JP2022545569A

JP2022545569A - ネットワークアクセスマネージメント

Info

Publication number: JP2022545569A
Application number: JP2022522632A
Authority: JP
Inventors: フイウェンヤオ; アーベルアヴェラン
Original assignee: AST and Science LLC
Current assignee: AST and Science LLC
Priority date: 2019-10-18
Filing date: 2020-10-16
Publication date: 2022-10-27
Anticipated expiration: 2040-10-16
Also published as: US11804893B2; US20210119695A1; KR20220065888A; US11121764B2; EP4046292A1; US20240014893A1; WO2021076912A1; AU2020367157A1; CA3153917A1; US20220014264A1; JP7320674B2; KR102477970B1; AU2020367157B2

Abstract

衛星通信システムにおいて、基地局は、視野を有する衛星を介して標準規格に準拠したユーザ機器（ＵＥ）と通信を行う。基地局は、視野内の複数のセルをカバーするワイドビーム信号を生成するよう衛星に指示する処理装置を備え、ワイドビーム信号を介して複数のセル内のユーザ機器からのアクセス要求を検出する。基地局は、ｅＮｏｄｅＢなどの処理装置を備え、さらに、衛星にアップリンクされ、衛星が生成した少なくとも１つのノミナルビームを介して、複数のセルのうち少なくとも１つのセルはアクセス要求を有する非アクティブセルを全てカバーするようにブロードキャストされる、１つ以上のネットワーク放送／アクセス信号を生成する。

Description

関連出願
本出願は、２０１９年１０月１８日に出願された米国仮出願第６２／９２３，１５８号の優先権の利益を主張し、その内容はその全体が参照により本明細書に組み込まれる。

ゲートウェイビームの帯域で、実際のトラフィック（データ転送量）のないビームであるが、ネットワークブロードキャスト／アクセスチャンネルで必要とされる帯域を最小化するために、ＬＴＥの最小チャンネル帯域、すなわち１．４ＭＨｚチャンネルを、所定の時間トラフィックのない複数のセルをカバーするビーム用のネットワークブロードキャスト／アクセスチャンネルとして利用することができる。ある衛星のＦＯＶ（ＦｉｅｌｄＯｆＶｉｅｗ、視野、ある瞬間に見える範囲）の下には、トラフィックのないセルが数千個存在することがある。典型的な設計は、各セルに専用のビームと、トラフィックのないセルをカバーするそれぞれのビーム用のネットワークブロードキャスト／アクセスチャンネルとを設けるものである。

しかし、すべての３ＧＰＰ（登録商標）（ＴｈｉｒｄＧｅｎｅｒａｔｉｏｎＰａｒｔｎｅｒｓｈｉｐＰｒｏｊｅｃｔ）バンドが１．４ＭＨｚのチャンネル帯域（チャネル帯域）をサポートしているわけではない。広いチャンネルバンド幅をアクセスに使うためにゲートウェイビームのバンド幅（帯域幅）がさらに必要になったり、機能性の追加を収益無しで行うために設計をさらに複雑にすることにより、例えば、ゲートウェイビームのために追加のバンドを使用したり、１つまたは複数のゲートウェイビームを追加したり、より広い帯域幅でより高い周波数を使用したりする必要がある。

したがって、ある衛星のＦＯＶ（視野）内のトラフィック（通信量）のある、またはないすべてのセルのためのネットワークブロードキャスト／アクセス機能を備えたゲートウェイの帯域幅の要請を最小化するソリューションが必要とされている。本開示は、柔軟性と拡張性とを備えた、衛星の全カバレッジエリアにわたるネットワークブロードキャスト／アクセスに使用される総リソース（帯域幅）を最小化するものである。

図１に示す衛星セルラーシステムは、ユーザリンク用の大量のナロービームを生成する衛星上の大型アンテナと、ユーザビームトラフィックとネットワークアクセス情報を地上のゲートウェイ局（ゲートウェイステーション、基地局）との間でルーティングするための大きな運用帯域を持つゲートウェイビームと、ゲートウェイ局とから構成され、ゲートウェイ局に関連する地上ネットワークも含まれる。

図１は、本開示の例示的な実施形態に係る衛星システムを示す。

図２は、フォワードリンク（送信リンク）を示す。

図３は、リターンリンク（返信リンク）を示す。

図４は、セルダイアグラム。

図５は、フローダイアグラム。

好ましい実施形態の詳細な説明

図面に示された本開示の好ましい実施形態を説明する際に、明確化のために特定の用語を用いている。しかしながら、本開示は、そのように選択された特定の用語に限定されることを意図しておらず、各特定の用語は、同様の目的を達成するために同様の方法で動作するすべての技術的同等物を含むと理解される。

