JP2974981B2 - サテライトをベースとするテレコミュニケーションシステムのためのパワーコントロール方法及び装置 - Google Patents

サテライトをベースとするテレコミュニケーションシステムのためのパワーコントロール方法及び装置

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JP2974981B2 JP9147015A JP14701597A JP2974981B2 JP 2974981 B2 JP2974981 B2 JP 2974981B2 JP 9147015 A JP9147015 A JP 9147015A JP 14701597 A JP14701597 A JP 14701597A JP 2974981 B2 JP2974981 B2 JP 2974981B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般に、サテライ
トをベースとするテレコミュニケーション技術に関す
る。より詳細には、本発明は、ユーザターミナルとのサ
ービスに所望の質を維持しながらサテライトのパワー
（電力）利用を最適化するためのパワーコントロール装
置に係る。
【０００２】
【従来の技術】サテライトをベースとするテレコミュニ
ケーションシステムは、ユーザターミナル（移動及び固
定）と地球ステーションとの間にセルラーコミュニケー
ションリンクを与えるものが提案されている。地球ステ
ーションは、ユーザターミナルを、公衆地上移動ネット
ワーク（ＰＬＭＮ）、公衆交換電話回線、他の地球ステ
ーション及びサテライト等を介して遠隔の発信／着信通
話者に接続する。各ユーザターミナルは、対応する送り
及び戻りリンクに沿って指定の地球ステーションと通信
し、上記リンクは、ユーザターミナル及び地球ステーシ
ョンをその視野内に有するサテライトによってサポート
される。
【０００３】各サテライトは、地球の有効到達領域即ち
足跡を定める少なくとも１つのアンテナを備えている。
サテライトのアンテナは、有効到達領域を多数のビーム
スポットに分割する。各ビームスポットには、少なくと
も１つの周波数サブバンドが指定され、これに沿ってコ
ミュニケーション信号がユーザターミナルと地球ステー
ションとの間で送り及び戻り方向に送られる。各サブバ
ンドは、複数のユーザターミナルからのコミュニケーシ
ョンをサポートする。ユーザターミナルには、関連サブ
バンド内の独特の送信チャンネル即ち「回路」が指定さ
れる。このチャンネル即ち「回路」は、対応するユーザ
ターミナルが、コミュニケーションデータ及び／又はコ
マンド情報の個別のフレーム又はパケットを含むＲＦ信
号を送信及び受信するところの独特な経路を表す。チャ
ンネル即ち回路は、時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）、
周波数分割多重アクセス（ＦＤＭＡ）、コード分割多重
アクセス（ＣＤＭＡ）又はその組み合わせのようなシス
テムのコード化技術に基づいて種々の方法で定義するこ
とができる。
【０００４】各地球ステーション、サテライト及びユー
ザターミナルの送信器は、意図された受信器が所望のサ
ービスの質でＲＦ信号を受信するよう確保するに充分な
電力でＲＦ信号を放射する。コミュニケーションリンク
のサービスの質は、ＲＦ信号の信号対雑音比（ＳＮＲ）
に基づく。異なる形式のユーザターミナル（ポータブ
ル、固定、特殊、地理的指向、等）は、所望のサービス
の質を与えるのに必要とされる関連最小ＳＮＲレベルを
有している。従って、各サテライトは、意図されるユー
ザターミナルの形式に基づく所望のサービスの質を維持
するために変化する電力レベルで関連サブバンドにおい
てＲＦ信号を送信しなければならない。
【０００５】更に、サテライトは、関連サブバンドに対
するビームスポットの位置、サブバンドに指定されるユ
ーザターミナルの数、関連ビームスポット内のユーザタ
ーミナルの位置、ユーザターミナルとサテライトとの間
の障害物の量（雨、霧、雲、等）、ユーザターミナルま
での距離、等のシステムファクタを考慮するために、サ
ブバンド間及びサブバンドのチャンネル間でＲＦ信号送
信電力レベルを変化させる。上記のシステムファクタ
は、連続的に変化し、従って、サテライトは、各ユーザ
ターミナルへの各サブバンドにおいてＲＦ信号の送信電
力レベルを連続的に更新しなければならない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、各サテ
ライトは電源に制約がある。各サテライトは、この制約
のある電源に対して多数の電力需要をもつ。従って、送
信効率を最大にすることが望まれる。このため、サテラ
イトアンテナは、ＲＦ信号を送信するようにアンテナア
レーを駆動する非直線的増幅器と共に実施される。しか
しながら、非直線的増幅器を飽和状態へと著しく駆動す
ると、過剰な相互変調歪が生じると共に、増幅器の信頼
性が低減する。
【０００７】各ユーザターミナルに所望の質のサービス
を維持しつつ、サテライトの送信器の動作電力レベルを
最適化するサテライトシステムが要望されている。
【０００８】更に、提案されているサテライトシステム
は、地球ステーションにより放射されそして対応するサ
テライトにより受信される「有効な等方性放射パワー」
（ＥＩＰＲ）を満足にコントロールすることができな
い。上記のように、地球ステーションは、ＲＦ信号をコ
ミュニケーションチャンネルの送りリンクに沿って所望
のユーザターミナルへ通す。送りリンクにおいては、関
連サテライトが地球ステーションとのフィーダリンクを
経て各ＲＦ信号を受信する。次いで、サテライトは、こ
の受信したＲＦ信号を、行先ユーザターミナルを含むビ
ームスポットのサブバンドにおいて再送信する。サテラ
イトは、所望の信号対雑音比（ＳＮＲ）とサービスの質
をユーザターミナルに与えるに充分な電力レベルでＲＦ
信号を送信しなければならない。地球ステーションにお
いて各チャンネルごとにサテライトの電力出力のコント
ロールを行えるサテライトシステムが要望されている。
【０００９】各サテライトは、多数の地球ステーション
からの多数のフィーダリンクに沿ってＲＦ信号を受信す
る。各地球ステーションは、サテライトから異なる距離
にそしてサテライトの視野内の異なる点に配置されてい
る。従って、異なる地球ステーションからのＲＦ信号が
異なる電力レベルで受信される。受信したＲＦ信号の電
力変動は、雲や雨等の信号障害物により更に変化する。
従って、雲に覆われた地球ステーションからのＲＦ信号
は、雲に覆われない地球ステーションからのＲＦ信号よ
りも弱くなる。地球ステーションとサテライトとの間に
は改良されたフィーダリンクが要望されている。
【００１０】本発明は、従来技術で経験する上記欠点を
克服するための改良されたパワーコントロールサテライ
ト装置を提供する。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、対応す
る有効到達範囲のサテライトに対し地球ステーション間
で電力を最適に割り当てるサテライトベースのテレコミ
ュニケーションシステムのためのパワーコントロール装
置を提供する。
【００１２】本発明の更に別の目的は、地球ステーショ
ン、サテライト及びユーザターミナルが連邦指令の電力
束密度範囲（ＰＦＤ範囲）内で動作するように確保する
ことである。
【００１３】本発明の更に別の目的は、地球ステーショ
ンとユーザターミナルとの間の送り及び戻りコミュニケ
ーションリンク内で質の調整できるサービスを提供する
ことである。
