JP2002016536A

JP2002016536A - 地上制御下での通信衛星においてデータ・セルを処理するためのパラメータ修正

Info

Publication number: JP2002016536A
Application number: JP2001148632A
Authority: JP
Inventors: Scott M Takahashi; スコット・エム・タカハシ; Lisa A Moy-Yee; リサ・エイ・モイ−イー; Gefferie H Yee-Madera; ジェフェリー・エイチ・イー−マデラ; Roland Y Wong; ローランド・ワイ・ウォン; Darren R Gregoire; ダレン・アール・グレゴイア; Reginald Jue; レジナルド・ジュー
Original assignee: TRW Inc
Current assignee: Northrop Grumman Space and Mission Systems Corp
Priority date: 2000-05-22
Filing date: 2001-05-18
Publication date: 2002-01-18
Also published as: CA2347918A1; EP1158701A2; EP1158701A3

Abstract

(57)【要約】【課題】衛星の重量及び電力を節約することにより宇
宙飛行体及び打ち上げコストを低減し及びペイロードの
容量を増大する。【解決手段】衛星通信システムは、複数のＡＴＭ通信
データ・セルの処理を制御する。ルックアップ・テーブ
ル６６４は制御パラメータを格納する。インバウンド・
モジュール５００は、制御データ・セルを地上ネットワ
ーク・オペレーション・センタから受信し、それらをコ
ントローラにルーティングし、コントローラは、テーブ
ル６６４の中のパラメータをセルの中の制御データに従
って修正する。ＡＴＭ通信データ・セルは、アウトバウ
ンド・モジュール６００においてテーブル６６４に格納
されているパラメータに従って処理される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】［関連出願の相互参照］本出願は、これと
同時に出願され、発明の名称が「ダウンリンク帯域幅割
当てのためのテーブル・ベースのスケジューリング・ア
ルゴリズム（ＴａｂｌｅＢａｓｅｄＳｃｈｅｄｕｌ
ｉｎｇＡｌｇｏｒｉｔｈｍｆｏｒＤｏｗｎｌｉｎ
ｋＢａｎｄｗｉｄｔｈＡｌｌｏｃａｔｉｏｎ）」で
ある同時係属米国特許出願（ＴＲＷドケットＮｏ．２２
−００５４）と関連する。

【０００２】

【発明の属する技術分野】本発明は、処理通信衛星に関
し、特にそのような衛星におけるセル・スイッチの地上
制御に関する。

【０００３】

【従来の技術】宇宙環境は、セル・スイッチに関してあ
る独特の要件を課する。打ち上げコスト及びバッテリ蓄
積装置により課される重量及び電力に対する制限、並び
に放射線要件に適合するための技術的制限に起因して、
ＡＴＭスイッチと通常関連した全ての処理を衛星上に持
つのは効率的でない。コール・アドミッション（ｃａｌ
ｌａｄｍｉｓｓｉｏｎ）及び制御は、衛星上で効率的
に実現されることができない処理集約的ファンクション
である。そのようなファンクションの完全な実現のため
要求される重量及び電力は、衛星のスループットを生成
する収入から奪うあろう。そのようなファンクションを
地上に移動させることは、大量のトラフィック又は処理
を要求することなく、地上からのルーティングファンク
ションを制御するための効率的な機構を要求する。大量
のトラフィックは、歳入を発生するサービスのため入手
可能な容量を低減し、そして大量の処理は、待ち時間
（即ち、ユーザに対してより遅い性能）及び衛星上の電
力を増大する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】技術がより多くの処理
電力を宇宙飛行体上に飛ぶのを可能にするように、より
高い性能を与えるのに十分な程柔軟なコール・アドミッ
ション及び制御技術に対する要請がある。その制御技術
はまた、ホッピング・ビーム及び適応符号化のような衛
星独特の問題に取り組まねばならない。この発明はその
ような技術を提供するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、衛星通信シス
テムにおいて、地上ベース通信局から受信された複数の
通信データ・セルを処理することによりルーティングを
制御するために有用である。好適な実施形態に従って、
複数の制御パラメータが、好ましくは衛星におけるディ
ジタル・メモリに格納される。通信データ・セルは、衛
星により、好ましくは入力モジュールのような入力によ
り受信される。制御パラメータは、制御データ・セルに
応答して、好ましくは論理装置により変えられる。通信
データ・セルは、送信のため、それらの制御パラメータ
に従って、好ましくは出力モジュールにより処理され
る。

