Связь с наземным формированием диаграмм направленности с использованием взаимно синхронизированных пространственно мультиплексированных фидерных каналов
COMMUNICATION WITH GROUND FORMATION OF RADIATION PATTERNS USING MUTUALLY SYNCHRONIZED SPATIALLY MULTIPLEXED FEEDER CHANNELS

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[0001] Варианты осуществления относятся в общем к системам связи, и в частности к обеспечению наземного формирования диаграммы направленности со взаимно синхронизированными пространственно мультиплексированными фидерными каналами.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0002] В системах беспроводной связи, таких как системы спутниковой связи, данные можно передавать из одного места в другое посредством ретранслятора беспроводной связи. Например, в системе спутниковой связи данные можно передавать между шлюзовыми станциями и пользовательскими терминалами через спутник. В общем, желательно увеличить пропускную способность системы связи. Некоторые подходы к увеличению пропускной способности предполагают увеличение мощности, однако такие подходы могут иметь различные ограничения. Например, увеличение мощности может быть ограничено бюджетом мощности (например, фактическими ограничениями мощности компонентов системы и т.д.) и/или нормативными ограничениями (например, максимально допустимая мощность передачи и т.д.), и увеличение мощности может иметь непропорционально малое влияние на пропускную способность (например, следование логарифмическому коэффициенту усиления при работе близко к максимальной пропускной способности канала). Некоторые другие подходы предполагают увеличение ширины полосы частот (например, за счет большего повторного использования частоты, так как распределение спектра частот обычно является неизменным и ограниченным). Однако увеличение повторного использования ширины полосы частот обычно предполагает увеличение количества главных лепестков, обслуживающих наземные станции, и уменьшение размеров главных лепестков. Уменьшение размеров главных лепестков ставит ряд задач, таких как увеличение размеров, веса, сложности и себестоимости и т.д., спутника и/или наземных станций; увеличение точности, необходимой для ориентации антенны, и управление пространственным положением спутника и т.д. Малые размеры главных лепестков также ставят задачи, связанные с обеспечением соответствия предусмотренной пропускной способности системы (например, выделение равных долей для каждого из главных лепестков) требованиям (зачастую очень неравномерно распределенным по пользовательской зоне покрытия).
[0003] Некоторые из этих задач могут быть решены для некоторых применений с использованием таких методов, как антенные решетки с бортовым формированием диаграммы направленности и аппаратные средства, но такие методы еще больше могут увеличить размеры, вес, себестоимость и сложность спутника. Одним из подходов к уменьшению сложности на борту спутника при сохранении определенных функций бортового формирования диаграммы направленности является перемещение сложности на наземные устройства. Подходы, основанные на так называемом «наземном формировании диаграммы направленности» (GBBF), могут быть эффективными, однако варианты осуществления большей частью сосредоточивались на случаях с узкой полосой частот (например, выделение нескольких МГц ширины полосы частот пользовательского канала для частот несущей L-диапазона). Обычное GBBF имеет проблему увеличения ширины полосы частот фидера, так как требуемая ширина полосы частот фидерного канала является величиной, кратной ширине полосы частот пользовательского канала, при этом коэффициент умножения связан с количеством элементов антенны, обеспечиваемых антенной решеткой пользовательского канала. Так, например, выделение 1 ГГц ширины полосы частот пользователя (например, в Ка-диапазоне) с антенной решеткой из 100 элементов для формирования диаграммы направленности пользовательского канала может потребовать выделения 100 ГГц ширины полосы частот фидерного канала. Проблема увеличения ширины полосы частот может препятствовать практическому применению обычного GBBF к спутниковым системам с большой пропускной способностью.
[0003а] Ссылка делается на документ от Filippo Di Сесса et al: «Аспекты полезной нагрузки мобильных спутниковых систем с наземным формированием диаграммы направленности и подавлением помех», беспроводная информационная технология и системы (ICWITS), 2012 IEEE Международная конференция, IEEE, 11 ноября 2012 г., страницы 1-4.
[0003b] В документе ЕР 1303927 А2 описана система спутниковой связи, в которой используется несколько наземных станций и один или несколько спутников для связи между абонентами мобильной связи и наземной сетью связи, такой как PSTN или Интернет.
[0003с] В документе WO 2017/124004 А1 описываются методики сквозного формирования диаграммы направленности в системе беспроводной связи с использованием группы узлов доступа, которые находятся на расстоянии от зоны покрытия пользователя.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0004] Помимо всего прочего, описаны системы и способы обеспечения наземного формирования диаграммы направленности со взаимно синхронизированными, пространственно мультиплексированными шлюзовыми станциями в системе беспроводной связи. Некоторые варианты осуществления функционируют в контексте системы спутниковой связи, имеющей ряд территориально рассредоточенных межсетевых терминалов, поддерживающих связь с большим количеством пользовательских терминалов через спутник. Спутник может содержать фидерную антенну со сфокусированным главным лепестком, которая поддерживает связь с территориально рассредоточенными межсетевыми терминалами (например, один межсетевой терминал на главный лепесток), и пользовательскую антенну, которая обслуживает пользовательские терминалы в нескольких зонах покрытия со сформированными пользовательскими главными лепестками. Межсетевые терминалы могут передавать прямые сигналы, которые являются взвешенными по главному лепестку и взаимно синхронизированными по фазе (например, по спутнику и/или маякам кольцевой проверки) таким образом, чтобы прямые восходящие сигналы, принимаемые спутником, были фазово-когерентными. Взвешивание по главному лепестку осуществляют таким образом, что сигналы, ретранслируемые (например, передаваемые) спутником, пространственно объединяют с образованием пользовательских главных лепестков. Варианты осуществления могут обеспечивать обширное повторное использование частоты посредством пространственного мультиплексирования сигналов фидерных каналов. Например, в некоторых вариантах осуществления используют очень узкие главные лепестки фидера (например, с широким раскрывом спутниковой антенны) с повторным использованием частоты одного и того же диапазона для достижения пространственного мультиплексирования. Некоторые варианты осуществления дополнительно увеличивают пропускную способность системы связи и/или дополнительно уменьшают количество шлюзовых станций путем использования нескольких мачт на шлюзовую станцию, нескольких поддиапазонов частот на шлюзовую станцию и/или другие методы.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
[0005] Настоящее изобретение описано вместе с прилагаемыми фигурами:
[0006] на фиг. 1 показана иллюстративная система спутниковой связи для обеспечения наземного формирования диаграммы направленности с использованием взаимно синхронизированных пространственно мультиплексированных фидерных каналов (MSSMFL) согласно различным вариантам осуществления;
[0007] на фиг. 2 показана иллюстративная система спутниковой связи для осуществления связи по прямому каналу согласно различным вариантам осуществления;
[0008] на фиг. 3 показана иллюстративная система спутниковой связи для осуществления связи по обратному каналу согласно различным вариантам осуществления;
[0009] на фиг. 4 показана функциональная схема иллюстративной спутниковой системы для обеспечения MSSMFL согласно различным вариантам осуществления;
[0010] на фиг. 5 показана функциональная схема иллюстративного тракта кольцевой проверки для передачи сигналов маяков кольцевой проверки согласно различным вариантам осуществления;
[0011] на фиг. 6 показана функциональная схема подсистемы спутникового маяка согласно различным вариантам осуществления;
[0012] на фиг. 7 показана иллюстративная система спутниковой связи для обеспечения MSSMFL согласно различным вариантам осуществления;
[0013] на фиг. 8 показана еще одна иллюстративная система спутниковой связи для обеспечения MSSMFL согласно различным вариантам осуществления;
[0014] на фиг. 9 показана функциональная схема иллюстративной спутниковой системы для обеспечения MSSMFL с использованием нескольких направлений большой оси эллипса поляризации согласно различным вариантам осуществления;
[0015] на фиг. 10 показана функциональная схема иллюстративной спутниковой системы для обеспечения MSSMFL с использованием нескольких поддиапазонов частот согласно различным вариантам осуществления;
[0016] на фиг. 11 показана блок-схема иллюстративного способа наземного формирования диаграммы направленности с MSSMFL в системе спутниковой связи согласно различным вариантам осуществления;
[0017] на фиг. 12 показан график диаграммы направленности антенны фидерного канала для иллюстративного рефлектора фидера, демонстрирующий зависимость азимута и угла места;
[0018] на фиг. 13 показана функциональная схема иллюстративной системы калибровки, реализованной на спутнике, чтобы способствовать выполнению в прямом канале измерений искажений диаграммы направленности антенны фидерного канала;
[0019] на фиг. 14 показана функциональная схема иллюстративной системы калибровки, реализованной на спутнике для того, чтобы содействовать в выполнении в обратном канале измерения искажений диаграммы направленности антенны фидерного канала; и
[0020] на фиг. 15 показана функциональная схема иллюстративной среды компенсации искажения диаграммы направленности фидерной антенны, которая содержит иллюстративный подавитель переходных помех.
[0021] На прилагаемых фигурах подобные компоненты и/или элементы могут иметь одинаковый номер ссылки. Также различные компоненты одинакового типа можно различать, добавляя к номеру ссылки дополнительный символ, который различает подобные компоненты между собой. Если в описании использован только основной номер ссылки, описание применимо к любому из подобных компонентов с таким же основным номером ссылки независимо от дополнительного номера ссылки.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0022] В описании ниже изложено множество конкретных подробностей для исчерпывающего понимания настоящего изобретения. Однако специалисту в данной области техники будет понятно, что настоящее изобретение можно применять на практике без этих конкретных подробностей. В некоторых примерах схемы, конструкции и технологии не показаны подробно в целях большей ясности сути настоящего изобретения.
[0023] Варианты осуществления, описанные в данном документе, включают новые методы обеспечения наземного формирования диаграммы направленности с взаимно синхронизированными пространственно мультиплексированными шлюзовыми станциями в системе беспроводной связи (именуемые в данном документе как взаимно синхронизированные пространственно мультиплексированные фидерные каналы, или MSSMFL). Некоторые из подобных методов включают взаимную синхронизацию по фазе и взвешивание по главному лепестку пространственно мультиплексированных сигналов фидерных каналов в наземном сегменте системы связи. Например, в прямом направлении сфокусированные главные лепестки фидера могут быть использованы для приема взаимно синхронизированных по фазе и взвешенных по главному лепестку пространственно мультиплексированных прямых восходящих сигналов на спутнике (например, или на любом другом подходящем ретрансляторе беспроводной связи). Спутник может использовать антенную решетку для ретрансляции взаимно синхронизированных по фазе сигналов таким образом, чтобы формировать пользовательские главные лепестки согласно взвешиванию по главному лепестку сигналов. Так как главные лепестки фидера являются сфокусированными, они могут быть направлены на различные (пространственно разделенные) участки, позволяя фидерным каналам повторно использовать один и тот же диапазон частот. Достигаемое в результате повторное использование частоты таким образом позволяет избежать проблемы увеличения ширины полосы частот в обычном наземном формировании диаграммы направленности. Соответственно, новые типы наземного формирования диаграммы направленности с MSSMFL, описанные в данном документе, могут способствовать реализации спутниковых систем связи с высокой пропускной способностью, таких как системы с пропускной способностью 1 Терабит в секунду или более.
[0024] На фиг. 1 показана иллюстративная система 100 спутниковой связи для обеспечения MSSMFL согласно различным вариантам осуществления. Как показано, система 100 спутниковой связи содержит спутник 140, поддерживающий связь с несколькими (М) межсетевыми терминалами 130 и несколькими пользовательскими терминалами 165. Спутник 140 может быть реализован как геосинхронный (GEO) спутник с режимом ретрансляции типа «прямая дыра» (например, спутник без обработки информации на борту). Альтернативным образом, спутник 140 может быть реализован как любой другой подходящий спутник или ретранслятор беспроводной связи, как описано в данном документе. Межсетевые терминалы 130 территориально рассредоточены и поддерживают связь со спутником посредством сфокусированных главных лепестков фидера. Например, межсетевые терминалы 130 расположены в по меньшей мере двух главных лепестках фидера без наложения друг на друга (например, как один игольчатый главный лепесток на межсетевые терминалы 130 или в любом другом подходящем осуществлении). Все М межсетевых терминалов 130 работают на одной и той же частоте несущей. Однако следует отметить, что для шлюзовых станций, которые взаимно синхронизированы, как описано в данном документе, могут существовать короткие периоды времени, в течение которых шлюзовые станции не работают на абсолютно одинаковой частоте несущей вследствие допусков, срывов слежения, фазового/модуляционного шума и кратковременной потери синхронизации. Кроме того, шлюзовая станция может передавать несколько несущих одновременно, при этом каждую на отличной частоте. Однако для передачи нескольких несущих любая отдельная несущая, диаграмму направленности которой формирует спутник, будет передаваться на одной и той же частоте каждой шлюзовой станцией. Таким образом, можно сказать, что шлюзовые станции осуществляют передачу по существу на одной и той же частоте без изменения объема настоящего изобретения. Пользовательские терминалы 165 расположены в одной или нескольких зонах 160 покрытия пользовательских главных лепестков, имеющих отношение к одному или нескольким сформированным пользовательским главным лепесткам (например, с использованием элементов антенны для формирования диаграммы направленности на спутнике 140).
