TW382870B - Multiple-tier satellite communication system and method of operation thereof - Google Patents

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A7 B7 五、發明説明（1 期申請案 本申請案已在1997年6月X 2曰向美國提出申請，其專利 申請案號爲08/873,551號。 #JI領域 本發明之發明領域係有關於衛星通訊系統及方法，尤其 是使用非地理位置靜止衛星的衛星通訊系統及方法。 t贺背景 全球媒體分配協會已考慮到缺乏局部規畫資料爲市場提 供服務上的一項實質上的弱點。 預期廣播服務的需求在往後幾年將產生急劇的成長，因 此更需局速數據傳輸速率連結。由於電子技術及切換架構 上的進步，預期地面寬頻網路使用〇(：_3速率的頻率將更 進步增加。經由衛星網路至這些地面網路的自然擴充將 在單一衛星的管轄範園内，需要對這些高速數據傳輸速率 連結進行更具彈性的分配。 所需要者爲有效地結合全球性廣播服務與局冑廣播服務 ίΐ方法及裝£。所而要者爲—種不昴貴的方法及裝置以提 供需求頻寬的服務。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 J ^ 「}裝·-- C諳先閣讀背面之注意事¾再填寫本頁j 里式之簡單説明 圖1 7F本發明較佳實施例中的雙級衛星系統； 圖2示本發明第—替代實施例中的雙級衛星系統； 圖3示本發明第二替代實施例中的雙級衛星系統； 圖4不本發明—替代實施例中的三級衛星系統； 圖5示依據本發明實施例，操作一雙級衛星系統的方 -4- 表紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Μ規格 (210X297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 — ---—__B7 五、發明説明（2 ) ' 法； 圖6二依據本發明實施例，操作雙級衛星系統的方法； 圖7不依據本發明實施例，操作一雙級衛星系統的方 法；以及 圖8不依據本發明實施例，操作一雙級衛星系統的方 法。 圖式之詳細説明 本發明的方法及裝置中使用一以空間爲基礎的高速數據 網路以建立一全球性的連結，且提供寬頻數據傳輸服務予 使用者及私人和公共數據網路。此使得全球及區域通訊服 務提供者可使用及增強數據傳輸服務，並改進對應於地面 服務的網路之可用性，且將其服務區域延伸至地面機構所 典法以經濟方式有效到達者。本發明的方法及裝置提供寬 頻傳輪及全球性連結於多種應用中，如視訊會議，遠距交 換’多媒體資訊取得（如來自網際網路W〇rid Wide Web伺 服器）’選距敎育及訓練，視訊及聲訊分配，軟體分配， 廣告’新聞’使用高解析影像的醫學合作，聲訊會議，互 動媒體，及次網路互連結。 該系統之一項重要優點爲其可以無缝（seamless)方式介 接目前存在網路且通訊下層結構。此介接能力及多項預期 使用本發明的方法及裝置的應用需要具低傳輸延遲的高速 率數據傳輸。 因此’在一較佳實施例中，系統觀念係基於一多級衛星 網路，此網路包含衛星的低地軌道（LEO )構象，及衛星構 -5- 界氏張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ,决衣. A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（3 ) ' ~~ 象的對地靜止軌道(GE〇)構象，在此構象内的衛星互連結 以形成:網路，此網路提供全球近接，寬頻及多媒體能 力’極向的GEO，及具最小傳輸延遲的高速傳輸。另一實 施例包括衛星的中高度軌道（ME〇)構象，其結合一 GE〇 構象。 本發明的方法及裝置的其他實施例使用具有衛星網路中 一個或多個級的系統。例如，下文中説明的一實施例具有 兩個與GEO網路公共操作的le〇網路連結。 第一節一系統架槿 在本發明的較佳實施例中，一雙級衛星系統包括一 ϋΕ〇 衛星級及一 LEO衛星級。地面基礎的"中心台"站上行連妹 具衛星際連結（ISL)背脊（backbone)架構的GEO衛星 級。GEO衛星下行連結在廣播或多媒體模式中的資訊予客 户提示設備（CPE)，這些設備另可經由LE〇衛星級而互相 (或與中心台）通訊。下文中i . A節中將詳細説明此較佳實 施例。 雙級衛星系統的第一實施例包括與GEO衛星級通訊的" 區域性中心台"及"局部中心台"。