Способ глубокого пейджинга

Способ глубокого пейджинга

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Настоящее изобретение в основном имеет отношение к предмету спутниковых и других систем связи, к большим потерям на тракте, а более конкретно к способу обеспечения пейджинговых сигналов, называемому глубоким пейджингом, который обеспечивает прием пейджинговых сигналов при наличии затухания высокого уровня.

Стандартные системы связи, основанные на спутниковой связи, содержат шлюзы, терминалы пользователей и один или несколько спутников для передачи сигналов связи между шлюзами и терминалами пользователей. Шлюз является наземной станцией, имеющей антенну для передачи сигналов к спутникам и приема сигналов от спутников. Шлюз обслуживает линии связи, использующие спутники, для соединения терминала пользователя с другими терминалами пользователей или пользователями других систем связи, например коммутируемой телефонной сети общего пользования. Терминал пользователя является устройством радиосвязи, например сотовым или спутниковым телефоном, приемопередатчиком данных и пейджинговым приемником, но не ограничивается этим. Терминал пользователя может быть стационарным, переносным, или подвижным, например мобильным телефоном. Спутник является орбитальным приемником, ретранслятором и регенератором, используемым для передачи информации.

Спутник может принимать сигналы от терминала пользователя и передавать ему сигналы в том случае, если терминал пользователя находится внутри зоны обслуживания спутника. Зона обслуживания спутника - это географический регион на поверхности Земли, находящийся в пределах дальности действия сигналов спутника. Обычно, зона обслуживания посредством использования антенн, формирующих лучи, географически делится на «лучи». Каждый луч охватывает конкретный географический регион внутри зоны обслуживания. Лучи могут быть направлены таким образом, что более одного луча от одного спутника охватывают один конкретный географический регион.

Некоторые спутниковые системы связи используют сигналы с расширенным спектром множественного доступа с кодовым разделением каналов (МДКР), как описано в патенте США №4901307, от 13 февраля 1990 года, называемом «Система связи множественного доступа с расширенным спектром, использующая спутниковые или наземные ретрансляторы», и в патенте США №5691974, от 25 ноября 1997 года, называемом «Способ и устройство для использования передаваемой мощности полного спектра в системе связи с расширенным спектром для отслеживания энергии и фазового времени отдельного адресата».

В спутниковых системах связи, использующих МДКР, для передачи на шлюз и из шлюза сигналов связи, таких как данные или график, используются отдельные линии связи. Конкретно, сигналы связи, исходящие из шлюза, передаются на терминал пользователя через «прямую линию связи», в то время как сигналы связи, исходящие из терминала пользователя передаются на шлюз через «обратную линию связи».

По прямой линии связи информация из шлюза на терминал пользователя передается через один или несколько лучей. Эти лучи часто содержат ряд так называемых подлучей (также называемых каналами множественного доступа с частотным разделением каналов (МДЧР), или, в случае расширенного спектра, каналами МДКР), охватывающих общую географическую область, при этом каждый занимает отличную полосу частот. Более конкретно, в стандартной системе связи с расширенным спектром для модуляции или «расширения» сигналов информации пользователя сверх заданной полосы пропускания используется одна или несколько заданных псевдослучайных шумовых (ПШ) кодовых последовательностей перед модуляцией на сигнал несущий для передачи, в качестве сигналов связи. ПШ расширение является известным в данной области техники способом передачи с расширением сигнала по спектру и формирует сигнал связи с шириной полосы частот, намного большей ширины полосы частот сигнала данных. На прямой линии связи для различения сигналов, передаваемых разными шлюзами, или через разные лучи, также как для различения сигналов многолучевого распространения используются коды ПШ расширения, или бинарные последовательности. Часто эти коды совместно используются всеми сигналами в данном подлуче.

В стандартной системе связи МДКР с расширенным спектром на прямой линии связи для формирования многих каналов внутри подлуча спутника используются коды «канализирования». Коды канализирования являются уникальными ортогональными «покрывающими» кодами или уникальными ортогональными кодами «канализирования», которые создают ортогональные каналы в подлуче, через который передаются сигналы связи. Для реализации кодов канализирования каналов в основном используют функции Уолша, также известные как коды Уолша, или последовательности Уолша, и создают то, что известно как каналы Уолша. Обычная длина ортогонального кода составляет 64 элемента сигнала кода для наземных систем связи и 128 элементов сигнала кода для спутниковых систем связи.