【０００６】前述の技術は多数の利点を提供する。例え
ば、それらの技術は、複合通信者承認（ｃａｌｌｅｒ
ａｄｍｉｓｓｉｏｎ）及び制御ファンクションを地上で
実現して、衛星の重量及び電力を節約することにより宇
宙飛行体及び打ち上げコストを低減し及び／又はペイロ
ード（有効搭載量）の容量を増大するのを可能にする。
それら技術はまた、標準ＡＴＭファンクションと共に、
適応符号化及びホッピング・ビームのような宇宙飛行体
独特のファンクションの統一されたサポートを提供す
る。それら技術はまた、より多くの処理パワーがトラフ
ィックにおける変化に対する応答時間を改善するため使
用可能であるので、地上から宇宙飛行体へファンクショ
ンを移行させる選択を提供する。それら技術はまた、最
小数のテーブル内の全情報の集積がバッファ及び必要と
されるバッファ・アクセスの数を最小にすることを可能
にし、それにより重量及び電力を最小にする。

【０００７】

【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（Ｇｅｏ−ｏｒｂｉｔ）内に、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・ファンクションを実行するプロセ
ッサ１０２を含む。プロセッサのコントローラ１１４
は、ネットワーク・オペレーション・センタ（ＮＯＣ）
３００のような１つ又はそれより多い地上ベースのネッ
トワーク・オペレーション・センタから受信された指令
に基づいてセル・スイッチ１０４を構成する。コントロ
ーラ１１４は、マイクロプロセッサ、マイクロコントロ
ーラ、又は論理操作が可能であるハード・ワイヤド回路
のような種々の形式の論理装置により実現され得る。Ｎ
ＯＣ３００は、コール・アドミッション制御、ルーテ
ィング制御、キューイング制御及び類似のもの、並びに
ＡＴＭのスイッチされた仮想回路（相手選択）（ｓｗｉ
ｔｃｈｅｄｖｉｒｔｕａｌｃｉｒｃｕｉｔ）を確立
するため要求される、ユーザ地上端末（ＵＥＴ）４００
のような、１つ又はそれより多いユーザ地上端末（ＵＥ
Ｔ）の信号による伝達を含む、ＡＴＭスイッチ管理ファ
ンクションを提供する。

【０００８】衛星１００のペイロードは、複数の衛星を
制御し得るＮＯＣ３００により制御される。ＡＴＭセ
ルは、ユーザ・データをシステムを介して発信元ＵＥＴ
４００から受信先ＵＥＴ（図示せず）へ送信する。こ
れは、次のような主要システムの流れ、即ち、ネットワ
ーク・インターフェース・ユニット（ＮＩＵ）４１４内
のＡＡＬ／ＡＴＭ構成要素４０２からスタートして、Ｕ
ＥＴのＲＦインターフェース４０４及びアンテナ４０６
を通って、更に衛星ペイロードのアップリンク・アンテ
ナ１０６及びＲＦインターフェース１０８を通って流
れ、プロセッサ１０２を介してペイロードのダウンリン
クＲＦインターフェース１１０及びアンテナ１１２を介
して切り替えられ、そして最後に受信先ＵＥＴのアンテ
ナ及びＲＴインターフェースを介して受信先ＵＥＴのＡ
ＴＭ／ＡＡＬ構成要素（図示せず）へ流れる主要システ
ムの流れである。コントローラ４１２は構成要素４０２
を制御する。

【０００９】ユーザ・データは、システムとユーザ装置
４０８との間で「外部ユーザ・データ」フローを介して
転送される。このデータ・フローはユーザ装置に対して
独特であるがそれでも産業規格に基づいているフォーマ
ットであるが、このデータ・フローは、ユーザ装置イン
ターフェース４１０によりＵＥＴ内部フォーマット（例
えば、ＰＣＩバス）に変換され、そしてＡＴＭ／ＡＡＬ
構成要素４０２へ転送され、そこでそれは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、信号の移送のため用いられる。このデータ・フ
ローは、ＮＯＣ３００、ペイロード・プロセッサ１０２
及びＵＥＴ４００に配置されたコントローラ同士間で
のメッセージの信号による伝送を含む。ＡＴＭセルが、
２つの理由のためこのストリームにおいて用いられる。
第１に、衛星ペイロードのコントローラは、メッセージ
をいずれのＵＥＴ及びＮＯＣとで、正しいアドレスを有
するＡＴＭセルをセル・スイッチ１０４に単純に送るこ
とにより交換することができる。コントローラは、その
スイッチに対してスイッチ・ポートを介してインターフ
ェースする。第２に、ＵＥＴ及びＮＯＣにおける多重ア
クセス・スキームは、ユーザ・データを搬送するため送
信サブシステムの中へＡＴＭセルの挿入をそれまでにア
ドレスしなければならない。信号メッセージをこのデー
タ・ストリームの中へ挿入することは、同じＡＴＭセル
・フォーマットを用いることにより一層単純に行われ
る。

【００１０】制御及び管理信号が、各構成要素の内部に
与えられる。ペイロード・コントローラ１１４は、スイ
ッチからのトラフィック統計を収集しなければならず、
遠隔計測データは、ＮＯＣ３００内に収集され、衛星
１００に転送され、ペイロード・コントローラ１１４
は、仮想回路をルーティングするためセル・スイッチ１
０４を構成しなければならず、タイミング及び周波数信
号は、多くのペイロード構成要素へ渡されねばならな
い、等々である。

