JP2021506153A5 - - Google Patents

Description

本発明のこの態様による衛星インフラストラクチャの作成について、図４〜図６を参照して説明する。図４は、本明細書で説明するシステムおよび方法の基礎となる様々な原理を示すために使用される地球のメルケータ投影図である。参考までに、図４は、赤道、北回帰線および南回帰線、および北極圏および南極圏の破線／一点鎖線の描写を含み、これらの主緯度線間の公称距離を示す。システムは、典型的には多数の衛星を使用し、そのうちの２つの地上トラックを図４に示す。説明のために、地上トラックは、赤道に関して対称な正弦波として描かれている。衛星Ｓ_１は、南回帰線から最大距離ｍ_１だけ運ぶ軌道傾斜角を有する二点鎖線で示される軌道平面内にある。衛星Ｓ_２は、南回帰線から最大距離ｍ_２だけそれを搬送する軌道傾斜角を有するダッシュ／３点鎖線によって示される軌道平面内にある。

Claims (36)

1. 無線通信システムであって、無線通信システムは、制御されていない軌道に配置された周回衛星のコンスタレーションであって、２つの前記周回衛星の間の少なくとも１つの無線リンクを含む無線経路を介して宛先地上局に宛てられたデータを通信するための周回衛星のコンスタレーションを含み、前記コンスタレーションのそれぞれの衛星は、
   地球表面に対する前記衛星の位置を判定するための回路と、
   複数の他の衛星から無線信号を受信し、複数の他の衛星へ無線信号を送信するための複数の指向性衛星アンテナと、
   前記コンスタレーション内の前記他の衛星のうちの複数の任意の特定の時刻における位置を定義する軌道情報を格納するための経路作成回路と、
   少なくとも１つの他の衛星と無線リンクを作成するために、前記経路作成回路によって場所が判定された前記少なくとも１つの他の衛星の方向に、前記複数の前記指向性衛星アンテナのうちの少なくとも１つから経路無線信号を送信するアンテナペアリング回路と、
   を含み、
   前記経路作成回路は格納された前記軌道情報から、前記宛先地上局の方向の少なくとも１つの他の衛星の位置を判定する
   ことを特徴とする無線通信システム。
2. 請求項１に記載の無線通信システムであって、前記コンスタレーション内の前記衛星は、前記コンスタレーション内の他の衛星のほぼ全部の前記軌道情報を格納するブロックチェーンを備え、前記他の衛星に記憶された前記軌道情報で前記衛星に記憶された前記軌道情報を定期的に更新することを特徴とする無線通信システム。
3. 請求項２に記載の無線通信システムであって、前記コンスタレーションに追加される追加衛星は、少なくとも１つの他の衛星から前記他の衛星の前記軌道情報を受信し、前記追加衛星の前記軌道情報は、前記他の衛星に送信されることを特徴とする無線通信システム。
4. 請求項１に記載の無線通信システムであって、各衛星は、その軌道情報を１つ以上の地上局に送信することで他の衛星に送信することを特徴とする無線通信システム。
5. 請求項１に記載の無線通信システムであって、前記衛星のコンスタレーションによってカバーされるエリアは複数のゾーンに分割され、前記データは発信地上局から最初の経路衛星にアップロードされ、最初の経路衛星内の経路作成回路が、前記宛先地上局の方向における前記ゾーンの境界を判定することを特徴とする無線通信システム。
6. 請求項１に記載の無線通信システムにおいて、各衛星は、能動的な姿勢制御なしに判定される向きを有することを特徴とする無線通信システム。
7. 請求項１に記載の無線通信システムであって、各衛星は、その向きを制御する受動的な姿勢制御手段を含むことを特徴とする無線通信システム。
8. 請求項１に記載の無線通信システムであって、前記データは、発信地上局から前記宛先地上局への伝送のためのデジタルデータのパケットを含み、各データ伝送パケットは、前記宛先地上局のアドレス情報を含むヘッダと、前記伝送の内容を表すデータストリームを含むペイロードとを含むことを特徴とする無線通信システム。