Большинство ортогональных каналов является каналами графика, обеспечивающими обмен сообщениями между терминалом пользователя и шлюзом. Оставшиеся каналы часто включают в себя канал передачи пилот-сигнала, канал синхронизации и один или несколько пейджинговых каналов. Передаваемые по каналам графика сигналы обычно предназначены для приема одним терминалом пользователя, хотя сообщения также могут посылаться многим пользователям. Напротив, мониторинг пейджингового канала, канала синхронизации и канала передачи пилот-сигнала обычно осуществляется многими терминалами пользователей.

Когда терминал пользователя не вовлечен в сеанс связи (то есть терминал пользователя не принимает и не передает сигналы трафика), шлюз может передавать терминалу пользователя информацию путем передачи терминалу пользователя персонального вызова. Персональный вызов, обычно являющийся коротким сообщением, передается по упомянутому выше пейджинговому каналу. Часто персональные вызовы передаются шлюзом для установления линии связи с терминалом пользователя, для уведомления терминала пользователя о том, что имеется вызов, для ответа терминалу пользователя, осуществляющему попытку доступа к системе связи, и для регистрации терминала пользователя. Персональные вызовы также используются для распределения терминалам пользователей назначений каналов трафика и дополнительной служебной информации. Передаваемые по пейджинговому каналу персональные вызовы обычно имеют скорость передачи данных порядка 9600 или 4800 бит в секунду.

К сожалению, обычно, терминал пользователя при приеме прямых персональных вызовов сталкивается с проблемами, когда он находится внутри здания или когда имеется некоторая структура или другое препятствие, расположенное между терминалом пользователя и спутником (например, дерево, геологический объект или здание). В такой ситуации терминал пользователя не может захватить персональный вызов, пейджинговое сообщение или пейджинговый сигнал, так как персональный вызов не может проникнуть в здание или другой материальный объект из-за потерь сигнала при прохождении, когда он проходит через структуру. Очевидным решением для преодоления потерь при прохождении сигнала является увеличение мощности пейджингового канала. Проблема такого подхода заключается в том, что для преодоления такого затухания сигнала, или затенения, мощность пейджингового канала должна значительно возрасти. В основном, это требует увеличения мощности сигнала до такого уровня, что в окружающей области будет превышено предельное значение плотности потока энергии (ППЭ). То есть государственные лицензионные ограничения и технические ограничения определяют предельные значения для разрешенной величины плотности потока энергии, которую могут иметь сигналы спутника над заданной областью географического региона. Увеличение мощности для обеспечения успешного персонального вызова заблокированного или имеющего помехи терминала пользователя приводит к большей, чем разрешенная, плотности потока энергии (ППЭ) в окружающей области.

Таким образом, требуется способ, который может обеспечить то, что будет называться «глубоким пейджингом» без увеличения мощности пейджингового сигнала. Глубоким пейджингом называется способность осуществления персонального вызова терминала пользователя в среде, в которой требуется преодолеть имеющиеся избыточные потери при прохождении сигнала, более высокие потери, чем встречаются нормально, составляющие обычно порядка 20 или 30 дБ. Такая среда включает в себя ситуацию, в которой терминал пользователя расположен глубоко внутри здания или структуры или за частичным препятствием.

Настоящее изобретение предлагает способ пейджинга глубокого проникновения, или проникновения высокого уровня, не требующий увеличения мощности пейджингового сигнала. Согласно одному аспекту изобретение предлагает способ глубокого пейджинга, заключающийся в том, что формируют сообщение пейджингового канала, покрывают или модулируют сообщение пейджингового канала последовательностью ортогональных кодов, предпочтительно кодовой последовательностью Уолша, имеющей длину не меньше 2m элементов сигнала кода, где m является длиной кодовых последовательностей, обычно используемых для формирования каналов трафика, и передают модулированное сообщение пейджингового канала со скоростью передачи данных, меньшей 4800 бит в секунду (бит/с). Сообщение пейджингового канала при передаче на низкой скорости передачи данных способно проникать через здания и другие структуры, таким образом обеспечивая успешный персональный вызов терминала пользователя, находящегося внутри здания. Предпочтительно сообщение пейджингового канала покрыто последовательностью Уолша длиной 65536, скорость передачи данных меньше 10 бит/с, а последовательность Уолша является вспомогательной последовательностью Уолша.

