JP4514953B2 - スペクトラム拡散通信システムのアクセスチャネルアクイジションにおいて周波数およびタイミングの不確かさを決定するシステムおよび装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般に無線通信の分野に関するものである。より詳細には、本発明は、スペクトラム拡散システムにおいてアクセスチャネル伝送で周波数およびタイミングの不確かさに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
典型的な無線衛星通信システムは、ゲートウェイと呼ばれる基地局と、ゲートウェイと１つあるいはそれ以上のユーザ端末との間に通信信号を中継する１つあるいはそれ以上の衛星とを含む。ゲートウェイは、ユーザ端末を他のユーザ端末あるいは公衆電話交換網のような他の通信システムのユーザに接続する通信リンクを提供する。移動電話あるいは携帯電話のようなユーザ端末は固定であってもよいしあるいは移動であってもよい。この端末はゲートウェイから近くにあるいは遠くに置かれてもよい。
【０００３】
いくつかの衛星通信システムは、名称が、「衛星リピータあるいは地上リピータを使用するスペクトラム拡散多元接続通信システム」である１９９０年２月１３日に発行された米国特許第４，９０１，３０７号および、名称が、「個別受信者の位相時間およびエネルギーを追跡するためにスペクトラム拡散通信システムにおいて全スペクトラム送信パワーを使用する方法および装置」である１９９８年１１月２５日に発行された米国特許５，６９１，９７４号に開示されているような符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）スペクトラム拡散信号を使用し、この特許の両方とも、本発明の譲受人に譲渡され、参照してここに組み込まれる。
【０００４】
ＣＤＭＡを使用する衛星通信システムでは、別個の通信リンクは、ページング信号、アクセス信号、ゲートウェイあるいは基地局へおよびゲートウェイあるいは基地局からメッセージ通信信号あるいはトラフィック信号を含む通信信号を送信するために使用される。順方向通信リンクは、ゲートウェイあるいは基地局で発信し、ユーザ端末に送信される通信信号に関連する。逆方向通信リンクは、ユーザ端末で発信し、ゲートウェイあるいは基地局に送信される通信信号に関連する。
【０００５】
逆方向リンクは、少なくとも２つの別個のチャネル、すなわち、アクセスチャネルおよび逆トラフィックチャネルで構成される。アクセスチャネルは、ゲートウェイに“アクセス”するためにユーザ端末によって使用される。ユーザ端末は、ゲートウェイにアクセスし、電話をかけるかゲートウェイによって送信されたページングリクエストを肯定応答するためにシステムに登録する。ユーザ端末は、“アクセスプローブ”と呼ばれる信号をゲートウェイに送信することによってアクセスチャネル上のゲートウェイと通信する。アクセスプローブは、アクセスメッセージを含むアクセスチャネル上のデータの伝送である。アクセスメッセージの内容は、ユーザ端末が呼を開始し、システムに登録し、ページに応答するかどうかにによる。
【０００６】
典型的なスペクトラム拡散通信システムでは、１つあるいはそれ以上の予め選択された擬似雑音（ＰＮ）コードシーケンスは、通信信号として送信するための搬送波信号の変調前に所定のスペクトルバンドにわたってアクセスプローブのような情報信号を“拡散”するために使用される。当該技術分野で周知であるスペクトラム拡散伝送方法は、データ信号のバンド幅よりも非常に大きいバンド幅を有する伝送信号を発生する。
【０００７】
ゲートウェイがユーザ端末によって送信されたアクセスプローブを得るために（すなわち、アクセスプローブ内のアクセスメッセージを取り出す）、ゲートウェイは、最初に通信信号を復調し、ＰＮ変調アクセスプローブを取り出し、次にアクセスプローブのメッセージ部を集中させなければならない。ゲートウェイが搬送波を復調するために、ゲートウェイは、通信信号の搬送波周波数に同調しなければならない。かなり正確な周波数チューニングなしには、搬送波を適切に復調できない。さらに、ＰＮ拡散コードはアクセスプローブに用いられるために、アクセスプローブの到達時間は、それの中に含まれた情報を取り出すためにアクセスプローブを適切に集中するように決定されねばならない。ＰＮ拡散コードは、適切なシステムタイミングあるいは信号同期なしに正確に取り除くことができない。このコードが不正確な時間同期で用いられる場合、通信信号は、単に雑音として現れ、情報が全然伝達されない。
【０００８】
非静止軌道を有する衛星を使用する通信システムは、高度の相対ユーザ端末および衛星運動を示す。相対運動は、かなり基本的なドップラー成分を形成するかあるいは通信リンク内の信号の搬送波周波数を偏移する。これらのドップラー成分は、ユーザ端末および衛星運動とともに変わるために、搬送波信号の周波数の不確かさ、すなわちより簡単には周波数の不確かさを形成する。同じ効果は、ユーザ端末が高速列車あるいは他の乗物で使用される場合のように高速で移動する地上システムで観察できる。
【０００９】
衛星運動は、ドップラーをＰＮ拡散コードにも導入する。このドップラーは、コードドップラーと呼ばれる。特に、コードドップラーは、ベースバンド信号に導入される衛星運動の効果である。コードドップラーは、ＰＮ拡散コードシーケンスの隣接コード間の遷移の周波数を偏移する。したがって、隣接コードは、正しいコードタイミングで受信機に到達しない。
【００１０】
コードドップラーに加えて、衛星運動は、通信リンク内の信号のための大量の伝搬遅延の不確かさ、すなわちタイミングの不確かさも形成する。ゲートウェイに到達する信号の場合、伝搬遅延は、衛星がゲートウェイの真上にある場合の最小値から衛星がゲートウェイに対して水平にある場合の最大値に変わる。
【００１１】
前述のように、ゲートウェイがアクセスプローブを得るために、ゲートウェイは、通信信号の搬送波周波数に同調され、タイミングをこの信号と同期化しなければならない。ゲートウェイを搬送波周波数に同調させる１つの方法は、通信信号の伝送前に搬送波周波数およびタイミングを決定し、次にゲートウェイに適切に同調させる。しかし、ドップラー効果および伝搬遅延によって通信信号に導入される周波数および時間の不確かさのために、ゲートウェイは、この信号を受信する前に搬送波周波数あるいは信号到達信号を決定できない。それにもかかわらず、ゲートウェイは、ドップラー効果および伝搬遅延によって導入される不確かさ量を決定することによって可能な搬送波周波数の範囲および可能な到達時間の範囲を決定できる。したがって、ゲートウェイは、受信通信信号をゲートウェイのそれぞれの可能な範囲内のいろいろの周波数値およびタイミング値と比較することによって正しい周波数およびタイミングを“探索”することによってアクセスプローブを得ることができる。
