JP6849654B2 - 衛星通信システム内のベントパイプ中継器における不連続送信のための方法および装置 - Google Patents

衛星通信システム内のベントパイプ中継器における不連続送信のための方法および装置 Download PDF

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Description

関連出願の相互参照
本特許出願は、本出願の譲受人に譲渡され、その全体が参照により本明細書に明確に組み込まれる、2015年7月23日に出願された「METHOD AND APPARATUS FOR DISCONTINUOUS TRANSMISSION IN BENT-PIPE RELAY IN SATELLITE COMMUNICATION SYSTEMS」と題する米国仮出願第62/196,272号の利益を主張する。
本明細書で説明する様々な態様は、衛星通信に関し、より詳細には、通信衛星による電力消費を低減するための不連続送信に関する。
従来の衛星ベースの通信システムは、ゲートウェイと、ゲートウェイと1つまたは複数のユーザ端末との間で通信信号を中継するための1つまたは複数の衛星とを含む。ゲートウェイは、通信衛星に信号を送信し、通信衛星から信号を受信するためのアンテナを有する地上局である。ゲートウェイは、ユーザ端末を、公衆交換電話網、インターネット、ならびに様々なパブリックネットワークおよび/またはプライベートネットワークなどの他の通信システムの他のユーザ端末またはユーザに接続するための通信リンクを、衛星を使用して提供する。衛星は、情報を中継するために使用される、軌道を周回する受信機およびリピータである。
衛星は、ユーザ端末が衛星のフットプリント内にあるという条件で、ユーザ端末から信号を受信し、ユーザ端末に信号を送信することができる。衛星のフットプリントは、衛星の信号の範囲内の地表上の地理的領域である。フットプリントは、通常、ビームフォーミングアンテナを使用することによって、ビームに地理的に分割される。各ビームは、フットプリント内の特定の地理的領域をカバーする。ビームは、同じ衛星からの2つ以上のビームが同じ特定の地理的領域をカバーするように向けられ得る。
静止衛星が通信のために長く使用されてきた。静止衛星は、地球上の所与の場所に対して静止しているので、地球上の通信トランシーバと静止衛星との間の無線信号伝搬におけるタイミングシフトおよびドップラー周波数シフトはほとんどない。しかしながら、静止衛星は、地球の赤道の真上にある、地球の中心から約42,164kmの半径を有する円である静止軌道(GSO)に限定されるので、GSOに配置され得る衛星の数は限られている。静止衛星の代替案として、地球全体または少なくとも地球の大部分に通信カバレージを提供するために、地球低軌道(LEO)などの非静止軌道内の衛星のコンスタレーションを利用する通信システムが考案された。
通信衛星は、典型的には、バッテリーおよびソーラーパネルによって電力供給される。大量の電力を消費する衛星は、大きいサイズおよび質量のバッテリーおよびソーラーパネルを必要とする場合があり、このことは、製造コストの増加だけでなく衛星を打ち上げるコストの増加ももたらし得る。典型的な通信衛星では、全体的な電力消費は、大部分が電力増幅器によって占められる場合がある。低コスト通信衛星内の様々な構成要素による、特に電力増幅器による電力消費を低減することが望ましい。
以下の概要は、本開示の様々な態様の説明を助けるためにのみ提供される概観であり、態様の限定ではなく態様の例示のためにのみ提供される。
一態様では、衛星の送信の電力を制御する方法が提供され、方法は、衛星の送信時間間隔(TTI)のゲーティングモードを有効化するステップと、TTIのオン期間もしくはオフ期間のうちの少なくとも1つ、またはそれらの組合せを含むゲーティング設定情報を衛星に送るステップと、TTIのオン期間におけるデータ領域の一部分の中のデータを送信するステップとを備える。
別の態様では、衛星の送信の電力を制御するように構成された装置が提供され、装置は、少なくとも1つのプロセッサと、少なくとも1つのプロセッサに結合された少なくとも1つのメモリとを備え、少なくとも1つのプロセッサおよび少なくとも1つのメモリは、衛星の送信時間間隔(TTI)のゲーティングモードを有効化し、TTIのオン期間もしくはオフ期間のうちの少なくとも1つ、またはそれらの組合せを含むゲーティング設定情報を衛星に送り、TTIのオン期間におけるデータ領域の一部分の中のデータを送信するように構成される。
別の態様では、衛星の送信の電力を制御するための装置が提供され、装置は、衛星の送信時間間隔(TTI)のゲーティングモードを有効化するための手段と、TTIのオン期間もしくはオフ期間のうちの少なくとも1つ、またはそれらの組合せを含むゲーティング設定情報を衛星に送るための手段と、TTIのオン期間におけるデータ領域の一部分の中のデータを送信するための手段とを備える。
別の態様では、衛星の送信の電力を制御する方法をコンピュータまたはプロセッサに実行させるための命令を備えるコンピュータ可読媒体が提供され、命令は、衛星の送信時間間隔(TTI)のゲーティングモードを有効化し、TTIのオン期間もしくはオフ期間のうちの少なくとも1つ、またはそれらの組合せを含むゲーティング設定情報を衛星に送り、TTIのオン期間におけるデータ領域の一部分の中のデータを送信する命令を備える。
別の態様では、衛星による送信の電力を制御する方法が提供され、方法は、送信時間間隔(TTI)のゲーティングモードを有効化するための信号を受信するステップと、TTIのオン期間もしくはオフ期間のうちの少なくとも1つ、またはそれらの組合せを含むゲーティング設定情報を受信するステップと、TTIのオン期間におけるデータ領域の一部分の中のデータをトランスポンドするステップと、TTIのオフ期間におけるデータの送信を停止するステップとを備える。
別の態様では、衛星による送信の電力を制御するように構成された装置が提供され、装置は、少なくとも1つのプロセッサと、少なくとも1つのプロセッサに結合された少なくとも1つのメモリとを備え、少なくとも1つのプロセッサおよび少なくとも1つのメモリは、送信時間間隔(TTI)のゲーティングモードを有効化するための信号を受信し、TTIのオン期間もしくはオフ期間のうちの少なくとも1つ、またはそれらの組合せを含むゲーティング設定情報を受信し、TTIのオン期間におけるデータ領域の一部分の中のデータをトランスポンドし、TTIのオフ期間におけるデータの送信を停止するように構成される。
別の態様では、衛星による送信の電力を制御するための装置が提供され、装置は、送信時間間隔(TTI)のゲーティングモードを有効化するための信号を受信するための手段と、TTIのオン期間もしくはオフ期間のうちの少なくとも1つ、またはそれらの組合せを含むゲーティング設定情報を受信するための手段と、TTIのオン期間におけるデータ領域の一部分の中のデータをトランスポンドするための手段と、TTIのオフ期間におけるデータの送信を停止するための手段とを備える。
別の態様では、衛星による送信の電力を制御する方法をコンピュータまたはプロセッサに実行させるための命令を備える一時的または非一時的コンピュータ可読媒体が提供され、命令は、送信時間間隔(TTI)のゲーティングモードを有効化するための信号を受信し、TTIのオン期間もしくはオフ期間のうちの少なくとも1つ、またはそれらの組合せを含むゲーティング設定情報を受信し、TTIのオン期間におけるデータ領域の一部分の中のデータをトランスポンドし、TTIのオフ期間におけるデータの送信を停止する命令を備える。
別の態様では、衛星の送信の電力を制御する方法が提供され、方法は、衛星のトランスポンドされた送信時間間隔(TTI)のゲーティングモードを有効化するステップであって、ゲーティングモードが、TTIのオン期間およびオフ期間を定義する、ステップと、1つまたは複数のユーザ端末のためのデータ送信スケジューリングに関連付けられた時間間隔にわたるようにオン期間を設定するステップと、TTIのオン期間を示すゲーティング設定情報を衛星に提供するステップと、TTIのオン期間の少なくとも一部分の間に衛星を介してデータを1つまたは複数のユーザ端末に送信するステップとを備える。
別の態様では、衛星による送信の電力を制御するように構成された装置が提供され、装置は、少なくとも1つのプロセッサと、少なくとも1つのプロセッサに結合された少なくとも1つのメモリとを備え、少なくとも1つのプロセッサおよび少なくとも1つのメモリは、衛星のトランスポンドされた送信時間間隔(TTI)のゲーティングモードを有効化することであって、ゲーティングモードが、TTIのオン期間およびオフ期間を定義する、有効化することと、1つまたは複数のユーザ端末のためのデータ送信スケジューリングに関連付けられた時間間隔にわたるようにオン期間を設定することと、TTIのオン期間を示すゲーティング設定情報を衛星に提供することと、TTIのオン期間の少なくとも一部分の間に衛星を介してデータを1つまたは複数のユーザ端末に送信することとを行うように構成される。
別の態様では、衛星による送信の電力を制御するための装置が提供され、装置は、衛星のトランスポンドされた送信時間間隔(TTI)のゲーティングモードを有効化するための手段であって、ゲーティングモードが、TTIのオン期間およびオフ期間を定義する、手段と、1つまたは複数のユーザ端末のためのデータ送信スケジューリングに関連付けられた時間間隔にわたるようにオン期間を設定するための手段と、TTIのオン期間を示すゲーティング設定情報を衛星に提供するための手段と、TTIのオン期間の少なくとも一部分の間に衛星を介してデータを1つまたは複数のユーザ端末に送信するための手段とを備える。
別の態様では、衛星による送信の電力を制御する方法をコンピュータまたはプロセッサに実行させるための命令を備える一時的または非一時的コンピュータ可読媒体が提供され、命令は、衛星のトランスポンドされた送信時間間隔(TTI)のゲーティングモードを有効化することであって、ゲーティングモードが、TTIのオン期間およびオフ期間を定義する、有効化することと、1つまたは複数のユーザ端末のためのデータ送信スケジューリングに関連付けられた時間間隔にわたるようにオン期間を設定することと、TTIのオン期間を示すゲーティング設定情報を衛星に提供することと、TTIのオン期間の少なくとも一部分の間に衛星を介してデータを1つまたは複数のユーザ端末に送信することとを行う命令を備える。
例示的な衛星通信システムのブロック図である。 図1のゲートウェイの一例のブロック図である。 図1の衛星の一例のブロック図である。 図1のユーザ端末の一例のブロック図である。 図1のユーザ機器の一例のブロック図である。 図1のゲートウェイまたはユーザ端末を表すプロトコルスタックを有する信号処理システムの一例のブロック図である。 TTIゲーティングモードにおける送信時間間隔(TTI)の例を示すタイミング図である。 TTIゲーティングモードにおけるTTIの別の例を示すタイミング図である。 衛星通信システム内のゲートウェイによる衛星のTTIゲーティング制御の一態様を示すフローチャートである。 一連の相互に関係する機能モジュールとして表されるゲートウェイ装置の例を示す図である。 衛星通信システム内の衛星によるTTIゲーティングモードにおける動作の一態様を示すフローチャートである。 一連の相互に関係する機能モジュールとして表される衛星装置の例を示す図である。 TTIゲーティングモードにおける動作の他の態様を示すフローチャートである。 一連の相互に関係する機能モジュールとして表される別の例示的な装置を示す図である。
地球低軌道(LEO)衛星通信システムなどの非静止衛星通信システムでは、多数の衛星は、典型的には、コンスタレーションを形成し、コンスタレーション内の各個々の衛星が異なる瞬間に地上局に対して固定の場所になくても、ゲートウェイおよびユーザ端末(UT)を含む地上局が通信を維持することを可能にすることが必要とされる。LEO衛星通信システム内に各衛星を作るコストを低減するために、各衛星は、ベントパイプ中継器またはトランスポンダとして、すなわち、それ自体のデータ処理なしで機能し得る。
