JP2023530953A - 衛星での通信ペイロードのソフトウェアベースのオーケストレーション - Google Patents

Abstract

衛星での通信ペイロードのソフトウェアベースのオーケストレーション。一実施形態では、データモデリング言語（例えば、ＹＡＮＧ）で定義され、衛星ペイロード用の構成を表す衛星ペイロードのペイロードモデルが受信される。構成は、衛星ペイロードの少なくとも１つの構成要素の設定を指定する。ペイロードモデルは、ペイロードモデルで表される構成に従って衛星ペイロードを構成するための１つまたは複数の衛星コマンドに変換され、衛星ペイロードは衛星コマンド（複数可）を使用して再構成される。【選択図】図３Ａ

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０２０年６月１５日に提出された米国仮特許出願第６３／０３９，２１８号の優先権を主張するものであり、完全に記載されているかのように参照により本明細書に組み込まれる。

本出願は、２０１９年１２月１９日に出願された米国仮特許出願番号６２／９４８，５９９に対する優先権を主張する、２０２０年１２月１６日に出願された国際特許出願番号ＰＣＴ／ＵＳ２０２０／０６５３５１に関し、これらは両方とも、完全に記載されているかのように参照により本明細書に組み込まれる。

本明細書に記載の実施形態は、一般に、衛星における通信ペイロードのソフトウェアベースのオーケストレーションに関し、より詳細には、軌道衛星の通信ペイロードのソフトウェア定義ネットワーク（ＳＤＮ）用のＹｅｔ Ａｎｏｔｈｅｒ Ｎｅｘｔ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ（ＹＡＮＧ）データモデリング言語及び同様のモデリング言語の提供ならびにサポートに関する。

関連技術の説明
ＳＤＮは、ソフトウェアベースのネットワーク構成を使用してネットワークの性能及び監視を向上させるネットワーク管理のための手法である。これは、従来のネットワークの静的で分散化されたアーキテクチャから、より柔軟性を提供する動的でより集中化されたアーキテクチャへの移行を表す。ＳＤＮは、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）から始まり、マルチプロトコルラベルスイッチング（ＭＰＬＳ）ネットワーク及び光ネットワークなどのワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）及びＷＡＮアンダーレイに拡大され、モバイルサービスの５Ｇシステムの中心でもある。したがって、地上通信システムは動的に管理されるようになった。これにより、ソフトウェアベースのオーケストレーションシステムを介した新しいサービスのプロビジョニング、及びＳＤＮコントローラによるネットワーク性能及びスループットの管理及び最適化が可能になる。

ＹＡＮＧは、ネットワーク管理プロトコルを介して送信されるデータを定義するためのデータモデリング言語の例である。これは、インターネット技術特別調査委員会（ＩＥＴＦ）のネットワークモデリング（ＮＥＴＭＯＤ）ワーキンググループによって管理され、２０１０年１０月にＲＦＣ６０２０として初めて公開された。ＹＡＮＧはもともとネットワーク構成プロトコル（ＮＥＴＣＯＮＦ）用に設計されていたが、現在はプロトコルに依存しない。言い換えると、ＹＡＮＧを使用して、ネットワーク要素の構成及び状態データをモデル化し、任意の所望のネットワーク構成プロトコルで使用するために、拡張マークアップ言語（ＸＭＬ）及びＪａｖａＳｃｒｉｐｔオブジェクト表記法（ＪＳＯＮ）などの任意のエンコード形式に変換できる。したがって、ＹＡＮＧは、ＳＤＮ及び仮想ネットワーク機能（ＶＮＦ）の構成及び状態データをモデル化するのに適している。

地上の情報技術（ＩＴ）及び電気通信業界は、ＹＡＮＧを使用して機器及びネットワークの構成をモデル化している。ＹＡＮＧの使用は、製造業者に関係なく、地上のＳＤＮオーケストレータまたはコントローラがあらゆるネットワーク機器を管理できる理由である。一般に、同じＹＡＮＧベースのモデルが、ＳＤＮのソフトウェアスタック及び管理チェーンのすべてのレベルで利用される。

これらの業界は、ＳＤＮ対応機器との間でＹＡＮＧベースのモデルと通信するための標準プロトコルとして、ＮＥＴＣＯＮＦ及びＮＥＴＣＯＮＦのＲＥＳＴｆｕｌ実装（ＲＥＳＴＣＯＮＦ）も開発した。そのようなプロトコルにより、ＹＡＮＧと連携することで、通信業界では異なるサービスプロバイダ間でサービスをハンドオフすることを可能になる。

衛星ベースのサービスが、地上通信ネットワークで、このデバイスアグノスチズム及び柔軟性を活用できれば、有益である。しかし、現在のところ、これを行うための簡単な手段はない。

したがって、衛星での通信ペイロードのソフトウェアベースのオーケストレーションのためのシステム、方法、及び非一時的コンピュータ可読媒体が開示される。

一実施形態では、方法は、少なくとも１つのハードウェアプロセッサを使用して、地球を周回する衛星で衛星ペイロードのペイロードモデルを受信することであって、ペイロードモデルは、Ｙｅｔ ａｎｏｔｈｅｒ ｎｅｘｔ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ（ＹＡＮＧ）などのデータモデリング言語で定義され、ペイロードモデルは、衛星ペイロードの構成を表し、衛星ペイロードは、１つまたは複数の構成要素を含み、構成は、１つまたは複数の構成要素のうちの少なくとも１つの設定を指定する、受信することと、ペイロードモデルで表される構成に従って衛星ペイロードを構成するために、ペイロードモデルを１つまたは複数の衛星コマンドに変換することと、１つまたは複数の衛星コマンドを使用して、衛星ペイロードを再構成することとを備える。少なくとも１つのハードウェアプロセッサは、地上管制システムに備えられ得、衛星ペイロードを再構成することは、１つまたは複数の衛星コマンドを、地球を周回する衛星に送信することを含む。あるいは、少なくとも１つのハードウェアプロセッサは衛星に備えられ得、ペイロードモデルは地上管制システムからの送信を介して受信される。方法は、少なくとも１つのハードウェアプロセッサを使用して、地球を周回する衛星からテレメトリを受信することと、テレメトリをペイロードモデルに変換することとをさらに備え得る。

方法は、ネットワーク計画システム（例えば、サービスオーケストレータシステム）を使用して、サービスのサービスモデルを受信することであって、サービスモデルは、ＹＡＮＧデータモデリング言語で定義される、受信することと、サービスモデルに基づいて１つまたは複数のネットワークモデルを生成することであって、１つまたは複数のネットワークモデルのそれぞれはネットワークを表し、ＹＡＮＧデータモデリング言語で定義され、１つまたは複数のネットワークモデルのそれぞれは、サービスプロビジョニングを可能にする衛星ペイロード情報を含む、生成することと、１つまたは複数のネットワークモデルのうちの少なくとも１つを、少なくとも１つのネットワークモデルによって表されるネットワーク内の制御システムに送信することとをさらに備え得る。方法は、ネットワーク内の制御システムを使用して、少なくとも１つのネットワークモデルを受信することと、少なくとも１つのネットワークモデルに基づいて１つまたは複数のデバイスモデルを生成することであって、１つまたは複数のデバイスモデルのそれぞれは、少なくとも１つのネットワークモデルによって表されるネットワーク内のネットワークデバイスの構成を表し、ＹＡＮＧデータモデリング言語で定義される、生成することと、１つまたは複数のデバイスモデルのうちの少なくとも１つを、少なくとも１つのデバイスモデルによって表されるネットワークデバイスに送信することとをさらに備える。サービスモデルは、運用及びビジネスサポートシステムから受信し得る。方法は、ネットワーク計画システムを使用して、別のドメイン内のネットワーク計画システムと通信することをさらに含み得る。他のドメインは、地上通信ドメインであり得る。

衛星ペイロードを再構成することは、少なくとも１つの新しいサービスのために衛星ペイロードをプロビジョニングすること、衛星ペイロードの少なくとも１つの既存のサービスを変更すること、及び／または衛星ペイロードの少なくとも１つの既存のサービスを終了すること（例えば、停止すること）を含み得る。ペイロードモデルは、衛星ペイロードの１つまたは複数の能力、及び１つまたは複数のサービスをサポートするように衛星ペイロードを構成するための１つまたは複数のプロシージャをさらに表し得る。ペイロードモデルは、衛星ペイロードのデジタルスイッチマトリックスまたはチャネライザの表現、衛星ペイロードの１つまたは複数の無線周波数（ＲＦ）構成要素の表現、及びデジタルスイッチマトリックスまたはチャネライザと１つまたは複数のＲＦ構成要素との間の１つまたは複数の接続の表現を含み得る。ペイロードモデルは、デジタルスイッチマトリックスまたはチャネライザの構成を更新するリモートプロシージャコールを含み得る。ペイロードモデルは、１つまたは複数のＲＦ構成要素の状態の変化及び冗長性を考慮するリモートプロシージャコールを含み得る。ペイロードモデルは、衛星ペイロードの１つまたは複数の構成要素の状態を取得するリモートプロシージャコールを含み得る。ペイロードモデルは、衛星ペイロードの１つまたは複数のテレメトリ機能にアクセスするリモートプロシージャコールを含み得る。ペイロードモデルは、複数のアンテナ素子としてフェーズドアレイアンテナの表現を含み得る。複数のアンテナ素子のうちの１つの各表現は、１つまたは複数のビームの表現を含み得、ビームの各表現は、ビーム方向、最小周波数、最大周波数、電力、利得、または正規化されたビームパターンのうちの１つまたは複数を表す。ペイロードモデルは、アナログ－デジタル変換器、スイッチまたはルータ（例えば、デジタル中間周波数（ＩＦ）またはインターネットプロトコル（ＩＰ）パケットレベル）、及びデジタル－アナログ変換器の表現を含み得る。

