專利名稱：使用不對稱前向和返回鏈路頻率再用的衛(wèi)星通信裝置和方法
技術領域：
本發(fā)明涉及無線通信系統(tǒng)和方法，更特別地，本發(fā)明涉及衛(wèi)星和陸地 無線通信系統(tǒng)和方法。發(fā)明背景衛(wèi)星無線電話通信系統(tǒng)和方法廣泛應用于無線電話通信。衛(wèi)星無線電話通信系統(tǒng)和方法通常使用至少一個^:配置為與多個衛(wèi)星無線電話無線通信的基于空間的部件，例如一個或多個衛(wèi)星。衛(wèi)星無線電話通信系統(tǒng)或方法可以利用 一 個覆蓋由該系統(tǒng)所服務的 整個服務區(qū)域的衛(wèi)星天線方向圖(波束或小區(qū))。作為選擇，或者與上 述相結(jié)合，在蜂窩衛(wèi)星無線電話通信系統(tǒng)和方法中，提供多個衛(wèi)星天線 方向圖(波束或小區(qū))，每一個衛(wèi)星天線方向圖能夠服務在整個服務區(qū) 域中基本不同的服務區(qū)域，以向整個服務區(qū)域共同地提供服務。這樣， 能夠在基于衛(wèi)星的蜂窩系統(tǒng)和方法中實現(xiàn)與在傳統(tǒng)陸地蜂窩無線電話 系統(tǒng)和方法中使用的結(jié)構(gòu)相似的蜂窩結(jié)構(gòu)。衛(wèi)星典型地通過雙向通信路 徑與無線電話通信，將無線電話通信信號通過下行鏈路或前向鏈路(也 稱為前向業(yè)務鏈路)從衛(wèi)星傳送到無線電話，并通過上行鏈路或返回鏈 路(也稱為返回業(yè)務鏈路)從無線電話傳送到衛(wèi)星。在一些情況下，諸 如，舉例來說，在廣播中，衛(wèi)星可以單向地向一個或多個無線電終端傳送信息。蜂窩衛(wèi)星無線電話系統(tǒng)和方法的總體設計和操作對本領域技術人員 來說是眾所周知的，并且在這里不需要進一步的描述。此外，如這里使 用的，術語"無線電話"包括具有或不具有多行顯示(raulti-line) 的蜂窩和/或衛(wèi)星無線電話；可以將無線電話與數(shù)據(jù)處理、傳真和/或數(shù) 據(jù)通信能力結(jié)合的個人通信系統(tǒng)(PCS)終端；可包括射頻無線收發(fā)信機和/或?qū)ず魴C、互聯(lián)網(wǎng)/內(nèi)聯(lián)網(wǎng)接入、網(wǎng)頁瀏覽器、組織器、日歷和/或全球定位系統(tǒng)(GPS)接收機的個人數(shù)字助理(PDA);和/或傳統(tǒng)膝 上型電腦和/或掌上型計算機或其它應用，其可以包括射頻無線收發(fā)信 機。無線電話在這里還可以稱為"無線電終端"、"移動終端，，、"用 戶設備"，或者簡單稱為"終端"。如這里使用的，術語"無線電終端，，、 "無線電話"、 "移動終端"、"用戶設備"和/或"終端"還包括任 何其它可以具有隨時間變化或固定的地理坐標和/或可以是便攜、可移 動、安裝在車輛(基于航空、海運或陸地的車輛)內(nèi)和/或位于和/或被 配置為本地操作和/或在一個或多個陸地和/或額外的陸地位置上分布 式工作的輻射用戶設備、設備和/或源。此外，如這里使用的，術語"基 于空間的部件"或"基于空間的系統(tǒng)"包括在任意軌道(與地球同步、 基本上與地球同步、中間地球軌道、低地球軌道等等)上的一個或多個 衛(wèi)星和/或在任何高度上在地球上方具有軌跡的一個或多個其它目標和 /或平臺(例如，飛機、氣球、無人駕駛飛行器、宇宙飛船、導彈等等)。 陸地網(wǎng)絡通過在陸地上使用/再用為蜂窩衛(wèi)星無線電話系統(tǒng)分配的至 少一些頻率能夠增強蜂窩衛(wèi)星無線電話系統(tǒng)可用性、效率和/或經(jīng)濟生存能力。特別地，已知對于蜂窩衛(wèi)星無線電話系統(tǒng)可能很難可靠地為人 口密集地區(qū)提供服務，因為衛(wèi)星信號可能被高層建筑結(jié)構(gòu)阻礙和/或不 能穿透進入建筑物。因此，在這樣的區(qū)域，衛(wèi)星頻鐠可能不能被充分利 用或不能被利用。至少 一些衛(wèi)星系統(tǒng)頻率的陸地使用/再用能夠降低或 消除該潛在問題。此外，通過引入對被授權(quán)的由基于空間的部件使用的頻率的陸地頻率 使用/再用，可以提高包括基于空間(即，衛(wèi)星)和陸地通信能力的整 個混合系統(tǒng)的容量，因為陸地頻率使用/再用可以比僅僅衛(wèi)星系統(tǒng)的頻 率使用/再用密集的多。事實上，在通?？赡苄枰牡胤?，即，在人口 密集的市區(qū)/工業(yè)區(qū)/商業(yè)區(qū)中，可以增加容量。因此，整個系統(tǒng)可以變 得更經(jīng)濟可行，因為它能夠更有效可靠地服務更多的用戶基站。在發(fā)明人是Karabinis 標題為 "Satellite Telecommunications Repeaters and Retransmission Methods"的美國專利5， 937, 332中描 述了衛(wèi)星頻率陸地再用的一個例子，其全部內(nèi)容在此引入以供參考，就 像在這里充分描述了一樣。如這里描述的，提供衛(wèi)星電信中繼器，該衛(wèi) 星電信中繼器接收、放大、和在本地重傳從衛(wèi)星/無線電終端接收到的下行鏈路/上行鏈路信號，從而能夠提高在衛(wèi)星電信中繼器附近的有效 下行鏈路/上行鏈路容限，并能夠提高上行鏈路和下行鏈路信號進入建 筑物、植物、運輸車輛、和其它能夠降低鏈路容限的目標的穿透能力。便攜式和非便攜式的中繼器都被提供。參見美國專利5， 937, 332的摘要。 用于通過在陸地上使用/再用衛(wèi)星頻帶中的至少一些頻率并且對于陸地 和衛(wèi)星通信使用基本相同的空中接口而具有陸地通信能力的衛(wèi)星無線 電話系統(tǒng)或方法的衛(wèi)星無線電話可以更節(jié)省成本和/或比其它備選方案 在審美上更吸引人。