專利名稱：衛(wèi)星通信系統(tǒng)中進(jìn)行無(wú)線通信切換的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無(wú)線電通信系統(tǒng)和方法，更具體地說(shuō)，涉及地面蜂窩和衛(wèi)星蜂窩無(wú)線 電通信系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
衛(wèi)星無(wú)線終端通信系統(tǒng)和方法可在地面在輔助地面網(wǎng)絡(luò)中復(fù)用衛(wèi)星頻率。例如， 在2003年4月17日公布的Karabinis等人提交的、題為“用于監(jiān)視地面復(fù)用衛(wèi)星頻率以減 少可能的干擾的其它系統(tǒng)和方法” ("Additional Systems and Methods for Monitoring TerrestriallyReused Satellite Frequencies to Reduce Potential Interference，，) 的已公布美國(guó)專利申請(qǐng)No. 2003/0073436 Al中，描述了此類系統(tǒng)和方法，該申請(qǐng)的公開(kāi)內(nèi) 容通過(guò)引用結(jié)合于本文中，就好像其全文在此陳述了一樣。如該公布的專利申請(qǐng)中描述的 一樣，衛(wèi)星無(wú)線終端系統(tǒng)包括基于空間的組件，如衛(wèi)星和包括多個(gè)輔助地面組件(ATC)的 輔助地面網(wǎng)絡(luò)(ATN)?；诳臻g的組件配置為以無(wú)線方式通過(guò)衛(wèi)星無(wú)線終端頻帶與在衛(wèi)星 覆蓋范圍中的也稱為“無(wú)線電話”的無(wú)線終端進(jìn)行通信。輔助地面網(wǎng)絡(luò)配置為以無(wú)線方式 通過(guò)至少部分衛(wèi)星無(wú)線終端頻帶與在衛(wèi)星覆蓋范圍中的無(wú)線終端進(jìn)行通信，從而在地面復(fù) 用至少部分衛(wèi)星無(wú)線終端頻帶。下列專利和專利申請(qǐng)中也描述了可采用衛(wèi)星頻率地面復(fù)用的衛(wèi)星無(wú)線終端系 統(tǒng)和方法=Karabinis提交的、題為“蜂窩衛(wèi)星頻譜地面復(fù)用的系統(tǒng)和方法”(“Systems and Methods for Terrestrial Reuse ofCellular Satellite Frequency Spectrum，，) 的美國(guó)專利6684057 ；Karabinis提交的、題為“蜂窩衛(wèi)星頻譜地面復(fù)用的系統(tǒng)和方 法，，("Systems andMethods for Terrestrial Reuse of Cellular Satellite Frequency Spectrum”)的已公布美國(guó)專利申請(qǐng)US 2003/0054760 ;Karabinis提交的、題為“衛(wèi)星 頻率地面復(fù)用的空間防護(hù)頻帶”(“Systems and Methods forTerrestrial Reuse of Cellular Satellite Frequency Spectrum”)的 US2003/0054761 ;Karabinis 等人提交的、題為“監(jiān)視地面復(fù)用衛(wèi)星頻率以減少可能的干擾的系統(tǒng)和方法”(“Systems and Methods for MonitoringTerrestrially Reused Satellite Frequencies to Reduce PotentialInterference”)的 US 2003/0054814 ；Karabinis 提交的、題為“多頻帶 / 多模 式衛(wèi)星無(wú)線電話通信系統(tǒng)和方法” ("Multi-Band/Multi-ModeSatellite Radiotelephone Communications Systems and Methods，，)的 US2003/0054762 ；Karabinis 提交的、題為“使 用衛(wèi)星鏈接的遠(yuǎn)程終端接口子系統(tǒng)的系統(tǒng)和方法”(“Wireless Communications Systems andMethods Using Satellite-Linked Remote Terminal Interface Subsystems，，)的 US 2003/0153267 ；Karabinis提交的、題為“用于減少蜂窩衛(wèi)星系統(tǒng)中衛(wèi)星饋線鏈路帶寬 / 載波的系統(tǒng)禾口方法” ("Systems and Methods forReducing Satellite Feeder Link Bandwidth/Carriers in Cellular SatelliteSystems”)的 US 2003/0224785 ；Karabinis 等人提交的、題為“協(xié)調(diào)的衛(wèi)星地面頻率復(fù)用”(“Coordinated Terrestrial-Satellite FrequencyReuse”)的 US 2002/0041575 ；Karabinis 等人提交的、題為“使用信號(hào)衰 減和/或阻塞、頻率動(dòng)態(tài)分配和/或遲滯的衛(wèi)星地面頻率復(fù)用的集成或自治系統(tǒng)和方 法，，("Integrated or Autonomous System and Method ofSatellite-Terrestrial Frequency