JPH10271057A - 双方向衛星通信ネットワーク - Google Patents
双方向衛星通信ネットワークInfo
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- JPH10271057A JPH10271057A JP9351038A JP35103897A JPH10271057A JP H10271057 A JPH10271057 A JP H10271057A JP 9351038 A JP9351038 A JP 9351038A JP 35103897 A JP35103897 A JP 35103897A JP H10271057 A JPH10271057 A JP H10271057A
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- Japan
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- transceiver
- gateway
- communication system
- transceivers
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- 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
- H04B7/18521—Systems of inter linked satellites, i.e. inter satellite service
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
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- H04B7/185—Space-based or airborne stations; Stations for satellite systems
- H04B7/1853—Satellite systems for providing telephony service to a mobile station, i.e. mobile satellite service
- H04B7/18558—Arrangements for managing communications, i.e. for setting up, maintaining or releasing a call between stations
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
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- H04B7/15—Active relay systems
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- H04B7/1851—Systems using a satellite or space-based relay
- H04B7/18515—Transmission equipment in satellites or space-based relays
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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
- H04B7/195—Non-synchronous stations
-
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
- H04B7/14—Relay systems
- H04B7/15—Active relay systems
- H04B7/204—Multiple access
- H04B7/216—Code division or spread-spectrum multiple access [CDMA, SSMA]
-
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
- H04B7/24—Radio transmission systems, i.e. using radiation field for communication between two or more posts
Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【課題】移動及び固定型通信の高速な音声・画像・デー
タの衛星通信システムを提供する。 【解決手段】通信システムであって、少なくとも1つの
低高度軌道第1衛星10と、低高度軌道以外にある少なく
とも1つの第2衛星11と、複数のユーザトランシーバ7
8,80,82,84及びPSTNまたは光ファイバネットワーク
などの公衆アクセス可能な地上通信システムに接続され
た少なくとも1つのゲートウェイ76を含む地上セグメン
ト(12)とからなるシステム。第1衛星は、ゲートウェ
イ、ユーザトランシーバ、第2衛星と通信する第1、第
2、第3トランシーバとを有する。第2衛星を介してゲ
ートウェイとユーザトランシーバとの間で通信を中継す
る搭載プロセッサおよびスイッチングマトリクスにより
接続されている。複数のユーザトランシーバは、第1衛
星を介してネットワークに相互接続のデータプロセッサ
を含む。
タの衛星通信システムを提供する。 【解決手段】通信システムであって、少なくとも1つの
低高度軌道第1衛星10と、低高度軌道以外にある少なく
とも1つの第2衛星11と、複数のユーザトランシーバ7
8,80,82,84及びPSTNまたは光ファイバネットワーク
などの公衆アクセス可能な地上通信システムに接続され
た少なくとも1つのゲートウェイ76を含む地上セグメン
ト(12)とからなるシステム。第1衛星は、ゲートウェ
イ、ユーザトランシーバ、第2衛星と通信する第1、第
2、第3トランシーバとを有する。第2衛星を介してゲ
ートウェイとユーザトランシーバとの間で通信を中継す
る搭載プロセッサおよびスイッチングマトリクスにより
接続されている。複数のユーザトランシーバは、第1衛
星を介してネットワークに相互接続のデータプロセッサ
を含む。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は概して通信システム
に関し、特に1つまたは複数の衛星を用いて通信システ
ムを経由してユーザ通信を振り向ける通信システムに関
する。
に関し、特に1つまたは複数の衛星を用いて通信システ
ムを経由してユーザ通信を振り向ける通信システムに関
する。
【0002】
【従来の技術】衛星を用いた個人用の通信サービスは新
しい地球規模のビジネスとして台頭してきた。これらの
システムは効果的な通信のために、1つの衛星、あるい
は多数の衛星を経由する個々の多数の回線を利用してい
る。衛星通信システムは、地上に設備を作らなくても地
上の至る所に大面積のカバレッジエリアを提供できる点
に価値がある。近年、これらのサービスため周波数の一
部が使えるようになってきたので、幾つかの提案が多く
の機関によってなされてきた。1つの提案は時分割多元
接続(TDMA)を用いる方法であり、他には符号分割
多元接続(CDMA:Code Division Multiple Access)
などがある。CDMAシステムの特徴は、周波数帯を共
同で用いる一方システム容量の数パーセントしか消費し
ないことにある。
しい地球規模のビジネスとして台頭してきた。これらの
システムは効果的な通信のために、1つの衛星、あるい
は多数の衛星を経由する個々の多数の回線を利用してい
る。衛星通信システムは、地上に設備を作らなくても地
上の至る所に大面積のカバレッジエリアを提供できる点
に価値がある。近年、これらのサービスため周波数の一
部が使えるようになってきたので、幾つかの提案が多く
の機関によってなされてきた。1つの提案は時分割多元
接続(TDMA)を用いる方法であり、他には符号分割
多元接続(CDMA:Code Division Multiple Access)
などがある。CDMAシステムの特徴は、周波数帯を共
同で用いる一方システム容量の数パーセントしか消費し
ないことにある。
【0003】さらに非GSO(Non-GSO:non-geosynchro
nous orbit)衛星システムと呼ばれる、低軌道周回衛星
(LEOS:Low Earth Orbiting Satellite)システムは新
しい次元の通信を提供する。たとえばLEOSシステム
は、ステファン A.エイミス(Stephen A.Ames)によ
る「リピータダイバーシチスペクトル拡散通信システム
(Repeater Diversity Spread Spectrum Communication
System)」と題する1993年8月3日発行の米国特
許第5,233,626号に述べられているダイバーシチを提供
する。他にはLEOSシステムは、一般に公衆交換電話
網(PSTN:PublicSwitched Telephone Network)と呼ばれ
る固定点にユーザ通信を接続することができる。
nous orbit)衛星システムと呼ばれる、低軌道周回衛星
(LEOS:Low Earth Orbiting Satellite)システムは新
しい次元の通信を提供する。たとえばLEOSシステム
は、ステファン A.エイミス(Stephen A.Ames)によ
る「リピータダイバーシチスペクトル拡散通信システム
(Repeater Diversity Spread Spectrum Communication
System)」と題する1993年8月3日発行の米国特
許第5,233,626号に述べられているダイバーシチを提供
する。他にはLEOSシステムは、一般に公衆交換電話
網(PSTN:PublicSwitched Telephone Network)と呼ばれ
る固定点にユーザ通信を接続することができる。
【0004】大容量の光ファイバ通信が世界規模で展開
されており、特に米国では家庭の加入者線まで接続され
ている。光ファイバ通信網は、従来の音声通信だけでな
く画像や高速データ伝送を行うことができる。マルチメ
ディア対応のパーソナルコンピュータネットワークは光
ファイバ通信網による高速性と大容量性を利用できる。
しかし光ファイバケーブルの提供には費用がかかり、ど
この場所でも経済的というわけではなく、非都市部の大
きなエリアは妥当な期間内では光ファイバ通信網の恩恵
を受けることができるとは期待できない。
されており、特に米国では家庭の加入者線まで接続され
ている。光ファイバ通信網は、従来の音声通信だけでな
く画像や高速データ伝送を行うことができる。マルチメ
ディア対応のパーソナルコンピュータネットワークは光
ファイバ通信網による高速性と大容量性を利用できる。
