JP2001156695A - 処理衛星システム用端末間送信技術 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アップリンクおよびダウンリンク間におい
て、非常に効率的で、多様性があり、しかも高精度の調
整を可能とする処理衛星システム用端末間送信技術を提
供する。 【解決手段】 処理衛星のアップリンク送信およびダウ
ンリンク送信の調整を行なうために、地上端末４００に
おける可調節ＩＦ増幅器４１７を組み込んだ、アップリ
ンク・エンコーダ４１８およびアップリンク変調器４２
０を用いる。衛星１００において検出されたデータ・ト
ラフィック送信エラーに関する情報を、セル形成部１５
７によってＡＴＭトラフィック報告セルに形成する。ト
ラフィック報告セルは、ダウンリンク上で地上端末に送
られる。トラフィック報告セルを用いて、エラーが検出
された個々のチャネルおよびスロットに対し、ＩＦ増幅
器の電力レベルを調節する。また、衛星１００は、衛星
における同期バースト信号の到達時刻を検出し、バース
ト信号の受信エネルギを推定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、処理通信衛星シス
テムに関し、更に特定すれば、かかるシステムのアップ
リンクおよびダウンリンク間の調整（ｃｏｏｒｄｉｎａ
ｔｉｏｎ）に関する。

【０００２】

【従来の技術】マルチビーム処理衛星システムは、その
アップリンクおよびダウンリンク双方を含む送信システ
ムに対して、総合的かつ一貫性のある手法を必要とす
る。アップリンクおよびダウンリンク送信システムは衛
星上での処理によって（復調、デコーディング、および
スイッチングによって）切り離されるので、これら２つ
部分は別個に定義することができる。しかしながら、最
適な性能を得るためには、アップリンクおよびダウンリ
ンクは、ダウンリンク送信にしたがってアップリンク送
信を変更するように接続または調整しなければならな
い。

【０００３】アップリンク送信システムの定義は、空
間、偏波、スペクトル、および時間的属性に関係する全
ての観点を含む必要があり、特に多くのユーザがアップ
リンクを同時に利用できるようにする多元接続方法を含
む必要がある。加えて、送信データを編成する方法に関
連するエラー制御およびプロトコルの観点を含む、種々
のデータ処理問題も定義しなければならない。

【０００４】ダウンリンク送信システムの定義は、空
間、偏波、スペクトル、および時間的属性に関係する全
ての観点を含む必要があり、特に、多くのユーザが同時
にダウンリンクによるサービスを受けられるようにする
多重化方法を含む必要がある。加えて、送信データ単位
を編成する方法に関連するエラー制御およびプロトコル
の観点を含む、種々のデータ処理問題も定義しなければ
ならない。

【０００５】アップリンクおよびダウンリンク間の調整
は、アップリンク送信システムの定義およびダウンリン
ク送信システムの定義双方で一貫性がなければならな
い。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、アッ
プリンクおよびダウンリンク間において、非常に効率的
で、多様性があり、しかも高精度の調整を可能とする処
理衛星システム用端末間送信技術を提供することであ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の第１実施形態
は、アップリンク・ビーム上で地上端末から衛星にアッ
プリンク・データ・セルを送信するアップリンクと、ダ
ウンリンク・ビーム上で衛星から地上端末にダウンリン
ク・データ・セルを送信するダウンリンクとを備える処
理衛星通信システムにおいて用いられる。第１実施形態
は、アップリンク・データ・セルの送信を制御するため
に用いることができる。かかる環境では、好ましくはエ
ンコーダによって、アップリンク・データ・セルをエラ
ー訂正コードと共に集合（グループ）化する。また、ア
ップリンク・データ・セルを構成するアップリンク・フ
レーム内部にある所定のアップリンク・タイム・スロッ
ト内に、アップリンク・データ・セルを配置する。アッ
プリンク・フレームを所定の変調形態によって変調し、
変調したアップリンク・フレームを、アップリンク・ビ
ーム上において衛星に送信するのに適した複数のアップ
リンク・チャネル内に置くことを可能にする。アプリン
ク・チャネルは複数のアップリンク・タイム・スロット
から成り、変調は変調器で行なうことが好ましい。アッ
プリンク・ビームを衛星に送信可能な電力レベルは、好
ましくは、調節可能な増幅器を用いることによって、調
節可能とする。好ましくは、衛星に配置された復調器に
よって、チャネルを復調アップリンク・フレームに復調
される。好ましくは衛星に配置された復調器によって、
エラー訂正コードをデコードし、訂正コード内における
エラーを検出し、前記訂正コード内のエラーの少なくと
もエラー推定を行なう。エラー推定に応答して、報告セ
ルを形成する。報告セルは、エラー情報、宛先を特定す
るアドレスおよび報告セルがエラー情報を含むことを示
す識別子を含む。報告セルの形成は、好ましくは、衛星
内に配置されたセル形成部を用いて行なう。好ましくは
衛星内に配置されたフレーム・オーガナイザによって、
ダウンリンク・ビーム上での送信のために、報告セルを
構成するダウンリンク・フレームを発生する。好ましく
は、地上端末の１つに配置されたダウンリンク・ビーム
に応答してプロセッサによって、ダウンリンク・フレー
ムからの報告セルをアンパックし、報告セル内のエラー
情報に基づいて電力レベルを調節する。

【０００８】また、本発明の第２実施形態も、アップリ
ンク・ビーム上で地上端末から衛星にアップリンク・デ
ータ・セルを送信するアップリンクと、ダウンリンク・
ビーム上で衛星から地上端末にダウンリンク・データ・
セルを送信するダウンリンクとを備える処理衛星通信シ
ステムにおいて用いられる。更に、第２実施形態も、ア
ップリンク・データ・セルの送信を制御するために用い
ることができる。かかる環境では、好ましくは地上端末
に配置されたアップリンク・フレーム・オーガナイザに
よって、アップリンク・データ・セルを構成するアップ
リンク・フレーム内にある所定のタイム・スロットにバ
ースト信号を配置する、即ち、位置設定する。

【０００９】アップリンク・フレームを所定の調節可能
な時点に地上端末から発射し、アップリンク・ビーム上
における衛星への送信に適した複数のアップリンク・チ
ャネル内にアップリンク・フレームを置く。アップリン
ク・チャネルは、複数のタイム・スロットから成る。発
射を行なうには、好ましくは、地上端末に配置されたア
ップリンク・ユニットを用いる。アップリンク・ビーム
を衛星に送信する電力レベルは、好ましくは地上端末に
配置された調節可能な増幅器を用いることによって、調
節可能とする。好ましくは衛星に配置された復調器によ
って、チャネルを復調アップリンク・フレームに復調す
る。好ましくはアップリンク・ビームに応答し衛星に配
置されたアップリンク・プロセッサによって、少なくと
もバースト信号の受信エネルギまたはバースト信号の衛
星への到達時刻の推定を行なう。衛星におけるバースト
信号の受信エネルギの推定値またはバースト信号の到達
時刻に応答して、好ましくは衛星に配置されたセル形成
部によって、報告情報を構成する報告セル、宛先を識別
するアドレス、および報告セルが報告情報を含むことを
示す識別子を発生する。好ましくは衛星に配置されたダ
ウンリンク・フレーム・オーガナイザによって、ダウン
リンク・ビーム上での送信のために、報告セルを構成す
るダウンリンク・フレームを発生する。報告セルをダウ
ンリンク・フレームからアンパックし、バースト信号の
受信エネルギの推定値に応答して報告セル内の報告情報
に基づいて電力レベルを調節するか、あるいは衛星にお
けるバースト信号の到達時刻に応答して、報告セル内の
報告情報に基づいて調節可能な時刻を調節する。アンパ
ッキングおよび調節は、好ましくは、ダウンリンク・ビ
ームに応答して地上端末に配置されたダウンリンク・プ
ロセッサによって行なう。

【００１０】要約すれば、本発明の好適な実施形態は、
アップリンクおよびダウンリンク間において、非常に効
率的で、多様性があり、しかも高精度の調整を行なう。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１を参照すると、本発明の好適
な形態は、地球軌道上にある、衛星１００のような１つ
以上の衛星を含む。衛星１００は、セル・スイッチング
機能を実行するプロセッサ１０２を内蔵する。プロセッ
サのコントローラ１１４は、地上設置ネットワーク処理
局（ネットワーク・オペレーションズ・センター：ＮＯ
Ｃ）３００のような、１箇所以上のＮＯＣから受信した
コマンドに基づいて、セル・スイッチ１０４を構成す
る。ＮＯＣ３００は、ＡＴＭスイッチ管理機能性を備
え、呼受付制御（コール・アドミッション・コントロー
ル：ｃａｌｌ ａｄｍｉｓｓｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ）
およびＡＴＭスイッチ仮想回路を確立するために必要
な、ユーザ地上端末（ＵＥＴ）４００のような１箇所以
上のＵＥＴとのシグナリングを含む。

【００１２】衛星１００のペイロードは、多数の衛星を
制御可能なＮＯＣ３００によって制御される。ＡＴＭセ
ルは、システムを通じて、発信元ＵＥＴ４００から宛先
ＵＥＴ（図示せず）に、ユーザ・データを送信する。こ
れは、一次システム・フローであり、ＵＥＴ４００内部
のＡＡＬ／ＡＴＭコンポーネント４０２から始まり、Ｕ
ＥＴのＲＦインターフェース４０４およびアンテナ４０
６を通過し、衛星ペイロードのアップリンク・アンテナ
１０６およびＲＦインターフェース１０８を通過し、プ
ロセッサ１０２によって切り替えられ、ペイロードのダ
ウンリンクＲＦインターフェース１１０およびアンテナ
１１２を通過し、最終的に宛先ＵＥＴのアンテナおよび
ＲＴインターフェースを通過し、宛先ＵＥＴのＡＴＭ／
ＡＡＬコンポーネント（図示せず）に到達する。

【００１３】ユーザ・データは、「外部ユーザ・デー
タ」フローに沿って、システムおよびユーザ・デバイス
４０８間で転送される。このデータ・フローは、業界標
準に基づきながらも当該ユーザ・デバイスに一意のフォ
ーマットとなっており、ユーザ・デバイス・インターフ
ェース４１０によってＵＥＴ内部フォーマット（例え
ば、ＰＣＩバス）に変換され、ＡＴＭ／ＡＡＬコンポー
ネント４０２に転送され、ここでＡＴＭセル・フローに
入る。ユーザ・データの転送に加えて、ＡＴＭセルは、
シグナリングの伝達（トランスポート）にも用いられ
る。このデータ・フローは、ＮＯＣ３００、ペイロード
・プロセッサ１０２およびＵＥＴ４００内に位置するコ
ントローラ間のメッセージのシグナリングを含む。ＡＴ
Ｍセルは、このストリームにおいて、２つの理由のため
に用いられる。第１に、衛星ペイロードのコントローラ
は、単に正しいアドレスを有するＡＴＭセルをセル・ス
イッチ１０４に送ることにより、あらゆるＵＥＴおよび
ＮＯＣともメッセージを交換することができる。したが
って、コントローラ−スイッチ・インターフェースは、
他のあらゆるスイッチ・ポートとまさしく同様となる。
第２に、ＵＥＴおよびＮＯＣ内の多重（多元）アクセス
方式は、既にＡＴＭセルの送信サブシステムへの挿入に
対処し、ユーザ・データを搬送しているはずである。こ
のデータ・ストリームにシグナリング・メッセージを挿
入する場合、同じＡＴＭセル・フォーマットを用いるこ
とによって、一層簡単に行なうことができる。

【００１４】制御および管理信号は、各コンポーネント
内部に供給される。ＵＥＴ４００内にある端末制御ユニ
ット４１２は、ＲＦインターフェース４０４に、例え
ば、特定の周波数に同調するように通知しなければなら
ない。ペイロード・コントローラ１１４は、復調器から
トラフィックの統計を収集しなければならない。ＮＯＣ
のＴＴ＆Ｃ３０１内においてテレメトリ・データを収集
し、衛星１００に転送する。ペイロード・コントローラ
１１４は、仮想回路のルーティングを行なうように、ス
イッチ１０４を構成しなければならない。タイミングお
よび周波数信号は、多くのペイロード・コンポーネント
等に受け渡さなければならない。

【００１５】ＵＥＴ４００は、ユーザ・デバイスをネッ
トワークに接続する機能を備えている。「ユーザ・デバ
イス」という用語は、ＰＣ、電話機、セット・トップ・
ボックス（ｓｅｔ−ｔｏｐ ｂｏｘ）、ＡＴＭスイッ
チ、ＩＰルータ、ＵＮＩＸ（登録商標）ワークステーシ
ョン等を含む、業界標準インターフェースに準拠したあ
らゆる通信機器を意味するものとする。

【００１６】ユーザ・デバイスは、ＡＴＭスイッチ仮想
回路（ＶＣ）の使用により、他のＵＥＴに取り付けられ
ている他のユーザ・デバイスと通信を行なう。個々のＶ
Ｃは、ＮＯＣ３００およびＵＥＴ４００間で交換される
シグナリング・メッセージを通じて、確立および維持さ
れる。単一のＵＥＴが多数のＶＣおよびユーザ・デバイ
スに対応（をサポート）することができる。

【００１７】ユーザ・デバイス４０８は、ＡＴＭプロト
コルに対応しても、しなくてもよい。非ＡＴＭユーザ・
デバイスでは、ＵＥＴ４００は、ユーザ・データ・スト
リームをＡＴＭセルに封入し、ネットワークを通じて送
信する。すると、宛先ＵＥＴは、ユーザ・データ・スト
リームを復元し、宛先ユーザ・デバイスに渡す。

【００１８】ユーザ・デバイス４０８は、様々な現行の
消費者電子機器を代表し、パーソナル・コンピュータ、
セット・トップ・ボックス、対話型ゲーム・プレーヤ、
およびウェブＴＶデバイスを含む。これらのデバイス
は、業界標準のインターフェース、即ち、ＲＪ−１１電
話ジャックを含む「ポート」、ＥＩＳＡ、ＰＣＩおよび
ＳＣＳＩのようなＰＣバス、イーサネット（登録商標）
およびＩＥＥＥ８０２．３のようなＬＡＮネットワー
ク、ならびにビデオおよびオーディオ・ポートを介し
て、ネットワーク・インターフェース・ユニット（ＮＩ
Ｕ）４１４とインターフェースする。

【００１９】ＮＩＵ４１４の外部インターフェース・コ
ンポーネントは、ユーザ・デバイスに対する機械的およ
び電気的なインターフェースを設ける。機能的には、一
意のライン・インターフェースが、各インターフェース
・タイプ（ＲＪ−１１、ＰＣＩ、８０２．３）毎に存在
する。物理的には、単一のＮＩＵが数個のライン・イン
ターフェースを含むことも可能である。例えば、ＮＩＵ
は、ＰＣＩバスの「プラグ・イン」カードとしてパッケ
ージ化し、ＲＪ−１１およびＩＥＥＥ８０２．３ライン
・インターフェースを備えることも可能である。

【００２０】ＮＩＵ４１４内のコンポーネント４０２
は、ユーザ・デバイス・インターフェースが生成したビ
ット・ストリームをＡＴＭセルに変換する役割を担う。
ＡＴＭセルを生成するために、このコンポーネントは種
々のＡＴＭアダプテーション・レイヤ（ＡＡＬ）プロト
コルを実装する。また、これは、コントローラが生成し
たメッセージをＡＴＭ「ストリーム」に挿入し、ネット
ワークから受信しコントローラに宛てられたＡＴＭセル
を除去する役割も担う。

【００２１】コントローラ４１２は、ネットワークに特
定のシグナリング機能を備えている。これは、加入者登
録、ＵＥＴ４００およびネットワーク間の接続の確立、
ならびにネットワーク管理機能を含む。

【００２２】ユーザ端末４００の無線インターフェース
４０４は、ネットワークに送信するデータに対して、フ
ォワード・エラー訂正（ＦＥＣ）コーディング、インタ
ーリーブおよび変調を行い、ネットワークから受信した
データに対して、復調、デインターリーブおよびデコー
ドを行なう。これは、プロトコル・アダプテーション・
コンポーネントが生成したＡＴＭセルの、アップリンク
上のＴＤＭＡチャネル・スロットへのフレーム化を含
む。

【００２３】アンテナ４０６は、衛星１００に向けてエ
ネルギを放射し、衛星のダウンリンクからのエネルギを
収集する役割を担う。ＵＥＴ４００は、多くの異なる物
理的形態を取ることができる。消費者等級に対応するた
めに、クラスＺ端末、プラグ・インＰＣカードは、ＮＩ
Ｕ４１４および無線インターフェース４０４の部分を含
むことができ、ケーブルによって、無線インターフェー
ス４０４の残り部分およびアンテナ４０６を収容する屋
外デバイスにカードを接続する。

【００２４】インターネット・サービス・プロバイダの
ゲートウェイに対応するために、ＵＥＴ４００は、１つ
以上の１０ｂａｓｅＴユーザ・デバイス・インターフェ
ース・カード（各々ルータ上のポートに接続される）、
コントローラ４１２として機能する単一ボード・コンピ
ュータ、ＡＴＭ機能を備えたＡＡＬ／ＡＴＭカード４０
２、および無線インターフェース４０４を備えた別個の
カードで構成することができる。これらのカードは全
て、ＶＭＥシャーシ内に常駐し、ルータおよびその他の
ＩＳＰ機器と同じラック内に実装することも可能であ
る。