ベントパイプ中継器またはトランスポンダ衛星は、典型的には、バッテリーもしくはソーラーパネル、またはその両方の組合せによって電力供給される。固体電力増幅器(SSPA)などの電力増幅器は、典型的には、順方向リンク(FL)信号をUTに送信するために、または戻り方向リンク(RL)信号をゲートウェイに送信するために、ベントパイプ中継器またはトランスポンダ衛星において実装される。通信衛星におけるバッテリーまたはソーラーパネルのサイズおよび質量を低減し、それにより、衛星を構築し打ち上げるコストを低減するために、衛星上の電力増幅器による電力消費を低減することが望ましい。一態様では、送信時間間隔(TTI)ゲーティングモードとしても知られる、TTIレベルのゲート送信モードが、衛星信号送信のために与えられる。一態様では、各TTIは、オン期間およびオフ期間に分割される。一態様では、衛星は、各TTIのオフ期間の間に電力を節約するために、順方向リンク電力増幅器をオフにすることができる。
本開示の具体的な例について、以下の説明および関連する図面において説明する。本開示の範囲から逸脱することなく、代替例が考案され得る。加えて、本開示の関連する詳細を不明瞭にしないように、よく知られている要素については詳細に説明しないか、または省略する。
「例示的」という語は、本明細書では、「例、事例、または例示として機能すること」を意味するために使用される。「例示的」として本明細書で説明するいずれの態様も、必ずしも他の態様よりも好ましいか、または有利であると解釈されるべきではない。同様に、「態様」という用語は、すべての態様が説明する特徴、利点、または動作モードを含むことを必要としない。
本明細書で使用する用語は、特定の態様のみについて説明することを目的としており、態様を限定するものではない。本明細書で使用する単数形「a」、「an」、および「the」は、文脈が別段に明確に示さない限り、複数形も含むものとする。「備える(comprises)」、「備える(comprising)」、「含む(includes)」、または「含む(including)」という用語は、本明細書で使用するとき、述べられた特徴、整数、ステップ、動作、要素、または構成要素の存在を明示するが、1つまたは複数の他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、構成要素、またはそれらのグループの存在または追加を除外しないことがさらに理解されよう。さらに、「または」という語は、ブール演算子「OR」と同じ意味を有し、すなわち、「いずれか」および「両方」の可能性を含み、別段に明記されていない限り、「排他的論理和」(「XOR」)に限定されないことを理解されたい。2つの隣接する語の間の記号「/」は、別段に明記されていない限り、「or」と同じ意味を有することも理解されたい。さらに、「〜に接続される」、「〜に結合される」、または「〜と通信している」などの句は、別段に明記されていない限り、直接接続に限定されない。
さらに、多くの態様について、たとえば、コンピューティングデバイスの要素によって実行されるべき一連のアクションの観点から説明する。本明細書で説明する様々なアクションは、特定の回路、たとえば、中央処理ユニット(CPU)、グラフィック処理ユニット(GPU)、デジタル信号プロセッサ(DSP)、特定用途向け集積回路(ASIC)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)、または様々な他のタイプの汎用もしくは専用プロセッサもしくは回路によって実行されてもよく、1つまたは複数のプロセッサによって実行されるプログラム命令によって実行されてもよく、あるいは両方の組合せによって実行されてもよいことが認識されよう。加えて、本明細書で説明する一連のアクションは、実行時に、関連するプロセッサに本明細書で説明する機能を実行させるコンピュータ命令の対応するセットを記憶した、任意の形態のコンピュータ可読記憶媒体内で完全に具現化されるものと見なされ得る。したがって、本開示の様々な態様は、請求される主題の範囲内にそのすべてが入ることが企図されている、いくつかの異なる形態において具現化され得る。加えて、本明細書で説明する態様ごとに、任意のそのような態様の対応する形態について、たとえば、説明するアクションを実行する「ように構成された論理」として本明細書で説明する場合がある。
図1は、非静止軌道、たとえば、地球低軌道(LEO)内の(例示を明快にするために1つの衛星300しか示されていないが)複数の衛星と、衛星300と通信しているゲートウェイ200と、衛星300と通信している複数のユーザ端末(UT)400および401と、UT400および401とそれぞれ通信している複数のユーザ機器(UE)500および501とを含む衛星通信システム100の例を示す。一態様では、ゲートウェイ200は、衛星送信(TX)電力制御のためのブロック202を含む。各UE500または501は、モバイルデバイス、電話、スマートフォン、タブレット、ラップトップコンピュータ、コンピュータ、ウェアラブルデバイス、スマートウォッチ、オーディオビジュアルデバイス、またはUTと通信する能力を含む任意のデバイスなどのユーザデバイスであり得る。加えて、UE500および/またはUE501は、1つまたは複数のエンドユーザデバイスと通信するために使用されるデバイス(たとえば、アクセスポイント、スモールセルなど)であり得る。図1に示す例では、UT400およびUE500は、(順方向アクセスリンクおよび戻り方向アクセスリンクを有する)双方向アクセスリンクを介して互いと通信し、同様に、UT401およびUE501は、別の双方向アクセスリンクを介して互いと通信する。別の実装形態では、1つまたは複数の追加のUE(図示せず)は、受信のみを行い、したがって、順方向アクセスリンクのみを使用してUTと通信するように構成され得る。別の実装形態では、1つまたは複数の追加のUE(図示せず)も、UT400またはUT401と通信し得る。代替的に、UTおよび対応するUEは、たとえば、衛星と直接通信するための一体型衛星トランシーバおよびアンテナを有する携帯電話などの、単一の物理デバイスの一体部分であり得る。
ゲートウェイ200は、インターネット108、または1つもしくは複数の他のタイプのパブリックネットワーク、セミプライベートネットワーク、もしくはプライベートネットワークにアクセスできる場合がある。図1に示す例では、ゲートウェイ200は、インフラストラクチャ106と通信しており、インフラストラクチャ106は、インターネット108、または1つもしくは複数の他のタイプのパブリックネットワーク、セミプライベートネットワーク、もしくはプライベートネットワークにアクセスすることが可能である。ゲートウェイ200はまた、たとえば、光ファイバネットワークまたは公衆交換電話網(PSTN)110などの地上線ネットワークを含む、様々なタイプの通信バックホールに結合され得る。さらに、代替実装形態では、ゲートウェイ200は、インフラストラクチャ106を使用することなしに、インターネット108、PSTN110、または1つもしくは複数の他のタイプのパブリックネットワーク、セミプライベートネットワーク、もしくはプライベートネットワークとインターフェースし得る。さらに、ゲートウェイ200は、インフラストラクチャ106を介してゲートウェイ201などの他のゲートウェイと通信してもよく、または代替的に、インフラストラクチャ106を使用することなしにゲートウェイ201と通信するように構成されてもよい。インフラストラクチャ106は、全体的にまたは部分的に、ネットワーク制御センター(NCC)、衛星制御センター(SCC)、ワイヤードおよび/もしくはワイヤレスコアネットワーク、ならびに/または、衛星通信システム100の動作および/もしくは衛星通信システム100との通信を容易にするために使用される任意の他の構成要素もしくはシステムを含み得る。
両方の方向における衛星300とゲートウェイ200との間の通信はフィーダリンクと呼ばれ、両方の方向における衛星300とUT400および401の各々との間の通信はサービスリンクと呼ばれる。衛星300から、ゲートウェイ200またはUT400および401のうちの1つであり得る地上局への信号経路は、総称的にダウンリンクと呼ばれる場合がある。地上局から衛星300への信号経路は、総称的にアップリンクと呼ばれる場合がある。加えて、図示のように、信号は、順方向リンクおよび戻り方向リンクまたは逆方向リンクなどの、全般的な方向性を有することができる。したがって、ゲートウェイ200から始まり、衛星300を介してUT400において終わる方向における通信リンクは、順方向リンクと呼ばれ、UT400から始まり、衛星300を介してゲートウェイ200において終わる方向における通信リンクは、戻り方向リンクまたは逆方向リンクと呼ばれる。したがって、図1では、ゲートウェイ200から衛星300への信号経路は、「順方向フィーダリンク」と標示され、衛星300からゲートウェイ200への信号経路は、「戻り方向フィーダリンク」と標示される。同様にして、図1では、各UT400または401から衛星300への信号経路は、「戻り方向サービスリンク」と標示され、衛星300から各UT400または401への信号経路は、「順方向サービスリンク」と標示される。
図2は、図1のゲートウェイ201にも当てはまり得るゲートウェイ200の例示的なブロック図である。ゲートウェイ200は、いくつかのアンテナ205、RFサブシステム210、デジタルサブシステム220、公衆交換電話網(PSTN)インターフェース230、ローカルエリアネットワーク(LAN)インターフェース240、ゲートウェイインターフェース245、およびゲートウェイコントローラ250を含むことが示されている。RFサブシステム210は、アンテナ205およびデジタルサブシステム220に結合される。デジタルサブシステム220は、PSTNインターフェース230、LANインターフェース240、およびゲートウェイインターフェース245に結合される。ゲートウェイコントローラ250は、RFサブシステム210、デジタルサブシステム220、PSTNインターフェース230、LANインターフェース240、およびゲートウェイインターフェース245に結合される。
いくつかのRFトランシーバ212と、RFコントローラ214と、アンテナコントローラ216とを含み得るRFサブシステム210は、順方向フィーダリンク301Fを介して通信信号を衛星300に送信することができ、戻り方向フィーダリンク301Rを介して衛星300から通信信号を受信することができる。簡単にするために図示されていないが、RFトランシーバ212の各々は、送信チェーンおよび受信チェーンを含み得る。各受信チェーンは、受信された通信信号をよく知られているやり方でそれぞれ増幅およびダウンコンバートするために、低雑音増幅器(LNA)およびダウンコンバータ(たとえば、混合器)を含み得る。加えて、各受信チェーンは、受信された通信信号を(たとえば、デジタルサブシステム220による処理のために)アナログ信号からデジタル信号に変換するために、アナログデジタルコンバータ(ADC)を含み得る。各送信チェーンは、衛星300に送信されるべき通信信号をよく知られているやり方でそれぞれアップコンバートおよび増幅するために、アップコンバータ(たとえば、混合器)および電力増幅器(PA)を含み得る。加えて、各送信チェーンは、デジタルサブシステム220から受信されたデジタル信号を、衛星300に送信されるべきアナログ信号に変換するために、デジタルアナログコンバータ(DAC)を含み得る。
RFコントローラ214は、いくつかのRFトランシーバ212の様々な態様(たとえば、キャリア周波数の選択、周波数および位相の較正、利得の設定など)を制御するために使用され得る。アンテナコントローラ216は、アンテナ205の様々な態様(たとえば、ビームフォーミング、ビームステアリング、利得の設定、周波数同調など)を制御し得る。
デジタルサブシステム220は、いくつかのデジタル受信機モジュール222と、いくつかのデジタル送信機モジュール224と、ベースバンド(BB)プロセッサ226と、制御(CTRL)プロセッサ228とを含み得る。デジタルサブシステム220は、RFサブシステム210から受信された通信信号を処理し、処理された通信信号をPSTNインターフェース230および/またはLANインターフェース240に転送することができ、PSTNインターフェース230および/またはLANインターフェース240から受信された通信信号を処理し、処理された通信信号をRFサブシステム210に転送することができる。
