專利名稱：基于衛(wèi)星的通信系統(tǒng)中進(jìn)行自適應(yīng)路由選擇的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及衛(wèi)星通信系統(tǒng)，尤其涉及到提供自適應(yīng)通信路由的一種方法和設(shè)備。
現(xiàn)有技術(shù)空間通信系統(tǒng)由衛(wèi)星運(yùn)載火箭和地面元件組成，它們分別形成了空間部分和地面部分以利于從任一近地位置到任意的另一近地位置之間的通信。在一般通信情況下，消息可以是數(shù)據(jù)和/或語(yǔ)音，可能借助介入空間鏈路從始發(fā)近地用戶通過(guò)一個(gè)地面站發(fā)送到空間部分，然后通過(guò)空間部分的多個(gè)元件，最后通過(guò)第二地面站返回地面，并最終尋路到被叫方近地用戶。為了該方法能夠可靠地工作，下述因素是很重要的至少有一條通過(guò)空間部分的路由是可用的，并且由地面站支持的終接的空間到地面鏈路是可用的。不能提供至少一個(gè)通過(guò)空間部分的路由，或者任意被叫方空間到地面鏈路的故障會(huì)導(dǎo)致無(wú)法建立到地球某些部分的連接。
在現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，到整個(gè)地面服務(wù)區(qū)域的連接性依賴于地面站所支持的活躍空間/地面鏈路的耐久性壽命。該鏈路中的任何故障都會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)中斷。此外，解決該問(wèn)題的現(xiàn)有技術(shù)方法過(guò)于復(fù)雜，需要某個(gè)集中控制核心器件指示多個(gè)系統(tǒng)元件進(jìn)行活躍地協(xié)調(diào)工作。
在采用軌道衛(wèi)星星座的多衛(wèi)星通信系統(tǒng)中，因?yàn)樵缙谛亲?wù)區(qū)域人口的考慮或衛(wèi)星故障，可能存在著“漏洞”。如果這些漏洞中的一個(gè)覆蓋一個(gè)地面站區(qū)域，那么就無(wú)法建立到該區(qū)域的連接。
現(xiàn)有系統(tǒng)設(shè)計(jì)以下述方式限制了地面站的選位因?yàn)閷?shí)現(xiàn)空間到地面鏈路的衛(wèi)星資源(即天線)有限，所以只有有限數(shù)量的地面站可以安置于單個(gè)衛(wèi)星的“腳印”中。并且進(jìn)入或從單個(gè)地面站輸出的星座業(yè)務(wù)量也受限于所支持的空間/地面鏈路的容量。隨著業(yè)務(wù)量的增加，這引起大量的開(kāi)支和復(fù)雜性的增加?，F(xiàn)有系統(tǒng)進(jìn)一步受限于它們有效地優(yōu)化操作以降低每分組費(fèi)用的能力。在數(shù)據(jù)傳送時(shí)沒(méi)有考慮這些因素。
此外，不論是在空間還是時(shí)間上，全球通信都不會(huì)在整個(gè)地球范圍內(nèi)以均勻分布方式進(jìn)行。最常見(jiàn)的是，世界任意地區(qū)的通信系統(tǒng)中預(yù)期的業(yè)務(wù)量與一周中的一天和一天中的時(shí)刻緊密相關(guān)，導(dǎo)致某些時(shí)間段的通信行為較少，而另一些時(shí)間段行為密集。當(dāng)前的全球系統(tǒng)設(shè)計(jì)禁止吞吐量限制或由這種特有的不平衡系統(tǒng)負(fù)荷所引起的“瓶頸”。不幸的是，不借助本發(fā)明，現(xiàn)有技術(shù)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)一定程度上受限于它們緩解擁塞情況的能力。這迫使系統(tǒng)設(shè)計(jì)者在下面兩種情況中作出選擇規(guī)劃一個(gè)能處理峰值負(fù)荷的系統(tǒng)，在大量時(shí)間段中將過(guò)剩網(wǎng)絡(luò)容量棄之不用，或者設(shè)計(jì)一個(gè)不能支持峰值需求的受限系統(tǒng)。
因此存在著這樣一種潛在的需求提供一種方法和適當(dāng)?shù)脑O(shè)備，即使在衛(wèi)星到地面的射頻通信鏈路出現(xiàn)中斷的情況下，也能夠保持全球通信系統(tǒng)中服務(wù)的連續(xù)性。
