JP2001298390A - 衛星間クロスリンクを用いずに多数の衛星を利用する通信システム - Google Patents
衛星間クロスリンクを用いずに多数の衛星を利用する通信システムInfo
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- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
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- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
- H04B7/14—Relay systems
- H04B7/15—Active relay systems
- H04B7/185—Space-based or airborne stations; Stations for satellite systems
- H04B7/18578—Satellite systems for providing broadband data service to individual earth stations
- H04B7/18584—Arrangements for data networking, i.e. for data packet routing, for congestion control
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- Signal Processing (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 衛星間クロスリンクや地上ゲートウェイを介
した二重ホップのいずれも必要とすることなく、ユーザ
端末を相互接続可能な通信システムを提供する。 【解決手段】 通信システムは、静止軌道弧に沿って同
一ノードに配置された２機の衛星１２，１４を含み、そ
の各々が、アップリンク・チャネル５２，５６を通じて
ＲＦ信号を受信し、アップリンク・チャネルとは別個の
ダウンリンク・チャネル５４，５８を通じてＲＦ信号を
送信することができる。少なくとも２つのユーザ端末３
６，３８がシステム内にあり、各ユーザ端末は、一方の
衛星のみにしかＲＦ信号を送信することができないが、
ユーザ端末の少なくとも１つは、双方の衛星からＲＦ信
号を受信することができる。
した二重ホップのいずれも必要とすることなく、ユーザ
端末を相互接続可能な通信システムを提供する。 【解決手段】 通信システムは、静止軌道弧に沿って同
一ノードに配置された２機の衛星１２，１４を含み、そ
の各々が、アップリンク・チャネル５２，５６を通じて
ＲＦ信号を受信し、アップリンク・チャネルとは別個の
ダウンリンク・チャネル５４，５８を通じてＲＦ信号を
送信することができる。少なくとも２つのユーザ端末３
６，３８がシステム内にあり、各ユーザ端末は、一方の
衛星のみにしかＲＦ信号を送信することができないが、
ユーザ端末の少なくとも１つは、双方の衛星からＲＦ信
号を受信することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般的に、衛星を
基軸とする通信システムに関し、更に特定すれば、衛星
クロスリンクを必要とせずに多数の衛星を有する、衛星
基軸通信システムに関する。
基軸とする通信システムに関し、更に特定すれば、衛星
クロスリンクを必要とせずに多数の衛星を有する、衛星
基軸通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】地球上において分離されたユーザ端末間
でワイヤレス・アクセスを提供する衛星基軸通信システ
ムは、ラップトップＰＣ、ハンドヘルド・コンピュー
タ、およびその他の同様のデバイスのユーザに、インタ
ーネット、企業内イントラネット、それら同士、および
その他のあらゆる所望のネットワークとの超高速双方向
データ・リンクを与える。サービス・カバレッジ（ｓｅ
ｒｖｉｃｅ ｃｏｖｅｒａｇｅ）は国際的であり、高パ
ワー衛星トランスポンダを利用して、一方のユーザ端末
から他方のユーザ端末にデータを経路指定（ルート選
定）する。
でワイヤレス・アクセスを提供する衛星基軸通信システ
ムは、ラップトップＰＣ、ハンドヘルド・コンピュー
タ、およびその他の同様のデバイスのユーザに、インタ
ーネット、企業内イントラネット、それら同士、および
その他のあらゆる所望のネットワークとの超高速双方向
データ・リンクを与える。サービス・カバレッジ（ｓｅ
ｒｖｉｃｅ ｃｏｖｅｒａｇｅ）は国際的であり、高パ
ワー衛星トランスポンダを利用して、一方のユーザ端末
から他方のユーザ端末にデータを経路指定（ルート選
定）する。
【０００３】現在検討対象となっている衛星基軸システ
ムは、少なくとも２つの形式の異なる衛星配置（コンス
テレーション：ｃｏｎｓｔｅｌｌａｔｉｏｎ）を含む。
一方は、ＴｅｌｅｄｅｓｉｃTMまたはＩＣＯ Ｇｌｏｂ
ａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓに記載されているような形式であ
り、低位または中位地球軌道内に複数の衛星を備えてお
り、衛星はユーザ端末の視界に出入りする。個々の衛星
が個々のユーザの視界に出入りするように横断する毎
に、一方の衛星から他方の衛星へのハンドオフが必要と
なる。これらのハンドオフは、典型的に、衛星間クロス
リンクを介して行われる。衛星間クロスリンクは、ユー
ザからの着信信号をある衛星から次の衛星にルート選定
（ルーティング）する。これらの衛星間クロスリンク
は、製造に費用がかかり、重量があるので打ち上げコス
トが上昇し、衛星上の貴重な場所（ｒｅａｌ ｅｓｔａ
ｔｅ）を占有し、貴重なパワーを消費してしまう。
ムは、少なくとも２つの形式の異なる衛星配置（コンス
テレーション：ｃｏｎｓｔｅｌｌａｔｉｏｎ）を含む。
一方は、ＴｅｌｅｄｅｓｉｃTMまたはＩＣＯ Ｇｌｏｂ
ａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓに記載されているような形式であ
り、低位または中位地球軌道内に複数の衛星を備えてお
り、衛星はユーザ端末の視界に出入りする。個々の衛星