【００２５】これらの例の各々では、ＵＥＴのアーキテ
クチャには変わりはない。各々、１つ以上のユーザ・デ
バイスとインターフェースするＮＩＵ４１４、無線イン
ターフェース４０４、およびアンテナ４０６を内蔵す
る。この同一アーキテクチャの理念（ｐｈｉｌｏｓｏｐ
ｈｙ）は、ネットワーク処理局３００にまで拡張され
る。ＮＯＣ３００もＮＩＵ３１４を内蔵し、ＮＩＵ４１
４内にある全く同一の機能が行われる。ＮＯＣ３００内
における対応するデバイスは、４００番台ではなく３０
０番台であることを除いて、ＵＥＴ４００におけると同
じ番号が付されている。

【００２６】衛星１００のペイロードの中心的な役割
は、ＡＴＭセルを発信元から宛先に切り換えることであ
る。ＡＴＭセルを切り換えるには、セルを担持するアッ
プリンク・バーストソース・ビット・ストリームを復元
（復調およびデコード）し、セルに区分し、スイッチ１
０４を介して導出しなければならない。これらの機能
は、共通の業界用語（ｉｎｄｕｓｔｒｙ ｐａｒｌａｎ
ｃｅ）での、「処理済みペイロード」（ｐｒｏｃｅｓｓ
ｅｄ ｐａｙｌｏａｄ）を構成し、システム・アーキテ
クチャにおいてプロセッサ１０２によって与えられる。

【００２７】プロセッサは以下のコンポーネントを内蔵
する。復調器１１６は、Ａ／Ｄ変換器、チャネライザ、
および復調器を各帯域毎に備えている。復調器は、２つ
のコーディング・レートに対応する。即ち、通常のサー
ビスに対するライト・コード、および降雨による損失を
補償するためのヘビー・コードである。各アップリンク
・チャネルサブチャネルは、ヘビー・コードまたはライ
ト・コードのいずれかに指定される。

【００２８】スイッチ１０２は、デコード、ＡＴＭセル
・スイッチング、およびエンコードを行なう。スイッチ
は、多くの着信ポートおよび多くの発信ポートに対応す
るように設計されており、各々、アップリンクおよびダ
ウンリンク上でそれぞれ維持可能な最大セル・レートま
で動作する。典型的に、スイッチは、６４個の着信ポー
トおよび６４個の発信ポートを有することができる。６
４個のポートは、アップリンク・ビームおよびダウンリ
ンク・ビームに対応するための４８個、各クロスリンク
に接続される２ポート、セルの二重化を行なうマルチキ
ャスト・モジュールに接続される１０ポート、およびコ
ントローラに接続される２ポートに分割される。

【００２９】コントローラ１１４は、ネットワークに特
定のシグナリング機能を備えている。これには、ＡＴＭ
スイッチを介した仮想回路の確立、およびネットワーク
管理機能を含が含まれる。

【００３０】変調器１１８は、コーディング、変調、お
よび信号整形を行なう。復調器と同じく、変調器は、２
つのコーディング・レート、ヘビーおよびライトに対応
する。各ダウンリンク・フレームは、ヘビー・コードま
たはライト・コードのいずれかとすることができる。ス
イッチから受信するセルには、ヘビーまたはライトのい
ずれかが指定されており、それに応じて適切なコード・
タイプのダウンリンク・フレームに置かれる。

【００３１】アップリンク・アンテナ１０６は、３０Ｇ
Ｈｚ帯域における１，０００ＭＨｚのスペクトルの少な
くとも一部において、１対４（１−ｉｎ−４）周波数再
利用パターンを用いて、４８のスポット・ビームを受信
する。

【００３２】アップリンクＲＦインターフェース１０８
は、バンドパス・フィルタを備え、４８のビームの内１
つに割り当てられた周波数帯域を選択する。各帯域毎
に、アップリンクＲＦインターフェース１０８は、低ノ
イズ増幅器およびダウン・コンバータを備えている。

【００３３】ダウンリンクＲＦインターフェース１１０
は、アップコンバータ、進行波管増幅器（ＴＷＴＡ：ｔ
ｒａｖｅｌｉｎｇ ｗａｖｅ ｔｕｂｅ ａｍｐｌｉｆ
ｉｅｒ）、および各々１２５ＭＨｚ帯域を１つ供給する
導波路を備えている。

【００３４】ダウンリンク・アンテナ１１２は、２０Ｇ
Ｈｚ帯域における１，０００ＭＨｚスペクトルにおい
て、１対４周波数再利用パターンを用いて４８個のスポ
ット・ビームを送信する。

【００３５】ネットワーク・オペレーションズ・センタ
ー（ＮＯＣ）３００は、衛星ペイロードのセル・スイッ
チに対して「スイッチ・マネージャ」として機能する。
ＮＯＣ３００は、各ＡＴＭ仮想回路の確立を、発信元お
よび宛先ＵＥＴを有するシグナリング・メッセージの交
換によって制御する。

【００３６】ＮＯＣ３００は、そのスイッチ・マネージ
ャとしての役割において、呼確立シグナリング、セル・
スイッチ構成、呼受付入制御、ユーザ認証、ユーザ・サ
ービス許可、アドレス解決、ルーティング、接続統計収
集、ネットワーク輻輳制御、および優先順アクセス制御
を含む、種々の機能を実行する。

【００３７】図１に見られるＮＯＣ内部のコンポーネン
トについて、以下に要約する。アンテナ３０６は、機能
的にＵＥＴのアンテナ４０６と同一であり、ＴＴ＆Ｃ信
号を送信および受信するという追加機能を有する。Ｋａ
−帯域をＴＴ＆Ｃに用いることもでき、異なるアンテナ
を必要とする別の帯域も使用可能である。典型的に、Ｎ
ＯＣは、ＵＥＴ４００のための等価物よりも大きなアン
テナ３０６を有する。

【００３８】ＲＦインターフェース３０４は、機能的に
ＵＥＴのＲＦインターフェース４０４と同一であるが、
こちらの方が処理能力が高い。ネットワーク・インター
フェース・ユニット３１４は、機能的にＵＥＴのＮＩＵ
４１４と同一であるが、こちらの方が処理能力が高い。

【００３９】図２に示すように、ＲＦインターフェース
４０４は、エンコード回路４１８、変調器４２０および
高電力増幅器（ＨＰＡ）４２２を含む、アップリンク・
ベースバンド・ユニット４１６を備えている。

【００４０】送信システムを構成する技術およびパラメ
ータを図３および図４に示す。以下に詳細に説明する技
術は、このサービスに対する規定帯域幅割り当てを効率
的に用いる、空間分割、周波数分割、および時分割手法
の組み合わせにより、高いシステム容量の多元接続を達
成する。アップリンクの使用に選択した変調技術は、要
求電力を最小に抑えるフォワード・エラー訂正コーディ
ング技法と統合され、Ｋａ−帯域伝搬状態およびハード
ウエア駆動システムのコスト制約があると、リンクを閉
じるようになっている。

【００４１】各衛星のアップリンクが使用するために、
１ギガヘルツのＲＦスペクトルが使用可能である。Ｋａ
−帯域において割り当てらえるスペクトル（３０ＧＨｚ
上および２０ＧＨｚ下）は、８つの１２５ＨＭｚ帯域に
分割される。これらは、各々、アンテナ４０６によって
形成される４８個のビームの各々において、対で用いら
れる。典型的に、所与の衛星では、８帯域ずつ４つが用
いられる。ビーム・カバレッジ区域間における４周波数
再利用計画により、周波数の各々は、所与の衛星のアッ
プリンクの５００ＭＨｚＲＦ帯域で、１２回再利用され
る。この再利用は、４セル・クラスタ構成を有する特定
の周波数帯域を含む。各衛星は、右円偏波、左円偏波ま
たは双方の円偏波を用いる。

【００４２】各１２５ＭＨｚアップリンク帯域は、７つ
の副帯域に分割され、その中では、１つのＸチャネル、
または５つのＹチャネル、または２５個のＺチャネルが
存在することができる。

【００４３】シグナリングは、各副帯域内におけるＸ、
Ｙ、Ｚタイプ・チャネルに対して、以下で述べるシンボ
ル・レートにおいて、直交位相偏移変調（ＱＰＳＫ）に
「２５％平方根２乗余弦」パルス整形を用いる各副帯域
内におけるシグナリングは、以下のように、レートＸ、
ＹおよびＺとして指定した、３つのチャネル・タイプの
内１つである。

【００４４】（１）レートＸは、毎秒１４．０５０メガ
シンボルの単一キャリアである。 （２）レートＹは、毎秒２．８１０メガシンボルの単一
キャリアであり、Ｘチャネルのレートの１／５であり、
均等に間隔を取った５つまでのタイプＹチャネルが１副
帯域内に存在することを許可する。

【００４５】（３）レートＺは、毎秒０．５６２メガシ
ンボルの単一キャリアであり、Ｘチャネルのレートの１
／２５であり、均等に間隔を取った２５個までのタイプ
Ｚチャネルが１副帯域内に存在することを許可する。

【００４６】この送信の特徴は、アップリンクのシンボ
ル・レートが単純な除数によってダウンリンク・シンボ
ル・レートに関連付けられており、ダウンリンク・シン
ボル・レートは、好適な実施形態では、毎秒９８．３５
メガシンボルであるという点にある。前述のＸ、Ｙおよ
びＺの場合に対する除数は、それぞれ、７、３５および
１７５であり、シンボル・レートは、それぞれ、前述の
ように毎秒１４．０５０、２．８１０および０．５６２
メガシンボルとなる。これらの正確な関係により、アッ
プリンク復調器の正確なクロッキングが容易に行われ
る。

【００４７】この送信方法の別の特徴は、チャネル間隔
比が整数比である点にあり、好適な実施形態では、５／
４即ち１２５％である。キャリア周波数間の間隔は、Ｘ
チャンネルでは１７．５６２５ＭＨｚ、Ｙチャネルでは
３．５１２５ＭＨｚ、そしてＺチャネルでは７０２．５
ＫＨｚである。これら正確な配置のために、衛星チャネ
ライザによる帯域内における種々の信号の分離が容易に
行われる。チャネル間隔比は、ＭＨｚ単位のキャリア周
波数間の間隔を、メガシンボル／秒単位のシンボル・レ
ートで除算して求める。

【００４８】多元接続は、周波数分割（先のパラグラフ
および前述のサブパラグラフ（１）ないし（３）で述べ
たチャネル化による）および時分割（直ぐ下のパラグラ
フ（４）ないし（６）で述べるスロット化による）を融
合した手段によって行われる。

【００４９】チャネル上で用いるコーディング・タイ
プ、ヘビー「Ｈ」またはライト「Ｌ」に応じて、３種類
の周波数チャネル化の各々に２つずつ、６つの別個の時
間フレーム編成がある。したがって、フレーム・タイプ
は、ＸＨ、ＹＨ、ＺＨ、ＸＬ、ＹＬ、ＺＬがある。フレ
ーム・タイプは全て、共通に９２．４３４ミリ秒の持続
時間を有する。

【００５０】（４）フレーム・タイプＸＨおよびＸＬ
は、１，２９８，７００シンボルに及び、同期バースト
のために６５０スロットを含む。タイプＸＨおよびＸＬ
は、それぞれ、トラフィック・バーストのために６５０
および１３００スロットを有する。

【００５１】（５）フレーム・タイプＹＨおよびＹＬ
は、２５９，７４０シンボルに及び、同期バーストのた
めに１３０スロットを含む。タイプＹＨおよびＹＬは、
それぞれ、トラフィック・バーストのために１３０およ
び２６０スロットを有する。

【００５２】（６）フレーム・タイプＺＨおよびＺＬ
は、５１９４８シンボルに及び、同期バーストのために
２６スロットを含む。タイプＺＨおよびＺＬは、それぞ
れ、トラフィック・バーストのために２６および５２ス
ロットを有する。

【００５３】７４シンボル・スロットにおける６４シン
ボルの同期バーストの送信専用スロットが、８フレーム
の間隔で、各アクティブ端末およびスタンバイ端末毎
に、それぞれ、タイプＸ、ＹおよびＺの各チャネル上に
おいて、６５０、１３０および２６個の同期スロットの
内の１つに設けられる。これらのバーストは、最大長フ
ィードバック・シフト・レジスタ・シーケンスから得ら
れるＢＰＳＫシンボル・シーケンスであり、それ以外の
情報を担持していない。同じカラーの異なるビームにお
いて、基本シーケンスの異なる位相（即ち、周期的回
転）を用いる。

【００５４】送信されるバーストは、１８８８個のブロ
ック・コード化シンボルおよびフレーム・タイプＸＨ、
ＹＨ、ＺＨに対する３２シンボルのプリアンブル、９４
４シンボル、およびフレーム・タイプＹＨ、ＹＬおよび
ＺＬに対する１６シンボルのプリアンブルから成る。

【００５５】シンボルのブロックは、各々５３バイトの
ＡＴＭセル４つ、および２４バイトの冗長性として編成
され、（２３６，２１２）リード・ソロモン外部コード
を形成し、ライト・コード・ブロックとして送ることが
できる。かかるライト・コード・ブロックは９４４シン
ボルを占める。

【００５６】ヘビー・コード・ブロックを形成するに
は、ライト・コード・ブロックを更にエンコードし、い
わゆるリード・ミュラー・コード（Ｒｅｅｄ−Ｍｕｌｌ
ｅｒｃｏｄｅ）を用いて４ビット・ニブルのブロックを
８ビット・バイトに拡張し、４つのＱＰＳＫチャネル・
シンボルに及ぶ陪直交信号を生成する。かかるヘビー・
コード・ブロックは、１８８８シンボルを占める。

【００５７】初期エントリ（エントリ・オーダー・ワイ
ヤ即ちＥＯＷとしても知られている）シグナリングは、
ＺＨタイプ・チャネルにおけるトラフィック・スロット
の使用を基本とし、最大長シフト・レジスタ・シーケン
スから得られる３２０シンボル・パターンから成るバー
スト構造を有する。この後ろには、システムに入力する
端末を特定する短いコード化メッセージが添付される。

【００５８】初期エントリ・バーストおよび同期バース
トを除いて、制御を含むアップリンク通信は全て、ＡＴ
Ｍセルを担持するトラフィック・バーストを用いて行わ
れる。

【００５９】図３に示すように、使用可能な１ＧＨｚ周
波数スペクトルを２つの５００ＭＨｚ帯域に分割する。
第１の５００ＭＨｚ帯域を１２５ＭＨｚ帯域Ａ１、Ｂ
１、Ｃ１、Ｄ１に分割する。第２の５００ＭＨｚ帯域を
１２５ＭＨｚ帯域Ａ２、Ｂ２、Ｃ２、Ｄ２に分割する。
典型的に、１つの帯域が所与の衛星のために用いられ
る。

【００６０】割り当てられたＫａ−帯域スペクトル内の
代表的な１２５ＭＨｚ帯域Ｃ１を示す。この周波数は、
特定の偏波上において、アンテナ・カバレッジ（地上セ
ル）の所与の区域を担当する。Ｃ１帯域は、図示のよう
に、７つの副帯域Ｘ１〜Ｘ７に分割され、各々１７．５
６２５ＭＨｚの帯域幅を有する。かかる副帯域の各々
は、３つのチャネル化モードの１つで用いることができ
る。モードＸ、ＹおよびＺでは、副帯域は、それぞれ、
１４．０５０、２．８１０または０．５６２メガシンボ
ル／秒のＸチャネル１つ、Ｙチャネル５つ、またはＺチ
ャネル２５個を収容する。１つの副帯域内部では、多数
のＹおよびＺチャネルが、３．５１２５ＭＨｚおよび
０．７０２５ＭＨｚによって分離される周波数を中心に
配されている。例えば、チャネルＸ２は、５つのＹチャ
ネルＹ１〜Ｙ５に分割されていることが示され、チャネ
ルＸ６は２５個のＺチャネルＺ１〜Ｚ２５に分割されて
いることが示されている。

