具有基于地面的处理的协同定位卫星制造技术

本发明专利技术描述用于具有基于地面的处理的协同定位卫星的方法、系统和装置。协同定位卫星集可被配置成收集返回链路信号分量集，其中每一协同定位卫星包含第一有效载荷和第二有效载荷，所述第一有效载荷被配置成接收包含从一个或多个终端传输的一个或多个返回链路信号的相应返回链路信号分量，所述第二有效载荷被配置成传输所述相应返回链路信号分量的表示。一个或多个地面站可被配置成接收所述相应返回链路信号分量的所述表示。中央处理器可被配置成将波束成形系数集施加到所述一个或多个地面站所接收的所述相应返回链路信号分量的所述表示以获得与来自所述协同定位卫星集的一个或多个返回链路波束对应的一个或多个返回链路波束信号。回链路波束信号。回链路波束信号。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有基于地面的处理的协同定位卫星
[0001]交叉引用
[0002]本专利申请要求范德穆伦(VANDERMEULEN)等人2021年10月22日申请的标题为“具有基于地面的处理的GEO群(GEO SWARM WITH GROUND BASED PROCESSING)”的第63/104,142号美国临时专利申请的权益，所述美国临时专利申请转让给本受让人并且以整体引用的方式明确并入本文中。

技术介绍

[0003]下文大体上涉及通信，包含具有基于地面的处理的协同定位卫星。
[0004]通信装置可使用有线连接、无线(例如，射频(RF))连接或这两者彼此通信。可使用已被指定用于服务提供者、无线技术或这两者的无线频谱执行装置之间的无线通信。在一些实例中，可经由无线通信网络传送的信息量是基于被指定给服务提供者的无线频谱的量，以及在其中提供服务的区内的频率复用的量。无线通信(例如，蜂窝通信、卫星通信等)可使用波束成形和多输入多输出(MIMO)技术用于装置之间的通信以增加频率复用，然而，在一些类型的通信系统(例如卫星通信)中提供高水平的频率复用会带来挑战。

技术实现思路

[0005]协同定位卫星集可被配置成收集返回链路信号分量集，其中所述协同定位卫星集中沿着第一维度的至少两对相邻卫星具有不同的卫星间间距，且其中所述协同定位卫星集中的每一卫星包含第一有效载荷和第二有效载荷，所述第一有效载荷被配置成接收包含在第一频率范围内从一个或多个终端传输的一个或多个返回链路信号的相应返回链路信号分量，所述第二有效载荷被配置成传输所述相应返回链路信号分量的表示。一个或多个地面站可被配置成接收所述相应返回链路信号分量的所述表示。中央处理器可被配置成将波束成形系数集施加到由所述一个或多个地面站接收的所述相应返回链路信号分量的所述表示以获得与来自所述协同定位卫星集的一个或多个返回链路波束对应的一个或多个返回链路波束信号。
附图说明
[0006]图1说明根据本文中描述的方面的支持具有基于地面的处理的协同定位卫星的卫星通信系统的实例。
[0007]图2说明根据本文中描述的方面的支持具有基于地面的处理的协同定位卫星的通信网络的实例。
[0008]图3到7说明根据本文中描述的方面的支持具有基于地面的处理的协同定位卫星的通信方案的实例。
[0009]图8到10示出说明根据本文中描述的方面的支持具有基于地面的处理的协同定位卫星的一种或多种方法的流程图。
具体实施方式
[0010]在一些实例中，卫星群(例如，对地静止轨道(geostationary Earth orbit，GEO)群)的协同定位卫星可与终端通信。举例来说，终端可传输信号，其中所述信号的第一信号分量被卫星群中的第一卫星接收且所述信号的第二信号分量被卫星群中的第二卫星接收。处理相应信号分量以从所述信号分量形成波束信号可涉及第一卫星和第二卫星消耗显著的能量。然而，每一卫星花费在处理上的能量供应或能量预算可能是有限的。另外，用以在第一卫星和第二卫星处处理相应信号分量的组件发生功能故障可带来困难或产生昂贵的费用，例如涉及更换卫星或维修在轨卫星。在一些实例中，在第一卫星和/或第二卫星可能无法处理相应信号分量的持续时间内可影响卫星群的能力。