しかし光ファイバケーブルの提供には費用がかかり、ど
この場所でも経済的というわけではなく、非都市部の大
きなエリアは妥当な期間内では光ファイバ通信網の恩恵
を受けることができるとは期待できない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の第一の目的
は、現在光ファイバでは経済的でない地域に通信サービ
スを供給するシステムおよび方法を提供することであ
る。さらに、移動および固定型通信の音声・データサー
ビスに加え、高速の画像・データの通信サービスを供給
する衛星通信システムを提供することにある。
は、現在光ファイバでは経済的でない地域に通信サービ
スを供給するシステムおよび方法を提供することであ
る。さらに、移動および固定型通信の音声・データサー
ビスに加え、高速の画像・データの通信サービスを供給
する衛星通信システムを提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明による衛星通信シ
ステムにより前述の課題や他の課題は解決され、また本
発明の目的が達成される。すなわち、少なくとも1つの
第1の低軌道周回衛星と、望ましくは多数の低軌道周回
中継衛星群からなる通信システムである。衛星群の衛星
は、高度2000km以下の傾斜円軌道にあるのが望ま
しい。またこの通信システムは、低高度軌道ではない静
止軌道などにある少なくとも1つ、望ましくは複数の第
2衛星を有する。さらに複数のユーザトランシーバと、
公衆アクセスが可能な地上通信システムまたは公衆交換
電話網(PSTN:Public Switched Telephone Network)や光
ファイバ通信網などの民間ネットワークに接続された少
なくとも1つのゲートウェイを有する地上セグメントか
らなる。第1衛星は、少なくとも1つのゲートウェイと
通信する第1トランシーバ、少なくとも1つのユーザト
ランシーバと通信する第2トランシーバ、および少なく
とも1つの第2衛星と通信する第3トランシーバを有す
る。第1、第2、第3トランシーバは、第2衛星を介し
て音声、データ、画像などのユーザ通信を少なくとも1
つのゲートウェイと少なくとも1つのユーザトランシー
バとの間を中継するよう、第1衛星上で切り替え可能な
ように接続されている。
ステムにより前述の課題や他の課題は解決され、また本
発明の目的が達成される。すなわち、少なくとも1つの
第1の低軌道周回衛星と、望ましくは多数の低軌道周回
中継衛星群からなる通信システムである。衛星群の衛星
は、高度2000km以下の傾斜円軌道にあるのが望ま
しい。またこの通信システムは、低高度軌道ではない静
止軌道などにある少なくとも1つ、望ましくは複数の第
2衛星を有する。さらに複数のユーザトランシーバと、
公衆アクセスが可能な地上通信システムまたは公衆交換
電話網(PSTN:Public Switched Telephone Network)や光
ファイバ通信網などの民間ネットワークに接続された少
なくとも1つのゲートウェイを有する地上セグメントか
らなる。第1衛星は、少なくとも1つのゲートウェイと
通信する第1トランシーバ、少なくとも1つのユーザト
ランシーバと通信する第2トランシーバ、および少なく
とも1つの第2衛星と通信する第3トランシーバを有す
る。第1、第2、第3トランシーバは、第2衛星を介し
て音声、データ、画像などのユーザ通信を少なくとも1
つのゲートウェイと少なくとも1つのユーザトランシー
バとの間を中継するよう、第1衛星上で切り替え可能な
ように接続されている。
【0007】前記少なくとも1つの第1衛星はさらに、
前記第1トランシーバと双方向的に接続された第1搭載
プロセッサ、前記第2トランシーバと双方向的に接続さ
れた第2搭載プロセッサ、前記第1、第2搭載プロセッ
サおよび前記第3トランシーバと双方向的に接続され前
記第1、第2搭載プロセッサと前記第3トランシーバと
の間の通信経路を選択的に確立する交換ネットワークを
備えている。
前記第1トランシーバと双方向的に接続された第1搭載
プロセッサ、前記第2トランシーバと双方向的に接続さ
れた第2搭載プロセッサ、前記第1、第2搭載プロセッ
サおよび前記第3トランシーバと双方向的に接続され前
記第1、第2搭載プロセッサと前記第3トランシーバと
の間の通信経路を選択的に確立する交換ネットワークを
備えている。
【0008】前記複数のユーザトランシーバは、前記少
なくとも1つの第1衛星を経由して、あるネットワーク
に相互接続(interconnect)された複数のデータプロセッ
サを有していてもよい。このネットワークは仮想ネット
ワークとみなしてもよく、メッシュ型、スター型、また
は他のトポロジーを有していてもよい。本発明の望まし
い、しかし限定的ではない実施態様は、ユーザトランシ
ーバは直接拡散CDMA(DS-CDMA:direct sequence cod
e division multiple access)通信を送受信でき、ユー
ザトランシーバとの信号の送受信は所定の拡散符号によ
ってデジタルデータ(たとえば音声、データ、画像な
ど)を拡散することによってなされる。
なくとも1つの第1衛星を経由して、あるネットワーク
に相互接続(interconnect)された複数のデータプロセッ
サを有していてもよい。このネットワークは仮想ネット
ワークとみなしてもよく、メッシュ型、スター型、また
は他のトポロジーを有していてもよい。本発明の望まし
い、しかし限定的ではない実施態様は、ユーザトランシ
ーバは直接拡散CDMA(DS-CDMA:direct sequence cod
e division multiple access)通信を送受信でき、ユー
ザトランシーバとの信号の送受信は所定の拡散符号によ
ってデジタルデータ(たとえば音声、データ、画像な
ど)を拡散することによってなされる。
【0009】
【発明の実施の形態】図1に本発明の例示的な実施態様
を示す。少なくとも1つ、望ましくは複数の衛星10が
地球周回軌道にあり、高度2000km以下、たとえば
1400kmで幾つかの傾斜した周回面に48個の衛星
からなる低軌道周回衛星(LEOS)群を形成してい
る。軌道は円形の場合があるが、本発明の開示するとこ
ろは必ずしも円形軌道に限らない。地球または地上セグ
メント12はRF(高周波)信号のアップリンク、ダウ
ンリンクを介して衛星10およびトランシーバに接続さ
れている。衛星10は、複数のRF送受信機(トランシ
ーバ)、搭載プロセッサ、搭載プロセッサを相互接続す
るスイッチングマトリクスにより、種々の周波数を用い
て地上セグメント12の様々な要素を相互接続するよう
動作する。光ファイバまたはRFリンクなどの衛星間リ
ンク(ISL:inter-satellite link)を介し、同一のま
たは異なった衛星群間の接続も行われる。
を示す。少なくとも1つ、望ましくは複数の衛星10が
地球周回軌道にあり、高度2000km以下、たとえば
1400kmで幾つかの傾斜した周回面に48個の衛星
からなる低軌道周回衛星(LEOS)群を形成してい
る。軌道は円形の場合があるが、本発明の開示するとこ
ろは必ずしも円形軌道に限らない。地球または地上セグ
メント12はRF(高周波)信号のアップリンク、ダウ
ンリンクを介して衛星10およびトランシーバに接続さ
れている。衛星10は、複数のRF送受信機(トランシ
ーバ)、搭載プロセッサ、搭載プロセッサを相互接続す
るスイッチングマトリクスにより、種々の周波数を用い
て地上セグメント12の様々な要素を相互接続するよう
動作する。光ファイバまたはRFリンクなどの衛星間リ
ンク(ISL:inter-satellite link)を介し、同一のま
たは異なった衛星群間の接続も行われる。
【0010】本発明の望ましい実施態様では、衛星10
は他の衛星11、たとえばより高高度の静止軌道(GS
O:geosynchronous orbit)、中高度軌道(MEO:medium
earth orbit)、モルニヤ(Molniya)軌道の衛星などとの
衛星間リンクを提供する回路14,アンテナ16,18
を備えている。このように所定の通信信号は地上セグメ
ント12の一部から衛星10の1つにアップリンク送信
され、地上セグメント12にダウンリンク送信される前
に直接または他のLEO衛星10を介し、1つまたは複
数の衛星11を経由する。このリンクは双方向的(たと
えば全二重)な場合がある。
は他の衛星11、たとえばより高高度の静止軌道(GS
O:geosynchronous orbit)、中高度軌道(MEO:medium
earth orbit)、モルニヤ(Molniya)軌道の衛星などとの
衛星間リンクを提供する回路14,アンテナ16,18
を備えている。このように所定の通信信号は地上セグメ
ント12の一部から衛星10の1つにアップリンク送信
され、地上セグメント12にダウンリンク送信される前
に直接または他のLEO衛星10を介し、1つまたは複
数の衛星11を経由する。このリンクは双方向的(たと
えば全二重)な場合がある。
【0011】アンテナ16,18は非展開型(non-deplo
yed)フェーズドアレーまたは反射焦点面に多重ビーム給
電アセンブリを配した展開型反射鏡(deployed reflecto
r)でもよい。図1についてさらに詳細に説明すると、衛
星10はSバンド受信アンテナ20、Sバンド送信アン
テナ22、Lバンド受信アンテナ24、Sバンド送信ア
ンテナ26を備えている。Sバンドアンテナ20、22
は帯域幅30MHzでそれぞれ周波数2.2GHz、
1.9GHzで動作する。Lバンドアンテナ24は1.
6GHzで動作し、ダウンリンクSバンドアンテナ26
は2.5GHzで動作する。アンテナ20、22は非展
開型フェーズドアレー、展開型フェーズドアレー、反射
焦点面に多重ビーム給電部を有する展開型反射鏡でもよ
い。アンテナ24,26を介するLバンド、Sバンドの
伝送帯域は16.5MHzの場合がある。アンテナ20
−26にはそれぞれRF回路ブロック28−34が接続
されている。RF回路ブロック28−34は適切な信号
変・復調器を備えている。望ましい接続技術としては直
接拡散(DS:direct sequence)の符号分割多元接続(C
DMA)を用いることである。しかし本発明はこのDS
−CDMA法にのみ限定されず、たとえば適当な時分割
多元接続(TDMA:Time Division Multiple Access)
も用いることができる。
yed)フェーズドアレーまたは反射焦点面に多重ビーム給
電アセンブリを配した展開型反射鏡(deployed reflecto
r)でもよい。図1についてさらに詳細に説明すると、衛
星10はSバンド受信アンテナ20、Sバンド送信アン
テナ22、Lバンド受信アンテナ24、Sバンド送信ア
ンテナ26を備えている。Sバンドアンテナ20、22
は帯域幅30MHzでそれぞれ周波数2.2GHz、
1.9GHzで動作する。Lバンドアンテナ24は1.
