JP2023548735A - ビーム形成システム及び衛星の動作モードを切り替える技術 - Google Patents

Abstract

通信衛星の動作モードを切り替えるためのシステム及び方法が記載される。通信衛星は、第１の動作モードに従って動作して、第１のカバレッジエリア内のユーザ端末に通信サービスを提供してもよい（例えば、第１の偏波を有する第１の通信リンクを使用して、ユーザ端末にフォワードリンク通信サービスを提供してもよい）。それに応じて偏向されたフォワードアップリンク信号を通信衛星が第２のカバレッジエリア内のアクセスノード端末から受信してもよく、通信衛星がそれぞれのフォワードダウンリンク信号を第１のカバレッジエリア内のユーザ端末に中継してもよい。場合によっては、第１のカバレッジエリアが第２のカバレッジエリアと地理的に重複してもよい。通信衛星は、（例えば、動的条件に基づいて通信サービスを最適化するために）第２の動作モードを決定してもよく、通信衛星がユーザ端末に通信サービスを提供するために第２の動作モードに切り替わってもよい。【選択図】図４

Description

衛星通信システムなどの無線通信システムは、通信衛星を使用して、音声、映像、及び様々な他のタイプのデータを含む情報がある場所から他の場所に通信され得る手段を提供する。通信衛星は、典型的には、様々な地上のターゲットデバイスと通信するための１つ以上のアンテナアセンブリを含み、これらのデバイスは、地上アクセスノード端末又はユーザ端末を含み、そのいずれもが、（例えば、永久設置場所に設置される、ある固定設置場所から他の場所に移動されるなど）固定式、又は移動式（例えば、車両、ボート、飛行機、ハンドヘルドなど）であり得る。通信衛星のアンテナアセンブリは、ダウンリンク信号（例えば、ユーザ端末へのフォワードリンク信号及びアクセスノードへのリターンリンク信号）を送信し、かつ／又は、アップリンク信号（例えば、アクセスノードからのフォワードリンク信号及びユーザ端末からのリターンリンク信号）を受信するように構成され得る。アンテナアセンブリは、サービスカバレッジエリアと関連付けられてもよく、そのサービスカバレッジエリアの中でデバイスにアンテナアセンブリを介して通信サービスが提供されてもよい。場合によっては、通信衛星は静止衛星であってもよく、その場合、通信衛星の軌道が地球の回転と同期され、地球に対して本質的に静止しているサービスカバレッジエリアを維持してもよい。その他の場合には、通信衛星が軌道を移動する際に、サービスカバレッジエリアを地表上で移動させる異なる軌道（例えば、地球周回軌道）を使用してもよい。

いくつかの通信衛星は、スポットビームのカバレッジエリアを固定された場所に配置してもよい。しかしながら、これらの通信衛星は、スポットビームを移動させてサービスカバレッジエリアへの変更に対応する能力を有していない可能性がある。更に、そのような衛星通信アーキテクチャは、本質的に、サービスカバレッジエリア上に均一に分散された容量を提供する。例えば、スポットビーム当たりの容量は、スポットビーム当たりの割り当てられた帯域幅と強く関連しており、スポットビームごとに予め決められ得、それゆえ柔軟性や設定可能性はほとんど考慮されていない。

これらの衛星通信アーキテクチャは、所望のサービスカバレッジエリアが周知であり、容量の要求がサービスカバレッジエリア上に均一に分散されている場合には価値があり得るが、前述のアーキテクチャの柔軟性の欠如は、特定の用途に対して制限的となる可能性がある。例えば、通信衛星は再タスクされてもよく、又は展開条件（例えば、軌道スロットなど）が変更されてもよい。加えて、衛星通信サービスは、ユーザの要求の変化（例えば、固定ユーザ対モバイルユーザなど）を観察してもよい。ビーム形成などの信号処理技術は、スポットビームの配列又はサービスカバレッジエリアを適合させるいくつかの能力を提供し得るが、サービスカバレッジエリア及びスポットビーム配列の適応に対して更なる柔軟性が望まれ得る。例えば、衛星通信システム及びそれに応じた通信衛星が、ユーザ端末及びアクセスノード端末の位置、通信サービス容量の空間分布、及び通信サービスの容量割り当てなどの要因に基づいて、サービスカバレッジエリアの位置及び寸法を柔軟かつ動的に調整することが望ましい場合がある。加えて、衛星通信システム及びそれに応じた通信衛星が、異なるサービスカバレッジエリア間で通信リソースを柔軟かつ動的に割り当てること、例えば、動的に変化する条件に基づいて、より高いスループットのサービスを異なるカバレッジエリアにシフトすることが望ましい場合がある。

ビーム形成システム及び衛星の動作モードを切り替えるための方法、システム、及びデバイスが記載されている。

通信衛星のアンテナアセンブリは、カバレッジエリア内のデバイスに通信衛星が通信サービスを提供するために使用する一組のアンテナを含んでもよい。場合によっては、通信衛星は、そのアンテナの各々を対応するカバレッジエリアに割り当ててもよく、それにより、アンテナの各々と対応するカバレッジエリアとの間の通信リンクを使用して、カバレッジエリア内のデバイスと信号を送受信してもよい。多くの場合、異なるカバレッジエリアの各々と関連付けられた条件及び要求は、時間の経過と共に変化する可能性がある。したがって、通信衛星は、カバレッジエリアの各々に対して通信サービスを異なって提供し得る複数の異なる動作モードを有するように構成されてもよい。例えば、第１の動作モードは１つのカバレッジエリアのユーザ端末にフォワードリンク及びリターンリンク（又はアップリンク及びダウンリンク）通信サービスを提供してもよく、一方で、第２の動作モードはフォワードリンク（又はダウンリンク）通信サービスのみを提供してもよいが、フォワードリンクサービスを複数のカバレッジエリアのユーザ端末に提供してもよい。加えて、場合によっては、第１のカバレッジエリア及び第２のカバレッジエリアが、少なくとも部分的に重複してもよい。例えば、第１のカバレッジエリア用のフォワードダウンリンク通信リンクと、第２のカバレッジエリア用の別個のフォワードダウンリンク通信リンクとを区別するために、異なるアンテナ偏波（例えば、直交線形偏波、右側円形偏波（ＲＨＣＰ）及び左側円形偏波（ＬＨＣＰ）などの直交円形偏波、又は他の同様の偏波技術）を使用して、通信衛星がそれぞれのカバレッジエリアのユーザ端末と通信してもよい。

したがって、一例では、通信衛星は第１の動作モードに従って動作して、第１のカバレッジエリア内のユーザ端末に対して通信サービスを提供してもよいが、第２のカバレッジエリア内のユーザ端末に対しては提供しなくてもよい。第１の動作モードに従って、通信衛星は第１の偏波を使用して、第１のカバレッジエリア内のユーザ端末にフォワードリンク通信サービスを第１の通信リンクを通じて提供してもよい。場合によっては、第１の動作モードに従って、通信衛星はまた、例えば第２の偏波（例えば、第１の偏波に直交する）を使用して、第１のカバレッジエリア内のユーザ端末に追加の通信リンクを通じてリターンリンク通信サービスを提供してもよい。

この例では、通信衛星は（例えば、コントローラから受信した命令に従って）第１の動作モードとは異なり得る第２の動作モード（例えば、一組の多数の動作モードから）を決定してもよい。例えば、通信衛星は、異なる組のユーザ端末に通信サービスを提供する動作モードに切り替えられてもよい（例えば、第２のカバレッジエリア内のユーザ端末のみに、又は第１のカバレッジエリア内のユーザ端末に加えて）。追加的に又は代替的に、通信衛星は、例えば、第１及び第２のカバレッジエリアのユーザ端末間に、及び／又は、通信リンクと関連付けられた性能特性に基づいて、特定のリソース割り当てを提供するために、第２の動作モードを決定してもよい。

説明される方法及び装置の適用性の更なる範囲は、以下の詳細な説明、特許請求の範囲、及び図面から明らかになるであろう。説明の範囲内の様々な変更及び修正が当業者には明らかとなるので、詳細な説明及び具体例は、単に例示として与えられる。

本開示の実施形態の性質及び利点の更なる理解は、以下の図面を参照することによって実現することができる。添付の図面では、類似の構成要素又は特徴部は、同じ参照ラベルを有することができる。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、同様の構成要素間を区別する第２のラベルを付けることによって区別されてもよい。本明細書では、第１の参照ラベルのみが使用される場合、本説明は、第２の参照ラベルにかかわらず、同じ第１の参照ラベルを有する同様の構成要素のうちのいずれか１つに適用可能である。

図１は、本開示の態様による、ビーム形成システム及び衛星の動作モードの切り替えをサポートする衛星通信システムを図示する。 図２は、本開示の態様による、ビーム形成システム及び衛星の動作モードの切り替えをサポートする例示的なフレーム構造を示す。 図３は、本開示の態様による、ビーム形成システム及び衛星の動作モードの切り替えをサポートする動作モードの表を示す。 図４は、本開示の態様による、ビーム形成システム及び衛星の動作モードの切り替えをサポートする衛星通信システム構成を図示する。 図５は、本開示の態様による、ビーム形成システム及び衛星の動作モードの切り替えをサポートする衛星通信システム構成を図示する。 図６は、本開示の態様による、ビーム形成システム及び衛星の動作モードの切り替えをサポートする衛星通信システム構成を図示する。 図７は、本開示の態様による、ビーム形成システム及び衛星の動作モードの切り替えをサポートする衛星通信システム構成を図示する。 図８は、本開示の態様による、ビーム形成システム及び衛星の動作モードの切り替えをサポートする衛星通信システム構成を図示する。 図９は、本開示の態様による、ビーム形成システム及び衛星の動作モードの切り替えをサポートする衛星通信システム構成を図示する。 図１０は、本開示の態様による、ビーム形成システム及び衛星の動作モードの切り替えをサポートする衛星通信システム構成を図示する。 図１１は、本開示の態様による、ビーム形成システム及び衛星の動作モードの切り替えをサポートするプロセスフローの例を図示する。 図１２は、本開示の態様による、ビーム形成システム及び衛星の動作モードの切り替えをサポートする衛星通信システム構成を図示する。 図１３は、本開示の態様による、ビーム形成システム及び衛星の動作モードの切り替えをサポートする衛星通信システム構成を図示する。 図１４は、本開示の態様による、ビーム形成システム及び衛星の動作モードの切り替えをサポートする衛星通信システム構成を図示する。 図１５は、本開示の態様による、ビーム形成システム及び衛星の動作モードの切り替えをサポートする衛星通信システム構成を図示する。 図１６は、本開示の態様による、ビーム形成システム及び衛星の動作モードの切り替えをサポートする衛星通信システム構成を図示する。 図１７は、本開示の態様による、ビーム形成システム及び衛星の動作モードの切り替えをサポートする衛星通信システム構成を図示する。 図１８は、本開示の態様による、ビーム形成システム及び衛星の動作モードの切り替えをサポートする衛星通信システム構成を図示する。 図１９は、本開示の態様による、ビーム形成システム及び衛星の動作モードの切り替えをサポートする衛星通信システム構成を図示する。 図２０は、本開示の態様による、ビーム形成システム及び衛星の動作モードの切り替えをサポートする衛星通信システム構成を図示する。 図２１は、本開示の態様による、ビーム形成システム及び衛星の動作モードの切り替えをサポートする衛星通信システム構成を図示する。 図２２は、本開示の態様による、ビーム形成システム及び衛星の動作モードの切り替えをサポートする衛星通信システム構成を図示する。 図２３は、本開示の態様による、ビーム形成システム及び衛星の動作モードの切り替えをサポートする衛星通信システム構成を図示する。 図２４は、本開示の態様による、ビーム形成システム及び衛星の動作モードの切り替えをサポートする衛星通信システム構成を図示する。 図２５は、本開示の態様による、ビーム形成システム及び衛星の動作モードの切り替えをサポートする衛星通信システム構成を図示する。 図２６は、本開示の態様による、ビーム形成システム及び衛星の動作モードの切り替えをサポートする衛星通信システム構成を図示する。 図２７は、本開示の態様による、ビーム形成システム及び衛星の動作モードの切り替えをサポートする衛星通信システム構成を図示する。 図２８は、本開示の態様による、ビーム形成システム及び衛星の動作モードの切り替えをサポートする衛星通信システム構成を図示する。 図２９は、本開示の態様による、ビーム形成システム及び衛星の動作モードの切り替えをサポートする衛星通信システム構成を図示する。 図３０は、本開示の態様による、ビーム形成システム及び衛星の動作モードの切り替えをサポートする衛星通信システム構成を図示する。 図３１は、本開示の態様による、ビーム形成システム及び衛星の動作モードの切り替えをサポートする衛星通信システム構成を図示する。 図３２は、本開示の態様による、ビーム形成システム及び衛星の動作モードの切り替えをサポートする回路アーキテクチャの図の例を図示する。 図３３は、本開示の態様による、ビーム形成システム及び衛星の動作モードの切り替えをサポートする回路アーキテクチャの図の例を図示する。 図３４は、本開示の態様による、ビーム形成システム及び衛星の動作モードの切り替えをサポートする通信衛星のブロック図を示す。 図３５は、本開示の態様による、ビーム形成システム及び衛星の動作モードの切り替えをサポートする方法の例のフローチャートを示す。

記載される特徴は、概して、衛星通信システム及び他のビーム形成システムの動作モードを切り替える技術に関する。衛星通信システムにおける通信衛星は、地上のターゲットデバイス（例えば、端末）間で通信サービスを提供するように構成されてもよく、これらのデバイスは、固定式（例えば、永久設置場所に設置され、ある固定設置場所から他の場所に移動されるなどの）又は移動式（例えば、車両、ボート、飛行機、ハンドヘルドなど）であってもよい。通信サービスは、例えば、アクセスノード端末、ユーザ端末などのデバイス間の双方向ネットワークアクセスサービスを含んでもよい。いくつかの実施例では、通信サービスをサポートするために、通信衛星の１つ以上のアンテナアセンブリは、ダウンリンク通信を送信するように（例えば、ユーザ端末及び／又はアクセスノード端末に）アップリンク通信を受信するように（例えば、ユーザ端末及び／又はアクセスノード端末から）又はダウンリンク通信を送信することとアップリンク通信を受信することとの双方を行うように（例えば、トランスポンダとして動作するように）構成されてもよい。

いくつかの実施例では、通信衛星のアンテナアセンブリは、所定のシステムカバレッジ地理（例えば、北米）に渡って所望のスポットビームのカバレッジエリア（例えば、セル）にビーム形成されたスポットビームを向けるために使用され得る、アンテナ給電素子のフェーズドアレイなどの給電アレイアセンブリを含んでもよい。ビーム形成されたスポットビームは、複数のアンテナ給電素子を介しての送信及び／又は受信から形成され、送信及び／又は受信の位相特性及び振幅特性を使用して、ビーム形成されたスポットビームの各々と関連付けられた方向送信及び受信を提供してもよい。いくつかの実施例では、通信衛星はアンテナアセンブリの１つ以上のアンテナのアンテナ素子のアレイを電子的に操縦するためにビーム形成を採用してもよい。いくつかの実施例では、通信衛星はエンドツーエンドビーム形成システムを採用して、エンドツーエンドリレーを経てエンドツーエンドビームを形成し、エンドツーエンドビーム内の信号は複数のアクセスノード端末で送受信され、多数のユーザ端末と通信してもよい。

したがって、エンドツーエンドのビーム形成を使用して通信サービスをサポートするために、通信衛星の１つ以上のアンテナアセンブリは、フォワードリンク通信（例えば、ユーザ端末及び／又はアクセスノード端末からのアップリンク信号）を受信し、フォワードリンク通信（例えば、対応するダウンリンク信号をユーザ端末及び／又はアクセスノード端末に）中継するように構成されてもよい。同様に、エンドツーエンドのビーム形成サービスの場合、通信衛星の１つ以上のアンテナアセンブリはリターンリンク通信（例えば、ユーザ端末及び／又はアクセスノード端末からのリターンアップリンク信号）を受信するように、かつ、リターンリンク通信（例えば、対応するリターンダウンリンク信号をユーザ端末及び／又はアクセスノード端末に）を中継するように構成されてもよい。

アクセスノード端末及びユーザ端末は、１つ以上のカバレッジエリア間に分散されてもよい。一実施例では、アンテナアセンブリは、３つのアンテナ（例えば、本明細書においてＲ１、Ｒ２、及びＲ３と称される３つのアンテナ）を含んでもよく、通信衛星はそれらを使用して、アンテナの各々と関連するそれぞれの通信リンクを通じて送信される信号を介して、それぞれのカバレッジエリア（例えば、３つのカバレッジエリアのうちの１つ）のうちの１つ以上の中に配置されたデバイス（例えば、アクセスノード端末及びユーザ端末）に通信サービスを提供してもよい。各アンテナは、例えば、給電素子の直接放射型アレイ（ＤＲＡ）であってもよく、又は給電アレイに信号エネルギーを反射するための反射器を含んでもよい。

場合によっては、通信衛星はそれぞれ１つのアンテナを使用して、カバレッジエリア内のデバイスに信号を送受信し得るように、アンテナの各々は対応するカバレッジエリアと関連付けられてもよい。例えば、通信衛星は第１のアンテナを介して信号を通信して、第１の通信リンクを使用して第１のカバレッジエリアに配置されたデバイス（例えば、ユーザ端末）に通信サービスを提供してもよく、第１の通信リンクを使用して信号を通信することは、デバイスにフォワードダウンリンク信号を送信することと、デバイスからリターンアップリンク信号を受信することと、を含んでもよい。加えて、通信衛星は第２のアンテナを介して信号を通信して、第２の通信リンクを使用して第２のカバレッジエリアに配置されたデバイス（例えば、ユーザ端末）に通信サービスを提供してもよく、第２の通信リンクを使用して信号を通信することは、デバイスにフォワードダウンリンク信号を送信することと、デバイスからリターンアップリンク信号を受信することと、を含んでもよい。加えて、通信衛星は第３のアンテナを介して信号を通信して、第３の通信リンクを使用して第３のカバレッジエリアに配置されたデバイス（例えば、アクセスノード端末）に通信サービスを提供してもよく、第３の通信リンクを使用して信号を通信することは、デバイスからフォワードアップリンク信号を受信することと、デバイスにリターンダウンリンク信号を送信することと、を含んでもよい。

場合によっては、異なるカバレッジエリアの各々との通信と関連付けられた条件（例えば、物理的な場所のネットワーク条件、干渉に関する環境条件、例えば、など）及び要求（例えば、ユーザ端末から）は経時的に変化してもよい。本明細書に記載された技術によれば、通信衛星は、他のモードと比較して、関連する利点及び欠点を提供する異なる特性を有する複数の異なる動作モードを有するように構成されてもよい。例えば、１つの動作モードは１つのカバレッジエリアのユーザ端末にフォワードリンク及びリターンリンク（又はアップリンク及びダウンリンク）通信サービスを提供してもよく、その一方で、他の動作モードはフォワードリンク（又はダウンリンク）通信サービスのみを提供してもよいが、フォワードリンクサービスを複数のカバレッジエリアのユーザ端末に提供してもよい。追加的に又は代替的に、いくつかの動作モードは、例えば、特定のカバレッジエリアに対してより大きな帯域幅を提供してもよく、他の動作モードがより高い信頼性を提供してもよい。異なる状況に対してこれらの動作モードのうちの異なるものを選択することによって、本明細書に記載の技術は、通信衛星がその動作を動的かつ柔軟に適応させて、動的に（例えば、急速に）変化する条件及び要求に基づいて通信サービスをより効率的に提供することを可能にし得る。それゆえ、通信衛星は、モードの組み合わせに従って、複数のカバレッジエリアの集合エリア上にサービスを提供してもよく、モードのパターンは、定期的に繰り返されてもよく、又は動的に変化してもよい。

加えて、場合によっては、第１のカバレッジエリア及び第２のカバレッジエリアは、少なくとも部分的に重複してもよい。通信リンクを通じて通信される信号を区別するために、例えば、第１のカバレッジエリア用のフォワードダウンリンク通信リンク及び第２のカバレッジエリア用の別個のフォワードダウンリンク通信リンクのために、通信衛星は異なるアンテナ偏波（例えば、異なる偏波状態）を使用して、それぞれのカバレッジエリアのユーザ端末と通信してもよい。例えば、通信衛星は、第１の偏波を使用して１つの通信リンクを通じて、かつ、第１の偏波に直交し得る第２の偏波（例えば、直交線形偏波、右側円形偏波（ＲＨＣＰ）及び左側円形偏波（ＬＨＣＰ）などの直交円形偏波、又は他の同様の偏波技法）を使用して別の通信リンクを通じて通信してもよい。異なる動作モードはまた、通信リンクの異なるそれぞれの組み合わせに対して異なる偏波の使用を提供してもよい。

本明細書に記載された技術によれば、通信衛星は第１の動作モードに従って動作してもよく、一定の時間（例えば、構成されたフレーム構造のスロット及び／又はフレームの数）の後に通信衛星が（例えば、第１の動作モードとは異なるか、又は、異ならない）第２の動作モードに従って動作してもよい。例えば、通信衛星用のコントローラ（例えば、通信衛星に搭載され得るか、又は地上用であり、制御リンクを介して通信衛星にコマンドを提供し得る）は、通信衛星を介して異なる組のユーザ端末（例えば、第２のカバレッジエリア内のユーザ端末のみ、又は第１のカバレッジエリア内のユーザ端末に加えて）に通信サービスを提供するために第２の動作モードに切り替わることを決定してもよい。追加的に又は代替的に、第２の動作モードは第１のカバレッジエリア及び第２のカバレッジエリアのユーザ端末の間で特定のリソースの割り当てを提供してもよい（例えば、一方のカバレッジエリアのユーザ端末に他方のカバレッジエリアに比べてより大きなスループットを提供するために）。追加的に又は代替的に、第２の動作モードは通信リンクと関連付けられた性能特性に基づいて選択され得る（例えば、信号品質を低下させる可能性のある干渉を導入しながらスループットを増加させる動作モードが選択されてもよい（又はその逆））。

場合によっては、通信衛星は、特定の期間の１つの動作モードに従って、例えば、構成されたフレーム構造の構成されたパターン又はスロット又はフレームの数に従って動作してもよい。いくつかの実施例では、通信衛星は、例えば、本明細書で説明される考慮事項のいずれかに従って（例えば、コントローラから受信した命令に従って）、所与のフレーム構造に従って動作するスロットの数を決定してもよい。他の実施例では、通信衛星は、シーケンス内の動作モードの各々に対して、いくつかの動作モード及び対応するスロット数の持続時間を含むシーケンスを決定してもよい。場合によっては、シーケンスは、特定の既知の条件に従って通信サービスを提供するように構成又は事前構成されてもよく、かつ／又はシーケンスは、制御信号で通信衛星に指示されてもよい。

場合によっては、コントローラは動作モードを切り替えるための動的切り替えイベントを識別してもよく、それに対応して、動的切り替えイベントの発生を判定してもよい。例えば、コントローラは、特定の信号品質メトリック（例えば、信号対雑音比（ＳＮＲ）、信号対干渉対雑音比（ＳＩＮＲ）、有効等方性放射電力（ＥＩＲＰ）など）などの性能特性が、そのようなスイッチを実行するための対応する閾値を満たしていると判定してもよい。場合によっては、異なる信号品質メトリックに対応する様々な閾値が構成されてもよく、又は事前に構成されてもよく、通信衛星に示されてもよく（例えば、制御信号を介して）、又は、コントローラは他の状況要因に従って閾値を決定してもよい（例えば、時刻、ユーザの要求などの要因に基づいて、又は、数式などに従って決定され得る）。例えば、コントローラは、信号品質メトリックが所望の信号品質ターゲットを下回っていると判定してもよく、それに応じて、コントローラは通信衛星を第２の動作モードに切り替えて、例えば、より高い信号品質を有するが、スループットのためのより低い上限を有し得る通信サービスを提供してもよい。

本明細書に記載の技術によれば、通信衛星は、状況のそれぞれの特性に従って、異なる状況に対して異なる動作モードに従って動作してもよい。例えば、特定の動作モードは、特定のカバレッジエリアに比較的高いチャネル容量を提供してもよく、それゆえ特定の状況でそのカバレッジエリアに比較的高いスループットを提供するために使用されてもよい。他の状況では、異なるカバレッジエリア間により大きなチャネルダイバーシティを有するより低いスループットを提供すること、及び／又は、より多くの若しくはより少ない数のカバレッジエリアに通信サービスを同時に提供することが望ましい場合がある。したがって、通信衛星は、例えば、異なる状況でこれらの特性を最適化するために、動作モード間で切り替わるように構成されてもよい。場合によっては、コントローラは、例えば、カバレッジエリアの各々からのサービスに対する要求、カバレッジエリアの各々に対応するアンテナと関連付けられた電力ゲイン（及び／又は他の性能メトリック）、固定干渉条件及び／又は動的干渉条件（例えば、天候及び環境条件、通信衛星の位置等）、並びに本明細書に提供される他の同様の技術及び考慮事項に基づいて、第１のカバレッジエリア、第２のカバレッジエリア、及び第３のカバレッジエリア内の各々のデバイスへのスループットを最大化し得るように使用される動作モードのタイミング又は周波数並びに特定の動作モードを決定してもよい。

本説明は、実施例を提供し、本明細書で説明される原理の実施形態の範囲、適用性、又は構成を制限することを意図するものではない。むしろ、以下の説明は、本明細書で説明される原理の実施形態を実施するのを可能にする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おいて様々な変更が行われてもよい。

したがって、様々な実施形態は、適宜、様々な手順又は構成要素を省略、置換、又は追加してもよい。例えば、方法は、説明されるものとは異なる順序で実行されてもよく、様々なステップが追加され、省略され、又は組み合わされてもよいことを理解されたい。また、特定の実施形態に関して説明される態様及び要素は、様々な他の実施形態において組み合わされてもよい。また、以下のシステム、方法、デバイス、及びソフトウェアが個別に又は集合的により大きいシステムの構成要素であってもよく、そのシステムで他の手順がそれらの用途を優先するか、又は用途を修正してもよいことを理解されたい。

図１は、本開示の態様による、ビーム形成システム及び衛星の動作モードの切り替えをサポートする衛星通信システム１００を図示する。衛星通信システム１００は、空間セグメント及び地上セグメントを含むいくつかのネットワークアーキテクチャを使用してもよい。空間セグメントは、１つ以上の通信衛星１０５を含んでもよい。地上セグメントは、１つ以上のユーザ端末１５０と、１つ以上のアクセスノード端末１６０（例えば、ゲートウェイ端末を含む、又は代替的に、単に「ゲートウェイ」と称される場合もある）と、１つ以上のネットワークデバイス１７０（例えば、ネットワーク運用センター（ＮＯＣ）と、衛星及びゲートウェイ端末コマンドセンターとを含む）と、を含んでもよい。ネットワークデバイス１７０は、衛星１０５の制御のためのコマンドを決定し得るコントローラ１７５を含んでもよい。地上区間のデバイスは、場合によっては、地上局と称され得る。単純化するために、図１の衛星通信システム１００の例には、１つのユーザ端末１５０、１つのアクセスノード端末１６０などのみが示されているが、衛星通信システム１００には、多くのそのようなデバイスが典型的に存在する。衛星通信システム１００の１つ以上の端末（例えば、アクセスノード端末１６０）は、例えば、メッシュネットワーク、スターネットワークなどを介して、相互に、及び／又は１つ以上のネットワーク１８０に接続されてもよい。

通信衛星１０５は、１つ以上のアクセスノード端末１６０及び１つ以上のユーザ端末１５０との無線通信のために構成される任意の好適なタイプの通信衛星であってもよい。いくつかの実施例では、通信衛星１０５は静止軌道に展開されてもよく、それにより、地上のデバイスに対するその軌道位置が比較的固定されているか、又は動作許容範囲又は他の軌道ウインドウ（例えば、軌道スロット内で）内で固定されてもよい。他の実施例では、通信衛星１０５は、任意の適切な軌道（例えば、低地球軌道（ＬＥＯ）、中地球軌道（ＭＥＯ）など）で動作してもよい。いくつかの実施例では、通信衛星１０５は、軌道スロット展開が決定される前に通信衛星１０５が設計されている場合、通信衛星１０５が可能な軌道位置の範囲内の異なる位置に展開され得る場合（例えば、軌道位置の範囲を有する軌道スロットに展開され得る場合、異なる軌道スロットの組のうちの１つなど）及び／若しくは異なる軌道経路の範囲に展開され得る場合、並びに／又は、通信衛星１０５が、展開後に、以前に不確実又は意図しない軌道位置及び／又は軌道経路で経時的にドリフトし得る場合など、不確実な軌道位置を有する可能性がある。様々な実施例では、通信衛星１０５は再タスクされ得る（例えば、異なる静止軌道スロットに移動され、異なるＬＥＯ又はＭＥＯ軌道経路などに調整され得る）。追加的に又は代替的に、通信衛星１０５は、軌道修正又は再タスクを実行するためのコマンドを（例えば、コントローラ１７５から）受信してもよい。多くの実施例は、衛星通信システム１００などの衛星のコンテキストにおいて本開示全体を通して説明されるが、そのような実施例は、衛星に限定されることを意図するものではない。他の実装態様では、任意の他の好適な無線デバイスがほぼ同等の様式で使用され、動作されてもよい。

ユーザ端末１５０は、通信衛星１０５と信号を通信するように構成された（例えば、固定端末（例えば、地上の固定端末）及びボート、航空機、地上ベースの車両、ハンドヘルド端末などの移動端末を含む）任意の数のデバイスを含んでもよい。ユーザ端末１５０（又は任意の数のユーザ端末１５０）は、１つ以上のアクセスノード端末１６０を介して通信することを含み得る通信衛星１０５を介して、１つ以上のネットワークデバイス１７０、又は１つ以上のネットワーク１８０と関連付けられたいくつかの他のデバイス又は分散サーバなどの宛先デバイスにデータ及び情報を通信してもよい。ユーザ端末１５０は、様々な物理層伝送変調及び符号化技術に従って信号を通信してもよく、例えば、物理層伝送変調及び符号化技術は、衛星によるデジタルビデオ放送（ＤＶＢ－Ｓ２）、ＧＥＯモバイル無線（ＧＭＲ）、ブロードバンドサテライトマルチメディア（ＢＳＭ）、衛星ユニバーサルモバイルテレコミュニケーションサービス（Ｓ－ＵＭＴＳ）、衛星デジタル無線（ＳＤＲ）、及びデータオーバーケーブルサービスインターフェース仕様（ＤＯＣＳＩＳ）規格で定義されるものを含む。

ユーザ端末１５０は、通信衛星１０５からフォワードダウンリンク信号１１７を受信するために、かつ／又は通信衛星１０５にリターンアップリンク信号１１８を送信するために構成されたユーザ端末アンテナ１５２を含んでもよい。それゆえ、ユーザ端末１５０は、通信衛星１０５との一方向及び／又は双方向通信用に構成されてもよい。いくつかの実施例では、ユーザ端末アンテナ１５２は方向性であってもよい。例えば、ユーザ端末アンテナ１５２は、一次軸（例えば、アンテナボアサイト方向）に沿ったピークゲインを有してもよく、これは、集束及び／若しくは反射素子の固定構成によって、並びに／又は電子的に構成可能なビーム形成によって提供されてもよい。

ユーザ端末１５０のユーザ端末アンテナ１５２は、ユーザ端末アンテナアセンブリ１５３の一部であってもよく、これはまた、衛星端末アンテナを取り付けるための様々なハードウェアを含んでもよい。また、ユーザ端末アンテナアセンブリ１５３は、ユーザ端末アンテナ１５２とユーザ端末１５０のユーザ端末受信器１５８との間で通信される無線周波数（ＲＦ）衛星通信信号（例えば、フォワードダウンリンク信号１１７及び／又はリターンアップリンク信号１１８）とユーザ端末通信信号１５７とを変換（例えば、周波数変換、変調／復調、多重化／多重解除、フィルタリング、転送などを実行）する回路及び／又はプロセッサを含んでもよい。そのような回路、プロセッサ、及び／又は他の構成要素は、送信及び受信統合アセンブリ（ＴＲＩＡ）とも称され得るアンテナ通信アセンブリに含まれてもよい。

追加的又は代替的に、ユーザ端末受信器１５８は、様々なＲＦ、中間周波数（ＩＦ）、及び／又はベースバンド信号動作（例えば、受信、周波数変換の実行、変調／復調、多重化／復元など）を実行するための回路及び／又はプロセッサを含んでもよい。ユーザ端末アンテナアセンブリ１５３は、衛星屋外ユニット（ＯＤＵ）としても知られてもよく、ユーザ端末受信器１５８が衛星屋内ユニット（ＩＤＵ）としても知られてもよい。いくつかの実施例では、ユーザ端末１５０のユーザ端末アンテナ１５２及びユーザ端末受信器１５８は（例えば、一緒に）非常に小さい開口端末（ＶＳＡＴ）であってもよく、ここで、例えば、ユーザ端末アンテナ１５２が直径約０．６メートルを測定してもよく、約２ワット（Ｗ）の電力を使用して通信する能力を有してもよい。他の実施形態では、様々な他のタイプのユーザ端末アンテナ１５２をユーザ端末１５０で使用して、フォワードダウンリンク信号１１７及びリターンアップリンク信号１１８を通信衛星１０５と通信してもよい。場合によっては、カバレッジエリア１１５内のユーザ端末１５０の各々は、単一のユーザ端末であってもよく、若しくは代替的に、複数のユーザ端末１５０に結合されたハブ又はルータ（図示せず）であってもよい。

ユーザ端末１５０は、有線又は無線接続１９１を介して民生用構内設備（ＣＰＥ）１９０（又は複数のＣＰＥ１９０）と接続されてもよく、ユーザ端末１５０が衛星通信システム１００を介してＣＰＥ１９０にネットワークアクセスサービス（例えば、インターネットアクセスなど）及び／又は他の通信サービス（例えば、放送メディアなど）を提供してもよい。ＣＰＥ１９０は、コンピュータ、ローカルエリアネットワーク、インターネット機器、無線ネットワーク、携帯電話、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、他のハンドヘルドデバイス、ネットブック、ノートブックコンピュータ、タブレットコンピュータ、ラップトップ、ディスプレイデバイス（例えば、テレビ、コンピュータモニタなど）、プリンタなどのようなユーザデバイスを含み得るが、これらに限定されない。ＣＰＥ１９０はまた、ルータ、ファイアウォール、スイッチ、プライベート分岐交換（ＰＢＸ）、ボイスオーバーインターネットプロトコル（ＶｏＩＰ）ゲートウェイなどを含む、加入者の敷地内に配置された任意の機器を含んでもよい。いくつかの実施例では、ユーザ端末１５０は、通信衛星１０５及びアクセスノード端末１６０を介してＣＰＥ１９０とネットワーク１８０との間の双方向通信を提供してもよい。

いくつかの実施例では、通信衛星１０５は、フェーズドアレイアンテナアセンブリ、フェーズドアレイフィード反射器（ＰＡＦＲ）アンテナ、又は通信サービスの信号の送信及び／又は受信に使用される任意の他の機構であり得るアンテナアセンブリ１０６を含んでもよい。代替的には、通信衛星１０５は、オンボードビーム形成（ＯＢＢＦ）を採用して、アンテナ素子のアレイ、例えば、ビーム当たりフェーズドアレイマルチフィード（ＭＦＰＢ）ＯＢＢＦ機能を有する通信衛星１０５を電子的に操縦してもよい。他の実施例では、衛星通信システム１００はエンドツーエンドビーム形成を採用して、エンドツーエンドリレー（例えば、通信衛星１０５）を通じてエンドツーエンドビームを形成してもよく、エンドツーエンドビーム内の信号が多数のユーザ端末１５０と通信するために、複数のアクセスノード端末１６０で送信及び受信されてもよい。

図１の衛星通信システム１００の例に示されるように、アンテナアセンブリ１０６は、それぞれのビーム（例えば、本明細書で一般に言及される通信リンク）を通じて送信される信号を介して各々のカバレッジエリアに通信サービスを提供するために、３つのアンテナ（例えば、反射器アンテナ）を含む。例えば、通信衛星１０５は、第１のカバレッジエリア１１５を照射し得る第１のアンテナ１１０と、第２のカバレッジエリア（図示せず）を照射し得る第２のアンテナ１２０と、第３のカバレッジエリア１３５を照射し得る第３のアンテナ１３０と、を介して信号を通信してもよい。通信衛星１０５は、第１の通信リンク１１６を使用して第１のカバレッジエリア１１５に配置されたデバイス（例えば、１つ以上のユーザ端末１５０）に通信サービスを提供してもよく、第１の通信リンク１１６を使用して通信される信号は、第１のカバレッジエリア１１５内のデバイスに送信されるフォワードダウンリンク信号１１７と、第１のカバレッジエリア１１５内のデバイスから受信されたリターンアップリンク信号１１８と、を含んでもよい。加えて、通信衛星１０５は、第２の通信リンク（図示せず）を使用して第２のカバレッジエリアに配置されたデバイス（例えば、１つ以上のユーザ端末１５０）に通信サービスを提供するために第２のアンテナ１２０を介して信号を通信してもよく、第２の通信リンクを使用して通信される信号は、第２のカバレッジエリア内のデバイスに送信されるフォワードダウンリンク信号と、第２のカバレッジエリア内のデバイスから受信されたリターンアップリンク信号と、を含んでもよい。同様に、通信衛星１０５は、第３の通信リンク１３６を使用して第３のカバレッジエリア１３５に配置されたデバイス（例えば、１つ以上のアクセスノード端末１６０）に通信サービスを提供するために第３のアンテナ１３０を介して信号を通信してもよく、第３の通信リンク１３６を使用して通信された信号は、第３のカバレッジエリア１３５のデバイスから受信されたフォワードアップリンク信号１３７と、第３のカバレッジエリア１３５のデバイスに送信されたリターンダウンリンク信号１３８と、を含んでもよい。

衛星カバレッジエリアは、広義的には、地上の地球局又はユーザ端末１５０などの地球送信源又は地球受信器のいずれかが、通信衛星１０５を通じてそこへ通信し得るエリア及び／又はそこから通信し得るエリアとして定義され得る。いくつかの衛星通信システム１００では、各それぞれのリンクに対してのカバレッジエリア（例えば、フォワードアップリンクカバレッジエリア、フォワードダウンリンクカバレッジエリア、リターンアップリンクカバレッジエリア、及びリターンダウンリンクカバレッジエリア）が相互に相違してもよい。

衛星カバレッジエリアは、サービス内（サービス軌道内）にある通信衛星１０５に対してのみアクティブであってもよいが、通信衛星１０５は、地球に対する衛星の相対的な位置とは独立した対応する衛星アンテナパターンを有すると考えられてもよい。すなわち、衛星アンテナパターンは、例えば、衛星のアンテナから送信されるか、又は衛星のアンテナによって受信されるかのいずれかである衛星のアンテナから送信されるエネルギーの分布パターンである（例えば、図１を参照して、通信衛星１０５の各反射器を介して）。衛星のアンテナは、例えば、衛星がサービス軌道にあるときに、衛星アンテナパターンに従って特定の衛星カバレッジエリアを照射（すなわち、送信及び／又は受信）してもよい。衛星カバレッジエリアは、衛星アンテナパターン、衛星が設計された軌道位置及び姿勢、所与のアンテナゲイン閾値、及び／又は他の同様のパラメータによって規定されてもよい。一般に、（特定の有効アンテナゲイン、例えばピークゲインから３デシベル（ｄＢ）、４ｄＢ、６ｄＢ、１０ｄＢでの）アンテナパターンと特定の物理的関心領域（例えば、地表又はその近くのエリア）との交点が、アンテナのカバレッジエリアを規定する。アンテナは、特定のアンテナパターン（及び／又はカバレッジエリア）を提供するように設計されてもよく、例えば、アンテナパターンは、計算上で（例えば、分析又はシミュレーションによって）決定されてもよく、及び／又は実験上で（例えば、アンテナテスト範囲上で、又は実際に使用して）測定されてもよい。