が個々のユーザの視界に出入りするように横断する毎
に、一方の衛星から他方の衛星へのハンドオフが必要と
なる。これらのハンドオフは、典型的に、衛星間クロス
リンクを介して行われる。衛星間クロスリンクは、ユー
ザからの着信信号をある衛星から次の衛星にルート選定
（ルーティング）する。これらの衛星間クロスリンク
は、製造に費用がかかり、重量があるので打ち上げコス
トが上昇し、衛星上の貴重な場所（ｒｅａｌ ｅｓｔａ
ｔｅ）を占有し、貴重なパワーを消費してしまう。
【０００４】ＡｓｔｒｏｌｉｎｋTMとして知られている
ような、第２の形式のシステムは、対地静止軌道または
静止（ｇｅｏｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ）軌道（ＧＥＯ）
の衛星を使用する。これは、本質的に、地球上のユーザ
からは、空中に静止しているように見える。１つの衛星
のみが常にユーザの視界内にあるので、基本システムで
は衛星ハンドオフは必要ない。
ような、第２の形式のシステムは、対地静止軌道または
静止（ｇｅｏｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ）軌道（ＧＥＯ）
の衛星を使用する。これは、本質的に、地球上のユーザ
からは、空中に静止しているように見える。１つの衛星
のみが常にユーザの視界内にあるので、基本システムで
は衛星ハンドオフは必要ない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、冗長性
を与えかつ容量増大を図るために、ＧＥＯシステムの中
には、対地静止軌道弧に沿って１つのノードに２機以上
の衛星を利用する場合もある。このように１ノードにお
いて多数の衛星を使用すると、地上端末は一度に１つの
衛星に対してのみ送信および受信を行なうという点で、
問題となる虞れがある。異なる衛星にアクセスするユー
ザ間の通信は、ユーザが接続されている衛星にユーザ・
データをルート選定するように、衛星間クロスリンク上
でまたは地上反射ゲートウェイ（ｇｒｏｕｎｄ−ｂｏｕ
ｎｃｅ ｇａｔｅｗａｙ）を介してルート選定しなけれ
ばならない。個々の地理的領域内のユーザが、ノードに
おいて２つの衛星間で分割されることになる。その結
果、統計的に、ある領域内におけるデータの約半分が衛
星間でルート選定されることになる。しかしながら、地
上反射ゲートウェイは、非効率的な衛星資源の利用であ
る。したがって、衛星間クロスリンクや地上ゲートウェ
イを介した二重ホップのいずれも必要とすることなく、
ある地理的領域内のユーザ端末を相互接続することが可
能なシステムを設けることができれば望ましいであろ
う。
を与えかつ容量増大を図るために、ＧＥＯシステムの中
には、対地静止軌道弧に沿って１つのノードに２機以上
の衛星を利用する場合もある。このように１ノードにお
いて多数の衛星を使用すると、地上端末は一度に１つの
衛星に対してのみ送信および受信を行なうという点で、
問題となる虞れがある。異なる衛星にアクセスするユー
ザ間の通信は、ユーザが接続されている衛星にユーザ・
データをルート選定するように、衛星間クロスリンク上
でまたは地上反射ゲートウェイ（ｇｒｏｕｎｄ−ｂｏｕ
ｎｃｅ ｇａｔｅｗａｙ）を介してルート選定しなけれ
ばならない。個々の地理的領域内のユーザが、ノードに
おいて２つの衛星間で分割されることになる。その結
果、統計的に、ある領域内におけるデータの約半分が衛
星間でルート選定されることになる。しかしながら、地
上反射ゲートウェイは、非効率的な衛星資源の利用であ
る。したがって、衛星間クロスリンクや地上ゲートウェ
イを介した二重ホップのいずれも必要とすることなく、
ある地理的領域内のユーザ端末を相互接続することが可
能なシステムを設けることができれば望ましいであろ
う。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、従来技
術における前述の要望は、２機以上の衛星を含み、その
各々が第１アップリンク・チャネルを通じてＲＦ信号を
受信し、前記第１アップリンク・チャネルとは別個のダ
ウンリンク・チャネルを通じてＲＦ信号を送信する手段
を含む通信システムによって満たされる。少なくとも２
つのユーザ端末がシステム内にあり、各ユーザ端末は衛
星の一方だけにしかＲＦ信号を送信することができない
が、双方のユーザ端末は双方の衛星からＲＦ信号を受信
することができる。
術における前述の要望は、２機以上の衛星を含み、その
各々が第１アップリンク・チャネルを通じてＲＦ信号を
受信し、前記第１アップリンク・チャネルとは別個のダ
ウンリンク・チャネルを通じてＲＦ信号を送信する手段
を含む通信システムによって満たされる。少なくとも２
つのユーザ端末がシステム内にあり、各ユーザ端末は衛
星の一方だけにしかＲＦ信号を送信することができない
が、双方のユーザ端末は双方の衛星からＲＦ信号を受信
することができる。
【０００７】代替実施形態も２つのユーザ端末を有する
が、端末の一方のみが、双方の衛星からＲＦ信号を受信
する能力を有する。他方のユーザ端末は一方の衛星のみ
から信号を受信する。この場合、第１受信衛星は、第２
ユーザ端末の受信能力を判定することができ、この第２
端末への信号が、当該ユーザ端末が直接受信できないも
のである場合、衛星はこの信号を地上ゲートウェイを介
して別の衛星にルート選定することができ、こうして送
信を完了することができる。
が、端末の一方のみが、双方の衛星からＲＦ信号を受信
する能力を有する。他方のユーザ端末は一方の衛星のみ
から信号を受信する。この場合、第１受信衛星は、第２
ユーザ端末の受信能力を判定することができ、この第２
端末への信号が、当該ユーザ端末が直接受信できないも
のである場合、衛星はこの信号を地上ゲートウェイを介
して別の衛星にルート選定することができ、こうして送
信を完了することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】これより、添付図面に示す好適な
実施形態について説明する。特に図１を参照して、本発
明の原理を示す通信システム１０について説明する。シ
ステム１０は、第１軌道衛星１２および第２軌道衛星１
４を含む。衛星１２、１４は、地表より約３６，０００
キロメートル上空の静止軌道にあることが好ましく、静
止軌道弧に沿って同じノード内に配置されている。例え
