JPH07240914A - 高速データ衛星通信システム - Google Patents

高速データ衛星通信システム

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JPH07240914A
JPH07240914A JP6257153A JP25715394A JPH07240914A JP H07240914 A JPH07240914 A JP H07240914A JP 6257153 A JP6257153 A JP 6257153A JP 25715394 A JP25715394 A JP 25715394A JP H07240914 A JPH07240914 A JP H07240914A
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relay system
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ビクター・エス・ラインハルト
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パーササラシー・ラマニュジャム
Gregory C Busche
グレゴリー・シー・ブッシュ
Andrew L Strodtbeck
アンドリュー・エル・ストロートベック
Jennifer Vollbrecht
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    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/14—Relay systems
    • H04B7/15—Active relay systems
    • H04B7/185—Space-based or airborne stations; Stations for satellite systems
    • H04B7/18523—Satellite systems for providing broadcast service to terrestrial stations, i.e. broadcast satellite service

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  • Two-Way Televisions, Distribution Of Moving Picture Or The Like (AREA)
  • Reduction Or Emphasis Of Bandwidth Of Signals (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】データ、音声、及びビデオ通信を個々人の間で
比較的低コストで行う高速データ衛星通信システムを提
供する。 【構成】衛星ベースの通信システム（１０）は、リンク
された端末（１１、１２）間で高速データ通信を行う。
このシステム（１０）は、衛星ベースのリレーシステム
（１３）を介して互いに通信し合うことでリンクされた
複数のユーザ端末（ＶＳＡＴ’ｓ）（１１、１２）を備
えている。この衛星リレーシステム（１３）を制御し端
末（１１、１２）の互いのリンクを取り持つ構成信号
は、ネットワークコントロールセンター（１４）により
提供される。これら端末（１１、１２）およびネットワ
ークコントロールセンター（１４）から衛星リレーシス
テム（１３）へは、周波数分割多重化アップリンクが利
用される。また、衛星リレーシステム（１３）から端末
（１１、１２）およびネットワークコントロールセンタ
ー（１４）へのダウンリンクには、時間分割多重化が利
用される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は衛星通信システムに関
し、特にデータ、音声及びビデオ通信を個々人の間で行
える高速データ衛星通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】ここ数十年間の間に、情報のリアルタイ
ム分配を地球規模で提供する通信システムが開発され
た。このような地球規模のシステムの開発は地上ベース
又は衛星ベースの通信を使用する経路に沿って発展し
た。衛星ベースのシステムが長年の間採用され、ニュー
ス、スポーツなどの地球規模の放送に使用される音声、
データ及びビデオ信号を分配した。新たな高出力衛星シ
ステム及び技術の出現により、直接放送テレビシステム
