JPH11501468A - モービル通信システムにおけるダイバーシティ指向型チャネル割当 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 時分割マルチプレックス処理信号を送信する複数のサテライトを利用して、複数の地上端末と通信を行なう方法および装置が開示されている。最初に、第１サテライトは、ＴＤＭＡフレーム期間中の第１の数のタイムスロットを利用して、第１グループの地上端末まで送信する。更に、この第１サテライトおよび第２サテライトは、このＴＤＭＡフレーム期間中の第２の数のタイムスロットを利用して、第２グループの地上端末へ、交互のＴＤＭフレームで送信する。最後に、このサテライトは、ＴＤＭＡフレーム期間中の第３の数のタイムスロットを利用して、第３グループの地上端末へ送信する。

Description

【発明の詳細な説明】 モービル通信システムにおけるダイバーシティ指向型チャネル割当 発明の技術分野 本発明は、サテライト通信に関し、特に、時分割マルチプレックス処理信号を 送信する複数のサテライト（衛星）を利用して、複数の地上ターミナル（端末） と通信する方法に関するものである。 開示の背景 携帯ターミナルを用いたサテライト通信では、例えばビルや木などによる信号 のシャドウイング（遮え切り）によって途切れることがある。赤道上ではない非 静止衛星軌道を利用して、１台のポータブルターミナル（携帯端末）に、１個以 上のサテライトを選択できるようにし（各サテライトは、空において異なる位置 に存在しており）、シャドウイングに基因した種々の問題を回避する努力を行う ことが可能となる。 非静止衛星では、信号周波数は、相当程度、ドップラシフトに悩まされるよう になる。従って、各方向における信号は、“予じめ補償された”、換言すれば、 予期されるドップラシフト（偏移）の負値によってシフトされた周波数を有する 必要がある。この結果、これら信号がそれらに割当てられたチャネルのそれぞれ の受信機において到来するので、これら信号が隣接チャネルに迷い入まなくなる 。 ＴＤＭＡ地上式システムでは、基地局は静止しているので、ドップラシフトは 問題とならない。しかし乍ら、ポータブルターミナルとサテライトとの間の距離 が、地上式システムに比べて、かなり長くなると、時間同期化問題が起ってしま う。この結果として、ポータブルターミナルからのアップリンク送信を予測した 伝送遅延に基いた時間で調整する必要があり、これによって信号が、それらに割 当てられたＴＤＭＡタイムスロットでサテライトに到来し、隣接のタイムスロッ トに迷い入まないように確保される。 シャドウイングに基因した問題を回避するために、サテライトダイバーシティ を利用した１つの問題点としては、時間または周波数に必要な先行補償を、異な った位置または相対速度を有する２台のサテライトに対して、正確に実行できな く、これは、関連するポータブルターミナルを、すべて、互いに近接させない限 り実行できない。この場合、いずれのサテライトは、すべての信号に対して、同 じドップラシフトを受けるようになるので、これらの信号は、周波数においてオ ーバーラップ（重複）しないようになる。更に、近接したすべてのポータブルタ ーミナルからの同一の伝送遅延を受ける、いずれのサテライトも、ＴＤＭＡシス テムでは、相対的に正しいタイミング関係で保たれる。 例えば、モービルステーション（移動局）Ａが、サテライト１から１１０００ km離れると共に、モービルステーションＢが、１１３００km離れている場合に、 ３００＋３００kmの余分なループ伝搬遅延を補償するために、サテライトＢは、 その送信を、サテライトから受信した信号に対して２mSだけ進めている。 しかし乍ら、モービルＡが第２のサテライト２から１１３００km離れている一 方、モービルＢは、第２のサテライトから１１０００km離れていることがある。 この場合、モービルＡによる送信を、２mSだけ進めて、第２のサテライトから見 られるように、モービルＢとの同期化を確保する必要がある。明らかなように、 ２台の異なるサテライトにおいて、同期化を確保することは不可能であり、これ は、これらモービルが、殆んど共通に配置されるか、両方のサテライトから等し いデルタ距離（delta distance）の輪郭に沿って存在させない限り、同期化でき ない。 ドップラシフトに関して、サテライト１がモービルＡから離間する方向に移動 し、モービルＢへ向って移動しているものと仮定する。このモービルＡは例えば 、受信信号の−１KHz のドップラシフトを受けるのに対して、モービルＢは、＋ １KHz のドップラシフトを受ける。これは、第１サテライト１によって予じめ、 以下のように、補償することが可能となる。即ち、モービルＡへ送る周波数を１ KHz だけ増大させると共に、モービルＢに送る周波数を１KHz だけ減少させる。 また、モービルＡの送信周波数を１KHz だけ増加させると共にモービルＢの送信 周波数を１KHz だけ減少させる必要があり、この結果、これらは、干渉を回避す るための正しい相対周波数間隙をもって、サテライトに戻ってくるようになる。 しかし、第２のサテライト２は、反対方向、即ち、モービルＢから離間し、モー ビルＡへ向う方向へ移動している。この第２サテライトによっても、その送信周 波数を予じめ補償でき、これらが両方のモービルで正しく受信できるようになる 。しかし乍ら、これらモービルは、それらの送信周波数を、第１サテライトと比 べて、第２サテライトに対して反対方向へ補正する必要がある。従って、明らか なように、広く離間している２つのサテライトに対して、これら両方のサテライ トが正しく受信するように、それらの送信周波数を予じめ補償することは不可能 であり、これは、これらモービルを共通的に配置するか、２つのサテライトに対 する一定のデルタドップラ(delta Doppler)のラインに沿って存在させない限り 不可能である。 開示の概要 本発明の目的は、ＦＤＭＡシステムにおいて、隣接した周波数を利用して、モ ービルステーションも、位置的に隣接し得るための方法を提供することである。 また、他の目的としては、ＴＤＭＡキャリア周波数上で隣接したタイムスロット を利用して、モービルステーションを、位置的に隣接し得るための方法を提供す ることである。この構成は、少なくとも以下のマッピング限定の下での実施例に おいて実現できる。即ち、一次元時間または周波数軸を、サテライトによって提 供された地球上の二次元表面にマッピングする限定である。また、本発明の他の 実施例によれば、二次元時間−周波数平面を、二次元トラフィックサービスエリ アにマッピングする。 本発明の一実施例によれば、時分割マルチプレックス処理信号を送信する、複 数のサテライトを利用して、複数の地上端末と通信する方法が開示される。最初 に、第１サテライトは、ＴＤＭＡフレーム期間中の第１数のタイムスロットを利 用して、第１グループの地上端末まで送信する。更に、この第１サテライトおよ び第２サテライトは、このＴＤＭＡフレーム期間中の第２数のタイムスロットを 利用して、第２グループの地上端末へ、交互のＴＤＭフレームで送信する。最後 に、この第２サテライトは、ＴＤＭＡフレーム期間中の第３数のタイムスロット を利用して、第３グループの地上端末へ送信する。 また、本発明の他の実施例によれば、複数の軌道サテライトを経て通信するの に適した地上端末手段が開示されている。この地上端末手段には、サテライトか らＴＤＭＡタイムスロットで送信された信号を受信すると共に、この信号を、増 幅、フィルタ処理し、更に処理のために数的形態に変換する受信機手段が具備さ れている。この受信機手段を適合させるために、タイミング手段を設け、これに よって、予じめ決められたパターンに従って、複数のサテライトの各々から、循 環的に、ＴＤＭＡタイムスロットを受信する。更に、数的処理手段を設けて、異 なったサテライトから受信した変換信号を、信号フェージング効果を減少させる ように処理する。 本発明の一態様によれば、ＴＤＭＡタイムスロットを、２台のサテライトへの 一定デルタ・レンジのラインに沿って、モービルに分配する一方、周波数を、一 定デルタ・ドップラのラインに沿って、モービルに分配することによって、上述 した種々の問題を解決している。 図面の簡単な説明 本発明のこれら、および他の特徴ならびに利点は、以下に記載の説明を、以下 の図面を参照することによって、当業者であれば容易に理解し得るものである。 第１図は、１つのキャリアのサテライト受信ビームのスキャンパターンを示し 、これによってデルタタイミングエラーを最小化するものである。 第２図は、１６個のアップリンクキャリア周波数の１つにおける８個のタイム スロットのグループの配置を表わし、これによってデルタドップラエラーを最小 化するものである。 第３図は、８個のタイムスロットを、各々有する１６個のアップリンク周波数 の５個の配置を表わす。 第４図は、本発明の一実施例による他のビームパターンを表わす。 第５図は、本発明の一実施例による５セルリューズ（再使用）パターンを表わ す。 第６図は、ビームパターンの変形例を示し、ここでは、一実施例によれば、対 応するダウンリンクタイムスロットが空間的に隣接している。 第７図は、８タイムスロットＴＤＭＡ用のアップリンクスロット構成を表わす 。 第８図は、２つのサテライトで受信すべき信号間のガードタイムを最長化する ための最適タイミングを表わす。 第９図は、東方および西方水平線上のサテライトに必要なガードタイムを表わ す。 第１０図は、南北サテライト配列に要求されるタイミングを表わす。 第１１図は、本発明の一実施例によるサテライトダイバーシティ用の地上局を 表わす。 第１２図は、複数のサテライトを経由して受信するためのモービルターミナル （移動端末）を表わす。 詳細な開示 米国特許出願第０８／１７９９５３には、地上基地式セルラーシステムおよび サテライト（衛星）通信システムが記載されており、これらシステムでは、隣接 したセルで同じスペクトルのリュース（再使用）を行なっており、このリュース は、異なったチャネルに対して、基地局／サテライトアンテナ放射パターンによ って与えられるサービスエリアのイルミネーションを空間的に交替させることに よって行われる。このサテライトの場合、代表的なアンテナパターンは、１００ ０kmの直径を有することが可能であると共に、ビームの中心からこのビームの端 部まで−４dBゲイン変化を有することができる。チャネル１および２をそれぞれ 利用した２つのポータブルステーションがこの１０００kmサークル内の何れかの 位置に存在している場合に、これらポータブルステーションからサテライトまで の伝搬遅延に、±３．３mSの差が存在する可能性があり、このサテライトは、水 平線近傍の低い仰角を有しており、また、このサテライトが頭上に存在する場合 には、最大値となる異なったドップラーシフトを有している。チャネル１および ２間に十分なガードタイムまたは十分な周波数ガードスペースを設けて、２個ま たはそれ以上の異なったサテライトにおける時間または周波数におけるオーバー ラップを回避する場合には、この通信システムは、利用可能なスペクトルを十分 に利用できない問題を包含する。上述の米国特許出願に記載されている発明によ れば、これらチャネル１，２は、アンテナビームの−４dB輪郭中の任意の場所で は利用されない。１００チャネルを分配して利用できる例では、例えば、チャネ ル１の利用は、１０００kmサークル（円）の北東１％の極地に限定され、チャネ ル２は、この第１チャネルのエリアの東に真近な隣りの１％エリアに限定され、 チャネル３は、これの東に限定される等の、１０×１０の網目内で限定され、最 後のチャネル１００は、このエリアの東南の１％で利用される。これら１％エリ アの各々は、約１００kmサークルである。従って、隣接チャネルを利用してポー タブルステーション間における位置の差は、２個またはそれ以上の異なったサテ ライトにおける隣接チャネル信号のオーバーラップを防止するのに必要な時間ま たは周波数ガードバンドと同一基準の減縮を有する、１０のファクタで減少する 。 