Изобретение также предлагает способ глубокого пейджинга в системе связи МДКР, в которой несколько ортогональных последовательностей или кодовых последовательностей Уолша используют для формирования нескольких ортогональных каналов. Способ заключается в том, что создают по меньшей мере одну вспомогательную последовательность Уолша из одной последовательности из множества последовательностей Уолша, формируют сообщение пейджингового канала, покрывают или канализируют канал сообщение пейджингового канала с помощью вспомогательной последовательности Уолша, расширяют канализированное в канал сообщение пейджингового канала, и передают расширенное сообщение пейджингового канала на скорости передачи данных, меньшей 4800 бит/с. Вспомогательная последовательность Уолша имеет длину не меньше 128 элементов сигнала, но предпочтительно длина вспомогательной последовательности Уолша составляет 65536 элементов сигнала. Дополнительно, также является предпочтительным, чтобы скорость передачи данных была меньше 10 бит/с. Преимущественно согласно способу дополнительно создают вторую вспомогательную последовательность Уолша из одной последовательности из множества последовательностей Уолша и покрывают или модулируют сигнал синхронизации второй вспомогательной последовательностью Уолша для создания вспомогательного канала синхронизации. Дополнительные вспомогательные последовательности Уолша могут быть созданы из одной последовательности или из нескольких последовательностей Уолша и могут использоваться для покрытия, или модуляции, дополнительных пилот-сигналов, сигналов синхронизации или пейджинговых сигналов.

Изобретение также предлагает способ компенсации эффекта Доплера в системе связи, в которой сообщения передают на низкой скорости передачи данных терминалу пользователя, находящемуся внутри здания или имеющему иные препятствия. Способ заключается в том, что захватывают терминалом пользователя пилот-сигнал до внесения его в здание, устанавливают терминал пользователя в режим глубокого пейджинга после захвата терминалом пользователя пилот-сигнала, переходят в здание с терминалом пользователя, отслеживают доплеровский сдвиг части при переходе терминала пользователя в здание, вводят режим более длительного интегрирования сигнала и осуществляют мониторинг вспомогательного пейджингового канала после активации режима глубокого пейджинга. Сообщения пейджингового канала, передаваемые через вспомогательный пейджинговый канал, модулируют последовательностью Уолша, имеющей длину не меньше 2m элементов сигнала, где m является длиной кода, используемого для нормальной модуляции сигналов канала трафика, и передают на скорости передачи данных, меньшей 4800 бит/с. Предпочтительно сообщения пейджингового канала, передаваемые по вспомогательному пейджинговому каналу, формируют с использованием последовательности Уолша, имеющей длину около 65536, и передают на скорости передачи данных 10 бит/с или меньше.

Изобретение также предлагает альтернативный способ компенсации эффекта Доплера в системе связи, в которой сообщения передают на низкой скорости передачи данных к терминалу пользователя, находящемуся внутри здания или имеющему иные препятствия. Альтернативный способ заключается в том, что принимают сообщения эфемерид, передаваемые от шлюза к терминалу пользователя, сохраняют в терминале пользователя сообщения эфемерид или содержащиеся в них данные, определяют местоположение терминала пользователя, определяют доплеровский сдвиг частоты на основе определения местоположения терминала пользователя и сообщений эфемерид, которые хранятся в терминале пользователя, и захватывают пилот-сигнал. В первом варианте осуществления при определении местоположения терминала пользователя сохраняют местоположение терминала пользователя каждый раз, когда терминал пользователя регистрируют в шлюзе, и определяют текущее местоположение терминала пользователя, основываясь на местоположении терминала пользователя во время последней регистрации терминала пользователя шлюзом. Во втором варианте осуществления при определении местоположения терминала пользователя принимают сигнал глобальной системы позиционирования (ГСП) или другой системы, определяющей местоположение позиции, и определяют местоположение терминала пользователя на основе сигнала ГСП.