Reuse Using Signal Attenuation and/orBlockage, Dynamic Assignment of Frequencies and/or Hysteresis”)的 US2002/0090942 ；Karabinis 等人提交的、題為“用 于衛(wèi)星無(wú)線電話系統(tǒng)的基于空間的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)”(“Space-Based Network Architecture forSatellite Radiotelephone Systems”)的 US 2003/0068978 ;Karabinis 提交的、題為 “用于組合無(wú)線電話/GPS 終端的濾波器”(“Filters forCombined Radiotelephone/GPS Terminals”)的US 2003/0143949 ；Karabinis提交的、題為“用于衛(wèi)星頻率地面復(fù)用的交錯(cuò) 分區(qū)”("Staggered Sectorization for Terrestrial Reuse of SatelliteFrequencies") 的US 2003/0153308 ；Karabinis提交的、題為“為響應(yīng)衛(wèi)星頻率地面復(fù)用而修改衛(wèi)星天線 單元模式的的方法禾口系統(tǒng)” ("Methodsand Systems for Modifying Satellite Antenna Cell Patterns In Response toTerrestrial Reuse of Satellite Frequencies，，)的 US 2003/0054815;所有這些專利和專利申請(qǐng)均授讓給本發(fā)明的受讓人，其公開(kāi)內(nèi)容通過(guò)引用 全部結(jié)合于本文中，就好像其全文在此陳述了 一樣。衛(wèi)星頻率地面復(fù)用最近已得到了聯(lián)邦通信委員會(huì)(FCC)的授權(quán)。請(qǐng)參閱“有關(guān) 建議的規(guī)則制定的報(bào)告、命令和通知”(“ REPORT AND0RDER AND NOT ICE OF PROPOSED RULEMAKING” )，F(xiàn)CC03-15, “在2GHz頻帶、L-Band和1. 6/2. 4頻帶由通過(guò)移動(dòng)衛(wèi)星服務(wù)提 供商交付通信的靈活性” ("Flexibility for Delivery of Communicationsby Mobile Satellite Service Providers in the 2GHz Band, the L-Band, andthe 1. 6/2. 4 Bands，，， IB Docket No. 01-185, Adopted January 29, 2003, Released =February 10，2003)，以下稱 為“FCC命令”。FCC命令規(guī)定L-Band ATC應(yīng)在其服務(wù)區(qū)邊緣維持18dB的鏈路余量，以便實(shí) 現(xiàn)建筑物內(nèi)滲透，并且還在無(wú)線終端在信號(hào)衰減結(jié)構(gòu)外輻射時(shí)使用閉環(huán)功率控制，抑制無(wú) 線終端的有效各向同性輻射功率(EIRP)在無(wú)線終端與低信號(hào)衰減區(qū)域(即建筑物外)的ATC進(jìn)行通信時(shí)，常規(guī)上行功率 控制技術(shù)可將無(wú)線終端的EIRP減少到大大低于最大值。因此，可以降低對(duì)可能使用與ATC 相同頻率的衛(wèi)星系統(tǒng)的干擾的可能性或使這種可能性最小。此外，無(wú)線終端在諸如建筑物 等信號(hào)衰減結(jié)構(gòu)內(nèi)時(shí)，常規(guī)上行控制技術(shù)可允許上行發(fā)射功率增加，甚至達(dá)到最大值，以便克服信號(hào)衰減結(jié)構(gòu)的額外滲透損失。這在對(duì)共信道衛(wèi)星的干擾方面是可以接受的，這是因?yàn)?，按照定義，相對(duì)于共信道系統(tǒng)，結(jié)合閉環(huán)功率控制的信號(hào)衰減結(jié)構(gòu)可確保干擾信號(hào)抑制 水平近似等于ATC所提供的返回鏈路(上行鏈路)余量(例如，18dB)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一些實(shí)施例提供了用于在衛(wèi)星通信系統(tǒng)中切換無(wú)線通信的方法和系統(tǒng)。 衛(wèi)星通信系統(tǒng)包括衛(wèi)星，配置為通過(guò)某個(gè)衛(wèi)星頻帶與衛(wèi)星覆蓋區(qū)域中的無(wú)線終端進(jìn)行無(wú) 線通信；以及輔助地面組件，配置為通過(guò)至少部分所述衛(wèi)星頻帶與衛(wèi)星覆蓋區(qū)域中的無(wú)線 終端進(jìn)行無(wú)線通信，由此在地面復(fù)用至少部分所述衛(wèi)星頻帶。即使無(wú)線終端能夠以無(wú)線方 式與輔助地面組件進(jìn)行通信，但在無(wú)線終端發(fā)射功率超過(guò)閾值，且接收的衛(wèi)星信號(hào)質(zhì)量超 過(guò)閾值時(shí)，根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的切換系統(tǒng)和方法也會(huì)將與無(wú)線終端的無(wú)線通信從輔 助地面組件切換到衛(wèi)星。