【００１４】本発明のそれに伴う目的は、サテライトの
負荷、サテライトの視野内のユーザの位置、送りリンク
の信号対雑音比及びターミナルの形式に基づいてサービ
スの質を調整できるようにすることである。
【００１５】本発明の更に別の目的は、サテライトの電
力使用が最大電力限界に接近したときにパワーコントロ
ール装置が最適な制御を維持するよう確保することであ
る。
【００１６】本発明の更に別の目的は、サテライトの電
力負荷管理を最適化するためにビーム及び／又はサテラ
イト間のハンドオーバー動作を開始することである。
【００１７】本発明の別の目的は、サテライト対ユーザ
送信器を駆動する増幅器が非直線的な動作範囲内の所望
の点で動作されて信号の歪を回避するように多数の地球
ステーション間にサテライトＲＦ信号電力リソースを分
配する総合パワーコントロール装置を提供することであ
る。
【００１８】本発明の更に別の目的は、ユーザターミナ
ル及び地球ステーションに所望の信号品質を維持するよ
うに個々のユーザターミナルへ及びそこから送信される
電力を調整する二方ユーザレベルの動的なパワーコント
ロール装置を提供することである。
【００１９】本発明の別の目的は、地球ステーションの
送信電力（ＥＩＲＰ）及びサテライトの受信フィーダリ
ンク電力の自動レベルコントロールを行うことである。
【００２０】
【発明の実施の形態】図１は、好ましい実施形態を表す
サテライトベースのテレコミュニケーションシステムを
一般に示す図である。このシステムは、複数のユーザタ
ーミナル１０を備え、これらは、有効到達範囲のサテラ
イト１２を経て対応する地球ステーション１６と通信す
る。各ユーザターミナルは、独特のコミュニケーション
チャンネルを経てその指定の地球ステーションと通信す
る。チャンネルは、地球ステーションからユーザターミ
ナルへの送りリンクと、ユーザターミナルから地球ステ
ーションへの戻りリンクとを含む。各送り及び戻りリン
クは、地球ステーション対サテライト区分と、ユーザタ
ーミナル対サテライト区分とに更に分割される。各チャ
ンネルは、中心搬送波周波数を有する予め指定されたサ
ブバンド内のＲＦ信号を搬送する。各サテライトは、そ
の有効到達エリア（例えば、視野）を多数のビームスポ
ットに分割する。各ビームスポットは、１つ以上のサブ
バンドをサポートすることができる。従って、特定のチ
ャンネルの搬送波周波数は、ユーザターミナルをカバー
するビームスポットに依存する。図１は、このコミュニ
ケーションアーキテクチャーの実施形態を例示する。
【００２１】図１に示されたように、サテライト３０
は、その有効到達エリアを３つのビームスポットに分割
し、その境界は、破線３２−３５で定められる。ビーム
スポット３６は、第１グループのユーザターミナルをカ
バーし、そしてビームスポット３８は、第２グループの
ユーザターミナルをカバーする。ターミナル４０及び４
２は、チャンネル４４及び４６に沿って地球ステーショ
ン２８と各々通信する。チャンネル４４は、送りリンク
４８及び戻りリンク５０を含む。サテライト３０は、チ
ャンネル４４及び４６に沿って地球ステーション２８に
ＲＦ信号を中継する。
【００２２】サテライト３１は、同様に、地球ステーシ
ョン２９とユーザターミナル５２との間の通信をサポー
トする多数のビームスポット４８及び５０を備えてい
る。ユーザターミナル５２は、送りリンク５８及び戻り
リンク６０を含むチャンネル５６に沿って通信する。チ
ャンネル６２で示すように、地球ステーション２８は、
サテライト３１によりカバーされたユーザターミナル
（即ち、ターミナル５４）とも通信する。地球ステーシ
ョン２８は、チャンネル６２を経てユーザターミナル６
５４と通信する。
【００２３】地球ステーション２８及び２９は、コミュ
ニケーションリンク２２及び２３を経てシステムオペレ
ーションセンター（ＳＯＣ）２０と通信する。このＳＯ
Ｃ２０は、以下に述べるように、サテライト３０及び３
１の間に電力を分配するサテライト電力分配マネージャ
ー７０を備えている。
【００２４】地球ステーション２８は、ベースバンドマ
ネージャー１５０を備え、これは、ＳＯＣ２０と通信
し、そして地球ステーション２８に指定されたサブバン
ド内でサテライト３０の電力出力を管理する。ベースバ
ンドマネージャー１５０は、複数のビームプロセッサ１
５２と通信する。各ビームプロセッサは、サテライト３
０により放射された独特のビームに関連している。従っ
て、独特のビームプロセッサが、対応するビーム３６及
び３８内のコミュニケーションを管理する。各ビームプ
ロセッサ１５２は、以下に述べるように、対応するビー
ム内のチャンネル間に電力を再割り当てする。各ビーム
プロセッサ１５２は、複数のモデム１５４と通信する。
各モデム１５４は、チャンネルと独特に関連しており、
そしてその関連ユーザターミナルに対して所望の質のサ
ービス（即ち、信号対雑音比）を維持するように動作す
る。モデム１５４の出力は、合成されて、複合ＲＦ信号
としてアンテナ４３を経てサテライト３０へ送信され
る。
【００２５】ユーザターミナル１０は、ポータブルター
ミナル、セルラーターミナル、固定／静止ターミナル、
特殊ターミナル、地理的に特定のターミナル、等の異な
る形式のものである。
【００２６】ユーザターミナルのサブセット７４のみが
所与の時間にアクティブに通信できることを理解された
い。システムは、多数の「無線リソース」を各地球ステ
ーションに割り当てる。無線リソースは、地球ステーシ
ョンに指定されるチャンネル及び／又はサブバンドの数
を表す。従って、チャンネル又は無線リソースのグルー
プ７６が地球ステーションに指定されるが、これらター
ミナルのサブセット７４のみが無線リソースを用いてア
クティブに通信する。
【００２７】例えば、システムは、ユーザターミナルを
地球ステーション２８とのセット７６で登録する。とい
うのは、これらターミナルは、その地球ステーションに
指定された有効到達範囲の所定の固定の地理的ゾーンに
配置されるからである。任意であるが、この登録は、地
球ステーション、ＳＯＣ又は地球ステーションと通信す
る個別モジュールに記憶されたビジター位置レジスタに
記憶される。或いは、システムは、過去のシステム需要
により、１日の所与の時刻に地球ステーション２８との
コミュニケーションリンクを確立するようそれまでに試
みたユーザターミナルの数を計算してもよい。これらの
計算に基づき、ＳＯＣ２０は、ビームスポット３６に関
連されるグループ７６として必要とされるチャンネルの
予想数を地球ステーション２８に知らせる。任意である
が、ＣＤＭＡ又はＴＤＭＡコード化システムにおいて
は、ＳＯＣ２０は、各サブバンドどとに地球ステーショ
ンにより使用できるコードの数を与えてもよい。更に、
ＳＯＣは、ビームスポット３８に対応するサブバンドに
沿って通信するグループ８４に入ると予想されるユーザ
ターミナルの数を地球ステーション２８に通知する。
【００２８】ユーザターミナル１０は、ポータブルター
ミナル、セルラーターミナル、固定／静止ターミナル、
特殊ターミナル、地理的に特定のターミナル、等の種々
の形式のものでよい。いかなる所与の時間にもユーザタ
ーミナルのサブセット７４のみがアクティブに通信する
ことを理解されたい。従って、ユーザターミナル１０の
グループ７６が地球ステーション２８に指定されるが、
これらのターミナルのサブセット７４のみが所与の時間
に通信にアクティブに加わるだけである。
【００２９】サテライト３０は、地球ステーション２８
により決定された電力需要レベルで（以下に述べる）チ
ャンネル４４及び４６の各送り送信リンクに沿ってＲＦ