傳統(tǒng)的雙頻帶/雙^t式無線電話備選方案(例如， 眾所周知的Thuraya、 Iridium和/或Globalstar雙才莫式衛(wèi)星/陸地無線 電話)復制一些部件(由于衛(wèi)星通信與陸地通信之間的不同頻帶和/或 空中接口協(xié)議)，這導致無線電話的成本、尺寸和/或重量增加。參見 發(fā)明人是Karabinis標題為"Satallite System Uti 1 izing a Plurality of Air Interface Standards and Method Employing Same" 的美國專 利6， 052， 560。在K'arabinis的標題為"Systems and Methods for Terrestrial Reuse of Cellular Satellite Frequency Spectrum"的美國專利號6， 684， 057、 Karabinis 的標題為 "Filter for Combined Radiotelephone/GPS Terminals"的美國專利號6， 785, 543、 Karabinis的標題為"Wireless Communication Systems and Methods using Satel1ite-Linked Remote Terminal Interface Subsystems"的美國專利號6, 856， 787、 Karabinis 等人的才示題為 "Integrated or Autonomous System and Method of Satel1ite-Terrestrial Frequency Reuse Using Signal Attenuation and/or Blockage, Dynamic Assignment of Frequencies and/or Hysteresis"的美國專利號6, 859, 652、和Dutta等人的標題為"Systems and Methods for Handover Between Space Based and Terrestrial Radioterminal Communications, and For Monitoring Terrestrially Reused Satellite Frequencies At a Radioterminal to Reduce Potential Interference"的美國專利號6， 879， 829、和在美國專利號 6,892,068、 6,937,857、 6， 999, 720和7， 006， 789中、以及Karabinis 的標題為 "Spatial Guardbands for Terrestrial Reuse of Satellite Frequencies"的美國專利公開申請?zhí)朥S2003/0054761 、 Karabinis等 人的標題為 "Systems and Methods for Monitoring TerrestriallyReused Satellite Frequencies to Reduce Potential Interference" 的美國專利申請US2003/0054814、Karabinis等人的標題為"Additional Systems and Methods for Monitoring Terrestrially Reused Satellite Frequencies to Reduce Potential Interference" 的美國專利申請 US2003/0073436 、 Karabinis的標題為 "Multi- Band/Multi—Mode Satellite Radiotelephone Communications Systems and Methods" 的美國專利申請US2003/0054762 、 Karabinis等人的標題為 "Coordinated Satellite—Terrestrial Frequency Reuse" 的美國專 利申請US2002/0041575 、 Karabinis等人的標題為"Space-Based Network Architectures for Satellite Radiotelephone Systems" 的 美國專利申請US2003/0068978 、 Karabinis的標題為"Staggered Sectorizaticm for Terrestrial Reuse of Satellite Frequencies" 的美國專利申請US2003/0153308、和Karabinis的標題為"Methods and Systems for Modifying Satellite Antenna Cell Patterns In Response to Terrestrial Reuse of Satellite Frequencies" 的美國專利申i青 US2003/0054815中、以及在公開的美國專利申請?zhí)?004/0121727, 2004/0142660 ,2004/0192395 ,2004/0192200, 2004/0192293, 2004/0203742, 2004/0240525， 2005/0026606, 2005/0037749，2005/0041619, 2005/0118948, 2005/0170834， 2005/0221757, 2005/0239404， 2005/0260947， 2005/028800112005/0064813， 2005/0136836, 2005/0181786， 2005/0227618， 2005/0239399，2005/0079816， 2005/0164700, 2005/0201449， 2005/0239457, 2005/0245192，2005/0090256， 2005/0164701， 2005/0208890， 2005/0239403， 2005/0260984, 2005/0282542 ,2005/0265273 , 2005/002723692006/0040613， 2006/040657和2006/0040659中也描 述了可以通過包括至少 一個輔助陸地部件(ATC )的輔助陸地網(wǎng)絡(ATN ) 應用陸地使用和/或再用衛(wèi)星頻率的衛(wèi)星無線電終端通信系統(tǒng)和方法， 上述申請被轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人，因此所有這些申請公開的全部內(nèi)容 在此引入以供參考，就像在這里充分闡述了一樣。