專利名稱：在交點波束中利用按需分配多路存取的衛星通信系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種應用DAMA(按需分配多址存取)的衛星通信系統，其中以兩個相反點設置的三個以上的衛星地球站利用多點波束進行通信，而共同利用兩條以上的傳輸通路。
一般地說，DAMA衛星通信系統是已知的，例如1989年公開的日本公開專利申請No.64-30338，其中當以兩個相對點設置的三個以上的衛星地球站進行通信，而共同利用兩條以上的傳輸通路時，靠使用SCPC(每載波單信道)-FDMA系統，通信信道被分配給共享這些通信信道的各衛星地球站，并且這些地球站的每一個都用所分配的通信信道進行通信，結果減少了通信的信道數。
作為這種按需分配多址(DAMA)系統的例子，具有如
圖1所示這種系統結構的一個衛星通信系統是公知的。在這幅附圖中，在地面上設置有一個控制站100和三個以上的衛星地球站(E/S)150、至1503(為了方便起見，示出了三個衛星地球站)。該控制站100響應具有通信信道分配功能的一個特定的衛星地球站。這個控制站100由天線101，射頻(RF)單元102，CSC(公共信令信道)調制器(CSCMOD)103，CSC解調器(CSC DEM)104和主DAMA控制器(PDC)105構成。衛星地球站150，至1503具有相同的電路結構，并且每個都包括天線151，戶外單元(ODU)152，戶內單元153和通信終端設備(TERM)154。該TERM154發送和接收話音或數據信號。它有發送和接收信今信號，例如撥號信號的功能，以便從可利用的共用信道中選出所需的信道。TERM 154的一個例子是電話機，傳真機或數據通信設備等。
在這個普通的衛星通信系統中，在衛星地球站150，至1503中的需要衛星通信的一個衛星地球站利用CSC信號A′經過該衛星(未示出)進行向控制站(CONT E/S)100的傳輸。控制站100經天線101接收CSC信號A′，然后經RF單元(RF)102把這個CSC信號A′加至CSC解調電路104去解調，以便這些被解調的CSC信號的內容由PDC105解碼。
該控制站100產生具有表示未在PDC105中使用的SCPC信道號的內容，然后經RF單元102，CSC信號調制器103和天線101發射作為CSC信號A的這些數據。從控制站100送出的CSC信號分別由所有衛星地球站150，至1503的天線151接收，以便這些CSC信號A經戶外單元152解調給戶內單元153。
當該通信信道在要求通信的該衛星地球站中利用CSC信號A被設置時，該傳輸信道是以這樣一種方法被設置的，即傳輸信道等于由其戶內單元153所指定的通信信道，并且這一進行控制的信息被產生，然后經戶外單元152和天線151發送給控制站100。結果，這一通信由通信終端單元154被執行。應當注意的是在圖1中所指示的通信信號線路的信通設置不同于該CSC信號線路的設置。
這個普通的衛星通信系統相應于單波束系統，以致于所有的衛星地球站1501至1503都由一個單個的衛星所覆蓋。相反，這種交點波束系統目前已被采用，以滿足衛星地球站數量增長的需要。也就是說，按照多多點波束衛星通信站，衛星通信的服務區域被再分為多個服務區，并且每個這種服務區由具有窄寬度的一個天線波束所覆蓋，以便衛星通信線路的總數被增加以及該衛星能夠送出比單波束系統更強的無線信號。結果，衛星地球站的天線能夠被制造的緊湊，而且包含在衛星地球站中的每條通信線路的總費用能夠被大大地減少。
圖2原理地表示了這種多點波束型的普通衛星通信系統的系統結構。在該附圖中，控制站200和多于三個的衛星地球站300、至3003(在這一例子中，為了方便起見僅示出了三個站)被設置在地面上。該控制站200相應于上述具有通信信道分配功能的一個特定的衛星地球站。這個控制站200如圖3所示，被安排具有一個天線201，RF單元202，CSC調制器(CSC MOD)203，CSC解調器(CSC DEM)204，PDC 205及又一個CSC信號控制單元(CSC CONT)206。該RF單元202包括一個相應于發送頻率變換器的上變換器(U/C)2021，高功率放大器(HPA)2022，低噪聲放大器(LNA)2023，和一個相應于接收變率變換器的F變換器(D/C)2024。
該CSC調制器203安排有CSC調制單元2031和乘法器單元(MULTI)2032，而CSC解調器204安排有CSC解調單元2041和一個去乘法器單元(DE-MULTI)2042。該PDC205接收由去乘法器單元2042所加的信號和輸出該信號至乘法單元2032。