還存在這樣一種潛在的需求提供一種方法和設(shè)備，它們能盡量減小系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的潛在變化所帶來(lái)的影響，并仍提供服務(wù)的必要的連續(xù)性。
通過(guò)參看詳細(xì)描述和權(quán)利要求書(shū)，并同時(shí)參看附圖，可以得到對(duì)本發(fā)明的更完整的理解，在這些附圖中相似的標(biāo)號(hào)指示類似的項(xiàng)，并且

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例基于衛(wèi)星的通信系統(tǒng)的框圖；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例地面站的框圖，該地面站是一個(gè)基于地面的智能交換機(jī)，工作在基于衛(wèi)星的通信系統(tǒng)中，并提供基于地面的鏈路和地面到空間的鏈路；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例一個(gè)過(guò)程的流程圖，該過(guò)程在存在上行改換路由情況時(shí)為信號(hào)選擇路由；以及圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例一個(gè)過(guò)程的流程圖，該過(guò)程在存在下行改換路由情況時(shí)為信號(hào)選擇路由。
本發(fā)明描述了一種基于衛(wèi)星的通信系統(tǒng)，該系統(tǒng)已進(jìn)行調(diào)整以提供一種建立地面站和基于空間的衛(wèi)星交換機(jī)之間的通信鏈路的改進(jìn)方法。“普通”基于地面的終端節(jié)點(diǎn)被替換成“智能”交換機(jī)，使用基于空間的智能交換機(jī)間的鏈路，基于地面的智能交換機(jī)間的鏈路，以及基于空間的智能交換機(jī)和基于地面的智能交換機(jī)間的鏈路，可以建立備用鏈路?；诘孛娴闹悄芙粨Q機(jī)中的處理器允許系統(tǒng)對(duì)故障，過(guò)載，和其它改換路由的情況進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整。
在優(yōu)選實(shí)施例中，通過(guò)地面鏈路和充當(dāng)交換機(jī)的智能地面站形成基于衛(wèi)星的通信系統(tǒng)的地面部分。在這樣一種系統(tǒng)中，地面站將地面通信設(shè)施與衛(wèi)星骨干部分相互鏈接。在現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)中，系統(tǒng)用戶間的所有通信由衛(wèi)星骨干部分傳送。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，通過(guò)以一種智能方式將這些地面站設(shè)施鏈接起來(lái)，從而建立一種備用鏈路性能。
在現(xiàn)有技術(shù)中，地面站元件的操作涉及兩個(gè)方向上數(shù)據(jù)分組的傳送。從地面部分向空間部分傳送數(shù)據(jù)被稱為分組“上行”，而從空間部分向地面?zhèn)魉蛿?shù)據(jù)稱為分組“下行”。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，通過(guò)地面部分建立通信系統(tǒng)中數(shù)據(jù)傳送的第三方向。該數(shù)據(jù)傳送第三方向被稱為分組“地面交聯(lián)”。在“地面交聯(lián)”中，本地系統(tǒng)分組通過(guò)地面鏈路從一個(gè)地面站傳送到另一個(gè)地面站。
在現(xiàn)有技術(shù)中，地面實(shí)體不僅負(fù)責(zé)基于分組的傳送(上行和下行)，還負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)在系統(tǒng)本地分組和與現(xiàn)有地面電話網(wǎng)相兼容的格式之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
