專利名稱：低地球軌道分布網(wǎng)關(guān)通信系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明總的涉及無線通信系統(tǒng)，具體地，涉及一種應用與地面用戶終端相結(jié)合的衛(wèi)星星座的無線通信系統(tǒng)。
通常被稱為有線環(huán)路規(guī)劃(WLP)的通信系統(tǒng)，已經(jīng)被實施或被建議為地球的各個區(qū)域提供基本的通信系統(tǒng)或增強已經(jīng)現(xiàn)存的系統(tǒng)。然而，WLP系統(tǒng)在其規(guī)劃上必須是精確的，它在擴展業(yè)務時由于要獲得通行權(quán)和考慮環(huán)境會經(jīng)受很長的延遲，具有高的成本／用戶比，由于易受自然災害、被盜竊、和政策上的不穩(wěn)定因素而造成停止運營，以及也具有高昂的預先的經(jīng)費投入。
在努力避免或減小這樣的問題的過程中，特別是在發(fā)展國家中，引入了無線本地環(huán)路(WLL)地面通信系統(tǒng)。無線用戶環(huán)路系統(tǒng)避免了在WLP系統(tǒng)中固有的某些問題，但由于它們典型的較小的覆蓋區(qū)域以及需要許多“小區(qū)”或基站來提供適當?shù)母采w，實施起來仍舊是很昂貴的。
因此，很希望提供能克服WLP系統(tǒng)中固有的問題的WLL系統(tǒng)，而同時也克服現(xiàn)有的WLL系統(tǒng)中固有的問題。
另外，商用的和其它的用戶響應于互聯(lián)網(wǎng)的廣泛分布的使用，正在不斷增長地實施TCP／IP協(xié)議網(wǎng)絡。在當前，很可能TCP／IP將不僅保持優(yōu)勢，而且也將需要能夠通過衛(wèi)星網(wǎng)絡來運行。在ACTS(Advanced Communications Technology Satellite(高級通信技術(shù)衛(wèi)星))上的幾個實驗已經(jīng)表明，TCP／IP限制信息通過量，以及分析表明這是由于TCP窗口尺寸和用于文件轉(zhuǎn)移協(xié)議的TCP“Slow Start(慢啟動)”算法造成的。有可能開發(fā)另一個協(xié)議，通過使用TCP／CP(特別是供衛(wèi)星使用的)有效地傳送信息，然而，許多年來，期望在世界范圍內(nèi)部署的、對于使用地面型的TCP／IP的設備的安裝基礎是占主要的。
因此，也希望提供這樣一種基于衛(wèi)星的通信系統(tǒng)，它克服在基于衛(wèi)星的系統(tǒng)中使用傳統(tǒng)的TCP／CP和其它的網(wǎng)絡協(xié)議時固有的問題。
還希望提供這樣一種能力，允許一個用戶終端呼叫位于至少可由一個衛(wèi)星提供服務的某個區(qū)域內(nèi)的另一個用戶終端，以及在處理該呼叫時使得該在呼叫中所涉及的衛(wèi)星通信系統(tǒng)中的部分最少。另外，希望擴展本地區(qū)域性虛擬網(wǎng)關(guān)服務區(qū)域的范圍和位置。
可以參照在1999年3月16日公布的、Robert A．Wiedeman和Paul A．Monte的、題目為“LOW EARTH ORBIT DISTRIBUTEDGATEWAY COMMUNICATION SYSTEM(低地球軌道分布網(wǎng)關(guān)通信系統(tǒng))”的美國專利NO．5，884，142，該專利內(nèi)容整體地在此引用，以供參考。
本發(fā)明的第一個目的是，提供具有這樣一種能力的衛(wèi)星通信系統(tǒng)，允許一個用戶終端呼叫位于至少可由一個衛(wèi)星提供服務的某個區(qū)域內(nèi)的另一個用戶終端，以及在處理該呼叫時使得在該呼叫中所涉及的衛(wèi)星通信系統(tǒng)中的部分最少。
本發(fā)明的第二個目的是，提供增強的無線用戶環(huán)路通信系統(tǒng)，它提供在WLL終端與地面通信系統(tǒng)之間經(jīng)過衛(wèi)星通信系統(tǒng)的單跳連接。
本發(fā)明的第三個目的是，提供增強的無線用戶環(huán)路通信系統(tǒng)，它提供在第一WLL服務區(qū)域中的WLL終端與位于第二WLL服務區(qū)域中的WLL終端之間經(jīng)過衛(wèi)星通信系統(tǒng)的單跳連接。
本發(fā)明的再一個目的是，提供具有一個或多個位于地區(qū)性的服務區(qū)域內(nèi)的WLL服務區(qū)域的衛(wèi)星WLL系統(tǒng)，以及提供用于結(jié)合衛(wèi)星通信系統(tǒng)自動地處理進入地區(qū)性服務區(qū)域和從地區(qū)性服務區(qū)域外出的通信業(yè)務量的虛擬網(wǎng)關(guān)。
本發(fā)明的另一個目的是，提供用于服務于一個或多個本地化的網(wǎng)絡區(qū)域(諸如一個或多個WLL服務區(qū)域、WLP服務區(qū)域、和局域網(wǎng)(LAN)服務區(qū)域)的基于衛(wèi)星的通信系統(tǒng)，它允許為固定的和移動的終端提供服務。
本發(fā)明的再一個目的是，提供一種具有擴展本地區(qū)域性虛擬網(wǎng)關(guān)服務區(qū)域的范圍和位置的能力的衛(wèi)星通信系統(tǒng)。
本發(fā)明的又一個目的是，允許對不在一個網(wǎng)關(guān)服務區(qū)域或相鄰的網(wǎng)關(guān)區(qū)域的服務區(qū)域內(nèi)的虛擬網(wǎng)關(guān)進行定位。
通過按照本發(fā)明的實施例的方法和設備，可以克服上述的和其它的問題和實現(xiàn)上述的目的。
這里揭示了一種用于運行通信系統(tǒng)的方法，包括以下步驟(a)在衛(wèi)星系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)處接收對于用戶終端的呼叫，該呼叫是從另一個用戶終端發(fā)起的；(b)檢驗數(shù)據(jù)庫，以確定被呼叫的用戶終端是否處在衛(wèi)星通信系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)的覆蓋區(qū)域內(nèi)；和(c)如果是的話，則形成尋呼消息和發(fā)送該尋呼消息給被呼叫的用戶終端，該尋呼消息經(jīng)過至少一個衛(wèi)星被發(fā)送。在被呼叫的用戶終端應答尋呼后，該方法還(d)通過使用衛(wèi)星系統(tǒng)資源建立呼叫，(e)指派主叫用戶終端和被呼叫的用戶終端中的一個終端作為呼叫持續(xù)期間內(nèi)的呼叫管理者，以及(f)將衛(wèi)星系統(tǒng)資源臨時分配給呼叫管理者用戶終端，以供管理呼叫的其余部分之用。建立呼叫的步驟包括分配至少一對初始信道／電路給每個用戶終端的步驟。
在完成呼叫時從呼叫管理者用戶終端發(fā)送呼叫對應表格給網(wǎng)關(guān)，以及當把與收費有關(guān)的信息從該網(wǎng)關(guān)發(fā)送到與兩個用戶終端或其中的一個用戶終端有關(guān)系的另一個網(wǎng)關(guān)時，該網(wǎng)關(guān)利用該呼叫對應表格。另一個網(wǎng)關(guān)可以是服務于在網(wǎng)關(guān)的服務區(qū)域內(nèi)的本地化區(qū)域的虛擬網(wǎng)關(guān)。
在完成呼叫時，分配的衛(wèi)星系統(tǒng)資源被釋放。
本發(fā)明優(yōu)選地被實施于衛(wèi)星無線用戶環(huán)路(SWLL)系統(tǒng)，它消除了在WPL和WLL系統(tǒng)中大多數(shù)固有的問題。按照本發(fā)明的SWLL系統(tǒng)能夠自適應于系統(tǒng)增長，而不憑借不精確的一般用戶預測市場調(diào)查，一旦衛(wèi)星系統(tǒng)固定，它就可以快速地被部署，它具有非常低的成本／用戶比，以及對于由SWLL系統(tǒng)提供服務的團體或居民區(qū)，具有相對較低的投資。
本發(fā)明教導了這樣一種類型的通信系統(tǒng)，以及用于運行該通信系統(tǒng)的方法，這種類型的通信系統(tǒng)包括一個衛(wèi)星通信系統(tǒng)段，該衛(wèi)星通信系統(tǒng)段包括至少一個衛(wèi)星，它投射多個波束到地球表面。衛(wèi)星通信系統(tǒng)段還包括至少一個地面衛(wèi)星網(wǎng)關(guān)，它被雙向地耦合到至少一個衛(wèi)星和地面通信系統(tǒng)。在該通信系統(tǒng)中，來自一個或多個衛(wèi)星的一個和多個重疊的波束在地球表面上規(guī)定一個區(qū)域，在這個區(qū)域內(nèi)，至少有一個無線用戶環(huán)路(WLL)服務區(qū)域被設置于其中。這個區(qū)域在這里也被稱為地區(qū)性服務區(qū)域(RSA)。通信系統(tǒng)還包括地面通信段，它包括能夠與在WLL服務區(qū)域內(nèi)的多個WLL用戶終端進行雙向通信的至少一個WLL基站。地面段還包括被雙向地耦合到WLL基站和至少一個衛(wèi)星的虛擬網(wǎng)關(guān)。虛擬網(wǎng)關(guān)響應于地面衛(wèi)星網(wǎng)關(guān)，以便暫時承擔對衛(wèi)星系統(tǒng)資源的控制，從而用于雙向地連接去向WLL服務區(qū)域中的單個WLL用戶終端和從WLL服務區(qū)域中的單個WLL用戶終端發(fā)出的通信。
虛擬網(wǎng)關(guān)還被雙向地耦合到被使用來發(fā)射至少一個尋呼和廣播消息到一個或多個WLL用戶終端的發(fā)射機。尋呼和廣播消息由虛擬網(wǎng)關(guān)經(jīng)由至少一個衛(wèi)星從地面衛(wèi)星網(wǎng)關(guān)接收。
還揭示了用于通過一種網(wǎng)關(guān)到網(wǎng)關(guān)分集技術(shù)來擴展網(wǎng)關(guān)和虛擬網(wǎng)關(guān)的有效的服務區(qū)域方法和設備，其中網(wǎng)關(guān)被互聯(lián)起來，以便在呼叫建立時和在呼叫期間在它們之間提供用戶終端業(yè)務和信令信息。
當結(jié)合附圖閱讀時，從本發(fā)明的詳細說明將更明白本發(fā)明的上述的和其它的特性，其中

圖1A-1E是對于解釋地區(qū)性服務區(qū)域的概念和地區(qū)性服務區(qū)域與WLL服務區(qū)域的關(guān)系是有用的方框圖；圖2A-2C是對于解釋在衛(wèi)星通信系統(tǒng)中信號經(jīng)受的各種傳播延時是有用的方框圖；圖3A-3C是對于解釋在衛(wèi)星通信系統(tǒng)中單跳和雙跳信號傳播路徑的概念是有用的方框圖；圖4是對于各種類型的衛(wèi)星通信系統(tǒng)在單跳和雙跳情況下有關(guān)傳播路徑對衛(wèi)星高度的圖；圖5顯示了在WLL服務區(qū)域內(nèi)、在WLL服務區(qū)域之間、從地區(qū)性服務區(qū)域到地區(qū)性服務區(qū)域、和在地區(qū)性服務區(qū)域之間、以及到PSTN終端的呼叫的各種事例(A-H)；圖6是按照本發(fā)明的教導的增強的WLL系統(tǒng)的簡化方框圖；圖7A-14B顯示了對于圖5所示的各種事例(A-H)的、可在圖6的增強的WLL系統(tǒng)中實行的多種不同的呼叫方法；
圖15A-15C顯示了適合于實現(xiàn)構(gòu)成圖6的增強的WLL系統(tǒng)的一部分的衛(wèi)星通信系統(tǒng)中的衛(wèi)星的各種衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器結(jié)構(gòu)；圖16A-16D顯示了構(gòu)成圖15A的轉(zhuǎn)發(fā)器的一部分的變頻、放大、和信號處理設備的各種實施例；圖17是用戶接口單元(這里也被稱為虛擬網(wǎng)關(guān))的方框圖；圖18是顯示又一個增強尋呼和廣播服務系統(tǒng)的總的系統(tǒng)圖；圖19是對于解釋本發(fā)明的各種移動終端業(yè)務實施例有用的方框圖；圖20是對于解釋一個WLL服務區(qū)域處在兩個網(wǎng)關(guān)覆蓋區(qū)域內(nèi)的情形有用的方框圖；圖21A和21B顯示了一個或多個地區(qū)性虛擬網(wǎng)關(guān)的使用；圖22顯示了其中使得一個用戶終端能夠按照本發(fā)明的方面呼叫另一個用戶終端的事例；圖23是對于解釋圖22所示的系統(tǒng)的運行是有用的邏輯流程圖；圖24顯示了一種網(wǎng)關(guān)到網(wǎng)關(guān)分集的可選方案，其中呼叫從一個網(wǎng)關(guān)覆蓋區(qū)域被路由到另一個網(wǎng)關(guān)覆蓋區(qū)域；圖25顯示了另一種網(wǎng)關(guān)到網(wǎng)關(guān)分集的可選方案，其中呼叫是從不在任一個網(wǎng)關(guān)的網(wǎng)關(guān)覆蓋區(qū)域內(nèi)的一個地區(qū)性服務區(qū)域發(fā)起的；以及圖26-31是對于解釋本發(fā)明的各種網(wǎng)關(guān)到網(wǎng)關(guān)分集實施例(其中包括虛擬網(wǎng)關(guān)分集的使用)有用的系統(tǒng)圖。
首先指出，雖然下面是在基于WLL的系統(tǒng)的環(huán)境下描述本發(fā)明，但其它的網(wǎng)絡類型(例如專用網(wǎng))也可被采用。通常，理解本發(fā)明可提供一種用于把開放型網(wǎng)絡(諸如公共交換電話網(wǎng)(PSTN))與封閉型網(wǎng)絡(諸如WLL)互聯(lián)起來和／或互聯(lián)到單獨的用戶終端的技術(shù)是有用的。雖然下面主要是在單個呼叫到單個實體的環(huán)境下進行描述，而不論用戶終端是否經(jīng)過一個到WLL用戶的WLL接口，但系統(tǒng)被配置成和運行在可以通過系統(tǒng)的任何部分同時路由多個呼叫的情況。
一個SWLL系統(tǒng)的當前的優(yōu)選實施例利用了通過一個或多個地面網(wǎng)關(guān)進行通信的低地球軌道(LEO)衛(wèi)星的星座。各個單獨的網(wǎng)關(guān)被雙向地耦合到一個或多個地面通信系統(tǒng)(例如本地公共交換電話網(wǎng)(PSTN))，以及專用和公共數(shù)據(jù)與話音網(wǎng)絡。
以下的美國專利教導了LEO衛(wèi)星星座圖和相關(guān)的通信系統(tǒng)的各種方面，它們可被用來實施本發(fā)明6／6／95頒布的、E．Hirshfield和C．A．Tsao的、題目為“Mobile CommunicationSatellite Payload(移動通信衛(wèi)星有用負載)”的美國專利No．5，422，647；4／2／96頒布的、E．Hirshfield的、題目為“ActiveTransmit Phased Array Antenna with Amplitude Taper(帶有幅度抽頭的有源發(fā)送相控陣天線)”的美國專利No．5，504，493；9/5／95頒布的美國專利No．5，448，623和6／11／96頒布的美國專利No．5，526，404即R．A．Wiedeman和P．A．Monte的、題目為“Satellite Communication System Using NetworkCoordinating Gateways Operative with a TerrestrialCommunication System(使用與地面通信系統(tǒng)合作的網(wǎng)絡協(xié)調(diào)網(wǎng)關(guān)的衛(wèi)星通信系統(tǒng))”；8／3／93頒布的、S．A．Ames的、題目為“Repeater Diversity Spread Spectrum CommunicationSystem(轉(zhuǎn)發(fā)器分集擴頻通信系統(tǒng))”的美國專利No．5，233，626；和9／3／96頒布的、F．J．Dietrich和P．A．Monte的、題目為“Antenna for Multipath Satellite Communication Links(用于多徑衛(wèi)星通信鏈路的天線)”的美國專利No．5，552，798．這些專利內(nèi)容整體地在此引用，以供參考。
正如將在下面看到的，本發(fā)明的教導不限于結(jié)合LEO衛(wèi)星的使用，而是也可以通過使用中地球軌道(MEO)和地面同步軌道(GEO)衛(wèi)星系統(tǒng)，以及處在其它類型的軌道上的衛(wèi)星(諸如非常橢圓的軌道)來實施的。在衛(wèi)星之間的交叉鏈路也可被本發(fā)明的各種實施例得到利用，但它們對于運行是不需要的。
圖1A顯示了衛(wèi)星10的總的結(jié)構(gòu)，它產(chǎn)生1到N波束1010，每個波束具有在地球表面上的有關(guān)的覆蓋區(qū)域。按照本發(fā)明的一個方面，有可能規(guī)定在地面上的一些相鄰的或不相鄰的區(qū)域，它們在這里被稱為地區(qū)性服務區(qū)域(RSA)1011。地區(qū)性服務區(qū)域1011是由一個或多個虛擬網(wǎng)關(guān)提供整體地或局部地服務的地球表面的一部分。這樣，在給定的RSA 1011內(nèi)，可以有一個或多個虛擬網(wǎng)關(guān)，每個為RSA 1011的一部分服務。地區(qū)性服務區(qū)域1011不一定與任何的單個衛(wèi)星10連接，但通常可以由幾個衛(wèi)星10提供服務。一般地，給定的地區(qū)性服務區(qū)域1011可以由來自單個衛(wèi)星10的一個或多個波束1010，或由來自多個衛(wèi)星的一個或多個波束提供服務。地區(qū)性服務區(qū)域1011在地球表面上可以具有任意的形狀，不一定是相鄰的。通常，地區(qū)性服務區(qū)域1011將由地球表面上的一個多邊形規(guī)定，它具有被存儲在SWLL系統(tǒng)中的某個數(shù)據(jù)處理裝置的存儲器(例如，如下所述的網(wǎng)關(guān)76、虛擬網(wǎng)關(guān)1108、和WLLBS 1105的數(shù)據(jù)庫)中的它的天頂?shù)奈恢?例如，緯度和經(jīng)度)。地區(qū)性服務區(qū)域1011這樣可被看作為在地面上的一個規(guī)定的區(qū)域，它相應于固定的用戶終端的位置的數(shù)據(jù)庫，以及實質(zhì)上是一個顯示這些終端的位置的變換表(map)。在本發(fā)明的一個實施例中，即，在星上的衛(wèi)星處理實施例中，該變換表被放在衛(wèi)星計算機存儲器內(nèi)。在其它的實施例中，變換表被存儲在地面設備的數(shù)據(jù)庫中。在本發(fā)明的LEO或MEO衛(wèi)星實施例中，由在軌道上的衛(wèi)星投射的波束1010相對于地區(qū)性服務區(qū)域1011移動，服務于地區(qū)性服務區(qū)域1011的物理波束(和衛(wèi)星10)的識別號隨時間動態(tài)地改變。然而，根據(jù)衛(wèi)星天文歷數(shù)據(jù)，有可能計算在任何時刻，哪個衛(wèi)星和衛(wèi)星波束正在服務于給定的一個地區(qū)性服務區(qū)域1011。
