JP2001501311A - 衛星のビームを使用した曖昧な位置解の曖昧さの解決 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 衛星通信システムのユーザ端末の位置の曖昧な検出位置の曖昧さを取り除くためのシステムと方法。衛星通信システムは、ユーザ端末（１０６）、少なくとも１つの衛星（１０４）、衛星（１０４）を介してユーザ端末（１０６）と通信するゲートウェイ（１０２）とを具備する。各衛星（１０４）は各々が衛星サブトラック（４０４）に対して既知のパターンの地球表面の領域を照らす複数の衛星ビーム（６０１−６１６）を有する。ユーザ端末（１０６）を照らす衛星ビーム（６０１−６１６）はサブトラック（４０４）に関して対応する位置に沿って特定される。ユーザ端末の可能性のある位置（４０８Ａ、４０８Ｂ）の方向と衛星サブトラック（４０４）に関する特定されたビーム（６０１−６０６）の方向は互いに比較される。ユーザ端末（１０６）を照らす検出ビーム（６０１−６１６）からサブトラック（４０４）の正しくない側に存在するユーザ端末の可能性のある位置（４０８Ａ、４０８Ｂ）はユーザ端末（１０６）の不正解であると見なされる。曖昧解はユーザ端末（１０６）、またはあるビーム情報が報告されるゲートウェイ（１０２）の要素の衛星特定と比較により決定される。本発明のさらに他の態様によれば、異なるビームパターンを持つフォワードリンク（６０１−６１６）とリバースリンク（６２１−６３６）のいずれか、あるいは両方に基づいて特定される。

Description

【発明の詳細な説明】 衛星のビームを使用した曖昧な位置解の曖昧さの解決 発明の背景 Ｉ．発明の属する技術分野 本発明は、人工衛星を使用したときの位置決定に関するものであり、具体的に は、衛星通信システムにおいて、ユーザ端末の位置を確定する方法に関する。 II．従来の技術 衛星を基礎とした一般的な通信システムは、少なくとも一つの端末基地局（以 下、例としてゲートウェイとする。）と、少なくとも一つのユーザ端末（例えば 、移動電話等）と、このゲートウェイとユーザ端末の間の通信信号を中継する少 なくとも一つの衛星を有している。このゲートウェイは、あるユーザ端末からそ の他のユーザ端末や地上電話等の通信システムへの接続を行なうものである。 多元接続の通信システムや技術についての多様性は、時分割多元接続（ＴＤＭ Ａ）、周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）等の使 用により発展しており、これらの基本的技術は、文献で知ることができる。多元 接続通信システムにおけるＣＤＭＡ技術の使用については、１９９０年２月１３ 日に発行された、米国特許番号４，９０１，３０７の「人工衛星やターミナルリ ピータを使用したスペクトラム拡散多元接続通信システム」や、１９９５年１月 ４日出願の米国特許出願番号０８／３６８５７０に記載された「位相時間とエネ ルギーの個別受信追跡のためのスペクトラム拡散多元接続通信システムにおける 完全スペクトラム伝送電力の装置と方法」において開示されており、双方とも本 発明の指定代理人に指定されており、参照文献として以下取り入れられている。 上述した特許文献は、一般的な移動や遠隔システムのユーザが、例えば公共電 話のネットワーク切換のように、他のシステムや他のシステムに接続されたユー ザと通信する少なくとも一方のユーザ端末を担う多元接続通信システムを開示し ている。ユーザ端末は、ＣＤＭＡスペクトラム拡散型の通信信号を使用して、ゲ ートウェイや人工衛星を通して通信を行なっている。 通信衛星は信号電波を形成しており、当該信号電波は、地球の表面上に向かっ て衛星通信信号を投影することで作られた場所や領域を照射している。場所を照 射する主な衛星信号電波のパターンは、予め定められた受信可能範囲を配列する 多くの信号電波から成っている。主に、それぞれの信号電波は、共通の地理的領 域を覆い、それぞれが異なる周波数を占める、いわゆるサブビーム（ＣＤＭＡチ ャネルについても同様）の多くから成っている。 スペクトラム拡散通信システムにおいては、予め選出された擬ランダムノイズ （Ｐｓｅｕｄｏｒａｎｄｏｍ Ｎｏｉｓｅ：以下、ＰＮと呼ぶ。）符号シーケン スのセットが使用され、伝送のため搬送信号の上に通信信号として変調する前に 、予め決められたスペクトラム帯を超えて（例えば拡散した）情報信号を変調す る。ＰＮ符号の拡散は、文献等で良く知られているようにスペクトラム拡散伝送 法であり、データ信号の周波数帯域よりもさらに広域な周波数帯域を持つ伝送信 号を作り出すものである。前述した通信接続（すなわち、ゲートウェイでの発信 やユーザ端末での着信）において、ＰＮ拡散符号や２進シーケンスは、異なる衛 星やゲートウェイにより伝送された若しくは異なる信号電波を超えて伝送された 信号同士を区別するため、又は、多経路信号を解決するために使用される。ＰＮ 拡散符号は、主にセルやサブビームの中で通信信号によって共有される。 代表的なＣＤＭＡスペクトラム拡散システムにおいて、符号をチャネリングす ることは、接続において衛星の信号電波の中で伝送される様々なユーザ端末に向 けた信号を区別することである。すなわち、ある固有の直交チャンネルの列は、 案内及び呼び出し信号チャネルを含んでおり、直交符号の固有のチャンネル化を 使用した接続において、ユーザ端末に対する情報伝送を目的として備え付けられ る。ウォルシュ関数は、一般に符号のチャンネル化を実行するために使用される 。 例えば米国特許Ｎｏ．４，９０１，３０７に開示されている代表的なＣＤＭＡ スペクトラム拡散通信システムは、接続しようとするユーザ端末通信に対して、 可干渉変調又は復調の使用を意図している。この手順を使用した通信システムに おいて、案内役の搬送信号（以下、パイロット信号と言う。）は、実行される接 続のために可干渉位相照会として使用される。すなわち、データ変調を全く含ま ないパイロット信号は、受信可能範囲を通してゲートウェイによって伝送される 。パイロット信号の一信号は、個々の周波数に使用される個々の信号電波につい ての個々のゲートウェイによって主に伝送される、いわば個々のサブビームやＣ Ｄ ＭＡチャネルである。これらのパイロット信号は、ゲートウェイから信号を受け たユーザ端末によって共有される。 一方、個々のビーム若しくはサブビームは、（システムを条件とするが）固有 のパイロット信号を持つと言うことができ、異なるＰＮ符号多項式を使用するこ とで清々されるものではなく、異なる符号の位相相殺によって同じ拡散符号を使 用することができる。その結果、事前ゲートウェイや人工衛星の区別、又は、ビ ームとサブビームの区別の代わりに、相互に区別され得るＰＮ符号が可能となる 。代わりに、ＰＮ拡散符号列は、ゲートウェイ通信を通して個々のゲートウェイ や人工衛星通信システムにおいて使用され、相殺のタイミングは個々のビーム若 しくはサブビームに対して使用される。文献中のこれらの技術については、複雑 性、利便性、システム容量限界等を条件として、通信に明白な信号の源を識別す るため、多かれ少なかれ要求されるＰＮ符号が割り当てられることは、やがて明 白になるだろう。 パイロット信号は、ユーザ端末によって使用され、最初のシステムの同期化や 時間、周波数、ゲートウェイによって伝送されたその他の信号の位相トラッキン グを得る。パイロット信号搬送のトラッキングより得られる位相情報は、他のシ ステムの信号やトラヒックは信号の可干渉復調を目的として、位相を参照するキ ャリアとして使用される。この技術により、多くのトラヒック信号が共通のパイ ロット信号を位相参照として共有することができるようになり、その結果、コス ト的に少なくより効率的なトラッキング機構を供給することができる。 