ГРУППИРОВКА ФРАКЦИОНИРОВАННЫХ СПУТНИКОВ
FRACTIONATED SATELLITE GROUP

Предпосылки создания изобретения
Приведенное ниже описание относится по существу к спутниковой связи, и, в частности, к использованию группировок фракционированных спутников.
Спутники, которые в настоящее время вращаются по своим орбитам вокруг Земли, в совокупности обеспечивают широкий спектр функциональных возможностей для пользовательских устройств (например, услуги связи, услуги визуализации, сервисы определения местоположения, сервисы навигации, сервисы синхронизации и т.п.). Каждый из подмножества развернутых в текущий момент спутников может обеспечивать большое число функциональных возможностей, а каждый из других развернутых спутников может обеспечивать небольшое число функциональных возможностей (например, одну функциональную возможность). В некоторых случаях спутники, обеспечивающие большое число функциональных возможностей, могут быть более дорогостоящими, сложными и большими, чем спутники, обеспечивающие малое число функциональных возможностей.
Для снижения стоимости производства и развертывания операторы спутниковой связи могут запускать один или более специализированных спутников, каждый из которых выполнен с возможностью обеспечения небольшого числа функциональных возможностей. В некоторых случаях специализированные спутники могут использовать разные протоколы связи и включать в себя радиокомпоненты, которые поддерживают схемы связи, отличные от схем связи других специализированных спутников. Таким образом, специализированные спутники могут не иметь возможности обмениваться данными друг с другом, а пользовательские устройства могут не иметь возможности обмениваться данными с множеством специализированных спутников и при этом не быть выполненными с возможностью включения в них радиокомпонентов, поддерживающих протоколы и схемы связи каждого из множества специализированных спутников.
Изложение сущности изобретения
Описанные методики относятся к улучшенным способам, системам, устройствам и аппаратам, которые поддерживают группировки фракционированных спутников. Спутник-шлюз может быть орбитально связан с одним или более специализированными спутниками (которые могут также называться «спутниками тактического канала передачи данных (TDL)» или «вспомогательными спутниками»), каждый из которых обеспечивает ограниченное число функциональных возможностей. Спутник-шлюз может быть выполнен с возможностью маршрутизации связи между одним или более специализированными спутниками. Таким образом, спутник-шлюз может расширять возможности специализированных спутников до сети с дополнительными функциональными возможностями, предоставляемыми другими специализированными спутниками, обеспечивая доступ пользовательского устройства к дополнительному оборудованию и/или каналам связи, которые могут быть несовместимы с протоколами обмена данными, поддерживаемыми пользовательским устройством.
Спутник-шлюз может быть дополнительно выполнен с возможностью маршрутизации связи между одним или более специализированными спутниками и другими спутниками (например, другими спутниками-шлюзами, коммерческим спутником связи). Таким образом, пользовательское устройство, сконфигурированное для коммерческой сети, может получать доступ к специализированным спутникам через спутник-шлюз. В некоторых случаях другой спутник-шлюз может быть орбитально связан с другим набором, состоящим из одного или более специализированных спутников. Кроме того, спутники-шлюзы могут быть выполнены с возможностью маршрутизации связи между первым набором из одного или более специализированных спутников, орбитально связанных с первым спутником-шлюзом, и другим набором из одного или более специализированных спутников, орбитально связанных с другим спутником-шлюзом, путем ретрансляции обмена данными между спутниками-шлюзами. Таким образом, пользовательское устройство может получать доступ к другим пользовательским устройствам, расположенным в пределах зон покрытия, отличных от зоны покрытия пользовательского устройства, через один или более спутников-шлюзов или других спутников.
Краткое описание графических материалов
На фиг. 1 представлен пример спутниковой системы связи, поддерживающий группировки фракционированных спутников, описанные в настоящем документе.
На фиг. 2 представлены аспекты спутниковой подсистемы связи, поддерживающей группировки фракционированных спутников, описанные в настоящем документе.
На фиг. 3 и 4 представлены аспекты процессов, поддерживающих и использующих группировку фракционированных спутников, описанную в настоящем документе.
На фиг. 5 представлены аспекты спутниковой подсистемы связи, поддерживающей группировки фракционированных спутников, описанные в настоящем документе.
На фиг. 6–8 представлены аспекты процессов, поддерживающих и использующих группировку фракционированных спутников, описанную в настоящем документе.
На фиг. 9 представлены аспекты спутниковой подсистемы связи, поддерживающей группировки фракционированных спутников, описанные в настоящем документе.
На фиг. 10 и 11 представлены аспекты процессов, поддерживающих и использующих группировку фракционированных спутников, описанную в настоящем документе.
На фиг. 12 представлена блок-схема спутникового контроллера, поддерживающего группировки фракционированных спутников, описанные в настоящем документе.
На фиг. 13 представлена блок-схема примера спутника-шлюза, поддерживающего группировки фракционированных спутников, описанную в настоящем документе.
На фиг. 14 представлена блок-схема примера вспомогательного спутника, поддерживающего группировки фракционированных спутников, описанные в настоящем документе.
На фиг. 15 и 16 представлены блок-схемы, иллюстрирующие способы, поддерживающие восстановление линии связи главного узла после отказа, как описано в настоящем документе.
Подробное описание
Спутниковая система связи может включать в себя спутники (которые могут также называться «спутниками тактического канала передачи данных (TDL)»), каждый из которых обеспечивает различные, но ограниченные (например, одну), функциональные возможности (или способности) подключения пользовательских устройств. В некоторых случаях различные спутники TDL могут быть сконфигурированы с различными типами полезной нагрузки, поддерживающими соответствующие функциональные возможности и/или используемые для удовлетворения соответствующей цели операции для спутника TDL. Например, один спутник TDL может быть оснащен одним типом полезной нагрузки, обеспечивающим одну возможность, а другой спутник TDL может быть оснащен другим типом полезной нагрузки, обеспечивающим другую возможность. В некоторых случаях спутники TDL могут также использовать отличные друг от друга протоколы связи. Чтобы обеспечить доступ пользовательского устройства к множеству функциональных возможностей, обеспечиваемых множеством спутников TDL, пользовательское устройство может быть сконфигурировано с инструкциями для выполнения множества протоколов связи и/или с множеством наборов радиооборудования для поддержания обмена данными с множеством спутников TDL. Но за счет конфигурирования пользовательского устройства для поддержания обмена данными со множеством спутников TDL может возрасти стоимость и/или сложность пользовательского устройства. Кроме того, в некоторых случаях параллельная связь с множеством спутников TDL может прерываться из-за помехи между спутниками TDL или недоступности данного спутника TDL.
В альтернативном варианте осуществления для обеспечения множества функциональных возможностей пользовательского устройства на орбиту могут быть выведены спутники, имеющие больше функциональных возможностей. Но из-за конфигурирования спутников для обеспечения большего числа функциональных возможностей может увеличиться стоимость, сложность и/или размер спутников. Кроме того, в некоторых случаях спутник не может одновременно обеспечивать несколько функциональных возможностей из-за ограничений по мощности или помех между сигнализациями, используемыми для поддержки различных функциональных возможностей. Кроме того, из-за вывода на орбиту более сложных спутников пользовательское устройство, возможно, не сможет использовать существующие спутники TDL, уже выведенные на орбиту.
Для увеличения количества функциональных возможностей, доступных для пользовательского устройства без увеличения или при минимальном увеличении стоимости, сложности и/или размера пользовательских устройств и спутников, группировка фракционированных спутников, описанная в настоящем документе, может включать в себя спутник-шлюз, который осуществляет маршрутизацию связи между вспомогательными спутниками (которые не могут обмениваться данными друг с другом). Вспомогательный спутник может иметь ограниченные функциональные возможности или представлять собой специализированный спутник. В некоторых случаях вспомогательный спутник может включать в себя существующий или вновь запущенный спутник TDL. В некоторых случаях спутник-шлюз может быть орбитально (или коорбитально) связан с одним или более вспомогательными спутниками. Таким образом, спутник-шлюз и вспомогательные спутники могут двигаться по орбите согласованным образом, при котором спутники-шлюзы и вспомогательные спутники могут оставаться на прямой связи друг с другом в любых точках орбиты. Например, спутники-шлюзы и вспомогательные спутники могут двигаться по орбите так, чтобы поддерживать расстояние между спутниками менее 1 км, менее 10 км, менее 100 км, менее 1000 км или в любом другом диапазоне расстояний, в котором способен эффективно работать протокол связи, используемый для связи между спутниками.
В некоторых примерах спутник-шлюз может быть выполнен с возможностью маршрутизации связи между одним вспомогательным спутником и другим вспомогательным спутником. Например, вспомогательный спутник может ретранслировать поток данных, принятый от пользовательского устройства, на спутник-шлюз, а спутник-шлюз может маршрутизировать поток данных на другой вспомогательный спутник. В некоторых случаях вспомогательный спутник может в ответ на обмен данными выдавать информацию, сгенерированную с использованием функциональных возможностей вспомогательного спутника. В некоторых случаях вспомогательный спутник может ретранслировать поток данных на другое пользовательское устройство, использующее протокол связи, отличный от протокола связи пользовательского устройства. Посредством маршрутизации связи между вспомогательными спутниками пользовательское устройство может получать доступ к функциональным возможностям (например, другим типам полезной нагрузки), обеспечиваемым вспомогательными спутниками, которые в ином случае недоступны для пользовательского устройства, например, если вспомогательный спутник использует протокол связи, отличный от протокола связи пользовательского устройства. Кроме того, посредством маршрутизации связи между вспомогательными спутниками пользовательское устройство может быть подключено к другим пользовательским устройствам, использующим протоколы связи, отличные от протоколов связи пользовательского устройства.
В дополнительном или альтернативном варианте осуществления спутник-шлюз может быть выполнен с возможностью ретрансляции потоков данных между коммерческими спутниками и вспомогательными спутниками. Например, спутник-шлюз может принимать поток данных от коммерческого спутника, выделенного для вспомогательного спутника, и может ретранслировать поток данных на вспомогательный спутник. Вспомогательный спутник может отвечать на обмен данными или ретранслировать поток данных на подключенное пользовательское устройство. Путем конфигурирования спутника-шлюза для ретрансляции потоков данных между вспомогательными спутниками и коммерческими спутниками пользовательские устройства и вспомогательные спутники, которые не выполнены с возможностью обмена данными по коммерческой сети, могут подключаться к коммерческой сети и иметь доступ к ней. Кроме того, пользовательскому устройству, сконфигурированному для коммерческой сети, может быть разрешен доступ к функциональным возможностям вспомогательных спутников, которые в ином случае недоступны для пользовательского устройства, и/или к пользовательским устройствам, которые не выполнены с возможностью непосредственного обмена данными с пользовательским устройством.
В некоторых примерах другой спутник-шлюз может быть орбитально связан с одним или более дополнительными вспомогательными спутниками. В некоторых случаях спутник-шлюз, выполненный с возможностью маршрутизации связи между вспомогательными спутниками, может быть дополнительно выполнен с возможностью ретрансляции потоков данных между спутниками-шлюзами. Например, спутник-шлюз, принимающий поток данных от вспомогательного спутника, выделенного для другого вспомогательного спутника (например, пользователя, обслуживаемого другим вспомогательным спутником), который орбитально связан с другим спутником-шлюзом, может ретранслировать поток данных на другой спутник-шлюз. Другой спутник-шлюз может затем ретранслировать поток данных на заданный вспомогательный спутник, например, используя описанные выше методики и соответствующие методики, описанные в настоящем документе. Посредством развертывания множества спутников-шлюзов можно расширять диапазон связи пользовательского устройства на другие зоны покрытия для связи с пользовательскими устройствами, в которых используют протокол связи, идентичный протоколу связи пользовательского устройства и/или отличный от него. Кроме того, пользовательское устройство может иметь доступ к функциональным возможностям, не связанным с обменом данными (например, сервисам получения изображений через спутник) и обеспечиваемым вспомогательными спутниками, охватывающими другие зоны покрытия.
Аспекты описания первоначально описаны в контексте спутниковой системы связи. Далее описаны конкретные примеры спутниковых подсистем связи и процессов поддержки и использования группировок фракционированных спутников. Аспекты настоящего описания дополнительно проиллюстрированы и описаны со ссылкой на схемы устройства, схемы системы и блок-схемы, которые относятся к группировкам фракционированных спутников.
На фиг. 1 представлен пример спутниковой системы 100 связи, поддерживающей группировки фракционированных спутников, описанные в настоящем документе. Спутниковая система 100 связи может включать в себя спутники-шлюзы 105, вспомогательные спутники 110, коммерческие спутники 115, пользовательские устройства 120 и коммерческие шлюзы 125.
Спутники-шлюзы 105 могут быть выполнены с возможностью маршрутизации связи между другими спутниками (например, другими спутниками-шлюзами 105, вспомогательными спутниками 110 и коммерческими спутниками 115) в рамках спутниковой системы 100 связи. В некоторых случаях спутник-шлюз 105 выполнен с возможностью поддержки одного или более протоколов связи. Каждый протокол связи может быть связан с пакетизацией, шифрованием и способами передачи. Способы пакетизации могут включать в себя методики пакетирования (например, кадрирование, сегментацию, форматирование, кодирование) данных для передачи, которые могут включать в себя разбивку данных на фрагменты данных и составление пакетов данных, включая информацию заголовка и один или более фрагментов данных. Методики кодирования могут включать в себя методики шифрования данных, например, с использованием предварительно выданного ключа (например, криптографию с открытым ключом). А методики передачи могут включать в себя методики передачи данных, которые могут включать в себя выбор мощности и диапазона частот для передачи. В некоторых случаях методики кодирования и передачи объединяют, например передача может быть передана во множестве диапазонов частот в порядке, известном только устройству передачи и приема.
В некоторых примерах спутник-шлюз 105 может быть сконфигурирован с первым протоколом связи (который может также называться «межсетевым протоколом связи») для обмена данными с другими спутниками-шлюзами 105, вспомогательными спутниками 110 и/или коммерческими спутниками 115. В других примерах спутник-шлюз 105 может быть сконфигурирован с первым межсетевым протоколом связи (который может также называться «протоколом межшлюзовой связи (GW/GW)») для обмена данными с другими спутниками-шлюзами 105, вторым межсетевым протоколом связи (который может также называться «протоколом связи шлюз/TDL (GW/TDL)») для обмена данными со вспомогательными спутниками 110 и третьим межсетевым протоколом связи (который может также называться «протоколом связи шлюз/коммерческий спутник (GW/CL)») для обмена данными с коммерческими спутниками 115. В некоторых случаях протокол связи GW/GW и протокол связи GW/CL используют протокол связи по глобальной сети (WAN) или протокол, который может поддерживать связь по протоколу WAN (например, протокол, способный поддерживать протокол управления передачей (TCP), протокол пользовательских дейтаграмм (UDP), ретрансляцию кадров, цифровую сеть с интеграцией услуг (ISDN) или двухточечный протокол (PPP)). А протокол связи GW/TDL может использовать протокол связи по локальной сети (LAN) или протокол, который может поддерживать связь по протоколу LAN (например, протокол, способный поддерживать Ethernet, сигнализацию канала передачи данных на уровне управления доступом к среде передачи данных (MAC) или протоколы беспроводной LAN, такие как Wi-Fi). В некоторых случаях эти три протокола связи используют общие признаки, например три протокола связи могут использовать одни и те же способы пакетизации, и все они могут в целом называться межсетевыми протоколами связи.
В некоторых примерах спутник-шлюз 105 может включать в себя множество наборов радиоустройств и радиокомпонентов для обмена данными с различными типами спутников. В некоторых случаях спутник-шлюз 105 может включать в себя массив солнечных панелей для выработки электропитания спутника-шлюза 105, например для зарядки батарейного источника питания на спутнике-шлюзе 105. Дополнительные подробности, касающиеся конфигурации спутника-шлюза 105, описаны в настоящем документе со ссылкой на фиг. 12 и 13.
Вспомогательные спутники 110 могут быть выполнены с возможностью обеспечения функциональных возможностей (например, услуг связи, глобальных сервисов определения местоположения, услуг визуализации и т.п.) для пользовательских устройств 120. Например, различные вспомогательные спутники 110 могут иметь различные типы полезной нагрузки (например, полезную нагрузку связи, поддерживающую протокол связи, полезную нагрузку визуализации, полезную нагрузку позиционирования, полезную нагрузку навигации, полезную нагрузку синхронизации по времени). В некоторых случаях вспомогательный спутник 110 выполнен с возможностью поддержки одного или более протоколов связи. В некоторых примерах вспомогательный спутник 110 может быть сконфигурирован с первым протоколом связи (который может также называться «протоколом связи TDL») для обмена данными с другими вспомогательными спутниками 110, которые используют первый протокол связи, пользовательскими устройствами 120, которые используют первый протокол связи, и/или спутниками-шлюзами 105. В некоторых примерах вспомогательный спутник 110 может включать в себя один набор радиоустройств и радиокомпонентов для обмена данными с различными типами спутников. В других примерах вспомогательный спутник 110 может быть сконфигурирован с протоколом связи TDL для обмена данными с другими вспомогательными спутниками 110 и пользовательскими устройствами 120, которые используют протокол связи TDL, и вторым протоколом связи (например, протоколом связи GW/TDL) для обмена данными со спутником-шлюзом 105. В некоторых примерах вспомогательный спутник 110 может включать в себя набор радиоустройств и радиокомпонентов для обмена данными с различными типами спутников, например для обмена данными с другими вспомогательными спутниками 110, которые совместно используют протокол связи, и спутниками-шлюзами 105. В некоторых случаях полезные нагрузки визуализации могут включать в себя, например, оптические камеры, инфракрасные камеры, гиперспектральную визуализацию, визуализацию при помощи радиолокационной станции с синтезированной апертурой (SAR) и т.п.