図面に戻って、図１は、高出力大型フェーズドアレイ衛星システム１０を示し、ある（特定の、所定の）衛星２１０のＦＯＶ（ＦｉｅｌｄｏｆＶｉｅｗ、視野、見える範囲）２３０上の小さな地上の複数のセル２３２をカバーする多数のビーム２１２を生成する。このシステム１０は、衛星２１０と通信する基地局１００を含む。基地局１００は、４Ｇシステムにおける複数のｅＮｏｄｅＢ（ｅｖｏｌｖｅｄＮｏｄｅＢ、携帯電話基地局）１４０などのベーストランシーバ（基地送受信機、基地局）と、インターネット１１０と通信するプロセッサ／コア１２０（４ＧシステムにおけるＥｖｏｌｖｅｄＰａｃｋｅｔＣｏｒｅなど）とを備えてもよい。基地送受信局１４０は、ゲートウェイリンク信号１５２を介して衛星２１０と通信する指向性アンテナなどのアンテナを有するゲートウェイ１５０に信号を通信する。一実施形態では、衛星２１０は、単一の衛星装置であってもよい。別の実施形態では、衛星２１０は、米国特許第９，９７３，２６６号（その内容全体が参照によりここに組み込まれる）に開示されるような複数の衛星アンテナ要素であってもよい。

衛星２１０は、ゲートウェイアンテナ信号１５２を受信し、１つ以上（少なくとも１つ）のセル２３２を含む衛星ＦＯＶ（衛星視野）２３０の中に位置するユーザ端末に信号として再送信する。衛星信号は、衛星フェーズドアレイアンテナによって提供されるノミナルビーム（ＮＢ）２１２およびワイドビーム（ＷＢ）２１４を有するマルチビームユーザリンクを含む。

ユーザーデバイスは修正せずに、地上波システムにおけるローカルセルタワーに接続するように、これらのビーム２１２、２１４に接続できる。ユーザ装置と送受信される信号は、衛星システムによって、高スループットゲートウェイリンク（Ｋａバンドリンク、Ｑ／Ｖバンドリンク、またはレーザーリンクなど）を介してゲートウェイ１５０との間で送受信される。総ゲートウェイリンク帯域幅は、トラフィックおよびネットワーク／アクセス信号を含む全てのビーム（セル）からの集約された信号を収容するのに十分である。ゲートウェイ１５０において、ユーザ信号は、ｅＮｏｄｅＢ１４０などのカスタムベーストランシーバ（顧客の基地局、所定の基地局）と適合するようにデジタルおよび／またアナログ処理される。

これらのカスタマイズされたｅＮｏｄｅＢ１４０は、変更をしていないユーザ機器に対し、標準に準拠したインターフェースを提供し、衛星通信システムの効果（遅延やドップラーシフトなど）を補償しながら、ローカルタワーへの接続と同様に接続することを可能にする。これらのｅＮｏｄｅＢ１４０は、衛星２１０への、または、からの信号伝搬による大きな遅延を許容するように修正される。遅延およびドップラーシフトは、各セル（ビーム）中心で補償されるので、サイズが制限されたセルにおいては遅延差およびドップラーは小さくなり標準的なＵＥ能力の範囲内に収まる。

