JP2017108375A - チャネライザ及びマトリクス電力増幅器を使用した新規のｆｄｍａ／ｔｄｍａアーキテクチャ - Google Patents

Abstract

【課題】チャネライザ及びマトリクス電力増幅器を使用した新規のＦＤＭＡ／ＴＤＭＡアーキテクチャを提供する。
【解決手段】通信システムは、第１のスイッチ出力部を有する第１のＴＤＭＡ高速スイッチと、第１のＴＤＭＡ高速スイッチから入力ＲＦ信号を受信するＦＤＭＡチャネライザと、入力部と出力部とを有するマトリクス電力増幅器と、チャネライザ出力部のそれぞれ１つに接続された第２のスイッチ入力部と、マトリクス電力増幅器の対応する入力部に接続された第２のスイッチ出力部とを有し、ＦＤＭＡチャネライザから出力ＲＦ信号を受信し、マトリクス電力増幅器の選択された入力部へ出力ＲＦ信号を送信する第２のＴＤＭＡ高速スイッチとを含む。既定の出力部が各々、対応するアンテナビームに結合されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、通信システムと、通信システムを使用して通信を行うための方法に関する。

一般に、電気通信の分野では、通信プラットフォーム（例えば中継局）を使用することによって、通信の伝送が補助される。これらの通信プラットフォームは、有人又は無人のあらゆる通信手段を含み、これらは管轄カバー領域上の有人及び無人航空機（ＵＡＶ）の通常の高度から、軽飛行機（ＬＴＡ）プラットフォームよりも高い高度、さらには地球だけでなく、月又は火星等のあらゆる天体の軌道にある通信衛星までの範囲を通過する又はホバリングする。通常、通信プラットフォームはベントパイプの原理で機能し、この原理では、通信プラットフォームは、アップリンク又はダウンリンク周波数からの増幅及びシフトだけで、受信アンテナビームを介して地上から信号を受信し、送信アンテナビームを介して地球に信号を送り返す。しかしながら、インターネットの交信、電子商取引、コンピュータ及び他のデジタル技術の発展に起因して、より広い帯域幅とより大きいスループットの需要が世界的に高まり始めると、既存のアーキテクチャは実用性が低下しているか高価なものとなってきた。例えば、周波数多重アクセス（ＦＤＭＡ）において独占的に稼働している高スループットマルチビーム通信プラットフォームの既存例は普通であるが、アーキテクチャ側の需要により、アーキテクチャの費用と実用性は大幅に上がっている。ＦＤＭＡで独占的に稼働している高スループットマルチビーム通信プラットフォームの場合には、必要な周波数を再利用して全スループットを最大化するために、アーキテクチャは大量のアンテナビームを必要とする。アーキテクチャは、大量の高電力増幅器、複雑な高電力交換ネットワーク、及び複雑なフィルタネットワークも有しており、これらは多くの場合に導波路ベースであり、質量とサイズが大きい。これらすべての要因は、宇宙船において電力、容量、及び質量が制限されているところでの高電力、高容量及び高質量の要求の一因である。従来のＦＤＭＡアーキテクチャではまた、例えば高電力構成要素のための複雑な熱散逸システムのために、高熱要件も生じる。

マルチポート増幅器システムを含みうる従来の通信プラットフォームアーキテクチャの他の例には、スイッチング、ルーティング、及び多重化用の非同期転送モード（ＡＴＭ）スイッチを有するＡＴＭにおいて動作する再生中継器が含まれる。しかしながら、これらの通信アーキテクチャは通常、ＲＦ信号を復調し再変調する必要があり、帯域幅スループットのボトルネックを生じさせる。ボトルネックのために、これら通信アーキテクチャは、低データ転送速度の実行に適しており、広帯域アーキテクチャにはあまり適していない。これらＡＴＭシステムはまた、ＡＴＭスイッチを介した固定ルーティングも含み、受信アンテナビームからブロードキャスト用アンテナビームへＲＦ信号をルーティングする負荷が通信アーキテクチャ自体にかかり、これはかなり非効率的であり、衛星の複雑性と電力使用が増加する。これらのＡＴＭシステムはまた多くの場合、システムが利用可能な全帯域幅を限定する固定滞留時間（例えば、各アンテナビームに対する時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）の固定された時間フレーム）も使用する。

ビームホッピングプラットフォーム交換式の時分割多重アクセス（ＰＳ−ＴＤＭＡ）システムでは、ＲＦ信号は、ＦＤＭＡシステムのように異なる周波数で同時にルーティングされる代わりに、時間内に連続的に個々のビームにルーティングされる。アンテナビームの全交信容量は、ビームに割り当てられた周波数帯域幅のほんの一部に加えて、又はその代わりに、滞留時間に依存する。ビームホッピングＰＳ−ＴＤＭＡアーキテクチャは、ＦＤＭＡシステムで通常使用される複雑なマイクロ波入力マルチプレクサと、出力マルチプレクサフィルタネットワークの代わりともなる。しかしながら、ビームホッピングＰＳ−ＴＤＭＡアーキテクチャは、ＴＤＭＡ滞留時間の期間だけ、高ＲＦ電力をアンテナビームへルーティングするための費用効率が高い方法の提供においていまだ課題に直面している。従来のビームホッピングＰＳ−ＴＤＭＡアーキテクチャは、単一のアンテナビーム専用の高電力増幅器で実行され、これは、通信プラットフォームの電力供給に大きな負荷を及ぼす。従来のビームホッピングＰＳ−ＴＤＭＡアーキテクチャに使用される高電力増幅器は、高電力増幅器用の電力供給が、通常のＴＤＭＡフレームの切替速度においてスイッチをオンオフすることができず、その結果、ＲＦ信号がない時にもオンのままでいなければならないため、電力使用の問題を更に悪化させる。高電力増幅器がアンテナビーム間で切替可能である従来のビームホッピングＰＳ−ＴＤＭＡアーキテクチャでは、高電力増幅器に接続された高電力交換ネットワークにより質量が増し、容量が占有され、熱散逸、ホットスイッチ、抵抗損、及びマルチパクション（ｍｕｌｔｉｐａｃｔｉｏｎ）等の高ＲＦ電力の検討事項に対処しなければならない。

従って、上述の問題への対処を意図するシステム及び方法が有用である。

本開示の一例は、第１のスイッチ出力部を有する少なくとも１つの第１の時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）高速スイッチと、
第１のスイッチ出力部に接続され、少なくとも１つの第１のＴＤＭＡ高速スイッチから入力高周波（ＲＦ）信号を受信するように構成されており、少なくとも１つのチャネライザ出力部を更に有する周波数分割多重アクセス（ＦＤＭＡ）チャネライザと、
少なくとも１つの入力部と少なくとも１つの出力部とを有する少なくとも１つのマトリクス電力増幅器と、
少なくとも１つのチャネライザ出力部のそれぞれ１つに接続された第２のスイッチ入力部と、少なくとも１つのマトリクス電力増幅器の対応する入力部に接続された少なくとも１つの第２のスイッチ出力部とを有しており、ＦＤＭＡチャネライザから出力ＲＦ信号を受信し、出力ＲＦ信号をＦＤＭＡチャネライザから少なくとも１つのマトリクス電力増幅器の選択された入力部に送信するように構成された少なくとも１つの第２のＴＤＭＡ高速スイッチと
を含む通信システムであって、
少なくとも１つのマトリクス電力増幅器の各入力部が、少なくとも１つのマトリクス電力増幅器の既定の出力部にマッピングされ、既定の出力部が各々、対応するアンテナビームに結合されている通信システムに関するものである。

本開示の一例は、第１のスイッチ出力部を有する少なくとも１つの第１の時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）高速スイッチと、
第１のスイッチ出力部に接続され、少なくとも１つの第１のＴＤＭＡ高速スイッチから入力高周波（ＲＦ）信号を受信するように構成されており、少なくとも１つのチャネライザ出力部を更に有する周波数分割多重アクセス（ＦＤＭＡ）チャネライザと、
少なくとも１つのチャネライザ出力部のそれぞれ１つに接続された第２のスイッチ入力部と、少なくとも１つの入力部と少なくとも１つの出力部とを有する少なくとも１つのマトリクス電力増幅器を含む少なくとも１つのスイッチレスブロードキャストモジュールとを有する少なくとも１つの第２のＴＤＭＡ高速スイッチと、
少なくとも１つのマトリクス電力増幅器に接続された少なくとも１つのアンテナと
を含む通信システムであって、少なくとも１つの第２のＴＤＭＡ高速スイッチは更に、少なくとも１つのマトリクス電力増幅器の選択された入力部に接続された少なくとも１つの第２のスイッチ出力部を有し、少なくとも１つの第２のＴＤＭＡ高速スイッチは、ＦＤＭＡチャネライザから出力ＲＦ信号を受信し、ＦＤＭＡチャネライザから少なくとも１つのマトリクス電力増幅器の選択された入力部へ出力ＲＦ信号を送信するように構成されており、
少なくとも１つのマトリクス電力増幅器の各入力部が、少なくとも１つのマトリクス電力増幅器の既定の出力部にマッピングされ、既定の出力部が各々、対応するアンテナに接続されている通信システムに関するものである。

本開示の一例は、少なくとも１つの第１の時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）高速スイッチで、少なくとも１つの入力源からの入力高周波（ＲＦ）信号を受信することと、少なくとも１つの第１のＴＤＭＡ高速スイッチから周波数分割多重アクセス（ＦＤＭＡ）チャネライザへ入力ＲＦ信号を送信することと、少なくとも１つの第２のＴＤＭＡ高速スイッチで、ＦＤＭＡチャネライザからの出力ＲＦ信号を受信することと、少なくとも１つの第２のＴＤＭＡ高速スイッチから少なくとも１つのマトリクス電力増幅器の選択された入力部へ出力ＲＦ信号を送信することと、選択された入力部からマトリクス電力増幅器の既定の出力部に出力ＲＦ信号をマッピングすることと、マトリクス電力増幅器の既定の出力部に対応するアンテナビームに出力ＲＦ信号を出力することとを含む、通信を行うための方法に関するものである。