【００１１】ＮＩＵ４１４内の構成要素４０２は、ユ
ーザ装置インターフェースにより生成されたビットのス
トリームをＡＴＭセルに変換する責務を負っている。Ａ
ＴＭセルを生成するため、この構成要素は、種々のＡＴ
Ｍ適応層（ＡＡＬ）プロトコルを実行する。それはま
た、コントローラにより生成されたメッセージをＡＴＭ
「ストリーム」の中に挿入し、そしてコントローラへ受
信先指定されたネットワークから受信されたＡＴＭセル
を除去することを担当している。

【００１２】コントローラ４１２は、ネットワーク特有
の信号伝送ファンクションを与える。これは、加入者登
録、ＵＥＴ４００とネットワークとの間のコネクショ
ンの確立、及びネットワーク管理ファンクションを含
む。

【００１３】衛星１００のペイロードの中心的役割は、
ＡＴＭセルを発信元から受信先へ切り替えることであ
る。ＡＴＭセルを切り替えるため、発信元ビット・スト
リームは、回復され（復調され且つ復号され）、セルに
仕切られ、そしてセル・スイッチ１０４を介してルーテ
ィングされねばならない。これらのファンクションは、
共通の産業用語における「処理されたペイロード」を構
成し、そしてプロセッサ１０２によりシステム・アーキ
テクチャで与えられる。

【００１４】ペイロード・コントローラ１１４は、ネッ
トワーク特有の信号伝送ファンクションを与える。これ
は、ＡＴＭスイッチ及びネットワーク管理ファンクショ
ンを介する仮想回路の確立を含む。

【００１５】ネットワーク・オペレーション・センタ
（ＮＯＣ）３００は、衛星ペイロードのセル・スイッチ
のための「スイッチ・マネジャ」として働く。ＮＯＣ
３００は、発信元及び受信先ＵＥＴとの信号メッセージ
の交換を通して各ＡＴＭ仮想回路の確立を制御する。

【００１６】そのスイッチ・マネジャの役割において、
ＮＯＣ３００は、コール確立信号送出、セル・スイッ
チ形成、コール・アドミッション制御、ユーザ認証、ユ
ーザ・サービス認証、アドレス解決（ｒｅｓｏｌｕｔｉ
ｏｎ）、ルーティング、コネクション統計収集、ネット
ワーク輻輳制御、及び優先順位アクセス制御を含む種々
のファンクションを実行する。

【００１７】衛星１００は、多重スポット・ビームを用
いて、比較的高い利得を用いてセルラ・ビーム・カバレ
ージ範囲を介した高い品質リンク性能を可能にし、且つ
ビーム間の空間的分離が同じ周波数帯域を複数の範囲の
ため用いることを可能にする周波数再使用を獲得する。
連続した米国本土（コーヌス（ＣＯＮＵＳ））の地理的
カバレージ範囲のための代表的ビーム・レイアウトにお
いては、図２に示されるようなカバレージ（到達範囲）
を持つ４８個のビームが存在する。

【００１８】衛星１００は、各周波数帯域を繰り返し地
理的カバレージ範囲にわたって用いることにより高いス
ペクトル効率を達成する。図２に図示される代表的ビー
ム・レイアウトにおいては、ビームの４つの別々のクラ
ス（即ち、アップリンクに対してＡ、Ｂ、Ｃ及びＤ）が
存在する。各クラスは、４８個のビーム地理的カバレー
ジに対して１２個のメンバーを持ち、そして「カラー
（ｃｏｌｏｒ）」と呼ばれ、そのカラーの中の各ビーム
は同じ対の帯域を用いる。

【００１９】図３は、４つの周波数のクラスタを用いた
６角形のビームのモザイク風配列が４８個のビーム・パ
ターンを構成するため用いられる仕方を示す。対称的全
体パターンに対して、全ての周波数が等しく繰り返さ
れ、一方非対称パターンに対しては、パターン形状に応
じる４つの周波数の不均等分配が存在する。

【００２０】対称的カバレージ・パターン（図３）を有
する単一の衛星１００に対して、４対のアップリンク及
びダウンリンク周波数帯域の各々は、空間的周波数再使
用により、４８個のビーム・カバレージ範囲で１２回再
使用され、即ち、１２．０ＧＨｚの全部の帯域がアップ
リンク及びダウンリンクの両方のため衛星で使用可能で
ある。円偏波を用いる１対の衛星が同じ対地静止軌道位
置から同じ地理的範囲の中へ動作するとき、偏波周波数
再使用は２４に対する再使用係数を２倍にするであろ
う。