衛星地球站3001至3003擁有相同的結構，并且如圖4所示包括天線301，戶外單元302，戶內單元303，和通信終端設備(TERM)304。該TERM304是一個具有如圖1所述TERM154等同功能的通信終端。戶外單元302安排有上變換器(U/C)3021，高功率放大器3022，低噪聲放大器(LNA)3023，和下變換器(D/C)3024。戶內單元303安排有CSC調制單元3031，通信調制單元(CH MOD)3032，組合器(COMB)3033，分配器3034，通信解調單元(CH DEM)3035，CSC解調單元3036，SDC(輔助DAMA控制器)3037，和控制單元3038。
由于這個普通的系統相應于多點波束系統，如圖2所示，所以單天線波束既可以覆蓋設置有控制站200和衛星地球站3001的區域“X”，也可以覆蓋設置有衛星地球站3002和3003的區域“Y”。
因此，在區域Y中的衛星地球站3002或3003要與控制站200或衛星地球站3001建立通信的情況下，當衛星地球站3002或3003從衛星向控制站200發出CSC信號A2(CSCI)時，控制站200經天線201，LNA2023和D/C2024接收這個CSC信號A2(CSCI)，以便在CSC解調單元(CSC DEM)2041中解調這個信號。然后，這個已解調信經去乘法單元2924送入PDC205。
然后，PDC205產生該信息，用于指定未在多個通信頻率中使用的通信頻率，并經乘法器2032，CSC調制單元2031，U/C2021和HPA2022從天線201發送CSC信號A1(CSCO)至衛星地球站2002或2003。衛星地球站3002或3003經天線301，LNA3023，D/C3024和靠近CSC解調單元(CSC DEM)3036的分配器3034接收由控制站200經衛星送出的CSC信號A1。然后，CSC解調單元3036把該已解調信號加至SDC3037。
結果，SDC3037以等同于由控制站200指定的通信頻率經控制單元(CONT)3038去控制通信調制單元(COM MOD)3032和通信解調單元3035的頻率，并且經CSC調制單元(CSC MOD)3031，組合器(COMB)3033，U/C3021，HPA3032和天線301發送該控制被執行的信息給控制站200。此后，SDC3037用通信終端設備(TERM)304進行通信。在該通信期間，該通信調制單元3032和該通信解調單元3035被使用。
用這種方法，這個普通的通信系統使用CSC信號，通過它該通信信號線路在用于響應需要而分配通信信號線路的控制站和各衛星地球站3001至3003間分配信息，以致于衛星通信線路能有效地被利用。
因此，圖2所述的上述普通衛星通信系統擁有進行衛星通信的所有衛星地球站3001至3003都位CSC信號線路與控制站200進行通信的初始狀態。在這種情況下，當多點波束用作正交波束時，從控制站被設置的區域X發出的信號就能夠被設置在其它區域Y的衛星地球站3002和3003作為CSC信號被接收。所以，由于這個CSC信號不能被設置控制站200的同區域內設置的衛星地球站3001所接收，這是由于使用了正交波束，問題是按需分配多址存取通信不能在區域X內的控制站200和在同一區域內的衛星地球站3001間被建立。
類似于上述的原因，盡管由區域Y發出的信號不能在普通衛星通信系統的區域Z中被接收，但是這個信號不能在區域Y中被接收。結果，被設置在同一區域Y中的衛星地球站3002和3003可以通過使用控制站200發出的該信號與被設置在區域X的控制站200或衛星地球站3001建立通信。相反，該通信信號不能在同一區域內設置的這些站間被發送/接收。因此，另一個問題是該按需分配多址存取通信不能被建立。
為了解決這個問題，這個系統可以想象，一旦該通信信號被發送到相對的區域，而從那返回的信號被設置在同一區域內的其它衛星地球站所接收。因此，當使用這個返回信號或不使用這個返回信號而建立通信時，在它們之間都會有很大的延時。進一步的問題是由于這一延時不同所以CSC信號能被接收。
本發明已解決了上述問題，因此其一個目的是要提供這樣一種衛星通信系統，要能在相對于控制站被設置的其它區域的一個區域里所設置的多個衛星地球站間實現按需分配多址存取衛星通信系統，即使在使用多點波束的情況下。
本發明的另一個目的是要提供一個衛星通信系統，它能實現在被設置在同一區域中的一個衛星地球站和一個控制站之間的按需分配多址存取衛星通信系統，即使在使用多點波束的情況下。
為實現上述的目的，按照本發明的按需分配型衛星通信系統被提供。在其系統中，通信信道由一個控制站進行分配，該站包括用于發送/接收CSC信號的一個裝置，該CSC信號用于響應從三個以上的衛星地球站中任意一個衛星地球站發出的一個呼叫請求而監視/控制整個通信系統，并且經使用多點波束的衛星來建立一個通信。該控制站安排有一個發送裝置和一個信道設置裝置。當一個呼叫請求用于在第一和第二衛星間進行通信，而第二區域相對于控制站被設置的第一區域時，由多點波束的各波束所覆蓋的多個區域中用CSC信號進行通知，該發送裝置發送一個設置通信頻率的信道設置信號給使用CSC信號的第一和第二衛星通信站的每個站。信道設置裝置在來自第一和第二衛星地球站的通信信號已被收到之后設置該發送/接收單元的信道，并在發送信道設置信號期間返回通信信號。
