使用天線及路由器對(duì)衛(wèi)星鏈路進(jìn)行頻譜分集的方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種介于多個(gè)衛(wèi)星通信路徑的起始端和目標(biāo)端間的衛(wèi)星通信系統(tǒng)，該衛(wèi)星通信系統(tǒng)首先辨識(shí)建立于多個(gè)頻譜中的鏈路性能，再比較該多個(gè)頻譜(如C頻段、Ku頻段及Ka頻段)，以決定頻譜鏈路。該頻譜鏈路在可接受的可靠度條件下提供最大數(shù)據(jù)流量。接著在該多個(gè)衛(wèi)星鏈路間轉(zhuǎn)換，以提供介于該起始端及該目標(biāo)端間預(yù)定的頻譜鏈路。
【專(zhuān)利說(shuō)明】使用天線及路由器對(duì)衛(wèi)星鏈路進(jìn)行頻譜分集的方法

【背景技術(shù)】
[0001] 以下美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)案和專(zhuān)利公告案與本發(fā)明的主題有關(guān)。
[0002] 1.美國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)第2003/0172182A1號(hào)，2003年9月11日，「多路徑內(nèi)容傳遞整 合」；
[0003] 2.美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)柕?9/784,948號(hào)，2011年2月15日，「媒體下載期間的呼叫」；
[0004] 3.美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)柕?9/784,843號(hào)，2011年2月15日，「編程內(nèi)容傳遞」；
[0005] 4.美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)柕?9/784,843號(hào)，2011年2月15日，「聲音/影像內(nèi)容的分布 存儲(chǔ)器（分布存儲(chǔ)器的應(yīng)用）」；
[0006] 5.美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)柕?9/784, 843號(hào)，2001年2月15日，「廣播信息管理（廣播信 息管理的應(yīng)用）」；
[0007] 6.美國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)第2006/0181472A1號(hào)，2006年8月17日，「多光束饋源裝配」；
[0008] 7.美國(guó)專(zhuān)利公告第7202833B2號(hào)，2007年4月10日，「單開(kāi)端碟型天線用的三端 Kakuku饋源」；
[0009] 8.美國(guó)專(zhuān)利公告第US2010/0022238A1號(hào)，2010年1月18日，「衛(wèi)星通信網(wǎng)路中的 信號(hào)傳輸機(jī)構(gòu)及分集增益」；
[0010] 9.美國(guó)專(zhuān)利公告第US6442385B1號(hào)，2002年8月27日，「關(guān)于騰卓軌道上選擇性 運(yùn)作衛(wèi)星的方法及裝置，以為時(shí)間多樣性信號(hào)減少接收緩沖要求」；
[0011] 10.美國(guó)專(zhuān)利公告第7711335B2號(hào)，2010年5月4日，「用多樣性電路在多個(gè)接收 天線間轉(zhuǎn)換的數(shù)字衛(wèi)星接收器與方法」；
[0012] 以上所列的十項(xiàng)美國(guó)申請(qǐng)及專(zhuān)利參考文獻(xiàn)全體皆引用作為本說(shuō)明書(shū)的揭示內(nèi)容。
[0013] 本發(fā)明基本上涉及一種同步衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)，該同步衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)包含集線器網(wǎng)絡(luò) (hub network)及小型衛(wèi)星地面站（very small aperture terminal，VSAT)。本發(fā)明尤其涉 及一種同步衛(wèi)星通信系統(tǒng)（"衛(wèi)星"），該系統(tǒng)通過(guò)單一遠(yuǎn)程天線（single remote antenna dish)及一路由器（router)在典型的固定衛(wèi)星服務(wù)（fixed satellite services, FSS)頻 段（如C頻段、Ku頻段、Ka頻段等）上乘載數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)流量。
