Способ и система для повышения спектральной эффективности линии передачи данных
Изобретение относится к области радиотехники, а именно к осуществлению связи между мобильным аппаратом и множеством приемопередатчиков, и может быть использовано в системе мобильной спутниковой связи. Технический результат заключается в повышении спектральной эффективности. Для этого устройство для установления связи с мобильным аппаратом содержит первый приемопередатчик, который передает к мобильному аппарату по любому одному из множества каналов; и второй приемопередатчик, который передает к мобильному аппарату по любому одному из множества каналов, причем множество каналов включает в себя один канал, по которому передает первый приемопередатчик, в котором второй приемопередатчик расположен в зоне, покрываемой первым приемопередатчиком, и в котором первый сигнал, принятый мобильным аппаратом от первого приемопередатчика, имеет меньшую энергию, чем второй сигнал, принятый мобильным аппаратом от второго приемопередатчика. 2 н. и 29 з.п. ф-лы, 6 ил.
Перекрестная ссылка на родственные заявки
Настоящая заявка основана и пользуется преимуществами с даты подачи предварительной патентной заявки США № 60/908289, поданной 27 марта 2007 г., содержание которой содержится здесь посредством ссылки.
Область техники, к которой относится изобретение
Способы и устройства, совместимые с настоящим изобретением, относятся к связи мобильным аппаратом с множеством приемопередатчиков и, более конкретно, к повторному использованию каналов для повышения спектральной эффективности.
Краткое описание чертежей
Подробные варианты осуществления настоящего изобретения будут описаны со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
Фиг. 1 иллюстрирует систему мобильной спутниковой связи в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;
Фиг. 2A иллюстрирует распределение каналов в узком луче;
Фиг. 2B иллюстрирует распределение каналов в узком луче с добавлением множества внеполосных каналов в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;
Фиг. 2C иллюстрирует распределение каналов в узком луче с добавлением внеполосного спектра в системе MSS/ATC в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения;
Фиг. 3 иллюстрирует границы перехода между режимом мобильной спутниковой системы (MSS), режимом наземного режима ATC (TMA) и режимом улучшенного наземного режима (TME) в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения; и
Фиг. 4 иллюстрирует блок-схему последовательности выполнения операций, описывающую способ для установления связи между мобильным аппаратом с множеством приемопередатчиков в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
Подробное описание нескольких вариантов осуществления
Варианты осуществления настоящего изобретения будут описаны подробно со ссылкой на сопроводительные чертежи.
По всему описанию используются несколько акронимов и сокращенных обозначений, чтобы помочь пониманию определенных концепций, имеющих отношение к сопутствующей системе и услугам. Эти акронимы и сокращенные обозначения предназначены исключительно для цели предоставления простой методологии выражения высказанных здесь идей и никоим образом не предназначены для ограничения объема настоящего изобретения.
Настоящее изобретение может быть осуществлено во многих различных формах, не должно рассматриваться как ограничивающееся изложенными здесь вариантами осуществления и определяется прилагаемой формулой изобретения. Схожие ссылочные номера относятся к схожим элементам по всему описанию.
Фиг. 1 иллюстрирует систему 100 мобильной спутниковой связи с множеством аппаратов связи, взаимодействующих друг с другом, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
Как показано на фиг. 1, спутниковый приемопередатчик 102 может устанавливать связь двунаправленно с множеством мобильных аппаратов 106. Аналогично, наземная базовая станция 104 может устанавливать связь двунаправленно с множеством мобильных аппаратов 106. В этом варианте осуществления мобильный аппарат 106 может включать в себя мобильный сотовый телефон, карманный компьютер (PDA) или любой мобильный аппарат, способный к передаче данных на другие объекты.
Спутниковый приемопередатчик 102 может включать в себя любой объект, способный двигаться по орбите вокруг другого объекта и способный к передаче данных двунаправленно с другими объектами.
Базовая станция 104 может включать в себя любую станцию с радиоприемопередатчиком, которая поддерживает связь с мобильным радиоаппаратом в заданном диапазоне.
В соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, существуют четыре различных линии связи, которые будут обсуждаться.
В линии 108 связи "спутник-земля", спутниковый приемопередатчик 102 может передавать данные на мобильный аппарат 106. В этом случае, связь "спутник-земля" может быть частью стандарта связи для мобильных спутниковых систем (MSS). В одном варианте осуществления, спутниковый приемопередатчик 102 может передавать и принимать данные к или от зоны, облучаемой узким лучом 116, который охватывает мобильный аппарат 106. В линии 112 связи "земля-спутник" мобильный аппарат 106 может передавать данные на спутниковый приемопередатчик 102. В линии 114 связи "базовая станция-мобильный аппарат" базовая станция 104 может передавать данные на мобильный аппарат 106. В линии 110 связи "мобильный аппарат-базовая станция" мобильный аппарат 106 может передавать данные на базовую станцию 104.
