JPH08331030A - 多重衛星中継器の制御方法 - Google Patents

多重衛星中継器の制御方法

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JPH08331030A
JPH08331030A JP8099773A JP9977396A JPH08331030A JP H08331030 A JPH08331030 A JP H08331030A JP 8099773 A JP8099773 A JP 8099773A JP 9977396 A JP9977396 A JP 9977396A JP H08331030 A JPH08331030 A JP H08331030A
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satellites
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JP8099773A
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Robert A Wiedeman
エイ． ウィーデマン ロバート
Paul A Monte
エイ． モント ポール
Stephen S Carter
エス． カーター ステファン
William Ames
エイムズ ウィリアム
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Qualcomm Inc
Globalstar LP
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Qualcomm Inc
Globalstar LP
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 通信システムと、これが実行する低地球軌道
に配列された複数の衛星を介して通信トラフィックを割
り当てる方法を提供する。 【解決手段】 各衛星は、１つの地上局の視野にある任
意の時刻において特定の仰角に位置している。（ａ）地
上局からの通信リンクを受信する受信機と、ユーザ端末
に通信リンクを送信する送信機とを、衛星の各々に設
け、（ｂ）サービス要求に応答して、仰角が最大の衛星
を新しい通信リンクに割り当てることができるか否かを
判定する。（ｃ）判定を肯定する場合、新しい通信リン
クを仰角が最大の衛星に割り当てる。（ｄ）判定を否定
する場合、仰角が２番目に大きい衛星を新しい通信リン
クに割り当てることができるか否かを判定する。（ｅ）
この判定を肯定する場合、新しい通信リンクを仰角が２
番目に大きい衛星に割り当てる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、中継器を含む通信
システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】衛星を含む通信システムは、例えば１９
９４年４月１２日に特許となり「無線電話・衛星移動シ
ステム（Wireless Telephone/Satellite Roaming Syste
m ）」の名称を有する米国特許第５，３０３，２８６号
などの多数の米国特許や、外国特許、さらには様々な刊
行物により周知である。
【０００３】
【課題を解決するための手段】本発明は、通信システム
と、低地球軌道に配列された複数の低地球軌道衛星を介
して通信トラフィックを割り当てるために通信システム
によって実行される方法とに関する。各衛星は、１の地
上局の視野にある任意の時刻において特定の仰角に位置
している。本発明の方法は、（ａ）地上局からの通信リ
ンクを受信する受信機と、ユーザ端末に受信した通信リ
ンクを送信する送信機とを、衛星の各々に設ける行程
と、（ｂ）サービス要求に応答して、仰角が最大の衛星
を新しい通信リンクに割り当てることができるか否かを
判定する判定行程と、（ｃ）仰角が最大の衛星を新しい
通信リンクに割り当てることができる場合は、新しい通
信リンクを仰角が最大の衛星に割り当てる割当行程と、
（ｄ）仰角が最大の衛星を新しい通信リンクに割り当て
ることができない場合は、仰角が２番目に大きい衛星を
新しい通信リンクに割り当てることができるか否かを判
定する判定行程と、（ｅ）仰角が２番目に大きい衛星を
新しい通信リンクに割り当てることができる場合は、新
しい通信リンクを仰角が２番目に大きい衛星に割り当て
る割当行程と、からなる。または、複数の衛星が、通信
リンクをユーザ端末に送信するために使用される。
【０００４】１つの衛星を新たな通信リンクに割り当て
ることができるか否かを判定する際に、多数の判定基準
が用いられる。例えば、判定行程の各々は、関係する衛
星に割り当てられている通信リンクが既に所定最大数に
達しているか否かを判定する行程を含む。また、例え
ば、判定行程の各々は、関係する衛星が、地上での最大
ピーク磁束密度に相当する電力レベルで送信を行ってい
るか否かを判定する行程を含む。さらに、例えば、ある
衛星がその衛星のピーク送信電力で送信を行っているか
否かが判定される。所定期間内にユーザ及びゲートウェ
イの両方の視野にある衛星が存在するか否かに基づい
て、さらなる判定が行われる。
【０００５】本発明の好ましい実施例において、各衛星
は、地球に複数のビームを送信する。故に、本発明の好
ましい実施例において、判定行程の各々は、新たな通信
リンクに割り当てられる予定のビームが、最大所定電力
レベルで動作しているか否か、または最大ピーク磁束密
度に相当する電力レベルで送信を行っているか否かを判
定する行程を含んでいる。
【０００６】新たな通信やハンドオフ通信を割り当てる
ときに、上述の判定基準を組み合わせて使用することも
できる。本発明の好ましい実施例において、割当行程の
各々は、（ｉ）通信リンクを対応するユーザ端末にてダ
イバーシチ受信モードで動作させるべきか否かを判定す
る行程と、（ii）通信リンクを対応するユーザ端末にて
ダイバーシチ受信モードで動作させる場合、仰角が２番
目に大きい衛星を新たな通信リンクに割り当てられるこ
とができるか否かを判定する行程と、（iii ）仰角が２
番目に大きい衛星を新たな通信リンクに割り当てること
ができる場合、通信リンクを仰角が２番目に大きい衛星
に割り当てて少なくとも２つの衛星を経由して通信リン
クを同時に設ける行程と、をさらに含んでいる。
【０００７】
【実施例】本発明の特徴を、添付図面を参照しながら以
下の本発明の詳細な説明に基づきより明らかにする。図
１に、本発明の好ましい実施例での使用に適した衛星通
信システム１０の好ましい実施例を一例として示す。本
発明を詳細に説明する前に、本発明をより完全に理解す
るために、通信システム１０の説明を最初に行うもので
ある。
【０００８】通信システム１０は、概念的に、複数のセ
グメント１，２，３，４に分割される。セグメント１は
宇宙セグメントであり、セグメント２はユーザセグメン
トであり、セグメント３は地上（または地球）セグメン
トであり、セグメント４は電話システム基盤セグメント
４、または電話システム支援セグメント４となってい
る。
【０００９】本発明の好ましい実施例において、例えば
１４１４ｋｍの低地球軌道（以下、ＬＥＯと称す）に全
部で４８の衛星が低地球軌道衛星として存在する。衛星
１２は８つの軌道面に分布しており、１軌道面当たり６
つの衛星が等間隔に配置されている。すなわち、４８の
衛星は、ウォーカー配列（Walker constellation）を採
っている。この軌道面は、赤道に対して５２度傾斜して
おり、各衛星は、１１４分毎に１回軌道を周回する。こ
れによって、ほぼ地球全体をサービスエリア、すなわち
有効範囲とすることができ、好ましくは、南緯７０度と
北緯７０度との間に位置するユーザの１人に対して、任
意の時刻にユーザの視野には少なくとも２つの衛星が存
在している。このように、ユーザは、地上局としてのゲ
