JP2020092425A - 衛星システム内でのスペクトル効率の良いデータ送信のための方法および装置 - Google Patents

Abstract

【課題】衛星による、複数のユーザ端末へのゲートウェイによるスペクトル効率の良いデータ送信を可能とする通信衛星システムを提供する。【解決手段】本発明の一実施形態に係るゲートウェイは、単一のスロット内に複数のブロックを送信する。各ブロックは、ユーザ端末のうちの1つ宛であり、各ブロックは、所期のユーザ端末ごとに異なるものとすることのできる方式に従って符号化され、変調される。あるブロックが失われるか誤って受信される場合のブロックの再送信の際に、ブロックは、ブロックの第1の送信のものよりスペクトル的に非効率な別の方式に従ってコーディングされ、変調され得る。【選択図】図９

Description

関連出願の相互参照
本特許出願は、両方が「METHOD AND APPARATUS FOR SPECTRAL EFFICIENT DATA TRANSMISSION IN SATELLITE SYSTEMS」という名称であり、両方が本願の譲受人に譲渡され、参照によりその全体が本明細書に明確に組み込まれている、2015年3月20日に出願した米国特許仮出願第62/136,224号および2015年7月23日に出願した米国特許仮出願第62/196,277号の利益を主張するものである。

本明細書で説明される様々な態様は、衛星通信に関し、より具体的には、複数のユーザ端末のための衛星へのスペクトル効率の良いデータ送信に関する。

従来の衛星ベースの通信システムは、ゲートウェイと1つまたは複数のユーザ端末との間で通信信号を中継するために、ゲートウェイと1つまたは複数の衛星とを含む。ゲートウェイは、通信衛星に信号を送信し、通信衛星から信号を受信するためのアンテナを有する地上局である。ゲートウェイは、ユーザ端末を、公衆交換電話網、インターネット、ならびに様々な公衆ネットワークおよび/または私有ネットワークなどの他の通信システムの他のユーザ端末またはユーザに接続するために、衛星を使用して通信リンクを提供する。衛星は、情報を中継するのに使用される、軌道を周回する受信器およびリピータである。

衛星は、ユーザ端末が衛星のフットプリント内にあるならば、ユーザ端末から信号を受信しユーザ端末に信号を送信することができる。衛星のフットプリントは、衛星の信号の範囲内にある、地球の表面上の地理的領域である。フットプリントは、通常、ビームフォーミングアンテナの使用を介して、地理的にビームに分割される。各ビームは、フットプリント内の特定の地理的領域をカバーする。ビームは、同一の衛星からの複数のビームが同一の特定の地理的領域をカバーするようにするために向けられ得る。

地球同期衛星が、長らく通信に使用されて来た。地球同期衛星は、地球上の所与の位置に対して相対的に静止しており、したがって、地球上の通信トランシーバと地球同期衛星との間の無線信号伝搬におけるタイミングシフトおよびドップラー周波数シフトは、ほとんどない。しかしながら、地球同期衛星は、地球の赤道の真上で地球の中心から約42,164kmの半径を有する円である地球同期軌道(GSO)に制限されるので、GSO内に配置され得る衛星の個数は、制限される。地球同期衛星に対する代替案として、地球低軌道(LEO)などの非地球同期軌道内の衛星のコンステレーションを利用する通信システムが、地球全体または少なくとも地球の大きい部分に通信カバレージを提供するために考案された。

GSO衛星ベースの通信システムおよび地上通信システムと比較して、LEO衛星ベースのシステムなどの非地球同期衛星ベースのシステムは、複数の課題を提示する可能性がある。多くの場合に、通信環境は非静止であり、ユーザ端末に通信を提供する衛星ならびにユーザ端末自体が、移動しつつある。その結果、ドップラーシフト、時間遅れ、および変化する通信チャネル特性があり、これらのすべてが、頑健で信頼できる通信に対する複数の課題を提示する。

請求される主題の諸態様は、衛星システム内でのスペクトル効率の良いデータ送信のためのシステムおよび方法を対象とする。

一例として、方法は、ゲートウェイにおいて、衛星を介して複数のユーザ端末からチャネル状態情報を受信するステップと、ゲートウェイによって、複数のブロックを複数の符号化されたブロックに符号化するステップであって、各ブロックは対応するユーザ端末のためのものであり、ゲートウェイは、各ブロックを、その対応するユーザ端末のチャネル状態情報の値に従って符号化する、符号化するステップと、ゲートウェイによって、複数の符号化されたブロックを複数の変調され符号化されたブロックに変調するステップであって、ゲートウェイは、各符号化されたブロックを、その対応するユーザ端末のチャネル状態情報の値に従って変調する、変調するステップと、ゲートウェイによって、複数の変調され符号化されたブロックを含むスロットを衛星を介して複数のユーザ端末に送信するステップとを含む。

一例として、ゲートウェイは、モデムと、モデムと通信している少なくとも1つのプロセッサであって、少なくとも1つのプロセッサおよびモデムは、共同して、衛星を介する複数のユーザ端末からのチャネル状態情報を復調し、複数のブロックを複数の符号化されたブロックに符号化し、各ブロックは対応するユーザ端末のためのものであり、各ブロックは、その対応するユーザ端末のチャネル状態情報の値に従って符号化され、複数の符号化されたブロックを複数の変調され符号化されたブロックに変調し、各符号化されたブロックは、その対応するユーザ端末のチャネル状態情報の値に従って変調され、ゲートウェイに、複数の変調され符号化されたブロックを含むスロットを衛星を介して複数のユーザ端末に送信させるように構成される、少なくとも1つのプロセッサとを含む。

一例として、非一時的コンピュータ可読媒体は、ゲートウェイ内の少なくとも1つのプロセッサによって実行される時に、ゲートウェイに、衛星を介して複数のユーザ端末からチャネル状態情報を受信するステップと、複数のブロックを複数の符号化されたブロックに符号化するステップであって、各ブロックは対応するユーザ端末のためのものであり、各ブロックは、その対応するユーザ端末のチャネル状態情報の値に従って符号化される、符号化するステップと、複数の符号化されたブロックを複数の変調され符号化されたブロックに変調するステップであって、各符号化されたブロックは、その対応するユーザ端末のチャネル状態情報の値に従って変調される、変調するステップと、複数の変調され符号化されたブロックを含むスロットを衛星を介して複数のユーザ端末に送信するステップとを含む方法を実行させる記憶された命令を有する。

一例として、ゲートウェイは、ゲートウェイにおいて、衛星を介して複数のユーザ端末からチャネル状態情報を受信するための手段と、ゲートウェイによって、複数のブロックを複数の符号化されたブロックに符号化するための手段であって、各ブロックは対応するユーザ端末のためのものであり、ゲートウェイは、各ブロックを、その対応するユーザ端末のチャネル状態情報の値に従って符号化する、符号化するための手段と、ゲートウェイによって、複数の符号化されたブロックを複数の変調され符号化されたブロックに変調するための手段であって、ゲートウェイは、各符号化されたブロックを、その対応するユーザ端末のチャネル状態情報の値に従って変調する、変調するための手段と、ゲートウェイによって、複数の変調され符号化されたブロックを含むスロットを衛星を介して複数のユーザ端末に送信するための手段とを含む。

一例として、方法は、ゲートウェイによって衛星に第1のスロットを送信するステップであって、第1のスロットは、ブロックを含み、ブロックは、第1のスロットの第1の分数を占有する、送信するステップと、ゲートウェイが第1のスロット内のブロックの送信に関する否定応答を受信する際に、ゲートウェイによって衛星に第2のスロットを送信するステップであって、第2のスロットは、ブロックを含み、ブロックは、第2のスロットの第2の分数を占有し、第1のスロットおよび第2のスロットは、同一の送信タイムインターバルを有し、第2の分数は、第1の分数より大きい、送信するステップとを含む。

一例として、ゲートウェイによる連結された符号化の方法は、ブロックのブロックチェックを提供するステップと、ブロックにブロックチェックを付加するステップと、付加されたブロックチェックを有するブロックを少なくとも1つのサブブロックにセグメント化するステップと、パリティビットを提供するために組織符号器を用いて少なくとも1つのサブブロックを符号化するステップと、少なくとも1つのサブブロックの各々のサブブロックチェックを提供するステップと、少なくとも1つのサブブロックの各々にその対応するサブブロックチェックを付加するステップと、少なくとも1つのコーディングされたサブブロックを提供するために付加されたサブブロックチェックを有する少なくとも1つのサブブロックの各々をターボ符号化するステップと、パリティビットを少なくとも1つのパリティブロックにグループ化するステップと、少なくとも1つのパリティブロックの各々のパリティブロックチェックを提供するステップと、少なくとも1つのパリティブロックの各々にその対応するパリティブロックチェックを付加するステップと、少なくとも1つのコーディングされたパリティブロックを提供するために付加されたパリティブロックチェックを有する少なくとも1つのパリティブロックの各々をターボ符号化するステップとを含む。

一例として、ゲートウェイは、モデムと、モデムと通信している少なくとも1つのプロセッサであって、少なくとも1つのプロセッサおよびモデムは、共同して、ブロックのブロックチェックを提供し、ブロックにブロックチェックを付加し、付加されたブロックチェックを有するブロックを少なくとも1つのサブブロックにセグメント化し、パリティビットを提供するために少なくとも1つのサブブロックを組織的に符号化し、少なくとも1つのサブブロックの各々のサブブロックチェックを提供し、少なくとも1つのサブブロックの各々にその対応するサブブロックチェックを付加し、少なくとも1つのコーディングされたサブブロックを提供するために付加されたサブブロックチェックを有する少なくとも1つのサブブロックの各々をターボ符号化し、パリティビットを少なくとも1つのパリティブロックにグループ化し、少なくとも1つのパリティブロックの各々のパリティブロックチェックを提供し、少なくとも1つのパリティブロックの各々にその対応するパリティブロックチェックを付加し、少なくとも1つのコーディングされたパリティブロックを提供するために付加されたパリティブロックチェックを有する少なくとも1つのパリティブロックの各々をターボ符号化するように構成される、少なくとも1つのプロセッサとを含む。

一例として、ゲートウェイは、ブロックのブロックチェックを提供するための手段と、ブロックにブロックチェックを付加するための手段と、付加されたブロックチェックを有するブロックを少なくとも1つのサブブロックにセグメント化するための手段と、パリティビットを提供するために組織符号器を用いて少なくとも1つのサブブロックを符号化するための手段と、少なくとも1つのサブブロックの各々のサブブロックチェックを提供するための手段と、少なくとも1つのサブブロックの各々にその対応するサブブロックチェックを付加するための手段と、少なくとも1つのコーディングされたサブブロックを提供するために付加されたサブブロックチェックを有する少なくとも1つのサブブロックの各々をターボ符号化するための手段と、パリティビットを少なくとも1つのパリティブロックにグループ化するための手段と、少なくとも1つのパリティブロックの各々のパリティブロックチェックを提供するための手段と、少なくとも1つのパリティブロックの各々にその対応するパリティブロックチェックを付加するための手段と、少なくとも1つのコーディングされたパリティブロックを提供するために付加されたパリティブロックチェックを有する少なくとも1つのパリティブロックの各々をターボ符号化するための手段とを含む。

一例として、非一時的コンピュータ可読媒体は、ゲートウェイ内の少なくとも1つのプロセッサによって実行される時に、ゲートウェイに、ブロックのブロックチェックを提供するステップと、ブロックにブロックチェックを付加するステップと、付加されたブロックチェックを有するブロックを少なくとも1つのサブブロックにセグメント化するステップと、パリティビットを提供するために組織符号器を用いて少なくとも1つのサブブロックを符号化するステップと、少なくとも1つのサブブロックの各々のサブブロックチェックを提供するステップと、少なくとも1つのサブブロックの各々にその対応するサブブロックチェックを付加するステップと、少なくとも1つのコーディングされたサブブロックを提供するために付加されたサブブロックチェックを有する少なくとも1つのサブブロックの各々をターボ符号化するステップと、パリティビットを少なくとも1つのパリティブロックにグループ化するステップと、少なくとも1つのパリティブロックの各々のパリティブロックチェックを提供するステップと、少なくとも1つのパリティブロックの各々にその対応するパリティブロックチェックを付加するステップと、少なくとも1つのコーディングされたパリティブロックを提供するために付加されたパリティブロックチェックを有する少なくとも1つのパリティブロックの各々をターボ符号化するステップとを含む方法を実行させる記憶された命令を有する。

一例として、ユーザ端末による連結された復号の方法は、少なくとも1つのサブブロックの第1の推定値を提供するために受信された少なくとも1つのコーディングされたサブブロックをターボ復号するステップと、ブロックチェックの第1の推定値を有するブロックの第1の推定値を提供するために少なくとも1つのサブブロックの第1の推定値を連結するステップと、ブロックチェックの第1の推定値が合格しまたは不合格になるのどちらであるのかを判定するステップと、ブロックチェックの第1の推定値が不合格になる場合に、少なくとも1つのパリティブロックの推定値を提供するために受信された少なくとも1つのコーディングされたパリティブロックをターボ復号するステップと、少なくとも1つのサブブロックの第2の推定値を提供するために少なくとも1つのパリティブロックの推定値を使用して少なくとも1つのサブブロックの第1の推定値を外側復号するステップと、ブロックチェックの第2の推定値を有するブロックの第2の推定値を提供するために少なくとも1つのサブブロックの第2の推定値を連結するステップと、ブロックチェックの第2の推定値が合格しまたは不合格になるのどちらであるのかを判定するステップとを含む。