按照本發明，控制站包括一個延時測量裝置，和一個延時數據發送裝置。該延時測量裝置發送CSC信號給在多個由多點波束的各波束所覆蓋的區域中位于相對于控制站被設置的第一區域的第二區域的多個衛星地球站，并從該衛星地球站接收一個響應信號，以便測量該響應信號的延時。根據延時的測量結果，延遲數據發送裝置在CSC從衛星地球站被收到之后，發送一個用于延遲一定時間的延遲數據，直到響應信號被發出。該衛星地球站包括一個延遲裝置，用于在收到CSC信號之后設置一個確定的時間，直到基于所收的延遲數據的響應信號被送出。在第二區域，設置有一個中繼器，它具有接收CSC信號和返回這個CSC信號的功能，以及接收該通信信號和返回這個通信信號的功能。
按照本發明，當在設置在第二區域中的第一和第二衛星地球站之間建立通信的呼叫請求使用CSC信號通知控制站時，該控制站發送用于設置通信信道的信道設置信號給使用CSC信號的第一和第二衛星地球站，并且另一方面，在從第一和第二衛星地球站得到的通信信號已被收到之后，返回本站的通信信道。因此，來自第一和第二衛星地球站的通信信號位控制站從一個站被發送到另一個站，并且然后被接收。
而且，根據本發明，衛星地球站接收和解調從使用CSC信號的控制站來的延遲數據，并且然后在該CSC信號被收到之后，根據這一延遲數據設置延遲裝置這個確定的時間，直到響應信號被發出。因此，在控制站和多個衛星地球站之間發送的響應信號中的延遲時間是相等的。該CSC信號還能經中繼器在位于設置控制站的第一區域中的控制站和衛星地球站間被發送/接收。
圖1原理性地示出了普通通信系統系統結構的一個例子；
圖2原理地表示普通通信系統系統結構的另一個例子；圖3是表示在普通通信系統中所用的控制站的一個例子的原理圖；圖4是表示在普通通信系統中所用的衛星地球站的一個例子的原理圖；圖5原理地表示根據本發明的一個衛星通信系統的系統結構；圖6是表示用于圖5的通信系統中的控制站內部結構的方框原理圖；圖7是表示圖5所示的中繼站內部結構的方框原理圖；圖8是表示圖5所示的衛星地球站內部結構的方框原理圖；圖9表示圖5所示通信系統的初始設置操作的流程圖；圖10表示圖5所示通信系統健康檢查操作期間的流程圖；圖11表示當在圖5的通信系統中的不同區域設置的衛星地球站之間建立通信時的流程圖；圖12表示當在圖5的通信系統中的同一區域設置的衛星地球站之間建立通信時的流程圖；圖13表示當在圖5的通信系統中的與控制站同一區域設置的衛星地球站之間建立通信時的流程圖。
現在參照這些附圖描述按照本發明優選實施例的衛星通信系統。
首先，圖5原理地示出了根據本發明的一個實施例的衛星通信系統的全系統結構。
圖6原理地表示作為一個實施例，用于圖5的通信系統中的控制站的內部結構。
圖7原理地表示作為一個實施例，用于圖5的通信系統中的中繼站的內部結構。
圖8原理地表示作為一個實施例，用于圖5的通信系統中的衛星地球站的內部結構。
如圖5所示，在根據這一實施例的衛星通信系統中，在地面上設置了一個控制站(CONT E/S)10，三個以上的衛星地球站(E/S)(在這個例子中，為了簡單起見只有三個衛星地球站)201至203，和一個中繼站(REP E/S)30。該控制站10相應于具有上述通信信道分配功能的特定衛星地球站。如圖5和圖6所示，控制站10安排有天線11，RF單元23，CSC(公共信號信道)調制器(CSC MOD)13，CSC解調器(CSC DEM)14，PDC 15，通信信號調制單元(COM MOD)16n，通信信號解調單元(COM DEM)17n，CSC控制單元(CSC CONT)18，和通信信號控制單元(COM CONT)19。應當明白，盡管在實際的衛星通信系統中提供了多個通信信號調制單元16n和多個通信信號解調單元17n，但為了簡單起見僅表示出第幾個通信信號調制單元16n和第幾個通信信號解調單元17n。
RF單元12是一個用于進行射頻(RF)放大和頻率變換的單元，并包括一個組合器(COMB)121，一個相應于發送頻率變換器的上變換器(U/C)122，一個高功率放大器(HPA)123，一個低噪聲放大器(LNA)124，一個相應于接收頻率變換器的下變換器(D/C)125，和一個分配器(DIV)126。
CSC調制器(CSC MOD)13安排有CSC調制單元(CSC MOD)131和一個乘法器multiplier(MULTI)132，而CSC解調器(CSC DEM)14安排有一個CSC解調單元(CSC DEM)141和一個去乘法器de-muleiplier(DE-MULTI)142。PDC15接收去乘法器142所提供的信號，并把該信號輸出給乘法器132。通信信號調制單元(COM MOD)16n，通信信號解調單元(COM DEM)17n和通信信號控制單元(COM CONT)19擁有一個通信信號調制單元161，一個通信信號解調單元171和一個控制單元191。
