JP2001156698A - 処理通信衛星用ダウンリンク送信および受信技術 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 広範な周波数再利用、相互変調効果を低減す
る単一アクセス・ダウンリンク、およびダウンリンク・
スペクトルの効率的な使用を可能とする処理通信衛星用
ダウンリンク送信および受信技術を提供する。 【解決手段】 所定数のデータ・セルを所定のエラー訂
正コードと共に集合化し、フレーム本体を発生する、エ
ンコード／フォーマット回路１６０を含む。また、この
回路は、フレーム本体をヘッダ・シンボルおよびトレー
ラ・シンボルと共に集合化し、データ・フレームを発生
する。１つ以上の変調器１８２、１８４が、変調データ
・フレームを、所定の周波数範囲および所定の送信レー
トを有する複数の周波数帯域内への配置を可能にする。
１つ以上のアンテナ１１２が、異なる偏波形態を有する
１つ以上のビームを通じて、変調データ・フレームを送
信する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、処理通信衛星に関
し、更に特定すれば、かかる衛星のためのダウンリンク
受信および送信技術に関するものである。

【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、デコード、およびスイッ
チングによって）切り離すことができるので、これら２
つの部分は別個に定義することができる。ダウンリンク
送信システムの定義は、空間、偏波（ｐｏｌａｒｉｚａ
ｔｉｏｎ）、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。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、広範な周波
数再利用、相互変調効果を低減する単一アクセス・ダウ
ンリンク、およびダウンリンク・スペクトルの効率的な
使用を可能とする処理通信衛星用ダウンリンク送信およ
び受信技術を提供する。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の好適な形態は、
処理衛星のダウンリンク送信システムが使用するのに適
した、使用可能な周波数スペクトル内でデータを発生し
送信する処理衛星通信システムにおいて用いられる。か
かるシステムでは、データ・セルを受信し送信するため
に、端末が接続されている。好ましくは、スケジューラ
によって、第１および第２フレーム・タイプ信号を発生
する。所定数のデータ・セルを、所定数のエラー訂正コ
ードと共に集合化（グループ化）し、フレーム本体を発
生する。好ましくは、１つ以上のエラー制御エンコーダ
およびインターリーバによって、第１フレーム・タイプ
信号に応答して第１タイプのフレーム本体を発生し、第
２フレーム・タイプ信号に応答して第２タイプのフレー
ム本体を発生する。フレーム本体は、ヘッダ・シンボル
およびトレーラ・シンボルと共に集合化され、所定数の
シンボルから成るデータ・フレームを発生する。この集
合化は、フレーム・オーガナイザによって行なうことが
好ましい。データ・フレームは、所定の変調形態によっ
て変調され、変調したデータ・フレームを、所定の周波
数範囲を有し、毎秒メガシンボルの単位で定義可能な所
定の送信レートを有する複数の周波数帯域に配置するこ
とが可能となる。変調は、１つ以上の変調器によって行
なうことが好ましい。変調したデータ・フレームは、好
ましくは、無線送信機によって、所定の偏波形態で、１
つ以上のビーム上で送信される。電力は、第２フレーム
・タイプ信号に応答して、低減される。

【０００５】本発明の別の好適な形態は、ダウンリンク
において処理衛星によって送信可能な、使用可能な周波
数スペクトルにおいて無線キャリア信号を受信し処理す
るための処理衛星通信システムにおける使用に適してい
る。この実施形態では、１つ以上の偏波形態を有する無
線キャリア信号の１つ以上のビームが、好ましくは、ア
ンテナ・システムによって受信される。無線キャリア信
号は、所定の周波数範囲を有し、毎秒メガシンボルの単
位で定義可能な所定の送信レートを有する、複数の周波
数帯域に分割される。受信帯域は、フレーム本体とフレ
ーム・タイプを含むヘッダとから成るデータ・フレーム
に復調される。復調は、好ましくは、復調回路によって
行われる。フレーム・タイプは、第１フレーム・タイプ
および第２フレーム・タイプにデコードされ、フレーム
本体は、第１フレーム・タイプに応答して、所定数のデ
ータ・セルにデコードされる。デコードは、デコーダ回
路によって行なうことが好ましい。デコードしたデータ
・セルは、好ましくは、データ・バスに沿って送信さ
れ、次の処理が行われる。第１フレーム・タイプに応答
して第１数のデータ・セルが送信され、第２フレーム・
タイプに応答して第１数よりも少ない第２数のデータ・
セルが送信される。