這些中心台之動作可傳 回區域性GEO中，由此再廣播規畫資料。在丨· B節將詳細 説明此第一實施例。 雙級衛星系統的弟一實施例中使用—LEO衛星級以廣样 分配予區域性中心台。然後此區域性中心台上行連結至— 區域性GEO以進行區域性下行連結之廣播。在〗，c節中將 詳細説明此下行連結實施例。 .(詩先聞讀背面之注意事項再填寫本頁} -t 訂 -6- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（ 210X297公釐） 11 I 1 -I -- . 1 ί . 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（4 ) 本發明的較佳實施例及第一，第二變更實施例在LE〇衛 星及GEO衛星之間不使用ISL。但是，在其他的實施例中 可構思此結構（最好），且第一及第二變更實施例中可加以 修改以包含LEO至GEO及GEO至LEO ISL。 1. A節 較佳實施例一全球性中心_台 圖1説明依據本發明較佳實施例之雙級衛星系統。 該雙級衛星系統包括衛星的一 GEO級1 0，衛星的_ 級2 0 ’及至少一區域性中心台3〇 ( G中心台）。在3 A及 3 . B節中將分別説明ge〇級1 〇及LEO級2 0的較佳實施 例。在較佳實施例中，在GEO級1 0内的GE0衛星10GE〇 ISL5〇互相通訊。在—較佳實施例中，GE〇 ISL5〇爲光連 結’但是射頻（R F )連結也可以使用。 由於GE0衛星相當靜態的特徵，各GEO衛星4 0服務— 指定的地理區域，或廣播區域4 5。一或多個ge〇衛星4 0 在GEO中心台至GEO連結6 0上與一或多個全球性中心台 互相通訊。在一較佳實施例中，GE〇中心台至GE〇連結 6 0爲RF連結，但是也可以使用光學連結。對於有障礙或 者是氣候狀態不利光傳输的環境，RF連結可得到高度的 系統可靠度。在較佳實施例中，中心台至GEO連結6 〇爲 Ka頻帶的RF連結。 在此定義一全球性連結爲一中心台，此爲將由GEO級 1 0之相當數量之資訊的來源。全球性中心台一般爲地面 台’其可從系統外部集合來自其他來源的資訊，且傳輸予 GE0級1 〇。由GE0級丨〇再傳輸的信號包栝廣播信號及多 一 -7- ti@( CNS ) A4^ (讀尤閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .. ； 裝 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 —：__________^ B7 五、發明説明（5 ) ~ 媒體仏號。在廣播特定45内在GE〇下行連結7 〇上，GE〇 衛星40廣播信號予客户提示設備（cpE) 7；5。廣播信號可 馬如無線電或電視信號。在較佳實施例中，GE〇衛星4 〇 也可以傳輸多媒體信號。多媒體信號包括定址予特定的使 用者或特定的使用者群的信號，使得並非在廣播區域45 内的所有CPE均可接收到信號。多媒體信號可包括如出版 或商業資ifi。 在較佳實施例中，所有的網路訊務從多個在一 GEO衛星 4 〇 I波束内的單一全球性中心台所發出GE〇衛星稱爲來 源GEO衛星。經由互連結來源GEO衛星與區域性GEO衛 星的GEO ISL分配網路訊務。用於特定區域内之資料從 ISL月脊（backbone)信號中取出，且向GE〇下行連結7 〇中 向CPE 75廣播。在較佳實施例中，下行連結7 〇爲尺ρ下行 連結。 可能的話在一或多個廣播區域4 5内，可依據規畫資料 來源的數目及位置存在一或多個全球性中心台。可假設 GE0中心台至GE〇連結6 〇的負載相當重，係因爲對於全 球性分配的所有規晝資料可包含在單—的連結内。在可能 需要超過一個的GE0衛星4 0以操作如一來源geo衛星， 使其可處理相當大量的上行連結。在較佳實施例中，全球 性中心台3 0傳輸各束網路服務之時間帶相位複製，以在 GEO ISL 50上分配予各區域性地區。

在較佳實施例中，全球性中心台3 〇可與Ge〇衛星4 〇及 LEO衛星5 0互操作。全球性中心台3 〇控制從衛星至cpE -8 - ^紙張尺度i用巾國國家標^T^s)A4規格（ 210x297公楚）~~ --- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

