JP2023509828A

JP2023509828A - 拡散信号を使用する衛星通信

Info

Publication number: JP2023509828A
Application number: JP2022531024A
Authority: JP
Inventors: エス．ワイコフ、ピーター
Original assignee: Viasat Inc
Current assignee: Viasat Inc
Priority date: 2019-12-12
Filing date: 2020-12-04
Publication date: 2023-03-10
Also published as: EP4062559A2; IL293197A; BR112022011448A2; WO2021118880A2; AU2020401537A1; WO2021118880A3; KR20220113475A; US20230050226A1; CA3159998A1; CN114788193B; CN114788193A

Abstract

衛星運用のための方法、システム、及びデバイスが記載されている。衛星通信システムは、データ信号に複数の拡散符号を適用して、複数の拡散データ信号を獲得する送信器を含み得る。送信器は、複合信号で複数のアンテナ素子から複数の拡散データ信号を送信することができる。衛星通信システムはまた、複合信号を受信し、複合信号に複数の逆拡散符号を適用して複数の逆拡散データ信号を得る受信器を含み得る。受信器は、複数の逆拡散データ信号を組み合わせて、送信器によって処理されたデータ信号に対応する組み合わされたデータ信号を獲得することができる。複数の逆拡散データ信号を組み合わせるために、受信器は、逆拡散データ信号の各々に対する係数を推定し得る。【選択図】図２

Description

以下は、概して、衛星通信に関し、より具体的には、拡散又は広域カバレッジ信号を使用する衛星通信に関する。

無線スペクトルの一部（例えば、１つ以上の周波数帯域）は、無線通信を実行するために衛星通信システムによって使用することができる。衛星通信システムは、衛星通信システムに利用可能な無線スペクトルの一部の利用度を増加させることによって無線通信システムのスループットを増加させる通信技術を使用することができる。いくつかの例では、通信技術は、衛星通信システムが、増加したデータレートで同じ数のユーザ端末に、同じデータレートで追加された数のユーザに、又は増加したデータレートで追加された数のユーザ端末にサービス提供することを可能にする。いくつかの通信技術は、無線スペクトルを、個々のユーザ端末に送信するために使用される別個の通信リソースに分割することができる（例えば、時間及び／又は周波数の点で）。他の通信技術は、複数のユーザ端末に対する複数の通信が、通信リソースの同じセットを介して送信されるようにすることができる（例えば、そのような通信技術は、拡散と称される場合がある）。追加の通信技術は、無線スペクトルの一部が、衛星によってサービス提供された地理的エリアの異なる地理的領域で再利用されることを可能することができる（例えば、そのような通信技術は、ビームフォーミングと称される場合がある）。

記載された技術は、拡散又は広域カバレッジ信号を使用して衛星通信をサポートする改善された方法、システム、デバイス、及び装置に関する。衛星通信システムは、複数のシーケンスをデータ信号に適用して複数の拡散信号を取得し、広域ネイティブビームパターンを有する複数のアンテナ素子を介して拡散信号を送信することを含む拡張通信技術を使用することができる。この拡張通信技術は、「フィード固有の拡散」と称される場合がある。いくつかの例では、フィード固有の拡散を実行するために、衛星通信システムは、１つ以上の電力増幅器を介して１つ以上のアンテナ素子と各々接続されている複数の信号スプレッダを含むことができる。いくつかの例では、各信号スプレッダは、異なるシーケンス（例えば、擬似ランダムシーケンス又は直交符号）を共通データ信号に適用して、複数の拡散信号を獲得することができ、共通信号は、単一のユーザ端末に対するデータを含み得る。次いで、信号スプレッダは、複数の拡散信号をアンテナ素子のセットに引き渡し、これらアンテナ素子セットは、一緒になって、衛星のサービスエリアにわたって拡散信号を含む組み合わされた信号を放射することができる。

衛星のサービスエリア内に未知の場所を有するユーザ端末は、例えば、拡散通信のための間隔中に、組み合わされた信号を受信することができる。受信デバイスは、受信された組み合わされた信号にシーケンスのセット（例えば、擬似ランダムシーケンス又は直交符号）を適用して、複数の逆拡散信号を獲得することができ、ここで、シーケンスのセットは、組み合わされた信号を送信するために使用されるシーケンスのセットと同じであってよく、又はそれに基づき得る。次いで、受信デバイスは、複数の逆拡散信号を処理及び組み合わせて、復調及び復号され得るデータ信号を獲得することができ、ここで、データ信号は、個々の逆拡散信号のいずれかよりも高いＳＮＲを有することができる。いくつかの例では、データ信号のＳＮＲは、組み合わされた信号に含まれる拡散信号の量に比例することができる。拡張された拡散を使用することにより、ユーザ端末のセキュリティを損なうことなく、ミッションセンシティブなユーザ端末にサービス提供することができる。いくつかの例では、拡張された拡散通信によって提供されるＳＮＲの増加は、既知の場所を有するが、例えば、不適切なアンテナを有するか、又はデッドゾーンに位置するため、衛星と確実に通信することができないユーザ端末との通信をサポートするために使用することができる。そのようなユーザ端末は、同様に、例えば、拡散通信のための間隔中に、組み合わされた信号を受信するようにスケジュールすることができる。いくつかの例では、フィード固有の拡散は、有効なサブスクリプションを有するユーザ端末、例えば、不利なユーザ端末、セキュリティを意識したユーザ端末、など、にプレミアムサービスとして提供することができる。

本明細書に開示される実施例による、拡散又は広域カバレッジ信号を使用して衛星通信をサポートする通信システムの図を示す。

本明細書に開示される実施例による、拡散又は広域カバレッジ信号を使用して衛星通信をサポートする送信システムを示す。

本明細書に開示される実施例による、拡散又は広域カバレッジ信号を使用して衛星通信をサポートする受信器を示す。

本明細書に開示される実施例による、拡散又は広域カバレッジ信号を使用して衛星通信をサポートするビーム図を示す。

本明細書に開示される実施例による、拡散又は広域カバレッジ信号を使用して衛星通信をサポートするプロセスの図を示す。本明細書に開示される実施例による、拡散又は広域カバレッジ信号を使用して衛星通信をサポートするプロセスの図を示す。本明細書に開示される実施例による、拡散又は広域カバレッジ信号を使用して衛星通信をサポートするプロセスの図を示す。

データは、１つ以上のビームでアクセスノード端末とユーザ端末との間で通信することができる。いくつかの例では、衛星（例えば、放送衛星）は、単一のブロードビームを使用して、衛星のサービスエリア内に位置するユーザ端末にデータ（例えば、共通データ）を通信することができる。そのような場合、衛星は、単一のアンテナと接続されている単一のフィードを含み得、アンテナから送信される信号のエネルギを、衛星のサービスエリアにわたって拡散することができる。単一のブロードビームを使用する衛星通信システムは、単一ビームシステムと称される場合がある。他の例では、衛星（例えば、通信衛星）は、複数の狭いビーム（又は「スポットビーム」）を使用して、衛星のサービスエリア内に位置するユーザ端末にデータを通信することができる。複数のスポットビームを使用する衛星通信システムは、スポットビームシステムと称される場合がある。スポットビームシステムは、衛星のサービスエリアを地理的領域に空間的に分割し得、各地理的領域は、スポットビームによってカバーすることができる。そして各スポットビームには、通信リソースの一部（例えば、帯域幅、偏波）を割り当てることができる。

スポットビームシステムでは、衛星（例えば、通信衛星）は、複数のブロードビームを使用して、衛星のサービスエリア内にスポットビームを形成することができる。そのような場合、衛星は、複数のアンテナ素子を含むアンテナアセンブリを含み得、各アンテナ素子は、ネイティブのブロードビームパターンを有することができる。スポットビームを形成するために、ビーム重みを、アンテナ素子のセットを介して送信される信号に適用することができ（例えば、位相シフタ及び振幅調整器を使用して）、その結果、アンテナ素子のセットから送信された信号は、構造的及び破壊的に組み合わされ、結果として得られる信号のエネルギをサービスエリアのサブ領域内に集束させる。動的スポットビームシステムの場合、衛星によって形成されるスポットビームのサイズは、スポットビームを形成するために使用されるビーム重みに基づき得る。いくつかの例では、スポットビームを使用して送信される通信は、より高いデータレートを有し、ブロードビームを使用して送信される通信よりも好ましい信号特性（例えば、より高い信号対雑音比（signal-to-noise ratio、ＳＮＲ））を提供することができる。いくつかの例では、複数のアンテナ素子を使用してスポットビームを形成することは、ビームフォーミングと称され得、複数のアンテナ素子を使用してスポットビームを形成することをサポートする衛星送信システムは、ビームフォーミングアーキテクチャに従って構成され得、複数のアンテナ素子を使用して送信される情報は、ビームフォーミングされた通信と称することができる。

異なる通信技術が、ビーム（例えば、ブロードビーム又はスポットビーム）内のデータを通信するために使用され得る。これらの通信技術のいくつかは、サービスエリアに含まれるユーザ端末間でビーム内の通信リソースを共有することを含み得る。ビーム内の複数のユーザ端末をサポートするために、通信リソースは、ユーザ端末間で分割され得る（例えば、時間及び周波数において）。すなわち、各ユーザ端末は、それぞれのユーザ端末に対する送信が（例えば、時分割多元接続（time-division multiple access、ＴＤＭＡ）技術、周波数分割多元接続（frequency-division multiple access、ＦＤＭＡ）技術、又はこれらの任意の組み合わせを使用して）送信され得る一意の通信リソースを割り当てられ得る。追加的又は代替的に、ユーザ端末は、共通の時間及び周波数リソースを使用するようにスケジュールすることができる。すなわち、複数のユーザ端末が多数、同じ通信リソースのセットを割り当てられ得、ユーザ端末に対する送信は、送信がユーザ端末で分離されることを可能にする一意のパターンを使用して、通信リソースにわたって拡散され得る（例えば、時間及び／又は周波数において）。拡散技術は、周波数ホッピングスペクトル拡散、時間ホッピングスペクトル拡散、又は直接シーケンススペクトル拡散（direct-sequence spread spectrum、ＤＳＳＳ）技術を含み得る。ＤＳＳＳ技術は、データ信号の送信前に、シーケンス（例えば、擬似ランダムシーケンス又は直交符号）をデータ信号に適用することを含み得る。ＤＳＳＳを使用して複数のユーザ端末への通信をサポートするために、データ信号が同じ通信リソースのセットを介して同時に送信される前に、異なるユーザ端末に向けられたデータ信号に一意のシーケンスを適用することができる。送信前に異なるユーザに向けられたデータ信号に一意のシーケンスを適用することは、符号分割多元接続（code division multiple access、ＣＤＭＡ）技術の例であり得る。

いくつかの例では、衛星通信システムは、スポットビーム内のユーザ端末へのビームフォーミングされた通信を実行する前に、ユーザ端末についての場所情報を決定し得、それにより、送信デバイスは、送信のために、ユーザ端末を包含するカバレッジエリアを有するスポットビームを識別することができる。例えば、ユーザ端末は、既知の場所の固定端末であってもよく、又はユーザ端末の移動性を追跡して、ユーザ端末を１つのスポットビームから別のスポットビームに移行する（例えば、ハンドオフする）方法を決定してもよい。しかしながら、いくつかの例では、ユーザ端末の場所は、衛星通信システムに（例えば、衛星通信システムのリソースを様々なユーザ端末に割り当てるコントローラに）未知であり得る。いくつかの例では、ユーザ端末の場所は、ユーザ端末によって衛星通信システムから意図的に差し控えられている。追加的又は代替的に、衛星通信システムがユーザ端末の場所を決定することを防止するために、意図的な措置がユーザ端末によって取られる場合がある。そのような場合、スポットビームを使用する衛星通信システムは、例えば、衛星通信システムがユーザ端末の位置するスポットビームを決定することができない場合があるため、ユーザ端末に送信することができない場合がある。いくつかの例では、ユーザ端末の場所が知られている場合でも、ユーザ端末で受信された信号のＳＮＲは、ユーザ端末と確実に通信することと関連付けられた閾値を下回る可能性がある。いくつかの例では、ユーザ端末が不十分な（例えば、小さい）アンテナを有する場合、又は不十分なカバレッジゾーンに位置する場合、信号のＳＮＲは閾値を下回り、そのようなユーザ端末は、不利なユーザ端末と称することができる。

場所が未知のユーザ端末（及び場所が既知又は未知である不利なユーザ端末）との通信をサポートするために、動的スポットビームフォーミングをサポートする衛星通信システムは、複数のシーケンスをデータ信号に適用して複数の拡散信号を獲得すること、及び広域ネイティブビームパターンを有する複数のアンテナ素子を介して拡散信号を送信することを含む、拡張通信技術を使用することができる。この拡張通信技術は、「拡張された拡散」又は「フィード固有の拡散」と称される場合がある。いくつかの例では、フィード固有の拡散を実行するために、衛星通信システムは、１つ以上の電力増幅器を介して１つ以上のアンテナ素子と各々接続されている複数の位相シフタ及び複数の信号スプレッダを含み得る。いくつかの例では、各信号スプレッダは、異なるシーケンス（例えば、擬似ランダムシーケンス又は直交符号）を共通データ信号に適用して、複数の拡散信号を獲得することができ、共通信号は、単一のユーザ端末に対するデータを含み得る。次いで、信号スプレッダは、複数の拡散信号をアンテナ素子のセットに引き渡し、これらアンテナ素子セットは、一緒になって、衛星のサービスエリアにわたって拡散信号を含む組み合わされた信号を放射することができる。ビームフォーミングのためにアンテナ素子から送信される相関信号とは対照的に、アンテナ素子から放射される拡散信号は、拡散シーケンスのために無相関であり得る。したがって、それら拡散信号は構造的にも破壊的にも組み合わされず、したがって、スポットビームを形成することなく独立したブロードビームとなり得る。

衛星のサービスエリア内に未知の場所を有するユーザ端末は、例えば、拡散通信のための間隔中に、組み合わされた信号を受信することができる。受信デバイスは、受信された組み合わされた信号にシーケンスのセット（例えば、擬似ランダムシーケンス又は直交符号）を適用して、複数の逆拡散信号を獲得することができ、ここで、シーケンスのセットは、組み合わされた信号を送信するために使用されるシーケンスのセットと同じであってよく、又はそれに基づき得る。次いで、受信デバイスは、複数の逆拡散信号を処理及び組み合わせて、復調及び復号され得るデータ信号を獲得することができ、ここで、データ信号は、個々の逆拡散信号のいずれかよりも高いＳＮＲを有することができる。すなわち、受信デバイスは、受信デバイスで受信された拡散信号をコヒーレントに追加して、改善されたＳＮＲを有する組み合わされた信号を獲得することができる。いくつかの例では、データ信号のＳＮＲは、組み合わされた信号に含まれる拡散信号の量に比例することができる。拡張された拡散を使用することにより、ユーザ端末のセキュリティを損なうことなく、ミッションセンシティブなユーザ端末にサービス提供することができる。いくつかの例では、拡張された拡散通信によって提供されるＳＮＲの増加は、既知の場所を有するが、例えば、不適切なアンテナを有するか、又はデッドゾーンに位置するため、衛星と確実に通信することができないユーザ端末との通信をサポートするために使用することができる。そのようなユーザ端末は、同様に、例えば、拡散通信のための間隔中に、組み合わされた信号を受信するようにスケジュールすることができる。いくつかの例では、フィード固有の拡散は、有効なサブスクリプションを有するユーザ端末、例えば、不利なユーザ端末、セキュリティを意識したユーザ端末、など、にプレミアムサービスとして提供することができる。

いくつかの例では、衛星通信システムの性能に著しく影響を与えることなく、場所が既知のユーザ端末又は場所が未知のユーザ端末の両方との通信をサポートするために、衛星通信システムは、ビームフォーミングとフィード固有の拡散との間で切り替えることができる。いくつかの例では、衛星通信システムは、第１の間隔中にビームフォーミングを使用して場所が既知のユーザ端末に送信することができ、第２の間隔中にフィード固有の拡散を使用して場所が未知のユーザ端末に送信することができる。いくつかの例では、衛星通信システムのスループットは、第２の間隔よりも第１の間隔中により大きくてもよく、第１の間隔は、第２の間隔よりも長くてもよい。

この説明は、拡散又は広域カバレッジ信号を使用した衛星通信のための技術の様々な例を提供し、そのような例は、本明細書に記載された原理による例の範囲、適用性、又は構成の限定ではない。むしろ、以下の説明は、本明細書に記載された原理の実施形態を実装するための可能な説明を当業者に提供するであろう。要素の機能及び配置に様々な変更を加えることができる。

したがって、本明細書に開示される実施例による様々な実施形態は、必要に応じて、様々な手順又は構成要素を省略、置換、又は追加することができる。例えば、方法は、記載された順序とは異なる順序で実行してもよく、及び様々なステップを追加、省略又は組み合わせてもよいことを理解されたい。また、特定の実施例に関して説明された態様及び要素は、様々な他の実施例において組み合わせることができる。また、以下のシステム、方法、デバイス、及びソフトウェアは、個別に又は集合的に、より大きいシステムのコンポーネントであってもよく、他の手順は、それらの適用に優先してもよく、又は他の方法でそれらの適用を修正してもよいことも理解されたい。