以下、８０個のキャリア（搬送波）周波数上で８個のタイムスロットを有する ＴＤＭＡ／ＦＤＭＡ併合システムの例について考慮する。−４．５dBフートプリ ント(footprint)のアンテナビームに、ほぼ等しいサイズを有する各エリア内で 合計６４０チャネルの利用について、第１図を参照し乍ら以下説明する。これは 、単一キャリアの８個のタイムスロットの空間分布を表わす。この分布によって 、隣接位置に隣接タイムスロットが慎重に配置される結果、２つまたはそれ以上 のサテライトに隣接したタイムスロットを使用して、２台のポータブルステーシ ョン（携帯局）からの微分遅延を最小化できる。この結果、干渉性オーバーラッ プを防止するためにバースト間で必要なガードタイムを最小化できる。 第１図に示したパターンは、ビームセンタを各タイムスロットに対して、電子 的に再度ステアリング処理することによって得られる。前述の特許出願に記載さ れているように、このことは、サテライトのマルチエレメントアンテナによって 連結された信号をグランド処理することによって、好適に実行される。 このパターンの形状は、厳密に付与させる必要はない。例えば、以下の条件の 下では、タイムスロット１を、底部の左側の隅の位置に等しく採用することが可 能となる。即ち、この条件とは、この位置に、ポータブルステーションが存在し ていること、および、どの程度ガードタイムを設定するか、ならびにサテライト ダイバーシティ受信が利用されているか、およびこれらサテライトの相対的な位 置に依存して、マイクロセル位置を移動させる大きな緯度が存在する場合である 。これらサテライトが反対の水平線上に存在していない場合には、相対的遅延は 少ないものであり、この結果として、これらマイクロセルを移動させるためのよ り多くの自由度が存在している。また、これらマイクロセルを、２つのサテライ トを含む面と垂直に常時移動させることができ、これは、２つのサテライト間の 一 定の相対遅延の双曲線に沿ったもので、必要に応じて、ポータブルステーション の送信機タイミングを調整して、正しい相対遅延を、他の送信機に対して維持し ている。 第２図は、１６個の異なったキャリア上の８個のタイムスロットのグループに よって、如何にして、１６個の周波数を利用して、４×４パターンを構成できる かを表わしている。このことは、以下のようにして構成できる。即ち、隣接した 周波数を、隣接したグループで利用し、この結果として、サテライトが通常、頭 上に存在する場合に、最悪状態となる相対ドップラエラーに対する感度を最小化 することにより実行できる。 また、第３図は、８個のタイムスロット×１６個のキャリア周波数の、５個か ら成るこのようなグループの配列を、依然として、大きなスケールで表わしてお り、これによって６４０個のセルのパターンを構成する。周波数１、１７、３３ 、４９、６５を利用したグループにハイライトが照れられ、５グループ分布が表 示されている。合計６４０セルの分布は、現在、サテライトアンテナビームの正 規の−４．５dB輪郭程度のものである。最後に、第３図と同様に、多数の境を接 するエリアが、サテライトマルチビームアンテナ能力を利用することによって確 立され、この結果、アンテナパターン輪郭の−４．５dB直径（フートプリントサ イズ−footprint size）と等しい空間分離を有するタイムスロット／周波数コン ビネーションの６４０チャネルの全体のリュース（再利用）できる。代表的に、 そのようなサテライトは、例えば、１９、３７、６１、９１または１２７のよう な多数のフートプリントを確立するためのアンテナ手段を有している。これらは 、六角形パターンに構成できるフートプリントの数を表わしている。例えば、こ れらフートプリントの数が３７に等しい場合には、上述した方法によって得られ た全体のチャネルキャパシティ（容量）は、３７×６４０チャネルとなる。 前述した出願において表わしているように、ビームフートプリントの−４．５ dB輪郭において接触するようにこれらビームフートプリントをアレンジすること によって、発明による信号処理と協動して、最悪ケースのシナリオでは、最大の アンテナゲインが提供され、隣接ビームからの共通チャネル干渉に対して、良好 な識別が与えられる。隣接しているフートプリントからの、第３図に示したタイ プのパターンが合わさる場合、周波数ｆ１，ｆ１７，ｆ３３，ｆ４９，ｆ６５に よって、５セルリュースパターンが構成される。 ｉ²＋ｉｊ＋ｊ²（ここで、ｉ，ｊは整数）に等しい多数のセルを採用した、あ るリュースパターンを有することによって、共通チャネル干渉は、全て互いに、 等距離であると共に、６つの、等距離の共通チャネル干渉のリングによって、六 角形の頂点を構成する。 ５セルパターンは、上記数値シリーズではなく、この代りに、第５図に示した ように、楕円形の上に存在する共通チャネル干渉を有している。 第５図は、異なったセルまたはビームにおいて、数１〜５によって表わされた ５個の周波数の再使用を表わす。周波数１を利用したセルに陰影を与えて、同一 周波数の利用法のパターンを強調している。この六角形パターンが僅かに平坦に なって、５セルパターンの場合に楕円形形状を呈することが理解できる。これは 以下の理由によって、重大な欠点とはならない。即ち、全体の干渉は、何れの場 合でも、少なくとも、６つの近接した干渉物の合計であるからである。また、或 る干渉物が、他の干渉物より近接している場合には、干渉の合計は、これら干渉 物のすべてが、平均半径に存在している場合に類似している。しかし乍ら、高次 のリュースパターンは、このような楕円形状の２つのリュースパターンと、直角 におけるこれらの主軸および従軸とを組合せて構成でき、これによって、更に均 ーなスペースを有するパターンが得られる。従って、５×５セルパターン（２５ セルパターン）は、等距離干渉物を与える数値シリーズに再度入るようになる。 ここで、第３図に示したセルのスペースは、すでに、左頂部から右底部に通じ る従軸および右頂部から左底部に通じる主軸を有する不均一なものであることが わかる。従って、ほぼ均一な共通チャネル干渉物スペースを得るために、この楕 円率に対して垂直な５セルリュースパターンの楕円率をアレンジすることが可能 となる。６４１および６４３セルパターンは、ｉ²＋ｉｊ＋ｊ²によって記述され たシリーズ中に存在すると共に、６４０はこれら理想の数に極めて近接している ために、ほぼ均一なリューススペースが、すべての趣旨および目的に対して、分 布するための６４０チャネルで達成できる。 第４図は、１６個のアップリンクキャリア毎から僅か１５個のみ利用した、セ ルパターンの変形例を示す。このアップリンク上の１６番目のキャリア毎の８個 のタイムスロットの全部が、ダウンリンク上の５個のキャリアの各キャリア上の １２８個のタイムスロットの内の１６番目のタイムスロットに対応している。後 者のタイムスロットは、ページング（呼出用）スロットであり、これらページン グスロットを、ポータブルステーションに対するネットワークコールに用いる。 前者のタイムスロットは、ポータブルステーションによる付勢コールまたはネッ トワークコールに応答する、対応するランダムアクセスチャネルになる。これら ランダムアクセスチャネルは、パターンには、特に含まれていないと共に、余り プラン処理されていないグリッド上で利用できる。その理由は、コールセットア ップ通信がいずれの場合においても、競争ベースで起るからである。種々のラン ダムアクセス周波数が適切に利用されている隣接のエリアが、第４図に表わされ ている。隣接した周波数の近傍にての利用によって、相対的ドップラエラーを最 小化する。ダウンリンク上のページングチャネルとして利用した１２８個のタイ ムスロット当り８個のタイムスロットが、アップリンク上の８個のタイムスロッ ト（第１図で示したように）に相当する。ページングスロット中に向ったエネル ギーは、同一パターンに従わせる必要性は無い。その理由は、異なったデルタタ イミング（delta timing）の考察がダウンリンクダイバーシティ用に適用される からである（後述する）。 各々が１２８個のタイムスロット広帯域ＴＤＭＡを搬送する５個のダウンリン クキャリアは、第３図に示した５個のアップリンク周波数グループまたは、第４ 図に示した１５個のキャリアの５個のグループに対応している。従って、５個の ダウンリンクキャリアが、アップリンクについて説明したように、対応する５セ ルリュースパターン中に配置される。 上述の手段によって、例えば、第１図のタイムスロット５および６のような、 同一アップリンクキャリア周波数上の隣接のタイムスロットが、６４０の平方根 によって割った全体のビームフートフリント直径と等価な距離によって、空間的 に分離されている。このことは、コールセットアップ時に、その地理学上の位置 に依存して、ポータブルステーションと通信する周波数／タイムスロット組合せ を許可することによって達成される。即ち、ポータブルステーションを、第４図 に示した利用パターンに従って存在する処に近接した周波数／タイムスロットを 許可することによって達成される。異なった周波数／タイムスロットの組合せを 、どの程度、近接させて利用できるかには制限が無く、目的としては、同一キャ リア周波数上の時間における隣接のタイムスロットが、空間的に余り離れて使用 されないように確保することであり、伝搬時間差によって同期化が困難となって しまう。従って、特定のサブエリアにおける呼出密度には、何んら上限値が課せ られない。 上述の方法を利用することによって、以下の条件の下では、同時に観察可能な すべてのサテライトにおいてオーバーラップしないタイムスロットが達成できる 。即ち、複数のポータブルステーションは、第１図のタイプのエリアの１つのエ リアの鉛直上に存在するように見えるサテライトにおいて受信するための異なっ たタイムスロットでの送信が同期している場合である。従って、実際に、サテラ イトが東方の水平線上に存在する場合、タイムスロット５は、タイムスロット６ に対して約４０km（１３３μS）だけ遅延して受信されるようになると共に、そ の結果、タイムスロット５および６間の１３３μS がガードバンドによって、オ ーバーラップを回避する。同様に、サテライトが、西方の水平線上に存在してい る場合に、タイムスロット８が、これの左側のタイムスロット１に対して１３３ μS だけ遅延して受信され、従って、このタイムスロット８およびタイムスロッ ト１の再生起間の１３３μS ガードタイムによって、この場合においても、オー バーラップを防止している。タイムスロット７および８は、互いに南北に、空間 的に放射され、この結果、この場合、ガードタイムにより、オーバーラップに対 して保護される。この時、サテライトは、南方の水平線上に存在している。 サテライトが存在可能な方向にバイアスが存在する場合、例えば、北方の緯度 から南方向のみ見られる赤道上のサテライトを利用する場合に、勿論、タイムス ロットの空間的なレイアウトを別に最適化することができる。この場合、タイム スロットの直線的な南北分布によって、主として、南方方向に存在しているサテ ライトに対する伝搬遅延差を最小化するようになる。また、一定の微分時間遅延 の双曲線に沿ったタイムスロットを、２つのサテライトに分配することもできる と共に、キリア周波数の利用を鉛直線に沿って分配することもできる。従って、 ８０個の周波数の各々の２０mSフレームを、２．５mSタイムスロットに分割して いる８−タイムスロットシステムによって、ポータブルステーションから、２． ５mSスロットの内の２．３６６mSに対して送信できるようになり、この時間の残 余の部分を、ガードタイムとして保存する。この時間を僅か増加させることによ って、以下のような利点が得られる。即ち、タイムスロット分配によって、８０ kmまで離間して移動通信でき、同一キャリア上の隣接のタイムスロットを使用で き、このキャリアを、他のキャリア上の８個のタイムスロットによって最初に予 定した隣接エリアにおいて、予備のキャパシティを与えることができるためであ る。