В некоторых случаях вспомогательный спутник 110 может обеспечивать TDL для пользовательских устройств 120. Вспомогательный спутник 110, который обеспечивает TDL, может иметь ограниченные функциональные возможности (или представлять собой специализированный спутник), который обеспечивает ограниченное число (например, одну) функциональных возможностей для пользовательских устройств 120. В некоторых случаях первый вспомогательный спутник 110, обеспечивающий первый TDL, может обмениваться данными с использованием первого сигнала и схемы шифрования, а второй вспомогательный спутник 110 может обмениваться данными с помощью второго сигнала и схемы шифрования. В некоторых случаях вспомогательный спутник 110 может включать в себя массив солнечных панелей для выработки электропитания вспомогательного спутника 110, например для зарядки батарейного источника питания на вспомогательном спутнике 110. Дополнительные подробности о конфигурации вспомогательного спутника 110 описаны в настоящем документе со ссылкой на фиг. 12 и 14.
Коммерческие спутники 115 могут быть выполнены с возможностью обеспечения сервисов широкополосного доступа (например, сервисов Интернета, сервисов аудио- или видеовещания и т.п.) для пользовательских устройств 120. В некоторых случаях коммерческий спутник 115 выполнен с возможностью поддержки одного или более протоколов связи. В некоторых примерах коммерческий спутник 115 может быть сконфигурирован с первым протоколом связи (который может также называться «коммерческим протоколом связи») для обмена данными со спутниками-шлюзами 105, пользовательскими устройствами 120 и коммерческими шлюзами 125. В некоторых примерах коммерческий спутник 115 может включать в себя один набор радиоустройств и радиокомпонентов для обмена данными с различными типами спутников. В других примерах коммерческий спутник 115 может быть сконфигурирован с коммерческим протоколом связи для обмена данными с пользовательскими устройствами 120 и коммерческими шлюзами 125 и вторым протоколом связи (например, протоколом связи GW/CL) для обмена данными со спутником-шлюзом 105. В некоторых примерах коммерческий спутник 115 может включать в себя множество наборов радиоустройств и радиокомпонентов для обмена данными с различными типами спутников. В некоторых случаях коммерческий спутник 115 может включать в себя массив солнечных панелей для выработки электропитания коммерческого спутника 115, например для зарядки батарейного источника питания на коммерческом спутнике 115.
Пользовательские устройства 120 могут быть выполнены с возможностью обеспечения функциональных возможностей пользователя или для пользователя (например, человека-пользователя, датчика и т.п.). Пользовательские устройства 120 могут включать в себя сотовые телефоны, карманные персональные компьютеры, телевизоры, компьютеры, наземные средства передвижения (такие как автомобили, автоцистерны и т.п.), летательные аппараты (такие как самолеты, вертолеты, беспилотные радиоуправляемые летательные аппараты и т.п.). В некоторых случаях пользовательские устройства 120 могут включать в себя дистанционные измерительные приборы, оборудование наблюдения и приборы военного назначения. Пользовательские устройства 120 могут также включать в себя компьютерные серверы, на которых хранится информация для сети пользовательских устройств.
Коммерческие шлюзы 125 могут быть выполнены с возможностью маршрутизации связи между коммерческим спутником 115 и наземной коммерческой информационной сетью (например, Интернет). В некоторых случаях коммерческая информационная сеть может представлять собой информационную сеть, поддерживаемую существенной инфраструктурой (например, коммерческими спутниками 115, большими серверами для хранения больших объемов данных и милями сетевого кабеля). Коммерческие шлюзы 125 могут быть наземными или воздушными. В некоторых случаях коммерческие шлюзы 125 могут включать в себя спутниковую тарелку, выполненную с возможностью передачи и приема сигналов на коммерческие спутники 115 и от них. В некоторых случаях коммерческий шлюз 125 может быть выполнен с возможностью поддержки одного или более протоколов связи. В некоторых примерах коммерческий шлюз 125 может быть сконфигурирован с первым протоколом связи (который может также называться «протоколом связи коммерческого шлюза») для обмена данными с коммерческими спутниками 115 и пользовательскими устройствами 120. В других примерах коммерческий шлюз 125 может быть сконфигурирован с протоколом связи коммерческого шлюза для обмена данными с коммерческими спутниками 115 и вторым протоколом связи (который может также называться «сетевым протоколом») для обмена данными с пользовательскими устройствами 120 (такими как сетевой сервер, который можно использовать для ретрансляции потоков данных на персональные пользовательские устройства 120).
Спутники могут быть выведены на различные орбиты. Например, спутник может быть выведен на геостационарную орбиту (GEO), средневысотную орбиту (MEO), низковысотную орбиту (LEO) или высокоэллиптическую орбиту (HEO). Геостационарный (GEO) спутник может вращаться по орбите вокруг Земли со скоростью, соответствующей скорости вращения Земли, и, таким образом, может оставаться на одном месте относительно точки на Земле. Низкоорбитальный (LEO) спутник может вращаться по орбите вокруг Земли со скоростью, превышающей скорость вращения Земли, и, таким образом, местоположение спутника относительно точки на Земле может изменяться по мере перемещения спутника по LEO. LEO-спутники могут быть выведены на орбиту под малым углом наклонения (например, экваториальные низкие околоземные орбиты (ELEO)) или на орбиты с большим углом наклонения (например, на полярные орбиты) для обеспечения различных типов покрытия и периодов обзора для заданных зон Земли. Средневысотный (MEO) спутник может также вращаться по орбите вокруг Земли со скоростью, превышающей скорость вращения Земли, но может находиться выше, чем LEO-спутник. Высокоэллиптический (HEO) спутник может вращаться по орбите вокруг Земли по эллиптической траектории, т.е. по мере движения по сильно вытянутой эллиптической орбите спутник то приближается к Земле, то удаляется от нее. В некоторых примерах спутники-шлюзы 105 и вспомогательные спутники 110 можно выводить на LEO, а коммерческие спутники 115 можно выводить на GEO.
Спутники могут обмениваться данными с пользовательскими устройствами, расположенными в соответствующей географической зоне 135 покрытия. Географическая зона 135 покрытия спутника может определяться тем, имеет ли спутник прямую траекторию связи с пользовательским устройством 120 (которое может также называться покрытием «в пределах прямой видимости»). В некоторых случаях спутники, которые находятся на разных орбитах, могут обеспечивать разные уровни покрытия. Например, спутник, находящийся на LEO, в каждый момент времени может охватывать меньшую географическую зону, чем GEO-спутник, поскольку LEO-спутник располагается ближе к Земле. Кроме того, поскольку местоположение спутника на LEO относительно точки на Земле изменяется после совершения спутником полного оборота вокруг Земли, текущая географическая зона 135 покрытия спутника также изменяется после совершения спутником полного оборота вокруг Земли, т.е. географическая зона Земли, в которой пользовательские устройства 120 могут обмениваться данными со спутником, может перемещаться вместе со спутником.
В некоторых случаях спутник имеет ограниченные возможности обмена данными с пользовательскими устройствами 120, которые расположены в пределах текущей географической зоны 135 покрытия спутника (которая может также называться зоной, находящейся в пределах прямой видимости). Например, LEO-спутник, обеспечивающий услугу связи, может иметь ограниченные возможности подключения пользовательских устройств 120 в текущей географической зоне 135 покрытия спутника. В некоторых случаях для обеспечения постоянного покрытия всей территории Земли на LEO могут быть стратегически развернуты множество спутников (или группировка спутников) и связаны друг с другом с возможностью обмена данными (например, посредством кросс-каналов) так, чтобы объединенная географическая зона 135 покрытия множества спутников могла в любой момент охватить большую часть зоны обслуживания или всю зону обслуживания. В некоторых случаях может быть развернуто множество спутников с использованием различных LEO (например, на разных высотах, с разными наклонениями) и/или в различных временных окнах/секторах на одной и той же LEO (например, на одной и той же высоте, с одним и тем же наклонением). В некоторых примерах первый спутник-шлюз 105 и вспомогательные спутники 110 из кластера 130 могут быть расположены на первой LEO, а второй спутник-шлюз 105 и вспомогательные спутники 110 из другого кластера 130 могут быть расположены на второй LEO. В некоторых случаях кластер 130 может также называться минигруппировкой. Первая и вторая LEO могут иметь разную высоту или наклон или могут иметь одинаковую высоту и наклон, но различные временные окна/сектора на орбите. Зона обслуживания может быть связана со всей географической зоной, в которой спутник или группировка спутников обеспечивают услугу, даже если в текущий момент услугу обеспечивают только для части географической зоны в определенное время.
Спутники можно использовать для обеспечения широкого спектра функциональных возможностей (например, глобальных сервисов определения местоположения, сервисов зондирования Земли, сервисов спутниковой визуализации, услуг голосовой связи, сервисов передачи данных и т.п.) для пользовательских устройств 120. В некоторых случаях спутники, находящиеся на определенных орбитах, могут больше подходить для обеспечения пользовательских устройств 120 определенными функциональными возможностями, например спутник, находящийся на LEO, можно применять для обеспечения спутникового телефона услугами связи с малой задержкой, а спутник, находящийся на GEO, можно применять для мониторинга метеорологических условий в конкретной зоне.
В некоторых случаях один спутник (например, вспомогательный спутник 110, сконфигурированный как TDL) можно применять для обеспечения пользовательских устройств 120 одной функциональной возможностью. В других случаях один спутник можно применять для обеспечения пользовательских устройств множеством функциональных возможностей, например один спутник можно применять для обеспечения пользовательского устройства глобальным сервисом определения местоположения, услугой связи и возможными дополнительными сервисами. В некоторых случаях спутник, способный обеспечивать пользовательское устройство множеством функциональных возможностей, может быть больше, тяжелее и/или сложнее (например, в части механической и электрической системы), чем спутник, способный обеспечивать меньше функциональных возможностей (например, одну). Кроме того, затраты, связанные с запуском спутников, обеспечивающих множество функциональных возможностей, могут быть увеличенными по сравнению со спутниками, обеспечивающими меньше функциональных возможностей, например, если приходится увеличивать размеры и массу спутника для поддержки множества функциональных возможностей. Кроме того, в некоторых случаях спутник может быть неспособным обеспечивать определенные комбинации функциональных возможностей, например, если сигнализация для одной функциональной возможности вносит помехи сигнализации для другой функциональной возможности.
В некоторых случаях пользовательское устройство 120 может обмениваться данными со спутником по одному протоколу связи, например, если спутник обеспечивает одну функциональную возможность или использует один и тот же протокол связи для множества функциональных возможностей. Протокол связи может включать в себя способы пакетирования данных (например, способы разделения данных на меньшие части, генерирования информации заголовка и т.п.), шифрования данных и/или передачи данных (например, способы выполнения передачи на частотах в определенном диапазоне частот). В других случаях пользовательское устройство 120 может обмениваться данными со спутником с использованием множества протоколов связи, например, если спутник использует множество протоколов связи для множества функциональных возможностей.
В некоторых случаях для обеспечения пользовательских устройств 120 множеством функциональных возможностей можно применять сеть специализированных спутников. Таким образом, множество функциональных возможностей может быть распределено по множеству специализированных спутников, например первый спутник может обеспечивать пользовательское устройство 120 первой функциональной возможностью, второй спутник может обеспечивать пользовательское устройство 120 второй функциональной возможностью и третьей функциональной возможностью, третий спутник может обеспечивать пользовательское устройство 120 четвертой функциональной возможностью и т.п. В некоторых случаях первый специализированный спутник может осуществлять передачу в первом диапазоне частот, а второй специализированный спутник может осуществлять передачу во втором диапазоне частот. В некоторых случаях сеть специализированных спутников может быть сформирована скоординированным образом, например сеть специализированных спутников может включать в себя множество спутников, развернутых одним оператором. В других случаях сеть спутников может быть сформирована некоординированным образом, например сеть специализированных спутников может включать в себя множество спутников, развернутых множеством операторов. Распределение функциональных возможностей между множеством специализированных спутников вместо того, чтобы включать все функциональные возможности в один спутник, позволяет обеспечивать пользовательское устройство 120 широким массивом функциональных возможностей, и при этом размер и сложность спутников, обслуживающих пользовательское устройство 120, остаются на приемлемом уровне.
В некоторых случаях пользовательское устройство 120 может обмениваться данными с сетью специализированных спутников по одному протоколу связи, например, если специализированные спутники развернуты одним оператором. В других случаях пользовательское устройство 120 может обмениваться данными с сетью специализированных спутников по множеству протоколов связи, например, если специализированные спутники были независимо развернуты разными операторами. Например, если пользовательское устройство 120 обменивается данными с сетью специализированных спутников по множеству протоколов связи, пользовательское устройство 120 может использовать первый протокол связи для обмена данными с первым специализированным спутником, который обеспечивает глобальный сервис определения местоположения, и второй протокол связи для обмена данными со вторым специализированным спутником, который обеспечивает услугу связи.
Из-за обмена данными с одним спутником или сетью специализированных спутников по множеству протоколов связи может увеличиваться стоимость, размер и/или сложность спутника и пользовательского устройства 120. Таким образом, спутник может включать в себя дополнительную схему и может быть запрограммирован с помощью дополнительных инструкций для поддержания множества протоколов связи, например спутник может иметь первый набор компонентов и инструкции для поддержания обмена данными с первым специализированным спутником и второй набор компонентов и инструкции для поддержания обмена данными со вторым специализированным спутником. Аналогичным образом пользовательское устройство 120 может включать в себя дополнительную схему и быть запрограммировано для поддержки множества протоколов связи.
Кроме того, в некоторых случаях число функциональных возможностей, к которым пользовательское устройство 120 может получать доступ через сеть специализированных спутников, может быть ограничено возможностями пользовательского устройства 120, например пользовательское устройство 120, ограниченное поддержкой двух протоколов связи, может иметь ограниченный доступ к функциональным возможностям, обеспечиваемым спутниками, которые также используют два протокола связи. Таким образом, пользовательское устройство 120 может не иметь доступа к требуемым функциональным возможностям спутников, которые находятся в диапазоне связи пользовательского устройства 120, но которые используют неподдерживаемые протоколы связи или несовместимое радиооборудование, например пользовательское устройство 120 может не иметь доступа к ранее запущенному или недавно запущенному спутнику, который обеспечивает отличные или улучшенные функциональные возможности, которые могли бы быть полезными для пользовательского устройства 120.
Кроме того, специализированные спутники, использующие различные протоколы связи, могут быть неспособны обмениваться данными друг с другом. Таким образом, пользовательское устройство 120, использующее первую функциональную возможность (например, услугу связи), обеспечиваемую первым специализированным спутником, может быть неспособно обмениваться данными с другим пользовательским устройством 120, которое также использует первую функциональную возможность, обеспечиваемую вторым специализированным спутником, например поскольку первый и второй специализированные спутники могут быть неспособны обмениваться данными друг с другом. В некоторых случаях первый и второй специализированные спутники могут быть развернуты различными операторами. В других случаях первый и второй специализированные спутники могут быть развернуты одним и тем же оператором.
Чтобы увеличить число функциональных возможностей спутника, доступных пользовательскому устройству 120, без увеличения или с незначительным увеличением сложности и/или размера спутников или пользовательского устройства, можно использовать группировку спутников (которая может также называться кластером), включающую в себя спутники, обеспечивающие специальные функциональные возможности, и спутник, маршрутизирующий связь между несовместимыми спутниками (например, спутниками, использующими различные протоколы связи).
Например, чтобы уменьшить сложность и размер специализированных спутников в сети спутников, спутник-шлюз 105 может обеспечивать сервис маршрутизации к вспомогательным спутникам 110, которые включены в кластер 130, и между ними. В некоторых случаях спутник-шлюз 105 и вспомогательные спутники 110, которые включены в кластер 130, могут быть орбитально связаны друг с другом. Таким образом, спутник-шлюз 105 и вспомогательные спутники 110 могут оставаться на прямой связи друг с другом в любых точках своих орбит; пример прямой связи может включать в себя связь, осуществляемую посредством сигнала, передаваемого от вспомогательного спутника 110 на спутник-шлюз 105. В некоторых примерах вспомогательные спутники 110 из кластера 130 могут обмениваться данными только непосредственно со спутником-шлюзом 105. В некоторых случаях вспомогательные спутники 110 могут обмениваться данными с другими вспомогательными спутниками 110 из кластера 130 (например, могут выступать в качестве ретранслятора между спутником-шлюзом 105 и другими вспомогательными спутниками 110). В некоторых примерах траектории связи между спутником-шлюзом 105 и вспомогательными спутниками 110 могут быть представлены каналами 140 связи GW/TDL. В некоторых случаях каналы 140 связи GW/TDL могут также называться внутрикластерными каналами связи.