【０００６】本発明の更に別の好適な形態は、処理通信
衛星のダウン・リンクにおいて用いるための無線波（電
波）を発生する。無線波は、１つ以上の偏波形態および
所定数の変調形態を有する１つ以上のビームにおいて発
生する。第１群のビームは、単一の偏波形態に制限され
る。

【０００７】また、無線波を発生するのは、所定の周波
数範囲、および毎秒メガシンボルの単位で定義可能な所
定の送信レートを有する複数の周波数帯域を表すためで
もある。所定の周波数範囲の所定の送信レートに対する
比率は、１．２ないし１．３の範囲である。また、デー
タ・フレームの直列ＴＤＭストリームを表すためにも無
線波を発生し、ストリームの少なくとも一部は、第１群
のビームと共に用いられる。データ・フレームは、トレ
ーラ・シンボルおよびヘッダ・シンボルと共にフレーム
本体を定義する、所定数のシンボルから成り、（１）デ
ータ・フレームを確定（ｄｅｌｉｎｅａｔｅ）し、変調
の曖昧さを解消するフレーム・マーカ・シンボル、
（２）前記衛星の予測寿命の間は繰り返さないデータ・
フレームのフレーム番号を示す、非反復フレーム番号シ
ンボル、および（３）異なるタイプのデータ・フレーム
を示すフレーム・タイプ・シンボル、を定義する。

【０００８】フレーム本体は、外部コードによってエン
コードされコード化ブロックを生成する、複数のセルに
よって形成された複数のブロックから成る。１つ以上の
これらコード化ブロックは、矩形インターリーバ・アレ
イに入力される。インターリーバ・アレイの内容を、入
力した順序とは直交する順序で評価し、内部コードによ
って２度目のエンコードを行い、４相位相偏移変調（ｑ
ｕａｔｅｒｎａｒｙｐｈａｓｅ ｓｈｉｆｔ ｋｅｙｉ
ｎｇ）上での平方根２乗コサイン・パルス整形（ｓｑｕ
ａｒｅ−ｒｏｏｔ ｒａｉｓｅｄ ｃｏｓｉｎｅ ｐｕ
ｌｓｅ ｓｈａｐｉｎｇ）によって変調された、２つの
別個で独立してデコード可能な直交成分に区分する。ま
た、所定のエラー訂正コードと共にデータ・フレーム内
に集合化される所定数のデータ・セルを表すためにも、
無線波を発生する。