6GHzで動作し、ダウンリンクSバンドアンテナ26
は2.5GHzで動作する。アンテナ20、22は非展
開型フェーズドアレー、展開型フェーズドアレー、反射
焦点面に多重ビーム給電部を有する展開型反射鏡でもよ
い。アンテナ24,26を介するLバンド、Sバンドの
伝送帯域は16.5MHzの場合がある。アンテナ20
−26にはそれぞれRF回路ブロック28−34が接続
されている。RF回路ブロック28−34は適切な信号
変・復調器を備えている。望ましい接続技術としては直
接拡散(DS:direct sequence)の符号分割多元接続(C
DMA)を用いることである。しかし本発明はこのDS
−CDMA法にのみ限定されず、たとえば適当な時分割
多元接続(TDMA:Time Division Multiple Access)
も用いることができる。
【0012】DS−CDMAの場合、各RF回路ブロッ
クは位相復調回路、およびアップリンクRF信号の同じ
帯域を占有する複数のユーザ信号を分離するためユーザ
に割り当てた擬似雑音(PN:pseudo-noise)拡散コード
を用い受信信号を逆拡散する回路を有する。その結果複
数のデジタルデータ信号が得られ、処理およびルーティ
ングのため搭載プロセッサ(OBP:on-board processe
r)に入力される。OBPから受けたデジタルデータ信
号(たとえば音声、データ、画像など)は割当て拡散コ
ードで拡散され、拡散信号を位相変調した後、ユーザへ
送信される。
クは位相復調回路、およびアップリンクRF信号の同じ
帯域を占有する複数のユーザ信号を分離するためユーザ
に割り当てた擬似雑音(PN:pseudo-noise)拡散コード
を用い受信信号を逆拡散する回路を有する。その結果複
数のデジタルデータ信号が得られ、処理およびルーティ
ングのため搭載プロセッサ(OBP:on-board processe
r)に入力される。OBPから受けたデジタルデータ信
号(たとえば音声、データ、画像など)は割当て拡散コ
ードで拡散され、拡散信号を位相変調した後、ユーザへ
送信される。
【0013】第1搭載プロセッサ(OBP)36はSバンド
アンテナとRFブロックのペア20,22,28,30
と双方向的に接続されている。また第2搭載プロセッサ
38はLバンド、SバンドアンテナとRFブロックのペ
ア24,26,32,34と双方向的に接続されてい
る。前述のように搭載プロセッサ36,38は、RFブ
ロック28,32の中でベースバンドにダウンコンバー
ト、および復調された信号を受ける。信号中のルーティ
ングや他の情報、たとえば音声、データ、画像などのデ
ータパケットの目的地情報はOBPにより調べられ、交
換機/ルータ(ICR:interconnector-router)70を経
由して他のOBPに送られ所望の回線が完結される。I
CRブロック70はクロスバー、またはOBPによって
プログラムされる同様なスイッチ構造からなり、種々の
入出力(I/O)ポート70a−70f間の非妨害(non-bloc
king)通信経路を確立、維持する。したがってICRブ
ロック70は種々のOBPとの信号や、衛星間リンクブ
ロック10およびアンテナ16,18を介し衛星11を
経由した衛星10との伝送信号のルーティングをするこ
とができる。この交換能力により、衛星10および、ま
たは衛星11を介して様々な地上セグメント端末や装
置、地上通信インフラ(たとえば、PSTNまたは光フ
ァイバ網)を接続できる。
アンテナとRFブロックのペア20,22,28,30
と双方向的に接続されている。また第2搭載プロセッサ
38はLバンド、SバンドアンテナとRFブロックのペ
ア24,26,32,34と双方向的に接続されてい
る。前述のように搭載プロセッサ36,38は、RFブ
ロック28,32の中でベースバンドにダウンコンバー
ト、および復調された信号を受ける。信号中のルーティ
ングや他の情報、たとえば音声、データ、画像などのデ
ータパケットの目的地情報はOBPにより調べられ、交
換機/ルータ(ICR:interconnector-router)70を経
由して他のOBPに送られ所望の回線が完結される。I
CRブロック70はクロスバー、またはOBPによって
プログラムされる同様なスイッチ構造からなり、種々の
入出力(I/O)ポート70a−70f間の非妨害(non-bloc
king)通信経路を確立、維持する。したがってICRブ
ロック70は種々のOBPとの信号や、衛星間リンクブ
ロック10およびアンテナ16,18を介し衛星11を
経由した衛星10との伝送信号のルーティングをするこ
とができる。この交換能力により、衛星10および、ま
たは衛星11を介して様々な地上セグメント端末や装
置、地上通信インフラ(たとえば、PSTNまたは光フ
ァイバ網)を接続できる。
【0014】衛星10は、第1Kaバンド(ユーザリン
ク)送信アンテナ40、第1Kaバンド(ユーザリン
ク)受信アンテナ42、第2Kaバンド(フィーダーリ
ンク)送信アンテナ44、第2Kaバンド(フィーダー
リンク)受信アンテナ46を備えている。Kaバンドア
ンテナは約19GHz(受信)、28GHz(送信)、
帯域400MHzで動作し、本発明の特徴である高速、
大容量のユーザリンクを提供する。これらのアンテナは
非展開型フェーズドアレー、展開型フェーズドアレー、
反射焦点面に多重ビーム給電部を有する展開型反射鏡で
もよい。アンテナ40−46にはそれぞれRF回路ブロ
ック48−54が接続されている。RF回路ブロック4
8−54は適切な変調器、復調器を備えている。OBP
56,58はそれぞれRF回路ブロック48,50およ
び52,54と、またICR70と双方向的に接続され
ている。
ク)送信アンテナ40、第1Kaバンド(ユーザリン
ク)受信アンテナ42、第2Kaバンド(フィーダーリ
ンク)送信アンテナ44、第2Kaバンド(フィーダー
リンク)受信アンテナ46を備えている。Kaバンドア
ンテナは約19GHz(受信)、28GHz(送信)、
帯域400MHzで動作し、本発明の特徴である高速、
大容量のユーザリンクを提供する。これらのアンテナは
非展開型フェーズドアレー、展開型フェーズドアレー、
反射焦点面に多重ビーム給電部を有する展開型反射鏡で
もよい。アンテナ40−46にはそれぞれRF回路ブロ
ック48−54が接続されている。RF回路ブロック4
8−54は適切な変調器、復調器を備えている。OBP
56,58はそれぞれRF回路ブロック48,50およ
び52,54と、またICR70と双方向的に接続され
ている。
【0015】衛星10はまた、たとえばKaバンドまた
はCバンド(フィーダーリンク)の送信アンテナ60、
受信アンテナ62を備えている。好ましい実施態様では
フィーダーリンクにCバンドを用いた場合、動作周波数
は3GHzから7GHzであある。RF回路ブロック6
4,66はそれぞれアンテナ60,62に接続されてい
る。RF回路ブロック64,66は適切な変調器、復調
器を備えている。OBP68はRF回路ブロック64,
66と、またICR70と双方向的に接続されている。
はCバンド(フィーダーリンク)の送信アンテナ60、
受信アンテナ62を備えている。好ましい実施態様では
フィーダーリンクにCバンドを用いた場合、動作周波数
は3GHzから7GHzであある。RF回路ブロック6
4,66はそれぞれアンテナ60,62に接続されてい
る。RF回路ブロック64,66は適切な変調器、復調
器を備えている。OBP68はRF回路ブロック64,
66と、またICR70と双方向的に接続されている。
【0016】地上セグメント12について説明すると、
複数の地上のデータ、音声またはデータのネットワー
ク、固定型または移動ユーザ端末がある。 地上セグメ
ント12は、衛星のCバンドアンテナ60,62と通信
するトランシーバを備えた第1ゲートウェイ72を有す
る。これらの伝送は地上公衆交換電話網(PSTN)、または
たとえばユーザ端末82,84と音声・データ通信を行
うためのフィーダーリンクである。図中に番号78,8
0,82,84で示した様々な端末や装置はすべて加入
者、ユーザ端末またはトランシーバと考えることができ
る。
複数の地上のデータ、音声またはデータのネットワー
ク、固定型または移動ユーザ端末がある。 地上セグメ
ント12は、衛星のCバンドアンテナ60,62と通信
するトランシーバを備えた第1ゲートウェイ72を有す
る。これらの伝送は地上公衆交換電話網(PSTN)、または
たとえばユーザ端末82,84と音声・データ通信を行
うためのフィーダーリンクである。図中に番号78,8
0,82,84で示した様々な端末や装置はすべて加入
者、ユーザ端末またはトランシーバと考えることができ
る。
【0017】図2はゲートウェイ72を詳細に示してお
り、通常、複数のゲートウェイが様々な地形エリアをカ
バーするのに用いられる。各ゲートウェイ72は、アン
テナ90,アンテナドライバ92,アンテナ架台94,
低雑音受信機96,高電力増幅器98からなる、4つま
での二重偏波高周波(RF)Cバンド・サブシステムを備
えている。これらのコンポーネントは全て外部環境から
の保護のためレイドーム(radome)構造内に納められてい