在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，即使無(wú)線終端能夠以無(wú)線方式與輔助地面組件進(jìn)行通 信，但在無(wú)線終端發(fā)射功率超過(guò)閾值，總無(wú)線終端干擾超過(guò)限制，且接收的衛(wèi)星信號(hào)質(zhì)量超 過(guò)閾值時(shí)，將與無(wú)線終端的無(wú)線通信從輔助地面組件切換到衛(wèi)星。在本發(fā)明的其它實(shí)施例 中，即使無(wú)線終端能夠以無(wú)線方式與輔助地面組件進(jìn)行通信，但在無(wú)線終端發(fā)射功率超過(guò) 閾值，接收的衛(wèi)星信號(hào)質(zhì)量超過(guò)閾值，且無(wú)線終端與輔助地面組件相隔預(yù)定的距離(如固 定的距離或輔助地面組件覆蓋區(qū)域的部分范圍)時(shí)，將與無(wú)線終端的無(wú)線通信從輔助地面 組件切換到衛(wèi)星。在本發(fā)明還有的其它實(shí)施例中，即使無(wú)線終端能夠以無(wú)線方式與輔助地面組件進(jìn) 行通信，但在無(wú)線終端發(fā)射功率超過(guò)閾值，總無(wú)線終端干擾超過(guò)限制，接收的衛(wèi)星信號(hào)質(zhì)量 超過(guò)閾值，且無(wú)線終端與輔助地面組件相隔預(yù)定的距離時(shí)，將與無(wú)線終端的無(wú)線通信從輔 助地面組件切換到衛(wèi)星。在還有的其它實(shí)施例中，即使無(wú)線終端能夠以無(wú)線方式與輔助地 面組件進(jìn)行通信，但在無(wú)線終端發(fā)射功率超過(guò)閾值，總無(wú)線終端干擾超過(guò)限制，且接收的衛(wèi) 星信號(hào)質(zhì)量超過(guò)閾值時(shí)，不論無(wú)線終端相對(duì)于輔助地面組件的位置如何，將與無(wú)線終端的 無(wú)線通信從輔助地面組件切換到衛(wèi)星。在本發(fā)明還有的其它實(shí)施例中，無(wú)線終端還配置為與蜂窩/PCS覆蓋區(qū)域中的蜂 窩/PCS基站進(jìn)行無(wú)線通信。在這些實(shí)施例的一些實(shí)施例中，即使無(wú)線終端能夠以無(wú)線方式 與輔助地面組件進(jìn)行通信，但在無(wú)線終端發(fā)射功率超過(guò)閾值，接收的衛(wèi)星信號(hào)質(zhì)量低于閾 值，且無(wú)線終端與輔助地面組件至少相隔預(yù)定的距離時(shí)，將與無(wú)線終端的無(wú)線通信從輔助 地面組件切換到蜂窩/PCS基站。在還有的其它實(shí)施例中，即使無(wú)線終端能夠以無(wú)線方式與 輔助地面組件進(jìn)行通信，但在無(wú)線終端發(fā)射功率超過(guò)閾值，接收的衛(wèi)星信號(hào)質(zhì)量超過(guò)閾值， 且無(wú)線終端與輔助地面組件至少相隔預(yù)定的距離時(shí)，將與無(wú)線終端的無(wú)線通信從輔助地面 組件切換到衛(wèi)星或蜂窩/PCS基站。在還有的其它實(shí)施例中，即使無(wú)線終端能夠以無(wú)線方式與輔助地面組件進(jìn)行通 信，但在無(wú)線終端發(fā)射功率超過(guò)閾值，接收的衛(wèi)星信號(hào)質(zhì)量低于閾值，總無(wú)線終端干擾超過(guò) 限制，且無(wú)線終端與輔助地面組件至少相隔預(yù)定的距離時(shí)，將與無(wú)線終端的無(wú)線通信從輔 助地面組件切換到蜂窩/PCS基站。在還有的其它實(shí)施例中，即使無(wú)線終端能夠以無(wú)線方式 與輔助地面組件進(jìn)行通信，但在無(wú)線終端發(fā)射功率超過(guò)閾值，接收的衛(wèi)星信號(hào)質(zhì)量超過(guò)閾值，總無(wú)線終端干擾超過(guò)限制，且無(wú)線終端與輔助地面組件至少相隔預(yù)定的距離時(shí)，將與無(wú) 線終端的無(wú)線通信從輔助地面組件切換到衛(wèi)星或蜂窩/PCS基站。如上所述，可用于控制切換的一個(gè)準(zhǔn)則是確定總無(wú)線終端干擾是否超過(guò)限制。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，通過(guò)監(jiān)視在無(wú)線終端從衛(wèi)星接收的下行無(wú)線輻射，由此確定因至 少部分所述衛(wèi)星頻帶的地面復(fù)用而由無(wú)線終端的上行輻射造成的可能的干擾，從而確定無(wú) 線終端的干擾是否超過(guò)限制?？赡艿母蓴_的監(jiān)視因此可在無(wú)線終端本身上執(zhí)行。在一些實(shí) 施例中，監(jiān)視諸如在無(wú)線終端上從衛(wèi)星接收的廣播控制信道等下行無(wú)線信號(hào)的功率，由此 確定因至少部分所述衛(wèi)星頻帶的地面復(fù)用而由無(wú)線終端的上行輻射造成的可能的干擾。還 應(yīng)理解，根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，可獨(dú)立于在衛(wèi)星通信系統(tǒng)中切換無(wú)線通信的方法利用 無(wú)線終端上的監(jiān)視，由此確定因至少部分所述衛(wèi)星頻帶的地面復(fù)用而由無(wú)線終端的上行輻 射造成的可能的干擾。