が利用できるようになった。このテレビシステムは１つ
の衛星を使用して１００までの局からテレビ信号の放送
を提供する。衛星から直接放送を受信し、テレビに映し
出される衛星放送受信器及びアンテナを個人が購入す
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】個々人の間に更なるパ
ーソナル通信又は遠距離会議を提供するために、例えば
ＡＴ＆Ｔ社等は、通常の電話に小型（３〜４インチ）の
テレビモニタを使用するビデオ電話システムを開発し
た。このビデオ電話システムは一般に十分な帯域を提供
する光フォイバリンクを使用し、音声信号と共にビデオ
信号を搬送する。しかし、このタイプのシステムは完全
な動画を提供できる十分な帯域を持っていない。更に、
このシステムは導入にかかるコストが比較的高価であ
る。
【０００４】現在、個々人の間で様々の点で比較的余裕
のあるパーソナル遠距離会議を提供するシステムはな
い。そのような余裕は３つの特徴を有する。システムの
利用コストは低くなければならない。最近開発された衛
星は１．５ＭＢＰＳで約１００のみのＶＳＡＴリンクし
かサポートできない。コストに見合った伝送サービスを
提供するには、この容量の約１００倍を提供するのが望
ましい。又、パーソナル通信システムの端末コストは低
いのが望ましい。現在のシステムでは、ＶＣＲカメラ及
び低コストシステムの提供に役立つ低損失圧縮ＣＯＤＥ
Ｃスタンダードを利用できるものはない。最後に、パー
ソナル通信システムの導入コストは低いのが望ましい。
【０００５】従って、完全動画ビデオ、音声及びデータ
信号の通信及び分散を提供し、個々人の間に余裕のある
パーソナル遠距離会議を提供できる通信システムが要求
されている。又、装置、導入、及び利用コストの意味で
一般的な通信基盤を有するユーザに余裕のあるパーソナ
ル通信サービスを比較低価格で提供するシステムが望ま
れている。
【０００６】従って、本発明の目的は、データ、音声、
及びビデオ通信を個々人の間で比較的低コストで行う高
速データ衛星通信システムを提供する事である。
【０００７】
【課題を解決するための手段及び作用】上記目的を達成
するために本発明による高速データ衛星通信システム
は、互いにリンクされ、衛星リレーシステムを介して互
いに通信する複数のユーザ端末（ＶＳＡＴ’ｓ）を具備
する。通信は端末から端末へ一回の転送により行われ
る。現在のＶＳＡＴシステムはハブステーション(hub s
tation)を使用するので、ビデオ遠距離会議に不都合な
二周りの衛星遅延を含み、ユーザはシステムを快適に使
用できない。ハブ機能は衛星リレーシステム内で行わ
れ、従って遅延は除去される。
【０００８】本システムは高速データ通信を提供し、こ
れによりリンクされた端末間でのビデオ遠距離会議及び
高速ファイル転送が可能となる。ネットワーク制御セン
タは制御信号を提供し、この制御信号は衛星リレーシス
テムを制御し、端末相互のリンクを調節する。本システ
ムは端末及びネットワーク制御センタから衛星リレーシ
ステムまでのアップリンク上に周波数分割マルチプレッ
クスを適用する。本システムは衛星リレーシステムから
端末及びネットワーク制御センタまでのダウンリンクに
時分割マルチプレックスを適用する。
【０００９】各ユーザ端末は、入力及び出力データを変
調及び復調するためのトランシーバ、及び衛星リレーシ
ステムに対するエンコードされたデータを送信及び受信
するためのアンテナを具備する。更に、ビデオを送受信
するために構成されたユーザ端末は、入力データを圧縮
し出力データを伸張するためのデータ圧縮回路を含む。
【００１０】衛星リレーシステムは、衛星、広帯域アン
テナ、複数の衛星受信アンテナ、複数の衛星送信アンテ
ナ、及び単一プロセッサを具備する。広帯域アンテナは
ユーザ端末とネットワーク制御センタ間で制御信号を通
信するために提供される。複数の衛星受信アンテナは、
第１周波数帯域で動作し、所定サービス領域をカバーす
る複数の第１ビームを発生する。複数の衛星受信アンテ
ナは、時間領域でマルチプレックスされたデータを第１
ビームによりソースユーザ端末から受信する。複数の衛
星送信アンテナは第２周波数帯域で動作し、前記所定領
域をカバーする複数の第２ビームを発生する。複数の衛
星送信アンテナは、目的地ユーザ端末に時分割マルチプ
レックスされたデータを第２ビームにより送信する。第
２ビームはソース及び目的地ユーザ端末の各位置に応じ
て第１ビームと共に幾何学的に配置できる。
【００１１】信号プロセッサは、ソースユーザ端末から
