Устройство и способ для передачи общей информации по каналам передачи общих данных

Устройство и способ для передачи общей информации по каналам передачи общих данных

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

Настоящее изобретение относится к спутниковым системам связи, более конкретно, к способу и к устройству для передачи общей информации к пользовательским терминалам, находящимся в пределах относительно малой географической области, с использованием спутниковой системы связи.

Предшествующий уровень техники

Обычные спутниковые системы связи содержат шлюзы и один, или более спутников для ретрансляции сигналов связи между шлюзами и одним, и более пользовательских терминалов. Шлюз представляет собой наземную станцию, имеющую антенну для передачи сигналов к спутникам связи и приема сигналов от спутников связи. Шлюз обеспечивает каналы связи с использованием спутников для соединения пользовательского терминала с другими пользовательскими терминалами или пользователями других систем связи, таких как коммутируемая телефонная сеть общего пользования. Спутник представляет собой орбитальный приемник, повторитель и регенератор, используемые для ретрансляции информации. Пользовательский терминал представляет собой беспроводное устройство связи такое, как сотовый телефон, приемопередатчик данных и приемник поискового вызова. Пользовательский терминал может быть стационарным, портативным или мобильным, например, таким как мобильный телефон.

Спутник может принимать сигналы и передавать сигналы к пользовательскому терминалу при условии, что пользовательский терминал находится в пределах “следа” спутника на земле. “След” спутника представляет собой географическую область на поверхности земли в пределах дальности действия сигналов спутника. След обычно разделен территориально на “лучи” за счет использования диаграммообразующих антенн. Каждый луч перекрывает конкретную географическую область в пределах следа. Лучи могут быть направлены так, что более одного луча от одного и того же спутника перекрывают одну и ту же географическую область.

Некоторые спутниковые системы связи используют сигналы с расширенным спектром режима множественного доступа с кодовым разделением каналов (МДКР), как описано в патенте США №4901307 от 13 февраля 1990 на “Систему связи множественно доступа с расширенным спектром, использующую спутниковые или наземные ретрансляторы” и в заявке №08/368570 на патент США от 4 января 1995 на “Способ и устройство для использования передаваемой мощности полного спектра в системе связи с расширенным спектром для отслеживания времени и энергии фазы отдельного приемника”, которые переуступлены правопреемнику настоящего изобретения и включены в данное описание посредством ссылки.

В спутниковых системах связи, использующих МДКР, отдельные линии связи используются для передачи сигналов связи, таких как данные или трафик, к шлюзу и от шлюза. Термин “прямая линия связи” относится к сигналам, исходящим из шлюза и передаваемым к пользовательскому терминалу. Термин “обратная линия связи” относится к сигналам связи, исходящим от пользовательского терминала и передаваемым к шлюзу.

По прямой линии связи информация передается от шлюза к пользовательскому терминалу по одному или более лучам. Эти лучи часто содержат ряд так называемых суб-лучей (также называемых каналами режима множественного доступа с частотным разделением каналов - МДЧР), которые перекрывают общую географическую область и каждый из которых занимает отличающуюся полосу частот. Более конкретно, в обычной системе связи с расширенным спектром одна или более предварительно выбранных кодовых последовательностей псевдослучайного шума (ПШ) используются для модулирования или расширения по спектру пользовательских информационных сигналов в предварительно определенной полосе частот перед модуляцией сигнала несущей для передачи в качестве сигналов связи. ПШ расширение спектра представляет собой метод передачи с расширенным спектром, хорошо известный в предшествующем уровне техники, обеспечивающий формирование сигнала связи с шириной полосы, намного большей, чем полоса сигнала данных. В прямой линии связи ПШ коды расширения или двоичные последовательности используются для обеспечения различения сигналов, передаваемых различными шлюзами или по различным лучам, а также сигналов многолучевого распространения. Эти коды обычно совместно используются всеми сигналами связи в пределах данного суб-луча.