更に、スペクトルのコントロールの目的のため、パワーアップまたはダウン ランピング(ramping)と、このガードタイムとを組合せることが、ＴＤＭＡバー スのアップまたはダウンランピングパートと共にタイムのオーバーラップ（重復 ）が起った時の僅かな結果として可能である。その理由は、バーストのこのセク ションは、何んの情報を搬送しないからである。 上述した技術によって、観察可能なすべてのサテライトによって、非重復状態 の下で、すべてのポータブル（移動）伝送を受信可能となる。これら信号は、１ 局またはそれ以上の地上局まで、これらサテライトによって中継されると共に、 各地上局において、２台またはそれ以上のサテライトによって中継された同一の ポータブル信号を、例えば、選択ダイバーシティのような好適なダイバーシティ 組合せ技術または最適比組合せ技術を利用して、組合せることができる。２台の サテライトによって、等品質の同一信号を受信すると共に、それを中継する場合 に、３dBのゲイン（利得）が得られるようになる。この信号が、これら２台のサ テライトにおいて、非相関的状態の下でフェージングした場合に、３dBを超える ゲインが、この技術によって得ることができる。 第１１図は、３dBダイバーシティ利益を得る目的のために、少なくとも２台の サテライトと通信を行なう地上局を表わしている。２つの地上局受信機１００お よび１０１は、ステアリング（回転）動作可能な皿状アンテナと、低雑音増幅器 と、フィーダリンクダウンコンバータとを有して、合成信号１とＳ２とＳ２とを 発生し、これら合成信号Ｓ１とＳ２とを、ダイバーシティプロセッサ１０２へ送 給する。これら信号Ｓ１，Ｓ２の各々は、サテライトのアンテナアレイのビーム 、 即ち、エレメント毎に受信するような異なった周波数およびタイムスロットを利 用した、多くのモービル（移動）送信の合計を表わしている。この表示を、例え ば米国特許出願番号０８／１７９，９５３、０８／２２５，３８９、および０８ ／２２５，３９９に記載されているように、各アンテナエレメントによって受信 した信号のアナログ時分割多重化から構成することもできる。これらの特許出願 は、ここで引用することにより本明細書の一部として援用する。従って、ダイバ ーシティ信号処理ユニット１０２には、アナログＴＤＭストリームをデマルチプ レックス処理するための構成、ＴＤＭサンプルを分離するためのアナログ／ディ ジタル変換するための構成、デジタルアレイ処理のための構成を設けることがで き、これによって、有効な受信ビームを形成し、これら受信ビームによって、地 球上の異なった方向、または位置から、サテライトで受信した信号を識別する。 次に、ダイバーシティ処理は、地球上の同一位置から、２台のサテライトで受信 した信号を合成に進行する。換言すれば、これら信号は、同一のモービル（移動 ）ユニットから受信したもので、その周波数およびタイムスロット割当て、なら びにその到来方向によって証明されるようになる。到来方向（ＤＯＡ）を利用し て、前述したリュースパターンに従って、同一周波数およびタイムスロットを採 用しているモービル間を識別する。 各モービル信号用のダイバーシティ合成器は、多種の形態を取ることができる 。コヒーレントコンバイナと称される第１の形態によって、各サテライパス用に 分離しているモービルから受信したＴＤＭＡバーストの位相および振幅を、送信 中に包含されている既知のシンボルパターン（シンクワード：syncword）との相 関性によって予測する。このシンクワードを、ＴＤＭＡバーストの中央に配置す ることもできる。次に、２台のサテライトを経て受信した対応のサンプルを、正 確な位相シフトおよび振幅重み付けで組合せて、既知の従来例に従って、最適に 復調された信号品質を得ることができ、これは、シンクワードに近接した信号サ ンプルで開始している。次に、サンプルを合成、復調、ならびにデコードして、 シンクワードから外方へ移動し、他方、信号の振幅および位相の予測値を更新し て、バーストを超えた振幅および位相ドリフトが起った場合にも最適の合成が維 持できるようにする。理想的には、コード化データを、以下の手法によってイン ター リーブ処理する。即ち、交互にコード化したビットを２つの隣接したバースト中 に配列すると共に、シンクワードの右側および左側を交替させることによる。こ のことによって、米国特許出願No．０８／３０５，７８７に記載されているよう に、同時復調およびデコーディングの技術を有効に採用できるようになる。上記 出願もここに引用することにより本願明細書の一部として援用する。 この代りに、各サテライトを経て受信した信号を、例えばチャネル−トラッキ ングイコライザを利用して、別々に復調することもできる。更に、詳細な好適復 調器が、米国特許出願No．０８／２１８，２３６、０７／９６５，８４８、０７ ／８９４，９３３およびスエーデン特許第 Ｃ４８３８（これらのす べてをここに引用し本願明細書の一部として援用する）に開示されている。これ ら従来技術は、共に、以下の復調技術を教示している。即ち、所謂「柔軟な」（ soft）判定の生成と共に、時間を変化させた無線チャネルを介して受信した、デ ィジタル的に変調した無線信号の復調技術であり、厳格な（hard）０／１の判定 の代りに、データビットの「１らしさ」（one-ness）または「０らしさ」(nough t-ness)の程度を、この柔軟な判定が表わしている。この柔軟な判定は、以下の 場合に、好適なものである。即ち、これらの判定が、加算によってダイバーシテ ィ結合され、結合された判定を生成するような場合である。次に、これら組合せ た柔軟な判定を、エラー訂正デコーダ中で処理する。ダイバーシティ組合せのこ の形態のものを、“ポスト・ディテクション”組合せ（post-detection combina tion）と呼ぶ。 また、ダイバーシティ組合せの他の形態としては、各サテライトから別々に受 信した信号を、復調およびエラー訂正デコード処理することである。このデコー ダの出力は、例えば２０mSのようなスピーチコーディングフレーム期間を超えた スピーチ（音声）波形を表わす。データビットのブロックより成っている。更に 、スピーチデコーダによって、デコード処理したブロックを処理して、このスピ ーチ波形を再生する。このエラー訂正コーダには、エラー検出手段が設けられて おり、これによって、スピーチフレームが、１台のサテライトから受信したよう に正しくデコードされているかどうか、ならびに他サテライトから受信されたも のでないかを表わし、次に、正しくデコード処理したデータブロックを選択して 、 スピーチデコーダに与えているかを表わしている。この形態のダイバーシティ組 合せを、“ポストデコーダセレクション”と称することもできる。以上のような 形態のダイバーシティ組合せは、本発明を実行するために好適な候補である。 ダイバーシティ信号処理ユニット１０２によって、約１００００個が同時にア クティブ状態可能となるモービル信号の全体に対する、ビーム形成、復調、デコ ーディング、ダイバーシティ合成、およびスピーチデコーディング作用を実行す る。これら信号の１／３は、サテライト１のみを介して受信可能で、１／３は、 サテライト２のみを介して受信可能で、従って、ダイバーシティ合成ステップが 必要となくなる。しかし乍ら、残りの１／３の信号は、両方のサテライトを経て 、良好な信号強度を有して受信でき、この結果として、ダイバーシティ合成ステ ップからの利益を受ける。このダイバーシティ信号処理ユニットは、各信号が如 何に良好に各サテライトを経て受信されるかを、継続的にモニタすると共に、モ ービル交換機センタ（ＭＳＣ）１０３に通信し、これによって、デコード処理し たスピーチを、公衆交換回線網（ＰＳＴＮ）へおよびからルート付けする。この ＭＳＣ１０３によって、モービルを、ダイナミックに再割当てして、他のサテラ イトによって、これを如何に良好に受信するかに従って、ＴＤＭＡフレームの第 １部分、最後部分、または中央部分を利用している。同時に、このモービルへの 送信を、サテライト１、サテライト２、またはこれらを交互に介して、ルート付 けする。 上述の説明は、アップリンク上のサテライトダイバーシティに適用されるもの である。また、ダウンリンク上のサテライトダイバーシティは、この技術を変更 して利用することによって、達成できる。 本発明によれば、ダウンリンクダイバーシティは、ポータブルステーション（ 移動局）の第２グループのみに提供されるもので、これらポータブルステーショ ンは、ほぼ等しく良好な少なくとも２台のサテライトと通信可能である。第１の サテライトとのみ、良好なＳ／Ｎで通信可能であるポータブルステーションの第 １グループを、この第１サテライトによってのみ提供する。一方、良好なＳ／Ｎ で、第２のサテライトのみと通信可能なポータブルステーションの第３グループ を、この第２サテライトによってのみ提供する。これら３つのグループでは、 ３つの対応するグループに分割されるダウンリンクチャネルを利用している。例 えば、１フレーム当り５１２個のタイムスロットを有する純粋なＴＤＭＡシステ ムにおいて、ＴＤＭＡフレームの始まり部分に位置する、第１数のタイムスロッ トを、第１サテライトによって利用して、ポータブルステーションの第１グルー プへ送信する。このフレームの終り部分に位置する、第３グループのタイムスロ ットを、第２サテライトによって利用して、ポータブルステーションの第３グル ープへ送信する。一方、第１および第３グループのタイムスロット間に位置する 、第２数のタイムスロットを、交互に利用して、偶数番号のフレーム上で、例え ば、第１サテライトからポータブルステーションの第２グループまで、上記タイ ムスロットの第１グループの先行延長部分によって送信すると共に、第２サテラ イトによって、奇数フレーム上で、上記タイムスロットの第３グループの後方延 長部分によって送信する。従って、これら送信は、以下のように現われるように なる。 一組のタイムスロットのガードタイムは、一方のサテライトの送信の休止と、他 方のサテライトの送信の開始との間で予期されており、これは、これら２つのサ テライトからすべての位置までの伝達時間を相違させることが可能であることが 理解できる。問題は、これらのガードタイムを、どの程度大きくする必要がある か、ならびに、その結果としてのキャパシティの無駄を、如何にして、最小化で きるかである。 ダイバーシティ送信を受信するためのモービルターミナル（移動端末）のブロ ックダイヤグラムが第１２図に示されている。信号は、アンテナ２００を利用し て、可視サテライトのいずれかから受信する。受信した信号を、ダウンコンバー タ２０１を使用して、適当な低周波、またはベースバンド周波数にダウンコンバ ートする。このダウンコンバータ２０１は、従来のスーパーヘテロダイン、また はダブルスーパーヘテロダインで構成することも、また、米国特許第５，２４１ ， ７０２号（これもここに引用することにより本願明細書の一部として援用する） に開示されているようなホモダイン受信機で構成することもできる。この特許の 開示によれば、受信信号を、無線周波数から、一対のＩ，Ｑベースバンド信号へ 変換している。受信周波数における、局部発振器によって基因するＤＣオフセッ トまたは、自己干渉の問題を解決する改良策が開示されている。この改良策を実 行した後、受信した複素信号のベクトルのディジタル表示が、サンプル形態で生 成され、このＤＣオフセットを補償する。改良されたホモダイン概念には、Ａ／ Ｄコンバータ２０２が設けられている。更に、従来のスーパーヘテロダインまた は、ダブルスーパーヘテロダインダウンコンバータにも、米国特許第５，０４８ ，０５９号に記載されているような、ログポーラバラエティ（logpolar variety ）のＡ／Ｄコンバータ２０２を設けることもできる。この特許の内容も、本明細 書に盛込んでいる。