第１ビームにより受信された周波数分割マルチプレック
スされたデータを復調する。復調されたデータは経路設
定され、第２ビームにより目的地ユーザ端末へ転送可能
となる。そして信号プロセッサは復調されたデータを再
変調し、時分割マルチプレックスされたデータを有する
エンコードされたデータを提供する。最後に信号プロセ
ッサは時分割マルチプレックスされたデータを第２ビー
ムにより目的地ユーザ端末へ送信する。
【００１２】本発明は例えば２つのユーザ端末間のビデ
オ遠距離会議を提供するために使用できる。この場合、
ビデオカメラ及びテレビモニタが入力データを生成する
ために使用され、ユーザに出力データを表示する。ビデ
オデータは処理され、３８４Ｋｂｐｓ、７６８Ｋｂｐ
ｓ、又は１、５４４Ｋｂｐｓデータ速度が提供され、２
つのユーザ端末間に設けられたリンクを介して送信され
る。入手できるデータ速度は全動画ビデオ(full motion
video)及び高速データ転送である。
【００１３】
【実施例】図１は本発明の原則に従う高速データ衛星通
信システム１０を示す。システム１０は複数のユーザ端
末（ＶＳＡＴ’ｓ）１１、１２（第１及び第２ユーザ端
末１１、１２に対応）を具備し、これらターミナルはリ
ンクされ、衛星リレーシステム１３を介して互いに通信
する。ネットワーク制御センタ１４は制御信号を提供
し、これらの制御信号は前記衛星リレーシステム１３を
制御し、ターミナル１１、１２のリンクを互いに調整す
る。システム１０はターミナル１１、１２及びネットワ
ーク制御センタ１４から衛星リレーシステム１３までの
アップリンク(uplink)上に周波数分割多重送信(frequen
cy division multiplexing)を適用する。システム１０
は衛星リレーシステム１３からターミナル１１、１２及
びネットワーク制御センタ１４へのダウンリンク上に時
分割多重送信(time divisoin multiplexing)を適用す
る。
【００１４】各ユーザ端末１１、１２は、入力データを
圧縮し出力データを伸張するためのデータ圧縮コーダ／
デコーダ（ＣＯＤＥＣ）回路２２、入力と出力データを
変調及び復調するためのトランシーバ２３、及び衛星リ
レーシステム１３に対してエンコードされたデータを送
受信するためのアンテナ２５を有する。他の場合、及び
データ通信（ビデオに対する）の場合、圧縮回路２２は
インターフェース回路と交換される。このインターフェ
ース回路はローカルエリアネットワーク、ターミナル又
はコンピュータ、又はデータ通信ラインなどのデータソ
ースとインターフェースする。衛星リレーシステム１３
は衛星３０、複数の受信アンテナ３２、複数の送信アン
テナ３１、広域アンテナ３５、及び信号プロセッサ３６
を具備する。複数の供給ホーン３３、３４が設けられ、
各々受信及び送信アンテナ３１、３２に対してデータを
供給する。広域アンテナ３５はユーザ端末１１、１２と
ネットワーク制御センタ１４の間に制御信号を通信する
ために提供される。ネットワーク制御センタ１４は、衛
星リレーシステム１３を介してユーザ端末１１、１２を
リンクするための構成及び制御信号を発生する制御プロ
セッサ１５、及び制御プロセッサ１５に接続され前記制
御信号を送受信するためのアンテナ１６を具備する。
【００１５】複数の受信アンテナ３２は第１周波数帯域
で動作し、所定エリアをカバーする複数の第１ビーム
（図４参照）を発生する。複数の受信アンテナ３２は第
１ビーム上の周波数分割多重データを第１ユーザ端末１
１から受信する。複数の送信アンテナ３１は第２周波数
帯域で動作し、所定領域をカバーする複数の第２ビーム
を発生する。複数の送信アンテナ３１は時分割多重デー
タを第２ビーム上の第２ユーザ端末１２へ送信する。第
２ビームはソース及び目的地ユーザ端末１１、１２の各
位置に応じて、第１ビームと幾何学的に並べて配置する
こともできる。信号プロセッサ３６は第１ユーザ端末１
１からの第１ビーム上で受信された周波数分割多重送信
されたデータを復調し、そのデータを第２ユーザ端末１
２に第２ビームにより送信するために導き、復調された
データを再び変調して時分割多重データを有するエンコ
ードされたデータを提供し、第２ビームにより周波数分
割多重データを第２ユーザ端末１２へ送信する。
【００１６】本システム１０は例えば２つのユーザ端末
１１、１２の間のビデオ遠距離会議を提供するために用
いることができる。この場合、ビデオカメラ２１及びテ
レビモニタ２４を用て、入力データを発生し、ユーザの
いる場所で出力データを表示する。ビデオデータはデジ