Дополнительные признаки и преимущества настоящего изобретения, также как функционирование и структура различных вариантов осуществления настоящего изобретения, подробно описаны ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи.

Прилагаемые чертежи, формирующие часть описания, иллюстрируют настоящее изобретение и совместно с описанием дополнительно служат для пояснения принципов изобретения, а также обеспечивают специалистов в данной области техники возможностью произвести и использовать изобретение. В чертежах аналогичные ссылочные позиции указывают идентичные или функционально подобные элементы. Дополнительно, крайний левый символ(ы) ссылочной позиции определяет чертеж, в котором данная ссылочная позиция появилась впервые.

Фиг.1 иллюстрирует возможный вариант системы радиосвязи, в которой может быть применимо настоящее изобретение.

Фиг.2 иллюстрирует возможный вариант приемопередатчика для использования в терминале пользователя.

Фиг.3 иллюстрирует возможный вариант устройства приемопередатчика для использования в шлюзе.

Фиг.4 иллюстрирует возможные линии связи между шлюзом и терминалом пользователя.

Фиг.5 иллюстрирует возможный вариант подлуча.

Фиг.6 иллюстрирует подлуч согласно одному варианту осуществления изобретения.

Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения

I. Введение

Настоящее изобретение особенно подходит для использования в системах связи, применяющих низкоорбитальные спутники (НОС), в которых спутники не являются стационарными относительно точки на поверхности Земли. Однако изобретение также применимо для систем связи не низкоорбитальных спутников или для систем связи, в которых устройства ретрансляции или пользователи имеют высокую скорость относительно друг друга. Изобретение также применимо к не спутниковым системам связи, в которых имеются относительно высокие или значительные потери при прохождении сигнала, возникающие между передатчиком и приемником.

Ниже подробно описан предпочтительный вариант осуществления изобретения. Несмотря на то что описаны конкретные операции, конфигурации и устройства, следует отметить, что это делается только в пояснительных целях. Предпочтительно применение в системах радиосвязи МДКР с расширенным спектром.

II. Возможный вариант спутниковой системы связи

А. Краткий обзор

Возможный вариант системы радиосвязи, в которой может быть использовано настоящее изобретение, иллюстрируется фиг.1. Предполагается, что эта система связи использует сигналы связи типа МДКР, что не требуется строго в соответствии с настоящим изобретением, пока для создания уникальных каналов для пейджинга используются ортогональные коды. В иллюстрируемой фиг.1 части системы 100 связи показаны два спутника 116 и 118 и два шлюза, или хаба, 120 и 122 для осуществления связи с двумя удаленными терминалами 124 и 126 пользователей. Общее число шлюзов и спутников в таких системах связи зависит от требуемой пропускной способности системы связи и других факторов, очевидных в данной области техники.

Каждый из терминалов 124 и 126 пользователей включает в себя устройство радиосвязи, например радиотелефон, но не ограничивается этим, приемопередатчик данных, или приемник определения пейджинга или позиции, и, если требуется, может быть переносным или установленным на транспортном средстве. На фиг.1 терминал 124 пользователя иллюстрируется как устройство, установленное на транспортном средстве, а терминал 126 пользователя иллюстрируется как переносный телефон. Однако также понятно, что изобретение применимо к стационарным устройствам, в которых требуется дистанционное радиообслуживание. Терминалы пользователя, в зависимости от предпочтения, в некоторых системах связи иногда также называются устройствами абонента, подвижными станциями, подвижными устройствами или просто "пользователями" или "абонентами".

В основном, лучи от спутников 116 и 118 охватывают различные географические области в заданных диаграммах направленности. Лучи разных частот, также называемые каналами МДЧР или "подлучами", могут быть направлены для перекрытия одной области. Для специалистов в данной области техники также очевидно, что охват луча или областей обслуживания для многих спутников могли быть разработаны для полного или частичного перекрытия в данном регионе в зависимости от проекта системы связи и типа предлагаемого обслуживания и в зависимости от того, обеспечено ли пространственное разнесение.