従って、本開示の例は一般論として説明し、以下で添付図面を参照するが、それらは必ずしも正寸で描かれているわけではなく、複数の図を通して、類似の参照記号は同一又は類似の部分を示している。

本開示の一態様による、通信システムのブロック図である。 本開示の一態様による、通信システムのチャネライザの概略図である。 本開示の一態様による、通信システムのマトリクス電力増幅器の概略図である。 本開示の一態様による、通信システムの概略図である。 本開示の一態様による、通信システムの概略図である。 本開示の一態様による、通信システムの概略図である。 図５及び５Ａは、本開示の一態様による、通信システムの一部の概略図である。 図６及び６Ａは、本開示の一態様による、通信システムの一部の概略図である。 本開示の一態様による、通信システムの一部の概略図である。 本開示の一態様による、通信システムの一部の概略図である。 本開示の一態様による、通信システムの一部の概略図である。 本開示の一態様による、通信システムの概略図である。 本開示の一態様による、通信システムの動作のフロー図である。 本開示の一態様による、宇宙船の製造及び保守方法のフロー図である。 本開示の一態様による、分散型輸送手段システムを含む宇宙船の概略図である。

ブロック図（複数可）で、様々な要素及び／又は構成要素を接続する実線が存在する場合、これら実線は、機械的、電気的、流体的、光学的、電磁的、及びそれ以外の接続及び／又は組合せを表し得る。本書で使用する際、「接続される」とは、直接的に或いは間接的に関連付けられることを意味する。例えば、部材Ａは部材Ｂに直接的に関連付けられるか、例えば別の部材Ｃを介して間接的に関連付けられていてもよい。ブロック図に記載された接続以外の接続も存在しうる。様々な要素及び／又は構成要素を接続する点線がある場合は、実線によって表されているものに機能及び目的の点で類似した接続を表す。しかし、点線によって表された接続は、選択的に提供されうるか、若しくは、開示の代替的な又は任意の態様に関連しうる。同様に、点線で表された要素及び／又は構成要素がある場合には、本開示の代替的な又は任意の態様を示す。環境的な要素がある場合は、点線で表す。

ブロック図（複数可）において、ブロックは工程及び／又は工程の一部も表しうる。様々なブロックを接続している線は、工程又は工程の一部のいかなる特定の順序、あるいは従属関係をも暗示するものではない。

以下の説明において、記載されている概念の完全な理解をもたらすために、多数の特定の詳細が明記されるが、その概念はこれらの特定事項の一部又は全てがなくとも実施され得る。他の事例においては、開示を不必要に分かりにくくすることを避けるために、既知のデバイス及び／又はプロセスの詳細が省略されている。幾つかの概念は特定の実施例と関連付けて説明されるが、これらの実施例は限定を意図していないことが理解されよう。

本書の「一実施例」又は「一態様」への言及は、実施例又は態様に関連して説明される一又は複数の特徴、構造又は特性が、少なくとも１つの実行態様に含まれることを意味する。明細書内に頻出する「一実施例」又は「一態様」という表現は、同一の実施例又は態様を表しうるか、又は、そうではないこともある。

別途提示されない限り、「第１」「第２」「第３」などの用語は、本書では単に符号として使用され、それらの用語が表すアイテムに順序的、位置的、又は序列的な要件を課すことを意図していない。更に、例えば「第２」のアイテムへの言及は、例えば「第１」の、又はより小さい数のアイテム、及び／又は、「第３」の、又はより大きい数のアイテムが存在することを、必要とすること、或いは排除することはない。

図１を参照する。本明細書で説明した本開示の態様は、ＦＤＭＡ／ＴＤＭＡが組み合わせられたビームホッピング通信アーキテクチャを有する衛星通信システム１００を提供する。本開示の一態様では、衛星通信システム１００は衛星のアーキテクチャの一部として説明しているが、他の態様では、衛星通信システム１００は、例えば長期無人機又は軽量飛行機等の任意の航空又は軌道通信プラットフォームの一部であってよいことを理解すべきである。衛星通信システム１００は、チャネライザ１１１を通して互いに接続されたアップリンク受信モジュール１０１及びダウンリンク送信モジュール１０２を含む。図１を参照する。衛星コントローラ１１２は、衛星通信システム１００の動作の態様を制御するために配設されている。衛星コントローラ１１２は、アップリンク受信モジュール１０１、ダウンリンク送信モジュール１０２、及びチャネライザ１１１の動作を制御する。更に具体的には、衛星コントローラ１１２は、アップリンク受信モジュール１０１によって受信されたＲＦ信号（一態様ではＴＤＭＡ信号）がどのようにダウンリンク送信モジュール１０２のビームアンテナ１１０にルーティングされるかを制御する。本開示の一態様では、衛星コントローラ１１２は、時刻同期モジュール１１２Ｂとメモリ１１２Ａとを含む。本開示の一態様では、時刻同期モジュール１１２Ｂは、アップリンク受信モジュール１０１、ダウンリンク送信モジュール１０２、及びチャネライザ１１１の間の通信を同期させる。一態様では、時刻同期モジュール１１２Ｂは、アップリンク受信モジュール１０１、ダウンリンク送信モジュール１０２、及びチャネライザ１１１に時刻同期信号を提供する。本開示の一態様では、時刻同期モジュール１１２Ｂによって生成された時刻同期信号は、衛星コントローラ１１２によって受信された地上（又は他の地上ベースの）送信源１９９からの制御信号１９８から導出される。本開示の一態様では、地上送信源１９９から受信した制御信号１９８は、アップリンク受信モジュール１０１のビームアンテナ１０３からダウンリンク送信モジュール１０２のビームアンテナ１１０へＲＦ通信信号１９７（例えばＴＤＭＡ信号）をルーティングするため、及び／又はビームアンテナ１１０から通信信号１９７Ｄをブロードキャストしている時に、ＴＤＭＡ時間フレームの滞留時間の期間を制御するために衛星コントローラ１１２へ命令を提供する。本開示の一態様では、地上送信源１９９からの制御信号１９８は、ＲＦ通信信号１９７と共に（例えばほぼ同時に）運ばれてアップリンク受信モジュール１０１によって受信されるが、他の態様では、制御信号１９８とＲＦ通信信号１９７は次々連続的に送られる。更に別の態様では、制御信号１９８は、既定の期間内に衛星によって受信される全てのＲＦ通信信号１９７よりも前に送られる。例えば、一態様では、制御信号１９８は、ほぼリアルタイムで衛星コントローラ１１２によって受信される（例えば制御信号１９８は、ＲＦ通信信号１９７が受信されるのとほぼ同時に衛星通信システム１００を通してルーティングを制御するために受信される）。したがって、制御信号１９８は所定の送信に対応する。他の態様では、衛星コントローラ１１２は予め一又は複数の制御信号１９８を受信し、制御信号１９８によって提供されたデータを衛星コントローラメモリ１１２Ａ内に保存する。ここで、制御信号１９８は既定の期間内（例えば何分、何時間、何日等）に行われる送信に対応し、その場合、既定の期間における衛星通信システム１００を介した各送信のためのルーティングは、例えばコントローラ１１２がＲＦ通信信号１９７を対応するタイムスロット及びビームアンテナ１１０に相関させることが可能になるルーティングテーブルまたは他の任意の形式等で、衛星コントローラメモリ１１２Ａに保存される。一態様では、制御信号１９８は、行われる送信に応じて衛星コントローラ１１２を再設定する。

図１を参照する。一態様では、アップリンク受信モジュール１０１は、一又は複数のビームアンテナ１０３、一又は複数の低ノイズ増幅器（ＬＮＡ）１０４、一又は複数のＴＤＭＡスイッチ１０５、及び一又は複数の周波数変換器１０６を含む。本開示の一態様では、ビームアンテナ１０３は、信号送信源、例えば地上送信源１９９等からＲＦ通信信号１９７を受信するための衛星アンテナである。本開示の一態様では、ビームアンテナ１０３はスポットビームアンテナであるが、他の態様では、ビームアンテナ１０３はマルチビーム給電部又はフェーズドアレイアンテナである。一態様では、ビームアンテナ１０３は入力源である。本開示の一態様では、ビームアンテナ１０３によって受信されるＲＦ通信信号１９７はＴＤＭＡ信号である。本開示の一態様では、ビームアンテナ１０３によって受信されたＴＤＭＡ信号は、ビームアンテナ出力部１２９を介して一又は複数の低ノイズ増幅器１０４へ送信される。低ノイズ増幅器１０４は、ＬＮＡ入力部１２０を通してＴＤＭＡ信号を受信し、その後ＴＤＭＡ信号を増幅させる。本開示の一態様では、各ビームアンテナ１０３に対して１つの低ノイズ増幅器１０４がある。しかしながら、他の態様では、一又は複数の低ノイズ増幅器１０４は複数のビームアンテナ１０３間で共有される。本開示の一態様では、冗長リングの構成に配置された各アップリンクビームアンテナ１０３に対して複数の低ノイズ増幅器１０４がある。

アップリンク受信モジュール１０１は更に、一又は複数のＴＤＭＡスイッチ１０５を含む。本開示の一態様では、ＴＤＭＡスイッチ１０５は、（例えば低ノイズ増幅器１０４等から）ＴＤＭＡ信号を受信するための１つのスイッチ出力部１２３と、２以上のスイッチ入力部１２２を有する。開示された実施形態の一態様では、スイッチ入力部１２２は、複数の入力ビーム（例えばビームアンテナ１０３）を含む少なくとも１つの入力源からＴＤＭＡ信号を受信する。本開示の一態様では、ＴＤＭＡスイッチ１０５は、約０ｄＢｍ以下の低電力無線周波数の用途のための高速低電力ＴＤＭＡスイッチである。他の態様では、ＴＤＭＡスイッチ１０５は例えば、高速高電力ＴＤＭＡスイッチである。一態様では、一又は複数の周波数変換器１０６は、本明細書で説明したように、低ノイズ増幅器１０４と、チャネライザ１１１との間に配置されている。本開示の一態様では、一又は複数の周波数変換器１０６は局部発振器であるが、他の態様では、一又は複数の周波数変換器１０６は、ＴＤＭＡ信号の周波数を変えるためのいずれかの機構である。本開示の別の態様では、ＴＤＭＡスイッチ１０５は、ＴＤＭＡ時間フレームの期間、ＴＤＭＡ信号の単一経路に永続的に接続されるため、事実上、アップリンク受信モジュール１０１はＴＤＭＡスイッチ１０５を有さない。他の態様では、ＴＤＭＡスイッチ１０５は、アップリンク受信モジュール１０１の一部として省略される。

