DE60021483T2 - Verfahren und gerät zu herstellung eines breitbanddienstes mit satelliten auf niedriger und mittlerer bahn - Google Patents

Verfahren und gerät zu herstellung eines breitbanddienstes mit satelliten auf niedriger und mittlerer bahn Download PDF

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Description

  • QUERVERWEIS ZU VERWANDTEN ANMELDUNGEN
  • Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der US Provisional Anmeldung Nr. 60/115,285, angemeldet am 7. Januar 1999 von Arthur W. Wang mit dem Titel „A SATELLITE SYSTEM FOR BROADBAND COMMUNICATIONS", und US Provisional Anmeldung Nr. 60/115,287, eingereicht am 7. Januar 1999 von Arthur W. Wang mit dem Titel „A GLOBAL BROADBAND SATELLITE SYSTEM".
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft Systeme und Verfahren zum Entwerfen, Betreiben und Aufrechterhalten von Satellitenkommunikationssystemen und insbesondere ein System und ein Verfahren zum Lindern von Kommunikationsinterferenz zwischen Satellitenkommunikationssystemen in unterschiedlichen Umlaufbahnen.
  • 2. Beschreibung des verwandten Standes der Technik
  • Der Bedarf nach weltweiter Kommunikation wächst schnell. Dieses Wachstum wird angetrieben durch das Zusammenwachsen der Telekommunikationsindustrie und der Computerindustrie, der schnellen Expansion drahtloser Technologien und der sich ständig erweiternden Nutzung des Internets, das zu einem signifikanten Eingriff in das tägliche Leben geführt hat. Das Wachstum der kleinen Büros bzw. „small offices" und der Heimbüros bzw. „home offices", das Drängen nach mobiler Arbeitskraft und die Entwicklung von Multimediaanwendungen haben zu diesem schnellen Wachstum der datenbezogenen Kommunikation beigetragen.
  • Der wachsende Markt nach Internet/Intranet/Extranet-Verbindungen erfordert ein Satellitensystem, das in der Lage ist, Kommunikation mit kurzer Verzögerung, mit globaler Abdeckung und mit hohen Bandbreiten bereitzustellen. Die schnell wachsende Nachfrage nach Internetverbindungen, die Breitband-Datenkommunikation erfordern, ist als Zugriffsdienstleistung (AS) bekannt.
  • Internetdienstleistungsprovider (ISPs) und zugehörige Telekommunikationsprovider arbeiten momentan an der Verbesserung existierender Technologien und daran, neu Infrastrukturen aufzubauen, um Internetdienstleistungen zu unterstützen. Web-Zugriff, elektronischer Handel und Fernzugriff werden bald Dienstleistungen sein, die jedem zur Verfügung stehen. Online-Datenanwendungen gehen schnell über die übliche Email- und File-Übertragungsfunktionalität hinaus, und umfassen Dienstleistungen, wie beispielsweise Videokonferenz, interaktive Multimediazusammenarbeit und Multicasting.
  • Da Internet und Multimediaanwendungen zunehmend das schnelle Wachstum von Internetarbeitsdienstleistungsmärkten antreibt, fordern Endbenutzer dieser Dienstleistungen, dass Dienstleistungsprovider mehr Daten schneller übertragen und verarbeiten.
  • Das Wachstum der Onlinebenutzer steigt sprunghaft an, da Benutzern das World Wide Web als eine überlegene Technologieplattform zum Erhalt von Nachrichten, Information, Korrespondenz und Unterhaltung entdecken. Bis zum Jahr 2000 wird erwartet, dass die Anzahl der Internetbenutzer nahe an 300 Millionen weltweit mit mehr als vier Millionen Geschäftsseiten erreicht, die im Internet vorhanden sind. Über 580 Millionen Computer werden bis zum Jahr 2000 in Benutzung sein, und die gesamten globalen IP Dienstleistungsumsätze werden mit bis zu 16 Milliarden bis zum Jahr 2002 vorhergesagt. Ferner wird vorausgesagt, dass die Gesamtzahl der US-Haushalte, die online sind, die 35 Millionen bis zum Jahr 2000 erreichen wird.
  • Die Nachfrage nach mehr Bandbreite wird auch durch den e-Commerce angetrieben, der mit beachtlichen Raten wächst. Zunehmend erkennen Firmen, dass der Aufbau einer Geschäftspräsenz im Internet ihnen ermöglicht, mehr Menschen ökonomisch zu erreichen. Konsumenten haben e-Commerce aufgrund seiner Annehmlichkeiten und zeitsparenden Natur angenommen. Im Ergebnis wird hinsichtlich des e-Commerce erwartet, dass er auf 400 Milliarden Dollar bis zum Jahr 2002 anwächst, wobei nahezu 8% der weltweiten Einzelhandelsverkäufe Rechnung getragen ist. Diese Millionen von Onlinetransaktionen verlangen nach schnellen Verbindungslösungen, insbesondere in Gebieten der Welt, wo kaum oder keine Internetinfrastruktur verfügbar ist und wo eine umfassende terrestrische Infrastruktur zum Aufbau zu teuer und zeitraubend sein wird. Darüber hinaus werden intelligente Agenten bzw. Vermittler die Bandbreitenbedürfnisse weiter anwachsen lassen, die Benutzeraufgaben (wie beispielsweise ein Preisvergleich) erleichtern.
  • Eine weitere Entwicklung, die die Nachfrage nach Bandbreite antreibt ist die Internet-Telefonie-Dienstleistung, ein entstehender Markt, der ein dramatisches Wachstum erwarten lässt. Es wurde vorhergesagt, dass bis 1999 die Internet-Telefondienstleistung weltweit von virtuell null auf 560 Millionen Dollar an Geschäft anwachsen wird, und bis 2001 werden Paketvermittlungsnetzwerke für etwa 1% des globalen Fernverkehrs Rechnung tragen – etwa 12,5 Milliarden Minuten.
  • Aus dem Vorhergesagten wird ersichtlich, dass es ein Bedarf nach einem System gibt, das Datenkommunikationsdienstleistungen mit hoher Bandbreite bereitstellt. Dieser Bedarf kann mit herkömmlichen terrestrischen Datenkommunikationssystemen erfüllt werden; allerdings sind solche Systeme schwierig und teuer in der Umsetzung. Der Bedarf kann auch mit Satellitensystemen in geosynchronen oder geostationären (GSO) Umlaufbahnen erfüllt werden, aber die Anzahl der Umlaufbahnschlitze bzw. -slots ist begrenzt, und es ist schwierig, Bodenstationen mit vernünftigen Energiepegeln und Komplexität bereitzustellen, die mit solchen Satelliten kommunizieren können.
  • Es gibt deshalb ein Bedarf nach einem nicht-geostationären System NGSO, das eine Kommunikation mit hoher Bandbreite bereitstellt. Gleichzeitig darf die Kommunikation mit dem NGSO-System nicht mit existierenden oder zukünftigen GSO-Systemen interferieren. Die vorliegende Erfindung erfüllt diesen Bedarf durch eine Systemkonstellation, die einen signifikanten Teil der enormen Nachfrage nach Bandbreite für eine globale Netzwerkverbindung erfüllt.
  • NGSO-Systeme sind beispielsweise aus EP-A-0 748 062 oder US 5,679,174 bekannt. Ein Kommunikationssystem, das unterschiedliche Konstellationen von Satelliten verwendet, ist beispielsweise aus US 5,894,590 bekannt.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Um die zuvor beschriebenen Anforderungen zu erfüllen offenbart die vorliegende Erfindung, wie sie in Anspruch 1 definiert ist, eine Satellitenkommunikationssystemarchitektur, die einer Vielzahl von weit verteilten Kunden Dienstleistungen mit hoher Bandbreite bereitstellt.
  • Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung wird in einem Satellitensystem beschrieben, das in einer LEO, MEO oder einer kombinierten LEO/MEO Konstellation verwendet wird, indem schmale Kommunikationsantennenstrahlbreiten und intelligente Übergaben verwendet werden, um Interferenz mit anderen Satelliten zu lindern, die im Weltraum eingesetzt werden. Das Satellitensystem liefert eine breite Vielzahl von Zweiwege-Breitbanddienstleistungen sowohl für Geschäfts- als auch für Heimkunden.
  • Das Satellitensystem umfasst eine Vielzahl von Satelliten, beispielsweise eine Konstellation von 70 Satelliten und vorzugsweise umfasst es Funkkommunikationsverbindungen, Inter-Satellitenverbindungen, und Telemetrie, Verfolgungs- und Befehls (TT&C) Verbindungen. Durch Verwendung eines Punktstrahls und dualen Polarisationstechnologien kann jeder Satellit das Kommunikationsspektrum bis zu 30 mal wiederverwenden.
  • Die vorliegende Erfindung nutzt ebenfalls ein Teilen des Spektrums, um schlimmere Interferenzen mit älteren Fahrzeugen in geostationären oder geosynchronen (allgemein als GSO nachfolgend bezeichnet) Umlaufbahnen zu vermeiden. Das Satellitensystem liefert Breitbandkommunikationsdienstleistungen einem breiten Bereich von Benutzern sowohl in den Vereinigten Staaten als auch in der gesamten Welt und kann wirksam das KU-Band einsetzen und die Fähigkeiten existierender GSO-Satellitensysteme verbessern. Das Satellitensystem erfüllt die Bedürfnisse des wachsenden Markts von Internet/Inteanet/Extranet-Verbindung, indem es eine Kommunikation mit kurzer Verzögerung, weltweiter Abdeckung und hoher Bandbreite mit Hilfe eines Systementwurfs, der spektrumteilend ausgerichtet ist, eine einfache Nutzlastarchitektur und kleinere Benutzerterminals bereitstellt.
  • Das Satellitensystem erfüllt einen weiten Bereich von Kommunikationsbedürfnissen über Dienstleistungen mit verschiedenen Datenraten, einschließlich Datenraten, die von 512 KBPS bis zu 10 MBPS reichen. Das Satellitensystem stellt ferner schnelle Netzwerkverbindungen für interaktive Breitbanddienstleistungen einem breiten Bereich von Kunden zur Verfügung, insbesondere Privatnutzern oder Nutzern von „small-office-home office" (SOHO), d.h. Benutzern mit kleinem Heimbüro. Das Satellitensystem implementiert einen Internetzugangsdienst, um der schnell wachsenden Nachfrage nach Internetverbindungen zu dienen. Ein Intranetzugangsdienst stellt ebenfalls Breitbandverbindungen für entfernte Geschäftsorte zur Verfügung, für das Zentrum eines „wide are network" (WAN) eines Unternehmens. Schließlich stellt die vorliegende Erfindung ebenfalls einen Extranet-Zugangsdienst zur Verfügung, um die Intranetverbindung auf entfernte Orte für multinationale Konzerne auszudehnen, insbesondere für jene Firmensitze in entfernten/ländlichen Gebieten und in Entwicklungsländern.
  • Der Entwurf einer Satellitensystem-Konstellation stellt eine globale Abdeckung bereit, während GSO-Satellitensysteme gegenüber unerwünschten Interferenzen vollständig geschützt werden. Der Systementwurf ermöglicht es, dass Ressourcen auf Gebiete mit hoher Nachfrage fokussiert werden, wie beispielsweise die kontinentalen Vereinigten Staaten (CONUS) und Europa, während signifikante Dienste in Gebieten mit geringer Nachfrage bereitgestellt werden. Mit der globalen Abdeckung von unterentwickelten Teilen der Erde ermöglicht das vorliegende System, Menschen irgendwo auf der Welt Zugang zu den Vorteilen des e-Commerce zu geben. Die geringe Verzögerungszeit von Satellitensystemen wird den Zugang zu interaktiven Internetprotokoll (IP) Kommunikations- und Sprachdiensten erleichtern.
  • Das Satelliten-Kommunikationssystem kann Kommunikationsmöglichkeiten bereitstellen, die die nationale Informationsinfrastruktur (NI) und die globale Informationsinfrastruktur (GII) weiterbringen, indem die Menge und die Vielzahl von interaktiven Breitband-Diensten mit hoher Datenrate in der Welt erhöht wird; Multiraten, multifunktionale Telekommunikationsdienstleistungen im Allgemeinen und Hochgeschwindigkeitsdatenzugänge zum Internet im Besonderem. Der Entwurf des Systems gewährleistet, dass diese Fähigkeit mit niedrigen Kosten bei einer kurzen Entwicklungszeit bereitgestellt werden kann.
  • Dies ist insbesondere wichtig aufgrund des großen Anwachsens des Datenverkehrs, der durch Internetbenutzung verursacht wird, was den Bedarf nach der Entwicklung alternativer Wege für den Datenverkehr unterstrichen hat. Die vorliegende Erfindung liefert eine Dateninfrastruktur, die existierende Netzwerke ergänzt und mit ihnen zusammenwirkt, um einen breiten Bereich von Kommunikationsdiensten zu unterstützen.
  • Mit ihrer Fähigkeit der Telekommunikation mit hohen Datenraten unterstützt die vorliegende Erfindung kommerzielle Kommunikation einschließlich der Hochgeschwindigkeitsinformationsübertragung und dem interaktiven Multimedia-Austausch zwischen Unternehmen und Kunden, um damit neu Effizienzen und Produktivität für Unternehmen zu erzeugen, die mit internationalen Netzwerken verbunden werden sollen. Die vorliegende Erfindung ermöglicht ebenfalls Entwicklungsländern, die Fähigkeit der Kommunikationssatellitensysteme zu verwenden, um ihre eigenen nationalen Telekommunikationsinfrastrukturen zu verbessern, ohne die hohen Kosten zu verursachen und an der Verzögerung durch den Aufbau von Türmen, Verlegen von Kabeln und dem Aufbau terrestrischer Netzwerkeinrichtungen in allen Gebieten zu leiden.
  • Die vorliegende Erfindung ermöglicht Benutzern ebenfalls, Anwendungen leicht zu aktualisieren und aufzufinden, sichere IP-Multicast-Sessions aufzubauen und Hochgeschwindigkeits-File-Übertragungen auszuführen; Media-Streaming zu unterstützen; beim interaktiven Lernen aus der Ferne teilzunehmen; und Datenbankaktualisierungen und Replikationen von und zu Personal Computern (PCs) auszuführen. Das Satellitenkommunikationssystem stellt einen Internetzugang für private Benutzer und Small/Heim-Bürobenutzer (SOHO) bereit und Intranet/Extranetzugang für alle Unternehmen. Es ermöglicht ebenfalls zugehörige Dienste, wie beispielsweise IP-Telefonie und e-Commerce.
  • Der Satellitensystementwurf unterstützt das effiziente kosteneffektive Vorsehen von Diensten. Dies wird teilweise durch Verwendung einer Punktestrahltechnologie erreicht, die die Effizienz erhöht, mit der das Spektrum wiederverwendet wird. Dies ermöglicht, dass die vorliegende Erfindung mehr Kapazität für bevölkerungsreiche Gebiete der Erde bereitstellen kann. Diese Eigenschaften des Systems sind ideal, um hochinteraktive Breitbanddienste zu unterstützen. Das vorliegende System wird auch helfen, eine Infrastruktur für Breitbandzugang aufzubauen, um all diese Anforderungen für den leichten Zugang zu mehr Bandbreite zu erfüllen.
  • Das Satellitenkommunikationssystem ist ausgelegt, um dem globalen Breitbandmarkt zu dienen, indem interaktive Dienste für den Massenmarkt und für Anwendungen bereitgestellt werden, wie beispielsweise Hochgeschwindigkeitsinternetzugang, IP-Telefonie und e-Commerce.
  • Entsprechend dem Vorhergesagten ist ein Verfahren zum Ausbilden des Kommunikationssatellitensystems angegeben. Das Verfahren umfasst die Schritte: Identifizieren einer Vielzahl von Kommunikationsinterferenz-Szenarien; Kategorisieren einer Interferenzanforderung, die eine maximale Interferenzsignalstärkenstatistik an jedem der zweiten Satelliten spezifiziert entsprechend der Häufigkeit des Auftretens; Identifizieren von zumindest einer Interferenz-Linderungsstrategie für jedes Szenario und jede Interferenzkategorie-Anforderung; Bestimmen der Wirksamkeit jeder identifizierten Interferenzlinderungsstrategie beim Lindern von Interferenz für jedes der Szenarien und jede Interferenzanforderungskategorie; und Auswählen von zumindest einem der identifizierten Linderungsmittel für das erste Satellitenkommunikationssystem entsprechend der bestimmten Wirksamkeit der Interferenzlinderungsstrategie.
  • Die Erfindung entsprechend Anspruch 1 ist beschrieben durch ein Verfahren zum Lindern von Kommunikationsinterferenz zwischen einem ersten Satelliten, der mit einer ersten Bodenstation und einem zweiten Satelliten kommuniziert, wobei der zweite Satellit einer von einer Vielzahl von Satelliten in einer zweiten Satellitenkonstellation ist. Das Verfahren umfasst die Schritte des Bewertens bzw. Evaluierens eines geometrischen Verhältnisses zwischen einer zweiten Bodenstation und den Satelliten in der zweiten Satellitenkonstellation, und Richten der Kommunikation zwischen der zweiten Bodenstation und dem zweiten Satelliten entsprechend dem evaluierten geometrischen Verhältnis.
  • Die Erfindung erreicht eine Gesamtoptimierung innerhalb der Technologiegrenzen, der Ausführungsbeschränkungen und des Marktsegments, um Breitbandinternetzugang sowohl für Heimbenutzer als auch kommerzielle Benutzer bereitzustellen.
  • Die Erfindung verbessert die Fähigkeit, das Spektrum zwischen dem geostationären Umlaufbahn-Satellitensystem (GSO) und dem nicht-geostationären Umlaufbahn(NGSO)-Satellitensystem zu teilen, während der Schutz existierender KU-Band-Satellitendienste bereitgestellt wird. Gebiete, die ein Teilen des Spektrums erleichtern werden, umfassen die Konstellationsarchitektur und Weltraumfahrzeugantennen, Benutzerterminals, Nutzlastarchitektur und den Verbindungsbudgetentwurf.
  • Ein Konstellationsentwurf wird angegeben, der eine nichtgleichmäßige Abdeckung bereitstellt, die mit dem vorhergesagten Markt und der global verteilten Population korreliert, während das Systeminvest (einschließlich der Benutzung weniger Satelliten) minimiert wird, während gewährleistet bzw. gesichert wird, dass Interferenz mit existierenden GSO-Anlagen minimiert wird.
  • Der Verbindungsbudgetentwurf wird unter den Beschränkungen optimiert, kleinere bis mittlere Benutzerterminals und eine Datenkommunikation mit mittlerer Rate bzw. Geschwindigkeit zu unterstützen. Die offenbarten Benutzerterminals sind kleiner als einen Meter und die Datengeschwindigkeit liegt zwischen 512 KBPS und 10 MBPS.
  • Die Erfindung lässt sich direkt auf abstrahlende Gruppenantennen anwenden, um eine Seitenkeulendämpfungssteuerung zu erreichen, während die maximale wirksame Leistungsflussdichte (EPFD)Anforderung erfüllt wird, die von GSO-Satellitenbetreibern vorgeschlagen wird, um nachteilige Interferenz mit GSO-Verbindungen zu vermeiden.