る。
り、通常、複数のゲートウェイが様々な地形エリアをカ
バーするのに用いられる。各ゲートウェイ72は、アン
テナ90,アンテナドライバ92,アンテナ架台94,
低雑音受信機96,高電力増幅器98からなる、4つま
での二重偏波高周波(RF)Cバンド・サブシステムを備
えている。これらのコンポーネントは全て外部環境から
の保護のためレイドーム(radome)構造内に納められてい
る。
【0018】ゲートウェイ72はさらにダウンコンバー
タ100、アップコンバータ102を備え、それぞれ受
信および送信搬送信号を処理する。ダウンコンバータ1
00およびアップコンバータ102はCDMAサブシス
テムに接続され、次にこれらはPSTNインターフェー
ス106を介して公衆交換電話網(PSTN)に接続されてい
る。PSTNは任意に衛星・衛星間リンクで迂回するこ
ともできる。
タ100、アップコンバータ102を備え、それぞれ受
信および送信搬送信号を処理する。ダウンコンバータ1
00およびアップコンバータ102はCDMAサブシス
テムに接続され、次にこれらはPSTNインターフェー
ス106を介して公衆交換電話網(PSTN)に接続されてい
る。PSTNは任意に衛星・衛星間リンクで迂回するこ
ともできる。
【0019】CDMAサブシステムは信号合波/スイッ
チ部104a、ゲートウェイ・トランシーバサブシステ
ム(GTS:Gateway Transceiver Subsystem)104b、
GTSコントローラ104c、CDMA交換サブシステ
ム(CIS:CDMA Interconnect Subsystem)104d、セ
レクタバンク・サブシステム(SBS:Selector BankSub
system)104eを備えている。CDMAサブシステム
104は基地局管理装置(BSM:Base Station Manage
r)104fによって制御され、CDMAコンパチブル
(たとえば、IS−95コンパチブル)な基地局と同様
に機能する。CDMAサブシステムはまた周波数シンセ
サイザ104g、場合によってはGPS受信機(Global
Positioning System)104hを備えている。
チ部104a、ゲートウェイ・トランシーバサブシステ
ム(GTS:Gateway Transceiver Subsystem)104b、
GTSコントローラ104c、CDMA交換サブシステ
ム(CIS:CDMA Interconnect Subsystem)104d、セ
レクタバンク・サブシステム(SBS:Selector BankSub
system)104eを備えている。CDMAサブシステム
104は基地局管理装置(BSM:Base Station Manage
r)104fによって制御され、CDMAコンパチブル
(たとえば、IS−95コンパチブル)な基地局と同様
に機能する。CDMAサブシステムはまた周波数シンセ
サイザ104g、場合によってはGPS受信機(Global
Positioning System)104hを備えている。
【0020】PSTNインターフェース106はPST
Nサービス交換ポイント(SSP:Service Switch Poin
t)106a、呼制御プロセッサ(CCP:Call Control P
rocessor)106b、ビジター位置登録機(VLR:Visit
or Location Register)106cおよびホーム位置登録
機(HLR:Home Location Register)とのプロトコルイ
ンターフェース106dを備えている。このHLRはセ
ルラゲートウェイまたはPSTNインターフェース10
6の中に備えられている。
Nサービス交換ポイント(SSP:Service Switch Poin
t)106a、呼制御プロセッサ(CCP:Call Control P
rocessor)106b、ビジター位置登録機(VLR:Visit
or Location Register)106cおよびホーム位置登録
機(HLR:Home Location Register)とのプロトコルイ
ンターフェース106dを備えている。このHLRはセ
ルラゲートウェイまたはPSTNインターフェース10
6の中に備えられている。
【0021】ゲートウェイ72はSSP106aからな
る標準インターフェースを介して通常ネットワークに接
続されており、また主レートインターフェース(PRI:
Primary Rate Interface)、または他の適当な手段によ
りPSTNに接続されている。ゲートウェイ72はさら
に、移動交換センター(MSC:Mobile Switching Cente
r)に直接接続が可能である。
る標準インターフェースを介して通常ネットワークに接
続されており、また主レートインターフェース(PRI:
Primary Rate Interface)、または他の適当な手段によ
りPSTNに接続されている。ゲートウェイ72はさら
に、移動交換センター(MSC:Mobile Switching Cente
r)に直接接続が可能である。
【0022】ゲートウェイ72はCCP106bにSS
−7 ISDN固定合図信号を送信できる。このインタ
ーフェースのゲートウェイ側ではCCP106bはCI
S104d、したがってCDMAサブシステム104と
インターフェースをとる。CCP106bはCDMAの
IS−95暫定標準(IS-95 Interim Standard)と同様な
無線インターフェース(Air Interface)システムに関す
るプロトコル翻訳機能を提供する。
−7 ISDN固定合図信号を送信できる。このインタ
ーフェースのゲートウェイ側ではCCP106bはCI
S104d、したがってCDMAサブシステム104と
インターフェースをとる。CCP106bはCDMAの
IS−95暫定標準(IS-95 Interim Standard)と同様な
無線インターフェース(Air Interface)システムに関す
るプロトコル翻訳機能を提供する。
【0023】ブロック106cと106dは通常ゲート
ウェイ72と、たとえばIS−41(北米標準、AMP
S)やGSM(欧州標準、MAP)セルラシステムとコン
パチブルな外部セルラ電話ネットワークとのインターフ
ェース、特にユーザが自システムの外から電話を掛ける
場合、すなわちローミングに関する特定の方法について
のインターフェースを提供する。
ウェイ72と、たとえばIS−41(北米標準、AMP
S)やGSM(欧州標準、MAP)セルラシステムとコン
パチブルな外部セルラ電話ネットワークとのインターフ
ェース、特にユーザが自システムの外から電話を掛ける
場合、すなわちローミングに関する特定の方法について
のインターフェースを提供する。
【0024】ゲートウェイ全体の制御は、様々なゲート
ウェイを相互接続する地上データネットワーク(GDN:
Ground Data Network)110および地上運用制御センタ
ー(GOCC:Ground Operations Control Center)11
2へのインターフェース108aを有するゲートウェイ
コントローラ108によってなされる。またサービスプ
ロバイダ制御センター(SPCC:Service Provider Con
trol Center)114とのインターフェース108bも備
えられている。ゲートウェイコントローラ108は通常
BSM104fおよび、それぞれのアンテナ90に関連
したRFコントローラ116とを介し相互接続されてい
る。ゲートウェイコントローラ108は、ユーザのデー
タベースや衛星エフェメリス(ephemeris)データなどの
データベース118および、運用要員がゲートウェイコ
ントローラ108にアクセスできるためのI/O装置1
20に接続されている。
ウェイを相互接続する地上データネットワーク(GDN:
Ground Data Network)110および地上運用制御センタ
ー(GOCC:Ground Operations Control Center)11
2へのインターフェース108aを有するゲートウェイ
コントローラ108によってなされる。またサービスプ
ロバイダ制御センター(SPCC:Service Provider Con
trol Center)114とのインターフェース108bも備
えられている。ゲートウェイコントローラ108は通常
BSM104fおよび、それぞれのアンテナ90に関連
したRFコントローラ116とを介し相互接続されてい
る。ゲートウェイコントローラ108は、ユーザのデー
タベースや衛星エフェメリス(ephemeris)データなどの
データベース118および、運用要員がゲートウェイコ
ントローラ108にアクセスできるためのI/O装置1
20に接続されている。
【0025】再び図1を参照すると、地上セグメント1
2は衛星10のKaバンドアンテナ44,46に双方向
的に接続された第2ゲートウェイ76を有する固定地上
ネットワークを含んでいる。ゲートウェイ76はまたP
STN74および、適当な光ファイバインターフェース
を介して光ファイバ網75に接続されている。ゲートウ
ェイ76はデータプロセッサ(たとえば、適当なRFフ