在現(xiàn)有技術(shù)設(shè)計(jì)中，當(dāng)?shù)孛鎸?shí)體接收下行分組時(shí)，丟棄不是發(fā)往該地面實(shí)體的任何分組。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，地面站接受發(fā)往任意目的地的所有下行分組。地面站控制器確定哪些上行數(shù)據(jù)分組選擇通過(guò)空間鏈路的路由，哪些上行數(shù)據(jù)分組選擇通過(guò)地面鏈路的路由。
類似地，在現(xiàn)有技術(shù)設(shè)計(jì)中，通過(guò)地面實(shí)體的分組處理元件將所有上行分組發(fā)送給衛(wèi)星鏈路。不考慮分組目的地或當(dāng)前系統(tǒng)資源限制，包括目標(biāo)地面/空間鏈路當(dāng)前正處理的業(yè)務(wù)量。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，在地面站中并入一個(gè)地面站控制器。該地面站控制器監(jiān)控上行分組流量，考慮下述(但不限于)因素作出進(jìn)行空間路由選擇還是地面路由選擇的決定，諸如當(dāng)前業(yè)務(wù)流，經(jīng)濟(jì)性，以及網(wǎng)絡(luò)健全狀態(tài)。
此外在現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)中，因?yàn)椤敖宦?lián)”連接性或缺乏這種連接性，一些星座配置可能引起不正常時(shí)延。本發(fā)明提供了一種使系統(tǒng)用戶感覺(jué)到的時(shí)延或等待時(shí)間盡可能小的方式。
圖1根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例示出了基于衛(wèi)星的通信系統(tǒng)30的框圖。星座10包括通信衛(wèi)星11，一個(gè)系統(tǒng)控制器13和地面站14。為了易于理解本發(fā)明，在圖1中僅示出了兩顆通信衛(wèi)星，但是可以存在更多顆衛(wèi)星。同樣，為了易于理解本發(fā)明，在圖1中僅示出兩個(gè)地面站14，但是可以有更多個(gè)地面站。通信衛(wèi)星11通過(guò)由星座10提供的數(shù)據(jù)通信鏈路20進(jìn)行相互間的數(shù)據(jù)通信。此外，通信衛(wèi)星11通過(guò)鏈路22，27鏈接到通信節(jié)點(diǎn)12。通信衛(wèi)星11還通過(guò)鏈路23，25鏈接到地面站14。
地面站14位于接近地球表面的不同位置。在優(yōu)選實(shí)現(xiàn)中，所有的地面站通過(guò)地面鏈接設(shè)備24連接在一起，后者始終保持活躍狀態(tài)。這些設(shè)備可以常規(guī)實(shí)現(xiàn)，或者可以利用現(xiàn)有的地面設(shè)備來(lái)鏈接不同的地面站現(xiàn)場(chǎng)。為了處理本地網(wǎng)絡(luò)流量，可以將地面鏈路24視為“附加或備用鏈路”。鏈路24用于將本地系統(tǒng)分組傳送給其它地面部分地面站，并從后者接收本地系統(tǒng)分組。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，鏈路24可以由光纜，微波網(wǎng)絡(luò)，T1或其它有線網(wǎng)絡(luò)或類似網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)。
地面站14一般連接到一個(gè)地面系統(tǒng)，例如公共電話交換網(wǎng)(PSTN)32和/或一個(gè)地面蜂窩系統(tǒng)。地面站14基本上充當(dāng)?shù)孛嫦到y(tǒng)用戶和網(wǎng)絡(luò)其它部分間的接口。
在優(yōu)選實(shí)施例中，系統(tǒng)30還可以包括一個(gè)系統(tǒng)控制中心13，后者控制空間和/或地面部分的一些操作。系統(tǒng)控制中心13通過(guò)鏈路26連接到空間部分。
圖2根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例示出了地面站14(圖1)的框圖，地面站14是一個(gè)基于地面的智能交換機(jī)，它工作在基于衛(wèi)星的通信系統(tǒng)中并提供地面鏈接24(圖1)和地面到空間的鏈路23，25(圖1)。