一例として、ユーザ端末は、モデムと、モデムと通信している少なくとも1つのプロセッサであって、少なくとも1つのプロセッサおよびモデムは、共同して、少なくとも1つのサブブロックの第1の推定値を提供するために受信された少なくとも1つのコーディングされたサブブロックをターボ復号し、ブロックチェックの第1の推定値を有するブロックの第1の推定値を提供するために少なくとも1つのサブブロックの第1の推定値を連結し、ブロックチェックの第1の推定値が合格しまたは不合格になるのどちらであるのかを判定し、ブロックチェックの第1の推定値が不合格になる場合に、少なくとも1つのパリティブロックの推定値を提供するために受信された少なくとも1つのコーディングされたパリティブロックをターボ復号し、少なくとも1つのサブブロックの第2の推定値を提供するために少なくとも1つのパリティブロックの推定値を使用して少なくとも1つのサブブロックの第1の推定値を外側復号し、ブロックチェックの第2の推定値を有するブロックの第2の推定値を提供するために少なくとも1つのサブブロックの第2の推定値を連結し、ブロックチェックの第2の推定値が合格しまたは不合格になるのどちらであるのかを判定するように構成される、少なくとも1つのプロセッサとを含む。

一例として、ユーザ端末は、少なくとも1つのサブブロックの第1の推定値を提供するために受信された少なくとも1つのコーディングされたサブブロックをターボ復号するための手段と、ブロックチェックの第1の推定値を有するブロックの第1の推定値を提供するために少なくとも1つのサブブロックの第1の推定値を連結するための手段と、ブロックチェックの第1の推定値が合格しまたは不合格になるのどちらであるのかを判定するための手段と、ブロックチェックの第1の推定値が不合格になる時に、少なくとも1つのパリティブロックの推定値を提供するために受信された少なくとも1つのコーディングされたパリティブロックをターボ復号するための手段と、ブロックチェックの第1の推定値が不合格になる時に、少なくとも1つのサブブロックの第2の推定値を提供するために少なくとも1つのパリティブロックの推定値を使用して少なくとも1つのサブブロックの第1の推定値を外側復号するための手段と、ブロックチェックの第1の推定値が不合格になる時に、ブロックチェックの第2の推定値を有するブロックの第2の推定値を提供するために少なくとも1つのサブブロックの第2の推定値を連結するための手段と、ブロックチェックの第1の推定値が不合格になる時に、ブロックチェックの第2の推定値が合格しまたは不合格になるのどちらであるのかを判定するための手段とを含む。

一例として、非一時的コンピュータ可読媒体は、ユーザ端末内の少なくとも1つのプロセッサによって実行される時に、ユーザ端末に、少なくとも1つのサブブロックの第1の推定値を提供するために受信された少なくとも1つのコーディングされたサブブロックをターボ復号するステップと、ブロックチェックの第1の推定値を有するブロックの第1の推定値を提供するために少なくとも1つのサブブロックの第1の推定値を連結するステップと、ブロックチェックの第1の推定値が合格しまたは不合格になるのどちらであるのかを判定するステップと、ブロックチェックの第1の推定値が不合格になる場合に、少なくとも1つのパリティブロックの推定値を提供するために受信された少なくとも1つのコーディングされたパリティブロックをターボ復号するステップと、少なくとも1つのサブブロックの第2の推定値を提供するために少なくとも1つのパリティブロックの推定値を使用して少なくとも1つのサブブロックの第1の推定値を外側復号するステップと、ブロックチェックの第2の推定値を有するブロックの第2の推定値を提供するために少なくとも1つのサブブロックの第2の推定値を連結するステップと、ブロックチェックの第2の推定値が合格しまたは不合格になるのどちらであるのかを判定するステップとを含む方法を実行させる記憶された命令を有する。

例の衛星通信システムを示すブロック図である。 図1のゲートウェイの一例を示すブロック図である。 図1の衛星の一例を示すブロック図である。 図1のユーザ端末の一例を示すブロック図である。 図1のユーザ機器の一例を示すブロック図である。 図1のゲートウェイまたはユーザ端末を表すプロトコルスタックを有する信号処理システムの一例を示すブロック図である。 図1のゲートウェイによって使用される通信構造の一例を示す図である。 図7Aの通信構造内のブロックのユーザ端末へのマッピングの一例を示す図である。 図7Aの通信構造内のブロックのユーザ端末へのマッピングの別の例を示す図である。 図1のユーザ端末またはゲートウェイによって使用される信号処理チェーンの一例を示す図である。 図1のユーザ端末またはゲートウェイによって実行される処理およびアクションを示す図である。 図1のユーザ端末またはゲートウェイによって使用される連結されたコーディング方式の一例を示す図である。 図1のユーザ端末またはゲートウェイによって使用される適応ARQ方式の一例を示す図である。 内側ターボコードおよび外側組織ブロックコード(systematic block code)を用いる連結された符号化方式を示す図である。 図12の連結された符号化方式の復号を示す図である。 相互関係のある機能モジュールを有するゲートウェイの一例を示す図である。 相互関係のある機能モジュールを有するゲートウェイの一例を示す図である。 相互関係のある機能モジュールを有するユーザ端末の一例を示す図である。

通信衛星システムは、衛星による、複数のユーザ端末へのゲートウェイによるスペクトル効率の良いデータ送信を提供する。ゲートウェイは、単一のスロット内に複数のブロックを送信し、各ブロックは、ユーザ端末のうちの1つ宛であり、各ブロックは、所期のユーザ端末ごとに異なるものとすることのできる方式に従ってコーディングされ、変調される。あるブロックが失われるか誤って受信される場合のブロックの再送信の際に、ブロックは、より強い誤り制御訂正を提供するために、変調がブロックの第1の送信の際より低次である場合に、別の方式に従ってコーディングされ、変調され得る。

請求される主題の諸態様は、以下の説明および関連する図面内で開示される。代替システムが、請求される主題の範囲から逸脱せずに考案され得る。さらに、周知の要素は、この説明の関連する詳細を不明瞭にしないように、詳細には説明されず、または省略される。

本明細書で使用される用語法は、請求される主題の特定の態様を説明するのみのためのものであって、限定的であることは意図されていない。本明細書で使用される時に、単数形「a」、「an」、および「the」は、文脈がそうでないことを明瞭に示さない限り、複数形をも含むことが意図されている。さらに、「含む(「comprises」、「comprising」、「includes」、および/または「including」)」という用語は、本明細書で使用される時に、述べられた特徴、整数、ステップ、動作、要素、および/または構成要素の存在を指定するが、1つまたは複数の他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、構成要素、および/またはその群の存在または追加を除外しないことを理解されたい。

さらに、請求される主題のいくつかの態様は、たとえばコンピューティングデバイスの要素によって実行されるアクションのシーケンスに関して説明される。本明細書で説明される様々なアクションが、特定の回路(たとえば、特定用途向け集積回路(ASIC))、1つまたは複数のプロセッサによって実行されるプログラム命令、またはその両方の組合せなど、複数のエンティティによって実行され得ることを理解されたい。さらに、本明細書で説明されるアクションのこれらのシーケンスは、実行時に関連するプロセッサに本明細書で説明される機能性を実行させるコンピュータ命令の対応するセットをその中に記憶された任意の形のコンピュータ可読記憶媒体内で完全に実施されると考えられ得る。したがって、請求される主題の様々な態様は、複数の異なる形において実施され得、それらのすべてが、請求される主題の範囲内にあると企図されている。さらに、本明細書で説明される請求される主題の諸態様の各々について、任意のそのような態様の対応する形が、たとえば説明されるアクションを実行する「ように構成された論理」として本明細書で説明される場合がある。

図1は、非地球同期軌道、たとえば地球低軌道(LEO)内の複数の衛星(例示の明瞭さのために1つの衛星300だけが図示されているが)、それぞれ、衛星300と通信しているゲートウェイ200、衛星300と通信している複数のユーザ端末(UT)400および401、ならびにUT 400および401と通信している複数のユーザ機器(UE)500および501を含む衛星通信システム100の例を示す。各UE 500または501は、モバイルデバイス、電話機、スマートフォン、タブレット、ラップトップコンピュータ、コンピュータ、ウェアラブルデバイス、スマートウォッチ、オーディオビジュアルデバイス、またはUTと通信する能力を含む任意のデバイスなどのユーザデバイスとすることができる。さらに、UE 500および/またはUE 501は、1つまたは複数のエンドユーザデバイスと通信するのに使用されるデバイス(たとえば、アクセスポイント、スモールセルなど)とすることができる。図1内に示された例において、UT 400およびUE 500は、両方向アクセスリンク(順方向アクセスリンクおよび戻りアクセスリンクを有する)を介してお互いと通信し、同様に、UT 401およびUE 501は、別の両方向アクセスリンクを介してお互いと通信する。別の実施態様において、1つまたは複数の追加のUE(図示せず)が、受信専用に構成され、したがって、順方向アクセスリンクを使用することのみによってUTと通信することができる。別の実施態様において、1つまたは複数の追加のUE(図示せず)が、UT 400またはUT 401と通信することもできる。代替案では、UTおよび対応するUEは、たとえば衛星と直接に通信するための一体衛星トランシーバおよびアンテナを有する携帯電話機など、単一の物理デバイスの一体の部分とすることができる。

ゲートウェイ200は、インターネット108または1つもしくは複数の他のタイプの公衆ネットワーク、半私有ネットワーク、もしくは私有ネットワークへのアクセスを有することができる。図1内に示された例において、ゲートウェイ200は、インフラストラクチャ106と通信しており、このインフラストラクチャ106は、インターネット108または1つもしくは複数の他のタイプの公衆ネットワーク、半私有ネットワーク、もしくは私有ネットワークにアクセスすることができる。ゲートウェイ200は、たとえば光ファイバネットワークまたは公衆交換電話網(PSTN) 110などの陸線ネットワークを含む、様々なタイプの通信バックホールにも結合され得る。さらに、代替実施態様において、ゲートウェイ200は、インフラストラクチャ106を使用せずに、インターネット108、PSTN 110、または1つもしくは複数の他のタイプの公衆ネットワーク、半私有ネットワーク、もしくは私有ネットワークにインターフェースすることができる。さらに、ゲートウェイ200は、インフラストラクチャ106を介してゲートウェイ201などの他のゲートウェイと通信することができ、またはその代わりに、インフラストラクチャ106を使用せずにゲートウェイ201に通信するように構成され得る。インフラストラクチャ106は、全体的にまたは部分的に、ネットワーク制御センタ(NCC)、衛星制御センタ(SCC)、有線および/もしくはワイヤレスのコアネットワーク、ならびに/または衛星通信システム100の動作および/もしくはこれとの通信を容易にするのに使用される任意の他の構成要素もしくはシステムを含むことができる。

両方の方向での衛星300とゲートウェイ200との間の通信は、フィーダーリンクと呼ばれ、両方の方向での衛星とUT 400および401の各々との間の通信は、サービスリンクと呼ばれる。衛星300からゲートウェイ200またはUT 400および401のうちの1つとすることのできる地上局への信号経路は、包括的にダウンリンクと呼ばれる場合がある。地上局から衛星300への信号経路は、包括的にアップリンクと呼ばれる場合がある。さらに、図示されているように、信号は、順方向リンクおよび戻りリンクすなわち逆方向リンクなどの全般的な方向性を有することができる。したがって、ゲートウェイ200から発し、衛星300を介してUT 400で終わる方向における通信リンクは、順方向リンクと呼ばれ、UT 400から発し、衛星300を介してゲートウェイ200で終わる方向における通信リンクは、戻りリンクまたは逆方向リンクと呼ばれる。したがって、図1内では、ゲートウェイ200から衛星300への信号経路は、「順方向フィーダーリンク」というラベルを付けられ、衛星300からゲートウェイ200への信号経路は、「戻りフィーダーリンク」というラベルを付けられている。同様の形において、図1内では、各UT 400または401から衛星300への信号経路は、「戻りサービスリンク」というラベルを付けられ、衛星300から各UT 400または401への信号経路は、「順方向サービスリンク」というラベルを付けられている。

図2は、ゲートウェイ200の例のブロック図であり、図1のゲートウェイ201にもあてはめられ得る。ゲートウェイ200は、複数のアンテナ205、RFサブシステム210、デジタルサブシステム220、公衆交換電話網(PSTN)インターフェース230、ローカルエリアネットワーク(LAN)インターフェース240、ゲートウェイインターフェース245、およびゲートウェイコントローラ250を含んで図示されている。RFサブシステム210は、アンテナ205およびデジタルサブシステム220に結合される。デジタルサブシステム220は、PSTNインターフェース230、LANインターフェース240、およびゲートウェイインターフェース245に結合される。ゲートウェイコントローラ250は、RFサブシステム210、デジタルサブシステム220、PSTNインターフェース230、LANインターフェース240、およびゲートウェイインターフェース245に結合される。

RFサブシステム210は、複数のRFトランシーバ212、RFコントローラ214、およびアンテナコントローラ216を含むことができるが、順方向フィーダーリンク301Fを介して衛星300に通信信号を送信することができ、戻りフィーダーリンク301Rを介して衛星300から通信信号を受信することができる。単純さのために図示されていないが、RFトランシーバ212の各々は、送信チェーンおよび受信チェーンを含むことができる。各受信チェーンは、受信された通信信号を周知の形でそれぞれ増幅し、ダウンコンバートするために、低雑音増幅器(LNA)およびダウンコンバータ(たとえば、ミキサ)を含むことができる。さらに、各受信チェーンは、受信された通信信号をアナログ信号からデジタル信号に変換する(たとえば、デジタルサブシステム220による処理のために)ために、アナログ-デジタル変換器(ADC)を含むことができる。各送信チェーンは、衛星300に送信される通信信号を周知の形でそれぞれアップコンバートし、増幅するために、アップコンバータ(たとえば、ミキサ)および電力増幅器(PA)を含むことができる。さらに、各送信チェーンは、デジタルサブシステム220から受け取られたデジタル信号を衛星300に送信されるアナログ信号に変換するためにデジタル-アナログ変換器(DAC)を含むことができる。