В некоторых случаях спутник-шлюз и вспомогательные спутники развертывают так, чтобы орбиты оставались в пределах определенного расстояния друг от друга, например в пределах километров, десятков километров или сотен километров. В некоторых случаях спутник-шлюз 105 может использовать всенаправленную антенну или одну или более направленных антенн для поддержания соединения со вспомогательными спутниками 110, которые пространственно расположены вокруг спутника-шлюза 105. Таким образом, орбитально связанные спутники могут вращаться по орбитам, отстоящим друг от друга в пределах диапазона, подходящего для обмена данными на уровне мощности, доступном для спутниковых приложений. В некоторых случаях вспомогательные спутники ориентируют в положении, позволяющем поддерживать направленный канал связи со спутником-шлюзом 105. В некоторых случаях множество кластеров 130 может быть выполнено с возможностью формирования группировки кластеров 130. В некоторых случаях орбитально связанные спутники из кластера 130 располагают в одной и той же плоскости орбиты.
В некоторых случаях спутник-шлюз 105 может быть использован для маршрутизации связи между первым вспомогательным спутником 110, обеспечивающим первую функциональную возможность (например, услугу связи) и использующим первый протокол связи, и вторым вспомогательным спутником 110, обеспечивающим вторую функциональную возможность (например, другую услугу связи или сервис спутниковой визуализации) и использующим второй протокол связи. В некоторых случаях спутник-шлюз 105 может не обеспечивать пользовательское устройство 120 прямой функциональной возможностью. В некоторых случаях первый вспомогательный спутник 110 может осуществлять передачу в первом диапазоне частот, а второй вспомогательный спутник 110 может осуществлять передачу во втором диапазоне частот. В некоторых примерах первый вспомогательный спутник 110 и второй вспомогательный спутник могут быть развернуты в одном и том же кластере 130, связанном со спутником-шлюзом 105. В некоторых случаях текущая географическая зона 135 покрытия первого вспомогательного спутника 110 и текущая географическая зона 135 покрытия второго вспомогательного спутника 110 могут полностью или по существу накладываться друг на друга. В некоторых примерах обе географические зоны 135 покрытия могут включать в себя конкретное пользовательское устройство 120, использующее первый протокол связи.
Например, пользовательское устройство 120, соединенное с первым вспомогательным спутником 110, может пытаться получать информацию от второго вспомогательного спутника 110. Пользовательское устройство 120 может осуществлять передачу данных по первому протоколу связи на первый вспомогательный спутник 110 по первому каналу 160 связи TDL. Передача данных по первому протоколу связи может включать в себя создание пакета данных, соответствующего первому протоколу связи, шифрование данных в пакете данных с использованием схемы шифрования, используемой первым протоколом связи, и передачу пакета данных на определенных частотных ресурсах в соответствии с физическим уровнем, заданным первым протоколом связи. В некоторых случаях обмен данными может быть предназначен для другого пользовательского устройства 120, которое использует другой протокол связи или может запрашивать функциональную возможность, не обеспечиваемую первым вспомогательным спутником 110. Первый вспомогательный спутник 110 может определять неспособность первого вспомогательного спутника 110 завершать обмен данными и может ретранслировать поток данных или данные, включенные в обмен данными, на спутник-шлюз 105 по каналу 140 связи GW/TDL. В некоторых случаях поток данных или данные можно ретранслировать по первому протоколу связи и/или межсетевому протоколу связи, который соединяет спутник-шлюз 105 со вспомогательными спутниками 110.
Спутник-шлюз 105 может полностью или частично декодировать ретранслированный поток данных для определения устройства назначения при обмене данными. Например, спутник-шлюз 105 может определять, что устройством назначения при обмене данными является второй вспомогательный спутник 110, на основании определения того, что второй вспомогательный спутник 110 обменивается данными с пользовательским устройством 120, которое является предполагаемым получателем при обмене данными. В другом примере спутник-шлюз 105 может определять, что второй вспомогательный спутник 110 является устройством назначения при обмене данными, на основании определения того, что второй вспомогательный спутник 110 обеспечивает требуемую при обмене данными функциональную возможность. Затем спутник-шлюз 105 может ретранслировать (или пересылать) поток данных или данные, включенные в обмен данными, на второй вспомогательный спутник 110 по каналу 140 связи GW/TDL, например, посредством передачи потока данных или данных по второму протоколу связи и/или межсетевому протоколу связи.
Второй вспомогательный спутник 110 может принимать и обрабатывать ретранслированный поток данных. В некоторых примерах второй вспомогательный спутник 110 может завершать ретранслированный поток данных путем идентификации целевого пользователя и ретрансляции потока данных на целевое пользовательское устройство 120 по второму каналу 165 связи TDL. В некоторых примерах второй вспомогательный спутник 110 может выполнять запрошенную функциональную возможность (например, может идентифицировать образ идентифицированной зоны) и передавать второй поток данных, включающий в себя запрошенную информацию, обратно на спутник-шлюз 105 по каналу 140 связи GW/TDL. Затем спутник-шлюз 105 может ретранслировать второй поток данных на первый вспомогательный спутник 110 по каналу 140 связи GW/TDL, который может ретранслировать второй поток данных на исходное пользовательское устройство 120 по первому каналу 160 связи TDL. Благодаря использованию спутника-шлюза 105 для маршрутизации связи между первым вспомогательным спутником 110 и вторым вспомогательным спутником 110 пользовательское устройство 120 может иметь доступ ко второй функциональной возможности второго вспомогательного спутника 110 через первый вспомогательный спутник 110 и спутник-шлюз 105. Таким образом, спутник-шлюз 105 может обеспечивать взаимодействие между несовместимыми вспомогательными спутниками 110.
В некоторых случаях спутник-шлюз 105 может быть использован для маршрутизации связи между первым вспомогательным спутником 110, обеспечивающим первую функциональную возможность (например, услугу связи) и использует первый протокол связи, и вторым вспомогательным спутником 110, который обеспечивает первую функциональную возможность и использует первый протокол связи, но находится вне зоны покрытия связи с первым вспомогательным спутником 110. В некоторых примерах первый вспомогательный спутник 110 может быть развернут в первом кластере 130, организованном вокруг первого спутника-шлюза 105, а второй вспомогательный спутник 110 может быть развернут во втором кластере 130, организованном вокруг второго спутника-шлюза 105. В некоторых случаях текущая географическая зона 135 покрытия первого вспомогательного спутника 110 и текущая географическая зона 135 покрытия второго вспомогательного спутника 110 могут полностью или по существу не накладываться друг на друга. В некоторых примерах только одна из географических зон 135 покрытия может включать в себя конкретное пользовательское устройство 120.
Например, пользовательское устройство 120, соединенное с первым вспомогательным спутником 110, может пытаться отправлять данные на второе пользовательское устройство 120, соединенное со вторым вспомогательным спутником 110. Пользовательское устройство 120 передает поток данных по первому протоколу связи на первый вспомогательный спутник 110 по первому каналу 160 связи TDL. В некоторых случаях первый вспомогательный спутник 110 может быть не способен ретранслировать поток данных на второй вспомогательный спутник 110 (например, из-за ограничений на передачу). Таким образом, первый вспомогательный спутник 110 может ретранслировать поток данных на первый спутник-шлюз 105 (например, спутник-шлюз 105, связанный с кластером для первого вспомогательного спутника 110) по каналу 140 связи GW/TDL. Первый спутник-шлюз 105 может ретранслировать поток данных на второй спутник-шлюз 105, который обслуживает второй вспомогательный спутник 110 по каналу 145 связи GW/GW. Второй спутник-шлюз 105 может ретранслировать поток данных на второй вспомогательный спутник 110 по каналу 140 связи GW/TDL. А второй вспомогательный спутник 110 может отправлять поток данных на второе пользовательское устройство 120 по первому каналу 160 связи TDL. В некоторых примерах пользовательское устройство 120 может аналогичным образом получать доступ ко второй функциональной возможности (например, спутниковой визуализации) второго вспомогательного спутника 110, соединенного со вторым спутником-шлюзом 105.
Благодаря использованию множества спутников-шлюзов 105 для ретрансляции потоков данных между вспомогательными спутниками 110, пользовательское устройство 120 может быть способным получать ранее недоступную информацию из источников, находящихся вне пределов прямой видимости. Это означает, что географическая зона 135 покрытия для сервиса, обеспечиваемого вспомогательным спутником 110, который сам по себе ограничен в обеспечении сервиса для текущей географической зоны 135 покрытия, может быть расширена на дополнительные географические зоны 135 покрытия, в текущий момент покрываемые другими вспомогательными спутниками 110. Кроме того, пользовательское устройство 120 может иметь возможность доступа к какой-либо функциональной возможности (например, сервису спутниковой визуализации) вспомогательного спутника 110, который в текущий момент охватывает географическую зону 135 покрытия, отличную от зоны покрытия другого вспомогательного спутника 110, соединенного с пользовательским устройством 120, например пользовательское устройство 120, которое сконфигурировано для услуги связи, может получать спутниковые изображения для географической области, которая находится за пределами географической зоны 135 покрытия вспомогательного спутника 110, который обеспечивает услугу связи для пользовательского устройства 120, и/или вспомогательного спутника 110, который обеспечивает сервис визуализации для географической зоны 135 покрытия.
В некоторых случаях спутник-шлюз 105 может быть использован для маршрутизации потока данных между первым вспомогательным спутником 110, который обеспечивает первую функциональную возможность (например, услугу связи) и использует первый протокол связи, и коммерческим спутником 115, который обеспечивает доступ к коммерческой информационной сети (например, сети Интернет) и использует второй протокол связи (например, протокол IP).
Например, пользовательское устройство 120, которое соединено с первым вспомогательным спутником 110, может пытаться получать доступ к коммерческой информационной сети. Пользовательское устройство 120 может осуществлять передачу данных по первому протоколу связи на первый вспомогательный спутник 110 по первому каналу 160 связи TDL. Первый вспомогательный спутник 110 может не иметь прямого соединения с коммерческой информационной сетью и, таким образом, может ретранслировать поток данных на спутник-шлюз 105 по каналу 140 связи GW/TDL. После определения того, что поток данных направлен на коммерческую информационную сеть (например, следующий транзитный узел для потока данных представляет собой коммерческий спутник связи в соответствии с таблицей маршрутизации), спутник-шлюз 105 может ретранслировать поток данных на коммерческий спутник 115 по каналу 150 связи GW/CL. Коммерческий спутник 115 может ретранслировать поток данных на коммерческий шлюз 125 по каналу 155 связи коммерческого шлюза. Коммерческий шлюз 125 может также ретранслировать поток данных на запрошенное пользовательское устройство 120 (например, сервер или персональное устройство) по сетевому каналу 170 связи. Сетевой канал 170 связи может представлять собой проводной или беспроводной канал связи и может охватывать одну или более сетей (например, интрасеть или Интернет). В некоторых случаях коммерческий шлюз 125 может ретранслировать поток данных на сервер, который может обрабатывать поток данных или ретранслировать поток данных на персональное пользовательское устройство 120. В некоторых примерах пользовательское устройство 120 может аналогичным образом получать доступ к функциональной возможности вспомогательного спутника 110, который не сконфигурирован для коммерческой информационной сети, путем передачи потока данных на вспомогательный спутник 110 посредством коммерческого шлюза 125, коммерческого спутника 115 и спутника-шлюза 105. В некоторых примерах коммерческий спутник 115 может быть выполнен с возможностью маршрутизации связи между спутниками-шлюзами 105.
Использование коммерческих спутников 115 и спутников-шлюзов 105 для маршрутизации связи к вспомогательным спутникам 110 и от них позволяет подключить к коммерческой информационной сети вспомогательный спутник 110, который в противном случае не имел бы доступа к коммерческой информационной сети. Таким образом, любое пользовательское устройство 120, которое подключено к коммерческой информационной сети, может получать доступ к информации, полученной вспомогательным спутником 110, независимо от местоположения вспомогательного спутника 110.
За счет использования кластера 130, связанного со спутником-шлюзом 105, можно также обеспечивать пользовательское устройство 120 дополнительными функциональными возможностями в будущем, например после добавления вспомогательных спутников 110 в кластер 130, связанный со спутником-шлюзом, после запуска и/или выхода на рабочий режим спутника-шлюза 105. В некоторых случаях к кластеру 130 добавляют вспомогательные спутники 110 путем запуска вспомогательных спутников 110 в положение, которое орбитально связано со спутником-шлюзом 105. В некоторых случаях спутник-шлюз 105 может идентифицировать вновь запущенные вспомогательные спутники 110 с помощью межсетевого протокола связи. В некоторых случаях добавленные вспомогательные спутники 110 могут обеспечивать функциональные возможности, отличные от функциональных возможностей, которые в текущий момент обеспечивают вспомогательные спутники 110, соединенные со спутником-шлюзом 105. В некоторых случаях добавленный вспомогательный спутник 110 может также использовать протокол связи, отличный от протокола связи подключенных в настоящий момент вспомогательных спутников 110 и/или пользовательского устройства 120. Но добавленный вспомогательный спутник может иметь возможность обмениваться данными со спутником-шлюзом 105 по межсетевому протоколу связи. Таким образом, спутник-шлюз 105 может быть способен маршрутизировать связь между вновь добавленным вспомогательным спутником 110 и ранее подключенными вспомогательными спутниками 110. Благодаря применению спутника-шлюза 105 для маршрутизации связи между несовместимыми вспомогательными спутниками 110, пользовательское устройство 120 может получать доступ к новым функциональным возможностям вспомогательных спутников 110, которые в противном случае были бы несовместимы.
В некоторых случаях вспомогательный спутник 110, добавляемый к кластеру 130, связанному со спутником-шлюзом 105, может обеспечивать избыточные функциональные возможности для вспомогательных спутников 110, которые были ранее соединены со спутником-шлюзом 105. Благодаря запуску вспомогательных спутников 110, обеспечивающих избыточные функциональные возможности в кластере 130, кластер 130 может стать более устойчивым к сбоям вспомогательных спутников 110, или способным поддерживать дополнительные пользовательские устройства 120, или более высокие скорости передачи данных.
Таким образом, посредством развертывания кластера 130, включающего в себя вспомогательные спутники 110, и спутника-шлюза 105, обеспечивающего соединение между несовместимыми спутниками, обеспечивающими общие или различные функциональные возможности, группа автономных спутников может быть преобразована в объединенную сеть спутников. Таким образом, функциональные возможности, доступные пользовательским устройствам 120, которые могут осуществлять доступ к одному из вспомогательных спутников 110, могут быть расширены для обеспечения доступа к тем функциональным возможностям, обеспечиваемым другими вспомогательными спутниками 110, которые в ином случае были бы недоступны. Кроме того, пользовательское устройство 120 может обеспечивать широкий массив функциональных возможностей, используя для этого спутники низкого уровня сложности, каждый из которых обеспечивает ограниченное число функциональных возможностей, и без конфигурирования множества протоколов связи на спутниках или пользовательском устройстве 120.
В некоторых случаях спутник-шлюз 105 может быть выполнен с возможностью обеспечения контроля и управления вспомогательными спутниками 110, находящимися в кластере 130. Например, вспомогательные спутники 110 могут не поддерживать прямой обмен данными с наземными станциями для контроля и управления, и, таким образом, спутник-шлюз 105 может иметь единый интерфейс контроля и управления для вспомогательных спутников 110. В некоторых примерах спутник-шлюз 105 может определять команды для вспомогательных спутников (например, на основании определения факта изменения орбиты, изменения положения или изменения ориентации антенны, изменения параметров связи). Например, спутник-шлюз 105 может включать в себя датчики или другие устройства для определения, когда изменять настройки или характеристики орбиты вспомогательного спутника 110. В дополнительном или альтернативном варианте осуществления спутник-шлюз 105 может принимать команды для вспомогательных спутников 110 из центра управления (например, через наземный канал связи или канал линию связи с коммерческим спутником связи). В некоторых случаях контроль и управление связаны с командами для поддержания орбиты вспомогательных спутников 110 в пределах кластера 130. В некоторых примерах спутник-шлюз 105 может отправлять команду, которая предписывает одному или более вспомогательным спутникам 110 изменять орбитальную траекторию, например корректировать орбиту вспомогательного спутника 110 или избегать столкновения с мусором. В некоторых примерах спутник-шлюз 105 может отправлять команду, которая предписывает одному или более вспомогательным спутникам 110 сходить с орбиты.
На фиг. 2 представлены аспекты спутниковой подсистемы 200 связи, поддерживающей группировки фракционированных спутников, описанные в настоящем документе. Спутниковая подсистема 200 связи может включать в себя спутник-шлюз 205, который может быть примером спутника-шлюза, описанного со ссылкой на фиг. 1. Спутник-шлюз 205 может представлять собой LEO-спутник.
Спутниковая подсистема 200 связи может включать в себя первый вспомогательный спутник 210, второй вспомогательный спутник 215 и третий вспомогательный спутник 220, которые могут быть примерами вспомогательных спутников, описанных со ссылкой на фиг. 1. Первый вспомогательный спутник 210, второй вспомогательный спутник 215 и третий вспомогательный спутник 220 могут быть орбитально связаны со спутником-шлюзом 205, как по существу описано со ссылкой на фиг. 1. Таким образом, спутник-шлюз 205, первый вспомогательный спутник 210, второй вспомогательный спутник 215 и третий вспомогательный спутник 220 могут быть расположены в пределах кластера 235 и могут обмениваться данными друг с другом с помощью первого канала 245 связи GW/TDL, второго канала 250 связи GW/TDL и третьего канала 255 связи GW/TDL, как по существу описано со ссылкой на фиг. 1.