ペイロードモデルは、衛星ペイロードの構成を更新するリモートプロシージャコールを含み得、ペイロードモデルを１つまたは複数の衛星コマンドに変換することは、拡張マークアップ言語（ＸＭＬ）でフォーマットされたリモートプロシージャコールへのコールを受信することと、リモートプロシージャコールを１つまたは複数の衛星コマンドアンドコントロール（Ｃ２）プロシージャにマップする変換ＸＭＬドキュメントにアクセスすることと、衛星と通信可能に接続された衛星Ｃ２システムにＣ２プロシージャを通信することとを含み得る。

方法は、少なくとも１つのハードウェアプロセッサを使用して、衛星ペイロードの現在のステータス、現在の構成、または現在の性能の１つまたは複数を表すために、ペイロードモデルを更新する（または新しいペイロードモデルを生成する）ことと、更新された（または新しく生成された）ペイロードモデルをネットワーク計画システムに送信することとをさらに備え得る。方法は、ネットワーク計画システムを使用して、ペイロードモデル及び、ＹＡＮＧデータモデリング言語で定義された、１つまたは複数の他のネットワークデバイスのそれぞれのモデルに基づいて、衛星ペイロードによって提供される少なくとも１つのサービスを、ネットワーク内の１つまたは複数の他のネットワークデバイスによって提供される少なくとも１つのサービスと調整することをさらに備える。

方法は、サーバなどのプロセッサベースのシステムの実行可能なソフトウェアモジュール、及び／または非一時的コンピュータ可読媒体に記憶された実行可能な命令で具現化され得る。

本発明の詳細は、その構造及び動作の両方に関して、同様の参照符号が同様の部分を指す添付図面の検討によってある程度探り出し得る。

一実施形態による、本明細書に記載のプロセスの１つまたは複数のプロセスを実行し得る例示的な処理システムを示す。 一実施形態による、ＳＤＮオーケストレーションのための一般的なインフラストラクチャを示す図である。 一実施形態による、衛星ペイロードのソフトウェアベースのオーケストレーションのための特定のインフラストラクチャ及びデータフローを示す図である。 一実施形態による、衛星ペイロードのソフトウェアベースのオーケストレーションのための特定のインフラストラクチャ及びデータフローを示す図である。 一実施形態による、衛星ペイロードのソフトウェアベースのオーケストレーションのための特定のインフラストラクチャ及びデータフローを示す図である。 一実施形態による、衛星ペイロードのソフトウェアベースのオーケストレーションのための例示的なデータフローを示す図である。 一実施形態による、ＹＡＮＧベースのＲＰＣと衛星コマンドアンドコントロールプロシージャとの間の変換を定義するＸＭＬドキュメントの一部の例である。

一実施形態では、衛星での通信ペイロードのソフトウェアベースのオーケストレーションのためのシステム、方法、及び非一時的コンピュータ可読媒体が開示される。この説明を読んだ後、様々な代替の実施形態及び代替用途において、本発明をどのようにして実施するかが当業者には明らかとなろう。しかし、本明細書では、本発明の様々な実施形態を説明するが、これらの実施形態は、限定ではなく、例示及び説明のためだけに提示されることが理解されよう。したがって、様々な実施形態のこの詳細な説明は、添付の特許請求の範囲に記載されている本発明の範囲または幅を限定するものと解釈されるべきではない。

１．処理デバイスの例
図１は、本明細書に記載の様々な実施形態に関連して使用され得る例示的な有線または無線システム１００を示すブロック図である。例えば、システム１００は、本明細書に記載の機能、プロセス、または方法のうちの１つまたは複数を実行するために（例えば、１つまたは複数のソフトウェアモジュールを記憶及び／または実行するために）使用され得る。システム１００は、サーバ（例えば、サービスオーケストレータまたはＳＤＮコントローラとして機能する）、パーソナルコンピュータ（例えば、デスクトップ、ラップトップ、またはタブレットコンピュータ）、モバイルデバイス（例えば、スマートフォン）、コントローラ、衛星ペイロード、衛星内のオンボードコントローラ、または有線または無線データ通信が可能な任意の他のプロセッサ対応デバイスであり得る。当業者には明らかであるように、他のコンピュータシステム及び／またはアーキテクチャも使用し得る。

システム１００は、好ましくは、プロセッサ１１０などの１つまたは複数のプロセッサを含む。入力／出力を管理するための補助プロセッサ、浮動小数点数学演算を実行するための補助プロセッサ、信号処理アルゴリズムの高速実行に適したアーキテクチャを有する専用マイクロプロセッサ（例えば、デジタル信号プロセッサ）、メイン処理システムに従属するスレーブプロセッサ（例えば、バックエンドプロセッサ）、デュアルまたはマルチプロセッサシステム用の追加のマイクロプロセッサまたはコントローラ、及び／またはコプロセッサなどの追加のプロセッサが提供され得る。そのような補助プロセッサは、別個のプロセッサであり得るか、またはプロセッサ１１０と統合され得る。システム１００で使用され得るプロセッサの例には、限定されないが、Ｐｅｎｔｉｕｍ（登録商標）プロセッサ、Ｃｏｒｅｉ７（登録商標）プロセッサ、及びＸｅｏｎ（登録商標）プロセッサが含まれ、これらはすべてカリフォルニア州サンタクララのインテル社から入手可能である。

プロセッサ１１０は、好ましくは、通信バス１０５に接続される。通信バス１０５は、ストレージとシステム１００の他の周辺構成要素との間の情報転送を容易にするためのデータチャネルを含み得る。さらに、通信バス１０５は、データバス、アドレスバス、及び／または制御バス（図示せず）を含む、プロセッサ１１０との通信に使用される信号のセットを提供し得る。通信バス１０５は、例えば、業界標準アーキテクチャ（ＩＳＡ）、拡張業界標準アーキテクチャ（ＥＩＳＡ）、マイクロチャネルアーキテクチャ（ＭＣＡ）、周辺構成要素相互接続（ＰＣＩ）ローカルバス、ＩＥＥＥ４８８汎用インターフェースバス（ＧＰＩＢ）、ＩＥＥＥ６９６／Ｓ－１００、及び／または同様のものを含む電気電子技術者協会（ＩＥＥＥ）によって公布された標準などに準拠するバスアーキテクチャなどの任意の標準または非標準のバスアーキテクチャを含み得る。

システム１００は、好ましくは、メインメモリ１１５を含み、二次メモリ１２０も含み得る。メインメモリ１１５は、本明細書で論じる機能、プロセス、及び／またはモジュールのうちの１つまたは複数など、プロセッサ１１０上で実行されるプログラムのための命令及びデータの記憶を行う。メモリに記憶され、プロセッサ１１０によって実行されるプログラムは、限定されないが、Ｃ／Ｃ＋＋、Ｊａｖａ、ＪａｖａＳｃｒｉｐｔ、Ｐｅｒｌ、Ｖｉｓｕａｌ Ｂａｓｉｃ、．ＮＥＴ、及び同様のものを含む、任意の適切な言語に従って記述及び／またはコンパイルし得ることを理解されたい。メインメモリ１１５は、典型的には、ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）及び／またはスタティックランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）などの半導体ベースのメモリである。他の半導体ベースのメモリタイプには、例えば、同期ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＳＤＲＡＭ）、ラムバスダイナミックランダムアクセスメモリ（ＲＤＲＡＭ）、強誘電体ランダムアクセスメモリ（ＦＲＡＭ）、及び読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）を含む同様のものが含まれる。

二次メモリ１２０は、任意選択で、内部媒体１２５及び／またはリムーバブル媒体１３０を含み得る。リムーバブル媒体１３０は、任意の周知の方法で読み取られる、及び／または書き出される。リムーバブル媒体１３０は、例えば、磁気テープドライブ、コンパトディスク（ＣＤ）ドライブ、デジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ）ドライブ、他の光ドライブ、フラッシュメモリドライブ、及び／または同様のものであり得る。

