DE60318892T2 - Systeme und verfahren für vergrösserte kapazität und/oder dienstqualität von terrestrischen zellularen und satelliten-systemen, die terrestrischen empfang von satellitenbandfrequenzen verwenden - Google Patents

Systeme und verfahren für vergrösserte kapazität und/oder dienstqualität von terrestrischen zellularen und satelliten-systemen, die terrestrischen empfang von satellitenbandfrequenzen verwenden Download PDF

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Description

  • GEGENSTAND DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft drahtlose Kommunikationssysteme und -verfahren und insbesondere terrestrische drahtlose Kommunikationssysteme und -verfahren.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Terrestrische drahtlose Kommunikationssysteme und -verfahren, wie etwa terrestrische zellulare Kommunikationssysteme und -verfahren, werden weithin verwendet, um Teilnehmer innerhalb eines vorgeschriebenen geographischen Bereichs mit Sprach- und/oder Datenkommunikationen zu versorgen.
  • Zum Beispiel sind analoge terrestrische zellulare Kommunikationssysteme und -verfahren, wie etwa die als AMPS, ETACS, NMT-450 und NMT-900 bezeichneten, in der ganzen Welt erfolgreich eingesetzt worden.
  • Digitale zellulare Funktelefonsysteme und -verfahren, wie etwa diejenigen, die in Nordamerika als IS-136 und in Europa als GSM bezeichnet werden, werden ebenfalls weithin verwendet. Außerdem sind zellulare Systeme und Verfahren für persönliche Kommunikationsdienste (PCS), wie etwa die als IS-95, PCS-1900 und PACS bezeichneten in Nordamerika, DCS-1800 und DECT in Europa und PHS in Japan, ebenfalls für Sprachkommunikation und/oder Datenkommunikation mit hoher Bitrate eingesetzt worden.
  • Wie dem Fachmann bekannt ist, können terrestrische zellulare Kommunikationssysteme und -verfahren eine Vielzahl von terrestrischen Komponenten verwenden, die auch als Basisstationen bezeichnet werden, die Übertragungen an eine Vielzahl von drahtlosen Endgeräten über ein terrestrisches zellulares Frequenzband und Übertragungen von den drahtlosen Endgeräten über das terrestrische zellulare Frequenzband empfangen. Die drahtlosen Übertragungsstrecken, die verwendet werden, um Übertragungen von den Basisstationen an die drahtlosen Endgeräte zu senden, werden auch als Abwärtsstrecken oder Vorwärtsverbindungen bezeichnet, und die drahtlosen Übertragungsstrecken, die verwendet werden, um Übertragungen von den drahtlosen Endgeräten in den Basisstationen zu empfangen, werden auch als Aufwärtsstrecken oder Rückwärtsverbindungen bezeichnet.
  • Die folgende Tabelle stellt Frequenzbänder dar, die in den Vereinigten Staaten für die zellulare terrestrische und zellulare Satellitenverwendung bestimmt worden sind. Diese Frequenzbänder dienen nur zur Veranschaulichung, und inner- oder außerhalb der Vereinigten Staaten können andere Frequenzbänder verwendet werden. TABELLE
    Abwärtsstrecke Aufwärtsstrecke
    terrestrisch zellular 869,10–893,97 MHz 824,01–848,97 MHz
    terrestrisch zellular, PCS 1930–1990 MHz 1850–1910 MHz
    Satellit, zellular, L-Band 1525–1559 MHz 1626,5–1660,5 MHz
    Satellit, zellular, Big-LEO-Band 2484,39–2499,15 MHz 1610,73–1625,49 MHz
    Satellit, zellular, S-Band 2165–2200 MHz 1990–2025 MHz
  • In WO 02/11302 ist ein drahtloses Kommunikationssystem beschrieben, das Satellitenfrequenzbänder für alle Kommunikationen zwischen einer terrestrischen Basisstation und mobilen Endgeräten verwendet.
  • Die allgemeine Auslegung und Arbeitsweise terrestrischer drahtloser Kommunikationssysteme und -verfahren ist dem Fachmann bekannt und muß hierin nicht weiter beschrieben werden. Außerdem schließt der Begriff „drahtloses Endgerät", wie er hierin verwendet wird, folgendes ein: zellulare und/oder Satelliten-Funktelefone mit oder ohne eine mehrzeilige Anzeige; Endgeräte eines persönlichen Kommunikationssystems (PCS), die ein Funktelefon mit Datenverarbeitungs-, Fax- und/oder Datenkommunikationsfähigkeiten kombinieren können; persönliche digitale Assistenten (PDA), die einen Funkfrequenz-Sendeempfänger und einen Personenrufempfänger, Internet/Intranetzugang, Web-Browser, Terminplaner, Kalender und/oder einen Empfänger des globalen Standortbestimmungssystems (GPS) aufweisen können; und/oder herkömmliche Notebook- und/oder Taschencomputer oder andere Vorrichtungen, die einen Funkfrequenz-Sendeempfänger aufweisen.