發(fā)明概述本發(fā)明的 一 些實施例提供用于操作無線通信系統(tǒng)的方法。在 一 些實施例中，使用多個前向鏈路小區(qū)和多個返回鏈路小區(qū)在無線通信系統(tǒng)的基 于空間的部件和無線電終端之間進行通信，返回鏈路小區(qū)在每一頻率再 用群集上比前向鏈路小區(qū)具有更多數(shù)量的小區(qū)。前向鏈路小區(qū)的前向鏈 路可以比返回鏈路小區(qū)的返回鏈路具有更大的鏈路帶寬。在本發(fā)明的 一些實施例中，前向鏈路小區(qū)和返回鏈路小區(qū)中的至少一 些使用具有相鄰和/或重疊覆蓋區(qū)域的陸地無線通信系統(tǒng)的至少一些頻 率。前向鏈路小區(qū)和返回鏈路小區(qū)中至少一些的前向鏈路可以比前向鏈 路小區(qū)和返回鏈路小區(qū)中至少一些的返回鏈路具有更大的鏈路帶寬。使 用前向鏈路小區(qū)和返回鏈路小區(qū)中至少一些的前向鏈路頻率的陸地無 線通信系統(tǒng)的業(yè)務鏈路可以與使用該前向鏈^各頻率的前向鏈^各小區(qū)和 返回鏈路小區(qū)中至少 一 些的前向鏈路具有基本相同的鏈路帶寬，并且使 用前向鏈路小區(qū)和返回鏈路小區(qū)中至少一些的返回鏈路頻率的陸地無 線通信系統(tǒng)的業(yè)務鏈路可以與使用該返回鏈路頻率的前向鏈路小區(qū)和 返回鏈路小區(qū)中至少 一 些的返回鏈路具有基本上相同的鏈路帶寬。在前向鏈路小區(qū)和返回鏈路小區(qū)中至少一些的前向鏈路和返回鏈路 上的通信可以被頻分雙工，在陸地無線通信系統(tǒng)的業(yè)務鏈路上的通信可 以被時分雙工。在陸地無線通信系統(tǒng)的業(yè)務鏈路上的通信可以被正交頻 分多路復用。在一些實施例中，基于空間的部件與無線電終端可以使用第 一空中接 口協(xié)議進行通信，并且陸地無線通信系統(tǒng)和無線電終端可以使用基本上 不同于第一空中接口協(xié)議的第二空中接口協(xié)議進行通信。在一些實施例 中，基于空間的部件和陸地無線通信系統(tǒng)可以使用基本相同的空中接口 協(xié)議與無線電終端通信。例如，基于空間的部件與無線電終端可以使用時分多路復用(TDM)空中接口協(xié)議、時分多址(T函A)空中接口協(xié)議、 碼分多路復用(C腹)空中接口協(xié)議、碼分多址(C畫A)空中接口協(xié)議、 正交頻分多路復用(OFDM)空中接口協(xié)議、和/或正交頻分多址(0FDMA) 空中接口協(xié)議進行通信，陸地無線通信系統(tǒng)和無線電終端可以使用時分 多路復用(TDM)空中接口協(xié)議、時分多址(TDMA)空中接口協(xié)議、碼 分多路復用(CDM)空中接口協(xié)議、碼分多址(CDMA)空中接口協(xié)議、 正交頻分多路復用(OFDM)空中接口協(xié)議、和/或正交頻分多址(0FDMA) 空中接口協(xié)議進行通信。根據(jù)本發(fā)明另外的方面，可以將接近于陸地無線通信系統(tǒng)覆蓋區(qū)域邊界的陸地無線通信系統(tǒng)輻射器的發(fā)射從基于空間部件的覆蓋區(qū)域部分 指引到陸地無線通信系統(tǒng)覆蓋區(qū)域以外。例如，將接近于陸地無線通信 系統(tǒng)覆蓋區(qū)域邊界的陸地無線通信系統(tǒng)輻射器的發(fā)射向陸地無線通信 系統(tǒng)覆蓋區(qū)域的內(nèi)部部分指引。根據(jù)其它方面，多個返回鏈路小區(qū)與單個前向鏈路小區(qū)重疊。例如，前向鏈^各小區(qū)可以具有頻率再用群集尺寸(cluster size)為一，返回 鏈路可以具有大于一的頻率再用群集尺寸。在一些實施例中，用于返回 鏈路小區(qū)的各個頻率再用群集可以與前向鏈路小區(qū)的各個頻率再用群 集在空間上基本共同擴張。在本發(fā)明另外的實施例中， 一種無線通信系統(tǒng)包括基于空間的部件， 其被配置為使用多個前向鏈路小區(qū)和多個返回鏈路小區(qū)與無線電終端 通信，其中，返回鏈路小區(qū)比前向鏈路小區(qū)在每一頻率再用群集上具有 更大數(shù)量的小區(qū)。前向鏈路小區(qū)的前向鏈路可以比返回鏈路小區(qū)的返回 鏈路具有更大的鏈路帶寬。在一些實施例中，前向鏈路小區(qū)和返回鏈路小區(qū)中的至少一些小區(qū)使 用具有相鄰和/或重疊覆蓋區(qū)域的陸地無線通信系統(tǒng)的至少一些頻率。 前向鏈路小區(qū)和返回鏈路小區(qū)中至少一些小區(qū)的前向鏈^各可以比前向 鏈路小區(qū)和返回鏈路小區(qū)中至少一些小區(qū)的返回鏈路具有更大的鏈路 帶寬。使用前向鏈路小區(qū)和返回鏈路小區(qū)中至少一些的前向鏈路頻率的 陸地無線通信系統(tǒng)的業(yè)務鏈路可以與4吏用該前向鏈^各頻率的前向鏈^各 小區(qū)和返回鏈路小區(qū)中至少一些的前向鏈路具有基本上相同的鏈路帶 寬，并且使用前向鏈路小區(qū)和返回鏈路小區(qū)中至少一些的返回鏈路頻率 的陸地無線通信系統(tǒng)的業(yè)務鏈路可以與使用該返回鏈路頻率的前向鏈 路小區(qū)和返回鏈路小區(qū)中至少 一些的返回鏈路具有基本上相同的鏈路帶寬。