本明細書に記載されるように、通信衛星１０５の第１のアンテナ１１０は、第１のカバレッジエリア１１５内に配置されたユーザ端末１５０又は他のデバイスに通信サービスを提供してもよい。場合によっては、第１のカバレッジエリア１１５は比較的大きくてもよく、例えば、通信衛星１０５の視点から、１つ以上の大陸部分又は地球の可視部分全体を網羅してもよい。通信衛星１０５の第２のアンテナ１２０は、第２のカバレッジエリア（図示せず）内に配置されたユーザ端末１５０又は他のデバイスに通信サービスを提供してもよい。場合によっては、第２のカバレッジエリアは、第１のカバレッジエリアよりも小さいが、例えば、比較的高い要求を有する地球の領域（例えば、人口密度の高いユーザ端末１５０の地理的エリア）を網羅するエリアであってもよい。通信衛星１０５の第３のアンテナ１３０は、第３のカバレッジエリア１３５内に配置されたアクセスノード端末１６０、ユーザ端末１５０、及び／又は他のデバイスにアクセスするための通信サービスを提供してもよい。場合によっては、本明細書で更に記載されるように、第３のカバレッジエリア１３５は比較的多数のアクセスノード端末１６０のために指定されたエリアであってもよい。場合によっては、通信衛星１０５は、本明細書で説明される技術が同様に実装されてもよい、更なるカバレッジエリア内に配置されたデバイスに通信サービスを提供し得る追加のアンテナ（例えば、反射器）を含んでもよい。代替の実装態様では、通信衛星１０５のアンテナアセンブリ１０６は２つのアンテナのみを含んでもよく、本明細書に記載される技術が２つのアンテナの動作モードを切り替えるために同様に実装されてもよい。

いくつかの実施例では、異なるカバレッジエリア間にいくつかの重複があってもよい。例えば、図１の衛星通信システム１００の例に示されるように、第１のカバレッジエリア１１５は第３のカバレッジエリア１３５と完全に重複する。同様に、いくつかの実施例では、第１のカバレッジエリア１１５は第２のカバレッジエリア（図示せず）と部分的又は完全に重複してもよい。場合によっては、多色パターン（例えば、２色、３色、又は４色の再利用パターン）が使用されてもよい。４色パターンの例では、カバレッジエリアは複数のユーザビームカバレッジエリアに分割されてもよく、各ユーザビームカバレッジエリアはユーザビームと関連付けられている。各ユーザビームには、周波数（例えば、周波数範囲又は１つ以上のチャネル）及び／又はアンテナ偏波（例えば、直交線形偏波、ＲＨＣＰ、ＬＨＣＰ、又は他の同様の偏波技術）の固有の組み合わせを個別に割り当ててもよい。したがって、これらの技術は、異なるユーザビーム上で送信される信号間の相互干渉の量を相対的に低減し得る。次いで、周波数及びアンテナ偏波のこれらの組み合わせは、繰り返しの「４色」再利用パターンで再利用されてもよく、ここで、周波数範囲及び偏波の組み合わせと関連付けられたユーザビームカバレッジエリアは重複しなくてもよい。場合によっては、所望の通信容量が単一の色を使用することによって達成されてもよい。場合によっては、通信リンク間の時間の共有及び／又は他の干渉緩和技術をほぼ同等の目的に使用することができる。

アクセスノード端末１６０（又は第３のカバレッジエリア１３５内の任意の数のアクセスノード端末１６０）は、例えば、第３のアンテナ１３０を介して、それぞれ、通信衛星１０５にフォワードアップリンク信号１３７を送信し、通信衛星１０５からリターンダウンリンク信号１８３を受信してもよい。アクセスノード端末１６０は、地上局、ゲートウェイ、ゲートウェイ端末、衛星アクセスノード、又はハブとしても知られ得る。アクセスノード端末１６０は、アクセスノード端末アンテナシステム１６１と、アクセスノード受信器１６２と、を含んでもよい。アクセスノード端末アンテナシステム１６１は、双方向通信が可能であり、通信衛星１０５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て設計され得る。一実施形態では、アクセスノード端末アンテナシステム１６１は、通信衛星１０５の方向において比較的高い指向性及び他の方向において比較的低い指向性を有する放物線反射器を含んでもよい。アクセスノード端末アンテナシステム１６１は、直交偏波間の高いアイソレーション、動作周波数帯域における高効率性、低ノイズ性などのような特徴をサポートするように（例えば、１つ以上の構成を介して）構成されてもよい。

場合によっては、アクセスノード端末１６０は、ユーザ端末１５０又は第１のカバレッジエリア１１５内のユーザ端末１５０への通信トラフィックをスケジュールしてもよい。代替的には、衛星通信システム１００の他のデバイスがこのスケジューリングを行ってもよい（例えば、１つ以上のＮＯＣ及び／又は１つ以上のゲートウェイコマンドセンタなどを含み得る１つ以上のネットワークデバイス１７０で）。図１の衛星通信システム１００の例は１つのアクセスノード端末１６０を示しているが、代替的な実施形態が任意の数のアクセスノード端末１６０を含んでもよく、各アクセスノード端末１６０は他の端末の各々に、及び／又はネットワーク１８０（又はネットワーク１８０のうちの１つ以上）に結合されてもよい。

いくつかの衛星通信システム１００は、通信のために比較的限られた量の利用可能な周波数スペクトルを使用し、かつ／又はアクセスしてもよい。場合によっては、アクセスノード端末１６０と通信衛星１０５との間の通信リンクは、通信衛星１０５とユーザ端末１５０との間の信号を通信するために、重複する（例えば、同一の）、部分的に重複する、又は重複しない（例えば、異なる）組の周波数リソースを使用してもよい。場合によっては、アクセスノード端末１６０は、ユーザ端末１５０のカバレッジエリアと少なくとも部分的に重複（又は、例えば、完全に重複）するカバレッジエリアに配置されてもよい。例えば、図１に示されるように、ユーザ端末１５０を含む第１のカバレッジエリア１１５は、アクセスノード端末１６０を含む第３のカバレッジエリアと完全に重複してもよい。追加的に又は代替的に、アクセスノード端末１６０は、例えば、通信衛星１０５と通信するための同一の又は一部が同一の周波数リソースの再利用を容易にするために、ユーザ端末１５０から遠隔に配置されてもよい。

アクセスノード端末１６０は、ネットワーク１８０（又はネットワーク１８０）と通信衛星１０５との間のインターフェースを提供してもよい。アクセスノード端末１６０は、ネットワーク１８０と第１のカバレッジエリア１１５内のユーザ端末１５０との間で指示されるデータ及び情報を受信するように構成され、それぞれのユーザ端末１５０に配信されるデータ及び情報をフォーマットしてもよい。同様に、アクセスノード端末１６０は、例えば、１つ以上のネットワーク１８０を介してアクセス可能な宛先に向かうように、アクセスノード端末１６０のための通信衛星を介して、通信衛星１０５から（例えば、１つ以上のそれぞれのユーザ端末１５０から）信号を受信するように構成されてもよい。また、アクセスノード端末１６０は、ネットワーク１８０上で送信するために受信信号をフォーマットしてもよい。

異なる実装態様において、ネットワーク１８０は、任意のタイプのネットワークであってもよく、例えば、インターネット、インターネットプロトコル（ＩＰ）ネットワーク、イントラネット、広域ネットワーク（ＷＡＮ）、メトロポリタンエリアネットワーク（ＭＡＮ）、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、仮想プライベートネットワーク（ＶＰＮ）、仮想ＬＡＮ（ＶＬＡＮ）、光ファイバーネットワーク、ハイブリッド光ファイバー同軸ネットワーク、ケーブルネットワーク、公衆交換電話ネットワーク（ＰＳＴＮ）、公衆交換データネットワーク（ＰＳＤＮ）、公衆陸上移動ネットワーク、及び／又は本明細書に記載されるように、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んでもよい。ネットワーク１８０は、有線及び／又は無線接続、並びに光リンクを含んでもよく、第３のカバレッジエリア１３５内のアクセスノード端末１６０を相互に接続して、アクセスノード端末１６０と通信衛星１０５との間の通信を容易にし得る。

場合によっては、１つ以上のネットワークデバイス１７０はアクセスノード端末１６０に結合されてもよく、衛星通信システム１００の態様を制御してもよい。場合によっては、ネットワークデバイス１７０のうちの１つ以上は、アクセスノード端末１６０に比較的近い物理的近接部に共同配置されてもよく、又はそうでなければ配置されてもよい。代替的に、ネットワークデバイス１７０のうちの１つ以上は、例えば、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１６０及び／又はネットワーク１８０と通信する遠隔地に配置されてもよい。場合によっては、ネットワークデバイスはコントローラ１７５を含んでもよい。

アクセスノード端末１６０は、１つ以上のネットワークデバイス１７０及び／又は１つ以上のネットワーク１８０からフォワードデータを受信し、（例えば、モデムを使用して）受信データを変調し、その変調されたデータを含むフォワードアップリンク信号１３７を第３の通信リンク１３６を使用して通信衛星１０５に送信してもよい（これは、フィーダリンク、フォワードフィーダアップリンクなどの使用としても称され得る）。通信衛星１０５は、第１の通信リンク１１６を使用して、この転送データをユーザ端末１５０に中継してもよい（これは、フォワードユーザダウンリンク、フォワードサービスダウンリンクなどの使用としても称され得る）。場合によっては、アクセスノード端末１６０からのフォワード方向通信は、ユーザ端末１５０のうちのいくつかを意図している（例えば、情報は、ユーザ端末１５０へのマルチキャストである）。場合によっては、アクセスノード端末１６０からのフォワード通信は、第１のカバレッジエリア１１５内の１つのユーザ端末１５０（例えば、特定のユーザ端末１５０へのユニキャスト）又はユーザ端末１５０のサブセットのみを意図してもよい。

ユーザ端末１５０は、例えば、第１の通信リンク１１６を使用して（例えば、第１のカバレッジエリア１１５を照射する）リターンアップリンク信号１１８を介して、リターンユーザアップリンク（リターンサービスアップリンクとも呼ばれる）上で通信衛星１０５にリターンデータを送信してもよい。通信衛星１０５は、例えば、第３の通信リンク１３６を使用したリターンダウンリンク信号１３８を介して、リターンデータをリターンフィーダダウンリンク上のアクセスノード端末１６０に中継してもよい。場合によっては、アクセスノード端末１６０のうちの１つ以上に近接しているか、又はそれと同一の場所にあるフィーダリンクモデムがリターンデータを復調してもよく、次いで、リターンデータが１つ以上のネットワークデバイス１７０及び／又は１つ以上のネットワーク１８０に転送されてもよい。このリターンリンク機能は、一般に、いくつかのユーザ端末１５０によって共有されてもよい。

通信衛星１０５は、第３のカバレッジエリア１３５に配置された１つ以上のアクセスノード端末１６０からフォワードアップリンク信号１３７を受信し、対応するフォワードダウンリンク信号１１７を第１のカバレッジエリア１１５に配置された１つ以上のユーザ端末１５０に提供してもよい。また、通信衛星１０５は、第１のカバレッジエリア１１５に配置された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１１８を受信し、対応するリターンダウンリンク信号１３８を第３のカバレッジエリア１３５に配置された１つ以上のアクセスノード端末１６０に転送してもよい。通信衛星１０５は、様々な物理層伝送変調及び符号化技術（例えば、適応符号化及び変調（ＡＣＭ）など）を使用して、アクセスノード端末１６０とユーザ端末１５０との間で信号を通信してもよい。

いくつかの実施形態では、多重周波数時分割多重アクセス（ＭＦ－ＴＤＭＡ）スキームがフォワードアップリンク信号１３７及びリターンアップリンク信号１１８に使用されてもよく、ユーザ端末１５０間で容量を割り当てる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が可能となる。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された様式で割り当てられてもよく、又は代替的には、動的な方式で割り当てられてもよい。また、時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）スキームが各周波数チャネルにおいて採用されてもよい。このスキームでは、各周波数チャネルは（例えば、特定のユーザ端末１５０への）接続に割り当てられ得るいくつかのタイムスロットに分割されてもよい。他の実施形態では、フォワードアップリンク信号１３７及びリターンアップリンク信号１１８のうちの１つ以上は、周波数分割多重アクセス（ＦＤＭＡ）、直交周波数分割多重アクセス（ＯＦＤＭＡ）、符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）、又は任意の数のハイブリッド若しくは当該技術分野で既知の他のスキームなどの他のスキームを使用して構成されてもよい。様々な実施形態では、物理層技術は、信号１１７、１１８、１３７、及び１３８の各々について同一であってもよく、又は信号の一部が他の信号とは異なる物理層技術を使用してもよい。

いくつかの制限内では、ビームをより小さいエリアに集束し、それゆえビームの数を増加させることは、部分的又は完全に重複する組の周波数リソースを再利用する機会を増やすことによって、通信衛星１０５のデータ容量を相対的に増加させてもよい。しかしながら、ビームの数を増加させることは、衛星通信システム１００の複雑さを比較的増大させる可能性があり、それに応じて、多くの場合、通信衛星１０５の複雑さを増大させる可能性がある。

通信衛星１０５の設計の複雑さの結果、寸法が比較的大きくなり、重量が比較的重くなり、かつ電力消費が比較的大きくなる可能性がある。通信衛星１０５は、軌道に打ち上げるために比較的高価になってもよく、通信衛星１０５を打ち上げるコストは、衛星の重量及び大きさに応じて少なくとも一部が決定されてもよい。加えて、利用可能なロケット技術を使用して軌道に打ち上げられ得る通信衛星１０５の重量及び寸法に比較的絶対的な制限が存在する可能性がある。更に、通信衛星１０５の構成要素に提供され得る電力の量は、軌道上で制限される可能性がある。その結果、通信衛星１０５の重量、寸法、及び／又は消費電力を比較的改善する技術が有益であり得る。

本明細書に記載されるように、用語の受信アンテナ素子は、電磁信号を電気信号に変換する物理変換器を指してもよく、用語の送信アンテナ素子は、電気信号によって励起されたときに電磁信号を放出する物理変換器を指してもよい。アンテナ素子は、ホーン、（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）隔壁偏波ホーン、マルチポートマルチバンドホーン（例えば、ＬＨＣＰ／ＲＨＣＰデュアル偏波を有するデュアルバンド２０ギガヘルツ（ＧＨｚ）／３０ＧＨｚ）、キャビティバックスロット、反転Ｆ、スロット波導、ビバルディ、ヘリカル、ループ、パッチ、若しくはアンテナ素子の任意の他の構成、又は相互接続されたサブ素子の組み合わせを含むことができる。アンテナ素子は、方向（又は角度）の関数としてアンテナゲインがどのように変化するかを説明する対応するアンテナパターンを有してもよい。また、アンテナ素子は、アンテナ素子が所望のゲインレベル（例えば、アンテナ素子のピークゲインに対する３ｄＢ、６ｄＢ、１０ｄＢ以内、又は他の値）を提供するエリア（例えば、地球表面の一部分）又は体積（例えば、地球表面の一部分プラス表面上の大気空間）に対応するカバレッジエリアであってもよい。アンテナ素子のカバレッジエリアは、反射器、周波数選択面、レンズ、レドームなどのような様々な構造物によって変更されてもよい。本明細書に記載されるものを含むいくつかの通信衛星１０５は、各々が独立して信号を送受信することが可能ないくつかのトランスポンダを含んでもよい。各トランスポンダは、アンテナ素子（例えば、受信素子及び送信素子）に結合されて、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、同一の又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作成する。場合によっては、入力及び／又は出力多重化装置を使用して複数のビーム間で単一の受信／送信信号経路が共有されてもよい。このような場合、形成され得る同時ビームの数は、一般に、衛星上に展開される受信／送信信号経路の数によって制限される可能性がある。

通信リンクのためのビーム形成は、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／又は受信された信号の信号位相（又は時間遅延）、及び場合によると信号振幅を調整することによって行われてもよい。場合によっては、以下に説明するように、いくつかの又は全てのアンテナ素子がエンドツーエンドのビーム形成を可能にするために協働する構成送信／受信素子のアレイとして配列される。送信の場合（１つ以上のアンテナアレイの送信素子からの）、送信された信号の相対位相、場合によると振幅が調整され、その結果、送信アンテナ素子によって送信されるエネルギーが所望の位置に構造上重畳するようになる。この位相／振幅調整は、一般に、送信された信号に「ビーム重み」又は「ビーム係数」を適用することと称される。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、場合によると振幅が調整され（例えば、同一の又は異なるビーム重みが適用される）、その結果、複数の受信アンテナ素子によって所望の位置から受信されるエネルギーが構造上重複するようになる。場合によっては、ビームフォーマーが適用されるべきアンテナ素子ビーム重みを計算してもよい。用語「ビーム形成」は、場合によっては、ビーム重みの適用を指し得る。アダプティブビームフォーマーは、ビーム重みを動的に計算する機能を含む。ビーム重みを計算することは、通信チャネル特性の直接的又は間接的な発見を必要とする可能性がある。ビーム重み計算及びビーム重み適用のプロセスは、同一の又は異なるシステム素子で行われてもよい。

図１の衛星通信システムを参照すると、アンテナビーム（例えば、第１の通信リンク１１６、第２の通信リンク（図示せず）、及び第３の通信リンク１３６）は、例えば、衛星がサービス軌道に存在するときに、異なるビーム重みを適用して衛星アンテナパターンに従って特定の衛星カバレッジエリアを照射する（すなわち、信号を衛星カバレッジエリアに送信する、及び／又は信号を衛星カバレッジエリアから受信する）ことによって操縦されてもよく、選択的に形成されてもよく、かつ／又は、さもなければ再構成されてもよい。例えば、複数のアクティブビーム、ビームのカバレッジエリア、ビームの寸法、ビームの相対ゲイン、及び他のパラメータは経時的に変動される可能性がある。ビーム形成アンテナは、一般に、比較的狭いビームを形成することができ、比較的狭いビームによって、（例えば、干渉を避けるために）一方のビーム上で送信された信号が他方のビーム上で送信される信号と区別され得る。したがって、狭いビームによって、より大きなビームが形成されるときよりも大きな規模での周波数及び偏波の再利用が容易になり得る。例えば、狭く形成されたビームは、重複していない２つの非隣接カバレッジエリアにサービスを提供することができる。不連続のカバレッジエリアに焦点が当てられたビームは、同一の周波数及び偏波の双方を使用することができる。再利用が増えることにより、送信及び／又は受信されるデータの量を増加させることができる。

いくつかの通信衛星１０５は、アンテナ素子のアレイ、例えば、フェーズドアレイＭＦＰＢＯＢＢＦ機能を有する通信衛星１０５を電子的に操縦するためにＯＢＢＦを採用してもよい。この例では、ビーム重みは地上の計算センターで計算され、次いで、通信衛星１０５に送信されるか、又は実用のために（例えば、１つ以上のネットワークデバイス１７０及び／又はネットワーク１８０を介して）通信衛星１０５に事前に記憶されてもよい。

ビーム形成（例えば、ＯＢＢＦ）は、ユーザリンク（例えば、ユーザ端末１５０用の第１の通信リンク１１６）、フィーダリンク（例えば、アクセスノード端末１６０用の第３の通信リンク１３６）、又はその双方で採用されてもよい。いくつかの実施例では、通信衛星１０５は、フィーダリンク及びユーザリンクの双方にビーム（例えば、通信リンク）を形成してもよい。場合によっては、通信衛星１０５の受信アレイのＬ素子の各々はＫアクセスノード端末１６０からＫ信号を受信してもよい（例えば、場合によっては、１つ以上のゲートウェイと共に同一の場所に配置されているか、又は配置されていない）。作成されるＫフィーダリンクビームのうちの１つ以上、又は各々（例えば、ゲートウェイ当たり１つのビーム）に対して、異なるビーム重みが（例えば、通信衛星１０５の）受信ビームフォーマーによって、受信アンテナアレイのＬ受信アンテナアレイ素子の各々によって受信される各信号に適用されてもよい（例えば、位相／振幅調整が行われてもよい）。したがって、Ｌ受信アンテナ素子を有する受信アンテナアレイを使用してＫ個のビームを形成する場合、Ｌ受信アンテナアレイ素子によって受信されるＬ信号に、長さＬのＫ個の異なるビーム重みベクトルを適用してもよい。通信衛星１０５内の受信ビームフォーマー（例えば、通信衛星１０５の相互接続サブシステムの一部として、又は通信中に含まれる）は、Ｌ受信アンテナアレイ素子によって受信された信号の位相／振幅を調整して、Ｋ受信ビーム信号を作成してもよい。Ｋ受信ビームの各々は、１つのそれぞれのゲートウェイから信号を受信するように集束されてもよい。したがって、受信ビームフォーマーは、Ｋ個の受信ビーム信号を出力してもよく、そのような受信ビーム信号の１つは、各送信ゲートウェイから受信された信号のために形成されてもよい。

いくつかの実施例では、通信衛星１０５の回路（例えば、通信衛星１０５の相互接続サブシステムの一部として、又は通信に含まれる）は、Ｋ受信ビーム信号の各々をダウンコンバートし、ゲインを適切に調整してもよい。Ｋ信号は、回路から出力され、（例えば、通信衛星１０５の）送信ビームフォーマーに結合され得る。送信ビームフォーマーは、合計Ｌ×Ｋの送信ビーム重みについてＫ信号の各々にＬ重みのベクトルを適用して、ユーザダウンリンク上にＫビームを形成してもよい。

場合によっては、これらのビームを形成するために使用され得る各アンテナ素子の位相及びゲインを制御するために、通信衛星１０５の比較的重大な処理能力が使用されてもよい。このような処理力は、通信衛星１０５の複雑さを増大させる可能性がある。場合によっては、通信衛星１０５は地上ビーム形成（ＧＢＢＦ）で動作して、衛星の複雑さを低減させる一方で、狭いビームを電子的手段により形成する利点を提供してもよい。ＧＢＢＦは、Ｌ素子アレイを介してフォワードユーザリンク上で実行されてもよい。ＧＢＢＦの場合、ユーザリンク上で送信される信号の位相及び／又は振幅は、ビームが形成されるように重み付けされてもよい。フィーダリンクは、アンテナの各受信及び送信アンテナ素子が１つのフィーダリンクビーム専用になっているシングルフィードパービーム（ＳＦＰＢ）スキームを使用してもよい。

１つ以上のゲートウェイからの送信の前に、Ｋ個のフォワードフィーダリンクビームの各々に対して、送信ビームフォーマーは、（例えば、１つ以上のアクセスノード端末１６０と通信しているか、１つ以上のアクセスノード端末１６０に含まれているか、及び／又は１つ以上のアクセスノード端末１６０に物理的に近接している）送信されるＫ個の信号の各々に長さＬの各々のＫ個のビーム重みベクトルのそれぞれ１つを適用してもよい。Ｌ重みのＫベクトルを決定し、それらを信号に適用することにより、フォワードユーザダウンリンクのためのＫフォワードビームを地上に形成することが可能になる。フィーダアップリンク上では、Ｌ個の異なる信号の各々を、多重化装置等により周波数分割多重（ＦＤＭ）信号に多重化してもよい。各ＦＤＭ信号は、ゲートウェイによってフィーダリンク上のアンテナ内の受信アンテナ素子のうちの１つに送信され得る。通信衛星１０５上のＦＤＭ受信器は、アンテナから信号を受信してもよい（例えば、第３のアンテナ１３０を介して）。場合によっては、通信衛星１０５の回路（例えば、通信衛星１０５の相互接続サブシステムの一部として、又は通信中に含まれるアナログ－デジタルコンバータ（Ａ／Ｄ）３２６等）は受信したアナログ信号をデジタル信号に変換してもよい。デジタルチャネルプロセッサは、例えば、送信アンテナの送信アンテナ素子のアレイのＬ素子のうちの１つを通じて送信するために、各々がビームフォーマーによって適切に重み付けされ得るＦＤＭ信号を多重分離してもよい。デジタルチャネルプロセッサは、アナログ形式に変換されるために、例えば、デジタル－アナログ変換器（Ｄ／Ａ）（又は、例えば、通信衛星１０５の相互接続サブシステムの一部として含まれる、又は通信中に含まれる他の同様の回路）に信号を出力してもよい。Ｄ／Ａのアナログ出力は、アップコンバータ（Ｕ／Ｃ）及びゲイン段（又は、例えば、通信衛星１０５の相互接続サブシステムの一部として、又は相互接続サブシステムとの通信に含まれる他の同様の回路）によってアップコンバージョン及び増幅され、送信アンテナの関連素子によって送信されてもよい。リターンビームの場合、逆に補完的なプロセスが発生する可能性がある。このタイプのシステムでは、ＦＤＭフィーダリンクは、ユーザビームのＬ倍の帯域幅の素子を使用してもよく、それゆえ広いデータ帯域幅を有する実用的な衛星通信システム１００及び／又は多数の素子Ｌを有する衛星通信システム１００を作るための効率が比較的低くてもよいことに留意されたい。

いくつかの実施例では、エンドツーエンドのリレーを経てエンドツーエンドのビームを形成するためにエンドツーエンドビーム形成システムが採用されてもよい（例えば、通信衛星１０５の相互接続サブシステムの一部として含まれる、又は相互接続サブシステムと通信する）。エンドツーエンドビーム形成システムは、ユーザ端末１５０をデータソース／シンクと接続させ、ビームの重みが中央処理システム（ＣＰＳ）で計算されて、エンドツーエンドのビーム重みが地上ネットワーク内（通信衛星１０５ではなく）で適用されてもよい。エンドツーエンドビーム内の信号は、アクセスノード端末１６０のアレイで送信及び受信されてもよく、これは、場合によれば衛星アクセスノード（ＳＡＮ）と称され得る。上述のように、任意の好適なタイプのエンドツーエンドリレーをエンドツーエンドビーム形成システムで使用してもよく、異なるタイプのアクセスノード端末１６０を使用して、異なるタイプのエンドツーエンドリレーと通信してもよい。用語「中央」は、ＣＰＳが、信号伝送及び／又は受信に関与するアクセスノード端末１６０にアクセス可能であるという事実を指し、ＣＰＳが存在する特定の地理的位置を指すものではない。ＣＰＳ内のビームフォーマー（又は１つ以上のＣＰＳでの複数のビームフォーマー）は、以下に相当する一組のエンドツーエンドのビーム重みを計算してもよい。（１）エンドツーエンドリレーまでの無線信号アップリンク経路、（２）エンドツーエンドリレーを経る受信／送信信号経路、（３）エンドツーエンドリレーからの無線信号ダウンリンク経路。ビーム重みはマトリクスとして数学的に表され得る。本明細書で同様に考察されるように、ＯＢＢＦ及びＧＢＢＦ衛星通信システム１００は、通信衛星１０５上の複数のアンテナ素子によって設定されたビーム重みベクトル次元を有してもよい。対照的に、エンドツーエンドビーム重みベクトルは、エンドツーエンドリレー上の複数の要素ではなく、いくつかのアクセスノード端末１６０によって設定された次元を有してもよい。いくつかの実施例では、アクセスノード端末１６０の数はエンドツーエンドリレーのアンテナ素子の数と同一でなくてもよい。更に、形成されたエンドツーエンドビームは、エンドツーエンドリレーの送信又は受信アンテナ素子のいずれかで終了することはできない。むしろ、形成されたエンドツーエンドビームは、エンドツーエンドビームがアップリンク信号経路、中継信号経路（衛星又は他の好適なエンドツーエンドリレーを介して）、及びダウンリンク信号経路を有するため、効果的に中継され得る。

エンドツーエンドのビーム形成は、ユーザリンク及びフィーダリンク（並びにエンドツーエンドリレー）を考慮し得るため、ビーム重みの単一の組を使用して、特定の方向（例えば、フォワードユーザビーム又はリターンユーザビーム）に対するエンドツーエンドユーザビームを形成し得る。それゆえ、一組のエンドツーエンドのフォワードビーム重み（単にフォワードビーム重みと称され得る）によって、アクセスノード端末１６０から送信される信号が、フォワードアップリンクを経て、エンドツーエンドリレーを経て（例えば、通信衛星１０５において）かつ、フォワードダウンリンクを経て結合して、エンドツーエンドフォワードユーザビーム（以下、フォワードユーザビームと称される）を形成してもよい。逆に、リターンユーザからリターンアップリンクを介して、エンドツーエンドリレーを経て（例えば、通信衛星１０５で）かつ、リターンダウンリンクを経て送信される信号は、エンドツーエンドリターンユーザビーム（以下、リターンユーザビームと称される）を形成するために適用されたエンドツーエンドリターンビーム重み（以下、リターンビーム重みと称される）を有する。

いくつかの実施例では、アクセスノード端末１６０は協働してフォワードアップリンク信号を送信してユーザビームを形成し、かつ、リターンダウンリンク信号を受信してもよく、それらが一括処理されてリターンアップリンク送信を回復してもよい。別個のエリア内（例えば、アンテナのサービスエリア内）にあり、協働してフォワード及び／又はリターンユーザビームのためのエンドツーエンドビーム形成を行う一組のアクセスノード端末１６０は、本明細書では「アクセスノードクラスタ」（例えば、第３のカバレッジエリア１３５内の）と称される。いくつかの実施例では、異なるエリアにおける複数のアクセスノードクラスタも協働してもよい。アクセスノードクラスタは、場合によると「ＳＡＮファーム」と称され得る。場合によっては、アクセスノード端末１６０及びユーザ端末１５０は、地球上又は地球近傍に配置され、信号を送受信するため、問題となる特定の機能に応じて、地球受信機、地球送信器、又は地球送受信器と総称され得る。場合によっては、ユーザ端末１５０及び／又はアクセスノード端末１６０は、航空機、船舶、陸上機、又はハンドヘルドなどに搭載することができる。場合によっては、ユーザ端末１５０及び／又はアクセスノード端末１６０が地理的に分散されてもよい。場合によっては、アクセスノード端末１６０は、例えば、分配ネットワークを介して接地セグメント内のＣＰＳと信号を交換してもよい。いくつかの実施例では、ユーザ端末１５０が他の近くのユーザ端末１５０とグループ化されてもよい（例えば、第１のカバレッジエリア１１５内のそれぞれのビームカバレッジエリア内で）。場合によっては、そのようなユーザ端末１５０のグループが同一の通信リンクによってサービスを受けてもよく、つまり同一のビームカバレッジエリア内に存在してもよい。

エンドツーエンドリレー（例えば、通信衛星１０５の相互接続サブシステムの一部として含まれる、又は、相互接続サブシステムと通信する）は、例えば、ユーザ端末１５０といくつかのアクセスノード端末１６０との間で信号を無線で中継してもよい。エンドツーエンドリレーは、複数の信号経路を含んでもよい。各信号経路は、例えば、少なくとも１つの受信アンテナ素子と、少なくとも１つの送信アンテナ素子と、少なくとも１つのトランスポンダと、を含んでもよい。場合によっては、受信アンテナ素子は、受信反射器によって反射された信号を受信して受信アンテナアレイを形成するように配列されてもよい。場合によっては、送信アンテナ素子は、信号を送信し、それゆえ送信アンテナアレイを形成するように配列されてもよい。

いくつかの実施例では、エンドツーエンドリレーは通信衛星１０５に実装されてもよい。他の実施例では、エンドツーエンドリレーは、航空機、飛行船、タワー、水中構造、又はエンドツーエンドリレーが存在し得る任意の他の好適な構造物又は車両に実装されてもよい。場合によっては、アンテナ通信システム１００は、アップリンク及びダウンリンクのために異なる周波数範囲（同一の又は異なる周波数帯域で）を使用してもよい。場合によっては、フィーダリンク及びユーザリンクは異なる周波数範囲内（同一又は異なる周波数帯域内）に存在してもよい。場合によっては、エンドツーエンドリレーはパッシブ又はアクティブ反射器として機能してもよい。

いくつかの実施例では、エンドツーエンドリレーは、エンドツーエンドビーム形成システムのコンテキストにおいて、アクセスノード端末１６０とユーザ端末１５０との間のマルチパスを誘導する複数のトランスポンダを含んでもよい。別の特徴としては、エンドツーエンドリレーのアンテナ（例えば、１つ以上のアンテナサブシステム）は、エンドツーエンドリレーによって誘導されるマルチパスを経て適切にビーム重み信号が通信されるときに、フォワード及び／又はリターンユーザビームが形成されるように、エンドツーエンドビーム形成に寄与してもよい。例えば、フォワード通信中に複数のトランスポンダの各々は、アクセスノード端末１６０（場合によっては、複合入力フォワード信号と称され得る）の複数の（例えば、全ての）フォワードアップリンク信号のそれぞれの重畳された複合体（ビーム重み）を受信してもよく、トランスポンダが対応する複合信号（場合によっては、フォワードダウンリンク信号と称され得る）を出力してもよい。フォワードダウンリンク信号の各々は、ビーム加重フォワードアップリンク信号の固有の複合体であってもよく、これは、エンドツーエンドリレーの送信アンテナ素子によって送信されるとき、所望の位置にユーザビームを形成するために重畳されてもよい。リターンエンドツーエンドビーム形成が同様に実装されてもよい。

場合によっては、異なるカバレッジエリアの各々のデバイスに通信サービスを提供することと関連する条件及び／又は要求は、経時的に変化してもよい。本明細書で説明される技術によれば、通信衛星は、例えば、カバレッジエリアに通信サービスを提供し得る複数の異なる動作モードを有するように構成されてもよく、カバレッジエリアの各々が、他のモードに対して関連した利点及び欠点を提供し得る異なる特性を有する。例えば、１つの動作モードは、１つのカバレッジエリアのユーザ端末にフォワードリンク及びリターンリンク（又はアップリンク及びダウンリンク）通信サービスを提供してもよく、その一方で、別の動作モードはフォワードリンク（又はダウンリンク）通信サービスのみを提供してもよく、フォワードリンクサービスを複数のカバレッジエリアのユーザ端末に提供してもよい。追加的に又は代替的に、いくつかの動作モードは、例えば、特定のカバレッジエリアに対してより大きな帯域幅を提供してもよく、その一方で、他の動作モードがより高い信頼性を提供してもよい。異なる状況のためにこれらの動作モードのうちの異なるものを選択することによって、本明細書に記載の技術は、動的に変化する条件及び要求に基づいて異なる動作モードを切り替えることによって、通信衛星がその動作を動的かつ柔軟に適応し、通信サービスをより効率的に提供することを可能にし得る。

図２は、本開示の態様による、ビーム形成システム及び衛星の動作モードの切り替えをサポートする例示的なフレーム構造２００を示す。図２のフレーム構造２００の例は、複数のフレーム２０５を示し、各フレーム２０５が量Ｑによって与えられる複数のタイムスロット２１０を含む。本明細書に記載されるように、通信衛星は異なる動作モード間で切り替わってもよい。場合によっては、通信衛星は、任意の所与の動作モードに従って動作し得る最小持続時間が、１つのタイムスロット２１０の持続時間であってもよいが、通信衛星は１つの動作モードに従って、タイムスロット２１０（例えば、任意の数の連続したタイムスロット２１０）よりも長い持続時間で動作してもよい。

図２に示すフレーム構造２００の例では、量Ｑは１６に等しくてもよく、それは各フレーム２０５が１６個のタイムスロット２１０を含むことを表している。したがって、この例で、及び図２で示されるように、通信衛星は、１つ以上の後続のタイムスロット２１０において第２の動作モードに従って動作するように切り替わる前に、１つのタイムスロット２１０の最小持続時間で第１の動作モードに従って動作してもよい。量Ｑに対する１６の値は一例にすぎず、フレーム２０５は、量Ｑについての任意の値に従って任意の数のタイムスロット２１０を含み得ると考えられる。

場合によっては、音声などの低レイテンシー用途に本明細書に記載の技術を使用することが望ましい場合がある。それゆえ、通信衛星は動作モードを切り替える周波数が他の遅延（例えば、待ち時間）と比較して比較的重大ではないことが有益であり得る。例えば、地球同期軌道（ＧＳＯ）又は地球同期赤道軌道（ＧＥＯ）の衛星に対して、一方向経路遅延（例えば、信号伝搬遅延）は約２５０ミリ秒（ｍｓ）となり得、この一方向経路遅延は不可避の遅延であり得る。その結果、一方向経路遅延の値の約１０分の１以下のフレーム２０５の持続時間を選択することによって、動作モードを切り替える間のあらゆる遅延を比較的重大ではないものにし得る。したがって、ＧＳＯ又はＧＥＯ衛星の場合、約２５ｍｓほどのフレーム期間が一般的に適切であり得、フレーム期間が短くても、総遅延が片道経路遅延によって支配されるため、総遅延を大幅に削減することができない場合がある。そのようにして、約２５ｍｓの動作モードを切り替える本明細書に記載の技術をサポートするためのフレーム２０５の期間は、多くの用途に好適であり得る。しかしながら、他の実施例では、フレーム２０５に対して異なる持続時間が定義され、その結果、タイムスロット２１０がそれに応じた異なる持続時間を有し得る。例えば、他のタイプの通信システム又は他の衛星通信システムの実装態様では、他の不可避遅延が比較的より短くても長くてもよく、それゆえ比較的より短い又は長いフレーム２０５及びタイムスロット２１０が使用されてもよい。場合によっては、動作モード間の切り替えのための非常に高いレートは、事実上連続的な全レートデータサービスを複数の異なるカバレッジエリアに効果的に提供してもよい（例えば、タイムスロット２１０の各々が事実上瞬間的に見えるように十分に速いレートで切り替わることによって）。

別の実施例では、代替フレーム構造は、実質的に遅いスケールで定義されてもよい。例えば、１秒間につき数回動作モードを切り替えるのではなく、通信衛星は、第２の動作モードに従って動作に切り替える前に、数秒、数分、数時間、又は数日のような持続時間に第１の動作モードに従って動作するように構成されてもよい。例えば、ある特定の用途（例えば、政府、軍など）において、通信システムのオペレータは、別の地理的位置に切り替える前に、最大化された通信サービスを提供するための特定の地理的位置（例えば、一時的設備、戦場、建設現場など）を識別してもよい。したがって、この実施例では、通信衛星は、１つ以上の後続のタイムスロット２１０で第２の動作モードに従って動作するように切り替わる前に、比較的長い期間（例えば、数時間、数日、数週間、数か月など）で第１の動作モードに従って動作してもよい。

図３は、本開示の態様による、ビーム形成システム及び衛星の動作モードの切り替えをサポートする動作モードの表３００を示す。表３００は、図１及び図２を参照して説明した衛星通信システム内の通信衛星に対して実装され得る多数の動作モードの概要を提供する。表３００で参照される動作モードは、本明細書に記載される衛星通信システムの１つの例示的実装態様で使用され得る動作モードの一例示的組を表すが、任意の数の他の類似の組の動作モードを使用し得る他の同様の実装が考えられる。

表３００は、それぞれの列及び行によって画定されるセルを示し、ここで、本明細書で定義される動作モード及び構成についてセル内に値が提供される。セルに示される値は、１つの例示的実装態様を参照して、例示的な目的のための値の例として理解されたい。