圖1是根據(jù)本發(fā)明不同實(shí)施例，用于切換無(wú)線通信的系統(tǒng)和方法示意圖；圖2圖示根據(jù)本發(fā)明不同實(shí)施例在多模式無(wú)線終端接收的示范信號(hào)強(qiáng)度；圖3是根據(jù)本發(fā)明不同實(shí)施例可為提供切換而執(zhí)行的操作流程圖；圖4是根據(jù)本發(fā)不同實(shí)施例可為提供切換及干擾監(jiān)視而執(zhí)行的操作流程圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明不同實(shí)施例為監(jiān)視衛(wèi)星通信系統(tǒng)中的干擾而執(zhí)行的操作流程 圖。
具體實(shí)施例方式下面將參照顯示了本發(fā)明實(shí)施例的附圖，更詳細(xì)地描述本發(fā)明。然而，本發(fā)明可體 現(xiàn)為許多不同的形式，并且不應(yīng)認(rèn)為限于本文所述述例。確切地說(shuō)，提供這些實(shí)施例是為了 使此公開(kāi)透徹完整，并將向本領(lǐng)域技術(shù)人員完全傳達(dá)本發(fā)明的范圍。類似的標(biāo)號(hào)在全文中 表示類似的元素。可理解，雖然在本文中使用術(shù)語(yǔ)第一和第二來(lái)描述不同的元素，但這些元素不應(yīng) 受這些術(shù)語(yǔ)的限制。這些術(shù)語(yǔ)只用于將一個(gè)元素與另一個(gè)元素區(qū)分開(kāi)。因此，下面的第一 元素可稱為第二元素，并且同樣地，第二元素可稱為第一元素而不會(huì)背離本發(fā)明的教導(dǎo)。在 本文中使用時(shí)，術(shù)語(yǔ)“和/或”包括一個(gè)或多個(gè)列舉的相關(guān)項(xiàng)目的任一和所有組合。認(rèn)識(shí)到在無(wú)線終端移動(dòng)到ATC覆蓋區(qū)域的邊緣和/或外部時(shí)，即使無(wú)線終端位于 ATC覆蓋區(qū)域外緣的附近和/或外部，它也可繼續(xù)從ATC接收信號(hào)，由此可得到本發(fā)明的一 些實(shí)施例。在無(wú)線終端移動(dòng)到ATC覆蓋區(qū)域的邊緣和/或外部時(shí)，常規(guī)功率控制可通過(guò)將 無(wú)線終端的功率提高到最大功率而嘗試維持通信鏈路閉合(link closure)，并可因此在無(wú) 線終端利用無(wú)干擾或基本無(wú)干擾的傳播路徑與共信道系統(tǒng)進(jìn)行通信時(shí)使此類系統(tǒng)的干擾 有可能增加。本發(fā)明的實(shí)施例可提供從ATC模式到非ATC模式(如蜂窩和/或PCS和/或 衛(wèi)星模式)的智能切換，以減少功率控制方法可導(dǎo)致對(duì)共信道系統(tǒng)的干擾增加的可能性。認(rèn)識(shí)到通過(guò)測(cè)量在無(wú)線終端上接收的衛(wèi)星下行信號(hào)的一個(gè)或多個(gè)特征，可在無(wú)線 電終端測(cè)量輻射共信道衛(wèi)星頻帶頻率的無(wú)線終端的可能的干擾，由此可得到本發(fā)明的一些 實(shí)施例。通過(guò)確定一個(gè)或多個(gè)衛(wèi)星頻率上的所有活動(dòng)無(wú)線終端總體輻射的總功率，各無(wú)線終端上得到的這些下行測(cè)量結(jié)果可用于監(jiān)視受害衛(wèi)星上的凈反向(上行)可能的干擾的度 量?？偢蓴_的監(jiān)視可用作上述切換技術(shù)的一部分和/或用于其它目的。在如下說(shuō)明中，將首先描述從ATC模式智能切換到非ATC模式，以減少對(duì)共信道系 統(tǒng)的可能的干擾的系統(tǒng)和方法。隨后，將描述通過(guò)無(wú)線終端獲得的下行測(cè)量結(jié)果監(jiān)視可能 的干擾的系統(tǒng)和方法。最后，會(huì)描述結(jié)合在無(wú)線終端和/或系統(tǒng)的另一部分如衛(wèi)星上進(jìn)行 監(jiān)視的智能切換系統(tǒng)和方法。；立綱寸_禾口__尉言髓1_·通常，上行(反向)功率控制可基于開(kāi)環(huán)和/或閉環(huán)方法的組合。在開(kāi)環(huán)功率控 制中，無(wú)線終端通過(guò)監(jiān)視其自己接收的信號(hào)質(zhì)量，估計(jì)可在基站收發(fā)信系統(tǒng)(BTS)或基站 維持所需信號(hào)質(zhì)量和/或強(qiáng)度的發(fā)射功率電平。在閉環(huán)功率控制中，BTS建議無(wú)線終端調(diào)整 可能最初已經(jīng)由開(kāi)環(huán)功率控制設(shè)置的發(fā)射功率電平。這種形式的功率控制(開(kāi)環(huán)和/或閉 環(huán))可將無(wú)線終端的EIRP提高到最大值，以便維持鏈路連接性和/或可接受的鏈路質(zhì)量。圖1是根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施例的系統(tǒng)和方法的示意圖。如圖1所示，無(wú)線終端140 與使用衛(wèi)星頻帶的ATC覆蓋區(qū)域110中也稱為ATC基站的ATC 112進(jìn)行通信。在ATC覆蓋 區(qū)域110外，通信可通過(guò)使用地面蜂窩/PCS頻帶的蜂窩/PCS系統(tǒng)和/或使用衛(wèi)星頻帶的 衛(wèi)星132繼續(xù)。圖1顯示在ATC覆蓋區(qū)域110之外(以及可能在之內(nèi))的蜂窩/PCS覆蓋 區(qū)域120和分別在蜂窩/PCS和/或ATC覆蓋區(qū)域120、110外的衛(wèi)星覆蓋區(qū)域130。在其它 實(shí)施例中，蜂窩/PCS覆蓋區(qū)域120無(wú)需存在。圖1還顯示了無(wú)線終端140和從ATC覆蓋區(qū) 域110內(nèi)到ATC覆蓋區(qū)域110外的可能的無(wú)線終端路徑142?？梢岳斫?，可提供多個(gè)衛(wèi)星、 覆蓋區(qū)域、ATC、基站和/或無(wú)線終端。