ユーザ端末が通信会合を含まない場合（すなわち、ユーザ端末がトラヒック信 号を伝送若しくは受信しない場合）、ゲートウェイは、呼出し信号とされている 信号を使用して、特有のユーザ端末に情報を運ぶ。例えば、ある移動電話で着信 があった場合、ゲートウェイは呼出し信号によって当該移動電話に警報を出す。 呼出し信号は、様々な情報のシステムについても使用される。 ユーザ端末は、相互の接続を超えた接続信号や接続調査を送ることによって呼 び出し信号に反応することができる（すなわち、ユーザ端末での発信やゲートウ ェイでの送信等の通信接続）。接続信号はユーザ端末が発呼する場合も使用され る。接続調査や接続信号は、逆接続に拡散するためのＰＮ符号シーケンスそのも のに使用され、信号を送受信できる人工衛星やゲートウェイを制限する信号を、 識別する形態を与える。 あるユーザ端末との通信が必要となるとき、通信システムはそのユーザ端末の 位置を判定する必要がある。いくつかの方法の中から、ユーザ端末位置情報とし て必要とされるものを引き出す。一つの方法としては、通信リンクを供する適切 なゲートウェイをシステムが選択することである。例えば、ユーザ端末の地平面 上の十分高い所に位置する衛星との通信におけるゲートウェイは、より高品質の 通信リンクを供する。そのような衛星との通信におけるゲートウェイを使用する ことが望ましい。したがって、特定のユーザ端末との通信が必要とされる場合に は、通信システムは、適切なゲートウェイを選択するために、種々の衛星との関 係からユーザ端末の位置を知得する必要がある。 その他の方法としては、正規のサービスプロバイダ（例えば、電話会社）への 通信リンクの割当てが挙げられる。サービスプロバイダは、通常、特定の地理的 区域を割り当てられており、その区域におけるユーザに対する全ての呼を扱う。 特定のユーザ端末との通信が必要とされる場合には、通信システムは、その呼を ユーザ端末が存在する区域に基づいてサービスプロバイダに割り当てる。適切な 区域を判定するためには、通信システムは、ユーザ端末の位置の情報を必要とす る。政策的な境界に基づいて各サービスプロバイダへの呼の割当てを行わなけれ ばならない場合にも、同様な方法が適用される。 通信システムにおける衛星の位置の判定に際して最も重要となる必要事項は、 速度である。特定のユーザ端末との通信が必要とされる場合、ユーザ端末に供す ることになるゲートウェイは、すぐに選択されなければならない。例えば、移動 電話のユーザは、呼を発してから数秒を超える遅延を許容しないであろう。位置 についての正確さは、速度に比べるとさほど要求されず、１０キロメートルを超 えない誤差に収めることが適切であると考えられる。これに対し、殆どの従来の 手法では、速度よりも、衛星に基づく位置の決定における正確さの方が強調され ている。 さらに、多くの従来の手法では、曖昧な位置の割出しに終わってしまう。すな わち、判定された位置の割出しは、ユーザ端末の複数の存在し得る位置を含んで いる。したがって、曖昧な位置の割出しにおける曖昧さを解決するシステム及び 方法の提示が望まれる。 発明の概要 本発明は、衛星通信システムでのユーザ端末（例えば、移動電話）の位置に対 する別の曖昧割出しにおける曖昧さを解決するシステム及び方法である。前記シ ステムは、一つのユーザ端末と、少なくとも一つの衛星と、前記衛星を介して前 記ユーザ端末と通信するためのゲートウェイとを有する。各衛星は、衛星軌道に 関する周知のパターンで地球表面上の領域に各々が照射する複数の衛星ビームを 有する。 前記方法は、地球表面上における前記ユーザ端末の複数の存在し得る位置を判 定するステップと、前記ユーザ端末に照射する衛星ビームとそのビームが当たる サブトラックの側とを識別するステップと、前記の存在し得る位置と前記の識別 された衛星ビームに対して判定されたサブトラックの側とを比較して前記の存在 し得る複数の位置のうちの一つを選択するステップとを有する。 前記の曖昧さ割出しは、前記ユーザ端末において衛星識別手段及び比較手段を 使用することで達成できる。あるいは、前記ユーザ端末における第１の識別手段 は、前記ユーザ端末を照射する衛星ビームに対応した少なくとも一つのビーム特 定パラメータを検出する。検出されたパラメータの値に関する情報は前記ゲート ウェイに通知され、そこで第２の識別手段がその情報を受信し、前記衛星ビーム を識別する。前記ゲートウェイは衛星の位置及びビームの向きを記述する情報を 保持しているので、そのゲートウェイは、識別されたビームが衛星サブトラック のどちらの側にあるのかを判定することができる。存在し得るユーザ端末の位置 のうち、前記ユーザ端末を照射する検出ビームと比べて前記サブトラックの正し くない側に位置するものは、そのユーザ端末に対して正しくない割出しであると 考えられる。したがって、多重の割出し間の曖昧さを削除または軽減できる。 本発明の他の観点では、識別されるビームは、フォワードリンクビームとリバ ースリンクビームとのいずれでもよく、もしくはそれらの両方であってもよい。 すなわち、ゲートウェイからの信号をユーザ端末で受信するために使用するビー ムであってもよく、ユーザ端末からの信号をゲートウェイで受信するために使用 するビームであってもよい。前記衛星からのフォワード及びリバースリンクのビ ームパターンは、好ましくは（但し、必ずしも必要でないが）、異なるものであ り、この違いは付加的な曖昧さ割出しを生成するためにいくつかの場面で使用さ れ得る。 本発明における効果の一つとしては、ユーザ端末位置の曖昧な割出しにおいて 曖昧さを即座に割り出すということである。 図面の簡単な説明 本発明の特徴及び効果は、参照番号等により識別または機能的に類似する要素 を示している図面と結合させたときに、以下に説明する詳細な説明から一層明ら かになるものである。さらに、最左行の参照番号は図面を示すものであり、そこ では参照番号が最初に示されている。 図１は典型的な衛星通信システムを示し、 図２はユーザ端末で使用される例示的な送受信機のブロック図であり、 図３はゲートウェイで使用される例示的な送信及び受信装置のブロック図であ り、 図４は地球表面上に投影される曲線としての衛星に関するレンジ及びレンジレ ートパラメータであり、 図５はユーザ端末の存在し得る位置の割出しの判定における本発明の好ましい 実施例の動作を示すフローチャートであり、 図６ａ及び図６ｂは本発明の好ましい実施例による衛星“スポット”の典型的 なビームパターンを示し、 図７は好ましい実施例による本発明の動作を示すフローチャートを示す。 発明を実施するための最良の形態 以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。 Ｉ．導入 本発明は、曖昧さを解く、つまり衛星通信システム内のユーザ端末の曖昧な位 置を特定するためのシステムと方法である。本発明の好ましい実施例を以下に詳 述する。特定のステップ、輪郭、構成の記述によって、本発明は理解されるであ ろう。当業者は、本発明のスピリットと狙いから外れない範囲で、様々に応用す ることができる。本発明の説明は、３つの部分からなる。第１の部分では、典型 的な衛星通信システムを説明し、第２の部分で、曖昧な位置を特定するための２ つのアプローチについて説明し、第３では、本実施例の動作について説明する。 II．典型的な衛星通信システム 図１には、典型的な衛星通信システム１００を示している。典型的な衛星通信 システム１００は、ゲートウェイ１０２と、衛星１０４と、ユーザ端末１０６と からなる。ユーザ端末１０６には、一般的には、不動産に設置された固定ユーザ 端末１０６Ａと、自動車に搭載される移動ユーザ端末１０６Ｂと、携帯ユーザ端 末１０６Ｃとの３種類がある。ゲートウェイ１０２は、衛星１０４を介してユー ザ端末１０６と通信する。 図２には、ユーザ端末１０６の一例としてのトランシーバ２００を示している 。