JP3406629B2 - 衛星通信システムの動作方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はお互いに関して移動して
おりかつ地球の複数のセルカバレージを有するアンテナ
を備えた複数の衛星に関する。

【０００２】

【従来の技術】衛星は世界中の異なる位置におけるステ
ーション（局：ｓｔａｔｉｏｎｓ）の間の通信のため
の、特に移動通信ステーションのための重要なリンクと
なりつつある。衛星システムが世界的なカバレージを与
えるためには、衛星のネットワークまたは集団（ｃｏｎ
ｓｔｅｌｌａｔｉｏｎ）が望ましい。地球の種々の部分
に対する連続的な単一または複数カバレージを達成する
ための最小数の衛星およびそれらの軌道の条件が、例え
ば“Ｔｈｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ａｓｔｒ
ｏｎａｕｔｉｃａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ”における、１９
８６年１月〜３月、ＶＯＬ ３４、ＮＯ．１のＬ．Ｒｉ
ｄｅｒによる“Ａｎａｌｙｔｉｃ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ
Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｃｏｎｓｔｅｌｌａｔｉｏｎｓ
ｆｏｒ Ｚｏｎａｌ Ｅａｒｔｈ Ｃｏｖｅｒａｇｅ
Ｕｓｉｎｇ Ｉｎｃｌｉｎｅｄ Ｃｉｒｃｕｌａｒ
Ｏｒｂｉｔｓ”のｐｐ．３１−６４、および１９８７年
４月〜６月、ＶＯＬ３５、ＮＯ．２のＷ．Ｓ．Ａｄａｍ
ｓおよびＬ．Ｒｉｄｅｒによる“Ｃｉｒｃｕｌａｒ Ｐ
ｏｌａｒ Ｃｏｎｓｔｅｌｌａｔｉｏｎｓ Ｐｒｏｖｉ
ｄｉｎｇ Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｓｉｎｇｌｅ ｏｒ
Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｃｏｖｅｒａｇｅ Ａｂｏｖｅ
ａ Ｓｐｅｃｉｆｉｅｄ Ｌａｔｉｔｕｄｅ”のｐｐ．
１５５−１９２に記載されている。

【０００３】このような衛星集団内の各衛星は該衛星ア
ンテナの「足跡（フートプリント：ｆｏｏｔ−ｐｒｉｎ
ｔ）」と称されるカバレージパターンを地球上に生成す
る１つまたはそれ以上の方向性アンテナを有する。複数
の極軌道衛星が使用される場合、極に向けて該衛星は集
中しかつアンテナの足跡がオーバラップし始める。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】過去においては、しば
しばアンテナパターンのオーバラップは望まれてきた
（例えば、上掲のＡｄａｍｓおよびＲｉｄｅｒを参
照）。しかしながら、アンテナのフートプリントが個々
の通信が行われる別個の「セル」からなる場合には、オ
ーバラップは望ましくない。１つの衛星からのセルが他
の衛星からのセルとオーバラップすると、カバレージの
冗長性が生じかつ通信の干渉が生じ得る。従って、多衛
星セルラシステムにおいてそのような干渉の問題を避け
ることにつき絶えざる必要性が存在する。

【０００５】ここで用いられている、用語「衛星」は他
の衛星に対して移動している任意の衛星を含むことを意
味する。制限的なものではない例として、軌道周回中に
収束する複数の衛星あるいは地球静止衛星に関して移動
する１つまたはそれ以上の衛星がある。用語「セル」は
アンテナパターンの他の部分（すなわち、他のセル）に
おける通信とは独立に通信が行われるアンテナパターン
の１つまたはそれ以上の部分を意味するものと考えてい
る。

【０００６】従って、本発明の目的は、１つまたはそれ
以上の衛星と通信している地上をベースとしたユーザに
対する妨害または信号の混乱を低減しあるいは除去する
ように衛星のアンテナパターンを変更するアンテナカバ
レージ管理手段および方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段および作用】２個またはそ
れ以上の衛星を含み該衛星の内の少なくとも１つの軌道
のある部分の間にアンテナパターンがオーバラップしあ
るいは隙間があく衛星通信システムの動作方法は、第１
および第２の衛星のアンテナのそれぞれ第１および第２
のアンテナカバレージパターンを決定する段階、前記第
１および第２のアンテナカバレージパターンが前記第１
または第２の衛星の内の１つが他のものに関して移動す
る時にオーバラップしあるいは隙間があく時を判定する
段階、そして一方または双方の衛星のアンテナカバレー
ジパターンを時間の関数として変更し実質的な干渉オー
バラップまたはかなりの大きさのノンカバレージギャッ
プを防止する段階を具備する。

【０００８】好ましい実施例においては、前記アンテナ
カバレージパターンはその活動が変更されるようになっ
ているセルを含みかつ前記第１の決定段階は前記アンテ
ナパターンの内の少なくとも周辺のセルの中心位置を計
算する段階および前記第１および第２のアンテナカバレ
ージパターンの接近しているまたは遠のいているセルの
中心間距離を計算する段階を具備する。計算された中心
間距離は望ましくは同じセルに対する予め定められた中
心間距離と比較されかつ一方または双方の衛星のアンテ
ナカバレージパターンは前記計算されたセンタ間距離が
前記所定のセンタ間距離と異なり衛星が接近しまたは離
れるに応じて実質的な干渉またはノンカバレージギャッ
プが生ずる場合に変更される。該アンテナカバレージパ
ターンはセルの数または大きさまたは位置または活動を
変更することにより、あるいは特定のセルをオンまたは
オフとすることにより変更される。

【０００９】さらに、接近する衛星のアンテナパターン
間の干渉またはギャップを防止するために衛星アンテナ
カバレージを管理するシステムが提供され、該システム
は、１つの衛星のアンテナパターンが他の衛星のアンテ
ナパターンと干渉するかあるいは干渉しない場合の軌道
の所定部分に関する情報を記憶するためのメモリ手段、
前記１つの衛星の現在の軌道情報を決定するための衛星
位置決め手段、そしてそのような現在の軌道情報を前記
記憶された軌道情報と比較して所定の判断基準に合致し
た時を判定し、かつ次に前記一方または他方の衛星に関
連するアンテナパターンを変更してそれらのアンテナパ
ターン間の実質的な干渉またはギャップを避けるための
制御手段を具備する。

【００１０】好ましい実施例においては、前記システム
はさらにアンテナの個々の制御可能なセルに送信される
信号あるいは個々の制御可能なセルから受信される信号
のルーティングを変更するための通信ルーティングマト
リクスを具備しかつ前記メモリ手段、位置決め手段およ
び制御手段は一方または他方の衛星に搭載される。

【００１１】前記アンテナパターンはセルを含みかつ該
アンテナパターンを変更するための前記制御手段はさら
に望ましくは個々のアンテナセルをターンオフしあるい
はターンオンし、あるいは個々のアンテナのセルの形状
および大きさを変更する手段を備える。