在其它的實施例中， 一種無線通信系統(tǒng)包括基于空間的部件，其被配 置為使用多個前向鏈路小區(qū)和多個返回鏈路小區(qū)與無線電終端通信，其 中，返回鏈路小區(qū)比前向鏈路小區(qū)在每一頻率再用群集上具有更大數(shù)量 的小區(qū)，該無線通信系統(tǒng)還包括由前向鏈路小區(qū)和返回鏈路小區(qū)中至少 一些小區(qū)相鄰和/或重疊的輔助陸地部件，其被配置為使用由所述前向 鏈路小區(qū)和返回鏈路小區(qū)中至少一些小區(qū)使用的至少一些頻率與無線 電終端通信。本發(fā)明另外的實施例提供一種陸地無線通信系統(tǒng)，包括至少 一個站， 該站被配置為在由無線通信系統(tǒng)的基于空間的部件所服務的前向鏈路 小區(qū)和返回鏈路小區(qū)相鄰和/或重疊的覆蓋區(qū)域中與無線電終端通信。 返回鏈路小區(qū)比前向鏈路小區(qū)在每一頻率再用群集上具有更大數(shù)量的 小區(qū)，并且所述至少一個站被配置為使用由前向鏈路小區(qū)和返回鏈路小 區(qū)使用的至少一些頻率。附圖簡述

圖1是圖示根據(jù)本發(fā)明一些實施例的無線通信系統(tǒng)和方法的示意圖。圖2是圖示根據(jù)本發(fā)明另 一實施例的前向鏈路小區(qū)和返回鏈路小區(qū)再用模式例子的示意圖。圖3是圖示根據(jù)本發(fā)明又一實施例的鏈路帶寬分配例子的示意圖。 圖4是圖示根據(jù)本發(fā)明 一些實施例從陸地無線通信系統(tǒng)外圍輻射器的 定向發(fā)射的示意圖。發(fā)明詳述現(xiàn)在將參考附圖描述本發(fā)明的特定典型實施例。然而，本發(fā)明可以體 現(xiàn)為許多不同形式，并且不應解釋為局限于這里描述的實施例。而是提 供這些實施例是為了使本公開詳盡完整，并且這些實施例將向本領域技 術人員全部轉(zhuǎn)達本發(fā)明的范圍。將會理解的是，當一個單元被稱為"連 接"或"耦合"到另一單元時，則它能夠直接連接或耦合到另一單元， 或者可以存在介入單元。此外，這里使用的"連接，，或"耦合，，可以包 括以無線方式連接或耦合。這里使用的術語僅僅為了描述特定實施例的目的，而不旨在限定本發(fā) 明。如這里使用的，除非另外特別指明，單數(shù)形式的"一種"和"該" 旨在也包括復數(shù)形式。還將理解的是，當在本說明書中使用術語"包括，，、 "包含"時，指定所聲明的特征、整數(shù)、步驟、操作、單元、和/或部 件的存在，但是不排除一個或多個其它特征、整數(shù)、步驟、操作、單元、 部件、和/或其組合的存在。除非另外定義，這里使用的所有術語(包括技術術語和科學術語)的 含義與本發(fā)明所屬領域的普通技術人員 一般理解的含義相同。將會進一 步理解的是，諸如那些在一般使用的詞典中定義的術語的含義應被解釋為與它們在相關技術環(huán)境和本發(fā)明中的含義一致，除非在這里另外這樣 定義，否則將不會理想化或過度形式化地解釋這些術語。將會理解的是，盡管在這里使用術語"第一"和"第二，，來描述各個 單元，但是這些單元不應被這些術語來限定。使用這些術語僅僅是為了 將一個單元與另一個單元區(qū)別開。這樣，下面的第一無線電終端可以稱為第二無線電終端，并且同樣地，第二無線電終端可以稱為第一無線電 終端，而不偏離本發(fā)明的教導。如這里使用的術語"和/或"包括相關 列出項中一個或多個的任意和所有組合。符號"/"也用作"和/或"的 簡化符號。圖1圖示包括基于空間部件(SBC) 110和輔助陸地部件(ATC) 120 的無線通信系統(tǒng)。SBC 110可以包^舌至少一個衛(wèi)星112,衛(wèi)星112可以 是與地球相對靜止或基本相對靜止的衛(wèi)星。所述至少一個衛(wèi)星110被配 置為與無線電終端IO通信，并且還可以配置為與至少一個衛(wèi)星網(wǎng)關130 通信。ATC 120可以包括至少一個基礎單元，例如， 一個或多個基站122, 每一個基站122被配置為與無線電終端20通信。將會理解的是，盡管 圖1圖示ATC 120包括5個基站122,但是可以提供更大或更小數(shù)量的 基站。如所示出的，ATC 120的業(yè)務覆蓋區(qū)125與SBC 110的業(yè)務覆蓋 區(qū)115重疊。將會理解的是，通常，SBC的業(yè)務覆蓋區(qū)和ATC的業(yè)務覆 蓋區(qū)可以相鄰和/或重疊，例如，共存、局部重疊、或彼此不包括。將 會進一步理解的是，無線電終端10, 20可以是單^t終端和/或雙^t終端， 即，被配置為僅僅與SBC 110或ATC 120中的一個通信的終端和/或被 配置為既與SBC 110又與ATC 120通信的終端。將會理解的是，在圖1 中示出的基于空間的基礎結(jié)構(gòu)和陸地基礎結(jié)構(gòu)可以是集成系統(tǒng)中的組 成部分(子系統(tǒng))或者可以是單獨的系統(tǒng)，例如，其覆蓋區(qū)與陸地無線 通信系統(tǒng)的覆蓋區(qū)相鄰和/或重疊的移動衛(wèi)星通信系統(tǒng)，其可以協(xié)同工 作和/或獨立和自發(fā)地工作。參考圖1和圖2,SBC 110、至少一個衛(wèi)星網(wǎng)關130和/或連沖妻到SBC 110 和/或所述至少一個衛(wèi)星網(wǎng)關130的其它系統(tǒng)單元可被配置為使用相應 的多個前向和返回業(yè)務鏈路SBC天線饋電單元來形成多個前向業(yè)務鏈3各 波束(小區(qū)，或天線方向圖)210和多個返回業(yè)務鏈路波束(小區(qū)，或 天線方向圖)220。 SBC 110可被配置為通過前向業(yè)務鏈路波束210中的 每一個向第一多個無線電終端提供前向業(yè)務鏈路通信，從而通過前向業(yè)務鏈路波束210提供直接的頻率再用，即，再用系數(shù)為一(l)，其中，第一多個無線電終端通過使用第一頻率集FJ第一頻率集Fi中的至少一些可以由相鄰和/或重疊的陸地無線通信系統(tǒng)-使用)在地理位置上分布于多個SBC前向業(yè)務鏈路波束上。