各デジタル受信機モジュール222は、ゲートウェイ200とUT400との間の通信を管理するために使用される信号処理要素に対応し得る。RFトランシーバ212の受信チェーンのうちの1つは、入力信号をデジタル受信機モジュール222に与え得る。いくつかのデジタル受信機モジュール222は、任意の所与の時間に処理されている衛星ビームおよびあり得るダイバーシティモード信号のすべてを受け入れるために使用され得る。簡単にするために図示されていないが、各デジタル受信機モジュール222は、1つまたは複数のデジタルデータ受信機、サーチャ受信機、ならびにダイバーシティ合成器および復号器回路を含み得る。サーチャ受信機は、キャリア信号の適切なダイバーシティモードを探索するために使用されることがあり、パイロット信号(または他の比較的固定されたパターンの強い信号)を探索するために使用されることがある。
デジタル送信機モジュール224は、衛星300を介してUT400に送信されるべき信号を処理し得る。簡単にするために図示されていないが、各デジタル送信機モジュール224は、送信のためにデータを変調する送信変調器を含み得る。各送信変調器の送信電力は、(1)干渉低減およびリソース割振りの目的で最小レベルの電力を適用し、(2)送信経路の減衰および他の経路転送特性を補償することが必要とされるときに適切なレベルの電力を適用することができる、対応するデジタル送信電力コントローラ(簡単にするために図示されていない)によって制御され得る。
デジタル受信機モジュール222に結合される制御(CTRL)プロセッサ228、デジタル送信機モジュール224、およびベースバンド(BB)プロセッサ226は、限定はしないが、信号処理、タイミング信号生成、電力制御、ハンドオフ制御、ダイバーシティ合成、およびシステムインターフェーシングなどの機能をもたらすための、コマンドおよび制御信号を与え得る。
制御(CTRL)プロセッサ228はまた、パイロット信号、同期信号、およびページングチャネル信号の生成および電力、ならびに送信電力コントローラ(簡単にするために図示されていない)へのそれらの結合を制御し得る。パイロットチャネルは、データによって変調されない信号であり、反復的な変化しないパターンまたは変動しないフレーム構造タイプ(パターン)もしくはトーンタイプの入力を使用し得る。たとえば、パイロット信号のためのチャネルを形成するために使用される直交関数は、一般に、すべて1もしくはすべて0などの定数値、または、1と0が散在する構造化されたパターンなどのよく知られている反復的なパターンを有する。
ベースバンド(BB)プロセッサ226は当技術分野でよく知られており、したがって、本明細書では詳細に説明しない。たとえば、ベースバンド(BB)プロセッサ226は、(限定はしないが)コーダ、データモデム、ならびにデジタルデータの切替えおよび記憶の構成要素などの様々な既知の要素を含み得る。
PSTNインターフェース230は、図1に示すように、直接またはインフラストラクチャ106を介してのいずれかで、通信信号を外部PSTNに与え、外部PSTNから通信信号を受信することができる。PSTNインターフェース230は当技術分野でよく知られており、したがって、本明細書では詳細に説明しない。他の実装形態では、PSTNインターフェース230は省略されることがあり、またはゲートウェイ200を地上ベースのネットワーク(たとえば、インターネット)に接続する任意の他の適切なインターフェースに置き換えられることがある。
LANインターフェース240は、通信信号を外部LANに与え、外部LANから通信信号を受信することができる。たとえば、LANインターフェース240は、図1に示すように、直接またはインフラストラクチャ106を介してのいずれかで、インターネット108に結合され得る。LANインターフェース240は当技術分野でよく知られており、したがって、本明細書では詳細に説明しない。
ゲートウェイインターフェース245は、通信信号を図1の衛星通信システム100に関連付けられた1つまたは複数の他のゲートウェイ(および/または、簡単にするために図示されていない、他の衛星通信システムに関連付けられたゲートウェイ)に与え、これらのゲートウェイから通信信号を受信することができる。いくつかの実装形態では、ゲートウェイインターフェース245は、1つまたは複数の専用通信回線またはチャネル(簡単にするために図示されていない)を介して他のゲートウェイと通信し得る。他の実装形態では、ゲートウェイインターフェース245は、PSTNインターフェース230および/またはインターネット108などの他のネットワーク(図1も参照)を使用して、他のゲートウェイと通信し得る。少なくとも1つの実装形態では、ゲートウェイインターフェース245は、インフラストラクチャ106を介して他のゲートウェイと通信し得る。
全体的なゲートウェイ制御は、ゲートウェイコントローラ250によって提供され得る。ゲートウェイコントローラ250は、ゲートウェイ200による衛星300のリソースの利用を計画および制御し得る。たとえば、ゲートウェイコントローラ250は、傾向を分析し、トラフィック計画を生成し、衛星リソースを割り振り、衛星位置を監視(または追跡)し、ゲートウェイ200および/または衛星300の性能を監視し得る。ゲートウェイコントローラ250はまた、衛星300の軌道を維持および監視し、衛星使用情報をゲートウェイ200に中継し、衛星300の位置を追跡し、および/または衛星300の様々なチャネル設定を調整する、地上ベースの衛星コントローラ(簡単にするために図示されていない)に結合され得る。
図2に示す例示的な実装形態では、ゲートウェイコントローラ250は、ローカル時間、周波数、および位置の基準251を含み、これらは、ローカル時間または周波数の情報をRFサブシステム210、デジタルサブシステム220、ならびに/またはインターフェース230、240、および245に提供し得る。時間または周波数の情報は、ゲートウェイ200の様々な構成要素を互いとおよび/または衛星300と同期させるために使用され得る。ローカル時間、周波数、および位置の基準251はまた、衛星300の位置情報(たとえば、エフェメリスデータ)をゲートウェイ200の様々な構成要素に提供し得る。さらに、ゲートウェイコントローラ250内に含まれるものとして図2に示されているが、他の実装形態では、ローカル時間、周波数、および位置の基準251は、ゲートウェイコントローラ250に(ならびに/またはデジタルサブシステム220およびRFサブシステム210のうちの1つもしくは複数に)結合される別個のサブシステムであり得る。
簡単にするために図2には示されていないが、ゲートウェイコントローラ250はまた、ネットワーク制御センター(NCC)および/または衛星制御センター(SCC)に結合され得る。たとえば、ゲートウェイコントローラ250は、たとえば、衛星300からエフェメリスデータを取り出すために、SCCが衛星300と直接通信することを可能にし得る。ゲートウェイコントローラ250はまた、ゲートウェイコントローラ250が、(たとえば、衛星300における)アンテナ205を正確に狙うこと、ビーム送信をスケジュールすること、ハンドオーバを協調させること、および様々な他のよく知られている機能を実行することを可能にする、(たとえば、SCCおよび/またはNCCからの)処理された情報を受信し得る。
図3は、説明のみを目的とした、衛星300の例示的なブロック図である。特定の衛星構成は大幅に異なる場合があり、オンボード処理を含むことも含まないこともあることが諒解されよう。さらに、単一の衛星として示されているが、衛星間通信を使用する2つ以上の衛星が、ゲートウェイ200とUT400との間の機能的な接続を提供し得る。本開示はいかなる特定の衛星構成にも限定されず、ゲートウェイ200とUT400との間の機能的な接続を提供することができる任意の衛星または衛星の組合せは本開示の範囲内にあると見なされ得ることが諒解されよう。一例では、衛星300は、順方向トランスポンダ310、戻り方向トランスポンダ320、発振器330、コントローラ340、順方向リンクアンテナ352(1)〜352(N)、および戻り方向リンクアンテナ361(1)〜361(N)を含むことが示されている。対応するチャネルまたは周波数帯域内の通信信号を処理し得る順方向トランスポンダ310は、第1のバンドパスフィルタ311(1)〜311(N)のそれぞれ1つ、第1のLNA312(1)〜312(N)のそれぞれ1つ、周波数コンバータ313(1)〜313(N)のそれぞれ1つ、第2のLNA314(1)〜314(N)のそれぞれ1つ、第2のバンドパスフィルタ315(1)〜315(N)のそれぞれ1つ、およびPA316(1)〜316(N)のそれぞれ1つを含み得る。PA316(1)〜316(N)の各々は、図3に示すように、アンテナ352(1)〜352(N)のそれぞれ1つに結合される。
それぞれの順方向経路FP(1)〜FP(N)の各々の内で、第1のバンドパスフィルタ311(1)〜311(N)は、それぞれの順方向経路FP(1)〜FP(N)のチャネルまたは周波数帯域内の周波数を有する信号成分を通過させ、それぞれの順方向経路FP(1)〜FP(N)のチャネルまたは周波数帯域の外側の周波数を有する信号成分をフィルタリングする。したがって、第1のバンドパスフィルタ311(1)〜311(N)の通過帯域は、それぞれの順方向経路FP(1)〜FP(N)に関連付けられたチャネルの幅に対応する。第1のLNA312(1)〜312(N)は、受信された通信信号を、周波数コンバータ313(1)〜313(N)による処理に適したレベルに増幅する。周波数コンバータ313(1)〜313(N)は、それぞれの順方向経路FP(1)〜FP(N)における通信信号の周波数を(たとえば、衛星300からUT400への送信に適した周波数に)変換する。第2のLNA314(1)〜314(N)は、周波数変換された通信信号を増幅し、第2のバンドパスフィルタ315(1)〜315(N)は、関連するチャネル幅の外側の周波数を有する信号成分をフィルタリングする。PA316(1)〜316(N)は、フィルタリングされた信号を、それぞれのアンテナ352(1)〜352(N)を介したUT400への送信に適した電力レベルに増幅する。N個の戻り方向経路RP(1)〜RP(N)を含む戻り方向トランスポンダ320は、アンテナ361(1)〜361(N)を介して戻り方向サービスリンク302Rに沿ってUT400から通信信号を受信し、1つまたは複数のアンテナ362を介して戻り方向フィーダリンク301Rに沿って通信信号をゲートウェイ200に送信する。対応するチャネルまたは周波数帯域内の通信信号を処理し得る戻り方向経路RP(1)〜RP(N)の各々は、アンテナ361(1)〜361(N)のそれぞれ1つに結合されることがあり、第1のバンドパスフィルタ321(1)〜321(N)のそれぞれ1つ、第1のLNA322(1)〜322(N)のそれぞれ1つ、周波数コンバータ323(1)〜323(N)のそれぞれ1つ、第2のLNA324(1)〜324(N)のそれぞれ1つ、および第2のバンドパスフィルタ325(1)〜325(N)のそれぞれ1つを含み得る。
それぞれの戻り方向経路RP(1)〜RP(N)の各々の内で、第1のバンドパスフィルタ321(1)〜321(N)は、それぞれの戻り方向経路RP(1)〜RP(N)のチャネルまたは周波数帯域内の周波数を有する信号成分を通過させ、それぞれの戻り方向経路RP(1)〜RP(N)のチャネルまたは周波数帯域の外側の周波数を有する信号成分をフィルタリングする。したがって、第1のバンドパスフィルタ321(1)〜321(N)の通過帯域は、いくつかの実装形態では、それぞれの戻り方向経路RP(1)〜RP(N)に関連付けられたチャネルの幅に対応し得る。第1のLNA322(1)〜322(N)は、すべての受信された通信信号を、周波数コンバータ323(1)〜323(N)による処理に適したレベルに増幅する。周波数コンバータ323(1)〜323(N)は、それぞれの戻り方向経路RP(1)〜RP(N)における通信信号の周波数を(たとえば、衛星300からゲートウェイ200への送信に適した周波数に)変換する。第2のLNA324(1)〜324(N)は、周波数変換された通信信号を増幅し、第2のバンドパスフィルタ325(1)〜325(N)は、関連するチャネル幅の外側の周波数を有する信号成分をフィルタリングする。戻り方向経路RP(1)〜RP(N)からの信号が合成され、PA326を介して1つまたは複数のアンテナ362に与えられる。PA326は、ゲートウェイ200への送信のために、合成された信号を増幅する。