【０００９】前述の技術からは、多数の利点が得られ
る。例えば、これらの技術は、広範な周波数再利用、お
よび相互変調効果を低減する単一アクセス・ダウンリン
クを可能にする。また、本発明の好適な形態の周波数配
置およびスペクトル整形という観点からは、ダウンリン
ク・スペクトルの効率的な使用が可能となる。更に、本
発明は、ヌル・セルの挿入によるフレームの統一（ｒｏ
ｕｎｄ ｏｕｔ）を可能とすることにより、レートの分
断（ｒａｔｅ ｄｅｃｏｕｐｌｉｎｇ）が可能となる。
トラフィック・セルは、明示的なダウンリンク・スケジ
ューリングを行なうことなく、最も早い機会に放出する
ことができ、本質的に０から最大（即ち、ダウンリンク
・シンボル・レート）までのあらゆるトラフィック・レ
ートでも、特定のユーザ端末に向けて発信することがで
きる。好適な実施形態において用いられるダウンリンク
・シンボル・レートにより、全ての地上端末が、明確な
基準周波数を、安定した基準として用いることができる
ようにする。また、好適な実施形態は、受信した４相位
相ダウンリンク信号の曖昧さ解消のために、内蔵基準
（ｂｕｉｌｔ ｉｎ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）を備えてい
る。また、好適な実施形態は、ダウンリンク・フレーム
の正確な到達時刻測定のために、内蔵基準を備えてい
る。更に、好適な実施形態は、アップリンク同期の単純
な導出のために、非反復ダウンリンク・フレーム番号
（システムの寿命の間繰り返さない）も備えている。更
に、好適な実施形態は、もしそうしなければ空のフレー
ム（即ち、全てヌルのセル）が作成されるであろう場合
に、ダウンリンク送信のゲート・オフを行って空のフレ
ームを発生させないようにすることにより、衛星バスの
電力の引き出しを削減する。好適な実施形態によって得
られるエラー制御方法は、ダウンリンク上における電力
の非常に効率的な使用を可能にする。好適な実施形態
は、２レベルの送信（あるいは、８レベルまで）を可能
とし、降雨の場合に対する適応性を与え、使用可能なダ
ウンリンク容量を増大する。好適な実施形態は、ヘビ
ー、ライト（あるいは、８つまでの異なる内部コーディ
ング・レート）、および空のフレームに対して同一サイ
ズのフレームを与え、ダウンリンクの同期を簡略化す
る。本発明は、ＡＴＭ（非同期転送モード）規格と互換
性があり、標準的なＡＴＭセルによって事実上全ての管
理機能（ｓｕｐｅｒｖｉｓｏｒｙ ｆｕｎｃｔｉｏｎ）
を設ける。好適な実施形態は、「ウェブ・ブラウジン
グ」のような、低デューティ・サイクルのバースト使用
に対して効率が高いＤＡＭＡ方法に非常に適している。

【００１０】

【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、地上設置のネットワーク処
理局（ネットワーク・オペレーションズ・センター：Ｎ
ＯＣ）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：ｕｓｅｒ ｅａｒｔｈ
ｔｅｒｍｉｎａｌ）４００のような１箇所以上のＵＥＴ
とのシグナリングを含む。

【００１１】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。

【００１２】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、前もってＡＴＭセルの送信サブシステムへの挿
入を行い、ユーザ・データを搬送しなければならない。
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。

【００１３】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。

【００１４】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。

【００１５】ユーザ・デバイスは、ＡＴＭ交換される仮
想回路（ＶＣ：ｖｉｒｔｕａｌ ｃｉｒｃｕｉｔ）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ＶＣは、ＮＯＣ３０
０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ＵＥ
Ｔが多数のＶＣおよびユーザ・デバイスをサポートする
ことができる。

【００１６】ユーザ・デバイス４０８は、ＡＴＭプロト
コルに対応（をサポート）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セルにカプセル化し、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。

【００１７】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。

【００１８】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。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】前述のＰＣプラグ・イン・カードと同様、
ＵＥＴ４００は、テレビジョンのセット・トップ・ボッ
クスまたはゲーム・プレーヤ内に一体化し、外部のアン
テナまでケーブルを敷設することができる。

【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４０６にまで拡張され
る。ＮＯＣ３００もＮＩＵ３１４を内蔵し、ＮＩＵ４１
４内にあるのと全く同一の機能が行われる。ＮＯＣ３０
０内における対応するデバイスは、４００番台ではなく
３００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、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１０４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（ｉｎｄｕｓｔｒｙｐ
ａｒｌａｎｃｅ）での、「処理済みペイロード」（ｐｒ
ｏｃｅｓｓｅｄ 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、ノイ
ズのある受信アップリンク・バーストからデータを復元
し、これを未デコード・ブロックとして、続くエラー制
御デコーダに提示する。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。これについては、Ｄａｖｉｄ Ａ．Ｗｒｉｇｈ
ｔ，ｅｔａｌ．の「Ｕｐｌｉｎｋ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓ
ｉｏｎ ａｎｄ Ｒｅｃｅｐｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｉｑ
ｕｅｓ ｆｏｒ ａ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｃｏｍｍ
ｕｎｉｃａｔｉｏｎ 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
る関連特許出願に詳細に記載されている。これは、本願
と同時に出願され、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。