  • Da die Zahl der Nutzer und/oder Anwendungen in einem terrestrischen drahtlosen Kommunikationssystem oder -verfahren weiterhin wächst, kann es erwünscht sein, die Kapazität und/oder die Dienstgüte der Abwärts- und/oder Aufwärtsstrecken zu erhöhen, die für Kommunikationen zwischen den Basisstationen und den drahtlosen Endgeräten verwendet werden. Eine Möglichkeit, um diese Kapazität und/oder Dienstgüte zu erhöhen, besteht darin, das Frequenzspektrum zu erweitern, das für eine Verwendung durch die terrestrischen drahtlosen Kommunikationssysteme und -verfahren verfügbar ist. Jedoch wird das Funkfrequenzspektrum bekanntlich im allgemeinen durch Regierungsbehörden, wie etwa die Bundeskommission für das Nachrichtenwesen (FCC) in den USA, streng reguliert. Die FCC reguliert die Frequenzbänder, die elektronische Ausrüstung verwenden darf, um Information zu senden, und reguliert auch die maximalen Inband- und/oder Außerbandleistungspegel, die durch den spezifischen Typ der Ausrüstung abgestrahlt werden dürfen.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Einige Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung erweitern die Kapazität und/oder die Dienstgüte eines terrestrischen drahtlosen Kommunikationssystems oder -verfahren, das ein terrestrisches Frequenzband für Kommunikationen mit drahtlosen Endgeräten verwendet, indem ein Satelliten-Frequenzband zum terrestrischen Empfangen terrestrischer Übertragungen von den drahtlosen Endgeräten genutzt wird. In einigen Ausführungsformen wird das Satelliten-Frequenzband nicht zum terrestrischen Senden von Übertragungen an die drahtlosen Endgeräte verwendet. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können einer Überlegung entspringen, daß, wenn ein drahtloses Endgerät dafür konfiguriert ist, Übertragungen an eine im Weltraum stationierte Komponente, wie etwa einen Satelliten, über ein Satelliten-Frequenzband zu senden, diese Übertragungen auch terrestrisch aufgenommen (empfangen) werden können, ohne daß die Notwendigkeit einer zusätzlichen Regulierungsgenehmigung besteht. Folglich können terrestrische Basisstationen mit Satellitenfrequenzband-Empfängern ausgerüstet werden, die Übertragungen von den drahtlosen Endgeräten aber das Satelliten-Frequenzband empfangen können. Durch Verwendung des Satellitenfrequenzband-Empfängers in einer terrestrischen Basisstation kann zusätzliche Kapazität und/oder Dienstgüte für terrestrische und/oder satellitengestützte drahtlose Kommunikationssysteme und -verfahren bereitgestellt werden.
  • Terrestrische Basisstationen für terrestrische drahtlose Kommunikationssysteme gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung weisen auf: einen Sender, der dafür konfiguriert ist, Übertragungen über ein terrestrisches Frequenzband an drahtlose Endgeräte zu senden, und einen Empfänger, der dafür konfiguriert ist, Übertragungen von den drahtlosen Endgeräten über ein Satelliten-Frequenzband zu empfangen. In einigen Ausführungsformen ist der Sender dafür konfiguriert, Übertragungen an die drahtlosen Endgeräte über Abwärtsstrecken-Abschnitte und Aufwärtsstrecken-Abschnitte des terestrischen Frequenzbandes zu senden. In weiteren Ausführungsformen ist der Sender dafür konfiguriert, Übertragungen an die drahtlosen Endgeräte über die Abwärtsstrecken-Abschnitte und Aufwärtsstrecken-Abschnitte des terrestrischen Frequenzbandes zu senden, ohne Übertragungen von den drahtlosen Endgeräten über ein terrestrisches Frequenzband zu empfangen. Weitere Ausführungsformen können den Empfänger dafür konfigurieren, auch Übertragungen von den drahtlosen Endgeräten über ein terrestrisches Frequenzband zu empfangen.
  • Terrestrische Basisstationen für terrestrische drahtlose Kommunikationssysteme gemäß weiteren Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung weisen einen Empfänger auf, der dafür konfiguriert ist, Übertragungen von drahtlosen Endgeräten über ein Satelliten-Frequenzband zu empfangen, wobei die Basisstation frei von einem Sender ist, der dafür konfiguriert ist, Übertragungen über ein Satelliten-Frequenzband an drahtlose Endgeräte zu senden. Weitere Ausführungsformen können den Empfänger dafür konfigurieren, Übertragungen von den drahtlosen Endgeräten auch über ein terrestrisches Frequenzband zu empfangen.
  • Drahtlose Endgeräte gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung umfassen einen Empfänger, der dafür konfiguriert ist, Übertragungen über Abwärtsstrecken-Abschnitte und Aufwärtsstrecken-Abschnitte eines terrestrischen Frequenzbandes zu empfangen, und einen Sender, der dafür konfiguriert ist, Übertragungen über ein Satelliten-Frequenzband zu senden. In weiteren Ausführungsformen ist der Empfänger ferner dafür konfiguriert, Übertragungen über ein Satelliten-Frequenzband zu empfangen, und der Sender ist ferner dafür konfiguriert, Übertragungen über ein terrestrisches Frequenzband zu senden.
  • Schließlich weisen drahtlose Kommunikationssysteme gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung eine im Weltraum stationierte Komponente auf, wie etwa einen Satelliten, die dafür konfiguriert ist, Übertragungen an drahtlose Endgeräte über ein Satelliten-Frequenzband zu senden und Übertragungen von den drahtlosen Endgeräten über das Satelliten-Frequenzband zu empfangen. Eine terrestrische Komponente, wie etwa eine Basisstation, ist dafür konfiguriert, Übertragungen an die drahtlosen Endgeräte über ein terrestrisches Frequenzband zu senden und Übertragungen von den drahtlosen Endgeräten über das Satelliten-Frequenzband zu empfangen. In weiteren Ausführungsformen ist die terrestrische Komponente ferner dafür konfiguriert, Übertragungen von den drahtlosen Endgeräten über ein terrestrisches Frequenzband zu empfangen. In noch weiteren Ausführungsformen ist die terrestrische Komponente ferner dafür konfiguriert, Übertragungen an die drahtlosen Endgeräte über Abwärtsstrecken-Abschnitte und Aufwärtsstrecken-Abschnitte des terrestrischen Frequenzbandes zu senden.