В обычной системе связи с расширенным спектром МДКР используют каналообразующие коды, обеспечивающие различение между разными пользовательскими терминалами в пределах спутникового суб-луча в прямой линии связи. Т.е. каждый пользовательский терминал имеет свой собственный ортогональный канал, предусмотренный в прямой линии связи, за счет использования однозначно определенного каналообразующего ортогонального кода. Функции Уолша обычно используются для реализации каналообразующих кодов, также известных как коды Уолша. Каналообразующие коды делят суб-луч на ортогональные каналы, также известные как каналы Уолша или каналы МДКР. Большинство каналов Уолша представляют собой каналы трафика, которые обеспечивают измерения между пользовательским терминалом и шлюзом. Остальные каналы Уолша часто включают в себя каналы пилот-сигнала, синхронизации и поискового вызова. Сигналы, передаваемые по каналу трафика, должны приниматься только одним пользовательским терминалом. В противоположность этому, каналы поискового вызова, синхронизации и пилот-сигнала могут контролироваться множеством пользовательских терминалов.

По обратной линии связи пользовательский терминал передает информацию к шлюзу. Более конкретно, пользовательский терминал передает информацию к спутнику по восходящей линии связи “пользовательский терминал-спутник”. Когда спутник принимает сигналы от пользовательского терминала, в процедуре обработки на спутнике с частотным разделением сигналы мультиплексируются и направляются к шлюзу по фидерной линии “спутник-шлюз”. Каждый канал в луче фидерной линии мультиплексирован с частотным разделением на отличающуюся частоту. Обратная линия связи часто включает в себя каналы трафика и каналы доступа. Каналы трафика обеспечивают передачу сообщений между пользовательским терминалом и шлюзом. Каналы доступа обычно используются пользовательским терминалом для регистрации в шлюзе, для размещения вызова или для подтверждения приема запроса поискового вызова шлюзом.

Спутниковые системы связи часто используются для двусторонней связи между парами пользователей. Системы двусторонней связи используют как прямую линию связи, так и обратную линию связи. Спутниковые системы связи могут также обеспечивать одностороннюю связь. Глобальная система определения местоположения (GPS) является примером спутниковой системы связи, используемой для односторонней связи. Система GPS является системой навигационных спутников, предназначенной для определения местоположения приемниками в любом месте на поверхности или над поверхностью Земли. Приемник системы GPS принимает информацию от спутников без обеспечения обратной связи к спутникам.

Пользователи, такие как геодезические системы, часто используют приемники сигналов GPS для определения местоположения. Однако точность приемника сигналов GPS ограничена оценками, получаемыми в системе GPS и/или приемнике. Более конкретно, обычные системы и/или приемники GPS предполагают полное или усредненное значение ионосферной задержки сигнала, в то время как в действительности ионосферные задержки являются динамическими и точны только для географической области, имеющей диаметр примерно 100 миль. Один луч спутника может охватить географическую область на поверхности Земли, диаметр которой примерно равен 1000 милям. Таким образом, значения ионосферной задержки в один момент времени различаются даже в пределах одного из множества лучей (например, 16 лучей) спутникового “следа” на поверхности Земли. Т.е. в предположении, что луч перекрывает площадь диаметром примерно 100 миль, в пределах одного луча может иметься примерно 100 различных значений ионосферной задержки для любого конкретного момента времени. Таким образом, имеется потребность в обеспечении обновленной и своевременной информацией пользователей в пределах относительно малого географического региона (например, порядка 100 миль в диаметре).

Примером чувствительной ко времени информации другого типа, весьма важной для пользователей в пределах относительно малого географического региона, является информация о трафике на магистралях и метеоинформация.

