JP2003527033A

JP2003527033A - Ｔｃｐ／ｉｐ衛星ベースネットワークにｔｄｍａ帯域幅を効率的に割当てるための装置および方法

Info

Publication number: JP2003527033A
Application number: JP2001567152A
Authority: JP
Inventors: ケリー、フランク・エム・ジュニア; ケプリー、ダブリュ・ロバート; カイ、スタンリー・イー
Original assignee: ヒューズ・エレクトロニクス・コーポレーション
Priority date: 2000-03-10
Filing date: 2001-03-01
Publication date: 2003-09-09
Also published as: AU4538001A; WO2001069813A3; IL146263A0; BR0105025A; WO2001069813A2; NO20015475D0; NO20015475L; EP1221211A2; KR20020001874A; CA2373678A1; MXPA01011464A

Abstract

(57)【要約】通信システムは、ユーザが使用される特定の伝送周波数を制御しないように帰路チャンネルグループ間の、およびそのグループ内のメッセージトラフィックのバランスを保つ。帰路チャンネル用のアップリンク周波数および帯域幅は、システムおよび帰路チャンネルグループのローディングを考慮し、ユーザメッセージバックログを考慮するように放送信号中の帰路チャンネル制御メッセージでシステムによって設定される。遠隔ユーザからの最初の伝送は、メッセージバックログを制御局に供給するＡＬＯＨＡタイプのバースト信号を使用して行われてもよく、ランダムに加重されたロードベースの周波数選択プロセスから決定された周波数で行われる。個々のユーザではなくシステムが周波数およびチャンネル割当てを決定する。大容量のバックログおよび優先ユーザに対して、周期的な帯域幅が提供される。通信システムにおける帰路チャンネルのグループ内および間でロードのバランスをとる方法は、遠隔ユーザから制御局にアップリンクメッセージで帰路チャンネル帯域幅をリクエストすることを含む。アップリンクメッセージは、遠隔地アップリンクに対して帰路チャンネル帯域幅および周波数を設定するために使用されることのできるネットワークオペレーションセンター（ＮＯＣ）に供給されるバックログインジケータおよび帯域幅割当てリクエストの両者を含んでいてもよい。ユーザメッセージは、バックログインジケータにしたがって割当てられた帯域幅と帯域幅割当てリクエストとを使用して指定された帰路チャンネル周波数で伝送されるため、トラフィックロードは、設定された帰路チャンネル周波数グループ間および各帰路チャンネル周波数グループ内においてバランスを保った状態を維持される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】

本発明は一般に、時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）システムに対する帯域幅割
当て方式に関し、とくに、ＴＤＭＡベースの衛星ネットワークによる伝送制御プ
ロトコル／インターネットプロトコル（ＴＣＰ／ＩＰ）システムに対する効率的
な帯域幅の割当てに関する。

【０００２】

【従来の技術】

インターネットおよびイントラネットトラフィックに対して衛星を使用するこ
とによって、とくにデジタルビデオ放送（ＤＶＢ）の使用によるデジタルビデオ
のマルチキャストおよび２方向広帯域通信が最近注目されてきている。衛星はイ
ンターネットにおける混雑を緩和し、既存のネットワーク構造がない国にインタ
ーネットおよび対話式アプリケーションを提供し、また広帯域対話式アプリケー
ションをサポートする助けとなることができる。

【０００３】この成長分野において衛星テクノロジーを使用する１つの手段として、超小
型地球局（ＶＳＡＴ）によって、本質的に無限数の地理的に分散したサイト間に
おいて高速で信頼性の高い衛星ベース通信が提供される。ＶＳＡＴテクノロジー
はＬＡＮインターネット、マルチメディアイメージ転送、バッチおよび対話式デ
ータ伝送、対話式音声、放送データ、マルチキャストデータおよびビデオ通信に
有効なツールを設定している。

【０００４】インターネットプロトコル（ＩＰ）は、マルチキャストデータを伝送するた
めに最も一般的に使用されているメカニズムである。ＩＰマルチキャストデータ
を伝送することのできる衛星ネットワークの例には、ヒューズ・ネットワーク・
システムズ社のパーソナル・地球局（ＰＥＳ）ＶＳＡＴシステムおよびヒューズ
・ネットワーク・システムズ社のＤｉｒｅｃＰＣ（商標名）システムが含まれる
。ＶＳＡＴ伝送を標準ベースのＩＰマルチキャストと組合せることによって、ユ
ーザは確実にもっと廉価でフレキシブルな方法によって高品質の実時間放送を獲
得することができる。衛星デジタルビデオ放送（ＤＶＢ）テクノロジーおよびイ
ンターネットプロトコル（ＩＰ）は集中し（“ＩＰ／ＤＶＢ”）、ライブビデオ
、大容量ソフトウェアアプリケーションおよびメディアリッチウェブサイトを含
む種々の広帯域内容に対するユーザの透明なアクセスを可能にする。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】

これらの発達にサポートされたとき、民間ユーザは、上述したパーソナル・地
球局のようなＶＳＡＴシステムにより２方向通信をサポートする一般的に限られ
た数の衛星帰路チャンネルの１つにアクセスすることが可能になる。帰路または
インバウンドチャンネルの選択は通常、ハードウェアおよび、またはソフトウェ
ア制限の組合せによって予め構成された少数の可能なチャンネルのグループだけ
に制限される。いくつかの民間のシステムは、インターネットにアクセスしてア
ウトバウンド衛星放送チャンネルによってＨＴＴＰ応答を受信するためにＶＳＡ
Ｔシステム端末を使用してもよく、ＨＴＴＰリクエストをＶＳＡＴインバウンド
チャンネルによってインターネットに送信してもよい。残念ながら、これらのシ
ステムは消費者に大量に販売され、ユーザ数も増加しているので、有限数のイン
バウンド衛星チャンネルに対して競合するユーザの数が増加した結果、全体的に
限られた数のインバウンドチャンネルは混雑し、ユーザスループットの低下が発
生する可能性が高い。インバウンドチャンネルで利用可能な帯域幅が制限される
ために、ＶＳＡＴテクノロジーが広帯域伝送領域内の消費者に提供する可能性の
ある利点は減少する。

【０００６】アップリンクチャンネルに対するスロッテドタイム(slotted-time)方法は一
般に時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）に基づいて使用されることができる。ＴＤ
ＭＡは、衛星通信システムのような無線伝送システムにおいて同じ周波数に多数
のチャンネルを割当てるための技術である。ＴＤＭＡによって、特有の時間スロ
ットを各チャンネル内の各ユーザに割当てることにより生じる妨害を伴わずに、
多くのユーザが単一の無線周波数（ＲＦ）チャンネルにアクセスすることが可能
となる。アクセスはフレームベースの方法を使用して制御され、多数のユーザが
帰路チャンネルで多重化方式により情報を送信するために必要な帯域幅にアクセ
ス（すなわち、時間スロットアクセス）することを可能にするために正確なシス
テムタイミングが必要とされる。

【０００７】伝送対象はフレームにグループ化され、通常各フレームの始めにフレーム同
期（“ｓｙｎｃ”）信号が供給される。フレーム同期に続いて、バースト伝送の
ためのいくつかの時間“スライス”がフレーム内に存在する。最も簡単な場合に
は、固定量の帯域幅を表す１つの時間スライスが、情報の伝送を必要とする各ユ
ーザに割当てられる。各ＴＤＭＡユーザはそのチャンネル中の特定の時間スロッ
トを獲得し、その時間スロットは伝送中そのユーザに対して固定されている。も
っと複雑なシステムでは、ユーザが伝送要求または優先度決定方式に基づいて多
数の時間スライスを利用できるようにされている。全ての時間スライスが終了し
た後、そのサイクルを再スタートするために別のフレーム同期信号が伝送される
。しかしながら、ユーザが伝送するものを有しない場合でも、時間スロットは依
然としてリザーブされており、その結果、利用可能な帯域幅が非効率的に使用さ
れることになる。

【０００８】ＴＤＭＡには、バースト重複およびその結果的な異なるユーザの伝送対象の
“衝突”をバースト伝送の期間（ｅｐｏｃ）のタイミングによって減少させるた
めの方法が必要である。さらに、非常に多数のユーザの間で非常に多くの異なっ
たインルートまたはアップリンクチャンネルが共有されている場合、必要とされ
るアップリンク帯域幅に対するアクセス（本質的にスロットアクセス）を各遠隔
地のユーザ（以下、遠隔ユーザという）に行わせることがさらに困難になる。Ｔ
ＤＭＡにより、各ＶＳＡＴは、デジタル情報をその割当てられた無線周波数キャ
リア中にバーストすることによって衛星を介して制御ノードにアクセスする。各
ＶＳＡＴはその割当てられた時間にそのネットワーク上の別のＶＳＡＴに関して
バーストする。この方式における時間スロットによる分割アクセスによって、Ｖ
ＳＡＴは利用可能な衛星帯域幅を最も効率的に使用することが可能になる。ほと
んどのＴＤＭベースのプロトコルと同様に、ＶＳＡＴは、必要か否かにかかわら
ず、帯域幅を固定されたインクリメントで利用することができる。アップリンク
チャンネルのグループ内における不均一な（すなわち、変動して重くなったり軽
くなったりする）ローディングおよびアップリンクチャンネルのグループ間の比
較的不均一なローディングのために、アップリンク帯域幅を各アップリンクまた
はインルートユーザに公平に割当てることは困難である。

【０００９】図１は、“ｋ”個の可能な遠隔ユーザ140 のそれぞれを、“ｎ”個の利用可
能なグループの中の１つの帰路チャンネルグループ160 に限定する従来技術の衛
星通信システム100 の１例を示している。ｎ個の帰路チャンネルグループ160 は
それぞれ、たとえば、“ｍ”個の利用可能な帰路チャンネル周波数を有すること
ができ、それによってアクセスが認められると、各遠隔ユーザはｍ個の周波数の
うちの１つでアップリンクすることが可能になる。アップリンクタイミング情報
は、地球局110 により衛星130 を通って伝送された受信されたアウトルート放送
120 を使用してトランシーバ150 から獲得されることができる。アウトルート放
送120 には、一部の遠隔ユーザ140 によってそれぞれ受信されるいくつかの情報
流が含まれてもよい。各遠隔ユーザに対するタイミング信号はその関連した情報
流からアップリンクタイミング情報とは無関係に獲得されることができ、さらに
特定の遠隔ユーザ140 に割当てられた帰路チャンネルグループ160 だけに適応可
能であることができる。さらに、遠隔ユーザ140 は地球局110 およびゲートウェ
イ170 を介してインターネット／イントラネットアクセスを行うことができる。

【００１０】２方向衛星ネットワークの使用は消費者市場に拡大してきているので、工業
界では多くの衛星放送ネットワークのインターネットワーキングおよびそれらの
関連した独立インルート（“インバウンド”）またはアップリンクチャンネルを
さらに追究している。市場が拡大するにつれて、可能なアップリンクユーザの数
はさらに増加し、固定した予め定められたアップリンクチャンネルグループで帰
路チャンネルをユーザに割当てる以前の方法では、アップリンク要求の増加に適
応するために必然的にハードウェアおよびシステムの複雑化が求められる。帰路
チャンネルグループがそれらのフレームタイミングの基礎を、帰路チャンネルグ
ループに対する遠隔ユーザの全てには共通しない特定の衛星放送に置いた場合、
ユーザは必然的に彼等の予め割当てられた帰路チャンネルグループに制限され、
したがってフレキシビリティが制限される。

【００１１】さらに、この方法はハードウェア割当て、費用およびアップリンクチャンネ
ル帯域幅使用に関して次第に非効率的になる。これは、アップリンクチャンネル
の利用可能なグループの多くが重くあるいは軽くロードされるか、あるいは別の
インルートグループに関するロード不平衡の影響を受け易いためである。これは
、ハードウェアまたはソフトウェア限界のためにせよ、上述したフレームタイミ
ング考慮事項のためにせよ、特有のインルートチャンネルまたは限られた個数の
チャンネルだけにアクセスするように各ユーザがハード形態にされた結果である
可能性が高い。このような伝送は、その性質がバースティでいくぶん予測不可能
であるため、この問題は悪化し、利用可能な帯域幅の使用を非効率的なものにす
る可能性がある。