9. 請求項１に記載の無線通信システムであって、前記データは発信地上局から前記宛先地上局に送信され、前記発信地上局及び前記宛先地上局の少なくとも一方は、前記データを送受信するために、地球表面の上方の無人車両に搭載された送受信器を備えることを特徴とする無線通信システム。
10. 請求項１に記載の無線通信システムであって、前記衛星は、回転軸についての回転速度を有することを特徴とする無線通信システム。
11. 請求項１に記載の無線通信システムであって、前記複数の指向性衛星アンテナのうちの複数のアンテナの各々は、互いに異なる複数の方向で無線信号を送信し、異なる方向の無線信号を受信する複数の給電を有する反射器を備えることを特徴とする無線通信システム。
12. 請求項１に記載の無線通信システムであって、前記コンスタレーション内の実質的にすべての前記衛星は、姿勢制御なしに判定される向きを有し、前記コンスタレーション内の実質的にすべての前記衛星の前記指向性衛星アンテナは、各衛星を取り囲む実質的に全球状の空間にわたる複数の方向で無線信号を送信および受信するように配置されることを特徴とする無線通信システム。
13. 請求項１に記載の無線通信システムであって、複数の前記衛星の各々は、その向きを制御する受動的な姿勢制御手段を備え、受動的な姿勢制御手段を有する前記衛星の各々の前記指向性衛星アンテナは、前記衛星を囲む前記全球状の空間未満にわたる複数の方向で無線信号を送受信するように構成されることを特徴とする無線通信システム。
14. 請求項１に記載の無線通信システムであって、発信地上局からデータ伝送を受信する最初の衛星から、前記データ伝送におけるアドレス情報によって識別される宛先地上局までの無線経路は、前記発信地上局から前記データ伝送を受信する最初の経路衛星と第２衛星との間の少なくとも１つの無線リンクと、前記宛先地上局への前記無線経路に含まれる前記第２衛星と第３衛星との間の第２無線リンクとを含むことを特徴とする無線通信システム。
15. 請求項１に記載の無線通信システムであって、経路無線信号を受信する各衛星は、前記経路無線信号を受信した前記指向性衛星アンテナから経路確認信号を送信し、前記経路確認信号を受信した前記衛星は、前記経路確認信号を受信した前記指向性衛星アンテナから前記データを送信することを特徴とする無線通信システム。
16. 無線通信システムにおける使用のために適用される発信地上局であって、宛先地上局を指定するアドレス情報を有するヘッダと指定された前記宛先地上局への送信の内容を表すデータストリームを含むペイロードとを含むデジタルデータのパケットを、発信地上局から送信することができ、前記発信地上局は、制御されていない軌道内の複数の衛星のコンスタレーションにおいて、最初の経路衛星に前記デジタルデータのパケットを送信するように構成され、前記デジタルデータのパケットは、前記指定された宛先地上局が最初の経路衛星のラインオブサイトを越えて位置する場合、前記指定された宛先地上局のラインオブサイト内の終端経路衛星による受信のために、前記最初の経路衛星から送信されることができることを特徴とする発信地上局。
17. 請求項１６に記載の発信地上局であって、前記デジタルデータのパケットは、前記最初の経路衛星から少なくとも１つの中間経路衛星によって、および前記中間経路衛星のうちの１つから終端経路衛星によって受信されることができることを特徴とする発信地上局。
18. 請求項１７に記載の発信地上局であって、前記デジタルデータのパケットは、第１の中間経路衛星が前記最初の経路衛星から、少なくとも１つの追加の中間経路衛星が前記第１の中間経路衛星から、および終端経路衛星が前記少なくとも１つの追加の中間経路衛星から、受信されることができることを特徴とする発信地上局。
19. 請求項１６に記載の発信地上局であって、前記宛先地上局は、前記最初の経路衛星から少なくとも３５００マイルであることを特徴とする発信地上局。
20. 請求項１６に記載の発信地上局であって、複数の指向性アンテナをさらに備え、前記指向性アンテナのうちの少なくとも１つは、前記デジタルデータのパケットを送信することを特徴とする発信地上局。