図２および図３に、トラフィックを伴わない（搬送しない）すべてのビームのネットワークブロードキャスティング／アクセス信号にナローチャンネル（狭いチャンネル）帯域幅を用いた例を示しており、３ＧＰＰ（登録商標）バンドでは、１．４ＭＨｚ、３ＭＨｚ、５ＭＨｚ、１０ＭＨｚ、最大４ｘ１０ＭＨｚまでのＵＥサポートチャンネル帯域幅がトラフィックを搬送するビームである。トラフィックのないビームは、ＵＥのアクセスとネットワークへの接続のために１．４ＭＨｚのチャンネル帯域幅のみを使用したブロードキャスト／アクセスチャンネル信号を含む。約２８００のノミナルビーム幅（公称ビーム幅、公称ビーム帯域）のビームが衛星フェーズドアレイアンテナによって生成され、各ビームは衛星の全視野（ＦＯＶ）内にある約２８００個の均一なセルの１つをカバーする。ゲートウェイビームは、直交偏波（すなわち、ＬＨＣＰ（左回りの極性）とＲＨＣＰ（右回りの極性））の両方のＱ／Ｖバンドを使用し、合計９ＧＨｚの帯域幅を使用する。各ユーザビームのチャンネル（トラフィックあり、トラフィックなし）は、Ｑ／Ｖバンドのゲートウェイビームの周波数スロットにマッピングされる。トラフィックのないビームのチャンネル帯域幅を広げると、トラフィックのあるビームの利用可能帯域幅に影響を与えるため、衛星全体の容量や衛星の視野内の約２８００セルをカバーできるビーム数にマイナスの影響を与え、視野内にカバーできない、またはサービスできない領域が生じることになる。したがって、視野（ＦＯＶ）全体を完全にカバーしながら、ネットワークブロードキャスト／アクセスビームのために使用する帯域幅リソースを少なくする、より柔軟なアプローチが必要である。

図４は、図１の衛星の視野（ＦＯＶ）２３０を示し、複数のセル２３２が含まれる。ここで、複数のセルは、１組（１セット）のワイドビーム（広帯域のビーム、ＷＢ）２１４によって完全に照らされる（カバーされる）。各ワイドビーム（ＷＢ）２１４のビーム幅（ビーム帯域）は、隣接するセルのクラスター（集団、塊）をカバーするように制御されてもよい。各ノミナルビーム（公称ビーム、名目ビーム、ＮＢ）２１２ａ、２１２ｂは、単一のセル２３２と通信するように制御されてもよい。ＦＯＶ２３０は、それぞれが複数のセル２３２または複数のセル２３２の複数の部分をカバーする複数のＷＢ２１４ａ、２１４ｂを含んでいてもよい。複数のＷＢ２１４ａ、２１４ｂはわずかに重なってもよく、、いくつかのセル２３２は部分的にまたは全体的に複数のＷＢ２１４ａ、２１４ｂによってカバーされてもよい（覆われてもよい）。

図４にさらに示すように、ＦＯＶ２３０は、複数のアクティブセル（機能しているセル、ＡＣ）および複数の非アクティブセル（機能していないセル、ＩＡＣ）を含む。１つのアクティブセル（ＡＣ）は、接続された１つまたは複数のＵＥおよび実トラフィックを有するセルである。ＡＣ（ＡＣｓ）の数は、Ｎ_ＡＣとして表される。１つのアクティブビーム（機能しているビーム、ＡＢ）２１２ａは、信号チャンネル帯域幅ＢＷ_ＡＣを有し、１つの所定のＡＣを追跡する１つの公称ビームである。ＡＢ（ＡＢｓ）の数は、Ｎ_ＡＢ（Ｎ_ＡＢ＝Ｎ_ＡＣ）と表される。１つの非アクティブセル（ＩＡＣ）は、１つまたは複数の接続されたＵＥ（ｓ）がなく、ネットワークアクセス情報／通信以外のトラフィックがないセルである。ＩＡＣ（ＩＡＣｓ）の数は、Ｎ_ＩＣと表される。インアクティブビーム（機能していないビーム、ＩＡＢ）２１２ｂは、信号チャンネル帯域幅がＢＷ_ＩＣを有し、１つのＩＡＣをカバーする公称ビームである。それぞれが１つのＩＡＣをカバーするＩＡＢ（ＩＡＢｓ）の数は、Ｎ_ｉＢＣとして表される。それぞれが複数のセルの１つのクラスタをカバーするワイドビーム（ＷＢ（ＷＢｓ））の数は、Ｎ_ＷＢとして表される。Ｎ_ＷＢは、ＦＯＶ２３０内のすべてのセル２３２が最小限のオーバーラップ（重なり）で複数のＷＢによってカバーされるように十分に大きい。通常、ＷＢの信号チャンネル帯域幅はＢＷ_ＩＣである。一方、複数のＩＡＢの数に複数のＷＢの数を加えたものは、複数のＩＡＣの数よりも少ない。すなわち、（Ｎ_ｉＢＣ＋Ｎ_ＷＢ）＜Ｎ_ＩＣである。そして、ＢＷ_ＡＣ＊Ｎ_ＡＣ＋ＢＷ_ＩＣ＊（Ｎ_ｉＢＣ＋Ｎ_ＷＢ）≦総ゲートウェイビーム帯域幅である。ＢＷ_ＩＣは、最小許容チャンネル帯域幅、またはアクティブセルＢＷ_ＡＣに使用される同じ帯域幅とすることができる。複数のＡＣの数とチャンネル帯域幅が与えられている場合、複数のＷＢのビーム幅（すなわち、複数のＷＢの数、Ｎ_ＷＢ）を調整することによって、すべてのビームにより使用される総帯域幅を制御することができる。