ートウェイ（以下、ＧＷと称す）１８内のサービスエリ
ア内の地上の任意の一地点と、地上の他の地点と、の間
で、１つまたは複数のゲートウェイ１８と１つまたは複
数の衛星１２とを経由して、場合によっては電話基盤セ
グメント４も使用して、さらにはＰＳＴＮを介して、通
信を行うことができる。
【００１０】なお、システム１０の上記記載は、本発明
の実施例が見いだされる通信システムの適切な実施例を
表したにすぎない。すなわち、上述の通信システムの詳
細によって、本発明は限定されるものではない。システ
ム１０の説明を続けると、衛星１２の間や各衛星によっ
て伝送される１６のスポットビーム（図４参照）の各々
の間でのソフト転送（すなわち、ハンドオフ）処理によ
って、スペクトラム拡散（以下、ＳＳと称す）技術や符
号分割多元接続（以下、ＣＤＭＡと称す）技術を介して
非破壊の通信が行われる。様々なスペクトラム拡散ＣＤ
ＭＡ（以下、ＳＳ−ＣＤＭＡと称す）技術やプロトコル
を用いることができるが、好ましいＳＳ−ＣＤＭＡ技術
は、ＴＩＡ／ＥＩＡ暫定標準「２重モード広域スペクト
ラム拡散セルラシステムの移動局を含む局互換性標準
（Mobile Station-Base Station Compatibility Standa
rd for Dual-Mode Wideband Spread Spectrum Cellular
System ）」ＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−９５（１９９３年
７月）と似ている。
【００１１】低地球軌道によって、低電力固定型ユーザ
端末や低電力移動ユーザ端末１３は、衛星１２を経由し
て通信を行うことができる。なお、本発明において、
「固定型（fixed ）」とは、移動自在ではなく、一地点
から移動不能な状態に、すなわち固定状態に設置されて
いることと同義に用いるものである。これらの衛星１２
の各々は、本発明の好ましい実施例において、「折曲パ
イプ（bent pipe ）」型中継器としてのみ機能し、ユー
ザ端末１３やゲートウェイ１８からの音声やデータなど
の通信トラフィック信号（communications traffic sig
nal ）を受信し、受信した通信トラフィック信号を他の
周波数帯域に変換し、次に、変換された信号を再び送信
している。すなわち、受信した通信トラフィック信号に
対して、衛星での信号処理は行われず、衛星１２は、通
信トラフィック信号が送受信されて搬送されていること
を少しも認識していないのである。
【００１２】さらに、衛星１２間の直接通信リンクを必
要としない。すなわち、衛星１２の各々は、ユーザセグ
メント２に位置する送信機や地上セグメント３に位置す
る送信機だけから信号を受信し、ユーザセグメント２に
位置する受信機や地上セグメント３に位置する受信機の
みに信号を送信している。ユーザセグメント２には、衛
星１２との通信に適した複数種類のユーザ端末１３が含
まれている。ユーザ端末１３には、例えば、携帯移動無
線電話機１４、車載の移動無線電話機１５、ページング
及びメッセージングタイプの装置１６や固定型無線電話
機１４ａなどを含む複数の様々な種類の固定型ユーザ端
末や移動ユーザ端末が含まれる。なお、かかる固定型ユ
ーザ端末及び移動ユーザ端末は、各種電話機１４，１４
ａ，１５，１６に限定されるものではない。ユーザ端末
１３には、好ましくは、１つまたは複数の衛星１２を介
して双方向に通信を行うために全方向性アンテナ１３ａ
が備えられている。
【００１３】なお、固定型無線電話機１４ａは、方向性
アンテナを使用することもできる。これによって、干渉
が低減され、その結果、１つまたは複数の衛星１２によ
って同時にサービスを行うことのできるユーザの数を増
やすことができる。さらに、ユーザ端末１３は、２重使
用装置であり、従来と同様な方法で地上のセルラシステ
ムとも通信を行うことのできる回路を含んでいる。
【００１４】図３を参照すると、ユーザ端末１３は、全
２重モードで動作でき、例えばアップリンク、すなわち
リターンリンク１７ｂとしてのＬバンドＲＦリンクを経
由してリターン衛星トランスポンダ１２ａを介して通信
を行うことができ、さらに、ダウンリンク、すなわち順
方向リンク１７ａとしてのＳバンドＲＦリンクを経由し
て順方向衛星トランスポンダ１２ｂを介して通信を行う
ことができる。リターンＬバンドＲＦリンク１７ｂは、
１．６１ＧＨｚから１．６２５ＧＨｚまでの帯域幅１
６．５ＭＨｚの周波数帯域内で動作し、スペクトラム拡
散技術によりパケット化ディジタル音声信号やディジタ
ル信号によって変調されている。順方向ＳバンドＲＦリ
ンク１７ａは、２．４８５ＧＨｚから２．５ＧＨｚまで
の帯域幅１６．５ＭＨｚの周波数帯域内で動作する。順
方向ＲＦリンク１７ａも、ゲートウェイ１８にて、スペ
クトラム拡散技術によりパケット化ディジタル音声信号
やディジタル信号によって変調されている。
【００１５】順方向リンクの１６．５ＭＨｚの帯域は、
１３チャネルに分割され、例えば１チャネル毎に最多１
２８のユーザが割り当てられる。リターンリンクは、様
々な帯域を有し、ユーザ端末１３は、順方向リンクに割
り当てられたチャネルとは別のチャネルに割り当てられ
たり、割り当てられなかったりする。しかしながら、リ
ターンリンクにおいて２つ以上の衛星１２から受信する
ダイバーシチ受信モードで動作するとき、ユーザは、各
衛星に対して同一の順方向及びリターンリンクＲＦチャ
ネルに割り当てられる。
【００１６】地上セグメント３は、少なくとも１つのゲ
ートウェイ１８を含む。なお、多くの場合、地上セグメ
ント３は複数のゲートウェイ１８を含む。ゲートウェイ
１８は、例えば、３ＧＨｚより高い周波数範囲内で、好
ましくはＣバンド内で動作する全２重ＣバンドＲＦリン
ク１９を介して衛星１２と通信を行う。図１において、
ゲートウェイ１８は、衛星に向かう順方向リンク１９ａ
と衛星からのリターンリンク１９ｂとを介して、衛星１
２と通信を行う。ＣバンドＲＦリンクは、通信フィーダ
リンクを双方向に運び、衛星に対して衛星コマンドを運
び、衛星からはテレメトリ情報を運ぶ。順方向フィーダ
リンク１９ａは、５ＧＨｚから５．２５ＧＨｚまでの帯
域内で動作するが、リターンフィーダリンク１９ｂは、
６．８７５ＧＨｚから７．０７５ＧＨｚまでの帯域内で
動作する。
【００１７】衛星フィーダリンクアンテナ１２ｇ，１２
ｈは、好ましくは、ＬＥＯ衛星１２から見える地上のサ
ービスエリアを最大に仕切る広域カバレッジアンテナで
ある。通信システム１０の好ましい実施例において、地
上からの仰角を１０度と仮定した場合、１のＬＥＯ衛星
１２が境界を仕切る角度は、およそ１１０度である。こ
れによって、直径がおよそ５７９３．４８ｋｍ（３６０
０マイル）となるサービスエリアが生成される。
【００１８】Ｌバンドアンテナ及びＳバンドアンテナ
は、対応する地上のサービス領域内に有効範囲を形成す
るマルチビームアンテナである。Ｌバンドアンテナ１２
ｃ及びＳバンドアンテナ１２ｄは、好ましくは、図４に
示すように、ビームパターンがほぼ一致している。すな
わち、これは、宇宙船からの送信ビーム及び受信ビーム
が地上の同一領域をカバーしていることを示す。しか
し、これは、システム１０の動作に対して特に大切なこ
とではない。
【００１９】例えば、数千の全２重通信が、１つの衛星
１２を介して行われる。システム１０の特徴により、２
つ以上の衛星１２が、１つのユーザ端末１３と１つのゲ
ートウェイ１８との間の通信を同時に伝送している。こ
の動作モードは、後述するように、フェージングに対す
る耐性を増大させつつソフトハンドオフ処理の実行を容
易としながらも、各受信機でのダイバーシチ合成を考慮
しているのである。
【００２０】なお、周波数と、帯域と、本発明にて説明
された周波数及び帯域の全ては、１つのシステムを表す
ためのものにすぎない。他の周波数や周波数帯域を、議
論されている原理に何の変化ももたらさずに使用するこ
とができる。一例として、ゲートウェイと衛星との間の
