專利名稱：包括對稱和非對稱波形模式的移動衛星電話系統的制作方法
技術領域：
本發明一般地說涉及衛星通信系統。更具體地說，本發明針對能夠工作的“移動-移動”模式的衛星通信系統，其中的移動單元實際上通過衛星直接通信。
現今，有許多用于移動衛星系統的協議。其中軌道衛星將用雙模式(蜂窩/衛星)移動或手持電話支持通信(包括話音、數據和傳真)。
圖1表示一個衛星通信系統的框圖。軌道衛星110與至少一個地面站或稱為HUB100的遠程站，以及大量的手提式移動站或電話120通信。這些電話每個由來自在每個電話方向提供高增益的衛星上的多點波束天線的適當的天線射束提供服務。該HUB使用例如C-頻帶或K頻帶與衛星通信，而該衛星使用，例如，L-頻帶或S-頻帶與這些電話通信。這種衛星系統可以工作在多個模式。在第一模式中，在通信設備(比如，標準電話或移動電話)之間可建立通信鏈路，由于這些通信設備的各自位置的結果，結合了公共交換電話網(PSTN)設備。在稱為“移動-移動”模式的第二模式中，基本上直接地經過衛星在移動單元之間建立通信鏈路。通過使第一移動站經過衛星轉發器直接與第二移動站通信，而不要求發送移動站的信號到該HUB，然后返回到衛星，最后到接收移動站，該“移動-移動”模式顯著地減少了信號延遲。1996年7月3日申請的，申請號為08/681916的共同轉讓未決申請“用于啟動在通信系統中的移動-移動呼叫的方法和裝置”中，詳細地討論了移動-移動通信，在此引用作為參考。
衛星通信系統可具有對稱或非對稱的空中接口。在對稱空中接口中，下行鏈路和上行鏈路載波占有同樣的信道帶寬。在非對稱空中接口中，下行鏈路載波占有第一信道帶寬(例如，200KHz)而上行鏈路載波占有第二信道帶寬(例如，50KHz)。在一個以移動-移動模式工作的典型非對稱衛星系統中，位于衛星上或地面站上的變換器變換在第一和第二載波帶寬之間的信號。在這種系統中的移動單元的第一載波帶寬(例如，50KHz)發送通信信號，而以第二載波頻帶(例如，200KHz)接收通信信號。變換器對衛星增加了功率損耗，重量，成本和復雜性。因此，希望除去該變換器，使工作在移動衛星系統中的移動單元能夠以“移動-移動”模式進行通信，而不需要在衛星上的載波帶寬變換。
本發明通過提供使非對稱移動衛星系統工作在“移動-移動”模式而不需要在衛星上的載波帶寬變換的方法、系統和移動單元，解決了上述的問題，提供了額外的優點。更具體地說，根據本發明的最佳實施例，將附加模式的能力加到每個移動單元的接收機，使得當在移動-移動模式時，該接收機能接收第一載波帶寬(50KHz)，而不需要變換到標稱的第二載波帶寬(200KHz)。對該移動單元設有兩個接收機路徑和一個開關。當在第一模式(PSTN-移動站)時，控制該開關選擇第一接收機路徑，以便在標稱的第二載波帶寬上接收信號。當在第二模式(移動一移動)時，控制該開關選擇第二接收機路徑，使該移動單元可在第一載波帶寬上接收未變換的信號。
根據本發明，可支持在衛星通信系統中的非對稱空中接口，而不需要在衛星上執行帶寬變換，從而減少了有效負載硬件和軟件。
當結合附圖閱讀下面最佳實施例的詳細描述時，將能獲得對本發明的更完全的理解，其中將同樣的標號用于表示相同的元件，其中圖1表示其中可實施本發明的衛星通信系統；圖2A-B分別為通常的移動電話和根據本發明的移動電話的框圖；圖3A-B分別為通常的移動衛星系統和根據本發明的移動衛星系統的更詳細的框圖。