【００２１】図４を参照すると、セル・スイッチ１０４
は、インバウンド処理モジュール５００、スイッチ・モ
ジュール５８０、アウトバウンド処理モジュール６０
０、及びマルチキャスト・レプリケーション・モジュー
ル６１０及び６３０を備える。マルチキャスト・レプリ
ケーション・モジュール６１０及び６３０についての追
加の情報は、ＬｉｓａＡｎｎＭｏｙ−Ｙｅｅ他の名
前で１９９９年９月２９日に出願され、本出願と同じ譲
受人に譲渡され、発明の名称が「セル・スイッチにおけ
るマルチキャストのためのシリアル・セル複製方法及び
手段（ＭｅｔｈｏｄＡｎｄＭｅａｎｓＦｏｒＳ
ｅｒｉａｌＣｅｌｌＲｅｐｌｉｃａｔｉｏｎＦｏ
ｒＭｕｌｔｉｃａｓｔＩｎＡＣｅｌｌＳｗｉ
ｔｃｈ）」である米国特許出願Ｎｏ．０９／４０８，０
４８に記載されており、この出願は本出願に援用されて
いる。インバウンド処理モジュール５００、スイッチ・
モジュール５８０及びアウトバウンド処理モジュール６
００についての追加の情報は、ＳｃｏｔｔＭ．Ｔａｋ
ａｈａｓｈｉ他の名前で１９９９年３月１６日に出願さ
れ、本出願と同じ譲受人に譲渡され、発明の名称が「処
理通信衛星におけるスペースベースのセル・スイッチの
ためのキュー・セグメンテーション及びアドレッシング
手順（ＱｕｅｕｅＳｅｇｍｅｎｔａｔｉｏｎＡｎｄ
ＡｄｄｒｅｓｓｉｎｇＰｒｏｃｅｄｕｒｅＦｏｒ
ＡＳｐａｃｅＢａｓｅｄＣｅｌｌＳｗｉｔｃ
ｈＩｎＡＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＣｏｍｍｕｎｉ
ｃａｔｉｏｎＳａｔｅｌｌｉｔｅ）」である米国特許
出願Ｎｏ．０９／２７０，９３８に記載され、この出願
は本出願に援用されている。インバウンド処理モジュー
ル５００及びスイッチ・モジュール５８０についての追
加の情報は、ＳｃｏｔｔＭ．Ｔａｋａｈａｓｈｉ他の名
前で本出願と同時に出願され、本出願と同じ譲受人に譲
渡され、発明の名称が「テーブルベースの転送タグを用
いた空間化ベースのセル・スイッチング（Ｓｐａｃｅｄ
ＢａｓｅｄＣｅｌｌＳｗｉｔｃｈｉｎｇＵｓｉ
ｎｇＴａｂｌｅＢａｓｅｄＴｒａｎｓｆｅｒＴ
ａｇｓ）」である出願（ＴＲＷドケットＮｏ．２２−０
０５４）に記載され、この出願は本出願に援用されてい
る。

【００２２】図４に示されるように、インバウンド処理
モジュール５００は、ＡＴＭデータ・セルを復調器１１
６から入力バス５５２を介して受け取る。インバウンド
処理モジュール５００は、５３個の８つ組データを備え
る通常のＡＴＭセルからのヘッダ・データを処理するプ
ロセッサ５５４を含む。

【００２３】好適な実施形態に従って、プロセッサ５５
４は、ルーティング・コード並びに追加のデータをセル
に、ＡＴＭセル・ヘッダ、及びルックアップ・テーブル
・メモリ５５６に配置された情報に基づいて加え、該ル
ックアップ・テーブル・メモリ５５６は、プロセッサ５
５４とバス５５８を介して通信する。マルチキャスト処
理を要求するセルは、マルチキャスト・レプリケーショ
ン・モジュール６１０及び６３０のような、衛星の中の
幾つかのマルチキャスト・レプリケーション・モジュー
ルのうちの１つに対応する、ルックアップ・テーブル・
メモリ５５６からの物理的ルーティング情報のタグを付
される。換言すると、データがＡＴＭセル・ヘッダに加
えられ、そのＡＴＭセル・ヘッダはＡＴＭセルを複製す
べきである特定のマルチキャスト・レプリケーション・
モジュールを識別する。プロセッサ５５４は、マルチキ
ャスト処理を要求するＡＴＭセルに、７ビットのルーテ
ィング・タグ情報、並びにセルの優先順位の識別（Ｉ
Ｄ）を加えることが好ましい。更に、仮想パス識別子及
びチャネル・パス識別子、並びにダウンリンク・コーデ
ィングもセルに加えてもよい。その結果、ＡＴＭセルの
サイズは、通常の５３個の８つ組から５６個の８つ組に
拡張される。

【００２４】プロセッサ５５４はまた、ルーティング・
タグ及び他のデータをマルチキャスト・レプリケーショ
ンを要求しないセルに書き込む。ルーティング・タグ
は、セルを、マルチキャスト・レプリケーション・モジ
ュールへルーティングされることなく、アウトバウンド
処理モジュール６００にルーティングする。