図１をまた参照する。アップリンク受信モジュール１０１は、ＦＤＭＡチャネライザ１１１（一般的にチャネライザ１１１と称される）に接続されている。本開示の一態様では、各ＴＤＭＡスイッチ１０５は、チャネライザ１１１のそれぞれのチャネライザ入力部１１６に接続されており、ここでチャネライザ１１１は各ＴＤＭＡスイッチ１０５からＴＤＭＡ信号を受信する。他の態様では、チャネライザ１１１は、いずれかの既定数のチャネライザ入力部１１６を有しうる。本開示の一態様では、チャネライザ１１１は、例えば衛星コントローラ１１２の時刻同期モジュール１１２Ｂからの時刻同期信号等に従って、ＴＤＭＡスイッチ１０５から受信したＴＤＭＡ信号の一定の又は動的な再ルーティングを提供する。

一態様では、チャネライザ１１１は、ＴＤＭＡスイッチ１０５からチャネライザ１１１によって受信されたＴＤＭＡ信号に対して、周波数分割多重化を行うように構成されている。本開示の一態様では、ＴＤＭＡ信号の周波数分割多重化は、チャネライザ１１１が、チャネライザ１１１によって受信されたＴＤＭＡ信号を異なる周波数帯域（例えば図１の入力サブチャンネル１１８ａ〜１１８ｋ）に分けることを意味する。チャネライザ１１１は、ダウンリンク送信モジュール１０２の既定のダウンリンクビームアンテナ１１０への周波数帯域のルーティングに基づいて、周波数帯域（例えば図１Ａの出力サブチャンネル１１９ａ〜１１９ｋ）を再構築するように構成される。

ここで、チャネライザ１１１を例示する図１Ａを参照する。一態様では、チャネライザ１１１は、Ｎ個のチャネライザ入力部１１６ａ〜１１６ｎと、Ｍ個のチャネライザ出力部１１７ａ〜１１７ｍとを含む。Ｎ及びＭは１よりも大きい既定数である。チャネライザ入力部１１６ａ〜１１６ｎは各々、（本明細書に記載されるように）ＴＤＭＡスイッチ１０５のそれぞれのスイッチ出力部１２３に接続され、それぞれのＴＤＭＡスイッチ１０５からＴＤＭＡ信号を受信する。一態様では、チャネライザ１１１は、個のチャネライザ入力部１１６ａ〜１１６ｎ及びＭ個のチャネライザ出力部１１７ａ〜１１７ｍの各々のＫ個の入力サブチャンネル及びＫ個の出力サブチャンネルのために、Ｎ個のチャネライザ入力部１１６ａ〜１１６ｎと、Ｍ個のチャネライザ出力部１１７ａ〜１１７ｍの各々との間に接続性を提供する。Ｋは１よりも大きい既定数である。この態様では、入力サブチャンネル１１８ａ〜１１８ｋ及び出力サブチャンネル１１９ａ〜１１９ｋの数は同じであるが、他の態様では、入力サブチャンネル１１８ａ〜１１８ｋの数は及び出力サブチャンネル１１９ａ〜１１９ｋの数とは異なっている。一態様では、各チャネライザ入力部１１６ａ〜１１６ｎ及び各チャネライザ出力部１１７ａ〜１１７ｍは、既定の帯域幅ＢＷを有する。一態様では、チャネライザ１１１は、周波数分割モジュール１１３、スイッチマトリクス１１４、及び合成モジュール１１５を含む。周波数分割モジュール１１３は、各入力部１１６ａ〜１１６ｎからのＴＤＭＡ信号（複数可）の入力サブ帯域スぺクトルを、周波数スライスに分割し、周波数スライスをＫ個の入力サブチャンネル１１８ａ〜１１８ｋに供給する。スイッチマトリクス１１４は、入力サブチャンネル１１８ａ〜１１８ｋからの周波数スライスを、Ｋ個の出力サブチャンネル１１９ａ〜１１９ｋの内の既定の１つにルーティングする。本開示の一態様では、入力サブチャンネル１１８ａ〜１１８ｋからの周波数スライスは、出力サブチャンネル１１９ａ〜１１９ｋの内の１つへ送られるか、チャネライザ出力部１１７ａ〜１１７ｍの内のすべてにほぼ同時にブロードキャストされる。上述したように、一態様では、ルーティングは、例えば入力に応じて周波数スライスのルーティングが変わらないように、一定である。しかしながら、他の態様では、周波数スライスのルーティングは、例えば衛星コントローラ１１２からの制御信号１９８に応じて設定可能であり、衛星コントローラ１１２からの制御信号１９８は、一態様では、入力サブチャンネル１１８ａ〜１１８ｋから出力サブチャンネル１１９ａ〜１１９ｋへ周波数スライスをルーティングするための命令を含む。合成モジュール１１５は、周波数スライスを（一態様では、入力サブ帯域とは異なる）適切な出力サブ帯域に結びつけて（又は多重化し）、出力サブ帯域をそれぞれの出力サブチャンネル１１９ａ〜１１９ｋへルーティングする。一態様では、チャネライザ入力部１１６ａ〜１１６ｎとチャネライザ出力部１１７ａ〜１１７ｍとの間の接続性は、一態様において、メガヘルツ（ＭＨｚ）の単位を有するチャネライザ帯域幅（ＢＷ）以下の幅のサブチャンネルに基づいている。一態様では、チャネライザ１１１の各チャネライザ入力部１１６ａ〜１１６ｎは、チャネライザ入力部１１６ａ〜１１６ｎの帯域幅をＫ入力サブチャンネル１１８ａ〜１１８ｋに分割する。一態様では、Ｋ個の入力サブチャンネル１１８ａ〜１１８ｋの各々は、ほぼ同時に、Ｍ個のチャネライザ出力部１１７ａ〜１１７ｍの内の１つに送られ得るか、幾つかのチャネライザ出力部１１７ａ〜１１７ｍにブロードキャストされうる。一態様では、Ｋ個の入力サブチャンネル１１８ａ〜１１８ｋが結び付けられ、Ｋ個の出力サブチャンネル１１９ａ〜１１９ｋのうちいくつかにまたがる隣接するチャンネルが形成されうる。出力サブチャンネル１１９ａ〜１１９ｋは、チャネライザ１１１のそれぞれのチャネライザ出力部１１７ａ〜１１７ｎに対応し、チャネライザ出力部１１７ａ〜１１７ｎからの信号出力が、ダウンリンク送信モジュール１０２のビームアンテナ１１０に供給される。一態様では、各チャネライザ出力部１１７ａ〜１１７ｎはＫ個のサブチャンネルをポートの帯域幅に合成する。一態様では、チャネライザ１１１は、全スループット帯域幅（Ｎ×ＢＷ、Ｎ及びＭは同じ）を波形の選択とリンク容量によって得られるビット／ヘルツの数で乗算した数と等しい容量を有する。一態様では、ＴＤＭＡアーキテクチャにより、ＴＤＭＡ時間フレームの期間において、隣接ビーム又は相互変調ひずみからの干渉がほとんどない状態で、出力ポート１１７ａ〜１１７ｎの全帯域幅を単一のビームアンテナ１１０に送ることが可能になるため、所与の帯域幅と放射電力でのチャンネル容量を最大にすることができる。一態様では、チャネルライザ１１１は、「メッシュ型（ｍｅｓｈ）」、「スター型（ｓｔａｒ）」、又はそれらの混合型の構成を有し、チャネライザ入力部１１６ａ〜１１６ｎによって受信されるあらゆるＴＤＭＡ信号が、サブチャンネルごとにいずれかのチャネライザ出力部１１７ａ〜１１７ｎにルーティングされる。一態様では、「スター型」アーキテクチャは、特定のビームをゲートウェイステータスに割り当てて、必要に応じて長い期間、広い帯域幅にわたってゲートウェイステータスに滞留させることによって形成される。一態様では、チャネライザ１１１は、デジタルチャネライザ１１１であるが、他の態様では、チャネライザ１１１はアナログチャネライザである。一態様では、チャネライザ１１１の一部がデジタルであるが、他の部分はアナログである。一態様では、チャネライザ１１１はＴＤＭＡ信号及び従来のＦＤＭＡ信号をいずれもチャネライザ入力１１６として受信する。一態様では、ＴＤＭＡ信号の増幅を含むＲＦ帯域のサンプリング及び全ての機能を直接提供するチャネライザ１１１は、デジタル処理でデジタルプロセッサに組み込まれる。

図１を再び参照する。チャネライザ出力部１１７ａ〜１１７ｎは、結果として得られた（例えば出力）ＴＤＭＡ信号をダウンリンク送信モジュール１０２へ送信する。本開示の一態様では、ダウンリンク送信モジュール１０２は、チャネライザ出力部１１７ａ〜１１７ｎからそれぞれの出力ＴＤＭＡ信号を受信する一又は複数のＴＤＭＡスイッチ１０８と、ＴＤＭＡスイッチ１０８の出力を受信する一又は複数のマトリクス電力増幅器（ＭＰＡ）１０９と、マトリクス電力増幅器１０９の出力を送信する一又は複数のビームアンテナ１１０とを含む。他の態様では、ダウンリンク送信モジュール１０２はまた、アップリンク受信モジュール１０１の周波数変換器１０６とほぼ同様であり、チャネライザ１１１と一又は複数のマトリクス電力増幅器１０９との間に配置される一又は複数の周波数変換器１０７も含む。一態様では、ＴＤＭＡスイッチ１０８がマトリクス電力増幅器１０９の既定のマトリクス電力増幅器入力部１２６を選択することにより、マトリクス電力増幅器１０９の下流で更なる切り替え（例：高電力切替え）をせずに、マトリクス電力増幅器１０９の既定のマトリクス電力増幅器出力部１２７を既定のビームアンテナ１１０にルーティングすることが可能になる。一態様では、マトリクス電力増幅器１０９の電力共有フレキシビリティは、周波数ドメインよりも時間ドメインで最大となる。一態様では、ダウンリンク送信モジュール１０２により、増幅後に単一の高電力増幅器の高電力信号を複数のビームアンテナ１１０へルーティングするのに必要な大容量の高電力交換ネットワークがいらなくなるか、高電力増幅器を各個別のビームアンテナ１１０に割り当てる必要がなくなる。