Спутник получает питание от батарей, которые запасают солнечную энергию, накопленную спутниковыми панелями солнечных батарей. Спутник обрабатывает и ретранслирует сигналы с использованием этой запасенной энергии. Если спутник использует больше мощности, чем необходимо для обработки и ретрансляции каждого сигнала, то тем меньше мощности доступно для обработки дополнительных сигналов. Также энергия, расходуемая из батареи для обработки и ретрансляции трафика, должна быть восполнена в течение времени подзарядки, когда спутник обращен к солнцу. Если слишком много энергии израсходовано для обработки трафика, то спутник должен подключаться к резервной мощности батареи. Срок службы батареи снижается, если затрачивается резервная мощность батареи. Кроме того, при увеличении мощности сигналов увеличиваются нежелательные взаимные помехи, обусловленные сигналом. Таким образом, часто бывает желательным использовать минимальное количество мощности спутника, необходимой для обработки и ретрансляции сигналов. Более конкретно, часто бывает желательным использовать канал при минимальной мощности, которая позволяет пользовательскому терминалу принимать сигнал в наихудших условиях местоположения.

Таким образом, существует потребность в системе и в способе для передачи общей информации к группе пользователей, расположенных в пределах относительно малой географической области (например, диаметром 100 миль) с использованием низкой мощности. Система и способ должны обеспечивать передачу общей информации, которая является специфической для упомянутой относительно малой географической области. Система и способ должны также обеспечивать возможность обновления общей информации по мере того, как она изменяется. Как отмечено выше, примерами таких пользователей являются геодезические системы, а примером общей информации, требуемой геодезическим системам, является информация об ионосферных задержках.

Другим примером пользователей является военный персонал. Дополнительным примером общей информации являются команды по развертыванию войск, используемые военным персоналом для координации перемещений войск. Так как данный тип информации обычно является весьма критичным, она должна быть доступной только авторизованным пользователям. Таким образом, система и способ для передачи общей информации должны иметь возможность ограничивать использование общей информации авторизованными пользователями. Даже если общая информация не является критичной, может оказаться выгодным ограничить использование общей информации только теми пользователями, которые оплачивают прием общей информации. К другим типам общей информации относятся сообщения о трафике на магистралях, новости, относящиеся к конкретным географическим регионам, информация о катастрофах и т.п.

Если информация является специфической для первого географического региона, все пользователи (например, геодезические системы) в пределах первого географического региона, которые запрашивают один и тот же тип информации (например, значения ионосферной задержки), должны принимать одну и ту же релевантную для них информацию.

Если дополнительные пользователи в пределах второго географического региона запрашивают тот же тип информации (например, значения ионосферной задержки), эти дополнительные пользователи должны принимать информацию, релевантную для второго географического региона. Т.е. имеется потребность в том, чтобы система и способ для передачи общей информации имели возможность передачи первой общей информации множеству пользователей в пределах первого региона (например, региона диаметром 100 миль) и одновременно второй общей информации множеству пользователей в пределах второго региона (например, другого региона диаметром 100 миль). Эти первый и второй регионы могут как быть, так и не быть смежными.

Для экономии пропускной способности и мощности в системе и способе общая информация должна передаваться так, чтобы обеспечить возможность всем авторизованным пользователям в пределах конкретного географического региона принимать общую информацию из одних и тех же каналов. Дополнительно, если возможно, то система должна использовать минимальную величину мощности для каналов, используемых для передачи общей информации, чтобы тем самым снизить взаимные помехи в каналах.

Сущность изобретения

Настоящее изобретение направлено на создание способа и устройства для передачи общей информации к множеству пользовательских терминалов в пределах географического региона. Способ и устройство могут быть использованы в системе, где передатчики перемещаются на запланированной основе и облучают различные регионы на поверхности Земли в различные моменты времени. Более конкретно, способ и устройство могут быть использованы в спутниковой системе связи, имеющей шлюз и множество спутников, которые движутся по орбитам так, что они не стационарны по отношению к определенной точке на поверхности Земли.

Способ включает этапы формирования списка, идентифицирующего множество каналов общих данных, по которым должна передаваться общая информация. Список может включать в себя для каждого из множества каналов общих данных информацию, идентифицирующую предварительно определенный спутник, луч, частоту и канал. Когда спутник движется по орбите, луч, охватывающий географический регион в один момент времени, не будет охватывать этот географический регион во второй момент времени. Таким образом, ввиду орбитального движения спутников, список изменяется во времени. Способ также включает этап передачи от шлюза в географический регион общей информации по множеству каналов данных. Дополнительно способ включает прием в пользовательском терминале общей информации по меньшей мере по одному из множества каналов общих данных.