圖1B顯示了位于地區(qū)性服務區(qū)域1011內(nèi)的各種類型的通信設備和方法。位于地區(qū)性服務區(qū)域1011內(nèi)或該區(qū)域附近的有虛擬網(wǎng)關(guān)1108，在這里也被稱為PSTN鏈路接口或衛(wèi)星接口單元(SIU)。虛擬網(wǎng)關(guān)1108被分配以在建立、呼叫管理、和呼叫拆除過程時執(zhí)行的任務，因為這些功能通常是由LEO衛(wèi)星系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)76執(zhí)行的。在本發(fā)明的當前的優(yōu)選實施例中，虛擬網(wǎng)關(guān)1108執(zhí)行這些功能，并且管理衛(wèi)星系統(tǒng)資源，它們是根據(jù)需要在一部分時間內(nèi)分配給虛擬網(wǎng)關(guān)的。也就是說，虛擬網(wǎng)關(guān)1108只在建立、呼叫、和呼叫拆除期間，起到本地網(wǎng)關(guān)的作用，以及在完成這些功能后，釋放其鑒權(quán)和它對于系統(tǒng)資源的控制。虛擬網(wǎng)關(guān)1108是在系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)76的控制下，后者在一段有限的時間間隔內(nèi)把系統(tǒng)資源管理的責任分配給虛擬網(wǎng)關(guān)1108。在這段時間間隔期間，分配的資源可以按需要被虛擬網(wǎng)關(guān)1108重新分配一次或多次。當然，有可能由虛擬網(wǎng)關(guān)1108同時處理許多個呼叫，事實上，在某些情況下，有可能虛擬網(wǎng)關(guān)1108在100％的時間是激活的。另外，如上所述，雖然是在到單個實體的單個呼叫的環(huán)境下進行描述的，不論用戶終端是否經(jīng)過一個到WLL用戶的WLL接口，但系統(tǒng)可被配置成通過系統(tǒng)的任何部分來同時路由多個呼叫。如上所述，一個或多個虛擬網(wǎng)關(guān)1108的地面覆蓋區(qū)域或服務區(qū)域被包含在地區(qū)性服務區(qū)域1011內(nèi)。
網(wǎng)關(guān)76和虛擬網(wǎng)關(guān)1108包括一個數(shù)據(jù)庫(分別是76a和1108a)，用于存儲例如規(guī)定有關(guān)的地區(qū)性服務區(qū)域1011的邊界和與地區(qū)性服務區(qū)域1011有關(guān)的授權(quán)的用戶的識別號的信息。
系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)76被連接到PSTN 75，它具有與之相連接的PSTN終端75a(例如，電話)。其它的地面通信網(wǎng)(公共的和專用的)也可以被連接到網(wǎng)關(guān)76，或可以從網(wǎng)關(guān)76達到這些地面通信網(wǎng)。
在地區(qū)性服務區(qū)域1011內(nèi)，分別有固定的和移動的終端1202和1106。這些終端中的某些終端希望能有去到和來自本地區(qū)域的電信業(yè)務。圖1C顯示了這種類型的業(yè)務的一個實施方案。雖然有許多可能的配置，但舉例顯示了兩種，即有線連接和無線連接，以及有可能互聯(lián)許多中的任一種類型。這些連接可以是經(jīng)過衛(wèi)星或地面的互聯(lián)。
首先考慮有線連接的情形，一個有線連接虛擬網(wǎng)關(guān)1108通過干線1207(在這里也稱為衛(wèi)星接口干線單元(例如，參見圖18))被連接到PBX 1206。這個裝置又通過傳統(tǒng)的電話線1205被連接到許多電話1204。PBX 1206以傳統(tǒng)的方式運行作為本地環(huán)路，允許在電話1204之間進行電話呼叫。干線1207允許本地區(qū)域以外的呼叫(有線用戶環(huán)路)。希望進行有線用戶環(huán)路范圍以外的通信的用戶可以使用經(jīng)過PBX 1206到虛擬網(wǎng)關(guān)1108的干線連接，以便通過衛(wèi)星鏈路1208進行本地區(qū)域以外的通信。衛(wèi)星鏈路1208是通過虛擬網(wǎng)關(guān)1208、一個或多個衛(wèi)星10、和網(wǎng)關(guān)76(未示出)構(gòu)成的雙向鏈路，該網(wǎng)關(guān)76的服務區(qū)域包括由有線用戶環(huán)路提供服務的區(qū)域。這個系統(tǒng)，雖然受限制于在電話1204與PBX 1206之間的安裝電話線路1205的要求，但確實允許適當?shù)谋镜剡B接。
圖1D上顯示了具有更寬的利用特性的系統(tǒng)。圖1D的系統(tǒng)利用無線用戶環(huán)路(WLL)來連接用戶。無線用戶環(huán)路(WLL)系統(tǒng)具有覆蓋或服務區(qū)域1101，也被稱為WLLSA。這個WLLSA 1101通常限制于幾英里的半徑(典型地小于10英里)，服務于位于其范圍內(nèi)的許多用戶。用戶接入到WLL用戶單元1102，其每個具有一個相關(guān)的手機1103。也可能具有其它的用戶(以下稱為固定的虛擬網(wǎng)關(guān)用戶(FVGWU)，具有FVGWU用戶單元1202和有關(guān)的手機1203)，他們處在WLLSA 1101以外并希望被連接到WLL，或者被連接到其它WWL、以及具有被連接到其上的終端75a(例如，電話)的PSTN 75。在WLLSA 11O1內(nèi)，至少有一個無線用戶環(huán)路基站(WLLBS)1105，它可以包括或不包括交換機。帶有WLL設備的用戶通過本地射頻鏈路1104被連接到WLLBS 1105。在本地RF鏈路1104上可以使用任意類型的調(diào)制方案，并且這些調(diào)制方案不必類似于衛(wèi)星鏈路1108上所使用的調(diào)制方案。WLLBS 1105通過干線1207被連接到無線連接虛擬網(wǎng)關(guān)1108。干線1207可以是一條物理電纜、一對線對、一個射頻鏈路、或任何其它適當?shù)膫鬏斆襟w。WLLBS 1105可以與虛擬網(wǎng)關(guān)1108處在同一個位置。虛擬網(wǎng)關(guān)1108被連接到衛(wèi)星10，從而通過衛(wèi)星射頻鏈路1208經(jīng)過網(wǎng)關(guān)76(未示出)被連接到PSTN 75或者公共網(wǎng)或?qū)Ｓ镁W(wǎng)。WLLBS 1105包括數(shù)據(jù)庫1105a，它存儲描述例與WLL服務區(qū)域有關(guān)的WLL用戶終端的識別號的信息。多個WLLBS 1105可以與一個虛擬網(wǎng)關(guān)1108相聯(lián)系，以及被連接到一個虛擬網(wǎng)關(guān)1108。
參照圖1E，可以看到，給定的網(wǎng)關(guān)76具有相關(guān)的網(wǎng)關(guān)覆蓋或服務區(qū)域79。在網(wǎng)關(guān)服務區(qū)域79內(nèi)，可以有多個不同的本地化的網(wǎng)絡覆蓋區(qū)域，其中包括WLL區(qū)域(WLL 1-WLL 2)、專用網(wǎng)(專用網(wǎng)1-專用網(wǎng)2)、地面蜂窩系統(tǒng)、和WLP區(qū)域，其中的某些區(qū)域可以重疊。固定用戶1206和漫游用戶1106可以位于在一個本地化網(wǎng)絡覆蓋區(qū)域以外的網(wǎng)關(guān)服務區(qū)域79內(nèi)。本發(fā)明的教導可被利用來提供衛(wèi)星通信業(yè)務給任一個或全部的這些不同的本地化的網(wǎng)絡覆蓋區(qū)域、以及固定的和移動的用戶1206和1106。
現(xiàn)在參照圖18，圖上顯示了提供各種尋呼和呼叫提醒類型的服務的SWLL系統(tǒng)的實施例。被包括在這種類型的服務中的是對非常小的服務區(qū)域的單向廣播(非常有限的發(fā)射)。實施于衛(wèi)星接口單元或虛擬網(wǎng)關(guān)1108中的分布網(wǎng)關(guān)的一個應用項是傳遞尋呼、消息、低速率數(shù)據(jù)、SCADA控制、和通過使用其它地面系統(tǒng)向移動用戶提供的呼叫提醒。對于這種業(yè)務，虛擬網(wǎng)關(guān)1108(也被稱為PSTN接口單元)，連同其相關(guān)的衛(wèi)星接口干線單元1207一起，經(jīng)過地面連接1110或其它適當?shù)难b置被連接到各個尋呼／廣播系統(tǒng)1112。尋呼和廣播系統(tǒng)1112借助于尋呼／廣播／消息鏈路1113發(fā)送數(shù)據(jù)給移動終端1106和固定的用戶設備。作為使用這樣的系統(tǒng)的例子，可以考慮這樣一個移動用戶1106，它已在某個時間間隔內(nèi)與系統(tǒng)相聯(lián)系，以及在網(wǎng)關(guān)76處被登錄為移動用戶。這個用戶然后在室內(nèi)移動。由于網(wǎng)關(guān)尋呼消息(通常是用來通知移動用戶1106接收到一個呼叫)可能被建筑物阻擋，移動終端1106不能接收尋呼消息。該系統(tǒng)在作出幾次與移動終端1106聯(lián)系的嘗試后，在網(wǎng)關(guān)76處形成一個消息，并把該消息發(fā)送到適當?shù)男l(wèi)星接口干線單元1207，從而送到尋呼／廣播系統(tǒng)1112。尋呼／廣播系統(tǒng)1112位于良好的位置(例如，山頂和某個其它的高的地方)。尋呼／廣播系統(tǒng)1112又以一個能夠成功地穿透建筑物的頻率(典型地是較低的頻率)廣播該尋呼消息。移動用戶終端1106由于具有能夠自動地或者按用戶的要求調(diào)諧到較低的頻率的適當?shù)慕邮諜C，從而被告知有一個呼叫正在等待它。移動用戶被提醒后，可移動到一個位置(例如，室外或靠近窗口)，在那里，尋呼消息可被應答以及接入的呼叫可被連接。提供使用這種方法，尋呼／廣播系統(tǒng)1112也可被使用來通過尋呼／廣播／消息鏈路1113同時廣播數(shù)據(jù)和消息給許多用戶。
本發(fā)明的一個特性是消除雙跳，以改進通信質(zhì)量。通常，使用LEO衛(wèi)星(和MEO)的無線通信被發(fā)送到網(wǎng)關(guān)76，從而送到PSTN75。如果通信是要到地面的被呼叫方，則通過衛(wèi)星的“跳躍”延時等于T(delay)=T(digitization)+T(modulation)+T(uplink)+T(sat delay)+T(dnlink)+ T(gateway)；其中上行鏈路和下行鏈路延時是衛(wèi)星高度的函數(shù)。對于GEO同步系統(tǒng)的總的延時為T(GEO)=T(digitization)+T(modulation)+ T(sat delay)+ T(gateway)+250ms．對于數(shù)字化、調(diào)制、和網(wǎng)關(guān)作用的典型的數(shù)值，將產(chǎn)生100ms的靜態(tài)延時，外加上傳播延時。對于GEO同步情形，這導致360ms的典型值。對于雙跳通信鏈路，這導致720ms的數(shù)值。這樣大的延時值對于話音產(chǎn)生不能接受的性能，以及實際上對于數(shù)據(jù)通信是不可接受的。對于低地球軌道衛(wèi)星，這個延時較低T(LEo)=T(digitization)+T(modulation)+ T(sat delay)+T(gateway)+ [T(uplink)+ T(dnlink)]；其中T(uplink)=從用戶到衛(wèi)星的傳播延時以及T(dnlink)=從衛(wèi)星到網(wǎng)關(guān)(或其它設備)的傳播延時，或其中T(dnlink)=從用戶到衛(wèi)星的傳播延時以及T(uplink)=從衛(wèi)星到網(wǎng)關(guān)(或其它設備)的傳播延時。
由于在任一種情形下路徑長度是相同的，只有一種需要被考慮。到LEO衛(wèi)星的延時是從網(wǎng)關(guān)76到衛(wèi)星10、從而到用戶的距離的函數(shù)。這個距離是衛(wèi)星的瞬時高度、其軌道位置、和在用戶與網(wǎng)關(guān)之間的距離的函數(shù)。這個延時也隨時間改變。
例如，參照圖2A，對于直接在1400km的高度的頭頂上的衛(wèi)星，在網(wǎng)關(guān)與用戶之間的距離為零時，單程路徑延時是路徑延時(分)=1400×2／300=9．4ms參照圖2B和2C，對于在軌道衛(wèi)星的最大斜距處的用戶，用戶和網(wǎng)關(guān)都具有10度的最小仰角時，路徑延時(路徑=3500km)為路徑延時(分)=3500×2／300=23．4ms這樣，總的最大LEO延時是110ms+23．4ms=133．4ms，這產(chǎn)生266．8ms的雙跳延時值。雖然133ms的數(shù)值對于話音通信以及對于單跳數(shù)據(jù)通信是非常能接受的，但雙跳數(shù)值雖然可產(chǎn)生可接受的話音通信，但對于數(shù)據(jù)會產(chǎn)生很差的性能。
所以，將會看到，重要的是，要使到用戶和來自用戶的數(shù)據(jù)通信縮減到單跳配置情況，由此，消除了與雙跳情況有關(guān)的延時。正如將在下面更詳細地描述的，本發(fā)明的教導使能在大多數(shù)類型的呼叫配置下可以消除雙跳延時。
首先考慮慣常的一般情況將是有益的。用戶終端典型地被連接到網(wǎng)關(guān)，從而連到PSTN 75連接，這是按照以下方式實現(xiàn)的(a)單跳配置，其中呼叫另一個用戶的用戶按照圖3A被連接，(b)通過一個衛(wèi)星(圖3B)，或(c)通過兩個不同的衛(wèi)星(圖3C)。在傳統(tǒng)的實踐中，用戶到用戶的延時沒有被最佳化，呼叫通過交換機被建立，從而造成兩倍的延時。也就是，對于GEO雙跳延時(GEO-full)=2×單跳延時=2×360ms=720ms。
如果交換機是充分智能的，不必對信號解調(diào)就連接到用戶，則可以消除延時成分之一，導致雙跳延時(LEO-max)=2×單跳延時=2×360ms-11Oms=610ms。
對于在1400km處的LEO衛(wèi)星，延時是雙跳延時(LEO-max)=2×單跳延時=2×133．3ms=266．6ms(最壞情況)，或雙跳延時(GEO-min)=2×單跳延時=2×119．4ms=238．8ms(最好情況)。
通過使用智能交換機和消除信號在網(wǎng)關(guān)76處的解調(diào)，因此可減小延時，這時需只加上另一個路徑損耗，(最壞情況下是23．4ms和最好情況下是9．4ms)，再加上在網(wǎng)關(guān)處的大約50ms的某些處理附加開銷雙跳延時(LEO-partial max)=1×133．3ms+23．4ms+50ms=206．7ms(最壞情況)；雙跳延時(LEO-partial min)=1×119．4ms+9．4ms+50ms=178．8ms(最好情況)。
對于中地球軌道(MEO)系統(tǒng)(在大約10，312km)，對于10度仰角的雙程路徑，延時是96ms，以及對于直接從衛(wèi)星到次衛(wèi)星點的路徑，延時是69ms。這些數(shù)值導致在358到412ms之間的雙跳延時，或?qū)τ谧罴亚闆r下的298到352ms。
圖4所示的圖形概括了對于LEO，MEO，和GEO衛(wèi)星事例的各種延時。
本發(fā)明的教導的重要的方面是信號路徑延時的顯著減小，從而獲得在使用各種數(shù)據(jù)網(wǎng)(諸如先前提到的TCP／IP網(wǎng)絡)時的改進。按照本發(fā)明的實施例的通信方法通過采用在衛(wèi)星上的信號處理和對去向與來自無線用戶環(huán)路系統(tǒng)的呼叫進行路由，從而有利地減小或消除通過衛(wèi)星的雙跳情形。
現(xiàn)在參照圖5，以便說明對于多個地區(qū)性服務區(qū)域1011連接的呼叫組合的各種事例(A-H)。以下的表格總結(jié)了這些各種情況。
表格事例說明A在WLLSA 1101內(nèi)的呼叫，例如第一WLL用戶單元1102經(jīng)過WLLBS 1105到第二WLL用戶單元1105的呼叫。
B往／來于WLLSA 1101中的WLL用戶單元1102與處于地區(qū)性服務區(qū)域1011內(nèi)、但在WLLSA 1101外面的用戶單元1202之間的呼叫。
C往／來于PSTN終端75a與在WLLSA 1101中的用戶單元1202之間的、其中經(jīng)過網(wǎng)關(guān)76、衛(wèi)星鏈路1208、虛擬網(wǎng)關(guān)1108、和WLLBS 1105的呼叫。
D往／來于PSTN終端75a與在地區(qū)性服務區(qū)域1011內(nèi)的、但在WLLSA 1101外面的用戶單元1202之間的、其中經(jīng)過網(wǎng)關(guān)76和衛(wèi)星鏈路1208、以及旁路虛擬網(wǎng)關(guān)1108和WLLBS 1105的呼叫。
E往／來于WLLSA 1101中的用戶單元1102與同一個地區(qū)性服務區(qū)域1011內(nèi)的另一個WLLSA 1101’中的另一個用戶單元1102之間的呼叫。
F通過使用WLLBS 1105和虛擬網(wǎng)關(guān)1108的、往／來于第一地區(qū)性服務區(qū)域1011’中的WLLSA 1101’中的用戶單元1102與第二地區(qū)性服務區(qū)域1011內(nèi)的、但不在第二WLLSA 1101’中的用戶單元1102之間的呼叫。
G通過使用WLLBS 1105和虛擬網(wǎng)關(guān)1108、以及可能旁路網(wǎng)關(guān)76的、往／來于第一地區(qū)性服務區(qū)域1011’中的一個WLLSA 1101’中的用戶單元1102與第二WLLSA 1101”中的第二地區(qū)性服務區(qū)域1011內(nèi)的用戶單元1102之間的呼叫。
H可能使用網(wǎng)關(guān)76的、往／來于地區(qū)性服務區(qū)域1011中的用戶單元1102與在地區(qū)性服務區(qū)域1011內(nèi)的、或在另一個地區(qū)性服務區(qū)域1011’中的另一個用戶單元1202(兩個用戶單元都不在WLLSA 1101中)之間的呼叫。
在所有這些事例中，除了后面的事例(往／來于地區(qū)性服務區(qū)域1011中的用戶單元1102與在地區(qū)性服務區(qū)域1011內(nèi)的、或在另一個地區(qū)性服務區(qū)域1011’中的另一個用戶單元1202之間的呼叫)以外，有可能避免利用雙跳通信鏈路，由此可保持信號傳播延時盡可能低。除了事例A(即，在單個WLLSA 1101的用戶到用戶的鏈路)以外，這些鏈路可以利用衛(wèi)星10(以及也可能利用網(wǎng)關(guān)76)來完成鏈接。重要的是，鏈路接口(網(wǎng)關(guān)76和／或虛擬網(wǎng)關(guān)1108)可認出呼叫類型，隨之路由該呼叫。在本發(fā)明的衛(wèi)星上處理實施方案中，必須衛(wèi)星10認出呼叫的類型和目的地，并隨之路由該呼叫。
圖1A-1D上顯示了基本互聯(lián)規(guī)劃，其中地區(qū)性服務區(qū)域1011位于衛(wèi)星波束1010內(nèi)。地區(qū)性服務區(qū)域1011的一個目的是增大地面WLL裝置，以便形成增強的無線本地環(huán)路(EWLL)服務。圖6顯示了按照本發(fā)明的示例性EWLL裝置和到遠端PSTN 75的連接。無線用戶環(huán)路系統(tǒng)1100通過某些裝置被連接到PSTN 75，這些裝置或者是地面的(例如，光纖或微波)或者是衛(wèi)星鏈路1300(典型地是非常小孔徑終端(VSAT)或其它衛(wèi)星鏈路)。在這種情況下，存在有地面無線用戶環(huán)路系統(tǒng)，它包括被安裝在住所內(nèi)被連接到用戶手機1103的WLL用戶單元(SU)1102。WLL SU 1102又能夠通過光或射頻鏈路1104與無線用戶環(huán)路基站(WLLBS)1105通信。WLLBS 1105執(zhí)行在WLL服務區(qū)域(WLLSA)1107內(nèi)往／來于WLL 1102與另一個WLL SU 1102之間的呼叫連接的任務。WLLSA 1107可被看作為地區(qū)性服務區(qū)域1011的子區(qū)域。可以有一個以上的WLLSA 1107位于給定的地區(qū)性服務區(qū)域1011。在WLLSA 1107外面的連接在本例中是通過虛擬網(wǎng)關(guān)1108(也被稱為衛(wèi)星-接口單元)完成的。虛擬網(wǎng)關(guān)1108的一個用途是允許進行從WLLSA 1107到被連接到PSTN75的PSTN 75a的呼叫，該PSTN可以位于離開幾百或幾千哩遠的遠端位址。VSAT或其它衛(wèi)星業(yè)務鏈路1300(諸如到LEO衛(wèi)星通信系統(tǒng)的L波段和S波段鏈路)把WLLSA 1107連接到衛(wèi)星10和通過饋送鏈路1305(例如，C波段和Ka波段饋送鏈路)連接到網(wǎng)關(guān)76，從而連接到PSTN 75。