発振信号を生成する任意の適切な回路またはデバイスであり得る発振器330は、順方向局部発振器LO(F)信号を順方向トランスポンダ310の周波数コンバータ313(1)〜313(N)に与え、戻り方向局部発振器LO(R)信号を戻り方向トランスポンダ320の周波数コンバータ323(1)〜323(N)に与える。たとえば、LO(F)信号は、通信信号を、ゲートウェイ200から衛星300への信号の送信に関連付けられた周波数帯域から、衛星300からUT400への信号の送信に関連付けられた周波数帯域に変換するために、周波数コンバータ313(1)〜313(N)によって使用され得る。LO(R)信号は、通信信号を、UT400から衛星300への信号の送信に関連付けられた周波数帯域から、衛星300からゲートウェイ200への信号の送信に関連付けられた周波数帯域に変換するために、周波数コンバータ323(1)〜323(N)によって使用され得る。
順方向トランスポンダ310、戻り方向トランスポンダ320、および発振器330に結合されるコントローラ340は、(限定はしないが)チャネル割振りを含む、衛星300の様々な動作を制御し得る。一態様では、コントローラ340は、プロセッサ(簡単にするために図示されていない)に結合されたメモリを含み得る。メモリは、プロセッサによって実行されると、衛星300に(限定はしないが)本明細書で説明する動作を含む動作を実行させる命令を記憶する非一時的コンピュータ可読媒体(たとえば、EPROM、EEPROM、Flashメモリ、ハードドライブなどの1つまたは複数の不揮発性メモリ要素)を含み得る。
UT400または401において使用するためのトランシーバの例が図4に示されている。図4では、少なくとも1つのアンテナ410が(たとえば、衛星300から)順方向リンク通信信号を受信するために設けられ、順方向リンク通信信号はアナログ受信機414に転送され、そこでダウンコンバートされ、増幅され、デジタル化される。デュプレクサ要素412は、同じアンテナが送信機能と受信機能の両方をサービスすることを可能にするために使用されることが多い。代替的に、UT400は、異なる送信周波数および受信周波数において動作するための別個のアンテナを利用し得る。
アナログ受信機414によって出力されるデジタル通信信号は、少なくとも1つのデジタルデータ受信機416A〜416Nおよび少なくとも1つのサーチャ受信機418に転送される。デジタルデータ受信機416A〜416Nは、当業者には明らかなように、トランシーバの複雑さの許容可能なレベルに応じて、所望のレベルの信号ダイバーシティを取得するために使用され得る。
少なくとも1つのユーザ端末制御プロセッサ420は、デジタルデータ受信機416A〜416Nおよびサーチャ受信機418に結合される。制御プロセッサ420は、機能の中でも、基本的な信号処理、タイミング、電力およびハンドオフの制御または協調、ならびに信号キャリアに使用される周波数の選択を提供する。制御プロセッサ420によって実行され得る別の基本的な制御機能は、様々な信号波形を処理するために使用されるべき機能の選択または操作である。制御プロセッサ420による信号処理は、相対信号強度の判定および様々な関係する信号パラメータの計算を含むことができる。タイミングおよび周波数などの信号パラメータのそのような計算は、測定における効率もしくは速度の向上、または制御処理リソースの割振りの改善をもたらすための、追加のまたは別個の専用回路の使用を含み得る。
デジタルデータ受信機416A〜416Nの出力は、UT400内のデジタルベースバンド回路422に結合される。デジタルベースバンド回路422は、たとえば、図1に示すように、UE500との間で情報を転送するために使用される処理要素および提示要素を備える。図4を参照すると、ダイバーシティ信号処理が利用される場合、デジタルベースバンド回路422は、ダイバーシティ合成器および復号器を備え得る。これらの要素のうちのいくつかはまた、制御プロセッサ420の制御下で、または制御プロセッサ420と通信して動作し得る。
音声データまたは他のデータがUT400から発信する出力メッセージまたは通信信号として準備されるとき、デジタルベースバンド回路422は、送信のために所望のデータを受信し、記憶し、処理し、他の方法で準備するために使用される。デジタルベースバンド回路422は、このデータを制御プロセッサ420の制御下で動作する送信変調器426に与える。送信変調器426の出力は、アンテナ410から衛星(たとえば、衛星300)への出力信号の最終的な送信のために出力電力制御をアナログ送信電力増幅器430に提供するデジタル送信電力コントローラ428に転送される。
図4では、UT400は、制御プロセッサ420に関連付けられたメモリ432も含む。メモリ432は、制御プロセッサ420が実行するための命令ならびに制御プロセッサ420が処理するためのデータを含み得る。図4に示す例では、メモリ432は、戻り方向サービスリンクを介してUT400によって衛星300に送信されるべきRF信号に適用されるべき時間または周波数の調整を実行するための命令を含み得る。
図4に示す例では、UT400は、たとえば、UT400のための時間または周波数の同期を含む様々な用途のために、ローカル時間、周波数および/または位置の情報を制御プロセッサ420に提供し得る、任意選択のローカル時間、周波数および/または位置の基準434(たとえば、GPS受信機)も含む。
デジタルデータ受信機416A〜Nおよびサーチャ受信機418は、特定の信号を復調および追跡するための信号相関要素を用いて構成される。サーチャ受信機418は、パイロット信号、または他の比較的固定されたパターンの強い信号を探索するために使用されるが、デジタルデータ受信機416A〜Nは、検出されたパイロット信号に関連付けられた他の信号を復調するために使用される。しかしながら、デジタルデータ受信機416A〜Nは、獲得後にパイロット信号を追跡して、信号チップエネルギーと信号雑音の比を正確に判定し、パイロット信号強度を公式化するために割り当てられ得る。したがって、これらのユニットの出力は、パイロット信号または他の信号におけるエネルギー、またはこれらの信号の周波数を判定するために監視され得る。これらのデジタルデータ受信機416A〜Nは、復調されている信号についての現在の周波数およびタイミングの情報を制御プロセッサ420に提供するために監視され得る周波数追跡要素も利用する。
制御プロセッサ420は、受信された信号が、同じ周波数帯域にスケーリングされるときに発振器周波数からどの程度までオフセットされるかを判定するために、そのような情報を適宜に使用し得る。この情報、ならびに周波数誤差および周波数シフトに関する他の情報は、必要に応じてメモリ432に記憶され得る。
制御プロセッサ420は、UT400と1つまたは複数のUEとの間の通信を可能にするために、UEインターフェース回路450にも結合され得る。UEインターフェース回路450は、必要に応じて、様々なUE構成を有する通信用に構成される場合があり、したがって、サポートされる様々なUEと通信するために利用される様々な通信技術に応じて、様々なトランシーバおよび関連する構成要素を含み得る。たとえば、UEインターフェース回路450は、1つもしくは複数のアンテナ、ワイドエリアネットワーク(WAN)トランシーバ、ワイヤレスローカルエリアネットワーク(WLAN)トランシーバ、ローカルエリアネットワーク(LAN)インターフェース、公衆交換電話網(PSTN)インターフェース、および/または、UT400と通信している1つもしくは複数のUEと通信するように構成された他の既知の通信技術を含み得る。
図5は、図1のUE501にも当てはまり得るUE500の例を示すブロック図である。図5に示すUE500は、たとえば、モバイルデバイス、ハンドヘルドコンピュータ、タブレット、ウェアラブルデバイス、スマートウォッチ、または、ユーザと対話することが可能な任意のタイプのデバイスであり得る。加えて、UE500は、様々な最終的なエンドユーザデバイスにおよび/または様々なパブリックネットワークもしくはプライベートネットワークに接続性を提供するネットワーク側デバイスであり得る。図5に示す例では、UE500は、LANインターフェース502と、1つまたは複数のアンテナ504と、ワイドエリアネットワーク(WAN)トランシーバ506と、ワイヤレスローカルエリアネットワーク(WLAN)トランシーバ508と、衛星測位システム(SPS)受信機510とを備え得る。SPS受信機510は、全地球測位システム(GPS)、全地球航法衛星システム(GLONASS)および/または任意の他の全地球衛星もしくは地域衛星ベースの測位システムに適合し得る。代替態様では、UE500は、たとえば、Wi-Fiトランシーバなどの、LANインターフェース502ありもしくはなしのWLANトランシーバ508、WANトランシーバ506、および/またはSPS受信機510を含み得る。さらに、UE500は、Bluetooth(登録商標)、ZigBee(登録商標)、および他の既知の技術などの、LANインターフェース502ありもしくはなしの追加のトランシーバ、WANトランシーバ506、WLANトランシーバ508および/またはSPS受信機510を含み得る。したがって、UE500について示す要素は、例示的な構成として与えられるものにすぎず、本明細書で開示する様々な態様によるUEの構成を限定するものではない。
図5に示す例では、プロセッサ512は、LANインターフェース502、WANトランシーバ506、WLANトランシーバ508およびSPS受信機510に接続される。任意選択で、動きセンサ514および他のセンサも、プロセッサ512に結合され得る。
メモリ516は、プロセッサ512に接続される。一態様では、メモリ516は、図1に示すように、UT400に送信され得るおよび/またはUT400から受信され得るデータ518を含み得る。図5を参照すると、メモリ516は、たとえば、UT400と通信するためのプロセスステップを実行するためにプロセッサ512によって実行されるべき、記憶された命令520も含み得る。さらに、UE500は、たとえば、光、音および触覚の入力または出力を介してプロセッサ512の入力または出力をユーザにインターフェースするためのハードウェアおよびソフトウェアを含み得る、ユーザインターフェース522も含み得る。図5に示す例では、UE500は、ユーザインターフェース522に接続された、マイクロフォン/スピーカ524、キーパッド526、およびディスプレイ528を含む。代替的に、ユーザの触覚の入力または出力は、たとえば、タッチスクリーンディスプレイを使用することによって、ディスプレイ528と一体化され得る。またしても、図5に示す要素は、本明細書で開示するUEの構成を限定することを意図するものではなく、UE500に含まれる要素は、デバイスの最終用途およびシステムエンジニアの設計選択に基づいて変化することが諒解されよう。
加えて、UE500は、たとえば、図1に示すように、UT400と通信しているがUT400とは別個の、モバイルデバイスまたは外部ネットワーク側デバイスなどのユーザデバイスであり得る。代替的に、UE500およびUT400は、単一の物理デバイスの一体部分であり得る。
図6は、UTまたはゲートウェイのいくつかの構成要素を要約する信号処理システム600を示す。プロセッサ602(「プロセッサ」という語は、1つまたは複数のチップ上の複数のプロセッサコアを含むべきである)と、メモリ604と、アンテナ608に結合されたモデム606とが図6に示されている。衛星リンク610は、ゲートウェイ200またはUT400もしくは401から始まり、衛星300において終わる、図1の衛星リンクのうちのいずれか1つを表し得る。アンテナ608は、右偏波電磁放射または左偏波電磁放射を送信するように構成されてもよく、ビームステアリングのための複数の要素を備え得る。説明しやすいように、バス612として示される単一のバスが、図6の構成要素間の通信を可能にするが、実際には、UTまたはゲートウェイは、1つまたは複数のバスと、1つもしくは複数のポイントツーポイント相互接続または他のタイプの相互接続技術とを利用し得る。