RFコントローラ214は、複数のRFトランシーバ212の様々な態様(たとえば、搬送波周波数の選択、周波数および位相の較正、利得セッティング、ならびに類似物)を制御するのに使用され得る。アンテナコントローラ216は、アンテナ205の様々な態様(たとえば、ビームフォーミング、ビームステアリング、利得セッティング、周波数チューニング、および類似物)を制御することができる。

デジタルサブシステム220は、複数のデジタル受信器モジュール222、複数のデジタル送信器モジュール224、ベースバンド(BB)プロセッサ226、および制御(CTRL)プロセッサ228を含むことができる。デジタルサブシステム220は、RFサブシステム210から受け取られた通信信号を処理し、処理された通信信号をPSTNインターフェース230および/またはLANインターフェース240に転送することができ、PSTNインターフェース230および/またはLANインターフェース240から受け取られた通信信号を処理し、処理された通信信号をRFサブシステム210に転送することができる。

各デジタル受信器モジュール222は、ゲートウェイ200とUT 400との間の通信を管理するのに使用される信号処理要素に対応することができる。RFトランシーバ212の受信チェーンの1つが、複数のデジタル受信器モジュール222に入力信号を供給することができる。複数のデジタル受信器モジュール222が、所与の時に処理される衛星ビームおよび可能なダイバーシティモード信号のすべてに対処するのに使用され得る。単純さのために図示されていないが、各デジタル受信器モジュール222は、1つまたは複数のデジタルデータ受信器、サーチャ受信器、ならびにダイバーシティコンバイナおよび復号器回路を含むことができる。サーチャ受信器は、搬送波信号の適当なダイバーシティモードを検索するのに使用され得、パイロット信号(または他の相対的に固定されたパターンの強い信号)を検索するのに使用され得る。

デジタル送信器モジュール224は、衛星300を介してUT 400に送信される信号を処理することができる。単純さのために図示されていないが、各デジタル送信器モジュール224は、送信のためにデータを変調する送信変調器を含むことができる。各送信変調器の送信電力は、(1)干渉低減およびリソース割振りのために電力の最小レベルを適用し、(2)送信経路内の減衰および他の経路転送特性を補償するのに必要な時に適当なレベルの電力を適用することができる、対応するデジタル送信電力コントローラ(単純さのために図示せず)によって制御され得る。

制御プロセッサ228は、デジタル受信器モジュール222、デジタル送信器モジュール224、およびベースバンドプロセッサ226に結合されるが、信号処理、タイミング信号生成、電力制御、ハンドオフ制御、ダイバーシティ合成、およびシステムインターフェーシングなどであるがこれに限定はされない機能をもたらすためにコマンド信号および制御信号を供給することができる。

制御プロセッサ228は、パイロットの生成および電力、同期化、ならびにページングチャネル信号およびその送信電力コントローラへの結合(単純さのために図示せず)をも制御することができる。パイロットチャネルは、データによって変調されない信号であり、反復する変化しないパターンまたは変化しないフレーム構造タイプ(パターン)もしくはトーンタイプの入力を使用することができる。たとえば、パイロット信号のチャネルを形成するのに使用される直交関数は、一般に、すべて1もしくはすべて0などの定数値または散在する1および0の構造化されたパターンなどの周知の反復パターンを有する。

ベースバンドプロセッサ226は、当技術分野で周知であり、したがって、本明細書では詳細には説明されない。たとえば、ベースバンドプロセッサ226は、コーダ、データモデム、ならびにデジタルデータスイッチングおよびストレージ構成要素など(これに限定はされない)の様々な既知の要素を含むことができる。

PSTNインターフェース230は、図1内に示されているように、直接にまたは追加のインフラストラクチャ106を介してのいずれかで、外部PSTNに通信信号を供給し、外部PSTNから通信信号を受信することができる。PSTNインターフェース230は、当技術分野で周知であり、したがって、本明細書では詳細には説明されない。他の実施態様に関して、PSTNインターフェース230は、省略され得、または、ゲートウェイ200を地上ベースのネットワーク(たとえば、インターネット)に接続する任意の他の適切なインターフェースに置換され得る。

LANインターフェース240は、外部LANに通信信号を供給し、外部LANから通信信号を受信することができる。たとえば、LANインターフェース240は、図1内に示されているように、直接にまたは追加のインフラストラクチャ106を介してのいずれかで、インターネット108に結合され得る。LANインターフェース240は、当技術分野で周知であり、したがって、本明細書では詳細には説明されない。

ゲートウェイインターフェース245は、図1の衛星通信システム100に関連する1つまたは複数の他のゲートウェイ(および/または、単純さのために図示されていない他の衛星通信システムに関連するゲートウェイ)に通信信号を供給し、これから通信信号を受信することができる。いくつかの実施態様に関して、ゲートウェイインターフェース245は、1つまたは複数の専用の通信回線またはチャネル(単純さのために図示せず)を介して他のゲートウェイと通信することができる。他の実施態様に関して、ゲートウェイインターフェース245は、PSTN 110および/またはインターネット108(図1をも参照されたい)などの他のネットワークを使用して他のゲートウェイと通信することができる。少なくとも1つの実施態様に関して、ゲートウェイインターフェース245は、インフラストラクチャ106を介して他のゲートウェイと通信することができる。

全体的なゲートウェイ制御は、ゲートウェイコントローラ250によって提供され得る。ゲートウェイコントローラ250は、ゲートウェイ200による衛星300のリソースの利用を計画し、制御することができる。たとえば、ゲートウェイコントローラ250は、傾向を分析し、トラフィック計画を生成し、衛星リソースを割り振り、衛星位置を監視(または追跡)し、ゲートウェイ200および/または衛星300の性能を監視することができる。ゲートウェイコントローラ250は、衛星300の軌道を維持し、監視し、衛星使用情報をゲートウェイ200に中継し、衛星300の位置を追跡し、かつ/または衛星300の様々なチャネルセッティングを調整する地上ベースの衛星コントローラ(単純さのために図示せず)にも結合され得る。

図2内に示された例の実施態様に関して、ゲートウェイコントローラ250は、ローカル時刻、周波数、および位置基準251を含み、このローカル時刻、周波数、および位置基準251は、RFサブシステム210、デジタルサブシステム220、ならびに/またはインターフェース230、240、および245にローカル時刻情報およびローカル周波数情報を供給することができる。時刻情報および周波数情報は、ゲートウェイ200の様々な構成要素をお互いおよび/または衛星300と同期化するのに使用され得る。ローカル時刻、周波数、および位置基準251は、ゲートウェイ200の様々な構成要素に衛星300の位置情報(たとえば、天体暦データ)を供給することもできる。さらに、図2内ではゲートウェイコントローラ250内に含まれるものとして図示されているが、他の実施態様に関して、ローカル時刻、周波数、および位置基準251は、ゲートウェイコントローラ250(ならびに/またはデジタルサブシステム220およびRFサブシステム210のうちの1つまたは複数)に結合される別々のサブシステムとすることができる。

単純さのために図2内には図示されていないが、ゲートウェイコントローラ250は、ネットワーク制御センタ(NCC)および/または衛星制御センタ(SCC)にも結合され得る。
たとえば、ゲートウェイコントローラ250は、SCCが、たとえば衛星300から天体暦データを取り出すために、衛星300と直接に通信することを可能にすることができる。ゲートウェイコントローラ250は、ゲートウェイコントローラ250がそのアンテナ205のねらいを正しく定め(たとえば、適当な衛星300に)、ビーム送信をスケジューリングし、ハンドオーバを調整し、様々な他の周知の機能を実行することを可能にする、処理された情報を受信する(たとえば、SCCおよび/またはNCCから)こともできる。

図3は、例示のみのための衛星300の例のブロック図である。特定の衛星構成が、大幅に変化することができ、オンボード処理を含んでも含まなくてもよいことを了解されたい。さらに、単一の衛星として図示されているが、衛星間通信を使用する2つ以上の衛星が、ゲートウェイ200とUT 400との間の機能的接続を提供することができる。開示が、どの特定の衛星構成にも限定されず、ゲートウェイ200とUT 400との間の機能的接続を提供できる任意の衛星または衛星の組合せが、本開示の範囲内と考えられ得ることを了解されたい。一例において、衛星300は、順方向トランスポンダ310、戻りトランスポンダ320、発振器330、コントローラ340、順方向リンクアンテナ351〜352、および戻りリンクアンテナ361〜362を含んで図示されている。順方向トランスポンダ310は、対応するチャネルまたは周波数帯内の通信信号を処理することができるが、第1の帯域フィルタ311(1)〜311(N)のそれぞれの1つ、第1のLNA 312(1)〜312(N)のそれぞれの1つ、周波数変換器313(1)〜313(N)のそれぞれの1つ、第2のLNA 314(1)〜314(N)のそれぞれの1つ、第2の帯域フィルタ315(1)〜315(N)のそれぞれの1つ、およびPA 316(1)〜316(N)のそれぞれの1つを含むことができる。PA 316(1)〜316(N)の各々は、図3内に示されているように、アンテナ352(1)〜352(N)のそれぞれの1つに結合される。

それぞれの順方向経路FP(1)〜FP(N)の各々内で、第1の帯域フィルタ311は、それぞれの順方向経路FPのチャネルまたは周波数帯内の周波数を有する信号成分を通過させ、それぞれの順方向経路FPのチャネルまたは周波数帯の外部の周波数を有する信号成分をフィルタリングする。したがって、第1の帯域フィルタ311の通過帯域は、それぞれの順方向経路FPに関連するチャネルの幅に対応する。第1のLNA 312は、受信された通信信号を、周波数変換器313による処理に適切なレベルまで増幅する。周波数変換器313は、それぞれの順方向経路FP内の通信信号の周波数を変換する(たとえば、衛星300からUT 400への送信に適切な周波数に)。第2のLNA 314は、周波数変換された通信信号を増幅し、第2の帯域フィルタ315は、関連するチャネル幅の外部の周波数を有する信号成分をフィルタリングする。PA 316は、フィルタリングされた信号を、それぞれのアンテナ352を介するUT 400への送信に適切な電力レベルまで増幅する。戻りトランスポンダ320は、複数N個の戻り経路RP(1)〜RP(N)を含むが、アンテナ361(1)〜361(N)を介して戻りサービスリンク302Rに沿ってUT 400から通信信号を受信し、1つまたは複数のアンテナ362を介して戻りフィーダーリンク301Rに沿ってゲートウェイ200に通信信号を送信する。戻り経路RP(1)〜RP(N)の各々は、対応するチャネルまたは周波数帯内の通信信号を処理することができるが、アンテナ361(1)〜361(N)のそれぞれの1つに結合され得、第1の帯域フィルタ321(1)〜321(N)のそれぞれの1つ、第1のLNA 322(1)〜322(N)のそれぞれの1つ、周波数変換器323(1)〜323(N)のそれぞれの1つ、第2のLNA 324(1)〜324(N)のそれぞれの1つ、および第2の帯域フィルタ325(1)〜325(N)のそれぞれの1つを含むことができる。

それぞれの戻り経路RP(1)〜RP(N)の各々内で、第1の帯域フィルタ321は、それぞれの戻り経路RPのチャネルまたは周波数帯内の周波数を有する信号成分を通過させ、それぞれの戻り経路RPのチャネルまたは周波数帯の外部の周波数を有する信号成分をフィルタリングする。したがって、第1の帯域フィルタ321の通過帯域は、いくつかの実施態様に関して、それぞれの戻り経路RPに関連するチャネルの幅に対応することができる。第1のLNA 322は、すべての受信された通信信号を、周波数変換器323による処理に適切なレベルまで増幅する。周波数変換器323は、それぞれの戻り経路RP内の通信信号の周波数を変換する(たとえば、衛星300からゲートウェイ200への送信に適切な周波数に)。第2のLNA 324は、周波数変換された通信信号を増幅し、第2の帯域フィルタ325は、関連するチャネル幅の外部の周波数を有する信号成分をフィルタリングする。戻り経路RP(1)〜RP(N)からの信号は、組み合わされ、PA 326を介して1つまたは複数のアンテナ362に供給される。PA 326は、組み合わされた信号を、ゲートウェイ200への送信のために増幅する。

発振器330は、発振する信号を生成する任意の適切な回路またはデバイスとすることができるが、順方向トランスポンダ310の周波数変換器313(1)〜313(N)に順方向局所発振器信号LO(F)を供給し、戻りトランスポンダ320の周波数変換器323(1)〜323(N)に戻り局所発振器信号LO(R)を供給する。たとえば、LO(F)信号は、ゲートウェイ200から衛星300への信号の送信に関連する周波数帯から、衛星300からUT 400への信号の送信に関連する周波数帯へ、通信信号を変換するのに、周波数変換器313(1)〜313(N)によって使用され得る。LO(R)信号は、UT 400から衛星300への信号の送信に関連する周波数帯から、衛星300からゲートウェイ200への信号の送信に関連する周波数帯へ、通信信号を変換するのに、周波数変換器323(1)〜323(N)によって使用され得る。

コントローラ340は、順方向トランスポンダ310、戻りトランスポンダ320、および発振器330に結合されるが、チャネル割振りを含む(が、これに限定はされない)衛星300の様々な動作を制御することができる。一態様において、コントローラ340は、プロセッサに結合されたメモリ(単純さのために図示せず)を含むことができる。このメモリは、プロセッサによって実行される時に、本明細書で説明される動作を含む(が、これに限定はされない)動作を衛星300に実行させる命令を記憶する非一時的コンピュータ可読媒体(たとえば、EPROM、EEPROM、フラッシュメモリ、ハードドライブ、その他などの1つまたは複数の不揮発性メモリ要素)を含むことができる。

