JP2000036783A

JP2000036783A - 干渉を低減しスペクトル効率を高める方法

Info

Publication number: JP2000036783A
Application number: JP11113959A
Authority: JP
Inventors: Eldad Perahia; エルダッド・ペラヒア; Donald C Wilcoxson; ドナルド・シー・ウィルコクソン; Oliver W Saunders; オリヴァー・ダブリュー・ソーンダーズ
Original assignee: TRW Inc
Current assignee: Northrop Grumman Space and Mission Systems Corp
Priority date: 1998-04-21
Filing date: 1999-04-21
Publication date: 2000-02-02
Anticipated expiration: 2019-04-21
Also published as: JP3029430B2; EP0952685A2; US6088416A

Abstract

(57)【要約】【課題】周波数再使用パターンにおいて干渉を低減し
スペクトル効率を高める方法を提供する。【解決手段】本方法は、実質的に重複しない周波数帯
に割り当てられる、ｎ個の基本通信ビーム（３０２〜３
０８）を発生するステップを含み、これら基本通信ビー
ムは第１組の所定帯域幅全体に及ぶ。また、本方法は、
ｎ個の基本通信ビーム（３０２〜３０８）から直交周波
数分離だけ偏移されたｎ個の偏移周波数ビーム（４０２
〜４０８）も発生し、ｎ個の偏移通信ビーム（４０２〜
４０８）は第２組の所定帯域幅全体に及ぶ。本方法は、
ｎ個の基本通信ビーム（３０２〜３０８）をｎ個の偏移
通信ビーム（４０２〜４０８）と交互に配することによ
り、対象領域において、ｎ個の基本通信ビーム（３０２
〜３０８）およびｎ個の偏移通信ビーム（４０２〜４０
８）を周波数再使用パターン（６００）に投射する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、通信システムにお
いて干渉を低減しスペクトル効率を高める方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】近年の通信システム（特に、衛星通信シ
ステム）は、一般に、１つ以上の広帯域幅ダウンリンク
・ビームを多数の低帯域幅周波数成分に分割することに
より、対象領域（ｒｅｇｉｏｎｏｆｉｎｔｅｒｅｓ
ｔ）に帯域幅を提供する。例えば、衛星によって伝送さ
れるスポット・ビームは、単一の広帯域幅ダウンリンク
・ビームから分割（ｃａｒｖｅ）した４つの可能な周波
数帯の１つを割り当てることができる。各周波数帯のス
ポット・ビームには、対象領域全体に対して、重複せず
干渉のないカバレッジ・エリア（覆域）を割り当てるこ
とが理想的である。言い換えると、４つの周波数帯は、
対象領域をカバーするように設計された周波数再使用パ
ターンの一部となる。

【０００３】４つの別個の周波数を用いる周波数再使用
プラン（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙｒｅｕｓｅｐｌａｎ）
は、一般的に、４対１周波数再使用パターンと呼ばれて
いる。しかしながら、周波数再使用方式は、３対１、７
対１、または２１対１の周波数再使用パターンとしても
実施可能である。通常、周波数再使用パターンは、いず
れの整数ｉ，ｊについても、（ｉ²＋ｉｊ＋ｊ²）：１と
して実施することができる。物理的に、周波数再使用パ
ターンは、特定の周波数帯のスポット・ビームを、他の
周波数帯に割り当てられたスポット・ビームを用いて、
互いに分離する。例えば、４対１周波数再使用パターン
では、特定の周波数帯のスポット・ビームがあるセル
（対象領域の一部）をカバーする。次に、追加のスポッ
ト・ビームが、取り囲む６つのセルを交互にカバーし、
最も近い近隣のスポット・ビームが同じ周波数帯を使用
しないことを保証する。しかしながら、それでもなお、
周波数再使用パターンでは同一チャネル干渉（ｃｏ−ｃ
ｈａｎｎｅｌｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）および隣接
チャネル干渉（これらを集合的に「干渉」と呼ぶ）が発
生し、各周波数帯の全帯域容量を狭める可能性がある。

