JP2000512830A

JP2000512830A - Ｖｓａｔネットワーク内で地上局が伝送したパワーを制御するための方法および装置

Info

Publication number: JP2000512830A
Application number: JP10543104A
Authority: JP
Inventors: サード，ロバート・フレミングフレミング; チェック，ウイリアム・アラン; チスホルム，ジョセフ・エイ; グリンスマン，ブライアン・ジェームズ; キム，デビッド・ビイ; クロンツ，ロナルド・エル
Original assignee: ジーイー・キャピタル・スペースネット・サービシーズ・インコーポレーテッド
Priority date: 1997-04-09
Filing date: 1998-04-07
Publication date: 2000-09-26
Also published as: CN1223039A; WO1998045964A1; IL127336A; IL127336A0; EP0909487A1; BR9804823A; US6212360B1; CN1126291C

Abstract

(57)【要約】衛星を介して伝送された信号のパワーを調節することによりハブ地上局とＶＳＡＴ地上局との間の安定通信を提供する方法を示す。この方法では、ハブは衛星からのビーコン信号と前のアウトバウンド信号を受信する。次にハブは、ビーコン信号または前のアウトバウンド信号のいずれかに基づいて、衛星を介してハブからＶＳＡＴに伝送されたアウトバウンド信号のパワーを調節する。次にハブは、信号データとパラメータ・データとを含む現行アウトバウンド信号を衛星を介してＶＳＡＴに送信する。ＶＳＡＴは現行アウトバウンド信号を受信し、現行アウトバウンド信号に関連する信号特性の数を決定する。次にＶＳＡＴは、信号特性と、パラメータ・データと、１組の基準データとに基づいて、衛星を介してＶＳＡＴからハブに伝送されたインバウンド信号のパワーを調節する。

Description

【発明の詳細な説明】ＶＳＡＴネットワーク内で地上局が伝送したパワーを制御するための方法および装置発明の背景発明の分野本発明は、衛星通信の分野に関する。より具体的には、本発明は、１つのマスタ地上局と複数の遠隔地上局とを含む衛星通信ネットワークに関する。特に、本発明は、このようなネットワーク内で地上局が伝送した信号パワー・レベルの制御に関する。関連技術の説明第１図は、従来の超小型地球局（ＶＳＡＴ）衛星通信ネットワークを示している。ＶＳＡＴネットワークは、本明細書では「ハブ」１０と呼ぶ１つのマスタ地上局と、本明細書では「ＶＳＡＴ」２０と呼ぶ複数の遠隔地上局と、本明細書では「衛星」３０と呼ぶ１つの静止通信衛星トランスポンダとを含む。衛星３０を介して伝送信号４０を送信することにより、ハブ１０はＶＳＡＴ２０と通信し、ＶＳＡＴ２０はハブ１０と通信する。第２Ａ図〜第２Ｄ図は、第１図の従来のＶＳＡＴ衛星通信ネットワークの動作を示している。これらの図が示すように、ハブ１０とＶＳＡＴ２０との間の通信は、ハブ１０からＶＳＡＴ２０へのアウトバウンド伝送信号と、ＶＳＡＴ２０からハブ１０へのインバウンド伝送信号とを使用することによって実施される。第２Ａ図および第２Ｂ図は、ハブ１０からＶＳＡＴ２０へのアウトバウンド伝送信号を示している。第２Ａ図に示すように、アウトバウンド伝送信号はまず、ハブ１０から衛星３０に渡るアウトバウンド・アップリンク部分２１０を含む。第２Ｂ図が示すように、アウトバウンド伝送信号は、衛星３０からハブ１０およびすべてのＶＳＡＴ２０に渡るアウトバウンド・ダウンリンク部分２２０も含む。第２Ｃ図および第２Ｄ図は、ＶＳＡＴ２０からハブ１０へのインバウンド伝送信号を示している。第２Ｃ図に示すように、インバウンド伝送信号はまず、ＶＳＡＴ２０から衛星３０に渡るインバウンド・アップリンク部分２３０を含む。第２Ｄ図が示すように、インバウンド伝送信号は、衛星３０からハブ１０に渡るインバウンド・ダウンリンク部分２４０も含む。アウトバウンド伝送信号２１０および２２０は、ハブ１０から送信された連続信号である。対照的に、インバウンド伝送信号２３０および２４０は、様々なＶＳＡＴ２０の必要に応じて、バーストとして送信される。衛星トランスポンダ資源は、パワーおよび帯域幅単位で販売され、リースされる。ＶＳＡＴネットワーク・オペレータは、経済的な運用を達成するために両方の資源を注意深く制御しなければならない。符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）は、ＩＳ−９５ディジタル・セルラー電話規格の基礎を形成する多重アクセス技法であり、特に遠隔端末で小型アンテナを使用できることが重要である場合にＶＳＡＴネットワークで使用するために重要な利点をいくつか有する。ＣＤＭＡを使用し、広範囲に配置された最初のＶＳＡＴネットワークでは、カリフォルニア州マウンテンヴューのＥｑｕａｔｏｒｉａｌＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓＣｏｍｐａｎｙ（ＥＣＣ）が開発したＣ２００製品を使用していた。ネットワークの動作効率を最大限にするためにＣＤＭＡ技法を使用してチャネル上で多重化した信号の受信パワー・レベルを等化するために正確なパワー制御が必要なことは広く認識されている。Ｑｕａｌｃｏｍｍ，Ｉｎｃ．では、ＩＳ− ９５規格に基づいて開発したＣＤＭＡセルラー電話ネットワークで使用するために、いくつかのパワー制御技法を開発した。Ｑｕａｌｃｏｍｍの技法は、衛星中継なしに動作する地上局ネットワーク用に設計され、移動地上局マイクロ波伝播環境で発生する急速フェージングに対処するよう設計されている。ＥＣＣのＣ２００ネットワークの運用経験も、ＶＳＡＴ送信機の正確なパワー制御の必要性を示していた。Ｃ２００製品には、ＶＳＡＴのインバウンド（ＶＳＡＴからハブへの）伝送パワー・レベルの制御はハブにおけるオペレータの手動介入によって実施しなければならないという制限があった。Ｃ２００システムは主にＣバンド運用向けに設計されているので、降雨のために高周波数で発生する急速フェージングは、このシステムにとって重大な問題ではなかった。しかし、この製品に基づくＶＳＡＴネットワークでは、通常、機器の漸次変化または不慣れなオペレータによる無計画な調整を補正するためにネットワーク内でインバウンド・パワー・レベルを定期的に専門家が再バランシングすることが必要だった。ケーユーバンド以上の周波数で動作するＶＳＡＴネットワークの場合、降雨フェージングは重大な問題である。降雨フェージングは、大気中の水滴または氷晶によってハブ１０と衛星３０との間ならびにＶＳＡＴ２０と衛星３０との間で伝送信号４０が吸収されたり散乱した結果発生するものである。降雨フェージング中、数秒以内に減衰の変化が発生し、その結果、受信信号レベルの変化が発生する可能性がある。ケーユーバンド以上の周波数では、急速かつ自動的なアップリンク・パワー制御が非常に重要なものになる。アップリンク・パワー制御は、通常、アウトバウンド（ハブからＶＳＡＴへの）リンク上でのみ実施されており、ハブにおける機器の追加コストはあまり重要ではない。アウトバウンド・アップリンクに影響する降雨フェージング（ハブ１０と衛星３０との間の降雨フェージング）はネットワーク全体に影響するが、インバウンド・アップリンクでの降雨フェージング（ＶＳＡＴ２０と衛星３０との間の降雨フェージング）はＶＳＡＴ２０のみに影響する。標準的な慣行は、ほとんどの降雨フェージングを克服するために十分なインバウンド（ＶＳＡＴからハブへの）パワーでＶＳＡＴ２０を操作することであった。