21. 請求項２０に記載の発信地上局であって、前記複数の指向性アンテナの各々は、互いに異なる複数の方向に無線信号を送信する複数の給電部を有する反射器を備え、前記デジタルデータのパケットは、前記給電部のうちの１つから送信されることを特徴とする発信地上局。
22. 請求項１６に記載の発信地上局であって、前記最初の経路衛星は、前記デジタルデータのパケットを前記宛先地上局に向かう方向に送信することができることを特徴とする発信地上局。
23. 請求項２２に記載の発信地上局であって、前記最初の経路衛星は、地球表面に平行な平面内で約６０°、前記地球表面に垂直な上下方向で約３０°にまたがる領域で前記デジタルデータのパケットを含む複数の無線信号を送信でき、前記コンスタレーションは、少なくとも１００個の衛星を含むことを特徴とする発信地上局。
24. 無線通信システムにおける使用のために適用される宛先地上局であって、前記宛先地上局を指定するアドレス情報を有するヘッダと前記宛先地上局への送信の内容を表すデータストリームを含むペイロードとを含むデジタルデータのパケットを、発信地上局から送信することができ、前記宛先地上局は、制御されていない軌道内の複数の衛星のコンスタレーションにおいて、終端経路衛星から前記デジタルデータのパケットを受信するように構成され、前記宛先地上局が、前記発信地上局から送信された前記デジタルデータのパケットを受信するように構成される最初の経路衛星のラインオブサイトを超えて位置する場合、前記デジタルデータのパケットは、前記最初の衛星から前記終端経路衛星に送信されることができることを特徴とする宛先地上局。
25. 請求項２４に記載の宛先地上局であって、最初の経路衛星は、前記デジタルデータのパケットを前記宛先地上局に向かう方向に送信することができることを特徴とする宛先地上局。
26. 無線通信システムであって、無線通信システムは、赤道の北と南と緯度の所定の範囲をカバーするように制御されていない軌道に配置された少なくとも１００個の衛星であって、前記衛星のうちの２つの間の少なくとも１つの無線リンクを含む無線経路を介して宛先地上局に宛てられたデータを通信するための衛星からなるコンスタレーションを含み、前記衛星のコンスタレーションによってカバーされるエリアは、それぞれが少なくとも１，０００，０００平方マイルの複数のゾーンに分割され、前記コンスタレーションの各衛星は、
    地球表面に対する前記衛星の位置を判定するためのグローバルナビゲーション衛星システム（ＧＮＳＳ）回路と、
    複数の他の衛星から無線信号を受信し、複数の他の衛星へ無線信号を送信するための複数の指向性衛星アンテナと、
    前記コンスタレーション内の前記他の衛星の大多数の任意の特定の時刻における位置を定義する軌道情報を格納するための経路作成回路と、
    少なくとも１つの他の衛星と無線リンクを作成するために、前記経路作成回路によって位置が判定された前記少なくとも１つの他の衛星の方向に、前記複数の前記指向性衛星アンテナのうちの少なくとも１つから経路無線信号を送信するアンテナペアリング回路と、
    を含み、
    前記衛星は前記衛星に関連付けられた一意の識別子を有し、
    前記経路作成回路は格納された前記軌道情報から、前記衛星が位置する前記ゾーンと、前記宛先地上局の方向の少なくとも１つの他の衛星が位置する前記ゾーンとを判定し、
    前記経路無線信号は前記経路無線信号を送信する前記衛星に関連付けられた前記一意の識別子を含む、
    ことを特徴とする無線通信システム。
27. 前記宛先地上局と協働する請求項１６に記載の発信地上局であって、前記宛先地上局は、異なるデジタルデータのパケットを第２の宛先地上局に送信するための第２の発振地上局として動作するように構成され、前記異なるデジタルデータのパケットは、前記第２の宛先地上局を指定するアドレス情報を有するヘッダと、指定された前記第２の宛先地上局への送信の内容を表すデータストリームを含むペイロードとを含むことを特徴とする発信地上局。