【００１２】帯域幅割当てに対するいくつかの解決方法は“臨時の使用”あるいは非臨界
アップリンクシステムに対して有効であり、図１に示されている従来技術の衛星
通信100 で使用されることができる。たとえば、送信すべきデータが全く存在し
ないとき、よく知られているＡＬＯＨＡ技術がユーザに対する帯域幅の割当てに
関連したオーバーへッドを最小にするために使用される。ＡＬＯＨＡは共有され
る通信チャンネルへのアクセスを調整および調停するために開発された。このシ
ステムはもともと地上無線放送で利用されていたが、衛星通信システムでの使用
にも成功している。ＡＬＯＨＡのような媒体アクセス方法は、２以上のシステム
が共有される媒体で同時に伝送することを阻止するように設計されている。いわ
ゆる“衝突”を処理するためのある方法が存在しなければならない。ＡＬＯＨＡ
システムでは、システムは、データが送信するために利用されるときには常に送
信を行う。別のシステムが同時に送信を行った場合、衝突が発生し、送信された
フレームは失われる。しかしながら、システムは、それ自身だけで媒体上の放送
を聞くか、あるいはフレームが実際に送信されたか否かを決定するために宛先局
からの肯定応答を待つことができる。

【００１３】しかしながら、いわゆる純粋のＡＬＯＨＡは約７％の帯域幅効率を有し、そ
れは要求される帯域幅のほぼ１４倍のものが割当てられなければならないことを
意味する。さらに、時間に敏感なアプリケーションでは、とくにユーザにより送
信されるトラフィックロードがないか、または低いときにＡＬＯＨＡ技術は帯域
幅を、したがって時間スロットを“浪費”するので、伝送すべきトラフィックを
実際に有するユーザに対する遅延は許容不可能かもしれない。

【００１４】純粋のＡＬＯＨＡ技術は簡単で精密であるが、トラフィック容量を２倍にす
るためにスロッテドＡＬＯＨＡまたはランダムアクセスモードと呼ばれる別の方
法が考えられた。このスロッテドＡＬＯＨＡ方式では、ユーザが１つのパケット
で単一のフレームをスロットの開始時にのみ伝送できる異なった時間スロットが
生成される。したがって、送信機は、次のスロット期間の開始までデータをバッ
ファしなければならない。たとえば、制御ノードは各スロットのスタート時に信
号を放射して、そのスロットが利用できることをその他全てのユーザに知らせる
ことができる。スロット上にフレームを整列させることによって、伝送対象の重
複は減少する。しかしながら、ユーザは、彼等が送信できる前に時間スロットの
開始を何分の一秒かのあいだ待たなければならない。また、ユーザが同じスロッ
トに対して競合した場合にはデータが失われる可能性があるが、その損失量は純
粋のＡＬＯＨＡほどではない。しかしながら、スロッテドＡＬＯＨＡは有効な性
能を有し、販売クレジットカード検証およびＡＴＭトランザクション処理のよう
な迅速な応答時間を必要とするアプリケーションにおける短い“バースティ”メ
ッセージに最も適合することがテストによって証明されている。この競合技術は
、ＶＳＡＴが何時でも送信することを可能にし、また、他のステーションで送信
を行っているものがないという肯定応答をそれらが受信した場合には送信を続け
ることを可能にする。しかしながら、この方法では、チャンネル使用がほぼ１８
乃至３６％に保持される必要がある。

【００１５】別のシステムは、スロットリザベーションアクセスモードを使用し、この場
合ホストは、割当てられた数のパケットを送信するために各ユーザに対してスロ
ットをリザーブする。割当てられたメッセージ持続期間に一致するように帯域幅
を割当てた場合、帯域幅はランダムアクセス方法によるよりもさらに効率的に使
用され、したがってスループットが改善される。この方法の欠点は、チャンネル
設定に要する時間が長くなり、付加的な遅延が生じて、各ユーザに対するメッセ
ージ伝送のために割当てられるパケットが少な過ぎるか、あるいは多過ぎるため
に、帯域幅使用において少なくともある非効率になることである。さらに、この
方法を使用すると帯域幅のダイナミックな再割当てを有効に行うことができない
。

【００１６】ＡＬＯＨＡタイプのチャンネルアクセス方式を使用することによりアップリ
ンクに対する帯域幅へのアクセスに成功しても、帰路チャンネルに対するオーバ
ーロードまたはアンダーロードを生じさせ、帰路チャンネルのグループ間に不平
衡を生じさせる問題が依然として存在する。

【００１７】したがって、帰路チャンネルアクセスに対するユーザの要求に応じてアップ
リンク帯域幅をダイナミックに割当てる装置および方法が必要とされている。さ
らに、共通したアップリンクチャンネルグループを共有する帰路チャンネル間に
おけるアップリンクロードを平衡させ、また共通のフレームタイミングを共有す
るアップリンクチャンネルのグループ間のシステムロードを平衡させる装置およ
び方法が必要とされている。

【００１８】

【課題を解決するための手段】

本発明は上述の問題を解決して、帰路チャンネルアクセスに対するユーザの要
求に応じてアップリンク帯域幅を割当て、帰路チャンネルグループ間およびグル
ープ内におけるロードの平衡状態が確実に維持されるようにするためのシステム
、装置および方法を提供する。

【００１９】本発明の１つの特徴において、２方向衛星通信用の制御局は、放送信号を送
信し、遠隔ユーザから帰路チャンネルを受信するＲＦセクションを備えている。
帰路チャンネルサブシステムは、帰路チャンネル情報を処理し、帰路チャンネル
においてユーザ帯域幅を設定するための帰路チャンネル制御装置を備えている。
この帰路チャンネル制御装置は、遠隔ユーザにより１以上の帰路チャンネルメッ
セージで供給されたユーザバックログインジケータおよび帯域幅割当てリクエス
トの一方または両方を評価することによって帰路チャンネルの送信周波数および
帯域幅を設定する。帰路チャンネル制御装置はまた、帰路チャンネルグループ内
のトラフィックローディングに基づいて帰路チャンネルグループ内の帰路チャン
ネル周波数を変更する。

【００２０】本発明の第２の特徴において、フレーム同期されたメッセージを制御ノード
に送信するためにトランシーバが使用され、このトランシーバは受信した放送信
号中の制御ノードタイミングメッセージを検出する受信機を備えている。タイミ
ング再生セクションは制御ノードタイミングメッセージを使用してシステム全体
の送信フレーム開始時間を決定し、メッセージバッファは、出て行くユーザメッ
セージをそれが送信されるまで一時的に記憶する。送信機は送信フレーム開始時
間後に、放送信号で受信したグループ状態メッセージにより決定された割当て送
信周波数を使用してある割当て期間中にその出て行くユーザメッセージをアップ
リンクする。ロード平衡を行う必要がある場合、２つの帰路チャンネルグループ
の相対的なローディング、および放送信号から受取られたグループ状態メッセー
ジで報告された遠隔ユーザの帯域幅要求に応じて、送信周波数は現在のチャンネ
ルグループ内の異なった送信周波数に変更されるか、あるいは異なったチャンネ
ルグループ内のある周波数に変更されることが可能である。伝送対象を異なった
帰路チャンネルグループ内の別に周波数に割当てる能力は、少なくともひとつに
は共通のシステムフレームタイミングを全ての帰路チャンネルグループ間で共有
した結果として得られる。

【００２１】本発明の第３の特徴において、制御局から帰路チャンネルを制御する方法は
、放送信号を送信し、遠隔ユーザから帰路チャンネルアップリンクを受信し、遠
隔ユーザによる受信のために放送信号中で割当てメッセージを供給する帰路チャ
ンネル制御装置により帰路チャンネル帯域幅および周波数を設定することを含む
。帰路チャンネル帯域幅および周波数は、遠隔ユーザにより供給されたバックロ
グインジケータを評価し、全ての帰路チャンネルグループの相対的なロードおよ
び帰路チャンネルグループ内の個々の送信周波数を評価することによって設定さ
れる。

【００２２】本発明の第４の特徴において、フレーム同期されたメッセージを遠隔ユーザ
から送信する方法は、制御ノードタイミングメッセージを放送信号中で受信し、
制御ノードタイミングメッセージを使用して帰路チャンネルフレーム開始時間を
決定し、出て行くユーザメッセージを一時的に記憶し、帰路チャンネルフレーム
開始時間後にその出て行くユーザメッセージを送信周波数で割当て期間中に送信
することを含む。送信周波数および割当てられた帯域幅は、放送信号中で受信さ
れたインルート割当てメッセージにより決定されてもよい。遠隔ユーザは最初に
、ＡＬＯＨＡバースト信号をサポートするように構成された帰路チャンネルで送
信する。このバースト信号は、制御ノードに対する遠隔ユーザのメッセージトラ
フィックバックログの表示を含んでいる。その後、遠隔ユーザは利用可能なシス
テムリソースおよび遠隔ユーザの帯域幅要求に応じて、別の遠隔ユーザとアクセ
スを共有する、あるいは専用のアップリンクアクセスを実現するかのいずれかに
よる帰路チャンネルに移されてもよい。初期のＡＬＯＨＡバーストアップリンク
は、放送信号によって報告されたシステムまたはグループロードに基づいてラン
ダムに加重された周波数選択プロセスを使用して遠隔ユーザにより局部的に選択
された送信周波数で送られる。

【００２３】本発明の第５の特徴において、複数の帰路チャンネル上のトラフィックを平
衡にするための通信システムは、放送信号を遠隔ユーザに送信するための制御局
を備えている。放送信号は、非実時間フレームマーカと、タイミングメッセージ
と、帰路チャンネル制御メッセージとを含んでいる。遠隔ユーザにおける受信機
は放送信号を受信し、非実時間フレームマーカとタイミングメッセージを使用し
て帰路チャンネルフレーム開始時間を決定する。遠隔ユーザにおける送信機は帰
路チャンネルフレーム開始時間後にユーザメッセージを帰路チャンネルの１つで
予め定められた期間中にアップリンクする。帰路チャンネルのアップリンク周波
数および帯域幅は、システムおよび帰路チャンネルグループローディングを考慮
し、またユーザメッセージバックログを考慮するように、帰路チャンネル制御メ
ッセージによって決定される。遠隔ユーザからの最初の送信はメッセージバック
ログ表示を供給するＡＬＯＨＡタイプのバースト信号を使用して行われてもよい
。この最初の送信は、帰路チャンネルグループ間におけるダイナミックな平衡を
確実にするために、ランダムに加重されたロードベースの周波数選択プロセスか
ら決定された周波数で行われてもよい。

【００２４】本発明の第６の特徴において、通信システムにおける帰路チャンネルのグル
ープ内およびグループ間でロードを平衡にさせる方法は、帰路チャンネル帯域幅
をアップリンクメッセージで遠隔ユーザから制御局にリクエストすることを含ん
でいる。このアップリンクメッセージはバックログインジケータと、帯域幅割当
てリクエストとを含んでいてもよい。遠隔ユーザに対する帰路チャンネル帯域幅
は、制御局から遠隔ユーザに放送信号で供給されたバックログインジケータおよ
びチャンネル割当てメッセージを処理することによって割当てられる。チャンネ
ル割当てメッセージはまた帰路チャンネル帯域幅を割当てることができる。ユー
ザメッセージはチャンネル割当てメッセージにしたがって帰路チャンネルで送信
される。