【００６１】図４に、アップリンク送信システムの時間
構造を示す。この図はＺＬチャネルに特定したものであ
る。他の５つのチャネル・タイプはいくらか異なる構造
を有する。寸法はシンボル単位である。時間は、持続時
間が０．７３９４７３秒のスーパー・フレーム、または
各々持続時間が９２．４３４ミリ秒の８つのフレームＦ
１〜Ｆ８から成る４１５，５８４シンボルに編成され
る。アップリンク端末は、マスタフレーム毎に１回、そ
れらの同期バースト・スロットにアクセスし、トラフィ
ック・バーストのアクセスは、当該端末に割り当てられ
た各トラフィック・スロット毎に、フレーム当たり１回
である。各フレームは、２つの領域、即ち、同期バース
ト領域ＳＢＲ（３．４２３ｍｓ）およびトラフィック・
バースト領域ＴＢＲ（８９．０１１ｍｓ）から成る。Ｓ
ＢＲおよびＴＢＲの持続時間は、６つのフレーム・タイ
プ全てについて同一である。各領域内のスロット数は、
チャネル・タイプによって異なる。図４は、具体的に、
ＺＬの場合を示し、ここでは、２６個の同期バースト・
スロットＳＢ１〜ＳＢ２６、および５２個のトラフィッ
ク・バースト・スロットＴＢ１〜ＴＢ５２がある。ＹＬ
サブチャネルが搬送する同期バースト・スロットおよび
トラフィック・バースト・スロットは、ＺＬサブチャネ
ルよりも５倍多い。ＸＬサブチャネルが搬送する同期バ
ースト・スロットおよびトラフィック・バースト・スロ
ットは、ＺＬサブチャネルよりも２５倍多い。他の場合
も同様であるが、トラフィック・バーストおよび同期バ
ーストの数が異なる。また、図４は、ＳＢ１のような同
期バーストの持続時間が６４シンボルであり、７４個の
シンボル・スロットに収容されていることも示す。同期
バーストの構造は、ライト・コード・チャネルおよびヘ
ビー・コード・チャネル双方で同一である。同期バース
トは、ダウンリンク・アンテナ１１２（図１）から受信
する同期バースト・タイミング信号によって決定される
時点に発生する。かかるタイミング信号に関する更なる
詳細は、本願と同一日に出願された、Ｄａｖｉｄ Ａ．
Ｗｒｉｇｈｔ，ｅｔ ａｌ．名義の「Ｓｙｎｃｈｒｏｎ
ｉｚａｔｉｏｎ Ｍｅｔｈｏｄ Ｆｏｒ Ａ Ｐｒｏｃ
ｅｓｓｉｎｇ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓａｔｅ
ｌｌｉｔｅ」（処理通信衛星のための同期方法）に記載
されており、その内容はこの言及により本願にも含まれ
るものとする。尚、この出願は本願と同じ譲受人に譲渡
されている。

【００６２】図４は、リード・ソロモン（２３６，２１
２）コードによるコード化後の４つのＡＴＭセルに対応
する９４４シンボルの本体Ｂ、および１６シンボルのプ
リアンブルＰ、即ち、合計９６０シンボルで構成され
た、ライト・コード・トラフィック・バーストＴＢｎを
更に詳細に示す。２シンボル持続時間のガード・バンド
ＧがプリアンブルＰの前にある。ライト・コード・トラ
フィック・バーストは、９６２シンボルのスロットに収
容される。ヘビー・コードと共に用いるチャネルでは、
シンボル数は２倍となり、バースト本体は、同じ４つの
セル外部コードワードを担持するが、そのニブルは各々
（８，４）陪直交内部コードによって１バイトに拡張さ
れている。ライト・コードのコード・レートは、ヘビー
・コードのコード・レートの倍数である。好ましくは、
この倍数を２とする。

【００６３】ＵＳＡ用固定衛星サービス（ＦＳＳ）にお
ける商用Ｋａ−帯域動作のために連邦通信委員会（ＦＣ
Ｃ：Ｆｅｄｅｒａｌ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ
Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ）によって割り当てられた正確な
周波数範囲は、アップリンクには２８．３５ないし２
８．６０および２９．２５０ないし３０．０００ＧＨ
ｚ、ダウンリンクには１９．２ないし２０．２ＧＨｚで
ある。ＩＴＵ規制に従うＵＳＡ以外のカバレッジ区域で
は（典型的に、別個の衛星が担当する）、アップリンク
の割り当ては、連続帯域において２９．００ないし３
０．０ＧＨｚである。総帯域幅割り当ては、アップリン
クおよびダウンリンク・サービス双方に対して、各々１
０００ＭＨｚである。

【００６４】衛星１００が用いる場合、割り当てられた
スペクトルは、各々１２５ＭＨｚの８つの帯域に分割さ
れる。これらの帯域は、２つずつの４組に結合され、地
理的カバレッジ・パターンにある４つのビーム・カテゴ
リ（「カラー」）において用いる。これらの帯域および
それらに関連するカラーを表１に明記する。

【００６５】

【表１】

【００６６】衛星１００は、アップリンクおよびダウン
リンク双方に円偏波を用いる。偏波は、右、左、または
双方である。単一の衛星からの送信および単一の衛星へ
の送信は全て、スペクトル全体にわたって、共偏波（ｃ
ｏ−ｐｏｌａｒｉｚｅ）されており、送信および受信に
は逆向きを用いる。この動作概念は、同じ経度、同じ周
波数カバレッジ、および同じ地理的カバレッジで、直交
偏波を用いて、第２の衛星を配するという選択肢を可能
にするため、周波数の再利用が倍増する。

【００６７】衛星１００は、多数のスポット・ビームを
用いて、セルラ・ビーム・カバレッジ区域において、利
得を高めた高品質のリンク性能を可能とし、周波数再利
用を得て、ビーム間の空間的分離により、同一周波数帯
域を多数の区域で使用することを可能にする。米国本土
（ＣＯＮＵＳ）の地理的カバレッジ区域に対する代表的
なビーム・レイアウトでは、図５に示すようなカバレッ
ジを有する４８のビームがある。

【００６８】衛星１００は、地理的カバレッジ区域全体
にわたって各周波数帯域を繰り返し用いることにより、
高いスペクトル効率を達成する。図５に示す代表的なビ
ーム・レイアウトでは、４つの異なるビーム・クラス
（即ち、アップリンク区域に対して、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）
がある。各クラスは、４８ビームの地理的カバレッジに
対して、１２個のメンバを有し、これを「カラー」と呼
ぶ。カラーにおける各ビームは、同じ帯域対を用いる。

【００６９】図６は、４周波数のクラスタを用いた六角
形ビーム碁盤目模様を用いて、どのように４８ビーム・
パターンを構築するかを示す。全体として不規則なパタ
ーンのために、例えば、図６のＣＯＮＵＳカバレッジに
よって示すように、パターンの形状によって異なる４周
波数の不等分散とすることができる。

【００７０】規則的なカバレッジ・パターン（図６）を
有する単一の衛星１００では、４対のアップリンクおよ
びダウンリンク周波数帯域の各々は、空間周波数再利用
によって、４８ビーム・カバレッジ区域において１２回
再利用される。即ち、アップリンクおよびダウンリンク
双方に対して衛星において合計６．０ＧＨｚの帯域幅が
使用可能となる。円偏波を用いる１対の衛星が同じ静止
軌道位置から同じ地理的区域に動作するとき、偏波周波
数再利用によって、再利用係数は２倍の２４に高まる。

【００７１】衛星１００は、通信リンクが性能のスレシ
ホルドにある場合、破棄セル比率が数ＰＰＭという、無
視し得るビット・エラー確率を拠り所とする。この完全
性が高い手法は、強力なエラー制御技術の使用によって
実現される。

【００７２】Ｋａ−帯域システムの設計における中心的
な検討項目は、これらの周波数では非常に苛酷な、降雨
の影響に対処するための大幅なリンク・マージンを設け
る必要性である。このマージンを衛星１００において達
成するには、第２レベルのエラー制御を適用する。追加
マージンが必要なのは、一部の時間のみであるので、こ
の第２のコーディング・レイヤは適応的に展開され、し
たがってこれに対応するために必要な追加の帯域幅が、
晴天状態（ｃｌｅａｒ ｓｋｙ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ
ｓ）で動作するＵＥＴに悪影響を及ぼすことはない。か
かる適応コーディングに関する更なる詳細は、１９９８
年９月３０日、Ｄａｖｉｄ Ａ．Ｗｒｉｇｈｔ ｅｔ
ａｌ．名義で出願された「Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｃｏｄｉ
ｎｇ Ｓｃｈｅｍｅ Ｆｏｒ Ａ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎ
ｇ ＣｏｍｍｕｎｉｃｔｉｏｎｓＳａｔｅｌｌｉｔｅ」
（処理通信衛星用適応コーディング方式）、米国特許出
願第０９／１６３，７７５号おいて説明されている。そ
の内容はこの言及により本願にも含まれるものとし、本
願と同じ譲受人に譲渡されている。

【００７３】ペイロードおよびオーバーヘッド・コンポ
ーネント間で合理的な効率を達成し、強力なエラー制御
コードを展開可能とするためには、数個のセルを共に復
号アップリンク・ブロックに集合化する必要がある。過
度のレイテンシを回避するには、このように集合化する
セルの数が余りに大きくなり過ぎないようにすることが
重要である。ブロックを４つのセルで構成すると、最良
の性能が得られる。各セルは典型的に５３バイトを有す
るので、各ブロックの基本情報内容は２１２バイトとな
る。

【００７４】各２１２バイト（即ち、オクテット）情報
ブロックは、２４バイトのパリティと併合され、（２３
６，２１２）リード・ソロモン・エラー訂正コードにお
けるコードワードを形成する。このコードは、受信した
２３６バイトが標準的なＢＣＨデコード・アルゴリズム
によってデコードされる場合、１２バイト以下のエラー
のパターンを全て訂正可能であるという特性を有する。
二次的効果として、デコード・プロセスは殆ど常に１２
個を上回るエラーの存在を検出し、その結果、かかるデ
コード不可能な場合には、内部に含まれるセルを破棄す
ることができ、これらを誤って送出するという危険をお
かさない。

【００７５】外部コードに対する設計点は、１．２％の
デコードに先立つ、スレシホルド・バイト・エラー率に
基づく。この入力エラー率に対して、１２個以下のエラ
ーが２３６バイトのブロック内に存在する確率は、約７
ＰＰＭであると示すことができる。これは、チャネルの
欠陥によるスレシホルド・セル損失率である。

【００７６】リンクの設計は、スレシホルドよりも１デ
シベル高いルーチン処理を必要とする。この点では、入
力エラー率は約０．２４％に低下し、付随するデコード
不能の確率は、１兆分の１未満に低下する。先に注記し
たように、ブロックを誤ってデコードする確率は、スレ
シホルドにおいても無視し得る程に小さい。

【００７７】内部コーディングは、ヘビー・コード・ブ
ロックを形成する必要に応じて、ＵＥＴ４００のアップ
リンクおよびダウンリンクに適用される。ライト・コー
ド・トラフィックでは、内部コーディングは適用されな
い。好ましくないリンク状態を緩和する必要がある場
合、レート１／２の内部コードをアップリンクに用い
る。

【００７８】アップリンク内部コードの好適な形態は、
レート１／２の短い二進ブロック・コードである。この
用途において畳み込みコードに対して短いブロック・コ
ードが好ましいのは、ビタビ（Ｖｉｔｅｒｂｉ）・デコ
ーダによって畳み込みコードをデコードする際に現れる
エラーのクラスタを分解するために通常行われるインタ
ーリーブ策（ｓｔｒａｔｅｇｙ）は、過度のレイテンシ
のために低価格の地球端末に典型的な低速アップリンク
では非現実的であるからである。この送信に適当なブロ
ック・コードの一形態が、文献では「Ｎｏｒｄｓｔｒｏ
ｍ−Ｒｏｂｉｎｓｏｎ（ノルドストローム・ロビンソ
ン）」として知られている。このコードの最小距離は６
である。チェイス（Ｃｈａｓｅ）アルゴリズムを用いて
ソフト判断によってデコードする際、コンポーネント当
たりの入力エネルギ対ノイズ比（Ｅｃ／Ｎｏ）が０．５
ｄＢ（理論上理想的）である場合、このコードのバイト
・エラー・レートは１．２％となる。

【００７９】内部コードに適したブロック・コードに相
応しい別の形態は、（８，４）リード・ミュラー・コー
ドである。これは、陪直交信号集合を形成し、Ｅｃ／Ｎ
ｏ＝１．５ｄＢに対して、バイト・エラー・レートは
１．２％となる。好適な実施形態では、この陪直交コー
ドは、内部コードとして意図している。

【００８０】フレーム構造は、衛星１００のアップリン
クおよびダウンリンク双方に賦課される。ダウンリンク
・フレーム構造は、ダウンリンクのヘビー・コード部分
およびライト・コード部分の分離を可能とし、アップリ
ンク・バーストが非常に正確な時刻設定で衛星に到達す
ることを保証する同期システム全体の一部をなす。アッ
プリンク・フレーム構造は、多数の周波数ＴＤＭＡチャ
ネル・スロットを含むアップリンク・チャネルの各々に
おいて、個々のチャネル・スロット「チャンスロット」
を定義するように機能する。

【００８１】図４に示すように、フレームは種々のチャ
ネル・スロットに分割される。各チャネル・スロット
は、同じ公称数のシンボルのバーストによって占めら
れ、ヘビー（ライト）コード・チャネルでは、３６（１
８）シンボルのプリアンブルおよび１８８８（９４４）
シンボルの本体でそれぞれ構成することができる。

【００８２】好適な実施形態では、プリアンブルは、ヘ
ビー（ライト）コード・チャネルのために、それぞれ、
３２（１６）シンボルの全目的同期シーケンス、および
４（２）シンボルのガード時間を含む。バーストの本体
は、ライト・コード・チャネルの場合、２３６バイトの
リード・ソロモン・コード化ブロックを含み（９４４＝
２３６＊８／２）、各ＱＰＳＫシンボルは、２ビットの
コード化ブロックを担持する。

【００８３】ヘビー・コード・バーストの本体は、ヘビ
ー・コードの場合内部コードを適用するために、長さが
２倍となる（１８８８＝９４４＊２）。等価的に、本体
は、各々８ビット即ち４シンボルの両直交内部コードの
４７２コード・ワードから成り、ニブル対として、リー
ド・ソロモン・コードのバイトと関連付けられている。

【００８４】アップリンクには明白なフレーム・マーカ
がない。何故なら、アップリンク・フレームは、ダウン
リンク・フレーム内にあるタイム・スタンプによってＵ
ＥＴに搬送される際の衛星タイミングに関して、そして
範囲情報によって定義されるからである。

【００８５】位相偏移変調（ＱＰＳＫ）に対する、ロー
ル・オフ係数（ｒｏｌｌ ｏｆｆｆａｃｔｏｒ）が２５
％の平方根２乗コサイン（余弦）・パルス整形が、アッ
プリンク・シグナリングの基準である。シグナリング・
レート（シンボル・レート）は、９８．３５メガシンボ
ル／秒のダウンリンクおよび５６２、２８１０、１４，
０５０Ｋシンボル／秒のアップリンク間で、それぞれ、
１７５、３５、７対１の比率となっている。

【００８６】アップリンク・プリアンブルは、衛星の復
調器が、アップリンク上に到達したバーストの位相を獲
得し、ガード時間を与えることができるように作用す
る。ヘビー・コード・ブロックと共に用いるプリアンブ
ルの長さ（３６シンボル）は、ライト・コード・ブロッ
クのそれ（１８シンボル）の２倍であり、２つのモード
間で２対１の占有比を維持し、これら２つのモードに対
し設定点電力（および信号対ノイズ比）における大きな
差に対処するようにしている。衛星１００、ＮＯＣ３０
０およびＵＥＴ４００の動作を同期させることの更なる
詳細は、Ｄａｖｉｄ Ａ．Ｗｒｉｇｈｔ，ｅｔ ａｌ．
名義で本願と同一日に出願された、「Ｓｙｎｃｈｒｏｎ
ｉｚａｔｉｏｎ Ｍｅｔｈｏｄ Ｆｏｒ Ａ Ｐｒｏｃ
ｅｓｓｉｎｇ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓａｔｅ
ｌｌｉｔｅ」（処理通信衛星のための同期方法）に記載
されているおり、その内容はこの言及により本願にも含
まれるものとする。尚、この出願は本願と同じ譲受人に
譲渡されている。

【００８７】図７を参照すると、ＵＥＴ端末制御ユニッ
ト（ＴＣＵ）４１２の指揮の下で、ＡＴＭセル（各々５
３バイト）は、アップリンク・バーストの発射時点の直
前に、ＵＥＴ４００の内部バス上に置かれる。これらの
セルは、接続が現在確立されているＵＥＴ内にあるネッ
トワーク・インターフェース・ユニット（ＮＩＵ）４１
４のいずれかから発信（ｏｒｉｇｉｎａｔｅ）するこ
と、および／またはＴＣＵ４１２自体から放出（ｅｍａ
ｎａｔｅ）することができる。予定されているバースト
を満たすために４つのセルが得られない場合、ＴＣＵ４
１２はヌル・セルを作成し、そのブロックを満たす。バ
ス上に置かれたセルは、ユニット４１６（図２）のよう
な特定のアップリンク・ベースバンド・ユニットに導出
される。（小さな局は、単一のアップリンク・ベースバ
ンド・ユニットのみを有する。）全てのアップリンク・
アドレシング（ＶＰＩ／ＶＣＩ）の割り当ておよびセル
・ヘッダのその他の構成要素（即ち、ＰＴＩおよびＣＬ
Ｐフィールド）は、セルをアップリンク送信プロセスに
送る前に完了している。

【００８８】バスから４つのセルを受信した後、アップ
リンク・ベースバンド・ユニット（ＵＢＵ）４１６はこ
れらを、リード・ソロモン・コードワードの情報コンポ
ーネントを形成する２１２バイトの単一ブロックとして
バッファする。これら２１２バイトは、ＵＢＵ（図２）
内のリード・ソロモン（ＲＳ）エンコーダ４１８によっ
て処理され、２４バイトのパリティ・サフィックスを生
成し、情報コンポーネントに添付して、２３６バイトの
ＲＳコードワードを形成する。このコードワードは、ラ
イト・コーディングが用いられる場合、アップリンク・
バーストの本体を形成し、またヘビー・コーディングが
適用される場合、内部エンコーダに渡され更にエンコー
ドされる。