二次メモリ１２０は、コンピュータ実行可能コード（例えば、開示されるプロセス及び／またはデータフローを実装するソフトウェアモジュール）及び／またはその上に記憶された他のデータを有する非一時的コンピュータ可読媒体である。二次メモリ１２０に記憶されたコンピュータソフトウェアまたはデータは、プロセッサ１１０による実行のためにメインメモリ１１５に読み取られる。

代替の実施形態では、二次メモリ１２０は、コンピュータプログラムまたは他のデータまたは命令をシステム１００にロードすることを可能にするための他の同様の手段を含み得る。そのような手段は、例えば、ソフトウェア及びデータが外部記憶媒体１４５からシステム１００に転送されることを可能にする通信インターフェース１４０を含み得る。外部記憶媒体１４５の例は、外部ハードディスクドライブ、外部光ドライブ、外部光磁気ドライブ、及び／または同様のものを含み得る。二次メモリ１２０の他の例には、プログラマブル読み取り専用メモリ（ＰＲＯＭ）、消去可能プログラマブル読み取り専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）、電気的消去可能読み取り専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、及びフラッシュメモリ（ＥＥＰＲＯＭに類似したブロック指向メモリ）などの半導体ベースのメモリを含み得る。

上述したように、システム１００は、通信インターフェース１４０を含み得る。通信インターフェース１４０により、システム１００と、外部デバイス（例えば、プリンタ）、ネットワーク、または他の情報源との間でソフトウェア及びデータを転送することが可能になる。例えば、コンピュータソフトウェアまたは実行可能コードは、通信インターフェース１４０を介してネットワークサーバからシステム１００に転送され得る。通信インターフェース１４０の例には、組み込みネットワークアダプタ、ネットワークインターフェースカード（ＮＩＣ）、パーソナルコンピュータメモリカード国際協会（ＰＣＭＣＩＡ）ネットワークカード、カードバスネットワークアダプタ、無線ネットワークアダプタ、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）ネットワークアダプタ、モデム、無線データカード、通信ポート、赤外線インターフェース、ＩＥＥＥ１３９４ファイヤワイヤ、及びシステム１００をネットワークまたは別のコンピューティングデバイスとインターフェースできる任意の他のデバイスが含まれる。通信インターフェース１４０は、好ましくは、イーサネットＩＥＥＥ８０２標準、ファイバチャネル、デジタル加入者線（ＤＳＬ）、非対称デジタル加入者線（ＡＤＳＬ）、フレームリレー、非同期転送モード（ＡＴＭ）、総合デジタル通信網（ＩＳＤＮ）、パーソナル通信サービス（ＰＣＳ）、伝送制御プロトコル／インターネットプロトコル（ＴＣＰ／ＩＰ）、シリアル回線インターネットプロトコル／ポイントツーポイントプロトコル（ＳＬＩＰ／ＰＰＰ）などのような業界が公布したプロトコル標準を実装するが、カスタマイズされた、または、非標準インターフェースプロトコルも同様に実装し得る。

通信インターフェース１４０を介して転送されるソフトウェア及びデータは、一般に、電気通信信号１５５の形式である。これらの信号１５５は、通信チャネル１５０を介して通信インターフェース１４０に提供され得る。一実施形態では、通信チャネル１５０は、有線または無線ネットワーク、または任意の様々な他の通信リンクであり得る。通信チャネル１５０は、信号１５５を搬送し、いくつか例を挙げると、電線またはケーブル、光ファイバ、従来の電話回線、携帯電話リンク、無線データ通信リンク、無線周波数（「ＲＦ」）リンク、または赤外線リンクを含む、様々な有線または無線通信手段を使用して実装できる。

コンピュータ実行可能コード（例えば、開示されるプロセス及び／またはデータフローを実装するソフトウェアモジュールなどのコンピュータプログラム）は、メインメモリ１１５及び／または二次メモリ１２０に記憶される。コンピュータプログラムはまた、通信インターフェース１４０を介して受信され、メインメモリ１１５及び／または二次メモリ１２０に記憶され得る。そのようなコンピュータプログラムは、実行されると、システム１００が、本明細書の他の箇所に記載されているように、開示される実施形態の様々な機能を実行することを可能にする。

本明細書では、「コンピュータ可読媒体」という用語は、コンピュータ実行可能コード及び／または他のデータをシステム１００に、またはシステム１００内で提供するために使用される任意の非一時的コンピュータ可読記憶媒体を指すために使用される。そのような媒体の例には、メインメモリ１１５、二次メモリ１２０（内部メモリ１２５、リムーバブル媒体１３０、及び／または外部記憶媒体１４５を含む）、及び通信インターフェース１４０（ネットワーク情報サーバまたはその他のネットワークデバイスを含む）と通信可能に結合された任意の周辺デバイスが含まれる。これらの非一時的コンピュータ可読媒体は、実行可能コード、プログラミング命令、ソフトウェア、及び／または他のデータをシステム１００に提供するための手段である。

ソフトウェアを使用して実装される実施形態では、ソフトウェアは、コンピュータ可読媒体に記憶され、リムーバブル媒体１３０、Ｉ／Ｏインターフェース１３５、または通信インターフェース１４０を介してシステム１００にロードされ得る。そのような実施形態では、ソフトウェアは、電気通信信号１５５の形式でシステム１００にロードされる。ソフトウェアは、プロセッサ１１０によって実行されると、好ましくは、プロセッサ１１０に、本明細書の他の箇所に記載されているプロセス及び機能のうちの１つまたは複数を実行させる。

一実施形態では、Ｉ／Ｏインターフェース１３５は、システム１００の１つまたは複数の構成要素と１つまたは複数の入力及び／または出力デバイスとの間のインターフェースを提供する。例示的な入力デバイスには、限定されないが、センサ、キーボード、タッチスクリーンまたは他のタッチセンシティブデバイス、生体認証デバイス、コンピュータマウス、トラックボール、ペンベースのポインティングデバイス、及び／または同様のものが含まれる。出力デバイスの例には、限定されないが、他の処理デバイス、ブラウン管（ＣＲＴ）、プラズマディスプレイ、発光ダイオード（ＬＥＤ）ディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、プリンタ、真空蛍光ディスプレイ（ＶＦＤ）、表面伝導型電子放出素子ディスプレイ（ＳＥＤ）、電界放出ディスプレイ（ＦＥＤ）、及び／または同様のものが含まれる。場合によっては、タッチパネルディスプレイ（例えば、スマートフォン、タブレット、または他のモバイルデバイスにおける、車両のコンソールにおけるなど）の場合のように、入力及び出力デバイスを組み合わせ得る。

システム１００は、音声ネットワーク及び／またはデータネットワークを介した無線通信を容易にする任意選択の無線通信構成要素も含み得る。無線通信構成要素は、アンテナシステム１７０、無線システム１６５、及びベースバンドシステム１６０を備える。そのような実施形態では、無線周波数（ＲＦ）信号は、無線システム１６５の管理下でアンテナシステム１７０によって無線で送信及び受信される。

一実施形態では、アンテナシステム１７０は、１つまたは複数のアンテナ及び、アンテナシステム１７０に送信信号経路及び受信信号経路を提供するためのスイッチング機能を実行する１つまたは複数のマルチプレクサ（図示せず）を備え得る。受信経路では、受信したＲＦ信号は、マルチプレクサから低雑音増幅器（図示せず）に結合でき、低雑音増幅器は、受信したＲＦ信号を増幅して、増幅した信号を無線システム１６５に送信する。

代替の実施形態では、無線システム１６５は、様々な周波数で通信するように構成される１つまたは複数の無線装置を備え得る。一実施形態では、無線システム１６５は、復調器（図示せず）及び変調器（図示せず）を１つの集積回路（ＩＣ）に組み合わせ得る。復調器及び変調器は別の構成要素にすることもできる。入力経路では、復調器は、ＲＦ搬送波信号を取り除き、無線システム１６５からベースバンドシステム１６０に送信されるベースバンド受信オーディオ信号を残す。

受信信号がオーディオ情報を含む場合、ベースバンドシステム１６０は、信号を復号化し、それをアナログ信号に変換し得る。次いで、信号は増幅され、スピーカに送信される。ベースバンドシステム１６０はまた、マイクロフォンからアナログオーディオ信号を受信し得る。これらのアナログオーディオ信号は、ベースバンドシステム１６０によってデジタル信号に変換され、符号化され得る。ベースバンドシステム１６０は、送信のためにデジタル信号を符号化し、無線システム１６５の変調器部分に送られるベースバンド送信オーディオ信号を生成することもできる。変調器は、ベースバンド送信オーディオ信号をＲＦ搬送波信号と混合し、アンテナシステム１７０に送られ、電力増幅器（図示せず）を通過し得るＲＦ送信信号を生成する。電力増幅器はＲＦ送信信号を増幅し、アンテナシステム１７０に送り、アンテナシステム１７０で信号は、送信用のアンテナポートに切り替えられる。

