基于卫星的窄带通信制造技术

技术编号:25093080 阅读:39 留言:0更新日期:2020-07-31 23:38
本公开描述了用于基于卫星的窄带通信的方法和装置。在一些方面,系统包括用户设备(102),该用户设备(102)与一个或多个轨道卫星(104)建立窄带物联网(NB‑IoT)无线连接(106),以当其他无线连接不可用时发送(108)和接收(110)数据。该数据可以由轨道卫星(104)中继到地球上的基站(202)以及从地球上的基站(202)中继。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基于卫星的窄带通信优先权声明本申请根据35U.S.C.§119(e)要求于2017年12月15日提交的美国临时专利申请62/599,522的优先权,其全部内容通过引用合并于此。
技术介绍
无线通信已经成为许多人的主要通信来源,尤其是在家或办公室外旅行时。在这些情况下,人们依靠无线网络的可用性作为与家人、朋友、应急响应人员、医生或路边援助进行通信的唯一手段。无线网络的一个缺点是它们具有有限的通信范围。例如,当在城市外面旅行时,移动设备的用户可能不在无线网络的范围内并且可能无法通信。当用户因汽车故障而被困在偏僻的道路上、徒步旅行时迷路或受伤或被困在海上时,这可能会特别危险。在另一示例中,由于已经使无线网络的基站(例如,蜂窝塔)失效的灾难,原本可用的无线网络可能无法使用。由于有限的通信范围,用户设备可能无法到达网络的未受影响基站,因此也无法通信。特别是在紧急情况下(被困或迷路人员、灾难、营救行动等),缺乏通信会导致更多的受伤、痛苦和失去生命。例如,在自然灾害之后,网络的基站可能被损坏,或者电源可能被切断,从而导致网络可用性丧失。在没有通信手段的情况下,应急响应人员必须经常依靠人工搜索需要帮助的幸存者。
技术实现思路
本文档描述了用于基于卫星的窄带通信以在用户设备和一个或多个轨道卫星之间进行通信的技术以及实现基于卫星的窄带通信以在用户设备和一个或多个轨道卫星之间进行通信的系统。在一些方面,该技术包括用户设备使用窄带物联网(NB-IoT)无线电接入技术(RAT)经由一个或多个轨道卫星建立无线连接。用户设备通过无线连接对数据进行通信,包括以下中的一个或多个:发送数据或接收数据。用户设备可以基于另一、更高带宽连接的质量落在质量阈值以下来确定经由一个或多个轨道卫星建立无线连接。例如,用户设备确定其不在使用第五代(5G)新无线电(NR)RAT的无线连接范围内,因此它检测基于NB-IoT的无线连接作为无线通信的替代连接。在一些方面,轨道卫星使用无线电接入技术与基站建立无线连接。该无线连接可以处于诸如C波段频率的高频带,其能够提供用于对高数据量进行通信的高带宽。轨道卫星还使用NB-IoTRAT与用户设备建立另一无线连接。轨道卫星通过无线连接从基站接收数据,并通过基于NB-IoT的无线连接将数据的至少一部分发送到用户设备。另外,轨道卫星可以通过基于NB-IoT的无线连接从用户设备接收数据,并通过无线连接将数据的至少一部分发送到基站。在一些方面,该技术包括使轨道卫星能够实现窄带通信方案,以使用少于资源块的所有资源元素或子载波与用户设备进行通信。窄带通信方案允许将链路预算集中在资源块的窄带上,该链路预算否则被分配给整个资源块。链路预算的这一集中增加了在窄带内发送的信号的功率谱密度,这增加了信号范围。例如,窄带通信可以用跨越15kHz或180kHz带宽的一个或多个资源元素来实现,而不是20MHz至1GHz带宽的典型宽带分配。在附图和以下描述中阐述一种或多种实施方式的细节。从说明书和附图中以及从权利要求中,其他特征和优点将变得显而易见。提供本
技术实现思路
以介绍在具体实施方式和附图中进一步描述的主题。因此,本
技术实现思路
不应被视为描述必要特征,也不应被用于限制所要求保护的主题的范围。附图说明下面描述基于卫星的窄带通信的一个或多个方面的细节。在说明书和附图中的不同情况下使用相同的附图标记可以指示相似的元素。图1图示根据基于卫星的窄带通信的一个或多个方面的用户设备和轨道卫星的示例设备配置。图2图示根据基于卫星的窄带通信的一个或多个方面的其中用户设备和轨道卫星可以进行通信的示例联网环境。图3图示根据基于卫星的窄带通信的一个或多个方面的其中用户设备和轨道卫星系统可以进行通信的另一示例联网环境。图4图示可用于与一个或多个用户设备进行通信的示例资源块集合。图5图示可以被实现为图4的资源块之一的资源块的详细示例。图6图示用户设备的通过其可以实现基于卫星的窄带通信的一个或多个方面的示例用户界面。图7图示用于基于卫星的窄带通信的示例方法。图8图示用于基于卫星的窄带通信的另一示例方法。具体实施方式通常,当在家或办公室环境之外旅行时,用户依靠用户设备进行通信。然而,世界上许多地方具有不足以允许用户设备通过无线网络进行通信的蜂窝服务。例如,驾驶员可能因车辆问题而被困在偏僻的道路上,并且无法联系路边援助。在这种情况下,驾驶员将不得不选择步行至电话亭或具有蜂窝服务的位置,或者在路边等待另一位驾驶员,这两种选择都是很危险的。在另一个示例中,远足者可能在没有蜂窝服务的偏远地区迷路并且无法联系应急服务。由于有限的通信选择,远足者可能会遭受脱水、疾病、伤害甚至死亡。类似地,通常具有无线覆盖的区域可能会失去连接。诸如飓风、地震、爆炸或海啸等灾难可能袭击某个地区并损坏蜂窝塔。除非用户设备能够与不受影响的蜂窝塔进行长距离通信,否则本地居民经常无法彼此通信和/或与应急响应者通信。即使是诸如位置共享的最小限度的通信也可以帮助应急响应者更有效地定位人员,而不会导致采用人工搜索技术。通过这样做,可以减少痛苦,可以缩短救援时间,并且可以使死亡率最小化。为了在这些情况以及其他情况下启用通信,本文档描述了用于基于卫星的窄带通信的技术和系统。这些技术和系统可以允许通过用户设备的通信,而无需依赖提供无线连接的本地基站。这些技术包括经由一个或多个轨道卫星在用户设备和无线网络之间建立无线连接。更具体地,无线连接可以使用NB-IoT无线电接入技术(RAT)在用户设备和低地球轨道中的轨道卫星之间发送和接收数据。窄带通信利用更少的分配资源元素,由于经由分配资源元素发送的信号的功率谱密度,这增加了无线连接的范围能力。然而,由于分配了更少的资源元素,无线连接的带宽减小了。在使本地蜂窝塔无法工作的灾难或动力故障的示例中,可以实施基于卫星的窄带通信,以为本地居民提供应急通信。例如,用户设备可以基于先前可用的无线网络(本地蜂窝网络)不可用的确定来搜索并检测经由一个或多个轨道卫星提供的基于NB-IoT的无线网络。用户设备可以自动地(例如,无需用户输入)或在用户的请求下搜索基于NB-IoT的无线网络。一旦与基于NB-IoT的无线网络建立无线连接,用户就可以发送诸如救援请求的数据或接收数据,诸如,应急广播消息(例如,另一场灾难的警告或接收帮助的说明)。因此,如本文所述,在传统无线通信不可用的紧急情况下,用于基于卫星的窄带通信的技术和系统可能特别有益。以下讨论描述操作环境、可以在其中实现操作环境的设备的示例联网环境以及可以在操作环境或网络环境中采用的技术。在本公开的上下文中,仅通过示例的方式参考操作环境或联网环境。操作环境图1图示在其中可以实现用于基于卫星的窄带通信的设备的示例操作环境100。在该示例中,操作环境包括用户设备102和轨道卫星104,它们分别被配置为通过无线网络的无线连接106进行通信。通常,无线连接106包括上行链路108和下行链路110,用户设备102通过本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种由用户设备执行的低带宽高范围通信的方法,所述方法包括:/n经由所述用户设备的收发器,与轨道卫星建立无线连接,所述无线连接包括窄带物联网(NB-IoT)无线电接入技术(RAT);以及/n经由所述用户设备的所述收发器,经由所述无线连接在所述卫星与所述用户设备之间对数据进行通信,所述通信包括:/n经由所述收发器的发射器,使用所述NB-IoT RAT通过所述无线连接发送所述数据;或者/n经由所述收发器的接收器,使用所述NB-IoT RAT通过所述无线连接接收所述数据。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171215 US 62/599,5221.一种由用户设备执行的低带宽高范围通信的方法,所述方法包括:
经由所述用户设备的收发器,与轨道卫星建立无线连接,所述无线连接包括窄带物联网(NB-IoT)无线电接入技术(RAT);以及
经由所述用户设备的所述收发器,经由所述无线连接在所述卫星与所述用户设备之间对数据进行通信,所述通信包括:
经由所述收发器的发射器,使用所述NB-IoTRAT通过所述无线连接发送所述数据;或者
经由所述收发器的接收器,使用所述NB-IoTRAT通过所述无线连接接收所述数据。