【００１２】
これらの周波数値およびタイミング値は、それぞれ周波数仮説およびタイミング仮説と称される。所定の閾値以上の受信通信信号に対する最高相関を有する周波数仮説および時間仮説は、この信号を復調し、集中させるために使用できる周波数値および時間値を提供し、それによってゲートウェイは、アクセスプローブ内の情報を取り出す。
【００１３】
一定の時間量の正しい周波数およびタイミングを“探索”するのに必要であるハードウェア量は、必要とされる仮説数に比例し、比例とされる仮説数は時間の不確かさおよび周波数の不確かさの範囲の関数である。探索器ハードウェアは高価であり、探索時間を増加させることは望ましくないために、したがって、時間および周波数の不確かさの範囲を減らすシステムおよび方法が望まれる。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、衛星リピータおよびユーザ端末の相対運動によるドップラーおよび伝搬遅延を受ける通信システムで信号を得る方へ向けられる。ドップラー効果および伝搬遅延は、ユーザ端末と衛星との間で送信された信号および衛星とゲートウェイとの間で送信された信号の広範囲の周波数の不確かさおよびタイミングの不確かさを導入する。本発明は、全衛星フットプリントよりもむしろ個別衛星ビームにわたる周波数の不確かさおよび時間の不確かさを決定することによって周波数およびタイミングの不確かさの範囲を減らす。
【００１５】
１つの態様では、本発明は、ユーザ端末によって衛星に送信され、衛星によってゲートウェイに中継される信号を得る方法を提供する。この方法は、（１）通信ビームの所定のビームカバレッジエリアに基づいて衛星に関連した通信ビームに対する到達時間および周波数探索空間を規定する工程と、（２）この信号に関連したタイミングおよび周波数の不確かさを決定するために探索空間を探索する工程と、（３）タイミングおよび周波数の不確かさを決定する結果として得られる周波数増分およびタイミングオフセットに基づいて信号のメッセージ部を復調する工程とを含んでいる。
【００１６】
好ましくは、通信ビームの所定のカバレッジ領域は、方位角の範囲およびビームの公称カバレッジ領域を含む迎角の範囲によって規定された領域に対応する。
有利なことには、ユーザ端末によって送信された信号は、メッセージ部と同様にプリアンブルを含む。一実施形態では、プリアンブル部はヌルデータを含む。好ましくは、プリアンブル部は、第１の信号によって変調された第１のステージおよび第１の信号および第２の信号によって変調された第２のステージを有する。一実施形態では、第１の信号および第２の信号は擬似雑音（ＰＮ）コード対である。
【００１７】
一実施形態によれば、探索空間を探索する工程は、（１）この信号に関連した周波数の不確かさを決定するために粗探索を実行する工程と、（２）この信号に関連したタイミングの不確かさを決定するために精探索を実行する工程とを含む。
【００１８】
好ましくは、探索空間は、周波数の範囲および到達時間の範囲によって規定される。
【００１９】
他の態様では、本発明は、ユーザ端末によって送信され、ゲートウェイに中継される信号のメッセージ部内の情報をゲートウェイで取り出す方法を提供する。この方法は、（１）ゲートウェイ内のアクセスチャネル受信機を衛星に関連したビームに割り当てる工程と、（２）探索空間が、アクセスチャネル受信機が割り当てられるビームに関連した周波数およびタイミングの不確かさに対応する場合、探索空間をアクセスチャネル受信機に割り当てる工程と、（３）この信号を得るために探索空間を探索する工程と、（４）この信号が探索空間を探索後得られる場合、それの中に含まれる情報を取り出すために信号のメッセージ部を復調する工程とを含む。
【００２０】
本発明は、ユーザ端末によって衛星に送信され、衛星によってゲートウェイに中継される信号のメッセージ部内の情報をゲートウェイで取り出すシステムも提供する。このシステムは、衛星に関連したビームに割り当てられたゲートウェイ内にアクセスチャネル受信機を含む。このシステムは、アクセスチャネル受信機に割り当てられた探索空間も含む。探索空間は、アクセスチャネル受信機が割り当てられたビームと関連した周波数およびタイミングの不確かさに対応する。最後に、このシステムは、この信号を得るために探索空間を探索し、得られた信号のメッセージ部を復調し、それの中に含まれた情報を取り出すゲートウェイ復調器を含む。
【００２１】
好ましくは、ゲートウェイ復調器は、探索空間の粗探索を実行し、この信号に関連した周波数の不確かさを決定する手段と、精探索を実行し、この信号に関連したタイミングの不確かさを決定する手段とを含む。
【００２２】
本発明の他の特徴および長所ならびに本発明のいろいろの実施形態の構成および動作は添付図面を参照して下記に詳述される。
【００２３】
【発明の実施の形態】
Ｉ．序論
本発明は、低地球軌道（ＬＥＯ）衛星を使用する通信システムにおいて特に適している。受信される信号の周波数に影響を及ぼすのに十分なゲートウェイあるいは基地局とユーザ端末との間の相対運動がある場合あるいはこの信号の伝搬遅延に十分な不確かさがある場合、本発明は、衛星が非ＬＥＯ軌道で移動する衛星システムあるいは非衛星リピータシステムにも応用可能である。
【００２４】
本発明の好ましい実施形態は下記に詳述される。本発明は、位置決定向きの通信システム、および衛星および地上セルラ電話システムを含むいろいろの無線情報および通信システムにおいて使用法を探すことができる。好ましい用途は、移動、携帯、あるいは固定の電話サービスのためのＣＤＭＡ無線スペクトラム拡散通信システムにおいてである。
【００２５】
ＩＩ．典型的な衛星通信システム
本発明が役に立つと分かった典型的な無線通信システムは、図１に示されている。本通信システムはＣＤＭＡタイプの通信信号を使用するが、これは本発明によって必要とされないことを意図する。図１に示された通信システム１００の一部では、３つの遠隔ユーザ端末１２４、１２６、および１２８との通信を行うための１つの基地局１１２、２つの衛星１１６および１１８が示されている。一般的には、これは必要ないけれども、基地局および衛星／ゲートウェイは、地上および衛星ベースであると呼ばれる別個の通信システムの構成要素である。このようなシステムの基地局、ゲートウェイ、あるいは衛星の全数は、当該技術分野で十分理解されている所望のシステム容量および他の要因に依存する。