Пользовательский терминал регистрируется в шлюзе. В ответ на регистрацию шлюз передает пользовательскому терминалу идентификационные данные одного или более каналов общих данных. Используя идентификационные данные одного или более каналов общих данных, пользовательский терминал обнаруживает по меньшей мере один из каналов общих данных. Пользовательский терминал может затем принять сигнал, содержащий общую информацию, по обнаруженным каналам общих данных.

Общая информация включает часть списка множества каналов общих данных, который применим для пользовательского терминала в течение предварительно определенного количества времени. Поскольку охват лучом (след на земной поверхности) спутника изменяется по мере движения спутника по орбите, часть списка изменяется со временем. Используя применимую часть списка, пользовательский терминал может обнаружить один или более дополнительных каналов общих данных, когда их сигналы попадают в пределы дальности действия пользовательского терминала. Эти дополнительные каналы общих данных могут передаваться по другим лучам того же самого спутника или по лучам других спутников. Дополнительно пользовательский терминал может отбрасывать (игнорировать) каналы общих данных, по мере того как их сигналы выходят из пределов дальности действия пользовательского терминала.

Пользовательский терминал может принимать сигналы, содержащие общую информацию, из дополнительных каналов данных. Дополнительно эти сигналы могут объединяться с использованием объединения максимального отношения, чтобы более точно воспроизвести общую информацию.

Множество каналов общих данных, обнаруживаемых пользовательским терминалом, могут передаваться одним и тем же спутником или различными спутниками. Пользовательский терминал включает буферы выравнивания для выравнивания во времени сигналов, которые принимаются от различных спутников, чтобы сигналы можно было объединить.

Краткое описание чертежей

Признаки, задачи и преимущества настоящего изобретения поясняются в последующем детальном описании, иллюстрируемом чертежами, на которых одинаковыми ссылочными позициями обозначены соответствующие элементы на всех чертежах и на которых представлено следующее:

Фиг.1А - пример выполнения беспроводной системы связи, в которой может быть использовано настоящее изобретение;

Фиг.1В - пример выполнения линий связи между шлюзом и пользовательским терминалом;

Фиг.2 - пример выполнения приемопередатчика, который может быть использован в пользовательском терминале;

Фиг.3 - пример выполнения приемопередающего устройства для использования в шлюзе;

Фиг.4 - иллюстрация следа спутника на поверхности Земли;

Фиг.5 - иллюстрация географических регионов в пределах площади охвата луча;

Фиг.6 - пример списка идентификаторов каналов общих данных для использования в настоящем изобретении;

Фиг.7 - блок-схема последовательности операций в способе согласно настоящему изобретению в соответствии с предпочтительным вариантом его осуществления;

Фиг.8 - часть архитектуры приемника пользовательского терминала, соответствующего предпочтительному варианту осуществления изобретения.

Детальное описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения

1. Введение

Настоящее изобретение в особенности применимо для использования в системах связи, использующих искусственные спутники Земли на низких околоземных орбитах, причем спутники не являются стационарными по отношению к некоторой точке на поверхности Земли. Изобретение также применимо к спутниковым системам, в которых спутники движутся не по низким околоземным орбитам.

Ниже детально описан предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения. Хотя обсуждаются конкретные этапы способа, конфигурации и устройства, следует иметь в виду, что все это служит только иллюстративным целям. Предпочтительным применением являются беспроводные системы связи расширенного спектра множественного доступа с кодовым разделением каналов.

2. Примерный вариант спутниковой системы связи

Примерный вариант беспроводной системы связи, в которой может быть реализовано настоящее изобретение, показан на фиг.1А. Подразумевается, что данная система связи использует сигналы связи типа множественного доступа с кодовым разделением каналов (МДКР), но это не обязательно требуется для данного изобретения. В части системы 100 связи, показанной на фиг.1А, два спутника 116 и 118 и два связанных с ними шлюза или концентратора 120 и 122 обеспечивают связь с двумя удаленными пользовательскими терминалами 124 и 126. Общее число шлюзов и спутников в такой системе зависит от желательной пропускной способности системы и других факторов, хорошо известных в технике.

