом соответствующие приемные и передающие порты спутника 405 связи могут быть сконфигурированы для LHCP или RHCP для по существу ретрансляции только соответственно поляризованных сигналов таким образом, чтобы спутник 405 связи соответственно ретранслировал поляризованные сигналы, передаваемые от терминалов узлов доступа. Таким образом, двойная поляризация может использоваться для передачи перекрывающихся потоков данных между одними и теми же соответствующими зонами покрытия. В то время как в настоящем документе описано применение круговых поляризаций, подобным образом могут быть реализованы другие поляризации с использованием аналогичных методик поляризации (например, применение одной или более поляризаций, выбранных из наборов поляризаций, которые имеют взаимную ортогональность).
Приведенная в качестве примера конфигурация 800 системы спутниковой связи на Фиг. 8 также показан шум и IM 846 и 848, которые могут потенциально ухудшать качество сигнала сигналов, передаваемых в третьей зоне 435 покрытия через спутник 405 связи. Как показано для пятого режима работы, прямой канал 836 связи и прямой канал 838 связи могут использовать ортогональную поляризацию, например, обеспечивая разнесение по поляризации. Соответственно, помехи прямого канала связи не могут быть существенно увеличены по сравнению с другими режимами работы и/или уровнем оценочных испытаний помех.
Как подобным образом описано в настоящем документе, пятый режим работы показан как режим работы «D0». Как проиллюстрировано на Фиг. 8 и подобным образом описано со ссылкой на Фиг. 3, обозначение «0» режима работы «D0» указывает, что пятый режим работы не включает конфигурацию обратного канала связи. Режимы работы «D1» и «D2», как описано ниже со ссылкой на Фиг. 9 и 10, например, обеспечивают конфигурации обратного канала связи в комбинации с конфигурацией 314 «D» четвертого прямого канала связи, показанного и описанного в настоящем документе на Фиг. 8.
На Фиг. 9 проиллюстрирована конфигурация системы 900 спутниковой связи, которая поддерживает переключение между режимами работы систем формирования луча и спутников в соответствии с аспектами настоящего изобретения. Приведенная в качестве примера конфигурация 900 системы спутниковой связи на Фиг. 9 иллюстрирует пример каналов связи и процедуры для спутника 405 связи для функционирования в соответствии с шестым режимом работы, например, режимом работы «D1», как указано в таблице на Фиг. 3. Режим работы «D1» обеспечивает первую конфигурацию 321 «1» обратного канала связи в комбинации с четвертой конфигурацией 314 «D» прямого канала связи, как описано со ссылкой на Фиг. 8.
В соответствии с шестым режимом работы, показанным на Фиг. 9 (например, режим работы «D1»), спутник 405 связи может предоставлять услуги связи прямого канала связи устройствам, расположенным в первой зоне 415 покрытия, которая может обслуживаться устройствами (например, терминалами узлов доступа), расположенными в третьей зоне 435 покрытия через прямые каналы 836 и 838 связи, как подобным образом описано со ссылкой на Фиг. 8 (например, в соответствии с четвертой конфигурацией 314 «D» прямого канала).
Кроме того, в соответствии с шестым режимом работы спутник 405 связи может ретранслировать сигналы обратного канала связи между первой зоной 415 покрытия и третьей зоной 435 покрытия. Таким образом, услуги связи обратного канала связи могут предоставляться устройствам (например, пользовательским терминалам), расположенным в первой зоне 415 покрытия через терминалы узлов доступа, расположенные в третьей зоне 435 покрытия (например, в соответствии с первой конфигурацией 321 «1» обратного канала связи). Например, для установления обратного канала 937 связи спутник 405 связи может принимать сигналы обратного восходящего канала связи с RHCP от устройств (например, пользовательских терминалов) в первой зоне 415 покрытия через антенну R1 410 и ретранслятор, соответствующий сигналам обратного нисходящего канала связи с RHCP к устройствам (например, терминалам узлов доступа) в третьей зоне 435 покрытия через антенну R3 430. Соответственно, антенны передающих устройств (например, пользовательских терминалов) могут применять поляризацию RHCP для передачи сигналов по обратному каналу 937 связи, причем антенны принимающих устройств (например, терминалов узлов доступа) могут использовать поляризацию RHCP для приема поляризованных сигналов по обратному каналу 937 связи.
Соответственно, в спутнике 405 связи сигналы могут передаваться между устройствами в третьей зоне 435 покрытия и первой зоне 415 покрытия с использованием двойной поляризации. Например, каждый из соответствующих приемных и передающих портов спутника 405 связи могут быть сконфигурированы для LHCP или RHCP для по существу ретрансляции соответственно поляризованных сигналов и таким образом, чтобы спутник 405 связи соответственно ретранслировал поляризованные сигналы. Для обратного канала 937 связи соответствующие приемные и передающие порты спутника 405 связи могут быть сконфигурированы для RHCP, чтобы по существу ретранслировать RHCP-поляризованные сигналы и не ретранслировать, например, LHCP-поляризованные сигналы. Таким образом, сигналы прямого канала связи и обратного канала связи могут передаваться между устройствами в первой зоне 415 покрытия и устройствами в третьей зоне 435 покрытия через спутник 405 связи с использованием, например, ресурсов двойной поляризации и связи, которые могут перекрываться во времени и/или по частоте. В то время как в настоящем документе описано применение круговых поляризаций, подобным образом могут быть реализованы другие поляризации с использованием аналогичных методик поляризации (например, применение одной или более поляризаций, выбранных из наборов поляризаций, которые имеют взаимную ортогональность).
Приведенная в качестве примера конфигурация 900 системы спутниковой связи на Фиг. 9 также отображает помеху 946 прямого восходящего канала связи и помеху 947 прямого нисходящего канала связи. Например, помеха 946 прямого восходящего канала связи может представлять помеху между восходящим каналом связи для прямого канала 836 связи и восходящим каналом связи для обратного канала 937 связи, при этом помеха 947 прямого восходящего канала связи может представлять помеху между нисходящим каналом связи для прямого канала 836 связи и нисходящим каналом связи для обратного канала 937 связи. Однако, поскольку прямой канал 836 связи и обратный канал 937 связи используют ортогональную поляризацию, помеха 946 прямого восходящего канала связи и помеха 947 прямого нисходящего канала связи не может быть существенно увеличена по сравнению с другими режимами работы и/или уровнем оценочных испытаний помех из-за разнесения по поляризации (например, –22 дБ). Таким образом, формирование луча в прямом канале 836 связи может осуществляться даже в пределах третьей зоны 435 покрытия.
Помеха 948 прямого восходящего канала связи может представлять помеху между восходящим каналом связи для прямого канала 838 связи и восходящим каналом связи для обратного канала 937 связи. Поскольку прямой канал 836 связи и прямой канал 937 связи не используют ортогональных поляризаций и третья зона 435 покрытия находится в пределах зоны облучения R1, восходящий канал связи прямого канала 836 связи может вызвать значительную помеху в восходящем канале связи для обратного канала 937 связи (например, на 22 дБ хуже чем, если третья зона 435 покрытия находится за пределами зоны облучения R1). Формирование луча приемных лучей для обратного канала 937 связи может минимизировать помеху 948 прямого восходящего канала связи, однако принимаемая на R1 мощность от помехи 948 прямого восходящего канала связи может снижать уровень сигналов для обратного канала 937 связи и, следовательно, снижать возможность для полной минимизации влияний на обратный канал 937 связи.
Помеха 949 прямого нисходящего канала связи может представлять помеху между нисходящим каналом связи прямого канала 838 связи и нисходящим каналом связи для обратного канала 937 связи, которые не используют ортогональных поляризаций. Помеха 949 прямого нисходящего канала связи может быть уменьшена из-за более низкого усиления R1 по сравнению с R3, но все же может вызывать значительную помеху, если энергия сигнала от нисходящего канала связи прямого канала 838 связи присутствует в третьей зоне 435 покрытия. Формирование луча прямого канала 838 связи может использоваться для минимизации помехи 949 прямого нисходящего канала связи (например, сведение к нулю энергии сигнала от прямого канала 838 связи в пределах третьей зоны 435 покрытия). В дополнительном или альтернативном варианте осуществления MCS и/или скорость кодирования для прямого канала 838 связи или обратного канала 937 связи могут быть адаптированы для учета помехи. Однако, это может соответственно снижать скорость передачи данных для этих систем связи. В альтернативном варианте осуществления, если система связи не использует процедуру минимизации помех, помехи могут снизить показатель качества сигнала (например, снизить SNR или SINR) для соответствующей связи, таким образом, аналогично снижая эффективную скорость передачи данных для связи.
В некоторых случаях часть шума и IM 946 и 948 (например, в частности, некоторые интермодуляционные частоты) могут быть следствием собственных помех. Например, паразитные соединения между компонентами антенн и ретрансляторов могут вызвать собственные помехи, которые могут ухудшать соответствующую систему связи. В таких случаях для подавления данных собственных помех могут использоваться процедуры подавления собственных помех (self-interference cancellation; SIC) (например, собственные помехи могут быть идентифицированы и минимизированы посредством активных процедур ил посредством фиксированных аппаратных средств).
Однако, в некоторых случаях в качестве альтернативы реализации методик минимизации помех спутник 405 связи может вместо этого переключиться в другой режим работы. Например, в соответствии с шестым режимом работы «D1», как показано и описано в настоящем документе на Фиг. 9, спутник 405 связи может предоставлять услуги связи прямого и обратного каналов связи устройствам, расположенным в первой зоне 415 покрытия. Соответственно, вместо выполнения методик минимизации конкретной помехи и/или подавления помех спутник 405 связи вместо этого может определять (например, в соответствии с командой, принимаемой от контроллера), что необходимо переключение в новый режим работы, например, второй режим работы «A1», как описано со ссылкой на Фиг. 5. То есть второй режим работы «A1» может также предоставлять услуги прямого и обратного каналов связи устройствам, расположенным в первой зоне покрытия, но может быть менее подвержен потере производительности из-за помех, например, как может происходить при шестом режиме «D1» работы. Однако, второй режим работы «A1» может обеспечивать немного сниженную максимальную скорость передачи данных по сравнению с шестым режимом «D1» работы. Подобным образом, если, например, запрос на услуги связи обратного канала связи является относительно низким, контроллер может определить, что необходимо переключение в режим работы с более высокой скоростью передачи данных прямого канала связи и более низким уровнем помех, но который может не обеспечивать услуги обратного канала связи (например, для устройств в третьей зоне 435 покрытия и/или на основании запроса от первой зоны 415 покрытия и/или второй зоны 425 покрытия). Соответственно, контроллер может динамически определять, на основании помех, а также других показателей и критериев, описанных в настоящем документе, что необходимо переключение в другой режим работы для условий, в которых может лучше подходить другой режим работы.
Хотя описание приводится со ссылкой на конфигурацию 900 системы спутниковой связи, показанной на Фиг. 9, аспекты этих методик минимизации, подавления и предотвращения помех могут использоваться для любых из режимов работы, как описано в настоящем документе.
На Фиг. 10 проиллюстрирована конфигурация 1000 системы спутниковой связи, которая поддерживает переключение между режимами работы систем формирования луча и спутников в соответствии с аспектами настоящего изобретения. Приведенная в качестве примера конфигурация 1000 системы спутниковой связи на Фиг. 10 иллюстрирует пример каналов связи и процедуры для спутника 405 связи для функционирования в соответствии с седьмым режимом работы, например, режимом работы «D2», как указано в таблице на Фиг. 3. Режим работы «D2» обеспечивает вторую конфигурацию 322 «2» обратного канала связи в комбинации с четвертой конфигурацией 314 «D» прямого канала связи, как описано со ссылкой на Фиг. 8.
В соответствии с седьмым режимом работы, показанным на Фиг. 10 (например, режим работы «D2»), спутник 405 связи может предоставлять услуги связи прямого канала связи устройствам, расположенным в первой зоне 415 покрытия, которая может обслуживаться устройствами (например, терминалами узлов доступа), расположенными в третьей зоне 435 покрытия через прямые каналы 836 и 838 связи, как подобным образом описано со ссылкой на Фиг. 8 (например, в соответствии с четвертой конфигурацией 314 «D» прямого канала).
Кроме того, в соответствии с седьмым режимом работы спутник 405 связи может ретранслировать сигналы обратного канала связи с RHCP между второй зоной 425 покрытия и третьей зоной 435 покрытия. Таким образом, услуги связи обратного канала связи могут предоставляться устройствам (например, пользовательским терминалам), расположенным во второй зоне 425 покрытия через терминалы узлов доступа, расположенные в третьей зоне 435 покрытия (например, в соответствии со второй конфигурацией 322 «2»). Например, для установления обратного канала 1039 связи спутник 405 связи может принимать сигналы обратного восходящего канала связи с RHCP от устройств (например, пользовательских терминалов) во второй зоне 425 покрытия через антенну R2 420 и ретранслятор, соответствующий сигналам обратного нисходящего канала связи с RHCP к устройствам (например, терминалам узлов доступа) в третьей зоне 435 покрытия через антенну R3 430. Соответственно, антенны передающих устройств (например, пользовательских терминалов) могут применять поляризацию RHCP для передачи сигналов по обратному каналу 1039 связи, причем антенны принимающих устройств (например, терминалов узлов доступа) могут использовать поляризацию RHCP для приема поляризованных сигналов по обратному каналу 1039 связи.
Приведенная в качестве примера конфигурация 1000 системы спутниковой связи на Фиг. 10 также отображает помеху 1046 прямого нисходящего канала связи и помеху 1048 прямого нисходящего канала связи. Помеха 1046 прямого восходящего канала связи может представлять помеху между нисходящим каналом связи для прямого канала 836 связи и нисходящим каналом связи для обратного канала 1039 связи, при этом помеха 1048 прямого восходящего канала связи может представлять помеху между нисходящим каналом связи для прямого канала 838 связи и нисходящим каналом связи для обратного канала 1039 связи. Поскольку прямой канал 836 связи и обратный канал 1039 связи используют ортогональную поляризацию, помеха 1046 прямого нисходящего канала связи не может быть существенно увеличена по сравнению с другими режимами работы и/или уровнем оценочных испытаний помех из-за разнесения по поляризации (например, –22 дБ). Таким образом, формирование луча в прямом канале 836 связи может осуществляться даже в пределах третьей зоны 435 покрытия.
Помеха 1048 прямого нисходящего канала связи может представлять помеху между нисходящим каналом связи прямого канала 838 связи и нисходящим каналом связи для обратного канала 1039 связи, которые не используют ортогональных поляризаций. Помеха 1048 прямого нисходящего канала связи может быть уменьшена из-за более низкого усиления R1 по сравнению с R3, но все же может вызывать значительную помеху, если энергия сигнала от нисходящего канала связи прямого канала 838 связи присутствует в третьей зоне 435 покрытия. Формирование луча прямого канала 838 связи может использоваться для минимизации помехи 1048 прямого нисходящего канала связи (например, сведение к нулю энергии сигнала от прямого канала 838 связи в пределах третьей зоны 435 покрытия). В дополнительном или альтернативном варианте осуществления MCS и/или скорость кодирования для прямого канала 838 связи или обратного канала 1048 связи могут быть адаптированы для учета помехи. Однако, это может соответственно снижать скорость передачи данных для этих систем связи. В альтернативном варианте осуществления, если система связи не использует процедуру минимизации помех, помехи могут снизить показатель качества сигнала (например, снизить SNR или SINR) для соответствующей связи, таким образом, аналогично снижая эффективную скорость передачи данных для связи.
На Фиг. 11 проиллюстрирован пример последовательности 1100 операций, которая поддерживает переключение между режимами работы систем формирования луча и спутников в соответствии с аспектами настоящего изобретения. В некоторых примерах последовательность 1100 операций может быть реализована с помощью аспектов системы спутниковой связи, как описано со ссылкой на Фиг. 1–10. Последовательность 1100 операций может выполняться контроллером 175 и может включать определение режимов работы для спутника связи, как описано со ссылкой на Фиг. 1–10. Могут быть использованы альтернативные примеры, причем некоторые стадии выполняются в порядке, отличном от описанного, или не выполняются вообще. В некоторых примерах стадии могут включать дополнительные элементы, не указанные ниже, или могут быть добавлены дополнительные стадии.
В 1110 контроллер может определять первый режим работы для спутника связи из набора режимов работы для предоставления услуг связи терминалам в пределах зоны обслуживания, которая включает первую зону покрытия, связанную с первой антенной спутника связи (например, зону покрытия R1, связанную с антенной R1) и вторую зону покрытия, связанную со второй антенной набора антенн (например, зону покрытия R3, связанную с антенной R3). В некоторых случаях вторая зона покрытия может включать по меньшей мере один терминал узла доступа (например, шлюз) для предоставления услуг связи через спутник связи. В некоторых случаях вторая зона покрытия может по меньшей мере частично перекрываться с первой зоной покрытия.
Первый режим работы может соответствовать первой конфигурации соответствующих поляризаций с по меньшей мере одной из набора антенн для принимаемых сигналов каждой из соответствующих поляризаций и по меньшей мере одной из набора антенн для передаваемых сигналов каждой из соответствующих поляризаций. В качестве иллюстративного примера для последовательности 1100 операций, первый режим работы может соответствовать конфигурации (например, включающей первую конфигурацию прямого канала связи) спутника связи в соответствии с режимом работы «D», например, как описано в настоящем документе со ссылкой на Фиг. 8–10.
В 1115 спутник связи может функционировать в соответствии с первым режимом работы. Например, в иллюстративном примере, в котором первый режим работы представляет собой режим работы «D» (например, «D» является первой конфигурацией прямого канала связи), спутник связи может использовать антенну R3 для приема сигналов прямого восходящего канала связи от терминалов узлов доступа в зоне покрытия R3, используя поляризации LHCP и RHCP, и спутник 405 связи может использовать антенну R1 (для передачи сигналов прямого нисходящего канала связи пользовательским терминалам в зоне покрытия R1, также используя поляризации LHCP и RHCP. То есть первая конфигурация может быть связана с каждой из соответствующих поляризаций с первой антенной для приема каждой из соответствующих поляризаций для направления первого канала связи (например, прямого канала связи) и второй антенной для передачи каждой из соответствующих поляризаций для направления первого канала связи.
В 1120 контроллер может определять второй режим работы из набора режимов работы для предоставления услуг связи для терминалов зоны обслуживания, причем второй режим работы соответствует второй конфигурации соответствующей поляризации с по меньшей мере одной из набора антенн для приема сигналов каждой из соответствующих поляризаций и по меньшей мере одной из набора антенн для передачи сигналов каждой из соответствующих поляризаций.
В некоторых примерах второй режим работы может отличаться от первой конфигурации. Например, спутник 405 связи может определять, что необходимо переключение в режим работы, который предоставляет услуги связи для другого набора терминалов, который иным образом распределяет ресурсы между терминалами разных зон покрытия, что увеличивает пропускную способность для терминалов в некоторых зонах покрытия, которые имеют разные характеристики помех (например, разные компромиссы между пропускной способностью и помехами) и другие аналогичные факторы. В иллюстративном примере последовательности 1100 операций, показанной на Фиг. 11, второй режим работы и вторая конфигурация могут соответствовать режиму работы «A», например, как описано в настоящем документе со ссылкой на Фиг. 4–7. В данном примере режим работы «A» может соответствовать второй конфигурации прямого канала связи, используемой спутником 405 связи.
В некоторых случаях спутник связи может функционировать в соответствии со вторым режимом работы в течение некоторого отрезка времени, например, количества временных интервалов цикла структуры цикла, например, как описано со ссылкой на Фиг. 2. В некоторых примерах контроллер может определять количество временных интервалов структуры цикла для работы спутника связи в соответствии со второй конфигурацией. В других примерах контроллер может определять последовательность, включающую несколько режимов работы и соответствующие длительности количества временных интервалов для каждого из режимов работы в последовательности (например, последовательности режимов работы для временных интервалов структуры цикла). В некоторых случаях последовательность может быть сконфигурирована или предварительно сконфигурирована для предоставления услуг связи в соответствии с некоторыми известными условиями.
В 1125 спутник связи может быть переключен из первого режима работы во второй режим работы. Например, спутник связи может переключаться из режима работы с использованием конфигурации «D» прямого канала связи (например, с использованием каждой поляризации для направления прямого канала связи) в режим работы с использованием конфигурации «A» прямого канала связи (например, с использованием одной поляризации для направления прямого канала связи). В простом примере из режима работы «D0» в режим работы «A1» спутник связи может переключаться с обеспечения двойной поляризации в направлении прямого канала связи для первой зоны покрытия и обеспечения одной поляризации в направлении прямого канала связи и одной поляризации в направлении обратного канала связи для первой зоны покрытия. В альтернативных вариантах осуществления каждый из первого режима работы и второго режима работы может представлять собой любой из режимов работы, описанных в настоящем документе.
В дополнительном или альтернативном варианте осуществления контроллер может определять событие динамического переключения для переключения режимов работы. Например, контроллер может определять, какая техническая характеристика, такая как показатель качества сигнала (например, SNR, SINR, EIRP и т.д.) удовлетворяет соответствующему пороговому значению для выполнения такого переключения. Например, контроллер может определять, что показатель качества сигнала опустился ниже требуемого целевого значения качества сигнала для конкретного канала связи (например, прямого канала связи, обратного канала связи) в первом режиме работы и может переключаться во второй режим работы для повышения показателя качества сигнала, что может привести к более эффективным каналам связи.
В 1130 спутник связи может функционировать в соответствии со вторым режимом работы. Например, в иллюстративном примере, в котором второй режим работы представляет собой режим работы «A», спутник 405 связи может использовать антенну R3 (например, отражатель R3) для приема сигналов прямого восходящего канала связи от терминалов узлов доступа в третьей зоне покрытия, используя поляризацию LHCP, и спутник связи может использовать антенну R1 (например, отражатель R1) для передачи сигналов прямого нисходящего канала связи пользовательским терминалам в зоне покрытия R1, также используя поляризацию LHCP.
В 1135 контроллер может определять третий режим работы из набора режимов работы для предоставления услуг связи для терминалов зоны обслуживания, причем третий режим работы соответствует третьей конфигурации соответствующей поляризации с по меньшей мере одной из набора антенн для приема сигналов каждой из соответствующих поляризаций и по меньшей мере одной из набора антенн для передачи сигналов каждой из соответствующих поляризаций.
В некоторых случаях третий режим работы может быть таким же, как первый режим работы. Например, контроллер может определять, что необходимо вернуться к первому режиму работы на основании факторов, указывающих, что первый режим работы обеспечивает улучшенное распределение ресурсов для набора пользовательских терминалов. Например, контроллер может определять, что необходимо переключить спутник связи назад в первый режим работы, как показано в 1140.
В альтернативном варианте третий режим работы может отличаться как от первого режима работы, так и от второго режима работы. Например, третий режим работы может представлять собой любой из оставшихся режимов работы (например, конфигурации 310 «A»–«H» прямого канала связи и дополнительно конфигурацию 320 обратного канала связи), как описано в настоящем документе. Например, третий режим работы может представлять собой конфигурацию «A» или «D» прямого канала связи с использованием конфигурации 320 обратного канала связи, отличной от первого режима работы и второго режима работы. Соответственно, в 1145 контроллер может переключать спутник связи из второго режима работы в третий режим работы.