示出的上行接口50描述了建立與通信衛(wèi)星11(圖1)之間的鏈路23，25(圖1)的一種機(jī)制。應(yīng)當(dāng)理解，雖然圖2中說(shuō)明的每一個(gè)地面站14具有一個(gè)用于建立鏈路23，25(圖1)的單個(gè)上行接口50，但每一個(gè)地面站14可以包含幾個(gè)上行接口50，從而使地面站14可以一次與多于一顆衛(wèi)星通信，例如同時(shí)與一顆逼近的衛(wèi)星和一顆遠(yuǎn)離的衛(wèi)星通信。示出的路徑51說(shuō)明了在上行接口50和地面站控制器54之間建立數(shù)據(jù)鏈路的一種方式。通過(guò)鏈路51將數(shù)據(jù)分組發(fā)送給地面站控制器54。還應(yīng)當(dāng)理解，雖然圖2中說(shuō)明的每一地面站14具有單條路徑51，但每一地面站14可以包含幾條路徑，從而一次可以有多于一個(gè)上行接口50與地面站控制器54通信。
示出的下行接口52描述了建立與通信衛(wèi)星11(圖1)之間的鏈路23，25(圖1)的一種機(jī)制。應(yīng)當(dāng)理解，雖然圖2中說(shuō)明的每一地面站14具有用于建立鏈路23，25(圖1)的單個(gè)上行接口52，但每一地面站14一般包含幾個(gè)下行接口52，從而使地面站14可以一次與多于一顆衛(wèi)星通信，例如同時(shí)與一顆逼近的衛(wèi)星和一顆遠(yuǎn)離的衛(wèi)星通信。示出的路徑53描述了建立下行接口52和地面站控制器54之間的數(shù)據(jù)鏈路的一種方式。通過(guò)鏈路53從地面站控制器54接收數(shù)據(jù)分組。還應(yīng)當(dāng)理解，雖然圖2說(shuō)明的每一地面站14具有單條路徑53，但每一地面站14一般包含幾條路徑，從而一次可以有多于一個(gè)下行接口52與地面站控制器54通信。
示出的地面連接接口56描述了建立與其它地面站14(圖1)之間的鏈路24(圖1)的一種機(jī)制。應(yīng)當(dāng)理解，雖然圖2中說(shuō)明的每一地面站14具有用于建立鏈路24(圖1)的單個(gè)地面連接接口56，但每一地面站14一般包含幾個(gè)地面連接接口56，從而使地面站14可以一次與多于一個(gè)其它地面站通信，例如同時(shí)與至少兩個(gè)最鄰近它的鄰接地面站通信。示出的路徑55描述了建立地面連接接口56和地面站控制器54之間的數(shù)據(jù)鏈路的一種方式。通過(guò)鏈路56發(fā)送數(shù)據(jù)分組并從地面站控制器54接收數(shù)據(jù)分組。還應(yīng)當(dāng)理解，雖然圖2說(shuō)明的每一地面站14具有單條路徑55，但每一地面站14可以包含幾條路徑，從而一次可以有多于一個(gè)地面連接接口56與地面站控制器54通信。
地面站控制器54用于控制地面站14。地面站控制器54確定哪些數(shù)據(jù)分組通過(guò)鏈路23，25發(fā)送。地面站控制器54通過(guò)鏈路51將外出數(shù)據(jù)分組發(fā)送給上行接口50。地面站控制器54確定哪些數(shù)據(jù)分組不應(yīng)當(dāng)發(fā)送給上行接口50并通過(guò)鏈路55將這些數(shù)據(jù)分組發(fā)送給地面連接接口56。地面站控制器54還接收鏈路53上到來(lái)的數(shù)據(jù)分組。地面站控制器54還能夠通過(guò)鏈路55從地面連接接口56接收到來(lái)的數(shù)據(jù)分組。例如在另一地面站接收到一個(gè)發(fā)往地面站14的數(shù)據(jù)分組時(shí)，可能會(huì)接收到到來(lái)的數(shù)據(jù)分組。因?yàn)榈降孛嬲?4的下行鏈路上出現(xiàn)的一些問(wèn)題可能會(huì)使分組無(wú)法直接發(fā)送給地面站14，所以上述情況可能會(huì)發(fā)生。