[0014] 傳統(tǒng)上，衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)包含網(wǎng)絡(luò)集線器與一遠(yuǎn)程小型衛(wèi)星地面站（或"遠(yuǎn)程終 端"(remote terminal))。該遠(yuǎn)程小型衛(wèi)星地面站包含衛(wèi)星天線、饋源（feed)、低噪聲放大 器（low noise amplifier，LNA)或低噪聲降頻器（low noise block down converter，LNB)、 調(diào)制器/解調(diào)器（調(diào)制解調(diào)器）與路由器。每個(gè)系統(tǒng)包含單天線碟、單饋源、低噪聲降頻器、 調(diào)制器/解調(diào)器及路由器。每個(gè)系統(tǒng)在各種固定衛(wèi)星服務(wù)頻段（即C頻段、Ku頻段及Ka頻 段）都是唯一的。固定衛(wèi)星服務(wù)頻段中的數(shù)據(jù)流量（data throughput)受限于各個(gè)頻段容 量的大小。頻譜愈高，則頻譜的利用率愈高，可提供愈大的數(shù)據(jù)流量。然而，在衛(wèi)星鏈路中 使用愈高的頻譜常伴隨一個(gè)問(wèn)題，即因天氣變化而導(dǎo)致鏈路質(zhì)量下降的可能性愈高。另一 方面，愈低頻譜雖然提供較小的數(shù)據(jù)流量，但是提供較強(qiáng)大的鏈路質(zhì)量。單天線碟中的復(fù)饋 電系統(tǒng)（饋源、低噪聲放大器或低噪聲降頻器，以及射頻傳輸）為已知系統(tǒng)。此一已知系統(tǒng) 廣泛用于（衛(wèi)星信號(hào)）直播到府（direct to home,DTH)應(yīng)用中，也就是在單一頻譜（如C 頻段、Ku頻段及Ka頻段）或多個(gè)頻譜（如C頻段、Ku頻段）中，接收一個(gè)以上的衛(wèi)星廣播 服務(wù)（broadcast satellite services，BSS)網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)容。
[0015] 根據(jù)本發(fā)明，該系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)將多個(gè)固定衛(wèi)星服務(wù)網(wǎng)絡(luò)（如C頻段、Ku頻段及Ka頻段） 通過(guò)單天線碟及路由器使用仍是可行的。經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)間的無(wú)縫轉(zhuǎn)換，可以讓目標(biāo)端用戶(hù)獲得 最大的數(shù)據(jù)流量。
[0016] 本發(fā)明的目的是在多個(gè)頻譜固定衛(wèi)星服務(wù)涵蓋的范圍內(nèi)，為用戶(hù)增加數(shù)據(jù)流量。 即使使用較高頻譜（如Ku頻段及Ka頻段）時(shí)，仍能維持較低頻譜（如C頻段）的預(yù)設(shè)數(shù) 據(jù)流量（default throughput)。
[0017] 事實(shí)上，在某些地理區(qū)，較低頻譜（C頻段）提供較高服務(wù)利用率；較高頻譜（Ku頻 段及Ka頻段）提供較低服務(wù)利用率。較高頻譜的較低服務(wù)利用率（或稱(chēng)較低利用率）會(huì) 刺激部分地理區(qū)的衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)管理員只在較低頻譜中運(yùn)作。不幸的是，在同一地理區(qū)使 用較高頻譜，即使利用率較低，在某些情況下仍會(huì)產(chǎn)生較大的數(shù)據(jù)流量。然而，本發(fā)明承認(rèn) 較低利用率并不必然表示零利用率。
[0018] 若專(zhuān)注在「不必然表示零利用率」的效益，可為使用者創(chuàng)造出一種可能性：在統(tǒng)計(jì) 基礎(chǔ)上可將較高頻譜的數(shù)據(jù)流量最大化。使用者無(wú)論何時(shí)使用較高頻譜，都可以獲得較大 的數(shù)據(jù)流量。當(dāng)天氣狀況不能充分滿(mǎn)足使用者想要的鏈路要求時(shí)，系統(tǒng)會(huì)在用戶(hù)的接收系 統(tǒng)中無(wú)縫地選擇較低頻譜，例如選擇提供較低數(shù)據(jù)流量但提供較強(qiáng)大鏈路的頻譜。根據(jù)實(shí) 施例，該系統(tǒng)在頻譜轉(zhuǎn)變的過(guò)程中也不會(huì)減損通信鏈路的質(zhì)量。
[0019] 在此將較小數(shù)據(jù)流量搭配較強(qiáng)大鏈路的情況定義為"預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)流量"。將提供預(yù)設(shè) 數(shù)據(jù)流量的衛(wèi)星通信鏈路定義為"預(yù)設(shè)鏈路"（default link)。將只有預(yù)設(shè)鏈路建立的情 況定義為"預(yù)設(shè)情況"。
[0020] 較大數(shù)據(jù)流量搭配較不強(qiáng)大鏈路的情況，定義為"可變量據(jù)流量"（variable throughput)。提供可變量據(jù)流量的衛(wèi)星通信鏈路，定義為"可變鏈路"（variable link)。 當(dāng)服務(wù)管理員決定鏈路余量已足夠而衛(wèi)星傳輸參數(shù)允許終止時(shí)，可變鏈路便成立。預(yù)設(shè)鏈 路和可變鏈路可能建立的情況，定義為"優(yōu)勢(shì)情況"（advantageous condition)。