SBC 110可被進一步配置為向第二多 個無線電終端提供返回業(yè)務鏈路通信，從而基于包括不止一個返回業(yè)務 鏈路波束220的頻率再用小區(qū)群集尺寸來提供頻率再用(即，頻率再用 系數(shù)大于l),其中，第二多個無線電終端通過選擇性地使用第二頻率 集F2，例如，第二頻率集F2的頻率子集F2。， F2fc, F2￡ (其中的至少一 些可以由相鄰和/或重疊的陸地無線通信系統(tǒng)使用)在地理位置上分布 于多個SBC返回業(yè)務鏈路波束220上。因此，在本發(fā)明的一些實施例中， SBC被配置為使用直接的前向業(yè)務鏈路頻率再用與無線電終端通信，并 使用包括包含不止一個小區(qū)的小區(qū)群集的返回業(yè)務鏈路頻率再用與無 線電終端通信。將會理解的是，"選擇性地使用"指的是基于地理位置選擇性地使用 頻率，并且在一些實施例中，第一和第二多個無線電終端可以是相同的 多個無線電終端。將會進一步理解的是，圖2所示波束210, 220的配 置被提供用于舉例說明的目的，并且本發(fā)明的實施例可以使用前向和返 回鏈路波束或小區(qū)的任何數(shù)量的不同配置。例如，前向鏈路和/或返回 鏈路小區(qū)可以具有不同于圖2所示的覆蓋區(qū)形狀/輪廓。在一些實施例 中，至少一些前向鏈路波束(小區(qū)或天線方向圖)可以具有基本相似的 地理覆蓋區(qū)和/或可以在地理位置上與至少一些返回鏈路波束(小區(qū)或 天線方向圖)基本相同。圖2圖示用于返回鏈路波束220的3-小區(qū)群 集尺寸，但是在本發(fā)明的其它實施例中可以使用更大或更小的群集尺 寸。還將會理解的是，盡管圖2圖示前向鏈路小區(qū)210和返回鏈路小區(qū) -故對準，以{更每一個返回鏈路小區(qū)220不與多于一個的前向鏈路小區(qū) 210重疊，在本發(fā)明的其它實施例中，可以使用前向和返回鏈路小區(qū)的 不同對準，例如，其中返回鏈路小區(qū)與多個前向鏈路小區(qū)重疊的配置。本發(fā)明的實施例可以通過允許SBC在頻率再用系數(shù)為一 (1 )(即直 接頻率再用)時在前向鏈路小區(qū)中根據(jù)需要使用最大可用頻率范圍和/ 或最大數(shù)量的可用載頻和/或經(jīng)歷至少一個預定的通信性能/業(yè)務測量 (例如，誤比特率(BER)、干擾電平和/或用戶簡檔)來允許更高的前 向業(yè)務鏈路(即，SBC到一個或多個無線電終端)數(shù)據(jù)吞吐量，從而通過在返回鏈路波束當中提供非單一性(非直接)頻率再用在提供降低的 小區(qū)間返回業(yè)務鏈路干擾的同時向 一個或多個無線電終端提供增加的 前向業(yè)務鏈路數(shù)據(jù)吞吐量。在前向業(yè)務鏈路上的直接頻率再用和在返回 業(yè)務鏈路上的非直接頻率再用與在前向和返回業(yè)務鏈路上使用同樣的 頻率再用'(直接或非直接)相比不會實質(zhì)上降低SBC的容量。在一些實 施例中，在前向業(yè)務鏈路上的直接頻率再用和在返回業(yè)務鏈路上的非直 接頻率再用與在前向和返回業(yè)務鏈路上使用直接頻率再用相比甚至可以提高SBC的容量，因為由于與SBC前向鏈路相關聯(lián)的信號強度在地球 上或接近地球處比與ATC相關聯(lián)的信號強度相對較小，因此由SBC直接 下行鏈路頻率再用導致的對與之通信的ATC和/或無線電終端的干擾保 持在可接受的電平。如所示出的，在圖4中，為了降低對在由ATC服務 的地理區(qū)域4 2 0之外的覆蓋區(qū)410內(nèi)正在從SBC接收通信的無線電終端 10的干擾電平，可以接近ATC服務區(qū)周邊的至少一些ATC基礎結(jié)構(gòu)輻射 器422 (即， 一個或多個基站天線)可以在基本上遠離ATC覆蓋區(qū)內(nèi)部 位置指向的方向上提供衰減的輻射。圖3圖示了可以沿著上述參考圖2描述的線使用不對稱頻率再用提供的不對稱前向和返回鏈路帶寬(在本發(fā)明的 一 些實施例中也可以提供對 稱的前向和返回鏈路帶寬)。SBC 310和ATC 320可以纟皮配置為使用正 交頻分多路復用(OFDM)和/或正交頻分多址(OF畫A)空中接口協(xié)議來 與無線電終端通信。在一些實施例中，在ATC 320的業(yè)務鏈路上使用的 空中接口協(xié)議可以基于時分雙工(TDD)模式，SBC 310的空中接口協(xié)議 可以基于頻分雙工(FDD)才莫式。在一些實施例中，例如，SBC 310在 SBC小區(qū)的地理區(qū)域(波束或天線方向圖)內(nèi)提供10MHz的前向鏈路313 和3. 3MHz的返回鏈3各315， /人而提供到一個或多個無線電終端的通信， 并且ATC 320基于SBC的前向/返回業(yè)務鏈路頻率提供10MHz的前向/返 回TDD業(yè)務鏈路323和/或基于SBC的前向/返回業(yè)務鏈路頻率提供 3. 3MHz的前向/返回TDD業(yè)務鏈路325,從而在ATC的服務區(qū)域內(nèi)提供到一個或多個無線電終端的通信。將會理解的是，在本發(fā)明的各個實施例中，SBC和ATC可以使用任意 數(shù)量的不同類型的空中接口協(xié)議。SBC與無線電終端通信使用的空中接 口協(xié)議和ATC與無線電終端通信使用的空中接口協(xié)議相比可以相同、基 本相同或不同(即，舉例來說，SBC可以使用時分多路復用(T畫)和/或時分多址(TDMA)空中接口協(xié)議，ATC可以使用碼分多路復用(C畫) 和/或碼分多址(CDMA)空中接口協(xié)議，或者反之亦然)。還將理解的 是，圖3示出的載波帶寬僅僅是為了例證的目的，也可以使用其它載波帶寬。將會理解的是，上面描述的設備和操作是例證性的例子，其它結(jié)構(gòu)和 操作落在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。更一般地，在附圖和說明書中已經(jīng)公開了 本發(fā)明的典型實施例。盡管使用了特定術語，但是僅僅在一般和描述的 意義上使用這些術語。而不用于限定的目的，本發(fā)明的范圍由下列權(quán)利 要求來限定。