【０００４】同一チャネル干渉とは、特定の周波数帯に
割り当てられたスポット・ビームにおいて、同一周波数
帯に割り当てられた近隣のスポット・ビームによって発
生する干渉のことである。同一チャネル干渉は、特定の
周波数帯に割り当てられた複数のスポット・ビームが物
理的に離れていても発生する。部分的に、同一チャネル
干渉の量は、同じ周波数帯域をカバーする近隣のスポッ
ト・ビームの数に依存する。何故なら、実際のアンテナ
は対象領域（例えば、セル）においてスポット・ビーム
を完全に分離することはできないからである。

【０００５】隣接チャネル干渉とは、特定の周波数帯に
割り当てられたスポット・ビームにおいて、他の周波数
の近隣のスポット・ビームによって発生する干渉のこと
である。隣接チャネル干渉の共通な原因の１つとして、
スポット・ビームを発生するために用いられるアンテナ
における不完全性があげられる。事実上全てのアンテナ
がサイドローブ（ｓｉｄｅｌｏｂｅ）を発生するので、
各スポット・ビーム内において伝送されるエネルギは、
それらに割り当てられたカバレッジ・エリアに完全に閉
じ込められない。加えて、実際の変調技法は、周波数サ
イドローブを発生し、これが近隣のセルの周波数帯と重
なってしまう。その結果、スポット・ビームの周波数
が、近隣のスポット・ビームに侵出し、隣接チャネル干
渉が発生することになる。

【０００６】前述のエネルギ侵出効果は、実際、双方の
タイプの干渉に共通である。しかしながら、近隣のスポ
ット・ビームの位置、およびスポット・ビームが動作す
る周波数帯に違いがある。干渉の原因は、前述のアンテ
ナ効果と、対象のスポット・ビームにおける周波数帯と
同じ周波数においていずれかの変調が周波数サイドロー
ブを発生するという事実との組み合わせである。アンテ
ナ・サイドローブの効果は、対象セルの方向におけるア
ンテナの利得の量だけ、当該干渉を減少させる。

【０００７】従来、同一チャネル干渉および隣接チャネ
ル干渉を最少に抑える試みには、費用がかかり複雑で精
巧なアンテナを設計してサイドローブを可能な限り減ら
すことや、複雑な変調によって周波数サイドローブを可
能な限り減らすことが含まれていた。複雑度や費用を追
加し一層精巧化したアンテナを用いても、サイドローブ
は完全に除去しきることはできない。その結果、通信シ
ステムははるかに費用がかかるようになり、なおも同一
チャネル干渉は完全に除去し尽くすことはできない。

【０００８】隣接チャネル干渉を最少に抑える他の試み
に、特定の周波数帯各々に割り当てられたスポット・ビ
ーム周囲にガード・バンドまたはフィルタを用いるもの
が含まれている。しかしながら、ガード・バンドは、隣
接チャネル干渉を低減するために用いる不使用周波数区
間（デッドスペース）のために有用な帯域幅を犠牲にす
る（このため、全容量が減少する）。（容量が収益を生
む）商用通信システムでは、大きなガード・バンドは、
通常、望ましくない代替案である。また、フィルタも、
信号歪みの原因となる傾向があり、このために通信シス
テムの性能低下や複雑度および費用の増大を招く虞れが
あるので、望ましくない。

【０００９】同一チャネル干渉および隣接チャネル干渉
を低減する別の試みに、より低い周波数再使用係数を用
いるものがある。周波数再使用係数は、小さい程、同じ
周波数を再使用する頻度が（地理的に）低く、例えば、
７対１および２１対１周波数再使用係数を含む。周波数
再使用係数が小さい程、共通周波数帯をカバーする他の
セルを分離するために用いることができるセルの数が増
大する。したがって、同一周波数帯をカバーするセル間
の物理的な距離を延長することによって、同一チャネル
干渉を低減することができる。