UT 400または401内での使用のためのトランシーバの例が、図4内に示されている。図4内では、少なくとも1つのアンテナ410が、順方向リンク通信信号(たとえば、衛星300からの)を受信するために設けられ、この順方向リンク通信信号は、アナログ受信器414に転送され、ここで、ダウンコンバートされ、増幅され、デジタル化される。デュプレクサ要素412が、しばしば、同一のアンテナが送信機能と受信機能との両方のために働くことを可能にするのに使用される。代替案では、UTトランシーバは、異なる送信周波数および受信周波数における動作のために別々のアンテナを使用することができる。

アナログ受信器414によって出力されたデジタル通信信号は、少なくとも1つのデジタルデータ受信器416Aおよび少なくとも1つのサーチャ受信器418に転送される。追加のデジタルデータ受信器416B〜416Nが、当業者に明白であろうように、トランシーバ複雑さの許容可能なレベルに応じて、信号ダイバーシティの所望のレベルを入手するのに使用され得る。

少なくとも1つのユーザ端末制御プロセッサ420が、デジタルデータ受信器416A〜416Nおよびサーチャ受信器418に結合される。制御プロセッサ420は、他の機能の中でも、基本的な信号処理、タイミング、電力およびハンドオフの制御または調整、ならびに信号搬送波に使用される周波数の選択を提供する。制御プロセッサ420によって実行され得る別の基本的な制御機能が、様々な信号波形の処理に使用される機能の選択または操作である。制御プロセッサ420による信号処理は、相対信号強度の判定と、様々な関係する信号パラメータの計算とを含むことができる。タイミングおよび周波数などの信号パラメータのそのような計算は、測定における高められた効率もしくは速度または制御処理リソースの改善された割振りを提供するための、追加のまたは別々の専用の回路網の使用を含むことができる。

デジタルデータ受信器416A〜416Nの出力は、ユーザ端末内のデジタルベースバンド回路網422に結合される。デジタルベースバンド回路網422は、たとえば図1内に示された、UE 500へおよびこれから情報を転送するのに使用される処理要素およびプレゼンテーション要素を含む。図4を参照すると、ダイバーシティ信号処理が使用される場合に、デジタルベースバンド回路網422は、ダイバーシティコンバイナおよび復号器を含むことができる。これらの要素の一部は、制御プロセッサ420の制御の下でまたはこれと通信して動作することもできる。

音声または他のデータが、ユーザ端末を用いて発する出力メッセージまたは通信信号として準備される時に、デジタルベースバンド回路網422は、送信のために所望のデータを受信し、記憶し、処理し、他の形で準備するのに使用される。デジタルベースバンド回路網422は、制御プロセッサ420の制御の下で動作する送信変調器426にこのデータを供給する。送信変調器426の出力は、電力コントローラ428に転送され、電力コントローラ428は、アンテナ410から衛星(たとえば、衛星300)への出力信号の最終的な送信のために、出力電力制御を送信電力増幅器430に供給する。

図4内で、UTトランシーバは、制御プロセッサ420に関連するメモリ432をも含む。メモリ432は、制御プロセッサ420による実行のための命令ならびに制御プロセッサ420による処理のためのデータを含むことができる。図4内に示された例において、メモリ432は、図9および図11に関して議論される処理の一部またはすべてを実行するための命令を含む。

図4内に示された例において、UT 400は、オプションのローカル時刻、周波数、および位置基準434(たとえば、GPS受信器)をも含み、ローカル時刻、周波数、および位置基準434は、たとえばUT 400の時刻および周波数の同期化を含む様々な応用例のために制御プロセッサ420にローカル時刻情報、周波数情報、および/または位置情報を提供する。

デジタルデータ受信器416A〜Nおよびサーチャ受信器418は、特定の信号を復調し、追跡するために信号相関要素とともに構成される。サーチャ受信器418は、パイロット信号または他の相対的に固定されたパターンの強い信号を検索するのに使用され、デジタルデータ受信器416A〜N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。しかしながら、デジタルデータ受信器416は、信号雑音に対する信号チップエネルギーの比率を適切に判定し、パイロット信号強度を定式化するために、獲得の後にパイロット信号を追跡するように割り当てられ得る。したがって、これらのユニットの出力は、パイロット信号または他の信号のエネルギーまたは周波数を判定するために監視され得る。これらの受信器は、復調される信号に関して現在の周波数情報およびタイミング情報を制御プロセッサ420に供給するために監視され得る周波数追跡要素をも使用する。

制御プロセッサ420は、適宜、受信された信号が、同一周波数帯にスケーリングされた時に発振器周波数からどの範囲までオフセットするのかを判定するために、そのような情報を使用することができる。この情報ならびに周波数誤差および周波数シフトに関する他の情報は、望みに応じてストレージ要素またはメモリ要素432内に記憶され得る。

制御プロセッサ420は、UT 400と1つまたは複数のUEとの間の通信を可能にするために、UEインターフェース回路網450にも結合され得る。UEインターフェース回路網450は、様々なUE構成との通信のために望み通りに構成され得、したがって、サポートされる様々なUEと通信するのに使用される様々な通信技術に依存して、様々なトランシーバおよび関連する構成要素を含むことができる。たとえば、UEインターフェース回路網450は、1つまたは複数のアンテナ、広域ネットワーク(WAN)トランシーバ、ワイヤレスローカルエリアネットワーク(WLAN)トランシーバ、ローカルエリアネットワーク(LAN)インターフェース、公衆交換電話網(PSTN)インターフェース、および/またはUT 400と通信している1つもしくは複数のUEと通信するように構成された他の既知の通信技術を含むことができる。

図5は、UE 500の例を示すブロック図であり、図1のUE 501にもあてはめられ得る。図5内に示されたUE 500は、たとえば、モバイルデバイス、ハンドヘルドコンピュータ、タブレット、ウェアラブルデバイス、スマートウォッチ、またはユーザと対話することのできる任意のタイプのデバイスとすることができる。さらに、UEは、様々な最終的なエンドユーザデバイスおよび/または様々な公衆ネットワークもしくは私有ネットワークに接続性を提供するネットワーク側デバイスとすることができる。図5内に示された例において、UE 500は、LANインターフェース502、1つまたは複数のアンテナ504、広域ネットワーク(WAN)トランシーバ506、ワイヤレスローカルエリアネットワーク(WLAN)トランシーバ508、および衛星測位システム(SPS)受信器510を含むことができる。SPS受信器510は、全地球測位システム(GPS)、全地球的航法衛星システム(GLONASS)、および/または任意の他の全地球もしくは地域の衛星ベースの測位システムと互換とすることができる。代替の態様において、UE 500は、たとえば、LANインターフェース502、WANトランシーバ506、および/またはSPS受信器510を伴ってまたは伴わずに、Wi-FiトランシーバなどのWLANトランシーバ508を含むことができる。さらに、UE 500は、LANインターフェース502、WANトランシーバ506、WLANトランシーバ508、および/またはSPS受信器510を伴ってまたは伴わずに、Bluetooth(登録商標)、ZigBee、および他の既知の技術などの追加のトランシーバを含むことができる。したがって、UE 500に関して図示された要素は、単に例の構成として提供され、本明細書で開示される様々な態様に従うUEの構成を限定することは意図されていない。

図5内に示された例において、プロセッサ512は、LANインターフェース502、WANトランシーバ506、WLANトランシーバ508、およびSPS受信器510に接続される。オプションで、動きセンサ514および他のセンサも、プロセッサ512に結合され得る。

メモリ516は、プロセッサ512に接続される。一態様において、メモリ516は、図1内に示されているように、UT 400に送信され、かつ/またはUT 400から受信され得るデータ518を含むことができる。図5を参照すると、メモリ516は、UT 400と通信するためのプロセスステップを実行するためにプロセッサ512によって実行される記憶された命令520をも含むことができる。さらに、UE 500は、ユーザインターフェース522をも含むことができ、ユーザインターフェース522は、たとえば光、音、または触覚の入力または出力を介してプロセッサ512の入力または出力をユーザにインターフェースするためのハードウェアおよびソフトウェアを含むことができる。図5内に示された例において、UE 500は、ユーザインターフェース522に接続されたマイクロホン/スピーカ524、キーパッド526、およびディスプレイ528を含む。代替案では、ユーザの触覚入力または触覚出力が、たとえばタッチスクリーンディスプレイを使用することによってディスプレイ528に統合され得る。やはり、図5内に示された要素は、本明細書で開示されるUEの構成を限定することは意図されておらず、UE 500内に含まれる要素が、デバイスの最終的な使用およびシステムエンジニアの設計選択に基づいて変化することを了解されたい。

さらに、UE 500は、たとえば、図1内に示されたUT 400と通信しているがこれとは別々の、モバイルデバイスまたは外部ネットワーク側デバイスなどのユーザデバイスとすることができる。代替案では、UE 500およびUT 400は、単一の物理デバイスの一体の部分とすることができる。

図6は、UTまたはゲートウェイのいくつかの構成要素を抽象化する信号処理システム600を示す。図6内に示されているのは、プロセッサ602(「プロセッサ」という用語は、1つまたは複数のチップ上の複数のプロセッサコアを含むべきである)、メモリ604、およびアンテナ608に結合されたモデム606である。衛星リンク610は、ゲートウェイ200またはUT 400もしくは401から発し、衛星300において終了する、図1内の衛星リンクのうちの任意の1つを表すことができる。アンテナ608は、右偏波電磁放射または左偏波電磁放射を送信するように構成され得、ビームステアリングのための複数の要素を含むことができる。例示の簡単さのために、バス612と表される単一のバスが、図6内の構成要素の間の通信を可能にするが、実際には、UTまたはゲートウェイは、1つもしくは複数のバスおよび1つもしくは複数のポイントツーポイント相互接続または他のタイプの相互接続技術を利用することができる。

信号処理システム600は、たとえばプロトコルスタック614などの1つまたは複数のプロトコルスタックを実施することができる。例示の簡単さのために、プロトコルスタック614は、通常のプロトコルスタック内のすべてのレイヤを示してはいない。プロトコルスタック614内に示されているのは、物理レイヤ(PHY) 616、媒体アクセス制御レイヤ(MAC) 618、およびリンクレイヤ620である。PHY 616は、アンテナ608を介して送信され、受信される信号のRF(ラジオ周波数)変調および復調を提供し、PHY 616およびMAC 618は、フレーミング、符号化、および復号(たとえば、ブロックコーディング、畳み込みコーディング、ターボコーディング)を提供し、リンクレイヤ620は、データが多重化され、多重化解除され得るようにするための機能性を提供する。PHY 616、MAC 618、およびリンクレイヤ620の上の機能的説明は、網羅的または排他的であることを意味するのではなく、単に、それらの機能性が開放型システム間相互接続(OSI)モデル内のプロトコルレイヤの一部に類似することを示すために提供される。

リンクレイヤ620の上には、たとえばインターネットプロトコル(IP)レイヤ622など、インターネットにアクセスするためのまたはvoice over Internet Protocol(VoIP)を使用するための追加のレイヤと、図6内ではアプリケーションレイヤおよび上位レイヤ624と呼ばれる追加のレイヤとがある。アプリケーションレイヤおよび上位レイヤ624ならびにIPレイヤ622は、それらの下のレイヤと一緒に、VoIP、ウェブサーフィン、および他の通信機能性を提供するための通信プレーンを定義する。

リンクレイヤ620の上の他のレイヤは、他のプレーンを定義することができる。たとえば、図6内で信号レイヤおよび制御レイヤ626と呼ばれるレイヤは、音声呼がセットアップされ得、様々なパラメータがセットされ(制御され)得るようにするために、信号プレーンおよび制御プレーンに関して追加の機能性を提供する。

プロトコルスタック614内のレイヤの機能性の一部は、プロセッサ602上で走行するソフトウェアによって実行され得、機能性の一部は、ファームウェアの制御の下でハードウェアによって実行され得る。いくつかの場合において、プロトコルスタック614内のレイヤの機能性の一部は、特殊目的ハードウェア、たとえば特定用途向け集積回路(ASIC)またはフィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)によって実行され得る。たとえば、モデム606が、PHY 616の機能性の一部またはすべてを実行することができる。プロトコルスタック614の機能性ならびにこれから説明されるさらなる機能性の一部を実行するためのソフトウェアは、メモリ604内に記憶され得る。メモリ604は、メモリ階層を表すことができ、非一時的コンピュータ可読媒体と呼ばれる場合がある。

信号処理システム600は、プロトコルスタック614の複数のインスタンスならびにたとえばUE 500または501などの他のデバイスと通信するための他のプロトコルスタックを実施することができる。プロトコルスタックは、順方向リンクまたは逆方向リンクのための複数の物理チャネルおよび論理チャネルを実現するための機能性を提供する。

図7Aは、順方向リンクのための通信構造710を示す。複数のスロットが、ゲートウェイ200から複数のUTに送信され、3つのスロットすなわち、第(n-1)のスロット704、第nのスロット706、および第(n+1)のスロット708が図示されている。スロットは、送信時間の最小単位を表し、その時間持続時間は、送信タイムインターバルと呼ばれる場合がある。スロットは、3つの構成要素すなわち、パイロット712、制御714、およびデータ716を含む。スロットは、他の構成要素を含むことができる。パイロット712は、同期化、等化、チャネル品質推定、その他のためにUTによって使用され得るパイロット信号を含む。データ716は、1つまたは複数のユーザ端末宛のデータペイロードを含み、制御714は、下で議論されるようにデータ716を記述する情報要素を含む。