信号を放射する。
【００３０】各サブバンドは、ＴＤＭＡ、ＦＤＭＡ、Ｃ
ＤＭＡ及びその組み合わせのような多数のコミュニケー
ション技術のいずれかに基づいて多数のコミュニケーシ
ョンチャンネルをサポートする。サブバンド内の全ての
チャンネルの送信電力レベルは、その関連サブバンドに
対しサテライトにおける電力需要を決定するように組み
合わされる。各地球ステーションは、個々のビームスポ
ットに指定され、そしてビームスポット内の各サブバン
ドに対する電力需要をコントロールするように動作す
る。例えば、サテライト３０は、単一の地球ステーショ
ン２８と協働し、従って、地球ステーション２８は、サ
テライトに対する各ビームスポットの電力需要をコント
ロールする。しかしながら、多数の地球ステーション２
８及び３２が単一のサテライト３１と共に動作するとき
には、各地球ステーションがサテライト３１に対するビ
ームスポットのサブセットに指定される。例えば、地球
ステーション２８は、ビームスポット４８において全て
のユーザターミナルが指定され、一方、地球ステーショ
ン２９は、残りのビームスポット４９及び５０において
全てのユーザターミナルが指定される。従って、地球ス
テーション２８は、ビームスポット４８内においてサテ
ライト３１により放射される電力をコントロールし、一
方、地球ステーション２９は、残りのビームスポット内
においてサテライトにより放射される電力をコントロー
ルする。
【００３１】システムオペレーションセンター（ＳＯ
Ｃ）２０は、各サテライトにより使用するための入手電
力を分配する役目を果たす。システムオペレーションセ
ンター（ＳＯＣ）２０はサテライト電力分配マネージャ
ー７０を備えている。このサテライト電力分配マネージ
ャー７０は、各サテライトの全送信電力容量を決定し、
そしてサテライトの入手電力をサテライトと通信する多
数の地球ステーション間で分割する。サテライトの全入
手電力、及び地球ステーション当たりの配分は、データ
ベース７２に記憶された各サテライトの予め指定された
値のような種々の仕方で決定することができる。任意で
あるが、電力分配マナージャー７０は、サテライトに対
する地球ステーション間の電力配分を、所望の期間にわ
たるサテライトの過去の需要を表す経歴使用データに基
づいて経験的に計算することもできる。更に又、電力分
配マネージャー３４は、各サテライトに入手できる全電
力を各地球ステーションからの電力フィードバック報告
に基づいて周期的に再計算することもできる。更に別
に、電力分配は、有効到達ゾーンに登録されたユーザタ
ーミナルの数に基づいてもよい。システムの全電力は、
サテライト及び／又は地球ステーションの間にユーザタ
ーミナル及び／又はサブバンドを再指定することにより
各サテライトを最適化し又はそれに等しく負荷をかける
ようにシフトされてもよい。
【００３２】ＳＯＣ２０は、地球ステーションに指定さ
れたユーザターミナルに関連して使用されるサテライト
入手電力を各地球ステーション２８及び２９に通知す
る。例えば、ＳＯＣ２０は、地球ステーション２８に指
定されたサテライト３０のビーム／サブバンド間に５０
０ワットを分配し、そして地球ステーション２８に指定
されたサテライト３１のビーム／サブバンド間に２００
ワットを分配することを地球ステーション２８に通知す
る。従って、地球ステーション２８は、その地球ステー
ション２８に指定されたサブバンド内に５００ワットま
での送信電力を送るようにサテライト３０に指令する。
同様に、地球ステーション２８は、その地球ステーショ
ン２８に指定されたビーム／サブバンド内に２００ワッ
トまでの電力を送るようにサテライト３１に指令する。
加えて、ＳＯＣ２０は、ビームスポットごとにサブバン
ド当たりに各サテライトにより送信できる最大電力限界
を各地球ステーションに通知する。この電力限界は、連
邦通信委員会で設定された電力束密度規定の要求事項を
越えないよう確保するためにＳＯＣ２０により決定され
る。
【００３３】サテライト電力割り当て及び規定限界をＳ
ＯＣ２０から受け取ると、各地球ステーションは、その
後、サテライトにより各ユーザターミナルに送信される
ＲＦ信号の電力レベルを独立して制御する。以下に述べ
るように、地球ステーションのベースバンドマネージャ
ー１５０は、サブバンドの規定電力限界と、対応する地
球ステーションに指定されたサテライトの入手電力とを
越えることなく、予想されるチャンネル間にサテライト
送信電力を分配する。
【００３４】動作全体にわたり、各地球ステーション
は、地球ステーション間の電力割り当てを更新するのに
使用される電力需要フィードバック情報をＳＯＣ２０に
供給する。例えば、このフィードバック情報は、最低限
の信号品質をもつコミュニケーションリンクを維持する
ためにサテライトに必要とされる全電力を含む。このよ
うに、ＳＯＣ２０は、実際の及び必要なサテライト使用
電力を理想的な動作電力レベルに対して監視する。ＳＯ
Ｃ２０は、負荷及び必要なサテライト送信器動作電力レ
ベルに関する地球ステーションからのフィードバック情
報に基づいて、各地球ステーションへのサテライト電力
割り当てを周期的に更新する。
【００３５】任意であるが、サテライト送信器の動作レ
ベルを測定するために移動リンクテストモジュール２４
が設けられてもよい。このテストモジュール２４は、測
定値をＳＯＣ２０に向けて通信する。それとは別に又は
それに加えて、サテライトと各関連する地球ステーショ
ンとの間に遠隔測定チャンネルが維持されてもよい。遠
隔測定チャンネルが使用されるときには、サテライトが
送信動作情報を地球ステーションへ遠隔測定送信し、次
いで、地球ステーションは、それをＳＯＣ２０へ中継す
る。ＳＯＣ２０は、その遠隔測定されたサテライト動作
情報を用いて、電力分配を更新する。
【００３６】各地球ステーションは、その現在の全サテ
ライト電力使用量をその割り当てられた電力に対して推
定する。各地球ステーションは、ビームごとのサブバン
ド当たりのサテライト電力使用量を推定し、そしてそれ
をＳＯＣ２０により与えられた規定電力限界に対して制
御する。各地球ステーションは、各ユーザごとにユーザ
レベル電力コントロール及び動的なフェード限界調整を
実行する（以下に述べるように）。周期的に、地球ステ
ーションは、全サテライト電力使用量を、各関連するサ
テライトに対するビームごとのサブバンド当たりの電力
使用量と共に報告する。
【００３７】図２及び３には、地球ステーション２８が
詳細に示されている。この地球ステーションは、ベース
バンドマネージャー１５０と、複数のビームプロセッサ
１５２と、複数のモデム１５４とを備えている。各ビー
ムプロセッサは、サテライトにより放射された指定のビ
ームに関連して動作する。各ビームプロセッサは、関連
ビームのサブバンド間での電力の分配を管理する１つ以
上のサブバンド電力マネージャー１５６を備えている。
各サブバンド電力マネージャー１５６は、複数のモデム
１５４と通信する。各モデム１５４は、特定のユーザタ
ーミナルに指定された単一のチャンネルに関連して動作
する。各サブバンド電力マネージャー１５６は、１つの
対応するサブバンドにおけるチャンネルをサポートする
全てのモデム１５４と通信する。各モデム１５４は、該
モデム１５４に指定されたチャンネルに対応するサブバ
ンド内のサテライトにより放射される電力を制御する送
りリンク電力コントローラ１６０を備えている。各モデ
ム１５４は、指定のチャンネルに関連して地球ステーシ
ョンから送信され及び地球ステーションにより受信され
るＲＦ信号を変調及び復調するための変調器１６２及び