  • In einigen Ausführungsformen ist das terrestrische Frequenzband ein zellulares terrestrisches Frequenzband und das Satelliten-Frequenzband ist ein zellulares Satelliten-Frequenzband. In weiteren Ausführungsformen ist das terrestrische Frequenzband ein zellulares terrestrisches Frequenzband, und das Satelliten-Frequenzband ist ein nichtzellulares Satelliten-Frequenzband. In noch weiteren Ausführungsformen ist das terrestrische Frequenzband ein nichtzellulares terrestrisches Frequenzband und das Satelliten-Frequenzband ist ein zellulares Satelliten-Frequenzband. Schließlich sind in noch weiteren Ausführungsformen sowohl das Satelliten-Frequenzband als auch das terrestrische Frequenzband nichtzellular. Dementsprechend ermöglichen einige Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, die Kapazität und/oder die Dienstgüte von drahtlosen terrestrischen und/oder Satelliten-Netzwerken zu erhöhen, indem Übertragungen von drahtlosen Endgeräten über ein Satelliten-Frequenzband terrestrisch empfangen werden.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 bis 6 sind Blockschaltbilder drahtloser Kommunikationssysteme, -verfahren, Funktelefone und Basisstationen gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Die vorliegende Erfindung wird nunmehr hierin nachstehend mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen, in denen Ausführungsformen der Erfindung gezeigt sind, ausführlicher beschrieben. Die vorliegende Erfindung sollte nicht als auf die hierin dargelegten Ausführungsformen beschränkt aufgefaßt werden. Vielmehr werden diese Ausführungsformen bereitgestellt, damit diese Offenbarung umfassend und vollständig ist und dem Fachmann den Schutzbereich der Erfindung vollständig vermittelt. Gleiche Bezugszeichen beziehen sich überall auf gleiche Elemente.
  • 1 stellt drahtlose Kommunikationssysteme und -verfahren, wie etwa zellulare Kommunikationssysteme und -verfahren, gemäß einiger Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dar. Es versteht sich, daß in anderen Ausführungsformen nichtzellulare terrestrische drahtlose und/oder nichtzellulare Satelliten-Kommunikationssysteme und -verfahren verwendet werden können.
  • Wie in 1 gezeigt, kann ein terrestrisches zellulares Kommunikationssystem und -verfahren 100 irgendeinen oder mehrere der oben erwähnten drahtlosen Kommunikationsstandards implementieren. Die Systeme bzw. Verfahren können mit einem oder mehreren drahtlosen Endgeräten 130 über eine Vielzahl von Zellen 120 kommunizieren, die durch Basisstationen 110, die auch als terrestrische Komponenten bezeichnet werden, und eine Mobiltelefonvermittlungsstelle (MTSO) 140 versorgt werden. Obwohl in 1 nur eine Zelle 120 gezeigt ist, kann ein typisches zellulares System bzw. Verfahren 100 hunderte Zellen umfassen, kann mehr als eine MTSO 140 aufweisen und kann tausende drahtloser Endgeräte 130 versorgen.
  • Die Zellen 120 dienen im allgemeinen als Knoten in den drahtlosen Kommunikationssystemen bzw. -verfahren 100, von denen Übertragungsstrecken zwischen drahtlosen Endgeräten 130 und der MTSO 140 eingerichtet werden. Die Kommunikationssysteme bzw. -verfahren 100 ermöglichen, daß eine Duplex-Funkkommunikationsübertragungsstrecke zwischen zwei drahtlosen Endgeräten 130 oder zwischen einem drahtlosen Endgerät 130 und einem Festnetztelefon und/oder Computer über das öffentliche Telefonwählnetz (PSTN) 142 und/oder andere drahtlose und/oder drahtgebundene Netzwerke eingerichtet wird.
  • Wie in 1 außerdem gezeigt, weisen zellulare Kommunikationssysteme und -verfahren 100 gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung eine terrestrische Komponente 110 auf, die einen terrestrischen zellularen Sender 112 aufweist, der dafür konfiguriert ist, drahtlose terrestrische Übertragungen an die drahtlosen Endgeräte 130 über ein terrestrisches zellulares Frequenzband zu senden, das eine herkömmliche terrestrische zellulare Abwärtsstrecke 122 sein kann. Ein terrestrischer zellularer Empfänger 114 ist dafür konfiguriert, Übertragungen von den drahtlosen Endgeräten 130 über ein terrestrisches zellulares Frequenzband, wie etwa eine herkömmliche terrestrische zellulare Aufwärtsstrecke 124, zu empfangen. Wie außerdem gezeigt, weist die terrestrische Komponente 110 außerdem einen Satellitenempfänger 116 auf, der dafür konfiguriert ist, Übertragungen von drahtlosen Endgeräten 130 über ein Satelliten-Frequenzband, wie etwa eine zellulare Satelliten-Aufwärtsstrecke 126, zu empfangen. Für den Fachmann versteht es sich, daß, obwohl in 1 ein getrennter terrestrischer zellularer Sender 112, terrestrischer zellularer Empfänger 114 und Satellitenempfänger 116 gezeigt sind, zwei oder mehr dieser Funktionen gänzlich oder teilweise zu einem oder mehreren Elementen kombiniert sein können.
