JPH10506246A

JPH10506246A - マルチビームｔｄｍａ衛星移動通信システム

Info

Publication number: JPH10506246A
Application number: JP8505543A
Authority: JP
Inventors: ニコラスハート，; ガンナージョーンストロム，
Original assignee: インターナショナルモービルサテライトオーガニゼイション
Priority date: 1994-07-22
Filing date: 1995-05-16
Publication date: 1998-06-16
Also published as: GB2321372A; EP0772922B1; WO1996003814A1; US20010046841A1; EP0946000A3; GB2293725B; CA2195662A1; GB2321831A; US20020061730A1; DE69513836D1; DE69513836T2; IN192234B; EP0946000A2; GB2321831B; CN1080958C; EP0772922A1; US6314269B1; ZA956067B; GB9808386D0; GB9808384D0

Abstract

(57)【要約】地球局（８）は、ＴＤＭＡを用いて移動端末（２）から１個以上の衛星リンク（４ａ、４ｂ）を介してリターン信号（３）を受信する。地球局（８）は、各リンクを介して受信された信号（３；１５）の品質に基づいて、フォワード信号（１５）を送信するための１個以上の衛星リンク（４ａ）を選択する。地球局（８）は、移動端末（２）の地表上の位置に応じて移動端末（２）に周波数チャネルを割り当て、同じ周波数チャネルを占める移動端末（２）との間の伝搬時間がほぼ同じになるようにしている。衛星（４ａ；４ｂ）は、地球の固定区域に対する衛星（４ａ；４ｂ）の仰角が最小値以下になるまで固定区域に個々に向かうビームのアレーを生成するアンテナを含んでいる。仰角が最小値以下になると、対応するビームは新たな区域に再度方向付けされ、一方、他のビームは、対応する固定区域に向けられたままとなる。このようにして、天底に向かうアンテナの照準を維持しながら、ビーム間ハンドオーバが低減される。

Description

【発明の詳細な説明】マルチビームＴＤＭＡ衛星移動通信システム技術分野本発明は、衛星経由で通信を行う方法及び装置に関し、特に、非静止衛星及び／又は移動端末を用いて音声又はデータの通信を行う方法及び装置に関する。但し、これに限定されるわけではない。発明の背景非静止衛星を用いる通信システムでは、地上端末の視野にある衛星の数及び方位が呼（call）の間に変動する。このため、端末と任意の１個の衛星との間の通信リンクは、衛星の仰角が減少するにつれて弱くなり、衛星が端末の視野外に移動すると、リンクは最終的に動作不能となる。従って、端末と通信するための別の衛星を“ハンドオーバ（handover）”として知られる手順で選択することが望ましい。公報US-A-3,349,398には、このような方法の一つが説明されている。しかし、衛星間ハンドオーバは、信号の一部の損失や信号品質の急激な変化を招く場合がある。これらは、音声通信又はデータ通信では許されないものである。更に、端末と特定の衛星との間の見通し（line of sight）は、呼の間に端末又は衛星が移動するにつれて、ビルや木や他の障害物によって遮られるようになる。このような作用は、“ブロッキング”として知られており、受信信号にフェージングを発生させる。信号フェージングは、衛星によって伝送された信号が地上又はビルで反射され、この反射信号が直接信号と一緒に端末で受信されるときにも生じることがある。直接信号及び反射信号間の位相差が端末に破壊的干渉を生じさせ、これにより受信信号の強度が低減する場合がある。これは、“マルチパス”フェージングとして知られている。公報 WO-A-93 09578 には、複数の衛生が端末から受信した信号の品質を監視し、端末への呼を扱うのに最も適した衛星がどれかを判定する衛星通信システムが開示されている。これらの衛星のうちの１個は、端末から受信した信号を他の衛星又はゲートウェイに再送信する。ウィードマンとヴィテルビによる議事録“The Globalstar Mobile Satellite System for Worldwide Personal Communications”（第３回国際移動衛星会議、 1993年6月16〜18日、カリフォルニア州パサデナ）には、リターンリンク信号が２個から３個の衛星によって受信され、ゲートウェイ局がこれらの代替パスの各々の信号レベルを計測し、どの信号パスを使用するか制御する通信システムが開示されている。このシステムは、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）とともに使用するためにのみ設計されている。しかしながら、ＣＤＭＡは、移動通信に使用すると、多くの欠点を生じる。移動端末は、各衛星パスごとに別個のデコーダを必要とするため、複雑な構造となる。更に、ＣＤＭＡは、利用者が等分配されなければ周波数の再使用も有効でなく、他の利用者に対する干渉を起こすことなしに各利用者についてパワーレベルを自由に変化させることができない。更にまた、使用のピークレベルで重大な干渉が生じたりもする。発明の記述本発明の一つの面によれば、ＴＤＭＡを用いて地上局から各端末に呼びかける、地上局及び複数端末間の通信方法が提供される。この方法では、２個以上の衛星を介して同じ情報を送ることにより、地上局及び各端末間のリンクにダイバシティ（diversity）が与えられる。この情報は、２個以上の衛星を介して同じＴＤＭＡタイムスロットに送られても良く、また、異なるタイムスロットに送られても良い。このようにして、ＣＤＭＡに固有の欠点を生じさせることなしにブロッキングを軽減することができる。地上局は、各端末から最も良好に受信された信号を復号するか、或いは全ての受信信号を合成することにより、受信信号中のエラーを削減することができる。この後、地上局は、１個以上の衛星を介して端末から受信された信号の品質に応じて、この衛星を介した各端末へのフォワードリンクを選択する。このようにして、円滑なハンドオーバを達成し、ブロッキング及びフェージングを低減することができる。フォワードリンク用の衛星の選択が端末から分からないように、地上局は、選択された衛星を介した伝送中の遅延を算出し、これに従ってその送信のタイミングを調節して、送信された信号がその呼の間ずっと同じタイムスロット内で端末で受信されるようにすることができる。上記の計算は、選択された上記衛星が地球に対して移動するのに伴う遅延の変動（variation）、及び１個の衛星から別の衛星にハンドオーバするときの遅延の差異、の双方を考慮に入れて、通信の品質がハンドオーバによって損なわれず、かつ、端末に複雑な回路が必要とならないようにしても良い。更に、地上局は、端末から受信される信号のドップラーシフトを補償し、これに従って伝送信号の周波数を調節して、呼の間中、端末が一定の周波数で信号を受信するようにしても良い。このドップラーシフトは、衛星によって部分的に補償されても良い。本発明の別の面によれば、１個の衛星を介した複数の利用者との同時通信を容易にするため、地球上の複数のエリアが多数の固定区域に分割され、信号の送信及び受信の双方のために、端末が位置する区域に応じて端末に周波数が割り当てられる。これらの区域の配置は、衛星に対するこれらの位置ではなく、これらの地球上における位置に従って決定される。同一区域内の異なる端末間の同一周波数での同時通信は、反復時間フレーム中の異なるタイムスロットを各端末に割り当てることにより達成される。同じ周波数を用いる様々な端末が一つの固定区域内に含まれており、これにより伝搬遅延の偏差（variation）が制限されているので、隣接するタイムスロット間の干渉が防止される。本発明の別の面によれば、個々に向きを調節することの可能な複数のビームを生成して通信リンクに与える非静止衛星の制御方法が提供される。この方法では、衛星が地表に対して移動する結果としてビームが固定区域との通信に適さなくなるまで、各ビームが地表の固定区域に向けられる。この後、このビームは、通信が十分に可能な新しい固定区域に向け直される。