ДИНАМИЧЕСКОЕ НАЗНАЧЕНИЕ СПУТНИКОВЫХ ЛУЧЕЙ
DYNAMIC ASSIGNMENT OF SATELLITE BEAMS

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[0001] Варианты осуществления в основном относятся к системам геостационарной спутниковой связи и, в частности, к динамическому назначению наземных терминалов спутниковым неподвижным узконаправленным лучам.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0002] В системах геостационарной спутниковой связи данные могут передаваться между наземными терминалами (например, узлами спутникового доступа и пользовательскими терминалами) через спутник. Для предоставления услуг связи большому количеству наземных терминалов, распределенных по большой географической области, область обычно можно разбить на меньшие зоны покрытия. Например, географическая область может быть разбита на массив шестиугольников, и на некоторые или все шестиугольники могут излучаться соответствующие узконаправленные лучи для обслуживания наземных терминалов в этих шестиугольных участках. Хотя каждый узконаправленный луч может быть направлен для излучения на конкретную зону покрытия, зоны покрытия узконаправленных лучей могут смещаться от своих номинальных положений с течением времени из-за отклонений отражателей спутника, изменений положения спутника и/или других естественных факторов.
[0003] Поскольку зоны покрытия узконаправленного луча уменьшаются (например, для спутников с высокой пропускной способностью), такое смещение может оказать большее влияние на надежное предоставление услуг спутниковой связи. Одна из причин заключается в том, что меньшие узконаправленные лучи обычно создают с использованием более крупных апертур спутника (например, более крупных отражателей), и эти более крупные физические элементы спутника могут быть более подвержены к отклонению. Другая причина заключается в том, что при меньших зонах покрытия узконаправленного луча большее количество наземных терминалов будет иметь тенденцию находиться ближе к краю зоны покрытия (дальше от центра луча), вследствие чего смещение зоны покрытия может оказывать влияние на качество обслуживания для большего количества наземных терминалов. При некоторых традиционных подходах делается попытка обеспечить более точное наведение спутника (например, с использованием активного бортового управления ориентацией, автоматического наведения с использованием наземной помощи и т.п.). Однако такие подходы могут привести к значительному потреблению топлива и могут не учитывать отклонение отражателей и другие связанные с этим проблемы. При других традиционных подходах используют механическое управление лучом, цифровое формирование луча и/или другие методы для поддержания требуемого наведения луча. Однако такие подходы могут привести к увеличению стоимости, сложности и веса спутника.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0004] Среди прочего описаны системы и способы обеспечения динамического назначения узконаправленного луча в сети геостационарной спутниковой связи. Например, наземный узел обработки, осуществляющий связь с наземными терминалами, может проводить мониторинг местоположения зоны покрытия узконаправленного луча и может обнаруживать запускающий фактор смещения луча, указывающий на текущее смещение одной или нескольких зон покрытия. Набор наземных терминалов может быть идентифицирован (например, согласно карте назначения лучей) как обслуживаемый узконаправленными лучами, связанными со смещающимися зоной(-ами) покрытия, и как испытывающий влияние смещения на качество сигнала. Узел наземного терминала может вычислять обновление карты назначения лучей, содержащей переназначение идентифицированных наземных терминалов от обслуживающих их в текущее время узконаправленных лучей другим узконаправленным лучам. Вычисление обновленной карты назначения лучей может быть направлено на устранение по меньшей мере некоторого влияния на качество сигнала, определенного как связанное со смещением. В некоторых вариантах осуществления вычисление обновленной карты назначения лучей может учитывать выравнивание нагрузки и/или другие факторы. Сообщения могут передаваться с наземного узла обработки на идентифицированные наземные терминалы (например, через спутник и один или несколько межсетевых терминалов) с указанием наземным терминалам произвести настройки в соответствии с обновленной картой назначения лучей. Динамическое назначение лучей может быть выполнено таким образом, при котором поддерживается связь с сохранением состояния между переназначенными наземными терминалами и спутником.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
[0005] Настоящее изобретение описано вместе с прилагаемыми фигурами:
[0006] на фиг. 1 показана иллюстративная система геостационарной спутниковой связи в качестве контекста для различных вариантов осуществления;
[0007] на фиг. 2 показана иллюстративная географическая область, обслуживаемая множеством перекрывающихся зон покрытия узконаправленного луча;
[0008] на фиг. 3 показана другая иллюстративная географическая область, обслуживаемая множеством перекрывающихся зон покрытия узконаправленного луча;
[0009] на фиг. 4А-4С показана другая иллюстративная географическая область, обслуживаемая множеством перекрывающихся зон покрытия узконаправленного луча;
[0010] на фиг. 5 показана блок-схема иллюстративной системы динамического назначения лучей в сети геостационарной спутниковой связи согласно различным вариантам осуществления; и
[0011] на фиг. 6 показана блок-схема иллюстративного способа динамического назначения лучей в сети геостационарной спутниковой связи согласно различным вариантам осуществления.
[0012] На прилагаемых фигурах подобные компоненты и/или элементы могут иметь одинаковый номер ссылки. Также различные компоненты одинакового типа можно различать, добавляя к номеру ссылки дополнительный символ, который проводит различие между подобными компонентами. Если в описании использован только основной номер ссылки, описание применимо к любому из подобных компонентов, имеющих одинаковый основной номер ссылки, независимо от дополнительного номера ссылки.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0013] В описании ниже изложено множество конкретных подробностей для исчерпывающего понимания настоящего изобретения. Однако специалисту в данной области техники будет понятно, что настоящее изобретение можно применять на практике без этих конкретных подробностей. В некоторых примерах схемы, конструкции и технологии не показаны подробно в целях большей ясности сути настоящего изобретения.
[0014] На фиг. 1 показана иллюстративная система 100 геостационарной спутниковой связи в качестве контекста для различных вариантов осуществления. Как показано, геостационарный спутник 105 находится на связи с рядом наземных терминалов 110. Наземные терминалы 110 могут включать пользовательские терминалы и межсетевые терминалы. В некоторых вариантах осуществления наземные терминалы 110 являются стационарными. В некоторых вариантах осуществления спутник 105 представляет собой спутник с прямой ретрансляцией. В некоторых вариантах осуществления спутник 105 и наземные терминалы 110 могут реализовывать архитектуру связи звездообразной сети, посредством которой пользовательские терминалы осуществляют связь друг с другом и с другими сетями связи через межсетевые терминалы. Например, прямая связь осуществляется от межсетевых терминалов к пользовательским терминалам через спутник 105, и обратная связь идет от пользовательских терминалов к межсетевым терминалам через спутник 105; и пользовательские терминалы не осуществляют связь напрямую с другими пользовательскими терминалами через спутник 105. В других вариантах осуществления система 100 спутниковой связи может иметь архитектуру в виде многосвязанной сети, одноранговой сети или любую другую подходящую архитектуру.
[0015] Спутник 105 может осуществлять связь с наземными терминалами 110, покрывая зоны 120 покрытия узконаправленными лучами 130. Например, чтобы предоставлять услуги связи большому количеству наземных терминалов 110, распределенных по большой географической области, географическая область обычно может быть разделена на меньшие зоны 120 покрытия, и эти зоны 120 покрытия могут обслуживаться узконаправленными лучами 130. Узконаправленный луч 130 представляет собой спутниковый луч, сфокусированный на ограниченном географическом регионе Земли. Спутниковые сигналы могут использоваться для создания узконаправленных лучей 130, и наземные терминалы 110, расположенные в географическом регионе, на который излучается узконаправленный луч 130, могут осуществлять связь со спутником 105 посредством этих сигналов. В контексте настоящего документа зона 120 покрытия для конкретного узконаправленного луча 130 в целом относится к ограниченному географическому региону Земли, в котором наземный терминал может быть обеспечен по меньшей мере заданным минимальным уровнем качества сигнала посредством узконаправленного луча 130. Например, зона 120 покрытия для узконаправленного луча 130 может быть определена на основании 3 дБ (или другого подходящего значения) сечения диаграммы направленности антенны узконаправленного луча 130 так, что ожидается, что наземные терминалы в пределах этой зоны 120 покрытия будут видеть уровень сигнала, который находится в пределах 3 дБ максимального уровня сигнала узконаправленного луча 130. В качестве другого примера зона 120 покрытия для узконаправленного луча 130 может быть определена на основании отношения сигнала несущей к сигналу помехи (С/I), которое является величиной, заданной ниже максимума в зоне 120 покрытия (например, максимального С/I в центре узконаправленного луча 130).