フィーダリンクは、およそ３ＧＨｚから７ＧＨｚまでの
Ｃバンド以外の他の帯域や、例えばおよそ１０ＧＨｚか
ら１５ＧＨｚまでのＫｕバンドや、１５ＧＨｚよりも高
周波数のＫａバンドなどの帯域の周波数を使用すること
もできる。
【００２１】ゲートウェイ１８は、衛星１２の通信機器
やトランスポンダ１２ａ，１２ｂ（図３参照）を電話基
盤セグメント４に接続するように機能する。トランスポ
ンダ１２ａ，１２ｂは、Ｌバンド受信アンテナ１２ｃ
と、Ｓバンド送信アンテナ１２ｄと、Ｃバンド電力増幅
器１２ｅと、Ｃバンド低雑音増幅器１２ｆと、Ｃバンド
アンテナ１２ｇ，１２ｈと、ＬバンドからＣバンドへの
周波数変換領域１２ｉと、ＣバンドからＳバンドへの周
波数変換領域１２ｊと、を含む。さらに、衛星１２は、
マスター周波数発生器１２ｋと、コマンド及びテレメト
リ装置１２ｌとを含む。
【００２２】電話基盤セグメント４は、既存の電話シス
テムからなり、公有地移動網（Public Land Mobile Net
work：以下、ＰＬＭＮと称す）ゲートウェイ２０と、地
域公衆電話網（regional public telephone networks：
以下、ＲＰＴＮと称す）２２や他のローカル電話サービ
スプロバイダなどのローカル電話交換局と、国内長距離
ネットワーク２４と、国際ネットワーク２６と、私設ネ
ットワーク２８と、その他のＲＰＴＮ３０と、を含む。
通信システム１０は、ユーザセグメント２と、電話基盤
セグメント４の公衆交換電話網（以下、ＰＳＴＮと称
す）の電話機３２と、ＰＳＴＮには無い電話機３２と、
私設ネットワークにある様々なタイプのユーザ端末と、
の間で、双方向の音声通信やデータ通信を行うように動
作する。
【００２３】図１及び図５に示すように、地上セグメン
ト３の一部として、衛星動作制御センター（Satellite
Operations Control Center ：以下、ＳＯＣＣと称す）
３６と、地上動作制御センター（Ground Operations Co
ntrol Center：以下、ＧＯＣＣと称す）３８とが存在す
る。地上データ網（Ground Data Network ：ＧＤＮ）３
９を含む通信路（図２参照）は、地上セグメント３のゲ
ートウェイ１８及びテレメトリ及びコマンドユニット
（以下、ＴＣＵと称す）１８ａと、ＳＯＣＣ３６及びＧ
ＯＣＣ３８とを相互に接続するために設けられている。
通信システム１０のこの部分によって、全システム制御
機能が構成される。
【００２４】図２に、ゲートウェイ１８を詳細に示す。
各ゲートウェイ１８は、最大４つの２重偏波ＲＦ・Ｃバ
ンド補助システム、すなわち２重偏波ＲＦ・Ｃバンドサ
ブシステムを含む。各２重偏波ＲＦ・Ｃバンド補助シス
テムは、パラボラアンテナ４０と、アンテナ駆動部４２
と、ペデスタル４２ａと、低雑音受信機４４と、高電力
増幅器４６とからなる。これらの部品は、全てレドーム
構造の内部に配置されて、周囲の環境から保護されてい
る。
【００２５】ゲートウェイ１８は、受信ＲＦ搬送波信号
を処理するダウンコンバータ４８と、送信ＲＦ搬送波信
号を処理するアップコンバータ５０とを含む。ダウンコ
ンバータ４８及びアップコンバータ５０は、ＣＤＭＡ補
助システム５２、すなわちＣＤＭＡサブシステム５２に
接続されている。ＣＤＭＡ補助システム５２は、公衆交
換電話ネットワーク（以下、ＰＳＴＮと称す）にＰＳＴ
Ｎインターフェース５４を介して接続されている。ま
た、衛星対衛星リンクが使用される場合、ＰＳＴＮは無
視されることがある。
【００２６】ＣＤＭＡ補助システム５２は、信号加算器
及びスイッチユニット５２ａと、ゲートウェイトランシ
ーバ補助システム（以下、ＧＴＳと称す）５２ｂと、Ｇ
ＴＳコントローラ５２ｃと、ＣＤＭＡ相互接続補助シス
テム（以下、ＣＩＳと称す）５２ｄと、セレクタバンク
補助システム（Selector Bank Subsystem ：以下、ＳＢ
Ｓと称す）５２ｅとを含む。ＣＤＭＡ補助システム５２
は、基地局管理部（Base Station Manager: 以下、ＢＳ
Ｍと称す）５２ｆによって制御され、例えばＩＳ−９５
互換性などのＣＤＭＡ互換性を有する基地局と同じよう
に機能する。ＣＤＭＡ補助システム５２も、所望の周波
数合成器５２ｇとグローバルポジショニングシステム
（Global Positioning System:以下、ＧＰＳと称す）受
信機５２ｈとを含む。
【００２７】ＰＳＴＮインターフェース５４は、ＰＳＴ
Ｎサービス交換ポイント（以下、ＳＳＰと称す）５４ａ
と、電話制御プロセッサ（以下、ＣＣＰと称す）５４ｂ
と、ビジターロケーションレジスタ（Visitor Location
Register:以下、ＶＬＲと称す）５４ｃと、ホームロケ
ーションレジスタ（Home Location Register: 以下、Ｈ
ＬＲと称す）へのプロトコルインターフェース５４ｄと
を含む。ＨＬＲは、セルラゲートウェイ２０（図１参
照）やＰＳＴＮインターフェース５４内部に配置されて
いる。
【００２８】ゲートウェイ１８は、ＳＳＰ５４ａによっ
て形成される標準インターフェースを経由して電気通信
網、すなわちテレコミュニケーションネットワークに接
続されている。ゲートウェイ１８は、１次レートインタ
ーフェース（Primary Rate Interface: 以下、ＰＲＩと
称す）を介してＰＳＴＮとインターフェースをとって、
ＰＳＴＮと接続している。さらに、ゲートウェイ１８
は、移動交換センター（Mobile Switching Center:以
下、ＭＳＣと称す）と直に接続せしめられるようになっ
ている。
【００２９】ゲートウェイ１８は、ＳＳ−７・ＩＳＤＮ
固定信号をＣＣＰ５４ｂに供給する。このインターフェ
ースのゲートウェイ側では、ＣＣＰ５４ｂは、ＣＩＳ５
２ｄとインターフェースをとって、ＣＤＭＡ補助システ
ム５２とインターフェースをとっている。ＣＣＰ５４ｂ
は、システムエアインターフェース（system Air Inter
face：以下、ＡＩと称す）に対してプロトコル転送機能
を提供する。かかるＡＩは、ＣＤＭＡ通信のＩＳ−９５
暫定標準と似ている。
【００３０】ブロック５４ｃ，５４ｄは、通常ゲートウ
ェイ１８と外部のセルラ電話網との間のインターフェー
スをとる。このインターフェースは、例えばＩＳ−４１
（北アメリカ標準、ＡＭＰＳ）セルラシステムや、ＧＳ
Ｍ（欧州標準、ＭＡＰ）セルラシステムと互換性を有
し、特に、電話のホームシステムから外れたところから
電話を使用するユーザを扱う方法に対して互換性を有す
る。ゲートウェイ１８は、システム１０対ＡＭＰＳ電
話、及びシステム１０対ＧＳＭ電話に対して、ユーザ端
末の認証を支援する。既存の電気通信基盤が無いサービ
ス領域では、ＨＬＲが、ゲートウェイ１８に加えられ
て、ＳＳ−７信号方式インターフェースとのインターフ
ェースがとられる。
【００３１】通常のサービス領域から電話をかけている
ユーザは、確認されるとシステム１０によって取り込ま
れる。ユーザは、どの領域にいても、同一の端末装置を
使用して、世界中のどこからでも電話をかけることがで
き、必要なプロトコルの変換がゲートウェイ１８によっ
て行われる。例えばＧＳＭからＡＭＰＳへの変換が不要
のとき、プロトコルインターフェース５４ｄは無視され
る。
【００３２】ＧＳＭ移動交換センタに固有の「Ａ」イン
ターフェースや、ＩＳ−４１移動交換センタに対するベ
ンダ対オーナ（vendor-proprietary）インターフェース
に加えて、またはかかるインターフェースの替わりに、
セルラゲートウェイ２０に対して専用の汎用（universa
l ）インターフェースを設けることも、本発明に含まれ
る。図１に示すように、ＰＳＴＮ−ＩＮＴと記された信
号路のように、ＰＳＴＮに直接インターフェースを設け
ることも、本発明に含まれる。
【００３３】ゲートウェイ全体の制御は、ゲートウェイ
コントローラ５６によって行われる。ゲートウェイコン
トローラ５６は、上述の地上データネットワーク（以
下、ＧＤＮと称す）３９へのインターフェース５６ａ