以前の固定区域への呼は、別の衛星を介してルーティングすることができる。このようにして、衛星間ハンドオーバの周波数に影響を与えることなく、ビーム間ハンドオーバの周波数を低減することができる。本発明は、１個以上の地球局又は上述の端末の機能を発揮させる手段を有する地上局にまで及んでいる。図面の簡単な説明ここから、本発明の具体的な実施形態を添付図面を参照しながら説明する。ここで、図１は、地球局と移動端末との間のフォワードリンク及びリターンリンクの概略ブロック図である。図２は、地球局と移動端末との間の代替パスを示す概略立面図である。図３は、地球局の概略図である。図４は、移動端末の概略図である。図５は、複数の衛星のうちの一つの概略図である。図６は、第１実施形態に係るフレーム内のフォワードパケット及びリターンパケットのフォーマットの図である。図７は、地表上のスポットビーム・フットプリントの配置を示している。図８は、第１実施形態における地表上のセルの配置を示している。図９は、衛星がその軌道上を進行するにつれて衛星ビームが第１実施形態でどのように検出されるかを示している。図１０は、第２実施形態に係るフレーム内のフォワードパケット及びリターンパケットのフォーマットの図である。図１１は、図１０に示されるフォーマットの代わりのフォーマットの図である。本発明の実施形態第１の実施形態ここから、本発明の第１の実施形態を、図１〜図８を参照しながら説明する。図１では、移動端末の送信機２が信号３を送信している。この移動端末は、実質的に無指向性（omni-directional）のアンテナを有しており、送信信号３が移動端末の視界中にある第１衛星４ａ及び第２衛星４ｂによって受信されるようになっている。信号３は、各衛星４ａ、４ｂから別個の信号３ａ及び３ｂとして再送信される。これらの信号３ａ及び３ｂは、地球局８によって受信される。この地球局８は、第１及び第２の衛星４ａ及び４ｂからそれぞれ信号を受信する第１及び第２の受信機８ａ及び８ｂを有している。本実施形態では、地球局８は、第１及び第２衛星４ａ、４ｂにそれぞれ向けられた第１及び第２の指向性アンテナを有している。このため、同じ情報が、地球局８によって別個の信号３ａ及び３ｂで２回受信されることになる。従って、地球局８は、２個の信号３ａ及び３ｂのうち、公衆サービス電話網（ＰＳＴＮ）９上の通信のためのアナログ信号への変換に良好な方、例えば最低の誤り率を有する方、を選択することができる。この他に、両方の信号が誤り（エラー）を含んでいる場合は、両方の信号からデータを抽出し、誤りのより少ない、又は誤りのない合成信号を生成することもできる。この合成信号は、この後、アナログ変換されてＰＳＴＮ９に送られる。また、地球局８は、受信信号３ａ及び３ｂを解析し、どちらがより良好な品質を有しているかを判定する。衛星４ａ、４ｂの一方からのリターンリンクの強度と同じ衛星６ａ、６ｂを介した携帯送信機２へのフォワードリンクの強度との間には強い相関があるので、地球局８は、携帯送信機２へのフォワードリンク用に衛星６ａ、６ｂのいずれかを選択し、選択信号１０を生成する。携帯端末２への送信用のＰＳＴＮ９から信号が受信されると、この信号は、地球局内の送信機１２に送られる。この送信機１２は、図１にスイッチ１４で概略的に示されているように、選択信号１０に応答して衛星４ａ、４ｂの一方を選択する。この例では、第１衛星４ａが、フォワードリンクに最適なものとして選択されている。送信機１２は、この後、信号１５を第１衛星４ａに送信する。第１衛星４ａは、この信号を信号１５ａとして、移動端末の受信機１６に再送信する。送信機２及び受信機１６は、移動端末の同じアンテナに接続されていても良いし、別個のアンテナに接続されていても良い。いずれの場合も、受信アンテナは無指向性であり、従って、衛星４ａ、４ｂのいずれからも信号を受信することができる。このように受信機１６は、より強いリンクを介して信号１５を受信することになる。以下では、ブロッキングが生じる状況を図２を参照しながら説明する。この図は、地球局８及び移動端末１８が配置される地表の一部分を示している。第１及び第２衛星４ａ、４ｂは、地球局８及び移動端末１８の双方の見通し内にある。移動端末１８に対する第２衛星４ｂの仰角ε_bは、第１衛星４ａの仰角ε_aよりも大きく、地球局８と第２衛星４ｂとの間のパス距離、及び第２衛星４ｂと移動端末１８との間のパス距離は、第１衛星４ａと移動端末１８及び地球局８との間のこれらの距離よりも短い。しかし、この例では、移動端末１８が木などの背の高い障害物２０に接近した位置にある。この障害物は、移動端末１８と第２衛星４ｂとの間の見通し１ｂを遮っている。従って、移動端末１８が信号３を送信すると、この信号３は第２衛星４ｂによって微弱にしか受信されず、このため、再送信信号６ｂは一層誤りを含みやすくなる。地球局は、より好適なフォワードリンクを提供するものとして第１衛星４ａを選択し、第１衛星４ａにのみ応答信号１５を送信する。この応答信号は、信号１５ａとして移動端末１８に再送信される。第１衛星４ａと移動端末１８との間の見通し１ａは遮られていないので、この応答信号は移動端末１８によって強く受信される。いずれの衛星４ａ、４ｂが応答信号１５ａを受信するかは地球局８で決定されるので、移動端末１８がこのような選択をする必要はない。従って、衛星４ａ、４ｂの選択を移動端末が知ることはない。一方、障害物２０が見通し１ｂを遮らなくなるように移動端末１８が移動する場合は、地球局８は、より良好な信号を第２衛星４ｂから受信することができ、これによって第２衛星４ｂをフォワードリンク用に選択することになる。フォワードリンクとリターンリンクとで異なる周波数が使用されていて、フェージングがマルチパス干渉に起因する場合は、フォワードリンクの品質とリターンリンクの品質との間に強い相関がないこともある。この場合、移動端末１８は、地球局８から端末１８によって受信された信号の強度に関して地球局８に情報を送信する。地球局８が良好なリターンリンク信号を第１衛星４ａから受信するが、移動端末１８により送信された情報がフォワードリンクでフェージングが生じることを示している場合は、地球局８は、その次に良好な信号がフォワードリンク用に受信される衛星を選択する。各衛星が移動端末との通信用に数個の重なり合ったビームを異なる周波数で生成する場合は、地球局８は、第１衛星によって生成された別のビームを代わりに選択する。移動端末１８及び地球局８の動作は、図３、図４及び図５を参照しながら、以下で説明する。地球局本例では、アナログ音声信号が、移動端末１８への送信のためＰＳＴＮ９から地球局８で受信される。図３に示されるように、このアナログ音声信号は、コーデック８１によりディジタル化及び符号化され、この符号化音声は、マルチプレクサ／デマルチプレクサ８２で一連の離散パケットに変換される。パケットの送信は、コントローラ８８により制御される。このコントローラ８８は、各衛星４から受信された信号の品質に基づいて、どの衛星をフォワードリンク用に使用すべきかを選択する。コントローラ８８は、セレクタ８３を制御して、各パケットを複数のバッファ８５ａ、８５ｂ、８５ｃの一つに送る。各バッファ８５の出力のタイミングは、コントローラ８８によって制御される。バッファ８５ａ、８５ｂ、８５ｃから出力されたパケットは、対応するＲＦ変調器／復調器８６ａ、８６ｂ、８６ｃによって無線周波数変調される。変調の周波数は、コントローラ８８によって制御される。これらのＲＦ信号は、コントローラ８８により選択された種々の周波数帯で変調される。コントローラ８８によるこの選択は、これらの信号を移動端末１８に再送信する衛星４の選択ビームに応じて行われる。これらのＲＦ信号は、指向性アンテナ８７ａ、８７ｂ、８７ｃによって送信される。これらの指向性アンテナは、対応する衛星４ａ、４ｂ、４ｃにそれぞれ向けられている。各指向性アンテナ８７は、対応する衛星４からのリターンリンクを通って移動端末から送信された信号も受信する。これらの信号は、ＲＦ変調器／復調器８６によって無線周波数復調され、受信パケットを形成する。この一連のパケットは、マルチプレクサ／デマルチプレクサ８２によって複数のチャネルに分離され、コーデック８１によって復号される。このコーデック８１は、異なる衛星４を介して同じ移動端末１８から受信された複数のパケットを比較することにより、誤り検査を実行することも可能である。