【００１０】しかしながら、周波数再使用係数を大きく
すると、その結果、個々のスポット・ビームの帯域幅を
狭めることが必要となる。例えば、２１対１周波数再使
用パターンでは、各スポット・ビームは、当該スポット
・ビームを作成したビームに使用可能な帯域幅全体の５
パーセント未満（１／２１）の帯域幅（したがって容
量）を有する。あるレベル未満では、スポット・ビーム
の容量はもはや、それがカバーするように割り当てられ
たエリアの帯域要件を受け入れることができない。その
結果、再使用度を低くすることは、干渉を低減する適切
な候補とはならない場合も有り得る。更に、再使用度を
低くすると、スポット・ビームを発生するために必要な
アンテナは、一層複雑化し費用がかかることになる。

【００１１】本業界には、以前から干渉を低減し、スペ
クトル効率を高めるための改良された方法に対する要望
があった。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、通信
システムにおいて干渉を低減しスペクトル効率を高める
方法を提供することである。

【００１３】本発明の別の関連する目的は、個々の通信
ビームの帯域幅を狭くすることなく、干渉を低減する周
波数再使用パターンを提供することである。本発明の更
に別の目的は、周波数再使用パターンにおいて、干渉を
低減するためのガード・バンドおよびフィルタ処理の必
要性を排除することである。

【００１４】本発明の目的は、通信システムにおいて用
いられる送信機、アンテナ、および受信機の複雑度を実
質的に増大させることなく、周波数再使用パターンにお
いて干渉を低減することである。

【００１５】本発明の更に別の目的は、周波数再使用パ
ターン（ｉ²＋ｉｊ＋ｊ²）：１（整数ｉ，ｊについ
て）、例えば、３対１（ｉ＝１，ｊ＝１）、４：１（ｉ
＝０，ｊ＝２）、または７：１（ｉ＝１，ｊ＝２）とい
うような周波数再使用パターンにおいて、干渉を低減す
る方法を提供することである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明の干渉を低減しス
ペクトル効率を高める方法は、ｎ個の基本（オリジナ
ル）通信ビームを発生し、実質的に重複しない周波数帯
に割り当てる。基本通信ビームの各々は、関連する所定
の帯域幅をカバーする。例えば、より広い１ＧＨｚの帯
域幅は、各々２５０ＭＨｚの帯域幅をカバーする４つの
通信ビーム（ｎ＝４）に分割することができる。

【００１７】加えて、本発明の方法は、ｎ個の偏移（シ
フト）通信ビームを発生する。これらの帯域幅は、ｎ個
の基本通信ビームに等しい。各偏移通信ビームは、通
常、全ての通信ビーム間において直交関係を維持するた
めに必要な量だけ、周波数を偏移させたｎ個の基本通信
ビームの１つに対応する。ｎ個の偏移通信ビームの各々
は、関連する所定の帯域幅もカバーする。これは、ｎ個
の基本通信ビームの帯域幅に等しい。加えて、２ｘｎ個
のビーム全ては、共通のクロック・エッジを共用する、
即ち、シンボル同期を維持し、ビーム間の直交関係を維
持する必要がある。

【００１８】前述の方法は、次に、ｎ個の基本通信ビー
ムおよびｎ個の偏移通信ビーム（集合的に「通信ビー
ム」と呼ぶ）を、対象領域において周波数再使用パター
ンに投射する。即ち、ｎ個の基本通信ビームとｎ個の偏
移通信ビームとが交互に並んだ周波数再使用パターン
に、通信ビームを投射する。この周波数再使用パターン
は、同じ帯域幅をカバーする通信ビームを、より広い物
理エリアに分散させることにより、同一チャネル干渉を
低減する。重複する帯域幅をカバーする隣接ビームは、
直交であるので、隣接チャネル干渉は最少に抑えられ
る。