[0025] Межсетевые терминалы 130 поддерживают связь с другими компонентами наземного сегмента, что может обеспечить MSSMFL посредством наземной координации синхронизированных по фазе сигналов фидерных каналов и сигналов пользовательских каналов со сформированной диаграммой направленности. Как показано, модемы 103 фидерного канала могут поддерживать связь с цифровой сетью 101 передачи данных, таких как Интернет или тому подобных. Модемы 103 фидерного канала могут выполнять преобразование между трафиком цифровой сети 101 передачи данных и потоками 105 данных, связанными с зонами 160 покрытия пользовательских главных лепестков. Например, K потоков 105 данных могут быть связаны с трафиком в направлении K зон 160 покрытия пользовательских главных лепестков и от них (соответствующим K образованным пользовательским главным лепесткам).
[0026] Модемы 103 фидерного канала могут быть соединены с прямым и/или обратным формирователями 110 диаграммы направленности, и прямой и/или обратный формирователи 110 диаграммы направленности могут поддерживать связь с межсетевыми терминалами 130. Например, каждый межсетевой терминал 130 содержит канал связи с прямым и/или обратным формирователями 110 диаграммы направленности через сеть 120 распределения, такую как транспортная сеть Интернета или любая другая подходящая сеть. Варианты осуществления прямого и/или обратного формирователей 110 диаграммы направленности могут применять взвешенные значения прямого и/или обратного главных лепестков в отношении прямого и/или обратного сигналов соответственно. Например, в прямом направлении прямой и/или обратный формирователи 110 диаграммы направленности могут генерировать взвешенные по главному лепестку прямые сигналы от K потоков 105 данных, которые можно передавать в межсетевые терминалы 130. В обратном направлении прямой и/или обратный формирователи 110 диаграммы направленности могут генерировать K потоков 105 данных из обратных сигналов, полученных от межсетевых терминалов 130.
[0027] В некоторых вариантах осуществления формирование диаграммы направленности пользовательских главных лепестков прямым и/или обратным формирователями 110 диаграммы направленности является адаптивным. Например, для адаптивного подсчета взвешенных значений прямого и/или обратного главных лепестков с течением времени используют обратную связь, тем самым адаптируя формирование диаграммы направленности пользовательского главного лепестка к обратной связи. Такая адаптация может в большинстве случаев компенсировать неидеальные состояния различных видов, такие как изменения в положении спутника, изменения в рефлекторах спутника (например, прогиб и т.д.) и/или другие источники ошибки в выставлении главного лепестка. В определенных вариантах осуществления формирование пользовательской диаграммы направленности является неадаптивным. Например, когда положение спутника хорошо контролируется, и пространственное распределение требующихся пользовательских главных лепестков известно, предварительно рассчитанные взвешенные значения главных лепестков могут быть применены прямым и/или обратным формирователями 110 диаграммы направленности для формирования требующихся пользовательских главных лепестков. Некоторые такие варианты осуществления могут быть полностью неадаптивными, тогда как другие такие варианты осуществления могут быть частично адаптивными (например, при необходимости для устранения определенных неидеальных состояний могут быть использованы некоторые адаптивные контуры). В различных вариантах осуществления адаптивное и неадаптивное формирование диаграммы направленности могут быть использованы для поддержки постоянного или динамического генерирования пользовательских главных лепестков (например, постоянные или динамические размеры пользовательских главных лепестков, точки расположения пользовательских главных лепестков и/или другие характеристики пользовательских главных лепестков). Адаптивный постоянный метод может использовать адаптивное формирование диаграммы направленности для поддержания местоположения пользовательского главного лепестка в контексте изменения положения спутника, в то же время используя постоянное местоположение главного лепестка. Адаптивный динамический метод может также изменять размеры главного лепестка и/или местоположения в ответ на изменения в запросе на трафик, а неадаптивный динамический метод может циклически проходить предварительно рассчитанные взвешенные значения главного лепестка в различных временных интервалах для генерирования пользовательских главных лепестков различных размеров и/или с различным местоположением.
[0028] Межсетевые терминалы 130 также поддерживают связь с подсистемой 125 синхронизации. Варианты осуществления подсистемы 125 синхронизации могут взаимно синхронизировать по фазе восходящие сигналы от межсетевых терминалов 130 с тем, чтобы восходящие сигналы были приняты спутником 140 с синхронизацией по фазе. Например, подсистема 125 синхронизации может синхронизировать фазу несущей восходящих сигналов от каждого межсетевого терминала 130 с учетом разностей времени распространения между каждым межсетевым терминалом 130 и спутником 140 (например, территориальное распределение межсетевых терминалов 130 дает различные расстояния между каждым межсетевым терминалом 130 и спутником). Некоторые варианты осуществления могут дополнительно синхронизировать по времени сигналы, например, для настройки границ символов между передачами от различных межсетевых терминалов 130. Например, это может помочь поддерживать динамические изменения в модуляции и/или кодировании потоков данных (например, изменения в параметрах кодовой скорости и модуляции), что может повлиять на длительность символов и/или другие параметры.
[0029] Подсистема 125 синхронизации может быть реализована любым подходящим способом. В некоторых вариантах осуществления каждый межсетевой терминал 130 содержит или связан с локальным экземпляром подсистемы 125 синхронизации. В других вариантах осуществления некоторые или все межсетевые терминалы 130 могут совместно использовать экземпляр (например, один централизованный экземпляр) подсистемы 125 синхронизации. Например, совместно используемая подсистема 125 синхронизации может синхронизировать себя (или один межсетевой терминал 130) со спутником 140, и может дополнительно синхронизировать несколько других совместно используемых межсетевых терминалов 130 соответственно. Как описано более подробно ниже, для осуществления различных типов синхронизации с подсистемой 125 синхронизации могут быть использованы различные методы. Например, спутник 140 может передавать сигнал маяка, который может принимать подсистема 125 синхронизации (через некоторые или все межсетевые терминалы 130), и подсистема 125 синхронизации (например, каждый экземпляр подсистемы 125 синхронизации на каждом межсетевом терминале 130) может передавать сигнал маяка кольцевой проверки. Подсистема 125 синхронизации может синхронизировать маяк спутника и маяки кольцевой проверки для обеспечения взаимной синхронизации по фазе сигналов фидерных каналов.
[0030] На фиг. 2 показана иллюстративная система 200 спутниковой связи для осуществления связи по прямому каналу согласно различным вариантам осуществления. Система 200 спутниковой связи может представлять собой вариант осуществления системы 100 спутниковой связи, описанной со ссылкой на фиг. 1. Как показано, спутник 140 обеспечивает связь между рядом (М) территориально рассредоточенных межсетевых терминалов 130 и рядом пользовательских терминалов 165 по меньшей мере в одной зоне покрытия пользовательских главных лепестков (соответствующей прямым пользовательским главным лепесткам 260). Спутник 140 содержит подсистему 230 фидерной антенны и подсистему 250 пользовательской антенны.
Подсистема 230 фидерной антенны содержит ряд элементов 243 антенны со сфокусированным главным лепестком (FAE), каждый из которых облучает соответствующий сфокусированный главный лепесток фидера. Фидерный канал может работать с одной шлюзовой станцией на главный лепесток, с группой шлюзовых станций на главный лепесток и/или любым другим подходящим способом, позволяющим повторно использовать ширину полосы частот посредством пространственного мультиплексирования. Дополнительно в некоторых случаях с использованием нескольких элементов антенны может быть реализован один главный лепесток. Подсистема 250 пользовательской антенны содержит ряд элементов 247 антенны для формирования диаграммы направленности (ВАЕ), которые могут формировать один или несколько пользовательских главных лепестков (например, прямых пользовательских главных лепестков 260) для поддержания связи с пользовательскими терминалами 165, расположенными в зонах покрытия этих пользовательских главных лепестков. Следует отметить, что в связи с тем, что система представляет собой систему наземного формирования диаграммы направленности, не требуется включение в ВАЕ компонентов для фазирования, так как фазирование сигналов, передаваемых посредством ВАЕ, контролируется посредством фазовых соотношений сигналов, принимаемых соответствующими FAE, как дополнительно поясняется ниже. Подсистема 230 фидерной антенны и подсистема 250 пользовательской антенны могут быть реализованы различным образом. В одном варианте осуществления подсистему 230 фидерной антенны и/или подсистему 250 пользовательской антенны реализуют как прямоизлучающую антенную решетку (например, подсистема 250 пользовательской антенны может содержать двухметровую прямоизлучающую антенную решетку). В другом варианте осуществления подсистему 230 фидерной антенны и/или подсистему 250 пользовательской антенны реализуют с отдельными передающей и приемной антеннами. Некоторые варианты осуществления также включают один или несколько рефлекторов (например, рефлектор с облучателем в виде антенной решетки). Один из таких вариантов осуществления включает один рефлектор, размещаемый таким образом, что облучатели фидера подсистемы 230 фидерной антенны находятся в фокусе относительно рефлектора, а пользовательские облучатели подсистемы 250 пользовательской антенны не находятся в фокусе относительно рефлектора. Другой из таких вариантов осуществления включает отдельные пользовательские рефлекторы и рефлекторы фидера, которые, например, выполнены таким образом, что облучатели фидера подсистемы 230 фидерной антенны находятся в фокусе относительно рефлектора фидера, а пользовательские облучатели подсистемы 250 пользовательской антенны не находятся в фокусе относительно пользователя. В одном варианте осуществления один или несколько рефлекторов реализованы как дихроичные рефлекторы. Например, дихроичный(е) рефлектор(ы) может(могут) содержать вспомогательный рефлектор, который оказывает воздействие только на восходящие сигналы, тогда как нисходящие сигналы более высокой частоты проходят через поверхность вспомогательного рефлектора.
[0031] Спутник дополнительно содержит подсистему 240 прямого повторителя, имеющую ряд (L) трасс 245 прямого канала, где L равняется количеству межсетевых терминалов 130 (М) (хотя, как поясняется ниже, в некоторых вариантах осуществления М может быть меньше, чем L). Существует много способов, посредством которых система 230 фидерной антенны может быть соединена с подсистемой 240 прямого повторителя. Например, в случае, когда количество межсетевых терминалов 130 (М) равно количеству FAE 243 (L), каждый FAE 243 может содержать один выход прямого канала, каждый соединен со входной стороной соответствующей из трасс 245 прямого канала. Каждый ВАЕ 247 может содержать вход прямого канала, соединенный с выходной стороной соответствующей из трасс 245 прямого канала. В некоторых случаях один или несколько FAE 243 могут содержать несколько выходов прямого канала, каждый соединен со входной стороной соответствующей из трасс 245 прямого канала. Подсистема 240 прямого повторителя может иметь интервал частот прямого восходящего канала и интервал частот прямого нисходящего канала. В некоторых случаях интервал частот прямого восходящего канала совпадает с (например, частично или полностью с одинаковым объемом) интервалом частот обратного восходящего канала, и интервал частот прямого нисходящего канала совпадает с интервалом частот обратного нисходящего канала (например, восходящие каналы фидера и пользователя совместно используют первый диапазон и/или интервал частот, и нисходящие каналы фидера и пользователя совместно используют второй диапазон и/или интервал частот). Например, прямые восходящие сигналы могут быть приняты FAE 243 в интервале частот прямого восходящего канала, преобразованы связанной трассой 245 прямого канала в интервал частот прямого нисходящего канала и переданы связанным ВАЕ 247. Как описано ниже, это может позволить генерировать прямые нисходящие сигналы из взвешенных по главному лепестку, взаимно синхронизированных по фазе прямых восходящих сигналов, каждый из которых принимается на соответствующем из входов FAE прямого канала от соответствующего из территориально рассредоточенных межсетевых терминалов 130 таким образом, что передача прямых нисходящих сигналов посредством выходов ВАЕ прямого канала вызывает пространственное наложение прямых нисходящих сигналов с образованием по меньшей мере одного прямого пользовательского главного лепестка 260.