【００２５】インバウンドＡＴＭセルを処理した後に、
プロセッサ５５４は、セルをキュー制御回路５６０にバ
ス５６２を介して送る。キュー制御回路５６０は、ＡＴ
Ｍセルを入力キュー５６４にバス５６６を介して送る。
キュー制御回路５６０は、ＡＴＭセル・ヘッダの中の情
報に基づく優先順位に従ってキューを配列する。

【００２６】セルは、入力キュー５６４に６４ビット・
ワードで格納される。その結果、各５６個の８つのＡＴ
Ｍセルを転送することは、データを入力キュー５６４の
中へ順に７回転送することを要求する。

【００２７】適切な時間に、入力キュー５６４に格納さ
れたＡＴＭセルは、３２ビット入力バス５６８を介し
て、スイッチ・モジュール５８０のクロスバー・スイッ
チＳ１−Ｓ３２の入力ポートＩＰ１−ＩＰ１２８のうち
の１つに送られる。クロスバー・スイッチＳ１−Ｓ３２
は各々、任意の入力ポートを任意の出力ポートに電気的
に結合する結合回路を含む。図４に示される例において
は、３２ビット入力バス５８６は、クロスバー・スイッ
チＳ１−Ｓ３２の各々の入力ポートＩＰ１に接続されて
いる。３２ビット入力バス５８６は、プロセッサ５５４
にキュー制御回路５６０を介して結合されている。

【００２８】出力ポート調停及びコード・リーダ５８２
は、クロスバー・スイッチがデータの切り替えのため使
用可能であるとき、キュー制御回路５６０にバス５８４
を介して信号を送る。出力ポート調停及びコード・リー
ダ５８２は、それにセルが切り替えられるべき物理的位
置を識別するルーティング・タグ情報をＡＴＭセルから
読み出す。マルチキャスト処理を要求しないそれらのセ
ルは、アウトバウンド処理モジュール６００のようなア
ウトバウンド処理モジュールに接続されている出力ノー
ド又はポートＯＰ１−ＯＰ１２８のうちの１つへ切り替
えられる。図４に示される例においては、アウトバウン
ド処理モジュール６００の入力は、クロスバー・スイッ
チＳ１−Ｓ３２の各々の出力ノード又はポートＯＰ１に
接続されている。

【００２９】好適な実施形態に従って、図４に示される
インバウンド処理モジュール５００に似たインバウンド
処理モジュールがアップリンク受信器により処理される
アップリンク・ビームと同じ数存在する。

【００３０】衛星１００は、参照番号３００及び４００
（図１）のような１群の地上ベース通信局へデータの４
８個のビームを同時に同報通信することができるダウン
リンク送信器１１８を含む。好適な実施形態に従って、
図４に示されるアウトバウンド処理モジュール６００に
似たアウトバウンド処理モジュールがダウンリンク送信
ビームと同じ数存在する。

【００３１】マルチキャスト処理の必要を指示するため
タグを付されているＡＴＭセルは、回路５８２即ち出力
ポート調停及びコード・リーダ５８２により読み出さ
れ、そしてマルチキャスト・レプリケーション・モジュ
ール６１０のようなマルチキャスト・レプリケーション
・モジュールに接続されているスイッチ・モジュール５
８０の出力ポートへ切り替えられる。図４に示される例
においては、３２ビット出力バス６０８は、クロスバー
・スイッチＳ１−Ｓ３２の出力ノード又はポートＯＰ１
２８の各々をマルチキャスト・レプリケーション・モジ
ュール６１０のレプリケーション・プロセッサ６１２の
入力６０９に接続する。レプリケーション・プロセッサ
６１２は、入力ＡＴＭセルをセル・キュー・メモリ６１
４へ６４ビット・ワードで通常のバス６１６を介して送
る。セル・キュー・メモリ６１４に格納されている各Ａ
ＴＭセルのヘッダの中の仮想パス識別子又は仮想チャネ
ル識別子を用いて、メモリ６１８内のマルチキャスト・
グループ・テーブルをアドレス指定し、該メモリ６１８
は、バス６２０を介して、作られるべきＡＴＭセルのコ
ピーの数、各コピーに対する物理的ルーティング、新し
い仮想チャネル識別子又は仮想パス識別子及び他のデー
タを与える。レプリケーション・プロセッサ６１２は、
データセルを、要求された回数複製し又はコピーし、そ
して各複製されたセルにメモリ６１８からの前述のデー
タを挿入する。ルーティング・コードは、各複製された
ＡＴＭセルに対して変えられ得る。出力ポート調停及び
コード・リーダ回路５８２が、スイッチ・モジュール５
８０が使用可能であることを指示するとき、複製された
ＡＴＭセルは、マルチキャスト・レプリケーション・モ
ジュール６１０の出力６２１から３２ビット・バス６２
２を介してスイッチ・モジュール５８０の入力ポートへ
送られる。図４に示される例においては、出力６２１
は、クロスバー・スイッチＳ１−Ｓ３２の各々の入力ポ
ートＩＰ１２８に接続されている。出力ポート調停及び
コード・リーダ回路５８２は、複製されたＡＴＭセルの
中のヘッダ情報を読み出し、該セルをアウトバウンド処
理モジュール６００へバス５８８を介して切り替える。
周知の要領で、アウトバウンド処理モジュールは、送信
ビームの１つによる送信のためセルを準備する。アウト
バウンド処理モジュール６００による処理の後に、ＡＴ
Ｍセルは、出力６０２を介して変調器１１８へ送られ
る。