В 1150 спутник 405 связи может функционировать в соответствии с третьим режимом работы. Например, в иллюстративном примере, в котором третий режим работы представляет собой режим работы «D2», спутник 405 связи может, таким же образом как в первой конфигурации (например, «D0»), использовать антенну R3 (например, отражатель R3) для приема сигналов прямого восходящего канала связи от терминалов узлов доступа, используя поляризацию LHCP и RHCP (например двойную поляризацию), и спутник 405 связи может использовать антенну R1 (например, отражатель R1) для передачи сигналов прямого нисходящего канала связи пользовательским терминалам в зоне покрытия R1, также используя двойную поляризацию LHCP/RHCP.
Кроме того, с другой стороны, в третьем режиме работы спутник 405 связи может функционировать с использованием конфигурации «2» обратного канала связи. Соответственно, спутник 405 связи может использовать антенну R3 для приема сигналов обратного восходящего канала связи от пользовательских терминалов в третьей зоне покрытия и ретрансляции соответствующих сигналов обратного нисходящего канала связи к терминалам узлов доступа в зоне покрытия R3. В данном примере сигналы обратного канала связи (например, сигналы обратного восходящего канала связи и сигналы обратного нисходящего канала связи) могут передаваться с использованием поляризации RHCP (например, в соответствии с конфигурацией «2», как описано в настоящем документе).
В некоторых случаях спутник связи может функционировать в соответствии с третьим режимом работы для некоторого отрезка времени, например, в соответствии с определенным количеством временных интервалов для функционирования в третьем режиме работы в соответствии со структурой цикла (например, определенной в 1135). В других примерах спутник связи может функционировать в соответствии с третьим режимом работы в течение количества временных интервалов в последовательности режимов работы (например, для каждого из одного или более циклов), которые могут быть предварительно определены или сконфигурированы.
На Фиг. 12 проиллюстрирована конфигурация системы 1200 спутниковой связи, которая поддерживает переключение между режимами работы систем формирования луча и спутников в соответствии с аспектами настоящего изобретения. Приведенная в качестве примера конфигурация 1200 системы спутниковой связи на Фиг. 12 иллюстрирует пример каналов связи и процедуры для спутника 405 связи для функционирования в соответствии с восьмым режимом работы, например, режимом работы «B0», как описано со ссылкой на Фиг. 3. Режим работы «B0» обеспечивает вторую конфигурацию 312 «B» прямого канала связи без конфигурации обратного канала связи.
В соответствии с восьмым режимом работы, показанным на Фиг. 12 (например, режим работы «B0»), спутник 405 связи может предоставлять услуги связи прямого канала связи устройствам, расположенным во второй зоне 425 покрытия, которая может обслуживаться устройствами (например, терминалами узлов доступа), расположенными в третьей зоне 435 покрытия через прямые каналы 1240 и 1241 связи.
Как показано в приведенной в качестве примера конфигурации 1200 системы спутниковой связи на Фиг. 12, сигналы могут передаваться между устройствами в третьей зоне 435 покрытия и второй зоне 425 покрытия с использованием двойной поляризации. Например, сигналы, передаваемые по прямому каналу 1240 связи, могут быть поляризованы с использованием первой поляризации, в данном случае — LHCP, и сигналы, передаваемые по прямому каналу 1241 связи, могут быть поляризованы с использованием второй поляризации, в данном случае — RHCP. Соответственно, антенны передающих устройств (например, терминалов узлов доступа) могут применять поляризацию LHCP для передачи сигналов по прямому каналу 1240 связи, причем антенны соответствующих принимающих устройств (например, пользовательских терминалов) могут подобным образом использовать поляризацию LHCP для приема поляризованных сигналов по прямому каналу 1240 связи. Подобным образом, антенны передающих устройств (например, терминалов узлов доступа) могут применять поляризацию RHCP для передачи сигналов по прямому каналу 1241 связи, причем антенны соответствующих принимающих устройств (например, пользовательских терминалов) могут использовать поляризацию RHCP для приема поляризованных сигналов по прямому каналу 1241 связи.
Как подобным образом описано в настоящем документе, восьмой режим работы показан как режим работы «B0». Как проиллюстрировано на Фиг. 12 и подобным образом описано со ссылкой на Фиг. 3, обозначение «0» режима работы «B0» указывает, что восьмой режим работы не включает конфигурацию обратного канала связи. Режимы работы «B1», «B2» и «B3», как описано ниже со ссылкой на Фиг. 13–15, например, обеспечивают конфигурации обратного канала связи в комбинации с конфигурацией 312 «B» второго прямого канала связи, показанного и описанного в настоящем документе на Фиг. 12.
На Фиг. 13 проиллюстрирована конфигурация системы 1300 спутниковой связи, которая поддерживает переключение между режимами работы систем формирования луча и спутников в соответствии с аспектами настоящего изобретения. Приведенная в качестве примера конфигурация 1300 системы спутниковой связи на Фиг. 13 иллюстрирует пример каналов связи и процедуры для спутника 405 связи для функционирования в соответствии с девятым режимом работы, например, режимом работы «B1», как указано в таблице на Фиг. 3. Режим работы «B1» обеспечивает первую конфигурацию 321 «1» обратного канала связи в комбинации со второй конфигурацией 312 «B» прямого канала связи, как описано со ссылкой на Фиг. 12.
В соответствии с девятым режимом работы, показанным на Фиг. 13 (например, режим работы «B1»), спутник 405 связи может предоставлять услуги связи прямого канала связи устройствам, расположенным во второй зоне 425 покрытия, которая может обслуживаться устройствами (например, терминалами узлов доступа), расположенными в третьей зоне 435 покрытия через прямые каналы 1240 и 1241 связи, как подобным образом описано со ссылкой на Фиг. 12 (например, в соответствии со второй конфигурацией 312 «B» прямого канала).
Кроме того, в соответствии с девятым режимом работы спутник 405 связи может ретранслировать сигналы обратного канала связи между первой зоной 415 покрытия и третьей зоной 435 покрытия. Таким образом, услуги связи обратного канала связи могут предоставляться устройствам (например, пользовательским терминалам), расположенным в первой зоне 415 покрытия (например, которая может включать или по меньшей мере частично перекрываться со второй зоной 425 покрытия) через терминалы узлов доступа, расположенные в третьей зоне 435 покрытия (например, в соответствии с первой конфигурацией 321 «1» обратного канала связи). Например, для установления обратного канала 1337 связи спутник 405 связи может принимать сигналы обратного восходящего канала связи с RHCP от устройств (например, пользовательских терминалов) в первой зоне 415 покрытия через антенну R1 410 и ретранслятор, соответствующий сигналам обратного нисходящего канала связи с RHCP к устройствам (например, терминалам узлов доступа) в третьей зоне 435 покрытия через антенну R3 430.
Соответственно, спутник 405 связи может быть выполнен с возможностью предоставления прямых каналов связи с двойной поляризацией (например, прямых каналов связи 1240 и 1241) для второй зоны 425 покрытия, при этом предоставляя один обратный канал 1337 связи для первой зоны покрытия. Посредством первой зоны покрытия, включающей или перекрывающейся со второй зоной покрытия, спутник 405 связи также может предоставлять обратный канал связи для устройств во второй зоне покрытия, предоставляя прямой канал связи через один или оба прямых канала связи 1240 и 1241.
Приведенная в качестве примера конфигурация 1300 системы спутниковой связи на Фиг. 13 также отображает помеху 1345 прямого восходящего канала связи и помеху 1347 прямого восходящего канала связи. Помеха 1345 прямого восходящего канала связи может представлять помеху между восходящим каналом связи для прямого канала 1240 связи и восходящим каналом связи для обратного канала 1337 связи. Однако, поскольку прямой канал 1240 связи и обратный канал 1337 связи используют ортогональную поляризацию, помеха 1345 прямого восходящего канала связи не может быть существенно увеличена по сравнению с другими режимами работы и/или уровнем оценочных испытаний помех из-за разнесения по поляризации (например, –22 дБ).
Помеха 1347 прямого восходящего канала связи может представлять помеху между восходящим каналом связи для прямого канала 1241 связи и восходящим каналом связи для обратного канала 1337 связи. Поскольку прямой канал 1241 связи и прямой канал 1337 связи не используют ортогональных поляризаций и третья зона 435 покрытия находится в пределах зоны облучения R1, восходящий канал связи прямого канала 1241 связи может вызвать значительную помеху в восходящем канале связи для обратного канала 1337 связи (например, на 22 дБ хуже чем, если третья зона 435 покрытия находится за пределами зоны облучения R1). Формирование луча приемных лучей для обратного канала 1337 связи может минимизировать помеху 1347 прямого восходящего канала связи, однако принимаемая на R1 мощность от помехи 1347 прямого восходящего канала связи может снижать уровень сигналов для обратного канала 1337 связи и, следовательно, снижать возможность для полной минимизации влияний на обратный канал 1337 связи.
На Фиг. 14 проиллюстрирована конфигурация системы 1400 спутниковой связи, которая поддерживает переключение между режимами работы систем формирования луча и спутников в соответствии с аспектами настоящего изобретения. Приведенная в качестве примера конфигурация 1400 системы спутниковой связи на Фиг. 14 иллюстрирует пример каналов связи и процедуры для спутника 405 связи для функционирования в соответствии с десятым режимом работы, например, режимом работы «B2», как указано в таблице на Фиг. 3. Режим работы «B2» обеспечивает вторую конфигурацию 322 «2» обратного канала связи в комбинации со второй конфигурацией 312 «B» прямого канала связи, как описано со ссылкой на Фиг. 12.
В соответствии с десятым режимом работы, показанным на Фиг. 14 (например, режим работы «B2»), спутник 405 связи может предоставлять услуги связи прямого канала связи устройствам, расположенным во второй зоне 425 покрытия, которая может обслуживаться устройствами (например, терминалами узлов доступа), расположенными в третьей зоне 435 покрытия через прямые каналы 1240 и 1241 связи, как подобным образом описано со ссылкой на Фиг. 12 (например, в соответствии со второй конфигурацией 312 «B» прямого канала).
Кроме того, в соответствии с десятым режимом работы спутник 405 связи может ретранслировать сигналы обратного канала связи между второй зоной 425 покрытия и третьей зоной 435 покрытия. Таким образом, услуги связи обратного канала связи могут предоставляться устройствам (например, пользовательским терминалам), расположенным во второй зоне 425 покрытия через терминалы узлов доступа, расположенные в третьей зоне 435 покрытия (например, в соответствии со второй конфигурацией 322 «2»). Например, для установления обратного канала 1439 связи спутник 405 связи может принимать сигналы обратного восходящего канала связи с RHCP от устройств (например, пользовательских терминалов) во второй зоне 425 покрытия через антенну R2 420 и ретранслятор, соответствующий сигналам обратного нисходящего канала связи с RHCP к устройствам (например, терминалам узлов доступа) в третьей зоне 435 покрытия через антенну R3 430. Соответственно, антенны передающих устройств (например, пользовательских терминалов) могут применять поляризацию RHCP для передачи сигналов по обратному каналу 1439 связи, причем антенны принимающих устройств (например, терминалов узлов доступа) могут использовать поляризацию RHCP для приема поляризованных сигналов по обратному каналу 1439 связи.
На Фиг. 15 проиллюстрирована конфигурация системы 1500 спутниковой связи, которая поддерживает переключение между режимами работы систем формирования луча и спутников в соответствии с аспектами настоящего изобретения. Приведенная в качестве примера конфигурация 1500 системы спутниковой связи на Фиг. 15 обеспечивает пример гипотетического режима работы, который в некоторых реализациях может быть неработоспособным или недоступным. Гипотетический режим работы, описанный на Фиг. 15 может называться одиннадцатым режимом работы, который может представлять собой, например, режим работы «B3», как указано в таблице на Фиг. 3. Режим работы «B3» пытается реализовать третью конфигурацию 323 «3» обратного канала связи в комбинации со второй конфигурацией 312 «B» прямого канала связи, как описано со ссылкой на Фиг. 12.
В соответствии с одиннадцатым режимом работы, показанным на Фиг. 15 (например, режим работы «B3»), спутник 405 связи может предоставлять услуги связи прямого канала связи устройствам, расположенным во второй зоне 425 покрытия, которая обслуживается устройствами (например, терминалами узлов доступа), расположенными в третьей зоне 435 покрытия через прямые каналы 1240 и 1241 связи, как подобным образом описано со ссылкой на Фиг. 12 (например, в соответствии со второй конфигурацией 312 «B» прямого канала).
Кроме того, в соответствии с одиннадцатым режимом работы спутник 405 связи предоставляет услуги связи обратного канала связи устройствам, расположенным в третьей зоне 435 покрытия (например, в соответствии с третьей конфигурацией 323 «3» обратного канала связи). Например, для установления обратного канала 1542 связи спутник 405 связи принимает сигналы обратного восходящего канала связи от устройств (например, пользовательских терминалов) в третьей зоне 435 покрытия через антенну R3 430 и ретрансляторы, соответствующие сигналам обратного нисходящего канала связи к другим устройствам (например, терминалам узлов доступа) в третьей зоне 435 покрытия через антенну R3 430. В соответствии с третьей конфигурацией 323 обратного канала связи сигналы, передаваемые по обратному каналу 1542 связи, могут быть поляризованы с использованием одной или двух поляризаций, например, RHCP. Соответственно, пользовательские терминалы будут применять поляризацию RHCP для передачи сигналов по обратному каналу 1542 связи, причем терминалы узлов доступа будут подобным образом использовать поляризацию RHCP для приема поляризованных сигналов по обратному каналу 1542 связи.
Однако, одиннадцатый режим работы не может быть практически реализован в спутнике 405 связи, как описано в настоящем документе. Как показано на Фиг. 15, элементы RHCP антенны антенны R3 могут быть выполнен с возможностью приема прямого восходящего канала связи для прямого канала 1241 связи от терминалов узлов доступа в третьей зоне 435 покрытия и ретрансляции этих сигналов через антенну R2 420. Таким образом, эти элементы могут быть недоступны для приема сигналов обратного восходящего канала связи с RHCP от пользовательских терминалов в третьей зоне 435 покрытия. Таким образом, одиннадцатый режим работы, проиллюстрированный на Фиг. 15, представляет собой один пример режима работы, который в некоторых реализациях может быть непригодным или недоступным. Конфигурация системы спутниковой связи для других аналогичных режимов работы, как показано в таблице на Фиг. 3 (например, режимы «D3», «E3», «F3», «G3» и «H3») опущены для краткости.
На Фиг. 16 проиллюстрирована конфигурация системы 1600 спутниковой связи, которая поддерживает переключение между режимами работы систем формирования луча и спутников в соответствии с аспектами настоящего изобретения. Приведенная в качестве примера конфигурация 400 системы спутниковой связи на Фиг. 4 иллюстрирует пример каналов связи и процедуры для спутника 405 связи для функционирования в соответствии с двенадцатым режимом работы, например, режимом работы «C0», как описано со ссылкой на Фиг. 3. Режим работы «C0» обеспечивает третью конфигурацию 313 «C» прямого канала связи без конфигурации обратного канала связи.
В соответствии с двенадцатым режимом работы, показанным на Фиг. 16 (например, режим работы «C0»), спутник 405 связи может предоставлять услуги связи прямого канала связи устройствам (например, пользовательским терминалам), расположенным в третьей зоне 435 покрытия, которая может обслуживаться другими устройствами (например, терминалами узлов доступа), расположенными в третьей зоне 435 покрытия через прямой канал 1643 связи.
Как показано в приведенной в качестве примера конфигурации 1600 системы спутниковой связи на Фиг. 16, сигналы, передаваемые по прямому каналу 1643 связи, могут быть поляризованы с использованием первой поляризации, которой является LHCP. Соответственно, антенны передающих устройств (например, терминалов узлов доступа) могут применять поляризацию LHCP для передачи сигналов по прямому каналу 1643 связи, причем антенны принимающих устройств (например, пользовательских терминалов) могут подобным образом использовать поляризацию LHCP для приема поляризованных сигналов по прямому каналу 1643 связи.
Как подобным образом описано в настоящем документе, двенадцатый режим работы показан как режим работы «C0». Как проиллюстрировано на Фиг. 16 и подобным образом описано со ссылкой на Фиг. 3, обозначение «0» режима работы «C0» указывает, что двенадцатый режим работы не включает конфигурацию обратного канала связи. Режимы работы «C1», «C2» и «C3», как описано ниже со ссылкой на Фиг. 17–19, например, обеспечивают конфигурации обратного канала связи в комбинации с конфигурацией 313 «C» третьего прямого канала связи, показанного и описанного в настоящем документе на Фиг. 16.
На Фиг. 17 проиллюстрирована конфигурация системы 1700 спутниковой связи, которая поддерживает переключение между режимами работы систем формирования луча и спутников в соответствии с аспектами настоящего изобретения. Приведенная в качестве примера конфигурация 1700 системы спутниковой связи на Фиг. 17 иллюстрирует пример каналов связи и процедуры для спутника 405 связи для функционирования в соответствии с тринадцатым режимом работы, например, режимом работы «C1», как указано в таблице на Фиг. 3. Режим работы «C1» обеспечивает первую конфигурацию 321 «1» обратного канала связи в комбинации с третьей конфигурацией 313 «C» прямого канала связи, как описано со ссылкой на Фиг. 16.
В соответствии с тринадцатым режимом работы, показанным на Фиг. 17 (например, режим работы «C1»), спутник 405 связи может предоставлять услуги связи прямого канала связи пользовательским терминалам, расположенным в третьей зоне 435 покрытия, посредством терминалов узлов доступа, расположенных в третьей зоне 435 покрытия, через прямой канал 1643 связи, как подобным образом описано со ссылкой на Фиг. 16 (например, в соответствии с третьей конфигурацией 313 «C» прямого канала).
Кроме того, в соответствии с тринадцатым режимом работы спутник 405 связи может ретранслировать сигналы обратного канала связи между первой зоной 415 покрытия и третьей зоной 435 покрытия через обратный канал 1737 связи. Таким образом, услуги связи обратного канала связи могут предоставляться устройствам (например, пользовательским терминалам), расположенным в первой зоне 415 покрытия (например, которая может включать пользовательские терминалы в третьей зоне покрытия, предоставляющей услуги связи прямого канала связи через прямой канал 1643 связи) через терминалы узлов доступа, расположенные в третьей зоне 435 покрытия (например, в соответствии с первой конфигурацией 321 «1» обратного канала связи). Например, для установления обратного канала 1737 связи спутник 405 связи может принимать сигналы обратного восходящего канала связи с RHCP от устройств (например, пользовательских терминалов) в первой зоне 415 покрытия через антенну R1 410 и ретранслятор, соответствующий сигналам обратного нисходящего канала связи с RHCP к устройствам (например, терминалам узлов доступа) в третьей зоне 435 покрытия через антенну R3 430. Соответственно, пользовательские терминалы могут применять поляризацию RHCP для передачи сигналов по обратному каналу 1737 связи, причем терминалы узлов доступа могут использовать поляризацию RHCP для приема поляризованных сигналов по обратному каналу 1737 связи.
Приведенная в качестве примера конфигурация 1700 системы спутниковой связи на Фиг. 17 также отображает помеху 1745 прямого восходящего канала связи. Например, помеха 1745 прямого восходящего канала связи может представлять помеху между восходящим каналом связи для прямого канала 1643 связи и восходящим каналом связи для обратного канала 1737 связи. Однако, поскольку прямой канал 1643 связи и обратный канал 1737 связи используют ортогональную поляризацию, помеха 1745 прямого восходящего канала связи не может быть существенно увеличена по сравнению с другими режимами работы и/или уровнем оценочных испытаний помех из-за разнесения по поляризации (например, –22 дБ). В дополнительном или альтернативном варианте осуществления, в некоторых случаях, EIRP, используемая для передачи по прямому каналу 1643 связи может быть относительно увеличена (например, отношение C/I для прямого канала 1643 связи может быть увеличено с 3 до 8 дБ), что может также, в некоторых случаях, вызывать помеху нисходящего канала связи (например, на 14 дБ по сравнению с режимами, в которых прямой канал связи не передается антенной R3 430).
На Фиг. 18 проиллюстрирована конфигурация системы 1800 спутниковой связи, которая поддерживает переключение между режимами работы систем формирования луча и спутников в соответствии с аспектами настоящего изобретения. Приведенная в качестве примера конфигурация 1800 системы спутниковой связи на Фиг. 18 иллюстрирует пример каналов связи и процедуры для спутника 405 связи для функционирования в соответствии с четырнадцатым режимом работы, например, режимом работы «C2», как указано в таблице на Фиг. 3. Режим работы «C2» обеспечивает вторую конфигурацию 322 «2» обратного канала связи в комбинации с третьей конфигурацией 313 «C» прямого канала связи, как описано со ссылкой на Фиг. 16.
В соответствии с четырнадцатым режимом работы, показанным на Фиг. 18 (например, режим работы «C1»), спутник 405 связи может предоставлять услуги связи прямого канала связи пользовательским терминалам, расположенным в третьей зоне 435 покрытия, посредством терминалов узлов доступа, расположенных в третьей зоне 435 покрытия через прямой канал 1643 связи, как подобным образом описано со ссылкой на Фиг. 16 (например, в соответствии с третьей конфигурацией 313 «C» прямого канала).
Кроме того, в соответствии с четырнадцатым режимом работы спутник 405 связи может ретранслировать сигналы обратного канала связи между второй зоной 425 покрытия и третьей зоной 435 покрытия. Таким образом, услуги связи обратного канала связи могут предоставляться устройствам (например, пользовательским терминалам), расположенным во второй зоне 425 покрытия через терминалы узлов доступа, расположенные в третьей зоне 435 покрытия (например, в соответствии со второй конфигурацией 322 «2»). Например, для установления обратного канала 1839 связи спутник 405 связи может принимать сигналы обратного восходящего канала связи с RHCP от устройств (например, пользовательских терминалов) во второй зоне 425 покрытия через антенну R2 420 и ретранслятор, соответствующий сигналам обратного нисходящего канала связи с RHCP к устройствам (например, терминалам узлов доступа) в третьей зоне 435 покрытия через антенну R3 430. Соответственно, антенны передающих устройств (например, пользовательских терминалов) могут применять поляризацию RHCP для передачи сигналов по обратному каналу 1839 связи, причем антенны принимающих устройств (например, терминалов узлов доступа) могут использовать поляризацию RHCP для приема поляризованных сигналов по обратному каналу 1839 связи.