復調器１６４を備えている。単一のサブバンドに対応す
るモデム１５４内の変調器１６２により放出されたＲＦ
信号は、加算器１６６において合成された後に、そのサ
ブバンドに対する合成ＲＦ信号を形成するように送信さ
れる。この複合ＲＦ信号は、基準トーン（以下に述べ
る）と共に送信される。
【００３８】ベースバンドマネージャー１５０は、サテ
ライト電力マネージャー１５８及びビーム負荷マネージ
ャー１６１を備え、これらは、図５ないし７に示された
流れプロセスに基づいて動作して、地球ステーションに
指定されたユーザターミナルへサテライトにより送信さ
れるビーム間での電力の分配を制御する。
【００３９】図４は、ベースバンドマネージャー１５０
とビームプロセッサ１５２との間の相互接続を詳細に示
す。サテライト電力マネージャー１５８は、ＳＯＣから
地球ステーションに対する全サテライト電力割り当てを
受け取る。サテライト電力マネージャー１５８は、関連
サテライトのビームごとに地球ステーションに指定され
るべき予想されるチャンネルの数も受け取る。サテライ
ト電力マネージャー１５８は、ビームプロセッサ１５２
からの各ビームに対しサブバンド当たりの所要電力と割
り当てられた全電力との間の差をフィードバックとして
受け取る。サテライト電力マネージャー１５８は、ＳＯ
Ｃからダウンロード可能なＰＦＤ限界を記憶するデータ
ベース１５３と通信する。ＰＦＤ限界は、サテライトの
現在位置及び当該ビームに基づく地理的領域及び搬送波
周波数によりアクセスすることができる。
【００４０】図５を参照すれば、サテライト電力マネー
ジャー１５８は、ＳＯＣ２０から全入手サテライト電力
を得る（ステップ１７０）。ステップ１７２において、
サテライト電力マネージャー１５８はサブバンドＰＦＤ
限界を得、そしてステップ１７４において、ビーム当た
りのチャンネル指定を得る（ＳＯＣ２０又はデータベー
スから）。ステップ１７６において、サテライト電力マ
ネージャーは、各サブバンドに割り当てられるべき電力
を決定する。
【００４１】この決定は、特定のサブバンド内のチャン
ネルを要求すると予想される潜在的なユーザターミナル
の数に基づく。或いは又、この決定は、現在サブバンド
を含むビームのサテライト視野内の位置に基づいてもよ
い。或いは、更に、サブバンドの電力割り当てが過去の
使用需要に関するデータに基づいてもよい。例えば、本
発明の譲受人に譲渡された１９９６年５月１日出願の
「多登録位置レジスタを用いたサテライトベースのセル
ラーテレコミュニケーションシステム(SatelliteBased
Cellular Telecommunications System Utilizing A Mul
tiple Registration Location Register)」及び「地球
ステーション型のサブシステム(Earth Stationed Subsy
stem) 」と題する特許出願に開示された多数のプロセス
の１つに基づいてユーザターミナルが登録を行ってもよ
い。これら２つの特許出願は、参考としてここに援用す
る。ステップ１７８では、サブバンド電力割り当てが、
対応するサブバンド電力マネージャー１５８に通され
る。
【００４２】ステップ１８０において、サテライト電力
マネージャー１５８は、サブバンド電力マネージャー１
５６からサブバンドの所要電力とサブバンドの割り当て
電力との差のフィードバックを得る。ステップ１８２に
おいて、サテライト電力マネージャー１５８は、現在サ
テライトの全てのサブバンドに対する差のフィードバッ
クを合成し、そして全所要電力及び全割り当てサテライ
ト電力をＳＯＣへ報告する。次いで、サテライト電力マ
ネージャー１５８は、所要のサブバンド電力と割り当て
られたサブバンド電力をビーム負荷マネージャー１６１
（図４）へ報告する。次いで、ステップ１８６（図６）
では、割り当てられたサブバンド電力が所要のサブバン
ド電力を越えるかどうか決定する。もしそうであれば、
制御はステップ１９０へと進み、サテライト電力マネー
ジャー１５８は、過剰なサブバンド電力の量を、付加的
な電力を必要とする他のサブバンドにより将来使用する
ために記録する。ステップ１８６に戻ると、割り当てら
れたサブバンド電力が所要の電力を越えない場合には、
サブバンドが付加的な電力を必要とする。従って、流れ
はステップ１８８へ進み、サテライト電力マネージャー
１５８は、付加的な電力を必要とする現在サブバンドに
再割り当てされ得る過剰電力を他のサブバンドが記録し
ているかどうか決定する。ステップ１９２において、こ
のような付加的な電力が存在する場合には、サテライト
電力マネージャー１５８は、過剰なサブバンドから必要
なサブバンドへ電力を再割り当てし、そしてサブバンド
当たりの新たな電力割り当てをサブバンド電力マネージ
ャー１５６へ通す。過剰な電力とは、サブバンドに割り
当てられた電力であって、現在使用中のユーザターミナ
ルに所望の質のサービスを達成するために必要とされな
い電力を表す。又、過剰電力報告は、ユーザターミナル
が、サテライト電力マネージャー１５８により割り当て
られた以上の電力を特定のビームから要求するときを指
示する。サテライト電力マネージャー１５８は、１つの
ビームがそれに割り当てられた以上の電力を必要とする
が、その隣接ビームがその全ての割り当て電力を必要と
しないときにそれらビーム間で電力を再割り当てするた
めに過剰電力報告を使用する。
【００４３】地球ステーションに指定された全てのビー
ムに対する過剰電力報告が、付加的な電力が保たれるこ
とを指示するときには、任意であるが、サテライト電力
マネージャー１５８は、過剰な付加的電力をサブバンド
間に分配することができる。付加的電力の分配は、何ら
かの他の所望の機能に基づき均一であってもよいし、非
均一であってもよい。マネージャー１５８が全ての入手
電力をビームスポットに割り当てると、ベースバンドマ
ネージャー１５０は、必要な最小の全サテライト電力と
割り当てられた電力との差をＳＯＣ２０に返送する。従
って、地球ステーション２８に指定されたビームが、Ｓ
ＯＣ２０により割り当てられた全電力の８０％しか必要
としない場合には、ベースバンドマネージャー１５０
は、この情報をＳＯＣ２０に返送する。任意であるが、
ＳＯＣ２０は、新たなサテライト電力割り当て量を出力
することにより、その不必要な２０％を、異なる地球ス
テーションに指定されたサテライトに対するビームにシ
フトすることができる。
【００４４】上記プロセスにより、ベースバンドマネー
ジャー１５０は、全サテライト電力割り当て、ＰＦＤ限
界、及び各ビームプロセッサ１５２から記録された使用
量に基づいて、各ビームに対するサブバンド電力割り当
てを連続的に更新する。
【００４５】図８には、ビームプロセッサ１５２が詳細
に示されている。このビームプロセッサ１５２は、サブ
バンド電力マネージャー１５６を備え、これは、信号対
雑音比（ＳＮＲ）の計算モジュール１５７を含む。この
ＳＮＲ計算モジュール１５７は、データベース１５５
（図２）にアクセスして、現在ユーザターミナルの所要
ＳＮＲ値をユーザターミナルの形式に基づいて得る。ユ
ーザターミナルの形式はベースバンドマネージャー１５
０によって与えられてもよいし、又はデータベース１５
５に記憶されてもよい。データベース１５５から得たＳ
ＮＲ値は、ユーザターミナルにより所望されるサービス
の質を得るの必要な最小の所要ＳＮＲ値を表す。ＳＮＲ
計算モジュール１５７は、更に、現在ユーザターミナル
に指定されたモデムから送りリンクＮＳＲ変化を受け取
る。又、ＳＮＲ計算モジュール１５７は、現在ユーザタ
ーミナルに関連した現在チャンネルの「フェード限界」