MAC 618およびPHY 616は、複数のブロックをデータ716内に挿入することができ、各ブロックは、UT宛である。データ716内の複数のブロックが、同一のUT宛である場合がある。異なるブロックが、異なる長さを有することができる。具体的には、柔軟性を達成するために、様々なブロックが、時々、データ716内で変化する長さを占有する可能性が高いことが構想されている。

制御714内の情報要素は、何個のブロックがデータ716内に含まれるのか、どのブロックがどのUTに属するのか、ならびにデータ716内のブロックの各々の相対位置および長さを示す。たとえば、データ716内に、3つのブロックすなわち、ブロック(i-1) 718、ブロック(i) 720、およびブロック(i+1) 722が示されている。情報要素724は、スロットのデータ部分内の1つまたは複数のブロックに関する情報を含む。たとえば、ブロック(i)に関して、情報要素724は、データ716内でのその相対位置および長さ、それがどのUTに関するのか、コーディング方式のタイプ、ならびに変調方式のタイプを提供することができる。情報要素724は、他のブロックに関する情報を含むことができ、情報要素724を、単一のブロックに関する情報の単一のデータ、単一のブロックに関する情報データ、または複数のブロックに関する情報データのどれを有すると考えるのかは、重要ではない。

情報要素724は、ユーザ端末へのブロックの多数の可能なマッピングのうちの任意の1つを表すことができる。たとえば、図7B内のデータ724は、何らかの任意のインデックスiに関する5つのブロック、ブロック(i-2)からブロック(i+2)までを含む。データ724は、追加のブロックを含むことができる。同様の注意が、図7C内に示されたデータ726にあてはまる。図7B内で、データ724に関して、3つのブロックすなわち、ブロック(i-2)、ブロック(i-1)、およびブロック(i)が、UT 728にマッピングされ、2つのブロックすなわち、ブロック(i+1)およびブロック(i+2)が、UT 730にマッピングされる。図7C内で、データ726に関して、5つのブロックすなわち、ブロック(i-2)、ブロック(i-1)、ブロック(i)、ブロック(i+1)、およびブロック(i+2)が、UT 732にマッピングされる。明らかに、多数のマッピングが可能である。

ブロックコーディング、畳み込みコーディング、またはターボコーディング、およびその組合せ、たとえば外側コードが内側コードとともに使用される連結するコーディングなど、様々なタイプのコーディング(符号化および復号)方式が、図6のPHY 616によって使用され得る。インターリービングも使用され得、これは、コーディング方式の一部と考えられ得る。その結果、CRC(巡回冗長検査)が、情報ビットから生成され、誤り制御のために情報ビットに付加され得る。

PHY 616は、ブロックのデータシンボル(たとえば、ビット)をチャネルシンボルに変換する。たとえば、ブロック内のB個おきのビットが、一緒にグループ化され得、各そのようなグループが、少なくとも2^B個の信号点を含む信号コンステレーション空間内の信号にマッピングされ得る。変調およびコーディングの組合せは、インデックスの値によって表され得、このインデックスは、この説明においてMCI(変調およびコーディングインデックス)と呼ばれる。図7A内の制御714は、情報要素によって、ブロックのMCIの値を提供する。しかしながら、いくつかの実施態様において、UTは、それが復号しつつあるブロックのMCIがブロックと一緒には送信されない、ブラインド検出および誤り制御を使用することができる。MCIが送信されるか否かにかかわりなく、異なる変調およびコーディング方式が、様々なブロックに関して使用され得、その結果、複数の変調およびコーディング方式が、1つまたは複数のTU宛の1つのスロット内の複数のブロックに関して使用され得るようになる。

様々な衛星通信リンクは、たとえば単一搬送波TDMAなど、様々なアクセス方式を利用することができる。信号コンステレーション空間は、複数の周知の変調技法のうちの任意の1つ、たとえば、PSK(位相偏移変調)、QPSK(四位相偏移変調)、またはQAM(直交振幅変調)の異なるレベル、たとえば16-QAM、64-QAM、その他を表すことができる。

図8は、PHY 616が符号化および変調を実行するための信号処理チェーンを示す。MCI 802の値に基づいて、符号器804は、情報データを符号化し、例として、ブロック符号器、畳み込み符号器、もしくはターボ符号器、または連結された符号化方式を実施することができる。符号器804は、インターリービングを含むことができる。変調シンボルマッパ806は、ビット空間を信号コンステレーション空間にマッピングし、これによって、前に議論したように、1つまたは複数のビットが、一緒にグループ化され、変調シンボルにマッピングされる。RF変調器808によって表されるRF(ラジオ周波数)変調は、ベースバンド信号をRFに変換し、RF出力信号は、アンテナ810に供給される。

図8は、UTまたはゲートウェイの信号処理チェーンの一部を示すことができる。さらに、送信のためにUTによって使用される変調およびコーディング方式が、そのUTにデータを送るためにゲートウェイによって使用されるものと同一ではない場合がある。

ユーザ端末は、たとえば、信号対雑音比を測定することによるまたはある時間期間にわたって累積されたフレーム誤り率(またはビット誤り率)を計算することによる、様々な測定されたパラメータに基づいて、その衛星通信リンクのチャネル品質を判定することができる。このチャネル品質は、チャネル状態情報(CSI)と呼ばれる場合がある情報要素の値に符号化され得る。UT(たとえば、UT 400または401)のCSIの値は、ゲートウェイ200に送信され得る。CSIの値に基づいて、信号処理システム600の一実施態様において、ゲートウェイ200は、そのMCIの値をUT 400または401に割り当て、ここで、その値は、制御714内に配置され、前に議論したように図8の信号処理チェーン内で使用される。

衛星300のカバレージおよびチャネル伝搬特性は、経時的に変化しつつあり、衛星300に対するユーザ端末の相対位置に依存するので、異なるユーザ端末は、そのそれぞれの通信リンクに関して異なるチャネル品質を経験する可能性がある。その結果、あるUTに適当な変調およびコーディング方式が、別のUTに適当ではない場合がある。すなわち、相対的に低い品質の衛星リンクを有するユーザ端末のためのデータは、同一のBLER(ブロック誤り率)を達成するために、より高い品質のリンクを有するユーザ端末のためのデータより低いスペクトル効率を有する変調およびコーディング方式を必要とする可能性がある。その結果、あるスロット内の様々なブロックに異なる変調およびコーディング方式を割り当てることが、スペクトル使用における全体的な効率をもたらすと期待される。

いくつかのシステム実施態様においては、UT 400または401が、そのそれぞれの変調およびコーディング方式を決定することができ、他の実施態様においては、ゲートウェイ200が、変調およびコーディング方式を決定することができる。たとえば、信号処理システム600は、CSIの値がそれによってMCIの値にマッピングされるルックアップテーブルを記憶することができ、その結果、適当な変調およびコーディング方式が決定され得るようになる。

変調およびコーディング方式は、ブロックの再送信に関しても変更され得る。たとえば、相対的に高いスペクトル効率が、ブロックの最初の送信に関して選択され得、その結果、ブロックの送信側(たとえば、ゲートウェイ200またはUT 400もしくは401)が、ブロックが失われたか誤って受信されたと判定する場合に、新しい変調およびコーディング方式が、スペクトル効率を犠牲にしてBLERを改善するために、ブロックの再送信のために選択される。たとえば、PHY 616は、NAK(否定応答)を受信し、ブロックが失われたか誤って受信されたと判定することができ、その場合に、プロトコルスタック614を走行させるプロセッサ602は、スペクトル効率のより低い変調およびコーディングが使用されるようにするために、MCI 802を再セットする。(MCI値が増加する時に、スペクトル効率も増加し、または少なくとも減少しないなどの規約が選択され得る。すなわち、MCI値の関数としてのスペクトル効率は、増加関数と見なされ得るが、必ずしも狭義の単調増加関数ではない。この場合に、MCI値の減少は、スペクトル効率のより低い変調およびコーディングを暗示する。)

図9は、衛星通信システム内のゲートウェイおよびユーザ端末によって実行される様々な処理および手順を表す。図9内に示されたアクションは、順序付きの流れ図内に示されてはいるが、必ずしも図9内に示された順序で実行されず、すべてのそのような示されたアクションは、必ずしもゲートウェイまたはユーザ端末によって実行されない。すなわち、図9内に示されたアクションの一部は、オプションであり、衛星通信システム内で実行される必要がない。

前に説明され、図9内に示されているように、アクション902内に示されているように、複数のユーザ端末は、信号対雑音比、累積されたビット誤り率もしくはフレーム誤り率、またはおそらくは衛星300によって測定されもしくは入手される他のパラメータなどの測定値に基づいて、そのそれぞれのCSIを判定する。アクション904内に示されているように、ユーザ端末は、衛星通信システムの戻りリンクを使用して、そのそれぞれのCSIの値をゲートウェイ200に送る。アクション906において、ゲートウェイ200は、その所期の(対応する)UTのCSIに基づいて、各ブロックを符号化し、変調する。上で議論したように、ゲートウェイは、各ユーザ端末に、そのユーザ端末のCSIに基づいて、MCIの値によって示される特定の変調およびコーディング方式を割り当てることができる。他の実施態様において、変調およびコーディング方式は、CSIを用いずにゲートウェイ200によって決定され得る。

アクション908において、ゲートウェイ200は、単一のスロット内で、様々なユーザ端末宛の、アクション906において符号化され変調されたブロックを送信し、ここで、各ブロックの変調およびコーディング方式は、ゲートウェイ200によってそれに割り当てられた方式に基づく。図9のアクションを解釈する際に、「blocks(ブロック)」という複数用語の使用は、「block(ブロック)」という単数用語も含み、その結果、アクション908において、送信されるスロット内に1つのブロックだけがある場合がある。アクション910において、ユーザ端末は、その割り当てられた変調およびコーディング方式(そのそれぞれのMCI内で示される)を使用して、それぞれのブロックを復調し、復号する。

アクション912内に示されているように、特定のユーザ端末のためのブロックが、失われたか誤って受信されたと判定される場合に、ゲートウェイは、別のスロット内でのそのブロックの再送信時に、割り当てられたMCIの値において示される変調およびコーディング方式を変更することができる。新しい変調およびコーディング方式(MCIのより小さい値において示される)は、スペクトル効率の低減を犠牲にしてBLERを低下させるように選択される。

通信システムは、送信および再送信の変調およびコーディングのスペクトル効率における柔軟性を提供する。通信システムの1つの例の実施態様において、第1の変調およびコーディング方式は、ゲートウェイによって衛星を介してユーザ端末へ(順方向リンク)またはユーザ端末によって衛星を介してゲートウェイへ(戻りリンク)のいずれであれ、ブロックの第1の送信のために選択され、ブロックが失われるか誤って受信される場合には、第2の変調およびコーディング方式が、そのブロックの再送信(第2の送信)のために選択される。第2の送信と比較した第1の送信は、相対的により高いスペクトル効率を有する。

たとえば、第2の変調およびコーディング方式は、第1の変調およびコーディング方式に対して相対的により低次の変調およびより低いレートのターボ符号化を使用することができる。さらに、第1の変調およびコーディング方式は、連結されたコーディングを使用しないが、第2の変調およびコーディング方式は、連結されたコーディングを使用してもよく、ここで、BCHコードが外側コードとして使用され、ターボコードが内側コードとして使用される。

再送信されるブロックが、スロットの、それが最初に送信された時より大きい部分を占有する場合があることを了解されたい。すなわち、再送信は、経時的により多くのリソースを使用する可能性がある。たとえば、より多くの誤り制御ビットを使用するより頑健なコーディング方式を用いると、誤り訂正に使用される余分のビットは、ブロックが最初に送信された時と比較して、送信されるスロット内のより多くのシンボル位置を示すブロックをもたらす(同一の変調方式に関して)。実際には、第1の送信されるブロックは、スロットの相対的に小さい分数を占める可能性があり、その結果、そのブロックの再送信時に、そのブロックは、より少数の他のブロックとともにスケジューリングされ得るようになり、その結果、そのブロックは、そのスロットの、最初に送信された時より大きい分数を占めるようになる可能性があるが、とはいえ、再送信されるブロックは、単一のスロット内におさまる可能性がある。この形において、ブロックの再セグメント化が、回避され得る。(再送信時により低次の変調に変更することが、再送信されるブロックがスロットのより大きい分数を占めることにも寄与する可能性があることにも留意されたい)。再セグメント化を回避するように設計された通信システムは、第1の送信内のブロックが、スロットの相対的に小さい分数を占めるのみであることを保証することができる。この分数がどれほど小さいのかは、再送信においてどれほどより多くのコーディング利得が望まれるのかによって決定されなければならない。

いくつかの実施態様において、通信システムは、ブロックの第1の送信およびそのブロックの各後続の再送信(たとえば、第2の送信、第3の送信など)が、異なるターゲットBLERを有するようになるように設計され得る。たとえば、外側コードなしで使用される時にターボコードが10^-4程度のエラーフロアを有する通信システムを検討されたい。10^-3のターゲットBLERを有する第1の送信は、ターボコードのエラーフロアより高いターゲットBLERを有し、その結果、ターボコードが外側コードなしで使用されるようになる。10^-6のターゲットBLERを有する再送信は、ターボコードのエラーフロア(外側コードなしで使用される時の)より低いターゲットBLERを有し、この場合に、連結されたコーディングが使用されなければならず、たとえば、内側コードとしてのターボコードおよび外側コードとしてのBose-Chaudhuri-Hocquenghem(BCH)コードが使用されなければならない。連結されたコードは、10^-6未満のエラーフロアを有しなければならない。