在這方面可以參考上述的各個美國專利，其中描述了適合于實施本發(fā)明的LEO衛(wèi)星星座和網(wǎng)關(guān)結(jié)構(gòu)的實施例。例如，衛(wèi)星業(yè)務鏈路1300和饋送鏈路1305可以使用直接序列的碼分多址(DS-CDMA)協(xié)議。在其它的實施例中，可以使用時分多址(TDMA)協(xié)議。因此，應當看到，本發(fā)明的教導并不限于任何一種特定的衛(wèi)星系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、軌道高度、調(diào)制或接入類型，頻段等等。
回到圖6，典型地有一個或多個固定電話裝置1201位于地區(qū)性服務區(qū)域1011，它們由于地形的困難、山脈，或二者的組合而被不經(jīng)濟地連接到WLLSA 1107。希望把包括用戶單元1202和手機1203在內(nèi)的固定電話裝置1201連接到在地區(qū)性服務區(qū)域1011內(nèi)的其它WLLSA用戶單元1102，以及進行互相連接。本發(fā)明使得便于進行這些連接，而不用通過網(wǎng)關(guān)76來路由該呼叫。這個特性提供在網(wǎng)關(guān)76處總的通過量利益，以及減小總的系統(tǒng)延時。
仍舊參照圖6，有些用戶位于地面WLLSA 1107，他們使用電話手機進行呼叫。至少可能有四種類型的呼叫(A)到／來自在WLLSA 1107內(nèi)的另一個用戶的呼叫；(B)到／來自在WLLSA 1107外面的、但在地區(qū)性服務區(qū)域1011中的另一個用戶的呼叫；(C)由WLLSA地面系統(tǒng)內(nèi)的用戶進行的、到／來自PSTN 75的呼叫；以及(D)到／來自在地區(qū)性服務區(qū)域1011中的固定電話裝置1201的呼叫。
現(xiàn)在分別地和更詳細地討論這些各種呼叫的事例(A-D)。
應當看到，雖然對于以下程序的說明是在當前的優(yōu)選實施例的環(huán)境下作出的，但對于這些實施例可以作出各種改變和修正，以及這些改變和修正仍將屬于本發(fā)明的教導的范圍內(nèi)。
(A)對于到／來自WLLSA 1107內(nèi)的另一個用戶的呼叫的事例，外出的呼叫從用戶手機1103被路由到用戶單元1102，在那里，業(yè)務被數(shù)字化、調(diào)制、和例如在射頻鏈路1104上被發(fā)送到WLLBS1105。通過解調(diào)該呼叫而處理該呼叫，并把呼叫發(fā)送到WLLBS 1105內(nèi)的交換機。交換機根據(jù)由用戶在RF鏈路1104上發(fā)送的信息(被撥打的電話號碼)作出用于路由呼叫的決定。在這種情況下，根據(jù)路由信息，用戶的呼叫被路由到WLLSA 1107內(nèi)的另一個用戶。然后，呼叫被調(diào)制到RF載波上，并由WLLBS 1105在鏈路1104上發(fā)送到另一個用戶單元1102。通常，交換機根據(jù)被撥打的電話號碼(或許是用戶ID號)作出路由的決定。無論如何，交換機在查詢號碼或一部分號碼后知道呼叫是一個WLSSA 1107內(nèi)的本地呼叫，因而不把該呼叫連接到虛擬網(wǎng)關(guān)1108。在被呼叫的用戶單元1102處接收呼叫后，相關(guān)的用戶終端手機1103被提示，以及如果需要的話，被呼叫方進行應答，從而使業(yè)務電路被完成。
具有這種特征的許多呼叫是可能的，因為WLLBS 1105可被做成處理多達100或更多的同時進行的呼叫。取決于呼叫模式，這個數(shù)目的電路可支持總數(shù)為200-5000個用戶。地面本地環(huán)路RF系統(tǒng)的范圍可以使得覆蓋的區(qū)域限制到半徑約10km，或約315平方公里的范圍。
進入用戶終端手機1103的呼叫以同樣的方式完成。在這種情況下，WLLBS 1105只需要識別用戶正在呼叫另一個WLLSA用戶單元。一個小型PBX裝置是對于本用途所必須的全部設備。PBX設備可以使用數(shù)字交換，詢問被保持在存儲器中的數(shù)據(jù)庫，以完成對于外出的和進入的呼叫的尋址功能。
圖7A和7B上顯示了對于從一個WLLSA用戶單元1103到另一個WLLSA用戶單元1103的進入和外出呼叫的用于建立呼叫的信令。呼叫信令的細節(jié)對于不同的WLL系統(tǒng)可以是不同的，但總括地，處理過程將類似于圖7B所示的過程。如上所述，手機1103的用戶撥打在同一個WLLSA 1107內(nèi)的另一個WLLSA用戶手機1103。主叫用戶單元通知WLLBS 1105，它確證用戶是處在WLLBS數(shù)據(jù)庫中以及是授權(quán)的。然后，WLLBS 1105發(fā)起呼叫建立程序。WLLBS 1105接收撥打號碼，分配信道和啟動呼叫定時器。主叫WLL用戶單元和被呼叫的WLL用戶單元由WLLBS 1105信令通知他們被分配的供使用的信道對(發(fā)送和接收)。然后，用戶單元移到所分配的信道對，以及開始通信業(yè)務。通信繼續(xù)進行，直至一個用戶單元斷開連接為止。在這時，WLLBS 1105接收一個掛機信號，停止呼叫定時器，以及解除對用來完成呼叫的WLL系統(tǒng)資源的分配，例如，解除對所指定的信道對的分配。用戶單元回到待機狀態(tài)，正如WLLBS 1105所進行的那樣(假定它不是處在處理其它呼叫的過程中)。
在這時，討論呼叫計費將是有益的。對于呼叫計費有兩種方案。第一種是基于衛(wèi)星的，以及第二種是基于WLL的。
首先考慮基于衛(wèi)星的計費方案，在完成通信建立后，在衛(wèi)星10上啟動呼叫定時器，以便對呼叫的持續(xù)時間計時。經(jīng)歷的通話時間在呼叫終端處被登錄。在呼叫結(jié)束后，呼叫者1203的通話時間和識別號(或可能)與其它的呼叫計費被結(jié)合在一起，并通過鏈路1305被發(fā)送到網(wǎng)格76用于處理。替換地，它可通過鏈路1300被發(fā)送到虛擬網(wǎng)關(guān)1108，從而發(fā)送到WLLBS 1105以用于收費。
在第二種的基于WLL的計費方案中，在WLLSA 1107內(nèi)的到／來自地區(qū)性服務區(qū)域1101中的用戶1203的本地呼叫可以在WLLBS1105內(nèi)被進行計量。這只使得在WLLSA 1107外面的那些呼叫(即，到PSTN 75的那些呼叫)在衛(wèi)星10或者在地面上在網(wǎng)關(guān)76處被計量。
(B)到／來自在WLLSA 1107外面的、但在地區(qū)性服務區(qū)域1011中的另一個用戶的呼叫的事例(以后簡稱為固定的虛擬網(wǎng)關(guān)用戶(FVGWU)1203)，一個從WLL SU 1102到FVGWU 1203的外出呼叫(業(yè)務)被數(shù)字化、調(diào)制、和在RF鏈路1104(見圖1D)上發(fā)送到WLLBS 1105。注意，手機1103和用戶單元1102可以是單個單元，以及此后可以被合在一起稱為WLL用戶單元(SU)1103。該呼叫由衛(wèi)星-接口單元或虛擬網(wǎng)關(guān)1108在衛(wèi)星鏈路1208上(更具體地在鏈路1302上(圖6))被路由到可見的衛(wèi)星10。信號結(jié)構(gòu)(例如，超幀)被充分解調(diào)，以便確定呼叫是從哪個地區(qū)性服務區(qū)域1011發(fā)起的，或如前面討論的那樣被處理的。
正如前面表示的，地區(qū)性服務區(qū)域1011是在地面上的一個區(qū)域，它相應于用戶終端位置的數(shù)據(jù)庫，實際上是變換表。在本發(fā)明的一個實施例中，即在衛(wèi)星上的處理實施例，這個變換表被裝載在衛(wèi)星計算機存儲器內(nèi)。這個位置可被不同衛(wèi)星的多個波束所覆蓋。地面運行控制中心(GOCC)77(圖6)獲知衛(wèi)星10的情況、可提供的系統(tǒng)資源、和系統(tǒng)時間。按照一個被預先裝載到現(xiàn)在服務于包括地區(qū)性服務區(qū)域1011在內(nèi)的區(qū)域的衛(wèi)星中的預先規(guī)定的計劃，關(guān)于哪個衛(wèi)星處理該呼叫的決定，可以根據(jù)由GOCC 77通過網(wǎng)關(guān)76發(fā)送到衛(wèi)星10的信息而被聯(lián)合地作出。按照該信息而選擇的適當?shù)男l(wèi)星10接受在地區(qū)性服務區(qū)域內(nèi)發(fā)起的呼叫。然后，作出路由的決定。衛(wèi)星10根據(jù)所撥打的電話號碼，確定呼叫是給某個位于WLLSA 1107內(nèi)的另一個用戶的。衛(wèi)星10把呼叫請求通過到衛(wèi)星鏈路接口1108的鏈路1300(圖6)傳送到WLLSA 1107。呼叫請求被接收，并且在解調(diào)后被發(fā)送到完成呼叫建立的WLLBS 1105，并通過鏈路1104發(fā)送到用戶單元1102，從而到手機1103。更詳細地，該呼叫是通過解調(diào)在虛擬網(wǎng)關(guān)1108內(nèi)的RF信號而被處理的，然后被發(fā)送到WLLBS 1105內(nèi)的交換機。RF電路被指派來處理該呼叫，然后把它調(diào)制在RF載波上，并由WLLBS 1105通過鏈路1104發(fā)送到WLL用戶單元1102。通常，WLLBS交換機根據(jù)所撥打的電話號碼(也可能是用戶ID號碼)作出路由決定。無論如何，交換機在查詢電話號碼或一部分的電話號碼以后獲知呼叫是WLLSA 1107內(nèi)的本地呼叫，并且不把該呼叫連接到虛擬網(wǎng)關(guān)1108。在WLL用戶單元1102接收呼叫以后，用戶單元(SU)1102產(chǎn)生提醒信號(如果想要被呼叫方回答的話)，以及業(yè)務電路被完成。許多具有這種特性的呼叫有可能同時進行，這只受虛擬網(wǎng)關(guān)1108的容量限制。
本地環(huán)路RF系統(tǒng)的地區(qū)性服務區(qū)域1011的范圍通常是很大的，典型地只受衛(wèi)星10的可見區(qū)域限制。一般地，在衛(wèi)星10上將有許多波束，以及該區(qū)域比起從衛(wèi)星看到的區(qū)域小。正如前面討論的可以有任意數(shù)目的地區(qū)性服務區(qū)域1011被多個衛(wèi)星波束覆蓋。
從FVGWU 1203到用戶手機的進入呼叫是以同樣的方式完成的。
在來自位于WLLSA 1107以外的、但在包含WLLSA 1107的地區(qū)性服務區(qū)域1011內(nèi)的FVGRU 120的外出的呼叫事例中，衛(wèi)星10只需要得知FVGWU 1203正在呼叫WLLSA用戶單元組1102中的成員，然后把呼叫直接路由到虛擬網(wǎng)關(guān)1108，而不是網(wǎng)關(guān)76。對于完成該呼叫所必須的一切就是WLLBS 1105處的小PBX裝置。整個裝置可以使用數(shù)字交換機，查詢被保存在存儲器中的數(shù)據(jù)庫，以執(zhí)行用于外出呼叫的尋址功能。
對于來自WLLSA 1107內(nèi)的WLL SU 1102的、和指向地區(qū)性服務區(qū)域1011內(nèi)的FVGWU 1203的進入呼叫事例，WLLBS 1105只需要獲知被呼叫方是地區(qū)性服務區(qū)域1011內(nèi)的終端組的成員，把呼叫建立信息傳送到虛擬網(wǎng)關(guān)1108，后者又把這個信息傳送到服務于FVGWU 1203的地區(qū)性服務區(qū)域1011的衛(wèi)星10。然后，衛(wèi)星10把該呼叫路由到適當?shù)牟ㄊ约敖⒑艚小?br> 現(xiàn)在參照圖8A-8D，圖上顯示了一個實施例，其中對于到位于WLLSA 1107外面的、但在地區(qū)性服務區(qū)域1011中的另一個用戶呼叫的事例B，由衛(wèi)星10進行的在衛(wèi)星上的信號處理是不需要的。
首先參照用于從WLL用戶單元1103到FVGWU 1203的外出呼叫的圖8A和8B，WLL用戶單元1103的用戶撥打FVGWU 1203的號碼，因此發(fā)出一個要求服務的請求給WLL 1105。WLLBS 1105檢驗其本地WLLBS數(shù)據(jù)庫1105a，并發(fā)現(xiàn)被撥打的號碼不是與WLLSA1107有關(guān)的。WLLBS 1105然后通知虛擬網(wǎng)關(guān)1108請求服務，并把所撥打的號碼傳送給虛擬網(wǎng)關(guān)1108。虛擬網(wǎng)關(guān)1108驗證被呼叫的FVGWU 1203處在地區(qū)性服務區(qū)域1011內(nèi)，通過衛(wèi)星10通知網(wǎng)關(guān)76請求衛(wèi)星服務，并把所撥打的號碼發(fā)送給網(wǎng)關(guān)76。網(wǎng)關(guān)76接收FVGWU 1203的電話號碼，驗證該電路是可提供的，并且對用戶進行鑒權(quán)。然后，網(wǎng)關(guān)76通過衛(wèi)星10尋呼在RSA(n)中的FVGWU1203。如果可運行的話，F(xiàn)VGWU 1203接收尋呼，應答尋呼(ACK)，并開始準備進行在線。網(wǎng)關(guān)76接收ACK，分配一個信道／RF電路對給FVGWU 1203，并通知FVGWU 1203，F(xiàn)VGWU 1203然后轉(zhuǎn)移到分配的信道以及進入待機，等待連接。網(wǎng)關(guān)76也通知虛擬網(wǎng)關(guān)1108，發(fā)送該信道／電路對分配以及進入待機。虛擬網(wǎng)關(guān)1108轉(zhuǎn)移到分配的信道／電路，并通知WLLBS 1105它已準備好接收。FVGWU 1203在得到它的分配的信道／電路信號后通知虛擬網(wǎng)關(guān)1108它已經(jīng)處于在線。虛擬網(wǎng)關(guān)1108接收在線指示，啟動呼叫定時器，以及進入待機，等待連接。WLLBS 1105在接收到這個已準備好接收信號后，分配一個WLL-信道／電路對，啟動它自己的呼叫定時器，并將信道分配通知給WLL用戶單元1103。然后，所有的單元被連接，以及電話呼叫業(yè)務開始在所分配的該信道對上雙工運行。任一個單元都可以使呼叫終結(jié)。斷開連接的單元發(fā)送掛機消息給虛擬網(wǎng)關(guān)1108(或一個發(fā)送相同的消息給虛擬網(wǎng)關(guān)1108的WLLBS 1105)，以及呼叫定時器停止。虛擬網(wǎng)關(guān)1108然后通知WLLBS 1105和網(wǎng)關(guān)76，從而釋放信道／電路資源。作為響應，于是每個單元登記呼叫時間，以便用于將來的收費，并且所有的單元進入待機，等待下一次呼叫。
對于從FVGWU 1203到WLLSA用戶單元1103的進入呼叫的事例，呼叫將按以下的方式進行(圖8C和8D)。FVGWU 1203撥打WLL用戶單元1103的電話號碼。網(wǎng)關(guān)76驗證一個電路是可提供的，接收服務請求，對FVGWU 1203進行鑒權(quán)，以及進行處理呼叫。網(wǎng)關(guān)76檢驗由FVGWU 1203撥打的號碼后，從所存儲的數(shù)據(jù)庫76a得知該呼叫不是去到PSTN 75，而是針對位于WLLSA#1中的一個號碼(或被分配給網(wǎng)關(guān)76的另一個WLLSA 1107)的。網(wǎng)關(guān)76然后通知WLLSA虛擬網(wǎng)關(guān)1108要請求一個進入的呼叫。虛擬網(wǎng)關(guān)1108接收服務請求，并通知有關(guān)的WLLBS 1105去請求一個服務鏈路給所撥打的號碼。虛擬網(wǎng)關(guān)1108在這時也可以與網(wǎng)關(guān)76建立一個暫時的號碼，以用于收費目的。然后，服務請求被WLLBS 1105接收，后者然后驗證撥打的用戶號碼電話是否可供使用。如果不是的話。WLLBS1105通知虛擬網(wǎng)關(guān)1108，虛擬網(wǎng)關(guān)1108又通知網(wǎng)關(guān)76，以便向FVGWU 1203指出所撥打的號碼是不能提供的。如果撥打的電話是可提供的，則WLLBS 1105通知WLL用戶單元1103進行振鈴。如果WLL用戶單元1103是占線，則把忙信號報告回FVGWU 1203，以及該呼叫沒有完成。如果撥打的電話被提示，但沒有回答，則該提示被正在摘機的FVGWU 1203終結(jié)，或由虛擬網(wǎng)關(guān)1108暫停。如果被呼叫的WLL用戶單元1103摘機，則WLL用戶單元1103響應于先前接收的、由WLLBS 1105發(fā)送的尋呼而發(fā)送ACK(應答)消息。WLLBS 1105然后把ACK的接收通知虛擬網(wǎng)關(guān)1108，并建立呼叫的WLL環(huán)路終點。WLLBS 1105分配一個能進行雙工運行的頻道對，轉(zhuǎn)移到所分配的信道對，和進入待機。WLL用戶單元1103接收分配的信道對，移到分配的信道對，和進入待機。同時，虛擬網(wǎng)關(guān)1108發(fā)送尋呼應答給網(wǎng)關(guān)76。網(wǎng)關(guān)76接收尋呼應答，驗證電路的可提供性，分配它自己的(衛(wèi)星)信道／電路對，通知 FVGWU 1203關(guān)于使用哪個信道／電路對，分配一個(衛(wèi)星)信道／電路對(這不一定是與FVGWU 1203的相同的信道／電路對)給虛擬網(wǎng)關(guān)1108，然后進入待機，直至被告知不再需要分配的信道／電路對為止。虛擬網(wǎng)關(guān)1108于是轉(zhuǎn)移到所指定的信道／電路對，并進入待機狀態(tài)。FVGWU1203在轉(zhuǎn)移到分配的信道／電路對以后通過衛(wèi)星10發(fā)送一個“在線”消息給虛擬網(wǎng)關(guān)1108，然后衛(wèi)星10通知所有涉及的單元從待機狀態(tài)進到連接狀態(tài)(這個步驟可以免除)。虛擬網(wǎng)關(guān)1108然后通知WLLBS 1105，以及啟動呼叫定時器。WLLBS 1105也可以啟動它的呼叫定時器(如果想要的話)以及該呼叫繼續(xù)進行下去。任一個單元都可造成呼叫終結(jié)。斷開連接的單元發(fā)送掛機消息給虛擬網(wǎng)關(guān)1108(或發(fā)送相同的消息給虛擬網(wǎng)關(guān)1108)的WLLBS 1105，以及所有的工作的呼叫定時器停止，虛擬網(wǎng)關(guān)1108通知WLLBS 1105和網(wǎng)關(guān)76，從而釋放信道／電路資源。然后，每個單元登記呼叫時間以用于將來的收費，以及所有的單元進入待機，等待下一次呼叫。