В некоторых случаях четырнадцатый режим работы, показанный на Фиг. 18 может включать помеху нисходящего канала связи, которая могут потенциально ухудшать качество сигнала сигналов, передаваемых в третьей зоне 435 покрытия через спутник 405 связи. Например, устройства в третьей зоне 435 покрытия могут принимать сигналы по обратному каналу 1839 связи и по части нисходящего канала прямого канала 1643 связи с использованием временно-частотных ресурсов, которые могут по меньшей мере частично перекрываться с временно-частотными ресурсами в третьей зоне 435 покрытия прямого канала 1643 связи. Однако, как показано для четырнадцатого режима работы, прямой канал 1643 связи и обратный канал 1839 связи могут использовать ортогональную поляризацию, например, обеспечивая разнесение по поляризации. Соответственно, помехи нисходящего канала связи не могут быть существенно увеличены по сравнению с другими режимами работы и/или уровнем оценочных испытаний помех (как подобным образом указывается в таблице, описанной со ссылкой на Фиг. 3). В дополнительном или альтернативном варианте осуществления, в некоторых случаях, EIRP, используемая для передачи по прямому каналу 1643 связи может быть относительно увеличена (например, отношение C/I для прямого канала 1643 связи может быть увеличено с 3 до 8 дБ), что может, в некоторых случаях, увеличить уровень помех нисходящего канала связи (например, на 14 дБ по сравнению с оценочными испытаниями) в обратном канале 1839 связи.
На Фиг. 19 проиллюстрирована конфигурация системы 1900 спутниковой связи, которая поддерживает переключение между режимами работы систем формирования луча и спутников в соответствии с аспектами настоящего изобретения. Приведенная в качестве примера конфигурация 1900 системы спутниковой связи на Фиг. 19 иллюстрирует пример каналов связи и процедуры для спутника 405 связи для функционирования в соответствии с пятнадцатым режимом работы, например, режимом работы «C3», как указано в таблице на Фиг. 3. Режим работы «C3» обеспечивает третью конфигурацию 323 «3» обратного канала связи в комбинации с третьей конфигурацией 313 «C» прямого канала связи, как описано со ссылкой на Фиг. 16.
В соответствии с пятнадцатым режимом работы, показанным на Фиг. 19 (например, режим работы «C1»), спутник 405 связи может предоставлять услуги связи прямого канала связи пользовательским терминалам, расположенным в третьей зоне 435 покрытия, посредством терминалов узлов доступа, расположенных в третьей зоне 435 покрытия через прямой канал 1643 связи, как подобным образом описано со ссылкой на Фиг. 16 (например, в соответствии с третьей конфигурацией 313 «C» прямого канала).
Кроме того, в соответствии с пятнадцатым режимом работы спутник 405 связи может ретранслировать сигналы обратного канала связи между пользовательскими терминалами в третьей зоне 435 покрытия и терминалами узлов доступа в третьей зоне 435 покрытия. Таким образом, услуги связи обратного канала связи могут предоставляться пользовательским терминалам, расположенным в третьей зоне 435 покрытия через терминалы узлов доступа, расположенные в третьей зоне 435 покрытия (например, в соответствии с третьей конфигурацией 323 «3»). Например, для установления обратного канала 1942 связи спутник 405 связи может принимать сигналы обратного восходящего канала связи с RHCP от пользовательских терминалов в третьей зоне 435 покрытия через антенну R3 430 и ретранслятор, соответствующий сигналам обратного нисходящего канала связи к терминалам узлов доступа в третьей зоне 435 покрытия через антенну R3 430.
В некоторых случаях пятнадцатый режим работы, показанный на Фиг. 19 может включать помеху нисходящего канала связи, которая могут потенциально ухудшать качество сигнала сигналов, передаваемых в третьей зоне 435 покрытия через спутник 405 связи. Например, пользовательские терминалы в третьей зоне 435 покрытия могут принимать сигналы по части нисходящего канала связи прямого канала 1643 связи с использованием временно-частотных ресурсов, которые могут по меньшей мере частично перекрываться с временно-частотными ресурсами, используемыми частью нисходящего канала связи обратного канала 1942 связи. Однако, как показано для пятнадцатого режима работы, прямой канал 1643 связи и обратный канал 1942 связи могут использовать ортогональную поляризацию, например, обеспечивая разнесение по поляризации. Соответственно, в некоторых случаях помехи нисходящего канала связи не могут быть существенно увеличены по сравнению с другими режимами работы и/или уровнем оценочных испытаний помех (как подобным образом указывается в таблице, описанной со ссылкой на Фиг. 3). В дополнительном или альтернативном варианте осуществления, в некоторых случаях, EIRP, используемая для передачи по прямому каналу 1643 связи может быть относительно увеличена (например, отношение C/I для прямого канала 1643 связи может быть увеличено с 3 до 8 дБ), что может, в некоторых случаях, увеличить уровень помех нисходящего канала связи (например, на 14 дБ по сравнению с оценочными испытаниями).
На Фиг. 20 проиллюстрирована конфигурация системы 2000 спутниковой связи, которая поддерживает переключение между режимами работы систем формирования луча и спутников в соответствии с аспектами настоящего изобретения. Приведенная в качестве примера конфигурация 2000 системы спутниковой связи на Фиг. 20 иллюстрирует пример каналов связи и процедуры для спутника 405 связи для функционирования в соответствии с шестнадцатым режимом работы, например, режимом работы «E0», как описано со ссылкой на Фиг. 3. Режим работы «E0» обеспечивает пятую конфигурацию 315 «E» прямого канала связи без конфигурации обратного канала связи.
В соответствии с шестнадцатым режимом работы, показанным на Фиг. 20 (например, режим работы «E0»), спутник 405 связи может предоставлять услуги связи прямого канала связи устройствам, расположенным в первой зоне 415 покрытия и второй зоне 425 покрытия, каждая из которых может обслуживаться устройствами (например, терминалами узлов доступа), расположенными в третьей зоне 435 покрытия через прямые каналы 2036 и 2041 связи соответственно.
Как показано в приведенной в качестве примера конфигурации 2000 системы спутниковой связи на Фиг. 20, сигналы могут передаваться между устройствами в третьей зоне 435 покрытия и соответствующими устройствами в первой зоне 415 покрытия и второй зоне 425 покрытия с использованием двойной поляризации. Например, сигналы, передаваемые по прямому каналу 2036 связи, могут быть поляризованы с использованием первой поляризации, в данном случае — LHCP, и сигналы, передаваемые по прямому каналу 2041 связи, могут быть поляризованы с использованием второй поляризации, в данном случае — RHCP. Соответственно, антенны передающих устройств (например, терминалов узлов доступа) могут применять поляризацию LHCP для передачи сигналов по прямому каналу 2036 связи, причем антенны соответствующих принимающих устройств (например, пользовательских терминалов) могут подобным образом использовать поляризацию LHCP для приема поляризованных сигналов по прямому каналу 2036 связи. Подобным образом, антенны передающих устройств могут применять поляризацию RHCP для передачи сигналов по прямому каналу 2041 связи, причем антенны соответствующих принимающих устройств могут использовать поляризацию RHCP для приема поляризованных сигналов по прямому каналу 2041 связи.
Приведенная в качестве примера конфигурация 2000 системы спутниковой связи на Фиг. 20 также показан шум и IM 2046, который может потенциально ухудшать качество сигнала сигналов, передаваемых в третьей зоне 435 покрытия через спутник 405 связи. Как показано для шестнадцатого режима работы, прямой канал 2036 связи и прямой канал 2041 связи могут использовать ортогональную поляризацию, например, обеспечивая разнесение по поляризации. Соответственно, шум и IM 2046 не могут быть существенно увеличены по сравнению с другими режимами работы и/или уровнем оценочных испытаний помех.
Как подобным образом описано в настоящем документе, шестнадцатый режим работы показан как режим работы «E0». Как проиллюстрировано на Фиг. 20 и подобным образом описано со ссылкой на Фиг. 3, обозначение «0» режима работы «E0» указывает, что шестнадцатый режим работы не включает конфигурацию обратного канала связи. Режимы работы «E1» и «E2», как описано ниже со ссылкой на Фиг. 21 и 22, например, обеспечивают конфигурации обратного канала связи в комбинации с конфигурацией 315 «E» пятого прямого канала связи, показанного и описанного в настоящем документе на Фиг. 20.
На Фиг. 21 проиллюстрирована конфигурация системы 2100 спутниковой связи, которая поддерживает переключение между режимами работы систем формирования луча и спутников в соответствии с аспектами настоящего изобретения. Приведенная в качестве примера конфигурация 2100 системы спутниковой связи на Фиг. 21 иллюстрирует пример каналов связи и процедуры для спутника 405 связи для функционирования в соответствии с семнадцатым режимом работы, например, режимом работы «E1», как указано в таблице на Фиг. 3. Режим работы «E1» обеспечивает первую конфигурацию 321 «1» обратного канала связи в комбинации с пятой конфигурацией 315 «E» прямого канала связи, как описано со ссылкой на Фиг. 20.
В соответствии с семнадцатым режимом работы, показанным на Фиг. 21 (например, режим работы «E1»), спутник 405 связи может предоставлять услуги связи прямого канала связи устройствам, расположенным в первой зоне 415 покрытия и второй зоне 425 покрытия, каждая из которых может обслуживаться устройствами (например, терминалами узлов доступа), расположенными в третьей зоне 435 покрытия через прямые каналы 2036 и 2041 связи соответственно, как подобным образом описано со ссылкой на Фиг. 20 (например, в соответствии с пятой конфигурацией 315 «E» прямого канала).
В соответствии с семнадцатым режимом работы спутник 405 связи может ретранслировать сигналы обратного канала связи между первой зоной 415 покрытия и третьей зоной 435 покрытия в дополнение к прямым каналам 2036 и 2041 связи. Таким образом, услуги связи обратного канала связи могут предоставляться устройствам (например, пользовательским терминалам), расположенным в первой зоне 415 покрытия через терминалы узлов доступа, расположенные в третьей зоне 435 покрытия (например, в соответствии с первой конфигурацией 321 «1» обратного канала связи). Например, для установления обратного канала 2137 связи спутник 405 связи может принимать сигналы обратного восходящего канала связи с RHCP от устройств (например, пользовательских терминалов) в первой зоне 415 покрытия через антенну R1 410 и ретранслятор, соответствующий сигналам обратного нисходящего канала связи с RHCP к терминалам узлов доступа в третьей зоне 435 покрытия через антенну R3 430. Соответственно, антенны передающих устройств (например, пользовательских терминалов) могут применять поляризацию RHCP для передачи сигналов по обратному каналу 2137 связи, причем антенны принимающих устройств (например, терминалов узлов доступа) могут использовать поляризацию RHCP для приема поляризованных сигналов по обратному каналу 2137 связи.
Приведенная в качестве примера конфигурация 2100 системы спутниковой связи на Фиг. 21 также отображает как помеху 2147 прямого восходящего канала связи, так и шум и IM 2146. Помеха 2147 прямого восходящего канала связи может представлять помеху между восходящим каналом связи для прямого канала 2041 связи и восходящим каналом связи для обратного канала 2137 связи. Поскольку прямой канал 2041 связи и прямой канал 2137 связи не используют ортогональных поляризаций и третья зона 435 покрытия находится в пределах зоны облучения R1, восходящий канал связи прямого канала 2041 связи может вызвать значительную помеху в восходящем канале связи для обратного канала 2137 связи (например, на 22 дБ хуже чем, если третья зона 435 покрытия находится за пределами зоны облучения R1). Формирование луча приемных лучей для обратного канала 2137 связи может минимизировать помеху 2147 прямого восходящего канала связи, однако принимаемая на R1 мощность от помехи 2147 прямого восходящего канала связи может снижать уровень сигналов для обратного канала 2137 связи и, следовательно, снижать возможность для полной минимизации влияний на обратный канал 2137 связи. Шум и IM 2146 могут быть аналогичны шуму и IM 2046, описанным выше, и поэтому не могут быть существенно увеличены по сравнению с другими режимами работы и/или уровнем оценочных испытаний помех.
На Фиг. 22 проиллюстрирована конфигурация системы 2200 спутниковой связи, которая поддерживает переключение между режимами работы систем формирования луча и спутников в соответствии с аспектами настоящего изобретения. Приведенная в качестве примера конфигурация 2200 системы спутниковой связи на Фиг. 22 иллюстрирует пример каналов связи и процедуры для спутника 405 связи для функционирования в соответствии с восемнадцатым режимом работы, например, режимом работы «E2», как указано в таблице на Фиг. 3. Режим работы «E2» обеспечивает вторую конфигурацию 322 «2» обратного канала связи в комбинации с пятой конфигурацией 315 «E» прямого канала связи, как описано со ссылкой на Фиг. 20.
В соответствии с восемнадцатым режимом работы, показанным на Фиг. 22 (например, режим работы «E2»), спутник 405 связи может предоставлять услуги связи прямого канала связи устройствам, расположенным в первой зоне 415 покрытия и второй зоне 425 покрытия, каждая из которых может обслуживаться устройствами (например, терминалами узлов доступа), расположенными в третьей зоне 435 покрытия через прямые каналы 2036 и 2041 связи соответственно, как подобным образом описано со ссылкой на Фиг. 20 (например, в соответствии с пятой конфигурацией 315 «E» прямого канала).
Кроме того, в соответствии с восемнадцатым режимом работы спутник 405 связи может ретранслировать сигналы обратного канала связи между второй зоной 425 покрытия и третьей зоной 435 покрытия через обратный канал 2239 связи. Таким образом, услуги связи обратного канала связи могут предоставляться устройствам (например, пользовательским терминалам), расположенным во второй зоне 425 покрытия через терминалы узлов доступа, расположенные в третьей зоне 435 покрытия (например, в соответствии со второй конфигурацией 322 «2»). Например, для установления обратного канала 2239 связи спутник 405 связи может принимать сигналы обратного восходящего канала связи с RHCP от устройств (например, пользовательских терминалов) во второй зоне 425 покрытия через антенну R2 420 и ретранслятор, соответствующий сигналам обратного нисходящего канала связи с RHCP к устройствам (например, терминалам узлов доступа) в третьей зоне 435 покрытия через антенну R3 430. Соответственно, антенны передающих устройств (например, пользовательских терминалов) могут применять поляризацию RHCP для передачи сигналов по обратному каналу 2239 связи, причем антенны принимающих устройств (например, терминалов узлов доступа) могут использовать поляризацию RHCP для приема поляризованных сигналов по обратному каналу 2239 связи.
Приведенная в качестве примера конфигурация 2200 системы спутниковой связи на Фиг. 22 также отображает шум и IM 2246, которые могут быть аналогичны шуму и IM 2046, и поэтому не могут быть существенно увеличены по сравнению с другими режимами работы и/или уровнем оценочных испытаний помех.
На Фиг. 23 проиллюстрирована конфигурация системы 2300 спутниковой связи, которая поддерживает переключение между режимами работы систем формирования луча и спутников в соответствии с аспектами настоящего изобретения. Приведенная в качестве примера конфигурация 2300 системы спутниковой связи на Фиг. 23 иллюстрирует пример каналов связи и процедуры для спутника 405 связи для функционирования в соответствии с девятнадцатым режимом работы, например, режимом работы «F0», как описано со ссылкой на Фиг. 3. Режим работы «F0» обеспечивает шестую конфигурацию 316 «F» прямого канала связи без конфигурации обратного канала связи.
В соответствии с девятнадцатым режимом работы, показанным на Фиг. 23 (например, режим работы «F0»), спутник 405 связи может предоставлять услуги связи прямого канала связи устройствам, расположенным в первой зоне 415 покрытия через прямой канал 2338 связи и второй зоне 425 через прямой канал связи 2340 покрытия, каждая из которых может обслуживаться устройствами (например, терминалами узлов доступа), расположенными в третьей зоне 435 покрытия.
Сигналы, передаваемые по прямому каналу 2340 связи, могут быть поляризованы с использованием первой поляризации, в данном случае — LHCP, и сигналы, передаваемые по прямому каналу 2338 связи, могут быть поляризованы с использованием второй поляризации, в данном случае — RHCP. Соответственно, антенны передающих устройств (например, терминалов узлов доступа) могут применять поляризацию LHCP для передачи сигналов по прямому каналу 2340 связи, причем антенны соответствующих принимающих устройств (например, пользовательских терминалов) могут подобным образом использовать поляризацию LHCP для приема поляризованных сигналов по прямому каналу 2340 связи. Подобным образом, антенны передающих устройств могут применять поляризацию RHCP для передачи сигналов по прямому каналу 2338 связи, причем антенны соответствующих принимающих устройств могут использовать поляризацию RHCP для приема поляризованных сигналов по прямому каналу 2338 связи.
Приведенная в качестве примера конфигурация 2300 системы спутниковой связи на Фиг. 23 также показан шум и IM 2348, который может потенциально ухудшать качество сигнала сигналов, передаваемых в третьей зоне 435 покрытия через спутник 405 связи. Как показано для девятнадцатого режима работы, прямой канал 2338 связи и прямой канал 2340 связи могут использовать ортогональную поляризацию, например, обеспечивая разнесение по поляризации. Соответственно, шум и IM 2348 не могут быть существенно увеличены по сравнению с другими режимами работы и/или уровнем оценочных испытаний помех.
Как подобным образом описано в настоящем документе, девятнадцатый режим работы показан как режим работы «F0». Как проиллюстрировано на Фиг. 23 и подобным образом описано со ссылкой на Фиг. 3, обозначение «0» режима работы «F0» указывает, что девятнадцатый режим работы не включает конфигурацию обратного канала связи. Режимы работы «F1» и «F2», как описано ниже со ссылкой на Фиг. 24 и 25, например, обеспечивают конфигурации обратного канала связи в комбинации с конфигурацией 316 «F» шестого прямого канала связи, показанного и описанного в настоящем документе на Фиг. 23.
На Фиг. 24 проиллюстрирована конфигурация системы 2400 спутниковой связи, которая поддерживает переключение между режимами работы систем формирования луча и спутников в соответствии с аспектами настоящего изобретения. Приведенная в качестве примера конфигурация 2400 системы спутниковой связи на Фиг. 24 иллюстрирует пример каналов связи и процедуры для спутника 405 связи для функционирования в соответствии с двадцатым режимом работы, например, режимом работы «F1», как указано в таблице на Фиг. 3. Режим работы «F1» обеспечивает первую конфигурацию 321 «1» обратного канала связи в комбинации с шестой конфигурацией 316 «F» прямого канала связи, как описано со ссылкой на Фиг. 23.
В соответствии с двадцатым режимом работы, показанным на Фиг. 24 (например, режим работы «F1»), спутник 405 связи может предоставлять услуги связи прямого канала связи устройствам, расположенным в первой зоне 415 покрытия и второй зоне 425 покрытия, каждая из которых может обслуживаться устройствами (например, терминалами узлов доступа), расположенными в третьей зоне 435 покрытия через прямые каналы 2338 и 2340 связи соответственно, как подобным образом описано со ссылкой на Фиг. 23 (например, в соответствии с шестой конфигурацией 316 «F» прямого канала).
Кроме того, в соответствии с двадцатым режимом работы спутник 405 связи может ретранслировать сигналы обратного канала связи между первой зоной 415 покрытия и третьей зоной 435 покрытия. Таким образом, услуги связи обратного канала связи могут предоставляться устройствам (например, пользовательским терминалам), расположенным в первой зоне 415 покрытия через терминалы узлов доступа, расположенные в третьей зоне 435 покрытия (например, в соответствии с первой конфигурацией 321 «1» обратного канала связи). Например, для установления обратного канала 2437 связи спутник 405 связи может принимать сигналы обратного восходящего канала связи с RHCP от устройств (например, пользовательских терминалов) в первой зоне 415 покрытия через антенну R1 410 и ретранслятор, соответствующий сигналам обратного нисходящего канала связи с RHCP к устройствам (например, терминалам узлов доступа) в третьей зоне 435 покрытия (например, терминалам узлов доступа) через антенну R3 430. Соответственно, антенны передающих устройств (например, пользовательских терминалов) могут применять поляризацию RHCP для передачи сигналов по обратному каналу 2437 связи, причем антенны принимающих устройств (например, терминалов узлов доступа) могут использовать поляризацию RHCP для приема поляризованных сигналов по обратному каналу 2437 связи.
Приведенная в качестве примера конфигурация 2400 системы спутниковой связи на Фиг. 24 также отображает помеху 2447 прямого восходящего канала связи и помеху 2448 прямого нисходящего канала связи. Помеха 2447 прямого восходящего канала связи может представлять помеху между восходящим каналом связи для прямого канала 2338 связи и восходящим каналом связи для обратного канала 2437 связи. Поскольку прямой канал 2338 связи и прямой канал 2437 связи не используют ортогональных поляризаций и третья зона 435 покрытия находится в пределах зоны облучения R1, восходящий канал связи прямого канала 2338 связи может вызвать значительную помеху в восходящем канале связи для обратного канала 2437 связи (например, на 22 дБ хуже чем, если третья зона 435 покрытия находится за пределами зоны облучения R1). Формирование луча приемных лучей для обратного канала 2437 связи может минимизировать помеху 2447 прямого восходящего канала связи, однако принимаемая на R1 мощность от помехи 2447 прямого восходящего канала связи может снижать уровень сигналов для обратного канала 2437 связи и, следовательно, снижать возможность для полной минимизации влияний на обратный канал 2437 связи.
Помеха 2448 прямого нисходящего канала связи может представлять помеху между нисходящим каналом связи прямого канала 2338 связи и нисходящим каналом связи для обратного канала 2437 связи, которые не используют ортогональных поляризаций. Помеха 2448 прямого нисходящего канала связи может быть уменьшена из-за более низкого усиления R1 по сравнению с R3, но все же может вызывать значительную помеху, если энергия сигнала от нисходящего канала связи прямого канала 2338 связи присутствует в третьей зоне 435 покрытия. Формирование луча прямого канала 2338 связи может использоваться для минимизации помехи 2448 прямого нисходящего канала связи (например, сведение к нулю энергии сигнала от прямого канала 2338 связи в пределах третьей зоны 435 покрытия). В дополнительном или альтернативном варианте осуществления MCS и/или скорость кодирования для прямого канала 2338 связи или обратного канала 2437 связи могут быть адаптированы для учета помехи. Однако, это может соответственно снижать скорость передачи данных для этих систем связи. В альтернативном варианте осуществления, если система связи не использует процедуру минимизации помех, помехи могут снизить показатель качества сигнала (например, снизить SNR или SINR) для соответствующей связи, таким образом, аналогично снижая эффективную скорость передачи данных для связи.
На Фиг. 25 проиллюстрирована конфигурация системы 2500 спутниковой связи, которая поддерживает переключение между режимами работы систем формирования луча и спутников в соответствии с аспектами настоящего изобретения. Приведенная в качестве примера конфигурация 2500 системы спутниковой связи на Фиг. 25 иллюстрирует пример каналов связи и процедуры для спутника 405 связи для функционирования в соответствии с двадцать первым режимом работы, например, режимом работы «F2», как указано в таблице на Фиг. 3. Режим работы «F2» обеспечивает вторую конфигурацию 322 «2» обратного канала связи в комбинации с шестой конфигурацией 316 «F» прямого канала связи, как описано со ссылкой на Фиг. 23.
В соответствии с двадцать первым режимом работы, показанным на Фиг. 25 (например, режим работы «F2»), спутник 405 связи может предоставлять услуги связи прямого канала связи устройствам, расположенным в первой зоне 415 покрытия и второй зоне 425 покрытия, каждая из которых может обслуживаться устройствами (например, терминалами узлов доступа), расположенными в третьей зоне 435 покрытия через прямые каналы 2338 и 2340 связи соответственно, как подобным образом описано со ссылкой на Фиг. 23 (например, в соответствии с шестой конфигурацией 316 «F» прямого канала).