タル形式に変換され、国際規格の圧縮技術を用いて３８
４ＫＨｚデータ率を提供し、このデータは２つのユーザ
端末１１、１２間に設けられたリンクを介して送信され
る。このデータ率は全動画ビデオ(full motionvideo)を
サポートする。１．５ＭＨｚまでの更に高いデータ率
も、本システム１０を用いてユーザ端末１１、１２で送
信できる。従ってシステム１０は高速の通信を提供し、
リンクされたターミナル間のビデオ遠距離会議及び高速
ファイル転送が可能となる。本システム１０はビデオ信
号の分配に限られるものではなく、ターミナル間のデー
タ分配に用いることができる。
【００１７】システム１０がデータ通信に適用された場
合、圧縮回路２２はインターフェース回路と置き替わ
る。このインターフェース回路はローカルエリアネット
ワーク、ターミナル又はコンピュータ、又はデータ通信
ライン等のデータソースとインターフェースする。カメ
ラ２１及びテレビモニタ２２は一般に使用されず、それ
らは例えばコンピュータターミナルと置き換えられ、送
信又は受信データを一般的な方法で処理するために使用
される。
【００１８】システム１０の幾つかの構成要素の詳細が
以下に示される。図２は図１のシステムで用いられたユ
ーザ端末１１を示すブロック図で、トランシーバ２３の
詳細が特に示されている。トランシーバ２３の送信部に
関して、これはデータ入力ポート４１を具備し、圧縮回
路２２によって圧縮されたビデオ及びアナログ音声信号
のような入力データを受信する。トランシーバ２３の成
分は一般に知られたもので、トランシーバ２３を形成す
る機能ブロック図により容易にトランシーバ２３を実施
できる。圧縮されたデータはリードソロモン(RS:Reed-S
olomon)エンコーダ４２に入力され、データはインター
リーバ(interleaver)４３によりインターリーブされ
る。インターリーブされたデータはコンボリューショナ
ルエンコーダ(convolutional encoder)４４によりコン
ボリューション的にエンコードされた後、マリチプレク
サ４５内で、コントローラ５０により発生された制御信
号５１ａ及びエンコード信号５１ｂと共にマルチプレッ
クスされる。マルチプレックスされたデータは濾波され
たクアンテナリ位相シフトキー(QPSK:quantenary phase
shift keyed)変調器４６により処理され、高速アップ
コンバータ(U/C)４７により周波数上昇変換される。周
波数上昇変換されたデータはアップリンク電力制御回路
(ULPC)４８内で可変減衰され、半導体パワーアンプ４９
により増幅される。アップリンク電力制御回路４８はア
ップリンクによる干渉、レインフェード(rain fade)及
びビームロールオフ(beam roll-off)などの影響を最小
に抑える。増幅されたデータ信号はダイプレクサ(diple
xer)５３によりアンテナ２５に接続される。
【００１９】トランシーバ２３の受信部に関して、それ
はローノイズアンプ(LNA)５４を具備する。ローノイズ
アンプ５４はダイプレクサ５３の出力ポートに結合され
る。高速アップコンバータ(U/C)５５はローノイズアン
プ５４に接続され、時間領域で変調されたデータを受信
して、その信号をＱＰＳＫ変容器５６に提供する。デマ
ルチプレクサ５７は受信データをデマチプレックスし、
時分割マルチプレックス(TDM)チャンネル情報５２ａと
デコード信号５２ｂとを分解する。デコード信号５２ｂ
はコントローラ５０に提供され、データ率、アップリン
ク周波数及びダウンリンクＴＤＭスロット選択を含むタ
ーミナル動作を制御する。デマルチプレックスされたデ
ータはビタービデコーダ(Viterbi decoder)５８内でデ
コードされ、デインターリーバ(deinterleaver)５９内
でデインターリーブされる。デインターリーブされたデ
ータはリードソロモン（ＲＳ）デコーダ６０内でデコー
ドされ、トランシーバ２３の出力ポート６１から出力さ
れる。
【００２０】本願は前述のエラー構成コーディング回路
及び変調方法に限定されるものではない。例えばＳＱＰ
ＳＫ又はＢＰＳＫ変調と組み合わされたリードソロモン
コード等の他の変調及び（又は）エラー校正方法を容易
に本発明に用いることができる。
【００２１】図３は図１のシステム１０内で使用される
衛星信号プロセッサ３６のブロック図である。信号プロ
セッサ３６は複数のローノイズアンプ７１を含み、これ
は複数の受信アンテナ３２に各々接続されている。ダウ
ンコンバータ７２は受信データをビーム毎に５つのサブ
バンドを有する信号に周波数降下変換するために使用さ