も得る。この「フェード限界」は、ユーザターミナルの
受信電力レベルの迅速な変動を補償するためにユーザタ
ーミナルの最小の所要ＳＮＲ値に加えられる所定のバイ
アス値を表す。これらの変動は、システムによりその通
常の電力制御ループを介して修正するには困難なほど著
しく急激なものである。従って、最小の急激な変動中に
電力レベルが許容最低値より決して下がらないように確
保するために、バイアス即ち「フェード限界」が最小の
ＳＮＲ値に加えられる。ビームプロセッサは、サテライ
ト電力マネージャー１５８から受け取ったサブバンド電
力割り当て、ユーザターミナルの形式、及び関連するビ
ームスポット内の位置に基づいて各ユーザターミナルの
フェード限界を決定する。又、フェード限界は、現在ユ
ーザターミナルに対応するモデム１５４から報告される
送りリンクのＳＮＲフィードバック統計情報に基づいて
決定されてもよい。又、フェード限界は、モデムの現在
電力使用量に基づいてもよい。ＳＮＲ計算モジュール１
５７は、所要ＳＮＲ値、ＳＮＲ変化及びフェード限界を
合成して、現在ユーザターミナルとの送りリンク（Ｆ
Ｌ）に対する新たな所要ＳＮＲ値を発生する。この所要
ＦＬ ＳＮＲ値は、モデムコントロールモジュール１５
９へ供給される。
【００４６】図９及び１０は、サブバンド電力マネージ
ャー１５６により実行される処理シーケンスを示す。最
初に、モデムコントローラ１５９は、現在サブバンドに
対しサテライト電力マネージャー１５８からサブバンド
電力割り当てを得る（ステップ２００）。ステップ２０
２において、ＳＮＲ計算モジュール１５７は、上記のよ
うに、所要のＳＮＲ値を計算する。モデムコントローラ
１５９は、現在サブバンド内の現在チャンネルに対応す
るモデム１５４に所望のＳＮＲ値を出力する。モデムコ
ントローラ１５９は、又、モデムにより越えられない電
力限界も出力する。モデム１５４は、ユーザターミナル
に所望のＳＮＲ値を確立するのに充分な電力を送りリン
クに放射するようにサテライトを駆動する。その後、モ
デムは、所望のＳＮＲ値を得るためにサテライトに必要
な電力レベルを返送する。モデムコントローラ１５９
は、現在サブバンドに対応する全てのモデムからフィー
ドバック情報を受け取り、そして現在サブバンド内の各
チャンネルに対して所望のＳＮＲ値を得るための現在サ
ブバンドの全所要電力を決定する。次いで、モデムコン
トローラ１５９は、現在サブバンドの割り当てられた電
力が、サブバンド内の各アクティブなチャンネルに対し
て所望のＳＮＲ値を得るのに必要な全電力を越えるか又
はそれより小さいかを決定する。モデムコントローラ１
５９は、各ユーザターミナルに対して所望の送りリンク
（ＦＬ）ＳＮＲ値を決定することによりこの過剰電力を
分配する。所望のＦＬ−ＳＮＲ値は、関連チャンネルの
送りリンクに対し各モデムにより維持されるべきＳＮＲ
レベルを表す。モデムコントローラ１５９は、関連ユー
ザターミナルの所望のＦＬ−ＳＮＲ値及び入手可能な過
剰電力に基づいて、現在モデルの所望のＳＮＲレベルを
計算する（図９のステップ２０６）。モデムコントロー
ラ１５９は、所望のＦＬ−ＳＮＲ値を出力すると共に、
モデムが関連チャンネルのサテライト送信器を駆動する
ところの最大電力レベルを出力する。
【００４７】以下に述べるように、各モデム１５４は、
ビームスポット運動及びユーザ運動の存在中で所望の受
信ＳＮＲ値を維持するようにその関連チャンネルの出力
電力を連続的に調整する。その後、モデムは、サテライ
トにより現在チャンネルに放出された送りリンクのサテ
ライト出力電力レベルをモデムコントローラ１５９へ返
送する。ステップ２０８において、モデムコントローラ
１５９は、サブバンドに対し各モデムから返送されたＦ
Ｌの所要モデム電力レベルを合成して、全サブバンド電
力を決定する。モデムコントローラ１５９は、所要のＦ
Ｌサブバンド電力と、ベースバンドマネージャーにより
割り当てられた入手可能なＦＬサブバンド電力との差を
得て、その差の電力レベルをサテライト電力マネージャ
ー１５８へ返送する（ステップ２１０）。サブバンドの
電力の差は、ベースバンドマネージャーにより与えられ
る入手可能なサブバンド電力と、現在サブバンドに対し
てモデムからフィードバックにより決定された所要サブ
バンド電力との差を表す。
【００４８】図１０を参照すれば、サブバンドの電力差
がステップ２１０において計算されると、流れはステッ
プ２１２へ進み、コントローラ１５７は、割り当てられ
たサブバンド電力が所要のサブバンド電力を越えるかど
うか決定する。もしそうであれば、過剰な電力が所望の
やり方でモデム間に分配される（ステップ２１４）。更
に、この過剰電力は、サテライト電力マネージャー１５
８へ報告される。上記したように、サテライト電力マネ
ージャー１５８は、現在サブバンドから過剰な電力を取
り去りそしてそれを別のサブバンド及び／又はビームに
割り当てることを決定する（図５及び６を参照）。ステ
ップ２１２の判断が否定である場合は、流れがステップ
２１６へ進み、所要のサブバンド電力が割り当てられた
サブバンド電力を越えるかどうか決定される。もしそう
であれば、モデムコントローラ１５９は、現在サブバン
ド内のユーザターミナルに対する所望のＦＬ−ＳＮＲ値
を減少し、その所望のＦＬ−ＳＮＲ値に関連した出力電
力レベルが割り当てられた電力レベルを越えないように
する。
【００４９】任意であるが、各ユーザターミナルの所望
のＦＬ−ＳＮＲ値は、これを各ユーザターミナルの最小
の所要ＦＬ−ＳＮＲ値よりもある比例量だけ大きく維持
するように、サブバンドにわたり非均一に減少すること
もできる。この過剰電力状態は、ステップ２１８におい
て、サテライト電力マネージャー１５８へ報告され、該
電力マネージャーは、その後、もし可能であれば、過剰
電力状態におけるサブバンドに付加的な電力を割り当て
る（図５及び６について上記したように）。更に、ステ
ップ２２０において、サブバンド負荷マネージャー１６
３は、同じビーム内のユーザターミナルへの及びそこか
らの新たなコールを、過負荷電力状態で動作している現
在サブバンド以外の別のサブバンドへ向けるように指令
される。従って、サブバンド負荷マネージャー１６３
は、単一のサブバンドの過負荷を回避するように新たな
コールをサブバンド間で分配する。サブバンド負荷マネ
ージャー１６３は、サブバンド電力マネージャー１５６
から報告されるフィードバックに応答して独立して動作
してもよいし、或いはベースバンドマネージャー１５０
においてビーム負荷マネージャー１６１の直接的な制御
のもとで動作してもよい。
【００５０】ステップ１９２（図６）において、ビーム
負荷マネージャー１６１は、現在ビーム内のどのサブバ
ンドが最小電力を使用するか決定し、それに応じて新た
なコールを向け直すようにサブバンド負荷マネージャー
１６３に指令する。次いで、ビーム負荷マネージャー１
６１は、新たなチャンネルをこの過少電力サブバンドに
指定し、そしてチャンネル指定をサブバンド負荷マネー
ジャー１６３に中継する。次いで、サブバンド負荷マネ
ージャー１６３は、この指定情報を使用して、新たなユ
ーザターミナルとの新たなチャンネルを確立する。
【００５１】任意であるが、ステップ２２２において、
サブバンド負荷マネージャー１６３内のハンドオーバー
プロセッサ１６５は、１つ以上のアクティブなチャンネ
ルを現在サブバンドから同じビームスポット内の異なる
サブバンドへハンドオーバーするように作動される。こ
のようにサブバンド間でチャンネルをハンドオーバーす
ることにより、ハンドオーバープロセッサ１６５は、サ