[0032] Как показано, каждый из K прямых потоков 205 данных (например, от модемов фидерного канала или тому подобного) содержит данные, предназначенные для соответствующего из K прямых пользовательских главных лепестков 260. В общем, предпочтительно распределить версию тех прямых потоков 205 данных со сформированной диаграммой направленности для некоторых или всех из М пространственно разделенных межсетевых терминалов 130. Таким путем межсетевые терминалы 130 могут обеспечить пространственное мультиплексирование и повторное использование ширины полосы частот для прямой связи. Прямые потоки 205 данных могут быть приняты прямым формирователем 210 диаграммы направленности (например, частью прямого/обратного формирователей 110 диаграммы направленности согласно фиг. 1). Прямой формирователь 210 диаграммы направленности может применять L×K взвешенных значений 213 прямого главного лепестка к прямым потокам 205 данных для генерирования L прямых сигналов 215, взвешенных по главному лепестку. Например, прямой формирователь 210 диаграммы направленности содержит вход прямого потока данных, вход взвешенных значений главного лепестка, показывающий взвешенное значение 213 главного лепестка, имеющее отношение к каждому из межсетевых терминалов 130, и выходы прямых сигналов, взвешенных по главному лепестку. Каждый выход прямых сигналов, взвешенных по главному лепестку, может быть связан со входом прямых сигналов, взвешенных по главному лепестку, соответствующего из межсетевых терминалов 130 посредством сети 120 распределения, и каждый может представлять собой версию входа прямого потока данных, который был взвешен по главному лепестку согласно взвешенному значению 213 главного лепестка, связанному с соответствующим из межсетевых терминалов 130. Каждый из L прямых сигналов 215, взвешенных по главному лепестку, генерируют для соответствия соответствующей из L трасс 245 прямого канала (и, соответственно, соответствующему из L ВАЕ 247). Взвешенные значения 213 прямого главного лепестка подсчитывают для того, чтобы, когда взвешенные сигналы в конечном итоге передают из подсистемы 250 пользовательской антенны, сигналы были пространственно объединены для формирования прямых пользовательских главных лепестков 260.
[0033] Взвешенные значения 213 прямого главного лепестка можно подсчитывать и применять любым подходящим способом. В некоторых случаях взвешенные значения 213 прямого главного лепестка хранят в памяти взвешенных значений прямого главного лепестка прямого формирователя 210 диаграммы направленности. В других случаях генератор взвешенных значений главного лепестка является частью или связан с прямым формирователем 210 диаграммы направленности. Взвешенные значения 213 прямого главного лепестка могут быть предварительно рассчитаны до размещения спутника 140, исходя из характеристик смоделированного канала связи, рассчитаны один или несколько раз (например, периодически) исходя из обратной связи и анализа функционирующей системы 200 спутниковой связи, адаптивно отрегулированы исходя из обратной связи и анализа функционирующей системы 200 спутниковой связи и/или рассчитаны любым другим подходящим способом. Известно много методов для генерирования коэффициентов прямого формирования диаграммы направленности. Например, коэффициенты для нескольких главных лепестков могут быть глобально оптимизированы для максимизации суммы отношения «сигнал-помеха» и отношения «сигнал-шум» для всех главных лепестков. Например, при низком отношении «сигнал-шум» взвешенные значения могут быть выбраны для максимизации мощности сигнала, тогда как при высоком отношении «сигнал-шум» взвешенные значения могут быть выбраны для минимизации помех внутри главного лепестка.
[0034] Каждый из L прямых сигналов 215, взвешенных по главному лепестку, можно передавать (например, посредством сети 120 распределения) в соответствующий из М межсетевых терминалов 130. Во многих случаях количество межсетевых терминалов 130 (М) является точно таким же, что и количество трасс 245 прямого канала (L). Как будет рассмотрено ниже, L может быть больше или равно М с тем, чтобы каждый из М межсетевых терминалов 130 мог принимать один или несколько из L прямых сигналов 215, взвешенных по главному лепестку (соответствующих одному или нескольким трассам 245 прямого канала, связанным с каждым FAE 243, при этом каждый FAE 243 связан с соответствующим межсетевым терминалом 130). Соответственно, М межсетевых терминалов 130 могут передавать прямые сигналы 215, взвешенные по главному лепестку, на спутник 140 как L прямые восходящие сигналы 235. До передачи прямых восходящих сигналов 235 сигналы взаимно синхронизируют по фазе. Как описано выше, межсетевые терминалы 130 содержат или поддерживают связь с подсистемой 125 синхронизации, которая может взаимно синхронизировать по фазе прямые сигналы 215, взвешенные по главному лепестку, для генерирования прямых восходящих сигналов 235. Взаимная синхронизация по фазе заставляет межсетевые терминалы 130 передавать прямые сигналы 215, взвешенные по главному лепестку, на спутник 140 таким образом, что прямые восходящие сигналы 235 принимаются синхронно по фазе FAE 243 подсистемы 230 фидерной антенны. Например, синхронизация учитывает разность времени распространения между каждым межсетевым терминалом 130 и спутником 140 для того, чтобы фазы несущей сигналов, принятых FAE 243, были настроены и по меньшей мере приблизительно синхронизированы по времени (например, в пределах доли требующегося периода символа сигнала связи).
[0035] Таким образом, спутник 140 принимает несколько (L) взвешенных по главному лепестку взаимно синхронизированных прямых восходящих сигналов 235, каждый через сфокусированный фидерный восходящий канал (например, соответствующий одному из М мест расположения межсетевых терминалов 130). Спутник 140 может генерировать каждый из нескольких взвешенных по главному лепестку, взаимно синхронизированных прямых нисходящих сигналов 255 из соответствующего одного из множества прямых восходящих сигналов 235. Спутник 140 может передавать прямые нисходящие сигналы 255 посредством расфокусированных нисходящих каналов пользователя таким образом, что прямые нисходящие сигналы 255 пространственно накладываются с образованием одного или нескольких прямых пользовательских главных лепестков 260. Например, каждый прямой восходящий сигнал 235 может быть принят одним из FAE 243 и передан связанной одной из трасс 245 прямого канала, которая может генерировать из него соответствующий один из прямых нисходящих сигналов 255 (например, путем усиления и преобразования частоты прямых восходящих сигналов 235). Каждый прямой нисходящий сигнал 255 может быть передан в связанный один из ВАЕ 247 подсистемы 250 пользовательской антенны. ВАЕ 247 могут передавать прямые нисходящие сигналы 255, и взвешивание по главному лепестку (например, и взаимная синхронизация) прямых нисходящих сигналов 255 заставляет их пространственно объединяться с образованием прямых пользовательских главных лепестков 260. Каждый из L ВАЕ 247 должным образом осуществляет передачу на каждую из K зон покрытия пользовательских главных лепестков, для того, чтобы L прямых нисходящих сигналов 255 могли пространственно объединяться на каждой из K зон покрытия пользовательских главных лепестков с образованием соответствующего одного из K прямых пользовательских главных лепестков 260.
[0036] На фиг. 3 показана иллюстративная система 300 спутниковой связи для осуществления связи по обратному каналу согласно различным вариантам осуществления. Для наглядности система 300 спутниковой связи показана соответствующей системе 200 спутниковой связи, описанной со ссылкой на фиг. 2, и компоненты обозначены схожими или одинаковыми позиционными обозначениями. Как описано выше, спутник 140 обеспечивает связь между рядом пользовательских терминалов 165 в зоне покрытия K пользовательских главных лепестков (соответствующих обратным пользовательским главным лепесткам 360) и М территориально рассредоточенными межсетевыми терминалами 130. Некоторые варианты осуществления могут предусматривать использование одной и той же подсистемы 230 фидерной антенны и подсистемы 250 пользовательской антенны в прямом и обратном направлениях. Например, в обратном направлении обратные восходящие сигналы 355 могут быть приняты ВАЕ 247 подсистемы 250 пользовательской антенны (от пользовательских терминалов 165 в некоторых или всех обратных пользовательских главных лепестках 360). Подсистема 340 обратного повторителя, имеющая трассы 345 обратного канала, связанные с выходами ВАЕ 247 обратного канала, может генерировать обратные нисходящие сигналы 335 из обратных восходящих сигналов 355. FAE 243 подсистемы 230 фидерной антенны, каждый из которых имеет один или несколько входов обратного канала, связанных с соответствующими из трасс 345 обратного канала, может передавать обратные нисходящие сигналы 335 в соответствующие из межсетевых терминалов 130.
[0037] В некоторых вариантах осуществления K обратных восходящих сигналов 355 принимаются каждым из L ВАЕ 247. Каждый из L ВАЕ 247 связан с соответствующей из L трасс 345 обратного канала для генерирования L обратных нисходящих сигналов 335, каждый из которых потенциально содержит информацию, передаваемую от K обратных пользовательских главных лепестков 360. Существует много способов, посредством которых подсистема обратного повторителя может быть соединена с подсистемой фидерной антенны. Например, в случае, когда количество межсетевых терминалов 130 (М) равно количеству FAE 243 (L), каждый FAE 243 может содержать один вход обратного канала, каждый из которых связан с выходной стороной соответствующей одной из трасс 345 обратного канала. В некоторых случаях один или несколько FAE 243 могут содержать несколько входов обратного канала, каждый из которых связан с выходной стороной соответствующей одной из трасс 345 обратного канала (например, как описано более подробно ниже со ссылкой на фиг. 10). Таким образом, каждый из MFAE 243 связан с одной или несколькими из L трасс 345 обратного канала для того, чтобы L обратных нисходящих сигналов 335 передавались на М межсетевые терминалы 130. Принимаемые обратные нисходящие сигналы 335 не являются ни взвешенными по главному лепестку, ни взаимно синхронизированными. Подсистема 125 синхронизации может взаимно синхронизировать обратные нисходящие сигналы 335 (например, настраивать фазу несущей, время несущей, границы символов и т.д.) с целью генерирования L обратных сигналов 315, которые передаются в обратный формирователь 310 диаграммы направленности (например, до или после транспортировки по сети 120 распределения). Обратные сигналы 315 могут быть взаимно синхронизированы с точки зрения обратного формирователя 310 диаграммы направленности. Например, в некоторых вариантах осуществления спутник 140 может передавать сигнал маяка (например, общего маяка), который принимается каждым межсетевым терминалом 130 и используется для взаимной синхронизации по фазе обратных нисходящих сигналов 335 на шлюзовых станциях 130 относительно маяка. Обратный формирователь 310 диаграммы направленности может применять взвешенные значения 313 L × K обратного главного лепестка к обратным сигналам 315 таким образом, чтобы формировать обратные пользовательские главные лепестки 360 (например, применение взвешенных значений 313 обратного главного лепестка восстанавливает K обратные восходящие сигналы посредством K обратных пользовательских главных лепестков 360, образованных ретроактивно). Взвешенные значения 313 обратного главного лепестка можно рассчитывать и/или применять любым подходящим способом, например, как описано выше относительно расчета и применения взвешенных значений 213 прямого главного лепестка на фиг. 2. Однако в обратном направлении помехи внутри главного лепестка создаются передающими терминалами, а не процессом формирования диаграммы направленности. Таким образом, взвешенные значения формирования диаграммы направленности каждого главного лепестка можно оптимизировать по отдельности. Путем применения L×K взвешенных значений 313 обратного главного лепестка к синхронизированным L обратным сигналам 315 обратный формирователь 310 диаграммы направленности может генерировать K обратных потоков 305 данных. В некоторых вариантах осуществления можно осуществлять демодуляцию обратных потоков 305 данных с помощью модемов фидерного канала или тому подобным для связи через цифровую сеть передачи данных, такую как Интернет.
[0038] На фиг. 4 показана функциональная схема части иллюстративной спутниковой системы 400 для обеспечения MSSMFL согласно различным вариантам осуществления. Спутниковая система 400 содержит несколько FAE 243, каждый из которых имеет вход прямого канала и выход обратного канала, которые в совокупности могут называться подсистемой фидерной антенны. В некоторых вариантах осуществления система фидерной антенны может также содержать один или несколько рефлекторов 410 фидера. Например, рефлекторы 410 фидера могут быть использованы вместе с FAE 243 для фокусировки главных лепестков фидера, с помощью которых поддерживают связь с местами расположения межсетевых терминалов. В некоторых вариантах осуществления FAE 243 реализованы в виде архитектуры «один облучатель на главный лепесток» (SFPB). Согласно такой архитектуре FAE 243 содержат облучатели антенны, и каждый облучатель антенны соответствует одному соответствующему из главных лепестков фидера. Некоторые варианты осуществления содержат большое количество главных лепестков фидера, вследствие чего использование архитектуры SFPB предполагает сравнительно большое количество облучателей антенны. Ограничения облучателей антенны в плане физических размеров могут ограничить физическую плотность облучателей антенны (то есть, насколько плотно можно расположить облучатели в подсистеме фидерной антенны), что может должным образом ограничивать количество главных лепестков шлюзовых станций, которые могут поддерживаться архитектурой SFPB. В другом варианте осуществления FAE 243 реализованы в виде архитектуры «несколько облучателей на главный лепесток» (MFPB). Согласно такой архитектуре каждый облучатель антенны может быть связан со взвешенным набором сигналов главного лепестка для того, чтобы каждый облучатель антенны можно было должным образом распределять по нескольким главным лепесткам фидера (например, в виде кластеров из трех облучателей антенны, семи облучателей антенны и т.д.).