両方法によって、受信信号を表わす複素数ストリームを発生 させている。ＴＤＭＡダウンリンク送信フォーマットを採用する場合に、このス トリームの一部分（ＴＤＭＡタイムスロット）によって、特定のモービルに関す る情報を搬送する。割当てられたタイムスロット中に受信した数のストリームを 、Ａ／Ｄコンバータ２０２内のバッファメモリ中に記録することができる。ここ から、数ストリームを、シンクユニット２０３またはバースト復調器２０４によ って処理のためにリトリーブすることができる。 このシンクユニット２０３によって、相関性に基いて、バッファ処理したサン プルストリーム中の既知のシンボルパターン（シンクワード）の位置を配置する ことによって、タイミングコントロール信号および位相基準を発生するか、また は、バースト復調器２０４に対するチャネル予測ができる。このタイミングコン トロール信号によって、復調器に対して、シンクワードに相当するサンプルのバ ッファメモリ中での配置を規定し、これらサンプルを、マーカーとして利用して 、デコーディング用に、未知のデータサンプルを配置する。バーストが同一サテ ライトから受信されている限りにおいては、この配置は、バーストからバースト へ急激に変化するものでない。このような非ダイバーシティケースの場合には、 シンクユニット２０３は、タイミングコントロール信号の相対的に長期間で、ス ローな更新のみを実行する必要があり、この結果、サテライトシステムクロック お よびモービルターミナルのローカルクロック間における差、またはサテライトの 動きのために生じるあらゆるタイミングドリフトをトラッキングする。しかし乍 ら、サテライトダイバーシティを利用中、例えば、２つのサテライトから交互に フレームを送信した場合に、シンクユニット２０３に対して、奇数フレームおよ び偶数フレームに対する別個のタイミング予測を決定およびトラッキングするこ とが好ましいものとなる。このことによって、技術的に更に困難となる処の、２ つのサテライトからの送信を極めて正確に同期化させる要求を回避することがで きる。従って、コントロールユニット２０９によって、Ｎ−サテライトダイバー シティを使用中であることをシンクユニット２０３に通知した場合に、このシン クユニット２０３によって、Ｎセパレートタイミングステータスを決定すると共 に、維持し、これらステータスは、予じめ決められたサテライト送信スケジュー ルに従って利用される。 バースト復調器２０４によって、いずれのサテライトから受信したデータを処 理すると共に、好適には、地上局の処理に関連して、前述したように、ソフトデ シジョンを発生する。これらソフトデシジョンを、逆インターリーバ２０５へ送 給し、この逆インターリーバ２０５によって、２つの連続しているバースから交 互に取ると共に、シンクワードの右側および左側から交互に取ったシンボルを融 合する。このインターリーブパターンは、一例にすぎず、本発明を限定する意味 でない。しかし乍ら、異なったサテライトから受信したデータを融合することは 望ましいものであり、この結果として、１本の不良なパス（通路）は、エラー訂 正デコーダ２０６への連続した不良シンボルの阻止とはならないが、むしろ、良 好および不良シンボルは、以下のように交替するようになる。即ち、デコーダ２ ０６は、良好なシンボルを利用して、不良なシンボルを越えることができるよう になる。このような方法によって、このエラー訂正デコーダは、サテライトパス フェージングまたは一時的な遮えぎりによって発生したエラーを減少させるのに より有効なものである。この一時的な遮えぎりは、例えば、通過して行くトラッ クによって起る。 デコーディング処理後、このデコーディング処理したデータブロック（スピー チフレーム）を、スピーチデコーダ２０７へ通過させ、これには、このデコータ ２０７からのエラー検出チェックによって表示されたように、不良なスピーチフ レームを越えるための他の手法を組込むこともできる。最後に、再構成された、 スピーチデコーダ２０７からの波形サンプルを、コンバータ２０８中で、Ｄ／Ａ 変換して、スピーカまたは電話機の受話器をドライブする。 場合によっては、デコーダ２０６によってデコードされたデータは、高速組合 せコントロールチャネル(fast associated control channel)と称されるコント ロールデータフレームである。これが検出される場合に、デコードされたメッセ ージがコントロールユニット２０９に送給されて、以下のようなアクションが起 る。即ち、ダイバーシティをＯＮ／ＯＦＦ切換えたり、ダイバーシティスケジュ ールにおけるサテライトの個数Ｎを変化させたり、または受信機または送信機に よって利用される周波数やタイムスロットを変化させる。このような動作中のチ ャネルへの変化は、ハンドオーバ、ハンドオフ、インターナルハンドオーバ、ま たはインターナルハンドオフとして知られている。 米国特許出願第０８／１７９，９５４号において記載されている理由のために 、２つの方向で利用されているアクセス方法が異なった場合において、アップリ ンクチャネルとダウンリンクチャネル間には、好適な組合せが存在している。例 えば、ＴＤＭＡダウンリンク中のタイムスロットを、ＦＤＭＡアップリンクの周 波数チャネルと組合せることができ、これによって、デュープレックス変換用の チャンネルペアが構成される。本例で考察されているケースにおいては、アップ リンクおよびダウンリンクは、ＴＤＭＡ／ＦＤＭＡハイブリッドアクセス方法で あり、ここでは、前者は、キャリア周波数当り多くのタイムスロットを有する少 ないキャリア周波数を有するのに対して、後者は、キャリア周波数当り少ないタ イムスロットを有する多くのキャリア周波数を有している。ダウンリンク周波数 ／タイムスロット組合せに対して、従って、これと組合わされたアップリンク周 波数／タイムスロット組合せが存在している。第１図に従って配置された１個の アップリンクキャリア上の８個のアップリンクタイムスロットは、５個のダウン リンクキャリアの１つ上の１６個のタイムスロットによって離間されている１２ ８個のタイムスロットの中の８個までマッピングする。このマッピングの目的は 、ポータブルステーション毎の同一送信／受信タイミングを確保することであり 、 ならびに、特に、これに対応するダウンリンクタイムスロットのポータブルステ ーションによる受信間に、アップリンクポータブルステーションの送信が起り、 これによって、このポータブルステーションにおける同時、送信／受信を回避す ることである。この結果として、デュープレックサに対する要求が回避される一 方、双方向情報の流れが許可される。 ダウンリンクキャリア上の８個のダウンリンクタイムスロットの1６個の異な ったグループによって、第２図の１６×１６パターンをマッピングする。この結 果、アップリンク上にｆ１を利用したエリアが、ダウンリンク上のタイムスロッ ト１、１７、３３、４９、６５、８１、９７および１１３によって提供される。 アップリンク上のｆ２を使用したエリアが、ダウンリンクタイムスロット２、１ ８、３４、５０等によって提供される等となる。この結果、ダウンリンク上の隣 接したタイムスロットの利用間における空間的分離は、ｆ１エリアの中心から、 ムスロット１６を、それのアップリンク周波数として、ｆ１６を有するセル中に 利用すると共に、タイムスロット１７は、ｆ１セルに再びジャンプして戻って来 ることである。しかし乍ら、第４図においては、周波数f１６は、ランダムアク セスチャネルとして使用すべきセルパターンからすでに移ってしまっていると共 に、従って、タイムスロット１６を、ダウンリンク上のページング（呼出し用） チャネルとして使用すると共に、パターンの一部分としての使用ではないもので ある。タイムスロット１６を、更にコーディング処理されると共に、交通チャネ ルタイムスロットより１０dB高いパワーレベルで送信して、これによって、一時 的に、不適切に、配置されているポータブルステーションに到達できるようにな る。正規のパワーレベルまたは増大させたパワーレベルで、タイムスロット１６ を送信するためのエネルギーを、ビームステアリング（回転）メカニズムによっ て、タイムスロット１７におけるパターンを再び取る前に、パターン内の所望の 位置へ向けることができる。 名目上、１２８個のタイムスロットの最初の半分は、サテライト１から送信さ れるべきものであると共に、第２の半分は、サテライト２から送信されるものと 規定する。ダウンリンクタイムスロット１、１７、３３、４９、６５、８１、９ ７および１１３によって、第４図においてアップリンク周波数１を利用して、セ ルを説明している。これらタイムスロットの最初の４つはサテライト１から受信 する一方、最後の４つは、サテライト２から受信する。サテライト１によって送 信された最後のタイムスロットは、ページングスロット番号６４である。このタ イムスロットに先立って、タイムスロット６３を、アップリンク周波数１５を用 いた四角形に向わせた。四角形１および１５において、これら６４個のタイムス ロットの受信は、以下の場合において、最大値によって相対的に遅延されている 。即ち、サテライトが西方の水平線（第４図の左側へ）上に存在すると共に、こ の ある。このフートプリントの直径が１０００kmの場合に、この遅延は、約１．７ mSとなる。この相対的遅延を以下に表わす。 現在、サテライト２が相当するが、サテライト２の送信が時間設定されて、サテ ライト１の、セル１または１５中の送信の終了とぴったり合っているかどうかを 決定する必要がある。若し、前者の場合、更に、第２サテライトは、西方の水平 線（第４図の右側）に存在している場合には、四角形１５において受信したよう にその送信を、相対的に、１．７mSだけ進行させる。これは以下に表わしたよう に、四角形１での受信と比較される。 四角形１５では、従って、２つのサテライトからの送信における３．４mSのオー バーラップが存在しており、これによって、サテライト１からのタイムスロット ４２−６４およびサテライト２からのタイムスロット６５−８７に悪影響を与え る。これらの内、四角形１５におけるポータブルステーションは、スロット４７ 、６３、７９を利用していた。しかし乍ら、時間的オーバーラップ（重復）のた め、このことは、疑問である。従って、８個のタイムスロットの内の３個が、四 角形１５内で失われ、四角形１への送信は、同期するように選択されるので、四 角形１で、タイムスロットは、何も失われない。これに比例して、セル１５より セル１に近接して存在しているセルでは、殆んどタイムスロットの消失が起らな い。この代り、これらサテライトが、エリアのセンタにおける四角形に対して同 期するように時間設定されていた場合には、境界のセル内でのオーバーラップが １．７mSまで減少されると共に、８個の内の１〜２個のタイムスロットが、或る 境界セル内で失われてしまう。 このような消失を回避するために、セルパターンを、第６図に示したように、 セル１５と１とが隣接するように再配置する。セル１５および１７が、異なった ダウンリンクキャリアによって提供されるように、これらセルが隣接しない場合 でも問題とならない。これらのサテライトが、この図の左頂部および右底部まで 即ち、約３７０μS まで減らせる。ダウンリンクのタイムスロット長が１５６． ２５μS であるために、サテライト間での切換時において、３個のタイムスロッ トを犠牲にすることによってオーバーラップを防止できる。これら３個の内の１ 個のタイムスロットを、ページングスロットとすることができる。従って、１２ ０本のトラフィックチャネルの内の、４チャネル分の容量を失う最悪ケースが、 ２−サテライトダイバーシティを提供するために起る。このことですら、以下の 方法によって回避できる。即ち、一定の相対時間遅延の双曲線に沿って、タイム スロットを、２台のサテライトに分配することである。次に、更に別の考察が、 後述するように、アップリンク用の周波数およびタイムスロットの対応した分配 を得るために必要となる。 