【００１２】

【実施例】本発明は多セル衛星アンテナパターンの内の
どのセルをターンオンおよびターンオフするかあるいは
さもなければ時間および／または軌道位置の関数として
変更するかを決定するための新規なセル管理方法および
装置を提供する。本発明の方法および装置は低高度地球
周回衛星の集団について述べているが、これは単に説明
の便宜上のものでありかつ制限的なものではない。本発
明はそのアンテナのフートプリントが変化するオーバラ
ップを有する少なくとも２つの相対的に移動する衛星を
有する任意のシステムに適用される。両方の衛星が移動
していてもよく、あるいは一方が移動しておりかつ他方
が地球静止軌道にあってもよい。

【００１３】図１はほぼ極軌道にある衛星通信システム
４９の低高度地球周回衛星の集団（ｃｏｎｓｔｅｌｌａ
ｔｉｏｎ）を示している。衛星４２は軌道５０において
地球５９の回りを移動している。衛星４０および４１は
軌道５１において地球５９の回りを移動している。衛星
４３および４４は軌道５２において地球の回りを移動し
ている。衛星４５は軌道５３において地球５９の回りを
移動している。衛星４６および４８は軌道５４において
かつ衛星４７は軌道５５において地球５９の回りを移動
している。地球５９は北極６０および南極６１を有す
る。赤道６２は地球５９の上に点線で示されている。

【００１４】矢印６３〜６８は宇宙空間の遠くの点から
見た軌道５０〜５５の方向を示す。軌道５０〜５３は極
６０の方向に移動しており、かつ一旦極６０を通過する
とそれらは極６１に向かって降下する。軌道５４および
５５は極６１に向かって移動しかつ一旦極６１を通過す
ると極６０に向かって降下する。極６０に向かって移動
する衛星の軌道（例えば、軌道５３）および極６１に向
かって移動する衛星の軌道（例えば、軌道５４）が反対
方向になっている領域がある。衛星が反対方向に軌道を
周回する隣接軌道間のこの差は「シーム（ｓｅａｍ）」
と称される。該シームの両側の「反対方向の」軌道５
３，５４で移動する衛星の相対速度は「同じ方向の」軌
道５０〜５３の衛星の間の相対速度よりもずっと大き
い。

【００１５】図１から隣接軌道の衛星の間（例えば、衛
星４０および衛星４４の間）の離間距離はそれらが極に
接近するに応じて減少しかつ該離間距離は衛星が極から
離れるに応じて増大する。隣接軌道における衛星間の最
大の離間は赤道６２において発生し、かつ最小の離間は
６０および６１において発生する。同じ軌道における衛
星間の離間距離は同じままである。例えば、衛星４０お
よび４１の間の離間距離は衛星４０および４４の間の離
間距離が変化する間も一定のままである。同じことが他
の軌道の衛星についても当てはまる。

【００１６】図２は従来技術（例えば、前記Ｒｉｄｅｒ
またはＲｉｄｅｒ ａｎｄ Ａｄａｍｓ参照）に従っ
て、それらの軌道５０，５１の種々の点で地球に投影さ
れる図１の衛星４２および４１の、それぞれ、アンテナ
カバレージパターン（すなわち、フートプリント）８０
および８１を示す概略図である。赤道６２においては、
アンテナカバレージパターン８０および８１は丁度互い
に接触している。極６０の近くで、アンテナカバレージ
パターン８０および８１（ここでは８０′および８１′
と名付けらたパターン）はかなりの程度までオーバラッ
プするが、これは軌道５０，５１および衛星４２，４１
が収束するからである。衛星が極に接近するに応じて、
アンテナパターンカバレージのかなりのオーバラップが
存在する。このオーバラップは赤道における実質的にゼ
ロの状態から極における５０％以上の状態まで変化す
る。「オーバラップ」は衛星に送信しかつ衛星から受信
する個々の加入者ユニット（Ｉｎｄｉｖｉｄｕａｌ Ｓ
ｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｕｎｉｔ：ＩＳＵ）または他の地
球をベースとしたユーザが前記アンテナパターン内にあ
りかついずれの衛星によっても有効なユーザと認識され
る地上の領域として定義される。

【００１７】アンテナカバレージパターンの計算は当業
者によく知られている。衛星軌道のパラメータ（すなわ
ち、高度および地球面の距離）、アンテナの特性（すな
わち、ゲイン、放射パターン）、送信機の電力、および
受信機の感度を知ることにより、各アンテナのセルおよ
びアンテナに対するカバレージパターンの大きさおよび
形状を衛星軌道の任意の点について計算できる。例え
ば、ニューヨーク、ＭｃＧｒａｗ Ｈｉｌｌ Ｃｏｍｐ
ａｎｙの、１９５９年、Ｊｏｈｎ Ｄ．Ｋｒａｕｓによ
る“Ａｎｔｅｎｎａｓ”を参照。

【００１８】図３は、本発明に係わるアンテナセル管理
によってそれらの軌道の異なる点において地球に投影さ
れた図１の衛星４２および４１の、それぞれ、アンテナ
カバレージパターン（すなわち、フートプリント）８０
および８１を示す概略図である。

【００１９】図３は、本発明のセル管理システムを使用
した場合の、赤道６２におけるパターン８０および８１
と、極６０に近い場合のアンテナカバレージパターン
（パターン８０″および８１″）のそれぞれの大きさを
示す。図３に示されるセルのオーバラップは極６０の近
くで低減されあるいは除去されている。図３において、
各衛星は、赤道６２において隣接衛星のアンテナカバレ
ージパターン８０，８１が隣接し、すなわち、接触して
いるが大きくオーバラップしないようなアンテナカバレ
ージパターンを有する。これは赤道において全体的なカ
バレージを提供するために必要である。本発明のアンテ
ナセル管理方法およびシステムは衛星が極に近付きかつ
極から離れる場合にこの「接触しているが大きくオーバ
ラップしない」状態を維持するように種々のセルを変調
しまたはオン／オフに切り替える。

【００２０】図２〜図３におけるアンテナカバレージパ
ターンは六辺形の外形を有するものして示されている
が、それらは異なる形状を持ちかつそれでも所望のカバ
レージを達成することができる。例えば、該形状は四角
形、円形、斜方形、あるいは特定の用途に対して望まれ
る他の形状とすることができる。図３に示されるような
概略六辺形状が好ましい。

【００２１】図４は、３つの衛星（例えば、それぞれ４
２，４１，４０）のアンテナカバレージパターン８０，
８１，８２を示し、これらは衛星が赤道６２に現れる場
合の各々のアンテナカバレージパターンまたはフートプ
リントを構成する個々のセルを含んでいる。軌道経路５
０および５１も示されている。