例えば、示された値は、通信衛星が、２４．８キロワット（ｋＷ）の電力を有するバスと、例えば３０％～４０％の範囲の電力付加効率（ＰＡＥ）メトリックを有する多数の高電力増幅器（ＨＰＡ）とで構成される実装態様に対応し得る。しかしながら、値は例示にすぎず、他の同様の実装態様の結果として異なる値を与えられてもよい。行Ａ～Ｈは、フォワードリンク構成３１０（例えば、フォワードリンク構成「Ａ」～「Ｈ」）を表す。列は、通信衛星の３つのアンテナ（例えば、反射器Ｒ１、Ｒ２、及びＲ３）のうちの１つの対応するフォワードリンク及びリターンリンクの偏波状態を表す。フォワードリンク偏波には６列、リターンリンク偏波には３列が提供される。最後の列は、フォワードリンク構成３１０Ａ～Ｈの各々に対するアンテナアレイの最大放射電力を示す。空白にされたセルは、例えば、想定された例示的実装態様で利用不可であり得るが、他の同様の実装で使用され得る動作モード及び構成を表す。

本明細書に記載されるように、通信衛星は、それぞれのカバレッジエリアについてのビーム形成された通信リンクを通じて送受信される信号を介して、最大３つのそれぞれのカバレッジエリアのデバイスに通信サービスを提供するために使用し得る３つのアンテナ（例えば、本明細書でＲ１、Ｒ２、及びＲ３反射器と称される３つの反射器）を含んでもよい。例えば、通信衛星は、第１のカバレッジエリア内のデバイスと通信するための第１のアンテナ（例えば、Ｒ１アンテナ又はＲ１反射器）と、第２のカバレッジエリア内のデバイスと通信するための第２のアンテナ（例えば、Ｒ２アンテナ又はＲ２反射器）と、第３のカバレッジエリア内のデバイスと通信するための第３のアンテナ（例えば、Ｒ３アンテナ又はＲ３反射器）と、を含んでもよい。

本明細書で参照されるように、場合によっては、通信衛星の動作モードは２つの英数字によって与えられてもよい。例えば、文字の１番目は、それぞれのフォワードリンク構成３１０に対応する文字であってもよく、キャラクターの２番目は、それぞれのリターンリンク構成３２０に対応する文字であってもよい。場合によっては、動作モードはフォワードリンク構成３１０及びリターンリンク構成３２０を含んでもよく、この場合、第２のキャラクターは、「０」（例えば、リターンリンク構成の欠如、すなわち、ＮＵＬＬ値を表す）であってもよい。

図３の表３００を参照すると、フォワードリンク及びリターンリンクの各々は、Ｒ３アンテナを介して第３のカバレッジエリア内のデバイスとの通信を提供すると想定されてもよい（例えば、アクセスノード端末のグループ、すなわち、「ＳＡＮファーム」に対応する）。例えば、Ｒ１、Ｒ２、及びＲ３のフォワードリンク構成は、Ｒ３アンテナを介して第３のカバレッジエリア内のデバイスからフォワードアップリンク信号を受信することと、指示されたＲ１、Ｒ２、又はＲ３アンテナに対応するそれぞれのカバレッジエリアのデバイスにフォワードダウンリンク信号を送信（又は中継）することと、を含むと想定され得る。同様に、Ｒ１、Ｒ２、及びＲ３のリターンリンク構成は、指示されたＲ１、Ｒ２、又はＲ３アンテナに対応するそれぞれのカバレッジエリアのデバイスからリターンアップリンク信号を受信することと、Ｒ３アンテナを介して第３のカバレッジエリア内のデバイスにダウンリンク信号を送信する（又は中継する）ことと、を含むと想定され得る。

例えば、第１の動作モードは、リターンリンク構成なし（例えば、「０」によって示される）と組み合わせた第１のフォワードリンク構成３１１「Ａ」の使用に対応し得る「Ａ０」によって表されてもよい。表３００を参照すると、第１のフォワードリンク構成３１１「Ａ」は、Ｒ１ＬＨＣＰフォワードリンクカラムのセル内に１２．６の値を提供し、これは、ＬＨＣＰ偏波信号が第３のカバレッジエリアからＲ３アンテナを介して受信され、Ｒ１アンテナを介して第１のカバレッジエリアに送信され得るフォワードリンクを表す。１２．６の値は、例えば、フォワードリンクに使用されるアンテナ給電素子のアレイの各フィードに対して、１２．６Ｗの電力増幅（例えば、ＨＰＡによって提供される）を表し得る。

異なる動作モードに従って、フォワードリンク構成３１０「Ａ」～「Ｈ」の各々は、１つ以上のリターンリンク構成３２０と併せて使用されてもよい。表３００は、フォワードリンク構成３１０（ヌル「０」リターンリンク構成に加えて）と併せて使用され得る３つのリターンリンク構成３２０（例えば、「１」～「３」）を示す。表３００は、これらのリターンリンク構成３２０に対応する３つのリターンリンク偏波カラムを含む。例えば、Ｒ１ＲＨＣＰカラムは、第１のカバレッジエリアからＲ１アンテナを介してＲＨＣＰ偏波信号を受信し、Ｒ３アンテナを介して第３のカバレッジエリアに送信するリターンリンクを表し得る第１のリターンリンク構成３２１「１」に対応する。Ｒ２ＲＨＣＰカラムは、第２のカバレッジエリアからＲ２アンテナを介してＲＨＣＰ偏波信号を受信し、Ｒ３アンテナを介して第３のカバレッジエリアに送信するリターンリンクを表し得る第２のリターンリンク構成３２２「２」に対応する。Ｒ３ＲＨＣＰカラムは、第３のリターンリンク構成３２３「３」に対応し、これは、ＲＨＣＰ偏波信号が第３のカバレッジエリアからＲ３アンテナを介して受信され、Ｒ３アンテナを介して第３のカバレッジエリアに返信される（例えば、第３のカバレッジエリア内の異なるデバイス間のリターンリンク通信を提供する）リターンリンクを表し得る。

リターンリンク偏波列内のセル内の値の存在は、対応するリターンリンク構成３２０が、セルを含む行によって与えられたフォワードリンク構成３１０と共に使用するために利用可能であり得ることを示し得る。表３００は、リターンリンク構成３２０を有する３つの動作モードが、第１のフォワードリンク構成３１１「Ａ」に対して利用可能であり得ることを示す。例えば、表３００は、Ｒ１ＲＨＣＰリターンリンクカラムのセル内に１．０の値を提供し、これは、第１のリターンリンク構成「１」が、例えば、第２の動作モード「Ａ１」において、第１のフォワードリンク構成３１０「Ａ」と共に使用されることを示し得る。１．０の値は、例えば、リターンリンクに使用されるアンテナ給電素子のアレイの各給電に対して、１．０Ｗの電力増幅（例えば、ＨＰＡによって提供される）を表し得る。また、表３００は第２のリターンリンク構成３１２「２」及び第３のリターンリンク構成３１３「３」が、例えば、それぞれ第３の動作モード「Ａ２」及び第４の動作モード「Ａ３」で第１のフォワードリンク構成３１１「Ａ」と共に使用されてもよいことを示す。

また、表３００に示されるリターンリンクセルの各々は、フォワードリンクとリターンリンクとの間に生じ得る干渉のレベルを表すように陰影化される。場合によっては、例えば、通信衛星は、通信リンクを使用する通信のための変調及び符号化スキーム（ＭＣＳ）及び／若しくは符号化レート、又は他の同様の通信パラメータを調整する（例えば、減少させる）ため、関連する通信リンクのデータレートを減少させる効果を干渉が有する可能性がある。代替的には、通信衛星がそのような通信パラメータを調整しない場合、干渉が関連付けられた通信の信号品質メトリックを低下させ（例えば、ＳＮＲ又はＳＩＮＲを低下させ）、それゆえ通信の有効データレートを同様に低下させる可能性がある。

例えば、表３００に示されるように、第１のフォワードリンク構成３１１「Ａ」のリターンリンクセルの各々は、フォワードリンクとリターンリンクとの間に実質的に干渉がないことを示すために陰影が付けられている。これらの動作モード（例えば、「Ａ１」、「Ａ２」、及び「Ａ３」）の各々において、フォワードリンクがＬＨＣＰを使用して偏向されてもよく、リターンリンクがＲＨＣＰを使用して偏向されてもよい。ＬＨＣＰ及びＲＨＣＰは直交偏波状態であるため、交差偏波分離は、フォワードリンクとリターンリンクとの間に偏波ダイバーシティを提供してもよく、それゆえフォワードリンクとリターンリンクとの間にはほとんど（例えば、実質的に無視できる量）干渉が存在しない可能性がある。

しかしながら、他の動作モードでは、特定のフォワードリンク構成３１０と共に特定のリターンリンク構成３２０を使用する結果として、フォワードリンクとリターンリンクとの間の干渉がもたらされる可能性がある。例えば、第２のフォワードリンク構成３１２「Ｂ」が、表３００に提供される。表３００を参照すると、第２のフォワードリンク構成３１２「Ｂ」は、ＲＨＣＰ偏波信号及びＬＨＣＰ偏波信号の双方が、第３のカバレッジエリアからＲ３アンテナを介して受信され、Ｒ２アンテナを介してそれぞれのフォワードリンクを通じて第２のカバレッジエリアに送信される二重偏波構成を含み得る。第５の動作モード「Ｂ０」は、リターンリンク構成３２０を伴わない直交ＲＨＣＰ及びＬＨＣＰのフォワードリンクのみを含み得る。第２のフォワードリンク構成３１２「Ｂ」とリターンリンク構成との組み合わせは、ある程度の干渉をもたらし得るか、又はもたらし得ない。

例えば、第６の動作モード「Ｂ１」は、第２のフォワードリンク構成３１２「Ｂ」及び第１のリターンリンク構成３２１「１」を含み得る。表３００は、第６の動作モード「Ｂ１」に対して高いレベルの干渉が存在し得ることを示す。この例では、第２のフォワードリンク構成３１２「Ｂ」がＲＨＣＰ偏波信号を含み、第１のリターンリンク構成３２１「１」がＲＨＣＰ偏波信号も含み得る。そのようにして、ＲＨＣＰリンクは、それらの間の交差偏波を有さない場合があり、それゆえ、例えば、重複する組の空間リソースを占有する信号間の高いレベルの干渉をもたらす可能性がある。しかしながら、本明細書に記載されるように、第１のカバレッジエリアは、第３のカバレッジエリア（並びに第２のカバレッジエリア）と重複し得る。したがって、ＲＨＣＰ偏波信号は、重複する地理的エリア内のデバイス間で通信されてもよく、それゆえＲＨＣＰ偏波フォワードリンク信号及びリターンリンク信号は、重複する組の空間リソースを占有し、それゆえ表３００に示される比較的高いレベル干渉をもたらす。

対照的に、第７の動作モード「Ｂ２」は、第２のフォワードリンク構成３１２「Ｂ」及び第２のリターンリンク構成３２２「２」を含み得る。表３００は、第６の動作モード「Ｂ２」についての干渉（又は最小限の干渉）がない可能性があることを示す。すなわち、第７の動作モード「Ｂ２」において、ＲＨＣＰ偏波信号は、第２のカバレッジエリアからＲ２アンテナを介して受信され、Ｒ３アンテナを介してリターンリンクを通じて第３のカバレッジエリアに送信されてもよい。本明細書に記載されるように、場合によっては、第２のカバレッジと第３のカバレッジエリアとは重複しない場合がある。それゆえ、フォワードリンク信号及びリターンリンク信号が重複する組のリソースを占有しない可能性があるため、第７の動作モード「Ｂ２」について干渉の問題が存在しないことがあり得る。

場合によっては、フォワードリンク構成３１０とリターンリンク構成３２０との特定の組み合わせが利用不可であり得る。例えば、表３００に示されるように、第２のフォワードリンク構成３１２「Ｂ」と第３のリターンリンク構成３２３「３」との組み合わせが利用不可であり得る。そのような仮想的な第８の動作モード「Ｂ３」において、二重偏波フォワードアップリンク信号を受信するためにＲ３アンテナが使用されてもよく、それゆえ第３のリターンリンク構成３２３「３」に従って、リターンダウンリンク信号を送信するためにもＲ３アンテナが利用不可であり得る。そのような仮想的な動作モードは、図１５を参照して本明細書で更に記載される。同様に、第４のフォワードリンク構成３１４「Ｄ」、第５のフォワードリンク構成３１５「Ｅ」、第６のフォワードリンク構成３１６「Ｆ」、第７のフォワードリンク構成３１７「Ｇ」、及び第８のフォワードリンク構成３１８「Ｈ」の各々は、第３のアンテナＲ３を使用して二重偏波フォワードアップリンク信号を受信し得るため、第３のリターンリンク構成３２３「３」は、これらのフォワードリンク構成の各々で同様に利用不可であり得る。

また、表３００は「中程度の」干渉レベルをもたらし得る動作モードの例を示す。例えば、第３のフォワードリンク構成３１３「Ｃ」が、表３００に提供される。表３００を参照すると、第３のフォワードリンク構成３１３「Ｃ」において、ＬＨＣＰ偏波信号は、第３のカバレッジエリアからＲ３アンテナを介して受信され、Ｒ３アンテナを介してフォワードリンクを通じて第３のカバレッジエリアに送信され得る。第９の動作モード「Ｃ０」は、リターンリンク構成を介さずにＬＨＣＰフォワードリンクのみを含み得る。場合によっては、第３のフォワードリンク構成３１３「Ｃ」をリターンリンク構成３２０に組み合わせる結果として、中程度の干渉をもたらす可能性がある。例えば、第１０の動作モード「Ｃ１」、第１１の動作モード「Ｃ２」、及び第１２の動作モード「Ｃ３」の各々において、Ｒ３アンテナを介したＬＨＣＰフォワードアップリンク及びダウンリンクの同時の受信及び送信に起因して、干渉が発生する可能性がある。例えば、フォワードリンク信号の受信が、フォワードリンク送信用のアンテナと重複しないカバレッジエリアを有するアンテナを介して行われる構成と比較して、キャリア対干渉（Ｃ／Ｉ）比が低減（例えば、約１４ｄＢ）され得る。更に、第１０の動作モード「Ｃ１」において、ＬＨＣＰフォワードアップリンクのより高いフォワードリンクＥＩＲＰがＲ１でのＲＨＣＰリターンアップリンクへの干渉を引き起こす可能性がある。ＬＨＣＰ及びＲＨＣＰ信号が交差偏波化されてもよいが、アクセスノード端末からのＬＨＣＰフォワードアップリンク信号の上位フォワードリンクＥＩＲＰは、Ｒ１を経て更なる交差偏波干渉（例えば、キャリア（ｄＢｃ）に対して３～８ｄＢ）をもたらしてもよい。

また、表３００は比較的低レベルの干渉をもたらす可能性がある動作モードの例を示す。例えば、第４のフォワードリンク構成３１４「Ｇ」が、表３００に提供される。表３００を参照すると、第４のフォワードリンク構成３１４「Ｇ」において、ＲＨＣＰ偏波信号は第３のカバレッジエリアからＲ３アンテナを介して受信され、Ｒ１アンテナを介して第１のフォワードリンクを通じて第１のカバレッジエリアに送信されてもよく、ＬＨＣＰ偏波信号は第３のカバレッジエリアからＲ３アンテナを介して第３のカバレッジエリアに受信され、Ｒ３アンテナを介してフォワードリンクを通じて第３のカバレッジエリアに返送されてもよい。第１３の動作モード「Ｇ０」は、リターンリンク構成を伴わずにＲＨＣＰ及びＬＨＣＰフォワードリンクのみを含み得る。場合によっては、第４のフォワードリンク構成３１４「Ｇ」をリターンリンク構成３２０に組み合わせる結果として、「低い」レベルの干渉がもたらし得る。例えば、第１４の動作モード「Ｇ２」において、ＲＨＣＰリターンアップリンクを介して提供されるリターンリンクがＲ２アンテナを介して受信され、ＲＨＣＰリターンダウンリンクがＲ３アンテナを介して送信される。この場合、Ｒ１アンテナを介して送信されるＲＨＣＰフォワードダウンリンク信号は、Ｒ１アンテナカバレッジエリアとＲ３アンテナカバレッジエリアとの間の地理的重複、及びフォワードダウンリンク信号のリターンダウンリンク信号に対する高いＥＩＲＰにより、Ｒ３アンテナを介して送信されるＲＨＣＰリターンダウンリンク信号（例えば、順方向ダウンリンク信号はリターンダウンリンク信号よりもＣ／Ｉが７～１２ｄＢ高くてもよい）に対して干渉する可能性がある。

上記の第１４の動作モードに加えて、表３００は以下のような最大１３の追加の動作モードも提供する。「Ｄ０」、「Ｄ１」、「Ｄ２」、「Ｅ０」、「Ｅ１」、「Ｅ２」、「Ｆ０」、「Ｆ１」、「Ｆ２」、「Ｇ１」、「Ｈ０」、「Ｈ１」、「Ｈ２」。全体として、表３００は、２７の動作モード（「仮想」Ｂ３動作モードを含む）を提供し、これらは各々、表３００に従って上述したものとほぼ同等の方式で実装されてもよい。これらの動作モードの各々は、図４～図１０及び図１２～図３１の衛星通信システムを参照して、以下に順番に記載される。

表３００に提供される値及びフォワードリンクとリターンリンクとの間の様々なレベルの干渉によって示されるように、それぞれの特性に応じて異なる状況で異なる動作モードが使用されてもよい。例えば、特定の動作モードは特定のカバレッジエリアに比較的高いチャネル容量を提供してもよく、それゆえ特定の状況でそのカバレッジエリアに比較的高いスループットを提供するために使用されてもよい。他の状況では、異なるカバレッジエリア間のより大きなチャネルのダイバーシティを伴うより低いスループットを提供すること、及び／若しくはより多くの又はより少ないカバレッジエリアに通信サービスを同時に提供することが望ましい場合がある。したがって、通信衛星は、例えば、異なる状況でこれらの特性を最適化するために、動作モード間で切り替えるように構成されてもよい。

本明細書に記載される技術によれば、通信衛星は、初期動作モード（例えば、デフォルト動作モード又は本明細書に記載される動作モードの一般的に１つ）に従って動作するように構成されてもよい。初期動作モードに従って一定期間動作した後、通信衛星は、第２の（例えば、新しい）動作モード（例えば、コントローラから受信した命令に従って）に切り替えるように構成され得、したがって、通信衛星が初期動作モードから新しい動作モードにその動作を切り換えてもよい。

場合によっては、通信衛星は、動作モードのパターン又はシーケンスに従って（例えば、既知のマクロ環境又は交通条件に基づいて）動作モードを切り替えるように構成されてもよい。場合によっては、通信衛星は、定義された順序で切り替えて、それぞれのカバレッジエリアの集合カバレッジエリア内のデバイスに通信サービスを提供するための一連の動作モードで構成されてもよい。例えば、通信衛星は、それぞれのカバレッジエリアに対して所望のフォワード及びリターンリンクデータレートを提供する動作モードのパターン（例えば、繰り返しパターン）に従って、動作してもよい。動作モードのパターン又はシーケンスは、トラフィック負荷又は環境条件によって変化してもよい（例えば、時間帯に応じて）。

場合によっては、動作モードのシーケンスは１つ以上の基準に従って変更されてもよい。例えば、通信衛星は、一般に、標準パターンに従って第１の動作モードと第２の動作モードとを切り替えるように構成されてもよいが、通信衛星は１つ以上の基準に基づいて標準パターンを変更するようにも構成されてもよい。そのような基準は、例えば、識別されたトラフィックの量及び／又は時刻を含んでもよい。すなわち、通信衛星は、例えば、通信衛星が特定の地域からのデータトラフィックの相対的な増加を検出した場合を除き、ある時間帯に一般的に第１の動作モードのパターンを使用してもよい。この場合、通信衛星は、動作モードの第２のパターンに切り替えて、この領域に対して増加されたデータスループットを提供してもよい。

追加的に又は代替的に、通信衛星は、１つ以上の基準に基づいて、新しい動作モード又は動作モードのパターンに切り替えられてもよい（例えば、動的に）。例えば、衛星通信システム１００は、通信衛星が動作モード又は動作モードのパターンを切り替える可能性があることに基づいて、１つ以上の動的切り替えイベントを特定し、かつ／又は、当該イベントで構成されてもよい。したがって、動的切り替えイベントの発生が検出されると（例えば、１つ以上の測定値又は他の基準に従って）通信衛星は、第１の動作モードから第２の動作モードに、又は第１の動作モードパターンから第２の動作モードパターンに切り替えられてもよい。例えば、衛星通信システム１００は、信号品質メトリック（例えば、ＳＮＲ、ＳＩＮＲ、ＥＩＲＰなど）などの性能特性が、動作モード又は動作モードのパターンを切り替えるための対応する閾値を満たしていると判断してもよい。例えば、衛星通信システム１００は、信号品質メトリック（例えば、アンテナのうちの１つ以上を介した通信リンクに対しての）が所望の信号品質ターゲットを下回っていると判断してもよく、第２の動作モード又は動作モードの第２のパターンに切り替えて、より高い信号品質及びそれに応じた信頼性（しかし、例えば、スループットのためのより低い上限を有してもよい）を有する他の通信リンクを通じて通信サービスを提供してもよい。場合によっては、異なるアンテナ（例えば、Ｒ１、Ｒ２、及びＲ３アンテナ）は異なるパフォーマンスメトリックを有してもよく、例えば、通信衛星の各アンテナは異なるそれぞれの電力ゲインを有してもよい。例えば、アンテナの各々についての電力ゲインは、アンテナがサービスを提供する対応するカバレッジエリアの地理的寸法に反比例してもよい。すなわち、Ｒ２及び／又はＲ３アンテナは、例えば、第１のカバレッジエリア（例えば、可視地球全体までの大きな領域であってもよい）に通信サービスを提供し得るＲ１アンテナと比較して、実質的に高い関連付けられた電力ゲインを有し得る。アンテナの各々に対する電力ゲインは、アンテナがその対応するカバレッジエリアのデバイスに提供し得るデータレート、それゆえスループットと相関してもよい。

したがって、通信衛星は、それがサービスを提供するカバレッジエリアの各々のデバイスのスループットを最適化しようとする方式で、新しい動作モード又は動作モードのパターンのために構成されてもよい。場合によっては、新しい動作モード又は動作モードのパターンは、例えば、カバレッジエリアの各々からのサービスに対する要求、カバレッジエリアの各々に対応するアンテナと関連付けられた電力ゲイン（及び／又は他のパフォーマンスメトリック）、固定及び／又は動的干渉条件（例えば、天候及び環境条件、通信衛星の位置など）などに基づいて、第１のカバレッジエリア、第２のカバレッジエリア、及び第３のカバレッジエリア内の各々のデバイスへのスループットを最大化するように決定されてもよい（例えば、コントローラでのアルゴリズムに従って）。

例えば、スループットを最適化するために、最も高いゲイン（例えば、Ｒ２及びＲ３）を有するアンテナが、ユーザ端末のより高い密度でカバレッジエリアを照射するように配置されてもよい。場合によっては、通信衛星の残りのアンテナができないサービスをデバイスに低ゲインアンテナ（例えば、第１のカバレッジエリアのＲ１アンテナ）は提供することができ得、それゆえ通信衛星は、高ゲインＲ２及び／又はＲ３アンテナを使用してこれらのデバイスにサービスを提供して、アンテナのそれぞれのカバレッジエリア内のより人口密度の高い領域にサービスを提供してもよい。したがって、コントローラは、通信衛星の物理的能力に基づいて、動作モード又は対応する動作モードのパターンを決定してもよい。

同様に、通信衛星は、通信衛星が１つ以上の対応する動作モードで動作する１つ以上の時間分（例えば、複数の持続時間間の比率）を調整してもよい。例えば、リターンリンクサービスは比較的少量のスループットを提供してもよく、それゆえ、場合によっては（例えば、要求が高い状況で）、通信衛星がフォワードリンクサービスを介して実質的により大きなスループットを提供する動作モードと比較して、リターンリンクサービスを提供する動作モードのために比較的少ない割合の時間（例えば、フレームのスロットの数）を割り当ててもよい。そのそれぞれのアンテナの各々の性能特性、アンテナの対応するカバレッジエリアの各々に対するサービスの要求、物理的パラメータ（方位、人口目的地、軌道など）、及び本明細書で考察される他の同様のパラメータのバランスをとることによって、動作モードのパターン（例えば、動作モード、順序、及び期間を含む）が、そのサービス対象カバレッジエリアにあるデバイスに通信サービスを効率的に提供するように選択されてもよい。

図４は、本開示の態様による、ビーム形成システム及び衛星の動作モードの切り替えをサポートする衛星通信システム構成４００を図示する。いくつかの実施例では、衛星通信システム構成４００は、図１～図３を参照して説明された衛星通信システムの態様を実装してもよい。衛星通信システム構成４００は、空間セグメント及び地上セグメントを含む複数のネットワークアーキテクチャを使用し得る。空間セグメントは、図１～図３を参照して説明したような通信衛星１０５の例であり得る通信衛星４０５を含んでもよい。地上セグメントは、複数のユーザ端末及び複数のアクセスノード端末（例えば、１つ以上のゲートウェイを含む）を含んでもよく、これらは、図１～図３を参照して説明したようなそれぞれのデバイスの例であってもよい。図４の衛星通信システム構成４００の例は、図３を参照して説明したような、第１の動作モード、例えば、動作モード「Ａ０」に従って動作する通信衛星４０５のための例示的な通信リンク及び手順を示す。「Ａ０」動作モードは、リターンリンク構成を伴わずに第１のフォワードリンク構成３１１「Ａ」を提供する。

通信衛星４０５は、それぞれのカバレッジエリアについてのビーム形成された通信リンクを通じて送受信される信号を介して、最大３つのそれぞれのカバレッジエリアのデバイスに通信サービスを提供するための３つのアンテナを有して示されている。例えば、通信衛星４０５は、第１のカバレッジエリア４１５を照射する第１のアンテナ４１０（例えば、Ｒ１カバレッジエリアに対応するＲ１反射器）と、第２のカバレッジエリア４２５を照射する第２のアンテナ４２０（例えば、Ｒ２カバレッジエリアに対応するＲ２反射器）と、第３のカバレッジエリア４３５を照射する第３のアンテナ４３０（例えば、Ｒ３カバレッジエリアに対応するＲ３反射器）と、を含み得る。アンテナの各々は反射器及び送りアレイアセンブリ（図示せず）を含んでもよく、又は、反射器（例えば、ＤＲＡ）を含まない給電アレイアセンブリを含んでもよい。

衛星通信システム構成４００の例は、主にエンドツーエンドビーム形成を実装する通信のための３つのアンテナ（例えば、反射器）を含むように通信衛星４０５を示し、かつ記載するが、他の想定される実装態様において、衛星通信システム４００は任意の数のカバレッジエリア内のデバイスと通信するための任意の数のアンテナを含むことができ、同様に、任意の他の適用可能な通信スキームを実装してもよい。いくつかの実施例では、異なるカバレッジエリア間にいくつかの重複が存在し得る。例えば、例示的な衛星通信システム構成４００に示されるように、第１のカバレッジエリア４１５が第２のカバレッジエリア４２５及び第３のカバレッジエリア４３５と完全に重複する。他の実施例では、第１のカバレッジエリア４１５は第２のカバレッジエリア４２５又は第３のカバレッジエリア４３５内の１つのみと重複し得る。加えて、他の実施例では、第１のカバレッジエリア４１５は第２のカバレッジエリア４２５及び／又は第３のカバレッジエリア４３５と部分的に重複し得る（例えば、第２のカバレッジエリア４２５及び／又は第３のカバレッジエリア４３５は第１のカバレッジエリア４１５内に部分的に存在し、第１のカバレッジエリア４１５によって部分的に網羅され得ない）。

図４に示される第１の動作モード（例えば、動作モード「Ａ０」）によれば、通信衛星４０５は、第３のカバレッジエリア４３５に配置されたデバイス（例えば、アクセスノード端末）によって提供される第１のカバレッジエリア４１５に配置されたデバイスにフォワードリンク通信サービスを提供してもよい。例えば、フォワードリンク４３６を使用して、通信衛星４０５はＲ３アンテナ４３０を介して第３のカバレッジエリア４３５内のデバイス（例えば、アクセスノード端末）からフォワードアップリンク信号を受信し、対応するフォワードダウンリンク信号を第１のカバレッジエリア４１５内のデバイス（例えば、ユーザ端末）にＲ１アンテナ４１０を介して中継してもよい。また、衛星通信システム構成４００の例は、通信衛星４０５が第２のカバレッジエリア４２５と関連付けられた第２のアンテナ４２０を含むことを示しているが、場合によっては、第２のアンテナ４２０が第１の動作モードで使用されなくてもよい。したがって、第１の動作モードに従って動作するとき、通信衛星４０５は、第２のカバレッジエリア４２５の第１のカバレッジエリア４１５と重複しない部分に通信サービスを提供しなくてもよい。

図４の衛星通信システム構成４００の例に示されるように、フォワードリンク４３６を通じて通信される信号は、第１の偏波４５０を使用して偏向されてもよく、ここではＬＨＣＰである。したがって、送信デバイス（例えば、アクセスノード端末）のアンテナは、フォワードリンク４３６を介して信号を送信するためにＬＨＣＰ偏波を適用してもよく、受信デバイス（例えば、ユーザ端末）のアンテナは、フォワードリンク４３６を通じて偏波信号を送信するためにＬＨＣＰ偏波を同様に使用してもよい。同様に、通信衛星４０５のそれぞれの受信及び送信ポートは、ＬＨＣＰが実質的にＬＨＣＰ偏波信号のみを中継し、例えば、ＲＨＣＰ偏波信号を中継しないように構成されてもよく、その結果、通信衛星４０５がアクセスノード端末から送信された偏波信号を適切に中継する。円偏波の使用が本明細書に記載されているが、同様の偏波技法を使用して（例えば、相互直交性を有する一組の偏波から選択される１つ以上の偏波を使用して）他の偏波が同様に実装されてもよい。

サービスカバレッジエリア内のデバイス及び通信衛星４０５は、第１の周波数帯域を使用してアップリンク信号を通信してもよく、第２の周波数帯域を使用してダウンリンク信号を通信してもよい。いくつかの実施例では、アップリンク信号用の第１の周波数帯域及びダウンリンク信号用の第２の周波数帯域は、重複しない組の周波数リソースを占有してもよい。例えば、アップリンク信号が３０ＧＨｚスペクトル周辺の周波数範囲を使用して通信されてもよく、ダウンリンク信号が２０ＧＨｚスペクトル周辺の周波数範囲を使用して通信されてもよい。したがって、場合によっては、アップリンク及びダウンリンク信号は、同時に通信されてもよい（例えば、重複する又は部分的に重複するタイムドメインリソースを通じて）。そのような場合、通信衛星４０５は、Ｒ３を介して３０ＧＨｚでアップリンク信号を受信し、それらの信号を２０ＧＨｚに変換するために信号処理を行い、２０ＧＨｚでＲ１を介してダウンリンク信号を送信するように構成されてもよい。しかしながら、この３０ＧＨｚ及び２０ＧＨｚのアップリンクダウンリンクペアリングは、１つの例示的実装態様にすぎない。他の実装態様では、衛星通信システム構成４００は、例えば、５０ＧＨｚ及び４０ＧＨｚ、１４及び１２ＧＨｚ（例えば、Ｋｕ帯）、Ｖ帯域スペクトル、及び任意の他の同様の無線周波数スペクトル帯域のペアリングのアップリンクダウンリンクペアリングで構成されてもよい。同様に、いくつかの実装態様では、アップリンク信号はより高い周波数を有する周波数帯域を使用するように構成されてもよく、ダウンリンク信号はより低い周波数を有する周波数帯域を使用するように構成されてもよいが、反対の慣例も実装されてもよい。

本明細書に同様に記載されるように、第１の動作モードは、「Ａ０」動作モードを示す。図４に示されるように、及び図３を参照して同様に記載されるように、「Ａ０」動作モードラベルの「０」は、第１の動作モードがリターンリンク構成を含まないことを示している。図５～図７を参照して以下で考察されるように、動作モード「Ａ１」、「Ａ２」、及び「Ａ３」は、例えば、図４に示され、ここで説明される第１のフォワードリンク構成「Ａ」と組み合わせて、リターンリンク構成を提供する。

図５は、本開示の態様による、ビーム形成システム及び衛星の動作モードの切り替えをサポートする衛星通信システム構成５００を図示する。図５の衛星通信システム構成５００の例は、図３の表で参照されるように、通信衛星４０５が第２の動作モード、例えば、動作モード「Ａ１」に従って動作するための通信リンク及び手順の例を示す。図４を参照して記載されたように、「Ａ１」動作モードは、第１のフォワードリンク構成３１１「Ａ」と組み合わせた第１のリターンリンク構成３２１「１」を提供する。

図５に示される第２の動作モード（例えば、動作モード「Ａ１」）によれば、図４を参照して同様に説明したように（例えば、第１のフォワードリンク構成「Ａ」に従って）、通信衛星４０５は、第３のカバレッジエリア４３５に配置されたデバイス（例えば、アクセスノード端末）によって提供される第１のカバレッジエリア４１５に配置されたデバイスにフォワードリンク通信サービスを、フォワードリンク４３６を介して提供してもよい。

加えて、第２の動作モードによれば、通信衛星４０５は第１のカバレッジエリア４１５と第３のカバレッジエリア４３５との間にリターンリンク信号を中継してもよい。それゆえ、リターンリンク通信サービスは、第２の偏波４６０（例えば、ＲＨＣＰ）を使用して、第３のカバレッジエリア４３５に配置されたアクセスノード端末を介して（例えば、第１のリターンリンク構成３２１「１」に従って）第１のカバレッジエリア４１５に配置されたデバイス（例えば、ユーザ端末）に提供され得る。例えば、リターンリンク５３７を確立するために、通信衛星４０５は、Ｒ１アンテナ４１０を介して第１のカバレッジエリア４１５内のデバイス（例えば、ユーザ端末）からリターンＲＨＣＰアップリンク信号を受信し、対応するＲＨＣＰリターンダウンリンク信号を第３のカバレッジエリア４３５内のデバイス（例えば、アクセスノード端末）にＲ３アンテナ４３０を介して中継してもよい。したがって、送信デバイス（例えば、ユーザ端末）のアンテナはＲＨＣＰ偏波を適用してリターンリンク５３７を通じて信号を送信してもよく、受信デバイス（例えば、アクセスノード端末）のアンテナはＲＨＣＰ偏波を使用してリターンリンク５３７を通じて偏波信号を受信してもよい。

また、図５の衛星通信システム構成５００の例はフォワードリンク干渉５４５並びにノイズ及び相互変調構成要素（ＩＭ）５４６の双方を示し、これらのいずれか又は双方が通信衛星４０５を介して第３のカバレッジエリア４３５で通信される信号の信号品質を潜在的に低下させる可能性がある。例えば、第３のカバレッジエリア４３５内のデバイスは、フォワードリンク４３６の第３のカバレッジエリア４３５内の時間周波数リソースと少なくとも部分的に重複し得る時間周波数リソースを使用して、リターンリンク５３７上で信号を受信してもよい。加えて、第１のカバレッジエリア４１５は、第３のカバレッジエリア４３５と重複し得るため、フォワードリンク４３６用のリソースがリターンリンク５３７用のリソースとも空間的に重複する可能性がある。それゆえ、フォワードリンク干渉５４５が存在し得るため、これは第３のカバレッジエリア４３５内のデバイスとの通信のための信号品質を低下させる可能性がある。しかしながら、第２の動作モードに対して示されるように、フォワードリンク４３６及びリターンリンク５３７は、例えば、（例えば、－２２ｄＢの）偏波のダイバーシティを提供する直交偏波を使用してもよい。したがって、フォワードリンク干渉５４５は、他の動作モード及び／又は干渉のベンチマークレベルと比較して実質的に増加されない可能性がある（図３を参照して記載された表によって同様に示されるように）。干渉のベンチマークレベルは、例えば、第３のカバレッジエリア４３５（例えば、アクセスノード端末を有する）が第１のカバレッジエリア４１５と重複していない衛星通信システム構成に対応してもよい。

加えて、ノイズ及びＩＭ５４６は、フォワードリンク４３６に基づいて、リターンリンク５３７に対して比較的少量（例えば、－１５ｄＢｃ）の劣化を引き起こす可能性がある。それゆえ、第３のカバレッジエリア４３５内のフォワードリンク４３６上のビームのビーム形成であっても、実質的な干渉を引き起こさない可能性がある。まとめると、第２の動作モードについてのフォワードリンク干渉５４５及びノイズ及びＩＭ５４６からのリンク性能への影響は比較的軽微であり得る（例えば、ベンチマークに対して実質的に無視できる）。本明細書で記載されるように、信号品質劣化の一部を緩和するために技法が実装され得るが、そのような技法（例えば、第３のカバレッジエリア４３５内でビーム形成されたフォワードリンクビームを向けることなく、かつ／又は様々な干渉キャンセル技法）は、この実施例では干渉及び劣化のレベルが比較的低いことを考えると、比較的不必要であり得る。

図６は、本開示の態様による、ビーム形成システム及び衛星の動作モードの切り替えをサポートする衛星通信システム構成６００を図示する。図６の衛星通信システム構成６００の例は、図３の表で参照されるように、通信衛星４０５が第３の動作モード、例えば、動作モード「Ａ２」に従って動作するための通信リンク及び手順の例を示す。図４を参照して記載されたように、「Ａ２」動作モードは、第１のフォワードリンク構成３１１「Ａ」と組み合わせて、第２のリターンリンク構成３２２「２」を提供する。

図６に示される第３の動作モード（例えば、動作モード「Ａ２」）によれば、図４を参照して同様に説明したように（例えば、第１のフォワードリンク構成「Ａ」に従って）、通信衛星４０５が、第３のカバレッジエリア４３５に配置されたデバイス（例えば、アクセスノード端末）によって提供され得るフォワードリンク通信サービスを、第１のカバレッジエリア４１５に配置されたデバイスにフォワードリンク４３６を介して提供してもよい。

加えて、第３の動作モードに従って、第２のカバレッジエリア４２５と第３のカバレッジエリア４３５との間で通信衛星４０５がリターンリンク信号を中継してもよい。それゆえ、第３のカバレッジエリア４３５（例えば、第２のリターンリンク構成３２２「２」に従って）に配置されたアクセスノード端末を介して、リターンリンク通信サービスが第２のカバレッジエリア４２５に配置されたデバイスに提供されてもよい。例えば、リターンリンク６３９を確立するために、通信衛星４０５は、Ｒ２アンテナ４２０を介して第２のカバレッジエリア４２５内のデバイス（例えば、ユーザ端末）からリターンＲＨＣＰアップリンク信号を受信し、対応するＲＨＣＰリターンダウンリンク信号を、Ｒ３アンテナ４３０を介して第３のカバレッジエリア４３５内のデバイス（例えば、アクセスノード端末）に中継してもよい。したがって、送信デバイス（例えば、ユーザ端末）のアンテナはＲＨＣＰ偏波を適用して、リターンリンク６３９を通じて信号を送信してもよく、受信デバイス（例えば、アクセスノード端末）のアンテナはＲＨＣＰ偏波を使用して、リターンリンク６３９を通じて偏波信号を受信してもよい。

