JP7411321B2 - 急速衛星捕捉スキーム - Google Patents
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Description
図1は、一実施例による、例示的な通信システムを示すダイアグラムである。通信システムは、一又は複数の衛星102を含む衛星ネットワークを含み、一又は複数の衛星対応ユーザー端末104が提供され、衛星102との通信のため、これらのユーザー端末はまた、図1では地上ユーザー端末104及び空中ユーザー端末104と標識されている。
図2は、一実施例による、例示的なユーザー端末104のコンポーネントを示す。ユーザー端末104は、端末104の動作を制御するためのマイクロプロセッサ200、マイクロプロセッサ200に連結された一又は複数の入出力コンポーネント、マイクロプロセッサ200によって指示されたようにデータを入出力するためのオーディオ204及びキーパッド206、マイクロプロセッサ200によって指示されたように複数の通信ネットワークと通信するためのマイクロプロセッサ200に連結された複数の送受信コンポーネントを含み、送受信コンポーネントは、衛星ネットワーク100と通信するための衛星送受信機208、セルラ/PCSネットワークとの通信のためのセルラ/PCS送受信機210、他のWLAN/PANエレメントと通信するためのWLAN/PAN送受信機212に加えて、他のネットワークと通信するための送受信コンポーネント(図示せず)、並びに、様々な通信ネットワークと通信するための送受信機208、210及び212などの送受信コンポーネントに連結された一体型アンテナ218を含む。
図3A及び図3Bは、一実施例による、ユーザー端末104によって使用されるアンテナ218の例示的な代替実施例を示している。両実施例において、アンテナ218は、信号捕捉時の使用では全方向性で、通常の通信時の使用では指向性のある、再構成可能なフェーズドアレイアンテナ218を備える。特に、フェーズドアレイアンテナ218は、固定視野内の信号の中から最も強い衛星102の信号を捕捉するため、全方向性になるように構成されるが、フェーズドアレイアンテナ218は通常の通信時には、最高のゲインを提供するため指向性になるように構成されている。このように、ユーザー端末104は衛星102の信号捕捉プロセスを最適化する。
図4A、図4B及び図4Cは、アンテナ218のビームパターンの差異を捕捉モードと追跡モードとの対比で示す、シータ(度)対振幅(dB)のグラフである。
図6は、一実施例による、衛星102との通信を確立する方法で、ネットワーク100、衛星102及びユーザー端末104によって実行されるステップのフロー図である。
複数のアンテナ素子(300)を有する再構成可能なフェーズドアレイアンテナ(214)を含むユーザー端末(104)を提供することを含み、前記ユーザー端末(104)は、
前期再構成可能なフェーズドアレイアンテナ(214)の固定視野を広げる(604)ように、
前記再構成可能なフェーズドアレイアンテナ(214)を使用して、前記固定視野内の複数の衛星(102)から信号を受信する(606)ように、
前記衛星(102)の各々に対して前記受信信号の一又は複数の属性を決定する(608)ように、また、
前記受信信号の前記属性に基づいて通信するため、前記複数の衛星(102)から1つを選択する(608)ように動作可能な、方法。
前記再構成可能なフェーズドアレイアンテナ(214)の複数のアンテナ素子(300)の総数よりも少ない数を使用すること(604)、及び
ビーム幅を広げるため、前記再構成可能なフェーズドアレイアンテナ(214)の前記複数のアンテナ素子(300)の一又は複数に対して、位相及び振幅のうちの少なくとも1つを変化させることによって、無指向性ビームを使用すること(604)
のうちの少なくとも1つを含む、条項1に記載の方法。
前記再構成可能なフェーズドアレイアンテナ(214)の前記複数のアンテナ素子(300)から1つのアンテナ素子(300)を選択すること(604)、及び、
前記再構成可能なフェーズドアレイアンテナ(214)の前記複数のアンテナ素子(300)から2つ以上のアンテナ素子(300)のサブアレイを選択すること(604)
のうちの1つを含む、条項3に記載の方法。
前記再構成可能なフェーズドアレイアンテナ(214)の指向性モードに切り換える(612)ように、
前記再構成可能なフェーズドアレイアンテナ(214)を使用して、前記選択された衛星(102)との通信を確立する(612)ように、また、
前記選択された衛星(102)を追跡する(614)ように
動作可能な、条項1に記載の方法。
複数のアンテナ素子(300)を有する再構成可能なフェーズドアレイアンテナ(214)を含むユーザー端末(104)を備え、前記ユーザー端末(104)は、
前記再構成可能なフェーズドアレイアンテナ(214)の固定視野を広げる(604)ように、
前記再構成可能なフェーズドアレイアンテナ(214)を使用して、前記固定視野内の複数の衛星(102)から信号を受信する(606)ように、