ロントエンド78b、Kaバンドアンテナ78cに接続
されたRFインターフェース78aを備えたマルチメデ
ィアPC)などの多くの様々なタイプの装置と交信がで
きる。ユーザ娯楽装置80(たとえばテレビ)などの他の
装置を設けることもできる。その他の装置は、オフィス
ビルや居住エリアをカバーする無線ローカルループ(W
LL:Wireless Local Loop)とのインターフェースなど
である。これらの場合では他の装置80としては適当な
RF回路とKaバンドアンテナ80aを備えているもの
である。装置78,80は衛星10、ゲートウェイ7
6,PSTN74,光ファイバ網75を介して、メッシ
ュ型、スター型、その他の仮想的なネットワークを形成
していると考えることができる。1つの例を挙げれば、
装置78,80と第2ゲートウェイ76の間に400M
Hz帯域、1MB/secのデータリンクを提供でき、画
像やインターネットサービスが可能である。
2は衛星10のKaバンドアンテナ44,46に双方向
的に接続された第2ゲートウェイ76を有する固定地上
ネットワークを含んでいる。ゲートウェイ76はまたP
STN74および、適当な光ファイバインターフェース
を介して光ファイバ網75に接続されている。ゲートウ
ェイ76はデータプロセッサ(たとえば、適当なRFフ
ロントエンド78b、Kaバンドアンテナ78cに接続
されたRFインターフェース78aを備えたマルチメデ
ィアPC)などの多くの様々なタイプの装置と交信がで
きる。ユーザ娯楽装置80(たとえばテレビ)などの他の
装置を設けることもできる。その他の装置は、オフィス
ビルや居住エリアをカバーする無線ローカルループ(W
LL:Wireless Local Loop)とのインターフェースなど
である。これらの場合では他の装置80としては適当な
RF回路とKaバンドアンテナ80aを備えているもの
である。装置78,80は衛星10、ゲートウェイ7
6,PSTN74,光ファイバ網75を介して、メッシ
ュ型、スター型、その他の仮想的なネットワークを形成
していると考えることができる。1つの例を挙げれば、
装置78,80と第2ゲートウェイ76の間に400M
Hz帯域、1MB/secのデータリンクを提供でき、画
像やインターネットサービスが可能である。
【0026】図1に開示した本発明の実施態様によれ
ば、無視できる程度の接続時間でグローバルで広帯域の
インターネットアクセスを提供できる。さらに本発明
は、テレビ/PCへの画像の直接ダウンロード、双方向
画像伝送、双方向テレビ電話を可能にする。移動通信装
置82,84(たとえば携帯、固定ユーザ端末)とのイン
ターオペラビリティ(相互運用性)も、様々な地上無線ロ
ーカルループシステムと同様に(第1ゲートウェイ72
または第2ゲートウェイ76を介して)得られる。
ば、無視できる程度の接続時間でグローバルで広帯域の
インターネットアクセスを提供できる。さらに本発明
は、テレビ/PCへの画像の直接ダウンロード、双方向
画像伝送、双方向テレビ電話を可能にする。移動通信装
置82,84(たとえば携帯、固定ユーザ端末)とのイン
ターオペラビリティ(相互運用性)も、様々な地上無線ロ
ーカルループシステムと同様に(第1ゲートウェイ72
または第2ゲートウェイ76を介して)得られる。
【0027】図3は本発明の他の実施態様を簡単に説明
するものである。球は地球表面を示し、その上を複数の
LEO衛星10が周回する。各衛星10は地球表面に一
般に10aで示すカバレッジエリアを有する。このカバ
レッジエリアは重なることがあり、ユーザ端末、または
この重複エリアに他の装置を置くことによりダイバーシ
チ受信をすることができる。より高高度の軌道、たとえ
ば静止軌道(GSO:geosynchronous orbit)や中高度
軌道(MEO:medium earth orbit)にある他の衛星11
も示してある。モルニヤ(Molniya)軌道など、他の軌道
の衛星も用いることができる。各衛星11は11aで示
すさらに大きなカバレッジエリアを有する。
するものである。球は地球表面を示し、その上を複数の
LEO衛星10が周回する。各衛星10は地球表面に一
般に10aで示すカバレッジエリアを有する。このカバ
レッジエリアは重なることがあり、ユーザ端末、または
この重複エリアに他の装置を置くことによりダイバーシ
チ受信をすることができる。より高高度の軌道、たとえ
ば静止軌道(GSO:geosynchronous orbit)や中高度
軌道(MEO:medium earth orbit)にある他の衛星11
も示してある。モルニヤ(Molniya)軌道など、他の軌道
の衛星も用いることができる。各衛星11は11aで示
すさらに大きなカバレッジエリアを有する。
【0028】本発明の実施態様ではLEO衛星10は衛
星間リンク(ISL:inter-satellite rink)により、た
とえばGSO衛星11と接続されている。これによれば
領域10aからの信号を広い領域11aに、またその逆
にも中継できる。これらの領域は近くに位置してもよい
し、地球の反対側に位置してもよい。図4に、様々な地
上端末とLEO衛星との間の、静止衛星または他の衛星
を介した、または直接の、相互接続性および機能につい
て説明する。たとえば、第1移動局交換回線網(First M
obile Circuit Switched)と示したブロック122は、
図1のLバンドおよびSバンドアンテナ24,26を用
い通信を行い、移動体音声、セルラ内線、GSMコンパ
チビリティ、世界ローミングを包含している。第2移動
局交換回線網と示したブロック124は、図1のSバン
ドアンテナ20,22を用い通信を行い、移動体音声、
PCS内線、FPLMTSコンパチビリティ、世界ロー
ミングを包含している。固定局交換回線網(Fixed Circu
it Switched)と示したブロック126は、図1のKaバ
ンドアンテナ40,42を用い通信を行い、固定局音声
・データ、光ファイバ内線、中速データ、民間ネットワ
ーク、インターネットサービスを包含している。国際交
換回線網(International Circuit Switched)と示したブ
ロック128(これもKaバンドである)は、たとえば
GSO衛星群を介して通信を行い、輸送設備、内線交換
ネットワーク、国際長距離、民間ネットワーク、国際イ
ンターネットサービスを包含している。国際広帯域およ
び画像回線(International Wideband and Video)と示し
たブロック130は、国際画像および広帯域データ配
信、地域画像、広帯域データを提供する。国内広帯域お
よび画像回線網(Domestic Wideband and Video)と示し
たブロック132は、国内画像および広帯域データ配信
を提供する。これらの様々な機能や特徴はLEO衛星1
0、またはISLを介したGSO衛星(または他の衛星
群)を経由して、すべて同時に動作、相互接続すること
ができる。図4において衛星間リンクはGSO衛星間に
おいても備えられていることが望ましい。
星間リンク(ISL:inter-satellite rink)により、た
とえばGSO衛星11と接続されている。これによれば
領域10aからの信号を広い領域11aに、またその逆
にも中継できる。これらの領域は近くに位置してもよい
し、地球の反対側に位置してもよい。図4に、様々な地
上端末とLEO衛星との間の、静止衛星または他の衛星
を介した、または直接の、相互接続性および機能につい
て説明する。たとえば、第1移動局交換回線網(First M
obile Circuit Switched)と示したブロック122は、
図1のLバンドおよびSバンドアンテナ24,26を用
い通信を行い、移動体音声、セルラ内線、GSMコンパ
チビリティ、世界ローミングを包含している。第2移動
局交換回線網と示したブロック124は、図1のSバン
ドアンテナ20,22を用い通信を行い、移動体音声、
PCS内線、FPLMTSコンパチビリティ、世界ロー
ミングを包含している。固定局交換回線網(Fixed Circu
it Switched)と示したブロック126は、図1のKaバ
ンドアンテナ40,42を用い通信を行い、固定局音声
・データ、光ファイバ内線、中速データ、民間ネットワ
ーク、インターネットサービスを包含している。国際交
換回線網(International Circuit Switched)と示したブ
ロック128(これもKaバンドである)は、たとえば
GSO衛星群を介して通信を行い、輸送設備、内線交換
ネットワーク、国際長距離、民間ネットワーク、国際イ
ンターネットサービスを包含している。国際広帯域およ
び画像回線(International Wideband and Video)と示し
たブロック130は、国際画像および広帯域データ配
信、地域画像、広帯域データを提供する。国内広帯域お
よび画像回線網(Domestic Wideband and Video)と示し
たブロック132は、国内画像および広帯域データ配信
を提供する。これらの様々な機能や特徴はLEO衛星1
0、またはISLを介したGSO衛星(または他の衛星
