卫星群制造技术

本申请涉及一种通信系统(100)及其方法，所述通信系统(100)包括：环绕地球(30)旋转的通信设备(200)的群。每个通信设备包括带有相对于地球的赤道为小于90度大于0度的倾角的相应环绕路径或轨道(204)。该群包括通信设备的第一组(202,202a)，以自地球的第一高度且第一倾角环绕轨道旋转。该群还包括通信设备的第二组(202,202b)，以低于第一高度的自地球的第二高度且不同于第一倾角的第二倾角环绕轨道旋转。

Satellite group

The present application relates to a communication system (100) and a method thereof, the communication system (100) comprising a group of communication devices (200) rotating around the earth (30). Each communication device includes a corresponding orbit path or orbit (204) with an inclination of less than 90 degrees and more than 0 degrees relative to the earth's equator. The group includes a first group of communication devices (202202a) rotating in orbit at a first altitude and a first inclination from the earth. The group also includes a second group (202202b) of communication devices that orbit at a second altitude from the earth below the first altitude and at a second inclination different from the first inclination.

【技术实现步骤摘要】
卫星群本申请是申请日为2015年5月15日、申请号为201580030568.0、专利技术名称为“卫星群”的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术涉及具有环绕地球旋转的卫星的卫星群。
技术介绍
通信网络是用于接收信息(信号)和将信息发送到目的地的大型分布式系统。在过去的几十年中，对于通信访问的需求急剧增长。虽然传统的线路和光线陆上网络、蜂窝式网络和对地静止卫星系统已经连续地增加以便满足增长的需要，但是已有的通信基础设施仍然不够满足增长的需求。此外，世界上的某些地区未连接到通信网络，因此不能成为其中任何事物都连接到因特网的全球社区的一部分。卫星能够将通信服务提供到有线电缆不能达到的地区。卫星可以是对地静止的或非对地静止的。当从地球上的特定位置观看时，对地静止卫星永久保持在天空的同一区域中，因为卫星在以精确的一天的环绕周期环绕赤道旋转。非对地静止卫星典型地以低或中地球轨道运行，不是保持相对于地球上的固定位置静止。卫星的环绕轨道可以部分地由与地球的球心交叉并且包含该轨道的平面来描述。每个卫星可以提供有称为交互卫星链路(或者更通常的交互设备链路)的通信设备以与相同平面或其它平面中的其它卫星通信。通信设备使得卫星能够与其它卫星通信。此外，通信设备显著增加每个卫星的建造、发射和运营成本并且增加卫星的重量。通信设备还使卫星通信系统和允许每个卫星获取和跟踪相对位置变化的其它卫星的相关的天线和机构的设计和研发大大复杂化。每个天线具有机械或电气操控机构，这增加卫星的重量、成本、振动和复杂性，并且增大失败的风险。
技术实现思路
本专利技术的一个方面提供一种通信系统，包括环绕地球旋转的通信设备(例如卫星)群。每个通信设备具有相对于地球赤道倾角小于90度并且大于0度的相应的环绕路径或者轨道。该卫星群还包括以距离地球第一高度且以第一倾角环绕的第一组通信设备和以距离地球低于第一高度的第二高度且以不同于第一倾角的第二倾角环绕的第二组通信设备。本专利技术的实施可以包括一个或多个下述可选特征。通信设备组可以提供地球各部分的重叠覆盖。在某些范例中，一组通信设备以等于大约60度的倾角环绕地球旋转。此外或者替代地，环绕路径或轨道之内的通信设备可以分开相等的间隔。该系统还可以包括与至少一组通信设备中的通信设备通信的源地面站和与至少一组通信设备中的通信设备通信的目的地面站。具有通信的当前的通信设备可以与前向通信设备和后向通信设备通信。前向通信设备和后向通信设备可以与当前的通信设备在相同的环绕路径或轨道之内。该通信系统还可以包括与源地面站、通信设备群和目的地面站通信的数据处理设备。数据处理设备可以确定从与源地面站通信的源到与目的地面站通信的目的地的通信路由路径。