  • Ein Resourcenmanagement liefert maximale Kapazität mit minimalen Resourcen. Eine dynamische Resourcenmanagement-Maschine ist am Netzwerk Control Center (NOC) platziert, um den Nutzlastleistungspegel, die Weltraumfahrzeugverkehrsnachfrage, die regionale Spektrumverfügbarkeit und die Netzwerkstatistiken zu überwachen. Es liefert nicht nur eine 100%-ige Kommunikationsverbindung, sondern stellt auch Systemressourcen (beispielsweise Leistung und Spektrumverwendung) ein, basierend auf einer optimierten Ressourcenzuweisung. Im Ergebnis wird die Interferenz auf im Betrieb befindliche Weltraumfahrzeuganlagen minimiert, indem die übermäßige effektiv isotopische abgestrahlte Leistung reduziert und die Spektrumeffizienz maximiert wird.
  • Die Erfindung stellt eine phasengesteuerte Dienstleistungsanwendung bereit. Die Auswahl der Konstellation erlaubt es, nur wenige 4 Satelliten zu starten, um eine nahezu globale Dienstleistung bereitzustellen. Die vorliegende Erfindung offenbart ebenfalls die Vergrößerung der Satellitensysteme durch Hinzufügen von MEO-Satelliten, um eine vollständige globale Verbindung mit erhöhter Kapazität bereitzustellen, basierend auf der Ausgereiftheit der Technologie und der Dienstleistungsnachfrage.
  • Die Systemarchitektur der vorliegenden Erfindung stellt eine Siebenstrahlgruppe mit Frequenzwiederverwendung bereit, die es dem Benutzer ermöglicht, mit verschiedenen Netzwerken verbunden zu werden, einschließlich Internet, Intranet und Extranet, über lokale Gateway Stationen (GS). Jede GS dient benachbarten Gebieten innerhalb der Siebenstrahlgruppe und routet den Verkehr zu den passenden terrestrischen Netzwerken oder einem anderen GS zur Kommunikation mit den anderen System benutzern über doppelte Hops. Dies ermöglicht es Teilnehmern, irgendwo rund um die Welt verbunden zu werden.
  • Weitere Merkmale, Gesichtspunkte und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der Zeichnung und der hier enthaltenen Beschreibung.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Es wird nun auf die Zeichnung Bezug genommen, in denen ähnliche Bezugszeichen durchweg entsprechende Teile bezeichnen.
  • 1 ist ein Diagramm einer beispielhaften Ausführungsform des LEO SYSTEMS;
  • 2 ist ein Diagramm, das einen erläuternden Frequenzplan für das LEO SYSTEM darstellt;
  • 3 ist ein Diagramm, das eine Ausführungsform der LEO SYSTEM Satelliten darstellt;
  • 4 ist eine Kurve, die die Antennenabdeckung bzw. -ausleuchtung für einen repräsentativen Punktstrahl von vier Grad zeigt;
  • 5 ist ein Diagramm, das das Sende- und Empfangs-Empfindlichkeitsmuster für die phasengesteuerten Gruppenantennen zeigt;
  • 6 ist ein Diagramm, das die Sende-/Empfangsantennenkonturen für die phasengesteuerten Gruppenantennen zeigt;
  • 7 ist ein erläuterndes Blockdiagramm, das ein Datennutzlasthandhabungssystem zeigt;
  • 8 ist eine Kurve, die das Sichtfeld darstellt, das mit dem Satellitensystem mit 70 Satelliten erhalten wird;
  • 9 ist eine Kurve, die die Elevationswinkelkonturen für einen Satelliten zeigt, der über den Vereinigten Staaten verwendet wird;
  • 10 ist ein Diagramm, das die Statistiken bezüglich der Anzahl der sichtbaren Satelliten der Systemkonstellation als Funktion der geografischen Breite zeigt;
  • 11 ist ein Flussdiagramm, das die Verfahrensschritte erläutert, die zum Entwurf des Satellitenkommunikationssystems verwendet werden;
  • 12 zeigt, wie die Systemsatelliten eine Hauptstrahlzu-Hauptstrahl-Interferenz mit GSO-Satelliten vermeiden, indem eine Satelliten-Diversity und ein ausreichender Trennungswinkel zwischen Antennensichtlinien verwendet wird;
  • 13 zeigt ein Beispiel, das die Einhaltung der Trennungswinkel zwischen GSO- und NGSO-Sichtlinien zeigt;
  • 14A–14C sind Diagramme, die zusätzliche Szenarien darstellen, in denen die Systemsatelliten mit der Kommunikation mit vorhandenen GSO-Satelliten interferieren;
  • 15 ist Flussdiagramm, das beispielhafte Verfahrensschritte zeigt, die bei einer Ausführungsform der Linderungs-Strategie eingesetzt werden;
  • 16 ist ein Flussdiagramm, das beispielhafte Verfahrensschritte zeigt, die in einer Ausführungsform der Linderungs-Strategie verwendet werden, in der die Elevationswinkel der NGSO-Satelliten als ein Unterscheidungskriterium verwendet werden, um die Übergabebedingungen zu bestimmen;
  • 17 ist ein Diagramm, das die geometrischen Verhältnisse darstellt, die mit Bezug auf 16 beschrieben sind;
  • 18 ist ein Flussdiagramm, das beispielhafte Verfahrensschritte darstellt, die bei einer Ausführungsform der Linderungs-Strategie verwendet werden, bei der die Satellitenübergabe geschieht, wenn der Elevationswinkel des Satelliten, der momentan mit der NGSO-Bodenstation in Kommunikation steht, unter einen Minimum-Elevationswinkel fällt; und
  • 19 ist ein Flussdiagramm, das beispielhafte Prozessschritte darstellt, die in einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet werden, bei dem der Trennungs- bzw. Separationswinkel, der durch die NGSO-Bodenstation, den NGSO-Satelliten und den GSO-Satelliten definiert wird, eingesetzt wird, um die Übergabe der Bedingungen festzulegen;
  • 20A–20D sind Diagramme, die das vorhergesagte EPFD des LEO SYSTEMS zeigen;
  • 21 ist ein Diagramm des MEO SYSTEMS;
  • 22 ist ein Diagramm, das einen Frequenzplan für eine Ausführungsform des MEO SYSTEMS 2100 zeigt;
  • 23 ist ein Diagramm einer Ausführungsform eines MEO SYSTEM Satelliten;
  • 24 ist ein Blockdiagramm, das eine Ausführungsform der Kommunikationsnutzlast für den MEO SYSTEM Satelliten zeigt;
  • 25 ist ein Diagramm, das die Anzahl sichtbarer und nicht-GSO-interferierender Satelliten in der MEO SYSTEM Konstellation als Funktion der geografischen Breite zeigt; und
  • 26A–26D sind Diagramme, die die vorhergesagte EPFD für das MEO SYSTEM 2100 zeigen, das eine GSO 10 Grad Schutzzone und zusätzliche Nachführungsverfahren verwendet.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG EINER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
  • In der nachfolgenden Beschreibung wird Bezug genommen auf die begleitenden Zeichnungen, die einen Teil hiervon bilden und in denen rein illustrativ mehrere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gezeigt sind. Es versteht sich, dass andere Ausführungsformen verwendet werden können und strukturelle Änderungen ausgeführt werden können, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
  • Zusammenfassung
  • Die vorliegende Erfindung wird durch ein Kommunikationssystem beschrieben, das eine Vielzahl von Satelliten in nichtgeostationären (nicht-GSO = NGSO) Umlaufbahnen besitzt. In einer Ausführungsform der Erfindung umfasst die Satellitenkonstellation eine Vielzahl von Satelliten in einer niederen Erdumlaufbahn (LEO). Dieses System wird nachfolgend als „LEO SYSTEM" bezeichnet. In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das LEO SYSTEM vergrößert oder verdrängt durch eine Konstellation mit einer Vielzahl von Satelliten, die in einer mittleren Erdumlaufbahn (MEO) angeordnet sind. Dieses System wird hier als MEO SYSTEM 2100 bezeichnet.
  • Sowohl das LEO SYSTEM- als auch das MEO SYSTEM-Satellitennetzwerk umfasst ein Vielzahl von Satelliten, deren jeder zumindest eine Kommunikationsantenne zur Erzeugung von zumindest einem Strahlcluster bzw. einer Strahlgruppe besitzt. Die Strahlgruppe umfasst eine Vielzahl (typischerweise sieben) nebeneinander angeordnete lenkbare Kommunikationsstrahlen. Jeder dieser Satelliten umfasst ebenfalls einen flexiblen Kanalisierer zur dynamischen Ausrichtung der Kommunikationsstrahlen entsprechend den Diensteanforderungen der Benutzerterminals. Somit können viele überlappende Strahlen auf Gebiete gerichtet werden mit vielen Benutzerterminals oder Terminals, die Dienstleistungen mit hoher Bandbreite erfordern, während weniger Strahlen auf Gebiete gerichtet werden können, wo es weniger Benutzer oder Benutzer gibt, die geringere Bandbreiten-Anforderungen haben.
  • Benutzer kommunizieren mit globalen Kommunikationsdiensten, wie bspw. Internet, Intranet oder dem öffentlichen Telefonnetz (PSTN) über eine Vielzahl von Gateway-Knoten. Jeder Gateway-Knoten ist mit den Benutzerterminals verknüpft, die von einer Strahlgruppe bedient werden. In dem typischen Fall liefert folglich jede Gruppe von sieben (7) Strahlen Dienste an alle Benutzerterminals innerhalb der Strahlausleuchtung der sieben (7) Strahlen, und jeder dieser Benutzer ist mit einem Gateway-Knoten verknüpft. Das Benutzerterminal überträgt Anforderungen für Kommunikationsdienste an den Satelliten, der diese Anforderung an das Gateway weiterleitet. Das Gateway richtet dann diese Anforderung an den Kommunikationsdienst. In gleicher Weise werden Nachrichten von dem Kommunikationsdienst durch das Gateway empfangen, zu einem der Satelliten in dem Netzwerk übertragen und an das Benutzerterminal weitergeleitet. Die Gateway-Knoten leiten somit Nachrichten zu und von dem Kommunikationsdienst zu und von den Benutzern über die Satelliten in dem Satellitensystem.
  • DAS LEO SYSTEM (100) SATELLITEN SYSTEM
  • Das LEO SYSTEM 100 stellt Breitband-Kommunikationsdienste für Kunden innerhalb der Vereinigten Staaten und über die ganze Welt mit Datenraten von 512 KBPS bis zu 10 MBPS bereit. Die Punktstrahlüberstreichung von einem LEO SYSTEM Satelliten kann in der Umlaufbahn neu konfiguriert werden. Die Benutzung von Punktstrahlen und die duale Polarisation ermöglicht es, das Ku-Bandspektrum 30 mal durch jeden LEO SYSTEM Satelliten wie derverwenden zu können. Das System wurde entworfen, um ein Frequenzteilen mit anderen Systemen zu erleichtern, sowohl von NGSO als auch GSO.
  • 1 ist ein Diagramm des LEO SYSTEMS 100. Das LEO SYSTEM 100 umfasst ein Weltraumsegment bzw. einen Weltraumteil mit einer Vielzahl von Satelliten 102 in einer Satellitenkonstellation. In einer Ausführungsform umfasst das LEO SYSTEM 100 eine Gesamtzahl von 70 Satelliten in einer kreisförmigen Umlaufbahn in einer Höhen von etwa 1490 km in zehn Kreisebenen. Eine Kommunikation zwischen einem Satelliten (102A beispielsweise) und einem anderen Satelliten in der LEO Konstellation (102B beispielsweise) wird über eine optische Zwischen-Satelliten-Verbindung (ISL) 104 vorgenommen.
  • Das LEO SYSTEM 100 umfasst ferner einen Bodenteil, der Benutzerterminals (UTs) 114, System-Zugangsknoten 130, und Netzwerkoperationssteuerungscenter (NOCs) 124, und Satellitenoperationscenter (SOCs) 128 aufweist. Die Satelliten 102 kommunizieren mit bodengestützten Benutzerterminals (UTs) 114, Gateways 106 und anderen Satelliten in der Konstellation.
  • In einer Ausführungsform benutzt das LEO SYSTEM 100 ein GHz der Bandbreite in dem Ku-Spektrum innerhalb von 10,7 – 12,7 GHz (Region 2) und 10,70 – 12,75 GHz (Regionen 1 und 3) für Weltraum-Erde-Übertragungen und ein GHz des Spektrums innerhalb 12,75 – 13,25 GHz und 13,75 – 14,5 GHz für Erd-Weltraum-Übertragungen. Werden die Interferenz-Linderungstechniken benutzt, die hier beschrieben werden, einschließlich der Mitbenutzung der Punktstrahltechnologie, der dualen Polarisation, der GSO Sperrzonen und speziellen Übergabeverfolgungsverfahren, kann jeder Satellit das Spektrum bis zu 30 mal wiederverwenden. So konfiguriert stellt das LEO SYSTEM 100 einen Internetzugang mit hoher Datengeschwindigkeit von 512 KBPS bis zu 10 MBPS bereit, wobei das Ku-Bandspektrum benutzt wird. Jedes der bodengestützten Benutzerterminals 114 umfasst zumindest eine Antenne, die einen Durchmesser von 0,6 m (24 Inch) bis 0,9 m (36 Inch) haben kann, kann allerdings auch größer oder kleiner sein. Teilnehmer machen Datenanforderungen über Satellit und empfangen Downloads auf Anfrage durch das System-Gateway 106 oder durch direkte Satellitenübertragung zu dem UT 114.
  • Bei einer Ausführungsform verbindet jedes Gateway 106 die Strahlgruppe 122, die eine Vielzahl von (typischerweise sieben) benachbarten oder nebeneinander angeordneten Strahlen (gezeigt als Überstreichungsgebiet 134) besitzt, und sind miteinander entweder über terrestrische Kommunikationsverbindung 112 verbunden, über Zwischengateway-Verbindungen 108 oder Zwischensatellitenverbindungen 104. Dieser Dienst mit hoher Datengeschwindigkeit zu kleinen UTs 114 ist möglich, da das Systemdesign stark gerichtete Weltraumfahrzeug-Antennenstrahlen verwendet, wie dies durch Strahlüberstreichungsflächen 134 gezeigt ist. Diese stark gerichteten Strahlen dienen ebenfalls dazu, Interferenz zu reduzieren. Der hohe Grad an Spektrumwiederverwendbarkeit und die große Anzahl von weltweiten Gateways 106 verbessert darüber hinaus die Gesamtsystemkapazität.
  • Die Systemnetzwerkverbindung 120 wird sowohl durch die Boden-Gateways 106 also auch einen Schalter an Bord des Satelliten 120 ausgeführt. Das Gateway 106 stellt Routing-Information während der Setup-Periode bereit (wenn einen Datenkommunikation initialisiert wird), und der bordgestützte Schalter führt Ver bindungen zwischen Benutzerterminal 114 und dessen Gateway 106 aus, unter Gateways 106, und zwischen einer Zwischensatellitenverbindung (ISL) und einem Gateway 106.
  • Das LEO SYSTEM 100 stellt Benutzern eine transparente Verbindung zu einem breiten Gebiet von terrestrischen Netzwerken bereit, einschließlich dem Internet, Unternehmensintranets, WANs, lokalen Netzwerken (LANs) und autonomen Übertragungsmodus (ATM) Netzwerken.
  • Das LEO SYSTEM 100 unterstützt sowohl paketvermittelten als auch leitungsvermittelten Betrieb. Die Entscheidung, entweder Paketvermittlung oder Leitungsvermittlung zu verwenden wird von dem Gateway 106 getroffen. Informationen bezüglich dieser Festlegung wird dann zu dem Satelliten 102 von dem Gateway 106 oder NOC 124 aufwärtsgeladen, um den Rest der Verbindungsoperationen zu beenden und die paketvermittelten und leitungsvermittelten Daten an die richtigen Ziele zu senden.
  • Das NOC 124 arbeitet mit den bordeigenen Satellitenprozessoren in den Satelliten 102, um Benutzerzugangsanforderungen zu steuern. Zusätzlich überwacht das NOC 124 und steuert die Dienstverfügbarkeit und -kapazität, das Strahlmanagement und die Übergabe im gesamten LEO SYSTEM 100.
  • Frequenzplan
  • 2 ist ein Diagramm, das eine erläuternde bzw. beispielhafte Frequenzzuweisung zu dem LEO SYSTEM 100 darstellt. Die Gesamtbandbreite in jedem Gebiet (Erde-Weltraum und Weltraum-Erde) kann nach entsprechenden Systemanforderungen ausge wählt werden. In einer Ausführungsform wird insgesamt 1 GHz in jedem Gebiet verwendet. Dieses 1 GHz Spektrum wird in zwei 500 MHz Segmente für Kommunikationsverbindungen zwischen (zwischen den Benutzerterminals 114 und den Satelliten 102) bzw. 500 MHz Segmente für die Einspeiseverbindungen 110 (zwischen den Gateways 106 und den Satelliten 102) aufgeteilt. Das Kommunikationsverbindungssegment wird dann in sieben 70 MHz Untersegmente 202 unterteilt und wird in jeweils zwei Polarisationen 204, 206 wiederverwendet (rechte und linke Kreis- bzw. Zirkularpolarisation).
  • Jeder der Satelliten 102 umfasst zumindest eine Satellitenantenne für Kommunikationszwecke. Das Design der Satellitenantenne maximiert die räumliche Isolation unter den Strahlen mit der gleichen Frequenz und Polarisation. Dies ermöglicht eine dichte Ausleuchtung für Gebiete mit hoher Nachfrage, da mehrere 70 MHz Bandsegmente verwendet werden können, um Dienstkapazität in dem gleichen geografischen Gebiet zu maximieren, das von den zugeordneten Strahl-Grundflächen 134 definiert wird, von einem Satelliten durch dynamische Ressourcenverwaltung. Eines von mehreren unterschiedlichen Strahlmustern kann in einem Dienste-Gebiet gewählt werden, abhängig von Dienste-Anforderungen, einschließlich mehreren überlappenden Strahlen, wo notwendig.
  • In einer Ausführungsform benutzt das LEO SYSTEM 100 eine Kombination von Frequenzmultiplex-Vielfachzugriff (FDMA) und Zeitmultiplex-Vielfachzugriff (TDMA), um flexible Datengeschwindigkeiten bereitzustellen. Jeder FDMA-Träger beträgt 70 MHz, der insgesamt 200 MBPS in zwei Polarisationen bei 100 MBPS pro Polarisation unterstützt. Bei dieser Ausführungsform ist die maximale Datengeschwindigkeit für ein Benutzerterminal UT 114 mit einer 60 cm Antenne etwa 10 MBPS, und das System kann gleichzeitig 2000 oder mehr Benutzer mit Datengeschwindigkeiten von 10 MBPS unterstützten. Geringere Datengeschwindigkeiten können durch Kombination von engeren FDMA-Trägern (< 70 MHz) oder TDMA-Schlitzen unterstützt werden. Beispielsweise können die Benutzer mit geringster Datengeschwindigkeit (etwa 512 KBPS) durch Teilen eines 70 MHz-Trägers in 200 Zeit-Schlitze unterstützt werden. Mit kleineren Strahlbreiten-Grundflächen 134 und einer dualen Polarisation kann das Spektrum bis zu 30 mal pro Satellit wiederverwendet werden.