【００２５】本発明は、集合的および個別的なその全ての実施形態において、これを従来
技術の帯域幅割当て方式から区別する多くの特徴を有している。たとえば、本発
明はユーザが実際に必要とする量に基づいて帯域幅をダイナミックに割当て、ト
ラフィックロードを平衡させるようにアップリンク周波数変更を指令する。本発
明の装置、システムおよび方法のアプローチは、帰路チャンネルグループ間だけ
でなく、帰路チャンネルグループ内でもロードを平衡させ、最適化された帯域幅
割当て方式を確実にする。このシステムは、遠隔ユーザが新しいアップリンクセ
ッションを開始するたびに自動的にロードを平衡させるようにセットアップされ
ており、システムユーザ数が増加して非常に多くなっても、各インルートチャン
ネルを共有するアップリンクユーザ数をほぼ同数にするという目的を達成する。
このアプローチは、とくにＴＣＰ／ＩＰ衛星トラフィックに適しており、最適化
され、また要求される支援地上インフラストラクチャとネットワークされた多く
の衛星を含むＴＤＭＡベースの衛星システム上で効率的なＴＣＰ／ＩＰシステム
を動作させるのに非常に望ましいコンポーネントである。

【００２６】最後に、本発明の方法およびシステムによって、高価なハードウェアおよび
ソフトウェア修正を伴わずに同じ帰路チャンネル上のユーザを本質的に無限数ま
で増加することが可能となり、また、これらのユーザが全て帰路チャンネル容量
、すなわち帯域幅にほぼ等しくアクセスすることが可能となる。この能力は、少
なくともひとつには、制御局から送られた帰路チャンネル制御情報の放送ソース
に関係なく、おそらく多数の衛星リンクを含む全ての帰路チャンネルグループ間
でシステムフレームタイミングを共有することによって生じる。システムは、受
信されている特定の放送またはそのソースにかかわらず、全ての遠隔ユーザに与
えられた共通の非実時間参照を共有することことが好ましい。

【００２７】本発明のこれらおよびその他の特徴および利点は、以下に示す詳細な説明か
ら容易に明らかになるであろう。しかしながら、この詳細な説明によって与えら
れる本発明の技術的範囲内の種々の変更および修正は当業者に明らかであるため
、詳細な説明および特定の例は本発明の好ましい実施形態を示しているが、単な
る例示に過ぎない。

【００２８】

【発明の実施の形態】

本発明の特徴および利点は、以下の詳細な説明および添付図面を考慮すること
によってさらに容易に認識されるであろう。以下、本発明の帰路チャンネルＴＤＭＡ周波数および帯域幅割当てを行うため
の方法およびシステムの好ましい実施形態を説明する。説明を容易にするために
全体的にヒューズ・ネットワーク・システムズ社のＴｗｏ−ＷａｙＤｉｒｅｃ
ＰＣ（商標名）に関して記載されているが、本発明の通信帯域幅割当てシステム
のスラスト、装置および方法は、詳細な構成に関して少しだけ変形された別の形
態で使用されることができる。本発明の全ての特徴は、簡潔化および簡明化のた
めに詳細に説明あるいは図示されていないこともまた当業者に明らかになるであ
ろう。

【００２９】本発明は、多数のトランスポート流を横切って得られた同じアップリンクフ
レームのタイミングを共有する帰路チャンネルのグループの利用可能な帯域幅の
割当てを制御するように設計されている。簡明にするために、この２方向衛星通
信システム200 は図２において、１以上のネットワーク・オペレーション・セン
ター（ＮＯＣ）210 （一般に“ハブ”、“アウトルート”、“制御ノード”、“
制御局”または“地上局”等としても知られている）と、アップリンクおよびダ
ウンリンクトランスポンダを有する１以上の衛星230 と、あるユーザノードにそ
れぞれ位置し、統合アップリンク（または“帰路チャンネル”）機能を提供する
関連したトランシーバ250 によって提供される衛星送受信機能を有する１以上（
すなわち、１乃至ｋ個）の遠隔ユーザ240 を有するものとして特徴付けられる。
トランシーバ250 は、たとえばアップリンクに対して利用できる“ｍ”個のチャ
ンネルまたは周波数をそれぞれ有する複数（すなわち“ｎ”個）の帰路チャンネ
ルグループ260 の１つで送信してもよい。

【００３０】したがって、図１における従来技術のトランシーバ150 と比較すると、トラ
ンシーバ250 は潜在的に利用できるアップリンク周波数の数は多い、すなわち、
単に“ｍ”個ではなく“ｍ×ｎ”個の周波数を利用することができる。これは、
２方向衛星通信システム200 が帰路チャンネルグループ260 の任意のものにアク
セスすることが可能であり、また従来技術のトランシーバ150 はその割当てられ
た帰路チャンネルグループに関して利用できるチャンネルの数が“ｍ”だけに限
定されるためである。

【００３１】図２には、各ＮＯＣが将来の再送信のために少なくとも１つのＤＶＢトラン
スポート流220 （たとえば、220aおよび220b）を衛星230 にそれぞれ供給する２
個のＮＯＣすなわちＮＯＣ１210aおよびＮＯＣ２210bも示されている。衛星230
から再送信されたＤＶＢトランスポート流は、簡明化のために単にＤＶＢトラン
スポート流220 として示されている。本発明のシステムにおける各ＮＯＣ210 は
、いくつかの受信またはアウトルートチャンネルに対するサポートを行ってもよ
い。システムシンボルタイミング基準270 は、アップリンクフレームスタート時
間を得るために使用されたタイミング情報が全ての遠隔ユーザ240 により再生さ
れるように、共通のシンボルタイミングをシステム内の各ＮＯＣ210 に供給する
ことが好ましい。ＮＯＣ210 はまたゲートウェイ170 を介してインターネットま
たはイントラネットにアクセスできることが好ましい。

【００３２】しかしながら、本発明の方法およびシステムは特定の数のＮＯＣ210 または
遠隔ユーザを有するシステムに限定されるものではない。さらに、各ＮＯＣ210
が共通のシステムタイミング方式にしたがって伝送された遠隔ユーザ240 からの
帰路チャンネルトラフィックの受信および処理をサポートする能力を有すること
によって図２のＮＯＣ210 は図１のＮＯＣ110 と区別される。

【００３３】トランシーバ250 中の受信チャンネルは、たとえば４８Ｍｂｐｓの速度で動
作することが可能であり、トランシーバ250 中の送信チャンネルはＶＳＡＴのよ
うなＴＤＭＡチャンネルであることが好ましい。消費者の要求に応じて、送信、
すなわち“帰路”または“インルート”チャンネルのチャンネルレートはたとえ
ば６４ｋｂｐｓ、１２８ｋｂｐｓ、２５６ｋｂｐｓであることができ、あるいは
消費者のニーズがあれば、おそらくそれよりはるかに高速になることができる。
多数の送信チャンネルのグループはまた、同じまたは異なったＮＯＣ210 から送
信されたいくつかの独立したＤＶＢトランスポート流220 の間で共有されてもよ
い。帰路チャンネルはまた、実質的に無損失のチャンネルを提供するためにバー
ストレベルにおいてリンク層プロトコルを含んでいることが好ましい。

【００３４】トランシーバ250 内の受信チャンネルはＮＯＣ210 からのＤＶＢトランスポ
ート流220 を受信し、このＮＯＣ210 は、マルチプロトコルカプセル化（ＭＰＥ
）規格にしたがって構成されたパケットを含むことのできるＩＰパケットフォー
マットを使用していることが好ましい。図３には好ましいスーパーフレームメッ
セージ300 が示されており、この場合スーパーフレームマーカは周期的に送信さ
れている。しかしながら、スーパーフレームマーカは、たとえば８個のフレーム
のような整数のフレームごとにのみ送信されてもよい。その流れは、多数のＭＰ
Ｅメッセージを単一のＭＰＥＧフレームでサポートするＤＶＢに従うＭＰＥＧ−
２フォーマットを有していることが好ましい。トランスポート流は、たとえば１
８８バイトのユーザトラフィックと１６バイトの順方向エラー修正（ＦＥＣ）デ
ータとを含むことのできる固定サイズの２０４バイトのＭＰＥＧパケットを含ん
でいてもよい。

【００３５】ＭＰＥヘッダはまた、たとえばスーパーフレームナンバリングパケット（Ｓ
ＦＮＰ）、ユニキャスト、マルチキャスト、条件アクセス、帰路チャンネルメッ
セージ、または帰路チャンネルグループメッセージ等のデータ流に含まれている
メディアまたはトラフィックのタイプを示す特有のメディアアクセス制御（ＭＡ
Ｃ）データフィールド、ならびにたとえばパケットが暗号化されているか否かを
示すその他のデータフィールドを含んでいることが好ましい。たとえば、１／２
，２／３，２／４，５／６または７／８等の種々のレートの順方向エラー修正（
ＦＥＣ）もまたサポートされることができる。さらに、遠隔ユーザ240 がＰＩＤ
によってメッセージをフィルタ処理できるように、各フレームのヘッダはまたＤ
ＶＢトランスポート流220 の中の基本流を区別するためのパケット識別子（ＰＩ
Ｄ）を含んでいてもよい。説明を容易にするために、ＤＶＢトランスポート流22
0 は、以降単に“放送”と呼ばれる。

【００３６】本発明の主な要点に関して、帰路チャンネルに対する帯域幅および周波数の
割当てならびにシステムモニタリングおよび制御機能は、遠隔ユーザ240 に送信
される種々のバイトの放送流に含まれている一連のメッセージを使用することに
より行われてもよい。

【００３７】たとえば、ＤＶＢＭＰＥプロトコル層は、上述した種々のユーザＭＡＣア
ドレスをサポートするＭＡＣフィールドを有していることが好ましい。とくに、
帰路チャンネルメッセージは、インルートコマンド／肯定応答パケット（ＩＣＡ
Ｐ）メッセージおよびインルートグループ定義パケット（ＩＧＤＰ）を含んでい
ることが好ましい。帰路チャンネルグループメッセージは、帯域幅割当てパケッ
ト（ＢＡＰ）、インルート肯定応答パケット（ＩＡＰ）、およびＩＣＡＰパケッ
トメッセージをサポートすることが好ましい。これらのパケットは全てユーザデ
ータグラムプロトコル（ＵＤＰ）データグラムを使用してもよく、このＵＤＰデ
ータグラムはＴＣＰ／ＩＰプロトコルアーキテクチャによりサポートされたトラ
ンスポートプロトコルを使用し、またＵＤＰエンドポイント間のユニキャストお
よびマルチキャスト伝送に対するコネクションレストランスポートサービスをサ
ポートする。これらの各メッセージパケットは、以下において表で詳細に説明さ
れている。

【００３８】図４を参照すると、トランシーバ250 は、たとえばウェブ閲覧（ブラウズ）
、電子メールおよびＦＴＰ等のＴＣＰ／ＩＰアプリケーションをサポートすると
共に、たとえばＭＰＥＧ−１およびＭＰＥＧ−２デジタルビデオ、デジタルオー
ディオおよびファイル放送等のＩＰマルチキャストを使用するマルチメディア放
送およびマルチキャストアプリケーションをサポートすることが好ましい。トラ
ンシーバ250 は、低速の地上帰路チャンネルの代わりとして高速の無線帰路チャ
ンネルを提供する。トランシーバ250 は受信機（ＲＣＶＲ）410 、プロセッサ42
0 、ＲＦ送信機（ＲＦＸＭＴＲ）430 、タイミング再生セクション440 、送信
装置（ＴＵ）450 を含んでいる。ＲＦＸＭＴＲ430 は、好ましくはバーストモ
ードでインバウンドキャリアを変調して衛星230 およびＮＯＣ210 に送信する。
ＲＦＸＭＴＲ430 はＴＵ450 およびＲＣＶＲ410 と共に動作し、これらによっ
てプロセッサ420 を介して制御されてもよく、このプロセッサ420 はまた、たと
えばユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）アダプタ（示されていない）の使用に
よりＲＣＶＲ410 をマスターにすることができる。プロセッサ420 からの構成パ
ラメータおよびインルートデータは、シリアルポート（示されていない）を通っ
てＲＦＸＭＴＲ430 に入力されてもよく、ＲＦＸＭＴＲ430 からの送信機状
態情報はまたシリアルポートを通ってプロセッサ420 に供給されてもよい。ＴＵ
450 は、オフセットＱＰＳＫ（ＯＱＰＳＫ）を含むＱＰＳＫ技術を使用して、た
とえばＩＰ／ＤＶＢプロトコルおよびＴＤＭＡ等の適切な信号プロトコルおよび
変調方式を含むことによって出て行くデータ信号を調整する。