В некоторых случаях первый вспомогательный спутник 210 может быть сконфигурирован для первого протокола связи TDL, второй вспомогательный спутник 215 может быть сконфигурирован для второго протокола связи TDL, а третий вспомогательный спутник 220 может быть сконфигурирован для третьего протокола связи TDL. В некоторых случаях в кластер 235 могут быть добавлены дополнительные вспомогательные спутники, например посредством запуска вспомогательных спутников в местоположения, которые орбитально связаны со спутником-шлюзом 205. В некоторых случаях спутник-шлюз 205 может идентифицировать вспомогательные спутники, которые орбитально связаны со спутником-шлюзом 205 за счет передачи сообщений обнаружения в соответствии с межсетевым протоколом связи.
Спутниковая подсистема 200 связи может включать в себя первое пользовательское устройство 225 и второе пользовательское устройство 230, которые могут быть примерами пользовательских устройств, описанных со ссылкой на фиг. 1. Первое пользовательское устройство 225 и второе пользовательское устройство 230 могут размещаться в пределах географической зоны 240 покрытия кластера 235. Первое пользовательское устройство 225 может обмениваться данными со вторым вспомогательным спутником 215 с использованием первого канала 260 связи TDL, а второе пользовательское устройство 230 может обмениваться данными со вторым вспомогательным спутником 215 с использованием второго канала 265 связи TDL, как по существу описано со ссылкой на фиг. 1. В некоторых случаях первое пользовательское устройство 225 может быть сконфигурировано для первого протокола связи TDL, а второе пользовательское устройство 230 может быть сконфигурировано для второго протокола связи TDL.
Как описано выше и в настоящем документе, первый вспомогательный спутник (например, первый вспомогательный спутник 210) может быть сконфигурирован с первым протоколом связи TDL и обеспечивать первую функциональную возможность, а второй вспомогательный спутник (например, второй вспомогательный спутник 215) может быть сконфигурирован со вторым протоколом связи TDL и обеспечивать вторую функциональную возможность. Первый вспомогательный спутник и второй вспомогательный спутник могут также в текущий момент охватывать по существу перекрывающуюся географическую область. В некоторых случаях пользовательское устройство, которое расположено в пределах по существу перекрывающейся географической области, может иметь доступ только к одному из вспомогательных спутников, например если пользовательское устройство сконфигурировано только для одного из первого и второго протоколов обмена данными TDL. Таким образом, пользовательское устройство может быть лишено возможности обмениваться данными с другими пользовательскими устройствами в пределах по существу перекрывающегося географического региона. Кроме того, пользовательское устройство может быть лишено доступа к функциональным возможностям других вспомогательных спутников (например, третьего вспомогательного спутника 220), которые в ином случае находились бы в диапазоне связи пользовательского устройства.
Для увеличения количества функциональных возможностей, доступных для пользовательского устройства, и/или для подключения пользовательских устройств, использующих несовместимые протоколы связи TDL, спутник-шлюз (например, спутник-шлюз 205) может быть орбитально связан со вспомогательными спутниками (например, первым вспомогательным спутником 210, вторым вспомогательным спутником 215 и третьим вспомогательным спутником 220) с образованием кластера 235 спутников. Спутник-шлюз может быть выполнен с возможностью маршрутизации связи между вспомогательными спутниками, например с использованием методик преобразования протоколов и нормализации сигналов.
За счет орбитального связывания спутника-шлюза с множеством вспомогательных спутников можно обеспечивать доступность функциональных возможностей всех вспомогательных спутников пользовательским устройствам (например, первому пользовательскому устройству 225 и второму пользовательскому устройству 230) в пределах географической зоны покрытия кластера. Аналогичным образом пользовательское устройство, которое использует первый протокол связи TDL (например, первое пользовательское устройство 225), может иметь возможность обмениваться данными с другим пользовательским устройством, которое использует второй протокол связи TDL (например, вторым пользовательским устройством 230) посредством спутника-шлюза. Примеры обмена данными с использованием спутника-шлюза для обеспечения дополнительных функциональных возможностей и подключения тех пользовательских устройств, которые в ином случае оставались бы несовместимыми, более подробно описаны в настоящем документе и со ссылкой на фиг. 3 и 4.
На фиг. 3 представлены аспекты технологического процесса 300, поддерживающего и использующего группировку фракционированных спутников, как описано в настоящем документе. Технологический процесс 300 может быть выполнен спутником-шлюзом 205, первым вспомогательным спутником 210, третьим вспомогательным спутником 220 и первым пользовательским устройством 225, как описано со ссылкой на фиг. 2. В некоторых примерах технологический процесс 300 иллюстрирует аспекты процесса, которые позволяют пользовательскому устройству с помощью спутника-шлюза получать доступ к функциональной возможности вспомогательного спутника, которая в ином случае оставалась бы недоступной для пользовательского устройства.
В блоке 303 спутник-шлюз 205 может идентифицировать один или более вспомогательных спутников (включая первый вспомогательный спутник 210 и третий вспомогательный спутник 220), которые орбитально связаны со спутником-шлюзом 205. В некоторых случаях спутник-шлюз 205 обнаруживает один или более вспомогательных спутников посредством широковещательных сообщений обнаружения. В некоторых примерах спутник-шлюз 205 может обнаруживать первый вспомогательный спутник 210 после приема ответного сообщения на сообщение обнаружения. В некоторых случаях спутник-шлюз 205 может обнаруживать первый набор вспомогательных спутников во время первой процедуры обнаружения и может обнаруживать второй набор вспомогательных спутников во время последующей процедуры. В некоторых примерах первый набор вспомогательных спутников может быть запущен одновременно со спутником-шлюзом 205, а второй набор вспомогательных спутников может быть запущен после запуска первого набора вспомогательных спутников. В некоторых примерах сообщения обнаружения и ответные сообщения на сообщения обнаружения передают в соответствии с межсетевым протоколом связи. После идентификации вспомогательного спутника спутник-шлюз 205 может создавать соединение с вспомогательным спутником.
В блоке 305 первое пользовательское устройство 225 может осуществлять обмен данными. В некоторых случаях обмен данными может включать в себя запрос на получение информации, связанной с функциональной возможностью, обеспечиваемой третьим вспомогательным спутником 220. Как обсуждалось выше, первое пользовательское устройство 225 может быть неспособно непосредственно обмениваться данными с третьим вспомогательным спутником 220, например, из-за несовместимости протоколов связи и/или сбоев передачи данных.
Как показано стрелкой 310, первое пользовательское устройство 225 может передавать поток данных на первый вспомогательный спутник 210 с использованием первого протокола связи TDL по первому каналу 260 связи TDL. Передача потока данных по первому протоколу связи TDL может включать в себя шифрование запроса, включенного в поток данных, пакетирование зашифрованного запроса в пакет данных и передачу пакета данных в виде сигнала по первому протоколу связи TDL.
В блоке 315 первый вспомогательный спутник 210 может идентифицировать целевое устройство назначения потока данных. В некоторых случаях идентификация целевого устройства назначения включает в себя идентификацию того, что поток данных не направлен на пользовательское устройство, которое в текущий момент поддерживает связь с первым вспомогательным спутником 210. В некоторых случаях первый вспомогательный спутник 210 определяет, что целевое пользовательское устройство в текущий момент не поддерживает связь с первым вспомогательным спутником 210 за счет декодирования включенного в поток данных адреса приемника и отсутствия соответствующего адреса приемника в списке адресов активных пользовательских устройств, например в списке пользовательских устройств, которые в текущий момент находятся в диапазоне связи первого вспомогательного спутника 210.
Как показано стрелкой 320, первый вспомогательный спутник 210 может ретранслировать поток данных на спутник-шлюз 205 по первому каналу 245 связи GW/TDL на основании определения того факта, что поток данных не направляют на пользовательское устройство, которое в текущий момент поддерживает связь с первым вспомогательным спутником 210. В некоторых случаях первый вспомогательный спутник 210 ретранслирует поток данных путем передачи потока данных по протоколу связи GW/TDL. Передача потока данных по протоколу связи GW/TDL может включать в себя извлечение данных из потока данных, шифрование данных, повторное пакетирование данных в пакет данных и передачу пакета данных в виде сигнала по протоколу связи GW/TDL. В некоторых случаях извлеченные данные шифруют в соответствии со стандартами второго протокола связи TDL. В других случаях передача потока данных по протоколу связи GW/TDL включает в себя инкапсуляцию потока данных в пакете данных, составленном в соответствии с протоколом связи GW/TDL, без извлечения данных из потока данных. В других случаях первый вспомогательный спутник 210 ретранслирует поток данных путем ретрансляции потока данных по первому протоколу связи TDL без извлечения данных из потока данных.
В блоке 325 спутник-шлюз 205 может определять целевой узел для обмена данными. В некоторых случаях определение целевого узла включает в себя расшифровку данных в потоке данных и/или идентификацию адреса приемника, включенного в поток данных. В некоторых случаях спутник-шлюз 205 может сравнивать декодированный адрес приемника со списком адресов для вспомогательных спутников, включенных в кластер 235, и/или со списком адресов для активных пользовательских устройств, которые в текущий момент находятся в диапазоне связи кластера 235 (например, в пределах географической зоны 240 покрытия). В некоторых примерах спутник-шлюз 205 может определять, что поток данных предназначен для третьего вспомогательного спутника 220, например, на основании сопоставления декодированного адреса с сохраненным адресом для третьего вспомогательного спутника 220.
В некоторых примерах спутник-шлюз 205 может поддерживать сеть LAN для связи со вспомогательными спутниками кластера 235. Например, спутник-шлюз 205 может выступать в качестве точки доступа (AP) для сети LAN в кластере 235 и может осуществлять преобразование сетевых адресов (NAT) между LAN кластера 235 и адресами WAN. Спутник-шлюз 205 может назначать адреса LAN вспомогательным спутникам в кластере 235 (например, вспомогательным спутникам можно присваивать адреса LAN в одной и той же подсети). Спутник-шлюз 205 может осуществлять преобразование NAT с возможностью маршрутизации связи с помощью спутника-шлюза 205 на каждый вспомогательный спутник и от него через другие спутники-шлюзы или коммерческие спутники связи (например, с использованием маршрутизации WAN или общедоступных адресов IPv4 или IPv6). Спутник-шлюз 205 может осуществлять статическое или динамическое преобразование NAT и может направлять обновления для таблиц маршрутизации соседних транзитных узлов в сети WAN (например, других спутников-шлюзов 205, коммерческих спутников связи).
В некоторых примерах спутник-шлюз 205 может включать в себя таблицу маршрутизации для определения траектории связи от спутника-шлюза 205 к целевому вспомогательному спутнику или пользовательскому устройству. В некоторых случаях в таблице маршрутизации указывают траекторию связи для достижения целевого вспомогательного спутника или пользовательского устройства через один или более промежуточных спутников (например, промежуточных вспомогательных спутников, спутников-шлюзов и/или коммерческих спутников). Например, после определения адреса приемника спутник-шлюз 205 может определять, что связанный вспомогательный спутник или связанное пользовательское устройство в текущий момент находится в зоне покрытия спутника-шлюза 205, и может ретранслировать поток данных на вспомогательный спутник или какой-либо вспомогательный спутник, соединенный с пользовательским устройством. В другом примере после определения адреса приемника спутник-шлюз 205 может определять, что спутник-шлюз 205 не обслуживает связанный вспомогательный спутник или связанное пользовательское устройство, и может обращаться к своей таблице маршрутизации, чтобы найти следующий транзитный узел потока данных для траектории связи, ведущей к адресу приемника. Спутник-шлюз 205 может передавать поток данных на узел сети (например, другой спутник-шлюз, коммерческий спутник связи), назначенный следующим транзитным узлом на основании таблицы маршрутизации. Например, узел сети может представлять собой промежуточный спутник-шлюз, который может затем передавать поток данных на спутник-шлюз, обслуживающий вспомогательный спутник, связанный с адресом приемника, на основании таблицы маршрутизации, хранящейся на промежуточном спутнике-шлюзе, а спутник-шлюз может передавать поток данных на целевой вспомогательный спутник.
Как показано стрелкой 330, спутник-шлюз 205 может ретранслировать поток данных на третий вспомогательный спутник 220 по третьему каналу 255 связи GW/TDL на основании определения того, что третий вспомогательный спутник 220 является следующим транзитным узлом (например, в соответствии с таблицей маршрутизации) потока данных. В некоторых случаях ретрансляция данных, извлеченных из потока данных, на третий вспомогательный спутник 220, включает в себя пакетирование, шифрование и/или передачу потока данных по протоколу связи GW/TDL. В других случаях спутник-шлюз 205 ретранслирует поток данных без извлечения данных посредством инкапсулирования включенного в поток данных запроса в пакет данных, составленный в соответствии с протоколом связи GW/TDL. В других случаях спутник-шлюз 205 ретранслирует поток данных без извлечения данных путем ретрансляции потока данных по третьему протоколу связи TDL, используемому третьим вспомогательным спутником 220.
Как показано стрелкой 335, третий вспомогательный спутник 220 может передавать на спутник-шлюз 205 ответ на запрос, включенный в поток данных, по третьему каналу 255 связи GW/TDL. В некоторых случаях ответ может включать в себя данные, полученные с использованием функциональной возможности, обеспечиваемой третьим вспомогательным спутником 220. Например, третий вспомогательный спутник 220 может быть выполнен с возможностью получения спутниковых изображений и может передавать ответ, включающий в себя изображение конкретного местоположения, на основании декодирования запроса, запрашивающего изображение конкретного местоположения. Третий вспомогательный спутник 220 может передавать ответ по протоколу связи GW/TDL или третьему протоколу связи TDL.
Как показано стрелкой 340, спутник-шлюз 205 может определять узел назначения для ответа, как аналогичным образом описано со ссылкой на блок 325. В некоторых случаях спутник-шлюз 205 может определять, что первый вспомогательный спутник 210 является узлом назначения.
Как показано стрелкой 345, спутник-шлюз 205 может ретранслировать ответ, принятый от третьего вспомогательного спутника 220, на первый вспомогательный спутник 210, по первому каналу 245 связи GW/TDL, например, с использованием протокола связи GW/TDL либо первого протокола связи TDL.
Как показано стрелкой 350, первый вспомогательный спутник 210 может ретранслировать ответ на первое пользовательское устройство 225 по первому каналу 260 связи TDL, например, с использованием первого протокола связи TDL. После приема ответа первое пользовательское устройство 225 может декодировать пакет данных. Таким образом, первое пользовательское устройство 225 может получать доступ к функциональной возможности вспомогательного спутника, использующего другой протокол связи или находящегося вне диапазона связи первого пользовательского устройства 225.
На фиг. 4 представлены аспекты технологического процесса 400, поддерживающего и использующего группировку фракционированных спутников, как описано в настоящем документе. Технологический процесс 400 может быть выполнен спутником-шлюзом 205, первым вспомогательным спутником 210, вторым вспомогательным спутником 215, первым пользовательским устройством 225 и вторым пользовательским устройством 230, как описано со ссылкой на фиг. 2. В некоторых примерах технологический процесс 400 иллюстрирует аспекты процесса, позволяющие пользовательскому устройству обмениваться данными с другим пользовательским устройством, которое сконфигурировано с несовместимым протоколом связи.
В блоке 403 спутник-шлюз 205 может идентифицировать один или более вспомогательных спутников, как аналогичным образом описано со ссылкой на блок 303 на фиг. 3.
В блоке 405 первое пользовательское устройство 225 может осуществлять обмен данными. В некоторых случаях поток данных может включать в себя сообщение (например, голосовое или информационное сообщение) для второго пользовательского устройства 230. Как обсуждалось выше, первое пользовательское устройство 225 может быть неспособно непосредственно обмениваться данными со вторым пользовательским устройством 230, например, из-за несовместимости протоколов связи и/или сбоев передачи данных.
Как показано стрелкой 410, первое пользовательское устройство 225 может передавать поток данных на первый вспомогательный спутник 210 по первому каналу 260 связи TDL, как аналогичным образом описано со ссылкой на стрелку 310 на фиг. 3. В блоке 415 первый вспомогательный спутник 210 может идентифицировать целевое устройство назначения потока данных, как аналогичным образом описано со ссылкой на блок 315 на фиг. 3. Как показано стрелкой 420, первый вспомогательный спутник 210 может ретранслировать поток данных на спутник-шлюз 205 по первому каналу 245 связи GW/TDL, как аналогичным образом описано со ссылкой на стрелку 320 на фиг. 3. В блоке 425 спутник-шлюз 205 может определять узел назначения для потока данных, как аналогичным образом описано со ссылкой на блок 325 на фиг. 3. В блоке 430 спутник-шлюз 205 может ретранслировать поток данных на второй вспомогательный спутник 215 по второму каналу 250 связи GW/TDL, как аналогичным образом описано со ссылкой на стрелку 330 на фиг. 3.
Как показано стрелкой 435, второй вспомогательный спутник 215 может ретранслировать поток данных на второе пользовательское устройство 230. В некоторых случаях второй вспомогательный спутник 215 ретранслирует поток данных на второе пользовательское устройство 230 с использованием второго протокола связи. Таким образом, первое пользовательское устройство 225 может обмениваться данными с другим пользовательским устройством, которое использует протокол связи, отличный от протокола связи, который использует первое пользовательское устройство 225. В некоторых случаях второе пользовательское устройство 230 может аналогичным образом передавать сообщения (например, ответ) на первое пользовательское устройство 225.