れる。受信データを有する５つのサブバンドを図５
（ａ）に示す。表面音響波（ＳＡＷ）フィルタ７３はデ
ータを濾波してＩ及びＱサンプル７４を発生するために
使用される。高速フーリエ変換（ＦＦＴ）ベースの復調
器７５は各サブバンド内の４３チャンネルを復調するた
めに使用される。そしてフレーム同期及びデマルチプレ
ックスがデマルチプレクサ７６内で行われる。
【００２２】ネットワーク制御センタ１３とエンドユー
ザ端末１１、１２間の送信データに使用されるハイレベ
ルデータリンク制御パケットはデコーダ７７によりデコ
ードされ、ＨＤＬＣフォワーディング回路（ＨＬＤＣFo
rward）７８に提供される。デマルチプレックスされた
データはプログラマブルルータ８０内で経路設定(rout
e)される。このプログラマブルルータ８０は第２ユーザ
端末１２にデータを導き、第２ターミナル１２と通信す
るビームに関係する信号経路へ復調されたデータを提供
する。経路設定されたデータは複数の変調器８１内の選
択される１つの変調器内で再び変調され、ミキサ８２を
使用して適切な送信周波数に周波数上昇変換され、アン
プ８３により増幅され、高周波数（ＨＦ）出力フィルタ
８４内で濾波される。そしてマルチプレックスされたデ
ータは複数の送信アンテナ３１の中の適当な１つを介し
て第２ユーザ端末１２へ送信される。
【００２３】衛星信号プロセッサ３６の設計に用いる高
速フーリエ変換（ＦＦＴ）ベースの方法は、複数のデー
タ率をサポートする柔軟性を提供し、所望の効率を達成
し、比較的安価な衛星１３を提供する。しかし本発明は
このような特定信号処理設計に限定されるものではな
い。複数のデータ率及び所望電力効率レベルををサポー
トする他の信号プロセッサ設計も用いることができる。
【００２４】図４は図１のシステム１０に採用される代
表的ビームパターンを示す。図４は２４のビームの使用
を示し、これらビームは所望の動作領域を相互補償的に
カバーする。この場合、アメリカ大陸、アラスカ（Ａ
Ｋ）及びハワイ（ＨＩ）をカバーする。各ビームは識別
番号（１、２、３、４）を有し、どのサブバンドがどの
ビームに割り当てられているかを示す。サブバンドは図
５（ａ）及び５（ｂ）に示されている。詳細には、図５
（ａ）及び５（ｂ）は図４に示されたビームパターンの
アップリンク及びダウンリンクビームの特性を示してい
る。図４に示すように、２４ビームの各々は２極状態
（右手回路極性、ＲＨＰＣ、左手回路極性、ＬＨＣＰ）
を有し、合衆国の全域をカバーするために用いられてい
る。しかし、異なる線形極性を本発明システム１０に用
いることができるのは明かである。図５に示す４つのサ
ブバンドは従って全域をカバーするために６回使用され
る。図５（ａ）は４つの１２０ＭＨｚサブバンド、及び
２９．５ＧＨｚから３０．０ＧＨｚに及ぶ１０ＭＨｚ広
域適用範囲(wide area coverage)(CONUS)サブバンドを
含む送信バンドを示す。図５（ｂ）は４つの１２０ＭＨ
ｚサブバンド、及び１９．７ＧＨｚから２０．２ＧＨｚ
に及ぶ１０ＭＨｚ広域適用範囲(CONUS)サブバンドを含
む送信バンドを示す。これらの周波数は”Ｋａ”バンド
内にある。
【００２５】詳細には、多重折込周波数(multi-fold fr
equency)の再利用は、本システム１０の価格を低く抑え
るためのキーポイントである。システム１０の基本設計
に関して、極性、及び利用できるその周波数空間的再利
用により、有効帯域及びサポートされるユーザの数にお
いて１２折り込み増加(twelve-fold increase)が達成さ
れる。簡単なアンテナ設計により、受信と送信の両方に
４つの個別アンテナ３１、３２を使用して、多数の高度
に重なったアンテナビームが達成される。このアンテナ
設計は全体で８つのアパーチャを提供する。これによ
り、システム１０のコスト及び複雑性を増加する複雑な
ビーム形成ネットワークを使用することなく、及び衛星
リレーシステム１３の感度を低下する回路損失を伴わず
に、重なるビームを発生できる。この構成は各周波数極
性対（１２折り込み、全数）の６回折り込み再利用を提
供し、再利用されたビーム間の少なくとも全ビーム半径
の空間的分離を保証する。
【００２６】この高度な再利用の提供には、幾つかのビ
ームがその周波数及び極性で動作する場合に避けられな
い干渉をシステムが許容できなければならない。本シス
テムにおいて、この許容性は３つの事項により達成され
る。第１に、全ての通信信号はデジタル形式で発生され
る。これにより、ＦＭ−ＴＶ、ＦＤＭ−ＦＭ技術及び他