Кроме того, в соответствии с двадцать первым режимом работы спутник 405 связи может ретранслировать сигналы обратного канала связи между второй зоной 425 покрытия и третьей зоной 435 покрытия. Таким образом, услуги связи обратного канала связи могут предоставляться устройствам (например, пользовательским терминалам), расположенным во второй зоне 425 покрытия через терминалы узлов доступа, расположенные в третьей зоне 435 покрытия (например, в соответствии со второй конфигурацией 322 «2»). Например, для установления обратного канала 2539 связи спутник 405 связи может принимать сигналы обратного восходящего канала связи с RHCP от устройств (например, пользовательских терминалов) во второй зоне 425 покрытия через антенну R2 420 и ретранслятор, соответствующий сигналам обратного нисходящего канала связи с RHCP к устройствам (например, терминалам узлов доступа) в третьей зоне 435 покрытия через антенну R3 430. Соответственно, антенны передающих устройств (например, пользовательских терминалов) могут применять поляризацию RHCP для передачи сигналов по обратному каналу 2539 связи, причем антенны принимающих устройств (например, терминалов узлов доступа) могут использовать поляризацию RHCP для приема поляризованных сигналов по обратному каналу 2539 связи.
Приведенная в качестве примера конфигурация 2500 системы спутниковой связи на Фиг. 25 также отображает помеху 2548 прямого нисходящего канала связи, которая может представлять помеху между нисходящим каналом связи прямого канала 2338 связи и нисходящим каналом связи для обратного канала 2539 связи, которые не используют ортогональных поляризаций. Помеха 2548 прямого нисходящего канала связи может быть уменьшена из-за более низкого усиления R1 по сравнению с R3, но все же может вызывать значительную помеху, если энергия сигнала от нисходящего канала связи прямого канала 2338 связи присутствует в третьей зоне 435 покрытия. Формирование луча прямого канала 2338 связи может использоваться для минимизации помехи 2548 прямого нисходящего канала связи (например, сведение к нулю энергии сигнала от прямого канала 2338 связи в пределах третьей зоны 435 покрытия). В дополнительном или альтернативном варианте осуществления MCS и/или скорость кодирования для прямого канала 2338 связи или обратного канала 2539 связи могут быть адаптированы для учета помехи. Однако, это может соответственно снижать скорость передачи данных для этих систем связи. В альтернативном варианте осуществления, если система связи не использует процедуру минимизации помех, помехи могут снизить показатель качества сигнала (например, снизить SNR или SINR) для соответствующей связи, таким образом, аналогично снижая эффективную скорость передачи данных для связи.
На Фиг. 26 проиллюстрирована конфигурация системы 2600 спутниковой связи, которая поддерживает переключение между режимами работы систем формирования луча и спутников в соответствии с аспектами настоящего изобретения. Приведенная в качестве примера конфигурация 2600 системы спутниковой связи на Фиг. 26 иллюстрирует пример каналов связи и процедуры для спутника 405 связи для функционирования в соответствии с двадцать вторым режимом работы, например, режимом работы «G0», как описано со ссылкой на Фиг. 3. Режим работы «G0» обеспечивает седьмую конфигурацию 317 «G» прямого канала связи без конфигурации обратного канала связи.
В соответствии с двадцать вторым режимом работы, показанным на Фиг. 26 (например, режим работы «G0»), спутник 405 связи может предоставлять услуги связи прямого канала связи устройствам (например, пользовательским терминалам), расположенным в первой зоне 415 покрытия и устройствам (например, пользовательским терминалам), расположенным в третьей зоне 435 покрытия, каждая из которых может обслуживаться терминалами узлов доступа, расположенными в третьей зоне 435 покрытия, через прямые каналы 2638 и 2643 связи соответственно.
Как показано в приведенной в качестве примера конфигурации 2600 системы спутниковой связи на Фиг. 26, сигналы, передаваемые по прямому каналу 2643 связи, могут быть поляризованы с использованием первой поляризации, в данном случае — LHCP, и сигналы, передаваемые по прямому каналу 2638 связи, могут быть поляризованы с использованием второй поляризации, в данном случае — RHCP. Соответственно, антенны передающих устройств могут применять поляризацию LHCP для передачи сигналов по прямому каналу 2643 связи, причем антенны принимающих устройств могут подобным образом использовать поляризацию LHCP для приема поляризованных сигналов по прямому каналу 2643 связи. Подобным образом, антенны передающих устройств могут применять поляризацию RHCP для передачи сигналов по прямому каналу 2638 связи, причем антенны соответствующих принимающих устройств могут использовать поляризацию RHCP для приема поляризованных сигналов по прямому каналу 2638 связи.
Приведенная в качестве примера конфигурация 2600 системы спутниковой связи на Фиг. 26 также отображает помеху 2648 прямого нисходящего канала связи, которая может вызывать относительно небольшую степень деградации части нисходящего канала связи прямого канала 2643 связи, обусловленную прямым каналом 2638 связи. Таким образом, даже формирование луча лучей в прямом канале 2638 связи в третьей зоне 435 покрытия не может вызвать существенных помех. Как показано для двадцать второго режима работы, прямой канал 2638 связи и прямой канал 2643 связи могут использовать ортогональную поляризацию, например, обеспечивая разнесение по поляризации. Соответственно, помехи прямого канала связи не могут быть существенно увеличены по сравнению с другими режимами работы и/или уровнем оценочных испытаний помех.
Как подобным образом описано в настоящем документе, двадцать второй режим работы показан как режим работы «G0». Как проиллюстрировано на Фиг. 26 и подобным образом описано со ссылкой на Фиг. 3, обозначение «0» режима работы «G0» указывает, что двадцать второй режим работы не включает конфигурацию обратного канала связи. Режимы работы «G1» и «G2», как описано ниже со ссылкой на Фиг. 27 и 28, например, обеспечивают конфигурации обратного канала связи в комбинации с конфигурацией 317 «G» седьмого прямого канала связи, показанного и описанного в настоящем документе на Фиг. 26.
На Фиг. 27 проиллюстрирована конфигурация системы 2700 спутниковой связи, которая поддерживает переключение между режимами работы систем формирования луча и спутников в соответствии с аспектами настоящего изобретения. Приведенная в качестве примера конфигурация 2700 системы спутниковой связи на Фиг. 27 иллюстрирует пример каналов связи и процедуры для спутника 405 связи для функционирования в соответствии с двадцать третьим режимом работы, например, режимом работы «G1», как указано в таблице на Фиг. 3. Режим работы «G1» обеспечивает первую конфигурацию 321 «1» обратного канала связи в комбинации с седьмой конфигурацией 317 «G» прямого канала связи, как описано со ссылкой на Фиг. 26.
В соответствии с двадцать третьим режимом работы, показанным на Фиг. 27 (например, режим работы «G1»), спутник 405 связи может предоставлять услуги связи прямого канала связи устройствам (например, пользовательским терминалам), расположенным в первой зоне 415 покрытия и устройствам (например, пользовательским терминалам), расположенным в третьей зоне 435 покрытия, каждая из которых может обслуживаться терминалами узлов доступа, расположенными в третьей зоне 435 покрытия, через прямые каналы 2638 и 2643 связи соответственно, как подобным образом описано со ссылкой на Фиг. 26 (например, в соответствии с седьмой конфигурацией 317 «G» прямого канала).
Кроме того, в соответствии с двадцать третьим режимом работы спутник 405 связи может ретранслировать сигналы обратного канала связи между второй зоной 415 покрытия и третьей зоной 435 покрытия. Таким образом, услуги связи обратного канала связи могут предоставляться устройствам (например, пользовательским терминалам), расположенным в первой зоне 415 покрытия через терминалы узлов доступа, расположенные в третьей зоне 435 покрытия (например, в соответствии с первой конфигурацией 321 «1» обратного канала связи). Например, для установления обратного канала 2737 связи спутник 405 связи может принимать сигналы обратного восходящего канала связи с RHCP от устройств (например, пользовательских терминалов) в первой зоне 415 покрытия через антенну R1 410 и ретранслятор, соответствующий сигналам обратного нисходящего канала связи с RHCP к устройствам (например, терминалам узлов доступа) в третьей зоне 435 покрытия через антенну R3 430. Соответственно, антенны передающих устройств (например, пользовательских терминалов) могут применять поляризацию RHCP для передачи сигналов по обратному каналу 2737 связи, причем антенны принимающих устройств (например, терминалов узлов доступа) могут использовать поляризацию RHCP для приема поляризованных сигналов по обратному каналу 2737 связи.
Приведенная в качестве примера конфигурация 2700 системы спутниковой связи на Фиг. 27 также отображает помеху 2747 прямого восходящего канала связи и помеху 2748 прямого нисходящего канала связи. Помеха 2747 прямого восходящего канала связи может представлять помеху между восходящим каналом связи для прямого канала 2638 связи и восходящим каналом связи для обратного канала 2737 связи. Поскольку прямой канал 2638 связи и прямой канал 2737 связи не используют ортогональных поляризаций и третья зона 435 покрытия находится в пределах зоны облучения R1, восходящий канал связи прямого канала 2638 связи может вызвать значительную помеху в восходящем канале связи для обратного канала 2737 связи (например, на 22 дБ хуже чем, если третья зона 435 покрытия находится за пределами зоны облучения R1). Формирование луча приемных лучей для обратного канала 2737 связи может минимизировать помеху 2747 прямого восходящего канала связи, однако принимаемая на R1 мощность от помехи 2747 прямого восходящего канала связи может снижать уровень сигналов для обратного канала 2737 связи и, следовательно, снижать возможность для полной минимизации влияний на обратный канал 2737 связи.
Помеха 2748 прямого нисходящего канала связи может представлять помеху между нисходящим каналом связи прямого канала 2638 связи и нисходящим каналом связи для обратного канала 2737 связи, которые не используют ортогональных поляризаций. Помеха 2748 прямого нисходящего канала связи может быть уменьшена из-за более низкого усиления R1 по сравнению с R3, но все же может вызывать значительную помеху, если энергия сигнала от нисходящего канала связи прямого канала 2638 связи присутствует в третьей зоне 435 покрытия. Формирование луча прямого канала 2638 связи может использоваться для минимизации помехи 2748 прямого нисходящего канала связи (например, сведение к нулю энергии сигнала от прямого канала 2638 связи в пределах третьей зоны 435 покрытия). В дополнительном или альтернативном варианте осуществления MCS и/или скорость кодирования для прямого канала 2638 связи или обратного канала 2737 связи могут быть адаптированы для учета помехи. Однако, это может соответственно снижать скорость передачи данных для этих систем связи. В альтернативном варианте осуществления, если система связи не использует процедуру минимизации помех, помехи могут снизить показатель качества сигнала (например, снизить SNR или SINR) для соответствующей связи, таким образом, аналогично снижая эффективную скорость передачи данных для связи.
На Фиг. 28 проиллюстрирована конфигурация системы 2800 спутниковой связи, которая поддерживает переключение между режимами работы систем формирования луча и спутников в соответствии с аспектами настоящего изобретения. Приведенная в качестве примера конфигурация 2800 системы спутниковой связи на Фиг. 28 иллюстрирует пример каналов связи и процедуры для спутника 405 связи для функционирования в соответствии с двадцать четвертым режимом работы, например, режимом работы «G2», как указано в таблице на Фиг. 3. Режим работы «G2» обеспечивает вторую конфигурацию 322 «2» обратного канала связи в комбинации с седьмой конфигурацией 317 «G» прямого канала связи, как описано со ссылкой на Фиг. 26.
В соответствии с двадцать четвертым режимом работы, показанным на Фиг. 28 (например, режим работы «G2»), спутник 405 связи может предоставлять услуги связи прямого канала связи устройствам (например, пользовательским терминалам), расположенным в первой зоне 415 покрытия и устройствам (например, терминалам узлов доступа и/или пользовательским терминалам), расположенным в третьей зоне 435 покрытия, каждая из которых может обслуживаться другими устройствами (например, дополнительными терминалами узлов доступа), расположенными в третьей зоне 435 покрытия, через прямые каналы 2638 и 2643 связи соответственно, как подобным образом описано со ссылкой на Фиг. 26 (например, в соответствии с седьмой конфигурацией 317 «G» прямого канала).
Кроме того, в соответствии с двадцать четвертым режимом работы спутник 405 связи может ретранслировать сигналы обратного канала связи между второй зоной 425 покрытия и третьей зоной 435 покрытия. Таким образом, услуги связи обратного канала связи могут предоставляться устройствам (например, пользовательским терминалам), расположенным во второй зоне 425 покрытия через терминалы узлов доступа, расположенные в третьей зоне 435 покрытия (например, в соответствии со второй конфигурацией 322 «2»). Например, для установления обратного канала 2839 связи спутник 405 связи может принимать сигналы обратного восходящего канала связи с RHCP от устройств (например, пользовательских терминалов) во второй зоне 425 покрытия через антенну R2 420 и ретранслятор, соответствующий сигналам обратного нисходящего канала связи с RHCP к устройствам (например, терминалам узлов доступа) в третьей зоне 435 покрытия через антенну R3 430. Соответственно, антенны передающих устройств (например, пользовательских терминалов) могут применять поляризацию RHCP для передачи сигналов по обратному каналу 2839 связи, причем антенны принимающих устройств (например, терминалов узлов доступа) могут использовать поляризацию RHCP для приема поляризованных сигналов по обратному каналу 2839 связи.
Приведенная в качестве примера конфигурация 2800 системы спутниковой связи на Фиг. 28 также отображает помеху 2848 прямого нисходящего канала связи, которая может представлять помеху между нисходящим каналом связи прямого канала 2638 связи и нисходящим каналом связи для обратного канала 2839 связи, которые не используют ортогональных поляризаций. Помеха 2848 прямого нисходящего канала связи может быть уменьшена из-за более низкого усиления R1 по сравнению с R3, но все же может вызывать значительную помеху, если энергия сигнала от нисходящего канала связи прямого канала 2638 связи присутствует в третьей зоне 435 покрытия. Формирование луча прямого канала 2638 связи может использоваться для минимизации помехи 2848 прямого нисходящего канала связи (например, сведение к нулю энергии сигнала от прямого канала 2638 связи в пределах третьей зоны 435 покрытия). В дополнительном или альтернативном варианте осуществления MCS и/или скорость кодирования для прямого канала 2638 связи или обратного канала 2839 связи могут быть адаптированы для учета помехи. Однако, это может соответственно снижать скорость передачи данных для этих систем связи. В альтернативном варианте осуществления, если система связи не использует процедуру минимизации помех, помехи могут снизить показатель качества сигнала (например, снизить SNR или SINR) для соответствующей связи, таким образом, аналогично снижая эффективную скорость передачи данных для связи.
На Фиг. 29 проиллюстрирована конфигурация системы 2900 спутниковой связи, которая поддерживает переключение между режимами работы систем формирования луча и спутников в соответствии с аспектами настоящего изобретения. Приведенная в качестве примера конфигурация 2900 системы спутниковой связи на Фиг. 29 иллюстрирует пример каналов связи и процедуры для спутника 405 связи для функционирования в соответствии с двадцать пятым режимом работы, например, режимом работы «H0», как описано со ссылкой на Фиг. 3. Режим работы «H0» обеспечивает восьмую конфигурацию 318 «H» прямого канала связи без конфигурации обратного канала связи.
В соответствии с двадцать пятым режимом работы, показанным на Фиг. 29 (например, режим работы «H0»), спутник 405 связи может предоставлять услуги связи прямого канала связи устройствам (например, пользовательским терминалам), расположенным во второй зоне 425 покрытия и устройствам (например, пользовательским терминалам), расположенным в третьей зоне 435 покрытия, каждая из которых может обслуживаться терминалами узлов доступа, расположенными в третьей зоне 435 покрытия, через прямые каналы 2941 и 2943 связи соответственно.
Как показано в приведенной в качестве примера конфигурации 2900 системы спутниковой связи на Фиг. 29, сигналы, передаваемые по прямому каналу 2943 связи, могут быть поляризованы с использованием первой поляризации, в данном случае — LHCP, и сигналы, передаваемые по прямому каналу 2941 связи, могут быть поляризованы с использованием второй поляризации, в данном случае — RHCP. Соответственно, антенны передающих устройств могут применять поляризацию LHCP для передачи сигналов по прямому каналу 2943 связи, причем антенны принимающих устройств могут подобным образом использовать поляризацию LHCP для приема поляризованных сигналов по прямому каналу 2943 связи. Подобным образом, антенны передающих устройств могут применять поляризацию RHCP для передачи сигналов по прямому каналу 2941 связи, причем антенны соответствующих принимающих устройств могут использовать поляризацию RHCP для приема поляризованных сигналов по прямому каналу 2941 связи.
Как подобным образом описано в настоящем документе, двадцать пятый режим работы показан как режим работы «H0». Как проиллюстрировано на Фиг. 29 и подобным образом описано со ссылкой на Фиг. 3, обозначение «0» режима работы «H0» указывает, что двадцать пятый режим работы не включает конфигурацию обратного канала связи. Режимы работы «H1» и «H2», как описано ниже со ссылкой на Фиг. 30 и 31, например, обеспечивают конфигурации обратного канала связи в комбинации с конфигурацией 318 «H» восьмого прямого канала связи, показанного и описанного в настоящем документе на Фиг. 29.
На Фиг. 30 проиллюстрирована конфигурация системы 3000 спутниковой связи, которая поддерживает переключение между режимами работы систем формирования луча и спутников в соответствии с аспектами настоящего изобретения. Приведенная в качестве примера конфигурация 3000 системы спутниковой связи на Фиг. 30 иллюстрирует пример каналов связи и процедуры для спутника 405 связи для функционирования в соответствии с двадцать шестым режимом работы, например, режимом работы «H1», как указано в таблице на Фиг. 3. Режим работы «H1» обеспечивает первую конфигурацию 321 «1» обратного канала связи в комбинации с восьмой конфигурацией 318 «H» прямого канала связи, как описано со ссылкой на Фиг. 29.
В соответствии с двадцать шестым режимом работы, показанным на Фиг. 30 (например, режим работы «H1»), спутник 405 связи может предоставлять услуги связи прямого канала связи устройствам (например, пользовательским терминалам), расположенным во второй зоне 425 покрытия и устройствам (например, терминалам узлов доступа и/или пользовательским терминалам), расположенным в третьей зоне 435 покрытия, каждая из которых может обслуживаться другими устройствами (например, дополнительными терминалами узлов доступа), расположенными в третьей зоне 435 покрытия, через прямые каналы 2941 и 2943 связи соответственно, как подобным образом описано со ссылкой на Фиг. 29 (например, в соответствии с восьмой конфигурацией 318 «H» прямого канала).
Кроме того, в соответствии с двадцать шестым режимом работы спутник 405 связи может ретранслировать сигналы обратного канала связи между второй зоной 415 покрытия и третьей зоной 435 покрытия. Таким образом, услуги связи обратного канала связи могут предоставляться устройствам (например, пользовательским терминалам), расположенным в первой зоне 415 покрытия через терминалы узлов доступа, расположенные в третьей зоне 435 покрытия (например, в соответствии с первой конфигурацией 321 «1» обратного канала связи). Например, для установления обратного канала 3037 связи спутник 405 связи может принимать сигналы обратного восходящего канала связи с RHCP от устройств (например, пользовательских терминалов) в первой зоне 415 покрытия через антенну R1 410 и ретранслятор, соответствующий сигналам обратного нисходящего канала связи с RHCP к устройствам (например, терминалам узлов доступа) в третьей зоне 435 покрытия через антенну R3 430. Соответственно, антенны передающих устройств (например, пользовательских терминалов) могут применять поляризацию RHCP для передачи сигналов по обратному каналу 3037 связи, причем антенны принимающих устройств (например, терминалов узлов доступа) могут использовать поляризацию RHCP для приема поляризованных сигналов по обратному каналу 3037 связи.
Приведенная в качестве примера конфигурация 3000 системы спутниковой связи на Фиг. 30 также отображает помеху 3047 прямого восходящего канала связи, которая может представлять помеху между восходящим каналом связи для прямого канала 2941 связи и восходящим каналом связи для обратного канала 3037 связи. Поскольку прямой канал 2941 связи и прямой канал 3037 связи не используют ортогональных поляризаций и третья зона 435 покрытия находится в пределах зоны облучения R1, восходящий канал связи прямого канала 2941 связи может вызвать значительную помеху в восходящем канале связи для обратного канала 3037 связи (например, на 22 дБ хуже чем, если третья зона 435 покрытия находится за пределами зоны облучения R1). Формирование луча приемных лучей для обратного канала 3037 связи может минимизировать помеху 3047 прямого восходящего канала связи, однако принимаемая на R1 мощность от помехи 3047 прямого восходящего канала связи может снижать уровень сигналов для обратного канала 3037 связи и, следовательно, снижать возможность для полной минимизации влияний на обратный канал 3037 связи.
На Фиг. 31 проиллюстрирована конфигурация системы 3100 спутниковой связи, которая поддерживает переключение между режимами работы систем формирования луча и спутников в соответствии с аспектами настоящего изобретения. Приведенная в качестве примера конфигурация 3100 системы спутниковой связи на Фиг. 31 иллюстрирует пример каналов связи и процедуры для спутника 405 связи для функционирования в соответствии с двадцать седьмым режимом работы, например, режимом работы «H2», как указано в таблице на Фиг. 3. Режим работы «H2» обеспечивает вторую конфигурацию 322 «2» обратного канала связи в комбинации с восьмой конфигурацией 318 «H» прямого канала связи, как описано со ссылкой на Фиг. 29.
В соответствии с двадцать седьмым режимом работы, показанным на Фиг. 31 (например, режим работы «H2»), спутник 405 связи может предоставлять услуги связи прямого канала связи устройствам (например, пользовательским терминалам), расположенным во второй зоне 425 покрытия и устройствам (например, терминалам узлов доступа и/или пользовательским терминалам), расположенным в третьей зоне 435 покрытия, каждая из которых может обслуживаться другими устройствами (например, дополнительными терминалами узлов доступа), расположенными в третьей зоне 435 покрытия, через прямые каналы 2941 и 2943 связи соответственно, как подобным образом описано со ссылкой на Фиг. 29 (например, в соответствии с восьмой конфигурацией 318 «H» прямого канала).
Кроме того, в соответствии с двадцать седьмым режимом работы спутник 405 связи может ретранслировать сигналы обратного канала связи между второй зоной 425 покрытия и третьей зоной 435 покрытия. Таким образом, услуги связи обратного канала связи могут предоставляться устройствам (например, пользовательским терминалам), расположенным во второй зоне 425 покрытия через терминалы узлов доступа, расположенные в третьей зоне 435 покрытия (например, в соответствии со второй конфигурацией 322 «2»). Например, для установления обратного канала 3139 связи спутник 405 связи может принимать сигналы обратного восходящего канала связи с RHCP от устройств (например, пользовательских терминалов) во второй зоне 425 покрытия и ретранслятор, соответствующий сигналам обратного нисходящего канала связи с RHCP к устройствам (например, терминалам узлов доступа) в третьей зоне 435 покрытия. Соответственно, антенны передающих устройств (например, пользовательских терминалов) могут применять поляризацию RHCP для передачи сигналов по обратному каналу 3139 связи, причем антенны принимающих устройств (например, терминалов узлов доступа) могут использовать поляризацию RHCP для приема поляризованных сигналов по обратному каналу 3139 связи.