[0039] Спутниковая система 400 также содержит несколько ВАЕ 247, каждый из которых имеет выход прямого канала и вход обратного канала, которые в совокупности могут именоваться как подсистема пользовательской антенны. В некоторых вариантах осуществления система пользовательской антенны может также содержать один или несколько пользовательских рефлекторов 430. Например, пользовательский(-е) рефлектор(ы) 430 можно использовать вместе с ВАЕ 247 для образования прямого и обратного пользовательских главных лепестков, связанных с зонами покрытия пользовательских главных лепестков, как описано в данном документе. В некоторых вариантах осуществления один рефлектор может быть использован как в качестве пользовательского рефлектора 430, так и в качестве рефлектора 410 фидера. В некоторых вариантах осуществления подсистема пользовательской антенны может быть такой же, что и подсистема фидерной антенны.
[0040] Спутниковая система 400 может дополнительно содержать подсистему 240 прямого повторителя и подсистему 340 обратного повторителя. Подсистема 240 прямого повторителя может иметь интервал частот прямого восходящего канала и интервал частот прямого нисходящего канала и ряд трасс прямого канала, каждая из которых связана между одним из входов прямого канала и одним из выходов прямого канала. Как показано, каждый вход прямого канала FAE 243 может быть связан с мало шумящим усилителем (LNA) 423, работающим в интервале частот прямого восходящего канала. Каждый LNA 423 может быть связан с входной стороной прямого частотного преобразователя 425, который может преобразовывать принятый усиленный сигнал прямого восходящего канала из интервала частот прямого восходящего канала в интервал частот прямого нисходящего канала. Выходная сторона каждого прямого частотного преобразователя 425 может быть связана с усилителем 427 мощности (РА), работающим в интервале частот прямого нисходящего канала. Каждый РА 427 может быть связан с выходом прямого канала соответствующего одного из ВАЕ 247. Каждый связанный LNA 423, прямой частотный преобразователь 425 и РА 427 могут вместе реализовывать трассу прямого канала (например, одну из трасс 245 прямого канала согласно фиг. 2). Как описано выше, прием с синхронизацией по фазе взаимно синхронизированных по фазе взвешенных по главному лепестку прямых восходящих сигналов (сгенерированных наземными сетевыми компонентами на стороне фидера) на FAE 243 может привести к тому, что прямые нисходящие сигналы также будут синхронизироваться по фазе и взвешиваться по главному лепестку таким образом, что передача прямых нисходящих сигналов ВАЕ 247 приводит к образованию прямых пользовательских главных лепестков за счет пространственного наложения прямых нисходящих сигналов.
[0041] Подсистема 340 обратного повторителя может иметь интервал частот обратного восходящего канала и интервал частот обратного нисходящего канала и ряд трасс обратного канала, каждая из которых связана между одним из входов обратного канала и одним из выходов обратного канала. Как показано, каждый вход обратного канала ВАЕ 247 может быть связан с LNA 423, работающим в интервале частот обратного восходящего канала (например, который может совпадать или не совпадать с интервалом частот прямого восходящего канала). Каждый LNA 423 может быть связан с входной стороной обратного частотного преобразователя 435, который может преобразовывать принятый усиленный обратный восходящий сигнал из интервала частот обратного восходящего канала в интервал частот обратного нисходящего канала. Выходная сторона каждого обратного частотного преобразователя 435 может быть связана с РА 427, работающим в интервале частот обратного нисходящего канала. Каждый РА 427 может быть связан с выходом обратного канала соответствующего одного из FAE 243. Каждый связанный LNA 423, обратный частотный преобразователь 435 и РА 427 могут вместе реализовывать трассу обратного канала (например, одну из трасс 345 обратного канала согласно фиг. 3). В некоторых случаях трассы обратного канала выполняют по существу тем же самым образом и по существу с теми же самыми компонентами, что и трассы прямого канала. Например, трассы прямого канала и трассы обратного канала могут представлять собой трассы с режимом ретрансляции типа «прямая дыра»; трассы прямого канала и трассы обратного канала могут представлять собой трассы с частотным разнесением (то есть, трассы, каждая из которых имеет входную сторону в первом диапазоне частот и выходную сторону во втором диапазоне частот) и т.д. Как описано выше, наземное формирование диаграммы направленности обратных нисходящих сигналов, принятых территориально рассредоточенными межсетевыми терминалами 135, может должным образом привести к образованию обратных пользовательских главных лепестков по отношению к передаваемым обратным восходящим сигналам.
[0042] В вариантах осуществления, которые включают отдельные подсистемы пользовательской антенны и фидерной антенны, каждая подсистема антенны может быть настроена (например, оптимизирована) в отношении конкретных характеристик. Например, некоторые системы связи MSSMFL могут иметь различные зоны покрытия пользовательских главных лепестков и главных лепестков фидера, которые могут совпадать или не совпадать; некоторые системы связи MSSMFL могут иметь некоторые или все межсетевые терминалы 130, расположенные в зонах покрытия пользовательских главных лепестков; тогда как другие системы связи MSSMFL могут иметь некоторые или все межсетевые терминалы 130, расположенные за пределами зон покрытия пользовательских главных лепестков и т.д. В этих и других типах вариантов осуществления подсистемы пользовательской антенны и подсистемы антенны фидера (например, рефлекторы, элементы антенны и т.д.) могут быть сфокусированными, остроконечными и/или сконфигурированными иным образом для предоставления услуг связи различным зонам покрытия и/или для предоставления услуг связи в зонах покрытия различным образом. Например, рефлектор 410 фидера может быть сконфигурирован с большим размером апертуры, чем пользовательский рефлектор 430 для облучения межсетевых терминалов 130 с главными лепестками с фокусом меньших размеров. Такая конфигурация может, например, способствовать развертыванию некоторых или всех межсетевых терминалов 130 в меньшем географическом регионе (например, в отличие от распределения межсетевых терминалов 130 в пределах большей зоны покрытия пользовательских главных лепестков), при этом сохраняя достаточное разделение для повторного использования требующейся ширины полосы частот. Например, межсетевые терминалы 130, расположенные только в континентальной части США, могут быть использованы для обслуживания пользовательских терминалов, распределенных по большей части поверхности Земли (например, приблизительно одной третьей Земли, видимой с геостационарного спутника).
[0043] Рефлекторы 410 фидера больших размеров могут большей частью иметь больше искажений поверхности, быть более чувствительными к сгибанию (например, вследствие перепадов температур в рефлекторе или тому подобного) и/или иным образом оказывать влияние на обеспечение сфокусированных главных лепестков фидера. Например, большой развертываемый рефлектор имеет грани поверхности и/или ребра, расположенные в виде периодической структуры, которая может создавать боковые лепестки в диаграмме направленности фидерной антенны (например, схожие по внешнему виду с побочными лепестками). Эти и/или другие искажения в диаграмме направленности фидерной антенны могут вызывать переходные помехи и/или другие помехи между межсетевыми терминалами 130, которые можно устранить различными способами. В некоторых вариантах осуществления некоторые или все из межсетевых терминалов 130 расположены в местах, которые избегают помех между межсетевыми терминалами 130, обуславливающих виды искажений. На фиг. 12 приведен график 1200 диаграммы направленности антенны фидерного канала для иллюстративного рефлектора фидера (например, рефлектора 410 фидера), демонстрирующий зависимость азимута от угла места. Как показано, боковые лепестки в диаграмме направленности антенны фидерного канала, вызванные искажениями поверхности рефлектора, проявляют себя как участки искажений 1210 диаграммы направленности антенны фидерного канала. Варианты осуществления могут определять (например, рассчитывать, измерять, вычислять и т.д.) такие искажения, и межсетевые терминалы 130 могут быть размещены в местах 1220, которые избегают участков искажений 1210 диаграммы направленности антенны.
[0044] В других вариантах осуществления помехи между межсетевыми терминалами 130 вследствие искажений диаграммы направленности фидерной антенны могут быть компенсированы с использованием одного или нескольких подходов к компенсации искажений. Согласно первой категории подходов переходные помехи между шлюзовыми станциями измеряют и компенсируют (например, подавляют) на земле. Переходные помехи можно измерять различными способами. Один подход предусматривает использование маяков кольцевой проверки (описанных ниже) для расчета переходных помех между шлюзовыми станциями. Так как на каждом межсетевом терминале 130 известно содержание передаваемого им сигнала маяка кольцевой проверки, каждый принятый сигнал маяка кольцевой проверки (то есть, сигнал кольцевой проверки, принятый передающим межсетевым терминалом 140 после того, как он был принят и ретранслирован спутником 140) можно сравнить с соответствующим передаваемым сигналом кольцевой проверки с целью обнаружения и измерения переходных помех. Такой подход может быть особенно эффективным, когда большая часть искажений приходится на восходящий канал, нежели на нисходящий канал.
[0045] Другой подход предусматривает использование калибровки на пользовательских терминалах 165 для измерения переходных помех. Для калибровки стороны нисходящего канала фидера пользовательский терминал 165 может передавать зондирующий сигнал таким образом, чтобы был известен ожидаемый в ответ сигнал фидера. Принятые сигналы фидера можно сравнивать с ожидаемыми сигналами фидера для измерения переходных помех. Такой подход может быть особенно эффективным, когда не требуется адаптация обратного пользовательского канала. Несколько пользовательских терминалов 165 вдоль одной или нескольких зон покрытия пользователей могут быть использованы для измерения переходных помех в различных местах и/или соответствующих различным нисходящим каналам фидера. Для калибровки стороны восходящего канала фидера один или несколько пользовательских терминалов 165 могут быть использованы для измерения ответа, когда зондирующий сигнал передают посредством одного межсетевого терминала 130. Такой подход может быть особенно эффективным, когда не требуется адаптация прямого пользовательского канала. Еще один подход предусматривает использование аппаратных средств для калибровки на спутнике 140 для измерения переходных помех. Для стороны нисходящего канала фидера тестовый сигнал может быть подан спутником 140 на каждый FAE (например, поочередно), и межсетевые терминалы 130 могут измерять переходные помехи в ответ на нисходящие сигналы фидера. Для стороны восходящего канала фидера зондирующий сигнал может передаваться межсетевым терминалом 130, и можно измерять ответ на каждом FAE (например, поочередно) и отправлять отчет об ответе (или закольцовывать) на шлюзовые станции. После измерения переходных помех с помощью любого из подходов выше или других подходов можно устранять некоторые или все измеренные переходные помехи. Для удаления измеренных переходных помех могут быть использованы аппаратные средства коррекции и/или подавления. В некоторых вариантах осуществления аппаратные средства коррекции и/или подавления выполняют в формирователе диаграммы направленности (например, прямой и/или обратный формирователи 110 диаграммы направленности согласно фиг. 1).
0
0
[0046] На фиг. 15 показана функциональная схема среды 1500 компенсации искажений иллюстративной диаграммы направленности фидерной антенны, которая содержит иллюстративный подавитель 1510 переходных помех. Иллюстративный подавитель 1510 переходных помех может быть реализован в формирователе 110 диаграммы направленности (например, связан с прямым формирователем диаграммы направленности, обратным формирователем диаграммы направленности, или в виде подавителей переходных помех, связанных с обоими). Как описано выше, искажения диаграммы направленности фидерной антенны могут вызывать переходные помехи в передаваемых сигналах, принимаемых межсетевыми терминалами 130 и/или спутником 140. Эти передаваемые сигналы передают между межсетевыми терминалами 130 и прямым и/или обратным формирователями 110 диаграммы направленности посредством сети 120 распределения и принимают на входных портах 1512 передаваемых сигналов подавителя 1510 переходных помех. Варианты осуществления подавителя 1510 переходных помех могут предусматривать компенсацию переходных помех и выдачу компенсированных передаваемых сигналов посредством выходных портов 1514 передаваемых сигналов. Некоторые варианты осуществления подавителя 1510 переходных помех могут предусматривать прием матрицы 1520 переходных помех (Н). Матрица 1520 переходных помех может представлять собой вычисленную (например, подсчитанную) матрицу фидера. Вектор передаваемых сигналов с переходными помехами может быть представлен в виде ƒ при этом ƒ=Н × ƒ (где ƒ представляет собой вектор первоначальных передаваемых сигналов без переходных помех, а Н представляет собой матрицу переходных помех). Например, если Н = I (матрица тождественности), считают, что переходных помех нет. Соответственно, передаваемые сигналы с компенсированными переходными помехами можно вычислить как/ =  Компенсацию переходных помех можно выполнять на прямых восходящих сигналах 235 (т. е. после прямого формирования диаграммы направленности), обратных нисходящих сигналах 335 (например, до обратного формирования диаграммы направленности) или на обоих. Например, для компенсации переходных помех прямого канала взвешенные по главному лепестку прямые входные сигналы, сгенерированные прямым формирователем диаграммы направленности, можно направлять на входные порты 1512 передаваемых сигналов, и передаваемые сигналы с компенсированными переходными помехами на выходных портах 1514 передаваемых сигналов можно направлять на шлюзовые станции в виде прямых взвешенных по главному лепестку входных сигналов; для компенсации переходных помех обратного канала обратный выходной сигнал от шлюзовых станций можно направлять на входные порты 1512 передаваемых сигналов, и передаваемые сигналы с компенсированными переходными помехами на выходных портах 1514 передаваемых сигналов можно направлять на обратный формирователь диаграммы направленности в виде обратных выходных сигналов. Альтернативным образом, порядок компенсации переходных помех и формирования диаграммы направленности может быть обратным.