のサービスの様な代表的なアナログ変調に要求されるや
っかいなＳＮＲ項目を取り除くことができる。第２に、
連結されたコーディングのフォワードエラー校正(conca
tenated coding forward error correction)技術の使用
により、干渉に対する信号感度を低下させる。最後に、
衛星ベースの復調は、衛星３０上に高品質デジタルデー
タ列を効果的に発生する。この再発生は一般にアップリ
ンクの干渉の影響を減少する。
【００２７】動作に関して、及びシステム１０に更に説
明するために、コールセットアップシーケンス(call se
tup sequnce)が、ソースユーザ端末１１、ネットワーク
制御センタ１４、及び目的地ユーザ端末１２の間に導入
される。これはソース及び目的地ユーザ端末１１、１２
での多数のターミナル制御信号の発生、及び構成と制御
信号の発生を含み、この構成と制御信号はソース及び目
的地ユーザ１１、１２間の衛星リレーシステムをビデオ
及び音響データに導くように構成及び制御する。最初
に、ソースユーザ端末１１は物理チャンネルに送信を要
求する。これはソース及び目的地ＩＤｓの発生と、どれ
が最も強力かを確認するために各４つの周波数ダウンリ
ンクをモニタすることによりソースユーザ端末１１がど
のスポットビームに位置しているかの判断と、干渉のデ
ータベースに基づいてどのアップリンク周波数が最も高
性能であるかの判断、及びいくらかの試行錯誤により達
成される。
【００２８】次にソースユーザ端末１１は前記情報をネ
ットワーク制御センタ１３に、広域適用範囲ビーム内で
利用できる周波数の中からランダムに選択し、データを
データパケットに組織化する事によって送信する。この
データパケットは標準化された形式で、高レベルデータ
リンク制御（ＨＤＬＣ）パケットとして一般に知られて
いる。そしてソースユーザ端末１１はそのデータパケッ
トを衛星リレーシステム１３にバースト伝送(burst)Ｂ
ＵＲＳＴする。ここで、それは周波数、振幅に関して変
換され、変調及び再変調処理を経ないで、ネットワーク
制御センタ１４に再送信される 。これはベントパイプ
構成(bent-pipe architecture)として知られている。ネ
ットワーク制御センタ１４は、データパケットにバース
ト伝送されたときにデータをアクセスする復調器を使用
する。
【００２９】ソース及び目的地ユーザ端末１１、１２間
に内容がなにもない場合、この２つのターミナルは同一
チャンネル上、同一時刻にバースト伝送を試みておら
ず、アクノリッジ信号(acknowledgement signal)が”他
の”チャンネルを介してネットワーク制御センタ１３に
よりソースユーザ端末１１に送出される。しかし、ソー
スユーザ端末がアクノリッジ信号を十分な遅延時間の後
（例えば幾何学的高度の２倍の到達時間後）に受信しな
かった場合、他の遅延時間だけ待機し（この時間は混乱
が度々発生するのを防ぐためにランダムに選択され
る）、データパケットを再び送出する。これは”アロハ
(Aloha)”ランダムアクセス技術とここでは呼ばれる。
【００３０】アクノリッジ信号と共に、ネットワーク制
御センタ１４はソースユーザ端末１１を特定ＦＤＭアッ
プリンクチャンネル及びＴＤＭダウンリンクチャンネル
に割り付ける。アロハチャンネルを使用するこの要求サ
イクル及びオーダーワイヤーチャンネル(orderwire cha
nnel)を使用するチャンネル割付は、アップリンクの干
渉が問題となる場合には数回反復することができる。こ
のオーダーワイヤーアップリンクチャンネルはネットワ
ーク制御センタ１４のＦＤＭチャンネルである。衛星リ
レーシステム１３にルータ８０を構成、又はルータ８０
と通信するために、第２のアップリンク周波数を使用で
きる。オーダーワイヤーＦＤＭアップリンクは、ソース
及び目的地ユーザ端末１１、１２に送信された情報を処
理する。この情報は放送、又は正確に表現すると各ＴＤ
Ｍダウンリンクビームの各チャンネル１上のマルチキャ
スト(multicast)である。その後、ＦＤＭアップリンク
データは復調され、各ダウンリンクビームに導かれ（こ
こでそれは他のデータチャンネルと共に時分割マルチプ
レックスされる）、再復調され、各ユーザ端末にダウン
リンクされる。各ユーザ端末はこのダウンリンクＴＤＭ
チャンネルを継続してモニタし、それに付加されている
メッセージを認識し抽出できる。
【００３１】次に、ネットワーク制御センタ１４は目的
地ユーザ端末１２をコールする。これは再びオーダーワ
イヤーャンネルを介して行われる。目的地ユーザ端末１