[0021] 預(yù)設(shè)情況發(fā)生時(shí)，使用者會(huì)在預(yù)設(shè)鏈路上獲得預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)流量。優(yōu)勢(shì)情況發(fā)生時(shí)，使 用者在至少大部分時(shí)間會(huì)獲得可變鏈路。在優(yōu)勢(shì)情況下，使用者會(huì)體驗(yàn)到較高的數(shù)據(jù)速度。 舉例來(lái)說(shuō)，使用者瀏覽因特網(wǎng)或下載/上傳數(shù)據(jù)的時(shí)候，會(huì)體驗(yàn)到較高的數(shù)據(jù)速度。
[0022] 預(yù)設(shè)鏈路和可變鏈路彼此間進(jìn)行切換的過(guò)程對(duì)使用者而言是透明清楚的。每一鏈 路所預(yù)期的鏈路余量由存儲(chǔ)在調(diào)制解調(diào)器內(nèi)的通信參數(shù)決定（例如調(diào)制機(jī)制、衛(wèi)星參數(shù)、 集線器參數(shù)、遠(yuǎn)程終端參數(shù)，以及緯度及經(jīng)度的地理位置）。
[0023] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，當(dāng)用戶(hù)通過(guò)衛(wèi)星使用傳輸控制協(xié)議/因特網(wǎng)協(xié)議 (transfer control protocol/Internet protocol，TCP/IP)下載像電影、影像等較大量的 數(shù)據(jù)時(shí)，同時(shí)使用多個(gè)頻譜衛(wèi)星載荷（satellite payload)也是比較普遍，而且TCP/IP協(xié) 議較能容許較大范圍的可變量據(jù)流量。因此，即使是對(duì)身處在高降水區(qū)的使用者來(lái)說(shuō)，假使 用戶(hù)可以獲得產(chǎn)品的C頻段系統(tǒng)或Ku頻段系統(tǒng)所提供的回退服務(wù)（fall back service)， 較高的數(shù)據(jù)流量頻譜（Ku頻段及Ka頻段）依舊具有使用上的優(yōu)勢(shì)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0024] 本發(fā)明的目的在消弭現(xiàn)有市面上在單天線碟及路由器上乘載多個(gè)頻譜以提供固 定衛(wèi)星服務(wù)的產(chǎn)品的缺點(diǎn)。
[0025] 因此，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該系統(tǒng)藉由使用C頻段、Ku頻段及Ka頻段以將數(shù)據(jù) 流量極大化。此系統(tǒng)首先確定可利用鏈路性能，舉例來(lái)說(shuō)，信噪比（Eb/No)(即每比特能量 和噪聲功率密度的比值）。
[0026] 根據(jù)一實(shí)施例，預(yù)設(shè)鏈路是設(shè)定在具有最小可利用的頻譜及最大的信噪比的情況 下，該預(yù)設(shè)鏈路提供預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)流量。關(guān)于預(yù)設(shè)鏈路和預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)流量的細(xì)節(jié)信息可以固定地 存儲(chǔ)于調(diào)制解調(diào)器，也可以視狀況而改變其內(nèi)容。
[0027] 預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)流量和預(yù)設(shè)鏈路建立之后，調(diào)制解調(diào)器可以決定可變量據(jù)流量和可變鏈 路?？勺兞繐?jù)流量和可變鏈路是評(píng)估具有較高頻譜的鏈路參數(shù)后而決定。通過(guò)特定的使用 經(jīng)驗(yàn)或是選擇后的調(diào)制機(jī)制（例如由服務(wù)器管理員或使用者選擇或決定該機(jī)制是否變成 預(yù)設(shè)機(jī)制）可以做為決定較高頻譜的依據(jù)。在決定較高頻譜后，將決定的較高頻譜被設(shè)定 為可變鏈路，再將其相關(guān)的附帶信息存儲(chǔ)于調(diào)制解調(diào)器中。該系統(tǒng)可以在不同可變鏈路之 間中切換，然后再回到預(yù)設(shè)鏈路。每一個(gè)鏈路都可以在可接受的鏈路余量狀態(tài)下提供較大 的數(shù)據(jù)流量。
[0028] 根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例，該系統(tǒng)在各種可利用頻譜間進(jìn)行無(wú)縫轉(zhuǎn)換。一開(kāi)始先將 具有最低數(shù)據(jù)流量的鏈路作為預(yù)設(shè)鏈路。一旦建立了預(yù)設(shè)鏈路，該系統(tǒng)持續(xù)監(jiān)督較高頻譜 鏈路的可利用性，并隨時(shí)間更新較高頻譜鏈路的可利用性。根據(jù)用戶(hù)所設(shè)定的偏好設(shè)定，該 系統(tǒng)在較高數(shù)據(jù)流量鏈路具有可接受的鏈路余量狀態(tài)下，會(huì)無(wú)縫地且自動(dòng)地轉(zhuǎn)換到較高數(shù) 據(jù)流量鏈路或可變鏈路。