  • Bei einer anderen Ausführungsform benutzt das LEO SYSTEM 100 eine Codemultiplex-Vielfachzugriff (CDMA) Modulationstechnik, indem pseudonormale (PN) Codes verwendet werden. Diese Ausführungsform hat die gleiche Frequenzteilungsfähigkeit, wie das zuvor beschriebene FDMA/TDMA Ausführungsbeispiel.
  • Satelliteneigenschaften
  • 3 ist ein Diagramm, das eine physische Darstellung einer Ausführungsform der Satelliten 102 zeigt. Tabelle 1 liefert eine Liste der betreffenden Satelliteneigenschaften.
  • Figure 00230001
  • Figure 00240001
    Tabelle I: LEO SYSTEM Satelliten 102 Eigenschaften
  • Nutzlastarchitektur
  • Das LEO SYSTEM 100 stellt Breitbanddatenkommunikationen mit Geschwindigkeiten bis zu 10 MBPS bereit. Die Schaltungen können symmetrisch oder unsymmetrisch sein und im Simplex- oder Duplexverfahren funktionieren. Nutzlastverwaltung und Rekonfiguration wird über ein LEO SYSTEM („LS") 100 TT&C Untersystem ausgeführt, das in Verbindung mit dem Bodenoperations- und Steuerungsteil des Systems arbeitet. Tabelle II stellte ausgewählte Kommunikationsparameter dar.
  • Figure 00250001
    Tabelle II: Beispielhafte Kommunikationsparameter
  • Bezugnehmend auf 3 umfasst jeder Satellit 102 ein Antennenuntersystem mit direktabstrahlenden Gruppenantennen, einschließlich einer oder mehrerer Sendegruppenantennen 304 und einer oder mehreren Empfangsgruppenantennen 306. Die Antennen 304, 306 benutzen eine duale Polarisation mit einem Minimum von 20 dB an Querpolarisationsisolation bzw. Trennung, und sind in der Lage, 867 Punktstrahlpositionen zu bedienen. Etwa 210 Punktstrahlen werden pro Satellit 102 aktiviert, wobei jeder 140 MHz des zweifach bzw. dual polarisierten Sende- und Empfangsfrequenzspektrums benutzt. Der Satellit 102 umfasst einen Prozessor 738, der ebenfalls mehrere Unterbänder auf einen einzelnen Strahl schalten kann, falls die Nachfrage in einem speziellen Strahl hoch ist. Wenn jeder Satellit 102 ein Dienstgebiet passiert, kann er seine Strahlen auf spezifische Orte richten.
  • 4 ist eine Kurve, die die Antennenabdeckung bzw.- überstreichung für einen repräsentativen Punktstrahl von 4 Grad darstellt. Wie in 4 gezeigt werden zu jedem Zeitpunkt bis zu 210 Punktstrahlen von 867 Strahlen pro Satellit 102 mit 4 Grad gestrahlt. Übergabeprozeduren von Strahl zu Strahl und von Satellit zu Satellit werden ausgeführt, wie weiter unten beschrieben.
  • 5 ist ein Diagramm, das das Sende- und Empfangs-Empfindlichkeitsmuster für die phasengesteuerte Gruppenantenne zeigt.
  • 6 ist ein Diagramm, das die Sende-/Empfangsantennenkonturen für LEO SYSTEM phasengesteuerte Gruppenantennen zeigt. Die dargestellte Verstärkungskonturen sind –2, –4, –6, –8, –10, –15 und –20 dB als äußerste Kontur. Die maximale Verstärkung, Gmax, wird um einen Abtastverlustfaktor, ΔGscan, reduziert, wobei der Abtast- bzw. Schwenkverlustfaktor eine Funktion des Abtastwinkels bzw. Verschwenkwinkels der Antennensichtlinie ist.
  • Drei Klassen von Kommunikationsverkehr werden mit dem LEO SYSTEM 100 verknüpft. Diese Klassen umfassen (1) Kommunikati onsverbindungen 116, 118, (2) Zwischen-Gateway-Verbindungen 108 und Einspeiseverbindungen 110 und (3) Zwischen-Satellitenverbindungen 104.
  • 7 ist ein erläuterndes beispielhaftes Blockdiagramm, das das LEO SYSTEM Datennutzlasthandhabungssystem zeigt. Signale von Kommunikationsverbindungen, die an jeder Empfangsgruppenantenne ankommen, werden über LNAs 702 verstärkt, die an den Gruppenelementen 704 angebracht sind. Auf die LNAs 702 folgend wird das Signal von jedem Gruppenelement 704 in gleiche Teile aufgeteilt und an ein analoges Strahlschaltungsnetzwerk (BSN) 706 gerichtet. Das BSN 706 kombiniert die Gruppenelementsignale, stellt die Phasen geeignet ein, um die 30 aktiv definierten Gruppen 122 oder 210 Strahlen richtig zu bilden. Phasen innerhalb jedes BSN 706 werden eingestellt, um dessen Strahlen auszuwählen und sie auf deren Benutzer ausgerichtet zu halten, bis eine andere Strahlübergabe/Satellitenübergabe erfolgt.
  • Auf die BSNs 706 folgend werden die Signale von jedem Strahl abwärts gewandelt auf eine Zwischenfrequenz (IF) durch den Ku-/IF-Abwärtswandler 712. Die IF 100 MBPS-Träger passieren dann einen Mikrowellenschalter, wie bspw. den flexiblen Kanalisierer 714.
  • Der flexible Kanalisierer 714 richtet jedes der Aufwärtssignale zu seinen richtigen Zielen, dem Gateway 106 in der gleichen Gruppe 122, ein anderes Gateway. Träger, die aus den optischen Querverbindungen 104 erhalten werden, werden ebenfalls durch einen optischen-/IF-Abwärtswandler 716 und den flexiblen Kanalisierer 714 geleitet. Am Ausgang des flexiblen Kanalisierers 714 werden diese Signale, die zu einem anderen Satelliten 102B gesendet werden sollen, zu dem Zwischensatellit-Verbindungsuntersystem über den IF-/optischen-Aufwärtswandler 718 geleitet. Diese Signale, die für einen Abwärtsverbindungs-Strahl auf dem gleichen Satelliten gedacht sind, werden durch den flexiblen Kanalisierer 714 mit den Ausgangssignalen des digitalen Signalprozessors in einem Band rekombiniert, aufwärtsgewandelt durch den IF-/Ku-Aufwärtswandler 720 und dann zu dem Sendestrahlformungsnetzwerk 722 gesendet, über HF-Verstärker 724 und Sendeantennen 304.
  • Jegliche Signale mit geringerer Datengeschwindigkeit wurden von den Eingangsmultiplexern 740 am Repeater-Eingang zu einem digitalen Signalprozessor 738 getrennt, wo das Signalband in individuelle digitale Datenpakete demoduliert wird. Die Pakete werden zu dem richtigen Abwärtsverbindungsstrahl geleitet, indem der Router 736 verwendet wird, der ebenfalls als Eingangs- und Ausgangssignal Schnittstellen zu den optischen Querverbindungen 104 hat. Die Pakete werden neu in einen kontinuierlichen Datenstrom zusammengesetzt, und jene, die für die Ku-Band-Punktabwärtsverbindungen bestimmt sind, werden auf OQPSK Träger hoher Kapazität moduliert, um mit den 100 MBPS Trägern an dem Ausgangsmultixplexer 742 zu rekombinieren.
  • Optische Zwischensatellit-Verbindungs(ISL)-Terminals 308 können verwendet werden für eine Zwischenoperation mit anderen Satelliten 102. Signale von diesen ISL-Terminals 308 werden mit den Aufwärtsverbindungssignalen zu dem Satellit 102 zusammengeführt und zur Übertragung zum Boden vorbereitet oder auf einen anderen Satelliten 102 durch eine Zwischensatellitenverbindung 104 weitergegeben.
  • Das Satellitendatenkommunikationssystem kann eine Datendurchsatzgeschwindigkeit von 200 MBPS für jeden der 210 Strahlen pro Satellit bereitstellen, was insgesamt zu einem Datendurchsatz von 42 GBPS pro Satellit führt.
  • Antennen
  • Die Antennen des LEO SYSTEMS 100 sind in Verbindung mit der Kommunikation und dem Weltraumfahrzeugbussystemen entworfen, um eine maximale Ausleuchtungs- bzw. Abdeckungsleistung innerhalb eines effizienten Systempakets bereitzustellen. Dieses System umfasst die folgenden Komponenten: (1) zwei direkt abstrahlende Sendegruppen 304 oder Speisegruppenantennen, deren jede 867 Strahlpositionen mit zwei Polarisationen bereitstellt; (2) zwei direkt strahlende Empfangsgruppen 306 oder Speisegruppenantennen, deren jede 867 Strahlpositionen mit zwei Polarisationen bereitstellt; (3) zumindest 4 ISL-Terminals 308 stellen Verbindungen für zwei benachbarte Satelliten in der gleichen Umlaufbahnebene bereit und zwei Satelliten in den benachbarten Ebenen; und (4) ein Telemetrie- und Befehlsantennensystem, das aus zwei Hornantennen besteht, die TT&C-Dienste liefern.
  • Die Telemetriesignale dienen auch als Nachführ- bzw. Verfolgungstestsignale bzw. Beacons für die Bodenkommunikationsantennen. Die Vorwärtsantenne ist eine ±22,50-Grad Hornantenne, die für normalen Betrieb in der Umlaufbahn verwendet wird. Die Rückantenne ist eine ±70-Grad Hornantenne, die für Notfalloperationen verwendet wird. Die Punktstrahlabdeckung wird durch vier Antennenanordnungen geliefert, einschließlich der Sendegruppenantennen 304 und der Empfangsgruppenantennen 306. Alle vier Antennen 304, 306, sowie die optischen ISL-Einheiten 308 sind auf der der Erde zugewandten Seite des Satellitenkörpers 102 befestigt. Gruppen 304, 306 sind in festen Positionen angebracht und erfordern keine Entfaltung. Zwei Antennen 304 von etwa 0,75 m Aperturdurchmesser werden zur Übertragungsoperation verwendet und zwei Antennen 306 von etwa 0,65 m Aperturdurchmesser werden für Empfangsoperationen verwendet. Jeder Punktstrahl, der durch diese Antennen erzeugt wird, besitzt eine Bandbreite von etwa 4,0 Grad.
  • 8 ist eine Kurve, die eine 10° Kontur darstellt, die das Sichtfeld (FOV) des LEO SYSTEMS 100 mit 70 Satelliten 102 zeigt. Wie gezeigt liefert das LEO SYSTEM 100 eine komplette Abdeckung bzw. Ausleuchtung aller 50 Staaten, Puerto Ricos und der US Virgin Islands, sowie eine vollständige virtuelle weltweite Ausleuchtung mit einem hohen Prozentsatz einer Sichtbarkeit von zwei Satelliten.
  • 9 ist eine Kurve, die die Elevationswinkelkonturen für einen LEO SYSTEM Satelliten 102 zeigt, wenn er die Vereinigten Staaten abdeckt. Konturen sind in Inkrementen von 10° gezeigt startend mit 80° als die innerste Kontur und 10° als die äußerste Kontur. Wie 9 angibt, überdeckt ein LEO SYSTEM Satellit 102 das gesamte CONUS, wenn deren Untersatellitenpunkt nahe dem Mittelpunkt von CONUS ist.
  • TDMA Schalter
  • Das satellitengeschaltete TDMA wird verwendet, um Aufwärtsverbindungs-Benutzer auf Abwärtsverbindungs-Benutzer für die 100 MBPS Träger zu lenken. Der TDMA Schalter lenkt jeden TDM Kanal zu einer bestimmten Zeit in einem bestimmten Auf wärtsverbindungsstrahl auf dessen zugeordneten Abwärtsverbindungsstrahl. Der TDMA Schalter bringt den Aufwärtsverbindungsverkehr zeitlich auf die geeignete Abwärtsverbindung. Die Synchronisationsinformation wird zu allen Benutzerbodenterminals 114 gesendet, um deren Übertragungs-, Empfangs- und Demodulations-Equipment auf den Satelliten TDMA Schalter zu synchronisieren.
  • Digitaler Signalprozessor
  • Das digitale Signalprozessor(DSP)-Teilsystem 738 liefert die erforderliche Zwischenverbindung für den paketvermittelten Bereich der Kommunikationsnutzlast. Das Aufwärtsverbindungsfrequenzbandsegment für jeden Strahl, der die in Pakete gepackten Daten mit 10 MBPS und darunter enthält, wird auf den Demodulatorbereich des DSP gesendet, wo die Signale demoduliert werden und die Fehlerkorrekturcodes entfernt werden. Die individuellen Datenpakete werden dann zu einem Router gesendet, der sie auf den richtigen Abwärtsverbindungsdatenstrom richtet basierend auf der Adressinformation, die in dem Paket-Header enthalten ist. Die resultierenden Datenströme für jeden Abwärtsverbindungsstrahl werden dann gepuffert und entweder remoduliert auf Hochgeschwindigkeits-100 MBPS TDM OQPSK-Träger zur Übertragung durch die Ku-Hand-Punktstrahlabwärtsverbindungen oder direkt zu den optischen Zwischensatellitenverbindungen gesendet.
  • Optische Zwischensatellitenverbindungen (ISLs)
  • ISLs 104 werden verwendet, um Satelliten miteinander zu verbinden, um globale Zwischenverbindungsdienste durch Verbindung mit anderen Satelliten bereitzustellen. Die ausgewählten Ausgänge des bordeigenen digitalen Signalprozessors 738 werden auf die Laser-Zwischensatellitennutzlast geroutet, wo die Daten verarbeitet werden, um eine 3,5 GBPS Maximumzwischensatellit-Verbindungsfähigkeit bereitzustellen. Eine 1,55 μm Wellenlänge wird ausgewählt, um kommerzielles Equipment nutzen zu können, das für die Weltraumumgebung geeignet modifiziert ist.
  • Weltraumteil-Busuntersysteme
  • Jeder der Satelliten 102 in der Konstellation arbeitet in geneigten Umlaufbahnen in einer Höhe von 1490 km. Antennen, die die Sendegruppenantennen 304 und die Empfangsgruppenantennen 306 enthalten, sind auf den Nadir gerichtet, und die Solarzellengruppen sind in Richtung der Sonne gerichtet. Diese Orientierung bzw. Ausrichtung (auch als Sonnen-Nadir-Lenkung) maximiert die Leistungssammlung und Wärmeabfuhr.
  • Die Satelliten 102 Struktur stellt eine stabile Plattform über deren Betriebsdauer bereit. Die Struktur ist optimiert, um effizient Startlasten zu verteilen, und ist kompatibel mit vielen Startfahrzeugen.
  • Nachführ-, Telemetrie- und Steuerungsuntersysteme
  • Der Satellit 102 umfasst auch ein Nachführ-, Telemetrie- und Steuerungsuntersystem (TT&C), das Antennen, Empfänger, Sender und digitales Equipment umfasst, um eine Weltraumfahrzeug-Befehlsausübung, Überwachung und Entfernungsmessung während aller Phasen der Mission und des Betriebs zu unterstützen. Das Untersystem empfängt und demoduliert einen Aufwärtsverbindungs-Befehl und leitet die Befehlsdaten an eine zentrale Tele metrie- und Befehlseinheit (CTCU) zur Verarbeitung weiter. Das TT&C Untersystem moduliert die Telemetrieunterträger von der CTCU auf den RIF-Abwärtsverbindungsträger. Das Untersystem demoduliert auch Entfernungsmesstöne von dem Aufwärtsverbindungsträger und remoduliert die Töne auf den Abwärtsverbindungsträger, um eine genaue Bodenbestimmung des Weltraumfahrzeugs zu ermöglichen. Das Nachführen bzw. Verfolgen in der Umlaufbahn, Telemetrie und Steuerungsuntersystem wird im Ku-Band betrieben. Telemetriesignale werden die gleiche Kreispolarisation wie die Kommunikationsabwärtsverbindungssignale haben, und die Befehlssignale werden die gleiche Kreispolarisation wie die Kommunikationsaufwärtssignale haben.
  • Lagekontrolle
  • Der Satellit 102 umfasst auch ein Lagesteuerungsuntersystem mit Lagegeschwindigkeits- und Positionssensoren, Lagesteuerungsaktuatoren und den zugehörigen elektronischen Verarbeitungen. Der Weltraumfahrzeugsteuerungsprozessor (SCP) verarbeitet Sensoreingangssignale und steuert die Lageaktuatoren und verarbeitet Umlaufbahndaten während der verschiedenen Missionsphasen. Das Lagesteuerungsuntersystem (ACS) ist ein Null-Momenten-Vorspannungssystem mit einer Sonnen-Nadir-Lenkung, um Leistung und thermische Leistung zu optimieren. Die Systemaktuatoren umfassen vier Reaktionsräder zum Steuern des Drehmoments um alle drei Achsen, wobei vier von drei Redundanten 9 Triebwerken für Erkundungs- und Lagehaltemanöver, und Solarflügel werden eingesetzt, um die Solarflügel auszurichten.
  • Treibstoff
  • Der Satellit 100 umfasst ebenfalls ein Flüssigtreibstoffuntersystem, das Satellitengeschwindigkeits- und Lagesteuerungsmanöver in Antwort auf bordeigene und bodengestützte Befehle ausführt. Das Treibstoffuntersystem umfasst zwei vollkommen redundante Untersysteme mit 12 Triebwerken (sechs pro Untersystem), die verwendet werden, um Spin und/oder Lagesteuerung während des Einbringens einer Fehlerkorrekturumlaufbahnaufrechterhaltung und Manöver bereitzustellen, einschließlich der Stationslageerhaltung, einem aus der Umlaufbahn bringen am Ende der Lebensdauer und Operationen in der Umlaufbahn.
  • Elektrische Leistung
  • Der Satellit 102 umfasst ebenfalls ein elektrisches Leistungs-Untersystem, das elektrische Leistung bzw. elektrische Energie für alle Untersysteme auf dem Weltraumfahrzeug liefert. Der Satellit verwendet einen einzelnen 50-Volt regulierten Bus und sammelt dessen Energie über zwei Solarflügel, die in der Lage sind, etwa 10 kW an Leistung am Ende der Lebensdauer zu erzeugen. Eine Batterie, die durch die Solargruppe aufgeladen wird, liefert volle Energie an das Weltraumfahrzeug während der Sonnenfinsternis. Das elektrische Energieuntersystem umfasst Leistungselektroniken mit integrierten Leistungssteuerungen (IPC) und einen Batteriezellenspannungsüberwacher. Eine zentralisierte Leistungsverschmelzung, Schalten und eine Busstromtelemetrie werden von den Busleistungsverteilereinheiten und den Nutzlastleistungsverteilungseinheiten geliefert.
  • Thermische Steuerung
  • Der Satellit 102 umfasst ebenfalls ein thermisches Steuerungsuntersystem, das eine gesteuerte thermische Umgebung für die gesamte Mission bereitstellt. Das thermische Steuerungsuntersystem umfasst eine Vielzahl von Radiatortafeln, die intern abgestrahlte Wärme in den Weltraum zurückführt und die „isothermalisiert" sind mit eingebetteten Heat-Pipes. Erwärmer werden eingesetzt, um die unteren Temperaturextreme der Satellitenausrüstung zu begrenzen.