Спутниковый приемопередатчик 102 может передавать данные по множеству каналов. Каждый канал может иметь выделенную ему частоту. В соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, спутниковый приемопередатчик 102 может передавать по любому из четырех каналов, обозначенных A1, B1, C1, D1, соответственно, как показано в фиг. 2A. Конечно, может обеспечиваться любое количество каналов. Мобильный аппарат 106 может передавать на спутниковый приемопередатчик 102 по множеству каналов. Каждый канал может иметь выделенную ему частоту. В соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, мобильный аппарат 106 может передавать по любому из четырех каналов, обозначенных A, B, C, D соответственно и соответствующих каналам A1, B1, С1, D1, соответственно.
В одном варианте осуществления, связь со спутникового приемопередатчика 102 будет осуществляться по одному из этих каналов, например по каналу A1. Мобильный аппарат 106 будет передавать по соответствующему каналу A. В пределах узкого луча 116 спутникового приемопередатчика 102, базовые станции 104 будут также устанавливать связь с мобильными аппаратами 106. Как правило, частоты, используемые для установления связи между базовыми станциями 104 и мобильными аппаратами 106, отличаются от частот, используемых для установления связи между спутниковым приемопередатчиком 102 и мобильными аппаратами 106. Альтернативно, традиционный стандарт MSS/ATC предусматривает, что каналы, зарезервированные для спутниковых связей, но не используемые спутниковым приемопередатчиком 102, могут использоваться для связи базовой станции с мобильным аппаратом в пределах узкого луча 116 спутникового приемопередатчика 102. Таким образом, другие каналы в этом примере, каналы B1, C1 и D1 могут использоваться для связей базовой станции с мобильным аппаратом, например, в качестве каналов вспомогательных наземных компонент (ATC). В соответствии со стандартом MSS, фиг. 2A предоставляет множество каналов, используемых в этих передачах данных. Линия связи "спутник-земля" будет упоминаться как нисходящая линия связи MSS, а линия связи "земля-спутник" будет упоминаться как восходящая линия связи MSS.
При передаче данных по восходящей линии связи в поясняемом варианте осуществления существуют четыре возможных канала, обозначенных A, В, C и D, соответственно, как изображено на фиг. 2A. Канал A восходящей линии связи связан с каналом А1 нисходящей линии связи, упомянутым выше. Таким образом, каналы A и А1 образуют пару канала. Другими словами, канал A1 нисходящей линии связи относится к половине канала, используемого для посылки данных со спутника на наземный аппарат, расположенного на земле. Канал A восходящей линии связи, с другой стороны, относится к другой половине канала для посылки данных с наземного аппарата на спутник 102. Точно так же дело обстоит для остальных пар В/В1, C/C1 и D/D1 канала, где В, C и D соответствуют каналам восходящей линии связи и В1, C1 и D1 соответствуют каналам нисходящей линии связи.
В примере, показанном на фиг. 2A, спектр частот от 2000 до 2020 МГц может использоваться для традиционных восходящих линий 202 связи MSS и спектр частот от 2180 до 2200 МГц может использоваться для нисходящих линий 204 связи MSS. В этом примере четыре канала шириной 5 МГц используются в качестве каналов восходящей и нисходящей линий связи.
Фиг. 2B иллюстрирует распределение каналов в узком луче с добавлением множества внеполосных каналов в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Как показано на фиг. 2B, существует множество двойных каналов 250 T/S нисходящей линии связи, используемых для связи от спутника к мобильному аппарату (каналы S нисходящей линии связи), и от базовой станции к мобильному аппарату (каналы T нисходящей линии связи). Обозначения T и S используются, чтобы, в целом, обозначить наземную (T) связь, такую как связь между базовой станцией и мобильным аппаратом, и спутниковую (S) связь, такую как связь между мобильным аппаратом и спутником. Например, в одном варианте осуществления, один или более наземных (T) каналов могут быть каналами ATC и один или более спутниковых (S) каналов могут быть каналами MSS, хотя эта система может использоваться помимо системы MSS/ATC. Двойные каналы 250 T/S нисходящей линии связи позволяют как спутниковому приемопередатчику 102, так и базовым станциям 104 устанавливать связь с мобильным аппаратом 106 по каждому из множества каналов 250. Спутниковая передача не должна препятствовать передаче базовой станции на той же частоте, потому что сигнал базовой станции имеет на порядок большую мощность, чем спутниковый сигнал в зоне покрытия при передаче в узком луче со спутникового приемопередатчика 102. Каналы S нисходящей линии связи в двойных каналах 250 T/S нисходящей линии связи (то есть каналы нисходящей линии связи от спутника к мобильному аппарату) попарно соединяются с каналами 252 S восходящей линии связи (то есть каналами восходящей линии связи от мобильного аппарата к спутнику).