信号処理システム600は、たとえば、プロトコルスタック614などの1つまたは複数のプロトコルスタックを実装し得る。説明しやすいように、プロトコルスタック614は、典型的なプロトコルスタックにおけるすべてのレイヤを示していない。物理レイヤ(PHY)616、媒体アクセス制御レイヤ(MAC)618、およびリンクレイヤ620がプロトコルスタック614に示されている。PHY616は、アンテナ608を介して送信および受信される信号のRF(無線周波数)変調および復調を提供し、PHY616およびMAC618は、フレーミング、符号化および復号(たとえば、ブロックコーディング、畳み込みコーディング、ターボコーディング)を提供し、リンクレイヤ620は、データが多重化および多重化解除され得るような機能を提供する。PHY616、MAC618、およびリンクレイヤ620の上記の機能説明は、網羅的または排他的であることを意図するものではなく、それらの機能が開放型システム間相互接続(OSI)モデル内のプロトコルレイヤのうちのいくつかと同様であることを示すために与えられるものにすぎない。
リンクレイヤ620の上には、たとえば、インターネットプロトコル(IP)レイヤ622などの、インターネットにアクセスするためのまたはボイスオーバーインターネットプロトコル(VoIP)を使用するための追加のレイヤと、図6ではアプリケーションレイヤおよび上位レイヤ624と呼ばれる追加のレイヤとがある。アプリケーションレイヤおよび上位レイヤ624ならびにIPレイヤ622は、それらの下のレイヤと一緒に、VoIP、ウェブサーフィン、および他の通信機能を提供するための通信プレーンを定義する。
リンクレイヤ620の上の他のレイヤは、他のプレーンを定義し得る。たとえば、信号レイヤおよび制御レイヤ626と呼ばれる図6のレイヤは、音声呼がセットアップされ得、様々なパラメータが設定(制御)され得るように、信号プレーンおよび制御プレーンに関して追加の機能を提供する。
プロトコルスタック614内のレイヤの機能の一部は、プロセッサ602上で動作しているソフトウェアによって実行され得、機能の一部は、ファームウェアの制御下でハードウェアによって実行され得る。いくつかの事例では、プロトコルスタック614内のレイヤの機能の一部は、専用ハードウェア、たとえば、特定用途向け集積回路(ASIC)またはフィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)によって実行され得る。たとえば、モデム606は、PHY616の機能の一部または全部を実行し得る。プロトコルスタック614の機能の一部ならびに後述のさらなる機能を実行するためのソフトウェアは、メモリ604に記憶され得る。メモリ604は、メモリ階層を表すことができ、非一時的コンピュータ可読媒体と呼ばれることがある。
信号処理システム600は、プロトコルスタック614の複数のインスタンス、ならびに、たとえば、UE500または501などの他のデバイスと通信するための他のプロトコルスタックを実装し得る。プロトコルスタックは、順方向リンクまたは戻り方向リンクのための複数の物理チャネルおよび論理チャネルを実現するための機能を提供する。
一態様では、衛星上の電力増幅器による、たとえば、図3に示す衛星300上の電力増幅器316(1)〜316(N)による電力消費は、オン期間およびオフ期間を有する送信時間間隔(TTI)をゲーティングすることによって低減され得る。一態様では、衛星がTTIゲーティングモードで動作しているとき、衛星は、衛星の全体的な電力消費を低減するために、各TTIのオフ期間の間に順方向リンク電力増幅器の電源を切ることができる。図7は、送信時間間隔(TTI)と呼ばれるタイムスロットの一態様を示すタイミング図である。いくつかの実装形態では、TTIの持続時間は、たとえば、1msである。
図7に示すように、順方向リンク送信のTTIは、3つの領域、すなわち、基準信号(RS)領域、制御領域およびデータ領域を含む。TTIゲーティングモードとしても知られるTTIレベルのゲート送信モードでは、TTIは、オン期間およびオフ期間に分割される。一態様では、TTIのオン期間は、RS領域、制御領域、およびデータ領域の一部分を含む。TTIのオフ期間は、オン期間によってカバーされないデータ領域の残りの部分をカバーする。
一態様では、TTIの制御領域は、たとえば、1つまたは複数の物理制御フォーマットインジケータチャネル(PCFICH)および1つまたは複数の物理ダウンリンク制御チャネル(PDCCH)を含む。代替態様では、本開示の範囲内で、他のタイプの物理レイヤ制御チャネルが制御領域において与えられてもよい。一態様では、TTIのデータ領域は、衛星から複数のUT(UT1、UT2、…)へのダウンリンクデータ送信または順方向リンクデータ送信用の複数の物理ダウンリンク共有チャネル(PDSCH)を含む。代替態様では、本開示の範囲内で、衛星からUTにデータを送信するための他のタイプの順方向リンクチャネルがデータ領域において与えられてもよい。
一態様では、通信衛星のコンスタレーション内の所与の衛星について、ゲートウェイは、ゲートウェイと衛星との間の通信チャネルを介して信号を送ることによって、TTIゲーティングモードを有効化または無効化することができる。たとえば、衛星のTTIゲーティングモードを有効化または無効化するための信号は、遠隔測定、追跡および制御(TT&C:telemetry, tracking and control)チャネルを介してゲートウェイによって衛星に送られ得る。代替的に、衛星のTTIゲーティングモードの有効化または無効化をトリガするための信号は、別のチャネルを介してゲートウェイによって衛星に送信され得る。たとえば、トリガ有効化信号またはトリガ無効化信号は、トランスポンドされた順方向リンク信号に埋め込まれ得る。
一態様では、ゲートウェイは、TTIゲーティングモードにおけるTTIのオン期間およびオフ期間の長さを判定する。一態様では、TTIゲーティングモードが有効化される場合、ゲートウェイは、ゲートウェイと衛星との間の通信チャネルを介して、TTIにおけるオン期間またはオフ期間の長さを指定する情報を搬送する信号を衛星に送る。たとえば、この信号は、TTIゲーティングモード用の有効化/無効化信号とともに、TT&Cチャネルを介してゲートウェイによって衛星に送られ得る。代替的に、TTIにおけるオン期間またはオフ期間の長さを指定する情報を搬送する信号は、別のチャネルを介してゲートウェイによって衛星に送信され得る。
ゲートウェイは、オン期間とオフ期間の両方の指定された長さを衛星に送り得る。代替的に、TTIの全長が固定または規格化される場合、たとえば、1msの持続時間を有するTTIの場合、ゲートウェイは、オン期間またはオフ期間のいずれかの指定された長さのみを衛星に送る必要があり得、衛星は、それぞれ、ゲートウェイから受信されたオン期間またはオフ期間の指定された長さに基づいて、オフ期間またはオン期間の長さを計算し得る。別の代替では、ゲートTTIにおけるオン間隔およびオフ間隔は、それぞれ、オン期間およびオフ期間のオン開始時間またはオフ開始時間を指定するトリガ有効化信号およびトリガ無効化信号によって、明示的に定義され得る。
一態様では、衛星は、衛星上のGPS受信機または順方向リンク波形サーチャを使用することによって、順方向リンク送信のサブフレーム境界、たとえば、TTIの立上りエッジを同期させるかまたは獲得することができる。ゲートウェイからの、TTIゲーティングモード有効化信号と、TTIにおけるオン期間またはオフ期間の長さを指定する情報を搬送する信号とに応答して、衛星は、TTIのオン期間またはオフ期間に従って、順方向リンク送信用のその電力増幅器をオンまたはオフにすることができる。一態様では、不連続送信(DTX)が可能な衛星では、TTIゲーティングモードにおけるオン期間およびオフ期間に従ってその電力増幅器をオンおよびオフにすることによって、電力消費が低減され得る。
一態様では、TTIのゲーティング、すなわち、TTIにおけるオン期間およびオフ期間の提供は、衛星のカバレージ内のUTに対してトランスペアレントである。言い換えれば、UTは、衛星からの順方向リンク送信がTTIゲーティングモードにおけるものであることに気づいている必要がない。さらなる態様では、UTは、TTIゲーティングモードの特定の構成、たとえば、所与のTTIにおけるオン時間期間およびオフ時間期間の長さに気づいている必要もない。一態様では、ゲートウェイは、所与のTTIにおけるオン時間期間およびオフ時間期間の長さを含むTTIゲーティング設定に従って、衛星からUTへの順方向リンク送信をスケジュールする。一態様では、ゲートウェイは、TTIのオフ期間の間、順方向リンクにおけるデータ送信をスケジュールしない。
一態様では、衛星がTTIゲーティングモードで動作しているとき、UTは、衛星が従来の非TTIゲーティングモードで動作している場合と同じやり方で、TTIの基準信号(RS)に基づいてその追跡ループを動作させ、図7に示すTTIの制御領域内のPDCCHによって示されたリソース割振りに基づいてデータを復調する。図7に示すように、RSおよび制御領域は、TTIゲーティングモードにおけるTTIのオン期間によってカバーされる。従来の非TTIゲーティングモードでは、RSおよび制御領域内の物理制御チャネルによって示されたリソース割振りがUTに送信されているとき、衛星上の順方向リンク電力増幅器は常にオンである。
この実装形態では、UTは、衛星からの順方向リンク送信がTTIゲーティングモードにおけるものであるか従来の非TTIゲーティングモードにおけるものであるかにかかわらず、RSに従ってその追跡ループを動作させ、制御領域内のリソース割振りに従ってデータを復調する。衛星がTTIゲーティングモードで送信しているか否かをUTが見分けるために、または、衛星からの順方向リンク送信がTTIゲーティングモードにおけるものであるか否かに基づいて異なるやり方でデータを処理するために、処理オーバーヘッドは必要とされず、それにより、UTの側の複雑さまたはコストの増大が必要となるのを避ける。
一態様では、TTIゲーティングモードは、ゲートウェイからUTに順方向リンク信号を中継するためのベントパイプ中継器またはトランスポンダとして働く衛星の不連続送信(DTX)モードである。一態様では、ゲートウェイからの順方向リンクDTX送信は、TTIゲーティングモードで動作している衛星からの順方向リンクDTX送信と同期してもよいが、そうすることが必要とされるわけではない。
いくつかの実装形態では、TTIゲーティングモードにおける衛星からの順方向リンクDTX送信は、ゲートウェイから衛星への順方向リンクDTX送信に対して非同期であることがある。一例では、ゲートウェイがTTIゲーティングモードに入るように衛星にシグナリングした後、ゲートウェイは、衛星のゲートTTIのオフ期間の間にそれ自体の電力増幅器をオンに保ち続けてもよい。別の例では、ゲートウェイ電力増幅器は、衛星のゲートTTIのオン期間よりも長い時間期間の間、オンに保たれるが、衛星がゲートTTIのオフ期間に入ってしばらくすると、オフにされる。この例では、ゲートウェイのDTXモードは、衛星のTTIゲーティングモードに対して非同期である。
別の例では、UTが順方向リンク送信を受信するように実際にスケジュールされている時間期間は、DTXモードにおけるゲートウェイのオン期間内に入る。この例では、衛星はオン期間を有する必要があり、オン期間は少なくとも、スケジューラがUTに割り当てている、有効スケジューラ間隔と呼ばれる期間にわたる。一態様では、DTXモードにおけるゲートウェイ電力増幅器のオン期間は、少なくとも有効スケジューラ間隔にわたる必要がある。同様に、TTIゲーティングモードにおける衛星電力増幅器のオン期間も、少なくとも有効スケジューラ間隔にわたる必要がある。一態様では、DTXモードにおけるゲートウェイ電力増幅器のオン期間およびTTIゲーティングモードにおける衛星電力増幅器のオン期間は、ゲートウェイ電力増幅器のオン期間と衛星電力増幅器のオン期間の両方が少なくとも有効スケジューラ間隔をカバーする限り、正確に整合する必要はなく、まったく同じ長さを有する必要はない。