*1T 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A 7 B7 五、發明説明（6 ) 75所提供的服務。因此，當CPE 75經LEO衛星5 5要求來 自全球性中心台3 0的服務時，全球性中心台3 0接受或拒 絕該服務。如果接受該服務，則全球性中心台3 0控制 GEO衛星4 0及/或LEO 55以提供要求的服務予要求的 CPE。依據要求服務的型式，衛星級決定提供的服務。例 如，如果CPE 75要求與另一 CPE建立雙向通訊頻道，則全 球性中心台3 0決定LEO衛星5 5最適於提供該服務。另 外，如果一 CPE 75要求一廣播訊息，區域性中心台3 0將 決定GEO衛星40最適於提供該服務。 在LEO級20内的LEO衛星5 5在LEO ISL 58上彼此變動通 訊。在較佳實施例中，LEO ISL 58爲RF互連結，但是也 可以使用光連結。 LEO衛星5 5在CPE至LEO連結8 0上與CPE 75互相通訊。 LEO衛星5 5也在中心台至LEO連結8 5上與區域性中心台 3 0進行通訊。在一較佳實施例中，CPE至CPE連結8 0及 中心台至LEO連結8 5爲R F互連結，但是也可以使用光連 結。 因爲LEO衛星5 5支援LEO ISL 58，CPE至LEO連結8 0及 中心台至LEO連結8 5，LE◦衛星5 5的級均可傳輸來自CPE 75的資訊予全球性中心台3 0，反之亦然。在一較佳實施 例中，從CPE 75間所有的非廣播連結及CPE 75及全球性 中心台3 0之間的連結由LE◦級2 0處理。CPE 75及全球性 中心台3 0之間的連結可爲單向或互動者。 GE0及LEO衛星級表示兩相當隔離的空間段。因此， -9- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） I M t衣-- / (#先閔讀背面之注意事項再填寫本頁) ,ιτ 經濟部中央標率局員工消費合作社印装 A7 --：-------B7 五、發明説明（7 ) GEO及LEO衛星的設備實際上沒有必要相容。但是在一較 隹實施例鞏’設計GE〇衛星4 〇及LE〇衛星55使其可允許 實際上相同的衛星匯流排可爲該兩類似的衛星所使用。使 用相同的衛星匯流排於LEO及GEO衛星中，可減少很多成 本及生產時間，此兩者均爲生產者所希望者。 1. B弟一替代實施例—區域性及局部中心台 圖2示本發明第一替代實施例中的雙級衛星系統。 圖2所示的雙衛星系統與圖1之系統類似，唯其包含衛 星之GEO級1 〇及LEO級2 0。但是，第一替代實施例包括 全球性中心台3 0 ( G中心台），區域性中心台3 2 (R中心 台），及局部中心台34 (L中心台）。全球性中心台3 〇在全 球性中心台至GEO連結6 0上與GEO衛星4 0通訊。同樣 地’區域性中心台3 2在區域性中心台至GEO連結6 2上與 GEO衛星通訊，且局部中心台34在局部中心台至geo連 結6 4上與GEO衛星4 0相通訊。 區域性中心台3 2提供一項優點，即該系統可提供區域 性的規畫資料以補充爲全球性中心台3 〇所供應的全球性 資料。另外，第一替代實施例的方法及裝置允許區域性中 心台3 2儲存且前向傳輪全球性資料，使得其可在適當的 時間’局部性地傳輸。此允許全球性中心台傳輸某—型式 的全球性資料，而如上述圖1説明基於每一區域之時間帶 的基礎傳輸多種型式。而且，此實際上減少了 GE〇中心台 至GE ◦連結6 〇的上行連結負載。 圖2説明的系統可適當區域性中心台3 2也從局部中心台 ___ -10- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) M規格（210 X 297公釐） (請先聞讀背面之注意事ΪΙ再填寫本頁) 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 ______B7 五、發明説明（8 ) 34中接收局部规畫資料（經局部中心台至ge〇連結64及區 域性中心台至GEO連結6 2 )。區域性中心台3 2可執行全 球，區域及局部規晝資料之間的切換作業。或者另外，區 域性中心台3 2及局邵中心台3 .4可上行連結區域性及局部 规畫資訊至執行切換的區域性（JEO衛星。在GEO衛星1 〇 中改進切換功能可減輕在區域性中心台3 2中某些處理上 的需要，但是卻增加了 GEO衛星4 0中需要的處理。 因此，不似習知技術系統，第一替代實施例的方法及裝 置可使得用户設備（如CPE 75)接收全球，區域及局部規晝 資料，而非只接收全球性資料。此爲本發明中一項非常有 用的結果。全球性媒體提供者需要將目標性的規畫資料服 務區域性及局部市場，而本發明提供了一項解決的方法。 