と、サービスプロバイダ制御センタ（以下、ＳＰＣＣと
称す）６０へのインターフェース５６ｂとを含む。ゲー
トウェイコントローラ５６は、通常、ＢＳＭ５２ｆを介
して、さらにはアンテナ４０の各々に接続されたＲＦコ
ントローラ４３を介して、ゲートウェイ１８と相互に接
続されている。さらに、ゲートウェイコントローラ５６
は、ユーザのデータベースや衛星エフェメリスデータな
どのデータベース６２に接続され、また、Ｉ／Ｏユニッ
ト６４にも接続されている。なお、このＩ／Ｏユニット
６４は、ゲートウェイコントローラ５６とアクセスする
パーソナルサービスを可能とするものであり、ディスプ
レイやキーボードなどを有する。ＧＤＮ３９も、テレメ
トリ及びコマンド（以下、Ｔ＆Ｃと称す）ユニット６６
に対して双方向にインターフェースをとっている（図１
及び図５参照）。
【００３４】図５を参照すると、ＧＯＣＣ３８の機能
は、ゲートウェイ１８による衛星の使用を計画して制御
することであり、この衛星の使用をＳＯＣＣ３６に対し
て調整することである。通常、ＧＯＣＣ３８は、傾向を
解析し、トラフィック計画を生成し、電力やチャネルな
どのシステム資源や衛星１２の割り当てを行い、システ
ム１０全体の性能を監視し、リアルタイムで、または前
もって、使用指示をゲートウェイ１８にＧＤＮ３９を介
して送っている。なお、システム資源は、電力やチャネ
ルに限定されるものではない。
【００３５】ＳＯＣＣ３６は、他の機能に加えて、軌道
を維持するとともに監視し、ゲートウェイに衛星使用情
報を中継してＧＤＮ３９を介してＧＯＣＣ３８に入力せ
しめ、衛星のバッテリ状態を含む各衛星１２の機能全体
を監視し、衛星１２内のＲＦ信号路に対する利得を設定
し、地表に対する衛星の姿勢を最適とするように動作す
る。
【００３６】上述の如く、各ゲートウェイ１８は、信号
伝送（signalling）と、音声やデータの通信との両者の
ために、ユーザをＰＳＴＮに接続したり、または、請求
を目的としてデータベース６２（図２参照）を介してデ
ータを生成したりする。選択されたゲートウェイ１８
は、テレメトリ及びコマンドユニット（以下、ＴＣＵと
称す）１８ａを含み、リターンリンク１９ｂにおいて衛
星１２によって送信されるテレメトリデータを受信する
とともに、順方向リンク１９ａを介してコマンドを衛星
１２まで送信する。ＧＤＮ３９は、ゲートウェイ１８
と、ＧＯＣＣ３８と、ＳＯＣＣ３６と、を相互に接続す
るように動作する。
【００３７】通常、ＬＥＯ配列の衛星１２の各々は、Ｃ
バンド順方向リンク１９ａからＳバンド順方向リンク１
７ａへと情報をゲートウェイ１８からユーザに中継し、
また、Ｌバンドリターンリンク１７ｂからＣバンドリタ
ーンリンク１９ｂへと情報をユーザからゲートウェイ１
８に中継する。この情報は、電力制御信号に加え、ＳＳ
−ＣＤＭＡ同期チャネルとＳＳ−ＣＤＭＡページングチ
ャネルとを含む。様々なＣＤＭＡパイロットチャネル
も、順方向リンクでの干渉をモニタするために使用され
る。衛星エフェメリス更新データも、衛星１２を介して
ゲートウェイ１８からユーザ端末１３の各々に向けて通
信される。衛星１２も、アクセス指令や電力変化指令、
登録指令を含む信号方式情報をユーザ端末１３からゲー
トウェイ１８に中継する。衛星１２も、ユーザとゲート
ウェイ１８との間の通信信号を中継したり、未登録者や
未登録端末による使用を軽減するための防護手段を備え
ることもできる。
【００３８】動作時において、衛星１２は、衛星の動作
状態の測定値を含む宇宙船テレメトリデータを送信す
る。衛星からのテレメトリストリームと、ＳＯＣＣ３６
からのコマンドと、通信フィーダリンク１９とは、全て
Ｃバンドアンテナ１２ｇ，１２ｈを共有する。ＴＣＵ１
８ａを含むゲートウェイ１８に対して、受信された衛星
テレメトリデータは、ＳＯＣＣ３６に直ちに送られ、ま
たは、一旦保存されて後になって、大抵はＳＯＣＣの指
令によってＳＯＣＣ３６に送られる。テレメトリデータ
は、どのように送られようとも、パケットメッセージと
してＧＤＮ３９を介して送られる。なお、パケットメッ
セージの各々は、単一の小テレメトリフレーム（minor
telemetry frame ）を含んでいる。複数のＳＯＣＣ３６
が衛星の支援を行う場合は、テレメトリデータは全ての
ＳＯＣＣに送られる。
【００３９】ＳＯＣＣ３６は、ＧＯＣＣ３８とのインタ
ーフェース機能を複数有する。第１のインターフェース
機能は、軌道位置情報であり、各ゲートウェイ１８が自
身の視界にある衛星の最大４つを正確に追跡できるよう
に、ＳＯＣＣ３６は、ＧＯＣＣ３８に軌道情報を提供す
る。このデータは、ゲートウェイ１８が周知のアルゴリ
ズムを使用して衛星交信リストを明らかにすることがで
きる程度のデータ表を含んでいる。ＳＯＣＣ３６は、ゲ
ートウェイの追跡計画を知るためには不要である。ＴＣ
Ｕ１８ａは、ダウンリンクテレメトリ帯域を捜して、コ
マンドを伝える前に、各アンテナによって追跡されてい
る衛星を確認するのみである。
【００４０】第２のインターフェース機能は、ＳＯＣＣ
３６からＧＯＣＣ３８に報告される衛星状態情報であ
る。衛星状態情報は、衛星やトランスポンダの可用性
（availablity ）と、バッテリの状態と、軌道情報とを
含み、通信のために衛星１２の全部または一部の使用を
妨げる衛星関係の制限を含んでいる。システム１０の重
要な概念は、ゲートウェイの受信機やユーザ端末の受信
機でのダイバーシチ合成とともにＳＳ−ＣＤＭＡを使用
することである。ダイバーシチ合成が用いられて、信号
が長さが異なる複数の伝送路を介して複数の衛星からユ
ーザ端末１３やゲートウェイ１８に到着したときのフェ
ージングの影響を少なくしている。ユーザ端末１３やゲ
ートウェイ１８においてレイク受信機が用いられて、複
数の信号源からの信号を受信して合成している。例え
ば、ユーザ端末１３やゲートウェイ１８は、衛星１２の
マルチビームを介して同時に送信され受信される順方向
リンク信号やリターンリンク信号に対してダイバーシチ
合成を行っている。連続ダイバーシチ受信モードの性能
は、１つの衛星中継器を介して１つの信号を受信するモ
ードの性能よりも優れており、さらに、受信信号に悪影
響をもたらす木や障害物からの遮蔽や妨害によりリンク
が失われる通信の中断が無いのである。
【００４１】１つのゲートウェイ１８のマルチ方向性ア
ンテナ４０は、ユーザ端末１３におけるダイバーシチ合
成を支援するために、１つまたは複数の衛星１２の様々
なビームを介して、ゲートウェイからユーザ端末への順
方向リンク信号を送信することができる。ユーザ端末１
３の全方向性アンテナ１３ａは、ユーザ端末１３の視野
にある衛星ビームの全てを経由して送信を行う。
【００４２】各ゲートウェイ１８は、送信機の電力制御
機能を支援して低速フェード（slowfades）にアドレス
せしめ、さらにブロックインターリーブも支援して媒体
を高速フェード（fast fades）にアドレスせしめる。電
力制御は、順方向リンクと逆方向リンクとの両方で行わ
れる。電力制御機能の応答時間は、最悪３０ｍ秒の衛星
周回の遅延引きはずし（satellite round trip delay）
に適応するように調整される。
【００４３】ブロックインターリーブ回路（５３ｄ，５
３ｅ，５３ｆ、図６参照）は、ボコーダ（音声符号化・
復号化器）５３ｇのパケットフレームに関係するブロッ
ク長において動作する。最適インターリーブ長は、より
長いものに交換されるので、終端間遅延（end-to-end d
elay）は増大するが、エラー訂正は向上する。好ましい
最大終端間遅延は、１５０ミリ秒であり、またはそれよ
りも短い。この遅延は、ダイバーシチ合成器によって行
われる受信された信号アライメントによる遅延と、ボコ
ーダ５３ｇの処理遅延と、ブロックインターリーブ回路
５３ｄ〜５３ｆの遅延と、ＣＤＭＡ補助システム５２の
一部を構成する図示せぬビタビデコーダの遅延とを含む
全遅延を含む。
【００４４】図６に、図２のＣＤＭＡ補助システム５２