【００３９】ＲＣＶＲ410 は衛星230 からアンテナセクション460 によって放送220 を受
信して適切なタイミング関連信号を再生し、これをタイミング再生セクション44
0 に供給する。タイミング再生セクション440 は、たとえばＳＦＮＰ等の受信し
た放送信号中に含まれているタイミング情報にしたがって、受信したフレームマ
ーカの受信の時間を補正または補償する。さらに、タイミング再生セクション44
0 は、ＲＦＸＭＴＲ430 がプロセッサ420 およびＴＵ450 によってＴＤＭＡ時
間スロット割当て方式にしたがって適切な時間に送信を行なうことを可能にする
。最後に、アンテナ（ＡＮＴ）セクション460 は衛星230 との間における信号の
伝搬および受信を行う。

【００４０】以下、帯域幅および周波数割当てシステムおよび方法の性質、アプローチお
よび動作を説明する。図５には、ＮＯＣ210 内のインターフェースのいくつかが
示されている。ＮＯＣ210 の中の帰路チャンネルサブシステム（ＲＣＳ）510 は
ＮＯＣ信号分配セクション540 、ＮＯＣタイミングセクション550 およびＮＯＣ
プロセッサ560 とインターフェースする。数ある機能の中で、ＲＣＳ510 はさら
に処理するために、帰路チャンネルおよびＮＯＣインルート受信機（示されてい
ない）によって遠隔ユーザ240 から受信されたパケットをＩＰパケットに再度ア
センブルする。放送流で遠隔ユーザ240 に送信されて、最終的に帰路チャンネル
においてアップリンクタイミングのために使用される非実時間フレームタイミン
グはＲＣＳ510 の中の帰路チャンネル制御装置520 からのパルスから導出される
。帰路チャンネル制御装置520 はまた帯域幅を割当て、アパーチャ構成を調整し
、バーストチャンネル復調装置（ＢＣＤ）530 にフレーミングパルスを送る。Ｒ
ＣＳ510 によってサポートされるＢＣＤ530 の数は、少なくとも２８個の帰路チ
ャンネルに対する冗長な機器のサポートを可能にするように少なくとも３２個で
構成されることが好ましい。非常に多くの、好ましくは、たとえば１００，００
０以上程度の帰路チャンネルの処理を可能にするために帰路チャンネルサブシス
テム510 の多くのセットが各ＮＯＣ210 内にネットワーククラスタ構成（示され
ていない）で設けられている。ＮＯＣＲＦセクション（示されていない）およ
びＮＯＣインルート受信機（これもまた示されていない）から供給され、ＮＯＣ
信号分配セクション540 によって経路設定された遠隔ユーザからの帰路チャンネ
ルトラフィックは１以上のＢＣＤ530 に供給されて、帰路チャンネル制御装置52
0 によって指令されたときに、遠隔ユーザから受信した帰路チャンネルデータを
復調する。

【００４１】さらに、帰路チャンネル制御装置520 は、フレーミングパルスをＮＯＣタイ
ミングセクション550 に供給する。ＮＯＣタイミングセクション550 は、内部の
ＮＯＣ遅延およびＮＯＣ衛星遅延の両方に関連したパケット遅延をそれぞれ測定
して比較する適切な手段（示されていない）を含んでいることが好ましい。ＮＯ
Ｃタイミングセクション550 はまた、上述した遅延を確認して更新する“遅延ト
ラッカー”として機能することが好ましい。これらの遅延は、衛星230 から“エ
コー”または受信されたときに、内部システムタイミング信号および放送信号の
両方から供給された信号から決定されてもよい。

【００４２】ＮＯＣタイミングセクション550 は、適切なフレームタイミング情報をＮＯ
Ｃプロセッサ560 を通ってＮＯＣマルチプレクサセクション（ＮＯＣＭＵＸ）
570 に供給する。ＮＯＣＭＵＸ570 は遠隔ユーザ240 に送るように意図された
放送データをＮＯＣタイミングセクション550 からのフレームタイミング情報と
結合し、ＮＯＣＲＦセクション（示されていない）を通って衛星230 に送信し
て、最終的に遠隔ユーザ240 に送信するためにパケット化されたデータ信号をＮ
ＯＣ信号分配セクション540 に供給する。遠隔ユーザ240 はそれら自身のアップ
リンクフレーム開始時間を得るために放送フレームタイミング情報を使用し、こ
の開始時間は２方向衛星通信システム200 にわたって同期されることが好ましい
。

【００４３】ＮＯＣ210 およびトランシーバ250 内の機器、信号およびサブシステムは、
１以上のローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）（示されていない）によって相
互接続されることが好ましく、ソフトウェアおよびハードウェアにおける改良が
利用可能または望ましくなったときに、より容易に修正およびアップグレードが
行われることを可能にする開システムアーキテクチャアプローチにしたがって相
互接続されることが一層好ましい。

【００４４】異なった帰路チャンネルグループ上の非常に多数の帰路チャンネルを横切っ
て帯域幅および周波数割当てが行われることを可能にする本発明の基礎をなすタ
イミングアプローチは、トランシーバ250 がそのバースト伝送時間を、受信され
たスーパーフレームヘッダのオフセットとして正確に設定するようにＲＣＶＲ41
0 に情報を供給することである。放送で送信されたスーパーフレームナンバリン
グパケット（ＳＦＮＰ）で受信されたスーパーフレームヘッダは、帰路チャンネ
ル制御装置520 によって生成されたスーパーフレームマーカパルスにフレームマ
ーカのそれらの送信開始を同期するために全ての各遠隔ユーザ240 により使用さ
れる。このスーパーフレームナンバリングパケット（ＳＦＮＰ）は、帰路チャン
ネルに対するネットワークタイミングをロックするために、接続されているネッ
トワークを識別するためのビーコンとして使用される。このパケットは、“スー
パーフレーム番号パケット”ＭＡＣアドレス（表１参照）で送信される。しかし
ながら、帰路チャンネル制御装置520 がスーパーフレームヘッダを生成した時間
から、受信機410 がそのＳＦＮＰを実際に受信する時間までの遅延が存在するの
で、ＳＦＮＰだけの受信では不十分である。

【００４５】さらに、内部ＮＯＣアウトルート遅延、ＮＯＣ衛星伝送時間遅延、および衛
星から各特定の遠隔ユーザ240 への伝送遅延を、好ましくはシステム初期化中の
標準的な衛星・ユーザ“レンジング”プロセス中に決定された既知のパラメータ
および放送220 でＮＯＣ210 から供給された付加的なタイミング情報とに基づい
て考慮に入れるために受信機410 によって補正が行われる。

【００４６】したがって、全ての各スーパーフレームにおいて、前のスーパーフレームヘ
ッダが送られたと推測された時間とそれが実際に送られた時間との間の内部ＮＯ
Ｃ遅延は、全ての遠隔ユーザ240 にＳＦＮＰメッセージで放送される。この値は
、ＮＯＣ210 から遠隔ユーザ240 への伝送遅延に関連した“スペースタイミング
オフセット”（ＳＴＯ）と共に、スーパーフレームの実際の開始時間を計算する
ために各遠隔ユーザ240 によって使用される。遠隔ユーザ240 は、計算されたス
ーパーフレーム開始時間をＴＤＭＡアップリンクフレーム時間基準点として使用
して、来るべき送信フレーム開始時間を決定する。内部ＮＯＣ遅延は、ＮＯＣタ
イミングセクション550 によって通常のように更新され、それはまたその後遠隔
ユーザ240 に対して後続するＳＦＮＰメッセージで放送されることが好ましい。

【００４７】同期されたアップリンクフレーム開始時間を知り、好ましくは同じアップリ
ンクフレーム開始時間を全ての遠隔ユーザ240 の間で共有することにより、ＮＯ
Ｃ210 が帰路チャンネルグループ260 間および内の両方において全ての遠隔ユー
ザ240 間における帯域幅割当ておよび周波数割当てを効率的に制御することが可
能になる。

【００４８】以下、本発明の通信タイミングシステムの動作を説明する。ＮＯＣ210 はフ
ォーマットされたデータパケットを受取って、遠隔ユーザ240 にさらに再送信す
るためにそれらをＤＶＢトランスポート流220 で衛星230 に送信する。パケット
が暗号化される場合、適切なフォーマットされたＭＰＥヘッダおよび初期化ベク
トルに続いてデータ流または“ペイロード”情報が送信される。

【００４９】ＤＶＢトランスポート流220 には、スーパーフレームマーカならびに前のＳ
ＦＮＰで送信された前のスーパーフレームマーカに対する内部ＮＯＣ遅延および
衛星ドリフト補正を供給するＳＦＮＰが含まれている。

【００５０】遠隔ユーザ240 が彼等の各ＲＣＶＲ410 でＳＦＮＰを受信したとき、その受
信されたスーパーフレームパケットは、送信されたフレーム、またはアップリン
クフレームがＮＯＣ210 において適当な時間に受信されるようにその到来すべき
アップリンク伝送時間を決定するために遠隔ユーザ240 におけるタイミング再生
セクション440 により調節される。サイトが送信を行なうべき好ましい時間は、
データが再生されるとＮＯＣ210 が予測した時間の前の衛星ホップである。伝送
時間は、ＳＴＯによりスーパーフレームが再発生された時間より遅い時間にスタ
ートすることによって測定されてもよい。ＮＯＣ遅延および受信機・衛星遅延は
この時間軸から減算される。その後、衛星ドリフトを考慮するために最後の調節
が行われる。それによって、たとえば４５ｍ秒等の固定されたフレーム長を知る
ことにより、後続するアップリンク送信フレームのフレーム開始時間が決定され
ることができる。

【００５１】フレームタイミングが決定されると、カウンタとタイミングパルスとの間の
ドリフトを考慮するために、たとえば４５ｍ秒に近い公称値が微調節により連続
的に使用されることが好ましい。ＴＵ450 が整列されると、ＴＵ450 をＮＯＣ21
0 に対して同期された状態にしておくために必要な補正はほんの少しになる。

【００５２】最初に、遠隔ユーザ240 がメッセージトラフィックをアップリンクすること
が必要になった場合、ＡＬＯＨＡバーストチャンネルの予め指定されたセットの
１つでアクセスがリクエストされることが好ましい。遠隔ユーザ240 は、メッセ
ージを送信することが可能または不可能かもしれない異なった状態であることが
好ましい。トランシーバ250 における受信機410 の状態には、以下に示すものを
含んでいる：（１）獲得：受信機410 は放送220 を獲得する。この時間中、トランシーバ25
0 は送信できず、獲得のためにＳＦＮＰを使用する。（２）学習モード：受信機410 はＩＧＤＰメッセージ（末尾の表２参照）を受
信することにより、利用可能な帰路チャンネルグループについて学習する。遠隔
ユーザ240 は、そのＴＵ450 およびＲＦＸＭＴＲ430 が利用可能な場合、帰路
チャンネルだけを使用する。（３）レンジング：遠隔ユーザ240 がその現在の位置からそのタイミングをセ
ットアップしていない場合、レンジングバーストによりレンジングリクエストを
送ることによりＮＯＣ210 からレンジングセッションをリクエストする。タイミ
ングおよびパワーの微同調を行うために閉ループプロセスが使用される。（４）帯域幅リクエスト：サイトがレンジングされ、データが送信されること
になると、そのデータを送信するためにＡＬＯＨＡバーストが使用される。帯域
幅を割当てるためにバックログインジケータを使用してＮＯＣ210 をトリガーす
る。（５）トラフィック送信：遠隔ユーザ240 は、割当てられた“ストリーム”帯
域幅、すなわち遠隔ユーザ240 への全ＴＤＭＡ伝送フレームに本質的に専用であ
る帯域幅を使用して、帰路チャンネルグループ260 の１つの中の割当てられた帰
路チャンネルによってユーザトラフィックを送信する。