[0016] Наземные терминалы 110 могут содержать оборудование, которое обеспечивает связь со спутником 140 через различные узконаправленные лучи 130 и может быть расположено в зоне 120 покрытия по меньшей мере одного узконаправленного луча 130. Каждому наземному терминалу 110 может быть назначен конкретный узконаправленный луч 130, и каждый наземный терминал может содержать оборудование (например, антенну, приемопередатчик и т.д.), которое может быть приспособлено для осуществления связи через этот назначенный узконаправленный луч 130. В ответ на сообщение о переназначении оборудование каждого наземного терминала 150 также может быть автоматически перенастроено для осуществления связи с вновь назначенным узконаправленным лучом 130, который может иметь другие характеристики луча (например, несущую частоту, поляризацию и т.д.), чем ранее назначенный узконаправленный луч 130. Настройка и перенастройка оборудования наземного терминала 110 может включать обновление одной или нескольких настроек связи оборудования для передачи и приема модулированных данных через назначенный узконаправленный луч 130. Настройки связи могут представлять собой, например, одно или несколько из следующего: конкретную несущую частоту, конкретное направление поляризации, конкретную пакет-дисковую информацию (например, реализованную в виде преамбулы, постамбулы, мидамбулы или любым другим подходящим образом), конкретные схемы модуляции и/или кодирования и т.д. Как правило, спутник 105 может излучать сигнал на широкий географический регион Земли, используя большое количество узконаправленных лучей 130, и спутник 105 может поддерживать постоянное положение (например, орбитальную позицию) относительно Земли, придерживаясь геостационарной орбиты. Даже при том, что положение спутника 105 может тщательно поддерживаться, ошибки наведения узконаправленного луча 130 могут быть результатом даже небольших изменений таких факторов, как положение спутника, отклонение отражателя, температурные градиенты, включение двигателя и другие маневры спутника.
[0017] Для создания более узких узконаправленных лучей 130, излучающих на меньшие соответствующие зоны 120 покрытия, могут использоваться спутниковые антенны с более высокой направленностью и большими апертурами. Более узкие узконаправленные лучи 130 могут обеспечивать более высокое усиление на узконаправленный луч 130, что может создавать лучшее отношение сигнал/шум (SNR) на пользовательских терминалах и может обеспечивать более высокие скорости передачи данных между спутником 105 и наземными терминалами 110. Кроме того, более узкие узконаправленные лучи 130 могут обеспечивать большее повторное использование частот, что может обеспечивать еще большее увеличение пропускной способности данных системы 100 спутниковой связи. Однако зоны 120 покрытия узконаправленных лучей 130 могут с течением времени смещаться от своего номинального местоположения, и смещение может оказывать большее влияние на обслуживание в контексте более узких узконаправленных лучей 130.
[0018] Например, как показано, спутник 105 может содержать различные физические элементы, используемые для создания узконаправленных лучей 130, такие как структуры 140 подачи сигналов и отражающие структуры 150. Перемещение спутника 105 и/или этих элементов в пределах даже нескольких тысячных градуса (например, из-за отклонений отражателей 150, изменения положения спутника 105 и т.д.) может вызвать заметное смещение в географической области, покрываемой узконаправленными лучами 130. Один отражатель 150 спутника часто используется для создания большого количества узконаправленных лучей 130, вследствие чего небольшое смещение этого одного отражателя 150 может вызвать одновременное смещение многих зон 120 покрытия. Кроме того, спутники 105, имеющие несколько отражателей 150, могут испытывать различное отклонение для каждого отражателя 150, в результате чего даже смежные зоны 120 покрытия на земле потенциально могут смещаться в разных направлениях и/или в разной степени. Более узкие узконаправленные лучи 130 обычно создают с помощью применения более крупных отражателей 150, и более крупные отражатели 150 имеют тенденцию быть более склонными к отклонению. Кроме того, при меньших зонах 120 покрытия узконаправленного луча больше наземных терминалов 110 будут иметь тенденцию находиться ближе к краям зон 120 покрытия (дальше от центра узконаправленного луча 130), вследствие чего смещение зоны 120 покрытия может с большей вероятностью ухудшать обслуживание для большего количества наземных терминалов 110.
[0019] При некоторых традиционных подходах пытаются обеспечить более точное наведение спутника 105. Однако такие подходы могут иметь тенденцию расходовать значительные объемы топлива и могут не учитывать отклонение отражателей 150 и т.п. При других традиционных подходах используют механическое управление лучом, цифровое формирование луча и/или другие методы для поддержания требуемого наведения узконаправленного луча 130. Однако такие подходы могут привести к увеличению стоимости, сложности и веса спутника 105.
[0020] Варианты осуществления, описанные в данном документе, включают новый подход к поддержанию качества обслуживания наземных терминалов в контексте смещения зоны 120 покрытия путем обнаружения ухудшения качества сигнала, возникающего в результате такого смещения, и динамического переназначения наземных терминалов узконаправленным лучам 130 таким образом, который противодействует этому ухудшению. Система 100 геостационарной спутниковой связи может содержать один или несколько наземных узлов обработки (не показаны на фиг. 1). В некоторых вариантах осуществления наземные узел (узлы) обработки могут находиться в наземной сети на связи с некоторыми из наземных терминалов 110 (например, межсетевыми терминалами), например быть совмещенными или интегрированными в один или несколько базовых узлов сети, сетевых операционных центров (NOC) и др. В некоторых вариантах осуществления наземные узел (узлы) обработки могут быть совмещены или интегрированы в один или несколько межсетевых терминалов. Как более подробно описано ниже, наземные узел (узлы) обработки могут использовать данные измерения канала связи, которые указывают на качество сигнала (например, уровень сигнала, отношение сигнал/шум, отношение сигнала несущей к сигналу помехи, отношение сигнала несущей к сигналу помехи с учетом шума, данные о пакетных ошибках и/или потерях и т.д.) в местоположениях в пределах зон 120 покрытия, на которые излучаются узконаправленные лучи 130, чтобы обнаруживать запускающий фактор смещения луча, указывающий на текущее смещение одной или нескольких зон 120 покрытия одного или нескольких узконаправленных лучей 130. В контексте настоящего документа данные измерения канала связи обычно относятся к совокупности измеренных данных одного или нескольких сигналов, передаваемых через узконаправленные лучи между спутником и наземными терминалами, которые указывают на качество сигнала в местоположениях этих наземных терминалов. Набор наземных терминалов может быть идентифицирован как назначенный в текущее время смещающемуся узконаправленному лучу (лучам) и испытывающий ухудшение качества сигнала в результате текущего смещения. В ответ на запускающий фактор смещения луча наземные узел (узлы) обработки могут вычислять обновленную карту назначения лучей, которая по меньшей мере частично компенсирует ухудшение качества сигнала, переназначая каждый из наземных терминалов набора от их соответствующих назначенных в текущее время узконаправленных лучей 130 другим узконаправленным лучам 130. В вариантах осуществления, в которых наземные терминалы содержат пользовательские терминалы, сообщения о переназначении могут передаваться через спутник 105 (например, от наземного узла (узлов) обработки через межсетевые терминалы) на испытывающие ухудшение качества сигнала пользовательские терминалы, с указанием на обновленные назначения узконаправленного луча 130 в соответствии с вычисленной картой назначения лучей. Пользовательские терминалы могут обновлять свои настройки связи (например, несущую частоту, направление поляризации, временные интервалы связи, схему модуляции и/или кодирования, идентификатор луча и/или другие настройки) своего оборудования для осуществления связи с помощью вновь назначенного узконаправленного луча 130 в соответствии с обновленной картой назначения лучей. В вариантах осуществления, в которых наземные терминалы содержат межсетевые терминалы, сообщения о переназначении могут передаваться на испытывающие ухудшение качества сигнала межсетевые терминалы через наземную сеть и/или через спутник 105. Затем испытывающие ухудшение качества сигнала межсетевые терминалы могут обновлять настройки связи своего оборудования, чтобы осуществить связь с помощью вновь назначенного узконаправленного луча 130. Как описано в настоящем документе, в вариантах осуществления может выполняться переназначение луча таким образом, чтобы поддерживать связь с сохранением состояния между переназначенными наземными терминалами и спутником. Например, традиционное назначение луча может включать назначение нового адреса интернет-протокола (IP), разрыв и восстановление соединений сокетов т.д. Как описано в данном документе, переназначение луча может быть реализовано таким образом, что текущие сеансы связи через Интернет, потоковая передача мультимедиа и/или другие сетевые транзакции не прерываются (например, с использованием протоколов, таких как мобильный IP, прокси-серверов и аналогичных технологий).