【００１９】

【発明の実施の形態】これより図１を参照すると、４つ
の通信ビーム１０８，１１０，１１２，１１４に割り当
てられた帯域間にガード区間（スペース）１０２，１０
４，１０６を用いた、一般的な従来技術の周波数分割プ
ラン１００が示される。通信ビーム１０８に「Ａ」と記
し、通信ビーム１１０に「Ｂ」と記し、通信ビーム１１
２に「Ｃ」と記し、通信ビーム１１４に「Ｄ」と記す。
以下では、表記「Ａ〜Ｄ」を用いて、通信ビーム１０８
〜１１４の周波数再使用プランについて説明する。先に
注記したように、近隣の通信ビームに起因する隣接チャ
ネル干渉を低減するために、ガード空間１０２〜１０６
を使用することができる。しかしながら、ガード空間１
０２〜１０６は、干渉を低減するための不使用周波数区
間の有用な帯域を犠牲にする（このため、全容量が減少
する）。

【００２０】対象領域に有用な通信サービスを提供する
ためには、４つの通信ビーム１０８〜１１８を、４対１
の周波数再使用パターンで、対象領域に投射する。しか
しながら、図１に示す一般的な従来技術の周波数分割プ
ランにおける４つの通信ビーム１０８〜１１８は、４対
１の周波数再使用パターンで投射すると、大きな同一チ
ャネル干渉を生ずる。図２に、一般的な従来技術の４対
１周波数再使用パターンを更に明白に示す。

【００２１】図２は、一般にセルと呼ばれている個別の
地理的領域で形成された、４対１の周波数再使用パター
ン２００を示す。通信ビーム１０８がカバーする帯域幅
が投射されるセル、例えば、セル２０２，２０４に
「Ａ」と記す。通信ビーム１１０がカバーする帯域幅が
投射されるセル、例えば、セル２０６，２０８に「Ｂ」
と記す。通信ビーム１１２がカバーする帯域幅が投射さ
れるセル、例えば、セル２１０，２１２に「Ｃ」と記
す。通信ビーム１１４がカバーする帯域幅が投射される
セル、例えば、セル２１４，２１６に「Ｄ」と記す。

【００２２】４つの通信ビーム１０８〜１１８の各々
は、２つの最も近い近隣のセルが、同じ帯域幅をカバー
する通信ビームによってカバーされないように、セルに
割り当てられる。言い換えると、２つの「Ａ」セルは互
いに隣り合うことはなく、２つの「Ｂ」セル、２つの
「Ｃ」セル、２つの「Ｄ」セルも互いに隣り合うことは
ない。通信ビーム１０８〜１１４間のガード空間１０２
〜１０６は、近隣のセル間の隣接チャネル干渉を低減し
ようとするものである。例えば、ガード空間１０６は、
周波数デッドスペースを与え、その中には、「Ｄ」セル
２１４および「Ｃ」セル２１８をカバーする伝送される
帯域幅は、（実際の変調方法の性質およびその実施態様
によって）隣接チャネル干渉を生ずることなく侵入する
ことができる。

【００２３】しかしながら、図２に示す４対１周波数再
使用パターン２００は、各セルが、同じ周波数帯をカバ
ーする通信ビーム（「同一チャネル」）によってカバー
される、６つの近隣のセルを有するパターンを形成す
る。このため、図２の各セルには、６つの近隣の同一チ
ャネルに起因する同一チャネル干渉が発生するという欠
点がある。例えば、「Ａ」セル２２０は、干渉する６つ
の「Ａ」セル２２２〜２３２によって包囲され、「Ｂ」
セル２３４は、干渉する６つの「Ｂ」セル２３６〜２４
６によって包囲されている。本発明の方法は、同一チャ
ネルの数を僅か２つに減らす（４対１周波数再使用パタ
ーンにおいて）ことにより、同一チャネル干渉を大幅に
低減しようとするものである。