ば、両衛星は、西経９７°に位置すれば、米国大陸のカ
バレッジを与えることができる。
実施形態について説明する。特に図１を参照して、本発
明の原理を示す通信システム１０について説明する。シ
ステム１０は、第１軌道衛星１２および第２軌道衛星１
４を含む。衛星１２、１４は、地表より約３６，０００
キロメートル上空の静止軌道にあることが好ましく、静
止軌道弧に沿って同じノード内に配置されている。例え
ば、両衛星は、西経９７°に位置すれば、米国大陸のカ
バレッジを与えることができる。
【０００９】衛星１２は、４つのアンテナ、即ち、ユー
ザ・アップリンク・アンテナ１６、ユーザ・ダウンリン
ク・アンテナ１８、およびゲートウェイ・アンテナ２
０、２２を含む。その機能については、後に図２を参照
しながら説明する。また、第２衛星も、４つのアンテ
ナ、即ち、ユーザ・アップリンク・アンテナ２６、ユー
ザ・ダウンリンク・アンテナ２４、および２つのゲート
ウェイ・アンテナ２８、３０を含む。
ザ・アップリンク・アンテナ１６、ユーザ・ダウンリン
ク・アンテナ１８、およびゲートウェイ・アンテナ２
０、２２を含む。その機能については、後に図２を参照
しながら説明する。また、第２衛星も、４つのアンテ
ナ、即ち、ユーザ・アップリンク・アンテナ２６、ユー
ザ・ダウンリンク・アンテナ２４、および２つのゲート
ウェイ・アンテナ２８、３０を含む。
【００１０】各衛星１２、１４は、ペイロード３２、３
４もそれぞれ含み、ペイロード３２、３４は、アップリ
ンク・アンテナ１６、２６からの着信（入来）ＲＦ信号
をダウンリンク・アンテナ１８、２４にそれぞれルート
選定する。ペイロード３２、３２は、必要であれば、着
信ＲＦ信号の処理を行なうことも可能である。
４もそれぞれ含み、ペイロード３２、３４は、アップリ
ンク・アンテナ１６、２６からの着信（入来）ＲＦ信号
をダウンリンク・アンテナ１８、２４にそれぞれルート
選定する。ペイロード３２、３２は、必要であれば、着
信ＲＦ信号の処理を行なうことも可能である。
【００１１】地表には、互いに分離した２つの地上端末
即ちユーザ端末３６、３８がある。各端末３６、３８
は、送受信併用アンテナ４０、４２をそれぞれ含み、Ｒ
Ｆ信号プロセッサ５１、５３および信号ライン４４、４
６を通じて、処理デバイス４８、５０に接続されてい
る。図面では、処理デバイス４８、５０は、コンピュー
タ端末として図示されているが、本発明は、データを受
信し処理することができる他のデバイス全てにも同様に
適用可能である。アンテナ４０、４２は、直径約１８イ
ンチの、比較的小形なディッシュ（放物面反射器）であ
る。
即ちユーザ端末３６、３８がある。各端末３６、３８
は、送受信併用アンテナ４０、４２をそれぞれ含み、Ｒ
Ｆ信号プロセッサ５１、５３および信号ライン４４、４
６を通じて、処理デバイス４８、５０に接続されてい
る。図面では、処理デバイス４８、５０は、コンピュー
タ端末として図示されているが、本発明は、データを受
信し処理することができる他のデバイス全てにも同様に
適用可能である。アンテナ４０、４２は、直径約１８イ
ンチの、比較的小形なディッシュ（放物面反射器）であ
る。
【００１２】第１ユーザ端末３６は、通常第１衛星１２
に割り当てられ、これとＲＦ通信を行う。第２ユーザ端
末３８は、通常第２衛星１４に割り当てられ、これとＲ
Ｆ通信を行なう。第１端末３６は、アップリンク・チャ
ネル５２上でＲＦ信号を衛星１２に送信し、ダウンリン
ク・チャネル５４上で衛星１２からのＲＦ信号を受信す
る。第２端末３８は、アップリンク・チャネル５６上で
ＲＦ信号を衛星１４に送信し、ダウンリンク・チャネル
５８上で衛星１４からのＲＦ信号を受信する。
に割り当てられ、これとＲＦ通信を行う。第２ユーザ端
末３８は、通常第２衛星１４に割り当てられ、これとＲ
Ｆ通信を行なう。第１端末３６は、アップリンク・チャ
ネル５２上でＲＦ信号を衛星１２に送信し、ダウンリン
ク・チャネル５４上で衛星１２からのＲＦ信号を受信す
る。第２端末３８は、アップリンク・チャネル５６上で
ＲＦ信号を衛星１４に送信し、ダウンリンク・チャネル
５８上で衛星１４からのＲＦ信号を受信する。
【００１３】干渉を回避するために、第１衛星１２のた
めのアップリンク・チャネル５２は、第２衛星１４のた
めのアップリンク・チャネル５６とは別個のものとして
いる。また、ダウンリンク・チャネル５４、５８も、２
機の衛星１２、１４毎に別々である。この区別は、各チ
ャネルの周波数または偏波、あるいはその双方を別個に
することによって行なうことができる。但し、アップリ
ンク・チャネル５２、ダウンリンク・チャネル５４、ア
ップリンク・チャネル５６およびダウンリンク・チャネ
ル５８の組み合わせが、これらチャネル間の分離が得ら
れるように選択された周波数および偏波で動作すること
が条件となる。加えて、ダウンリンク５４、５８は、衛
星のダウンリンク・アンテナの指向性分離（ｄｉｒｅｃ
ｔｉｏｎａｌ ｉｓｏｌａｔｉｏｎ）およびユーザ端末
３６、３８の地理的ダイバシティ（ｇｅｏｇｒａｐｈｉ
ｃａｌ ｄｉｖｅｒｉｓｔｙ）によって、または多数の
ビームを有するアンテナの使用によって、区別すること
も可能である。例えば、アップリンク・チャネル５２
は、２９ＧＨｚの周波数で信号を搬送し、アップリンク
・チャネル５６は２９．５ＧＨｚの周波数で信号を搬送
し、ダウンリンク・チャネル５４は１９．５ＧＨｚの周
波数で信号を搬送し、ダウンリンク・チャネル５８は２
０ＧＨｚの周波数で信号を搬送することができる。ある
いは、アップリンク・チャネル５２、５６は双方とも２
９．５ＧＨｚの周波数で信号を搬送するが、チャネル５
２を右旋円偏波とし、チャネル５６を左旋円偏波とする
こともできる。更に、ダウンリンク・チャネル５４、５
８は双方とも２９ＧＨｚの周波数で信号を搬送するが、
チャネル５４を左旋円偏波とし、チャネル５８を右旋円
偏波とすることもできる。図面には特に示さないが、ユ
ーザ端末３６、３８が２つの衛星アンテナ１８、２６の
異なるビーム・カバレッジ（覆域）区域内に位置する場
合、ダウンリンク・チャネル５４、５８は同一周波数お
よび偏波とすることができる。何故なら、ビーム区域は
重複せず、別個のチャネルを利用する必要性がないから
である。
めのアップリンク・チャネル５２は、第２衛星１４のた
めのアップリンク・チャネル５６とは別個のものとして