群)を経由して、すべて同時に動作、相互接続すること
ができる。図4において衛星間リンクはGSO衛星間に
おいても備えられていることが望ましい。
【0029】図5に光ファイバケーブルが主要都市間と
大都市エリア内で結ばれている場合について説明する。
主要都市内、大都市エリア内では光ファイバ基盤が存在
する。これらの間の小都市や町では大都市を結ぶ光ファ
イバ幹線にタップ接続によってかろうじて光ファイバサ
ービスがされている。他の地域では光ファイバによる地
域サービスは無い。しかし本発明によれば、衛星10の
サービスエリアは光ファイバサービスのほとんど無い地
域をカバーしており、図1の地上ネットワーク12を介
して(すなわちゲートウェイ76、Kaリンク、衛星1
0、端末78,80)それと等価なサービスを受けられ
る。
大都市エリア内で結ばれている場合について説明する。
主要都市内、大都市エリア内では光ファイバ基盤が存在
する。これらの間の小都市や町では大都市を結ぶ光ファ
イバ幹線にタップ接続によってかろうじて光ファイバサ
ービスがされている。他の地域では光ファイバによる地
域サービスは無い。しかし本発明によれば、衛星10の
サービスエリアは光ファイバサービスのほとんど無い地
域をカバーしており、図1の地上ネットワーク12を介
して(すなわちゲートウェイ76、Kaリンク、衛星1
0、端末78,80)それと等価なサービスを受けられ
る。
【0030】図6は様々なデジタルTV/コンピュー
タ、衛星10、地域・長距離光ファイバネットワーク間
の接続性について示している。デジタルTV/コンピュ
ータ140はローカル光ファイバ網に直接接続(DC:Di
rect Connection)され、電話会社またはケーブルTV会
社142を介して地域光ファイバ網に接続されている。
地域光ファイバ網は長距離電話会社またはケーブル会社
144を経由して長距離光ファイバ網に接続されてい
る。長距離光ファイバ網は電話会社またはケーブル会社
(または他の独立体(entity))146に接続され、さら
に分配ノード148に接続されている。分配ノード14
8はゲートウェイ76を含み、したがって1つ以上の衛
星10(またはGSO衛星、MEO衛星の1つ)を介して
アンテナ78c、RF部78b、PC78のインターフ
ェース78a(図1参照)に接続されている。アンテナ7
8cとRF部78bの間の接続は有線でも無線でもよ
い。このようにしてデジタルTV/コンピュータ140
が光ファイバ網に直接接続されるのと本質的に同様にP
C78は光ファイバ網に接続され、光ファイバによって
最も良く提供される高速伝送サービス、ネットワークを
利用できる。
タ、衛星10、地域・長距離光ファイバネットワーク間
の接続性について示している。デジタルTV/コンピュ
ータ140はローカル光ファイバ網に直接接続(DC:Di
rect Connection)され、電話会社またはケーブルTV会
社142を介して地域光ファイバ網に接続されている。
地域光ファイバ網は長距離電話会社またはケーブル会社
144を経由して長距離光ファイバ網に接続されてい
る。長距離光ファイバ網は電話会社またはケーブル会社
(または他の独立体(entity))146に接続され、さら
に分配ノード148に接続されている。分配ノード14
8はゲートウェイ76を含み、したがって1つ以上の衛
星10(またはGSO衛星、MEO衛星の1つ)を介して
アンテナ78c、RF部78b、PC78のインターフ
ェース78a(図1参照)に接続されている。アンテナ7
8cとRF部78bの間の接続は有線でも無線でもよ
い。このようにしてデジタルTV/コンピュータ140
が光ファイバ網に直接接続されるのと本質的に同様にP
C78は光ファイバ網に接続され、光ファイバによって
最も良く提供される高速伝送サービス、ネットワークを
利用できる。
【0031】PC78はメッシュ型ネットワークまたは
スター型ネットワークに接続され、分配ノード148は
したがって電話会社またはケーブル会社などのサービス
会社に接続される。またPSTNにも接続でき、さらに
同種の他のコンピュータ、サ−バやネットワーク(たと
えばインターネット)を構成する大きなコンピュータに
も接続される。
スター型ネットワークに接続され、分配ノード148は
したがって電話会社またはケーブル会社などのサービス
会社に接続される。またPSTNにも接続でき、さらに
同種の他のコンピュータ、サ−バやネットワーク(たと
えばインターネット)を構成する大きなコンピュータに
も接続される。
【0032】アンテナ78cは指向性であってもよい
が、半球状カバレッジの全方向性のものが望ましい。本
発明によれば、LEO衛星10の衛星群を用いることに
より独自の利点を得ることができる。木(またはビルな
ど他のRF障害物)の下を移動し、ユーザをサービスし
ている衛星の1つとの間がブロックされている移動端末
を考える(移動端末は図3に示すカバレッジエリアの重
なり領域内にいると仮定する)。ブロックされていない
衛星のダイバーシチ結合を用いれば衛星との接続性、サ
ービスは向上する。この性能向上は大きく、ユーザ端末
の移動によるブロッキングやシャドーイングが緩和され
る。この点に関する文献としてステファン A.エイミ
ス(Stephen A.Ames)による「リピータダイバーシチス
ペクトル拡散通信システム(Repeater Diversity Sprea
d Spectrum Communication System)」と題する199
3年8月3日発行の米国特許第5,233,626号があり、ダ
イバーシチ結合を用いた実施態様を説明している。
が、半球状カバレッジの全方向性のものが望ましい。本
発明によれば、LEO衛星10の衛星群を用いることに
より独自の利点を得ることができる。木(またはビルな
ど他のRF障害物)の下を移動し、ユーザをサービスし
ている衛星の1つとの間がブロックされている移動端末
を考える(移動端末は図3に示すカバレッジエリアの重
なり領域内にいると仮定する)。ブロックされていない
衛星のダイバーシチ結合を用いれば衛星との接続性、サ
ービスは向上する。この性能向上は大きく、ユーザ端末
の移動によるブロッキングやシャドーイングが緩和され
る。この点に関する文献としてステファン A.エイミ
ス(Stephen A.Ames)による「リピータダイバーシチス
ペクトル拡散通信システム(Repeater Diversity Sprea
d Spectrum Communication System)」と題する199
3年8月3日発行の米国特許第5,233,626号があり、ダ
イバーシチ結合を用いた実施態様を説明している。
【0033】LEO固定システムの場合を考えると、3
GHz以上の周波数帯、特に10GHz以上では降雨減
衰がひどくなり、Kaバンドの周波数帯では20dB以
上となる。所望の信号強度で送信する衛星システムはこ
れらの降雨によるフェードに大きく左右されることがよ
く知られている。また実験によって、フェードの時間と
深さはユーザのいる降雨ゾーンによって影響を受けるこ
とも知られている(砂漠は熱帯雨林に比べてかなり良好
である)。さらに「降雨セル」、すなわちユーザ近傍の
局所降雨ゾーンは急速に状況が変わる性質を有してい
る。GSO衛星と固定位置との通信の場合には降雨減衰
による影響を予測する分析が多数行われてきた。固定ユ
ーザとGSO衛星の間に降雨セルが数%の時間来ること
を避けることはできないので、固定ユーザが雨によるフ
ェードを補償することはあまりできない。過去、これら
の減衰に打ち勝つため余分なマージンを設けることがよ
く、またある場合には「ダイバーシチ」位置を得るた
め、56kmから80km(35マイルから50マイ
ル)離れた別の場所を利用するのがよいことも知られて
いた。これら2つの場所の間を切り替えることでシステ
ムの有用性は向上するが、ホーム・ビジネスユーザにと
ってはこのようなダイバーシチ位置を設けることは現実
的ではない。
GHz以上の周波数帯、特に10GHz以上では降雨減
衰がひどくなり、Kaバンドの周波数帯では20dB以
上となる。所望の信号強度で送信する衛星システムはこ
れらの降雨によるフェードに大きく左右されることがよ
く知られている。また実験によって、フェードの時間と
深さはユーザのいる降雨ゾーンによって影響を受けるこ
とも知られている(砂漠は熱帯雨林に比べてかなり良好
である)。さらに「降雨セル」、すなわちユーザ近傍の
局所降雨ゾーンは急速に状況が変わる性質を有してい
る。GSO衛星と固定位置との通信の場合には降雨減衰
による影響を予測する分析が多数行われてきた。固定ユ
ーザとGSO衛星の間に降雨セルが数%の時間来ること
を避けることはできないので、固定ユーザが雨によるフ
ェードを補償することはあまりできない。過去、これら
の減衰に打ち勝つため余分なマージンを設けることがよ
く、またある場合には「ダイバーシチ」位置を得るた
め、56kmから80km(35マイルから50マイ
ル)離れた別の場所を利用するのがよいことも知られて
いた。これら2つの場所の間を切り替えることでシステ
ムの有用性は向上するが、ホーム・ビジネスユーザにと
ってはこのようなダイバーシチ位置を設けることは現実