しかし、ケーユーバンド以上の周波数でのＣＤＭＡＶＳＡＴ動作の場合、インバウンド信号のアップリンク・パワー制御は不可欠なものになる。また、アップリンク・パワー制御は、降雨フェージングを克服するために必要な場合に高いパワー・レベルでＶＳＡＴ送信機を操作するだけで自分のトランスポンダ・パワー要件を制御し、その結果、それを低減できる能力をネットワーク・オペレータに提供することにより、ＴＤＭＡおよびその他の衛星アクセス動作モードにも恩恵をもたらすことができる。発明の概要本発明の一目的は、ＶＳＡＴネットワーク内のハブ地上局とＶＳＡＴ送信機の両方のパワー・レベルを精密かつ正確に制御するための方法および装置を提供することにある。本発明の他の目的は、ハブとＶＳＡＴとの間の衛星トランスポンダ中継の特定の効果を考慮に入れたパワー制御方法および装置を提供することにある。本発明のさらに他の目的は、地上局と衛星との間の大気減衰の変化に急速に対応するパワー制御メカニズムをＶＳＡＴネットワーク内のアウトバウンド・リンクとインバウンド・リンクの両方に提供することにある。本発明のさらに他の目的は、ＶＳＡＴネットワーク内のＶＳＡＴのインバウンド・パワー・レベル設定における長期クリープに対するチェックを含むパワー制御メカニズムを提供することにある。本発明のさらに他の目的は、そのリンク・パフォーマンスを設定点付近に維持するために個々のＶＳＡＴ送信機のパワー・レベルを調整しなければならないかどうか、ならびに調整しなければならない時期を決定する複数の独立手段を提供することにある。本発明のさらに他の目的は、様々なタイプのトラフィックの要件を考慮に入れるようにＶＳＡＴインバウンド・リンク・パフォーマンスの調整を容易にするＶＳＡＴパワー制御手段を提供することにある。本発明の一目的は、送信機のパワーの調整だけでこれを達成できないときにリンク・パフォーマンスの変更を実施するようにリンク・レートを変更できる能力を含むＶＳＡＴパワー制御技法を提供することにもある。本発明の追加の目的は、出力スペクトルを制御するためのＶＳＡＴ送信機の機能を考慮に入れたパワー制御技法を提供することにある。したがって、衛星を介して伝送された信号のパワーを調節することによりハブ地上局とＶＳＡＴ地上局との間の安定通信を行うための方法を提示する。この方法は、衛星から受信したビーコン信号と前のアウトバウンド信号のうちの１つに基づいて、衛星を介してハブからＶＳＡＴに伝送されたアウトバウンド信号のパワーを調節するステップと、アウトバウンド信号内の信号情報をハブからＶＳＡＴに送信するステップと、アウトバウンド信号および信号情報の特性に基づいて、衛星を介してＶＳＡＴからハブに伝送されたインバウンド信号のパワーを調節するステップとを含む。また、ハブ地上局から衛星へのアップリンク伝送においてパワーを調整するための方法も提示する。この方法は、ローカル受信機からアウトバウンド信号を受信してアウトバウンド信号パワー・レベルを決定するステップと、衛星ローカル受信機からビーコン信号を条件付きで受信してビーコン信号パワー・レベルを決定するステップと、ビーコン信号を受信したときに受信したビーコン信号パワー・レベルと公称ビーコン信号パワー・レベルとの第１の差を計算するステップと、ビーコン信号を受信しないときに受信したアウトバウンド信号パワー・レベルと公称アウトバウンド信号パワー・レベルとの第２の差を計算するステップと、ビーコン信号を受信した場合に第１の差に基づき、ビーコン信号を受信しない場合に第２の差に基づいて所望の量の減衰を計算するステップとを含む。また、ＶＳＡＴ地上局からハブ地上局へ送信されたインバウンド信号のパワーを調節するための方法も提供する。この方法は、ハブ地上局からＶＳＡＴ地上局へ送信されたアウトバウンド信号を受信し、アウトバウンド信号が信号データとパラメータ・データとを含むステップと、受信したアウトバウンド信号の信号特性を決定するステップと、パラメータ・データと、信号特性と、基準データとに基づいてインバウンド伝送信号を変更するステップとを含む。図面の簡単な説明本発明の上記その他の目的および利点は、添付図面に関連して以下に示す説明により容易に明らかになるだろう。第１図は、従来のＶＳＡＴ衛星通信ネットワークを示す。第２Ａ図〜第２Ｄ図は、第１図の従来のＶＳＡＴ衛星通信ネットワークの動作を示す。第３図は、本発明の好ましい実施形態により第１図に示すハブと衛星の詳細ブロック図である。第４図は、本発明の好ましい実施形態によるアウトバウンド伝送信号パワー・レベル設定におけるサンプリング間隔の操作を示す流れ図である。第５図は、本発明の好ましい実施形態によるＶＳＡＴインバウンド・アップリンク・パワー制御方法を示す流れ図である。好ましい実施形態の説明本発明では、最初にハブ１０から伝送されるアウトバウンド信号と最初にＶＳＡＴ２０から伝送されるインバウンド信号の両方のパワーを調節することが必要である。両方のパワー出力が継続的に調節されるので、ハブ１０は、そのパワー調節の正確さを増すためにＶＳＡＴ２０に迫加情報を提供する。本発明の好ましい実施形態の開示では、このような２通りのパワー調節方式について別々に述べるが、まずハブ１０でのパワー調節について述べ、次にＶＳＡＴ２０でのパワー調節について述べる。好ましい実施形態によれば、ケーユーバンド以上の周波数を使用するＶＳＡＴ衛星通信ネットワーク内のハブ１０は、３つの理由からアウトバウンド・アップリンク２１０のパワー・レベルを制御しなければならない。第１に、ＶＳＡＴ２０が適切に受信できるようにアウトバウンド信号の十分なレベルを維持するために、ハブから衛星への降雨減衰を克服しなければならない。第２に、衛星からＶＳＡＴへの降雨フェージングを決定する際にＶＳＡＴ２０がインバウンド・アップリンク・パワー制御のための基準として使用できるように、衛星３０が伝送したアウトバウンド信号の安定したＥ_b／Ｎ_oレベルを提供しなければならない。この場合、Ｅ_b／Ｎ_oはビット当たりの受信エネルギーと各復調器が受信した雑音密度との割合である。さらに、第３に、衛星オペレータからリースされたトランスポンダ出力パワー・レベルを超過しないようにしなければならない。第３図は、本発明の好ましい実施形態により第１図に示すハブ１０と衛星３０の詳細ブロック図である。第３図に示すように、ハブ１０は、ハブ変調器３０５と、アップコンバータ３１０と、ハイパワー増幅器３１５と、ビーコン・ダウンコンバータ３２０と、ビーコン受信機３２５と、信号ダウンコンバータ３３０と、第１〜第ｎのローカル受信機３３５、３４０、３４５と、ハブ・アンテナ３６０と、コンピュータ３７０と、第１〜第ｎのハブ復調器３８１、３８３、３８７とを含む。ハブ変調器３０５はハブ減衰器３７５をさらに含む。アンテナ３６０は低雑音増幅器３６５をさらに含む。好ましい実施形態には、システム内の各アウトバウンド信号ごとにハブ１０に少なくとも１つのローカル受信機が存在する。代替実施形態では、１対１の冗長ローカル受信機を使用し、システム内の各アウトバウンド信号ごとにハブ１０に２つのローカル受信機が設けられている。衛星３０は、ビーコン送信機３８０と、信号トランスポンダ３８５と、衛星アンテナ３９０とをさらに含む。ハブ変調器３０５は、アップコンバータ３１０によってケーユーバンドに変換され、ハイパワー増幅器３１５によって増幅されてから、アウトバウンド・アップリンク信号２１０としてハブ・アンテナ３６０によって無線周波信号として伝送される、アウトバウンド・アップリンク即時周波信号を生成する。衛星アンテナ３９０はアウトバウンド・アップリンク信号２１０を受信してそれを信号トランスポンダ３８５に送信し、信号トランスポンダはその信号の周波数変換と増幅を実行し、無線周波アウトバウンド・ダウンリンク信号２２０として伝送するためにそれを衛星アンテナ３９０に返送する。