  • Satellitenkonstellation
  • Der Weltraumteil des LEO SYSTEMS 100 umfasst 70 technisch identische Satelliten 102 und eine passende Anzahl von Ersatz in der Umlaufbahn und am Boden, die vorgesehen sind, um die Systemzuverlässigkeit zu verbessern. Die Satelliten 102 umlaufen die Erde in einer Entfernung von 1490 km in zehn Kreisebenen von sieben Satelliten, wobei jeder um 54,5 Grad geneigt ist. Die Umlaufbahnhöhe von 1490 km entspricht einer Umlaufbahnperiode von 1,93 Stunden. Die Konstellation des LEO SYSTEM Satelliten 102 stellt eine vollständige Ausleuchtung bis zu 70 Grad Breite bereit, die gesamte USA (einschließlich Alaska und Hawaii) umfasst. Eine Teilausleuchtung ist in Breiten zwischen 70 Grad und 80 Grad verfügbar. Dies ist in hohem Maße kompatibel mit einem minimalen Elevationswinkel von 90 Grad. Die Ausleuchtung der LEO SYSTEM Konstellation 100 ist gleichmäßig mit Bezug auf die Länge und symmetrisch um den Äquator.
  • 10 ist ein Diagramm, das die Anzahl sichtbarer Satelliten der LEO SYSTEM 100 Konstellation als Funktion der geogra fischen Breite zeigt. Wie in 10 gezeigt erfolgt eine kontinuierliche einzelne LEO SYSTEM Satelliten 102-Verbindung für alle geografischen Breiten bis zu 70 Grad. Doppelte Satellitenverbindungen sind für geografische Breiten zwischen 0 Grad und 68 Grad für etwa 90 % der Zeit verfügbar. Dreifache Verbindungen sind für geografische Breiten zwischen 20 Grad und 60 Grad für über 90 % der Zeit vorhanden. Diese Konstellation optimiert das Auftreten einer Drei-Satelliten-Verbindungs-Diversity innerhalb der nördlichen und südlichen Breitengrenzen von 20 Grad bis 60 Grad, die Gebiete mit der größten globalen Populationsdichte.
  • Bodensegment
  • Zwei vollständig redundante Zentren steuern und verwalten die LEO SYSTEM 100 Konstellation; ein Satellitenoperationscenter (SOC) 128 und ein Netzwerkoperationscenter (NOC) 124. Das SOC 128 verwaltet alle Satelliten und deren Umlaufbahnen. Das SOC 128 besitzt auch die Hauptverantwortlichkeit für die Echtzeit und Direktkommunikation mit Satelliten, um Funktionen zu erreichen, wie bspw. Verbindungsmanagement, Zugangskontrolle, Übergabe, Leistungssteuerung und Polarisations- und Spektrums-Verwendungssteuerung.
  • Das NOC 124 verwaltet den Benutzerzugang zu dem System und die Nutzlastoperationen. Dies wird erreicht durch eine Zwischenoperation mit SOC 128 Operationen. Die Nutzlast wird verwaltet, um die Strahl-zu-Strahl- und Satelliten-zu-Satelliten-Übergaben, Energiepegel und Polarisations- und Spektrumsverwendung zu steuern. Die Strahl-zu-Strahl-Übergaben können auftreten, wenn die Ausleuchtung eines Satellitenstrahls sich von einer Bodenstation wegbewegt, da das Strahlmuster relativ zu dem Satelliten 102 fest ist. Satelliten-zu-Satelliten-Übergaben können auftreten, um eine ausreichende Satellitensichtbarkeit aufrecht zu erhalten, selbst wenn ein Satellit 102 sich außer Sicht bewegt. Wie hier beschrieben tritt es ebenfalls auf, um unerwünschte interferenze Situationen zu vermeiden. Einzelne Strahlleistungspegel können variiert werden, falls notwendig, um eine konstante Leistungsflussdichte auf der Erde unter variierenden Ausbreitungsbedingungen aufrecht zu erhalten, und um den Variationen auf Grund von Interferenzmilderungstechniken und anderen Faktoren Rechnung zu tragen. Die Strahlpolarisation und Spektrumsverwendung kann variiert werden, um Interferenz zu vermeiden und gebietsspezifischen Regelungseinschränkungen zu genügen. Das NOC wird auch hauptsächlich für Funktionen verantwortlich sein, wie bspw. Ressourcenverwaltung, Fehlerwaltung, Berechnung und Rechnungsstellung.
  • Um Verfügbarkeiten von 99,5 % bis 99,7 % zu erreichen, werden mehrere Klassen von Terminals eingesetzt, abhängig von dem Bodenstationsort, der Dienstkategorie und anderer Systemparameter. Bei einer Ausführungsform umfassen die Bodenterminals ein UT 114 und ein Gateway-Terminal 106. Das UT 114 stellt eine Datengeschwindigkeit von bis zu etwa 100 MBPS bereit, und das Gateway-Terminal 106 liefert eine Datengeschwindigkeit von bis zu 700 MBPS bereit. Tabellen III und IV unten fassen diese beispielhaften Terminaleigenschaften zusammen.
  • Figure 00370001
  • Figure 00380001
    Tabelle III: Beispielhafte Benutzerterminaleigenschaften
  • Figure 00380002
    Tabelle IV: Beispielhafte Gateway Terminal Eigenschaften
  • Interferenz mit Nicht-LEO SYSTEM Satelliten
  • Interferenz kann auftreten, wenn das gewünschte Träger-zu-Interferenzverhältnis (C/I) unter einen erforderlichen Schutzschwellenwert fällt. Um den Pegel der Interferenz zu und von anderen Satellitensystemen zu minimieren, benutzt das LEO SYSTEM 100 Spektrum-Teilungstechniken, die Satelliten-Diversity umfassen (Verfügbarkeit und Benutzung mehrerer Satelliten durch Übergabeschaltung und andere Vergrößerungen) und Antennen mit schmaler Strahlbreite. Zusätzlich werden die Konstellationsparameter des LEO SYSTEM Satelliten 102 ausgewählt und entworfen, um mögliche Interferenz zu GSO Diensten zu minimieren.
  • Die extrem schmale Strahlbreite der optischen Sender/Empfänger 308 des LEO SYSTEMS für die ISLs 104 gewährleistet, dass die Satellitenempfänger außerhalb des direkten Pfads dieser Laserstrahlen schädliche Interferenz vermeiden. Die schmalen Strahlbreiten verhindern als praktische Tatsache, dass andere Satelliten die Sichtlinien der Sender/Empfänger blockieren. Aus diesen Gründen und da Umlaufbahnen und andere Parameter sich zwischen Systemen unterscheiden werden, ist die Möglichkeit der schädlichen Interferenz, die zwischen Satellitenverbindungen unterschiedlicher Systeme auftritt, vernachlässigbar.
  • 11 ist ein Flussdiagramm, das Verfahrensschritte darstellt, die verwendet werden, um ein Satellitenkommunikationssystem mit einem Systempegellösungsweg zu entwerfen, um Kommunikationsinterferenzanforderungen mit anderen Satelliten zu erfüllen. Typischerweise ist die Interferenzanforderung als maximale Äquivalente Leistungsflussdichte (EPFD) oder durchschnittliche Leistungsflussdichte (APFD) ausgedrückt, üblicherweise in der Einheit dBW/Meter2/4 KHz an der Antenne(n) der anderen Satelliten (mit denen die Interferenz besteht). Eine Vielzahl von Interferenzszenarien wird identifiziert, wie in Block 1102 gezeigt. Dann wird die Interferenzanforderung (wie die EPFD zuvor) kategorisiert entsprechend einer Erscheinungshäufigkeit bzw. Auftrittshäufigkeit, wie in Block 1104 gezeigt. Zumindest eine Interferenzlinderungsstrategie wird für jedes Szenario und jede Interferenzanforderungskategorie identifiziert, wie in Block 1106 gezeigt. Falls gewünscht kann eine bestimmte Interferenzstrategie für mehr als ein Szenario und eine Erscheinungshäufigkeit eingesetzt werden. Die Wirksamkeit jeder identifizierten Interferenzlinderungsstrategie wird dann für jedes der Szenarien und Kategorien der Interferenzanforderungen bestimmt. Dies wird in Block 1108 dargestellt. Falls gewünscht kann dieser Schritt nur für jene Szenarien und Strategien ausgeführt werden, die (sind Hauptfaktoren bei) den Entwurf des Satellitenkommunikationssystems antreiben. Zumindest eine der Interferenzlinderungsstrategien wird dann gewählt 1110 entsprechend den Ergebnissen, die in Block 1108 erhalten wurden.
  • Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird das Verfahren ausgeführt, indem eine Interferenzanforderung für einen kurzen Zeitraum und eine Interferenzanforderung für einen langen Zeitraum definiert wird von einer Interferenzanforderung, die eine maximale Kommunikationsinterferenz zwischen einem Satellitensystem in einer untergeostationären Umlaufbahn und einem Satelliten in einem Satellitensystem in einer geostationären Umlaufbahn bildet. Die Quelle einer solchen Interferenz ist die Empfindlichkeitseigenschaft bezüglich eines Achsenversatzes der Sende- und der Empfangsantennen, die von den Satellitenkommunikationssystemen verwendet werden, um mit ihren jeweiligen Bodenstationen zu kommunizieren. Bei einer Ausführungsform wird die Kurzzeitinterferenzanforderung klar durch Interferenz, die auftritt und für eine kurze Zeitperiode bleibt, aber mit potentiell hoher Intensität, und die Langzeitinterferenzanforderung wird klar durch Interferenz, die häufiger auftritt, aber die eine geringe Intensität besitzt. Als nächstes wird die achsversetzte Empfindlichkeitseigenschaft der Antenne, die in dem ersten Satellitensystem verwendet wird, ausgewählt, so dass die sich daraus ergebende Sorte von Interferenz die kurzzeitige Interferenzanforderung erfüllt. Dann beschreibt eine Antennennachführungsstrategieregel, wann jeder der ersten Satelliten in dem ersten Satellitensystem mit seiner zugehörigen Bodenstation kommunizieren kann.
  • Ein Beispiel der Anwendung der vorgenannten Verfahrensschritte ist nachfolgend beschrieben. Zwölf unterschiedliche Szenarien können definiert werden, in denen sich die Möglichkeit der Interferenz zwischen einer GSO-Verbindung (eine existierende Satellitenfähigkeit) und einer NGSO-Verbindung ergibt. Wenn sie startend mit der wichtigsten geordnet werden (im Hinblick auf die Unerwünschtheit) sind sie wie folgt: (1) GSO Bodenstationshauptstrahlinterferenz mit NGSO-Satellitenhauptstrahl; (2) NGSO-Satellitenhauptstrahlinterferenz mit GSO-Bodenstationshauptstrahl; (3) GSO-Satellitenhauptstrahlinterferenz mit NGSO-Bodenstationshauptstrahl; (4) NGSO-Bodenstationshauptstrahl interferiert mit GSO-Satellitenhauptstrahl; (5) GSO-Bodenstationshauptstrahl interferiert mit NGSO-Satellitenseitenkeule; (6) NGSO-Satellitenseitenkeule interferiert mit GSO-Bodenstationshauptstrahl; (7) GSO-Satellitenseitenkeule interferiert mit NGSO-Bodenstationshauptstrahl; (8) NGSO-Bodenstationshauptstrahl interferiert mit GSO-Satellitenseitenkeule; (9) GSO-Bodenstationsseitenkeule interferiert mit NGSO-Satellitenhauptstrahl; (10) GSO-Satellitenhauptstrahl interferiert mit NGSO-Bodenstationsseitenkeule; (11) NGSO-Satellitenhauptstrahl interferiert mit GSO-Bodenstationsseitenkeule; und (12) NGSO-Bodenstationsseitenkeule interferiert mit GSO-Satellitenhauptstrahl.
  • Die Hauptstrahl-zu-Hauptstrahl-Interferenz im Falle (1) bis (4) und (8) kann vermieden werden, indem eine Satelliten 102-Diversity verwendet wird.
  • 12 zeigt, wie die LEO SYSTEM Satelliten 102 eine Hauptstrahl-zu-Hauptstrahl-Interferenz mit GSO-Satelliten 102 vermeiden, indem Satelliten-Diversity und ein ausreichender Trennungswinkel zwischen den zwei Antennensichtlinien verwendet wird. Diese Strategie ist beim Verhindern von Hauptstrahl-zu-Hauptstrahl-Interferenzfällen geeignet, wie sie in Szenarien (1) bis (4) und (8) beschrieben sind. Diese Nicht-Bedienungs-Zonenstrategie vermeidet die Übertragung eines Signals, während irgendein Punkt innerhalb des Strahls weniger als 10° getrennt ist von einem Vektor von der NGSO-Bodenstation 1204 (bspw. das UT 114 oder Gateway 106) zu dem NGSO-Satelliten 1206 (bspw. Satellit 102). Dies schlägt eine Nicht-Bedienungs-Zone für das NGSO-Satellitensystem entlang eines GSO-Bogens vor und wird üblicherweise als GSO-Bogen Schutzzone bezeichnet. 12 zeigt, dass, falls ein GSO-Bogen Schutzwinkel (θ1) bis zu 10° gewählt wird, dann der minimale Achsenversatzwinkel von dem Nicht-GSO (θ2) in den GSO-Hauptstrahl mehr als 10 % beträgt.
  • 13 zeigt ein Beispiel, das die Umsetzung des Trennwinkels zwischen der GSO- und der NGSO-Antennensichtlinie zeigt. 13 zeigt Antennennachführungen für den am nächsten liegenden Betriebssatelliten des LEO SYSTEMS von einem Benutzerterminal, das in Los Angeles platziert ist. Das Benutzerterminal 114 schaltet zu einem anderen sichtbaren Satelliten um, wann immer der nachführende LEO SYSTEM Satellit 102 (der ursprünglich in Kommunikation mit UT 114 war) einen GSO-Freihaltebogen erreicht, der bei etwa 110 Grad definiert ist. Diese Nicht-Bedienungs-Zone bzw. Nicht-Service-Zone wird angewendet, um die GSO-Satelliten gegenüber Kommunikationsinterferenz von den LEO SYSTEM Satelliten 102 zu schützen, die in der Mitte der Nicht-Bedienungs-Zone gezeigt sind. Die Position von aktiven NSO-Satelliten ist in Form von Kreisen dargestellt, die den gesamten Himmel mit Ausnahme der GSO-Schutzzone bevölkern. Das NGSO-Bodenterminal schaltet auf einen anderen Satelliten (Übergabe), wann immer der aktive Satellit nicht länger sichtbar ist im höchsten Elevationswinkel oder wenn er in die GSO-Schutzzone fliegt.
  • Die Interferenz in Fällen (5) bis (12) kann ausreichend gelindert werden, indem Satelliten-Diversity, adäquate Antennensichtlinientrennwinkel und ausreichende Antennendiskriminierung verwendet werden. Für das LEO SYSTEM System 100, werden die Bodenantennen gewöhnlich größer als Weltraumfahrzeugantennen. Im Ergebnis, das die achsenversetzte Strahlung nach sich zieht, wird mehr durch die Bodenantennen diskriminiert. Im Ergebnis sind die Interferenzsituationen in Fällen (5) bis (8) schlechter als die Interferenzsituationen in Fällen (9) bis (12), insbesondere auf Grund relativ guter Diskriminierung der achsversetzten Strahlung durch die Gruppenantenne. In Fällen (5), (8), (9) und (12) verursachen die GSO-Aufwärtsverbindungen mehr Interferenz mit NGSO-Aufwärtsverbindungen als die Fälle mit umgekehrten Fällen auf Grund kürzerer Ausbreitungsentfernung zwischen der Erde und den NGSO-Satelliten 1206.
  • Um damit das Teilen des Spektrums zu erleichtern wird das LEO SYSTEM System 100 so ausgelegt, dass es (1) eine ausreichende Bodenantennendiskriminierung bereitstellt (2) ausreichende Weltraumfahrzeugantennendiskriminierung und Antennensichtlinientrennungswinkel, und (3) ausreichende Satellitensichtbarkeitsstatistiken. Sowohl der Trennungs- bzw. Separationswinkel zwischen GSO 1202 und NGSO-Satelliten 1206, wie von einer GSO-Bodenstation 1208 gesehen, und der Separationswinkel zwischen GSO 1208 und NGSO-Bodenstationen 1204, wie von einem NGSO-Satelliten 1206 gesehen, müssen ausreichend sein, um dem Schräglagenbereich des NGSO-Satelliten 1206 und der Leistungs flussdichte, die er ausstrahlt, Rechnung zu tragen. Die Auswahl des Winkels zwischen GSO- und NGSO-Satelliten 1202, 1206 muss ebenfalls einer vernünftigen Abschätzung der GSO-Bodenstationsantennen-Diskriminierungseigenschaften Rechnung tragen, und der Winkel zwischen NGSO und GSO-Bodenstationen müssen auch den NGSO-Satelliten 1206 Antennendiskriminierungseigenschaften Rechnung tragen.
  • 14A, 14B und 14C sind Diagramme, die zusätzliche Szenarien darstellen, in denen das LEO SYSTEM 100 möglicherweise mit NGSO-Satelliten 1202 und deren Verbindungen interferieren könnte. 14A zeigt Szenario (6), während 14B und 14C Szenarien (11) bzw. (12) darstellen. Nimmt man an, dass die Szenarien (1), (2), (3) und (4) durch Verwendung einer GSO-Nicht-Bedienungs-Zone entfernt werden, tragen diese Szenarien wesentlich zu der Gesamtinterferenz bei.
  • Szenarium (6) umfasst eine Interferenz von einer achsversetzten Emission von Energie von den NGSO-Satelliten 1206-Antennen (bspw. über die Antennenseitenkeulen), wenn zu einer NGSO-Bodenstation 1204 übertragen wird, wie bspw. UT 114, das sich eine gewisse Entfernung weg von der GSO-Bodenstation 1208 befindet. Szenario (11) umfasst eine Interferenz zwischen einem NGSO-Satelliten 1206, der zu einer NGSO-Bodenstation 1204 überträgt, die an oder neben einer GSO-Bodenstation 1208 platziert ist. In diesem Fall können die Übertragungen von dem GSO-Satelliten 1202 interferieren durch den Empfang von Signalen von dem NGSO-Satelliten über die Seitenkeulen oder andere Eigenschaften bezüglich achsversetzter Empfindlichkeit der GSO-Bodenstationsantenne. Szenario (12) umfasst eine Interferenz von einer NGSO-Bodenstation 1204, die an oder nahe einer GSO- Bodenstation 1208 angeordnet ist, die zu dem NGSO-Satelliten 1206 überträgt. In diesem Fall wird Energie, die von der NGSO-Bodenstation 1204 über eine Seitenkeulenquelle oder andere achsversetzte Quellen gesendet wird, von dem GSO-Satelliten 1202 empfangen, und interferiert mit Signalen, die von der GSO-Bodenstation 1208 zu dem GSO-Satelliten 1202 übertragen werden.