図１は、本明細書に開示される実施例による、拡散又は広域カバレッジ信号を使用して衛星通信をサポートする通信システムの図を示す。通信システム１００は、宇宙セグメント１０１及び地上セグメント１０２を含むいくつかのネットワークアーキテクチャを使用することができる。宇宙セグメント１０１は、１つ以上の衛星１２０を含み得る。地上セグメント１０２は、１つ以上のアクセスノード端末１３０（例えば、ゲートウェイ端末、地上局）、並びにネットワークオペレーションセンタ（network operations center、ＮＯＣ）、衛星及びゲートウェイ端末コマンドセンタ、又は他の中央処理センタ又はデバイスなどのネットワークデバイス１４１を含み得る。ネットワークデバイス１４１は、アクセスノード端末１３０と接続することができ、通信システム１００の態様を制御することができる。様々な例では、ネットワークデバイス１４１は、アクセスノード端末１３０と同じ場所に配置されるか、そうでなければ近くに配置され得、又は有線及び／又は無線通信リンクを介してアクセスノード端末１３０及び／又はネットワーク１４０と通信する遠隔設備であり得る。いくつかの例では、地上セグメント１０２はまた、衛星１２０を介して通信サービスが提供されるユーザ端末１５０を含み得る。

ユーザ端末１５０は、衛星１２０と信号を通信するように構成された様々なデバイスを含み得、これは、固定端末（例えば、地上ベースの静止端末）又はボート、航空機、地上ベースの車両、などの端末のような移動端末を含み得る。ユーザ端末１５０は、衛星１２０を介してアクセスノード端末１３０とデータ及び情報を通信することができる。データ及び情報は、ネットワークデバイス１４１などの目的地デバイス、又はネットワーク１４０と関連付けられた他のデバイス若しくは分散サーバと通信することができる。

アクセスノード端末１３０は、衛星１２０にフォワードアップリンク信号１３２を送信し、衛星１２０からリターンダウンリンク信号１３３を受信することができる。アクセスノード端末１３０はまた、地上局、ゲートウェイ、ゲートウェイ端末、又はハブとして知られ得る。アクセスノード端末１３０は、アクセスノード端末アンテナシステム１３１及びアクセスノード端末トランシーバ１３５を含み得る。アクセスノード端末アンテナシステム１３１は、双方向通信が可能であり、衛星１２０と確実に通信するために適切な送信電力及び受信感度を備えるよう設計することができる。いくつかの例では、アクセスノード端末アンテナシステム１３１は、衛星１２０の方向に高い指向性を有し、他の方向に低い指向性を有するパラボラ反射器を備え得る。アクセスノード端末アンテナシステム１３１は、様々な代替構成を含み得、直交偏波間の高い分離、動作周波数帯域における高い効率、低ノイズ、などのような動作特徴を含み得る。

通信サービスをサポートするとき、アクセスノード端末１３０は、ユーザ端末１５０へのトラフィックをスケジュールすることができる。代替的に、そのようなスケジューリングは、通信システム１００の他の部分（例えば、ネットワークオペレーションセンタ（ＮＯＣ）及び／又はゲートウェイコマンドセンタを含み得る１つ以上のネットワークデバイス１４１で）で実行することができる。図１には１つのアクセスノード端末１３０が示されているが、本開示による例は、複数のアクセスノード端末１３０を有する通信システムにおいて実装され得、それらの各々は、互いに及び／又は１つ以上のネットワーク１４０に接続することができる。

アクセスノード端末１３０は、ネットワーク１４０と衛星１２０との間のインターフェースを提供し得、いくつかの例では、ネットワーク１４０と１つ以上のユーザ端末１５０との間で指示されたデータ及び情報を受信するように構成することができる。アクセスノード端末１３０は、それぞれのユーザ端末１５０に配信するためにデータ及び情報をフォーマットすることができる。同様に、アクセスノード端末１３０は、ネットワーク１４０を介してアクセス可能な宛先に向けられた衛星１２０から（例えば、１つ以上のユーザ端末１５０から）信号を受信するように構成することができる。アクセスノード端末１３０はまた、ネットワーク１４０上で送信するために受信信号をフォーマットすることができる。

ネットワーク１４０は、任意のタイプのネットワークであり得、例えば、インターネット、インターネットプロトコル（internet protocol、ＩＰ）ネットワーク、イントラネット、広域ネットワーク（wide-area network、ＷＡＮ）、メトロポリタンエリアネットワーク（metropolitan area network、ＭＡＮ）、ローカルエリアネットワーク（local-area network、ＬＡＮ）、仮想プライベートネットワーク（virtual private network、ＶＰＮ）、仮想ＬＡＮ（virtual private network、ＶＬＡＮ）、光ファイバネットワーク、ハイブリッドファイバ同軸ネットワーク、ケーブルネットワーク、公衆交換電話網（public switched telephone network、ＰＳＴＮ）、公衆交換データネットワーク（public switched data network、ＰＳＤＮ）、公衆陸上モバイルネットワーク、及び／又は本明細書に記載されるようなデバイス間の通信をサポートする任意の他のタイプのネットワークを含むことができる。ネットワーク１４０は、有線及び無線接続の両方、並びに光リンクを含み得る。ネットワーク１４０は、アクセスノード端末１３０を、同じ衛星１２０と、又は異なる衛星１２０若しくは他の車両と通信することができる他のアクセスノード端末と接続することができる。

衛星１２０は、１つ以上のアクセスノード端末１３０及び／又はサービスカバレッジエリア内に位置する様々なユーザ端末１５０間の無線通信をサポートするように構成することができる。いくつかの例では、衛星１２０は、地上デバイスに対するその軌道位置が、動作許容範囲又は他の軌道窓内（例えば、軌道スロット内）に相対的に固定又は固定されるように、静止軌道に展開することができる。他の例では、衛星１２０は、任意の適切な軌道（例えば、低地球軌道（low Earth orbit、ＬＥＯ）、中地球軌道（medium Earth orbit、ＭＥＯ）、など）で動作することができる。

衛星１２０は、１つ以上のアンテナフィード素子を有するアンテナアセンブリ１２１を含み得る。アンテナフィード素子の各々には、例えば、フィードホーン、偏波トランスデューサ（例えば、異なる偏波を有する２つの組み合わされた素子として機能し得るセプタム偏波ホーン）、マルチポートマルチバンドホーン（例えば、二重偏波ＬＨＣＰ／ＲＨＣＰを有するデュアルバンド２０ＧＨｚ／３０ＧＨｚ）、キャビティ付きスロット、逆Ｆ、スロット付き導波管、ビバルディ、ヘリカル、ループ、パッチ、又は任意の他のアンテナ素子の構成若しくは相互接続したサブ素子の組み合わせ、が挙げられる。アンテナフィード素子の各々はまた、無線周波数（radio frequency、ＲＦ）信号トランスデューサ、低雑音増幅器（low noise amplifier、ＬＮＡ）、又は電力増幅器（power amplifier、ＰＡ）を含むか、そうでなければそれらと接続することができ、衛星１２０内の１つ以上のトランスポンダと接続することができる。トランスポンダは、増幅、周波数変換、ビームフォーミング、などのような信号処理を行うために使用することができる。

いくつかの実施形態では、マルチ周波数時分割多元接続（ＭＦ－ＴＤＭＡ）スキームをが、フォワードアップリンク信号１３２及びリターンアップリンク信号１７３に使用することができ、ユーザ端末１５０間で容量を割り当てる際の柔軟性を維持しながら、トラフィックの効率的なストリーミングを可能にする。これらの実施形態では、いくつかの周波数チャネルが、固定様態で割り当てられ得、又は代替的に、動的様式で割り当てられ得る。時分割多元接続（ＴＤＭＡ）スキームもまた、各周波数チャネルに用いられ得る。このスキームでは、各周波数チャネルは、接続に（例えば、特定のユーザ端末１５０に）割り当てることができるいくつかのタイムスロットに分割することができる。他の実施形態では、フォワードアップリンク信号１３２及びリターンアップリンク信号１７３のうちの１つ以上は、周波数分割多元接続（Frequency Division Multiple Access、ＦＤＭＡ）、直交周波数分割多元接続（Orthogonal Frequency Division Multiple Access、ＯＦＤＭＡ）、符号分割多元接続（Code Division Multiple Access、ＣＤＭＡ）、又は当該技術分野で既知の任意の数のハイブリッド若しくは他のスキームなどの他のスキームを使用して構成することができる。様々な実施形態では、物理層技術は、フォワードアップリンク信号１３２、リターンダウンリンク信号１３３、フォワードダウンリンク信号１７２、又はリターンアップリンク信号１７３の各々について同じであり得るか、又は信号のうちのいくつかは、他の信号とは異なる物理層技術を使用することができる。

通信サービスをサポートするとき、衛星１２０は、１つ以上のアクセスノード端末１３０からフォワードアップリンク信号１３２を受信し、対応するフォワードダウンリンク信号１７２を１つ以上のユーザ端末１５０に提供することができる。衛星１２０はまた、１つ以上のユーザ端末１５０からリターンアップリンク信号１７３を受信し、対応するリターンダウンリンク信号１３３を１つ以上のアクセスノード端末１３０に提供することができる。様々な物理層送信変調及び符号化技術は、信号の通信のために、アクセスノード端末１３０、衛星１２０、及びユーザ端末１５０によって使用され得る（例えば、適応符号化及び変調（adaptive coding and modulation、ＡＣＭ））。衛星１２０は、１つ以上のトランスポンダを含むことができ、このトランスポンダは、アンテナの１つ以上の受信素子及び１つ以上の送信アンテナ素子と各々接続され、異なる放射パターンを有するＫ個の受信／送信経路を形成することができる（例えば、異なる周波数範囲及び偏波の組み合わせを使用することによって）。Ｋ個の受信／送信経路の各々は、いつでもフォワード系路又はリターン系路として割り当てられ得る。

いくつかの例では、衛星１２０は、アクセスノード端末１３０と通信するための単一のビーム（アクセスノードビームと称される場合がある）及びユーザ端末１５０と通信するための単一のビーム（ユーザビームと称される場合がある）を使用してデータを通信することができる。いくつかの例では、これらのビームの各々は、衛星１２０のサービスエリアをカバーし、それは大きい地理的エリア（例えば、地球の半分）にまたがり得る。そのような場合、アクセスノードビーム及びユーザビームは、ブロードビームと称することができる。また、通信システム１００に割り当てられた通信リソース（例えば、時間及び／又は周波数リソース）は、ユーザビーム１２５－ｂのカバレッジエリア内のユーザ端末１５０間で共有することができる。いくつかの例では、通信リソースは、時間及び／又は周波数においてユーザ端末１５０間で分割され得、別個の通信が、異なる通信リソースを介してユーザ端末１５０に送信され得る。追加的又は代替的に、複数のユーザ端末１５０は、同じ時間及び周波数リソースを使用してもよく、別個の通信が、同じ通信リソースを介してユーザ端末１５０に送信されてもよい。複数のユーザ端末１５０が、同じ時間及び周波数リソースを使用する場合、衛星通信システムは、送信前に別個の通信に拡散を適用することができる。例えば、シーケンス（例えば、擬似ランダムシーケンス又は直交符号）は、別個の通信が同じ時間及び周波数リソースにわたって組み合わされた信号で送信される前に、別個の通信に適用することができる。

いくつかの例では、各シーケンスは、異なるユーザ端末１５０に割り当てられ得る。シーケンスを使用して拡散される通信は、ＤＳＳＳ通信と称されることがあり、一意のシーケンスを使用して拡散された異なるユーザに対する送信を同時に送信することは、ＣＤＭＡ技術の例であり得る。ユーザ端末１５０は、ユーザ端末１５０への通信に使用されるシーケンスを決定し、そのシーケンスを組み合わされた信号に適用して、ユーザ端末１５０に向けられた通信を搬送する信号のコンポーネントを抽出することができる。ＣＤＭＡ通信を実行する衛星１２０は、複数のスプレッダと、スプレッダ及びアンテナアレイのアンテナ素子と接続された１つ以上の電力増幅器と、を含み得る。いくつかの例では、別個のデータ信号がそれぞれのスプレッダに提供され得、これは、一意の拡散符号をデータ信号に適用して、複数の拡散信号を獲得することができる。拡散信号を組み合わせて、１つ以上の電力増幅器に提供することができ、電力増幅器は、衛星１２０のアンテナに増幅された信号を提供することができる。

他の例では、衛星１２０は、例えば、通信システムの容量を増加させるために、衛星１２０のサービスエリアをカバーする複数のビームを使用してデータを通信することができる。すなわち、衛星１２０は、衛星１２０のサービスエリアをカバーするために配列された又はタイル状である複数のビームを使用してデータを通信することができる。いくつかの衛星１２０は、各々が独立して信号を受信し、送信することができるいくつかのトランスポンダを含み得る。各トランスポンダを１つ以上のアンテナ素子（例えば、受信素子及び送信アンテナ素子）に接続して、他の受信／送信信号経路とは異なる放射パターン（アンテナパターン）を有する受信／送信信号経路を形成し、同じ（例えば、異なる周波数範囲又は偏波を使用して）若しくは異なるビームカバレッジエリアに割り当てられ得る一意のビームを創出することができる。場合によっては、単一の受信／送信信号経路が、入力及び／又は出力マルチプレクサを使用して、複数のビームにわたって共有され得る。そのような場合、形成され得る同時ビームの数は、概して、衛星に展開される受信／送信信号経路の数によって制限され得る。

いくつかの例では、アクセスノード端末ビーム又はユーザビームは、ビームフォーミングを介して得られ得る（及び「スポットビーム」と称される場合がある）。そのような場合、アクセスノードビーム１２５－ａは、衛星１２０のサービスエリアをカバーする複数のアクセスノード端末ビームのうちの１つであり得る。同様に、ユーザビーム１２５－ｂは、衛星１２０のサービスエリアをカバーする複数のユーザノードビームのうちの１つであり得る。通信リンクのためのビームフォーミングは、１つ以上のアンテナアレイの複数の素子によって送信及び／又は受信される信号の、信号位相（又は時間遅延）、及び場合によっては信号振幅を調整することによって実行することができる。この位相／振幅調整は、一般に、送信信号に「ビーム重み」又は「ビーム係数」を適用すると称される。受信の場合（１つ以上のアンテナアレイの受信素子による）、受信信号の相対位相、及び場合によっては振幅が、複数の受信アンテナ素子によって所望の場所から受信されるエネルギが構造的に重畳するように調整される（すなわち、同じ又は異なるビーム重みが適用される）。スポットビーム内で、通信リソースは、ブロードビームを使用した通信を参照して同様に説明されるように、ユーザ端末間で分割することができる。また、いくつかの例では、ブロードビームを使用した通信を参照して同様に説明されるように、通信リソースの同じセットがユーザ端末によって共有され得る。

衛星１２０は、リターンダウンリンク信号１３３を送信すること、及び／又は１つ以上のアクセスノード端末ビーム（例えば、それぞれのアクセスノードビームカバレッジエリア１２６－ａと関連付けられ得るアクセスノードビーム１２５－ａ）を介してフォワードアップリンク信号１３２を受信することによって、アクセスノード端末１３０と通信することができる。アクセスノードビーム１２５－ａは、例えば、１つ以上のユーザ端末１５０（例えば、衛星１２０によって中継された）に対する通信サービス、又は衛星１２０とアクセスノード端末１３０との間の任意の他の通信をサポートすることができる。いくつかの例では、アクセスノードビーム１２５－ａは、複数のスポットビームのうちの１つである。衛星１２０は、１つ以上のユーザビーム（例えば、それぞれのユーザビームカバレッジエリア１２６－ｂと関連付けられ得るユーザビーム１２５－ｂ）を介して、フォワードダウンリンク信号１７２を送信すること、及び／又はリターンアップリンク信号１７３を受信することによって、ユーザ端末１５０と通信することができる。ユーザビーム１２５－ｂは、１つ以上のユーザ端末１５０に対する通信サービス、又は衛星１２０とユーザ端末１５０との間の他の任意の通信をサポートすることができる。いくつかの例では、ユーザビーム１２５－ｂは、複数のスポットビームのうちの１つである。いくつかの例では、衛星１２０は、アクセスノードビーム１２５－ａ又はユーザビーム１２５－ｂのうちの１つを使用して、アクセスノード端末１３０からユーザ端末１５０への通信を中継することができる（すなわち、アクセスノード端末１３０及びユーザ端末１５０は、ビームを共有することができる）。

ビームフォーミング動作をサポートするために、衛星１２０は、フェーズドアレイアンテナアセンブリ（例えば、直接放射アレイ（direct radiating array、ＤＲＡ））、フェーズドアレイフィードリフレクタ（phased array fed reflector、ＰＡＦＲ）アンテナ、又は信号の受信又は送信のための当該技術分野で既知の任意の他の機構（例えば、通信又は放送サービス、又はデータ収集サービスの）を使用することができる。フェーズドアレイアンテナアセンブリは、アップリンク信号（例えば、フォワードアップリンク信号１３２、リターンアップリンク信号１７３、又はその両方）を受信すること、及びダウンリンク信号（例えば、リターンダウンリンク信号１３３、フォワードダウンリンク信号１７２、又はその両方）を送信すること、の両方に用いられ得る。比較的大きい反射器は、アンテナフィード素子のフェーズドアレイによって照射され得、反射器のサイズ並びにアンテナフィード素子の数及び配置によって設定された制約内で、スポットビームの様々なパターンを作製する能力をサポートする。