ハブ・アンテナ３６０はアウトバウンド・ダウンリンク信号２２０を受信してそれを低雑音増幅器３６５に送信し、低雑音増幅器はそのアウトバウンド・ダウンリンク信号を増幅し、それを信号ダウンコンバータ３３０に送信する。信号ダウンコンバータ３３０は、アウトバウンド・ダウンリンク信号を無線周波信号から、ローカル受信機３３５、３４０、３４５によって処理される中間周波信号に変換する。ビーコン信号３９５は、ビーコン送信機３８０によって生成され、衛星アンテナ３９０によって伝送される。ビーコン信号３９５は、ハブ・アンテナ３６０によって受信され、低雑音増幅器３６５によって増幅され、ビーコン・ダウンコンバータ３２０に送信される。ビーコン・ダウンコンバータは、ビーコン信号を無線周波信号から、ビーコン受信機３２５によって処理される中間周波信号に変換する。ただし、信号ダウンコンバータ３３０、ビーコン・ダウンコンバータ３２０，低雑音増幅器３６５、ビーコン送信機３８０が安定した利得を有し、したがって、パワー制御プロセスに重大なエラーをもたらさないことは重要なことである。ハブ１０は、一般に、アウトバウンド・パワー・レベルを制御するためにハブ変調器３０５に組み込まれたハブ減衰器３７５を使用する。ハブ変調器３０５は、通常、最大所望降雨フェージング補正の場合と少なくとも同程度減衰させて晴天条件で使用される。すなわち、動作パラメータが最高６ｄＢまでアウトバウンド・アップリンク・パワーを増加する能力を必要とする場合、ハブ変調器は少なくとも６ｄＢ減衰させて晴天条件で使用しなければならない。これは、晴天ではないときに出力パワーを６ｄＢまで増加させるために除去できる６ｄＢの減衰を見込んでいる。ハブ・アップリンク・パワー制御方法では、ハブから衛星への降雨フェージングを克服するためにアウトバウンド・アップリンク・パワーをどのように制御するかを決定するための１次入力として、衛星からハブへの降雨フェージングのビーコン受信機３２５からの測定値を使用する。ビーコン受信機３２５は、衛星３０上に位置するビーコン送信機３８５からの信号の受信信号強度の測定値を提供する。ビーコン信号３９５が経験する降雨フェージングとアウトバウンド・アップリンク信号２１０が経験する降雨フェージングとの関係は、２つの信号の相対周波数の非線形関数である。大気中の降雨による２つのケーユーバンドＲＦ信号の相対減衰度Ａ（ｄＢ単位で測定したもの）はおおよそ次式のようになる。式中、Ａ_Hは高周波数での減衰であり、Ａ_Lは低周波数での減衰であり、ｋは１．２５〜１．５の間の定数であり、ｆ_Hは２通りの周波数のうちの高い方であり、ｆ_Lは２通りの周波数のうちの低い方である。この関係については、ＣＣＩＲＸＩＩＩｔｈＰｌｅｎａｒｙＡｓｓｅｍｂｌｙ，Ｖｏｌ．Ｖ，Ｒｅｐｏｒｔ２３３−３，Ｇｅｎｅｖａ，１９７４に詳細に記載されている。好ましい実施形態のビーコン信号３９５が経験する減衰は、アウトバウンド・アップリンク信号２１０よりいくらか小さくなる。というのは、標準的なケーユーバンド静止通信衛星周波数計画の場合、アウトバウンド・アップリンク信号は、通常、周波数が高くなるからである。ビーコン信号３９５の周波数は、ケーユーバンド・システムの場合、１０．９５ＧＨｚ〜１２．７５ＧＨｚの範囲内であることが好ましく、アウトバウンド・アップリンク信号２１０の周波数は、１４〜１４．５ＧＨｚの範囲内であることが好ましい。したがって、２通りの周波数の割合の平方は、約１．２１から約１．７５まで大幅に変動する可能性がある。アウトバウンド・アップリンク減衰の量は、実際のビーコン信号周波数と、実際のアウトバウンド・アップリンク周波数と、ビーコン・フェージングとの関数として計算される。好ましい実施形態では、第１〜第ｎのローカル受信機３３５〜３４５のそれぞれが、ハブ１０で受信したアウトバウンド・ダウンリンク信号２２０のアウトバウンド・パワー・レベルを測定して報告する能力を有する。ローカル受信機３３５〜３４５によるアウトバウンド信号レベルの測定によって、２つの機能が得られる。１つは、降雨フェージングが発生したときにアウトバウンド・パワー制御の効果を監視できることであり、各ローカル受信機３３５〜３４５は、アップリンク・パワー制御が正しく機能している限り、ビーコン受信機３２５がビーコン信号３９５上で測定するのと同じフェージングをアウトバウンド・アップリンク信号２１０上で測定する（その瞬間の周波数差を無視する）。第２の機能は、ビーコン信号３９５が消えてしまう場合にビーコン受信機のビーコン測定に代わるものとして機能することである。ローカル受信機によるアウトバウンド・アップリンク信号２１０の測定が使用可能な唯一のハブ降雨フェージング測定である場合、必要なアップリンク・パワーの増加量は、全降雨フェージングがアップリンク降雨フェージングにダウンリンク降雨フェージングを加えたものと等しく、アウトバウンド・アップリンク周波数の方がアウトバウンド・ダウンリンク周波数より高いので、アップリンク降雨フェージングが上記の式（１）によって得られる量だけダウンリンク降雨フェージングより高くなることを認識することによって、概算することができる。この場合、全アウトバウンド降雨フェージングは次式によって示される。式中、Ｆ_Tはローカル受信機が測定した全フェージングであり、Ｆ_Dはアウトバウンド・ダウンリンク・フェージングの量であり、ｋは前に述べた定数であり、ｆ_OU はアウトバウンド・アップリンク周波数であり、ｆ_ODはアウトバウンド・ダウンリンクの周波数である。同様に、アップリンク・フェージングの関数としての全フェージングは同様に次式によって示される。式中、Ｆ_Uはアウトバウンド・アップリンク・フェージングの量であり、残りの変数は式（２）と同じである。したがって、全フェージングの関数としてのアップリンク・フェージングの量、すなわち、フェージングを克服するために必要なアップリンク・パワー・レベルの増加Ａ_Uは単に次式のようになる。式中、Ａ_Uは降雨フェージングを補正するために除去すべきアウトバウンド減衰の量である。ハブ１０がハブから衛星への降雨フェージングを克服するために必要な量以上にそのアウトバウンド・パワーを増加しないことは重要なことである。これは、ＶＳＡＴ２０が、それ自体のインバウンド・アップリンク・パワー制御方法への入力として受信アウトバウンド・ダウンリンクＥ_b／Ｎ_oレベルを使用するからである。そうではない場合、受信Ｅ_b／Ｎ_oが増加することをＶＳＡＴ２０が確認すると、ＶＳＡＴ２０はそれに応答してそれ自体のパワーを減少し、その結果、ハブ復調器３８１、３８３、３８７でインバウンド信号のブロック・エラー・レートが増加する。さらに、ハブ１０は、衛星オペレータからリースされたトランスポンダ出力パワー・レベルを達成するために必要なレベルより高いレベルで伝送してはならない。ハブから衛星への降雨フェージングは、インバウンド・ダウンリンク信号２４０ならびにアウトバウンド・アップリンク信号２１０に影響することになる。このため、ハブから衛星への降雨フェージングの状況では、インバウンド伝送パワー・レベルを増加する方が有利であると思われるだろう。しかし、インバウンド・ダウンリンク信号の限界は、通常、９ｄＢ以上であり、インバウンド・ダウンリンク信号２４０に対するハブから衛星への降雨フェージング効果を軽減する。このような点を考慮して、ハブ・アップリンク・パワー制御システムは、衛星３０によって伝送されるアウトバウンド・ダウンリンク信号がハブから衛星への降雨フェージング中に増加しないように設計されており、少量のフェージングは許容されるかまたは望ましい場合さえある。また、衛星２０から発生したダウンリンク・アウトバウンド信号２２０はハブから衛星への降雨フェージング中に１ｄＢ程度以上フェージングしないことも重要なことである。