CPE 75可經LEO衛星5 5與全球性中心台3 〇，區域性中 心台32，局部中心台34，及/或其他的cpE。 在一實施例中，併入第—替代實施例系統的（^〇衛星4〇 可；1)供應經由局部中心台至GE0連結64及區域性中心 口至GBO連結6 2提供一局部中心台3 4及一區域性中心台 3 2々間的連 '结；2 )去除在一 GEO ISL 50上接收而用於在 特定區域内廣播的資料；3)從一區域性中心台62進行上 行連結；以及4)在〇£◦下行連結？〇上對cpE廣播。 。在…替代實施例中，一系統可包括全球性中心台3 〇及 區域!·生中、台32 ,但不包含局部中心台W。在圖説明 系統中的多項替代實施例可使用在圖2説明的第一替代實 施例。另外，在圖}較佳實施例中分配予全球性中心台的 公釐) I τ-------- (請先閔讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 五 、發明説明（9 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 功能現在可分散在圖2説明之替代實施例中的中心台3 0， 區域性中心台3 2及局部中心台3 4中。例如，當一 CPE要 求一服務時，該服務要求可路由向局部中心台3 4或區域 性中心台3 2，而非全球性中心台3 〇。 實施例一LE 0分配予區域性φ心厶 圖3示本發明第二替代實施例中的雙級衛星系統。 圖3所示的雙級衛星系統與圖2之系統類似，唯包括衛 星的一〇五〇級10，衛星的1^0級2〇，全球性中心台3ϋ， 區域性中心台32及局部中心台34。相似性地存在於區域 性中心台儲存且前向傳輸資訊，以減輕全球性中心台同時 傳輸資訊予多個時間帶的需要。 而丑，類似於圖2中説明的系统，圖3中説明的系統 允許區域性中心台32接收來自局部中心台34的局部規莖 資料（經局部中心台至GE〇連結64及區域性中心台至ge〇 連結62)。區域性中心台32可執行全球性，區域性及局， 规畫資料之間的切換作業。或者另外，區域性中心台3 及局部中〜。3 4可上行連結區域性及局部規晝資訊予 行切換的區域性咖衛星。在咖衛星4q中執行切換 能減輕區域性中心台32中某些處理上的需要，但是卻 加了在GEO衛星4 0中所需要的處理。 但是，與上述實施例比照下，在圖3的替代實施例中 使用⑽衛星55(而非咖衛星4〇)以接收及經咖 58及LEO至中心台連結85予區域性中心台Μ。因此， 圖3所示的第二替代實施例中不需要任何卿肌（參見 可 畫 2 執 功

ISL 在 圖 本紙張尺度顧悄辟（ (諳先K讀背面之注意事項再填寫本頁j

A7 B7 五、發明説明（1〇 ) 2之ISL 50 )。也與上述實施例相比照，在圖3的替代實施 例中，在區域性GEO衛星中執行全球性，區域性及局部規 畫資料之間的切換。 在一替代實施例中，一系統可包含全球性中心台3 〇及 區域性中心台32 ’但不包括局部中心台34。在圖1及2中 説明系統相關的多個替代實施例可應用於圖3中説明的第 二替代實施例。 1 2節一多（大於3 )級之替代實施例 在1 · A至1 · C節中説明之較佳實施例及第一，第二替代 實施例中説明一具有一 GEO級及一 LEO級的雙級衛星系 統。在一替代實施例中，雙級衛星系統也可以具有一 GE〇 級及一LEO級。另外，一系統也可以有一 ME〇級及一 lE〇 級°本發明中某些重要的觀念與在系統中可存在多於一個 的衛星事實相關。雖然一 GEO及LEO衛星級的結合爲一項 最好的設計，但是本發明的方法及裝置可經由使用衛星級 之其他結合方式而得到。 在其他的替代實施例中，一系統内所包括的衛星級可多 於兩個。下文2 . A及2 . B節説明具有3個級的衛星網路。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 2 · C郎說明含3個虛擬級的網路’ 雖然實際上只有2個級。 2. A 含兩LEO級的GEO級 圖4示本發明另一實施例中的3級衛星系統。3級衛星系 統與圖1説明的系統類似，且可具有其他類似圖2，3説明 之類似實施例。但是，三級實施例包括一 GEO衛星之級及 兩LEO衛星的級。另言之，該系統具有GE0衛星的另一 -13- 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格( 210X 297公釐）~" ： Α7 Β7 五、發明説明（11 ) 級。在GEO衛星的級，le〇衛星的第一級，LEO衛星的第 一級的較佳實施例可參見的3 . A，3 · B及3 · C節的説明。 