【００２６】
用語基地局およびゲートウェイも、時には交換して使用され、各々は、固定中心通信局であり、ゲートウェイは、基地局（時にはセルサイトとも呼ばれる）が地上アンテナを使用し、囲む地理的な地域内に向けている間衛星リピータを通して通信を向ける非常に専用化された基地局と技術上認識される。ゲートウェイは、関連装置に関するより多くの‘ハウスキーピングタスク’を有し、衛星通信リンクを保持し、いかなる中央制御センタもまた、一般的にはゲートウェイおよび移動する衛星と対話する場合に実行するより多くの機能を有する。しかしながら、本発明は、ゲートウェイあるいは基地局のいずれかを通信局として使用するシステムにおいて用途を探す。
【００２７】
ユーザ端末１２４、１２６、および１２８の各々は、例えばセルラ電話、データトランシーバ、あるいはページングあるいは位置決定受信機であるが、これに限定されない無線通信装置を含み、所望のように携帯であってもよいし、自動車に取り付けられてもよいしあるいは固定されてもよい。ここで、ユーザ端末は、それぞれ携帯電話、自動車取り付け電話および固定電話１２４、１２６、および１２８として示される。ユーザ端末は、選択に応じて時には加入者装置と呼ばれるかあるいは単にいくつかの通信システムにおいて“ユーザ”とも呼ばれる。
【００２８】
通常、ビーム供給源（例えば、基地局１１２あるいは衛星１１６および１１８）からのビームは、異なる地理的なエリアを所定のパターンでカバーする。ＣＤＭＡチャネルとも呼ばれる異なる周波数のビームあるいは‘サブビーム’は、同じ地域に重なるように向けることができる。複数の衛星のためのビームカバレッジあるいはサービスエリア、あるいは複数の基地局のためのアンテナパターンは、通信システム設計および提供されるサービスの種類、および空間ダイバシティが得られるかどうかに応じて所与の地域で完全にあるいは部分的に重なるように設計されてもよいことを当業者も容易に分かる。
【００２９】
２つの衛星だけが明瞭にするために示されているが、いろいろの複数の衛星通信システムは、多数のユーザ端末にサービスする低地球軌道（ＬＥＯ）の８つの異なる軌道面で移動する約４８以上の衛星を使用する典型的なシステムとともに提案された。しかしながら、当業者は、いかに本発明の教示がいろいろの衛星システムおよびゲートウェイ構成に応用可能であることを容易に分かる。これは、他の軌道距離および星座の位置、例えば、ビームスイッチングが大部分はユーザ端末移動から生じる静止衛星を利用する軌道距離および星座の位置を含む。
【００３０】
図１は、ゲートウェイ１２０および１２２とともに、ユーザ端末１２４、１２６および１２８と基地局１１２との間、あるいは衛星１１６および１１８を通る通信を確立するいくつかの可能な信号パスを示している。基地局‐ユーザ端末通信リンクは、線１３０、１３２、および１３４によって示される。衛星１１６および１１８とユーザ端末１２４、１２６、および１２８との間の衛星‐ユーザ端末通信リンクは、線１３８、１４０、１４２、および１４４によって示される。ゲートウェイ１２０および１２２と衛星１１６および１１８との間のゲートウェイ‐衛星通信リンクは、線１４６、１４８、１５０、および１５２によって示される。ゲートウェイ１２０および１２２、および基地局１１２は、一方向あるいは双方向通信システムの一部としてあるいは単にメッセージ／情報あるいはデータをユーザ端末１２４、１２６、および１２８に転送するために使用されてもよい。
【００３１】
ＩＩＩ．通信リンクおよびチャネル
図２は、ゲートウェイ２０２と衛星２０４との間および衛星２０４とユーザ端末２０６との間で使用される通信リンクの例の実現を示している。図２に示されているように、例の実現は４つの無線周波数リンクを利用する。ユーザ端末２０６と衛星２０４との間のリンクは、逆方向アップリンク２１４および順方向ダウンリンク２１６である。ゲートウェイ２０２と衛星２０４は、順方向アップリンク２１０および逆方向ダウンリンク２１２である。
【００３２】
通信は、順方向アップリンク２１０上のゲートウェイ２０２から“順方向”方向に、次に衛星２０４から順方向ダウンリンク２１６上のユーザ端末２０６へ下方に進む。“逆”方向には、通信は、ユーザ端末２０６から逆方向アップリンク２１２上の衛星２０４に上方へ、次に衛星２０４から逆方向ダウンリンク２１２上のゲートウェイ２０２に下方へ進む。
【００３３】
典型的な通信システムでは、逆方向アップリンク２１４の周波数は、１６１０〜１６２６．５ＭＨｚの範囲に及び、逆方向アップリンク２１４は、図３に示されるように、空間的に１６のビームに分割するフットプリント３０２を有する。逆方向アップリンクフットプリント３０２は、１つの内部ビーム（ビーム１）および１５の外部ビーム（ビーム２〜１６）に分割される。しかしながら、逆方向アップリンクフットプリント３０２を分割するのに多数の同様な有効な方法があり、図３に示されているどれもほんの一例であることは当業者に明らかであるべきである。
【００３４】
逆方向アップリンク２１４および逆方向ダウンリンク２１２は、図４に示されるように少なくとも２つのチャネル、すなわちアクセスチャネル４０２および逆方向トラフィックチャネル４０４を持っている。アクセスチャネル４０２は、短いメッセージをゲートウェイ２０２に送信するためにユーザ端末２０６によって使用される。この短いメッセージは、呼を開始する情報を含み、ゲート２０２からユーザ端末２０６に送信されたページに応答し、ゲートウェイ２０２に登録する。ユーザ端末からアクセスチャネル上のゲートウェイ２０２に送信される短いメッセージは、ユーザ端末２０６によって放送された信号４１０内に伝達される。この信号は“アクセスプローブ”と呼ばれる。
【００３５】
ユーザ端末２０６は、逆方向アップリンクフットプリント３０２のビームの中のいずれかの範囲内にあってもよいために、ユーザ端末２０６がアクセスプローブ４１０にアクセスする場合、ゲートウェイ２０２はユーザ端末２０６の位置を追跡しないので、ゲートウェイ２０２は、アクセスプローブ４１０の到達に対するビームの全てを監視しなければならない。したがって、ゲートウェイ２０２は、アクセスチャネル受信機４２０を逆方向リンクビームパターン３０２のビームの各々に割り当てる。各アクセスチャネル受信機４２０は、アクセスプローブ４１０の到達に対するこの受信機の割り当てられたビーム、あるいは他のユーザ端末からの他のアクセスプローブを連続的に“探索”する。