これもまた、ＶＳＡＴ２０が測定済みアウトバウンドＥ_b／Ｎ_o を使用して、それぞれのインバウンド・アップリンク・パワーを制御することによるものである。すべてのＶＳＡＴ２０は、アウトバウンド・ダウンリンク・フェージングを確認した場合、補正のためにそれぞれのインバウンド・パワー・レベルを上昇させることになる。これにより、衛星からＶＳＡＴへの降雨フェージングに対処するためにそれぞれの限界を低減することになる。さらに、インバウンド・パワーのスペクトル密度が上昇するが、この密度は、ＦＣＣ規則の第２５．２０９部のビーム幅要件を満足しないアンテナの場合にＦＣＣによって制限されている。このような２通りの考慮事項は、ハブ１０におけるアウトバウンド・パワー制御方法が、従来、ＶＳＡＴシステムに要求されていたものより優れた制御を維持する必要があることを意味する。衛星３０によって伝送されるダウンリンク・アウトバウンド信号２２０は、その公称晴天レベルから＋０、−１ｄＢの範囲内に維持しなければならない。これは、アップリンク・パワー制御式内のｋという係数を１．２５〜１．５の範囲からいくらか、たとえば、１．２に低減し、ビーコン受信機のビーコン・レベル測定値とローカル受信機のアウトバウンド・レベル測定値を頻繁にサンプリングし、ハブ変調器のパワー・レベルを頻繁に更新することによって、達成することができる。したがって、アウトバウンド信号のパワー・レベルは、アウトバウンド伝送信号パワー・レベル設定方法によって制御される。この方法は、晴天条件の場合の公称アウトバウンド・パワー・レベルＰ_nom、公称ビーコン受信機レベルＢＲ_nom 、公称ローカル受信機アウトバウンド・パワー・レベルＬＲ_nomを設定することから始まる。次にＰ_nomのレベルによって、ハブのＩＦ公称減衰器設定Ａ_nomが決定される。次にシステムは、１組の一定のサンプリング間隔ｔ_sampのそれぞれにおいてパワー・レベルを調整するが、この場合、ｔ_sampは好ましくは１〜１０秒の間に設定されるシステム・パラメータである。第４図は、本発明の好ましい実施形態によるアウトバウンド伝送信号パワー・レベル設定方法におけるサンプリング間隔の操作を示す流れ図である。第４図に示すように、ハブ１０は、ローカル受信機のアウトバウンド・パワー・レベルＬＲ_tをサンプリングし、指数平滑フィルタによってそれをフィルタリングし、フィルタリングしたローカル受信機のアウトバウンド・パワー・レベルＬＲ'_tを獲得することから始まる（ステップ４０５）。次に、ハブ１０は、それがビーコン受信機信号を受信しているかどうかを判定する（ステップ４１０）。ビーコン受信機信号を受信している場合、システムは、ビーコン受信機信号パワーＢＲ_tを計算し、指数平滑フィルタによってそれをフィルタリングし、フィルタリングしたビーコン受信機信号パワー・レベルＢＲ '_tを獲得する（ステップ４１５）。次に、ハブ１０は、現行サンプル・ビーコン受信機のフェーディング測定値と現行サンプル・ローカル受信機のフェーディング測定値とを比較する（ステップ４２０）。これは、ビーコン信号パワーのｄＢ単位の低下の現行測定値から、アウトバウンド・ダウンリンク信号パワーのｄＢ単位の低下の現行測定値を引いたものを計算するものである。この時点では、アウトバウンド・ダウンリンク信号とビーコン受信機信号との周波数差について補正し、周波数差を見込むことも必要である（ステップ４３０）。２つの値が１ｄＢ以上異なる場合、システムは、アラームを出して（ステップ４２５）、その問題に対してオペレータの注意を促す。このステップ後、ハブ１０は、公称ビーコン受信機レベルＢＲ_nomとフィルタリングしたビーコン受信機レベルＢＲ'_tとのビーコン受信機差ＢＲ_diff、すなわち、ＢＲ_diff＝ＢＲ_nom−ＢＲ'_tを計算する（ステップ４３５）。次に、システムは、ビーコン受信機差ＢＲ_diffの関数としてアウトバウンド・アップリンク信号２１０について所望の減衰Ａ_tを計算する（ステップ４４０）。しかし、ステップ４１０でシステムが、ビーコン受信機信号を受信していないと判定した場合、システムは公称ローカル受信機アウトバウンド・パワー・レベルＬＲ_nomとフィルタリングしたローカル受信機のアウトバウンド・パワー・レベルＬＲ'_tとのローカル受信機アウトバウンド・パワー差ＬＲ_diff、すなわち、ＬＲ_diff＝ＬＲ_nom−ＬＲ'_tを計算する（ステップ４４５）。この場合、システムは、ローカル受信機アウトバウンド・パワー差ＬＲ_diffの関数としてアウトバウンド・アップリンク信号２１０について所望の減衰Ａ_tを計算する（ステップ４５０）。どの経路を取ったかにかかわらず、次にハブ１０は、所望の減衰Ａ_t（しかし計算済み）がハブ・パワー制御減衰器用の許容減衰範囲内であるかどうかを判定する（ステップ４６０）。所望の減衰Ａ_tが許容範囲外である場合、ハブ１０はＡ_tに最も近い減衰限界にその減衰器を設定する（ステップ４６５）。最後に、ハブ１０は、所望のＡ_tと実際の減衰設定（ある場合）との間のエラーの値を同報通信する（ステップ４７０）。次にＶＳＡＴ２０は、それぞれのインバウンド・パワー制御方法でこのエラー値を使用する。ステップ４０５の指数平滑フィルタは以下の形式を有することが好ましい。ＬＲ’ｔ＝β^*ＬＲ_m＋（１−β）^*ＬＲ'_t-1 （５）式中、ＬＲ'_tはサンプルｔにおけるフィルタ出力であり、βは０〜１の間に設定可能なシステム・パラメータであり、ＬＲ_mは現行サンプル測定値であり、ＬＲ'_t-1 は前のサンプル・フィルタ出力である。ステップ４１５の指数平滑フィルタは以下の形式を有することが好ましい。ＢＲ'_t＝α^*ＢＲ_m＋（１−α）^*ＢＲ'_t-1 （６）式中、ＢＲ'_tはサンプルｔにおけるフィルタ出力であり、αは０〜１の間に設定可能なシステム・パラメータであり、ＢＲ_mは現行サンプル測定値であり、ＢＲ'_t-1 は同様に前のサンプル・フィルタ出力である。ステップ４４０の所望の減衰Ａ、は次式により計算されることが好ましい。Ａ_t＝Ａ_nom−［ＢＲ_diff ^*１.２^*（ｆ_OU／ｆ_OD）²］（７）式中、Ａ_tは、それが使用可能であればフィルタリングしたビーコン・レベル測定値を使用する伝送減衰設定であり、ｆ_OUはアウトバウンド・アップリンク周波数であり、ｆ_ODはビーコン・ダウンリンク周波数である。ステップ４５０の所望の減衰Ａ_tは次式により計算されることが好ましい。Ａ_t＝Ａ_nom−［ＬＲ_diff／（１＋０．８３^*（ｆ_OD／ｆ_OU）²）］（８）式中、ｆ_OUはアウトバウンド・アップリンク周波数であり、ｆ_ODはアウトバウンド・ダウンリンク周波数である。アウトバウンド・パワー・レベルを調節すると、次に、インバウンド・パワー・レベルを調節することが必要になる。ＶＳＡＴ２０は、アウトバウンド信号内にハブ１０によって提供された情報を使用して、これを効率よく行うことができる。効率の良いＣＤＭＡモードの動作の場合、ＶＳＡＴ２０は、ハブ１０が受信したそのインバウンドＥ_b／Ｎ_oをネットワーク内の他のＶＳＡＴ２０からの受信信号に対してバランスがとれた状態に保持するために、インバウンド・パワー制御方法を実施しなければならない。好ましいことに、すべてのＶＳＡＴ２０の受信インバウンドＥ_b／Ｎ_o（多重アクセス干渉すなわちＭＡＩがない場合）は、可能な限りターゲット値の近くに保持される。これは、ＶＳＡＴ２０用のインバウンド・ブロック・エラー・レートを公称動作範囲内に保持するために必要である。これは、一部のＶＳＡＴ２０は晴天条件中に伝送可能なパワーより大幅に低いパワー（６ｄＢ程度）を伝送するために必要になるが、他のＶＳＡＴは特に降雨フェージング中に伝送可能なすべてのパワーを伝送するために必要になることを意味している。