【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、１２８個までの着信ポートおよび１２８個までの発
信ポートに対応するように設計されており、各ポート
は、未エンコード・データの場合約１００Ｍｂｐｓで動
作する。１２８個のポートは、代表例として、アップリ
ンクおよびダウンリンク・ビーム（ビーム当たり２ポー
ト）に対応する９６個、各クロスリンク（東に２つ、西
に２つ）に接続された２つのポート、マルチキャスト・
モジュールに接続されセルの二重化を行なう１２個のポ
ート、コントローラに接続された２つのポートに分割さ
れている。代表的な割り当てでは、２４個の予備ポート
が残る。

【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
理機能を含む。

【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。復調器を反映して、変調器は、
２つのコーディング・レート、即ち、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・
タイプまたはライト・タイプのいずれかである。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
かが指定されている。ライト・セルは、ライト・フレー
ムでのみ担持することができる。ヘビー・フレームはい
ずれのタイプのセルでも担持することができる。

【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。アップリン
クＲＦインターフェース１０８は、低ノイズ増幅器、ダ
ウン・コンバータ、および自動レベル制御機能を、各帯
域毎に備えている。

【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）、および導波路を備えている。各ダウンリンク
・ビームは、２つのタイプのＴＷＴＡ、即ち、ゲートウ
ェイ・ビーム用低電力ＴＷＴＡおよび標準ユーザ端末用
高電力ＴＷＴＡの内の１つを有する。これらは各々１２
５ＭＨｚ帯域１つを供給する。

【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に現れる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
の送信および受信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。最大バージョンの端
末（即ち、クラスＣ）を用いる。

【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、低ノイズ増幅器４１８、復調器４２０、なら
びにデコーダおよびシーブ（ｓｉｅｖｅ）回路４２２を
備えている。

【００４０】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３および図４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
用に選択される変調技術は、フォワード・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。

【００４１】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。

【００４２】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。

【００４３】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。

【００４４】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）。

【００４５】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）。

【００４６】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。

【００４７】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。

【００４８】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の出願「Ｃｏｍｍｏｎ Ｄｏｗｎｌ
ｉｎｋ Ｆｒａｍｅ Ｆｏｒ Ｄｉｆｆｅｒｉｎｇ Ｃ
ｏｄｉｎｇ Ｒａｔｅｓ」（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）、米国特許出願第０
９／１６９，８７５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。

【００４９】図３に示すように、使用可能な周波数の１
ＧＨｚ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５００
ＭＨｚ帯域は、１２５ＭＨｚ帯域Ａ１、Ｂ１、Ｃ１、Ｄ
１に分割される。第２の５００ＭＨｚ帯域は、１２５Ｍ
Ｈｚ帯域Ａ２、Ｂ２、Ｃ２、Ｄ２に分割される。

【００５０】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。

【００５１】図４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４の寸法は、Ｑ
ＰＳＫ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。

【００５２】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。

【００５３】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。

【００５４】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１に
明記する。

【００５５】

【表１】

【００５６】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。

【００５７】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：ｃｏｎｔｉｇｕｏｕｓ，ｃｏｎｔｉｎｅ
ｎｔａｌ Ｕｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓ）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個のビームが
ある。

【００５８】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、ダウン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。

【００５９】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。

【００６０】対称的なカバレッジ・パターンを有する単
一の衛星１００（図６）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１２
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。

【００６１】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。

【００６２】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．の出願「Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｃｏｄｉｎｇ Ｓｃ
ｈｅｍｅＦｏｒ Ａ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｃｏｍｍ
ｕｎｉｃｔｉｏｎｓ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ」（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。

【００６３】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。

【００６４】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。

【００６５】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。

【００６６】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。

【００６７】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
（Ｖｉｔｅｒｂｉ）・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）。

【００６８】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。

【００６９】図７および図８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１６
０（図７）を、図８に更に詳細に示す。

【００７０】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（電力がゲート制御
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１７
６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１
６３、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ＴＷＴＡ１８
６、１８８を不活性化し、電力消費を削減する。ＴＷＴ
Ａは、ゲート１８５、１８７（図７）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。

【００７１】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
８）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。

【００７２】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８）によって行われる。

【００７３】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、矩形インタ
ーリブ・アレイ内に挿入される。

【００７４】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７）に提示する。

【００７５】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４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、９８．
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 ｓｔｒ
ｉｎｇ）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、１８４
（図７）に提示される。