トランシーバ２００は、少なくとも１つのアンテナ２１０を使って、通信信号 を受信し、その通信信号をアナログ受信機でダウンコンバートし、増幅し、ディ ジタル化する。デュブレクサ要素２１２は、１つのアンテナを送受信で兼用する 場合によく使われている。なお、送受信で別々のアンテナを使ってもよい。 アナログ受信機２１４から出力されるディジタル通信信号は、少なくとも１つ のデイジタルデータ受信機２１６Ａと、少なくとも１つの探索用受信機２１８と に送られる。許容レベルに応じてダイバーシチィ信号を所望レベルにするために 、ディジタルデータ受信機２１６Ｂ〜２１６Ｎが付加されている。このような受 信機は“ＲＡＫＥ受信機”と呼ばれ、また各ディジタルデータ受信機２１６は“ フィンガー”と呼ばれている。ＲＡＫＥ受信機のフィンガーは、信号ダイバーシ ティのためだけでなく、複数の衛星からの信号を受信するのにも使われる。 少なくとも１つのユーザ端末制御プロセッサ２２０は、ディジタルデータ受信 機２１６Ａ〜２１６Ｎと、探索用受信機２１８とに電気的に接続されている。制 御プロセッサ２２０は、基本的な信号処理、タイミング、パワー、そしてハンド オフの制御やコーディネート、さらに搬送周波数の選択といった様々な機能を有 している。制御プロセッサ２２０のもう１つの基本的な制御機能には、通信信号 の波形を処理するためのＰＮコードシーケンスや直交関数の選択や調整という機 能がある。制御プロセッサ２２０のの信号処理には、本発明で採用したパラメー タの決定機能が含まれている。相対的なタイミングや周波数のような信号パラメ ータの計算は、測定の効率や速度を向上したり、制御処理資源の割り当てを改良 するために、付加的又は分割して設けられた回路で行われる。 ディジタルデータ受信機２１６Ａ〜２１６Ｎの出力には、ユーザ端末内のユー ザディジタルベースバンド回路２２２が電気的に接続されている。ユーザディジ タルベースバンド回路２２２により、ユーザ端末のユーザに対して、情報を転送 するのに必要なプロセッシング要素とプレゼンテーション要素からなる。ユーザ デイジタルベースバンド回路２２２は、信号又はデータの記憶要素としての一時 又は長期的なディジタルメモリと、ディスプレイスクリーン、スピーカ、キーバ ッド、ハンドセットのような入出力デバイスと、Ａ／Ｄ要素と、ボコーダと、音 声／アナログ信号処理要素とその他とからなる。ダイバーシティ信号処理を採用 する場合には、ユーザディジタルベースバンド回路２２２には、コンバイナーと デコーダとからなる。これらの要素の幾つかは、通信中に制御プロセッサ２２０ の制御のもとで動作する。 音声又は他のデータがユーザ端末からメッセージや通信信号として出力される 場合、ユーザディジタルベースバンド回路２２２は、送信データを受信し、記憶 し、処理し、準備するために使われる。ユーザディジタルベースバンド回路２２ ２は、制御プロセッサ２２０の制御のもとで動作する送信変調器２２６にこのデ ータを供給する。送信変調器２２６の出力は、アンテナ２１０からゲートウェイ に送信される信号の最終段にあるアナログ送信パワーアンプ２３０の出力制御と して設けられているディジタル送信パワーコントローラ２２８に転送される。 トランシーバ２００には、１つ以上のプリコレクタ要素又はプリコレクタ２３ ２，２３４を導入してもよい。プリコレクタ２３２，２３４の動作は、“Time A nd Frequency Precorrection For Non-Geostationary Satellite System”に開 示されている。プリコレクタは、ベースバンド周波数でディジタルパワーコント ローラ２２８の出力段で行われる。周波数調整のためのベースバンドスペクトル 情報を解読して、送信パワーアンプ２３０内のアップコンバージョンの間に、適 切な中心周波数を得る。プリコレクタ又は周波数調整は周知の技術を使って行わ れる。例えば、プリコレクタは、信号に係数ｅｊωｔを乗算するのに等価的なコ ンプレックス信号ローテーションにより実現される。なお、ωは、周知の衛星暦 と所望のチャンネル周波数とに基づいて計算される。これは、通信信号が同相チ ャンネル（Ｉ）と直角位相チャンネル（Ｑ）として処理される場合でよく使われ ている。直接ディジタル合成デバイスを使って回転交さを発生する。換言すると 、コーディネートローテーションディジタル計算要素を使って、バイナリーシフ ト、加算、差分を行い、離散的なローテーション列を実施して、その結果、所望 のオーバーオールローテーションにする。このようなテクニックとそれに関連す るハードウェアは、周知である。 あるいは、プリコレクタ要素２３４は、出力信号の周波数を調整するために、 送信パワーアンプ２３０の出力側の送信パスに配置される。これは、送信波形の アップ又はダウンコンバージョンのようなよく知られたテクニックを使って実現 できる。しかし、アナログ送信機の出力周波数を変えることは、非常に困難であ る。その理由は、波形を整形するためのフィルタ列がよく使われるが、その接合 部で干渉が生じるからである。つまり、プリコレクタ要素２３４は、周波数選択 又はアナログアップコンバージョンの制御メカニズムの一部と、最適に調整され た周波数を使って１ステップでディジタル信号を所望の送信周波数に変換するた めのユーザ端末の変調ステージ（２３０）を担当している。 受信通信信号に対する１以上の測定信号パラメータ、又は１以上の共有リソー ス信号に相当する情報又はデータは、当業者に公知である技術を変形したものを 用いてゲートウェイに送出することができる。例えば、情報は分離された情報信 号として伝送することもできるし、ユーザディジタルベースバンド回路２２２に よって用意された他のメッセージに追加することも可能である。また、情報は制 御プロセッサ２２０の制御下で送信変調器２２６又は送信パワー制御器２２８に よって所定の制御ビットとして挿入することが可能である。 データ受信機２１６Ａ〜２１６Ｎ及び検索用受信機２１８は信号相関素子で構 成され、特定信号を復調し、追跡する。検索用受信機２１８は、パイロット信号 又は他の相対的な固定パターンの強力な信号に対する検索に使用されるが、一方 、データ受信機２１６Ａ〜２１６Ｎがパイロット信号を追跡するのに使用される か、又は検出されたパイロット信号に関連する他の信号を復調するのに使用され る。 従って、これらのユニットの出力は、本発明のパラメータを計算するのに採用さ れた情報を供給するために監視可能である。受信通信信号又は共有リソース信号 上のユーザ端末１０６によってなされる計測情報は当業者に公知である技術の変 形を用いてゲートウェイに送出することができる。例えば、情報は分離された情 報信号として伝送することもできるし、ユーザディジタルベースバンド回路２２ ２によって用意された他のメッセージに追加することも可能である。また、デー タ受信機２１６は、復調された信号に対するプロセッサ２２０を制御するために 電流周波数とタイミング情報を供給するために監視することが可能な周波数追跡 素子を採用する。このことは、図４及び図５を参照してこれ以降更に説明する。 制御プロセッサ２２０はそのような情報を使用して、受信信号が期待周波数か ら何物へかの延長へのオフセットであるかを、適当に同じ周波数帯へ調整される ときに、ローカル発振周波数に基づいて決定する。このことと、周波数オフセッ ト、誤差及びドップラーシフトに関連する他の情報は、１以上の誤差／ドップラ ー記憶部又はメモリ素子２２０に必要に応じて格納することができる。この情報 は、その動作周波数を調整する制御プロセッサ２２０によって使用可能であるか 、又は変形の通信信号を使用するゲートウェイに伝送できる。 少なくとも１つの時間参照素子２３８は、衛星位置を決定する補助をするため に日付及び時間のような年代順の情報を発生しかつ格納するために使用される。 