ＴＤＭＡモード（非拡散）動作の場合、インバウンド・パワー制御はＣＤＭＡモード動作の場合ほど重要ではない。というのは、所与の時点に所与の周波数上で伝送を行うＶＳＡＴ２０は１つだけであり（衝突を無視する）、したがって、複数のＶＳＡＴ２０からの受信Ｅ_b／Ｎ_oレベルのバランスを取る必要がないからである。ＴＤＭＡモード・ネットワークで動作するＶＳＡＴ２０は、通常、良好なＥ_b／Ｎ_o限界を達成するために、それぞれの最大パワー・レベルまたはその付近で（すなわち、ＳＳＰＡの１ｄＢ圧縮点であるＰ１ｄＢまたはそれよりわずかに下で）伝送する。しかし、インバウンド・パワー制御は、（通常の帯域幅限定状況に対して）インバウンド・リンクがパワー限定である状況では、空間セグメント・コストを低減する機会を提供することができる。したがって、インバウンド・パワー制御は、ＴＤＭＡモードのＶＳＡＴネットワークでも実施されることが好ましい。第５図は、本発明の好ましい実施形態によるＶＳＡＴインバウンド・アップリンク・パワー制御方法を示す流れ図である。第５図に示すように、ＶＳＡＴ２０のコミッション中に公称インバウンド・レベルが最初に設定される。この公称インバウンド・パワー・レベルは、使用する実際のインバウンド・パワー・レベルを決定するための始点として使用される（ステップ５０５）。次にＶＳＡＴは、アウトバウンド受信Ｅ_b／Ｎ_oレベルの現行測定値とコミッション中に決定した基準Ｅ_b／Ｎ_oレベルとの差を計算し、それに応じて所望のインバウンド・パワー・レベルを調整する（ステップ５１０）。現行アウトバウンドＥ_b／Ｎ_oレベルが基準Ｅ_b／Ｎ_oレベルより低い場合、ＶＳＡＴ２０は、２通りの周波数でのフェーディングに関する式により（式１により）所望のインバウンド・パワー・レベルを増加しなければならない。現行アウトバウンドＥ_b／Ｎ_oレベルが基準Ｅ_b／Ｎ_oレベルより高い場合、ＶＳＡＴ２０は、２通りの周波数でのフェーディングに関する式により所望のインバウンド・パワー・レベルを減少しなければならない。次に、前に成功したインバウンド・バーストの測定済みインバウンド受信パワー・レベルのフィードバックがハブ１０から受信され、それに応じて所望のインバウンド・パワー・レベルが調整される（ステップ５１５）。ハブ復調器によるパワー・レベルの測定は、所望のインバウンド・パワー・レベルが所望のパワー・レベルより高いときに最も正確なものになるので、所望のインバウンド・パワー・レベルを低減しなければならないというハブ１０からのフィードバックは、直ちに実施されることが好ましい。しかし、所望のインバウンド・パワー・レベルを増加しなければならないというハブ１０からのフィードバックは、より遅いレートで実施されるようにフィルタリングされることが好ましい。ハブ１０は、衛星モデム・プロセッサにより、ＶＳＡＴ２０からの総合再伝送レートを追跡し、ハブ輻輳レベル指示信号を同報通信することになる（ステップ５２０）。また、ＶＳＡＴ２０は、それぞれの再伝送レートを決定することにより、それぞれの内部ＶＳＡＴ輻輳レベルを決定する（ステップ５２５）。同報通信ハブ輻輳レベル信号を受信すると、ＶＳＡＴ２０は、その内部ＶＳＡＴ輻輳レベルをハブ幅輳レベルと比較し（ステップ５３０）、このような２つの測定値ならびに両者の差に基づいて、それに応じてそのＶＳＡＴの所望のインバウンド・パワー・レベルを調整する。また、ＶＳＡＴ２０は、公称（晴天）アウトバウンド・パワー・レベルとの比較の際に、使用したアウトバウンド・パワー・レベルの変化を示すハブ１０からの指示を受信し、それに応じて所望のインバウンド・パワー・レベルを調整する（ステップ５３５）。したがって、ＶＳＡＴ２０は、公称（晴天）アウトバウンド・パワー・レベルの変化を示すハブ１０の指示に基づいて、必要であればパワー・レベルを訂正することができる。このように指示された変化を使用して、コミッション中に決定された基準アウトバウンドＥ_b／Ｎ_oレベルを調整し、ＶＳＡＴがアウトバウンド伝送信号用に適切な実際のアウトバウンドＥ_b／Ｎ_oレベルを決定できるようにする。また、ＶＳＡＴ２０は、アウトバウンド・アップリンク・パワー制御が範囲外であるかどうかに関するハブ１０からの指示を受信し、それに応じて所望のインバウンド・パワー・レベルを調整する（ステップ５４０）。アウトバウンド・アップリンク・パワー制御が範囲外であるとハブ１０が示す場合、ＶＳＡＴ２０は、アウトバウンドがフェーディングし、もう一度、周波数に応じて調整されたとハブが示す量だけ、所望のインバウンド・パワー・レベルを減少する。次にＶＳＡＴ２０は、インバウンド・データ・レートに動作モードによる変化があるかどうかを判定する（ステップ５４５）。そのような変化がある場合、それに応じてデータ・レートと信号パワー・レベルを調整する。次にＶＳＡＴは、インバウンド・トラフィック・タイプに変化があるかどうかを判定する（ステップ５５０）。たとえば、トラフィック・タイプはデータ・トラフィックから音声トラフィックに変化する可能性がある。トラフィック・タイプの何らかの変化により、それに対応してデータ・レートを変更する必要性と、それに関連して所望のパワー・レベルへの調整が発生することになる。次にＶＳＡＴ２０は、ステップ５４５と５５０の結果により、インバウンド伝送信号の所望のレベルが、そのＰ１ｄＢレベルを超過せずにＶＳＡＴ２０が伝送可能なレベル以上に上昇することになるかどうかを判定する（ステップ５５５）。そのように上昇する場合、ＶＳＡＴ２０は、インバウンド信号のデータ・レートを１／２に低減するよう動作し、ＣＤＭＡモードで動作している場合は拡散係数を２倍に増加してさらに３ｄＢのＥ_b／Ｎ_oを獲得するよう動作する（ステップ５６０）。このデータ・レートの低減は、ＶＳＡＴ衛星通信ネットワーク・システムの設計に応じて、限られた時間でのみ行うことができる。次にＶＳＡＴ２０は、所望のインバウンド・パワー・レベルと、ＶＳＡＴ２０が伝送可能な最大インバウンド・パワー・レベルとを比較する（ステップ５６５）。所望のインバウンド・パワー・レベルが所定の量以上、最大インバウンド・パワー・レベルを超過する場合、所望のインバウンド・パワー・レベルは最大パワー・レベルにリセットされる（ステップ５７０）。最後に、ＶＳＡＴ２０は、所望のインバウンド・パワー・レベルを実際のインバウンド・パワー・レベルとして使用して、衛星３０にインバウンド・アップリンク信号を伝送する（ステップ５７５）。本発明の好ましい実施形態のこのような個々のステップに関する詳細説明については、以下に示す。上記のステップ５０５に示すように、ＶＳＡＴ２０が伝送する公称インバウンド・パワー・レベルは、インストールまたはコミッション手続き中に最初に設定される。この手続き中にハブ１０は、持続波（ＣＷ）信号を伝送するようＶＳＡＴ２０に命令する。次にハブ１０は、そのパワー・レベルを最小値から、ＶＳＡＴソリッドステート・パワー増幅器（ＳＳＰＡ）が１ｄＢ圧縮状態になったとハブが判定するまで、すなわち、それがＰ１ｄＢレベルに達するまで、小刻みに増加するようＶＳＡＴ２０に命令する。Ｐ１ｄＢレベルとは、ＳＳＰＡの出力パワー・レベルが、線形動作モードにおけるＳＳＰＡの利得に基づく推定出力パワー・レベルより１デシベル下に下がる点である。このＰ１ｄＢレベルは、ＳＳＰＡが線形モードで動作することが分かっている点から１ｄＢ刻みでＳＳＰＡへの入力パワーを増加し、出力パワー・レベルが推定出力レベルより１デシベル下のレベルに達する点に留意することによって決定される。この最終出力レベルはＰ１ｄＢレベルと呼ばれる。ハブは、スペクトル分析器（またはその他の適当な受信機）を使用してインバウンド・キャリア・レベルを測定する。この測定プロセスが完了すると、ハブ１０は、どの公称インバウンド・パワー・レベルを使用するか、ならびにどのレベルでＳＳＰＡが圧縮状態になったかをＶＳＡＴ２０に通知する。