[0021] На фиг. 2 показана иллюстративная географическая область 200, обслуживаемая множеством перекрывающихся зон покрытия узконаправленного луча. Для ясности показаны только три зоны покрытия и два наземных терминала 110. В последующем обсуждении два наземных терминала 110, показанные на фиг. 2, представляют собой пользовательские терминалы. Сплошные линии используются, чтобы показать начальные местоположения 210 зон покрытия в первый момент времени, а пунктирные линии используются, чтобы показать смещенные местоположения 220 зон покрытия во второй момент времени. Например, отклонение отражателя спутника, используемого для создания узконаправленных лучей, связанных с зонами покрытия, приводит к смещению первой зоны покрытия первого узконаправленного луча из его начального местоположения 210а в соответствующее смещенное местоположение 220а. Направление и величина смещения показаны стрелкой 215.
[0022] Как показано, в первый момент времени первый пользовательский терминал 110а располагается непосредственно за пределами начального местоположения 210а первой зоны покрытия первого узконаправленного луча и в пределах начального местоположения 210b второй зоны покрытия второго узконаправленного луча. Соответственно, первый пользовательский терминал 110а в текущее время может быть назначен второму узконаправленному лучу, который излучается в начальное местоположение 210b второй зоны покрытия. Через некоторое время первая зона покрытия первого узконаправленного луча смещается в свое смещенное местоположение 220а, и вторая зона покрытия второго узконаправленного луча смещается в свое смещенное местоположение 220b. После смещения первый пользовательский терминал 110а располагается непосредственно вне второй смещенной зоны 220b покрытия и в пределах первой смещенной зоны 220а покрытия. Соответственно, первый пользовательский терминал 110а может испытывать ухудшенное обслуживание по второму узконаправленному лучу, которому он назначен в текущее время. В вариантах осуществления может обнаруживаться смещение (например, и/или ухудшение качества обслуживания), может определяться, что переназначение первого пользовательского терминала 110а первому узконаправленному лучу, который излучается на первую смещенную зону 220а покрытия, обеспечит улучшенное обслуживание пользовательского терминала 110а, и может подаваться команда первому пользовательскому терминалу 110а отрегулировать его настройки связи так, чтобы начинать связь по первому узконаправленному лучу, которому он был переназначен.
[0023] На фиг. 3 показана другая иллюстративная географическая область 300, обслуживаемая множеством перекрывающихся зон покрытия узконаправленного луча. Как описано выше, спутник может содержать один или несколько отражателей. Можно предположить, что на фиг. 2 на все показанные зоны покрытия излучаются узконаправленные лучи, созданные с применением одного и того же отражателя, и смещение показано как относительно совместное смещение разных зон покрытия. На фиг. 3 на каждую из показанных зон покрытия излучается узконаправленный луч, созданный с применением разных отражателей (то есть спутник содержит по меньшей мере три отражателя). Отклонение каждого отражателя вызывает смещение связанных с ним зон покрытия узконаправленного луча, и соответствующее смещение каждой зоны покрытия может быть независимым от смещения других зон покрытия и отличаться от него, как указано стрелками 215. Например, в некоторых вариантах осуществления могут использоваться разные отражатели для создания смежных узконаправленных лучей с разным направлением поляризации, цветом и т.д., которые могут обеспечивать ослабление помех. По существу, смежные зоны покрытия могут смещаться по-разному. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления каждый отражатель спутника с несколькими отражателями может излучать большую группу узконаправленных лучей, распространяемых по большой географической области, и зоны покрытия каждой группы узконаправленных лучей могут смещаться согласованно среди узконаправленных лучей внутри группы, даже если и по-другому в сравнении со смещением других зон покрытия других групп узконаправленных лучей. В таких случаях определенные традиционные подходы могут быть неэффективными. Например, регулирование азимута и/или угла места спутника может помочь скорректировать смещение в некоторых зонах покрытия, при этом усугубив смещение в других зонах покрытия. В некоторых вариантах осуществления, описанных в данном документе, могут решаться проблемы и/или использоваться эти и другие признаки создания узконаправленного луча, например, путем вычисления назначений лучей глобально для большого количества узконаправленных лучей.
[0024] Как описано выше, в вариантах осуществления обнаруживается запускающий фактор смещения луча, который указывает на текущее смещение одной или нескольких зон покрытия узконаправленного луча. В некоторых вариантах осуществления может измеряться смещение на основе данных измерения канала связи в местоположениях поднабора наземных терминалов и может прогнозироваться в соответствии со смещением, какие дополнительные наземные терминалы наиболее вероятно испытывают ухудшение качества сигнала из-за смещения. В других вариантах осуществления может измеряться смещение на основе данных измерения канала связи в местоположениях каждого из наземных терминалов набора и непосредственно идентифицироваться, какие пользовательские терминалы в этом наборе испытывают ухудшение качества сигнала. Способ, которым качество сигнала измеряется в местоположениях наземных терминалов, может варьироваться от одного варианта осуществления к другому варианту осуществления. Например, согласно одному варианту осуществления наземные терминалы могут принимать сообщения нисходящего канала связи (например, сообщения управления) со спутника и могут отслеживать мощность этих сообщений и/или другую информацию, содержащуюся в этих сообщениях, для мониторинга качества сигналов с течением времени. Наземные терминалы могут передавать информацию, указывающую на их качество сигнала, обратно на один или несколько наземных узлов обработки (например, через спутник), и информация может быть собрана для генерации данных измерения канала связи, используемых для мониторинга смещения. Согласно другому примеру спутник может излучать узкие узконаправленные лучи и один или несколько широких лучей. Наземные терминалы могут измерять уровень сигнала сигналов нисходящего канала связи, принимаемых по узконаправленным лучам, в сравнении с уровнем сигнала сигналов нисходящего канала связи, принимаемых по широким лучам, для мониторинга качества их сигналов от узконаправленных лучей.
[0025] На фиг. 4А-4С показана другая иллюстративная географическая область 400, обслуживаемая множеством перекрывающихся зон покрытия узконаправленного луча. В последующем обсуждении наземные терминалы 410, показанные на фиг. 4А-4С, представляют собой пользовательские терминалы. Показана группа пользовательских терминалов 410, расположенных в начальном местоположении 210а первой зоны покрытия назначенного первого узконаправленного луча. Для ясности показаны только пользовательские терминалы 410, первоначально назначенные первому узконаправленному лучу. Пользовательские терминалы 410, показанные в виде черных кружков, обозначают пользовательские терминалы 410, расположенные существенно в пределах зоны покрытия и имеющие хорошее качество обслуживания. Пользовательские терминалы 410, показанные в виде кружков, заполненных узором, обозначают пользовательские терминалы 410, расположенные на краю зоны покрытия и имеющие качество сигнала, которое в текущее время хорошее, но восприимчиво к ухудшению вследствие смещения луча. Пользовательские терминалы 410, показанные в виде белых кружков (на фиг. 4В), обозначают пользовательские терминалы 410, расположенные за пределами зоны покрытия своих назначенных зон 210 покрытия и имеющие в текущее время неприемлемое качество сигнала.