CSC控制單元18包括一個控制單元(CONT)181，一個把來自PDC15的信號輸入給其的發送數據檢測單元182，一個把來自去乘法器142的輸出信號輸入給其的接收數據檢測單元(RX DATA DET)183，和一個根據來自控制單元181的輸入信號為把延遲數據提供給乘法器132而產生延遲數據的延時數據發生單元(DELAYED DATAGEN)184。
中繼站30相應于為了使從控制站10發出的CSC信號能由與控制站設置于同一區域的衛星地球站接收的這樣一種設置在區域Y中的地球站。如圖5和7所示，中繼器30包括一個天線31，一個戶外單元32，和一個戶內單元33。該戶外單元32安排有一個U/C321，一個HPA322，一個LNA 323和一個D/C324。該戶內單元33包括一個分配器331，m(多個)塊CSC解調單元332至332m，m塊CSC調制單元3331至333m，和一個組合器324。
進一步，如圖5和圖8所示，這些衛星地球站201至203相互具有同樣的結構，而且這些衛星地球站的每一個都安排有一個天線21，一個戶外單元22，一個戶內單元23和一個通信終端設備(TERM)24。該TERM24具有發送和接收信令信號，例如撥號信號的功能，以便從可利用的公共信道中選出該信道。該戶外單元22具有與上述中繼站30的戶外單元32及普通衛星地球站相同的結構，而且包括一個U/C221，一個HPA 222，一個LNA223和一個D/C224。
該戶內單元23與普通衛星地球站的戶內單元303相比具有這樣的特征，即使用了一個可變延時裝置239。也就是說，這個戶內單元23安排有一個CSC調制單元231，一個通信調制單元232，一個組合器233，一個分配器234，一個通信解調單元235，一個CSC解調單元236，一個CSC控制單元(SDC)237和一個控制單元(CONT)238。這種安排類似于普通衛星地球站的戶內單元303。而按照本實施例，該戶內單元303進一步包括這樣一個延遲裝置239，來自SDC237和控制單元238的信號被加至它，并且它提供一個延尺信號給CSC調制單元231。
由于具有按照本實施例上述結構的通信系統是多點波束系統，正交波束的構成如圖5所示，所以一個單獨的天線波束就可以覆蓋控制站10及衛星地球站201所處的區域X，和衛星地球站202和203以及中繼站30所處的區域Y之一。
下面將參照流程圖9至13描述按照本實施例的衛星通信系統的操作。應當注意，這些流程圖表示在控制站10的PDC15與控制站10的裝置部之間，以及在中繼站30和在衛星地球站201至203中設置在不同的區域X和Y中起典型衛星地球站作用的衛星地球站201，202之間控制信號的發送/接收。
按照本實施例，對于用于衛星地球站201至203延遲裝置239設置延時的初始設置操作是在實際操作之前，用于各衛星地球站201至203狀態信息周期進行的健康檢測操作由控制站10來完成，并且通信操作被連續地執行。現在首先參照圖9描述初始設置操作的構成。
(1)初始設置操作首先，控制站10的PDC 15在實際操作進行之前產生一個監視/控制信號給位于同一區域X的衛星地球站201，并發送這個監視/控制信號給在控制站10使用的發送數據檢測單元182(步驟41)。根據對從發送數據檢測單元182所加的監視/控制信號的檢測信號的輸入，控制單元181控制延遲數據產生裝置184設有延時的延遲數據，然后經乘法器132，CSC調制單元131，組合單元121，和U/C122，HPA 123從天線11發出這個作為CSC信號A1(CSC01)的延遲數據(步驟42)。
由控制站10發出的CSC信號A1經衛星由位于在相對于控制站10所設置的區域X的區域Y中設置的衛星地球站202和203(以后將僅解釋為“202”)以及中繼站30所接收。中繼站30經戶外單元32由戶內單元33把所接收信號轉變為另一個CSC信號A2(CSCO2)。這個CSC信號經戶外單元32從天線31再被發出(步驟439)。
從中繼站30發出的CSC信號A2經衛星由位于相對于區域Y的區域X中設置的衛星地球站201所接收，并經戶外單元22和戶內單元23中的分配器234加至CSC的解調單元236。在這個CSC信號A2由CSC解調單元236解調之后，該已解調的CSC信號被加至SDC 237證實該數據。根據收到的由SDC237證實的延遲數據未延遲這樣的證實結果，控制單元238設置延遲裝置239的延時為零。衛星地球站201經這一延遲裝置239，CSC調制單元231，組合器233，U/C211和HPA222從天線21發出作為另一CSC信號B1(CSC B1)的內部SDC237的輸出數據(步驟44)。
由衛星地球站201發送的CSC信號B1經衛星由區域Y內的中繼站30接收，轉變成另一個CSC信號B2(CSCI1)，之后這個CSC信號B2被再次發送(步驟45)。由中繼站30發送的CSC信號B2經衛星由設置在相對于區域Y的區域X中的控制站10所接收，然后分別經LNA 124，D/C125，分配器126，CSC解調單元141和去乘法器142由接收數據檢測單元183接收。控制單元181在控制站10已發出CSC信號A1之后測量時間期間(T1)，直到相應于該CSC信號A1的響應CSC信號B2被收到，根據分別從發送數據檢測單元182和接收數據檢測單元183獲得的數據，然后所測量的時間期間被存儲在控制單元181中使用的一個存儲器中(步驟46)。