本開示の一態様では、各ＴＤＭＡスイッチ１０８は、それぞれのチャネライザ出力部１１７ａ〜１１７ｎに接続され、チャネライザ１１１から出力ＴＤＭＡ信号を受信するスイッチ入力部１２４を含む。本開示の一態様では、ＴＤＭＡスイッチ１０８は、衛星コントローラ１１２によって決定される割り当てられた帯域幅に適応するために、衛星リソースを配分する。本明細書に記載されるように、各ＴＤＭＡスイッチ１０８は、一又は複数のマトリクス電力増幅器１０９に接続される一又は複数のスイッチ出力部１２５を含む。一又は複数のスイッチ出力部１２５は各々、マトリクス電力増幅器１０９の選択された入力部１２６に対応する。本開示の一態様では、ＴＤＭＡスイッチ１０８は低電力（例えば約０ｄＢｍ以下）スイッチである。一態様では、ＴＤＭＡスイッチ１０８は高速スイッチである。一態様では、ＴＤＭＡスイッチ１０８は、高速低電力スイッチである。本開示の一態様では、ＴＤＭＡスイッチ１０８は、タイミング同期モジュール１１２Ｂのタイミング同期信号に基づき、どのくらいの長さの周波数帯域がダウンリンク送信モジュール１０２のダウンリンクビームアンテナ１１０に送られるかを決定する。

上述のように、ＴＤＭＡスイッチ１０８のスイッチ出力部１２５は、マトリクス電力増幅器１０９の選択されたマトリクス電力増幅器入力部１２６（例えば既定の入力部）に対応する。例示のマトリクス電力増幅器１０９を示す図１Ｂをここで参照する。一態様では、マトリクス電力増幅器１０９は、（入力電力分割ネットワークとしても知られる）入力ハイブリッドマトリクス１０９ａ、入力ハイブリッドマトリクス１０９ａのプロセスを反転させる出力ハイブリッドマトリクス１０９ｂ、トリム調節器１０９ｃ及び高電力増幅器１０９ｄを含む。トリム調節器１０９ｃ及び高電力増幅器１０９ｄは平行に動作し、入力ハイブリッドマトリクス１０９ａと出力ハイブリッドマトリクス１０９ｂとの間に配置される。一態様では、マトリクス電力増幅器１０９の各マトリクス電力増幅器入力部１２６が、（本明細書に記載されるように）マトリクス電力増幅器１０９の既定のマトリクス電力増幅器出力部１２７にマッピングされる。一態様では、複数のＴＤＭＡ信号が、複数のマトリクス電力増幅器入力部１２６で入力され、それぞれのマトリクス電力増幅器出力部１２７へほぼ同時にルーティングされうる。一態様では、マトリクス電力増幅器入力部１２６の１つにおいて受信されたＴＤＭＡ信号の周波数は、任意の他のマトリクス電力増幅器入力部１２６で受信されたＴＤＭＡ信号の周波数と同じである。しかしながら、他の態様では、高電力増幅器１０９ｃ、及び他の全ての介在する構成要素（例えば、トリム調節器１０９ｃ）の帯域幅が、マトリクス電力増幅器入力部１２６によって受信されるＴＤＭＡ信号の帯域幅を網羅する限りにおいて、各マトリクス電力増幅器入力部１２６によって受信されたＴＤＭＡ信号の周波数が異なる。一態様では、入力ハイブリッドマトリクス１０９ａは、デジタルモジュールにおいてデジタル処理で実行される。一態様では、マトリクス電力増幅器１０９は、出力ハイブリッドマトリクス１０９ｂの機能が回路の代わりにアンテナ光学系によって実施される直接放射アレイ、及び成形開孔アレイで実行される。

マトリクス電力増幅器１０９のそれぞれのマトリクス電力増幅器出力部１２７ａ〜１２７ｎは各々、ビームアンテナ１１０の対応する１つのビームアンテナ１１０に更に接続される。一態様において、ビームアンテナ１１０はスポットビームアンテナである。しかしながら、他の態様では、ビームアンテナ１１０はマルチビーム給電部又はフェーズドアレイアンテナである。各ビームアンテナ１１０は、既定時間に、マトリクス電力増幅器１０９の対応するマトリクス電力増幅器出力部１２７ａ〜１２７ｎからＴＤＭＡ信号を出力する。本開示の一態様では、既定時間はＴＤＭＡ信号の滞留時間であり、タイミング同期モジュール１１２Ａからのタイミング同期信号に基づいて、ＴＤＭＡスイッチ１０８によって制御される。本開示の一態様では、マトリクス電力増幅器出力部１２７ａ〜１２７ｎから出力されたＴＤＭＡ信号は、タイミング同期モジュール１１２Ａからのタイミング同期信号に基づく既定の周波数と振幅を有する。一態様では、チャネライザ１１１とＴＤＭＡスイッチ１０８との間の接続と、ＴＤＭＡスイッチ１０８とマトリクス電力増幅器１０９との間の接続により、時分割多重アクセス時間フレーム（例：滞留時間）の期間に、チャネライザ１１１によってＴＤＭＡ信号の全帯域幅がビームアンテナ１１０に出力される。一態様では、時刻同期モジュール１１２Ａは、時分割多重アクセス時間フレームの期間に、チャネライザ１１１の全帯域幅をアンテナビーム１１０へ出力させる。一態様では、アップリンク受信モジュール１０１でのビームクラスタ及びビームアンテナ１０３のように、ダウンリンク送信モジュール１０２内には等しい数のビームクラスタ及びビームアンテナ１１０がある。しかしながら、他の態様では、ダウンリンク送信モジュール１０２内には、アップリンク受信モジュール１０１のビームクラスタ及びビームアンテナ１０３の数とは異なる数のビームクラスタ及びビームアンテナ１１０がある。

本開示の一態様では、一又は複数の周波数変換器１０７が、ＴＤＭＡスイッチ１０８のチャネライザ出力部１１７とスイッチ入力部１２４との間に配置されている。他の態様では、一又は複数の周波数変換器１０７は、ＴＤＭＡスイッチ１０８のスイッチ出力部１２５と、マトリクス電力増幅器１０９のマトリクス電力増幅入力部１２６との間に配置されている。更に他の態様では、一又は複数の周波数変換器１０７は、チャネライザ出力部１１７とＴＤＭＡスイッチ１０８のスイッチ入力部１２４との間、及びＴＤＭＡスイッチ１０８のスイッチ出力部１２５とマトリクス電力増幅器１０９のマトリクス電力増幅器入力部１２６との間に配置されている。周波数変換器１０７は、本明細書に記載される周波数変換器１０６とほぼ同様のものである。

ここで、例示的な衛星通信システム１００Ａを示す図２を参照する。図２には、複数のビームクラスタ１−Ｘが示されており、各ビームクラスタ１−Ｘは、ビームアンテナ１０３Ａ_１−Ｚ及び１０３Ｂ_１−Ｚに対応する。ここでＺは１よりも大きい任意の既定数である。一態様では、（本明細書に記載されるように）２セットのビームアンテナ１０３Ａ_１−Ｚ及び１０３Ｂ_１−Ｚが示されているが、他の態様では、ビームクラスタ１−Ｘに対応する任意の既定数のセットのビームアンテナ１０３がありうる。各ビームアンテナ１０３Ａ_１―Ｚ及び１０３Ｂ_１−Ｚは、低ノイズ増幅器冗長リング１０４Ａの入力部１２０に接続されている。本開示の一態様では、低ノイズ増幅器冗長リング１０４Ａは各ビームアンテナ１０３Ａ_１−Ｚ及び１０３Ｂ_１−ＺからＴＤＭＡ信号を受信する。一態様では、各低ノイズ増幅器冗長リング１０４Ａは、ビームクラスタ１−Ｘの内の１つに関連付けられるビームアンテナ１０３Ａ_１−Ｚ及び１０３Ｂ_１−ＺからＴＤＭＡ信号を受信する。例えば、一態様では、低ノイズ増幅器冗長リング１０４Ａの内の１つは、ビームクラスタ１に関連付けられるビームアンテナ１０３Ａ_１−Ｚ及び１０３Ｂ_１−Ｚから受信する。他の態様では、低ノイズ増幅器冗長リング１０４Ａは、複数のビームクラスタ１−Ｘに関連付けられるビームアンテナ１０３Ａ_１−Ｚ及び１０３Ｂ_１−ＺからＴＤＭＡ信号を受信する。低ノイズ増幅器冗長リング１０４Ａは、ＴＤＭＡスイッチ１０５のスイッチ入力部１２２に接続されているＬＮＡ出力部１２１を有する。一態様では、１つのＴＤＭＡスイッチ１０５が、各低ノイズ増幅器冗長リング１０４Ａに接続されている。各ＴＤＭＡスイッチ１０５はまたスイッチ出力部１２３も有し、タイミング同期モジュール１１２Ｂからのタイミング同期信号に従ってＴＤＭＡ信号を切り替える。本開示の一態様では、ＴＤＭＡスイッチ１０５のスイッチ出力部１２３は、周波数変換器１０６に接続され、周波数変換器１０６はＴＤＭＡスイッチ１０５とチャネライザ１１１との間に配置されており、ＴＤＭＡスイッチ１０５によって出力されたＴＤＭＡ信号の周波数を変えるように構成されている。チャネライザ１１１は、周波数変換器１０７に接続されているチャネライザ出力部１１７を有する。チャネライザ１１１は、結果として得られたＴＤＭＡ信号（例えば出力ＴＤＭＡ信号）を、チャネライザ１１１とＴＤＭＡスイッチ１０８との間に配置されている周波数変換器１０７に出力する。ＴＤＭＡスイッチ１０８は、タイミング同期モジュール１１２Ｂからのタイミング同期信号に基づいて、ＴＤＭＡ信号をスイッチ出力部１２５に切り替える。スイッチ出力部１２５は、マトリクス電力増幅器１０９の既定のマトリクス電力増幅器入力部１２６に接続されている。本開示の一態様では、マトリクス電力増幅器１０９の既定のマトリクス電力増幅器入力部１２６は、マトリクス電力増幅器１０９の既定のマトリクス電力増幅器出力部１２７にマッピングされる。マトリクス電力増幅器１０９の既定のマトリクス電力増幅器出力部１２７は、対応するダウンリンクビームアンテナ１１０Ａ_１−Ｐ及び１１０Ｂ_１−Ｐに接続されており、ダウンリンクビームアンテナ１１０Ａ_１−Ｐ及び１１０Ｂ_１−Ｐからは、出力ＴＤＭＡ信号がＴＤＭＡ信号１９７Ｄとして送信される。一態様では、２セットのビームアンテナ１１０Ａ_１−Ｐ及び１１０Ｂ_１−Ｐを示したが、他の態様では、ビームクラスタ１−Ｙに対応する任意の既定数のセットのビームアンテナ１１０がある。一態様では、ビームアンテナ１０３Ａ_１−Ｚ、１０３Ｂ_１−Ｚの数は、ビームアンテナ１１０Ａ_１−Ｐ、１１０Ｂ_１−Ｐの数と同じ（例えばＰはＺと同じ）であるが、他の態様では、ビームアンテナ１０３Ａ１−Ｚ、１０３Ｂ１−Ｚの数は、ビームアンテナ１１０Ａ_１−Ｐ、１１０Ｂ_１−Ｐの数とは異なる（例えばＰはＺとは異なる）。

