JP6359261B2 - 衛星通信データ処理 - Google Patents

Description

本発明は、概して、衛星、及び通信衛星で通信データを処理するシステム及び方法に関する。より具体的には、本発明は、通信衛星のトランスポンダーにより通信データを処理するシステム及び方法に関する。

衛星は、様々な分野で使用される。たとえば、限定されないが、衛星は、航路決定、通信、環境モニタリング、天気予報、放送、及び他の用途に使用される。多くの家庭、企業、政府機関、及び他のユーザが、娯楽、通信、情報収集及び他の目的で日常的に衛星を使用する。何百もの人工衛星が、現在、地球を周回している。毎年、多くの衛星が打ち打ち上げられる。

従来の最新式衛星は、電源及び種々の電子コンポーネントを収容する金属又は複合フレームを含む。電源は、たとえば、一又は複数のバッテリー、太陽電池、又は他の電源、もしくは種々の電源の組み合わせを含む。また、従来の最新式衛星は、一又は複数のアンテナを含む。

衛星の電子コンポーネントは、一又は複数のトランスポンダーを含む。トランスポンダーは、一又は複数の受信器、周波数変換器、及び送信器を含む電子コンポーネントの集合体である。各トランスポンダーは、特定のバンド幅に構成される。衛星の総バンド幅は、任意の数のトランスポンダーにより提供される。

通信衛星のトランスポンダーは、地球、別の衛星、若しくは他の固定された場所又は移動可能な場所からアップリンクアンテナを介して多重アップリンクビームを受信するように構成される。受信された各ビームは、トランスポンダーによりさらなる処理のために増幅され、ダウンコンバートされる。次いで、ダウンリンクアンテナを介して地球、他の衛星、若しくは他の固定された場所又は移動可能な場所へのダウンリンクビームのアップコンバーション及び再送に先立って、ダウンコンバートされたビームは、切り替えられ、多重送信され、又はそうでなければ経路決定され、結合される。

通信衛星のトランスポンダーは、アナログであってもよく、デジタルであってもよい。アナログのトランスポンダーについては、切り替えが、特定のダウンリンクアンテナビームに対する全アップリンクアンテナビームの２地点間マッピングに限定される。

通信衛星のデジタルトランスポンダーは、デジタル信号処理を使用してトランスポンダーの機能性を提供する。デジタルトランスポンダーは、アナログトランスポンダーでは達成できない方法で、衛星上の通信信号のバンド幅及び電力割り当てを分割し、制御し、かつ監視するように構成される。デジタルトランスポンダーは、高度に柔軟な方法で入出力の切り替えを実行する能力を有する。

したがって、上述した問題の一又は複数と、起こりうる他の問題とを考慮する方法と装置を有することが有利である。

本発明の実施形態は、バックプレーン及びトランスポンダーを形成するためにバックプレーンに接続された任意の数のトランスポンダースライスを備える装置を提供する。任意の数のトランスポンダースライスは、第一の複数のバンド幅及び第一の複数のインターフェース周波数を備えるアナログ入力を受信するように構成されたアナログフロントエンド、アナログ入力をデジタル信号に変換するように構成されたアナログ−デジタル変換器、複数の周波数スライスを生成するためにデジタル信号を処理するように構成されたデジタルチャネライザ、出力サブバンドを形成するために複数の周波数スライスを組み立てるように構成されたデジタル結合器、デジタルチャネライザからデジタル結合器へ複数の周波数スライスの経路を決定するように構成されたデジタルスイッチ、出力サブバンドをアナログ出力に変換するように構成されたデジタル−アナログ変換器、並びに第二の複数のバンド幅及び第二の複数のインターフェース周波数を備えるアナログ出力を送信するように構成されたアナログバックエンドを備える。

本発明の別の実施形態は、アナログ入力を受信するように構成されたアナログフロントエンド、アナログ入力をデジタル信号に変換するように構成されたアナログ−デジタル変換器、複数の周波数スライスを生成するためにデジタル信号を処理するように構成されたデジタルチャネライザ、出力サブバンドを形成するために複数の周波数スライスを組み立てるように構成されたデジタル結合器、及びデジタルチャネライザからデジタル結合器へ複数の周波数スライスの経路を決定するように構成されたデジタルスイッチを備える装置を提供する。デジタルスイッチは、イングレスステージスイッチ、ミドルステージスイッチ、及びエグレスステージスイッチを備える多重ステージスイッチネットワークを備える。

本発明の別の実施形態は、デジタル処理部分及びアナログ部分を備えるトランスポンダースライスを提供する。デジタル処理部分は、複数の周波数スライスを生成するためにデジタル信号を処理するように構成されたデジタルチャネライザ、出力サブバンドを形成するために複数の周波数スライスを組み立てるように構成されたデジタル結合器、デジタルチャネライザからデジタル結合器へ及び任意の数の他のトランスポンダースライスへ複数の周波数スライスの経路を決定するように構成されたデジタルスイッチを備える。アナログ部分は、第一の複数のバンド幅及び第一の複数のインターフェース周波数を備えるアナログ入力を受信するように構成されたアナログフロントエンド、アナログ入力をデジタル信号に変換するように構成されたアナログ−デジタル変換器、出力サブバンドをアナログ出力に変換するように構成されたデジタル−アナログ変換器、及び第二の複数のバンド幅及び第二の複数のインターフェース周波数を備えるアナログ出力を送信するように構成されたアナログバックエンドを備える。