接著，控制站10的PDC 15在實際操作之前產生一個給設置在相對區域Y中的衛星地球站202和203的監視/控制信號，并把這個監視/控制信號加至在控制站10中使用的發送數據檢測單元182(步驟47)。根據對從發送數據檢測單元182獲得的監視/控制信號的檢測信號的輸入，控制單元181控制延時數據發生單元184再次產生這個沒有延遲的延遲數據，并經乘法器132，CSC調制單元131，組合器121，U/C122和HPA123從天線11發出這個作為CSC信號A1(CSC01)的延遲數據(步驟48)。
由控制站10發出的CSC信號A1經衛星由設置在位于相對于區域X的區域Y中的衛星地球站202和中繼站30所接收。該衛星地球站202在所接收的信號經戶外單元22和戶內單元23的分配器234被解調給CSC解調單元236后，把所接收的信號加給SDC237，以便執行數據通信。根據收到的由SDC237證實的延遲數據沒有延遲的證實結果，控制單元238設置延遲裝置239的延時為零。衛星地球站202經這個延遲裝置239，CSC調制單元231，組合器233，U/C221和HPA222從天線21發出作為另一CSC信號B2的內部SDC237輸出數據(步驟49)。
由衛星地球站202發出的這個CSC信號B2經衛星由控制站10接收，然后分別經LNA124，D/C125，分配器126，CSC解調單元141和去乘法器142由接收數據檢測單元183接收。控制單元181在控制站10已發出CSC信號A1之后測量一個時間期間(T2)，直到相應于這個CSC信號A1的響應CSC信號B2被收到，根據從發送數據檢測單元182和接收數據檢測單元183分別獲得的數據，然后這個測量時間期間被存儲在控制單元181中所用的一個存儲器中(步驟50)。
接著，控制站10所用的控制單元181計算在第一響應時間(T1)與第二相應時間(T2)之間的時間差(ΔT)，其第一響應時間(T1)在步驟46被存于存儲器中，請求經位衛星和中繼站30在其本身與衛星地球站201間通信，其第二響應時間(T2)在步驟50被存儲于存儲器中，請求在其本身與衛星地球站202間通信。
當這個時差是一個大值時，可能這些響應信號相互會碰撞，而不能進行正常的通信。因此，控制站10使延遲數據產生裝置184產生一個延遲數據，以延遲設置于區域Y的衛星地球站202響應根據計算時差(ΔT)產生的延遲數據控制信號的響應時間。這個延遲數據經乘法器132，CSC調制單元131和FR單元12從天線11被發出(步驟51)。
這個CSC信號A/經衛星由設置在區域Y中的衛星地球站202接收，并經戶外單元22和分配器234提供給CSC解調器236。在上述的延遲數據已由CSC解調器236解調之后，其結果數據被加至SDC237。該SDC237根據這一延遲數據設置延遲裝置239的延時(ΔT)(步驟52)。結果，在相應于從控制站10發出的CSC信號A1的響應信號B2已經從設置在區域Y的衛星地球站202到達控制站10期間的時間期間(T2′)可以等于來自設置在區域X的衛星地球站201的響應時間(上述第一響應時間T1)。
在對于延遲裝置239的延時設置操作完成之后，衛星地球站202產生一個延時設置操作結束信號并發送這個作為CSC信號B2的結束信號至控制站10(步驟53)。一旦收到了這個延時設置操作結束信號，控制站10就完成了初始設置操作。根據前面所述的結構和控制的初始設置操作，CSC信號就能在設置在同一區域X中的控制站10和衛星地球站201之間進行通信。
接著，控制站10進行健康檢查。為獲得各衛星地球站201至203的狀態信息，這一健康檢測被周期地進行。現在將參照圖10描述該健康檢查。
(2)健康檢查首先，控制站10的PDC15產生請求數據，用于獲得與控制站10設置在同一區域X中的衛星地球站201的狀態信息(即是否通信被建立或是否發生失敗的信息)(步驟55)，并產生要被發送的給衛星地球站201的CSC信號A1(步驟56)。該CSC信號A1經衛星由中繼站30接收，并在該中繼站以類似于上述的方法轉變為CSC信號A2。然后該已轉變的CSC信號A2返回至區域X并由衛星地球站201接收(步驟57)。
衛星地球站201接收/解調這個請求數據，以便在分配給本地球站的幀時間產生CSC信號B1時，發送出關于本地球站的各種狀態信息(步驟58)。該CSC信號B1經衛星由中繼站30接收，并在那轉換成CSC信號B2，然后這個CSC信號B2再被返回到區域X，因此被控制站10接收(步驟59)。