こうして得られたアナログ信号は、様々なラインでＰＳＴＮ９に送られる。地球局８は、ＰＳＴＮ９に直接接続されている必要はない。その代わり、地球局は、地上のネットワークを介してＰＳＴＮや他の固定又は移動ネットワークに接続されているのが好ましい。これは、英国特許出願 no.94 23950.6、及び1995 年5月12日になされた対応する国際（PCT）出願の中で説明されている。これらの出願は、双方とも参照文献として本明細書に組み込まれる。移動端末図４に示されるように、各移動端末１８はマイクロフォン６０を備えており、ここで音声がアナログ信号に変換される。このアナログ信号は、Ａ／Ｄ変換器６２によってディジタル信号に変換され、このディジタル信号は、符号器６４によって符号化され、パケットを形成する。この符号化パケットは、無指向性アンテナ６８からの送信のために、ＲＦ変調器６６によってＲＦ変調される。アンテナ６８を介して受信された信号は、復調器７０によって受信パケットにＲＦ復調される。この後、これらの受信パケットは、パケット復号器７２によって復号され、ディジタル音声信号を形成する。これらのディジタル音声信号は、Ｄ／Ａ変換器７４によってアナログ音声信号に変換される。アナログ信号は、スピーカ７６に出力され、これにより可聴音声が生成される。移動端末１８の動作は、キーパッド等の一般的な追加ハンドセット部品（図示せず）に接続された制御装置５９、例えばマイクロプロセッサ及び／又はＤＳＰ装置、によって制御される。衛星図５に示されるように、各衛星４は、アンテナ９０及びビームフォーミング装置９２を備えている。このアンテナは、英国特許出願 No.9407669.2（参照文献として本明細書に組み込まれる）で説明されている放射アレーアンテナ及び大型バトラーマトリクスであっても良い。ビームフォーミング装置９２は、アレーの各要素からの信号を複数のビームからの信号に変換し、複数のビームからの信号をアレーの各要素からの信号に変換する。アンテナ９０によって移動端末１８から受信された信号は、制御装置９４を介してアンテナ９６に送られる。このアンテナ９６は、これらの信号を、これらの信号が受信されたビームに対応した周波数帯で基地局に再送信する。アンテナ９６は、地球局８の方に向きを調節することもできる。同様に、アンテナ９６によって地球局８から受信された信号は、これらの信号が地球局８から送信される周波数帯に応じて、アンテナ９０の複数のビーム中の一本のビームへ再方向付けされる。理解の容易のため、単一のアンテナ９０及びビームフォーミング装置９２が図示されている。しかしながら、フォワードリンクとリターンリンクに異なる搬送周波数が使用されているため、別個の受信及び送信アンテナ９０並びにビームフォーミング装置９２を用いるのが好ましい。シグナリング・フォーマット図６に示されるように、地球局８は、反復時間フレームＦ内にパケットＲ₁〜Ｒ_nを順次に送ることにより、複数の移動端末１８と同時に通信することができる。反復時間フレームの先頭は、フレームヘッダ信号によってマークされている。各フレームＦは、種々のチャネルに対応して複数のタイムスロットｔ₁〜ｔ_nに分割されており、これらの各チャネルは、呼のセットアップのときに地球局８によって複数の移動端末１８のうちの一つに割り当てられる。例えば、移動端末１８が第１チャネルに割り当てられた場合、各フレームＦの第１スロットｔ₁内にパケットＲ₁のみを復号して、音声信号を生成する。この多重通信法は、時分割多元接続、即ちＴＤＭＡとして知られている。命令信号を地球局８から移動端末１８に送信することにより、呼のセットアップ中、移動端末１８の各々にチャネルが割り当てられる。各移動端末１８には、リターンパケットＴ₁〜Ｔ_nを送信するため、フレームＦ中の所定のタイムスロットｔを有するリターンチャネルが割り当てられる。このタイムスロットは、フォワードチャネルのタイムスロットとは異なる。例えば、パケットＲ₁の受信のために第１スロットｔ₁が割り当てられる移動端末１８には、リターンパケットＴ₁の送信のために第３スロットｔ₃を割り当てることができる。移動端末１８が全二重モードで通信を行うように、異なる周波数ｆ_f及びｆ_r がフォワードチャネル及びリターンチャネルに使用される。この他に、半二重モードを使用することもできる。半二重モードでは、フレームＦ内でフォワードパケットＲとリターンパケットＴとを交互に切り替えながら、リターンパケットＴをフォワードパケットＲと同じ周波数で送信することになる。フォワードパケット及びリターンパケットの各々は、制御情報を含むヘッダ部２４、音声データ２６、及び音声データ２６中の誤りを訂正するＣＲＣ等の検査部２８から構成されている。訂正信号が各移動端末１８によって各フレームＦの同じタイムスロットｔ内に受信されるように、地球局８はバッファ８５から特定の衛星への送信のタイミングを遅延させて、別の衛星を介した伝搬遅延の変動（variation）、及び一つの衛星から別の衛星にハンドオーバする際の遅延の変化を補償する。訂正のタイミングを求めるため、地球局８のコントローラ８８は、種々の衛星の位置及び範囲をいつでも計算できるように、種々の衛星の位置からなる天体位置換算表（ephe meris）を記憶する記憶装置を備えていても良い。更に、各移動端末１８の位置が測定される。これは、異なる衛星４ａ、４ｂによって移動端末１８から送信された信号３ａ、３ｂの遅延を比較することにより行われる。しかしながら、この方法では、正確な測定を行う場合、信号３が２個以上の衛星から受信されることが必要である。ブロッキングのため、これが不可能な場合もある。従って、特別の位置測定方法を使用すべきである。各衛星４ａ、４ｂは、異なる角度の複数のビームからなるアレーを生成するので、衛星に対する移動端末１８の角度位置は、リターン信号３が検出されるビームを識別することによって求められる。更に、信号３のドップラーシフトを計測することにより、衛星の運動方向に対する移動端末１８の角度が測定される。各移動端末１８の位置は、上記の手法の一部又は全部を用いることにより算出される。地球局８が各移動端末１８の最後に分かった位置を記憶するようにして、移動端末１８が以前の地域で発見されない場合以外は位置算出を実行する必要がないようにしても良い。この他に、各移動端末１８は、移動端末１８の位置を測定する世界測位システム（ＧＰＳ）ハードウェアを備えていても良く、その位置情報は、地球局８に送信される信号に組み込まれていても良い。リターンパケットＴの送信タイミングは、移動端末１８によってフォワードパケットＲの受信タイミングと同期される。フォワードパケット１２が受信されるタイミングは地球局８が制御しているので、移動端末１８のタイミングは、地球局８によって制御される。タイミングの誤りにいくらかの余裕を与えるため、タイムスロットは、“保護周波数帯”と呼ばれる短い間隔に分けられている。更に、地球局８のコントローラ８８は、信号１５ａが移動端末１８によって常に割当て周波数で受信されるように、各移動端末から受信された信号３のドップラーシフトを測定し、ＲＦ変調器８６の変調周波数を調節してドップラーシフトを補償する。地球局８で実行される上記の補償法により、移動端末１８の処理負担が軽減され、これにより端末の信頼性が高まり、端末の構造を実質的に単純化でき、端末を低コストで製造できるようになる。２個以上の衛星をフォワードリンク用に選択することができ、この場合、地球局８からの信号１５は、衛星４ａ、４ｂからの信号１５ａ、１５ｂが移動端末１８に同時に到達するように計算されたタイミングで、選択された各衛星に送信される。ビーム装置各衛星４ａ、４ｂは、移動端末１８との通信のためにアレーアンテナ９０を有している。このアレーアンテナ９０は、図７に示されるように直径１０００kmから３０００kmの地表上投射領域を各々が有する複数の重なり合ったスポットビームを生成する。図７では、地表上における衛星４ａの天底は点Ａで示されており、衛星４ｂの天底は点Ｂで示されている。これらの点の間の大圏距離は、水平軸で表されている。垂直軸は、２個の衛星４ａ、４ｂの天底にそれぞれ接続している大圏に対して垂直な大圏に沿った距離を表している。移動端末１８は、衛星４ａの１本のスポットビームのフットプリント５０内であって、かつ、衛星４ｂの１本のスポットビームのフットプリント５１内に配置されており、いずれの衛星を介しても通信が可能なようになっている。