(C)現(xiàn)在轉(zhuǎn)到由WLLSA地面系統(tǒng)內(nèi)的WLL用戶的到／來自PSTN75的呼叫的事例，來自WLLSA用戶的外出的呼叫被從手機1103路由到用戶單元1102，在那里業(yè)務被進行數(shù)字化、調(diào)制、和通過射頻(RF)鏈路1104發(fā)送到WLLBS 1105。然后，通過解調(diào)接收的RF信號來處理呼叫，并把它發(fā)送到WLLBS 1105內(nèi)的交換機。交換機根據(jù)由用戶通過RF鏈路發(fā)送的信息作出對于路由的確定。在這種情況下，用戶的呼叫經(jīng)由衛(wèi)星RF鏈路1300被路由到PSTN 75和反饋鏈路1305，這是通過與虛擬網(wǎng)關(guān)1108的連接而實現(xiàn)的。這個過程是通過首先把來自WLLSA 1105單元的服務請求傳送到虛擬網(wǎng)關(guān)1108而完成的。虛擬網(wǎng)關(guān)1108又接下來通過鏈路1300和1305通知網(wǎng)關(guān)76請求一個服務鏈路。該請求被網(wǎng)關(guān)76接收，以及被處理，從而通知PSTN 75建立到被呼叫方的呼叫。同時，虛擬網(wǎng)關(guān)1108和網(wǎng)關(guān)76從一個被使用來進行呼叫請求的接入信道移到一個業(yè)務信道，并開始最后的呼叫建立。在被呼叫方摘機后，通信開始。呼叫計時和收費是由網(wǎng)關(guān)或可替換地由WLLBS 1105來完成的。
在這種情況下，WLLBS 1105只需要得知被呼叫方是PSTN終端75a，而不是另一個WLLSA用戶單元1102或FVGWU 1203。
應當指出，在衛(wèi)星上處理的實施例中，某些或所有的網(wǎng)關(guān)執(zhí)行的功能可以在衛(wèi)星10上完成。
到WLLSA用戶單元1102的進入呼叫可以在世界任何地方的任何的PSTN終端75a處發(fā)起。呼叫者撥打WLLSA 1107內(nèi)WLL手機1103的號碼。PSTN交換系統(tǒng)把呼叫路由到服務于包含WLLSA 1107的地區(qū)性服務區(qū)域1011的網(wǎng)關(guān)76，被呼叫的WLL用戶單元1102位于該WLLSA 1107中。網(wǎng)關(guān)76的數(shù)據(jù)庫76a包含了用于表明可以通過與特定的地區(qū)性服務區(qū)域有關(guān)的一個特定WLLBS 1105達到被呼叫的WLL用戶單元1102的信息。然后，網(wǎng)關(guān)76搜索數(shù)據(jù)庫76a，以便定位一個適當?shù)奶摂M網(wǎng)關(guān)1108。網(wǎng)關(guān)76于是搜索數(shù)據(jù)庫76a以便定位一個合適的虛擬網(wǎng)關(guān)1108。臨時電話號碼的分配由網(wǎng)關(guān)76作出，并且將它與進入的呼叫相聯(lián)系，以便進行收費。然后通知所選擇的虛擬網(wǎng)關(guān)1108去把被呼叫的號碼(不是臨時號碼)傳送到處理呼叫請求的WLLBS 1105，然后通過RF鏈路1104去通知被呼叫的WLL用戶單元1102。作為響應，有關(guān)的手機1103被提示。在手機1103進行摘機后或與提示過程同時地，在Rf鏈路1104的空閑信道上建立一個鏈路，該RF鏈路1104可以是也可以不是先前被用來通知WLL用戶單元1102的同一個RF鏈路，以及呼叫繼續(xù)進行下去。WLLBS 1105和網(wǎng)關(guān)76可以監(jiān)視呼叫時間，以及可由二者的任一個來完成收費。
在上述的例子中，網(wǎng)關(guān)76的數(shù)據(jù)庫76a被請求來存儲被分配給地區(qū)性服務區(qū)域1011和WLLSA 1107的WLLSA用戶單元1102的電話號碼。
如以前那樣，應當指出，在衛(wèi)星上處理實施例中，某些或所有的網(wǎng)關(guān)執(zhí)行的功能可以在衛(wèi)星10上完成。
現(xiàn)在參照用于非衛(wèi)星上的衛(wèi)星信號處理實施例的圖9A和9B，首先指出，對于衛(wèi)星上的衛(wèi)星信號處理的替換方案利用傳統(tǒng)的“彎曲管道(bent pipe)”衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器通過與虛擬網(wǎng)關(guān)1108和網(wǎng)關(guān)76的組合進行到／來自PSTN 75的呼叫。一個從WLLSA用戶單元1102進行的到PSTN終端75a的呼叫以以下的方式被處理。WLL用戶摘機，撥打PSTN終端75a的電話號碼。WLLBS 1105在Rf鏈路1104的接入信道上接收服務請求，檢驗它的數(shù)據(jù)庫1105a，以及確定該呼叫不是到WLLSA 1107內(nèi)的另一個WLL用戶單元1102的本地呼叫(見圖7A和7B)。WLLBS 1105發(fā)起對于衛(wèi)星電路的請求，并把該請求連同被呼叫的電話號碼一起轉(zhuǎn)發(fā)到虛擬網(wǎng)關(guān)1108。虛擬網(wǎng)關(guān)1108首先進行檢驗，以便弄清電話號碼是否與地區(qū)性服務區(qū)域1011內(nèi)的一個用戶終端(例如，F(xiàn)VGWU 1203之一，如圖8A和8B所示)有關(guān)。由于這不是屬于本例的情況，虛擬網(wǎng)關(guān)1108構(gòu)成PSTN或其它的WLLSA服務請求，并把服務請求和所撥打的電話號碼通過衛(wèi)星10轉(zhuǎn)發(fā)到網(wǎng)關(guān)76。網(wǎng)關(guān)76接收服務請求和電話號碼，檢驗用來處理呼叫的電路的可提供性，對請求者進行鑒權(quán)，以及發(fā)起到PSTN 75的呼叫請求。在建立PSTN 75程序后進行呼叫建立。在一個成功的PSTN連接后，網(wǎng)關(guān)76接收關(guān)于PSTN終端75a已摘機的指示，分配信道／電路對給虛擬網(wǎng)關(guān)1108，接通網(wǎng)關(guān)76呼叫定時器，以及進入離線狀態(tài)，等待來自虛擬網(wǎng)關(guān)1108的、關(guān)于呼叫已完成的信號。虛擬網(wǎng)關(guān)1108接收來自網(wǎng)關(guān)76的、關(guān)于PSTN已經(jīng)摘機的指示，轉(zhuǎn)移到該信道／電路對，以及通知WLLBS1105它已準備好接受業(yè)務。虛擬網(wǎng)關(guān)1108也啟動它的呼叫定時器。WLLBS 1105分配在RF鏈路1104上的WLL頻道對，以及可任選地啟動它自己的呼叫定時器。WLL用戶單元1102轉(zhuǎn)移到分配的WLL頻道對，以及所有的單元開始呼叫業(yè)務。任何一個單元的終止都能使呼叫終結(jié)。斷開連接的單元發(fā)送掛機消息給虛擬網(wǎng)關(guān)1108(或給WLLBS 1105，它將發(fā)送類似的消息給虛擬網(wǎng)關(guān)1108)，以及呼叫定時器停止。虛擬網(wǎng)關(guān)1108通知WLLBS 1105和網(wǎng)關(guān)76釋放分配的信道／電路資源，每個單元然后登記呼叫時間，以用于將來的收費，以及所有的單元進入待機，等待下一次呼叫。
現(xiàn)在討論從PSTN 75到WLL用戶單元1102的進入呼叫的事例。參照圖9C和9D，從PSTN 75發(fā)起的到WLLSA用戶單元1102的呼叫以以下的方式被處理。PSTN 75呼叫者在終端75a撥打指派到WLL用戶單元1102的電話號碼。這個號碼被PSTN 75獲知為是與網(wǎng)關(guān)76有關(guān)的。網(wǎng)關(guān)76得到，然后它驗證電路是可提供的，并驗證號碼是在WLLSA#1(或撥打的WLLSA)內(nèi)，構(gòu)成一個服務請求，以及通知與撥打的WLLSA用戶單元1102有關(guān)的適當?shù)腤LLSA虛擬網(wǎng)關(guān)1108。虛擬網(wǎng)關(guān)1108接受服務請求，以及通知與撥打的號碼有關(guān)的WLLBS 1105。虛擬網(wǎng)關(guān)1108通知WLLBS 1105有服務請求。WLLBS 1105驗證SU 1102是可提供的，并且尋呼WLL用戶單元1102。WLL用戶單元1102接收尋呼，以及如果用戶進行摘機，則發(fā)送對尋呼的應答給WLLBS 1105。WLLBS 1105通知虛擬網(wǎng)關(guān)1108，以及分配WLL RF信道對給WLL用戶單元1102。虛擬網(wǎng)關(guān)1108接收WLLBS信號，并發(fā)送應答給網(wǎng)關(guān)76。WLL用戶單元1102接收從WLLBS 1105所發(fā)送的信道對分配，轉(zhuǎn)移到分配的頻率，以及進入待機狀態(tài)。WLLBS 1105然后也轉(zhuǎn)移到分配的頻率。網(wǎng)關(guān)76接收來自虛擬網(wǎng)關(guān)1108的應答，驗證它已準備好，分配一個衛(wèi)星信道／電路對給虛擬網(wǎng)關(guān)1108，通知PSTN75它已準備好，然后進入離線狀態(tài)，等待來自虛擬網(wǎng)關(guān)1108的關(guān)于呼叫已經(jīng)結(jié)束的信號。PSTN 75然后處理來自網(wǎng)關(guān)76的準備好的指示，并且連接終端75a。虛擬網(wǎng)關(guān)1108轉(zhuǎn)移到分配的衛(wèi)星信道／電路對，通知WLLBS1105它已準備好，啟動它的呼叫定時器，以及進入待機。WLLBS1105接收準備好的信號，可任選地啟動它自己的呼叫定時器，于是呼叫連接完成，以及通過WLLBS 1105傳送業(yè)務。任一個單元的終止都可造成呼叫終結(jié)。斷開連接的單元發(fā)送掛機消息給虛擬網(wǎng)關(guān)1108(或WLLBS 1105，它發(fā)送相同的消息給虛擬網(wǎng)關(guān)1108)，所有的呼叫定時器停止，以及虛擬網(wǎng)關(guān)1108通知WLLBS1105和網(wǎng)關(guān)76去釋放分配的信道／電路資源。然后每個單元登記呼叫時間以用于將來的收費，以及所有的單元進入待機，等待下一次呼叫。
(D)現(xiàn)在討論到／來自沒有被連接到PSTN 75的地區(qū)性服務區(qū)域1011內(nèi)(例如，F(xiàn)VGWU 1203)或在WLLSA 1107內(nèi)的固定的電話裝置1201的呼叫的事例。來自FVGWU 1201的外出的呼叫被從手機1203路由到用戶單元1202，在這里，業(yè)務被是數(shù)字化、調(diào)制、和通過射頻(RF)鏈路(即，衛(wèi)星RF鏈路1300和饋送鏈路1305)上的接入信道發(fā)送到網(wǎng)關(guān)76。然后，通過解調(diào)接收的RF信號來處理呼叫，并把呼叫號碼發(fā)送到地面系統(tǒng)PSTN 75內(nèi)的交換機，交換機根據(jù)從FVGWU 1203通過RF鏈路發(fā)送的信息作出對于路由的決定。網(wǎng)關(guān)76分配業(yè)務信道／電路，以及通知FVGWU用戶單元1202要被使用的業(yè)務信道／電路，此后FVGWU 1203和網(wǎng)關(guān)76從接入信道轉(zhuǎn)移到分配的業(yè)務信道，以及開始最后的呼叫建立。通信在被呼叫的PSTN終端75a摘機后開始。在這種情況下的呼叫計時和計費是由網(wǎng)關(guān)76完成的。
在這種情況下，網(wǎng)關(guān)76只需要獲知呼叫是到PSTN 75的，而不是另一個WLLSA用戶或地區(qū)性服務區(qū)域1011用戶。
到FVGWU 1203的進入呼叫可以在世界任何的PSTN終端75a處發(fā)起。呼叫者撥打FVGWU手機1203的電話號碼，以及PSTN75交換系統(tǒng)把呼叫路由到服務于包含F(xiàn)VGWU 1203的地區(qū)性服務區(qū)域1011的網(wǎng)關(guān)76。網(wǎng)關(guān)76從它的數(shù)據(jù)庫76a獲知可以在特定的地區(qū)性服務區(qū)域1101處與FVGWU 1203取得聯(lián)系。在接入信道上發(fā)送一個尋呼信號到FVGWU 1203，以及FVGWU 1203被提示。在進行摘機后(或與提示過程同時地)，業(yè)務鏈路在可提供的衛(wèi)星信道／電路上被建立，以及進行呼叫。在這種情況下，網(wǎng)關(guān)76用它的呼叫定時器監(jiān)視所經(jīng)過的呼叫時間。
在這種情況下，網(wǎng)關(guān)76知道被分配給地區(qū)性服務區(qū)域1011的FVGWU 1203的電話號碼。
如以前那樣，應當指出，在這個衛(wèi)星上處理實施例中，某些或所有的網(wǎng)關(guān)執(zhí)行的功能可以在衛(wèi)星10上完成。
現(xiàn)在參照用于非衛(wèi)星上處理事例和用于從FVGWU用戶單元1202到PSTN75的外出呼叫的事例的圖10A和10B，F(xiàn)VGWU 1203撥打PSTN 75a電話號碼，以及發(fā)送服務請求給網(wǎng)關(guān)76。網(wǎng)關(guān)76接收電話號碼和服務請求，以及判決該號碼是否屬于RSA 1011內(nèi)的號碼。如果不是的話，網(wǎng)關(guān)76驗證衛(wèi)星電路是可提供的，并對用戶進行鑒權(quán)，以及通過傳送這個請求來發(fā)起與PSTN 75的呼叫通話。PSTN 75接收呼叫建立消息，并按照其正常的程序發(fā)起服務請求。在完成后，PSTN 75通知網(wǎng)關(guān)76，后者于是分配業(yè)務信道／電路對給FVGWU 1203，并接通網(wǎng)關(guān)76呼叫定時器。FVGWU 1203轉(zhuǎn)移到分配的業(yè)務頻率，以及通過網(wǎng)關(guān)76和衛(wèi)星RF鏈路連接到PSTN終端75a。任一個單元的終止都可造成呼叫終結(jié)。斷開連接的單元發(fā)送掛機消息給網(wǎng)關(guān)76以及網(wǎng)關(guān)的呼叫定時器停止。網(wǎng)關(guān)76釋放分配的業(yè)務信道／電路資源，登記呼叫時間以用于將來的收費，以及所有的單元進入待機，等待下一次呼叫。
對于從PSTN 75到FVGWU 1203的進入呼叫的事例，并且參照的圖10C和10D，通過撥打FVGWU 1203的電話號碼，進行從PSTN終端75a到FVGWU 1203的呼叫。PSTN 75把呼叫請求路由到與地區(qū)性服務區(qū)域1011有關(guān)的網(wǎng)關(guān)76(以及如果FVGWU 1203是與地區(qū)性服務區(qū)域1011有關(guān)的WLLSA居住區(qū)的成員的話)。網(wǎng)關(guān)76驗證衛(wèi)星電路和FVGWU 1203是可提供的，并且構(gòu)成服務請求，以及驗證所撥打的號碼是在地區(qū)性服務區(qū)域1011#x內(nèi)(它可以是被分配給網(wǎng)關(guān)76的多個地區(qū)性服務區(qū)域1011中的一個服務區(qū)域)。網(wǎng)關(guān)76然后在接入信道上尋呼FVGWU 1203。FVGWU 1203接收尋呼，以及假定FVGWU 1203進行摘機，則把對于尋呼的應答在接入信道上發(fā)送回網(wǎng)關(guān)。網(wǎng)關(guān)76接收尋呼，驗證它已經(jīng)備好，分配業(yè)務信道／電路對，以及通知(如果必要的話)PSTN 75它已經(jīng)備好。分配的信道／電路對被發(fā)送到FVGWU 1203，然后FVGWU 1203轉(zhuǎn)移到所分配的業(yè)務信道／電路，并通知網(wǎng)關(guān)76，然后進入待機狀態(tài)。網(wǎng)關(guān)76然后轉(zhuǎn)移到分配的業(yè)務信道／電路，并啟動呼叫定時器，所有的單元都進行連接，以及呼叫業(yè)務開始。任一個單元的終止都可造成呼叫終結(jié)。斷開連接的單元發(fā)送掛機消息給網(wǎng)關(guān)76以及呼叫定時器停止。網(wǎng)關(guān)76釋放分配的業(yè)務信道／電路資源，登記呼叫時間以用于將來的收費，以及所有的單元進入待機，等待下一次呼叫。
在這樣描述了生命列出的四種基本呼叫事例后，應當看到，還存在著這四種基本事例的各種子事例和置換?，F(xiàn)在就參照圖11A，11B，12A-12D，13A，13B，14A和14B討論幾種這樣的子事例。在說明這些圖時，應當再次指出，應當指出，在衛(wèi)星上處理實施例中，某些或所有的由網(wǎng)關(guān)76執(zhí)行的功能可以在衛(wèi)星10上完成。
第一子事例是涉及從WLLSA 1107到同一個地區(qū)性服務區(qū)域1011內(nèi)的另一個WLLSA 1107的呼叫。來自第一WLLSA 1107中的WLLSA用戶的外出的呼叫從用戶手機1103被路由到用戶單元1102，在這里，業(yè)務被數(shù)字化、調(diào)制、和通過射頻鏈路1104被發(fā)送到WLLBS 1105。WLLBS 1105然后通過詢問它的數(shù)據(jù)庫1105a驗證該呼叫不是本地呼叫。在一個實施例中，呼叫請求被傳送到虛擬網(wǎng)關(guān)1108，后者確定該呼叫是到位于在同一個地區(qū)性服務區(qū)域內(nèi)的第二WLLSA中的WLL用戶的。在第二實施例中，虛擬網(wǎng)關(guān)1108把呼叫請求和被呼叫的號碼轉(zhuǎn)發(fā)給網(wǎng)關(guān)76，然后網(wǎng)關(guān)76確定該呼叫是到RSA內(nèi)的一個號碼，即到另一個WLLSA 1107。網(wǎng)關(guān)76通知相關(guān)的虛擬網(wǎng)關(guān)1108建立到它的一個有關(guān)的WLLBS 1105的呼叫。WLLBS 1105通過RF鏈路1104通知被呼叫的WLL用戶單元1102，由此提示手機1103。同時地或可任選地順序地，網(wǎng)關(guān)76移動它的頻率，以及把要被使用的衛(wèi)星業(yè)務信道／電路通知給與被呼叫的和主叫WLL用戶單元1102有關(guān)的兩個虛擬網(wǎng)關(guān)1108，此后虛擬網(wǎng)關(guān)1108從接入信道轉(zhuǎn)移到分配的業(yè)務信道，以及開始最后的呼叫建立。當所有的單元被連接時通信開始。計時和計費是由網(wǎng)關(guān)76和／或由WLLBS 1105與虛擬網(wǎng)關(guān)1108二者或其中之一來完成的。
在這種情況下，網(wǎng)關(guān)76只需要獲知呼叫是到另一個WLL用戶單元1102的，而不是到PSTN終端75a或FVGWU 1203的。
進入的呼叫是與上述的相同的方式被處理的。