  • Unterschiedliche Interferenzlinderungstechniken können eingesetzt werden, um Interferenz in den zuvor beschriebenen Szenarien zu reduzieren. Die Interferenzanforderung kann kategorisiert werden in eine Eintritts-Häufigkeitsstatistik, die beschreibt, wie häufig das Interferenzszenario erwartet wird, einzutreten. Bspw. kann die Eintritts-Häufigkeitsstatistik beschrieben werden als Gesamtzahl von Sekunden, während der die Bedingungen des Interferenzszenarios an einem einzelnen Tag eintreten. In einem Beispiel werden diese Statistiken als Kurzzeit, Übergangs- und Langzeit kategorisiert. Interferenzbedingungen in der Kurzzeitkategorie neigen dazu, während einem kleinen Prozentsatz der Zeit aufzutreten, führen jedoch häufig zu hohen Pegeln der Interferenz. Interferenzbedingungen in der Langzeitkategorie neigen häufiger – etwa 1 % der Zeit – dazu einzutreten, aber umfassen in der Regel geringere Interferenzpegel. Interferenzbedingungen in der Übergangskategorie fallen zwischen diese zwei Extreme. Jede dieser Interferenzkategorien wird mit einer entsprechenden Linderungsstrategie in der Tabelle V dargestellt, die folgt.
  • Figure 00460001
    Tabelle V
  • Mit Bezug auf das Szenario (6) ist das Vorsehen einer GSO Nicht-Service-Zone von 10 Grand unzureichend, um die Kurzzeitinterferenzanforderung zu erfüllen. Folglich wird eine zusätzliche Interferenzlinderungsstrategie verwendet, nämlich jene, mit der die NGSO-Satelliten 1206-Antennenseitenkeulenrichtfähigkeit reduziert wird. In einer Ausführungsform ist die Antennenseitenkeulen-Richtfähigkeit auf etwa 4 Grad ausgewählt, wie in 5 gezeigt. Die Übergangs- und Langzeitinterferenzanforderungen werden dominiert durch Betrachtungen, die in Szenario (11) vorhanden sind.
  • Mit Bezug auf Szenario (11) kann eine Kurzzeitinterferenzanforderung mit dem Einsatz der zuvor beschriebenen GSO Nicht- Service-Zone erfüllt werden. Die Nicht-Service-Zone ist jedoch keine wirksame Interferenzlinderungsstrategie für Interferenz, die als Langzeit- oder Übergangskategorie kategorisiert ist. Um diese Interferenzanforderungen in Szenario (11) zu erfüllen, wird eine zusätzliche Interferenzlinderungsstrategie eingesetzt. Diese „Diversity" basierte Linderungsstrategie umfasste eine Änderung der Verfolgungsalgorithmen, die bestimmen, welche NGSO-Bodenstationen 1204 mit welchen NGSO-Satelliten 1206 kommunizieren.
  • Die nachfolgende Tabelle VI stellt eine Zusammenfassung der möglichen Linderungsstrategien dar.
  • Figure 00470001
    Tabelle VI
  • 15 ist ein Flussdiagramm, das beispielhaft Verfahrensschritte zeigt, die in einer Ausführungsform der Linde rungsstrategie verwendet werden. Zunächst wird ein geometrisches Verhältnis zwischen einer Bodenstation (bspw. der NGSO-Bodenstation 1204 und den Satelliten in der Konstellation der NGSO-Satelliten 1206) evaluiert, wie in Block 1502 gezeigt. Dann wird die Kommunikation zwischen der Bodenstation 1204 und den NGSO-Satelliten 1206 entsprechend dem evaluierten geometrischen Verhältnis gerichtet, wie Block 1504 gezeigt ist.
  • 16 ist ein Flussdiagramm, das beispielhaft Verfahrensschritte zeigt, die in einer Ausführungsform der Linderungsstrategie verwendet werden, bei der die Elevationswinkel der NGSO-Satelliten 1206 als Unterscheidung verwendet werden, um die Übergabebedingungen festzulegen (wenn Kommunikation von einem NGSO-Satelliten 1206 zu einem anderen übergeben wird) und um den Übergabesatelliten zu identifizieren (der Satellit, der bestimmt wird, die Kommunikation zu übernehmen, die zuvor von einem anderen Satelliten in der NGSO-Satellitenkonstellation vorgenommen wurde). Diese Technik reduziert weiter die statistische Wahrscheinlichkeit, dass ein NGSO-Satellit 1206 oder die Bodenstation 1208 mit einem GSO-Satelliten 1202 oder der Bodenstation 1208 interferiert.
  • 17 ist ein Diagramm, das die geometrischen Verhältnisse darstellt, die in dem Flussdiagramm beschrieben sind, das in 16 dargestellt ist.
  • Zurückkommend auf 16 wird der Elevationswinkel für jeden der „sichtbaren" NGSO-Satelliten 1702 bestimmt, wie in Block 1602 gezeigt. In diesem Kontext betrifft „sichtbar" Satelliten, die über dem Erd-Rand liegen. Der Elevationswinkel jedes Satelliten von dem lokalen Horizont 1704 der NGSO- Bodenstation 1204 wird bestimmt. Dies kann bestimmt werden, indem Information verwendet wird, die von dem SOC 128 oder NOC 124 oder an der NGSO-Bodenstation 1204 erhalten wird. Falls der Elevationswinkel des Satelliten, der momentan in Kommunikation mit der NGSO-Bodenstation 1204 ist, (Satellit 1702A mit Elevationswinkel γ in 17) nicht größer ist als der Elevationswinkel für jeden anderen sichtbaren NGSO-Satelliten 1702, wird der Satellit mit dem höchsten Elevationswinkel (NGSO-Satellit 1702A, der in einem Winkel β in 17 angeordnet ist) als der Übergabesatellit bestimmt. Dies ist in Blöcken 1604 und 1606 der 16 dargestellt. Dann wird die Kommunikation zwischen der NGSO-Satellitenkonstellation und der NGSO-Bodenstation 1204 von dem aktuellen Satelliten 1702A an den Übergabesatelliten 1702D übergeben, wie in Block 1608 gezeigt. In einer ähnlichen Ausführungsform zu jener, die zuvor beschrieben wurde, wird der Übergabesatellit als ein beliebiger Satellit mit einem höheren Elevationswinkel identifiziert, als der Satellit, der momentan in Kommunikation mit der Bodenstation ist, wie bspw. Satellit 1702C. 18 ist ein Flussdiagramm, das beispielhafte Verfahrensschritte zeigt, die in einer Ausführungsform der Linderungsstrategie verwendet werden, bei der Satellitenübergabe auftritt, wenn der Elevationswinkel des Satelliten, der momentan in Kommunikation mit der NGSO-Bodenstation 1204 ist, unter einen minimalen Elevationswinkel fällt (wie bspw. Elevationswinkel γ in 17). Block 1802 bestimmt den Elevationswinkel des NGSO-Satelliten, der momentan mit der NGSO-Bodenstation 1204 in Kommunikation ist (bspw. Satellit 1702A in 17). Block 1804 prüft, um zu sehen, falls der Elevationswinkel des NGSO-Satelliten, der momentan mit der NGSO-Bodenstation in Kommunikation ist, kleiner wird als der minimale Elevationswinkel (Winkel γ in 17). Falls dies geschieht, wird der Ele vationswinkel für jeden der sichtbaren Satelliten in der NGSO-Konstellation bestimmt, und die Kommunikation wird an den Satelliten übergeben, der den größten Elevationswinkel (1702D) besitzt. Dies ist in Blöcken 1806 bis 1810 dargestellt. Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der minimale Elevationswinkel γ als etwa 9 Grad ausgewählt.
  • Bei einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung tritt eine Übergabe auch auf, nachdem der Elevationswinkel des aktuellen Satelliten unter den minimalen Elevationswinkel γ fällt, der Übergabesatellit aber zufällig aus den sichtbaren Satelliten (1702B–1702D) festgelegt wird, und nicht notwendigerweise als der Satellit mit dem größten Elevationswinkel. Bei diesem Element sind die Operationen, die in den Blöcken 1806 und 1808 dargestellt sind unnötig, da der Übergabesatellit zufällig gewählt wird.
  • 19 ist ein Flussdiagramm, das beispielhaft Verfahrensschritte zeigt, die in einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet werden, bei der der Separationswinkel, der durch die NGSO-Bodenstation 1204, den NGSO-Satelliten 1206 und den GSO-Satelliten 1202 (in 12 als θ1 bezeichnet) definiert wird, verwendet wird, um den Übergabesatelliten zu identifizieren und zu bestimmen, wann die Kommunikation an den Übergabesatelliten übergeben wird. Zunächst wird ein Trennungs- bzw. Separationswinkel θ1 für jeden der sichtbaren Satelliten in der NGSO-Satellitenkonstellation bestimmt, wie in Block 1902 gezeigt. Dann, falls der Separationswinkel θ1 einer der Satelliten größer ist als der Separationswinkel θ1 des NGSO-Satelliten 1206, der momentan in Kommunikation mit der NGSO-Bodenstation 1208 ist, wird die Kommunikation an einen anderen Satelliten in der NGSO-Satellitenkonstellation übergeben. Dies ist in Blöcken 1904 und 1906 dargestellt. Der Übergabesatellit kann beliebig aus den sichtbaren Satelliten in der NGSO-Satellitenkonstellation ausgewählt werden, als NGSO-Satellit mit dem größten Trennungswinkel oder der Satellit mit dem höchsten Elevationswinkel.
  • Zu Erläuterungszwecken wurden die vorherigen Interferenzlinderungstechniken beschrieben, wie sie angewendet werden, um Interferenz zwischen NGSO- und GSO-Satellitensystemen zu reduzieren. Die vorherigen Techniken können jedoch auch verwendet werden, um Interferenz zwischen unterschiedlichen NGSO-Satellitenkonstellationen zu reduzieren.
  • 20A–20D sind Diagramme, die die vorhergesagte statistische EPFD für das LEO SYSTEM 100 zeigen, das die Nachführungsverfahren benutzt, die in Tabelle VI ausgeführt sind, und die GSO 10 Grad Schutzzone. 20A zeigt das vorhergesagte statistische EPFD für das LEO SYSTEM, das einen 0,6 m GSO-Bodenstationsterminal 1208-Antenne benutzt. 20B zeigt das vorhergesagte EPFD für das LEO SYSTEM 100, das eine 1,2 m GSO-Terminal 1208-Antenne verwendet. 20C und 20D zeigen das vorhergesagte EPFD für das LEO SYSTEM 100, wobei eine 3-Meter- bzw. 10-Meter-Antenne verwendet wird. Diese Ergebnisse kombinieren die Szenarien (6) und (11) und unter der schwierigsten Fallgeometrie. Allgemein liefert das Satellitennachführungsverfahren (4) den besten Schutz für GSO-Systeme und reduziert die Langzeitinterferenz bis zu einem unschädlichen Pegel, insbesondere für die kleinen GSO-Antennen. Es sei auch bemerkt, dass das Szenario den Kurzzeitinterferenzpegel dominiert, wenn die Antenne des GSO-Bodenstationsterminals 1208 groß ist, und dass die Interferenz von dieser Quelle verbessert werden kann durch eine Satellitenantennen-Seitenkeulendämpfung.
  • Allgemein benötigen die Szenarien (6), (11) und (12) NGSO-Systeme, um eine ausreichende Anzahl von sichtbaren Satelliten bereitzustellen, um Satelliten-Diversity für Linderungszwecke zu verwenden. In Szenario (6) und (11) können die NGSO-Systeme bei ausreichend großen Bodenterminals angewendet werden, um den PFD-Pegel weiter zu reduzieren, der für Verbindungen in den Weltraum und nahe Verbindungen benötigt wird. Szenario (6) erfordert eine ausreichende Seitenkeulendämpfung für das Weltraumfahrzeug an dem geeigneten achsversetzten Winkel. Szenario (11) erfordert ein Satellitennachführungsverfahren mit weniger Interferenz, um ein Teilen des Spektrums (in Übergangszonen) zu erleichtern, um insbesondere GSO-Bodenstationen mit kleineren Antennenaperturen zu schützen. Szenario (12) erfordert ebenfalls einen ausreichenden Winkel für eine GSO-Bogenvermeidung, um die zusammengefasste Interferenz zu reduzieren, die von den NGSO-Aufwärtsverbindungen erzeugt wird.
  • DAS MEO-SYSTEM-SATELLITEN-SYSTEM
  • 21 ist ein Diagramm des MEO-System-Satelliten-Kommunikationssystems 2100. Das MEO-System 2100 kann alternativ zu dem LEO-System-Satelliten-Kommunikationssystem 100 eingesetzt werden, oder kann in Verbindung mit dem LEO-System-Kommunikationssystem 100 verwendet werden, um den weltweiten Dienst zu vergrößern.
  • Das MEO-System 2100 stellt Breitbandkommunikationsdienste für Kunden innerhalb der Vereinigten Staaten und über die Welt bereit und bietet Dienstleistungen mit Datenraten von 1,54 MBPS (T1) bis zu 155 MBPS (OC-3). Das MEO-System 2100 umfasst einen Weltraumteil, einen Bodenteil und einen Diensteteil. Der Weltraumteil umfasst eine Vielzahl von MEO-System-Satelliten 2102 in einer MEO-Umlaufbahn, die untereinander über eine MEO-System-Zwischensatelliten-Verbindung (ISL) 2104 kommunizieren.
  • Der Bodenteil umfasst eine Vielzahl von MEO-System-Benutzer-Terminals 2106, die hinsichtlich ihres Designs ähnlich oder identisch sind zu den LEO-System-Benutzer-Terminals 114, Systemzugangsknoten und Kontrollcenter, einschließlich einer oder mehrerer NOCs 124, und einem oder mehreren SOCs 128, die die TT&C-Kontrolle erleichtern. Jedes NOC 124 arbeitet mit den bordeigenen Satellitenprozessoren, um Benutzerzugangsanforderungen zu steuern, und erleichtert damit die Internetverbindungen. Die NOCs 124 überwachen ebenfalls die Diensteverfügbarkeit und Kapazität, das Strahlmanagement und die Übergaben innerhalb des gesamten Systems. Bei einer Ausführungsform umfassen die MEO-System-Benutzer-Terminals 2106 eine Familie von MEO-System-Benutzer-Terminals 2106 mit Antennen, deren Größe von 1 m (40 Inch) bis 2 m (79 Inch) im Durchmesser reicht.
  • Die Punktstrahlausleuchtunq von jedem MEO-System-Satelliten 2102 kann in der Umlaufbahn neu konfiguriert werden, um auf Marktanforderungen zu reagieren. Wie bei dem LEO-System 100 erlaubt die Benutzung der Punktstrahlen und der dualen Polarisation, dass das Ku-Band-Spektrum 25 mal wiederverwendet werden kann von jedem MEO-System-Satelliten 2102. Das System wurde ausgelegt, um ein Frequenzteilen mit anderen Systemen zu erleichtern, sowohl NGSO als auch GSO. Das MEO-System-Netzwerk 2100 stellt den Benutzern eine transparente Verbindung zu einer breiten Vielzahl von terrestrischen Netzwerken bereit, einschließlich Internet, Firmenintranet, Wide area networks (WANs), Local area networks (LANs) und autonome Übertragungsmodus(ATM)-Netzwerke.
  • Frequenzplan
  • Das MEO-System-Netzwerk 2100 unterstützt sowohl paketvermittelten als auch leitungsvermittelten Betrieb über Switches bzw. Schalter, die in den MEO-System-Satelliten 2102 vorgesehen sind. Die bordeigene Schalter-Matrix liefert eine Verbindung von den Aufwärts- zu den Abwärtsstrahlen und zu den Zwischensatellit-Verbindungen 2104, die die paketvermittelten und die leitungsvermittelten Daten zu den richtigen Zielen lenkt.
  • Das NOC 124 arbeitet mit den bordeigenen Satellitenprozessoren, um Benutzerzugangsanforderungen zu steuern. Zusätzlich überwacht es die Dienste Verfügbarkeit und Kapazität, das Strahlmanagement und die Übergaben über das gesamte System.
  • 22 ist ein Diagramm, das einen beispielhaften Frequenzplan für das MEO-System darstellt. Das Spektrum ist in mehrere 250 MHz-Segmente für Aufwärts- und Abwärtssignale aufgeteilt abhängig von dem verfügbaren Spektrum in jedem Gebiet. Jedes Segment wird dann in zwei 125 MHz-Teilsegmente aufgeteilt und wird in jede der zwei Polarisationen wiederverwendet (rechte oder linke Zirkularpolarisation).
  • Das Design des Antennensystems des MEO-System-Satelliten 2102 maximiert die räumliche Isolation unter den Strahlen mit der gleichen Frequenz und Polarisation. Das Design ermöglicht eine dichte Ausleuchtung der Gebiete mit hoher Nachfrage, da mehrere 125 MHz-Bandsegmente verwendet werden können, um die Dienste-Kapazität in dem gleichen geographischen Gebiet zu maximieren. Eine von mehreren unterschiedlichen Strahlauftreffmustern kann in einem Dienstegebiet ausgewählt werden abhängig von den Diensteanforderungen.
  • Wie das LEO-System 100 verwendet das MEO-System 2100 eine Kombination von Frequenzmultiplex-Mehrfachzugriff (FDMA) und Zeitmultiplex-Mehrfachzugriff (TDMA), um Dienste mit flexiblen Datenraten bereitzustellen. Eine Trägerbandbreite von 125 MHz wird einen 155 MBPS-Dienst für ein 1,5 m-Terminal unterstützen. Geringere Datenraten können durch Kombination von schmaleren FDMA-Trägern (< 125 MHz) oder TDMA-Schlitzen unterstützt werden. Beispielsweise kann der 1,55 MBPS-Dienst durch Teilen eines 125 MHz-Trägers in 100 Zeitschlitze unterstützt werden.
  • Mit kleinen Bandbreiten-Ausleuchtungsgebieten und einer dualen Polarisation kann das Spektrum, das in dem MEO-System 2100 verwendet wird, potenziell 25 Mal pro Satellit wiederverwendet werden. Etwa 250 Strahlpositionen und etwa 50 aktive Strahlen sind pro Satellit 2102 verfügbar. Die Kapazität kann flexibel zugewiesen werden zu Dienstegebieten durch Kombination wechselnder Strahlpositionen und der Länge der beleuchteten Perioden. Kommunikation von den MEO-System-Benutzer-Terminals 2106 und der MEO-System-Satelliten 2102 wird über Offset-Quadra-Phase-Shift-Modulation(OQPSK)-Basisband erreicht werden mit Faltungs-Verkettungs-Codierung, Reed-Solomon-Codierung und Fehlerkorrekturcodierung.