權(quán)利要求
1.一種操作無線通信系統(tǒng)的方法，該方法包括使用多個前向鏈路小區(qū)和多個返回鏈路小區(qū)在無線通信系統(tǒng)的基于空間部件與無線電終端之間通信，返回鏈路小區(qū)比前向鏈路小區(qū)在每一頻率再用群集上具有更大數(shù)量的小區(qū)。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中前向鏈路小區(qū)的前向鏈路比返回 鏈路小區(qū)的返回鏈路具有更大的鏈路帶寬。
3. 如權(quán)利要求2所述的方法，其中前向鏈路小區(qū)和返回鏈路小區(qū)的 前向和返回鏈路一皮頻分雙工。
4. 如權(quán)利要求2所述的方法，進一步包括在前向鏈路和/或返回鏈路 上正交頻分多路復用通信。
5. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中前向鏈路小區(qū)和返回鏈路小區(qū)中 至少一些小區(qū)使用具有相鄰和/或重疊覆蓋區(qū)域的陸地無線通信系統(tǒng)的 至少一些頻率。
6. 如權(quán)利要求5所述的方法，其中前向鏈路小區(qū)和返回鏈路小區(qū)中 至少一些的前向鏈路比前向鏈路小區(qū)和返回鏈路小區(qū)中至少一些的返 回鏈路具有更大的鏈路帶寬。
7. 如權(quán)利要求6所述的方法，其中使用前向鏈路小區(qū)和返回鏈路小 區(qū)中至少一些的前向鏈路頻率的陸地無線通信系統(tǒng)的業(yè)務鏈路與使用 該前向鏈路頻率的前向鏈路小區(qū)和返回鏈路小區(qū)中至少一些的前向鏈 路具有基本相同的鏈路帶寬，并且其中，使用前向鏈路小區(qū)和返回鏈路 小區(qū)中至少 一些的返回鏈路頻率的陸地無線通信系統(tǒng)的業(yè)務鏈^各可以 與使用該返回鏈路頻率的前向鏈路小區(qū)和返回鏈路小區(qū)中至少一些的 返回鏈路具有基本相同的鏈路帶寬。
8. 如權(quán)利要求5所述的方法，進一步包括在前向鏈路小區(qū)和返回鏈路 小區(qū)中至少一些的前向鏈路和返回鏈路上頻分雙工通信和在陸地無線 通信系統(tǒng)的業(yè)務鏈路上時分雙工通信。
9. 如權(quán)利要求5所述的方法，進一步包括在陸地無線通信系統(tǒng)的業(yè) 務鏈路上正交頻分多路復用通信。
10. 如權(quán)利要求5所述的方法，進一步包括使用第一空中接口協(xié)議在 基于空間的部件與無線電終端之間通信，并且使用基本上不同于第 一 空 中接口協(xié)議的第二空中接口協(xié)議在陸地無線通信系統(tǒng)與無線電終端之間通信。
11. 如權(quán)利要求5所述的方法，進一步包括使用基本相同的空中接口 協(xié)議在基于空間的部件與無線電終端之間以及在陸地無線通信系統(tǒng)與 無線電終端之間通信。
12. 如權(quán)利要求5所述的方法，進一步包括使用時分多路復用(TDM) 空中接口協(xié)議、時分多址(TDMA)空中接口協(xié)議、碼分多路復用(CDM) 空中接口協(xié)議、碼分多址(CDMA)空中接口協(xié)議、正交頻分多路復用(OFDM)空中接口協(xié)議、和/或正交頻分多址(0FDMA)空中接口協(xié)議在 基于空間的部件與無線電終端之間通信，并且使用時分多路復用(TDM) 空中接口協(xié)議、時分多址(TDMA)空中接口協(xié)議、碼分多路復用(CDM) 空中接口協(xié)議、碼分多址(CDMA)空中接口協(xié)議、正交頻分多路復用(OFDM)空中接口協(xié)議、和/或正交頻分多址(0FDMA)空中接口協(xié)議在 陸地無線通信系統(tǒng)之間通信。
13. 如權(quán)利要求5所述的方法，進一步包括將接近于陸地無線通信系 統(tǒng)覆蓋區(qū)域邊界的陸地無線通信系統(tǒng)輻射器的發(fā)射從基于空間部件的 覆蓋區(qū)域部分指引到陸地無線通信系統(tǒng)覆蓋區(qū)域以外。
14. 如權(quán)利要求13所述的方法，其中將接近于陸地無線通信系統(tǒng)覆 蓋區(qū)域邊界的陸地無線通信系統(tǒng)輻射器的發(fā)射從基于空間部件的覆蓋 區(qū)域部分指引到陸地無線通信系統(tǒng)覆蓋區(qū)域以外包括將接近于陸地無 線通信系統(tǒng)覆蓋區(qū)域邊界的陸地無線通信系統(tǒng)輻射器的發(fā)射指引到陸 地無線通信系統(tǒng)覆蓋區(qū)域的內(nèi)部部分。
15. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中多個返回鏈路小區(qū)與單個前向鏈 路小區(qū)重疊。
16. 如權(quán)利要求15所述的方法，其中前向鏈路小區(qū)具有頻率再用群 集尺寸為一，并且其中，返回鏈路小區(qū)具有大于一的頻率再用群集尺寸。
17. 如權(quán)利要求16所述的方法，其中返回鏈路小區(qū)的各個頻率再用 群集與前向鏈路小區(qū)的各個頻率再用群集在空間上基本共同擴張。
18. —種無線通信系統(tǒng)，包括基于空間的部件，被配置為使用多個前向鏈路小區(qū)和多個返回鏈路小 區(qū)與無線電終端通信，其中，返回鏈路小區(qū)比前向鏈路小區(qū)在每一頻率 再用群集上具有更大數(shù)量的小區(qū)。
19. 如權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其中前向鏈路小區(qū)的前向鏈路比返回鏈路小區(qū)的返回鏈路具有更大的鏈路帶寬。
20. 如權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其中前向鏈路小區(qū)和返回鏈路小區(qū) 的前向鏈路和返回鏈路;故頻分雙工。