ダウンリンクフレームを、サテライト１、サテライト１と２、サテライト２の それぞれによって提供されたタイムスロットおよびサテライトステーションに対 応する３つの領域に分割する上述した方法を駆使して、このダウンリンクフレー ムに時間的に関連したアップリンクフレームを、同様に、３つの同一領域に分割 する。しかし乍ら、このアップリンクフレームは、キャリア上の、８個のダウン リンクタイムスロットに相当する８個のタイムスロットを有している。これら８ 個のダウンリンクタイムスロットは、１２８個のタイムスロットダウンリンクＴ ＤＭＡフォーマットで１６タイムスロット毎に離間されている。このアップリン クスロット構成を、第６図に示す。 第７図では、各スロットをどの程度スロット間のランピング(ramping)および ガードタイムに対して利用しているかを表わさずに、単純に２０mSフレームを８ 個のスロットに分割している。単一のサテライトによる受信に対しては、スロッ ト間のガードタイムを必要としない。その理由は、ポータブルステーションによ って、それのトランジット（転移）時間に対して、適当なタイミングアドバンス （進行）を適用することができ、これによって、これら信号がオーバーラップし ない状態でサテライトに到達するように確保される。このタイミングアドバンス は、コールセットアップにおいて、サテライトシステムによって確立され、この システムによって、モービルにタイミングアドバンス情報を含んでいるチャネル 割当てを与える。その後、このタイミングアドバンスは、ダウンリンクスロット 中に含まれているビットによって指令される僅かな進行遅延調整によって正確に 保持される。 しかし乍ら、タイミングアドバンスを、常時、見つけ出せるとは限らない。こ のタイミングアドバンスによって、モービルステーションの信号が、２つの異な ったサテライトにおいて、同期状態で到着できるようになる。このようなタイミ ングアドバンスの探索が正確に達成できる唯一のケースは、同一のアップリンク キャリア上のアップリンクタイムスロットを利用したモービルステーションを、 一定のデルタ−ディレイ（遅延）の双曲線に沿って、２つのサテライトに分配し た場合である。このような特殊のケースについて後述する。一般に、受信中のサ テライトにおいて、オーバーラップを防止するために、スロット間にカードタイ ムを設ける必要がある。 しかし乍ら、第７図に示すように、タイムスロット１、２、３間でのオーバー ラップは、サテライト２においては、重要なことではなく、このサテライトをこ れら信号を受信するために利用しない。同様に、サテライト１におけるスロット ６、７、８間のオーバーラップは、このサテライト１にとって重要でない。従っ て、タイムスロット１、２、３を用いたモービルを、時間的に先行させて、これ らタイプスロット間にカードタイムを設定することなくサテライト１に同期して 到着すると共に、タイムスロット６、７、８をサテライト２に同期させて到着さ せる。このことによって、タイムスロット４から３を、５から４を、６から５を 、１から８を分離（第８図に示すように）するために、あらゆる利用可能なガー ドタイムを利用できる。 第１図に示した地上に、タイムスロットを分布するに当り、即ち、 タイミングを、更に、最適化することができ、これは、例えば、２台のサテライ トが、それぞれ、この分布における東および西に存在する場合である。従って、 タイムスロット３、４、５を両方のサテライトからほぼ等距離の位置で使用する ために、タイムスロット３、４、５の間には、ガードタイムが必要としなくなる 。保護すべき、このサテライト配置における唯一の衝突は、タイムスロット５と ６との間、および８と１との間である。従って、利用可能なガードタイムを、第 ９図に示したようなフォーマットにおける２つの位置に、更に集中することがで きる。 従って、サテライトダイバーシティ受信を採用したモービルの、正規の位置か らの許容し得る偏移を増大させ乍ら、ガートタイムを、このフレーム中の８個の インタースロット位置の僅か２位置のみで利用する。 北方向および南方向の水平線上に存在するサテライトに対して、同じケースが 起る。従って、タイムスロット１と８、５と６との間の衝突はこれらペア（対） が両方のサテライトから等距離であるために起らない。タイムスロット７と８と の間の衝突（サテライト１における）は、このサテライト１にとって重大なもの ではない。また、タイムスロット６と７間、および２と３間における衝突は起ら ないと共に、いずれの場合でも、重大なものとはならない。その理由としては、 これらタイムスロットは、１つのサテライトによって受信されるだけのタイムス ロットであるためである。更に、サテライト２におけるタイムスロット１と２と の間の衝突は、このサテライト２にとっては重大なものではない。サテライトの 南北配置に関する最適タイミングを、第１０図に表わす。 その結果、モービルが、１台のみ、または数台のサテライトで受信しように設 定されているかに従って、サテライトシステムからモービル送信のタイミングア ドバンスを好適に命令することによって、タイミング衝突を回避するために、Ｔ ＤＭＡアップリンクフォーマットに含まれる必要のあるガートタイムを最短化で きるか、または、少なくとも、このガードタイムを採用して、モービルが、大き なエリア上の何れかに存在できるような最良の効果が得られるようになる。 本発明によるタイミングコントローラの動作は、定常状態の下で最良に理解さ れるもので、この状態では、多くの進行中の会話が各サテライトビームにおいて 生じていると共に、各エリアにおける全ての可視サテライトの最適な利用が行わ れている。 平均長が３分のテレフォンコール（呼出し）および１００００アーランの負荷 を有して、毎秒５５のレートで、コールが継続して終了し、種々のビームでタイ ムスロット／周波数組合せを自由化する。同様に、周波数／タイムスロットの割 当て確立を要求して、毎秒５５回のコールを作動させる。２台のサテライトが可 視状態の場合では、本発明によって、サテライトＡまたはＢ、または両方によっ て、新しいコールが提供されるかを決定する。最良のサテライト、またはサテラ イト組合せの割当ては、第１段階である。その後、同一のアップリンク周波数上 の隣接したタイムスロットを利用して、アップリンクタイムスロットが、他の前 進の会話とタイムスロットとオーバーラップするのを回避させることに関して、 割当てられる。このことが、本発明のタイミングコントローラの機能である。 このタイミングコントローラによって、自由なタイムスロットと周波数との組 合せの各々の適性を分析する。このリストを作成するために用いられる基準は以 下の通りである。即ち、同一の周波数／タイムスロット組合せは、モービル位置 の０．７５ビーム直径以内で、すでに使用中であってはならず、ここで、このビ ーム半径は、例えば、ビームピークに関して、ビームエッジ上の−４．５dB下降 ポイント間の距離として規定する。この基準を用いて、隣接ビーム内の同一チャ ネルの他のユーザからの共通チャネル干渉のレベルを、受認可能な程度に低くす ることを保証するが、これは、一例であり、本発明を限定する意味ではない。他 のビームからの共通チャネル干渉を回避するための余分な基準は、アンテナビー ムの形状、配向およびサイドローブパターンに依存している。 ビーム形状に関する情報およびビームセンタの絶対座標は、サテライトトラッ キング／ビーム形成システムを介して知ることができると共に、モービルの位置 の予測と組合わせられ、このモービルは、Ｃ／Ｉ基準を満たしているチャネルを 選択するためのコールを要求する。新たなコールを接続するためのモービルの位 置に関する情報を、ランダムアクセスチャネル上で受信したモービル信号用の各 アンテナエレメントに対して、測定した相関係数の形態で得ることができる。 このチャネルコントローラによって、リスト中のチャネルを以下のように２つ の方法の１方法で分析する：即ち、 １．単一のサテライト動作、または、 ２．２−サテライトダイバーシティ動作であり、 サテライトＡ、ＢまたはＡとＢの両方を介して決定される動作を実行するかどう かに従って、分析する。サテライトＡまたはＢの一方のみがコールを提供するた めに選択された場合に、この第１方法を利用する。 このリスト中の自由なタイムスロットを保有する第１アップリンクキャリアを 、最初に分析する。サテライトＡ、Ｂ、または両方で利用できるか、または利用 しないキャリア当り８個のタイムスロットを保有して、原理上、このキャリアス テータスは、６５５３個の状態の１つである。不使用の状態に対してＡ、Ｂ、Ｕ で表わし、またダイバーシティに対してＤで表わすと、代表的な状態を以下のよ うに記述する。 ＡＡＵＤＤＵＢＢ ＯＲ ＤＡＡＡＤＢＢＢ ＯＲ ＡＡＡＤＢＢＤ 或るいくつかの状態は存在しない。例えば、ＡＢＡＤＤＢＡＢは存在しない。 その理由は、ＴＤＭＡフレームは、右側でＡにより、左側でＢにより、また中央 でＤにより分割されるか、またはその逆に分割されＡやＢによってインターリー ブされないからである。また、アップリンクおよびダウンリンクの両者において 、他のダイバーシティフォーマットを採用することもでき、その場合は、フレー ムを左側および右側でダイバーシティ動作に、また中央で単一のサテライト動作 に分割すること、例えばＤＤＵＡＡＵＤＤまたはＤＤＢＢＢＢＵＤのように分割 することが考えられる。しかし、この場合、サテライトＡまたはＢ用のみの単一 サテライト動作領域が提供されるが、これは、以下のように有用なものでない。 即ち、両方のサテライトをイルミネートしている領域においても、或るモービル は、サテライトＡのみを好むと共に、他のモービルは、サテライトＢのみを好み そうであるからである。 また、ＡＵＡＤＤＢＵＢのような状態が存在するようである。これは、タイミ ングコントローラは、すでに、Ｄ領域から第２Ａを移動させるために探索してお り、これによって、一方のサテライトＡに同期しているモービルと、両方（Ｄ） に同期化しようとしているモービルとの間でのタイミングの不一致を回避するた めである。従って、ＤＡＡＡＤＢＢＢは、好適な構成であり、ここでは、未使用 の場合には、Ａ、Ｂ、またはＤスロットのいずれかを、Ｕによって表わすことも できる。フレームの反復性特性に関して、実際には、以下のような順序となる。 ＤＡＡＡＤＢＢＢＤＡＡＡＤＢＢＢＤＡＡＡＤＢＢＢ... etc. また、互いに隣合うＢＡのようなシーケンスを、有することは不所望なことで あり、これは、Ｂと同期化させるに当り、Ｂ−モービルの信号がＡに遅く到来し 、後続するタイムスロットにおいてＡ−モービルの信号と衝突する可能性がある からである。しかし乍ら、ＡサテライトがＢサテライトよりＢ−モービルに近い 場合には、このＢ−モービルの信号がＡに早く到来すると共に、Ａ−モービルタ イムスロット中に遅延しない。しかし乍ら、残念なことに、常に確かなことでは ないが、モービルは、それに最も近いサテライトを経由して作動することが好ま しく、且つ、決して、遠方のサテライトを介して作動しないものである。この結 果として、Ｂモービルの送信は、時間的に、少し進めて、次のフレームの開始に おいて、Ａモービルの送信がオーバーラップしないようにする必要がある。 同様に、Ａ−モービルの送信を、同一理由によって、僅か遅延させることが可 能で、この結果として、両者によって、タイミング規制を達成する役目を、等し く分担するようになる。しかし乍ら、これによって、ＡＡのものをＤＤのものに 向って移動させ、これらの間の未使用のタイムスロットに近接させる。例えば、 以下の場合に、例外が発生する。即ち、屋内のモービルでは、低い抑角で、窓を 通して、観察できるサテライトと通信しようにするもので、頭上に存在し、屋根 によって遮ぎられたサテライトと通信するより、むしろ、上記サテライトを通信 する。 前述したように、タイミング衝突を解決するために、フレーム内で利用可能な ガードタイムの量には制限が存在しており、タイミングコントローラの役目は、 このガードタイムを、最も必要としている場所に配置することによって、これを 如何に有効に利用するかを決定することである。