ビーム２１２ａは、アクティブセル（ＡＣ）をカバーする公称ビーム（ノミナルビーム、ＮＢ）を示し、セル２１２ｂは、非アクティブセル（ＩＡＣ）をカバーする公称ビーム（ノミナルビーム、ＮＢ）を示している。

本開示の基地局１００、具体的には、ｅＮｏｄｅＢ１２０は、ネットワークアクセス管理（ネットワークアクセスマネージメント）を提供する。本開示の一実施形態では、基地局１００は、ＵＥアクセス（ＵＥ接続）およびアタッチメント（連結）を提供し、その動作は、図５に提供される。ステップ３００から開始され、図１、４を参照すると、基地局１００は、所定のビームフォーミング係数（所定の数のセルを有する１つのクラスタをカバーするためのビーム幅、ビームボアサイト（ビームの照準）、およびサイドローブ要件に基づく）およびチャンネル周波数／バンド幅を、フィーダーリンク１５２を介して衛星２１０にアップリンクし、衛星２１０に、それぞれが複数のセルの１つのクラスタ（少なくとも１つのアクティブセルを含んでもよい）２３２をカバーする１つまたは複数のＷＢ２１４のセットを形成することを可能とする。一実施形態では、複数のＷＢ２１４の数（Ｎ_ＷＢ）は、所定の１つの衛星２１０のＦＯＶ２３０全体をカバーするのに十分である。複数のＷＢ２１４の各々は、アクティブビームと同じチャンネル帯域幅、または１つまたは複数の運用帯域で許容される最小チャンネル帯域幅を備えている。複数のＷＢ２１４は、所定の１つのＷＢまたは所定の複数のＷＢによって照らされる（照射された）複数のセル内でアクセス要求（接続要求）が識別されるまでは、デフォルトビーム（規定のビーム）である。

ステップ３０２で、複数のＷＢ２１４は、ネットワーク情報およびタイミング同期信号をブロードキャストし、携帯電話などの潜在的なユーザ機器（ＵＥ）から、セルラーシステムにおける物理ランダムアクセスチャンネル（ＰＲＡＣＨ）などの接続を要求するアクセス信号を探索／聞く（サーチ／リッスンする）。ＰＲＡＣＨおよびダウンリンクのタイミング同期信号に対し、低Ｓ／Ｎが要求される場合は、より広いビーム幅のビーム２１４が使用可能となる。１つまたは複数のＵＥは、低Ｓ／Ｎと同様に、大きな遅延差および／または大きなセルにおいてはドップラーシフトのために、ＷＢに関連するネットワーク（４Ｇ／ＬＴＥにおけるｅＮｏｄｅＢまたは５ＧにおけるｇＮＢ（無線基地局）など）に正常に接続できない可能性がある。

ステップ３０４において、複数のＷＢ２１４のブロードキャスト（放送）に応答してアクセス信号が検出されない場合、基地局１００はステップ３００に戻り、監視を継続する。ステップ３０４において、グループ内のいずれのアクティブセル（ＡＣ）にも属さない１つまたは複数のＵＥが、ＷＢ２１４に関連するｅＮｏｄｅＢ（またはｇＮＢ）によって検出されると、ステップ３０６において、基地局１００からアップリンクされたビームフォーミング係数およびビームボアサイトを介して、１つまたは複数のＩＡＢ２１２ｂが衛星１２０により形成され、そのＷＢによってカバーされる複数のセルのクラスタ内のすべてのＩＡＣをカバーし、その１つまたは複数のＵＥを特定のセルへ位置付ける。それらのＩＡＢの周波数および信号帯域幅は、ＷＢ３１４によって使用されるものと同じであっても異なっていてもよい。ステップ３０６において、位置決めされた１つまたは複数のＵＥのＩＡＢ２１２ｂは留まりＡＢ２１２ａとなり、その１つまたは複数のＵＥをネットワークに接続して通信を開始することを可能とし、再送された複数のＩＡＢ２１２ｂはオフになり、そのチャンネル帯域は他のグループにおけるＵＥの位置決定に利用可能となる。それぞれのＡＢ２１２ａは、トラフィックが停止されたときにオフにされるべきである。このプロセスは、アクティブなビームの数が（利用可能なゲートウェイ帯域幅による）システムの限界に達するまで繰り返される。複数のＩＡＢは、１つまたは複数のＷＢに関連する１つまたは複数のｅＮｏｄｅＢ（またはｇＮＢ）によって１つまたは複数のＵＥまたはＵＥが検出された、その１つまたは複数のＷＢによってカバーされる領域においてのみ使用され、ゲートウェイビーム帯域幅の使用を最小限に抑える。