的ではない。
【0034】本発明によれば、2つ以上の衛星10から
ユーザへ異なる方位、仰角の信号経路を設けることで一
地点において「ダイバーシチ位置」を得ることができ
る。それは降雨セルがユーザ端末位置に対し動く点で、
ブロッキング障害の下を移動する移動ユーザの場合と反
対である。ダイバーシチ受信については前述のステファ
ン A.エイミス(Stephen A.Ames)による「リピータ
ダイバーシチスペクトル拡散通信システム(Repeater D
iversity Spread Spectrum Communication System)」
と題する1993年8月3日発行の米国特許第5,233,62
6号に述べられている 前述では特定の周波数帯、帯域幅、データレートなどの
点から述べたが、これらは例示的な列挙であり本発明を
限定するものではない。例を挙げれば、図1のKaバン
ドリンクはKuバンドリンクで置き換えてもよい。また
本発明は1つのLEO衛星ではなく、1つのLEO衛星
および1つのGSO衛星またはMEO衛星でもよい。し
かし広いカバレッジエリアを得るため、また加入者端
末、装置において前述のダイバーシチ受信技術を利用で
きるため多数の衛星を用いることが望ましい。
ユーザへ異なる方位、仰角の信号経路を設けることで一
地点において「ダイバーシチ位置」を得ることができ
る。それは降雨セルがユーザ端末位置に対し動く点で、
ブロッキング障害の下を移動する移動ユーザの場合と反
対である。ダイバーシチ受信については前述のステファ
ン A.エイミス(Stephen A.Ames)による「リピータ
ダイバーシチスペクトル拡散通信システム(Repeater D
iversity Spread Spectrum Communication System)」
と題する1993年8月3日発行の米国特許第5,233,62
6号に述べられている 前述では特定の周波数帯、帯域幅、データレートなどの
点から述べたが、これらは例示的な列挙であり本発明を
限定するものではない。例を挙げれば、図1のKaバン
ドリンクはKuバンドリンクで置き換えてもよい。また
本発明は1つのLEO衛星ではなく、1つのLEO衛星
および1つのGSO衛星またはMEO衛星でもよい。し
かし広いカバレッジエリアを得るため、また加入者端
末、装置において前述のダイバーシチ受信技術を利用で
きるため多数の衛星を用いることが望ましい。
【0035】上記では本発明の望ましい実施態様に関し
て特に説明したが、この分野の当業者であれば本発明の
範囲と思想から逸脱せずに構成と詳細を変えられること
を理解できるであろう。
て特に説明したが、この分野の当業者であれば本発明の
範囲と思想から逸脱せずに構成と詳細を変えられること
を理解できるであろう。
【図1】本発明による衛星ベースの通信システムのブロ
ック図である。
ック図である。
【図2】図1に示すゲートウェイの1つのブロック図で
ある。
ある。
【図3】GSO、MEOおよび他の高高度軌道衛星と衛
星間リンクを有するLEO衛星群を示す図である。
星間リンクを有するLEO衛星群を示す図である。
【図4】LEO、GSO衛星群を介した様々なサービ
ス、接続性を説明する図である。
ス、接続性を説明する図である。
【図5】広範な、または中程度の光ファイバサービスの
ある地域、または全く無い地域など様々な地域を説明す
る模式図である。
ある地域、または全く無い地域など様々な地域を説明す
る模式図である。
【図6】光ファイバ網に直接、間接に(衛星、ゲートウ
ェイを介して)接続された複数のデータプロセッサを説
明する模式図である。
ェイを介して)接続された複数のデータプロセッサを説
明する模式図である。
10,11 衛星 10a,11a カバレッジエリア 12 地上セグメント 14 回路 16,18 アンテナ 20,22,26 Sバンドアンテナ 24 Lバンドアンテナ 28,30,32,34 RF回路ブロック 40,44 Kaバンド送信アンテナ 42,46 Kaバンド受信アンテナ 48,50,52,54,64,66 RF回路ブロッ
ク 56,58 搭載プロセッサ(OBP) 60 送信アンテナ 62 受信アンテナ 70 ICRブロック 70a−70f 入出力ポート 72,76 ゲートウェイ 74 PSTN 78 PC 78a RFインターフェース 78b RFフロントエンド 78c Kaバンドアンテナ 82,84 移動通信装置 90 アンテナ 92 アンテナドライバ 94 アンテナ架台 96 低雑音受信機 98 電力増幅器 100 ダウンコンバータ 102 アップコンバータ 104a 合波/スイッチ部 104b ゲートウェイ・トランシーバサブシステム
(GTS) 104c GTSコントローラ 104d CDMA交換サブシステム(CIS) 104e セレクタバンク・サブシステム(SBS) 104f 基地局管理装置(BSM) 104g 周波数シンセサイザ 104h GPS受信機 106 PSTNインターフェース 106a PSTNサービス交換ポイント(SSP) 106b 呼制御プロセッサ(CCP) 106c ビジター位置登録機(VLR) 106d プロトコルインターフェース 108 ゲートウェイコントローラ 108a インターフェース 110 地上データネットワーク(GDN) 112 地上運用制御センター(GOCC) 114 サービスプロバイダ制御センター(SPCC) 118 データベース 120 入出力装置 122 第1移動局交換回線網 124 第2移動局交換回線網 126 固定局交換回線網 128 国際交換回線網 130 国際広帯域および画像回線網 132 国内広帯域および画像回線網 140 デジタルTV/コンピュータ 142 電話会社またはケーブル会社 144 長距離電話会社またはケーブル会社 146 電話会社またはケーブル会社 148 分配ノード
ク 56,58 搭載プロセッサ(OBP) 60 送信アンテナ 62 受信アンテナ 70 ICRブロック 70a−70f 入出力ポート 72,76 ゲートウェイ 74 PSTN 78 PC 78a RFインターフェース 78b RFフロントエンド 78c Kaバンドアンテナ 82,84 移動通信装置 90 アンテナ 92 アンテナドライバ 94 アンテナ架台 96 低雑音受信機 98 電力増幅器 100 ダウンコンバータ 102 アップコンバータ 104a 合波/スイッチ部 104b ゲートウェイ・トランシーバサブシステム
(GTS) 104c GTSコントローラ 104d CDMA交換サブシステム(CIS) 104e セレクタバンク・サブシステム(SBS) 104f 基地局管理装置(BSM) 104g 周波数シンセサイザ 104h GPS受信機 106 PSTNインターフェース 106a PSTNサービス交換ポイント(SSP) 106b 呼制御プロセッサ(CCP) 106c ビジター位置登録機(VLR) 106d プロトコルインターフェース 108 ゲートウェイコントローラ 108a インターフェース 110 地上データネットワーク(GDN) 112 地上運用制御センター(GOCC) 114 サービスプロバイダ制御センター(SPCC) 118 データベース 120 入出力装置 122 第1移動局交換回線網 124 第2移動局交換回線網 126 固定局交換回線網 128 国際交換回線網 130 国際広帯域および画像回線網 132 国内広帯域および画像回線網 140 デジタルTV/コンピュータ 142 電話会社またはケーブル会社 144 長距離電話会社またはケーブル会社 146 電話会社またはケーブル会社 148 分配ノード
Claims (17)
- 【請求項1】 通信システムであって、 少なくとも1つの低高度軌道第1衛星と、 低高度軌道以外にある少なくとも1つの第2衛星と、 複数のユーザトランシーバ及び地上通信システムに接続
された少なくとも1つのゲートウェイを含む地上セグメ
ントと、からなり前記第1衛星が、前記少なくとも1つ
のゲートウェイと通信する第1トランシーバと、少なく
とも1つのユーザトランシーバと通信する第2トランシ
ーバと、前記少なくとも1つの第2衛星と通信する第3
トランシーバと、を有し、 前記第1、第2および第3トランシーバが、前記少なく
とも1つの第2衛星を介して前記少なくとも1つのゲー
トウェイと前記少なくとも1つのユーザトランシーバと
の間で通信を中継するため、前記第1衛星上でスイッチ
ング(交換)可能なように接続されていることを特徴とす
るシステム。 - 【請求項2】 請求項1に記載の通信システムであっ
て、 前記少なくとも1つの第1衛星が、 前記第1トランシーバに双方向的に接続された第1搭載
プロセッサと、 前記第2トランシーバに双方向的に接続された第2搭載
プロセッサと、 交換ネットワークと、からなり、 前記交換ネットワークが、前記第1および第2搭載プロ
セッサと、前記第1および第2搭載プロセッサと前記第
3トランシーバとの間の通信経路を選択的に確立する前
記第3トランシーバとに双方向的に接続されていること
を特徴とするシステム。 - 【請求項3】 請求項1に記載の通信システムであっ