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例一個(gè)過(guò)程的流程圖，該過(guò)程用于在存在上行改換路由情況時(shí)為信號(hào)選擇路由。上行改換路由情況的判定過(guò)程300開(kāi)始于步驟302，例如在上行數(shù)據(jù)可用時(shí)。在步驟304，評(píng)價(jià)地面站和基于空間的交換機(jī)之間的上行通信信道。記錄上行鏈路的評(píng)價(jià)結(jié)果，這些結(jié)果有助于判定空間到地面鏈路的狀態(tài)。在步驟306，在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中評(píng)價(jià)一個(gè)或多個(gè)與其它地面站間的地面連接。該步驟判定了地面部分的狀態(tài)。這涉及判定所有基于地面的交換機(jī)，以及這些基于地面的交換機(jī)間通信鏈路的當(dāng)前狀態(tài)。在步驟308，執(zhí)行一次詢問(wèn)以判定是否存在一些改換路由情況，后者使一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)分組改換路由。改換路由情況可以是，例如基于下述因素當(dāng)前業(yè)務(wù)流，經(jīng)濟(jì)性，以及網(wǎng)絡(luò)健全狀態(tài)。如果存在改換路由情況，那么處理分支到達(dá)步驟310，一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)分組通過(guò)地面路由發(fā)送，過(guò)程300在步驟314繼續(xù)。在優(yōu)選實(shí)施例中，數(shù)據(jù)分組通過(guò)“最佳”地面路由發(fā)送。最佳地面路由可以通過(guò)諸如時(shí)延，費(fèi)用和鏈路負(fù)荷之類的變量確定。如果不存在改換路由情況，那么處理分支到達(dá)步驟312，數(shù)據(jù)分組通過(guò)上行鏈路發(fā)送，過(guò)程300在步驟314繼續(xù)。在步驟314，執(zhí)行一次詢問(wèn)以判定是否還有數(shù)據(jù)分組需要發(fā)送。如果還有數(shù)據(jù)存在，那么過(guò)程300分支到達(dá)步驟308，再次評(píng)價(jià)改換路由的情況。如果當(dāng)時(shí)再?zèng)]有數(shù)據(jù)要發(fā)送了，那么過(guò)程300分支到達(dá)步驟316并終止。
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例一個(gè)過(guò)程的流程圖，該過(guò)程用于在存在下行改換路由的情況時(shí)為信號(hào)選擇路由。下行改換路由情況的判定過(guò)程400開(kāi)始于步驟402，例如在數(shù)據(jù)到達(dá)時(shí)。在步驟404，接收下行數(shù)據(jù)分組。如果一個(gè)地面站下行鏈路出現(xiàn)運(yùn)行故障，則第二地面站從該第一地面站接收數(shù)據(jù)分組。第二地面站通過(guò)地面鏈路向第一地面站發(fā)送該數(shù)據(jù)分組。在步驟406，在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，評(píng)價(jià)與其它地面站間的一個(gè)或多個(gè)地面連接。該步驟判定了地面部分的狀態(tài)。在步驟410，執(zhí)行一次詢問(wèn)以判定所接收的數(shù)據(jù)分組是否發(fā)往該地面站。如果這些數(shù)據(jù)分組是發(fā)往該地面站的，那么處理分支到達(dá)步驟412，處理這些數(shù)據(jù)分組。如果這些數(shù)據(jù)分組不是發(fā)往該地面站的，那么處理分支到達(dá)步驟414，存儲(chǔ)這些數(shù)據(jù)分組，過(guò)程400在步驟416繼續(xù)。在步驟416，通過(guò)地面鏈路將這些數(shù)據(jù)分組發(fā)送給下一個(gè)地面站。在步驟418，執(zhí)行一次詢問(wèn)以判定是否還有數(shù)據(jù)分組需要接收。如果還有數(shù)據(jù)存在，則過(guò)程400的分支到達(dá)步驟408，再次評(píng)價(jià)改換路由情況。如果當(dāng)前不再有數(shù)據(jù)要接收，那么過(guò)程400分支到達(dá)步驟418并終止。