の順方向リンク変調部のブロック図を示す。加算器ブロ
ック５３ａの出力部は、周波数アジィルアップコンバー
タ（frequency agile up-convertor）５３ｂに信号を送
り、アップコンバータ５３ｂは、加算器及びスイッチブ
ロック５２ａに信号を送る。テレメトリ及び制御（以
下、Ｔ＆Ｃと称す）情報も、ブロック５２ａに入力され
る。
【００４５】無変調直接シーケンスＳＳパイロットチャ
ネルは、所望のビットレートで全てゼロからなるウォル
シュコードを生成する。このデータストリームは、様々
なゲートウェイ１８や衛星１２から信号を分離するため
に使用される短ＰＮコード（short PN code ）と合成さ
れる。パイロットチャネルは、使用される場合、短コー
ドに加えられた２を法とし、次に、ＣＤＭＡ・ＦＤ・Ｒ
Ｆチャネル帯域においてＱＰＳＫ拡散されたりＢＰＳＫ
拡散される。次に示す様々な疑似雑音（ＰＮ）コードオ
フセットが提供される。すなわち、（ａ）ユーザ端末１
３がゲートウェイ１８の１つを確認するためのＰＮコー
ドオフセットと、（ｂ）ユーザ端末１３が衛星１２の１
つを確認するためのＰＮコードオフセットと、（ｃ）ユ
ーザ端末１３が衛星１２から伝送される１６のビームの
うちの１つを確認するためのＰＮコードオフセットとで
ある。様々な衛星１２からのパイロットＰＮコードは、
同一のパイロットシード（seed）ＰＮコードとは異なる
時間オフセットや位相オフセットに割り当てられる。
【００４６】ゲートウェイ１８によって伝送されるパイ
ロットチャネルの各々は、使用される場合、他の信号よ
りも高い電力レベルで、または低い電力レベルで伝送さ
れる。パイロットチャネルによって、ユーザ端末１３
は、順方向ＣＤＭＡチャネルのタイミングを捕捉し、コ
ヒーレントな復調のために位相基準を形成し、信号強度
の比較を行ってハンドオフを開始する時を判定する機構
を備えることができる。しかしながら、パイロットチャ
ネルの使用は強制ではなく、他の技術を使用することも
できる。
【００４７】同期チャネルは、次に示す情報、すなわ
ち、（ａ）時刻と、（ｂ）伝送を行っているゲートウェ
イの身元と、（ｃ）衛星エフェメリスと、（ｄ）割り当
てられたページングチャネルとに関する情報を含むデー
タストリームを生成する。同期データは、畳み込み符号
器５３ｈに供給され、ここで、データは、畳み込み符号
化され、次にブロックインターリーブされて高速フェー
ドを減らす。生じたデータストリームは、同期ウォルシ
ュコードに加算された２を法とし、ＣＤＭＡ・ＦＤ・Ｒ
Ｆチャネル帯域においてＱＰＳＫ拡散されたり、または
ＢＰＳＫ拡散されたりする。
【００４８】ページングチャネルは、畳み込み符号器５
３ｉに供給され、ここで、ページングチャネルは畳み込
み符号化されてブロックインターリーブされる。生成さ
れたデータストリームは、長コード発生器５３ｊの出力
と合成される。長ＰＮコードは、様々なユーザ端末１３
の帯域を分離するために使用される。ページングチャネ
ルと長コードとは、シンボルカバーに加算された２を法
とし、ここで、生成された信号はウォルシュコードに加
算された２を法としている。次に、この結果は、ＣＤＭ
Ａ・ＦＤ・ＲＦチャネル帯域においてＱＰＳＫ拡散され
たりＢＰＳＫ拡散されたりする。
【００４９】一般に、ページングチャネルは、（ａ）シ
ステムパラメータメッセージ、（ｂ）アクセスパラメー
タメッセージ、（ｃ）ＣＤＭＡチャネルリストメッセー
ジを含む複数のメッセージを伝達する。システムパラメ
ータメッセージは、ページングチャネルの構成と、位置
決めパラメータと、捕捉を支援するパラメータとを含
む。アクセスパラメータメッセージは、アクセスチャネ
ルの構成とアクセスチャネルデータレートとを含む。Ｃ
ＤＭＡチャネルリストメッセージは、使用される場合、
対応するパイロットの身元と割り当てられたウォルシュ
コードとを運ぶ。
【００５０】ボコーダ５３ｋは、音声を符号化してＰＣ
Ｍ順方向トラフィックデータストリームを生成する。順
方向トラフィックデータストリームは、畳み込み符号器
５３ｌに供給され、畳み込み符号器５３ｌにおいて、デ
ータストリームは畳み込み符号化されてブロック５３ｆ
にてブロックインターリーブされる。生成されたデータ
ストリームは、ユーザの長コードブロック５３ｋの出力
と合成される。ユーザの長コードは、様々な加入者チャ
ネルを分離するために使用される。次に、生じたデータ
ストリームは、マルチプレクサ（以下、ＭＵＸと称す）
５３ｍにおいて電力制御され、ウォルシュコードに加算
された２を法とし、ＣＤＭＡ・ＦＤ・ＲＦ通信チャネル
帯域においてＱＰＳＫ拡散されたりまたはＢＰＳＫ拡散
される。
【００５１】ゲートウェイ１８は、ＣＤＭＡリターンリ
ンクを復調するように動作する。リターンリンクに対し
て異なる２つのコード、すなわち、（ａ）ゼロのオフセ
ットコードと、（ｂ）長コードと、が存在する。これら
のコードは、異なる２種類のリターンリンクＣＤＭＡチ
ャネル、すなわち、アクセスチャネルとリターントラフ
ィックチャネルとによって使用される。
【００５２】アクセスチャネルに対して、ゲートウェイ
１８は、アクセスを要求するアクセスチャネルにてバー
ストを受信して復調する。アクセスチャネルメッセージ
は、比較的小量のデータが続く長プリアンブルにおいて
具体的になる。プリアンブルは、ユーザ端末の長ＰＮコ
ードである。各ユーザ端末１３は、単一の時間によって
生成される唯一の長ＰＮコードを共通のＰＮ発生器の多
項式へとオフセットする。
【００５３】アクセス要求を受信した後、ゲートウェイ
１８は、アクセス要求の受信を承認するとともにウォル
シュコードをユーザ端末１３に割り当ててトラフィック
チャネルを設けながら、順方向リンクページングチャネ
ル（ブロック５３ｅ，５３ｉ，５３ｊ）上でメッセージ
を送る。ゲートウェイ１８も周波数チャネルをユーザ端
末１３に割り当てる。ユーザ端末１３とゲートウェイ１
８とは、共に割り当てられたチャネル素子に切り替わっ
て、割り当てられたウォルシュ（拡散）コードを使用し
ながら２重通信を開始する。
【００５４】リターントラフィックチャネルは、ローカ
ルデータソースやユーザ端末のボコーダからのディジタ
ルデータを畳み込み符号化することによって、ユーザ端
末１３にて生成される。次に、データは、所定間隔毎に
ブロックインターリーブされて、１２８−Ａｒｙ変調器
及びデータバーストランダム化器（randomizer）に供給
されてクラッシュ（clashing）を減らす。次に、データ
は、ゼロのオフセットＰＮコードに加算されて、１つま
たは複数の衛星１２を介してゲートウェイ１８に伝送さ
れる。
【００５５】ゲートウェイ１８は、例えば高速ハダマー
ド変換（ＦＨＴ）を使用してリターンリンクを処理する
ことによって、１２８−Ａｒｙウォルシュコードを復調
し、復調された情報をダイバーシチ合成器に供給する。
このように、通信システム１０の好ましい実施例を記載
した。次に、本発明の好ましい実施例を記載する。
【００５６】図７に、本発明を説明する際に有効なシス
テム構成図を示す。上記システム構成要素も図７におい
て符号が付されている。符号１８，１８’が付された２
つのゲートウェイ１８は、３つの衛星１２を経由して送
信を行うように示されている。衛星のうち、仰角が最大
となる衛星に符号１２が付され、仰角が２番目に大とな
る衛星に符号１２’が付され、仰角が最小の衛星に符号
１２”が付されている。
【００５７】第１の順方向リンクが、周波数決定ユニッ
ト４３によって設けられ、このユニット４３は、ゲート
ウェイ１８の送信アンテナ４０ａ，４０ｂ，４０ｃを介
して衛星１２，１２’，１２”に単一の通信信号を同一
周波数で送信する。衛星１２，１２’，１２”は、受信
した信号を中継して同一周波数でユーザ端末１３に送信
する。衛星１２，１２’，１２”は、互いに近接してい
ないので、ユーザ端末１３に到達するダウンリンク伝送
の各々は、伝送時間が異なるとともに、被るマルチパス
遅延も異なっている。ユーザ端末１３内のダイバーシチ