ここで、別の例示的な衛星通信システム１００Ｂを示す図３を参照する。図３に示す衛星通信システム１００Ｂは、図３に示す周波数変換器１０６、１０７が図２に示す周波数変換器１０６、１０７と比べて異なる場所に配置されている以外は、図２に示す例示的な衛星通信システム１００Ａとほぼ同様のものである。図３に示す本開示の態様では、周波数変換器１０６は、低ノイズ増幅器冗長リング１０４Ａと、ＴＤＭＡスイッチ１０５との間に配置される。更に、図３に示す態様では、周波数変換器１０７は、ＴＤＭＡスイッチ１０８と、マトリクス電力増幅器１０９との間に配置される。

ここで、更に別の例示的な衛星通信システム１００Ｃを示す図４を参照する。例示的な衛星通信システム１００Ｃは、例示的な衛星通信システム１００Ａ及び１００Ｂとほぼ同様のものである。一態様では、図４において、周波数変換器４０１が低ノイズ増幅器冗長リング１０４Ａと、ＴＤＭＡスイッチ１０５との間に配置され、周波数変換器４０２が、ＴＤＭＡスイッチ１０５とチャネライザ１１１との間に配置されている。図４に示す一態様では、周波数変換器４０３が、チャネライザ１１１とＴＤＭＡスイッチ１０８との間に配置され、周波数変換器４０４が、ＴＤＭＡスイッチ１０８とマトリクス電力増幅器１０９との間に配置されている。

ここで、衛星通信システム１００Ｄの一部を示す図５〜５Ａを参照する。本開示の一態様では、チャネライザ１１１の複数の出力１１７ａ、１１７ｂが合成されて、広い帯域幅又は複数の帯域のビームが形成されている。一態様では、チャネライザ出力部１１７ａ、１１７ｂは、周波数変換器５０１、５０２に接続されている。周波数変換器５０１、５０２はチャネライザ出力部１１７ａ、１１７ｂからＴＤＭＡ信号１３０、１３１を受信して、それぞれのＴＤＭＡ信号１３０、１３１をデュプレクサ／合成器５０３へ出力する。一態様では、周波数変換器５０１、５０２はＴＤＭＡ信号１３０、１３１を異なる周波数にシフトさせる。周波数変換器５０１、５０２は、デュプレクサ／合成器５０３と協働して、チャネライザ出力部１１７ａ、１１７ｂからのＴＤＭＡ信号１３０、１３１を隣接するＲＦ帯域に多重化して、広い帯域幅、複数の帯域、又は合成帯域１３２のビームを形成する（図５参照）。デュプレクサ／合成器５０３からの合成帯域１３２は、ＴＤＭＡスイッチ１０８に出力され、ＴＤＭＡスイッチ１０８は、合成帯域１３２をマトリクス電力増幅器１０９の既定のマトリクス電力増幅器入力部１２６に切り替える。一態様では、マトリクス電力増幅器１２７は、それぞれのマトリクス電力増幅器出力部１２７を通してそれぞれのビームアンテナ１１０Ａ_１−Ｐ及び１１０Ｂ_１−Ｐに出力する。図５に示す態様では、２つのチャネライザの出力１１７ａ、１１７ｂは、デュプレクサ／合成器５０３によって合成される。しかしながら、他の態様では、デュプレクサ／合成器５０３によって、任意の既定数のチャネライザ出力１１７が合成されうる。

ここで、衛星通信システム１００Ｅの一部を示す図６〜６Ａを参照する。複数のチャネライザ出力部１１７ａ、１１７ｂは、分散型ＴＤＭＡスイッチ６０３、６０４を介して共通のマトリクス電力増幅器１０９にルーティングされうる。一態様では、チャネライザ１１１はチャネライザ出力部１１７ａ、１１７ｂを有する。チャネライザ出力部１１７ａ、１１７ｂは、周波数変換器６０１、６０２に接続される。本開示の一態様では、周波数変換器６０１、６０２はＴＤＭＡ信号１４０、１４１をチャネライザ出力部１１７ａ、１１７ｂから受信し、ＴＤＭＡ信号１４０、１４１をほぼ同じ周波数又は重複した周波数にシフトさせる。しかしながら、他の態様では、周波数変換器６０１、６０２は、チャネライザ出力１１７ａ、１１７ｂを異なる周波数にシフトさせて、マトリクス電力増幅器１０９の帯域幅を拡張する。本開示の一態様では、周波数変換器６０１、６０２は、分散型ＴＤＭＡスイッチ６０３、６０４のスイッチ入力部６０５、６０６に接続される。分散型ＴＤＭＡスイッチ６０３、６０４は、マトリクス電力増幅器１０９のそれぞれの既定のマトリクス電力増幅器入力部１２６に接続されるスイッチ出力部６０７、６０８を有する。マトリクス電力増幅器１０９はそれから、マトリクス電力増幅器出力部１２７を通してそれぞれのビームアンテナ１１０Ａ_１−Ｐ及び１１０Ｂ_１−Ｐへ出力する。一態様では、チャネライザ出力１１７ａ、１１７ｂはマトリクス電力増幅器入力１２６と同じ周波数を共有しうるか、図５〜５Ａについて示したのと同様にマトリクス電力増幅器１０９の帯域幅を拡張しうる（すなわち、周波数変換器６０１、６０２は同じ周波数であってよいし、異なる周波数であってよく、チャネライザ１１１の帯域幅は、マトリクス電力増幅器１０９の帯域幅ほど広くない）。一態様では、分散型ＴＤＭＡスイッチ６０３、６０４のスイッチ出力部６０７、６０８の数が、マトリクス電力増幅器入力部１２６の数と等しければ、共通のマトリクス電力増幅器１０９に最大Ｍ個のチャネライザ出力１１７（ここでＭは１よりも大きい既定数である）がルーティングされうる。一態様では、共通のマトリクス電力増幅器１０９に最大Ｍ個のチャネライザ出力１１７がルーティングされうる。Ｍは高電力増幅器１０９ｃの数である。一態様では、ＴＤＭＡスイッチ６０３、６０４のスイッチ出力部６０７、６０８の数が、マトリクス電力増幅器１０９のマトリクス電力増幅器入力部１２６の数である。図６に示す態様では、２つの分散型ＴＤＭＡスイッチ６０３、６０４が示される。しかしながら、本開示の他の態様では、任意の既定数の分散型ＴＤＭＡスイッチが使用されうる。

ここで、衛星通信システム１００Ｆの一部を示す図７を参照する。図７に示す態様は、図６に示す態様とほぼ同様のものである。しかしながら、図７に示す態様では、チャネライザ１１１は、複数の分散型ＴＤＭＡスイッチ７０４〜７０６を介して複数のマトリクス電力増幅器１０９へ出力する。一態様では、複数の分散型ＴＤＭＡスイッチ７０４〜７０６は各々、チャネライザ出力部１１７ａ〜１１７ｃからＴＤＭＡ信号を受信する。一態様では、一又は複数の分散型ＴＤＭＡスイッチ７０４〜７０６は、１より大きい数のマトリクス電力増幅器１０９に対して共通のものである。本開示の他の態様では、一又は複数のマトリクス電力増幅器１０９は、１より大きい数の分散型ＴＤＭＡスイッチ７０４〜７０６に対して共通のものである。本開示の一態様では、周波数変換器７０１〜７０３はチャネライザ出力部１１７ａ〜１１７ｃからのＴＤＭＡ信号を同じ周波数又は重複した周波数にシフトさせる。しかしながら、他の態様では、周波数変換器７０１〜７０３は、チャネライザ出力１１７ａ〜１１７ｃを異なる周波数にシフトさせる。一態様では、チャネライザ出力１１７ａ〜１１７ｃは、分散型高速スイッチ７０４〜７０６を介して、Ｍ個のマトリクス電力増幅器入力部１２６を有する複数のマトリクス電力増幅器１０９にルーティングされうる。一態様では、チャネライザ出力１１７ａ〜１１７ｃはマトリクス電力増幅器入力１２６と同じ周波数を共有しうるか、図５〜５Ａについて示すように、マトリクス電力増幅器１０９の帯域幅を拡張させうる（すなわち、周波数変換器７０１〜７０３は、同じ周波数であってよいし、異なる周波数であってよい。）一態様では、必要なだけの数のマトリクス電力増幅器１０９に最大Ｍ個のチャネライザ出力１１７ａ〜１１７ｃをルーティングしうる。一態様では、高速スイッチ７０４〜７０６のスイッチ出力部７１０〜７１２の合計数が、マトリクス電力増幅器１０９の合計のマトリクス電力増幅器入力部１２６の総数である。