[0029] 根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例，本發(fā)明所提出的方法可利用廣泛使用的商規(guī)計(jì)算機(jī)技術(shù) (commercial off-the-shelf, C0TS)的組件來(lái)落實(shí)，例如天線碟、天線饋源、低噪聲放大器 或低噪聲降頻器、位在網(wǎng)絡(luò)集線器上及位在遠(yuǎn)程終端上的路由器等組件。天線饋源特別需 要放到饋源安裝系統(tǒng)上，以用于雙衛(wèi)星頻譜接收（C頻段及Ku頻段，或Ku頻段及Ka頻段， 或C頻段及Ka頻段）或三衛(wèi)星頻譜接收（C頻段、Ku頻段及Ka頻段）。
[0030] 根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，本發(fā)明提供一裝置，該裝置具有同步測(cè)量通信鏈路性能參 數(shù)及存儲(chǔ)這些參數(shù)的功能。該功能可以植入于調(diào)制解調(diào)器內(nèi)，也可以由外部接口型可程序 化裝置（例如微處理器或個(gè)人計(jì)算機(jī)）所提供。
[0031] 根據(jù)一實(shí)施例，有別于現(xiàn)有的小型衛(wèi)星地面站系統(tǒng)，本系統(tǒng)的裝置具有可程序化 等特色，可以存儲(chǔ)于調(diào)制解調(diào)器或其他裝置中。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，調(diào)制解調(diào)器可為多個(gè) 具有不同衛(wèi)星頻譜的調(diào)制解調(diào)器（例如該多個(gè)調(diào)制解調(diào)器分別包含用于不同頻譜的射頻 基帶電路）；調(diào)制解調(diào)器也可為一特別設(shè)計(jì)的調(diào)制解調(diào)器，該調(diào)制解調(diào)器包含多個(gè)用于不 同頻譜的射頻電路，也同時(shí)包含一個(gè)具有多個(gè)射頻接口（C頻段、Ku頻段及Ka頻段）的基 帶界面。更進(jìn)一步地，根據(jù)一實(shí)施例，該數(shù)據(jù)機(jī)智能管理功能需同時(shí)為每一輸入及每一調(diào)制 機(jī)制測(cè)量信噪比，并將結(jié)果存儲(chǔ)于調(diào)制解調(diào)器本身的內(nèi)存中，或?qū)⒔Y(jié)果存儲(chǔ)于另一裝置的 內(nèi)存中，以做進(jìn)一步的分析。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0032] 圖1為依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的系統(tǒng)的方塊圖。
[0033] 圖2為依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的網(wǎng)絡(luò)集線器的方塊圖。
[0034] 圖3為依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的遠(yuǎn)程終端的方塊圖。
[0035] 圖4為依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的頻譜分集的方法流程圖，該方法允許多個(gè)衛(wèi)星接收進(jìn) 入單流量路由器中。

【具體實(shí)施方式】
[0036] 請(qǐng)參閱圖1，圖1為依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的系統(tǒng)的方塊圖。本發(fā)明包含網(wǎng)絡(luò)集線器 (003) 。網(wǎng)絡(luò)集線器（003)包含一多頻譜發(fā)射系統(tǒng)。該網(wǎng)絡(luò)集線器（003)具備多頻譜載荷 性能，用于單個(gè)或多個(gè)相鄰衛(wèi)星。該網(wǎng)絡(luò)集線器（003)以開(kāi)回路方式在多個(gè)頻譜上將數(shù)據(jù) 同時(shí)發(fā)送給用戶(hù)。遠(yuǎn)程終端（007)各自獨(dú)立地選擇確定鏈路，并根據(jù)較佳鏈路性能適時(shí)建 立較高數(shù)據(jù)流量鏈路。鏈路性能是根據(jù)調(diào)制及使用者經(jīng)驗(yàn)設(shè)定，使用者也可自行設(shè)定鏈路 性能。鏈路性能可以設(shè)定成預(yù)設(shè)值。即使多個(gè)鏈路（確定鏈路和較高數(shù)據(jù)流量鏈路）是建 立在物理層，但是使用者還是可以將該多個(gè)鏈路建立在邏輯層及網(wǎng)際協(xié)議鏈路層。