また、図６の衛星通信システム構成６００の例は、ノイズ及びＩＭ６４６を示し、これは、フォワードリンク４３６に基づいてリターンリンク６３９に対して比較的少量（例えば、－１５ｄＢｃ）の劣化を引き起こす可能性がある。それゆえ、第３のカバレッジエリア４３５内のフォワードリンク４３６上のビームのビーム形成であっても、実質的な干渉を引き起こさない可能性がある。第３の動作モードに対して示されるように、フォワードリンク４３６及びリターンリンク６３９は、例えば、偏波のダイバーシティ（例えば、－２２ｄＢの）を提供する直交偏波を使用してもよい。したがって、フォワードリンク干渉は、他の動作モード及び／又は干渉のベンチマークレベルと比較して実質的に増加されない可能性がある（図３を参照して説明した表によって同様に示されるように）。本明細書で記載されるように、信号品質劣化の一部を緩和するために技法が実装され得るが、そのような技法（例えば、第３のカバレッジエリア４３５内でビーム形成されたフォワードリンクビームを向けることなく、干渉キャンセル）は、この例では比較的低いレベルの干渉及び劣化を考慮して比較的不必要であり得る。

図７は、本開示の態様による、ビーム形成システム及び衛星の動作モードの切り替えをサポートする衛星通信システム構成７００を図示する。図７の衛星通信システム構成７００の例は、図３の表で参照されるように、通信衛星４０５が第４の動作モード、例えば、動作モード「Ａ３」に従って動作するための通信リンク及び手順の例を示す。図４を参照して記載されたように、「Ａ３」動作モードは、第１のフォワードリンク構成３１１「Ａ」と組み合わせて、第３のリターンリンク構成３２３「３」を提供する。

図７に示される第４の動作モード（例えば、動作モード「Ａ３」）によれば、図４を参照して同様に説明したように（例えば、第１のフォワードリンク構成３１１「Ａ」に従って）、通信衛星４０５は、第３のカバレッジエリア４３５に配置されたデバイス（例えば、アクセスノード端末）によってサービスされ得るフォワードリンク通信サービスを第１のカバレッジエリア４１５に配置されたデバイスにフォワードリンク４３６を介して提供してもよい。

加えて、第４の動作モードによれば、通信衛星４０５は、第３のカバレッジエリア４３５のデバイスと第３のカバレッジエリア４３５の他のデバイスとの間でリターンリンク信号を中継してもよい。それゆえ、リターンリンク通信サービスは、第３のカバレッジエリア４３５（例えば、第３のリターンリンク構成３２３「３」に従って）に配置されたアクセスノード端末を介して、第３のカバレッジエリア４３５に配置されたデバイス（例えば、ユーザ端末）に提供されてもよい。例えば、リターンリンク７４２を確立するために、通信衛星４０５は、Ｒ３アンテナ４３０を介して第３のカバレッジエリア４３５内のデバイス（例えば、ユーザ端末）からＲＨＣＰリターンアップリンク信号を受信し、対応するＲＨＣＰリターンダウンリンク信号を、Ｒ３アンテナ４３０を介して第３のカバレッジエリア４３５内の他のデバイス（例えば、アクセスノード端末）に中継してもよい。したがって、送信デバイス（例えば、ユーザ端末）のアンテナはＲＨＣＰ偏波を適用して、リターンリンク７４２を通じて信号を送信してもよく、受信デバイス（例えば、アクセスノード端末）のアンテナはＲＨＣＰ偏波を使用して、リターンリンク７４２を通じて偏波信号を受信してもよい。

また、図７の衛星通信システム構成７００の例はノイズ及びＩＭ７４６を示し、これは、フォワードリンク４３６に基づいて、リターンリンク７４２に対して比較的少量の劣化を引き起こす場合がある（例えば、－１５ｄＢｃ）。それゆえ、第３のカバレッジエリア４３５内のフォワードリンク４３６上のビームのビーム形成でさえ、実質的な干渉を引き起こさない可能性がある。第４の動作モードに対して示されるように、フォワードリンク４３６及びリターンリンク７４２は、例えば、偏波のダイバーシティ（例えば、－２２ｄＢの）を提供する直交偏波を使用してもよい。したがって、フォワードリンク干渉は、他の動作モード及び／又は干渉のベンチマークレベルと比較して実質的に増加されない可能性がある（図３を参照して説明した表によって同様に示されるように）。本明細書で記載されるように、信号品質劣化の一部を緩和するために技法が実装され得るが、そのような技法（例えば、第３のカバレッジエリア４３５内でビーム形成されたフォワードリンクビームを向けることなく、干渉キャンセル）は、この例では比較的低いレベルの干渉及び劣化を考慮して、比較的不必要であり得る。

次に、図８～図１０を参照して第４のフォワードリンク構成３１４「Ｄ」の動作モードについて考察し、通信衛星４０５は、例えば、第１のフォワードリンク構成３１１「Ａ」を使用して動作モードから切り替え得る動作モードを例示する。「Ｄ」フォワードリンク構成は、「Ａ」フォワードリンク構成の動作モードと類似のフォワードリンク通信サービス及びリターンリンク通信サービスを提供する（例えば、「Ａ０」「Ａ１」「Ａ２」動作モードは、「Ｄ０」「Ｄ１」「Ｄ２」動作モードとそれぞれ同一のカバレッジエリアに対してフォワードリンク通信サービス及びリターンリンク通信サービスを提供する）。しかしながら、「Ａ」動作モードは、単一のＬＨＣＰフォワードリンクを介して第１のカバレッジエリア４１５内のデバイスにフォワードリンクサービスを提供するが、その一方で、「Ｄ」動作モードは、それぞれのＬＨＣＰ及びＲＨＣＰ二重偏波フォワードリンクを介して第１のカバレッジエリア４１５内のデバイスにフォワードリンクサービスを提供する。

「Ａ」動作モード及び「Ｄ」動作モードに対するフォワードリンクの相違に基づいて、通信衛星４０５は、様々な考慮事項に基づいて、一方又は他方への切り替え（例えば、他から、別の動作モードなどから）を決定してもよい（例えば、コントローラから受信された命令に従って）。例えば、「Ｄ」動作モードのデュアル偏波フォワードリンクは、シングルフォワードリンクを使用する「Ａ」動作モードと比較して、Ｒ１アンテナを介したフォワードリンク通信用に約２倍のスペクトル量を提供してもよい。これは、第１のカバレッジエリア４１５内のデバイスへのフォワードリンク通信サービスのための潜在的なデータレート及び、それゆえスループットを増加させる可能性がある。すなわち、図３の表に示されるように、通信衛星４０５は、二重極性と比較して、単一の極性が単一のリンクに対して使用されるとき、給電当たりより大きな電力増幅器を適用してもよい。例えば、第１のフォワードリンク構成３１１「Ａ」は、例えば「Ｄ」フォワードリンク構成のためのデュアル偏波を使用する６．０Ｗ及び５．４Ｗと比較して、１２．６Ｗの電力増幅器を提供してもよい。「Ｄ」フォワードリンク構成によって提供されるより大きな帯域幅に渡って分算する電力は、（例えば、シャノン＝ハートレーの定理に従って）「Ａ」フォワードリンク構成よりも大きな情報容量を提供してもよい。しかしながら、場合によっては、「Ａ」フォワードリンク構成のより大きな電力増幅は、ペイロード情報を送信するために利用可能な電力のより大きな割合を使用することによって、例えば、二重極性モードと比較して、電力変動を低減し得る（及び、いくつかの状況、例えば、オーバーヘッドの量が特に高い場合、これは「Ａ」動作モードが「Ｄ」動作モードより大きな有効情報容量を提供する結果となり得る）。

更に、「Ｄ」動作モードは、（例えば、図３の表に示されるように）リターンリンクを使用する際に干渉を受ける可能性があるが、それにも関わらずにこれらのリターンリンク構成は「Ｄ」動作モードに利用可能である。しかしながら、「Ａ」動作モードは、同一のリターンリンク構成（例えば、本明細書に記載の実質的に無視できる干渉）を使用するために、比較的少ない干渉を受ける。したがって、本明細書に記載されるように、通信衛星４０５は、例えば、フォワードリンク及びリターンリンクサービスの双方に対してより高い信頼性の通信サービスを提供するために、「Ａ」動作モードのうちの１つを使用するように切り替わる（例えば、動的に）ように決定するか、又は制御されてもよく、その一方で、通信衛星４０５は、例えば、第１のカバレッジエリア４１５内のデバイスとのフォワードリンク通信サービスのためのより高い最大データレートを提供するために、「Ｄ」動作モードのうちの１つを使用するように決定してもよい。通信衛星４０５は、本明細書で説明される動作モードのうちの残りに対して類似の分析及び決定を行って、動作モードを決定し、それに応じて動作モード間を切り替えてもよい。

図８は、本開示の態様による、ビーム形成システム及び衛星の動作モードの切り替えをサポートする衛星通信システム構成８００を図示する。図８の衛星通信システム構成８００の例は、図３を参照して記載したような、第５の動作モード、例えば、動作モード「Ｄ０」に従って動作する通信衛星４０５のための通信リンク及び手順の例を示す。「Ｄ０」動作モードは、リターンリンク構成を伴わずに第４のフォワードリンク構成３１４「Ｄ」を提供する。

図８に示される第５の動作モード（例えば、動作モード「Ｄ０」）によれば、通信衛星４０５は、フォワードリンク８３６及び８３８を介して第３のカバレッジエリア４３５に配置されたデバイス（例えば、アクセスノード端末）によって提供され得る第１のカバレッジエリア４１５に配置されたデバイスにフォワードリンク通信サービスを提供してもよい。

図８の例示的な衛星通信システム構成８００に示されるように、二重偏波を使用して信号が第３のカバレッジエリア４３５内のデバイスと第１のカバレッジエリア４１５との間で通信されてもよい。例えば、フォワードリンク８３６を通じて通信される信号が第１の偏波（ここではＬＨＣＰ）を使用して偏向されてもよく、フォワードリンク８３８を通じて通信される信号が第２の偏波（ここではＲＨＣＰ）を使用して偏向されてもよい。したがって、送信デバイス（例えば、アクセスノード端末）のアンテナはＬＨＣＰ偏波を適用して、フォワードリンク８３６を通じて信号を送信してもよく、それぞれの受信デバイス（例えば、ユーザ端末）のアンテナは同様にＬＨＣＰ偏波を使用して、フォワードリンク８３６を通じて偏波信号を受信してもよい。同様に、送信デバイスのアンテナはＲＨＣＰ偏波を適用して、フォワードリンク８３８を介して信号を送信してもよく、それぞれの受信デバイスのアンテナはＲＨＣＰ偏波を使用して、フォワードリンク８３８を介して偏波信号を受信してもよい。同じく、通信衛星４０５のそれぞれの受信及び送信ポートは、ＬＨＣＰ又はＲＨＣＰが、通信衛星４０５がアクセスノード端末から送信された二重偏波信号を適切に中継するように、適切な偏波信号のみを実質的に中継するように構成されてもよい。このようにして、二重偏波を使用して、同一のそれぞれのカバレッジエリア間に重複するデータストリームを通信してもよい。円偏波の使用が本明細書に記載されているが、他の偏波が同様の偏波技法を使用して（例えば、相互直交性を有する一組の偏波から選択される１つ以上の偏波を使用して）同様に実装されてもよい。

また、図８の衛星通信システム構成８００の例は、通信衛星４０５を介して第３のカバレッジエリア４３５で通信される信号の信号品質を潜在的に低下させ得るノイズ、並びにＩＭ８４６及び８４８を示す。第５の動作モードに対して示されるように、フォワードリンク８３６及びフォワードリンク８３８は、例えば、偏波ダイバーシティを適用して直交偏波を使用してもよい。したがって、他の動作モード及び／又は干渉のベンチマークレベルと比較して、フォワードリンク干渉が実質的に増加されない可能性がある。

本明細書に同様に記載されるように、第５の動作モードは、「Ｄ０」動作モードを示す。図８に示されるように、及び図３を参照して同様に記載されるように、「Ｄ０」動作モードラベルの「０」は、第５の動作モードがリターンリンク構成を含まないことを示す。図９及び図１０を参照して以下で考察されるように、動作モード「Ｄ１」及び「Ｄ２」は、例えば、図８に示され、ここで説明される第４のフォワードリンク構成３１４「Ｄ」と組み合わせて、リターンリンク構成を提供する。

図９は、本開示の態様による、ビーム形成システム及び衛星の動作モードの切り替えをサポートする衛星通信システム構成９００を図示する。図９の衛星通信システム構成９００の例は、図３の表で参照されるように、通信衛星４０５が第６の動作モード、例えば、動作モード「Ｄ１」に従って動作するための通信リンク及び手順の例を示す。図８を参照して記載されたように、「Ｄ１」動作モードは、第４のフォワードリンク構成３１４「Ｄ」と組み合わせて、第１のリターンリンク構成３２１「１」を提供する。

図９に示される第６の動作モード（例えば、動作モード「Ｄ１」）によれば、通信衛星４０５は、図８を参照して同様に説明したように（例えば、第４のフォワードリンク構成３１４「Ｄ」に従って）、フォワードリンク８３６及び８３８を介して第３のカバレッジエリア４３５に配置されたデバイス（例えば、アクセスノード端末）によって提供され得る第１のカバレッジエリア４１５に配置されたデバイスにフォワードリンク通信サービスを提供してもよい。

加えて、第６の動作モードに従って、通信衛星４０５は、第１のカバレッジエリア４１５と第３のカバレッジエリア４３５との間でリターンリンク信号を中継してもよい。それゆえ、リターンリンク通信サービスは、第３のカバレッジエリア４３５に配置されたアクセスノード端末を介して（例えば、第１のリターンリンク構成３２１「１」に従って）第１のカバレッジエリア４１５に配置されたデバイス（例えば、ユーザ端末）に提供されてもよい。例えば、リターンリンク９３７を確立するために、通信衛星４０５は、Ｒ１アンテナ４１０を介して第１のカバレッジエリア４１５内のデバイス（例えば、ユーザ端末）からリターンＲＨＣＰアップリンク信号を受信し、対応するＲＨＣＰリターンダウンリンク信号を、Ｒ３アンテナ４３０を介して第３のカバレッジエリア４３５内のデバイス（例えば、アクセスノード端末）に中継してもよい。したがって、送信デバイス（例えば、ユーザ端末）のアンテナがＲＨＣＰ偏波を適用して、リターンリンク９３７を通じて信号を送信してもよく、受信デバイス（例えば、アクセスノード端末）のアンテナがＲＨＣＰ偏波を使用して、リターンリンク９３７を通じて偏波信号を受信してもよい。

したがって、二重偏波を使用して、通信衛星４０５で第３のカバレッジエリア４３５内のデバイスと第１のカバレッジエリア４１５との間で信号が通信されてもよい。例えば、通信衛星４０５のそれぞれの受信ポート及び送信ポートは、各々がＬＨＣＰ又はＲＨＣＰが対応する偏波信号を実質的に中継し、その結果、通信衛星４０５が二重偏波信号を適切に中継するように構成されてもよい。リターンリンク９３７の場合、通信衛星４０５のそれぞれの受信及び送信ポートは、ＲＨＣＰが実質的にＲＨＣＰ偏波信号を中継し、例えば、ＬＨＣＰ偏波信号を中継しないように構成されてもよい。このようにして、例えば、時間及び／又は周波数で重複し得る二重偏波及び通信リソースを使用して、通信衛星４０５を介して、フォワードリンク及びリターンリンク信号は第１のカバレッジエリア４１５内のデバイスと第３のカバレッジエリア４３５内のデバイスとの間で通信されてもよい。円偏波の使用が本明細書に記載されているが、他の偏波は、同様の偏波技法を使用して（例えば、相互直交性を有する一組の偏波から選択される１つ以上の偏波を使用して）同様に実装されてもよい。

また、図９の衛星通信システム構成９００の例は、フォワードアップリンク干渉９４６及びフォワードダウンリンク干渉９４７を示す。例えば、フォワードアップリンク干渉９４６はフォワードリンク８３６のアップリンクとリターンリンク９３７のアップリンクとの間の干渉を表してもよく、フォワードダウンリンク干渉９４７はフォワードリンク８３６のダウンリンクとリターンリンク９３７のダウンリンクとの間の干渉を表してもよい。しかしながら、フォワードリンク８３６及びリターンリンク９３７は直交偏波を使用するため、フォワードアップリンク干渉９４６及びフォワードダウンリンク干渉９４７は、他の動作モード及び／又は（例えば、－２２ｄＢの）偏波ダイバーシティに起因する干渉のベンチマークレベルと比較して実質的に増加されない場合がある。それゆえ、フォワードリンク８３６上のビーム形成は、第３のカバレッジエリア４３５内であっても実行されてもよい。

フォワードアップリンク干渉９４８は、フォワードリンク８３８のアップリンクとリターンリンク９３７のアップリンクとの間の干渉を表し得る。フォワードリンク８３６及びリターンリンク９３７は直交偏波を使用せず、第３のカバレッジエリア４３５はＲ１の照射エリア内にあるため、フォワードリンク８３６のアップリンクは、リターンリンク９３７のアップリンクへの実質的な干渉を引き起こす可能性がある（例えば、第３のカバレッジエリア４３５がＲ１の照射エリア外にある場合よりも２２ｄＢ悪い）。リターンリンク９３７に対する受信ビームのビーム形成は、フォワードアップリンク干渉９４８を緩和させる可能性があるが、Ｒ１におけるフォワードアップリンク干渉９４８からの受信電力は、リターンリンク９３７に対する信号のレベルを低下させ、それゆえリターンリンク９３７に対する影響を完全に緩和させる能力を低下させる可能性がある。

フォワードダウンリンク干渉９４９は、フォワードリンク８３８のダウンリンクと、直交偏波を使用しないリターンリンク９３７のダウンリンクとの間の干渉を表し得る。フォワードダウンリンク干渉９４９は、Ｒ３に対するＲ１のゲインが低いために低減され得るが、フォワードリンク８３８のダウンリンクからの信号エネルギーが第３のカバレッジエリア４３５に存在する場合、依然として実質的な干渉を引き起こす可能性がある。フォワードリンク８３８のビーム形成を使用して、フォワードダウンリンク干渉９４９を緩和させてもよい（例えば、第３のカバレッジエリア４３５内のフォワードリンク８３８からの信号エネルギーを無効にする）。追加的に又は代替的に、フォワードリンク８３８又はリターンリンク９３７に対するＭＣＳ及び／又は符号化速度は、干渉を考慮するように適合されてもよい。しかしながら、これは、それに応じてこれらの通信のためのデータレートを低下させる可能性がある。代替的には、通信システムが干渉緩和手順を採用しない場合に、干渉が関連付けられた通信の信号品質メトリックを低下させ（例えば、ＳＮＲ又はＳＩＮＲを低下させ）、それゆえ通信の有効データレートを同様に低下させる可能性がある。

場合によっては、ノイズ並びにＩＭ９４６及びＩＭ９４８の一部分（例えば、特定の相互変調周波数）が自己干渉の結果であってもよい。例えば、アンテナの構成要素とトランスポンダとの間の寄生結合が対応する通信を劣化させ得る自己干渉を引き起こす可能性がある。そのような場合、自己干渉キャンセル（ＳＩＣ）手順を使用して、この自己干渉をキャンセルしてもよい（例えば、アクティブな手順を経て、又は固定されたハードウェアを経て自己干渉が識別及び緩和され得る）。

しかしながら、場合によっては、干渉緩和技術を実装する代替として、代わりに、通信衛星４０５が異なる動作モードに切り替わってもよい。例えば、図９に示され、ここで説明されるような第６の動作モード「Ｄ１」によれば、通信衛星４０５が第１のカバレッジエリア４１５に配置されたデバイスにフォワードリンク通信サービス及びリターンリンク通信サービスを提供してもよい。したがって、特定の干渉緩和及び／又は干渉キャンセル技術を実行するのではなく、代わりに、図５を参照して記載されたように、通信衛星４０５は、新しい動作モード、例えば、第２の動作モード「Ａ１」に切り替わることを決定してもよい（例えば、コントローラから受信した命令に従って）。すなわち、第２の動作モード「Ａ１」は、第１のカバレッジエリアに配置されたデバイスにフォワード及びリターンリンクサービスを提供してもよいが、第６の動作モード「Ｄ１」に対して発生し得るように、干渉に起因する性能の損失の影響を受けにくくなる場合がある。しかしながら、第２の動作モード「Ａ１」は、第６の動作モード「Ｄ１」と比較してわずかに低減された最大データレートを提供してもよい。同様に、例えば、リターンリンク通信サービスに対する要求が比較的低い場合には、コントローラが、より高いフォワードリンクデータレート及びより低い干渉を有する動作モードに切り替わることを決定してもよいが、これはリターンリンクサービスを提供しなくてもよい（例えば、第３のカバレッジエリア４３５内のデバイスに対して、及び／又は第１のカバレッジエリア４１５及び／又は第２のカバレッジエリア４２５からの需要に基づいて）。したがって、コントローラは、干渉並びに本明細書で考察される他のメトリック及び基準に基づいて、別の動作モードがより適切であり得る状況のために別の動作モードに切り替わることを動的に決定してもよい。

図９の衛星通信システム構成９００を参照して本明細書で説明されるが、これらの干渉緩和、相殺、及び回避の技術の態様は、本明細書で説明されるような動作モードのいずれかに対して採用され得る。

図１０は、本開示の態様による、ビーム形成システム及び衛星の動作モードの切り替えをサポートする衛星通信システム構成１０００を図示する。図１０の衛星通信システム構成１０００の例は、図３の表で参照されるように、通信衛星４０５が第７の動作モード、例えば、動作モード「Ｄ２」に従って動作するための通信リンク及び手順の例を示す。図８を参照して記載されたように、「Ｄ２」動作モードは、第４のフォワードリンク構成３１４「Ｄ」と組み合わせて、第２のリターンリンク構成３２２「２」を提供する。

図１０に示される第７の動作モード（例えば、動作モード「Ｄ２」）によれば、図８を参照して同様に説明したように（例えば、第４のフォワードリンク構成３１４「Ｄ」に従って）、第３のカバレッジエリア４３５に配置されたデバイス（例えば、アクセスノード端末）によってサービスされ得るフォワードリンク通信サービスを、通信衛星４０５が第１のカバレッジエリア４１５に配置されたデバイスにフォワードリンク８３６及び８３８を介して提供してもよい。

加えて、第７の動作モードに従って、通信衛星４０５は、第２のカバレッジエリア４２５と第３のカバレッジエリア４３５との間でＲＨＣＰリターンリンク信号を中継してもよい。それゆえ、リターンリンク通信サービスは、第３のカバレッジエリア４３５に配置されたアクセスノード端末を介して、（例えば、第２のリターンリンク構成３２２「２」に従って）第２のカバレッジエリア４２５に配置されたデバイス（例えば、ユーザ端末）に提供されてもよい。例えば、リターンリンク１０３９を確立するために、通信衛星４０５は、Ｒ２アンテナ４２０を介して第２のカバレッジエリア４２５内のデバイス（例えば、ユーザ端末）からリターンＲＨＣＰアップリンク信号を受信し、対応するＲＨＣＰリターンダウンリンク信号を、Ｒ３アンテナ４３０を介して第３のカバレッジエリア４３５内のデバイス（例えば、アクセスノード端末）に中継してもよい。したがって、送信デバイス（例えば、ユーザ端末）のアンテナはＲＨＣＰ偏波を適用して、ターンリンク１０３９を通じて信号を送信してもよく、受信デバイス（例えば、アクセスノード端末）のアンテナはＲＨＣＰ偏波を使用して、リターンリンク１０３９を通じて偏波信号を受信してもよい。

また、図１０の衛星通信システム構成１０００の例は、フォワードダウンリンク干渉１０４６及びフォワードダウンリンク干渉１０４８を示す。フォワードダウンリンク干渉１０４６は、フォワードリンク８３６用のダウンリンクと、リターンリンク１０３９用のダウンリンクとの間の干渉を表してもよく、その一方で、フォワードダウンリンク干渉１０４８は、フォワードリンク８３８用のダウンリンクと、リターンリンク１０３９用のダウンリンクとの間の干渉を表してもよい。フォワードリンク８３６及びリターンリンク１０３９は直交偏波を使用するので、フォワードダウンリンク干渉１０４６は、他の動作モード及び／又は偏波ダイバーシティ（例えば、－２２ｄＢの）に起因する干渉のベンチマークレベルに比べて実質的に増加されない可能性がある。それゆえ、フォワードリンク８３６上のビーム形成が第３のカバレッジエリア４３５内であっても実行され得る。

フォワードダウンリンク干渉１０４８は、フォワードリンク８３８のダウンリンクと、直交偏波を使用しないリターンリンク１０３９のダウンリンクとの間の干渉を表し得る。フォワードダウンリンク干渉１０４８は、Ｒ３に対してＲ１のゲインが低いために低減されるが、フォワードリンク８３８のダウンリンクからの信号エネルギーが第３のカバレッジエリア４３５に存在する場合、依然として実質的な干渉を引き起こす可能性がある。フォワードリンク８３８のビーム形成を使用して、フォワードダウンリンク干渉１０４８を緩和してもよい（例えば、第３のカバレッジエリア４３５内のフォワードリンク８３８からの信号エネルギーを無効にする）。追加的に又は代替的に、フォワードリンク８３８又はリターンリンク１０４８に対するＭＣＳ及び／又は符号化速度は、干渉を考慮するように適合されてもよい。しかしながら、これは、それに応じてこれらの通信のためのデータレートを低下させる可能性がある。代替的に、通信システムが干渉緩和手順を採用しない場合は、干渉が関連付けられた通信の信号品質メトリックを低下させ（例えば、ＳＮＲ又はＳＩＮＲを低下させ）、それゆえ通信の有効データレートを同様に低下させる可能性がある。

図１１は、本開示の態様による、ビーム形成システム及び衛星の動作モードの切り替えをサポートするプロセスフロー１１００の例を図示する。いくつかの実施例では、プロセスフロー１１００は、図１～図１０を参照して記載されたように、衛星通信システムの態様によって実装されてもよい。プロセスフロー１１００は、コントローラ１７５によって実行されてもよく、図１～図１０を参照して記載したような通信衛星の動作モードを決定することを含んでもよい。いくつかのステップが説明された順序とは異なる順序で実行されるか、又は全く実行されない、以下の代替例が実装されてもよい。いくつかの実施例では、ステップが以下に記載されていない追加の特徴を含むか、又は更なるステップが追加されてもよい。

１１１０において、コントローラは、通信衛星の第１のアンテナと関連する第１のカバレッジエリア（例えば、Ｒ１アンテナと関連するＲ１カバレッジエリア）及びアンテナの組の第２のアンテナと関連する第２のカバレッジエリア（例えば、Ｒ３アンテナと関連するＲ３カバレッジエリア）を含むサービスエリア内の端末に通信サービスを提供するために、一組の動作モードから通信衛星に対する第１の動作モードを決定してもよい。場合によっては、通信衛星を介して通信サービスを提供するための少なくとも１つのアクセスノード端末（例えば、ゲートウェイ）を第２のカバレッジエリアが含んでもよい。場合によっては、第２のカバレッジエリアは第１のカバレッジエリアと少なくとも部分的に重複していてもよい。

第１の動作モードは、それぞれの偏波の第１の構成に対応してもよく、第１の構成は、それぞれの偏波の各々の信号を受信するための一組のアンテナのうちの少なくとも１つと、それぞれの偏波の各々の信号を送信するための一組のアンテナのうちの少なくとも１つと、を有してもよい。プロセスフロー１１００の例示的な例として、第１の動作モードは、例えば、図８～図１０を参照して本明細書で記載されるように、「Ｄ」動作モードによる通信衛星の構成（例えば、第１のフォワードリンク構成を含む）に対応してもよい。

１１１５で、通信衛星が第１の動作モードに従って動作してもよい。例えば、第１の動作モードが「Ｄ」動作モードである例示的な例では（例えば、「Ｄ」は第１のフォワードリンク構成である）、通信衛星が、Ｒ３アンテナを使用して、ＬＨＣＰ及びＲＨＣＰ偏波を使用することでＲ３カバレッジエリア内のアクセスノード端末からフォワードアップリンク信号を受信してもよく、通信衛星４０５がＲ１アンテナを使用してもよい（ＬＨＣＰ及びＲＨＣＰ偏波も使用して、Ｒ１カバレッジエリア内のユーザ端末にフォワードダウンリンク信号を送信する）。すなわち、第１の構成は、それぞれの偏波の各々を、第１のリンク方向（例えば、フォワードリンク）に対してそれぞれの偏波の各々を受信するための第１のアンテナと、第１のリンク方向に対してそれぞれの偏波の各々を送信するための第２のアンテナと、に関連付けてもよい。

１１２０で、コントローラは、サービスエリアの端末に通信サービスを提供するために、一組の動作モードから第２の動作モードを決定してもよく、ここで、第２の動作モードはそれぞれの偏波の第２の構成に対応し、第２の構成は、それぞれの偏波の各々の信号を受信するための一組のアンテナの少なくとも１つと、それぞれの偏波の各々の信号を送信するための一組のアンテナの少なくとも１つと、を有する。

いくつかの実施例では、第２の動作モードは、第１の構成とは相違していてもよい。例えば、通信衛星４０５は、異なる組の端末に通信サービスを提供し、異なるカバレッジエリアの端末間でリソースを異なるように割り当て、特定のカバレッジエリアの端末の全体に渡ってスループットを増加させ、異なる干渉特性（例えば、スループットと干渉との間の異なるトレードオフ）及び他の同様の要因を有する動作モードに切り替わることを決定してもよい。図１１に示されるプロセスフロー１１００の例示的な例では、第２の動作モード及び第２の構成は、例えば、図４～図７を参照して本明細書で記載されるように、「Ａ」動作モードに対応してもよい。この例では、「Ａ」動作モードは、通信衛星４０５によって使用される第２のフォワードリンク構成に対応してもよい。

場合によっては、通信衛星は、図２を参照して記載されたように、例えば、フレーム構造のフレームのスロットの数など、特定の期間、第２の動作モードに従って動作してもよい。いくつかの実施例では、コントローラは、第２の構成に従って、通信衛星を動作させるためのフレーム構造のスロットの数を決定してもよい。他の実施例では、コントローラは、シーケンス内の動作モードの各々に対して、いくつかの動作モード及び対応するスロット数の持続時間（例えば、フレーム構造のスロットについての一連の動作モード）を含むシーケンスを決定してもよい。場合によっては、シーケンスは、特定の既知の条件に従って通信サービスを提供するように構成又は事前構成されてもよい。

１１２５において、通信衛星は第１の動作モードから第２の動作モードに切り替えられてもよい。例えば、通信衛星は、「Ｄ」フォワードリンク構成を使用して（例えば、フォワードリンク方向の各偏波を使用して）動作モードから、「Ａ」フォワードリンク構成を使用して（例えば、フォワードリンク方向の単一の偏波を使用して）動作モードに切り替わってもよい。単純な例では、「Ｄ０」～「Ａ１」の動作モードへ、通信衛星が第１のカバレッジエリアへのフォワードリンク方向の二重偏波の提供から、第１のカバレッジエリアへのフォワードリンク方向の単一偏波及びリターンリンク方向の単一偏波の提供に切り替えられてもよい。代替の実施形態では、第１の動作モード及び第２の動作モードは各々、本明細書で説明される動作モードのいずれかであってもよい。

追加的に又は代替的に、コントローラが動作モードを切り替えるための動的切り替えイベントを識別してもよい。例えば、コントローラは、信号品質メトリック（例えば、ＳＮＲ、ＳＩＮＲ、ＥＩＲＰなど）などの性能特性が、そのようなスイッチを実行するための対応する閾値を満たしていると判断してもよい。例えば、コントローラは、信号品質メトリックが、第１の動作モードにおいて、特定の通信リンク（例えば、フォワードリンク、リターンリンク）の所望の信号品質ターゲットよりも下回っていると判断してもよく、信号品質メトリックを改善するために、第２の動作モードに切り替わってもよく、その結果、より効率的な通信リンクがもたらされ得る。

１１３０で、通信衛星は第２の動作モードに従って動作してもよい。例えば、第２の動作モードが「Ａ」動作モードである例示的な実施例では、通信衛星４０５はＬＨＣＰ偏波を使用して、第３のカバレッジエリア内のアクセスノード端末からフォワードアップリンク信号を受信するためにＲ３アンテナ（例えば、Ｒ３反射器）を使用してもよく、通信衛星はＬＨＣＰ偏波も使用して、Ｒ１カバレッジエリア内のユーザ端末にフォワードダウンリンク信号を送信するためにＲ１アンテナ（例えば、Ｒ１反射器）を使用してもよい。

１１３５において、コントローラは、サービスエリアの端末に通信サービスを提供するために、一組の動作モードから第３の動作モードを決定してもよく、第３の動作モードはそれぞれの偏波の第３の構成に対応し、第３の構成は、それぞれの偏波の各々の信号を受信するための一組のアンテナの少なくとも１つと、それぞれの偏波の各々の信号を送信するための一組のアンテナの少なくとも１つと、を有する。

場合によっては、第３の動作モードは第１の動作モードと同一であってもよい。例えば、第１の動作モードが、一組のユーザ端末に対してリソースの改善された割り当てを提供することを示す要因に基づいて、コントローラは第１の動作モードに戻ることを決定してもよい。例えば、コントローラは、１１４０に示されるように、通信衛星を第１の動作モードに戻すように切り替えることを決定してもよい。

代替的には、第１の動作モード及び第２の動作モードの双方と第３の動作モードは相違してもよい。例えば、第３の動作モードは、本明細書に記載されるように、残りの動作モード（例えば、「Ａ」～「Ｈ」のフォワードリンク構成３１０、及び任意選択でリターンリンク構成３２０）のいずれかであってもよい。例えば、第３の動作モードは、第１の動作モード及び第２の動作モードから異なるリターンリンク構成３２０を使用して「Ａ」又は「Ｄ」のフォワードリンク構成であってもよい。したがって、１１４５において、コントローラは通信衛星を第２の動作モードから第３の動作モードに切り替えてもよい。

１１５０において、通信衛星４０５は、第３の動作モードに従って動作してもよい。例えば、第３の動作モードが「Ｄ２」動作モードである例示的な例では、通信衛星４０５は、第１の構成（例えば、「Ｄ０」）と同様に、Ｒ３アンテナ（例えば、Ｒ３反射器）を使用して、ＬＨＣＰ及びＲＨＣＰ偏波（例えば、二重偏波）を使用してアクセスノード端末からのフォワードアップリンク信号を受信してもよく、通信衛星４０５は、Ｒ１アンテナ（例えば、Ｒ１反射板）を使用して、同じくＬＨＣＰ／ＲＨＣＰ二重偏波を使用してＲ１カバレッジエリア内のユーザ端末にフォワードダウンリンク信号を伝送してもよい。

加えて、しかしながら、第３の動作モードでは、通信衛星４０５は「２」リターンリンク構成を使用して動作してもよい。したがって、通信衛星４０５はＲ３アンテナを使用して、第３のカバレッジエリア内のユーザ端末からリターンアップリンク信号を受信し、対応するリターンダウンリンク信号をＲ３カバレッジエリア内のアクセスノード端末に中継してもよい。この実施例では、リターンリンク信号（例えば、リターンアップリンク信号及びリターンダウンリンク信号）は、ＲＨＣＰ偏波を使用して通信されてもよい（例えば、本明細書で記載されるように「２」リターンリンク構成に従って）。

場合によっては、例えば、フレーム構造（例えば、１１３５で決定された）に従って第３の動作モードで動作するために決定されたスロット数に従って、一定の期間に第３の動作モードに従って通信衛星が動作されてもよい。他の実施例では、通信衛星は、以前に決定又は構成されている可能性があるように、一連の動作モードにおける（例えば、１つ以上のフレームの各々に対する）いくつかのスロットに対して第３の動作モードに従って動作されてもよい。

図１２は、本開示の態様による、ビーム形成システム及び衛星の動作モードの切り替えをサポートする衛星通信システム構成１２００を図示する。図１２の衛星通信システム構成１２００の例は、図３を参照して説明したような第８の動作モード、例えば、動作モード「Ｂ０」に従って動作する通信衛星４０５のための通信リンク及び手順の例を示す。「Ｂ０」動作モードは、リターンリンク構成を伴わずに第２のフォワードリンク構成３１２「Ｂ」を提供する。

図１２に示される第８の動作モード（例えば、動作モード「Ｂ０」）によれば、第３のカバレッジエリア４３５に配置されたデバイス（例えば、アクセスノード端末）によってサービスされ得るフォワードリンク通信サービスを、通信衛星４０５は第２のカバレッジエリア４２５に配置されたデバイスにフォワードリンク１２４０及び１２４１を介して提供してもよい。

図１２の衛星通信システム構成１２００の例に示すように、二重偏波を使用して、第３のカバレッジエリア４３５内のデバイスと第２のカバレッジエリア４２５との間で信号が通信されてもよい。例えば、フォワードリンク１２４０を通じて通信される信号は第１の偏波（ここではＬＨＣＰ）を使用して偏向されてもよく、フォワードリンク１２４１を通じて通信される信号は第２の偏波（ここではＲＨＣＰ）を使用して偏向されてもよい。したがって、送信デバイス（例えば、アクセスノード端末）のアンテナがＬＨＣＰ偏波を適用して、フォワードリンク１２４０を通じて信号を送信してもよく、それぞれの受信デバイス（例えば、ユーザ端末）のアンテナは、同様にＬＨＣＰ偏波を使用してフォワードリンク１２４０を通じて偏波信号を受信してもよい。同様に、送信デバイス（例えば、アクセスノード端末）のアンテナはＲＨＣＰ偏波を適用して、フォワードリンク１２４１を通じて信号を送信してもよく、それぞれの受信デバイス（例えば、ユーザ端末）のアンテナはＲＨＣＰ偏波を使用して、フォワードリンク１２４１を通じて偏波信号を受信してもよい。

本明細書に同様に記載されるように、第８の動作モードは「Ｂ０」動作モードを示す。図１２に示されるように、及び図３を参照して同様に記載されるように、「Ｂ０」動作モードラベルの「０」は、第８の動作モードがリターンリンク構成を含まないことを示す。図１３～図１５を参照して以下で考察されるように、動作モード「Ｂ１」、「Ｂ２」、及び「Ｂ３」は、例えば、図１２に示され、ここで記載される第２のフォワードリンク構成３１２「Ｂ」と組み合わせて、リターンリンク構成を提供する。

図１３は、本開示の態様による、ビーム形成システム及び衛星の動作モードの切り替えをサポートする衛星通信システム構成１３００を図示する。図１３の衛星通信システム構成１３００の例は、図３の表で参照されるように、通信衛星４０５は第９の動作モード、例えば、動作モード「Ｂ１」に従って動作するための通信リンク及び手順の例を示す。図１２を参照して記載されたように、「Ｂ１」動作モードは、第２のフォワードリンク構成３１２「Ｂ」と組み合わせて、第１のリターンリンク構成３２１「１」を提供する。

図１３に示される第９の動作モード（例えば、動作モード「Ｂ１」）によれば、通信衛星４０５は、図１２を参照して同様に説明したように（例えば、第２のフォワードリンク構成３１２「Ｂ」に従って）、第３のカバレッジエリア４３５に配置されたデバイス（例えば、アクセスノード端末）によってサービスされ得るフォワードリンク通信サービスを、通信衛星４０５がフォワードリンク１２４０及び１２４１を介して第２のカバレッジエリア４２５に配置されたデバイスに提供してもよい。