Каналы восходящей линии связи (то есть каналы от мобильного аппарата к базовой станции), соответствующие каналам T нисходящей линии связи (то есть каналам от базовой станции к мобильным аппаратам), в двойных каналах 250 T/S нисходящей линии связи обрабатываются по-разному. Как показано на фиг. 2B, множество наземных внеполосных (T OOB) каналов 254 восходящей линии связи добавляются к S каналам восходящей линии связи (то есть к каналам восходящей линии связи от мобильного аппарата к спутнику). Каналы 254 T OOB позволяют мобильному аппарату 106 устанавливать связь с базовой станцией 104, не создавая помехи приему спутниковым приемопередатчиком 102. Каждый наземный внеполосный канал (канал T ООВ) во множестве каналов 254 T OOB восходящей линии связи вместе с каждым из множества каналов Т нисходящей линии связи во множестве двойных каналов 250 T/S нисходящей линии связи образуют наземную пару канала, позволяющую осуществление связи между базовой станцией и мобильным аппаратом. В варианте осуществления, проиллюстрированном на фиг. 2B, часть спектра OOB состоит из четырех каналов OOB восходящей линии связи и каждый из четырех каналов OOB восходящей линии связи соединяется попарно с соответствующим каналом из четырех каналов T нисходящей линии связи. Однако следует понимать, что по желанию может быть осуществлено любое количество каналов.
Каждый канал T OOB восходящей линии связи из каналов 254 T OOB может использоваться вместе с соответствующим каналом T нисходящей линии связи во множестве двойных каналов 250 T/S нисходящей линии связи для наземной передачи в пределах зоны покрытия узкого луча от спутникового приемопередатчика. Спектр канала T OOB восходящей линии связи может включать в себя любой спектр с адекватными характеристиками распространения для мобильного или переносного использования.
Помеха уменьшается за счет того, что канал T OOB восходящей линии связи не виден спутниковому приемопередатчику 102. Каналы 254 T OOB восходящей линии связи находятся вне полосы пропускания спутникового приемопередатчика.
За счет попарного соединения спектра канала T OOB восходящей линии связи (от мобильного аппарата к базовой станции) со спектром наземного канала T нисходящей линии связи в двойной спектр T/S нисходящей линии связи (на частоте нисходящей линии спутниковой связи), описанного выше, не существует, по существу, никакой помехи в восходящей линии связи, воздействующей на какой-либо спутниковый приемопередатчик, работающий в обычном диапазоне восходящей линии спутниковой связи. Спутниковый приемопередатчик "видит" только энергию, связанную с желаемыми связями восходящей линии связи между землей и пространством. Любая энергия, связанная с восходящей линией связи на наземные базовые станции, удаляется в другой диапазон частот вне спутникового спектра в восходящей линии связи, которые не создают, по существу, никакой помехи для спутникового приемопередатчика.
В зонах, где спутник является единственным поставщиком услуг, восходящая линия связи от мобильного аппарата к спутниковому приемопередатчику и нисходящая линия связи от спутникового приемопередатчика к мобильному аппарату, работает в выделенном спутниковом диапазоне. В зонах, где работают наземные базовые станции, или некоторый или весь спектр нисходящей линии спутниковой связи используется наземными базовыми станциями, чтобы обеспечивать нисходящую линию связи (то есть нисходящую линию связи от базовой станции к мобильному аппарату). Поскольку наземные сигналы на порядок мощнее в зоне покрытия, более мощные наземные сигналы будут "подавлять" сигналы нисходящей линии спутниковой связи. В направлении восходящей линии связи спектр OOB используется в восходящей линии наземной связи (то есть восходящей линии связи от мобильного аппарата к базовой станции), по существу, без какого-либо влияния на работу спутника, поскольку спектр OOB восходящей линии связи находится вне "обычного" спектра восходящей линии спутниковой связи.