【００３２】好適な実施形態に従って、追加のマルチキ
ャスト・レプリケーション・モジュールが、マルチキャ
スト・レプリケーション処理に対する顧客の必要性によ
り要求されるように衛星１００に加えられ得る。例え
ば、マルチキャスト・レプリケーション・モジュール６
１０と同一の追加のマルチキャスト・レプリケーション
・モジュール６３０は、マルチキャスト・レプリケーシ
ョン・モジュール６１０及び６３０により同時マルチキ
ャスト処理を可能にするため図示されるように追加され
得る。マルチキャスト・レプリケーション・モジュール
６３０は、３２ビット・バス６３２に接続されている入
力６３１を含み、該３２ビット・バス６３２は、クロス
バー・スイッチＳ１−Ｓ３２の各々の出力ノード又はポ
ートＯＰ２に接続されている。マルチキャスト・レプリ
ケーション・モジュール６３０はまた、３２ビット・バ
ス６３６を介してクロスバー・スイッチＳ１−Ｓ３２の
各々の入力ポートＩＰ２に接続されている出力６３５を
含む。マルチキャスト・レプリケーション・モジュール
６１０及び６３０の追加の詳細は、先に識別された関連
の出願に与えられている。

【００３３】インバウンド・プロセッサ５５４は、セル
がマルチキャスト・レプリケーション・モジュール６１
０及び６３０により処理されるべきか否かを指示するマ
ルチキャスト処理情報を要求する各ＡＴＭセルに情報を
追加する。しかしながら、プロセッサ５５４は、アルゴ
リズムがマルチキャスト処理を要求するＡＴＭセルを次
に使用可能なマルチキャスト・レプリケーション・モジ
ュールに割り当てるようにプログラムされることができ
る。この実施形態において、ＡＴＭセルの中へ置かれた
識別子は、処理が行われるであろう特定のマルチキャス
ト・レプリケーション・モジュールを識別する必要はな
い。

【００３４】図４に示されるように、アウトバウンド処
理モジュール６００は、スイッチ・インターフェース／
フェッチ及び出力キューイング・プロセッサ６６０を含
み、該スイッチ・インターフェース／フェッチ及び出力
キューイング・プロセッサ６６０は、ＡＴＭセルをスイ
ッチ５８０から受け取り、それらを出力キュー・メモリ
６６２の中に周知の優先順位アルゴリズムに従って置
く。プロセッサは、ＡＴＭセルを出力キュー・メモリ６
６２から、ホッピング・ビームに対するスケジューリン
グ・テーブル６６４に格納されているパラメータに従っ
て読み出し、そのＡＴＭセルをエンコーダ及びインタリ
ーバ６６６へ送る。出力フォーマット・プロセッサ６６
８は、変調器１１８への送信のためＡＴＭセルを準備す
る。出力フォーマット・プロセッサ６６８は、スケジュ
ーリング・テーブル６６４に格納されているパラメータ
により部分的に制御される。統計的メモリ６７０は、ビ
リング（ｂｉｌｌｉｎｇ）目的のためセル計数を格納す
る。

【００３５】ＡＴＭセルをスケジュールし且つルート付
けするため要求される全てのパラメータは、スケジュー
リング・テーブル６６４（図４）の中にまとめられるこ
とができ、該スケジューリング・テーブル６６４は、Ｎ
ＯＣ３００により実行される地上ベースのコール・ア
ドミッション及び制御ファンクションにより修正される
ことができる。スケジューリング・テーブル６６４に格
納されたパラメータは、保証された帯域幅、符号化速
度、物理的受信先ポート又はダウンリンク・ビームのよ
うなビーム範囲情報、各優先順位に対する帯域幅割当て
（ＱＯＳクラス）、各優先順位と関連したＱＯＳパラメ
ータの制御、符号化速度（又は他の適応ダウンリンク解
（ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ））への帯域幅の割当て、及びホ
ッピング・ビームに対するビーム範囲を含むが、これら
に限定されるものではない。全てのパラメータをスケジ
ューリング・テーブル６６４の中に含むことにより、ス
ケジューリング・テーブル６６４をＮＯＣ３００から
修正するためのインターフェースが設けられる。

【００３６】実際に、ＡＴＭ通信データ・セルは、イン
バウンド・プロセッサ５５４により受け取られにつれ、
それらは、出力キュー・メモリ６６２へ前述した要領で
ルート付けされる。時に、ＡＴＭセルは、複製されたセ
ルが出力キュー・メモリ６６２へルーティングされる前
に最初にマルチキャスト・モジュールへルーティングさ
れる。