ベースバンドシステム１６０はまた、中央処理装置（ＣＰＵ）であり得る、プロセッサ１１０と通信可能に結合され得る。プロセッサ１１０は、データ記憶領域１１５及び１２０にアクセスできる。プロセッサ１１０は、好ましくは、メインメモリ１１５または二次メモリ１２０に記憶できる命令（すなわち、開示されるプロセス及び／またはデータフローを実装するソフトウェアモジュールなどのコンピュータプログラム）を実行するように構成される。コンピュータプログラムはまた、ベースバンドプロセッサ１６０から受信でき、メインメモリ１１０または二次メモリ１２０に記憶できるか、または受信時に実行できる。そのようなコンピュータプログラムは、実行されると、システム１００が開示される実施形態の様々な機能を実行することを可能にする。

２．衛星ペイロード運用の発展
伝統的に、従来の衛星ペイロード運用は比較的静的である。言い換えると、ペイロードの構成は一度設定されると、ほとんど変更されない。一般に、変更は、ビジネスモデルの変更またはペイロードの機器障害によって衛星ペイロードの再構成が必要な場合にのみ発生し、このような稀な例では、再構成は事前に計画しなければならず、通常は手動で実行される。少なくとも、再構成プロセス中は人間が関与し続けなければならない。

しかし、衛星ペイロードの設計は、より動的な運用を可能にし、それぞれのカバレッジエリア内で必要に応じてより多くのデータ帯域幅及び／またはサービスを提供するために、近年変化している。例えば、多くのハイスループット衛星（ＨＴＳ）ペイロードは、フェーズドアレイアンテナ及び高度に構成可能なチャネライザを備え、これらはどちらも、さらにソフトウェア定義されており、したがって、従来のアーキテクチャよりも高い柔軟性及び適応性を提供する。その結果、衛星はネットワークトラフィックの変更に対応できるようになるまで、１日に何度もペイロードを変更または再構成することが可能になった。課題は、衛星を通じて提供されるサービスをサポートする他のネットワーク機器と連携して、衛星の変更を調整し行わなければならないことである。

３．衛星をモデル化するためのインフラストラクチャ
一実施形態では、衛星ペイロードは、ＹＡＮＧを使用してモデル化される。例えば、１つまたは複数のネットワーク内の衛星ペイロードの構成及び／または状態は、ＹＡＮＧをデータモデリング言語として使用してモデル化し得る。本明細書で使用される衛星ペイロードは、地球を周回する衛星に搭載された機器を指す。この機器は、例えば、通信アンテナ（例えば、パラボラ、フェーズドアレイ、フェーズフィードアレイ、レーザなど）、受信機、増幅器（例えば、低雑音増幅器（ＬＮＡ）、進行波管増幅器（ＴＷＴＡ）など）、リニアライザ、ＲＦフィルタ、入力及び出力マルチプレクサ、結合器、分周器、導波管及び同軸、周波数変換器、アナログ－デジタル変換器、デジタル－アナログ変換器、ＲＦスイッチ、中間周波数（ＩＦ）スイッチ、マトリックススイッチ、インターネットプロトコル（ＩＰ）スイッチ、ＩＰルータ、信号監視センサ、パッシブＲＦデバイス、チャネライザ、電気光学センサ、ＲＦセンサ、赤外線センサ、光学センサ、気象センサ、及び／またはその他の回路を含み得る。これらの構成要素の任意の１つまたは複数は、「ＹＡＮＧモデル」内または別のデータモデリング言語で定義された別のペイロードモデル内の表現としてＹＡＮＧでモデル化し得る。本明細書で使用される「ペイロードモデル」という用語は、ＹＡＮＧ（すなわち、ＹＡＮＧモデル）または任意の他のデータモデリング言語で定義された衛星ペイロードのモデルを指し得る。

本明細書では、使用されるデータモデリング言語としてＹＡＮＧが論じているが、他のデータモデリング言語を使用できることを理解されたい。本明細書で使用される技術のいずれも、他のデータモデリング言語に変換または適合させることができる。したがって、実施形態はＹＡＮＧ以外のデータモデリング言語を利用し得、さらに、ＹＡＮＧの特定のバージョンが本明細書の例に使用されているが、ＹＡＮＧの過去または将来の任意のバージョンまたはリリースが代わりに使用され得る。したがって、本明細書で使用される用語「ＹＡＮＧ」は、ＹＡＮＧモデリング言語の過去または将来のバージョンまたはリリースを包含すると理解されるべきである。理想的には、使用されるデータモデリング言語は、衛星ドメインがインターフェースする他のドメイン（複数可）（例えば、地上通信）で使用されるデータモデリング言語と同一であるべきである。これにより、システム全体の性能を最適化するためにシステムが定期的に再構成されている場合でも、２つ以上のドメイン間でデータを自由に流すことが可能になる。

図２は、一実施形態による、ＳＤＮオーケストレーションのための一般的なインフラストラクチャを示す図である。好ましくは、衛星ベースのネットワークのインフラストラクチャは、通常、ＳＤＮ実装のインフラストラクチャを完全に反映すべきである。具体的には、サービスオーケストレーションシステム２１０（例えば、１つまたは複数のサーバ）は、サービス配信のためにＹＡＮＧモデルを受信し、それらのモデルを使用して、ネットワークのＹＡＮＧモデルをＳＤＮコントローラ２２０（例えば、１つまたは複数のサーバ）に提供する。次に、ＳＤＮコントローラ２２０は、ネットワークＹＡＮＧモデルを使用して、ネットワーク要素のＹＡＮＧモデルをネットワーク要素２３０（例えば、１つまたは複数のサーバ、デバイス、地上局、衛星、または他のネットワーク構成要素）に提供する。各ネットワーク要素２３０は、ＹＡＮＧモデルをロードし、ＹＡＮＧモデルを、ＹＡＮＧモデルで指定された構成を実装する１つまたは複数のコマンドに変換する。また、各ネットワーク要素２３０は、ステータス、構成、及び／または性能情報（例えば、現在の情報）を読み取り、ネットワーク要素２３０のＹＡＮＧモデルを更新し、更新されたＹＡＮＧモデルを、つながりを逆行して（例えば、更新されたＹＡＮＧモデルをサービスオーケストレーションシステム２１０または他のネットワーク計画システムに提供するＳＤＮコントローラ２２０へ）渡す。本明細書で使用される用語「モデル」は、ソースコード、オブジェクトコード、パラメータ化されたコード（例えば、ＸＭＬ、ＪＳＯＮなど）、及び／または任意の他の電子表現で表すことができる、１つまたは複数のパラメータ（例えば、定数、変数など）、関数（例えば、リモートプロシージャコール）、他のデータ構造、マッピング、及び／または同様のものの定義を含むデータ構造を指すと理解されるべきである。

一実施形態では、各衛星ペイロード、より具体的には、衛星ペイロードの要素及びそれらの接続は、ＹＡＮＧを使用してモデル化される。次いで、モデル化された衛星ペイロードは、衛星コマンドアンドコントロール（Ｃ２）システムから、サービスオーケストレータ２１０及びＳＤＮコントローラ２２０などのネットワーク計画システムに提供される。これにより、サービスオーケストレータ２１０及び／またはＳＤＮコントローラ２２０によるサービスプロビジョニング及び停止のために衛星ペイロードを調整することが可能になる。衛星ペイロードのネットワーク性能をリアルタイムで最適化するためのソフトウェアを、ネットワークの他の部分と共に、またその一部として定義することも可能である。

さらに、衛星ペイロードのＹＡＮＧモデルにより、衛星をより大きなハイブリッドネットワーク（例えば、異なるタイプの複数の衛星、衛星と地上通信システムの組み合わせなどを含む）にシームレスに統合することが可能である。オーケストレータ２１０及びＳＤＮコントローラ２２０にサービスを提供するために、衛星ペイロードは、別個の統合されていない衛星ペイロードではなく、他のネットワークデバイス（例えば、スイッチ、ルータなど）と同様であり、特別に構成する必要はなく、任意の他のネットワークデバイスと同様に構成できる。これにより、単一のオーケストレータ２１０及びＳＤＮコントローラ２２０が、メーカまたは製造業者に関係なく、ＹＡＮＧモデルを使用してすべての衛星を記述できるようにすることで、異なるペイロード及び／または異なる軌道を有する衛星のフリート全体をシームレスに管理することも可能になる。また、同じオーケストレータ２１０が、同じタイプのＳＤＮコントローラ２２０、ＹＡＮＧモデル、及び運用概念を使用して関連する地上ネットワークを管理することを可能にし、衛星ペイロード自体を含む完全に調整されたネットワーク運用を実現する。