本發(fā)明有助于處理通過(guò)單個(gè)地面站，超過(guò)由該地面站所支持的空間到地面鏈路的容量的業(yè)務(wù)量。為實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，為過(guò)量上行分組業(yè)務(wù)量選擇通過(guò)地面元件到某個(gè)備用地面站的路由，以通過(guò)當(dāng)前稀疏負(fù)載的鏈路進(jìn)行上行鏈路傳輸。執(zhí)行該多路決定的處理器判定哪些分組最終發(fā)往另一個(gè)地面站現(xiàn)場(chǎng)并為其選擇通過(guò)地面鏈路的路由，而例如為所有衛(wèi)星傳送的業(yè)務(wù)量(例如發(fā)往這樣一個(gè)用戶單元的業(yè)務(wù)量，該用戶單元與衛(wèi)星實(shí)體直接通信，而不需要介入地面站)選擇通過(guò)空間鏈路的路由。
可選地，控制器可以基于由一天中的時(shí)刻或其它因素、支配的每分組費(fèi)用來(lái)選擇地面鏈路還是空間鏈路。超出當(dāng)前鏈路容量的發(fā)往地面站的下行數(shù)據(jù)可以尋路到某個(gè)備用空間到地面鏈路(例如在另一個(gè)負(fù)荷較少的地面站)，最終通過(guò)到目標(biāo)地面站的地面鏈路尋路到該目的地面站。通過(guò)這種方式，可以將地面站設(shè)計(jì)成低鏈路容量，卻仍支持較高的峰值業(yè)務(wù)量。
本發(fā)明也有助于進(jìn)行基于經(jīng)濟(jì)性的設(shè)備決定?；谑褂每臻g鏈路或地面鏈路的單分組傳送的當(dāng)前費(fèi)用，地面站控制器可以進(jìn)行上行尋路決定，因此使傳送每分組的費(fèi)用盡可能的少。
本發(fā)明的一個(gè)最主要的優(yōu)點(diǎn)在于，自動(dòng)適應(yīng)變化的網(wǎng)絡(luò)情況的性能，該網(wǎng)絡(luò)情況包括鏈路故障和過(guò)載。如果地面站控制器檢測(cè)到接近(或等于)其容量的業(yè)務(wù)量，可以立即將備用鏈路投入使用，服務(wù)于增長(zhǎng)的業(yè)務(wù)。這種反應(yīng)不會(huì)引起過(guò)載(即系統(tǒng)元件故障或簡(jiǎn)單增長(zhǎng)的需求)。通過(guò)這種方式，系統(tǒng)以最有效的方式適應(yīng)當(dāng)前負(fù)荷。該屬性允許設(shè)計(jì)者在規(guī)范容量時(shí)不必再注重峰值容量的處理。
本發(fā)明也有助于衛(wèi)星元件中的節(jié)能方法。在單顆衛(wèi)星支持到多于一個(gè)地面站的活躍鏈路的情況下，這些地面站鏈路中的某一個(gè)可能會(huì)中斷，通過(guò)這些地面站，發(fā)向該地面站鏈路的業(yè)務(wù)量可以改換路由，尋路到由另一顆衛(wèi)星支持的一條備用的衛(wèi)星到地面鏈路?？蛇x地，該多鏈路業(yè)務(wù)量可以合并(如果當(dāng)前容量允許)到單個(gè)支持的下行鏈路，允許衛(wèi)星中止額外的活躍鏈路，因而節(jié)能。
在一些星座配置中，尤其在因?yàn)樾l(wèi)星故障或在完全人口覆蓋的星座形成之前存在著星座漏洞時(shí)，利用地面鏈路實(shí)現(xiàn)至少一部分分組路由要有效得多。實(shí)際上，在許多情況下給定地面站無(wú)法通過(guò)空間鏈路連接到該網(wǎng)絡(luò)。但是系統(tǒng)必須提供連續(xù)服務(wù)。還有，在一些星座中，存在著互接情況，它阻止了分組及時(shí)地在星座中的一些衛(wèi)星之間選擇路由。在現(xiàn)有技術(shù)設(shè)計(jì)中為了緩解這種情況，必須向一個(gè)備用星座衛(wèi)星發(fā)送分組以將其傳送到它的最終目的地。本發(fā)明通過(guò)使用最可能具有少得多的因有時(shí)延的備用路由進(jìn)行分組傳送來(lái)處理這兩種情況。
在優(yōu)選實(shí)施例中，希望可以通過(guò)現(xiàn)有電話基礎(chǔ)設(shè)施或通用配置和安裝的，專用于本發(fā)明的設(shè)備來(lái)提供本發(fā)明所需的地面鏈路。本發(fā)明的方法和應(yīng)用與這種考慮無(wú)關(guān)。
本發(fā)明的方法和設(shè)備的一種可選實(shí)現(xiàn)使用地面站的增強(qiáng)性能“封裝/去封裝”本地模式數(shù)據(jù)以使其與當(dāng)前存在的電話網(wǎng)相兼容，并通過(guò)PSTN網(wǎng)絡(luò)將地面數(shù)據(jù)尋路到其它地面站。注意到與優(yōu)選實(shí)現(xiàn)相比，該方法更加復(fù)雜，并且增加了地面站中的資源需求。