【００２２】アンテナカバレージパターン８１はアンテ
ナカバレージパターン８２とのオーバラップ領域９０を
有する。オーバラップ領域９０は明瞭に見ることができ
るように１３５度で斜線が引かれている。領域９０にお
けるオーバラップ量は一定であるが、これは２つの衛星
の間の距離が一定であるためである。この形式のオーバ
ラップは同じ軌道にあるすべての衛星の間で生ずる。オ
ーバラップ領域９０の量は一般にギャップを残さずに干
渉が最も少なくなるように小さく構成される。

【００２３】アンテナカバレージパターン８０は、それ
ぞれ、アンテナカバレージパターン８１および８２との
オーバラップ領域９１および９２を有する。オーバラッ
プ領域９１，９２は容易に見ることができるように４５
度で斜線が引かれている。これらのオーバラップ領域は
相対的に移動する衛星の軌道位置の関数として絶えず変
化する。赤道においては、オーバラップ領域９１，９２
もまた一般に小さい。

【００２４】アンテナカバレージパターン８０，８１，
８２はセルと呼ばれるより小さな要素によって構成され
ている。セルの数および形状は衛星のアンテナ（単数ま
たは複数）の形式および数の関数である。図４に示され
る例においては、衛星のアンテナは各々セル１〜セル３
７と名付けられた、３７のセルを生成する。典型的に
は、各セルは衛星のアンテナの１つの要素から生ずる。
例えば、前記衛星のアンテナはマイクロ波ホーンアンテ
ナのアレイとすることができ、各々のホーンは特定のセ
ルのもとになる。あるいは、該アンテナは１つまたはそ
れ以上のフェーズドアレイアンテナとすることができか
つ各々のセル、またはその組合わせをカバーするように
電気的に方向付けられる（ｓｔｅｅｒｅｄ）。所定のカ
バレージパターンを有するこれらおよび他の形式のアン
テナは当業者によく知られている。

【００２５】多セルアンテナパターンを生成するための
任意の手段を使用することができる。地球表面に対する
該アンテナパターンのフートプリントは通常個々のセル
を生成する衛星アンテナの種々の部分をターンオンおよ
びターンオフしあるいは変調することにより変えられ
る。また、個々のセルのカバレージまたは程度（ｅｘｔ
ｅｎｔ）を変え、すなわち、単にそれらをターンオン／
ターンオフする代わりにそれらの形状、サイズ、位置を
変えることも可能である。

【００２６】この例では、衛星アンテナのフートプリン
トごとに３７のセルがあるが、これらは任意の数のセル
とすることができる。当業者はセルの数はシステムの経
済性および所望の容量の関数であることを理解するであ
ろう。

【００２７】衛星および数多くの地球をベースとしたス
テーションとの間の通信のために、一般的には限られた
数の通信周波数またはチャネルが利用可能である。衛星
のアンテナビームの間の空間ダイバシティが望ましい
が、それは複数の地球ステーションとの衛星の通信容量
は衛星アンテナシステムによって投影されるセルの数に
従って増大するからである。

【００２８】衛星の天底（ｎａｄｉｒ）は地球の中心か
ら衛星の中心を通って延びるラインと交わる地球の表面
上の点として定義される。衛星のアンテナによって投影
される種々のセルの中心は一般に衛星の天底から一定の
距離を維持する。アンテナカバレージパターン８０，８
１および８２に対する天底のセルは図４においてセル３
７として示されている。セル３７の中心は典型的には、
（しかしながら、必ずしもそうである必要はないが）天
底ライン上にある。従って、アンテナパターンが地球上
をスイープする時、一定の高度でかつ一定のセルサイズ
を持って移動する衛星に対しセル１〜３６の中心はセル
３７の中心から一定の距離にある。もしセルサイズが変
化すればセル間距離にも対応する変化が生ずる。この距
離は地球表面上の多くのメートルまたはマイルとして、
あるいは衛星の高度が分かればセル間角度として表すこ
とができる。

【００２９】地球の表面上に投影されるセルの各々の中
心は、以後緯度／経度／時間位置と称する、特定の経度
および緯度を衛星軌道の各点に対する時間の関数として
有している。この緯度／経度／時間位置およびセルの大
きさが与えられれば、隣接衛星からのセルのオーバラッ
プ量は時間または周回位置の関数として決定される。周
回位置は経度および緯度形式の基準のみならず高度（ａ
ｌｔｉｔｕｄｅ）のファクタを含む。

【００３０】衛星は地球を通常円軌道で周回するが地球
は完全な球体でないから、アンテナパターンのサイズは
軌道位置の関数として変えることができる。該パターン
のサイズはまた地球上の同じ位置の上にある異なる衛星
に対しもしそれらが異なる高度にあれば変化するであろ
う。

【００３１】近隣のアンテナパターンの各々のセルの中
心間の「距離」が計算されかつ次にセル間の所定の受入
れ可能な中心間距離のテーブルと比較される。図５はセ
ンタ間距離が計算されている相交わるアンテナパターン
８０および８１からのセルの例を示す。オーバラップ領
域は見やすくするため４５度の角度で斜線が施されてい
る。前記「距離」は任意の都合のよい座標システムを用
いて計算できる。

【００３２】セル８および７はアンテナパターン８０か
らのものであり（図４を参照）、かつセル１１および３
３はアンテナパターン８１からのものである。いくつか
のオーバラップするセルの中心はドット１２１〜１２４
で示されている。セル８の中心１２１と他の中心との間
の距離は図５においては距離線１３０〜１３２によって
示されている。例えば、セル３３の中心１２３への距離
１３０、セル１１の中心１２４への距離１３１、そして
セル２６の中心１２２への距離１３２がある。

【００３３】もしセル７，８および３３，１１，２６が
収束しておれば、どのセル（単数または複数）が変調さ
れるべきか、例えば、ターンオフされるべきかに関する
決定を行う必要がある。図５においては、現在のオーバ
ラップはターンオフを正当化するのに十分ではないが、
それはもし、例えば、セル８または３３のいずれかがタ
ーンオフされるとカバレージにギャップが生ずるからで
ある。しかしながら、結局、周回が進むにつれて、衝突
しているセル８または３３がターンオフされるべき程度
にオーバラップが進むであろう。好ましいターンオフポ
イントは１つのセルの領域が他のセルの約７０％に重な
るところである。７０％のオーバラップを生ずる結果と
なる実際のセンタ間距離ターンオフしきい値の計算はセ
ルの実際の形状の関数である。あるいは、好ましいター
ンオン点は１つのセルの領域が他のセルの約１０％間隔
があく場合である。１０％のギャップを生ずる結果とな
る実際のセンタ間距離のターンオンしきい値の計算はセ
ルの実際の形状の関数である。当業者は本明細書の説明
に基づきセルの大きさ、形状および所望のオーバラップ
量に基づきどのようにしてそのようなターンオン／オフ
ポイントを計算するかを理解するであろう。