[0037] 如圖1所示，起始端（001)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)集線器（003)和系統(tǒng)相連（002)。在起始端 (001)到多個(gè)載荷衛(wèi)星（SAT1，SAT2，SAT3)或到單一衛(wèi)星之間的衛(wèi)星系統(tǒng)（005)中，網(wǎng)絡(luò)集 線器（003)可以同步發(fā)射信號(hào)到三個(gè)不同的向前上行頻譜（forward uplink spectrum) (004) (如C頻段、Ku頻段及Ka頻段）。網(wǎng)絡(luò)集線器（003)也可以從衛(wèi)星系統(tǒng)（005)的單 一衛(wèi)星（SAT4)接收信號(hào)。每一衛(wèi)星將上行頻譜轉(zhuǎn)譯成向前下行頻譜（forward downlink spectrum) (006)。遠(yuǎn)程終端（007)隨時(shí)可以同步接收不同頻譜并監(jiān)測(cè)不同頻譜的鏈路性 能。遠(yuǎn)程終端（007)將解調(diào)信號(hào)的數(shù)據(jù)提供給目標(biāo)端路徑（008)。另一方面，發(fā)送路徑上的 目標(biāo)端（009)將該數(shù)據(jù)提供給遠(yuǎn)程終端（007)，接著利用回轉(zhuǎn)上行頻譜（010)將該數(shù)據(jù)發(fā)送 到衛(wèi)星（SAT4)，再發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)集線器（003)及起始端（001)。衛(wèi)星（SAT4)將頻譜轉(zhuǎn)譯成回 轉(zhuǎn)下行頻譜（011)。
[0038] 起始端（001)可為一網(wǎng)際云端（Internet cloud)、因特網(wǎng)服務(wù)器、或是任何其他 網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)器等。網(wǎng)絡(luò)集線器（003)通過(guò)上行鏈路路徑（004)的三種頻譜將數(shù)據(jù)流量發(fā)送 到單衛(wèi)星系統(tǒng)，該單衛(wèi)星系統(tǒng)包含多個(gè)載荷（005);或?qū)?shù)據(jù)流量發(fā)送到多個(gè)衛(wèi)星，該多個(gè) 衛(wèi)星的每一個(gè)衛(wèi)星（SAT1，SAT2，SAT3)都包含一單載荷。下行鏈路路徑將頻譜轉(zhuǎn)譯后，再經(jīng) 由路徑（006)同步提供轉(zhuǎn)譯后的頻譜給遠(yuǎn)程終端（007)。
[0039] 起始端（001)通過(guò)其中之一的可利用實(shí)體鏈路和目標(biāo)端（009)通信。該可利用實(shí) 體鏈路同時(shí)和衛(wèi)星系統(tǒng)（005)相連。目標(biāo)端（009)可為一因特網(wǎng)使用者或多個(gè)因特網(wǎng)使用 者。即便多個(gè)實(shí)體鏈路已建立的情況下，每次只能使用一個(gè)因特網(wǎng)協(xié)議與起始端（〇〇1)連 接。舉例來(lái)說(shuō)，如圖1所示，該系統(tǒng)包含使用單頻譜的回轉(zhuǎn)鏈路（010, 011)，該單頻譜提供最 大鏈路余量，也是作為預(yù)設(shè)鏈路的頻譜。
[0040] 圖2為依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的網(wǎng)絡(luò)集線器的方塊圖。該系統(tǒng)包含一集線路由器（hub router) (111)。該集線路由器（111)通過(guò)路徑（114)連接三個(gè)調(diào)制器（MODI, M0D2，M0D3)。 該集線路由器（111)使用70兆赫（megahertz，MHz)、140兆赫或L頻段（900吉赫（GHz)? 1600吉赫（GHz))等中頻。調(diào)制器會(huì)依據(jù)適當(dāng)?shù)纳漕l頻譜輸出，也就是射頻頻譜處于C頻 段、Ku頻段及Ka頻段。調(diào)制器輸出的每一頻譜會(huì)通過(guò)上行鏈路天線（uplink antenna) (117, 118, 119)陸續(xù)進(jìn)行饋送、增強(qiáng)及發(fā)射。因特網(wǎng)服務(wù)器（113)通過(guò)調(diào)制器（115)發(fā)送數(shù) 據(jù)流量到具有不同數(shù)據(jù)流量的天線。數(shù)據(jù)流量是集線路由器根據(jù)用戶(hù)訂閱數(shù)據(jù)而設(shè)定的。 如圖2所示，該網(wǎng)絡(luò)包含網(wǎng)際云端（110)、集線路由器（111)及因特網(wǎng)服務(wù)器（113)、調(diào)制器 (115)、解調(diào)器（122)、以及衛(wèi)星天線（117, 118, 119, 120)。調(diào)制器（115)負(fù)責(zé)每個(gè)頻譜（C 頻段、Ku頻段及Ka頻段），以及頻譜對(duì)應(yīng)的天線?；剞D(zhuǎn)鏈路（121，123)只負(fù)責(zé)處理被設(shè)定 為預(yù)設(shè)鏈路的單頻譜。