各アレーアンテナ９０は、衛星４ａ、４ｂのほぼ全視野を集合的にカバーする１２１本のビームを投射しても良い。固定区域図８に示されるように、地表のエリアは、コントローラ８８によって複数の区域５２に分割されており、各区域５２には、副搬送波送受信周波数対が割り当てられている。このため、各移動端末１８についての送信及び受信周波数は、端末が位置する区域５２に応じて決まる。この区域５２は、地表に対して固定されている。サンプルスポットビームのフットプリント５０は、一群の区域５２と重なるように図示されている。これらの区域５２は、本例では６角形である。呼のセットアップのときに、上述の手法に従って移動端末１８の位置がコントローラ８８によって測定され、移動端末１８に制御信号が送信されて特定の一対の周波数が割り当てられる。これらの周波数は、移動端末１８自身が他のセル５２に移動しない限り、呼の間、もとのままに維持される。各セル５２は約２００〜３００kmの半径を有しているため、移動端末１８が呼の間、複数のセル５２の間を頻繁に移動することは起こりにくい。注意すべきことは、各セルの大きさ及び位置は地表に対して定められるのであり、衛星ビームに対して定められるのではないことである。他の選択肢として、区域への周波数の割当ては、所定のオーダで変化しても良い（いわゆる、“周波数ホッピング”である）。同じセル５２内の全ての移動端末１８は、同一の周波数対ｆ_f及びｆ_rで送受信を行い、異なる移動端末１８からの信号は、図６に示されるように、ＴＤＭＡを用いて分離される。異なる移動端末１８は、セルという比較的小さな固定領域に含まれており、全てどの衛星からもほぼ同じ距離だけ離れているので、異なる移動端末と任意の１個の衛星との間のアップリンク伝搬遅延の偏差（variation）は制限されている。このようにして、隣接するタイムスロット内の信号間の干渉の問題が、大きく軽減される。ハンドオーバスポットビームに対する区域５２の割当ては、複数のスポットビーム領域５０間での区域５２のハンドオーバが移動端末１８から分からないように、衛星４又は地球局８で決定される。図９は、時刻Ｔ₀及び後の時刻Ｔ₁における、衛星４ａのビームパターン中の一列のスポットビーム５１の複数区域５２への割当てを示している。時刻Ｔ₀では、重なり合ったスポットビーム５１ａ〜５１ｌが、地表上の区域５２の中心Ｃａ〜Ｃｌに向けて方向付けられている。衛星がその軌道上を進行するに伴い、複数のスポットビーム５１は、対応する中心Ｃを向き続けるように、個々に向きを調節される。Ｔ₀の後、中心Ｃａに対する衛星４ａの仰角は、信頼性の高い通信を行うためには望ましくないほど低くなる。地球局８は、衛星４ａに対する中心Ｃａの位置を検出し、制御信号を送ることにより衛星４ａを制御して、ビーム５１ａを新しい中心Ｃｎに配置し直す。このときまでには、別の衛星４ｂ（図９には示されていない）が、中心Ｃａのまわりの区域５２をそのスポットビームのうちの１本で既にカバーしており、通信サービスを全く妨害することなく衛星間ハンドオーバが達成されるようになっている。時刻Ｔ₁では、ビーム５１ｍを除く全てのスポットビーム５１が再配置されている。このように、アンテナのカバレッジエリアは、全体として徐々に前進し、アンテナの照準又は焦点方向は、衛星の直下方向に維持される。衛星４ａのスポットビーム５１のカバレッジエリアは、キャタピラや戦車の跡が前進する様子にたとえることのできるような前進のしかたをする。ここで、スポットビームは、跡の要素に相当する。各スポットビーム５１は、ビームパターンの最前方位置に再配置されると、最後方位置に到達するまで、中心に固定されたまま維持されるように、絶えず個別に向きを調節される。しかし、衛星４ａのアンテナによって投射される全体のビームパターンは、地表を覆う連続的な軌跡の上を衛星の前進とともに前進する。この方法によれば、ビーム間ハンドオーバの周波数は低減されるが、衛星間ハンドオーバの周波数は低減されない。好ましくは、地球局８がビーム５１の各々について正しい向きを継続的に測定し、衛星４ａに制御信号を送ってビーム５１の向きを制御すると良い。しかし、この他にも、ビームの向きを測定する手段は、衛星に組み込まれていても良いし、別個の地上衛星制御局に組み込まれていても良い。第２実施形態以下では、図１〜図５、図１０及び図１１を参照しながら第２の実施形態を説明する。第２実施形態は、地球局８、移動端末１８及び衛星４の動作、並びに移動端末１８が異なる衛星４から異なるタイムスロットに信号を受信する点で、第１実施形態と異なっている。シグナリング・フォーマット図１０に示されるように、移動端末１８は、反復時間フレームＴ内の割当てタイムスロットｔの間に、第１及び第２の衛星４ａ、４ｂを介して、或いは１個の衛星の第１及び第２のビームを介して、それぞれ対になった周波数ｆ₁、ｆ₁′及びｆ₂、ｆ₂′で、地球局８と通信する。ここに示される例では、地球局８は、第１衛星４ａを介してタイムスロットｔ₁ にパケットＲｘ₁を送信する。このパケットは、移動端末１８によって周波数ｆ₁ で受信される。この後、移動端末１８は、タイムスロットｔ₃に、衛星４ａによって生成されたビームを介して周波数ｆ₁′でパケットＴｘ₁を送信する。地球局８は、パケットＲｘ₁と同じ情報を含んだパケットＲｘ₂を、第２衛星４ｂを介して、又は衛星４ａによって生成された別のビームを介して送信する。ここで、地球局８は、タイムスロットｔ₅に周波数ｆ₂でパケットＲｘ₂を移動端末１８に送信する。移動端末１８は、この後、パケットＴｘ₁と同じ情報を含んだパケットＴｘ₂を、タイムスロットｔ₇に周波数ｆ₂′で送信する。パケットＴｘ₂は、第２衛星４ｂによって地球局８に再送信される。この方法では、コントローラ５９は、介在するタイムスロットの間、十分な時間をもつてＲＦ変調器６６又は復調器７０を再同調させる。この他に、それぞれ周波数ｆ₁及びｆ₂並びにｆ₁′及びｆ₂′に同調させられた２個のＲＦ復調器及び２個のＲＦ変調器を移動端末に設置しても良い。移動端末がパケットＲｘ₁及びＲｘ₂の双方を受信すると、第１実施形態と同様に、パケット復号器７２は、音声への変換のため、この二つを合成し、或いは良好な方のパケットを選択する。同様に、地球局８は、二つの送信済みパケットＴｘ₁及びＴｘ₂を合成し、或いは良好な方のパケットを選択して、ＰＳＴＮ９に送信される信号の品質を改善する。この例では、各時間フレームＴは、８個のタイムスロットｔを含んでおり、８個の移動端末１８が、ＴＤＭＡを用いて周波数ｆ₁、ｆ₁′、ｆ₂及びｆ₂′で地球局８と通信できるようになっている。しかし、以下で述べるように、タイムスロットは、利用者の数と通信の品質を最適化するように柔軟に割り当てることができる。呼のセットアップ中、移動端末１８は、衛星４によって送信されるパイロット信号を監視して、どの衛星が視界にあるか、及びいずれかの衛星リンクがブロッキングされているかどうか、を判別する。この情報は、地球局８に送信される。１個の衛星しか視界にない場合、地球局８は、送信用に１個のタイムスロットのみ、及び受信用に１個のタイムスロットのみをその衛星に対応した周波数対で割り当てる。移動端末１８は、呼の間、パイロット信号を監視しており、別の衛星が視界に入ってきた場合に、移動端末１８がこの情報を地球局に通信し、その別の衛星に対応した周波数対で別の送信及び受信タイムスロットが割り当てられるようになっている。上記の例では、２個のタイムスロットが移動端末１８による送信に割り当てられる。リターンリンクがパワーを維持しつつ十分に電磁放射を低減できる（これは、ハンディタイプの移動端末で特に重要である）場合は、これらのタイムスロットの一方のみが使用される。移動端末１８のコントローラ５９は、両衛星４ａ及び４ｂから受信された信号の品質を監視し、より強い信号が受信される衛星に対応したタイムスロットの間、その衛星に対応した周波数で正常に送信を行う。しかし、マルチパスフェージングの場合のように、選択されたリターンリンクが弱い信号しか与えない場合は、地球局８は、移動端末１８にこの情報を通信し、他のリターンリンクを選択させる。更にまた、任意の時刻により多数の利用者を受け入れる場合は、送信及び受信の各々につき１個のタイムスロットしか各移動端末１８に割り当てることができない。どの衛星も十分な品質のリンクを与えない場合は、より低いボー・レート（ba ud rate）が地球局８によって選択され、音声データが各時間フレームにおいて２個の異なるパケットに分割される。