【００３７】スケジューリング・テーブル６６４に格納
されているパラメータを変更するため、ＮＯＣ３００
は、スケジューリング・テーブル６６４の中の必要なパ
ラメータを格納又は修正するため要求された全てのデー
タを含む単一のＡＴＭ制御データ・セルを送る。制御デ
ータを担持するＡＴＭセルが受け取られるにつれ、セル
・ヘッダ内のＶＰＩ／ＶＣＩフィールドは、ルックアッ
プ・テーブル・メモリ５５６をアドレス指定するためプ
ロセッサ５５４により用いられる。ルーティング・タグ
が制御データ・セル（複数）に加えられ、当該制御デー
タ・セル（複数）は、それら制御データ・セル（複数）
を、スイッチ５８０を介して且つＯＰ１のような出力ポ
ートを介して、参照番号６００のような出力モジュール
へルーティングし、そして参照番号６６２のような出力
キューに置かれる。制御データ・セルがそのキューから
検索されたとき、それら制御データ・セルは、ダウンリ
ンク送信のため処理される代わりにペイロード・コント
ローラ１１４（図１）へ転送される。ペイロード・コン
トローラ１１４は、インターフェースを各アウトバウン
ド・モジュール内、並びに各インバウンド・モジュール
内に有する。ペイロード・コントローラ１１４は、スケ
ジューリング・テーブル６６４の中の制御パラメータを
修正するためデータ制御セルからのデータのエントリを
スケジューリング・テーブル６６４の中へ書き込む。

【００３８】要約すると、前述の技術は、地上ベースの
コール・アドミッション及び制御ファンクションがダウ
ンリンク帯域幅を異なるグループのセルへ割り当てるこ
とを制御して、サービス品質（ＱＯＳ）、ホッピング・
ビーム、適応ダウンリンク符号化、及びスケジューリン
グ・テーブル６６４の更新を通してのフェッチ化のよう
な特徴をサポートするのを可能にする。プログラム可能
テーブル６６４は、各セル送信機会のためのエントリを
有する。各エントリは、ＱＯＳクラスの所与の優先順
位、ビーム範囲、符号化速度及びユーザ・グループのよ
うな情報を含むことができるが、これらに限定されるも
のではない。変化するトラフィック・パターンを反映す
るためスケジューリング・テーブル６６４を修正するこ
とは、効率的な帯域幅利用と、セル損失比、仮想回路に
対して資源割当てを整合させることにより適合されるべ
きセル遅延変動（ｖａｒｉａｔｉｏｎ）及びユーザに割
り当てられたパスのようなＱＯＳパラメータのサポート
とを可能にする。技術進歩がファンクションを地上から
衛星へ移動させるのを可能にするとき、統合化されたス
ケジューリング・テーブル６６４は、地上からの資源割
当ての制御のための単純でパワー効率的手段、及び一層
高い性能への成長経路を与える。

【００３９】スケジューリング・テーブル６６４は、コ
ネクションが追加され又は削除されるとき、地上からＡ
ＴＭセルの中の単一のセル・データ制御メッセージを通
して更新される。そのテーブルは、関心の各パラメータ
を含むエントリの相対数により種々のパラメータに割り
当てられたダウンリンク帯域幅の百分率の制御を可能に
する周期的ベースにより循環する。帯域幅は、任意の優
先順位を最高の優先順位として扱うことを可能にするこ
とによりＱＯＳクラスに対して保証される。従って、そ
の優先順位に対してセルが存在しない場合、通常固定さ
れた優先順位が再び使用される。スケジューリング・テ
ーブル６６４は、マルチセル・フレーム内の全てのセル
が同じ符号化速度を共用し且つ同じビーム範囲に行くマ
ルチセル・フレームの構成をサポートする。各セル送信
機会において、スケジューリング・テーブル６６４が読
み出され、そしてそのテーブルの中のパラメータにより
指定された基準に適合するセルのみが出力キュー・メモ
リ６６２から処理のため選択される。

【００４０】当業者は、本発明の好適な形態が特許請求
の範囲に定義されるような発明の趣旨及び範囲から離れ
ることなく変えられ又は修正され得ることを認めるであ
ろう。例えば、システムは、ＡＴＭセルに関してばかり
でなく、パケット・スイッチング・セルの他の形式に関
しても動作することができる。ＡＴＭセル・ヘッダのリ
ーダは、スイッチ・モジュール５８０の中にあることを
必要とせずに、他のモジュールの中に配置されることが
できる。スイッチ・モジュール５８０と関連して説明し
たノードは、他の位置に移動させることができる。スイ
ッチ・モジュール５８０は、その中でモジュール６０
０、６１０及び６３０がバスによりアドレス指定された
周辺装置の形態を取るバス構造を備えてもよい。図面に
示される種々のプロセッサが単一のプロセッサの中に組
み合わされてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明に従って行われた送信及び受信
装置の好適な形態の略ブロック図である。