[0001] Другая категория подходов к компенсации искажений включает ограниченное формирование диаграммы направленности. Как описано в данном документе, главные лепестки фидера формируют с использованием сфокусированных элементов антенны, и некоторые варианты осуществления сфокусированных элементов антенны реализованы согласно архитектуре «несколько облучателей на главный лепесток» (MFPB). В архитектурах MFPB каждый облучатель антенны может быть связан со взвешенным и объединенным набором нескольких передаваемых сигналов. Для образования  каждого взвешенного и объединенного набора нескольких передаваемых сигналов можно передавать посредством фазовращателей, сумматоров и/или других аппаратных средств, которые могут регулировать взвешенные значения амплитуды, фазу и/или другие характеристики получаемых в результате объединенных передаваемых сигналов согласно применяемым коэффициентам. Применяемые коэффициенты можно хранить в запоминающем устройстве для хранения коэффициентов для формирования диаграммы направленности на спутнике 140. Коэффициенты можно предварительно вычислять и/или адаптивно обновлять (например, с использованием обратной связи на спутник от шлюзовых станций), для того, чтобы можно было статически или адаптивно генерировать получаемые в результате объединенные передаваемые сигналы. При применении коэффициентов должным образом применяется некоторое формирование диаграммы направленности к сигналам фидера, что можно использовать для компенсации искажений в диаграмме направленности фидерной антенны. Например, можно предварительно определять (например, рассчитывать или предварительно вычислять) или измерять переходные помехи с помощью любого из подходов, описанных выше. Вместо использования коррекции или подавления для устранения измеренных переходных помех по меньшей мере для частичной коррекции искажений антенны, вызывающих переходные помехи (например, заранее определенным способом или адаптивно), для применения ограниченного формирования диаграммы направленности могут быть использованы коэффициенты в архитектуре MFPB. Некоторые варианты осуществления могут предусматривать использование смешанных категорий подходов. Например, коррекция или подавление могут быть использованы для устранения измеренных переходных помех на одном из восходящего канала или нисходящего канала фидера, и ограниченное формирование диаграммы направленности может быть использовано для устранения переходных помех на другом из восходящего канала или нисходящего канала фидера.
[0048] Эффективное осуществление MSSMFL может зависеть от надлежащей взаимной синхронизации сигналов между пространственно разделенными фидерными каналами. Ряд подходов может быть использован для осуществления такой взаимной синхронизации, и эти подходы могут зависеть от характеристик (например, перекрываться и т.д.) зон покрытия пользователя и фидера. Например, в прямом направлении межсетевые терминалы 130 передают прямые восходящие сигналы на спутник 140, которые принимаются элементами антенны подсистемы 230 фидерной антенны, передаются посредством трасс прямого канала подсистема 240 прямого повторителя в подсистему 250 пользовательской антенны и передаются как прямые нисходящие сигналы элементами антенны подсистемы 250 пользовательской антенны. Для того чтобы позволить передаваемым прямым нисходящим сигналам пространственно объединяться с образованием прямых пользовательских главных лепестков, варианты осуществления предусматривают использование компонентов наземного сегмента на стороне фидера для генерирования сигналов 135 фидера как взаимно синхронизированных взвешенных по главному лепестку прямых восходящих сигналов. В целом спутник 140 (например, различные компоненты, показанные на фиг. 4) может представлять собой средства для ретрансляции взаимно синхронизированных по фазе, взвешенных по главному лепестку восходящих сигналов в виде фазово-когерентных нисходящих сигналов, которые пространственно объединяют для формирования прямых пользовательских главных лепестков. Например, FAE 243 могут принимать взаимно синхронизированные по фазе, взвешенные по главному лепестку восходящие сигналы; и сигналы могут проходить через подсистему 240 прямого повторителя и передаваться ВАЕ 247 в виде фазово-когерентных нисходящих сигналов, которые пространственно объединяют с образованием прямых пользовательских главных лепестков. Для обеспечения приема прямых восходящих сигналов варианты осуществления содержат множество пространственно разделенных средств для передачи взаимно синхронизированных по фазе, взвешенных по главному лепестку восходящих сигналов; и средства для взаимной синхронизации по фазе восходящих сигналов на пространственно разделенных средствах для передачи, с тем, чтобы прямые восходящие сигналы были приняты с синхронизацией по фазе средствами для ретрансляции. Например, в вариантах осуществления используют наземные компоненты вместе с сигналами спутника для взаимной синхронизации сигналов фидерных каналов между территориально рассредоточенными межсетевыми терминалами 130 и спутником 140. Аналогичным образом, в обратном направлении пользовательские терминалы передают обратные восходящие сигналы на спутник 140, которые принимаются элементами антенны подсистемы 250 пользовательской антенны, передаются посредством трасс обратного канала подсистемы 340 обратного повторителя в подсистему 230 фидерной антенны и передаются как обратные нисходящие сигналы элементами антенны подсистемы 230 фидерной антенны. Использование компонентов наземного сегмента на стороне фидера для взаимной синхронизации и взвешивания по главному лепестку принятых обратных нисходящих сигналов может должным образом образовывать обратные пользовательские главные лепестки, от которых были переданы обратные восходящие сигналы.
[0049] Некоторые варианты осуществления используют комбинацию передачи сигналов маяка спутника и передачи сигналов маяка кольцевой проверки для обеспечения взаимной синхронизации сигналов фидерных каналов. На фиг. 5 показана функциональная схема иллюстративного тракта 500 сигнала кольцевой проверки для передачи сигналов маяка кольцевой проверки согласно различным вариантам осуществления. Например, каждый межсетевой терминал 130 может передавать сигнал маяка кольцевой проверки на спутник 140, который ретранслируется от спутника 140 обратно на межсетевой терминал 130 по тракту 500 сигнала кольцевой проверки. Для каждого межсетевого терминала 130 время, истекшее между отправкой и приемом его сигнала кольцевой проверки, может быть использовано для вычисления его расстояния от спутника 140 или в противном случае для того, чтобы дать возможность компенсировать задержку по фазе в фидерном канале. Аналогично трассам прямого и обратного каналов, описанным выше, тракт кольцевой проверки может содержать частотный преобразователь 525 кольцевой проверки, связывающий LNA 423 и РА 427. В отличие от трасс прямого и обратного каналов, описанных выше, входная и выходная стороны тракта 500 кольцевой проверки могут поддерживать связь с элементом 510 антенны для кольцевой проверки (LAE). В некоторых вариантах осуществления LNA 423 (входная сторона) тракта кольцевой проверки связана с выходом прямого канала FAE 243 (то есть, LAE 510 может быть реализован как FAE 243), и РА 427 (выходная сторона) тракта кольцевой проверки связан со входом обратного канала того же самого или отличного FAE 243. В некоторых вариантах осуществления LNA 423 тракта кольцевой проверки связан с выходом прямого канала FAE 243, и РА 427 тракта кольцевой проверки связан со входом прямого канала ВАЕ 247 (например, когда некоторые или все межсетевые терминалы 130 находятся в пределах зон покрытия главного лепестка, связанных с подсистемой 250 пользовательской антенны). В некоторых вариантах осуществления используют отдельную подсистему антенны кольцевой проверки. Например, LAE 510 может быть реализован как антенна зоны покрытия (например, включая рупорную антенну широкого охвата) для приема и/или передачи сигналов кольцевой проверки от/на некоторые из всех межсетевых терминалов 130.
[0050] На фиг. 6 показана блок-схема подсистемы 600 спутникового маяка согласно различным вариантам осуществления. Как показано, подсистема 600 спутникового маяка может содержать главный генератор 610 опорного сигнала, генератор 620 сигнала маяка, генератор 630 псевдослучайного (PN) кода, резервные РА 627 и рупорную антенну 640 зоны покрытия. Генератор 620 сигнала маяка может комбинировать выдачу сигналов тактовой синхронизации, исходя из главного генератора 610 опорного сигнала с выдачей сигналов PN (например, с использованием кода, основанного на псевдослучайном шуме, или любого другого подходящего кода), сгенерированных генератором 630 кода PN, для генерирования сигнала маяка. Такой сигнал маяка может должным образом обеспечивать точный опорный фазовый сигнал (например, используемый для синхронизации по фазе) и временной код (например, используемый для синхронизации символов). Можно генерировать любой другой подходящий сигнал маяка. Сигнал маяка можно усиливать с помощью одного или нескольких резервных РА 627 и передавать посредством антенны 640 зоны покрытия. В некоторых вариантах осуществления антенна 640 зоны покрытия может включать рупорную антенну широкого охвата. В других вариантах осуществления антенна 640 зоны покрытия может содержать компоненты для формирования широкого главного лепестка для облучения некоторых или всех межсетевых терминалов 130. В некоторых вариантах осуществления антенну 640 зоны покрытия также можно использовать для передачи одного или нескольких ретранслированных сигналов маяка.
[0051] Как описано выше, некоторые варианты осуществления измеряют и/или компенсируют искажения диаграммы направленности антенны фидерного канала, обусловленные, например, искажением рефлектора 410 фидера. Некоторые подходы к измерению искажений диаграммы направленности антенны фидерного канала могут предполагать использование цепи калибровки на спутнике 140, которая использует цепь кольцевой проверки спутника 140. На фиг. 13 показана блок-схема иллюстративной системы 1300 калибровки, реализованной на спутнике 140 для того, чтобы содействовать в выполнении измерений через прямой канал искажений диаграммы направленности антенны фидерного канала. Система 1300 калибровки может содержать соединители 1310 и переключатель 1320, которые могут взаимодействовать с частотным преобразователем 525 кольцевой проверки, описанным со ссылкой на фиг. 5. С помощью переключателя 1320 частотный преобразователь 525 кольцевой проверки может работать с разделением времени (например, устанавливать различные режимы в разные временные интервалы цикла) для поддержки как взаимной синхронизации межсетевых терминалов 130, так и расчета искажений диаграммы направленности антенны фидерного канала. Во временные интервалы синхронизации шлюзовой станции переключатель 1320 может быть настроен на то, чтобы направлять принятый восходящий сигнал фидера на частотный преобразователь 525 кольцевой проверки. Во временные интервалы измерения искажений диаграммы направленности антенны фидерного канала переключатель 1320 может быть настроен на выбор одного из выходов элемента 243 фидерной антенны с целью его выделения для частотного преобразователя 525 кольцевой проверки. Путем циклического прохождения через каждый из различных элементов 243 фидерной антенны в различные временные интервалы межсетевые терминалы 130 могут измерять количество переходных помех восходящих каналов между каждым из FAE 243. Соединители могут быть любыми из следующих: направленный соединитель, дискретизатор сигналов, делитель мощности, неравномерный делитель мощности и/или другие подходящие компоненты. В некоторых вариантах осуществления сигналы кольцевой проверки шлюзовой станции используют как для синхронизации шлюзовой станции, так и для расчета искажений диаграммы направленности. Сигналы кольцевой проверки шлюзовой станции можно передавать одновременно с трафиком пользователя (например, сигналы кольцевой проверки шлюзовой станции кодируют в расширенном спектре) или можно передавать в выделенные временные интервалы, когда отсутствует трафик пользователя.
[0052] На фиг. 14 показана блок-схема иллюстративной системы 1400 калибровки, реализованной на спутнике 140 для того, чтобы содействовать в выполнении в обратном канале измерения искажений диаграммы направленности антенны фидерного канала. Операция может быть схожей с калибровкой прямого канала, рассмотренной выше со ссылкой на фиг. 13. Сигналы кольцевой проверки, передаваемые посредством транспондера кольцевой проверки, могут быть выборочно переключены на отдельные сигналы фидерной антенны при помощи переключателей 1410. Переходные помехи на нисходящем канале фидера могут быть измерены межсетевыми терминалами 130. Калибровку обратного канала можно выполнять в выделенные временные интервалы (при этом один из переключателей 1410 настраивают на направление выхода транспондера кольцевой проверки на отдельный облучатель). Альтернативным образом, переключатели 1410 могут представлять собой объединители, в этом случае калибровку обратного канала можно выполнять одновременно с передачей обратного трафика пользователя через спутник 140.