いる。また、ダウンリンク・チャネル５４、５８も、２
機の衛星１２、１４毎に別々である。この区別は、各チ
ャネルの周波数または偏波、あるいはその双方を別個に
することによって行なうことができる。但し、アップリ
ンク・チャネル５２、ダウンリンク・チャネル５４、ア
ップリンク・チャネル５６およびダウンリンク・チャネ
ル５８の組み合わせが、これらチャネル間の分離が得ら
れるように選択された周波数および偏波で動作すること
が条件となる。加えて、ダウンリンク５４、５８は、衛
星のダウンリンク・アンテナの指向性分離（ｄｉｒｅｃ
ｔｉｏｎａｌ ｉｓｏｌａｔｉｏｎ）およびユーザ端末
３６、３８の地理的ダイバシティ（ｇｅｏｇｒａｐｈｉ
ｃａｌ ｄｉｖｅｒｉｓｔｙ）によって、または多数の
ビームを有するアンテナの使用によって、区別すること
も可能である。例えば、アップリンク・チャネル５２
は、２９ＧＨｚの周波数で信号を搬送し、アップリンク
・チャネル５６は２９．５ＧＨｚの周波数で信号を搬送
し、ダウンリンク・チャネル５４は１９．５ＧＨｚの周
波数で信号を搬送し、ダウンリンク・チャネル５８は２
０ＧＨｚの周波数で信号を搬送することができる。ある
いは、アップリンク・チャネル５２、５６は双方とも２
９．５ＧＨｚの周波数で信号を搬送するが、チャネル５
２を右旋円偏波とし、チャネル５６を左旋円偏波とする
こともできる。更に、ダウンリンク・チャネル５４、５
８は双方とも２９ＧＨｚの周波数で信号を搬送するが、
チャネル５４を左旋円偏波とし、チャネル５８を右旋円
偏波とすることもできる。図面には特に示さないが、ユ
ーザ端末３６、３８が２つの衛星アンテナ１８、２６の
異なるビーム・カバレッジ（覆域）区域内に位置する場
合、ダウンリンク・チャネル５４、５８は同一周波数お
よび偏波とすることができる。何故なら、ビーム区域は
重複せず、別個のチャネルを利用する必要性がないから
である。
【００１４】同じ衛星１２に割り当てられた複数のユー
ザ端末３６が互いに通信したい場合、システムのルーテ
ィングは非常に簡単である。好適な実施形態では、ＲＦ
信号を時分割多元接続（ＴＤＭＡ）信号とするが、符号
分割多元接続（ＣＤＭＡ）または周波数分割多元接続
（ＦＤＭＡ）のような別のフォーマットも使用可能であ
る。一方の端末３６のアンテナ４０からアップリンク・
チャネル５２上で衛星１２の受信アンテナ１６にＲＦ信
号を送り、衛星１２において、ペイロード３２が信号を
ダウンリンク・アンテナ１８にルート選定し、更にダウ
ンリンク・チャネル５４上で受信端末３６のアンテナ４
０にルート選定する。通信したいユーザ端末が、衛星１
４に割り当てられている端末３８である場合にも同様の
ルーティングを行なうことができる。
ザ端末３６が互いに通信したい場合、システムのルーテ
ィングは非常に簡単である。好適な実施形態では、ＲＦ
信号を時分割多元接続（ＴＤＭＡ）信号とするが、符号
分割多元接続（ＣＤＭＡ）または周波数分割多元接続
（ＦＤＭＡ）のような別のフォーマットも使用可能であ
る。一方の端末３６のアンテナ４０からアップリンク・
チャネル５２上で衛星１２の受信アンテナ１６にＲＦ信
号を送り、衛星１２において、ペイロード３２が信号を
ダウンリンク・アンテナ１８にルート選定し、更にダウ
ンリンク・チャネル５４上で受信端末３６のアンテナ４
０にルート選定する。通信したいユーザ端末が、衛星１
４に割り当てられている端末３８である場合にも同様の
ルーティングを行なうことができる。
【００１５】衛星１２に割り当てられているユーザ端末
３６が、衛星１４に割り当てられているユーザ端末３８
と通信したい場合に、難題が生ずる。従来技術では、か
かる通信が行なえるのは、衛星１２、１４が衛星間リン
クを有する場合、または衛星１２から地上ステーション
を通じて二重反射を用いることにより、衛星１４に戻
り、次いでユーザ３８に達することができる場合に限ら
れていた。この問題は、本発明によって克服された。即
ち、衛星、更に具体的には、ダウンリンク・アンテナ１
８、２４は、二重チャネル上で端末３６、３８によって
受信可能なビーム内において、それぞれのダウンリンク
ＲＦ信号を送信する（この説明の目的上、信号は各アン
テナ１８、２４の１つのビームのみから出力すると仮定
する。しかしながら、この原理は、信号を複数のビーム
上で送信する多ビーム・アンテナまたはフェーズド・ア
レイ・アンテナにも適用可能であることは明白であ
る）。例えば、アンテナ１８は、アンテナ１８からのビ
ーム内でＲＦ信号を送信するが、これはユーザ端末３
６、３８からは、各々同じ周波数および偏波を有する２
つのチャネル５４、６０として見える。同様に、衛星１
４のアンテナ２４は、アンテナ２４から出るビーム上で
そのＲＦ信号を送信するが、ユーザ端末からは、各々同
じ周波数および偏波特性を有する２つのチャネル５８、
６２として見える。ユーザ端末３６は、そのＲＦ信号プ
ロセッサ５１内において、プロセッサが両チャネル５
４、６２上でＲＦ信号を受信することを可能にするのに
適した回路（またはプログラミング）を有し、ユーザ端
末３８は、そのプロセッサ５３内において、プロセッサ
５０が両チャネル５８、６０上でＲＦ信号を受信するこ
とを可能にするのに適した回路（またはプログラミン
グ）を有する。このように、ユーザ端末３６からユーザ
端末３８へ送信しようとする信号は、ユーザ端末３８が
直接アクセスすることができ、システムは不要な遅延や
出費を回避することができる。
３６が、衛星１４に割り当てられているユーザ端末３８
と通信したい場合に、難題が生ずる。従来技術では、か
かる通信が行なえるのは、衛星１２、１４が衛星間リン
クを有する場合、または衛星１２から地上ステーション
を通じて二重反射を用いることにより、衛星１４に戻
り、次いでユーザ３８に達することができる場合に限ら
れていた。この問題は、本発明によって克服された。即
ち、衛星、更に具体的には、ダウンリンク・アンテナ１
８、２４は、二重チャネル上で端末３６、３８によって
受信可能なビーム内において、それぞれのダウンリンク
ＲＦ信号を送信する（この説明の目的上、信号は各アン
テナ１８、２４の１つのビームのみから出力すると仮定
する。しかしながら、この原理は、信号を複数のビーム
上で送信する多ビーム・アンテナまたはフェーズド・ア
レイ・アンテナにも適用可能であることは明白であ