  • Satelliteneigenschaften
  • 23 ist ein Diagramm einer Ausführungsform eines MEO-System-Satelliten 2102. Die MEO-System-Satelliten 2102 sind HE-Hochleistungs-rumpfstabilisierte Satelliten in einer mittleren Erdumlaufbahn. Die Satelliteneigenschaften sind in Tabelle VII nachfolgend beschrieben:
  • Figure 00560001
  • Figure 00570001
    Tabelle VII
  • Das MEO-System 2100 liefert Breitbanddatenkommunikation mit Geschwindigkeiten von bis zu 155 MBPS. Schaltungen können symmetrisch oder unsymmetrisch sein und Simplex- oder Duplexverfahren nutzen. Nutzlastverwaltung und Rekonfiguration wird über das TT&C-Untersystem des MEO-Systems ausgeführt, das mit dem Bodenbetrieb des Systems und dem Steuerungsteil zusammenarbeitet. Die Kommunikationsparameter des MEO-System(2100)-Systems sind in Tabelle VII nachfolgend dargestellt:
  • Figure 00570002
    Tabelle VIII
  • Das Ku-Band-Untersystem wird ein GHz des Spektrums innerhalb 10,7–12,7 GHz (Gebiet 2) verwenden und 10,7–12,75 GHz (Gebiete 1 und 3) für die Weltraum-zu-Erde-Übertragungen und ein GHz innerhalb 12,75–13,25 und 13,75–14,5 GHz für die Erdezu-Weltraum-Übertragungen. Die präzisen Bänder, die benutzt werden sollen, werden entsprechend der Spektrumsverfügbarkeit in jedem Gebiet bestimmt, das das System bedient. Die 1000 MHz werden in acht 125 MHz-Teilbänder unterteilt. Jedes Teilband trägt maximal OC3-Geschwindigkeitsdaten (155 MBPS), die dann in eine Vielzahl (beispielsweise 100) T1 (1,54 MBPS)-Träger durch TWMA aufgebrochen werden. Eine Vielzahl von Servicetypenkombinationen innerhalb der 1000 MHz sind möglich und können an die spezifischen Benutzerbedürfnisse angepasst werden.
  • Das Antennen-Teilsystem umfasst eine Vielzahl von Einspeisereflektorantennen (nicht gezeigt) oder direkt strahlenden Gruppen, wie beispielsweise die MEO-System-Empfangsantennen 2306 und die MEO-System-Sende-Antennen 2304. Jede Antenne benutzt eine duale Polarisation mit 20 dB an Querpolarisationsisolation, und ist in der Lage, etwa 250 Punktstrahlpositionen bereitzustellen. Fünfzig (50) Punktstrahlen werden von dem MEO-System-Satelliten 2102 bereitgestellt, wobei jeder Punktstrahl 125 MHz des Sende- und Empfangsfrequenzspektrums benutzt. Ein MEO-System-Satellit-2102-Prozessor kann ebenfalls mehrere Teilbänder zu einem einzelnen Strahl schalten, falls der Bedarf in einem spezifischen Strahl hoch ist. Da jeder Satellit ein Dienstegebiet überstreicht, kann er seine Strahlen direkt (Gruppenversion) oder kann seine Strahlen zu einem bestimmten Ort (Reflektorantennenversion) schalten.
  • 24 ist ein Blockdiagramm, das eine Ausführungsform der Kommunikationsnutzlast für den MEO-System-Satelliten 2102 zeigt. Signale, die an jeder der Empfangsantennen 2306 ankommen, werden von den MEO-System LNAs 2402 verstärkt, die an den Antenneneinspeiseelementen angebracht sind. Nachfolgend dem MEO-System LNAs 2402 wird das Signal von jedem Einspeiseelement abwärts gewandelt von dem Ku-Band in das S-Band durch den MEO-System-Abwärtsumwandler 2404, der an der Umschaltmatrix 2406 vorgesehen ist, und von dem S-Band in das K-Band aufwärts wandelt durch den MEO-System-Aufwärtswandler 2408. Dann werden die Signale zu einem Kanalisierer 2410 gelenkt. Der analoge MEO-System-Kanalisierer 2410 richtet die Signale von dem Aufwärtswandler 2408 entsprechend den Befehlen, die von dem Befehlsprozessor 2412 empfangen werden.
  • Folgend dem MEO-System-Kanalisierer 2410 werden die Signale von jedem Strahl auf das 11 GHz-Band von dem MEO-System-Abwärtswandler 2414 abwärts gewandelt und dann von den MEO-System-Wanderwellenröhrenverstärkern (TWTAs) 2416 verstärkt, und dann zu den Hochleistungsschaltmatrizen (SM) 2418 gesendet. Die Ausgangsumschaltmatrix 2418 wählt die notwendigen Einspeiseelemente in der Sendereflektorantenne aus, um den geforderten Abwärtsstrahl zu generieren. Informationen, die aus den optischen Querverbindungen 2104 erhalten werden, werden direkt über die MEO-System-Umschaltmatrizen 2418 geleitet. Signale, die am Ausgang der Schalter vorhanden sind, und die für den Abwärtsstrahl auf dem gleichen Satelliten bestimmt sind, werden rekombiniert und über die Sendeantennen 2304 gesendet.
  • Der Kanalisierer 2410 leitet Signale, die dazu gedacht sind, zu anderen MEO-System-Satelliten 2102 geliefert zu wer den, und werden zu dem Zwischensatellit-Verbindungsteilsystem 2420 geleitet. Das Zwischensatellit-Verbindungsuntersystem 2420 umfasst Empfängereinheiten 2422A und 2422B, die mit dem Kanalisierer 2410 verbunden sind. Jede Sende-Empfängereinheit 2422 und 2422 akzeptiert und verarbeitet Daten, die für die Übertragung über die Zwischensatelliten-Verbindung 2104 gedacht sind, und stellt diese verarbeiteten Daten einem Teleskop zur Verfügung (2308A bzw. 2308B), das die Daten zu einem anderen MEO-System-Satelliten 2102 optisch überträgt. In ähnlicher Weise erfasst jedes Teleskop 2308A und 2308B optisch empfangene Informationen von den Sende-Empfängereinheiten 2422A und 2422B und liefert diese Information dem Kanalisierer 2410.
  • Das Zwischenverbindungs-Untersystem 2420 implementiert zwei optische Zwischensatellit-Verbindungs(ISL)-Terminals, die für einen Zwischenbetrieb mit anderen MEO-System-Satelliten 2102 vorgesehen ist. Signale von diesen ISL-Terminals werden sowohl der TDMA OC-3 leitungsvermittelten Nutzlast als auch der paketvermittelten Prozessornutzlast, wie zuvor beschrieben, zugeführt.
  • Jegliche Datensignale mit niederen Geschwindigkeiten, die zuvor durch die Eingangsmultiplexer an den Repeatereingang getrennt wurden, werden zu einem digitalen Umschaltprozessor gesendet, wo das Signalband in einzelne digitale Datenpakete demoduliert wird. Die Pakete werden zu dem geeigneten Abwärtsverbindungsstrahl geleitet, indem ein MEO-System-Router verwendet wird, der ebenfalls ein Signaleingangs- und ein Signalausgangsinterface zu den optischen Querverbindungen hat. Die Pakete werden in kontinuierliche Datenströme neu geordnet und jene, die für die Ku-Band-Punktabwärtsverbindungen bestimmt sind, werden moduliert auf OQPSK-Träger hoher Kapazität zur Rekombination mit den OC-3-Trägern am Ausgang des Multiplexers.
  • Antennen
  • Der MEO-System-Satellit 2102 umfasst vier Sendeantennen 2304, deren jede mehrere Eingangseinspeisungen hat. Die Sendeantenne 2306 liefert insgesamt 50 Strahlen (25 in jeder Polarisation). Jede der vier Sendereflektorantennen 2304 hat nominell eine Apertur von etwa 0,75 m und sind auf der Ost- und der Westseite des MEO-System-Satelliten-2102-Körpers befestigt. Die Sendeantennen 2304 erzeugen einen Punktstrahl, der einen Durchmesser von 2,5 Grad besitzt. Die Gesamtheit der Punktstrahlen bildet ein Strahlmuster, das relativ zu dem Weltraumfahrzeug fest ist und zu einem Strahlmuster auf der Erdoberfläche führt, das sich mit der Bewegung des Weltraumfahrzeugs bewegt.
  • Der MEO-System-Satellit 2102 umfasst ebenfalls vier Empfangsreflektorantennen 2306 mit einer Apertur von etwa 0,64 m. Jede der Empfangsreflektorantennen 2306 mit mehreren Einspeisungen liefert insgesamt 50 Strahlen (25 in jeder Polarisation).
  • Der MEO-System-Satellit 2102 umfasst ebenfalls ein Telemetrie- und Befehlsantennensystem, das aus zwei Hornantennen besteht, die TT&C-Dienste bereitstellen. Die Telemetriesignale dienen ebenfalls als Nachführungstestsignale bzw. Beacons für die Bodenkommunikationsantennen. Die Vorwärtsantenne ist ein ± 22,5°-Horn, das für eine normale Umlaufbahnoperation benutzt wird. Die hintere Antenne ist ein ± 70°-Horn, das für Notfalloperationen verwendet wird.
  • Der MEO-System-Satellit 2102 umfasst auch zumindest zwei optische ISL-Terminals, die Ost- und West-ISL-Strahlen für Satelliten in der Äquatorebene liefern. Bis zu vier ISL-Anordnungen liefern weitere Verbindungen mit Satelliten in geneigter Umlaufbahn. Die vier Empfangsreflektorantennen 2306 und die ISL-Terminals werden an der erdzugewandten Seite befestigt.
  • TDMA-Schalter
  • Der analoge Kanalisierer 2410 implementiert eine Satellitenschaltung, um Aufwärtsverbindungsbenutzer auf Abwärtsverbindungsbenutzer für die OC-3-Träger zu routen. Der TDMA-Switch bzw. -Schalter routet jeden TDMA-Kanal zu einer bestimmten Zeit in einem bestimmten Aufwärtsverbindungsstrahl auf den zugeordneten Abwärtsverbindungsstrahl. Der TDMA-Switch steuert den Aufwärtsverbindungsverkehr zeitlich mit der richtigen Abwärtsverbindung. Synchronisationsinformation wird an alle Benutzer-Bodenterminals gesendet, um deren Übertragung, Empfang und Demodulationsgeräte mit dem Satelliten TDMA-Switch zu synchronisieren.
  • Digitaler Signalprozessor
  • Ein digitaler Signalprozessor(DSP)-Teilsystem stellt eine Verbindung zwischen den paketvermittelten Abschnitten der Kommunikationsnutzlast her. Das Aufwärts-Frequenzbandsegment für jeden Strahl, das die in Paketen vorliegenden Daten mit 10 MBPS und darunter enthält, wird zu dem Demodulatorbereich des DSP übermittelt, wo die Signale alle demoduliert werden und die Fehlerkorrekturkodierung entfernt wird. Die einzelnen Datenpa kete werden dann zu dem Router gesendet, der sie zu dem geeigneten Downlink bzw. Abwärtsdatenstrom führt basierend auf der Adressinformation, die in dem Paket Header enthalten ist. Die sich daraus ergebenden Datenströme für jeden Abwärtsstrahl werden dann zwischengespeichert und entweder remoduliert auf Hochgeschwindigkeitsträger mit 155 MBP5 TDM OQPSK zur Übertragung durch die Ku-Band-Punktstrahlabwärtsverbindungen oder direkt zu den optischen Zwischensatellit-Verbindungen gesendet.
  • Optische Zwischensatellit-Verbindungen (ISLs)
  • ISLs 2104 werden verwendet, um Information zwischen Satelliten zu kommunizieren, um globale Zwischenverbindungsdienste bereitzustellen über Verbindungen mit anderen HE-Satelliten. Ausgewählte Ausgangssignale des bordeigenen MEO-System 2102 Prozessors werden zu der Laser-Zwischensatellit-Nutzlast geroutet, wo die Daten verarbeitet werden, um eine 3,5 GBPS Maximum-Zwischensatellit-Verbindungsfähigkeit bereitzustellen. Die 1,55 μm-Wellenlänge wird gewählt, um kommerzielle Geräte zu verwenden, die passend für die Weltraumumgebung modifiziert sind.
  • Weltraumteil-Bus-Untersysteme
  • Die MEO-System-Satelliten 2102 arbeiten sowohl in der Äquatorialebene und in den geneigten Umlaufbahnen in MEO. Antennen werden nach Nadir ausgerichtet und die Solarzellengruppen werden in Richtung der Sonne ausgerichtet. Die Satellitenlagereferenz wird bezogen auf die Sonne-Nadir-Richtung. Eine Sonnen-Nadir-Richtung maximiert die Leistungsaufnahme und die Hitzeabgabe für Satelliten in geneigten Umlaufbahnen.
  • Die Satellitenstruktur liefert eine stabile Plattform über die gesamte Mission hinweg. Sie wurde optimiert, so dass sie effizient Startlasten verteilt und mit Startfahrzeugen kompatibel ist, die 4 m oder größere Nutzlasträume tragen.
  • Nachverfolgung, Telemetrie und Steuerungsuntersvstem
  • Die Verfolgungs- bzw. Nachführungs-, Telemetrie und Steuerungsuntersysteme (TT&C) stellen Antennen, Empfänger, Sender und digitale Geräte bereit, um das Steuern des Weltraumfahrzeugs, das Überwachen und das Entfernungsmessen während aller Phasen der Mission und des Betriebs zu unterstützen. Das Teilsystem empfängt und demoduliert die Befehls-Aufwärtsverbindung und leitet die Befehlsdaten zu der zentralen Telemetrie und Befehlseinheit (CTCU) zur Verarbeitung weiter. Sie moduliert die Telemetrie-Teilträger von der CTCU auf den HF-Abwärtsverbindungsträger. Das Teilsystem moduliert ebenfalls Entfernungstöne von dem Aufwärtsverbindungsträger und remoduliert die Töne auf den Abwärtsverbindungsträger, um eine genaue Bodenbestimmung des Weltraumfahrzeugs zu ermöglichen. Das Verfolgungs-, Telemetrie- und Steuerungs-Teilsystem in der Umlaufbahn wird im Ku-Band betrieben. Telemetriesignale werden die gleiche Zirkularpolarisation wie die Kommunikationsabwärtsverbindungssignale haben, und die Befehlssignale werden die gleiche Zirkularpolarisation wie die Kommunikationsaufwärtssignale haben.
  • Lagesteuerung
  • Das Weltraumfahrzeugladesteuerungsteilsystem umfasst die Lagesensoren, die Lagesteuerungsaktuatoren und die zugehörige Elektronikverarbeitung. Der Weltraumfahrzeugsteuerungsprozessor (SCP) verarbeitet Sensoreingangssignale und steuert die Lageaktuatoren und verarbeitet Umlaufbahndaten während den verschiedenen Missionsphasen. Das Lagesteuerungsuntersystem (ACS) ist ein Typ mit Null-Momentenvorspannung mit einer Sonnen-Nadir-Ausrichtung, um die Energie und die thermische Steuerungsleistung zu optimieren. Die Aktuatoren umfassen vier Impulsräder zur Steuerung des Drehmoments, Triebwerke für Manöver zur Lagefindung und zur Lagehaltung, und Solarflügelansteuerungen zur Ausrichtung der Solarflügel.
  • Treibstoff
  • Das Flüssigtreibstoff-Teilsystem führt Satellitengeschwindigkeits- und Lagesteuerungsmanöver in Antwort auf bordeigene Befehle und Bodenbefehle aus. Dieses System umfasst zwei vollständig redundante Teilsysteme. Triebwerke werden eingesetzt, um Spin und/oder Lagesteuerung bereitzustellen während der Einspritzfehlerkorrektur, der Umlaufbahnerhaltung und Manövers einschließlich Lagehaltung, Phasing und Operationen, um den Satelliten aus der Umlaufbahn zu bringen, und Umlaufbahnoperationen am Ende der Betriebszeit.
  • Elektrische Leistung
  • Das elektrische Leistungs- bzw. Energie-Teilsystem liefert elektrische Energie für alle Teilsysteme des Weltraumfahrzeugs. Das Weltraumfahrzeug benutzt einen regulierten Bus und sammelt die Energie über zwei Solarflügel. Eine Batterie, die durch die Solargruppe geladen wird, liefert die vollständige Energie für das Weltraumfahrzeug während jeder Sonnenfinsternis. Die Energieelektronik umfasst einen integrierten Energie- bzw. Leis tungscontroller (IPC). Eine zentrale Leistungssicherung, Schaltung und Busstromtelemetrie werden durch die Busleistungsverteilungseinheiten und die Nutzlast-Leistungsverteilungseinheiten bereitgestellt.
  • Thermische Steuerung
  • Das thermische Steuerungsteilsystem liefert eine gesteuerte thermische Umgebung während der gesamten Mission. Die Radiatortafeln strahlen intern abgegebene Wärme in den Weltraum und werden mit eingebetteten Heat Pipes gleichmäßig erwärmt. Erhitzer werden verwendet, um die geringeren Temperaturextreme der Satellitengeräte zu beschränken.
  • Satellitenkonstellation
  • Der Weltraumteil besteht aus insgesamt 22 im Wesentlichen identischen MEO-System-Satelliten 2102, von denen acht in einer äquatorialen Ebene und 14 in geneigten Umlaufbahnen angeordnet sind. Alle MEO-System-Satelliten 2102 arbeiten in einer Höhe von 15.000 km, die einer Umlaufbahnperiode von 8,6 Stunden entspricht. Eine geeignete Anzahl an Ersatz in einer Umlaufbahn und am Boden wird zur Verbesserung der Systemzuverlässigkeit vorgehalten.
  • Bei der äquatorialen Umlaufbahn arbeiten die Satelliten 2102 in einer nicht geneigten Kreisebene. Um das Spektrum mit GSO-Satelliten zu teilen, werden die äquatorialen Satelliten das Äquatorgebiet nicht abdecken. Die geneigten Umlaufbahnteile bestehen aus 14 MEO-Satelliten 2102, die in zwei Kreisebenen von je sieben Satelliten angeordnet sind, wobei jede Ebene um etwa 45 Grad geneigt ist. Die MEO-Konstellation ist gleichförmig mit Bezug auf die geographische Länge und die Symmetrie um den Äquator.
  • 25 ist ein Diagramm, das die Anzahl der sichtbaren und nicht-GSO-interferierenden Satelliten in der MEO-Systemkonstellation als Funktion der geographischen Breite darstellt. Diese Ergebnisse, die aus einem minimalen Elevationswinkel von 10 Grad und einer minimalen GSO-Bogentrennung erhalten wurden, werden mit einem Histogramm der Weltbevölkerung über der geographischen Breite verglichen. Zusätzliche Nicht-Servicezonen hängen von den NGSO/GSO-Bandbreiten-Teilungsbedingungen ab. Zusammen liefern die MEO-System-Satelliten 2102 eine vollständige Ausleuchtung bis zu 90° geographischer Breite mit zumindest zwei sichtbaren Satelliten, bei denen Satelliten-Diversity angewendet werden kann, um das Teilen des Spektrums zu vereinfachen.
  • Bodenteil
  • Das MEO-System 2100 verwendet das NOC 124 und das SOC 128 zur Verwaltung von Benutzerzugriffen auf das System und die Nutzlastoperationen.