[0041] 圖3繪示本發(fā)明實(shí)施例的遠(yuǎn)程終端的方塊圖。如圖3所示，遠(yuǎn)程終端包含天線碟 (221)、C頻段、Ku頻段及Ka頻段接收饋源（222)、低噪聲降頻器、調(diào)制解調(diào)器（224)、終端路 由器（226)以及數(shù)據(jù)終端設(shè)備（data terminal equipment, DTE) (228)。天線碟（221)在 運(yùn)作時(shí)會(huì)收集多個(gè)載荷衛(wèi)星的射頻頻譜，以與終端路由器（226)聯(lián)機(jī)。多個(gè)載荷衛(wèi)星的射 頻頻譜會(huì)由通過(guò)每一饋源（222)傳送后，再由低噪聲降頻器增強(qiáng)，然后發(fā)送至調(diào)制解調(diào)器 或調(diào)制解調(diào)器（224)。調(diào)制解調(diào)器（224)持續(xù)測(cè)量鏈路性能參數(shù)（信噪比、接收到的信號(hào) 等級(jí)及有效數(shù)據(jù)流量）并將每一個(gè)鏈路性能參數(shù)存儲(chǔ)于內(nèi)存（224b)。處理器用于選擇一 鏈路，使得下行鏈路路徑（222, 223)及終端路由器（226)可以通過(guò)RJ45 (225)接口連接起 來(lái)。為了達(dá)成無(wú)縫連接終端使用者的目的，調(diào)制解調(diào)器（224)會(huì)同時(shí)以實(shí)體連接的方式連 接其它一個(gè)以上的下行鏈路路徑，調(diào)制解調(diào)器（224)會(huì)將當(dāng)下未與終端路由器（226)邏輯 連接的下行鏈路路徑的數(shù)據(jù)流量存儲(chǔ)下來(lái)，已使其對(duì)應(yīng)當(dāng)下與終端路由器（226)邏輯連接 的下行鏈路路徑的數(shù)據(jù)流量。一旦發(fā)生流量相符，可以通過(guò)不同頻譜的各種實(shí)體連接之間 的轉(zhuǎn)換以保持邏輯連接正常運(yùn)作，也可以選擇較優(yōu)勢(shì)的下行鏈路路徑（即可以使用可變鏈 路時(shí)）以提供較大的數(shù)據(jù)流量。
[0042] 情況不利時(shí)，例如天候不允許以較高頻譜鏈路時(shí)，邏輯轉(zhuǎn)換替代鏈路，因此使用者 不至于遭遇無(wú)法鏈路的情況。這樣邏輯轉(zhuǎn)換只會(huì)讓用戶(hù)遇到數(shù)據(jù)流量減少的情況，但不會(huì) 遇到無(wú)法鏈路的情況。無(wú)論如何，確定鏈路是一個(gè)可以提供最大鏈路余量給相同調(diào)制機(jī)制 及帶寬的鏈路。帶寬連接起始端（001)和目標(biāo)端（009)。
[0043] 圖4繪示頻譜分集（spectrum diversity)方法的過(guò)程流程圖，該方法允許在單流 量路由器中接收多個(gè)衛(wèi)星的數(shù)據(jù)。參見(jiàn)圖4,調(diào)制解調(diào)器里的所有已接收的信號(hào)會(huì)在步驟 (300)解調(diào)。調(diào)制解調(diào)器的信噪比、比特率（bit rate)、接收信號(hào)等級(jí)等主要射頻參數(shù)在步 驟（301)。在步驟（302)中，遠(yuǎn)程終端調(diào)制解調(diào)器內(nèi)的處理器（224a)會(huì)根據(jù)所測(cè)量的主要 射頻參數(shù)決定預(yù)設(shè)鏈路、預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)流量、可變鏈路及可變量據(jù)流量，也一并決定可變鏈路余 量及臨界余量（threshold margin)。接著，執(zhí)行一比較運(yùn)算。具體來(lái)說(shuō)，當(dāng)比較運(yùn)算的結(jié)果 是可變鏈路余量大于或等于臨界余量時(shí)，則執(zhí)行步驟（303)以選擇可變鏈路，否則就會(huì)執(zhí) 行步驟（304)以選擇預(yù)設(shè)鏈路。臨界余量可由服務(wù)器管理員或使用者依據(jù)調(diào)制解調(diào)器說(shuō)明 書(shū)的內(nèi)容加以設(shè)定。在步驟（305)中，被選擇的鏈路依據(jù)TCP/IP協(xié)議傳輸基帶信號(hào)，并根 據(jù)TCP/IP協(xié)議在步驟（306)將基帶信號(hào)傳送到IP路由器。
[0044] 更具體來(lái)說(shuō)，所有從C頻段、Ku頻段及Ka頻段接收到的信號(hào)在步驟（300)解調(diào)。 在步驟（301)中會(huì)測(cè)量主要射頻參數(shù)，以使該三個(gè)頻譜下的每個(gè)信噪比、比特率、接收信號(hào) 等級(jí)等主要射頻參數(shù)可以通過(guò)調(diào)制解調(diào)器來(lái)辨識(shí)，并存儲(chǔ)于調(diào)制解調(diào)器中。主要射頻參數(shù) 在可程序化的裝置中進(jìn)行比較運(yùn)算，如處理器（224a)，而該處理器（224a)可置于遠(yuǎn)程終端 之內(nèi)或之外。遠(yuǎn)程終端的處理器在步驟（302)決定預(yù)設(shè)鏈路、預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)流量、可變鏈路及可 變數(shù)據(jù)流量。