Каждый из пользовательских терминалов 124 и 126 содержит беспроводное устройство связи, такое как сотовый телефон, приемопередатчик данных, приемник поискового вызова или определения местоположения, причем такое устройство связи может быть портативным или монтируемым на транспортном средстве. На фиг.1А пользовательские терминалы показаны как портативные телефоны. Однако ясно, что принципы, лежащие в основе изобретения, применимы к стационарным блокам, где желательно предоставление дистанционного беспроводного обслуживания. Пользовательские терминалы иногда называют также абонентскими блоками, мобильными станциями, мобильными блоками или просто “пользователями” или “абонентами” в некоторых системах связи, в зависимости от предпочтений.

В общем случае лучи от спутников 116 и 118 охватывают различные географические области в соответствии с предварительно определенными диаграммами направленности. Лучи на различных частотах, также называемые каналами множественного доступа с частотным разделением (МДЧР) или “сублучами”, могут направляться так, чтобы перекрывать один и тот же регион. Специалистам в данной области техники ясно, что охват лучом или область обслуживания для множества спутников могут быть спроектированы так, чтобы перекрываться полностью или частично в заданном регионе, в зависимости от архитектуры системы связи и типа предоставляемого обслуживания, а также в зависимости от того, реализуется ли режим пространственного разнесения.

Предлагались различные системы связи, основанные на использовании множества спутников. Одна из таких систем, например, использует порядка 48 или более спутников, движущихся в восьми различных орбитальных плоскостях по низким околоземным орбитам, для обслуживания большого количества пользовательских терминалов. Однако специалистам в данной области техники должно быть понятно, каким образом применить принципы, лежащие в основе изобретения, к различным конфигурациям спутниковых систем и шлюзов, включая другие орбитальные расстояния и созвездия спутников.

На фиг.1А представлены некоторые возможные пути прохождения сигналов для осуществления связи между пользовательскими терминалами 124 и 126 и шлюзами 120 и 122 через спутники 116 и 118. Линии связи “спутник-пользовательский терминал” между спутниками 116 и 118 и пользовательскими терминалами 124 и 126 показаны линиями 140, 142, 144. Линии связи “шлюз-спутник” между шлюзами 120 и 122 и спутниками 116 и 118 показаны линиями 146, 148, 150, 152. Шлюзы 120 и 122 могут использоваться как часть одно- или двусторонней системы связи или просто для пересылки сообщений или данных к пользовательским терминалам 124 и 126.

На фиг.1В более детально иллюстрируется осуществление связи между шлюзом 122 и пользовательским терминалом 124 системы 100 связи. Линии связи между пользовательским терминалом 124 и спутником 116 обычно называют пользовательскими линиями связи, а линии связи между шлюзом 122 и спутником 116 обычно называют фидерными линиями. В “прямом” направлении связь осуществляется от шлюза 122 по прямой фидерной линии 160 и затем в нисходящем направлении от спутника 116 к пользовательскому терминалу 124 по прямой пользовательской линии 162. В “обратном” (или реверсивном) направлении связь осуществляется от пользовательского терминала 124 к спутнику 116 по обратной пользовательской линии 164 и затем в нисходящем направлении от спутника 116 к шлюзу 122 по обратной фидерной линии 166.