【００２４】次に図３を参照すると、帯域幅２Δｆの重
複しない周波数帯に割り当てられた、本発明による４つ
のオリジナル（基本）通信ビーム３０２（「Ａ」）、３
０４（「Ｂ」）、３０６（「Ｃ」）、および３０８
（「Ｄ」）を示す。基本通信ビーム３０２〜３０８は、
直交信号送信技法を用いて発生することにより、隣接チ
ャネル干渉を排除しつつ、緊密なキャリア周波数間隔を
用いて、基本通信ビーム３０２〜３０８を変調すること
を可能にする。一例として、基本通信ビーム３０２〜３
０８は、通信ビーム間に直交性を維持する、直交周波数
分割多重化（ＯＦＤＭ：ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｆｒｅ
ｑｕｅｎｃｙｄｉｖｉｓｉｏｎｍｕｌｔｉｐｌｅｘ
ｉｎｇ）技法を用いて発生するとよい。ＯＦＤＭ技法
は、文献、例えば、ＲｏｂｅｒｔＷ．Ｃｈａｎｇ（ロ
バートＷ．チャン）による、Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓｏ
ｆＢａｎｄ−ＬｉｍｉｔｅｄＯｒｔｈｏｇｏｎａｌ
ＳｉｇｎａｌｓｆｏｒＭｕｌｔｉｃｈａｎｎｅｌ
ＤａｔａＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ（マルチチャネ
ル・データ伝送のための帯域制限直交信号の合成）、Ｂ
ｅｌｌＳｙｓｔｅｍＴｅｃｈｎｉａｌＪｏｕｒｎ
ａｌ（１９６６年１２月）において詳しく分析されてい
る（この文献の全体は、この言及により本願にも援用す
る）。

【００２５】基本通信ビーム３０２〜３０８は、当該基
本通信ビーム３０２〜３０８間に直交性を維持する周波
数分離（および共通シンボル同期）で、キャリアによっ
て変調される。周波数分離は、基本通信ビーム３０２〜
３０８に用いられる変調によって異なる。例えば、位相
偏移キーイング（ＰＳＫ：ｐｈａｓｅｓｈｉｆｔｋｅ
ｙｉｎｇ）では、周波数分離を１／ＴＨｚ（Ｔはシン
ボル期間）とすれば、最少の直交周波数空間Δｆが得ら
れる。Δｆの倍数とした周波数分離も、直交信号送信構
成を維持する。したがって、代わりに、キャリアを最少
直交周波数空間の倍数に配置してもよい。

【００２６】例えば、キャリアを２Δｆ間隔に配するこ
とにより、直交近似状態を維持するために必要なタイミ
ングおよび周波数の制約を緩和することができる。キャ
リアの間隔を更に狭める（例えば、Δｆ間隔に配するキ
ャリア）場合、近似直交性（ｎｅａｒ−ｏｒｔｈｏｇｏ
ｎａｌｉｔｙ）を維持するために要求されるタイミング
および周波数に対する制約ははるかに厳しくなり、タイ
ミングおよび周波数回路における比較的小さな不完全性
でも、キャリア間に激しい干渉を生ずる虞れがある。例
えば、図３に示すように、基本通信ビーム３０２〜３０
８は、２Δｆのヌルーヌル帯域幅（ｎｕｌｌ−ｔｏ−ｎ
ｕｌｌｂａｎｄｗｉｄｔｈ）を有する。基本通信ビー
ム３０２〜３０８は各々、互いの基本通信ビーム３０２
〜３０８から２Δｆだけ離間されている。したがって、
基本通信ビーム３０２〜３０８の直交性は維持される。