時間は、周期的に格納され更新することができ、また、ゲートウェイにより周期 的に供給しても構わない。更に、現在の時間は、ユーザ端末がオフであるような 非作動モードの各時間にて格納される。この時間の値は、信号パラメータ及びユ ーザ端末位置の変化に依存するさまざまな時間を決定するオン時間に関連して使 用される。 更に、記憶及びメモリ素子２４０及び２４２は、以下により詳細に説明するパ ラメータについての特定の情報を記憶するのに使用される。例えば、メモリ素子 ２４０は、２つの到達信号間の相対周波数オフセットの違いのようなレンジ−レ ートパラメータの関連するユーザ端末測定値（measurement）を格納する。メモ リ素子２４０及び２４２は、当業者によって公知の構成と回路を使用し、異なっ ているか又は分離素子か、又は以降の検索に対してこの情報が制御された状態で 格納されているより大きな統一構造のいずれかとして形成することができる。 図２に示すように、ローカル又は参照発振器２５０は、所望の周波数での入力 信号をベースバンドにダウンコンバートするアナログ受信機２１４に対する参照 として使用される。信号が所望のベースバンド周波数に到達するまでは、必要に 応じて、多重中間変換工程を採用することもできる。図示のように、発振器２５ ０は、インバースリンク伝送に対するベースバンドから所望の搬送周波数へのア ップコンバージョンについてのアナログ送信機２３０に対する参照として、又は 周波数基準クロック又はタイミング回路２５２に対する参照として使用される。 タイミング回路２５２は、他のステージ又は時間追跡回路、ディジタル受信機２ １６Ａ〜２１６Ｎ及び探索用受信機２１８内の相関器、送信変調器２２６、時間 参照素子２３８、及び制御プロセッサ２２０のようなユーザ端末内の処理素子に 対するタイミング信号を生成する。タイミング回路２５２は、プロセッサ制御下 で、タイミングの相対タイミング又はクロック信号内の抑制又は進行に対する遅 延を生成するように構成することも可能である。すなわち、時間追跡は所定量に よって調整可能である。このことにより、ＰＮ符号又は符号化するチップが異な るタイミングで必要に応じて適用可能であるように、典型的には、１以上のチッ プ周期である通常のタイミングからの進行又は抑制された符号の適用が可能とな る。 ゲートウェイ１０２に使用される例示の送信及び受信装置３００を図３に示す 。図３に示したゲートウェイ１０２の部分は、当業者によって公知のさまざまな 方式を用いてダウンコンバートされ、増幅されディジタル化された通信信号を受 信するためのアンテナに接続された１以上のアナログ受信機３１４を有している 。多重アンテナ３１０は、いくつかの通信システムで使用されている。アナログ 受信機３１４によって出力されたディジタル化された信号は一般的に３２４での 波線で示された少なくとも１つのディジタル受信モジュールへの入力として供給 される。 各ディジタル受信モジュール３２４は、ゲートウェイ１０２と１つのユーザ端 末との間の通信を管理するように使用される信号処理素子に相当しているが、確 実な変形例は当業者にとっては公知である。１つのアナログ受信機３１４は、多 くのディジタル受信モジュール３２４の入力を供給でき、多くのそのようなモジ ュールは、典型的には、どのような所定の時間でも取り扱われるような全ての衛 星ビームや可能なダイバーシチモード信号を適応させるようなゲートウェイ１０ ２で使用される。各ディジタル受信モジュール３２４は、１以上のディジタルデ ータ受信機３１６と検索用受信機３１８を有している。検索用受信機３１８は、 一般的には、パイロット信号の他の信号の適当なダイバーシチモードに対する検 索を行う。通信システムにおける実現においては、多重データ受信機３１６Ａ〜 ３１６Ｎがダイバーシチ信号受信用として使用される。 ディジタルデータ受信機３１６の出力は、当業者に公知でありより詳細は記載 しない装置を有するその後に続くベースバンド処理回路３２２に供給される。例 示のベースバンド装置は、マルチパス信号を各ユーザに対する１つの出力に合成 するためのダイバーシチ合成器と復号器を有する。また、例示のベースバンド装 置は、出力データを、典型的には、ディジタルスイッチ又はネットワークに供給 するインターフェース回路を含む。これらには限定されないが、ボコーダ、デー タモデムや、ディジタルデータ切り替え・記憶部のような他の公知の素子の変形 物が、ベースバンド処理回路３２２の一部を形成しても構わない。これらの素子 は、１以上の送信モジュール３３４へのデータ信号の伝送を制御したり、管理す るように動作する。 ユーザ端末１０６に伝送すべき信号は１以上の適当な送信モジュール３３４に 電気的に結合されている。典型的なゲートウェイは多くのユーザ端末１０６に同 時にそしていくつかの衛星及びビームに対して同時にサービスを提供するために 、多くのそのような送信モジュール３３４を使用している。ゲートウェイ１０２ によって使用されている送信モジュール３３４の数は、システムの複雑さ、通常 考慮される衛星の数、ユーザ容量、ダイバーシチの選択度などを含む当業者に知 られた因子によって決定される。 各送信モジュール３３４は、伝送に対するデータをスペクトル拡散変調し送出 ディジタル信号に使用される送信パワーを制御するディジタル送信パワー制御器 ３２８に電気的に結合された出力を有する。ディジタル送信パワー制御器３２８ は、一般的には、干渉減少とリソース配置の目的でパワーの最小レベルを印加す るが、伝送路や他の経路の伝送特性における減衰に対する補償が必要なときには 、適当なレベルのパワーを印加する。少なくとも１つのＰＮ発生器３３２は、信 号の拡散では送信変調器３２６で使用される。また、この符号生成は、ゲートウ ェイ１０２で使用される１以上の制御プロセッサ又は記憶素子の機能の一部を形 成することが可能である。 送信パワー制御器３２８の出力は、他の送信パワー制御回路からの出力が足し 合わされるような加算器３３６に伝送される。これらの出力は、同一の周波数で 、送信パワー制御器３２８の出力と同一のビーム内での他のユーザ端末１０６へ の伝送に対する信号である。加算器３３６の出力は、ディジタル／アナログ変換 、適当な高周波搬送周波数への変換、更なる増幅、フィルタリング、及びユーザ 端末１０６への放射に対する１以上のアンテナへの出力に対してアナログ送信機 ３３８に供給される。アンテナ３１０及び３４０は、複雑さや通信システムの構 成に依存するような同一のアンテナで構わない。 少なくとも１つのゲートウェイ制御プロセッサ３２０は、受信モジュール３２ ４、送信モジュール３３４、及びベースバンド回路３２２に電気的に結合されて いる。これらのユニットは互いに物理的に分離されていても構わない。制御プロ セッサ３２０は、これらに限定されないが、信号処理、タイミング信号生成、パ ワー制御、ハンドオフ制御、ダイバーシチ合成、及びシステムインターフェース のような機能をもたらすための命令及び制御信号を供給する。更に、制御プロセ ッサ３２０は、ユーザ通信における使用に対するＰＮ拡散符号、直交符号シーケ ンス、及び特定の送信機と受信機又はモジュールを割り当てる。更に、制御プロ セッサ３２０は、パラメータの計算及び本発明の位置決め方法の実行にも使用可 能である。また、制御プロセッサ３２０は、パイロットの生成とパワー、同期、 チャネル信号のページング及び送信パワー制御器３２８へのそれらの結合を制御 する。パイロット信号は、データによって変調されず、一般的にパワー制御され ず、そして繰り返しの不変パターン又は不変フレーム構造を用いても良い。すな わち、パイロット信号チャネルを形成するのに使用される直交関数は、全て０又 は１のような一定値か又は公知の離散値０又は１の繰り返しのパターンを有する 。 