本發(fā)明改進(jìn)了現(xiàn)有技術(shù)基于衛(wèi)星的通信網(wǎng)絡(luò)的可靠性，同時(shí)增加了的可用容量超過(guò)任何基于地面的元件當(dāng)前支持的容量。在效果上，本發(fā)明等同于將多個(gè)地面到空間鏈路并入一個(gè)“虛擬鏈路”。本發(fā)明允許地面基礎(chǔ)設(shè)施，以及相關(guān)的超過(guò)該地面站空間到地面鏈路容量的業(yè)務(wù)量容量使用“虛擬空間到地面鏈路”。
多個(gè)地面站可以放置在單個(gè)衛(wèi)星腳印中。與現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)的情況不同，其數(shù)量不受衛(wèi)星多鏈路性能的限制。這允許出售額外的地面站以獲取更多的系統(tǒng)收入。
本發(fā)明允許不采用空間/地面鏈路的“最小”地面站配置的生成和出售。這種地面站配置利用本發(fā)明實(shí)現(xiàn)虛擬空間/地面鏈路。同樣又可以增加收入。這種最小地面站也可以用于允許運(yùn)營(yíng)商建立設(shè)有天線的地面站。例如如果在特定國(guó)家使用RF天線的許可存在一些問(wèn)題時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致上述情況。
現(xiàn)有技術(shù)設(shè)計(jì)必須采用一種復(fù)雜的實(shí)現(xiàn)和方法以對(duì)下述情況作出反應(yīng)因?yàn)槿魏卧颍ㄐl(wèi)星完全或部分故障，或星座覆蓋人口不全引起的故障或任何地面實(shí)體的空間/地面鏈路的業(yè)務(wù)量攜帶性能的降低。本發(fā)明的方法和設(shè)備通過(guò)不需要任何必須的“反應(yīng)”時(shí)刻來(lái)緩解這個(gè)問(wèn)題。實(shí)際上，本發(fā)明的方法和設(shè)備將這種情況作為無(wú)問(wèn)題處理。
以上參照優(yōu)選實(shí)施例描述了本發(fā)明。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，在不偏離本發(fā)明的范圍的前提下，可以在這些優(yōu)選實(shí)施例中作一些變動(dòng)和改進(jìn)。例如，雖然以使用圖3和圖4所示的用于判定改換路由情況的特定過(guò)程的形式描述了優(yōu)選實(shí)施例，但也可以采用其它過(guò)程和方法。相應(yīng)地，這些和其它對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言很顯然的變動(dòng)和改進(jìn)應(yīng)當(dāng)包括在本發(fā)明的范圍中。
權(quán)利要求
1.一種為數(shù)據(jù)選擇通過(guò)一個(gè)通信系統(tǒng)的路由的方法，該通信系統(tǒng)具有至少一顆衛(wèi)星和多個(gè)充當(dāng)該通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換機(jī)的地面站，該方法的特征在于下述步驟a)第一地面站建立一個(gè)上行通信信道，用于在所述第一地面站和所述至少一顆衛(wèi)星中的一顆衛(wèi)星之間傳送數(shù)據(jù)；b)所述第一地面站在所述第一地面站和至少一個(gè)其它地面站之間建立一個(gè)或多個(gè)地面連接；c)判定是否存在需要為至少一些在上行通信信道上傳送的數(shù)據(jù)改換路由的改換路由情況；以及d)如果改換路由情況存在，通過(guò)一個(gè)或多個(gè)地面連接，而不是專門通過(guò)所述上行通信信道發(fā)送所述至少一些數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征進(jìn)一步在于下述步驟e)如果所述改換路由情況不存在，在所述上行通信信道上發(fā)送所有數(shù)據(jù)。