Фиг. 2C иллюстрирует распределение каналов в узком луче с добавлением внеполосного канала в системе MSS/ATC в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения. Как показано на фиг. 2B, существует множество каналов 208 восходящей линии связи для передачи данных. В соответствии со стандартом MSS/ATC, один или более каналов могут использоваться в качестве спутникового (например, MSS) канала или наземного (например, ATC) канала. Например, в одном варианте осуществления, один канал 210 восходящей линии связи может использоваться как канал восходящей линии связи MSS (то есть канал связи от мобильного аппарата к спутнику). Остальные каналы 212 могут использоваться как наземные каналы восходящей линии связи (то есть каналы связи от мобильного аппарата к базовой станции), например, в каналах ATC.
Дополнительно, на фиг. 2С показаны видоизмененные линии 216 передачи данных в соответствии с повторным использованием совмещенного канала и описанными здесь внеполосными технологиями. Видоизмененные нисходящие линии 216 передачи данных могут содержать двойной канал 218 нисходящей линии связи MSS/ATC в дополнение к обычным наземным каналам 219 нисходящей линии связи (то есть каналам связи от мобильного аппарата к базовой станции), которые соединяются попарно с наземными каналами 212 восходящей линии связи (то есть каналами связи от мобильного аппарата к базовой станции). Двойной канал 218 MSS/ATC нисходящей линии связи позволяет как спутниковому приемопередатчику 102, так и базовым станциям 104 устанавливать связь с мобильными аппаратами 106 по одному и тому же каналу. Подобно варианту осуществления, описанному выше со ссылкой на фиг. 2B, спутниковая передача не будет создавать взаимных помех при передаче базовой станции на той же самой частоте, потому что сигнал базовой станции на порядок мощнее, чем спутниковый сигнал.
Канал восходящей линии связи, соответствующий каналу нисходящей линии связи от базовой станции к мобильному аппарату в двойном канале 218 нисходящей линии связи, обрабатывается по-разному. Как показано на фиг. 2C, наземный внеполосный (OOB) канал 214 восходящей линии связи добавляется к каналам 208 восходящей линии связи передачи данных. Например, канал 214 ATC OOB восходящей линии связи добавляется к линиям 208 передачи данных. Этот наземный внеполосный канал 214 восходящей линии связи (например, канал ATC OOB восходящей линии связи) позволяет мобильному аппарату 106 устанавливать связь с базовой станцией 104, не создавая помех для приема спутникового приемопередатчика 102. Наземный внеполосный канал 214 восходящей линии связи (например, канал ATC OOB восходящей линии связи), вместе с наземным каналом 218 нисходящей линии связи (например, каналом ATC нисходящей линии связи) образуют пару наземных каналов (например, пару каналов ATC), допускающую связь между базовой станцией и мобильным аппаратом.
Спектр OOB является частью спектра, которая может быть равна распределению спектра любого канала, передаваемого по линии передачи данных. Тот же самый спектр OOB может использоваться для узкого луча от спутникового приемопередатчика, используя любой канал. Предпочтительно, спектр OOB может включать в себя любой спектр с адекватными характеристиками распространения для мобильного или передвижного использования.
Помеха снижается, поскольку канал OOB не наблюдается спутниковым приемопередатчиком. То есть канал OOB находится вне полосы пропускания спутникового приемопередатчика.
Схемы, описанные выше, повышают спектральную эффективность. Например, обращаясь к варианту осуществления, проиллюстрированному на фиг. 2C, при традиционных связях MSS/ATC узкий луч обычно должен позволять три из четырех каналов использовать, например, для наземной передачи данных. Таким образом, четверть каналов не будет доступна для наземной связи. Дополнительное использование канала MSS нисходящей линии связи для передач от спутника к мобильным аппаратам вместе с передачами от мобильного аппарата к базовой станции по восходящей линии связи в дополнительном спектре OOB за пределами части спектра, предписанной для спутниковых связей, позволяет увеличивать спектральную эффективность. Таким образом, другая пара канала теперь доступна для наземной передачи данных.
Например, обращаясь к варианту осуществления, проиллюстрированному на фиг. 2C, если каждый из каналов MSS или ATC восходящей и нисходящей линий связи занимает 20 МГц ширины полосы и наземный канал OOB (ATC OOB) восходящей линии связи занимает 5 МГц части спектра наземных несоединенных попарно каналов, эффективность системы MSS/ATC может быть увеличена на 12%. Другими словами, 45 МГц распределенного спектра дают увеличение до 50 МГц эффективного спектра.