需要有另一 LEO衛星的級，以提供對CPE 75的其他服 務。如將於分段3.B及3.C中更進一步詳細説明者，第一 LEO級可在兩cpE之間，一 CPE及一中心台機構或CPE及 一開路器（如用於介接一衛星網路及如PSTN或地面細胞網 路的設備）之間提供點對點衛星服務。第二LEO級可對無 線電網路提供如泛系統間及指定系統之間的數據連結。 另外’第一LEO級可提供切換的需要頻寬之服務且第二 LEO級可提供暫時性頻寬服務。可使用多種方式完成兩 LEO級之間的操作。級之間的操作之一方法爲第一 le〇級 集合多個需要高數據傳輸速率之頻寬的使用者，然後第二 LEO級後向牽引該繞全球的高頻寬信號，將回復到將傳播 的第一 LEO級。 2 · B 含ΜΕ Ο級及LE 0級的GE 0級 本發明之方法及裝置的另一實施例與上述3個級實施例 類似，唯該系統包含GE◦衛星的一級，LEO衛星的一級及 MEO衛星的一級（而非LEO衛星的第二級）。 2 _ C 含多功能LE 0級的GE 0級 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 1Μ--„--------- ..·/( \· (讀先聞讀背面之注意事邛再填寫本頁) 本發明之方法及裝置之另實施例與2 · A節中説明的3個 級實施例類似_，唯該系統包含GEO衛星的一級及le〇衛星 的單一級，在此LEO的級具有多項功能。例如，不只在 CPE，中心台及閘路器及提供用於無線網路之泛系統間且 特定系統間的數據連結之第二LEO級之間提供點對點的衛 -14- ^紙張尺度適用ϋ國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）~ " -— A7 B7 五、發明説明（12 服務LEO級可提供爲第—及第二LE〇級提供的 所有功能。 另外，另-的LEO級可提供切換需要頻寬服務及寬頻暫 時性服務。 單-的LEO級顯示如兩個虛擬咖級。各⑽衛星可執 行該=型式之功能。另外，可指定LEO級中的某些衛星以 執行第一功能，而指定其中的衛星執行第二功能。 在分段2· A至2.C中的其中實施例説明3級衛星系統（實 際，虛擬）。在另—實施例中，—系統中所含的衛星級數 可少至3個。另外’可使用衛星級的其他結合而得到本發 明方法及裝置中的多項優點。 第三節—衛星紉夕部Μ 爲了簡化對本發明之方法及裝置的完全了解，在3八及 3.B節中説明較佳實施例之GE〇&LE〇衛星的級較佳實施 例。另外，在3 · C節中説明第二jleo衛星級的實施例，使 用的實施例中參見上文中第2節。 3 . A GEO Μ 在較佳實施例中，本發明的方法及裝置提供一 ge〇衛星 構象，此構象提供廣播服務，最好在局部的範圍内提供此 項服務。需要3個GEO衛星以涵蓋整個世界，且最好本發 明的系統中有6個GEO衛星。 各GEO衛星具有多個單方向波束，以向塢面廣播。最 好，本發明的GEO衛星各有約5 0 0個波束。此允許在地理 上可對局部區域分開定址。當將廣播全球資訊時，可互相 -15- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） I ^ I'-'m------17------ (請先閲讀背面之注意事領再填寫本1) 經濟部中央標準局員工消t·合作社印製 A7 B7 五、發明説明（13 傳播局部資訊，使得在地面使用者可接收與其局部區域 關的資訊。 讀 先 Μ 讀 背 面 之 意 事 矣 碧丨 本 頁 在較佳實施例中，在GE0級中的衛星具有181。最好各 GEO衛星具有兩個衛星，各相鄰的衛星具一連結。 ISL最好爲光學儀器，但是也可以配置RF連結。 第一 LEO 紉 …在較佳實施例中，本發明的方法及裝置提供第一低地軌 道（LEO)衛星構象，此構象可對地面人口稠面區提供低傳 輸延遲的高數據傳輸速率。減佳實施财，_提供具 有多種使用者數據傳輸速率的衛星服務予小，很小及極小 衛星的地面端。也提供高數據傳輸速率連結予介接公開切 換電話網路（PSTN)的閘路器地面端。 訂 第LE〇級提供需要的頻寬。當CPE要求服務時，其連 接第一LEO級，且頻寬動態分配予需要通訊的工作。^第 一級中的LEO衛星維持回應不同cpE的需求，因此，執行 相田的切換工作。所以，第一級對於需要的服務提供頻 寬’但疋其代價爲犧牲了切換上的常務（。繼head)。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 對於而要帛寬I優點的服務例子爲㈣際網路的使用及視 訊會議二這些服務傾向於擴充頻寬，而縮短間隔。 對於第一LEO級的構象設計包含在7個平面軌道中，9個 等間隔平面上飛行的63個衛星。這些衛星形成一構象， 此構象可涵蓋地面上99%的人口稠密區。 對於此級選擇—LE〇構象以確保由終端使用者所經歷的 L遲基本上等於全球即時服務的國内傳輸系統。已設計該