【００２７】次に図４を参照すると、１組４つの偏移通
信ビーム４０２（「Ａ*」）、４０４（「Ｂ*」）、４０
６（「Ｃ*」）、および４０８（「Ｄ*」）が示される。
４つの偏移通信ビーム４０２〜４０８は、最少直交周波
数間隔Δｆだけ基本通信ビーム３０２〜３０８から周波
数が偏移（シフト）していることを除いて、４つの基本
通信ビーム３０２〜３０８と同様である。尚、４つの偏
移通信ビーム４０２〜４０８は、Δｆだけ高い方に周波
数を偏移して示しているが、代わりに、Δｆの倍数だけ
高い方に偏移したり、あるいはΔｆの倍数だけ低い方に
偏移することも可能である。

【００２８】図５は、４つの基本通信ビーム３０２〜３
０８および４つの偏移通信ビーム４０２〜４０８を含
む、複合周波数プランを示す。通信ビーム３０２〜３０
８および４０２〜４０８の全ては互いにΔｆまたはΔｆ
の倍数だけ分離されているので、通信ビーム３０２〜３
０８および４０２〜４０８の全ての間で直交性が維持さ
れる。その結果、８つの重複する帯域幅をカバーする、
８つの直交通信ビームＡ，Ａ*，Ｂ，Ｂ*，Ｃ，Ｃ*，
Ｄ，Ｄ*が、周波数再使用パターンにおいて使用するた
めに得られる。通信ビーム３０２〜３０８および４０２
〜４０８によってカバーされる帯域幅の各々は、単一の
広い帯域幅を８つの重複しないサブバンドに分割するこ
とによって形成される通信ビームに対して、帯域幅が２
倍広くなる。

【００２９】次に図６を参照すると、通信ビーム３０２
〜３０８および４０２〜４０８を用いた周波数再使用パ
ターン６００の一例が示される。周波数再使用パターン
６００は、基本通信ビーム３０２〜３０８に割り当てら
れた帯域幅によってカバーされるセルを含み、更に偏移
通信ビーム４０２〜４０８に割り当てられた帯域幅によ
ってカバーされるセルも含む。全体として、通信ビーム
３０２によってカバーされる帯域幅が投射されるセル、
例えば、セル６０２に「Ａ」と記す。通信ビーム３０４
によってカバーされる帯域幅が投射されるセル、例え
ば、セル６０４に「Ｂ」と記す。通信ビーム３０６によ
ってカバーされる帯域幅が投射されるセル、例えば、セ
ル６０６に「Ｃ」と記す。通信ビーム３０８によってカ
バーされる帯域幅が投射されるセル、例えば、セル６０
８に「Ｄ」と記す。

【００３０】更に、偏移通信ビーム４０２によってカバ
ーされる帯域幅が投射されるセル、例えば、セル６１０
に「Ａ*」と記す。偏移通信ビーム４０４によってカバ
ーされる帯域幅が投射されるセル、例えば、セル６１２
に「Ｂ*」と記す。偏移通信ビーム４０６によってカバ
ーされる帯域幅が投射されるセル、例えば、セル６１４
に「Ｃ*」と記す。偏移通信ビーム４０８によってカバ
ーされる帯域幅が投射されるセル、例えば、セル６１６
に「Ｄ*」と記す。

【００３１】周波数再使用パターン６００は、基本通信
ビーム３０２〜３０８に割り当てられた帯域幅を、偏移
通信ビーム４０２〜４０８に割り当てられた帯域幅と交
互に並べることによって形成することができる。例え
ば、Ｃ*，Ｄ*セルの列７００およびＡ*，Ｂ*セルの列７
０２を、Ｃ，Ｄセルの列７０４，７０６およびＡ，Ｂセ
ルの列７０８，７１０の間に、交互に並べればよい。全
ての周波数再使用パターンに、交互配置列方式を用いる
ことにより、同一チャネル干渉ビームの数を６から２に
減らすことが可能となる。