[0026] Как показано на фиг. 4А, в начальный момент времени две смежные зоны покрытия находятся в своих начальных местоположениях (210а, 210b); пользовательский терминал 410 с находится существенно в пределах первой зоны покрытия; и пользовательские терминалы 410а и 410b находятся на краю первой зоны покрытия. Как показано на фиг. 4В, во второй момент времени две смежные зоны покрытия сместились в соответствующие смещенные местоположения 220а и 220b. Теперь пользовательский терминал 410b находится существенно в пределах первой зоны покрытия; пользовательский терминал 410 с находится на краю первой зоны покрытия; и пользовательский терминал 410а (а также другие пользовательские терминалы, такие как 410d, 410е и 410f) полностью находятся за пределами первой зоны покрытия. Как показано на фиг. 4С, в ответ на смещение зон покрытия, в третий момент времени испытывающие ухудшение качества сигнала пользовательские терминалы 410 могут быть переназначены второму узконаправленному лучу, связанному со второй зоной покрытия. Для ясности показаны только некоторые испытывающие ухудшение качества сигнала пользовательские терминалы (410а, 410d, 410е и 410f), чтобы проиллюстрировать переназначение этих пользовательских терминалов 410 второй зоне покрытия второго узконаправленного луча. Теперь пользовательский терминал 410а находится существенно в пределах второй зоны покрытия, которой он был переназначен; и пользовательские терминалы 410d, 410е и 410f находятся на краю второй зоны покрытия, которой они были переназначены.
[0027] При таких подходах для обнаружения смещения луча может участвовать качество сигнала в местоположениях некоторых или всех наземных терминалов. В некоторых вариантах осуществления текущая карта назначения лучей может использоваться для идентификации выборочного поднабора наземных терминалов в одной или нескольких зонах покрытия, которые статистически могут предоставить достаточные данные измерения канала связи для указания смещения луча. В других вариантах осуществления наземные терминалы могут быть выбраны для участия на основе данных геолокации для наземных терминалов относительно местоположений зон покрытия. Например, для определения географического местоположения наземных терминалов могут использоваться данные глобальной навигационной системы (GPS), информация об учетной записи (например, данные почтового индекса, данные базы данных адресов и т.д.) и/или любые другие подходящие данные. Некоторые наземные терминалы затем могут быть выбраны, например, как расположенные на определенном расстоянии от края зоны покрытия, на основе определенного расстояния от центра зоны покрытия и т.д.
[0028] На фиг. 5 показана блок-схема иллюстративной системы 500 динамического назначения лучей в сети геостационарной спутниковой связи согласно различным вариантам осуществления. Множество межсетевых терминалов 560 могут осуществлять связь с множеством пользовательских терминалов 570 через спутник 105. Например, пользовательские терминалы 570 расположены в зонах покрытия пользовательских терминалов, на которые излучаются узконаправленные лучи спутника 105, и каждому пользовательскому терминалу 570 может быть назначен в любое конкретное время для связи со спутником 105 один конкретный из узконаправленных лучей. В некоторых вариантах осуществления спутник 105 представляет собой геостационарный спутник 105 и узконаправленные лучи представляют собой неподвижные узконаправленные лучи. В контексте настоящего документа неподвижный узконаправленный луч имеет зону покрытия, которая освещает номинально неподвижное географическое местоположение, так что любое изменение неподвижного географического местоположения вызывается смещением луча. Например, любое такое изменение неподвижного географического местоположения зоны покрытия неподвижного узконаправленного луча не связано с перенастройкой спутника, сигналов и/или отражателя (например, направление неподвижного узконаправленного луча не изменяется механически или цифровым способом). Межсетевые терминалы 560 осуществляют связь с одним или несколькими наземными узлами обработки через наземную сеть 550. Например, наземная сеть 550 может быть любой подходящей сетью, такой как сеть, которая содержит инфраструктуру магистральной сети Интернет.
[0029] По меньшей мере один из наземных узлов обработки может содержать показанную структуру 540 наземного узла обработки. В вариантах осуществления структура 540 наземного узла обработки может содержать хранилище 505 данных, в котором хранится карта 525 назначения лучей. Хранилище 505 данных может быть реализовано как одно или несколько физических запоминающих устройств, расположенных внутри или в связи с другими компонентами структуры 540 наземного узла обработки. Карта 525 назначения лучей может указывать назначение луча для каждого (например, некоторых или всех) пользовательского терминала 570 и межсетевого терминала 560. На карте 525 назначения лучей пользовательские терминалы 570 и межсетевые терминалы 560 могут быть идентифицированы любым подходящим образом и могут включать любую подходящую информацию о пользовательских терминалах 570 и межсетевых терминалах 560 соответственно. Например, пользовательские терминалы 570 и межсетевые терминалы 560 могут быть связаны с уникальными идентификаторами (например, серийным номером, индексным номером, адресом управления доступом к среде (MAC) и т.д.), информацией о местоположении (например, координатами глобальной навигационной системы (GPS), почтовым адресом и т.д.) и т.д. Карта 525 назначения лучей также может содержать любую подходящую информацию, относящуюся к назначению лучей для пользовательских терминалов 570 и межсетевых терминалов. Например, карта 525 назначения лучей может содержать информацию о текущем назначении луча (например, идентификатор луча для назначенного в текущее время луча, группу лучей, связанную с назначенным в текущее время лучом, и т.д.), настройки связи (например, текущую несущую частоту, направление поляризации, схему модуляции и кодирования, информацию о протоколе и т.д.), информацию для помощи в определениях переназначения (например, смежные лучи для назначенного в текущее время луча, время, прошедшее с момента последнего переназначения для этого пользовательского терминала 570 или межсетевого терминала 560 и т.д.) и т.д. В некоторых вариантах осуществления хранилища 505 данных (например, карта 525 назначения лучей и/или другая сохраненная информация) могут содержать дополнительную информацию, относящуюся к динамическим назначениям лучей. Например, в вариантах осуществления может храниться информация, относящаяся к пороговым значениям (например, программируемое измерение минимального уровня сигнала, которое инициирует переназначение луча и т.д.), данные о положении луча (например, текущая карта зон покрытия), информация о нагрузке лучей (например, текущая доступная пропускная способность лучей, текущая и/или прогнозируемая потребность в ресурсах луча и т.д.), информация о группировке и/или зависимости лучей (например, сопоставления отражателей спутника 105 и лучей, которые излучаются этими отражателями, лучи, сгруппированные по типу или категории пользовательского терминала 110, лучи, сгруппированные по схеме модуляции и кодирования, лучи, сгруппированные по географическому региону и т.д.) и т.д.
[0030] В вариантах осуществления структура 540 наземного узла обработки может содержать структуру 530 отслеживания луча, структуру 520 назначения терминала и структуру 510 интерфейса связи. Структура 510 интерфейса связи может содержать ввод сетевых данных и вывод сетевых данных, которые могут быть с возможностью обмена данными соединены со спутником 105 через наземную сеть 550 и межсетевые терминалы 560. Например, структура 510 интерфейса связи может содержать любое подходящее аппаратное и/или программное обеспечение для обеспечения интерфейса между наземной сетью 550 и другими компонентами структуры 540 наземного узла обработки. Структура 530 отслеживания луча может содержать ввод данных измерения канала связи, который может быть соединен со структурой 510 интерфейса связи для приема данных измерения канала связи, описанных в данном документе. Структура 530 отслеживания луча также может содержать вывод запускающего сигнала, который содержит (например, указывает) запускающий фактор 535 смещения луча, когда ввод данных измерения канала связи указывает на текущее смещение зоны покрытия, на которую излучается по меньшей мере один из узконаправленных лучей спутника 105.
[0031] Варианты осуществления включают различные методы для определения того, когда данные измерения канала связи, принятые посредством ввода данных измерения канала связи, указывают текущее смещение области покрытия, на которую излучается по меньшей мере один из узконаправленных лучей спутника 105. В некоторых вариантах осуществления определяется смещение одной зоны покрытия луча, групп зон покрытия луча, всех зон покрытия луча, связанных с конкретным отражателем, всех зон покрытия луча, связанных со спутником 105, и т.д. Например, отдельные запускающие факторы 535 смещения луча могут быть сгенерированы в связи с разными отражателями, где несколько отражателей на спутнике 105 могут испытывать независимое отклонение и/или иным образом по-разному могут вызывать смещение разных групп зон покрытия.