アンテナフィード素子の各々はまた、ＲＦ信号トランスデューサ、ＬＮＡ、位相シフタ、又はＰＡを含むか、又はそうでなければそれらと接続することができ、周波数変換、ビームフォーミング処理、などのような他の信号処理を実行し得る衛星１２０内の１つ以上のトランスポンダと接続することができる。いくつかの例では、各位相シフタは、１つ以上の電力増幅器と接続することができ、各電力増幅器は、１つ以上のアンテナ素子と接続することができる。いくつかの例では、位相シフタ及び／又は重み付け増幅器は、アクセスノード端末１３０に配置することができる。異なるユーザ端末１５０に対する通信を位相シフタのセットに提供することができ、位相シフタは、位相シフト信号のセットを生成し、位相シフト信号のセットを増幅器のセットに提供する。増幅器のセットは、位相シフト信号を増幅して（例えば、異なる振幅の程度で）、重み付け信号を獲得し、重み付け信号をアンテナ素子のセットに提供することができる。アンテナ素子のセットによって放射されると、重み付け信号は、構造的及び／又は破壊的に組み合わせることができ、その結果、重み付け信号は、衛星１２０によってサービス提供されたより大きい地理的エリアの地理的領域に集束される単一の信号を形成する。複数のアンテナフィード素子と接続されているトランスポンダは、ビームフォーミングされた通信を実行することができる。

いくつかの例では、いくつかの又はすべてのアンテナフィード素子は、地上ベースのビームフォーミング（ground-based beamforming、ＧＢＢＦ）、オンボードビームフォーミング（on-board beamforming、ＯＢＢＦ）、エンドツーエンド（end-to-end、Ｅ２Ｅ）ビームフォーミング、又は他のタイプのビームフォーミングなどの様々なビームフォーミングの例を有効にするために協働するコンポーネントの受信及び／又は送信アンテナフィード素子のアレイとして配置することができる。ＯＢＢＦの場合、衛星１２０は、Ｎ_１の送信器を含み得、Ｎ_１ｘＫ_１ビーム重みマトリックスが、Ｋ_１のユーザビームを生成するために使用され得る。同様に、ＧＢＢＦの場合、衛星１２０は、Ｎ_１の送信器を含み得、１つ以上のアクセスノード端末から、衛星内のそれぞれの送信器（例えば、周波数分割多重化）に対応するＮ_１の信号を受信することができる。１つ以上のアクセスノード端末は、Ｎ_１ｘＫ_１ビーム重みマトリックスを適用して、Ｋ_１のユーザビームを生成することができる。Ｅ２Ｅビームフォーミングの場合、衛星１２０は、Ｎ_１のストラントポンダを含み得る。Ｎ_１のトランスポンダが、Ｍ個のアクセスノード端末からの信号を受信するために使用され得、受信信号は、Ｋ_１のユーザビームのビームフォーミングをサポートするために、アクセスノード端末による送信の前に重み付けされ得る（例えば、１つ以上のアクセスノード端末のそれぞれのセットのＫ_１ビーム信号の各々を重み付けする）。本実施例は、フォワードリンクを説明しているが、リターンリンクについても同様の取り決めがなされ得ることに留意されたい。使用されるビームフォーミング技術に関係なく、データをユーザ端末１５０に通信するために、アクセスノード端末１３０、及び／又は衛星１２０は、例えば、データが、ユーザ端末１５０を包含するカバレッジエリアを有するビーム（例えば、ユーザビーム１２５－ｂ）を介して送信され得るように、ユーザ端末１５０の場所を決定することができる。

いくつかの例では、ビームフォーミングは、衛星１２０が、単一のブロードビームが使用された場合よりも多くのデータを通信することを可能にし、例えば、ビームフォーミングされた通信は、衛星１２０によってサービス提供されたより大きい地理的エリア内の複数の地理的領域において利用可能な周波数リソース（例えば、衛星帯域幅）が再利用されることを可能にするためである。すなわち、所与の周波数リソースセットは、重複しない地理的領域で再利用することができる。いくつかの例では、衛星１２０は、地理的領域の数の関数として通信され得るデータの量を増加させ得る。いくつかの例では、ビームフォーミング技術を使用する衛星１２０は、毎秒１００メガシンボール（Megasymbol、Ｍｓｙｍ）（Ｍｓｙｍ／秒）のデータ速度でデータを通信し得、一方、単一のブロードビーム及びＤＳＳＳ技術を使用する衛星１２０は、１Ｍｓｙｍ／秒のデータ速度でデータを通信することができる。加えて、ビームフォーミングは、衛星１２０が、例えば、衛星１２０のサービスエリアにわたって拡散するのではなく、ビーム信号を送信するために使用される送信電力を送信ビーム内で集中させ得るため、ＤＳＳＳ通信技術と比較して衛星１２０とユーザ端末１５０との間の通信のためのＳＮＲを増加させることを可能にする。したがって、ビームフォーミングされた通信は、通信のための送信電力が地理的エリアにわたって広がる、ビームフォーミングされない（例えば、ブロードビームの）通信よりも信頼性が高くなり得る。

いくつかの例では、ユーザ端末の場所が、衛星通信システムに（例えば、衛星通信システムのリソースを様々なユーザ端末に割り当てるコントローラに）に未知であることがある。いくつかの例では、ユーザ端末の場所は、ユーザ端末によって衛星通信システムから意図的に差し控えられている。追加的又は代替的に、衛星通信システムがユーザ端末の場所を決定することを防止するために、意図的な措置がユーザ端末によって取られる場合がある。そのような場合、スポットビームを使用する衛星通信システムは、例えば、衛星通信システムがユーザ端末の位置するスポットビームを決定することができない場合があるため、ユーザ端末に送信することができない場合がある。いくつかの例では、ユーザ端末の場所が知られている場合でも、ユーザ端末で受信された信号のＳＮＲは、ユーザ端末と確実に通信することと関連付けられた閾値を下回る可能性がある。いくつかの例では、ユーザ端末が不十分な（例えば、小さい）アンテナを有する場合、又は不十分なカバレッジゾーンに位置する場合、信号のＳＮＲは閾値を下回り、そのようなユーザ端末は、不利なユーザ端末と称することができる。

いくつかの例では、ビームフォーミング又はブロードビーム技術が使用されるかどうかに関係なく、既知の場所を有するユーザ端末で受信される信号のＳＮＲは、ユーザ端末と確実に通信することと関連付けられた閾値を下回る可能性がある。いくつかの例では、ユーザ端末が不十分な（例えば、小さい）アンテナを有する場合、又は不十分なカバレッジゾーンに位置する場合、信号のＳＮＲは閾値を下回り、そのようなユーザ端末は、不利なユーザ端末と称することができる。

場所が未知のユーザ端末（及び場所が既知又は未知である不利なユーザ端末）との通信をサポートするために、動的スポットビームフォーミングをサポートする衛星通信システムは、複数のシーケンスをデータ信号に適用して複数の拡散信号を獲得すること、及び広域ネイティブビームパターンを有する複数のアンテナ素子を介して拡散信号を送信することを含む、拡張通信技術を使用することができる。この拡張通信技術は、「フィード固有の拡散」と称される場合がある。いくつかの例では、フィード固有の拡散を実行するために、衛星通信システムは、１つ以上の電力増幅器を介して１つ以上のアンテナ素子と各々接続されている複数の位相シフタ及び複数の信号スプレッダを含み得る。いくつかの例では、各信号スプレッダは、異なるシーケンス（例えば、擬似ランダムシーケンス又は直交符号）を共通データ信号に適用して、複数の拡散信号を獲得することができ、共通信号は、単一のユーザ端末に対するデータを含み得る。次いで、信号スプレッダは、複数の拡散信号をアンテナ素子のセットに引き渡し、これらアンテナ素子セットは、一緒になって、衛星のサービスエリアにわたって拡散信号を含む組み合わされた信号を放射することができる。

図２は、本明細書に開示される実施例による、拡散又は広域カバレッジ信号を使用して衛星通信をサポートする送信システムを示す。送信システム２００は、通信信号（例えば、データ／制御信号）をユーザ端末に送信するように構成することができる。送信システム２００は、ビームフォーミングモードと拡散モードとの間で切り替えて、異なるタイプのユーザ端末、例えば、それぞれ、場所が既知のユーザ端末及び場所が未知のるユーザ端末、と通信するように更に構成することができる。いくつかの例では、送信システム２００は、スケジュールに従ってビームフォーミングモードと拡散モードとの間で切り替わり、例えば、第１の量の通信スロットを含む第１の間隔中にビームフォーミングされた通信を送信し、第２の量の通信スロットを含む第２の間隔中に拡散通信を送信する。

ビームフォーミングモードが構成されている場合、送信システム２００は、ビームフォーマ２０５を使用して、ユーザ端末に対するデータ信号を複数のデータ信号に分離し、位相シフトを適用し、及び／又は送信データ信号がユーザ端末を包含するスポットビーム内で送信されるように、複数のデータ信号の各々の振幅を変更するように構成することができる。ビームフォーマ２０５は、複数の位相シフタ（例えば、第１の位相シフタ２１０、第２の位相シフタ２１５、及び第ｎの位相シフタ２２０）を含み得、また、電力増幅器（例えば、第１の電力増幅器２２５、第２の電力増幅器２３０、及び第ｎの電力増幅器２３５）を介してアンテナ素子（例えば、第１のアンテナ素子２４０、第２のアンテナ素子２４５、及び第ｎのアンテナ素子２５０）から送信される各信号の振幅を変化させ得る。

拡散モードが構成されている場合、送信システム２００は、スプレッダ２６０を使用して、ユーザ端末に対するデータ信号を複数のデータ信号に分離し、送信データ信号が、例えば、衛星のサービスエリア全体にまたがるブロードビーム又は複数のスポットビームで送信されるように、複数のデータ信号の各々に一意のシーケンス（例えば、擬似ランダムシーケンス又は直交符号）を適用するように構成することができる。スプレッダ２６０は、複数のコンポーネントスプレッダ（例えば、第１のコンポーネントスプレッダ２６５、第２のコンポーネントスプレッダ２７０、及び第ｎのコンポーネントスプレッダ２７５）を含み得る。

いくつかの例では、送信システム２００は、単一のデバイスに（例えば、衛星又はアクセスノード端末に）含まれ得る。他の例では、送信システム２００は、複数のデバイスにわたって（例えば、衛星及びアクセスノード端末にわたって、又は衛星及び複数のアクセスノード端末にわたって）分割される。例えば、オンボードビームフォーミングが使用される場合、少なくともビームフォーマ２０５、スプレッダ２６０、電力増幅器、及びアンテナが衛星に含まれ得る。通信マネージャ２５３、変調器２５５、及びバッファ２５７は、アクセスノード端末又は衛星に含まれ得る。別の例では、地上ベースのビームフォーミングが使用される場合、通信マネージャ２５３、変調器２５５、バッファ２５７、ビームフォーマ２０５、及びスプレッダ２６０は、アクセスノード端末に含まれ得、一方、電力増幅器及びアンテナは、衛星に含まれ得る。そのような場合、衛星は、アクセスノード端末から受信された信号を中継するために使用されるトランスポンダを含み得る。更に別の例では、エンドツーエンドビームフォーミングが使用される場合、ビームフォーマ２０５及びスプレッダ２６０のコンポーネントは、複数のアクセスノード端末にわたって分散することができ、各アクセスノード端末は、１つ以上の位相シフタ及び１つ以上のコンポーネントスプレッダを含む。通信マネージャ２５３、変調器２５５、及びバッファ２５７は、複数のアクセスノード端末と接続されている中央デバイスに配置することができる。そして、増幅器及びアンテナは、衛星に含まれ得る。そのような場合、衛星は、アクセスノード端末から受信された信号を中継するために使用されるトランスポンダを含み得る。

通信マネージャ２５３は、ビームフォーミングモードと拡散モードとを切り替えるように構成することができる。通信マネージャ２５３は、ビームフォーミング又は拡散モードがアクティブ化されているかどうかを変調器２５５に示すことができる。いくつかの例では、通信マネージャ２５３は、通信スケジュールに従ってビームフォーミングモードと拡散モードとを切り替えることができ、通信マネージャ２５３は、第１の間隔中にビームフォーミングモードを、第２の間隔中に拡散モードをアクティブ化することができる。ビームフォーミングが有効にされる場合、通信マネージャ２５３はまた、送信システム２００内の他のコンポーネントにユーザ端末の場所を決定及び提供することができる。いくつかの例では、通信マネージャ２５３は、ユーザ端末の場所を包含するカバレッジエリアを有するユーザビームを識別し得、ユーザ端末に対するデータをユーザビームと関連付けられたデータストリームに割り当てる。

スイッチ２５６は、変調器２５５からビームフォーマ２０５及びスプレッダ２６０へのデータ経路を制御するように構成することができる。いくつかの例では、通信マネージャ２５３は、ビームフォーミングモード又は拡散モードが構成されているかどうかに基づいて、スイッチ２５６を制御するように構成される。例えば、通信マネージャ２５３は、拡散がアクティブ化されるときに、変調器２５５とビームフォーマ２０５とを接続するスイッチを開き、変調器２５５とスプレッダ２６０とを接続するスイッチを閉じることができる。

変調器２５５は、データストリーム（例えば、バイナリ値のストリーム）を変調して、データシンボルを含むデータ信号を獲得するように構成することができる。変調器２５５は、１つ以上の変調技術及び／又は符号化レートに従ってデータストリームを変調するように構成することができる。いくつかの例では、変調器２５５は、ビームフォーマ２０５が使用されるときに第１の変調及び符号化スキームを、スプレッダ２６０が使用されるときに第２の変調及び符号化スキームを使用し、例えば、スプレッダ２６０が使用されるとき、変調器２５５は、より高い変調次数を有する変調及び符号化スキームを使用することができる。変調器２５５は、例えば、ビームフォーミングモード又は拡散モードが有効にされているかどうかに基づいて、ビームフォーマ２０５又はスプレッダ２６０のうちの１つに変調された信号を提供することができる。場合によっては、変調器２５５は、各ユーザビームに対して複数のデータストリームを生成することができ、ビームフォーマ２０５は、データストリームの各々にそれぞれの係数（例えば、ビーム重み）を適用して、複数の位相シフト信号を獲得することができる。したがって、複数のデータストリームは、それぞれの係数を適用し、複数の位相シフト信号を組み合わせることによって形成されたそれぞれのビームで送信することができる。

いくつかの例では、送信システム２００は、複数の変調器を含む。例えば、送信システム２００は、変調器２５５及び第２の変調器を含み得る。そのような場合、変調器２５５は、ビームフォーマ２０５及びスプレッダ２６０のうちの１つと接続されてもよく、一方、他の変調器は、ビームフォーマ２０５及びスプレッダ２５０のうちの他のものと接続されてもよい。追加的又は代替的に、変調器２５５は、コンポーネントスプレッダ２６５の第１のサブセットと接続されてもよく、一方、他の変調器は、コンポーネントスプレッダ２６５の第２のサブセットと接続されてもよい。通信マネージャ２５６は、どの通信モードがアクティブ化されるかに基づいて、変調器のうちの１つにデータを送信することができる。例えば、通信マネージャ２５６は、変調器２５５がビームフォーマ２０５と接続されており、ビームフォーミングモードがアクティブ化される場合、変調器２５５にデータを送信することができる。また、通信マネージャ２５６は、他の変調器がスプレッダ２６０と接続されており、拡散モードがアクティブ化される場合、他の変調器にデータ送信することができる。他の例では、通信マネージャ２５６は、変調器の両方にデータを送信することができ、並びに、変調器のどれがデータを出力することを有効にされるかを示すコマンドを送信することができる（そのような場合、スイッチ２５６は任意選択的であり得る）。

バッファ２５７は、送信システム２００と接続されたユーザ端末に対して送信されるべきデータを記憶するように構成することができる。いくつかの例では、バッファ２５７は、第１の場所でビームフォーミングを使用して到達されるユーザ端末に対するデータ、及び第２の場所で拡散を使用して到達されるユーザ端末に対するデータを記憶する。バッファ２５７は、ユーザ端末が送信システム２００からデータを受信するようにスケジュールされているときに、変調器２５５にユーザ端末に対するデータを出力することができる。

ビームフォーマ２０５は、アンテナ素子と組み合わせて、衛星のサービスエリア内の地理的領域をカバーするスポットビーム内でデータ信号を送信するように構成することができる。ビームフォーマ２０５は、ビームフォーミング重み（例えば、位相シフト及び振幅調整）を変調器２５５から受信したデータ信号に適用して、異なるアンテナ素子を介して同時に送信され得る複数の重み付け信号を獲得するように構成することができる。いくつかの例では、ビームフォーマ２０５によって送信される重み付け信号は、構造的及び／又は破壊的に組み合わさって、組み合わされた信号を形成し、組み合わされた信号のエネルギは、対応するスポットビームのカバレッジエリア内に集中される。