言い換えると、ネットワーク全体（例えば、地上及び衛星の両方のドメインを包含する）のためのネットワーク計画システム（例えば、サービスオーケストレータ（複数可）２１０）は、各衛星ペイロードを全体ネットワーク内の別のネットワークデバイスとして処理することができる。衛星ペイロードを含む各ネットワークデバイスは、同じデータモデリング言語（例えば、ＹＡＮＧ）でモデル化し得、その結果、すべてのネットワークデバイスをネットワーク計画システムによって同一または類似の方法で管理できる。したがって、ネットワーク計画システムは、ネットワーク内の衛星ペイロードによって提供されるサービス（複数可）を、ネットワーク内の他のネットワークデバイスによって提供されるサービス（複数可）とシームレスに調整できる。有利なことに、ネットワーク計画システムは、衛星ペイロード及び地上ネットワークデバイスを含む他のネットワークデバイス（例えば、地上ドメイン内）を計画中に同じように処理することができるように、デバイスアグノスティックであり得る。これは、衛星によって提供されるサービスをネットワークの他の部分とは別に計画及び制御しなければならない従来のシステムとは対照的である。

一実施形態では、衛星ペイロードの各ＹＡＮＧモデルは、衛星ペイロードの特定の能力、その衛星ペイロードの現在の構成、及び１つまたは複数のサービスをサポートするように衛星ペイロードを構成するためのプロシージャ（複数可）を記述する。ＹＡＮＧのモデル化は、固定衛星サービス（ＦＳＳ）広幅ビームペイロード、第１世代のＨＴＳペイロード、チャネライズドベース及び／またはフェーズアレイベースのアンテナ及び／または広帯域ＲＦペイロードを有する、より高度なソフトウェア定義ペイロード、及び／または復調／再変調ペイロード、衛星のコマンド及びテレメトリシステム、及び／または地球資源、気象で使用されるミッションデータ処理システム、及び／または他の非通信衛星を含むあらゆるタイプの通信ペイロードで動作できる。

ＹＡＮＧモデルは衛星構成要素用に作成されたことがないため、一実施形態では、衛星ペイロードを表すＹＡＮＧモデルの要素を、衛星のテレメトリとの間のコマンドに変換するソフトウェアモジュールが作成される。したがって、衛星の固有の機能は、サービスオーケストレータ２１０及びＳＤＮコントローラ２２０から隠されるか、またはＳＤＮ及びサービスオーケストレータ２１０が衛星ペイロードを効果的に構成及び運用できるようにモデルに含まれるかのいずれかである。

一実施形態では、各衛星ペイロードのＹＡＮＧモデルは、以下のうちの１つまたは複数に対処する／組み込む。

・ 衛星ペイロードのすべての構成要素、構成、及び状態のインベントリの必要性。例えば、衛星ペイロードのデジタルスイッチマトリックスは、その構成要素部品（例えば、スライス、ポート、チャネル）によってモデル化し得、衛星ペイロードのＲＦ構成要素は、構成要素の隣接関係及び冗長性（例えば、アンテナ（例えば、パラボラアンテナ、フェーズドアレイなど）、低雑音増幅器（ＬＮＡ）、アップ／ダウン変換器、増幅器、アナログ－デジタル変換器（ＡＤＣ）、デジタル－アナログ変換器（ＤＡＣ）、搬器、ベースボールスイッチなど）を理解してモデル化し得る。

・ 衛星ペイロードからの性能測定基準またはその他の属性の収集及び／または仕様。例えば、ＲＦ構成要素の場合、収集または設定し得る属性は、利得、損失、周波数応答、群遅延、及び／または同様のものを含み得る。別の例として、属性は、電気光学（ＥＯ）センサまたはＲＦセンサなどの１つまたは複数のセンサの出力を含み得る。この情報は、衛星ペイロードの構成要素の特性及び性能を定義するために使用できる。

・ 衛星ペイロードの構成要素に使用できる制御の識別。例えば、衛星ペイロード内の増幅器の場合、制御は、増幅器の利得を設定すること、増幅器の動作モードを設定すること、及び／または同様のものを含み得る。

・ システム内の潜在的な信号／サービスの流れを理解するための、ＲＦ構成要素及びデジタルスイッチマトリックスの入力／出力との関係。

・ ルーティング機能（例えば、リモートプロシージャコール（ＲＰＣ））により、ルーティング機能（例えば、ベースボールスイッチ、デジタルスイッチマトリックス、チャネライザなど）の構成を更新できる。

・ 状態の変化及びＲＦ構成要素の冗長性を考慮した構成要素スワップ機能（例えば、ＲＰＣ）。

・ 状況認識、構成要素機能、制約、及び／または性能特性のための構成要素状態及びテレメトリ機能（例えば、ＲＰＣ）。

一実施形態では、衛星ペイロード内のフェーズドアレイアンテナを複数のアンテナ素子としてモデル化し得る。各アンテナ素子には、いくつかのビームを生成するために使用される位相シフト及び減衰設定がある。各ビームは、方向、最小周波数及び最大周波数、ビーム中心の電力及び利得、及び／または正規化されたビームパターンを有するように個別にモデル化し得る。アンテナアレイマトリックススイッチ（ＡＡＭＳ）は、ビームとＲＦ構成要素（例えば、電力増幅器、ＬＮＡなど）の間の接続を含むようにモデル化し得る。各ＡＡＭＳ接続は、１つまたは複数のビームをＲＦ構成要素識別子に関連付ける。接続が周波数制限されている場合、最小周波数及び最大周波数、ならびに任意の他の制限（例えば、ビームの最大数）もモデル化し得る。

図３Ａは、実施形態による、衛星ペイロードのＹＡＮＧモデルを使用した、単純なエンドツーエンドサービスチェーンを示す。地上通信用ドメイン（例えば、１つまたは複数の地上通信事業者が運用する１つまたは複数のセルラネットワーク及び／またはファイバネットワーク）及び衛星通信用ドメイン（例えば、１つまたは複数の衛星事業者によって運用される１つまたは複数の衛星３１０）との間でサービスを調整し得る。各ドメインは、少なくとも１つのサービスオーケストレータ２１０及び１つまたは複数のネットワーク要素２３０のための少なくとも１つのＳＤＮコントローラ２２０を含む。さらに、各ドメインは、本明細書では総称してＯＳＳ／ＢＳＳ３２０と呼ばれる、少なくとも１つの運用サポートシステム（ＯＳＳ）及びビジネスサポートシステム（ＢＳＳ）を含む。各ドメイン内のＯＳＳ／ＢＳＳ３２０は、メトロイーサネットフォーラム（ＭＥＦ）によって公布されたＳｏｎａｔａを使用して、他のドメイン内のＯＳＳ／ＢＳＳ３２０と通信し得る。Ｓｏｎａｔａは、ライフサイクルサービスオーケストレーション（ＬＳＯ）リファレンスアーキテクチャに基づくアプリケーションプログラミングインターフェース（ＡＰＩ）のセットであり、プロバイダ間のスムーズなサービスの自動化を可能にする。さらに、各ドメイン内のサービスオーケストレータ２１０は、Ｉｎｔｅｒｌｕｄｅを使用して他のドメイン内のサービスオーケストレータ２１０と通信し得る。Ｉｎｔｅｒｌｕｄｅは、ＬＳＯインターフェース基準点のファミリに属し、Ｓｏｎａｔａと並行して、２つのドメインのＯＳＳ機能間の接続を提供する。

各ドメイン内で、ＯＳＳ／ＢＳＳ３２０はサービスオーケストレータ２１０と通信し得、サービスオーケストレータ２１０は、ネットワーク管理プロトコルとしてＲＥＳＴＣＯＮＦを使用し、ＲＥＳＴＣＯＮＦを介して通信されるデータを定義するためにＹＡＮＧを使用して、各コントローラ２２０と通信し得る。コントローラ２２０は、ネットワーク管理プロトコルとしてＮＥＴＣＯＮＦを使用し、ＮＥＴＣＯＮＦを介して通信されるデータを定義するためにＹＡＮＧを使用して、ネットワーク要素２３０（例えば、地上通信ドメインのキャリアＳＤＮ２３０Ａ、及び衛星事業者（例えば、Ｉｎｔｅｌｓａｔ（商標）またはサードパーティのデータセンタまたはパブリッククラウド２３０Ｂ、及び衛星事業者のゲートウェイまたは衛星ドメイン内の地上局２３０Ｃ）と通信し得る。コントローラ２２０Ｃと衛星事業者のゲートウェイまたは地上局２３０Ｃとの間の通信は、Ｏｐｅｎ ＡＰＩ仕様に基づいて実施し得る。

衛星ドメイン（ならびに地上通信ドメイン）も、通常、遠隔端末３３０を含む。遠隔端末３３０は、マルチアクセスエッジコンピューティング（ＭＥＣ）機器を備え得る。ＭＥＣは、欧州電気通信標準化機構（ＥＴＳＩ）によって定義されたネットワークアーキテクチャの概念であり、ネットワークのエッジでクラウドコンピューティング能力及びＩＴサービス環境を実現する。ＭＥＣ装置を使用すると、ネットワークのエッジノードで顧客向けの新しいアプリケーション及びサービスを柔軟かつ迅速に展開できる。