На Фиг. 32 проиллюстрирована приведенная в качестве примера схема схемной архитектуры 3200, которая поддерживает переключение между режимами работы систем формирования луча и спутников в соответствии с аспектами настоящего изобретения. Схемная архитектура 3200 включает подсистему межсоединений 3205, которая соединяет группу приемопередатчиков между соответствующими антеннами антенного узла спутника связи. В некоторых случаях приемопередатчики могут альтернативно называться передающими/приемными модулями (TRM) или ретрансляторами (или могут быть включены в аспекты одного или более ретрансляторов). В некоторых примерах схемная архитектура 3200 может быть реализована с помощью аспектов спутников связи и спутниковых систем связи, как описано со ссылкой на Фиг. 1–31.
Как подобным образом описано в настоящем документе, спутники связи могут содержать антенный узел, выполненный с возможностью передачи сигналов соответствующих поляризаций устройствам (например, терминалам узлов доступа и пользовательским терминалам) в пределах группы соответствующих зон покрытия через группу соответствующих антенн. Схемная архитектура 3200 содержит первый набор приемопередатчиков 3210, который может быть соединен с первой антенной (включая, например, отражатель R1) для первой зоны покрытия (например, зоны покрытия R1), второй набор приемопередатчиков 3215, который может быть соединен со второй антенной (включая, например, отражатель R2) для второй зоны покрытия (например, зоны покрытия R2) и третий набор приемопередатчиков 3220, который может быть соединен с третьей антенной (включая, например, отражатель R3) для третьей зоны покрытия (например, зоны покрытия R3). Каждый из приемопередатчиков соответствующих наборов приемопередатчиков может быть соединен с соответствующим облучающим элементом решетки облучающих элементов для соответствующей антенны, причем каждая антенна может содержать решетку из многочисленных облучающих элементов (например, любое количество от одного до тысяч или более облучающих элементов).
Каждый облучающий элемент соответствующей антенны может содержать порт, связанный с первой или второй соответствующей поляризацией (например, LHCP или RHCP). Например, каждая антенна может содержать первый набор облучающих элементов, содержащий первый набор портов для первой поляризации (например, LHCP) и второй набор облучающих элементов, содержащий второй набор портов для второй поляризации (например, RHCP). В дополнительном или альтернативном варианте осуществления антенна может использовать двойную поляризацию, в случае которой облучающие элементы могут содержать поляризатор, который может объединять и разделять сигналы между поляризациями LHCP и RHCP (например, каждый облучающий элемент может одновременно содержать порты LHCP и RHCP).
Каждый из приемопередатчиков 3225 может содержать схему приема 3230, 3235, связанную (например, соединенную) с соответствующими схемами приема первого набора портов и/или второго набора портов для приема сигналов, которые могут быть приняты через соответствующую антенну. Например, как показано в приведенной в качестве примера схемной архитектуре 3200, представленной на Фиг. 32, первый приемопередатчик 3225 третьего набора приемопередатчиков 3220 может содержать схему 3230 приема, связанную с первой поляризацией (например, LHCP) и схему 3235 приема, связанную со второй поляризацией (например, RHCP). Схема приема 3230 или 3235 может содержать путь сигнала (например, дорожки, провода и т. д.) и другие компоненты схемы (например, усилители, смесители и т. д.), которые могут быть связаны с облучающим элементом антенны для приема сигналов через антенну. Подобным образом, первый приемопередатчик 3225 может содержать схему 3240 передачи, связанную с первой поляризацией (например, LHCP) и вторую схему 3245 передачи, связанную со второй поляризацией (например, RHCP). Схема передачи 3240, 3245 может содержать путь сигнала (например, дорожки, провода и т. д.) и другие компоненты схемы (например, усилители, смесители и т. д.), которые могут быть связаны с облучающим элементом для передачи сигналов через облучающий элемент. В некоторых случаях схема приема 3230, 3235 или схема передачи 3240, 3245 может выполнять преобразование сигналов с повышением или понижением частоты. Например, сигналы могут приниматься через схему приема 3230, 3235 в первом диапазоне или полосе частот (например, полоса 30 ГГц) и передаваться через схема передачи 3240, 3245 во втором диапазоне или полосе частот (например, полоса 20 ГГц). Таким образом, принимаемые сигналы могут быть преобразованы с понижением частоты в схеме приема 3230, 3235 или схеме передачи 3240, 3245 для передачи.
Каждый приемопередатчик первого набора приемопередатчиков 3210, второго набора приемопередатчиков 3215 и третьего набора приемопередатчиков 3220 может содержать подобные или аналогичные схемы или компоненты схем. Например, каждый приемопередатчик 3250 первого набора приемопередатчиков 3210 и каждый приемопередатчик 3260 второго набора приемопередатчиков 3215 может иметь может иметь компоненты аналогичные компонентам приемопередатчика 3225. Как указано многоточиями на Фиг. 32, каждый набор приемопередатчиков может содержать группу соответствующих приемопередатчиков, соответствующих каждому облучающему элементу соответствующей антенны.
В некоторых случаях каждый приемопередатчик первого набора приемопередатчиков 3210, второго набора приемопередатчиков 3215 и третьего набора приемопередатчиков 3220 может быть связан с реконфигурируемой подсистемой 3205 коммутации. Например, приемные компоненты и передающие компоненты каждого приемопередатчика могут быть связаны с подсистемой 3205 межсоединений посредством одного или более соответствующих путей сигналов. В некоторых случаях схемы передачи или приема для одного или более наборов приемопередатчиков может быть опущены, заменены схемами электрической нагрузки или нагружены иным образом. Например, в некоторых случаях первый набор приемопередатчиков 3210 и/или второй набор приемопередатчиков 3215 может не поддерживать передачу и/или прием конкретной поляризации (например, сигналов восходящего канала связи с LHCP). Соответственно схема приема LHCP может быть соединена с нагрузочной схемой, например, а не соединена с подсистемой 3205 межсоединений. Таким образом, хотя схемная архитектура 3200 проиллюстрирована как полностью конфигурируемая по каждой поляризации, направлению канала связи и антенне, в других реализациях может использоваться частично конфигурируемая архитектура.
В некоторых случаях подсистема 3205 межсоединений может соединяться с системой управления (не показана). Система управления, например, может быть реализована в диспетчере услуг связи, как описано со ссылкой на Фиг. 34. Система управления может быть выполнена с возможностью (например, посредством сигналов, принимаемых от процессора) управления подсистемой 3205 межсоединений для соединения вместе схем приема и передачи одних и тех же или разных наборов приемопередатчиков. Например, система управления может передавать сигналы подсистеме 3205 межсоединений для соединения различных соединений и разъединения других соединений между разными наборами приемопередатчиков для выполнения операций переключения между разными режимами работы, как описано в настоящем документе.
Соединения для каждого из режимов работы, описанных в настоящем документе, приводятся ниже. Сначала приводятся соединения ниже первого направления канала связи (например, для конфигураций 310 прямого канала связи приводятся буквы «A»–«H», как описано в настоящем документе). Затем приводятся соединения для обратного канала связи (например, конфигурации обратного канала связи соответствуют числам «0»–«3», как описано в настоящем документе). Соединения прямого канала связи и соединения обратного канала связи можно комбинировать в любой из различных комбинаций, описанных в настоящем документе. Следует понимать, что они являются лишь примерными реализациями, и что могут существовать другие реализации, посредством которых приемопередатчики могут быть соединены между собой. Подобным образом могут существовать другие режимы работы, для которых могут использоваться другие соединения.
Для режимов работы конфигурации 311 первого прямого канала (например, для прямых каналов связи «A», например, режимы работы «A0», «A1», «A2» и «A3», как описано со ссылкой на Фиг. 4–7), схема 3230 приема каждого из приемопередатчиков третьего набора приемопередатчиков 3220 может быть соединена посредством подсистемы 3205 межсоединений со схемой 3240 передачи приемопередатчиков первого набора приемопередатчиков 3210. Соответственно, для прямого канала связи сигналы LHCP могут приниматься в схеме 3230 приема третьего набора приемопередатчиков 3220, маршрутизироваться посредством подсистемы 3205 межсоединений и передаваться через схему 3240 передачи LHCP первого набора приемопередатчиков 3210.
Для режимов работы конфигурации 312 второго прямого канала (например, для прямых каналов связи «B», например, режимы работы «B0», «B1» и «B2», как описано со ссылкой на Фиг. 12–14), схема 3230 приема и схема 3235 приема каждого из приемопередатчиков третьего набора приемопередатчиков 3220 может быть соединена посредством подсистемы 3205 межсоединений со схемой 3240 передачи и схемой 3245 передачи приемопередатчиков второго набора приемопередатчиков 3215. Соответственно, для прямого канала связи сигналы LHCP и сигналы RHCP (например сигналы двойной поляризации) могут приниматься в схеме приема 3230 и 3235 третьего набора приемопередатчиков 3220, маршрутизироваться посредством подсистемы 3205 межсоединений и передаваться через схему передачи LHCP и RHCP 3240 и 3245 второго набора приемопередатчиков 3215.
Для режимов работы конфигурации 313 третьего прямого канала (например, для прямых каналов связи «C», например, режимы работы «C0», «C1», «C2» и «C3», как описано со ссылкой на Фиг. 16–19), схема 3230 приема каждого из приемопередатчиков третьего набора приемопередатчиков 3220 может быть соединена посредством подсистемы 3205 межсоединений со схемой 3240 передачи приемопередатчиков третьего набора приемопередатчиков 3220. Соответственно, для прямого канала связи сигналы LHCP могут приниматься в схеме 3230 приема третьего набора приемопередатчиков 3220, маршрутизироваться посредством подсистемы 3205 межсоединений и передаваться через схему 3240 передачи LHCP третьего набора приемопередатчиков 3215.
Для режимов работы конфигурации 314 четвертого прямого канала (например, для прямых каналов связи «D», например, режимы работы «D0», «D1» и «D2», как описано со ссылкой на Фиг. 8–10), схема 3230 приема и схема 3235 приема каждого из приемопередатчиков третьего набора приемопередатчиков 3220 может быть соединена посредством подсистемы 3205 межсоединений со схемой передачи и схемой 3240 и 3245 приемопередатчиков первого набора приемопередатчиков 3210. Соответственно, для прямого канала связи сигналы LHCP и сигналы RHCP (например сигналы двойной поляризации) могут приниматься в схеме приема 3230 и 3235 третьего набора приемопередатчиков 3220, маршрутизироваться посредством подсистемы 3205 межсоединений и передаваться через схему передачи LHCP и RHCP 3240 и 3245 первого набора приемопередатчиков 3210.
Для режимов работы конфигурации 315 пятого прямого канала (например, для прямых каналов связи «E», например, режимы работы «E0», «E1» и «E2», как описано со ссылкой на Фиг. 20–22), схема 3230 приема каждого из приемопередатчиков третьего набора приемопередатчиков 3220 может быть соединена посредством подсистемы 3205 межсоединений со схемой 3240 передачи приемопередатчиков первого набора приемопередатчиков 3210. Кроме того, схема 3235 приема каждого из приемопередатчиков третьего набора приемопередатчиков 3220 может быть соединена посредством подсистемы 3205 межсоединений со схемой 3245 передачи приемопередатчиков второго набора приемопередатчиков 3215. Соответственно, для прямого канала связи сигналы LHCP могут приниматься в схеме 3230 приема третьего набора приемопередатчиков 3220, маршрутизироваться посредством подсистемы 3205 межсоединений и передаваться через схему 3240 передачи LHCP первого набора приемопередатчиков 3210. Подобным образом, сигналы RHCP могут приниматься в схеме 3235 приема третьего набора приемопередатчиков 3220, маршрутизироваться посредством подсистемы 3205 межсоединений и передаваться через схему 3245 передачи RHCP второго набора приемопередатчиков 3215.
Для режимов работы конфигурации 316 шестого прямого канала (например, для прямых каналов связи «F», например, режимы работы «F0», «F1» и «F2», как описано со ссылкой на Фиг. 23–25), схема 3230 приема каждого из приемопередатчиков третьего набора приемопередатчиков 3220 может быть соединена посредством подсистемы 3205 межсоединений со схемой 3240 передачи приемопередатчиков второго набора приемопередатчиков 3215. Кроме того, схема 3235 приема каждого из приемопередатчиков третьего набора приемопередатчиков 3220 может быть соединена посредством подсистемы 3205 межсоединений со схемой 3245 передачи приемопередатчиков первого набора приемопередатчиков 3210. Соответственно, для прямого канала связи сигналы LHCP могут приниматься в схеме 3230 приема третьего набора приемопередатчиков 3220, маршрутизироваться посредством подсистемы 3205 межсоединений и передаваться через схему 3240 передачи LHCP второго набора приемопередатчиков 3215. Подобным образом, сигналы RHCP могут приниматься в схеме 3235 приема третьего набора приемопередатчиков 3220, маршрутизироваться посредством подсистемы 3205 межсоединений и передаваться через схему 3245 передачи RHCP первого набора приемопередатчиков 3210.
Для режимов работы конфигурации 317 седьмого прямого канала (например, для прямых каналов связи «G», например, режимы работы «G0», «G1» и «G2», как описано со ссылкой на Фиг. 26–28), схема 3230 приема каждого из приемопередатчиков третьего набора приемопередатчиков 3220 может быть соединена посредством подсистемы 3205 межсоединений со схемой 3240 передачи приемопередатчиков третьего набора приемопередатчиков 3220. Кроме того, схема 3235 приема каждого из приемопередатчиков третьего набора приемопередатчиков 3220 может быть соединена посредством подсистемы 3205 межсоединений со схемой 3245 передачи приемопередатчиков первого набора приемопередатчиков 3210. Соответственно, для прямого канала связи сигналы LHCP могут приниматься в схеме 3230 приема третьего набора приемопередатчиков 3220, маршрутизироваться посредством подсистемы 3205 межсоединений и передаваться через схему 3240 передачи LHCP третьего набора приемопередатчиков 3220. Подобным образом, сигналы RHCP могут приниматься в схеме 3235 приема третьего набора приемопередатчиков 3220, маршрутизироваться посредством подсистемы 3205 межсоединений и передаваться через схему 3245 передачи RHCP первого набора приемопередатчиков 3210.
Для режимов работы конфигурации 318 восьмого прямого канала (например, для прямых каналов связи «H», например, режимы работы «H0», «H1» и «H2», как описано со ссылкой на Фиг. 29–31), схема 3230 приема каждого из приемопередатчиков третьего набора приемопередатчиков 3220 может быть соединена посредством подсистемы 3205 межсоединений со схемой 3240 передачи приемопередатчиков второго набора приемопередатчиков 3210. Кроме того, схема 3235 приема каждого из приемопередатчиков третьего набора приемопередатчиков 3220 может быть соединена посредством подсистемы 3205 межсоединений со схемой 3245 передачи приемопередатчиков второго набора приемопередатчиков 3215. Соответственно, для прямого канала связи сигналы LHCP могут приниматься в схеме 3230 приема третьего набора приемопередатчиков 3220, маршрутизироваться посредством подсистемы 3205 межсоединений и передаваться через схему 3240 передачи LHCP третьего набора приемопередатчиков 3220. Подобным образом, сигналы RHCP могут приниматься в схеме 3235 приема третьего набора приемопередатчиков 3220, маршрутизироваться посредством подсистемы 3205 межсоединений и передаваться через схему 3245 передачи RHCP второго набора приемопередатчиков 3215.
Для режимов работы, использующих первую конфигурацию 321 обратного канала связи (например, соответствующую конфигурации «1» обратного канала связи), как описано со ссылкой на Фиг. 5, 9, 13, 17, 21, 24, 27 и 30), схема 3235 приема каждого из приемопередатчиков первого набора приемопередатчиков 3210 может быть соединена посредством подсистемы 3205 межсоединений со схемой 3245 передачи приемопередатчиков второго набора приемопередатчиков 3210. Таким образом, для обратного канала связи сигналы RHCP могут приниматься посредством схемы 3235 приема приемопередатчиков первого набора приемопередатчиков 3210, маршрутизироваться посредством подсистемы 3205 межсоединений и передаваться через схему 3245 передачи RHCP третьего набора приемопередатчиков 3220.
Для режимов работы, использующих вторую конфигурацию 322 обратного канала связи (например, соответствующую конфигурации «2» обратного канала связи), как описано со ссылкой на Фиг. 6, 10, 14, 18, 22, 25, 28 и 31), схема 3235 приема каждого из приемопередатчиков второго набора приемопередатчиков 3215 может быть соединена посредством подсистемы 3205 межсоединений со схемой 3245 передачи приемопередатчиков второго набора приемопередатчиков 3210. Таким образом, для обратного канала связи сигналы RHCP могут приниматься посредством схемы 3235 приема приемопередатчиков второго набора приемопередатчиков 3215, маршрутизироваться посредством подсистемы 3205 межсоединений и передаваться через схему 3245 передачи RHCP третьего набора приемопередатчиков 3220.
Для режимов работы, использующих третью конфигурацию 323 обратного канала связи (например, соответствующую конфигурации «3» обратного канала связи), как описано со ссылкой на Фиг. 7, 15 и 19), схема 3235 приема каждого из приемопередатчиков третьего набора приемопередатчиков 3220 может быть соединена посредством подсистемы 3205 межсоединений со схемой 3245 передачи приемопередатчиков второго набора приемопередатчиков 3210. Таким образом, для обратного канала связи сигналы RHCP могут приниматься посредством схемы 3235 приема приемопередатчиков третьего набора приемопередатчиков 3220, маршрутизироваться посредством подсистемы 3205 межсоединений и передаваться через схему 3245 передачи RHCP третьего набора приемопередатчиков 3220.
На Фиг. 33 проиллюстрирована приведенная в качестве примера схема схемной архитектуры 3300, которая поддерживает переключение между режимами работы систем формирования луча и спутников в соответствии с аспектами настоящего изобретения. В некоторых примерах схемная архитектура 3300 может быть реализована с помощью аспектов спутников связи и спутниковых систем связи, как описано со ссылкой на Фиг. 1–32. Схемная архитектура 3300 может представлять собой один из примеров реализации схемной архитектуры, описанной со ссылкой на Фиг. 32. Схемная архитектура 3300 может содержать подсистему 3305 межсоединений, которая реконфигурируется для соединения одного или более из первого приемопередатчика 3310, второго приемопередатчика 3315 и третьего приемопередатчика 3320 между соответствующими антеннами антенного узла спутника связи. Хотя показаны только один первый приемопередатчик 3310, второй приемопередатчик 3315 и третий приемопередатчик 3320 на Фиг. 33, схемная архитектура спутника может иметь несколько приемопередатчиков, связанных с каждой антенной (например, один приемопередатчик на канал). В некоторых случаях приемопередатчики могут альтернативно называться TRM. Различные величины описаны со ссылкой на Фиг. 33, такие как конкретные частоты и количества конкретных компонентов. Эти величины являются только примерами, и компоненты, имеющие другие значения, могут быть реализованы аналогичным образом.
Как подобным образом описано в настоящем документе, спутники связи могут содержать антенный узел, выполненный с возможностью передачи сигналов соответствующих поляризаций устройствам (например, терминалам узлов доступа и пользовательским терминалам) в пределах группы соответствующих зон покрытия через группу соответствующих антенн. Схемная архитектура 3300 содержит первый приемопередатчик 3310, который может быть соединен с первой антенной (включая, например, отражатель R1) для первой зоны покрытия (например, зоны покрытия R1), второй приемопередатчик 3315, который может быть соединен со второй антенной (включая, например, отражатель R2) для второй зоны покрытия (например, зоны покрытия R2) и третий приемопередатчик 3320, который может быть соединен с третьей антенной (включая, например, отражатель R3) для третьей зоны покрытия (например, зоны покрытия R3). Каждый из первого приемопередатчика 3310, второго приемопередатчика 3315 и третьего приемопередатчика 3320 может быть соединен с дополнительными приемопередатчиками соответствующих наборов приемопередатчиков для соответствующих антенн, как аналогично описано со ссылкой на Фиг. 32. Каждый из приемопередатчиков соответствующих наборов приемопередатчиков может быть соединен с соответствующим облучающим элементом решетки облучающих элементов для соответствующей антенны, причем каждая антенна может содержать решетку из многочисленных облучающих элементов (например, любое количество от одного до тысяч или более облучающих элементов). Приемопередатчики схемной архитектуры 3300 могут принимать сигналы на частоте 30 ГГц и передавать сигналы на частоте 20 ГГц. Таким образом, сигналы передачи и приема могут передаваться по по меньшей мере частично перекрывающимся наборам ресурсов (например, с использованием FDM). Аналогичным образом рассматриваются и другие пары частот.
Каждый облучающий элемент соответствующей антенны может содержать порт, связанный с первой или второй соответствующей поляризацией (например, LHCP или RHCP). Например, каждая антенна может содержать первый набор облучающих элементов, содержащий первый набор портов для первой поляризации (например, LHCP) и второй набор облучающих элементов, содержащий второй набор портов для второй поляризации (например, RHCP). В альтернативном варианте одна или более антенн могут иметь облучающие элементы с двойной поляризацией (например, каждый облучающий элемент имеет порты LHCP и RHCP). Каждый из приемопередатчиков может содержать приемную схему, связанную (например, соединенную) с соответствующими портами первого набора портов и/или второго набора портов для приема сигналов, которые могли быть приняты через соответствующую антенну.
Например, как показано в приведенной в качестве примера схемной архитектуре 3300, представленной на Фиг. 33, первый приемопередатчик 3310 может содержать приемную схему, которая содержит первый путь 3322 сигнала приема и второй путь 3324 сигнала приема, которые могут быть соединены с облучающим элементом антенны R1 для приема сигналов от устройств, расположенных в пределах зоны покрытия R1, с использованием поляризации LHCP и RHCP соответственно. Аналогичным образом, каждый из приемопередатчиков может содержать схемы передачи, связанные с соответствующими схемами из первого набора портов и/или второго набора портов для передачи сигналов через соответствующую антенну (например, для ретрансляции сигналов, отвечающих соответствующим принятым сигналам, в комплексной системе формирования луча). Например, как показано в приведенной в качестве примера схемной архитектуре 3300, представленной на Фиг. 33, первый приемопередатчик 3310 может содержать схему передачи, которая содержит первый путь 3326 сигнала передачи и второй путь 3328 сигнала передачи, которые могут быть соединены с облучающим элементом антенны R1 для передачи сигналов на устройства, расположенные в пределах зоны покрытия R1, с использованием поляризации LHCP и RHCP соответственно.
В первом приемопередатчике 3310 первый путь 3322 сигнала приема может быть соединен со схемой электрической нагрузки или окончен иным образом. Например, первый приемопередатчик 3310 может не поддерживать прием сигналов LHCP восходящего канала связи, и, таким образом, сигналы, принимаемые по первому пути 3322 сигнала приема с использованием LHCP, могут просто рассеиваться через схему нагрузки.