現(xiàn)在參照用于從一個WLLSA用戶單元1102到不同的WLLSA1107中的另一個WLLSA用戶單元1102的外出呼叫的事例的圖11A和11B，其中沒有在衛(wèi)星上的衛(wèi)星信號處理。在WLLSA#1中的用戶撥打在WLLSA #N中的另一個WLLSA用戶。WLLBS #1 1105接收服務請求，以及在發(fā)現(xiàn)該號碼不是在它的WLL數(shù)據(jù)庫1105a中以后，便形成一個衛(wèi)星服務請求，并把該服務請求消息轉(zhuǎn)發(fā)到虛擬網(wǎng)關(guān)#1 1108以請求衛(wèi)星服務。虛擬網(wǎng)關(guān)#1通過在鏈路1300和1305上發(fā)送一個消息而請求來自網(wǎng)關(guān)76的服務。網(wǎng)關(guān)76接收到服務請求和所撥打的號碼，并驗證該號碼是處在地區(qū)性服務區(qū)域內(nèi)和可由網(wǎng)關(guān)76提供服務的，以及尋呼與WLLSA #N和所撥打的號碼有關(guān)的虛擬網(wǎng)關(guān)#N 1108。虛擬網(wǎng)關(guān)#N 1108接收尋呼，驗證WLLSA #N用戶是合法的，以及通知WLLSA #N WLLBS 1105。WLLBS #N 1105驗證用戶是可提供的，以及尋呼WLL用戶單元1102。在WLLSA #N中的WLL用戶單元接收到尋呼，以及當手機1103進行摘機時，發(fā)送一個對尋呼的應答給WLLBS #N 1105。WLLBS #N 1105把一個“已準備好”的應答通知給虛擬網(wǎng)關(guān)#N 1108，虛擬網(wǎng)關(guān)#N 1108又把“已準備好”的應答通過衛(wèi)星鏈路轉(zhuǎn)發(fā)到網(wǎng)關(guān)76。網(wǎng)關(guān)76驗證準備條件，以及通知虛擬網(wǎng)關(guān)#1，虛擬網(wǎng)關(guān)#1又通知WLLBS #1 1105它已準備好。WLLBS 1105 #1分配業(yè)務信道／電路對給WLL用戶單元#1，后者然后轉(zhuǎn)移到分配的信道／電路對以及進入待機狀態(tài)。同時，網(wǎng)關(guān)76分配衛(wèi)星業(yè)務信道／電路給虛擬網(wǎng)關(guān)#N 1108，后者然后轉(zhuǎn)移到分配的信道／電路以及通知WLLBS #N 1105它已準備好，并且啟動它的呼叫定時器，以及進入待機。WLLBS #N 1105分配業(yè)務信道／電路給WLL用戶單元#N，啟動它的呼叫定時器，以及進入待機狀態(tài)。WLL用戶單元#N1102接收到分配的信道／電路，移到分配的信道／電路，以及進入待機。然后所有的單元進行連接，以及業(yè)務開始。任一個單元的終止都可造成呼叫終結(jié)。斷開連接的單元發(fā)送掛機消息給與進行終結(jié)的WLL用戶單元有關(guān)的WLLBS1105。WLLBS 1105然后通知有關(guān)的虛擬網(wǎng)關(guān)1108。虛擬網(wǎng)關(guān)1108接收到掛機消息，停止呼叫定時器，以及通知有關(guān)的WLLBS 1105。WLLBS 1105解除所對分配的WLL資源的分配，停止它的呼叫定時器以及進入待機狀態(tài)。原先發(fā)起呼叫和請求服務的WLLBS #1 1105通知網(wǎng)關(guān)76呼叫已經(jīng)結(jié)束，停止呼叫定時器，然后進入待機狀態(tài)。網(wǎng)關(guān)76接收到呼叫終結(jié)消息，釋放分配的業(yè)務信道／電路資源，登記呼叫時間以用于將來的收費，以及進入待機，等待下一次呼叫。
第二子事例是涉及從WLLSA1107到同一個或不同的地區(qū)性服務區(qū)域1011內(nèi)的FVGWU 1203的呼叫。來自WLL手機1103的外出的呼叫被路由到WLL用戶單元1102，在那里，業(yè)務被數(shù)字化、調(diào)制、和通過射頻鏈路1104被發(fā)送到本地WLLBS 1105。WLLBS 1105然后通過詢問它的數(shù)據(jù)庫1105a驗證該呼叫不是本地呼叫。然后，呼叫被傳送到虛擬網(wǎng)關(guān)1108，后者確定該呼叫是到同一個或另一個地區(qū)性服務區(qū)域內(nèi)的用戶的，而不是到WLLSA用戶的。這個步驟可以通過允許網(wǎng)關(guān)76識別呼叫是給另一個用戶而被避免，以及在這種情況下，虛擬網(wǎng)關(guān)1108通過鏈路1300和1305把服務請求和所撥打的號碼傳送給網(wǎng)關(guān)76。該服務請求被網(wǎng)關(guān)76接收，以及被確定為是到同一個或另一個地區(qū)性服務區(qū)域1011內(nèi)的FVGWU 1203的。網(wǎng)關(guān)76通過衛(wèi)星鏈路尋呼FVGWU 1203，以便建立呼叫，以及把分配的信道頻率通知FVGWU 1203。同時地，或可任選地順序地，網(wǎng)關(guān)76移動它的頻率到所分配的業(yè)務頻率，以及當所有的單元被連接時通信開始。呼叫計時和計費是由網(wǎng)關(guān)76、或可替換地由WLLBS 1105或虛擬網(wǎng)關(guān)1108、或者由所有這些單元來完成的。
在這種情況下，網(wǎng)關(guān)76只需要獲知呼叫是到FVGWU 1203的，而不是到PSTN 75或WLLSA用戶的。
進入的呼叫以同樣的方式被處理，即由FVGWU 1203請求衛(wèi)星電路，由網(wǎng)關(guān)76根據(jù)存儲在其數(shù)據(jù)庫76a中的信息請求某個虛擬網(wǎng)關(guān)1108去處理呼叫，以及通知適當?shù)腤LLSA去提示被呼叫的WLL用戶單元1102。
對于非衛(wèi)星上的衛(wèi)星處理事例，以及參照圖12A和12B，進行從WLLSA #1中的WLL用戶單元1203到RSA #N中的FVGWU 1203的呼叫。應當指出，呼叫處理可以是與圖8B所示的處理相同的，但以下的例子將被采用來說明虛擬網(wǎng)關(guān)1108被用作為驗證和計費工具以及被作為虛擬網(wǎng)關(guān)。處理以基本上與圖8B所示的相同的方式進行，但在網(wǎng)關(guān)76進行控制之后二者有差別。在這個過程中，可以看到網(wǎng)關(guān)76在尋呼RSA #N中被撥打的FVGWU 1203以前，詢問地區(qū)性服務區(qū)域#N中的虛擬網(wǎng)關(guān)#N 1108，后者驗證它的可運行性和可提供性。然后程序按以前那樣進行，直至FVGWU 1203把“在線”通知網(wǎng)關(guān)76，此時，網(wǎng)關(guān)76通知虛擬網(wǎng)關(guān)#N 1108剛好在進入離線之前啟動它的呼叫定時器。在通信終結(jié)以后，程序再次是相同的，直至網(wǎng)關(guān)76解除分配衛(wèi)星資源，在這時，網(wǎng)關(guān)76通知虛擬網(wǎng)關(guān)#N 1108停止它的呼叫定時器。在這種情況下，可以看到，虛擬網(wǎng)關(guān)#N被用來計時呼叫的持續(xù)時間和用于收費，但它實際上沒有涉及把業(yè)務路由到FVGWU 1203。
參照圖12C和12D，F(xiàn)VGWU 1203撥打WLLSA #1用戶單元1102和請求一個衛(wèi)星電路。應當指出，呼叫處理可以是與圖8D所示的處理相同的，但再次地，以下的例子將用來說明虛擬網(wǎng)關(guān)1108被用作為驗證和計費工具以及作為虛擬網(wǎng)關(guān)。服務請求和由FVGWU1203撥打的號碼被網(wǎng)關(guān)76接收，后者確定該號碼是在地區(qū)性服務區(qū)域內(nèi)，以及衛(wèi)星電路是可提供的。網(wǎng)關(guān)76然后通知與FVGWU 1203正在請求服務的地區(qū)性服務區(qū)域#N 1011有關(guān)的虛擬網(wǎng)關(guān)#N1108。虛擬網(wǎng)關(guān)#N表示它對于網(wǎng)關(guān)76是可運用的，然后網(wǎng)關(guān)76進行尋呼在地區(qū)性服務區(qū)域#1中的虛擬網(wǎng)關(guān)#1 1108。呼叫程序按圖8D所示那樣進行，直至網(wǎng)關(guān)76接收到來自FVGWU 1203的“在線”信號，在這時，網(wǎng)關(guān)76通知虛擬網(wǎng)關(guān)#N 1108剛好在進入離線之前啟動它的呼叫定時器。在通信終結(jié)以后，程序再次是相同的，直至網(wǎng)關(guān)76解除分配衛(wèi)星資源，在這時，網(wǎng)關(guān)76通知虛擬網(wǎng)關(guān)#N 1108停止它的呼叫定時器。在這種情況下，可以看到，虛擬網(wǎng)關(guān)#N被用來計時呼叫的持續(xù)時間和用于收費，但它實際上沒有涉及把業(yè)務路由到FVGWU 1203。
第三子事例涉及從第一地區(qū)性服務區(qū)域中的WLLSA用戶單元1102到第二地區(qū)性服務區(qū)域1101中的WLLSA用戶單元1102的呼叫?？偟倪^程類似于以上對于第一子事例所描述的過程，并在圖13A和13B上說明。
第四子事例涉及從FVGWU 1203到同一個或另一個地區(qū)性服務區(qū)域中的另一個FVGWU 1203的呼叫。兩個地區(qū)性服務區(qū)域的實施例在圖14A和14B上說明。
來自用戶的外出的呼叫被從手機1203路由到用戶單元1202，在那里，業(yè)務被數(shù)字化、調(diào)制、和通過RF鏈路被發(fā)送到衛(wèi)星10。衛(wèi)星系統(tǒng)然后通過詢問一個數(shù)據(jù)庫驗證該呼叫不是PSTN 75呼叫(這可以在衛(wèi)星上由衛(wèi)星上處理設備中完成，或在網(wǎng)關(guān)76中在非衛(wèi)星上處理設備中完成)。然后，呼叫者被虛擬網(wǎng)關(guān)1108驗證，虛擬網(wǎng)關(guān)1108確定呼叫者是合法的地區(qū)性服務區(qū)域#N用戶。這個步驟可以通過允許網(wǎng)關(guān)76識別呼叫者是合法的以及該呼叫是到另一個用戶的從而加以避免，在這種情況下，網(wǎng)關(guān)76處理請求和在網(wǎng)關(guān)76交換機中所撥打的號碼。呼叫然后被網(wǎng)關(guān)76處理，以及形成服務請求，并從網(wǎng)關(guān)76通過鏈路1300與1305發(fā)送該請求。網(wǎng)關(guān)76尋呼被撥打的WLLSA 1107中的FVGWU 1203，以建立呼叫，以及通知該WLLSA的虛擬網(wǎng)關(guān)1108關(guān)于這種使用情況。同時地或可任選地順序地，網(wǎng)關(guān)76分配頻率和電路，尋呼該用戶，以及準備通信路徑。計時和計費是由網(wǎng)關(guān)76或可替換地由虛擬網(wǎng)關(guān)1108如上面參照圖12B和12D所描述地那樣來完成的。
在這種情況下，網(wǎng)關(guān)76只需要獲知呼叫是到另一個FVGWU1203的，而不是到PSTN 75或WLLSA用戶的。
進入的呼叫以同樣的方式被處理。
更詳細地，以及參照用于非衛(wèi)星上處理事例的圖14A和14B，進行從地區(qū)性服務區(qū)域#N中的FVGWU #N 1203到地區(qū)性服務區(qū)域#1中的FVGWU #1 1203的呼叫。應當指出，以下的步驟也適用于從地區(qū)性服務區(qū)域#1中的FVGWU #1 1203到地區(qū)性服務區(qū)域#N中的FVGWU #N 1203的呼叫。也注意到，不一定需要用戶是在另一個地區(qū)性服務區(qū)域中。網(wǎng)關(guān)76接收到服務請求和撥打的號碼。網(wǎng)關(guān)76然后識別被呼叫方是在地區(qū)性服務區(qū)域#1(或某個其它的地區(qū)性服務區(qū)域)中的一個地區(qū)性服務區(qū)域1011用戶。網(wǎng)關(guān)76然后驗證衛(wèi)星電路是可提供的，根據(jù)它的數(shù)據(jù)庫76a確定使用哪個地區(qū)性服務區(qū)域，然后尋呼與呼叫的FVGWU #N 1203有關(guān)的虛擬網(wǎng)關(guān)#N 1108。虛擬網(wǎng)關(guān)#N驗證FVGWU #N，以及通知網(wǎng)關(guān)76。然后網(wǎng)關(guān)76通知虛擬網(wǎng)關(guān)#1 1108接收尋呼，驗證FVGWU #1用戶，以及通知網(wǎng)關(guān)76。網(wǎng)關(guān)76在接收到該驗證后尋呼在有關(guān)的地區(qū)性服務區(qū)域#1中的FVGWU #1 1203。FVGWU #1 1203接收尋呼，以及，如果想要的話，提供一個ACK(應答)給網(wǎng)關(guān)76，由此通知批準建立該呼叫。網(wǎng)關(guān)76接收ACK，以及分配衛(wèi)星電路和信道以便用于通信。FVGWU #1 1203轉(zhuǎn)移到它的分配的信道／電路對以及進入待機狀態(tài)。FVGWU #N 1203也接收分配的信道／電路，轉(zhuǎn)移到分配的信道／電路，并回答它已準備好進行通話，以及進入待機狀態(tài)。網(wǎng)關(guān)76接收來自FVGWU #N 1203的準備好的證實，通知虛擬網(wǎng)關(guān)#1和#N通信已經(jīng)準備好要開始，啟動它的呼叫定時器，并且進入離線狀態(tài)，等待關(guān)于呼叫結(jié)束的通知。虛擬網(wǎng)關(guān)1108 #N和#1接收起始信號，啟動它們各自的呼叫定時器，并且把它們的接收機轉(zhuǎn)移到監(jiān)視頻率，以便監(jiān)視(和為衛(wèi)星接口單元#N 1108控制)呼叫過程和檢測呼叫的終結(jié)。監(jiān)視頻率可以是和業(yè)務信道頻率相同的，以及可以使用帶內(nèi)信令。然后呼叫開始。在呼叫期間，F(xiàn)VGWU #1和FVGWU#N可以周期地例如通過使用帶內(nèi)信令發(fā)送“摘機”消息，這些消息被與每個FVGWU單元有關(guān)的虛擬網(wǎng)關(guān)1108監(jiān)視。這個信號確保在過程中的呼叫繼續(xù)進行，直至FVGWU 1203之一終結(jié)該呼叫為止。任一個FVGWU單元可以通過發(fā)送“掛機”消息給有關(guān)的虛擬網(wǎng)關(guān)1108而終結(jié)該呼叫。接收到“掛機”消息的虛擬網(wǎng)關(guān)1108停止它的呼叫定時器，以及通知網(wǎng)關(guān)76呼叫已完成。網(wǎng)關(guān)76然后解除對所分配的衛(wèi)星資源的分配，以及通知其它的虛擬網(wǎng)關(guān)1108呼叫已經(jīng)終結(jié)。作為響應，其它虛擬網(wǎng)關(guān)1108停止它的呼叫定時器，以及所有單元進入待機狀態(tài)。
應當指出，在上述的討論中，并不需要使用呼叫定時器等來進行或完成呼叫，但它被提供來使得能夠正確地計費呼叫，以便于收費處理。
為了通過衛(wèi)星10傳送信號和以足夠的電平轉(zhuǎn)發(fā)這些信號，以便進行通信，有必要接收信號、通常改變頻率、放大信號，和把信號發(fā)送到地面。參照圖15A，圖上顯示了衛(wèi)星10，它可以是衛(wèi)星星座的一部分。衛(wèi)星10檢驗通常被稱為總線的支持設備，它提供遙測和命令控制、功率和功率調(diào)節(jié)、指向、高度和軌道控制、驅(qū)動、結(jié)構(gòu)以及其它功能。衛(wèi)星有用負載通常被簡稱為有用負載或轉(zhuǎn)發(fā)器。一個示例性的衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器1400包括接收天線1401、發(fā)射天線1402、和一個頻率變換、信號處理、與放大設備部分1403。圖16A-16D上顯示了最通用的轉(zhuǎn)發(fā)器類型。天線1401和1402可以是全向的、直接輻射類型，反射器／饋源類型，相控陣類型，或?qū)嶋H上任何其它類型的天線。天線可被組合用于以單個天線進行發(fā)送和接收，接收和發(fā)射信號由其它的設備(例如雙工器)進行分離。
最簡單的是轉(zhuǎn)發(fā)器型號1-A(圖16A)，它是準線性單變頻轉(zhuǎn)發(fā)器。這個轉(zhuǎn)發(fā)器接收、和放大它的分配的上行鏈路載波、把頻率變換到下行鏈路頻段、以及放大該信號以用于在下行鏈路上重新發(fā)射。這個轉(zhuǎn)發(fā)器有時被稱為單變頻型，因為它以一個步驟從上行鏈路變換成下行鏈路。轉(zhuǎn)發(fā)器的前級通常包括低噪聲放大器，用來放大接收的頻段；濾波器，用于消除工作頻段以外的能量；以及寬帶變頻器，用于把整個工作頻段從上行鏈路變換成下行鏈路頻率。變頻器典型地包括混頻器和本地振蕩器(LO)。這種轉(zhuǎn)發(fā)器類型的另一個型式是轉(zhuǎn)發(fā)器型號1-B(圖16B)，它使用兩個本地振蕩器，通過利用一個處于兩個本地振蕩器之間的中頻(IF)，進行對來自和到最終下行鏈路頻率的變頻。這種類型的轉(zhuǎn)發(fā)器允許在通常低得多的頻率(例如UHF或甚至更低的頻率)上處理信號。這種處理利用聲表面波(SAW)濾波器，以便進一步允許交換、移頻、和其它的處理，以便執(zhí)行各種下行鏈路信號功能。
第二種轉(zhuǎn)發(fā)器，如圖16C所示，是雙變頻類型，它在某些應用中是有用的。說明的實施例顯示了兩個頻段的運行，其中頻段A是在一組頻率上發(fā)射，以及頻段B是在第二頻段上發(fā)射。兩個頻段的頻率被互相變換，在說明的實施例中它被變換成頻段B。被變換的頻率可以被復接、交換、或被處理、或被交叉連接。在處理后，用于頻段A下行鏈路的頻率被發(fā)送到頻段A下行鏈路放大器，接下來它又被送到用于頻段A的天線。打算用于頻段B下行鏈路的信號被變換成B頻段下行鏈路頻率以及被發(fā)射。整個系統(tǒng)基本上是圖16A和16B的型號1-A和型號1-B轉(zhuǎn)發(fā)器結(jié)構(gòu)的組合。
另一種轉(zhuǎn)發(fā)器類型，如圖16D所示，被稱為再生式轉(zhuǎn)發(fā)器。數(shù)字傳輸應用項可以具有更復雜的轉(zhuǎn)發(fā)器，它在某些情況下可以提高性能。再生式轉(zhuǎn)發(fā)器以與類型1或2轉(zhuǎn)發(fā)器相同的方式執(zhí)行接收和發(fā)射功能，然而，再生式轉(zhuǎn)發(fā)器在每個傳輸鏈路上包含一個解調(diào)器，它把上行鏈路信號解調(diào)成基帶信號；以及還包括一個調(diào)制器，它把該信號重新調(diào)制在下行鏈路載波上。被解調(diào)的數(shù)字信號被重新定時和被恢復到標準的形式，它把上行鏈路性能與下行鏈路性能隔離開，因此阻止噪聲的積累。可以對數(shù)字基帶信號進行任何想要的信號處理功能，諸如提取信號路由信息、把比特重新打包成另一種分組格式，等等。
一個以上的這些基本轉(zhuǎn)發(fā)器類型可以在單個衛(wèi)星上被組合，以執(zhí)行不同的功能和允許各種運行模式。具體地，本發(fā)明利用再生和準線性的轉(zhuǎn)發(fā)器來執(zhí)行信號路由。圖15B顯示了用于衛(wèi)星10的優(yōu)選的轉(zhuǎn)發(fā)器結(jié)構(gòu)。優(yōu)選的轉(zhuǎn)發(fā)器結(jié)構(gòu)具有把饋送鏈路和服務鏈路互聯(lián)起來的信號路徑，以及各種頻段可被使用。有兩種類型的轉(zhuǎn)發(fā)器結(jié)構(gòu)。圖15B所示的類型不使用衛(wèi)星間鏈路(ISL)，而圖15C所示的類型使用ISL。
首先參照圖15B的轉(zhuǎn)發(fā)器，網(wǎng)關(guān)76包括一個發(fā)射機，它提供上行鏈路105a給衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器1400。信號被饋送上行鏈路設備接收，以及該信號可被變頻成業(yè)務下行鏈路頻率1302a以用于發(fā)送到用戶，或者變頻成饋送下行鏈路頻率1305b以用于發(fā)送到其它網(wǎng)關(guān)76或本身。FVGWU 1203、虛擬網(wǎng)關(guān)1108(或移動臺用戶1106和其它用戶設備)都具有發(fā)射機，它們可提供到衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器1400的上行鏈路1302b。這個信號被業(yè)務上行鏈路設備接收，以及該信號可被變頻成饋送上行鏈路頻率以用于在鏈路1305b上發(fā)送到網(wǎng)關(guān)76，或者被變頻成其它業(yè)務鏈路1302a頻率以用于發(fā)送到其它用戶或其本身。
參照圖15C，除了上述的功能以外，ISL使用來自饋送鏈路設備的第三輸出，它被路由到ISL上行鏈路設備，以用于發(fā)送到其它衛(wèi)星。同樣地，還具有來自業(yè)務上行鏈路設備的第三輸出，它可被路由到ISL上行鏈路設備，以用于發(fā)送到其它衛(wèi)星。來自其它衛(wèi)星的發(fā)送可被路由到業(yè)務或者饋送下行鏈路設備。