21. 如權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，進一步包括在前向鏈路和/或返回鏈 路上正交頻分多路復用通信。
22. 如權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其中前向鏈路小區(qū)和返回鏈路小區(qū) 中至少一些小區(qū)使用具有相鄰和/或重疊覆蓋區(qū)域的陸地無線通信系統(tǒng) 的至少一些頻率。
23. 如權(quán)利要求22所述的系統(tǒng)，其中前向鏈路小區(qū)和返回鏈路小區(qū) 中至少一些小區(qū)的前向鏈路比前向鏈路小區(qū)和返回鏈路小區(qū)中至少一 些小區(qū)的返回鏈路具有更大的鏈路帶寬。
24. 如權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，其中使用前向鏈路小區(qū)和返回鏈路 小區(qū)中至少 一些的前向鏈路頻率的陸地無線通信系統(tǒng)的業(yè)務鏈路與使 用該前向鏈路頻率的前向鏈路小區(qū)和返回鏈路小區(qū)中至少一些的前向 鏈路具有基本相同的鏈路帶寬，并且其中，使用前向鏈路小區(qū)和返回鏈 路小區(qū)中至少 一些的返回鏈路頻率的陸地無線通信系統(tǒng)的業(yè)務鏈路與 使用該返回鏈路頻率的前向鏈路小區(qū)和返回鏈路小區(qū)中至少一些的返 回鏈路具有基本相同的鏈路帶寬。
25. 如權(quán)利要求22所述的系統(tǒng)，其中基于空間的部件被配置為支持 在前向鏈路小區(qū)和返回鏈路小區(qū)中至少一些的前向鏈路和返回鏈路上 的頻分雙工通4言。
26. 如權(quán)利要求22所述的系統(tǒng)，其中基于空間的部件^t配置為使用 第一空中接口協(xié)議與無線電終端通信，其中，第一空中接口協(xié)議基本上 不同于用于在陸地無線通信系統(tǒng)與無線電終端之間通信的第二空中接 口協(xié)議。
27. 如權(quán)利要求22所述的系統(tǒng)，其中基于空間的部件被配置為使用 與用于在陸地無線通信系統(tǒng)與無線電終端之間通信的基本相同的空中 接口協(xié)議與無線電終端通信。
28. 如權(quán)利要求22所述的系統(tǒng)，其中基于空間的部件被配置為使用 時分多路復用(TDM)空中接口協(xié)議、時分多址(TDMA)空中接口協(xié)議、 碼分多路復用(C畫)空中接口協(xié)議、碼分多址(CDMA)空中接口協(xié)議、 正交頻分多路復用(OFDM)空中接口協(xié)議、和/或正交頻分多址(0FDMA)空中接口協(xié)議與無線電終端通信。
29. 如權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，進一步包括輔助陸地部件，其與前 向鏈路小區(qū)和返回鏈路小區(qū)中的至少一些小區(qū)相鄰和/或重疊并且被配 置為使用由前向鏈路小區(qū)和返回鏈路小區(qū)中的至少一些小區(qū)使用的至 少一些頻率與無線電終端通信。
30. 如權(quán)利要求29所述的系統(tǒng)，其中前向鏈路小區(qū)和返回鏈路小區(qū) 中至少一些小區(qū)的前向《連路比前向鏈路小區(qū)和返回鏈路小區(qū)中至少一 些小區(qū)的返回鏈路具有更大的鏈路帶寬。
31. 如權(quán)利要求30所述的系統(tǒng)，其中使用基于空間部件的前向鏈路 小區(qū)和返回鏈路小區(qū)中至少 一些的前向鏈路頻率的輔助陸地部件的業(yè) 務鏈路與使用該前向鏈路頻率的前向鏈路小區(qū)和返回鏈路小區(qū)中至少 一些的前向鏈路具有基本相同的鏈路帶寬，并且其中，使用前向鏈路小 區(qū)和返回鏈路小區(qū)中至少一些的返回鏈路頻率的輔助陸地部件的業(yè)務 鏈路與使用該返回鏈路頻率的前向鏈路小區(qū)和返回鏈路小區(qū)中至少一 些的返回鏈路具有基本相同的鏈路帶寬。
32. 如權(quán)利要求29所述的系統(tǒng)，其中基于空間的部件被配置為支持 在前向鏈路小區(qū)和返回鏈路小區(qū)中至少一些的前向鏈路和返回鏈路上 的頻分雙工通信，并且其中，輔助陸地部件^L配置為支持在該輔助陸地 部件的業(yè)務鏈路上的時分雙工通信。
33. 如權(quán)利要求29所述的系統(tǒng)，其中輔助陸地部件;陂配置為支持在 輔助陸地部件的業(yè)務鏈路上的正交頻分復用通信。
34. 如權(quán)利要求29所述的系統(tǒng)，其中基于空間的部件被配置為使用 第一空中接口協(xié)議與無線電終端通信，并且其中，輔助陸地部件被配置 為使用基本上不同于笫一空中接口協(xié)議的第二空中接口協(xié)議與終端通 信。
35. 如權(quán)利要求29所述的系統(tǒng)，其中基于空間的部件和輔助陸地部 件被配置為使用基本相同的空中接口協(xié)議與無線電終端通信。
36. 如權(quán)利要求29所述的系統(tǒng)，其中基于空間的部件被配置為使用 時分多路復用(TDM)空中接口協(xié)議、時分多址(TDMA)空中接口協(xié)議、 碼分多路復用(C腦)空中接口協(xié)議、碼分多址(CDMA)空中接口協(xié)議、 正交頻分多路復用(OFDM)空中接口協(xié)議、和/或正交頻分多址(0FDMA) 空中接口協(xié)議與無線電終端通信，并且其中，輔助陸地部件被配置為使用時分多路復用(TDM)空中接口協(xié)議、時分多址(TDMA)空中接口協(xié) 議、碼分多路復用(CDM)空中接口協(xié)議、碼分多址(C畫A)空中接口 協(xié)議、正交頻分多路復用(OFDM)空中接口協(xié)議、和/或正交頻分多址 (0FDMA)空中接口協(xié)議與無線電終端通信。