完全に装荷されたフレーム内の ガードタイムの位置は、以下のフレーム構造において、値ｔ１、ｔ２、ｔ３で表 わされ、これは、好適な構成を意味するのではなく、一例として利用される。 １台のサテライト（Ａ）のみによって受信希望される、Ａ１、Ａ２、Ａ３のよ うなモービル間では、ガードタイムは必要ないものであり、このようなモービル は、サテライトＡにおいて、当接するタイムスロットにおいて受信するために時 間設定された送信を保有していると共に、サテライトＢにおける受信がオーバー ラップしても、重大なこととはならない。実際には、サテライトＢにおけるモー ビルＡ１、Ａ２、Ａ３のオーバーラップした受信は好ましいものであり、これは 、オーバーラップ受信によってＴＤＭＡフレームのパーセンテージを短縮するか らであり、ここで、これらモービルは、サテライトＢで占有し、その結果、この ＴＤＭＡフレームによって、より長いガードタイム（ｔ１，ｔ３）が得られるこ とによって、サテライトＢにおいて、モービルＢ３またはＤ１とオーバーラップ しないようになる。例えば、ジョイントデモジュレーション（joint demodulati on）のような、最新の高性能な信号処理技術を、地上局において実行して、例え ば、部分的にオーバーラップしているタイムスロットを良好にデコードできると 共に、このような処理を、バースト中の既知のシンク（同期）シンボルの正しい 配置(judicious placement)によって支援することができる。下層に 存在する微弱な信号の復調に先立って行われる減算に最初に追従した、最強のオ ーバーラップ信号の復調技術もまた、米国特許第５，１５１，９１９号に記載さ れているように、利用できる。この米国特許もここに引用し、本願明細書の一部 として援用する。従って、このタイミングコントローラの目的は、この部分的な タイムスロットのオーバーラップを回避することであるが、このような部分的な オーバーラップは、大きな惨事とはならない。 従って、本発明によるタイミングコントローラによって、例えばＡ１、Ａ２、 Ａ３のようなモービルを一緒にパッキングするために探索する。これらモービル は、原則として、サテライトＡのによって、このサテライトＡにおいてオーバー ラップ無しで、最小時間を占有すると共に、サテライトＢにおいて、オーバーラ ップとは無関係に最小のタイムスパンを占有するように受信されるものである。 原理上、このことは、コントローラが、新しいコールを接続するための利用可能 な空のタイムスロットを評価する時に、コールのセットアップ時に、実行される ものであり、また、このことは、利益が存在する場合には、すでに割当てられた タイムスロットを再度、シャフル処理する動作が伴う。その後、このタイムパッ キングは、ダイナミックタイム整列メカニズムによって維持され、この結果、コ ール中に、モービルは、サテライトネットワークからのコマンドを受信して、タ イミング受信に対する送信タイミングを、進ませるか、または遅らせる。 ここで、最新のタイムスロットの割当をもって、アップリンク周波数の、タイ ミングコントローラによる評価について考察すると以下のようになる。 タイミングコントローラによって、以下のように、Ａ１とＡ２とを一緒にパッキ ング処理している。即ち、Ａ１とＢ３との間のガートタイムｔ１を、丁度適切に することによって、Ａ１が、サテライトＢにおいて、Ｂ３とオーバーラップしな いように確保し、この結果として、未使用のスロットＵの幅を最大にする。サテ ライトＢにおいて、Ａ１とＡ２とはオーバーラップし、その結果、２つのスロッ ト以下のスロットを占有する。もし、これらＡ１、Ａ２とがオーバーラップしな かった場合には、コントローラによって予じめ、または、新たに、スロットＡ１ 、 Ａ２へのモービルの割当てを逆にして、これを達成する。これらの動作は、サテ ライトＡ、Ｂへのモービル信号の伝搬時間における差の決定を利用して、コント ローラによって実行される。 例えば、モービル信号ＡのサテライトＡへの伝搬時間を３５mSであり、ならび にサテライトＢへの伝搬時間を３８mSである場合に、サテライトＢに対する＋３ mSのデルタディレイ（遅延）が存在している。また、Ａ２からサテライトＡへの 伝搬時間を３５．１mSとし、Ａ２からサテライトＢへの伝搬時間を３８．２mSと した場合に、モービルＡ２に対するデルタディレイは、３．１mSとなる、次に、 同じ時間軸において、これらサテライトで受信した信号は以下のようである。 Ａでは、 Ｂでは、 また、Ａ１＋Ａ２は、サテライトＢにおいての２つのタイムスロットより大き なフレーム部分を占有することが理解でき、これは、これらの間の０．１mSのギ ャップによる開放のためである。このことによって、未使用のスロットＵ（サテ ライトＢにおける）を閉鎖することができるので、この結果、第３信号Ａ３は、 Ａ２またはＤ１とオーバーラップしないでサテライトＢから見えるように収容す ることができない。Ｄ（ダイバシティ）モービルが、２つのサテライトで正しく 受信されるので、オーバーラップＤ１が回避される。しかし乍ら、Ａモービル信 号の、Ｂでのオーバーラップは、重大なものでない。その理由は、これら信号は 、Ａでのみ受信されるものであるからである。 従って、コントローラは、Ａ１とＡ２との割当を入替るために探索するので、 より大きなデルタディレイを有するモービルを先のスロットに割当てると、以下 の結果が得られる。 Ａでは、 Ｂでは、 ここで、記号“！”は、Ａ２とＡ１バーストとの間の０．１mSのオーバラップを 表わす。この方法において、Ｂにおける未使用のスロットＵを、０．１mSまで閉 鎖する代りに、０．１mSまで開放する。 今、第３モービル信号Ａ３のサテライトＡに対する伝搬遅延を３４．９mS、お よびサテライトＢに対して、３８．３mSと仮定する。この信号Ａ３を、未使用の タイムスロットＵに配置すると共に、サテライトＡにおいて、Ａ２、Ａ１と当接 するように、時間制御すると、サテライトＢにおいて、Ａ１とＡ３との間で０． ４mSのギャップが存在するようになる。 即ち、 Ａでは、 Ｂでは、 ここで、記号“！”は、サテライトＢにおけるＡ３とＤ１との間の衝突を表わし ている。 この結果として、更に好適な状態は、Ａ３Ａ２Ａ１の順に対して以下のように なる。 Ａでは、 Ｂでは、 ここで、記号“！”は、サテライトＢにおける、Ａ３、Ａ２、Ａ１間のオーバー ラップを表わすと共に、以下のように予測される。即ち、タイミングコントロー ラを、同様にアレンジして、Ｂ−モービルが、サテライトＢで当接すると共に、 サテライトＡでオーバーラップするようにして、ガートタイムｔ１とｔ２とに対 するスペースを開放するようにする。 その結果、サテライトＢで受信する必要のない信号のモービルＡ１、Ａ２、Ａ ３は、サテライトＢにおいて十分にオーバーラップして、ＴＤＭＡフレームにお ける最小限度の量を占有するようになる。同様に、モービルＢ１、Ｂ２、Ｂ３を タイムスロットに割当てるので、それらのバーストは、サテライトＡでオーバー ラップするが、サテライトＢでオーバーラップしないようになる。 本発明のタイミングコントローラを、このことを達成するために採用するシス テム手法は、所望のサテライトに対する伝搬遅延よりも不所望のサテライトに対 する伝搬遅延について降順に、モービルをタイムスロットに割り当てることであ る。即ち、サテライトＡに対する最大の伝搬遅延増加を超過するサテライトＢに 対する最大の伝搬遅延増加をもつサテライトＡが、フレームのＡ部分に最初に配 置される。 同様に、サテライトＢによる単独の受信用のモービルを、フレームのＢ部分に おいて、Ａを越えてＢまでのデルタ伝搬時間の増加の減少順序で順番付けられる 。フレームの完全に満たされたＡ部分におけるモービルによって、Ｂにおけるそ れらのタイムスロット幅の合計より少ないものを占有するので、Ｂにおけるフレ ームのＡ部分とＤ部分との間ならびに、このフレームのＢ部分と、後続のＡ部分 との間のガートタイム用のマージン（余裕）が得られるようになる。同様に、フ レ ームの完全に満たされたＢ部分におけるＢモービルが、Ａにおいてそれらのタイ ムスロットの合計より少な時間を占有して受信されるので、サテライトＡにおけ るフレームのＢ部分とＤ部分との間、およびサテライトＡにおけるフレームのＢ 部分とＡ部分との間のガートタイム用のマージンが得られるようになる。 前述した最適方法において、新しいコールを適合させるために、会話をタイム スロットへの現在の割当てを再度、シャフル処理するより、むしろ、このタイミ ングコントローラによって、最初、新らしいモービルが、シャフリング処理する ことなく、正しい減少するデルタ時間順序で、利用可能なスロットにフィットす るかどうかを評価することができる。従って、許可されたリスト中の各アップリ ンクキャリア周波数をテストし、空のスロットの何れかがデルタ−時間基準に合 致しているかどうかを調べる。合致していなければ、あるキャリア上の現存の“ Ａ”コールを、スロットチェンジコマンドまたはタイミングアドバンスコントロ ール信号、またはこれらの両方を有して発生させて、タイムスロット割当てをシ ャフル処理して、この新たなコールに対して利用可能な最適位置を作る。この新 しいコール用に選んだキャリアは、同一キャリアを用いて、他のセルからの最低 の共通チャネル干渉を有したものである。この代りに、ドル−コストファンクシ ョン(dollar-cost functions)に基づいた適合チャネル割当てスキームを、スエ ーデン国特許出願第９３０１６９５−４に記載されているように、利用すること もでき、共通チャネル干渉および必要なタイミングの再シャフル処理量の両方に 基いて、重み付け決定を行なう。このスエーデン国特許を、その全体に、参考と して、盛込んでいる。 所定のキャリア上の空のタイムスロットにおける共通チャネル干渉を決定する ために、チャネル割当てアルゴリズムによって、グランドベース式ビーム形成コ ンピュータに対して、サテライトアンテナエレメントから（フィーダダウンリン クを経て）受信した信号を処理するように指示して、問題のモービルの方向に、 受信ビームを形成する。 次に、このビーム中の干渉レベルを演算する。本明細書において、“共通チャ ネル信号”とは、以下の信号を意味する。即ち、これら信号を、物理的に異なっ た位置において、同一のアップリンク周波数およびタイムスロットに割当てるこ とである。 理想的には、新しい信号によって基因した、他の信号への共通チャネル干渉に おける増大を、また、最適チャネルを決定するために、用いる必要がある。この 新しい信号を追加する効果を予測するためのシステマチック手法が、米国特許出 願第０８／１７９，９５３号に開示されている。この米国出願もこに引用し、本 願明細書の一部として援用する。この演算は、サテライトから受信されたリアル タイムの信号を処理することなく実行できる。また、この演算を、他の適当なコ ンピュータにおいて、“オフライン”で実行することもでき、この場合、進行す る会話のアンテナアレイ係数を利用し、異なる位置における同一周波数プラス、 新しいモービル用に決められた係数を駆使して、初期のアクセスコントロール上 の初期のコールセットアップ手順中に行われる。特に、この手法は、近傍、また は共通チャネル信号のビームスペースで占めるために、チャネルショートリスト を選択する本来の基準、即ち、同一チャネルを、０．７５ビーム直径以内での利 用すべきでない基準は、厳格に必要なものでないが、例外として、そのような簡 単な初期のスクリーニング処理によって、更に複雑なマトリックス操作の数量を 減少できる。これらマトリックス操作は、前述した特許出願に記載された手法を 用いて、演算する必要がある。このマトリックス操作によって、信号対（ノイズ ＋干渉）の比率の理論的な予測値が与えられる。これらは、新しい信号を追加す る時、信号処理（ビーム形成）係数を再度最適化した後で、このシステム中です べての共通チャネル信号に対して達成される。