このプロセスは、手作業または自動的に実行することができる。ハブ・アップリンク・パワー制御メカニズムの能力を上回るような克服すべき降雨フェージングをハブ１０が経験している場合、インバウンド・リンク・パワー調整プロセスを回避しなければならない。このような状況は、比較的短時間でなければならない。また、ＶＳＡＴ２０は、インバウンド・パワー調整プロセス中にそれが測定する受信ダウンリンク・アウトバウンドＥ_b／Ｎ_oレベルと同時にそのアウトバウンド・パワー・レベルを示すハブの指示を格納する（ステップ５３０）。このため、ＶＳＡＴ２０は、コミッション・プロセス中に進行中だった可能性のある衛星からＶＳＡＴへの降雨フェージングを補正できるようになる。ステップ５１０に示すように、ＶＳＡＴ２０は、アウトバウンドＥ_b／Ｎ_o値を受信し、アウトバウンド受信信号のＥ_b／Ｎ_o値の現行測定値とコミッション中に決定された基準Ｅ_b／Ｎ_o値とを比較する。次にＶＳＡＴ２０は、それに応じて所望のインバウンド・パワー・レベルを調整する。この手続きでは、受信アウトバウンドＥ_b／Ｎ_oレベルの変化がＶＳＡＴのＲＦモデム復調器回路によって測定され、直ちにしかも連続的に使用可能になる（ＶＳＡＴはダウンリンク・アウトバウンド信号にロックされているものと想定する）。ＶＳＡＴのＲＦモデムによるアウトバウンドＥ_b／Ｎ_oの測定値は、実際のＥ_b／Ｎ_oレベルに依存する正確さを有することになる。すなわち、実際のＥ_b／Ｎ_oが高くなればなるほど、その測定値はより正確なものになる。好ましい実施形態のアウトバウンドＥ_b／Ｎ_o測定値は、約１ＨｚのレートでＶＳＡＴのＲＦモデムによって更新される。このような測定値は、好ましくは１〜１０秒の範囲内（システム・パラメータとして設定された）である一定の間隔でサンプリングし（読み取り）、以下の形式を有する指数平滑フィルタによってフィルタリングされるのが好ましい。（Ｅ_b／Ｎ_o）'_t＝Ｋ^*（Ｅ_b／Ｎ_o）_m＋（１−Ｋ）^*（Ｅ_b／Ｎ_o）'_t-1（９）式中、（Ｅ_b／Ｎ_o）'_tはサンプルｔにおけるフィルタ出力であり、Ｋは０〜１の間で設定可能なシステム・パラメータであり、（Ｅ_b／Ｎ_o）_mは現行サンプル測定値であり、（Ｅ_b／Ｎ_o）'_t-1は前のサンプル・フィルタ出力である。ステップ５１５に示すように、ＶＳＡＴの受信インバウンド・パワー・レベルの変化は、ハブ復調器３０５によって測定され、ＶＳＡＴ２０からの成功したバースト伝送後にのみ使用可能になり、ハブ１０からＶＳＡＴ２０に戻る伝播遅延および遅延をハブが処理し、待ち行列化した後にのみＶＳＡＴ２０にとって使用可能になる。インバウンド・バースト・パワーのハブ復調器による測定値の正確さは、バースト中の実際のパワーと、干渉信号の数と、ＣＤＭＡを使用する場合の拡散比と、その他の要因との関数である。実際のインバウンド・バースト・パワーが高ければ高いほど、干渉信号の数が減少し、拡散比が大きくなり、ハブ復調器の測定値がより正確なものになる。インバウンド・バースト・パワーは、システム内の各ハブ復調器３０５によって測定しなければならない。ＩＦ信号分散メカニズムは、システム内の各ハブ復調器３０５に達するＩＦ信号レベルに小規模な差（±１ｄＢ）を持ち込む可能性がある。したがって、ＩＦ信号が与えられたときにすべてのハブ復調器３０５がその信号について同じパワー・レベルを測定するように、ハブ復調器３０５を較正するためのメカニズムが存在する。考えられるメカニズムの１つは、予約したタイム・スロットでローカル・テスト送信機から定期的にバーストを伝送し、そのバーストを受信可能なすべてのハブ復調器３０５を、そのバーストのパワー・レベルを測定して報告するように構成することである。また、システムはインバウンド・パワー・レベルを測定するので、かつこのパワー・レベルはハブから衛星への降雨フェージングの関数になるので、ハブ復調器によって測定したインバウンド・パワー・レベルは、この降雨フェージングによってもたらされるエラーを除去するように訂正する必要がある。インバウンド降雨フェージングの測定は、通常、ビーコン受信機３１０またはハブ・ローカル受信機ユニット３１５〜３２５によって行われる。インバウンド周波数とビーコン周波数またはアウトバウンド周波数との周波数差の補正は、前述のように実施することができる。各ハブ衛星モデム・プロセッサは、それによって管理される全ＶＳＡＴ全体と個々のＶＳＡＴ２０の両方についてインバウンド・パワーの推定値を管理することが好ましい。このような推定値は、各測定値およびすべての測定値に基づくものになる。指数平滑を使用して、その結果をフィルタリングすることが望ましい。ただし、個々のＶＳＡＴ２０とすべてのＶＳＡＴ全体に適切な平滑パラメータは互いに異なることに留意されたい。すなわち、個々のＶＳＡＴ２０用の測定値をフィルタリングする際に使用するものと、すべてのＶＳＡＴ２０をひとまとめにした場合のものという、２通りの平滑パラメータが関連する。受信した各パケットごとに、ハブ衛星モデム・プロセッサは、総合平滑パラメータを使用してインバウンド・パワー・レベルの総合推定値を更新し、個々のＶＳＡＴ２０のインバウンド・パワー・レベルをフィルタリングするための平滑パラメータを使用して関連するＶＳＡＴ２０のインバウンド・パワー・レベル推定値を更新する。ＶＳＡＴ２０の推定インバウンド・パワー・レベルが設定可能な量（約１ｄＢ）だけすべてのＶＳＡＴ２０の推定値より上昇するかまたは低下すると、ハブ衛星モデム・プロセッサは、設定可能な量だけそのパワー・レベルを減少または増加するようそれに命令するメッセージを関連するＶＳＡＴ２０に送信する。ハブ１０からのフィードバックが、ＶＳＡＴのパワー・レベルを増加しなければならないことを示している場合、より遅いレートでそれが実施されるようにフィルタリングしなければならない。適切かつ好ましいフィルタは以下の形式を有する。Ｐ'_t＝λ^*Ｐ_m＋（１−λ）^*Ｐ'_t-1 （１０）式中、Ｐ'_tは次に伝送すべきパワー・レベルであり、Ｐ_mは伝送すべき正しいパワーのフィルタリングしていない推定値であり、λはＴＢＤ定数であり（０＜λ ＜１．０）、Ｐ'_t-1は前のフィルタ出力である。ステップ５２０および５２５に示すように、インバウンド・リンクは、Ｅ_b／Ｎ_oが公称レベルになると想定して、ピーク・トラフィック条件中に何らかのブロック・エラー・レートを経験するように設計されている。Ｅ_b／Ｎ_oが低下する場合、ブロック・エラー・レートは増加する。インバウンド・バーストにエラーが発生する場合、ＶＳＡＴ２０はバーストまたはその一部分を再伝送しなければならない。ＶＳＡＴ２０は、それ自体の再伝送レートを非常にたやすく決定することができる。しかし、インバウンド・バーストには、衝突ならびに低信号レベルによるエラーが発生する可能性がある。したがって、ＶＳＡＴ２０は、２通りの再伝送統計データを保持しなければならない。すなわち、一方はランダム・アロハ（コンテンション）伝送用であり、もう一方は予約モード（非コンテンション）伝送用である。ハブは、コンテンション・レベル指示を伝送することになる。アロハ・モードにおいて、ＶＳＡＴ２０が頻繁に再伝送しなければならないときにコンテンション・レベルが存在することをハブ１０が示している場合、ＶＳＡＴ２０がそのパワーを増加するときのレートを低減しなければならない。予約スライス中またはハブ１０が非常に低レベルの輻輳を示しているときに送られるバーストのためにＶＳＡＴ２０が頻繁に再伝送しなければならない場合、ＶＳＡＴ２０がそのパワーを増加するときのレートを増加しなければならない。０．０と１．