ブバンド間で負荷をシフトする。ハンドオーバープロセ
ッサ１６５は、サブバンド電力マネージャー１５６及び
／又はビーム負荷マネージャー１６１により制御され
る。サブバンド電力マネージャー１５６により制御され
る場合には、ハンドオーバープロセッサ１６５は、ステ
ップ２２２（図１０）において、ハンドオーバーを行う
命令を受け取る。ハンドオーバープロセッサ１６５がビ
ーム負荷マネージャー１６１により制御される場合に
は、ベースバンドマネージャー１５０により行われるサ
ブバンド電力再割り当てプロセスの一部分としてハンド
オーバー命令がステップ１９２（図１０）において送信
される。
【００５２】上記プロセスにより、各ビームプロセッサ
１５２は、関連ビーム内の各サブバンドに対して割り当
てられた全電力をサテライト電力マネージャー１５８か
ら受け取る。ビームプロセッサ１５２は、アクティブな
ユーザターミナルへの各送りリンクに対する現在電力出
力レベルを、その送りリンクの信号対雑音比の変化と共
に各モデム１５４から受け取る。信号対雑音比の変化
は、ユーザターミナルに受け取られたＳＮＲ値及びモデ
ム１５４に指定された所望のＳＮＲ値の統計学的な差を
表す。ビームプロセッサ１５２は、アクティブなコミュ
ニケーションリンクにおいてモデム１５４によりサービ
スされるユーザターミナルの形式を各モデム１５４から
受け取る。
【００５３】ビームプロセッサ１５２は、ユーザターミ
ナルに受け取られるべき所望のＦＬ−ＳＮＲ値を、各モ
デム１５４に関連する最大サテライト電力出力と共に出
力する。ビームプロセッサ１５２は、現在ビームプロセ
ッサに関連したビーム内の各サブバンドに対し入手可能
なサブバンド電力と所要のサブバンド電力との間の差を
サテライト電力マネージャー１５８へ返送する。ビーム
プロセッサ１５２は、データベース１５５にアクセスし
て、ユーザターミナルの各形式に対する所要のＦＬ−Ｓ
ＮＲ値と、他の所望のＳＮＲ統計情報、例えば、高い変
動、低い変動等を得ることができる。ＳＮＲ値のデータ
ベースは、ビームプロセッサが新たなビームに指定され
るたびにベースバンドマネージャーからダウンロードす
ることができる。従って、データベース１５５の内容
は、サテライトの視野内の現在ビームの位置の関数とな
る。
【００５４】図７は、現在のベースバンドマネージャー
（地球ステーション）に指定された全てのビームの全て
のサブバンドの全需要がこれらのビームに対するサテラ
イト電力割り当てを越えると決定したときに（ステップ
１９４）サテライト電力マネージャー１５８がたどる処
理シーケンスを示している。ステップ１９６では、サテ
ライト電力マネージャー１５８は、現在地球ステーショ
ンに関連した全てのビームに対するサブバンド電力割り
当てを減少する。この減少は、各サブバンドに対する所
定の固定のスレッシュホールド値に基づいて行われる。
或いは又、この電力の減少は、サブバンドをより均一に
減少するために各サブバンドに割り当てられた全電力の
所定の又は計算された割合に基づいて行われてもよい。
ステップ１９８では、サテライト電力マネージャー１５
８は、電力需要が、現在地球ステーションに対応するビ
ームの割り当てられた電力を越えたことをＳＯＣに通知
する。上記したように、ＳＯＣは、サテライト及びビー
ムに更に均一に負荷をかけるために地球ステーション間
の電力割り当てを再分配することができる。任意である
が、ＳＯＣは、過負荷位置で動作しているサテライトか
ら負荷の低い状態で動作しているサテライトへ負荷をシ
フトするように、ユーザターミナル及び／又はサブバン
ド及び／又はビームを重畳するサテライト間に再指定し
てもよい。
【００５５】次いで、ユーザターミナル１０及び地球ス
テーション２０に所望の信号品質を各々確保するために
チャンネルの送りリンクＦＬ（図１１）及び戻りリンク
ＲＬ（図１２）に関連して使用される電力制御ループに
ついて説明する。
【００５６】図１１には、地球ステーション２８とユー
ザターミナル１０が示されている。中間のサテライトは
図示されていないが、地球ステーション２８とユーザタ
ーミナル１０との間のコミュニケーションリンクは、そ
れに関連する有効到達範囲のサテライトを通過すること
を理解されたい。地球ステーション２８は送信器１１を
備え、これは、送りリンクＦＬに沿ってユーザターミナ
ル１０の受信器２へＲＦ信号を送信する。受信器２は、
到来するＲＦ信号を信号プロセッサ４へ通し、該プロセ
ッサは、受信した信号の質（例えば、ＳＮＲ）を決定す
る。信号プロセッサ４は、受信したＲＦ信号に対応する
信号対雑音比（ＳＮＲ）を出力する。このＳＮＲ値は、
マルチプレクサ６において、出て行くトラフィック信号
と合成され、この信号は、送信器８へ通されてＲＦ戻り
リンクＲＬを経て地球ステーション２８へ送信される。
地球ステーション２８の受信器９は、戻りリンクＲＬを
経てＲＦ信号を受信する。ＲＦ信号はモデム１５４へ通
され、該モデムはＲＦ信号を復調すると共に、トラフィ
ック情報からＳＮＲ値をデマルチプレクスする。モデム
１５４は、受信したＳＮＲ値を所望のＳＮＲ値（対応す
るビームプロセッサ１５２から送られた）と比較する。
この比較に基づき、モデム１５４は、送信器１１に送ら
れる電力レベルを増加又は減少する。以下に述べるよう
に、電力レベル設定は、関連する送りリンクに沿ったそ
の後のＲＦ信号の出力送信電力を増加又は減少するよう
にサテライトに指令する。
【００５７】図１１の電力レベル制御ループは、地球ス
テーションと各アクティブなユーザターミナルとの間の
コミュニケーション全体にわたって連続的に繰り返さ
れ、ユーザターミナル１０の受信ＳＮＲ値が、地球ステ
ーション２８で決定された所望のＳＮＲ値に実質的に対
応するよう確保するに充分なレベルにサテライトの出力
電力を維持する。任意であるが、信号プロセッサ４は、
これら多数の受信ＳＮＲ値の平均値を得るように多数の
到来するＲＦ信号に基づいて受信ＳＮＲ値を計算するよ
う変更されてもよい。多数の到来するサンプルに対し受
信ＳＮＲ値を平均化することにより、プロセッサ４は、
出力電力レベルの不必要な急激な短時間の変化を回避す
ることができる。
【００５８】図１２を参照し、地球ステーション２８の
受信器９が所望の信号品質を受け取るよう確保するため
に戻りリンクＲＬに関連して電力レベル制御ループを説
明する。ユーザターミナル１０で始めると、ＲＦ信号
は、送信器８により戻りリンクＲＬに沿って出力され、
受信器９に受け取られる。ＳＮＲテストモジュール１３
は、受信器９に到来するＲＦ信号の信号対雑音比をテス
トする。受信したＳＮＲ値は、所望のＳＮＲ値と比較さ
れ、それらの差を用いて、ユーザターミナル１０に通さ
れるべき新たな電力設定コマンドが決定される。新たな
電力設定コマンドは、サテライトがこのようなＲＦ信号
を充分な質で受け取るよう確保するために送信器８が戻
りリンクＲＬに沿ってＲＦ信号を放射しなければならな
いところの電力レベルを識別する。電力設定コマンド
は、マルチプレクサ７において出て行くトラフィック信
号と合成され、そして送信器１１へ通される。送信器
は、電力設定コマンドを含むＲＦ信号を送りリンクＦＬ
に沿ってターミナル１０へ出力する。デマルチプレクサ
３は、電力レベルコマンドをトラフィック信号から分離
しそして電力レベルコマンドを送信器８へ通す。送信器
８は、受け取ったレベルコマンドに基づいてその出力電
力を更新する。以上のループにより、戻りリンクの電力
は所望のレベルに維持される。
【００５９】図１３を参照し、全ての関連ユーザターミ
ナルへの送りリンクにおいてサテライト送信器の電力出
力レベルを自動的に制御するのに用いられるプロセスに