制御プロセッサ３２０は、電気的に送信モジュール３３４或いは受信モジュー ル３２４のようなモジュールのエレメントに直接接続可能であり、それぞれのモ ジュールは一般的に、送信プロセッサ３３０或いは受信プロセッサ３２１のよう なモジュール特定プロセッサを有しており、このモジュール特定プロセッサは、 そのモジュールの要素を制御する。したがって、好ましい実施の形態においては 、制御プロセッサ３２０は、図３に示すように、送信プロセッサ３３０及び受信 プロセッサ３２１に接続されている。このように、単一の制御プロセッサ３２０ は、多くのモジュール及び資源の運転をより効率的に制御することができる。 送信プロセッサ３３０は、パイロット信号、同期信号、ページング信号及びト ラフィックチィネル信号のパワー及びそれらのパワーコントローラ３２８への結 合のそれぞれを制御する。受信プロセッサ３２１は、ＰＮ拡散符号が復調のため に使用される検索、及び受信パワーの監視を制御する。 プロセッサ３２１もまた、本発明の方法において用いられる決定信号パラメー タにおいて使用されることが可能であり、また、そのようなパラメータに関する ユーザ端末から受信した情報を検出し、伝送し、これにより、制御プロセッサの 負荷を軽減する。 本発明の改良された実施の形態においては、１つ以上のプリコレクタ３４２或 いは周波数プリコレクション要素３４４が使用できる。プリコレクタ３４２は、 ベースバンドにおいて、ディジタルパワー制御器３２８のディジタル出力の周波 数を調整するのに望ましい。 ユーザ端末においては、周波数調整を含むベースバンドスペクトラム情報がア ナログ送信機３３８においてアップコンバートが行なわれている間、適切な中心 周波数に変換される。この周波数プリコレクションは、上述の多重信号ロテーシ ョンのような公知技術を使用することにより実現される。この場合において、ロ テーション角度は、公知の位置換算表及び所望のチャネル周波数にもとづいて計 算される。ユーザ端末においては、他の信号ロテーション技術及び関連するハー ドウェアが本発明の要旨を逸脱しない範囲において使用される。 図３においては、加算器３６６の前の伝送ラインに挿入されたプリコレクタ３ ４２が示されている。このことは、所望のそれぞれのユーザ端末信号をそれぞれ 制御することを可能にする。しかしながら、単一のプリコレクション要素が、加 算器３３６の後に、プリコレクションが行なわれるときに使用される。これは、 ゲートウェイから衛星への同一の伝送路をユーザ端末が共有しているからである 。 また、プリコレクタ３４４がアナログ送信機３３８の出力上の伝送路に配置さ れている。これは、周知技術を使用して、外部に向かう信号の周波数を調整する ためである。しかしながら、アナログ送信機の出力上での周波数変化はより困難 であり、信号フィルタリング処理と干渉される。また、アナログ送信機３３８の 出力周波数は、制御プロセッサ３２０によって、直接、出力周波数のシフト、通 常の中心周波数からのオフセットを与えるように制御される。 外部に向かう信号に重畳された周波数修正量は、通信が構築されているゲート ウェイ及びそれぞれの衛星間の公知のドップラーに基づく。衛星ドップラーを説 明するために必要とされるシフト量は、公知の軌道位置データを使用する制御ブ ロセッサ３２０によって計算される。このデータは、１つ以上の格納要素３４６ に格納され、或いは検索される。この格納要素は、例えば、ルックアップテーブ ル或いはメモリ要素である。このデータは、また、格納要素３４６を構成するた めに、所望の他のデータ資源から供給されることもできる。ＲＡＭ及びＲＯＭの ような有名な種々の装置が使用されることができる。この情報は、所望の時刻に おいて、ゲートウェイによって使用されるそれぞれの衛星を調整するためのドッ ブラを構築するために使用される。 図３に示すように、時間及び周波数ユニット（ＴＦＵ）３４８は、アナログ受 信機３１４のための基準周波数信号を提供する。ＧＰＳ受信機からのユニバーサ ル時間（ＵＴ）信号は、いくつかの応用においてこの処理の一部として使用され ることができる。これは、また、多重中間変換ステップにおいても適用されるこ とができる。ＴＦＵ３４８は、アナログ送信機３３８の基準としての働く。さら に、ＴＦＵ３４８は、タイミング信号を他のステージ或いは処理エレメントに提 供する。これは、ゲートウェイ送信及び受信装置３００内において行なわれ、こ のゲートウェイ送信及び受信装置３００は、例えば、ディジタル受信機３１６− Ａ及び３１８における相関器、伝送モジュレータ３２６及び制御プロセッサ３２ ０である。ＴＦＵ３４８は、また、（クロック）信号の関連するタイミングを所 定量だけ進ませ、或いはおくらせるようにプロセッサ制御の基に構成されている 。 III 位置決定 衛星通信システムにおいて、ユーザ端末の位置を決定するためには、システム は、最初に、ユーザ端末と衛星との間の地理的関係を記述する種々のパラメータ を訃算する。これには、いくつかのアプローチが存在する。１つは、グローバル ポジショニングシステム（ＧＰＳ）のような三角形アプローチである。 この三角形アプローチにおいては、それぞれの衛星が衛星とユーザ端末との間 の距離を記述する範囲パラメータを測定する。したがって、それぞれの範囲パラ メータは、測定衛星の中央に位置する球を示す。地球表面上のユーザ端末の可能 な位置は、球の交差によって記述される。もし、３つの衛星がある場合には（し たがって、３つの範囲パラメータがある場合には）、ユーザ端末の位置は、正確 に認識されることができる。しかしながら、３つよりも少ない範囲パラメータし が得られない場合には、ユーザ端末の位置は、正確に認識することができない。 たとえば、もし、２つの範囲パラメータしか得られない場合には、２つの可能解 が存在する。１つは衛星サブトラックの反対側上の他の”ミラー”である。この 衛星のサブトラックは、衛星の軌道の真下に直接ある地球表面上の線である。も し、１つの範囲パラメータのみしか得ることができない場合には、可能なユーザ 端末位置が衛星のサブトラック上の中心の地球表面上の円によって記述される。 他のアプローチが共通の我々の出願において開示されている、この出願は、本 願と平行に進められており、タイトルは「１つの低軌道衛星を使用した位置決定 」であり、出願番号（代理人整理番号Ｎｏ．ＰＡ２８６）を有し、参考として本 願に取り込まれている。このアプローチのうち、１つの実施の形態においては、 システムが衛星１０４とユーザ端末１０６との地理的関係を記述する２つのパラ メータ、範囲、範囲レートを測定する。この範囲レートパラメータは、衛星１０ ４とユーザ端末１０６との間の関連する半径速度を記述する。 この衛星１０４のためのユーザ端末に関連する範囲及び範囲パラメータは、図 ４に示すように、地球表面上に投影される等高線として記述される。範囲パラメ ータ等高線は、衛星サブトラック４０４に対して対称である双曲線上の弧４０６ を記述する。このアプローチの使用は、２つの可能な位置、修正解４０８Ａ及び ”ミラー”解４０８Ｂ、範囲パラメータ４０２の２つの等高線のそれぞれにお ける１つ及び範囲レート等高線４０６を有する不正確な位置解４０８を与える。 このような不正確な位置解が提示された場合には、不正確性を再度、解決する のが望ましい。本発明の好ましい実施の形態においては、この不正確性は、以下 に述べる衛星１０４の衛星ビームを使用することによって、再度、解かれる。 図５は、ユーザ端末１０６のための可能位置解を決定する場合における奉発明 の好ましい実施の形態の動作を記述するフロチャートである。ステップ５０２に おいては、確定パラメータのための値が決定される。この確定パラメータは、衛 星とユーザ端末１０６との間の地理的関係を記述する。値が決定され、或いは測 定されるためのパラメータは、例えば、上述の範囲及び範囲レートパラメータを 含むことができる。ステップ５０４においては、これらのパラメータ値は、ユー ザ端末１０６のための２つ以上の可能位置を決定するために使用される。