０との間の再伝送レート境界のアレイによって指定されるアロハ再伝送レート（ハブ衛星モデム・プロセッサが測定したもの）の帯域を指定するいくつか（通常は８通りであり、おそらく多くても１６通り）の異なる「輻輳レベル」が存在することになる。通常、このような境界はおおよそ等間隔になる。実際の再伝送レート測定は、ＶＳＡＴ２０とハブ衛星モデム・プロセッサの両方によって行わなければならない。好ましい実施形態のハブ衛星モデム・プロセッサは、総合再伝送レートのみを測定し、各ＶＳＡＴ２０用の個々の再伝送レートは測定しない。これは、ＶＳＡＴ２０がそれぞれの再伝送レートをハブ衛星モデム・プロセッサより正確に測定できるからである。再伝送レートを直接測定する代わりに、本発明の好ましい実施形態は、正常伝送当たりの伝送試行の平均数を測定する。次に、この実施形態は、（ＶＳＡＴ２０の測定値とハブ衛星モデム・プロセッサの測定値についてそれぞれ異なる設定可能なパラメータを使用する）指数平滑を使用して、一連の測定値をフィルタリングする。基本的に、ハブ衛星モデム・プロセッサは、再伝送レートのフィルタリング済み推定値があるレベルから次のレベルへの境界を越えるときに新しい輻輳レベルを宣言する同報通信メッセージをすべてのＶＳＡＴ２０に送信する。最新の輻輳レベル同報通信メッセージ以降の設定可能な最小間隔内にこのような同報通信が発生する場合、その同報通信は抑制しなければならない。また、たとえば、輻輳レベル２からレベル７へのジャンプを防止するために、最大輻輳レベルの変更も強要しなければならない。ステップ５３０に示すように、ＶＳＡＴ２０によるそれ自体の「輻輳レベル」の測定値は、ハブ衛星モデム・プロセッサによって同報通信される幅輳レベルと比較され、ＶＳＡＴアップリンク・パワー・レベルへの調整の基礎として機能する。最新の同報通信輻輳レベルとは異なる複数の輻輳レベルである帯域内にその再伝送レートが含まれるとＶＳＡＴ２０が推定すると、ＶＳＡＴ２０は、設定可能な量だけそのパワーを増加または減少しなければならない。このようなパワー調整の量は、通常、同報通信輻輳レベルの最隣接である輻輳レベルの中間にＶＳＡＴ再伝送レートを変更するために適切なものになるだろう。すなわち、総合再伝送レートからのＶＳＡＴ再伝送レートの変動を完全に補正することは必要ではなく、そのパワーを調整して、すべてのＶＳＡＴ２０の平均再伝送レートに近づけることだけが必要である。また、ＶＳＡＴ２０は、設定可能な量以上にそれぞれのパワー・レベルを調整する必要はなく、設定可能な時間間隔以上の頻度でそれぞれのパワー・レベルを調整する必要もない。ステップ５３０では、総合輻輳レベルについてはハブ衛星モデム・プロセッサが、また、それ自体の再伝送レートについてはＶＳＡＴが、ともに指数平滑を使用することが好ましい。実用的であれば、ＶＳＡＴパワー・レベルは、すべての再伝送用の初期試行のレベルより上に増加しなければならない。このようなパワー調整は、小規模な設定可能な量、おそらく、約０．５ｄＢにしなければならない。ステップ５３５に示すように、ハブ１０は、アウトバウンド・キャリアを定期的（かつ頻繁）に伝送するときの公称パワー・レベルを同報通信する。可用性の理由からまたはアウトバウンド・リンク・レートの変化により、公称ハブ・アウトバウンド・パワー・レベルを増加または減少する場合、これにより、ＶＳＡＴ２０は、アウトバウンドＥ_b／Ｎ_oの変化が降雨フェージングによるのかまたはハブ１０が伝送している公称レベルの変化によるのかを判定することができる。たとえば、ハブ・アウトバウンド・パワー・レベルを意図的に減少する場合、ＶＳＡＴ２０は、本来は降雨フェージングが進行中であることを示しそうなアウトバウンドＥ_b／Ｎ_oの低減を経験することになる。これにより、すべてのＶＳＡＴ２０は、それぞれのインバウンド・レベルを増加して、知覚した降雨フェージングを補正することになるだろう。しかし、ハブ１０がパワー・レベル設定を同報通信する場合、ＶＳＡＴは、そのＥ_b／Ｎ_oの変化が意図的なアウトバウンド・レベルの変化によるものであって、降雨フェージングによるものではないと判定することができる。ステップ５４０に示すように、ハブ１０がハブから衛星への降雨フェージングを経験すると、ハブ１０はそのパワー出力を増加して、降雨フェージングを補正することになる。降雨フェージングが非常に激しい場合、それを克服するために必要なパワー増加は、ハブ１０がそのパワーを増加する能力を上回る可能性がある。この場合、衛星３０とＶＳＡＴ２０との間に降雨フェージングが一切なくても、ＶＳＡＴ２０が受信したアウトバウンドＥ_b／Ｎ_oレベルは低下する。したがって、ハブは、衛星３０によって伝送されたダウンリンク・アウトバウンド信号パワーの推定低減量を示す指示を同報通信しなければならない。これにより、ＶＳＡＴ２０は、結果的な受信アウトバウンドＥ_b／Ｎ_oの低減がアウトバウンド・パワー制御エラーによるものであって、ＶＳＡＴ２０での降雨フェージングによるものではないと判定することができる。ステップ５４５〜５６０に示すように、ＶＳＡＴ２０がそのインバウンド・パワー・レベルを変更しなければならなくなるような動作モードの変化としては、インバウンド・データ・レートの変化と、インバウンド・トラフィック・タイプの変化という２通りが存在する。通常、ＶＳＡＴがそのデータ・レートを１／２または１／４に減少するか、あるいは２倍または４倍に増加する場合、ＶＳＡＴはそのパワー・レベルを１／３にまたは６ｄＢだけ減少するかあるいは３倍または６ｄＢだけ増加しなければならない。しかし、ＣＤＭＡモードでは、（たとえば）衛星からＶＳＡＴへの激しい降雨フェージング中に、ＶＳＡＴはそのインバウンド・データ・レートを１／２に低減することができるのに対し、その拡散係数を２だけ増加し、そのインバウンド・パワー・レベルを同じレベルに維持してその伝送Ｅ_b／Ｎ_oにおける３ｄＢの増加を実施し、また、その信号の処理利得を２だけ増加し、一定のインバウンド帯域幅を維持することもできるだろう。好ましい実施形態では、これは、伝送Ｅ_b／Ｎ_oにおける６ｄＢというＥ_b／Ｎ_oの最大増加と、４という信号処理利得の最大増加のために、２回行うことができる。受信インバウンドＥ_b／Ｎ_o動作設定点に対応するインバウンド・ブロック・エラー・レートは、ルーチン・データ・トラフィックには容認できるが、音声トラフィックには容認できないレベルにすることができるが、通常、これは有用な通信のために再伝送のない低ブロック・エラー・レートを必要とする。主にデータ・トラフィックを伝達し、時折音声トラフィックを伝達するネットワークでは、データ・トラフィック用のインバウンド・データ・レートは３２、６４、１２８ｋｂｐｓ（公称）にすることができる。しかし、音声トラフィックのみの場合、１６ｋｂｐｓで十分であろう。このため、音声タイプ・トラフィックを処理するＶＳＡＴ２０用のデータ・レートを１／２または１／４に低減することが可能になる。ＶＳＡＴインバウンド・チャネルがＣＤＭＡモードで動作している場合、ＶＳＡＴ２０は、チッピング・レートとそのインバウンド信号の帯域幅を同じ規模に維持するために、反比例的にその拡散係数を増加することができる。インバウンド・パワー・レベルが同じレベルのままになる場合、データ・レートを低減したＶＳＡＴ２０のＥ_b／Ｎ_oは次式に応じて増加する。式中、Ｒ_Dはデータ・トラフィックＶＳＡＴ２０のインバウンド・データ・レートであり、Ｒ_Vは音声トラフィックＶＳＡＴ２０のインバウンド・データ・レートである。ステップ５６５および５７０に示すように、ＶＳＡＴシステムは最大許容インバウンド・パワー・レベルを有する。この最大レベルは、インストールおよびコミッション中にハブ１０によって測定され、ＶＳＡＴ２０によって記録される。それを超過する場合、ＶＳＡＴインバウンド・スペクトルは、容認できないサイドローブを示し始める。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＢＲ，ＣＮ，ＩＬ，ＪＰ (72)発明者チェック，ウイリアム・アランアメリカ合衆国・22066・ヴァージニア州・グレートフォールズ・エルムビュープレイス・11104 (72)発明者チスホルム，ジョセフ・エイアメリカ合衆国・20112・ヴァージニア州・マナサス・ランドビュードライブ・ 12703 (72)発明者グリンスマン，ブライアン・ジェームズアメリカ合衆国・20171・ヴァージニア州・ハーンドン・レディバンクレーン・ 13119 (72)発明者キム，デビッド・ビイアメリカ合衆国・22066・ヴァージニア州・グレイトフォールズ・ローカストヒルドライブ・9700 (72)発明者クロンツ，ロナルド・エルアメリカ合衆国・22033・ヴァージニア州・フェアファクス・アレグザンダーコーネルドライブ・12413