【００３６】
ＩＶ．アクセスチャネル受信機探索空間
伝搬遅延および周知のドップラー効果のために、ゲートウェイ２０２で受信されたアクセスプローブ４１０は、到達時間および周波数の不確かさを有する。すなわち、アクセスプローブ４１０は、ゲートウェイ２０２内のアクセスチャネル受信機４２０に到達する時点で、アクセスチャネル受信機４２０は、アクセスプローブ４１０の正確な周波数あるいはタイミングを知ることができない。この到達時間および周波数の不確かさを除去するために、アクセスプローブ４１０には、アクセスチャネル受信機４２０は、割り当てられた“探索空間”（“不確かさ空間”とも知られている）内のアクセスプローブ４１０を“探索”し、それによって時間および周波数整列を得ることができるプリアンブルが備えられてもよい。
探索空間は少なくとも２つの成分、すなわち可能な到達時間の範囲および到達するアクセスプローブ４１０の可能な周波数の範囲によって規定される。探索空間は２次元であり、到達時間は一方の次元であり、周波数は他方の次元である。図５は典型的な探索空間５０２を示している。垂直軸５０４は、アクセスプローブ４１０の到達時間を示し、水平軸５０６は、アクセスプローブ４１０の周波数を示している。アクセスプローブ４１０の到達時間は、最小到達時間（Ｔ_ｍｉｎ）および最大到達時間（Ｔ_ｍａｘ）と境界を接する。同様に、アクセスプローブ４１０の周波数は、最小周波数（Ｆ_ｍｉｎ）および最大周波数（Ｆ_ｍａｘ）と境界を接する。図５に示されるように、探索空間５０２は、点Ｆ_ｍｉｎ、Ｆ_ｍａｘ、Ｔ_ｍｉｎおよびＴ_ｍａｘと境界を接するエリアである。
【００３７】
アクセスチャネル受信機４２０は、アクセスプローブ４１０をいろいろの時間および周波数の仮説対と相関付けることによって探索空間５２０を“探索”し、それにおいて、いろいろの時間および周波数の仮説対の全てが探索空間５０２内のある点を規定する。例の時間および周波数の仮説対５１０は図５に示されている。受信アクセスプローブ４１０との最高相関を生成する探索空間５０２内の仮説対は、アクセスプローブ４１０の到達時間および周波数の最適の仮説である。一旦到達時間および周波数の不確かさがこのように決定されると、アクセスプローブ４１０は、取得されると言われ、それの中に含まれる情報を取り出すことができる。
【００３８】
探索空間を決定し、各アクセスチャネル受信機４２０に割り当てる工程は後述される。
【００３９】
Ｖ．到達時間探索空間
ゲートウェイ２０２のアクセスプローブ４１０の到達時間（Ｔ）は、下記の式、すなわちＴ＝Ｔ_ｓｕ＋Ｔ_ｕｓ＋Ｔ_ｓｇによって決定できる。Ｔ_ｓｕは、通信信号がページング信号転送を処理する衛星（図示せず）からユーザ端末２０６に進むのにかかる時間を示す。Ｔｕｓは、通信信号４１０がユーザ端末２０６からアクセスチャネル衛星２０４に進むのにかかる時間を示す。Ｔ_ｓｇは、通信信号４１０がアクセスチャネル衛星２０４からゲートウェイ２０２に進むのにかかる時間を示している。
【００４０】
Ｔに対する可能な値の範囲を決定するために、最小および最大の可能な到達時間（それぞれＴ_ｍｉｎおよびＴ_ｍａｘ）を決定する必要がある。到達時間不確かさ空間は、Ｔ_ｍｉｎおよびＴ_ｍａｘ間のおよびＴ_ｍｉｎおよびＴ_ｍａｘを含む全到達時間である。Ｔの最大値および最小値は、Ｔ_ｕｓ＝Ｔ_ｓｕである時に生じるので、確実性を決定するために、この等号をとることができる。Ｔ＝２Ｔ_ｕｓ＋Ｔ_ｓｇとなる。ゲートウェイ２０２は、かなりの確実性を有するゲートウェイ自体の位置に対するアクセスチャネル衛星２０４の位置を知っているために前以てＴ_ｓｇを決定できる。したがって、時間の不確かさは、可能な２Ｔｕｓの値の範囲である。すなわち、到達時間の不確かさは、２（Ｔ_{ｕｓ−ｍａｘ}−Ｔ_{ｕｓ−ｍｉｎ}）である。
【００４１】
アクセスプローブ４１０がユーザ端末２０６からアクセスチャネル衛星に到達するのにかかる時間の量Ｔ_ｕｓは、ユーザ端末２０６と衛星２０４との間の距離に正比例する。衛星２０４がアクセスプローブ４１０をユーザ端末２０６から受信し、次にアクセスプローブ４１０をゲートウェイ２０２に中継するために、ユーザ端末２０６は、衛星２０４のフットプリント３０２の範囲内になければならない。ユーザ端末２０６はフットプリント３０２の範囲内になければならないために、ユーザ端末２０６と衛星２０４との間の最小および最大の距離（それぞれｄｍｉｎおよびｄｍａｘ）を決定できる。さらに、アクセスプローブ４１０の伝搬速度は既知の定数であるので、一旦ｄ_ｍｉｎおよびｄ_ｍａｘが既知であると、Ｔ_{ｕｓ−ｍａｘ}およびＴ_{ｕｓ−ｍｉｎ}を得ることができる。
【００４２】
図６は、衛星２０４と衛星２０４のフットプリントの範囲内にあると知られているユーザ端末２０６との間の最大および最小の距離を示している。図６に示されるように、ユーザ端末２０６と衛星２０４との間の距離は、衛星２０４がユーザ端末２０６の真上にあるときに最小になり、ユーザ端末２０６と衛星２０４との間の距離は、ユーザ端末２０６が平たい地球表面６０２をとるフットプリント３０２のエッジにあるとき（すなわち、ユーザ端末が最小迎角にあるとき）に最大になる。一実施形態では、例えば、ＬＥＯ衛星が使用されるとき、衛星２０４がユーザ端末２０６の真上にある場合、Ｔ_ｕｓは４．７２ｍｓであり、ユーザ端末２０６が衛星に対して１０°の迎角にある場合、Ｔ_ｕｓは１４．５７ｍｓである。本実施形態の場合、時間の不確かさは２（１４．５７−４．７２）＝１９．７ｍｓである。この不確かさは全衛星フットプリント３０２にわたる時間の不確かさを示している。
【００４３】
しかし、フットプリント３０２の範囲内の各ビームに割り当てられたアクセスチャネル受信機４２０があるために、アクセスチャネル受信機４２０は、全フットプリント３０２にわたる不確かさに関連する必要がない。アクセスチャネル受信機４２０は、アクセスチャネルが割り当てられたビームにわたる不確かさだけに関連する必要がある。フットプリント３０２の範囲内の任意の所与のビームに対応する不確かさは、全フットプリント３０２に対応する不確かさよりも必ず小さい。
【００４４】