【００３４】地球上のＩＳＵの位置において十分な電力
強度が存在し続け、それが依然として衛星に送信しかつ
衛星から受信できることが重要である。セルは衛星が極
に向かって移動するに応じてターンオフされかつ衛星が
赤道に向かって移動するに応じてターンオンされる。タ
ーンオフは衝突しているセルの間の中心間距離がアンテ
ナカバレージにギャップを生ずることなくセルがターン
オフできる値にまで減少した時に行われる。より低い角
度の衛星、すなわち、ＩＳＵの水平線から測定した最も
小さな角度（または天底から測定した最も大きな角度）
を有する衛星をターンオフすることが好ましい。最も近
く直接頭上にある衛星のセルがＩＳＵの水平線に対し小
さな角度およびＩＳＵの天底ラインに対し大きな角度に
ある衛星のセルよりも好ましい。

【００３５】以上の説明はオーバラップするセルがター
ンオンまたはターンオフされることについて述べている
が、当業者は本明細書の説明に基づき望ましくないオー
バラップを避けるための他の手段または構成も使用でき
ることを理解するであろう。制限的なものではない例と
して、セルの大きさまたは位置あるいはセルの数を変更
し、あるいはそのようなオーバラップ領域において干渉
を避けるため他のものに対し一方の衛星を優先するよう
にアンテナゲインを変えることがある。衛星のアンテナ
パターンに関してここで用いられているように、セルを
ターンオンまたはターンオフすることは地上ステーショ
ンまたはユニット（例えば、ＩＳＵ）によって局部的に
アンテナの感度またはパターンに影響を与え干渉を防止
しまたは衛星選択の不確かさを防止する代わりの手段を
含むものと考えている。

【００３６】図６は、どのセルをターンオフまたはター
ンオンするかを決定する好ましい方法を示す単純化した
フロー図である。該方法は赤道にあるかあるいは赤道に
非常に近い衛星によって優先的に開始される。これは、
一般的に、各衛星のすべてのセルがオンになっている場
所である。赤道にあるかあるいは赤道に近い場合の各衛
星の各々のセルの（好ましくは）中心の緯度および経度
がブロック２００において計算されかつ記憶される。次
に、ブロック２０１において、セル間のセンタ間距離が
計算されかつ記憶される。説明の簡易化のために、該セ
ルは同じ形状でありかつ同じ包含領域を有するものと仮
定する。異なる形状および領域に対しては、各々のセン
タ間距離がその特定の形状および大きさに応じて、独自
の「許容可能な距離」と比較される。これは標準的なプ
ログラミングおよび汎用目的のコンピュータを用いて容
易に行なわれる。この計算は隣接アンテナパターンにお
けるその他すべてのセルに関するアンテナパターンにお
けるすべてのセルについて行う必要はない。むしろある
特定のアンテナパターンの周辺におけるターンオンされ
たセルから隣接のアンテナパターンの３つの最も近いタ
ーンオンされたセルまでの距離を計算すればよい。３つ
の最も近いターンオンされたセルが適切であるが、例え
ば、アンテナセルパターンの「コーナ」近くの（例え
ば、図４のセル３１，２５，１９，１３，７，１）３つ
より多く使用することが望ましい場合がある。これはオ
ーバラップを変えることによって影響を受けるアンテナ
パターンの周辺における各セルに対してなされる。

【００３７】例えば、図５は、セル８およびセル２６，
３３および１１の間の距離が計算されるべきことを示し
ている。これらの距離は「ベストモード点」の決定にお
いて使用され、この場合該ベストモードはセルのターン
オフがカバレージの受入れるとができないギャップを持
つことなしに最少量の受入れ不可のセルのオーバラップ
を生ずる結果となる点である。

【００３８】ベストモードの定義は衛星の下の地勢の関
数として変化する。ベストモードの決定要因は多くの要
素から構成される。例えば、ベストモードは海洋および
北極圏（少しのＩＳＵ）にわたるカバレージにおいては
大きなギャップを可能にし、一方密集した人口の領域
（多くのＩＳＵ）においては多量のオーバラップを可能
にする。ベストモードはまた実際のアンテナパターンに
よって影響される。例えば、アンテナが非常に狭いビー
ムの場合は、セルの中心における電力密度はセルのエッ
ジにおけるものよりずっと大きいが、これはより広いパ
ターンを有するアンテナではセルの中心における電力密
度はセルのエッジにおけるものとそれ程異ならないのと
対比される。

【００３９】センタ間データは次にブロック２０２に送
られ、そこで該センタ間距離が特定の衛星位置（または
軌道周回時間）におけるそのアンテナパターンに対する
最小の許容可能なセンタ間距離より小さいか否かを判定
するために分析が行われる。これはブロック２０１にお
いて計算された距離の各々に対して行われる。この判定
の答えが最小許容可能距離より小さなセンタ間距離がな
い、すなわち矢印２０６、ということであれば、計算が
行われている軌道位置がブロック２０３において、例え
ば、０．１度の緯度および対応する経度だけ増分され
る。ブロック２００において新しく想定された軌道位置
に基づき新しいセル位置が再計算されかつ処理が継続す
る。前記判定の答えが最小許容可能距離より小さなセン
タ間距離が存在するということであれば、（矢印２０５
を介して）センタ間データがブロック２０４に送られど
のセルをターンオフするかを決定する。

【００４０】ブロック２０４において行われるどのセル
をターンオフするかの決定はユーザの希望に応じて幾つ
かの方法で行われる。例えば、（１）そのセルを使用し
ているＩＳＵに対しどの配列が最善の性能（例えば、最
善の信号対雑音比）を与えるかを見るために隣接衛星間
でかわるがわるセルが一時的にターンオフでき、（２）
ターンオフされるべきセルの選択をどのセルおよび／ま
たは衛星がより大きなまたはより小さな実際のあるいは
予期された負荷を持つかに基づき行うことができ、
（３）関与する特定のセルのどれがより貧弱な固有の性
能（例えば、消耗による劣化）を有するかにより前記選
択を決定することができ、および／または（４）衛星に
記憶されるあるいは地上から送信されるあるいはこれら
両方の所定の重み付け判定戦略に従って選択されたこれ
らおよび／または他の要素の組み合わせによることがで
きる。例えば、図５においては、セル８または３３をセ
ルが収束するに応じてターンオフする代わりに地理的、
性能的、または政策的な考慮に従ってセル７をターンオ
フすることがより有利であるかも知れない。政策的な考
慮は、例えば領土の境界内の種々の政府の規制に適合
し、あるいは特定の領土の境界に対する侵害を避けるた
めの要件である。