上の例において、ブロックの第1の送信は、スロットの相対的に小さい分数を占有する。再送信時に、ブロックは、スロットをオーバーフローさせることを回避するためにブロックを再セグメント化する必要なしに、その第1の送信と比較して、スロットのより大きい分数を占めることができる。図7A内に示された通信構造は、セグメント化を回避するという利点を可能にする。

図10は、ユーザ端末またはゲートウェイによって使用され得る連結されたコーディング方式を示す。図10の例において、外側符号器1002は、BCHコードに従って情報ビットを符号化し、内側符号器1004は、ターボコード(内側ターボコードと呼ばれる場合がある)に従って外側符号器1002の出力を符号化する。内側復号器1006は、内側符号器1004によって実施されたターボコードに従って、受信されたビットを復号し、外側復号器1008は、外側符号器1002によって実施されたBCHコードに従って、内側復号器1006の出力を復号する。外側符号器1002および内側符号器1004は、スーパー符号器1010と見なされ得、内側復号器1006および外側復号器1008は、スーパー復号器1012と見なされ得る。内側符号器1004および内側復号器1006は、内側符号器1004および内側復号器1006によって見られる生チャネル1014とともにグループ化された時に、スーパーチャネル1016と見なされ得る。

テーブル1018は、ビット単位のコードブロック長(CB)および内側ターボコードのコードレートの関数としての外側BCHコードのtすなわち誤り訂正能力を提供する。たとえば、10^-6程度のターゲットBLERに関して、外側BCHは、512ビット以下のコードブロック長に関して使用されない。1024ビット、2048ビット、および6144ビットなどのより大きいコードブロック長に関して、t=6の外側BCHコードが、1/2および1/3のターボコードレートとともに使用され、t=10の外側BCHコードが、2/3のターボコードレートとともに使用される。しかし、外側コードの使用は、BLER曲線のウォーターフォール領域(waterfall region)における劣化した性能を犠牲にしてエラーフロアを低下させる。

図11は、ARQ(自動再送要求(Automatic Repeat reQuestまたはAutomatic Repeat Query))法を示す。ゲートウェイならびにUTは、図11内に示された方法を実施することができるが、UTの場合に関して、スロット内の複数のUTからの複数のブロックの混合はない。ゲートウェイに関して、図7A内に示された柔軟な通信構造は、ARQ再送信がより低いスペクトル効率を伴い、再セグメント化なしで発生することを可能にする。図11は、通信システムが、ブロックの第1の送信がブロックの再送信よりスペクトル的に効率的である適応ARQアプローチをそれによって実施できるアクションを示す。図11内にリストされたアクションは、特定のブロックに関係し、インデックスn(図7A内に示されたインデックスnと同一ではない)は、そのブロックの再送信の回数を指す。インデックスnは、アクション1100内に示されているように0に初期化される。

アクション1102において、変調およびコーディング方式が選択される。この選択は、インデックスnに基づくものとすることができる。たとえば、n=1の時に選択される変調は、n=0の時に選択されるものより低次の変調とすることができる。しかしながら、アクション1102における選択は、連結されたコーディングを含まず、したがって、外側コードがない。

アクション1104において、ターゲットBLERがエラーフロア未満であるかどうかに関する判断が行われる。アクション1104におけるターゲットBLERは、ターゲットBLERに関して選択される特定の値がインデックスnの値に依存し得ることを示すために、nによってインデクシングされて図示されている。たとえば、n=0の時には、10^-3の値が選択され得るが、n>0(再送信を表す)の場合には、ターゲットBLERの値は、10^-6になるように選択され得る。しかしながら、これらが単に例であることを了解されたい。アクション1104において使用されるエラーフロアの値は、アクション1102において選択された特定の変調およびコーディング方式に関する。

ターゲットBLERの値がエラーフロア以上である場合には、制御は、アクション1106に移され、その結果、アクション1102において選択された変調およびコーディング方式が、使用される方式になる。そうではない場合には、制御はアクション1108に移され、ここで、連結されたコーディングが使用可能にされ、その結果、外側コードが使用されるようになる。アクション1108内の括弧で括られた注意に示されているように、選択される特定の外側コードは、アクション1102において選択されたコードに依存するものとすることができる。たとえば、外側コードのコードレートは、アクション1102において選択されたコードに依存するものとすることができる。連結されたコーディングが使用可能にされるので、アクション1102において選択されたコードは、今や、内側コードと呼ばれ得る。

アクション1110内に示されているように、ブロックが、前のアクションによって決定された変調およびコーディング方式を用いて送信される。アクション1112内に示されているように、ACK(肯定応答)が受信される場合には、アクション1114において、再送信は不要である。NAK(否定応答)が受信される場合には、アクション1116において、インデックスnが1つ増分され、制御は、アクション1102に戻って移され、このプロセスが、別のスロット内での再送信のためにその特定のブロックに関して再度繰り返す。

図12は、内側ターボコードおよび外側組織ブロックコードを用いる連結された符号化の例を示す。データの各ブロック(たとえば、図7および図12内に示されたブロック718、720、および722)は、外側符号化に関して組織ブロック符号器、内側符号化に関してターボ符号器を使用して符号化されるサブブロックにセグメント化される。

図12を参照すると、ブロック720が、連結された符号化方式に供給される。アクション1202において、CRC(巡回冗長検査)が、ブロック720に関して計算され、そのブロックに付加される。付加されるビットは、必ずしもCRCである必要はなく、その結果、他のタイプのチェックビットが計算され得るようになるが、CRCの代数構造が、効率的な計算に役立つので、CRCは、誤り訂正において一般的に使用される。図13内で説明されるように、アクション1202において計算されるCRCは、ブロック720が、UTによって受信された時に正しく復号されたかどうかを宣言するのに使用される。

アクション1204において、付加されたCRCを有するブロック720が、B(1)、B(2)、…、B(n)として示されるサブブロックにセグメント化される。セグメント化は、ターボ復号の計算要件を使用可能なハードウェアに一致させ、その結果、ターボ符号化およびターボ復号がサブブロックごとに実行されるようにするために実行される。

アクション1206において、各サブブロックは、図10内に示された外側コーダなどの外側符号化方式を実施するために組織ブロック符号器を使用して符号化される。BCHコーディング方式が、アクション1206のブロック符号器の1つの特定の例であるが、リードソロモンコードなどの他のコードが利用され得る。アクション1206における組織ブロック符号器が、その代数構造において巡回である必要はない。

アクション1206における符号化方式が組織的なので、元のサブブロックは、アクション1208から使用可能である。アクション1208は、サブブロックごとに、CRCを計算し、これをサブブロックに付加する。特定のサブブロックを受信するUTは、そのサブブロックの受信されたCRCを使用して、ターボ復号器の反復を停止すべき時を判定する。アクション1208は、要件ではない。

アクション1210において、各サブブロックが、その付加されたCRCとともにターボ符号化される。アクション1210におけるターボ符号器は、組織ビットおよびパリティビットのストリームを環状バッファ1214に供給する。アクション1210におけるターボ符号器のレートは、1/3とすることができ、その結果、組織ビットごとに2つのパリティビットが供給されるようになるが、他のターボ符号器が利用され得る。図12の特定の例において、アクション1212は、ターボ符号器の出力に行および列インターリーブを適用する。

環状バッファ1214は、図8の変調シンボルマッパ806に必要な適当なコードレートを提供するためにサンプリングされる。サンプリングは、ターボ符号器によって供給されるパリティビットの一部が送信されなくなるようにするためにパンクチャリングを含むことができ、または、環状バッファ1214は、組織ビットおよびパリティビットの一部が送信において繰り返されるという意味においてオーバーサンプリングされ得る。アクション1210、1212、および1214によって示される機能ユニットは、一緒にグループ化され得、このグループ化は、破線の箱1215によって示されるように、ターボ符号器と呼ばれる場合もある。図7のスロット706内のブロック720などのデータのブロックに応答する環状バッファ1214(またはターボ符号器1215)の出力は、コーディングされたサブブロックと呼ばれる場合がある。各そのようなコーディングされたサブブロックは、付加されたCRCを伴うサブブロックにターボ符号化を適用することによって入手され、サブブロックは、ブロック720などのブロックのサブセットである。

たとえば、サブブロックB(k)のコーディングされたサブブロックは、データ構造1226内で任意のインデックスkのCB(k)によって表され得、その結果、アクション1204におけるセグメント化によって提供されるサブブロックB(1)、B(2)、…、B(n)に関して、ターボ符号器1215は、コーディングされたサブブロックCB(1)、CB(2)、…、CB(n)を供給するようになる。

アクション1216は、アクション1206の組織ブロック符号器から供給されたパリティビットを連結し、パリティブロックPBは、これらのパリティビットの連結(またはグループ化)を表す。次いで、パリティブロックPBは、アクション1206の組織ブロック符号器によって供給された組織ビットと同一の形で扱われ得る。しかしながら、いくつかの実施態様は、所期のUTのターボ復号器の計算能力に依存して、パリティブロックPBをセグメント化することができるが、例示の簡単さのために、図12によって表される実施態様は、パリティブロックPBをより小さいパリティブロックにセグメント化しない。

アクション1218は、パリティブロックPBのCRCを計算し、これをパリティブロックPBに付加するが、いくつかの実施態様において、アクション1218はオプションとされ得る。アクション1220、1222、およびアクション1224内の環状バッファは、その対応物1210、1212、および1214と本質的に同等であり、その結果、アクション1220、1222、および1224内で表される全体的な機能性は、一緒にグループ化され、ターボ符号器1225と考えられ得るようになるが、ターボ符号器1225の特定のターボコードは、ターボ符号器1215のターボコードと同一ではない可能性がある。環状バッファ1224の出力(ターボ符号器1225の出力)は、コーディングされたパリティブロックCPBと呼ばれる場合がある。

ターボ符号器1215からのコーディングされたサブブロックおよびターボ符号器1225からのコーディングされたパリティブロックCPBは、連結され、データ構造1226として送信される。データ構造1226内へのコーディングされたサブブロックCB(1)、CB(2)、…、CB(n)の連結は、アクション1206内の外側符号器が不在である場合と同一になるはずである。したがって、外側コードなしでターボコードを符号化し復号する信号処理構造は、図12の連結されたコーディング方式内で使用され得る。

図13は、図12の連結された符号化方式の復号を示す。アクション1302において、図13内ではブロック(i)と呼ばれる、図12内のデータ構造1226に従う任意のブロックの送信に応答して受信された、各受信されたコーディングされたサブブロックCB(k)'、k=1、2、…、nが、ターボ復号器を用いて復号される。CB(k)'のアクセント符号は、受信されたコーディングされたサブブロックを送信されたコーディングされたサブブロックCB(k)から区別する。UT内のターボ復号器は、各受信されたコーディングされたサブブロックCB(k)'内の受信されたCRCを使用して、ターボ復号に固有の反復手順をいつ停止すべきかを判定する。図13内で、アクション1302におけるターボ復号器の出力は、ブロック(i)に関連するすべてのサブブロックB(k)'であり、インデックスkは、1からnまで走り、アクセント符号は、B(k)'が送信されたサブブロックB(k)の推定値であることを表す。すべての誤り(存在する場合に)が訂正された場合には、B(k)'=B(k)である。

アクション1304において、サブブロックB(k)'が、送信されたブロックおよびブロックCRCの推定値を提供するために一緒に連結される。すなわち、サブブロックB(k)'の連結は、送信されたブロック、たとえば図12のブロック720、ブロック(i)の推定値と、図12のアクション1202において送信されるブロックに付加されたブロックCRCの推定値とを提供する。アクション1304において、推定されたブロックCRCが合格する場合には、送信されたブロックの推定値は、送信されたブロックであると宣言され、図13の信号処理流れ図は、アクション1306によって示されるように終了され得る。

アクション1304を含んでそこまでに、外側復号がまだ使用されておらず、その結果、推定されたブロックCRCがアクション1304において合格する場合に、受信されたコーディングされたパリティブロックCPB'が不要になることに留意されたい。

推定されたブロックCRCが、アクション1304において不合格になる場合には、アクション1308が、受信されたコーディングされたパリティブロックCPB'をターボ復号し、CPB'のアクセント符号は、受信されたコーディングされたパリティブロックを送信されたコーディングされたパリティブロックCPBから区別するのに使用される。アクション1308におけるターボ復号器の出力は、PB'と表され、アクション1206および1216において入手されたパリティブロックPBの推定値である。アクション1308および1302が、図13の信号処理図内では別々のアクションとして示されているが、実際には、同一の信号処理構造が、両方のアクションに使用され得る。アクション1302と同様に、アクション1308におけるターボ復号器は、受信されたコーディングされたパリティブロックCPB'内の受信されたCRCを使用して、その反復手順をいつ停止すべきかを判定する。すべての誤り(存在する場合に)が訂正された場合には、PB'=PBである。

アクション1310において、外側復号器は、PB'を使用してB(k)'、k=1、2、…、nすなわち、アクション1302におけるターボ復号器の出力を復号する。たとえば、外側復号器は、外側復号されたサブブロックB(k)''、k=1、2、…、nを供給するために、語[B(1)'|B(2)'|…|B(n)'|PB']からの最小ハミング距離を有する符号語を見つけ、ここで、二重のアクセント符号は、内側ターボ復号および外側復号が、受信されたコーディングされたサブブロックCB(k)'に適用済みであることを示す。

アクション1312において、B(k)''、k=1、2、…、nが、ブロックCRCを有する送信されたブロックの第2の推定値を形成するために連結され、(第2の)推定されたブロックCRCがチェックされる。アクション1304の信号処理構造が、アクション1312のために使用され得る。アクション1304と同様に、(第2の)推定されたブロックCRCが合格する場合には、アクション1314によって示されるように、受信されたブロックが正しく復号済みであり、プロトコルスタック内の上位レイヤから使用可能であると仮定される。