Для обслуживания большого количества терминалов пользователей был предложен ряд многоспутниковых систем связи с возможным вариантом системы связи, использующей порядка 48 или большее количество спутников, перемещающихся в восьми различных орбитальных плоскостях по орбитам НОС. Однако для специалистов в данной области техники понятно, как настоящее изобретение используется для ряда спутниковых систем и конфигураций шлюзов, включая другие орбитальные расстояния и группировки.

Согласно фиг.1 иллюстрируются некоторые возможные тракты сигналов для связи между терминалами 124 и 126 пользователей и шлюзами 120 и 122 через спутники 116 и 118. Линии связи спутник - терминал пользователя между спутниками 116 и 118 и терминалами 124 и 126 пользователей иллюстрируются линиями 140, 142 и 144. Линии связи шлюз - спутник между шлюзами 120 и 122 и спутниками 116 и 118 иллюстрируются линиями 146, 148, 150 и 152. Шлюзы 120 и 122 могут использоваться как часть систем односторонней или двусторонней связи или просто передавать сообщения или данные на терминалы 124 и 126 пользователей.

В. Возможный вариант приемопередатчика терминала пользователя.

Фиг.2 иллюстрирует возможный вариант приемопередатчика 200 для использования в терминалах 124 и 126 пользователей. Приемопередатчик 200 использует по меньшей мере одну антенну 210 для приема сигналов связи, передаваемых на аналоговый приемник 214, где их преобразуют с понижением частоты, усиливают и оцифровывают. Часто используется элемент 212 антенного переключателя для обеспечения обслуживания одной антенной функций передачи и приема. Однако некоторые системы используют отдельные антенны для функционирования на разных частотах приема и передачи.

Цифровые сигналы связи на выходе аналогового приемника 214 передаются по меньшей мере на один приемник 216А цифровых сигналов данных и по меньшей мере на один приемник 218 поискового устройства. Для специалистов в данной области техники очевидно, что в зависимости от допустимого уровня сложности приемопередатчика для обеспечения требуемых уровней разнесения сигналов могут использоваться дополнительные приемники 216В-216N цифровых данных.

С приемниками 216A-216N цифровых сигналов данных и приемником 218 поискового устройства соединен по меньшей мере один процессор 220 управления терминала пользователя. Процессор 220 управления обеспечивает, среди других функций, управление основной обработкой сигналов, синхронизацией, мощностью и передачей обслуживания, или их координацию, и выбор частоты, используемой для несущих сигналов. Другой основной функцией управления, часто выполняемой процессором 220 управления, является выбор или манипулирование псевдошумовыми (ПШ) кодовыми последовательностями, или ортогональными функциями для использования при обработке сигнала связи. Обработка сигнала процессором 220 управления может включать в себя определение относительной мощности сигнала и вычисление различных связанных параметров сигнала. Такие вычисления параметров сигнала, как синхронизации и частоты, могут включать в себя использование дополнительных или отдельно выделенных схем для обеспечения повышенной эффективности или скорости измерений или улучшенного распределения ресурсов обработки управления.

Выходы приемников 216A-216N цифровых данных соединены с цифровыми схемами 222 основной полосы частот внутри терминала пользователя. Пользовательские цифровые схемы 222 основной полосы частот содержат элементы обработки и воспроизведения, используемые для передачи информации к пользователю терминала пользователя и от него. То есть элементы хранения сигналов или данных, например кратковременная или долговременная цифровая память; устройства ввода и вывода данных, например экраны дисплеев, громкоговорители, терминальные устройства клавиатуры и телефонные трубки; А/Ц элементы, вокодеры и другие элементы обработки речевых и аналоговых сигналов; и т.п., все части форм, используемых в пользовательских цифровых схемах 222 основной полосы частот, известны в данной области техники. Если используется обработка разнесенных сигналов, то пользовательские цифровые схемы 222 основной полосы частот могут содержать объединитель разнесения и декодер. Некоторые из этих элементов также могут функционировать под управлением процессора 220 управления или будучи связанными с ним.