Второй путь 3324 сигнала приема может содержать первый усилительный каскад 3330-a, который может содержать один или более усилителей 3335 и/или один или более фильтров 3362. В приведенной в качестве примера схемной архитектуре 3300, показанной на Фиг. 33, первый усилительный каскад 3330-a показан для первого усилителя, фильтра 3362-a (например, полосового фильтра 30 ГГц) и второго усилителя 3335. Первый усилительный каскад 3330-a иллюстрирует только один приведенный в качестве примера вариант реализации, а также рассматриваются любые другие сопоставимые варианты реализации. Усилители 3335 путей сигналов приема и путей сигналов передачи могут усиливать сигналы и могут включать в себя любые подходящие усилители, включая малошумящие усилители, усилители высокой мощности, усилители с фиксированным коэффициентом усиления, усилители с регулируемым коэффициентом усиления, усилители Догерти (или квази-усилители Догерти) и т.п. Только один из проиллюстрированных усилителей 3335 помечен для ясности проиллюстрированного примера.
Кроме того, в первом приемопередатчике 3310 первый путь 3326 сигнала передачи может содержать второй усилительный каскад 3330-b, который может содержать один или более усилителей. В приведенной в качестве примера схемной архитектуре 3300, показанной на Фиг. 33, показано, что второй усилительный каскад 3330-b содержит три усилителя, что представляет собой один из приведенных в качестве примера вариантов реализации, а также рассматриваются любые другие сопоставимые варианты реализации.
Кроме того, в первом приемопередатчике 3310 второй путь 3328 сигнала передачи может содержать третий усилительный каскад 3330-c. Третий усилительный каскад 3330-c может быть таким же, как второй усилительный каскад 3330-b, или может иметь другие усилители 3335 (например, такое же или другое количество усилителей 3335, имеющих более низкий или более высокий коэффициент усиления). Усилители второго пути 3328 сигналов передачи могут усиливать сигналы, подлежащие передаче от первого приемопередатчика 3310 через облучающие элементы RHCP антенны (например, антенны R1).
Первый приемопередатчик 3310 может содержать схему 3332 мультиплексирования, которая может селективно соединять, переключать или иным образом мультиплексировать сигналы, передаваемые между первым приемопередатчиком 3310 и вторым приемопередатчиком 3315 или третьим приемопередатчиком 3320. Схема 3332 мультиплексирования может быть связана с путями приема и передачи первого приемопередатчика 3310 и может иметь несколько путей межсоединений для соединения со вторым приемопередатчиком 3315 или третьим приемопередатчиком 3320. В примере, показанном на Фиг. 33, схема 3332 мультиплексирования может быть соединена со вторым путем 3324 приема, первым путем 3326 передачи и вторым путем 3328 передачи. Кроме того, как показано в приведенной в качестве примера схемной архитектуре 3300, схема 3332 мультиплексирования может иметь три пути межсоединения: первый путь 3338 межсоединения, второй путь 3340 межсоединения и третий путь 3342 межсоединения. Каждый из путей межсоединения может быть выполнен с возможностью соединения посредством схемы 3332 мультиплексирования с одним или более из второго пути 3324 приема, первого пути 3326 передачи или второго пути 3328 передачи. В некоторых случаях один или более путей межсоединения могут быть выполнены с возможностью ретрансляции сигналов между другими приемопередатчиками (например, между вторым приемопередатчиком 3315 и третьим приемопередатчиком 3320). Схема 3332 мультиплексирования может содержать комбинацию компонентов, таких как мультиплексоры 3334, фильтры 3362 и ответвители 3336. В показанном примере схема 3332 мультиплексирования содержит мультиплексор 3334-a и ответвитель 3336-а. Мультиплексор 3334-а может быть соединен со вторым путем 3324 приема и первым путем 3326 передачи и ответвителем 3336-а. Мультиплексор 3334-а может быть выполнен с возможностью соединения одного или более из второго усилительного каскада 3330-b и третьего усилительного каскада 3330-с с ответвителем 3336-а. Ответвитель 3336-a может представлять собой двунаправленный ответвитель с первым и вторым магистральными портами, соединенными с первым путем 3338 межсоединения и вторым путем 3340 межсоединения соответственно. Соединенный порт ответвителя 3336-а может быть соединен с мультиплексором 3334-а. Третий путь 3342 межсоединения может быть соединен непосредственно со вторым путем 3328 передачи. Для каждого из приемопередатчиков 3320 первый путь 3338 межсоединения может быть соединен с путем 3346 межсоединения одного из вторых приемопередатчиков 3315 (например, через подсистему 3305 межсоединения), и второй путь 3340 межсоединения может быть соединен с путем 3344 межсоединения одного из третьих приемопередатчиков 3320. Путь 3346 межсоединения может быть соединен с путем 3348 межсоединения одного из вторых приемопередатчиков 3315 (например, который может представлять собой тот же второй приемопередатчик 3315 или иной приемопередатчик, чем для первого пути 3338 межсоединения).
Как также показано в приведенной в качестве примера схемной архитектуре 3300, представленной на Фиг. 33, второй приемопередатчик 3315 может содержать приемную схему, которая содержит первый путь 3350 сигнала приема и второй путь 3352 сигнала приема, которые могут быть соединены с облучающим элементом антенны R2 для приема сигналов от устройств, расположенных в пределах зоны покрытия R2, с использованием поляризации LHCP и RHCP соответственно. Второй приемопередатчик 3315 может содержать схему передачи, содержащую первый путь 3354 сигнала передачи и второй путь 3356 сигнала передачи, которые могут быть соединены с облучающим элементом антенны R2 для передачи сигналов на устройства, расположенные в пределах зоны покрытия R2, с использованием поляризации LHCP и RHCP соответственно.
Во втором приемопередатчике 3315 первый путь 3350 сигнала приема может быть соединен со схемой электрической нагрузки или завершен иным образом. Например, второй приемопередатчик 3315 может не поддерживать прием сигналов LHCP восходящего канала связи, и, таким образом, сигналы, принимаемые по первому пути 3350 сигнала приема с использованием LHCP, могут просто рассеиваться через схему нагрузки.
Второй путь 3352 сигнала приема может содержать четвертый усилительный каскад 3330-d, который может содержать один или более усилителей 3335 и/или один или более фильтров 3362. В приведенном в качестве примера варианте реализации, представленном в приведенной в качестве примера схемной архитектуре 3300 на Фиг. 33, показано, что четвертый усилительный каскад 3330-d содержит первый усилитель 3335, фильтр 3362-c (например, полосовой фильтр 30 ГГц) и второй усилитель 3335. Усилительный каскад 3330-d иллюстрирует только один приведенный в качестве примера вариант реализации, а также рассматриваются любые другие сопоставимые варианты реализации. Усилители 3335 пути 3352 сигнала приема могут усиливать принятые сигналы, подлежащие ретрансляции через подсистему 3305 межсоединений и передаче через соответствующие приемопередатчики схемной архитектуры, показанной на Фиг. 33.
Кроме того, во втором приемопередатчике 3315 первый путь 3354 сигнала передачи может содержать пятый усилительный каскад 3330-e, который может содержать один или более усилителей 3335. В приведенном в качестве примера варианте реализации, представленном в приведенной в качестве примера схемной архитектуре 3300 на Фиг. 33, показано, что пятый усилительный каскад 3330-e содержит три усилителя, хотя это только один приведенный в качестве примера вариант реализации, а также рассматриваются любые другие сопоставимые варианты реализации. Усилители 3335 пути 3354 сигнала передачи могут усиливать сигналы, подлежащие передаче от второго приемопередатчика 3315.
Второй путь 3356 сигнала передачи второго приемопередатчика 3315 может содержать шестой усилительный каскад 3330-f, который может содержать один или более усилителей 3335. В приведенном в качестве примера варианте реализации, представленном в приведенной в качестве примера схемной архитектуре 3300 на Фиг. 33, показано, что шестой усилительный каскад 3330-f содержит три усилителя, хотя это только один приведенный в качестве примера вариант реализации, а также рассматриваются любые другие сопоставимые варианты реализации. Усилители 3335 пути 3356 сигнала передачи могут усиливать сигналы, подлежащие передаче от второго приемопередатчика 3315.
Второй приемопередатчик 3315 может содержать схему 3358 мультиплексирования, которая может селективно соединять, переключать или иным образом мультиплексировать сигналы, передаваемые между вторым приемопередатчиком 3315 и первым приемопередатчиком 3310 или третьим приемопередатчиком 3320. Схема 3358 мультиплексирования может быть соединена с путями приема и передачи второго приемопередатчика 3315 и может иметь несколько путей межсоединения для соединения с первым приемопередатчиком 3310 или третьим приемопередатчиком 3320. В примере, показанном на Фиг. 33, схема 3358 мультиплексирования может быть соединена со вторым путем 3352 приема, первым путем 3354 передачи и вторым путем 3356 передачи. Кроме того, как показано в приведенной в качестве примера схемной архитектуре 3300, схема 3358 мультиплексирования может быть соединена с тремя путями межсоединения: четвертым путем 3346 межсоединения, пятым путем 3360 межсоединения и шестым путем 3348 межсоединения. Один или более путей межсоединений могут быть выполнены с возможностью соединения через схему 3358 мультиплексирования со вторым путем 3352 приема, первым путем 3354 передачи или вторым путем 3328 передачи. В некоторых случаях один или более путей межсоединения могут быть выполнены с возможностью ретрансляции сигналов между другими приемопередатчиками (например, между первым приемопередатчиком 3310 и третьим приемопередатчиком 3320). Схема 3358 мультиплексирования может содержать комбинацию компонентов, таких как мультиплексоры, фильтры и ответвители. В показанном примере схема 3358 мультиплексирования содержит мультиплексор 3334-b, ответвитель 3336-b и фильтр 3362-b (например, полосовой фильтр 20 ГГц). Мультиплексор 3334-b может быть соединен со вторым путем 3352 приема, первым путем 3354 передачи и четвертым путем 3346 межсоединения. Ответвитель 3336-b может представлять собой двунаправленный ответвитель с первым и вторым магистральными портами, соединенными с пятым путем 3360 межсоединения (например, через фильтр 3362-b) и шестым путем 3348 межсоединения соответственно. Соединенный порт ответвителя 3336-b может быть соединен со вторым путем 3356 передачи. Для каждого из вторых приемопередатчиков 3315 четвертый путь 3346 межсоединения может быть соединен с первым путем 3338 межсоединения одного из первых приемопередатчиков 3310 (например, через подсистему 3305 межсоединения), пятый путь 3360 межсоединения может быть соединен с путем 3364 межсоединения одного из третьих приемопередатчиков 3320, а шестой путь 3348 межсоединения может быть соединен с третьим путем 3342 межсоединения одного из первых приемопередатчиков 3310 (например, который может представлять собой тот же второй приемопередатчик 3315 или другой приемопередатчик, чем в случае четвертого пути 3346 межсоединения).
Как также показано в приведенной в качестве примера схемной архитектуре 3300, представленной на Фиг. 33, третий приемопередатчик 3320 может содержать схему приема, которая содержит первый путь 3366 сигнала приема и второй путь 3368 сигнала приема, которые могут быть соединены с облучающим элементом антенны R3 для приема сигналов от устройств, расположенных в пределах зоны покрытия R3, с использованием поляризации LHCP и RHCP соответственно. Третий приемопередатчик 3320 может содержать схему передачи, которая содержит первый путь 3370 сигнала передачи и второй путь 3372 сигнала передачи, которые могут быть соединены с облучающим элементом антенны R3 для передачи сигналов на устройства, расположенные в пределах зоны покрытия R3, с использованием поляризации LHCP и RHCP соответственно.
В третьем приемопередатчике 3320 первый путь 3366 сигнала приема может содержать седьмой усилительный каскад 3330-g. Седьмой усилительный каскад 3330-g может содержать один или более усилителей, фильтров или преобразователей частоты. В приведенной в качестве примера схемной архитектуре 3300, показанной на Фиг. 33, показано, что седьмой усилительный каскад 3330-g содержит усилитель, фильтр и преобразователь 3374-а частоты. Преобразователь 3374-a частоты может, например, преобразовывать частоту для сигналов, принимаемых через первый путь 3366 сигнала приема (например, 30 ГГц), в частоту для передачи через путь передачи первого приемопередатчика 3310, второго приемопередатчика 3315 или третьего приемопередатчика 3320 (например, 20 ГГц). Показанные компоненты седьмого усилительного каскада 3330-g иллюстрируют только один приведенный в качестве примера вариант реализации, а также рассматриваются любые другие сопоставимые варианты реализации.
Второй путь 3368 сигнала приема может содержать восьмой усилительный каскад 3330-h. Восьмой усилительный каскад 3330-h может содержать один или более усилителей 3335, преобразователей 3374 частоты, фильтров 3362 или ответвителей 3336. В приведенном в качестве примера варианте реализации, представленном в приведенной в качестве примера схемной архитектуре 3300 на Фиг. 33, показано, что восьмой усилительный каскад 3330-i содержит первый усилитель 3335, ответвитель 3336-d, преобразователь 3374-b частоты, первый фильтр 3362-e, второй фильтр 3362-f и второй усилитель 3335. Преобразователь 3374-b частоты может, например, преобразовывать частоту для сигналов, принимаемых через второй путь 3368 сигнала приема (например, 30 ГГц), в частоту для передачи из пути передачи первого приемопередатчика 3310, второго приемопередатчика 3315 или третьего приемопередатчика 3320 (например, 20 ГГц). Ответвитель 3336-d может представлять собой направленный ответвитель для обеспечения объединенного сигнала перед преобразователем 3374-b частоты для обратной связи с другим одним из третьих приемопередатчиков 3320 (например, через мультиплексор 3334-c). В некоторых примерах функция ответвителя 3336-d может обеспечиваться с помощью переключателя вместо ответвителя. Компоненты, показанные в восьмом усилительном каскаде 3330-h, иллюстрируют только один приведенный в качестве примера вариант реализации, а также рассматриваются любые другие сопоставимые варианты реализации.
Кроме того, в третьем приемопередатчике 3320 первый путь 3370 сигнала передачи может содержать девятый усилительный каскад 3330-i, который может содержать один или более усилителей 3335. В приведенной в качестве примера схемной архитектуре 3300, показанной на Фиг. 33, показано, что девятый усилительный каскад 3330-i содержит три усилителя, однако это только один приведенный в качестве примера вариант реализации, а также рассматриваются любые другие сопоставимые варианты реализации.
Кроме того, в третьем приемопередатчике 3320 второй путь 3372 сигнала передачи может содержать десятый усилительный каскад 3330-j, который может содержать один или более усилителей 3335, фильтров 3362 и/или преобразователей 3374 частоты. В приведенной в качестве примера схемной архитектуре 3300, показанной на Фиг. 33, показано, что десятый усилительный каскад 3330-j содержит три усилителя, фильтр 3362-g (например, полосовой фильтр 20 ГГц) и преобразователь 3374-c частоты. Преобразователь 3374-c частоты может, например, преобразовывать частоту для сигналов для передачи через второй путь сигнала передачи из частоты приема (например, 30 ГГц) в частоту для передачи (например, 20 ГГц). Компоненты, показанные в десятом усилительном каскаде 3330-j, иллюстрируют только один приведенный в качестве примера вариант реализации, а также рассматриваются любые другие сопоставимые варианты реализации. Усилители пути 3372 сигнала передачи могут усиливать сигналы, подлежащие передаче от третьего приемопередатчика 3320.
Преобразователи частоты 3374 могут содержать несколько компонентов преобразования частоты. Например, преобразователь 3374 частоты может содержать первый компонент для преобразования исходной частоты (например, 30 ГГц) в промежуточную частоту и второй компонент для преобразования сигнала промежуточной частоты в целевую частоту, например 20 ГГц (например, частоту для передачи).
Третий приемопередатчик 3320 может содержать схему 3378 мультиплексирования, которая может селективно соединять, переключать или иным образом мультиплексировать сигналы, передаваемые между третьим приемопередатчиком 3320 и первым приемопередатчиком 3310 или вторым приемопередатчиком 3315. Схема 3378 мультиплексирования может быть соединена с путями приема и передачи третьего приемопередатчика 3320 и может иметь несколько путей межсоединения для соединения с первым приемопередатчиком 3310, вторым приемопередатчиком 3315 или другими третьим приемопередатчиками 3320. В примере, показанном на Фиг. 33, схема 3378 мультиплексирования может быть соединена с первым путем 3366 приема, вторым путем 3368 приема, первым путем 3370 передачи и вторым путем 3372 передачи. Кроме того, как показано в приведенной в качестве примера схемной архитектуре 3300, схема 3378 мультиплексирования может иметь четыре пути межсоединения: седьмой путь 3364 межсоединения, восьмой путь 3380 межсоединения, девятый путь 3344 межсоединения и десятый путь 3382 межсоединения. Каждый из путей межсоединения может быть выполнен с возможностью соединения через схему 3378 мультиплексирования с одним или более из первого пути 3366 приема, второго пути 3368 приема, первого пути 3370 передачи или второго пути 3372 передачи. В некоторых случаях один или более путей межсоединения могут быть выполнены с возможностью ретрансляции сигналов между другими приемопередатчиками (например, между первым приемопередатчиком 3310 и вторым приемопередатчиком 3315). Схема 3378 мультиплексирования может содержать комбинацию компонентов, таких как мультиплексоры 3334, фильтры 3362 и ответвители 3336. В показанном примере схема 3378 мультиплексирования содержит мультиплексор 3334-c, мультиплексор 3334-d и ответвитель 3336-c. Мультиплексор 3334-c может быть соединен со вторым путем 3368 приема, первым путем 3370 передачи и восьмым путем 3380 межсоединения. Мультиплексор 3334-c может быть выполнен с возможностью мультиплексирования сигналов из второго пути 3368 приема в восьмого пути 3380 межсоединения или из восьмого пути 3380 межсоединения в первого пути 3370 передачи. Мультиплексор 3334-d может быть соединен с первым путем 3366 приема, вторым путем 3372 передачи и ответвителем 3336-c. Мультиплексор 3334-d может быть выполнен с возможностью мультиплексирования сигналов из первого пути 3366 приема на ответвитель 3336-c или от ответвителя 3336-c на второй путь 3372 передачи. Ответвитель 3336-c может представлять собой двунаправленный ответвитель с первым и вторым магистральными портами, соединенными с девятым путем 3344 межсоединения и мультиплексором 3334-d соответственно. Соединенный порт ответвителя 3336-c может быть соединен с десятым путем 3382 межсоединения. Для каждого из третьих приемопередатчиков 3320 седьмой путь 3364 межсоединения может быть соединен с пятым путем 3360 межсоединения одного из вторых приемопередатчиков 3315 (например, через подсистему 3305 межсоединения), а девятый путь 3344 межсоединения может быть соединен со вторым путем 3340 межсоединения одного из первых приемопередатчиков 3310. Восьмой путь 3380 межсоединения и десятый путь 3382 межсоединения могут быть соединены с восьмым путем 3380 межсоединения и десятым путем 3382 межсоединения другого одного из третьих приемопередатчиков 3320.
Как аналогично описано в данном документе, спутник связи может быть выполнен с возможностью переключения между одним или более разными режимами работы. Каждый из разных режимов работы может передавать и/или принимать сигналы через разные порты облучающих элементов каждой из соответствующих антенн, описанных в данном документе. Со ссылкой на приведенную в качестве примера схемную архитектуру 3300, как показано на Фиг. 33, каждый из разных режимов работы может использовать разные пути сигнала схемной архитектуры 3300 для ретрансляции принятых сигналов из соответствующих путей сигнала приема в соответствующие пути сигнала передачи. Соответственно, мультиплексоры 3334 и ответвители 3336 могут быть реконфигурированы для маршрутизации (например, соединения и/или отсоединения) соединений между первым приемопередатчиком 3310, вторым приемопередатчиком 3315 и/или третьим приемопередатчиком 3320 (например, через подсистему 3305 межсоединений) и реконфигурирования компонентов схемной архитектуры 3300, чтобы облегчить функционирование этих переключателей режимов работы.
Сначала описаны компоненты и соединения, используемые для каждой из конфигураций прямого канала связи. Затем также описаны компоненты и соединения, используемые для каждой из конфигураций 320 обратного канала связи. Следует понимать, что для приведенной в качестве примера схемной архитектуры 3300, показанной на Фиг. 33, каждую из конфигураций прямого канала связи можно использовать с любой из доступных конфигураций обратного канала связи, например, как показано в таблице на Фиг. 3. Однако аналогичным образом недоступные конфигурации прямого канала связи и конфигурации обратного канала связи также могут быть созданы в других аналогичных вариантах реализации. Схемная архитектура 3300 может быть реконфигурирована из любого из режимов работы в любой из других режимов работы, как описано в данном документе (например, путем соединения и/или отсоединения соответствующих путей сигналов и/или путем активации и/или деактивации соответствующих компонентов схемы, описанных в данном документе).
В соответствии с первой конфигурацией 311 прямого канала связи (например, конфигурацией «А» прямого канала связи, как описано со ссылкой на Фиг. 4), спутник связи может принимать сигнал прямого восходящего канала связи LHCP на третьих приемопередатчиках 3320 через первые пути 3366 сигнала приема, преобразовывать сигналы из первого диапазона частот (например, 30 ГГц) во второй диапазон частот (например, 20 ГГц) на преобразователях 3374-a частоты, направлять сигналы прямого канала связи LHCP через подсистему 3305 межсоединений на вторые усилительные каскады 3330-b первых приемопередатчиков 3310 (например, с использованием мультиплексоров 3334-d, ответвителей 3336-c и мультиплексоров 3334-a) и передавать соответствующий сигнал прямого нисходящего канала связи LHCP от первых приемопередатчиков 3310 через первые пути 3326 сигнала передачи.
В соответствии со второй конфигурацией 312 прямого канала связи (например, конфигурацией «В» прямого канала связи, как описано со ссылкой на Фиг. 12), спутник связи может принимать сигнал прямого восходящего канала связи LHCP на третьих приемопередатчиках 3320 через первые пути 3366 сигнала приема, преобразовывать сигналы из первого диапазона частот (например, 30 ГГц) во второй диапазон частот (например, 20 ГГц) на преобразователях 3374-a частоты, направлять сигналы прямого канала связи LHCP через подсистему 3305 межсоединений на пятые усилительные каскады 3330-e вторых приемопередатчиков 3315 (например, с использованием мультиплексоров 3334-d, ответвителей 3336-c, ответвителей 3336-a и мультиплексоров 3334-b) и передавать соответствующие сигналы прямого нисходящего канала связи LHCP от вторых приемопередатчиков 3315 через первые пути 3354 сигнала передачи. Первые пути 3354 сигнала передачи могут подавать усиленный сигнал прямого канала связи LHCP 20 ГГц на облучающие элементы антенны R2 для передачи усиленных сигналов прямого канала связи LHCP 20 ГГц на устройства, расположенные в пределах зоны покрытия R2.