本発明の別の実施形態は、アナログ入力（２１４）を受信するように構成されたアナログフロントエンド（２０４）；アナログ入力（２１４）をデジタル信号に変換するように構成されたアナログ−デジタル変換器（２２２）；複数の周波数スライス（２２４）を生成するためにデジタル信号を処理するように構成されたデジタルチャネライザ（２０６）；出力サブバンド（２４０）を形成するために複数の周波数スライス（２２４）を組み立てるように構成されたデジタル結合器（２１０）；及びデジタルチャネライザ（２０６）からデジタル結合器（２１０）へ複数の周波数スライス（２２４)の経路を決定するように構成されたデジタルスイッチ（２０８）を備える装置であって、デジタルスイッチ（２０８）は、イングレスステージスイッチ（２３４）、ミドルステージスイッチ（２３６）、及びエグレスステージスイッチ（２３８）を備える多重ステージスイッチネットワーク（２３０）を備える、装置を提供する。

実施形態において、デジタルスイッチ（２０８）が三つのステージのＣｌｏｓスイッチネットワーク（２３２）を備える装置が提供される。デジタル−アナログ変換器（２４２）は、出力サブバンド（２４０）をアナログ出力（２４４）に変換するように構成され；かつアナログバックエンド（２１２）は、アナログ出力（２４４）を送信するように構成される。さらなる実施形態では、アナログフロントエンド（２０４）は第一の複数のバンド幅及び第一の複数のインターフェース周波数を備えるアナログ入力（２１４）を受信するように構成され；かつアナログバックエンド（２１２）は、第二の複数のバンド幅及び第二の複数のインターフェース周波数を備えるアナログ出力（２４４）を送信するように構成された装置が含まれる。またさらなる実施形態では、装置は、通信衛星（１００）にペイロードを備える。

上記のフィーチャ、機能及び利点は、本発明の様々な実施形態で独立して実現することが可能であるか、他の実施形態において組み合わせることが可能である。これらの実施形態について、後述の説明及び添付図面を参照してさらに詳細に説明する。

実施形態の特徴と考えられる新規のフィーチャは、添付の特許請求の範囲に明記される。しかしながら、実施形態と、好ましい使用モード、さらなる目的、及びそのフィーチャとは、添付図面を参照して本発明の実施形態の後述の詳細な説明を読むことにより最もよく理解されるであろう。

実施形態による衛星通信を図示したものである。 実施形態によるトランスポンダーのブロック図である。 実施形態による任意の数のトランスポンダースライスのブロック図である。

種々の実施形態は、任意の数の様々な検討事項を認識し考慮する。本明細書でアイテムを参照する際に使用される「任意の数の」は、一又は複数のアイテムを意味する。例えば、「任意の数の異なる検討事項」は、一又は複数の異なる検討事項を意味する。

実施形態は、通信衛星においてアップリンクビームで受信されたサブバンドスペクトルを処理するトランスポンダーを提供する。トランスポンダーは、デジタルチャネライザ、デジタルスイッチ、及びデジタル結合器を備える。チャネライザは、サブバンドスペクトルを複数の周波数スライスに分割するように構成される。デジタルスイッチは、複数の周波数スライスをデジタル結合器に経路決定するように構成される。デジタル結合器は、通信衛星の出力ビームの送信のための一又は複数の出力サブバンドを形成するために周波数スライスを再び組み立てるように構成される。

一つの実施形態によれば、トランスポンダーは、デジタルチャネライザのモジュールアナログフロントエンドを備える。モジュールアナログフロントエンドは、複数の入力バンド幅及びインターフェース周波数を受信するように構成される。トランスポンダーは、デジタル結合器のモジュールアナログバックエンドを備える。モジュールアナログバックエンドは、複数の出力バンド幅及びインターフェース周波数を送信するように構成される。

一つの実施形態によれば、デジタルスイッチは、クロスバースイッチ、多重ステージスイッチネットワーク、又はデジタルチャネライザからデジタル結合器へ周波数スライスの経路を決定する別のスイッチ構造を備える。たとえば、限定されないが、デジタルスイッチは、イングレスステージスイッチ、ミドルステージスイッチ、及びエグレスステージスイッチを備える三つのステージのＣｌｏｓスイッチネットワークを備える。

ここで図１を参照すると、衛星通信の図が実施形態に従って示される。この例では、通信衛星１００は、地上局１０２と地上局１０４との間のデータ通信を提供する。他の例では、通信衛星１００は、任意の組み合わせで、任意の数の地上局、他の衛星、若しくは地球上又はその上空の他の固定された場所又は移動可能な場所の間で、通信を提供してもよい。