Аналогично, обращаясь к варианту осуществления, проиллюстрированному на фиг. 2B, в направлении нисходящей линии связи каждый из четырех каналов нисходящей линии связи используется как для связи от спутника к мобильному аппарату (каналы S нисходящей линии связи), так и для связи от базовой станции к мобильному аппарату (каналы T нисходящей линии связи). В направлении восходящей линии связи каждый из четырех каналов восходящей линии связи используется для связи между мобильным аппаратом и спутником. Связь по восходящей линии связи между мобильным аппаратом и базовой станцией обрабатывается с использованием четырех каналов OOB восходящей линии связи, чтобы предотвратить помеху от спутниковых каналов восходящей линии связи. Таким образом, в общей сложности существуют 8 каналов восходящей линии связи. Обычно, в направлении нисходящей линии связи могут также существовать 8 аналогичных каналов нисходящей линии связи, то есть 4 канала нисходящей линии связи для связи между спутником и мобильным аппаратом (каналы S нисходящей линии связи) и 4 канала нисходящей линии связи для связи между базовой станцией и мобильным аппаратом (каналы T нисходящей линии связи), дающие увеличение общего количества до 16 спутниковых и наземных каналов. Однако поскольку сигнал от базовой станции на порядки мощнее, чем спутниковый сигнал, наземный сигнал будет подавлять спутниковый сигнал. Поэтому 4 канала нисходящей линии связи для связи между спутником и мобильным аппаратом (каналы S нисходящей линии связи) и 4 канала нисходящей линии связи для связи между базовой станцией и мобильным аппаратом (каналы T нисходящей линии связи) могут объединяться или сливаться таким образом, что каждый канал S нисходящей линии связи и соответствующий канал T нисходящей линии связи используют одну и ту же полосу частот. В результате, в этом примере в направлении нисходящей линии связи используются только 4 канала нисходящей линии связи вместо обычных 8 каналов.
Поэтому, если каждый из каналов восходящей и нисходящей линий связи и каждый из каналов OOB восходящей линии связи занимают одну и ту же ширину полосы, например, ширину полосы 5 МГц, эффективность системы "спутник-земля" может быть увеличена на 25% (то есть 4 канала, разделенных на общее количество 16 каналов).
Использование спектра ООВ может применяться к наземной реализации местонахождений перекрывающей базовой станции и местонахождений подстилающей базовой станции. Местонахождения перекрывающей базовой станции могут включать в себя любое местонахождение, используемое для широкого покрытия, например, местонахождение, расположенное на более высокой возвышенности. Местонахождения подстилающей базовой станции могут включать в себя любые местонахождения, используемые для заполнения покрытия и пропускной способности, по меньшей мере, частично в пределах покрытия перекрывающего местонахождения, например, местонахождений, расположенных на меньшей возвышенности относительно перекрывающего местонахождения. Применение спектра OOB может позволить использование совмещенного канала одного и того же канала нисходящей линии связи как для подстилающей линии связи между базовой станцией и мобильным аппаратом, так и перекрывающей линии связи между базовой станцией и мобильным аппаратом. Помеха на стороне восходящей линии связи исключается использованием спектра OOB для восходящей линии связи между мобильным аппаратом и подстилающей наземной базовой станцией.
Такая реализация может помочь избежать регулярных помех, связанных с ATC, поскольку наземная реализация не будет оказывать отрицательного влияния на спутниковые операции. Дополнительно, эта реализация может также предложить альтернативный способ осуществления наземного компонента в системе на основе спутниковой связи.
Фиг. 3 иллюстрирует границу перехода между режимом мобильной спутниковой системы (MSS), режимом наземного режима ATC (TMA) и режимом улучшенного наземного режима (TME) в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
Как показано на фиг. 3, узкий луч 116 облучает площадь, которая охватывает мобильный аппарат 106. В пределах этой площади существуют три режима связи, в которых спутниковый приемопередатчик 102 может устанавливать связь двунаправленно с мобильными аппаратами 106. Аналогично, в части этой зоны базовые станции 104 могут устанавливать связь двунаправленно с мобильными аппаратами 106.
Зона 302 режима MSS является зоной, в которой мобильные аппараты 106 могут устанавливать связь двунаправленно со спутниковым приемопередатчиком 102. В зоне 302 режима MSS мобильные аппараты 106 находятся вне диапазона базовых станций 104. Зона 306 режима TMA и зона 304 режима TME являются зонами, в которых мобильные аппараты 106 могут устанавливать связь либо с базовыми станциями 104, либо со спутниковыми приемопередатчиками 102. Дополнительно, на фиг. 3 показаны различные границы, на которых мобильные аппараты 106 осуществляют переключение между режимами.