Когда речевые или другие данные подготовлены в качестве выходного сообщения или сигнала связи, исходящего из терминала пользователя, пользовательские цифровые схемы 222 основной полосы частот используются для приема, хранения, обработки и другой подготовки для передачи требуемых данных. Пользовательские цифровые схемы 222 основной полосы частот подают эти данные на модулятор 226 передачи, функционирующий под управлением процессора 220 управления. Выходные данные модулятора 226 передачи передаются на контроллер 228 мощности, подающий управление выходной мощностью на усилитель 230 мощности передачи для окончательной передачи выходного сигнала из антенны 210 к шлюзу.

Приемопередатчик 200 также может использовать элемент 232 предварительной коррекции тракта передачи для настройки частоты исходящего сигнала. Это может быть выполнено с использованием известных способов преобразования с повышением частоты и преобразования с понижением частоты сигнала передачи. В качестве альтернативы, элемент 232 предварительной коррекции может формировать часть механизма выбора частоты или управления для операции (230) аналогового преобразования с повышением частоты и модуляции терминала пользователя так, чтобы настроенная соответствующим образом частота использовалась для преобразования цифрового сигнала к требуемой частоте передачи в одной операции.

Приемопередатчик 200 также может использовать элемент 232 предварительной коррекции на тракте передачи для настройки синхронизации исходящего сигнала. Это может быть выполнено с использованием известных способов добавления или выделения задержки в сигнале передачи.

Цифровые приемники 216A-N и приемник 218 поискового устройства сконфигурированы с элементами корреляции сигнала для демодуляции и отслеживания конкретных сигналов. Приемник 218 поискового устройства используется для поиска пилот-сигналов или других относительно сильных сигналов с фиксированной диаграммой направленности, в то время как цифровые приемники 216A-N используются для демодуляции других сигналов, соответствующих обнаруженным пилот-сигналам. Однако после захвата для отслеживания пилот-сигнала может быть назначен приемник 216 сигналов данных для точного определения соотношения сигнал/шум для энергий элементов сигнала, чтобы определить мощность пилот-сигнала. Следовательно, может осуществляться мониторинг выходных данных этих устройств для определения энергии, или частоты, пилот-сигнала или других сигналов. Эти приемники также используют элементы отслеживания частоты, мониторинг которых может осуществляться для подачи текущей информации о частоте и синхронизации для демодулируемых сигналов на процессор 220 управления.

Процессор 220 управления использует такую информацию для определения степени смещения принимаемых сигналов относительно частоты генератора, при масштабировании к тому же соответствующему диапазону частот. По требованию эта и другая информация о частотных ошибках и доплеровских сдвигах может храниться в элементах 236 хранения или памяти.

С. Возможный вариант приемопередатчика шлюза

Фиг.3 иллюстрирует возможный вариант устройства 300 приемопередатчика для использования в шлюзах 120 и 122. Иллюстрируемая фиг.3 часть шлюза 120, 122 имеет один или несколько аналоговых приемников 314, соединенных с антенной 310, для приема сигналов связи, которые затем преобразуют с понижением частоты, усиливают и оцифровывают с использованием различных, известных в данной области техники, схем. В некоторых системах связи используется много антенн 310. Цифровые сигналы на выходе аналогового приемника 314 подаются в качестве входных сигналов по меньшей мере на один блок цифрового приемника, обозначенный пунктирными линиями с общей ссылочной позицией 324.

Каждый блок 324 цифрового приемника соответствует элементам обработки сигналов, используемым для осуществления управления связью между шлюзом 120, 122 и одним терминалом 124, 126 пользователя, хотя в данной области техники известны некоторые варианты. Один аналоговый приемник 314 может подавать входные данные для многих блоков 324 цифрового приемника, и в шлюзах 120, 122 часто используется несколько таких блоков для приспособления к обработке всех лучей спутников и сигналов, возможно находящихся в режиме разнесения, в любое заданное время. Каждый блок 324 цифрового приемника имеет один или несколько приемников 316 цифровых данных и приемник 318 поискового устройства. Приемник 318 поискового устройства, в основном, осуществляет поиск соответствующих режимов разнесения сигналов, отличных от пилот-сигналов. В системах связи, в которых осуществлена реализация, для приема разнесенных сигналов используются много приемников 316A-316N цифровых данных.