圖2顯示了在沿例如圖1所示無(wú)線終端路徑142，從ATC覆蓋區(qū)域(ATC小區(qū))110 通過(guò)蜂窩/PCS覆蓋區(qū)域120移動(dòng)到衛(wèi)星覆蓋區(qū)域130的多模式(ATC/PCS/衛(wèi)星)無(wú)線終 端140上的ATC、蜂窩/PCS和衛(wèi)星示范信號(hào)強(qiáng)度。由于ATC環(huán)境(通常屬于市中心區(qū))的 建筑物密度高，作為與服務(wù)ATC BTS 112的距離的函數(shù)，ATC信號(hào)可能比蜂窩/PCS或衛(wèi)星 信號(hào)衰減得更快。由于多徑和/或陰影效應(yīng)，衰減可能不是單調(diào)的。在建筑物密度較低的 前提下，作為(與蜂窩/PCS基站122的)距離的函數(shù)，蜂窩/PCS信號(hào)強(qiáng)度可具有更慢的衰 減率。根據(jù)熟知的Lutz傳播模型，衛(wèi)星信號(hào)可能具有Rician衰落和阻塞的組合特性。如 圖2所示，在ATC覆蓋區(qū)域110內(nèi)，衛(wèi)星信號(hào)被阻塞的時(shí)間百分比可能比無(wú)線終端在ATC覆 蓋區(qū)域110外時(shí)更大。無(wú)線終端140可配置為定期監(jiān)視其自己和/或其它替代服務(wù)的信號(hào)質(zhì)量，如蜂窩 /PCS和/或衛(wèi)星，它們是從ATC 112切換的服務(wù)的可能接受者。監(jiān)視信號(hào)質(zhì)量的許多技術(shù) 已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所知，因此無(wú)需在此詳述。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的切換系統(tǒng)和方法可基 于以下認(rèn)識(shí)對(duì)于ATC模式下的無(wú)線終端140，如果在衛(wèi)星接收信號(hào)質(zhì)量SRQ高于第二閾值 SRQth時(shí)，上行功率控制嘗試將無(wú)線終端的發(fā)射功率PTX設(shè)置在高于第一閾值PTXth的水平， 則無(wú)線終端在指定的ATC覆蓋區(qū)域之外，“或者”無(wú)線終端在指定ATC覆蓋區(qū)域之內(nèi)，并且到 ATC基站的路徑的阻塞相當(dāng)大，而具有到衛(wèi)星的相對(duì)無(wú)干擾的視距傳播路徑?？梢哉J(rèn)識(shí)到，由于地面?zhèn)鞑ネǔ？赡懿痪哂械紸TC天線的視距路徑，因此，“或者” 情形在密集的市區(qū)內(nèi)可能不常發(fā)生。
圖3顯示了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例，根據(jù)上述認(rèn)識(shí)的切換操作。這些操作可由諸 如圖1的控制器150等控制器執(zhí)行，所述控制器可以是衛(wèi)星、ATC、蜂窩和/或PCS系統(tǒng)的部 分，或者至少在一定程度上獨(dú)立于這些系統(tǒng)。具體而言，如圖3所示，在塊310測(cè)試無(wú)線終 端發(fā)射功率PTX是否超過(guò)第一閾值PTXth。可以理解，此第一閾值可以是恒定或可變的(基 于一個(gè)或多個(gè)準(zhǔn)則)。如果塊310的測(cè)試結(jié)果為否，則由于無(wú)線終端發(fā)射功率低于第一閾 值，未造成不可接受的干擾，因此無(wú)需執(zhí)行切換。然而，如果無(wú)線終端發(fā)射功率超過(guò)閾值，即 塊310的測(cè)試結(jié)果為是，則在塊320，測(cè)試接收的衛(wèi)星信號(hào)質(zhì)量度量SRQ是否大于第二(恒 定或可變的)閾值SRQth。如果為超過(guò)，則無(wú)線終端140要么在ATC覆蓋區(qū)域110內(nèi)的某個(gè) 建筑物內(nèi)，這種情況下甚至最大無(wú)線終端發(fā)射功率都是可接受的，要么無(wú)線終端140在ATC 覆蓋區(qū)域110的邊緣，并在嘗試通過(guò)提高無(wú)線終端發(fā)射功率進(jìn)行補(bǔ)償。因此，在塊330進(jìn)行 有關(guān)無(wú)線終端140位置的測(cè)試。眾所周知，可使用全球定位系統(tǒng)(GPS)和/或非基于GPS 的技術(shù)來(lái)確定無(wú)線終端140的位置。這些測(cè)試可由無(wú)線終端140和/或通信系統(tǒng)進(jìn)行。因此，在塊330，如果無(wú)線終端140在與服務(wù)ATC基站112的預(yù)定距離內(nèi)，如在覆蓋區(qū)域或小區(qū)的一定范圍內(nèi)，則“位置OK ？ ”的答復(fù)為“是”，并且無(wú)需執(zhí)行切換。無(wú)需執(zhí)行切 換是因?yàn)榭赏茢酂o(wú)線終端140在ATC覆蓋區(qū)域110上的建筑物內(nèi)，這樣，高功率發(fā)射可能不 會(huì)產(chǎn)生無(wú)法接受的干擾。相反，在塊330，如果無(wú)線終端140在與服務(wù)ATC基站112的預(yù)定 距離外，則“位置OK ？ ”的答復(fù)為“否”，并且在塊350執(zhí)行到蜂窩/PCS系統(tǒng)的切換。切換 是在假定無(wú)線終端140位于服務(wù)ATC小區(qū)110的內(nèi)部、其邊緣附近和/或外部，并且在以高 功率發(fā)射以嘗試維持鏈路閉合和/或鏈路質(zhì)量的情況下進(jìn)行的。在塊350，由于基于塊320 的測(cè)試，從衛(wèi)星系統(tǒng)收到相對(duì)低的信號(hào)強(qiáng)度和/或質(zhì)量，因此不執(zhí)行到衛(wèi)星系統(tǒng)的切換。