JP2797711B2 - 地域プロトコル変換を具備する国際衛星通信システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は、一般に国際（global）衛星通信システムに
関し、さらに詳しくは、提供される地域カバレッジに基
づいて信号プロトコル変換を行う国際衛星通信システム
に関する。

従来技術の説明 国内（nationwide）ページング・システムのような多
くの国内通信システムが提唱され、そのようなシステム
の多数が世界中で現在運用されている。これらのシステ
ムは限定された国内規模で情報を提供するという必要性
を満たしているものの、真の国内情報伝達を行うまでに
は至っていない。これは、このような国内システムは、
国内システム・サービス業者が通信システム・インフラ
ストラクチャの基盤をつくっているサービス・エリアに
限定されており、そのようなインフラストラクチャは大
都市区域にしかないのが一般的であるためである。この
ような国内システムは集中メッセージ入力または収集ポ
イントを設け、システムによって処理されるすべてのメ
ッセージはこのポイントに集められる。次にメッセージ
は陸上線または衛星によってネットワーク内の各都市に
分配される。ネットワークの都市のそれぞれで受信され
るこれらのメッセージは、ローカル・システム全体にわ
たって伝送される便宜的なメッセージとして処理され
る。メッセージは国内システム全体にわたって伝送され
るので、システムに加入する加入者の数が増加するにつ
れてメッセージのスループットの問題が予想される。

このような国内システムのネットワークを構築して、
国内システム・サービス業者の隣接する境界をはるかに
越える国際規模の情報伝達を行うことは、これらの多く
のシステムの目標である。しかし、これらのシステム
は、現在の国内システムについて説明する方法で、せい
ぜい限られた国際システムのカバーしか行うことしかで
きない。また、メッセージが国際システム全体に分配さ
れ、国際システムを構成する各都市に伝送されると、メ
ッセージ・スループットの問題はさらに深刻になると推
測される。

限定された国内ページング・カバレッジおよび完全な
国際ページング・カバレッジの問題に対する解決方法の
一つとして、一つまたは複数の衛星が地上通信受信機に
直接メッセージを伝送することができる衛星通信システ
ムによる方法がある。このような衛星通信システムの成
功は、衛星システムに伴う極めて高いコストを負担する
ことを助けるため、どれだけ多くのユーザがシステムに
よってカバーできるかに直接依存している。さらに、国
際通信システムの普及は、システムがエンドユーザに提
供する効用に左右されるであろう。

衛星通信システムの普及は、世界中でいくつかの「標
準」ページング・プロトコルが利用されているという事
実によって複雑化している。これらのページング・プロ
トコルには、GSC（Golay Sequential Code）およびPOCS
AG信号フォーマットなどのデジタル信号フォーマット
や、モトローラ5/6トーン信号フォーマットならびにZVE
IおよびCCIR6トーン信号フォーマットなどのアナログ信
号フォーマットが含まれる。世界中では他の多くの信号
フォーマットも使用されている。ERMES欧州ページング
規格などの新たな信号規格も将来運用されるであろう。
国際衛星ページング・システムを促進するために、この
ようなシステムのコスト効率化を目的として多数の信号
フォーマットでサービスを提供しなければならなくなる
であろう。多数の信号フォーマットで情報伝達を行うこ
とにより、世界中の任意の場所でメッセージをシステム
に入力して、世界中の任意の場合のエンドユーザに効率
的に直接伝達し、しかもエンドユーザは国際衛星通信シ
ステム専用の特定信号フォーマットを解読できるページ
ャを装備する必要はなくなるであろう。

複数の信号フォーマットを処理することに伴う問題と
は別に、衛星は地球を周回するので、国際システムで運
用するページャの動作周波数の割当は、国際電気通信連
合（ITU）および連邦通信委員会（FCC）のような国内法
規機関によって規制される国内および地域慣習に従う。
これにより、サービスを国内規模で提供するためには、
衛星ページング・システムは特定国または地域の地域法
令を遵守する必要がある。このような衛星通信システム
は、多くの異なる動作周波数で限定された地域上を選択
的に伝送することができなければならない。

エンドユーザが世界中である場所から別の場所に移動
することのできるシステム内で運用するページャは、ペ
ージャが世界中の衛星伝送との通信を維持するため、周
波数可変型（frequency−agile）でなければならない。
しかし、衛星はさまざまな信号フォーマットでメッセー
ジを伝達することができるので、ページャが異なる信号
フォーマットを処理する必要はなくなる。

発明の概要 本発明の目的は、国際通信カバレッジを提供する通信
システムを提供することである。

さらに、本発明の目的は、衛星方式の国際通信システ
ムを提供することである。

さらに、本発明の目的は、改善されたメッセージ・ス
ループットを有する衛星通信システムを提供することで
ある。

本発明のさらに別の目的は、地域信号プロトコル変換
（geographical signal protocol conversion）を行う
衛星通信システムを提供することである。

本発明の第１実施例では、複数の地域内の異なる信号
条件を有するページング受信機に対してデータ・パケッ
ト伝達の地域プロトコル変換を行う国際衛星ページング
・システムについて説明する。データ・パケットは、メ
ッセージ・スループットの高い第１の所定の信号フォー
マットで衛星に伝送される。衛星内では、この第１の所
定の信号フォーマットで受信されたデータ・パケット
は、衛星が通過する各地域に配置されるページング受信
機へのメッセージ伝送に必要なフォーマットに対応する
第２の所定の信号フォーマットに変換される。

本発明の第２実施例では、メッセージ・スループット
の高い第１の所定の信号フォーマットで、データ・パケ
ットは地上の衛星局に伝送される。データ・パケット
は、第１の所定のフォーマットから衛星が通過する各地
域に配置されるページング受信機へのメッセージ伝送に
必要なフォーマットに対応する第２の所定のデータ・フ
ォーマットに地上の衛星局において変換される。