【００８９】ヘビー・コード・アップリンクでは、リー
ド・ソロモン・コードワードは、両直交内部コード・エ
ンコーダを用いて、更にエンコードされる。このエンコ
ーダは、ニブル（半バイト）単位で動作し、ＲＳコード
の各バイトを、各々１バイトのエンコード両直交ワード
対に変換する。この合計４７２バイトの二重にエンコー
ドされたブロックは、ヘビー・コーディングが適用され
る場合、バーストの本体を形成する。

【００９０】アップリンク・エンコード・プロセスが完
了した後、バースト本体は、ＵＢＵ４１６内にあるアッ
プリンク変調器４２０（図２）のＩ、Ｑ経路に渡される
双ビット（ｄｉｂｉｔ）・ストリームとして再編成さ
れ、双ビットはＱＰＳＫシンボルに変換される。アップ
リンク・フォーマットおよび変調タイミングの図を図４
に示す。変調器に渡す前に、プリアンブル・シーケンス
をバーストの本体の前に添付することによって、アップ
リンク・バースト組み立てプロセスが完了する。プリア
ンブルの公称長は、ライト（ヘビー）コードの場合、１
８（３６）シンボルである。（プリアンブル・シンボル
の一部は、実際にはガード時間を得るためにヌルとなっ
ている。）この時点で、バースト長は、ライト（ヘビ
ー）コード形態では、それぞれ、公称９６２（１９２
４）シンボルとなる。

【００９１】正確な発射時点（ＵＥＴの同期機能によっ
て決定する）において、ＵＢＵ４１６は、１．７８マイ
クロ秒毎に１ディビットのレート（５６２ｋＨｚ）で、
バーストを変調器４２０に供給し始める。

【００９２】変調器４２０は、前述のバースト双ビット
入力を用いて、バーストの整形ＱＰＳＫ信号バーション
を生成し、第１ＩＦ周波数に変換する。シンボル間隔
は、ＵＥＴ内部の９８．３５ＭＨｚダウンリンク・シン
ボル・クロックを（１７５、３５または７で）分周して
用い、正確に決定する。また、この時点で、処理経路に
おいて、ＵＥＴ４００の電力制御アルゴリズムの指揮に
より、約０．１２５ｄＢ刻みで、最初のＩＦのレベルを
調節することによって、アップリンク電力制御も行な
う。

【００９３】ＵＥＴ４００内の各ＵＢＵは、基準パルス
を発生し、周波数および時間ユニット（ＦＴＵ）４３０
（図７）内の周波数シンセサイザを駆動する基準発振器
４３１を有し、０．７０２５ＭＨｚ間隔で１７５（また
は３５または７）通りの別個の局部発振周波数のいずれ
か１つを生成し、バーストをそれに割り当てられたアッ
プリンク・チャネルに容易に配置することができる。発
振器４３１を分割してダウンリンク・シンボル・クロッ
ク４３２を形成する。一方、ダウンリンク・シンボル・
クロック４３２は、パルスを発生し、発振器４３１はこ
のパルスを用いてアップリンク・シンボル・クロック４
３３を発生する。アップリンク・シンボル・クロック４
３３は、ダウンリンク・シンボル・クロック４３２が発
生するパルスの周波数の整数倍である周波数のパルスを
発生する。シンセサイザは、最短のアップリンク・バー
スト（ライト・コード・バーストでは１．７１８ｍｓ）
よりも短い安定化時間を有するので、フレーム期間（９
２．４３４ｍｓ）中に多くのチャネルにアクセスするこ
とができる。最初のＩＦにおけるアップリンク・バース
トは、この合成ＬＯ周波数を用いて、第２のチャネル化
したＩＦに変換される。多重アップリンク機能を有する
ＵＥＴでは、これら第２ＩＦ信号は、電力コンバイナに
よって、複合ＩＦに組み込まれる。第２ＩＦ信号は９５
０ないし１２００ＭＨｚの範囲にあり、同軸ケーブルに
よってＵＥＴ４００の屋内部分から屋外部分４３２に運
搬される。

【００９４】屋外ユニット４３２において、複合ＩＦ
は、ブロック・アップコンバート・プロセスにおけるＵ
ＥＴのために、適切なアップリンク周波数帯域（３０Ｇ
Ｈｚ付近）にアップコンバートされる。このアップコン
バートのための局部発振器は、衛星１００が用いる８つ
の帯域のいずれにも切り換え選択可能である。

【００９５】アップリンク３０ＧＨｚ信号は、ＵＥＴの
ＨＰＡ４２２（図２）によって、衛星１００への伝搬に
適したレベルに増幅される。小さな局では、ＨＰＡ４２
２は、２ワットの固体増幅器（１ｄＢ利得圧縮点におけ
る定格）である。容量が大きく最小のアパーチャ・アン
テナを用いた局では、ＨＰＡは３０ＧＨｚ範囲の進行波
デバイス（ｔｒａｖｅｌｉｎｇ ｗａｖｅ ｄｅｖｉｃ
ｅ）であり、約７＋１０＊ｌｏｇ（Ｋ）ｄＢＷの定格を
有する。ここで、Ｋは、局のピーク・アップリンク・レ
ートに対応するために必要なＺタイプＵＢＵの数であ
る。ＹまたはＸ型アップリンクのための端末は、そのＨ
ＰＡに対して異なる電力定格を用いる。

【００９６】例えば、「Ｔ１」等級の端末では、４つの
ＵＢＵが必要であり、進行波管（ＴＷＴ：ｔｒａｖｅｌ
ｉｎｇ ｗａｖｅ ｔｕｂｅ）定格飽和電力は、約１３
ｄＢＷまたは等価的に２０ワットとし、大きな相互変調
効果を生ずることなくマルチキャリア動作に対処するた
めには、４ｄＢ出力バックオフ（ｂａｃｋｏｆｆ）が得
られるようにしなければならない。尚、ＨＰＡ４２２に
対する典型的な動作レベルは、その定格値よりもはるか
に低いことを注記しておく。何故なら、電力制御はアッ
プリンクにおいて維持され、最大増幅器電力が要求され
るのは、豪雨状態においてのみであり、稀であるからで
ある。また、通常高可用性ＵＥＴに当てはまることであ
るが、ＨＰＡ４２２の定格は、アパーチャ・アンテナが
大きい程、小さくしてもよいことも注記しておく。

【００９７】ＨＰＡの出力は、３０ＧＨｚ導波路、およ
びアンテナのフィードホーン・アセンブリの送信ポート
に結合される。フィードホーンは、アンテナ・パラボラ
を照射する。アンテナ・パラボラは、アップリンク・エ
ネルギを、アップリンク伝搬のための狭いビームにコリ
メートする。最小アンテナ・サイズは７５センチメート
ルであり、これは中程度の可用性のＵＥＴのみに適用可
能である。

【００９８】次に、アップリンク信号は、衛星１００に
伝搬し、拡散損失、吸収、および降雨フェーディングを
受ける。衛星１００において行われるこのアップリンク
送信アクティビティ、およびこれらのアクティビティを
可能にする機器について、図８および図９を参照しなが
ら説明する。

【００９９】同時にアクティブなチャネル（１２５ＭＨ
ｚ帯域）からのアップリンク信号は、衛星の３０ＧＨｚ
アップリンク・アンテナ１０６およびアップリンク・ビ
ームに関連するフィード（ｆｅｅｄ）・エレメントの１
つによって収集される。これらの信号は、ビームの中心
に対して種々の方向から到達し、その電力レベルは、中
間ビームに対するよりも、軸から離れた位置に対して高
くなっている（カバレッジの周辺部における受信アンテ
ナ利得ロールオフを補償するため）。アンテナ１０６お
よびフィードの組み合わせによる収集の後、しかしなが
ら、ヘビー・コード信号は全て、電力制御手順の結果と
して、当該帯域の低ノイズ増幅器（ＬＮＡ１３２）への
入力において、チャネル毎にほぼ同じ電力レベルに励起
する。同様に、ライト・コード・チャネルは全て、ＬＮ
Ａにおいて共通電力レベルを有するが、設定点において
Ｅｃ／Ｎｏの値が異なること、およびライト・コードが
受ける干渉の方が強いことのために、この電力レベルは
ヘビー・コードの電力レベル（典型的に７ｄＢ）よりも
数ｄＢ高くなっている。フィード・エレメントによっ
て、衛星は、地球上の異なる場所から発射したビーム
を、公知の方法で分離することが可能となる。

【０１００】アンテナ・フィードからの３０ＧＨｚ信号
の着信帯域は、低ノイズ増幅器１３２を通過し、アップ
リンク信号を更に処理するための準備を整える。増幅器
は、初期利得を与え、他のノイズ源と共に、約８００°
ケルビンの衛星システム温度が生じる。

【０１０１】次に、ＬＮＡ１３２から出力した１２５Ｍ
Ｈｚ帯域信号は、衛星チャネライザ・復調器１３８に渡
される前に、ダウンコンバータ１３４において、キャリ
ア周波数を中間（ＩＦ）周波数に低下させるダウン・コ
ンバータ・ミキサ１３５（図９）およびＩＦバンド・パ
ス・フィルタ１３６によって３０ＧＨｚ領域から中間周
波数にダウンコンバートされる。

【０１０２】更に図９を参照すると、所与の帯域におけ
る多数のアップリンク・チャネルによって担持されるデ
ータ・コンテンツが、並列処理復調器１３８によって抽
出される。このデバイスは、その処理を開始する際、ク
ロック１４１からのクロック信号に基づいて、アナログ
／ディジタル変換器１４０において帯域信号をサンプリ
ングしディジタル化する。サンプリング・レートは、当
該帯域が乗っている中間周波数と同期しているので、同
相（Ｉ）および直角（Ｑ）成分双方が保存される。ま
た、クロック１４１は、タイミング復調器１５０および
デコーダ１５２、１５４のクロック信号も供給する。

【０１０３】これらのサンプルは、連続サンプル・セッ
トに集合化され、次いで第１チャネライザ１４２におい
て離散フーリエ変換（ＤＦＴ）が行われ、１２５ＭＨｚ
帯域を７つのサブバンド（Ｘチャネル）に分解する。第
１チャネライザ１４２は、平方根２乗コサイン整形機能
に対する積分マッチド・フィルタ処理（ｉｎｔｅｇｒａ
ｌ ｍａｔｃｈｅｄ ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ）を含む。Ｙ
およびＺチャネルでは、続いて第２チャネライザがあ
り、Ｘチャネルを５または２５個の構成要素にそれぞれ
分解する。第２チャネライザも積分マッチド・フィルタ
処理を含む。

【０１０４】チャネライザ／マッチド・フィルタ１４２
からの複素サンプルは、マルチチャネル復調器１５０、
出力上に同期検出信号を発生する同期バースト・プリア
ンブル・プロセッサ１４８、および初期エントリ・プロ
セッサに渡され、トラフィック・バースト、同期バース
ト、および初期エントリ・バースト（ＥＯＷ）のベース
バンド情報内容をそれぞれ復元する。これら３つのプロ
セッサの処理作用については、それぞれ、Ｄｏｍｉｎｉ
ｃ Ｃａｒｒｏｚｚａ ｅｔ ａｌ．（ドミニック・カ
ロッツアその他）名義で本願と同時に出願した、「Ｓｙ
ｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ Ｂｕｒｓｔ Ｐｒｏｃｅ
ｓｓｏｒ ｆｏｒ ａ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｓａｔ
ｅｌｌｉｔｅ」（処理衛星用同期バースト・プロセッ
サ）と題する出願、１９９９年３月１６日出願の「Ｉｎ
ｉｔｉａｌ Ｅｎｔｒｙ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ ｆｏｒ
ａ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ」
（処理衛星用初期エントリ・プロセッサ）と題する米国
特許出願第０９／２７０，１６７号、およびＤｏｍｉｎ
ｉｃ Ｃａｒｒｏｚｚａ ｅｔ ａｌ．（ドミニック・
カロッツアその他）名義で本願と同時に出願した、「Ｕ
ｐｌｉｎｋ Ｄｅｍｏｄｕｌａｔｏｒ Ｓｃｈｅｍｅ
ｆｏｒ ａ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｓａｔｅｌｌｉｔ
ｅ」（処理衛星用アップリンク復調方式）と題する出願
に記載されている。その内容は、この言及により本願に
も含まれるものとする。また、これらは本願と同じ譲受
人に譲渡されている。

【０１０５】デバイス１４２の出力は、同期バースト・
プロセッサ１４３にも送信され、同期バースト・プロセ
ッサ１４３は、各アップリンク・フレームにおいて受信
エネルギおよびアップリンク同期バーストＳＢ１〜ＳＢ
６（図４）の衛星１００における到達時刻を測定する。
かかる測定の詳細は、先に引用したＤｏｍｉｎｉｃＣａ
ｒｒｏｚｚａ ｅｔ ａｌ．（ドミニック・カロッツア
その他）名義で本願と同時の出願に記載されている。そ
の内容は、この言及により本願にも含まれるものとす
る。また、これらは本願と同じ譲受人に譲渡されてい
る。受信エネルギを表す信号は、出力１４３Ａ（図９）
上に発生し、衛星１００における同期バーストの到達時
刻を表す信号は出力１４３Ｂ上に発生する。これらの出
力は、同期バースト報告セル形成部１４４に送信され、
同期バースト報告セル形成部１４４は報告セルを、出力
１４３Ａ、１４３Ｂから受け取った情報を組み込んだＡ
ＴＭセルとして形成する。また、形成部１４４は、報告
セル内に、地上端末を識別するアドレス、および報告セ
ルが出力１４３Ａ、１４３Ｂから受け取った情報に関す
る情報を収容することを示す識別子も含ませる。形成部
１４４が発生した報告セルは、スイッチ１０４に送信さ
れる。

【０１０６】バースト本体の処理中、複素チャネライザ
出力はＱＰＳＫ復調器１５０に導出される。ＱＰＳＫ復
調器１５０は、着信チャネル・キャリアを追跡する決定
指示位相ロック・ループ（ｄｅｃｉｓｉｏｎ ｄｉｒｅ
ｃｔｅｄ ｐｈａｓｅ ｌｏｃｋｅｄ ｌｏｏｐ）を含
み、バースト本体における９４４（または１８８８）個
のＱＰＳＫシンボルの双ビット・データ内容をコヒーレ
ントに復元する。復調器１５０の出力は、Ｉ，Ｑソフト
判断対の形態となっており、内部コード・デコーダ１５
２による後続の処理のために、４ビットの分解能を有す
る。

【０１０７】復調器からのチャネル出力間において、こ
れらの多くはヘビー・コード・チャネルであり、外部コ
ード・デコードの前に、内部コードの処理を必要とす
る。衛星アップリンク上で用いられる外部コードは、８
次元空間における１６ベクトルから成る陪直交コードと
して知られている。あるいは、１６次元空間における１
組の２５６ベクトルから成るＮｏｒｄｓｔｒｏｍ−Ｒｏ
ｂｉｎｓｏｎコードとしてもよい。このようなベクトル
は各々、１６次元ハイバーキューブ（ｈｙｂｅｒｃｕｂ
ｅ）の頂点の１つに該当する。以下では、処理ステップ
の論述は、陪直交コードの選択肢に限定することとす
る。

【０１０８】内部コード・デコーダは、最初に、復調器
からのチャネルに対する４つの連続Ｉ，Ｑ出力をバッフ
ァすることによって、４成分「オブザーバブル（ｏｂｓ
ｅｒｖａｂｌｅ）」ベクトルを集合化する。次に、内部
コード・デコーダは、オブザーバブル・ベクトルに最も
近いコード・ベクトル（ユークリッド空間において）を
突き止め、関連する情報ニブルをその出力として割り当
てる。この処理は、「最尤」デコードとして知られてい
る。デコードされたニブルは、対毎に集合化されてバイ
トを形成し、バイト・バッファに渡されて、ブロックを
組み立て、デコードされる。

【０１０９】ライト・コード・チャネルの場合、内部デ
コード・プロセスは、単に復調器出力からのハード判断
（最上位ビット）を抽出し、これらをバイトに編成し、
バイト・バッファに受け渡して外部デコーダ動作の準備
を行なうことだけから成る。

【０１１０】アップリンクにおいて到達する各バースト
は、（２３６，２１２）リード・ソロモン外部コードの
デコードを必要とする。種々のアップリンク・チャネル
からの受信した２３６バイトのブロックが得られるにし
たがって、バッファ内で組み立てられる。完全な受信ブ
ロックが得られると、外部コード・デコーダ１５４はブ
ロックをデコードするように予定されている。このデコ
ードに続いて、（ＲＳコードがサブセットである）あら
ゆるＢＣＨコードをデコードする標準的な技法を行な
う。ＲＳデコーダは、次の３つの基本的なステップを実
行する。

【０１１１】２３６バイトの受信した多項式（即ち、受
信ブロック）から２４バイト・シンドローム多項式を形
成する。ユークリッドのアルゴリズムを用いてシンドロ
ーム多項式を処理し、エラー検出多項式およびエラー識
別多項式を生成する。