在本發(fā)明的本優(yōu)選實施例中，網(wǎng)關(guān)76可按照上述的美國專利(這即是96年3月9日頒布的、授予F．J．Dietrich和P．A．Monte的、題目為“Antenna for Multipath Satellite CommunicationLinks(用于多徑衛(wèi)星通信鏈路的天線)”的美國專利No．5，552，798)，的公開內(nèi)容來構(gòu)建，再加上附加的功能，以便執(zhí)行如上所述的與虛擬網(wǎng)關(guān)1108的各種交互功能。傳送信息到虛擬網(wǎng)關(guān)1108的能力使得它能夠在各種時間間隔內(nèi)自動運行。在呼叫期間，網(wǎng)關(guān)76還可以指令虛擬網(wǎng)關(guān)1108改變它的工作特征或運行模式、或頻率、或其它參量。網(wǎng)關(guān)76，除了頻率分配(它在連接期間可以改變)以外，也可以傳送其它連接參量給虛擬網(wǎng)關(guān)1108，其中包括功率限制、用戶終端和虛擬網(wǎng)關(guān)功率控制參數(shù)、尋呼指令、用戶終端位置定位參量，衛(wèi)星跟蹤信息，衛(wèi)星切換指令，用于連接到地面交換設備的信令，Walsh(擴頻)碼或要被使用的其它電路代碼信息、用戶設備類型、以及其它信息(諸如定時和頻率參考)。網(wǎng)關(guān)76也可以傳送某些地面運行控制中心(GOCC)信息給虛擬網(wǎng)關(guān)1108，它可能對于提供系統(tǒng)利用的監(jiān)管是必須的，由此提供在GOCC和虛擬網(wǎng)關(guān)1108之間的接口。網(wǎng)關(guān)76在呼叫期間和之后也收集用于系統(tǒng)管理、計費、和其它監(jiān)管功能的信息。網(wǎng)關(guān)76被假定為包括數(shù)據(jù)庫和計算機設備，以用于提供與虛擬網(wǎng)關(guān)1108和如上所述的用戶終端(固定和移動)的連接性。網(wǎng)關(guān)76也把基于業(yè)務需求和約束條件(諸如，可提供的頻率、容量、服務區(qū)域等)的由GOCC提供的長期規(guī)劃變換成可由虛擬網(wǎng)關(guān)1108使用的短期規(guī)劃。傳送這些短期規(guī)劃給虛擬網(wǎng)關(guān)1108可使得計劃能夠被制定成用于其它虛擬網(wǎng)關(guān)通話。這對于多頻率、多通話虛擬網(wǎng)關(guān)終端是特別重要的。網(wǎng)關(guān)76也提供一個鑒權(quán)中心，用于對虛擬網(wǎng)關(guān)和用戶終端進行鑒權(quán)，以及提供總的系統(tǒng)安全性。
參照圖17，虛擬網(wǎng)關(guān)1108在某些方面類似于用戶終端，但被更新來進行遠端網(wǎng)關(guān)通話。雖然虛擬網(wǎng)關(guān)1108通常位于固定的位置，但使用移動的和可輸送的虛擬網(wǎng)關(guān)也屬于本發(fā)明的范圍，它可能是對于緊急和其它用途時所需要的。虛擬網(wǎng)關(guān)1108被部署在相關(guān)的網(wǎng)關(guān)76的通信范圍內(nèi)。在大多數(shù)情況下，該范圍是可提供給服務的網(wǎng)關(guān)76的單個衛(wèi)星覆蓋范圍，無論如何，在衛(wèi)星之間鏈接的情況下，虛擬網(wǎng)關(guān)1108的位置可以是任意的。
如上所述，在呼叫期間，網(wǎng)關(guān)76可以指令虛擬網(wǎng)關(guān)1108改變其工作特征或運行模式、或頻率或其它通話參量。
虛擬網(wǎng)關(guān)1108的天線優(yōu)選地是跟蹤天線，它能夠同時地跟蹤一個或多個衛(wèi)星，但全向的或準全向天線也有可能的。
更具體地參照圖17的方框圖，信號從衛(wèi)星10到達天線1500，該信號在低噪聲放大器(LNA)1502中被接收和在方塊1504被下變頻為中頻1506，在方塊1508中從模擬變換成數(shù)字，以及在方塊1510中被進行多卜勒校正，以便補償衛(wèi)星的運動。被多卜勒校正的信號然后被加到解調(diào)器1512(或者是單個解調(diào)器或者是多個解調(diào)器(在RAKE接收機的情況下))，然后被加到去交織器1514，在那里信號被組合。被組合的信號然后被輸入到譯碼器1516，最后被加到音碼編碼器1518和編碼譯碼器1520，它重新構(gòu)建音頻信號。在音碼編碼器1518之前，從譯碼器1516提取業(yè)務信令和控制數(shù)據(jù)，并使得其可被提供給干線接口單元1207。這個連接使得音頻和數(shù)據(jù)信號對于其它應用項(例如WLLBS 110、其它地面系統(tǒng)、和／或圖18的上述的尋呼／廣播系統(tǒng)1112)是可提供的。來自網(wǎng)關(guān)76的其它數(shù)據(jù)也被做成對于控制單元1522是可提供的。包括計算機、軟件、數(shù)據(jù)庫和其它功能的控制單元1522提供對于虛擬網(wǎng)關(guān)1108和干線接口單元1207的本地控制。這些控制被用來提供下變頻器1504、A／D變換器1508、解調(diào)器1512和接收機鏈的其它部分的參量的多樣性。另外，控制單元1522進行對于返回鏈路(發(fā)射機)鏈的控制，該返回鏈路(發(fā)射機)鏈包括編碼器1524、交織器1526、CDMA調(diào)制器1528、多卜勒預校正器1530、D／A變換器1532、中頻單元1534、上變頻器1536、功率放大器1538、和發(fā)射天線1540。可以提供用于功率、控制和數(shù)據(jù)輸入的其它子系統(tǒng)。音頻輸入端和輸出端1542和1544可以或不一定被使用。
虛擬網(wǎng)關(guān)1108的主要輸入端和輸出端是干線接口單元1207，它提供通信業(yè)務(例如話音和／或數(shù)據(jù))和用于各種WLL互聯(lián)的信令、到PBX型連線系統(tǒng)的各種互聯(lián)、以及到上述的尋呼／廣播系統(tǒng)1112和／或用于呼叫提示、尋呼、消息、存儲和轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)、本地分布的單向廣播、與其它類似的業(yè)務的其它類似的地面系統(tǒng)的信令和業(yè)務。虛擬網(wǎng)關(guān)1108優(yōu)選地具有處理多個呼叫的能力，這樣，接收和發(fā)送鏈的某些元件在有必要時就可被重復。任何的地面終端(WLL、蜂窩、或PCS)可被做成與衛(wèi)星系統(tǒng)協(xié)同運行(即雙模式)，為此，需要適當?shù)剡x擇發(fā)送和接收部件以及提供能夠與衛(wèi)星系統(tǒng)空中接口協(xié)同工作的終端控制器，由此使得地面系統(tǒng)能夠?qū)⑵涓采w擴展到衛(wèi)星系統(tǒng)。例如，WLL用戶可在WLL范圍內(nèi)或在服務的網(wǎng)關(guān)的覆蓋區(qū)域以內(nèi)別的地方移動。用戶終端的這種雙模式能力允許其在世界范圍漫游。
現(xiàn)在參照圖19，它用于說明移動終端運行的各種事例。在圖19上，顯示了兩個網(wǎng)關(guān)76(即GW1和GW2)，其每個具有相關(guān)的網(wǎng)關(guān)服務區(qū)域79。在顯示的例子中，服務區(qū)域79在被表示為79a的區(qū)域重疊，然而可能不總是這樣的。在GW1的服務區(qū)域79內(nèi)有兩個本地化的網(wǎng)絡服務區(qū)域，例如由虛擬網(wǎng)關(guān)VG1和VG2提供服務的WLP或WLL服務區(qū)域。在GW2的服務區(qū)域79內(nèi)有一個單個本地化的網(wǎng)絡服務區(qū)域，這例如是由虛擬網(wǎng)關(guān)VG3提供服務的WLL服務區(qū)域。GW1包括數(shù)據(jù)庫76a，它被顯示為包括一個非-VG數(shù)據(jù)庫(DB)，和一個用于VG1和VG2的數(shù)據(jù)庫。GW2也包括數(shù)據(jù)庫76a，它被顯示為包括一個非-VG數(shù)據(jù)庫和一個用于VG3的數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫76a存儲用來描述有效的系統(tǒng)和VG用戶的信息。另外，VG數(shù)據(jù)庫存儲描述每個VG服務區(qū)域的邊界(例如包圍每個VG服務區(qū)域的多邊形的頂點的位置)的信息。圖19上也顯示了移動用戶終端1106，它能夠被輸送到GW1和GW2服務區(qū)域內(nèi)的各個位置。這各個位置被描繪為位置1-5，每個位置代表移動終端應用的一個特定的事例。這五個事例如下。
事例1移動終端1106處在VG1的服務區(qū)域內(nèi)的“家”中。
事例2移動終端1106漫游到VG2的服務區(qū)域，但仍舊位于GW1服務區(qū)域79內(nèi)。
事例3移動終端1106漫游到VG3的服務區(qū)域，但仍舊位于GW2服務區(qū)域79內(nèi)。
事例4移動終端1106在任何的VG的服務區(qū)域以外漫游，但仍舊位于GW1服務區(qū)域79內(nèi)。
事例5移動終端1106在任何的VG的服務區(qū)域以外漫游，但仍舊位于GW2服務區(qū)域79內(nèi)。
現(xiàn)在給出對于這些各種事例的系統(tǒng)運行的說明。
事例1當移動終端1106處在其原籍的VG的服務區(qū)域內(nèi)時，該運行是和上面所述的運行相同。基本上，移動終端1106發(fā)起呼叫，該呼叫通過至少一個衛(wèi)星10被中繼到GW1。GW1執(zhí)行對于移動終端1106的位置定位，以及根據(jù)被存儲在VG1數(shù)據(jù)庫中的信息發(fā)現(xiàn)移動終端1106處在其原籍的VG的服務區(qū)域內(nèi)。然后GW1分配呼叫給VG1的VG 1108，以及呼叫如前所述地按照被呼叫方的位置進行。
事例2當移動終端1106處在VG2的服務區(qū)域內(nèi)時，例如在移動終端1106從VG1漫游到VG2時，移動終端1106發(fā)起呼叫，該呼叫通過至少一個衛(wèi)星10被中繼到GW1。GW1執(zhí)行對于移動終端1106的位置定位，以及根據(jù)被存儲在VG1和VG2數(shù)據(jù)庫76a中的信息發(fā)現(xiàn)移動終端1106處在VG2的服務區(qū)域內(nèi)。然后GW1判定在VG1和VG2之間是否有漫游協(xié)議。如果存在漫游協(xié)議，則通過VG2或通過使用VG1的數(shù)據(jù)庫1105a，或通過使用GW1數(shù)據(jù)庫76a來對移動終端進行鑒權(quán)。數(shù)據(jù)庫1105a包含移動終端1106的識別號、以及一個被允許用于移動終端的業(yè)務的列表。在任何情況下，GW1把移動終端1106的當前位置通知VG1，該位置被存儲在VG1的數(shù)據(jù)庫1105a中。也就是，VG1把移動終端1106標記為漫游，而且把移動終端當前所位于的VG的識別號表示出。在對于移動終端1106進行鑒權(quán)后，GW1分配呼叫給VG2的VG 1108，以及呼叫如前所述地按照被呼叫方的位置進行。在呼叫終結(jié)時，VG2發(fā)送呼叫結(jié)果或計費信息給GW1。GW1然后把呼叫結(jié)果轉(zhuǎn)發(fā)到VG1，這或者是立即進行或者是在某個預定的時間間隔進行。這樣，移動終端對系統(tǒng)資源的使用可以在用戶的原籍VG1處被正確地考慮。
事例3當移動終端1106處在VG3的服務區(qū)域內(nèi)時，例如當移動終端1106從VG1漫游到VG3時，移動終端1106發(fā)起呼叫，該呼叫通過至少一個衛(wèi)星10被中繼到GW2。GW2執(zhí)行對于移動終端1106的位置定位，以及根據(jù)被存儲在非VG和VG2數(shù)據(jù)庫中的信息發(fā)現(xiàn)移動終端1106處在VG3的服務區(qū)域內(nèi)、以及移動終端1106不是原籍用戶(即，是GW1的用戶)。如果在GW1和GW2之間不存在漫游協(xié)議，則GW2可以簡單地拒絕給移動終端1106的服務。假定存在漫游協(xié)議，則GW2通過使用數(shù)據(jù)庫1105a對于移動終端1106進行鑒權(quán)，該數(shù)據(jù)庫1105a是從VG1經(jīng)由GW1、并且或者通過同一個或不同的星座的一個衛(wèi)星、或通過旋轉(zhuǎn)的衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器、或通過PSTN、或通過地面數(shù)據(jù)鏈路而得到的。在任何情況下，GW2通過GW1把移動終端1106的當前位置通知VG1，以及VG1把移動終端1106標記為漫游，而且把移動終端當前所位于的VG的識別號和服務的GW(即GW2)的識別號表示出。在對于移動終端1106進行鑒權(quán)后，GW2將呼叫分配給VG3的VG 1108，以及呼叫如前所述地按照被呼叫方的位置進行。在呼叫終結(jié)時，VG3發(fā)送呼叫結(jié)果或計費信息給GW2。GW2然后通過GW1把呼叫結(jié)果轉(zhuǎn)發(fā)到VG1，這或者立即進行、或等在某個預定的時間間隔進行。
事例4對于事例4的呼叫處理類似于以上對于事例2所描述的。當移動終端1106處在GW1服務區(qū)域內(nèi)的任何VG的覆蓋區(qū)域以外時，例如當移動終端1106在VG1的外面漫游時，移動終端1106發(fā)起呼叫，該呼叫通過至少一個衛(wèi)星10被中繼到GW1。GW1執(zhí)行對于移動終端1106的位置定位，以及根據(jù)被存儲在VG1和VG2數(shù)據(jù)庫76a中的信息發(fā)現(xiàn)移動終端1106不在任何的VG的服務區(qū)域內(nèi)。通過使用VG1的數(shù)據(jù)庫1105a或通過使用GW1數(shù)據(jù)庫76a，可以對于移動終端進行鑒權(quán)。GW1把移動終端1106的當前位置通知VG1，該位置被存儲在VG1的數(shù)據(jù)庫1105a中。也就是，VG1把移動終端1106標記為漫游。在對于移動終端1106進行鑒權(quán)后，GW1本身處理呼叫，以及呼叫如前所述地按照被呼叫方的位置進行。在呼叫終結(jié)時，GW1可以發(fā)送呼叫結(jié)果給VG1，或者立即進行、或者按某個預定的時間間隔進行。
事例5對于事例5的呼叫處理類似于以上對于事例3所描述的。當移動終端1106處在GW2服務區(qū)域內(nèi)的任何VG的覆蓋區(qū)域以外時，例如當移動終端1106在VG1的外面和GW1的覆蓋區(qū)域外面漫游時，移動終端1106發(fā)起呼叫，該呼叫通過至少一個衛(wèi)星10被中繼到GW2。GW2執(zhí)行對于移動終端1106的位置定位，以及根據(jù)被存儲在非VG和VG3數(shù)據(jù)庫中的信息發(fā)現(xiàn)移動終端1106不處在VG3的服務區(qū)域內(nèi)，以及移動終端1106不是原籍用戶(即，是GW1的用戶)。如果在GW1和GW2之間不存在漫游協(xié)議，則GW2可以簡單地拒絕給移動終端1106的服務。假定存在漫游協(xié)議，則GW2通過使用VG1數(shù)據(jù)庫1105a對移動終端1106進行鑒權(quán)，該數(shù)據(jù)庫1105a是如前面對于事例3所描述的那樣從VG1經(jīng)過GW1而得到的。GW2通過GW1把移動終端1106的當前位置通知VG1，以及VG1把移動終端1106標記為在GW2服務區(qū)域中漫游。在對于移動終端1106進行鑒權(quán)后，GW2本身處理呼叫，以及呼叫如前所述地按照被呼叫方的位置進行。在呼叫終結(jié)時，GW2通過GW1發(fā)送呼叫結(jié)果給VG1，或者立即進行、或者按某個預定的時間間隔進行。
現(xiàn)在參照用于說明一個事例的圖20，其中與GW1有關(guān)的虛擬網(wǎng)關(guān)x(VGx)服務區(qū)域部分地位于GW1可提供性的100％邊界以外。在所說明的例子中，VGx服務區(qū)域的一部分位于GW2服務區(qū)域79內(nèi)，雖然可能不總是這樣的。如圖所示，對于每個網(wǎng)關(guān)76存在著這樣一個區(qū)域，其中保證用戶終端具有通過至少一個衛(wèi)星的100％網(wǎng)關(guān)可提供性。在這個區(qū)域以外，用戶終端可以仍舊能夠由GW1提供服務，雖然可提供性降到95％、然后再降到90％等等。
對于圖20的事例，假定終端1106位于GW1的90％可提供性的圓以外，以及在GW2的100％可提供性的園內(nèi)。還假定終端1106與GW1的VGx有關(guān)，以及正在進行到VGx服務區(qū)域內(nèi)的固定用戶或移功用戶的呼叫。當終端1106發(fā)起呼叫時，假定呼叫請求通過SAT2被轉(zhuǎn)發(fā)到GW2。GW2根據(jù)呼叫請求信息(例如，終端ID)、根據(jù)對終端1106執(zhí)行的位置定位、以及根據(jù)被撥打的號碼獲知終端1106正在呼叫在VGx服務區(qū)域中的另一個用戶，以及該終端與GW1有關(guān)。然后，GW2通過同一個或不同的星座的一個衛(wèi)星、或通過一個旋轉(zhuǎn)的衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器、或通過PSTN或通過地面數(shù)據(jù)鏈路來與GW1聯(lián)系，作為響應，GW1分配一個信道對供VGx使用，以及把信道對信息和任何其它的呼叫建立參量發(fā)送回GW2，GW2通過SA2把呼叫建立信息通知給終端1106。GW1也通過SA1把分配的信道對和其它呼叫建立信息通知給VGx 1108。呼叫然后如前面對于在其原籍VG服務區(qū)域內(nèi)的終端呼叫的事例所描述的那樣來進行。任何的返回鏈路ACK或其它的信號可通過SAT2和GW2從終端1106中繼到GW1。
圖21A和21B顯示了按照本發(fā)明的一個方面的地區(qū)性虛擬網(wǎng)關(guān)(RVGW)1108’的使用。如圖21A所示，F(xiàn)VGW 1108’可以與多個VG(例如VG1和VG2)相聯(lián)系。每個RVGW 1108’被耦合到一個或多個VG 1108和服務的GW 76。RVGW 1108’把來自VG 1108的呼叫請求轉(zhuǎn)發(fā)到GW 76，以及以直通的方式把的系統(tǒng)資源分配從GW 76轉(zhuǎn)發(fā)到VG 1108。在這個分級結(jié)構(gòu)實施例中，RVGW 1108’也可以處理來自那些不位于VG服務區(qū)域中的終端1106的呼叫請求，正如以上對于圖19的事例4和5所描述的。網(wǎng)關(guān)76負責在網(wǎng)關(guān)服務區(qū)域79內(nèi)進行呼叫請求(和接收呼叫)的非WLL用戶終端。
服務的網(wǎng)關(guān)76在一個到虛擬網(wǎng)關(guān)1108的呼叫期間利用新的系統(tǒng)資源分配來發(fā)送一個消息(例如開銷消息)，是屬于本發(fā)明的范圍之內(nèi)的。虛擬網(wǎng)關(guān)1108然后把新的資源分配(諸如新的信道對分配)通知終端1106、1206。虛擬網(wǎng)關(guān)和終端然后在呼叫期間切換到新的信道分配。這樣，新的信道對分配可在呼叫期間作出，從而使得一個或多個用戶通信能夠被轉(zhuǎn)移到所分配的頻譜內(nèi)。這在想要減輕來自另一個衛(wèi)星系統(tǒng)的、來自固定的基于空間的或基于地面的干擾源的干擾的當前的或預期的影響和／或自干擾的影響時，是特別有用的。