第１の位相シフタ２１０から第ｎの位相シフタ２２０は、ユーザ端末に向けられた受信信号に位相シフトを適用するように構成することができる。いくつかの例では、位相シフタは、受信信号に異なる位相シフトを適用する。いくつかの例では、位相シフタはまた、受信信号に振幅調整を適用するように構成される。第１の位相シフタ２１０、第２の位相シフタ２１５、及び第ｎの位相シフタ２２０は、第１の電力増幅器２２５、第２の電力増幅器２３０、及び第ｎの電力増幅器２３５に位相シフト信号を出力することができる。いくつかの例では、第１の電力増幅器２２５、第２の電力増幅器２３０、及び第ｎの電力増幅器２３５は、受信された位相シフト信号の振幅を調整（例えば、増加又は減少）して、重み付け信号を獲得するように構成することができる。第１の電力増幅器２２５、第２の電力増幅器２３０、及び第ｎの電力増幅器２３５は、第１のアンテナ素子２４０、第２のアンテナ素子２４５、及び第ｎのアンテナ素子２５０に重み付け信号を出力することができる。いくつかの例では、位相シフタ及び増幅器は、アンテナ素子から送信される結果として生じる信号のエネルギがスポットビームカバレッジエリア内で集中するように、位相シフト及び振幅調整（重みとも称され得る）の組み合わせを適用するように構成することができる。

いくつかの例では、ビームフォーマ２０５は、異なるスポットビームでビームフォーミングされた信号を送信するために、増幅器及びアンテナ素子の追加のセットと組み合わせて使用される、位相シフタの追加のセットを含む。追加的又は代替的に、第１の位相シフタ２１０、第２の位相シフタ２１５、及び第ｎの位相シフタ２２０は、異なるスポットビームカバレッジエリアに位置するユーザ端末に対する複数のデータ信号に位相シフトを適用するために使用され得、結果として生じる位相シフト信号は、第１の電力増幅器２２５、第２の電力増幅器２３０、及び第ｎの電力増幅器２３５によって増幅され得、結果として生じる重み付け信号は、第１のアンテナ素子２４０、第２のアンテナ素子２４５、及び第ｎのアンテナ素子２５０によって放射することができる。いくつかの例では、第１のビームフォーミングされた信号が第１のスポットビームカバレッジエリアに向けられ、第２のビームフォーミングされた信号が第２のスポットビームカバレッジエリアに向けられるように、複数のビームフォーミングされた信号を放射することができる。

スプレッダ２６０は、アンテナ素子と組み合わせて、衛星のサービスエリア全体（又は大部分）をカバーするブロードビームを介して拡散データ信号を送信するように構成され得、アンテナ素子のネイティブカバレッジエリアは、衛星のサービスエリア全体（又は大部分）をカバーする。スプレッダ２６０は、変調器２５５から受信したデータ信号にシーケンス（例えば、一意の擬似ランダムシーケンス、又は直交符号）を適用して、異なるアンテナ素子を介して同時に送信され得る複数の符号化信号を獲得するように構成することができる。いくつかの例では、ビームフォーマ２０５によって送信される符号化信号は、互いに構造的にも破壊的にも組み合わされず（又は互いに最小限の影響を有し）、符号化信号のエネルギが衛星のサービスエリアにわたって広がる。

第１のコンポーネントスプレッダ２６５から第ｎのコンポーネントスプレッダ２７５は、ユーザ端末（又はユーザ端末のグループ）に向けられた受信データ信号にシーケンスを適用するように構成することができる。いくつかの例では、コンポーネントスプレッダは、受信信号に異なるシーケンスを適用する。第１のコンポーネントスプレッダ２６５、第２のコンポーネントスプレッダ２７０、及び第ｎの第１のコンポーネントスプレッダ２７５は、第１の電力増幅器２２５、第２の電力増幅器２３０、及び第ｎの電力増幅器２３５に符号化信号を出力することができる。いくつかの例では、コンポーネントスプレッダは各々、電力増幅器のうちの１つ以上と接続されてもよく、例えば、第１のコンポーネントスプレッダ２６５は、第１の電力増幅器２２５及び第２の電力増幅器２３０と接続されてもよい。第１の電力増幅器２２５、第２の電力増幅器２３０、及び第ｎの電力増幅器２３５は、符号化信号を増幅し、第１のアンテナ素子２４０、第２のアンテナ素子２４５、及び第ｎのアンテナ素子２５０に増幅された信号を出力するように構成することができる。いくつかの例では、アンテナ素子から送信された結果として生じる信号のエネルギは、例えば、アンテナ素子のネイティブカバレッジエリアに基づいて、衛星のサービスエリアにわたって広がる。いくつかの例では、データ信号は、複数のユーザ端末によって受信されるようにすることができる。データ信号を受信する各ユーザ端末は、データ信号に同じセットの逆拡散シーケンスを適用して、データを抽出することができる。

いくつかの例では、スプレッダ２６０は、符号生成器の追加のセットを含み、このセットは、ユーザ端末に向けられたデータ信号に対して追加の符号化信号を送信するために、増幅器及びアンテナ素子の追加のセットと組み合わせて使用される。いくつかの例では、スプレッダ２６０は、符号生成器の追加のセットを含み、このセットは、別のユーザ端末に向けられたデータ信号に対して追加の符号化信号を送信するために、増幅器及びアンテナ素子の追加のセットと組み合わせて使用される。例えば、アンテナ素子の第１のサブセットは、第１のユーザ端末に対して符号化信号の第１のセットを送信することができ、アンテナ素子の第２のサブセットは、同時に、第２のユーザ端末に対して符号化信号の第２のセットを送信することができる。符号化信号の第１のセット及び符号化信号の第２のセットもまた、同じ帯域幅を使用して同時に送信することができる。

いくつかの例では、送信システム２００は、複数の変調器２５５及び複数のスプレッダ２６０を含む。そのような場合、送信システム２００は、異なる変調器／スプレッダ対を使用して複数のユーザ端末に複数の拡散通信を送信することができる。いくつかの例では、各変調器／スプレッダ対は、１つ以上のユーザ端末にデータの１つのストリームを送信するように構成することができる。いくつかの例では、異なる変調器／スプレッダ対内の異なるスプレッダは、直交符号を使用し得、変調器／スプレッダ対が複数のユーザ端末（又はユーザ端末の複数のグループ）への同時拡散通信を実行することを可能にする。各変調器／スプレッダ対は、増幅器及びアンテナ素子の同じ又は異なる（例えば、重複していない、又は部分的に重複する）サブセットと接続することができる。

スプレッダ２６０は、ビームフォーマ２０５と並列であるように図示されているが、いくつかの例では、スプレッダ２６０は、ビームフォーマ２０５と直列であってもよい（例えば、ビームフォーマ２０５の前又は後の通信経路で行うことができる。スプレッダ２６０がビームフォーマ２０５と直列に位置付けられている場合、送信システム２００がビームフォーミングモードにあるとき、スプレッダ２６０を無効にすることができ、シーケンス又はすべての１ｓのシーケンスは、変調器２５５から受信された信号に適用されない。そして、送信システム２００が拡散モードにある場合、一意のシーケンスを変調器２５５から受信した信号に適用することができ、ビームフォーマ２０５は、スプレッダ２６０から受信した信号に係数（例えば、ビーム重み）が適用されないように無効にすることができる。代替的に、送信システム２００が拡散モードにある場合、ビームフォーマ２０５は、スポットビーム形成を抑制するように（例えば、拡散信号のカバレッジのためにブロードビームを提供するように）ビーム重みを適用することができる。

図３は、本明細書に開示される実施例による、拡散又は広域カバレッジ信号を使用して衛星通信をサポートする受信器を示す。受信器３００は、複数のシーケンスを使用して拡散され、ユーザ端末に向けられた複数の符号化信号を含む拡散信号を受信するように構成することができる。受信器３００は、受信信号に複数のシーケンスを適用することによって、複数の符号化信号を分離するように構成することができる。いくつかの例では、シーケンスは、送信器（例えば、図２の送信システム２００）で拡散信号を生成するために使用されるデータ信号に適用されたシーケンスと同じであり得る。いくつかの例では、シーケンスは、送信器でデータ信号に適用されたシーケンスに基づいてもよいが、それと異なってもよく、例えば、シーケンスは、送信器で適用されたシーケンスの組み合わせに基づいて選択されてもよい。受信器３００は、分離された信号をデシメートし、デシメートされた信号にフィルタ（例えば、ローパスフィルタ）を適用して、逆拡散データ信号を獲得するように更に構成することができる。また、受信器３００は、逆拡散信号（信号特性を推定するためのヘッダを含み得る）の信号特性を推定し、結果として生じる逆拡散信号を組み合わせて、復調及び復号され得るデータ信号を含む組み合わされたデータ信号を獲得するように構成することができる。

受信器３００は、ユーザ端末に含まれ得る。受信器３００は、衛星からＲＦ信号を受信するために使用される１つ以上のアンテナと接続することができる。いくつかの例では、受信器３００はまた、得られたＲＦ信号をデジタル化するアナログ－デジタル変換器と接続することができる。受信器３００は、デスプレッダ３０５、コンバイナ３４０、及び復号器３７０を含み得る。デスプレッダ３０５は、受信器３００で受信された信号に含まれる複数の拡散信号を逆拡散する（例えば、直接シーケンスを使用して）ように構成することができる。拡散信号を逆拡散するために、デスプレッダ３０５は、受信信号にシーケンスを適用し、得られた信号をデシメーティングローパスフィルタを通して通過させるように構成することができる。デスプレッダ３０５は、第１の乗算器３１０及び第ｎの乗算器３２５、第１のコンポーネントデスプレッダ３２０、及び第ｎのコンポーネントデスプレッダ３３５、第１のデシメーティングフィルタ３１５、及び第ｎのデシメーティングフィルタ３３０を含み得る。

第１の乗算器３１０は、第１のコンポーネントデスプレッダ３２０によって生成された第１のシーケンスを受信した通信信号に適用するように構成することができる。いくつかの例では、第１の乗算器３１０は、第１のシーケンスの複素共役を受信した通信信号に適用する。第１のシーケンスが受信した通信信号に適用された後、対応するシーケンス（例えば、第１のシーケンス又は関連するシーケンス）を使用して拡散された受信信号のコンポーネントは、受信信号の他のコンポーネントから分離することができる。同様に、第ｎの乗算器３２５は、第ｎのコンポーネントデスプレッダ３３５によって生成された第ｎのシーケンスを受信した通信信号に適用することができる。シーケンスのセットが受信信号に適用された後、分離された信号は、対応するデシメーティングフィルタに引き渡することができる。

第１のデシメーティングフィルタ３１５は、第１の乗算器３１０から出力された第１の分離された信号をデシメートして（例えば、サンプルを破棄するか、又はそうでなければダウンサンプルして）、第１のダウンサンプリングされた信号を獲得することができる。第１のデシメーティングフィルタ３１５によって使用されるデシメーションは、例えば、元のデータストリームの帯域幅を有する信号を獲得するために、拡散符号（例えば、拡散符号の長さ）に依存することができる。デシメーション後、第１のデシメーティングフィルタ３１５は、残りのサンプルにローパスフィルタを適用して、ダウンサンプリングされた信号内のエイリアスコンポーネントを除去することができる。いくつかの例では、ローパスフィルタは、デシメーションの前に適用することができる。同様に、第ｎのデシメーティングフィルタは、第ｎの乗算器３２５から出力された第ｎの分離された信号をデシメートして、それにローパスフィルタ適用して、第ｎのダウンサンプリングされた信号を獲得することができる。分離された信号をダウンサンプリング及びフィルタリングした後、デシメーティングフィルタは、コンバイナ３４０に逆拡散信号を出力することができる。

コンバイナ３４０は、デスプレッダ３０５によって出力された逆拡散信号を組み合わせるように構成することができる。逆拡散信号を組み合わせるために、コンバイナ３４０は、対応するヘッダに基づいて逆拡散信号の信号特性（例えば、位相、振幅、タイミング、及び周波数特性）を推定するように構成することができる。逆拡散信号の信号特性はまた、逆拡散信号に対する係数と称することができる。コンバイナ３４０は、第１のヘッダ推定器３５５及び第ｎのヘッダ推定器３６５、第２の乗算器３４５及び第ｍの乗算器３６０、及び加算回路３５０を含み得る。

第１のヘッダ推定器３５５は、第１のデシメーティングフィルタ３１５から得られた逆拡散信号のヘッダを識別するように構成することができる。いくつかの例では、第１のヘッダ推定器３５５は、ヘッダからの逆拡散信号の振幅及び位相基準を決定する。第１のヘッダ推定器３５５はまた、ヘッダからの逆拡散信号の周波数及びタイミング情報を決定することができる。逆拡散信号の振幅及び位相基準を使用して、振幅及び位相基準に関連する逆拡散信号の振幅及び位相を決定することができる。いくつかの例では、ヘッダはまた、受信器３００と、第１のデシメーティングフィルタ３１５から得られた逆拡散信号に対応する拡散信号を送信するために使用されるアンテナ素子との間のチャネルの特性を決定するために使用することができる。いくつかの例では、第２の乗算器３４５は、逆拡散信号に振幅及び位相基準を適用して、逆拡散信号に含まれるデータ信号を獲得するように構成される。いくつかの例では、第２の乗算器は、逆拡散信号に振幅及び位相基準の複素共役を適用する。いくつかの例では、得られたデータ信号は、ＳＮＲ又はシンボル対ノイズ比（これは、シンボルごとのエネルギ密度Ｅ_ｓ対ノイズ密度

として表され得る）などの１つ以上の信号特性と関連付けられている。同様に、第ｎのヘッダ推定器３６５及び第ｍの乗算器３６０は、受信器３００と、第ｎのデシメーティングフィルタ３３０から得られる逆拡散信号に対応する拡散信号を送信するために使用されるアンテナ素子との間のチャネルの特性を考慮に入れて、第ｎのデータ信号を出力することができる（受信器３００での異なる送信アンテナ素子からのチャネルを効果的に等化する）。ヘッダ推定器及び乗算器によって得られたデータ信号は、加算回路３５０引き渡することができる。

加算回路３５０は、得られたデータ信号を互いに組み合わせて、組み合わされたデータ信号を獲得するように構成することができる。いくつかの例では、加算回路３５０は、信号ノイズに影響を与えることなく、得られたデータ信号を一緒に加算し、受信信号に含まれるいくつかの拡散コンポーネントに基づく因子によって、データ信号のＳＮＲ（及び／又はシンボル対ノイズ比）を増加させる。加算回路３５０は、復号器３７０に組み合わされたデータ信号を出力することができる。

復号器３７０は、コンバイナ３４０から得られた組み合わされたデータ信号を復調及び復号するように構成することができる。いくつかの例では、復号器３７０は、組み合わされたデータ信号に含まれるシンボルを、各々一意のバイナリ値と関連付けられた信号コンステレーション内の位置にマッピングすることによって、組み合わされたデータ信号を復調するように構成することができる。シンボルを位置にマッピングした後、復号器３７０は、シンボルからデータストリームを生成し、データストリームを復号して、デスプレッダ３０５で受信した通信信号に含まれるデータを獲得するように構成することができる。

図４は、本明細書に開示される実施例による、拡散又は広域カバレッジ信号を使用して衛星通信をサポートするビーム図を示す。ビーム図４００は、衛星のサービスエリア内の衛星のために構成されたスポットビームカバレッジエリアのパターンを図示する。スポットビームカバレッジエリアは、サービスエリア４０５にわたって（例えば、タイル状パターンで）分散することができる。いくつかの例では、隣接するスポットビームカバレッジエリアは、スポット間ビーム干渉を回避するために、無線スペクトルの異なる部分及び／又は互いに異なる極性を使用する。いくつかの例では、スポットビームカバレッジエリアのセット（例えば、４スポットビーム、７スポットビーム）は、無線スペクトル全体及び偏波のセットを使用することができる。いくつかの例では、スポットビームカバレッジエリアは、送信システム（例えば、図２の送信システム２００）が、ビームフォーミングモードをアクティブ化させたときの衛星通信システムによって形成される。いくつかの例では、スポットビームカバレッジエリアは、アンテナ素子を介した送信前に、データ信号にビームフォーミング重みの固定セットを適用することによって形成される。いくつかの例では、スポットビームカバレッジエリアは、アンテナアレイ内のアンテナ素子のセットを介した送信前に、データ信号に構成可能なビームフォーミング重みを適用することによって形成された構成可能なスポットビームに対応する。