[0032] В некоторых вариантах осуществления вывод запускающего сигнала генерирует запускающий фактор 535 смещения луча, когда разность между первым местоположением зоны покрытия, вычисленным в соответствии с вводом данных измерения канала связи в первый момент времени, и вторым местоположением зоны покрытия, вычисленным согласно вводу данных измерения канала связи во второй момент времени, указывает по меньшей мере пороговую величину смещения (например, пороговое расстояние смещения, пороговое процентное изменение положения в течение определенного периода времени, пороговое количество выборок, указывающих положение вне номинального и т.д.) между первым местоположением и вторым местоположением. В некоторых вариантах осуществления структура 530 отслеживания луча выводит запускающий фактор 535 смещения луча только тогда, когда также удовлетворяются и другие критерии. Например, в вариантах осуществления структура 530 отслеживания луча может отслеживать профили смещения диаграммы направленности, такие как периодические флуктуации, и может принимать решение не генерировать запускающий фактор 535 смещения луча, когда обнаруживаются такие профили смещения диаграммы.
[0033] В одном варианте осуществления показатели качества сигнала передаются некоторыми или всеми пользовательскими терминалами 570, назначенными в текущее время конкретному лучу, и структура 530 отслеживания луча принимает эти данные в качестве данных 515 измерения канала связи. Например, данные 515 измерения канала связи могут содержать набор точек данных, каждая из которых имеет связанное местоположение, которое указывает местоположение (например, двумерное или трехмерное местоположение в координатах карты или любых других подходящих координатах) пользовательского терминала 570, из которого были получены эти данные, и имеет связанное с ним значение качества сигнала, которое указывает текущее качество сигнала для этого пользовательского терминала 570 (например, измеренное как мгновенное значение, как статистическое среднее по временному окну или любым другим подходящим образом). В других вариантах осуществления данные 515 измерения канала связи также могут быть приняты или альтернативно получены в соответствии с измерениями, выполненными на некоторых или на всех межсетевых терминалах 560, на одном или нескольких наземных контроллерах и/или любым другим подходящим образом. Кроме того, измерения, используемые для данных 515 измерения канала связи, могут включать измерения качества сигнала восходящего канала связи и/или нисходящего канала связи, измерения качества сигнала прямого канала связи и/или обратного канала связи и/или любые другие подходящие измерения.
[0034] Структура 530 отслеживания луча может использовать данные 515 измерения канала связи для оценки текущей зоны покрытия для этого луча, например, путем аппроксимации овалом или другой подходящей формой тех точек из набора точек данных, которые соответствуют наземным терминалам (например, пользовательским терминалам 570 и/или межсетевым терминалам 560), которые обеспечиваются по меньшей мере некоторой пороговой величиной качества сигнала. Оцененная текущая зона покрытия может сравниваться с сохраненной номинальной зоной покрытия для этого узконаправленного луча (например, чтобы определять текущее смещение от номинального), сравниваться с последней зарегистрированной зоной покрытия для этого узконаправленного луча (например, чтобы определять изменение со времени последнего измерения), сравниваться с последним рядом зарегистрированных зон покрытия для этого узконаправленного луча (например, для определения тенденции смещения) и т.д. Вместо оценки текущей зоны покрытия путем аппроксимации формы в некоторых вариантах осуществления могут отслеживаться дифференциальные изменения во множествах наземных терминалов для обнаружения запуска профилей смещения. Например, если конкретный пользовательский терминал 570 (например, или группа пользовательских терминалов 570), расположенный вблизи восточной границы зоны покрытия, начинает испытывать ухудшение качества сигнала, а другой конкретный пользовательский терминал 570 (например, или группа пользовательских терминалов 110), расположенный в непосредственной близости от западной границы той же зоны покрытия, одновременно начинает испытывать улучшенное качество сигнала, структура 530 отслеживания луча может определить это как указание на то, что зона покрытия (и связанный узконаправленный луч) смещается к западу. В другом варианте осуществления структура 530 отслеживания луча может использовать данные 515 измерения канала связи из множества зон покрытия, чтобы разрабатывать географически более широкую основу для оценки смещения луча. Например, изменения качества сигнала в статистической выборке местоположений пользовательского терминала 570 и/или местоположений межсетевого терминала 560, распределенных по всей зоне покрытия спутника 105, могут проявлять определенные закономерности, которые указывают на отклонение одного или нескольких отражателей, изменения общего положения спутника 105 (например, азимута и/или угла места и т.д.) и/или другие изменения, которые могут использоваться структурой 530 отслеживания луча для оценки смещения луча.
[0035] В вариантах осуществления структура 520 назначения терминала может содержать ввод запускающего сигнала, соединенный с выводом запускающего фактора луча. Структура 520 назначения терминала также может содержать вывод сигнала назначения, который содержит сообщения об изменении назначения лучей, которые указывают на переназначение луча каждого из наземных терминалов идентифицированного набора от соответствующего назначенного в текущее время узконаправленного луча соответствующему переназначенному узконаправленному лучу. Сообщения об изменении назначения лучей могут указывать на одно или несколько обновлений карты 525 назначения лучей, вычисленных (например, в ответ на обнаружение запускающего фактора 535 смещения луча в выводе запускающего сигнала), чтобы по меньшей мере частично противодействовать ухудшению качества сигнала идентифицированного набора наземных терминалов в результате текущего смещения. Например, переназначение может быть определено для обеспечения улучшенного уровня сигнала, отношения сигнал/шум, отношения сигнала несущей к сигналу помехи, отношения сигнала несущей к сигналу помехи с учетом шума, данных о пакетных ошибках и/или потерях, спектральной эффективности, более высокого числа битов на герц и/или любого другого подходящего критерия для улучшения качества сигнала. Структура 520 назначения терминала может идентифицировать набор наземных терминалов для переназначения различными способами. Идентификация может быть основана на наборе наземных терминалов, определенном структурой 530 отслеживания луча в соответствии с данными 515 измерения канала связи, которые в текущее время испытывают ухудшение качества сигнала по меньшей мере на уровне пороговой величины («текущий набор наземных терминалов, испытывающих ухудшение качества сигнала»). Например, данные 515 измерения канала связи могут быть получены от всех наземных терминалов, так что текущий уровень качества сигнала для каждого наземного терминала может быть измерен непосредственно или иным образом непосредственно определен. Альтернативно данные 515 о положении луча могут приниматься только от назначенного поднабора наземных терминалов (например, заданной статистической выборки или т.п.), и текущее качество сигнала других наземных терминалов может оцениваться в соответствии с их близостью (и/или любым другим подходящим сходством) с терминалами из обозначенного поднабора.
[0036] В некоторых вариантах осуществления весь текущий набор наземных терминалов, испытывающих ухудшение качества сигнала, идентифицируется как претендующие на переназначение наземные терминалы 110. Например, для каждого из претендующих на переназначение наземных терминалов структура 520 назначения терминала может идентифицировать один или несколько претендующих на переназначение лучей (отличающихся от назначенного в текущее время луча этого наземного терминала) и может вычислять прогнозируемое изменение качества сигнала, если претендующий на переназначение наземный терминал был бы переназначен лучу, претендующему на переназначение. Каждый претендующий на переназначение наземный терминал может быть переназначен, если прогнозируется, что один из претендующих на переназначение лучей обеспечит улучшенное качество сигнала (например, или только если предсказано, что он обеспечит по меньшей мере заданный пороговый уровень улучшения качества сигнала). Если структура 520 назначения терминала определяет, что улучшение обслуживания будет обеспечивать множество претендующих на переназначение лучей, один из них может быть выбран любым подходящим образом. Например, для переназначения может быть выбран тот, который обеспечивает максимальное улучшение; луч может быть выбран на основе тенденции смещения луча (например, если определено, что лучи смещаются в восточном направлении, претендующий на переназначение луч к востоку от назначенного в текущее время луча может быть более весомым для выбора); луч может быть выбран в соответствии с группировкой лучей (например, набор географически близких или иным образом схожих наземных терминалов может быть проанализирован как группа, чтобы определить, какой претендующий на переназначение луч может обеспечить максимальное улучшение качества сигнала для всего набора); луч может быть выбран в соответствии с текущей нагрузкой лучей (например, предпочтение может быть отдано претендующим на переназначение лучам, которые в текущее время имеют большую неиспользуемую пропускную способность) и т.д.