本発明のいずれの実施例においても、同期および非同
期周回衛星を利用することができる。

図面の簡単な説明 新規と考えられる本発明の特徴は、添付の請求の範囲
で具体的に規定する。本発明自体およびそのさらなる目
的および利点については、添付の図面と共に以下の説明
によりもっともよく理解されよう。ただし、同様な参照
番号は同一の要素を表す。

第1A図および第1B図は、本発明の地域プロトコル変換
を行う衛星通信システムの同期衛星構成の図である。

第２図は、本発明の地域プロトコル変換を行う衛星通
信システムの非同期衛星構成の図である。

第３図は、本発明の衛星通信システム用のメッセージ
を受信し処理するために用いられる国際通信網を示す図
である。

第４図は、本発明の非同期衛星通信システムの地上局
／衛星間通信を示す図である。

第５図は、本発明の非同期衛星通信システムの衛星間
通信を示す図である。

第6A図および第6B図は、本発明の衛星通信システムに
メッセージを入力するためのフォーマットを示すタイミ
ング図である。

第７図は、本発明の衛星通信システムにおける衛星ル
ーティングのフォーマットを示すタイミング図である。

第8A図は、本発明の衛星通信システムにおけるメッセ
ージ情報の流れを示す簡略ブロック図である。

第8B図は、本発明の衛星通信システムのトランク局の
装置を示す電気ブロック図である。

第8C図は、本発明の衛星通信システムの衛星の装置を
示す電気ブロック図である。

第９図は、本発明の衛星通信システムのメッセージ・
フローを示すフローチャートである。

第10図は、本発明の衛星通信システムで使用する携帯
通信レシーバの電気ブロック図である。

好適な実施例の説明 第１図ないし第10図は、地域プロトコル変換を行う衛
星通信システムの好適な実施例を示す。第1A図および第
1B図は、本発明の地域プロトコル変換を行う国際衛星通
信システムの構成の第１の実施例を示す。第1A図に示す
ように、１つ以上の衛星10（そのうち一つのみを図示）
は、操舵可能なビームを有するアンテナ12を用いて通信
信号を地球に伝送するため同期軌道に乗せられている。
操舵可能ビーム・アンテナは、第1A図の地球14のビーム
予定地域（beam footprint）によって示されるような小
さな地域に伝送無線周波信号を集中させるために用いら
れる。伝送信号をこのように集中させることにより、地
域14の境界内で運用しているページング受信機またはペ
ージャなどの地上通信受信装置の適切な性能を得るため
に十分な地上レベルの信号強度が生成される。第1B図に
示すように、ビームを移動または操舵して地球上の異な
る地域に向けることにより、システム内で広域カバレッ
ジが得られる。第1A図のシステムでは、異なる地域の利
用者にサービスを提供する場合には、この衛星は信号プ
ロトコルおよび／またはダウンリンク周波数を変更する
こともできる。例えば、第1B図の欧州圏内の地域の文字
Ｂによって表される地域に配置されるページャに対しPO
CSAG信号フォーマットを用いて、ダウンリンク信号は1.
5ギガヘルツ（GHz）の周波数で伝送される。中北米の文
字Ａで表される地域内に配置されるページャに対してGS
C（Golay Sequential Code）信号フォーマットを用い
て、ダウンリンク信号は900メガヘルツ（MHz）の周波数
で伝送される。ダウンリンク周波数の選択は任意ではな
く、ビーム予定地域によってカバーされる各国または地
域内のさまざまな国内法規機関によって規制されること
はもちろんである。そのため、実際の伝送周波数は、動
作周波数が衛星通信システム内で割り当てられているの
で、大きく変化しうる。

衛星通信システムへのメッセージの入力は、一般電話
交換網（PSTN）を介して行われ、この交換網はメッセー
ジを地上局16またはゲートウェイに送り、第1A図に示す
ようにアップリンク・アンテナ18を介して同期衛星10に
情報を伝送する。本発明の好適な実施例では、高度約3
5,000kmの３基の同期通信衛星が、世界中に適宜配置さ
れたゲートウェイ16などの地上局とともに完全な国際カ
バレッジを行い、対応する同期衛星と通信を行うことが
できる。本発明の地域プロトコル変換を行うために衛星
に対して送受される情報のフォーマットについて、以下
で詳細に説明する。

本発明の衛星通信システムで複数の同期衛星を用いる
場合、任意の地上局で受信されるメッセージ情報は対応
する衛星に伝送される。しかし、特定の衛星に伝送され
るメッセージ情報の一部は、このメッセージ情報を受信
する特定衛星によってカバーされていない地域に配置さ
れたページャに対しても送出されることがある。この場
合、軌道上の各同期衛星間で衛星間通信が行われ、これ
によりメッセージ情報の適切な衛星に転送することが可
能になり、この衛星は特定地域内のページャに対してメ
ッセージを最終的に伝達する。衛星間通信については、
本明細書においてさらに詳細に説明する。

第２図において、国際衛星通信システムの衛星構成の
第２実施例を示す。この構成では、複数の衛星は非同期
の低軌道上に示されている。これらの衛星は複数の軌道
面上に配置されている。図示の軌道面（３ないし８）
は、高角度の勾配を有し、地球全体に対してページング
・カバレッジを行っている。このシステムでは、第１図
の同期衛星通信システムの場合と同様に、地上，海上ま
たは軌道衛星の高度よりも低い高度の空中の任意の場所
に位置するユーザに対して、一般電話交換網にアクセス
できる者は誰でも呼出すことができる 本発明の非同期衛星通信システムの好適な実施例で
は、413.53海里（765.86キロメートル）の高度の７つの
軌道面のそれぞれに11基の衛星が配置され、完全な国際
カバレッジを行い、この軌道上の各衛星は約100分ごと
に地球一周を周回している。第２図のシステムで必要な
衛星の数，高度および周回回数は、軌道面の勾配がどれ
だけ高いかによって左右されることが当業者に理解され
る。勾配の低い軌道面構成では、勾配の高い軌道面構成
に比べ多くの衛星を必要とする。衛星通信システムの好
適な実施例で説明する衛星の数は一例に過ぎず、さらに
多くの数または少ない数の衛星を含む他の衛星構成も、
特定のシステム条件に応じて利用可能であることはもち
ろんである。