37. 如權(quán)利要求29所述的系統(tǒng)，其中輔助陸地部件被配置為將接近 于輔助陸地部件覆蓋區(qū)域邊界的輔助陸地部件輻射器的發(fā)射從基于空 間部件的覆蓋區(qū)域部分指引到輔助陸地部件的覆蓋區(qū)域以外。
38. 如權(quán)利要求37所述的系統(tǒng)，其中輔助陸地部件被配置為將接近 于輔助陸地部件覆蓋區(qū)域邊界的輻射器的發(fā)射指引到陸地無線通信系 統(tǒng)覆蓋區(qū)域的內(nèi)部部分。
39. —種被配置為與權(quán)利要求29所述的系統(tǒng)通信的無線電終端。
40. 如權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其中多個返回鏈路小區(qū)與單個前向 鏈路小區(qū)重疊。
41. 如權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其中前向鏈路小區(qū)具有頻率再用群 集尺寸為一，并且其中，返回鏈路小區(qū)具有大于一的頻率再用群集尺寸。
42. 如權(quán)利要求41所述的系統(tǒng)，其中返回鏈3各小區(qū)的各個頻率再用 群集與前向鏈路小區(qū)的各個頻率再用群集在空間上基本共同擴張。
43. —種被配置為與權(quán)利要求18的系統(tǒng)通信的無線電終端。
44. 一種陸地無線通信系統(tǒng)，包括至少一個站，該站;坡配置為在由移 動衛(wèi)星通信系統(tǒng)的基于空間部件所服務的前向鏈路小區(qū)和返回鏈路小 區(qū)相鄰和/或重疊的覆蓋區(qū)域中與無線電終端通信，其中，返回鏈路小 區(qū)比前向鏈路小區(qū)在每一頻率再用群集上具有更大數(shù)量的小區(qū)，并且所 述陸地無線通信系統(tǒng)的至少一個站^1配置為使用由前向鏈路小區(qū)和返 回鏈路小區(qū)使用的至少一些頻率。
45. 如權(quán)利要求44所述的陸地無線通信系統(tǒng)，其中基于空間部件的 前向鏈路小區(qū)的前向鏈路比基于空間部件的返回鏈路小區(qū)的返回鏈路 具有更大的鏈路帶寬。
46. 如權(quán)利要求45所述的陸地無線通信系統(tǒng)，其中使用基于空間部 件的前向鏈路小區(qū)的前向鏈路頻率的陸地無線通信系統(tǒng)的業(yè)務鏈路與 使用該前向鏈路頻率的前向鏈路小區(qū)的前向鏈路具有基本相同的鏈路 帶寬，并且其中，使用基于空間部件的返回鏈路小區(qū)的返回鏈路頻率的 陸地無線通信系統(tǒng)的至少 一 個站的業(yè)務鏈路與使用該返回鏈路頻率的返回鏈路小區(qū)的返回鏈路具有基本相同的鏈路帶寬。
47. 如權(quán)利要求44所述的陸地無線通信系統(tǒng)，其中所述至少一個站 被配置為支持在其業(yè)務鏈路上的時分雙工通信。
48. 如權(quán)利要求44所述的陸地無線通信系統(tǒng)，其中所述至少一個站 被配置為支持在其業(yè)務鏈路上的正交頻分多路復用通信。
49. 如權(quán)利要求44所述的陸地無線通信系統(tǒng)，其中所述至少一個站 被配置為使用基本上與由基于空間的部件在前向鏈路小區(qū)和返回鏈路 小區(qū)中使用的空中接口協(xié)議不同的空中接口協(xié)議與無線電終端通信。
50. 如權(quán)利要求44所述的陸地無線通信系統(tǒng)，其中所述至少一個站 被配置為使用與由基于空間的部件在前向鏈路小區(qū)和返回鏈路小區(qū)中 使用的空中接口協(xié)議相同的空中接口協(xié)議與無線電終端通信。
51. 如權(quán)利要求44所述的陸地無線通信系統(tǒng)，其中所述至少一個站 被配置為使用時分多路復用(TDM)空中接口協(xié)議、時分多址(T謹A) 空中接口協(xié)議、碼分多路復用(CDM)空中接口協(xié)議、碼分多址(CDMA) 空中接口協(xié)議、正交頻分多路復用(0F腿)空中接口協(xié)議、和/或正交 頻分多址(0FDMA)空中接口協(xié)議與無線電終端通信。
52. 如權(quán)利要求44所述的陸地無線通信系統(tǒng)，進一步包括輻射器， 其位于接近陸地無線通信系統(tǒng)覆蓋區(qū)域的邊界并被配置為將其發(fā)射從 基于空間部件的覆蓋區(qū)域部分指引到陸地無線通信系統(tǒng)覆蓋區(qū)域以外。
53. 如權(quán)利要求44所述的陸地無線通信系統(tǒng)，進一步包括輻射器，其位于接近陸地無線通信系統(tǒng)覆蓋區(qū)域的邊界并被配置為將其發(fā)射向 陸地無線通信系統(tǒng)覆蓋區(qū)域的內(nèi)部部分指引。
54. 如權(quán)利要求44所述的陸地無線通信系統(tǒng)，其中所述至少一個站 被配置為作為移動衛(wèi)星通信系統(tǒng)的輔助陸地部件工作。
55. —種被配置為與權(quán)利要求44的陸地無線通信系統(tǒng)通信的無線電 終端。
全文摘要
使用多個前向鏈路小區(qū)和多個返回鏈路小區(qū)在無線通信系統(tǒng)的基于空間的部件和無線電終端之間進行通信，其中，返回鏈路小區(qū)在每一頻率再用群集上比前向鏈路小區(qū)具有更多數(shù)量的小區(qū)。前向鏈路小區(qū)和返回鏈路小區(qū)中的至少一些小區(qū)可以使用具有相鄰和/或重疊覆蓋區(qū)域的陸地無線通信系統(tǒng)的至少一些頻率。前向鏈路小區(qū)和返回鏈路小區(qū)中至少一些小區(qū)的前向鏈路可以比所述前向鏈路小區(qū)和返回鏈路小區(qū)中至少一些小區(qū)的返回鏈路具有更大的鏈路帶寬。
文檔編號H04B7/185GK101263670SQ200680027679
公開日2008年9月10日 申請日期2006年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月29日
發(fā)明者P·D·卡拉比尼斯 申請人:Atc科技有限責任公司