[0037] В других вариантах осуществления только часть текущего набора наземных терминалов, испытывающих ухудшение качества сигнала, идентифицируется как претендующие на переназначение наземные терминалы. Например, весь текущий набор наземных терминалов, испытывающих ухудшение качества сигнала, может первоначально быть идентифицирован как претендующие на переназначение наземные терминалы, и этот начальный идентифицированный набор может быть разобран на основе одного или нескольких факторов; или начальная идентификация претендующих на переназначение наземных терминалов может учитывать один или несколько факторов. В качестве одного из таких факторов для конкретного претендующего на переназначение наземного терминала может быть определено, что переназначение новому лучу не обеспечит достаточного, или даже какого-либо, улучшения качества сигнала. В таком случае в некоторых вариантах осуществления наземный терминал все равно может быть переназначен новому лучу (например, для простоты алгоритма, для сохранения группировки луча с наземным терминалом и другими наземными терминалами, которые могут быть переназначены, или по любой другой подходящей причине), в то время как в других вариантах осуществления может быть принято решение не переназначать наземный терминал. В качестве еще одного такого фактора можно применять коэффициент липкости, чтобы ограничивать частоту повторного переназначения конкретного наземного терминала. Например, после переназначения наземного терминала может быть запущен таймер, и любое последующее переназначение этого наземного терминала может предотвращаться до тех пор, пока не истечет заданное количество времени (например, или, в некоторых случаях, если для этого наземного терминала определен более высокий пороговый уровень ухудшения обслуживания, чем типичный порог, используемый для переназначения). В качестве еще одного такого фактора некоторые наземные терминалы (например, более старые терминалы) могут иметь возможность установления связи только с фиксированным направлением поляризации, вследствие чего могут не разрешаться переназначения определенных типов (например, лучу, работающему в другой поляризации). В качестве другого фактора в вычислениях по переназначению могут учитываться схемы связи более высокого уровня системы спутниковой связи. Например, переназначение наземных терминалов может повлиять на схемы переключения лучей, протоколы множественного доступа с временным разделением каналов и коммутацией на спутнике (SS-TDMA) и т.п.; и структура 520 назначения терминала может учитывать такие схемы при вычислении переназначений. В качестве другого фактора в переназначениях может учитываться текущее использование ресурсов луча наземными терминалами. Например, переназначение может учитывать, находится ли пользовательский терминал 110 посреди потоковой передачи мультимедиа, взаимодействует ли он с содержимым с адаптивным битрейтом, использует ли протоколы приложений реального времени (например, протокол передачи голоса по интернет-протоколу (VoIP), онлайн-игры и т.д.) и т.д. И еще один фактор, переназначение может учитывать аспекты управления питанием. Например, вычисления по переназначению могут быть ориентированы на улучшение спектральной эффективности путем максимизации количества битов на герц таким образом, чтобы оптимизировать уровни мощности на лучах (например, поддержание управления мощностью на желаемом не максимальном уровне).
[0038] В некоторых вариантах осуществления претендующие на переназначение наземные терминалы идентифицируются в соответствии текущим набором наземных терминалов 110, испытывающих ухудшение качества сигнала, но могут включать некоторые, все или даже дополнительные наземные терминалы. Например, текущий набор наземных терминалов, испытывающих ухудшение качества сигнала, может использоваться для генерации запускающего фактора 535 смещения луча, который может запускать вычисления по переназначению лучей, выполняемые структурой 520 назначения луча. Вычисления могут включать различные типы оптимизаций, направленных на максимизацию и/или минимизацию конкретных характеристик сети на любом подходящем уровне (например, по всему спутнику 105, по всей системе связи, которая содержит спутник 105, по одному или нескольким конкретным лучам, по одной или нескольким группам наземных терминалов и т.д.). Например, оптимизационное вычисление может быть направлено на максимизацию среднего качества сигнала по всей сети наземных терминалов при минимизации количества переназначаемых наземных терминалов. Альтернативно оптимизационное вычисление может быть направлено на максимизацию удовлетворения потребителей, например, посредством предпочтительного переназначения тех наземных терминалов, которые в текущее время потребляют ресурсы инфраструктуры (например, пользовательские терминалы 110 пользователей, которые в текущее время осуществляют потоковую передачу мультимедиа, загружают файлы и т.д.).
[0039] В некоторых вариантах осуществления структура 520 назначения терминала содержит монитор 522 нагрузки лучей, который имеет сохраненную схему выравнивания нагрузки лучей и поддерживает текущую нагрузку набора (например, некоторых или всех) узконаправленных лучей в отношении схемы выравнивания нагрузки лучей. Например, в любое конкретное время каждому лучу выделяется определенное количество ресурсов инфраструктуры (например, полоса пропускания), и определенный процент этих распределенных ресурсов расходуется для обслуживания пользовательских терминалов 110 в зоне покрытия этого луча. На объем ресурсов луча, используемых для обслуживания пользовательских терминалов 110, (например, нагрузку луча) может влиять количество пользовательских терминалов 110, обслуживаемых лучом, величина текущей и будущей потребности в ресурсах луча от этих пользовательских терминалов 110, схемы связи, используемые этими пользовательскими терминалами (например, разные протоколы связи, схемы модуляции и/или кодирования и/или тому подобное могут влиять на объемы использования полосы пропускания) и т.д. Переназначение пользовательских терминалов 110 от назначенных в текущее время лучей переназначенным лучам может повлиять на нагрузку как назначенных в текущее время, так и переназначенных лучей. Соответственно, в некоторых вариантах осуществления структура 520 назначения терминала вычисляет карту 525 назначения лучей в соответствии со схемой выравнивания нагрузки лучей в соответствии с текущей нагрузкой, как указано монитором 522 нагрузки лучей. В некоторых вариантах осуществления после идентификации претендующих на переназначение пользовательских терминалов 110 и определения претендующих на переназначение лучей структура 520 назначения терминала может вычислять оптимизированное переназначение луча, которое направлено на улучшение (например, максимизацию) качества сигнала для по меньшей мере некоторых из текущего набора пользовательских терминалов 110, испытывающих ухудшенное качество сигнала, при сохранении или даже улучшении нагрузки назначенных в текущее время и претендующих на переназначение лучей. В некоторых таких вариантах осуществления некоторые пользовательские терминалы 110, не идентифицированные как часть текущего набора, испытывающего ухудшенное качество сигнала, могут все равно переназначаться с целью улучшения выравнивания нагрузки в контексте переназначения других пользовательских терминалов, которые являются частью текущего набора, испытывающего ухудшенное качество сигнала.
[0040] В некоторых вариантах осуществления вывод сетевых данных структуры 510 интерфейса связи включает (например, указывает) вывод сигнала назначения в ответ на, или в других случаях в связи, ввод сетевых данных, передающий данные измерения канала связи (например, данные 515 о положении луча) на ввод данных измерения канала связи структуры 530 отслеживания луча. Например, структура 510 интерфейса связи может принимать данные 515 о положении луча. Структура 530 отслеживания луча может передавать запускающий фактор 535 смещения луча в ответ на обнаружение определенных изменений в принятых данных 515 о положения луча. Структура 520 назначения терминала может вычислять и передавать сообщения о переназначении луча в ответ на обнаружение запускающего фактора 535 смещения луча. Структура 510 интерфейса связи может выводить сообщения о переназначении луча на шлюзы 560 через наземную сеть 550 и/или на пользовательские терминалы 110 через шлюзы 560 и спутник 105. И каждый испытывающий ухудшение качества сигнала наземный терминал может отрегулировать свои параметры связи для осуществления связи через свой вновь назначенный узконаправленный луч в ответ на сообщения об изменении назначения луча. В некоторых вариантах осуществления могут использоваться различные методы для повышения эффективности переназначения новым лучам. Например, переназначение пользовательского терминала 110, который является частью многоадресной группы, может потенциально вызвать прерывание в обслуживании, задержку в переназначении или иметь другие последствия. В таком случае в некоторых вариантах осуществления могут предварительно выделяться ресурсы для группы многоадресной передачи (например, определяющие идентификаторы несущей, идентификаторы потока многоадресной передачи, адреса канала управления, адреса канала данных и т.д.) для переназначенного луча, заблаговременно перед указанием пользовательскому терминалу 110 сменить свои настройки связи, позволяя тем самым более плавное переназначение. В других вариантах осуществления аналогичные проблемы решаются посредством поддержания соединения с сохранением состояния между пользовательскими терминалами 110 и спутником 105.