２はそれに記されたデータをオーダーワイヤーＴＤＭチ
ャンネルからアクセスし、ビジー(busy)でなければ、Ｏ
ＦＦＨＯＯＫメッセージをネットワーク制御センタ１４
に前記アロハチャンネルを用いて、どのビームが中にあ
るか及び最適アップリンク周波数を示すデータと共に送
る。ネットワーク制御センタ１４からのアクノリッジが
オーダーワイヤーＴＤＭチャンネルを介して行われ、目
的地ユーザ端末１２はそのアップリンク周波数及びダウ
ンリンク時間スロットが割り付けられる。
【００３２】データフロー、コールモニタ、及びターミ
ナルポーリングを次に説明する。ソース及び目的地ユー
ザ端末にそれらのビーム及び周波数と時間スロットが割
り付けられると、ネットワーク制御センタ１４は経路を
再構成し、端から端までのデータリンクを設定する。そ
の後、ターミナル１１、１２間のデータ転送は、一般に
ネットワーク制御センタ１４から独立する。ユーザ端末
１１、１２間の通信リンクが一度確立されると、ソース
ユーザ端末１１で発生された入力データは周波数分割マ
ルチプレックスされ、衛星リレーシステム１３に送出さ
れる。衛星リレーシステム１３はそのデータを復調し、
それが目的地ユーザ端末１２と通信するビーム上に再送
信されるようにそれを導き、データを再復調し、そして
時分割マルチプレックスされたデータをユーザ端末２に
送出する。しかし、ネットワーク制御センタ１４は、接
続が失われた場合にシステム資源が不必要に結びつかな
いように、コールをモニタしなければならない。これは
両方のターミナル１１、１２が、それらがネットワーク
上でアクティブであることを示す周期的なメッセージを
ネットワーク制御センタ１４に送出することで達成され
る。又はネットワーク制御センター１４が周期的に各タ
ーミナル１１、１２をポール(poll)し、ターミナル１
１、１２のどちらかが無応答の場合、又はＯＮＨＯＯＫ
（中に浮いた）であることを示す信号を提供する場合に
コールを終結することにより達成される。
【００３３】次に終結のコールを説明する。コールが終
結して、ネットワーク制御センタ１４がターミナル１
１、１２の内１つからＨＡＮＧＵＰ信号を受信するか、
ターミナル１２のどちからがポーリングに無応答、又は
ターミナル１１、１２の１つが所要時間内にモニタリン
グメッセージをネットワーク制御センタ１４に送れなか
った場合、多数のシステム資源が解放される。この資源
には、両方のターミナル１１、１２の衛星復調器を含む
アップリンクＦＤＭ信号、両ターミナル１１、１２のダ
ウンリンクＴＤＭチャンネル、及びターミナル１１、１
２に確保されたルータ８０を介した経路が含まれる。各
ターミナル１１、１２はアロハチャンネル（広域適用範
囲ビーム）を介してアクノリッジ信号をネットワーク制
御センタ１４に送出し、他のターミナルとの干渉を減少
する。
【００３４】前述のコール設定、データフロー、コール
モニタリングとターミナルポーリング、及びコール終結
プロトコルは本発明と同一譲渡人の米国特許出願、発明
の名称”高速データ衛星通信システムに用いる通信プロ
トコル”に説明されており、上記米国出願は本出願に参
考として組み込まれている。前述の周波数再利用法は本
発明と同一譲渡人の米国特許出願、発明の名称”高速デ
ータ衛星通信システムに用いる周波数再利用技術”に説
明されており、上記米国出願は本出願に参考として組み
込まれている。
【００３５】以上、衛星間に音声及びビデオ通信を提供
する新規で改良された高速データ衛星通信システムが説
明された。前述の実施例は単に説明のためののもで、本
発明の原則を適用する多くの実施例の中の１つに過ぎな
い。明らかに本発明の範囲をこる事無く、等業者が容易
に実施できる他の構成が存在する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原則に従う高速データ衛星通信システ
ムを示す。
【図２】図１のシステムで使用されるユーザ端末を示す
ブロック図。
【図３】図１のシステムで使用される衛星プロセッサの
ブロック図。
【図４】図１のシステムで使用される代表的ビームパタ
ーンを示す。
【図５】図５（ａ）及び図５（ｂ）は図４に示すビーム
パターンのアップリンク及びダウンリンクビームの特性