  • Benutzergerät
  • Um eine Verfügbarkeit von 99,5 % bis 99,7 % zu erreichen, werden mehrere Klassen von Terminals verwendet, abhängig von dem Ort der Bodenstation, der Dienstekategorie und anderen Systemparametern. Bei einer Ausführungsform umfassen die Bodenterminals 2106 Bodenstationsklassen: MEO-System-Kleinterminals und MEO-System-Großterminals. Die kleinen MEO-System-Terminals liefern eine maximale Datengeschwindigkeit von 45 MBPS, und die großen MEO-System-Terminals liefern eine maximale Datengeschwindigkeit von 155 MBPS. Tabelle IX nachfolgend zeigt eine Zusammenfassung der Eigenschaften der dargestellten kleinen Terminals und Tabelle X zeigt eine Zusammenfassung der Eigenschaften der großen Terminals.
  • Figure 00680001
    Tabelle IX
  • Figure 00680002
    Tabelle X
  • Interferenz mit Nicht-MEO-Svstem-Satelliten
  • Interferenz kann auftreten, wenn das gewünschte C/I-Verhältnis unter einen benötigten Schutzschwellenwert fällt. Um Interferenz gegenüber anderen Satellitensystemen zu minimieren, benutzt das MEO-System 2100, ähnlich wie das LEO-System, Spektrumteilungstechniken, die eine Satelliten-Diversity umfassen (die Verfügbarkeit und Benutzung mehrerer Satelliten durch Übergabeumschaltung und andere Verbesserung) und Antennen mit schmaler Strahlbreite. Zusätzlich werden die MEO-System-Satelliten 2102 Konstellationsparameter ausgewählt und bezeichnet, um mögliche Interferenz mit GSO-Diensten zu minimieren.
  • 26A–26B sind Diagramme, die das vorhergesagte EPFD für die MEO-System 2100 Nachführungsverfahren zeigt, die in Tabelle VI angegeben sind, und die GSO-10-Grad-Schutzzone. 26A zeigt das vorhergesagte statistische EPFD für das MEO-System 2100, wobei eine GSO-Bodenstationsterminal-1208-Antenne mit 0,6 m verwendet wird. 26B zeigt das vorhergesagte EPFD für das MEO-System 2100, das eine 1,2-Meter-GSO-Terminal-1208-Antenne verwendet. 26C–26D zeigen das vorhergesagte EPFD für das MEO-System 2100, das eine 3-Meter- bzw. eine 10-Meter-Antenne benutzt.
  • Zusammenfassend beschreibt die vorliegende Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Linderung von Kommunikationsinterferenz zwischen Satellitenkommunikationssystemen in unterschiedlichen Umlaufbahnen.
  • Ein Gesichtspunkt der Erfindung ist in einem Verfahren zum Definieren des Kommunikationssatellitensystems eingebettet. Das Verfahren umfasst die Schritte: Identifizieren einer Vielzahl von Kommunikationsinterferenzszenarien; Kategorisieren einer Interferenzanforderung, indem eine maximale Interferenzsignalstärkenstatistik in jedem der zweiten Satelliten entsprechend einer Auftrittshäufigkeit spezifiziert wird; Identifizieren von zumindest einer Interferenzlinderungsstrategie für jedes Szenario und für jede Kategorie von Interferenzanforderung; Bestimmen der Wirksamkeit jeder identifizierten Interferenzlinderungsstrategie zur Linderung der Interferenz für jedes der Szenarien und Kategorien von Interferenzanforderung; und Auswählen von zumindest einem der identifizierten Linderungsmittel für das erste Satellitenkommunikationssystem entsprechend der festgelegten Wirksamkeit der Interferenzlinderungsstrategie.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist in einem Verfahren zur Linderung der Kommunikationsinterferenz zwischen einem ersten Satelliten verkörpert, der mit einer ersten Bodenstation kommuniziert, und einem zweiten Satelliten, wobei der zweite Satellit einer Vielzahl von Satelliten in einer zweiten Satellitenkonstellation ist. Das Verfahren umfasst die Schritte: Evaluieren eines geometrischen Verhältnisses zwischen einer zweiten Bodenstation und den Satelliten in der zweiten Satellitenkonstellation, und Richten der Kommunikation zwischen der zweiten Bodenstation und dem zweiten Satelliten entsprechend dem evaluierten geometrischen Verhältnis.
  • Die vorhergehende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wurde zum Zwecke der Erläuterung und Beschreibung dargestellt. Es ist nicht beabsichtigt, dass sie erschöpfend oder die Erfindung beschränkend auf die präzise offenbarte Form verstanden werden soll. Viele Modifikationen und Veränderungen sind im Lichte der vorherigen Lehre möglich. Es ist beabsichtigt, dass der Umfang der Erfindung nicht durch diese detaillierte Beschreibung beschränkt werden soll, sondern vielmehr durch die angehängten Ansprüche. Die vorherige Beschreibung, die Beispiele und Daten liefern eine vollständige Beschreibung der Herstellung und der Verwendung der Zusammenstellung der Erfindung. Da viele Ausführungsformen der Erfindung möglich sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen, wird die Erfindung in den Ansprüchen, die folgen, angegeben.

Claims (6)

  1. Verfahren zum Abschwächen von Kommunikationsinterferenz zwischen einem ersten Satelliten (1202), der mit einer ersten Bodenstation (1208) kommuniziert, und einem zweiten Satelliten (1206), der mit einer zweiten Bodenstation (1204) kommuniziert, wobei der zweite Satellit (1206) einer Vielzahl von Satelliten in einer zweiten Satellitenkonstellation in einer mittleren oder niedrigen Erdumlaufbahn ist, und wobei der erste Satellit in einer geostationären Umlaufbahn ist, mit den Schritten: Evaluieren eines geometrischen Verhältnisses zwischen der zweiten Bodenstation (1204) und den Satelliten (1202) in der zweiten Satellitenkonstellation, indem ein Elevationswinkel für jeden der Satelliten (1206) in der zweiten Satellitenkonstellation bestimmt wird, wobei der Elevationswinkel für jeden Satelliten (1206) von einem lokalen Horizont (1204) der zweiten Bodenstation (1204) zu dem Satelliten (1206) gemessen wird; und Leiten der Kommunikation zwischen der zweiten Bodenstation (1204) und den zweiten Satelliten (1206) in der zweiten Konstellation entsprechend dem evaluierten geometrischen Verhältnis durch Übergabe der Kommunikation zwischen der zweiten Bodenstation (1204) und dem zweiten Satelliten zu einem Übergabesatelliten, falls der Übergabesatellit in einem höheren Elevationswinkel als der zweite Satellit (1206) liegt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch den Schritt: Festlegen des Satelliten der Vielzahl von Satelliten der zweiten Satellitenkonstellation, der am höchsten Elevationswinkel liegt, als Übergabesatellit.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Evaluierens des geometrischen Verhältnisses zwischen der zweiten Bodenstation und den Satelliten (1206) in der zweiten Satellitenkonstellation den Schritt aufweist: Bestimmen eines Elevationswinkels für jeden der Satelliten (1206) in der zweiten Satellitenkonstellation, wobei der Elevationswinkel für jeden Satellit (1206) von einem lokalen Horizont (1204) der zweiten Bodenstation (1204) zu dem Satellit (1702) gemessen wird; und der Schritt des Leitens von Kommunikation zwischen der zweiten Bodenstation (1204) und der zweiten Konstellation entsprechend dem evaluierten geometrischen Verhältnis den Schritt umfasst: Übergabe der Kommunikation zwischen der zweiten Bodenstation (1204) und dem zweiten Satelliten (1206) an einen Übergabesatellit, falls der Elevationswinkel des zweiten Satelliten (1206) geringer ist als ein minimaler Elevationswinkel.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch den Schritt: Festlegen eines der Vielzahl von Satelliten in der zweiten Satellitenkonstellation, der einen größten Elevationswinkel hat, als Übergabesatellit.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, mit den Schritten: Bestimmen eines Abstandswinkels für jeden der Satelliten (1206) in der zweiten Satellitenkonstellation, wobei der Abstandswinkel ein Winkel zwischen dem ersten Satellit (1202), einer zweiten Bodenstation (1208) und dem jeweiligen Satellit ist; und Übergabe der Kommunikation zwischen der zweiten Bodenstation (1204) und dem zweiten Satellit (1206) zu einem Übergabesatellit, falls der Abstandswinkel des Übergabesatellit größer ist als der Abstandswinkel des zweiten Satellit (1206).
  6. Verfahren nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch den Schritt: Festlegen eines der Vielzahl der Satelliten, der den größten Abstandswinkel hat, als Übergabesatellit.
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Families Citing this family (166)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6807405B1 (en) 1999-04-28 2004-10-19 Isco International, Inc. Method and a device for maintaining the performance quality of a code-division multiple access system in the presence of narrow band interference
US7203491B2 (en) * 2001-04-18 2007-04-10 Space Data Corporation Unmanned lighter-than-air safe termination and recovery methods
US7200360B1 (en) 2000-06-15 2007-04-03 The Directv Group, Inc. Communication system as a secondary platform with frequency reuse
US6725013B1 (en) 2000-06-15 2004-04-20 Hughes Electronics Corporation Communication system having frequency reuse in non-blocking manner
US7317916B1 (en) * 2000-09-14 2008-01-08 The Directv Group, Inc. Stratospheric-based communication system for mobile users using additional phased array elements for interference rejection
US7369847B1 (en) * 2000-09-14 2008-05-06 The Directv Group, Inc. Fixed cell communication system with reduced interference
AU2000279094A1 (en) * 2000-09-28 2002-04-08 Ses Astra S.A. Satellite communications system
US7187949B2 (en) 2001-01-19 2007-03-06 The Directv Group, Inc. Multiple basestation communication system having adaptive antennas
US8396513B2 (en) 2001-01-19 2013-03-12 The Directv Group, Inc. Communication system for mobile users using adaptive antenna
US7308229B2 (en) * 2001-02-23 2007-12-11 Xanadoo Company System, apparatus and method for single-channel or multi-channel terrestrial communication
US7184489B2 (en) * 2001-04-27 2007-02-27 The Directv Group, Inc. Optimization technique for layered modulation
US7423987B2 (en) 2001-04-27 2008-09-09 The Directv Group, Inc. Feeder link configurations to support layered modulation for digital signals
US7639759B2 (en) * 2001-04-27 2009-12-29 The Directv Group, Inc. Carrier to noise ratio estimations from a received signal
US7583728B2 (en) 2002-10-25 2009-09-01 The Directv Group, Inc. Equalizers for layered modulated and other signals
US7502430B2 (en) * 2001-04-27 2009-03-10 The Directv Group, Inc. Coherent averaging for measuring traveling wave tube amplifier nonlinearity
US7822154B2 (en) * 2001-04-27 2010-10-26 The Directv Group, Inc. Signal, interference and noise power measurement
US7471735B2 (en) 2001-04-27 2008-12-30 The Directv Group, Inc. Maximizing power and spectral efficiencies for layered and conventional modulations
US7184473B2 (en) * 2001-04-27 2007-02-27 The Directv Group, Inc. Equalizers for layered modulated and other signals
US7483505B2 (en) * 2001-04-27 2009-01-27 The Directv Group, Inc. Unblind equalizer architecture for digital communication systems
US7173981B1 (en) * 2001-04-27 2007-02-06 The Directv Group, Inc. Dual layer signal processing in a layered modulation digital signal system
US8005035B2 (en) * 2001-04-27 2011-08-23 The Directv Group, Inc. Online output multiplexer filter measurement
US7447501B2 (en) * 2001-09-14 2008-11-04 Atc Technologies, Llc Systems and methods for monitoring selected terrestrially used satellite frequency signals to reduce potential interference
US20030152140A1 (en) * 2002-01-10 2003-08-14 Xxtrans, Inc. System and method for transmitting/receiving telemetry control signals with if payload data on common cable between indoor and outdoor units
JP2003209594A (ja) * 2002-01-16 2003-07-25 Sony Corp プログラム、記録媒体、並びに情報送信装置および方法
KR20050090477A (ko) * 2002-05-13 2005-09-13 인터디지탈 테크날러지 코포레이션 빔을 이용하는 슬롯 코드 분할 다중 접속 시스템에서사용자에게 리소스를 할당하는 방법
TWI324463B (en) * 2002-07-01 2010-05-01 Hughes Electronics Corp Improving hierarchical 8psk performance
US7047036B2 (en) * 2002-07-02 2006-05-16 Interdigital Technology Corporation Method and apparatus for handoff between a wireless local area network (WLAN) and a universal mobile telecommunication system (UMTS)
AR040395A1 (es) 2002-07-03 2005-03-30 Hughes Electronics Corp Metodo y aparato para modulacion por capas
JP2004140721A (ja) * 2002-10-21 2004-05-13 Hitachi Ltd 人工衛星を利用した信号の受信方法、サービスの提供方法、人工衛星の制御方法、および受信端末ならびに人工衛星を制御する装置
CA2503530C (en) 2002-10-25 2009-12-22 The Directv Group, Inc. Lower complexity layered modulation signal processor
US7474710B2 (en) * 2002-10-25 2009-01-06 The Directv Group, Inc. Amplitude and phase matching for layered modulation reception
AU2003282854A1 (en) * 2002-10-25 2004-05-25 The Directv Group, Inc. Method and apparatus for tailoring carrier power requirements according to availability in layered modulation systems
CA2503532C (en) * 2002-10-25 2011-03-01 The Directv Group, Inc. Estimating the operating point on a nonlinear traveling wave tube amplifier
US7529312B2 (en) * 2002-10-25 2009-05-05 The Directv Group, Inc. Layered modulation for terrestrial ATSC applications
US7068975B2 (en) * 2002-11-26 2006-06-27 The Directv Group, Inc. Systems and methods for sharing uplink bandwidth among satellites in a common orbital slot
US7705793B2 (en) * 2004-06-10 2010-04-27 Raysat Antenna Systems Applications for low profile two way satellite antenna system
US7379707B2 (en) * 2004-08-26 2008-05-27 Raysat Antenna Systems, L.L.C. System for concurrent mobile two-way data communications and TV reception
US6886203B2 (en) * 2003-01-15 2005-05-03 Louis J. Drakos Mattress lifter
US7496164B1 (en) * 2003-05-02 2009-02-24 At&T Mobility Ii Llc Systems and methods for interference cancellation in a radio receiver system
US7113743B2 (en) * 2003-09-11 2006-09-26 Atc Technologies, Llc Systems and methods for inter-system sharing of satellite communications frequencies within a common footprint
US7502429B2 (en) * 2003-10-10 2009-03-10 The Directv Group, Inc. Equalization for traveling wave tube amplifier nonlinearity measurements
EP1530387A1 (de) * 2003-11-06 2005-05-11 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Sendeleistungsfestlegung während Kanalzuweisung für Interferenzausgleich in einem zellularen Mobilkommunikationssystem
EP2228931A3 (de) * 2003-11-12 2010-11-17 Interdigital Technology Corporation System für autonomen Zugriff auf Anwendungsserver über verschiedene Zugriffstechnologienetzwerke
TWI471028B (zh) * 2003-11-13 2015-01-21 Interdigital Tech Corp 有利於交換之方法及無線傳送/接收單元
JP2007517466A (ja) * 2003-12-29 2007-06-28 ピアザト・エルエルシー 衛星間クロスリンク通信システム、装置、方法およびコンピュータプログラム製品
US7911400B2 (en) * 2004-01-07 2011-03-22 Raysat Antenna Systems, L.L.C. Applications for low profile two-way satellite antenna system
US8761663B2 (en) * 2004-01-07 2014-06-24 Gilat Satellite Networks, Ltd Antenna system
US20110215985A1 (en) * 2004-06-10 2011-09-08 Raysat Antenna Systems, L.L.C. Applications for Low Profile Two Way Satellite Antenna System
KR100888994B1 (ko) * 2004-03-12 2009-03-17 인터디지탈 테크날러지 코포레이션 멀티-모드 무선 송/수신 유닛을 갖는 무선 통신 시스템들사이에서 무선 액세스 기술을 스위칭하기 위한 방법 및시스템
US7450924B1 (en) * 2004-03-25 2008-11-11 At&T Mobility Ii Llc Interference cancellation and receive diversity for single-valued modulation receivers
US7706748B2 (en) * 2004-06-25 2010-04-27 Atc Technologies, Llc Methods of ground based beamforming and on-board frequency translation and related systems
US20070053314A1 (en) * 2004-08-26 2007-03-08 Yoel Gat Method and apparatus for providing satellite television and other data to mobile antennas
US20100218224A1 (en) * 2005-02-07 2010-08-26 Raysat, Inc. System and Method for Low Cost Mobile TV
US20100183050A1 (en) * 2005-02-07 2010-07-22 Raysat Inc Method and Apparatus for Providing Satellite Television and Other Data to Mobile Antennas
US7756490B2 (en) * 2005-03-08 2010-07-13 Atc Technologies, Llc Methods, radioterminals, and ancillary terrestrial components for communicating using spectrum allocated to another satellite operator
US8675486B2 (en) * 2005-05-17 2014-03-18 Hughes Network Systems, Llc Method and system for efficient flow control in a spot beam satellite system
US20060276190A1 (en) * 2005-05-19 2006-12-07 Interdigital Technology Corporation Method and apparatus for implementing a handoff between radio access networks deployed under different radio access technologies
US7831202B2 (en) * 2005-08-09 2010-11-09 Atc Technologies, Llc Satellite communications systems and methods using substantially co-located feeder link antennas
US20070224988A1 (en) * 2006-03-24 2007-09-27 Interdigital Technology Corporation Method and apparatus for performing a handover procedure between a 3gpp lte network and an alternative wireless network
US8923850B2 (en) 2006-04-13 2014-12-30 Atc Technologies, Llc Systems and methods for controlling base station sectors to reduce potential interference with low elevation satellites
US8031794B2 (en) * 2006-05-09 2011-10-04 At&T Mobility Ii Llc Systems and methods for interference cancellation in a multiple antenna radio receiver system
US9014619B2 (en) * 2006-05-30 2015-04-21 Atc Technologies, Llc Methods and systems for satellite communications employing ground-based beam forming with spatially distributed hybrid matrix amplifiers
US8090312B2 (en) * 2006-10-03 2012-01-03 Raytheon Company System and method for observing a satellite using a satellite in retrograde orbit
US8665777B2 (en) * 2007-01-12 2014-03-04 Dna Global Solutions Dynamic routing from space
IL181399A0 (en) * 2007-02-18 2007-07-04 Zion Hadad Dr Wimax communication system and method
US8457682B2 (en) 2008-03-04 2013-06-04 Dbsd Satellite Services G.P. Method and system for integrated satellite assistance services
US9276664B2 (en) 2007-04-30 2016-03-01 Dish Network Corporation Mobile interactive satellite services
US8050628B2 (en) * 2007-07-17 2011-11-01 M.N.C. Microsat Networks (Cyprus) Limited Systems and methods for mitigating radio relay link interference in mobile satellite communications
US7881753B2 (en) * 2007-09-28 2011-02-01 Broadcom Corporation Method and system for sharing multiple antennas between TX and RX in a repeat field of polarization isolation
US8023886B2 (en) * 2007-09-28 2011-09-20 Broadcom Corporation Method and system for repeater with gain control and isolation via polarization
WO2009049090A1 (en) 2007-10-09 2009-04-16 Viasat, Inc. Non-interfering utilization of non-geostationary satellite frequency band for geostationary satellite communication
WO2009051907A1 (en) * 2007-10-18 2009-04-23 O3B Networks Limited Apparatus and methods for satellite communication
FR2922439B1 (fr) * 2007-10-18 2010-12-10 Hill Rom Ind Sa Procede de gonflage alterne d'un dispositif de support a cellules gonflables et dispositif pour sa mise en oeuvre
US20110169688A1 (en) * 2007-10-18 2011-07-14 Gregory Thane Wyler Apparatus and methods for satelite communication
US8626230B2 (en) 2008-03-04 2014-01-07 Dish Network Corporation Method and system for using routine driving information in mobile interactive satellite services
US8194582B2 (en) * 2008-06-30 2012-06-05 The Boeing Company Method and apparatus for hosting commercially-derived packet routers on satellite payloads
US8385483B2 (en) 2008-11-11 2013-02-26 Isco International, Llc Self-adaptive digital RF bandpass and bandstop filter architecture
WO2010091259A2 (en) * 2009-02-06 2010-08-12 Vapotherm, Inc. Heated nebulizer devices, nebulizer systems, and methods for inhalation therapy
US10584584B2 (en) * 2009-02-20 2020-03-10 Estrellasat Bv Apparatus, method, and platform for real-time mobile broadband communication data
US20100266290A1 (en) * 2009-04-15 2010-10-21 Honeywell International Inc. Laser communication positioning system
CN103119878B (zh) * 2010-07-29 2016-11-16 熵通信有限公司 用于消除交叉极化干扰和交叉卫星干扰的方法和装置
FR2964800B1 (fr) * 2010-09-10 2012-08-31 Centre Nat Etd Spatiales Antenne de telecommunication multifaisceaux embarquee sur un satellite a grande capacite et systeme de telecommunication associe
US8737925B2 (en) 2011-03-10 2014-05-27 Comtech Ef Data Corp. Method for the control of a wireless communications link for mitigating adjacent satellite interference
FR2976749B1 (fr) * 2011-06-16 2013-06-28 Astrium Sas Dispositif et procede d'optimisation de la couverture au sol d'un systeme spatial hybride.