通信衛星１００は、筐体１０６、任意の数のアンテナ１０８、及び太陽パネル１１０を含む。任意の数のアンテナ１０８及び太陽パネル１１０は、筐体１０６に取り付けられる。

任意の数のアンテナ１０８は、地上局１０２若しくは別の送信器又は任意の数の送信器からアップリンクビーム１１２を受信するように構成される。また、任意の数のアンテナ１０８は、地上局１０４若しくは別の受信器又は任意の数の受信器にダウンリンクビーム１１４を送信するように構成される。

任意の数のアンテナ１０８は、衛星通信の衛星での使用にふさわしいいかなる種類のアンテナをも含むことができる。たとえば、限定されないが、任意の数のアンテナ１０８は、任意の数の別個にアドレス可能な送信エレメント又は受信エレメントを有するアンテナを形成するデジタルビーム又はアナログビームを含む。このようなアンテナの例として、スポットビームディッシュ、マルチビーム供給アンテナ、ダイレクト放射アレイアンテナ、及びフェーズドアレイ給電反射鏡アンテナが含まれる。

筐体１０６は、アンテナ１０８を介して受信されるアップビーム１１２を処理し、アンテナ１０８を介して送信用のダウンリンクビーム１１４を生成する種々の電子コンポーネントを含む。たとえば、筐体１０６は、切り替え用に構成された任意の数のトランスポンダー及びアップリンクビーム１１２のダウンリンクビーム１１４への経路を決定するサブチャネルを含むペイロードを含む。

太陽パネル１１０は、筐体１０６の種々の電子コンポーネントの動作のために電力を供給する電源の一例である。通信衛星１００は、筐体１０６のバッテリー又は他の電源、若しくは筐体１０６の電子機器の動作のために電力を供給する電源の種々の組み合わせを含む。

ここで図２を参照すると、トランスポンダーのブロック図が実施形態に従って示される。この例では、トランスポンダー２００は、図１の通信衛星１００のトランスポンダーを実施する一つの例である。トランスポンダー２００は、通信衛星１００のペイロードを備える。

実施形態によると、トランスポンダー２００は、バックプレーン２０３に接続された任意の数のトランスポンダースライス２０２を備える。バックプレーン２０３は、任意の数のトランスポンダースライス２０２の間でデジタル信号通信のために接続を提供するように、任意の数のトランスポンダースライス２０２が接続される任意の構造を備える。たとえば、限定されないが、バックプレーン２０３は、任意の数のトランスポンダースライス２０２を含むように構成された筐体の一部として実施される。たとえば、限定されないが、任意の数のトランスポンダースライス２０２は、バックプレーン２０３を介して任意の数のトランスポンダースライス２０２を接続するために、バックプレーン２０３に差し込むように構成された任意の数の回路基板で実施される。

任意の数のトランスポンダースライス２０２は、アナログフロントエンド２０４、デジタルチャネライザ２０６、デジタルスイッチ２０８、デジタル結合器２１０、及びアナログバックエンド２１２を備える。

アナログフロントエンド２０４は、任意の数の受信アンテナ２１６からアナログ入力２１４を受信するように構成される。任意の数の受信アンテナ２１６は、アップリンクアンテナとも言われる。たとえば、任意の数の受信アンテナ２１６は、アップリンクビーム２１７を受信し、受信されたアップリンクビーム２１７をアナログ入力２１４としてアナログフロントエンド２０４に提供するように構成された衛星の任意の適する数及び種類のアンテナを含む。

アナログフロントエンド２０４は、複数のバンド幅２１８及び複数のインターフェース周波数２２０を備えるアナログ入力２１４を受信するように構成される。複数のバンド幅２１８は、第一の複数のバンド幅と言われ、複数のインターフェース周波数２２０は、第一の複数のインターフェース周波数と言われる。

この例では、複数のバンド幅２１８は、アナログフロントエンド２０４への入力で受信されるアナログ入力２１４の周波数スペクトルがどのくらいかについて言及する。一つの実施形態によれば、アナログフロントエンド２０４は、アナログフロントエンド２０４のハードウェア構造を変更することなく、アナログ入力２１４の異なる複数のバンド幅２１８を受信するよう選択的に構成される。たとえば、限定されないが、アナログフロントエンド２０４は、アナログフロントエンド２０４のハードウェア構成を変更することなく、５００ＭＨｚ、２５０ＭＨｚ、１２５ＭＨｚの複数のバンド幅２１８、又は他のバンド幅、若しくはバンド幅の組み合わせを受信するように構成される。