[0053] Использование сигналов кольцевой проверки и сигналов маяка спутника для взаимной синхронизации описано дополнительно в контексте фиг. 7 и фиг. 8. На фиг. 7 показана иллюстративная система 700 спутниковой связи для обеспечения MSSMFL согласно различным вариантам осуществления. Спутник 140 обеспечивает связь между рядом территориально рассредоточенных межсетевых терминалов 130 (посредством сигналов 135 фидера) и рядом пользовательских терминалов (посредством сигналов 150 пользователя). Спутник 140 содержит подсистему 230 фидерной антенны, подсистему 250 пользовательской антенны, подсистему 240 прямого повторителя, подсистему 340 обратного повторителя и спутниковую подсистему 710 синхронизации. Как межсетевые терминалы 130, так и пользовательские терминалы расположены в зоне 760 покрытия пользовательского главного лепестка (например, которая может быть связана с одним или несколькими сформированными пользовательскими главными лепестками, как описано выше). Хотя показана в виде одной, непрерывной географической зоны, зона 760 покрытия пользовательского главного лепестка может быть любой подходящей формы и/или размера, может быть или не быть непрерывной, может быть одинаковой или может отличаться в прямом или обратном направлениях и т.д. Дополнительно, географическая плотность и расположение шлюзовой станции и пользовательских главных лепестков (и/или терминалов) могут определяться размерами рефлектора, количеством элементов антенны, количеством трасс и/или другими характеристиками системы 700 спутниковой связи. Например, подсистема 230 фидерной антенны может содержать ряд сфокусированных элементов антенны и сравнительно большой рефлектор фидера для образования сравнительно узких сфокусированных главных лепестков фидера (по сравнению с рефлектором и главными лепестками подсистемы 250 пользовательской антенны). Сравнительно узкие главные лепестки могут обеспечить повторное использование ширины полосы частот с меньшим расстоянием между межсетевыми терминалами 130 (т.е. главные лепестки фидера могут быть более плотно расположены в географической зоне без перекрытия). Альтернативным образом, некоторые или все межсетевые терминалы 130 могут быть распределены по зоне 760 покрытия пользовательского главного лепестка.
[0054] В прямом и обратном направлениях контуры зоны 760 покрытия пользовательского главного лепестка (например, которые могут быть или не быть одинаковыми в обоих направлениях) определяются образованными прямым и обратным пользовательскими главными лепестками соответственно. Как описано выше, варианты осуществления, описанные в данном документе, предусматривают формирование пользовательских главных лепестков за счет обеспечения наземного формирования диаграммы направленности пространственно мультиплексированных сигналов посредством пространственно разделенных (территориально рассредоточенных) фидерных каналов, и такое пространственно мультиплексированное наземное формирование диаграммы направленности может включать взаимную синхронизацию сигналов 135 фидера. Варианты осуществления позволяют осуществлять такую взаимную синхронизацию путем координации между спутниковой подсистемой 710 синхронизации и одним или несколькими наземными подсистемами 125 синхронизации (например, каждый межсетевой терминал 130 может содержать экземпляр наземной подсистемы 125 синхронизации).
[0055] В некоторых вариантах осуществления такая координация включает синхронизацию межсетевых терминалов 130 согласно передаче сигналов маяка кольцевой проверки и спутника. Например, некоторые варианты осуществления спутниковой подсистемы 710 синхронизации содержат тракт кольцевой проверки (например, такой как описан со ссылкой на фиг. 5) и/или передатчик маяка (например, такой как описан со ссылкой на фиг. 6). Как описано выше, спутник 140 может генерировать и передавать сигнал маяка, который может быть принят наземной(-ыми) подсистемой(-ами) 125 синхронизации, и принятый сигнал маяка может быть использован, например, для синхронизации фазы генераторов опорного сигнала в каждом межсетевом терминале 130 с фазой несущей спутника 140. Дополнительно, наземная(-ые) подсистема(-ы) 125 синхронизации может (могут) передавать и принимать один или несколько сигналов кольцевой проверки (например, маяка кольцевой проверки) через одну или несколько трасс кольцевой проверки на спутнике 140. Принятый сигнал маяка кольцевой проверки можно использовать, например, для определения расстояния между каждым межсетевым терминалом 130 и спутником 140. Такое определение расстояния может позволить выполнять взаимную синхронизацию среди межсетевых терминалов 130 для того, чтобы межсетевые терминалы 130 могли настраивать передачу по восходящему каналу таким образом, чтобы она была принята с синхронизацией по фазе на спутнике 140.
[0056] Хотя MSSMFL могут пользоваться взаимной синхронизацией по фазе сигналов фидерных каналов, некоторые варианты осуществления придают меньше значения точной синхронизации сигнала. В общем, частота несущей на порядок выше, чем скорость передачи данных, и небольшое смещение в синхронизации обычно не оказывает ощутимого влияния на тактовую синхронизацию символов при условии, что поддерживается синхронизация по фазе. Другими словами, могут допускаться происходящие время от времени смещения цикла при условии, что поддерживаются взаимные соотношения фаз между сигналами фидерных каналов. Например, если частота несущей составляет 50 ГГц, а обычное время двойного пробега сигнала (между межсетевым терминалом 130 и спутником 140) составляет 240 миллисекунд, в течение одного двойного пробега может пройти приблизительно двенадцать миллиардов периодов несущей. Таким образом, смещение в синхронизации, равное даже нескольким сотням периодов несущей частоты, может быть сравнительно несущественным по отношению к скорости данных в 100 Мбит/с или выше. Тем не менее некоторое определение расстояния (например, путем передачи сигналов кольцевой проверки) может быть желательным для обеспечения определенной функциональности. Например, может быть желательным обеспечить то, что изменения в модуляции происходят для всех прямых восходящих сигналов в приблизительно одно и то же время (например, на соответствующей границе символов среди пространственно мультиплексированных сигналов). Некоторые варианты осуществления могут включать дополнительно тактовую синхронизацию символов. Определенные варианты осуществления могут использовать сигнал маяка спутника и/или сигналы кольцевой проверки для тактовой синхронизации символов. Однако, в связи с тем, что скорость данных обычно заметно ниже (например, 100 Мбит/с по сравнению с 15-75 ГГц для Ku-диапазона, Ka-диапазона, V-диапазона и т.д.), могут быть использованы многие другие методы. Например, другие варианты осуществления могут использовать тактовую информацию спутника глобальной навигационной системы (GPS) или другие методы для достижения тактовой синхронизации.
[0057] Как показано, в примерной системе 700 спутниковой связи все межсетевые терминалы 130 могут быть расположены в зоне 760 покрытия пользовательских главных лепестков. В таких вариантах осуществления некоторые варианты реализации спутниковой системы 710 синхронизации могут использовать элементы антенны подсистемы 250 пользовательской антенны для нисходящей связи с наземными подсистемами 125 синхронизации (например, посредством соответствующих межсетевых терминалов 130). В одном из таких вариантов реализации подсистема 230 фидерной антенны и подсистема 250 пользовательской антенны функционируют в одном и том же диапазоне частот (например, Ka-диапазон), и межсетевые терминалы 130 могут принимать сигналы от спутниковой системы 710 синхронизации посредством подсистемы 250 пользовательской антенны.
[0058] Например, каждый элемент антенны подсистемы 230 фидерной антенны может принимать сигнал маяка кольцевой проверки с псевдослучайным кодом от связанного межсетевого терминала 130 (каждый межсетевой терминал 130 может иметь свой собственный уникальный псевдослучайный код), и эти сигналы маяка кольцевой проверки могут быть переданы подсистемой 250 пользовательской антенны в зоны 760 покрытия пользовательских главных лепестков, в которых расположены межсетевые терминалы 130. Каждый межсетевой терминал 130 может принимать некоторые или все передаваемые сигналы кольцевой проверки (например, выходящие из некоторых или всех межсетевых терминалов 130) и может коррелировать принятые сигналы по своему собственному псевдослучайному коду, тем самым восстанавливая свой сигнал маяка кольцевой проверки. Спутниковая система 710 синхронизации может синхронизировать межсетевой терминал 130 путем синхронизации восстановленного сигнала маяка кольцевой проверки (например, синхронизация по фазе и/или времени) со спутниковым синхросигналом, также полученным со спутника 140. Например, спутник 140 передает спутниковый синхросигнал, закодированный псевдослучайным кодом, не используемым ни одним из межсетевых терминалов 130.
[0059] В некоторых таких вариантах осуществления несколько опорных точек (например, пользовательские терминалы) могут быть использованы для определения взвешенных значений главных лепестков прямых каналов. Например, опорные точки могут включать точки в центре или вблизи центра каждой (некоторых или всех) зоны 760 покрытия пользовательских главных лепестков. Несколько (например, все) сигналов маяка кольцевой проверки, выходящих из нескольких (например, всех) межсетевых терминалов 130, могут быть приняты каждой опорной точкой, и каждая опорная точка может обеспечивать корреляцию псевдослучайных кодов, относящихся к конкретной шлюзовой станции, с принятыми сигналами для восстановления сигналов маяка кольцевой проверки. Как описано в данном документе, каждый из восстановленных сигналов маяка кольцевой проверки проходит через прямой канал, включая прямой восходящий канал от соответствующего из межсетевых терминалов 130 на спутник 140, прямую трассу через спутник 140 и прямой нисходящий канал от спутника 140 в опорную точку. Соответственно, опорные точки могут использовать восстановленные сигналы для подсчета взвешенных значений прямых главных лепестков для характеризации этих прямых каналов. Подсчитанные взвешенные значения прямого главного лепестка могут быть загружены обратно в прямой формирователь диаграммы направленности (например, через спутник 140 и межсетевые терминалы 130), и прямой формирователь диаграммы направленности может определять, следует ли обновлять взвешенные значения прямого главного лепестка соответственно.
[0060] На фиг. 8 показана другая иллюстративная система 800 спутниковой связи для обеспечения MSSMFL согласно различным вариантам осуществления. Система 800 спутниковой связи схожа с системой 700 спутниковой связи согласно фиг. 7, за исключением того, что межсетевые терминалы 130 расположены за пределами зоны 760 покрытия пользовательских главных лепестков. В таких вариантах осуществления спутниковая система 710 синхронизации может быть неспособной использовать элементы антенны подсистемы 250 пользовательской антенны для нисходящей связи с наземной(-ыми) подсистемой(-ами) 125 синхронизации (например, посредством соответствующих межсетевых терминалов 130). Некоторые варианты осуществления спутниковой системы 710 синхронизации могут реализовывать тракты кольцевой проверки с использованием входов прямого канала и выходов обратного канала элементов антенны подсистемы 230 фидерной антенны для того, чтобы сигналы маяка кольцевой проверки передавались в обоих направлениях как сигналы 135 фидера. В некоторых таких вариантах осуществления наземная(-ые) подсистема(-ы) 125 синхронизации может(могут) вычитать другие сигналы 135 фидера для того, чтобы способствовать приему сигналов маяка. Псевдослучайные коды и/или другие методы могут быть использованы для того, чтобы отличать синхросигналы от других сигналов 135 фидера. Например, сигнал с псевдослучайным кодом может быть сигналом сравнительно низкого уровня (например, в пределах или вблизи уровня шума), и корреляция принятого сигнала с известным псевдослучайным кодом и достаточный коэффициент усиления (например, 25-30 дБ) могут позволить восстановить сигнал.
[0061] Другие варианты осуществления спутниковой системы 710 синхронизации могут включать выделенную подсистему антенны кольцевой проверки. Например, подсистема антенны кольцевой проверки может содержать одну или несколько антенн с широким главным лепестком для покрытия всего региона (или регионов), в котором расположены межсетевые терминалы 130. В некоторых таких вариантах осуществления, где межсетевые терминалы 130 расположены за пределами зон 760 покрытия пользовательских главных лепестков, межсетевые терминалы 130 и пользовательские терминалы могут работать в одном и том же диапазоне или в различных диапазонах. Например, межсетевые терминалы 130 могут поддерживать связь в V-диапазоне, и пользовательские терминалы могут поддерживать связь в Ka-диапазоне.