可能位 置を決定するための方法は、たとえば、上述の三角形及び範囲／範囲レートアプ ローチを含むことができる。当業者にとって容易なように、他のパラメータ及び 位置決定パラメータを本発明の要旨を変更しない範囲において使用することがで きる。 IV 位置曖昧分析 上記したように、通信衛星は、地球表面の上へ衛星通信信号を放出することに よって生成された”スポット”、又は、サービス若しくは適用領域を照らすビー ムを形成する。そのようなスポット６００は、図６ａ及び図６ｂに２つの形で描 かれている。スポット６００のための典型的なビームパターンは、予め決められ た適用パターンに配置された複数ビームにより構成される。衛星のビームは、例 えば、関連技術において熟練者に明白であるところの位相を整列させたビーム形 成アンテナ、によって形成される。本発明の先の実施形態において、スポット６ ００のためのフォワードリンクビームパターンは、図６ａに示されたように実質 上同心円（コンセントリック）のセットの中に配列された１６個のビーム６０１ 〜６１６を含んでいる。スポット６００のための変換ビームパターンは、むしろ リバースリンクのために、図６ｂに示されるように実質上延長された区域（セク ション）として配列された１６個のビーム６２１〜６３６を含んでいる。 本発明の先の実施例において、異なるビームパターンは、フォワード及びリバ ースコミュニケーションリンクのために用いられる。これは、例えば、２つのリ ンクの間の特定のビームパターンのために、また、改善されたパワー密度形状の ために、異なる増幅特性を供給するためになされる。加えて、ＰＮコードの異な るセットは、フォワード及びリバースリンクトラフィック若しくはアクセスチャ ンネルのために用いられてもよい。幾つかのコミュニケーションシステムにおい て、同じビームパターンは、フォワード及びリバースコミュニケーションリンク の両方のために用いられてよく、そしてこれらのビームは、同じＰＮ拡散コード さえ用いてよい。しかしながら、他のビーム配置は、本発明の考え及び観点から 離れることなく使用されることが可能である。 多数ビームのパターンは、フォワード及びリバースリンクの少なくとも一つに おいて使用されるかぎりは、異なる配列が本発明に従って用いられることができ る。例えば、多数ビームのパターンはフォワードリンクのみにおいて、あるいは 、裏のリンクのみにおいて使用されることができる。 図６ａ及び図６ｂ各々は、また、衛星１０４によって生じたスポット６００に 関係するサブトラック４０４及び速度ベクトル６２０を描いている。速度ベクト ル６２０は、その関係するサブトラックに沿って衛星の軌道の方向を指し示して いる。 スポット６００は、サブトラック４０４の点で回転してもよいことに注意しな ければならない。通信衛星は、一般に太陽（電池）パネルによって駆動される。 太陽パネルは、太陽に向かう通常の方向にあるとき、最も効率的に操作（オペレ ート）される。それ故、衛星パワー発生を最適化するために太陽光を指し示す関 係に、特定のパネル操作を維持することが一般に要求される。通信衛星は、一般 に太陽にシンクロする方向に維持されるので、各衛星は、太陽に関係する要求さ れた方向を維持する，その速度ベクトルの点で回転する。その結果として、スポ ット６００は、衛星サブトラックの点で回転してもさしつかえない。方向付け（ オリエンテーション）でのそのような回転は、よく知られた様々なファクターに 従う，程度（等級）、方向、そしてある時点での衛星から衛星への変化率の点か ら異なってもよい。しかしながら、そのような変化は、各々のゲートウェイによ って計算され得る，コミュニケーションシステムにおけるよく知られた位置的 な変動よって代表される。 本発明の先の実施形態において、衛星スポット内のビームは、ユーザ端末位置 解法における曖昧さの解析に用いられている。本発明の先の実施形態によると、 正確な解答は、監視時間でユーザ端末が位置する範囲内のビームを認識すること によって選択される。先の実施形態において、衛星１０４はそのビームに関して 各衛星ビームの認識情報（アイデンティファイ）を放送する。ビーム、若しくは ビーム内の信号を用いる各々のユーザ端末は、そのような信号の一部として生成 ビーム認識情報を受け取り、その認識情報を検出若しく確認し、ゲートウェイに それを戻し報告する。ゲートウェイは、こうして、各ユーザ端末のためのビーム 認識を維持する。 ビーム認識は、例えば、信号をページングするシステムを用いることによって も与えられることができる。各ページング信号内の予め定められた位置又は領域 は、確認者若しくはそれが伝送されるビームに対するＩＤをリストし、又は示す のに用いられることができる。ページングシグナルが発生されるとき、伝送され る予定であるところの特定のビームのための適当なビーム確認者は、選択され、 そしてページング信号メッセージ構造の中に格納される。ビームＩＤは、よく知 られた英数字パターンの取り合わせ若しくは索引方法を用いた多くの異なる形式 を獲得することができ、そしてコミュニケーションシステム及び衛星名称によっ て評価される。現状の例において、各々のビームは、唯一の数字の名称，６０１ 〜６１６及び６２１〜６３６，について与えられる。加えられるシンボルは、要 求された特定の衛星及びサブビームを認識するのに用いられることができる。 変換において、ビームの認識は、ＰＮ拡散コード割当パターンから引き出され る。これは、上記で議論したように、各衛星のビーム内のサブビームが特定のＰ Ｎコードを用い、基本コードシーケンス及びタイミングオフセットを含み、よく 知られたシステム信号源であるＰＮコード割当に従う。それゆえ、ユーザ端末は 、サブビーム上の取得し受信した信号を用いるＰＮコード（及びタイミング）に 従って、受信したサブビーム、そしてビームを認識できる。ユーザ端末は、メモ リ要素に保持されることができ、ビームが検出されたＰＮコードに関係され決定 されるところの，よく知られたコード割当情報を用いることができる。ユーザ端 末 は、それで、ゲートウェイにビーム認識を報告する。 ゲートウェイにビーム認識を報告する目的のために、ユーザ端末は、それ自体 が”識別情報”を必要としないが、単に用いられたＰＮコードを報告できる。ゲ ートウェイは、それで、ＰＮコード情報もしくは何れかの他の用いられるパラメ ータに関連するビームを決定するための，ゲートウェイ内の１又はそれ以上のメ モリデバイスに保持された，知られたコミュニケーションシステムコード割当情 報を用いる。 ビーム認識検知を行う装置は、知られた技術であり、一般に、上記議論された レシーバ及びコントロールプロセッサの一部を構成する。これらのレシーバは、 ＰＮ拡散コードが受信された信号を形成するように用いられるところのもの，利 用されるＰＮコードオフセットを含むものを検出し、そして、識別情報を含み得 るメッセージを解読（デコード）する。しかしながら、加えられた分離ビーム識 別部分（コンポーネント）は、要望として、用いられることができる。 パイロット信号に相関する同期チャンネル上を、あらかじめ割り付けられた「 ビームＩＤ」を送信したり、捕捉パイロットタイミングに関連してそのようなＩ Ｄを検出する等のような他のビーム識別処理を必要に応じて採用することができ る。この発明は、上述した特定のビーム識別技術に限定されず、また依存もしな い。同時に、この発明は、通信システムにより識別できるビームが採用され、各 ビームはユーザ端末およびゲートウェイにより検出可能な識別情報を有する限り 、ＣＤＭＡ信号を使用することには限定されない。 上述した処理はフォワードリンクビーム識別技術を採用しているが、リバース リンクビーム識別技術を用いてもよい。ここで、ゲートウェイは、通信を開始す るためのアクセスプローブあるいはリバースリンクトラフィック信号のようなユ ーザ端末通信信号を受信する。