例えば、平たい地球表面６０２をとる衛星２０４のフットプリント２０４の範囲内のいろいろの点と衛星２０４との間の距離を示す。ユーザ端末２０６がフットプリント３０２の内部ビーム（すなわち、ビーム１）の範囲内にある場合、ユーザ端末２０６と衛星２０４との間の距離は、少なくともｄ_ｍｉｎであり、高々ｄ_１である。ｄ_１はｄ_ｍａｘ未満であるため、ｄ_１−ｄ_ｍｉｎに比例する内部ビームに対する時間の不確かさは、ｄ_ｍａｘ−ｄ_ｍｉｎに比例する全フットプリント３０２にわたる時間の不確かさよりも小さい。
【００４５】
同様に、ユーザ端末２０６がフットプリント３０２の外部ビーム（すなわちビーム２〜１６）の範囲内にある場合、ユーザ端末２０６と衛星２０４との間の距離は、少なくともｄ１であり、高々ｄ_ｍａｘである。外部ビームの時間の不確かさは、ｄ１はｄ_ｍａｘよりも大きいために、全フットプリント３０２に対する時間の不確かさよりも小さい。したがって、アクセスチャネル受信機４２０に割り当てられた探索空間を減らすために、アクセスチャネル受信機４２０は、全フットプリント３０２に関連した不確かさに対応する探索空間を割り当てることとは対照的に、アクセスチャネル受信機４２０が割り当てられるビームに関連した不確かさに対応する探索空間を割り当てられた。
【００４６】
ＶＩ．周波数探索空間
時間の不確かさと同様に、全フットプリント３０２にわたる周波数の不確かさは、任意の個別のビームにわたる周波数の不確かさよりも大きい。したがって、できるだけ多く探索空間を減らし、それによって必要とされる仮説の数を減らすために、特定のアクセスチャネル受信機４２０に割り当てられた周波数探索空間は、受信機が割り当てられたビームの周波数の不確かさにだけ対応する。
【００４７】
周波数の不確かさは、ＵＴの局部発振器の周波数の不確かさと同様にドップラーによって引き起こされる。単一ビームのドップラーの潜在的な範囲は、衛星２０４の位置に対するビームのカバレッジエリアによる。ＵＴ局部発振器によって引き起こされた周波数の不確かさは、＋／−１０ｐｐｍに等しいかもしれないことが予想される。
【００４８】
ドップラーの不確かさは、逆方向ダウンリンク２１２および逆方向アップリンク２１４の両方に生じる。アクセスプローブ４１０の逆方向ダウンリンクの効果は、ゲートウェイ２０２が衛星２０４の位置を追跡するために、ゲートウェイ２０２によって決定できる。しかし、ゲートウェイ２０２は衛星２０４に対するユーザ端末２０６の位置を追跡しないしあるいは衛星２０４に対するユーザ端末２０６の位置の正確な十分情報を有していないために、アクセスプローブ４１０の逆方向アップリンクドップラーの効果を決定できる。しかしながら、下記の関係を使用して衛星のフットプリント３０２の全位置でドップラーを明確に決定できる。
【数１】

【００４９】
上記の関係は、迎角ηで衛星２０４を見て、衛星の運動の方向に対してθの方位に置かれたユーザ端末２０６に対するユーザ端末２０６と衛星との間の距離ｄ（ｄ）の変化率を与える。ここで、Ｒは地球の半径であり、ｖは衛星２０４の速度であり、かつｈは地球表面上の衛星２０４の高度である。したがって、有用な周波数探索空間に対する推定境界を与える所与のアクセスプローブ４１０に対する可能な周波数偏移の範囲も決定できる。
【００５０】
好ましくは、フットプリント３０２の各ビームに関連した周波数の不確かさは、予想できるように公称ビームカバレッジ地域に基づいて決定されない。その代わりに、各ビームに対する周波数の不確かさは、方位（θ）の範囲および公称ビームカバレッジ領域を含む迎角（η）の範囲によって規定されるエリアに基づいて決定される。例えば、一実施形態では、各ビームに対する周波数の不確かさは、凸状のカバーの“３ｄＢ”ビームカバレッジ領域に基づいて決定される。凸状のカバーの“３ｄＢ”ビームカバレッジ領域は、３ｄＢ領域を含む方位／迎角空間の矩形によって規定された最小領域である。
【００５１】
内部ビームが迎角が１０°から６０°へおよび方位が２４°の範囲以上に延びるビームの公称境界を使用することは、衛星ハードウェアが古くなるときにビーム形状が歪む傾向が予測されるために望まれない。３ｄＢカバレッジ領域方式は、重ね合わせ探索エリアをもたらし、それによってビーム歪み問題を避け、多分ダイバシティ長所を与える。３ｄＢカバレッジ領域は、０ｄＢで信号を送信するユーザがゲートウェイ２０２でビームの少なくとも３ｄＢのＥｂ／Ｎｔ（すなわち、信号対雑音比）を得ることができる領域である。ここで、Ｅｂはこの信号のエネルギー／ビットであり、Ｎｔは全雑音である。本発明は３ｄＢビームカバレッジ領域に決して限定されないことに注目すべきである。３ｄＢビームカバレッジ領域は、方位の範囲および公称ビームカバレッジ地域を含む迎角の範囲によって規定された一例以外である。
【００５２】
図８は、一例の３ｄＢビーム境界８０２を示している。図８に示されるように、ビーム１０に対する３ｄＢカバレッジエリア８０２は、ビーム１０の公称カバレッジエリアよりも大きく、ビーム１、９、および１１上で重なる。ビームをこのように重ねることによって、送信ユーザ端末２０６が検出されない可能性は著しく減少される。
【００５３】
３ｄＢビーム境界の凸状のカバーおよび上記関係を使用して、各アクセスチャネル受信機４２０が探索しているビームの正確な公称方位を知っていると仮定すると、各ビームに対する最大および最小ドップラーを決定できる。好ましい実施形態では、各アクセスチャネル受信機４２０は、ゲートウェイ２０２で衛星組み立て装置（図示せず）から探索しているビームの公称方位を受け取る。この情報は、１分の間隔で受け取られる。結果として、１分以内のヨーステアリングの最大効果である＋／−５°の方位の不確かさがある。
【００５４】
各ビームに関連した全周波数の不確かさは、ＵＴの局部発振器によって導入された周波数の不確かさおよびヨーステアリングによる方位の不確かさによって導入された不確かさを含むドップラーの不確かさを加算することによって決定される。一旦周波数の不確かさが各ビームに対して決定されると、周波数探索空間は、各アクセスチャネル受信機４２０に割り当てることができる。アクセスチャネル受信機４２０に割り当てられた周波数探索は、アクセスチャネル受信機が割り当てられるビームの全周波数の不確かさに相当する。
【００５５】