る）。例えば、アンテナ１８は、アンテナ１８からのビ
ーム内でＲＦ信号を送信するが、これはユーザ端末３
６、３８からは、各々同じ周波数および偏波を有する２
つのチャネル５４、６０として見える。同様に、衛星１
４のアンテナ２４は、アンテナ２４から出るビーム上で
そのＲＦ信号を送信するが、ユーザ端末からは、各々同
じ周波数および偏波特性を有する２つのチャネル５８、
６２として見える。ユーザ端末３６は、そのＲＦ信号プ
ロセッサ５１内において、プロセッサが両チャネル５
４、６２上でＲＦ信号を受信することを可能にするのに
適した回路（またはプログラミング）を有し、ユーザ端
末３８は、そのプロセッサ５３内において、プロセッサ
５０が両チャネル５８、６０上でＲＦ信号を受信するこ
とを可能にするのに適した回路（またはプログラミン
グ）を有する。このように、ユーザ端末３６からユーザ
端末３８へ送信しようとする信号は、ユーザ端末３８が
直接アクセスすることができ、システムは不要な遅延や
出費を回避することができる。
【００１６】ここで図２を参照する。同様の参照番号
は、図１に示した同様の箇所を指すものとする。図２
は、図１に示したシステムに追加の機能を含ませ、更に
拡張したシステム２１０を示す。図２において、システ
ム２１０は、２つのゲートウェイ・ステーション２１
２、２１４を含み、その各々には、公衆電話交換網（Ｐ
ＳＴＮ）２１６、２１８を通じて、またはその他の方法
のいずれかで、ユーザと関連付けることができる。ゲー
トウェイ２１２にはアンテナ２２０が接続されており、
ゲートウェイ２１４にはアンテナ２２２が接続されてい
る。ゲートウェイ２１２は、アップリンク・チャネル２
２４を通じて、衛星１２に割り当てられこれと通信する
ことにより、衛星１２上のゲートウェイ・アンテナ２０
に信号を送信し、ダウンリンク・チャネル２２６を通じ
てアンテナ２２から発する信号を受信する。ゲートウェ
イ２１４は、アップリンク・チャネル２２８を通じて衛
星１４に割り当てられこれと通信することにより、衛星
１４上のゲートウェイ・アンテナ２８に信号を送信し、
ダウンリンク・チャネル２３０を通じてアンテナ３０か
ら発する信号を受信する。ユーザ直接チャネル５２、５
４、５６、５８の場合と同様、ゲートウェイ・チャネル
２２４、２２６、２２８、２３０は、前述のように、互
いに区別されている。前述のシステムと同様、ゲートウ
ェイ・ダウンリンク・アンテナ２２は、ビーム内でのそ
のＲＦ信号の送信において、ゲートウェイ・ステーショ
ン２１２、２１４からは、同じ周波数および偏波特性を
有する２つのダウンリンク・チャネル２２６、２３２上
で送信しているように見える。更に、ゲートウェイ・ダ
ウンリンク・アンテナ３０は、ビーム上でそのアウトバ
ウンドＲＦ信号を送信し、２つのゲートウェイ・ステー
ション２１２、２１４からは、同じ偏波および周波数特
性を有する２つのゲートウェイ・ダウンリンク・チャネ
ル２３０、２３４として見える。このように、衛星１
２、１４が発信側または受信側ユーザのどちらに割り当
てられているかには係らず、通信対象のＲＦ信号は、ク
ロスリンクや二重反射を必要とすることなく、ゲートウ
ェイ２１２、２１４によって処理することができる。望
ましければ、２つのゲートウェイ２１２、２１４の機能
性は、アンテナ、処理機能等のような十分な資源を有す
る、１つの中央設置ステーションに統合することも可能
である。
は、図１に示した同様の箇所を指すものとする。図２
は、図１に示したシステムに追加の機能を含ませ、更に
拡張したシステム２１０を示す。図２において、システ
ム２１０は、２つのゲートウェイ・ステーション２１
２、２１４を含み、その各々には、公衆電話交換網（Ｐ
ＳＴＮ）２１６、２１８を通じて、またはその他の方法
のいずれかで、ユーザと関連付けることができる。ゲー
トウェイ２１２にはアンテナ２２０が接続されており、
ゲートウェイ２１４にはアンテナ２２２が接続されてい
る。ゲートウェイ２１２は、アップリンク・チャネル２
２４を通じて、衛星１２に割り当てられこれと通信する
ことにより、衛星１２上のゲートウェイ・アンテナ２０
に信号を送信し、ダウンリンク・チャネル２２６を通じ
てアンテナ２２から発する信号を受信する。ゲートウェ
イ２１４は、アップリンク・チャネル２２８を通じて衛
星１４に割り当てられこれと通信することにより、衛星
１４上のゲートウェイ・アンテナ２８に信号を送信し、
ダウンリンク・チャネル２３０を通じてアンテナ３０か
ら発する信号を受信する。ユーザ直接チャネル５２、５
４、５６、５８の場合と同様、ゲートウェイ・チャネル
２２４、２２６、２２８、２３０は、前述のように、互
いに区別されている。前述のシステムと同様、ゲートウ
ェイ・ダウンリンク・アンテナ２２は、ビーム内でのそ
のＲＦ信号の送信において、ゲートウェイ・ステーショ
ン２１２、２１４からは、同じ周波数および偏波特性を
有する２つのダウンリンク・チャネル２２６、２３２上
で送信しているように見える。更に、ゲートウェイ・ダ
ウンリンク・アンテナ３０は、ビーム上でそのアウトバ
ウンドＲＦ信号を送信し、２つのゲートウェイ・ステー
ション２１２、２１４からは、同じ偏波および周波数特
性を有する２つのゲートウェイ・ダウンリンク・チャネ
ル２３０、２３４として見える。このように、衛星１
２、１４が発信側または受信側ユーザのどちらに割り当
てられているかには係らず、通信対象のＲＦ信号は、ク
ロスリンクや二重反射を必要とすることなく、ゲートウ
ェイ２１２、２１４によって処理することができる。望
ましければ、２つのゲートウェイ２１２、２１４の機能
性は、アンテナ、処理機能等のような十分な資源を有す
る、１つの中央設置ステーションに統合することも可能
である。
【００１７】次に図３を参照して、図２に示したシステ
ム２１０の変更例について説明する。変更したシステム
３１０は、あらゆるユーザ端末が必ずしも二重受信能力
を有する必要はないことを示す。この変更例では、ユー
ザ端末３２０は、ライン３２６によってプロセッサ３２
４に接続されているアンテナ３２２を介して、アップリ
ンク・チャネル３５６を通じて衛星１４にアップリンク
し、ダウンリンク・チャネル５８上で衛星１４からのＲ
Ｆ信号を受信する。これは、ユーザ端末３８を参照しな
がら説明したことと同様である。しかしながら、ユーザ
端末３２０は、ダウンリンク・チャネル６０上で衛星１