【００５３】ＩＧＤＰパケット（表２参照）は、帰路チャンネルグループ260 の中の帰路
チャンネルとそれらの利用度を定めると共に、ユーザトラフィック（そのセット
アップのためにＡＬＯＨＡを使用する）およびレンジングのための帰路チャンネ
ルグループの選択を可能にするために使用されることが好ましい。帰路チャンネ
ルグループはまた、いくつかの帰路チャンネル間におけるロード共有を可能にし
、帰路チャンネル帯域幅割当てを制御するために必要なＮＯＣ210 のアウトルー
ト帯域幅を最小にするために使用されてもよい。帰路チャンネルグループは、受
信機410 によりキャッシュまたは処理される必要のある情報の量を制限すること
が好ましい。ＩＧＤＰは帰路チャンネル放送ＭＡＣアドレスで送信されることが
好ましい。

【００５４】ＩＧＤＰは１スーパーフレーム当り１帰路チャンネルグループ当り１つのパ
ケットを使用することが好ましく、たとえば１グループ当り７５の帰路チャンネ
ルおよび３００の帰路チャンネルに対して２６ｋｂｐｓの帯域幅を使用する。そ
れはまた“全ＲＣＶＲ”マルチキャストアドレスで送信されてもよい。

【００５５】各受信機410 は全てのＩＧＤＰをモニタすることが好ましい。受信機410 は
、それがサポートするように構成されていない帰路チャンネルタイプをフィルタ
処理によって除去することが好ましく、また、３つのスーパーフレーム時間中に
受信されない場合にはそれを時間切れにしてもよい。各受信機410 においてこれ
らのパケットの全てに含まれている情報からインルートグループ表が生成される
ことが好ましい。この表は、そのインルートグループ表を再編成するために必要
とされるプロセッサ420 中でのオーバーへッド処理を最小にするためにほとんど
静的であることが好ましい。表の変更の最小化は、システム200 の動作に対する
潜在的な破壊を減少させるために望ましい。トランシーバ250 が活動中であると
き、すなわち帯域幅を有しているとき、それは現在割当てられているインルート
グループと、それがインルートグループ間を移動されるほぼその時点の第２のイ
ンルートグループとをモニタすることが好ましい。

【００５６】遠隔ユーザ240 の任意のものが送信する必要のあるとき、待ち時間を制限す
るために、有効なレンジング情報を有する非活動中のトランシーバ250 は全て、
たとえば第４のフレーム時間（そのスーパーフレーム中の）ごとに、非ゼロのＡ
ＬＯＨＡメトリックを通知する全てのインルートグループ間におけるランダム加
重選択を行ってもよい。遠隔ユーザ240 はそのインルートグループのモニタを開
始することが好ましく、前のインルートグループはまた、前のＢＡＰが全て受信
されるか、あるいは失われるまでモニタされることが好ましい。このようなラン
ダム加重選択を行うことによって、多数の遠隔ユーザ240 がほぼ同時にアップリ
ンクアクセスを必要とした場合に、軽くロードされたアップリンクチャンネルが
突然重くロードされる確率が減少する。

【００５７】最初に、トランシーバ250 は、それが選択したインルートグループに対する
次の構成番号のフレーム上のＡＬＯＨＡチャンネルの２つをランダムに選択して
もよい。ＡＬＯＨＡバースト構成は一般に時間的に静的であり、そのＡＬＯＨＡ
バーストチャンネルが利用できるという妥当な仮定がなされている。遠隔ユーザ
240 が活動的になる必要があり、目立っているＡＬＯＨＡパケットを１つも有し
ない場合には、ランダムな番号のフレームを選んでもよい。上記の説明から利用
可能な帯域幅を１つも有しない任意のフレーム時間を無視することによって、ト
ランシーバ250 はランダムに選択されたフレーム時間中に単一のバーストを送信
することが好ましく、応答されるのを待機する。それが肯定応答されない場合、
あるいは肯定応答が失われた場合、いわゆる“ダイバーシティＡＬＯＨＡ”アプ
ローチを使用してＳＦＮＰ中に示された再試行の数までＡＬＯＨＡパケットの送
信を繰り返してもよい。

【００５８】ＩＣＡＰパケット（末尾の表３参照）は、数ある理由のなかで、たとえばイ
ンルートグループのマルチキャストアドレスで送られることが好ましい肯定応答
パケットを使用してＮＯＣ210 のアウトルート帯域幅を減少させることにより、
ＡＬＯＨＡバーストに明示的に応答するＤＶＢＭＰＥプロトコルＭＡＣアドレ
ス方式と共に使用されてもよい。表３ａ乃至３ｄには、本発明のシステムおよび
方法によってサポートされることが好ましい種々のメッセージ肯定応答タイプが
示されている。

【００５９】ＡＬＯＨＡパケットが目立っている、すなわち肯定応答を待っているあいだ
、トランシーバ250 は３つまでのインルートグループをモニタし、すなわち、た
とえば、遅い肯定応答または別のメッセージタイプが前に割当てられたインルー
トグループで遅れて送信される場合にはＡＬＯＨＡ肯定応答に対する１つと、試
行すべき新しいインルートグループに対する１つと、および前に割当てられたイ
ンルートグループに対する１つとをモニタすることが好ましい。

【００６０】肯定応答の受信後、帯域幅割当てパケット（ＢＡＰ）は、ある１つのインル
ートグループに関連した全てのインルートに対する現在の帯域幅割当てを規定す
るために使用されることが好ましい。各フレームにおいて、受信機410 は、帯域
幅を受信すると現在予想しているインルートグループから別のＢＡＰを受信して
もよい。受信機410 は、データの送信および肯定応答の処理を行うことが可能で
あるためにインルートグループ表全体を走査して、必要になるかもしれない以下
のフィールドを獲得する必要がある可能性がある：（１）インルートグループ：受信機410 は２つのインルートグループをモニタ
していることが可能なので、パケットのＭＡＣアドレスに基づいてインルートグ
ループを確認し、それが帯域幅を使用すると予想したＢＡＰだけを処理すること
が好ましい。（２）インルートインデックス：これは、フレームのスロットサイズ当りの累
積バーストオフセットであり、ＩＧＤＰの周波数表中へのインテックスとして使
用されることができる。（３）フレーム番号：このフィールドはパケットのフレーム番号フィールドか
ら直接得られてもよい。（４）バーストＩｄ：これは、ＢＡＰ中のバースト割当て表中へのインデック
スの４つの最小桁ビットであってもよい（末尾の表４参照）。（５）バーストオフセット：累積バーストオフセットは０からスタートし、各
バーストサイズと共に増加することが好ましい。バーストオフセットは、フレー
ムの累積バーストオフセットＭＯＤスロットサイズ（すなわち、モジュラス除法
）であることが好ましい。（６）バーストサイズ：このフィールドはバースト割当て表から直接得られる
ことができ、フレーム境界を横切らないことが好ましい。（７）肯定応答オフセット：これはエントリのバースト割当て表中へのインデ
ックスである。

【００６１】ＩＤＧＰはフレーム当り１インルートグループ当り１つのパケット使用する
ことができ、すなわち、たとえば、インルート当り２５の活動中のユーザ、グル
ープ当り７５のインルート、および３００のインルートに対して５３５ｋｂｐｓ
の帯域幅を使用することが好ましい。それはインルートグループのマルチキャス
トアドレスで送信されることが好ましいので、各受信機410 は１３４ｋｂｐｓを
処理するだけでよい。活動中のユーザが影響を受けた性能を有しない、すなわち
帰路チャンネルサブシステム510 における何等かのロード平衡によってデータが
失われることを確実にしようとするために、遠隔ユーザ240 による以下の法則の
観察が望ましい：（１）遠隔ユーザ240 は、それが両方のインルートグループ流をモニタし始め
ることができるように、同じ帰路チャンネルサブシステム510 上の異なったイン
ルートグループにこの遠隔ユーザ240 を移動する前の少なくとも５つのフレーム
を通知されなければならず、目立っているインルート肯定応答パケット（ＩＡＰ
）が全て受信されるか、あるいは失われてしまうまで両方の流れのモニタリング
を続ける必要がある。ＩＡＰの説明については以下の表５を参照されたい。（２）異なったインルートに割当てられたバーストの間に割当てられた帯域幅
のない少なくとも１つのフレーム時間が存在しなければならない。これによって
、遠隔ユーザ240 はその割当てられたスロット全てを満たすことができ、新しい
周波数に同調するための少なくとも１つのフレーム時間を依然として有している
ことが保証される。この要求は、同じＲＣＳ510 上のインルートグループ間を移
動する場合に連続したＢＡＰを横切って規定されているバーストに適用できるこ
とが好ましい。（３）正常のバーストとレンジングバーストとの間に割当てられた帯域幅を有
しない少なくとも１つの完全なフレームが存在しなければならないことが好まし
い。これによって、トランシーバ250 はその割当てられたスロット全てを満たす
ことができ、伝送パラメータを同調および調節するための少なくとも１つのフレ
ーム時間を依然として有していることが保証される。（４）遠隔ユーザ240 を異なったインルートグループに移動するＢＡＰが送ら
れた後、ＲＣＳ510 は、往復遅延を越える時間のあいだ古いインルートグループ
の下でバーストを受信し続ける。ＲＣＳ510 は、これらのフレームを承認して肯
定応答することが好ましく、遠隔ユーザ240 は古いインルートグループからの肯
定応答をモニタし続けなければならない。（５）遠隔ユーザ240 は、そこから移動したばかりの前のインルートグループ
を依然モニタしているあいだは、その帯域幅を異なったインルートグループに移
動させてはならない。（６）トランシーバ250 は、それらが全て同じインルート上にあり、フレーム
において全て連続しているが、各パケットに対してＲＦＸＭＴＲ430 をオンお
よびオフに切替えるバーストオーバーヘッドを伴わない場合にのみ多数のバース
トを単一のフレーム時間中に割当てられることが好ましい。（７）最後のものを除いた全てのバーストは、最大サイズのパケット（たとえ
ば、スロットサイズの最大倍数≦２５６）に対して十分に大きいが、最初のもの
だけはそのサイズにバーストオーバーへッド／開口が含まれていることが好まし
い。（８）割当てＩＤ（表３ａ−３ｄ参照）が同じインルートグループ上のトラン
シーバ250 に割当てられると、インルートグループ間を移動されている部分を除
いて、トランシーバが活動状態のままでいるあいだ、それは変化しない。（９）割当てＩＤが１つのインルートグループ上の１つのトランシーバ250 に
割当てられると、それは、使用されなくなってから５スーパーフレーム時間のあ
いだ利用されないままにされなければならないことが好ましい。

【００６２】表５の中のインルート肯定応答パケット（ＩＡＰ）は、インルートパケット
エラーの迅速な再生を可能にするために、何等かのカプセル化データが存在して
いても、それに関係なく、有効なサイクリック冗長符号（ＣＲＣ）を割当てられ
た帯域幅に対する各インルートパケットに明示的に肯定応答するために使用され
ることが好ましい。ＡＬＯＨＡおよび割当てられていないレンジングパケットは
、明示的に応答される（表５参照）。ＩＡＰは１フレーム当り１インルートグル
ープ当り１つのパケットを使用する、すなわち、たとえばインルート当り２５の
活動ユーザ、グループ当り７５のインルートおよび３００のインルートに対して
ほぼ５７ｋｂｐｓの帯域幅を使用することが好ましい。ＩＡＰはインルートグル
ープのマルチキャストアドレスで送信されることが好ましいので、各受信機410
はほぼ１５ｋｂｐｓを処理するだけでよい。ＩＡＰが失われた場合、トランシー
バ250 はパケットを自動的に再送信してもよい。特定のインルートグループに対
するＩＡＰの損失、すなわち、たとえば４フレーム時間のあいだにＩＡＰが１つ
も受信されない場合には、次に受信されたＩＡＰパケットによって検出されるこ
とが可能である。