ユーザ端末は、１つ以上のスポットビーム内に位置することができる。例えば、ユーザ端末４１５は、スポットビームカバレッジエリア４１０内に位置することができる。ユーザ端末４１５と通信するために、衛星通信システムは、スポットビームカバレッジエリア４１０を有するスポットビームでユーザ端末４１５に対して通信を送信することができる。したがって、ユーザ端末４１５と通信するために、衛星通信システムは、最初にユーザ端末４１５の場所を判定して、どのスポットビームをユーザ端末４１５への送信に使用するかを決定することができる。いくつかの例では、ユーザ端末４１５は、衛星通信システムに既知の固定場所を有する。いくつかの例では、衛星通信システム及びユーザ端末４１５は、例えば、ブロードビームチャネルを使用して場所情報を交換し、ビームハンドオフのためにユーザ端末４１５の動きを追跡することによって、又はユーザ端末４１５がその場所を送信するか、所与のリターンリンクビームを介して送信することによって、衛星通信システムがユーザ端末４１５の場所を決定することを可能にする手順を実行する。

いくつかの例では、ユーザ端末は、スポットビーム内のデッドゾーンに、又はスポットビームカバレッジエリアの縁部に位置することがある。そのような場合、ユーザ端末は、衛星通信システムから通信を受信することができないことがある。また、いくつかの例では、ユーザ端末は、ユーザ端末のアンテナゲインが不十分な場合、例えば、ＳＮＲが閾値未満であり得るため、衛星通信システムから通信を受信することができないことがある。そのような場合、本明細書で説明され、図２を参照して説明される拡散技術などの他の通信技術は、より信頼性の高いサービスをユーザ端末に提供することができる可能性がある。

図５は、本明細書に開示される実施例による、拡散又は広域カバレッジ信号を使用して衛星通信をサポートするビーム図を示す。ビーム図５００は、衛星のサービスエリア内の衛星のために構成されたブロードビームカバレッジエリアのパターンを図示する。いくつかの例では、ブロードビームカバレッジエリアは、アンテナアレイ内の別個のアンテナ素子（例えば、図４に示されるようなビームフォーミングスポットビームに使用されるアンテナ素子）のネイティブビームに対応する。ブロードビームカバレッジエリアは、互いに高度に重複することができる。例えば、ブロードビームカバレッジエリアは、少なくとも１つの他のブロードビームと少なくとも５０％重複することができるか、又は隣接するブロードビームカバレッジエリアの数（例えば、２つ、３つ、４つ、５つなど）よりも多くと、少なくとも５０％重複することができる。いくつかの例では、ブロードビームカバレッジエリアは、サービスエリア５０５の有意な部分（例えば、２０％超、５０％超、７０％超、８０％超）にまたがる。場合によっては、サービスエリア５０５は、ブロードビームカバレッジエリアの少なくともいくつかの量又はパーセンテージを有するエリアによって画定される。いくつかの例では、重複するブロードビームカバレッジエリアは、無線スペクトルの重複する部分を使用する。いくつかの例では、サービスエリア５０５は、送信システム（例えば、図２の送信システム２００）が拡散モードをアクティブ化したときの衛星通信システムのカバレッジエリアである。

本明細書で考察されるように、かつ図２を参照して、各ブロードビーム（又はブロードビームのセット）は、一意のシーケンス（例えば、擬似ランダムシーケンス又は直交符号）を使用して拡散されたユーザ端末に対する通信信号を含み得る。ユーザ端末５１５は、ユーザ端末５１５を包含するブロードビームの各々においてそれぞれの通信信号を（例えば、組み合わされた信号で）受信し、受信した通信信号を逆拡散し、結果として生じるデータ信号を組み合わせて、復号化のために組み合わされた信データ信号を獲得することができる。

ユーザ端末は、複数のブロードビーム内に位置することができる。いくつかの例では、ユーザ端末５１５は、複数のブロードビーム内に位置し得、一方、ブロードビームカバレッジエリア５１０の外側に位置している場合がある。そのような場合、ブロードビームカバレッジエリア５１０で送信されるユーザ端末５１５に対するデータを含む通信信号は、ユーザ端末５１５によって受信されないことがある。とはいえ、ユーザ端末５１５に対するデータを含む別の通信信号が、追加のブロードビームカバレッジエリア（ユーザ端末５１５を包含する１つ以上のブロードビームカバレッジエリアを含む）で送信される場合、ユーザ端末５１５は、依然としてデータを獲得することができる。したがって、拡散を使用する衛星通信システムは、ユーザ端末５１５の場所を知ることなく、ユーザ端末５１５にデータを通信することができる。いくつかの例では、ユーザ端末５１５は、衛星通信システムがユーザ端末５１５の場所を判定することを防止するための措置を講じ得る。いくつかの例では、送信システムは、ユーザ端末の概略の場所（例えば、中央アメリカ）を決定し、概略の場所をカバーするブロードビームと関連付けられたアンテナ素子を介してユーザ端末に対するデータを送信する。

図６は、本明細書に開示される実施例による、拡散又は広域カバレッジ信号を使用して衛星通信をサポートするプロセスの図を示す。

プロセスフロー６００は、図１及び図２を参照して上述したように、アクセスノード端末、衛星、又はこれらの組み合わせの一例であり得る送信システム６０１によって実行することができる。プロセスフロー６００はまた、第１のユーザ端末６０３及び第２のユーザ端末６０５によって実行され得、これらは、図１及び図３を参照して上述したユーザ端末の例であり得る。いくつかの例では、送信システム６０１は、第１のユーザ端末６０３の場所を決定することができるが、第２のユーザ端末６０５の場所を決定することができない。

いくつかの例では、プロセスフロー６００は、拡散又は広域カバレッジ信号を使用して衛星通信を実行することをサポートするために実行される動作の例示的なシーケンスを示す。例えば、プロセスフロー６００は、送信システム６０１のサービスエリア内のユーザ端末に情報を送信するために、ビームフォーミングモードと拡散モードとの間で切り替えるための動作を描写する。プロセスフロー６００において説明されている動作のうちの１つ以上は、プロセスにおいて前又は後に実行され、省略され、置き換えられ、補足され、又は別の動作と組み合わせて実行され得ることが理解される。また、プロセスフロー６００に含まれていない本明細書に記載の追加の動作が含まれ得る。

６１０において、第２のユーザ端末６０５は、送信システム６０１からの後続の送信のために使用され得る拡散パラメータを決定することができる。いくつかの例では、第２のユーザ端末６０５は、第２のユーザ端末６０５の地理的場所に基づいて拡散パラメータを決定し、例えば、第２のユーザ端末は、送信システム６０１が、北アメリカのユーザ端末に放送するために拡散符号のセットを使用するように構成されていると判定することができる。他の例では、第２のユーザ端末６０５は、プログラムされて（例えば、展開前に）、符号の拡散のセットを使用して、送信システム６０１からの送信を受信することができ、ここで、送信システム６０１には、拡散符号のセットと第２のユーザ端末６０５との間のマッピングを提供することができる。

６１５において、送信システム６０１は、通信を実行するためのビームフォーミングモードをアクティブ化することができる。いくつかの例では、送信システム６０１は、スケジューリング期間におけるビームフォーミングのための第１の間隔及びスケジューリング期間における拡散のための第２の間隔を示す通信スケジュールに基づいて、ビームフォーミングモードをアクティブ化する。第１の間隔は、第２の間隔よりも長くてもよく、例えば、第１の間隔は、スケジューリング期間の９７％にまたがってもよく、第２の間隔は、スケジューリング期間の３％にまたがってもよい。いくつかの例では、送信システム６０１のスループットは、第２の間隔よりも第１の間隔中に大きくなり得、例えば、１００ＭＨｚチャネルの場合、スループットは、第１の間隔中に１秒当たり約１０ギガシンボル（Gigasymbol、Ｇｓｙｍ）（Ｇｓｙｍ／秒）であり得、第２の間隔中に約１Ｍｓｙｍ／秒であり得、スケジューリング期間にわたる送信システム６０１の集計スループットは、約９．７Ｇｓｙｍ／秒であり得る。いくつかの例では、第１の間隔で送信される通信のＳＮＲ（及び／又はシンボル対ノイズ比）は、第２の間隔で送信される通信のＳＮＲ（及び／又はシンボル対ノイズ比）よりも小さく、例えば、シンボル対ノイズ比は、第２の間隔中に約２２ｄＢ高くなり得る。

６２０において、送信システム６０１は、１つ以上のユーザ端末（例えば、第１のユーザ端末６０３を含む）に送信するためのデータ信号にビーム重みを適用することができる。いくつかの例では、データ信号は、ヘッダ部分及びデータ部分を含み、ヘッダ部分は、受信されたデータ信号の信号係数（例えば、振幅、位相、周波数、及びタイミング情報）を決定するためにユーザ端末によって使用することができる。いくつかの例では、ヘッダ部分は、ユーザ端末と送信システム６０１との間のチャネルを推定するために使用することができる。決定された信号係数は、データ部分の復調及び復号化を支援するために使用することができる。いくつかの例では、送信システム６０１は、第１のユーザ端末６０３に向けられたデータ信号にビーム重みを適用し、それは、結果として生じるビームフォーミングされた信号のエネルギを第１のユーザ端末６０３を包含するスポットビームカバレッジエリア内に集中させる。データ信号にビーム重みを適用する前に、送信システム６０１は、データを変調してデータ信号を獲得することができる。いくつかの例では、送信システム６０１は、ビームフォーミングモードが有効にされていることに基づいて、第１の変調及び符号化スキームを使用することができる。

６２５において、送信システム６０１は、ユーザ端末にビームフォーミングされた信号を送信することができる。いくつかの例では、送信システム６０１は、第１のユーザ端末６０３を包含するカバレッジエリアを有するスポットビームを使用して、第１のユーザ端末６０３に１つ以上のビームフォーミングされた信号を送信することができる。送信システム６０１は、他のスポットビームを使用して他のユーザ端末に追加のビームフォーミングされた信号を送信することができる。スポットビームのいくつか（例えば、隣接する又は重複するスポットビーム）は、互いよりも無線スペクトルの異なる部分を使用することができ、一方、他のスポットビーム（例えば、非隣接又は非重複スポットビーム）は、無線スペクトルの共通部分を使用することができる。

６３０において、第１のユーザ端末６０３は、受信したビームフォーミングされた信号からデータを獲得することができる。いくつかの例では、第１のユーザ端末６０３は、受信したビームフォーミングされた信号に受信ビーム重みを適用して、受信したビームフォーミングされた信号を復調する前に、受信したビームフォーミングされた信号の信号特性を強化することができる。いくつかの例では、第１のユーザ端末６０３は、ビームフォーミングされた信号のヘッダ部分及び／又は以前のビームフォーミングされた信号に基づいて、受信したビームフォーミングされた信号に適用する受信ビーム重みのセットを決定する。ビームフォーミングされた信号を受信した後、第１のユーザ端末６０３は、ビームフォーミングされた信号内のデータシンボルを、第１の変調及び符号化スキームと関連付けられたシンボルコンステレーション内の位置にマッピングすることによって、ビームフォーミングされた信号を復調することができる。データシンボルをシンボルコンステレーションにマッピングすることに基づいて、第１のユーザ端末６０３は、データシンボルを復号して、バイナリデータのストリームを獲得することができる。

６３５において、送信システム６０１は、通信を実行するための拡散モードに切り替え得る。いくつかの例では、送信システム６０１は、スケジューリング期間の開始の第２の間隔に基づいて、拡散モードをアクティブ化する。拡散モードへの切り替えの一部として、送信システム６０１は、場所が未知であるユーザ端末に対するデータを記憶するために使用されるバッファ、及び／又は複数のユーザ端末に放送されるデータを記憶するために使用されるバッファにアクセスすることができる。また、拡散モードへの切り替えの一部として、送信システム６０１は、ビームフォーマを非アクティブ化し、ビームフォーマと同じセットの電力増幅器及びアンテナ素子と接続されているスプレッダをアクティブ化することができる。

６４０において、送信システム６０１は、場所が未知のユーザ端末及び／又はユーザ端末のセット（例えば、放送が有効になっている場合）に向けられたデータ信号に拡散符号を適用することができる。いくつかの例では、送信システム６０１は、一意の拡散符号のセットをデータ信号に適用して、各々が同じデータを搬送する複数の拡散信号を獲得する。いくつかの例では、データ信号は、場所が未知のユーザ端末（例えば、第２のユーザ端末６０５）に向けられている。他の例では、データ信号は、複数のユーザ端末（例えば、第２のユーザ端末６０５を含む）に向けられている。次いで、送信システム６０１は、アンテナ素子のセットと接続され、かつ拡散信号がアンテナ素子のセットに提供される前に複数の拡散信号を増幅するように構成された電力増幅器のセットに複数の拡散信号を出力することができる。データ信号にビーム重みを適用する前に、送信システム６０１は、データを変調してデータ信号を獲得することができる。いくつかの例では、送信システム６０１は、ビームフォーミングモードが有効にされていることに基づいて、第１の変調及び符号化スキームを使用することができる。データ信号に拡散符号を適用する前に、送信システム６０１は、データを変調してデータ信号を獲得することができる。いくつかの例では、送信システム６０１は、拡散モードが有効化されていることに基づいて、第２の変調及び符号化スキームを使用することができる。いくつかの例では、第２の変調及び符号化スキームを使用して生成されたシンボルは、ビームフォーミングモードが有効であるときに使用される変調及び符号化スキームを使用して生成されたシンボルに関連する追加情報を伝達する。

６４５において、送信システム６０１は、ユーザ端末に拡散信号を送信することができる。いくつかの例では、送信システム６０１は、サービスの有意な部分をカバーし、互いに著しく重複するカバレッジエリアを有する複数のブロードビームを使用して、第２のユーザ端末６０５に１つ以上の拡散信号を送信することができる。いくつかの例では、ブロードビームのサブセット（又はすべて）は、第２のユーザ端末６０５を包含する。いくつかの例では、送信システム６０１は、サービスの有意な部分をカバーし、互いに著しく重複するカバレッジエリアを有する複数のブロードビームを使用して、複数のユーザ端末（第２のユーザ端末６０５を含む）に１つ以上の拡散信号を送信することができる。いくつかの例では、ブロードビームのサブセット（又はすべて）は、第２のユーザ端末６０５を包含する。同様に、ブロードビームのサブセット（例えば、異なるサブセット）（又はすべて）は、複数のユーザ端末の追加のユーザ端末を包含することができる。

いくつかの例では、送信システム６０１は、シーケンスの第１のセットを使用して拡散信号の第１のセットを、及びシーケンスの第２のセットを使用して拡散信号の第２のセットを送信する。シーケンスの第１のセットは、第２のユーザ端末６０５に向けられてもよく、拡散信号の第２のセットは、第３のユーザ端末（図示せず）に向けられてもよい。また、シーケンスの第１のセットは、シーケンスの第２のセットに直交することができる。

６５０において、第２のユーザ端末６０５は、第２のユーザ端末６０５で受信した拡散送信に逆拡散符号のセットを適用することができる。いくつかの例では、第２のユーザ端末６０５は、送信システム６０１が拡散送信を獲得するために適用したのと同じ拡散符号のセットを受信した拡散送信に適用する。他の例では、第２のユーザ端末６０５は、受信した拡散送信に逆拡散符号の異なるセットを適用し、ここで、逆拡散符号の異なるセットは、拡散送信を獲得するために送信システム６０１によって適用された拡散符号のセットに基づき得る。例えば、逆拡散符号の異なるセットは、拡散送信を獲得するために送信システム６０１によって適用された拡散符号のセットの組み合わせに基づき得る。受信した拡散送信に逆拡散符号のセットを適用した後、第２のユーザ端末６０５は、送信システム６０１で異なるアンテナ素子から送信された拡散信号を分離することができる。次に、第２のユーザ端末６０５は、分離された拡散信号にデシメーティングフィルタを適用して、元のデータ信号に対応する逆拡散信号を獲得することができる。

いくつかの例では、送信システムから送信された拡散信号のすべて又はサブセットは、複数のユーザ端末に向けられている。そのような場合、拡散信号を受信する第３のユーザ端末は、拡散信号に逆拡散符号の同じ（又は同様の）セットを適用することができる。他の例では、拡散信号の第１のサブセットは、第２のユーザ端末６０５に向けられており、拡散信号の別のサブセットは、第３のユーザ端末に向けられている。第２のユーザ端末６０５は、受信した拡散信号に逆拡散符号の第１のセットを適用して、拡散信号の第１のサブセットを逆拡散し得、第３のユーザ端末は、受信した拡散信号に逆拡散符号の第２のセットを適用して、拡散信号の第２のサブセットを逆拡散することができる。いくつかの例では、逆拡散符号の第１のセットは、逆拡散符号の第２のセットに直交している。

６５５において、第２のユーザ端末６０５は、逆拡散信号を互いに組み合わせて、拡張された信号特性を有する組み合わされたデータ信号を獲得することができる。第２のユーザ端末６０５は、逆拡散信号のヘッダ部分を使用して、逆拡散信号の信号係数（例えば、位相、振幅、周波数、タイミングパラメータ）を決定し、元のデータ信号に含まれる元のデータシンボルを再構築することができる。いくつかの例では、個々の元のデータシンボルは、第１のシンボル対ノイズ比を有することができる。元のデータシンボルを再構築した後、第２のユーザ端末６０５は、再構築されたデータシンボルを組み合わせて、組み合わされたデータシンボルを獲得することができる。いくつかの例では、組み合わされたデータシンボルは、例えば、第２のユーザ端末６０５で得られた逆拡散信号の数に基づいて、第１のシンボル対ノイズ比よりも大きい第２のシンボル対ノイズ比を有することができる。第２のユーザ端末６０５は、組み合わされたデータシンボルを使用して、送信システム６０１から送信されたデータ信号を再構築することができる。第３のユーザ端末は、拡散符号の異なるセットを使用して送信システム６０１から送信された受信データ信号のセットを使用して、組み合わされたデータ信号を同様に生成することができる。