3.一種從通信系統(tǒng)的至少一顆衛(wèi)星接收數(shù)據(jù)的方法，其中所述通信系統(tǒng)具有至少一顆衛(wèi)星和多個(gè)充當(dāng)所述通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換機(jī)的地面站，該方法的特征在于下述步驟a)第一地面站建立一個(gè)下行通信信道，用于在所述第一地面站和所述至少一顆衛(wèi)星中的一顆衛(wèi)星之間傳送數(shù)據(jù)；b)所述第一地面站在所述第一地面站和至少一個(gè)其它地面站之間建立一個(gè)或多個(gè)地面連接；c)接收在所述下行通信信道上傳送的數(shù)據(jù)；d)評(píng)價(jià)所述數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)分組中的目的地地址，以判定所述第一地面站是否是所述數(shù)據(jù)分組的目的地；以及e)如果所述第一地面站不是所述數(shù)據(jù)分組的目的地，則通過(guò)地面連接將所述數(shù)據(jù)分組發(fā)送給第二地面站。
4.在具有一個(gè)系統(tǒng)控制中心，多顆衛(wèi)星，以及多個(gè)充當(dāng)基于地面的智能交換機(jī)的地面站的衛(wèi)星通信系統(tǒng)中，所述多顆衛(wèi)星中確定的一些與所述多個(gè)地面站中確定的一些通過(guò)無(wú)線通信鏈路通信，一種為通信提供自適應(yīng)尋路以改進(jìn)服務(wù)的方法，所述方法的特征在于下述步驟a)在所述多個(gè)地面站的地面站組之間提供備用地面鏈路；以及b)如果所述一個(gè)所述無(wú)線通信鏈路遇到了服務(wù)問(wèn)題，則使用所述備用地面鏈路。
5.一種用于通信系統(tǒng)的地面站，該通信系統(tǒng)具有所述地面站，至少一個(gè)其它地面站，和至少一顆衛(wèi)星，所述地面站的特征在于a)一個(gè)地面站控制器，用于在通過(guò)上行通信信道尋路時(shí)存在問(wèn)題的情況下，通過(guò)為數(shù)據(jù)選擇經(jīng)過(guò)上行通信信道和地面信道的路由來(lái)控制所述地面站的操作；b)一個(gè)連接到所述地面站控制器的上行接口，用于建立上行通信信道；c)一個(gè)連接到所述地面站控制器的下行接口，用于建立一個(gè)下行通信信道；以及d)一個(gè)連接到所述地面站控制器的地面連接接口，用于在所述第一地面站和所述至少一個(gè)其它地面站之間建立一個(gè)或多個(gè)地面連接。
6.一種用于通信系統(tǒng)的地面站，該通信系統(tǒng)具有所述地面站，至少一個(gè)其它地面站，以及至少一顆衛(wèi)星，所述地面站的特征在于a)一個(gè)地面站控制器，通過(guò)為上行數(shù)據(jù)選擇經(jīng)過(guò)地面信道的路由控制所述地面站的操作；以及b)一個(gè)連接到所述地面站控制器的地面連接接口，用于在所述第一地面站和所述至少一個(gè)其它地面站之間建立一個(gè)或多個(gè)地面連接。
7.一種通信系統(tǒng)，其特征在于a)至少一顆衛(wèi)星；以及b)位于接近地球表面的多個(gè)地面站，其中所述多個(gè)地面站中的一個(gè)地面站連接到所述至少一顆衛(wèi)星，并連接到所述多個(gè)地面站中至少一個(gè)其它地面站，如果該上行通信信道存在問(wèn)題，則所述地面站通過(guò)一個(gè)上行通信信道或通過(guò)一個(gè)地面鏈路向另一個(gè)地面站發(fā)送數(shù)據(jù)分組。
全文摘要
在基于衛(wèi)星的通信系統(tǒng)(30)中,對(duì)通信鏈路(23—25)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和后續(xù)調(diào)整以克服特定鏈路(23,25)的問(wèn)題,從而提供給通信系統(tǒng)(30)適應(yīng)變化的條件的性能?？梢哉{(diào)整基于衛(wèi)星的通信系統(tǒng)(30)以提供一種在地面站(14)和基于空間的衛(wèi)星交換機(jī)(11)之間建立通信鏈路(23,25)的改進(jìn)方法。以智能交換機(jī)(14)替換普通的基于地面的終端節(jié)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H04B7/00GK1178417SQ9712040
公開(kāi)日1998年4月8日 申請(qǐng)日期1997年9月29日 優(yōu)先權(quán)日1997年9月29日
發(fā)明者迪安·保羅·范登·霍伊維爾, 布倫特·馬修·麥基, 布雷德利·羅伯特·謝弗, 詹姆斯·威廉·畢曉普 申請(qǐng)人:摩托羅拉公司