て、 公衆アクセスが可能な前記地上通信システムが、前記少
なくとも1つのゲートウェイに双方向的に接続された光
ファイバネットワークからなることを特徴とするシステ
ム。 - 【請求項4】 請求項1に記載の通信システムであっ
て、 前記複数のユーザトランシーバが複数のデータプロセッ
サからなり、前記複数のデータプロセッサが前記少なく
とも1つの第1衛星を介してネットワークに相互接続さ
れていることを特徴とするシステム。 - 【請求項5】 請求項1に記載の通信システムであっ
て、 前記複数のユーザトランシーバが直接拡散符号分割多元
接続(DS-CDMA)通信の送受信に適合することを特徴とす
るシステム。 - 【請求項6】 通信システムであって、 少なくとも1つの低高度軌道第1衛星と、 低高度軌道以外にある少なくとも1つの第2衛星と、 複数のユーザトランシーバ及び少なくとも1つのゲート
ウェイを含む地上セグメントと、からなり、 前記少なくとも1つのゲートウェイが光ファイバ基盤を
有する地上通信システムに接続され、前記ゲートウェイ
と前記少なくとも1つの第1衛星とを双方向的に接続す
るゲートウェイトランシーバを有し、 複数の前記ユーザトランシーバのそれぞれが、前記第
1、第2衛星および前記少なくとも1つのゲートウェイ
の内少なくとも1つを介して前記光ファイバ基盤に双方
向的に接続されたデータプロセッサを備えている、こと
を特徴とするシステム。 - 【請求項7】 請求項6に記載の通信システムであっ
て、 前記少なくとも1つの第1衛星が、 前記少なくとも1つのゲートウェイと通信する第1トラ
ンシーバと、 少なくとも1つのユーザトランシーバと通信する第2ト
ランシーバと、 前記少なくとも1つの第2衛星と通信する第3トランシ
ーバと、を有し、 前記第1、第2および第3トランシーバが、前記少なく
とも1つの第2衛星を介して前記少なくとも1つのゲー
トウェイと前記少なくとも1つのユーザトランシーバと
の間で通信を中継するため、前記第1衛星上でスイッチ
ング(交換)可能なように接続されていることを特徴とす
るシステム。 - 【請求項8】 請求項6に記載の通信システムであっ
て、 前記少なくとも1つのゲートウェイがデジタル情報を前
記少なくとも1つの衛星に送信し、かつデジタル情報を
前記少なくとも1つの衛星から受信し、前記デジタル情
報が音声、データ、画像のうち少なくとも1つを含むこ
とを特徴とするシステム。 - 【請求項9】 請求項7に記載の通信システムであっ
て、 前記少なくとも1つの第1衛星が、 前記第1トランシーバと双方向的に接続された第1搭載
プロセッサと、 前記第2トランシーバと双方向的に接続された第2搭載
プロセッサと、 交換ネットワークと、からなり、 前記交換ネットワークが、前記第1および第2搭載プロ
セッサと、前記第1および第2搭載プロセッサと前記第
3トランシーバとの間の通信経路を選択的に確立する前
記第3トランシーバとに双方向的に接続されていること
を特徴とするシステム。 - 【請求項10】 請求項6に記載の通信システムであっ
て、 前記地上通信システムが公衆交換電話網を有することを
特徴とするシステム。 - 【請求項11】 請求項8に記載の通信システムであっ
て、 前記少なくとも1つのゲートウェイが直接拡散符号分割
多元接続(DS-CDMA)技術を用いてデジタル情報を送受信
することを特徴とするシステム。 - 【請求項12】 通信システムであって、 地球を周回する第1衛星群と、 前記第1衛星群より高高度を周回する第2衛星群と、 複数の地上移動ユーザ端末と、 複数の地上固定ユーザ端末と、 第1地上通信ネットワークに双方向的に接続された少な
くとも1つの第1ゲートウェイと、 光ファイバ基盤を有する第2地上通信ネットワークに双
方向的に接続された少なくとも1つの第2ゲートウェイ
と、からなり、 前記地上移動ユーザ端末のそれぞれが、第1周波数帯を
用いて前記地上移動ユーザ端末を前記第1衛星群の少な
くとも1つの衛星に双方向的に接続するトランシーバを
備え、 前記地上固定ユーザ端末のそれぞれが、第2周波数帯を
用いて前記地上固定ユーザ端末を前記第1衛星群の少な
くとも1つの衛星に双方向的に接続するトランシーバを
備え、 前記少なくとも1つの第1ゲートウェイが、第3周波数
帯を用いて前記第1ゲートウェイを前記第1衛星群の少
なくとも1つの衛星に双方向的に接続するトランシーバ
を備え、 前記少なくとも1つの第2ゲートウェイが、第4周波数
帯を用いて前記第2ゲートウェイを前記第1衛星群の少
なくとも1つの衛星に双方向的に接続するトランシーバ
を備え、 前記第1衛星群の前記衛星のそれぞれが、前記第1、第
2、第3および第4周波数帯内で動作する複数のトラン
シーバと、前記第2衛星群の前記少なくとも1つの衛星
と衛星間リンクを提供するよう動作する追加の(furthe
r)トランシーバと、前記複数のトランシーバに双方向的
に接続された複数の搭載プロセッサと、前記複数の搭載
プロセッサのそれぞれと前記追加のトランシーバとに双
方向的に接続され、前記複数の搭載プロセッサの1つと
前記追加のトランシーバとを選択的に接続し前記複数の
トランシーバと前記追加のトランシーバとの間の通信を
ルーティングするスイッチングマトリクスと、を有する
ことを特徴とするシステム。 - 【請求項13】 請求項12に記載の通信システムであ
って、 前記第1周波数帯がSバンドおよびLバンドのうち少な
くとも1つを含み、前記第2周波数帯がKaバンドおよ
びKuバンドのうち少なくとも1つを含み、前記第3周
波数帯がCバンドおよびKaバンドのうち少なくとも1
つを含み、前記第4周波数帯がKaバンドおよびKuバ
ンドのうち少なくとも1つを含む、ことを特徴とするシ
ステム。 - 【請求項14】 請求項12に記載の通信システムであ
って、 前記第1地上通信ネットワークが公衆交換電話網を有す
ることを特徴とするシステム。 - 【請求項15】 請求項12に記載の通信システムであ
って、 前記少なくとも1つの第1ゲートウェイおよび前記少な
くとも1つの第2ゲートウェイのトランシーバが直接拡
散符号分割多元接続(DS-CDMA)技術を用いてRF信号を
送受信することを特徴とするシステム。 - 【請求項16】 請求項12に記載の通信システムであ
って、 前記少なくとも1つの第1ゲートウェイおよび前記少な
くとも1つの第2ゲートウェイのトランシーバが音声、
データ、画像のうちの少なくとも1つを含むデジタル情
報の変調RF信号を送受信することを特徴とするシステ
ム。 - 【請求項17】 光ファイバ通信ネットワークであっ
て、 双方向的に接続された少なくとも1つのゲートウェイを
有する地上光ファイバネットワーク・セグメントと、 宇宙光ファイバネットワーク・セグメントと、からなり
前記宇宙光ファイバネットワーク・セグメントが、 低高度軌道衛星群と、低高度軌道以外にある少なくとも
1つの他の衛星と、 前記低高度軌道衛星群と前記他の衛星との間の衛星間リ
ンクと、前記低高度軌道衛星のそれぞれに搭載され、前
記少なくとも1つのゲートウェイを介して前記地上光フ
ァイバネットワーク・セグメントと双方向通信を行う第
1トランシーバと、前記低高度軌道衛星のそれぞれに搭
載され、地上加入者トランシーバと双方向通信を行う第
2トランシーバと、からなり前記低高度軌道衛星内で前
記第1トランシーバおよび前記第2トランシーバが相互
に、かつ前記衛星間リンクに接続されていることを特徴
とするシステム。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US08/772,073 US5896558A (en) | 1996-12-19 | 1996-12-19 | Interactive fixed and mobile satellite network |
US08/772073 | 1996-12-19 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10271057A true JPH10271057A (ja) | 1998-10-09 |
Family
ID=25093826
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9351038A Pending JPH10271057A (ja) | 1996-12-19 | 1997-12-19 | 双方向衛星通信ネットワーク |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (3) | US5896558A (ja) |
EP (1) | EP0849890A3 (ja) |
JP (1) | JPH10271057A (ja) |
KR (1) | KR19980064390A (ja) |
AU (1) | AU5456298A (ja) |
CA (1) | CA2222388A1 (ja) |
ID (1) | ID19219A (ja) |
WO (1) | WO1998027672A1 (ja) |
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