【００４１】ターンオフされているか、あるいは形状、
大きさ、位置、電力、その他が変えられる特定のセルか
ら生ずるカバレージの何らかのギャップを調整するため
に適合化（ｔａｉｌｏｒｉｎｇ）が用いられるのが望ま
しい。例えば、選択されたセルがターンオフした後セン
タ間距離が最大許容センタ間距離を超えれば、カバレー
ジのギャップが生じ得る。もし前記分析が特定のセルを
特定の時間にターンオフすることによってカバレージの
ギャップが発生することを示しておれば、制御システム
はそのギャップが存在することを許容し、あるいは同じ
または他のセルがギャップを避けるためにオンに留まり
またはターンオンするよう指令することができる。例え
ば、海の上あるいは夜遅い場合には、ギャップは有害な
影響をほとんど持たないが、人間の住む領域の上あるい
はピーク使用時間の間は非常に有害な影響を与える恐れ
がある。従って、地球の特徴（例えば、特定の緯度／経
度／時間）に関する衛星の位置は関心事である。もし考
慮すべきギャッフがなければ、セルはその位置する緯度
／経度／時間に基づく分析を行うことなくターンオフさ
れる。選択されたセルは次にブロック２１１においてタ
ーンオフされる。

【００４２】プロセスはブロック２０３に進み、想定さ
れたまたは実際の軌道位置が増分され、かつ処理は衛星
がそれらのそれぞれの極において収束するまで続けられ
る。不必要なセルをターンオフすることは干渉または妨
害を低減するのみならず衛星の電力を節約するという大
きな利点を有する。

【００４３】極においてはターンオフされるべきすべて
のセルはターンオフされておりかつ衛星は今や分散し始
める。衛星が分散する時、カバレージの余分のオーバラ
ップあるいは受け入れられないギャップを生ずることな
くカバレージを維持するためにセルを再びターンオンす
る必要がある。衛星が分散している時、前にブロック２
０２に送られた情報は代わりにブロック２０７に送ら
れ、そこでセンタ間距離が最大の許容可能なセンタ間離
間距離より大きいか否かを判定するために分析が行われ
る。これは少なくとも収束する衛星について説明したの
と同様にしてフートプリントの交差境界にあるかあるい
は近い衛星の少なくともアクティブなセルに対して行わ
れる。

【００４４】センタ間距離が前記最大許容可能距離より
小さいかあるいは等しい場合には、いずれのセルもター
ンオンされない。ライン２１０を介して、ブロック２０
３において想定されたあるいは実際の軌道位置が増分さ
れ、かつブロック２００において、新しく想定された軌
道位置に基づき、新しいセルの位置が計算され、処理が
継続する。

【００４５】センタ間距離が前記最大の許容可能なセン
タ間距離より大きい場合には、カバレージギャップが生
じようとしておりかつセルをターンオンするための決定
が必要である。これはブロック２０８において前にブロ
ック２０４に関連して説明したのと類似の戦略および方
策を用いて行われる。ブロック２０４および２０８の機
能は同じ論理装置および同じソフトウェアまたはファー
ムウェアまたはコードによって与えることができ、この
場合、第１の（衛星が接近している）場合に、衝突する
セルは「オン」でありかつ「オフ」にする必要があり、
かつ第２の（衛星が退いている）場合には、分離してい
るセルは「オフ」でありかつ「オン」にする必要がある
ことを考慮する。

【００４６】次に、ブロック２０９において、所望のセ
ルがターンオンされる。この点で、ブロック２０３にコ
マンドが発行され、想定されたあるいは実際の軌道位置
が増分されかつ処理は衛星が赤道に到達するまで継続す
る。赤道においては、１８０度の軌道緯度が達成されか
つ収束経路が再開しかつブロック２０２が再び機能して
いる。この処理は３６０度全部の軌道緯度が達成される
まで継続する。これは１つの軌道走査を構成する。その
間に、地球は軌道を周回する衛星の下で回転しており、
従って衛星はそれがスタートした経度とは異なる経度で
赤道に戻る。衛星がその３６０度の緯度の軌道を周回し
続ける時、それは最終的に出発経路に戻るまでの経度に
おいて処理を継続し、出発経度において衛星は再び地球
上の同じ位置の上を通過し始める。最初の出発時間から
経度が反復されるまでの周期は完全循環周回時間（ｃｏ
ｍｐｌｅｔｅ ｃｙｃｌｉｃａｌ ｏｒｂｉｔａｌ ｔ
ｉｍｅ）と呼ばれる。この完全循環周回時間を知ること
により、ある衛星の各セルに対する循環周回時間を決定
できる。これは地球が軌道を周回する集団内で回転して
おりかつ地勢の変動を考慮するためのセルのターンオフ
およびターンオンの要求の適合化は衛星の緯度および経
度および衛星のアンテナのフートプリントに依存するた
め必要である。

【００４７】各々の衛星のセルのターンオンおよびター
ンオフに対するデータが一旦得られると、軌道周回の関
数としてのセルのターンオンおよびターンオフのスケジ
ュールが展開される。例えば、該スケジュールは時間に
基づきあるいは経度および緯度に関するまたは角度に関
する衛星位置あるいは任意の都合のよい基準フレームに
基づくことができる。このスケジュールは打上げ前に衛
星にロードしおよび／または軌道に入った後に更新しま
たはロードすることができる。ターンオンおよびターン
オフのスケジュールおよび判断基準は軌道周回のパラメ
ータおよび／または衛星の特性が変化するに応じて時間
により更新されることが望ましい。

【００４８】衛星が軌道に入った後に最小限の地上制御
が必要とされ、かつ地上をベースとした衛星制御システ
ムはドリフトまたはハードウェアの劣化または他の変化
を考慮するために例外的な処理を行いあるいはセルの制
御プログラムを更新する必要があるのみである。例え
ば、予めプログラムされたオンボード衛星アンテナセル
パターンメモリはその性能が劣化したセルに対処するた
めに地上をベースとした衛星制御システムによって修正
することができる。他の例は、１つの衛星が最大容量に
近付いておりかつ１つの特定のセルがターンオフされる
と、そのセルにおける大きなトラフィックを他の衛星に
切り替えることによってその通信容量を改善できる場合
である。セルをターンオンする決定を衛星またはセルが
現在持っているトラフィックによって決定できる衛星が
極から離れるように移動している場合に逆も真である。

【００４９】図７は、上に述べた衛星のセル管理の発明
を実施するための好ましいハードウェアの実施例を示
す。図７は、衛星位置決定装置３０１、ターンオン／オ
フスケジュールメモリ３０２、コマンド制御受信機３０
３、個々のセル送信／受信／アンテナアレイ３０４〜３
４１、オン／オフスイッチまたはセルパターン、位置ま
たは電力変調器３４２〜３７９、そして通信ルーティン
グマトリクス３８０を備えた衛星４０を示している。衛
星制御センタ４００は典型的には地球５９上に配置され
るが他の衛星にあってもよい。本発明の好ましい実施例
においては、予測されるターンオン／オフスケジュール
は衛星の打ち上げ前に計算されかつターンオン／オフス
ケジュールメモリ３０２にロードされる。該スケジュー
ルは各々の特定のセルがターンオンまたはオフされ、あ
るいは変調される特定の経度および緯度および／または
時間を含む。