この例では、複数のインターフェース周波数２２０は、アナログフロントエンド２０４への入力で受信されるアナログ入力２１４の周波数スペクトルの場所について言及する。たとえば、限定されないが、５００ＭＨｚのバンド幅のアナログ入力２１４を受信するように構成されたアナログフロントエンド２０４の入力は、８３〜５８３ＭＨｚ、７５０〜１２５０ＭＨｚ、又は１４１６〜１９１６ＭＨｚの複数のインターフェース周波数２２０、若しくは５００ＭＨｚのバンド幅の範囲にわたる他のインターフェース周波数を受信するように構成される。たとえば、限定されないが、５００ＭＨｚバンド幅のアナログ入力２１４を受信するように構成されたアナログフロントエンド２０４の入力は、任意の数の受信アンテナ２１６のうちの一つから８３〜５８３ＭＨｚの複数のインターフェース周波数２２０を受信するように構成される。

代替的には、５００ＭＨｚのバンド幅のアナログ入力２１４を受信するように構成されたアナログフロントエンド２０４の入力は、任意の数の受信アンテナ２１６の第１番目から８３〜３３３ＭＨｚの複数のインターフェース周波数２２０を受信し、かつ任意の数の受信アンテナ２１６の第２番目から３３３〜５８５ＭＨｚの複数のインターフェース周波数２２０を受信するように構成される。一つの実施形態によれば、アナログフロントエンド２０４は、アナログフロントエンド２０４のハードウェア構造を変更することなく、アナログ入力２１４の異なる複数のインターフェース周波数２２０を受信するよう構成される。

アナログ−デジタル変換器２２２は、アナログフロントエンド２０４により受信されたアナログ入力２１４をデジタルチャネライザ２０６により処理するためにデジタル信号に変換するように構成される。アナログ−デジタル変換器２２２は、アナログフロントエンド２０４の一部として提供されてもよく、アナログフロントエンド２０４から切り離されてもよい。アナログフロントエンド２０４は、デジタルチャネライザ２０６へのアナログフロントエンドと言われる。

デジタルチャネライザ２０６は、アナログ入力２１４の周波数スペクトルを複数の周波数スライス２２４に分割するために、アナログ入力２１４から得られるデジタル信号を処理するように構成される。任意の適切な方法又はシステムは、アナログ入力２１４から得られたデジタル信号から複数の周波数スライス２２４を生成するために、デジタルチャネライザ２０６で実施される。

複数の周波数スライス２２４は、デジタルチャネライザ２０６からデジタル結合器２１０にデジタルスイッチ２０８により経路が決定される。一つの実施形態によれば、デジタルスイッチ２０８は、クロスバースイッチ２２８、多重ステージスイッチネットワーク２３０、又はデジタルチャネライザ２０６からデジタル結合器２１０へ複数の周波数スライス２２４の経路を決定する別の適切なスイッチ構造を含むことができる。

クロスバースイッチ２２８は、クロス‐ポイントスイッチ（ｃｒｏｓｓ−ｐｏｉｎｔ ｓｗｉｔｃｈ）、クロスポイントスイッチ（ｃｒｏｓｓｐｏｉｎｔ ｓｗｉｔｃｈ）、又はマトリックススイッチと言われる。クロスバースイッチ２２８は、マトリックスに配置された別個のスイッチのアセンブリとして実施されてもよい。

多重ステージスイッチネットワーク２３０は、複数のステージに配置されたスイッチのグループを含む。たとえば、限定されないが、多重ステージスイッチネットワーク２３０は、Ｃｌｏｓスイッチネットワーク２３２を備える。たとえば、限定されないが、多重ステージスイッチネットワーク２３０は、三つのステージのＣｌｏｓスイッチネットワーク又は他のＣｌｏｓスイッチネットワーク２３２、若しくはイングレスステージスイッチ２３４、ミドルステージスイッチ２３６、及びエグレスステージスイッチ２３８を備える他の多重ステージスイッチネットワーク２３０を備える。この例では、イングレスステージスイッチ２３４は、デジタルチャネライザ２０６からミドルステージスイッチ２３６まで複数の周波数スライス２２４の経路を決定するように構成される。ミドルステージスイッチ２３６は、イングレスステージスイッチ２３４からエグレスステージスイッチ２３８まで複数の周波数スライス２２４の経路を決定するように構成される。エグレスステージスイッチ２３８は、ミドルステージスイッチ２３６からデジタル結合器２１０まで複数の周波数スライス２２４の経路を決定するように構成される。

一つの実施形態によれば、デジタルスイッチ２０８は、ノンブロッキングな態様でデジタルチャネライザ２０６からデジタル結合器２１０へ複数の周波数スライス２２４の経路を決定するように構成される。この場合、デジタルスイッチ２０８への任意の入力で提供される複数の周波数スライス２２４は、デジタルスイッチ２０８によりデジタル結合器２１０の任意の入力に経路が決定される。たとえば、限定しないが、デジタルスイッチ２０８を介してデジタルチャネライザ２０６とデジタル結合器２１０との間の既存の接続の位置を変える必要があってもなくても、デジタルチャネライザ２０６からデジタル結合器２１０まで複数の周波数スライス２２４の経路を決定するために、イングレスステージスイッチ２３４の任意の使用されていない入力がエグレスステージスイッチ２３８の任意の使用されていない出力に接続されるような方法で、デジタルスイッチ２０８は実施される。