Кроме того, в соответствии со второй конфигурацией 312 прямого канала связи спутник связи может принимать сигнал прямого восходящего канала связи RHCP на третьих приемопередатчиках 3320 через вторые пути 3368 сигнала приема, преобразовывать сигналы из первого диапазона частот (например, 30 ГГц) во второй диапазон частот (например, 20 ГГц) на преобразователях 3374-b частоты, направлять сигналы прямого канала связи RHCP через подсистему 3305 межсоединений на шестые усилительные каскады 3330-f вторых приемопередатчиков 3315 (например, с использованием мультиплексоров 3334-c и ответвителей 3336-b) и передавать соответствующие сигналы прямого нисходящего канала связи RHCP от вторых приемопередатчиков 3315 через вторые пути 3356 сигнала передачи. Вторые пути 3356 сигнала передачи могут подавать усиленные сигналы прямого канала связи RHCP 20 ГГц на облучающие элементы антенны R2 для передачи усиленных сигналов прямого канала связи RHCP 20 ГГц на устройства, расположенные в пределах зоны покрытия R2.
В соответствии с третьей конфигурацией 313 прямого канала связи (например, конфигурацией «C» прямого канала связи, как описано со ссылкой на Фиг. 16), спутник связи может принимать сигнал прямого восходящего канала связи LHCP на третьих приемопередатчиках 3320 через первые пути 3366 сигнала приема, преобразовывать сигналы из первого диапазона частот (например, 30 ГГц) во второй диапазон частот (например, 20 ГГц) на преобразователях 3374-a частоты, направлять сигналы прямого канала связи LHCP через подсистему 3305 межсоединений на девятые усилительные каскады 3330-i других из третьих приемопередатчиков 3320 (например, с использованием мультиплексоров 3334-d, ответвителей 3336-c и мультиплексоров 3334-c) и передавать соответствующие сигналы прямого нисходящего канала связи LHCP от третьих приемопередатчиков 3320 через первые пути 3370 передачи сигналов. Первые пути 3370 сигнала передачи могут подавать усиленные сигналы прямого канала связи LHCP 20 ГГц на облучающие элементы антенны R3 для передачи усиленных сигналов прямого канала связи LHCP 20 ГГц на устройства, расположенные в пределах зоны покрытия R3.
В соответствии с четвертой конфигурацией 314 прямого канала связи (например, конфигурацией «D» прямого канала связи, как описано со ссылкой на Фиг. 8), спутник связи может принимать сигнал прямого восходящего канала связи LHCP на третьих приемопередатчиках 3320 через первые пути 3366 сигнала приема, преобразовывать сигналы из первого диапазона частот (например, 30 ГГц) во второй диапазон частот (например, 20 ГГц) на преобразователях 3374-a частоты, направлять сигналы прямого канала связи LHCP через подсистему 3305 межсоединений на вторые усилительные каскады 3330-b первых приемопередатчиков 3310 (например, через мультиплексоры 3334-d, ответвители 3336-c, ответвители 3336-а и мультиплексоры 3334-а) и передавать соответствующие сигналы прямого нисходящего канала связи LHCP от первых приемопередатчиков 3310 через первые пути 3326 сигнала передачи. Первые пути 3326 сигнала передачи могут подавать усиленные сигналы прямого канала связи LHCP 20 ГГц на облучающие элементы антенны R1 для передачи усиленных сигналов прямого канала связи LHCP 20 ГГц на устройства, расположенные в пределах зоны покрытия R1.
Кроме того, в соответствии с четвертой конфигурацией 314 прямого канала связи спутник связи может принимать сигнал прямого восходящего канала связи RHCP на третьем приемопередатчике 3320 через второй путь 3368 сигнала приема, преобразовывать сигналы из первого диапазона частот (например, 30 ГГц) во второй диапазон частот (например, 20 ГГц) на преобразователях 3374-b частоты, направлять сигналы прямого канала связи RHCP через подсистему 3305 межсоединений на третьи усилительные каскады 3330-c первых приемопередатчиков 3310 (например, с использованием ответвителей 3336-b) и передавать соответствующие сигналы прямого нисходящего канала связи RHCP от первых приемопередатчиков 3310 через вторые пути 3328 передачи сигналов. Вторые пути 3328 сигнала передачи могут подавать усиленные сигналы прямого канала связи RHCP 20 ГГц на облучающие элементы антенны R1 для передачи усиленных сигналов прямого канала связи RHCP 20 ГГц на устройства, расположенные в пределах зоны покрытия R1.
В соответствии с пятой конфигурацией 315 прямого канала связи (например, конфигурацией «Е» прямого канала связи, как описано со ссылкой на Фиг. 20), спутник связи может принимать сигнал прямого восходящего канала связи LHCP на третьих приемопередатчиках 3320 через первые пути 3366 сигнала приема, преобразовывать сигналы из первого диапазона частот (например, 30 ГГц) во второй диапазон частот (например, 20 ГГц) на преобразователях 3374-a частоты, направлять сигналы прямого канала связи LHCP через подсистему 3305 межсоединений на вторые усилительные каскады 3330-b первых приемопередатчиков 3310 (например, с использованием мультиплексора 3334-d, ответвителя 3336-c, ответвителя 3336-a и мультиплексора 3334-a) и передавать соответствующие сигналы прямого нисходящего канала связи LHCP от первых приемопередатчиков 3310 через первые пути 3326 сигнала передачи. Первые пути 3326 сигнала передачи могут подавать усиленные сигналы прямого канала связи LHCP 20 ГГц на облучающие элементы антенны R1 для передачи усиленных сигналов прямого канала связи LHCP 20 ГГц на устройства, расположенные в пределах зоны покрытия R1.
Кроме того, в соответствии с пятой конфигурацией 315 прямого канала связи спутник связи может принимать сигнал прямого восходящего канала связи RHCP на третьих приемопередатчиках 3320 через вторые пути 3368 сигнала приема, преобразовывать сигналы из первого диапазона частот (например, 30 ГГц) во второй диапазон частот (например, 20 ГГц) на преобразователях 3374-b частоты, направлять сигналы прямого канала связи RHCP через подсистему 3305 межсоединений на шестые усилительные каскады 3330-f вторых приемопередатчиков 3315 (например, с использованием ответвителей 3336-b) и передавать соответствующие сигналы прямого нисходящего канала связи RHCP от вторых приемопередатчиков 3315 через вторые пути 3356 сигнала передачи. Вторые пути 3356 сигнала передачи могут подавать усиленные сигналы прямого канала связи RHCP 20 ГГц на облучающие элементы антенны R2 для передачи усиленных сигналов прямого канала связи RHCP 20 ГГц на устройства, расположенные в пределах зоны покрытия R2.
В соответствии с шестой конфигурацией 316 прямого канала связи (например, конфигурацией «F» прямого канала связи, как описано со ссылкой на Фиг. 23), спутник связи может принимать сигнал прямого восходящего канала связи LHCP на третьих приемопередатчиках 3320 через первые пути 3366 сигнала приема, преобразовывать сигналы из первого диапазона частот (например, 30 ГГц) во второй диапазон частот (например, 20 ГГц) на преобразователях 3374-a частоты, направлять сигналы прямого канала связи LHCP через подсистему 3305 межсоединений на пятые усилительные каскады 3330-e вторых приемопередатчиков 3315 (например, с использованием мультиплексоров 3334-d, ответвителей 3336-c, ответвителей 3336-a и мультиплексоров 3334-b) и передавать соответствующие сигналы прямого нисходящего канала связи LHCP от вторых приемопередатчиков 3315 через первые пути 3354 сигнала передачи. Первые пути 3354 сигнала передачи могут подавать усиленные сигналы прямого канала связи LHCP 20 ГГц на облучающие элементы антенны R2 для передачи усиленных сигналов прямого канала связи LHCP 20 ГГц на устройства, расположенные в пределах зоны покрытия R2.
Кроме того, в соответствии с шестой конфигурацией 316 прямого канала связи спутник связи может принимать сигнал прямого восходящего канала связи RHCP на третьих приемопередатчиках 3320 через вторые пути 3368 сигнала приема, преобразовывать сигналы из первого диапазона частот (например, 30 ГГц) во второй диапазон частот (например, 20 ГГц) на преобразователях 3374-b частоты, направлять сигнал прямого канала связи RHCP через подсистему 3305 межсоединений на третьи усилительные каскады 3330-c первых приемопередатчиков 3310 (например, с использованием ответвителей 3336-b для направления сигналов на третьи пути 3342 межсоединений) и передавать соответствующий сигнал прямого нисходящего канала связи RHCP от первых приемопередатчиков 3310 через вторые пути 3328 сигнала передачи. Вторые пути 3328 сигнала передачи могут подавать усиленный сигнал прямого канала связи RHCP 20 ГГц на облучающие элементы антенны R1 для передачи усиленных сигналов прямого канала связи RHCP 20 ГГц на устройства, расположенные в пределах зоны покрытия R1.
В соответствии с седьмой конфигурацией 317 прямого канала связи (например, конфигурацией «G» прямого канала связи, как описано со ссылкой на Фиг. 26), спутник связи может принимать сигнал прямого восходящего канала связи LHCP на третьих приемопередатчиках 3320 через первый путь сигнала приема 3366, преобразовывать сигналы из первого диапазона частот (например, 30 ГГц) во второй диапазон частот (например, 20 ГГц) на преобразователях 3374-a частоты, направлять сигналы прямого канала связи LHCP через подсистему 3305 межсоединений на девятые усилительные каскады 3330-i других из третьих приемопередатчиков 3320 (например, с использованием мультиплексоров 3334-d, ответвителей 3336-c и мультиплексоров 3334-c) и передавать соответствующие сигналы прямого нисходящего канала связи LHCP от третьих приемопередатчиков 3320 через первые пути 3370 сигнала передачи. Первые пути 3370 сигнала передачи могут подавать усиленные сигналы прямого канала связи LHCP 20 ГГц на облучающие элементы антенны R3 для передачи усиленных сигналов прямого канала связи LHCP 20 ГГц на устройства, расположенные в пределах зоны покрытия R3.
Кроме того, в соответствии с седьмой конфигурацией 317 прямого канала связи спутник связи может принимать сигнал прямого восходящего канала связи RHCP на третьем приемопередатчике 3320 через второй путь 3368 сигнала приема, преобразовывать сигналы из первого диапазона частот (например, 30 ГГц) во второй диапазон частот (например, 20 ГГц) на преобразователях 3374-b частоты, направлять сигналы прямого канала связи RHCP через подсистему 3305 межсоединений на третьи усилительные каскады 3330-c первых приемопередатчиков 3310 (например, с использованием ответвителей 3336-b для направления сигналов на третьи пути 3342 межсоединений) и передавать соответствующие сигналы прямого нисходящего канала связи RHCP от первых приемопередатчиков 3310 через вторые пути 3328 сигнала передачи. Вторые пути 3328 сигнала передачи могут подавать усиленные сигналы прямого канала связи RHCP 20 ГГц на облучающие элементы антенны R1 для передачи усиленных сигналов прямого канала связи RHCP 20 ГГц на устройства, расположенные в пределах зоны покрытия R1.
В соответствии с восьмой конфигурацией 318 прямого канала связи (например, конфигурацией «H» прямого канала связи, как описано со ссылкой на Фиг. 29), спутник связи может принимать сигнал прямого восходящего канала связи LHCP на третьих приемопередатчиках 3320 через первые пути 3366 сигнала приема, преобразовывать сигналы из первого диапазона частот (например, 30 ГГц) во второй диапазон частот (например, 20 ГГц) на преобразователях 3374-a частоты, направлять сигналы прямого канала связи LHCP через подсистему 3305 межсоединений на девятые усилительные каскады 3330-i других из третьих приемопередатчиков 3320 (например, с использованием мультиплексоров 3334-d, ответвителей 3336-c и мультиплексоров 3334-c) и передавать соответствующие сигналы прямого нисходящего канала связи LHCP от третьих приемопередатчиков 3320 через первые пути 3370 передачи сигналов. Первые пути 3370 сигнала передачи могут подавать усиленные сигналы прямого канала связи LHCP 20 ГГц на облучающие элементы антенны R3 для передачи усиленных сигналов прямого канала связи LHCP 20 ГГц на устройства, расположенные в пределах зоны покрытия R3.
Кроме того, в соответствии с восьмой конфигурацией 318 прямого канала связи спутник связи может принимать сигнал прямого восходящего канала связи RHCP на третьем приемопередатчике 3320 через второй путь 3368 сигнала приема, преобразовывать сигналы из первого диапазона частот (например, 30 ГГц) во второй диапазон частот (например, 20 ГГц) на преобразователях 3374-b частоты, направлять сигнал прямого канала связи RHCP через подсистему 3305 межсоединений на шестые усилительные каскады 3330-f вторых приемопередатчиков 3315 (например, с использованием ответвителей 3336-b) и передавать соответствующие сигналы прямого нисходящего канала связи RHCP от вторых приемопередатчиков 3315 через вторые пути 3356 сигнала передачи. Вторые пути 3356 сигнала передачи могут подавать усиленные сигналы прямого канала связи RHCP 20 ГГц на облучающие элементы антенны R2 для передачи усиленных сигналов прямого канала связи RHCP 20 ГГц на устройства, расположенные в пределах зоны покрытия R2.
В некоторых случаях схемная архитектура 3300, включая подсистему 3305 межсоединений, может быть сконфигурирована (или, например, реконфигурирована) для реализации режима работы с использованием конфигурации 320 обратного канала связи, например первой конфигурации 321 обратного канала связи (например, конфигурации «1» обратного канала связи, как описано в данном документе). Конфигурация, предоставленная в данном документе для первой конфигурации 321 обратного канала связи, может быть объединена с любой из вышеописанных конфигураций прямого канала связи, с которой комбинация первой конфигурации 321 обратного канала связи доступна для соответствующей конфигурации прямого канала связи. В некоторых случаях сигналы обратного канала связи могут быть мультиплексированы с сигналами прямого канала связи, причем, например, каждый из них проходит через компоненты схемной архитектуры 3300 (например, через провода, дорожки, мультиплексоры 3334 и т.д.) одновременно (например, с использованием частотного мультиплексирования).
В соответствии с первой конфигурацией 321 обратного канала связи спутник связи может принимать сигнал обратного восходящего канала связи RHCP на первых приемопередатчиках 3310 через вторые пути 3324 сигнала приема, направлять сигналы обратного канала связи RHCP через подсистему 3305 межсоединений на десятые усилительные каскады 3330-j (например, с использованием мультиплексоров 3334-a, ответвителей 3336-a, ответвителей 3336-c и мультиплексоров 3334-d), преобразовывать сигналы из первого диапазона частот (например, 30 ГГц) во второй диапазон частот (например, 20 ГГц) на преобразователях 3374-c частоты и передавать соответствующие сигналы обратного нисходящего канала связи RHCP от третьих приемопередатчиков 3320 через вторые пути 3372 сигнала передачи. Вторые пути 3372 сигнала передачи могут подавать усиленные сигналы обратного канала связи RHCP 20 ГГц на облучающие элементы антенны R3 для передачи усиленных сигналов обратного канала связи RHCP 20 ГГц на устройства, расположенные в пределах зоны покрытия R3.
В некоторых случаях схемная архитектура 3300, включая подсистему 3305 межсоединений, может быть сконфигурирована (или, например, реконфигурирована) для реализации режима работы с использованием второй конфигурации 322 обратного канала связи (например, конфигурации «2» обратного канала связи, как описано в данном документе). Конфигурация, предоставленная в данном документе для второй конфигурации 322 обратного канала связи, может быть объединена с любой из вышеописанных конфигураций прямого канала связи, с которой комбинация второй конфигурации 322 обратного канала связи доступна для соответствующей конфигурации прямого канала связи. В некоторых случаях сигналы обратного канала связи могут быть мультиплексированы с сигналами прямого канала связи, причем, например, каждый из них проходит через компоненты схемной архитектуры 3300 (например, через проводку, дорожки, мультиплексоры 3334 и т.д.) одновременно (например, с использованием частотного мультиплексирования).
В соответствии со второй конфигурацией 322 обратного канала связи спутник связи может принимать сигнал обратного восходящего канала связи RHCP на вторых приемопередатчиках 3315 через вторые пути 3352 сигнала приема, направлять сигналы обратного канала связи RHCP через подсистему 3305 межсоединений на десятые усилительные каскады 3330-j (например, с использованием мультиплексоров 3334-b, ответвителей 3336-a, ответвителей 3336-c и мультиплексоров 3334-d), преобразовывать сигналы из первого диапазона частот (например, 30 ГГц) во второй диапазон частот (например, 20 ГГц) на преобразователях 3374-c частоты и передавать соответствующие сигналы обратного нисходящего канала связи RHCP от третьих приемопередатчиков 3320 через вторые пути 3372 сигнала передачи. Вторые пути 3372 сигнала передачи могут подавать усиленные сигналы обратного канала связи RHCP 20 ГГц на облучающие элементы антенны R3 для передачи усиленных сигналов обратного канала связи RHCP 20 ГГц на устройства, расположенные в пределах зоны покрытия R3.
В некоторых случаях схемная архитектура 3300, включая подсистему 3305 межсоединений, может быть сконфигурирована (или, например, реконфигурирована) для реализации режима работы с использованием третьей конфигурации 323 обратного канала связи (например, конфигурации «3» обратного канала связи, как описано в данном документе). Конфигурация, предоставленная в данном документе для третьей конфигурации 323 обратного канала связи, может быть объединена с любой из вышеописанных конфигураций прямого канала связи, с которой комбинация третьей конфигурации 323 обратного канала связи доступна для соответствующей конфигурации прямого канала связи. В некоторых случаях сигналы обратного канала связи могут быть мультиплексированы с сигналами прямого канала связи, причем, например, каждый из них проходит через компоненты схемной архитектуры 3300 (например, через проводку, дорожки, мультиплексоры 3334 и т.д.) одновременно (например, с использованием частотного мультиплексирования).
В соответствии с третьей конфигурацией 323 обратного канала связи спутник связи может принимать сигнал обратного восходящего канала связи RHCP на третьих приемопередатчиках 3320 через вторые пути 3368 сигнала приема, направлять сигнал обратного канала связи RHCP через подсистему 3305 межсоединений на десятые усилительные каскады 3330-j (например, с использованием мультиплексоров 3334-c, ответвителей 3336-c и мультиплексоров 3334-d), преобразовать сигналы из первого диапазона частот (например, 30 ГГц) во второй диапазон частот (например, 20 ГГц) на преобразователях 3374-c частоты и передавать соответствующие сигналы обратного нисходящего канала связи RHCP от третьих приемопередатчиков 3320 через вторые пути 3372 сигнала передачи. Вторые пути 3372 сигнала передачи могут подавать усиленные сигналы обратного канала связи RHCP 20 ГГц на облучающие элементы антенны R3 для передачи усиленного сигнала обратного канала связи RHCP 20 ГГц на устройства, расположенные в пределах зоны покрытия R3.
На Фиг. 34 проиллюстрирована структурная схема контроллера 3400, который поддерживает переключение между режимами работы систем формирования луча и спутников в соответствии с аспектами настоящего изобретения. Контроллер 3400 может содержать диспетчер 3405 услуг связи, процессор 3410, запоминающее устройство 3415 и интерфейс 3440 связи. Каждый из этих компонентов может быть связан друг с другом, непосредственно или косвенно по одной или более шин 3435. В некоторых примерах контроллер 3400 может быть примером контроллера 175 и может быть реализован с помощью аспектов системы спутниковой связи, как описано со ссылкой на Фиг. 1–33. Например, аспекты контроллера 3400 могут быть реализованы в сетевом устройстве 170 или спутнике 105 связи.
Запоминающее устройство 3415 может включать в себя оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) и/или постоянное запоминающее устройство (ПЗУ). Запоминающее устройство 3415 может хранить операционную систему (ОС) 3420 (например, встроенную в ядро Linux или Windows). Запоминающее устройство 3415 может также хранить машиночитаемый, исполняемый компьютером код 3425, содержащий команды, которые выполнены с возможностью, при выполнении, вызывать выполнение процессором 3410 различных функций, описанных в настоящем документе, связанных с предоставлением услуг связи в соответствии с различными естественными диаграммами направленности антенны. В альтернативном варианте осуществления код 3425 может быть выполнен с возможностью исполнения не процессором 3410 непосредственно, а может быть выполнен с возможностью обеспечения выполнения контроллером 3400 (например, после компиляции и исполнения) одной или более функций, описанных в настоящем документе.
Контроллер 3400 может содержать диспетчер 3405 услуг связи, который может управлять одним или более аспектами переключения спутника связи между режимами работы системы формирования луча спутников, как описано в настоящем документе. Услуги связи могут, например, предоставляться через интерфейс 3440 связи. В некоторых примерах диспетчер 3405 услуг связи может определять режим работы для спутника связи, сигнал к спутнику для конфигурирования подсистемы межсоединений и антенн антенного узла для определения режима работы, а затем функционирование спутника связи в соответствии с режимом работы (например, передачу сигналов 3445 для услуги связи через интерфейс 3440 связи в соответствии со сконфигурированным режимом работы для предоставления услуг связи терминалам).
Контроллер 3400, содержащий диспетчер 3405 услуг связи, процессор 3410, запоминающее устройство 3415 и/или интерфейс 3440 связи, может быть реализован или выполнен с помощью процессора общего назначения, 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, логического элемента на дискретных элементах или транзисторной логики, дискретных аппаратных компонентов или любой их комбинации, спроектированной для 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. Контроллер 3400 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, интегрированным запоминающим устройством, дискретным запоминающим устройством или любой другой подобной конфигурации.
На Фиг. 35 показана блок-схема приведенного в качестве примера способа 3500, который поддерживает переключение между режимами работы систем формирования луча и спутников в соответствии с аспектами настоящего изобретения. Операции способа 3500 могут быть реализованы контроллером для спутника связи, содержащего множество антенн или их компонентов, как описано в настоящем документе. В некоторых примерах контроллер может исполнять набор команд для управления функциональными элементами контроллера для выполнения функций, описанных в настоящем документе. В дополнительном или альтернативном варианте осуществления контроллер может выполнять аспекты функций, описанных ниже, с помощью специального оборудования.
В 3505 контроллер может определять первый режим работы из множества режимов работы для предоставления услуг связи терминалам в пределах зоны обслуживания, которая включает первую зону покрытия, связанную с первой антенной спутника связи, и вторую зону покрытия, связанную со второй антенной спутника связи, причем вторая зона покрытия может по меньшей мере частично перекрываться с первой зоной покрытия и содержит по меньшей мере один шлюз для предоставления услуг связи через спутник связи. В некоторых случаях первый режим работы может соответствовать первой конфигурации соответствующих поляризаций с по меньшей мере одной из множества антенн для принимаемых сигналов каждой из соответствующих поляризаций и по меньшей мере одной из множества антенн для передаваемых сигналов каждой из соответствующих поляризаций.
В 3510 спутник связи может функционировать в соответствии с первым режимом работы.