此外或替代地，数据处理设备可以基于边界网关协议、内部网关协议、最大流量算法或最短路径算法中至少之一来确定路由路径。在某些实施方式中，数据处理设备基于源到目的地之间的距离、两个设备之间的内部卫星链路的容量、通信设备的工作状态和通信设备的信号强度中一个或多个的评分功能来确定路由路径。通信设备的工作状态可以包括通信设备作为整体或者通信设备的一个或多个单独部件的活动状态或非活动状态。第一组通信设备和第二组通信设备可以安排用于提供在任意给定时间至少75％的地球覆盖率。此外，一个或多个通信设备可以具有地球的矩形或六边形覆盖区。本专利技术的另一方面提供一种通信方法。该方法包括：在数据处理设备处确定从源地面站经环绕地球旋转的通信设备群到目的地面站的通信的路由路径。每个通信设备具有相应的相对于地球赤道小于90度且大于0度的倾角的环绕路径或轨道。通信设备群包括以距离地球第一高度且以第一倾角环绕的第一组通信设备和以距离地球低于第一高度的第二高度且以不同于第一倾角的第二倾角环绕的第二组通信设备。该方法还包括：利用数据处理设备指示源地面站经彼此通信的通信设备群中的一个或多个通信设备将通信发送到目的地面站。在某些实施例中，该方法包括：指示源地面站将通信发送到第一组通信设备中的第一通信设备。该方法还包括：指示第一组通信设备中的第一通信设备将通信发送到第一组通信设备中的第二通信设备或者到第二组通信设备中的第三通信设备。第一组通信设备和第二组通信设备可以安排用于提供在任意给定时间至少75％的地球覆盖率。此外，一个或多个通信设备具有地球的矩形或六边形覆盖区。本专利技术的一个或多个实施例的细节在以下附图和说明中给出。本专利技术的其它方面、特征和优点将从说明书和附图以及权利要求中变得显而易见。附图说明图1A是具有卫星的范例性全球规模通信系统的示意图；图1B是图1A的卫星的范例性环绕路径或轨道的示意图；图2A是全球规模通信系统的范例性第一组卫星的示意图；图2B是全球规模通信系统的范例性第二组卫星的示意图；图2C是图2A和2B中的全球规模通信系统的范例性第一和第二组卫星的示意图；图3A是每组在不同高度的不同组卫星之间的示范性路径的示意图；图3B是每组在不同高度的不同组卫星之间的示范性地球覆盖的示意图；图4是卫星的范例性全球规模通信系统中使用的卫星的透视图；图5是全球规模通信系统中用于在第一用户和第二用户之间发送通信的卫星的范例性路径的示意图；图6是用于实施第一和第二用户之间的通信路径的范例性计算设备的示意图；图7是用于两个用户之间的通信操作的范例性设置的示意图。各图中类似的附图标记指代类似元素。具体实施方式参考图1A-1B，在某些实施例中，全球规模通信系统100包括卫星200、网关300(包括源地面站310、目的地面站320和可选的链接网关330)和系统数据处理设备110。在某些实施例中，源地面站310和/或目的地面站320是用户终端或连接到一个或多个用户终端的网关300。卫星200可以以低地球轨道(LEO)或中地球轨道(MEO)或高地球轨道(HEO)环绕地球30旋转，包括地球同步轨道(GEO)。卫星200包括接收来自源地面站310的通信20且将通信信号再寻径到目的地面站320的天线207。卫星200还包括处理收到的通信20并确定通信20到达目的地面站320的路径的数据处理设备210。此外，全球规模通信系统100包括多个地面站300，诸如源地面站310、目的地面站320和可选的链接网关330。源地面站31经电缆的、光纤的或者无线的射频连接12a与第一用户10a通信，目的地面站320经电缆的、光纤的或者无线的射频连接12b与第二用户10b通信。在一些范例中，源地面站310和第一用户10a之间的通信20或者目的地面站320和第二用户10b之间的通信20是无线通信20(射频或者自由空间光学)。卫星200是放入环绕地球30的轨道中的对象，并且可以用于不同目的，诸如军事或民用观测卫星、通信卫星、导航卫星、气象卫星和科研卫星。卫星200的轨道部分取决于卫星200所用于的目的而变化。卫星轨道204可以基于它们距离地球30表面的高度而分类为低地球轨道(LEO)、中地球轨道(MEO本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种通信系统，包括：/n环绕地球旋转的通信设备的群，每个通信设备具有相对于地球的赤道的相应环绕路径和倾角，该群包括：/n通信设备的第一组，其具有位于距地球第一高度和第一倾角的环绕路径，通信设备的第一组中的每个环绕路径具有相互间隔的多个通信设备；以及/n通信设备的第二组，其具有位于距地球低于第一高度的第二高度和不同于第一倾角的第二倾角的环绕路径，通信设备的第二组中的每个环绕路径具有相互间隔的多个通信设备；以及/n与通信设备的群分离并与其通信的至少一个链接设备，所述至少一个链接设备在位于通信设备的不同组和/或位于不同环绕路径的两个通信设备之间中继通信，/n其中，通信设备的第一组仅通过所述至少一个链接设备与通信设备的第二组通信。/n