【００６３】帰路チャンネルメッセージ伝送に関して、バーストデータフレームは、帯域
幅が割当てられたときに、ＡＬＯＨＡバースト（割当てられていない帯域幅）に
対して特有の構造を有する。これら２つのデータフレーム構造に対して使用され
ることが好ましい種々のタイプのパケットヘッダの例は、末尾の表６および７に
それぞれ示されている。要求されるメッセージヘッダのサイズを最小にすること
により、割当てられる帯域幅メッセージの効率を最大にするために２つの異なっ
たヘッダ構造が使用されることができる。ＲＣＳ510 は、パケットヘッダ中のフ
レームナンバリング情報からバーストのタイプを検出することができる。

【００６４】インルートパケットフォーマットは、可変サイズのヘッダと、０以上のバイ
トのカプセル化されたデータグラムとから構成されていてもよい。カプセル化さ
れたデータグラムは、好ましくはインルートパケット化に関連なく、連結された
データグラムの連続したバイト流として送られる。適当な解釈には、全てのデー
タバイトを、好ましくは１度だけ、高い信頼性により順序正しく処理する必要が
ある。インルート上でのデータ損失による問題を解決するために、選択的な肯定
応答であるスライディングウインドウプロトコルが使用されてもよい。このよう
なスライディングウインドウプロトコルについてそうであるように、シーケンス
番号スペースは、ウインドウサイズの少なくとも２倍でなければならず、ウイン
ドウ外のデータは受信機によってドロップされる。

【００６５】割当てられた流れに関して、すなわち帯域幅が遠隔ユーザ240 に割当てられ
ている（表７参照）場合、インルートバーストデータは、そのフレーム番号に対
するＩＡＰで肯定応答されない場合、あるいはその肯定応答が失われた場合に再
送信されることが好ましい。同期の問題が発生した場合には、ＲＣＳ510 は、そ
の帯域幅割当てを取除くことによってトランシーバ250 を非活動状態にすること
ができる。これは、トランシーバ250 にそのシーケンス番号とデータグラムカウ
ンタを０にリセットさせ、新しいデータグラムの始めからスタートさせることが
好ましい。トランシーバ250 が活動状態になるたびにシーケンス番号はリセット
されることが好ましいので、ＡＬＯＨＡまたは割当てられないレンジングバース
トで送信されたデータはいずれも、肯定応答が失われた場合は再送信のために、
および上述のようにダイバーシティＡｌｏｈａのために複製されてもよい。

【００６６】連続したバーストが同じトランシーバ250 に割当てられたとき、それはその
ユニットをオフに切替えないことが好ましく、バースト処理に関連した保留され
たオーバーへッドを使用して、余分な“ペイロード”またはユーザメッセージト
ラフィックを伝送する。これは、パケットに対して割当てられたバーストの所望
される１対１マッピングを維持することを助ける。

【００６７】本発明のシステム、装置および方法において、また好ましい遠隔ユーザおよ
び帰路チャンネルアドレス方式により、データを帰路チャンネルでアップリンク
してもよい遠隔ユーザ240 の数（“ｋ”）は本質的に全く制限されない。ＤＶＢ
流内で使用されるアドレス方式によってサポートされるトランシーバの個数は最
少２²⁴（〜１６００万）個であることが好ましく、２²⁸（〜２５６００万）個ま
でのトランシーバがサポートされることがさらに好ましい。

【００６８】さらに、帰路チャンネルは実質的に無損失チャンネルであることが好ましい
ため、帯域幅要求を低くするために圧縮技術を効果的に使用することができる。
ＩＰヘッダ圧縮は全ての各ＩＰパケットに対して１０−１５バイトの消去を行う
ため、帯域幅を大幅に改善する可能性を有している。

【００６９】以上、ＴＤＭＡ帯域幅またはスロット割当て方法に関して好ましい実施形態
を説明してきたが、この好ましい実施形態は何等制限を課すものではなく、単な
る例示のために記載されたものである。別の一例として、帯域幅および周波数割
当てを行う方法およびシステムは、同じ媒体を共有する多数のユーザを有する任
意のタイプの通信システムによって達成されることができ、また、たとえば、同
じタイミング規格に基づく位相ロックループ（ＰＬＬ）または周波数ロックルー
プ（ＦＬＬ）を使用する周波数時間システム等のビットタイミングを必要とする
任意のスロット時間システム中の特定の用途に使用されることもできる。さらに
、本発明はＴＣＰ／ＩＰ適用に使用するのに有効であるが、本発明のシステム、
装置および方法はこのプロトコル選択に限定されない。

【００７０】本発明は多数の方法で変更されてもよいことが明らかになるであろう。この
ような変更は本発明の技術的範囲を逸脱するものではなく、当業者に明らかとな
るこのような修正の全てが添付された請求の範囲内に含まれるものである。した
がって、本発明の技術的範囲は添付された請求の範囲およびそれらと等価なもの
によってのみ限定される。