網(wǎng)關(guān)76和虛擬網(wǎng)關(guān)1108在呼叫期間傳送其它的信息也是屬于本發(fā)明的范圍內(nèi)，該其它信息按常規(guī)的時間間隔或按需要地被傳送。傳送的信息可以包括系統(tǒng)使用數(shù)據(jù)和衛(wèi)星可提供性數(shù)據(jù)。這樣，在呼叫期間可以使得虛擬網(wǎng)關(guān)1108能夠通過使用在呼叫起始建立時還不可提供的衛(wèi)星向給定的用戶提供附加的衛(wèi)星分集。當例如在會議呼叫期間需要附加上來自同一個或另一個虛擬網(wǎng)關(guān)1108覆蓋區(qū)域的另一個用戶時，也可以傳送其它的信息。在呼叫結(jié)束時，虛擬網(wǎng)關(guān)1108優(yōu)選地把在呼叫期間使用的系統(tǒng)資源的記錄發(fā)送回網(wǎng)關(guān)76，這些資源包括衛(wèi)星波束、衛(wèi)星、和有關(guān)的功率(在呼叫期間，虛擬網(wǎng)關(guān)功率控制用戶終端)。
現(xiàn)在參照用于說明本發(fā)明的再一個實施例的圖22，其中可以使得第一用戶終端(UT1)能夠發(fā)起到第二用戶終端(UT2)的呼叫，其呼叫管理功能由用戶終端之一操縱。雖然在圖22上顯示了兩個UT在虛擬網(wǎng)關(guān)1108的覆蓋區(qū)域內(nèi)，但虛擬網(wǎng)關(guān)不需要在記錄、管理、或拆除呼叫時起作用。因此，任一個或兩個UT可以位于虛擬網(wǎng)關(guān)1108的覆蓋區(qū)域以外?，F(xiàn)在再參照用于顯示在圖22所示的各種元件之間的相互作用的流程圖的圖23。
(A)在第一步驟，UT1作出識別UT2的服務請求。服務請求通過一個或多個衛(wèi)星10被路由到網(wǎng)關(guān)76。
(B)網(wǎng)關(guān)76檢驗它的數(shù)據(jù)庫(DB)，以確定UT2的狀態(tài)(繁忙、登錄等等)和位置。對于本例，假定UT2位于網(wǎng)關(guān)76的某個距離內(nèi)、位于網(wǎng)關(guān)76的覆蓋區(qū)域內(nèi)、以及位于UT1的某個距離內(nèi)。如果不是的話，則該呼叫以常規(guī)方式被處理。
(C)網(wǎng)關(guān)76然后通過同一個或不同的衛(wèi)星10發(fā)送尋呼消息給UT2。尋呼消息的接收使得UT2產(chǎn)生提示信號。對于本例，假定提示信號由用戶人工地或自動地應答(例如，在傳真機的情況下)。
(D)網(wǎng)關(guān)76然后分配一對信道／電路對給UT1(發(fā)起者)以及分配另一對信道／電路對給UT2(分配的信道／電路對可以是相同的)。網(wǎng)關(guān)76繼續(xù)為兩個UT建立呼叫，為此，要通過例如分配在呼叫期間要被使用的擴頻碼、初始發(fā)射功率電平、以及無論哪種在開始呼叫所需要的其它信息。網(wǎng)關(guān)76然后開始呼叫計費程序或。
(E)網(wǎng)關(guān)76接著將一個UT(例如，發(fā)起者或UT1)指派為對于呼叫的呼叫管理者。網(wǎng)關(guān)76然后發(fā)送系統(tǒng)資源信息(所使用的衛(wèi)星、可供使用的功率等等)給呼叫管理者UT，以供呼叫期間使用。也就是，網(wǎng)關(guān)76把與網(wǎng)關(guān)76正常地發(fā)送到虛擬網(wǎng)關(guān)1108的信息相同的信息發(fā)送給呼叫管理者UT。呼叫管理者UT然后以與虛擬網(wǎng)關(guān)1108在呼叫期間運行的相同的方式運行，如上面詳細地描述的。注意，在UT1和UT2之間的呼叫期間，用于呼叫的衛(wèi)星10作為旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)發(fā)器而運行(由箭頭10A表示)。在這種模式下，來自UT的上行鏈路信號(例如，L波段)至少被變頻和作為下行鏈路信號被發(fā)送(例如，S波段)。也就是，上行鏈路的UT發(fā)送不是在饋送鏈路(例如，D波段或Ku波段)上被下行鏈接到網(wǎng)關(guān)76的。
(F)在呼叫期間，網(wǎng)關(guān)76可以周期地發(fā)送更新的系統(tǒng)資源信息(例如，新的信道頻率分配、要使用的新的衛(wèi)星或衛(wèi)星波束)給呼叫管理者UT，或它可以只檢驗呼叫狀態(tài)(例如，呼叫仍在進行嗎 )。這樣，在呼叫期間，信令信道被周期性地建立或在呼叫管理者和／或狀態(tài)信息之間永久地保持，以使得更新的系統(tǒng)資源和／或狀態(tài)信息可被交換。對于其中UT包含單個收發(fā)信機的情況，信令信道優(yōu)選地使用與被分配給呼叫相同的頻道，但在CDMA系統(tǒng)可以使用不同的擴頻碼，以及在TDMA系統(tǒng)可以使用不同的時隙。如果因為某種原因，在呼叫期間一個UT進入離線狀態(tài)，則其余的UT將呼叫丟失通知給網(wǎng)關(guān)76。
(G)在完成呼叫時，呼叫管理者UT發(fā)送一個呼叫對應表格給網(wǎng)關(guān)76，其中包括在呼叫期間消耗的系統(tǒng)資源的指示。
(H)網(wǎng)關(guān)76然后釋放在呼叫建立時(以及在呼叫期間，如果適用的話)被分配給呼叫管理者UT的系統(tǒng)資源。
(I)如果UT1和／或UT2是虛擬網(wǎng)關(guān)1108的成員，則網(wǎng)關(guān)76發(fā)送呼叫計費信息給虛擬網(wǎng)關(guān)1108。計費信息也可被網(wǎng)關(guān)76保持，或取決于UT的加入而發(fā)送給另一個網(wǎng)關(guān)或另一個虛擬網(wǎng)關(guān)。例如，一個或兩個UT可漫游到網(wǎng)關(guān)76的覆蓋區(qū)域。在這種情況下，計費信息被發(fā)送到每個UT的原籍網(wǎng)關(guān)或原籍虛擬網(wǎng)關(guān)。
通過使用這種技術(shù)后，使得一個用戶終端(固定或移動的)能夠利用話音或數(shù)據(jù)呼叫來呼叫另一個用戶終端(固定或移動)，以及能夠從網(wǎng)關(guān)76斷開呼叫管理功能。而且，可以看到，路徑延時可被減小到通過旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)發(fā)器10A情況下的路徑延時，以及提供了一個單跳系統(tǒng)。而且，不需要使用PSTN 75或任何其它的地面通信鏈路而建立呼叫。
在呼叫期間，每個UT優(yōu)選地用來控制另一個UT的發(fā)射功率。這可以用與網(wǎng)關(guān)76相同的方式來完成，例如，通過測量接收的功率和發(fā)回功率控制命令或比特，以控制另一個UT的發(fā)射功率。
圖24顯示了按照本發(fā)明的一個實施例的一個網(wǎng)關(guān)到網(wǎng)關(guān)的分集任選方案，其中呼叫從一個網(wǎng)關(guān)服務或覆蓋區(qū)域被路由到另一個覆蓋區(qū)域，而圖25顯示了另一個網(wǎng)關(guān)到網(wǎng)關(guān)的分集任選方案，其中呼叫是從不是其中任一個網(wǎng)關(guān)(GW #1或GW #2)的網(wǎng)關(guān)服務區(qū)域內(nèi)的地區(qū)性或本地的服務區(qū)域建立的。在圖24和25上，呼叫配置結(jié)構(gòu)可以是圖5所示的各種事例(A-H)中的任一個事例。
另一個實施例使用網(wǎng)關(guān)到網(wǎng)關(guān)(GW-GW)分集作為擴展如上所描述的虛擬網(wǎng)關(guān)1108的有用性的措施。GW-GW分集實施例允許呼叫信息同時從發(fā)起的網(wǎng)關(guān)發(fā)送到另一個網(wǎng)關(guān)、從而發(fā)送到用戶，或僅僅從第一網(wǎng)關(guān)發(fā)送到第二網(wǎng)關(guān)、從而發(fā)送到用戶。雖然下面描述的是在兩個網(wǎng)關(guān)實施例中的情形，應當看到，這些教導可被擴展到三個或多個協(xié)同的網(wǎng)關(guān)，以提供多個網(wǎng)關(guān)分集。
參照圖26，網(wǎng)關(guān)#1(以前被描述為第一網(wǎng)關(guān))被雙向耦合到離開一定距離的第二網(wǎng)關(guān)(網(wǎng)關(guān)#2)。每個網(wǎng)關(guān)(GW)的覆蓋區(qū)域可以重疊，但重疊并不是必須的。兩個網(wǎng)關(guān)優(yōu)選地通過地面業(yè)務和信令鏈路被耦合在一起，但這些鏈路也可以是衛(wèi)星鏈路。信令鏈路的功能是傳送控制信息、呼叫建立、和對于保持在兩個網(wǎng)關(guān)之間的業(yè)務鏈路所必須的其它信息。
通常的操作方法如下。首先假定網(wǎng)關(guān)#1發(fā)起了到一個用戶的呼叫，如圖27所示。明顯地，利用移動到頭頂?shù)腖EO衛(wèi)星的星座，到位置“A”處的用戶的、持續(xù)一定時間的呼叫可在100％的時間內(nèi)完成，只要能保持到衛(wèi)星的視線，以及滿足一定的鏈路預算約束條件?？梢钥吹剑凇癇”處的用戶(它不是在第一衛(wèi)星(#1)的覆蓋區(qū)域內(nèi)，但在第二衛(wèi)星(#2)的瞬時覆蓋區(qū)域內(nèi))在它的位置處也具有相對于網(wǎng)關(guān)的位置的覆蓋?？梢赃M行對衛(wèi)星和網(wǎng)關(guān)位置的系統(tǒng)的統(tǒng)計分析，以便來計算在任意的時間長度內(nèi)完成一定距離處的用戶到網(wǎng)關(guān)#1(或某個網(wǎng)關(guān)#2)的連接的概率。這個處理導致對網(wǎng)關(guān)的服務區(qū)域的尺寸的定義，它不像先前的系統(tǒng)是根據(jù)衛(wèi)星的軌跡、或衛(wèi)星波束尺寸來規(guī)定，而現(xiàn)在是按照在特定的時間間隔內(nèi)完成連接的概率的等值線規(guī)定的。
通過利用在兩個網(wǎng)關(guān)之間的交連(圖26所示的)以控制在兩個網(wǎng)關(guān)之間發(fā)送的、和傳送給用戶的業(yè)務分組，兩個網(wǎng)關(guān)可以被一起利用的范圍比起單獨的每個網(wǎng)關(guān)就大大地放大了。圖28上顯示了有效的網(wǎng)關(guān)覆蓋的這種增加。這樣，用戶可以處在位置“C”處，它不處在對于每個網(wǎng)關(guān)單獨地規(guī)定的覆蓋區(qū)域的任一個區(qū)域內(nèi)，以及仍舊能建立和接收話音和／或數(shù)據(jù)呼叫。
這個特征可以以幾種方式被利用。首先，再次參照圖28，兩個或多個網(wǎng)關(guān)可以與鏈路連接，以便傳送進入的和外出的業(yè)務分組，以及在它們之間傳送信號，以便建立在它們之間的、能夠服務于位于“C”(一個不是由GW#1或GW#2單獨地覆蓋的區(qū)域)的單獨的用戶的擴展的覆蓋區(qū)域。第二，參照圖29，兩個或多個網(wǎng)關(guān)76可被連接來服務于處在不在任一個網(wǎng)關(guān)的服務區(qū)域內(nèi)的一個區(qū)域的虛擬網(wǎng)關(guān)1108?？商鎿Q地，如圖30所示，處在不由任一個網(wǎng)關(guān)單獨地服務的一個區(qū)域內(nèi)的、但在擴展的服務區(qū)域內(nèi)的用戶，可以通過把呼叫信息和來自第二網(wǎng)關(guān)的信令控制鏈路連接到虛擬網(wǎng)關(guān)1108，從而由位于這些GW之一的服務區(qū)域內(nèi)的虛擬網(wǎng)關(guān)1108來對其提供服務。第三，兩個或多個虛擬網(wǎng)關(guān)1108可以被連接，以增加二者的服務區(qū)域，如圖31所示。這是以與先前描述的網(wǎng)關(guān)76相同的方式完成的，使得業(yè)務分組和信令能夠在兩個虛擬網(wǎng)關(guān)1108之間傳送。由于同時地通過兩個網(wǎng)關(guān)的連接的特性，呼叫建立、資源分配、通知、和處理程序?qū)⑷缦惹八龅哪菢觼磉M行而只加以很小的修改。
總的系統(tǒng)運行如上面討論地進行。典型地，請求服務的用戶發(fā)送消息給網(wǎng)關(guān)76，網(wǎng)關(guān)76可以利用GWGW分集來增加它們的有效范圍，以便服務于處在它們的單獨的服務區(qū)域以外的用戶。然后網(wǎng)關(guān)使用數(shù)據(jù)庫來確定如何對該呼叫進行路由。如果虛擬網(wǎng)關(guān)1108是要用于處理該呼叫，則在處理的網(wǎng)關(guān)76和處理的虛擬網(wǎng)關(guān)1108之間進行傳送，以及如上所述地提供呼叫資源。在呼叫期間，如果必要的話，處理的虛擬網(wǎng)關(guān)1108可以利用另一個虛擬網(wǎng)關(guān)來擴展它的范圍。
網(wǎng)關(guān)分集運行是以以下的方式進行的。用戶終端通常被登錄到處理的網(wǎng)關(guān)76，以及正常地報告導引信號(或指示網(wǎng)關(guān)的其它信令裝置)，導引信號向另一個(分集)網(wǎng)關(guān)表示它能夠“聽到”。這可通過使用一個多信道RAKE接收機而完成，但并不限于使用RAKE接收機。用戶終端把從一個或多個衛(wèi)星接收的網(wǎng)關(guān)指示報告給處理的網(wǎng)關(guān)76，以及處理的網(wǎng)關(guān)76作出關(guān)于如何服務于該用戶的決定。例如，各種選擇包括只使得處理的網(wǎng)關(guān)76服務于該用戶，使得處理的網(wǎng)關(guān)和一個或多個其它的(分集)網(wǎng)關(guān)服務于該用戶，或使得一個或多個其它的(分集)網(wǎng)關(guān)服務于該用戶。如果處理的網(wǎng)關(guān)76選擇通過采用分集網(wǎng)關(guān)來服務于該用戶，則它通知分集網(wǎng)關(guān)它計劃通過該分集網(wǎng)關(guān)來提供服務給用戶。資源信息被進行交換，以及業(yè)務的分組在互聯(lián)的業(yè)務信號線上被發(fā)送。分集網(wǎng)關(guān)然后把用戶信號調(diào)制在正確地信道上，以及用戶開始接收信號，并處理這些信號就像信號是由處理的網(wǎng)關(guān)所傳遞的那樣。以相同的方式使用上述的虛擬網(wǎng)關(guān)分集，只是當分集虛擬網(wǎng)關(guān)1108被采用時，該虛擬網(wǎng)關(guān)1108必須先前由網(wǎng)關(guān)76使能，以便去管理衛(wèi)星星座。如果虛擬網(wǎng)關(guān)分集被使能，則處理的虛擬網(wǎng)關(guān)1108如果處于空閑的話，就能根據(jù)用戶的需要自動地選擇使用或不使用分集網(wǎng)關(guān)。另一方面，如果分集模式被禁止，則優(yōu)選地阻止虛擬網(wǎng)關(guān)1108使用分集。另外，當使用分集時，優(yōu)選地在呼叫完成后把該使用連同被使用的資源的概要一起報告給網(wǎng)關(guān)76。這個信息然后與其它數(shù)據(jù)相加起來，并被傳送到計費中心(例如GOCC)以用于將來的星座資源分配的規(guī)劃。
雖然本發(fā)明是相對于本發(fā)明的優(yōu)選實施例來具體地顯示和描述的，但本領域技術(shù)人員將會看到，在其中可以作出形式和細節(jié)上的改變，而不背離本發(fā)明的范圍和精神。
權(quán)利要求
1．用于運行通信系統(tǒng)的方法，包括以下步驟提供一個衛(wèi)星通信系統(tǒng)段，它包括至少一個在地球表面上投射多個波束的衛(wèi)星；以及至少一個衛(wèi)星系統(tǒng)地面站，它被雙向地耦合到至少一個衛(wèi)星；提供一個地面通信段，它包括多個位于所述地面站的服務區(qū)域內(nèi)的衛(wèi)星用戶終端；發(fā)起從第一用戶終端到第二用戶終端的呼叫，其中呼叫發(fā)起請求通過至少一個衛(wèi)星被中繼到地面站；通過使用地面站建立呼叫；以及分配衛(wèi)星系統(tǒng)資源給其中一個用戶終端，該用戶終端被指派為用于呼叫的呼叫管理者。
2．權(quán)利要求1中的方法，其特征在于，還包括以下步驟操縱該呼叫管理者用戶終端通過所使用分配的衛(wèi)星系統(tǒng)資源去管理呼叫，以及在完成呼叫時發(fā)送呼叫對照表給地面站。
3．權(quán)利要求2中的方法，其特征在于，其中釋放步驟包括另一個步驟把與計費有關(guān)的信息從該地面站發(fā)送到另一個地面站。
4．權(quán)利要求3中的方法，其特征在于，其中另一個地面站是與這一個或兩個用戶終端有關(guān)系的地面站。
5．權(quán)利要求3中的方法，其特征在于，其中另一地面站是一個服務于在地面站的服務區(qū)域內(nèi)的本地化區(qū)域的虛擬網(wǎng)關(guān)。
6．權(quán)利要求1中的方法，其特征在于，還包括以下步驟操縱該呼叫管理者用戶終端通過使用所分配的衛(wèi)星系統(tǒng)資源去管理呼叫以及在完成呼叫時釋放分配的衛(wèi)星系統(tǒng)資源。
7．權(quán)利要求1中的方法，其特征在于，其中建立呼叫的步驟還包括以下步驟確定被呼叫的用戶終端的可提供性；以及從地面站通過至少一個衛(wèi)星發(fā)送尋呼消息到被呼叫的用戶終端。
8．權(quán)利要求1中的方法，其特征在于，其中建立呼叫的步驟包括分配至少一個信道／電路對給每個用戶終端的步驟。
9．用于運行通信系統(tǒng)的方法，包括以下步驟提供一個衛(wèi)星通信系統(tǒng)段，它包括至少一個在地球表面上投射多個波束的衛(wèi)星；以及至少一個衛(wèi)星系統(tǒng)地面站，它被雙向地耦合到至少一個衛(wèi)星和一個地面通信系統(tǒng)；提供一個地面通信段，它包括至少一個本地化網(wǎng)絡(LN)基站，該基站能夠與多個位于有關(guān)的LN服務區(qū)域內(nèi)的LN用戶終端雙向通信，地面段還被設置成包括LN地面站，該LN地面站被雙向地耦合到至少一個LN基站和至少一個衛(wèi)星，以用于雙向耦合進到(和出自)LN服務區(qū)域的到(和來自)各個LN用戶終端的通信；在LN地面站接收來自具有一個覆蓋區(qū)域的衛(wèi)星系統(tǒng)地面站的一部分衛(wèi)星系統(tǒng)資源的分配，該LN地面站就位于該覆蓋區(qū)域內(nèi)；重新分配某些分配的衛(wèi)星系統(tǒng)資源給一個或多個請求服務的LN用戶終端；以及在LN地面站接收來自衛(wèi)星系統(tǒng)地面站的對于衛(wèi)星系統(tǒng)資源的至少一個更新的分配。
10．權(quán)利要求9中的方法，其特征在于，還包括以下步驟在提供服務給LN用戶終端的同時，利用至少一部分更新分配的衛(wèi)星系統(tǒng)資源來使得衛(wèi)星系統(tǒng)資源的改變被用來給LN用戶終端提供服務。
11．權(quán)利要求10中的方法，其特征在于，其中對衛(wèi)星分集級別進行改變，以使得增加或減少籍以提供服務的衛(wèi)星的數(shù)目。
12．用于運行通信系統(tǒng)的方法，包括以下步驟在衛(wèi)星系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)處接收對于用戶終端的呼叫，該呼叫是從另一個用戶終端發(fā)起的；檢驗數(shù)據(jù)庫，以確定被呼叫的用戶終端是否位于衛(wèi)星系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)的服務區(qū)域內(nèi)；如果是的話，構(gòu)成尋呼消息以及把尋呼消息發(fā)送到被呼叫的用戶終端，該尋呼消息通過至少一個衛(wèi)星傳輸；在被呼叫的用戶終端應答該尋呼后，通過使用衛(wèi)星系統(tǒng)資源來建立該呼叫；指定主叫用戶終端或被呼叫的用戶終端中的一個用戶終端為呼叫持續(xù)期間的呼叫管理者；以及把衛(wèi)星系統(tǒng)資源臨時分配給呼叫管理者用戶終端，供管理呼叫的其余部分使用。