當(dāng)可變鏈路余量大于或等于臨界余量時(shí)，則執(zhí)行步驟（303)以選擇可變鏈路。 在任何情況下，預(yù)設(shè)鏈路會(huì)隨時(shí)維保持在回退鏈路（full back link)的狀態(tài)，一旦可變鏈 路余量在某一時(shí)段小于臨界余量時(shí)，則執(zhí)行步驟（304)以選擇預(yù)設(shè)鏈路。由于預(yù)設(shè)鏈路一 直是處于可利用的狀態(tài)，所以從使用者的角度來(lái)說(shuō)，轉(zhuǎn)換頻譜并不會(huì)造成通信傳輸中斷的 現(xiàn)象。進(jìn)一步來(lái)看，從不同頻譜傳送過(guò)來(lái)的封包（packet)，只要是內(nèi)容相同，就會(huì)有相同的 封包ID，因此對(duì)使用者而言鏈路的轉(zhuǎn)換是無(wú)縫的。因此，本系統(tǒng)可配合使用未實(shí)時(shí)同步網(wǎng) 絡(luò)，這是因?yàn)門(mén)CP/IP協(xié)議會(huì)同步整理內(nèi)容。臨界余量可由服務(wù)器管理員或使用者依據(jù)調(diào)制 解調(diào)器說(shuō)明書(shū)的內(nèi)容加以設(shè)定。在步驟（305)中，被選擇的鏈路依據(jù)TCP/IP協(xié)議傳輸基帶 信號(hào)，并根據(jù)TCP/IP協(xié)議在步驟（306)將基帶信號(hào)傳送到IP路由器。此流程會(huì)一再重復(fù) 進(jìn)行，直到通信鏈路的實(shí)體連接終止。
[0045] 接下來(lái)會(huì)舉例說(shuō)明如何在預(yù)設(shè)鏈路和可變鏈路之間做選擇。請(qǐng)參閱圖1，衛(wèi)星 (005, SAT1)提供多個(gè)載荷（例如Ku頻段及Ka頻段的載荷）給一公共地理區(qū)。遠(yuǎn)程終端 (007)包含指向衛(wèi)星（001)的Ku頻段及Ka頻段的雙饋源，用于接收主要信號(hào)，假設(shè)此主要 信號(hào)為Ku頻段信號(hào)。一旦所接收的Ku頻段信號(hào)等級(jí)高于臨界量，使得通信鏈路關(guān)閉時(shí)，此 Ku頻段信號(hào)由調(diào)制解調(diào)器（224)解調(diào)。此過(guò)程如圖4的步驟（300)所示。
[0046] 在步驟（301)中，調(diào)制解調(diào)器（224)持續(xù)測(cè)量接收信號(hào)等級(jí)、比特率及信噪比等射 頻參數(shù)。調(diào)制解調(diào)器（224)需要設(shè)定最小接收信號(hào)等級(jí)，以確保不受噪聲干擾。最小接收 信號(hào)等級(jí)一般約為-100分貝毫瓦（dBm, decibel relative to one milliwatt)。調(diào)制解 調(diào)器（224)也必須根據(jù)所選擇的調(diào)制器（如BPSK、QPSK、8PSK、16APSK等）測(cè)量每比特能量 (energy per bit)對(duì)噪聲密度（noise density, ND)的比率維持在一定的程度，使得通信 鏈路可以可靠地建立起來(lái)。最小接收信號(hào)等級(jí)、信噪比等參數(shù)存儲(chǔ)在遠(yuǎn)程終端的調(diào)制解調(diào) 器（224)的內(nèi)存里。
[0047] 下一階段是在步驟（302)中決定預(yù)設(shè)鏈路的最大數(shù)據(jù)流量。最大數(shù)據(jù)流量是根據(jù) 某些參數(shù)而決定。舉例來(lái)說(shuō)，根據(jù)遠(yuǎn)程終端的地理地點(diǎn)所得到的實(shí)測(cè)信噪比及必需鏈路余 量來(lái)決定最大數(shù)據(jù)流量。當(dāng)實(shí)測(cè)信噪比及最小必需鏈路余量符合某種解調(diào)要求，便可以決 定提供給可變鏈路的最大數(shù)據(jù)流量。此為可變鏈路設(shè)計(jì)的過(guò)程一再重復(fù)進(jìn)行。接著此過(guò)程 前進(jìn)到步驟（303)，并持續(xù)到步驟（306)。在步驟（303)到步驟（306)中，網(wǎng)際協(xié)議會(huì)持續(xù) 擔(dān)負(fù)起下一個(gè)任務(wù)，即經(jīng)由預(yù)設(shè)鏈路或可變鏈路提供流量，以處理基帶信號(hào)。
【權(quán)利要求】
1. 一種通過(guò)使用不同頻譜的多個(gè)衛(wèi)星鏈路對(duì)目標(biāo)端進(jìn)行通信的方法，其在單天線碟及 路由器中使用C頻段、Ku頻段及Ka頻段來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，并在該數(shù)據(jù)通信期間測(cè)量鏈路性 能參數(shù)，其特征在于，比較該鏈路性能參數(shù)和默認(rèn)條件，允許從該C頻段、該Ku頻段及該Ka 頻段之中選擇其中之一頻段對(duì)該目標(biāo)端進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其進(jìn)一步包含下列步驟： a. 實(shí)時(shí)測(cè)量該鏈路性能參數(shù)； b. 在該目標(biāo)端存儲(chǔ)測(cè)量到的該鏈路性能參數(shù)； c. 實(shí)時(shí)更新已存儲(chǔ)的該鏈路性能參數(shù)； d. 決定一鏈路，以作為確定通信鏈路； e. 決定一替代鏈路，該確定通信鏈路的數(shù)據(jù)流量較該替代鏈路的數(shù)據(jù)流量??； f. 從該衛(wèi)星鏈路的起始端和目標(biāo)端同步建立多個(gè)實(shí)體連接； g. 在該確定通信鏈路及該替代鏈路之間進(jìn)行切換，以隨時(shí)在該起始端和該目標(biāo)端之間 建立單一因特網(wǎng)協(xié)議鏈路。