【０１１２】２３６バイトの受信ブロック間であらゆる
エラーを突き止め訂正する。受信ブロック内におけるバ
イト・エラーが１２個以下である場合はいつでも、ＢＣ
Ｈデコード方法は全てのエラーを訂正する。訂正される
エラー数は、デコード・プロセスが正常に完了するとき
に、容易に得られる。エラーが１２個を超える場合の殆
ど全てにおいて、処理ステップによって露呈される種々
の異常な兆候がある。このような場合は「デコーダ障
害」として知られている。デコーダ障害が検知された場
合にはいつでも、関連するブロックは、信頼性がないこ
とがわかっているので、破棄される。設計上、デコーダ
障害の確率は、アップリンク動作のスレシホルド（フェ
ーディングの限界）において数ＰＰＭである。１２より
も多いエラーを含むブロックがデコーダ障害を生ずるこ
となくデコードする確率は非常に低いので、衛星システ
ムにおいてデータが誤って受信される確率は無視するこ
とができる。

【０１１３】デコーダ１５４からのエラー・カウント
は、比較器１５５に送信され、スレシホルド・カウント
と比較される。エラー数がスレシホルドを上回る場合、
出力１５６上でエラー・ビットを高にセットする。エラ
ー・ビットは、図３および図４に示す各チャネルの各ト
ラフィック・タイム・スロット毎に発生する。例えば、
各ＺＬフレーム内には、５２個のトラフィック即ちデー
タ・タイム・スロットがあり、Ｘチャネル毎に２５個の
ＺＬフレームがあり、帯域毎に７個のＸチャネルがあ
る。したがって、ＺＬフレームでは、合計５２×２５×
７＝９１００個のトラフィック・タイム・スロットがあ
る。こうして、９１００エラー・ビットを発生する。エ
ラー・ビットは、形成部１５７によってＡＴＭセル内に
パックされ、スイッチ１０４に送信される。

【０１１４】スイッチ１０４がＡＴＭセルのアドレスを
読み、セルを適正なダウンリンク上に置き、所望の地上
端末に送信する方法は、本願と同時にＧｅｆｆｅｒｉｅ
Ｈ．Ｙｅｅ・Ｍａｄｅｒａ，ｅｔ ａｌ．の名義で出
願された、「Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａ
ｔｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ
Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ」（衛星通信マルチキャスト処
理技術）と題するの出願に更に詳細に記載されている。
これは、本願と同じ譲受人に譲渡され、その内容はこの
言及により本願にも含まれるものとする。

【０１１５】外部コード・デコードの完了時に、ブロッ
クの２４バイト・パリティ部分が破棄され、２１２バイ
トの情報部分が４つの５３バイト・セルに分離され、衛
星高速セル・スイッチ１０４へのアップリンク帯域の入
力に置かれる。

【０１１６】図９を参照すると、信号発生器１５８は、
導体１５９上に同期バースト・タイミング信号を発生す
る。導体１５９上のタイミング信号は、セル・スイッチ
１０４に導かれ、ブロック１１８、１１０によって処理
され、アンテナ１１２によってダウンリンク上で送信さ
れる。

【０１１７】図１０に示すように、ＲＦインターフェー
ス４０４は、低ノイズ増幅器４１８、復調器４２０、な
らびにデコーダおよび間引き回路４２２を備えている。
ＲＦインターフェース４０４の受信部分が用いる技術お
よびパラメータを図１１および図１２に示す。以下に詳
細に説明する技術は、空間周波数分割および時分割手法
の組み合わせによって、このサービスの規定帯域幅割り
当てを効率的に使用し、高システム容量の多元接続を達
成する。アップリンクおよびダウンリンクの使用に選択
する変調技術は、前進エラー訂正コーディング技術と統
合され、Ｋａ−帯域伝搬条件およびハードウエア駆動シ
ステムのコスト制約に対して、リンクを閉鎖するための
要求電力を最少に抑える。

【０１１８】各衛星のダウンリンクによる使用のため
に、１ギガヘルツのＲＦスペクトルが用いられる。Ｋａ
−帯域（３０ＧＨｚ上および２０ＧＨｚ下）において割
り当てられたスペクトルは、８つの１２５ＭＨｚ帯域に
分割され、各々、衛星アンテナ１１２が形成する４８の
ビーム間でクラスタ構造で用いられる。ビーム・カバレ
ッジ区域間における４周波数再利用計画（ｓｔｒａｔｅ
ｇｙ）により、所与の衛星のアップリンクおよびダウン
リンク双方に対して、１ＧＨｚに４８または１２ＧＨｚ
のＲＦ帯域幅の１／４を乗算した値が得られる。この再
利用は、２つの偏波の各々に対して、４セル・クラスタ
構成を有する、特定の周波数帯域を含む。各衛星は、右
旋円偏波または左旋円偏波、あるいは双方の円偏波を用
いる。

【０１１９】各ダウンリンク帯域の単一キャリア・アク
セスには、毎秒９８．３５メガシンボルのキャリアが与
えられる。サイクル／秒単位での帯域の周波数範囲を、
シンボル／秒単位での送信レートで除算した比率は、
１．２ないし１．３の範囲である。好適な比率は、１２
５ＭＨｚ／９８．３５Ｍシンボル／秒＝１．２７１であ
る。

【０１２０】スタッガ・フィルタ（ｓｔａｇｇｅｒｅｄ
ｆｉｌｔｅｒｅｄ）４相位相偏移（ＱＰＳＫ）変調
（あるいは、ＧＭＳＫまたは他の変調技術）を用いる。
ダウンリンク・ストリームは、コーディング・タイプに
は無関係に、またデータ・フレームが空であろうとなか
ろうと、各々７８００シンボルのフレームに分割する。
フレーム内には、必須のオーバーヘッドが備えられ、以
下を含む。

【０１２１】シリアル・ダウンリンク・ストリーム内に
おけるフレームの確定、およびＱＰＳＫの曖昧さ解消の
ためのフレーム・マーカ・シーケンス、アップリンク同
期に用いる、非反復フレーム番号、フレーム内で用いら
れる内部コードのロバスト・インディケータ（ｒｏｂｕ
ｓｔ ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）、および内部エンコーダの
テール・オフ（ｔａｉｌ ｏｆｆ）（例えば、内部コー
ドを発生するプロセスのテール・オフ）によって得られ
るフラッシュ・ビット（ｆｌｕｓｈ ｂｉｔ）。

【０１２２】非反復フレーム番号は、衛星１００の予測
寿命の間は、繰り返さない。ペイロード・データは、内
部コード・レートが３／８または６／８であるので、そ
れぞれ１２個または２４個のセルから成る（あるいは、
内部コード・レートはｋ／８であるので、ｋ＊４個のセ
ル。ｋは８以下の整数である）。

【０１２３】ペイロードがないフレーム（必須のオーバ
ーヘッドのみ）を与え、ダウンリンクの電力ゲーティン
グ（ｐｏｗｅｒ ｇａｔｉｎｇ）を可能にする。ペイロ
ード・データは全て、連結エラー制御方法によって保護
されている。この方法は、各２３６バイト・コード・ブ
ロックが４つのＡＴＭセルを担持する、（２３６，２１
２）リード・ソロモン・コード（短縮化した（２５５，
２３１）コード）、各場合においてコードが畳み込み
（ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎａｌ）である、レート６／８
「ライト」内部コードまたはレート３／８「ヘビー」内
部コード、および追加的に、レートがｋ／８である他の
内部コード（ｋは８以下の整数）、から成る。

【０１２４】コーディングがヘビーまたはライトかに応
じて、３つまたは６つの外部コード・ブロックをそれぞ
れインターリーブする（あるいは、コード・レートと一
貫性のある別のインターリーブ。（即ち、ｋ／８の
ｋ））。結果的に得られるインターリーブ構造は、合計
１５１０４ビットとなるｋの値全てに対して、次元（２
３６ｘ６４）のビット・アレイとなり、７５５２個の４
元シンボルにマップする。

【０１２５】内部コード化ストリームは、２つの別個で
独立してデコード可能な直交成分に区分される。ＡＴＭ
セルは、ユーザおよびシステム管理双方のためのダウン
リンク・トラフィック全ての搬送に用いられ、衛星位置
（位置推算表）情報、およびユーザ端末のタイミングお
よびエラー・レートに関するステータス報告を含む。イ
ンターリーブおよび同一サイズのフレームの供給に関す
る更なる詳細は、１９９８年１０月１２日、Ｄａｖｉｄ
Ａ．Ｗｒｉｇｈｔ名義で出願された、「Ｃｏｍｍｏｎ
Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｆｒａｍｅ Ｆｏｒ Ｄｉｆｆｅｒ
ｉｎｇ ＣｏｄｉｎｇＲａｔｅｓ」（異なるコード化レ
ートに対する共通ダウンリンク・フレーム）と題する、
米国特許出願第０９／１６９，８７５号に記載されてお
り、その内容はこの言及により本願にも含まれるものと
する。また、この出願は、本願と同じ譲受人に譲渡され
ている。

【０１２６】図１１に示すように、使用可能な周波数の
１ＧＨｚスペクトルは、ダウンリンク送信システムのた
めの２つの５００ＭＨｚ帯域に分割される。第１の５０
０ＭＨｚ帯域は、１２５ＭＨｚ帯域Ａ１、Ｂ１、Ｃ１、
Ｄ１に分割される。第２の５００ＭＨｚ帯域は、１２５
ＭＨｚ帯域Ａ２、Ｂ２、Ｃ２、Ｄ２に分割される。

【０１２７】１２５ＭＨｚ帯域の各々は、特定の偏波上
におけるアンテナ・カバレッジ（ビーム）の所与の区域
を担当（ｓｅｒｖｅ）し、毎秒９８．３５メガシンボル
の単一高速シリアル単一軸ＴＤＭストリームを含む。

【０１２８】図１２に示すように、毎秒９８．３５メガ
シンボルの高速シリアル単一軸ＴＤＭストリームの時間
構造を示す。このストリームは、７８００シンボルのフ
レームに編成され、各フレームは、７５５２シンボルの
本体、２４０シンボルのヘッダ、および８シンボルのト
レーラ即ちフラッシュ・ビットを含む。図１２の寸法
は、ＱＰＳＫシンボル単位（毎秒９８．３５メガシンボ
ル）となっている。フレーム本体は、Ｋ個のＡＴＭセル
の４倍のセルを担持し、Ｋ個のコード・ワード（リード
・ソロモン（２３６，２１２））から成る。ここで、Ｋ
＝３または６である。レートＫ／８の内部コードは、フ
レーム本体のサイズを、全てのＫに対して７５５２シン
ボルに拡張する。２４０シンボルのヘッダは、８８シン
ボルのフレーム・マーカ、および１５２シンボルのフレ
ーム・カウントおよびフレーム・タイプから成る。

【０１２９】８８シンボルのフレーム・マーカは、信号
対ノイズ比（ｓ／ｎ）で追跡することができる。この比
率は、データ・フレームのフレーム本体内のデータ・ト
ラフィックのデコードに成功することができる（ｓ／
ｎ）よりも低い。フレーム・マーカの追跡を行なうに
は、フレーム・マーカの既知のパターン（即ち、各フレ
ームにおける既知の時点に現れる８８シンボル）を、追
跡対象のフレーム・マーカのパターンと相関付ける。相
関は、８８個のシンボルが、追跡対象のフレーム・マー
カにおいてデコードに成功した場合に、ポジティブとな
る。

【０１３０】フレーム・タイプは、フレーム本体におい
て、データ・トラフィックよりもロバスト性が高い。何
故なら、データ・フレームがヘビー・コードか、ライト
・コードか、またはヌル・コードを含むかを示すフレー
ム・タイプ・シンボルは、デコーダの正しい動作のため
には必須であるからである。フレーム・タイプ・シンボ
ルのロバスト性を高めるには、冗長およびエラー制御コ
ーディングの３２シンボルを含ませる。６４，３コード
（８，３コードの８回反復と呼ぶこともある）を利用
し、３情報ビットを、６４ビットの冗長およびエラー制
御コーディングと共に用いる。

【０１３１】衛星１００が用いる場合、割り当てられた
スペクトルは、各々１２５ＭＨｚの８つの帯域に分割さ
れる。これらの帯域は、２つずつ４つのセットに組み合
わされ、地理的カバレッジ・パターン内にある４つのビ
ーム・カテゴリ（「カラー」）において用いられる。こ
れらの帯域およびそれに関連するカラーを以下の表２に
明記する。

【０１３２】

【表２】

【０１３３】衛星１００は、アップリンクおよびダウン
リンク双方に円偏波を用いる。偏波は、右旋円偏波、左
旋円偏波、または双方である。単一の衛星からの送信お
よび単一の衛星への送信は全て、スペクトル全体に渡っ
て、共通に偏波され（ｃｏ−ｐｏｌａｒｉｚｅ）、送信
および受信に対して逆が用いられる。この動作概念によ
り、同一経度、同一周波数カバレッジ、および同一地理
的カバレッジで、直交偏波を用いる第２の衛星を配する
という選択肢が可能となり、周波数の再利用が倍増す
る。

【０１３４】図１３は、４周波数のクラスタを用いた六
角形ビーム碁盤目模様を用いて、どのように４８−ビー
ム・パターンを構築するかを示す。全体として対称的な
パターンのためには、全ての周波数を同等に繰り返し、
一方非対称的なパターンのためには、パターンの形状に
よって異なる４周波数の不等分散とする。

【０１３５】対称的なカバレッジ・パターンを有する単
一の衛星１００（図１３）では、４対のアップリンクお
よびダウンリンク周波数帯域の各々は、空間周波数の再
利用によって、４８ビーム・カバレッジ区域において１
２回再利用される。即ち、衛星において、アップリンク
およびダウンリンク双方に、合計で１２．０ＧＨｚの帯
域幅が使用可能となる。円偏波を用いる１対の衛星が同
じ静止軌道位置から同じ地理的区域に動作するとき、偏
波周波数再利用によって、再利用係数は２倍の２４に高
まる。

【０１３６】衛星１００は、通信リンクが性能のスレシ
ホルドにある場合、破棄セル率が数ＰＰＭという、無視
し得るビット・エラーの確率を拠り所としている。この
完全性が高い手法は、強力なエラー制御技術の使用によ
って実現される。

【０１３７】Ｋａ−帯域システムの設計における中心的
な検討項目は、これらの周波数では非常に苛酷な、降雨
の影響に対処するための大幅なリンク・マージンを設け
る必要性である。このマージンを衛星１００において達
成するには、第２レベルのエラー制御を適用する。追加
マージンが必要なのは、一部の時間のみであるので、こ
の第２のコーディング・レイヤは適応的に展開され、し
たがってこれに対応するために必要な追加の帯域幅が、
晴天状態（ｃｌｅａｒ ｓｋｙ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ
ｓ）で動作するＵＥＴに悪影響を及ぼすことはない。か
かる適応コーディングに関する更なる詳細は、１９９８
年９月３０日、Ｄａｖｉｄ Ａ．Ｗｒｉｇｈｔ ｅｔ
ａｌ．名義で出願した、「Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｃｏｄｉ
ｎｇ Ｓｃｈｅｍｅ Ｆｏｒ Ａ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎ
ｇ ＣｏｍｍｕｎｉｃｔｉｏｎｓＳａｔｅｌｌｉｔｅ」
（処理通信衛星用適応コーディング方式）と題する、米
国特許出願第０９／１６３，７７５号おいて説明されて
いる。その内容はこの言及により本願にも含まれるもの
とし、本願と同じ譲受人に譲渡されている。

【０１３８】各２１２バイト（即ち、オクテット）情報
ブロックは、２４バイトのパリティと併合され、（２３
６，２１２）リード・ソロモン・エラー訂正コードにお
けるコードワードを形成する。このコードは、受信した
際の２３６バイトが標準的なＢＣＨデコード・アルゴリ
ズムによってデコードされる場合、１２バイト以下のエ
ラーのパターンを全て訂正可能であるという特性を有す
る。二次的効果として、デコード・プロセスは殆ど常に
１２個を上回るエラーの存在を検出し、その結果、この
ようにデコード不可能な場合には、内部に含まれるセル
を誤って送出するという危険を冒すのではなく、破棄す
ることができる。

【０１３９】外部コードに対する設計点は、１．２％の
デコードに先立つ、スレシホルド・バイト・エラー率に
基づく。この入力エラー率に対して、１２個以下のエラ
ーが２３６バイトのブロック内に存在する確率は、約７
ＰＰＭであると示すことができる。これは、チャネルの
欠陥によるスレシホルド・セル損失率である。

【０１４０】リンクの設計は、スレシホルドよりも１デ
シベル高いルーチン処理を要求する。この点では、入力
エラー率は約０．２４％に低下し、それに伴うデコード
不能の確率は、１兆分の１に低下する。先に注記したよ
うに、ブロックを誤ってデコードする確率は、スレシホ
ルドにおいても無視し得る程に小さい。直前のパラグラ
フにおいて記載したスレシホルドは、典型的に、豪雨の
ような悪条件の下でしか起こらない。

【０１４１】内部コーディングは、必要に応じて、ＵＥ
Ｔ４００のアップリンクおよびダウンリンクに適用され
る。ライト・コード・アップリンク・トラフィックで
は、内部コーディングは適用されない。ライト・コード
・ダウンリンク・トラフィックは、レート３／４の畳み
込みコードを用いる。好ましくないリンク状態を緩和す
る必要がある場合、レート１／２の内部コードをアップ
リンクに用い、ダウンリンク内部コードをレート３／８
に強化する。コード・レートを別々にする理由は、所与
の降雨率（ｒａｉｎ ｒａｔｅ）に対して、３０ＧＨｚ
アップリンクにおいて発生するフェーディングの量は、
ダウンリンクにおいて生ずる劣化よりも大きいからであ
る。尚、内部コードは典型的にＵＥＴ４００に対するア
ップリンク・トラフィックおよびダウンリンク・トラフ
ィック双方に同時に適用され、厳しいフェーディングの
存在は通常、衛星１００のビームがカバーする区域より
もはるかに狭い区域に局在化されることを注記してお
く。