いずれの場合にも、ユーザ端末信号のための特定 のビームスキャンを用いて信号が届く。ゲートウェイは、リバースリンク信号を 受信するためにどのビームを衛星が使用したかを知っている。ビームは、上述し た機構および種々の周波数割り当て機構に従ってゲートウェイに対して良好に識 別される。それゆえ、ゲートウェイは、リバースリンク信号が使用されたとき、 どのビームをユーザ端末が使用しているかの情報を自動的に受信する。 ゲートウェイはさらに、各衛星の特定の位置と方位を記述する情報、それゆえ 、衛星が軌道を横切るとき、衛星により放射された各ビームを保持する。この情 報は、通信システム設計の一部として利用でき、ゲートウェイ内の１以上のメモ リ装置に記憶可能である。この衛星方位情報は、さらに、種々の衛星軌道位置測 定値としてシステムオペレータによりときどき更新することができる。 各衛星ビームのための衛星サブトラックに対する方位または位置の知識により 、ある時刻に、そのトラックのいずれの側にビームが当たっているかを判断する ことができる。従って、ユーザ端末を放射する検出されたビームからのサブトラ ックの不正確な側に入るユーザ端末のための可能なあるいは予測される位置は、 そのユーザ端末に対する不正確な解である。さらに、ユーザ端末のいくつかの可 能な位置の１つのみがトラックの同一側内あるいは同一側上に、そのユーザ端末 を放射する検出されたビームとして入る場合には、その可能な位置は正確な位置 である。 いわば「ビームの解」は地理的に正しい必要は無いことは当業者には容易に理 解できる。すなわち、ゲートウェイあるいはユーザ端末は、ある時刻において、 あるビームが地球の表面の、あるあらかじめ選択された地理的領域をカバーする ことは予測可能である。しかしながら、そのような仮定が成され、その時点にお いて不正確であるとしても、ビーム識別情報の使用により、サブトラックのいず れの側にユーザ端末が載っているかを正確に判断することができる。この判断は 、そのビームの特定のカバーエリアに依存せず、衛星の方位とその放射されたビ ーム群、およびビーム識別処理自体にのみ依存する。これは、位置決定技術の曖 昧さを解決するのに望まれる情報を提示する。 一例として、この発明は図４に示される位置の曖昧さを解決するのに適用され る。図４に示す位置解４０８は図６にも示される。不明瞭な位置解４０８は２つ の可能な位置４０８Ａおよび４０８Ｂを含む。図６を参照すると、可能な解４０ ８はサブトラック４０４に沿って移動する、スポット６００の異なるビーム内に ある。１つの解４０８Ａはビーム６１２内にあるのに対し、他の解４０８Ｂはビ ーム６１５内にある。この発明によれば、ゲートウェイはユーザ端末がビーム６ １２内にあると判断する。衛星１０４およびサブトラック４０４に対してビーム ６１２の公知の方位あるいは位置の結果として、ゲートウェイは、ユーザ端末が 、解４０８Ａに最も近く、解４０８Ｂから最も遠い、サブトラック４０４の側に 位置していることを知る。それゆえ、位置４０８Ａはユーザ端末の所在地として 、ゲートウェイにより選択される。 ユーザ端末がゲートウェイにより提供される情報に基づいて位置を決定してい る場合、サブトラックのどの側にユーザ端末が載っているとゲートウェイが考え ているかの表示をこの情報の一部としてユーザ端末に提供することができる。 図６に示すビーム６０１、６０２、６０５、および６０９のようないくつかの ビームは、衛星サブトラック４０４の両側に多少対称的に延びている。これは、 初めは問題を提起するように見えるけれども、範囲と期間が限られている。一般 的に、位置決定の解は、これらのビームの１つが問題であるように、サブトラッ クに接近して入らない。しかしながら、上述したように、好適実施例において、 異なるリバースリンクビームパターンおよびフォワードリンクビームパターンが 使用される。それゆえ、ゲートウェイは、ユーザ端末の所在地を決定する際に、 選択すべき、６２２、６２３、６２９、６３０および６３６のような多数のビー ムを効率よく有する。従って、フォワードリンクおよびリバースリンク間の２つ のパターン間差異は決定できない解を最小にする。これは、他のパターン群を選 択して使用しても同じことが言える。さらに、ある通信システムにおいては、実 質的な回転速度を衛星に加えても良い場合がある。この構成においては、スポッ トあるいはビームパターンは急速に回転し、ユーザ端末にサービスしているビー ム群が迅速に変化し、所望のビーム解構成を作る。 図７は好適実施例によりこの発明の動作の種々のステップを示すフローチャー トである。この発明の動作は、ステップ７０２に示すように、通信システム１０ ０がユーザ端末１０６の位置の曖昧な解を決定したときに開始される。好適実施 例において、曖昧な位置解は、上述した位置ぎめの方法を用いてゲートウェイ１ ０２内のプロセッサ３２０および３２１により決定される。しかしながら、従来 技術において良く知られているさらなるあるいは別個の演算素子およびメモリ素 子を用いて、ユーザ端末により提供され、ゲートウェイ内において利用可能な情 報からこの決定を行うことができる。この曖昧な解は、ユーザ端末１０６のため の２以上の可能な解を含む。各可能な位置は、スポット６００のビーム６０１乃 至６１６あるいは６２１乃至６３６の１つ内に入る。 ユーザ端末１０６に信号を送信し、ユーザ端末１０６から信号を検索する、衛 星ビーム照射は、ステップ７０４に示すように、ユーザ端末により識別される。 この発明の好適実施例において、各衛星ビームの識別はページング信号の受信の 一部として検出される。衛星ビーム識別情報を受信または検出すると、ユーザ端 末１０６は、ステップ７０６において、アクセス信号の一部としてゲートウェイ １０２にこの情報を送信する。しかしながら、ユーザ端末１０６は、必要に応じ て、ステップ７０６において、他の公知の信号を用いてビーム識別情報を送信す ることができる。 あるいは、ステップ７０８において、ユーザ端末１０６は実際のビーム識別は 判断しないが、特有のビーム特定パラメータあるいは、各ビームに個別に相関す るパラメータの値を決定する。例えば、ステップ７０６において、ユーザ端末１ ０６はサブビーム上の信号を獲得し受信するのに使用されるＰＮコード（タイミ ングオフセット）を検出して、この情報をゲートウェイに伝えることができる。 次に、ゲートウェイはステップ７１０において、公知の通信システムコード割り 当て情報を用いて、ユーザ端末に放射しているビームを識別する。 しかしながら、ゲートウェイはこの処理の一部としてリバースリンクビーム識 別を用いて、どのリバースリンクビームがユーザ端末により使用されているかを 直接検出することができる。この他の方法は図７に示される。この場合、ステッ プ７１２において、ゲートウェイはリバースリンクビーム特有パラメータ値を測 定する。例えば、ゲートウェイは、リバースリンクアクセス要求を取得したとき 、どのアクセスプローブ特有ＰＮコードが使用されているかを決定する。同様の 情報は、リバースリンクトラフィックチャンネルから入手可能である。この情報 はステップ７１０において使用され、ビームが識別される。 ユーザ端末１０６はさらに、トラフィック信号あるいはアクセス信号を用いて 通信するときのように、周期的にビーム識別関連情報を送信することができる。 これにより、ゲートウェイ１０２は、ユーザ端末にサービスしている現在のビー ム、適切なフォワードおよび／またはリバースリンクを周期的に決定することが でき、これも周期的に起こり得る位置決定処理のために用意された曖昧解係数を 持つことができる。 ゲートウェイ１０２は、ユーザ端末フォワードリンクビーム測定又は決定、及 び／またはリバースリンクビーム決定処理のいずれかからビーム識別情報を受け 取る。