合成器は、復調された受信信号を合成して、目的の信号
をユーザに送る。
【００５８】第２の順方向リンクが、周波数測定ユニッ
ト４３’によって設けられ、このユニット４３’は、第
２乃至第Ｎゲートウェイ１８の送信アンテナ４０ａ，４
０ｂを介して衛星１２’，１２”までに単一の通信信号
を同一周波数で送信する。衛星１２’，１２”は、受信
された信号を中継して、同一周波数でユーザ端末１３’
に送信する。衛星１２’，１２”は、互いに近接してい
ないので、ダウンリンク伝送の各々は、様々なマルチパ
ス遅延でユーザ端末１３’に到達する。ユーザ端末１
３’内のダイバーシチ合成器は、復調された受信信号を
合成し、目的の信号をユーザに送る。
【００５９】周波数決定ユニット４３，４３’の各々
は、対応するコントローラ５６，５６’の制御の下に、
後述する方法により、アップリンク伝送をそれぞれ送
る。なお、衛星１２は、各軌道において地上を通過する
ので、衛星１２の相対仰角は、１つのゲートウェイ１８
から観察した場合、互いに変化するものである。また、
２つのゲートウェイ１８，１８’は、互いに百または千
ｋｍのオーダで離れているものである。
【００６０】多数のユーザが各ゲートウェイ１８と接続
されている。さらに、衛星の配列によって、ユーザ及び
ゲートウェイの視界に同時に複数の衛星が入る。一般的
に、通信は、ユーザを視野にある衛星のうちで仰角が最
大の衛星、すなわち本実施例においては衛星１２へとロ
ードせしめると、最も効率が良くなる。しかし、視野に
入っている衛星のうちユーザ端末１３，１３’が置かれ
ている大陸の上に無い衛星があるかもしれないが、遮蔽
や妨害による影響を減らすために、できる限り多数の衛
星を経由して伝送を行うことが必要である。
【００６１】送信されたスペクトルは、複数の周波数分
割（以下、ＦＤと称す）セグメントに分割される。各セ
グメントは、特定のゲートウェイ１８と対応しており、
全ての衛星ビームに存在したり、または衛星ビームに必
ずしも存在するものではない。衛星１２のローディング
の制御は、後述する方法に基づいて行われ、この方法
は、好ましくはＧＯＣＣ３８の内部に存在するマスター
コントローラによって行われる。また、この方法は、Ｇ
ＤＮ５８を介してゲートウェイ１８のコントローラ５６
に送られる。さらに、この方法は、ＧＯＣＣ３８から受
信した情報も用いて、ゲートウェイ１８によっても実行
される。目標は、衛星１２をロードするために、システ
ム資源の割り当てを行い、ゲートウェイ１８の視野にあ
る衛星をロードし過ぎないようにすることである。本発
明の方法のうち、１つの方法はリアルタイムやほぼリア
ルタイムで動作するが、他の方法は予測モードで実行さ
れる。
【００６２】なお、ＧＯＣＣ３８は、各衛星の全送信電
力を認識しており、衛星のローディングの全制御を行
い、全ゲートウェイ１８と衛星１２との間に設けられた
リンクの数に関する記録を維持している。図８におい
て、例えばゲートウェイ１８，１８’の視野に３つの衛
星１２，１２’，１２”が存在していると仮定した場
合、サービス要求がゲートウェイ１８，１８’の一方に
対して行われる（ブロックＡ）。１つのユーザ端末１３
と通信リンクを設ける需要に応答して、サービス要求が
行われる。または、衛星から既に設けられているリンク
を他の衛星にハンドオフするために、サービス要求が発
せられる。
【００６３】ブロックＢにおいて、仰角が最大の衛星が
通信トラフィックに完全にロードされているか否かの判
定が行われる。ブロックＢにて仰角が最大の衛星が通信
トラフィックに完全にロードされていれば、すなわち
「ＹＥＳ」であれば、ブロックＣにて、仰角が２番目に
大きい衛星が通信トラフィックに完全にロードされてい
るか否かの判定が行われる。ブロックＣにて仰角が２番
目に大きい衛星が通信トラフィックに完全にロードされ
ていれば、すなわち「ＹＥＳ」であれば、ブロックＤに
て、仰角が最小の衛星が通信トラフィックに完全にロー
ドされているか否かの判定が行われる。ブロックＤにて
仰角が最小の衛星が通信トラフィックに完全にロードさ
れていれば、すなわち「ＹＥＳ」であれば、ブロックＥ
にて、ゲートウェイ１８の視野にある衛星の全てが完全
にロードされているので、ユーザに衛星は割り当てな
い。
【００６４】ブロックＢにて仰角が最大の衛星が通信ト
ラフィックに完全にロードされていなければ、すなわち
「ＮＯ」であれば、ユーザは最大仰角の衛星１２に割り
当てられ、故に１つの衛星を経由した通信リンクが設け
られる。フェージングの影響を減らすためにダイバーシ
チ受信が必要であることが思い出されて、ブロックＧに
て、ダイバーシチ受信をユーザに対して行うべきか否か
の判定が行われる。ブロックＧにてダイバーシチ受信を
行わない場合、すなわち「ＮＯ」であれば、単一の通信
リンクのみが維持されて、図８のアルゴリズムは終了す
る。ブロックＧにてダイバーシチ受信を行う場合、すな
わち「ＹＥＳ」であれば、次にブロックＣに移行して、
仰角が２番目に大きい衛星が完全にロードされているか
否かの判定が行われる。
【００６５】ブロックＣにて仰角が２番目に大きい衛星
が完全にロードされていなければ、すなわち「ＮＯ」で
あれば、ブロックＨにおいて、ブロックＢから入ってき
た場合はユーザに対して仰角が２番目に大きい衛星１
２’が割り当てられ、ブロックＧから入ってきた場合は
ユーザに対して仰角が２番目に大きい衛星１２’も割り
当てられる。
【００６６】ブロックＩにて、ダイバーシチ受信をユー
ザに対して行うべきか否か、または、ユーザに対して既
に少なくとも１つの衛星が割り当てられている場合にお
いてもさらなるダイバーシチ受信を行うべきか否かの判
定が行われる。ブロックＩにて判定が否定、すなわち
「ＮＯ」であれば、図８のアルゴリズムは終了する。ブ
ロックＩにて判定が肯定、すなわち「ＹＥＳ」であれ
ば、次に、ブロックＤに移行して、仰角が最小の衛星が
完全にロードされているか否かの判定が行われる。
【００６７】ブロックＤにて仰角が最小の衛星が完全に
ロードされていなければ、すなわち「ＮＯ」であれば、
ブロックＣから来た場合は、ユーザに対して仰角が最小
の衛星１２”が割り当てられ、ブロックＩから来た場合
は、ユーザに対して仰角が最小の衛星１２”も割り当て
られる。ブロックＧ，Ｉでの特定のユーザの通信をダイ
バーシチ受信で行うか否かに関する判定は、実際のシス
テムローディングや、例えば次のｎ分間に亘る所定期間
の予測システムローディングなどの多数の判定基準に基
づいている。例えば、ピーク通信トラフィック期間の
間、ダイバーシチモードを行わないことが要求され、ま
たは、ダイバーシチモードでも例えば２つの衛星のみの
使用が要求される。
【００６８】ブロックＢ，Ｃ，Ｄにて行われる判定も、
様々な多数の判定基準に基づいている。例えば、１つの
判定基準は、衛星が実際に中継している通信リンクが所
定の最大数に達しているか否かに基づいている。衛星が
中継している通信リンクが所定の最大数に達している、
すなわち「ＹＥＳ」であれば、衛星は完全にロードされ
ていると考えられる。
【００６９】他の判定基準は、１つの衛星の全電力出力
に基づいている。または、関連した別の判定基準は、地
上で測定される例えば−１５４dBW/m2/４kHzの所定ピー
ク磁束密度（ＰＦＤ）を越える電力レベルで１つの衛星
ビームが動作しているか否かである。例えば、ある衛星
は最大通信容量の７５％で動作しているが、新たなユー
ザがサービスを要求しているビームや、ユーザをハンド
オフするビームは、ビームからのＲＦエネルギが地上の
ＰＦＤ限界を上回るようなレベルとほぼ等しい電力レベ
ルで動作している。この場合、衛星は完全にロードされ
ていると考えられるので、ユーザは、２番目に仰角が大
となる衛星に割り当てられる。
【００７０】ＧＯＣＣ３８は、現在のトラフィックロー
ディングと今までのトラフィックローディングの記録と
に基づいて、ある期間に亘る通信トラフィックローディ
ングを予測する。この予測に基づいて、１つまたは複数