【００７６】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乗余弦（コサイン）２
５％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。

【００７７】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。

【００７８】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７）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。

【００７９】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。

【００８０】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。

【００８１】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９）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。

【００８２】図１、図２、図９および図１０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２）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。

【００８３】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。

【００８４】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。

【００８５】ユーザ地球端末（図９）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。

【００８６】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。

【００８７】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１０）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。

【００８８】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。

【００８９】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。

【００９０】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。

【００９１】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の屋内コード・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
可観測値（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。

【００９２】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た
Ｗｒｉｇｈｔ，ｅｔ ａｌ．の「Ｕｐｌｉｎｋ Ｔｒａ
ｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ａｎｄ Ｒｅｃｅｐｔｉｏｎ Ｔ
ｅｃｈｎｉｑｕｅｓ ｆｏｒ ａ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎ
ｇ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔ
ｅ」（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。

【００９３】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。

【００９４】図１１は、図１０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。

【００９５】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４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、変調の曖昧さを解明するために用いられる。

【００９６】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４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。

【００９７】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。

【００９８】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。

【００９９】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。

【０１００】完全なセルがＤＢＵ４４０（図９）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。

【０１０１】ＡＳＩＣ４５２、４５８、４６０の動作
は、別のＡＳＩＣ４６２（図１０）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 ａ
ｌ．の「Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ Ｍｅｔｈｏ
ｄＦｏｒ ａ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｃｏｍｍｕｎｉ
ｃａｔｉｏｎ 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。

【０１０２】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．により出願された
「Ｇａｔｅｄ Ｐｏｗｅｒ Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏ
ｎ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ ＦｏｒＡ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎ
ｇ 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０９／２７
０，３６１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。

【０１０３】本発明の好適な形態は、特許請求の範囲に
おいて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、修正および変更が可能であることは、当
業者には理解されるであろう。

【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】図１に示す装置の一部の概略ブロック図であ
る。

【図３】本発明にしたがって行なったダウンリンク・チ
ャネル化の好適な形態を示す図である。

【図４】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を示す図である。

【図５】本発明によるビーム・レイ・ダウン・パターン
の一例を示す図である。

【図６】本発明の一形態による、周波数再利用を可能に
するマルチ・ビーム・カバレッジ・パターンの一例を示
す図である。

【図７】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８】図７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９】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１０】図９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。

【図１１】図１０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 アップリンク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 １１６ 復調器 １１８ 変調器 １１０ ダウンリンクＲＦインターフェース １１２ ダウンリンク・アンテナ １６０ 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 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 １７２ インターリーバ １７４ 畳み込みエンコーダ １７６ スケジューラ １８２、１８４ ダウンリンク変調器 １８５、１９７ ゲート １８６、１８８ 進行波管増幅器（ＴＷＴＡ）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 ドナルド・シー・ウィルコックソン アメリカ合衆国インディアナ州46845，フ ォート・ウェイン，ロッカウェイ・ドライ ブ 11105 (72)発明者 エルダッド・ペラヒア アメリカ合衆国カリフォルニア州90254, ハーモサ・ビーチ，アードモア・アベニュ ー 1600，ナンバー 228 (72)発明者 グレゴリー・エス・カソ アメリカ合衆国カリフォルニア州90254, ハーモサ・ビーチ，ゴールデン・アベニュ ー 1533