  • Dementsprechend stellt 1 die Verbesserung der Dienstgüte der zellularen Satelliten-Aufwärtsstrecke durch terrestrisches Empfangen der Satellitenbandübertragung des Endgeräts 130 durch den Satellitenbandempfänger 116 der terrestrischen Komponente 110 dar. 1 stellt außerdem die Erweiterung der Kapazität des terrestrischen zellularen Kommunikationssystems und/oder -verfahren 100, das terrestrische zellulare Frequenzbänder für Kommunikationen mit drahtlosen Endgeräten 130 verwendet, durch Nutzung eines Satelliten-Frequenzbandes zum terrestrischen Empfangen terrestrischer Übertragungen von den drahtlosen Endgeräten 130 dar.
  • Die in 1 gezeigten Ausführungsformen können eine herkömmliche terrestrische zellulare Abwärtsstrecke 122 und eine herkömmliche terrestrische zellulare Aufwärtsstrecke 124 auf herkömmliche Art und Weise nutzen, um terrestrisch mit Funktelefonen 130 zu kommunizieren. Zusätzliche Aufwärtsstreckenkapazität und/oder -dienstgüte wird durch Nutzung einer Satelliten-Aufwärtsstrecke 126 für zusätzliche Übertragungen an bereitgestellt.
  • 2 stellt weitere drahtlose Kommunikationssysteme und -verfahren, wie etwa zellulare Kommunikationssysteme und -verfahren, gemäß weiteren Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dar. In diesen Ausführungsformen zellularer Kommunikationssysteme und -verfahren 200 wird zumindest ein Teil des Satelliten-Aufwärtsstreckenfrequenzbandes durch die terrestrische Komponente 110 verwendet, um Übertragungen von den drahtlosen Endgeräten 130 zu empfangen, wodurch zumindest ein Teil der Bandbreite der terrestrischen zellularen Aufwärtsstrecke 124 freigemacht wird, um als Teil einer terrestrischen zellularen Abwärtsstrecke zum Senden durch die terrestrische Komponente 110 an die drahtlosen Endgeräte 130 verwendet zu werden. Folglich ist die Richtung des Pfeils an der terrestrischen zellularen Aufwärtsstrecke 124' im Vergleich zur Übertragungsstrecke 124 von 1 umgedreht worden, was anzeigt, daß sie als ein Teil der terrestrischen zellularen Abwärtsstrecke verwendet wird. Außerdem wird ein terrestrischer zellularer Sender 114' statt eines terrestrischen zellularen Empfängers 114 von 1 verwendet. Die Kapazität der terrestrischen zellularen Abwärtsstrecke kann dadurch gegenüber herkömmlichen terrestrischen zellularen Systemen annähernd verdoppelt werden und/oder die Dienstgüte kann erhöht werden. Es versteht sich, daß in anderen Ausführungsformen nichtzellulare terrestrische drahtlose und/oder nichtzellulare Satellitenkommunikationssysteme und -verfahren verwendet werden können.
  • Diese hinzugefügte Abwärtsstreckenkapazität der Ausführungsformen von 2 kann vor allem für Datenkommunikationen wünschenswert sein. Insbesondere können bei Sprachkommunikationen grundsätzlich annähernd gleiche Abwärtsstrecken- und Aufwärtsstreckenkapazitäten erwünscht sein, um den statistisch gesehen symmetrischen Charakter von Vollduplex-Sprachkommunikationen zu widerspiegeln. Bei Datenkommunikationen können jedoch relativ wenige Informationsbits, wie etwa ein einziger Mausklick oder eine andere Angabe vom Benutzer, die von einem drahtlosen Endgerät 130 gesendet werden, einen großen Umfang von Daten erzeugen, einschließlich graphischer und/oder Multimediadaten, der zum drahtlosen Endgerät 130 heruntergeladen werden soll. Dementsprechend kann die annähernd verdoppelte Kapazität und/oder Dienstgüte der terrestrischen Abwärtsstrecke für Datenkommunikationen besonders wünschenswert sein. Es versteht sich auch, daß in anderen Ausführungsformen möglicherweise nur ein Abschnitt der herkömmlichen terrestrischen zellularen Aufwärtsstrecke 124 verwendet wird, um die Abwärtsstrecke 124' zur Kommunikation von der terrestrischen Basisstation 110 zu den drahtlosen Endgeräten 130 zu bilden, während der Rest der terrestrischen zellularen Aufwärtsstrecke 124 herkömmlich verwendet werden kann, um von den drahtlosen Endgeräten 130 zur terrestrischen Basisstation 110 zu kommunizieren.