【００３２】図２に示した周波数再使用パターン２００
と同様に、８つの通信ビーム３０２〜３０８および４０
２〜４０８は、２つの最も近い近隣のセルが、同じ帯域
幅をカバーする通信ビームによってカバーされないよう
に、セルに割り当てられる。言い換えると、２つのＡま
たはＡ*セルは互いに隣り合うことは決してなく、２つ
のＢまたはＢ*セル、２つのＣまたはＣ*セル、２つのＤ
またはＤ*セルも互いに隣り合うことは決してない。更
に、帯域幅の対（ＡとＡ*、Ａ*とＢ、ＢとＢ*、Ｂ*と
Ｃ、ＣとＣ*、Ｃ*とＤ、ＤとＤ*）は、周波数が重複し
ているが（それでもなお直交している）、Ｂ*とＣを除
く全ての対は、少なくとも１セルだけ常に分離されてい
る。例えば、Ｄセル６０８およびＤ*セル６１６は、Ａ*
セル６１８によって分離されている。重複する帯域幅対
間に物理的な空間を置くことによって、隣接チャネル干
渉の低減が保証される。

【００３３】しかしながら、図２における周波数再使用
パターン２００とは異なり、図６に示す周波数再使用パ
ターン６００が形成するパターンでは、正確に同じ帯域
によってカバーされる近隣セルは、各セル毎に６つでは
なく２つに過ぎない。例えば、「Ａ*」セル６１０の近
隣には、「Ａ*」セル６１８および「Ａ*」セル６２０が
あるだけである。先に注記したように、４つの隣接する
「Ａ」セル６０２，６２２，６２４，６２６は、Δｆだ
け「Ａ*」から偏移されている。これにより、図６にお
ける各セルに生ずる同一チャネル干渉の量は、劇的に低
減する。

【００３４】図６は、先に開示した周波数偏移方式によ
って発生することができる帯域幅構成の１つを例示する
に過ぎない。Ａ，Ａ*，Ｂ，Ｂ*，Ｃ，Ｃ*，Ｄ，Ｄ*帯域
幅は、別の多くの配列によっても、先に開示したものと
同じ利点を得ることができる。加えて、単一のアンテナ
または送信機が、図６に示すセル全てをカバーする通信
ビームを発生する必要はない。殆どの場合、マルチ・フ
ィード・アンテナ（ｍｕｌｔｉ−ｆｅｅｄａｎｔｅｎ
ｎａ）、いくつかのアンテナ、または送信機が適切な帯
域幅の通信ビームを発生し、ある周波数再使用パターン
におけるセル全てに対するカバレッジを与える。更に、
そして先に記したように、ここに開示した直交周波数偏
移方式は、（ｉ²＋ｉｊ＋ｊ²）：１という周波数再使用
パターン全体に適用可能であり、３対１、４対１、７対
１、または２１対１の周波数再使用パターンに限定され
る訳ではない。

【００３５】以上、本発明の特定要素、実施形態および
用途について示しかつ説明したが、当業者には、特に前
述の教示にしたがって、変更も勿論可能であるので、本
発明はこれらに限定される訳ではないことは理解されよ
う。したがって、特許請求の範囲は、本発明の精神およ
び範囲に該当する特徴を組み込んだような変更も包含す
るものと解釈すべきである。