В 3515 контроллер может определять второй режим работы из множества режимов работы для предоставления услуги связи, причем второй режим работы соответствует второй конфигурации соответствующей поляризации с по меньшей мере одной из множества антенн для приема сигналов каждой из соответствующих поляризаций и по меньшей мере одной из множества антенн для передачи сигналов каждой из соответствующих поляризаций, и причем вторая конфигурация отличается от первой конфигурации.
В 3520 контроллер может управлять спутником связи для переключения антенн антенного узла (например, и подсистемы межсоединений) из первого режима работы во второй режим работы.
В 3525 спутник связи может функционировать в соответствии со вторым режимом работы. В некоторых примерах один из первого режима работы или второго режима работы может представлять собой режим, использующий одну поляризацию для прямого канала связи (например, один из режимов «A», «C»), при этом другой из первого режима работы или второго режима работы может представлять собой режим, использующий двойную поляризацию для прямого канала связи (например, один из режимов «B», «D», «E», «F», «G» или «H»). В некоторых примерах один из первого режима работы или второго режима работы может представлять собой режим, использующий одну зону покрытия прямого канала связи (например, один из режимов «A», «B», «C» или «D»), при этом другой из первого режима работы или второго режима работы может представлять собой режим, использующий больше одной зоны покрытия прямого канала связи (например, один из режимов «E», «F», «G» или «H»). В некоторых примерах первый и второй режимы работы могут иметь одну и ту же конфигурацию прямого канала связи, но могут иметь разные конфигурации обратного канала связи. В некоторых примерах первый и второй режимы работы могут представлять собой часть шаблона из двух или более режимов работы (например, которые могут периодически повторяться или динамически изменяться).
Таким образом, способ 3525 может поддерживать переключение между режимами работы систем формирования луча и спутников в соответствии с аспектами настоящего изобретения. Следует отметить, что способ 3500 описывает примеры реализаций и что порядок выполнения операций способа 3500 может быть изменен или модифицирован иным образом так, что возможны другие реализации. Например, некоторые описанные операции могут быть необязательными (например, которые заключены в прямоугольники, имеющие штриховые линии, которые описаны как необязательные и т.д.), причем необязательные операции могут выполняться, когда удовлетворяются некоторые критерии, выполняться на основании частично, опускаться полностью и т.д.
Различные иллюстративные блоки и компоненты, описанные в связи с раскрытием в настоящем документе, могут быть реализованы или выполнены с помощью процессора общего назначения, DSP, ASIC, 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, микропроцессоров в сочетании с ядром DSP или любой другой подобной конфигурации.
Подробное описание, изложенное выше в связи с прилагаемыми графическими материалами, описывает примеры вариантов осуществления и не представляет только варианты осуществления, которые могут быть реализованы или которые входят в объем формулы изобретения. Повсюду в данном описании 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 вариантов осуществления.
Информация и сигналы 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 повсюду в вышеприведенном описании, могут быть представлены напряжениями, токами, электромагнитными волнами, магнитными полями или частицами, оптическими полями или частицами или любой их комбинацией.
Функции, описанные в настоящем документе, могут быть реализованы различными способами, с различными материалами, функциями, формами, размерами и т.п. Другие примеры и варианты реализации входят в объем описания и прилагаемой формулы изобретения. Элементы, реализующие функции, могут также быть физически расположены в различных местоположениях, включая распределенное расположение таким образом, что части функций реализованы в разных физических местоположениях. Также, как используется 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 взаимоисключающий 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).
К машиночитаемым носителям относятся как компьютерные носители данных, так и средства связи, включающие любой носитель, обеспечивающий возможность переноса компьютерной программы из одного места в другое. Носитель данных может представлять собой любой существующий носитель, доступ к которому может быть осуществлен с помощью универсального или специализированного компьютера. В качестве примера, но не в целях ограничения, машиночитаемый носитель может представлять собой ОЗУ, ПЗУ, электрически стираемое программируемое ПЗУ (ЭСППЗУ), CD-ROM или другой накопитель на оптических дисках, накопитель на магнитных дисках или другие магнитные запоминающие устройства или любой другой носитель, который можно использовать для переноса или хранения требуемого программного кода в виде команд или структур данных, доступ к которым может осуществлять универсальный или специализированный компьютер или универсальный или специализированный процессор. 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 (CD), 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».
Предшествующее описание изобретения предоставлено, чтобы дать возможность специалисту в данной области техники осуществить или использовать изобретение. 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 должно ограничиваться 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.
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| Регулирование зоны покрытия для адаптации спутниковой связи | 2017 |
|
RU2741489C1 |
| Методики применения кластеров узлов доступа при сквозном формировании луча | 2017 |
|
RU2729884C1 |
| МЕТОДИКИ ПРИМЕНЕНИЯ КЛАСТЕРОВ УЗЛОВ ДОСТУПА ПРИ СКВОЗНОМ ФОРМИРОВАНИИ ЛУЧА | 2017 |
|
RU2720492C2 |
| Методики применения кластеров узлов доступа при сквозном формировании луча | 2017 |
|
RU2737436C1 |
| Методики применения кластеров узлов доступа при сквозном формировании луча | 2017 |
|
RU2729604C1 |
| Методики применения кластеров узлов доступа при сквозном формировании луча | 2017 |
|
RU2726179C1 |
| Узел доступа для системы связи со сквозным формированием обратных лучей | 2016 |
|
RU2704119C1 |
| Спутник для сквозного формирования прямого луча | 2020 |
|
RU2731627C1 |
| Спутник для сквозного формирования прямого луча | 2020 |
|
RU2805479C2 |
| СПОСОБ И СИСТЕМА СКВОЗНОГО ФОРМИРОВАНИЯ ОБРАТНОГО ЛУЧА | 2019 |
|
RU2714928C1 |
Изобретение относится к области спутниковой связи. Техническим результатом является обеспечение гибкого и динамичного распределения коммуникационных ресурсов между различными зонами покрытия обслуживания, например, для перемещения услуг с более высокой пропускной способностью в различные зоны покрытия на основании динамически изменяющихся условий. Упомянутый технический результат достигается тем, что спутник связи может функционировать в соответствии с первым режимом работы для предоставления услуг связи для пользовательских терминалов в первой зоне покрытия (например, предоставления пользовательским терминалам услуг связи прямого канала связи с использованием первого канала связи с первой поляризацией) и принимать поляризованные соответствующим образом сигналы прямого восходящего канала связи от терминалов узла доступа во второй зоне покрытия, причем спутник связи может ретранслировать соответствующие сигналы прямого нисходящего канала связи к пользовательским терминалам в первой зоне покрытия. В некоторых случаях первая зона покрытия может географически перекрывать вторую зону покрытия. Спутник связи может определять второй режим работы (например, оптимизировать услуги связи на основании динамических условий) и переключаться во второй режим работы для предоставления услуг связи для пользовательских терминалов. 2 н. и 24 з.п. ф-лы, 35 ил.
1. Способ связи посредством спутника связи (105, 405), имеющего антенный узел (106), содержащий множество антенн (410, 420, 430), при этом способ содержит:
определение первого режима работы из множества режимов работы для предоставления услуги связи терминалам (150) в пределах зоны обслуживания, которая включает первую зону (415) покрытия, связанную с первой антенной (410) из множества антенн, и вторую зону (435) покрытия, связанную со второй антенной (430) из множества антенн (410, 420, 430), причем вторая зона (435) покрытия по меньшей мере частично перекрывается с первой зоной (415) покрытия и содержит по меньшей мере один шлюз (160) для обеспечения услуги связи посредством спутника (105, 405) связи, причем первый режим работы соответствует первой конфигурации (900, 1000) соответствующих поляризаций по меньшей мере с одной из множества антенн (410, 420, 430) для приема сигналов каждой из соответствующих поляризаций и по меньшей мере с одной из множества антенн (410, 420, 430) для передачи сигналов каждой из соответствующих поляризаций;
функционирование спутника связи (105, 405) в соответствии с первым режимом работы;
определение второго режима работы из множества режимов работы для предоставления услуги связи, причем второй режим работы соответствует второй конфигурации (400, 500, 600, 700) соответствующих поляризаций по меньшей мере с одной из множества антенн (410, 420, 430) для приема сигналов каждой из соответствующих поляризаций и по меньшей мере с одной из множества антенн (410, 420, 430) для передачи сигналов каждой из соответствующих поляризаций, и при этом вторая конфигурация (400, 500, 600, 700) отличается от первой конфигурации (900, 1000);
переключение множества антенн (410, 420, 430) антенного узла (106) из первого режима работы во второй режим работы; и
функционирование спутника связи (105, 405) в соответствии со вторым режимом работы.
2. Способ по п. 1, в котором:
первая конфигурация (900, 1000) связывает каждую из соответствующих поляризаций с первой антенной (410) для приема каждой из соответствующих поляризаций для направления первого канала связи и второй антенной (430) для передачи каждой из соответствующих поляризаций для направления первого канала связи; и
вторая конфигурация (400, 500, 600, 700) связывает одну поляризацию из соответствующих поляризаций с первой антенной (410) для приема указанной одной поляризации для направления первого канала связи и второй антенной (430) для передачи указанной одной поляризации для направления первого канала связи.
3. Способ по п. 2, в котором:
для первой конфигурации (900, 1000) вторая антенна (430) передает сигналы указанной одной поляризации с первой мощностью передачи; а
для второй конфигурации (400, 500, 600, 700) вторая антенна (430) передает сигналы указанной одной поляризации со второй мощностью передачи, которая превышает первую мощность передачи.
4. Способ по любому из пп. 1–3, в котором:
первая конфигурация (900, 1000) содержит первую конфигурацию (310) прямого канала связи первой одной или более из соответствующих поляризаций с одной или более из множества антенн (410, 420, 430) для приема сигналов указанной первой одной или более из соответствующих поляризаций и с одной или более из множества антенн (410, 420, 430) для передачи сигналов указанной первой одной или более из соответствующих поляризаций; а
вторая конфигурация (400, 500, 600, 700) содержит вторую конфигурацию (310) прямого канала связи второй одной или более из соответствующих поляризаций с одной или более из множества антенн (410, 420, 430) для приема сигналов указанной второй одной или более из соответствующих поляризаций и с одной или более из множества антенн (410, 420, 430) для передачи сигналов указанной первой одной или более из соответствующих поляризаций, причем вторая конфигурация прямого канала связи отличается от первой конфигурации прямого канала связи.
5. Способ по п. 4, в котором первая конфигурация (900, 1000) содержит первую конфигурацию (320) обратного канала связи третьей одной или более из соответствующих поляризаций с одной или более из множества антенн (410, 420, 430) для приема сигналов указанной третьей одной или более из соответствующих поляризаций и с одной или более из множества антенн (410, 420, 430) для передачи сигналов указанной третьей одной или более из соответствующих поляризаций, при этом способ дополнительно содержит:
определение третьего режима работы из множества режимов работы для предоставления услуги связи, причем третий режим работы соответствует первой конфигурации (310) прямого канала связи и второй конфигурации (320) обратного канала связи четвертой одной или более из соответствующих поляризаций с одной или более из множества антенн (410, 420, 430) для приема сигналов указанной четвертой одной или более соответствующих поляризаций и с одной или более из множества антенн для передачи сигналов указанной четвертой одной или более соответствующих поляризаций;
переключение множества антенн антенного узла в третий режим работы; и
функционирование спутника связи в соответствии с третьим режимом работы.
6. Способ по п. 4, дополнительно содержащий:
определение третьего режима работы из множества режимов работы для предоставления услуги связи, причем третий режим работы соответствует третьей конфигурации, содержащей третью конфигурацию (310) прямого канала связи третьей одной или более из соответствующих поляризаций с одной или более из множества антенн (410, 420, 430) для приема сигналов указанной третьей одной или более из соответствующих поляризаций и с одной или более из множества антенн (410, 420, 430) для передачи сигналов указанной третьей одной или более соответствующих поляризаций;
переключение множества антенн антенного узла в третий режим работы; и
функционирование спутника связи в соответствии с третьим режимом работы.
7. Способ по любому из пп. 1–6, в котором:
первая конфигурация (900, 1000) связывает первую одну или более из соответствующих поляризаций с первым подмножеством из множества антенн (410, 420, 430) для приема и передачи указанной первой одной или более из соответствующих поляризаций; а
вторая конфигурация (400, 500, 600, 700) связывает вторую одну или более из соответствующих поляризаций со вторым подмножеством из множества антенн (410, 420, 430) для приема и передачи указанной второй одной или более из соответствующих поляризаций, причем второе подмножество из множества антенн (410, 420, 430) отличается от первого подмножества из множества антенн (410, 420, 430).
8. Способ по п. 7, в котором первое подмножество из множества антенн (410, 420, 430) соответствует первой антенне (410) и второй антенне (430), а второе подмножество из множества антенн (410, 420, 430) соответствует третьей антенне (420) и по меньшей мере одной из первой антенны (410) или второй антенны (430), причем третья зона (425) покрытия, связанная с третьей антенной (420), по меньшей мере частично перекрывается по меньшей мере с одной из первой зоны (415) покрытия или второй зоны (435) покрытия.
9. Способ по любому из пп. 1–8, в котором каждая антенна из множества антенн (410, 420, 430) антенного узла (106) содержит множество облучающих элементов.
10. Способ по любому из пп. 1–9, в котором вторая конфигурация (400, 500, 600, 700) связывает одну поляризацию из соответствующих поляризаций с первой антенной (410) для приема указанной одной поляризации и для передачи указанной одной поляризации.
11. Способ по любому из пп. 1–10, в котором первая конфигурация (900, 1000) содержит первые сигналы первой поляризации из соответствующих поляризаций, передаваемые первой антенной (410), и вторые сигналы первой поляризации, передаваемые второй антенной (430).
12. Способ по п. 11, в котором конфигурацию формирования луча применяют для первых сигналов для уменьшения помех на одном или более терминалов (150), принимающих вторые сигналы в пределах второй зоны (435) покрытия.
13. Способ по любому из пп. 1–12, в котором первая конфигурация содержит первые сигналы первой поляризации из соответствующих поляризаций, принимаемых первой антенной (410), и вторые сигналы первой поляризации, принимаемые второй антенной (430).
14. Способ по любому из пп. 1–13, дополнительно содержащий:
определение последовательности режимов работы из множества режимов работы, причем последовательность определяет соответствующие режимы работы для соответствующих временных интервалов (210) из множества временных интервалов, причем переключение между соответствующими режимами работы осуществляется в соответствии с последовательностью режимов работы.
15. Способ по любому из пп. 1–14, дополнительно содержащий:
определение события динамического переключения для переключения множества антенн (410, 420, 430) антенного узла (106) во второй режим работы;
определение появления события динамического переключения по меньшей мере частично на основе технической характеристики, связанной с одной или более из первой зоны (415) покрытия или второй зоны (435) покрытия; и
переключение множества антенн (410, 420, 430) антенного узла (106) во второй режим работы по меньшей мере частично на основе появления события динамического переключения.
16. Способ по любому из пп. 1–15, в котором одна или более антенн из множества антенн (410, 420, 430) антенного узла (106) содержат отражатели.
17. Спутник (105, 405) связи для предоставления услуг связи терминалам (150) в пределах зоны обслуживания, содержащий:
антенный узел (106), выполненный с возможностью передачи сигналов соответствующих поляризаций, причем антенный узел (106) содержит:
первую антенну (410), содержащую первый набор облучающих элементов, имеющих первый набор портов, связанных с первой поляризацией, и второй набор портов, связанных со второй поляризацией, причем первая антенна (410) связана с первой зоной (415) покрытия зоны обслуживания;
вторую антенну (430), содержащую второй набор облучающих элементов, имеющих третий набор портов, связанных с первой поляризацией, и четвертый набор портов, связанных со второй поляризацией, причем вторая антенна (430) связана со второй зоной (435) покрытия зоны обслуживания, причем вторая зона (435) обслуживания по меньшей мере частично перекрывается с первой зоной (415) обслуживания;
первый ретранслятор, содержащий первую схему (3230) приема, соединенную с первым набором портов, первую схему (3240) передачи, соединенную с первым набором портов, и вторую схему (3245) передачи, соединенную со вторым набором портов; и
второй ретранслятор, содержащий вторую схему (3230) приема, соединенную с третьим набором портов, третью схему (3240) передачи, соединенную с третьим набором портов, и третью схему (3235) приема, соединенную с четвертым набором портов; и
реконфигурируемую подсистему (3205) коммутации, соединенную с первой схемой (3230) приема, первой схемой (3240) передачи, второй схемой (3245) передачи, второй схемой (3230) приема, третьей схемой (3235) приема и третьей схемой (3240) передачи;
систему (175) управления, выполненную с возможностью:
управления реконфигурируемой подсистемой (3205) коммутации в соответствии с первым режимом работы из множества режимов работы для предоставления услуг связи терминалам (150) в пределах зоны обслуживания, причем для первого режима работы система управления управляет реконфигурируемой подсистемой (3205) коммутации для соединения первой схемы (3230) приема с третьей схемой (3240) передачи, третьей схемы (3235) приема со второй схемой (3245) передачи и второй схемы (3230) приема с первой схемой (3240) передачи;
обеспечения функционирования спутника связи в соответствии с первым режимом работы;
управления реконфигурируемой подсистемой (3205) коммутации в соответствии со вторым режимом работы из множества режимов работы для предоставления услуг связи терминалам (150) в пределах зоны обслуживания, причем для второго режима работы система (175) управления управляет реконфигурируемой подсистемой (3205) коммутации для соединения первой схемы (3230) приема с третьей схемой (3240) передачи и третьей схемы (3235) приема со второй схемой (3245) передачи и отсоединения второй схемы (3230) приема от первой схемы (3240) передачи; и
обеспечения функционирования спутника связи в соответствии со вторым режимом работы.
18. Спутник связи (105, 405) по п. 17, в котором:
для первого режима работы направление первого канала связи обеспечивается с помощью первых сигналов, связанных с первой поляризацией, принимаемой на второй антенне (430) от шлюза (160), расположенного в пределах второй зоны (435) покрытия, и с помощью вторых сигналов, связанных со второй поляризацией, принимаемой на второй антенне (430) от шлюза (160); и
для второго режима работы направление первого канала связи обеспечивается с помощью третьих сигналов, связанных со второй поляризацией, принимаемой на второй антенне (430) от шлюза (160).
19. Спутник (105, 405) связи по п. 18, в котором:
для первого режима работы вторая антенна (430) передает вторые сигналы через второй ретранслятор с первой мощностью передачи; и
для второго режима работы вторая антенна (430) передает третьи сигналы через второй ретранслятор со второй мощностью передачи, которая превышает первую мощность передачи.
20. Спутник (105, 405) связи по любому из пп. 17–19, в котором антенный узел дополнительно содержит:
третью антенну (420), содержащую третий набор облучающих элементов, имеющих пятый набор портов, связанных с первой поляризацией, причем третья антенна (420) связана с третьей зоной (425) покрытия зоны обслуживания, причем третья зона (425) покрытия по меньшей мере частично перекрывается с первой зоной (415) покрытия; и
третий ретранслятор, содержащий четвертую схему (3230) приема, соединенную с пятым набором портов, причем реконфигурируемая подсистема (3205) коммутации соединена с четвертой схемой (3230) приема, при этом система (175) управления выполнена с возможностью:
управления реконфигурируемой подсистемой (3205) коммутации в соответствии с третьим режимом работы из множества режимов работы для предоставления услуг связи терминалам (150) в пределах зоны обслуживания, причем для третьего режима работы система управления управляет реконфигурируемой подсистемой (3205) коммутации для соединения четвертой схемы (3230) приема с третьей схемой (3240) передачи и третьей схемы (3235) приема со второй схемой (3245) передачи; и
обеспечения функционирования спутника связи (105, 405) в соответствии с третьим режимом работы.
21. Спутник (105, 405) связи по любому из пп. 17–19, в котором антенный узел (106) дополнительно содержит:
третью антенну (420), содержащую третий набор облучающих элементов, имеющих пятый набор портов, связанных с первой поляризацией, причем третья антенна (420) связана с третьей зоной (425) покрытия зоны обслуживания, причем третья зона (425) покрытия по меньшей мере частично перекрывается с первой зоной (415) покрытия; и
третий ретранслятор, содержащий четвертую схему (3240) передачи, соединенную с пятым набором портов, причем реконфигурируемая подсистема (3205) коммутации соединена с четвертой схемой (3240) передачи, при этом система (175) управления выполнена с возможностью:
управления реконфигурируемой подсистемой (3205) коммутации в соответствии с третьим режимом работы из множества режимов работы для предоставления услуг связи терминалам (150) в пределах зоны обслуживания, причем для третьего режима работы система управления управляет реконфигурируемой подсистемой (3205) коммутации для соединения второй схемы (3230) приема с четвертой схемой (3240) передачи и третьей схемы (3235) приема со второй схемой (3245) передачи; и
обеспечения функционирования спутника связи (105, 405) в соответствии с третьим режимом работы.
22. Спутник (105, 405) связи по любому из пп. 17–21, в котором система (175) управления выполнена с возможностью:
управления реконфигурируемой подсистемой (3205) коммутации в соответствии с третьим режимом работы из множества режимов работы для предоставления услуг связи терминалам (150) в пределах зоны обслуживания, причем для третьего режима работы система (175) управления управляет реконфигурируемой подсистемой (3205) коммутации для соединения второй схемы (3230) приема с третьей схемой (3240) передачи; и
обеспечения функционирования спутника связи (105, 405) в соответствии с третьим режимом работы.
23. Спутник (105, 405) связи по любому из пп. 17–22, в котором конфигурация формирования луча применяется для первых сигналов, передаваемых от первой антенны (410), для уменьшения помех на одном или более терминалах (150), принимающих вторые сигналы, передаваемые от второй антенны (430) в пределах второй зоны (435) покрытия.
24. Спутник (105, 405) связи по любому из пп. 17–23, в котором система (175) управления выполнена с возможностью:
определения последовательности режимов работы из множества режимов работы, причем последовательность определяет соответствующие режимы работы для соответствующих временных интервалов (210) из множества временных интервалов; и
управления реконфигурируемой подсистемой (3205) коммутации в соответствии с соответствующими режимами работы последовательностей режимов работы.
25. Спутник (105, 405) связи по любому из пп. 17–24, в котором система (175) управления выполнена с возможностью:
определения события динамического переключения для управления реконфигурируемой подсистемой (3205) коммутации для переключения во второй режим работы;
определения появления события динамического переключения по меньшей мере частично на основе технической характеристики, связанной с одной или более из первой зоны (415) покрытия или второй зоны (435) покрытия, причем управление реконфигурируемой подсистемой (3205) коммутации в соответствии со вторым режимом работы основано по меньшей мере частично на появлении события динамического переключения.
26. Спутник (105, 405) связи по любому из пп. 17–25, в котором первая антенна (410), вторая антенна (430) или обе антенны содержат отражатели для передачи и приема сигналов между антенным узлом (106) и одним или более терминалами (150) в пределах зоны обслуживания.
| US 8712321 B1, 29.04.2014 | |||
| US 2017215176 A1, 27.07.2017 | |||
| RU 2018124821 A, 09.01.2020 | |||
| CN 111193539 A, 22.05.2020 | |||
| US 2019237868 A1, 01.08.2019 | |||
| US 4315262 A, 09.02.1982. |