[0062] На фиг. 9 и 10 показаны методы уменьшения количества межсетевых терминалов 130 для развертывания MSSMFL. На фиг. 9 показана функциональная схема иллюстративной спутниковой системы 900 для обеспечения MSSMFL с использованием нескольких поляризаций сигнала согласно различным вариантам осуществления, например, в случае с отличными зонами покрытия пользователей и шлюзовых станций, таких как показанные на фиг. 8. Спутниковая система 900 может быть схожей со спутниковой системой 400, описанной со ссылкой на фиг. 4, за исключением того, что каждый из нескольких FAE 243 (для ясности показан только один) имеет несколько (например, два) входов прямого канала и несколько (например, два) выхода обратного канала. Каждый вход прямого канала и каждый выход обратного канала работает в конкретном направлении большой оси эллипса поляризации. На стороне пользовательской антенны каждый из ВАЕ 247 может по-прежнему иметь один выход прямого канала и вход обратного канала. Например, все выходы прямого канала всех ВАЕ 247 могут работать в первом направлении большой оси эллипса поляризации, тогда как все входы обратного канала всех ВАЕ 247 могут работать во втором направлении большой оси эллипса поляризации. Направления большой оси эллипса поляризации, используемые FAE 243, могут быть теми же самыми, или отличными от направлений, используемых ВАЕ 247. Например, FAE 243 могут работать в круговой поляризации левого вращения (LHCP) и круговой поляризации правого вращения (RHCP), тогда как ВАЕ 247 могут работать в линейных (например, вертикальной и горизонтальной) поляризациях. В случаях, когда FAE 243 и ВАЕ 247 используют круговые направления большой оси эллипса поляризации (или когда оба используют линейные поляризации и т.д.), между связью фидерного канала и связью пользовательского канала могут возникать помехи. Например, в показанном варианте осуществления LHCP используют как для прямых нисходящих сигналов, так и для некоторых обратных нисходящих сигналов, и RHCP используют как для прямых восходящих сигналов, так и для некоторых обратных восходящих сигналов. Таких возможных помех можно избежать или их можно подавить за счет расположения межсетевых терминалов 130 за пределами пользовательских главных лепестков и/или за счет использования различных методов по подавлению помех (например, мультиплексирование по времени или частоте). Дополнительно, как описано выше, сигналы передают между FAE 243 и ВАЕ 247 посредством подсистемы 240 прямого повторителя, имеющей трассы прямого канала, и посредством подсистемы 240 обратного повторителя, имеющей трассы обратного канала. Трассы прямого канала и обратного канала могут быть реализованы любым подходящим способом. Как показано, каждая из них содержит LNA 423 на ее входной стороне, РА 427 на ее выходной стороне и частотный преобразователь (425, 435), расположенный между ее LNA 423 и РА 427. Другие варианты осуществления могут включать дополнительные и/или альтернативные компоненты.
[0063] В некоторых вариантах осуществления каждый FAE 243 имеет первый вход прямого канала в первом направлении большой оси эллипса поляризации (например, LHCP) и второй вход прямого канала во втором направлении большой оси эллипса поляризации (RHCP). Подсистема 240 прямого повторителя содержит первое количество трасс прямого канала, каждая из которых связывает один из первых входов прямого канала и один из выходов прямого канала ВАЕ 247 (например, работающих в LHCP) и второе количество трасс прямого канала, каждая из которых связывает один из вторых входов прямого канала и другой из выходов прямого канала (например, также работающих в LHCP). Например, первое и/или второе количество трасс прямого канала могут переходить от направления большой оси эллипса поляризации соответствующего входа прямого канала к отличному направлению большой оси эллипса поляризации соответствующего выхода прямого канала. Аналогичным образом, каждый FAE 243 имеет первый выход обратного канала в первом направлении большой оси эллипса поляризации (например, LHCP) и второй выход обратного канала во втором направлении большой оси эллипса поляризации (например, RHCP). Подсистема 340 обратного повторителя содержит первое количество трасс обратного канала, каждая из которых связывает один из входов обратного канала ВАЕ 247 (например, работающих в RHCP) и один из первых выходов обратного канала, и второе количество трасс обратного канала, каждая из которых связывает один из вторых выходов обратного канала и другой из входов обратного канала (например, также работающих в RHCP). Также первое и/или второе количество трасс обратного канала может переходить от направления большой оси эллипса поляризации соответствующего входа обратного канала к отличному направлению большой оси эллипса поляризации соответствующего выхода обратного канала.
[0064] В вариантах осуществления, таких как спутниковая система 900, каждый межсетевой терминал 130 может поддерживать связь со спутником 140 с использованием любого подходящего количества (например, два) ортогональных направлений большой оси эллипса поляризации. Параллельная передача сигналов фидера на нескольких ортогональных направлениях большой оси эллипса поляризации может должным образом позволить каждому межсетевому терминалу 130 повторно использовать всю из его выделенной ширины полосы частот в каждом направлении большой оси эллипса поляризации без помех. Например, такие методы могут способствовать развертыванию спутниковых системы связи более высокой пропускной способности с меньшим количеством межсетевых терминалов 130. В таких случаях шлюзовые станции все еще могут взаимодействовать для взаимной синхронизации своих сигналов для того, чтобы происходило формирование диаграммы направленности.
[0065] На фиг. 10 показана функциональная схема иллюстративной спутниковой системы 1000 для обеспечения MSSMFL с использованием нескольких поддиапазонов частот согласно различным вариантам осуществления. Спутниковая система 1000 может быть схожей со спутниковой системой 400, описанной со ссылкой на фиг. 4, за исключением того, что диапазон частот прямого фидера (принятых от каждого FAE 243) разделен на меньшие поддиапазоны частот прямого пользователя для связи с соответствующими связанными ВАЕ 247, и поддиапазоны частот обратного пользователя (принятые от их связанных ВАЕ 247) объединены в больший диапазон частот обратного фидера для связи с соответствующим связанным FAE 243. В некоторых вариантах осуществления каждый вход прямого канала FAE 243 связан с частотным разделителем 1010, имеющим выход первого поддиапазона частот и выход второго поддиапазона частот. Подсистема 240 прямого повторителя имеет первое количество трасс прямого канала, каждая из которых связывает выход первого поддиапазона частот одного из частотных разделителей 1010 и один из выходов прямого канала (например, первого ВАЕ 247, работающего в первом поддиапазоне частот), и второе количество трасс прямого канала, каждая из которых связывает выход второго поддиапазона частот одного из частотных разделителей 1010 и другой из выходов прямого канала (например, второго ВАЕ 247, работающего во втором поддиапазоне частот). Аналогичным образом, каждый выход обратного канала связан с объединителем 1020 частот, имеющим вход первого поддиапазона частот и вход второго поддиапазона частот. Подсистема 340 обратного повторителя имеет определенное количество трасс обратного канала, каждая из которых связывает один из входов обратного канала (т.е. первого ВАЕ 247, работающего на первой частоте) и вход первого поддиапазона частот одного из объединителей 1020 частот, и второе количество трасс обратного канала, каждая из которых связывает другой из входов обратного канала (т.е. второго ВАЕ 247, работающего во втором поддиапазоне частот), и вход второго поддиапазона частот одного из объединителей 1020 частот.
[0066] В показанном варианте осуществления каждый частотный разделитель 1010 связан со входом прямого канала соответствующего FAE 243 через соответствующий LNA 423. В таком варианте осуществления можно считать, что каждая трасса прямого канала содержит LNA 423, соответствующий путь через частотный разделитель 1010, прямой частотный преобразователь 425 и РА 427. В каждой трассе прямого канала соответствующий прямой частотный преобразователь 425 связан с различным выходом частотного разделителя 1010 и преобразует соответствующий поддиапазон частот. Например, каждый прямой частотный преобразователь 425а и прямой частотный преобразователь 425b может содержать компоненты, которые выбирают и/или адаптируют для настройки преобразования его частоты к соответствующему поддиапазону частот. Аналогичным образом, в показанном варианте осуществления каждый объединитель 1020 частот связан с выходом обратного канала соответствующего FAE 243 посредством соответствующего РА 427. В таком варианте осуществления можно считать, что каждая трасса обратного канала содержит LNA 423, обратный частотный преобразователь 435, соответствующий путь через объединитель 1020 частот и РА 427. В каждой трассе обратного канала соответствующий обратный частотный преобразователь 435 связан с различным выходом объединителя 1020 частот и преобразует соответствующий поддиапазон частот. Например, каждый обратный частотный преобразователь 435а и обратный частотный преобразователь 435b может содержать компоненты, которые выбирают и/или адаптируют для настройки преобразования его частоты к соответствующему поддиапазону частот.
[0067] В показанном варианте осуществления LHCP используют для прямых восходящих сигналов и прямых нисходящих сигналов, и RHCP используют для обратных восходящих сигналов и обратных нисходящих сигналов. Эти и другие схемы поляризации могут быть использованы для того, чтобы избежать помех между связью по пользовательскому каналу и связью по фидерному каналу. В других вариантах осуществления могут быть использованы другие типы предотвращения помех. Например, в одном варианте осуществления первое направление большой оси эллипса поляризации используется как прямыми, так и обратными восходящими сигналами, и второе направление большой оси эллипса поляризации используется как прямыми, так и обратными нисходящими сигналами; но шлюзовая станция и пользовательские терминалы поддерживают связь с использованием различных частот и/или временных интервалов.
[0068] В вариантах осуществления, подобных спутниковой системе 1000, каждый межсетевой терминал 130 может поддерживать связь со спутником 140 с использованием интервала частот фидера, который содержит любое подходящее количество (например, два) поддиапазонов частот. Поддиапазоны могут быть или могут не быть смежными, совпадающими, одного и того же размера и т.д. Использование поддиапазонов частот может позволить каждому межсетевому терминалу 130 облучать несколько ВАЕ 247, тем самым дополняя мультиплексированием по частоте пространственное мультиплексирование межсетевых терминалов 130. Использование мультиплексирования по частоте приводит к некоторому расширению полосы частот фидера; например, использование двух поддиапазонов частот приводит к увеличению ширины полосы частот на фидерном канале вдвое, чем на пользовательском канале. Однако, в отличие от обычного GBBF, когда увеличение ширины полосы частот пропорционально количеству элементов пользовательских антенн (например, в сотню), увеличение ширины полосы частот для MSSMFL пропорционально количеству мультиплексирования по частоте (например, между единицей и десятью). Другими словами, MSSMFL может позволить добиться компромисса между шириной полосы частот фидерного канала и количеством шлюзовых станций, причем эту возможность не дают обычные GBBF.
[0069] Методы, такие как описанные со ссылкой на фиг. 9 и 10, могут поддерживать ту же величину ширины полосы частот пользовательского канала с помощью меньшего количества межсетевых терминалов 130. Например, предположим, что спутник имеет L ВАЕ 247, и для каждого ВАЕ 247 выделено ХГГц ширины полосы частот пользовательского канала таким образом, что по меньшей мере L × ХГГц ширины полосы частот фидерного канала требуется для полного использования выделенной ширины полосы частот пользовательского канала. Варианты осуществления MSSMFL предполагают использование взаимно синхронизированного пространственного мультиплексирования для того, чтобы обеспечить GBBF с L ВАЕ 247, при этом распределяя поддерживающие L × ХГГц ширины полосы частот фидерного канала по Межсетевым терминалам 130. Когда М=L, для каждого межсетевого терминала 130 может быть выделено ХГГц ширины полосы частот фидерного канала. Как описано на фиг. 9 и 10, некоторые варианты осуществления могут предусматривать использование мультиплексирования по частоте и/или поляризации для того, чтобы позволить одному межсетевому терминалу 130 поддерживать несколько ВАЕ 247 таким образом, чтобы М могла быть меньше, чем L. Например, в некоторых вариантах осуществления методы, описанные со ссылкой на фиг. 9 и 10, могут быть использованы вместе (например, несколько поддиапазонов частот в каждом из нескольких направлений большой оси эллипса поляризации) для дополнительного уменьшения количества межсетевых терминалов 130, требующихся для поддержки той же величины ширины полосы частот пользовательского канала.
[0070] На фиг. 11 показана блок-схема иллюстративного способа 1100 наземного формирования диаграммы направленности с MSSMFL в системе спутниковой связи согласно различным вариантам осуществления. Способ 1100 начинается на этапе 1104 с приема нескольких взвешенных по главному лепестку взаимно синхронизированных (например, взаимно синхронизированных по фазе) прямых восходящих сигналов, каждый из которых принимают посредством сфокусированного восходящего канала фидера. Например, L восходящих каналов фидера могут быть приняты от М территориально рассредоточенных межсетевых терминалов 130. В некоторых вариантах осуществления способа 1100 взвешивают по главному лепестку прямые потоки данных для генерирования L взвешенных по главному лепестку прямых сигналов, и передают каждый из L взвешенных по главному лепестку прямых сигналов в соответствующее одно из М мест расположения пространственно разделенных шлюзовых станций. Взвешенные по главному лепестку прямые сигналы могут быть синхронизированы (например, взаимно синхронизированы по фазе) в местах расположения шлюзовых станций для генерирования L взвешенных по главному лепестку взаимно синхронизированных прямых восходящих сигналов. Согласно некоторым вариантам осуществления синхронизация включает: прием сигнала маяка в местах передачи, при этом сигнал маяка генерируется и передается от ретранслятора (например, от ретранслятора беспроводной связи, который осуществляет прием на этапе 1104); прием в каждом месте передачи соответствующего сигнала кольцевой проверки, передаваемого с места передачи (например, и ретранслируемого обратно в место передачи посредством ретранслятора); и синхронизация по фазе в каждом месте передачи принятого соответствующего сигнала кольцевой проверки с принятым сигналом маяка.