[0041] В некоторых вариантах осуществления структура 510 интерфейса связи содержит один или несколько сетевых серверов 512 или осуществляет связь с ними. В некоторых вариантах осуществления сетевые сервер(-ы) 512 работают так, чтобы поддерживать независимый от луча сетевой идентификатор, связанный с каждым из набора пользовательских терминалов 110, чтобы сохранять возможность соединения с сохранением состояния между каждым из набора пользовательских терминалов 110 и спутником 105 при реализации переназначения лучей в соответствии с сообщениями об изменении назначения лучей. Например, в одном варианте осуществления используется независимый от местоположения адрес интернет-протокола (IP) (например, «мобильный IP-адрес» или т.п.) для маршрутизации датаграмм по сети так, что каждый пользовательский терминал 110 идентифицируется в сети посредством местного адреса без учета текущего назначения лучей. Такой вариант осуществления может включать назначение каждому пользовательскому терминалу 110 как местного адреса, так и адреса для передачи, который может эффективно поддерживать возможность подключения с сохранением состояния (например, поддерживать соединения протокола управления передачей (TCP)) между каждым пользовательским терминалом 110 и сетью через агент-посредник или другой подобный сетевой посредник. В другом варианте осуществления может использоваться сетевой агент, такой как улучшающий производительность прокси-сервер (PEP) с TCP разбиением. TCP разбиение может разбивать сквозные соединения между пользовательскими терминалами 110 и сетью на несколько подсоединений, и каждое подсоединение может быть настроено отдельно для желаемых характеристик передачи данных (например, для решения проблем размера окна TCP в контексте длительных спутниковых времен прохождения данных в обоих направлениях). В таких вариантах осуществления некоторые из подсоединений могут быть настроены для поддержания возможности соединения с сохранением состояния.
[0042] На фиг. 6 показана блок-схема иллюстративного способа 600 динамического назначения лучей в сети геостационарной спутниковой связи согласно различным вариантам осуществления. В вариантах осуществления способ 600 может быть выполнен с использованием систем, описанных со ссылкой на фиг. 1-5, или других подходящих систем. В вариантах осуществления способ 600 начинают на этапе 604 с приема данных измерения канала связи, которые указывают качество сигнала во множестве местоположений во множестве зон покрытия множества узконаправленных лучей геостационарного спутника. Как описано выше, данные измерения канала связи могут быть приняты с некоторых или всех пользовательских терминалов, с множества межсетевых терминалов или других узлов доступа, с множества наземных контроллеров и т.д.
[0043] На этапе 608 в вариантах осуществления могут обнаруживать запускающий фактор смещения луча согласно данным измерения канала связи. Запускающий фактор смещения луча может указывать на текущее смещение зоны покрытия, на которую излучается узконаправленный луч спутника. Например, запускающий фактор смещения луча может указывать, что один или несколько лучей сместились на по меньшей мере пороговое расстояние и прогнозируется, что текущее смещение одного или нескольких лучей превысит пороговое значение в течение некоторого ближайшего периода времени, что смещение одного или нескольких лучей увеличилось на определенную величину за промежуток времени (например, на основе интеграции последних данных из истории и т.д.) и т.д. Кроме того, запускающий фактор смещения луча может быть обнаружен независимо для каждого из множества отражателей, когда физическая спутниковая архитектура допускает независимое отклонение отражателей или т.п. В некоторых вариантах осуществления прием на этапе 604 включает прием первых данных измерения канала связи в первый момент времени и прием вторых данных измерения канала связи во второй момент времени, следующий после первого момента времени; и обнаружение на этапе 608 включает вычисление первого местоположения зоны покрытия в первый момент времени согласно первым данным измерения канала связи, вычисление второго местоположения зоны покрытия во второй момент времени согласно вторым данным измерения канала связи и вычисление по меньшей мере порогового значения смещения между первым местоположением и вторым местоположением.
[0044] На этапе 612 в вариантах осуществления могут идентифицировать набор наземных терминалов как испытывающих ухудшение качества сигнала из-за текущего смещения. Как описано выше, идентифицированный набор наземных терминалов может представлять некоторые или все наземные терминалы, испытывающие такое ухудшение. Например, в некоторых вариантах осуществления прием на этапе 604 включает прием первых данных измерения канала связи в первый момент времени с множества наземных терминалов, географически распределенных по меньшей мере по зоне покрытия, и прием вторых данных измерения канала связи с множества наземных терминалов во второй момент времени, следующий после первого момента времени; обнаружение на этапе 608 включает моделирование смещения зоны покрытия путем сравнения вторых данных измерения канала связи с первыми данными измерения канала связи, чтобы определять величину изменения качества сигнала для по меньшей мере некоторых из множества наземных терминалов; и идентификация на этапе 612 включает идентификацию набора наземных терминалов, включающего поднабор из множества наземных терминалов, для которых определенная величина изменения качества сигнала обслуживания указывает на по меньшей мере заданное пороговое ухудшение качества сигнала. В некоторых вариантах осуществления идентификация на этапе 612 может дополнительно включать идентификацию характеристик наземных терминалов, такую как идентификация данных о местоположении (например, данных геолокации и т.д.), величины ухудшения качества обслуживания (например, или текущего качества сигнала и т.д.) и/или любых других подходящих характеристик. В некоторых вариантах осуществления набор наземных терминалов дополнительно идентифицируют в соответствии с одинаковыми или разными характеристиками. Например, набор наземных терминалов может быть идентифицировано как такие, которые испытывают пороговую величину ухудшения качества обслуживания, а также расположены в конкретном географическом регионе и также в текущее время используют полосу пропускания.
[0045] На этапе 616 в вариантах осуществления могут вычислять в наземном узле обработки, в ответ на обнаружение запускающего фактора смещения луча на этапе 608, обновление карты назначения лучей, которая по меньшей мере частично компенсирует ухудшение качества сигнала путем переназначения каждого из наземных терминалов набора от соответствующего назначенного в текущее время узконаправленного луча соответствующему переназначенному узконаправленному лучу из множества узконаправленных лучей спутника. Как описано выше, в некоторых случаях переназначенный набор наземных терминалов включает некоторые или все наземные терминалы, идентифицированные как испытывающие ухудшение качества обслуживания из-за текущего смещения, и переназначенный набор наземных терминалов также может включать другие наземные терминалы, идентифицированные для переназначения на основе других факторов (например, поддержания требуемого профиля нагрузки лучей и т.д.). В некоторых вариантах осуществления набор наземных терминалов дополнительно идентифицируют на этапе 612 как такие, которые в текущее время назначены по меньшей мере одному узконаправленному лучу согласно карте назначения лучей. В некоторых вариантах осуществления вычисление на этапе 616 включает для каждого из наземных терминалов набора назначение наземного терминала соответствующему переназначенному лучу так, чтобы соответствующий переназначенный узконаправленный луч определялся для обеспечения более высокого качества сигнала, чем соответствующий назначенный в текущее время узконаправленный луч, в соответствии с полученными данными измерения канала связи. В других вариантах осуществления вычисление включает определение текущей нагрузки набора узконаправленных лучей в отношении схемы выравнивания нагрузки лучей и дальнейшее обновление карты назначения лучей в соответствии со схемой выравнивания нагрузки лучей в соответствии с текущей нагрузкой.