控制站10接收/解調該CSC信號B2，以便獲得關于衛星地球站201的狀態信息。接著，控制站10的PDC15產生一個請求數據，用于獲得位于相對于控制站10的區域Y所設置的衛星地球站202的狀態信息(步驟60)，并在給衛星地球站202的幀時間產生一個CSC信號A1并被發送(步驟61)。衛星地球站202接收/解調這個經衛星所收到的CSC信號A1，以便在分配給本站的幀時間產生CSC信號B2時發出關于本站的各種狀態信息(步驟62)。
該CSC信號B2經衛星由控制站10接收，以在那被解調，使控制站10獲得衛星地球站202的狀態信息。應當注意的是，由于上述的初始設置操作，在PDC15已送出為獲取設置于同一X區域中的衛星地球站201的狀態信息的請求數據之后，直到PDC收到響應信號時所確定的時間T1等于在PCD15已送出為獲取設置于相時的區域Y中的衛星地球站202的狀態信息的請求數據之后，直到PDC收到響應信號時的時間T2′。
(3)通信接著，響應于從控制站10發出的一個命令，按需分配多路存取通信就能被建立了。首先，參照圖11說明在分別被設置于不同區域中的衛星地球站201和衛星地球站202之間建立衛星通信的情況。例如，當衛星地球站201，響應一個呼叫發出站時，該衛星地球站201輸入一個指定衛星地球站202的撥號號碼給該站202，并且一個呼叫要求利用CSC信號B1被發出(步驟65)。如上所述，該CSC信號B1經衛星由中繼站30接收。該CSC信號B1在中繼站30被轉變為CSC信號B2，然后將返回到區域X，以便被控制站10所接收(步驟66)。
控制站10中的PDC15產生一個信道設置信號(CHANNEL SET)，用于在多個通信信道中指定一個未被使用的信道(步驟67)，并從CSC信號A1發送這個信道設置信號(步驟68)。該CSC信號A1經衛星由區域Y中的各衛星地球站所接收。響應于這個所接收/解調的信道設置信號，該衛星地球站202根據在戶內單元23中控制單元238指定的通信信道設置通信調制單元232和通信解調單元235的載波信道及解調信號信道(步驟69)。
當區域Y中的中繼站30收到上述CSC信號A1時，中繼站30轉變該CSC信號A1為CSC信號A2，然后發送給衛星地球站201(步驟70)。該衛星地球站201接收/解調該CSC信號A2以得到信道設置信號，響應于這個信道設置信號，通信調制單元232和通信解調單元235的載波信道及調制信號信道分別根據戶內單元232中所用的控制單元238指定的通信信道進行設置(步驟71)。之后，經衛星用第一未使用的通信信道(如圖5所示的C11)實現從衛星地球站201至衛星地球站202和用第二未使用的通信信道(如圖5所示的C12)實現從衛星地球站202至衛星地球站201的雙向電話通信。
接著，將參照圖12描述在被置于同一區域Y中的地球站202和203之間的通信。假設，現在衛星地球站202響應于該呼叫發出站，該衛星地球站202在那輸入一個撥號號碼給衛星地球站203，并使用CSC信號B2發出一個呼叫請求(步驟75)。該CSC信號B2經衛星由控制站10所接收。
響應于上述已被接收/解調的呼叫請求，控制站10所用的PDC15產生這樣一個信道設置信號，用于在多個通信信道中指定一個未使用的通信信道(步驟76)。然后，PDC15經CSC調制器13和RF單元12從天線11發送作為CSC信號A1的這個信道設置信號，另一方面，控制單元191設置這個信道設置信號為相應于第二和第四通信信道的值，它們指定了在兩個所選通信信號調制器16u和161中所用的通信信號調制單元161的載波信號，和在兩個通信信號解調器17n和171中所用的通信信號解調單元171的解調信號信道(步驟78)。
以CSC信號A1從控制站10發出的信道設置信號經衛星由衛星地球站202和203接收，并且通信調制單元232和通信解調單元235的載波信道和解調信號信道都根據第一和第三指定的通信信道被相應戶內單元23所用的控制單元238所設置(步驟79和80)。
結果，此后該通信可以在衛星地球站202和203之間被建立。換句話說，衛星地球站202使用由控制站10分配的第一通信信道(例如，圖5的C12)發送從通信終端設備24得到的電話通信信號。這個電話通信信號由控制站10接收，并且該控制站10經通信信號解調器17n和通信信號調制器16n靠使用第二通信信道(例如，圖5的C11)發送這個電話通信信號(步驟82)。
以第二通信信道已從控制站10發出的電話通信信號由衛星地球站203所接收。響應于這個信號接收，從衛星地球站203的通信終端設備24產生的電話通信信號使用由控制站10分配給該衛星地球站203的第三通信信道(例如，圖5的C22)從衛星地球站203被發出(步驟83)。
該電話通信信號由控制站10所接收，并且控制站10經通信信號解調器171和通信信道調制器161使用第四通信信道(例如，圖5的C21)發送這個電話通信信號(步驟84)。以第四通信信道從控制站10送出的電話通信信號由衛星地球站202接收。接著，上述的操作被重復，以便在設置于同一區域中的衛星地球站202和203之間能夠建立通信，這在普通的衛星通信系統中是不能實現的。