Режим MSS относится к режиму, в котором мобильный аппарат 106 устанавливает связь через спутниковый приемопередатчик 102 в части радиочастотного спектра, выделенного для связи через спутниковый приемопередатчик 102 (то есть по нисходящей и восходящей линии связи MSS) в соответствии с традиционным стандартом MSS. Режим MSS может использоваться, когда наземная связь с базовой станцией 104 невозможна. Каналы, используемые для соседствующих узких лучей 116 спутников, управляются по обычным правилам избежания помех, создаваемых соседствующими узкими лучами.
Режим TMA относится к режиму, в котором мобильный аппарат 106 устанавливает связь через наземную базовую станцию 104 в пределах узкого луча 116 спутникового приемопередатчика 102. Спектр выделяется как для линий связи между наземными базовыми станциями и мобильным аппаратом, так и для линий связи между мобильным аппаратом и наземной базовой станцией, используя традиционные стандарты MSS/ATC. Например, канал выделяется для спутниковых связей, а остальные каналы могут использоваться для наземных связей, как изображено на фиг. 2A.
Режим TME относится к режиму, в котором мобильный аппарат 106 устанавливает связь через наземную базовую станцию 104, используя спектр, выделяемый с использованием традиционных стандартов MSS/ATC, причем спектр выделяется для линии связи MSS для дополнительной линии связи между наземной базовой станцией и мобильным аппаратом, и внеполосный спектр, который не является частью спектра, выделенного для линии связи MSS для дополнительной линии связи между мобильным аппаратом и базовой станцией.
Зоны 306 режима TMA между зонами 304 режима TME и зонами 302 режима MSS побуждают мобильные аппараты 106, которые могли принимать связь от базовой станции 104, используя канал совместного пользования с нисходящей линией связи от спутникового приемопередатчика в зонах 304 режима TME, переключаться на канал, не используемый для спутниковых связей в соответствии со стандартом MSS/ATC, до того, как мобильные аппараты 106 входят в зоны 302 режима MSS. Здесь предполагается, что покрытие в режиме TMA больше, чем покрытие в режиме TME. То есть режим TME позволяет использовать большее количество каналов. В этом случае, TMA покрывает любую заданную географическую зону, которая покрывается TME.
Уменьшение помех в режиме TME может быть достигнуто, используя различные схемы мультиплексирования для линии связи между базовой станцией и мобильным аппаратом и линии связи между спутником и мобильным аппаратом, которые совместно используют один и тот же канал. Например, широкополосный сигнал доступа с кодовым разделением каналов (CDMA) может использоваться в наземной линии связи между базовой станцией и мобильным аппаратом. Линия связи между спутником и мобильным аппаратом может использовать мультиплексирование с ортогональным частотным разделением каналов (OFDM). Конечно, возможны многие другие варианты. Если канал подразделяется на много частей, то широкополосный сигнал CDMA будет обнаруживаться как узкополосный сигнал со слабой мощностью сигнала и будет отклоняться как непригодный дискриминатором усиления системы CDMA. В результате, любое ухудшение качества сигнала по линии связи будет минимальным.
В целом, в переходных зонах между наземными операциями и спутниковыми операциями для достижения избавления от помех или минимизации помех при переходе между наземными и спутниковыми системами могут использоваться несколько способов. Например, если ширина полосы индивидуальных каналов на спутниковых и наземных системах близка, часть спектра нисходящей линии спутниковой связи может быть исключена из использования во внешних зонах покрытия наземной системы, чтобы предложить свободный от помех совмещенный канал для перехода управления между спутниковыми и наземными системами в тех переходных зонах, где прекращается наземное обслуживание и начинается только спутниковое обслуживание.
Однако ширина полосы индивидуальных каналов, используемых на спутнике, может также быть уже, чем ширина полосы канала, используемого в наземной сети. Например, это может иметь место, когда система MSS использует модифицированные каналы глобальной системы мобильной связи (GSM), а наземная сеть использует универсальную систему мобильной связи (UMTS) или протокол WiMax или другие технологии широкополосной передачи третьего или четвертого поколения. Если ширина полосы индивидуальных каналов, используемых на спутнике, уже, чем ширина полосы канала в наземной сети, разница в плотности энергии на Гц между широкополосными наземными каналами и узкополосными спутниковыми каналами может использоваться как защита от помех между наземными операциями и спутниковыми операциями. Действительно, на краю наземного покрытия, наземные сигналы могут иметь меньшую энергию, чем вблизи базовой станции. Кроме того, в результате того, что ширина полосы наземных каналов шире, чем ширина полосы спутниковой системы, плотность энергии на Гц для наземной системы меньше, чем плотность энергии на Гц для спутниковой системы. Следовательно, в переходной зоне мобильный аппарат может "видеть" спутниковую систему передачи и может сбрасывать наземную систему передачи, поскольку плотность энергии наземной системы передачи меньше, чем плотность энергии в спутниковой системе передачи. Это минимизирует или, по существу, исключает помеху между спутниковыми и наземными системами передачи в переходных зонах.