Выходные сигналы приемников 316 цифровых данных подаются на элементы 322 последующей обработки основной полосы частот, содержащие устройства, известные в данной области техники и не поясняемые здесь подробно. Возможный вариант устройства основной полосы частот включает в себя объединители разнесения и декодеры для объединения сигналов многолучевого распространения в один выходной сигнал для каждого пользователя. Возможный вариант устройства основной полосы частот также включает в себя схемы интерфейса для подачи выходных данных к цифровому коммутатору или в сеть. Ряд других известных элементов, например вокодеры, модемы данных и коммутаторы цифровых данных и компоненты хранения, но этим не ограничивается, могут формировать часть элементов 322 обработки основной полосы частот. Эти элементы функционируют для управления или направления передачи сигналов данных к одному или нескольким блокам 334 передачи.

Каждый из сигналов для передачи на терминалы пользователя соединен с одним или с несколькими соответствующими блоками 334 передачи. Стандартный шлюз использует несколько таких блоков 334 передачи для обеспечения одновременного обслуживания многих терминалов 124, 126 пользователей и для нескольких спутников и лучей одновременно. Количество блоков 334 передачи, используемое шлюзом 120, 122, определяется известными в данной области техники факторами, включая сложность системы, количество видимых спутников, пропускную способность пользователя, степень выбранного разнесения, и т.п.

Каждый блок 334 передачи содержит модулятор 326 передачи, осуществляющий модуляцию данных с расширением спектра для передачи. Модулятор 326 передачи имеет выход, соединенный с цифровым контроллером 328 мощности передачи, управляющий мощностью передачи, используемой для исходящего цифрового сигнала. Цифровой контроллер 328 мощности передачи применяет минимальный уровень мощности для уменьшения помех и распределения ресурсов, но, когда это необходимо, применяет соответствующие уровни мощности для компенсации затухания на тракте передачи и других характеристик передачи на тракте. При расширении сигналов модулятор 326 передачи использует по меньшей мере один ПШ генератор 332. Эта генерация кода может также формировать функциональную часть одного или нескольких процессоров управления или элементов хранения, используемых в шлюзе 122, 124.

Выходной сигнал контроллера 328 мощности передачи передается на сумматор 336, где он суммируется с выходными сигналами других блоков передачи. Такие выходные сигналы являются сигналами для передачи на другие терминалы 124, 126 пользователей на той же частоте и внутри того же луча, что и выходной сигнал контроллера 328 мощности передачи. Выходной сигнал сумматора 336 подается на аналоговый передатчик 338 для цифроаналогового преобразования, преобразования к соответствующей частоте РЧ несущей, дополнительного усиления и выходит к одной или нескольким антеннам 340 для излучения на терминалы 124, 126 пользователей. Антенны 310 и 340 могут быть одними и теми же антеннами в зависимости от сложности и конфигурации системы.

По меньшей мере один процессор 320 управления шлюза соединен с блоками 324 приемника, блоками 334 передачи и схемами 322 основной полосы частот; эти устройства физически могут быть отделены друг от друга. Процессор 320 управления подает сигналы команд и управления для осуществления функций, например, обработки сигналов, формирования сигналов синхронизации, управления мощностью, управления передачей обслуживания, объединения разнесения и сопряжения систем, но не ограничивается этим. Дополнительно процессор 320 управления назначает ПШ коды расширения, ортогональные кодовые последовательности и конкретные передатчики и приемники для использования при связи пользователя.