Claims (32)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 処理衛星通信システムにおいて、処理衛
   星のダウンリンク送信システムによる使用に適した使用
   可能周波数スペクトルにおいてデータを発生し送信する
   装置であって、 送信用データ・セルを受信するように接続された端末
   と、 第１フレーム・タイプ信号および第２フレーム・タイプ
   信号を発生するように接続されたスケジューラと、 所定数の前記データ・セルを所定数のエラー訂正コード
   と共に集合化するように接続された１つ以上のエンコー
   ダと、 前記第１フレーム・タイプ信号に応答して前記データ・
   セルから第１タイプのフレーム本体を発生し、前記第２
   フレーム・タイプ信号に応答して第２タイプのフレーム
   本体を発生し、前記フレーム本体をヘッダ・シンボルお
   よびトレーラ・シンボルと共に集合化し、所定数のシン
   ボルから成るデータ・フレームを発生するフレーム・オ
   ーガナイザと、 所定の変調形態により前記データ・フレームを変調し、
   該変調データ・フレームを、所定の周波数範囲を有し、
   メガシンボル／秒単位で定義可能な所定の送信レートを
   有する複数の周波数帯域に配置可能とするように接続さ
   れた１つ以上の変調器と、 所定の偏波形態を有する１つ以上のビームを通じて、前
   記変調データ・フレームを送信するように接続された無
   線周波数送信機と、 前記第２フレーム・タイプ信号に応答して電力を低減す
   るように構成されたゲートと、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、前記第１
   タイプのフレーム本体は、前記第２タイプのフレーム本
   体よりも多いデータから成る装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載の装置において、前記ビー
   ムの少なくとも一部は、単一の所定の偏波形態に制限さ
   れ、前記変調器は、前記データ・フレームを変調し、前
   記単一の所定の偏波形態に制限された前記ビーム毎に、
   変調データ・フレームの直列ＴＤＭストリームを発生す
   る装置。
4. 【請求項４】 請求項３記載の装置において、前記ヘッ
   ダ・シンボルが、 前記データ・フレームを確定し、変調の曖昧さを解消す
   るフレーム・マーカ・シンボルと、 前記衛星の予測寿命の間は繰り返さない、前記データ・
   フレームのフレーム番号を示す非反復フレーム番号シン
   ボルと、 前記データ・フレームの異なるタイプを示すフレーム・
   タイプ・シンボルと、から成る装置。
5. 【請求項５】 請求項４記載の装置において、前記フレ
   ーム・タイプは、前記フレーム内で用いられる内部コー
   ドのインディケータを備える装置。
6. 【請求項６】 請求項４記載の装置において、前記フレ
   ーム本体は、内部コード・ブロックおよび外部コード・
   ブロックから成り、前記内部コード・ブロックは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装
   置。
7. 【請求項７】 請求項６記載の装置において、４相位相
   偏移変調（ＱＰＳＫ）によって前記内部コード・ブロッ
   クを変調する装置。
8. 【請求項８】 請求項７記載の装置において、前記内部
   コード・ブロックを畳み込みコード化する装置。
9. 【請求項９】 請求項８記載の装置において、前記所定
   の送信レートで除算した前記所定の周波数範囲が、１．
   ２ないし１．３の範囲にある装置。
10. 【請求項１０】 請求項９記載の装置において、前記所
    定の変調形態は、４相位相偏移変調上で平方根２乗余弦
    パルス整形を更に含む装置。
11. 【請求項１１】 請求項１０記載の装置において、前記
    １つ以上の変調器は、前記発生した周波数のレートを高
    めてキャリア周波数を形成し、前記送信機によって、少
    なくとも２つの異なる偏波形態で前記キャリア周波数を
    送信する装置。
12. 【請求項１２】 請求項１１記載の装置において、前記
    異なる偏波形態は、右旋円偏波、左旋円偏波、ならびに
    その両方の円偏波から成る群から選択された偏波形態か
    ら成る装置。
13. 【請求項１３】 請求項１２記載の装置において、前記
    １つ以上のビームは、前記同一キャリア周波数の少なく
    とも一部を用いて複数の地球位置に送信される複数のビ
    ームから成り、前記キャリア周波数が前記衛星によって
    空間的に再利用可能とする装置。
14. 【請求項１４】 請求項１記載の装置において、前記所