В приведенном примере осуществления информация передается шлюзом 122 по прямым линиям 160, 162 с использованием частотного разделения и поляризационного мультиплексирования. Используемая частотная полоса делится на предварительно определенное число частотных “каналов” или “лучей”. Например, частотная полоса делится на 8 индивидуальных “каналов” или “лучей” шириной 16,5 МГц с использованием круговой поляризации правого вращения (КППВ) и 8 индивидуальных “каналов” или “лучей” шириной 16,5 МГц с использованием круговой поляризации левого вращения (КПЛВ). Эти частотные “каналы” или “лучи” далее состоят из предварительно определенного количества “суб-каналов” или “суб-лучей”, мультиплексированных с частотным разделением (МЧР). Например, отдельные каналы шириной 16,5 МГц могут, в свою очередь, состоять из 13 МЧР суб-каналов или суб-лучей, каждый из которых шириной 1,23 МГц. Каждый МЧР субканал может включать в себя множество ортогональных каналов (также называемых каналами Уолша), которые устанавливаются с использованием кодов Уолша. Большинство ортогональных каналов являются каналами трафика, которые обеспечивают передачу сообщений между пользовательским терминалом 124 и шлюзом 122. Остальные ортогональные каналы включают в себя каналы пилот-сигнала, синхросигнала и поискового вызова.

Пилот-сигнал передается шлюзом 122 по прямой линии 160, 162 и используется пользовательским терминалом 124 для обнаружения суб-луча (несущей МДКР).

Синхросигнал передается шлюзом 122 по прямой линии 160, 162 и включает в себя повторяющуюся последовательность информации, которую пользовательский терминал 124 может считать после нахождения канала пилот-сигнала. Эта информация необходима для синхронизации пользовательского терминала 124 с шлюзом 122, который относится к данному суб-лучу. Каналы поискового вызова часто используются шлюзом 122 в прямой линии 160, 162 для установления линии связи, чтобы сообщить пользовательскому терминалу 124, что поступил вызов, чтобы ответить пользовательскому терминалу, пытающемуся получить доступ к системе и для регистрации пользовательского терминала.

Канал доступа используется пользовательским терминалом 124 в обратной линии 164, 166 для получения доступа к шлюзу 122. Это может включать регистрацию в системе, установление линии связи, размещение вызова или подтверждение приема запроса поискового вызова шлюзом 122.

Каналы трафика назначаются для прямой и обратной линий связи, когда запрашивается линия связи (например, когда размещается вызов). Передача сообщений между пользовательским терминалом 124 и шлюзом 122 в процессе обычного телефонного вызова осуществляется по каналу трафика.

В обратном направлении пользовательский терминал 124 передает информацию к спутнику 116 по пользовательской линии 164. Спутник 116 принимает эти сигналы от множества пользовательских терминалов (линий 164) и мультиплексирует их с частотным разделением для фидерной линии 166 “спутник-шлюз”.

3. Приемопередатчик пользовательского терминала

Пример выполнения приемопередатчика 200 для использования в пользовательских терминалах 124 и 126 показан на фиг.2, Приемопередатчик 200 использует по меньшей мере одну антенну 210 для приема сигналов связи, которые передаются к аналоговому приемнику 214, где они преобразуются с понижением частоты, усиливаются и преобразуются в цифровую форму. Переключающий элемент (дуплексор) 212 часто используется для обеспечения работы одной антенны как на передачу, так и на прием. Однако некоторые системы используют отдельные антенны для работы на различных частотах передачи и приема.

Цифровые сигналы связи с выхода аналогового приемника 214 передаются по меньшей мере к одному приемнику 216А цифровых данных и по меньшей мере к одному поисковому приемнику 218. Для обеспечения требуемой степени разнесения сигналов могут использоваться дополнительные приемники 216B-216N цифровых данных, в зависимости от приемлемого уровня сложности приемопередатчика, как очевидно для специалистов в данной области техники.

По меньшей мере один управляющий процессор 220 пользовательского терминала подключен к приемникам 216A-216N цифровых данных и к поисковому приемнику 218. Управляющий процессор 220 обеспечивает, в числе других функций, основную обработку сигнала, хронирование, управление или координацию мощности и передачи обслуживания, и выбор частоты, используемой в качестве несущей частоты сигнала. Другой основной функцией управления, часто выполняемой управляющим процессором 220, является выбор или манипулирование псевдошумовыми кодовыми последовательностями или ортогональными функциями, которые должны использоваться при обработке сигналов связи. Сигнальная обработка управляющим процессором 220 может включать определение относительного уровня сигналов и вычисление различных связанных параметров сигналов. Такие вычисления параметров сигналов, как хронирование и частота, могут включать использование дополнительных или отдельных специализированных схем для обеспечения повышения эффективности или скорости измерений или улучшения распределения ресурсов обработки управления.