図１１に示されるように、周波数ｆ₁、ｆ₁ ′は、第１衛星４ａのみを介した通信に使用される。図１０に示される態様において単一のパケットＲｘ₁又はＲｘ₂に符号化された音声データは、２個のパケットＲｘ_a及びＲｘ_bに分けられる。これらのパケットは、タイムスロットｔ₃及びｔ₅のそれぞれにおいて通常のボー・レートの半分で地球局８によって周波数ｆ₁ ′で送信される。同様に、移動端末１８により送信された音声データは、各時間フレームＴ内の２個のパケットＴｘ_a及びＴｘ_bに分けられ、タイムスロットｔ₂ 及びｔ₆内に通常のボー・レートの半分で送信される。ボー・レートの低減により、ビット誤りが生じる可能性も低くなる。この他に、送信及び受信に２本の衛星ビームを使用し、パケットＲｘ_a、Ｒｘ_b及びＴｘ_a、Ｔｘ_bをこの２本のビームに分けることもできる。低めのボー・レートを選択し、送信された信号を２個以上のパケットに分割する上記の手法は、第１実施形態でも使用することができる。ハンドオーバ第２実施形態では、衛星ビームの向きは調節されないが、衛星ビームは、衛星４がその軌道上を進行するに伴って、一定の速度で地表上を掃引する。図７に示されるように、これらのビームは、移動端末１８が少なくとも一部の時間帯に２本以上のビームを介して通信できるように重なり合っている。更に、異なる衛星４ａ、４ｂからのビームは、移動端末１８が２個以上の衛星４ａ、４ｂを介して通信できるように重なり合っている。送信周波数又は受信周波数は、移動端末１８が含まれるスポットビームに応じて割り当てられるのであり、地表上における移動端末１８の位置に応じて割り当てられるのではない。各衛星４のビームが地表上を掃引するため、移動端末１８は、１本のビームから次のビームに移り、従って、呼をビーム間でハンドオーバして移動端末１８に届かせる必要が生じる。これは、どのビームに移動端末１８が含まれているかを地球局８で判定し、呼を適切なビーム内の移動端末１８に割り当てることにより達成される。移動端末１８が新たなビームにハンドオーバされると、新たなビーム内の移動端末によって使用されるタイムスロットｔ並びに送信周波数及び受信周波数に関する情報を含んだ指令信号が移動端末１８に送られる。この後、移動端末は、指令信号で示された新しい周波数及びタイムスロットを、衛星４を介した通信に使用する。地球局８は、数多くある周知の手法を任意に使用して、移動端末が新たなビームのどれにハンドオーバされるか、及びいつハンドオーバが起こるか、を求めることができる。例えば、衛星４及び移動端末１８の位置が分かっているので、任意の衛星４によって投射されるビームの移動端末による通過は完全に予測することができ、従って明らかなように、この情報は、いつハンドオーバが起こり、それがどのビームへのハンドオーバであるかを求めるために使用することができる。この他に、移動端末１８から現在のビームを介して受信される信号の強度又は品質を監視し、現在のビームを介した信号が許容できないときにハンドオーバを実行しても良い。同じ衛星の２本のビームを介してダイバシティ（diversity）を与え、ソフトビーム間ハンドオーバを実現しても良い。第１実施形態と同様に、フォワードリンク送信のタイミングは地球局８によって制御され、リターンリンク送信は、フォワードリンク信号の受信に同期させられる。しかしながら、第２実施形態では、地球局８がフォワードリンクのドップラーシフトを補償するのと同様に、移動端末１８がリターンリンク上の送信周波数を調整して、受信信号に検出されるドップラーシフトを補償する。同じ送信周波数を用いる複数の移動端末１８は固定区域に閉じ込められていないため、移動端末送信周波数での複数のタイムスロット間の保護周波数帯は、リターンリンクでの隣接タイムスロット間の干渉を避けるため、第２実施形態の方が第１実施形態よりも大きくなっている。上述の実施形態は、移動端末や携帯端末（例えばハンディタイプの端末）に関連させて説明してきたが、可搬形端末や固定端末さえも、同じ通信システムに使用することができる。本システムは、特定の一群の衛星に制限されるものではなく、高度２０００km 未満の低軌道上の衛星や、高度１０，０００〜２０，０００kmの中高度軌道上の衛星にも好適に適用することができる。好ましくは、高度１０３５５kmに相当する約６時間周期の分同期軌道を使用するのがよい。二つの実施形態の双方において、各時間フレーム内のタイムスロットの数は、適当な利用者密度に応じて選ぶことができる。上記の好適な実施形態では、送信及び受信のために異なる周波数が移動端末によって使用されているが、送信と受信に交互にタイムスロットを割り当てて、単一の周波数を使用することもできる。上記実施形態は、例示のためにのみ説明したものであり、本発明がその範囲に限定されるわけではない。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】１９９６年９月１３日【補正内容】特許協力条約第３４条による補正の翻訳文明細書に関する補正の翻訳文（１）補正箇所原文：１４頁全文及び１５頁全文（different lines．- devices 92 will）翻訳文：７頁２５行目〜９頁４行目（こうして得られた〜が好ましい。）（２）補正の内容『こうして得られたアナログ信号は、様々なラインでＰＳＴＮ９に送られる。地球局８は、ＰＳＴＮ９に直接接続されている必要はない。その代わり、地球局は、地上のネットワークを介してＰＳＴＮや他の固定又は移動ネットワークに接続されているのが好ましい。これは、英国特許公開公報 GB-A-2293725 及び国際公開公報 WO96/03814 の中で説明されている。これらの出願は、双方とも参照文献として本明細書に組み込まれる。移動端末図４に示されるように、各移動端末１８はマイクロフォン６０を備えており、ここで音声がアナログ信号に変換される。このアナログ信号は、Ａ／Ｄ変換器６２によってディジタル信号に変換され、このディジタル信号は、符号器６４によって符号化され、パケットを形成する。この符号化パケットは、無指向性アンテナ６８からの送信のために、ＲＦ変調器６６によってＲＦ変調される。アンテナ６８を介して受信された信号は、復調器７０によって受信パケットにＲＦ復調される。この後、これらの受信パケットは、パケット復号器７２によって復号され、ディジタル音声信号を形成する。これらのディジタル音声信号は、Ｄ／Ａ変換器７４によってアナログ音声信号に変換される。アナログ信号は、スピーカ７６に出力され、これにより可聴音声が生成される。移動端末１８の動作は、キーパッド等の一般的な追加ハンドセット部品（図示せず）に接続された制御装置５９、例えばマイクロプロセッサ及び／又はＤＳＰ装置、によって制御される。衛星図５に示されるように、各衛星４は、アンテナ９０及びビームフォーミング装置９２を備えている。このアンテナは、英国特許公開公報 GB-A-2288913（参照文献として本明細書に組み込まれる）で説明されている放射アレーアンテナ及び大型バトラーマトリクスであっても良い。ビームフォーミング装置９２は、アレーの各要素からの信号を複数のビームからの信号に変換し、複数のビームからの信号をアレーの各要素からの信号に変換する。アンテナ９０によって移動端末１８から受信された信号は、制御装置９４を介してアンテナ９６に送られる。このアンテナ９６は、これらの信号を、これらの信号が受信されたビームに対応した周波数帯で地球局に再送信する。アンテナ９６は、地球局８の方に向きを調節することもできる。同様に、アンテナ９６によって地球局８から受信された信号は、これらの信号が地球局８から送信される周波数帯に応じて、アンテナ９０の複数のビーム中の一本のビームへ再方向付けされる。理解の容易のため、単一のアンテナ９０及びビームフォーミング装置９２が図示されている。しかしながら、フォワードリンクとリターンリンクに異なる搬送周波数が使用されているため、別個の受信及び送信アンテナ９０並びにビームフォーミング装置９２を用いるのが好ましい。』特許協力条約第３４条による補正の翻訳文請求の範囲に関する補正の翻訳文（１）補正箇所原文、翻訳文共に全請求項を差し替える。（２）補正の内容『請求の範囲１．