２からのＲＦ信号を受信することができない。代わり
に、衛星１２からユーザ端末３２０への通信は、ゲート
ウェイ・ステーション３１４を介して行われる。
ム２１０の変更例について説明する。変更したシステム
３１０は、あらゆるユーザ端末が必ずしも二重受信能力
を有する必要はないことを示す。この変更例では、ユー
ザ端末３２０は、ライン３２６によってプロセッサ３２
４に接続されているアンテナ３２２を介して、アップリ
ンク・チャネル３５６を通じて衛星１４にアップリンク
し、ダウンリンク・チャネル５８上で衛星１４からのＲ
Ｆ信号を受信する。これは、ユーザ端末３８を参照しな
がら説明したことと同様である。しかしながら、ユーザ
端末３２０は、ダウンリンク・チャネル６０上で衛星１
２からのＲＦ信号を受信することができない。代わり
に、衛星１２からユーザ端末３２０への通信は、ゲート
ウェイ・ステーション３１４を介して行われる。
【００１８】ゲートウェイ３１４は、内部にデータベー
ス３２６、またはネットワーク・オペレーション・セン
タ（ＮＯＣ）（図示せず）からの回路セットアップ（設
定）情報を含み、これによってゲートウェイは、ユーザ
端末３２０の受信能力を判定し、その情報を衛星１２に
送信することができる。衛星１２からの信号がユーザ端
末３２０に宛てられている場合、衛星１２はこの信号を
ゲートウェイ２２２に送信し、ゲートウェイ２２２は、
チャネル２３２を通じてこの信号を受信し、次いでチャ
ネル２２８上で受信信号を衛星１４にルート選定し、衛
星１４は更にこの信号をチャネル５８上で端末３２０に
送信することができる。これは従来技術で用いるのと同
一の二重反射を必要とするが、システム３１０全体の効
率は向上している。なぜなら二重反射を必要とする可能
性があるのは、二重信号を受信する機能を内蔵していな
いこれらの端末３２０のみに過ぎないからである。
ス３２６、またはネットワーク・オペレーション・セン
タ（ＮＯＣ）（図示せず）からの回路セットアップ（設
定）情報を含み、これによってゲートウェイは、ユーザ
端末３２０の受信能力を判定し、その情報を衛星１２に
送信することができる。衛星１２からの信号がユーザ端
末３２０に宛てられている場合、衛星１２はこの信号を
ゲートウェイ２２２に送信し、ゲートウェイ２２２は、
チャネル２３２を通じてこの信号を受信し、次いでチャ
ネル２２８上で受信信号を衛星１４にルート選定し、衛
星１４は更にこの信号をチャネル５８上で端末３２０に
送信することができる。これは従来技術で用いるのと同
一の二重反射を必要とするが、システム３１０全体の効
率は向上している。なぜなら二重反射を必要とする可能
性があるのは、二重信号を受信する機能を内蔵していな
いこれらの端末３２０のみに過ぎないからである。
【００１９】以上の説明から、本発明は、２機の衛星を
静止軌道弧に沿って同一ノードに設置することができ、
しかも衛星間クロスリンクを含む必要がなく、二重反射
に伴う固有の遅延を生ずることがない、一層効率的でロ
バストな通信システムを提供することが理解できるであ
ろう。
静止軌道弧に沿って同一ノードに設置することができ、
しかも衛星間クロスリンクを含む必要がなく、二重反射
に伴う固有の遅延を生ずることがない、一層効率的でロ
バストな通信システムを提供することが理解できるであ
ろう。
【図１】２機の衛星および２つのユーザ端末の基本構成
を示す、本発明の原理の概略図である。
を示す、本発明の原理の概略図である。
【図２】ゲートウェイ・ステーションを含み、これも２
機の衛星と通信を行なう、本発明のシステムの更に詳細
な実施態様の概略図である。
機の衛星と通信を行なう、本発明のシステムの更に詳細
な実施態様の概略図である。
【図３】１つのユーザ端末が衛星の一方からのみダウン
リンク信号を受信することができる、本発明の代替実施
形態の概略図である。
リンク信号を受信することができる、本発明の代替実施
形態の概略図である。
１０ システム １２ 第１軌道衛星 １４ 第２軌道衛星 １６ ユーザ・アップリンク・アンテナ １８ ユーザ・ダウンリンク・アンテナ ２０、２２ ゲートウェイ・アンテナ ２４ ユーザ・ダウンリンク・アンテナ ２６ ユーザ・アップリンク・アンテナ ２８、３０ ゲートウェイ・アンテナ ３２、３４ ペイロード ３６、３８ ユーザ端末 ４０、４２ 送受信併用アンテナ ４８、５０ 処理デバイス ５１、５３ ＲＦ信号プロセッサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 デニス・エイ・ニヴェンズ アメリカ合衆国カリフォルニア州90254, ハーモサ・ビーチ，モンタリー・ブールヴ ァード 321 (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
Claims (15)
- 【請求項１】 通信システムにおいて、 第１アップリンク・チャネルを通じてＲＦ信号を受信
し、前記第１アップリンク・チャネルとは別個の第１ダ
ウンリンク・チャネルを通じてＲＦ信号を送信する手段
を含む第１衛星と、 前記第１アップリンク・チャネルとは別個の第２アップ
リンク・チャネルを通じてＲＦ信号を受信し、前記第１
ダウンリンク・チャネルおよび前記第２アップリンク・
チャネルとは別個の第２ダウンリンク・チャネルを通じ
てＲＦ信号を送信する手段を含む第２衛星と、 前記第１衛星とＲＦ通信する第１ユーザ端末であって、
該第１ユーザ端末は、前記第１アップリンク・チャネル
を通じてＲＦ信号を前記第１衛星に送信し、前記第１ダ
ウンリンク・チャネルを通じて前記第１衛星からＲＦ信
号を受信し、更に、前記第２ダウンリンク・チャネルを
通じて前記第２衛星からＲＦ信号を受信する手段を含
む、第１ユーザ端末と、 前記第２衛星とＲＦ通信する第２ユーザ端末であって、
該第２ユーザ端末は、前記第２アップリンク・チャネル
を通じてＲＦ信号を前記第２衛星に送信し、前記第２ダ
ウンリンク・チャネルを通じて前記第２衛星からＲＦ信
号を受信し、更に、前記第１ダウンリンク・チャネルを
通じて前記第１衛星からＲＦ信号を受信する手段を含
む、第２ユーザ端末と、を備えた通信システム。 - 【請求項２】 請求項１記載の通信システムであって、
前記第２衛星とＲＦ通信する第３ユーザ端末を含み、該
第３ユーザ端末は、前記第２アップリンク・チャネルを
通じてＲＦ信号を前記第２衛星に送信し、前記第２ダウ