他の実装形態では、ゲートウェイ電力増幅器は、ゲートTTIモードにおける衛星電力増幅器と同期して、DTXモードで動作してもよい。たとえば、順方向リンク送信では、所与のTTIのオン期間およびオフ期間は、DTXモードで動作しているゲートウェイ電力増幅器およびゲートTTIモードで動作している衛星電力増幅器に対して同じであってもよい。ゲートウェイと衛星との間のRF信号の伝搬遅延を含む時間オフセットを考慮して、衛星におけるTTIのオン期間の立上りエッジは、ゲートウェイにおけるTTIのオン期間の立上りエッジに対して時間遅延されることがあり、同様に、衛星におけるTTIのオフ期間の開始は、ゲートウェイにおけるTTIのオフ期間の開始に対して時間遅延されることがある。
一態様では、衛星通信システム内の異なる衛星は、同じTTIゲーティング設定、すなわち、同じTTIゲーティングモードにおける同じ量のオン時間期間およびオフ時間期間を有してもよいが、そうすることが必要とされるわけではない。一態様では、衛星のうちのいくつかは、他の衛星がTTIゲーティングモードではない間に、TTIゲーティングモードであってもよい。一態様では、TTIゲーティングモードにおける異なる衛星は、異なる量のオン時間期間および異なる量の対応するオフ時間期間を有してもよい。たとえば、TTIゲーティングモードにおける衛星のうちの1つは、TTIの10%であるオン期間を有してもよく、異なるTTIゲーティングモードにおける別の衛星は、TTIの20%であるオン期間を有してもよい。
一態様では、複数のビームを有する所与の衛星では、その衛星の異なるビームはまた、異なるTTIゲーティングモードを有してもよい。ビームのうちのいくつかは、非TTIゲーティングモード、すなわち、連続送信モードで動作していることがあるが、同じ衛星からの他のビームは、TTIゲーティングモードで動作していることがある。TTIゲーティングモードで動作している所与の衛星のビームの中で、個々のビームは異なる量のオン時間期間および異なる量の対応するオフ時間期間を有してもよい。ここでも、この例では、TTIゲーティングモードにおけるオン期間およびオフ期間の提供は、衛星と通信しているUTに対してトランスペアレントである。言い換えれば、UTは、所与のビームにおける順方向送信がTTIゲーティングモードにおけるものであるかどうかを知っている必要はなく、たとえば、所与のTTIにおけるオン時間期間およびオフ時間期間の長さを含む、TTIゲーティングモードの特定の構成を知っている必要はない。
図8は、TTIゲーティングモードにおける送信時間間隔(TTI)の別の例を示すタイミング図である。図8に示すTTIは、TTIのオン期間が、RSに先行する別のデータ領域の一部分、ならびに制御領域における制御信号に続くデータ領域の一部分をカバーすることを除いて、図7に示し、上記で説明したTTIと同様である。この実装形態では、TTIのオン期間の立上りエッジは、RSの開始と整合する必要はない。様々な実装形態では、TTIのオン期間は、RSと制御領域、ならびに、RSと制御領域に先行するおよび/またはRSと制御領域に続く1つまたは複数のデータ領域の1つまたは複数の部分をカバーする。
図9は、衛星通信システム内のゲートウェイによる衛星のTTIゲーティング制御の一態様を示すフローチャートである。図9に示すプロセスは、順序付けされた流れ図に示されているが、必ずしも図9に示す順序で実行されるわけではないことが諒解されよう。さらに、図9に示すプロセスのうちのいくつかは、任意選択である場合があり、特定のゲートウェイによって実行される必要がないことが諒解されよう。たとえば、プロセスのうちのいくつかは、衛星通信システムの他の部分によって、たとえば、図1に示すようにゲートウェイ200および201に接続されたインフラストラクチャ106によって実行されてもよい。
図9を参照すると、ブロック902において、衛星の送信時間間隔(TTI)のゲーティングモードが有効化される。一態様では、ゲートウェイは、ゲートウェイと衛星との間の順方向リンク通信チャネルを介してTTIゲーティングモード有効化信号を送ることによって、衛星のTTIゲーティングモードを有効化し得る。一態様では、ゲートウェイは、たとえば、上記で説明したようにTT&Cチャネルを介してTTIゲーティングモード有効化信号を衛星に送り得る。代替的に、TTIゲーティングモード有効化信号は、別のチャネルを介して衛星に送られ得る。
ブロック904に示すように、TTIゲーティングモード有効化信号とともに、TTIのオン期間もしくはオフ期間のうちの少なくとも1つ、またはそれらの組合せを含むゲーティング設定情報が、衛星に送られる。一態様では、ゲートウェイは、順方向リンク通信チャネルを介して、たとえば、上記で説明したようにTT&Cチャネルを介して、TTIゲーティング設定を指定する情報を搬送する信号を衛星に送信する。代替的に、TTIゲーティング設定を指定する情報は、別のチャネルを介して衛星に送信され得る。
一態様では、オン期間とオフ期間の両方の長さを指定する情報が衛星に送られ、衛星は、それに応答して、オン期間およびオフ期間の指定された長さに従って、TTI内の順方向リンク送信をゲーティングする。別の態様では、TTIの時間の全長が固定または規格化される場合、オン期間またはオフ期間のいずれかの指定された長さのみがゲートウェイから衛星に送信される必要があり、衛星は、ゲートウェイから受信されたオン期間の指定された長さに基づいてオフ期間の長さを導出することができ、その逆も同様である。
図9を参照すると、ブロック906において、TTIのオン期間におけるデータ領域の一部分の中のデータが、ゲートウェイから衛星に送信される。一態様では、基準信号(RS)および1つまたは複数の制御信号も、TTIのオン期間の間にゲートウェイから衛星に送信される。一実装形態では、TTIの制御領域における制御信号は、上記で説明したように、たとえば、PCFICHおよびPDCCHを含む1つまたは複数の物理制御チャネルを介して送られ得る。物理レイヤ制御信号に割り振られた他のタイプの制御チャネルは、本開示の範囲内で、制御領域において与えられ得る。一態様では、ゲートTTIのオン期間内のデータ領域の部分は、衛星から1つまたは複数のUTへの順方向リンクデータ送信のための1つまたは複数のPDSCHを含み得る。
一態様では、ゲートウェイは、任意選択で、DTXモードにおいてそれ自体の電力増幅器をオフにしてもよい。上記で説明したように、ゲートウェイは、衛星によるTTIゲーティングに対して同期的にまたは非同期的にのいずれかで、DTXモードにおいてその電力増幅器を周期的にオンおよびオフにしてもよい。一態様では、ゲートウェイのDTXモードは、衛星のTTIゲーティングモードと同期している。別の態様では、衛星上の順方向リンク電力増幅器がオフにされてからしばらくすると、ゲートウェイ電力増幅器がオフにされることがあり、したがって、ゲートウェイのDTXモードは、衛星のTTIゲーティングモードに対して非同期である。また別の態様では、ゲートウェイ電力増幅器は、衛星上の順方向リンク電力増幅器がオン期間およびオフ期間を有するTTIゲーティングモードで動作している場合でも、継続的にオンであってもよい。
図10は、一連の相互に関係する機能モジュールとして表されるゲートウェイ装置1000の例を示す。衛星の送信時間間隔(TTI)のゲーティングモードを有効化するためのモジュール1002は、少なくともいくつかの態様では、たとえば、本明細書で説明するゲートウェイコントローラまたはその構成要素(たとえば、ゲートウェイコントローラ250など)に対応し得る。TTIのオン期間もしくはオフ期間のうちの少なくとも1つ、またはそれらの組合せを含むゲーティング設定情報を衛星に送るためのモジュール1004は、少なくともいくつかの態様では、たとえば、本明細書で説明するゲートウェイ送信機またはその構成要素(たとえば、デジタルサブシステム220、RFサブシステム210など)に対応し得る。TTIのオン期間におけるデータ領域の一部分の中のデータを送信するためのモジュール1006は、少なくともいくつかの態様では、たとえば、本明細書で説明するゲートウェイ送信機またはその構成要素(たとえば、デジタルサブシステム220、RFサブシステム210など)に対応し得る。
図10のモジュールの機能は、本明細書の教示に一致する様々な方法で実装され得る。いくつかの設計では、これらのモジュールの機能は、1つまたは複数の電気構成要素として実装され得る。いくつかの設計では、これらのブロックの機能は、1つまたは複数のプロセッサ構成要素を含む処理システムとして実装され得る。いくつかの設計では、これらのモジュールの機能は、たとえば、1つまたは複数の集積回路(たとえば、ASIC)の少なくとも一部分を使用して実装され得る。本明細書で説明するように、集積回路は、プロセッサ、ソフトウェア、他の関連する構成要素、またはそれらの何らかの組合せを含み得る。したがって、異なるモジュールの機能は、たとえば、集積回路の異なるサブセットとして、ソフトウェアモジュールのセットの異なるサブセットとして、またはそれらの組合せとして実装され得る。また、(たとえば、集積回路の、および/またはソフトウェアモジュールのセットの)所与のサブセットは、2つ以上のモジュールに関する機能の少なくとも一部分を実現する場合があることが諒解されよう。
加えて、図10によって表される構成要素および機能、ならびに本明細書で説明する他の構成要素および機能は、任意の適切な手段を使用して実装され得る。そのような手段はまた、少なくとも部分的に、本明細書で教示する対応する構造を使用して実装され得る。たとえば、図10の「ためのモジュール」構成要素とともに上記で説明した構成要素は、同様に指定された「ための手段」機能にも対応し得る。したがって、いくつかの態様では、そのような手段のうちの1つまたは複数は、プロセッサ構成要素、集積回路、または本明細書で教示する他の適切な構造のうちの1つまたは複数を使用して実装され得る。
図11は、衛星通信システム内の衛星によるTTIゲーティングモードにおける動作の一態様を示すフローチャートである。ここでも、図11に示すプロセスは、順序付けされた流れ図に示されているが、必ずしも図11に示す順序で実行されるわけではないことが諒解されよう。さらに、図11に示すプロセスのうちのいくつかは、任意選択である場合があることが諒解されよう。
図11を参照すると、ブロック1102において、送信時間間隔(TTI)のゲーティングモードを有効化するための信号が衛星によって受信される。一態様では、TTIゲーティングモードを有効化する信号は、ゲートウェイと衛星との間の順方向リンク通信チャネルを介して受信され得る。一態様では、TTIゲーティングモード有効化信号は、たとえば、上記で説明したようにTT&Cチャネルを介して、衛星によって受信される。代替的に、TTIゲーティングモード有効化信号は、別のチャネルを介して衛星によって受信され得る。
ブロック1104に示すように、TTIゲーティングモード有効化信号とともに、衛星は、TTIのオン期間もしくはオフ期間のうちの少なくとも1つ、またはそれらの組合せを含むゲーティング設定情報をゲートウェイから受信する。一態様では、衛星は、順方向リンク通信チャネルを介して、たとえば、上記で説明したようにTT&Cチャネルを介して、TTIゲーティング設定を指定する情報をゲートウェイから受信する。代替的に、TTIゲーティング設定を指定する情報は、別のチャネルを介して衛星によって受信され得る。
一態様では、衛星は、ゲートTTIのオン期間とオフ期間の両方の長さを指定する情報を受信する。別の態様では、TTIの時間の全長が固定または規格化される場合、オン期間またはオフ期間のいずれかの指定された長さのみが衛星によって受信される必要があり、衛星は、オン期間の指定された長さに基づいてオフ期間の長さを導出することができ、その逆も同様である。
一方、衛星がブロック1102に示すようにTTIゲーティングモードを有効化する信号を受信できない場合、衛星は、衛星上の順方向リンク電力増幅器が継続的にオンのままである、従来の非TTIゲーティングモードで動作し得る。衛星が非TTIゲーティングモードで動作しているとき、衛星はTTIゲーティングのオン時間期間およびオフ時間期間を指定する情報を受信または使用する必要はない。
図11を参照すると、ブロック1102に示すように衛星に対してTTIゲーティングモードが有効化され、ブロック1104に示すようにゲートTTIの指定されたオン期間またはオフ期間が衛星によって受信される場合、ブロック1106に示すようにTTIのオン期間におけるデータ領域の一部分の中のデータが衛星によってトランスポンドされる。一実装形態では、基準信号(RS)および制御領域における1つまたは複数の制御信号も、TTIのオン期間の間にトランスポンドされる。一態様では、制御領域は、上記で説明したように、1つまたは複数の物理制御チャネル、たとえば、PCFICHおよびPDCCHを含み得る。他のタイプの制御チャネルも、本開示の範囲内で、制御領域において与えられ得る。一態様では、上記で説明したように、ゲートTTIのオン期間内のデータ領域の部分は、衛星から1つまたは複数のUTへの順方向リンクデータ送信のための1つまたは複数のPDSCHを含み得る。