のゲートウェイ１８に対して、例えば次の５分間の間に
１つまたは複数の衛星に新しいユーザの全てを割り当て
るように指示を出すことができる。
【００７１】スペクトラム拡散通信システムについて記
載したが、本発明は、例えば時分割多元接続（ＴＤＭ
Ａ）技術を使用する他の衛星通信システムに対しても適
用させることができるものである。さらに、本発明は、
他の低地球軌道衛星通信システムにも適用せしめること
ができるものである。このように、本発明の好ましい実
施例について特に説明したが、当業者においては、本発
明記載の請求項の範囲内で本発明の形態及び詳細に対し
て変化を与えることができるものと考えられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好ましい実施例により構成されて動作
される衛星通信システムを示す構成図である。
【図２】図１のゲートウェイの詳細を示す構成図であ
る。
【図３】図１の衛星の通信機器の詳細を示す構成図であ
る。
【図４】図１の衛星から送信されるビームパターンの一
部を示す図である。
【図５】衛星テレメトリ及び制御機能をサポートする地
上装置を示す構成図である。
【図６】図２のＣＤＭＡ補助システムを示す構成図であ
る。
【図７】本発明を説明する際に役立つシステムの構成図
である。
【図８】通信トラフィックを割り当てる本発明の方法を
説明するフローチャートである。
【符号の説明】
１２ 低地球軌道衛星 １３，１３’ ユーザ端末 １８，１８’ 地上局
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロバート エイ． ウィーデマン アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94074 ロスアルトス モーラコート 1735 (72)発明者 ポール エイ． モント アメリカ合衆国 カリフォルニア州 95117 サンノゼ スパーアベニュ 358 (72)発明者 ステファン エス． カーター アメリカ合衆国 カリフォルニア州 92126 サンディエゴ ハイドラレーン 8235 (72)発明者 ウィリアム エイムズ アメリカ合衆国 カリフォルニア州 92064 ポーウェイ カントリークリーク ロード 13947

Claims (22)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 低地球軌道に配列される低地球軌道衛星
    であって各々が１の地上局の視野にある任意の時刻にお
    いて特定の仰角に位置する複数の低地球軌道衛星を介し
    て通信トラフィックを割り当てる通信トラフィック制御
    方法であって、 前記地上局からの通信リンクを受信する受信機と、ユー
    ザ端末に通信リンクを送信する送信機と、ユーザ端末か
    らの通信リンクを受信する受信機と、前記地上局に通信
    リンクを送信する送信機とを前記衛星の各々に設ける行
    程と、 サービス要求に応答して、仰角が最大の衛星を新しい通
    信リンクに割り当てることができるか否かを判定する判
    定行程と、 仰角が最大の衛星を新しい通信リンクに割り当てること
    ができる場合は、新しい通信リンクを仰角が最大の衛星
    に割り当てる割当行程と、 仰角が最大の衛星を新しい通信リンクに割り当てること
    ができない場合は、仰角が最大角よりも小なる衛星を新
    しい通信リンクに割り当てることができるか否かを判定
    する判定行程と、 仰角が最大角よりも小なる衛星を新しい通信リンクに割
    り当てることができる場合は、新しい通信リンクを仰角
    が最大角よりも小なる衛星に割り当てる割当行程と、を
    有することを特徴とする通信トラフィック制御方法。
  2. 【請求項２】 前記判定行程の各々は、前記衛星に既に
    割り当てられている通信リンクが所定最大数に達してい
    るか否かを判定する行程を含むことを特徴とする請求項
    １記載の通信トラフィック制御方法。
  3. 【請求項３】 前記判定行程の各々は、前記衛星が最大
    ピーク磁束密度に相当する電力レベルで送信を行ってい
    るか否かを判定する行程を含むことを特徴とする請求項
    １記載の通信トラフィック制御方法。
  4. 【請求項４】 衛星の各々は地球に対して複数のビーム
    を送信し、前記判定行程の各々は、新たな通信リンクに
    割り当てられる予定のビームが最大所定電力レベルで動
    作しているか否かを判定する行程を含むことを特徴とす
    る請求項１記載の通信トラフィック制御方法。
  5. 【請求項５】 衛星の各々は地球に対して複数のビーム
    を伝送し、前記判定行程の各々は、新たな通信リンクに
    割り当てられる予定のビームが最大ピーク磁束密度に相
    当する電力レベルで送信を行っているか否かを判定する
    行程を含むことを特徴とする請求項１記載の通信トラフ
    ィック制御方法。
  6. 【請求項６】 割当行程の各々は、 前記通信リンクを対応するユーザ端末にてダイバーシチ
    受信モードで動作すべきか否かを判定する判定行程と、 前記通信リンクを対応するユーザ端末にてダイバーシチ
    受信モードで動作せしめる場合は、新たな通信リンクに
    仰角が２番目に大きい衛星の少なくとも１つを割り当て
    ることができるか否かを判定する判定行程と、 新たな通信リンクに仰角が２番目に大きい衛星の少なく
    とも１つを割り当てることができる場合、通信リンクを
    仰角が２番目に大きい衛星にも割り当てて通信リンクを
    少なくとも２つの衛星を介して同時に設ける行程と、を
    さらに有することを特徴とする請求項１記載の通信トラ
    フィック制御方法。
  7. 【請求項７】 ユーザ端末にてサービス要求を発する行
    程を含むことを特徴とする請求項１記載の通信トラフィ
    ック制御方法。
  8. 【請求項８】 地上局を介してサービス要求を発する行
    程を含むことを特徴とする請求項１記載の通信トラフィ
    ック制御方法。
  9. 【請求項９】 低地球軌道に配列される低地球軌道衛星
    であって各々が１の地上局の視野にある任意の時刻にお
    いて特定の仰角に位置する複数の低地球軌道衛星のうち
    の１つの衛星から他の衛星に通信リンクをハンドオフす
    る通信リンク制御方法であって、 前記地上局からの通信リンクを受信する受信機と、ユー
    ザ端末に通信リンクを送信する送信機と、ユーザ端末か
    らの通信リンクを受信する受信機と、前記地上局に通信
    リンクを送信する送信機とを前記衛星の各々に設ける行
    程と、 ハンドオフ要求に応答して、仰角が最大の衛星を新しい
    通信リンクに割り当てることができるか否かを判定する
    判定行程と、 仰角が最大の衛星を新しい通信リンクに割り当てること
    ができる場合は、新しい通信リンクとしてのハンドオフ
    通信リンクを仰角が最大の衛星に割り当てる割当行程
    と、 仰角が最大の衛星を新しい通信リンクに割り当てること
    ができない場合は、仰角が最大角よりも小なる衛星を新
    しい通信リンクに割り当てることができるか否かを判定
    する判定行程と、 仰角が最大角よりも小なる衛星を新しい通信リンクに割
    り当てることができる場合は、新しい通信リンクとして
    のハンドオフ通信リンクを仰角が最大角よりも小なる衛
    星に割り当てる割当行程と、を有することを特徴とする
    通信リンク制御方法。
  10. 【請求項１０】 前記判定行程の各々は、前記衛星に既
    に割り当てられている通信リンクが所定最大数に達して
    いるか否かを判定する行程を含むことを特徴とする請求
    項９記載の通信リンク制御方法。
  11. 【請求項１１】 前記判定行程の各々は、前記衛星が最
    大ピーク磁束密度に相当する電力レベルで送信している