На фиг. 5 представлены аспекты спутниковой подсистемы 500 связи, поддерживающей группировки фракционированных спутников, описанные в настоящем документе. Спутниковая подсистема 500 связи может включать в себя первый спутник-шлюз 505 и второй спутник-шлюз 510, которые могут быть примерами спутников-шлюзов, описанных со ссылкой на фиг. 1–4. В некоторых случаях первый спутник-шлюз 505 может находиться на первой LEO, а второй спутник-шлюз 510 может находиться на второй LEO. Например, вторая LEO может находиться в той же плоскости орбиты, но быть смещена по фазе (например, на 90 градусов) относительно первой LEO. В других случаях первый спутник-шлюз 505 может находиться на орбите LEO в другой плоскости орбиты.
Спутниковая подсистема 500 связи может включать в себя первый вспомогательный спутник 515, второй вспомогательный спутник 520, третий вспомогательный спутник 525 и четвертый вспомогательный спутник 530, которые могут быть примерами вспомогательных спутников, описанных со ссылкой на фиг. 1–4. Первый вспомогательный спутник 515 может быть орбитально связан с первым спутником-шлюзом 505, как по существу описано со ссылкой на фиг. 1. Таким образом, первый спутник-шлюз 505 и первый вспомогательный спутник 515 могут быть расположены в первом кластере 550 и могут обмениваться данными друг с другом по первому каналу 570 связи GW/TDL, как по существу описано со ссылкой на фиг. 1–4. Второй вспомогательный спутник 520, третий вспомогательный спутник 525 и четвертый вспомогательный спутник 530 могут быть орбитально связаны со вторым спутником-шлюзом 510, как по существу описано со ссылкой на фиг. 1. Таким образом, второй спутник-шлюз 510, второй вспомогательный спутник 520, третий вспомогательный спутник 525 и четвертый вспомогательный спутник 530 могут быть расположены во втором кластере 555 и могут обмениваться данными друг с другом по второму каналу 575 связи GW/TDL, третьему каналу 580 связи GW/TDL и четвертому каналу 585 связи GW/TDL, как по существу описано со ссылкой на фиг. 1.
В некоторых случаях первый вспомогательный спутник 515 и второй вспомогательный спутник 520 могут быть сконфигурированы для первого протокола связи TDL, третий вспомогательный спутник 525 может быть сконфигурирован для второго протокола связи TDL, а четвертый вспомогательный спутник 530 может быть сконфигурирован для третьего протокола связи TDL.
Спутниковая подсистема 500 связи может включать в себя первое пользовательское устройство 535, второе пользовательское устройство 540 и третье пользовательское устройство 545, которые могут быть примерами пользовательских устройств, описанных со ссылкой на фиг. 1–4. Первое пользовательское устройство 535 может находиться в первой географической зоне 560 покрытия первого кластера 550. Первое пользовательское устройство 535 может обмениваться данными с первым вспомогательным спутником 515 по первому каналу 595 связи TDL. Второе пользовательское устройство 540 и третье пользовательское устройство 545 могут находиться во второй географической зоне 565 покрытия второго кластера 555. Второе пользовательское устройство 540 может обмениваться данными со вторым вспомогательным спутником 520 по второму каналу 597 связи TDL, а третье пользовательское устройство 545 может обмениваться данными с третьим вспомогательным спутником 525 по третьему каналу 599 связи TDL, как по существу описано со ссылкой на фиг. 1–4.
В некоторых случаях первое пользовательское устройство 535 и второе пользовательское устройство 540 могут быть сконфигурированы для первого протокола связи TDL, а третье пользовательское устройство 545 может быть сконфигурировано для второго протокола связи TDL. В некоторых случаях второе пользовательское устройство 540 может обмениваться данными с четвертым вспомогательным спутником 530 и/или третьим пользовательским устройством 545, находящимся во второй географической зоне 565 покрытия, как по существу описано со ссылкой на фиг. 2–4. Аналогичным образом, в некоторых случаях первое пользовательское устройство 535 может обмениваться данными со вспомогательными спутниками в первом кластере 550 и пользовательскими устройствами в первой географической зоне 560 покрытия, как аналогичным образом описано со ссылкой на фиг. 2–4.
Как описано выше и в настоящем документе, первый вспомогательный спутник (например, первый вспомогательный спутник 515) может быть выполнен с возможностью обеспечения услуги связи для пользовательских устройств, использующих первый протокол связи TDL, в текущей зоне покрытия первого вспомогательного спутника. В некоторых случаях пользовательское устройство может быть неспособно обмениваться данными с другими пользовательскими устройствами, расположенными в текущей зоне покрытия второго вспомогательного спутника (например, второго вспомогательного спутника 520), например если первый вспомогательный спутник не способен достичь второго вспомогательного спутника.
Для расширения диапазона связи пользовательского устройства, находящегося в первой зоне покрытия, для достижения пользовательских устройств, расположенных в других зонах покрытия, первый спутник-шлюз (например, первый спутник-шлюз 505) может быть орбитально связан с первым вспомогательным спутником (например, первым вспомогательным спутником 515) с формированием первого кластера спутников (например, второго кластера 555), а второй спутник-шлюз (например, второй спутник-шлюз 510) может быть орбитально связан со вторым вспомогательным спутником (например, вторым вспомогательным спутником 520) с формированием второго кластера спутников (например, второго кластера 555). Первый спутник-шлюз может быть выполнен с возможностью маршрутизации связи от первого вспомогательного спутника ко второму спутнику-шлюзу, например по каналу 590 связи GW/GW. А второй спутник-шлюз может ретранслировать поток данных на второй вспомогательный спутник, который может передавать поток данных на второе пользовательское устройство, расположенное в зоне покрытия, отличной от зоны покрытия первого пользовательского устройства.
В некоторых случаях коммерческий спутник (не показан) можно использовать в комбинации с системой, показанной на фиг. 5, и использовать для ретрансляции потоков данных между спутниками-шлюзами. Например, коммерческий спутник может быть выполнен с возможностью маршрутизации связи между первым спутником-шлюзом 505 и вторым спутником-шлюзом 510, когда между первым спутником-шлюзом 505 и вторым спутником-шлюзом 510 отсутствует канал 590 связи GW/GW или если канал 590 связи GW/GW вышел из строя.
Посредством формирования множества взаимно соединенных кластеров диапазон передачи данных пользовательского устройства можно распространять на другие зоны покрытия. Аналогичным образом пользовательское устройство может быть выполнено с возможностью обмена данными с другими пользовательскими устройствами, которые используют протоколы связи TDL, отличные от протокола связи, применяемого данным пользовательским устройством, или находятся в других зонах покрытия. Кроме того, пользовательское устройство может получать доступ к функциональным возможностям вспомогательных спутников, которые используют протоколы связи TDL, отличные от протокола связи, применяемого пользовательским устройством, и которые в текущий момент покрывают другую зону покрытия. Примеры обмена данными с использованием группировки спутников-шлюзов для расширения диапазона связи пользовательского устройства, обеспечения дополнительных функциональных возможностей для пользовательского устройства и подключения пользовательского устройства к тем пользовательским устройствам, которые находятся в других зонах покрытия и в ином случае были бы несовместимыми, более подробно описаны в настоящем документе и со ссылкой на фиг. 6–8.
На фиг. 6 представлены аспекты технологического процесса 600, поддерживающего и использующего группировку фракционированных спутников, как описано в настоящем документе. Технологический процесс 600 может быть выполнен первым спутником-шлюзом 505, вторым спутником-шлюзом 510, первым вспомогательным спутником 515, четвертым вспомогательным спутником 530 и первым пользовательским устройством 535, как описано со ссылкой на фиг. 5. В некоторых примерах технологический процесс 600 иллюстрирует аспекты процесса, позволяющие пользовательскому устройству получать доступ к функциональной возможности вспомогательного спутника, который использует протокол связи, отличный от протокола связи пользовательского устройства, и имеет текущую зону покрытия, которая по существу не накладывается на зону покрытия вспомогательного спутника, который в текущий момент соединен с пользовательским устройством.
В блоке 603 первый спутник-шлюз 505 может идентифицировать один или более вспомогательных спутников (включая первый вспомогательный спутник 515), орбитально связанных с первым спутником-шлюзом 505, а второй спутник-шлюз 510 может идентифицировать один или более вспомогательных спутников (например, четвертый вспомогательный спутник 530), орбитально связанных со вторым спутником-шлюзом 510. В некоторых случаях первый спутник-шлюз 505 и второй спутник-шлюз 510 обнаруживают один или более вспомогательных спутников на основании широковещательных сообщений обнаружения и приема ответных сообщений. В некоторых примерах сообщения обнаружения и ответные сообщения на сообщения обнаружения передают в соответствии с межсетевым протоколом связи. После идентификации вспомогательного спутника первый спутник-шлюз 505 может создавать соединение со вспомогательным спутником.
В блоке 605 первое пользовательское устройство 535 может осуществлять обмен данными. В некоторых случаях обмен данными может включать в себя запрос на получение информации, связанной с функциональной возможностью, обеспечиваемой четвертым вспомогательным спутником 530. Как обсуждалось выше, первое пользовательское устройство 535 может быть неспособно непосредственно обмениваться данными с четвертым вспомогательным спутником 530, например, из-за несовместимости протоколов связи и/или сбоев передачи данных.
Как показано стрелкой 610, первое пользовательское устройство 535 может передавать поток данных на первый вспомогательный спутник 515 с использованием первого протокола связи TDL по первому каналу 595 связи TDL. Передача потока данных по первому протоколу связи TDL может включать в себя шифрование запроса, включенного в поток данных, пакетирование зашифрованного запроса в пакет данных и передачу пакета данных в виде сигнала по первому протоколу связи TDL.
В блоке 615 первый вспомогательный спутник 515 может идентифицировать целевое устройство назначения потока данных. В некоторых случаях идентификация целевого устройства назначения включает в себя идентификацию того, что поток данных не направлен на пользовательское устройство, которое в текущий момент поддерживает связь с первым вспомогательным спутником 515. В некоторых случаях первый вспомогательный спутник 515 определяет, что целевое пользовательское устройство в текущий момент не поддерживает связь с первым вспомогательным спутником 515 за счет декодирования включенного в поток данных адреса приемника и отсутствия соответствующего адреса приемника в списке адресов активных пользовательских устройств, например в списке пользовательских устройств, которые в текущий момент находятся в диапазоне связи первого вспомогательного спутника 515.
Как показано стрелкой 620, первый вспомогательный спутник 515 может ретранслировать поток данных на первый спутник-шлюз 505 по первому каналу 570 связи GW/TDL на основании определения того, что поток данных не направлен на пользовательское устройство, которое в текущий момент поддерживает связь с первым вспомогательным спутником 515. В некоторых случаях первый вспомогательный спутник 515 ретранслирует поток данных путем передачи потока данных или данных из потока данных с использованием протокола связи GW/TDL. Передача потока данных по протоколу связи GW/TDL может включать в себя извлечение данных из потока данных, шифрование данных, повторное пакетирование данных в пакет данных и передачу пакета данных в виде сигнала по протоколу связи GW/TDL. В некоторых случаях извлеченные данные шифруют в соответствии со стандартами второго протокола связи TDL. В других случаях передача потока данных по протоколу связи GW/TDL включает в себя инкапсуляцию потока данных в пакете данных, составленном в соответствии с протоколом связи GW/TDL, без извлечения данных из потока данных. В других случаях первый вспомогательный спутник 515 ретранслирует поток данных путем ретрансляции потока данных по первому протоколу связи TDL без извлечения данных из потока данных.
В блоке 625 первый спутник-шлюз 505 может определять узел назначения для потока данных. В некоторых случаях определение целевого узла включает в себя расшифровку данных в потоке данных и/или идентификацию адреса приемника, включенного в поток данных. В некоторых случаях первый спутник-шлюз 505 может сравнивать декодированный адрес приемника со списком адресов (например, включенных в таблицу маршрутизации) для вспомогательных спутников, включенных в первый кластер 550, и/или списком адресов для активных пользовательских устройств, которые в текущий момент находятся в диапазоне связи первого кластера 550. В некоторых примерах первый спутник-шлюз 505 может определять, что предполагаемый узел назначения не находится в первом кластере 550 или в первой географической зоне 560 покрытия первого кластера 550. В некоторых примерах первый спутник-шлюз 505 может включать в себя таблицу маршрутизации с траекторией связи от первого спутника-шлюза 505 к целевому вспомогательному спутнику или пользовательскому устройству. В некоторых случаях траектория связи включает в себя один или более промежуточных спутников.
В некоторых примерах первый спутник-шлюз 505 может поддерживать сеть LAN для связи со вспомогательными спутниками кластера 550. Например, первый спутник-шлюз 505 может выступать в качестве точки доступа (AP) для сети LAN в кластере 550 и может выполнять преобразование NAT между LAN кластера 550 и адресами WAN. Спутник-шлюз 505 может назначать адреса LAN вспомогательным спутникам в кластере 550 (например, вспомогательным спутникам можно присваивать адреса LAN в одной и той же подсети). Первый спутник-шлюз 505 может выполнять преобразование NAT с возможностью маршрутизации связи с помощью первого спутника-шлюза 505 на каждый вспомогательный спутник и от него через другие спутники-шлюзы (например, второй спутник-шлюз 510) или коммерческие спутники связи (например, с использованием маршрутизации WAN или общедоступных адресов IPv4 или IPv6). Например, первый спутник-шлюз 505 может определять, что поток данных направлен на другой спутник-шлюз, и может преобразовывать исходный адрес, включенный в поток данных, на основании адреса WAN первого спутника-шлюза 505 и конкретного порта (например, связанного со вспомогательным спутником кластера 550). В альтернативном или дополнительном варианте осуществления первый спутник-шлюз 505 может перенаправлять потоки данных, принятые с целевым адресом, соответствующим адресу первого спутника-шлюза в сети WAN, на вспомогательные спутники кластера 550 на основании соответствующих им адресов портов. Первый спутник-шлюз 505 может выполнять статическое или динамическое преобразование NAT и может направлять обновления для таблиц маршрутизации соседних транзитных узлов по сети WAN (например, других спутников-шлюзов, коммерческих спутников связи).
Как показано стрелкой 630, первый спутник-шлюз 505 может ретранслировать поток данных на второй спутник-шлюз 510 по каналу 590 связи GW/GW на основании определения того, что поток данных предназначен для узла, который в текущий момент входит в зону покрытия второго кластера 555, например на основании идентифицированного адреса приемника и/или таблицы маршрутизации. В некоторых примерах первый спутник-шлюз 505 может ретранслировать поток данных на второй спутник-шлюз 510 на основании определения того, что поток данных предназначен для четвертого вспомогательного спутника 530, например на основании сопоставления декодированного адреса с сохраненным адресом для четвертого вспомогательного спутника 530 и таблицы маршрутизации. В некоторых случаях первый спутник-шлюз 505 ретранслирует поток данных на второй спутник-шлюз 510 путем передачи потока данных по протоколу связи GW/GW. Передача потока данных по протоколу связи GW/GW может включать в себя инкапсуляцию потока данных в пакете данных, составленном в соответствии с протоколом связи GW/GW. В некоторых случаях первый спутник-шлюз 505 может осуществлять ретрансляцию потока данных на промежуточный спутник-шлюз, который ретранслирует поток данных на второй спутник-шлюз 510, например на основании таблицы маршрутизации, хранящейся на первом спутнике-шлюзе 505, и/или если канал 590 связи GW/GW вышел из строя.
В блоке 635 второй спутник-шлюз 510 может определять узел назначения для потока данных, как аналогичным образом описано со ссылкой на блок 625. В некоторых случаях второй спутник-шлюз 510 может определять, что поток данных предназначен для четвертого вспомогательного спутника 530, например, на основании сопоставления декодированного адреса с сохраненным адресом для четвертого вспомогательного спутника 530. В других случаях второй спутник-шлюз 510 может определять, что поток данных предназначен для узла, не включенного во второй кластер 555, и может аналогичным образом ретранслировать поток данных на третий спутник-шлюз по каналу связи GW/GW.
В некоторых примерах второй спутник-шлюз 510 может поддерживать сеть LAN для связи со вспомогательными спутниками кластера 555. Например, второй спутник-шлюз 510 может выступать в качестве точки доступа (AP) для сети LAN в кластере 555 и может выполнять преобразование сетевых адресов (NAT) между LAN кластера 555 и адресами WAN. Второй спутник-шлюз 510 может назначать адреса LAN вспомогательным спутникам в кластере 555 (например, вспомогательным спутникам можно присваивать адреса LAN в одной и той же подсети). Второй спутник-шлюз 510 может выполнять преобразование NAT с возможностью маршрутизации связи с помощью второго спутника-шлюза 510 на каждый вспомогательный спутник и от него через другие спутники-шлюзы (например, первый спутник-шлюз 505) или коммерческие спутники связи (например, с использованием маршрутизации WAN или общедоступных адресов IPv4 или IPv6). Например, второй спутник-шлюз 510 может определять, что поток данных направлен на другой спутник-шлюз, и может преобразовывать исходный адрес, включенный в поток данных, на основании адреса WAN второго спутника-шлюза 510 и конкретного порта (например, связанного со вспомогательным спутником кластера 555). В альтернативном или дополнительном варианте осуществления второй спутник-шлюз 510 может перенаправлять принятые потоки данных с целевым адресом, соответствующим адресу WAN второго спутника-шлюза 510, на вспомогательные спутники кластера 555 на основании соответствующих им адресов портов. Второй спутник-шлюз 510 может выполнять статическое или динамическое преобразование NAT и может направлять обновления для таблиц маршрутизации соседних транзитных узлов по сети WAN (например, других спутников-шлюзов, коммерческих спутников связи).