ついて説明する。図１３は、地球ステーション３０２−
３０６により送りフィーダリンク３０８−３１２に沿っ
て送信されたＲＦ信号を受信するサテライト３００を示
している。各地球ステーション３０２−３０６は、アン
テナサブシステム３１６と通信するベースバンドサブシ
ステム３１４を備えている。このベースバンドサブシス
テム３１４は、地球ステーション３０２に指定された全
てのユーザターミナルに対し、トラフィックチャンネル
３２０に沿ってコミュニケーションデータ、コマンド情
報等を含むＲＦ信号を受信するマルチプレクサ３１８を
備えている。このマルチプレクサ３１８は、トラフィッ
クチャンネル３２０に沿ったＲＦ信号をトーン発生器３
２２により発生される基準トーンと合成する。コミュニ
ケーション信号及び基準トーンは、ライン３２４に沿っ
て、自動利得制御器３２６を経てアンテナサブシステム
へ送られる。
【００６０】自動利得制御器３２６は、アンテナ３２８
によりフィーダリンク３０８に沿って送信される総出力
電力を調整するように制御される。送りリンク３０８に
沿って送信されるＲＦ信号は、フィーダリンク３３０に
受け取られ、そして自動利得制御器３３２に通される。
自動利得制御器（ＡＧＣ）３３２の利得は、ＲＦ信号に
埋め込まれた基準トーンのレベルを作用させて、所望レ
ベルのＡＧＣ出力を得るように調整される。ＡＧＣ３３
２の利得を調整することにより、多数のフィーダリンク
の各々からの基準トーンを同じ電力レベルに駆動する一
方、個々のユーザ電力と基準トーンとの間の関係を維持
する。このように、多数のフィーダリンク間の伝播ロス
の差が、ＲＦ信号を合成する前に補償される。三方合成
器３３６は、フィーダリンク３３０、３３８及び３４０
に各々受け取られたＲＦ信号を合成し、そしてサテライ
トの有効到達領域を定めるアンテナ３４２からそれを出
力する。次いで、図１４及び１５を参照し、好ましい実
施形態により自動レベル制御をいかに行うかを説明す
る。
【００６１】図１４は、マルチプレクサ３１８により発
生された例示的なＲＦ信号３５０を示している。このＲ
Ｆ信号３５０は、多数のサブバンド３５２、３５４及び
３５６に対するコミュニケーションデータを含む。複合
信号３５０は、トーン発生器３２２により発生されたト
ーン３５８も含む。基準トーン３５８は、規定の電力出
力レベルに対応する振幅を有する。例えば、トーン３５
８は、サテライト３００により最終的に送信される２ワ
ットの送信電力に対応する。複合ＲＦ信号３５０は、ア
ンテナサブシステム３１６に通され、アンテナ３２８か
ら送信される。
【００６２】送信中に、ＲＦ信号は、雲や雨等の障害物
に通される。このような障害物は、各サブバンド３５２
−３５６内の信号の大きさ及び基準トーン３５８の大き
さを変更し得る。図１４の受信した合成信号３６０は、
フィーダリンク３３０に受け取られた信号を表す。この
受け取られた合成信号３６０は、サブバンド信号３５２
−３５６及び基準トーン３５８を含む。サブバンド信号
及び基準トーンの大きさは、増加されるが、サブバンド
信号３５２−３５６と基準トーン３５８との間の相対的
な振幅は、不変である。フィルタ３３４は、所定の出力
電力レベル（例えば、２ワット）に関連した所定の振幅
に対応する振幅で受信基準トーン３６８を出力するまで
ＡＧＣ３３２の利得を調整する。その後、ＡＧＣ３３２
は、調整された複合ＲＦ信号３７０（図１４）を出力す
るように制御される。ＡＧＣ３３２により調整されたと
きに、ＲＦ信号３７０は、マルチプレクサ３１８によっ
て出力された元の基準トーン３５８に大きさが等しい基
準トーン３７８を含む。更に、サブバンド３７２−３７
６のＲＦ信号の振幅は、元のサブバンド信号３５２−３
５６の振幅に等しい。
【００６３】従って、対応する送信電力レベルに予め指
定された基準トーンを合成することにより、地球ステー
ションは、地球ステーションから送信されるトラフィッ
ク信号とトーンとの間に所望の関係を有する複合ＲＦ信
号をフィーダリンクを経てサテライトが受信するよう確
保することができる。アンテナ３４２から送信されるそ
の後の信号は、振幅が、サブバンド信号３７２−３７６
と基準トーン３７８との間の関係により確立された振幅
に対応する。従って、基準トーン３５８に対しモデムに
おいてサブバンド信号３５２−３５６の振幅を調整する
ことにより、地球ステーションは、アンテナ３４２にお
いて各サブバンド内に発生される送信電力を制御するこ
とができる。
【００６４】図１５は、本発明の好ましい実施形態によ
る自動レベル制御プロセスの第２の例を示す。図１５
は、元の複合ＲＦ信号３８０と、受信した複合ＲＦ信号
３９０と、調整された複合ＲＦ信号４００とを示してい
る。元の及び調整された複合信号３８０及び４００は、
振幅の等しいサブバンド信号３８２−３８４及び４０２
−４０４を含んでいる。基準トーン３８６及び４０６も
振幅が等しい。この振幅関係は、たとえ受信した複合Ｒ
Ｆ信号３９０が、元の意図された信号とは実質的に振幅
の異なるサブバンド信号及び基準トーン３９２、３９４
及び３９６を含んでいるとしても、維持される。
【００６５】調整された複合ＲＦ信号２７０及び３００
は、三方合成器２３６で合成され、そして対応するサブ
バンドに沿って意図されたターミナルへと送信される。
【００６６】本発明の上記の好ましい実施形態によれ
ば、ＳＯＣ２０は、全サテライト電力を割り当てそして
それを各地球ステーションに供給する。地球ステーショ
ン内では、ベースバンドマネージャーがサテライトの全
割り当て電力をビーム及びサブバンドの間で細分化す
る。ビームプロセッサは、サブバンドの電力割り当てを
受け取ると、各サブバンドに関連したモデムのセットを
制御し、送りリンクの所要のＳＮＲ値を得る。モデム
は、アンテナサブシステムからフィーダリンクを経てサ
テライトへ送信されたＲＦ信号の出力電力を調整する。
モデムは、各送信されたＲＦ信号内でサブバンド電力レ
ベルと基準トーンとの間に所望の関係を維持する。サテ
ライトは、各フィーダリンクに関連したＡＧＣを各受信
ＲＦ信号内の基準トーンに基づいて調整し、到来するＲ
Ｆ信号の利得を適切に調整する。サテライトは、次い
で、多数のフィーダリンクからの調整されたＲＦ信号を
合成器において合成し、そして複合ＲＦ信号をアンテナ
からサテライトの有効到達領域全体にわたり各ビームス
ポット内の所定電力の対応するサブバンドで送信する。
モデムは、信号に質に対してフィードバックを受け取
り、そして複合ＲＦ信号３５０内のＲＦ信号の振幅を調
整することによりサテライトの出力電力を調整する。ビ
ームプロセッサ、ベースバンドマネージャー及びＳＯＣ
は、各ビームに割り当てられる電力をモデムからのフィ
ードバックに基づいて調整する。
【００６７】任意であるが、サテライト３０から送信さ
れたテストＲＦ信号を受信するために、テストモジュー
ル２４を地球ステーションの近くに設けることができ
る。テストモジュール２４は、基準トーンに対する全フ
ィーダリンク電力をサテライト３０からの戻り信号に基
づいて測定する。
【００６８】任意であるが、ベースバンドマネージャー
及びビームプロセッサは、将来予想されるチャンネルに
対して最初に保存された電力を、追加電力を必要とする
アクティブなチャンネルへと再分布し、許容最小限のＳ
ＮＲ値を得るように協働することができる。例えば、特
定のサブバンドが２０個のチャンネルを含むと予想され
る場合には、ベースバンドマネージャー及びビームプロ
セッサは、２０個のチャンネルがアクティブになった場
合にそれらにサービスするに充分な電力を保存する。し