アクション1312において、(第2の)推定されたブロックCRCが不合格になる場合には、箱1316内に示されているように、他のアクションが行われ得る。たとえば、UTは、NAKメッセージを送ることができ、その結果、ゲートウェイは、データ構造1226をもう一度送信できるようになり、または、受信されたデータが、破棄され得る。

ブロックのサブブロックのセットに関してアクション1206の組織符号器によって入手されたパリティビットが、複数のパリティブロックにグループ化される場合に、アクション1218が繰り返され、その結果、CRCが計算され、各パリティブロックに付加され、これに、付加されたCRCを有する各パリティブロックのターボ符号化が続く。次いで、データ構造1226は、複数のコーディングされたパリティブロックを含むはずである。複数のコーディングされたパリティブロックがUTにおいて受信されると、アクション1308が、受信されたブロック(すなわち、受信されたデータ構造1226)に関連する受信されたコーディングされたパリティブロックごとに繰り返される。次いで、復号されたパリティブロックは、アクション1310において外側復号に使用される。

図6の信号処理システム600のPHY 616およびMAC 618レイヤは、図12および図13内に示された信号処理アクションを実行することができ、図12のアクションに関して、信号処理システム600は、たとえば図1のゲートウェイ200などのゲートウェイ内にあり、図13のアクションに関して、信号処理システム600は、たとえば図1のUT 400(または他のユーザ端末のいずれか)などのUT内にある。

図14は、図6〜図11の例に関して議論された、一連の相互関係のある機能モジュールとして表された例のゲートウェイ装置1400を示す。チャネル状態情報を受信するためのモジュール1402は、少なくとも、いくつかの態様において、たとえば、本明細書で議論される信号処理システムまたはその構成要素(たとえば、図6の信号処理システム600または類似物)に対応することができる。複数のブロックを符号化するためのモジュール1404は、少なくとも、いくつかの態様において、たとえば、本明細書で議論される信号処理システムまたはその構成要素(たとえば、図6の信号処理システム600または類似物)に対応することができる。符号化されたブロックを変調され符号化されたブロックに変調するためのモジュール1406は、少なくとも、いくつかの態様において、たとえば、本明細書で議論される信号処理システムまたはその構成要素(たとえば、図6の信号処理システム600または類似物)に対応することができる。変調され符号化されたブロックを含むスロットを送信するためのモジュール1408は、少なくとも、いくつかの態様において、たとえば、本明細書で議論される信号処理システムまたはその構成要素(たとえば、図6の信号処理システム600または類似物)に対応することができる。

図15は、図12および図13の例に関して議論された一連の相互関係のある機能モジュールとして表された別の例のゲートウェイ装置1500を示す。ブロックチェックを提供し、ブロックチェックをブロックに付加するためのモジュール1502は、少なくとも、いくつかの態様において、たとえば、本明細書で議論される信号処理システムまたはその構成要素(たとえば、図6の信号処理システム600または類似物)に対応することができる。付加されたブロックチェックを有するブロックを1つまたは複数のサブブロックにセグメント化するためのモジュール1504は、少なくとも、いくつかの態様において、たとえば、本明細書で議論される信号処理システムまたはその構成要素(たとえば、図6の信号処理システム600または類似物)に対応することができる。パリティビットを提供するために組織符号器を用いてサブブロックを符号化するためのモジュール1506は、少なくとも、いくつかの態様において、たとえば、本明細書で議論される信号処理システムまたはその構成要素(たとえば、図6の信号処理システム600または類似物)に対応することができる。各サブブロックのサブブロックチェックを提供し、対応するサブブロックチェックを付加するためのモジュール1508は、少なくとも、いくつかの態様において、たとえば、本明細書で議論される信号処理システムまたはその構成要素(たとえば、図6の信号処理システム600または類似物)に対応することができる。コーディングされたサブブロックを提供するために付加されたサブブロックチェックを有するサブブロックをターボ符号化するためのモジュール1510は、少なくとも、いくつかの態様において、たとえば、本明細書で議論される信号処理システムまたはその構成要素(たとえば、図6の信号処理システム600または類似物)に対応することができる。パリティビットをパリティブロックにグループ化するためのモジュール1512は、少なくとも、いくつかの態様において、たとえば、本明細書で議論される信号処理システムまたはその構成要素(たとえば、図6の信号処理システム600または類似物)に対応することができる。パリティブロックのパリティブロックチェックを提供し、対応するパリティブロックチェックを付加するためのモジュール1514は、少なくとも、いくつかの態様におい
て、たとえば、本明細書で議論される信号処理システムまたはその構成要素(たとえば、図6の信号処理システム600または類似物)に対応することができる。コーディングされたパリティブロックを提供するために付加されたパリティブロックチェックを有するパリティブロックをターボ符号化するためのモジュール1516は、少なくとも、いくつかの態様において、たとえば、本明細書で議論される信号処理システムまたはその構成要素(たとえば、図6の信号処理システム600または類似物)に対応することができる。コーディングされたパリティブロックを有するコーディングされたサブブロックの連結を送信するためのモジュール1518は、少なくとも、いくつかの態様において、たとえば、本明細書で議論される信号処理システムまたはその構成要素(たとえば、図6の信号処理システム600または類似物)に対応することができる。

図16は、図12および図13の例に関して議論された一連の相互関係のある機能モジュールとして表された例のユーザ端末装置1600を示す。サブブロックの第1の推定値を提供するためにコーディングされたサブブロックをターボ復号するためのモジュール1602は、少なくとも、いくつかの態様において、たとえば、本明細書で議論される信号処理システムまたはその構成要素(たとえば、図6の信号処理システム600または類似物)に対応することができる。ブロックチェックの第1の推定値を有するブロックの第1の推定値を提供するためにサブブロックの第1の推定値を連結するためのモジュール1604は、少なくとも、いくつかの態様において、たとえば、本明細書で議論される信号処理システムまたはその構成要素(たとえば、図6の信号処理システム600または類似物)に対応することができる。ブロックチェックの第1の推定値が合格しまたは不合格になるのどちらであるのかを判定するためのモジュール1606は、少なくとも、いくつかの態様において、たとえば、本明細書で議論される信号処理システムまたはその構成要素(たとえば、図6の信号処理システム600または類似物)に対応することができる。ブロックチェックの第1の推定値が不合格になる時に、パリティブロックの推定値を提供するために受信されたコーディングされたパリティブロックをターボ復号するためのモジュール1608は、少なくとも、いくつかの態様において、たとえば、本明細書で議論される信号処理システムまたはその構成要素(たとえば、図6の信号処理システム600または類似物)に対応することができる。ブロックチェックの第1の推定値が不合格になる時に、サブブロックの第2の推定値を提供するためにパリティブロックの推定値を使用してサブブロックの第1の推定値を外側復号するためのモジュール1610は、少なくとも、いくつかの態様において、たとえば、本明細書で議論される信号処理システムまたはその構成要素(たとえば、図6の信号処理システム600または類似物)に対応することができる。ブロックチェックの第1の推定値が不合格になる時に、ブロックチェックの第2の推定値を有するブロックの第2の推定値を提供するためにサブブロックの第2の推定値を連結するためのモジュール1612は、少なくとも、いくつかの態様において、たとえば、
本明細書で議論される信号処理システムまたはその構成要素(たとえば、図6の信号処理システム600または類似物)に対応することができる。ブロックチェックの第1の推定値が不合格になる時に、ブロックチェックの第2の推定値が合格しまたは不合格になるのどちらであるのかを判定するためのモジュール1614は、少なくとも、いくつかの態様において、たとえば、本明細書で議論される信号処理システムまたはその構成要素(たとえば、図6の信号処理システム600または類似物)に対応することができる。

図14、図15、および図16のモジュールの機能性は、本明細書の教示と一貫する様々な形において実施され得る。いくつかの設計において、これらのモジュールの機能性は、1つまたは複数の電子構成要素として実施され得る。いくつかの設計において、これらのブロックの機能性は、1つまたは複数のプロセッサ構成要素を含む処理システムとして実施され得る。いくつかの設計において、これらのモジュールの機能性は、たとえば、1つまたは複数の集積回路(たとえば、ASIC)の少なくとも一部分を使用して実施され得る。本明細書で議論したように、集積回路は、プロセッサ、ソフトウェア、他の関連する構成要素、またはその何らかの組合せを含むことができる。したがって、異なるモジュールの機能性は、たとえば、集積回路の異なるサブセットとして、ソフトウェアモジュールのセットの異なるサブセットとして、またはその組合せとして実施され得る。また、(たとえば、集積回路の、および/またはソフトウェアモジュールのセットの)所与のサブセットが、2つ以上のモジュールに関する機能性の少なくとも一部分を提供できることを了解されたい。

さらに、図14、図15、および図16によって表される構成要素および機能ならびに本明細書で説明される他の構成要素および機能は、任意の適切な手段を使用して実施され得る。そのような手段はまた、少なくとも部分的に、本明細書で教示される対応する構造を使用して実施され得る。たとえば、図14、図15、および図16の構成要素「〜のためのモジュール」に関連して上で説明された構成要素は、同様に指定される、機能「〜のための手段」にも対応することができる。したがって、いくつかの態様において、そのような手段のうちの1つまたは複数は、プロセッサ構成要素、集積回路、または本明細書で教示される他の適切な構造のうちの1つまたは複数を使用して実施され得る。

当業者は、情報および信号が、様々な異なる技術および技法のいずれかを使用して表現され得ることを了解されよう。たとえば、上の説明全体にわたって参照される場合があるデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、シンボル、およびチップは、電圧、電流、電磁波、磁場もしくは磁性粒子、光場もしくは光学粒子、またはそれらの任意の組合せによって表現されてもよい。

さらに、当業者は、本明細書で開示される様々な例示的な論理ブロック、モジュール、回路、およびアルゴリズムステップが、電子ハードウェア、コンピュータソフトウェア、またはその両方の組合せとして実施され得ることを了解されよう。ハードウェアおよびソフトウェアのこの交換可能性を明瞭に示すために、様々な例示的な構成要素、ブロック、モジュール、回路、およびステップは、上では全般的にその機能性に関して説明された。そのような機能性がハードウェアまたはソフトウェアのどちらとして実施されるのかは、特定の応用例と、システム全体に課せられる設計制約とに依存する。当業者は、説明された機能性を特定の応用例ごとに様々な形において実施することができるが、そのような実施判断が、本発明の範囲からの逸脱を引き起こすと解釈してはならない。

本明細書で開示される方法、シーケンス、および/またはアルゴリズムは、ハードウェア内で直接に、プロセッサによって実行されるソフトウェアモジュール内で、またはこの2つの組合せにおいて実施され得る。ソフトウェアモジュールは、RAMメモリ、フラッシュメモリ、ROMメモリ、EPROMメモリ、EEPROMメモリ、レジスタ、ハードディスク、リムーバブルディスク、CD-ROM、または当技術分野で既知の任意の他の形の記憶媒体内に存在することができる。例示的な記憶媒体は、プロセッサが記憶媒体から情報を読み取り、記憶媒体に情報を書き込むことができるように、プロセッサに結合される。代替案では、記憶媒体は、プロセッサに一体とすることができる。

したがって、請求される主題の諸態様は、衛星システム内でのスペクトル効率の良いデータ送信のための方法を実施する非一時的コンピュータ可読媒体を含むことができる。したがって、請求される主題は、例示された例に限定されない。

前述の開示は、請求される主題の例示的な態様を示すが、添付の特許請求の範囲によって定義される本発明の範囲から逸脱せずに、様々な変更および修正が本明細書において行われ得ることに留意されたい。本明細書の説明による方法請求項の機能、ステップ、および/またはアクションが、任意の特定の順序で実行される必要はない。さらに、請求される主題の諸態様が、単数で説明されまたは請求される場合があるが、単数への限定が明示的に述べられない限り、複数が企図されている。