ここで、衛星通信システム１００Ｆの一部を示す図８を参照する。図８に示す態様は、図７に示す態様とほぼ同様のものである。しかしながら、一態様では、複数の分散型ＴＤＭＡスイッチ７０３〜７０５の代わりに、単一のスイッチマトリクス８０２が存在する。スイッチマトリクス８０２は、任意の既定数のチャネライザ出力１１７ａ〜１１７ｎを受け入れて、チャネライザ出力部１１７ａ〜１１７ｎの全てをマトリクス電力増幅器入力部１２６の各々に接続する。本開示の一態様では、スイッチマトリクス８０２は、Ｈ個の入力部８０３ａ〜８０３ｈ（チャネライザ１１１の各出力部１１７ａ〜１１７ｎに対して１つ）と、Ｉ個の出力部８０４ａ〜８０４ｉを有する。Ｉは、ビームクラスタ１−Ｙ内のビームアンテナ１１０の数である。スイッチマトリクス８０２は、本開示の一態様では、１より多いマトリクス電力増幅器１０９に接続されており、マトリクス電力増幅器１０９はビームクラスタ１−Ｙ内のそれぞれのビームアンテナ１１０に接続されている。本開示の一態様では、スイッチマトリクス８０２は、ノンブロッキングスイッチマトリクスアーキテクチャを有し、チャネライザ出力１１７ａ〜１１７ｎはいずれも、マトリクス電力増幅器１０９の任意のマトリクス電力増幅器入力部１２６に交換されうる。本開示の幾つかの態様では、既定の周波数再利用プラン、チャネライザ１１１の帯域幅、及びマトリクス電力増幅器１０９の占有帯域幅によって決定される、幾つかの周波数変換器８０１ａ〜８０１ｎが存在する。一態様では、スイッチマトリクス８０２は、周波数変換器の数を最低限に抑えるために、マトリクス電力増幅器１０９のＲＦ周波数で動作する。他の態様では、スイッチマトリクス８０２は、チャネライザ１１１の周波数帯域で動作し、各マトリクス電力増幅器入力部１２６に対して専用の周波数変換器を有する。更に別の態様では、スイッチマトリクス８０２は、周波数変換器がマトリクススイッチ８０２とチャネライザ１１１との間に配置され、複数の周波数変換器がマトリクススイッチ８０２とマトリクス電力増幅器１０９との間に配置された形で、中間周波数で動作する。一態様では、スイッチマトリクス８０２は、１より多い入力部８０３ａ〜８０３ｈを有する。一態様では、周波数変換器８０１ａ〜８０１ｎは、スイッチマトリクス８０２の入力部８０３ａ〜８０３ｈ側、あるいは、スイッチマトリクス８０２の出力８０４ａ〜８０４ｉ側にあってよい。一態様では、スイッチマトリクス８０２の帯域幅に応じて、チャネライザ１１１の全ての出力ポート１１７ａ〜１１７ｎを、マトリクス電力増幅器１０９の全てのマトリクス電力増幅器入力部１２６に接続させる単一のスイッチマトリクス８０２を実行することが可能である。一態様では、ノンブロッキングスイッチマトリクスアーキテクチャを使用して、あらゆるチャネライザ出力１１７ａ〜１１７ｎが任意のマトリクス電力増幅器入力部１２６にルーティングされうる。一態様では、周波数変換器８０１ａ〜８０１ｎの周波数の数は、周波数再利用プラン、チャネライザ１１１の帯域幅、及びマトリクス電力増幅器１０９の占有帯域幅によって決定される。一態様では、スイッチマトリクス８０２のアーキテクチャは、範囲としては一般的であって、具体的なシステム要件に応じた特定の具体化部分を有する。

ここで、本開示の更に別の態様を示す図９〜１０を参照する。一態様では、チャネライザ１１１、ハイブリッドＭＰＡ入力マトリクス１０９ａ及びＴＤＭＡスイッチ１０８は、デジタルモジュール９０１として一体化されている。他の態様では、低ノイズ増幅器１０４、周波数変換器１０６、１０７、ＴＤＭＡスイッチ１０５、１０８、チャネライザ１１１、マトリクス電力増幅器１０９、衛星コントローラ１１２又はそれらの任意の部分が組み合わせられて、デジタル信号処理コンピュータのデジタルモジュールの一部として実行されうる。図９に示す例示的な衛星通信システム１００Ｈの一部において、デジタルモジュール９０１は、チャネライザ１１１、ＴＤＭＡスイッチ１０８、及びマトリクス電力増幅器１０９のハイブリッドＭＰＡ入力マトリクス１０９ａを含む。図１０に示す例示的な衛星通信システム１００Ｉの一部において、周波数変換器１０６、ＴＤＭＡスイッチ１０５、チャネライザ１１１、衛星コントローラ１１２、ＴＤＭＡスイッチ１０８、及びマトリクス電力増幅器１０９のハイブリッドＭＰＡ入力マトリクス１０９ａは、デジタルモジュール１０００として実行される。

ここで、衛星通信システム１００の工程の例示的なフロー図を示す図１１を参照する。ブロック１１０１において、一態様では、ＴＤＭＡスイッチ１０５が、スイッチ入力部１２２を有するビームアンテナ１０３から入力ＴＤＭＡ信号を受信する。本開示の一態様では、ＴＤＭＡスイッチ１０５はまた、衛星コントローラ１１２の時刻同期モジュール１１２Ｂから時刻同期信号も受信する。時刻同期信号は、ＴＤＭＡスイッチ１０５によって受信されたＴＤＭＡ信号がどのようにＴＤＭＡスイッチ１０５のスイッチ出力部１２３に切り替えられるかを決定する。ブロック１１０２において、ＴＤＭＡスイッチ１０５は、入力ＴＤＭＡ信号をチャネライザ１１１に送信する。一態様では、チャネライザ１１１は、チャネライザ１１１がＴＤＭＡスイッチ１０５から受信した入力ＴＤＭＡ信号の周波数分割多重化を行い、衛星コントローラ１１２からの制御信号に従って出力ＴＤＭＡ信号を生成する。ブロック１１０３において、チャネライザ１１１は、出力ＴＤＭＡ信号をＴＤＭＡスイッチ１０８に送信する。一態様では、ＴＤＭＡスイッチ１０８は、衛星コントローラ１１２からの制御信号に基づいて、出力ＴＤＭＡ信号に割り当てられた帯域幅に適応するように衛星資源を配分する。ブロック１１０４において、ＴＤＭＡスイッチ１０８は、マトリクス電力増幅器１０９の選択されたマトリクス電力増幅器入力部１２６に出力ＴＤＭＡ信号を出力する。ブロック１１０５において、マトリクス電力増幅器１０９は、マトリクス電力増幅器１０９の選択されたマトリクス電力増幅器入力部１２６からの出力ＴＤＭＡ信号を、マトリクス電力増幅器１０９の既定のマトリクス電力増幅器出力部１２７にマッピングする。ブロック１１０６において、出力ＴＤＭＡが、マトリクス電力増幅器１０９の既定の出力部１２７からビームアンテナ１１０へ、通信信号１９７Ｄとして出力される。

本書に明記された方法（複数可）の工程を説明する開示及び図の描写は、必ずしも、工程が実施されるべきシーケンスを決定していると解釈すべきではない。むしろ、１つの例示的な順番が示されていても、工程のシーケンスは、それが適当な場合には改変され得ると理解されたい。そのため、ある工程は、異なる順番で又は同時に実行され得る。加えて、本開示のいくつかの態様では、本書で説明されている全ての工程が実行される必要があるわけではない。

本開示の実施例は、図１２に示す宇宙船の製造および保守方法１２００と、図１３に示す宇宙船１３０２に関連して、説明されうる。製造前の段階では、例示的な方法１２００は、宇宙船１００２の仕様及び設計１２０４と、材料調達１２０６とを含みうる。製造段階では、宇宙船１３０２の構成要素及びサブアセンブリの製造１２０８とシステムインテグレーション１２１０とが行われる。その後、宇宙船１００２は、認可及び納品１２１２を経て運航１２１４に供されうる。顧客により運航される間に、宇宙船１３０２は、改造、再構成、改修なども含みうる、定期的な整備及び保守１２１６が予定される。

例示的な方法１２００のプロセスの各々は、システムインテグレータ、第三者、及び／又はオペレータ（例えば顧客）によって実行又は実施されうる。本明細書の目的のために、システムインテグレータは、限定しないが、任意の数の宇宙船製造者、及び主要システムの下請業者を含み得、第三者は、限定しないが、任意の数のベンダー、下請業者、及び供給業者を含み得、オペレータは、航空会社、リース会社、軍事団体、サービス機関などであり得る。

図１３に示されるように、例示的な方法１２００によって製造された宇宙船１３０２は、複数の高レベルのシステム及び内装１３２２を有する機体１３１８を含むことができる。宇宙船全体に配備されている高レベルのシステムの例には、推進システム１３２４、電力システム１３２６、油圧システム１３２８、及び環境システム１３３０及び衛星通信中継システム１３３１のうちの一又は複数が含まれる。任意の数の他のシステムが含まれ得る。航空宇宙産業の例を示したが、本発明の原理は、海洋産業などの他の産業にも適用されうる。

本書で示され説明されているシステム及び方法は、製造及び保守方法１２００の、一又は複数の任意の段階において用いられ得る。例えば、構成要素及びサブアセンブリの製造１２０８に対応する構成要素又はサブアセンブリは、宇宙船１００２の運航中に製造される構成要素又はサブアセンブリと同様の方法で製作又は製造されうる。また、システム、方法の一または複数の態様、またはそれらの組み合わせは、例えば、宇宙船１３０２の組立てを大幅に効率化するか、あるいは、宇宙船１３０２のコストを削減することにより、製造段階１２０８および１２１０で利用されうる。同様に、装置又は方法の実現の一又は複数の態様、或いはそれらの組み合わせは、例えば、限定しないが、宇宙船１３０２の運航中に、例えば工程、整備及び保守１２１６に利用することができる。