ンリンク・チャネルを通じて前記第２衛星からＲＦ信号
を受信し、前記第３ユーザ端末は、更に、前記第１ダウ
ンリンク・チャネルを通じて前記第１衛星からＲＦ信号
を受信することができない、通信システム。 - 【請求項３】 請求項１記載の通信システムにおいて、
前記第１アップリンク・チャネルが第１偏波で動作す
る、通信システム。 - 【請求項４】 請求項３記載の通信システムにおいて、
前記第２アップリンク・チャネルが、前記第１偏波とは
異なる第２偏波で動作する、通信システム。 - 【請求項５】 通信システムにおいて、 静止軌道上の第１衛星であって、 第１アップリンク・チャネルを通じてＲＦ信号を受信す
る第１受信アンテナと、 前記第１アップリンク・チャネルとは別個の第１ダウン
リンク・チャネルを通じてＲＦ信号を送信する第１送信
アンテナと、 前記第１受信アンテナから受信した前記ＲＦ信号を前記
第１送信アンテナにルーティングする処理手段と、を含
む第１衛星と、 静止軌道上の第２衛星であって、 前記第１アップリンク・チャネルとは別個の第２アップ
リンク・チャネルを通じてＲＦ信号を受信する第２受信
アンテナと、 前記第２アップリンク・チャネルおよび前記第１ダウン
リンク・チャネルとは別個の第２ダウンリンク・チャネ
ルを通じて、ＲＦ信号を送信する第２送信アンテナと、 前記第２受信アンテナから受信した前記ＲＦ信号を前記
第２送信アンテナにルーティングする処理手段と、を含
む第２衛星と、 前記第１衛星とＲＦ通信する第１地上端末であって、該
第１地上端末は、前記第１アップリンク・チャネルを通
じてＲＦ信号を前記第１衛星に送信し、前記第１ダウン
リンク・チャネルを通じて前記第１衛星からＲＦ信号を
受信し、更に、前記第２ダウンリンク・チャネルを通じ
て前記第２衛星からＲＦ信号を受信する手段を含む、第
１地上端末と、 前記第２衛星とＲＦ通信する第２地上端末であって、該
第２地上端末は、前記第２アップリンク・チャネルを通
じてＲＦ信号を前記第２衛星に送信し、前記第２ダウン
リンク・チャネルを通じて前記第２衛星からＲＦ信号を
受信し、更に、前記第１ダウンリンク・チャネルを通じ
て前記第１衛星からＲＦ信号を受信する手段を含む、第
２地上端末と、を備えた通信システム。 - 【請求項６】 請求項５記載の通信システムであって、
更に、前記第２衛星とＲＦ通信する第３地上端末を含
み、該第３地上端末が、前記第２アップリンク・チャネ
ルを通じてＲＦ信号を前記第２衛星に送信し、前記第２
ダウンリンク・チャネルを通じて前記第２衛星からＲＦ
信号を受信し、前記第３地上端末が、更に、前記第１ダ
ウンリンク・チャネルを通じて前記第１衛星からＲＦ信
号を受信することができない、通信システム。 - 【請求項７】 請求項５記載の通信システムにおいて、
前記第１アップリンク・チャネルが第１周波数で動作す
る、通信システム。 - 【請求項８】 請求項７記載の通信システムにおいて、
前記第２アップリンク・チャネルが、前記第１周波数と
は異なる第２周波数で動作する、通信システム。 - 【請求項９】 請求項５記載の通信システムにおいて、
前記第１アップリンク・チャネルが第１偏波で動作す
る、通信システム。 - 【請求項１０】 請求項９記載の通信システムにおい
て、前記第２アップリンク・チャネルが、前記第１偏波
とは異なる第２偏波で動作する、通信システム。 - 【請求項１１】 請求項５記載の通信システムにおい
て、前記第１ダウンリンク・チャネルが第３偏波で動作
する、通信システム。 - 【請求項１２】 通信システムにおいて、 第１アップリンク・チャネルを通じてＲＦ信号を受信
し、前記第１アップリンク・チャネルとは別個の第１ダ
ウンリンク・チャネルを通じてＲＦ信号を送信する手段
を含む第１衛星と、 前記第１アップリンク・チャネルとは別個の第２アップ
リンク・チャネルを通じてＲＦ信号を受信し、前記第１
ダウンリンク・チャネルおよび前記第２アップリンク・
チャネルとは別個の第２ダウンリンク・チャネルを通じ
てＲＦ信号を送信する手段を含む第２衛星と、 前記第１衛星とＲＦ通信する第１ユーザ端末であって、
該第１ユーザ端末は、前記第１アップリンク・チャネル
を通じてＲＦ信号を前記第１衛星に送信し、前記第１ダ
ウンリンク・チャネルを通じて前記第１衛星からＲＦ信
号を受信し、更に、前記第２ダウンリンク・チャネルを
通じて前記第２衛星からＲＦ信号を受信する手段を含
む、第１ユーザ端末と、 前記第２衛星とＲＦ通信する第２ユーザ端末であって、
該第２ユーザ端末は、前記第２アップリンク・チャネル
を通じてＲＦ信号を前記第２衛星に送信し、前記第２ダ
ウンリンク・チャネルを通じて前記第２衛星からＲＦ信
号を受信し、更に、前記第１ダウンリンク・チャネルを
通じて前記第１衛星からＲＦ信号を受信することができ
ない、第２ユーザ端末と、を備えた通信システム。 - 【請求項１３】 請求項１２記載の通信システムであっ
て、更に、前記第１衛星および前記第２衛星とＲＦ通信
するゲートウェイ・ステーションを含み、該ゲートウェ
イ・ステーションが、 前記第２ユーザ端末の受信能力を判定する手段と、 前記第１ダウンリンク・チャネルを通じて前記第１衛星
から受信したＲＦ信号を、前記第２衛星を介して前記第
２ユーザ端末にルーティングする手段と、を含む、通信
システム。 - 【請求項１４】 請求項１記載の通信システムにおい
て、前記第１アップリンク・チャネル、前記第１ダウン
リンク・チャネル、前記第２アップリンク・チャネルお
よび前記第２ダウンリンク・チャネルは、各々、当該チ
ャネル間に分離が得られるように選択された周波数およ
び偏波で動作する、通信システム。 - 【請求項１５】 請求項１４記載の通信システムであっ
て、更に、前記第１衛星上に配置され、前記第２ユーザ
端末の受信能力に関する情報を受信し、前記第２ユーザ
端末の前記第１衛星からＲＦ信号を受信する能力に基づ
いて、前記ＲＦ信号を前記ゲートウェイ・ステーション
に送信する手段を含む、通信システム。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/532,184 US6628922B1 (en) | 2000-03-21 | 2000-03-21 | Communication system utilizing multiple satellites without intersatellite crosslinks |