デジタル結合器２１０は、デジタルスイッチ２０８から複数の周波数スライス２２４を受信し、出力サブバンド２４０を形成するために受信された周波数スライスを組み立てるように構成される。任意の適切な方法又はシステムは、デジタルスイッチ２０８から受信された周波数スライスから出力サブバンド２４０を形成するためにデジタル結合器２１０で実施される。

デジタル−アナログ変換器２４２は、出力サブバンド２４０をアナログ出力２４４に変換するように構成される。デジタル−アナログ変換器２４２は、アナログバックエンド２１２の一部として提供されてもよく、アナログバックエンド２１２から切り離されてもよい。アナログバックエンド２１２は、デジタル結合器２１０のアナログバックエンドと言われる。

アナログバックエンド２１２は、任意の数の送信アンテナ２４６を介してアナログ出力２４４を送信するように構成される。任意の数の送信アンテナ２４６は、ダウンリンクアンテナと言われる。たとえば、任意の数の送信アンテナ２４６は、ダウンリンクビーム２４７としてアナログバックエンド２１２からアナログ出力２４４を送信するように構成された衛星で任意の適する数及び種類のアンテナを含む。

一つの実施形態によれば、アナログバックエンド２１２は、複数のバンド幅２４８及び複数のインターフェース周波数２５０でアナログ出力２４４を送信するように構成される。複数のバンド幅２４８は、第二の複数のバンド幅と言われる。

複数のインターフェース周波数２５０は、第二の複数のインターフェース周波数と言われる。アナログ出力２４４の複数のバンド幅２４８は、アナログ入力２１４の複数のバンド幅２１８と同一でもよく、異なっていてもよい。アナログ出力２４４の複数のインターフェース周波数２５０は、アナログ入力２１４の複数のインターフェース周波数２２０と同一でもよく、異なっていてもよい。一つの実施形態によれば、アナログバックエンド２１２は、アナログバックエンド２１２のハードウェア構造を変更することなく、異なる複数のバンド幅２４８及び異なる複数のインターフェース周波数２５０でアナログ出力２４４を送信するように選択的に構成される。

図２は、種々の実施形態が実施される方法に対して物理的又は構造的な限定を意図するものではない。図示されたコンポーネントに加えて、代えて、又は加えて及び代えて他のコンポーネントを使用することができる。実施形態によっては、いくつかのコンポーネントは不要である。また、ブロックは、いくつかの機能的なコンポーネントを示すために提示される。異なる実施形態において実施されるとき、これらの一又は複数のブロックは、異なるブロックに合成又は分割することができる。

ここで図３を参照すると、任意の数のトランスポンダースライスのブロック図が実施形態に従って示される。この例では、トランスポンダー３００は、図２のトランスポンダー２００を実施する一つの例である。

この例では、トランスポンダー３００は、バックプレーン３０９に接続されたトランスポンダースライス３０２、トランスポンダースライス３０４、トランスポンダースライス３０６、及びトランスポンダースライス３０８を含む。バックプレーン３０９は、トランスポンダースライスの間でデジタル信号通信の接続を提供するために、任意の数のトランスポンダースライスが接続される任意の構造を備える。たとえば、限定されないが、バックプレーン３０９は、トランスポンダースライス３０２、トランスポンダースライス３０４、トランスポンダースライス３０６、及びトランスポンダースライス３０８を含むように構成された筐体の一部として実施される。たとえば、限定されないが、トランスポンダースライス３０２、トランスポンダースライス３０４、トランスポンダースライス３０６、及びトランスポンダースライス３０８の各々は、回路基板、又はトランスポンダースライス３０２、トランスポンダースライス３０４、トランスポンダースライス３０６、及びトランスポンダースライス３０８をバックプレーン３０９を介して接続するために、バックプレーン３０９に差し込まれるように構成された他の適する構造で実施される。

トランスポンダー３００は、バンクプレーン３０９に接続された４つのトランスポンダースライスより多い又は少ないトランスポンダースライスを含むことができる。一つの実施形態によれば、トランスポンダースライス３０２、トランスポンダースライス３０４、トランスポンダースライス３０６、及びトランスポンダースライス３０８の各々がモジュール構造ブロックとして実施される。一つの実施形態によれば、異なる処理容量を提供するトランスポンダーシステムは、適切な任意の数のトランスポンダースライスをバックプレーン３０９に接続することにより提供される。

トランスポンダースライス３０２について、より詳細が述べられる。トランスポンダースライス３０４、トランスポンダースライス３０６、及びトランスポンダースライス３０８は、トランスポンダースライス３０２に類似の方法で実施される。具体的には、トランスポンダースライス３０２、トランスポンダースライス３０４、トランスポンダースライス３０６、及びトランスポンダースライス３０８は、同一のハードウェア構造を有する。