同期または非同期衛星通信システムのいずれの場合
も、各衛星は衛星制御システム装置，適切なアンテナ11
（例えば、アップ／ダウンリンク用およびクロス・リン
ク用のヘリカル・アンテナ）および折畳み式太陽電池ア
レイ12ならびに太陽電池に接続され制御システム装置に
電力を供給する蓄積バッテリ（図示せず）および必要な
地域プロトコル変換を行う衛星ページング・コントロー
ラを内蔵する。衛星自体は、非同期衛星通信システム用
に一般に入手可能な衛星などの低軌道型衛星である。同
期システムのみならず非同期システムにおける衛星は、
打ち上げ機によって軌道に乗せられる。軌道に乗ると、
太陽電池アレイが開いて、それにより切換装置が起動さ
れる。それから、それぞれの衛星は標準テレメトリ追尾
制御（TC＆Ｃ）を介して整列され、衛星通信システムを
形成する。

動作中、一般電話交換網（PSTN）を介して世界中の任
意の場所からメッセージが衛星通信システムに入力され
る。第３図は、本発明の衛星通信システムにメッセージ
を入力するために用いることのできる国際衛星網の一部
の典型的な相互接続を示す。国際衛星網は、ローカル入
力ノード20と、メッセージを集め衛星通信システムに送
出する地域入力および／または収集ノード22とによって
構成される。ローカル入力ノード20は、一般電話交換網
を介して入力されるメッセージを受信し、処理する当技
術分野で周知のページング端末などの端末（図示せず）
によって構成される。一般に、ローカル入力ノード20は
国際衛星網に加入するローカル・ページング・サービス
業者の施設に配置され、そのため、ローカル・ページン
グ・サービスを制御する機能と、衛星通信システムに対
しメッセージ取り扱い処理とを提供する。地域Ｂによっ
て表される大都市地域には、国際衛星網に加入している
多数のローカル・ページング・サービス業者に表す複数
のローカル入力ノード20がある。地域Ａによって表され
るその他の地域は、カナダなどの国内の大都市地域に位
置するローカル・ページング・ービス業者を表す。

国際衛星網に送出されるメッセージはローカル入力ノ
ード20から地域入力または収集ノード22に送られる。地
域収集ノード22は、大都市地域，州，国，または大陸な
どの特定地域について各ローカル入力ノードからのメッ
セージを収集する働きをする。地域ごとにメッセージを
収集することにより、トランク・サイト16にメッセージ
を伝送する最もコスト効率的な手段が得られる。衛星シ
ステムの経済的要件を満たすために大量のメッセージ・
トラヒックを処理しなければならないので、国際衛星網
内で受信されるメッセージを伝送するために必要な伝送
時間を最小限に押さえることが重要である。トランク・
サイトに伝送する前に、ローカル入力ノードで受信され
たメッセージを最終的な信号フォーマットに符号化しな
いことにより、メッセージ・スループットは本発明のシ
ステムで改善される。メッセージは、ローカル入力ノー
ド20から地域収集ノード22に伝送されるか、あるいはロ
ーカル入力ノード22からトランク・サイトにBCD（binar
y coded decimal）またはASCIIデータなどの生データと
して伝送される。最終的な符号化信号フォーマットに符
号化されたデータを伝送すること（これはデータ処理要
件をほぼ２倍以上にする）に比べ、当技術分野で周知の
従来のデータ伝送技術を用いて生データのみを伝送する
ことにより、伝送時間が大幅に節約されることが当業者
に明らかである。

ローカル入力ロード20と地域入力ノード22との間およ
び地域入力ノードとトランク・サイト24との間のネット
ワークの相互接続は、距離および任意の入力ノードから
処理されるメッセージ・トラヒック量に応じて、陸上
線，マイクロ波または衛星通信などの多くの周知の方法
によって行うことができる。説明される国際衛星網の構
造は一例に過ぎず、衛星通信システムで予想される情報
量を集め、処理するシステムを表しているに過ぎないこ
とは明らかである。

第４図は、第２図に示すように複数の軌道面の任意の
一つで周回する複数の非同期衛星の相対的配置を示す図
である。アップリンク送信機またはゲートウェイ16は、
システムから受信されたメッセージ・データを実質的に
ゲートウェイ24上空を通過する周回衛星12のそれぞれに
対して送信するために設けられる。国際衛星通信システ
ム内のすべての衛星は、第２図において説明したように
両極上を通過する軌道上にあるので、図示のようにゲー
トウェイ16からの制御およびメッセージ伝達のために１
つのゲートウェイ16のみが各衛星にアクセスするだけで
よい。図示のゲートウェイの位置は一例に過ぎず、北部
の北アメリカ全体における他の位置もゲートウェイ16を
配置するために適していることはもちろんである。

第５図に示すように、一般電話交換網を介してPSTNユ
ーザから受信されるメッセージは、第３図について説明
したのと同様な方法でトランク・サイト16に送られる。
メッセージ情報は、各衛星12がビームＪ−1,L−１等を
介して実質的に上空に現われると、軌道面上の各衛星12
に独立して送出（beam up）される。特定の軌道面上の
各衛星12は、Ｎ−１面上を周回する衛星の場合、例えば
リンクＩ−1,リンクI,リンクＩ＋１によって表される次
の衛星と前の衛星に対して衛星間通信を介してリンクさ
れる。この衛星間通信システムは、一つの軌道面上の任
意の衛星12によって受信されるメッセージを同一軌道面
上または他の軌道面上に配置される任意の他の衛星に分
配する手段を提供する。後者の場合、衛星間通信は、面
ＮおよびＮ−１上を周回する衛星12の場合には、ビーム
M1＋,M1−などで表される他の軌道面上の１つまたはそ
れ以上の衛星12の間のシステムにおいて行われる。すな
わち、任意の軌道面上の各衛星12は、隣接する軌道面上
の直前の衛星（ビームＭ＃−）と次の衛星（ビームＭ＃
＋）とにリンクされ、受信されたグローバル・メッセー
ジ受信を衛星システム全体に分配する手段を提供する。
衛星間リンクは、マイクロ波ビームなどの通信チャンネ
ル上のデータ伝送を介して、あるいはレーザ・ビームを
介して実現される。現在、既存の技術はこのデータ伝送
を行うことができる。上記の説明は非同期衛星を用いる
衛星システムの衛星間通信について説明してきたが、同
期衛星と共に同様なシステムを利用できることが明らか
である。