これらのうちの最悪値を仮のチャ ネル割当の「品質」としてとられると共に、候補割当がこの「最悪」値すなわち 概念的なドル−コスト(dollar-cost)に変換された最悪値に対して順にランク付 けされ、上述したスエーデン特許出願に開示された発明の適合チャネル割当てス キームと共に利用する。上述の手法の利益の１つとしては、共通チャネル信号の いくつかが、一時的に無信号であったとしても、これら無信号に対する一組のビ ーム形成係数が記憶されている限りにおいては、共通チャネル干渉およびノイズ のポテンシャルレベルを決定できることである。リアルタイム信号を処理する他 の手法の欠点としては、以下の通りである。即ち、進行中の会話の係数を変化さ せて、どの程度のＳＮＲロスが、新しい信号を適合するに当り、生じるかをテス トすることは、望ましいものでないと共に、更に、共通チャンネル信号のいくつ かが一時的に無信号となるため、一方向におけるボイスアクティビィティの欠如 のため（即ち、バッテリパワーを保存するために、不連続送信（Discontineous Transmission：ＤＴＸ）を採用している）、このリアルタイム状況は、ボイスア クティビィティと共に変化できる瞬間的な状況であることである。しかし乍ら、 オフラインチャネル評価手法は、すべての共通チャネル信号がアクティブ状態で あり、且つ、これら実際信号が必要でないものと仮定して、それらのアレイ係数 のみを利用して、実行できる。 上述の説明は、１台のサテライトを介して動作し、互いに干渉し合わないモー ビル、または、他のサテライトを介して動作するモービルとの間で干渉しないモ ービルに対して、チャネルを割当てる技術に関するものである。ダイバーシティ ゲインを得るために、両方のサテライトによって受信できるようなモービルにチ ャネルを割当てる場合について、以下説明する。 タイミングコントラーによって、サテライトＡにおいてのみ受信すべきモービ ルのタイミングを、すでにコントロールしてあるものと仮定し、この場合、これ らモービルのバーストがサテライトＡで隣接すると共に、サテライトＢでオーバ ーラップし、この結果として、スロット長の合計より少ない、サテライトＢにお けるフレーム期間を占有する。例えば、サテライトＡにおいて受信すべき３個の みの信号（Ａ１，Ａ２，Ａ３）が存在すると共に、それらのデルタ伝達時間にお ける差が、ｄ１２とｄ２３とによって表わされる場合には、これらは、サテライ トＢにおいて、３Ｔ−ｄ１２−ｄ２３を占有するようになる。ここで、記号Ｔは 、１個のアップリンクＴＤＭＡタイムスロットの正規期間である。 同様に、タイミングコントローラによって、サテライトＢのみにおいて受信す べきモービルのタイミングを、これらのバーストがサテライトＢで隣接が、サテ ライトＡでオーバーラップして受信されるようにコントロールされているものと 仮定する。これらのデルタ伝搬時間（３個のモービルＢ１，Ｂ２，Ｂ３と仮定し て）の差を、ｄ１２′およびｄ２３′によって指定する場合に、３個のＢモービ ルは、３Ｔ−ｄ１２′−ｄ２３′のサテライトＡにおいて、時間を占有するよう になる。 ダイバーシティ動作を実際に実行するための好適なフレーム構造は、ＤＡＡＡ ＤＢＢＢであり、ならびにこれを以下のように拡大して、サテライトＡおよびＢ で受信するようなタイミングを、以下のように詳細に示す。 上述によって、以下のことがわかる。即ち、Ａ−モービル信号を、サテライト Ａで、記号“！”で表わしたタイムオーバーラップを有し、これらによって３個 のタイムスロットより少ないスロットを占有するように受信する。同様に、サテ ライトＡでのＢ信号のオーバーラップは、３個のタイムスロットより少ないスロ ットを占有する。しかし乍ら、上記ダイヤグラムは、モービルＡ３は、サテライ トＢにおいて、サテライトＡより早く受信されていることを表わしており、他方 、サテライトＢは、Ａ３に対して、より近いサテライトであることを表わしてい る。 観察角障害のために遠方の、低仰角信号が望まれるのであるが、Ａ−信号はサ テライトＢにおいて平均的遅延およびこれの逆を呈するようになり、以下のダイ ヤグラムを導出する。 この結果、タイミングコントローラは、Ａ３であるべきモービルを以下のよう に見つける努力をする。即ち、Ａ３は、サテライトＢにおいて、Ｂ１より早い１ 個のタイムスロットより遅れずにおよびその逆に受信され、Ｂ３は、サテライト ＡによってＡ１が受信されるより早く、１個のタイムブロックより遅れずに受信 されるものである。このことによって、少なくとも１個のタイムスロット幅のギ ャップが、サテライトＡにおいてＢ３とＡ１との間に存在し、同じギャップが、 サテライトＢにおいては、より広くなり、少なくとも１個のタイムスロット幅は 、サテライトＢにおいて、Ａ３とＢ１との間で自由であり、サテライトＢにおけ る等価なギャップはより広いものである。現在、これらギャップが、適当なダイ バーシティモービルに割当てるのに利用できるようになる。ここで、サテライト ＡとＢとに対する絶対の遅延差は無関係なものである。これは、特定ビームにお ける特定周波数に関する全体のタイミング基準を、他のビームにおける同一周波 数のユーザと干渉することなく、シフトさせる自由度を有しているからである。 また、我々は、以下のように仮定できる。即ち、平均において、両方のサテライ トによって受信希望された多くのモービルを、比較的遅く、サテライトＢにおい て受信するからであり、これはサテライトＡおよび他の方法と比較されるもので 、 ２つサテライトから、エリアの中心までの絶対遅延差を取出し、このエリア中で は、所定の周波数が利用できるようになる。これらモービルの２つのグループは 、サテライトＡでのＢ３−Ａ１ギャップのように、ギャップを割当てるのに好適 なもので、同様に、サテライトＢでは、より広く、より遅く、または、サテライ トＢにおけるＡ３−Ｂ１ギャップに割当てる。これは、サテライトＡにおいて、 より広く、遅くシフトしている。Ｂ３−Ａ１ギャップに割当てたダイバーシティ モービルに対して、サテライトＢで受信した他の信号（即ち、Ｂモービル）と時 間的一致するように命令し、他方、Ａ３−Ｂ１ギャップに割当てられたダイバー シティモービルに対して、サテライトＡで受信した他の信号（即ち、Ａ信号）と 時間的一致するように命令する。これら時間一致命令は、サテライト／地上局シ ステムによって、ダイバーシティ局システムの相対タイミングを観察した後で、 ダイバーシティモービル信号の相対タイミングを観察した後で、発生され、なら びに、進行／遅延コマンドを、スピーチまたはトラフィックデータとマルチプレ ックス処理されたスローアソシエーテッドコントロールチャネル(slow Associat ed Control Channel：ＳＡＣＣＨ）情報の一部分として、ダイバーシティモービ ルへ送信する。 以上説明したように、インテリジェントタイミングコントローラによって、モ ービルを、周波数およびタイムスロットに好適に、如何なる方法で割当てること ができるかを記述しており、この割当ては、第１サテライト、第２サテライト、 またはこれら第１、第２サテライトによってのみ受信が要請されるように行ない 、ＴＤＭＡフォーマットにおける無駄なカードタイムに対する要求を回避できる 。更にまた、この割当てでは、他のビームの同一周波数およびタイムスロットの 組合せを利用して、他の信号からの有限のサイドローブレベルによる共通チャネ ル干渉について考慮している。 また、本発明によれば、１個以上のサテライトによって、同一モービル信号を 地上局まで中継できるようになり、これによって、２つのサテライトによって捕 獲される信号電力の２倍の、少なくとも３dBの通信リンク計画（Communications link budget）上の利得を呈し、この地上局によって、ダイバーシティ合成を実 行して、これら２つの電力を互いに効果的に加算できる。１つ または他のサテライトに対するモービルステーションの信号のフェージングまた はシャドウイング（遮えぎり）の場合に、ダイバーシティサテライト受信のゲイ ンは、３dB以上の価値があり、これは、そのようなフェージンクやシャドウイン グに対して許容されている性能に比べて価値がある。 また、本発明は、本発明の趣旨を逸脱することなく、他の特別な形態に実施で き得ることは当業者にとって容易である。従って、現在、開示している実施例は 、すべて例示的なもので、限定的なものでない。本発明の範囲は、上述した記載 のものより、むしろ、付加された請求項によって規定されるもので、均等の範囲 内での、すべての変更は、これに包含されるものである。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９６年１０月２８日 【補正内容】 22．更に、 少なくとも第１および第２サテライトによって中継された信号の受信品質を比 較すると共に、前記第１または第２サテライトによって中継された前記信号を処 理するか、または、これら第１、第２のサテライトによって中継された信号を、 一緒に処理するかを決定する比較手段と； この決定に依存して、前記地上端末の少なくとも１つの前記送信タイミングに 対する好適な値を決定する決定手段とを設けたことを特徴とする請求項２０記載 のタイミングコントローラ。 23．更に、 コマンドを、少なくとも１つの前記地上端末へ送信して、前記好適なタイミン グに適合させる手段を具備する、請求項２２に記載のタイミングコントローラ。 24．前記コマンド送信手段は、コマンドを送信して、前記地上端末の内のいく つかの端末のタイミングを、ほぼ同一時間に適合させる、請求項２３に記載のタ イミングコントローラ。 25．前記コマンドの送信によって、前記数個の地上端末は、互いにタイムスロ ットの入替えを含んだ送信タイミングに適合される、請求項２４に記載のタイミ ングコントローラ。 26．前記決定手段は、前記地上端末のうちの２つによって送信され１台以上の サテライトにより中継されるように意図された２つの信号間の、前記１台以上の サテライトでの時間上のオーバーラップを回避するように前記好適なタイミング を決定する、請求項２２に記載のタイミングコントローラ。 27．通路ダイバーシティを提供するように作動する、少なくとも２つの中継局 を利用して、無線通信ネットワークと加入者局との間の無線通信サービス品質を 向上させる方法であって、 少なくとも、前記２つの中継局の第１局で利用可能な通信チャネルを利用して 、情報信号の第１部分を含んだ信号バーストを送信すると共に、これら中継局の 第２局で利用可能なチャネルを利用して、前記情報信号の第２の異なる部分を含 んだ信号バーストを送信するステップと、 前記第１中継局が信号バーストを所定の加入者局に送信している間に、前記第 ２中継局で利用可能なチャネルを利用して、バーストを異なった加入者局および その逆に送信するステップとを具備する、無線通信サービス品質改善改善方法。 28．前記利用可能な通信チャネルの各々は、無線周波数チャネル割当と組合せ た反復性ＴＤＭＡフレーム期間内のタイムスロットによって特徴付けられている 、請求項２７に記載の方法。 29．前記中継局は、軌道上のサテライトである、請求項２７に記載の方法。 30．通路ダイバーシティを採用して、無線通信ネットワークで音声またはデー タ通信を提供する加入者端末であって、 第１通信チャネル上の第１送信局および第２通信チャネル上の第２送信局から 交互に、信号バーストを受信する受信手段と、 前記第１送信局によって送信された情報および前記第２送信局によって送信さ れた異なる情報を包含した連続的なバーストで受信した情報を、一緒に処理して 、通路ダイバーシティによる信号品質を改善する処理手段とを具備する、加入者 端末。 31．前記第１および第２通信チャネルは、反復性ＴＤＭＡフレーム周期中のタ イムスロットと、第１および第２無線周波数チャネルとを指定することによって 規定される、請求項３０に記載の加入者端末。 32．更に、 ＴＤＭＡバーストを交互に受信するために、前記第１および第２通信チャネル で、前記端末を動作可能とする機敏性チャネル選択手段を具備する、請求項３１ に記載の加入者端末。 33．前記機敏性チャネル選択手段は、周波数ホッピングシンセサイザを含む、 請求項３２に記載の加入者端末。 34．前記パスダイバーシティ動作は、不要な時に、不作動にすることができる と共に、次に、前記処理手段は単一の送信局から受信した情報を処理するように した、請求項３０に記載の加入者端末。 35．前記中継局に、地上式セルラー基地局、軌道上のサテライト、または、エ アーボーン中継局を含む、請求項３０に記載の加入者端末。 36．パスダイバーシティ動作は、前記加入者端末によって、少なくとも２つの 送信局からの信号を受信できた時に作用させられ、およびこの加入者端末によっ て、前記送信局の１局のみからの信号を受信できた時に、不作用とさせられる、 請求項３４に記載の加入者端末。 37．ダイバーシティ動作は、前記端末が、２つの送信局間の境界において存在 する時に選択されるか、または不作用となって、異なる局によって提供された領 域間で転移した時に、ソフトなハンドオーバーを行なうようにした、請求項３４ に記載の加入者端末。