| US09/532184 | 2000-03-21 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001298390A true JP2001298390A (ja) | 2001-10-26 |
Family
ID=24120704
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001078381A Withdrawn JP2001298390A (ja) | 2000-03-21 | 2001-03-19 | 衛星間クロスリンクを用いずに多数の衛星を利用する通信システム |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6628922B1 (ja) |
| EP (1) | EP1137197A3 (ja) |
| JP (1) | JP2001298390A (ja) |
| CA (1) | CA2336757C (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11387896B1 (en) | 2021-02-01 | 2022-07-12 | Ses S.A. | Satellite terminal antenna pointing arrangement using separate forward and return satellites |
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| GB2393357A (en) * | 2002-09-23 | 2004-03-24 | Inmarsat Ltd | Routing of data packets in a hybrid satellite communication system |
| CN102725971B (zh) | 2010-01-04 | 2015-11-25 | 泰纳股份公司 | 用于同时在两个频率上通信的终端和方法 |
| EP2693659A3 (en) * | 2012-08-01 | 2016-09-21 | EMC SatCom Technologies, LLC | High throughput satellite |
| US20180152235A1 (en) * | 2016-11-01 | 2018-05-31 | Maxwell A. Smoot | Methods and systems using an agile hub and smart connectivity broker for satellite communications |
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| FR2737627B1 (fr) * | 1995-08-02 | 1997-10-03 | Europ Agence Spatiale | Systeme de transmission de signaux radioelectriques via un satellite de communication geostationnaire, notamment pour des communications avec des terminaux mobiles portables |
| US5835487A (en) * | 1995-12-08 | 1998-11-10 | Worldspace International Network, Inc. | Satellite direct radio broadcast system |
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| US6396819B1 (en) * | 1998-03-21 | 2002-05-28 | Richard D. Fleeter | Low-cost satellite communication system |
| US6400925B1 (en) | 1999-02-25 | 2002-06-04 | Trw Inc. | Packet switch control with layered software |
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-
2000
- 2000-03-21 US US09/532,184 patent/US6628922B1/en not_active Expired - Lifetime
-
2001
- 2001-02-15 CA CA002336757A patent/CA2336757C/en not_active Expired - Fee Related
- 2001-02-26 EP EP01104412A patent/EP1137197A3/en not_active Withdrawn
- 2001-03-19 JP JP2001078381A patent/JP2001298390A/ja not_active Withdrawn
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11387896B1 (en) | 2021-02-01 | 2022-07-12 | Ses S.A. | Satellite terminal antenna pointing arrangement using separate forward and return satellites |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1137197A3 (en) | 2003-09-10 |
| CA2336757C (en) | 2005-11-22 |
| EP1137197A2 (en) | 2001-09-26 |
| CA2336757A1 (en) | 2001-09-21 |
| US6628922B1 (en) | 2003-09-30 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20040702 |