一実施形態によれば、全衛星フットプリント３０２にわたる周波数の不確かさは９５ＫＨｚであり、内部ビームにわたる周波数の不確かさは６８ＫＨｚであり、外部ビームにわたる周波数の不確かさは５７ＫＨｚである。外部ビームにわたる周波数の不確かさは、全衛星衛星フットプリント３０２にわたる周波数の不確かさよりも著しく小さい。したがって、より小さい探索空間は、全衛星フットプリント３０２にわたるよりもむしろ個別ビームにわたる周波数の不確かさおよび時間の不確かさを考察することによって探索される。より小さい探索空間は、より少ない仮説が、アクセスプローブ４１０がより少ないハードウェアを使用して得ることができることを意味するアクセスプローブ４１０と比較する必要があることを意味する。
【００５６】
ＶＩＩ．アクセスプローブ詳細
図９は、アクセスプローブ構造９００を示している。アクセスプローブ４１０は、アクセスプローブプリアンブル（プリアンブル）９２０と、アクセスプローブメッセージ（アクセスメッセージ）９３０とを含んでいる。アクセスプローブプリアンブル９２０はヌルデータ（例えば、全“１”あるいは全“０”）を含む。アクセスプローブメッセージ９３０は意味がある情報を含む。
【００５７】
本発明によれば、プリアンブル９２０は、２つのステージ、第１のステージプリアンブル９６０および第２のステージプリアンブル９７０で送信される。第１のステージプリアンブル９６０は、短いＰＮコード対によってのみ変調される。第２のステージプリアンブル９７０は、短いＰＮコード対９４０および長いＰＮコード９５０の両方によって変調される。ユーザ端末２０６が第２のステージプリアンブル９７０を送信した後、メッセージステージ９８０はユーザ端末によって送信される。メッセージステージ９８０は、アクセスメッセージ９３０が短いＰＮコード対９４０および長いＰＮコード９５０の両方によって変調された場合、変調アクセスメッセージ９３０である。ステージのプリアンブルを送信することによって、周波数およびタイミングの不確かさを決定し、アクセスプローブ４１０を得るために必要とされる仮説の数が減少される。
【００５８】
一実施形態によれば、周波数の不確かさは第１のステージプリアンブル９６０の送信および受信中に決定されるのに対して、タイミングの不確かさは第２のステージプリアンブル９７０の伝送中完全に決定される。アクセスプローブ４１０を送信するシステムは、前述の同時係属米国特許出願（弁護士ドケット番号第ＰＡ２７７号）に記載されている。
【００５９】
ＶＩＩＩ．アクセスプローブを得ること
図１０は、ゲートウェイ２０２でアクセスプローブ４１０を得る一実施形態による工程を示している。この工程は工程１００２で開始する。工程１００２では、各アクセスチャネル受信機４２０は、衛星２０４から投射された特定のビームに割り当てられる。次に、探索空間は、各アクセスチャネル受信機４２０に割り当てられる（工程１００４）。特定のアクセスチャネル受信機４２０に割り当てられた探索空間は、特定のアクセスチャネル受信機４２０が割り当てられたビームに対応する周波数およびタイミングの不確かさに対応する。周波数およびタイミングの不確かさは図６〜図８を参照して前述されるように決定される。次に、アクセスチャネル受信機４２０は、この受信機の割り当てられる探索空間を探索し、アクセスプローブ４１０に関連したタイミングおよび周波数の不確かさを決定する（工程１００６）。すなわち、この受信機は、アクセスプローブ４１０をいろいろの時間および周波数の仮説対と相関付けし、これにおいて、いろいろの時間および周波数の仮説対の全ては、割り当てられた探索空間内のある点を規定する。探索工程は図１２に関して下記により詳細に述べられる。最後に、アクセスプローブ４１０のメッセージ部は、アクセスプローブ４１０に関連したタイミングおよび周波数の不確かさを解決する結果として得られる周波数増分およびタイミングオフセットを使用して復調される。
【００６０】
ＩＸ．アクセスチャネル受信機
一実施形態では、各アクセスチャネル受信機４２０は、８つのゲートウェイ復調器（ＧＤＭｓ）を含み、割り当てられた探索空間にわたるアクセスプローブに対する探索を実行する。本実施形態では、探索空間は、全衛星フットプリント３０２にわたって導入される周波数および時間の不確かさに対応する。好ましい実施形態では、各アクセスチャネル受信機は、アクセスプローブ獲得を実行する４つのＧＤＭのみを含む。好ましい実施形態では、探索空間は、全衛星フットプリント３０２にわたってよりもむしろ個別のビームにわたる周波数の不確かさおよび時間の不確かさに対応する。したがって、全衛星フットプリント３０２にわたってよりもむしろ個別のビームにわたる周波数の不確かさおよびタイミングの不確かさを考察し、探索時定数を保持することによって、より少ないＧＤＭは探索を実行するのに必要である。
【００６１】
図１１は、一実施形態による典型的なＧＤＭ１０００を示すブロック図である。ＧＤＭ１１００は、アナログ／ディジタル変換器（Ａ／Ｄ）変換器１１１０と、ロータ１１２０と、第１のメモリ１１２５と、高速アダマール変換器（ＦＨＴ）１１３０と、第２のメモリ１１３５と、遅延１１４０と、加算器１１４５および１１５０と、コヒーレント積分器１１６０と、平方演算器１１６５と、チャネル加算器１１７０と、非コヒーレント積分器１１８０とを含んでいる。
【００６２】
Ａ／Ｄ変換器１１１０は、チャネル信号をアンテナ２０３から受信し、受信信号を量子化する。ロータ１１２０は、ドップラーあるいは他の公知の効果の結果として周波数の不確かさを取り除くために受信信号の周波数を調整する。
【００６３】
ロータ１１２０からの出力はメモリ１１２５に記憶されている。ＦＨＴ１１３０は、周知の技術により高速アダマール変換（ＦＨＴ）演算を実行する。ＦＨＴ１１３０からの出力はメモリ１１３５に記憶される。メモリ１１２５およびメモリ１１３５は、ＦＨＴ演算前後にデータを並び替える周知の工程により作動する。この工程は、可能なタイミングの不確かさを考慮して短いＰＮコード対９４０に対する可能なオフセット数を迅速におよび効果的に決定する。メモリ１１２５、ＦＨＴ１１３０、およびメモリ１１３５の出力は、短いＰＮコード対９４０の周期的な自己相関である。
【００６４】