  • 3 stellt drahtlose Funktelefonsysteme und -verfahren 300, wie etwa zellulare Funktelefonsysteme und -verfahren, gemäß noch weiteren Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dar. In diesen Ausführungsformen ist außerdem eine im Weltraum stationierte Komponente 150, wie etwa ein Satellit, hinzugefügt. Die im Weltraum stationierte Komponente 150 ist dafür konfiguriert, drahtlose Übertragungen an eine Vielzahl von drahtlosen Endgeräten 130 in einem Satelliten-Sendebereich 160, der im allgemeinen viele terrestrische Zellen 120 geographisch überlappen kann, zu senden. Wie in 3 gezeigt, ist die im Weltraum stationierte Komponente dafür konfiguriert, drahtlose Übertragungen an die drahtlosen Endgeräte 130 über ein Satelliten-Frequenzband, wie etwa ein zellulares Satelliten-Abwärtsstreckenfrequenzband 162, zu senden und Übertragungen von den drahtlosen Endgeräten 130 über ein Satelliten-Frequenzband, wie etwa ein zellulares Satelliten-Aufwärtsstreckenfrequenzband 164, zu empfangen. Für den Fachmann versteht es sich, daß die Übertragungen, die über das zellulare Satelliten-Aufwärtsband 164 und das zellulare Satelliten-Aufwärtsband 126 durchgeführt werden, im wesentlichen identisch oder überlappend sein können, so daß Übertragungen durch die drahtlosen Endgeräte 130 über das Satelliten-Frequenzband durch den Satellitenbandempfänger 116 der Basisstation 110 aufgefangen und dadurch terrestrisch verwendet werden können. Es versteht sich außerdem, daß in anderen Ausführungsformen nichtzellulare terrestrische drahtlose und/oder nichtzellulare Satelliten-Kommunikationssysteme und -verfahren verwendet werden können.
  • 4 stellt weitere Systeme und Verfahren 400 gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dar. Genauer gesagt, stellt 4 das Hinzufügen einer im Weltraum stationierten Komponente 150 zu Ausführungsformen von 2 dar.
  • Funktelefonsysteme und -verfahren, wie etwa zellulare Funktelefonsysteme und -verfahren, gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können in mehreren Modi arbeiten. In einem Modus, der in 5 dargestellt ist, können die Systeme und/oder Verfahren als ein herkömmliches terrestrisches zellulares System oder Verfahren 500 arbeiten, bei dem eine herkömmliche terrestrische zellulare Abwärtsstrecke 122 verwendet wird, um drahtlose Übertragungen von den Basisstationen 110 an die drahtlosen Endgeräte 130 zu senden, und eine herkömmliche terrestrische zellulare Aufwärtsstrecke 124 verwendet wird, um drahtlose Übertragungen von den drahtlosen Endgeräten 130 in den Basisstationen 110 zu empfangen. In einem anderen Modus mit der Hinzufügung oder Nutzung eines Satellitenbandempfängers 116 können diese Systeme oder Verfahren unter Verwendung der in 1 und/oder 2 gezeigten Konfigurationen arbeiten. Genauer gesagt, können mit der Hinzufügung oder Nutzung eines Satellitenbandempfängers 116 Übertragungen von den drahtlosen Endgeräten über ein zellulares Satelliten-Frequenzband 126 in der Basisstation 110 terrestrisch empfangen werden. Herkömmliche terrestrische zellulare Abwärts- und Aufwärtsstrecken können verwendet werden, wie in 1 gezeigt, oder alle terrestrischen zellularen Übertragungsstrecken können verwendet werden, um Übertragungen von der Basisstation 110 an die drahtlosen Endgeräte 130 zu senden, wie in 2 gezeigt. Andere Aufteilungen der terrestrischen zellularen Übertragungsstrecken können ebenfalls verwendet werden. Außerdem können die drahtlose Endgeräte 130 in anderen Ausführungsformen einen Satellitenmodus aufweisen, wie in 3 und/oder 4 gezeigt. Es versteht sich, daß in anderen Ausführungsformen nichtzellulare terrestrische drahtlose und/oder nichtzellulare Satelliten-Kommunikationssysteme und -verfahren verwendet werden können.
  • Die drahtlosen Endgeräte 130 selbst können ebenfalls dafür konfiguriert sein, in mehreren Modi zu arbeiten. In einem Modus können die drahtlosen Endgeräte, wie in 5 gezeigt ist, als herkömmliche terrestrische zellulare drahtlose Endgeräte arbeiten. In einem anderen Modus können sie als herkömmliche zellulare drahtlose Satelliten-Endgeräte arbeiten, wie in 3 und 4 gezeigt. In noch einem weiteren Modus können Übertragungen durch die drahtlosen Endgeräte 130 an die MTSO 140 über das zellulare Satelliten-Frequenzband erfolgen, wie in 1 bis 4 gezeigt. Außerdem weisen die drahtlosen Endgeräte 130 in einigen Ausführungsformen einen Empfänger auf, der dafür konfiguriert ist, Übertragungen an über Abwärtsstrecken-Abschnitte und Aufwärtsstrecken-Abschnitte eines terrestrischen Frequenzbandes zu empfangen, und einen Sender, der dafür konfiguriert ist, Übertragungen an in der Nähe eines zellularen Satelliten-Frequenzbandes zu senden, wie in 2 und 4 gezeigt. Es können auch Kombinationen dieser Modi verwendet werden.