Как показано стрелкой 640, второй спутник-шлюз 510 может ретранслировать поток данных на четвертый вспомогательный спутник 530 по четвертому каналу 585 связи GW/TDL на основании определения того, что четвертый вспомогательный спутник 530 является целевым устройством назначения потока данных, например на основании принятого адреса и/или таблицы маршрутизации, хранящейся на втором спутнике-шлюзе 510. В некоторых случаях ретрансляция данных, извлеченных из потока данных, на первый вспомогательный спутник включает в себя пакетирование, шифрование и/или передачу потока данных по протоколу связи GW/TDL. В других случаях второй спутник-шлюз 510 ретранслирует поток данных без извлечения данных посредством инкапсулирования включенного в поток данных запроса в пакет данных, составленный в соответствии с протоколом связи GW/TDL. В других случаях второй спутник-шлюз 510 ретранслирует поток данных без извлечения данных путем ретрансляции потока данных по третьему протоколу связи TDL, используемому четвертым вспомогательным спутником 530.
Как показано стрелкой 645, четвертый вспомогательный спутник 530 может передавать на второй спутник-шлюз 510 ответ на запрос, включенный в поток данных, по четвертому каналу 585 связи GW/TDL. В некоторых случаях ответ может включать в себя данные, полученные с использованием функциональной возможности, обеспечиваемой четвертым вспомогательным спутником 530. Например, четвертый вспомогательный спутник 530 может быть выполнен с возможностью получения спутниковых изображений и может передавать ответ, включающий в себя изображение конкретного местоположения, на основании декодирования запроса, запрашивающего изображение конкретного местоположения. Четвертый вспомогательный спутник 530 может передавать ответ по протоколу связи GW/TDL или третьему протоколу связи TDL.
В блоке 650 второй спутник-шлюз 510 может определять узел назначения для ответа, как аналогичным образом описано со ссылкой на блок 635. Как показано стрелкой 655, второй спутник-шлюз 510 может ретранслировать ответ на первый спутник-шлюз 505, как аналогичным образом описано со ссылкой на стрелку 630.
В блоке 660 первый спутник-шлюз 505 может определять узел назначения для ответа, как аналогичным образом описано со ссылкой на блок 625. В некоторых случаях первый спутник-шлюз 505 может определять, что первый вспомогательный спутник 515 является узлом назначения.
Как показано стрелкой 665, первый спутник-шлюз 505 может ретранслировать ответ, сгенерированный четвертым вспомогательным спутником 530, на первый вспомогательный спутник 515, по первому каналу 570 связи GW/TDL, например, с использованием протокола связи GW/TDL либо первого протокола связи TDL.
Как показано стрелкой 670, первый вспомогательный спутник 515 может ретранслировать ответ на первое пользовательское устройство 535 по первому каналу 595 связи TDL, например, с использованием первого протокола связи TDL. После приема ответа первое пользовательское устройство 535 может декодировать пакет данных. Таким образом, первое пользовательское устройство 535 может получать доступ к функциональной возможности вспомогательного спутника, который использует другой протокол связи TDL или находится вне диапазона связи первого пользовательского устройства 535. В некоторых случаях первое пользовательское устройство 535 может получать изображения от четвертого вспомогательного спутника 530, который отражает изображения, находящиеся вне пределов прямой видимости вспомогательного спутника, включенного в первый кластер 550.
На фиг. 7 представлены аспекты технологического процесса 700, поддерживающего и использующего группировку фракционированных спутников, как описано в настоящем документе. Технологический процесс 700 может быть выполнен первым спутником-шлюзом 505, вторым спутником-шлюзом 510, первым вспомогательным спутником 515, вторым вспомогательным спутником 520, первым пользовательским устройством 535 и вторым пользовательским устройством 540, как описано со ссылкой на фиг. 5. В некоторых примерах технологический процесс 700 иллюстрирует аспекты процесса, позволяющие пользовательскому устройству выполнять дальнюю связь, когда вспомогательный спутник, подключенный к пользовательскому устройству, не способен достичь пользовательского устройства, находящегося за пределами текущей зоны покрытия вспомогательного спутника.
В блоке 703 первый спутник-шлюз 505 и второй спутник-шлюз 510 могут идентифицировать один или более вспомогательных спутников, как аналогичным образом описано со ссылкой на блок 603 на фиг. 6.
В блоке 705 первое пользовательское устройство 535 может осуществлять обмен данными. В некоторых случаях поток данных может включать в себя сообщение (например, голосовое или информационное сообщение) для второго пользовательского устройства 540. Как обсуждалось выше, первое пользовательское устройство 535 может быть неспособно непосредственно обмениваться данными со вторым пользовательским устройством 540, например, из-за того, что второе пользовательское устройство 540 находится за пределами диапазона связи первого пользовательского устройства 535.
Как показано стрелкой 710, первое пользовательское устройство 535 может передавать поток данных на первый вспомогательный спутник 515 по первому каналу 595 связи TDL, как аналогичным образом описано со ссылкой на стрелку 610 на фиг. 6. В блоке 715 первый вспомогательный спутник 515 может идентифицировать целевое устройство назначения потока данных, как аналогичным образом описано со ссылкой на блок 615 на фиг. 6. Как показано стрелкой 720, первый вспомогательный спутник 515 может ретранслировать поток данных на первый спутник-шлюз 505 по первому каналу 570 связи GW/TDL, как аналогичным образом описано со ссылкой на стрелку 620 на фиг. 6. В блоке 725 первый спутник-шлюз 505 может определять узел назначения для потока данных, как аналогичным образом описано со ссылкой на блок 625 на фиг. 6. Как показано стрелкой 730, первый спутник-шлюз 505 может ретранслировать поток данных на второй спутник-шлюз 510 по каналу 590 связи GW/GW, как аналогичным образом описано со ссылкой на стрелку 630 на фиг. 6. В блоке 735 второй спутник-шлюз 510 может определять узел назначения для потока данных, как аналогичным образом описано со ссылкой на блок 635 на фиг. 6. Как показано стрелкой 740, второй спутник-шлюз 510 может ретранслировать поток данных на второй вспомогательный спутник 520 по второму каналу 575 связи GW/TDL, как аналогичным образом описано со ссылкой на стрелку 640 на фиг. 6.
Как показано стрелкой 745, второй вспомогательный спутник 520 может ретранслировать поток данных на второе пользовательское устройство 540 по второму каналу 597 связи TDL. В некоторых случаях второй вспомогательный спутник 520 ретранслирует поток данных на второе пользовательское устройство 540 с использованием первого протокола связи, используемого первым пользовательским устройством 535. Таким образом, первое пользовательское устройство 535 может обмениваться данными с другим пользовательским устройством, которое располагается в зоне покрытия, отличной от зоны покрытия первого пользовательского устройства 535. В некоторых случаях второе пользовательское устройство 540 может аналогичным образом передавать сообщения (например, ответ) на первое пользовательское устройство 535.
На фиг. 8 представлены аспекты технологического процесса 800, поддерживающего и использующего группировку фракционированных спутников, как описано в настоящем документе. Технологический процесс 800 может быть выполнен первым спутником-шлюзом 505, вторым спутником-шлюзом 510, первым вспомогательным спутником 515, третьим вспомогательным спутником 525, первым пользовательским устройством 535 и третьим пользовательским устройством 545, как описано со ссылкой на фиг. 5. В некоторых примерах технологический процесс 800 иллюстрирует аспекты процесса, позволяющие пользовательскому устройству выполнять дальнюю связь, когда вспомогательный спутник, подключенный к пользовательскому устройству, не способен достичь пользовательского устройства, находящегося за пределами текущей зоны покрытия вспомогательного спутника.
В блоке 803 первый спутник-шлюз 505 и второй спутник-шлюз 510 могут идентифицировать один или более вспомогательных спутников, как аналогичным образом описано со ссылкой на блок 603 и блок 703 на фиг. 6 и 7.
В блоке 805 первое пользовательское устройство 535 может осуществлять обмен данными. В некоторых случаях поток данных может включать в себя сообщение (например, голосовое или информационное сообщение) для третьего пользовательского устройства 545. Как обсуждалось выше, первое пользовательское устройство 535 может быть неспособно непосредственно обмениваться данными с третьим пользовательским устройством 545, например, из-за того, что третье пользовательское устройство 545 использует протокол передачи данных, отличный от протокола связи, который использует первое пользовательское устройство 535, и/или находится за пределами диапазона связи первого пользовательского устройства 535.
Как показано стрелкой 810, первое пользовательское устройство 535 может передавать поток данных на первый вспомогательный спутник 515 по первому каналу 595 связи TDL, как аналогичным образом описано со ссылкой на стрелку 610 и стрелку 710 на фиг. 6 и 7. В блоке 815 первый вспомогательный спутник 515 может идентифицировать целевое устройство назначения потока данных, как аналогичным образом описано со ссылкой на блок 615 и блок 715 на фиг. 6 и 7. Как показано стрелкой 820, первый вспомогательный спутник 515 может ретранслировать поток данных на первый спутник-шлюз 505 по первому каналу 570 связи GW/TDL, как аналогичным образом описано со ссылкой на стрелку 620 и стрелку 720 на фиг. 6 и 7. В блоке 825 первый спутник-шлюз 505 может определять узел назначения для потока данных, как аналогичным образом описано со ссылкой на блок 625 и блок 725 на фиг. 6 и 7. Как показано стрелкой 830, первый спутник-шлюз 505 может ретранслировать поток данных на второй спутник-шлюз 510 по каналу 590 связи GW/GW, как аналогичным образом описано со ссылкой на стрелку 630 и стрелку 730 на фиг. 6 и 7. В блоке 835 второй спутник-шлюз 510 может определять узел назначения для потока данных, как аналогичным образом описано со ссылкой на блок 635 и блок 735 на фиг. 6 и 7. Как показано стрелкой 840, второй спутник-шлюз 510 может ретранслировать поток данных на третий вспомогательный спутник 525 по третьему каналу 580 связи GW/TDL, как аналогичным образом описано со ссылкой на стрелку 640 и стрелку 740 на фиг. 6 и 7.
Как показано стрелкой 845, третий вспомогательный спутник 525 может ретранслировать поток данных на третье пользовательское устройство 545 по третьему каналу 599 связи TDL. В некоторых случаях третий вспомогательный спутник 525 ретранслирует поток данных на третье пользовательское устройство 545 по второму протоколу связи TDL, который отличается от первого протокола связи TDL, используемого первым пользовательским устройством 535. Таким образом, первое пользовательское устройство 535 может обмениваться данными с другим пользовательским устройством, которое использует другой протокол передачи данных и располагается в зоне покрытия, отличной от зоны покрытия первого пользовательского устройства 535. В некоторых случаях третье пользовательское устройство 545 может аналогичным образом передавать сообщения (например, ответ) на первое пользовательское устройство 535.
На фиг. 9 представлены аспекты спутниковой подсистемы 900 связи, поддерживающей группировки фракционированных спутников, описанные в настоящем документе. Спутниковая подсистема 900 связи может включать в себя спутник-шлюз 905, который может быть примером спутника-шлюза, описанного со ссылкой на фиг. 1–8. Спутник-шлюз 905 может находиться на LEO.
Спутниковая подсистема 900 связи может включать в себя первый вспомогательный спутник 910 и второй вспомогательный спутник 915, которые могут быть примерами вспомогательных спутников, описанных со ссылкой на фиг. 1–8. Первый вспомогательный спутник 910 и второй вспомогательный спутник 915 могут быть орбитально связаны со спутником-шлюзом 905, как по существу описано со ссылкой на фиг. 1. Таким образом, спутник-шлюз 905, первый вспомогательный спутник 910 и второй вспомогательный спутник 915 могут быть расположены в пределах кластера 940 и могут обмениваться данными друг с другом по первому каналу 950 связи GW/TDL и второму каналу 955 связи GW/TDL, как по существу описано со ссылкой на фиг. 1–8. В некоторых случаях первый вспомогательный спутник 910 может быть сконфигурирован для первого протокола связи TDL, а второй вспомогательный спутник 915 может быть сконфигурирован для второго протокола связи TDL. В некоторых случаях спутник-шлюз 905 может быть выполнен с возможностью ретрансляции потоков данных между вспомогательными спутниками и другим спутником-шлюзом, как по существу описано со ссылкой на фиг. 2–8.
Спутниковая подсистема 900 связи может включать в себя первое пользовательское устройство 925 и второе пользовательское устройство 930, которые могут быть примерами пользовательских устройств, описанных со ссылкой на фиг. 1–8. Первое пользовательское устройство 925 может находиться за пределами географической зоны 945 покрытия, хотя в некоторых случаях первое пользовательское устройство 925 может находиться в пределах географической зоны покрытия. Второе пользовательское устройство 930 может располагаться в пределах географической зоны 945 покрытия кластера 940. Второе пользовательское устройство 930 может обмениваться данными со вторым вспомогательным спутником 915 по каналу 960 связи TDL, как по существу описано со ссылкой на фиг. 1–8. В некоторых случаях первое пользовательское устройство 925 может быть сконфигурировано для сетевого протокола связи, а второе пользовательское устройство 930 может быть сконфигурировано для второго протокола связи TDL. В некоторых случаях второе пользовательское устройство 930 может обмениваться данными со вспомогательными спутниками в кластере 940 и пользовательскими устройствами в географической зоне 945 покрытия, как аналогичным образом описано со ссылкой на фиг. 2–4. Второе пользовательское устройство 930 может также обмениваться данными со вспомогательными спутниками из различных кластеров и устройствами из различных географических зон покрытия, как аналогичным образом описано со ссылкой на фиг. 5–8.
Спутниковая подсистема 900 связи может включать в себя коммерческий спутник 920, который может быть примером коммерческого спутника, как описано со ссылкой на фиг. 1. В некоторых случаях коммерческий спутник 920 может находиться на GEO. Коммерческий спутник 920 может обмениваться данными со спутником-шлюзом 905 по каналу 965 связи GW/CL, как по существу описано со ссылкой на фиг. 1. Коммерческий спутник 920 может обмениваться данными с коммерческим шлюзом 935 по каналу 970 связи коммерческого шлюза, как по существу описано со ссылкой на фиг. 1.
Спутниковая подсистема 900 связи может включать в себя коммерческий шлюз 935, который может быть примером коммерческого шлюза, как описано со ссылкой на фиг. 1. Коммерческий шлюз 935 может обмениваться данными с первым пользовательским устройством 925 по сетевому каналу 975 связи, как по существу описано со ссылкой на фиг. 1. В некоторых случаях коммерческий шлюз 935 обменивается данными с первым пользовательским устройством 925 посредством промежуточного устройства, такого как сетевой сервер.
Как описано выше и в настоящем документе, вспомогательный спутник может не быть сконфигурирован с возможностью подключения к коммерческой информационной сети. Таким образом, пользовательское устройство может быть не способно получать доступ к коммерческой сети через вспомогательные спутники.
Для подключения вспомогательного спутника (например, первого вспомогательного спутника 910 и/или второго вспомогательного спутника 915) к коммерческой информационной сети спутник-шлюз (например, спутник-шлюз 905) может быть орбитально связан со вспомогательным спутником и может быть выполнен с возможностью обмена данными с коммерческим спутником (например, коммерческим спутником 920). Спутник-шлюз может быть выполнен с возможностью маршрутизации связи между вспомогательным спутником и коммерческим спутником, например с использованием методик преобразования протоколов и нормализации сигналов.
Благодаря орбитальному связыванию спутника-шлюза, который выполнен с возможностью обмена данными с коммерческим спутником, и вспомогательного спутника, любое пользовательское устройство (например, первое пользовательское устройство 925), которое соединено с коммерческой информационной сетью, может быть способно получать доступ к функциональной возможности вспомогательных спутников, которая в ином случае была бы недоступна для пользовательского устройства, например, из-за несовместимости протоколов связи и/или отказов подключения. Примеры обмена данными с использованием спутника-шлюза для обеспечения дополнительных функциональных возможностей и подключения по коммерческой информационной сети тех пользовательских устройств, которые в ином случае оставались бы несовместимыми, более подробно описаны в настоящем документе и со ссылкой на фиг. 10 и 11.
На фиг. 10 представлены аспекты технологического процесса 1000, поддерживающего и использующего группировку фракционированных спутников, как описано в настоящем документе. Технологический процесс 1000 может быть выполнен спутником-шлюзом 905, первым вспомогательным спутником 910, коммерческим спутником 920, первым пользовательским устройством 925 и коммерческим шлюзом 935, как описано со ссылкой на фиг. 9. В некоторых примерах технологический процесс 1000 иллюстрирует аспекты процесса, позволяющие пользовательскому устройству получать доступ к функциональной возможности вспомогательного спутника с использованием сетевого протокола связи, при этом вспомогательный спутник может не быть сконфигурирован для сетевого протокола связи, а пользовательское устройство может располагаться в пределах или за пределами диапазона связи вспомогательного спутника.