前記衛星(102)の各々に対して前記受信信号の一又は複数の属性を決定する(608)ように、また、
前記受信信号の前記属性に基づいて通信するため、前記複数の衛星(102)から1つを選択する(608)ように動作可能な、装置。
前記再構成可能なフェーズドアレイアンテナ(214)の複数のアンテナ素子(300)の総数よりも少ない数を使用すること(604)、及び
ビーム幅を広げるため、前記再構成可能なフェーズドアレイアンテナ(214)の前記複数のアンテナ素子(300)の一又は複数に対して、位相及び振幅のうちの少なくとも1つを変化させることによって、無指向性ビームを使用すること(604)
のうちの少なくとも1つを含む、条項10に記載の装置。
前記再構成可能なフェーズドアレイアンテナ(214)の前記複数のアンテナ素子(300)から1つのアンテナ素子(300)を選択すること(604)、及び、
前記再構成可能なフェーズドアレイアンテナ(214)の前記複数のアンテナ素子(300)から2つ以上のアンテナ素子(300)のサブアレイを選択すること(604)
のうちの1つを含む、条項12に記載の装置。
前記再構成可能なフェーズドアレイアンテナ(214)の指向性モードに切り換える(612)ように、
前記再構成可能なフェーズドアレイアンテナ(214)を使用して、前記選択された衛星(102)との通信を確立する(612)ように、また、
前記選択された衛星(102)を追跡する(612)ように
動作可能な、条項10に記載の装置。
複数のアンテナ素子(300)を有する再構成可能なフェーズドアレイアンテナ(214)を備え、
前記信号源(102)からの信号の受信(606)に先立って、前記再構成可能なフェーズドアレイアンテナ(214)の固定視野は広げられ(604)、
前記信号源(102)との通信を確立(612)し、前記信号源(102)の追跡(612)を行う際に、前記再構成可能なフェーズドアレイアンテナ(214)は指向性モードに切り換え(612)られる、装置。
前記再構成可能なフェーズドアレイアンテナ(214)の前記複数のアンテナ素子(300)の総数よりも少ない数を使用すること(604)、及び、
ビーム幅を広げるため、前記再構成可能なフェーズドアレイアンテナ(214)の前記複数のアンテナ素子(300))の一又は複数に対して、位相及び振幅のうちの少なくとも1つを変化させることによって、無指向性ビームを使用すること(604)
のうちの少なくとも1つによって広げられる(604)、条項19に記載の装置。
前記再構成可能なフェーズドアレイアンテナ(214)の前記複数のアンテナ素子(300)から1つのアンテナ素子(300)を選択すること(604)、及び、
前記再構成可能なフェーズドアレイアンテナ(214)の前記複数のアンテナ素子(300)から2つ以上のアンテナ素子(300)のサブアレイを選択すること(604)
のうちの1つを含む、条項20に記載の装置。
Claims (15)
- 衛星との通信を確立する方法であって、前記方法は、
複数のアンテナ素子(300)を有する再構成可能なフェーズドアレイアンテナ(214)を含むユーザー端末(104)を提供することを含み、前記ユーザー端末(104)は、
複数の衛星(102)からの信号の受信(606)に先立って、前記フェーズドアレイアンテナで受信した信号のコヒーレンスを変える位相差を導入することによりビーム幅を広げるため、前記再構成可能なフェーズドアレイアンテナ(214)の前記複数のアンテナ素子(300)の一又は複数に対して、位相及び振幅のうちの少なくとも1つを変化させることによって、無指向性ビームを使用すること(604)により、前記再構成可能なフェーズドアレイアンテナ(214)の固定視野を広げる(604)ように、
前記再構成可能なフェーズドアレイアンテナ(214)を使用して、前記固定視野内の複数の衛星(102)から信号を受信する(606)ように、
前記衛星(102)の各々に対して前記複数の衛星から受信した信号の一又は複数の属性を決定する(608)ように、
前記受信した信号の前記属性に基づいて通信するため、前記複数の衛星(102)から1つを選択する(608)ように、
前記再構成可能なフェーズドアレイアンテナ(214)の指向性モードに切り換える(612)ように、
前記再構成可能なフェーズドアレイアンテナ(214)を使用して、選択された前記衛星(102)との通信を確立する(612)ように、且つ、
前記選択された衛星(102)を追跡する(614)ように動作可能な、方法。 - 前記属性は、信号強度、信号品質、又は他の信号との近接性を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記固定視野を広げること(604)は、
前記再構成可能なフェーズドアレイアンテナ(214)の複数のアンテナ素子(300)の総数よりも少ない数を使用すること(604)を含む、請求項1又は2に記載の方法。 - 前記複数のアンテナ素子(300)の総数よりも少ない数を使用すること(604)は更に、
前記再構成可能なフェーズドアレイアンテナ(214)の前記複数のアンテナ素子(300)から1つのアンテナ素子(300)を選択すること(604)、及び、