  • 6 stellt weitere drahtlose Funktelefonsysteme und -verfahren 600, wie etwa zellulare Funktelefonsysteme und -verfahren, gemäß noch weiteren Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dar. 6 kann 1 bis 4 gegenübergestellt werden, wobei ein Satellitenbandempfänger 116 zu einer zellularen Basisstation 110 hinzugefügt ist, die einen terrestrischen zellularen Sender aufweist. In anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann es wünschenswert sein, einen Satellitenbandempfänger an einem geographischen Standort zu plazieren, der sich von den Standorten terrestrischer zellularer Basisstationen unterscheidet. Dementsprechend kann in diesen Ausführungsformen von drahtlosen Funktelefonsystemen und -verfahren 600 eine Basisstation 110' mit einem nur für das Satellitenband bestimmten Empfänger bereitgestellt werden. Die Station ist frei von einem zellularen Satellitensender. Es versteht sich, daß Ausführungsformen von 6 auch mit Ausführungsformen von 1 bis 5 kombiniert werden können. Es versteht sich auch, daß in anderen Ausführungsformen nichtzellulare terrestrische drahtlose und/oder nichtzellulare Satelliten-Kommunikationssysteme und -verfahren verwendet werden können.
  • Wie oben beschrieben wurde, entspringen einige Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung einer Erkenntnis, daß Regierungsbehörden im allgemeinen nicht regulieren, ob ein bestimmter Typ von Ausrüstung elektromagnetische Strahlung, die durch eine Quelle emittiert wird, empfangen kann oder nicht. Somit können gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung Satellitenband-Empfangsantennen an vorbestimmten terrestrischen Standorten plaziert werden, um Übertragungen von drahtlosen Endgeräten, die unter Verwendung eines Satelliten-Frequenzbandes senden, abzufangen und zu verarbeiten. Ein Betreiber eines terrestrischen drahtlosen Netzwerks kann folglich die Aufwärtsstreckenfrequenzen eines Satellitensystems verwenden, um zusätzliche Übertragungen an auf den Aufwärtsstrecken des terrestrischen zellularen Netzwerks zu ermöglichen. Somit kann ein terrestrisches zellulares Netzwerk sich selbst mit hinzugefügter Kapazität und/oder hinzugefügter Dienstgüte versorgen, indem es imstande ist, einige, fast alle oder alle seiner bereits belegten terrestrischen zellularen Frequenzen zu verwenden, um die Abwärtsstrecken des Systems zu versorgen.
  • Um Obiges zu erreichen, kann in einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ein drahtloses Endgerät mit einem Empfänger und einem Prozessor ausgestattet sein, die imstande sind, terrestrische zellulare Übertragungen über terrestrische zellulare Abwärtsstrecken- und/oder Aufwärtsstreckenfrequenzen zu empfangen und zu verarbeiten. Das drahtlose Endgerät kann außerdem mit einem Empfänger ausgestattet sein, der imstande ist, Übertragungen von einer im Weltraum stationierten Komponente über die Abwärtsstreckenfrequenzen der im Weltraum stationierten Komponente zu empfangen, und/oder kann außerdem dafür ausgerüstet sein, über die Aufwärtsstreckenfrequenzen der im Weltraum stationierten Komponente zu senden. Die Satellitenband-Übertragungen des drahtlosen Endgeräts können entweder durch die im Weltraum stationierte Komponente oder durch eine terrestrische Basisstation oder durch beide (was zum Beispiel durch einen integrierten Systemcontroller auf der Grundlage der empfangenen Signalstärke, von Signalqualitätsmaßen und/oder anderen Priorisierungsprinzipien für terrestrische bzw. Satelliten-Netzwerke bestimmt werden kann) aufgefangen und verarbeitet werden. Das drahtlose Endgerät kann außerdem dafür konfiguriert sein, über die terrestrischen Aufwärtsstreckenfrequenzen zu senden.
  • Herkömmlicherweise haben Betreiber drahtloser Netzwerke, geleitet vom statistisch gesehen symmetrischen Charakter von Sprachdiensten, für ihre Abwärtsstrecken- und Aufwärtsstreckenbänder grundsätzlich gleiche Beträge des Spektrums zugewiesen. Jedoch kann sich diese Strategie mit dem Aufkommen von Paketdatendiensten hoher Geschwindigkeit ändern. Teilnehmer im Paketdatenmodus können wünschen, daß als Antwort auf relativ wenige Bits, die vom drahtlosen Endgerät gesendet werden, große Datenmengen auf das drahtlose Endgerät heruntergeladen werden. Zum Beispiel kann ein System für relativ wenige Informationsbits, die zum Beispiel als Antwort auf einen Mausklick vom drahtlosen Endgerät gesendet werden, eine Datei von mehreren Megabytes an das drahtlose Endgerät senden.
  • Somit kann es für einen terrestrischen drahtlosen Betreiber wünschenswert sein, zusätzliches Spektrum zu finden, das der Abwärtsstrecke zugewiesen werden kann. Wenn das Satelliten-Aufwärtsstreckenspektrum teilweise oder völlig durch solche terrestrischen Betreiber verwendet werden kann, um den statistisch gesehen niedrigeren Datenkapazitätsbedarf der terrestrischen Aufwärtsstrecke zu erfüllen, kann das terrestrische Spektrum, das dem Betreiber gehört, teilweise oder völlig neu zugewiesen werden, um den höheren Kapazitätsbedarf der terrestrischen Abwärtsstrecke zu erfüllen.
  • In den Zeichnungen und in der Beschreibung sind typische bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung offenbart worden, und obwohl spezifische Ausdrücke verwendet werden, werden sie nur in einem allgemeinen und beschreibenden Sinn und nicht zum Zweck der Einschränkung verwendet, wobei der Schutzbereich der Erfindung in den folgenden Ansprüchen dargelegt ist.