衛星は、ブロック1108において、TTIのオフ期間におけるデータの送信を停止する。一実装形態では、衛星の電力増幅器はオフであり、電力を節約するために、TTIのオフ期間の間にUTへのデータの送信はない。一実装形態では、衛星は、TTIのオフ期間の開始時に、その順方向リンク電力増幅器をオフにし、UTへの順方向リンク送信を止めてもよい。
TTIゲーティングモードにおける衛星の順方向リンク電力増幅器を周期的にオフにすることによって節約される電力の量は、TTIの長さに対するオン期間の長さに依存する。たとえば、1msのTTIにおいてオン期間が0.1msである場合、すなわち、オン期間がTTIの10%である場合、衛星上の順方向リンク電力増幅器による電力消費は90%も低減され得る。たとえば、オン期間がTTIの50%を占める場合、順方向リンク電力増幅器による電力消費はそれでも50%も低減され得る。典型的な中継器またはトランスポンダ衛星では、電力増幅器は、衛星による全体的な電力消費に対する重要な要因であり得る。電力増幅器をTTIゲーティングモードで動作させることによって、衛星の電力消費の大幅な低減が実現され得る。
一態様では、DTXモードまたはTTIゲーティングモードで動作している衛星の実際のオン時間期間およびオフ時間期間が、ゲートウェイにおいて想定または構成されたオン期間およびオフ期間と一致していないかどうかを検出するために、障害検出モードが与えられる。そのような不一致は、たとえば、ゲートウェイから衛星へのDTXまたはTTIゲーティング設定の送信のエラーを含む様々な理由で生じ得る。たとえば、送信の肯定応答/否定応答(ACK/NACK)を伴うハイブリッド自動再送要求(HARQ)を展開するシステムでは、TTI内のある時点を超えるすべての送信されたパケットが常にエラーになることをスケジューラが検出した場合、検出されたエラーは、ゲートウェイによって想定された衛星DTXまたはTTIゲーティング設定と衛星が動作する元となる実際のDTXまたはTTIゲーティング設定との間の不一致の指示であり得る。たとえば、衛星電力増幅器があまりにも早くオフになる場合、衛星電力増幅器による早いターンオフの後にトランスポンドされているすべての送信されたパケットは、エラーになる可能性がある。この相関するエラーシーケンスは、想定された衛星DTXまたはTTIゲーティング設定と実際の衛星DTXまたはTTIゲーティング設定との間の不一致の優れた指示となる。
図12は、一連の相互に関係する機能モジュールとして表される衛星装置1200の例を示す。送信時間間隔(TTI)のゲーティングモードを有効化するための信号を受信するためのモジュール1202は、少なくともいくつかの態様では、たとえば、本明細書で説明する衛星受信機またはその構成要素(たとえば、順方向トランスポンダ310の1つまたは複数の構成要素など)に対応し得る。TTIのオン期間もしくはオフ期間のうちの少なくとも1つ、またはそれらの組合せを含むゲーティング設定情報を受信するためのモジュール1204は、少なくともいくつかの態様では、たとえば、本明細書で説明する衛星受信機またはその構成要素(たとえば、順方向トランスポンダ310の1つまたは複数の構成要素など)に対応し得る。TTIのオン期間におけるデータ領域の一部分の中のデータをトランスポンドするためのモジュール1206は、少なくともいくつかの態様では、たとえば、本明細書で説明する衛星送信機またはその構成要素(たとえば、順方向トランスポンダ310の1つまたは複数の構成要素など)に対応し得る。TTIのオフ期間におけるデータの送信を停止するためのモジュール1208は、少なくともいくつかの態様では、たとえば、本明細書で説明する衛星送信機またはその構成要素(たとえば、順方向トランスポンダ310の1つまたは複数の構成要素など)に対応し得る。
図12のモジュールの機能は、本明細書の教示に一致する様々な方法で実装され得る。いくつかの設計では、これらのモジュールの機能は、1つまたは複数の電気構成要素として実装され得る。いくつかの設計では、これらのブロックの機能は、1つまたは複数のプロセッサ構成要素を含む処理システムとして実装され得る。いくつかの設計では、これらのモジュールの機能は、たとえば、1つまたは複数の集積回路(たとえば、ASIC)の少なくとも一部分を使用して実装され得る。本明細書で説明するように、集積回路は、プロセッサ、ソフトウェア、他の関連する構成要素、またはそれらの何らかの組合せを含み得る。したがって、異なるモジュールの機能は、たとえば、集積回路の異なるサブセットとして、ソフトウェアモジュールのセットの異なるサブセットとして、またはそれらの組合せとして実装され得る。また、(たとえば、集積回路の、および/またはソフトウェアモジュールのセットの)所与のサブセットは、2つ以上のモジュールに関する機能の少なくとも一部分を実現する場合があることが諒解されよう。
加えて、図12によって表される構成要素および機能、ならびに本明細書で説明する他の構成要素および機能は、任意の適切な手段を使用して実装され得る。そのような手段はまた、少なくとも部分的に、本明細書で教示する対応する構造を使用して実装され得る。たとえば、図12の「ためのモジュール」構成要素とともに上記で説明した構成要素は、同様に指定された「ための手段」機能にも対応し得る。したがって、いくつかの態様では、そのような手段のうちの1つまたは複数は、プロセッサ構成要素、集積回路、または本明細書で教示する他の適切な構造のうちの1つまたは複数を使用して実装され得る。
図13は、TTIゲーティングモードにおける動作のさらなる態様を示すフローチャートである。ここでも、図13に示すプロセスは、順序付けされた流れ図に示されているが、必ずしも図13に示す順序で実行されるわけではないことが諒解されよう。さらに、図13に示すプロセスのうちのいくつかは、任意選択である場合があることが諒解されよう。さらに、異なるシステム構成では、図13に示すプロセスの異なる態様は、ゲートウェイ200などのゲートウェイもしくはその構成要素(たとえば、衛星TX電力コントローラ202)または衛星300などの衛星もしくはその構成要素(たとえば、コントローラ340)によって実行され得ることが諒解されよう。
図13を参照すると、ゲートウェイまたは衛星は、ブロック1302において、衛星のトランスポンドされたTTIのゲーティングモードを有効化し得る。ゲーティングモードは、TTIのオン期間およびオフ期間を定義する。ゲートウェイまたは衛星は、ブロック1304において、1つまたは複数のユーザ端末のためのデータ送信スケジューリングに関連付けられた時間間隔(たとえば、送信リソースが1つまたは複数のユーザ端末に割り当てられる有効スケジューラ間隔)にわたるようにオン期間(たとえば、開始時間および長さ)を設定し得る。ゲートウェイまたは衛星は次いで、ブロック1306において、直接または間接的にのいずれかで、TTIのオン期間を示すゲーティング設定情報を衛星に提供し得る。TTIのオン期間の少なくとも一部分の間、ゲートウェイまたは衛星は、ブロック1308において、衛星を介してデータを1つまたは複数のユーザ端末に送信し得る。
上記でより詳細に説明したように、データに加えて、基準信号、制御信号、またはそれらの組合せなどの他の信号が、TTIのオン期間の少なくとも1つの他の部分の間に送信され得る。基準信号、制御信号、およびデータは、オフ期間の間の任意のシグナリングとは無関係に1つまたは複数のユーザ端末において復号可能なやり方で、オン期間の間に送信され得る。したがって、所与のユーザ端末へのデータ送信は、オン期間内のみに含まれている送信に基づいて、ユーザ端末によって処理され得る。
いくつかの設計では、ゲーティング設定情報は、ゲーティング設定情報を直接送るゲートウェイによって衛星に提供され得る。他の設計では、ゲーティング設定情報は、衛星によって間接的に判定され得る。たとえば、衛星は、ゲートウェイからの送信に関連付けられた送信波形に基づいてゲーティング設定情報を判定し得る。送信エンベロープが非アクティビティの周期的なインスタンスを含む場合、衛星は、非アクティビティがTTIのオフ期間に対応すると推測し得る。別の例として、ゲーティング設定情報は、衛星の位置に基づいて判定され得る。一定の位置では、衛星がTTIをゲーティングしてもよく、ゲートウェイがこれらの空間スケジュールに気づくことがあらかじめ決定されていてもよい。したがって、数時間前に、数日前になどを含め、事前にゲーティング設定情報が提供されてもよい。
やはり上記でより詳細に説明したように、衛星およびゲートウェイは両方とも、不連続的に送信するだけでなく、互いに対して非同期的に送信することもできる。たとえば、衛星は、TTIのオフ期間の少なくとも一部分の間にゲートウェイからデータを受信し、TTIのオン期間の少なくとも一部分の間にデータを1つまたは複数のユーザ端末にトランスポンドすることができる。
図14は、一連の相互に関係する機能モジュールとして表される別の装置1400の例を示す。この例では、装置1400は、ゲートウェイ200などのゲートウェイもしくはその構成要素(たとえば、衛星TX電力コントローラ202)または衛星300などの衛星もしくはその構成要素(たとえば、コントローラ340)に対応し得る。有効化するためのモジュール1402は、衛星のトランスポンドされたTTIのゲーティングモードを有効化するように構成され得る。設定するためのモジュール1404は、1つまたは複数のユーザ端末のためのデータ送信スケジューリングに関連付けられた時間間隔(たとえば、有効スケジューラ間隔)にわたるようにオン期間(たとえば、開始時間および長さ)を設定するように構成され得る。提供するためのモジュール1406は、直接または間接的にのいずれかで、TTIのオン期間を示すゲーティング設定情報を衛星に提供するように構成され得る。送信するためのモジュール1408は、TTIのオン期間の少なくとも一部分の間に、衛星を介してデータを1つまたは複数のユーザ端末に送信するように構成され得る。
図14のモジュールの機能は、本明細書の教示に一致する様々な方法で実装され得る。いくつかの設計では、これらのモジュールの機能は、1つまたは複数の電気構成要素として実装され得る。いくつかの設計では、これらのブロックの機能は、1つまたは複数のプロセッサ構成要素を含む処理システムとして実装され得る。いくつかの設計では、これらのモジュールの機能は、たとえば、1つまたは複数の集積回路(たとえば、ASIC)の少なくとも一部分を使用して実装され得る。本明細書で説明するように、集積回路は、プロセッサ、ソフトウェア、他の関連する構成要素、またはそれらの何らかの組合せを含み得る。したがって、異なるモジュールの機能は、たとえば、集積回路の異なるサブセットとして、ソフトウェアモジュールのセットの異なるサブセットとして、またはそれらの組合せとして実装され得る。また、(たとえば、集積回路の、および/またはソフトウェアモジュールのセットの)所与のサブセットは、2つ以上のモジュールに関する機能の少なくとも一部分を実現する場合があることが諒解されよう。
加えて、図14によって表される構成要素および機能、ならびに本明細書で説明する他の構成要素および機能は、任意の適切な手段を使用して実装され得る。そのような手段はまた、少なくとも部分的に、本明細書で教示する対応する構造を使用して実装され得る。たとえば、図14の「ためのモジュール」構成要素とともに上記で説明した構成要素は、同様に指定された「ための手段」機能にも対応し得る。したがって、いくつかの態様では、そのような手段のうちの1つまたは複数は、プロセッサ構成要素、集積回路、または本明細書で教示する他の適切な構造のうちの1つまたは複数を使用して実装され得る。
当業者は、情報および信号が、様々な異なる技術および技法のいずれかを使用して表され得ることを諒解されよう。たとえば、上記の説明全体にわたって言及され得るデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、シンボル、およびチップは、電圧、電流、電磁波、磁場もしくは磁性粒子、光場もしくは光学粒子、またはそれらの任意の組合せによって表され得る。