かしながら、処理中に５個のチャンネルがアクティブで
ありそして残りがインアクティブである場合には、ビー
ムプロセッサ及びベースバンドマネージャーは、保存さ
れた電力のある割合を、追加電力を必要とする他のビー
ム及び／又はサブバンドに再割り当てする。ベースバン
ドマネージャー及びビームプロセッサは、２０個の予想
されるチャンネルから所定の最小数の付加的なアクティ
ブなチャンネルをサポートするように入手可能な電力を
最初に分割する。
【００６９】本発明の特定の実施形態を以上に説明した
が、本発明はこれらに限定されるものではなく、当業者
であれば、上記技術に鑑み、種々の変更が明らかとなろ
う。それ故、本発明の精神及び範囲内に入るこれらの変
更は全て特許請求の範囲内に包含されるものとする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好ましい実施形態によるサテライトベ
ースのテレコミュニケーションシステムを示すブロック
図である。
【図２】本発明の好ましい実施形態の地球ステーション
のブロック図である。
【図３】本発明の好ましい実施形態の地球ステーション
のブロック図である。
【図４】本発明の好ましい実施形態によるベースバンド
マネージャー及びビームプロセッサの詳細なブロック図
である。
【図５】本発明の好ましい実施形態のサテライト電力マ
ネージャーがたどる処理シーケンスを示す図である。
【図６】本発明の好ましい実施形態のサテライト電力マ
ネージャーがたどる処理シーケンスを示す図である。
【図７】本発明の好ましい実施形態のサテライト電力マ
ネージャーがたどる処理シーケンスを示す図である。
【図８】本発明の好ましい実施形態のビームプロセッサ
の詳細なブロック図である。
【図９】本発明の好ましい実施形態により図８のビーム
プロセッサにより行われる処理シーケンスを示す図であ
る。
【図１０】本発明の好ましい実施形態により図８のビー
ムプロセッサにより行われる処理シーケンスを示す図で
ある。
【図１１】本発明の好ましい実施形態による地球ステー
ションとユーザターミナルとの間の送りリンクパワーコ
ントロールループを示す図である。
【図１２】本発明の好ましい実施形態による戻りリンク
パワーコントロールループを示す図である。
【図１３】本発明の好ましい実施形態による自動レベル
コントローラの図である。
【図１４】本発明の好ましい実施形態による図１３の自
動レベルコントローラに関連して送信される例示的ＲＦ
信号を示す図である。
【図１５】本発明の好ましい実施形態による図１３の自
動レベルコントローラに関連して送信される例示的ＲＦ
信号を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 スコット エイ スティーヴンス アメリカ合衆国 カリフォルニア州 90266 マンハッタン ビーチ オーク アベニュー 1900 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H04B 7/14 - 7/22

Claims (12)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくとも１つの地球ステーションと少
    なくとも１つのユーザターミナルとの間のサテライトを
    通る複数のチャンネル間でサテライトの送信電力を分配
    するためのサテライトをベースとするテレコミュニケー
    ションシステムのパワーコントロール装置において、 少なくとも１つのコミュニケーションチャンネルをもつ
    サテライトにより使用するための全サテライト入手電力
    を指定するオペレーションセンターを備え、上記チャン
    ネルは、サテライトにより放射される所定ビームの所定
    のサブバンドにあり、 サテライトにより放射されるビームのサブバンドにおい
    て通信チャンネル間の上記全入手電力の分配を制御する
    ための地球ステーションを更に備え、この地球ステーシ
    ョンは、サブバンド電力割り当てを与えるためにサブバ
    ンド間で上記全入手電力を分割するベースバンドマネー
    ジャーと、上記コミュニケーションチャンネルに沿って
    サテライトにより維持されるべき所望の信号品質を決定
    するビームプロセッサとを含み、該ビームプロセッサ
    は、上記サブバンド電力割り当てに基づいて上記所望の
    信号品質を調整することを特徴とする装置。
  2. 【請求項２】 上記地球ステーションは、更に、対応す
    る数のコミュニケーションチャンネルに対して指定され
    た複数のモデムを備え、このモデムは、上記ビームプロ
    セッサによって決定された上記所望の信号品質を維持す
    るように、サテライトが上記コミュニケーションチャン
    ネルの送りリンクに沿ってＲＦ信号を放射するサテライ
    ト送信電力レベルを調整する請求項１に記載の装置。
  3. 【請求項３】 上記ベースバンドマネージャーは、上記
    ビームプロセッサから報告される全サテライト電力割り
    当て、ＰＦＤ限界、及び所要の電力レベルに基づいて、
    各ビームごとにサブバンド電力割り当てを決定する請求
    項１に記載の装置。
  4. 【請求項４】 上記ビームプロセッサは、サブバンド電
    力割り当てに基づいてビーム内の各ユーザターミナルに
    対するフェード限界を決定する請求項１に記載の装置。
  5. 【請求項５】 上記ビームプロセッサは、ユーザターミ
    ナルの形式と、サテライトの視野内のユーザターミナル
    の位置とに基づいてフェード限界を決定する請求項１に
    記載の装置。
  6. 【請求項６】 上記ビームプロセッサは、現在ユーザタ
    ーミナルに対応するモデムから上記ビームプロセッサに
    報告される信号対雑音比情報に基づいてフェード限界を
    決定する請求項１に記載の装置。
  7. 【請求項７】 上記ベースバンドマネージャーは、追加
    電力を必要とする第１のサブバンドへ電力をシフトする
    と共に、過剰電力を含む第２サブバンドから電力をシフ
    トするように第１と第２のサブバンド間で電力を再割り
    当てする請求項１に記載の装置。
  8. 【請求項８】 上記ビームプロセッサは、上記所望の信
    号対雑音比を得るに充分な電力が上記サブバンドに割り
    当てられなかったことを対応モデムが指示するときに、
    対応サブバンドに対する所望の信号対雑音比を減少する
    請求項１に記載の装置。
  9. 【請求項９】 上記ビームプロセッサは、各サブバンド
    のサブバンド電力需要を上記ベースバンドマネージャー
    に報告する請求項１に記載の装置。
  10. 【請求項１０】 上記オペレーションセンターは、共通
    のサテライトの全電力容量を共通のサテライトのビーム
    を用いて地球ステーション間で分割する請求項１に記載
    の装置。
  11. 【請求項１１】 上記オペレーションセンターは、ビー
    ムごとのサブバンド当たりの電力限界を上記地球ステー
    ションに与える請求項１に記載の装置。
  12. 【請求項１２】 上記オペレーションセンターは、上記
    地球ステーションからのフィードバック電力要求情報に
    基づいて共通のサテライトのビームを用いて地球ステー
    ション間に共通のサテライトの全電力容量を再割り当て
    する請求項１に記載の装置。
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