28. 無線通信システムであって、無線通信システムは、制御されていない軌道に配置された周回衛星のコンスタレーションであって、２つの前記衛星の間の少なくとも１つの無線リンクを含む無線経路を介して宛先地上局に宛てられたデータを通信するための周回衛星のコンスタレーションを含み、前記衛星のコンスタレーションによってカバーされるエリアは複数のゾーンに分割され、前記コンスタレーションのそれぞれの衛星は、
    地球表面に対する前記衛星の位置を判定するための回路と、
    複数の他の衛星から無線信号を受信し、複数の他の衛星へ無線信号を送信するための複数の指向性衛星アンテナと、
    前記コンスタレーション内の前記他の衛星のうちの大多数の任意の特定の時刻における位置を定義する軌道情報を格納するための経路作成回路と、
    少なくとも１つの他の衛星と無線リンクを作成するために、前記経路作成回路によって位置が判定された前記少なくとも１つの他の衛星の方向に、前記複数の前記衛星のアンテナのうちの少なくとも１つから経路無線信号を送信するアンテナペアリング回路と、
    を含み、
    前記経路作成回路は格納された前記軌道情報から、前記衛星が位置する前記ゾーンと、前記宛先地上局の方向の少なくとも１つの他の衛星が位置する前記ゾーンとを判定する、
    ことを特徴とする無線通信システム。
29. 請求項２８に記載の無線通信システムであって、地球表面に対する前記衛星の前記位置を判定するための前記回路は、ＧＮＳＳシステムと通信し、前記ゾーンは軌道内に配置される前にそれぞれの衛星の経路作成回路に格納された境界を有することを特徴とする無線通信システム。
30. 請求項２８に記載の無線通信システムであって、前記データは発信地上局から最初の前記経路衛星にアップロードされ、前記最初の経路衛星の前記経路作成回路は前記宛先地上局の方向のゾーンの境界を判定することを特徴とする無線通信システム。
31. 請求項２８に記載の無線通信システムであって、前記最初の経路衛星は重複する領域を有する少なくとも２つのゾーンを定義することを特徴とする無線通信システム。
32. 請求項２８に記載の無線通信システムであって、前記ゾーンは緯度と経度とによって定義された境界を有することを特徴とする無線通信システム。
33. 請求項２８に記載の無線通信システムであって、
    経路無線信号を受信する第１の衛星の前記経路作成回路は、前記無線経路のノードとしての前記送信衛星の適合性を示す、受信された前記経路無線信号の品質を判定し、前記受信衛星のアンテナの複数から、受信した前記経路無線信号の前記品質を含むさらなる経路無線信号を送信し、
    前記さらなる経路無線信号を受信した第２の衛星の前記アンテナペアリング回路は、前記第２の衛星との無線リンクとして、前記さらなる経路無線信号の前記品質と前記経路無線信号の前記品質とに基づいて、前記第１の衛星を選択することを特徴とする無線通信システム。
34. 請求項２８に記載の無線通信システムであって、経路無線信号を受信する衛星の前記経路作成回路は、宛先地上局の方向にある前記ゾーンの境界を判定することを特徴とする無線通信システム。
35. 地上局との間でデータを伝送するために制御されていない軌道上に配置された周回衛星のコンスタレーションを含む無線通信システムであって、各地上局および各衛星が前記システムのノードであり、前記コンスタレーションのそれぞれの衛星は、
    前記システムの複数の他のノードから無線伝送を受信し、前記システムの複数の他のノードに無線伝送を送信するための、複数の指向性衛星アンテナと、
    前記システムのノードからデータ伝送を受信し、前記衛星の複数の前記アンテナから前記データ伝送を再送信するためのブロックチェーン作成回路と、
    を含み、
    前記システムの複数のノードは、受信した前記データ伝送を格納することを特徴とする無線通信システム。
36. 請求項３５に記載の無線通信システムであって、それぞれの衛星の前記ブロックチェーン作成回路は、十分な数のアンテナから受信したデータ伝送を、前記衛星のほとんどが前記データを受信した時間の経過を最小化する間隔で再送信することを特徴とする無線通信システム。