Claims (30)

  1. Drahtloses Kommunikationssystem (300), umfassend: einen Satelliten (150), der konfiguriert ist, um Kommunikationen an drahtlose Endgeräte (130) über ein Satelliten-Frequenzband (162) zu übertragen und Kommunikationen von den drahtlosen Endgeräten über ein Satelliten-Frequenzband (164) zu empfangen; und eine terrestrische Basisstation (110), die konfiguriert ist, um Kommunikationen an die drahtlosen Endgeräte (130) über ein erstes Band, das ein terrestrisches Frequenzband (122) ist, zu übertragen und Kommunikationen von den drahtlosen Endgeräten (130) über ein zweites Band, das ein Satelliten-Frequenzband (126) ist, zu empfangen.
  2. Drahtloses Kommunikationssystem (300) nach Anspruch 1, wobei die terrestrische Basisstation (110) weiter konfiguriert ist, um Kommunikationen von den drahtlosen Endgeräten (130) über ein terrestrisches Frequenzband (124) zu empfangen.
  3. Drahtloses Kommunikationssystem (300) nach Anspruch 1, wobei die terrestrische Basisstation (110) weiter konfiguriert ist, um Kommunikationen an die drahtlosen Endgeräte (130) über Vorwärtsverbindungs-Abschnitte (122) und Rückwärtsverbindungs-Abschnitte (124') des terrestrischen Frequenzbands zu übertragen.
  4. Drahtloses Kommunikationssystem (300) nach Anspruch 1, wobei die terrestrische Basisstation (110) konfiguriert ist, um in einem ersten Betriebsmodus Kommunikationen an die drahtlosen Endgeräte (130) über das terrestrische Frequenzband (122) zu übertragen und Kommunikationen von den drahtlosen Endgeräten über das Satelliten-Frequenzband (126) zu empfangen, und konfiguriert ist, um in einem zweiten Betriebsmodus Kommunikationen an die drahtlosen Endgeräte (130) über das terrestrische Frequenzband (122) zu übertragen und Kommunikationen von den drahtlosen Endgeräten (130) über das terrestrische Frequenzband (124) zu empfangen.
  5. Drahtloses Kommunikationssystem (300) nach Anspruch 4, wobei die terrestrische Basisstation (110) weiter konfiguriert ist, um Kommunikationen von den drahtlosen Endgeräten (130) über das terrestrische Frequenzband (124) in dem ersten Betriebsmodus zu empfangen.
  6. Drahtloses Kommunikationssystem (300) nach Anspruch 4, wobei die terrestrische Basisstation (110) weiter konfiguriert ist, um Kommunikationen an die drahtlosen Endgeräte (130) über Vorwärtsverbindungs-Abschnitte (122) und Rückwärtsverbindungs-Abschnitte (124') des terrestrischen Frequenzbands in dem ersten Betriebsmodus zu übertragen.
  7. Drahtloses Kommunikationssystem (300) nach Anspruch 1 in Kombination mit den drahtlosen Endgeräten (130).
  8. Drahtloses Kommunikationssystem (300) nach Anspruch 1, wobei das Satelliten-Frequenzband ein zellulares Satelliten-Frequenzband ist und/oder wobei das terrestrische Frequenzband ein terrestrisches zellulares Frequenzband ist.
  9. Terrestrische Basisstation (110) für ein drahtloses Kommunikationssystem, umfassend: einen Sender (112), der konfiguriert ist, um Kommunikationen an drahtlose Endgeräte (130) über ein terrestrisches Frequenzband (122) zu übertragen; und einen Empfänger (116), der konfiguriert ist, um Kommunikationen von den drahtlosen Endgeräten (130) über ein Satelliten-Frequenzband (126) zu empfangen.
  10. Terrestrische Basisstation (110) nach Anspruch 9, wobei der Sender (112, 114') konfiguriert ist, um Kommunikationen an die drahtlosen Endgeräte (130) über Vorwärtsverbindungs-Abschnitte (122) und Rückwärtsverbindungs-Abschnitte (124') des terrestrischen Frequenzbands (124) zu übertragen.
  11. Terrestrische Basisstation (110) nach Anspruch 9, wobei der Empfänger (140) weiter konfiguriert ist, um Kommunikationen von den drahtlosen Endgeräten (130) über ein terrestrisches Frequenzband (124) zu empfangen.
  12. Terrestrische Basisstation (110) nach Anspruch 9, wobei in einem ersten Betriebsmodus der Sender (112) konfiguriert ist, um Kommunikationen an die drahtlosen Endgeräte (130) über das terrestrische Frequenzband (122) zu übertragen, und der Empfänger (116) konfiguriert ist, um Kommunikationen von den drahtlosen Endgeräten (130) über das Satelliten-Frequenzband (126) zu empfangen, und wobei in einem zweiten Betriebsmodus der Sender (112) konfiguriert ist, um Kommunikationen an die drahtlosen Endgeräte (130) über das terrestrische Frequenzband (122) zu übertragen, und der Empfänger (114) konfiguriert ist, um Kommunikationen von den drahtlosen Endgeräten (130) über das terrestrische Frequenzband (124) zu empfangen.
  13. Terrestrische Basisstation (110) nach Anspruch 12, wobei der Sender (112, 114') weiter konfiguriert ist, um Kommunikationen an die drahtlosen Endgeräte (130) über Vorwärtsverbindungs-Abschnitte (122) und Rückwärtsverbindungs-Abschnitte (124') des terrestrischen Frequenzbands in dem ersten Betriebsmodus zu übertragen.