６６０において、第２のユーザ端末６０５は、再構築されたデータ信号からデータを獲得することができる。いくつかの例では、第２のユーザ端末は、組み合わされたデータシンボルを復調し、第２の変調及び符号化スキームと関連付けられたシンボルコンステレーション内の位置にデータシンボルをマッピングする。データシンボルをマッピングすることに基づいて、第２のユーザ端末は、バイナリデータのストリームを生成することができる。送信システム６０１から受信した拡散送信が複数のユーザ端末に対するデータを含む場合、別のユーザ端末は同様に、複数のブロードビームを介して拡散送信を受信し、拡散送信からデータを抽出することができる。第３のユーザ端末は同様に、組み合わされたデータ信号を使用して再構築されたデータ信号からデータを獲得することができる。

いくつかの例では、ユーザ端末（例えば、ユーザ端末６０３及び／又はユーザ端末６０５）は、ビームフォーミングされた送信及び拡散送信の両方を受信することができる。そのような場合、ビームフォーミングされた送信を受信するために、ユーザ端末は、拡散信号を受信するために使用されるデスプレッダ（例えば、デスプレッダ３０５）をバイパスすることができる。他の例では、ユーザ端末は、デスプレッダをバイパスしないが、代わりに、受信された信号を変更しないユーザ端末で受信された信号にシーケンスを適用してもよい（例えば、すべて１又はゼロのシーケンス）。いくつかの例では、ユーザ端末はまた、受信経路内のデシメーティングフィルタを無効にすることができる。

拡散送信を受信するために、ユーザ端末は、受信した拡散送信に逆拡散シーケンスを適用し、結果として生じる逆拡散信号を組み合わせ得る。いくつかの例では、ユーザ端末は、ユーザ端末内のデスプレッダをアクティブ化及び非アクティブ化するために使用される通信マネージャを含む。いくつかの例では、通信マネージャは、受信信号の受信経路を制御するスイッチ（又はスイッチのセット）を制御する。例えば、通信マネージャは、ビームフォーミングモードが有効にされているときに、１つ以上のアンテナをデスプレッダに接続するスイッチを開き、デスプレッダをバイパスするスイッチを閉じてもよく、逆もまた同様である。

本明細書で示唆されるように、拡散送信のＳＮＲ（及び／又はシンボル対ノイズ比）は、ビームフォーミングされた送信のＳＮＲ（及び／又はシンボル対ノイズ比）よりも大きくなり得る、例えば、拡散モードが有効になっている場合、同じデータ信号の複数のバージョンが、単一のユーザ端末に送信され得るためである。例えば、以下のシナリオを考慮する。Ｍ個のユーザが、送信システム６０１によってサポートされ得、Ｍ個のシンボル［ａ_１，ａ_２，…，ａ_Ｍ］が、Ｍ個のユーザに同時に送信される。複素数値マトリックス

を使用してＭ個のシンボルを表すことができる。各電力増幅器に１つの信号が印加される場合、電力増幅器は、１ｄＢの電力バックオフを使用することができ、０≦ｍ≦Ｍについて

である。各電力増幅器に複数の信号が印加される場合、電力増幅器は、３ｄＢの電力バックオフに加えて、追加の１０ｌｏｇ_１０（Ｍ）電力バックオフを使用し得、

である。第ｎの時間サンプルにおける第ｍのユーザのシンボルについての時間ドメイン波形は、ｐ_ｍ［ｎ］として表すことができる。より一般的には、各ユーザについての時間ドメイン波形は、複素数値マトリックス

によって表すことができ、これは、シンボル当たりＫ個の時間ドメインサンプルを使用してＭ個のユーザを表すために使用することができる。ＤＳＳＳが使用されている場合、Ｋは、拡散因子に等しくてもよい。

拡散シンボルを獲得するために、マトリックスＡとＰとは一緒に乗算され得、その結果は、

となる。更に、拡散シンボルが、ビームフォーマアーキテクチャを使用して送信される場合、ビームフォーミングされたシンボルは、マトリックスＡとＰとをビームフォーミングマトリックスＢと乗算することによって得ることができ、ここで、

Ｍ個の送信アンテナ素子の各々は、Ｋ個の時間ドメインサンプルを送ることができる。いくつかの例では、アンテナアレイから送信される信号は、ＢＡＰと同等であり得る。

Ｍ個の送信アンテナ素子とＭ個のユーザ場所との間のチャネルは、マトリックスＣを使用して表すことができ、ここで、Ｍ個のユーザ場所で受信される波形は、ＣＢＡＰに等しくなり得る。各ユーザは、マトリックスＷによって表され得る加算性白色ガウスノイズを経験し、ここで、白色ノイズＥ｛ＷＷ^Ｈ｝の期待値は、２σ^２＊Ｉに等しいとみなすことができ、ＩはＭ行Ｋ列の単位行列である。したがって、Ｍ個のユーザ場所で受信された波形は、ＣＢＡＰ＋Ｗに等しくあり得るマトリックスＲによって表すことができ、ここで、Ｒの第ｍ行、第ｋ列は、ｒ_ｍ，ｋを含み、これは、時間サンプルｋ中の場所ｍでの受信サンプルと等しくなり得る。

受信したシンボルを獲得するために、例えばマトリックスＰに使用される拡散シーケンスに基づいて、受信した波形に整合フィルタを適用することができる。こうして、整合フィルタ出力は、複素数値マトリックスＹによって表すことができ、ここで、Ｙ＝ＰＲ^Ｈである。マトリックスＹの行は、Ｍ個の端末場所にわたる１つの拡散符号の整合フィルタ出力を記憶し得、マトリックスＹの列は、１つの端末場所での異なる拡散符号の整合フィルタ出力を記憶することができる。この方程式を展開すると、Ｙ＝Ｐ［ＣＢＡＰ＋Ｗ］^Ｈになる。エルミート転置特性を使用すると、整合フィルタ出力の一般式は、Ｙ＝ＰＰ^ＨＡ^ＨＢ^ＨＣ^Ｈ＋ＰＷ^Ｈとして得ることができ、式中、ＰＰ^Ｈは、整合フィルタ出力の空間情報（例えば、形成されたビーム間の相互相関）を提供し得、Ｂ^ＨＣ^Ｈは、整合フィルタ出力の時間情報（例えば、拡散符号相互相関）を提供することができる。

一般式は、スポットビームを使用するビームフォーミングされた送信及びブロードビームを使用する拡散送信の性能を比較するために使用することができる。例えば、Ｍ個の直交ビームで等しい電力を使用するＭ個のユーザ端末へのビームフォーミングされた通信の場合、Ｂ^ＨＣ^ＨはＭＩに等しくなり得、ここで、Ｉは単位行列である。また、電力増幅器は、

の電力バックオフを使用し得、その結果、

である。加えて、拡散によるチャネル化がない場合があり、Ｐは

と等しくなり得る。このようにして、整合フィルタ出力は、Ｓ_１＝ＰＰ^ＨＡ^ＨＢ^ＨＣ^Ｈ＋ＰＷ^Ｈ＝ＰＰ^ＨＡ^ＨＭ＋ＰＷ^Ｈとなり、これは、

に更にまとめられ得る。第ｍの端末での信号電力は、｜ａ_ｍ｜^２（ＭＫ）^２）に等しくなり得、ノイズ電力の期待値Ｅ｛ＰＷ^Ｈ（ＰＷ^Ｈ）^Ｈ｝＝Ｅ｛ＰＷ^ＨＷＰ^Ｈ｝は、各相関出力が分散２σ^２Ｋを有するように決定することができる。こうして、第ｋの端末のＳＮＲは

に等しくなり得、これは

にまとめられ得、これは

に更にまとめられ得、これは

に更にまとめられ得る。

Ｍ個の送信アンテナ素子の各々の直交（又はほぼ直交する）拡散符号を使用してユーザ端末へ拡散通信をする場合、ＰＰ^ＨはＫＩに等しくなり得、式中、Ｉは単位行列であり、ＢはＭｘＭ単位行列に等しくなり得る。また、１つの信号のみが各電力増幅器を通過し、各電力増幅器が１つの送信アンテナ素子と接続されている場合、｜ａ_ｍ｜は、

に等しくなり得、｜ａ_ｍ｜^２は、０．７９４３に等しくなり得る。加えて、各シンボルａは、同一であってもよく、マトリックスＡは、ａＩに等しくてもよく、ここで、ａＩは、スケーリングされた単位行列である。こうして、整合フィルタは、Ｓ_１＝ＰＰ^ＨＡ^ＨＢ^ＨＣ^Ｈ＋ＰＷ^Ｈ＝Ｃ^ＨａＫ＋ＰＷ^Ｈを出力する。端末がチャネルの良好な推定値を形成する場合（例えば、受信信号に含まれるヘッダを使用して）、端末は、チャネル推定値を使用して、ＣＳ_２＝ＣＣ^ＨａＫ＋ＣＰＷ^Ｈを処理し、信号の期待値Ｅ｛ＣＳ_２｝＝ａＩＭＫと、各端末のノイズ分散が２σ^２ＭＫに等しくなり得るように決定され得るノイズ電力の期待値Ｅ｛ＣＰＷ^Ｈ（ＣＰＷ^Ｈ）^Ｈ｝とを決定することによって、ＳＮＲを獲得することができる。このようにして、各端末のＳＮＲは、

に等しくなり得、これは、

にまとめられ得る。

スポットビームの場合、Ｋは１以上であり得、Ｍは１００に等しくてもよい。ユーザに複数の拡散符号を使用するブロードビームの場合、ＫはＭ以上であり得、Ｍは１に等しくてもよい。そのような場合、スポットビームを使用する通信についてのシンボル対ノイズ比は、

以上であり得、ブロードビームを使用する通信は、

以上であり得、ブロードビームを使用する通信は、スポットビームを使用する通信よりも少なくとも２２ｄＢ大きいシンボル対ノイズ比を有することができる。また、１００ＭＨｚの帯域幅にわたるスポットビームのシンボルレートは、１００Ｍｓｙｍ／秒以下であり得、ブロードビームにわたるシンボルレートは、１Ｍｓｙｍ／秒以下であり得る。スポットビームは、サービスエリアにわたって無線スペクトルを再利用するため、スポットビームが使用されるときの集計システムシンボルレートは、１０Ｇｓｙｍ／秒以下であり得、一方、ブロードビームが使用されるときの集計シンボル速度は、１Ｍｓｙｍ／秒に留まり得る。したがって、本明細書に記載の拡散技術の利点を得るために、衛星通信システムは、この拡散技術を控えめに使用する場合があり（例えば、５％未満の時間）、プレミアムサブスクリプションを有するユーザ端末のみが、この拡散技術を使用して衛星通信システムと通信するのを可能にする場合がある。追加的又は代替的に、衛星通信システムは、この拡散技術を使用して、複数のユーザ端末に共通の情報を放送して、この拡散技術によってサービス提供され得るユーザ端末の量を増加させ得る。

衛星通信システムのコンテキストで説明されているが。本明細書に記載の通信技術の態様はまた、非衛星通信（例えば、地上通信）にも使用することができる。例えば、送信デバイス（例えば、無線アクセスポイント）は、送信システム２００と同様の送信システムを含み得、ビームフォーミングと本明細書に記載の拡張拡散技術（これは、複数の拡散符号を１つ以上のユーザに向けられたデータ信号に適用することを含む）との間で切り替え得る。また、受信デバイス（例えば、無線端末）は、受信器３００と同様の受信器を含み得、本明細書に記載の拡張拡散技術に従って送信された信号を受信することができる。

図７は、本明細書に開示される実施例による、拡散又は広域カバレッジ信号を使用して衛星通信をサポートするプロセスの図を示す。方法７００の動作は、本明細書に記載するように、ユーザ端末又はそのコンポーネントによって実現することができる。いくつかの例では、ユーザ端末の処理システムは、衛星の機能要素を制御するための命令のセットを実行して、記載された機能を実行することができる。追加的に又は代替的に、処理システムは、専用ハードウェアを使用して、記載された機能の態様を実行することができる。

７０５において、衛星通信システムは、地理的エリアにわたってビームフォーミングされたスポットビームを介してビーム信号を送信するための第１のモードから、スポットビームを形成するために使用されるビームフォーマをバイパスする第２のモードに切り替え得る。７０５の動作は、本明細書に記載された技術に従って実行することができる。いくつかの例では、７０５の動作の態様は、本明細書に記載されるように、送信システム例えば、通信マネージャを使用する、図２の送信システム２００）によって実行することができる。

７１０において、衛星通信システムは、第２のモードに切り替えることに基づいて、１つ以上のユーザ端末に対するデータを含む変調された信号を生成し得、変調された信号は、変調されたデータシンボルのセットを含む。７１０の動作は、本明細書に記載された技術に従って実行することができる。いくつかの例では、７１０の動作の態様は、本明細書に記載されるように、変調器（例えば、図２の変調器２５５）によって実行することができる。

７１５において、衛星通信システムは、変調されたデータシンボルのうちの変調されたデータシンボルに拡散符号のセットを適用して、拡散データシンボルのセットを獲得することができる。７１５の動作は、本明細書に記載された技術に従って実行することができる。いくつかの例では、７１５の動作の態様は、本明細書に記載されるように、スプレッダ（例えば、図２のスプレッダ２６０）によって実行することができる。

７２０において、衛星通信システムは、アンテナ素子のセットのうちの１つ以上のアンテナ素子を使用して、拡散データシンボルのセットの各拡散データシンボルを送信することができる。７２０の動作は、本明細書に記載された技術に従って実行することができる。いくつかの例では、７２０の動作の態様は、本明細書に記載されるように、送信システム（例えば、アンテナのセットを使用する、図２の送信システム２００）によって実行することができる。

いくつかの例では、本明細書に記載の装置は、方法７００などの方法を実行することができる。装置は、地理的エリアにわたってビームフォーミングされたスポットビームを介してビーム信号を送信するための第１のモードから、スポットビームを形成するために使用されるビームフォーマをバイパスする第２のモードに切り替え、第２のモードへの切り替えに基づいて、１つ以上のユーザ端末に対するデータを含む変調信号を生成し、変調された信号は、変調されたデータシンボルのセットを含み、変調されたデータシンボルのうちの変調されたデータシンボルに拡散符号のセットを適用して、拡散データシンボルのセットを得、アンテナ素子のセットのうちの１つ以上のアンテナ素子を使用して、拡散データシンボルのセットの各拡散データシンボルを送信するための、特徴、手段、又は命令（例えば、プロセッサによって実行可能な命令を記憶する、非一時的なコンピュータ可読媒体）を含み得る。

本明細書に記載の方法７００及び装置のいくつかの例は、地理的エリア内に、拡散データシンボルのセットを送信するために使用される送信器に未知の場所を有するユーザ端末に対するデータを受信するための動作、特徴、手段、又は命令を更に含み得る。

本明細書に記載の方法７００及び装置のいくつかの例は、第１のモードと第２のモードとの間で切り替えるためのスケジュールに基づいて、第２のモードから第１のモードに切り替えるための動作、特徴、手段、又は命令を更に含み得る。

本明細書に記載の方法７００及び装置のいくつかの例は、第１のモードで動作するための第１の間隔及び第２のモードで動作するための第２の間隔を識別するための動作、特徴、手段、又は命令を更に含み得、第２のモードへの切り替えは、第２の間隔の発生に基づき得る。

本明細書に記載の方法７００及び装置のいくつかの例は、地理的エリア内の既知の場所を有する第２のユーザ端末に対する第２のデータを受信し、第１のモードへの切り替えに基づいて第２のデータを含む第２の変調信号を生成し、第２の変調された信号は、変調されたデータシンボルの第２のセットを含み、変調されたデータシンボルの第２のセットの第２の変調されたデータシンボルにビームの重みのセットを適用して、重み付けされたデータシンボルのセットを得、アンテナ素子のセットのうちの１つ以上のアンテナ素子を使用して重み付けされたデータシンボルのセットの各重み付けされたデータシンボルを送信するための動作、特徴、手段、又は命令を更に含み得る。

本明細書に記載の方法７００及び装置のいくつかの例は、送信に含まれる、拡散データシンボルのセットを増幅するための動作、特徴、手段、又は命令を更に含み得る。

図８は、本明細書に開示される実施例による、拡散又は広域カバレッジ信号を使用して衛星通信をサポートするプロセスの図を示す。方法８００の動作は、本明細書に記載されるように、アクセスノード端末及び／又は衛星若しくはそのコンポーネントによって実現することができる。いくつかの例では、アクセスノード端末及び／又は衛星の処理システムは、衛星の機能要素を制御するための命令のセットを実行して、記載された機能を実行することができる。追加的に又は代替的に、処理システムは、専用ハードウェアを使用して、記載された機能の態様を実行することができる。