トランスポンダースライス３０２は、アナログ部分３１０及びデジタル処理部分３１２を含む。アナログ部分３１０は、アナログ入力３１６、アナログ−デジタル変換器３１８、デジタル−アナログ変換器３２０、及びアナログ出力３２２を含む。アナログ入力３１６及びアナログ−デジタル変換器３１８は、デジタル処理部分３１２のデジタルチャネライザ３２４のアナログフロントエンドを形成する。デジタル−アナログ変換器３２０及びアナログ出力３２２は、デジタル処理部分３１２のデジタル結合器３２６のアナログバックエンドを形成する。

デジタルチャネライザ３２４は、周波数スライスを生成するためにアナログ−デジタル変換器３１８により提供されるデジタル信号を処理するように構成される。デジタル結合器３２６は、出力サブバンドを形成するために周波数スライスを組み立てるように構成される。デジタル処理部分３１２は、デジタルスイッチ３２８を備える。デジタルスイッチ３２８は、デジタルチャネライザ３２４により生成される周波数スライスのデジタル結合器３２６への経路を決定するように構成される。また、デジタルスイッチ３２８は、デジタルチャネライザ３２４により生成される周波数スライスのトランスポンダースライス３０４、トランスポンダースライス３０６、及びトランスポンダースライス３０８のデジタル結合器への経路を決定するように構成される。同様に、デジタルスイッチ３２８は、トランスポンダースライス３０４、トランスポンダースライス３０６、及びトランスポンダースライス３０８のデジタルチャネライザにより生成された周波数スライスの、トランスポンダースライス３０２のデジタル結合器３２６への経路を決定するように構成される。

一つの実施形態によると、デジタル処理部分３１２は、ＮＭＨｚのバンド幅の処理を提供するように構成される。アナログ部分３１０は、ポート３３２を含む。たとえば、限定されないが、ポート３３２は、アナログフロントエンド３１６のｎ入力ポート３３４及びアナログバックエンド３２２のｍ出力ポート３３６を含む。任意の数のｎ入力ポート３３４は、任意の数のｍ出力ポート３３６と同一でもよく、異なっていてもよい。

一つの実施形態によれば、アナログ部分３１０は、デジタル処理部分３１２により提供されるＮＭＨｚのバンド幅３３０の処理がｎ入力ポート３３４及びｍ出力ポート３３６全域で任意に分割されるように構成され、各ｎ入力ポート３３４はＮ／ｎＭＨｚのバンド幅を提供し、各ｍ出力ポート３３６はＮ／ｍＭＨｚのバンド幅を提供する。一つの実施形態によれば、各ｎ入力ポート３３４は、ｍ出力ポート３３６と同一又は異なるバンド幅を提供するように構成される。たとえば、限定されないが、デジタル処理部分３１２が５００ＭＨｚのバンド幅の処理を提供するように構成された一つの実施形態では、一つの５００ＭＨｚ入力ポート及び一つの５００ＭＨｚ出力ポート、二つの２５０ＭＨｚ入力ポート及び二つの２５０ＭＨｚ出力ポート、四つの１２５ＭＨｚ入力ポート及び四つの１２５ＭＨｚ出力ポート、又はすべての入力ポートの総バンド幅が５００ＭＨｚでありすべての出力ポートの総バンド幅が５００ＭＨｚである別の任意の数の入力ポート及び出力ポートを提供するように、ポート３３２は構成される。

一つの実施形態によれば、アナログ部分３１０は、ｎ入力ポート３３４及びｍ出力ポート３３６の複数のインターフェース周波数３４０の柔軟な選択を可能にするように構成されてもよい。

一つの実施形態によれば、デジタルスイッチ３２８は、イングレスステージスイッチ３２４、ミドルステージスイッチ３４４、及びエグレスステージスイッチ３４６を含む三つのステージのステージスイッチネットワークの一部分である。デジタルチャネライザ３２４からの周波数スライスは、イングレスステージスイッチ３４２により、トランスポンダースライス３０２のミドルステージスイッチ３４４に、並びにトランスポンダースライス３０４、トランスポンダースライス３０６、及びトランスポンダースライス３０８のミドルステージスイッチに経路が決定される。周波数スライスは、トランスポンダースライス３０２のイングレスステージスイッチ３４２から、並びにトランスポンダースライス３０４、トランスポンダースライス３０６、及びトランスポンダースライス３０８のイングレスステージスイッチから、トランスポンダースライス３０２のミドルステージスイッチ３４４へ経路が決定される。

周波数スライスは、トランスポンダースライス３０２のミドルステージスイッチ３４４から、トランスポンダースライス３０２のエグレスステージスイッチ３４６に、並びにトランスポンダースライス３０４、トランスポンダースライス３０６、及びトランスポンダースライス３０８のエグレスステージスイッチに、経路が決定される。また、周波数スライスは、トランスポンダースライス３０４、トランスポンダースライス３０６、及びトランスポンダースライス３０８のミドルステージスイッチから、トランスポンダースライス３０２のエグレスステージスイッチ３４６に、経路が決定される。