図３Ｂは、以下の一実施形態による、図３Ａのエンドツーエンドサービスチェーン内の例示的なデータフローを示す図である。

（１）サービスは、ＭＥＦ Ｓｏｎａｔａ ＡＰＩを使用して調整され、地上及び衛星サービスプロバイダドメインのＯＳＳ／ＢＳＳシステム３２０間で構成されるサービスを通信する。

（２）各ドメイン内のそれぞれのＯＳＳ／ＢＳＳシステム３２０は、それぞれのドメインのサービスを定義する「サービス」ＹＡＮＧモデルを、各ドメイン内のそれぞれのサービスオーケストレータ２１０に通信する。

（３）各ドメイン内のサービスオーケストレータ２１０（または地上サービスプロバイダドメイン内の衛星リソースマネージャ）は、必要なネットワーク構成を定義する「ネットワーク」ＹＡＮＧモデルをそれぞれのコントローラ２２０に通信する。衛星ドメインに関連するこの特定の例では、サービスオーケストレータ２１０Ｂは、ＳＤベースのコントローラ２２０Ｂ、衛星ゲートウェイ（ＳＧＷ）コントローラ２２０Ｃ、及び衛星ペイロードコントローラ２２０Ｄ（及び／または従来の監視及び制御システム、ネットワーク管理システムなど）と通信する。通信ネットワークＹＡＮＧモデルは、各コントローラ２２０のそれぞれのサブドメイン（例えば、ＷＡＮ、ゲートウェイ、及びペイロード）に基づき得る。さらに、衛星ドメインのサービスオーケストレータ２１０Ｂは、ＲＦ経路の最適化を担うペイロードプランナ構成要素を含み、衛星ペイロード要件を定義する「ペイロード」ＹＡＮＧモデルを衛星ペイロードコントローラ２２０Ｄに提供する。

（４）それぞれのコントローラ２２０（または従来の監視及び制御システム、ネットワーク管理システムなど）は、デバイスＹＡＮＧモデルを使用してサブドメイン内のデバイス（例えば、ハードウェアモデム、スイッチ、ＲＦコンバイナ、ＲＦディバイダなど）、物理ネットワーク機能（ＰＮＦ）、仮想ネットワーク機能（ＶＮＦ）、及び／または衛星ペイロードと通信して、ネットワーク内の各デバイスまたは他の要素を適切に構成し、所望のサービス接続及び性能を作成する。これにより、エンドツーエンドサービス３５０が利用可能になる。

（５）衛星ドメイン内のサービスオーケストレータ２１０Ｂは、監視及び状況認識のために、更新された衛星ドメイン情報（例えば、ＰＮＦ、ＶＮＦ、衛星ペイロードの構成など）をネットワークマネージャに通信する。

図３Ｃは、一実施形態による、サービスプロビジョニングにおけるペイロードＹＡＮＧモデルの使用を示す図である。

（１）衛星ドメイン内のサービスオーケストレータ２１０Ｂのペイロードプランナ構成要素にサービスＹＡＮＧモデルが提供される。

（２）衛星ドメイン内のサービスオーケストレータ２１０Ｂのペイロードプランナ構成要素は、サービス最適化及び送信計画を生成する。

（３）衛星ドメイン内のサービスオーケストレータ２１０Ｂのタイヤペイロードプランナ構成要素は、ペイロードＹＡＮＧモデルを衛星ペイロードコントローラ２２０Ｄに伝達する。

（４）衛星ペイロードコントローラ２２０Ｄは、ペイロードＹＡＮＧモデルをコマンドに変換する。

（５）衛星ペイロードコントローラ２２０Ｄはコマンドを衛星３１０に送信する。

（６）衛星３１０は、衛星のペイロード内で、コマンドによって表されるサービスを起動する。

４．ＹＡＮＧを使用した衛星のモデル化
一実施形態では、衛星に固有の機能及び概念がＹＡＮＧモデルで定義され、衛星によるサービスプロビジョニング、衛星ペイロードの再構成、及び容量計画とのインターフェースをサポートする。このようにして、オーケストレーション層のペイロードプランナ構成要素は、ＹＡＮＧモデル自体から衛星固有の機能、能力、及び制約をすべて取得するため、所与の衛星に関する特別な知識を有する必要は全くない。これには、衛星リンクを介したサービス性能を確保するために、正確なリンクバジェットを実行できるようにするために必要なＲＦ性能パラメータ及びモデルが含まれる。

例えば、仮想デバイスまたは物理デバイスをＲＦ信号及び搬送波用に定義する必要があり得る。これらのデバイスは、地上端末アンテナと衛星アンテナ間のＲＦインターフェースを定義して、リンクバジェットの正確な計算及びＲＦ性能の適切なモデル化を可能にする。サービスパラメータ（例えば、アップリンク及びダウンリンクの両方のＲＦ搬送波）は、計画プロセスの一部として作成され、各サービスのサービスＹＡＮＧモデルに挿入され得る。衛星３１０は、搬送波が正しいリンク性能で正しくルーティングされるように、サービスＹＡＮＧモデルに基づいて自動的に構成される。

別の例として、フェーズドアレイアンテナに対して固有のＹＡＮＧモデルを定義し得る。フェーズドアレイの各要素の構成は、衛星３１０を正しく構成できるように、このＹＡＮＧモデルで定義される。さらに、フェーズドアレイ構成に基づく適切なリンクバジェット計算及びＲＦ性能のモデル化を可能にするために、各アンテナ素子の構成から必要とされる、及び／または生じるビームパターン及び関連する性能をこのＹＡＮＧモデルで定義し得る。また、衛星及びその構成要素の安全性及び安全な運用を確保するために、許容される構成を構成するものに関する性能及び安全性の制約を定義するために、追加のモデル化が必要になり得る。

別の例として、システム内のアクティブ及び非アクティブなＲＦ要素ごとにＲＦ性能ＹＡＮＧモデルを定義し得る。これにより、正確なシステム計画及び／またはリンクバジェットの計算が可能になる。例えば、各ＹＡＮＧモデルは、全体的なリンク性能を計算するために必要な、利得／減衰、周波数応答、群遅延、雑音温度、及び／または同様のもののような性能パラメータを含み得る。さらに、ＲＦ性能に関連する制約を定義し得る。そのような制約には、例えば、同一チャネル干渉及び交差偏波干渉、線形増幅器及び非線形増幅器の利得／効果、相互変調の生成、及び／または同様のものが含まれる。

別の例として、ＹＡＮＧは、地上システムを含む総サービスリンクバジェットをモデル化するために拡張され得る。これは、場所、雨、及び大気モデルのＹＡＮＧモデル、及びそれらに関連する経路損失を定義し、同様に、他のすべてのデバイスの性能情報が利用可能であると仮定して、衛星に使用されたのと同じＹＡＮＧモデル技術を使用して地上システムの性能を定義することによって行われ得る。

ペイロードＹＡＮＧモデルと宇宙船コマンド及びテレメトリとの間の変換は、地上制御システムまたは衛星３１０自体のいずれかによって実行され得る。例えば、コントローラ２２０Ｄは、ペイロードＹＡＮＧモデルから、地上から衛星３１０に送信されるコマンドへの変換、及び衛星３１０から受信されたテレメトリからペイロードＹＡＮＧモデルへの変換を実行するソフトウェアを実行し得る。あるいは、衛星３１０の搭載プロセッサ（例えば、１１０）は、コントローラ２２０Ｄから受信したペイロードＹＡＮＧモデルから、衛星３１０によって実行されるコマンドへの変換、及びテレメトリから、軌道から地上のコントローラ２２０Ｄに送信されるペイロードＹＡＮＧモデルへの変換を実行し得る。

衛星通信システム（例えば、ペイロード）のＹＡＮＧのモデル化により、限定されないが、通信サービス、追跡テレメトリ及びコマンド（ＴＴ＆Ｃ）サービス、ミッションダウンリンクサービス（非通信衛星からの通信衛星を介した直接ダウンリンクまたは間接ダウンリンクを介するなど）、及び／または同様のものを含む、あらゆるタイプのサービスのサービスプロビジョニングが可能になる。さらに、衛星ペイロードのＹＡＮＧのモデル化により、製造業者、容量、機能、能力、軌道（例えば、地球低軌道（ＬＥＯ）、中軌道（ＭＥＯ）、及び静止軌道（ＧＥＯ））、及び／または同様のものを含む、様々な衛星タイプにわたるサービスの共通管理が可能になる。ＹＡＮＧのモデル化により、ＬＥＯからＭＥＯ／ＧＥＯへ、及びＭＥＯ／ＧＥＯからＬＥＯへの中継サービス、衛星間リンクを有するＬＥＯ／ＭＥＯまたはＧＥＯフリート、通信衛星を介した地球軌道（ＥＯ）ダウンリンクサービス、及び／または同様のもののような複数の衛星を必要とするサービスの共通管理も可能になる。