加えて、第９の動作モードに従って、通信衛星４０５は第１のカバレッジエリア４１５と第３のカバレッジエリア４３５との間でリターンリンク信号を中継してもよい。それゆえ、第３のカバレッジエリア４３５に配置されたアクセスノード端末を介して、（例えば、第１のリターンリンク構成３２１「１」に従って）第１のカバレッジエリア４１５（例えば、第２のカバレッジエリア４２５を含み得るか、又は少なくとも部分的に重複し得る）に配置されたデバイス（例えば、ユーザ端末）にリターンリンク通信サービスが提供されてもよい。例えば、リターンリンク１３３７を確立するために、通信衛星４０５は、Ｒ１アンテナ４１０を介して第１のカバレッジエリア４１５内のデバイス（例えば、ユーザ端末）からＲＨＣＰリターンアップリンク信号を受信し、対応するＲＨＣＰリターンダウンリンク信号を、Ｒ３アンテナ４３０を介して第３のカバレッジエリア４３５内のデバイス（例えば、アクセスノード端末）に中継してもよい。

したがって、通信衛星４０５は、第１のカバレッジエリアに対して単一のリターンリンク１３３７を提供しながら、第２のカバレッジエリア４２５に対して二重偏波フォワードリンク（例えば、フォワードリンク１２４０及び１２４１）を提供するように動作されてもよい。第２のカバレッジエリアを含む、又は第２のカバレッジエリアと重複する第１のカバレッジエリアを経由して、通信衛星４０５はまた、フォワードリンク１２４０及び１２４１の一方又は双方を介してフォワードリンクが提供されている第２のカバレッジエリア内のデバイスに対してリターンリンクを提供してもよい。

図１３の例示的な衛星通信システム構成１３００の例は、フォワードアップリンク干渉１３４５及びフォワードアップリンク干渉１３４７も示す。フォワードアップリンク干渉１３４５は、フォワードリンク１２４０用のアップリンクと、リターンリンク１３３７用のアップリンクとの間の干渉を表し得る。しかしながら、フォワードリンク１２４０及びリターンリンク１３３７が直交偏波を使用するため、フォワードアップリンク干渉１３４５は、他の動作モード及び／又は偏波ダイバーシティ（例えば、－２２ｄＢの）に起因するベンチマークレベルの干渉に対して実質的に増加されない可能性がある。

フォワードアップリンク干渉１３４７は、フォワードリンク１２４１用のアップリンクと、リターンリンク１３３７用のアップリンクとの間の干渉を表し得る。フォワードリンク１２４１及びリターンリンク１３３７は直交偏波を使用せず、第３のカバレッジエリア４３５はＲ１の照射エリア内にあるため、フォワードリンク１２４１のアップリンクは、リターンリンク１３３７のアップリンクに実質的な干渉を引き起こす可能性がある（例えば、第３のカバレッジエリア４３５がＲ１の照射エリア外にある場合よりも２２ｄＢ悪い）。リターンリンク１３３７に対する受信ビームのビーム形成は、フォワードアップリンク干渉１３４７を緩和し得るが、Ｒ１におけるフォワードアップリンク干渉１３４７からの受信電力は、リターンリンク１３３７に対する信号のレベルを低下させ、それゆえリターンリンク１３３７に対する影響を完全に緩和する能力を低下させる可能性がある。

図１４は、本開示の態様による、ビーム形成システム及び衛星の動作モードの切り替えをサポートする衛星通信システム構成１４００を図示する。図１４の衛星通信システム構成１４００の例は、図３の表で参照されるように、通信衛星４０５が第１０の動作モード、例えば、動作モード「Ｂ２」に従って動作するための通信リンク及び手順の例を示す。図１２を参照して記載されたように、「Ｂ２」動作モードは、第２のフォワードリンク構成３１２「Ｂ」と組み合わせて、第２のリターンリンク構成３２２「２」を提供する。

図１４に示される第１０の動作モード（例えば、動作モード「Ｂ２」）によれば、図１２を参照して同様に説明したように（例えば、第２のフォワードリンク構成３１２「Ｂ」に従って）、第３のカバレッジエリア４３５に配置されたデバイス（例えば、アクセスノード端末）によってサービスされ得るフォワードリンク通信サービスを、通信衛星４０５がフォワードリンク１２４０及び１２４１を介して第２のカバレッジエリア４２５に配置されたデバイスに提供する。

加えて、第１０の動作モードに従って、通信衛星４０５が第２のカバレッジエリア４２５と第３のカバレッジエリア４３５との間でリターンリンク信号を中継してもよい。それゆえ、第３のカバレッジエリア４３５に配置されたアクセスノード端末を介して、（例えば、第２のリターンリンク構成３２２「２」に従って）第２のカバレッジエリア４２５に配置されたデバイス（例えば、ユーザ端末）にリターンリンク通信サービスが提供されてもよい。例えば、リターンリンク１４３９を確立するために、通信衛星４０５は、Ｒ２アンテナ４２０を介して第２のカバレッジエリア４２５内のデバイス（例えば、ユーザ端末）からリターンＲＨＣＰアップリンク信号を受信し、対応するＲＨＣＰリターンダウンリンク信号を、Ｒ３アンテナ４３０を介して第３のカバレッジエリア４３５内のデバイス（例えば、アクセスノード端末）に中継してもよい。したがって、送信デバイス（例えば、ユーザ端末）のアンテナがＲＨＣＰ偏波を適用して、リターンリンク１４３９を通じて信号を送信してもよく、受信デバイス（例えば、アクセスノード端末）のアンテナがＲＨＣＰ偏波を使用して、リターンリンク１４３９を通じて偏波信号を受信してもよい。

図１５は、本開示の態様による、ビーム形成システム及び衛星の動作モードの切り替えをサポートする衛星通信システム構成１５００を図示する。図１５の衛星通信システム構成１５００の例は、いくつかの実装態様では、動作不能又は利用不可であり得る仮想的な動作モードの例を提供する。図１５に記載される仮想動作モードは、第１１の動作モードと称されてもよく、これは、例えば、図３の表で参照される動作モード「Ｂ３」であってもよい。図１２を参照して記載されたように、「Ｂ３」動作モードは、第２のフォワードリンク構成３１２「Ｂ」と組み合わせて、第３のリターンリンク構成３２３「３」を実装しようとする。

図１５に示される第１１の動作モード（例えば、動作モード「Ｂ３」）によれば、通信衛星４０５は、図１２を参照して同様に説明したように（例えば、第２のフォワードリンク構成３１２「Ｂ」に従って）、フォワードリンク１２４０及び１２４１を介して第３のカバレッジエリア４３５に配置されたデバイス（例えば、アクセスノード端末）によってサービスされるフォワードリンク通信サービスを、第２のカバレッジエリア４２５に配置されたデバイスに提供してもよい。

加えて、第１１の動作モードによれば、通信衛星４０５は、第３のカバレッジエリア４３５に配置されたデバイスに（例えば、第３のリターンリンク構成３２３「３」に従って）リターンリンク通信サービスを提供する。例えば、リターンリンク１５４２を確立するために、通信衛星４０５は、Ｒ３アンテナ４３０を介して第３のカバレッジエリア４３５内のデバイス（例えば、ユーザ端末）からリターンアップリンク信号を受信し、対応するリターンダウンリンク信号を、Ｒ３アンテナ４３０を介して第３のカバレッジエリア４３５内の他のデバイス（例えば、アクセスノード端末）に中継する。第３のリターンリンク構成３２３によれば、リターンリンク１５４２を通じて通信される信号は、２つの偏波のうちの１つ（ここでは、例えば、ＲＨＣＰである）を使用して偏向されてもよい。したがって、ユーザ端末がＲＨＣＰ偏波を適用して、リターンリンク１５４２を通じて信号を送信し、同様に、アクセスノード端末がＲＨＣＰ偏波を使用して、リターンリンク１５４２を通じて偏波信号を受信する。

しかしながら、第１１の動作モードは、本明細書で記載されるように、通信衛星４０５で実用的に実装されない場合がある。図１５に示すように、Ｒ３アンテナのＲＨＣＰアンテナ素子は、第３のカバレッジエリア４３５内のアクセスノード端末からフォワードリンク１２４１のフォワードアップリンクを受信し、Ｒ２アンテナ４２０を介してこれらの信号を中継するように構成されてもよい。それゆえ、これらの素子は、第３のカバレッジエリア４３５内のユーザ端末からＲＨＣＰリターンアップリンク信号を受信するために利用不可であり得る。そのようにして、図１５に示される第１１の動作モードは、特定の実装態様において使用不可又は利用不可のいずれかであり得る動作モードの一例である。図３の表に示されるような他のほぼ同等の動作モード（例えば、モード「Ｄ３」、「Ｅ３」、「Ｆ３」、「Ｇ３」、及び「Ｈ３」）のための衛星通信システム構成は、簡潔にするために省略される。

図１６は、本開示の態様による、ビーム形成システム及び衛星の動作モードの切り替えをサポートする衛星通信システム構成１６００を図示する。図４の衛星通信システム構成４００の例は、図３を参照して記載されたように、通信衛星４０５が第１２の動作モード、例えば、動作モード「Ｃ０」に従って動作するための通信リンク及び手順の例を示す。「Ｃ０」動作モードは、リターンリンク構成を伴わずに第３のフォワードリンク構成３１３「Ｃ」を提供する。

図１６に示される第１２の動作モード（例えば、動作モード「Ｃ０」）によれば、通信衛星４０５は、第３のカバレッジエリア４３５に配置されたデバイス（例えば、アクセスノード端末）によってサービスされ得るフォワードリンク通信サービスを、フォワードリンク１６４３を介して第３のカバレッジエリア４３５に配置された他のデバイス（例えば、ユーザ端末）に提供してもよい。

図１６の衛星通信システム構成１６００の例に示されるように、フォワードリンク１６４３を通じて通信される信号は、第１の偏波（ここではＬＨＣＰ）を使用して偏向されてもよい。したがって、送信デバイス（例えば、アクセスノード端末）のアンテナがＬＨＣＰ偏波を適用して、フォワードリンク１６４３を通じて信号を送信してもよく、同様に、受信デバイス（例えば、ユーザ端末）のアンテナがＬＨＣＰ偏波を使用して、フォワードリンク１６４３を通じて偏波信号を受信してもよい。

本明細書に同様に記載されるように、第１２の動作モードは、「Ｃ０」動作モードを示す。図１６に例示されるように、及び図３を参照して同様に記載されるように、「Ｃ０」動作モードラベルの「０」は、第１２の動作モードがリターンリンク構成を含まないことを示す。図１７～図１９を参照して以下で考察されるように、動作モード「Ｃ１」、「Ｃ２」、及び「Ｃ３」は、例えば、図１６に示され、ここで説明される第３のフォワードリンク構成３１３「Ｃ」と組み合わせて、リターンリンク構成を提供する。

図１７は、本開示の態様による、ビーム形成システム及び衛星の動作モードの切り替えをサポートする衛星通信システム構成１７００を図示する。図１７の衛星通信システム構成１７００の例は、図３の表で参照されるように、通信衛星４０５が第１３の動作モード、例えば、動作モード「Ｃ１」に従って動作するための通信リンク及び手順の例を示す。図１６を参照して記載されたように、「Ｃ１」動作モードは、第３のフォワードリンク構成３１３「Ｃ」と組み合わせて、第１のリターンリンク構成３２１「１」を提供する。

図１７に示される第１３の動作モード（例えば、動作モード「Ｃ１」）によれば、通信衛星４０５は、図１６を参照して同様に説明したように（例えば、第３のフォワードリンク構成３１３「Ｃ」に従って）、フォワードリンク１６４３を介して第３のカバレッジエリア４３５に配置されたアクセスノード端末によって、第３のカバレッジエリア４３５に配置されたユーザ端末にフォワードリンク通信サービスを提供してもよい。

加えて、第１３の動作モードによれば、通信衛星４０５は、リターンリンク１７３７を介して、第１のカバレッジエリア４１５と第３のカバレッジエリア４３５との間でリターンリンク信号を中継してもよい。それゆえ、リターンリンク通信サービスは、第３のカバレッジエリア４３５に配置されたアクセスノード端末を介して（例えば、第１のリターンリンク構成３２１「１」に従って）、第１のカバレッジエリア４１５（例えば、フォワードリンク１６４３を介して提供される第３のカバレッジエリア内のユーザ端末を含み得る）に配置されたデバイス（例えば、ユーザ端末）に提供されてもよい。例えば、リターンリンク１７３７を確立するために、通信衛星４０５は、Ｒ１アンテナ４１０を介して第１のカバレッジエリア４１５内のデバイス（例えば、ユーザ端末）からリターンＲＨＣＰアップリンク信号を受信し、対応するＲＨＣＰリターンダウンリンク信号を、Ｒ３アンテナ４３０を介して第３のカバレッジエリア４３５内のデバイス（例えば、アクセスノード端末）に中継してもよい。したがって、ユーザ端末がＲＨＣＰ偏波を適用して、リターンリンク１７３７を通じて信号を送信してもよく、アクセスノード端末がＲＨＣＰ偏波を使用してリターンリンク１７３７を通じて偏波信号を受信してもよい。

また、図１７の衛星通信システム構成１７００の例は、フォワードアップリンク干渉１７４５も示す。例えば、フォワードアップリンク干渉１７４５は、フォワードリンク１６４３のアップリンクとリターンリンク１７３７のアップリンクとの間の干渉を表し得る。しかしながら、フォワードリンク１６４３及びリターンリンク１７３７が直交偏波を使用するため、フォワードアップリンク干渉１７４５は、他の動作モード及び／又は偏波ダイバーシティ（例えば、－２２ｄＢの）に起因する干渉のベンチマークレベルと比較して実質的に増加されない可能性がある。追加的又は代替的に、場合によっては、フォワードリンク１６４３を通じて送信するために使用されるＥＩＲＰは、比較的増加してもよく（例えば、フォワードリンク１６４３のＣ／Ｉ比は、３～８ｄＢ増加してもよい）、これは、場合によっては、ダウンリンク干渉（例えば、フォワードリンクがＲ３アンテナ４３０によって送信されないモードに対して１４ｄＢ）を引き起こす可能性がある。

図１８は、本開示の態様による、ビーム形成システム及び衛星の動作モードの切り替えをサポートする衛星通信システム構成１８００を図示する。図１８の衛星通信システム構成１８００の例は、図３の表で参照されるように、通信衛星４０５が第１４の動作モード、例えば、動作モード「Ｃ２」に従って動作するための通信リンク及び手順の例を示す。図１６を参照して記載されたように、「Ｃ２」動作モードは、第３のフォワードリンク構成３１３「Ｃ」と組み合わせて、第２のリターンリンク構成３２２「２」を提供する。

図１８に示される第１４の動作モード（例えば、動作モード「Ｃ１」）によれば、図１６を参照して同様に説明したように（例えば、第３のフォワードリンク構成３１３「Ｃ」に従って）、通信衛星４０５が、フォワードリンク１６４３を介して、第３のカバレッジエリア４３５に配置されたアクセスノード端末によって、第３のカバレッジエリア４３５に配置されたユーザ端末にフォワードリンク通信サービスを提供してもよい。

加えて、第１４の動作モードに従って、第２のカバレッジエリア４２５と第３のカバレッジエリア４３５との間でリターンリンク信号を通信衛星４０５が中継してもよい。それゆえ、第３のカバレッジエリア４３５に配置されたアクセスノード端末を介して、（例えば、第２のリターンリンク構成３２２「２」に従って）第２のカバレッジエリア４２５に配置されたデバイス（例えば、ユーザ端末）にリターンリンク通信サービスが提供されてもよい。例えば、リターンリンク１８３９を確立するために、通信衛星４０５は、Ｒ２アンテナ４２０を介して第２のカバレッジエリア４２５内のデバイス（例えば、ユーザ端末）からリターンＲＨＣＰアップリンク信号を受信し、対応するＲＨＣＰリターンダウンリンク信号を、Ｒ３アンテナ４３０を介して第３のカバレッジエリア４３５内のデバイス（例えば、アクセスノード端末）に中継してもよい。したがって、送信デバイス（例えば、ユーザ端末）のアンテナはＲＨＣＰ偏波を適用して、リターンリンク１８３９を通じて信号を送信してもよく、受信デバイス（例えば、アクセスノード端末）のアンテナはＲＨＣＰ偏波を使用して、リターンリンク１８３９を通じて偏波信号を受信してもよい。

場合によっては、図１８に示される第１４の動作モードは、通信衛星４０５を介して第３のカバレッジエリア４３５で通信される信号の信号品質を潜在的に低下させ得るダウンリンク干渉を含む可能性がある。例えば、第３のカバレッジエリア４３５内のデバイスは、フォワードリンク１６４３の第３のカバレッジエリア４３５内の時間周波数リソースと少なくとも部分的に重複し得る時間周波数リソースを使用して、リターンリンク１８３９上及びフォワードリンク１６４３のダウンリンク部分上で信号を受信し得る。しかしながら、第１４の動作モードに対して示されるように、フォワードリンク１６４３及びリターンリンク１８３９は、直交偏波を使用してもよく、例えば、偏波ダイバーシティを提供してもよい。したがって、ダウンリンク干渉は、（図３を参照して説明した表によって同様に示されるように）他の動作モード及び／又は干渉のベンチマークレベルと比較して実質的に増加されない可能性がある。追加的又は代替的に、場合によっては、フォワードリンク１６４３を通じて送信するために使用されるＥＩＲＰが比較的増加されてもよく（例えば、フォワードリンク１６４３のＣ／Ｉ比は、３～８ｄＢ増加してもよい）これは、場合によっては、リターンリンク１８３９へのダウンリンク干渉（例えば、ベンチマークに対して１４ｄＢ）を増加させる可能性がある。

図１９は、本開示の態様による、ビーム形成システム及び衛星の動作モードの切り替えをサポートする衛星通信システム構成１９００を図示する。図１９の衛星通信システム構成１９００の例は、図３の表で参照されるように、通信衛星４０５が第１５の動作モード、例えば、動作モード「Ｃ３」に従って動作するための通信リンク及び手順の例を示す。図１６を参照して記載されたように、「Ｃ３」動作モードは、第３のフォワードリンク構成３１３「Ｃ」と組み合わせて、第３のリターンリンク構成３２３「３」を提供する。

図１９に示される第１５の動作モード（例えば、動作モード「Ｃ１」）によれば、図１６を参照して同様に説明したように（例えば、第３のフォワードリンク構成３１３「Ｃ」に従って）、通信衛星４０５が、フォワードリンク１６４３を介して、第３のカバレッジエリア４３５に配置されたアクセスノード端末によって、第３のカバレッジエリア４３５に配置されたユーザ端末にフォワードリンク通信サービスを提供してもよい。

加えて、第１５の動作モードに従って、通信衛星４０５は、第３のカバレッジエリア４３５内のユーザ端末と第３のカバレッジエリア４３５内のアクセスノード端末との間でリターンリンク信号を中継してもよい。それゆえ、第３のカバレッジエリア４３５に配置されたアクセスノード端末を介して（例えば、第３のリターンリンク構成３２３「３」に従って）、第３のカバレッジエリア４３５に配置されたユーザ端末にリターンリンク通信サービスが提供されてもよい。例えば、リターンリンク１９４２を確立するために、通信衛星４０５は、Ｒ３アンテナ４３０を介して第３のカバレッジエリア４３５内のユーザ端末からリターンＲＨＣＰアップリンク信号を受信し、Ｒ３アンテナ４３０を介して対応するリターンダウンリンク信号を第３のカバレッジエリア４３５内のアクセスノード端末に中継してもよい。

場合によっては、図１９に示される第１５の動作モードは、通信衛星４０５を介して第３のカバレッジエリア４３５で通信される信号の信号品質を潜在的に低下させ得るダウンリンク干渉を含む可能性がある。例えば、第３のカバレッジエリア４３５内のユーザ端末は、リターンリンク１９４２のダウンリンク部分によって使用される時間周波数リソースと少なくとも部分的に重複し得る時間周波数リソースを使用して、フォワードリンク１６４３のダウンリンク部分上で信号を受信してもよい。しかしながら、第１５の動作モードに対して示されるように、フォワードリンク１６４３及びリターンリンク１９４２は、直交偏波を使用してもよく、例えば、偏波ダイバーシティを提供してもよい。したがって、場合によっては、他の動作モード及び／又は干渉のベンチマークレベルと比較して、ダウンリンク干渉が実質的に増加されない可能性がある（図３を参照して説明した表によって同様に示されるように）。追加的又は代替的に、場合によっては、フォワードリンク１６４３を通じて送信するために使用されるＥＩＲＰが、比較的増加されてもよく（例えば、フォワードリンク１６４３のＣ／Ｉ比は、３～８ｄＢ増加してもよい）これは、場合によっては、ダウンリンク干渉（例えば、ベンチマークに対して１４ｄＢ）を増加させる可能性がある。

図２０は、本開示の態様による、ビーム形成システム及び衛星の動作モードの切り替えをサポートする衛星通信システム構成２０００を図示する。図２０の衛星通信システム構成２０００の例は、図３を参照して記載されたように、通信衛星４０５が第１６の動作モード、例えば、動作モード「Ｅ０」に従って動作するための通信リンク及び手順の例を示す。「Ｅ０」動作モードは、リターンリンク構成を伴わずに第５のフォワードリンク構成３１５「Ｅ」を提供する。

図２０に示される第１６の動作モード（例えば、動作モード「Ｅ０」）によれば、通信衛星４０５は、フォワードリンク通信サービスを、各々が、それぞれ、フォワードリンク２０３６及び２０４１を介して第３のカバレッジエリア４３５に配置されたデバイス（例えば、アクセスノード端末）によってサービスされ得る、第１のカバレッジエリア４１５及び第２のカバレッジエリア４２５に配置されたデバイスに提供してもよい。

図２０の衛星通信システム構成２０００の例に示されるように、二重偏波を使用して、第３のカバレッジエリア４３５内のデバイスと、第１のカバレッジエリア４１５及び第２のカバレッジエリア４２５内のデバイスとの間で信号が通信されてもよい。例えば、フォワードリンク２０３６を介して通信される信号は第１の偏波（ここではＬＨＣＰ）を使用して偏向されてもよく、フォワードリンク２０４１を通じて通信される信号は第２の偏波（ここではＲＨＣＰ）を使用して偏向されてもよい。したがって、送信デバイス（例えば、アクセスノード端末）のアンテナはＬＨＣＰ偏波を適用して、フォワードリンク２０３６を通じて信号を送信してもよく、同様に、それぞれの受信デバイス（例えば、ユーザ端末）のアンテナはＬＨＣＰ偏波を使用してフォワードリンク２０３６を通じて偏波信号を受信してもよい。同様に、送信デバイスのアンテナはＲＨＣＰ偏波を適用してもよく、フォワードリンク２０４１を通じて信号を送信してもよく、それぞれの受信デバイスのアンテナはＲＨＣＰ偏波を使用して、フォワードリンク２０４１を通じて偏波信号を受信してもよい。

また、図２０の衛星通信システム構成２０００の例は、通信衛星４０５を介して第３のカバレッジエリア４３５で通信される信号の信号品質を潜在的に低下させ得るノイズ及びＩＭ２０４６を示す。第１６の動作モードに対して示されるように、フォワードリンク２０３６及びフォワードリンク２０４１が直交偏波を使用してもよく、例えば、偏波のダイバーシティを提供してもよい。したがって、ノイズ及びＩＭ２０４６は、他の動作モード及び／又は干渉のベンチマークレベルと比較して実質的に増加されない可能性がある。

本明細書に同様に記載されるように、第１６の動作モードは、「Ｅ０」動作モードを示す。図２０に例示されるように、かつ、図３を参照して同様に記載されるように、「Ｅ０」動作モードラベルの「０」は、第１６の動作モードがリターンリンク構成を含まないことを示す。図２１及び図２２を参照して以下で考察されるように、動作モード「Ｅ１」及び「Ｅ２」は、例えば、図２０に示され、ここで説明される第５のフォワードリンク構成３１５「Ｅ」と組み合わせて、リターンリンク構成を提供する。

図２１は、本開示の態様による、ビーム形成システム及び衛星の動作モードの切り替えをサポートする衛星通信システム構成２１００を図示する。図２１の衛星通信システム構成２１００の例は、図３の表で参照されるように、通信衛星４０５が第１７の動作モード、例えば、動作モード「Ｅ１」に従って動作するための通信リンク及び手順の例を示す。図２０を参照して記載されたように、「Ｅ１」動作モードは、第５のフォワードリンク構成３１５「Ｅ」と組み合わせて、第１のリターンリンク構成３２１「１」を提供する。

図２１に示される第１７の動作モード（例えば、動作モード「Ｅ１」）によれば、通信衛星４０５は、図２０を参照して同様に説明したように（例えば、第５のフォワードリンク構成３１５「Ｅ」に従って）、フォワードリンク通信サービスを、各々が、それぞれ、フォワードリンク２０３６及び２０４１を介して、第３のカバレッジエリア４３５に配置されたデバイス（例えば、アクセスノード端末）によってサービスされ得る、第１のカバレッジエリア４１５及び第２のカバレッジエリア４２５に配置されたデバイスに提供してもよい。

第１７の動作モードによれば、通信衛星４０５は、フォワードリンク２０３６及び２０４１に加えて、リターンリンク信号を第１のカバレッジエリア４１５と第３のカバレッジエリア４３５との間で中継してもよい。それゆえ、第３のカバレッジエリア４３５に配置されたアクセスノード端末を介して（例えば、第１のリターンリンク構成３２１「１」に従って）、リターンリンク通信サービスは第１のカバレッジエリア４１５に配置されたデバイス（例えば、ユーザ端末）に提供されてもよい。例えば、リターンリンク２１３７を確立するために、通信衛星４０５は、Ｒ１アンテナ４１０を介して第１のカバレッジエリア４１５内のデバイス（例えば、ユーザ端末）からリターンＲＨＣＰアップリンク信号を受信し、対応するＲＨＣＰリターンダウンリンク信号を中継して、Ｒ３アンテナ４３０を介して第３のカバレッジエリア４３５内のアクセスノード端末にアクセスしてもよい。したがって、送信デバイス（例えば、ユーザ端末）のアンテナがＲＨＣＰ偏波を適用して、リターンリンク２１３７を通じて信号を送信してもよく、受信デバイス（例えば、アクセスノード端末）のアンテナはＲＨＣＰ偏波を使用して、リターンリンク２１３７を通じて偏波信号を受信してもよい。

また、図２１の衛星通信システム構成２１００の例は、フォワードアップリンク干渉２１４７とノイズ及びＩＭ２１４６の双方を示す。フォワードアップリンク干渉２１４７は、フォワードリンク２０４１のアップリンクとリターンリンク２１３７のアップリンクとの間の干渉を表し得る。フォワードリンク２０４１及びリターンリンク２１３７は直交偏波を使用せず、第３のカバレッジエリア４３５はＲ１の照射エリア内にあるため、フォワードリンク２０４１のアップリンクは、リターンリンク２１３７のアップリンクに実質的な干渉を引き起こす可能性がある（例えば、第３のカバレッジエリア４３５がＲ１の照射エリア外にある場合よりも２２ｄＢ悪い）。リターンリンク２１３７に対する受信ビームのビーム形成は、フォワードアップリンク干渉２１４７を緩和する可能性があるが、Ｒ１におけるフォワードアップリンク干渉２１４７からの受信電力は、リターンリンク２１３７に対する信号のレベルを低下させて、それゆえリターンリンク２１３７に対する影響を完全に緩和する能力を低下させる可能性がある。ノイズ及びＩＭ２１４６は、上で考察されたノイズ及びＩＭ２０４６に同様であってもよく、それゆえ他の動作モード及び／又は干渉のベンチマークレベルと比較して実質的に増加されない可能性がある。

図２２は、本開示の態様による、ビーム形成システム及び衛星の動作モードの切り替えをサポートする衛星通信システム構成２２００を図示する。図２２の衛星通信システム構成２２００の例は、図３の表で参照されるように、通信衛星４０５が第１８の動作モード、例えば、動作モード「Ｅ２」に従って動作するための通信リンク及び手順の例を示す。図２０を参照して記載されたように、「Ｅ２」動作モードは、第５のフォワードリンク構成３１５「Ｅ」と組み合わせて、第２のリターンリンク構成３２２「２」を提供する。

図２２に示される第１８の動作モード（例えば、動作モード「Ｅ２」）によれば、図２０を参照して同様に説明したように（例えば、第５のフォワードリンク構成３１５「Ｅ」に従って）、通信衛星４０５は、フォワードリンク通信サービスを、各々が、それぞれ、フォワードリンク２０３６及び２０４１を介して、第３のカバレッジエリア４３５に配置されたデバイス（例えば、アクセスノード端末）によってサービスされ得る、第１のカバレッジエリア４１５及び第２のカバレッジエリア４２５に配置されたデバイスに提供してもよい。

加えて、第１８の動作モードに従って、通信衛星４０５は、リターンリンク２２３９を介して第２のカバレッジエリア４２５と第３のカバレッジエリア４３５との間でリターンリンク信号を中継してもよい。それゆえ、リターンリンク通信サービスは、第３のカバレッジエリア４３５に配置されたアクセスノード端末を介して、（例えば、第２のリターンリンク構成３２２「２」に従って）第２のカバレッジエリア４２５に配置されたデバイス（例えば、ユーザ端末）に提供されてもよい。例えば、リターンリンク２２３９を確立するために、通信衛星４０５は、Ｒ２アンテナ４２０を介して第２のカバレッジエリア４２５内のデバイス（例えば、ユーザ端末）からリターンＲＨＣＰアップリンク信号を受信し、対応するＲＨＣＰリターンダウンリンク信号を、Ｒ３アンテナ４３０を介して第３のカバレッジエリア４３５内のデバイス（例えば、アクセスノード端末）に中継してもよい。したがって、送信デバイス（例えば、ユーザ端末）のアンテナはＲＨＣＰ偏波を適用して、リターンリンク２２３９を通じて信号を送信してもよく、受信デバイス（例えば、アクセスノード端末）のアンテナはＲＨＣＰ偏波を使用して、リターンリンク２２３９を通じて偏波信号を受信してもよい。

また、図２２の衛星通信システム構成２２００の例は、ノイズ及びＩＭ２２４６を示し、これは、ノイズ及びＩＭ２０４６にほぼ同等であってもよく、それゆえ他の動作モード及び／又は干渉のベンチマークレベルに対して実質的に増加されない可能性がある。

図２３は、本開示の態様による、ビーム形成システム及び衛星の動作モードの切り替えをサポートする衛星通信システム構成２３００を図示する。図２３の衛星通信システム構成２３００の例は、図３を参照して記載されたように、通信衛星４０５が第１９の動作モード、例えば、動作モード「Ｆ０」に従って動作するための通信リンク及び手順の例を示す。「Ｆ０」動作モードは、リターンリンク構成を伴わずに第６のフォワードリンク構成３１６「Ｆ」を提供する。

図２３に示される第１９の動作モード（例えば、動作モード「Ｆ０」）によれば、通信衛星４０５は、フォワードリンク通信サービスを、各々が、第３のカバレッジエリア４３５に配置されたデバイス（例えば、アクセスノード端末）によってサービスされ得る、フォワードリンク２３３８を介して第１のカバレッジエリア４１５及びフォワードリンク２３４０を介して第２のカバレッジエリア４２５に配置されたデバイスに提供してもよい。

フォワードリンク２３４０を通じて伝達される信号は、第１の偏波（ここではＬＨＣＰ）を使用して偏向されてもよく、フォワードリンク２３３８を通じて伝達される信号は、第２の偏波（ここではＲＨＣＰ）を使用して偏向されてもよい。したがって、送信デバイス（例えば、アクセスノード端末）のアンテナがＬＨＣＰ偏波を適用して、フォワードリンク２３４０を通じて信号を送信してもよく、同様に、それぞれの受信デバイス（例えば、ユーザ端末）のアンテナがＬＨＣＰ偏波を使用して、フォワードリンク２３４０を通じて偏波信号を受信してもよい。同様に、送信デバイスのアンテナはＲＨＣＰ偏波を適用して、フォワードリンク２３３８を通じて信号を送信してもよく、それぞれの受信デバイスのアンテナはＲＨＣＰ偏波を使用して、フォワードリンク２３３８を通じて偏波信号を受信してもよい。

また、図２３の衛星通信システム構成２３００の例は、通信衛星４０５を介して第３のカバレッジエリア４３５で通信される信号の信号品質を潜在的に低下させ得るノイズ及びＩＭ２３４８を示す。第１９の動作モードに対して示されるように、フォワードリンク２３３８及びフォワードリンク２３４０は、例えば、偏波ダイバーシティを提供する直交偏波を使用してもよい。したがって、ノイズ及びＩＭ２３４８は、他の動作モード及び／又は干渉のベンチマークレベルと比較して実質的に増加されない可能性がある。

本明細書に同様に記載されるように、第１９の動作モードは、「Ｆ０」動作モードを示す。図２３に例示されるように、及び図３を参照して同様に記載されるように、「Ｆ０」動作モードラベルの「０」は、第１９の動作モードがリターンリンク構成を含まないことを示す。図２４及び図２５を参照して以下で考察されるように、動作モード「Ｆ１」及び「Ｆ２」は、例えば、図２３に示され、ここで説明される第６のフォワードリンク構成３１６「Ｆ」と組み合わせて、リターンリンク構成を提供する。

図２４は、本開示の態様による、ビーム形成システム及び衛星の動作モードの切り替えをサポートする衛星通信システム構成２４００を図示する。図２４の衛星通信システム構成２４００の例は、図３の表で参照されるように、通信衛星４０５が第２０の動作モード、例えば、動作モード「Ｆ１」に従って動作するための通信リンク及び手順の例を示す。図２３を参照して記載されたように、「Ｆ１」動作モードは、第６のフォワードリンク構成３１６「Ｆ」と組み合わせて、第１のリターンリンク構成３２１「１」を提供する。

図２４に示される第２０の動作モード（例えば、動作モード「Ｆ１」）によれば、図２３を参照して同様に説明したように（例えば、第６のフォワードリンク構成３１６「Ｆ」に従って）、通信衛星４０５は、フォワードリンク通信サービスを、各々が、それぞれ、フォワードリンク２３３８及び２３４０を介して、第３のカバレッジエリア４３５に配置されたデバイス（例えば、アクセスノード端末）によってサービスされ得る、第１のカバレッジエリア４１５及び第２のカバレッジエリア４２５に配置されたデバイスに提供してもよい。

加えて、第２０の動作モードに従って、通信衛星４０５は、第１のカバレッジエリア４１５と第３のカバレッジエリア４３５との間でリターンリンク信号を中継してもよい。それゆえ、リターンリンク通信サービスは、第３のカバレッジエリア４３５に配置されたアクセスノード端末を介して（例えば、第１のリターンリンク構成３２１「１」に従って）、第１のカバレッジエリア４１５に配置されたデバイス（例えば、ユーザ端末）に提供されてもよい。例えば、リターンリンク２４３７を確立するために、通信衛星４０５は、Ｒ１アンテナ４１０を介して第１のカバレッジエリア４１５内のデバイス（例えば、ユーザ端末）からリターンＲＨＣＰアップリンク信号を受信し、対応するＲＨＣＰリターンダウンリンク信号を、Ｒ３アンテナ４３０を介して第３のカバレッジエリア４３５内のデバイス（例えば、アクセスノード端末）に中継してもよい。したがって、送信デバイス（例えば、ユーザ端末）のアンテナはＲＨＣＰ偏波を適用して、リターンリンク２４３７を通じて信号を送信してもよく、受信デバイス（例えば、アクセスノード端末）のアンテナはＲＨＣＰ偏波を使用して、リターンリンク２４３７を通じて偏波信号を受信してもよい。

また、図２４の例示的な衛星通信システム構成２４００の例は、フォワードアップリンク干渉２４４７及びフォワードダウンリンク干渉２４４８を示す。フォワードアップリンク干渉２４４７は、フォワードリンク２３３８のアップリンクとリターンリンク２４３７のアップリンクとの間の干渉を表し得る。フォワードリンク２３３８及びリターンリンク２４３７は直交偏波を使用せず、第３のカバレッジエリア４３５はＲ１の照射エリア内にあるため、フォワードリンク２３３８のアップリンクは、リターンリンク２４３７のアップリンクへの実質的な干渉を引き起こす可能性がある（例えば、第３のカバレッジエリア４３５がＲ１の照射エリア外にある場合よりも２２ｄＢ悪い）。リターンリンク２４３７に対する受信ビームのビーム形成は、フォワードアップリンク干渉２４４７を緩和し得るが、Ｒ１におけるフォワードアップリンク干渉２４４７からの受信電力はリターンリンク２４３７に対する信号のレベルを低下させ、それゆえリターンリンク２４３７に対する影響を完全に緩和する能力を低下させる可能性がある。

フォワードダウンリンク干渉２４４８は、フォワードリンク２３３８のダウンリンクと、直交偏波を使用しないリターンリンク２４３７のダウンリンクとの間の干渉を表し得る。フォワードダウンリンク干渉２４４８は、Ｒ３に対するＲ１のゲインが低いために低減され得るが、フォワードリンク２３３８のダウンリンクからの信号エネルギーが第３のカバレッジエリア４３５に存在する場合、依然として実質的な干渉を引き起こす可能性がある。フォワードリンク２３３８のビーム形成を使用して、フォワードダウンリンク干渉２４４８を緩和してもよい（例えば、第３のカバレッジエリア４３５内のフォワードリンク２３３８からの信号エネルギーを無効にする）。追加的に又は代替的に、フォワードリンク２３３８又はリターンリンク２４３７に対するＭＣＳ及び／又は符号化速度は、干渉を考慮するように適合されてもよい。しかしながら、これは、それに応じてこれらの通信のためのデータレートを低下させる可能性がある。代替的には、通信システムが干渉緩和手順を採用しない場合、干渉は、関連付けられた通信の信号品質メトリック（例えば、ＳＮＲ又はＳＩＮＲを低下させ）を低下させ、それゆえ通信の有効データレートを同様に低下させる可能性がある。

図２５は、本開示の態様による、ビーム形成システム及び衛星の動作モードの切り替えをサポートする衛星通信システム構成２５００を図示する。図２５の衛星通信システム構成２５００の例は、図３の表で参照されるように、通信衛星４０５が第２１の動作モード、例えば、動作モード「Ｆ２」に従って動作するための通信リンク及び手順の例を示す。図２３を参照して記載されたように、「Ｆ２」動作モードは、第６のフォワードリンク構成３１６「Ｆ」と組み合わせて、第２のリターンリンク構成３２２「２」を提供する。

図２５に示される第２１の動作モード（例えば、動作モード「Ｆ２」）によれば、図２３を参照して同様に説明したように（例えば、第６のフォワードリンク構成３１６「Ｆ」に従って）、通信衛星４０５は、各々が、それぞれ、フォワードリンク２３３８及び２３４０を介して、第３のカバレッジエリア４３５に配置されたデバイス（例えば、アクセスノード端末）によってサービスされ得る、第１のカバレッジエリア４１５及び第２のカバレッジエリア４２５に配置されたデバイスに提供してもよい。

加えて、第２１の動作モードによると、通信衛星４０５は、第２のカバレッジエリア４２５と第３のカバレッジエリア４３５との間でリターンリンク信号を中継してもよい。それゆえ、リターンリンク通信サービスは、第３のカバレッジエリア４３５に配置されたアクセスノード端末を介して、（例えば、第２のリターンリンク構成３２２「２」に従って）第２のカバレッジエリア４２５に配置されたデバイス（例えば、ユーザ端末）に提供されてもよい。例えば、リターンリンク２５３９を確立するために、通信衛星４０５は、Ｒ２アンテナ４２０を介して第２のカバレッジエリア４２５内のデバイス（例えば、ユーザ端末）からリターンＲＨＣＰアップリンク信号を受信し、対応するＲＨＣＰリターンダウンリンク信号を、Ｒ３アンテナ４３０を介して第３のカバレッジエリア４３５内のデバイス（例えば、アクセスノード端末）に中継してもよい。したがって、送信デバイス（例えば、ユーザ端末）のアンテナはＲＨＣＰ偏波を適用して、リターンリンク２５３９を通じて信号を送信してもよく、受信デバイス（例えば、アクセスノード端末）のアンテナはＲＨＣＰ偏波を使用して、リターンリンク２５３９を通じて偏波信号を受信してもよい。