[0011]因此，在一些实例中，第一卫星和第二卫星中的每一个可经由第一有效载荷从终端接收相应信号分量并且可将相应信号分量的相应表示传输给另一装置以供处理。所述另一装置可包含一个或多个地面站或可包含被配置成聚合所述表示并且将经聚合的表示传输到一个或多个地面站的中央卫星。一个或多个地面站可将接收到的信号分量表示提供给中央处理器，所述中央处理器被配置成将波束成形系数集施加于所述表示以获得与来自卫星群的一个或多个波束对应的一个或多个波束信号。通过在中央处理器处处理信号分量的表示，第一卫星和第二卫星可节约更多能量。另外，由于中央处理器的处理组件的维修或更换可能更简单且更快速，中央处理器可归因于组件功能故障而无法处理信号分量的表示的持续时间可比第一卫星和第二卫星可归因于组件功能故障而无法处理信号分量的持续时间短。
[0012]一开始在参考图1和2所描述的卫星通信系统和通信网络的上下文中描述本公开的特征。在如参考图3
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7所描述的通信方案的上下文中描述本公开的特征。参考涉及如参考图8
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10所描述的具有基于地面的处理的协同定位卫星的设备图和流程图进一步说明和描述本公开的这些和其它特征。
[0013]图1说明根据本文中描述的方面的支持具有基于地面的处理的协同定位卫星的卫星通信系统100的实例。卫星通信系统100可包含地面系统135、终端120和卫星群105。在一些情况下，卫星群可处于对地静止轨道(GEO)中。虽然参考包含GEO卫星的卫星群105进行论述，但在一些实例中，卫星群105中的卫星可处于例如低地球轨道(low Earth orbit，LEO)或中地球轨道(medium Earth orbit，MEO)的其它轨道中。地面系统135可包含被配置成与卫星群105通信的接入节点140的网络。接入节点140可与接入节点收发器145耦合，所述接入节点收发器145被配置成处理从对应接入节点140接收并将通过对应接入节点140传输的信号。接入节点收发器145还可以被配置成例如经由网络装置132(例如，网络操作中心、卫星和网关终端命令中心)与网络125(例如，互联网)介接，所述网络装置132可提供用于与网络125通信的接口。
[0014]终端120可包含被配置成与卫星群105交流信号的各种装置，其中终端120可包含固定终端(例如，基于地面的静止终端)或移动终端，例如处于船、飞行器、基于地面的车辆等等上的终端。终端120可经由卫星群105与接入节点140交流数据和信息。可与例如网络装置132的目的地装置或与网络125相关联的某一其它装置或分布式服务器交流数据和信息。
[0015]卫星群105可包含部署于空间轨道(例如，GEO、MEO、LEO等)中的卫星110的网络。包含在卫星群105中的一个或多个卫星110可配备有包含多个天线和/或天线面板的天线阵列
115。每一天线阵列115的天线(也可被称作天线元件)可均匀地分布或不均匀地分布。另外或替代地，一个或多个卫星110可相对于彼此均匀地分布或不均匀地分布。举例来说，卫星110的分布可为非调和的，这意味着卫星间间距跨卫星群105是不同的，且在一些情况下，卫星群105的任两个卫星110之间的间距可不同于任何其它两个卫星之间的间距。在一些情况下，可允许卫星之间的间距基于轨道定位的差异而发生改变(例如，随时间)。
[0016]卫星群105可使用一个或多个卫星110支持多输入多输出(MIMO)技术，以例如通过使得能够在地理区域的不同地理区中同时复用无线频谱来增加用于通信的频率资源的利用率。类似地，卫星群105可使用一个或多个卫星支持波束成形技术以增加用于通信的频率资源的利用率。
[0017]MIMO技术可用于利用多路径信号传播并且通过经本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种系统，其包括：协同定位卫星集，其被配置(105)成收集返回链路信号分量集(330)，其中所述协同定位卫星集中沿着第一维度的至少两对相邻卫星(110、305)具有不同的卫星间间距，且其中所述协同定位卫星集(105)中的每一卫星(110、305)包括第一有效载荷(320)和第二有效载荷(325)，所述第一有效载荷被配置成接收包括在第一频率范围(420