接下來，將參照圖13解釋在控制站10與位于控制站10同一區域X中的衛星地球站201之間通信建立的過程。現在假設衛星地球站201在那輸入一個撥號號碼給控制站10并發出一個呼叫請求，這個呼叫請求信號使用CSC信號B1從衛星地球站201被發出(步驟88)。然后，這個以CSC信號B1發送的呼叫請求信號經衛星由中繼站30接收，并在該中繼站被轉變為CSC信號B2，然后把CSC信號B2返回到控制站10(步驟89)。
控制站10接收/解調以CSC信號B2發送的呼叫請示信號，并且PDC15產生一個用于指定在多個通信信道中未被使用的通信信道的信道設置信號(步驟90)，和以CSC信號A1發送這個信道設置信號(步驟91)。另一方面，控制單元191把在通信信號調制器16n中使用的通信信號調制單元161的載波信道，以設置在通信信號解調器17n中使用的通信信號解調單元171的解調信號信道設置為相應于各指定通信信道的值(步驟92)。
這個以CSC信號A1發送的信道設置信號經衛星由中繼站30所接收，在這個中繼站30中轉變為CSC信號A2，然后發送給衛星地球站201(步驟93)。根據所接收/解調的信道設置信號，衛星地球站201用戶內單元23中的控制單元238設置通信調制單元232和通信解調單元235的載波信道與解調信號信道(步驟94)。
因此，如此之后，在控制站10與衛星地球站201之間的通信能被建立。也就是說，衛星地球站201使用由控制站10分配第一通信信道發送從通信終端設備24獲得的電話通信信號，(步驟95)。該電話通信信號使用第二通信頻率從中繼站30發出(步驟96)，然后由控制站10接收。響應于這個信號，由控制站10產生另一個電話通信信號，并從控制站10用由控制站10分配的第三通信信道發送(步驟97)。
該電話通信信號由中繼站30以第四通信信道發出(步驟98)。從中繼站30以第四通信信道發出的通信信號被衛星地球站201所接收。然后，上述的操作被重復地執行，以便該通信能在置于同一區域中的控制站10和衛星地球站201之間被建立，而這種通信在普通的通信系統中是不能實現的。
應當清楚地知道，本發明并不限于上述的實施例，例如，僅僅控制站10和中繼站30中的一個站可以擁有上述的中繼功能，而其它站不具有這種中繼功能。
如上所述，根據本發明，從設置于相對控制站區域的區域中的第一和第二衛星地球站發送給其它站的通信信號由這個控制站返回，由其它衛星地球站接收。因此，就是在多點波束被使用時，通信能在置于同一區域中的第一和第二衛星地球站間被建立。
還根據本發明，由于CSC信號能夠經中繼站在控制站和與控制站在同一區域中設置的衛星地球站之間被發送/接收，因此就是當多點波束被使用時，通信也能在被置于同一區域中的控制站和衛星地球站之間被建立。
根據本發明，就是在使用多波束時，在控制站和多個衛星地球站之間的任意兩個站之間的通信能利用按需分配多路存取的方式被建立，而與所在的區域無關。因此，多點波束型衛星通信線路可以有效地被利用。
權利要求
1. 一種按需分配多址存取(DAMA)式衛星通信系統，其中一個CSC(公共信令信道)信號經過一顆衛星以具有在由所述衛星的多點波束覆蓋的多個區域間的正交波束的SCPC(每載波單信道)通信系統的方式在一個控制站與多個衛星地球站之間被發送/接收，以及響應于從所述衛星地球站發出的一個請求，自動地分配，一條通信信號信道，其中所述的DAMA式衛星通信系統包括第一通信裝置，用于在所述多個區域中設置于所述控制站所置的第一區域的一個第一衛星地球站與設置于相對于所述第一區域的一個第二區域中的一個第二衛星地球站之間以所述的DAMA系統進行通信；第二通信裝置，用于在位于所述第二區域內的兩個所述第二衛星地球站之間互相進行通信；和第三通信裝置，用于在位于所述第一區域內的所述控制站與所述第一衛星地球站之間進行通信。
2. 如權利要求1的DAMA式衛星通信系統，其中所述的衛星地球站包括發送/接收裝置，用于發送/接收所述的CSC信號和所述的通信信號；用于調制/解調所述CSC信號的調制/解調裝置；用于調制/解調所述通信信號的調制/解調裝置；控制裝置，用于根據所述CSC信號的數據控制所述通信信號調制/解調裝置的通信信道；和一個延遲裝置，用于在初始設置操作期間根據收到的所述CSC信號的數據延遲發送所述CSC信號數據的返回時間。
3. 如權利要求1的DAMA式衛星通信系統，其中所述的控制站包括發送/接收裝置，用于發送/接收所述的CSC信號和所述的通信信號；調制/解調裝置，用于調制/解調所述的CSC信號和所述的通信信號；返回裝置，用于返回從所述調制/解調裝置發出的已調制/已解調的通信信號；一個PDC(主DAMA控制器)，用于在那輸入來自所述CSC信號調制/解調裝置的一個輸出信號并執行所述的DAMA控制操作以輸出CSC數據；延時測量裝置，用于根據在發送至所述的第一和第二衛星地球站的所述CSC信號的時間與接收來自所述第一和第二衛星地球站的所述CSC信號的時間之間的時差測量延時；延時數據發送裝置，用于根據所述延時測量裝置測出的所述延時發送延時數據至所述的第一和第二衛星地球站。