ステップ３０８において、基地局１００がＩＡＢ２１２ｂを介してアクセス信号を検出しない場合、ステップ３０４において基地局１００は監視を継続する。ステップ３０８において、アクセス信号が検出されると、ステップ３１０において、基地局１００は、そのＩＡＢを介して１つまたは複数のＵＥを接続しようとする。ステップ３１０において、接続が成功すると、ステップ３１２において、そのＩＡＢはＡＢリストに追加され、ステップ３１４において、アクセス信号のない複数のＩＡＢはオフに戻り、ゲートウェイリンクの帯域が解放され、システムはステップ３００に戻る。ステップ３１０において、接続（アタッチメント）が失敗した場合、ステップ３１６において、基地局１００は接続の試行回数の制限に達したかどうかを判断する。限界に達した場合、ステップ３１４において、そのＩＡＢもオフにされ、帯域幅が解放され、システムはステップ３００に戻る。限界に達していない場合、ステップ３１０において、さらなる試行が行われる。

４Ｇ／ＬＴＥの非限定的な例として、衛星は、非常に短いＲＡＲ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＲｅｓｐｏｎｓｅ、ランダムアクセスレスポンス）ウィンドウおよび最小限のＰＲＡＣＨ試行回数の構成で、複数のセルのクラスタをＷＢで照射する。標準的なＵＥをネットワークに接続するために必要な、遅延を許容したＲＡＲへの変更（修正）は、このＷＢには必要ない。次に、このＵＥはＴｏでＰＲＡＣＨを送信し、応答を受信しない場合は、最大試行回数に達するまでＰＲＡＣＨを再送信する。衛星を介してｅＮｏｄｅＢがＰＲＡＣＨを検出し、このＷＢがカバーするＩＣの数に等しい数のＩＡＢによってそのＷＢを置き換え、それぞれデフォルトのセルＩＤを持つようにする。これらの新しいセルは、米国特許１６／３７９，３９９（その内容全体が参照によりここに組み込まれる）のように、ＲＡＲをプロアクティブ（積極的、事前対応的）に送信する。

ＵＥを、そのＷＢに関連付けられた元のセルに接続できない場合、新しいセルを探索することになる。新しい複数のセルは複数のＩＡＢで照らされているため、同じ周波数で、１つのセルがすぐに見つかるはずである。その後、そのＵＥは、その新しいセルにＰＲＡＣＨを再試行し、接続に成功することができる（セルが小さくなり、Ｓ／Ｎ比が高くなることによる、標準規格に準拠した遅延差とドップラーシフトが原因）。そのＷＢがカバーするエリア内のセルをカバーする他の複数のＩＡＢはオフになる。

本開示の別の実施形態では、基地局１００は、ＵＥＡｃｃｅｓｓａｎｄＡｔｔａｃｈｍｅｎｔ（ＵＥのアクセスおよび接続）を提供することができる。全てのＡＢ２１２ａおよびＩＡＢ２１２ｂは、同じサイズの複数のセルをカバーするビームである。各ＩＡＢは、１つのＡＢと同じチャンネル帯域幅、または１つまたは複数の運用帯域で許容される最小チャンネル帯域幅を搬送する。各ＩＡＢは、複数のＩＣの１つのグループ内で繰り返し切り替えられ、各セルにＸ秒留まり、ダウンリンクのタイミング同期をブロードキャストし、ＰＲＡＣＨのサーチ／リスニングを行う。ＩＡＢに関連するｅＮｏｄｅＢにより、あるＩＣ内で１つまたは複数のＵＥが検出されると、ビームは滞在して（留まり）ＡＢとなり、１つまたは複数のＵＥがネットワークに接続して通信を開始できるようにする。このプロセスは、ＡＢの数がシステムの限界（ゲートウェイビームの総帯域幅によって制限される）に達するまで繰り返される。これは、図５の動作に代わるものとして、またはそれに加えて提供することができる。