13．權(quán)利要求12中的方法，其特征在于，還包括以下步驟在完成呼叫時，從呼叫管理者用戶終端發(fā)送一個呼叫對照表給網(wǎng)關(guān)。
14．權(quán)利要求13中的方法，其特征在于，還包括另一個步驟把與計費有關(guān)的信息從該網(wǎng)關(guān)發(fā)送到與一個或兩個用戶終端有關(guān)系的另一個網(wǎng)關(guān)。
15．權(quán)利要求14中的方法，其特征在于，其中另一個網(wǎng)關(guān)是一個服務于在網(wǎng)關(guān)的服務區(qū)域內(nèi)的本地化區(qū)域的虛擬網(wǎng)關(guān)。
16．權(quán)利要求12中的方法，其特征在于，還包括以下步驟在完成呼叫時釋放分配的衛(wèi)星系統(tǒng)資源。
17．權(quán)利要求12中的方法，其特征在于，其中建立呼叫的步驟還包括分配至少一個初始的信道／電路對給每個用戶終端的步驟。
18．權(quán)利要求12中的方法，其特征在于，還包括以下步驟在呼叫期間，更新對呼叫管理者用戶終端的衛(wèi)星系統(tǒng)資源的臨時分配。
19．權(quán)利要求18中的方法，其特征在于，還包括以下步驟在呼叫期間，利用至少一部分更新分配的衛(wèi)星系統(tǒng)資源來使得衛(wèi)星系統(tǒng)資源的改變被用來支持該呼叫。
20．權(quán)利要求19中的方法，其特征在于，其中對衛(wèi)星分集級別進行改變，以使得增加或減少籍以完成呼叫的衛(wèi)星的數(shù)目。
21．通信系統(tǒng)，包括衛(wèi)星通信系統(tǒng)段，它包括至少一個在地球表面上投射多個波束的衛(wèi)星；以及至少一個衛(wèi)星系統(tǒng)地面站，被雙向地耦合到至少一個衛(wèi)星和一個地面通信系統(tǒng)；以及地面通信段，它包括至少一個本地化網(wǎng)絡(LN)基站，這些基站能夠與多個位于LN服務區(qū)域內(nèi)的多個LN用戶終端進行雙向通信，所述地面段還包括一個LN地面站，它被雙向耦合到所述LN基站和所述至少一個衛(wèi)星，用來雙向地耦合進到(和出自)所述LN服務區(qū)域的到(和來自)各個所述LN用戶終端的通信，其中來自一個或多個所述衛(wèi)星的一個或多個波束在地球表面上覆蓋一個地區(qū)性服務區(qū)域(RSA)，所述LN服務區(qū)域就位于該RSA中，以及其中所述通信系統(tǒng)還包括至少一個數(shù)據(jù)庫，它存儲用于使各個所述LN用戶終端與所述RSA相聯(lián)系起來的信息；以及其中使得一個單獨的所述LN用戶終端能夠完成到另一個單獨所述LN用戶終端的呼叫，其中所述這些LN用戶終端之中被指派為對于呼叫的呼叫管理者。
22．權(quán)利要求21中所述的通信系統(tǒng)，其特征在于，還包括位于所述RSA內(nèi)的、但不在所述LN服務區(qū)域內(nèi)的多個其它的用戶終端，以及其中所述數(shù)據(jù)庫還存儲用于把各個所述其它用戶終端與所述RSA相聯(lián)系的信息。
23．權(quán)利要求21中所述的通信系統(tǒng)，其特征在于，其中各個所述LN用戶終端包括收發(fā)信機，它可通過所述LN基站、所述LN地面站、所述至少一個衛(wèi)星、和所述至少一個衛(wèi)星系統(tǒng)地面站來發(fā)送呼叫到被連接到所述地面通信網(wǎng)的一個終端，以及接收來自被連接到所述地面通信網(wǎng)的一個終端的呼叫。
24．權(quán)利要求22中所述的通信系統(tǒng)，其特征在于，其中各個所述LN用戶終端包括收發(fā)信機，它可通過所述至少一個衛(wèi)星和所述至少一個衛(wèi)星系統(tǒng)地面站來發(fā)送呼叫到被連接到所述地面通信網(wǎng)的一個終端，以及接收來自被連接到所述地面通信網(wǎng)的一個終端的呼叫。
25．權(quán)利要求22中所述的通信系統(tǒng)，其特征在于，其中各個所述LN用戶終端包括收發(fā)信機，它可通過所述LN基站、所述LN地面站、和所述至少一個衛(wèi)星來發(fā)送呼叫到被連接到所述地面通信網(wǎng)的一個終端，以及接收來自被連接到所述地面通信網(wǎng)的一個終端的呼叫。
26．權(quán)利要求22中所述的通信系統(tǒng)，其特征在于，其中各個所述LN用戶終端包括收發(fā)信機，它可通過所述LN基站、所述LN地面站、所述至少一個衛(wèi)星、和所述至少一個衛(wèi)星系統(tǒng)地面站來發(fā)送呼叫到一個所述的其它用戶終端，以及接收來自一個所述的其它用戶終端的呼叫。
27．權(quán)利要求21中所述的通信系統(tǒng)，其特征在于，還包括位于被包含在所述RSA內(nèi)的第二個LN服務區(qū)域內(nèi)的第二個多個LN終端，以及其中所述數(shù)據(jù)庫還存儲用于使所述第二個多個LN用戶終端的各個用戶與所述RSA相聯(lián)系的信息。
28．權(quán)利要求21中所述的通信系統(tǒng)，其特征在于，還包括位于被包含在第二RSA內(nèi)的第二個LN服務區(qū)域內(nèi)的第二個多個LN終端，以及其中所述數(shù)據(jù)庫還存儲用于使所述第二個多個LN用戶終端的各個用戶與所述RSA相聯(lián)系的信息。
29．權(quán)利要求21中所述的通信系統(tǒng)，其特征在于，還包括位于第二RSA內(nèi)的、但不在LN服務區(qū)域內(nèi)的多個其它的用戶終端，以及其中所述數(shù)據(jù)庫還存儲用于使各個所述其它用戶終端與所述第二RSA相聯(lián)系的信息。
30．權(quán)利要求27中所述的通信系統(tǒng)，其特征在于，其中各個所述LN用戶終端包括收發(fā)信機，它可通過所述LN基站、所述LN地面站、所述至少一個衛(wèi)星、所述至少一個衛(wèi)星系統(tǒng)地面站、以及與所述第二LN服務區(qū)域有關(guān)的第二LN地面站和第二LN基站來發(fā)送呼叫到被連接到所述第二個多個LN用戶終端的一個終端，和接收來自被連接到所述第二個多個LN用戶終端的一個終端的呼叫。
31．權(quán)利要求27中所述的通信系統(tǒng)，其特征在于，其中各個所述LN用戶終端包括收發(fā)信機，它可通過所述LN基站、所述LN地面站、所述至少一個衛(wèi)星、以及與所述第二LN服務區(qū)域有關(guān)的第二LN地面站和第二LN基站來發(fā)送呼叫到被連接到所述第二個多個LN用戶終端的一個終端，以及接收來自被連接到所述第二個多個LN用戶終端的一個終端的呼叫。
32．權(quán)利要求28中所述的通信系統(tǒng)，其特征在于，其中各個所述LN用戶終端包括收發(fā)信機，它可通過所述LN基站、所述LN地面站、所述至少一個衛(wèi)星、所述至少一個衛(wèi)星系統(tǒng)地面站、以及與所述第二LN服務區(qū)域有關(guān)的第二LN地面站和第二LN基站來發(fā)送呼叫到被連接到所述第二個多個LN用戶終端的一個終端，和接收來自被連接到所述第二個多個LN用戶終端的一個終端的呼叫。
33．權(quán)利要求28中所述的通信系統(tǒng)，其特征在于，其中各個所述LN用戶終端包括收發(fā)信機，它可通過所述LN基站、所述LN地面站、所述至少一個衛(wèi)星、以及與所述第二LN服務區(qū)域有關(guān)的第二LN地面站和第二LN基站來發(fā)送呼叫到被連接到所述第二個多個LN用戶終端的一個終端，以及接收來自被連接到所述第二個多個LN用戶終端的一個終端的呼叫。
34．權(quán)利要求29中所述的通信系統(tǒng)，其特征在于，其中各個所述LN用戶終端包括收發(fā)信機，它可通過所述LN基站、所述LN地面站、和所述至少一個衛(wèi)星來發(fā)送呼叫到被連接到所述第二個多個LN用戶終端的一個終端，以及接收來自被連接到所述第二個多個LN用戶終端的一個終端的呼叫。
35．權(quán)利要求29中所述的通信系統(tǒng)，其特征在于，其中各個所述LN用戶終端包括收發(fā)信機，它可通過所述LN基站、所述LN地面站、所述至少一個衛(wèi)星、和所述至少一個衛(wèi)星系統(tǒng)地面站來發(fā)送呼叫到被連接到所述第二個多個LN用戶終端的一個終端，和接收來自被連接到所述第二個多個LN用戶終端的一個終端的呼叫。
36．權(quán)利要求22中所述的通信系統(tǒng)，其特征在于，還包括位于第二RSA內(nèi)的、但不在LN服務區(qū)域內(nèi)的第二個多個其它用戶終端，以及其中所述數(shù)據(jù)庫還存儲用于使所述其它用戶終端中的一些用戶終端與所述第二RSA相聯(lián)系的信息。
37．權(quán)利要求26中所述的通信系統(tǒng)，其特征在于，其中各個所述其它用戶終端包括收發(fā)信機，它可通過所述至少一個衛(wèi)星和所述至少一個衛(wèi)星系統(tǒng)地面站來發(fā)送呼叫到被連接到所述第二個多個其它用戶終端中的一個終端，和接收來自被連接到所述第二個多個其它用戶終端中的一個終端的呼叫。
38．權(quán)利要求26中所述的通信系統(tǒng)，其特征在于，其中各個所述其它用戶終端包括收發(fā)信機，它可通過所述至少一個衛(wèi)星和所述至少一個衛(wèi)星系統(tǒng)地面站來發(fā)送呼叫到被連接到所述第二個多個其它用戶終端中的一個終端，以及接收來自被連接到所述第二個多個其它用戶終端中的一個終端的呼叫。
39．通信系統(tǒng)，包括衛(wèi)星通信系統(tǒng)段，它包括至少一個在地球表面上投射多個波束的衛(wèi)星；以及至少一個衛(wèi)星系統(tǒng)地面站，它被雙向地耦合到至少一個衛(wèi)星和一個地面通信系統(tǒng)；其中來自一個或多個衛(wèi)星的一個或多個波束在地球表面上覆蓋一個地區(qū)性服務區(qū)域(RSA)，至少一個無線用戶環(huán)路(WLL)服務區(qū)域位于所述RSA內(nèi)；以及地面通信段，它包括至少一個WLL基站，它能夠與多個位于所述WLL服務區(qū)域內(nèi)的WLL用戶終端雙向通信，所述地面段還包括服務于所述RSA和被雙向地耦合到所述WLL基站和所述至少一個衛(wèi)星的虛擬網(wǎng)關(guān)，其中所述虛擬網(wǎng)關(guān)響應于從所述地面衛(wèi)星網(wǎng)關(guān)接收的信息，以便臨時承擔對衛(wèi)星系統(tǒng)資源的控制，從而雙向耦合進到(和出自)LN服務區(qū)域的到(和來自)各個LN用戶終端的通信，以及其中所述虛擬網(wǎng)關(guān)通過業(yè)務和信令鏈路被雙向地耦合到另一個虛擬網(wǎng)關(guān)，以便擴大每個的有效覆蓋區(qū)域。
40．通信系統(tǒng)，包括衛(wèi)星通信系統(tǒng)段，它包括至少一個在地球表面上投射多個波束的衛(wèi)星；以及至少一個地面衛(wèi)星網(wǎng)關(guān)，它被雙向地耦合到至少一個衛(wèi)星和一個地面通信系統(tǒng)；其中來自一個或多個衛(wèi)星的一個或多個波束在地球表面上覆蓋一個地區(qū)性服務區(qū)域，至少一個無線用戶環(huán)路(WLL)服務區(qū)域位于所述地區(qū)性服務區(qū)域內(nèi)；以及地面通信段，它包括至少一個WLL基站，它能夠與多個位于所述WLL服務區(qū)域內(nèi)的WLL用戶終端雙向通信，所述地面段還包括與所述地區(qū)性服務區(qū)域有關(guān)和被雙向地耦合到所述WLL基站和所述至少一個衛(wèi)星的虛擬網(wǎng)關(guān)，其中所述虛擬網(wǎng)關(guān)響應于從所述地面衛(wèi)星網(wǎng)關(guān)接收的信息，以便承擔對衛(wèi)星系統(tǒng)資源的本地控制，從而雙向耦合進到(和出自)LN服務區(qū)域的到(和來自)各個LN用戶終端的通信；其中所述虛擬網(wǎng)關(guān)還被雙向地耦合到發(fā)射機，該發(fā)射機用于發(fā)送尋呼和廣播消息之一到一個或多個所述WLL用戶終端，所述尋呼和廣播消息由虛擬網(wǎng)關(guān)經(jīng)過所述至少一個衛(wèi)星從所述地面衛(wèi)星網(wǎng)關(guān)被接收，以及其中所述地面衛(wèi)星網(wǎng)關(guān)通過業(yè)務和信令鏈路被雙向地耦合到另一個地面衛(wèi)星網(wǎng)關(guān)，以便擴大其每一個的有效覆蓋區(qū)域。
41．通信系統(tǒng)，包括衛(wèi)星通信系統(tǒng)段，它包括至少一個在地球表面上投射多個波束的衛(wèi)星；以及至少一個衛(wèi)星系統(tǒng)地面站，它被雙向地耦合到至少一個衛(wèi)星和一個地面通信系統(tǒng)；以及地面通信段，它包括多個本地化網(wǎng)絡(LN)基站，每個基站能夠與多個位于相關(guān)的LN服務區(qū)域內(nèi)的LN用戶終端雙向通信，所述地面段還包括LN地面站，它被雙向地耦合到每個所述LN基站和所述至少一個衛(wèi)星，以便雙向耦合進到(和出自)LN服務區(qū)域的到(和來自)各個LN用戶終端的通信，其中來自一個或多個所述衛(wèi)星的一個或多個波束在地球表面上覆蓋一地區(qū)性服務區(qū)域，至少一個所述LN服務區(qū)域位于該地區(qū)性服務區(qū)域內(nèi)，其中所述通信系統(tǒng)還包括一個被耦合到所述衛(wèi)星系統(tǒng)地面站的系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫、和一個被耦合到每個所述多個LN基站的LN數(shù)據(jù)庫，它們用來存儲用于使各個所述LN用戶終端與原籍LN服務區(qū)域相聯(lián)系的信息；其中根據(jù)存儲在原籍LN服務區(qū)域的所述數(shù)據(jù)庫中的信息，對從一個LN服務區(qū)域漫游到另一個LN服務區(qū)域、或從一個LN服務區(qū)域漫游到任何的LN服務區(qū)域以外的位置的LN用戶終端鑒權(quán)和提供服務；以及其中對于從第一LN用戶終端到第二LN用戶終端的呼叫，將一個呼叫發(fā)起請求通過至少一個衛(wèi)星中繼到LN地面站，并且通過使用LN地面站而被建立起來，以及將衛(wèi)星系統(tǒng)資源分配給被指派為對于呼叫的呼叫管理者的那一個LN用戶終端。
42．通信系統(tǒng)，包括衛(wèi)星通信系統(tǒng)段，它包括至少一個在地球表面上投射多個波束的衛(wèi)星；以及至少一個地面衛(wèi)星網(wǎng)關(guān)，它被雙向地耦合到至少一個衛(wèi)星和一個地面通信系統(tǒng)；以及地面通信段，它包括多個虛擬網(wǎng)關(guān)，每個虛擬網(wǎng)關(guān)包括一個本地化網(wǎng)絡(LN)基站，它能夠與多個位于相關(guān)的虛擬網(wǎng)關(guān)服務區(qū)域內(nèi)的多個LN用戶終端雙向通信，每個所述虛擬網(wǎng)關(guān)還包括一個LN地面站，該地面站被雙向地耦合到每個所述LN基站和所述至少一個衛(wèi)星，以便雙向地耦合進到(和出自)LN服務區(qū)域的到(和來自)各個LN用戶終端的通信，所述地面通信段還包括地區(qū)性虛擬網(wǎng)關(guān)，它通過至少一個衛(wèi)星被雙向地耦合到每個所述虛擬網(wǎng)關(guān)和所述衛(wèi)星系統(tǒng)地面站，所述地區(qū)性虛擬網(wǎng)關(guān)根據(jù)從所述衛(wèi)星系統(tǒng)地面站接收到的資源分配而在所述虛擬網(wǎng)關(guān)之間分配系統(tǒng)資源；其中所述衛(wèi)星系統(tǒng)地面站指派主叫的LN用戶終端或被呼叫的LN用戶終端之一作為在呼叫持續(xù)時間內(nèi)的呼叫管理者，以及對呼叫管理者LN用戶終端進行衛(wèi)星系統(tǒng)資源的臨時分配，以供管理其余的呼叫之用。
43．通信系統(tǒng)，包括至少一個虛擬網(wǎng)關(guān)，該虛擬網(wǎng)關(guān)包括一個本地化網(wǎng)絡(LN)基站，它能夠與多個位于由與一個或多個衛(wèi)星相關(guān)的一個或多個波束覆蓋的相關(guān)的虛擬網(wǎng)關(guān)服務區(qū)域內(nèi)的多個LN用戶終端進行無線雙向通信，所述至少一個虛擬網(wǎng)關(guān)還包括一個LN地面站，它被雙向地耦合到每個所述LN基站和所述至少一個衛(wèi)星，以便雙向地耦合到進到(和出自)所述LN服務區(qū)域的到(和來自)各個所述LN用戶終端的通信，所述虛擬網(wǎng)關(guān)根據(jù)從所述衛(wèi)星系統(tǒng)地面站接收到的衛(wèi)星系統(tǒng)資源分配而在所述LN用戶終端之間分配衛(wèi)星系統(tǒng)資源；其中主叫的LN用戶終端或被呼叫的LN用戶終端之一被指派為在呼叫持續(xù)時間內(nèi)的呼叫管理者，以及接收衛(wèi)星系統(tǒng)資源的臨時分配以用于管理呼叫。
44．權(quán)利要求43中所述的通信系統(tǒng)，其特征在于，其中所述衛(wèi)星系統(tǒng)資源包括頻道。
45．權(quán)利要求43中所述的通信系統(tǒng)，其特征在于，其中所述衛(wèi)星系統(tǒng)資源包括擴頻碼。
46．權(quán)利要求43中所述的通信系統(tǒng)，其特征在于，其中至少某些所述LN用戶終端是移動終端。
47．權(quán)利要求43中所述的通信系統(tǒng)，其特征在于，其中至少某些所述LN用戶終端是固定終端。
48．權(quán)利要求43中所述的通信系統(tǒng)，其特征在于，其中所述LN基站被耦合到一個數(shù)據(jù)庫，它存儲用于識別各個所述多個LN用戶終端和用于使各個所述LN用戶終端與所述地區(qū)性服務區(qū)域相聯(lián)系的信息。
49．權(quán)利要求43中所述的通信系統(tǒng)，其特征在于，其中所述數(shù)據(jù)庫可以通過所述至少一個衛(wèi)星被詢問，以便對在原籍LN服務區(qū)域以外進行漫游的、和正在請求服務的LN用戶終端進行鑒權(quán)。
50．權(quán)利要求43中所述的通信系統(tǒng)，其特征在于，其中所述一個或多個衛(wèi)星是低地球軌道衛(wèi)星的星座的一部分。
全文摘要
用于運行通信系統(tǒng)的方法,包括:(a)在衛(wèi)星系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)處接收對于用戶終端的呼叫;(b)檢驗數(shù)據(jù)庫,以確定被呼叫的用戶終端處在網(wǎng)關(guān)覆蓋區(qū)域內(nèi);(c)構(gòu)成和發(fā)送尋呼消息給被呼叫的用戶終端;(d)通過使用衛(wèi)星系統(tǒng)資源建立呼叫,(e)指派呼叫管理者;和(f)進行衛(wèi)生系統(tǒng)資源的臨時分配。在完成呼叫時,分配的衛(wèi)星系統(tǒng)資源被釋放。還揭示了利用網(wǎng)關(guān)到網(wǎng)關(guān)分集技術(shù)來擴展服務區(qū)域的方法和設備。
文檔編號H04B7/26GK1282154SQ0012046
公開日2001年1月31日 申請日期2000年7月10日 優(yōu)先權(quán)日1999年7月8日
發(fā)明者R·A·維德曼, P·A·蒙特 申請人:環(huán)球星有限合伙人公司