【０１４２】ダウンリンクの内部コードは、ヘビーおよ
びライトに対して、それぞれ、レート３／８または３／
４の非系統的畳み込みコードであり、各々の制約長（ｃ
ｏｎｓｔｒａｉｎｔ ｌｅｎｇｔｈ）は７である。この
コードは、ダウンリンクの各フレーム内において３つま
たは６つのブロック（外部コードのパリティを含む）に
適用される。その前に、これらのブロックは、２３６ｘ
ｋ＊８の矩形インターリーブ・アレイに編成されてい
る。ここで、ヘビーまたはライトに対して、それぞれ、
ｋ＝３または６である。インターリーバ・アレイは、外
部エンコーダからの２３６バイト・ブロックを有する行
によって（ｋ＊８行を同時に）埋められる。アレイの内
容は、アレイから列毎に内部コード・エンコーダに提示
される。エンコードの後、これは、ユニバーサル６４ｘ
２３６データ・コンテナにおける合計１５，１０４ビッ
ト、および畳み込みコードをテール・オフするために用
いる２バイトに拡張する。ソフト判断に対してビタビ・
アルゴリズムを用いてデコードする際、成分毎のエネル
ギのノイズに対する比率がスレシホルド・レベルである
場合、この畳み込みコードは、平均ビット・エラー率
０．００１５で、出力エラーを生ずる（１．２％のバイ
ト・エラー率に対応する）。

【０１４３】フレーム構造は、衛星１００のアップリン
クおよびダウンリンク双方に賦課される。ダウンリンク
・フレーム構造は、ヘビー・コード・トラフィックおよ
びライト・コード・トラフィックの分離を可能とし、ア
ップリンク・バーストが非常に正確な時刻設定で衛星に
到達することを保証する同期システム全体の一部をな
す。アップリンク・フレーム構造は、アップリンク・チ
ャネルの各々において、個々のチャネル・スロット「チ
ャンスロット（ｃｈａｎｓｌｏｔ）」を定義するように
機能する。

【０１４４】図１４および図１５は、衛星１００のダウ
ンリンク送信コンポーネントのブロック図である。ダウ
ンリンク・エンコードおよびフォーマット・モジュール
１６０（図１４）を、図１５に更に詳細に示す。

【０１４５】衛星におけるマスタ・タイミング・システ
ムは、７９．３１ミリ秒の間隔で、ダウンリンク・フレ
ームの形成を命令する。このように命令されると、ダウ
ンリンク・フレーム・オーガナイザ（ＤＦＯ）１６２
は、そのタスクを開始し、ヘビー・コード・セル・ブロ
ックまたはライト・コード・セル・ブロックのどちらを
フレーム内に置くのか、あるいは空（電力が遮断され
た）フレームを形成するのかについて判定を行なう。こ
の判定は、バス１７７を通じてスケジューラ１７６から
受信した信号に基づく。スケジューラは、キュー・メモ
リ１６４、１６６内のキュー・サイズを、バス１６３、
１６５を通じて受信したデータに基づいて判断する。次
いで、スケジューラ１７６は、ヘビー・コード・ブロッ
クを用いる場合には第１フレーム・タイプの信号、空フ
レームを形成する場合には第２フレーム・タイプの信
号、そしてライト・コード・ブロックを用いる場合には
第３フレーム・タイプの信号を発生する。また、スケジ
ューラ１７６は、第２フレーム・タイプ信号を発生する
場合には、導体１７８上にゲーティング信号を発生し、
空フレームを送ることを示す。ゲーティング信号は、フ
レーム本体を送信する適切な時点にＴＷＴＡ１８６、１
８８を不活性化し、電力消費を削減する。ＴＷＴＡは、
ゲート１８５、１８７（図１４）を含み、これらが導体
１７８上のゲート信号に応答してＴＷＴＡを不活性化す
る。

【０１４６】スケジューラ１７６から受信した信号に応
答して、ＤＦＯ１６２は最初に、各々４つのセルから成
るブロックを形成する。各セルは５３バイトから成る。
これらのブロックを埋めるセルは、ＤＦＯ１６２（図１
５）による要求に応じて、衛星１００の高速セル・スイ
ッチ１０４の出力キュー部から得られる。ヘビー・フレ
ームを形成し、スイッチがヘビー・コード・キュー・メ
モリ１６４から１２個のセルを供給できない場合、ＤＦ
Ｏ１６２は、ヘビー・コーディング用ブロックが満たさ
れるまで、ライト・ロード・キュー・メモリ１６６から
のセルを要求する。全てのセルを使い尽くした場合、Ｄ
ＦＯ１６２は、残りのブロックを、ブロック形成部１６
８におけるヌル・セルで埋める。ライト・フレームを形
成する場合、ＤＦＯはライト・コード・ダウンリンク・
フレームのブロックを埋め始める。ブロックを形成する
前にスイッチのライト・コード・キューからのセルの供
給が尽きた場合、残りのブロックの内容はヌル・セルで
埋められる。

【０１４７】ダウンリンク・フレームに必要なブロック
を準備した後、各ブロックを用いて、それ自体に対する
バイト・パリティ・アタッチメントを発生し、（２３
６，２１２）リード・ソロモン・コードのコード化ブロ
ックを形成する。この動作は、リード・ソロモン・エン
コーダ１７０（図１５）によって行われる。

【０１４８】ダウンリンク・フレーム形成における次の
ステップとして、外部エンコーダによって生成されたブ
ロックが、インターリーバ１７２によって、直方インタ
ーリブ・アレイ内に挿入される。

【０１４９】このアレイは、列単位で読み出され、２つ
の畳み込みエンコーダ１７４への入力を形成する。エン
コーダ１７４は、インターリーバ・アレイのビットをエ
ンコード・ビット（＋テール・オフ）に拡張し、双ビッ
ト（ｄｉｂｉｔ）の線形列として編成し、ダウンリンク
変調器１８２、１８４（図１４）に提示する。

【０１５０】外部および内部コード・アクションが完了
した後、ダウンリンク・フレームの本体を構成する合計
７５５２個のシンボルから成る文字列の送信準備が整
う。これに対して、図１２に示す別のフィールドをその
前後に添付する。ダウンリンク・フレーム全体が、９
８．３５ＭＨｚのレート（１９６．７メガチップ／秒）
で、非ブロークン・ストリング（ｕｎｂｒｏｋｅｎ ｓ
ｔｒｉｎｇ）として、１つのダウンリンク・フレームか
ら次のフレームへとダウンリンク変調回路１８２、１８
４（図１４）に提示される。

【０１５１】ＤＦＯ１６２が生成する双ビット・ストリ
ームは、９８．３５ＭＨｚ、即ち、基本ダウンリンク・
レートで駆動された連続ストリームとして、ダウンリン
ク・モジュレータ１８２、１８４に渡される。このスト
リームは、１対の遅延線フィルタに入力される。遅延線
フィルタは、２つの整形機能を有し、１組の３９３．４
ＭＨｚサンプルを構成する。１組の３９３．４ＭＨｚサ
ンプルは、スタッガＱＰＳＫの２乗コサイン２５％整形
によって形成された、スペクトル的に小型の整形シンボ
ルのエンベロープを定義する。これらのサンプルは、１
対の高速ディジタル／アナログ・デバイスによって、ア
ナログ領域に変換される。ゾーン・フィルタを通過した
後、得られた波形はダウンリンクのＩおよびＱ成分に対
する変調波形を構成する。これらの波形は、平衡ミキサ
回路に渡される。平衡ミキサ回路は、ダウンリンクＩＦ
の局部発振器にも接続されている。

【０１５２】次に、得られたダウンリンクＩＦは、どの
ダウンリンク・バントを形成しているのかに応じて８つ
の異なるミキシング周波数の１つを用いて、２０ＧＨｚ
範囲における特定帯域にアップコンバートされ、衛星１
００の高電力増幅器の駆動信号を形成する。

【０１５３】衛星１００は、２種類の高電力増幅器（Ｈ
ＰＡ）、即ち、低電力および高電力進行波管増幅器（Ｔ
ＷＴＡ）１８６、１８８（図１４）を有することも可能
である。一般に、小さい方の増幅器は、大量のユーザの
ために地球端末を担当することを想定している。かかる
端末は、小量低可用性ユーザよりもはるかに大きいアン
テナを有することが期待できる。

【０１５４】ＨＰＡに対する駆動信号は、ＴＷＴＡの動
作点を、ＵＥＴ４００の復調器を含む、ダウンリンクの
性能を最適化するレベルに設定するように較正される。
ＨＰＡの出力は、導波路によって、信号の宛先となる個
々のビームに関連するダウンリンク・フィードに渡され
る。このフィードは、放物線アンテナ１１２を照射し、
信号を狭いビームに反射し（中間ビームからカバレッジ
の終縁まで約０．４弧度）、約４８．０ｄＢ（６０，０
００倍）という有効利得、および高電力ＴＷＴＡが担当
する帯域に対して約６１ｄＢＷ（または１．２５メガワ
ット）のＥＩＲＰが得られる。変調プロセスの間に行わ
れるスペクトル整形の結果として、各々９８．３５メガ
シンボル／秒のダウンリンク帯域の送信スペクトルは、
優れたロール・オフを有し、主に１２５ＭＨｚ内に収容
される。

【０１５５】ビームにおける２つの帯域の円偏波信号
は、下方に伝搬し、拡散損失、吸収、および降雨フェー
ディングを受ける。本明細書のこの章では、ダウンリン
ク信号を捕捉し、これを復調し、ダウンリンク・フレー
ムを復元し、フレームに含まれるブロックをデコード
し、デインターリーブし、分解して、ダウンリンク・セ
ル・フローを抽出するために、ＵＥＴ４００が用いる処
理ステップおよび必要な機器について説明する。また、
送信サブシステムがどのようにＵＥＴの制御サブシステ
ムと双方向処理を行い、セルを篩いにかけ（シーブ
し）、どれがＵＥＴに関連するかについて判定するかに
ついても説明する。

【０１５６】ダウンリンクＵＥＴ４００の送信機能は、
部分的に屋外でそして部分的に屋内で行われる。屋内機
能は、主にＵＥＴ４００（図１）のダウンリンク・ベー
スバンド・ユニット（ＤＢＵ）４４０（図７）において
具体化され、ＵＥＴ４００に内にあるアップリンク・ベ
ースバンド・ユニットの数には無関係に、ダウンリンク
全体に対して全てのベースバンド処理を行なう。

【０１５７】図１、図１０、図７および図１６を参照す
ると、ＵＥＴの帯域の２０ＧＨｚダウンリンク信号は、
端末のアンテナ４０６（図１０）によって捕捉される。
このアンテナのサイズはいずれでもよいが、７５センチ
メートルが実用上の最小限である。一般に、アンテナ・
サイズが小さい程、得られるダウンリンク降雨マージン
が不適当となり、隣接するＫａ−帯域衛星システムから
の信号との判別が不十分となる。

【０１５８】物理的には適度の寸法であるが、最も小さ
いアンテナであっても光学的にはかなり大きく、アプリ
ンクまたはダウンリンク上で、それぞれ、約０．８また
は１．２弧度のビーム幅を有する。これが意味するの
は、システムに対して最も小さなアンテナであっても、
堅牢な取り付け台上に取り付け、注意深く衛星１００に
照準を合わせなければならないということである。例え
ば、約１．５メートルの大きなアンテナは、衛星の運
動、風の偏向等による過度な利得損失を回避するため
に、自動照準サブシステムを必要とする可能性がある。

【０１５９】尚、ＵＥＴ４００のような殆どの端末は、
受信および送信双方に同じ物理的反射器を利用すること
を注記しておく。かかる二方向アンテナを２ポート・フ
ィードと一致させ、一方のポートがダウンリンク信号を
収集し、これを、ダイプレクサを介して、共通配置され
ている低ノイズ増幅器に渡す。

【０１６０】ユーザ地球端末（図７）の屋外部分４３２
に位置する単一段低ノイズ・ブロック・ダウンコンバー
タ（ＬＮＢ）（図示せず）において、ダウンリンク信号
を増幅し、中間周波数にダウンコンバートする。ＬＮＢ
は、利得が高くノイズが少ない高電子移動度トランジス
タ（ＨＥＭＴ）を用いている。端末の晴天雑音温度（ｃ
ｌｅａｒ ｓｋｙ ｎｏｉｓｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒ
ｅ）は、スカイ・ノイズ、アンテナ・ノイズ、および第
１増幅器のノイズを含み、約１８０ケルビンである。し
かしながら、降雨量が多い悪条件では、有効なシステム
・ノイズ温度は、アンテナの視野内における雨質量によ
って誘発される過剰なスカイ・ノイズの結果、ほぼ５０
０ケルビンに上昇する可能性がある。

【０１６１】ＬＢＮは、入力として、８つの周波数（ス
イッチによって選択可能）の１つにおいて局部発振信号
を有し、濾波の後、ＵＥＴのダウンリンク帯域を、共通
中間周波数に変換し、屋外から相互接続同軸ケーブル上
のＵＥＴ４００の屋内部分に転送し、転送信号を１２５
ＭＨｚの所望帯域に制限する。

【０１６２】ダウンリンク帯域信号は、９８．３５メガ
シンボル／秒の連続復調器４４１（図１６）に提示され
る。この機器は、最初に、電力分割器（ＰＤ）４４２、
平衡ミキサ４４４Ａ、４４４Ｂ、および発振器４４６が
発生する局部発振信号によって、ＩＦ信号をＩおよびＱ
ベースバンド成分に分離する。これら２つのベースバン
ド信号は、次に、衛星１００において用いられるシンボ
ル整形機能にほぼ一致したアナログ・フィルタ４４８、
４５０を通過し、次いで各々１９６．７メガサンプル／
秒のレート（シンボル当たり２サンプル）でサンプリン
グされ、アナログ／ディジタル変換器４５４、４５６を
介して、ディジタル復調ＡＳＩＣ４５２に渡される。

【０１６３】ＡＳＩＣ４５２は、ベースバンド・ダウン
リンクを処理し、波形のデータ内容を復元する。復調Ａ
ＳＩＣ４５２内に具体化されている機能は、位相追跡、
周波数差推定、シンボル・タイミング追跡、およびダウ
ンリンク・データのコヒーレント検出を含む。ＡＳＩＣ
４５２の主要な出力は、ソフト判断であり、これをバッ
ファに渡し、ダウンリンク・フレームを収集して、分解
する。また、ＡＳＩＣ４５２内部には、ダウンリンク同
期シーケンスを検出し、関連するストローブを生成する
回路もある。ストローブは、データのバッファへの入力
を、ダウンリンク・フレーム構造と調和させる。

【０１６４】ＡＳＣＩ４５２の補助機能に、９８．３５
ＭＨｚのダウンリンク・シンボル・レートを追跡するこ
と、およびＵＥＴのマスタ発振部にある電圧制御発振器
にフィードバック調節を行い、ＵＥＴのクロック・シス
テムを衛星のそれに緊密に合わせる（ドプラ・シフトに
見られるように）ことがあげられる。

【０１６５】復調ＡＳＩＣ４５２の他の機能には、補正
信号を供給してＬＮＢのダウン変換をスルーイング（ｓ
ｌｅｗ）して、ダウンリンクの周波数に一致させること
が含まれる。

【０１６６】復調ＡＳＩＣ４５２からのストローブの受
信時に、完全なダウンリンク・フレームの到達を反映
し、ＵＥＴの内部コード・デコーダ４５８は動作を開始
する。このデコーダ４５８は、ビタビ・アルゴリズムを
実施し、ＡＳＩＣ内に具体化されている。このＡＳＩＣ
は、バッファからのソフト判断入力を受け入れ、これら
オブザーバブル（ｏｂｓｅｒｖａｂｌｅ）に基づいてデ
コードし、その結果をコラム毎に書き込み、デインター
リーブ・アレイ内に配置する。

【０１６７】デインターリーブ・アレイを埋めた後、そ
の内容を外部デコーダ４６０に渡す。フレームの本体を
内部コードにデコードした後、フレーム内のブロックを
１つずつＡＳＩＣ４６０に提示する。ＡＳＩＣ４６０
は、受信したダウンリンク・データのブロック毎に、リ
ード・ソロモン・デコード・プロセスを実施する。デコ
ーダが実行するステップは、本願と同一日に出願され、
ＴＲＷ整理番号第２２−００６８号で識別される、Ｗｒ
ｉｇｈｔ，ｅｔ ａｌ．名義の「ＵｐｌｉｎｋＴｒａｎ
ｓｍｉｓｓｉｏｎ ａｎｄ Ｒｅｃｅｐｔｉｏｎ Ｔｅ
ｃｈｎｉｑｕｅｓ ｆｏｒ ａ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ
Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ」
（処理通信衛星のためのアップリンク送信および受信技
術）と題する出願において衛星のアップリンク・デコー
ダについて記載されていることと同一である。この出願
は本願と同じ譲受人に譲渡され、この言及によりその内
容は本願にも含まれるものとする。