１個以上の時分割多重タイムスロット（ｔ）内に第１の地球局（１８）から送信され、１個以上の衛星（４）によって生成された複数のビーム（５１）を介して中継された情報を第２の地球局（８）で受信するステップを備えた、前記第１地球局（１８）及び第２地球局（８）間の衛星通信方法であって、前記衛星ビーム（５１）を介して受信された情報の特性に応じて、前記衛星ビーム（５１）を１本以上選択するステップと、前記第２地球局（８）から前記第１地球局（１８）に追加情報（１５）を、この追加情報（１５）が前記１本以上の選択衛星ビーム（５１）を介して中継されるように送信するステップと、を備えることを特徴とする方法。２．前記１本以上の選択衛星ビーム（５１）を介した前記第１地球局（１８）及び前記第２地球局（８）間の伝送リンク中の遅延の変動（variation）を算出するステップと、前記第２地球局（８）からの前記追加情報を、前記選択衛星ビーム（５１）を生成する前記１個以上の衛星（４）に、前記変動を補償するように決定されたタイミングで送信するステップと、を更に備える請求項１記載の方法。３．前記追加情報は、２本以上の前記選択ビーム（５１）を介して前記第２地球局（８）から前記第１地球局（１８）に送信され、前記送信のタイミングは、前記情報が前記選択ビーム（５１）を介して前記第１地球局（１８）で実質的に同時に受信されるように決定される請求項２記載の方法。４．前記第２地球局（８）で受信された情報を含む信号（３ａ；３ｂ）の周波数という所定の周波数からドップラーシフトを測定するステップと、この測定されたドップラーシフトを補償するように、前記追加情報を含む信号（１５）の周波数を選択するステップと、を更に備える請求項１〜３のいずれか記載の方法。５．前記第１地球局（１８）の位置を求めるステップを更に備えており、前記追加情報が、前記第１地球局（１８）の導出位置に応じた周波数（ｆ_f）で前記第２地球局（８）から送信される請求項１〜４のいずれか記載の方法。６．前記第１地球局（１８）の送信及び受信周波数（ｆ_r，ｆ_f）を制御する制御信号を前記第１地球局（１８）に送信するステップを更に備えており、前記制御信号は、前記地球局（１８）の導出位置に応じて生成される請求項５記載の方法。７．前記第２地球局（８）は、異なる複数のタイムスロット（ｔ₃，ｔ₇）内に、対応する数の前記衛星ビーム（５１）を介して、２回以上情報を受信する請求項１又は２記載の方法。８．前記第２地球局（８）は、前記第１地球局（１８）によって送信された情報を第１のタイムスロット（ｔ₃）内に第１の衛星ビーム（５１）の第１の周波数チャネル（ｆ₁′）で受信し、かつ、第２のタイムスロット（ｔ₇）の間に第２の衛星ビーム（５１）の第２の周波数チャネル（ｆ₂′）で前記第１地球局（１８）によって再度送信された情報を受信する請求項７記載の方法。９．前記第１及び第２タイムスロット（ｔ₃，ｔ₇）の間に前記第１地球局（１８）によって送信された前記受信情報の各々の特性を比較するステップと、この比較の結果に応じて、前記第１及び第２衛星ビーム（５１）の一方に対応する選択周波数で前記追加情報を送信するステップと、を更に備える請求項８記載の方法。１０．前記受信情報の特性が所定の基準を満足しないとき、前記第２地球局（８）は、より低いレートで前記追加情報を送信し、前記受信情報の特性が前記所定の基準を満足するとき、前記第２地球局（８）は、より高いレートで前記追加情報を送信する請求項１〜９のいずれか記載の方法。１１．前記情報は、前記追加情報を第１及び第２の部分（Ｒｘ_a，Ｒｘ_b）に分割するステップと、前記第１部分（Ｒｘ_a）を第３のタイムスロット（ｔ₃）内に前記第１地球局（１８）に送信するステップと、前記第２部分（Ｒｘ_b）を第４のタイムスロット（ｔ₇）内に前記第１地球局（１８）に送信するステップと、によって送信される請求項１０記載の方法。１２．前記特性は、前記第１地球局（１８）によって前記第２地球局（８）から事前に受信された事前情報の品質に関するものである請求項１〜１１記載の方法。１３．前記特性は、前記第２地球局（８）によって受信された前記情報の品質に関するものである請求項１〜１１のいずれか記載の方法。１４．ＴＤＭＡチャネルを用いた衛星通信方法であって、第１の地球局（１８）から複数のタイムスロット（ｔ）の各々に第２の地球局（８）へ、対応する複数の異なる周波数（ｆ₁′，ｆ₂′）で同じ情報を送信し、この情報が１個以上の衛星（４）によって生成された対応する複数の異なるビームで受信されるようにするステップを備える方法。１５．ＴＤＭＡチャネルを用いる衛星通信地球局（１８）で使用される装置であって、１個以上の衛星（６）によって遠隔地球局（１８）から一つ以上のタイムスロット（ｔ）内に、前記１個以上の衛星（６）によって生成された複数のビーム（５１）を介して中継された情報を受信するように構成された受信機（８ａ，８ｂ）と、ここで受信された前記情報の特性に応じて、前記複数の衛星ビーム（５１）の中から１本以上のビームを選択するビーム選択手段（１４）と、前記遠隔地球局（１８）に追加情報を、この情報が前記１本以上の選択衛星ビーム（５１）を介して前記遠隔地球局（１８）に中継されるように送信する送信機（１２）と、を備える装置。１６．前記１本以上の選択衛星ビーム（５１）を介した前記遠隔地球局（１８）への伝送遅延の変動（variation）を算出する手段（８８）と、前記送信機（１２）のタイミングを制御して前記変動を補償する制御手段（８５，８８）と、を更に備える請求項１５記載の装置。１７．前記ビーム選択手段（１４）は、前記複数の衛星ビーム（５１）の中から２本以上のビームを選択するように構成されており、前記制御手段（８５，８８）は、前記送信情報が前記選択ビーム（５１）の各々を介して前記遠隔地球局（１８）で実質的に同時に受信されるように前記送信機（１２）のタイミングを制御するように構成されている請求項１６記載の装置。１８．前記情報を含む受信信号のドップラーシフトを測定する手段（８８）と、前記送信機（１２）の周波数を調整して、この測定されたドップラーシフトを補償する手段（８６，８８）と、を更に備える請求項１５〜１７のいずれか記載の装置。１９．前記遠隔地球局（１８）の位置を導出する手段（８８）と、前記遠隔地球局（１８）の導出位置に応じて、前記送信機（１２）の周波数を選択する周波数選択手段（８６，８８）と、を更に備える請求項１５〜１８のいずれか記載の装置。２０．前記遠隔地球局（１８）の導出位置に応じて前記遠隔地球局（１８）の送信及び受信周波数を制御する制御信号を生成する手段（８８）を含み、前記送信機（１２）は、前記遠隔地球局（１８）に前記制御信号を送信するように構成されている請求項１９記載の装置。２１．前記受信機（８ａ，８ｂ）は、対応する数の前記ビーム（５１）を介して２回以上順次に前記情報を受信するように構成されている請求項１５又は１６記載の装置。２２．前記受信機（８ａ，８ｂ）は、第１の衛星ビーム（５１）の第１の周波数チャネル（ｆ₁′）で第１のタイムスロット（ｔ₃）内に前記遠隔地球局（１８）によって送信された情報を受信し、かつ、第２の衛星ビーム（５１）の第２の周波数チャネル（ｆ₂′）で第２のタイムスロット（ｔ₇）の間に前記遠隔地球局（１８）によって反復された情報を受信するように構成されている請求項２１記載の装置。２３．前記第１及び第２タイムスロット（ｔ₃，ｔ₇）の間に前記遠隔地球局（１８）によって送信された情報の特性を比較する比較手段（８８）を更に備えており、前記送信機（１２）は、前記比較手段（８８）によって選択された前記第１及び第２衛星ビーム（５１）の一方に対応した周波数チャネルで信号（１５）を送信するように構成されている請求項２１又は２２記載の装置。２４．前記送信機（１２）は、前記受信情報が所定の基準を満足しないとき、より低いレートで送信を行い、前記所定の基準を満足するとき、より高いレートで送信を行うように構成されている請求項１５〜２３のいずれか記載の装置。２５．前記送信機（１２）は、送信されるべき前記情報を第１及び第２の部分（Ｒｘ_a，Ｒｘ_b）に分割し、前記第１部分（Ｒｘ_a）を第３のタイムスロット（ｔ₃）内に前記遠隔地球局（１８）に送信し、前記第２部分（Ｒｘ_b）を第４のタイムスロット（ｔ₇）内に前記遠隔地球局（１８）に送信するように構成されている請求項２４記載の装置。２６．前記特性は、前記衛星通信地球局（８）から前記遠隔地球局（１８）によって事前に受信された事前情報の品質に関するものである請求項１５〜２５のいずれか記載の装置。２７．