3. 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，該方法為在該起始端和該目標(biāo)端之間進(jìn)行 雙向通信，且該鏈路包含兩個(gè)不同頻譜分集。
4. 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，該鏈路包含三個(gè)不同頻譜分集。
5. 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，該方法進(jìn)一步包含使用一遠(yuǎn)程終端智能調(diào) 制解調(diào)器以及一網(wǎng)絡(luò)集線器調(diào)制解調(diào)器進(jìn)行通信，并存儲(chǔ)已測(cè)量的該鏈路性能參數(shù)于該調(diào) 制解調(diào)器中。
6. 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，根據(jù)一調(diào)制機(jī)制決定該鏈路，且該鏈路性能 參數(shù)可以預(yù)先設(shè)定或由使用者設(shè)定。
7. 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，根據(jù)該鏈路性能參數(shù)將該替代鏈路自該通 信鏈路分離。
8. 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，該鏈路發(fā)生于該因特網(wǎng)協(xié)議層。
9. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該方法應(yīng)用于一裝置，用于接收該多個(gè)頻譜 的一通信路徑，該裝置包含單天線碟、多個(gè)天線饋源、多個(gè)低噪聲降頻器、單路由器，以及位 在該遠(yuǎn)程終端的智能調(diào)制解調(diào)器。
10. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該方法使用于非實(shí)時(shí)同步網(wǎng)絡(luò)。
11. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該方法于該因特網(wǎng)協(xié)議層進(jìn)行。
12. -種用于目標(biāo)端的裝置，用于使用不同頻譜以分別接收多個(gè)衛(wèi)星鏈路的數(shù)據(jù)，其包 含：一天線、一路由器、通過(guò)不同頻譜來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的多個(gè)頻段、一智能調(diào)制解調(diào)器，用來(lái) 在數(shù)據(jù)通信期間測(cè)量鏈路性能參數(shù)，其特征在于，該智能調(diào)制解調(diào)器根據(jù)已測(cè)量的該鏈路 性能參數(shù)和默認(rèn)條件的比較，允許從該多個(gè)頻段之中選擇其中之一頻段形成通信鏈路以進(jìn) 行數(shù)據(jù)通信。
13. 如權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于，該多個(gè)頻段包含C頻段、Ku頻段及Ka頻 段的至少其中兩個(gè)頻段。
14. 如權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于，該鏈路性能參數(shù)包含該通信鏈路的射頻 參數(shù)。
15. 如權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于，該鏈路性能參數(shù)包含信號(hào)噪聲比、比特率 及接收信號(hào)等級(jí)。
16.如權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于，該智能調(diào)制解調(diào)器包含處理器及內(nèi)存，且 該處理器用來(lái)從該多個(gè)頻段之中選擇其中之一頻段。
【文檔編號(hào)】H01Q3/00GK104115330SQ201280063549
【公開(kāi)日】2014年10月22日 申請(qǐng)日期:2012年12月17日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月20日
【發(fā)明者】蔡·湯瑪士·凱, 梅迪多默·賽亞喬科 申請(qǐng)人:亞洲傳播衛(wèi)星有限公司