第２図において説明したように、本発明の非同期衛星
システム内の各衛星は、100分毎に地球を一周する。好
適な実施例では、各軌道面は11基の衛星によって占めら
れているので、新たな衛星は任意の一つの軌道面から約
９分毎に一回、実質的に地域上空に現われる。本発明の
非同期衛星システムには７つの衛星軌道が設けられてい
るので、この７つの衛星軌道の一つからの新たな衛星
は、１分18秒毎に一回、実質的にゲートウェイ16上空に
現われる。その結果、グローバル・メッセージ情報およ
び制御情報はゲートウェイ16から、ゲートウェイ16上空
に定期的に現われる７つの軌道面のうちの一つにおける
11基の衛星の一つに伝送される。その後、以下で詳細に
説明するように、グローバル・メッセージ情報は受信衛
星で内部（on−board）処理され、この情報は世界中の
上空に配置された他の衛星にさらに分配されるか、ある
いは受信衛星によりこの受信衛星の現在の追尾範囲内に
ある通信受信機に伝送される。

先に説明したように、本発明の衛星通信システムに入
力されるグローバル・メッセージ情報は、特定の信号フ
ォーマットに処理されずにローカル入力ノード20からゲ
ートウェイ16に送られる。本発明の一つの実施例では、
グローバル・メッセージ情報は、情報の送出先であるペ
ージャにとって適切な信号フォーマットに処理され、そ
の後ゲートウェイ16から上空の受信衛星に伝送される。
本発明の別の実施例では、グローバル・メッセージ情報
は、最終信号フォーマットに処理されずに、ゲートウェ
イ16から上空の受信衛星に伝送される。この場合、適切
な信号フォーマットにする最後の処理は、メッセージを
最終的に伝送する特定衛星内で行われる。本発明のいず
れの実施例の運用については、以下の説明からさらに明
らかになろう。

第6A図は、一般電話交換網を介してメッセージ発信者
が情報を入力するための一つの可能なフォーマットを示
す。第6A図は国際電話サービスで用いられるものと極め
て類似しているフォーマットを示していることに留意さ
れたい。すなわち、このフォーマットは、国別コード
（country code）100,交換または位置コード102および
ページャID番号104、そしてその後にメッセージ106を含
む。このフォーマットは、メッセージ発信者がメッセー
ジの宛先であるページャの特定国別コード100および位
置コード102の情報を知っている場合に用いられる。国
別コード100および位置コード102の情報はトランク局で
処理され、以下で詳細に説明する衛星ルーティング情報
を判定する。このルーティング情報は、同期または非同
期衛星システム内のどの衛星が最も早い時期にメッセー
ジを伝達する位置にいるかを定める。国別コード100,位
置コード102,ページャID番号104,メッセージ部106およ
び軌道情報は、トランク局から現在上空にいる衛星に伝
送される。受信されると、以下で説明するようにこのル
ーティング情報は処理され、このメッセージは地球の周
囲の任意の位置の伝達衛星に送られる。メッセージ伝達
衛星は、国別コード100および位置コード102の情報を利
用して、メッセージ伝達のための適切なダウンリンク周
波数と信号プロトコルとを判定する。本発明の一つの実
施例では、トランク局から衛星に伝送される情報は、上
空の衛星で受信されることを保証するために必要なもの
を除き、符号化されない。ASCIIデータ・フォーマット
で受信されたID番号104とメッセージ106とは、伝達衛星
によって地理的な伝達地域にとって適切な信号フォーマ
ット、例えばPOCSAGまたはGSC信号フォーマットに符号
化される。適切な時間において、伝達衛星が国別コード
100および位置コード102情報によって定められた地域上
空を通過する際に、メッセージは送信（beam down）さ
れて目的のページャに伝達される。

第6B図は、メッセージ入力のための別のフォーマット
を示し、ここで国別コード100および位置コード102情報
は、メッセージの宛先であるページャの現在位置に基づ
いて、システムによって自動的に与えられる。この実施
例では、システム内の各ページャの現在位置は、このペ
ージャが割り当てられているローカル・ページング・シ
ステムと関連している端末において追尾される。ユーザ
がホーム・エリアまたはローカル・システム・エリアに
いる場合、ローカル入力ノードを介して入力されたメッ
セージは、ローカル非衛星システム上で伝送するために
送出される。しかし、例えばシカゴからシンガポールへ
の出張などにより、ユーザがローカル・エリアから出る
予定である場合、ユーザはページング・サービス業者に
電話して、目的地と出発および到着時間とを知らせる。
それ以降、システムは国別コード100および位置コード1
02を、メッセージ発信者によって入力されるページャID
番号104およびメッセージ106に自動的に追加する。その
後、システムは、先に説明したように、ユーザがローカ
ル・システムから離れる場合に、衛星システムを介して
メッセージを適切な地域に自動的に送出し、適切な国別
コード100および位置コード102を追加し、また、ユーザ
がローカル・システムのエリア内に入ると、国別コード
100および位置コード102を省略する。メッセージ入力の
この第２実施例では、必要な符号の変更は発呼者が意識
せずに行われるが、メッセージは世界中のいたるところ
に伝達することができる。