----- 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（14 系統以與現存的全球地面下層結構及通訊標準相容。因 此’該系統可以無缝方式與現存在系統整合，且提供的服 務品質與地面上以光纖爲基礎的網路所達到的品質類似。 3 · C 第二 LEO 級 在較佳實施例中，本發明的方法及裝置提供第二低地軌 道（LEO )衛星構象’此構象對於地面之人口稠密區提供低 傳輸延遲的高數據傳輸速率。在較佳實施例中，系統提供 具有多個使用者數據傳輸速率的服務。也提供了高數據傳 輸速率連結予介接公開切換電話網路（pSTN )的閘路器地 面端。 第二LEO級提供一暫時性基礎的頻寬。由第二LE〇級提 供的連結與第一 LEO級之需求頻寬不同。而是使用者配置 固足可用的寬頻連結予一或多個cpE。在暫時性的基礎上 分配頻寬，且類似地面中繼線。 與第一 LEO級比照，第二LE〇級分配招致過多的切換常 務。缺乏切換常務允許更多的衛星酬載資源可爲通訊頻寬 所使用。 用於第二LEO級的構象設計包含在12個平面轨道中6個 等間隔衛星平面中飛行的72個衛星。衛星形成一涵蓋地 面9 9 %人口稠密區的構象。 已選擇出LEO構象以配置第二LE〇，因此確保由終端使 用者經歷的延遲等於全球即時服務之國内傳輸系統的延 遲。已設計該系統使與現存的全球地面下層結構及通訊標 準相容。因此，系統可與現存網路進行無缝整合，且提供 17- 本紙張尺度適用 ( CNS ) A4^ ( 210X^97^t" (讀先閲讀背面之注意事碩再填寫本1)

經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明（15 ) 的服務品質類似由地面光纖基礎之網路所達到者。 第四節一系統組件説明 4. A 客户提示設備（CPE) 在較佳實施例中，CPE可進行網際網路型式的服務及互 動媒體服務。而且，需要兩個天線。第一天線用於接收來 自GEO衛星的廣播資訊。第二個天線用於傳輸及接收來自 LEO衛星的資訊。在一較佳實施例中，CPE可在互動頻寬 模式中同時操作，該模式包含網際網路型式的訊務及直接 電視（DTV)信號之接收。 理想上，單一 CPE可用於與GEO及LEO衛星通訊。在另 一實施例中，可使用分開的CPE進行與對應之GEO及GEO 衛星級的通訊。 本發明的方法及裝置提供可支援廣域之相容CPE產品的 下層結構。在此有四個CPE產品的例子。 直接至家用端 直接至家用端爲一設計上用於提供多媒體及遠距通訊服 務予各家庭的USAT端。此端接收來自GEO級的下行連 結，且可與需求頻寬LEO級進行雙工通訊。直接至家用應 用具小電子掃瞄陣列天線提供99.5 %的可用性。可用性可 隨著一較大的機械的向天線而增加。 小型商用端 小型商用端爲設計上用於提供多種服務予小型商業的 VSAT類之終端。此端接收來自GEO級的下行連結，且可 與需求'頻寬LEO級進行雙工通訊。小型商業端在下雨區 -18- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本育) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（16 ) K ’應用一額定〇.75cm機械導向天線，提供99.9 %的可用 性。可應用一較大的天線改進此可用性。 合併端 可對事業閘路器及在0C-1速率下提供的私用線路提供 近接服務。合併端提供上行連結及下行連結服務及GE〇級 及LEO級。在下雨區K，該端將應用額定大小的天線且使 用天線位址分集提供99.9%的可用性，可由較大的天線端 位址分集改進該可用性。 閘路器竑 提供予PSTN的介面。預期可使用該閘路器端連接od 速率（51.84 Mbps)及 OC-3 速率（ 155.54 Mbps)。該閘路器 端提供上行連結及下行連結服務予GE〇 &LEC)。經由適應 地放置分散式天線設備，閘路器端的可用性可爲99 99或 更大。 各端使用方向性天線以維持空間構象的接觸，最好是各 端具有至少兩個獨立的天線波束以支援在破壞前所進行的 放手（hand-off)作業。 在基本的CPE分類中可預期具有多種客户選擇項目，此 端視由該端支援之終端使用者服務而定。