前記特性は、前記受信情報の品質に関するものである請求項１５〜２５のいずれか記載の装置。２８．複数のタイムスロット（ｔ）の各々に基地局（８）へ、対応する複数の異なる周波数（ｆ₁′，ｆ₂′）で同じ情報を送信し、この情報が１個以上の衛星（４）によって生成された対応する複数の異なるビームで受信できるようにする送信機（２）を備えた衛星通信用の利用者局（１８）。２９．衛星（４）によって生成され、複数の周波数チャネルを有するビーム（５１）のカバレッジエリア（５０）内にそれぞれ位置する複数の利用者局（１８）と基地局（８）との間の通信方法であって、前記周波数チャネルの各々を、前記ビーム（５１）内の複数の所定区域（５２）中の一区域内を占める一群の前記利用者局（１８）に、前記一群の前記利用者局（１８）間における前記衛星（４）への伝搬遅延の偏差（variation）が制限されるように割り当てるステップと、前記ビーム（５１）内の前記利用者局（１８）と前記基地局（８）との間で、前記割当て周波数チャネルで通信を行うステップと、を備えることを特徴とする通信方法。３０．前記群は、前記衛星（４）からほぼ等距離にある複数の前記利用者局（１８）中の利用者局から構成されている請求項２９記載の方法。３１．地表に対する前記利用者局（１８）の位置を測定するステップと、前記利用者局（１８）のこの測定位置に応じて、前記周波数チャネルの各々を割り当てるステップと、を更に備える請求項３０記載の方法。３２．衛星（４）によって生成され、複数の周波数チャネルを有するビーム（５１）のカバレッジエリア（５０）内に位置する複数の利用者局（１８）と通信する装置であって、前記周波数チャネルの各々を、前記ビーム（５１）内の複数の所定区域（５２）中の一区域内を占める一群の前記利用者局（１８）に、前記一群の前記利用者局（１８）間における前記衛星（４）への伝搬遅延の偏差（variation）が制限されるように割り当てる周波数チャネル割当て手段と、前記ビーム（５１）内の前記利用者局（１８）と前記割当て周波数チャネルで通信する手段（８５，８６，８７）と、を備えることを特徴とする装置。３３．前記利用者局（１８）からなる複数の前記群を、各群が前記衛星（４）からほぼ等距離にある複数の前記利用者局（１８）中の利用者局から構成されるように決定するグループ分け手段（８８）を有している請求項３２記載の装置。３４．地表に対する前記利用者局（１８）の位置を測定するように構成された位置測定手段（８８）を有しており、前記グループ分け手段（８８）は、地表に対して前記所定区域（５２）を決定するように構成されている請求項３３記載の装置。３５．非静止衛星（４ａ）からの複数のビーム（５１ａ〜５１ｍ）を、地表に対して固定された対応する複数の区域に方向付けるステップと、前記複数のビーム（５１ａ〜５１ｍ）中の１本のビームが所定の基準を満足しない時点を判定し、前記複数のビーム（５１ａ〜５１ｍ）中の前記１本のビームが前記所定の基準を満足するように、前記複数のビーム（５１ａ〜５１ｍ）中の前記１本のビームを前記複数の固定区域（５２）中の対応する一区域から別の固定区域（５２）に再方向付けするステップと、を備え、前記複数のビーム（５１ａ〜５１ｍ）のうち前記所定基準を満足する他のビームの方向は、前記複数の固定区域（５２）中の対応する区域に向かう方向に維持されるが、前記複数のビーム（５１ａ〜５１ｍ）中の前記ビームは再方向付けされるようになっていることを特徴とする衛星通信方法。３６．前記方向付けステップ及び再方向付けステップは、前記衛星（４ａ）の前記ビーム（５１ａ〜５１ｍ）の方向を制御するように、指令信号を地球局（８）から前記衛星（４ａ）に送るステップを含んでいる請求項３５記載の方法。３７．前記所定基準には、前記衛星（４ａ）が前記固定区域（５２）に対する所定の最小仰角よりも大きな仰角を有するような好適ビーム方向の範囲が含まれている請求項３５又は３６記載の方法。３８．非静止衛星（４ａ）によって投射された複数のビーム（５１ａ〜５１ｍ）について、複数のビーム方向を、地表の対応する複数の固定区域（５２）に向けて決定することの可能な手段と、前記複数のビーム（５１ａ〜５１ｍ）中の１本以上のビームが所定の基準を満足するかどうかを検出することの可能な手段と、前記複数のビーム（５１ａ〜５１ｍ）中の前記１本以上のビームの各々について、新たな固定区域（５２）に向かう新たなビーム方向を、この新たなビーム方向のビームによって前記所定基準が満足されるように決定することの可能な手段と、を備え、前記ビーム（５１ａ〜５１ｍ）を対応する前記ビーム方向に方向付けるように前記非静止衛星（４ａ）を制御し、前記ビーム（５１ａ〜５１ｍ）のうち新たなビーム方向が決定されない他のビームの方向が、対応する前記固定区域（５２）に向かう方向に維持されるようにすることの可能な制御手段を備えることを特徴とする衛星通信装置。３９．前記制御手段は、前記衛星（４ａ）に制御信号を送る手段を有している請求項３８記載の装置。４０．前記所定基準には、前記衛星（４ａ）が所定の最小仰角よりも大きな仰角を有するような地表上の点（Ｃａ〜Ｃｍ）へ向かう好適ビーム方向の範囲が含まれている請求項３８又は３９記載の装置。４１．請求項１５〜２７、３２〜３４、及び３８〜４０のいずれか記載の装置を含む地上局。』

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ

Claims

【特許請求の範囲】１．周期的な時間フレーム内で第１の地球局に固有に割り当てられた１個以上の所定期間内に前記第１地球局から送信された情報を、１個以上の衛星によって生成された複数のビームを介して第２の地球局で受信するステップを備える衛星通信方法。２．前記衛星ビームを介して受信した情報の特性に応じて、前記衛星ビームを１本以上選択するステップと、この１本以上の選択衛星ビームを介して、前記第２地球局から前記第１地球局へ情報を送信するステップと、を更に備える請求項１記載の方法。３．前記１本以上の選択衛星ビームを介した前記第１地球局及び前記第２地球局間の伝送リンク中の遅延の変動（variation）を算出するステップと、前記第２地球局からの信号を、前記変動を補償するように決定されたタイミングで、選択衛星ビームの各々に送信するステップと、を更に備える請求項２記載の方法。４．前記情報は、２本以上の前記選択ビームを介して前記第２地球局から送信され、前記送信のタイミングは、信号が前記複数の選択ビームを介して実質的に同時に前記第１地球局で受信されるように決定される請求項３記載の方法。５．前記第２地球局で受信された情報を含む信号の周波数の所定の周波数からドップラーシフトを測定するステップと、送信された前記情報を含む信号の周波数を選択して、測定された前記ドップラーシフトを補償するステップと、を更に備える請求項２〜４のいずれか記載の方法。６．前記第１地球局の位置を求めるステップを更に備え、前記情報が、前記第１地球局の導出位置に応じて決定される周波数で前記第２地球局から送信される請求項２〜５のいずれか記載の方法。７．前記第１地球局の送信及び受信周波数を制御する制御信号を第１地球局に送信するステップを更に備えており、前記制御信号が、前記第１地球局の導出位置に応じて生成される請求項６記載の方法。８．前記第２地球局は、対応する複数の前記衛星ビームを介して２回以上順次に前記情報を受信する請求項１〜３のいずれか記載の方法。９．前記第２地球局は、第１の衛星ビームの第１の周波数チャネルで前記周期的時間フレーム内の第１の割当て期間内に前記第１地球局によって送信された情報を受信し、かつ、第２の衛星ビームの第２の周波数チャネルで前記周期的時間フレーム内の第２の所定期間中に前記第１地球局によって再度送信された情報を受信する請求項１記載の方法。１０．前記第１及び第２期間の間に前記第１地球局によって送信された情報の特性を比較するステップと、この比較の結果に応じて、前記第１及び第２衛星ビームの一方に対応した選択周波数で情報を送信するステップと、を更に備える請求項９記載の方法。１１．受信情報の特性が所定の基準を満足しないとき、前記第２地球局は、より低いレートで情報を送信し、受信情報の特性が前記所定の基準を満足するとき、前記第２地球局は、より高いレートで情報を送信する請求項２〜７、９又は１０のいずれか記載の方法。１２．