５．ＸＭＬベースの変換
図４は、一実施形態による、衛星ペイロードのソフトウェアベースのオーケストレーションのための例示的なデータフローを示す図である。一実施形態では、ＸＭＬを使用して、ＹＡＮＧモデルのＲＰＣメッセージから、衛星Ｃ２システム４１０が衛星３１０をプロビジョニング及び構成するために使用する衛星Ｃ２プロシージャへの、衛星ペイロードコントローラ２２０Ｄによる変換を容易にする。例えば、衛星Ｃ２システム４１０は、コマンドを１つまたは複数の衛星３１０に送信して、軌道を変更し、軌道保持プロシージャを実行し、プログラム可能な衛星３１０の場合、ペイロード構成を変更する（例えば、ペイロード制御は、同じＲＦリンクまたは別の高速リンクを介して行うことができる）。衛星Ｃ２システム４１０は、一般に、ＮＥＴＣＯＮＦまたはＲＥＳＴＣＯＮＦインターフェースを備えておらず、ＹＡＮＧモデルを理解できない。したがって、一実施形態では、衛星３１０のペイロードの変化をもたらすために、ＳＤＮベースの衛星ペイロードコントローラ２２０Ｄは、サーバオーケストレータ２１０Ｂのペイロードプランナから受信した、ＸＭＬドキュメントとして表されるＹＡＮＧベースのＲＰＣコマンドを、衛星Ｃ２システム４１０のネイティブＡＰＩ、または、衛星Ｃ２システム４１０が衛星３１０に送信する特定の衛星プロシージャのいずれかに変換する。

ＲＥＳＴＣＯＮＦを使用して送信されるＹＡＮＧベースのＲＰＣは、ＸＭＬまたはＪＳＯＮとしてフォーマットできる。以下は、地上の衛星ゲートウェイ（例えば、２３０Ｃ）と衛星３１０のペイロードとの間のリンクを作成する、ＸＭＬでフォーマットされた、ＹＡＮＧベースのＲＰＣ（例えば、「ｒｏｕｔｅ－ｇｗ－ｔｏ－ｓａｔ」）用のＲＥＳＴＣＯＮＦ呼び出しの例である。

上記のＸＭＬは、２つのＲＦ構成要素（ＬＮＡ及びベースボールスイッチ）と、これら２つのＲＦ構成要素用に構成する必要がある設定の詳細を示している。これらの構成要素は、ＹＡＮＧベースのＲＰＣコマンドの変換を説明するために選択された単なる代表的な構成要素であることを理解されたい。より複雑な構成要素（例えば、スイッチマトリックス、チャネライザ、フェーズドアレイアンテナなど）を含む様々な構成要素及び構成要素の組み合わせ、ならびに様々な設定及び設定の組み合わせは、同様の方法で処理できる。

ＸＭＬを使用することで、衛星ペイロードコントローラ２２０Ｄによる変換にＸＰａｔｈの使用が可能になる。ＸＰａｔｈは、ＸＭＬドキュメントからノードを選択するためのクエリ言語である。例えば、上記のＸＭＬのＬＮＡの構成要素番号（ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ－ｎｕｍｂｅｒ」）は、ＸＰａｔｈ構文「／ｋ：ｉｎｐｕｔ／ｋ：ｌｎａ／ｋ：ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ－ｎｕｍｂｅｒ」を使用して取得でき、ここで、ｋはＸＭＬ名前空間（すなわち、「ｘｍｌｎｓ」）を定義する。

衛星Ｃ２プロシージャは、衛星製造業者によって異なる。ただし、すべての衛星Ｃ２プロシージャは基本的なプロパティを共有している。例えば、すべての衛星Ｃ２プロシージャは、プロシージャ名、プロシージャへの１つまたは複数の入力、及びプロシージャからの１つまたは複数の出力を有する。さらに、プロシージャへの各入力及びプロシージャからの各出力は、変数名、データ型、及び値を含む。

図５は、一実施形態による、衛星ゲートウェイ２３０Ｃと衛星３１０との間のリンクを可能にするために必要な、衛星３１０のペイロードの詳細な構成を実行するために、上記のＹＡＮＧベースのＲＰＣ（例えば、「ｒｏｕｔｅ－ｔｏ－ｇｗ－ｔｏ－ｓａｔ」）と衛星Ｃ２システム４１０によって呼び出される４つの衛星Ｃ２プロシージャとの間の変換を定義するＸＭＬドキュメントの一部の例である。「＜ｉｎｐｕｔｓ＞」セクションには、変数名及びデータ型を含む、４つの衛星Ｃ２プロシージャのそれぞれの入力が詳述されている。各「＜ｉｎｐｕｔ＞」ノードのＸＰａｔｈ属性（「ｙａｎｇＸＰａｔｈ」）は、ＹＡＮＧベースのＸＭＬドキュメント（例えば、上で例示した）内のそれぞれの入力の値の場所（すなわち、ノード）を定義する。

有利には、衛星ペイロードコントローラ２２０ＤによるこのＸＭＬベースの変換により、ＹＡＮＧベースのＲＰＣを、任意の数の入力及び出力を有する任意の数の衛星Ｃ２プロシージャにマップすることが可能になる。一実施形態では、衛星ペイロードコントローラ２２０Ｄは、起動中に変換ＸＭＬドキュメントをロードする。変換ＸＭＬドキュメントは、各ＹＡＮＧベースのＲＰＣから１つまたは複数の対応する衛星Ｃ２プロシージャへのすべての変換またはマッピングをＸＭＬで定義する。ＹＡＮＧベースのＲＰＣの特定の１つが（例えば、サーバオーケストレータ２１０Ｂのペイロードプランナによって）呼び出されると、衛星ペイロードコントローラ２２０Ｄは、変換ＸＭＬドキュメント内の対応するマッピングを使用して、ＹＡＮＧベースのＲＰＣコールをマッピングされた衛星Ｃ２プロシージャ（複数可）に変換する。次いで、衛星ペイロードコントローラ２２０Ｄは、変換によって出力された衛星Ｃ２プロシージャ（複数可）を衛星Ｃ２システム４１０に通信する。衛星Ｃ２システム４１０は、衛星製造業者の制御基準に従って、これらのＣ２プロシージャ（複数可）を衛星３１０とのＲＦリンクに符号化する。このＸＭＬベースの変換により、単一のＳＤＮベースの衛星ペイロードコントローラ２２０Ｄが、異なる製造業者の複数の衛星Ｃ２システム４１０及び／または異なる製造業者の複数の衛星３１０と通信することが可能になる。

６．ＹＡＮＧモデルの例
ここで、ＹＡＮＧモデルの例について説明する。開示される定義は限定ではなく例示であること、及びＹＡＮＧモデルは異なる実装では異なるように定義され得ることを理解されたい。

以下は、ＹＡＮＧモデルで使用される一般的なデータ型の定義の例である。

以下は、ＹＡＮＧモデルで使用される衛星固有のデータ型の定義の例である。

以下は、ＹＡＮＧでのマトリックススイッチポートの定義の例である。

以下は、ＹＡＮＧでのフェーズドアレイの定義の例である。

以下は、ＹＡＮＧでのＲＦ計画情報の定義の例である。

以下は、ＹＡＮＧでの衛星ペイロードの定義の例である。

以下は、ＹＡＮＧでの衛星テレメトリの定義の例である。

以下は、ペイロードＹＡＮＧモデルの衛星ペイロードツリー出力の例である。

開示される実施形態の上記の説明は、本発明を製造または使用することをいずれの当業者にも可能にするために提供される。これらの実施形態に対する様々な修正は、当業者には容易に明らかであり、本明細書に記載された一般的な原理は、本発明の趣旨または範囲から逸脱することなく、他の実施形態に適用することができる。したがって、本明細書で提示する説明及び図面は、本発明の現在の好ましい実施形態を表し、したがって、本発明によって広く企図されている主題を表すことを理解されたい。本発明の範囲は、当業者にとって明らかになり得る他の実施形態を完全に包含し、したがって、本発明の範囲は限定されないことがさらに理解される。

「Ａ、Ｂ、またはＣのうちの少なくとも１つ」、「Ａ、Ｂ、またはＣの１つまたは複数」、「Ａ、Ｂ、及びＣのうちの少なくとも１つ」、「Ａ、Ｂ、及びＣの１つまたは複数」、及び「Ａ、Ｂ、Ｃ、またはそれらの任意の組み合わせ」など、本明細書に記載される組み合わせは、Ａ、Ｂ、及び／またはＣの任意の組み合わせを含み、Ａの倍数、Ｂの倍数、またはＣの倍数を含み得る。具体的には、「Ａ、Ｂ、またはＣのうちの少なくとも１つ」、「Ａ、Ｂ、またはＣの１つまたは複数」、「Ａ、Ｂ、及びＣのうちの少なくとも１つ」、「Ａ、Ｂ、及びＣの１つまたは複数」、及び「Ａ、Ｂ、Ｃ、またはそれらの任意の組み合わせ」などの組み合わせは、Ａのみ、Ｂのみ、Ｃのみ、Ａ及びＢ、Ａ及びＣ、Ｂ及びＣ、またはＡ及びＢ及びＣであり得、そのような任意の組み合わせは、その構成要素Ａ、Ｂ、及び／またはＣの１つまたは複数の要素を含み得る。例えば、Ａ及びＢの組み合わせは、１つのＡ及び複数のＢ、複数のＡ及び１つのＢ、または複数のＡ及び複数のＢを含み得る。