【００７１】

【表１】

【表２】

【表３】

【表４】

【表５】

【表６】

【表７】

【表８】

【表９】

【表１０】

【表１１】

【表１２】

【図面の簡単な説明】

【図１】従来技術の衛星通信システムの概略図。

【図２】本発明による２方向衛星通信システムの概略図。

【図３】本発明において使用される好ましいＩＰ／ＤＶＢプロトコル積層の概略図。

【図４】好ましい帰路チャンネルトランシーバのブロック図。

【図５】ＮＯＣ帰路チャンネルサブシステムインターフェースの概略図。

【手続補正書】

【提出日】平成１３年１２月１４日（２００１．１２．１４）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＡＵ，ＢＲ，ＣＡ，ＣＮ，ＩＬ，ＩＮ，ＪＰ，ＫＲ，ＭＸ，ＮＯ，ＴＲ (72)発明者ケプリー、ダブリュ・ロバートアメリカ合衆国、メリーランド州 20879 ゲイザーズバーグ、ブライアーヒース・コート 7901 (72)発明者カイ、スタンリー・イーアメリカ合衆国、メリーランド州 20853 ロックビル、フォックス・バレー・ドライブ 3805 Ｆターム(参考） 5K028 AA11 BB05 CC02 CC05 DD01 DD02 EE03 FF13 KK32 LL44 MM12 NN01 SS05 SS24 5K030 HA08 JL02 LC09 LE16 MB09 5K072 AA12 AA15 BB02 BB14 BB25 CC02 CC15 CC27 DD01 DD15 EE01 FF03 FF05 FF26 【要約の続き】リンクに対して帰路チャンネル帯域幅および周波数を設定するために使用されることのできるネットワークオペレーションセンター（ＮＯＣ）に供給されるバックログインジケータおよび帯域幅割当てリクエストの両者を含んでいてもよい。ユーザメッセージは、バックログインジケータにしたがって割当てられた帯域幅と帯域幅割当てリクエストとを使用して指定された帰路チャンネル周波数で伝送されるため、トラフィックロードは、設定された帰路チャンネル周波数グループ間および各帰路チャンネル周波数グループ内においてバランスを保った状態を維持される。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】放送信号を送信し、帰路チャンネルを遠隔ユーザから受信す
るＲＦセクションと、帰路チャンネル情報を処理し、帰路チャンネル中にユーザ帯域幅を設定するた
めの帰路チャンネル制御装置を備えた帰路チャンネルサブシステムとを具備して
いる２方向衛星通信用の制御局。
【請求項２】帰路チャンネルサブシステムはさらに、帰路チャンネル情報
を復調するバーストチャンネル復調装置を含んでいる請求項１記載の制御局。
【請求項３】帰路チャンネル制御装置は、バーストチャンネル復調装置を
制御する請求項２記載の制御局。
【請求項４】帰路チャンネル制御装置は、帰路チャンネル情報によって与
えられる帯域幅割当てリクエストに基づいてバーストチャンネル復調装置を遠隔
ユーザ専用にする請求項２記載の制御局。
【請求項５】帰路チャンネル制御装置は、遠隔ユーザによって帰路チャン
ネルメッセージで供給されたユーザバックログインジケータを評価することによ
り帰路チャンネルのユーザ帯域幅を設定する請求項１記載の制御局。
【請求項６】帰路チャンネルメッセージはＡＬＯＨＡバーストメッセージ
である請求項５記載の制御局。
【請求項７】ＡＬＯＨＡバーストメッセージは帯域幅割当てリクエストを
含んでいる請求項６記載の制御局。
【請求項８】帰路チャンネル制御装置は、帯域幅割当てリクエストに応答
して遠隔ユーザに周期的に帯域幅を割当てる請求項７記載の制御局。
【請求項９】ＡＬＯＨＡバーストメッセージは予め定められたスロットサ
イズの情報パケットを含んでいる請求項６記載の制御局。
【請求項１０】帰路チャンネル制御装置は、ユーザバックログインジケー
タがしきい値より大きい場合に帯域幅を割当てる請求項５記載の制御局。
【請求項１１】帰路チャンネル制御装置はさらに帰路チャンネルの周波数
を割当てる請求項１記載の制御局。
【請求項１２】帰路チャンネル制御装置は、遠隔ユーザに放送信号で供給
されたインルート割当てパケットによって帰路チャンネルの周波数を割当てる請
求項１１記載の制御局。
【請求項１３】帰路チャンネル制御装置は第１の周波数から第２の周波数
に帰路チャンネルの周波数を変更し、前記第１および第２の各周波数はそれぞれ
第１の帰路チャンネルグループおよび第２の帰路チャンネルグループ内に入って
いる請求項１１記載の制御局。
【請求項１４】帰路チャンネル制御装置は帰路チャンネルの周波数を変更
する請求項１記載の制御局。
【請求項１５】帰路チャンネル制御装置は第１の周波数から第２の周波数
に帰路チャンネルの周波数を変更し、前記第１および第２の周波数はそれぞれ同
じ帰路チャンネルグループ内のものである請求項１４記載の制御局。
【請求項１６】放送信号は非同期ＤＶＢトランスポート流である請求項１
記載の制御局。
【請求項１７】帰路チャンネル情報はＴＤＭＡ信号によって与えられる請
求項１記載の制御局。
【請求項１８】帰路チャンネル制御装置は、帰路チャンネル情報によって
与えられる帯域幅割当てリクエストに基づいてストリームアクセス帰路チャンネ
ルを遠隔ユーザに割当てる請求項１記載の制御局。
【請求項１９】帰路チャンネル制御装置は専用の周波数を遠隔ユーザに割
当てる請求項１８記載の制御局。
【請求項２０】帰路チャンネル制御装置は遠隔ユーザの割当てられる周波
数を変更する請求項１８記載の制御局。
【請求項２１】帰路チャンネル制御装置は帯域幅割当てパケットを放送信
号によって遠隔ユーザに供給することによって帰路チャンネルのユーザ帯域幅を
設定する請求項１記載の制御局。
【請求項２２】帰路チャンネル制御装置は、遠隔ユーザによって帰路チャ
ンネルメッセージ中で供給されたユーザバックログインジケータを評価すること
により帰路チャンネルの周波数を割当てる請求項１記載の制御局。
【請求項２３】ＲＦセクションは複数の帰路チャンネルを複数の遠隔ユー
ザから受信し、前記帰路チャンネルサブシステムは複数の帰路チャンネルからの
帰路チャンネル情報を処理し、複数の各帰路チャンネル中の各ユーザ帯域幅を設
定する請求項１記載の制御局。
【請求項２４】複数の帰路チャンネルのサブセットは、ＡＬＯＨＡバース
ト伝送をサポートするように構成されている請求項２３記載の制御局。
【請求項２５】帰路チャンネルサブシステムはさらに、各帰路チャンネル
情報を復調するために複数の帰路チャンネルの関連した１つにそれぞれ割当てら
れた複数のバーストチャンネル復調装置を含んでいる請求項２３記載の制御局。
【請求項２６】帰路チャンネル制御装置は、予測トラフィックロードに基
づいて複数の帰路チャンネルのそれぞれに帯域幅を割当てる請求項２３記載の制
御局。
【請求項２７】帰路チャンネル制御装置は、予測トラフィックローディン
グに基づいて複数の帰路チャンネルの一部分に帯域幅を割当て、帯域幅割当てリ
クエストに基づいて複数の帰路チャンネルの少なくとも１つに帯域幅を割当てる
請求項２３記載の制御局。
【請求項２８】帰路チャンネル制御装置は、遠隔ユーザに放送信号中で供
給されるインルートグループ定義パケットにより複数の帰路チャンネルグループ
のロード状態および複数の帰路チャンネルのロード状態を供給する請求項２３記
載の制御局。
【請求項２９】受信された放送信号中の制御ノードタイミングメッセージ
を検出する受信機と、送信フレーム開始時間を決定するために制御ノードタイミングメッセージを使
用するタイミング再生セクションと、出て行くユーザメッセージを記憶するためのメッセージバッファと、送信フレーム開始時間後に、出て行くユーザメッセージを割当て期間中に送信
周波数でアップリンクするように構成された送信機とを備えており、前記送信周波数は放送信号中で受信された第１のインルートグループ定義パケ
ットによって決定され、前記第１のインルートグループ定義パケットは第１の帰
路チャンネルグループと関連していることを特徴とするフレーム同期されたメッ
セージを制御ノードに送信するためのトランシーバ。
【請求項３０】出て行くユーザメッセージに含まれるトラフィックバック
ログインジケータを供給するプロセッサをさらに備えている請求項２９記載のト
ランシーバ。
【請求項３１】送信周波数は第１の帰路チャンネルグループ内にある請求
項２９記載のトランシーバ。
【請求項３２】送信周波数は、放送信号中で受信された第１のインルート
グループ定義パケットに基づいて第１の帰路チャンネルグループの中の異なった
送信周波数に変更される請求項３１記載のトランシーバ。
【請求項３３】受信機は放送信号中の第２のインルートグループ定義パケ
ットを受信し、送信周波数は第２のインルートグループ定義パケットに基づいて
第２の帰路チャンネルグループの中の異なった送信周波数に変更される請求項３
１記載のトランシーバ。
【請求項３４】制御ノードによってアップリンク帯域幅が割当てられた後
、受信機は放送信号中の第１および第２のインルートグループ定義パケットの両
方をモニタする請求項３３記載のトランシーバ。
【請求項３５】送信周波数は、受信機が第２のインルートグループ定義パ
ケットを受信した後に予め定められたフレーム数の後に、変更される請求項３３
記載のトランシーバ。
【請求項３６】送信周波数は、帰路チャンネルグループロード係数に基づ
くランダム加重を使用して第２の帰路チャンネルグループの中の異なった送信周
波数に変更される請求項３１記載のトランシーバ。
【請求項３７】割当て期間には、送信フレーム開始時間後に少なくとも１
つのＴＤＭＡスロットが含まれている請求項２９記載のトランシーバ。
【請求項３８】割当て期間は、放送信号中の受信された帯域幅割当てパケ
ットによって決定される請求項３７記載のトランシーバ。
【請求項３９】帯域幅割当てパケットはストリーム帯域幅を割当て、メッ
セージフレーム中のＴＤＭＡスロット全体が出て行くユーザメッセージに専用に
される請求項３７記載のトランシーバ。
【請求項４０】割当て期間は、制御ノードにより設定された予測トラフィ
ックロードによって決定される請求項２９記載のトランシーバ。
【請求項４１】受信された放送信号は非同期ＤＶＢトランスポート流であ
る請求項２９記載のトランシーバ。
【請求項４２】受信機は、複数の帰路チャンネルグループの特定の１つに
それぞれ対応している複数のインルートグループ定義パケットをモニタする請求
項２９記載のトランシーバ。
【請求項４３】送信周波数は、放送信号中の受信されたグループロード係
数に基づいて第１の帰路チャンネルグループ中に入っているように割当てられる
請求項４２記載のトランシーバ。
【請求項４４】送信周波数は、放送信号で受信されたグループロード係数
に基づいて異なった帰路チャンネルグループ中に入るように変更される請求項４
２記載のトランシーバ。
【請求項４５】送信周波数は、放送信号中で与えられたランダム加重係数
に基づいて複数の帰路チャンネルグループの１つの異なったグループに変更され
る請求項４２記載のトランシーバ。
【請求項４６】出て行くユーザメッセージは暗号化される請求項２９記載
のトランシーバ。
【請求項４７】出て行くユーザメッセージは損失のない圧縮規格にしたが
って圧縮される請求項２９記載のトランシーバ。
【請求項４８】出て行くユーザメッセージは損失のない帰路チャンネルで
送信される請求項２９記載のトランシーバ。
【請求項４９】出て行くユーザメッセージは、ＱＰＳＫ変調方式を使用し
て送信周波数を変調している請求項２９記載のトランシーバ。
【請求項５０】ＱＰＳＫ変調方式はオフセットＱＰＳＫ（ＯＱＰＳＫ）方
式である請求項４９記載のトランシーバ。
【請求項５１】出て行くユーザメッセージは、制御ノードによって最大帯
域幅に制限される請求項２９記載のトランシーバ。
【請求項５２】出て行くユーザメッセージは、ＡＬＯＨＡバーストフォー
マットのものである請求項２９記載のトランシーバ。
【請求項５３】ＡＬＯＨＡバーストは、出て行くユーザメッセージを少な
くとも２度送信する請求項５２記載のトランシーバ。
【請求項５４】ＡＬＯＨＡバーストは、放送信号中の受信されたメッセー
ジにより指示された最大の回数再送信される請求項５２記載のトランシーバ。
【請求項５５】出て行くユーザメッセージは、帯域幅割当てリクエストを
含んでいる請求項５２記載のトランシーバ。
【請求項５６】ＡＬＯＨＡバーストは、送信フレーム開始時間と整列され
たスロッテドＡＬＯＨＡバーストである請求項５２記載のトランシーバ。
【請求項５７】出て行くユーザメッセージのサイズは、予め定められたし
きい値より小さい請求項５２記載のトランシーバ。
【請求項５８】放送信号を送信し、遠隔ユーザから帰路チャンネルアップリンクを受信し、帯域幅割当てメッセージを放送信号中で供給する帰路チャンネル制御装置によ
り帰路チャンネル帯域幅を設定するステップを含んでいる制御局からの帰路チャ
ンネルの制御方法。
【請求項５９】受信された帰路チャンネルアップリンクを帰路チャンネル
制御装置により制御されているバーストチャンネル復調装置で復調するステップ
をさらに含んでいる請求項５８記載の方法。
【請求項６０】帰路チャンネル帯域幅は、遠隔ユーザにより帰路チャンネ
ルメッセージで供給されたバックログインジケータを評価することによって設定
される請求項５８記載の方法。
【請求項６１】帰路チャンネル制御装置は、バックログインジケータがし
きい値より大きい場合に帯域幅を割当てる請求項６０記載の方法。
【請求項６２】帰路チャンネルアップリンクはＡＬＯＨＡタイプバースト
メッセージである請求項６０記載の方法。
【請求項６３】ＡＬＯＨＡタイプバーストメッセージはスロッテドＡＬＯ
ＨＡメッセージである請求項６２記載の方法。
【請求項６４】放送信号は非同期ＤＶＢトランスポート流である請求項５
８記載の方法。
【請求項６５】帰路チャンネルアップリンクはＴＤＭＡ信号である請求項
５８記載の方法。
【請求項６６】帰路チャンネル制御装置は、放送信号で遠隔ユーザに供給
された割当てメッセージによって帰路チャンネルアップリンクの周波数を制御す
る請求項５８記載の方法。
【請求項６７】帰路チャンネル制御装置は第１の周波数から第２の周波数
に帰路チャンネルアップリンクの周波数を変更し、前記第１および第２の周波数
はそれぞれ第１の帰路チャンネルグループ中に入っている請求項６６記載の方法
。
【請求項６８】帰路チャンネル制御装置は第１の周波数から第２の周波数
に帰路チャンネルアップリンクの周波数を変更し、前記第１および第２の各周波