【００５０】一旦適切な軌道に乗せられると、衛星は次
のように動作する。以下の説明は新しい衛星が既にトラ
フィックを伝達している予め存在する衛星と置き換える
ために挿入されることを想定しているが、当業者は実質
的に同じ手順は衛星が導入されかつセットアップされる
最初の時に使用できることを理解するであろう。衛星制
御センタ４００は衛星４０に衛星４０の位置を送信す
る。衛星４０は、その最初の位置を知りその位置を赤道
を渡るまであるいはセルが初めてターンオンされる点で
の他の所定の位置まで追跡する。この点において、前に
その軌道位置にあった衛星からのすべてのトラフィック
は衛星制御センタ４００からのコマンドによって新しい
衛星４０に再ルーティングされる。もし前任の衛星が存
在すれば、それはこの時点で軌道をはずされ、再使用の
ために他の軌道に移され、あるいは必要になるまで「眠
らされる」。衛星コントローラ３００は周期的にあるい
は常に衛星位置決定装置３０１を監視し該衛星位置決定
装置３０１は時間の関数として衛星の軌道位置を追跡
し、これは例えば知られた初期条件に基づきあるいはル
ックアップテーブルを用いて計算することにより、ある
いは地上ステーションへの問い合わせおよび応答によっ
て、あるいは全地球測位システム（ＧＰＳ）により、あ
るいそれらの組み合わせによって行われる。

【００５１】衛星位置決定装置３０１において示された
位置がターンオン／オフスケジュールメモリ３０２にお
ける位置と整合した時、衛星コントローラ３００は適切
なスイッチ（３４２〜３７９）を開きまたは閉じあるい
は必要に応じて変化するよう指令する。スイッチ３４２
〜３７９は通信ルーティングマトリクス３８０から受信
／送信／アンテナアレイ３０４〜３４１への信号の流れ
を遮断する単純なオン／オフスイッチとして示されてい
る。実際には、この機能は該セルに対する送信機および
受信機回路への電力を除去するかあるいは任意の他の都
合のよい手段によって達成する。送信機電力をシャット
オフすることは衛星の電力を節約する上て特に有利であ
る。セルラアンテナ信号および／または電力の流れを制
御する他の手段は当業者によく知られている。制御セン
タ４００およびコントローラ３００は影響を受けるトラ
フィックを同じまたは他の衛星の他のセルに導きあるい
は該他のセルから導く。

【００５２】スイッチ３４２〜３７９へのコマンドの直
前に、通信ルーティングマトリクス３８０によって処理
されている衛星通信トラフィックのオンボード分析が衛
星コントローラ３００によって行われる。これはベスト
モードの動作を提供するためにターンオン／オフスケジ
ュールの可能な修正を可能にする上で望ましい。この分
析が問題がないことを示しておれば、ターンオン／オフ
スケジュールメモリ３０２に記憶されたデータによって
必要とされる行動が実行される。

【００５３】トラフィックの分析によってメモリ３０２
における予めセットされたターンオン／オフスケジュー
ルに従うことが問題を生ずることが分れば、コントロー
ラ３００は望ましくは、（１）あまり重要でない問題の
場合には、より低い優先度の呼がノイズの多いものにな
りあるいは中断されるかも知れないターンオン／オフコ
マンドをスケジュール通り開始するか、あるいは（２）
大きな問題の場合は、望ましくは衛星制御センタ４００
とコンタクトしてさらに指令を求めるようプログラムさ
れる。衛星制御センタ４００はその場合望ましくはその
状況を分析しかつ適切な行動を指令する。例えば、衛星
制御センタ４００は代わりの容量が利用できるように指
令をするか、ある呼を終了するよう指令するか、あるい
はいくらかのトラフイックを他の衛星にシフトすること
ができる。その条件が持続しそうな場合には、ターンオ
ン／オフスケジュールメモリが変更されることが望まし
い。

【００５４】衛星位置の追跡のために位置決定（すなわ
ち、経度および緯度、あるいは角度および高度）を使用
する選択は単に便宜的なものである。ターンオン／オフ
テーブルはまた時間情報を含むことができかつ衛星コン
トローラ３００は、位置を比較する代わりに、時間を比
較する。任意の衛星の位置は位置および／または時間の
関数として記述できる。もし時間が分かれば、位置は決
定できる。もし位置が分かれば、時間は決定できる。い
ずれも衛星システムのセル管理者の必要を満たすであろ
う。

【００５５】測定の単位として時間が選択された場合に
は、周期的に衛星クロックをリセットすることが望まし
い。ある量の時間の後に、衛星４０は単一の周回を完了
しており、１つの周回走査において集められた情報を利
用する。衛星４０が数多くの周回を完了した後、すべて
の利用可能な周回走査およびクロックは各々の周回循環
時間の後にリセットされる。さもなければ、衛星は１つ
の周回循環時間の間に適切に動作するのみとなる。もし
衛星の位置が時間の代わりに使用されれば、リセットす
るものは何もない。衛星がその位置を反復し始めた時、
サイクルはそれ自身の定め（ａｃｃｏｒｄ）によって新
たに始まる。各々のセルの循環周回位置を全体の周回サ
イクルの知識に基づいて決定することができる。時間基
準に対する位置基準の有利性はそれが新しい衛星のスタ
ートアップを可能にすることである。

【００５６】７つの軌道および軌道ごとに１１個の衛星
を有する７７個の低高度地球周回衛星を使用した好まし
い実施例においては、各周回衛星は継ぎ目（ｓｅａｍ）
における軌道（図１を参照）を除きその近くのものと同
じ方向に移動している。衛星が同じ方向に移動している
軌道においては、セルは約２６，０００Ｍｐｈの軌道速
度より小さい速度で互いに関して水平に（東−西）移動
している。しかしながら、継ぎ目においては、セルはお
互いに対して水平に（東−西）移動するのみならず、異
なる垂直（北−南）方向にも移動する。従って、継ぎ目
に沿ったセルは連続的なアンテナパターンカバレージを
維持するためにより高い速度でターンオンおよびオフさ
れなければならない。本発明のこの方法および装置は相
対速度のこれらの差異に適応する。

【００５７】本発明の他の利点は衛星通信システムが進
化するに応じて、セルの数も同様に増大することであ
る。例えば、始めの衛星セルラシステムが衛星ごとに３
７のセルを持つものと仮定する。容量を改善しかつさら
に他のユーザにサービスするために、新しい７４のセル
の衛星が隣接軌道に配置される。ここに述べた手段およ
び方法は特定の衛星のアンテナパターンにおけるセルの
数に無関係である。また、さらに他の衛星も使用でき
る。