前記情報は、送信されるべき前記情報を第１及び第２の部分に分割するステップと、前記第１部分が前記反復時間フレーム内の第３の期間内に前記第１地球局によって受信されるように、前記第１部分を送信するステップと、前記第２部分が前記反復時間フレーム内の第４の期間内に前記第１地球局によって受信されるように、前記第２部分を送信するステップと、によって送信される請求項１１記載の方法。１３．前記特性は、前記第２地球局から前記第１地球局によって以前に受信された情報の品質に関する情報を含んでいる請求項２〜７又は１０〜１２のいずれか記載の方法。１４．前記特性は、受信された前記情報の品質に関するものである請求項２〜７又は１０〜１２のいずれか記載の方法。１５．周期的な時間フレーム内で第１の地球局に固有に割り当てられた１個以上の所定期間内に、１個以上の衛星によって生成された複数のビームを介して第１地球局からの情報を第２地球局に送信するステップを備える衛星通信方法。１６．前記情報は、複数の前記所定期間の各々に前記第１地球局によって反復される請求項１５記載の方法。１７．周期的な時間フレーム内で地球局に固有に割り当てられた１個以上の期間内に前記地球局によって送信される情報を１個以上の衛星によって生成される複数のビームを介して受信するように構成された受信機を備える衛星通信装置。１８．前記衛星ビームから受信した情報の特性に応じて、前記衛星ビームを１本以上選択するビーム選択手段と、情報がこの１本以上の選択衛星ビームを介して地球局で受信されるように前記地球局に前記情報を送信するように構成された送信機と、を更に備える請求項１７記載の装置。１９．前記１本以上の選択衛星ビームを介した前記地球局への伝送遅延の変動（variation）を算出する手段と、前記送信機のタイミングを制御して前記変動を補償する手段と、を更に備える請求項１８記載の装置。２０．前記ビーム選択手段は、２本以上の前記衛星ビームを選択するように構成されており、前記制御手段は、送信された前記情報が前記選択ビームを介して前記地球局で実質的に同時に受信されるように送信機のタイミングを制御する請求項１９記載の装置。２１．前記情報を含む受信信号のドップラーシフトを測定する手段と、前記送信機の周波数を調整して、この測定されたドップラーシフトを補償する手段と、を更に備える請求項１８〜２０のいずれかに記載の装置。２２．前記地球局の位置を導出する手段と、この導出された地球局の位置に応じて前記送信機の周波数を選択する周波数選択手段と、を更に備える請求項１８〜２１のいずれか記載の装置。２３．前記地球局の導出位置に応じて前記地球局の送信及び受信周波数を制御する制御信号を生成する手段を含み、前記送信機は、前記地球局にこの制御信号を送信するように構成されている請求項２２記載の装置。２４．前記受信機は、対応する数の前記ビームを介して２回以上順次に前記情報を受信するように構成されている請求項１７〜１９のいずれか記載の装置。２５．前記受信機は、第１の衛星ビームの第１の周波数チャネルで前記周期的時間フレーム内の第１の割当て期間内に前記地球局によって送信された情報を受信し、かつ、第２の衛星ビームの第２の周波数チャネルで前記周期的時間フレーム内の第２の割当て期間中に前記地球局によって反復された情報を受信するように構成されている請求項１７記載の装置。２６．前記第１及び第２期間の間に前記地球局によって送信された情報の特性を比較する比較手段を更に備え、前記送信機は、前記比較手段により選択された前記第１及び第２衛星ビームの一方に対応した周波数チャネルで信号を送信するように構成されている請求項２４又は２５記載の装置。２７．前記送信機は、前記受信情報の特性が所定の基準を満足しないとき、より低いレートで送信を行い、前記所定の基準を満足するとき、より高いレートで送信を行うように構成されている請求項１８〜２３、２５又は２６のいずれか記載の装置。２８．前記送信機は、送信されるべき前記情報を第１及び第２の部分に分割し、前記第１部分が周期的な時間フレーム内の第３の割当て期間内に前記地球局によって受信されるように前記第１部分を送信し、前記第２部分が前記周期的時間フレーム内の第４の割当て期間内に前記地球局によって受信されるように前記第２部分を送信するように構成されている請求項２７記載の装置。２９．前記特性は、前記第２地球局から前記第１地球局によって以前に受信された情報の品質に関する情報を含んでいる請求項１８〜２３又は２６〜２８のいずれか記載の装置。３０．前記特性は、前記受信信号の品質に関するものである請求項１８〜２３又は２６〜２８のいずれか記載の装置。３１．周期的な時間フレーム内で固有に割り当てられた少なくとも１個の期間内に情報を送信し、１個以上の衛星によって生成された複数のビームを介して信号が地球局で受信されるように構成された送信機を備える衛星通信装置。３２．複数の第１地球局と１個の第２地球局との間を、衛星によって生成され、複数の周波数チャネルを有するビームを介して通信を行う方法であって、前記第１地球局の位置を測定するステップと、前記ビーム内の対応する前記第１地球局の測定位置に応じて選択された複数の前記周波数チャネル中の割当てチャネルで、前記ビーム内の前記第１地球局と前記第２地球局において通信を行うステップと、を備える方法。３３．前記周波数チャネル中の同じチャネルを使用して、前記衛星からほぼ等距離にある複数の前記第１地球局と通信を行う請求項３２記載の方法。３４．前記第１地球局の位置は、地表に対して測定され、前記第２地球局は、地表上の一つの所定区域内を占める複数の前記第１地球局に同じ周波数チャネルを割り当て、複数の前記所定区域が、前記ビーム内を占めている請求項３３記載の方法。３５．衛星によって生成され、複数の周波数チャネルを有するビームを介して複数の地球局と通信するための装置であって、前記地球局の位置を測定する位置測定手段と、対応する前記地球局の測定位置に応じて選択された前記周波数チャネルで、前記ビーム内の前記地球局と通信を行うように構成された手段と、を備える装置。３６．前記地球局のグループを、各グループが前記衛星からほぼ等距離にある前記地球局を含むように決定するグループ分け手段と、前記グループの各々に前記周波数チャネルの一つを割り当てる手段と、を備える請求項３５記載の装置。３７．前記位置測定手段は、前記地球局の位置を地表に対して測定するように構成されており、前記グループ分け手段は、地表上の一つの所定区域内を占める複数の前記地球局を同じグループに決定するように構成されており、複数の前記所定区域が、前記ビーム内を占めている請求項３６記載の装置。３８．非静止衛星からの複数のビームを、地表に対して固定された対応する複数の区域に方向付けるステップと、前記複数のビーム中の１本のビームが所定の基準を満足しなくなる時点を判別するステップと、前記複数のビーム中の前記１本のビームが前記所定の基準を満足するように、前記複数のビーム中の前記１本のビームを前記複数の固定区域中の対応する１個から別の固定区域に再方向付けし、一方で、前記複数のビームのうち前記所定基準を満足する他のビームの方向を、前記複数の固定区域（５２）中の対応する区域に向かう方向に維持するステップと、を備える衛星通信方法。３９．前記方向付けステップ及び再方向付けステップは、前記衛星のビームの方向を制御するように、指令信号を地球局から前記衛星に送るステップを含んでいる請求項３８記載の方法。４０．前記所定基準には、前記衛星が前記固定区域に対する所定の最小仰角よりも大きな仰角を有するようなビーム方向の範囲が含まれている請求項３８又は３９記載の方法。４１．非静止衛星によって投射された複数のビームについて、地表の対応する固定区域に対する複数のビーム方向を決定する手段と、前記複数のビーム中の１本以上のビームが所定の基準を満足していないかどうかを検出することの可能な手段と、前記複数のビーム中の前記１本以上のビームの各々について、新たな固定区域に対する新たなビーム方向を、この新たなビーム方向のビームによって前記所定基準が満足されるように決定することの可能な手段と、前記ビームを対応する前記ビーム方向に向けるように前記非静止衛星を制御することの可能な制御手段と、を備える衛星通信装置。４２．前記制御手段は、前記衛星に制御信号を送る手段を含んでいる請求項４１記載の装置。４３．前記所定基準には、前記衛星が所定の最小仰角よりも大きな仰角を有するような地表上の点に向かうビーム方向の範囲が含まれている請求項４１及び４２記載の装置。４４．請求項１７〜３１、３５〜３７、及び４１〜４３のいずれか記載の装置を含む地上局。