システム及び方法の種々の実施例と態様が、本書で開示されているが、それらは、多種多様な構成要素、特徴及び機能を含む。本書で開示されているシステム及び方法の様々な実施例と態様は、本書に開示されているシステム及び方法の他の実施例と態様のうちの任意のものの、任意の構成要素、特徴及び機能を、任意の組み合わせで含む可能性があり、かつ、かかる可能性は全て、本開示の本質及び範囲に含まれるように意図されることを、理解すべきである。

上述の説明及び添付の図面に提示された教示の恩恵を受け、本開示が関連する技術分野の当業者には、本書に明記された本開示の多数の変形例及び他の例が想起されるであろう。

本開示の一又は複数の態様によれば、通信システムは、
第１のスイッチ出力部を有する少なくとも１つの第１の時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）高速スイッチと、
第１のスイッチ出力部に接続され且つ少なくとも１つの第１のＴＤＭＡ高速スイッチから入力高周波（ＲＦ）信号を受信するように構成されており、少なくとも１つのチャネライザ出力部を更に有する周波数分割多重アクセス（ＦＤＭＡ）チャネライザと、
少なくとも１つの入力部と少なくとも１つの出力部とを有する少なくとも１つのマトリクス電力増幅器と、
少なくとも１つのチャネライザ出力部のそれぞれ１つに接続された第２のスイッチ入力部と、少なくとも１つのマトリクス電力増幅器の対応する入力部に接続された少なくとも１つの第２のスイッチ出力部とを有しており、ＦＤＭＡチャネライザから出力ＲＦ信号を受信し、出力ＲＦ信号をＦＤＭＡチャネライザから少なくとも１つのマトリクス電力増幅器の選択された入力部に送信するように構成された少なくとも１つの第２のＴＤＭＡ高速スイッチと
を含み、
少なくとも１つのマトリクス電力増幅器の各入力部が、少なくとも１つのマトリクス電力増幅器の既定の出力部にマッピングされ、既定の出力部が各々、対応するアンテナビームに結合されている。

本開示の一又は複数の態様によれば、ＦＤＭＡチャネライザと少なくとも１つの第２のＴＤＭＡ高速スイッチとの間の接続、及び少なくとも１つの第２のＴＤＭＡ高速スイッチと少なくとも１つのマトリクス電力増幅器との間の接続が、時分割多重アクセスフレームの期間に、少なくとも１つのチャネライザ出力部の全帯域幅を対応するアンテナビームに供給するように構成されている。

本開示の一又は複数の態様によれば、少なくとも１つのマトリクス電力増幅器は、１より多い第２のＴＤＭＡ高速スイッチに対して共通のものである。

本開示の一又は複数の態様によれば、少なくとも１つの第２のＴＤＭＡ高速スイッチは、１より多いマトリクス電力増幅器に対して共通のものである。

本開示の一又は複数の態様によれば、少なくとも１つのマトリクス電力増幅器は入力マトリクスと出力マトリクスとを含み、少なくともＦＤＭＡチャネライザ、入力マトリクス、及び少なくとも１つの第２のＴＤＭＡ高速スイッチは、デジタルモジュールとして一体化されている。

本開示の一又は複数の態様によれば、少なくとも１つの第２の高速スイッチは、低電力スイッチである。

本開示の一又は複数の態様によれば、低電力スイッチは、約０ｄＢｍ以下の低電力無線周波数の用途のために構成されている。

本開示の一又は複数の態様によれば、少なくとも１つの第１のＴＤＭＡ高速スイッチと、ＦＤＭＡチャネライザと、少なくとも１つの第２のＴＤＭＡ高速スイッチとに接続された時刻同期モジュールを更に含み、出力ＲＦ信号が、時刻同期モジュールに基づく既定の周波数及び振幅で少なくとも１つのマトリクス電力増幅器から出力される。

本開示の一又は複数の態様によれば、時刻同期モジュールは、ＴＤＭＡ時間フレームの期間、ＦＤＭＡチャネライザの全帯域幅を、アンテナビームへ出力することを実現するように構成されている。

本開示の一又は複数の態様によれば、少なくとも１つの第１のＴＤＭＡ高速スイッチは、複数の入力ビームを含む少なくとも１つの入力源から入力ＲＦ信号を受信するように構成された少なくとも１つの第１のスイッチ入力部を有する。

本開示の一又は複数の態様によれば、少なくとも１つの入力源と少なくとも１つの第１のＴＤＭＡ高速スイッチの少なくとも１つの第１のスイッチ入力部との間に接続された第１の周波数変換器と、少なくとも１つの第１のＴＤＭＡ高速スイッチの第１のスイッチ出力部とＦＤＭＡチャネライザとの間に接続された第２の周波数変換器とを更に含む。

本開示の一又は複数の態様によれば、少なくとも１つの第１のＴＤＭＡ高速スイッチの第１のスイッチ出力部と、ＦＤＭＡチャネライザとの間に接続された周波数変換器を更に含む。

本開示の一又は複数の態様によれば、ＦＤＭＡチャネライザの少なくとも１つのチャネライザ出力部と、少なくとも１つの第２のＴＤＭＡ高速スイッチの第２のスイッチ入力部との間に接続された周波数変換器を更に含む。

本開示の一又は複数の態様によれば、少なくとも１つのマトリクス電力増幅器は、複数の高電力増幅器を含む。

本開示の一又は複数の態様によれば、少なくとも１つの第２のＴＤＭＡ高速スイッチの少なくとも１つの第２のスイッチ出力部と少なくとも１つのマトリクス電力増幅器との間に接続された第１の周波数変換器と、ＦＤＭＡチャネライザと少なくとも１つの第２のＴＤＭＡ高速スイッチの第２のスイッチ入力部との間に接続された第２の周波数変換器とを更に含む。

本開示の一又は複数の態様によれば、通信システムは、第１のスイッチ出力部を有する少なくとも１つの第１の時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）高速スイッチと、
第１のスイッチ出力部に接続され且つ少なくとも１つの第１のＴＤＭＡ高速スイッチから入力高周波（ＲＦ）信号を受信するように構成されており、少なくとも１つのチャネライザ出力部を更に有する周波数分割多重アクセス（ＦＤＭＡ）チャネライザと、
少なくとも１つのチャネライザ出力部のそれぞれ１つに接続された第２のスイッチ入力部と、少なくとも１つの入力部と少なくとも１つの出力部とを有する少なくとも１つのマトリクス電力増幅器を含む少なくとも１つのスイッチレスブロードキャストモジュールとを有する、少なくとも１つの第２のＴＤＭＡ高速スイッチと、
少なくとも１つのマトリクス電力増幅器に接続された少なくとも１つのアンテナと
を含む通信システムであって、少なくとも１つの第２のＴＤＭＡ高速スイッチは更に、少なくとも１つのマトリクス電力増幅器の選択された入力部に接続された少なくとも１つの第２のスイッチ出力部を有し、少なくとも１つの第２のＴＤＭＡ高速スイッチは、ＦＤＭＡチャネライザから出力ＲＦ信号を受信し、ＦＤＭＡチャネライザから少なくとも１つのマトリクス電力増幅器の選択された入力部へ出力ＲＦ信号を送信するように構成されており、
少なくとも１つのマトリクス電力増幅器の各入力部が、少なくとも１つのマトリクス電力増幅器の既定の出力部にマッピングされ、既定の出力部が各々、対応するアンテナに接続されている。

本開示の一又は複数の態様によれば、ＦＤＭＡチャネライザと少なくとも１つの第２のＴＤＭＡ高速スイッチとの間の接続と、少なくとも１つの第２のＴＤＭＡ高速スイッチと少なくとも１つのマトリクス電力増幅器との間の接続が、時分割多重アクセスフレームの期間に、少なくとも１つのチャネライザ出力部の全帯域幅を対応するアンテナに供給するように構成されている。

本開示の一又は複数の態様によれば、少なくとも１つのスイッチレスブロードキャストモジュールは、２以上の第２のＴＤＭＡ高速スイッチに対して共通のものである。

本開示の一又は複数の態様によれば、少なくとも１つの第２のＴＤＭＡ高速スイッチは、２以上のスイッチレスブロードキャストモジュールに対して共通のものである。

本開示の一又は複数の態様によれば、少なくとも１つのマトリクス電力増幅器は、入力マトリクスと出力マトリクスとを含み、少なくともＦＤＭＡチャネライザ、入力マトリクス及び少なくとも１つの第２のＴＤＭＡ高速スイッチは、デジタルモジュールとして一体化されている。

本開示の一又は複数の態様によれば、少なくとも１つの第２のＴＤＭＡ高速スイッチは低電力スイッチである。

本開示の一又は複数の態様によれば、低電力スイッチは、約０ｄＢｍ以下の低電力無線周波数の用途のために構成されている。

本開示の一又は複数の態様によれば、少なくとも１つの第１のＴＤＭＡ高速スイッチ、ＦＤＭＡチャネライザ、及び少なくとも１つの第２のＴＤＭＡ高速スイッチに接続された時刻同期モジュールを更に含み、出力ＲＦ信号は、時刻同期モジュールに基づく既定の周波数と振幅で、少なくとも１つのスイッチレスブロードキャストモジュールから出力される。

本開示の一又は複数の態様によれば、時刻同期モジュールは、ＴＤＭＡ時間フレームの期間、ＦＤＭＡチャネライザの全帯域幅の、アンテナビームへの出力を実現するように構成されている。

本開示の一又は複数の態様によれば、少なくとも１つの第１のＴＤＭＡ高速スイッチは、複数の入力ビームを含む少なくとも１つの入力源から入力ＲＦ信号を受信するように構成された少なくとも１つの第１のスイッチ入力部を有する。

本開示の一又は複数の態様によれば、少なくとも１つの入力源と少なくとも１つの第１のＴＤＭＡ高速スイッチとの間に接続された第１の周波数変換器と、少なくとも１つの第１のＴＤＭＡ高速スイッチとＦＤＭＡチャネライザの少なくとも１つのチャネライザ入力部との間に接続された第２の周波数変換器とを更に含む。