８０５で、共通データシンボルと関連付けられた拡散データシンボルのセットを含む複合信号を受信することができる。８０５の動作は、本明細書に記載された技術に従って実行することができる。いくつかの例では、８０５の動作の態様は、本明細書に記載されるように、受信器によって（例えば、１つ以上のアンテナを使用して、例えば図３の受信器３００を使用して）実行することができる。

８１０で、拡散データシンボルのセットは、逆拡散されて、逆拡散されたデータシンボルのセットを獲得することができる。８１０の動作は、本明細書に記載された技術に従って実行することができる。いくつかの例では、８１０の動作の態様は、本明細書に記載されるように、デスプレッダ（例えば、符号発生器、乗算器、及びデシメーティングフィルタを使用する、例えば図３のデスプレッダ３０５）によって実行することができる。

８１５で、逆拡散データシンボルのセットに対する係数のセットを推定することができる。８１５の動作は、本明細書に記載された技術に従って実行することができる。いくつかの例では、８１５の動作の態様は、本明細書に記載されるように、ヘッダ推定器（例えば、図３の第１のヘッダ推定器３５５）によって実行することができる。

８２０で、逆拡散データシンボルのセットを組み合わせて、推定に基づいて共通データシンボルに対応する組み合わされたデータシンボルを獲得することができる。８２０の動作は、本明細書に記載された技術に従って実行することができる。いくつかの例では、８２０の動作の態様は、本明細書に記載されるように、コンバイナ（例えば、加算回路を使用する、例えば図３のコンバイナ３４０）によって実行することができる。

いくつかの例では、本明細書に記載の装置は、方法８００などの方法を実行することができる。装置は、共通データシンボルと関連付けられた拡散データシンボルのセットを含む複合信号を受信し、拡散データシンボルのセットを逆拡散して、逆拡散データシンボルのセットを得、逆拡散データシンボルのセットに対する係数のセットを推定し、逆拡散データシンボルのセットを組み合わせて、推定に基づいて共通データシンボルに対応する組み合わされたデータシンボルを獲得するための特徴、手段、又は命令（例えば、プロセッサによって実行可能な命令を記憶する、非一時的なコンピュータ可読媒体）を含み得る。

本明細書に記載の方法８００及び装置のいくつかの例は、係数のセットを使用して、逆拡散データシンボルのセットを調整するための動作、特徴、手段、又は命令を更に含み得、調整されたデータシンボルのセットは、係数のセットを使用することに基づいて獲得することができ、組み合わせることを含む。

本明細書に記載の方法８００及び装置のいくつかの例では、拡散データシンボルのセットを逆拡散することは、拡散データシンボルのセットに逆拡散符号のセットを適用するための動作、特徴、手段、又は命令を含み得る。

本明細書に記載の方法８００及び装置のいくつかの例は、逆拡散データシンボルのセットをデシメーティングするための動作、特徴、手段、又は命令を更に含み得、ここで、デシメーティングすることは、各逆拡散データシンボルについて、それぞれの逆拡散データシンボルから周波数のセットをフィルタリングし、フィルタリング後にそれぞれの逆拡散データシンボルをダウンサンプリングすることを含む。

本明細書に記載の方法８００及び装置のいくつかの例では、逆拡散データシンボルのセットに対する係数のセットを推定することは、逆拡散データシンボルのセットについての振幅、位相、タイミング、周波数、又はこれらの任意の組み合わせを推定するための動作、特徴、手段、又は命令を含み得る。

本明細書に記載の方法８００及び装置のいくつかの例は、組み合わされたデータシンボルを復調して、復調されたデータシンボルを得、復調されたデータシンボルを復号するための動作、特徴、手段、又は命令を更に含み得る。

本明細書に記載の方法は、可能な実装形態であり、動作及びステップは、再配置又は他の方法で修正されてもよく、他の実装形態も可能であることに留意されたい。更に、２つ以上の方法からの部分が組み合わせることができる。衛星通信のためのシステムについて説明する。システムは、複数のコンポーネントスプレッダを含むことができ、複数のコンポーネントスプレッダの各コンポーネントスプレッダは、変調された信号の共通データシンボルに複数の拡散符号のそれぞれの拡散符号を適用して、複数の拡散データシンボルを得、複数のアンテナ素子が複数のコンポーネントスプレッダと接続され、複数のアンテナ素子の各アンテナが、複数の拡散データシンボルのうちの１つ以上の拡散データシンボルを得て、１つ以上数の拡散データシンボルを含むエレメント信号を放射するように構成され、複合信号は、複数のアンテナ素子から放射された信号を含んでいる。

システムはまた、複合信号を受信するように構成された受信器を含み得、複数のコンポーネントデスプレッダであって、複数のコンポーネントデスプレッダの各コンポーネントデスプレッダが、複数の逆拡散符号のうちの逆拡散符号を複合信号に適用して、複数の逆拡散データシンボルを獲得するように構成されている、複数のコンポーネントデスプレッダと、複数のコンポーネントデスプレッダと接続された複数の信号コンポーネント推定器であって、複数の信号コンポーネント推定器の各信号コンポーネント推定器が、複数の逆拡散データシンボルのそれぞれの逆拡散データシンボルに対する１つ以上の係数を推定するように構成されている、複数の信号コンポーネント推定器と、複数の信号コンポーネント推定器と接続されたコンバイナであって、コンバイナが、複数の逆拡散データシンボルについて推定された１つ以上の係数に少なくとも部分的に基づいて、複数の逆拡散データシンボルを組み合わせて、共通データシンボルに対応する組み合わされたデータシンボルを獲得するように構成されている、コンバイナと、を備える。

システムはまた、複数のコンポーネントデスプレッダ及び複数の信号コンポーネント推定器と接続され、複数のデシメートされたデータシンボルを獲得するように構成された、複数のデシメータを含み得、複数のデシメータの各デシメータは、複数の逆拡散データシンボルのそれぞれの逆拡散データシンボルをフィルタリング及びダウンサンプリングするように構成されて、デシメートされたデータシンボルを獲得するように構成されている。

システムのいくつかの例では、複数の信号コンポーネント推定器の各信号コンポーネント推定器は、複数のデシメートされたデータシンボルのそれぞれのデシメートされたデータシンボルに少なくとも部分的に基づいて、それぞれの逆拡散データシンボルに対する１つ以上の係数を推定するように構成されている。

システムのいくつかの例では、受信器は、コンバイナと接続されている復調器であって、復調器が、組み合わされたデータシンボルを復調して、復調されたデータシンボルを獲得するように構成されている、復調器と、復調されたデータシンボルを含む複数の復調されたデータシンボルを復号するように構成されている復号器と、を含み得る。

システムのいくつかの例では、複数のアンテナ素子の各アンテナ素子は、１つ以上の拡散データシンボルのそれぞれの拡散データシンボルを獲得するように構成されている。

システムのいくつかの例では、複数のアンテナ素子のアンテナ素子は、複数の拡散データシンボルのうちの２つ以上を獲得するように構成されている。

システムのいくつかの例では、複数のアンテナ素子のうちの２つ以上は、複数のコンポーネントスプレッダのうちの１つから拡散データシンボルを獲得するように構成されている。

システムのいくつかの例では、１つ以上の係数は、振幅、位相、タイミング、周波数、又はこれらの任意の組み合わせを含む。

システムのいくつかの例では、変調された信号は、第１の変調された信号であり、送信器は、ビームフォーミング係数を第２の変調された信号に適用して、複数のビームフォーミングされたデータシンボルを獲得するように構成されたビームフォーマと、ビームフォーミングされたスポットビームを介する通信のために複数のアンテナ素子を介して複数のビームフォーミングされたデータシンボルを送信するための第１のモードと、第１の変調された信号にビームフォーマをバイパスさせる第２のモードとの間で切り替えるように構成された通信マネージャと、を更に含む。

システムのいくつかの例では、通信マネージャは、期間の第１の間隔で第１のモードをアクティブ化し、第１の間隔よりも小さい期間の第２の間隔で第２のモードをアクティブ化するように構成されている。

システムのいくつかの例では、送信器は、複数のコンポーネントスプレッダと接続された変調器を含み、変調器は、共通データシンボルを含む複数のデータシンボルを生成するように構成されている。

システムはまた、複数のアンテナ素子を備える衛星と、衛星と通信可能に接続されたゲートウェイと、を含み得、ゲートウェイは、複数のコンポーネントスプレッダを備える。

システムはまた、複数のコンポーネントスプレッダ及び送信器の複数のアンテナ素子を備える衛星を含み得る。

システムはまた、複数のゲートウェイであって、送信器が、複数のゲートウェイを備え、複数のゲートウェイの各ゲートウェイが、複数のコンポーネントスプレッダのそれぞれのコンポーネントスプレッダ及び複数のアンテナ素子のそれぞれのアンテナ素子を備える、複数のゲートウェイと、複合信号を中継するように構成された複数のトランスポンダを備える衛星と、を含み得る。

衛星通信のための装置について説明する。装置は、共通データシンボルと関連付けられた拡散データシンボルのセットを受信し、拡散データシンボルのセットを逆拡散して逆拡散データシンボルのセットを獲得するように構成されたコンポーネントデスプレッダのセットと、コンポーネントデスプレッダのセットと接続され、逆拡散データシンボルのセットの１つ以上の係数を推定するように構成された信号コンポーネント推定器のセットと、信号コンポーネント推定器のセットと接続され、逆拡散データシンボルのセットを組み合わせて、共通データシンボルに対応する組み合わされたデータシンボルを獲得するように構成されたコンバイナと、を含み得る。

装置のいくつかの例は、逆拡散データシンボルのセットにローパスフィルタを適用し、ダウンサンプリングするように構成されたデシメータのセットを含み得る。

装置のいくつかの例は、組み合わされたデータシンボルを復調して、復調されたデータシンボルを獲得するように構成された復調器と、復調されたデータシンボルを復号するように構成された復号器と、を含み得る。

衛星通信のための装置について説明する。装置は、地理的エリアにわたってビームフォーミングされたスポットビームを介してビーム信号を送信するための第１のモードから、スポットビームを形成するために使用されるビームフォーマをバイパスする第２のモードに切り替えるように構成された通信マネージャと、第２のモードに切り替えることに基づいて、１つ以上のユーザ端末に対するデータを含む変調された信号を生成するように構成された変調器であって、変調信号が、変調されたデータシンボルのセットを含む、変調器と、変調器と接続され、変調されたデータシンボルのセットの変調されたデータシンボルに拡散符号のセットを適用して、拡散データシンボルのセットを獲得するように構成されたコンポーネントスプレッダのセットと、コンポーネントスプレッダのセットと接続され、アンテナ素子のセットのうちの１つ以上のアンテナ素子を使用して、拡散データシンボルのセットの各拡散データシンボルを送信するように構成されたアンテナ素子のセットと、を含み得る。

装置のいくつかの例は、変調器と接続され、地理的エリア内に未知の場所を有するユーザ端末に対するデータを受信するように構成されたデータバッファを含み得、変調された信号に含まれるデータは、ユーザ端末に対するデータを含む。

装置のいくつかの例は、変調器と接続され、地理的エリア内に既知の場所を有するユーザ端末に対する第２のデータを受信するように構成されたデータバッファを含み得、変調された信号に含まれる第２のデータは、ユーザ端末に対するデータを含む。

装置のいくつかの例は、変調器と接続され、第２のセットの変調されたデータシンボルのうちの第２の変調されたデータシンボルにビーム重みのセットを適用して、重み付けされたデータシンボルのセットを獲得するように構成されたビームフォーマのセットを含むことができ、アンテナ素子のセットは、拡散データシンボルのセットの関連する重み付けされたデータシンボルを送信するように構成することができる。

装置のいくつかの例は、コンポーネントスプレッダのセット及びアンテナ素子のセットと接続され、拡散データシンボルのセットを増幅するように構成された増幅器のセットを含み得る。

本明細書に記載される情報及び信号は、様々な異なる技術及び技法のいずれかを使用して表すことができる。例えば、明細書全体を通じて参照され得るデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、シンボル、及びチップは、電圧、電流、電磁波、磁場若しくは磁性粒子、光場若しくは光学粒子、又はそれらの任意の組み合わせによって表すことができる。

本明細書の開示に関連して説明される様々な例示的なブロック及びモジュールは、汎用プロセッサ、ＤＳＰ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ若しくは他のプログラマブルロジックデバイス、別個のゲート若しくはトランジスタ論理、別個のハードウェアコンポーネント、又は本明細書に記載される機能を実行するように設計された、これらのいずれかの組み合わせで実現又は実行することができる。汎用プロセッサはマイクロプロセッサであってもよいが、代替的に、プロセッサは、任意の従来のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、又はステートマシンであってもよい。プロセッサはまた、コンピューティングデバイスの組み合わせ（例えば、デジタル信号プロセッサ（digital signal processor、ＤＳＰ）及びマイクロプロセッサの組み合わせ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアと併せた１つ以上のマイクロプロセッサ、又は任意の他のそのような構成）として実装されてもよい。

本明細書に記載される機能は、ハードウェア、プロセッサによって実行されるソフトウェア、ファームウェア、又はそれらの任意の組み合わせで実装することができる。プロセッサによって実行されるソフトウェアに実装される場合、機能は、コンピュータ可読媒体上に１つ以上の命令又はコードとして格納又は送信することができる。他の例及び実装形態は、本開示及び添付の特許請求の範囲の範囲内にある。例えば、ソフトウェアの性質により、本明細書に記載の機能は、プロセッサによって実行されるソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア、ハード配線、又はそれらの任意の組み合わせを使用して実装することができる。機能を実装する特徴はまた、機能の一部が異なる物理的位置で実装されるように分散されることを含めて、様々な位置に物理的に配置されてもよい。

コンピュータ可読媒体は、非一時的コンピュータ記憶媒体と、コンピュータプログラムの１つ場所から別の場所への転送を容易にするいずれかの媒体を含む通信媒体との両方を含む。非一時的記憶媒体は、汎用又は専用コンピュータによってアクセスすることができるいずれかの利用可能な媒体であってもよい。例として、限定するものではないが、非一時的コンピュータ可読媒体としては、ランダムアクセスメモリ（random-access memory、ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（read-only memory、ＲＯＭ）、電気的消去可能プログラマブル読み出し専用メモリ（electrically erasable programmable read-only memory、ＥＥＰＲＯＭ）、フラッシュメモリ、コンパクトディスク読み出し専用メモリ（compact disk read-only memory、ＣＤＲＯＭ）、又は他の光ディスク記憶装置、磁気ディスク記憶装置、若しくは他の磁気記憶装置、又は命令若しくはデータ構造の形態で望ましいプログラムコードを搬送若しくは記憶するために使用することができ、汎用又は専用コンピュータ、あるいは汎用又は専用プロセッサによってアクセスすることができるいずれかの他の非一時的媒体を含んでもよい。また、いずれの接続も、コンピュータ可読媒体と適切に称される。例えば、ソフトウェアが、同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア、デジタル加入者回線（digital subscriber line、ＤＳＬ）、又は赤外線、無線、マイクロ波などの無線技術を使用してウェブサイト、サーバ、又は他のリモートソースから送信される場合、同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア、ＤＳＬ、又は赤外線、無線、及びマイクロ波などの無線技術は、媒体の定義に含まれる。本明細書で使用されるように、ディスク（Disk）及びディスク（Disc）には、ＣＤ、レーザディスク、光ディスク、デジタル多目的ディスク（digital versatile disc、ＤＶＤ）、フロッピーディスク及びブルーレイディスクが含まれ、ディスクは通常、磁気的にデータを再現し、一方、ディスクはレーザを用いて光学的にデータを再現する。上記の組み合わせもまた、コンピュータ可読媒体の範囲内に含まれる。

特許請求の範囲を含めて本明細書で使用される場合、項目のリスト（例えば、「のうちの少なくとも１つ」又は「のうちの１つ以上」などの句で始まる項目のリスト）で使用される「又は」は、包含的なリストを示し、その結果、例えば、Ａ、Ｂ、又はＣのうちの少なくとも１つのリストは、Ａ若しくはＢ若しくはＣ、又はＡＢ若しくはＡＣ若しくはＢＣ、又はＡＢＣ（即ち、Ａ及びＢ及びＣ）を意味する。また、本明細書で使用される場合、「に基づく」という句は、排他的な条件の集合を言及するものとして解釈されるべきではない。例えば、「条件Ａに基づく」と記載される例示的なステップは、本開示の範囲から逸脱することなく、条件Ａ及び条件Ｂの両方に基づくことができる。換言すれば、本明細書で使用される場合、「に基づく」という句は、「に少なくとも部分的に基づく」という句と同じように解釈されるものとする。

添付図面において、同様の構成要素又は特徴は、同じ参照ラベルを有してもよい。更に、同じタイプの様々な構成要素は、参照ラベルの後にダッシュを付け、類似の構成要素を区別する第２ラベルを付けることによって区別することができる。第１参照ラベルのみが本明細書で使用される場合、その説明は、第２参照ラベル又は他の後続の参照ラベルに関係なく、同じ第１参照ラベルを有する類似の構成要素のいずれかに適用可能である。

