JP4094703B2 - 相対運動をしている衛星システムの信号間干渉を緩和するためのトラヒック管理法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、衛星ネットワーク・トラヒック管理法に関し、特にある共通のチャネルまたは周波数の一部を共有している衛星ネットワーク間の干渉を軽減する方法に関する。また本発明は、特に静止衛星を使用する衛星ネットワークと、非静止衛星を使用する衛星ネットワークとの間、または二つの非静止衛星ネットワーク間の共有周波数干渉に関する。
【０００２】
【従来の技術、及び、発明が解決しようとする課題】
多くの独占通信ネットワークは、隣接しているチャネル周波数を使用し、ある場合には、他の通信ネットワークと共通の周波数帯またはチャネルを共有している。異なる通信システムのいくつかの衛星が相互に相対運動をしている、衛星通信を使用している無線通信システムの場合には、共有または共通チャネル周波数間の干渉は、二つまたはそれ以上の電波を発するチャネル間の地理的距離が接近したとき、異なるシステムの各衛星間の相対運動によって起こる場合がある。このような干渉は、一方のシステムが静止衛星を使用し、共有周波数を使用する他のシステムが非静止衛星を使用している場合によく起こる。また、上記干渉は、それぞれが非静止衛星を使用している二つのシステムの間でも起こる場合がある。これら二つのシステムの間の干渉は、その間に望ましくない干渉を生じる疑似ランダム事象である。
【０００３】
このような干渉は顧客サービスの質を低下させる。上記質の低下の限界は、干渉対ノイズ比およびこの干渉対ノイズ比を超えた時間の百分率でよく表される。ＩＴＵ（すなわち、国際電気通信連盟）の後援のもとで、一組の上記限界の設定が行われている。顧客を満足させるためにも、上記干渉を制限している規格に適合するためにも、上記干渉を起こさないことが望ましい。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、帯域／チャネル周波数の一部を共有し、少なくとも一方のシステムが非干渉専用帯域／チャネルを持つ競合衛星システムの場合、（すなわち、一方のシステムが静止衛星または非静止衛星を使用し、他方のシステムが非静止衛星を使用している場合）、二つのシステムの共有帯域／チャネルの間の干渉は、添付の特許請求の範囲に記載する方法により緩和することができる。
【０００５】
本発明の例示としての実施形態の場合には、干渉の確率が決定される。ＩＴＵのような管理団体が定めたこのような確率および干渉基準に基づいて、共有チャネルのネットワーク使用制限が作成されている。少なくとも一つのシステムにおいて、最初に、専用チャネルにチャネル割当を行い、干渉基準に触れないように共有チャネルを割り当てれば、このような使用制限により、干渉の制限が最少限度にまで軽減される。
【０００６】
当業者にとっては周知の、アップリンク帯域だけに干渉が起こるカスケード・リンク帯域を使用する特定の用途の場合には、ダウンリンクＥＩＲＰ（実効放射電力：最大送信電力およびアンテナ利得）は最大となり、アップリンク／ダウンリンク帯域の一部だけが使用されている場合には、アップリンク干渉が緩和される。
【０００７】
カスケード・ノイズ分析の場合には、（アップリンク信号およびダウンリンク信号の間に信号の再生がない場合には）、アップリンクおよびダウンリンクのノイズ効果は付加的なものである。全リンク性能は、これら効果の合計を一定の定数以下に抑えることにより達成される。ユーザが使用できるダウンリンク電力を増大することによって、ダウンリンクに対するノイズ効果を減らすことができる。ノイズ効果の合計はある定数以下でなければならないので、ダウンリンクのノイズ効果を減少させると、同じ特定の全体の性能に対するアップリンク・ノイズ効果が増大することになる。このことは、他のシステムへの干渉の程度を減らせば、（アップリンクノイズ効果を増大し）アップリンクＴＸ電力を減らすことができることを意味する。利用することができるダウンリンクを常にユーザの数で割ることにより、（すなわち、ユーザ当たりのダウンリンク電力を最大にすることにより）、トラヒックがピーク時以外の期間中の干渉を大幅に減らすことができる。アップリンク電力「ｕ」およびダウンリンク電力「ｄ」比の合計と、規制電力、「ｒｅｇ」電力との間の関係は下記式により表される。