【０１６８】外部コード・デコード・プロセスを無事完
了したブロックは、２４バイト・パリティ・フィールド
を破棄することによって、元の２１２情報バイトに切り
詰める。各ブロックをデコードするに連れて、各々５３
バイトの４つのＡＴＭセルに分解される。

【０１６９】図１７は、図１６に示した回路と協働する
追加の回路を示す。復調器４５２が、バス５０８を通じ
てマーカ・フィールド・プロセッサ５０２に、バス５１
０を通じてカウント・フィールド・プロセッサ５０４
に、そしてバス５１４を通じてタイプ・フィールド・プ
ロセッサ５０６に接続されている。

【０１７０】マーカ・フィールド・プロセッサ５０２
は、導体５１６上に出力信号を発生し、図１２に示した
フレーム・マーカ・シンボルから得られたタイミング情
報を示す。このタイミング情報は、データ・フレームを
確定し、変調の曖昧さを解消するために用いられる。

【０１７１】カウント・フィールド・プロセッサ５０４
は、導体５１８上に出力信号を発生し、復調器４５２が
最後に復調したフレームの非反復フレーム番号を示す。
フレーム番号は、図１２に示すヘッダのフレーム・カウ
ント・シンボルから得られる。フレーム番号は、衛星の
予測寿命の間は繰り返されない。

【０１７２】タイプ・フィールド・プロセッサ５０６
は、導体５２０上に信号を発生してヌル・シンボルの割
合が高い実質的に空（Ｅ）のデータ・フレームを示し、
導体５２２上に信号を発生してヘビー（Ｈ）コード・デ
ータ・フレームを示し、導体５２４上に信号を発生して
ライト（Ｌ）コード・データ・フレームを示す。導体５
２２、５２４上の信号は、内部コード・デコーダ４５８
に伝えられ、内部コード・デコード・プロセスが容易に
行われるようにする。

【０１７３】２つの内部コード・デコーダ４５８は、バ
ス５３２によって、復調器４５２の出力に接続されてい
る。デインターリーバ５３４が、バス５３６によって、
内部コード・デコーダ４５８の出力に接続されている。
デインターリーバの出力は、別のバス５４０を介して、
外部コード・デコーダ４６０に接続されている。デイン
ターリーバは、公知の方法で、内部コード・ブロックか
ら外部コード・ブロックをデインターリーブする。

【０１７４】デコーダ４６０の出力は、バス５４４を通
じて、アンパッカ（ｕｎｐａｋｅｒ）５４２に接続され
ている。アンパッカは、導体５２０上のＥ信号を用い
て、空フレームから出力セルを作成するのを防止する。
あるいは、デコーダ４５８、４６０は、自動的にノイズ
のみを含むブロックを削除し、バス５４４上に出力を送
信しないようにする。

【０１７５】完全なセルがＤＢＵ４４０（図７）内にお
いて得られるようになると、セル・ヘッダを分離し、セ
ルのアドレシングを含む４バイト部分がＤＢＵ４４０か
らＵＥＴの端末コントローラ４１２に渡される。コント
ローラ４１２の機能の中には、ＵＥＴ４００（図１）に
関連のあるセルを抜き出す機能がある。ＵＥＴ４００に
関連のあるセルについて、端末コントローラ４１２は５
３バイト・セルをＵＥＴの内部バス上に置き、それ自体
および／またはＵＥＴ４００内に設置されているＮＩＣ
の１つに転送するコマンドを開始する。

【０１７６】ＡＳＩＣ４５２、４５８、４６０の動作
は、別のＡＳＩＣ４６２（図１６）によって制御され
る。衛星１００、ＮＯＣ３００およびＵＥＴ４００の動
作の同期を取ることに関する更なる詳細は、本願と同時
に出願された、Ｄａｖｉｄ Ａ．Ｗｒｉｇｈｔ，ｅｔ
ａｌ．名義の「Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ Ｍｅ
ｔｈｏｄ Ｆｏｒ ａ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｃｏｍ
ｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ」（処理通
信衛星のための同期方法）に記載されており、その内容
はこの言及により本願にも含まれるものする。この出願
は本願と同じ譲受人に譲渡されている。

【０１７７】衛星１００の送信ゲーティングに関する更
なる詳細は、１９９９年３月１６日にＳｔｅｗａｒｄ
Ｔ．Ｌｉｎｓｋｙ， ｅｔ ａｌ．の名義で出願され
た、「Ｇａｔｅｄ Ｐｏｗｅｒ Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓ
ｉｏｎ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｆｏｒ Ａ Ｐｒｏｃｅｓ
ｓｉｎｇ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ」（処理衛星用ゲート電
力時分割ダウンリンク）と題する米国特許出願第０９／
２７０，３６１号に記載されている。その内容はこの言
及により本願にも含まれるものとする。この出願は本願
と同じ譲受人に譲渡されている。

【０１７８】先に説明したアップリンクおよびダウンリ
ンク技術は、以下のように調整することが好ましい。ア
ップリンクされたトラフィック・バースト（例えば、Ｔ
Ｂｎ〜ＴＢ５２（図４）が衛星１００によって受信され
るに連れ、デコーダ１５４（図９）は、各ブロックをデ
コードする度に発見したエラーの数をカウントしてい
く。このカウントを、比較器１５５（図９）によってス
レシホルド・カウントと比較し、バーストを担持するチ
ャネルおよびスロットに対する１ビット高／低インディ
ケータとして出力１５６上に発生する。アップリンク・
タイム・フレームにおけるかかるチャネルおよびスロッ
ト毎にカウントを行なう。先に説明したように、ＺＬフ
レームのチャネルでは、典型的にビーム当たり９１００
個のスロットがある。他のタイプのフレームでは、ビー
ム当たりのスロット数は変動する。次に、１フレームに
対する１組の高／低インディケータ・ビットを、セル形
成部１５７（図９）によってＡＴＭトラフィック報告セ
ル（典型的に合計で２５セル）にパックする。フレーム
内におけるトラフィック報告セルおよび高／低ビットが
現れるセル内の位置を識別することによって、当該高／
低ビットに関連する対応のチャネル／スロットを識別す
ることができる。識別プロセスを補助するために、セル
形成部１５７は、正確な順序で高／低ビットおよびトラ
フィック報告セルを維持する。各トラフィック報告セル
には、ＡＴＭアドレス（ＶＰＩ，ＶＣＩ）およびそれを
トラフィック報告セルとして示す識別子が設けられてお
り、このセルは衛星のセル・スイッチ１０４（図１およ
び図１４）に提示される。アドレスを用いることによっ
て、セル・スイッチは報告セルを適正なエンコーダおよ
び変調器に導き、適正な場所または地上端末に向けられ
たダウンリンク・ビーム上に報告セルを置く。

【０１７９】アップリンク同期バースト（例えば、バー
ストＳＢ１〜ＳＢ２６（図４）が受信されると、これら
は衛星１００において同期バースト・プロセッサ１４３
（図９）によって処理され、前述のように衛星における
受信エネルギおよび到達時刻を測定する。これらの測定
値（出力１４３Ａ、１４３Ｂ上を送信される）から、簡
潔な報告（１ニブル＝４ビット）が、同期バースト・ス
ロット毎にセル形成部１４４（図９）によって形成され
る。ＺＬフレームでは、典型的に、フレーム当たり２６
同期バースト・スロット、Ｘチャネル当たり２５個のフ
レーム、およびビーム当たり合計４５５０スロットに対
して７つのＸチャネルがある。他のタイプのフレームで
は、前述のように、ビーム当たりのスロット数は変動す
る。フレームに対する測定が完了すると、これらのニブ
ルを収集し、フレーム毎にＡＴＭ同期報告セル（典型的
に合計５０）にパックする。フレーム内の同期報告セ
ル、および報告ニブルが現れるセル内の位置を識別する
ことによって、対応するチャネル／スロットおよび報告
ニブルに関連する同期バーストを特定することができ
る。識別プロセスを補助するために、セル形成部１４４
は、報告ニブルおよび同期報告セルを正確な順序で維持
する。各トラフィック報告セルには、ＡＴＭアドレス
（ＶＰＩ，ＶＣＩ）およびそれを同期報告セルとして示
す識別子が設けられており、このセルは衛星のセル・ス
イッチ１０４に提示される。セル・スイッチ１０４は、
先に説明したように、ＡＴＭアドレスに基づいて、セル
を正しいダウンリンク・ビームに導出する。

【０１８０】アップリンクからのトラフィック・バース
トがデコーダ１５２、１５４（図９）内においてデコー
ド・プロセスを完了すると、こうしてデコードされたブ
ロックをアンパックして、４つの構成セルを復元する。
ヌル・セルがあった場合には（正確に４セルを収容する
ように各ブロックを合わせるために挿入した）、そのい
ずれもが衛星の受信機において破棄される。

【０１８１】デコード・ブロックからのヌル・セルおよ
び前述のような報告セルは、衛星のセル・スイッチ１０
４には提示されない。スイッチ１０４は、ユーザ端末へ
の下方送信のために、いずれのアップリンク・ビーム内
において到達したセルも、いずれかのダウンリンク・ビ
ームに結合させる。この結合は、各ＡＴＭセル（前述の
ように報告セルを含む）内にあるアドレシング（ＶＩ
Ｐ，ＶＣＩ）にしたがって行われ、同時に数個のダウン
リンクに挿入できるようにセルの複製を伴う場合もある
（マルチキャスト）。

【０１８２】一旦衛星１００のダウンリンク側に転送さ
れると、報告セルを含むあらゆるセルは、ダウンリンク
において、前述の方法および手段を用いてビーム内で１
箇所以上のユーザ端末に送信することができる。ユーザ
端末（例えば、端末４００（図１））に向けて下方伝搬
した後、ダウンリンク信号は、前述のようにユーザ端末
によって受信され処理される。この処理の蓄積が、ダウ
ンリンク・フレーム内に収容されているブロックのデコ
ードとなる。

【０１８３】前述の処理に加えて、地球端末４００は以
下のステップを実行する。ダウンリンク・バーストを受
信すると、地球端末は、デコードされたブロックをアン
パックし、ブロック内に収容されているＡＴＭセルを得
る。ブロックからヌル・セルが抽出された場合、そのい
ずれもが破棄される（かかるセルは、正確に４セルを収
容するようにフレームにおいて各ブロックを合わせるた
めに挿入される）。残りのセルを全て精査し（即ち、セ
ルのＶＰＩ、ＶＣＩを検査する）、セルが地球端末４０
０に関連する仮想回路（ＶＣ）のメンバであるか否かに
ついて判定を行なう。関連のないセルは破棄される。非
報告セルは、前述のようにユーザ・アプリケーション等
に送られる。端末４００に宛てられた報告セルは更に地
球端末４００によって処理され、ユーザ端末に関連する
あらゆる部分を抽出する。

【０１８４】同期報告セルを処理し、衛星１００におい
てユーザ端末のために挿入されたニブルを抽出し、タイ
ミングおよび／または電力レベルにおいて必要な補正を
指示する。これらの指示がＡＳＩＣ４６０によって報告
セルから抽出され終わると、ユーザ端末はこれに応じ
て、（ａ）小さな増分量（即ち、アップリンク・シンボ
ル・エポックの小さな分数）だけアップリンク送信のタ
イミングを調節し、（ｂ）小さな分数だけその送信機の
ＩＦ増幅器４１７の基準利得を調節し、その同期バース
トおよびそのトラフィック・バーストの全て（いずれか
のトラフィック・バーストが進行中である場合）を含
む、その送信の全レベルを上昇または低下させる。図７
を参照すると、タイミング・ニブルをデコードし、バス
４３７を通じてユニット４１６（図７）に送信する。ユ
ニット４１６は、発射時点を判定し、タイミング・ニブ
ル内の情報に基づいて全てのチャネルに対して変調器４
２０（図２）へのバーストの供給を開始する。電力ニブ
ルをデコードし、バス４３７上でユニット４１６に送信
し、電力ニブル内の情報にしたがって全てのチャネルに
対するＩＦ増幅器４１７の電力レベルを調節する。衛星
１００で検出した同期バーストのエネルギが減少した場
合、ＩＦ増幅器４１７の電力レベルをある増分量だけ上
昇させる。

【０１８５】トラフィック報告セルをデコーダ４６０
（図１６）で処理し、衛星１００において挿入した高／
低ビット（複数の高／低ビット）を抽出し、ユーザ端末
によるその以前に使用について、アップリンク・チャネ
ルおよびスロットに対する、衛星から見たエラー・カウ
ントを示す。このエラー・カウント・インディケータ
（即ち、高／低ビット）は、地球端末が送信電力レベル
を再計算する際に用いられる。再計算した送信電力レベ
ルは、後続の送信において関連するチャネルおよびスロ
ットに用いられる。バス４３７（図７）を通じて高／低
ビットをユニット４００内の電力制御アルゴリズムに送
信する。その結果、ＩＦ増幅器４１７（図７）の電力レ
ベルは、端末４００が送信する個々のチャネルおよびス
ロットに対して調節される。スレシホルド・カウントを
上回るエラーが発生した場合、ＩＦ増幅器４１７の電力
レベルをある増分量だけ上昇させる。別の高／低ビット
を用いて、次のスロットの送信のために、ＩＦ増幅器４
１７の電力レベルを異なるレベルに調節することも可能
である。次に、特定のチャネルおよびスロットのために
アップリンク・バーストを発射する時刻になったとき、
地球端末４００は、適切な電力レベルを判定し（前述の
ように基準レベルおよびチャネル／スロット・レベルに
基づいて）、前述のようにアップリンク・バーストを発
射する。

【０１８６】端末の現タイミング（例えば、ダウンリン
ク・シンボル・クロック４３２）に対する端末４００に
おけるフレーム・マーカ・フィールド（図１２）の到達
時刻を判定し、これを用いて端末の基準発振器４３１の
周波数、アップリンク・シンボル・クロック４３３の位
相、およびダウンリンク・シンボル・クロック４３２の
位相を遅らせるかあるいは進ませる。到達時刻を用いて
導体４３５上に時刻信号を発生し、基準発振器４３１お
よびクロック４３２、４３３を調節する。ダウンリンク
・シンボル・クロック４３２の周波数は厳密にダウンリ
ンク・シンボル周波数を追跡する。端末の基準発振器４
３１をシンセサイザ内で用いて、上向きに整数と乗算し
た場合、前述のようにアップリンク周波数チャネルにお
ける使用のために正確な周波数を生成する。

【０１８７】ダウンリンク・シンボル・クロック４３２
（図７）を、整数の除数（タイプＺ、Ｙ、Ｘ送信に対し
て、それぞれ、１７５、３５、７）で除算し、アップリ
ンク・シンボル・クロック４３３（図７）の基本周波数
を生成する。導体４３６を通じてアップリンク・シンボ
ル・クロック・パルスをベースバンド・ユニット４１６
に送信する。アップリンク・シンボル・クロック４３３
の位相は、必要に応じて（衛星の現在位置に関する、外
部から受信した情報に基づいて）変化させ、衛星の運動
による端末４００および衛星１００間の距離変化を補償
する。補償の詳細は、本願と同一日に出願された、Ｄａ
ｖｉｄ Ａ．Ｗｒｉｇｈｔ，ｅｔ ａｌ．名義の「Ｓｙ
ｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ Ｍｅｔｈｏｄ Ｆｏｒ
ａ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏ
ｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ」（処理通信衛星のための同期
方法）に記載されており、その内容はこの言及により本
願にも含まれるものとする。尚、この出願は本願と同じ
譲受人に譲渡されている。

【０１８８】前述の好適な形態は、添付した特許請求の
範囲に規定される本発明の真の精神および範囲から逸脱
することなく、変更や修正が可能であることを当業者は
認めよう。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にしたがって製作した送信および受信装
置の好適な形態の概略ブロック図である。