数はそれぞれ第１の帰路チャンネルグループおよび第２の帰路チャンネルグルー
プの範囲中にある請求項６６記載の方法。
【請求項６９】帰路チャンネル帯域幅は、帰路チャンネルアップリンクで
受信された帯域幅割当てリクエストにしたがって設定される請求項５８記載の方
法。
【請求項７０】帰路チャンネル制御装置は、周期的な帯域幅を遠隔ユーザ
に割当てる請求項６９記載の方法。
【請求項７１】帰路チャンネル制御装置は、ストリーム帯域幅を遠隔ユー
ザに割当てる請求項７０記載の方法。
【請求項７２】帰路チャンネル制御装置は、専用の帰路チャンネルアップ
リンク周波数を遠隔ユーザに割当てる請求項７１記載の方法。
【請求項７３】複数の帰路チャンネルアップリンクを複数の遠隔ユーザか
ら受信し、帰路チャンネル制御装置により複数の各帰路チャンネルアップリンクに対して
帰路チャンネル帯域幅を設定するステップをさらに含んでいる請求項５８記載の
方法。
【請求項７４】帰路チャンネル制御装置は、複数の各帰路チャンネルアッ
プリンクの周波数を割当てメッセージにより制御する請求項７３記載の方法。
【請求項７５】複数の各帰路チャンネルアップリンクに対する帰路チャン
ネル帯域幅の設定は、帰路チャンネルトラフィックロードの予測を含んでいる請
求項７３記載の方法。
【請求項７６】複数の帰路チャンネルアップリンクの一部分に対する帰路
チャンネル帯域幅は、予測された帰路チャンネルトラフィックロードを使用して
設定され、複数の帰路チャンネルアップリンクの少なくとも１つに対する帰路チ
ャンネル帯域幅は、前記複数の帰路チャンネルアップリンクの少なくとも１つで
送信された帯域幅割当てリクエストに基づいて設定される請求項７３記載の方法
。
【請求項７７】複数の各帰路チャンネルアップリンクに対する帰路チャン
ネル周波数の設定は、複数の各帰路チャンネルアップリンクに対するトラフィッ
クロードの評価に基づいている請求項７３記載の方法。
【請求項７８】複数の各帰路チャンネルグループに対するグループロード
係数は、放送信号中で周期的に送信される請求項７３記載の方法。
【請求項７９】複数の各帰路チャンネルアップリンクに対する周波数は、
対応したグループロード係数によって決定される請求項７８記載の方法。
【請求項８０】複数の各帰路チャンネルアップリンクに対する帯域幅は、
対応したグループロード係数によって決定される請求項７８記載の方法。
【請求項８１】複数の各帰路チャンネルアップリンクに対する帰路チャン
ネルグループの設定は、複数の各帰路チャンネルグループに対するトラフィック
ロードの評価に基づいている請求項７３記載の方法。
【請求項８２】制御ノードタイミングメッセージを放送信号で受信し、制御ノードタイミングメッセージを使用して帰路チャンネルフレーム開始時間
を決定し、出て行くユーザメッセージを記憶し、帰路チャンネルフレーム開始時間後に、出て行くユーザメッセージを割当て期
間中に送信するステップを含んでおり、送信周波数は放送信号中で受信された割当てメッセージによって決定されるこ
とを特徴とするフレーム同期されたメッセージの送信方法。
【請求項８３】記憶された出て行くユーザメッセージを評価して、トラフ
ィックバックログインジケータを送信するステップをさらに含んでいる請求項８
２記載の方法。
【請求項８４】前記割当てメッセージは第１の帰路チャンネルグループと
関連しており、前記放送周波数は前記第１の帰路チャンネルグループ中にある請
求項８２記載の方法。
【請求項８５】放送周波数は、前記割当てメッセージに基づいて第１の帰
路チャンネルグループ中の異なった送信周波数に変更される請求項８４記載の方
法。
【請求項８６】送信周波数は、トラフィックロード係数に基づいて異なっ
た送信周波数に変更される請求項８４記載の方法。
【請求項８７】送信周波数は、第１の帰路チャンネルグループから第２の
帰路チャンネルグループの中の異なった送信周波数に変更される請求項８２記載
の方法。
【請求項８８】トラフィックロード係数に基づいてランダム加重された周
波数選択に基づいて送信周波数を異なった送信周波数に変更するステップをさら
に含んでいる請求項８２記載の方法。
【請求項８９】送信周波数が現在の帰路チャンネルグループに割当てられ
た後、前の帰路チャンネルグループおよび現在の帰路チャンネルグループをモニ
タするステップをさらに含んでいる請求項８２記載の方法。
【請求項９０】送信周波数は、割当てメッセージを受信した後に予め定め
られたフレーム数の後に、異なった送信周波数に変更される請求項８２記載の方
法。
【請求項９１】割当て期間は、放送信号で受信された帯域幅割当てメッセ
ージによって決定される請求項８２記載の方法。
【請求項９２】出て行くユーザメッセージの送信には、ＡＬＯＨＡバース
トメッセージの送信が含まれている請求項８２記載の方法。
【請求項９３】ＡＬＯＨＡバーストは、出て行くユーザメッセージを少な
くとも２度送信する請求項９２記載の方法。
【請求項９４】ＡＬＯＨＡバーストは、放送信号で送信されたメッセージ
により指示された最大回数送信される請求項９３記載の方法。
【請求項９５】ＡＬＯＨＡバーストメッセージは、帯域幅割当てリクエス
トを含んでいる請求項９２記載の方法。
【請求項９６】出て行くユーザメッセージを暗号化するステップをさらに
含んでいる請求項８２記載の方法。
【請求項９７】出て行くユーザメッセージはＴＤＭＡフォーマットで送信
される請求項８２記載の方法。
【請求項９８】出て行くユーザメッセージの送信には、帰路チャンネルフ
レーム開始時間と整列されたスロッテドＡＬＯＨＡバーストメッセージの送信が
含まれている請求項９７記載の方法。
【請求項９９】割当て期間には、放送信号で受信された帯域幅割当てメッ
セージによって決定された帰路チャンネルフレーム開始時間の後に少なくとも１
つの時間スロットが含まれている請求項９７記載の方法。
【請求項１００】損失のない圧縮規格を使用して出て行くユーザメッセー
ジを圧縮するステップをさらに含んでいる請求項８２記載の方法。
【請求項１０１】出て行くユーザメッセージの送信にはＱＰＳＫ変調方式
を使用する送信周波数の変調が含まれている請求項８２記載の方法。
【請求項１０２】出て行くユーザメッセージを、ストリーム帯域幅より小
さい最大帯域幅に制限するステップをさらに含んでいる請求項８２記載の方法。
【請求項１０３】複数の帰路チャンネル上のトラフィックを平衡させるた
めの通信システムにおいて、実時間ではないフレームマーカと、タイミングメッセージと、および帰路チャ
ンネル制御メッセージとを含んでいる放送信号を遠隔ユーザに送信するための制
御局と、放送信号を受信し、実時間ではないフレームマーカとタイミングメッセージと
を使用して帰路チャンネルフレーム開始時間を決定するための遠隔ユーザにおけ
る受信機と、帰路チャンネルフレーム開始時間後の予め定められた期間中に複数の帰路チャ
ンネルの１つの帰路チャンネルでユーザメッセージをアップリンクで送信するた
めの遠隔ユーザにおける送信機とを備えており、前記１つの帰路チャンネルのアップリンク周波数は、帰路チャンネル制御メッ
セージによって決定されることを特徴とする通信システム。
【請求項１０４】前記１つの帰路チャンネルの帯域幅は、帰路チャンネル
制御メッセージによって決定される請求項１０３記載の通信システム。
【請求項１０５】さらに、制御局中に帰路チャンネル制御装置を備え、前
記帰路チャンネル制御装置は帰路チャンネル制御メッセージを供給する請求項１
０３記載の通信システム。
【請求項１０６】帰路チャンネル制御装置はさらに、前記１つの帰路チャ
ンネルの帯域幅を設定する放送信号で帯域幅割当てメッセージを供給する請求項
１０５記載の通信システム。
【請求項１０７】前記１つの帰路チャンネルの帯域幅は、予測されたロー
ド係数に基づいて設定される請求項１０６記載の通信システム。
【請求項１０８】前記１つの帰路チャンネルの帯域幅は、遠隔ユーザによ
り制御局に送信されたユーザバックログインジケータを評価することによって設
定される請求項１０５記載の通信システム。
【請求項１０９】前記１つの帰路チャンネルの帯域幅は、ストリーム帯域
幅に設定される請求項１０８記載の通信システム。
【請求項１１０】前記１つの帰路チャンネルのアップリンク周波数は、ユ
ーザバックログインジケータの評価に基づいて専用の周波数に設定される請求項
１０８記載の通信システム。
【請求項１１１】帰路チャンネル制御装置は、アップリンク周波数を第１
の帰路チャンネルグループ内の異なった周波数に変更する請求項１０５記載の通
信システム。
【請求項１１２】帰路チャンネル制御装置は、アップリンク周波数を第２
の帰路チャンネルグループ内の異なった周波数に変更する請求項１０５記載の通
信システム。
【請求項１１３】帰路チャンネル制御装置は、システムロード係数に基づ
いてアップリンク周波数を異なった周波数に変更する請求項１１２記載の通信シ
ステム。
【請求項１１４】前記１つの帰路チャンネルの帯域幅は、遠隔ユーザによ
りアップリンクで送信されたユーザメッセージ中に含まれている帯域幅割当てリ
クエストによって決定される請求項１０３記載の通信システム。
【請求項１１５】ユーザメッセージはＡＬＯＨＡタイプのバースト伝送で
ある請求項１１４記載の通信システム。
【請求項１１６】ユーザメッセージには帯域幅割当てリクエストと付加的
なユーザメッセージとが含まれており、前記付加的なユーザメッセージのサイズ
は予め定められたしきい値より小さい請求項１１５記載の通信システム。
【請求項１１７】前記放送信号は非同期ＤＶＢトランスポート流である請
求項１０３記載の通信システム。
【請求項１１８】さらに、複数の帰路チャンネルおよび１つの帰路チャン
ネル制御装置を共有している複数の遠隔ユーザを含んでおり、その帰路チャンネ
ル制御装置は複数の各帰路チャンネルのアップリンク周波数を帰路チャンネル制
御メッセージによって制御する請求項１０３記載の通信システム。
【請求項１１９】前記帰路チャンネル制御装置は、複数の各帰路チャンネ
ルに対する帯域幅割当てを制御する請求項１１８記載の通信システム。
【請求項１２０】複数の帰路チャンネルのサブセットはＡＬＯＨＡバース
トチャンネルであり、前記帰路チャンネル制御装置は、帰路チャンネル制御メッ
セージにしたがって遠隔ユーザアップリンクをＡＬＯＨＡバーストチャンネルか
ら非ＡＬＯＨＡバーストチャンネルにシフトする請求項１１８記載の通信システ
ム。
【請求項１２１】ＡＬＯＨＡバーストチャンネルは、ランダム加重された
周波数選択基準を使用して遠隔ユーザにより複数の帰路チャンネルのサブセット
から選択される請求項１２０記載の通信システム。
【請求項１２２】前記非ＡＬＯＨＡバーストチャンネルは、グループロー
ド係数を使用して制御局によって選択される請求項１２０記載の通信システム。
【請求項１２３】前記放送信号はＩＰ／ＤＶＢプロトコル層においてカプ
セル化される請求項１０３記載の通信システム。
【請求項１２４】さらに、送信された放送信号を受信機に中継するための
通信衛星を含んでいる請求項１０３記載の通信システム。
【請求項１２５】通信システムにおける帰路チャンネルのグループ内およ
びグループ間のロードを平衡させる方法において、遠隔ユーザから制御局に対するアップリンクメッセージで帰路チャンネル帯域
幅をリクエストし、前記アップリンクメッセージにはバックログインジケータが
含まれており、バックログインジケータを処理することにより少なくとも帰路チャンネル帯域
幅を遠隔ユーザに対して割当て、制御局から遠隔ユーザにチャンネル割当てメッセージを放送信号で供給し、チ
ャンネル割当てメッセージは帰路チャンネル帯域幅を少なくとも割当て、チャンネル割当てメッセージにしたがって帰路チャンネルでユーザメッセージ
を送信するステップを含んでいることを特徴とする方法。
【請求項１２６】帰路チャンネルアップリンク周波数を割当てるステップ
をさらに含んでいる請求項１２５記載の方法。
【請求項１２７】帰路チャンネルアップリンク周波数の割当てには、第１
の周波数から第２の周波数へのアップリンク周波数の変更が含まれている請求項
１２６記載の方法。
【請求項１２８】アップリンク周波数は、帰路チャンネルのグループ間の
トラフィックロードを平衡させるように変更される請求項１２７記載の方法。
【請求項１２９】アップリンク周波数はグループロード係数に基づいて変
更される請求項１２７記載の方法。
【請求項１３０】第１の周波数および第２の周波数は、第１の帰路チャン
ネルグループに割当てられる請求項１２７記載の方法。
【請求項１３１】第１の周波数および第２の周波数は、第１の帰路チャン
ネルグループおよび第２の帰路チャンネルグループにそれぞれ割当てられる請求
項１２７記載の方法。
【請求項１３２】帰路チャンネルアップリンク周波数の割当てには、ダイ
ナミックシステムトラフィックロードにしたがった予め定められた数のアップリ
ンク周波数間におけるアップリンク周波数の周波数ホッピングが含まれている請
求項１２６記載の方法。
【請求項１３３】さらに、周波数ホッピングによる帰路チャンネルアップ
リンク周波数の割当ては、複数の遠隔ユーザからの複数のバックログインジケー
タに依存している請求項１３２記載の方法。
【請求項１３４】予め定められた数のアップリンク周波数が帰路チャンネ
ルグループに割当てられる請求項１３２記載の方法。
【請求項１３５】周波数ホッピングにより、第１の帰路チャンネルグルー
プ内のトラフィックロードが平衡にされる請求項１３２記載の方法。
【請求項１３６】帰路チャンネル帯域幅のリクエストは、ＡＬＯＨＡバー
スト伝送対象の遠隔ユーザからの送信を含んでいる請求項１２５記載の方法。
【請求項１３７】帰路チャンネル帯域幅は、予め定められたしきい値より
小さいサイズのユーザメッセージがアップリンクされることを少なくとも可能に
するように割当てられる請求項１２５記載の方法。
【請求項１３８】利用可能な帰路チャンネルの一部分はＡＬＯＨＡバース
ト帰路チャンネルである請求項１２５記載の方法。
【請求項１３９】制御局は、帰路チャンネルの各グループに対するグルー
プロード係数を周期的に送信する請求項１２５記載の方法。
【請求項１４０】帰路チャンネル帯域幅のリクエストには、ＡＬＯＨＡタ
イプのバースト伝送対象をＡＬＯＨＡチャンネルで遠隔ユーザから送信すること
が含まれている請求項１２５記載の方法。
【請求項１４１】遠隔ユーザがシステムトラフィックロード基づいてラン
ダム加重係数を使用することによって帰路チャンネルのグループの１つから帰路
チャンネルを選択するステップをさらに含んでいる請求項１２５記載の方法。