繼續(xù)對(duì)圖3的說(shuō)明，在塊340，如果收到的衛(wèi)星信號(hào)質(zhì)量度量高于塊320中的閾 值，則還測(cè)試無(wú)線終端的位置是否“0K”。如果位置在與服務(wù)ATC BTS 112的預(yù)定的距離和 /或小區(qū)的部分范圍內(nèi)，則無(wú)需進(jìn)行切換，這是因?yàn)闊o(wú)線終端140正在適當(dāng)?shù)腁TC服務(wù)區(qū)內(nèi) 操作。另一方面，在塊340，如果無(wú)線終端在大于與服務(wù)ATC BTS 112的預(yù)定距離處，位置 不“0K”，則意味著終端在以高發(fā)射功率輻射，以嘗試?yán)^續(xù)與服務(wù)ATC進(jìn)行通信。在這種情況 下，在塊360執(zhí)行到衛(wèi)星132或蜂窩/PCS系統(tǒng)122的切換。由于在塊320，衛(wèi)星信號(hào)質(zhì)量是 可接受的，因此可切換到衛(wèi)星132。因此，在無(wú)線終端發(fā)射高功率以嘗試?yán)^續(xù)與在ATC覆蓋區(qū)域邊緣和/或外部的服 務(wù)ATC進(jìn)行通信時(shí)，圖3的實(shí)施例可切換到衛(wèi)星或蜂窩/PCS系統(tǒng)，但當(dāng)無(wú)線終端在ATC服 務(wù)區(qū)域內(nèi)并且由于建筑物和/或其它信號(hào)阻塞而在發(fā)射高功率時(shí)，無(wú)需切換。通過(guò)無(wú)線終端執(zhí)行的測(cè)量監(jiān)視可能的干擾上述引用的公開(kāi)的美國(guó)專利申請(qǐng)出版物2003/0073436 Al描述了許多種技術(shù)，用 于在基于空間的組件或衛(wèi)星監(jiān)視由輔助地面網(wǎng)絡(luò)和/或無(wú)線終端產(chǎn)生的無(wú)線輻射，以及根 據(jù)監(jiān)視結(jié)果調(diào)整由輔助地面網(wǎng)絡(luò)和/或無(wú)線終端產(chǎn)生的輻射。下面將描述的本發(fā)明的一些 實(shí)施例可通過(guò)由全體無(wú)線終端執(zhí)行的測(cè)量來(lái)監(jiān)視可能的干擾。具體而言，根據(jù)本發(fā)明的一 些實(shí)施例，無(wú)線終端接收的從系統(tǒng)自己的衛(wèi)星發(fā)送來(lái)的下行(前向)信號(hào)的功率可用作系 統(tǒng)自己和/或其它系統(tǒng)的衛(wèi)星可從該無(wú)線終端接收的上行干擾的度量。替代地，或在組合 方案中，無(wú)線終端也可監(jiān)視除了其自己的以外衛(wèi)星的下行(前向)信號(hào)。具體而言，在ATC模式下通信的每個(gè)無(wú)線終端可定期向系統(tǒng)報(bào)告如無(wú)線終端在服務(wù)衛(wèi)星點(diǎn)波束(spot-beam)中檢測(cè)到的自己衛(wèi)星的廣播控制信道(如GMR-2中的S-BCCH) 的接收信號(hào)功率。服務(wù)衛(wèi)星點(diǎn)波束是為無(wú)線終端所處位置服務(wù)的點(diǎn)波束。作為維持切換容 易性的一個(gè)普通部分，無(wú)線終端也可定期監(jiān)視(ATC和/或蜂窩/PCS的)相鄰地面小區(qū)的 信號(hào)強(qiáng)度/質(zhì)量和服務(wù)衛(wèi)星點(diǎn)波束的信號(hào)強(qiáng)度/質(zhì)量以及可能監(jiān)視相鄰衛(wèi)星點(diǎn)波束的信號(hào)
強(qiáng)度/質(zhì)量。系統(tǒng)自己的衛(wèi)星的廣播控制信道可以固定功率電平輻射，而不受功率控制影響。 這對(duì)GSM中的BCCH和GSM-2中的S-BCCH是正確的。此功率電平的知識(shí)一般可為衛(wèi)星系統(tǒng) 操作員獲得，此知識(shí)連同無(wú)線終端上對(duì)應(yīng)的接收功率電平(按照慣例被報(bào)告給網(wǎng)絡(luò)控制中 心)可用于獲得系統(tǒng)自己的衛(wèi)星和任一其它衛(wèi)星上的上行接收功率。這些數(shù)學(xué)關(guān)系基于如 下定義給出Pb 自己衛(wèi)星的發(fā)射功率，用于前向鏈路控制信道(固定功率，先驗(yàn)得知)。Gdl os 衛(wèi)星天線增益下行，自己的衛(wèi)星，應(yīng)用于控制信道(固定參數(shù)，先驗(yàn)得知)。 服務(wù)點(diǎn)波束天線增益在ATC區(qū)域上的變化可能很小，并可忽略。Ldl os 至無(wú)線終端的傳播路徑損失下行，自己的衛(wèi)星(未知參數(shù))。Lul os 源于無(wú)線終端的傳播路徑損失上行，自己的衛(wèi)星(未知參數(shù))。Fos 下行路徑損失的頻率相關(guān)調(diào)整，以便在無(wú)干擾視距條件(先驗(yàn)得知)下獲得上 行路徑損失。在多徑條件下，上行和下行損失也將具有額外的時(shí)間擴(kuò)散相關(guān)部分。在此假 定在總體平均的基礎(chǔ)上，此差別為零。Lul vs 源于無(wú)線終端的傳播路徑損失上行，其它衛(wèi)星(未知參數(shù))。V 至自己衛(wèi)星的上行路徑損失調(diào)整，以獲得到另一衛(wèi)星的路徑損失(基于先驗(yàn)得 知的到上述兩衛(wèi)星的傳播路徑幾何學(xué))。Pmex =ATC模式下無(wú)線終端接收功率(可變功率，作為常規(guī)功率控制過(guò)程的一部分 為移動(dòng)終端所知并被報(bào)告給ATC網(wǎng)絡(luò)控制中心)。