    か否かを判定する行程を含むことを特徴とする請求項９
    記載の通信リンク制御方法。
  12. 【請求項１２】 衛星の各々は地球に対して複数のビー
    ムを送信し、前記判定行程の各々は、新たな通信リンク
    に割り当てられる予定のビームが最大所定電力レベルで
    動作しているか否かを判定する行程を含むことを特徴と
    する請求項９記載の通信リンク制御方法。
  13. 【請求項１３】 衛星の各々は地球に対して複数のビー
    ムを伝送し、前記判定行程の各々は、新たな通信リンク
    が割り当てられる予定のビームが最大ピーク磁束密度に
    相当する電力レベルで送信を行っているか否かを判定す
    る行程を含むことを特徴とする請求項９記載の通信リン
    ク制御方法。
  14. 【請求項１４】 前記割当行程の各々は、 前記ハンドオフ通信リンクを対応するユーザ端末にてダ
    イバーシチ受信モードで動作させるべきか否かを判定す
    る判定行程と、 前記ハンドオフ通信リンクを対応するユーザ端末にてダ
    イバーシチ受信モードで動作せしめる場合、仰角が２番
    目に大きい衛星の少なくとも１つを新たな通信リンクに
    割り当てることができるか否かを判定する判定行程と、 仰角が２番目に大きい衛星の少なくとも１つを新たな通
    信リンクに割り当てることができる場合は、ハンドオフ
    通信リンクを仰角が２番目に大きい衛星にも割り当てて
    ハンドオフ通信リンクを少なくとも２つの衛星を介して
    同時に設ける行程と、をさらに含むことを特徴とする請
    求項９記載の通信リンク制御方法。
  15. 【請求項１５】 少なくとも１つの地上局からの複数の
    通信フィーダリンクを受信する手段、及び受信したフィ
    ーダリンクを地上に位置するユーザ端末の複数に送信す
    る手段を各々が有して低地球軌道に配列された複数の低
    地球軌道衛星と、 前記通信フィーダリンクを前記衛星の少なくとも１つに
    送信する手段、及び前記通信フィーダリンクを地上に位
    置する電気通信システムに接続する手段を含む地上局の
    少なくとも１つと、を有する通信システムであって、 前記衛星の各々は、前記地上局の視野にある任意の時刻
    において特定の仰角に位置し、 通信リンクを設けるサービス要求に反応して、仰角が最
    大の衛星を新たな通信リンクに割り当てることができる
    か否かを判定して、仰角が最大の衛星を新たな通信リン
    クに割り当てることができる場合は新たな通信リンクを
    仰角が最大の衛星に割り当てる判定手段をさらに有し、 前記判定手段は、仰角が最大の衛星を新たな通信リンク
    に割り当てることができない場合は、仰角が最大角より
    も小なる衛星を新たな通信リンクに割り当てることがで
    きるか否かを判定し、仰角が最大角よりも小なる衛星を
    新たな通信リンクに割り当てることができる場合は、新
    たな通信リンクを仰角が最大角よりも小なる衛星に割り
    当てることを特徴とする通信システム。
  16. 【請求項１６】 データリンクを介して前記地上局と双
    方向に接続される通信システム制御手段をさらに有し、 前記判定手段は、前記データリンクを介して受信される
    情報の少なくとも一部に基づいて１つの衛星に既に割り
    当てられている通信リンクが所定最大数に達しているか
    否かを判定することを特徴とする請求項１５記載の通信
    システム。
  17. 【請求項１７】 データリンクを介して前記地上局と双
    方向に接続される通信システム制御手段をさらに有し、 前記判定手段は、前記データリンクを介して受信される
    情報の少なくとも一部分に基づいて最大ピーク磁束密度
    に相当する電力レベルで１つの衛星が送信を行っている
    か否かを判定することを特徴とする請求項１５記載の通
    信システム。
  18. 【請求項１８】 各衛星は地球に複数のビームを伝送
    し、 データリンクを介して前記地上局と双方向に接続される
    通信システム制御手段をさらに有し、 前記判定手段は、新たな通信リンクに割り当てられる予
    定のビームが、前記データリンクを介して受信される情
    報の少なくとも一部に基づいて最大所定電力レベルで動
    作しているか否かを判定することを特徴とする請求項１
    ５記載の通信システム。
  19. 【請求項１９】 各衛星は地球に複数のビームを伝送
    し、 データリンクを介して前記地上局と双方向に接続される
    通信システム制御手段をさらに有し、 前記判定手段は、新たな通信リンクに割り当てられる予
    定のビームが、最大ピーク磁束密度に相当する電力レベ
    ルで送信を行っているか否かを判定することを特徴とす
    る請求項１５記載の通信システム。
  20. 【請求項２０】 前記判定手段は、 前記通信リンクを対応するユーザ端末にてダイバーシチ
    受信モードで動作させるべきか否かを判定し、ダイバー
    シチ受信モードで動作させる場合は仰角が２番目に大き
    い衛星を新たな通信リンクに割り当てることができるか
    否かを判定し、仰角が２番目に大きい衛星を新たな通信
    リンクに割り当てることができる場合は通信リンクを仰
    角が２番目に大きい衛星に割り当てて少なくとも２つの
    衛星を介して通信リンクを同時に設ける手段をさらに有
    することを特徴とする請求項１５記載の通信システム。
  21. 【請求項２１】 低地球軌道に配列されるとともに各々
    が１の地上局の視野にある任意の時刻において特定の仰
    角に位置する複数の低地球軌道衛星を介して通信トラフ
    ィックを割り当てる通信トラフィック制御方法であっ
    て、 前記地上局からのスペクトラム拡散通信リンクを受信す
    る受信機と、ユーザ端末にスペクトラム拡散通信リンク
    を送信する送信機と、ユーザ端末からのスペクトラム拡
    散通信リンクを受信する受信機と、前記地上局にスペク
    トラム拡散通信リンクを送信する送信機とを前記衛星の
    各々に設ける行程と、 新たなスペクトラム拡散通信リンクを設けるサービス要
    求に応答して、前記地上局の視野にある衛星のうち仰角
    が最大である衛星から順番に他の通信リンクに割り当て
    ることができるか否かを判定していく行程と、 新たな通信リンクを少なくとも２つの衛星に割り当てる
    行程と、を有することを特徴とする通信トラフィック制
    御方法。
  22. 【請求項２２】 低地球軌道に配列されるとともに各々
    が１の地上局の視野にある任意の時刻において特定の仰
    角に位置する複数の低地球軌道衛星を介して通信トラフ
    ィックを割り当てる通信トラフィック制御方法であっ
    て、 前記地上局からのスペクトラム拡散通信リンクを受信す
    る受信機と、ユーザ端末にスペクトラム拡散通信リンク
    を送信する送信機と、ユーザ端末からのスペクトラム拡
    散通信リンクを受信する受信機と、前記地上局にスペク
    トラム拡散通信リンクを送信する送信機とを前記衛星の
    各々に設ける行程と、 既存の通信リンクをハンドオフする要求に応答して、前
    記地上局の視野にある衛星のうち仰角が最大である衛星
    から順番に他の通信リンクに割り当てることができるか
    否かを判定していく行程と、 ハンドオフ通信リンクを少なくとも２つの衛星に割り当
    てる行程と、を有することを特徴とする通信トラフィッ
    ク制御方法。
JP8099773A 1995-06-06 1996-04-22 多重衛星中継器の制御方法 Pending JPH08331030A (ja)

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