EP2615748B1 (de) * 2011-12-20 2017-11-08 Thales Alenia Space Schweiz AG Optisches Abwärtsstreckensystem
WO2013164037A1 (en) * 2012-05-04 2013-11-07 Nokia Siemens Networks Oy Configuration of a shared frequency band between wireless communications systems
KR20140041074A (ko) * 2012-09-27 2014-04-04 한국전자통신연구원 위성 서비스 자원 관리 장치 및 방법
US9424752B1 (en) 2012-12-26 2016-08-23 Google Inc. Methods and systems for performing fleet planning based on coarse estimates of regions
US9747568B1 (en) 2012-12-26 2017-08-29 X Development Llc Methods and systems for determining when to decommission vehicles from a fleet of autonomous vehicles
US8849571B1 (en) 2012-12-26 2014-09-30 Google Inc. Methods and systems for determining fleet trajectories with phase-skipping to satisfy a sequence of coverage requirements
US9195938B1 (en) 2012-12-27 2015-11-24 Google Inc. Methods and systems for determining when to launch vehicles into a fleet of autonomous vehicles
US8948927B1 (en) 2012-12-27 2015-02-03 Google Inc. Methods and systems for determining a distribution of balloons based on population densities
US8862403B1 (en) 2012-12-28 2014-10-14 Google Inc. Methods and systems for determining altitudes for a vehicle to travel
US9014957B2 (en) 2012-12-29 2015-04-21 Google Inc. Methods and systems for determining fleet trajectories to satisfy a sequence of coverage requirements
US9635706B1 (en) 2013-01-02 2017-04-25 X Development Llc Method for determining fleet control policies to satisfy a sequence of coverage requirements
US8781727B1 (en) 2013-01-15 2014-07-15 Google Inc. Methods and systems for performing flocking while executing a long-range fleet plan
US8874356B1 (en) 2013-01-24 2014-10-28 Google Inc. Methods and systems for decomposing fleet planning optimizations via spatial partitions
US8880326B1 (en) 2013-02-20 2014-11-04 Google Inc. Methods and systems for determining a cyclical fleet plan satisfying a recurring set of coverage requirements
US9319916B2 (en) 2013-03-15 2016-04-19 Isco International, Llc Method and appartus for signal interference processing
US10063311B2 (en) 2013-07-17 2018-08-28 Hughes Network Systems, Llc System and architecture for space-based and mobile terrestrial sensor vehicles, and end-to-end network for aggregation and processing of sensor data
WO2015013216A1 (en) * 2013-07-21 2015-01-29 Hughes Network Systems, Llc Space-based and mobile-terrestrial sensor vehicles and network
US9766345B2 (en) 2013-10-04 2017-09-19 Qualcomm Incorporated Low cost cableless ground station antenna for medium earth orbit satellite communication systems
US9154217B1 (en) * 2013-10-29 2015-10-06 Anokiwave, Inc. Direct conversion remote satellite communications terminal
US9915688B2 (en) * 2013-12-09 2018-03-13 Dataflyte, Inc. Airborne data collection
FR3015816B1 (fr) * 2013-12-23 2016-01-01 Thales Sa Systeme de communication par satellite pour un service d'acces haut debit sur une zone de couverture incluant au moins une region polaire
US9588213B2 (en) 2014-02-18 2017-03-07 Raytheon Company Analog signal processing method for accurate single antenna direction finding
US9780878B2 (en) * 2014-03-21 2017-10-03 The Boeing Company Bandwidth optimization and hitless transport in dynamic free space optical communications networks
US20170127323A1 (en) * 2014-04-27 2017-05-04 Novelsat Ltd. Handover between satellites using a single modem
US9775116B2 (en) 2014-05-05 2017-09-26 Isco International, Llc Method and apparatus for increasing performance of communication links of cooperative communication nodes
US9590760B2 (en) 2014-06-03 2017-03-07 Raytheon Company Analog RF memory system
US9485125B2 (en) 2014-06-16 2016-11-01 Raytheon Company Dynamically reconfigurable channelizer
US9645972B2 (en) 2014-06-16 2017-05-09 Raytheon Company Butterfly channelizer
US9408129B2 (en) * 2014-06-17 2016-08-02 Gogo Llc Multiple modem communication system and method for a mobile platform
US10027026B2 (en) 2014-09-18 2018-07-17 Raytheon Company Programmable beamforming system including element-level analog channelizer
FR3026896B1 (fr) * 2014-10-03 2018-07-06 Thales Antenne a reflecteur(s) conforme(s) reconfigurable en orbite
US9859927B2 (en) * 2014-11-24 2018-01-02 Worldvu Satellites Limited Communication-satellite system that causes reduced interference
US9628168B2 (en) * 2015-02-26 2017-04-18 Space Systems/Loral, Llc Dynamic link adaption and/or dynamic allocation of communication resources of a communication system based on external interference information received from external interference information sources
US10135520B2 (en) * 2015-03-13 2018-11-20 Peter Lemme System and method for communicating via a satellite in an inclined geosynchronous orbit
US9967792B2 (en) 2015-03-16 2018-05-08 Space Systems/Loral, Llc Communication system with multi band gateway
US10009101B2 (en) * 2015-03-17 2018-06-26 The Boeing Company Laser communications following an atmospheric event
US10313010B2 (en) * 2015-03-17 2019-06-04 The Boeing Company Laser communications in super-geosynchronous earth orbit
US9730227B2 (en) * 2015-03-20 2017-08-08 Qualcomm Incorporated Dynamic frequency allocation of satellite beams
US9538538B2 (en) * 2015-03-20 2017-01-03 Qualcomm Incorporated Satellite beam power backoff
US11146328B2 (en) 2015-04-03 2021-10-12 Qualcomm Incorporated Method and apparatus for avoiding exceeding interference limits for a non-geostationary satellite system
US9991948B2 (en) 2015-04-03 2018-06-05 Qualcomm Incorporated Low cost cableless ground station antenna for medium earth orbit satellite communication systems
US9762314B2 (en) 2015-05-01 2017-09-12 Qualcomm Incorporated Handoff for non-geosynchronous satellite communication
US10009093B2 (en) 2015-05-01 2018-06-26 Qualcomm Incorporated Handoff for satellite communication
US9888426B2 (en) 2015-05-01 2018-02-06 Qualcomm Incorporated Handoff for satellite communication
EP3651386B1 (de) 2015-05-04 2023-08-23 ISCO International, LLC Verfahren und vorrichtung zur erhöhung der leistung von kommunikationswegen für kommunikationsknoten
AU2016302616B2 (en) * 2015-07-31 2020-06-25 Viasat, Inc. Flexible capacity satellite constellation
US9621255B1 (en) * 2015-11-12 2017-04-11 Space Systems/Loral, Llc Channelizer supplemented spacecraft telemetry and command functionality
FR3045989B1 (fr) * 2015-12-18 2017-12-29 Thales Sa Methode d'allocation de ressources radio dans un systeme de communications par satellites defilants avec contrainte de niveau d'interferences vers un systeme geostationnaire
US10361771B2 (en) 2016-01-22 2019-07-23 Viasat, Inc. Determining an attenuation environment of a satellite communication terminal
CA3022513A1 (en) * 2016-05-03 2017-11-09 Theia Group, Incorporated Low earth orbit satellite constellation system for communications with re-use of geostationary satellite spectrum
WO2017210056A1 (en) 2016-06-01 2017-12-07 Isco International, Llc Method and apparatus for performing signal conditioning to mitigate interference detected in a communication system
US10244407B2 (en) * 2016-06-07 2019-03-26 Iridium Satellite Llc Load balancing for a satellite network
US10348338B2 (en) 2016-10-06 2019-07-09 Raytheon Company Adaptive channelizer
US10298279B2 (en) 2017-04-05 2019-05-21 Isco International, Llc Method and apparatus for increasing performance of communication paths for communication nodes
US10807740B2 (en) * 2017-04-24 2020-10-20 Blue Digs LLC Sun synchronous orbit
FR3067535B1 (fr) * 2017-06-09 2023-03-03 Airbus Defence & Space Sas Satellite de telecommunications, procede de formation de faisceaux et procede de fabrication d’une charge utile de satellite
US10084587B1 (en) 2017-07-28 2018-09-25 Raytheon Company Multifunction channelizer/DDC architecture for a digital receiver/exciter
US10284313B2 (en) 2017-08-09 2019-05-07 Isco International, Llc Method and apparatus for monitoring, detecting, testing, diagnosing and/or mitigating interference in a communication system
US10812121B2 (en) 2017-08-09 2020-10-20 Isco International, Llc Method and apparatus for detecting and analyzing passive intermodulation interference in a communication system
FR3073347B1 (fr) * 2017-11-08 2021-03-19 Airbus Defence & Space Sas Charge utile de satellite comportant un reflecteur a double surface reflechissante
RU2018141566A (ru) * 2017-11-30 2020-05-28 Телеспацио С.П.А. Автоматическая система спутниковой телеметрии, слежения и управления
US11539425B2 (en) * 2018-01-15 2022-12-27 European Space Agency Satellite communication system and method of communicating in a satellite communication system
US10432308B1 (en) * 2018-08-23 2019-10-01 Space Systems/Loral, Llc Satellite system using an RF GBBF feeder uplink beam from a gateway to a satellite, and using an optical ISL from the satellite to another satellite
CA3017007A1 (en) * 2018-09-10 2020-03-10 Telesat Canada Resource deployment optimizer for non-geostationary communications satellites
CN109474326B (zh) * 2018-11-16 2019-08-30 清华大学 波束切换方法及装置
KR20200067381A (ko) * 2018-12-04 2020-06-12 한국전자통신연구원 안테나 분리각을 이용한 간섭 영향 완화 방법 및 장치
US20200244345A1 (en) * 2019-01-28 2020-07-30 Peter E. Goettle Apparatus and Methods for Broadband Aeronautical Communications Systems
JP7073296B2 (ja) * 2019-03-29 2022-05-23 Ｈａｐｓモバイル株式会社 複数ゲートウェイｈａｐｓシステムにおけるフィーダリンク送信帯域の可変分割による干渉キャンセリング
US11290178B2 (en) * 2019-04-12 2022-03-29 Parallel Wireless, Inc. Using low earth orbit satellites to overcome latency
EP3963946A1 (de) * 2019-05-02 2022-03-09 FRAUNHOFER-GESELLSCHAFT zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Inline-interferenzverwaltung
US11668834B2 (en) 2019-05-28 2023-06-06 Xona Space Systems Inc. Satellite for transmitting a navigation signal in a satellite constellation system
US11668843B2 (en) 2019-05-28 2023-06-06 Xona Space Systems Inc. Satellite for broadcasting clock state data
US11513232B2 (en) 2019-05-28 2022-11-29 Xona Space Systems Inc. Satellite for broadcasting high precision data
US11476922B2 (en) * 2019-12-12 2022-10-18 NewSpace Networks, Inc. Satellite communication link management for communication nodes
WO2021163729A1 (en) * 2020-02-13 2021-08-19 Ast & Science, Llc Al POWER MANAGEMENT SYSTEM FOR EFFECTIVE DUTY CYCLE FOR SPACE CONSTELLATIONS
CN113300752B (zh) * 2020-02-24 2022-08-30 大唐移动通信设备有限公司 一种信息处理方法、装置、设备及计算机可读存储介质
WO2022183477A1 (zh) * 2021-03-05 2022-09-09 北京小米移动软件有限公司 干扰处理方法及装置、通信设备和存储介质
US11671850B1 (en) * 2021-03-16 2023-06-06 Ast & Science, Llc Adaptive taper selection for beamforming
CN113133078B (zh) * 2021-04-19 2022-04-08 西安电子科技大学 一种巨型低轨卫星网络轻量级的星间切换装置及方法
CN113433571B (zh) * 2021-05-21 2022-09-23 航天科工空间工程发展有限公司 一种下行链路最差干扰快速估算方法
US11899120B2 (en) 2021-06-30 2024-02-13 Xona Space Systems Inc. Generation and transmission of navigation signals
WO2023101918A1 (en) * 2021-12-03 2023-06-08 Hughes Network Systems, Llc Non-geostationary orbit (ngso) and geostationary orbit (geo) hybrid network for uninterrupted communications

Family Cites Families (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5997239A (ja) 1982-11-27 1984-06-05 Nec Corp 非静止型通信衛星追尾方式
US5303286A (en) * 1991-03-29 1994-04-12 Space Systems/Loral, Inc. Wireless telephone/satellite roaming system
WO1990013186A1 (en) 1989-04-25 1990-11-01 Geostar Corporation Communication system employing multiple relay satellites operating on common downlink frequency
US5206658A (en) * 1990-10-31 1993-04-27 Rockwell International Corporation Multiple beam antenna system
US5225842A (en) * 1991-05-09 1993-07-06 Navsys Corporation Vehicle tracking system employing global positioning system (gps) satellites
JP3176958B2 (ja) 1991-07-26 2001-06-18 株式会社東芝 衛星通信用アンテナダイバーシティ装置
US5227802A (en) 1991-12-23 1993-07-13 Motorola, Inc. Satellite system cell management
US5444449A (en) 1993-12-15 1995-08-22 International Mobile Satellite Organization System and method for reducing interference between satellites
US6236834B1 (en) * 1993-12-15 2001-05-22 International Mobile Satellite Organization Method and apparatus for limiting interference between satellite systems
WO1996031016A1 (en) 1995-03-29 1996-10-03 International Mobile Satellite Organization Method and apparatus for limiting interference between satellite systems
US5619503A (en) 1994-01-11 1997-04-08 Ericsson Inc. Cellular/satellite communications system with improved frequency re-use
US5556058A (en) * 1994-05-16 1996-09-17 Hughes Electronics Spacecraft attitude determination using sun sensor, earth sensor, and space-to-ground link
US5678174A (en) 1995-04-24 1997-10-14 Motorola Communication system which predicts good opportunities for communication
US5584047A (en) 1995-05-25 1996-12-10 Tuck; Edward F. Methods and apparatus for augmenting satellite broadcast system
US5592481A (en) 1995-06-06 1997-01-07 Globalstar L.P. Multiple satellite repeater capacity loading with multiple spread spectrum gateway antennas
US5894590A (en) 1995-07-31 1999-04-13 Motorola, Inc. Independent satellite-based communications systems sharing common frequency spectrum and method of operation thereof
US5612701A (en) * 1995-09-18 1997-03-18 Motorola, Inc. Adaptive beam pointing method and apparatus for a communication system
GB2339098B (en) * 1995-10-24 2000-05-31 Inmarsat Ltd Satellite radiodetermination
US6324398B1 (en) 1996-02-26 2001-11-27 Lucent Technologies Inc. Wireless telecommunications system having airborne base station
US5974317A (en) 1996-11-08 1999-10-26 Lucent Technologies, Inc. Cell-clustering arrangements and corresponding antenna patterns for wireless communication networks employing high-altitude aeronautical antenna platforms
US6151308A (en) 1996-12-30 2000-11-21 Motorola, Inc. Elevated communication hub and method of operation therefor
US5949766A (en) 1996-12-30 1999-09-07 Motorola, Inc. Ground device for communicating with an elevated communication hub and method of operation thereof
US5875180A (en) 1997-02-06 1999-02-23 Globalstar L.P. Satellite telephone interference avoidance system
US5946603A (en) * 1997-04-25 1999-08-31 Motorola, Inc. Method and apparatus to respond to a blockage environment in a communication system
JP2001506465A (ja) 1997-05-02 2001-05-15 ユーエスシーエックス 高緯度静止衛星システム
US5790070A (en) * 1997-05-05 1998-08-04 Motorola, Inc. Network and method for controlling steerable beams
US6125261A (en) 1997-06-02 2000-09-26 Hughes Electronics Corporation Method and system for communicating high rate data in a satellite-based communications network
US6019318A (en) 1997-06-16 2000-02-01 Hugehs Electronics Corporation Coordinatable system of inclined geosynchronous satellite orbits
US6138012A (en) 1997-08-04 2000-10-24 Motorola, Inc. Method and apparatus for reducing signal blocking in a satellite communication system
WO1999013598A1 (en) 1997-09-08 1999-03-18 Angel Technologies Corporation Wireless communication using atmospheric platform
US6047186A (en) 1997-10-06 2000-04-04 Nortel Networks Corporation Method and system for solving cellular communications frequency planning problem
US6061562A (en) 1997-10-30 2000-05-09 Raytheon Company Wireless communication using an airborne switching node
US6173178B1 (en) 1997-12-16 2001-01-09 Trw Inc. Satellite beam pattern for non-uniform population distribution
FR2782214B1 (fr) * 1998-08-06 2006-11-10 Alsthom Cge Alkatel Procede d'allocation de liens entre un ensemble de zones et un ensemble de satellites
US6327523B2 (en) 1999-01-21 2001-12-04 Hughes Electronics Corporation Overhead system of inclined eccentric geosynchronous orbitting satellites
US6188896B1 (en) 1999-02-22 2001-02-13 Trw Inc. Cellular satellite communication system and method for controlling antenna gain pattern therein
US7200360B1 (en) 2000-06-15 2007-04-03 The Directv Group, Inc. Communication system as a secondary platform with frequency reuse
US6725013B1 (en) 2000-06-15 2004-04-20 Hughes Electronics Corporation Communication system having frequency reuse in non-blocking manner

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