В блоке 1003 спутник-шлюз 905 может идентифицировать один или более вспомогательных спутников (включая первый вспомогательный спутник 910), который орбитально связан со спутником-шлюзом 905. В некоторых случаях спутник-шлюз 905 обнаруживает один или более вспомогательных спутников на основании широковещательных сообщений обнаружения и приема ответных сообщений. В некоторых примерах сообщения обнаружения и ответные сообщения на сообщения обнаружения передают в соответствии с межсетевым протоколом связи. После идентификации вспомогательного спутника спутник-шлюз 905 может создавать соединение с вспомогательным спутником.
В блоке 1005 первое пользовательское устройство 925 может осуществлять обмен данными. В некоторых случаях обмен данными может включать в себя запрос на получение информации, связанной с функциональной возможностью, обеспечиваемой первым вспомогательным спутником 910. Как обсуждалось выше, первое пользовательское устройство 925 может быть неспособно непосредственно обмениваться данными с первым вспомогательным спутником 910, например, из-за несовместимости протоколов связи и/или сбоев передачи данных.
Как показано стрелкой 1010, первое пользовательское устройство 925 может передавать поток данных на коммерческий шлюз 935 по сетевому каналу 975 связи, например с использованием сетевого протокола связи. В некоторых случаях первое пользовательское устройство 925 передает поток данных на коммерческий шлюз 935 посредством промежуточного коммерческого сервера, который выполнен с возможностью маршрутизации связи от персональных устройств к коммерческому шлюзу 935. В других случаях первое пользовательское устройство 925 может передавать поток данных непосредственно на коммерческий шлюз 935. Передача потока данных с использованием сетевого протокола связи может включать в себя шифрование запроса, включенного в поток данных, пакетирование зашифрованного запроса в пакет данных и передачу пакета данных в виде сигнала по сетевому протоколу связи.
Как показано стрелкой 1015, коммерческий шлюз 935 может ретранслировать поток данных на коммерческий спутник 920 по каналу 970 связи коммерческого шлюза. В некоторых случаях передача потока данных может включать в себя инкапсуляцию пакета данных в другой пакет данных для обмена данными с коммерческим спутником по протоколу связи коммерческого спутника.
В блоке 1020 коммерческий спутник 920 может идентифицировать целевое устройство назначения потока данных. В некоторых случаях определение целевого устройства назначения включает в себя декодирование адреса приемника, включенного в поток данных. В некоторых случаях коммерческий спутник 920 определяет траекторию связи к целевому устройству назначения на основании таблицы маршрутизации, хранящейся на коммерческом спутнике 920. В некоторых случаях траектория связи включает в себя один или более промежуточных спутников-шлюзов и/или вспомогательных спутников.
Как показано стрелкой 1025, коммерческий спутник 920 может ретранслировать поток данных на спутник-шлюз 905 по каналу 965 связи GW/CL на основании идентификации целевого устройства назначения потока данных и/или траектории связи. В некоторых случаях коммерческий спутник 920 ретранслирует поток данных на спутник-шлюз 905 после определения того, что целевым устройством назначения потока данных является вспомогательный спутник из кластера 940 или пользовательское устройство в географической зоне 945 покрытия. В некоторых случаях коммерческий спутник 920 ретранслирует поток данных на спутник-шлюз 905 с использованием протокола связи коммерческой сети, сконфигурированного на коммерческом спутнике 920. В некоторых случаях коммерческий спутник 920 может ретранслировать поток данных на все спутники-шлюзы в пределах диапазона связи коммерческого спутника, например, если коммерческий спутник 920 не определит целевое устройство назначения потока данных.
В блоке 1030 спутник-шлюз 905 может определять целевой узел для обмена данными. В некоторых случаях определение целевого узла включает в себя расшифровку данных в потоке данных и/или идентификацию адреса приемника, включенного в поток данных. В некоторых случаях спутник-шлюз 905 может сравнивать декодированный адрес приемника со списком адресов для вспомогательных спутников, включенных в кластер 940, и/или со списком адресов для активных пользовательских устройств, которые в текущий момент находятся в диапазоне связи кластера 940 (например, в пределах географической зоны 945 покрытия). В некоторых примерах спутник-шлюз 905 может определять, что поток данных предназначен для первого вспомогательного спутника 910, например, на основании сопоставления декодированного адреса с сохраненным адресом для первого вспомогательного спутника 910. В некоторых примерах спутник-шлюз 905 может включать в себя таблицу маршрутизации, указывающую траекторию связи от спутника-шлюза 905 к целевому вспомогательному спутнику или пользовательскому устройству. В некоторых случаях траектория связи включает в себя один или более промежуточных спутников.
Как показано стрелкой 1035, спутник-шлюз 905 может ретранслировать поток данных на первый вспомогательный спутник 910 по первому каналу 950 связи GW/TDL на основании определения того, что первый вспомогательный спутник 910 является целевым устройством назначения потока данных и/или таблицы маршрутизации. В некоторых случаях ретрансляция данных, извлеченных из потока данных, на первый вспомогательный спутник 910 включает в себя пакетирование, шифрование и/или передачу потока данных по протоколу связи GW/TDL. В других случаях спутник-шлюз 905 ретранслирует поток данных без извлечения данных посредством инкапсулирования включенного в поток данных запроса в пакет данных, составленный в соответствии с протоколом связи GW/TDL. В других случаях спутник-шлюз 905 ретранслирует поток данных без извлечения данных путем ретрансляции потока данных по третьему протоколу связи TDL, используемому первым вспомогательным спутником 910. В некоторых случаях спутник-шлюз 905 может ретранслировать поток данных на другой спутник-шлюз на основании идентифицированного адреса приемника и таблицы маршрутизации, например на основании определения того, что узел назначения представляет собой вспомогательный спутник или пользовательское устройство, подключенное к вспомогательному спутнику, который орбитально связан с другим спутником-шлюзом.
Как показано стрелкой 1040, первый вспомогательный спутник 910 может передавать на спутник-шлюз 905 ответ на запрос, включенный в поток данных, по первому каналу 950 связи GW/TDL. В некоторых случаях ответ может включать в себя данные, полученные с использованием функциональной возможности, обеспечиваемой первым вспомогательным спутником 910. Например, первый вспомогательный спутник 910 может быть выполнен с возможностью получения спутниковых изображений и может передавать ответ, включающий в себя изображение конкретного местоположения, на основании декодирования запроса, запрашивающего изображение конкретного местоположения. Первый вспомогательный спутник 910 может передавать ответ по протоколу связи GW/TDL или третьему протоколу связи TDL.
В блоке 1045 спутник-шлюз 905 может определять узел назначения для ответа, как аналогичным образом описано со ссылкой на блок 1030. В некоторых случаях спутник-шлюз 905 может определять, что коммерческий спутник 920 является узлом назначения.
Как показано стрелкой 1050, спутник-шлюз 205 может ретранслировать ответ, принятый от первого вспомогательного спутника 910, на коммерческий спутник 920 по каналу 965 связи GW/CL, например, с использованием протокола связи GW/CL или коммерческого протокола связи.
В блоке 1055 коммерческий спутник 920 может определять узел назначения для ответа, как аналогичным образом описано со ссылкой на блок 1020.
Как показано стрелкой 1060, коммерческий спутник 920 может ретранслировать ответ на коммерческий шлюз 935 по каналу 970 связи коммерческого шлюза.
Как показано стрелкой 1065, коммерческий шлюз 935 может ретранслировать ответ на первое пользовательское устройство 925 по сетевому каналу 975 связи. В некоторых случаях коммерческий шлюз 935 может передавать ответ непосредственно на первое пользовательское устройство 925. В других случаях коммерческий шлюз 935 может передавать ответ на коммерческий сервер, который ретранслирует ответ на первое пользовательское устройство 925. Таким образом, первое пользовательское устройство 925, подключенное к коммерческой сети, может получать доступ к функциональной возможности вспомогательного спутника. Кроме того, первый вспомогательный спутник 910 может быть встроен в коммерческую сеть, хотя он и не выполнен с возможностью поддержания обмена данными по коммерческой сети.
На фиг. 11 представлены аспекты технологического процесса 1100, поддерживающего и использующего группировку фракционированных спутников, как описано в настоящем документе. Технологический процесс 1100 может быть выполнен спутником-шлюзом 905, первым вспомогательным спутником 915, коммерческим спутником 920, первым пользовательским устройством 925, вторым пользовательским устройством 930 и коммерческим шлюзом 935, как описано со ссылкой на фиг. 9. В некоторых примерах технологический процесс 1100 иллюстрирует аспекты процесса, который позволяет пользовательскому устройству, подключенному к коммерческой сети, выполнять связь (включая дальнюю связь) с другим пользовательским устройством, которое не выполнено с возможностью поддержки прямой связи с пользовательским устройством или связи по коммерческой сети.
В блоке 1103 спутник-шлюз 905 может аналогичным образом идентифицировать один или более вспомогательных спутников, как аналогичным образом описано со ссылкой на блок 1003 на фиг. 10.
В блоке 1105 первое пользовательское устройство 925 может осуществлять обмен данными. В некоторых случаях поток данных может включать в себя сообщение (например, голосовое или информационное сообщение) для второго пользовательского устройства 930. Как обсуждалось выше, первое пользовательское устройство 925 может быть неспособно непосредственно обмениваться данными со вторым пользовательским устройством 930, например, из-за того, что второе пользовательское устройство 930 использует другой протокол передачи данных или находится за пределами диапазона связи первого пользовательского устройства 925.
Как показано стрелкой 1110, первое пользовательское устройство 925 может передавать поток данных на коммерческий шлюз 935 по первому сетевому каналу 975 связи, как аналогичным образом описано со ссылкой на стрелку 1010 на фиг. 10. Как показано стрелкой 1115, коммерческий шлюз 935 может ретранслировать поток данных на коммерческий спутник по каналу 970 связи коммерческого шлюза, как аналогичным образом описано со ссылкой на стрелку 1015 на фиг. 10. В блоке 1120 коммерческий спутник 920 может идентифицировать целевое устройство назначения потока данных, как аналогичным образом описано со ссылкой на блок 1020 на фиг. 10. Как показано стрелкой 1125, коммерческий спутник 920 может ретранслировать поток данных на спутник-шлюз 905 по каналу 965 связи GW/CL, как аналогичным образом описано со ссылкой на стрелку 1025 на фиг. 10. В блоке 1130 спутник-шлюз 905 может определять узел назначения для потока данных, как аналогичным образом описано со ссылкой на блок 1030 на фиг. 10. Как показано стрелкой 1135, спутник-шлюз 905 может ретранслировать поток данных на второй вспомогательный спутник 915 по второму каналу 955 связи GW/TDL, как аналогичным образом описано со ссылкой на стрелку 1035 на фиг. 10.
Как показано стрелкой 1140, второй вспомогательный спутник 915 может ретранслировать поток данных на второе пользовательское устройство 930 по каналу 960 связи TDL, например, с использованием второго протокола связи TDL. Таким образом, первое пользовательское устройство 925, подключенное к коммерческой сети, может обмениваться данными с другим пользовательским устройством, которое не сконфигурировано для коммерческой сети. В некоторых случаях второе пользовательское устройство 930 может аналогичным образом передавать сообщения (например, ответ) на первое пользовательское устройство 925.
На фиг. 12 представлена блок-схема спутникового контроллера 1200, который поддерживает группировки фракционированных спутников, описанные в настоящем документе. Спутниковый контроллер 1200 может быть выполнен с возможностью обеспечения выполнения спутником одного или более процессов, описанных в настоящем документе. Все аспекты спутникового контроллера или их часть могут быть реализованы на спутнике-шлюзе или на вспомогательном спутнике. Спутниковый контроллер 1200 может включать в себя процессор 1210, запоминающее устройство 1215, контроллер 1245 исполнительного устройства, диспетчер 1230 передачи данных спутника и интерфейс 1240 связи. Каждый из этих компонентов может прямо или косвенно обмениваться данными друг с другом по одной или более шинам (таким как шина 1235).
Запоминающее устройство 1215 может включать в себя оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) и/или постоянное запоминающее устройство (ПЗУ). В запоминающем устройстве 1215 может храниться операционная система (ОС) 1220 (например, встроенная в ядро Linux или Windows). В запоминающем устройстве 1215 может также храниться машиночитаемый исполняемый компьютером код 1225, включающий в себя команды, которые при исполнении выполнены с возможностью инициирования выполнения процессором 1210 различных функций, описанных в настоящем документе, связанных с обеспечением услуги связи в соответствии с различными собственными диаграммами направленности антенны. В альтернативном варианте осуществления код 1225 может быть выполнен с возможностью исполнения не процессором 1210 непосредственно, а может быть выполнен с возможностью обеспечения выполнения спутниковым контроллером 1205 (например, после компиляции и исполнения) одной или более функций, описанных в настоящем документе.
Контроллер 1245 исполнительного устройства может быть выполнен с возможностью управления одним или более исполнительными устройствами спутника, используемыми для изменения положения и/или ориентации спутника или антенн связи спутника. Контроллер 1245 исполнительного устройства может генерировать различные сигналы управления, подаваемые затем на одно или более исполнительных устройств в ответ на предварительно запрограммированные команды (например, рабочие конфигурации, алгоритмы управления, коэффициенты усиления контроллера, значения смещения, зоны нечувствительности, умножители и т.д.) и/или принятые сигналы.
Интерфейс 1240 связи может быть выполнен с возможностью поддержания обмена данными между множеством типов спутников, использующих множество протоколов связи. Интерфейс 1240 связи может быть выполнен с возможностью передачи и приема сигналов 1250. В некоторых случаях интерфейс 1240 связи может включать в себя одну или более радиочастотных (РЧ) цепей для приема сообщений от одного или более спутников. В некоторых примерах интерфейс связи выполнен с возможностью осуществления протокола радиосвязи и межсетевого протокола связи для обмена данными между спутником-шлюзом и вспомогательным спутником. В некоторых примерах интерфейс связи выполнен с возможностью осуществления протокола радиосвязи и межсетевого протокола связи для обмена данными между спутником-шлюзом и коммерческим спутником. В некоторых примерах интерфейс связи выполнен с возможностью осуществления протокола радиосвязи и межсетевого протокола связи для обмена данными между спутником-шлюзом и другим спутником-шлюзом. В некоторых примерах интерфейс связи выполнен с возможностью осуществления протокола радиосвязи и протокола связи TDL для обмена данными между вспомогательным спутником и пользовательским устройством.
Диспетчер 1230 передачи данных спутника может быть выполнен с возможностью ретрансляции и/или маршрутизации связи между спутниками. В некоторых случаях диспетчер 1230 передачи данных спутника может быть выполнен с возможностью определения узла назначения для потока данных. В некоторых примерах диспетчер 1230 передачи данных спутника может быть выполнен с возможностью ретрансляции потока данных на спутник-шлюз после определения того, что поток данных направлен на другой спутник. В некоторых примерах диспетчер 1230 передачи данных спутника может быть выполнен с возможностью маршрутизации связи между вспомогательными спутниками. В некоторых случаях маршрутизация связи между вспомогательными спутниками может включать в себя ретрансляцию потока данных к другим спутникам-шлюзам.
Спутниковый контроллер 1200, включающий в себя процессор 1210, запоминающее устройство 1215, контроллер 1245 исполнительного устройства, диспетчер 1230 передачи данных спутника и/или интерфейс 1240 связи, может быть реализован или выполнен с помощью процессора общего назначения, цифрового сигнального процессора (DSP), специализированной интегральной схемы (ASIC), программируемой пользователем вентильной матрицы (FPGA) или другого программируемого логического устройства, логической схемы на дискретных компонентах или транзисторах, дискретных аппаратных компонентов или любой их комбинации, выполненной с возможностью осуществления функций, описанных в настоящем документе. Процессор общего назначения может представлять собой микропроцессор, или в альтернативном варианте осуществления процессор может представлять собой стандартный процессор, контроллер, микроконтроллер или машину состояний. Спутниковый контроллер 1200 может также быть реализован в виде комбинации вычислительных устройств, например комбинации DSP и микропроцессора, множества микропроцессоров, одного или более микропроцессоров в сочетании с ядром DSP, встроенного запоминающего устройства, дискретного запоминающего устройства или любой другой подобной конфигурации.
На фиг. 13 представлена блок-схема примера спутника-шлюза 1300, поддерживающего группировки фракционированных спутников, описанные в настоящем документе. Спутник-шлюз 1300 может быть выполнен с возможностью маршрутизации связи к вспомогательным спутникам, другим спутникам-шлюзам или коммерческим спутникам связи, от них и между ними. Спутник-шлюз 1300 может включать в себя процессор 1310, диспетчер 1315 передачи данных GW/TDL, диспетчер 1320 передачи данных GW/GW, диспетчер 1325 передачи данных GW/CL, компонент 1330 криптографии и преобразователь 1335 протоколов. Спутник-шлюз 1300 может также включать в себя первую антенну 1340, вторую антенну 1345 и третью антенну 1350.
Процессор 1310 может быть выполнен с возможностью обработки потоков данных, принятых от одного или более спутников или предназначенных для них. В некоторых случаях процессор 1310 может включать в себя красный процессор и черный процессор. Красный процессор может быть выполнен с возможностью выполнения криптографических функций (таких как аутентификация и защита). А черный процессор может быть выполнен с возможностью выполнения специфичных для связи функций (таких как пакетизация данных и определение узлов назначения для обмена данными). В некоторых случаях процессор 1310 может быть примером процессора 1210, описанного со ссылкой на фиг. 12.