さらに、当業者は、本明細書で開示する様々な例示的な論理ブロック、モジュール、回路、およびアルゴリズムステップが、電子ハードウェア、コンピュータソフトウェア、またはその両方の組合せとして実装され得ることを諒解されよう。ハードウェアとソフトウェアのこの互換性を明確に示すために、様々な例示的な構成要素、ブロック、モジュール、回路、およびステップについて、上記では概してそれらの機能に関して説明した。そのような機能がハードウェアとして実装されるか、ソフトウェアとして実装されるかは、特定の適用例および全体的なシステムに課される設計制約に依存する。当業者は、説明した機能を特定の適用例ごとに様々な方法で実装し得るが、そのような実装決定は、本発明の範囲からの逸脱を引き起こすものと解釈されるべきではない。
本明細書で開示する方法、シーケンスおよび/またはアルゴリズムは、直接ハードウェアにおいて、プロセッサによって実行されるソフトウェアモジュールにおいて、またはその2つの組合せにおいて具現化され得る。ソフトウェアモジュールは、RAMメモリ、フラッシュメモリ、ROMメモリ、EPROMメモリ、EEPROMメモリ、レジスタ、ハードディスク、リムーバブルディスク、CD-ROM、または当技術分野で知られている任意の他の形態の記憶媒体内に存在し得る。例示的な記憶媒体は、プロセッサが記憶媒体から情報を読み取り、記憶媒体に情報を書き込むことができるように、プロセッサに結合される。代替として、記憶媒体は、プロセッサと一体であってもよい。
したがって、請求される主題の態様は、衛星システム内のスペクトル効率の良いデータ送信のための方法を具現化する非一時的コンピュータ可読媒体を含み得る。したがって、請求される主題は、図示の例に限定されない。
上記の開示は、請求される主題の例示的な態様を示すが、添付の特許請求の範囲によって定義される本発明の範囲から逸脱することなく、様々な変更および修正が本明細書において行われ得ることに留意されたい。本明細書の説明による方法クレームの機能、ステップおよび/またはアクションは、任意の特定の順序で実行される必要はない。さらに、請求される主題の態様が単数形で説明され特許請求される場合があるが、単数形への限定が明示的に述べられていない限り、複数形が企図される。
100 衛星通信システム
106 インフラストラクチャ
108 インターネット
110 公衆交換電話網(PSTN)、PSTN
200 ゲートウェイ
201 ゲートウェイ
202 衛星送信(TX)電力制御のためのブロック
205 アンテナ
210 RFサブシステム
212 RFトランシーバ
214 RFコントローラ
216 アンテナコントローラ
220 デジタルサブシステム
222 デジタル受信機モジュール
224 デジタル送信機モジュール
226 ベースバンド(BB)プロセッサ
228 制御(CTRL)プロセッサ
230 公衆交換電話網(PSTN)インターフェース、PSTNインターフェース
240 ローカルエリアネットワーク(LAN)インターフェース、LANインターフェース
245 ゲートウェイインターフェース
250 ゲートウェイコントローラ
251 ローカル時間、周波数、および位置の基準
300 衛星
301F 順方向フィーダリンク
301R 戻り方向フィーダリンク
302R 戻り方向サービスリンク
310 順方向トランスポンダ
311(1)〜311(N) 第1のバンドパスフィルタ
312(1)〜312(N) 第1のLNA
313(1)〜313(N) 周波数コンバータ
314(1)〜314(N) 第2のLNA
315(1)〜315(N) 第2のバンドパスフィルタ
316(1)〜316(N) PA、電力増幅器
320 戻り方向トランスポンダ
321(1)〜321(N) 戻り方向リンクアンテナ
322(1)〜322(N) 第1のLNA
323(1)〜323(N) 周波数コンバータ
324(1)〜324(N) 第2のLNA
325(1)〜325(N) 第2のバンドパスフィルタ
330 発振器
340 コントローラ
352(1)〜352(N) 順方向リンクアンテナ
361(1)〜361(N) 戻り方向リンクアンテナ
362 アンテナ
400 ユーザ端末(UT)、UT
401 ユーザ端末(UT)、UT
410 アンテナ
412 デュプレクサ要素
414 アナログ受信機
416A〜N デジタルデータ受信機
418 サーチャ受信機
420 制御プロセッサ
422 デジタルベースバンド回路
426 送信変調器
428 デジタル送信電力コントローラ
430 アナログ送信電力増幅器
432 メモリ
434 ローカル時間、周波数および/または位置の基準
450 UEインターフェース回路
500 ユーザ機器(UE)、UE
501 ユーザ機器(UE)、UE
502 LANインターフェース
504 アンテナ
506 ワイドエリアネットワーク(WAN)トランシーバ
508 ワイヤレスローカルエリアネットワーク(WLAN)トランシーバ
510 衛星測位システム(SPS)受信機、SPS受信機
512 プロセッサ
514 動きセンサ
516 メモリ
518 データ
520 命令
522 ユーザインターフェース
524 マイクロフォン/スピーカ
526 キーパッド
528 ディスプレイ
600 信号処理システム
602 プロセッサ
604 メモリ
606 モデム
608 アンテナ
610 衛星リンク
612 バス
614 プロトコルスタック
616 物理レイヤ(PHY)、PHY
618 媒体アクセス制御レイヤ(MAC)、MAC
620 リンクレイヤ
622 インターネットプロトコル(IP)レイヤ、IPレイヤ
624 アプリケーションレイヤおよび上位レイヤ
626 信号レイヤおよび制御レイヤ
1000 ゲートウェイ装置
1002 衛星の送信時間間隔(TTI)のゲーティングモードを有効化するためのモジュール
1004 TTIのオン期間もしくはオフ期間のうちの少なくとも1つ、またはそれらの組合せを含むゲーティング設定情報を衛星に送るためのモジュール
1006 TTIのオン期間におけるデータ領域の一部分の中のデータを送信するためのモジュール
1200 衛星装置
1202 送信時間間隔(TTI)のゲーティングモードを有効化するための信号を受信するためのモジュール
1204 TTIのオン期間もしくはオフ期間のうちの少なくとも1つ、またはそれらの組合せを含むゲーティング設定情報を受信するためのモジュール
1206 TTIのオン期間におけるデータ領域の一部分の中のデータをトランスポンドするためのモジュール
1208 TTIのオフ期間におけるデータの送信を停止するためのモジュール
1400 装置
1402 有効化するためのモジュール
1404 設定するためのモジュール
1406 提供するためのモジュール
1408 送信するためのモジュール
FP(1)〜FP(N) 順方向経路
RP(1)〜RP(N) 戻り方向経路

Claims (14)

  1. 衛星の送信の電力を制御する方法であって、前記方法がゲートウェイによって実行され、前記方法が、
    送信時間間隔(TTI)のゲーティングモードを有効化するための信号を送信することによって、前記衛星の前記TTIの前記ゲーティングモードを有効化するステップと、
    前記TTIのオン期間もしくはオフ期間のうちの少なくとも1つ、またはそれらの組合せを含むゲーティング設定情報を前記衛星に送るステップと、
    前記TTIの前記オン期間の間にデータ領域の一部分に対応するデータを前記衛星に送信するステップと
    を備える方法。
  2. 前記TTIの前記オン期間の間に基準信号(RS)および少なくとも1つの制御信号を送信するステップをさらに備える、請求項1に記載の方法。
  3. 前記少なくとも1つの制御信号が、物理制御フォーマットインジケータチャネル(PCFICH)を備える、請求項2に記載の方法。
  4. 前記少なくとも1つの制御信号が、物理ダウンリンク制御チャネル(PDCCH)を備える、請求項2に記載の方法。
  5. 前記データ領域が、複数の物理ダウンリンク共有チャネル(PDSCH)を備える、請求項1に記載の方法。
  6. 不連続送信(DTX)モードにおいてゲートウェイ電力増幅器を電源切断するステップをさらに備える、請求項1に記載の方法。
  7. 前記ゲートウェイの前記DTXモードが、前記衛星の前記TTIの前記ゲーティングモードに対して同期している、請求項6に記載の方法。
  8. 前記ゲートウェイの前記DTXモードが、前記衛星の前記TTIの前記ゲーティングモードに対して非同期である、請求項7に記載の方法。
  9. 前記TTIの前記ゲーティングモードはユーザ機器が把握する必要がない、請求項1に記載の方法。
  10. 衛星の送信の電力を制御するためのゲートウェイ装置であって、
    送信時間間隔(TTI)のゲーティングモードを有効化するための信号を送信することによって、前記衛星の前記TTIの前記ゲーティングモードを有効化するための手段と、
    前記TTIのオン期間もしくはオフ期間のうちの少なくとも1つ、またはそれらの組合せを含むゲーティング設定情報を前記衛星に送るための手段と、
    前記TTIの前記オン期間の間にデータ領域の一部分に対応するデータを前記衛星に送信するための手段と
    を備えるゲートウェイ装置。
  11. 衛星の送信の電力を制御する方法をコンピュータまたはプロセッサに実行させるための命令を備えるコンピュータ可読記憶媒体であって、前記方法がゲートウェイによって実行され、前記命令が、
    送信時間間隔(TTI)のゲーティングモードを有効化するための信号を送信することによって、前記衛星の前記TTIの前記ゲーティングモードを有効化し、
    前記TTIのオン期間もしくはオフ期間のうちの少なくとも1つ、またはそれらの組合せを含むゲーティング設定情報を前記衛星に送り、
    前記TTIの前記オン期間の間にデータ領域の一部分に対応するデータを前記衛星に送信する命令を備える、コンピュータ可読記憶媒体。
  12. 衛星による送信の電力を制御する方法であって、
    前記衛星において、ゲートウェイから、送信時間間隔(TTI)のゲーティングモードを有効化するための信号を受信するステップと、
    前記衛星において、前記ゲートウェイから、前記TTIのオン期間もしくはオフ期間のうちの少なくとも1つ、またはそれらの組合せを含むゲーティング設定情報を受信するステップと、
    前記衛星によって、前記TTIの前記オン期間の間にデータ領域の一部分に対応するデータをトランスポンドするステップと、
    前記衛星によって、前記TTIの前記オフ期間の間はデータの送信を停止するステップと
    を備える方法。
  13. 衛星による送信の電力を制御するための衛星装置であって、
    前記衛星において、ゲートウェイから、送信時間間隔(TTI)のゲーティングモードを有効化するための信号を受信するための手段と、
    前記衛星において、前記ゲートウェイから、前記TTIのオン期間もしくはオフ期間のうちの少なくとも1つ、またはそれらの組合せを含むゲーティング設定情報を受信するための手段と、
    前記衛星によって、前記TTIの前記オン期間の間にデータ領域の一部分に対応するデータをトランスポンドするための手段と、
    前記衛星によって、前記TTIの前記オフ期間の間はデータの送信を停止するための手段と
    を備える衛星装置。
  14. 衛星による送信の電力を制御する方法をコンピュータまたはプロセッサに実行させるための命令を備えるコンピュータ可読記憶媒体であって、前記命令が、
    前記衛星において、ゲートウェイから、送信時間間隔(TTI)のゲーティングモードを有効化するための信号を受信し、
    前記衛星において、前記ゲートウェイから、前記TTIのオン期間もしくはオフ期間のうちの少なくとも1つ、またはそれらの組合せを含むゲーティング設定情報を受信し、
    前記衛星によって、前記TTIの前記オン期間の間にデータ領域の一部分に対応するデータをトランスポンドし、
    前記衛星によって、前記TTIの前記オフ期間の間はデータの送信を停止する
    命令を備える、コンピュータ可読記憶媒体。
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