したがって、この衛星通信システムは、ある視野（１つの視野、所定の視野）を有する衛星を介して標準規格に準拠したユーザ機器（ＵＥ）と通信する基地局を有する。この基地局は、視野内の複数のセルをカバーするワイドビーム信号（広帯域のビーム信号）２１４Ａ（図４）を介して（上で）通信される第１のネットワークブロードキャスト／アクセス信号を（衛星を介して）生成する処理デバイス（処理装置、プロセッサ）を有する。必要に応じて、複数のワイドビーム信号を、異なるように、または重複するように、複数のセルに送信し、その衛星の視野全体をカバーすることができる。一実施形態では、ワイドビーム信号は、複数のセルの全てに対するブロードキャスト信号（放送信号）とすることができる。それらのセルのうちの１つ以上（少なくとも１つ）は、非アクティブ（ＩＡＢ）２１２Ｂ、すなわち、そのセルには、基地局に既に接続されている（すなわち、通信中の）ＵＥが存在しなくてもよい。しかしながら、それらのセルのうちの１つ以上（少なくとも１つ）は、代わりにアクティブ（ＡＢ）２１２Ａであってもよく、すなわち、そのセルには、基地局に既に接続されている少なくとも１つのＵＥが存在してもよい。各ＡＢセル２１２Ａについては、接続されたＵＥと通信するために、そのセルについて既に確立された既存のノミナルビーム信号（公称ビーム信号、名目ビーム信号）が存在する。

その後、プロセッサは、ワイドビーム信号を介して複数のセル内の新たなＵＥからの新たなアクセス要求を（衛星を介して）検出する。しかしながら、この時点では、基地局プロセッサ（基地局のプロセッサ）は、新しいＵＥが複数のセルのうちのどれに位置しているかを知らない。新規のアクセス要求は、複数のＩＡＢセルのうちの１つから来る可能性が高いことに留意されたい。新しいＵＥがＡＢセルにいた場合、そのＡＢセルに対する既存のノミナルビーム信号を通じて基地局と接続することになる。したがって、新規のアクセス要求に応答して、基地局プロセッサは、複数のセルの１つをそれぞれカバーする少なくとも１つのノミナルビームを介して送信される、１つまたは複数の第２のネットワークブロードキャスト／アクセス信号を（衛星を介して）生成する。すなわち、その第２のネットワークアクセス信号は、１つまたは複数のＩＡＢセル用の新しい公称ビーム信号を介して送信され、既存のＡＢセルはいずれも、そのアクティブセル用に固有のブロードキャスト／アクセス信号を引き続き使用する。ワイドビーム信号は、ノミナルビームがアクティブになるのと同時に継続してもよく、公称ビーム信号はワイドビーム信号と異なる周波数であるか、またははるかに強いので、ＵＥは公称ビーム信号を通じてアクセス要求を送信することになる。一実施形態では、ノミナル信号（公称信号）が活性化されたときに、ワイドビーム信号を非活性化してもよい。一実施形態では、ノミナルビーム信号は、ワイドビーム信号と同じ周波数であってもよく、異なる周波数であってもよい。

その後、新しいＵＥは、ノミナルビーム（公称ビーム）でアクセス要求を送信することにより、第２のネットワークブロードキャスト／アクセス信号に応答する。基地局プロセッサは、その応答を（衛星を介して）受信し、複数のセルのうちのどのセルがＵＥアクセス要求を検出したか、およびそのＵＥがどのセルに位置しているかを判断することができる。セルが特定されると、プロセッサはそのＵＥに接続し、そのセルを複数のアクティブセル（ＡＣ）のリストに追加し、そのセル内のそのＵＥとデータトラフィック（データ通信）による通信を開始する。他の複数のセル（新しいＵＥを含まない）をカバーする他のノミナルビーム（公称ビーム）の複数のネットワークブロードキャスト／アクセス信号は停止され、このシステムは、新しいＵＥのネットワークアクセス要求が検出されるまで、広帯域信号（ワイドバンド信号）上で（を介して）アクセス信号を生成することを繰り返す。これにより、視野内の複数のセルのそれぞれにノミナルビーム（公称ビーム）を提供する（割り当てる、供給する）必要がないため、既存の接続されたＵＥがない複数のセルを介したネットワークブロードキャスト／アクセス要求に関連する総帯域幅使用量を最小化することができる。むしろ、視野内の複数のセルの全てをカバーするために複数のワイドビーム信号を提供することができ、１つまたは複数のＵＥが現在基地局と通信しているこれらのセルに対してノミナルビーム信号を提供することができる。