周波数スライスは、トランスポンダースライス３０２のエグレスステージスイッチ３４６からデジタル結合器３２６に、経路が決定される。

一つの実施形態によれば、デジタル処理部分３１２は、出力サブバンドを形成するために周波数スライスがデジタル結合器３２６により組立てられる前に、デジタルチャネライザ３２４により生成される周波数スライスの種々のデジタル信号処理を実行するように構成される。たとえば、限定されないが、そのような処理は、周波数ホッピング３４８、デジタルレベル及び位相制御３５０、若しくは他の種類のデジタル信号処理又は種々の組み合わせでの種々のデジタル信号処理を含む。

周波数ホッピング３４８は、インターフェース及び電波妨害に対する保護を提供するために実施される。たとえば、周波数ホッピング３４８は、潜在的な干渉源にではなく衛星及び衛星端末機に既知の変換キーで擬似乱数の時変方法により周波数スライスを変換することを含む。

別の例として、周波数サブバンド、又は周波数サブバンドの部分は、潜在的な干渉源にではなく衛星及び衛星端末機に既知のホップキー又は多重ホップキーで擬似乱数の時変方法によりホップされる。

一つの実施形態によれば、デジタルレベル及び位相制御３５０は、固定ゲイン又は位相設定、自動レベル制御、電圧制限、電力制限により、若しくは個々のデジタル周波数スライスで又はスライスの任意のグループ全域で適用できる他の手段により、デジタル周波数スライスのデジタル信号処理によりトランスポンダーを介して処理される通信の電力又は電圧レベル若しくは位相を調節することを含む。たとえば、限定されないが、デジタルレベル制御３５０は、通信衛星を介して、通信に適する電力レベルを個々の顧客に供給するために使用される。

デジタルチャネライザ３２４、デジタル結合器３２６、及びデジタルスイッチ３２８の機能性、並びにデジタル処理部分３１２の他の機能性は、任意の数の特定用途向け集積回路３５２、任意の数のフィールドプログラマブルゲートアレイ３５３により、又はトランスポンダースライス３０２の任意の他の適する技術により実施される。デジタルチャネライザ３２４、デジタル結合器３２６、デジタルスイッチ３２８の制御、及びデジタル処理部分３１２の他の機能性は、トランスポンダースライス３０２の任意の数の特定用途向け集積回路３５２又は任意の他の適する方法により実施される。

図３は、種々の実施形態が実施される方法に対して物理的又は構造的な限定を意図するものではない。図示されたコンポーネントに加えて、代えて、又は加えて及び代えて、他のコンポーネントを使用することができる。実施形態によっては、いくつかのコンポーネントは不要である。また、ブロックは、いくつかの機能的なコンポーネントを示すために提示される。異なる実施形態において実施されるとき、これらの一又は複数のブロックは、異なるブロックに合成又は分割することができる。

本明細書に記載されたブロック図は、種々の例示的実施形態によるシステム、方法、及びコンピュータプログラム製品の可能な実施のアーキテクチャ、機能性、及び動作を例示している。これに関して、ブロック図の各ブロックは、コードのモジュール、セグメント、又は部分を表わしており、一又は複数の特定の論理的機能を実施するための一又は複数の実行可能な命令を含んでいる。いくつかの代替的な実施態様では、ブロックに示された機能は図面に記載の順序で行われなくてもよいことに留意されたい。例えば、連続して示されている２つのブロックの機能が、含まれる機能によっては、ほぼ同時に実行されても、又は時には逆の順序で実行されてもよい。

種々の実施形態の記述は、例示及び説明を目的とするものであり、包括的であること、又は実施形態を開示された形態に限定することを意図していない。当業者には、多数の修正例及び変形例が明らかだろう。さらに、種々の例示的な実施形態は、他の例示的な実施形態とは異なる利点を提供することができる。選択された一又は複数の実施形態は、実施形態の原理、実際の用途を最も好ましく説明するため、及び他の当業者に対し、考慮される特定の用途に適したものとして様々な修正例で種々の実施形態の開示の理解を促すために選択及び記述されている。

１００ 通信衛星
１０２、１０４ 地上局
１０６ 筐体
１０８ アンテナ
１１０ 太陽電池パネル
１１２ アップリンクビーム
１１４ ダウンリンクビーム

Claims (7)