【図面の簡単な説明】

【図１】通信ビームに割り当てられた帯域間にガード空
間を用いた、一般的な従来技術の周波数分割プランを示
す。

【図２】一般的な従来技術の４対１帯周波数再使用パタ
ーン、ならびに関連する干渉元同一チャネルおよび隣接
チャネル通信ビームを示す図である。

【図３】帯域幅２Δｆの実質的に重複しない周波数帯に
割り当てられた、１組の４つの基本通信ビームを示す図
である。

【図４】４つの基本通信ビームからΔｆだけ偏移して、
帯域幅２Δｆの実質的に重複しない周波数帯に割り当て
られた、１組の４つの偏移通信ビームを示す図である。

【図５】４つの基本通信ビームおよび４つの偏移通信ビ
ームを含む複合周波数プランを示す図である。

【図６】４つの基本通信ビームおよび４つの偏移通信ビ
ームを組み込んだ、改良された周波数再使用パターンを
示す図である。

【符号の説明】

１００．．．周波数分割プラン、１０２，１０４，１０
６．．．ガード区間、１０８，１１０，１１２，１１
４．．．通信ビーム、２００，６００．．．周波数再使
用パターン、２０２，２０４，２０６，２０８，２１
０，２１２，２１４，２１６，２２０，２２２〜２３
２，２３４，２３６〜２４６，６０２，６０４，６０
６，６０８，６１０，６１２，６１４，６１６，６１
８，６２０，６２２，６２４，６２６．．．セル、３０
２、３０４、３０６、３０８．．．基本通信ビーム、４
０２、４０４、４０６、４０８．．．偏移通信ビーム。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ドナルド・シー・ウィルコクソンアメリカ合衆国カリフォルニア州90278, レダンド・ビーチ，クラーク・レーン 1803，ナンバーエイ (72)発明者オリヴァー・ダブリュー・ソーンダーズアメリカ合衆国カリフォルニア州90066, ロス・アンジェルス，メイアー・ストリート 3468

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】周波数再使用パターンにおいて干渉を低
減しスペクトル効率を高める方法であって、ａ．実質的に重複しない周波数帯に割り当てられるｎ個
の基本通信ビームを発生するステップであって、該基本
通信ビームが第１組の所定帯域幅全体に及ぶ、ステップ
と、ｂ．前記ｎ個の基本通信ビームから、直交周波数分離だ
け偏移したｎ個の偏移通信ビームを発生するステップで
あって、ｎ個の偏移通信ビームが第２組の所定帯域幅全
体に及ぶ、ステップと、ｃ．前記ｎ個の基本通信ビームを前記ｎ個の偏移通信ビ
ームと交互に配することによって、対象領域中の周波数
再使用パターンに前記ｎ個の基本通信ビームおよび前記
ｎ個の偏移通信ビームを投射するステップと、を含む方
法。
【請求項２】請求項１記載の方法において、前記ｎ個
の偏移通信ビームが、前記直交周波数分離だけ、周波数
が上方に偏移されている方法。
【請求項３】請求項１記載の方法において、前記ｎ個
の偏移通信ビームが、前記直交周波数分離だけ、周波数
が下方に偏移されている方法。
【請求項４】請求項１記載の方法において、整数ｉ，
ｊについて、ｎ＝（ｉ²＋ｉｊ＋ｊ²）である方法。
【請求項５】周波数再使用パターンにおいて干渉を低
減し周波数効率を高める衛星通信方法であって、ａ．衛星上に少なくとも１つの送信アンテナを備えるス
テップと、ｂ．実質的に重複しない周波数帯に割り当てられるｎ個
の基本通信ビームを発生するステップであって、該基本
通信ビームの各々が第１組の所定帯域幅全体に及ぶ、ス
テップと、ｃ．前記ｎ個の基本通信ビームから、直交周波数分離だ
け偏移したｎ個の偏移通信ビームを発生するステップで
あって、該ｎ個の偏移通信ビームの各々が第２組の所定
帯域幅全体に及ぶ、ステップと、ｄ．前記ｎ個の基本通信ビームを前記ｎ個の偏移通信ビ
ームと交互に配することによって、前記少なくとも１つ
の送信アンテナを用いて、対象領域に対して周波数再使
用パターンで前記ｎ個の基本通信ビームおよび前記ｎ個
の偏移通信ビームを投射するステップと、を含む方法。
【請求項６】請求項５記載の方法において、前記ｎ個
の偏移通信ビームは、前記直交周波数分離だけ、周波数
が上方に偏移されている方法。
【請求項７】請求項５記載の方法において、前記ｎ個
の偏移通信ビームは、前記直交周波数分離だけ、周波数
が下方に偏移されている方法。
【請求項８】請求項５記載の方法において、整数ｉ，
ｊについて、ｎ＝（ｉ²＋ｉｊ＋ｊ²）である方法。