【技术特征摘要】
20140930 US 14/501,8591.一种通信系统，包括：
环绕地球旋转的通信设备的群，每个通信设备具有相对于地球的赤道的相应环绕路径和倾角，该群包括：
通信设备的第一组，其具有位于距地球第一高度和第一倾角的环绕路径，通信设备的第一组中的每个环绕路径具有相互间隔的多个通信设备；以及
通信设备的第二组，其具有位于距地球低于第一高度的第二高度和不同于第一倾角的第二倾角的环绕路径，通信设备的第二组中的每个环绕路径具有相互间隔的多个通信设备；以及
与通信设备的群分离并与其通信的至少一个链接设备，所述至少一个链接设备在位于通信设备的不同组和/或位于不同环绕路径的两个通信设备之间中继通信，
其中，通信设备的第一组仅通过所述至少一个链接设备与通信设备的第二组通信。


2.根据权利要求1所述的通信系统，其中，具有第一环绕路径的第一通信设备仅通过所述至少一个链接设备与具有第二环绕路径的第二通信设备通信。


3.根据权利要求2所述的通信系统，其中，第一通信设备和第二通信设备驻留在通信设备的同一组中或通信设备的不同组中。


4.根据权利要求1所述的通信系统，其中，每个通信设备相对于地球赤道的倾角小于90度且大于0度。


5.根据权利要求4所述的通信系统，其中，通信设备的一组中的通信设备的倾角大约为60度。


6.根据权利要求1所述的通信系统，其中，通信设备的组提供对地球的各部分的重叠覆盖。


7.根据权利要求1所述的通信系统，其中，每个环绕路径内的通信设备分开相等的间距。


8.根据权利要求1所述的通信系统，其中，具有通信的当前的通信设备与前向通信设备和后向通信设备通信，所述前向通信设备和所述后向通信设备与当前的通信设备在相同的环绕路径之内。


9.根据权利要求1所述的通信系统，还包括：
源地面站，与通信设备的群通信；
目的地面站，与通信设备的群通信；以及
数据处理设备，与源地面站、通信设备的群和目的地面站通信，所述数据处理设备确定从源地面站到目的地面站的通信的路由路径。


10.根据权利要求9所述的通信系统，其中，所述数据处理设备基于源和目的之间的距离、两个设备之间的卫星间链路的容量、通信数据的操作状态或通信设备的信号强度中的一个或多个的打分功能来确定路由路径，其中，通信设备的操作状态包括通信设备作为整体或者其单独的部件之一或多个的活动状态或非活动状态。


11.一种方法，包括：
在数...

【专利技术属性】
技术研发人员：M克雷布斯，
申请(专利权)人：谷歌有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US