先に説明したように、衛星ルーティング情報（satell
ite routing information）はトランク局で追加され、
その後上空の衛星にアップリンク伝送が行われる。衛星
ルーティング・コードワードのフォーマットを第７図に
示す。図示のコードワードのフォーマットは一例に過ぎ
ず、衛星システム内で設けられる衛星および軌道の数に
応じて他のコードワード・フォーマットも可能であるこ
とはもちろんである。メッセージがトランク局で受信さ
れると、国別コードおよび位置コードが評価され、どの
衛星ができるだけ最も早い時間にメッセージを伝達でき
る位置にいるかを判定する。ルーティング・コードは、
メッセージを伝達する予定の衛星の軌道番号108および
衛星番号110を与える。伝達衛星の選択は、多くの要
因、例えばシステムが同期であるかあるいは非同期であ
るか、そして衛星にメッセージを伝達する時間および衛
星システムを介してメッセージを転送する時間などに基
づいて行われる。メッセージは、所定の数のメッセージ
を含むデータ・パケット単位で、トランク局から現在上
空にある受信衛星に伝送される。データ・パケットが受
信衛星によって受信されると、所定の数のメッセージの
それぞれのルーティング・コードは処理されて、各メッ
セージについて衛星間通信システムのルーティングを判
定する。さまざまな地域毎のメッセージのグループ化に
応じて、受信衛星によって行われる多数のルートがあり
うることが理解される。

本発明の別の実施例では、ルーティング・コードはト
ランク局で判定されずに、受信衛星によって判定され
る。この実施例はトランク局から衛星に伝送すべき情報
量を低減するが、理解されるように、各衛星で必要とさ
れる処理の複雑度を増加する。

第8A図は、衛星通信システムにおけるメッセージ情報
の流れを示す簡略ブロック図である。一般電話交換網を
介してローカル入力ノードで受信されるページング・メ
ッセージは、トランク局によって受信される。メッセー
ジは、先に説明したように第8B図に示される地上局装置
によって処理される。処理されたメッセージは、非同期
衛星システムの場合にはそれぞれ新たな衛星が実質的に
上空に現われると、アップリンク・チャンネルを介して
データ・パケット単位で衛星に伝送される。受信された
データ・パケットは、第8C図で説明される衛星装置によ
って処理される。この処理には、伝送周波数の選択や、
メッセージ情報を地理的伝達地域に必要な信号プロトコ
ルに符号化するなどの段階が含まれる。適切な時間に、
その地域に適切な周波数に設定されたダウンリンク・チ
ャンネルを用いて衛星はメッセージを送信（beam dow
n）する。送信された後、このメッセージは衛星システ
ム内で動作可能なページャによって受信され、この時点
でユーザはメッセージを受信したことを知らされる。

第8B図は、地域プロトコル変換を行う本発明の衛星通
信システム用のトランク局16の装置を示すブロック図で
ある。国際衛星網を介して伝送されるメッセージは、１
つまたはそれ以上の入力を介して地上局のページング端
末802によってトランク局16において受信される。先に
説明したように、入力に伝達されるメッセージ情報は、
陸上線、マイクロ波または衛星通信、もしくはその組み
合わせを介して伝送することができる。地上局ページン
グ端末802は周知の方法でメッセージ情報を受信し、こ
の情報をアクティブ・メッセージ・ファイルまたは待ち
行列（queue）として地上局メモリ803に一時的に格納す
る。地上局メモリ803は、受信されたメッセージ情報を
保存するハードディスク・メモリなどの不揮発性保存装
置である。前述のように、ローカル入力ノードにおいて
端末によって追加される国別コードおよび位置コード情
報は処理され、受信された各メッセージについて適切な
ルーティング・コードが判定され、アクティブ・メッセ
ージ待ち行列に格納された対応するメッセージ情報に追
加される。ルーティング情報は、リード・オンリ・メモ
リ（ROM）805に格納された衛星網情報と、地球の周りの
それぞれの衛星の既知の現在位置とから判定される。

アクティブ・メッセージ待ち行列の情報のフォーマッ
トは、先に説明したように衛星ルーティングについて追
加されたコードワードと共にBCDまたはASCIIフォーマッ
トでシステムに最初に入力されたときと実質的に同じで
ある。地上局ページング端末802に結合する高精度シス
テム・クロックから判定される適切な時間において、ア
クティブ・メッセージ待ち行列は地上局ページング・コ
ントローラ802によって地上局メモリ803から取り出さ
れ、指向性アンテナ18および従来のテレメトリ技術を利
用して、アップリンク送信機804によって実質的に上空
に現われる衛星に対し、所定の数のメッセージを有する
メッセージ・データ・パケットとして伝送される。実質
的に上空に現われる各衛星に対するアクティブ・メッセ
ージ待ち行列の伝送の他に、地上局コントローラ806は
制御データを生成し、アップリンク送信機804を介して
伝送して、衛星の動作およびそのオンボード・システム
を制御する。メッセージ・データのパケット・サイズ
は、衛星が実質的に上空に留まり、情報を受信できる位
置にいる時間と、衛星制御情報が伝送されてからの残り
時間とによって決まる。

第8C図は、本発明の各衛星用の装置を示すブロック図
である。アップリンク送信機804から伝送される制御情
報およびデータ・パケットは、アップリンク受信機808
によって衛星10で受信される。制御情報は、衛星制御シ
ステム810によって当業者に周知の方法で処理され、衛
星の配位および高度などの衛星パラメータを制御する。
メッセージ情報は衛星ページング・コントローラ812に
よって処理される。ルーティング・コードがメッセージ
・データ・パケット内に含まれている場合、ページング
衛星コントローラ812は受信衛星による伝送用でないメ
ッセージ情報を送出するのにどの最も近い衛星を利用す
るかを判定する。衛星間メッセージ・ルーティングは、
衛星のリード・オンリ・メモリ（ROM）832内に格納され
た衛星網情報から判定される。他の衛星による送信用の
メッセージ情報は、衛星間送信機814を利用して適切な
最も近い衛星に伝送することができ、あるいはすべての
受信メッセージ情報が処理されるまで衛星のメモリ816
に一時的に格納して、その後データを適切な最も近い衛
星に一括して伝送することができる。