Pmtx =ATC模式下無(wú)線終端發(fā)射功率(可變功率，作為上行功率控制進(jìn)程的副產(chǎn)品 為ATC網(wǎng)絡(luò)控制中心所知)。Gm:在總體平均基礎(chǔ)上先驗(yàn)得知的無(wú)線終端天線增益，對(duì)所有或一些方向取平均， 并假定對(duì)上行和下行鏈路完全相同。Gu^js sbn 衛(wèi)星天線增益上行，自己的衛(wèi)星，點(diǎn)波束#n。Gl^vs sbm 衛(wèi)星天線增益上行，其它衛(wèi)星，點(diǎn)波束#m。Pint os 點(diǎn)波束#n上對(duì)自己衛(wèi)星的上行ATC干擾。Pint vs 點(diǎn)波束#m上對(duì)其它衛(wèi)星的上行ATC干擾。基于上述定義，如下關(guān)系成立Pint os = PMTx+Gm_Lul。S+GUL。S sbn ；其中，Lul os 彡 OdB (1. 1)Lul os = Ldl。S+F。S(1. 2)Ldlos = Pb+Gdlos-Gm-Pmex(1-3)將上述等式(1. 1)-(1. 3)合并可得以下等式Pint—os — PmtX_ (Pb+Gdl—os)+P^X_F0S+GUL—。s—sbn(1)同樣地，對(duì)于任一其它衛(wèi)星，如下關(guān)系成立Pint—vs — PmTx+Gm_Lul—VS+GUL—vs—sbm(2· 1)
Lul vs = Lul。S+V(2. 2)Lul os = Ldl。S+F。S(2. 3)Ldl os = Pb+Gdl^-Gm-Pmex(2. 4)將上述等式(2. 1) - (2. 4)合并可得如下等式Pintvs = Pmtx- (Pb+Gdl—J +P kx-F。s-V+Gul—vs—sbm(2)在等式⑴和⑵中，右側(cè)的所有參數(shù)要么是先驗(yàn)得知的，要么可為網(wǎng)絡(luò)控制中心 實(shí)時(shí)或幾乎實(shí)時(shí)獲得。因此，如圖5所示，根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，可在來(lái)自每個(gè)ATC活動(dòng)無(wú)線終端 (塊510)以及因此來(lái)自全部ATC活動(dòng)無(wú)線電終端的任何所需點(diǎn)波束上估計(jì)對(duì)系統(tǒng)自己和/ 或其它衛(wèi)星的可能的上行干擾功率(塊520)。對(duì)于每個(gè)上行信道，可以將每個(gè)無(wú)線終端的 干擾功率貢獻(xiàn)總計(jì)(塊350)。這可提供在每個(gè)信道和/或每個(gè)載波基礎(chǔ)上的系統(tǒng)范圍的總 共信道干擾功率的量度，該量度可應(yīng)用于驗(yàn)證規(guī)定的干擾要求被ATN滿足，和/或用于調(diào)整 ATN和/或無(wú)線終端輻射(塊540)，正如上述引用的美國(guó)專利申請(qǐng)中所述的那樣。通過(guò)監(jiān)視講行的切換圖4顯示了根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施例，考慮總ATC干擾監(jiān)視的切換操作。這些操作 可由諸如圖1所示控制器150之類的控制器執(zhí)行，該控制器可以是衛(wèi)星、ATC、蜂窩和/或 PCS系統(tǒng)的一部分，或者至少在一定程度上獨(dú)立于這些系統(tǒng)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)理解，不 僅可以或代之以使用緊靠前部分所述的監(jiān)視技術(shù)和/或任何其它監(jiān)視技術(shù)，可使用上述公 布的美國(guó)專利申請(qǐng)出版物2003/0073436 Al中所述的監(jiān)視技術(shù)。具體而言，參照?qǐng)D4，先在塊310測(cè)試無(wú)線終端的發(fā)射功率是否大于閾值，如結(jié)合 圖3所述。如果超過(guò)，則在塊410使用例如上述監(jiān)視技術(shù)和/或在上述公布的美國(guó)專利申 請(qǐng)出版物2003/0073436 Al中所述的技術(shù)來(lái)測(cè)試總干擾是否違反限制。如果總干擾違反限 制，則如結(jié)合圖3所示的塊330和/或340所述，在塊330測(cè)試無(wú)線終端的位置是否“0K”。因此，在功率控制功能要求無(wú)線終端的發(fā)射功率高于電平PTXth(塊330)(此電平 可對(duì)應(yīng)于戶外(無(wú)阻塞)條件下無(wú)線終端的額定發(fā)射功率電平)時(shí)，就如下作出判斷(A) 是否已超出總干擾限制(塊410)；以及⑶無(wú)線終端是否在ATC覆蓋區(qū)域內(nèi)(塊330)。到替代服務(wù)(蜂窩/PCS和/或衛(wèi)星)的切換可根據(jù)可在420選擇的至少兩個(gè)備 選切換策略430進(jìn)行。切換策略的選擇可由網(wǎng)絡(luò)操作中心基于規(guī)章規(guī)則或其它準(zhǔn)則進(jìn)行， 如下面使用布爾表示法所述一樣策略#1 如果已超出總干擾限制，并且無(wú)線終端不在ATC覆蓋區(qū)域內(nèi)，則切換到其 它服務(wù)。策略#2 如果已超出總干擾水平，則切換到替代服務(wù)而不考慮無(wú)線終端的位置。策略#1使在ATC覆蓋區(qū)域外的無(wú)線終端的切換優(yōu)先于在ATC覆蓋區(qū)域內(nèi)的無(wú)線 終端的，以便減少或防止可能的總干擾限制違反。策略#2在已超出總干擾限制時(shí)對(duì)所有無(wú) 線終端予以平等對(duì)待而不考慮其位置。再次參照?qǐng)D4，到另一系統(tǒng)的切換基于如前所述的在塊320的測(cè)試?yán)^續(xù)進(jìn)行。更具 體地說(shuō)，如果接收的衛(wèi)星信號(hào)的質(zhì)量度量大于閾值，則可以在塊360執(zhí)行到衛(wèi)星和/或蜂窩 /PCS服務(wù)的轉(zhuǎn)移。如果該接收的衛(wèi)星信號(hào)的質(zhì)量低于閾值，則在塊350轉(zhuǎn)移到蜂窩/PCS系 統(tǒng)。