本明細書に記載の説明は、添付の図面に関連して、例示的な構成を説明しており、実装され得る、又は特許請求の範囲の範囲内にあるすべての例を表すものではない。本明細書で使用される「例示的」という用語は、「例、実例、又は例示としての役割を果たすこと」を意味し、「好ましい」又は「他の例よりも有利である」ことを意味しない。詳細な説明は、記載された技術の理解を提供することを目的とした具体的な詳細を含む。しかしながら、これらの技術は、これらの具体的な詳細なしに実施することができる。一部の例では、説明された例の概念を不明瞭にすることを避けるために、周知の構造及びデバイスが、ブロック図の形式で示されている。

本明細書の説明は、当業者に本開示を作製又は使用することを可能にするように提供される。本開示に対する様々な修正は、当業者には容易に明らかであり、本明細書で定義される一般原理は、本開示の範囲から逸脱することなく、他の変形に適用することができる。したがって、本開示は、本明細書に記載の実施例及び設計に限定されるものではなく、本明細書に開示される原理及び新規の特徴と一致する最も広い範囲を与えられるべきである。

Claims

衛星通信のためのシステム（１００）であって、
複合信号を送信するように構成されている送信器（２００）であって、
複数のコンポーネントスプレッダ（２６５、２７０、２７５）であって、前記複数のコンポーネントスプレッダ（２６５、２７０、２７５）の各コンポーネントスプレッダが、複数の拡散符号のそれぞれの拡散符号を、変調された信号の共通データシンボルに適用して、複数の拡散データシンボルを獲得するように構成されている、複数のコンポーネントスプレッダ（２６５、２７０、２７５）と、
前記複数のコンポーネントスプレッダ（２６５、２７０、２７５）と接続された複数のアンテナ素子（２４０、２４５、２５０）であって、前記複数のアンテナ素子（２４０、２４５、２５０）の各アンテナが、前記複数の拡散データシンボルのうちの１つ以上の拡散データシンボルを獲得して、前記１つ以上の拡散データシンボルを含むエレメント信号を放射するように構成されており、前記複合信号が、前記複数のアンテナ素子（２４０、２４５、２５０）から放射された前記エレメント信号を含む、複数のアンテナ素子（２４０、２４５、２５０）と、を備える送信器（２００）、及び
前記複合信号を受信するように構成されている受信器（３００）であって、
複数のコンポーネントデスプレッダ（３２０、３３５）であって、前記複数のコンポーネントデスプレッダ（３２０、３３５）の各コンポーネントデスプレッダが、複数の逆拡散符号のうちの１つの逆拡散符号を前記複合信号に適用して、複数の逆拡散データシンボルを獲得するように構成されている、複数のコンポーネントデスプレッダ（３２０、３３５）と、
前記複数のコンポーネントデスプレッダ（３２０、３３５）と接続された複数の信号コンポーネント推定器（３５５、３６５）であって、前記複数の信号コンポーネント推定器（３５５、３６５）の各信号コンポーネント推定器が、前記複数の逆拡散データシンボルのそれぞれの逆拡散データシンボルに対する１つ以上の係数を推定するように構成されている、複数の信号コンポーネント推定器（３５５、３６５）と、
前記複数の信号コンポーネント推定器（３５５、３６５）と接続された加算回路（３５０）であって、前記複数の逆拡散データシンボルについて推定された前記１つ以上の係数に少なくとも部分的に基づいて、前記複数の逆拡散データシンボルを組み合わせて、前記共通データシンボルに対応する組み合わされたデータシンボルを獲得するように構成されている加算回路（３５０）と、を備える受信器（３００）を有する、衛星通信のためのシステム（１００）。
前記受信器（３００）は、
前記複数のコンポーネントデスプレッダ（３２０、３３５）及び前記複数の信号コンポーネント推定器（３５５、３６５）と接続されており、かつ複数のデシメートされたデータシンボルを獲得するように構成された複数のデシメータ（３１５、３３０）を更に備え、前記複数のデシメータ（３１５、３３０）の各デシメータは、前記複数の逆拡散データシンボルのそれぞれの逆拡散データシンボルをフィルタリング及びダウンサンプリングするように構成されて、デシメートされたデータシンボルを獲得するように構成されている、請求項１に記載のシステム（１００）。
前記複数の信号コンポーネント推定器（３５５、３６５）の各信号コンポーネント推定器は、前記複数のデシメートされたデータシンボルのそれぞれのデシメートされたデータシンボルに少なくとも部分的に基づいて、前記それぞれの逆拡散データシンボルに対する前記１つ以上の係数を推定するように構成されている、請求項２に記載のシステム（１００）。
前記受信器（３００）は、
前記加算回路（３５０）と接続されている復調器（３７０）であって、前記組み合わされたデータシンボルを復調して、復調されたデータシンボルを獲得するように構成されている復調器（３７０）と、
前記復調されたデータシンボルを含む複数の復調されたデータシンボルを復号するように構成されている復号器（３７０）と、を更に備える、請求項１～３のいずれか一項に記載のシステム（１００）。
前記複数のアンテナ素子（２４０、２４５、２５０）の各アンテナ素子は、前記１つ以上の拡散データシンボルのそれぞれの拡散データシンボルを獲得するように構成されている、請求項１～４のいずれか一項に記載のシステム（１００）。
前記複数のアンテナ素子（２４０、２４５、２５０）の１つのアンテナ素子は、前記複数の拡散データシンボルのうちの２つ以上を獲得するように構成されている、請求項１～５のいずれか一項に記載のシステム（１００）。
前記複数のアンテナ素子（２４０、２４５、２５０）のうちの２つ以上が、前記複数のコンポーネントスプレッダ（２６５、２７０、２７５）のうちの１つから拡散データシンボルを獲得するように構成されている、請求項１～６のいずれか一項に記載のシステム（１００）。
前記複数の逆拡散符号は、前記複数の拡散符号と同じである、請求項１～７のいずれか一項に記載のシステム（１００）。
前記１つ以上の係数は、振幅、位相、タイミング、周波数、又はこれらの任意の組み合わせを含む、請求項１～８のいずれか一項に記載のシステム（１００）。
前記変調された信号は、第１の変調された信号であり、前記送信器（２００）は、
ビームフォーミング係数を第２の変調された信号に適用して、複数のビームフォーミングされたデータシンボルを獲得するように構成されたビームフォーマ（２０５）と、
ビームフォーミングされたスポットビームを介して通信するために前記複数のアンテナ素子（２４０、２４５、２５０）を介して前記複数のビームフォーミングされたデータシンボルを送信するための第１のモードと、前記第１の変調された信号に前記ビームフォーマ（２０５）をバイパスさせる第２のモードとを切り替えるように構成されている通信マネージャ（２５３）と、を更に備える、請求項１～９のいずれか一項に記載のシステム（１００）。
前記通信マネージャ（２５３）は、
期間の第１の間隔で前記第１のモードをアクティブ化し、前記第１の間隔よりも小さい前記期間の第２の間隔で前記第２のモードをアクティブ化するように、更に構成されている、請求項１０に記載のシステム（１００）。
前記送信器（２００）は、
前記複数のコンポーネントスプレッダ（２６５、２７０、２７５）と接続された変調器（２５５）であって、前記共通データシンボルを含む複数のデータシンボルを生成するように構成された変調器（２５５）を更に備える、請求項１～１１のいずれか一項に記載のシステム（１００）。
前記複数のアンテナ素子（２４０、２４５、２５０）を備える衛星（１２０）と、
前記衛星（１２０）と通信可能に接続されたゲートウェイ（１３０）であって、前記複数のコンポーネントスプレッダ（２６５、２７０、２７５）を備えるゲートウェイ（１３０）と、を更に備える、請求項１～１２のいずれか一項に記載のシステム（１００）。
前記複数のコンポーネントスプレッダ（２６５、２７０、２７５）及び前記送信器（２００）の前記複数のアンテナ素子（２４０、２４５、２５０）を備える衛星（１２０）を更に備える、請求項１～１２のいずれか一項に記載のシステム（１００）。
複数のゲートウェイ（１３０）であって、前記送信器（２００）は、前記複数のゲートウェイを備え、前記複数のゲートウェイ（１３０）の各ゲートウェイが、前記複数のコンポーネントスプレッダ（２６５、２７０、２７５）のそれぞれのコンポーネントスプレッダ及び前記複数のアンテナ素子（２４０、２４５、２５０）のそれぞれのアンテナ素子を備える、複数のゲートウェイ（１３０）と、
前記複合信号を中継するように構成された複数のトランスポンダを備える衛星（１２０）と、を更に備える、請求項１～１２のいずれか一項に記載のシステム（１００）。
衛星通信のための方法であって、
共通データシンボルと関連付けられた複数の拡散データシンボルを含む複合信号を受信することと、
前記複数の拡散データシンボルを逆拡散して、複数の逆拡散データシンボルを獲得することと、
前記複数の逆拡散データシンボルに対する複数の係数を推定することと、
前記複数の逆拡散データシンボルを組み合わせて、前記推定することに少なくとも部分的に基づいて、前記共通データシンボルに対応する組み合わされたデータシンボルを獲得することと、を含む、衛星通信のための方法。
前記複数の係数を使用して、前記複数の逆拡散データシンボルを調整することを更に含み、複数の調整されたデータシンボルが、前記複数の係数を使用することに少なくとも部分的に基づいて獲得され、前記組み合わせることは、
前記複数の調整されたデータシンボルを組み合わせて、前記組み合わされたデータシンボルを獲得することを含む、請求項１６に記載の方法。
前記複数の拡散データシンボルを逆拡散することは、
前記複数の拡散データシンボルに複数の逆拡散符号を適用することを含む、請求項１６又は１７に記載の方法。
前記複数の逆拡散データシンボルをデシメートすることを更に含み、前記デシメートすることは、各逆拡散データシンボルについて、それぞれの逆拡散データシンボルから周波数のセットをフィルタリングし、前記フィルタリング後に前記それぞれの逆拡散データシンボルをダウンサンプリングすることを含む、請求項１６～１８のいずれか一項に記載の方法。
前記複数の逆拡散データシンボルに対する前記複数の係数を推定することは、
前記複数の逆拡散データシンボルの振幅、位相、タイミング、周波数、又はこれらの任意の組み合わせを推定することを含む、請求項１６～１９のいずれか一項に記載の方法。
前記組み合わされたデータシンボルを復調して、復調されたデータシンボルを獲得することと、
前記復調されたデータシンボルを復号することと、を更に含む、請求項１６～２０のいずれか一項に記載の方法。
衛星通信のための装置であって、
共通データシンボルと関連付けられた複数の拡散データシンボルを受信し、前記複数の拡散データシンボルを逆拡散して複数の逆拡散データシンボルを獲得するように構成された複数のコンポーネントデスプレッダ（３２０、３３５）と、
前記複数のコンポーネントデスプレッダ（３２０、３３５）と接続されており、かつ前記複数の逆拡散データシンボルの１つ以上の係数を推定するように構成された複数の信号コンポーネント推定器（３５５、３６５）と、
前記複数の信号コンポーネント推定器（３５５、３６５）と接続されており、前記複数の逆拡散データシンボルを組み合わせて、前記共通データシンボルに対応する組み合わされたデータシンボルを獲得するように構成された加算回路（３５０）と、を備える、衛星通信のための装置。
前記複数の逆拡散データシンボルにローパスフィルタを適用し、ダウンサンプリングするように構成された複数のデシメータ（３１５、３３０）を更に備える、請求項２２に記載の装置。
前記組み合わされたデータシンボルを復調して、復調されたデータシンボルを獲得するように構成された復調器（３７０）と、
前記復調されたデータシンボルを復号するように構成された復号器（３７０）と、を更に備える、請求項２２又は２３に記載の装置。
衛星通信のための方法であって、
地理的エリアにわたってビームフォーミングされたスポットビームを介してビーム信号を送信するための第１のモードから、前記スポットビームを形成するために使用されるビームフォーマ（２０５）をバイパスする第２のモードに切り替えることと、
前記第２のモードに切り替えることに少なくとも部分的に基づいて、１つ以上のユーザ端末（１５０）に対するデータを含む変調された信号を生成することであって、前記変調された信号が、複数の変調されたデータシンボルを含む、生成することと、
前記複数の変調されたデータシンボルのうちの変調されたデータシンボルに複数の拡散符号を適用して、複数の拡散データシンボルを獲得することと、
複数のアンテナ素子（２４０、２４５、２５０）のうちの１つ以上のアンテナ素子を使用して、前記複数の拡散データシンボルの各拡散データシンボルを送信することと、を含む、衛星通信のための方法。
前記複数の拡散データシンボルを送信するために使用される送信器（２００）に未知である地理的エリア内に場所を有するユーザ端末（５１５）に対するデータを受信することを更に含む、請求項２５に記載の方法。
前記第１のモードと前記第２のモードとの間で切り替えるためのスケジュールに少なくとも部分的に基づいて、前記第２のモードから前記第１のモードに切り替えることを更に含む、請求項２５又は２６に記載の方法。
前記第１のモードで動作するための第１の間隔及び前記第２のモードで動作するための第２の間隔を識別することを更に含み、前記第２のモードに切り替えることは、前記第２の間隔の発生に少なくとも部分的に基づく、請求項２７に記載の方法。
前記地理的エリア内の既知の場所を有する第２のユーザ端末（４１５）に対する第２のデータを受信することと、
前記第１のモードへの切り替えに少なくとも部分的に基づいて、前記第２のデータを含む第２の変調された信号を生成することであって、前記第２の変調された信号が、第２の複数の変調されたデータシンボルを含む、生成することと、
前記第２の複数の変調されたデータシンボルの第２の変調されたデータシンボルに複数のビーム重みを適用して、複数の重み付けされたデータシンボルを獲得することと、
前記複数のアンテナ素子（２４０、２４５、２５０）のうちの１つ以上のアンテナ素子を使用して、前記複数の重み付けされたデータシンボルの各重み付けされたデータシンボルを送信することと、を更に含む、請求項２７又は２８に記載の方法。
前記複数の拡散データシンボルを増幅することを更に含み、前記送信することは、
前記複数のアンテナ素子（２４０、２４５、２５０）のうちの１つ以上のアンテナ素子を使用して、各増幅された拡散データシンボルを送信することを含む、請求項２５～２９のいずれか一項に記載の方法。
衛星通信のための装置であって、
地理的エリアにわってビームフォーミングされたスポットビームを介してビーム信号を送信するための第１のモードから、前記スポットビームを形成するために使用されるビームフォーマ（２０５）をバイパスする第２のモードに切り替えるように構成された通信マネージャ（２５３）と、
前記第２のモードに切り替えることに少なくとも部分的に基づいて、１つ以上のユーザ端末（１５０）に対するデータを含む変調された信号を生成するように構成された変調器（２５５）であって、前記変調された信号は、複数の変調されたデータシンボルを含む、変調器（２５５）と、
前記変調器（２５５）と接続されており、前記複数の変調されたデータシンボルのうちの変調されたデータシンボルに複数の拡散符号を適用して、複数の拡散データシンボルを獲得するように構成された複数のコンポーネントスプレッダ（２６５、２７０、２７５）と、
前記複数のコンポーネントスプレッダ（２６５、２７０、２７５）と接続されており、複数のアンテナ素子（２４０、２４５、２５０）のうちの１つ以上のアンテナ素子を使用して、前記複数の拡散データシンボルの各拡散データシンボルを送信するように構成された複数のアンテナ素子（２４０、２４５、２５０）と、を備える、衛星通信のための装置。
前記変調器（２５５）と接続されており、地理的エリア内に未知の場所を有するユーザ端末（５１５）に対するデータを受信するように構成されたデータバッファ（２５７）を更に備え、変調された信号に含まれるデータは、前記ユーザ端末（５１５）に対する前記データを含む、請求項３１に記載の装置。
前記変調器（２５５）と接続されており、前記地理的エリア内に既知の場所を有するユーザ端末（４１５）に対する第２のデータを受信するように構成されたデータバッファ（２５７）を更に備え、前記変調された信号に含まれる前記第２のデータは前記ユーザ端末（４１５）に対する前記データを含み、
前記通信マネージャ（２５３）は、前記第２のモードから前記第１のモードに切り替えるように構成されており、
前記変調器（２５５）は、前記第１のモードに切り替えることに少なくとも部分的に基づいて、前記第２のデータを含む第２の変調された信号を生成するように構成されており、前記第２の変調された信号は、第２の複数の変調されたデータシンボルを含む、請求項３１又は３２に記載の装置。
前記変調器（２５５）と接続されており、前記第２の複数の変調されたデータシンボルのうちの第２の変調されたデータシンボルに複数のビーム重みを適用して、複数の重み付けされたデータシンボルを獲得するように構成された複数のビームフォーマ（２０５）を更に備え、前記複数のアンテナ素子（２４０、２４５、２５０）は、前記複数の拡散データシンボルの関連する重み付けされたデータシンボルを送信するように構成されている、請求項３３に記載の装置。
前記複数のコンポーネントスプレッダ（２６５、２７０、２７５）及び前記複数のアンテナ素子（２４０、２４５、２５０）と接続されており、前記複数の拡散データシンボルを増幅するように構成された複数の増幅器（２２５、２３０、２３５）を更に備える、請求項３１～３４のいずれか一項に記載の装置。