【０００８】
【数１】

必要な場合には、使用できる加入者からの呼出を制限することによって、さらに干渉を緩和することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は、二台の無線通信システムの略図であり、一方のシステムは静止接続衛星１０１を含み、他方のシステムは非静止接続衛星１１１を含む。静止衛星１０１は、二つの地上局１０２および１０３を相互に接続している。非静止衛星１１１は、二つの地上局１１２および１１３を接続している。矢印１２０で示すように、衛星１１１は、衛星１０１に対して相対運動をしている。この相対運動により、二つのシステムの空中のエア・インターフェース・パスの幾何学的距離が影響を受ける。少なくとも一つのシステムは専用のエア・インターフェース・チャネルを持ち、二つのシステムがいくつかのチャネルを共有している。上記相対運動のために、共有チャネル相互間の干渉は変化する。上記干渉の限度は、ＩＴＵおよび他の機関がすでに定めた規格により制限されている。共有チャネルの使用を、上記規格に適合するような方法で制限する必要がある。図には特定のシステムが示してあるが、本発明の原理は、異なるシステムの衛星が相互に相対運動をしている、すべてのシステムに適用することができることを理解されたい。
【００１０】
図２の計算環境を使用すれば、トラヒック・パターンを査定し、そのパターンを、チャネルの割当を制御するためのマスクに変換することができる。プログラム内蔵記憶装置２０１は、チャネル割当およびその割当のために作成された制限を定めるマスクを処理するために、バス２０５に接続している。バス２０５は、チャネルが割り当てられるシステムの、トラヒック統計を含むメモリ２０２に接続している。上記統計は、マスクを指定する制限を指定し、そのマスクに従ってチャネルを割り当てるために、プロセッサ２０３により処理される。指定された割当は、バスを通して、チャネル割当コントローラ２０４に送られ、このコントローラは、五感で識別できる形、またはチャネル割当を自動的に制御するための形で情報を出力する。
【００１１】
図３のフローチャートは、上記制限およびマスクを指定するプロセスを示す。以下の説明中の技術用語は、ＩＴＵが定めたものであり、当業者なら周知のものである。プロセスはスタート３０１で始まり、ブロック３０３で二つのシステムの干渉が始まる。関連機関が定める干渉基準は、ブロック３０５で適用される。専用および共有チャネルを識別する二つのシステムの周波数割当は、ブロック３０７で行われる。二つのシステムのトラヒック統計は、ブロック３０９で決定される。最初のトラヒック・マスクは、ブロック３１１のトラヒック・パターンに基づいて作成される。周波数計画は、時変的な性格を持っている場合があるが、その場合、常にトラヒック・マスクを更新するために、このプロセスをリアルタイムで実行することができる。
【００１２】
ブロック３１３に、干渉基準から見た許容干渉／ノイズ比を示し、干渉基準に適合しているかどうかを判断するために、ブロック３１３でこれらチャネルに対する期待干渉値の百分率を計算する。判断ブロック３１５では、干渉を緩和する必要があるかどうかについての判断を行い、干渉の緩和が必要な場合には、ブロック３１１で作成した最初のトラヒック・マスクを修正することにより、ブロック３１７で干渉緩和を達成するための制限を決定する。上記制限は、容量および入力に対する衝撃を最も小さくする一方、干渉基準に適合するように、ブロック３１１で緩和中の最初のトラヒック・マスクを小さくすることにより達成することができる。このための一つの方法としては、干渉基準に適合するように、最も小さな百分率だけマスクのすべての部分を小さくするという方法がある。干渉を緩和するために、ブロック３１７でトラヒック・マスクの修正が行われる。チャネルの閉鎖を命じる制御トラヒック・マスクが、ブロック３１９で出力される。このプロセスはエンド端末３２１で終了する。
【００１３】