本開示のシステムおよび方法は、電子情報源からのデータにアクセスするコンピュータソフトウェアによって、標準的なＵＥを使用して実装することができる。本開示に係るソフトウェアおよび情報は、ｅＮｏｄｅＢにおけるような単一の処理装置内にあってもよいし、他のコンピュータまたは他の電子装置のグループにネットワーク接続された中央処理内にあってもよい。ソフトウェアおよび情報は、メモリまたはデータ記憶装置などの媒体に格納されてもよい。プロセス全体は、プロセッサによって自動的に行われ、手動での操作は一切不要である。媒体はまた、上記において説明された内容をともに格納する少なくとも１つの非一時的な物理媒体を含む。さらに、他に表記されてない限り、これらのプロセスは、遅延または手動操作なしに、実質的にリアルタイムで行われてもよい。

本稿で提供される本開示の説明および図面は、本開示の原理を例示するものに過ぎないと考えるべきである。本開示は、様々な方法で構成することができ、好ましい実施形態によって限定されることを意図していない。本開示の多数の応用は、当業者には容易に思いつくであろう。例えば、各ノミナルビーム２１２は、単一のセル２３２に関連付けられるものとして説明されてきた。しかしながら、ノミナルビーム２１２は、１つより多いセル２３２または１つのセル２３２全体より少ない部分と関連付けられてもよい。したがって、例えば、１つのセル２３２に対して２つのノミナルビーム２１２を設けることができる。あるいは、１つのノミナルビーム２１２が複数のセル２３２をカバーすることができる。

したがって、本開示を、開示された特定の実施例や、図示および説明された正確な構造および動作に限定することは望ましくない。むしろ、本開示の範囲内に入る、すべての適切な修正および等価物に頼ることができる。