受信衛星によって伝送される予定のメッセージ情報
は、国別コードおよび位置コードについて衛星ページン
グ・コントローラ812によってさらに処理され、メッセ
ージ情報の伝送をいつ行うかを判定する。その後、適切
な伝送時間に達するまで、メッセージ情報はメモリ816
に一時的に格納される。伝送時間は、タイミング情報を
衛星クロック834から受信する衛星制御システムによっ
て判定され、地球の周りの衛星の現在位置が求められ
る。衛星制御システム810は周期的な位置信号を生成
し、この信号は衛星ページング・コントローラ812に結
合され、それにより衛星ページング・コントローラは衛
星ROM832に格納されたプロトコル情報から各地域に関す
るプロトコル条件を求めることが可能になる。衛星が各
地域の上空を移動し、その間にダウンリンク伝送が行わ
れると、衛星ページング・コントローラ812はアンテナ
制御システム820を介してダウンリンク・アンテナ818の
方向を制御する。メモリ816に格納されたメッセージ情
報は、適切な時間に衛星ページング・コントローラ812
によって衛星メモリ816から取り出され、ページング信
号発生器822に供給される。ページング信号発生器822
は、前述のように第１の所定の信号フォーマットで受信
されたメッセージ情報を符号化するプログラム可能な符
号化手段を提供し、衛星アンテナが向けられた各地域で
用いられる信号プロトコルに対応する第２の所定の信号
フォーマットにメッセージ情報を符号化する。また、衛
星ページング・コントローラ812はダウンリンク送信機8
24の伝送周波数を制御して、それにより特定地域用の信
号プロトコルで符号化されたメッセージ情報をその特定
地域に適したダウンリンク周波数で伝送することを可能
にする。伝送されるメッセージ情報は、アンテナ・ビー
ムのカバレッジ・エリア内の任意の場所でページング受
信機826によって受信することができる。

メッセージ情報が一つの衛星から別の衛星に送出され
ると、この送出されたメッセージ情報は衛星間レシーバ
828によって受信される。衛星ページング・コントロー
ラは受信メッセージ情報を処理して、受信情報は受信側
衛星から伝送すべきか、あるいはメッセージ情報は現在
の軌道または隣接する軌道の次の衛星に送出すべきかを
判定する。受信側衛星によって伝送される予定のメッセ
ージ情報は、前述のように格納され、そして前述のよう
に適切な時間において伝送される。受信側衛星によって
伝送される予定でないメッセージ情報は、先に説明した
ように次の衛星に送出される。一つの衛星間送信機およ
び受信機のみを第8C図に示しているが、任意の軌道上の
衛星間および他の軌道上の衛星との衛星間通信を行うた
めには複数の送信機と受信機とが必要になることは明ら
かである。

第９図は、本発明の地域プロトコル変換を行う衛星通
信システムのメッセージ処理のフローチャートである。
ブロック902において、任意のローカル入力ノードでメ
ッセージが受信されると、ローカル端末は、このメッセ
ージの宛先であるページャの現在の状態、すなわち、こ
のページャはローカル・ページング・システムを介し
て、または衛星通信システムを介してメッセージを受信
すべく現在割り当てられているか判定する。ブロック90
4において、メッセージが衛星通信システムを介して伝
達される場合、自動的な割当が行われる場合には、国別
コードワードおよび位置コードワードが割り当てられ、
メッセージに追加され、あるいはメッセージと共に入力
された位置コードワードが処理されて、割り当てられた
国別コードワードおよび位置コードワードが判定され
る。次に、メッセージ情報はトランク・サイトに送ら
れ、衛星に伝送される。

トランク・サイトがメッセージ情報を受信すると、国
別コードワードおよび位置コードワードは処理され、ブ
ロック906において衛星ルーティング情報が識別され
る。この衛星ルーティング情報は、軌道中の衛星のそれ
ぞれの現在位置と、システム・クロックを用いてダウン
リンク伝送に適した衛星にメッセージ情報を伝達するの
に必要な時間とから求められる。

次に、メッセージ情報は、トランク・サイトの実質的
上空に現われる次の衛星に対してデータ・パケットとし
て伝送される。ブロック908において、受信衛星はルー
ティング情報を処理し、メッセージはこの信衛星から伝
達されるか、あるいは任意の他の衛星から伝達されるか
を判定する。メッセージが適切な衛星で受信されダウン
リンク伝送される場合、このメッセージは、ブロック91
0において、その後伝送するために待ち行列に入れられ
る。ブロック912において、衛星が正しい地域上空にあ
ることを示す伝送時間に対すると、ブロック914におい
てダウンリンク伝送周波数が設定され、プログラム可能
なエンコーダが特定地域に必要な信号プロトコルに設定
される。メッセージ情報は正しい信号プロトコルに符号
化され、そしてブロック916において、このメッセージ
の宛先であり、現在の伝送エリアに位置するページャに
ダウンリンク送信機を介して伝送される。