【図２】図２は、本発明の好適な形態と関連して用いら
れるビーム放射パターン（ｂｅａｍｌａｙｄｏｗｎ
ｐａｔｔｅｒｎ）の好適な形態の図である。

【図３】図３は、本発明の好適な形態に従って周波数再
使用を可能にするマルチビーム・カバレージ・パターン
の好適な形態を図示する。

【図４】図４は、衛星セル・スイッチの好適な形態を図
示する略ブロック図である。

【符号の説明】

１００衛星１０４セル・スイッチ１１６復調器１１８ダウンリンク送信器（変調器）４１４ネットワーク・インターフェース・ユニット
（ＮＩＵ）５００インバウンド処理モジュール５５４プロセッサ５８０スイッチ・モジュール５５６ルックアップ・テーブル・メモリ５６０キュー制御回路５６４入力キュー５８０スイッチ・モジュール５８２出力ポート調停及びコード・リーダ６００アウトバウンド処理モジュール６１０，６３０マルチキャスト・レプリケーション・
モジュール６１２レプリケーション・プロセッサ６１４セル・キュー・メモリ６１８メモリ６６０スイッチ・インターフェース／フェッチ及び出
力キューイング・プロセッサ６６２出力キュー・メモリ６６４スケジューリング・テーブル６６６エンコーダ及びインタリーバ６６８出力フォーマット・プロセッサ６７０統計的メモリＳ１−Ｓ３２クロスバー・スイッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者リサ・エイ・モイ−イーアメリカ合衆国カリフォルニア州90505, トーランス，メドウ・パーク・レイン 3861 (72)発明者ジェフェリー・エイチ・イー−マデラアメリカ合衆国カリフォルニア州91776, サン・ゲイブリエル，ユークリッド・アベニュー 1223 (72)発明者ローランド・ワイ・ウォンアメリカ合衆国カリフォルニア州91016, モンロヴィア，ヴァリー・サークル 347 (72)発明者ダレン・アール・グレゴイアアメリカ合衆国カリフォルニア州90278, リダンド・ビーチ，アーモア・レイン 1811，アパートメント 29 (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 Ｆターム(参考） 5K030 HA10 HB06 JA10 JL02 KA03 KA05 LB07 LE02 5K072 AA18 BB23 CC19 CC24 CC35 DD06 DD19 EE02 EE03 EE04 EE13 FF02 GG15 GG26 GG34 GG37 GG39 GG43 GG44

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】衛星通信システムにおいて、地上ベース
通信局から受信された複数の通信データ・セルを処理す
ることによりルーティングを制御する装置であって、複数の制御パラメータを記憶するよう接続されているメ
モリと、通信データ・セル及び制御データ・セルを受信するよう
接続されている入力と、前記制御データ・セルに応答して前記制御パラメータを
変える論理ユニットと、前記制御パラメータのうちの少なくとも１つに従って伝
送のため通信データ・セルを処理するよう接続されてい
る出力モジュールとを備えるルーティング制御装置。
【請求項２】前記パラメータはルーティング・データ
及び優先順位データを備える、請求項１記載のルーティ
ング制御装置。
【請求項３】前記パラメータは更にサービス・データ
の物理的受信先ポート及び品質を備える、請求項２記載
のルーティング制御装置。
【請求項４】前記パラメータは更に符号化速度、ビー
ム範囲及び帯域幅割当てを備える、請求項３記載のルー
ティング制御装置。
【請求項５】前記パラメータは更にホッピング及びダ
ウンリンク・ビームのためのビーム範囲を備える、請求
項３記載のルーティング制御装置。
【請求項６】衛星通信システムにおいて、地上ベース
通信局から受信された複数の通信データ・セルを処理す
ることによりルーティングを制御する方法であって、前記通信データ・セルの処理を制御するのに適した複数
の制御パラメータを記憶するステップと、通信データ・セル及び制御データ・セルを受信するステ
ップと、前記制御データ・セルの中の制御データ・セルに応答し
て前記制御パラメータを変えるステップと、前記制御パラメータに従って送信のため通信データ・セ
ルを処理するステップとを備えるルーティング制御方
法。
【請求項７】前記パラメータはルーティング・データ
及び優先順位データを備える、請求項６記載のルーティ
ング制御方法。
【請求項８】前記パラメータは更にサービス・データ
の物理的受信先ポート及び品質を備える、請求項７記載
のルーティング制御方法。
【請求項９】前記パラメータは更に符号化速度、ビー
ム範囲及び帯域幅割当てを備える、請求項８記載のルー
ティング制御方法。
【請求項１０】前記パラメータは更にホッピング及び
ダウンリンク・ビームのためのビーム範囲を備える、請
求項８記載のルーティング制御方法。