を示す。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｂ 7/212 Ｈ０４Ｎ 7/15 (72)発明者 ビクター・エス・ラインハルト アメリカ合衆国、カリフォルニア州 90274、ランチョ・パロス・バーデス、エ ルム・ブリッジ・ドライブ 27551 (72)発明者 パーササラシー・ラマニュジャム アメリカ合衆国、カリフォルニア州 90278、レドンド・ビーチ、フィスク・レ ーン 2601 (72)発明者 グレゴリー・シー・ブッシュ アメリカ合衆国、カリフォルニア州 90266、マンハッタン・ビーチ、トゥエル フス・ストリート 649 (72)発明者 アンドリュー・エル・ストロートベック アメリカ合衆国、カリフォルニア州 90245、エル・セグンド、イースト・オー ク・ストリート 123 (72)発明者 ジェニファー・ボルブレヒト アメリカ合衆国、カリフォルニア州 90254、ハーモサ・ビーチ、モンテリー・ ブールバード 715

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複数のユーザ端末（１１、１２）および
    衛星リレーシステム（１３）を備えたものにおいて、 前記複数のユーザ端末各々が、 入力データを受信し出力データを出力するものであっ
    て、この入力データをエンコードして周波数分割マルチ
    プレックスされたデータを提供し、時間分割マルチプレ
    ックスされたデータを含むこのエンコードされたデータ
    をデコードして前記出力データを提供し、互いに通信を
    行うユーザ端末のソースと目的地を特定する端末制御信
    号を発生するトランシーバ（２３）と；前記トランシー
    バに接続され、前記マルチプレックスされたデータおよ
    び前記端末制御信号を送受信するアンテナ（２５とを備
    え、 前記衛星リレーシステムが、 衛星（３０）と；前記衛星に配置され、ネットワーク制
    御センター（１４）と前記衛星リレーシステムとの間で
    衛星構成および制御信号を交換し、前記ユーザ端末と前
    記衛星リレーシステムとの間でこの端末制御信号を交換
    する広域アンテナ３５と；第１の周波数バンドで動作
    し、所定のエリアをカバーする複数の第１ビームを発生
    する前記衛星に配置され、前記ユーザ端末から前記周波
    数分割マルチプレックスされたデータを受信する複数の
    受信アンテナ（３２、３４）と；前記複数の受信アンテ
    ナに接続され、ソースの前記ユーザ端末から受信された
    前記周波数分割マルチプレックスされたデータを復調
    し、所望のユーザ端末に転送されるように復調されたデ
    ータを割り振り、この復調データを再度変調して再変調
    時間分割マルチプレックスされたデータを提供し、この
    再変調時間分割マルチプレックスされたデータを所望の
    目的地ユーザ端末に転送する信号プロセサ（３６）と；
    前記信号プロセサに接続され、第２の周波数バンドで動
    作し、前記所定のエリアをカバーする複数の第２ビーム
    を発生する前記衛星に配置され、再変調時間分割マルチ
    プレックスされたデータを前記所望の目的地ユーザ端末
    に送信する複数の送信アンテナ（３１、３３）とを備
    え、 前記ネットワーク制御センター（１４）が、 前記衛星リレーシステムを介して前記ソースユーザ端末
    と前記目的地ユーザ端末とをリンクする前記端末制御信
    号を処理し、前記衛星リレーシステムを構成し制御する
    とともに前記ソースユーザ端末と前記目的地ユーザ端末
    との間でエンコードされたビデオおよびオーディオデー
    タを割り振る前記衛星構成および制御信号を発生する制
    御プロセサ（１５）と；前記制御プロセサに接続され、
    前記衛星構成および制御信号と前記端末制御信号とを送
    受信するアンテナ（１６）とを備えたことを特徴とする
    高速データ衛星通信システム。
  2. 【請求項２】 前記複数のユーザ端末（１１、１２）各
    々がさらに、 ビデオおよびオーディオ入力データを受けビデオおよび
    オーディオ出力データを出力するデータ圧縮・伸張回路
    と；前記データ圧縮・伸張回路に接続され、前記ビデオ
    およびオーディオ入力データを提供するビデオカメラ
    （２５）と；前記データ圧縮・解凍回路に接続され、受
    信されたビデオ出力データを表示するとともに、受信さ
    れたオーディオデータを出力するビデオモニタ（２４）
    とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の高速デー
    タ衛星通信システム。
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