    定のエラー訂正コードはリード・ソロモン・コードから
    成る装置。
15. 【請求項１５】 請求項１３記載の装置において、前記
    フレームの少なくとも一部はヌル・シンボルを含み、各
    フレームが、前記フレーム内のデータ量には無関係に、
    所定数のシンボルを含むようにした装置。
16. 【請求項１６】 請求項１５記載の装置において、前記
    １つ以上のエンコーダは１つ以上の内部エンコーダを備
    え、前記訂正コードは前記内部エンコーダが発生した内
    部コードから成り、前記フレームの少なくとも一部は、
    前記内部エンコーダのテール・オフから得られるフラッ
    シュ・ビットを含む装置。
17. 【請求項１７】 処理衛星通信システムにおいて、処理
    衛星のダウンリンク送信システムによる使用に適した、
    使用可能な周波数スペクトル内においてデータを発生し
    送信する方法であって、 送信用データ・セルを受信するステップと、 第１フレーム・タイプ信号を発生するステップと、 第２フレーム・タイプ信号を発生するステップと、 前記第１フレーム・タイプ信号に応答して所定数の前記
    データ・セルを所定のエラー訂正コードと集合化して第
    １タイプのフレーム本体を発生し、前記第２フレーム・
    タイプ信号に応答して第２タイプのフレーム本体を発生
    するステップと、 前記フレーム本体をヘッダ・シンボルおよびトレーラ・
    シンボルと集合化して、所定数のシンボルから成るデー
    タ・フレームを発生するステップと、 前記データ・フレームを所定の変調形態で変調し、該変
    調データ・フレームを、所定の周波数範囲を有し、メガ
    シンボル／秒単位で定義可能な所定の送信レートを有す
    る複数の周波数帯域に配置可能とするステップと、 所定の偏波形態を有する１つ以上のビームを通じて前記
    変調データ・フレームを送信するステップと、 前記第１フレーム・タイプ信号に応答して電力を削減す
    るステップと、を含む方法。
18. 【請求項１８】 処理衛星通信システムにおいて、ダウ
    ンリンクにおいて処理衛星によって送信可能な、使用可
    能周波数スペクトルにおいて無線キャリア信号を受信し
    処理するのに適した装置であって、 １つ以上の偏波形態を有する１つ以上の無線キャリア信
    号ビームに応答するように接続された１つ以上のアンテ
    ナと、 前記無線キャリア信号を、フレーム本体と、所定の周波
    数範囲を有し、メガシンボル／秒単位で定義可能な所定
    の送信レートを有する複数の周波数帯域からのフレーム
    ・タイプを含むヘッダとから成るデータ・フレームに復
    調するように接続された１つ以上の復調器と、 前記フレーム・タイプを第１フレーム・タイプおよび第
    ２フレーム・タイプにデコードするように接続されたヘ
    ッダ・プロセッサと、 前記第１フレーム・タイプに応答して前記データ・フレ
    ームの前記フレーム本体を所定数のデータ・セルにデコ
    ードするように接続された１つ以上のデコーダと、 前記第１フレーム・タイプに応答して、更なる処理のた
    めに第１数の前記データ・セルを送信し、前記第２フレ
    ーム・タイプに応答して前記第１数よりも少ないデータ
    ・セルを更なる処理のために送信するように接続された
    出力端末と、の組み合わせから構成される装置。
19. 【請求項１９】 請求項１８記載の装置において、前記
    第１タイプのフレーム本体は、前記第２タイプのフレー
    ム本体よりも多いデータから成る装置。
20. 【請求項２０】 請求項１９記載の装置において、前記
    ビームの少なくとも一部は、所定の単一偏波形態に制限
    され、前記１つ以上の復調器は、前記所定の単一偏波形
    態に制限された前記ビーム毎に、変調データ・フレーム
    のシリアルＴＤＭストリームから前記データ・フレーム
    を復調する装置。
21. 【請求項２１】 請求項２０記載の装置において、前記
    ヘッダ・シンボルが、前記データ・フレームを確定し、
    変調の曖昧さを解消するフレーム・マーカ・シンボル
    と、 前記衛星の予測寿命の間は繰り返さない、前記データ・
    フレームのフレーム番号を示す非反復フレーム番号シン
    ボルと、 前記データ・フレームの異なるタイプを示すフレーム・
    タイプ・シンボルと、から成る装置。
22. 【請求項２２】 請求項２１記載の装置において、前記
    フレーム・タイプは、前記フレーム内で用いられる内部
    コードのインディケータを備える装置。
23. 【請求項２３】 請求項２２記載の装置において、前記