現在參看圖2A，以框圖形式表示了通常移動電話的主要部件，移動電話10具有一個接收機路徑，包括用于接收通信信號(例如，從衛星)的接收天線12，第一接收濾波器、低噪音放大器16、第二接收濾波器18、混頻器20、第三接收濾波器22、放大器24、第二混頻器26和接收機處理電路28。合成器30與接收機處理電路28交換信號并對混頻器20和26提供輸入。根據下行鏈路載波帶寬(例如，200KHz)選擇第三接收濾波器22。移動電話10還具有一個發射機路徑，包括I/Q調制器和上變頻器32、功率放大器34、發送濾波器36、和發射天線38，如所連接的。I/Q調制器從接收機處理電路28和合成器30接收信號，并將試圖發送的信號進行調制和上變頻。
現在參看圖3A，表示具有非對稱接口的通常衛星通信系統的框圖。該系統包括衛星40和一組移動電話421，422，…42n。每個移動電話是上面圖2A所示和描述的一類，因此以第一載波信道間隔(例如，50KHz)向衛星發送通信信號，并以第二載波信道間隔(例如，200KHz)從衛星接收信號。在圖3A的通信系統中，移動電話421，工作在第一模式，其中在移動電話421與衛星40之間建立移動鏈路，并在衛星40與同公共交換電話網(PSTN)46相關的地面站44之間建立饋線鏈路。經在衛星40中包含的多路器(Channolizer)移動站421發射信號(例如，在50KHz載波頻帶B1上)到地面站44，移動站421經衛星40中包含的多路器和路由器48從地面站44接收信號(例如，在200KHz載波帶寬B2上)。在圖3A的通信系統中，移動電話422和42n工作在第二模式(移動-移動)。在這個模式中，由多路器52和路由器54執行多路化和路由選擇。通過速率變換器(rateconverter)50將在移動電話422與移動電話42n之間發送的信號從第一載波帶寬(50KHz)變換到第二載波帶寬(200KHz)。因為移動電話421…，42n只能接收在第二載波帶寬(例如，200KHz)上發送的信號，故速率變換是必須的。
現在參看圖2B，示出了根據本發明最佳實施例的移動電話結構。該電話包括圖2A中所示的相同主要部件，但還包括附加的接收濾波器23。根據來自HUB(或地面站44)的命令來選擇接收濾波器23，以便開始以移動-移動模式進行通信。根據這個實施例，該接收濾波器22是一個200KHz濾波器，而接收濾波器23是一個50KHz濾波器。操作開關25來選擇包括接收濾波器22或23之一的接收機路徑。這種裝置使該移動電話，或者以在第一模式(PSTN-移動)的通信系統所用的第一載波帶寬(例如，200KHz)從衛星接收通信信號，或者以在第二模式(移動一移動)的通信系統所用的第二載波帶寬(例如，50KHz)從衛星接收信號。
開關25比如可根據由地面站44提供給移動站的呼叫建立信息選擇適當的接收機路徑。正如本領域的技術人員所了解的，呼叫建立信息給移動電話提供，例如，建立與該移動電話通信所需要的頻率和時隙分配。根據這個示例性的實施例，該地面站44識別何時能以移動-移動模式建立兩個移動電話之間的預期的通信鏈路。當識別這種條件時，地面站44在向移動電話提供的呼叫建立信息中包括使開關25選擇適當的接收機路徑的命令。
現在參看圖3B，示出了根據本發明包括非對稱空中接口的衛星通信系統。在這個實施例中，移動電話421，…，42n具有與對圖2B所示和描述的移動電話類似的結構。因為這種移動電話能夠選擇地接收以不同載波帶寬發射的信號。不需要速率變換，故圖3B的衛星通信系統不包括速率變換器50。
盡管上面描述包括許多細節和特性，但應知道，這些只是為說明的目的。對本技術領域的普通技術人員來說，許多修改是明顯容易的，它們都清楚地落在由下面權利要求書和它們的法律等同物所限定的本發明的精神和范圍之內。