Фиг. 4 иллюстрирует блок-схему 400 последовательности выполнения операций способа для связи между мобильным аппаратом 106 с многочисленными приемопередатчиками в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Второй приемопередатчик может располагаться в зоне, покрытой первым приемопередатчиком. Дополнительно, в этом варианте осуществления первый сигнал принимается мобильным аппаратом от первого приемопередатчика, имеющего меньшую энергию, чем второй сигнал, принятый мобильным аппаратом от второго приемопередатчика.
Первый приемопередатчик передает на мобильный аппарат по любому одному из множества каналов (S402). Затем, второй приемопередатчик передает на мобильный аппарат 106 по любому одному из множества каналов (S404). В свою очередь, мобильный аппарат 106 передает на первый приемопередатчик по одному каналу, по которому первый приемопередатчик передает на мобильный аппарат 106 (S406). Наконец, мобильный аппарат 106 передает на второй приемопередатчик по любому из множества каналов, кроме одного канала, или по каналу, отдельному от множества каналов (S408).
Первый приемопередатчик может быть спутниковым приемопередатчиком 102. Дополнительно, второй приемопередатчик может быть базовой станцией 104. В одном варианте осуществления любой один канал из множества каналов, кроме одного канала, может быть каналом вспомогательного наземного компонента (ATC), имеющим спектр, равный спектральному распределению любого из множества каналов, кроме одного канала. В другом варианте осуществления любой канал из множества каналов, используемых при передаче от первого приемопередатчика или от второго приемопередатчика, может быть выполнен с возможностью быть как каналом мобильной спутниковой системы (MSS), так и каналом вспомогательного наземного компонента (ATC).
Специалистам в данной области техники должно быть понятно, что по форме и в деталях могут быть сделаны различные замены, модификации и изменения, которые не отходят от объема и сущности настоящего изобретения, описанного в последующей формуле изобретения. Поэтому следует понимать, что описанные выше варианты осуществления служат только для целей примера и не должны рассматриваться как ограничения изобретения.
1. Способ установления связи между мобильным аппаратом, первым и вторым приемопередатчиками, в котором второй приемопередатчик расположен в зоне, покрываемой первым приемопередатчиком, в котором первый сигнал, принятый мобильным аппаратом от первого приемопередатчика, имеет меньшую энергию, чем второй сигнал, принятый мобильным аппаратом от второго приемопередатчика, при этом способ содержит этапы, на которых:
передают от первого приемопередатчика к мобильному аппарату по любому одному из множества каналов; и
передают от второго приемопередатчика к мобильному аппарату по любому одному из множества каналов, причем множество каналов включает в себя один канал, по которому передает первый приемопередатчик,
причем один канал, используемый при передаче от первого приемопередатчика или от второго приемопередатчика, выполнен с возможностью быть как каналом передачи спутник - мобильный аппарат, так и каналом передачи базовая станция - мобильный аппарат.
2. Способ по п.1, дополнительно содержащий этапы, на которых:
передают от мобильного аппарата на первый приемопередатчик по одному каналу, по которому первый приемопередатчик передает на мобильный аппарат; и
передают от мобильного аппарата на второй приемопередатчик по любому из множества каналов, кроме одного канала, или по каналу, отдельному от множества каналов.
3. Способ по п.1, в котором первый приемопередатчик является спутниковым приемопередатчиком.
4. Способ по п.1, в котором второй приемопередатчик является базовой станцией.
5. Способ по п.1, в котором любой один из множества каналов, кроме одного канала, является каналом вспомогательного наземного компонента (АТС).
6. Способ по п.1, в котором каждый из множества каналов выполнен с возможностью быть как спутниковым каналом для связи от спутника к мобильному аппарату, так и наземным каналом для связи от базовой станции к мобильному аппарату.
7. Способ по п.6, дополнительно содержащий этап, на котором:
передают от мобильного аппарата к спутнику по спутниковому каналу и передают от мобильного аппарата к базовой станции по каналу, отдельному от множества каналов.
8. Способ по п.7, в котором канал, отдельный от множества каналов, является одним каналом во множестве наземных внеполосных (OOВ) каналов.
9. Способ по п.8, дополнительно содержащий попарное соединение каждого из множества наземных внеполосных каналов с соответствующим наземным каналом во множестве каналов.