    フレーム・マーカ・シンボルは、かかるマーカ・シンボ
    ルの既知のパターンとの相関によって、追跡を可能とす
    る装置。
24. 【請求項２４】 請求項２３記載の装置において、前記
    フレーム・タイプ・シンボルは、冗長およびエラー制御
    コーディングを含む装置。
25. 【請求項２５】 請求項２４記載の装置において、前記
    フレーム本体は、内部コード・ブロックおよび外部コー
    ド・ブロックを備え、前記内部コード・ブロックは、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
    る装置。
26. 【請求項２６】 請求項２５記載の装置において、前記
    内部コード・ブロックを、４相位相偏移変調（ＱＰＳ
    Ｋ）によって変調する装置。
27. 【請求項２７】 請求項２６記載の装置において、前記
    内部コード・ブロックを畳み込みコード化する装置。
28. 【請求項２８】 処理衛星通信システムにおいて、ダウ
    ンリンクにおいて処理衛星によって送信可能な、使用可
    能周波数スペクトルにおいて無線キャリア信号を受信し
    処理する方法であって、 １つ以上の偏波形態を有する１つ以上の無線キャリア信
    号ビームを受信するステップと、 前記無線キャリア信号を、所定の周波数範囲を有し、メ
    ガシンボル／秒単位で定義可能な所定の送信レートを有
    する複数の周波数帯域に復調するステップと、前記周波
    数帯域をデータ・フレームに復調するステップと、 前記データ・フレームを、フレーム・タイプを定義する
    ヘッダ・シンボルおよびトレーラ・シンボルを有するフ
    レーム本体にデコードするステップと、 前記フレーム・タイプを第１フレーム・タイプおよび第
    ２フレーム・タイプにデコードするステップと、 所定のエラー訂正コードを用いて前記フレーム本体を所
    定数のデータ・セルにデコードするステップと、 前記第１フレーム・タイプに応答して、更なる処理のた
    めに第１数の前記データ・セルを送信するステップと、 前記第２フレーム・タイプに応答して、更なる処理のた
    めに前記第１数よりも少ない第２数の前記データ・セル
    を送信するステップと、を含む方法。
29. 【請求項２９】 請求項２８記載の方法において、前記
    第１フレーム・タイプは、前記第２フレーム・タイプよ
    りもデータが多いデータ・フレームを示す方法。
30. 【請求項３０】 請求項２９記載の方法において、前記
    所定のエラー訂正コードは、リード・ソロモン・コード
    から成る方法。
31. 【請求項３１】 請求項３０記載の方法において、前記
    所定の変調形態は、４相位相偏移変調上で平方根２乗余
    弦パルス整形から成る方法。
32. 【請求項３２】 処理通信衛星システムのダウンリンク
    において使用される電波を発生する方法であって、 １つ以上の偏波形態及び１つの所定の変調形態を有する
    １つ以上のビームで前記電波を発生し、前記ビームの第
    １グループは前記１つ以上の偏波形態のうちの単一の形
    態に制限されるステップと、 前記電波を発生して、所定の周波数範囲を有するととも
    にメガシンボル／秒単位で定義可能な所定の送信レート
    を有する複数の周波数帯域を表し、前記所定の送信レー
    トに対する前記所定の周波数範囲の比が、１．２ないし
    １．３の範囲にあるステップと、 前記電波を発生して、データ・フレームの直列ＴＤＭス
    トリームを表し、前記ストリームの少なくとも一部が前
    記第１グループのビームと共に使用され、前記データ・
    フレームが、トレーラ・シンボルと前記データ・フレー
    ムを確定し、変調の曖昧さを解消するフレーム・マーカ
    ・シンボルを定義するヘッダ・シンボルと共にフレーム
    本体を定義する所定数のシンボルと、前記衛星の予測寿
    命の間は繰り返さない、前記データ・フレームのフレー
    ム番号を示す非反復フレーム番号シンボルと、前記デー
    タ・フレームの異なるタイプを示すフレーム・タイプ・
    シンボルと、から成り、前記フレーム本体は、内部コー
    ド・ブロックおよび外部コード・ブロックを備え、前記
    内部コード・ブロックは、畳み込みコード化されるとと
    もに、４相位相偏移変調上で平方根２乗余弦パルス整形
    によって変調される、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ステップと、 前記電波を発生して、前記データ・フレーム内で集合化
    された所定のエラー訂正コードと共に所定数のデータ・
    セルを表すステップと、を含む方法。