───────────────────────────────────────────────────── 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，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，Ｕ Ｇ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，Ｂ Ｙ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ， ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，Ｌ Ｖ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ， ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．時分割マルチプレックス処理信号を送信する複数のサテライトを利用して 、複数の地上端末と通信する方法であって、 ＴＤＭフレーム期間中の第１数のタイムスロットを用いて、第１サテライトか ら、これら地上端末の第１グループへ送信するステップと、 このＴＤＭフレーム期間中の第２数のタイムスロットを用いて、これら地上端 末の第２グループへ、この第１サテライトおよび第２サテライトからＴＤＭフレ ームを交互に送信するステップと、 このＴＤＭフレーム期間中の第３数のタイムスロットを用いて、前記第２サテ ライトから、これら地上端末の第３グループまで送信するステップとを具備する 、通信方法。 ２．時分割マルチプルアクセス送信を利用して複数の地上端末から複数の軌道 上サテライトへ信号を中継する方法であって、 第１サテライトによって中継される目的の、第１数のＴＤＭＡタイムスロット を利用して、地上端末の第１グループから送信するステップと、 １つ以上のサテライトによって中継される目的の、第２数のＴＤＭＡタイムス ロットを利用して、これら地上端末の第２グループから送信するステップと、 第２サテライトによって中継される目的の、第３数のＴＤＭＡタイムスロット で、これら地上端末の第３グループから送信するステップとを具備する中継方法 。 ３．更に、 少なくとも、前記第１および第２サテライトで受信した信号を、処理のために 、地上局へ中継するステップと、 前記第１サテライトによって中継された、前記地上端末の第１グループからの 信号を、この地上局で処理するステップと、 前記第２サテライトによって中継された、前記地上端末の第３グループからの 信号を処理するステップとを具備する、請求項２に記載の方法。 ４．更に、 １台以上のサテライトから受信した信号を、処理のために地上局へ中継するス テップと、 前記１台以上のサテライトによって、地上端末の第２グループから中継された 信号を、信号品質を改善するために、前記地上局で一緒に処理するステップとを 具備する請求項２に記載の方法。 ５．更に、 前記第１サテライトによって送信されたＴＤＭタイムスロットおよび前記第２ サテライトによって送信されたタイムスロットで、交互に、信号を受信するよう にした少なくとも１つの地上端末が設けられた、請求項１に記載の方法。 ６．前記サテライトは、電子的に指向性をステアリングする送信を採用した、 請求項１に記載の方法。 ７．前記電子的に指向性をステアリングする送信は、フェーズドアレイアンテ ナを利用して実行される、請求項６に記載の方法。 ８．前記指向性送信はタイムスロット毎の基準でステアリングされる、請求項 ６に記載の方法。 ９．前記サテライトは、前記地上端末信号を受信し、指向性アンテナの支援を 受けて中継する、請求項２に記載の方法。 10．前記指向性アンテナは電子的にステアリングされる、請求項９に記載の方 法。 11．前記電子的ステアリングは、前記指向性アンテナによって受信した信号を 中継し、それらの信号を地上局で処理することによって実行される、請求項１０ に記載の方法。 12．前記電子ステリンクは、フェーズドアレイアンテナの支援で実行される、 請求項１０に記載の方法。 13．前記指向性アンテナは、タイムスロット毎の基準で、再度ステアリングさ れる、請求項１０記載の方法。 14．２台以上のサテライトによって中継される目的のタイムスロットに対する 指向性受信方向が、同一キャリア周波数上で互いに近接して設定されると共に、 他のキャリア周波数に対する受信方向は、更に離間している、請求項１３に記載 の方法。 15．複数の軌道上サテライトを経由して通信するための地上端末であって、 サテライトから、ＴＤＭタイムスロットで送信された信号を受信すると共に、 この信号を増幅し、フィルタ処理し、更に、処理のために数的形態に変換する受 信機手段と、 この受信機手段によって、予じめ決められたパターンに従って、前記複数のサ テライトの各々から、前記ＴＤＭタイムスロットを循環的に受信させるタイミン グ手段と、 それぞれ異なるサテライトから受信した、前記変換信号を、信号フェージング の効果を減少させるように処理する数的処理手段とを具備する、地上端末。 16．前記地上端末は２台のサテライトから信号を交互に受信する、請求項１５ に記載の端末。 17．前記数的処理手段は、逆インターリーブ手段と、エラー訂正デコード手段 とを含む、請求項１５に記載の端末。 18．マルチサテライト中継ネットワークを利用して、地上局と通信する端末で あって、 割当てられたタイムスロット中に規定のインターバルで、および割当てられた 周波数上で信号バーストを送信する時分割マルチアクセス（ＴＤＭＡ）送信機手 段と、 これら信号バーストを、第１サテライト、第２サテライト、または１台以上の サテライトによって中継するかどうかに依存して、前記バースト送信時間を調整 するタイミング手段とを具備する、地上端末。 19．前記タイミング手段は、前記サテライトネットワークを介して受信したコ マンドによってコントロールされる、請求項１８に記載の地上端末。 20．複数のサテライト地上端末の送信時間を、これら送信が、第１軌道上サテ ライト、第２軌道上サテライト、または１台以上の軌道上サテライトによって中 継されるかに依存して制御する、タイミングコントローラ手段。 21．前記１台またはそれ以上の軌道サテライトをコマンドの中継用に利用して タイミング調整コマンドを前記地上端末に送信することにより、前記制御を行な う、請求項２０に記載のタイミングコントローラ。 22．更に、 少なくとも第１および第２サテライトによって中継された信号の受信品質を比 較すると共に、前記第１または第２サテライトによって中継された前記信号を処 理するか、または、これら第１、第２のサテライトによって中継された信号を、 一緒に処理するかを決定する比較手段と、 この決定に依存して、前記地上端末の少なくとも１つの前記送信タイミングに 対する好適な値を決定する決定手段とを具備する、請求項２０に記載のタイミン グコントローラ。 23．更に、 コマンドを、少なくとも１つの前記地上端末へ送信して、前記好適なタイミン グに適合させる手段を具備する、請求項２２に記載のタイミングコントローラ。 24．前記コマンド送信手段は、コマンドを送信して、前記地上端末の内の、い くつかの端末のタイミングを、ほぼ同一時間に適合させる、請求項２３に記載の タイミングコントローラ。 25．前記コマンドの送信によって、前記数個の地上局は、互いにタイムスロッ トの入替えを含んだ送信タイミングに適合される、請求項２４に記載のタイミン グコントローラ。 26．前記決定手段は、前記地上端末のうちの２つによって送信され１台以上の サテライトにより中継されるように意図された２つの信号間の、前記１台以上の サテライトでの時間上のオーバーラップを回避するように前記好適なタイミング を決定する、請求項２２に記載のタイミングコントローラ。 27．通路ダイバーシティを提供するように作動する、少なくとも２つの中継局 を利用して、無線通信ネットワークと加入者局との間の無線通信サービス品質を 向上させる方法であって、 情報を包含する信号バーストを、前記少なくとも２つの中継局の第１局で利用 可能な通信チャネルと、これら中継局の第２局で利用可能なチャネルとを交互に 使用して、所定の加入者局まで送信するステップと、 前記第１中継局が信号バーストを所定の加入者局に送信している間に、前記第 ２中継局で利用可能なチャネルを利用して、バーストを異なった加入者局および その逆に送信するステップとを具備する、無線通信サービス品質改善改善方法。 28．前記利用可能な通信チャネルの各々は、無線周波数チャネル割当と組合せ た反復性ＴＤＭＡフレーム期間内のタイムスロットによって特徴付けられている 、請求項２７に記載の方法。 29．前記中継局は、軌道上のサテライトである、請求項２７に記載の方法。 30．通路ダイバーシティを採用して、無線通信ネットワークで音声またはデー タ通信を提供する加入者端末であって、 第１通信チャネル上の第１送信局および第２通信チャネル上の第２送信局から 交互に、信号バーストを受信する受信手段と、 前記第１送信局によって送信された情報および前記第２送信局によって送信さ れた情報を包含した連続的なバーストで受信した情報を、一緒に処理して、通路 ダイバーシティによる信号品質を改善する処理手段とを具備する、加入者端末。 31．前記第１および第２通信チャネルは、反復性ＴＤＭＡフレーム周期中のタ イムスロットと、第１および第２無線周波数チャネルとを指定することによって 規定される、請求項３０に記載の加入者端末。 32．更に、 ＴＤＭＡバーストを交互に受信するために、前記第１および第２通信チャネル で、前記端末を動作可能とする機敏性チャネル選択手段を具備する、請求項３１ に記載の加入者端末。 33．前記機敏性チャネル選択手段は、周波数ホッピングシンセサイザを含む、 請求項３２に記載の加入者端末。 34．前記パスダイバーシティ動作は、不要な時に、不作動にすることができる と共に、次に、前記処理手段は単一の中継局から受信した情報を処理するように した、請求項３０に記載の加入者端末。 35．前記中継局は、地上式セルラー基地局、軌道上のサテライトまたは、エア ーボーン中継局を含む、請求項３０に記載の加入者端末。 36．パスダイバーシティ動作は、前記加入者端末によって、少なくとも２つの 中継局の信号を十分な信号強度で受信できた時に、作用させられると共に、いづ れか１局から受信した信号品質が適当以上であるときに不作用とさせられる、請 求項３４に記載の加入者端末。 37．ダイバーシティ動作は、前記端末が、２つの中継局間の境界において存在 する時に選択されるか、または不作用となって、異なる局によって提供された領 域間で転移した時に、ソフトなハンドオーバーを行なうようにした、請求項３４ に記載の加入者端末。