ＧＤＭ１１００の残りの部分は、周知の通信技術により受信信号のエネルギーを計算する。遅延１１４０および加算器１１４５、１１５０は、受信信号の同相成分および直角位相成分の推定値を計算する。コヒーレント積分器１１６０は、予め選択された期間にわたって同相成分および直角位相成分の各々を計算する。平方演算器１１６５は、この成分を平方することによって累算成分の各々に対する大きさを決定する。これらの大きさはコヒーレント合計と呼ばれる。チャネル加算器１１７０は、同相チャネルおよび直角位相チャネルからの２つのコヒーレント和を結合する。非コヒーレント積分器１１８０は、ウォルシュコード境界で開始し、終了する間隔にわたって結合されたコヒーレント和を累算し、和１１９０の非コヒーレント結合を行う。ウォルシュコードは、受信信号を形成する際に使用される直交チャネル化コードである。ウォルシュコードによって、複数のユーザは、単一周波数バンド（ＣＤＭＡチャネル）を共有できる。非コヒーレント和１１９０は、短いＰＮコード対９４０の特定タイミングオフセットに相関されるかあるいはこのオフセットで集中される通信信号の正味エネルギーに関連している。非コヒーレント和１１９０は、短いＰＮコード対９４０のタイミングオフセットが得られる通信信号のタイミングオフセットに対応しているか否かに応じて値が変わる。
【００６５】
非コヒーレント和１１９０は、１つあるいはそれ以上の閾値（図示せず）と比較され、適切な信号相関、したがって周波数およびタイミング整列を決定する最小エネルギーレベルを確立する。非コヒーレント和１１９０が１つあるいはそれ以上の閾値を超える場合、短いＰＮコード対９４０のタイミングオフセットは、その後通信信号を追跡し、復調するために使用される選択されたタイミングオフセットである。非コヒーレント和１１９０が閾値を超えない場合、新しいタイミングオフセット（すなわち、仮説）は試験され、前述の累算および閾値処理の動作が繰り返される。
【００６６】
Ｘ．探索工程
図１２は、ＧＤＭ１１００の一実施形態の動作を示す状態図である。この状態図は、粗探索状態１２１０と、精探索状態１２２０と、復調メッセージ状態１２３０とを含んでいる。
【００６７】
ＧＤＭ１１００は、粗探索状態１２１０の作動を開始する。粗探索状態１２１０中、ＧＤＭ１１００は、アクセスプローブ４１０に対する粗探索を実行する。好ましい実施形態によれば、粗探索は、時間の探索およびＧＤＭに割り当てられた探索空間にわたる周波数の探索を含む。好ましい実施形態では、ＧＤＭ１１００に割り当てられた探索空間は、全衛星フットプリント３０２にわたるのとは対照的に、別個のビームにわたる時間および周波数の不確かさに対応する。
【００６８】
時間の探索は、アクセスプローブ４１０に使用される短いＰＮコード対９４０上にロックしようと試みる。特に、この探索は、短いＰＮコード対９４０のタイミングオフセットを決定しようと試みる。時間および周波数の探索は、直列あるいは並列のいずれかで実行できる。タイミングの不確かさは周波数の不確かさよりも大きいと予想され、１実施形態は、時間の並列探索および周波数の直列探索を実行する。ＦＨＴ１１３０がＧＤＭ１１００で使用可能である場合、この実施形態は特に役に立つ。本実施形態では、ロータ１１２０は、所定の範囲の周波数の不確かさに基づいて所定量だけ周波数を増分する。各周波数増分で、ＦＨＴ１１３０は、短いＰＮコード対９４０のタイミングに対する並列探索を実行する。短いＰＮコード対９４０の特定の周波数増分および特定のタイミングは、非コヒーレント積分器１１８０からの出力１１９０を最大にする。最大出力１１８０が所定の閾値を超える場合、粗探索はアクセスプローブ４１０を検出した。これが生じる場合、特定の周波数増分は、周波数の不確かさを決定し、短いＰＮコード対９４０のタイミングはタイミングの不確かさを決定する。
【００６９】
最大出力１１９０が所定の閾値を超えない場合、粗探索はアクセスプローブ４１０を検出しなかった。この場合、ＧＤＭ１１００は粗探索状態１２１０のままである。
【００７０】
アクセスプローブ４１０を検出する際に、ＧＤＭ１１００は、粗探索状態１２１０から精探索状態１２２０に変わる。粗探索状態１２１０から精探索状態１２２０に変わる際に、ＧＤＭ１１００は、長いＰＮコード９５０を得るために特性を変える。特に、メモリ１１２５、１１３５およびＦＨＴ１１３０は、長いＰＮコード９５０に対してはＰＮコード対９４０に対してとは異なる。一実施形態によれば、一実施形態によれば、メモリ１１２５、１１３５およびＦＨＴ１１３０は、長いＰＮコード９５０を探索するように再構成される。
【００７１】
精探索状態１２２０中、ＧＤＭ１１００は精探索を実行する。好ましい実施形態によれば、精探索は、決定された到達時間の不確かさの空間にわたる時間探索からなる。精探索は、アクセスプローブ４１０で使用される長いＰＮコード９５０にロックしようと試みる。精探索中、粗探索状態１２１０中に得られる短いＰＮコード対９４０の特定の周波数増分およびタイミングは、アクセスプローブ４１０のタイミングの不確かさを完全に決定するために使用される。
【００７２】
粗探索に対して前述された工程と同様な工程は、長いＰＮコード９５０を得るかあるいはこれにロックするために使用される。長いＰＮコード９５０の特定のタイミングは、非コヒーレント積分器１１８０からの出力１１９０を最大にする。最大出力１１９０は所定の閾値を超える場合、精探索はアクセスプローブ４１０を得た。これが生じる場合、長いＰＮコード９５０の特定のタイミングは、タイミングの不確かさを完全に決定する。
【００７３】
最大出力１１９０が所定の閾値を超えない場合、精探索はアクセスプローブ４１０を得ることができない。この場合、ＧＤＭ１１００は、精探索状態１２２０から粗探索状態１２１０に変わり、アクセスプローブ４１０を検出しようと試みる。
【００７４】
アクセスプローブ４１０を得る際に、ＧＤＭ１１００は、精探索状態１２２０から復調メッセージ状態１２３０に変わる。復調メッセージ状態１２３０中、ＧＤＭ１１００は、精探索状態１１２０中に得られた特定の周波数増分およびタイミングを使用してアクセスプローブ４１０に含まれたメッセージ９３０を復調する。メッセージ９３０を復調することによって、その中に含まれた情報は取り出される。
【００７５】
出力１１９０が復調メッセージ状態１２３０中に所定の閾値以下に低下する場合、ＧＤＭ１１００はアクセスプローブ４１０の捕捉を失った。これは、アクセスプローブ４１０の伝送の完了あるいはいくつかの失敗を含むいろいろの環境で生じる。原因とは関係なく、ＧＤＭ１１００は、復調メッセージ状態１２３０から粗探索状態１２１０に変わり、アクセスプローブ４１０を検出しようと試みる。
【００７６】
ＸＩ．結論
好ましい実施形態の前述の説明は、当業者が本発明を製造するかあるいは使用することができるように行われている。本発明は本発明の好ましい実施形態を参照して特に図示され、説明されているが、形式および詳細のいろいろの変更が本発明の精神および範囲から逸脱しないでそれの中で行うことができることが当業者に分かる。