Выходы приемников 216A-216N цифровых данных связаны с цифровыми схемами 222 основной полосы в пользовательском терминале. Цифровые схемы 222 основной полосы включают в себя элементы обработки и представления, используемые для передачи информации к пользовательскому терминалу и от пользовательского терминала. Т.е. элементы хранения сигналов или данных, такие как блоки кратковременной или долговременной цифровой памяти; устройства ввода и вывода, такие как экраны дисплеев, громкоговорители, кнопочные терминалы и микротелефонные трубки; аналого-цифровые элементы, вокодеры и другие элементы обработки речевых и аналоговых сигналов и т.п. образуют составные части цифровых схем 222 основной полосы, использующие элементы, хорошо известные в технике. Если используется обработка сигналов с разнесением, то цифровые схемы 222 основной полосы могут включать в себя блок объединения сигналов разнесения и декодер. Некоторые из этих элементов могут также работать при управлении или при обмене информацией с управляющим процессором 220.

Если речевые или иные данные подготовлены в качестве выходного сообщения или сигнала связи, исходящего из пользовательского терминала, цифровые схемы 222 основной полосы используются для приема, хранения, обработки и иной подготовки требуемых данных для передачи. Пользовательские цифровые схемы 222 основной полосы обеспечивают выдачу этих данных на модулятор 226 передачи, работающий при управлении от управляющего процессора 220. Выходной сигнал модулятора 226 передачи передается к контроллеру 228 мощности, который обеспечивает управление выходной мощностью в усилителе 230 передаваемой мощности для окончательной передачи выходного сигнала через антенну 210 к шлюзу.

Приемопередатчик 200 может также использовать элемент 232 предкоррекции в канале передачи для подстройки частоты исходящего сигнала. Это может быть осуществлено с использованием хорошо известного способа понижающего или повышающего преобразования передаваемого сигнала. Как вариант, элемент 232 предкоррекции может образовывать часть механизма выбора частоты или управления для каскада (230) аналого-цифрового преобразования и модуляции пользовательского терминала, чтобы надлежащим образом настроенная частота использовалась для преобразования цифрового сигнала на требуемую частоту передачи на одном этапе обработки.

Приемопередатчик 200 может также использовать элемент 232 предкоррекции в канале передачи, чтобы подстроить хронирование исходящего сигнала. Это может быть реализовано с использованием хорошо известных методов суммирования или вычитания задержки в сигнале передачи.

Цифровые приемники 216A-N и поисковый приемник 218 выполнены с элементами корреляции сигналов, чтобы демодулировать и отслеживать конкретные сигналы. Поисковый приемник 218 используется для поиска пилот-сигналов или других относительно мощных сигналов постоянной формы, в то время как цифровые приемники 216A-N используются для демодуляции других сигналов, связанных с обнаруживаемыми пилот-сигналами. Поэтому выходные сигналы этих блоков могут контролироваться для определения энергии или частоты пилот-сигнала или иных сигналов. Эти приемники также используют элементы слежения по частоте, которые могут контролироваться для выдачи информации о текущей частоте или синхронизации в управляющий процессор 220 для демодулируемых сигналов.

Управляющий процессор 220 использует эту информацию для определения того, в какой степени принятые сигналы смещены относительно частоты генератора, после преобразования в ту же самую полосу частот, как это требуется. Эта и другая информация, относящаяся к ошибкам по частоте и доплеровским сдвигам, может сохраняться в элементе 236 памяти, если это необходимо.

4. Приемопередатчик шлюза

Приведенное для примера приемопередающее устройство 300 для использования в шлюзах 120 и 122 представлено на фиг.3. Часть шлюза 120, 122, показанная на фиг.3, содержит один или несколько аналоговых приемников 314, соединенных с антенной 310, для приема сигналов связи, которые затем преобразуются с понижением частоты, усиливаются и преобразуются в цифровую форму с использованием различных схем, известных в технике. Множество антенн 310 используются в некоторых системах связи. Преобразованные в цифровую форму сигналы с выхода аналогового приемника 314 подаются на входы по меньшей мере одного цифрового приемного модуля, показанного пунктирными линиями и обозначенного в целом ссылочной позицией 324.