4. 一種按需分配多址存取(DAMA)式衛星通信系統，其中一個CSC(公共信令信道)信號經過一顆衛星以具有在由所述衛星的多點波束覆蓋的多個區域間的正交波束的SCPC(每載波單信道)通信系統的方式在一個控制站與多個衛星地球站之間被發送/接收，以及響應于從所述衛星地球站發出的一個請求，自動地分配一條通信信號信道，其中所述的DAMA式衛星通信系統包括延時裝置，用于在所述的CSC信號從所述的控制站被發送到置于第一區域的第一衛星地球站和置于第二區域的第二衛星地球站之后，直到從所述第一和第二衛星地球站至所述控制站的所述CSC信號被收到之前，以所述的確定的延時相等的方式補償延時；在所述第一區域中的所述第一衛星地球站和所述第二區域中的所述第二衛星地球站之間發送/接收CSC信號的情況下，用于在位于所述第二區域具有中繼功能的中繼站，把所述的CSC信號從所述的第一衛星地球站發送到所述第一區域內的所述控制站，和把通信信道設置信號從控制站發送到所述第一衛星地球站的返回呼叫請示裝置；在位于所述第二區域的兩個所述第二衛星地球站之間發送/接收CSC信號的情況下，用于在所述的控制站在由所述控制站的PDC(主DAMA控制器)確定所述通信信道之后返回通信信號的裝置；和在置于所述第一區域的該控制站與該衛星站之間發送和接收CSC信號的情況下，用于在位于所述第二區域中的中繼站返回從在所述第一區域中的所述第一衛星地球站獲得的所述CSC信號的呼叫請求信號，從所述控制站獲得的所述CSC信號的所述通信信道設置信號，和在位于所述第一區域的控制站與衛星地球站之間所述通信信號的裝置。
5. 如權利要求4的DAMA式衛星通信系統，其中在用所述控制站對所述衛星地球站的初始設置操作中，所述的延遲補償裝置；發送用于在所述第一區域中所述衛星地球站的一個監示/控制信號給位于所述第二區域中的所述中繼站；在所述衛星地球站收到所述監示/控制信號的返回信號之后至所述的監示/控制信號被返回之前，在所述的要接收的中繼站測量確定的延時(T1)；在所述的監示/控制信號被發送到在所述第二區域中的該衛星地球站之后至這個監示/控制信號的返回信號被收到之前，測量另一個確定的延時(T2)；和控制在所述衛星地球站中所用的延遲裝置，以使靠發送延遲數據給所述衛星地球站來減小在所述延時T1和T2之間的差。
6. 如權利要求4的DAMA式衛星通信系統，其中所述的中繼站包括用于接收所述CSC信號的一個接收單元；一個分配單元，用于分配所述的所接收CSC信號，以便能接收多個CSC信號；一個CSC解調器，用于解調由所述分配器分配的多個所述的CSC信號；一個CSC調制器，用于調制以返回的所述輸出信號調制來自所述CSC解調器的輸出信號；一個組合器，用于把從所述的多個CSC調制器輸出的信號相互組合起來；和一個發送單元，用于發送從所述組合器得到的輸出信號。
7. 如權利要求4的DAMA式衛星通信系統，其中所述的衛星地球站包括用于發送/接收所述CSC信號和所述通信信號的發送/接收裝置；用于調制/解調所述CSC信號的調制/解調裝置；用于調制/解調所述通信信號的調制/解調裝置；和一個延遲裝置，用于根據從所述控制站發出的所述CSC信號數據控制所述通信信號調制/解調裝置的通信信道，和用于根據所收到的所述CSC信號的延遲數據，在所述CSC信號被收到之后至一個響應信號被發送之前延遲一個確定的時間。
8. 如權利要求4的DAMA式衛星通信系統，其中所述的控制站包括用于發送/接收所述CSC信號和所述通信信號的發送/接收裝置；用于調制/解調所述CSC信號和所述通信信號的調制/解調裝置；用于返回所述通信信號的所述通信信號的返回裝置，以便由所述的調制/解調裝置返回所述的已調/已解調通信信號一個PDC(主DAMA控制器)，用于在那輸入一個由所述CSC信號調制/解調裝置來的輸出信號和用于執行為輸出CSC信號的所述DAMA控制操作；延時測量裝置，用于根據在發送給所述第一和第二衛星地球站的所述CSC信號的時間與接收來自所述第一和第二衛星地球站的所述CSC信號的時間之間的時差測量延時；和延時數據發送裝置，用于根據所述延時測量裝置測出的所述延時發送延時數據至所述的第一和第二衛星地球站。
全文摘要
即使采用多點波束時，在位于相對控制站所設置的其它區域設置的多個衛星地球站之間，及設置在同一區域的控制站和衛星地球站之間建立按需分配多路存取型衛星通信。控制站使用CSC信號發送信道設置信號給置于相對區域衛星地球站，并在衛星地球站獲得CSC信號接收后，返回該CSC信號的方法設置發送/接收單元的信道。中繼站接收CSC信號和通信信號并將它們返回。衛星地球站還包括一延遲裝置。
文檔編號H04B7/212GK1116792SQ9510515
公開日1996年2月14日 申請日期1995年4月12日 優先權日1994年4月12日
發明者后藤祐二 申請人:日本電氣株式會社