100 衛星通信システム
106 インフラストラクチャ
108 インターネット
110 公衆交換電話網(PSTN)
200 ゲートウェイ
201 ゲートウェイ
205 アンテナ
210 RFサブシステム
212 RFトランシーバ
214 RFコントローラ
216 アンテナコントローラ
220 デジタルサブシステム
222 デジタル受信器モジュール
224 デジタル送信器モジュール
226 ベースバンド(BB)プロセッサ
228 制御(CTRL)プロセッサ
230 公衆交換電話網(PSTN)インターフェース
240 ローカルエリアネットワーク(LAN)インターフェース
245 ゲートウェイインターフェース
250 ゲートウェイコントローラ
251 ローカル時刻、周波数、および位置基準
300 衛星
301F 順方向フィーダーリンク
301R 戻りフィーダーリンク
302R 戻りサービスリンク
310 順方向トランスポンダ
311(1)〜311(N) 第1の帯域フィルタ
312(1)〜312(N) 第1のLNA
313(1)〜313(N) 周波数変換器
314(1)〜314(N) 第2のLNA
315(1)〜315(N) 第2の帯域フィルタ
316(1)〜316(N) PA
320 戻りトランスポンダ
321(1)〜321(N) 第1の帯域フィルタ
322(1)〜322(N) 第1のLNA
323(1)〜323(N) 周波数変換器
324(1)〜324(N) 第2のLNA
325(1)〜325(N) 第2の帯域フィルタ
326 PA
330 発振器
340 コントローラ
351 順方向リンクアンテナ
352 順方向リンクアンテナ
352(1)〜352(N) アンテナ
361 戻りリンクアンテナ
361(1)〜361(N) アンテナ
362 戻りリンクアンテナ
400 ユーザ端末(UT)
401 ユーザ端末(UT)
410 アンテナ
412 デュプレクサ要素
414 アナログ受信器
416A デジタルデータ受信器
416B〜416N デジタルデータ受信器
418 サーチャ受信器
420 ユーザ端末制御プロセッサ
422 デジタルベースバンド回路網
426 送信変調器
428 電力コントローラ
430 送信電力増幅器
432 メモリ
434 ローカル時刻、周波数、および位置基準
450 UEインターフェース回路網
500 ユーザ機器(UE)
501 ユーザ機器(UE)
502 LANインターフェース
504 アンテナ
506 広域ネットワーク(WAN)トランシーバ
508 ワイヤレスローカルエリアネットワーク(WLAN)トランシーバ
510 衛星測位システム(SPS)受信器
512 プロセッサ
514 動きセンサ
516 メモリ
518 データ
520 命令
522 ユーザインターフェース
524 マイクロホン/スピーカ
526 キーパッド
528 ディスプレイ
600 信号処理システム
602 プロセッサ
604 メモリ
606 モデム
608 アンテナ
610 衛星リンク
612 バス
614 プロトコルスタック
616 物理レイヤ(PHY)
618 媒体アクセス制御レイヤ(MAC)
620 リンクレイヤ
622 インターネットプロトコル(IP)レイヤ
624 アプリケーションレイヤおよび上位レイヤ
626 信号レイヤおよび制御レイヤ
704 第(n-1)のスロット
706 第nのスロット
708 第(n+1)のスロット
710 通信構造
712 パイロット
714 制御
716 データ
718 ブロック(i-1)
720 ブロック(i)
722 ブロック(i+1)
724 情報要素
726 データ
728 UT
730 UT
732 UT
802 MCI
804 符号器
806 変調シンボルマッパ
808 RF変調器
810 アンテナ
1002 外側符号器
1004 内側符号器
1006 内側復号器
1008 外側復号器
1010 スーパー符号器
1012 スーパー復号器
1014 生チャネル
1016 スーパーチャネル
1018 テーブル
1214 環状バッファ
1215 ターボ符号器
1224 環状バッファ
1225 ターボ符号器
1226 データ構造
1400 ゲートウェイ装置
1402 チャネル状態情報を受信するためのモジュール
1404 複数のブロックを符号化するためのモジュール
1406 符号化されたブロックを変調され符号化されたブロックに変調するためのモジュール
1408 変調され符号化されたブロックを含むスロットを送信するためのモジュール
1500 ゲートウェイ装置
1502 ブロックチェックを提供し、ブロックチェックをブロックに付加するためのモジュール
1504 付加されたブロックチェックを有するブロックを1つまたは複数のサブブロックにセグメント化するためのモジュール
1506 パリティビットを提供するために組織符号器を用いてサブブロックを符号化するためのモジュール
1508 各サブブロックのサブブロックチェックを提供し、対応するサブブロックチェックを付加するためのモジュール
1510 コーディングされたサブブロックを提供するために付加されたサブブロックチェックを有するサブブロックをターボ符号化するためのモジュール
1512 パリティビットをパリティブロックにグループ化するためのモジュール
1514 パリティブロックのパリティブロックチェックを提供し、対応するパリティブロックチェックを付加するためのモジュール
1516 コーディングされたパリティブロックを提供するために付加されたパリティブロックチェックを有するパリティブロックをターボ符号化するためのモジュール
1518 コーディングされたパリティブロックを有するコーディングされたサブブロックの連結を送信するためのモジュール
1600 ユーザ端末装置
1602 サブブロックの第1の推定値を提供するためにコーディングされたサブブロックをターボ復号するためのモジュール
1604 ブロックチェックの第1の推定値を有するブロックの第1の推定値を提供するためにサブブロックの第1の推定値を連結するためのモジュール
1606 ブロックチェックの第1の推定値が合格しまたは不合格になるのどちらであるのかを判定するためのモジュール
1608 ブロックチェックの第1の推定値が不合格になる時に、パリティブロックの推定値を提供するために受信されたコーディングされたパリティブロックをターボ復号するためのモジュール
1610 ブロックチェックの第1の推定値が不合格になる時に、サブブロックの第2の推定値を提供するためにパリティブロックの推定値を使用してサブブロックの第1の推定値を外側復号するためのモジュール
1612 ブロックチェックの第1の推定値が不合格になる時に、ブロックチェックの第2の推定値を有するブロックの第2の推定値を提供するためにサブブロックの第2の推定値を連結するためのモジュール
1614 ブロックチェックの第1の推定値が不合格になる時に、ブロックチェックの第2の推定値が合格しまたは不合格になるのどちらであるのかを判定するためのモジュール
B(k) サブブロック
B(k)' サブブロックの推定値
B(k)'' 外側復号されたサブブロック
CB(k) コーディングされたサブブロック
CB(k)' コーディングされたサブブロックの推定値
CPB コーディングされたパリティブロック
FP(1)〜FP(N) 順方向経路
k インデックス
LO(F) 順方向局所発振器信号
LO(R) 戻り局所発振器信号
n インデックス
PB パリティブロック
PB' パリティブロックの推定値
RP(1)〜RP(N) 戻り経路

Claims (28)

1. ゲートウェイにおいて、衛星を介して複数のユーザ端末からのチャネル状態情報を復調するステップと、
   前記ゲートウェイによって、複数のブロックを複数の符号化されたブロックに符号化するステップであって、各ブロックは対応するユーザ端末のためのものであり、前記ゲートウェイは、各ブロックを、その対応するユーザ端末の前記チャネル状態情報の値に従って符号化する、ステップと、
   前記ゲートウェイによって、前記複数の符号化されたブロックを複数の符号化され変調されたブロックに変調するステップであって、前記ゲートウェイは、各符号化されたブロックを、その対応するユーザ端末の前記チャネル状態情報の前記値に従って変調する、ステップと、
   前記ゲートウェイによって、スロットを前記衛星を介して前記複数のユーザ端末に送信するステップであって、前記スロットは、前記複数の符号化され変調されたブロックと、前記スロット内のどのブロックがどのユーザ端末に属するかを示す情報と、前記スロット内の各ブロックについての実行された前記符号化および前記変調に関する情報とをそれぞれ別個に含む、ステップと
   を含む、方法。
2. 前記ゲートウェイによって符号化するステップは、ブロックの、その対応するユーザ端末の前記チャネル状態情報の前記値に従う第1の符号化されたブロックへの第1の符号化のステップを含み、
   前記ゲートウェイによって変調するステップは、前記第1の符号化されたブロックの、その対応するユーザ端末の前記チャネル状態情報の前記値に従う第1の符号化され変調されたブロックへの第1の変調のステップを含み、
   前記方法は、
   前記第1の符号化され変調されたブロックに関する否定応答を受信するステップと、
   前記ゲートウェイによる、前記ブロックの第2の符号化されたブロックへの第2の符号化のステップと、
   前記ゲートウェイによる、前記第2の符号化されたブロックの第2の符号化され変調されたブロックへの第2の変調のステップと、
   前記ゲートウェイによって、前記第2の符号化され変調されたブロックを含む第2のスロットを送信するステップと
   をさらに含む、請求項1に記載の方法。
3. 前記第2の符号化のステップは、前記第1の符号化のステップより高い誤り訂正を提供する、請求項2に記載の方法。
4. 前記第2の変調のステップは、前記第1の変調のステップより低い次数を有する、請求項3に記載の方法。
5. 前記第1の変調のステップおよび前記第2の変調のステップは、同一の変調方式である、請求項3に記載の方法。
6. 前記第1の符号化のステップは、外側コードを含まない、請求項3に記載の方法。
7. 前記第2の符号化のステップは、連結された符号化を含む、請求項6に記載の方法。
8. 前記第2の変調のステップは、前記第1の変調のステップより低い次数を有する、請求項2に記載の方法。
9. 前記第1の符号化のステップおよび前記第2の符号化のステップは、同一の符号化方式である、請求項8に記載の方法。
10. 前記スロットは、前記複数のユーザ端末の同期化のためのパイロットを含む、請求項1に記載の方法。
11. 前記ゲートウェイによって前記符号化するステップは、
    連結されたコーディングを使用しない第1の変調およびコーディング方式を選択するステップであって、前記第1の変調およびコーディング方式は、エラーフロアを有する、ステップと、
    ブロックのターゲットブロック誤り率および前記エラーフロアが関係を満足する場合には、前記第1の変調およびコーディング方式に従って前記ブロックを符号化かつ変調し、そうではなく前記ブロックの前記ターゲットブロック誤り率および前記エラーフロアが前記関係を満足しない場合には、第2の変調およびコーディング方式に従って前記ブロックを符号化かつ変調するステップであって、前記第2の変調およびコーディング方式は、外側コードを含む、ステップと
    を含む、請求項1に記載の方法。
12. 前記関係は、未満不等式である、請求項11に記載の方法。
13. 前記第2の変調およびコーディング方式は、内側ターボコードおよび外側BCHコードを含む、請求項11に記載の方法。
14. ゲートウェイであって、
    モデムと、
    前記モデムと通信している少なくとも1つのプロセッサであって、前記少なくとも1つのプロセッサおよび前記モデムは、共同して、
    衛星を介する複数のユーザ端末からのチャネル状態情報を復調することと、
    複数のブロックを複数の符号化されたブロックに符号化することであって、各ブロックは対応するユーザ端末のためのものであり、各ブロックは、その対応するユーザ端末の前記チャネル状態情報の値に従って符号化される、符号化することと、
    前記複数の符号化されたブロックを複数の符号化され変調されたブロックに変調することであって、各符号化されたブロックは、その対応するユーザ端末の前記チャネル状態情報の前記値に従って変調される、変調することと、
    前記ゲートウェイに、スロットを前記衛星を介して前記複数のユーザ端末に送信させることであって、前記スロットは、前記複数の符号化され変調されたブロックと、前記スロット内のどのブロックがどのユーザ端末に属するかを示す情報と、前記スロット内の各ブロックについての実行された前記符号化および前記変調に関する情報とをそれぞれ別個に含む、送信させることと
    を行うように構成される、少なくとも1つのプロセッサと
    を含む、ゲートウェイ。
15. 前記少なくとも1つのプロセッサおよび前記モデムは、共同して、
    ブロックを、その対応するユーザ端末の前記チャネル状態情報の前記値に従って第1の符号化されたブロックに符号化することと、
    前記第1の符号化されたブロックを、その対応するユーザ端末の前記チャネル状態情報の前記値に従って第1の符号化され変調されたブロックに変調することと、
    前記ゲートウェイが前記第1の符号化され変調されたブロックに関する否定応答を受信することに応答して、前記ブロックを第2の符号化されたブロックに符号化し、前記第2の符号化されたブロックを第2の符号化され変調されたブロックに変調し、かつ前記ゲートウェイに、前記第2の符号化され変調されたブロックを含む第2のスロットを送信させることと
    を行うようにさらに構成される、請求項14に記載のゲートウェイ。
16. 前記第2の符号化されたブロックは、前記第1の符号化されたブロックより高い誤り訂正を有する、請求項15に記載のゲートウェイ。
17. 前記第2の符号化され変調されたブロックは、前記第1の符号化され変調されたブロックより低次の変調を有する、請求項16に記載のゲートウェイ。
18. 前記少なくとも1つのプロセッサおよび前記モデムは、共同して、前記第1の符号化されたブロックおよび前記第2の符号化されたブロックを同一の変調方式に従って変調するようにさらに構成される、請求項16に記載のゲートウェイ。
19. 前記少なくとも1つのプロセッサおよび前記モデムは、共同して、符号化を連結せずに前記ブロックを前記第1の符号化されたブロックに符号化するようにさらに構成される、請求項16に記載のゲートウェイ。
20. 前記少なくとも1つのプロセッサおよび前記モデムは、共同して、連結された符号化を使用して前記ブロックを前記第2の符号化されたブロックに符号化するようにさらに構成される、請求項19に記載のゲートウェイ。
21. 前記第2の符号化され変調されたブロックは、前記第1の符号化され変調されたブロックより低次の変調を有する、請求項15に記載のゲートウェイ。
22. 前記少なくとも1つのプロセッサおよび前記モデムは、共同して、同一の符号化方式に従って、前記ブロックを前記第1の符号化されたブロックに符号化し、かつ前記ブロックを前記第2の符号化されたブロックに符号化するようにさらに構成される、請求項21に記載のゲートウェイ。
23. 前記スロットは、前記複数のユーザ端末の同期化のためのパイロットを含む、請求項14に記載のゲートウェイ。
24. 前記少なくとも1つのプロセッサおよび前記モデムは、共同して、
    連結されたコーディングを使用しない第1の変調およびコーディング方式を選択することであって、前記第1の変調およびコーディング方式は、エラーフロアを有する、選択することと、
    ブロックのターゲットブロック誤り率および前記エラーフロアが関係を満足する場合には、前記第1の変調およびコーディング方式に従って前記ブロックを符号化かつ変調し、そうではなく前記ブロックの前記ターゲットブロック誤り率および前記エラーフロアが前記関係を満足しない場合には、第2の変調およびコーディング方式に従って前記ブロックを符号化かつ変調することであって、前記第2の変調およびコーディング方式は、外側コードを含む、符号化かつ変調することと
    を行うようにさらに構成される、請求項14に記載のゲートウェイ。
25. 前記関係は、未満不等式である、請求項24に記載のゲートウェイ。
26. 前記第2の変調およびコーディング方式は、内側ターボコードおよび外側BCHコードを含む、請求項24に記載のゲートウェイ。
27. ゲートウェイ内の少なくとも1つのプロセッサによって実行されるときに、前記ゲートウェイに、請求項1から13のうちのいずれか一項に記載の方法を実行させる記憶された命令を有する、非一時的コンピュータ可読記憶媒体。
28. 請求項1から13のうちのいずれか一項に記載の方法を実行するための手段を備える、ゲートウェイ。

Images