また、図２５の衛星通信システム構成２５００の例は、フォワードリンク２３３８のダウンリンクと、直交偏波を使用しないリターンリンク２５３９のダウンリンクとの間の干渉を表し得るフォワードダウンリンク干渉２５４８を示す。フォワードダウンリンク干渉２５４８は、Ｒ３に対するＲ１のゲインが低いために低減され得るが、フォワードリンク２３３８のダウンリンクからの信号エネルギーが第３のカバレッジエリア４３５に存在する場合、依然として実質的な干渉を引き起こす可能性がある。フォワードリンク２３３８のビーム形成を使用して、フォワードダウンリンク干渉２５４８を緩和する可能性がある（例えば、第３のカバレッジエリア４３５内のフォワードリンク２３３８からの信号エネルギーを無効にする）。追加的に又は代替的に、フォワードリンク２３３８又はリターンリンク２５３９に対するＭＣＳ及び／又は符号化速度は、干渉を考慮するように適合されてもよい。しかしながら、これは、それに応じてこれらの通信のためのデータレートを低下させる可能性がある。代替的には、通信システムが干渉緩和手順を採用しない場合、干渉は、関連付けられた通信の信号品質メトリックを低下させ（例えば、ＳＮＲ又はＳＩＮＲを低下させ）、それゆえ通信の有効データレートを同様に低下させる可能性がある。

図２６は、本開示の態様による、ビーム形成システム及び衛星の動作モードの切り替えをサポートする衛星通信システム構成２６００を図示する。図２６の衛星通信システム構成２６００の例は、図３を参照して記載されたように、通信衛星４０５が第２２の動作モード、例えば、動作モード「Ｇ０」に従って動作するための通信リンク及び手順の例を示す。「Ｇ０」動作モードは、リターンリンク構成を伴わずに第７のフォワードリンク構成３１７「Ｇ」を提供する。

図２６に示される第２２の動作モード（例えば、動作モード「Ｇ０」）によれば、通信衛星４０５は、フォワードリンク通信サービスを、各々が、それぞれ、フォワードリンク２６３８及び２６４３を介して、第３のカバレッジエリア４３５に配置されたアクセスノード端末によってサービスされ得る、第１のカバレッジエリア４１５に配置されたデバイス（例えば、ユーザ端末）及び第３のカバレッジエリア４３５に配置されたデバイス（例えば、ユーザ端末）に提供してもよい。

図２６の例示的な衛星通信システム構成２６００に示されるように、フォワードリンク２６４３を通じて通信される信号は、ここではＬＨＣＰである第１の偏波を使用して偏向されてもよく、フォワードリンク２６３８を通じて通信される信号は、ここではＲＨＣＰである第２の偏波を使用して偏向されてもよい。したがって、送信デバイスのアンテナは、フォワードリンク２６４３を通じて信号を送信するためにＬＨＣＰ偏波を適用してもよく、同様に、受信デバイスのアンテナは、フォワードリンク２６４３を通じて偏波信号を受信するためにＬＨＣＰ偏波を使用してもよい。同様に、送信デバイスのアンテナがＲＨＣＰ偏波を適用して、フォワードリンク２６３８を通じて信号を送信してもよく、それぞれの受信デバイスのアンテナがＲＨＣＰ偏波を適用して、フォワードリンク２６３８を介して偏波信号を受信してもよい。

また、図２６の例示的な衛星通信システム構成２６００の例は、フォワードダウンリンク干渉２６４８を示し、これは、フォワードリンク２６３８に基づいて、フォワードリンク２６４３のダウンリンク部分に対して比較的少量の劣化を引き起こす可能性がある。それゆえ、第３のカバレッジエリア４３５内のフォワードリンク２６３８上のビームのビーム形成であっても、実質的な干渉を引き起こさない可能性がある。第２２の動作モードに対して示されるように、フォワードリンク２６３８及びフォワードリンク２６４３は、例えば、偏波ダイバーシティを提供するために、直交偏波を使用してもよい。したがって、フォワードリンク干渉は、他の動作モード及び／又は干渉のベンチマークレベルと比較して実質的に増加されない可能性がある。

本明細書に同様に記載されるように、第２２の動作モードは、「Ｇ０」動作モードを示す。図２６に例示されるように、及び図３を参照して同様に記載されるように、「Ｇ０」動作モードラベルの「０」は、第２２の動作モードがリターンリンク構成を含まないことを示す。図２７及び図２８を参照して以下で考察されるように、動作モード「Ｇ１」及び「Ｇ２」は、例えば、図２６に示され、ここで説明される第７のフォワードリンク構成３１７「Ｇ」と組み合わせて、リターンリンク構成を提供する。

図２７は、本開示の態様による、ビーム形成システム及び衛星の動作モードの切り替えをサポートする衛星通信システム構成２７００を図示する。図２７の衛星通信システム構成２７００の例は、図３の表で参照されるように、通信衛星４０５が第２３の動作モード、例えば、動作モード「Ｇ１」に従って動作するための通信リンク及び手順の例を示す。図２６を参照して記載されたように、「Ｇ１」動作モードは、第７のフォワードリンク構成３１７「Ｇ」と組み合わせて、第１のリターンリンク構成３２１「１」を提供する。

図２７に示される第２３の動作モード（例えば、動作モード「Ｇ１」）によれば、図２６を参照して同様に説明されるように（例えば、第７のフォワードリンク構成３１７「Ｇ」に従って）、通信衛星４０５は、フォワードリンク通信サービスを、各々が、それぞれ、フォワードリンク２６３８及び２６４３を介して、第３のカバレッジエリア４３５に配置されたアクセスノード端末によってサービスされ得る、第１のカバレッジエリア４１５に配置されたデバイス及び第３のカバレッジエリア４３５に配置されたデバイス（例えば、ユーザ端末）に提供してもよい。

加えて、第２３の動作モードに従って、通信衛星４０５が第１のカバレッジエリア４１５と第３のカバレッジエリア４３５との間でリターンリンク信号を中継してもよい。それゆえ、第３のカバレッジエリア４３５に配置されたアクセスノード端末を介して（例えば、第１のリターンリンク構成３２１「１」に従って）、リターンリンク通信サービスが第１のカバレッジエリア４１５に配置されたデバイス（例えば、ユーザ端末）に提供されてもよい。例えば、リターンリンク２７３７を確立するために、通信衛星４０５は、Ｒ１アンテナ４１０を介して第１のカバレッジエリア４１５内のデバイス（例えば、ユーザ端末）からリターンＲＨＣＰアップリンク信号を受信し、対応するＲＨＣＰリターンダウンリンク信号を、Ｒ３アンテナ４３０を介して第３のカバレッジエリア４３５内のデバイス（例えば、アクセスノード端末）に中継してもよい。したがって、送信デバイス（例えば、ユーザ端末）のアンテナはＲＨＣＰ偏波を適用して、リターンリンク２７３７を介して信号を送信してもよく、受信デバイス（例えば、アクセスノード端末）のアンテナはＲＨＣＰ偏波を使用して、リターンリンク２７３７を通じて偏波信号を受信してもよい。

図２７の例示的な衛星通信システム構成２７００は、フォワードアップリンク干渉２７４７及びフォワードダウンリンク干渉２７４８も示す。フォワードアップリンク干渉２７４７は、フォワードリンク２６３８のアップリンクとリターンリンク２７３７のアップリンクとの間の干渉を表し得る。フォワードリンク２６３８及びリターンリンク２７３７は直交偏波を使用せず、第３のカバレッジエリア４３５はＲ１の照射エリア内にあるため、フォワードリンク２６３８のアップリンクは、リターンリンク２７３７のアップリンクに実質的な干渉を引き起こす可能性がある（例えば、第３のカバレッジエリア４３５がＲ１の照射エリア外にある場合よりも２２ｄＢ悪い）。リターンリンク２７３７に対する受信ビームのビーム形成は、フォワードアップリンク干渉２７４７を緩和し得るが、Ｒ１におけるフォワードアップリンク干渉２７４７からの受信電力は、リターンリンク２７３７に対する信号のレベルを低下させ、それゆえリターンリンク２７３７に対する影響を完全に緩和する能力を低下させる可能性がある。

フォワードダウンリンク干渉２７４８は、フォワードリンク２６３８のダウンリンクと、直交偏波を使用しないリターンリンク２７３７のダウンリンクとの間の干渉を表し得る。フォワードダウンリンク干渉２７４８は、Ｒ３に対するＲ１のゲインが低いために低減され得るが、フォワードリンク２６３８のダウンリンクからの信号エネルギーが第３のカバレッジエリア４３５に存在する場合、依然として実質的な干渉を引き起こす可能性がある。フォワードリンク２６３８のビーム形成を使用して、フォワードダウンリンク干渉２７４８を緩和する可能性がある（例えば、第３のカバレッジエリア４３５内のフォワードリンク２６３８からの信号エネルギーを無効にする）。追加的に又は代替的に、フォワードリンク２６３８又はリターンリンク２７３７に対するＭＣＳ及び／又は符号化速度は、干渉を考慮するように適合されてもよい。しかしながら、これは、それに応じてこれらの通信のためのデータレートを低下させる可能性がある。代替的には、通信システムが干渉緩和手順を採用しない場合、干渉は、関連付けられた通信の信号品質メトリックを低下させ（例えば、ＳＮＲ又はＳＩＮＲを低下させ）、それゆえ通信の有効データレートを同様に低下させる可能性がある。

図２８は、本開示の態様による、ビーム形成システム及び衛星の動作モードの切り替えをサポートする衛星通信システム構成２８００を図示する。図２８の衛星通信システム構成２８００の例は、図３の表で参照されるように、通信衛星４０５が第２４の動作モード、例えば、動作モード「Ｇ２」に従って動作するための通信リンク及び手順の例を示す。図２６を参照して記載されたように、「Ｇ２」動作モードは、第７のフォワードリンク構成３１７「Ｇ」と組み合わせて、第２のリターンリンク構成３２２「２」を提供する。

図２８に示される第２４の動作モード（例えば、動作モード「Ｇ２」）によれば、（例えば、第７のフォワードリンク構成３１７「Ｇ」に従って）図２６を参照して同様に記載されるように、通信衛星４０５は、フォワードリンク通信サービスを、各々が、それぞれ、フォワードリンク２６３８及び２６４３を介して、第３のカバレッジエリア４３５に配置された他のデバイス（例えば、追加のアクセスノード端末）によってサービスされ得る、第１のカバレッジエリア４１５に配置されたデバイス（例えば、ユーザ端末）及び第３のカバレッジエリア４３５に配置されたデバイス（例えば、追加のアクセスノード端末）に提供してもよい。

加えて、第２４の動作モードに従って、通信衛星４０５は第２のカバレッジエリア４２５と第３のカバレッジエリア４３５との間でリターンリンク信号を中継してもよい。それゆえ、リターンリンク通信サービスは、第３のカバレッジエリア４３５に配置されたアクセスノード端末を介して、（例えば、第２のリターンリンク構成３２２「２」に従って）第２のカバレッジエリア４２５に配置されたデバイス（例えば、ユーザ端末）に提供されてもよい。例えば、リターンリンク２８３９を確立するために、通信衛星４０５は、Ｒ２アンテナ４２０を介して第２のカバレッジエリア４２５内のデバイス（例えば、ユーザ端末）からリターンＲＨＣＰアップリンク信号を受信し、対応するＲＨＣＰリターンダウンリンク信号を、Ｒ３アンテナ４３０を介して第３のカバレッジエリア４３５内のデバイス（例えば、アクセスノード端末）に中継してもよい。したがって、送信デバイス（例えば、ユーザ端末）のアンテナはＲＨＣＰ偏波を適用して、リターンリンク２８３９を通じて信号を送信してもよく、受信デバイス（例えば、アクセスノード端末）のアンテナはＲＨＣＰ偏波を使用して、リターンリンク２８３９を通じて偏波信号を受信してもよい。

また、図２８の衛星通信システム構成２８００の例は、フォワードリンク２６３８のダウンリンクと、直交偏波を使用しないリターンリンク２８３９のダウンリンクとの間の干渉を表し得るフォワードリンク干渉２８４８を示す。フォワードダウンリンク干渉２８４８は、Ｒ３に対するＲ１のゲインが低いために低減され得るが、フォワードリンク２６３８のダウンリンクからの信号エネルギーが第３のカバレッジエリア４３５に存在する場合、依然として実質的な干渉を引き起こす可能性がある。フォワードリンク２６３８のビーム形成を使用して、フォワードダウンリンク干渉２８４８を緩和し得る（例えば、第３のカバレッジエリア４３５内のフォワードリンク２６３８から信号エネルギーを無効化する）。追加的に又は代替的に、フォワードリンク２６３８又はリターンリンク２８３９に対するＭＣＳ及び／又は符号化速度は、干渉を考慮するように適合されてもよい。しかしながら、これは、それに応じてこれらの通信のためのデータレートを低下させる可能性がある。代替的には、通信システムが干渉緩和手順を採用しない場合、干渉は、関連付けられた通信の信号品質メトリックを低下させ（例えば、ＳＮＲ又はＳＩＮＲを低下させ）、それゆえ通信の有効データレートを同様に低下させる可能性がある。

図２９は、本開示の態様による、ビーム形成システム及び衛星の動作モードの切り替えをサポートする衛星通信システム構成２９００を図示する。図２９の衛星通信システム構成２９００の例は、図３を参照して記載されたように、通信衛星４０５が第２５の動作モード、例えば、動作モード「Ｈ０」に従って動作するための通信リンク及び手順の例を示す。「Ｈ０」動作モードは、リターンリンク構成を伴わずに第８のフォワードリンク構成３１８「Ｈ」を提供する。

図２９に示される第２５の動作モード（例えば、動作モード「Ｈ０」）によれば、通信衛星４０５は、フォワードリンク通信サービスを、各々が、それぞれ、フォワードリンク２９４１及び２９４３を介して、第３のカバレッジエリア４３５に配置されたアクセスノード端末によってサービスされ得る、第２のカバレッジエリア４２５に配置されたデバイス（例えば、ユーザ端末）及び第３のカバレッジエリア４３５に配置されたデバイス（例えば、ユーザ端末）に提供してもよい。

図２９の衛星通信システム構成２９００の例に示されるように、フォワードリンク２９４３を通じて通信される信号は、ここではＬＨＣＰである第１の偏波を使用して偏向されてもよく、フォワードリンク２９４１を通じて通信される信号は、ここではＲＨＣＰである第２の偏波を使用して偏向されてもよい。したがって、送信デバイスのアンテナはＬＨＣＰ偏波を適用して、フォワードリンク２９４３を通じて信号を送信してもよく、同様に、受信デバイスのアンテナはＬＨＣＰ偏波を使用して、フォワードリンク２９４３を通じて偏波信号を受信してもよい。同様に、送信デバイスのアンテナはＲＨＣＰ偏波を適用して、フォワードリンク２９４１を通じて信号を送信してもよく、それぞれの受信デバイスのアンテナはＲＨＣＰ偏波を使用して、フォワードリンク２９４１を通じて偏波信号を受信してもよい。

本明細書に同様に記載されるように、第２５の動作モードは、「Ｈ０」動作モードを示す。図２９に例示されるように、及び図３を参照して同様に記載されるように、「Ｈ０」動作モードラベルの「０」は、第２５の動作モードがリターンリンク構成を含まないことを示す。図３０及び図３１を参照して以下で考察されるように、動作モード「Ｈ１」及び「Ｈ２」は、例えば、図２９に示され、ここで説明される第８のフォワードリンク構成３１８「Ｈ」と組み合わせて、リターンリンク構成を提供する。

図３０は、本開示の態様による、ビーム形成システム及び衛星の動作モードの切り替えをサポートする衛星通信システム構成３０００を図示する。図３０の衛星通信システム構成３０００の例は、図３の表で参照されるように、通信衛星４０５が第２６の動作モード、例えば、動作モード「Ｈ１」に従って動作するための通信リンク及び手順の例を示す。図２９を参照して記載されたように、「Ｈ１」動作モードは、第８のフォワードリンク構成３１８「Ｈ」と組み合わせて、第１のリターンリンク構成３２１「１」を提供する。

図３０に示される第２６の動作モード（例えば、動作モード「Ｈ１」）によれば、図２９を参照して同様に説明されるように（例えば、第８のフォワードリンク構成３１８「Ｈ」に従って）、通信衛星４０５は、フォワードリンク通信サービスを、各々が、それぞれ、フォワードリンク２９４１及び２９４を介して、第３のカバレッジエリア４３５に配置された他のデバイス（例えば、追加のアクセスノード端末）によってサービスされ得る、第２のカバレッジエリア４２５に配置されたデバイス（例えば、ユーザ端末）及び第３のカバレッジエリア４３５に配置されたデバイス（例えば、アクセスノード端末及び／又はユーザ端末）に提供してもよい。

加えて、第２６の動作モードに従って、通信衛星４０５は、第１のカバレッジエリア４１５と第３のカバレッジエリア４３５との間でリターンリンク信号を中継してもよい。それゆえ、リターンリンク通信サービスは、第３のカバレッジエリア４３５に配置されたアクセスノード端末を介して（例えば、第１のリターンリンク構成３２１「１」に従って）、第１のカバレッジエリア４１５に配置されたデバイス（例えば、ユーザ端末）に提供されてもよい。例えば、リターンリンク３０３７を確立するために、通信衛星４０５は、Ｒ１アンテナ４１０を介して第１のカバレッジエリア４１５内のデバイス（例えば、ユーザ端末）からリターンＲＨＣＰアップリンク信号を受信し、対応するＲＨＣＰリターンダウンリンク信号を、Ｒ３アンテナ４３０を介して第３のカバレッジエリア４３５内のデバイス（例えば、アクセスノード端末）に中継してもよい。したがって、送信デバイス（例えば、ユーザ端末）のアンテナはＲＨＣＰ偏波を適用して、リターンリンク３０３７を通じて信号を送信してもよく、受信デバイス（例えば、アクセスノード端末）のアンテナはＲＨＣＰ偏波を使用して、リターンリンク３０３７を通じて偏波信号を受信してもよい。

また、図３０の衛星通信システム構成３０００の例は、フォワードアップリンク干渉３０４７を示し、これは、フォワードリンク２９４１のアップリンクとリターンリンク３０３７のアップリンクとの間の干渉を表し得る。フォワードリンク２９４１及びリターンリンク３０３７は直交偏波を使用せず、第３のカバレッジエリア４３５はＲ１の照射エリア内にあるため、フォワードリンク２９４１のアップリンクは、リターンリンク３０３７のアップリンクに実質的な干渉を引き起こす可能性がある（例えば、第３のカバレッジエリア４３５がＲ１の照射エリア外にある場合よりも２２ｄＢ悪化する）。リターンリンク３０３７に対する受信ビームのビーム形成は、フォワードアップリンク干渉３０４７を緩和し得るが、Ｒ１におけるフォワードアップリンク干渉３０４７からの受信電力は、リターンリンク３０３７に対する信号のレベルを低下させ、それゆえリターンリンク３０３７に対する影響を完全に緩和する能力を低下させる可能性がある。

図３１は、本開示の態様による、ビーム形成システム及び衛星の動作モードの切り替えをサポートする衛星通信システム構成３１００を図示する。図３１の衛星通信システム構成３１００の例は、図３の表で参照されるように、通信衛星４０５が第２７の動作モード、例えば、動作モード「Ｈ２」に従って動作するための通信リンク及び手順の例を示す。図２９を参照して記載されたように、「Ｈ２」動作モードは、第８のフォワードリンク構成３１８「Ｈ」と組み合わせて、第２のリターンリンク構成３２２「２」を提供する。

図３１に示される第２７の動作モード（例えば、動作モード「Ｈ２」）によれば、図２９を参照して同様に説明されるように（例えば、第８のフォワードリンク構成３１８「Ｈ」に従って）、通信衛星４０５は、フォワードリンク通信サービスを、各々が、それぞれ、フォワードリンク２９４１及び２９４３を介して、第３のカバレッジエリア４３５に配置された他のデバイス（例えば、追加のアクセスノード端末）によってサービスされ得る、第２のカバレッジエリア４２５に配置されたデバイス（例えば、ユーザ端末）及び第３のカバレッジエリア４３５に配置されたデバイス（例えば、アクセスノード端末及び／又はユーザ端末）に提供してもよい。

加えて、第２７の動作モードによると、通信衛星４０５は、第２のカバレッジエリア４２５と第３のカバレッジエリア４３５との間でリターンリンク信号を中継してもよい。それゆえ、リターンリンク通信サービスは、第３のカバレッジエリア４３５に配置されたアクセスノード端末を介して（例えば、第２のリターンリンク構成３２２「２」に従って）、第２のカバレッジエリア４２５に配置されたデバイス（例えば、ユーザ端末）に提供されてもよい。例えば、リターンリンク３１３９を確立するために、通信衛星４０５は、第２のカバレッジエリア４２５内のデバイス（例えば、ユーザ端末）からリターンＲＨＣＰアップリンク信号を受信し、対応するＲＨＣＰリターンダウンリンク信号を第３のカバレッジエリア４３５内のデバイス（例えば、アクセスノード端末）に中継してもよい。したがって、送信デバイス（例えば、ユーザ端末）のアンテナはＲＨＣＰ偏波を適用して、リターンリンク３１３９を通じて信号を送信してもよく、受信デバイス（例えば、アクセスノード端末）のアンテナはＲＨＣＰ偏波を使用して、リターンリンク３１３９を通じて偏波信号を受信してもよい。

図３２は、本開示の態様による、ビーム形成システム及び衛星の動作モードの切り替えをサポートする回路アーキテクチャ３２００の図の例を図示する。回路アーキテクチャ３２００は、通信衛星のアンテナアセンブリの対応するアンテナ間で複数の送受信器を接続する相互接続サブシステム３２０５を含む。場合によっては、送受信器は、代替的に送受信モジュール（ＴＲＭ）又はトランスポンダと称されてもよい（又は、１つ以上のそれぞれのトランスポンダの態様に含まれてもよい）。いくつかの実施例では、回路アーキテクチャ３２００は、図１～図３１を参照して記載したような通信衛星及び衛星通信システムの態様によって実装されてもよい。

本明細書に同様に記載されるように、通信衛星は、複数のそれぞれのアンテナを介して、複数のそれぞれのカバレッジエリア内のデバイス（例えば、アクセスノード端末及びユーザ端末）にそれぞれの偏波の信号を通信するように動作可能なアンテナアセンブリを含んでもよい。回路アーキテクチャ３２００は、第１のカバレッジエリア（例えば、Ｒ１カバレッジエリア）用の第１のアンテナ（例えば、Ｒ１反射器を含む）と結合され得る第１の組の送受信器３２１０と、第２のカバレッジエリア（例えば、Ｒ２カバレッジエリア）用の第２のアンテナ（例えば、Ｒ２反射器を含む）と結合され得る第２の組の送受信器３２１５と、第３のカバレッジエリア（例えば、Ｒ３カバレッジエリア）用の第３のアンテナ（例えば、Ｒ３反射器を含む）と結合され得る第３の組の送受信器３２２０と、を示す。それぞれの組の送受信器の送受信器の各々は、それぞれのアンテナ用の給電素子のアレイの対応する給電素子と結合されてもよく、各アンテナは、多数の給電素子のアレイ（例えば、１つから数千以上の給電素子までの任意の数）を含んでもよい。

それぞれのアンテナの給電素子の各々は、第１又は第２のそれぞれの偏波（例えば、ＬＨＣＰ又はＲＨＣＰと関連付けられたポートを含んでもよい。例えば、各アンテナは、第１の偏波（例えば、ＬＨＣＰ）用の第１の組のポートを含む第１の組の給電素子と、第２の偏波（例えば、ＲＨＣＰ）用の第２の組のポートを含む第２の組の給電素子と、を含んでもよい。追加的に又は代替的に、アンテナは、デュアル偏波を利用してもよく、この場合、給電素子は、ＬＨＣＰ及びＲＨＣＰの間で信号を組み合わせて分割し得る偏波を含んでもよい（例えば、各給電素子は、ＬＨＣＰポート及びＲＨＣＰポートの双方を含んでもよい）。

送受信器３２２５の各々は、それぞれのアンテナを介して受信され得る信号を受信するために、第１の組のポート及び／又は第２の組のポートのうちの対応するものと結合された（例えば、接続された）受信回路３２３０、３２３５を含んでもよい。例えば、図３２の例示的な回路アーキテクチャ３２００によって示されるように、送受信器３２２０の第３の組の第１の送受信器３２２５は、第１の偏波（例えば、ＬＨＣＰ）と関連付けられた受信回路３２３０と、第２の偏波（例えば、ＲＨＣＰ）と関連付けられた受信回路３２３５とを含んでもよい。受信回路３２３０又は３２３５は、信号経路（例えば、トレース、配線など）及び他の回路構成要素（例えば、増幅器、ミキサーなど）を含んでもよく、これらは、アンテナを介して信号を受信するためにアンテナの給電素子と結合されてもよい。同様に、第１の送受信器３２２５は、第１の偏波（例えば、ＬＨＣＰ）と関連付けられた送信回路３２４０と、第２の偏波（例えば、ＲＨＣＰ）と関連付けられた第２の送信回路３２４５とを含んでもよい。送信回路３２４０、３２４５は、信号経路（例えば、トレース、配線など）及び他の回路構成要素（例えば、増幅器、ミキサーなど）を含んでもよく、これらは、給電素子と結合されて、給電素子を介して信号を送信してもよい。場合によっては、受信回路３２３０、３２３５又は送信回路３２４０、３２４５は、信号のアップコンバージョン又はダウンコンバージョンを行ってもよい。例えば、信号は、第１の周波数範囲又は帯域（例えば、３０ＧＨｚ帯）を通じて受信回路３２３０、３２３５を介して受信され、第２の周波数範囲又は帯域（例えば、２０ＧＨｚ帯）を通じて送信回路３２４０、３２４５を介して送信されてもよい。それゆえ、受信信号は、送信のために受信回路３２３０、３２３５又は送信回路３２４０、３２４５内でダウンコンバートされてもよい。

第１の組の送受信器３２１０、第２の組の送受信器３２１５、及び第３の組の送受信器３２２０の各送受信器は、ほぼ同等又は類似の回路及び回路構成要素を含んでもよい。例えば、第１の組の送受信器３２１０の各送受信器３２５０及び第２の組の送受信器３２１５の各送受信器３２６０は、送受信器３２２５とほぼ同等の構成要素を有してもよい。図３２の楕円形によって示されるように、それぞれのアンテナの各給電素子に対応する複数のそれぞれの送受信器を各組の送受信器が含んでもよい。

場合によっては、第１の組の送受信器３２１０、第２の組の送受信器３２１５、及び第３の組の送受信器３２２０の各送受信器は、再構成可能な相互接続サブシステム３２０５に結合されてもよい。例えば、受信構成要素及び各送受信器の送信構成要素は、１つ以上のそれぞれの信号経路を介して相互接続サブシステム３２０５と結合されてもよい。場合によっては、送受信器の組のうちの１つ以上に対する送信又は受信回路は省略されてもよく、電気負荷回路に置き換えられてもよく、又はそうでなければ終端されてもよい。場合によっては、例えば、第１の組の送受信器３２１０及び／又は第２の組の送受信器３２１５は、特定の偏波（例えば、アップリンクＬＨＣＰ信号）の送信及び／又は受信をサポートしなくてもよい。したがって、ＬＨＣＰ受信回路は、相互接続サブシステム３２０５に接続されるのではなく、例えば、負荷回路と結合されてもよい。それゆえ、回路アーキテクチャ３２００は、各偏波、リンク方向、及びアンテナに渡って完全に構成可能に図示されているが、他の実装態様が部分的に構成可能なアーキテクチャを使用してもよい。

場合によっては、相互接続サブシステム３２０５が制御システム（図示せず）に結合されてもよい。制御システムは、例えば、図３４を参照して記載されたように、通信サービスマネージャで実装されてもよい。制御システムは、相互接続サブシステム３２０５を制御して、同一の又は異なる組の送受信器の受信及び送信回路を共に結合するように（例えば、プロセッサを介して受信された信号を介して）操作可能であってもよい。例えば、制御システムは、本明細書で記載されるように、信号を相互接続サブシステム３２０５に送信して、様々な接続を結合し、かつ、異なる組の送受信器間の他の接続を分離して、異なる動作モード間の切り替え動作を実行してもよい。

本明細書に記載される動作モードの各々に対する接続は、以下のように提供される。接続は、第１のリンク方向の下に最初に提供される（例えば、本明細書に記載されるように、フォワードリンク構成３１０の場合、文字「Ａ」～「Ｈ」）。次いで、接続は、リターンリンクに対して（例えば、本明細書に記載されるように、数字「０」～「３」に対応するリターンリンク構成に対して）提供される。フォワードリンク接続及びリターンリンク接続は、本明細書に記載される様々な組み合わせのいずれかで組み合わされてもよい。これらは例示的実装態様にすぎず、送受信器が相互接続され得る他の実装態様が存在してもよいことを理解されたい。同様に、他の接続が使用され得る他の動作モードが存在してもよい。

第１のフォワードリンク構成３１１の動作モードについては（例えば、図４～図７を参照して記載されたような、例えば、「Ａ０」、「Ａ１」、「Ａ２」、及び「Ａ３」動作モードの「Ａ」フォワードリンクについては）、第３の組の送受信器３２２０の各送受信器の受信回路３２３０が、相互接続サブシステム３２０５を介して、第１の組の送受信器３２１０の送受信器の送信回路３２４０と結合されてもよい。したがって、フォワードリンクの場合、ＬＨＣＰ信号が第３の組の送受信器３２２０の受信回路３２３０で受信され、相互接続サブシステム３２０５を経てルーティングされ、第１の組の送受信器３２１０のＬＨＣＰ送信回路３２４０を介して送信されてもよい。

第２のフォワードリンク構成３１２の動作モードの場合（例えば、図１２～図１４を参照して記載されたような、例えば、「Ｂ０」、「Ｂ１」、及び「Ｂ２」動作モードの「Ｂ」フォワードリンクの場合）、送受信器３２２０の第３の組の各々の送受信器の受信回路３２３０及び受信回路３２３５は、送信回路３２４０及び送受信器３２１５の第２の組の送受信器の送信回路３２４０及び送信回路３２４５と相互接続サブシステム３２０５を介して結合されてもよい。したがって、フォワードリンクの場合、ＬＨＣＰ信号及びＲＨＣＰ信号（例えば、二重偏波信号）が第３の組の送受信器３２２０の受信回路３２３０及び３２３５において受信され、相互接続サブシステム３２０５を経てルーティングされ、第２の組の送受信器３２１５のＬＨＣＰ及びＲＨＣＰ送信回路３２４０及び３２４５を介して送信されてもよい。

第３のフォワードリンク構成３１３の動作モードの場合（例えば、図１６～図１９を参照して記載されたような、例えば、「Ｃ０」、「Ｃ１」、「Ｃ２」、及び「Ｃ３」動作モードのための「Ｃ」フォワードリンクの場合）、送受信器３２２０の第３の組の各送受信器の受信回路３２３０は、相互接続サブシステム３２０５を介して、送受信器３２２０の第３の組の送受信器の送信回路３２４０と結合されてもよい。したがって、フォワードリンクの場合、ＬＨＣＰ信号が相互接続サブシステム３２０５を経てルーティングされ、第３の組の送受信器３２１５のＬＨＣＰ送信回路３２４０を介して送信される、送受信器３２２０の第３の組の受信回路３２３０において受信されてもよい。

第４のフォワードリンク構成３１４の動作モードの場合（例えば、図８～図１０を参照して記載されたような、例えば、「Ｄ０」、「Ｄ１」、及び「Ｄ２」動作モードの「Ｄ」フォワードリンクの場合）、送受信器３２２０の第３の組の各送受信器の受信回路３２３０及び受信回路３２３５は、送受信器３２１０の第１の組の送受信器の送信回路３２４０及び３２４５と相互接続サブシステム３２０５を介して結合されてもよい。したがって、フォワードリンクの場合、ＬＨＣＰ信号及びＲＨＣＰ信号（例えば、二重偏波信号）が第３の組の送受信器３２２０の受信回路３２３０及び３２３５で受信され、相互接続サブシステム３２０５を経てルーティングされ、第１の組の送受信器３２１０のＬＨＣＰ及びＲＨＣＰ送信回路３２４０及び３２４５を介して送信されてもよい。

第５のフォワードリンク構成３１５の動作モードの場合（例えば、図２０～図２２を参照して記載したような、例えば、「Ｅ０」、「Ｅ１」、及び「Ｅ２」動作モードの「Ｅ」フォワードリンクの場合）、送受信器３２２０の第３の組の各送受信器の受信回路３２３０は、相互接続サブシステム３２０５を介して、第１の組の送受信器３２１０の送受信器の送信回路３２４０と結合されてもよい。加えて、第３の組の送受信器３２２０の各送受信器の受信回路３２３５は、相互接続サブシステム３２０５を介して第２の組の送受信器３２１５の送受信器の送信回路３２４５と結合されてもよい。したがって、フォワードリンクの場合、ＬＨＣＰ信号が第３の組の送受信器３２２０の受信回路３２３０で受信され、相互接続サブシステム３２０５を経てルーティングされ、第１の組の送受信器３２１０のＬＨＣＰ送信回路３２４０を介して送信されてもよい。同様に、ＲＨＣＰ信号は第３の組の送受信器３２２０の受信回路３２３５で受信され、相互接続サブシステム３２０５を経てルーティングされ、第２の組の送受信器３２１５のＲＨＣＰ送信回路３２４５を介して送信されてもよい。

第６のフォワードリンク構成３１６の動作モード（例えば、図２３～図２５を参照して説明したような、「Ｆ」フォワードリンク、例えば、「Ｆ０」、「Ｆ１」、及び「Ｆ２」動作モードのための）については、送受信器３２２０の第３の組の各送受信器の受信回路３２３０は、相互接続サブシステム３２０５を介して、送受信器３２１５の第２の組の送受信器の送信回路３２４０と結合されてもよい。加えて、送受信器３２２０の第３の組の各送受信器の受信回路３２３５は、相互接続サブシステム３２０５を介して送受信器３２１０の第１の組の送受信器の送信回路３２４５と結合されてもよい。したがって、フォワードリンクの場合、ＬＨＣＰ信号が送受信器３２２０の第３の組の受信回路３２３０において受信され、相互接続サブシステム３２０５を経てルーティングされ、第２の送受信器３２１５の組のＬＨＣＰ送信回路３２４０を介して送信されてもよい。同様に、ＲＨＣＰ信号は第３の組の送受信器３２２０の受信回路３２３５で受信され、相互接続サブシステム３２０５を経てルーティングされ、第１の組の送受信器３２１０のＲＨＣＰ送信回路３２４５を介して送信されてもよい。

第７のフォワードリンク構成３１７の動作モードの場合（例えば、図２６～図２８を参照して説明したような、例えば、「Ｇ０」、「Ｇ１」、及び「Ｇ２」動作モードの「Ｇ」フォワードリンクの場合）、送受信器３２２０の第３の組の各送受信器の受信回路３２３０は、相互接続サブシステム３２０５を介して第３の組の送受信器３２２０の送受信器の送信回路３２４０と結合されてもよい。加えて、送受信器３２２０の第３の組の各送受信器の受信回路３２３５は、相互接続サブシステム３２０５を介して送受信器３２１０の第１の組の送受信器の送信回路３２４５と結合されてもよい。したがって、フォワードリンクの場合、ＬＨＣＰ信号が送受信器３２２０の第３の組の受信回路３２３０において受信され、相互接続サブシステム３２０５を経てルーティングされ、第３の組の送受信器３２２０のＬＨＣＰ送信回路３２４０を介して送信されてもよい。同様に、ＲＨＣＰ信号は第３の組の送受信器３２２０の受信回路３２３５で受信され、相互接続サブシステム３２０５を経てルーティングされ、第１の組の送受信器３２１０のＲＨＣＰ送信回路３２４５を介して送信されてもよい。

第８のフォワードリンク構成３１８の動作モードの場合（例えば、図２９～図３１を参照して説明したような、例えば、「Ｈ０」、「Ｈ１」、及び「Ｈ２」動作モードの「Ｈ」フォワードリンクの場合）、送受信器３２２０の第３の組の各送受信器の受信回路３２３０は、相互接続サブシステム３２０５を介して、第３の組の送受信器３２１０の送受信器の送信回路３２４０と結合されてもよい。加えて、第３の組の送受信器３２２０の各送受信器の受信回路３２３５は、相互接続サブシステム３２０５を介して第２の組の送受信器３２１５の送受信器の送信回路３２４５と結合されてもよい。したがって、フォワードリンクの場合、ＬＨＣＰ信号が第３の組の送受信器３２２０の受信回路３２３０において受信され、相互接続サブシステム３２０５を経てルーティングされ、第３の組の送受信器３２２０のＬＨＣＰ送信回路３２４０を介して送信されてもよい。同様に、ＲＨＣＰ信号は、第３の組の送受信器３２２０の受信回路３２３５で受信され、相互接続サブシステム３２０５を経てルーティングされ、第２の組の送受信器３２１５のＲＨＣＰ送信回路３２４５を介して送信されてもよい。

図５、図９、図１３、図１７、図２１、図２４、図２７及び図３０を参照して記載されたように、（例えば、リターンリンク構成「１」に対応する）第１のリターンリンク構成３２１を採用する動作モードの場合、送受信器３２１０の第１の組の各送受信器の受信回路３２３５は、相互接続サブシステム３２０５を介して第３の組の送受信器３２１０の送受信器の送信回路３２４５に結合されてもよい。それゆえ、リターンリンクの場合、ＲＨＣＰ信号が第１の組の送受信器３２１０の送受信器の受信回路３２３５を介して受信され、相互接続サブシステム３２０５を経てルーティングされ、第３の組の送受信器３２２０のＲＨＣＰ送信回路３２４５を介して送信されてもよい。

図６、図１０、図１４、図１８、図２２、図２５、図２８及び図３１を参照して記載されたように、（例えば、リターンリンク構成「２」に対応する）第２のリターンリンク構成３２２を採用する動作モードの場合、送受信器３２１５の第２の組の各送受信器の受信回路３２３５は、相互接続サブシステム３２０５を介して第３の組の送受信器３２１０の送受信器の送信回路３２４５と結合されてもよい。それゆえ、リターンリンクの場合、ＲＨＣＰ信号が第２の組の送受信器３２１５の送受信器の受信回路３２３５を介して受信され、相互接続サブシステム３２０５を経てルーティングされ、第３の組の送受信器３２２０のＲＨＣＰ送信回路３２４５を介して送信されてもよい。

図７、図１５、及び図１９を参照して記載されたように、（例えば、リターンリンク構成「３」に対応する）第３のリターンリンク構成３２３を採用する動作モードの場合、第３の組の送受信器３２２０の各送受信器の受信回路３２３５は、相互接続サブシステム３２０５を介して第３の組の送受信器３２１０の送受信器の送信回路３２４５と結合されてもよい。それゆえ、リターンリンクの場合、ＲＨＣＰ信号が送受信器３２２０の第３の組の送受信器の送受信器の受信回路３２３５を介して受信され、相互接続サブシステム３２０５を経てルーティングされ、第３の送受信器３２２０の組のＲＨＣＰ送信回路３２４５を介して送信されてもよい。