【図２】本発明にしたがって製作したアップリンク送信
サブシステムの好適な実施形態の概略ブロック図であ
る。

【図３】好適な実施形態にしたがって行われたアップリ
ンク・チャネル化の周波数レイアウトの好適な形態を示
す図である。

【図４】本発明の好適な実施形態によるアップリンク・
フレーム・フォーマットの時間レイアウトを示す図であ
る。

【図５】本発明の好適な形態と共に用いるためのビーム
・レイ・ダウン・パターンの好適な形態の図である。

【図６】本発明の好適な形態にしたがって周波数再利用
を可能とするマルチビーム・カバレッジ・パターンおよ
びアップリンク帯域の好適な形態を示す図である。

【図７】本発明にしたがって製作した地球端末アップリ
ンク送信機器およびダウンリンク受信機器の好適な形態
を示す概略構成図である。

【図８】本発明にしたがって製作した衛星受信装置の好
適な形態の概略ブロック図である。

【図９】図８に示す回路を更に詳細に示す概略ブロック
図である。

【図１０】本発明にしたがって製作したダウンリンク送
信サブシステムの好適な形態を示す図である。

【図１１】本発明にしたがって行われたダウンリンク・
チャネル化の好適な形態の図である。

【図１２】本発明によるダウンリンク・フレーム・フォ
ーマットの好適な形態の図である。

【図１３】本発明の一形態にしたがって周波数再利用を
可能にするダウンリンク帯域を用いたマルチ・ビーム・
カバレッジ・パターンの一例を示す図である。

【図１４】図１に示す衛星回路の一部を示す概略ブロッ
ク図である。

【図１５】図１４に示すダウンリンク・エンコードおよ
びフォーマット回路の概略ブロック図である。

【図１６】図１に示す地球端末回路の一部の概略ブロッ
ク図である。

【図１７】図１６に示す回路の一部を更に詳細に示す概
略ブロック図である。

【符号の説明】 １００ 衛星 １０２ プロセッサ １０４ セル・スイッチ １０６ アップリンク・アンテナ １０８ ＲＦインターフェース １１０ ダウンリンクＲＦインターフェース １１２ アンテナ １１４ ペイロード・コントローラ １３５ ダウン・コンバータ・ミキサ １３６ ＩＦバンド・パス・フィルタ １３８ 衛星チャネライザ復調器 １４０ アナログ／ディジタル変換器 １４１ クロック １４２ 第１チャネライザ １４３ 同期バースト・プロセッサ １４４ 同期バースト報告セル形成部 １４８ ＴＤＭＡバースト・プリアンブル・プロセッ
サ １５０ 復調器 １５２、１５４ デコーダ １５５ 比較器 １５７ エラー・カウント報告セル形成部 １６０ 信号発生器 １６２ ダウンリンク・フレーム・オーガナイザ（Ｄ
ＦＯ） １６４ ヘビー・コード・キュー・メモリ １６６ ライト・ロード・キュー・メモリ １６８ ブロック形成部 １７０ リード・ソロモン・エンコーダ ３００ 地上設置ネットワーク処理局（ＮＯＣ） ４００ ユーザ地上端末（ＵＥＴ）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 レジナルド・ジュー アメリカ合衆国カリフォルニア州90266, マンハッタン・ビーチ，エルム・アベニュ ー 2317 (72)発明者 スチュアート・ティー・リンスキー アメリカ合衆国カリフォルニア州90732, サン・ペドロ，サンタ・クルツ・ストリー ト 1070 (72)発明者 デニス・エイ・ニブンズ アメリカ合衆国カリフォルニア州90254, ハーモサ・ビーチ，モンテリー・ブールヴ ァード 321

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アップリンク・ビーム上で地上端末から
   衛星にアップリンク・データ・セルを送信するためのア
   ップリンクと、ダウンリンク・ビーム上で前記衛星から
   地上端末にダウンリンク・データ・セルを送信するため
   のダウンリンクとを備えた処理衛星通信システムにおい
   て、前記アップリンク・データ・セルの送信を制御する
   装置であって、 前記アプリンク・データ・セルをエラー訂正コードと共
   に集合化し、前記アップリンク・データ・セルを、当該
   アップリンク・データ・セルを構成するアップリンク・
   フレーム内部の所定のアップリンク・タイム・スロット
   に配置するように構成されたエンコーダと、 前記アプリンク・フレームを所定の変調形態によって変
   調し、前記アップリンク・ビーム上における前記衛星へ
   の送信に適した複数のアップリンク・チャネルへの前記
   変調アップリンク・フレームの配置を可能にするように
   接続された変調器であって、前記アップリンク・チャネ
   ルが複数の前記アップリンク・タイム・スロットから成
   る、変調器と、 前記アップリンク・ビームを前記衛星に送信可能な電力
   レベルを調節するように構成された可調節増幅器と、 前記衛星における使用に適しており、前記チャネルを復
   調アップリンク・フレームに復調するように構成された
   復調器と、 前記エラー訂正コードをデコードし、前記訂正コード内
   においてエラーを検出し、少なくとも前記訂正コード内
   におけるエラーのエラー推定を行なうように構成された
   デコーダと、 前記エラー推定に応答してエラー情報から成る報告セル
   を形成し、宛先を特定するアドレスおよび前記報告セル
   が前記エラー情報を含むことを示す識別子を形成するよ
   うに構成されたセル形成部と、 前記ダウンリンク・ビーム上における送信のために、前
   記報告セルを構成するダウンリンク・フレームを発生す
   るように構成されたフレーム・オーガナイザと、 前記ダウンリンク・ビームに応答し、前記ダウンリンク
   ・フレームから前記報告セルをアンパックし、前記報告
   セル内の前記エラー情報に基づいて前記増幅器を調節す
   るように構成されたプロセッサと、との組み合わせから
   構成される装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の装置において、前記エラ
   ー情報は、複数のエラー・ビットを備え、各エラー・ビ
   ットが前記チャネルの１つの前記タイム・スロットの１
   つに対応する装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載の装置において、前記報告
   セルは、前記エラー・ビットをある順序で維持し、前記
   エラー・ビットに対応するタイム・スロットを判定可能
   とした装置。
4. 【請求項４】 請求項１記載の装置において、前記プロ
   セッサが、前記エラー情報に基づいて、前記タイム・ス
   ロットの各々に対して別個に前記増幅器を調節可能であ
   る装置。
5. 【請求項５】 請求項１記載の装置であって、更に、基
   準発振器を備え、前記アップリンク・データ・セルは第
   １周波数で前記アップリンク・ブーム上を送信されるア
   ップリンク・シンボルを構成し、前記報告セルは第２周
   波数で前記ダウンリンク・ビーム上を送信されるダウン
   リンク・シンボルを構成し、前記プロセッサは、前記基
   準発振器から得られ、前記第２周波数で前記ダウンリン
   ク・シンボルをクロックするように構成されたダウンリ
   ンク・シンボル・クロックを備え、前記変調器は、前記
   基準発振器から得られ、前記第２周波数の整数倍数であ
   る前記第１周波数で前記アップリンク・シンボルをクロ
   ックするように構成されたアップリンク・シンボル・ク
   ロックを備える装置。
6. 【請求項６】 請求項５記載の装置において、前記ダウ
   ンリンク・フレームは、フレーム・マーカを備え、前記
   プロセッサにおける前記フレーム・マーカの到達時刻に
   応じて、前記基準発振器のタイミング、前記ダウンリン
   ク・シンボル・クロックおよび前記アップリンク・シン
   ボル・クロックを変化させる装置。
7. 【請求項７】 請求項６記載の装置において、前記プロ
   セッサにおける前記フレーム・マーカの到達時点に応じ
   て前記基準発振器の周波数、ならびに前記ダウンリンク
   ・シンボル・クロックの位相および前記アップリンク・
   シンボル・クロックの位相を変化させる装置。
8. 【請求項８】 請求項１記載の装置において、該装置は
   更に前記衛星内に配したスイッチを備え、前記ダウンリ
   ンク・ビームが複数のダウンリンク・ビームから成り、
   前記フレーム・オーガナイザが前記ダウンリンク・ビー
   ムに対応する複数のフレーム・オーガナイザから成り、
   前記セル形成部が前記アップリンク・データ・セルに応
   答してダウンリンク・データ・セルを形成するように構
   成され、前記ダウンリンク・データ・セルが、宛先を特
   定するアドレスを含み、前記ダウンリンク・データ・セ
   ルおよび前記報告セルを前記スイッチに送信するように
   構成され、前記スイッチは、前記アドレスに基づいて、
   前記ダウンリンク・ビームに対応する前記フレーム・オ
   ーガナイザに前記ダウンリンク・データ・セルおよび前
   記報告セルを導くことによって、前記アドレスに対する
   前記スイッチの応答を通じて前記アップリンク・ビーム
   上で到達した前記データ・セルを、前記ダウンリンク・
   ビームのいずれにでも導くことを可能にした装置。
9. 【請求項９】 アップリンク・ビーム上で地上端末から
   衛星にアップリンク・データ・セルを送信するためのア
   ップリンクと、ダウンリンク・ビーム上で前記衛星から
   地上端末にダウンリンク・データ・セルを送信するため
   のダウンリンクとを備えた処理衛星通信システムにおい
   て、前記アップリンク・データ・セルの送信を制御する
   方法であって、 前記アップリンク・データ・セルをエラー訂正コードと
   共に集合化するステップと、 前記アップリンク・データ・セルを構成するアップリン
   ク・フレーム内部にある所定のアップリンク・タイム・
   スロットに前記アップリンク・データ・セルを配置する
   ステップと、 所定の変調形態によって前記アップリンク・フレームを
   変調し、調節可能な電力レベルで前記アップリンク・ビ
   ーム上における前記衛星への送信に適した複数のアップ
   リンク・チャネルへの前記変調アップリンク・フレーム
   の配置を可能とするステップであって、前記アップリン
   ク・チャネルが複数の前記アップリンク・タイム・スロ
   ットから成る、ステップと、 前記チャネルを復調アップリンク・フレームに復調する
   ステップと、 前記エラー訂正コードをデコードし、前記訂正コード内
   においてエラーを検出し、少なくとも前記訂正コード内
   におけるエラーのエラー推定を行なうステップと、 前記エラー推定に応答してエラー情報から成る報告セル
   を形成し、宛先を特定するアドレスおよび前記報告セル
   が前記エラー情報を含むことを示す識別子を形成するス
   テップと、 前記ダウンリンク・ビーム上における送信のために、前
   記報告セルを構成するダウンリンク・フレームを発生す
   るステップと、 前記ダウンリンク・フレームから前記報告セルをアンパ
   ックするステップと、 前記報告セル内の前記エラー情報に基づいて前記電力レ
   ベルを調節するステップと、の組み合わせを含む方法。
10. 【請求項１０】 請求項９記載の方法において、前記報
    告セルは、前記エラー・ビットをある順序で維持し、前
    記エラー・ビットに対応するタイム・スロットを判定可
    能とした方法。
11. 【請求項１１】 請求項９記載の方法において、前記調
    節するステップが、前記エラー情報に基づいて、前記タ
    イム・スロットの各々に対して別個に前記電力レベルを
    調節するステップから成る方法。
12. 【請求項１２】 請求項１１記載の方法において、前記
    エラー情報は複数のエラー・ビットから成り、各エラー
    ・ビットが前記タイム・スロットの１つに対応し、前記
    アンパックによって、前記エラー・ビットに対応するタ
    イム・スロットを判定し、前記電力レベルを調節する方
    法。
13. 【請求項１３】 請求項９記載の方法において、前記ア
    ップリンク・データ・セルは、第１周波数で前記アップ
    リンク・ビーム上を送信されるアップリンク・シンボル
    を含み、前記報告セルは、第２周波数で前記ダウンリン
    ク・ビーム上を送信されるダウンリンク・シンボルを含
    み、前記方法は、更に、基準クロック・パルスを発生す
    るステップと、該基準パルスから得られるダウンリンク
    ・シンボル・クロック・パルスを発生するステップと、
    前記第２周波数で前記ダウンリンク・シンボル・クロッ
    ク・パルスによって前記ダウンリンク・シンボルをクロ
    ックするステップと、前記基準発振器から得られ、前記
    第２周波数の整数倍数である前記第１周波数で前記アッ
    プリンク・シンボルをクロックするように構成されたア
    ップリンク・クロック・パルスを発生するステップとを
    含む方法。
14. 【請求項１４】 請求項９記載の方法において、前記ダ
    ウンリンク・ビームは複数のダウンリンク・ビームから
    成り、前記報告セルを形成するステップは、更に、前記
    アップリンク・データ・セルに応答して宛先を特定する
    アドレスを含むダウンリンク・データ・セルを形成する
    ステップを含み、前記ダウンリンク・フレームを形成す
    るステップは、前記アドレスに基づいて前記ダウンリン
    ク・ビームの１つによる送信のために、前記ダウンリン
    ク・データ・セルおよび報告セルを構成するダウンリン
    ク・フレームを発生することによって、前記アップリン
    ク・ビーム上で到達する前記データ・セルを、前記アド
    レスの使用により、前記ダウンリンク・ビームのいずれ
    にも導くことを可能とするステップを含む方法。
15. 【請求項１５】 アップリンク・ビーム上で地上端末か
    ら衛星にアップリンク・データ・セルを送信するための
    アップリンクと、ダウンリンク・ビーム上で前記衛星か
    ら地上端末にダウンリンク・データ・セルを送信するた
    めのダウンリンクとを備えた処理衛星通信システムにお
    いて、前記アップリンク・データ・セルの送信を制御す
    る装置であって、 前記アップリンク・データ・セルを構成するアップリン
    ク・フレーム内部にある所定のタイム・スロットにバー
    スト信号を配置するように構成されたアップリンク・フ
    レーム・オーガナイザと、 所定の調整可能な時点において前記アップリンク・フレ
    ームを発射し、前記アップリンク・ビーム上において前
    記衛星への送信に適した複数のアップリンク・チャネル
    に前記アップリンク・フレームを配置するように構成さ
    れたアップリンク・ユニットであって、前記アップリン
    ク・チャネルが複数の前記タイム・スロットから成る、
    アップリンク・ユニットと、 前記アップリンク・ビームを前記衛星に送信可能な電力
    レベルを調節するように構成された可調節増幅器と、 前記衛星における使用に適し、前記チャネルを復調アッ
    プリンク・フレームに復調するように構成された復調器
    と、 前記アップリンク・ビームに応答し、少なくとも前記バ
    ースト信号の受信エネルギまたは前記衛星における前記
    バースト信号の到達時刻の推定を行なうように構成され
    たアップリンク・プロセッサと、 前記バースト信号の受信エネルギの推定値または前記衛
    星における前記バースト信号の到達時刻に応答して、報
    告情報を構成する報告セル、宛先を特定するアドレス、
    および前記報告セルが前記報告情報を含むことを示す識
    別子を形成するように構成されたセル形成部と、 前記ダウンリンク・ビーム上での送信のために、前記報
    告セルを構成するダウンリンク・フレームを発生するよ
    うに構成されたダウンリンク・フレーム・オーガナイザ
    と、 前記ダウンリンク・ビームに応答し、前記ダウンリンク
    ・フレームからの前記報告セルをアンパックし、前記バ
    ースト信号の受信エネルギの前記推定値に応答して、前
    記報告セル内の前記報告情報に基づいて前記増幅器を調
    節し、前記衛星における前記バースト信号の前記到達時
    刻に応答して前記報告セル内の前記報告情報に基づいて
    前記可調節時刻を調節するように構成されたダウンリン
    ク・プロセッサと、の組み合わせから構成される装置。
16. 【請求項１６】 請求項１５記載の装置において、前記
    セル形成部は、前記バースト信号の受信エネルギの前記
    推定値および前記衛星における前記バースト信号の到達
    時刻に応答して報告情報を含む報告セルを形成し、前記
    ダウンリンク・プロセッサは、前記バースト信号の受信
    エネルギの前記推定値に応答して前記報告セル内の前記
    報告情報に基づいて前記増幅器を調節し、前記衛星にお
    ける前記バースト信号の前記到達時刻に応答して前記報
    告セル内の前記報告情報に基づいて前記可調節時刻を調
    節する装置。
17. 【請求項１７】 アップリンク・ビーム上で地上端末か
    ら衛星にアップリンク・データ・セルを送信するための
    アップリンクと、ダウンリンク・ビーム上で前記衛星か
    ら地上端末にダウンリンク・データ・セルを送信するた
    めのダウンリンクとを備えた処理衛星通信システムにお
    いて、前記アップリンク・データ・セルの送信を制御す
    る方法であって、 前記アップリンク・データ・セルを構成するアップリン
    ク・フレーム内部にある所定のタイム・スロットにバー
    スト信号を配置するステップと、 前記アップリンク・フレームを所定の可調節時刻におい
    て発射し、調節可能な電力レベルで前記アップリンク・
    ビーム上における前記衛星への送信に適した複数のアッ
    プリンク・チャネルに前記アップリンク・フレームを配
    置するステップであって、前記アップリンク・チャネル
    が複数の前記タイム・スロットから成る、ステップと、 前記チャネルを復調アップリンク・フレームに復調する
    ステップと、 少なくとも前記バースト信号の受信エネルギまたは前記
    衛星における前記バースト信号の到達時刻の推定を行な
    うステップと、 前記バースト信号の受信エネルギの前記推定値または前
    記衛星における前記バースト信号の到達時刻に応答し
    て、報告情報を含む報告セル、宛先を特定するアドレ
    ス、および前記報告セルが前記報告情報を収容すること
    を示す識別子を形成するステップと、 前記ダウンリンク・ビーム上での送信のために、前記報
    告セルを構成するダウンリンク・フレームを発生するス
    テップと、 前記ダウンリンク・フレームから前記報告セルをアンパ
    ックするステップと、 前記バースト信号の受信エネルギの前記推定値に応答し
    て前記報告セル内の前記報告情報に基づいて前記電力レ
    ベルを調節するか、あるいは前記衛星における前記バー
    スト信号の前記到達時刻に応答して前記報告セルにおけ
    る前記報告情報に基づいて前記可調節時刻を調節するス
    テップと、の組み合わせを含む方法。
18. 【請求項１８】 請求項１７記載の方法において、前記
    形成するステップは、前記バースト信号の受信エネルギ
    の前記推定値または前記衛星における前記バースト信号
    の到達時刻に応答して、報告情報を含む報告セルを形成
    し、前記電力レベルを調節するステップは、前記バース
    ト信号の受信エネルギの推定値に応答して前記報告セル
    内の前記報告情報に基づき、前記可調節時刻を調節する
    前記ステップは、前記衛星における前記バースト信号の
    前記到達時刻に応答して前記報告セル内の前記報告情報
    に基づいて行なう方法。