權利要求
1.一種衛星通信系統，包括衛星；一組移動通信設備；其中系統工作在第一模式，其中每個設備以第一載波帶寬向衛星發射信號，并以第二載波帶寬從衛星接收信號，并可選擇地工作在第二模式，其中每個設備以第一載波帶寬向衛星發射信號和從衛星接收信號。
2.根據權利要求1的系統，還包括一變換器，當該系統工作在第一模式時用于變換在第一載波帶寬與第二載波帶寬之間的信號。
3.根據權利要求1的系統，其中每個移動通信設備包括一個具有一個開關和至少兩個接收機路徑的接收機，在第一操作模式該開關可選擇第一接收機路徑，在第二操作模式可選擇第二接收機路徑。
4.根據權利要求1的系統，其中第一載波帶寬為大約50KHz，第二載波帶寬為大約200KHz。
5.根據權利要求1的系統，其中的這些設備工作在第二操作模式，實際上通過衛星直接相互通信。
6.根據權利要求1的系統，其中這些設備工作在第一操作模式，經過衛星和與公共交換電話網(PSTN)相聯系的裝備互相通信。
7.根據權利要求3的系統，其中的開關根據提供給該移動通信設備的呼叫建立信息在第一接收機路徑與第二接收機路徑之間選擇。
8.一種在通信系統中交換通信信號的方法，包括步驟以第一操作模式，在第一通信設備，衛星，與該衛星相聯系的控制臺，和第二通信設備之間建立第一通信鏈路，該第一通信設備以第一載波帶寬發射信號給衛星，第二通信設備在第二載波帶寬接收信號；以第二操作模式，在第一通信設備，衛星，和第二通信設備之間建立第二通信鏈路，第一通信設備以第一載波帶寬向衛星發射信號，第二通信設備在第一載波帶寬從衛星接收信號。
9.根據權利要求8的方法，還包括步驟在與衛星相聯系的控制站，變換在第一通信鏈路中的第一載波帶寬與第二載波帶寬之間的信號。
10.根據權利要求9的方法，其中該控制站還與公共交換電話網相聯系。
11.根據權利要求8的方法，還包括步驟在第二通信設備中，以第一濾波器，對第一通信鏈路上的接收信號進行濾波；和在第二通信設備中，以第二濾波器，對第二通信鏈路上的接收信號進行濾波。
12.根據權利要求8的方法，其中第一載波帶寬為大約50KHz，第二載波帶寬為大約200KHz。
13.根據權利要求8的方法，還包括步驟在第一模式與第二模式之間進行選擇；和對這些通信設備提供呼叫建立信息，以便在第一載波帶寬上或在第二載波帶寬上接收信號。
14.一種通信設備，包括第一接收機路徑，用于以第一模式在第一載波帶寬上從衛星接收通信信號；第二接收機路徑，用于以第二模式在第二載波帶寬上從衛星接收通信信號；根據控制信息在第一模式與第二模式之間進行選擇的裝置。
15.根據權利要求14的設備，其中的控制信息是呼叫建立信息。
16.根據權利要求14的設備，其中在第二模式，該設備經過衛星實際上直接與第二通信設備通信，在第一模式，該設備經衛星和同公共交換電話網(PSTN)相聯系的裝備，與第二通信設備通信。
17.根據權利要求16的設備，其中第一載波帶寬為大約200KHz，第二載波帶寬為大約50KHz。
18.根據權利要求14的設備，還包括以第一和第二模式在第二載波帶寬上發送通信信號的傳輸路徑。
全文摘要
用在改進的衛星通信方法和系統中的一種改進的多模式電話。該電話能夠以不同的載波帶寬選擇地接收信號,使具有非對稱空中接口的衛星通信系統容易實施,在衛星上不需要速率變換的硬件或軟件,以便直接的移動－移動通信。
文檔編號H04B7/185GK1252191SQ98803912
公開日2000年5月3日 申請日期1998年2月2日 優先權日1997年2月12日
發明者P·D·卡拉比尼斯 申請人:艾利森公司