図３３は、本開示の態様による、ビーム形成システム及び衛星の動作モードの切り替えをサポートする回路アーキテクチャ３３００の図の例を図示する。いくつかの実施例では、回路アーキテクチャ３３００は、図１～図３２を参照して記載されたように、通信衛星及び衛星通信システムの態様によって実装されてもよい。回路アーキテクチャ３３００は、図３２を参照して記載された回路アーキテクチャの１つの例示的実装態様であってもよい。回路アーキテクチャ３３００は、通信衛星のアンテナアセンブリの対応するアンテナ間で、第１の送受信器３３１０、第２の送受信器３３１５、及び第３の送受信器３３２０のうちの１つ以上を接続するように再構成可能である相互接続サブシステム３３０５を含んでもよい。図３３には、単一の第１の送受信器３３１０、第２の送受信器３３１５、及び第３の送受信器３３２０のみが図示されているが、衛星用の回路アーキテクチャは、各アンテナと関連付けられた複数の送受信器（例えば、給電ごとに１つの送受信器）を有してもよい。場合によっては、送受信器は、代替的にＴＲＭと称されてもよい。図３３を参照して、特定の周波数及び特定の構成要素の数などの様々な量が記載される。これらの量は単なる例であり、他の値を有する構成要素も同様に実装されてもよい。

本明細書に同様に記載されるように、通信衛星は、複数のそれぞれのアンテナを介して、複数のそれぞれのカバレッジエリア内のデバイス（例えば、アクセスノード端末及びユーザ端末）にそれぞれの偏波の信号を通信するように動作可能なアンテナアセンブリを含んでもよい。回路アーキテクチャ３３００は、第１のカバレッジエリア（例えば、Ｒ１カバレッジエリア）用の第１のアンテナ（例えば、Ｒ１反射器を含む）と結合され得る第１の送受信器３３１０と、第２のカバレッジエリア（例えば、Ｒ２カバレッジエリア）用の第２のアンテナ（例えば、Ｒ２反射器を含む）と結合され得る第２の送受信器３３１５と、第３のカバレッジエリア（例えば、Ｒ３カバレッジエリア）用の第３のアンテナ（例えば、Ｒ３反射器を含む）と結合され得る第３の送受信器３３２０と、を示す。図３２を参照して同様に記載されたように、第１の送受信器３３１０、第２の送受信器３３１５、及び第３の送受信器３３２０の各々は、それぞれのアンテナ用のそれぞれの組の送受信器の追加の送受信器に結合されてもよい。それぞれの組の送受信器の送受信器の各々は、それぞれのアンテナ用の給電素子のアレイの対応する給電素子と結合されてもよく、各アンテナが多数の給電素子のアレイ（例えば、１つから数千以上の給電素子までの任意の数）を含んでもよい。回路アーキテクチャ３３００の送受信器は、３０ＧＨｚで信号を受信し、２０ＧＨｚで信号を送信してもよい。このようにして、送信及び受信信号は、（例えば、ＦＤＭを使用して）少なくとも部分的に重複する組のリソースを通じて送信されてもよい。他の周波数ペアリングも同様に想定される。

それぞれのアンテナの給電素子の各々は、第１又は第２のそれぞれの偏波（例えば、ＬＨＣＰ又はＲＨＣＰ）と関連付けられたポートを含んでもよい。例えば、第１の偏波（例えば、ＬＨＣＰ）用の第１の組のポートを含む第１の組の給電素子と、第２の偏波（例えば、ＲＨＣＰ）用の第２の組のポートを含む第２の組の給電素子と、を各アンテナが含んでもよい。代替的に、１つ以上のアンテナが二重偏波給電素子（例えば、各給電素子は、ＬＨＣＰ及びＲＨＣＰポートを有する）を有してもよい。送受信器の各々は、それぞれのアンテナを介して受信され得る信号を受信するために、第１の組のポート及び／又は第２の組のポートの対応するものと結合された（例えば、接続された）受信回路を含んでもよい。

例えば、図３３の例示的な回路アーキテクチャ３３００によって示されるように、第１の送受信器３３１０は、第１の受信信号経路３３２２と、第２の受信信号経路３３２４と、を含む受信回路を含んでもよく、第１の受信信号経路３３２２及び第２の受信信号経路３３２４は、それぞれ、ＬＨＣＰ及びＲＨＣＰ偏波を使用してＲ１カバレッジエリア内に配置されたデバイスから信号を受信するためにＲ１アンテナの給電素子と結合されてもよい。同様に、送受信器の各々は、それぞれのアンテナを介して信号を送信するために（例えば、エンドツーエンドのビーム形成システムにおいて、それぞれの受信信号に対応する信号を中継するために）、第１の組のポート及び／又は第２の組のポートのうちの対応するものと結合された送信回路を含んでもよい。例えば、図３３の回路アーキテクチャ３３００の例によって示されるように、第１の送受信器３３１０は、第１の送信信号経路３３２６と、第２の送信信号経路３３２８と、を含む送信回路を含んでもよく、第１の送信信号経路３３２６及び第２の送信信号経路３３２８は、それぞれ、ＬＨＣＰ及びＲＨＣＰ偏波を使用してＲ１カバレッジエリア内に配置されたデバイスに信号を送信するためにＲ１アンテナの給電素子と結合されてもよい。

第１の送受信器３３１０において、第１の受信信号経路３３２２が電気負荷回路と接続されてもよく、さもなければ終端されてもよい。例えば、第１の送受信器３３１０は、アップリンクＬＨＣＰ信号の受信をサポートしなくてもよく、それゆえＬＨＣＰを使用して第１の受信信号経路３３２２上で受信した信号が単に負荷回路を介して消滅されてもよい。

第２の受信信号経路３３２４は、１つ以上の増幅器３３３５及び／又は１つ以上のフィルタ３３６２を含み得る第１の増幅器段３３３０－ａを含んでもよい。図３３の回路アーキテクチャ３３００の例において、第１の増幅器段３３３０－ａは、第１の増幅器、フィルタ３３６２－ａ（例えば、３０ＧＨｚ帯域通過フィルタ）、及び第２の増幅器３３３５に示される。第１の増幅器段３３３０－ａは、１つの例示的実装態様のみを例示し、任意の他の比較可能な実装態様も想定される。受信信号経路及び送信信号経路の増幅器３３３５は、信号を増幅してもよく、低ノイズ増幅器、高電力増幅器、固定ゲイン増幅器、可変ゲイン増幅器、ドハーティ増幅器（又は準ゲイン増幅器）などを含む任意の好適な増幅器を含んでもよい。図示の例を明確にするために、図示の増幅器３３３５のうちの１つのみがラベル付けされている。

更に、第１の送受信器３３１０おいて、第１の送信信号経路３３２６が１つ以上の増幅器を含み得る第２の増幅器段３３３０－ｂを含んでもよい。図３３の回路アーキテクチャ３３００の例において、第２の増幅器段３３３０－ｂが１つの例示的実装態様である３つの増幅器を含むことが示され、任意の他の同等の実装態様も想定される。

また、第１の送受信器３３１０において、第２の送信信号経路３３２８が第３の増幅器段３３３０－ｃを含んでもよい。第３の増幅器段３３３０－ｃは、第２の増幅器段３３３０－ｂと同一であってもよく、又は異なる増幅器３３３５（例えば、より低い又はより高いゲインを有する同一の又は異なる数の増幅器３３３５）を有してもよい。第２の送信信号経路３３２８の増幅器は、アンテナ（例えば、Ｒ１アンテナ）のＲＨＣＰ給電素子を介して第１の送受信器３３１０から送信される信号を増幅してもよい。

第１の送受信器３３１０は多重化回路３３３２を含んでもよく、多重化回路３３３２は、第１の送受信器３３１０と第２の送受信器３３１５又は第３の送受信器３３２０との間で通信される多重信号を選択的に結合する、切り替える、又はそうでなければ多重化してもよい。多重化回路３３３２は、第１の送受信器３３１０の受信及び送信経路と結合されてもよく、第２の送受信器３３１５又は第３の送受信器３３２０に接続するための複数の相互接続経路を有してもよい。図３３に示される実施例では、多重化回路３３３２は、第２の受信経路３３２４、第１の送信経路３３２６、及び第２の送信経路３３２８と結合されてもよい。また、回路アーキテクチャ３３００の例に示すように、多重化回路３３３２は、３つの相互接続経路、第１の相互接続経路３３３８と、第２の相互接続経路３３４０と、第３の相互接続経路３３４２と、を有してもよい。相互接続経路の各々は、多重化回路３３３２を介して、第２の受信経路３３２４、第１の送信経路３３２６、又は第２の送信経路３３２８のうちの１つ以上に接続されることが可能であってもよい。場合によっては、他の送受信器間（例えば、第２の送受信器３３１５と第３の送受信器３３２０との間）の信号を相互接続経路のうちの１つ以上が中継することが可能であってもよい。多重化回路３３３２は、多重化装置３３３４、フィルタ３３６２、及びカプラ３３３６などの構成要素の組み合わせを含んでもよい。示される実施例では、多重化回路３３３２は、多重化装置３３３４－ａと、カプラ３３３６－ａと、を含む。多重化装置３３３４－ａは、第２の受信経路３３２４と、第１の送信経路３３２６と、カプラ３３３６－ａと、に結合されてもよい。多重化装置３３３４－ａは、第２の増幅器段３３３０－ｂ及び第３の増幅器段３３３０－ｃのうちの１つ以上をカプラ３３３６－ａと結合するように動作可能であってもよい。カプラ３３３６－ａは、第１の相互接続経路３３３８及び第２の相互接続経路３３４０とそれぞれ結合された第１及び第２の本線ポートを有する二方向性カプラであってもよい。カプラ３３３６－ａの結合されたポートが多重化装置３３３４－ａに結合されてもよい。第３の相互接続経路３３４２は、第２の送信経路３３２８に直接結合されてもよい。送受信器３３２０の各々の場合、第１の相互接続経路３３３８は（例えば、相互接続サブシステム３３０５を介して）第２の送受信器３３１５のうちの１つの相互接続経路３３４６と結合されてもよく、第２の相互接続経路３３４０が第３の送受信器３３２０のうちの１つの相互接続経路３３４４と結合されてもよい。相互接続経路３３４６は、（例えば、同一の第２の送受信器３３１５であっても、第１の相互接続経路３３３８とは異なる送受信器であってもよい）第２の送受信器３３１５のうちの１つの相互接続経路３３４８に結合されてもよい。

図３３の回路アーキテクチャ３３００の例によっても示されるように、第２の送受信器３３１５は、第１の受信信号経路３３５０と、第２の受信信号経路３３５２と、を含む受信回路を含んでもよく、第１の受信信号経路３３５０及び第２の受信信号経路３３５２は、それぞれ、ＬＨＣＰ及びＲＨＣＰ偏波を使用して、Ｒ２カバレッジエリア内に配置されたデバイスから信号を受信するためにＲ２アンテナの給電素子と結合されてもよい。第２の送受信器３３１５は、それぞれ、ＬＨＣＰ及びＲＨＣＰ偏波を使用してＲ２カバレッジエリア内に配置されたデバイスに信号を送信するためにＲ２アンテナの給電素子と結合され得る第１の送信信号経路３３５４及び第２の送信信号経路３３５６を含む送信回路を含んでもよい。

第２の送受信器３３１５において、第１の受信信号経路３３５０は、電気負荷回路と接続されるか、さもなければ終端されてもよい。例えば、第２の送受信器３３１５は、アップリンクＬＨＣＰ信号の受信をサポートしなくてもよく、それゆえＬＨＣＰを使用して第１の受信信号経路３３５０上で受信された信号は、単に負荷回路を介して消滅されてもよい。

第２の受信信号経路３３５２は、１つ以上の増幅器３３３５及び／又は１つ以上のフィルタ３３６２を含み得る第４の増幅器段３３３０－ｄを含んでもよい。図３３の回路アーキテクチャ３３００の例によって示される例示的実装態様では、第４の増幅器段３３３０－ｄは、第１の増幅器３３３５と、フィルタ３３６２－ｃ（例えば、３０ＧＨｚ帯域通過フィルタ）と、第２の増幅器３３３５と、を含むことが示される。増幅器段３３３０－ｄは、１つの例示的実装態様のみを示し、任意の他の比較可能な実装態様も想定される。受信信号経路３３５２の増幅器３３３５は、相互接続サブシステム３３０５を介して中継され、かつ、図３３の回路アーキテクチャのそれぞれの送受信器を介して送信される受信信号を増幅してもよい。

更に、第２の送受信器３３１５において、第１の送信信号経路３３５４は、１つ以上の増幅器３３３５を含み得る第５の増幅器段３３３０－ｅを含んでもよい。図３３の回路アーキテクチャ３３００の例によって示される例示的実装態様では、第５の増幅器段３３３０－ｅは、３つの増幅器を含むことが示されているが、これは１つの例示的実装態様にすぎず、任意の他の比較可能な実装も想定される。送信信号経路３３５４の増幅器３３３５は、第２の送受信器３３１５から送信される信号を増幅してもよい。

第２の送受信器３３１５の第２の送信信号経路３３５６は、１つ以上の増幅器３３３５を含み得る第６の増幅器段３３３０－ｆを含んでもよい。図３３の回路アーキテクチャ３３００の例によって示される例示的実装態様では、第６の増幅器段３３３０－ｆは３つの増幅器を含むことが示されているが、これは１つの例示的実装態様にすぎず、任意の他の比較可能な実装態様も想定される。送信信号経路３３５６の増幅器３３３５は、第２の送受信器３３１５から送信される信号を増幅してもよい。

第２の送受信器３３１５は、第２の送受信器３３１５と第１の送受信器３３１０又は第３の送受信器３３２０との間で通信される多重信号を選択的に結合する、切り替える、又はそうでなければ多重化し得る多重化回路３３５８を含んでもよい。多重化回路３３５８は、第２の送受信器３３１５の受信及び送信経路と結合されてもよく、第１の送受信器３３１０又は第３の送受信器３３２０に接続するための複数の相互接続経路を有してもよい。図３３に示される実施例では、多重化回路３３５８は第２の受信経路３３５２、第１の送信経路３３５４、及び第２の送信経路３３５６と結合されてもよい。また、回路アーキテクチャ３３００の例に示されるように、多重化回路３３５８は、３つの相互接続経路、第４の相互接続経路３３４６と、第５の相互接続経路３３６０と、第６の相互接続経路３３４８と、に結合されてもよい。相互接続経路のうちの１つ以上は、多重化回路３３５８を介して第２の受信経路３３５２、第１の送信経路３３５４、又は第２の送信経路３３２８に接続することが可能であってもよい。場合によっては、相互接続経路のうちの１つ以上は、他の送受信器間（例えば、第１の送受信器３３１０と第３の送受信器３３２０との間）の信号を中継することが可能であってもよい。多重化回路３３５８は、多重化装置、フィルタ、及びカプラなどの構成要素の組み合わせを含んでもよい。示される例では、多重化回路３３５８が多重化装置３３３４－ｂと、カプラ３３３６－ｂと、フィルタ３３６２－ｂ（例えば、２０ＧＨｚバンドパスフィルタ）と、を含む。多重化装置３３３４－ｂは、第２の受信経路３３５２と、第１の送信経路３３５４と、第４の相互接続経路３３４６と、に結合されてもよい。カプラ３３３６－ｂは、それぞれ、第５の相互接続経路３３６０（例えば、フィルタ３３６２－ｂを介して）及び第６の相互接続経路３３４８と結合された第１及び第２の本線ポートを有する二方向性カプラであってもよい。カプラ３３３６－ｂの結合されたポートは、第２の送信経路３３５６に結合されてもよい。第２の送受信器３３１５の各々の場合、第４の相互接続経路３３４６は（例えば、相互接続サブシステム３３０５を介して）第１の送受信器３３１０のうちの１つの第１の相互接続経路３３３８に結合されてもよく、第５の相互接続経路３３６０は第３の送受信器３３２０のうちの１つの相互接続経路３３６４に結合されてもよく、第６の相互接続経路３３４８は（例えば、同じ第２の送受信器３３１５、又は第４の相互接続経路３３４６とは異なる送受信器であり得る）第１の送受信器３３１０のうちの１つの第３の相互接続経路３３４２に結合されてもよい。

図３３の回路アーキテクチャ３３００の例によっても示されるように、第３の送受信器３３２０は、第１の受信信号経路３３６６と、第２の受信信号経路３３６８と、を含む受信回路を含んでもよく、第１の受信信号経路３３６６及び第２の受信信号経路３３６８は、それぞれ、ＬＨＣＰ及びＲＨＣＰ偏波を使用して、Ｒ３カバレッジエリア内に配置されたデバイスから信号を受信するためにＲ３アンテナの給電素子と結合されてもよい。第３の送受信器３３２０は、それぞれ、ＬＨＣＰ及びＲＨＣＰ偏波を使用して、Ｒ３カバレッジエリア内に配置されたデバイスに信号を送信するためにＲ３アンテナの給電素子と結合され得る第１の送信信号経路３３７０及び第２の送信信号経路３３７２を含む送信回路を含んでもよい。

第３の送受信器３３２０において、第１の受信信号経路３３６６は第７の増幅器段３３３０－ｇを含んでもよい。第７の増幅器段３３３０－ｇは、１つ以上の増幅器、フィルタ、又は周波数変換器を含んでもよい。図３３の回路アーキテクチャ３３００の例では、第７の増幅器段３３３０－ｇは増幅器と、フィルタと、周波数変換器３３７４－ａとを含むことが示されている。周波数変換器３３７４－ａは、例えば、第１の受信信号経路３３６６（例えば、３０ＧＨｚ）を介して受信された信号の周波数を、第１の送受信器３３１０、第２の送受信器３３１５、又は第３の送受信器３３２０（例えば、２０ＧＨｚ）の送信経路から送信するための周波数に変換してもよい。第７の増幅器段３３３０－ｇに示される構成要素は、１つの例示的実装態様のみを示し、任意の他の比較可能な実装態様も想定される。

第２の受信信号経路３３６８は、第８の増幅器段３３３０－ｈを含んでもよい。第８の増幅器段３３３０－ｈは、１つ以上の増幅器３３３５、周波数変換器３３７４、フィルタ３３６２、又はカプラ３３３６を含んでもよい。図３３の回路アーキテクチャ３３００の例によって示される例示的実装態様において、第８の増幅器段３３３０－ｉは、第１の増幅器３３３５と、カプラ３３３６－ｄと、周波数変換器３３７４－ｂと、第１のフィルタ３３６２－ｅと、第２のフィルタ３３６２－ｆと、及び第２の増幅器３３３５を含むことが示されている。周波数変換器３３７４－ｂは、例えば、第２の受信信号経路３３６８を介して受信された信号の周波数（例えば、３０ＧＨｚ）を、第１の送受信器３３１０、第２の送受信器３３１５、又は第３の送受信器３３２０の送信経路から送信するための周波数（例えば、２０ＧＨｚ）に変換してもよい。カプラ３３３６－ｄは、第３の送受信器３３２０の異なるものへのループバックのために（例えば、多重化装置３３３４－ｃを介して）周波数変換器３３７４－ｂの前に結合された信号を提供する方向性カプラであってもよい。いくつかの実施例では、カプラ３３３６－ｄの機能はカプラの代わりにスイッチを使用して提供されてもよい。第８の増幅器段３３３０～ｈに示される構成要素は、１つの例示的実装態様のみを示し、任意の他の比較可能な実装態様も想定される。

更に、第３の送受信器３３２０において、第１の送信信号経路３３７０は、１つ以上の増幅器３３３５を含み得る第９の増幅器段３３３０－ｉを含んでもよい。図３３の回路アーキテクチャ３３００の例では、第９の増幅器段３３３０－ｉは、３つの増幅器を含むことが示されているが、これは１つの例示的実装態様にすぎず、任意の他の比較可能な実装態様も想定される。

更に、第３の送受信器３３２０において、第２の送信信号経路３３７２は、１つ以上の増幅器３３３５、フィルタ３３６２、及び／又は周波数変換器３３７４を含み得る第１０の増幅器段３３３０－ｊを含んでもよい。図３３の例示的な回路アーキテクチャ３３００の例において、第１０の増幅器段３３３０－ｊが３つの増幅器と、フィルタ３３６２－ｇ（例えば、２０ＧＨｚ帯域通過フィルタ）と、周波数変換器３３７４－ｃと、を含むことが示される。周波数変換器３３７４－ｃは、例えば、第２の送信信号経路を介して送信するための信号の周波数を受信周波数（例えば、３０ＧＨｚ）から送信するための周波数（例えば、２０ＧＨｚ）に変換してもよい。第１０の増幅器段３３３０－ｊに示される構成要素は、１つの例示的実装態様のみを示し、任意の他の比較可能な実装態様も想定される。送信信号経路３３７２の増幅器は、第３の送受信器３３２０から送信される信号を増幅してもよい。

周波数変換器３３７４は、複数の周波数変換構成要素を含んでもよい。例えば、周波数変換器３３７４は、ソース周波数（例えば、３０ＧＨｚ）を中間周波数に変換する第１の構成要素と、その中間周波数信号を２０ＧＨｚ等の目標周波数（例えば、送信のための周波数）に変換する第２の構成要素と、を含んでもよい。

第３の送受信器３３２０は、第３の送受信器３３２０と第１の送受信器３３１０又は第２の送受信器３３１５との間で通信される多重信号を選択的に結合する、切り替える、又はそうでなければ多重化し得る多重化回路３３７８を含んでもよい。多重化回路３３７８は、第３の送受信器３３２０の受信及び送信経路と結合されてもよく、第１の送受信器３３１０、第２の送受信器３３１５、又は他の第３の送受信器３３２０に接続するための複数の相互接続経路を有してもよい。図３３に示される実施例では、多重化回路３３７８は第１の受信経路３３６６、第２の受信経路３３６８、第１の送信経路３３７０、及び第２の送信経路３３７２と結合されてもよい。また、回路アーキテクチャ３３００の例に示されるように、多重化回路３３７８は、４つの相互接続経路、第７の相互接続経路３３６４と、第８の相互接続経路３３８０と、第９の相互接続経路３３４４と、第１０の相互接続経路３３８２と、を有してもよい。相互接続経路の各々は、多重化回路３３７８を介して第１の受信経路３３６６、第２の受信経路３３６８、第１の送信経路３３７０、又は第２の送信経路３３７２のうちの１つ以上に接続可能であってもよい。場合によっては、相互接続経路のうちの１つ以上が他の送受信器間（例えば、第１の送受信器３３１０と第２の送受信器３３１５との間）の信号を中継することが可能であってもよい。多重化回路３３７８は、多重化装置３３３４、フィルタ３３６２、及びカプラ３３３６などの構成要素の組み合わせを含んでもよい。示される実施例において、多重化回路３３７８は、多重化装置３３３４－ｃと、多重化装置３３３４－ｄと、カプラ３３３６－ｃと、を含む。多重化装置３３３４－ｃは、第２の受信経路３３６８、第１の送信経路３３７０、及び第８の相互接続経路３３８０と結合されてもよい。多重化装置３３３４－ｃは、第２の受信経路３３６８から第８の相互接続経路３３８０への、又は第８の相互接続経路３３８０から第１の送信経路３３７０への多重信号に対して動作可能であってもよい。多重化装置３３３４－ｄは、第１の受信経路３３６６、第２の送信経路３３７２、及びカプラ３３３６－ｃと結合されてもよい。多重化装置３３３４－ｄは、第１の受信経路３３６６からカプラ３３３６－ｃへ、又はカプラ３３３６－ｃから第２の送信経路３３７２への多重信号に対して動作可能であってもよい。カプラ３３３６－ｃは、それぞれ、第９の相互接続経路３３４４及び多重化装置３３３４－ｄと結合された第１及び第２の本線ポートを有する二方向性カプラであってもよい。カプラ３３３６－ｃの結合されたポートは、第１０の相互接続経路３３８２に結合されてもよい。第３の送受信器３３２０の各々の場合、第７の相互接続経路３３６４は（例えば、相互接続サブシステム３３０５を介して）第２の送受信器３３１５のうちの１つの第５の相互接続経路３３６０と結合されてもよく、第９の相互接続経路３３４４は第１の送受信器３３１０のうちの１つの第２の相互接続経路３３４０と結合されてもよい。第８の相互接続経路３３８０及び第１０の相互接続経路３３８２は、第３の送受信器３３２０の異なるものの第８の相互接続経路３３８０及び第１の相互接続経路３３８２と結合されてもよい。

本明細書で同様に記載されるように、通信衛星が１つ以上の異なる動作モードを切り替わるように構成されてもよい。異なる動作モードの各々は、本明細書に記載の各々のアンテナの給電素子の異なるポートを介して信号を送信及び／又は受信してもよい。図３３に示される回路アーキテクチャ３３００の例を参照すると、異なる動作モードの各々は、回路アーキテクチャ３３００の異なる信号経路を使用して、それぞれの受信信号経路から受信信号を対応する送信信号経路に中継してもよい。したがって、多重化装置３３３４及びカプラ３３３６は、第１の送受信器３３１０、第２の送受信器３３１５、及び／又は第３の送受信器３３２０の間の接続を（例えば、相互接続サブシステム３３０５を介して）ルーティング（例えば、結合及び／又は分離）し、これらの動作モードの切り替えを容易にするために回路アーキテクチャ３３００の構成要素を再構成するように再構成可能であってもよい。

フォワードリンク構成の各々に使用される構成要素及び結合が、最初に記載される。次に、リターンリンク構成３２０の各々に使用される構成要素及び結合も説明される。図３３の回路アーキテクチャ３３００の例の場合、フォワードリンク構成の各々は、例えば、図３の表に示されるように、利用可能なリターンリンク構成のいずれかと共に使用されてもよいことを理解されたい。しかしながら、同様に、利用不可のフォワードリンク構成及びリターンリンク構成は、他の類似の実装態様でも作成されてもよい。回路アーキテクチャ３３００は、本明細書に記載されるように、（例えば、それぞれの信号経路を結合及び／又は分離することによって、かつ／又は本明細書に記載されるそれぞれの回路構成要素を活性化及び／又は非活性化することによって）動作モードのいずれかから他の動作モードのいずれかに再構成されてもよい。

第１のフォワードリンク構成３１１（例えば、図４を参照して説明されるフォワードリンク構成「Ａ」）によれば、通信衛星は、第１の受信信号経路３３６６を介して第３の送受信器３３２０でＬＨＣＰフォワードアップリンク信号を受信し、周波数変換器３３７４－ａで信号を第１の周波数範囲（例えば、３０ＧＨｚ）からの第２の周波数範囲（例えば、２０ＧＨｚ）に変換し、（例えば、多重化装置３３３４－ｄ、カプラ３３３６－ｃ、及び多重化装置３３３４－ａを使用して）ＬＨＣＰフォワードリンク信号を、相互接続サブシステム３３０５を経て第１の送受信器３３１０の第２の増幅器段３３３０－ｂにルーティングし、第１の送信信号経路３３２６を介して第１の送受信器３３１０から対応するＬＨＣＰフォワードダウンリンク信号を送信してもよい。

第２のフォワードリンク構成３１２（例えば、図１２を参照して説明したフォワードリンク構成「Ｂ」）によれば、通信衛星が、第１の受信信号経路３３６６を介して第３の送受信器３３２０でＬＨＣＰフォワードアップリンク信号を受信し、（例えば、多重化装置３３３４－ｄ、カプラ３３３６－ｃ、カプラ３３３６－ａ、及び多重化装置３３３４－ｂを使用して）周波数変換器３３７４－ａで信号を第１の周波数範囲（例えば、３０ＧＨｚ）から第２の周波数範囲（例えば、２０ＧＨｚ）に変換し、相互接続サブシステム３３０５を経て第２の送受信器３３１５の第５の増幅器段３３３０－ｅにＬＨＣＰフォワードリンク信号をルーティングし、第１の送信信号経路３３５４を介して第２の送信器３３１５から対応するＬＨＣＰフォワードダウンリンク信号を送信してもよい。第１の送信信号経路３３５４は、増幅された２０ＧＨｚＬＨＣＰフォワードリンク信号をＲ２アンテナの給電素子に提供して、その増幅された２０ＧＨｚＬＨＣＰフォワードリンク信号をＲ２カバレッジエリア内に配置されたデバイスに送信してもよい。

加えて、第２のフォワードリンク構成３１２によれば、通信衛星は、第２の受信信号経路３３６８を介して第３の送受信器３３２０でＲＨＣＰフォワードアップリンク信号を受信し、周波数変換器３３７４－ｂで第１の周波数範囲（例えば、３０ＧＨｚ）から第２の周波数範囲（例えば、２０ＧＨｚ）に信号を変換し、（例えば、多重化装置３３３４－ｃ及びカプラ３３３６－ｂを使用して）相互接続サブシステム３３０５を経て、第２の送受信器３３１５の第６の増幅器段３３３０－ｆにＲＨＣＰフォワードリンク信号をルーティングし、第２の送信信号経路３３５６を介して第２の送受信器３３１５から対応するＲＨＣＰフォワードダウンリンク信号を送信してもよい。第２の送信信号経路３３５６は、増幅された２０ＧＨｚＲＨＣＰフォワードリンク信号をＲ２アンテナの給電素子に提供して、その増幅された２０ＧＨｚＲＨＣＰフォワードリンク信号をＲ２カバレッジエリア内に配置されたデバイスに送信してもよい。

第３のフォワードリンク構成３１３（例えば、図１６を参照して説明されるフォワードリンク構成「Ｃ」）によれば、通信衛星は、第１の受信信号経路３３６６を介して第３の送受信器３３２０でＬＨＣＰフォワードアップリンク信号を受信し、周波数変換器３３７４－ａで信号を第１の周波数範囲（例えば、３０ＧＨｚ）から第２の周波数範囲（例えば、２０ＧＨｚ）に変換し、（例えば、多重化装置３３３４－ｄ、カプラ３３３６－ｃ、及び多重化装置３３３４－ｃを使用して）相互接続サブシステム３３０５を経て、ＬＨＣＰフォワードリンク信号を第３の送受信器３３２０のうちの他のものの第９のアンプ段３３３０－ｉにルーティングし、第１の送信信号経路３３７０を介して第３の送受信器３３２０から対応するＬＨＣＰフォワードダウンリンク信号を送信してもよい。第１の送信信号経路３３７０は、増幅された２０ＧＨｚＬＨＣＰフォワードリンク信号をＲ３アンテナの給電素子に提供して、その増幅された２０ＧＨｚＬＨＣＰフォワードリンク信号をＲ３カバレッジエリア内に配置されたデバイスに送信してもよい。

第４のフォワードリンク構成３１４（例えば、図８を参照して記載されるフォワードリンク構成「Ｄ」）によれば、通信衛星は、第１の受信信号経路３３６６を介して第３の送受信器３３２０でＬＨＣＰフォワードアップリンク信号を受信し、周波数変換器３３７４－ａで信号を第１の周波数範囲（例えば、３０ＧＨｚ）から第２の周波数範囲（例えば、２０ＧＨｚ）に変換し、（例えば、多重化装置３３３４－ｄ、カプラ３３３６－ｃ、カプラ３３３６－ａ、及び多重化装置３３３４－ａを介して）相互接続サブシステム３３０５を経て第１の送受信器３３１０の第２の増幅器段３３３０－ｂにＬＨＣＰフォワードリンク信号をルーティングし、第１の送信信号経路３３２６を介して第１の送信器３３１０から対応するＬＨＣＰフォワードダウンリンク信号を送信してもよい。第１の送信信号経路３３２６は、増幅された２０ＧＨｚＬＨＣＰフォワードリンク信号をＲ１アンテナの給電素子に提供して、その増幅された２０ＧＨｚＬＨＣＰフォワードリンク信号をＲ１カバレッジエリア内に配置されたデバイスに送信してもよい。

加えて、第４のフォワードリンク構成３１４によれば、通信衛星は、第２の受信信号経路３３６８を介して第３の送受信器３３２０でＲＨＣＰフォワードアップリンク信号を受信し、周波数変換器３３７４－ｂで信号を第１の周波数範囲（例えば、３０ＧＨｚ）から第２の周波数範囲（例えば、２０ＧＨｚ）に変換し、（例えば、カプラ３３３６－ｂを使用して）相互接続サブシステム３３０５を経て、第１の送受信器３３１０の第３の増幅器段３３３０－ｃにＲＨＣＰフォワードリンク信号をルーティングし、第２の送信信号経路３３２８を介して第１の送受信器３３１０から対応するＲＨＣＰフォワードダウンリンク信号を送信してもよい。第２の送信信号経路３３２８は、増幅された２０ＧＨｚＲＨＣＰフォワードリンク信号をＲ１アンテナの給電素子に提供して、その増幅された２０ＧＨｚＲＨＣＰフォワードリンク信号をＲ１カバレッジエリア内に配置されたデバイスに送信してもよい。

第５のフォワードリンク構成３１５（例えば、図２０を参照して記載されるようなフォワードリンク構成「Ｅ」）によれば、通信衛星は、第１の受信信号経路３３６６を介して第３の送受信器３３２０でＬＨＣＰフォワードアップリンク信号を受信し、周波数変換器３３７４－ａで信号を第１の周波数範囲（例えば、３０ＧＨｚ）から第２の周波数範囲（例えば、２０ＧＨｚ）に変換し、（例えば、多重化装置３３３４－ｄ、カプラ３３３６－ｃ、カプラ３３３６－ａ、及び多重化装置３３３４－ａを使用して）相互接続サブシステム３３０５を経て第１の送受信器３３１０の第２の増幅器段３３３０－ｂにＬＨＣＰフォワードリンク信号をルーティングし、第１の送信信号経路３３２６を介して第１の送信器３３１０から対応するＬＨＣＰダウンリンク信号を送信してもよい。第１の送信信号経路３３２６は、増幅された２０ＧＨｚＬＨＣＰフォワードリンク信号をＲ１アンテナの給電素子に提供して、その増幅された２０ＧＨｚＬＨＣＰフォワードリンク信号をＲ１カバレッジエリア内に配置されたデバイスに送信してもよい。

加えて、第５のフォワードリンク構成３１５によれば、通信衛星は、第２の受信信号経路３３６８を介して第３の送受信器３３２０でＲＨＣＰフォワードアップリンク信号を受信し、周波数変換器３３７４－ｂで信号を第１の周波数範囲（例えば、３０ＧＨｚ）から第２の周波数範囲（例えば、２０ＧＨｚ）に変換し、（例えば、カプラ３３３６－ｂを使用して）相互接続サブシステム３３０５を経て、第２の送受信器３３１５の第６の増幅器段３３３０－ｆにＲＨＣＰフォワードリンク信号をルーティングし、第２の送信信号経路３３５６を介して第２の送受信器３３１５から対応するＲＨＣＰフォワードダウンリンク信号を送信してもよい。第２の送信信号経路３３５６は、増幅された２０ＧＨｚＲＨＣＰフォワードリンク信号をＲ２アンテナの給電素子に提供して、その増幅された２０ＧＨｚＲＨＣＰフォワードリンク信号をＲ２カバレッジエリア内に配置されたデバイスに送信してもよい。

第６のフォワードリンク構成３１６（例えば、図２３を参照して説明されるフォワードリンク構成「Ｆ」）によれば、通信衛星は、第１の受信信号経路３３６６を介して第３の送受信器３３２０でＬＨＣＰフォワードアップリンク信号を受信し、周波数変換器３３７４－ａで信号を第１の周波数範囲（例えば、３０ＧＨｚ）から第２の周波数範囲（例えば、２０ＧＨｚ）に変換し、（例えば、多重化装置３３３４－ｄ、カプラ３３３６－ｃ、カプラ３３３６－ａ、及び多重化装置３３３４－ｂを使用して）相互接続サブシステム３３０５を経て、第２の送受信器３３１５の第５の増幅器段３３３０－ｅにＬＨＣＰフォワードリンク信号をルーティングし、第１の送信信号経路３３５４を介して第２の送受信器３３１５から対応するＬＨＣＰダウンリンク信号を送信してもよい。第１の送信信号経路３３５４は、増幅された２０ＧＨｚＬＨＣＰフォワードリンク信号をＲ２アンテナの給電素子に提供して、その増幅された２０ＧＨｚＬＨＣＰフォワードリンク信号をＲ２カバレッジエリア内に配置されたデバイスに送信してもよい。

加えて、第６のフォワードリンク構成３１６によれば、通信衛星は、第２の受信信号経路３３６８を介して第３の送受信器３３２０でＲＨＣＰフォワードアップリンク信号を受信し、周波数変換器３３７４－ｂで信号を第１の周波数範囲（例えば、３０ＧＨｚ）から第２の周波数範囲（例えば、２０ＧＨｚ）に変換し、（例えば、カプラ３３３６－ｂを使用して信号を第３の相互接続経路３３４２にルーティングして）相互接続サブシステム３３０５を経て、第１の送受信器３３１０の第３の増幅器段３３３０－ｃにＲＨＣＰフォワードリンク信号をルーティングし、第２の送信信号経路３３２８を介して第１の送受信器３３１０から対応するＲＨＣＰフォワードダウンリンク信号を送信してもよい。第２の送信信号経路３３２８は、増幅された２０ＧＨｚＲＨＣＰフォワードリンク信号をＲ１アンテナの給電素子に提供して、その増幅された２０ＧＨｚＲＨＣＰフォワードリンク信号をＲ１カバレッジエリア内に配置されたデバイスに送信してもよい。

第７のフォワードリンク構成３１７（例えば、図２６を参照して説明されるフォワードリンク構成「Ｇ」）によれば、通信衛星は、第１の受信信号経路３３６６を介して第３の送受信器３３２０でＬＨＣＰフォワードアップリンク信号を受信し、周波数変換器３３７４－ａで信号を第１の周波数範囲（例えば、３０ＧＨｚ）から第２の周波数範囲（例えば、２０ＧＨｚ）に変換し、（例えば、多重化装置３３３４－ｄ、カプラ３３３６－ｃ、及び多重化装置３３３４－ｃを使用して）相互接続サブシステム３３０５を経て、第３の送受信器３３２０の他のものの第９の増幅器段３３３０－ｉにＬＨＣＰフォワードリンク信号をルーティングし、第１の送信信号経路３３７０を介して第３の送受信器３３２０から対応するＬＨＣＰフォワードダウンリンク信号を送信してもよい。第１の送信信号経路３３７０は、増幅された２０ＧＨｚのＬＨＣＰフォワードリンク信号をＲ３アンテナの給電素子に提供して、その増幅された２０ＧＨｚのＬＨＣＰフォワードリンク信号をＲ３カバレッジエリア内に配置されたデバイスに送信してもよい。

加えて、第７のフォワードリンク構成３１７によれば、通信衛星は、第２の受信信号経路３３６８を介して第３の送受信器３３２０でＲＨＣＰフォワードアップリンク信号を受信し、周波数変換器３３７４－ｂで信号を第１の周波数範囲（例えば、３０ＧＨｚ）から第２の周波数範囲（例えば、２０ＧＨｚ）に変換し、（例えば、カプラ３３３６－ｂを使用して信号を第３の相互接続経路３３４２にルーティングし）相互接続サブシステム３３０５を経て、第１の送受信器３３１０の第３の増幅器段３３３０－ｃにＲＨＣＰフォワードリンク信号をルーティングし、第２の送信信号経路３３２８を介して第１の送受信器３３１０から対応するＲＨＣＰフォワードダウンリンク信号を送信してもよい。第２の送信信号経路３３２８は、増幅された２０ＧＨｚＲＨＣＰフォワードリンク信号をＲ１アンテナの給電素子に提供して、その増幅された２０ＧＨｚＲＨＣＰフォワードリンク信号をＲ１カバレッジエリア内に配置されたデバイスに送信してもよい。