1. バックプレーン（２０３）及び
   トランスポンダー（２００）を形成するためにバックプレーン（２０３）に接続された複数のトランスポンダースライス（２０２）を備える装置であって、複数のトランスポンダースライス（２０２）の各々は、
   第一の複数のバンド幅及び第一の複数のインターフェース周波数を備えるアナログ入力（２１４）を受信するように構成されたアナログフロントエンド（２０４）；
   アナログ入力（２１４）をデジタル信号に変換するように構成されたアナログ−デジタル変換器（２２２）；
   複数の周波数スライス（２２４）を生成するためにデジタル信号を処理するように構成されたデジタルチャネライザ（２０６）；
   出力サブバンド（２４０）を形成するために複数の周波数スライス（２２４）を組み立てるように構成されたデジタル結合器（２１０）；
   複数の周波数スライス（２２４)をデジタルチャネライザ（２０６）からデジタル結合器（２１０）に転送するように構成されたデジタルスイッチ（２０８）であって、デジタルスイッチ（２０８）は、イングレスステージスイッチ（２３４）、ミドルステージスイッチ（２３６）、及びエグレスステージスイッチ（２３８）を備えるＣｌｏｓスイッチネットワーク（２３２）を備え、イングレスステージスイッチ（２３４）は、複数の周波数スライス（２２４）を、当該トランスポンダースライス（２０２）のミドルステージスイッチ（２３６）、および複数の他のトランスポンダースライス（２０２）のミドルステージスイッチ（２３６）に転送するように構成され、ミドルステージスイッチ（２３６）は、複数の周波数スライス（２２４）を、当該トランスポンダースライス（２０２）のエグレスステージスイッチ（２３８）、および複数の他のトランスポンダースライス（２０２）のエグレスステージスイッチ（２３８）に転送するように構成されている、デジタルスイッチ（２０８）；
   出力サブバンド（２４０）をアナログ出力（２４４）に変換するように構成されたデジタル−アナログ変換器（２４２）；及び
   第二の複数のバンド幅及び第二の複数のインターフェース周波数を含むアナログ出力（２４４）を送信するように構成されたアナログバックエンド（２１２）を備える、装置。
2. 複数のトランスポンダースライス（２０２）は、バックプレーン（２０３）に接続されたトランスポンダースライスを備え、
   デジタルチャネライザ（２０６）、デジタル結合器（２１０）、及びデジタルスイッチ（２０８）を備えるデジタル処理部分（３１２）、並びに
   アナログフロントエンド（２０４）、アナログ−デジタル変換器（２２２）、デジタル−アナログ変換器（２４２）、及びアナログバックエンド（２１２）を備えるアナログ部分（３１０）を備える、請求項１に記載の装置。
3. デジタル処理部分（３１２）は、ＮＭＨｚのバンド幅（３３０）を処理するように構成され、
   アナログフロントエンド（２０４）は、総計ＮＭＨｚのバンド幅（３３０）を処理するように構成されたｎ入力ポート（３３４）を備え、ｎ入力ポート（３３４）の各々は、ＮＭＨｚのアナログ入力（２１４）以下の任意量のバンド幅を受信するように構成され、かつ
   アナログバックエンド（２１２）は、総計ＮＭＨｚのバント幅（３３０）を処理するように構成されたｍ出力ポート（３３６）を備え、ｍ出力ポート（３３６）の各々は、ＮＭＨｚのアナログ出力（２４４）以下の任意量のバンド幅を送信するように構成された、請求項２に記載の装置。
4. 装置は、通信衛星（１００）のペイロードを備える、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の装置。
5. バックプレーン、及びトランスポンダーを形成するためにバックプレーンに接続された複数のトランスポンダースライスを備える装置における衛星通信データ処理の方法であって、
   衛星のペイロードのアナログフロントエンドにより地上局からアップリンクビームを受信すること、
   ペイロードによりアップリンクビームをデジタル信号に変換すること、
   複数のトランスポンダースライスの各々において、複数の周波数スライスを生成するためにデジタルチャネライザによりデジタル信号を処理すること、
   複数のトランスポンダースライスの各々において、複数の周波数スライスをデジタルスイッチによりデジタルチャネライザからデジタル結合器に転送することであって、デジタルスイッチは、イングレスステージスイッチ、ミドルステージスイッチ、及びエグレスステージスイッチを備えるＣｌｏｓスイッチネットワークを備え、イングレスステージスイッチは、複数の周波数スライスを、当該トランスポンダースライスのミドルステージスイッチ、および複数の他のトランスポンダースライスのミドルステージスイッチに転送するように構成され、ミドルステージスイッチは、複数の周波数スライスを、当該トランスポンダースライスのエグレスステージスイッチ、および複数の他のトランスポンダースライスのエグレスステージスイッチに転送するように構成されている、転送すること、並びに
   複数のトランスポンダースライスの各々において、出力サブバンドを形成するためにデジタル結合器により複数の周波数スライスを組み立てることを含む、方法。
6. ペイロードにより出力サブバンドをダウンリンクビームに変換すること、及び
   ペイロードのアナログバックエンドによりダウンリンクビームを送信することをさらに含む、請求項５に記載の方法。
7. アップリンクビームを受信することは、第一の複数のバンド幅及び第一の複数のインターフェース周波数を備えるアナログ入力を受信することを含み、かつ
   ダウンリンクビームを送信することは、第二の複数のバンド幅及び第二の複数のインターフェース周波数を備えるアナログ出力を送信することを含む、請求項６に記載の方法。

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