Claims (27)

1. 少なくとも１つのハードウェアプロセッサを使用して、
   地球を周回する衛星で衛星ペイロードのペイロードモデルを受信することであって、前記ペイロードモデルが、Ｙｅｔ Ａｎｏｔｈｅｒ Ｎｅｘｔ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ（ＹＡＮＧ）データモデリング言語で定義され、前記ペイロードモデルが、前記衛星ペイロードの構成を表し、前記衛星ペイロードが、１つまたは複数の構成要素を含み、前記構成が、前記１つまたは複数の構成要素のうちの少なくとも１つの設定を指定する、前記受信することと、
   前記ペイロードモデルで表される前記構成に従って前記衛星ペイロードを構成するために、前記ペイロードモデルを１つまたは複数の衛星コマンドに変換することと、
   前記１つまたは複数の衛星コマンドを使用して、前記衛星ペイロードを再構成することとを備える、方法。
2. 前記少なくとも１つのハードウェアプロセッサが、地上管制システムに備えられ、前記衛星ペイロードを再構成することが、前記１つまたは複数の衛星コマンドを、地球を周回する前記衛星に送信することを含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記少なくとも１つのハードウェアプロセッサが、前記衛星に備えられ、前記ペイロードモデルが、地上管制システムからの送信を介して受信される、請求項１に記載の方法。
4. 前記方法が、前記少なくとも１つのハードウェアプロセッサを使用して、地球を周回する前記衛星からテレメトリを受信することと、前記テレメトリを前記ペイロードモデルに変換することとをさらに備える、請求項１に記載の方法。
5. ネットワーク計画システムを使用して、サービスのサービスモデルを受信することであって、前記サービスモデルが、前記ＹＡＮＧデータモデリング言語で定義される、前記受信することと、
   前記サービスモデルに基づいて１つまたは複数のネットワークモデルを生成することであって、前記１つまたは複数のネットワークモデルのそれぞれがネットワークを表し、前記ＹＡＮＧデータモデリング言語で定義され、前記１つまたは複数のネットワークモデルのそれぞれが、サービスプロビジョニングを可能にする衛星ペイロード情報を含む、前記生成することと、
   前記１つまたは複数のネットワークモデルのうちの少なくとも１つを、前記少なくとも１つのネットワークモデルによって表されるネットワーク内の制御システムに送信することとをさらに備える、請求項１に記載のシステム。
6. 前記ネットワーク内の前記制御システムを使用して、
   前記少なくとも１つのネットワークモデルを受信することと、
   前記少なくとも１つのネットワークモデルに基づいて１つまたは複数のデバイスモデルを生成することであって、前記１つまたは複数のデバイスモデルのそれぞれが、前記少なくとも１つのネットワークモデルによって表される前記ネットワーク内のネットワークデバイスの構成を表し、前記ＹＡＮＧデータモデリング言語で定義される、前記生成することと、
   前記１つまたは複数のデバイスモデルのうちの少なくとも１つを、前記少なくとも１つのデバイスモデルによって表されるネットワークデバイスに送信することとをさらに備える、請求項５に記載の方法。
7. 前記サービスモデルが、運用及びビジネスサポートシステムから受信される、請求項５に記載の方法。
8. 前記ネットワーク計画システムを使用して、別のドメイン内のネットワーク計画システムと通信することをさらに備える、請求項５に記載の方法。
9. 前記他のドメインが、地上通信ドメインである、請求項８に記載の方法。
10. 前記衛星ペイロードを再構成することが、少なくとも１つの新しいサービスのために前記衛星ペイロードをプロビジョニングすることを含む、請求項１に記載の方法。
11. 前記衛星ペイロードを再構成することが、前記衛星ペイロードの少なくとも１つの既存のサービスを変更することを含む、請求項１に記載の方法。
12. 前記衛星ペイロードを再構成することが、前記衛星ペイロードの少なくとも１つの既存のサービスを終了することを含む、請求項１に記載の方法。
13. 前記ペイロードモデルが、前記衛星ペイロードの１つまたは複数の能力と、１つまたは複数のサービスをサポートするように前記衛星ペイロードを構成するための１つまたは複数のプロシージャとをさらに表す、請求項１に記載の方法。
14. 前記ペイロードモデルが、前記衛星ペイロードのデジタルスイッチマトリックスまたはチャネライザの表現と、前記衛星ペイロードの１つまたは複数の無線周波数（ＲＦ）構成要素の表現と、前記デジタルスイッチマトリックスまたは前記チャネライザと前記１つまたは複数のＲＦ構成要素との間の１つまたは複数の接続の表現とを含む、請求項１に記載の方法。
15. 前記ペイロードモデルが、前記デジタルスイッチマトリックスまたは前記チャネライザの構成を更新するリモートプロシージャコールを含む、請求項１４に記載の方法。
16. 前記ペイロードモデルが、前記１つまたは複数のＲＦ構成要素の状態の変化及び冗長性を考慮するリモートプロシージャコールを含む、請求項１４に記載の方法。
17. 前記ペイロードモデルが、アナログ－デジタル変換器と、スイッチまたはルータと、デジタル－アナログ変換器の表現を含む、請求項１に記載の方法。
18. 前記ペイロードモデルが、前記衛星ペイロードの１つまたは複数の構成要素の状態を取得するリモートプロシージャコールを含む、請求項１に記載の方法。
19. 前記ペイロードモデルが、前記衛星ペイロードの１つまたは複数のテレメトリ機能にアクセスするリモートプロシージャコールを含む、請求項１に記載の方法。
20. 前記ペイロードモデルが、複数のアンテナ素子としてフェーズドアレイアンテナの表現を含む、請求項１に記載の方法。
21. 前記複数のアンテナ素子うちの１つの各表現が、１つまたは複数のビームの表現を含み、ビームの各表現が、ビーム方向、最小周波数、最大周波数、電力、利得、または正規化されたビームパターンのうちの１つまたは複数を表す、請求項２０に記載の方法。
22. 前記ペイロードモデルが、前記衛星ペイロードの前記構成を更新するリモートプロシージャコールを含み、前記ペイロードモデルを１つまたは複数の衛星コマンドに変換することが、
    前記リモートプロシージャコールへのコールを受信することであって、前記コールが拡張マークアップ言語（ＸＭＬ）でフォーマットされる、受信することと、
    前記リモートプロシージャコールを１つまたは複数の衛星コマンドアンドコントロール（Ｃ２）プロシージャにマップする変換ＸＭＬドキュメントにアクセスすることと、
    前記衛星と通信可能に接続された衛星Ｃ２システムに前記Ｃ２プロシージャを通信することとを含む、請求項１に記載の方法。
23. 前記少なくとも１つのハードウェアプロセッサを使用して、
    前記衛星ペイロードの現在のステータス、現在の構成、または現在の性能の１つまたは複数を表すために、前記ペイロードモデルを更新することと、
    前記更新されたペイロードモデルをネットワーク計画システムに送信することとをさらに備える、請求項１に記載の方法。
24. 前記ネットワーク計画システムを使用して、前記ペイロードモデル及び、前記ＹＡＮＧデータモデリング言語で定義された、前記１つまたは複数の他のネットワークデバイスのそれぞれのモデルに基づいて、前記衛星ペイロードによって提供される少なくとも１つのサービスを、ネットワーク内の１つまたは複数の他のネットワークデバイスによって提供される少なくとも１つのサービスと調整することをさらに備える、請求項２３に記載の方法。
25. 少なくとも１つのハードウェアプロセッサと、
    前記少なくとも１つのハードウェアプロセッサによって実行されると、先行請求項に記載の方法を実行するように構成される１つまたは複数のソフトウェアモジュールとを備える、システム。
26. その中に記憶された命令を有する非一時的コンピュータ可読媒体であって、前記命令がプロセッサによって実行されると、前記プロセッサは請求項１～２４のいずれか１項に記載の方法を実行する、前記非一時的コンピュータ可読媒体。
27. 少なくとも１つのハードウェアプロセッサを使用して、
    地球を周回する衛星で衛星ペイロードのペイロードモデルを受信することであって、前記ペイロードモデルが、データモデリング言語で定義され、前記ペイロードモデルが、前記衛星ペイロードの構成を表し、前記衛星ペイロードが、１つまたは複数の構成要素を含み、前記構成が、前記１つまたは複数の構成要素のうちの少なくとも１つの設定を指定する、前記受信することと、
    前記ペイロードモデルで表される前記構成に従って前記衛星ペイロードを構成するために、前記ペイロードモデルを１つまたは複数の衛星コマンドに変換することと、
    前記１つまたは複数の衛星コマンドを使用して、前記衛星ペイロードを再構成することとを備える、方法。
    
    

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