cpE設計的基本 項目例如客户‘指定的服務轉換器（如協定適應器），其$以 對終端使用者透明的方式提供對系統的近接功能。其他的 CPE選擇包含序列組:支援對指定的服務型式所預期的 不對稱傳輸速率，且由多頻道頻率將服務提供者的容量擴 充至指定的數據速率之外。 、 _________ -19- 本紙張尺^^用中國國家標準（CNS ) A4規格（21*^7^釐） (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) ϋ衣. 訂 A7 ________B7 五、發明説明（17 ) 第五節一操作方法 圖4顯示本發明實施例中操作雙級衛星中心台的方法。 在步驟510中，全球性中心台傳輸規畫資訊予gE〇級。 該GEO級包含可直接接收全球性規晝資訊的來源GE〇衛 星’及可能的話包含其他區域性GEO衛星。然後，在步驟 520中，GEO級傳輸全球性規晝資訊予—區域性中心台。 在全球性規晝資訊於區域性中心台中時，視各別情況儲 存該資訊以在往後使用。如果需要該資訊在往後可使用的 話’則加以儲存且隨後前向傳輸。 在步驟530中，區域性中心台執行全球性規畫資料及區 域性資料的切換作業。區域性資料也可以與局部資料結 合。在產生切換資料後，將此資料傳回GE〇級（步骤 540)，且最後在步驟55〇中從ge〇級廣播切換的資料。 圖6顯示本發明一實施例中操作一雙級衛星系統的方 法。 在步裸610中，全球性中心台傳輸全球性规晝資訊予 GEO級。GE0級包含來源GE0衛星，其可直接接收全球性 規畫資訊，且可能的話，包含其他區域性GEO衛星。然後 經濟部中央標隼局員工消費合作杜印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本Tc d 在步驟620中，一區域性中心台傳輸區域性規畫資訊予 GEO 級。 然後，在步驟630中，至少一局部中心台傳輸局部規畫 資訊予GE0級。 然後在步驟640中，一區域性GEO衛星執行全球性规晝 資料’區域性規畫資料及局部規畫資料的切換作業。在產 ___— -20- 本紙G度適WWS標準（CNS 公釐)~~~~- 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（18 ) 生切換資料後’在步驟650中，從gE〇級廣播此資料。 圖7顯示在本發明實施例中操作—雙級衛星系統的方 法。 在步驟710中，全球性中心台傳輸全球性規畫資訊予 LEO級，然後在步驟720中，LEO級傳輸全球性規晝資訊 予區域性中心台。 在全球性規晝資訊於區域性中心台中時，視狀況儲存該 貪訊以備往後使用。如果以後需要使用該資訊時，則將該 資訊儲存起來，且随後前向傳輸。 然後在步驟730中，區域性中心台執行全球性规畫資料 及區域性資料的切換得到。該區域性資料可與局部資料相 結合。在產生切換資料後，在步驟74〇中向GE0級傳輸此 資料’且最後在步驟750中從GEO級中廣播此切換資料。 圖8顯示本發明實施例中操作一雙級衛星系統的方法。 在步驟810中，全球性中心台傳輸全球性規畫資訊予 LEO級。然後’在步驟82〇中，LE〇級傳輸全球性規畫資 訊予區域性中心台。 然後在步驟830中，區域性中心台傳輸全球性規畫資訊 及區域性規畫資訊予一區域性GEO衛星。 然後在步驟840中，至少一局部中心台傳輸局部規畫資 訊予區域性GEO衛星。 然後在步骤850中，區域性GE◦衛星執行全球性规畫資 料，區域性規畫5及局部規畫資料的切換工作。在產生切 換資料後，在步驟860中從GEO級進行廣播。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2Ι〇χ 297公釐） --1 --I-----^—^__ (#先Μ讀背面之注意事項再填寫本頁) 、1Τ A7 -___ ___ B7 五、發明説明（19 ) 總言之’已説明本發明的方法及裝置以將多個衛星構象 結合成合併的網路。衛星的一 GE〇級接收資訊以向地面廣 播。GEO級接收來自全球性中心台，區域性中心台及局部 中心台的資訊。由區域性中心台或GEO衛星，局部規畫資 料與區域性及全球性规畫資料相結合。 上述本發明指定實施例的説明已完全説明本發明的一般 特性，熟習本技術者可對上述指定實施例加以修改以適各 種不同的應用’而不偏離本發明的精神及觀點，因此這些 修改的目的在於了解本發明實施例之對等的意義及範園。 例如，第一及第二LEO級可經由將來自兩級的酬載結合於 單—的級中而加以結合。 須知文中的措辭及術語係用於説明本發明而非在於限制 本發明。所以，本發明包含在申請專利範圍的精神及觀點 内所涵蓋的效變更，修改，對等及變動情沉。 (#先聞讀背面之注意事碩再缜寫本頁} 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 __ -22- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）