  14. Terrestrische Basisstation (110) nach Anspruch 12, wobei der Sender (114) weiter konfiguriert ist, um Kommunikationen von den drahtlosen Endgeräten (130) über das terrestrische Frequenzband (124) in dem ersten Betriebsmodus zu übertragen 15. Terrestrische Basisstation (110) nach Anspruch 9 in Kombination mit den drahtlosen Endgeräten (130).
  15. Terrestrische Basisstation (110) nach Anspruch 9, wobei das Satelliten-Frequenzband ein zellulares Satelliten-Frequenzband ist und/oder wobei das terrestrische Frequenzband ein terrestrisches zellulares Frequenzband ist.
  16. Terrestrische Basisstation (110) nach Anspruch 9, wobei die Basisstation (110) frei von einem Sender ist, der konfiguriert ist, um Kommunikationen an die drahtlosen Endgeräte (130) über ein Satelliten-Frequenzband zu übertragen.
  17. Terrestrische Basisstation (110) nach Anspruch 17, wobei der Empfänger (114) weiter konfiguriert ist, um Kommunikationen von den drahtlosen Endgeräten (130) über ein terrestrisches Frequenzband (124) zu empfangen.
  18. Terrestrische Basisstation (110) nach Anspruch 17 in Kombination mit den drahtlosen Endgeräten (130).
  19. Terrestrische Basisstation (110) nach Anspruch 17, wobei das Satelliten-Frequenzband ein zellulares Satelliten-Frequenzband ist und/oder wobei das terrestrische Frequenzband ein terrestrisches zellulares Frequenzband ist.
  20. Drahtloses Endgerät (130), umfassend: einen Empfänger, der konfiguriert ist, um Kommunikationen über Vorwärtsverbindungs-Abschnitte (122) und Rückwärtsverbindungs-Abschnitte (124') eines terrestrischen Frequenzbands zu empfangen; und einen Sender, der konfiguriert ist, um Kommunikationen über ein Satelliten-Frequenzband (126, 164) zu übertragen.
  21. Drahtloses Endgerät (130) nach Anspruch 21: wobei der Empfänger weiter konfiguriert ist, um Kommunikationen über ein Satelliten-Frequenzband (162) zu empfangen; und wobei der Sender weiter konfiguriert ist, um Kommunikationen über ein terrestrisches Frequenzband (124) zu übertragen.
  22. Drahtloses Endgerät (130) nach Anspruch 21, wobei in einem ersten Betriebsmodus der Empfänger konfiguriert ist, um Kommunikationen über Vorwärtsverbindungs-Abschnitte (122) und Rückwärtsverbindungs-Abschnitte (124') des terrestrischen Frequenzbands zu empfangen, und der Sender konfiguriert ist, um Kommunikationen über das Satelliten-Frequenzband (126, 164) zu übertragen, und wobei in einem zweiten Betriebsmodus der Empfänger konfiguriert ist, um Kommunikationen über ein Satelliten-Frequenzband (162) zu empfangen, und der Sender konfiguriert ist, um Kommunikationen (164, 126) über das Satelliten-Frequenzband zu übertragen.
  23. Drahtloses Endgerät (130) nach Anspruch 23, wobei in einem dritten Betriebsmodus der Empfänger konfiguriert ist, um Kommunikationen über ein terrestrisches Frequenzband (122) zu empfangen, und der Sender konfiguriert ist, um Kommunikationen über das terrestrische Frequenzband (124) zu übertragen.
  24. Drahtloses Endgerät (130) nach Anspruch 22, wobei das Satelliten-Frequenzband ein zellulares Satelliten-Frequenzband ist und/oder das terrestrische Frequenzband ein terrestrisches zellulares Frequenzband ist.
  25. Verfahren zum Erweitern der Kapazität eines terrestrischen drahtlosen Kommunikationssystems (100), das ein terrestrisches Frequenzband für Kommunikationen mit drahtlosen Endgeräten (130) verwendet, das Verfahren umfassend: Nutzung eines Satelliten-Frequenzbands (126) zum terrestrischen Empfangen von Kommunikationen von den drahtlosen Endgeräten (130).
  26. Verfahren nach Anspruch 26, wobei die Nutzung umfasst: Nutzung des Satelliten-Frequenzbands (126) für terrestrisches Empfangen von Kommunikationen von den drahtlosen Endgeräten (130) ohne Nutzung des Satelliten-Frequenzbands für terrestrisches Übertragen von Kommunikationen an die drahtlosen Endgeräte (130).
  27. Verfahren nach Anspruch 26, weiter umfassend Nutzung von Vorwärtsverbindungs-Abschnitten (122) und Rückwärtsverbindungs-Abschnitten (124') eines terrestrischen Frequenzbands für terrestrisches Übertragen von Kommunikationen an die drahtlosen Endgeräte (130).
  28. Verfahren nach Anspruch 26, wobei das Satelliten-Frequenzband ein zellulares Satelliten-Frequenzband ist und/oder wobei das terrestrische Frequenzband ein terrestrisches zellulares Frequenzband ist.
  29. Verfahren nach Anspruch 26, weiter umfassend Nutzung eines Satelliten-Frequenzbands (126) für terrestrisches Empfangen von Kommunikationen von den drahtlosen Endgeräten (130).
  30. Verfahren nach Anspruch 28, wobei das Satelliten-Frequenzband ein zellulares Satelliten-Frequenzband ist und/oder wobei das terrestrische Frequenzband ein terrestrisches zellulares Frequenzband ist.
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