図４は、チャネル割当制御プロセスのフローチャートである。スタート端末４０１からスタートした後、ブロック４０３でトラヒック・マスクがダウンロードされ、チャネル割合はブロック４０５でロードされる。干渉を起こしてもよいかどうかを判断するために、ブロック４０７で干渉の評価が行われる。干渉が起こってもよい場合、すなわち、答が（イエス）である場合には、干渉要件に適合させるために、ブロック４０９でトラヒックの再割当が行われるか、トラヒックがクリアされる。干渉が起きては困る場合、すなわち、答が（ノー）である場合には、流れはブロック４１１へ行き、そここでシステムのチャネル割当に対する要求に対して応答が行われる。チャネル割当要求を受け取った場合には、判断ブロック４１１での判断に従って、ブロック４１３において専用チャネルが使用できるかどうかについての判断が行われる。チャネル要求を受け取らない場合、すなわち、（ノー）の場合には、流れはブロック４０７へ戻る。専用チャネルが使用できる（イエスの）場合には、ブロック４２３でチャネルの割当が行われる。チャネル割当が行われた後で、流れはブロック４０７へと戻る。使用できる専用チャネルがない場合、すなわち、（ノー）の場合には、ブロック４１５で最もトラヒックの少ない共有チャネルを探しだし、ブロック４１７でトラヒック・チャネル（ノー）のマスクに適しているかどうかを判断するために、割り当てた場合そのチャネルを使用することができるかどうかの試験が行われ、ブロック４２３で一つのチャネルが割り当てられる。マスクを超えている場合、すなわち、（イエス）の場合には、ブロック４１７で要求は拒絶され、ブロック４１９で、この場合干渉を起こしてもよいかどうかについての判断が行われる。干渉を起こしてもよい場合、すなわち、答が（イエス）の場合には、ブロック４２３で一つのチャネルが割り当てられ、答が（ノー）の場合には、ブロック４２１でチャネル割当要求が拒絶される。流れは判断ブロック４０７の入力に戻る。
【００１４】
チャネル割当が時間の経過と共に変化する場合には、図３のプロセスを反復して実行することにより、このプロセスを適応させるせることができ、ブロック４０９およびブロック４１５から、点線４２４を通って図４のブロック４０３へ戻る。
【００１５】
また、このプロセスは、衛星の天体データおよび干渉の状況を取り入れることにより改善することができる。干渉が絶対に起こらないことが分かっている場合には、干渉が再び起こる恐れが生じる時まで、トラヒック・マスク制限を解除することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】それぞれが相対運動をしている衛星を使用し、両システムのチャネル間で干渉を起こす恐れがある、二つの独立通信システムの略図である。
【図２】干渉基準を決定するために使用するプログラム内蔵プロセッサの略ブロック図である。
【図３】干渉基準によるチャネル割当に対する制限を決定するためのプロセスのフローチャートである。
【図４】干渉基準による制限によるチャネル割当を制御するためのフローチャートである。

Claims (1)

1. 二つの無線システム間のトラヒック干渉を緩和する方法であって、第一のシステムが静止衛星接続を有し、第二のシステムが非静止衛星接続を有し、上記二つのシステムが相互に相対運動をしていて、前記第一のシステムが、前記第二のシステムのチャネルと干渉を起こさない専用チャネルと、前記第二のシステムのチャネルと干渉を起こす共有チャネルを備え、
   前記第一のシステム及び前記第二のシステムのトラヒック統計を入手するステップと、
   前記第一のシステム及び前記第二のシステムについて、適切な管理団体により定義された干渉基準を入手するステップと、
   上記入手したトラヒック統計および干渉基準に基づいて、前記第一のシステムと前記第二のシステムとの間で共有されている前記共有チャネルについて、チャネル割当に対する制限を設定するステップと、
   チャネル割り当て要求を利用可能な専用チャネルに割り当てた後、設定した前記制限を利用して、残りのチャネル割り当て要求を前記共有チャネル間で処理することにより、設定した前記制限に従ってチャネルを割り当てるステップとを含み、
   前記チャネルを割り当てるステップが、
   最もトラヒックの少ない共有チャネルを探すステップと、
   新たな割り当てが前記設定した制限に違反するか否かを決定するステップと、
   新たな割り当てが前記制限に違反しない場合に、現在のチャネル要求を前記最もトラヒックの少ない共有チャネルに割り当てるステップとを含む方法。

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