10. Способ по п.1, дополнительно содержащий этапы, на которых:
передают от мобильного аппарата к первому приемопередатчику по любому одному из множества каналов; и
передают от мобильного аппарата ко второму приемопередатчику по любому из множества каналов, кроме одного канала, или по каналу, отдельному от множества каналов.
11. Способ по п.10, в котором первый приемопередатчик является спутниковым приемопередатчиком.
12. Способ по п.10, в котором второй приемопередатчик является базовой станцией.
13. Способ по п.10, в котором любой один из множества каналов, кроме одного канала, является каналом вспомогательного наземного компонента (АТС).
14. Способ по п.10, в котором передача от мобильного аппарата к первому приемопередатчику по любому одному из множества каналов содержит передачу от мобильного аппарата к спутнику по спутниковому каналу во множестве каналов.
15. Способ по п.10, в котором передача от мобильного аппарата ко второму приемопередатчику содержит передачу от мобильного аппарата к базовой станции по каналу, отдельному от множества каналов.
16. Способ по п.15, в котором канал, отдельный от множества каналов, является одним каналом во множестве наземных внеполосных (OOВ) каналов.
17. Способ по п.16, в котором наземные внеполосные каналы являются каналами вспомогательного наземного компонента (АТС).
18. Способ по п.16, дополнительно содержащий попарное соединение каждого из множества наземных внеполосных (OOВ) каналов с соответствующим наземным каналом во множестве каналов.
19. Устройство для установления связи с мобильным аппаратом, содержащее:
первый приемопередатчик, который передает к мобильному аппарату по любому одному из множества каналов; и
второй приемопередатчик, который передает к мобильному аппарату по любому одному из множества каналов, причем множество каналов включает в себя один канал, по которому передает первый приемопередатчик, в котором второй приемопередатчик расположен в зоне, покрываемой первым приемопередатчиком, и в котором первый сигнал, принятый мобильным аппаратом от первого приемопередатчика, имеет меньшую энергию, чем второй сигнал, принятый мобильным аппаратом от второго приемопередатчика, причем один канал, используемый при передаче от первого приемопередатчика или от второго приемопередатчика, выполнен с возможностью быть как каналом передачи спутник - мобильный аппарат, так и каналом передачи базовая станция - мобильный аппарат.
20. Устройство по п.19, дополнительно содержащее мобильный аппарат, в котором мобильный аппарат передает к первому приемопередатчику по одному каналу, по которому первый приемопередатчик осуществляет передачу на мобильный аппарат, и передает ко второму приемопередатчику по любому из множества каналов, кроме одного канала, или по каналу, отдельному от множества каналов.
21. Устройство по п.19, в котором первый приемопередатчик является спутниковым приемопередатчиком.
22. Устройство по п.19, в котором второй приемопередатчик является базовой станцией.
23. Устройство по п.19, в котором любой один из множества каналов, кроме одного канала, является каналом вспомогательного наземного компонента (АТС).
24. Устройство по п.19, в котором один канал, используемый в передаче от первого приемопередатчика или от второго приемопередатчика, выполнен с возможностью быть как каналом мобильной спутниковой системы (MSS), так и каналом вспомогательного наземного компонента (АТС).
25. Устройство по п.19, в котором каждый из множества каналов выполнен с возможностью быть как спутниковым каналом для связи от спутника к мобильному аппарату, так и наземным каналом для связи от базовой станции к мобильному аппарату.
26. Устройство по п.25, в котором мобильный аппарат выполнен с возможностью передачи на спутник по спутниковому каналу и передачи к базовой станции по каналу, отдельному от множества каналов.
27. Устройство по п.26, в котором канал, отдельный от множества каналов, является одним каналом во множестве наземных внеполосных (OOВ) каналов.
28. Устройство по п.27, в котором каждый из множества наземных внеполосных (OOВ) каналов соединяется попарно с соответствующим наземным каналом во множестве каналов.
29. Устройство по п.19, дополнительно содержащее мобильный аппарат, причем мобильный аппарат передает к первому приемопередатчику по любому одному из множества каналов и передает ко второму приемопередатчику по любому из множества каналов, кроме одного канала, или по каналу, отдельному от множества каналов.
30. Устройство по п.29, в котором любой один из множества каналов, кроме одного канала, является каналом вспомогательного наземного компонента (АТС).
31. Устройство по п.29, в котором первым приемопередатчиком является спутниковый приемопередатчик, и вторым приемопередатчиком является базовая станция, в котором мобильный аппарат выполнен с возможностью передачи на спутниковый приемопередатчик по любому одному из множества спутниковых каналов и выполнен с возможностью передачи на базовую станцию по каналу во множестве наземных внеполосных каналов, отдельных от спутниковых каналов.