上述したように、通信システム情報から、ゲートウェイにより保持された 各衛星ビームの方位に関する情報に基づいて、ステップ７１４において、衛星ト ラックのいずれの側に、ユーザ端末が位置しているかの判断が成される。ステッ プ７１６において、ユーザ端末１０６のための可能な位置は、サブトラック位置 あるいは方位に関連して、識別された衛星ビームと比較され、識別されたビーム 内に入る可能な位置群を選択する。１つの可能な位置のみが識別されたビームの 範囲内に入る場合には、他の可能な位置群は、解選択ステップ７１８において、 不正確なものとして消去可能である。従って、位置解の曖昧さが解決される。 ある位置ぎめ動作に使用される場合、「正確なもの」としてあるいはもっとも 有り得そうなものとして選択された位置解はステップ７２０において、１つ以上 の公知のフォワードリンクメッセージ信号の一部としてユーザ端末に提供される 。 Ｖ．結論 好適実施例の上記記述は当業者がこの発明を製造しあるいは使用することがで きるように提供される。この発明は、好適実施例を参照して特別に図示し記述し たが、この発明の範囲と精神を逸脱することなく、態様および細部における種々 の変更が可能であることは当業者に理解可能である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，Ｓ Ｄ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ， ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，Ｆ Ｉ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ， ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，Ｍ Ｗ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ， ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ 【要約の続き】 （１０２）の要素の衛星特定と比較により決定される。 本発明のさらに他の態様によれば、異なるビームパター ンを持つフォワードリンク（６０１−６１６）とリバー スリンク（６２１−６３６）のいずれか、あるいは両方 に基づいて特定される。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ユーザ端末と、 各々が衛星サブトラックに対して既知のパターンの地球表面の領域を照らす複 数の衛星ビームを有する少なくとも１つの衛星と、 前記少なくとも１つの衛星を介して前記ユーザ端末と通信し、地球表面のユー ザ端末の複数の可能な位置を決定するゲートウェイと、 前記ユーザ端末を照らす衛星と前記ビームがオンしているサブトラックの対応 するサイドとを特定する特定手段と、 前記複数の可能な位置と、前記特定された衛星ビームに対する前記決定された サブトラックサイドとを比較して、前記比較結果に基づき複数の可能な位置の１ つを選択する比較手段と、 を有する衛星システム用の位置決定における曖昧さを解決する装置。 ２．前記ユーザ端末にあり、前記ユーザ端末を照らす衛星ビーム用の少なくと も１つのビームに特徴的なパラメータを検出する第１の特定手段と、 前記ユーザ端末にあり、前記ビームに特徴的なパラメータの値を前記ゲートウ ェイに報告する転送手段と、 前記ゲートウェイにあり、前記値を受信して、ざんき報告値に基づいて前記ユ ーザ端末を照らしている衛星ビームを特定する第２の特定手段と を更に有する請求の範囲第１項に記載の曖昧さ解決装置。 ３．前記１つのビームに特徴的なパラメータはＰＮコードからなる請求の範囲 第２項に記載の曖昧さ解決装置。 ４．地球表面の前記ユーザ端末複数の可能な位置を決定する手段を更に有する ことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の曖昧さ解決装置。 ５．地球表面の前記ユーザ端末複数の可能な位置を決定する前記手段は、 前記ユーザ端末と前記少なくとも１つの衛星間の幾何学的関係を表す複数のバ ラメータを決定するパラメーター決定手段と、 前記複数のパラメータと前記少なくとも１つの衛星の位置と速度とに基づいて 、前記複数の可能な位置を決定する位置決定手段と、 を有することを特徴とする請求の範囲第４項に記載の曖昧さ解決装置。 ６．前記パラメータ決定手段は、範囲パラメータを決定する範囲パラメータ決 定手段を具備することを特徴とする請求の範囲第５項に記載の曖昧さ解決装置。 ７．前記パラメータ決定手段は、範囲レートパラメータを決定する範囲レート パラメータ決定手段を具備することを特徴とする請求の範囲第５項に記載の曖昧 さ解決装置。 ８．ユーザ端末と、 各々が衛星サブトラックに関して既知のパターンの地球表面の領域を照射する 複数の衛星ビームを有する少なくとも１つの衛星と、 前記少なくとも１つの衛星を介して前記ユーザ端末と注進するゲートウェイと 、 レンジパラメータを決定するレンジパラメータ決定手段と、 レンジレートパラメータを決定するレンジレートパラメータ決定手段と、 前記ゲートウェイにあり、前記レンジパラメータ、前記レンジレートパラメー タ、及び前記少なくとも１つの衛星の位置と速度とに基づいて、地球表面の前記 ユーザ端末の複数の可能な位置を決定する位置決定手段と、 前記ユーザ端末を照射する衛星ビームを特定する特定手段と、 前記複数の可能な位置と、前記特定された衛星ビームの前記決定されたサブト ラックサイドとを比較し、前記比較結果に基づいて前記複数の可能な位置の中か ら１つを選択する比較手段と、 を具備する衛星中心システム用の位置決定システム。 ９．ユーザ端末と、少なくとも１つの衛星と、衛星を介してユーザ端末と通信 し、地球の表面上のユーザ端末の複数の可能な位置を決定するゲートウェイとを 具備する通信システムであって、各衛星は各々の衛星ビームが衛星サブトラック に関して既知のパターンの地球表面の領域を照らす複数の衛星ビームを有してい る通信システムにおいて、 ユーザ端末を照らす衛星と、前記ビームがオンしている衛星サブトラックの対 応するサイドを特定し、 前記複数の可能な位置と前記特定された衛星ビームの決定されたサブトラック とを比較して、この比較結果に基づいて複数の可能な位置の中から１つを選択す ることを特徴とする地球表面のユーザ端末の位置の曖昧さを解決する方法。 １０．前記ユーザ端末において照らしている衛星ビーム用の少なくとも１つの ビーム特定パラメータを検出する検出ステップと、 前記ユーザ端末からの前記ビーム特定パラメータを前記ゲートウェイに報告す る報告ステップと、 前記ゲートウェイでその値を受信して、前記報告された値に基づいてユーザ端 末を照らしている衛星ビームを特定する特定ステップと を具備することを特徴とする請求の範囲第９項に記載の曖昧さ解決方法。 １１．前記検出ステップはＰＮコードを検出することを特徴とする請求の範囲 第１０項に記載の曖昧さ解決方法。 １２．地球表面のユーザ端末の複数の可能な位置を決定する決定ステップを更 に具備することを特徴とする請求の範囲第９項に記載の曖昧さ解決方法。 １３．前記決定ステップは、 ユーザ端末と少なくとも１つの衛星間の幾何学的関係を表す複数のパラメータ を決定するステップと、 前記複数のパラメータと、図区なくとも１つの衛星の位置と速度とに基づいて 複数の可能な位置を決定するステップと、 とを具備することを特徴とする請求の範囲第１２項に記載の曖昧さ解決方法。 １４．前記複数のパラメータはレンジパラメータを含むことを特徴とする請求 の範囲第１３項に記載の方法。 １５．前記複数のパラメータは、レンジレートパラメータを含むことを特徴と する請求の範囲第１３項に記載の方法。