第８のフォワードリンク構成３１８（例えば、図２９を参照して説明されるフォワードリンク構成「Ｈ」）によれば、通信衛星が、第１の受信信号経路３３６６を介して第３の送受信器３３２０でＬＨＣＰフォワードアップリンク信号を受信し、周波数変換器３３７４－ａで信号を第１の周波数範囲（例えば、３０ＧＨｚ）から第２の周波数範囲（例えば、２０ＧＨｚ）に変換し、（例えば、多重化装置３３３４－ｄ、カプラ３３３６－ｃ、及び多重化装置３３３４－ｃを使用して）相互接続サブシステム３３０５を経て、第３の送受信器３３２０の他のものの第９の増幅器段３３３０－ｉにＬＨＣＰフォワードリンク信号をルーティングし、第１の送信信号経路３３７０を介して第３の送受信器３３２０から対応するＬＨＣＰフォワードダウンリンク信号を送信してもよい。第１の送信信号経路３３７０は、増幅された２０ＧＨｚＬＨＣＰフォワードリンク信号をＲ３アンテナの給電素子に提供して、その増幅された２０ＧＨｚＬＨＣＰフォワードリンク信号をＲ３カバレッジエリア内に配置されたデバイスに送信してもよい。

加えて、第８のフォワードリンク構成３１８によれば、通信衛星は、第２の受信信号経路３３６８を介して第３の送受信器３３２０でＲＨＣＰフォワードアップリンク信号を受信し、周波数変換器３３７４－ｂで信号を第１の周波数範囲（例えば、３０ＧＨｚ）から第２の周波数範囲（例えば、２０ＧＨｚ）に変換し、（例えば、カプラ３３３６－ｂを使用して）相互接続サブシステム３３０５を経て、第２の送受信器３３１５の第６の増幅器段３３３０－ｆにＲＨＣＰフォワードリンク信号をルーティングし、第２の送信信号経路３３５６を介して第２の送受信器３３１５から対応するＲＨＣＰフォワードダウンリンク信号を送信してもよい。第２の送信信号経路３３５６は、増幅された２０ＧＨｚＲＨＣＰフォワードリンク信号をＲ２アンテナの給電素子に提供して、その増幅された２０ＧＨｚＲＨＣＰフォワードリンク信号をＲ２カバレッジエリア内に配置されたデバイスに送信してもよい。

場合によっては、相互接続サブシステム３３０５を含む回路アーキテクチャ３３００は、リターンリンク構成３２０、例えば第１のリターンリンク構成３２１（例えば、本明細書で記載されたようなリターンリンク構成「１」）を使用して動作モードを実装するように構成されてもよい（又は、例えば、再構成されてもよい）。第１のリターンリンク構成３２１に対して本明細書に提供される構成は、第１のリターンリンク構成３２１の組み合わせがそれぞれのフォワードリンク構成に対して利用可能である上記のフォワードリンク構成のいずれかと組み合わされてもよい。場合によっては、リターンリンク信号が、例えば、各々が回路アーキテクチャ３３００の構成要素を（例えば、配線、トレース、多重化装置３３３４などを経て）同時に（例えば、周波数多重化を使用して）通過するフォワードリンク信号と多重化されてもよい。

第１のリターンリンク構成３２１によれば、通信衛星は、第２の受信信号経路３３２４を介して第１の送受信器３３１０でＲＨＣＰリターンアップリンク信号を受信し、（例えば、多重化装置３３３４－ａ、カプラ３３３６－ａ、カプラ３３３６－ｃ、及び多重化装置３３３４－ｄを使用して）相互接続サブシステム３３０５を経て、第１０の増幅器段３３３０－ｊにＲＨＣＰリターンリンク信号をルーティングし、周波数変換器３３７４－ｃで信号を第１の周波数範囲（例えば、３０ＧＨｚ）から第２の周波数範囲（例えば、２０ＧＨｚ）に変換し、第２の送信信号経路３３７２を介して第３の送受信器３３２０から対応するＲＨＣＰリターンダウンリンク信号を送信してもよい。第２の送信信号経路３３７２は、増幅された２０ＧＨｚＲＨＣＰリターンリンク信号をＲ３アンテナの給電素子に提供して、その増幅された２０ＧＨｚＲＨＣＰリターンリンク信号をＲ３カバレッジエリア内に配置されたデバイスに送信してもよい。

場合によっては、相互接続サブシステム３３０５を含む回路アーキテクチャ３３００は、第２のリターンリンク構成３２２（例えば、本明細書で説明されるリターンリンク構成「２」）を使用して動作モードを実装するように構成（又は、例えば、再構成）されてもよい。第２のリターンリンク構成３２２のために本明細書に提供される構成は、第２のリターンリンク構成３２２の組み合わせがそれぞれのフォワードリンク構成に対して利用可能である上記のフォワードリンク構成のいずれかと組み合わされてもよい。場合によっては、リターンリンク信号は、例えば、各々が回路アーキテクチャ３３００の構成要素を（例えば、配線、トレース、多重化装置３３３４などを経て）同時に（例えば、周波数多重化を使用して）通過するフォワードリンク信号と多重化されてもよい。

第２のリターンリンク構成３２２によれば、通信衛星は、第２の受信信号経路３３５２を介して第２の送受信器３３１５でＲＨＣＰリターンアップリンク信号を受信し、（例えば、多重化装置３３３４－ｂ、カプラ３３３６－ａ、カプラ３３３６－ｃ、及び多重化装置３３３４－ｄを使用して）相互接続サブシステム３３０５を経て、第１０の増幅器段３３３０－ｊにＲＨＣＰリターンリンク信号をルーティングし、周波数変換器３３７４－ｃで信号を第１の周波数範囲（例えば、３０ＧＨｚ）から第２の周波数範囲（例えば、２０ＧＨｚ）に変換し、第２の送信信号経路３３７２を介して第３の送受信器３３２０から対応するＲＨＣＰリターンダウンリンク信号を送信してもよい。第２の送信信号経路３３７２は、増幅された２０ＧＨｚＲＨＣＰリターンリンク信号をＲ３アンテナの給電素子に提供して、その増幅された２０ＧＨｚＲＨＣＰリターンリンク信号をＲ３カバレッジエリア内に配置されたデバイスに送信してもよい。

場合によっては、相互接続サブシステム３３０５を含む回路アーキテクチャ３３００は、第３のリターンリンク構成３２３（例えば、本明細書で説明されるリターンリンク構成「３」）を使用して動作モードを実装するように構成（又は、例えば、再構成）されてもよい。第３のリターンリンク構成３２３のために本明細書に提供される構成は、第３のリターンリンク構成３２３の組み合わせがそれぞれのフォワードリンク構成に対して利用可能である上記のフォワードリンク構成のいずれかと組み合わされてもよい。場合によっては、リターンリンク信号は、例えば、各々が回路アーキテクチャ３３００の構成要素を（例えば、配線、トレース、多重化装置３３３４などを経て）同時に（例えば、周波数多重化を使用して）通過するフォワードリンク信号と多重化されてもよい。

第３のリターンリンク構成３２３によれば、通信衛星は、第２の受信信号経路３３６８を介して第３の送受信器３３２０でＲＨＣＰリターンアップリンク信号を受信し、（例えば、多重化装置３３３４－ｃ、カプラ３３３６－ｃ、及び多重化装置３３３４－ｄを使用して）相互接続サブシステム３３０５を経て、第１０の増幅器段３３３０－ｊにＲＨＣＰリターンリンク信号をルーティングし、周波数変換器３３７４－ｃで信号を第１の周波数範囲（例えば、３０ＧＨｚ）から第２の周波数範囲（例えば、２０ＧＨｚ）に変換し、第２の送信信号経路３３７２を介して第３の送受信器３３２０から対応するＲＨＣＰリターンダウンリンク信号を送信してもよい。第２の送信信号経路３３７２は、増幅された２０ＧＨｚＲＨＣＰリターンリンク信号をＲ３アンテナの給電素子に提供して、その増幅された２０ＧＨｚＲＨＣＰリターンリンク信号をＲ３カバレッジエリア内に配置されたデバイスに送信してもよい。

図３４は、本開示の態様による、ビーム形成システム及び衛星の動作モードの切り替えをサポートする、コントローラ３４００のブロック図を示す。コントローラ３４００は、通信サービスマネージャ３４０５と、プロセッサ３４１０と、メモリ３４１５と、通信インターフェース３４４０と、を含んでもよい。これらの構成要素の各々は、１つ以上のバス３４３５を通じて直接的又は間接的に相互に通信してもよい。いくつかの実施例では、コントローラ３４００はコントローラ１７５の例であってもよく、図１～図３３を参照して記載されるような衛星通信システムの態様によって実装されてもよい。例えば、コントローラ３４００の態様がネットワークデバイス１７０又は通信衛星１０５に実装されてもよい。

メモリ３４１５は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）及び／又は読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）を含んでもよい。メモリ３４１５は、（例えば、Ｌｉｎｕｘ又はＷｉｎｄｏｗｓカーネル上に構築された）オペレーティングシステム（ＯＳ）３４２０を格納してもよい。また、メモリ３４１５はコンピュータ可読のコンピュータ実行可能コード３４２５も格納してもよい。コンピュータ実行可能コード３４２５は命令を含み、その命令は、実行されると、異なるネイティブアンテナパターンに従って、通信サービスを提供することに関連する本明細書に記載される様々な機能をプロセッサ３４１０に実行させるように構成されている。代替的に、コード３４２５は、プロセッサ３４１０によって直接実行可能ではなく、コントローラ３４００に（例えば、コンパイル及び実行時に）本明細書に記載の機能のうちの１つ以上を実行させるように構成されてもよい。

コントローラ３４００は、通信サービスマネージャ３４０５を含んでもよく、通信サービスマネージャ３４０５は、本明細書に記載されるように、ビーム形成システム及び衛星の動作モードとの間で切り替える通信衛星の１つ以上の態様を管理してもよい。通信サービスは、例えば、通信インターフェース３４４０を介して提供されてもよい。いくつかの実施例では、通信サービスマネージャ３４０５は通信衛星の動作モードを決定し、衛星に信号を送って、決定された動作モードのアンテナアセンブリの相互接続サブシステム及びアンテナを構成し、その後、動作モードに従って通信衛星を動作させてもよい（例えば、構成された動作モードに従って通信インターフェース３４４０を介して通信サービスのための信号３４４５を送信して、端末に通信サービスを提供する）。

通信サービスマネージャ３４０５、プロセッサ３４１０、メモリ３４１５、及び／又は通信インターフェース３４４０を含むコントローラ３４００は、汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）又は他のプログラム可能な論理デバイス、ディスクリートゲート又はトランジスタ論理、ディスクリートハードウェア構成要素、又は本明細書に記載の機能を実行するように設計されたそれらの任意の組み合わせを用いて実装又は行われてもよい。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、プロセッサが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、又は状態機械であってもよい。また、コントローラ３４００は、コンピューティングデバイスの組み合わせ、例えば、ＤＳＰとマイクロプロセッサとの組み合わせ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアと併用した１つ以上のマイクロプロセッサ、内蔵型メモリ、分離型メモリ、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。

図３５は、本開示の態様による、ビーム形成システム及び衛星の動作モードの切り替えをサポートする方法３５００の例のフローチャートを示す。方法３５００の動作は、本明細書に記載されるように、複数のアンテナ又はその構成要素を含む通信衛星のためのコントローラによって実装されてもよい。いくつかの実施例では、以下に説明される機能を実行するためにコントローラの機能要素を制御するための一組の命令をコントローラが実行してもよい。追加的に又は代替的に、専用ハードウェアを使用して以下に説明される機能の態様をコントローラが実行してもよい。

３５０５で、コントローラが、通信衛星の第１のアンテナと関連付けられた第１のカバレッジエリアと、通信衛星の第２のアンテと関連付けられた第２のカバレッジエリアとを含むサービスエリア内の端末に通信サービスを提供するために、複数の動作モードから第１の動作モードを識別してもよく、ここで、第２のカバレッジエリアは、第１のカバレッジエリアと少なくとも部分的に重複してもよく、通信衛星を介して通信サービスを提供するための少なくとも１つのゲートウェイを含んでもよい。場合によっては、第１の動作モードはそれぞれの偏波の第１の構成に対応してもよく、第１の構成はそれぞれの偏波の各々の信号を受信するための複数のアンテナのうちの少なくとも１つと、それぞれの偏波の各々の信号を送信するための複数のアンテナのうちの少なくとも１つと、を備える。

３５１０において、通信衛星は第１の動作モードに従って動作されてもよい。

３５１５で、コントローラが通信サービスを提供するための複数の動作モードの第２の動作モードを決定してもよく、ここで、第２の動作モードがそれぞれの偏波の第２の構成に対応し、第２の構成がそれぞれの偏波の各々の信号を受信するための複数のアンテナの少なくとも１つと、それぞれの偏波の各々の信号を送信するための複数のアンテナの少なくとも１つと、を有し、第２の構成は第１の構成とは異なる。

３５２０で、コントローラは、アンテナアセンブリのアンテナ（例えば、相互接続サブシステム）を第１の動作モードから第２の動作モードに切り替えるように通信衛星に命令してもよい。

３５２５で、通信衛星は第２の動作モードに従って動作されてもよい。いくつかの実施例では、第１の動作モード又は第２の動作モードのうちの一方が、フォワードリンクのための単一の偏波を採用するモード（例えば、モード「Ａ」、「Ｃ」のうちの１つ）であってもよく、その一方で、第１の動作モード又は第２の動作モードのうちの他方が、フォワードリンクのための二重偏波を採用するモード（例えば、モード「Ｂ」、「Ｄ」、「Ｅ」、「Ｆ」、「Ｇ」、又は「Ｈ」のうちの１つ）であってもよい。いくつかの実施例では、第１の動作モード又は第２の動作モードのうちの一方が、単一のフォワードリンクカバレッジエリアを採用するモード（例えば、モード「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」、又は「Ｄ」のうちの１つ）であってもよく、第１の動作モード又は第２の動作モードのうちの他方が、複数のフォワードリンクカバレッジエリアを採用するモード（例えば、モード「Ｅ」、「Ｆ」、「Ｇ」、又は「Ｈ」のうちの１つ）であってもよい。いくつかの実施例では、第１及び第２の動作モードは同一のフォワードリンク構成を有してもよいが、異なるリターンリンク構成を有してもよい。いくつかの実施例では、第１及び第２の動作モードは２つ以上の動作モードの（例えば、周期的に繰り返され得る、又は動的に変化し得る）パターンの一部であってもよい。

それゆえ、方法３５２５は、本開示の態様によるビーム形成システム及び衛星の動作モード切り替えをサポートしてもよい。方法３５００は、例示の実装態様を考察し、方法３５００の動作は他の実装態様が可能であるように再配置されてもよく、又はそうでなければ変更されてもよいことに留意されたい。例えば、特定の記載された動作は（例えば、破線を有するボックスによって囲まれたもの、任意選択として説明されたものなどの）任意選択であってもよく、ここで、特定の基準が満たされたとき、構成に基づいて実行されたとき、任意選択の動作が断続的に省略されたとき、完全に省略されたときなどに任意選択の動作が実行されてもよい。

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構成要素は、汎用プロセッサ、ＤＳＰ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ又は他のプログラム可能な論理デバイス、ディスクリートゲート又はトランジスタ論理、ディスクリートハードウェア構成要素、又は本明細書に記載の機能を実行するように設計されたそれらの任意の組み合わせを用いて実装又は実行されてもよい。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、プロセッサが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、又は状態機械であってもよい。また、コンピューティングデバイスの組み合わせ、例えば、ＤＳＰとマイクロプロセッサとの組み合わせ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアと組み合わせた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プロセッサが実装されてもよい。

添付の図面に関連して上記で説明された詳細な説明は、例示的な実施形態を説明しており、実施され得るか、又は特許請求の範囲内にある唯一の実施形態を表すものではない。本明細書を通して使用される「例」という用語は、「例、実例、又は例証としての役割を果たす」を意味し、「好ましい」又は「他の実施形態より有利」ではない。詳細な説明は、記載された技法の理解を提供する目的のための具体的な詳細を含む。しかしながら、これらの技法は、これらの具体的な詳細を伴わずに実践されてもよい。いくつかの例では、説明されている実施形態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態で示されている。

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、上記の説明全体を通して参照され得るデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、記号、及びチップは、電圧、電流、電磁波、磁場又は粒子、光学場又は粒子、若しくはこれらの任意の組み合わせによって表されてもよい。

本明細書に記載される機能は、異なる材料、特徴、形状、サイズなどを用いて様々な方法で実装されてもよい。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内にある。機能を実装する特徴部はまた、機能の部分が異なる物理的位置に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位置決めされてもよい。また、特許請求の範囲を含めて、本明細書で使用されるとき、項目のリスト（例えば、「少なくとも１つの」又は「１つ以上の」などの語句によって前置きされた項目のリスト）において使用される「又は」は、例えば、「少なくとも１つのＡ、Ｂ、又はＣ」のリストが、Ａ又はＢ又はＣ又はＡＢ又はＡＣ又はＢＣ又はＡＢＣ（すなわち、Ａ及びＢ及びＣ）を意味するように、離接的なリストを示す。

コンピュータ可読媒体は、コンピュータプログラムのある場所から他の場所への転送を容易にする任意の媒体を含むコンピュータ記憶媒体及び通信媒体の双方を含む。記憶媒体は、汎用コンピュータ又は専用コンピュータによってアクセス可能な任意の利用可能な媒体であってもよい。非限定の例として、コンピュータ可読媒体が、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ、ＣＤ－ＲＯＭ又は他の光ディスク記憶装置、磁気ディスク記憶又は他の磁気記憶デバイス、又は命令又はデータ構造の形態で所望のプログラムコード手段を搬送又は記憶するために使用することができ、かつ、汎用目的若しくは特殊目的コンピュータ、又は汎用目的若しくは特殊目的プロセッサによってアクセスすることができる任意の他の媒体を含むことができる。また、任意の接続は、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（ＤＳＬ）、又は赤外線、無線、及び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。ディスク（ｄｉｓｋ）及びディスク（ｄｉｓｃ）は、本明細書で使用されるとき、コンパクトディスク（ＣＤ）、レーザディスク、光ディスク、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、フロッピーディスク及びブルーレイディスクを含み、ディスクは通常、レーザで光学的にデータを再生する。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。

本開示の前の説明は、当業者が本開示を作製又は使用することを可能にするために提供されている。本開示に対する様々な修正は、当業者には容易に明らかとなり、本明細書で定義される一般的原理は、本開示の範囲から逸脱することなく他の変形形態に適用され得る。したがって、本開示は、本明細書に記載される実施例及び設計に限定されるべきではなく、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ものである。

Claims (26)

1. 複数のアンテナ（４１０、４２０、４３０）を備えるアンテナアセンブリ（１０６）を有する通信衛星（１０５、４０５）を介した通信のための方法であって、前記方法は、
   前記複数のアンテナのうちの第１のアンテナ（４１０）と関連付けられた第１のカバレッジエリア（４１５）と、前記複数のアンテナ（４１０、４２０、４３０）のうちの第２のアンテナ（４３０）と関連付けられた第２のカバレッジエリア（４３５）と、を含むサービスエリア内の端末（１５０）に通信サービスを提供するために複数の動作モードから第１の動作モードを識別することであって、前記第２のカバレッジエリア（４３５）は、前記第１のカバレッジエリア（４１５）と少なくとも部分的に重複し、かつ、前記通信衛星（１０５、４０５）を介して前記通信サービスを提供するための少なくとも１つのゲートウェイ（１６０）を含み、前記第１の動作モードは、それぞれの偏波の第１の構成（９００、１０００）に対応し、前記第１の構成は、前記それぞれの偏波の各々の信号を受信するための、前記複数のアンテナ（４１０、４２０、４３０）のうちの少なくとも１つと、前記それぞれの偏波の各々の信号を送信するための、前記複数のアンテナ（４１０、４２０、４３０）のうちの少なくとも１つと、を有する、識別することと、
   前記第１の動作モードに従って前記通信衛星（１０５、４０５）を動作させることと、
   前記通信サービスを提供するために前記複数の動作モードのうちの第２の動作モードを決定することであって、前記第２の動作モードは、前記それぞれの偏波の第２の構成（４００、５００、６００、７００）に対応し、前記第２の構成は、前記それぞれの偏波の各々の信号を受信するための、前記複数のアンテナ（４１０、４２０、４３０）のうちの少なくとも１つと、前記それぞれの偏波の各々の信号を送信するための、前記複数のアンテナ（４１０、４２０、４３０）のうちの少なくとも１つと、を有し、前記第２の構成（４００、５００、６００、７００）は、前記第１の構成（９００、１０００）とは異なる、決定することと、
   前記アンテナアセンブリ（１０６）の前記複数のアンテナ（４１０、４２０、４３０）を前記第１の動作モードから前記第２の動作モードに切り替えることと、
   前記第２の動作モードに従って前記通信衛星（１０５、４０５）を動作させること、を含む、方法。
2. 前記第１の構成（９００、１０００）が、前記それぞれの偏波の各々を、第１のリンク方向に対して前記それぞれの偏波の前記各々を受信するために前記第１のアンテナ（４１０）と関連付け、かつ前記第１のリンク方向に対して前記それぞれの偏波の前記各々を送信するために前記第２のアンテナ（４３０）と関連付け、
   前記第２の構成（４００、５００、６００、７００）が、前記それぞれの偏波のうちの単一の偏波を、前記第１のリンク方向に対して前記単一の偏波を受信するために前記第１のアンテナ（４１０）と関連付け、かつ前記第１のリンク方向に対して前記単一の偏波を送信するために前記第２のアンテナ（４３０）と関連付ける、請求項１に記載の方法。
3. 前記第１の構成（９００、１０００）の場合、前記第２のアンテナ（４３０）が、第１の送信電力で前記単一の偏波の信号を送信し、
   前記第２の構成（４００、５００、６００、７００）の場合、前記第２のアンテナ（４３０）が、前記第１の送信電力よりも高い第２の送信電力で前記単一の偏波の信号を送信する、請求項２に記載の方法。
4. 前記第１の構成（９００、１０００）が、前記それぞれの偏波のうちの第１の１つ以上の第１のフォワードリンク構成（３１０）を備え、前記第１のフォワードリンク構成（３１０）が、前記それぞれの偏波のうちの前記第１の１つ以上の信号を受信するための、前記複数のアンテナ（４１０、４２０、４３０）のうちの１つ以上と、前記それぞれの偏波のうちの前記第１の１つ以上の信号を送信するための、前記複数のアンテナ（４１０、４２０、４３０）のうちの１つ以上と、を有し、
   前記第２の構成（４００、５００、６００、７００）が、前記それぞれの偏波のうちの第２の１つ以上の第２のフォワードリンク構成（３１０）を備え、前記第２のフォワードリンク構成（３１０）が、前記それぞれの偏波のうちの前記第２の１つ以上の信号を受信するための、前記複数のアンテナ（４１０、４２０、４３０）のうちの１つ以上と、前記それぞれの偏波のうちの前記第２の１つ以上の信号を送信するための、前記複数のアンテナ（４１０、４２０、４３０）のうちの１つ以上と、を有し、前記第２のフォワードリンク構成が前記第１のフォワードリンク構成とは異なる、請求項１～３のいずれか一項に記載の方法。
5. 前記第１の構成（９００、１０００）が、前記それぞれの偏波のうちの第３の１つ以上の第１のリターンリンク構成（３２０）を備え、前記第１のリターンリンク構成（３２０）が、前記それぞれの偏波のうちの前記第３の１つ以上の信号を受信するための、前記複数のアンテナ（４１０、４２０、４３０）のうちの１つ以上と、前記それぞれの偏波のうちの前記第３の１つ以上の信号を送信するための、前記複数のアンテナ（４１０、４２０、４３０）のうちの１つ以上と、を有し、前記方法が、
   前記通信サービスを提供するために前記複数の動作モードのうちの第３の動作モードを決定することであって、前記第３の動作モードが、前記第１のフォワードリンク構成（３１０）と、前記それぞれの偏波のうちの第４の１つ以上の第２のリターンリンク構成（３２０）と、に対応し、前記第２のリターンリンク構成（３２０）が、前記それぞれの偏波のうちの前記第４の１つ以上の信号を受信するための、前記複数のアンテナ（４１０、４２０、４３０）のうちの１つ以上と、前記それぞれの偏波のうちの前記第４の１つ以上の信号を送信するための、前記複数のアンテナのうちの１つ以上と、を有する、決定することと、
   前記アンテナアセンブリの前記複数のアンテナを前記第３の動作モードに切り替えることと、
   前記第３の動作モードに従って前記通信衛星を動作させることと、を更に含む、請求項４に記載の方法。
6. 前記通信サービスを提供するために前記複数の動作モードのうちの第３の動作モードを決定することであって、前記第３の動作モードが、前記それぞれの偏波のうちの前記第３の１つ以上の第３のフォワードリンク構成（３１０）を備える第３の構成に対応し、前記第３のフォワードリンク構成（３１０）が、前記それぞれの偏波のうちの前記第３の１つ以上の信号を受信するための、前記複数のアンテナ（４１０、４２０、４３０）のうちの１つ以上と、前記それぞれの偏波のうちの前記第３の１つ以上の信号を送信するための、前記複数のアンテナ（４１０、４２０、４３０）のうちの１つ以上と、を有する、決定することと、
   前記アンテナアセンブリの前記複数のアンテナを前記第３の動作モードに切り替えることと、
   前記第３の動作モードに従って前記通信衛星を動作させることと、を更に含む、請求項４に記載の方法。
7. 前記第１の構成（９００、１０００）が、前記それぞれの偏波のうちの第１の１つ以上を、前記それぞれの偏波のうちの前記第１の１つ以上を送受信するための前記複数のアンテナの第１のサブセット（４１０、４２０、４３０）と関連付け、
   前記第２の構成（４００、５００、６００、７００）が、前記それぞれの偏波のうちの第２の１つ以上を、前記それぞれの偏波のうちの前記第２の１つ以上を送受信するための前記複数のアンテナ（４１０、４２０、４３０）の第２のサブセットと関連付け、前記複数のアンテナ（４１０、４２０、４３０）の前記第２のサブセットが、前記複数のアンテナの前記第１のサブセット（４１０、４２０、４３０）とは異なる、請求項１～６のいずれか一項に記載の方法。
8. 前記複数のアンテナ（４１０、４２０、４３０）の前記第１のサブセットが、前記第１のアンテナ（４１０）及び前記第２のアンテナ（４３０）に対応し、前記複数のアンテナ（４１０、４２０、４３０）の前記第２のサブセットが、第３のアンテナ（４２０）及び前記第１のアンテナ（４１０）又は前記第２のアンテナ（４３０）の少なくとも１つに対応し、前記第３のアンテナ（４２０）と関連付けられた第３のカバレッジエリア（４２５）が、前記第１のカバレッジエリア（４１５）又は前記第２のカバレッジエリア（４３５）の少なくとも１つと少なくとも部分的に重複する、請求項７に記載の方法。
9. 前記アンテナアセンブリ（１０６）の前記複数のアンテナ（４１０、４２０、４３０）の各アンテナが、複数の給電素子を備える、請求項１～８のいずれか一項に記載の方法。
10. 前記第２の構成（４００、５００、６００、７００）が、前記それぞれの偏波のうちの単一の偏波を、前記単一の偏波を受信し、かつ、前記単一の偏波を送信するための前記第１のアンテナ（４１０）と関連付ける、請求項１～９のいずれか一項に記載の方法。
11. 前記第１の構成（９００、１０００）が、前記第１のアンテナ（４１０）によって送信された前記それぞれの偏波のうちの第１の偏波の第１の信号と、前記第２のアンテナ（４３０）によって送信された前記第１の偏波の第２の信号と、を備える、請求項１～１０のいずれか一項に記載の方法。
12. 前記第２のカバレッジエリア（４３５）内で前記第２の信号を受信する１つ以上の端末（１５０）における干渉を低減するために、前記第１の信号に対してビーム形成構成が適用される、請求項１１に記載の方法。
13. 前記第１の構成が、前記第１のアンテナ（４１０）によって受信された前記それぞれの偏波のうちの第１の偏波の第１の信号と、前記第２のアンテナ（４３０）によって受信された前記第１の偏波の第２の信号と、を備える、請求項１～１２のいずれか一項に記載の方法。
14. 前記複数の動作モードから一連の動作モードを決定することであって、前記シーケンスが、複数のスロットのうちの対応するスロット（２１０）のそれぞれに対して動作モードを規定し、前記それぞれの動作モード間の切り替えが、前記一連の動作モードに従って行われる、決定することを更に含む、請求項１～１３のいずれか一項に記載の方法。
15. 前記アンテナアセンブリ（１０６）の前記複数のアンテナ（４１０、４２０、４３０）を前記第２の動作モードに切り替えるための動的切り替えイベントを識別することと、
    前記第１のカバレッジエリア（４１５）又は前記第２のカバレッジエリア（４３５）内の１つ以上と関連付けられた性能特性の少なくとも一部に基づいて、前記動的切り替えイベントの発生を決定することと、
    前記動的切り替えイベントの前記発生の少なくとも一部に基づいて、前記アンテナアセンブリ（１０６）の前記複数のアンテナ（４１０、４２０、４３０）を前記第２の動作モードに切り替えることと、を更に含む、請求項１～１４のいずれか一項に記載の方法。
16. 前記アンテナアセンブリ（１０６）の前記複数のアンテナ（４１０、４２０、４３０）のうちの１つ以上のアンテナが、反射器を備える、請求項１～１５のいずれか一項に記載の方法。
17. サービスエリア内の端末（１５０）に通信サービスを提供するための通信衛星（１０５、４０５）であって、
    それぞれの偏波の信号を通信するように動作可能なアンテナアセンブリ（１０６）であって、前記アンテナアセンブリ（１０６）は、
    第１の偏波と関連付けられた第１の組のポートと、第２の偏波と関連付けられた第２の組のポートと、を有する第１の組の給電素子を備える第１のアンテナ（４１０）であって、前記第１のアンテナ（４１０）は、前記サービスエリアの第１のカバレッジエリア（４１５）と関連付けられている、第１のアンテナ（４１０）と、
    前記第１の偏波と関連付けられた第３の組のポートと、前記第２の偏波と関連付けられた第４の組のポートと、を有する第２の組の給電素子を備える第２のアンテナ（４３０）であって、前記第２のアンテナ（４３０）は、前記サービスエリアの第２のカバレッジエリア（４３５）と関連付けられ、前記第２のカバレッジエリア（４３５）は、前記第１のカバレッジエリア（４１５）と少なくとも部分的に重複する、第２のアンテナ（４３０）と、
    前記第１の組のポートと結合された第１の受信回路（３２３０）と、前記第１の組のポートと結合された第１の送信回路（３２４０）と、前記第２の組のポートと結合された第２の送信回路（３２４５）と、を備える第１のトランスポンダと、
    前記第３の組のポートと結合された第２の受信回路（３２３０）と、前記第３の組のポートと結合された第３の送信回路（３２４０）と、前記第４の組のポートと結合された第３の受信回路（３２３５）と、を備える第２のトランスポンダと、を備えるアンテナアセンブリ（１０６）と、
    前記第１の受信回路（３２３０）と、前記第１の送信回路（３２４０）と、前記第２の送信回路（３２４５）と、前記第２の受信回路（３２３０）と、前記第３の受信回路（３２３５）と、前記第３の送信回路（３２４０）と、に結合された再構成可能な相互接続サブシステム（３２０５）と、
    制御システム（１７５）であって、
    前記サービスエリア内の端末（１５０）に前記通信サービスを提供するための複数の動作モードのうちの第１の動作モードに従って、前記再構成可能な相互接続サブシステム（３２０５）を制御することであって、前記第１の動作モードの場合、前記制御システムが前記再構成可能な相互接続サブシステム（３２０５）を制御して、前記第１の受信回路（３２３０）を前記第３の送信回路（３２４０）に結合させ、前記第３の受信回路（３２３５）を前記第２の送信回路（３２４５）に結合させ、かつ、前記第２の受信回路（３２３０）を前記第１の送信回路（３２４０）に結合させる、制御することと、
    前記第１の動作モードに従って、前記通信衛星を動作させることと、
    前記サービスエリア内の端末（１５０）に前記通信サービスを提供するための前記複数の動作モードのうちの第２の動作モードに従って、前記再構成可能な相互接続サブシステム（３２０５）を制御することであって、前記第２の動作モードの場合、前記制御システム（１７５）が、前記再構成可能な相互接続サブシステム（３２０５）を制御して、前記第１の受信回路（３２３０）を前記第３の送信回路（３２４０）に結合させ、前記第３の受信回路（３２３５）を前記第２の送信回路（３２４５）に接合させ、かつ、前記第２の受信回路（３２３０）を前記第１の送信回路（３２４０）から分離させる、制御することと、
    前記通信衛星を前記第２の動作モードに従って動作させることと、を行うように動作可能な制御システム（１７５）と、を備える通信衛星。
18. 前記第１の動作モードの場合、第１のリンク方向が、前記第２のカバレッジエリア（４３５）内に配置されたゲートウェイ（１６０）から前記第２のアンテナ（４３０）で受信された前記第１の偏波と関連付けられた第１の信号と、前記ゲートウェイ（１６０）から前記第２のアンテナ（４３０）で受信された前記第２の偏波と関連付けられた第２の信号と、によって提供され、
    前記第２の動作モードの場合、前記第１のリンク方向が、前記ゲートウェイ（１６０）から前記第２のアンテナ（４３０）で受信された前記第２の偏波と関連付けられた第３の信号によって提供される、請求項１７に記載の通信衛星（１０５、４０５）。
19. 前記第１の動作モードの場合、前記第２のアンテナ（４３０）が、第１の送信電力で前記第２のトランスポンダを介して前記第２の信号を送信し、
    前記第２の動作モードの場合、前記第２のアンテナ（４３０）が、前記第１の送信電力よりも高い第２の送信電力で前記第２のトランスポンダを介して前記第３の信号を送信する、請求項１８に記載の通信衛星（１０５、４０５）。
20. 前記アンテナアセンブリが、
    前記第１の偏波と関連付けられた第５の組のポートを有する第３の組の給電素子を備えた第３のアンテナ（４２０）であって、前記第３のアンテナ（４２０）は前記サービスエリアの第３のカバレッジエリア（４２５）と関連付けられ、前記第３のカバレッジエリア（４２５）が前記第１のカバレッジエリア（４１５）と少なくとも部分的に重複する、第３のアンテナ（４２０）と、
    前記第５の組のポートに結合された第４の受信回路（３２３０）を備えた第３のトランスポンダであって、前記再構成可能な相互接続サブシステム（３２０５）が前記第４の受信回路（３２３０）に結合される、第３のトランスポンダと、を備え、前記制御システム（１７５）が、
    前記サービスエリア内の端末（１５０）に前記通信サービスを提供するための前記複数の動作モードのうちの第３の動作モードに従って、前記再構成可能な相互接続サブシステム（３２０５）を制御することであって、前記第３の動作モードの場合、前記制御システムが前記再構成可能な相互接続サブシステム（３２０５）を制御して、前記第４の受信回路（３２３０）を前記第３の送信回路（３２４０）に結合させ、かつ、前記第３の受信回路（３２３５）を前記第２の送信回路（３２４５）に結合させることと、
    前記第３の動作モードに従って前記通信衛星（１０５、４０５）を動作させることと、を行うように動作可能である、請求項１７～１９のいずれか一項に記載の通信衛星（１０５、４０５）。
21. 前記アンテナアセンブリ（１０６）が、
    前記第１の偏波と関連付けられた第５の組のポートを有する第３の組の給電素子を備えた第３のアンテナ（４２０）であって、前記第３のアンテナ（４２０）が前記サービスエリアの第３のカバレッジエリア（４２５）と関連付けられ、前記第３のカバレッジエリア（４２５）が前記第１のカバレッジエリア（４１５）と少なくとも部分的に重複する、第３のアンテナ（４２０）と、
    前記第５の組のポートと結合された第４の送信回路（３２４０）を備えた第３のトランスポンダであって、前記再構成可能な相互接続サブシステム（３２０５）が、前記第４の送信回路（３２４０）に結合された、第３のトランスポンダと、を更に備え、前記制御システム（１７５）が、
    前記サービスエリア内の端末（１５０）に前記通信サービスを提供するための前記複数の動作モードのうちの第３の動作モードに従って、前記再構成可能な相互接続サブシステム（３２０５）を制御することであって、前記第３の動作モードに対して、前記制御システムが、前記再構成可能な相互接続サブシステム（３２０５）を制御して、前記第２の受信回路（３２３０）を前記第４の送信回路（３２４０）に結合させ、かつ、前記第３の受信回路（３２３５）を前記第２の送信回路（３２４５）に結合させる、制御することと、
    前記第３の動作モードに従って前記通信衛星（１０５、４０５）を動作させることと、を行うように動作可能である、請求項１７～１９のいずれか一項に記載の通信衛星（１０５、４０５）。
22. 前記制御システム（１７５）が、
    前記サービスエリア内の端末（１５０）に前記通信サービスを提供するための前記複数の動作モードのうちの第３の動作モードに従って、前記再構成可能な相互接続サブシステム（３２０５）を制御し、前記第３の動作モードの場合、前記制御システム（１７５）が、前記再構成可能な相互接続サブシステム（３２０５）を制御して、前記第２の受信回路（３２３０）を前記第３の送信回路（３２４０）に結合させることと、
    前記通信衛星（１０５、４０５）を前記第３の動作モードに従って動作させることと、を行うように動作可能である、請求項１７～２１のいずれか一項に記載の通信衛星（１０５、４０５）。
23. 前記第２のカバレッジエリア（４３５）内で前記第２のアンテナ（４３０）から送信された第２の信号を受信する１つ以上の端末（１５０）における干渉を低減するために、前記第１のアンテナ（４１０）から送信された第１の信号に対してビーム形成構成が適用される、請求項１７～２２のいずれか一項に記載の通信衛星（１０５、４０５）。
24. 前記制御システム（１７５）が、
    前記複数の動作モードから一連の動作モードを決定し、前記シーケンスは、複数のスロットのうちの対応するスロット（２１０）に対してそれぞれの動作モードを規定することと、
    前記一連の動作モードの前記それぞれの動作モードに従って、前記再構成可能な相互接続サブシステム（３２０５）を制御することと、を行うように動作可能である、請求項１７～２３のいずれか一項に記載の通信衛星（１０５、４０５）。
25. 前記制御システム（１７５）が、
    前記再構成可能な相互接続サブシステム（３２０５）を制御して前記第２の動作モードに切り替えるための動的切り替えイベントを識別することと、
    前記第１のカバレッジエリア（４１５）又は前記第２のカバレッジエリア（４３５）内の１つ以上と関連付けられた性能特性の少なくとも一部に基づいて、前記動的切り替えイベントの発生を決定することであって、前記第２の動作モードに従って前記再構成可能な相互接続サブシステム（３２０５）を制御することが、前記動的切り替えイベントの前記発生に少なくとも一部に基づいている、決定することと、を行うように動作可能である、請求項１７～２４のいずれか一項に記載の通信衛星（１０５、４０５）。
26. 前記第１のアンテナ（４１０）、前記第２のアンテナ（４３０）、又はその双方が、前記サービスエリア内の前記アンテナアセンブリ（１０６）と１つ以上の端末（１５０）との間で信号を送受信するための反射器を備える、請求項１７～２６のいずれか一項に記載の通信衛星（１０５、４０５）。
    
    
    

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