2.根据权利要求1所述的方法,其中,所述发射器能够被配置为使用第四代长期演进(4GLTE)RAT、4GLTE高级RAT或第五代新无线电(5GNR)RAT中的一个或多个通过另一无线连接来发送其他数据。


3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法,其中,所述接收器能够被配置为使用第四代长期演进(4GLTE)RAT、4GLTE高级RAT或第五代新无线电(5GNR)RAT中的一个或多个经由另一无线连接来接收其他数据。


4.根据权利要求1、权利要求2或权利要求3所述的方法,其中,建立所述无线连接是响应于:
经由另一无线连接与基站通信,所述另一无线连接使用另一RAT;以及
确定所述另一无线连接的质量低于质量阈值。


5.根据权利要求4所述的方法,其中,所述无线连接和所述另一无线连接是共频带的,并且其中,所述用户设备使用所述收发器的所述发射器或所述收发器的所述接收器通过所述另一无线连接进行通信。


6.根据任一项前述权利要求所述的方法,其中,所述通信进一步包括:接收延迟数据,所述延迟数据指示由所述用户设备通过所述无线连接进行传输的延迟量。


7.根据任一项前述权利要求所述的方法,其中,所述通信进一步包括:接收上行链路许可或混合自动重传请求。


8.根据任一项前述权利要求所述的方法,其中,一定数量的资源元素由所述用户设备分配以用于所述无线连接,所述一定数量的资源元素基于所述用户设备与所述轨道卫星之间的距离或地球与所述轨道卫星之间的距离。


9.根据权利要求8所述的方法,其中,所述一定数量的资源元素包括资源块的一部分。


10.一种用户设备,包括:
处理器;
收发器;和
其上存储有指令的计算机可读存储介质,所述指令响应于所述处理器的执行而使所述处理器执行操作,所述操作包括:
经由所述收发器与一...

【专利技术属性】
技术研发人员:王继兵埃里克·理查德·施陶费尔阿米尔·阿克拉姆
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

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