[0071] На этапе 1108 варианты осуществления предусматривают генерирование каждого из нескольких взвешенных по главному лепестку взаимно синхронизированных прямых нисходящих сигналов из соответствующего одного из прямых восходящих сигналов (например, посредством системы прямого повторителя спутника или другого подходящего ретранслятора). В некоторых вариантах осуществления прием выполняют в интервале частот восходящего канала, передачу выполняют в интервале частот нисходящего канала, и генерирование на этапе 1108 включает преобразование из интервала частот восходящего канала в интервал частот нисходящего канала. На этапе 1112 варианты осуществления предусматривают передачу прямых нисходящих сигналов посредством нескольких расфокусированных нисходящих каналов пользователя таким образом, что прямые нисходящие сигналы пространственно накладываются с образованием пользовательского главного лепестка. В некоторых вариантах осуществления прямые нисходящие сигналы пространственно накладываются с образованием K пользовательских главных лепестков, и взвешивание по главному лепестку включает применение L×K взвешенных значений главного лепестка к K прямым потокам данных для генерирования L взвешенных по главному лепестку прямых сигналов данных.
[0072] Некоторые варианты осуществления продолжаются на этапе 1116 приемом нескольких обратных восходящих сигналов посредством нескольких расфокусированных восходящих каналов пользователя (например, от нескольких пользовательских терминалов в одну или несколько зон покрытия обратного пользовательского главного лепестка). На этапе 1120 варианты осуществления предусматривают генерирование каждого из нескольких обратных нисходящих сигналов из соответствующего одного из обратных восходящих сигналов. На этапе 1124 варианты осуществления предусматривают передачу прямых нисходящих сигналов посредством нескольких пространственно разделенных сфокусированных нисходящих каналов фидера, при этом расфокусированные восходящие каналы пользователя происходят из зоны покрытия главного лепестка, образованной путем наземной взаимной синхронизации по фазе и взвешивания по главному лепестку обратных нисходящих сигналов после передачи обратных нисходящих сигналов.
[0073] В описании выше приведены различные системы и методы, которые могут быть использованы для обеспечения наземного формирования диаграммы направленности с взаимно синхронизированными, пространственно мультиплексированными фидерными каналами. Некоторые иллюстративные примеры приведены для наглядности. Согласно первому примеру спутник содержит 400 элементов и создает 200 главных лепестков. Связь по восходящему и нисходящему каналам осуществляется в Ka диапазоне (с шириной полосы частот 3,5 ГГц). Можно использовать 200 межсетевых терминалов с двойной поляризацией без мультиплексирования по частоте на фидерном канале, и на пользовательском канале может поддерживаться одна поляризация. Спектральная эффективность, равная 1,5 бита в секунду на герц (бит/с/Гц), позволяет получить приблизительно 5 Гбит/с на главный лепесток (то есть при 3,5 ГГц на главный лепесток), и 5 Гбит/с на главный лепесток, умноженное на 200 главных лепестков, составляет приблизительно один терабит в секунду общей пропускной способности.
[0074] Согласно второму примеру спутник содержит 512 элементов и создает 128 главных лепестков. Связь по восходящему и нисходящему каналам осуществляется в Ka диапазоне, где ширина полосы частот пользовательского главного лепестка составляет 2 ГГц, а ширина полосы частот главного лепестка фидера составляет 4 ГГц. Можно использовать 128 межсетевых терминалов с двойной поляризацией и двойным мультиплексированием по частоте на фидерном канале, и на пользовательском канале может поддерживаться одна поляризация. Спектральная эффективность 3 бит/с/Гц позволяет получить приблизительно 6 Гбит/с на пользовательский главный лепесток (то есть при 2 ГГц на пользовательский главный лепесток), и 6 Гбит/с на главный лепесток, умноженное на 128 главных лепестков, составляет приблизительно 768 Гбит/с общей пропускной способности.
[0075] Согласно третьему примеру спутник содержит 768 элементов и создает 354 главных лепестка. Фидерный канал работает в V диапазоне с 7,5 ГГц ширины полосы частот главного лепестка фидера, и пользовательский канал работает в Ka диапазоне с 2,5 ГГц ширины полосы частот пользовательского главного лепестка. Можно использовать 150 межсетевых терминалов с двойной поляризацией и тройным мультиплексированием по частоте на фидерном канале, и на пользовательском канале может поддерживаться одна поляризация. Спектральная эффективность 1 бит/с/Гц позволяет получить приблизительно 2,5 Гбит/с на пользовательский главный лепесток (то есть при 2,5 ГГц на пользовательский главный лепесток), и 2,5 Гбит/с на главный лепесток, умноженное на 200 главных лепестков, составляет приблизительно 500 Гбит/с общей пропускной способности.
[0076] Согласно четвертому примеру спутник содержит 768 элементов и создает 354 главных лепестка. Фидерный канал работает в V диапазоне с 7 ГГц ширины полосы частот главного лепестка фидера, и пользовательский канал работает в Ka диапазоне с 3,5 ГГц ширины полосы частот пользовательского главного лепестка. Можно использовать 192 межсетевых терминала с двойной поляризацией и двойным мультиплексированием по частоте на фидерном канале, и на пользовательском канале может поддерживаться одна поляризация. Спектральная эффективность 1,2 бит/с/Гц позволяет получить приблизительно 4 Гбит/с на пользовательский главный лепесток (то есть при 3,5 ГГц на пользовательский главный лепесток), и 4 Гбит/с на главный лепесток, умноженное на 354 главных лепестка, составляет приблизительно 1,4 Тбит/с общей пропускной способности.
[0077] Раскрытые в настоящем документе способы включают одно или несколько действий для достижения описанного способа. Способ и/или действия могут быть взаимозаменимы друг с другом без отступления от объема формулы изобретения. Другими словами, если не определен конкретный порядок действий, порядок и/или использование конкретных действий могут быть изменены без отступления от объема формулы изобретения.
[0078] Описанные функции могут быть реализованы в аппаратном обеспечении, программном обеспечении, программно-аппаратном обеспечении или любой их комбинации. Если они реализованы в программном обеспечении, функции могут храниться как одна или несколько команд на материальном машиночитаемом носителе. Носителем данных может быть любой доступный материальный носитель, доступ к которому может получить компьютер. В качестве примера, а не ограничения, такие машиночитаемые носители могут включать RAM, ROM, EEPROM, CD-ROM или другой накопитель на оптических дисках, накопитель на магнитных дисках, или другие магнитные запоминающие устройства, или любой другой материальный носитель, которые могут использоваться для переноса или хранения желаемого программного кода в виде команд или структур данных, и доступ к которым может получить компьютер. Согласно настоящему документу термин «диск» включает компакт-диск (CD), лазерный диск, оптический диск, цифровой универсальный диск (DVD), гибкий диск и диск Blu-ray, при этом магнитные диски обычно воспроизводят данные магнитно, в то время как оптические диски воспроизводят данные оптически с помощью лазеров.
[0079] Компьютерный программный продукт может выполнять определенные операции, представленные в настоящем документе. Например, такой компьютерный программный продукт может быть машиночитаемым материальным носителем, содержащим команды, достоверно сохраненные (и/или закодированные) на нем, причем команды исполняются одним или несколькими процессорами для выполнения описанных в настоящем документе операций. Компьютерный программный продукт может включать упаковочный материал. Программное обеспечение или команды также могут передаваться по средству связи. Например, программное обеспечение может передаваться с веб-сайта, сервера или другого удаленного источника с использованием средства связи, такого как коаксиальный кабель, волоконно-оптический кабель, витая пара, цифровая абонентская линия (DSL) или беспроводная технология, такая как инфракрасная, радио или микроволновая.
[0080] Кроме того, модули и/или другие надлежащие средства для осуществления описанных в настоящем документе способов и технологий могут быть загружены и/или иным образом получены подходящими терминалами и/или соединены с серверами или т.п. с облегчением передачи средств для осуществления описанных в настоящем документе способов. Альтернативно различные способы, описанные в настоящем документе, могут быть предоставлены с помощью средств хранения (например, RAM, ROM, физического носителя данных, такого как компакт-диск или гибкий диск, и т.д.), так что пользовательский терминал и/или базовая станция могут получить различные способы при соединении или предоставлении устройству средства хранения. Более того, для устройства может быть использован любой другой подходящий метод для обеспечения способов и методов, описанных в настоящем документе. Признаки, реализующие функции, также могут быть физически расположены на разных позициях, в том числе распределены так, что части функций реализуются в разных физических местах.
[0081] В описании настоящего изобретения будет использована следующая терминология: Формы единственного числа включают объекты ссылки во множественном числе, если в контексте ясно не указано иное. Таким образом, например, ссылка на объект включает ссылку на один или несколько объектов. Термин «некоторые» относится к одному, двум или более и обычно применяется к выбору из нескольких или всех из некоторого количества. Термин «множество» относится к двум или более объектам. Термин «приблизительно» означает, что количества, габариты, размеры, составы, параметры, формы и другие характеристики не обязательно должны быть точными, а могут быть приблизительными и/или большими или меньшими, по желанию, отражая приемлемые допуски, коэффициенты пересчета, округления, погрешность измерения, и т.п., и другие факторы, известные специалистам в данной области техники. Термин «по существу» означает, что указанные характеристика, параметр или значение не обязательно должны быть достигнуты в точности, но, что могут иметь место отклонения или вариации, включая, например, допуски, погрешность измерения, ограничения в точности измерения и другие факторы, известные специалистам в данной области техники, в той степени, которая не влияет на характеристику, которую следует обеспечить. Числовые данные могут быть выражены или представлены в настоящем документе в формате интервала. Следует понимать, что такой формат интервала используется только для удобства и краткости и, следовательно, должен быть истолкован гибко как содержащий не только числовые значения, явно указанные как границы диапазона, а также как включающий все из отдельных числовых значений или поддиапазоны, входящие в этот интервал, как если бы каждое числовое значение и поддиапазон были явно указаны. В качестве иллюстрации числовой интервал «приблизительно 1-5» следует толковать как включающий не только явно указанные значения от приблизительно 1 до приблизительно 5, но также включающий отдельные значения и поддиапазоны в рамках указанного интервала. Таким образом, в этот числовой интервал также включены отдельные значения, такие как 2, 3 и 4, и поддиапазоны, такие как 1-3, 2-4, 3-5 и т.д. Этот же принцип применим к интервалам, в котором указывается только одно числовое значение (например, «больше, чем приблизительно 1»), и должен применяться вне зависимости от ширины интервала или описанных характеристик. Множество объектов могут быть приведены в общем списке для удобства. Однако эти списки должны быть истолкованы так, как будто каждый элемент списка отдельно определен как самостоятельный и уникальный элемент. Таким образом, ни один отдельный элемент из такого списка не может быть истолкован как фактически эквивалент любого другого элемента того же списка исключительно на основе их представления в общей группе без указаний на обратное. Кроме того, слова «и» и «или» используются совместно со списком объектов, при этом их следует трактовать в широком смысле, при котором любые один или несколько из перечисленных объектов могут использоваться по отдельности или в комбинации с другими перечисленными объектами. Термин «альтернативно» относится к выбору одной из двух или более альтернатив и не предусматривает ограничения выбора только теми перечисленными альтернативами или только одной из перечисленных альтернатив единовременно, если в контексте явно не указано иное. Термин «соединенный» согласно настоящему документу не требует того, чтобы компоненты были соединены друг с другом непосредственно. Напротив, термин также подразумевает конфигурации с непрямыми соединениями, в которых между соединенными компонентами может присутствовать один или несколько других компонентов. Например, такие другие компоненты могут содержать усилители, удлинители, разделители, направленные соединители, переключатели резерва и т.п. Также, согласно настоящему документу включение в формулу изобретения слова «или», используемого в списке объектов, перед которым имеется фраза «по меньшей мере один из», означает альтернативный список, так что, например, список «по меньшей мере один из А, В или С» означает А, или В, или С, или АВ, или АС, или ВС, или ABC (т.е., А, и В, и С). Также, термин «примерный» не означает, что описываемый пример является предпочтительным или лучшим, чем другие примеры. Согласно настоящему документу термин «набор» элементов следует понимать как «один или несколько» этих элементов, кроме тех случаев, когда набор явно требует использования более одного или явно может быть пустым набором.
[0082] Различные изменения, замещения и замены методов, описанных в настоящем документе, могут быть выполнены без отступления от метода согласно идее, определенной прилагаемой формулой изобретения. Более того, объем описания и формулы изобретения не ограничивается конкретными аспектами процесса, механизма, производства, композиции материала, средств, способов и действий, описанных выше. Могут быть использованы процессы, механизмы, производство, композиции материалов, средства, способы или действия, существующие на данный момент или те, что будут разработаны позднее, которые выполняют по существу одинаковую функцию или достигают по сути одинакового результата как и соответствующие аспекты, описанные в настоящем документе. Соответственно, прилагаемая формула изобретения включает в свой объем такие процессы, механизмы, производство, композиции материалов, средства, способы или действия.