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a)内从一个或多个终端(120、310)传输的一个或多个返回链路信号的相应返回链路信号分量(330)，所述第二有效载荷被配置成传输所述相应返回链路信号分量的表示(335)；一个或多个地面站(225、315)，其被配置成接收所述相应返回链路信号分量的所述表示(335)；以及中央处理器(230)，其被配置成将波束成形系数集施加到由所述一个或多个地面站(225、315)接收的所述相应返回链路信号分量(330)的所述表示以获得与来自所述协同定位卫星集(105)的一个或多个返回链路波束对应的一个或多个返回链路波束信号。2.根据权利要求1所述的系统，其中：所述中央处理器(230)被配置成获得与关联于第一多个返回链路覆盖区域的第一多个返回链路波束对应的第一多个返回链路波束信号；且所述第一多个返回链路覆盖区域彼此不重叠。3.根据权利要求2所述的系统，其中：所述中央处理器(230)被配置成获得与关联于第二多个返回链路覆盖区域的第二多个返回链路波束对应的第二多个返回链路波束信号；所述第二多个返回链路覆盖区域彼此不重叠；且所述第二多个返回链路波束与在第二频率范围(420
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b)内从一个或多个第二终端传输的一个或多个第二返回链路信号相关联。4.根据权利要求1所述的系统，其中所述一个或多个地面站(225、315)中的第一地面站(225、315)被配置成从所述协同定位卫星集(105)中的第一卫星(110、305)接收第一返回链路信号分量(330)的第一表示(335)，且第二地面站(225、315)被配置成至少部分地基于所述第一卫星(110、305)被配置成在不包括第二覆盖区域的第一覆盖区域内传输所述第一返回链路信号分量(330)的所述第一表示(335)，从所述协同定位卫星集(105)中的第二卫星(110、305)接收第二返回链路信号分量(330)的第二表示(335)，所述第二卫星被配置成将所述第二返回链路信号分量(330)的所述第二表示(335)传输到所述第二覆盖区域。5.根据权利要求1所述的系统，其中所述一个或多个地面站(225、315)中的地面站(225、315)被配置成从所述协同定位卫星集(105)中的第一卫星(110、305)接收第一返回链路信号分量(330)的第一表示(335)，并且至少部分地基于所述第一卫星(110、305)被配置成在不包括第二频率范围(420
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b)的所述第一频率范围(420
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a)处传输所述第一返回链路信号分量(330)的所述第一表示(335)，从所述协同定位卫星集(105)中的第二卫星(110、305)接收第二返回链路信号分量(330)的第二表示(335)，所述第二卫星(110、305)被配置成在所述第二频率范围内传输所述第二返回链路信号分量(330)的所述第二表示(335)。6.根据权利要求1所述的系统，其中：所述协同定位卫星集(105)中的所述第二有效载荷(325)被配置成接收前向链路信号分量(345)的相应表示(340)；
所述协同定位卫星集(105)的所述第一有效载荷(320)被配置成至少部分地基于所述前向链路信号分量(345)的所接收的相应表示(340)传输所述前向链路信号分量(345)；所述中央处理器(230)被配置成将前向链路波束成形系数集施加到一个或多个前向链路波束信号以获得所述前向链路信号分量的所述表示；且所述一个或多个地面站(225、315)被配置成将所述前向链路信号分量(345)的所述表示(340)传输到所述协同定位卫星集(105)。7.根据权利要求1所述的系统，其中所述协同定位卫星集(105)中的每一卫星(110、305)的所述第一有效载荷(320)包括多个元件和本地处理器(350)，所述本地处理器被配置成执行在所述多个元件处接收到的多个局部分量信号的波束成形以获得相应信号分量。8.根据权利要求7所述的系统，其中：所述协同定位卫星集(110)中的每一卫星(110、305)的所述本地处理器(350)被配置成从在所述多个元件处接收到的所述多个局部分量信号获得与关联于第一局部覆盖区域的相应第一局部波束对应的所述相应信号分量的第一表示并且从在所述多个元件处接收到的所述多个局部分量信号获得与关联于第二局部覆盖区域的相应第二局部波束对应的相应信号分量的第二表示；且所述相应第一局部波束和所述相应第二局部波束与至少部分地重叠的频率范围相关联。9.