Компонент 1330 криптографии может быть выполнен с возможностью выполнения криптографических функций, которые не выполняет красный процессор (например, дешифрование, шифрование, хранение и обслуживание криптографических ключей). Преобразователь 1335 протоколов может быть выполнен с возможностью преобразования принятого потока данных из одного протокола связи (например, первого протокола связи TDL, используемого для передачи данных) в другой протокол связи (например, второй протокол связи TDL, связанный с определенным узлом назначения для потока данных). В некоторых случаях красный процессор или компонент 1330 криптографии могут находиться в среде доверенного выполнения процессора 1310. В некоторых случаях в диспетчер 1230 передачи данных спутника, показанный на фиг. 12, могут быть включены компонент 1330 криптографии и преобразователь 1335 протоколов.
Диспетчер 1315 передачи данных GW/TDL может быть выполнен с возможностью управления потоками данных, принятыми от вспомогательных спутников и переданными им (например, посредством кросс-канала TDL). В некоторых случаях диспетчер 1315 передачи данных GW/TDL может быть выполнен с возможностью поддержания обмена данными, осуществляемого по протоколу связи GW/TDL. В дополнительном или альтернативном варианте осуществления диспетчер 1315 передачи данных GW/TDL может быть выполнен с возможностью поддержания обмена данными, осуществляемого по одному или более протоколам связи TDL. В некоторых случаях диспетчер 1315 передачи данных GW/TDL может использовать первую антенну 1340 для приема потоков данных со вспомогательных спутников и передачи потоков данных на них.
Диспетчер 1320 передачи данных GW/GW может быть выполнен с возможностью управления обменом данными между спутниками-шлюзами (например, посредством кросс-канала GW/GW). В некоторых случаях диспетчер 1320 передачи данных GW/GW может быть выполнен с возможностью поддержания обмена данными, осуществляемого по протоколу связи GW/GW. В некоторых случаях диспетчер 1320 передачи данных GW/GW может использовать вторую антенну 1345 для приема данных от спутников-шлюзов. В некоторых случаях конфигурация второй антенны 1345 может отличаться от конфигурации первой антенны 1340. Например, вторая антенна 1345 может быть выполнена с возможностью приема на наборе частот, отличном от набора частот первой антенны 1340.
Диспетчер 1325 передачи данных GW/CL может быть выполнен с возможностью управления обменом данными между спутниками-шлюзами и коммерческими спутниками (например, посредством кросс-канала GW/CL). В некоторых случаях диспетчер 1325 передачи данных GW/CL может быть выполнен с возможностью поддержания обмена данными, осуществляемого по протоколу связи GW/CL. В дополнительном или альтернативном варианте осуществления диспетчер 1325 передачи данных GW/CL может также быть выполнен с возможностью поддержания обмена данными, осуществляемого по протоколу связи CL. В некоторых случаях диспетчер 1325 передачи данных GW/CL может использовать третью антенну 1350 для приема потоков данных от коммерческих спутников. В некоторых случаях конфигурация третьей антенны 1350 может отличаться от конфигурации первой антенны 1340 и/или второй антенны 1345. Например, третья антенна 1360 может быть выполнена с возможностью приема на наборе частот, отличном от набора частот первой антенны 1340 и/или второй антенны 1345.
В некоторых случаях диспетчер 1315 передачи данных GW/TDL, диспетчер 1320 передачи данных GW/GW, диспетчер 1325 передачи данных GW/CL, первая антенна 1340, вторая антенна 1345 и третья антенна 1350 могут быть включены в интерфейс связи, такой как интерфейс 1240 связи, представленный на фиг. 12.
На фиг. 14 представлена блок-схема примера вспомогательного спутника 1400, который поддерживает группировки фракционированных спутников, описанные в настоящем документе. Вспомогательный спутник 1400 может быть выполнен с возможностью обеспечения пользовательского устройства функциональной возможностью и использования протокола связи TDL. Вспомогательный спутник 1400 может включать в себя процессор 1410, диспетчер 1415 передачи данных TDL, диспетчер 1420 передачи данных GW/TDL, компонент 1425 криптографии, первую антенну 1430 и вторую антенну 1435.
Процессор 1410 может быть выполнен с возможностью обработки потоков данных, принятых от пользовательского устройства или предназначенных для него. В некоторых случаях процессор 1410 может быть примером процессора 1210, описанного со ссылкой на фиг. 12.
Диспетчер 1415 передачи данных TDL может быть выполнен с возможностью управления потоками данных, принятыми от пользовательского устройства и переданными на него (например, по каналу связи TDL). В некоторых случаях диспетчер 1415 передачи данных TDL может быть выполнен с возможностью поддержания обмена данными, осуществляемого по протоколу связи TDL. Диспетчер 1415 передачи данных TDL может передавать принятый поток данных на процессор 1410. В некоторых случаях диспетчер 1415 передачи данных TDL может использовать первую антенну 1430 для приема данных от пользовательских устройств и/или вспомогательных спутников, использующих протокол связи TDL, сконфигурированный на вспомогательном спутнике 1400, и передачи данных на них.
Диспетчер 1420 передачи данных GW/TDL может быть выполнен с возможностью управления потоками данных, принятыми от спутника-шлюза и переданными на него (например, посредством кросс-канала GW/TDL). В некоторых случаях диспетчер 1420 передачи данных GW/TDL может быть выполнен с возможностью поддержания обмена данными, осуществляемого по протоколу связи GW/TDL. В дополнительном или альтернативном варианте осуществления диспетчер 1420 передачи данных GW/TDL может быть выполнен с возможностью поддержания обмена данными, осуществляемого по протоколу связи TDL, сконфигурированному на вспомогательном спутнике 1400. В некоторых случаях диспетчер 1420 передачи данных GW/TDL может использовать вторую антенну 1435 для приема потоков данных от спутника-шлюза и передачи потоков данных на него, например по межсетевому протоколу связи или протоколу связи TDL, сконфигурированному на вспомогательном спутнике 1400. В некоторых случаях конфигурация второй антенны 1435 отличается от конфигурации первой антенны 1430, например вторая антенна 1435 может быть выполнена с возможностью приема на наборе частот, отличном от набора частот первой антенны 1430.
В некоторых случаях диспетчер 1415 передачи данных TDL и диспетчер 1420 передачи данных GW/TDL, первая антенна 1430 и вторая антенна 1435 могут быть включены в интерфейс связи, такой как интерфейс 1240 связи, представленный на фиг. 12.
Компонент 1425 криптографии может быть выполнен с возможностью выполнения криптографических функций (включая дешифрование, шифрование, аутентификацию и защиту). В некоторых случаях в диспетчер 1230 передачи данных спутника, показанный на фиг. 12, может быть включен компонент 1425 криптографии.
На фиг. 15 показана блок-схема, иллюстрирующая способ 1500, поддерживающий группировки фракционированных спутников в соответствии с аспектами настоящего описания. Операции способа 1500 могут быть реализованы спутником-шлюзом или его компонентами, как описано в настоящем документе. Например, операции способа 1500 могут быть выполнены спутником-шлюзом, как описано со ссылкой на фиг. 12 и 13. В дополнительном или альтернативном варианте осуществления спутник-шлюз может выполнять аспекты функций, описанных ниже, с помощью специального оборудования.
На этапе 1505 спутник-шлюз может принимать поток данных от первого вспомогательного спутника, орбитально связанного с первым спутником-шлюзом и обеспечивающего первую функциональную возможность, с использованием первого протокола связи. Операции 1505 можно выполнять в соответствии со способами, описанными в настоящем документе. В некоторых примерах аспекты операций 1505 могут быть выполнены диспетчером передачи данных GW/TDL, как описано со ссылкой на фиг. 13.
На этапе 1510 спутник-шлюз может выбирать узел назначения для маршрутизации связи из множества узлов назначения, причем множество узлов назначения предусматривает второй вспомогательный спутник, орбитально связанный с первым спутником-шлюзом и обеспечивающий вторую функциональную возможность, второй спутник-шлюз, находящийся на второй орбите, и коммерческий спутник связи, находящийся на третьей орбите. Операции 1510 можно выполнять в соответствии со способами, описанными в настоящем документе. В некоторых примерах аспекты операций 1510 могут быть выполнены процессором 1310, как описано со ссылкой на фиг. 13.
На этапе 1515 спутник-шлюз может передавать информацию, связанную с обменом данными, на узел назначения. Операции 1515 можно выполнять в соответствии со способами, описанными в настоящем документе. В некоторых примерах аспекты операций 1515 могут быть выполнены диспетчером передачи данных GW/TDL, диспетчером передачи данных GW/GW и/или диспетчером передачи данных GW/CL как описано со ссылкой на фиг. 13.
На фиг. 16 показана блок-схема, иллюстрирующая способ 1600, поддерживающий группировки фракционированных спутников в соответствии с аспектами настоящего описания. Операции способа 1600 могут быть реализованы вспомогательным спутником или его компонентами, как описано в настоящем документе. Например, операции способа 1600 могут быть выполнены вспомогательным спутником, как описано со ссылкой на фиг. 12 и 14. В дополнительном или альтернативном варианте осуществления вспомогательный спутник может выполнять аспекты функций, описанных ниже, с помощью специального оборудования.
На этапе 1605 вспомогательный спутник может создавать соединение со спутником-шлюзом с использованием первого протокола связи, причем первый вспомогательный спутник орбитально связан со спутником-шлюзом. Операции 1605 можно выполнять в соответствии со способами, описанными в настоящем документе. В некоторых примерах аспекты операций 1605 могут быть выполнены диспетчером передачи данных GW/TDL, как описано со ссылкой на фиг. 14.
На этапе 1610 вспомогательный спутник может принимать поток данных с использованием второго протокола связи. Операции 1610 можно выполнять в соответствии со способами, описанными в настоящем документе. В некоторых примерах аспекты операций 1610 могут быть выполнены диспетчером передачи данных TDL, как описано со ссылкой на фиг. 14.
На этапе 1615 вспомогательный спутник может определять, направлен ли поток данных на второй вспомогательный спутник или на устройство, для которого сервис обеспечивают посредством второго вспомогательного спутника. Операции 1615 можно выполнять в соответствии со способами, описанными в настоящем документе. В некоторых примерах аспекты операций 1615 могут быть выполнены процессором, как описано со ссылкой на фиг. 14.
На этапе 1620 вспомогательный спутник может передавать данные из потока данных на спутник-шлюз по первому протоколу связи по меньшей мере частично на основании определения, причем спутник-шлюз, выполненный с возможностью маршрутизации связи непосредственно на второй вспомогательный спутник или маршрутизации связи опосредованно на второй вспомогательный спутник посредством второго спутника-шлюза, находится на второй орбите. Операции 1620 можно выполнять в соответствии со способами, описанными в настоящем документе. В некоторых примерах аспекты операций 1620 могут быть выполнены диспетчером передачи данных GW/TDL, как описано со ссылкой на фиг. 14.
Следует отметить, что способы, описанные в настоящем документе, описывают возможные варианты реализации и что порядок выполнения операций и этапов может быть изменен или сами операции и этапы могут быть модифицированы иным образом, а также что возможны другие варианты реализации. Дополнительно можно комбинировать аспекты двух или более способов.
Подробное описание, изложенное выше в связи с прилагаемыми чертежами, описывает лишь примеры, а не представляет единственно возможные варианты осуществления, которые могут быть реализованы или которые входят в объем формулы изобретения. Термин «пример», применяемый в настоящем описании, означает «служащий примером, образцом или иллюстрацией», а не «предпочтительный» или «преимущественный по отношению к другим вариантам осуществления». Подробное описание включает в себя конкретные детали для обеспечения полного понимания описанных методик. Однако эти методики могут быть реализованы без этих конкретных деталей. В некоторых случаях хорошо известные структуры и устройства показаны в виде блок-схемы для лучшей иллюстрации идей описанных примеров.
Информация и сигналы могут быть представлены с использованием любой из множества различных технологий и методик. Например, данные, инструкции, команды, информация, сигналы, биты, символы и микросхемы, которые могут упоминаться в приведенном выше описании, могут быть представлены напряжениями, токами, электромагнитными волнами, магнитными полями или частицами, оптическими полями или частицами, или любой их комбинацией.
Различные иллюстративные блоки и компоненты, описанные в связи с описанием, приведенном в настоящем документе, могут быть реализованы или выполнены с помощью процессора общего назначения, цифрового сигнального процессора (DSP), ASIC, FPGA или другого программируемого логического устройства, логической схемы на дискретных компонентах или транзисторах, дискретных аппаратных компонентов или любой их комбинации, выполненной с возможностью выполнения функций, описанных в настоящем документе. Процессор общего назначения может представлять собой микропроцессор, или в альтернативном варианте осуществления процессор может представлять собой стандартный процессор, контроллер, микроконтроллер или машину состояний. Процессор может также быть реализован в виде комбинации вычислительных устройств, например комбинации DSP и микропроцессора, множества микропроцессоров, микропроцессоров в сочетании с ядром DSP или любой другой подобной конфигурации.
Описанные в настоящем документе функции могут быть реализованы в виде оборудования, программного обеспечения, исполняемого процессором, встроенного программного обеспечения или любой их комбинации. При реализации в программном обеспечении, исполняемом процессором, функции можно хранить или передавать в виде команд или кода на машиночитаемом носителе. Другие примеры и варианты реализации входят в объем описания и прилагаемой формулы изобретения. Например, благодаря характеру программного обеспечения описанные выше функции могут быть реализованы с использованием программного обеспечения, исполняемого процессором, оборудованием, микропрограммным обеспечением, аппаратным обеспечением или любых их комбинаций. Признаки, реализующие функции, могут также быть физически расположены в различных местоположениях, включая распределенное расположение таким образом, что части функций реализованы в различных физических местоположениях. При использовании в настоящем документе, в том числе в формуле изобретения, термин «и/или» при использовании применительно к списку из двух или более пунктов означает, что любой один из перечисленных пунктов может быть использован отдельно или что может быть использована любая комбинация из двух или более перечисленных пунктов. Например, если указано, что композиция содержит компоненты А, В и/или С, композиция может содержать только А; только B; только C; A и B в комбинации; A и C в комбинации; B и C в комбинации; или A, B и C в комбинации. Кроме того, при использовании в настоящем документе термин «или», применяемый в списке пунктов (например, списке пунктов, предваряемом таким выражением, как «по меньшей мере один из» или «один или более из»), указывает на дизъюнктивный список, так что, например, список из «по меньшей мере одного из A, B или C» означает A, или B, или C, или AB, или AC, или BC, или ABC (т.е. A, и B, и C).
К машиночитаемым носителям относятся как компьютерные носители данных, так и средства связи, включающие в себя любой носитель, облегчающий перенос компьютерной программы из одного места в другое. Носитель данных может представлять собой любой существующий носитель, доступ к которому может осуществлять универсальный или специализированный компьютер. В качестве примера, но не в целях ограничения, машиночитаемый носитель может представлять собой ОЗУ, ПЗУ, электрически стираемое программируемое ПЗУ (ЭСППЗУ), CD-ROM или другой накопитель на оптических дисках, накопитель на магнитных дисках или другие магнитные запоминающие устройства или любой другой носитель, который можно использовать для переноса или хранения требуемого программного кода в виде команд или структур данных, доступ к которым может осуществлять универсальный или специализированный компьютер или универсальный или специализированный процессор. Кроме того, любое соединение, строго говоря, называется машиночитаемым носителем. Например, при передаче программного обеспечения с веб-сайта, сервера или другого удаленного источника с использованием коаксиального кабеля, оптоволоконного кабеля, витой пары, цифровой абонентской линии связи (DSL) или беспроводных технологий, таких как инфракрасные, радио- и СВЧ-сигналы, в определение носителя включены коаксиальный кабель, оптоволоконный кабель, витая пара, DSL или беспроводные технологии, такие как инфракрасные, радио- и СВЧ-сигналы. В настоящем документе термин «диск» включает в себя компакт-диск (CD), лазерный диск, оптический диск, универсальный цифровой диск (DVD), гибкий диск и диск Blu-ray, причем один тип диска обычно воспроизводит данные магнитным способом, в то время как другой тип диска воспроизводит данные оптическим способом с помощью лазеров. Комбинации вышеперечисленного также включены в объем термина «машиночитаемый носитель».
В настоящем документе выражение «на основании» не следует понимать как ссылку на ограниченный набор условий. Например, иллюстративный этап, описанный как «на основании условия A», может быть основан как на условии A, так и на условии B без отступления от объема настоящего описания. Иными словами, в настоящем документе фразу «на основании» следует толковать таким же образом, как фразу «по меньшей мере частично на основании».
Предыдущее раскрытие описания предоставлено, чтобы дать возможность специалисту в данной области техники воссоздать или использовать описание. Различные модификации описания будут очевидны специалистам в данной области техники, и общие принципы, определенные в настоящем документе, можно применять к другим вариантам, не выходя за рамки объема описания. Таким образом, описание не должно ограничиваться примерами и конструкциями, описанными в настоящем документе, а должно рассматриваться в самом широком объеме в соответствии с принципами и новыми признаками, описанными в настоящем документе.