【００５８】本発明のさらに他の利点は衛星が通常より
高いかまたは低い軌道にある場合における異なるアンテ
ナカバレージを補償することである。これは、衛星の高
度は極における衝突の可能性を最少化するために異なる
可能性があるために重要である。本発明の好ましい実施
例のさらに他の利点はターンオンおよびターンオフされ
るべきセルの手順およびスケジュールが衛星に都合よく
記憶されかつ進行中の現存する呼を該呼を中断すること
なく１つのセルから他のセルにハンドオフできるように
することができることである。従って、第１のセルがも
はや利用できない場合の他のセルへの１つのセルにおい
て成されている呼のハンドオフの問題は容易になる。干
渉するセルのターンオフはまた電力を節約する。

【００５９】

【発明の効果】以上のように本発明を説明したが、本発
明は周回衛星のアンテナのセルカバレージを衛星の位置
および地球表面のセルカバレージにかかわらずアンテナ
カバレージにおいて生ずる余分のギャップを引き起こす
ことなく隣接セルの干渉が最少化されるように管理でき
る手段および方法を提供することが明らかである。従っ
て、衛星の電力が節約されかつ局部的なトラフィックの
変動または他の予測できない変則状態に適応できる。

【００６０】また、それなしには周回衛星通信システム
の容量がひどく妨げられる衛星セルラ通信システムのセ
ル管理の新規な方法が提供されたことが理解されるべき
である。

【００６１】本発明が特定の例および特定の好ましい実
施例に関して説明されたが、当業者には本明細書の記載
に基づき数多くの置き換えおよび変更を成すことが可能
なことは明らかであり、かつそのような変更および置き
換えは添付の請求の範囲に含まれるものと考える。

【図面の簡単な説明】

【図１】地球の回りのほぼ極軌道にある複数の低高度地
球周回衛星を示す概略的説明図である。

【図２】アンテナセル管理なしにかつそれらの極軌道の
種々の点において地球に投影される隣接衛星のアンテナ
カバレージパターンを示す概略的説明図である。

【図３】アンテナセル管理を備えかつそれらの極軌道に
おける種々の点において地球に投影される隣接衛星のア
ンテナカバレージパターンを示す概略的説明図である。

【図４】３つの隣接する衛星の好ましいアンテナカバレ
ージパターン（すなわち、「フートプリント」）および
各フートプリント内の個々のセルを示す概略的説明図で
ある。

【図５】幾つかのセルの間のセンタ間距離がその上にマ
ークされた隣接アンテナパターンセルの例を示す説明図
である。

【図６】どのセルをターンオフまたはターンオンするか
を決定するための好ましい方法を示す単純化したフロー
図である。

【図７】衛星セル管理方法を実行するためのハードウェ
アの実施例を示すブロック図である。

【符号の説明】

４０，４１，…４８ 衛星 ４９ 衛星通信システム ５０，５１，５２，５３，５４，５５ 軌道 ５９ 地球 ６０，６１ 極 ６２ 赤道 ８０，８１，８０′，８１′ アンテナカバレージパタ
ーン ９０，９１，９２ オーバラップ領域 １２１，１２２，１２３，１２４ 中心ドット １３０，１３１，１３２ 距離線 ３００ 衛星コントローラ ３０１ 衛星位置決定装置 ３０２ ターンオン／オフスケジュールメモリ ３０３ コマンド制御受信機 ３０４，３０５，…，３４１ 送信／受信／アンテナア
レイ ３４２，３４３，…，３７９ オン／オフスイッチまた
はセルパターン、位置または電力変調器 ４００ 衛星制御センタ

フロントページの続き (72)発明者 ケニス・エム・ピーターソン アメリカ合衆国アリゾナ州85044、フェ ニックス、サウス・サーティシックス ス・プレイス 15233 (56)参考文献 特開 平３−126330（ＪＰ，Ａ) 特表 平５−501489（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04B 7/15 - 7/22