本開示の一又は複数の態様によれば、少なくとも１つの第１のＴＤＭＡ高速スイッチの第１のスイッチ出力部と、ＦＤＭＡチャネライザとの間に接続された周波数変換器を更に含む。

本開示の一又は複数の態様によれば、ＦＤＭＡチャネライザの少なくとも１つのチャネライザ出力部と、少なくとも１つの第２のＴＤＭＡ高速スイッチの第２のスイッチ入力部との間に接続された周波数変換器を更に含む。

本開示の一又は複数の態様によれば、少なくとも１つのマトリクス電力増幅器は、複数の高電力増幅器を含む。

本開示の一又は複数の態様によれば、少なくとも１つの第２のＴＤＭＡ高速スイッチと少なくとも１つのマトリクス電力増幅器との間に接続された第１の周波数変換器と、ＦＤＭＡチャネライザの少なくとも１つのチャネライザ出力部と少なくとも１つの第２のＴＤＭＡ高速スイッチとの間に接続された第２の周波数変換器とを更に含む。

本開示の一又は複数の態様によれば、通信を行うための方法は、少なくとも１つの第１の時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）高速スイッチで、少なくとも１つの入力源からの入力高周波（ＲＦ）信号を受信することと、
少なくとも１つの第１のＴＤＭＡ高速スイッチから周波数分割多重アクセス（ＦＤＭＡ）チャネライザへ入力ＲＦ信号を送信することと、
少なくとも１つの第２のＴＤＭＡ高速スイッチで、ＦＤＭＡチャネライザからの出力ＲＦ信号を受信することと、
少なくとも１つの第２のＴＤＭＡ高速スイッチから少なくとも１つのマトリクス電力増幅器の選択された入力部へ出力ＲＦ信号を送信することと、
選択された入力部からマトリクス電力増幅器の既定の出力部へ出力ＲＦ信号をマッピングすることと、
マトリクス電力増幅器の既定の出力部に対応するアンテナビームに出力ＲＦ信号を出力することとを含む。

本開示の一又は複数の態様によれば、時分割多重アクセスフレームの期間に、ＦＤＭＡチャネライザからアンテナビームへ出力ＲＦ信号の全帯域幅を供給することを更に含む。

本開示の一又は複数の態様では、少なくとも１つの第１のＴＤＭＡ高速スイッチとＦＤＭＡチャネライザとの間に接続された周波数変換器で、入力ＲＦ信号の周波数を変換することを更に含む。

本開示の一又は複数の態様によれば、ＦＤＭＡチャネライザと少なくとも１つの第２のＴＤＭＡ高速スイッチとの間に接続された周波数変換器で、出力ＲＦ信号の周波数を変換することを更に含む。

本開示の一又は複数の態様によれば、少なくとも１つの入力源と少なくとも１つの第１のＴＤＭＡ高速スイッチとの間に接続された第１の周波数変換器で、入力ＲＦ信号の周波数を変換することと、少なくとも１つの第１のＴＤＭＡ高速スイッチとＦＤＭＡチャネライザとの間に接続された第２の周波数変換器で、入力ＲＦ信号を変換することとを更に含む。

本開示の一又は複数の態様によれば、ＦＤＭＡチャネライザと少なくとも１つの第２のＴＤＭＡ高速スイッチとの間に接続された第１の周波数変換器で出力ＲＦ信号の周波数を変換することと、少なくとも１つの第２のＴＤＭＡ高速スイッチと少なくとも１つのマトリクス電力増幅器との間に接続された第２の周波数変換器で出力ＲＦ信号の周波数を変換することとを更に含む。

本開示の一又は複数の態様によれば、時刻同期モジュールからのタイミング信号に基づく既定の周波数と振幅において、少なくとも１つのマトリクス電力増幅器から出力ＲＦ信号を出力することを更に含む。

本開示の一又は複数の態様によれば、時刻同期モジュールからのタイミング信号に基づいて、ＴＤＭＡ時間フレームの期間に、ＦＤＭＡチャネライザの全帯域幅をアンテナビームへ出力することを実現させることを更に含む。

従って、本開示は開示された特定の実施形態に限定されないこと、及び、変形例及び他の実施形態は付随する特許請求の範囲に含まれると意図されることを、理解されたい。更に、上述の説明及び添付図面は、要素及び／又は機能のある例示的な組み合わせに照らして実施形態の例を説明しているが、付随する特許請求の範囲から逸脱せずに、代替的な実行形態によって要素及び／又は機能の種々の組み合わせが提供されうることを、理解すべきである。

Claims (10)

1. 通信システム（１００）であって、
   第１のスイッチ出力部（１２３）を有する少なくとも１つの第１の時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）高速スイッチ（１０５）と、
   前記第１のスイッチ出力部（１２３）に接続され、前記少なくとも１つの第１のＴＤＭＡ高速スイッチ（１０５）から入力高周波（ＲＦ）信号を受信するように構成されており、少なくとも１つのチャネライザ出力部（１１７）を更に有する周波数分割多重アクセス（ＦＤＭＡ）チャネライザ（１１１）と、
   少なくとも１つの入力部（１２６）と少なくとも１つの出力部（１２７）とを有する少なくとも１つのマトリクス電力増幅器（１０９）と、
   前記少なくとも１つのチャネライザ出力部（１１７）のそれぞれ１つに接続された第２のスイッチ入力部（１２４）と、前記少なくとも１つのマトリクス電力増幅器（１０９）の対応する前記入力部（１２６）に接続された少なくとも１つの第２のスイッチ出力部（１２５）とを有しており、前記ＦＤＭＡチャネライザ（１１１）から出力ＲＦ信号を受信し、前記出力ＲＦ信号を前記ＦＤＭＡチャネライザ（１１１）から前記少なくとも１つのマトリクス電力増幅器の選択された入力部（１２６）へ送信するように構成されている少なくとも１つの第２のＴＤＭＡ高速スイッチ（１０８）と
   を備え、
   前記少なくとも１つのマトリクス電力増幅器（１０９）の前記入力部（１２６）が各々、前記少なくとも１つのマトリクス電力増幅器（１０９）の既定の出力部（１２７）にマッピングされ、前記既定の出力部（１２７）が各々、対応するアンテナビーム（１１０）に結合されている、通信システム（１００）。
2. 前記ＦＤＭＡチャネライザ（１１１）と前記少なくとも１つの第２のＴＤＭＡ高速スイッチ（１０８）との間の接続と、前記少なくとも１つの第２のＴＤＭＡ高速スイッチ（１０８）と前記少なくとも１つのマトリクス電力増幅器（１０９）との間の接続が、時分割多重アクセスフレームの期間に、前記少なくとも１つのチャネライザ出力部（１１７）の全帯域幅を前記対応するアンテナビーム（１１０）に供給するように構成されている、請求項１に記載の通信システム（１００）。
3. 前記少なくとも１つのマトリクス電力増幅器（１０９）は、２以上の第２のＴＤＭＡ高速スイッチ（１０８）に対して共通のものである、請求項１に記載の通信システム（１００）。
4. 前記少なくとも１つの第２のＴＤＭＡ高速スイッチ（１０８）は、２以上のマトリクス電力増幅器（１０９）に対して共通のものである、請求項１に記載の通信システム（１００）。
5. 前記少なくとも１つの第２の高速スイッチ（１０８）が、低電力スイッチである、請求項１に記載の通信システム（１００）。
6. 前記少なくとも１つの第１のＴＤＭＡ高速スイッチ（１０５）、前記ＦＤＭＡチャネライザ（１１１）、及び前記少なくとも１つの第２のＴＤＭＡ高速スイッチ（１０８）に接続された時刻同期モジュール（１１２Ｂ）を更に備え、前記出力ＲＦ信号が、前記時刻同期モジュール（１１２Ｂ）に基づく既定の周波数及び振幅で前記少なくとも１つのマトリクス電力増幅器（１０９）から出力される、請求項１に記載の通信システム（１００）。
7. 前記時刻同期モジュールが、ＴＤＭＡ時間フレームの期間、前記ＦＤＭＡチャネライザの全帯域幅を前記アンテナビームへ出力することを実現するように構成されている、請求項６に記載の通信システム（１００）。
8. 前記少なくとも１つの第１のＴＤＭＡ高速スイッチ（１０５）の前記第１のスイッチ出力部（１２３）と前記ＦＤＭＡチャネライザ（１１１）との間に接続された周波数変換器（１０６）を更に備える、請求項１に記載の通信システム（１００）。
9. 前記ＦＤＭＡチャネライザ（１１１）の前記少なくとも１つのチャネライザ出力部（１１７）と、前記少なくとも１つの第２のＴＤＭＡ高速スイッチ（１０８）の前記第２のスイッチ入力部（１２４）との間に接続された周波数変換器（１０７）を更に備える、請求項１に記載の通信システム（１００）。
10. 請求項１から９のいずれか一項に記載の通信システムを使用して通信を行うための方法であって、
    前記少なくとも１つの第１のＴＤＭＡ高速スイッチ（１０５）で、少なくとも１つの入力源（１０３）からの入力高周波（ＲＦ）信号を受信することと、
    前記少なくとも１つの第１の時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）高速スイッチ（１０５）から前記周波数分割多重アクセス（ＦＤＭＡ）チャネライザ（１１１）へ前記入力ＲＦ信号を送信することと、
    前記少なくとも１つの第２のＴＤＭＡ高速スイッチ（１０８）で、前記ＦＤＭＡチャネライザ（１１１）からの出力ＲＦ信号を受信することと、
    前記少なくとも１つの第２のＴＤＭＡ高速スイッチ（１０８）から前記少なくとも１つのマトリクス電力増幅器（１０９）の選択された入力部（１２６）へ前記出力ＲＦ信号を送信することと、
    前記選択された入力部（１２６）から前記マトリクス電力増幅器（１０９）の既定の出力部（１２７）へ前記出力ＲＦ信号をマッピングすることと、
    前記出力ＲＦ信号を、前記マトリクス電力増幅器（１０９）の前記既定の出力部（１２７）に対応する前記アンテナビーム（１１０）へ出力することと
    を含む方法。

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