Процессор 320 управления также управляет формированием и мощностью сигналов канала передачи пилот-сигналов, сигналов канала синхронизации и сигналов пейджингового канала и их соединением с контроллером 328 мощности передачи. Канал передачи пилот-сигнала является просто сигналом, не модулируемым данными, и может использовать повторяющийся неизменный шаблон или неизменный тип структуры кадров (шаблон), или вход тонального типа на модуляторе 326 передачи. Это означает, что ортогональная функция, код Уолша, используемый для формирования канала для пилот-сигнала, в основном имеет постоянное значение, например все единицы 1, или нули 0, или известный повторяющийся шаблон, например структурированный шаблон перемеженных единиц 1 и нулей 0. Если, как обычно, используемым кодом Уолша является код из всех нулей 0, это приводит действительно к передаче только ПШ кодов расширения, полученных из ПШ генератора 332.

Хотя процессор 320 управления может быть соединен непосредственно с элементами блока, например блока 324 передачи, или блока 334 приема, в основном каждый блок содержит процессор конкретного блока, например процессор 330 передачи или процессор 321 приема, управляющий элементами этого блока. Таким образом, согласно фиг.3 в предпочтительном варианте осуществления процессор 320 управления соединен с процессором 330 передачи и процессором 321 приема. Таким образом, один процессор 320 управления может более эффективно управлять функционированием большого количества блоков и ресурсов. Процессор 330 передачи управляет формированием и мощностью сигналов: пилот-сигналов, сигналов синхронизации, пейджинговых сигналов, сигналов канала трафика и сигналов любых других каналов и их соответствующим соединением к контроллеру 328 мощности. Процессор 321 приемника управляет поиском, расширяющими ПШ кодами для демодуляции и мониторинга принимаемой мощности.

Для некоторых операций, таких как управление мощностью совместно используемого ресурса, шлюзы 120 и 122 принимают от терминалов пользователей в сигналах связи информацию, например мощности принимаемых сигналов, измерений частоты или других параметров принимаемых сигналов. Эту информацию процессоры 321 приема могут получить из демодулированных выходных сигналов приемников 316 данных. В качестве альтернативы, эта информация может быть обнаружена как возникающая в заданных местоположениях в сигналах, мониторинг которых осуществляется процессором 320 управления или процессорами 321 приема и передается на процессор 320 управления. Процессор 320 управления использует эту информацию для управления синхронизацией и частотой сигналов, передаваемых и обрабатываемых с использованием контроллеров 328 мощности передачи и аналогового передатчика 338.

D. Возможные варианты линий связи

Фиг.4 иллюстрирует дополнительные подробности связи между шлюзом 122 и терминалом 124 пользователя системы 100 связи. Линии связи между терминалом 124 пользователя и спутником 116 обычно называются пользовательскими линиями связи, а линии связи между шлюзом 122 и спутником 116 обычно называются фидерными линиями связи. В "прямом" направлении связь осуществляется из шлюза 122 по прямой фидерной линии 460 связи, и затем из спутника 116 на терминал 124 пользователя вниз, по прямой пользовательской линии 462 связи. В "обратном" или "реверсивном" направлении связь осуществляется из терминала 124 пользователя к спутнику 116 по обратной пользовательской линии 464 связи и затем от спутника 116 к шлюзу 122 по обратной фидерной линии 466 связи.

В возможном варианте осуществления шлюз 122 передает информацию по прямым 460, 462 линиям связи с использованием частотного разделения и поляризационного уплотнения. Используемый диапазон частот разделен на заданное количество частотных "лучей". К примеру, частотный диапазон делится на 8 отдельных "лучей" 16,5 МГц, использующих правую круговую поляризацию (ПКП) и 8 отдельных "лучей" 16,5 МГц, использующих левую круговую поляризацию (ЛКП). Эти частотные "лучи" дополнительно состоят из заданного количества частотно разделенных уплотненных "подлучей" (ЧРУ). К примеру, отдельные лучи 16,5 МГц могут, в свою очередь, состоять из "подлучей" ЧРУ, числом до 13 «подлучей» с шириной полосы частот 1,23 МГц.

Е. Возможный вариант структуры подлуча

Каждый подлуч ЧРУ может включать в себя много каналов Уолша (также называемых ортогональными каналами). Фиг.5 иллюстрирует возможный вариант подлуча 500, имеющего шестьдесят четыре канала Уолша 502-508. Как показано на фиг.5, возможный вариант подлуча 500 включает в себя канал 502 передачи пилот-сигнала, ка