Claims (1)

1 Λ 8 Β8 C8 D8 六'申請專利範圍 1 ·—種衛星通訊系統包含： 或夕個衛星的多個構象（constellation)，各構.象包 含； .至少一與多個構.象互操作的全球性中心台；以及 多個客户提示設備（premise equipment) ’此設備與多 個構象中至少兩構象互操作.， 其中CPE經多個構象中的一構象要求來自至少一全球 性中心台的服務，且 全球性中心台答應該服務，且經適於提供要求服務的 構象提供該項服務予該CPE。 2 -如申請專利範圍第i項之系統，其中多個構象中的第一 構象爲適於提供廣播服務的地理同步衛星構象。 3 .如申請專利範圍第1項之系統，其中多個構象中的第一 構象爲適於提供需求頻寬服務的低地軌道衛星構象。 4 ·如申請專利範圍第1項之系統，其中多個構象中的第一 構象爲適於提供暫時性寬頻服務的低地軌道衛星構象。 5 .如申請專利範圍第1項之系統，其中： 該多個構象之第一構象爲一包含多個GEO衛星的地理 同步衛星構象； 該多個構象之第二構象爲包含多個LEO衛星的低地軌 道構象：以及 該多個GEO衛星及多個LE0衛星同用—共用的衛星匯 6 · —種操作一多級衛星系統的方法包含下列步驟： _ 23… 本&張尺度適用不國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐 (讀先閔讀背面之注意事項再填寫本Κ) 1J裝-------訂1 .@線— 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 經濟部中夹標準局員工消费合作社印装 B8 C8 D8 _ · 1 1 * 1 ~1 * _r,1 丨· — --— - ' 11 — 六、申請專利範圍 該全球性中心台傳輸全球性規畫（program)資訊予GEO 級； 該GEO級傳輸該全球性规畫資訊予一區域性中心台； 該區域性中_心台切換該全球性規晝資料（program material)與區域性规晝資料以產生切換的規晝資料； 該區域性中心台傳輸該切換規畫資料予該GEO級；以 及 .該GEO級廣播該切換的規畫資料。 7.如申請專利範園第6項之方法，其中該區域性規晝資料 包含局部規畫資料。 8 . —種操作一多級衛星系統的方法包含下列步驟： 區域性中心台傳輸全球性规畫資訊予GEO級的全球性 中心台； 一區域性中心台，傳輸區域性規晝資訊予該GEO級； 一局部中心台，傳輸局部規晝資訊予該GEO級； 一區域性GEO衛星，切換該全球性規畫資料與該區域 性規畫.資料的及該局部规畫資料以產生切換的规畫資 料；以及 該區域性GEO衛星廣播該切換的规晝資料。 9 . 一種操作一多級衛星系統的方法包含下列步驟： 一全球性中心台傳輸全球性規畫資訊予LEO級的全球 性中心台； 該LEO級傳輸該全球性规畫資訊予一區域性中心台； 該區域性‘中心台切換該全球性規畫資料與.區域性规晝 -24 - 本紙張逋用中國國家榡隼（CNS ) A4規格（210幻97公釐） j-I-------;'|)裝-- .(讀先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、-α Q Λ 8 Β8 C8 D8 六、申請專利範圍 資料以產生切換的規畫資料； 該區域性中心台傳輸該切換的規畫資料予該GEO級； 以及 該GEO級廣播該切換的規畫資料。 1 0 . —種操作一多級衛星系統的方法包含下列步驟： 一全球性中心台傳輸全球性規晝資訊予LEO級的全球 性中_心台；. 該LEO級傳輸該全球性規畫資訊予一區域性中心台； 該區域性中心台傳輸該全球性規畫資訊及區域性規畫 資訊予一 GEO級； ——局部中心台傳輸局部規晝資訊予該GEO級； 一區域性GEO衛星，切換該全球性規畫資料與該區域 性规晝資料的及該局部規畫資料以產生切換的規晝資 料；以及 該區域性GEO衛星廣播該切換的規畫資料。 (讀先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 -25- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ29?公釐）