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 衛星通信システム（４９）の動作方法で
   あって、 それぞれ、第１および第２の多セル化アンテナパターン
   （８２，８０）を有する第１および第２の通信衛星（４
   ０，４２）をイネーブルする段階であって、前記第１お
   よび第２の多セル化アンテナパターン（８２，８０）は
   地球の表面上をお互いに関して移動しておりかつ衛星の
   軌道経路（５０，５１）が集中しおよび離れるに応じて
   変化する量だけオーバラップ（９２）し、前記第１およ
   び第２の衛星（４０，４２）はそれらの軌道の大部分に
   ついてアクティブでありかつ同時に実質的に異なるが隣
   接する地理的領域にサービスしているもの、 前記第１および第２の衛星のアンテナの第１および第２
   の多セル化アンテナカバレージパターンの相対位置（２
   ００）をそれぞれ決定する段階、 前記第１および第２の多セル化アンテナカバレージパタ
   ーンが衛星がお互いに関して移動するに応じて変化する
   量だけオーバラップした場合に前記第１および第２の衛
   星の軌道における位置（２０２，２０７）を決定する段
   階、そして一方または双方の衛星のアンテナカバレージ
   パターン（２１１，２０９）を軌道位置の関数として修
   正し実質的に妨害を与えるオーバラップまたはかなりの
   ノンカバレージギャップを避ける段階、 を具備することを特徴とする衛星通信システム（４９）
   の動作方法。
2. 【請求項２】 ２つまたはそれ以上の衛星を含む衛星通
   信システム（４９）の動作方法であって、前記衛星のア
   ンテナパターンは前記衛星の内の少なくとも１つの軌道
   の幾らかの部分の間にオーバラップまたはすき間が開く
   ものであり、前記方法は、 第１および第２の衛星のアンテナの第１および第２のア
   ンテナカバレージパターンをそれぞれ決定する段階、 前記第１または第２の衛星の内の１つが他のものに関し
   て移動する時に前記第１および第２のアンテナカバレー
   ジパターンがオーバラップしまたはすき間が開く時を判
   定する段階、そして前記衛星の内の一方または双方のア
   ンテナカバレージパターンを時間の関数として修正し実
   質的に干渉を与えるオーバラップまたはかなりのノンカ
   バレージギャップを避ける段階であって、前記アンテナ
   カバレージパターンはその活動が修正されるように構成
   されたセルを備え、前記第１の決定段階は前記アンテナ
   パターンの少なくとも周辺のセルの中心位置を計算する
   段階を具備するもの、 を具備し、前記第１の決定段階はさらに前記第１および
   第２のアンテナカバレージパターンの接近または遠ざか
   るセルのセンタ間距離を計算する段階（２０１）を具備
   することを特徴とする衛星通信システム（４９）の動作
   方法。
3. 【請求項３】 ２つまたはそれ以上の衛星を含み該衛星
   のアンテナパターンが該衛星の内の少なくとも１つの軌
   道のある部分の間にオーバラップしあるいはすき間があ
   く衛星通信システムの動作方法であって、 第１および第２の衛星のアンテナのそれぞれ第１および
   第２のアンテナカバレージパターンを決定する段階、 前記第１または第２の衛星の内の１つが他のものに関し
   て移動する場合に前記第１および第２のアンテナカバレ
   ージパターンがオーバラップしあるいはすき間があく時
   を決定する段階、そして一方または双方の衛星の前記ア
   ンテナカバレージパターンを時間の関数として修正し実
   質的に干渉するオーバラップまたはかなりのノンカバレ
   ージギャップを避ける段階であって、前記アンテナカバ
   レージパターンはその活動が修正できるように構成され
   たセルを含み、前記第１の決定段階は前記アンテナパタ
   ーンの内の少なくとも周辺のセルの中心位置を計算する
   段階を具備するもの、 を具備し、前記第１の決定段階はさらに前記第１および
   第２のアンテナカバレージパターンの接近するまたは離
   れていくセルのセンタ間距離を計算する段階を具備し、
   そして前記計算されたセンタ間距離は同じセルに対する
   所定のセンタ間距離と比較されかつ一方または双方の衛
   星の前記アンテナカバレージパターンは前記計算された
   センタ間距離が前記所定のセンタ間距離と異なり衛星が
   接近しまたは離れるに応じて実質的な干渉またはノンカ
   バレージギャップを生ずる結果となる場合に修正される
   ことを特徴とする衛星通信システムの動作方法。
4. 【請求項４】 多衛星通信システムの動作を制御する方
   法であって、 第１の軌道周回衛星のアンナタパターンが実質的に異な
   る軌道にあるが接近している軌道にある第２の衛星のア
   ンテナパターンと実質的にオーバラップしあるいはギャ
   ップが生ずる軌道位置または時間に関する情報を決定す
   る段階であって、双方のアンテナパターンは地球面上を
   かつ互いに対して移動しかつ、オーバラップ部分を除
   き、異なる地理的領域にサービスしているもの、 前記第１または第２の衛星あるいは双方においてそれら
   の衛星に関係する情報を記憶する段階、そして前記記憶
   された情報に基づき、一方または双方の衛星のアンテナ
   パターンを増分的に修正して衛星が収束しまたは発散す
   る場合に軌道の一部分の間におけるオーバラップ（２１
   １）またはギャップ（２０９）を低減する段階、 を具備することを特徴とする多衛星通信システムの動作
   を制御する方法。
5. 【請求項５】 地球上のユーザに通信サービスを提供す
   るための非静止軌道周回多衛星システム（４９）の衛星
   アンテナカバレージを接近するまたは離れる衛星のアン
   テナパターン間の干渉またはギャップを避けるために管
   理するシステムであって、 １つのアクティブな衛星のアンテナパターンが他のアク
   ティブな衛星（４０）のアンテナパターンと干渉するか
   あるいは干渉しない時の軌道の所定の部分に関する情報
   を記憶するためのメモリ手段（３０２）であって、前記
   アクティブな衛星の前記アンテナパターンは前記軌道周
   回の結果として地球の表面上を移動するもの、 前記１つの衛星の現在の軌道周回情報を判定するための
   衛星位置決定手段（３０１）、そしてそのような現在の
   軌道周回情報を前記記憶された軌道周回情報と比較して
   所定の判断基準に適合する時を判定し、かつ次に両方の
   衛星が通信サービスを提供し続けている間にそれらのア
   ンテナパターンの間で実質的な干渉またはギャップが生
   ずるのを防止するため前記一方または他方の衛星に関連
   するアンテナパターンを増分的に修正するためのコント
   ローラ手段（３００）、 を具備することを特徴とする非静止軌道周回多衛星シス
   テム（４９）の衛星アンテナカバレージを管理するため
   のシステム。
6. 【請求項６】 ２つまたはそれ以上の衛星を含みそれら
   のアンテナパターンが該衛星の内の少なくとも１つの軌
   道のある部分の間にオーバラップしあるいはすき間があ
   く非静止軌道周回衛星通信システム（４９）の動作方法
   であって、 第１および第２の衛星（４０，４２）のアンテナの、そ
   れぞれ、第１および第２の多セル化アンテナカバレージ
   パターン（２００〜２０１）を決定する段階、 前記第１の（４０）または第２の（４２）衛星の１つが
   他のものに関して移動するに応じて前記第１および第２
   の多セル化アンテナカバレージパターンがオーバラップ
   し（２０２）またはすき間があく（２０７）時を決定す
   る段階、そして前記アンテナパターンの一方または双方
   の複数セルの内の１つまたはそれ以上を変更することに
   より一方または双方の衛星のアンテナカバレージパター
   ンを時間の関数として増分的に修正し（２１１，２０
   ９）両方の衛星が通信サービスを提供する間における実
   質的な干渉を引き起こすオーバラップまたはかなりのノ
   ンカバレージギャップを防止する段階、 を具備することを特徴とする非静止軌道周回衛星通信シ
   ステム（４９）の動作方法。
7. 【請求項７】 ２つまたはそれ以上の衛星を含みそれら
   のアンテナパターン（８０，８１）が該衛星の内の少な
   くとも１つの軌道のある部分の間にオーバラップしある
   いはすき間があく非静止軌道周回衛星通信システム（４
   ９）の動作方法であって、 第１および第２の衛星のアンテナの、それぞれ、第１お
   よび第２のアンテナカバレージパターン（２００，２０
   １）を決定する段階、 前記第１または第２の衛星の内の１つが他のものに関し
   て移動するに応じて前記第１および第２のアンテナカバ
   レージパターンがオーバラップし（２０２）またはすき
   間ができる（２０７）時を決定する段階、そして両方の
   衛星の動作を維持する一方で実質的に妨害を引き起こす
   オーバラップまたはかなりのノンカバレージギャップが
   生ずるのを防止するため一方または双方の衛星のアンテ
   ナカバレージパターンを時間の関数として増分的に修正
   する段階（２１１，２０９）、 を具備することを特徴する非静止軌道周回衛星通信シス
   テム（４９）の動作方法。
8. 【請求項８】 ２つまたはそれ以上の衛星を含みそれら
   のアンテナパターンが該衛星の内の少なくとも１つの軌
   道のある部分の間にオーバラップしあるいはすき間がで
   きる非静止軌道周回衛星通信システム（４９）の動作方
   法であって、第１および第２の衛星のアンテナの、それ
   ぞれ、第１および第２の多セル化アンテナカバレージパ
   ターン（２００，２０１）を決定する段階、 前記第１または第２の衛星の内の１つが他のものに関し
   て移動するに応じて前記第１および第２の多セル化アン
   テナカバレージパターンがオーバラップし（２０２）ま
   たはすき間ができる（２０７）時を決定する段階、そし
   て両方の衛星が地球上のユーザに通信を提供し続けてい
   る一方で実質的に干渉を引き起こすオーバラップ（２１
   １）またはかなりのノンカバレージギャップ（２０９）
   の発生を防止するために一方または双方の衛星の多セル
   化アンテナカバレージパターンの周辺のセルを増分的に
   修正する段階、 を具備することを特徴とする非静止軌道周回衛星通信シ
   ステム（４９）の動作方法。