Каждый цифровой приемный модуль 324 соответствует элементам обработки сигнала, используемым для обработки сигналов передач между шлюзом 120, 122 и одним пользовательским терминалом 124, 126, хотя некоторые модификации известны в технике. Один аналоговый приемник 314 может обеспечивать входные сигналы для множества цифровых приемных модулей 324, и ряд таких модулей часто используются в шлюзах 120, 122 для обработки всех спутниковых лучей и возможных сигналов режима разнесения, обрабатываемых в любое данное время. Каждый цифровой приемный модуль 324 имеет один или несколько цифровых приемников 316 и поисковый приемник 318. Поисковый приемник 318 в общем случае осуществляет поиск сигналов соответствующих режимов разнесения, отличающихся от пилот-сигналов. При реализации в системе связи множество цифровых приемников 316-316N данных используется для разнесенного приема сигналов.

Выходные сигналы цифровых приемников 316 данных подаются на последующие элементы 322 обработки в основной полосе, образующие устройство, хорошо известное в технике и не показанное на чертеже детально. Возможные варианты устройства обработки в основной полосе включают в себя блоки объединения сигналов с разнесением и декодеры, предназначенные для объединения сигналов многолучевого распространения в один выходной сигнал для каждого пользователя. Возможное устройство обработки в основной полосе также может содержать схемы интерфейса для выдачи выходных данных на цифровой коммутатор или сеть. Различные известные элементы, такие как вокодеры, модемы данных, цифровые компоненты коммутации и хранения могут входить в состав элементов 322 обработки в основной полосе. Эти элементы обеспечивают управление или пересылку сигналов данных на один или несколько модулей 334 передачи.

Сигналы, подлежащие передаче на пользовательские терминалы, подаются на один или более соответствующих модулей 334 передачи. Обычный шлюз использует ряд модулей 334 передачи для обеспечения обслуживания множества пользовательских терминалов 124, 126 одновременно и для нескольких спутников и лучей одновременно. Число модулей 334 передачи, используемых шлюзом 120, 122, определяется факторами, хорошо известными в технике, включая сложность системы, число спутников в пределах радиовидимости, пропускная способность для пользователей, степень выбранного разнесения и т.п.

Каждый модуль 334 передачи содержит модулятор 326 передачи, который модулирует с расширением спектра данные для передачи. Модулятор 326 передачи имеет выход, связанный с цифровым контроллером 328 мощности передачи, который регулирует мощность передачи, используемую для исходящего цифрового сигнала. Цифровой контроллер 328 мощности передачи применяет минимальный уровень мощности в целях снижения взаимных помех и распределения ресурсов, но применяет соответствующие уровни мощности, если необходимо компенсировать ослабление в канале передачи и другие передаточные характеристики канала. По меньшей мере один ПШ генератор 332 используется модулятором 326 передачи для расширения спектра сигналов. Такое генерирование кода может также образовывать функциональную часть одного или более процессоров управления или элементов памяти, используемых в шлюзах 122, 124.

Выходной сигнал контроллера 328 мощности передачи передается на сумматор 336, где он суммируется с выходными сигналами других модулей. Эти выходные сигналы представляют собой сигналы, предназначенные для передачи к другим пользовательским терминалам 124, 126 на той же самой частоте и в том же самом луче, что и выходной сигнал контроллера 328 мощности передачи. Выходной сигнал сумматора 336 подается на аналоговый передатчик 338 для цифроаналогового преобразования, преобразования на соответствующую радиочастотную (РЧ) несущую, последующего усиления и подачи на одну или более антенн 340 для излучения к пользовательским терминалам 124, 126. Антенны 310, 340 могут представлять собой одну и ту же антенну в зависимост