第10図は、本発明の衛星通信システムで用いられる携
帯通信受信機の電気ブロック図である。特定地域に配置
されたページャに送られるページング・アドレスとメッ
セージとを含むデータ・パケットは、ページャのデコー
ダが対応できる信号フォーマットに相当する第２の所定
の信号フォーマットでページャに送信（beam down）さ
れる。データ・パケットはページャ・アンテナ1000で受
信され、レシーバ1002によって受信される。レシーバ10
02は、好ましくは900MHzないし2.0GHzの周波数範囲で動
作する従来のFM受信機である。動作周波数の選択は、前
述のようにITUおよび国内法規機関によって規制され、
当技術分野で周知の方法でチャンネル周波数合成器1004
によって制御される。受信機1002の出力は、受信された
データ・パケット情報に対応するバイナリ・データ列で
ある。このバイナリ・データ列は信号デコーダ1006の入
力に印加され、データは当技術分野で周知の方法で処理
される。受信されたデータ・パケットはGSC（Golay Seq
uential Code）またはPOCSAG信号フォーマットなどの複
数の信号フォーマットの任意の一つで伝送できるので、
データ・デコーダ1010はいずれの信号フォーマットも復
号すべく適応する。このような適応型デコーダについて
は、本発明の譲受人に譲渡され、本明細書に参考として
内包される米国特許第4,518,961号“Universal Paging
Device with Power Conservation",Davis et alにおい
て説明されている。また、デコーダは、前述の国別コー
ドまたは位置コードのコードワードなど、衛星から受信
したコードワードに基づいて、適切な信号フォーマット
に適応することができる。コード・プラグ・メモリ1008
に格納されたアドレスに相当するアドレスが伝送データ
・パケットで受信された場合、信号デコーダ1006はデー
タ・デコーダ1010の動作を可能にする制御信号を生成す
る。受信されたメッセージはデータ・デコーダ1010によ
って処理され、このデータ・デコーダは所定の信号フォ
ーマットで受信されたメッセージ情報をBCDまたはASCII
データに変換し、この変換されたデータはメッセージ・
メモリ1012に格納される。メッセージ情報の処理が完了
すると、信号デコーダ1006に結合する通知手段（図示せ
ず）によって、ユーザはメッセージが受信されたことを
示す可聴音または触覚振動などにより感覚的に通知され
る。通知されると、ユーザはユーザ制御1014により格納
されたメッセージを読み出すことができる。このユーザ
制御1014は、当技術分野で周知の方法で可聴または触覚
通知をリセットしたり、受信機を遅延ページ・モードに
したり、メッセージを削除したり、メッセージを保護す
るなどの追加機能をユーザに提供する。メッセージ・メ
モリ1012から読み出されたメッセージはディスプレイ・
コントローラ1016に送られ、このコントローラはBCDま
たはASCIIデータをディスプレイ1018上でメッセージを
表示するために必要なデータに変換する。ディスプレイ
1018は、英数字メッセージ情報を表示することのできる
ドット・マトリクスLCDディスプレイなどのLCDディスプ
レイであることが好ましい。メッセージ・メモリ1012か
らのメッセージ情報の読み出しおよび読み出されたメッ
セージ情報の表示は、当技術分野で周知である。

通常動作中に、受信機は従来のページング・システム
を用いて通常動作用のホーム・チャンネルに割り当てら
れる。あるいは、従来のページング・システムが存在し
ない場合には、レシーバは衛星からのメッセージ伝達用
のホーム動作周波数に割り当てることができる。通常動
作用のホーム・チャンネルの選択は、当技術分野で周知
の方法でホーム・チャンネル上で周期的に伝送される情
報によって決定される。

地域プロトコル変換を行う国際衛星通信システムにつ
いて説明してきた。このシステムでは、地球上の任意の
場所に位置するページャに宛てられたメッセージは、メ
ッセージ・スループットの高い第１信号フォーマット
で、同期または非同期軌道上で動作する衛星に伝送され
る。次に、メッセージはダウンリンク周波数および従来
の信号プロトコルを用いて、衛星が通過する各地域に対
応する地上の受信機に伝送される。

本発明の具体的な実施例について示し、説明してきた
が、さらなる修正や改善は当業者に想起されよう。本明
細書で開示され請求される基本原理を維持する一切の修
正は、本発明の範囲内である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−179035（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−140935（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−501512（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−500834（ＪＰ，Ａ)