【図面の簡単な説明】
ここに組み込まれ、明細書の一部を形成する添付図面は、本発明を示し、説明とともに、さらに本発明の原理を説明し、当業者が本発明を製造し、使用できるのに役立つ。図面において、同じ参照番号は、同一あるいは機能的に同じ要素を示す。さらに、参照番号の最も左の数字は、参照番号が最初に現れる図面を識別する。
【図１】 本発明の一実施形態により構成され、作動する典型的な無線通信システムを示している。
【図２】 通信システムにおいてゲートウェイとユーザ端末との間に使用された通信リンクの典型的な実現を示している。
【図３】 典型的な逆方向アップリンクフットプリントを示している。
【図４】 逆方向アップリンクを形成する典型的なチャネルを示している。
【図５】 典型的な時間／周波数探索空間を示している。
【図６】 衛星のフットプリント内のいろいろの点と衛星との間の距離を示している。
【図７】 衛星のフットプリント内のいろいろの点と衛星との間の距離を示し、内部および外部のビーム境界も示している。
【図８】 典型的な３ｄＢのビームカバレッジエリアを示している。
【図９】 典型的なアクセスプローブ構造を示している。
【図１０】 アクセスプローブを得る典型的な工程を示す。
【図１１】 一実施形態によるゲートウェイ復調器を示すブロック図である。
【図１２】 一実施形態による図１１のゲートウェイ復調器の動作を示す状態図である。

Claims (16)

1. アクセス送信を得るために必要とされる周波数および時間仮説の数を減すために、ユーザ端末によって衛星に送信されそして前記衛星によってゲートウェイに中継される信号を得る方法であって、
   通信ビームの所定のビームカバレッジエリアに基づいて、前記衛星に関連する前記通信ビームに関する到達時間および周波数探索空間を規定する工程と、
   前記信号に関連する周波数の不確かさを決定するため前記探索空間の粗探索を実行し、そして前記信号と関連したタイミングの不確かさを決定するために精探索を実行することにより、前記信号に関連する前記タイミングおよび周波数の不確かさを決定するために前記探索空間を探索する工程と、そして
   前記タイミングおよび周波数の不確かさの決定の結果として得られる周波数増分およびタイミングオフセットに基づいてこの信号のメッセージ部を復調とする工程と
   を含む方法。
2. 前記ビームの前記所定のビームカバレッジエリアが、前記ビームの公称カバレッジ領域を含む方位角の範囲および迎角の範囲によって規定されたエリアに対応する請求項１の方法。
3. 前記信号が、前記メッセージ部に前記タイミングおよび周波数の不確かさを決定するためのプリアンブル部を含む請求項１の方法。
4. 前記プリアンブル部がヌルデータを含む請求項３の方法。
5. 前記プリアンブル部が周波数の不確かさを決定するための第１のステージおよびタイミングの不確かさを決定するための第２のステージを有し、前記第１のステージが第１の信号によって変調されたデータを有し、そして前記第２のステージが第２の信号によって変調されたデータを有する請求項３の方法。
6. 前記第１の信号および前記第２の信号が擬似雑音シーケンスである請求項５の方法。
7. 前記探索空間が、周波数の範囲および到達時間の範囲によって規定される請求項１の方法。
8. ユーザ端末によって送信され、そして衛星によってゲートウェイに中継された信号のメッセージ部内の情報をゲートウェイにおいて回復する方法であって、
   前記ゲートウェイ内のアクセスチャネル受信機を前記衛星に関連するビームに割り当てる工程と、
   探索空間を前記アクセスチャネル受信機に割り当てる工程と、なお前記探索空間は、前記信号に関連する周波数の不確かさを決定するため前記探索空間の粗探索を実行し、そして前記信号と関連したタイミングの不確かさを決定するために精探索を実行することにより、前記アクセスチャネル受信機が割り当てられている前記ビームに関連する周波数およびタイミングの不確かさに対応し、
   前記信号を得るため前記探索空間を探索する工程と、そして
   前記信号が前記探索空間を探索した後に得られた場合、そこに含まれる前記情報を取り出すために前記信号のメッセージ部を復調する工程と
   を含む方法。
9. 前記信号が、前記メッセージ部が送信される前に送信される前記タイミングおよび周波数の不確かさを決定するためのプリアンブル部を有する請求項８の方法。
10. 前記プリアンブル部が、周波数の不確かさを決定するための第１のステージおよびタイミングの不確かさを決定するための第２のステージを含む請求項９の方法。
11. 周波数の不確かさを決定するための粗探索を実行する前記工程が、前記ゲートウェイが前記プリアンブル部の前記第１のステージを受信している間に実行される請求項１０の方法。
12. 前記探索空間が、周波数の範囲および到達時間の範囲によって規定される請求項８の方法。
13. ユーザ端末によって衛星に送信され、そして前記衛星によってゲートウェイに中継される信号のメッセージ部内の情報を前記ゲートウェイにおいて回復するシステムであって、
    前記ゲートウェイ内のアクセスチャネル受信機と、なお前記アクセスチャネル受信機は前記衛星に関連するビームに割り当てられており、
    前記アクセスチャネル受信機に割り当てられている探索空間と、なお前記探索空間は前記アクセスチャネル受信機が割り当てられる前記ビームに関連する周波数およびタイミングの不確かさに対応しており、前記信号に関連する周波数の不確かさを決定するため前記探索空間の粗探索を実行する手段を採用し、そして
    前記信号と関連したタイミングの不確かさを決定するために精探索を実行する手段と、
    前記信号を得るために前記探索空間を探索する手段と、そして
    そこに含まれている情報を回復するため、前記探索空間を探索した後に得られた前記信号の前記メッセージ部を復調する手段と
    を備えているシステム。
14. 前記信号が、前記メッセージ部が送信される前に送信される前記タイミングと周波数の不確かさを決定するためのプリアンブル部を有する請求項１３のシステム。
15. 前記プリアンブル部が、周波数の不確かさを決定するための第１のステージおよびタイミングの不確かさを決定するための第２のステージを含む請求項１４のシステム。
16. 前記探索空間が、周波数の範囲および到達時間の範囲によって規定される請求項１３のシステム。

Images