根据权利要求8所述的系统，其中所述中央处理器(230)被配置成至少基于将第一波束成形系数集施加到所述协同定位卫星集(105)中的每一个获得的所述第一表示而获得第一波束信号，并且至少基于将第二波束成形系数集施加到所述协同定位卫星集(105)中的每一个获得的所述第二表示而获得第二波束信号。10.根据权利要求1所述的系统，其中所述系统另外包括：中央卫星(615)，其被配置成收集所述相应返回链路信号分量(330)的所述表示(610)并且将所述表示传输到所述一个或多个地面站(225、315)。11.根据权利要求10所述的系统，其中所述中央卫星(615)被配置成从所述协同定位卫星集(105)中的第一卫星(605
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a)接收第一返回链路信号分量(330)的第一表示(610
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a)，并且至少部分地基于所述第一卫星(605
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a)被配置成在不包括第二频率范围(630
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b)的第一频率范围(630
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a)处传输所述第一返回链路信号分量(330)的所述第一表示(610
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a)，从所述协同定位卫星集(105)中的第二卫星(605
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b)接收第二返回链路信号分量(330)的第二表示(610
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b)，所述第二卫星(605
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b)被配置成在所述第二频率范围内传输所述第二返回链路信号分量(330)的所述第二表示(610
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b)。12.根据权利要求10所述的系统，其中所述中央卫星(615)包括所述协同定位卫星集(105)中的一个协同定位卫星(110、305)。13.根据权利要求1所述的系统，其另外包括：处于所述协同定位卫星集(105)中的一个上的本地处理器(350)，其中所述中央处理器(230)被配置成将所述波束成形系数集施加到所述相应返回链路信号分量(330)的所述表示以在第一时间获得所述一个或多个返回链路波束信号，且所述本地处理器被配置成将第二波束成形系数集施加到所述相应返回链路信号分量(330)的所述表示的至少一个子集以在第二时间获得一个或多个第二返回链路波束信号。
14.根据权利要求1所述的系统，其中所述中央处理器(230)被配置成识别所述协同定位卫星集(105)中的每一卫星(110、305)的位置并且至少部分地基于所识别的位置产生所述波束成形系数集。15.根据权利要求1所述的系统，其中：所述一个或多个地面站(225、315)包括地面站集(225、315)；且所述地面站集(225、315)的子集被配置成形成波束以用于从所述协同定位卫星集(105)中的一个卫星(110、305)接收所述相应返回链路信号分量(330)的所述表示(335)。16.根据权利要求1所述的系统，其中所述协同定位卫星集(105)中沿着所述第一维度或正交于所述第一维度的第二维度的相邻卫星(110、305)的所述卫星间间距大于相当于所述返回链路信号分量(330)的波长的距离。17.根据权利要求1所述的系统，其中所述协同定位卫星集(105)中沿着所述第一维度或正交于所述第一维度的第二维度的相邻卫星(110、305)的所述卫星间间距大于相当于所述返回链路信号分量(330)的波长的十倍的距离。18.一种方法，其包括：在协同定位卫星集(105)处接收返回链路信号分量集...

【专利技术属性】
技术研发人员：理查德，
申请(专利权)人：维尔塞特公司，
类型：发明
国别省市：