[0046] В некоторых вариантах осуществления способ 600 дополнительно включает передачу одного или нескольких сообщений о переназначении через спутник на этапе 620. В некоторых вариантах осуществления сообщение(-я) о переназначении подают команду набору наземных терминалов обновить свои настройки связи в соответствии с обновленной картой назначения лучей, при этом поддерживая возможность соединения со спутником с сохранением состояний. Осуществление связи на этапе 620 может включать многоадресную передачу сообщения о переназначении по меньшей мере на набор наземных терминалов. Сообщение о переназначении может указывать любую подходящую информацию для переназначения наземных терминалов, например, для каждого из наземных терминалов набора, указывая соответствующее обновление для по меньшей мере одного из несущей частоты, направления поляризации, идентификатора группы лучей, используемых пользовательским терминалом для осуществления связи со спутником и т.д.
[0047] Раскрытые в настоящем документе способы включают одно или несколько действий для достижения описанного способа. Способ и/или действия могут быть взаимозаменимы друг с другом без отступления от объема формулы изобретения. Другими словами, если не определен конкретный порядок действий, порядок и/или использование конкретных действий могут быть изменены без отступления от объема формулы изобретения.

[0048] Описанные функции могут быть реализованы в аппаратном обеспечении, программном обеспечении, программно-аппаратном обеспечении или любой их комбинации. При реализации в программном обеспечении функции могут быть сохранены как одна или несколько команд на постоянном машиночитаемом носителе Носителем данных может быть любой доступный материальный носитель, доступ к которому может получить компьютер. В качестве примера, а не ограничения, такие машиночитаемые носители могут включать RAM, ROM, EEPROM, CD-ROM или другой накопитель на оптических дисках, накопитель на магнитных дисках или другие магнитные запоминающие устройства, или любой другой материальный носитель, которые могут использоваться для переноса или хранения желаемого программного кода в форме команд или структур данных и доступ к которым может получить компьютер. Согласно настоящему документу термин «диск» включает компакт-диск (CD), лазерный диск, оптический диск, цифровой универсальный диск (DVD), гибкий диск и диск Blu-ray, при этом диски обычно воспроизводят данные магнитно, в то время как диски воспроизводят данные оптически с помощью лазеров.
[0049] Компьютерный программный продукт может выполнять определенные операции, представленные в настоящем документе. Например, такой компьютерный программный продукт может быть машиночитаемым материальным носителем, содержащим команды, физически сохраненные (и/или закодированные) на нем, причем команды исполняются одним или несколькими процессорами для выполнения описанных в настоящем документе операций. Компьютерный программный продукт может включать упаковочный материал. Программное обеспечение или команды также могут передаваться по средству связи. Например, программное обеспечение может передаваться с веб-сайта, сервера или другого удаленного источника с использованием средства связи, такого как коаксиальный кабель, волоконно-оптический кабель, витая пара, цифровая абонентская линия (DSL) или беспроводная технология, такая как инфракрасная, радио или микроволновая.
[0050] Кроме того, модули и/или другие надлежащие средства для осуществления описанных в настоящем документе способов и технологий могут быть загружены и/или иным образом получены подходящими терминалами и/или соединены с серверами или т.п., чтобы облегчать передачу средств для выполнения способов, описанных в настоящем документе. Альтернативно различные способы, описанные в настоящем документе, могут быть предоставлены с помощью средств хранения (например, RAM, ROM, физического носителя данных, такого как компакт-диск или гибкий диск, и т.д.) так, что пользовательский терминал и/или базовая станция могут получить различные способы при присоединении или предоставлении средства хранения на устройство. Более того, может быть использован любой другой подходящий метод обеспечения устройства способами и методами, описанными в настоящем документе. Элементы, реализующие функции, также могут быть физически расположены в различных положениях, в том числе распределены так, что части функций реализуются в разных физических местоположениях.
[0051] В описании настоящего изобретения будет использована следующая терминология: Формы единственного числа включают ссылки и на множественное число, если в контексте ясно не указано иное. Таким образом, например, ссылка на объект включает ссылку на один или несколько объектов. Термин «некоторые» относится к одному, двум или более и обычно применяется к выбору из нескольких или всех из некоторого количества. Термин «множество» относится к двум или более объектам. Термин «приблизительно» означает, что количества, габариты, размеры, составы, параметры, формы и другие характеристики не обязательно должны быть точными, а могут быть приблизительными и/или большими или меньшими, по желанию, отражая приемлемые допуски, коэффициенты пересчета, округления, погрешность измерения и т.п., и другие факторы, известные специалистам в данной области техники. Термин «по существу» означает, что указанные характеристика, параметр или значение не обязательно должны быть достигнуты в точности, а что могут иметь место отклонения или вариации, включая, например, допуски, погрешность измерения, ограничения в точности измерения и другие факторы, известные специалистам в данной области техники, в той степени, которая не влияет на результат, который должна обеспечивать характеристика. Числовые данные могут быть выражены или представлены в настоящем документе в формате интервала. Следует понимать, что такой формат интервала используется только для удобства и краткости и, следовательно, должен быть истолкован гибко как содержащий не только числовые значения, явно указанные как границы диапазона, но также как включающий все из отдельных числовых значений или поддиапазонов, входящих в этот интервал, как если бы каждое числовое значение и поддиапазон были указаны явно. В качестве иллюстрации числовой интервал «приблизительно 1-5» следует толковать как включающий не только явно указанные значения от приблизительно 1 до приблизительно 5, но также включающий отдельные значения и поддиапазоны в рамках указанного интервала. Таким образом, в этот числовой интервал включены отдельные значения, такие как 2, 3 и 4, и поддиапазоны, такие как 1-3, 2-4 и 3-5, и т.д. Этот же принцип применяется к интервалам, указывающим только одно числовое значение (например, «больше, чем приблизительно 1»), и будет применим независимо от ширины интервала или описываемых характеристик. Множество объектов могут быть приведены в общем списке для удобства. Однако эти списки должны быть истолкованы так, как будто каждый элемент списка отдельно определен как самостоятельный и уникальный элемент. Таким образом, ни один отдельный элемент из такого списка не может быть истолкован как фактически эквивалент любого другого элемента того же списка исключительно на основе их представления в общей группе без указаний на обратное. Кроме того, когда слова «и» и «или» используются совместно со списком объектов, их необходимо трактовать в широком смысле, в том понимании, что любые один или несколько из перечисленных объектов могут использоваться по отдельности или в комбинации с другими перечисленными объектами. Термин «альтернативно» относится к выбору одной из двух или более альтернатив и не предусматривает ограничения выбора только теми перечисленными альтернативами или только одной из перечисленных альтернатив за раз, если в контексте явно не указано иное. Термин «соединенный» согласно настоящему документу не требует того, чтобы компоненты были соединены друг с другом непосредственно. Напротив, термин также подразумевает конфигурации с непрямыми соединениями, в которых между соединенными компонентами могут присутствовать один или несколько других компонентов. Например, такие другие компоненты могут содержать усилители, удлинители, разделители, направленные соединители, переключатели резерва и т.п. Также согласно настоящему документу включение в формулу изобретения слова «или», используемого в списке объектов, перед которым имеется фраза «по меньшей мере один из», означает дизъюнктивный список, так, что, например, список «по меньшей мере один из А, В или С» означает А, или В, или С, или АВ, или АС, или ВС, или ABC (т.е., А, и В, и С). Также термин «примерный» не означает, что описываемый пример является предпочтительным или лучшим, чем другие примеры. Согласно настоящему документу термин «набор» элементов следует понимать как «один или несколько» этих элементов, кроме тех случаев, когда набор явно требует включения более одного или явно может быть пустым набором.
[0052] Различные изменения, замещения и замены методов, описанных в настоящем документе, могут быть выполнены без отступления от метода согласно идее, определенной прилагаемой формулой изобретения. Более того, объем описания и формулы изобретения не ограничивается конкретными аспектами процесса, механизма, производства, композиции материалов, средств, способов и действий, описанных выше. Могут быть использованы процессы, механизмы, производство, композиции материалов, средства, способы или действия, существующие на данный момент или те, которые будут разработаны позднее, выполняющие по существу одинаковую функцию или достигающие по сути того же результата, что и соответствующие аспекты, описанные в настоящем документе. Соответственно, прилагаемая формула изобретения включает в свой объем такие процессы, механизмы, производство, композиции материалов, средства, способы или действия.