在附圖和說(shuō)明書中公開(kāi)了本發(fā)明的實(shí)施例，雖然采用了特定的 術(shù)語(yǔ)，但它們只在 一般的和描述性的意義上使用，而不是為了進(jìn)行限制，本發(fā)明的范圍由隨附權(quán)利要求書陳 述。
權(quán)利要求
一種用于監(jiān)視衛(wèi)星通信系統(tǒng)中干擾的方法，所述衛(wèi)星通信系統(tǒng)包括衛(wèi)星，配置為通過(guò)某個(gè)衛(wèi)星頻帶與衛(wèi)星覆蓋區(qū)域中的無(wú)線終端進(jìn)行無(wú)線通信；以及輔助地面組件，配置為通過(guò)至少部分所述衛(wèi)星頻帶與衛(wèi)星覆蓋區(qū)域中的無(wú)線終端進(jìn)行無(wú)線通信，由此在地面復(fù)用至少部分所述衛(wèi)星頻帶；所述監(jiān)視方法包括監(jiān)視在無(wú)線終端從衛(wèi)星接收的下行無(wú)線輻射，由此確定因至少部分所述衛(wèi)星頻帶的地面復(fù)用而由所述無(wú)線終端的上行輻射造成的可能的干擾。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于監(jiān)視包括監(jiān)視在所述無(wú)線終端從衛(wèi)星接收 的下行無(wú)線信號(hào)的功率，由此確定因至少部分所述衛(wèi)星頻帶的地面復(fù)用而由所述無(wú)線終端 的上行輻射造成的可能的干擾。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述下行無(wú)線信號(hào)包括廣播控制信道信號(hào)。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于監(jiān)視由所述無(wú)線終端執(zhí)行，所述方法還包括總計(jì)因至少部分所述衛(wèi)星頻帶的地面復(fù)用而由所述無(wú)線終端的總上行輻射形成的所 述可能的干擾。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于還包括調(diào)整至少一些所述無(wú)線終端和/或所述輔助地面組件，以將所述無(wú)線終端的總上行輻 射減少到低于限制。
6.一種衛(wèi)星通信系統(tǒng)，它包括衛(wèi)星，配置為通過(guò)某個(gè)衛(wèi)星頻帶與衛(wèi)星覆蓋區(qū)域中的無(wú)線終端進(jìn)行無(wú)線通信；輔助地面組件，配置為通過(guò)至少某一所述衛(wèi)星無(wú)線終端頻帶與衛(wèi)星覆蓋區(qū)域中的無(wú)線 終端進(jìn)行無(wú)線通信，由此在地面復(fù)用至少部分所述衛(wèi)星頻帶；以及無(wú)線終端，配置為監(jiān)視在所述無(wú)線終端從衛(wèi)星接收的下行無(wú)線輻射，由此確定因至少 部分所述衛(wèi)星頻帶的地面復(fù)用而由所述無(wú)線終端的上行輻射造成的可能的干擾。
7.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于所述無(wú)線終端配置為通過(guò)監(jiān)視在所述無(wú)線 終端從衛(wèi)星收到的下行無(wú)線信號(hào)功率而監(jiān)視下行輻射，由此確定因至少部分所述衛(wèi)星頻帶 的地面復(fù)用而由所述無(wú)線終端的上行輻射造成的可能的干擾。
8.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于所述下行無(wú)線信號(hào)包括廣播控制信道信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明涉及衛(wèi)星通信系統(tǒng)中進(jìn)行無(wú)線通信切換的方法和系統(tǒng)。該衛(wèi)星通信系統(tǒng)包括衛(wèi)星，配置為通過(guò)某個(gè)衛(wèi)星頻帶與衛(wèi)星覆蓋區(qū)域中的無(wú)線終端進(jìn)行無(wú)線通信；以及輔助地面組件，配置為通過(guò)至少部分所述衛(wèi)星頻帶與衛(wèi)星覆蓋區(qū)域中的無(wú)線終端進(jìn)行無(wú)線通信，由此在地面復(fù)用至少部分所述衛(wèi)星頻帶。即使無(wú)線終端能夠以無(wú)線方式與輔助地面組件進(jìn)行通信，但在無(wú)線終端發(fā)射功率超過(guò)閾值，且接收的衛(wèi)星信號(hào)質(zhì)量超過(guò)閾值時(shí)，將與無(wú)線終端的無(wú)線通信會(huì)從輔助地面組件切換到衛(wèi)星?？梢员O(jiān)視無(wú)線終端上從衛(wèi)星接收的下行無(wú)線輻射，以確定因至少部分所述衛(wèi)星頻帶的地面復(fù)用而由無(wú)線終端的上行輻射造成的可能的干擾。
文檔編號(hào)H04BGK101808380SQ20101014369
公開(kāi)日2010年8月18日 申請(qǐng)日期2004年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月16日
發(fā)明者P·D·卡拉比尼斯, S·杜塔 申請(qǐng)人:Atc科技有限責(zé)任公司