前記再構成可能なフェーズドアレイアンテナ(214)の前記複数のアンテナ素子(300)から2つ以上のアンテナ素子(300)のサブアレイを選択すること(604)
のうちの1つを含む、請求項3に記載の方法。 - 前記無指向性ビームは、前記再構成可能なフェーズドアレイアンテナ(214)で前記複数の衛星から受信した信号のコヒーレンスを変える位相差を導入することによって生成される、請求項3又は4に記載の方法。
- 前記選択された衛星(102)を追跡すること(614)は、前記ユーザー端末(104)の現在の地上位置又は空中位置に対する前記衛星(102)のエフェメリスデータに基づいて、方位角及び仰角からなる初期ポインティングベクトル、並びに、前記再構成可能なフェーズドアレイアンテナ(214)のための飛行経路からなる初期追跡ベクトルを決定すること(614)を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記再構成可能なフェーズドアレイアンテナ(214)は、前記固定視野を選択する前には静止している、請求項1から6のいずれか一項に記載の方法。
- 前記再構成可能なフェーズドアレイアンテナ(214)は、前記固定視野の選択に先立って、方位角及び仰角からなる初期ポインティングベクトルを確立するために回転されるが、前記固定視野が選択されると、前記再構成可能なフェーズドアレイアンテナ(214)は回転されない、請求項1から7のいずれか一項に記載の方法。
- 信号源(102)との通信を確立するための装置であって、前記装置は、
複数のアンテナ素子(300)を有する再構成可能なフェーズドアレイアンテナ(214)を備え、
前記装置は、
複数の信号源(102)からの信号の受信(606)に先立って、前記フェーズドアレイアンテナで受信した信号のコヒーレンスを変える位相差を導入することによりビーム幅を広げるため、前記再構成可能なフェーズドアレイアンテナ(214)の前記複数のアンテナ素子(300)の一又は複数に対して、位相及び振幅のうちの少なくとも1つを変化させることによって、無指向性ビームを使用すること(604)により、前記再構成可能なフェーズドアレイアンテナ(214)の固定視野を広げ(604)、
前記再構成可能なフェーズドアレイアンテナ(214)を使用して、前記固定視野内の前記複数の信号源(102)から信号を受信し(606)、
前記複数の信号源(102)の各々に対して、前記複数の信号源(102)から受信した信号の一又は複数の属性を決定し(608)、
前記受信した信号の前記属性に基づいて通信するため、前記複数の信号源(102)から1つを選択し(608)、
前記選択された信号源(102)との通信を確立(612)し、前記選択された信号源(102)の追跡(612)を行う際に、前記再構成可能なフェーズドアレイアンテナ(214)を指向性モードに切り換える(612)ように動作可能である、装置。 - 前記固定視野は、
前記再構成可能なフェーズドアレイアンテナ(214)の前記複数のアンテナ素子(300)の総数よりも少ない数を使用すること(604)によって広げられる(604)、請求項9に記載の装置。 - 前記複数のアンテナ素子(300)の総数よりも少ない数を使用すること(604)は更に、
前記再構成可能なフェーズドアレイアンテナ(214)の前記複数のアンテナ素子(300)から1つのアンテナ素子(300)を選択すること(604)、及び、
前記再構成可能なフェーズドアレイアンテナ(214)の前記複数のアンテナ素子(300)から2つ以上のアンテナ素子(300)のサブアレイを選択すること(604)
のうちの1つを含む、請求項10に記載の装置。 - 前記無指向性ビームは、前記再構成可能なフェーズドアレイアンテナ(214)で受信した信号のコヒーレンスを変える位相差を導入することによって生成される、請求項10又は11に記載の装置。
- 前記選択された信号源(102)を追跡することは、ユーザー端末(104)の現在の地上位置又は空中位置に対する前記選択された信号源(102)のエフェメリスデータに基づいて、方位角及び仰角からなる初期ポインティングベクトル、並びに、前記再構成可能なフェーズドアレイアンテナ(214)のための飛行経路からなる初期追跡ベクトルを決定することを含む、請求項9から12のいずれか一項に記載の装置。
- 前記再構成可能なフェーズドアレイアンテナ(214)は、前記固定視野の選択に先立って、方位角及び仰角からなる初期ポインティングベクトルを確立するために回転されるが、前記固定視野が選択されると、前記再構成可能なフェーズドアレイアンテナ(214)は回転されない、請求項9から13のいずれか一項に記載の装置。
- 前記ユーザー端末(104)は、前記衛星(102)のエフェメリスデータを使用して、使用する次の衛星を選択するために衛星(102)間のハンドオフを実行するように更に構成される、請求項1から7のいずれか一項に記載の方法。
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