Claims

視野を備えた衛星を介して標準準拠のユーザ機器（ＵＥ）と通信する基地局を有する衛星通信システムであって、
前記基地局は、前記衛星を介して、前記視野内の複数のセルをカバーするワイドビーム信号を介してネットワークブロードキャスト／アクセス信号を生成し、前記ワイドビーム信号を介して前記複数のセル内のユーザ機器からのアクセス要求を検出し、前記複数のセルの１つをそれぞれカバーする少なくとも１つのノミナルビーム信号を介してネットワークブロードキャスト／アクセス信号を生成し、前記複数のセルのいずれが前記検出したアクセス要求を保持するのかを決定する処理装置を含む、衛星システム。
請求項１において、
複数のワイドビーム信号であって、それぞれが異なるそれぞれの複数のセルをカバーする、複数のワイドビーム信号をさらに有する、衛星システム。
請求項１または２において、
前記少なくとも１つのノミナルビーム信号は、新たなノミナルビーム信号を介して前記ユーザ機器との接続を確立し、前記ユーザ機器との通信を行う、衛星システム。
請求項３において、
前記処理装置は、アクティブなユーザ機器接続のリストを維持し、確立された接続を前記アクティブなユーザ機器接続のリストに含める、衛星システム。
請求項１ないし４のいずれかにおいて、
複数のアクセス要求を検出し、少なくとも１つの接続要求を有する前記複数のセルのそれぞれに対してノミナルビーム信号を生成することをさらに含む、衛星システム。
請求項１ないし５のいずれかにおいて、
前記処理装置は、既存の接続されたユーザ機器がない前記セルを介したネットワークブロードキャスト／アクセス要求に関連する総帯域幅使用量を最小化する、衛星システム。
請求項１ないし６のいずれかにおいて、
前記ユーザ機器は、標準的な携帯電話機を含む、衛星システム。
請求項１ないし７のいずれかにおいて、
前記少なくとも１つのノミナルビーム信号は、以前に接続されたユーザ機器を有しない前記複数のセルのうちの１つをそれぞれカバーする、衛星システム。
請求項１ないし８のいずれかにおいて、
前記複数のセルは、少なくとも１つの接続されたユーザ機器を有するアクティブセルと、接続されたユーザ機器を有しないインアクティブセルとを含み、
前記処理装置は、前記アクティブセルをそれぞれカバーするアクティブノミナルビーム信号を生成し、前記複数のセルの中の前記インアクティブセルのいずれが前記検出したアクセス要求を有するのかを決定する、衛星システム。
請求項１ないし９のいずれかにおいて、
前記ワイドビーム信号は、前記少なくとも１つのノミナルビーム信号と異なる周波数である、衛星システム。
請求項１ないし９のいずれかにおいて、
前記ワイドビーム信号は、前記少なくとも１つのノミナルビーム信号と同じ周波数である、衛星システム。
視野を備えた衛星を介して標準準拠のユーザ機器（ＵＥ）と通信する基地局であって、
前記衛星を介し、前記視野内の複数のセルをカバーするワイドビーム信号を介してネットワークブロードキャスト／アクセス信号を生成し、前記ワイドビーム信号を介して前記複数のセル内のユーザ機器からのアクセス要求を検出し、前記複数のセルの１つをそれぞれカバーする少なくとも１つのノミナルビーム信号を介してネットワークブロードキャスト／アクセス信号を生成し、前記複数のセルのいずれが前記検出したアクセス要求を有するかを決定する処理装置を有する、基地局。
請求項１２において、
複数のワイドビーム信号であって、それぞれが異なるそれぞれの複数のセルをカバーする、複数のワイドビーム信号をさらに有する、基地局。
請求項１２または１３において、
前記少なくとも１つのノミナルビーム信号は、前記ユーザ機器との接続を確立し、前記ユーザ機器との通信を行う、基地局。
請求項１４において、
前記処理装置は、アクティブなユーザ機器接続のリストを維持し、確立された接続を前記アクティブなユーザ機器接続のリストに含める、基地局。
請求項１２ないし１５のいずれかにおいて、
複数のアクセス要求を検出し、少なくとも１つの接続要求を有する複数のセルのそれぞれに対してノミナルビーム信号を生成することをさらに含む、基地局。
請求項１２ないし１６のいずれかにおいて、
前記処理装置は、既存の接続されたＵＥがない前記セルを介したネットワークブロードキャスト／アクセス信号に関連する総帯域幅使用量を最小化する、基地局。
請求項１２ないし１７のいずれかにおいて、
前記ユーザ機器は、標準的な携帯電話機を含む、基地局。
請求項１２ないし１８のいずれかにおいて、
前記少なくとも１つのノミナルビーム信号は、以前に接続されたＵＥを有しない複数のセルのうちの１つをそれぞれカバーする、基地局。
請求項１２ないし１９のいずれかにおいて、
前記複数のセルは、少なくとも１つの接続されたユーザ機器を有するアクティブセルと、接続されたユーザ機器を有さないインアクティブセルとを含み、
前記処理装置は、前記アクティブセルをそれぞれカバーするアクティブノミナルビーム信号を生成し、前記複数のセルの中の前記インアクティブセルのいずれが前記検出したアクセス要求を有するのかを決定する、基地局。
請求項１２ないし２０のいずれかにおいて、
前記ワイドビーム信号は、前記少なくとも１つのノミナルビーム信号と異なる周波数である、基地局。
請求項１２ないし２０のいずれかにおいて、
前記ワイドビーム信号は、前記少なくとも１つのノミナルビーム信号と同じ周波数である、基地局。
衛星通信のための方法であって、
基地局の処理装置において、視野内の複数のセルをカバーするワイドビーム信号を介して第１のネットワークブロードキャスト／アクセス信号を生成するステップと
前記基地局の処理装置において、前記ワイドビーム信号を介して、前記複数のセル内のユーザ機器から第１のアクセス要求を検出するステップと
前記基地局の処理装置において、前記複数のセルのうちの１つをそれぞれカバーする少なくとも１つのノミナルビーム信号を介して、少なくとも１つの第２のネットワークブロードキャスト／アクセス信号を生成するステップと、
前記基地局の処理装置において、前記少なくとも１つのノミナルビーム信号内のユーザ機器からの第２のアクセス要求を検出し、前記複数のセルの中から、そのＵＥが位置するセルを決定するステップとを有する、方法。
請求項２３において、
前記第１のネットワークブロードキャスト／アクセス信号を生成するステップと、前記アクセス要求を検出するステップと、前記第２のネットワークブロードキャスト／アクセス信号を生成するステップと、前記第２のアクセス要求を検出するステップとは、衛星を介して行われる、方法。
請求項２３または２４において、
前記基地局の処理装置において、前記決定されたセルにおける前記ＵＥとの通信リンクを、新たなノミナルビーム信号で確立するステップをさらに有する、方法。