Claims

【特許請求の範囲】１．衛星を介して伝送された信号のパワーを調節することによりハブ地上局とＶＳＡＴ地上局との間の安定な通信を行う方法において、衛星からハブで受信したビーコン信号と衛星からハブで受信した前のアウトバウンド信号のうちの１つに基づいて、衛星を介してハブからＶＳＡＴに伝送されたアウトバウンド信号のパワーを調節するステップと、アウトバウンド信号内の信号情報をハブからＶＳＡＴに送信するステップと、アウトバウンド信号および信号情報の特性に基づいて、衛星を介してＶＳＡＴからハブに伝送されたインバウンド信号のパワーを調節するステップとを含む方法。２．ハブ地上局から衛星へのアップリンク伝送においてパワーを調整する方法において、ローカル受信機からアウトバウンド信号を受信してアウトバウンド信号パワー・レベルを決定するステップと、衛星ローカル受信機からビーコン信号を条件付きで受信してビーコン信号パワー・レベルを決定するステップと、ビーコン信号を受信したときに受信したビーコン信号パワー・レベルと公称ビーコン信号パワー・レベルとの第１の差を計算するステップと、ビーコン信号を受信しないときに受信したアウトバウンド信号パワー・レベルと公称アウトバウンド信号パワー・レベルとの第２の差を計算するステップと、ビーコン信号を受信した場合に第１の差に基づき、ビーコン信号を受信しない場合に第２の差に基づいて所望の量の減衰を計算するステップとを含む方法。３．受信したビーコン信号パワー・レベルと受信したアウトバウンド信号パワー・レベルとの絶対的な差が所定の量より大きいかどうかを判定するステップと、受信したビーコン信号パワー・レベルと受信したアウトバウンド信号パワー・レベルとの差が所定の量より大きいときにアラームを鳴らすステップとをさらに含む請求項２に記載のアップリンク伝送においてパワーを調整するための方法。４．所望の量の減衰が許容減衰量の範囲内であるかどうかを判定するステップと、所望の量の減衰が許容減衰量の範囲外である場合に許容減衰量の範囲内の値によって実際の減衰量を設定するステップとをさらに含む請求項２に記載のアップリンク伝送においてパワーを調整するための方法。５．ＶＳＡＴ地上局からハブ地上局へ送信されたインバウンド信号のパワーを調節する方法において、ハブ地上局からＶＳＡＴ地上局へ送信された、信号データとパラメータ・データとを含むアウトバウンド信号を受信するステップと、受信したアウトバウンド信号の信号特性を決定するステップと、パラメータ・データと、信号特性と、基準データとに基づいてインバウンド伝送信号を変更するステップとを含む方法。６．信号特性がアウトバウンド信号の場合のビット当たりの受信エネルギーと雑音密度との割合を含み、基準データがビット当たりの受信エネルギーと雑音密度との基準割合を含み、インバウンド伝送信号を変更するステップが、アウトバウンド信号の場合のビット当たりの受信エネルギーと雑音密度との割合と、ビット当たりの受信エネルギーと雑音密度との基準割合との比較に基づいて機能する請求項５に記載のインバウンド信号のパワーを調節する方法。７．アウトバウンド信号の場合のビット当たりの受信エネルギーと雑音密度との割合が、アウトバウンド信号をサンプリングしてフィルタリングすることによって決定される請求項６に記載のインバウンド信号のパワーを調節する方法。８．フィルタリングが以下の形式を有する指数平滑フィルタであり、（Ｅ_b／Ｎ_o）'_t＝Ｋ^*（Ｅ_b／Ｎ_o）_m＋（１−Ｋ）^*（Ｅ_b／Ｎ_o）'_t-1 式中、（Ｅ_b／Ｎ_o）'_tはサンプル時間ｔにおけるフィルタ・出力であり、Ｋは０〜１の間に設定されるシステム・パラメータであり、（Ｅ_b／Ｎ_o）_mは現行サンプル測定値であり、（Ｅ_b／Ｎ_o）'_t-1はサンプル時間（ｔ−１）における前のフィルタ出力である請求項７に記載のインバウンド信号のパワーを調節する方法。９．インバウンド伝送信号を変更するステップが、それがインバウンド信号のパワー・レベルを低下させた場合に実質的に直ちに機能し、インバウンド伝送信号を変更するステップが、それがインバウンド信号のパワー・レベルを増加させた場合に遅延に応じて機能する請求項７に記載のインバウンド信号のパワーを調節する方法。１０．遅延が以下の形式を有するフィルタの使用によって発生し、Ｐ'_t＝λ^*Ｐ_m＋（１−λ）^*Ｐ'_t-1 式中、Ｐ'_tは次に伝送すべきパワー・レベルであり、Ｐ_mは伝送すべき正しいパワーのフィルタリングしていない推定値であり、λは設定可能なパラメータであり（０＜λ＿＜１．０）、Ｐ'_t-1は前のフィルタ出力である請求項９に記載のインバウンド信号のパワーを調節する方法。１１．パラメータ・データが、前のインバウンド信号の前のインバウンド・パワー・レベルに関する情報を含む請求項５に記載のインバウンド信号のパワーを調節する方法。１２．パラメータ・データがハブ輻輳情報を含み、内部ＶＳＡＴ輻輳情報を決定するステップと、内部ＶＳＡＴ輻輳情報とハブ輻輳情報とに基づいてインバウンド伝送信号を変更するステップとをさらに含む請求項５に記載のインバウンド信号のパワーを調節する方法。１３．インバウンド伝送信号を変更するステップが、ハブ輻輳情報と内部ＶＳＡＴ幅輳情報とを比較することによって計算された総合輻輳情報を使用する請求項１２に記載のインバウンド信号のパワーを調節する方法。１４．インバウンド伝送信号を変更するステップが、指数平滑を使用する請求項１３に記載のインバウンド信号のパワーを調節する方法。１５．パラメータ・データが実際のアウトバウンド・パワー・レベルに関する情報を含む請求項５に記載のインバウンド信号のパワーを調節する方法。１６．パラメータ・データが、アウトバウンド信号のパワーの推定低減度に関する情報を含む請求項５に記載のインバウンド信号のパワーを調節する方法。１７．パラメータ・データが、モード変化またはトラフィック・タイプの変化がインバウンド信号またはアウトバウンド信号に必要かどうかに関する情報を含む請求項５に記載のインバウンド信号のパワーを調節する方法。１８．モード変化またはトラフィック・タイプの変化がインバウンド信号またはアウトバウンド信号に必要かどうかに関する情報に応答して、インバウンド信号用のデータ・レートおよび拡散係数を変更するステップをさらに含む請求項１７に記載のインバウンド信号のパワーを調節する方法。１９．所望のインバウンド信号パワーが最大許容インバウンド信号パワーより大きいかどうかを判定するステップと、所望のインバウンド信号パワーが最大許容インバウンド信号パワーより大きいと判定ステップが判定した場合に、実際のインバウンド信号パワーを最大許容インバウンド信号パワーに等しく設定するステップとをさらに含む請求項５に記載のインバウンド信号のパワーを調節する方法。