Claims (11)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の地理的伝達地域に対するデータ・パ
   ケット伝達用の地域プロトコル変換を行う国際衛星通信
   システムにおいて： データ・パケットを通信衛星（12）に伝送するための伝
   送手段であって、前記データ・パケットが第１所定デー
   タ・フォーマットで伝送される、伝送手段（16）； 前記第１所定データ・フォーマットで伝送される前記デ
   ータ・パケットを受信する衛星受信手段（808）； 前記衛星受信手段（808）に結合され、前記第１所定デ
   ータ・フォーマットで受信された前記データ・パケット
   を、各複数の地理的伝達地域の信号条件に対応する第２
   所定データ・フォーマットで符号化されたデータ・パケ
   ットに符号化するプログラム可能な符号化手段（82
   2）； 前記符号化手段（822）に結合され、前記第２所定デー
   タ・フォーマットで前記データ・パケットを伝送する衛
   星伝送手段（824）； によって構成される衛星；および 地理的伝達地域において前記第２所定データ・フォーマ
   ットで動作可能であり、前記第２所定データ・フォーマ
   ットで伝送された前記符号化データ・パケットを受信す
   る携帯通信受信機（826）； によって構成されることを特徴とする国際衛星通信シス
   テム。
2. 【請求項２】前記衛星（12）は、同期式軌道で軌道を描
   く複数の衛星のうちの一つであり、前記各衛星が前記第
   １所定データ・フォーマットで受信された前記データ・
   パケットを隣りの衛星に転送するための相互衛星通信手
   段（814,828）によってさらに構成されることを特徴と
   する請求項１記載の国際衛星通信システム。
3. 【請求項３】前記衛星（12）は、非同期式軌道で軌道を
   描く複数の衛星のうちの一つであり、前記各衛星が前記
   第１所定データ・フォーマットで受信された前記データ
   ・パケットを隣りの衛星に転送するための相互衛星通信
   手段（814,828）によってさらに構成されることを特徴
   とする請求項１記載の国際衛星通信システム。
4. 【請求項４】タイミング情報信号を発生する衛星タイミ
   ング手段（834）； タイミング情報信号を前記複数の地理的伝達地域に相関
   させるテーブルを格納するメモリ手段（816）であっ
   て、前記メモリ手段（816）は要求される第２所定デー
   タ・フォーマットを各地理的伝達地域に相関させるテー
   ブルをさらに格納する、メモリ手段；および 前記プログラム可能な符号化手段（822）と、前記メモ
   リ手段（816）とに結合され、かつ、タイミング情報信
   号に応答して、現在の地理的伝達位置を判定する制御手
   段であって、第１所定データ・フォーマットで受信され
   たデータ・パケットを第２所定信号フォーマットで符号
   化されたデータ・パケットにする符号化を現在の地理的
   伝達地域に基づいてさらに制御する制御手段（812）； をさらに含んで構成されることを特徴とする請求項１記
   載の国際衛星通信システム。
5. 【請求項５】複数の地理的伝達地域に対するデータ・パ
   ケット伝達用の地域プロトコル変換を行う国際衛星通信
   システムにおいて： 第１所定データ・フォーマットで伝送される情報データ
   を受信するための受信手段（802）； 前記受信手段（802）に結合され、前記第１所定データ
   ・フォーマットで受信された前記情報データ・パケット
   を、各地理的伝達地域の信号条件に対応する第２所定デ
   ータ・フォーマットで符号化されたデータ・パケットに
   符号化するプログラム可能な符号化手段（802）； 前記プログラム可能な符号化手段（802）に結合され、
   衛星にデータ・パケットを伝送するための伝送手段（80
   4）であって、前記データ・パケットが前記第２所定デ
   ータ・フォーマットで伝送される、伝送手段； を有する地球に配置される衛星ステーション（16）； 前記第２所定データ・フォーマットで伝送される前記デ
   ータ・パケットを受信する衛星受信手段（808）； 前記衛星受信手段（808）に結合され、前記第２所定デ
   ータ・フォーマットで前記データ・パケットを伝送する
   衛星伝送手段（824）； を有する衛星（12）；および 地理的伝達地域において前記第２所定データ・フォーマ
   ットで動作可能であり、前記第２所定データ・フォーマ
   ットで伝送された前記符号化データ・パケットを受信す
   る携帯通信受信機（826）； によって構成されることを特徴とする国際衛星通信シス
   テム。
6. 【請求項６】前記衛星（12）は、同期式軌道で軌道を描
   く複数の衛星のうちの一つであり、前記各衛星が前記第
   １所定データ・フォーマットで受信された前記データ・
   パケットを隣りの衛星に転送するための相互衛星通信手
   段（814,828）によってさらに構成されることを特徴と
   する請求項５記載の国際衛星通信システム。
7. 【請求項７】前記衛星（12）は、非同期式軌道で軌道を
   描く複数の衛星のうちの一つであり、前記各衛星が前記
   第１所定データ・フォーマットで受信された前記データ
   ・パケットを隣りの衛星に転送するための相互衛星通信
   手段（814,828）によってさらに構成されることを特徴
   とする請求項５記載の国際衛星通信システム。
8. 【請求項８】タイミング情報信号を発生する衛星タイミ
   ング手段（834）； タイミング情報信号を前記複数の地理的伝達地域に相関
   させる情報を格納するメモリ手段（805または832）であ
   って、前記メモリ手段（805または832）は要求される第
   ２所定データ・フォーマットを各地理的伝達地域に相関
   させる情報をさらに格納する、メモリ手段；および 前記プログラム可能な符号化手段（822）と、前記メモ
   リ手段（805または832）とに結合され、かつ、タイミン
   グ情報信号に応答して、現在の地理的伝達位置を判定す
   る制御手段であって、第１所定データ・フォーマットで
   受信されたデータ・パケットを第２所定信号フォーマッ
   トで符号化されたデータ・パケットにする符号化を現在
   の地理的伝達地域に基づいてさらに制御する制御手段
   （812）； をさらに含んで構成されることを特徴とする請求項５記
   載の国際衛星通信システム。
9. 【請求項９】複数の地理的伝達地域に配置される携帯通
   信受信機に対してデータ・パケット伝達用の地域プロト
   コル変換を行う国際衛星通信システムであって： 第１所定データ・フォーマットで伝送されるデータ・パ
   ケットを受信する衛星受信手段（808）； 前記衛星受信手段（808）に結合され、前記第１所定デ
   ータ・フォーマットで伝送された前記被受信データ・パ
   ケットを復号し、復号されたデータ・パケットを提供す
   るためのプログラム可能な復号化手段（812）； 前記復号化手段（812）に結合され、前記符号化された
   データ・パケットを、各地理的伝達地域の信号条件に対
   応する第２所定信号フォーマットに符号化するプログラ
   ム可能な符号化手段（822）； 前記符号化手段（822）に結合され、前記第２所定デー
   タ・フォーマットで前記データ・パケットを伝送する衛
   星伝送手段（824）； によって構成されることを特徴とする衛星。
10. 【請求項１０】前記要求される第２所定データ・フォー
    マットをそれぞれの地理的伝達地域に相関するテーブル
    を格納するためのメモリ手段（816）；および 前記プログラム可能な符号化手段（822）と、前記メモ
    リ手段（816）とに結合される制御手段（812）であっ
    て、前記現在の地理的伝達位置に基づいて、前記第１所
    定データ・フォーマットで受信された前記データ・パケ
    ットを前記第２所定信号フォーマットで符号化されたデ
    ータ・パケットにする符号化を制御する制御手段（81
    2）； によってさらに構成されることを特徴とする請求項９記
    載の通信衛星（12）。
11. 【請求項１１】前記衛星伝送手段（824）が複数の周波
    数上で伝送し、前記メモリ手段（816）が前記地理的情
    報に相関する伝送周波数テーブルをさらに格納し、か
    つ、前記制御手段（812）が前記複数の前記それぞれの
    地理的伝達地域のための前記複数の周波数のうち１つ以
    上の周波数で前記データ・パケットを伝送するための前
    記地理的位置情報に対応することを特徴とする請求項９
    記載の通信衛星（12）。