JPS61112439A - 衛星を利用した無線交信システムおよびメッセージ伝達方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、一般に、無線位置決めおよび無線交信システ
ムに関するものであり、特に、１個以上の人工衛星をレ
ンジ信号およびメツセージ信号の中継局として利用する
無線位置決めおよびメツセージ伝達システムに係わるも
のである。

〔先行技術の説明〕

本発明は、１９８２年１１月１６日付けで本発明者（Ｇ
、に、Ｏ’　Ｎｅ１ｌｌ）に付与された米国特許第４゜
３５９、７３３号の明細書において開示した衛星利用位
置決めシステムの改良もしくは応用に関するものである
。この先行システムでは、受信した一般質。

開信号に答えて、特別にコード化したビーコンまたは応
答信号を送信することができるようなトランスポンダを
、利用者の車両に搭載する。そして、車載トランスポン
ダで作られた応答信号を受信し再送信するため、中継器
を搭載した衛星を３個、地球上の互いに離れた軌道位置
に打上げる。地上局は、周期的に一般質問信号を送信し
ながら、３個の衛星から再送信されてくる応答信号を受
信してこれを処理し、利用者車両の現在位置を求める。

地上局で信号重複が起ったり機器能力が飽和状態になる
のを避けるため、米国特許第４，３５９，７３３号明細
書の車載トランスポンダには、最初の一般質問信号にト
ランスポンダが応答してからある一定時間は、後続の一
般質問信号に対するトランスポンダの応答が行なわれな
いように抑制する手段が設けである。これによって、受
信局における信号重複を減らすため従来必要と考えられ
てきた。

各トランスポンダに対する個別のアドレス付与。

時間スロットによるポーリング、多重周波数等の複雑な
技術を使う必要性がなくなった。さらに、抑制時間を変
更することもできるので、利用者のクラスごとに有効応
答率を調整したり、あるいは同一の利用者に対しても需
要頻度の時間帯による相違に応じて修正でき、しかも地
上局における実際の質問率を加減せずに、調整可能であ
る。

米国特許第４．３５９．７３３号明細書で開示したシス
テムは、単に位置計算の目的で利用者車両から発信され
るレンジ信号を受信するにとどまらず、地上局と利用者
車両との間のメツセージを仲介するのにも有効である。

メツセージの例としては、利用者から地上局へ送られる
緊急警報や、地上局から利用者車両へ送られる計算位置
情報とか航法情報がある。利用者車両から地上局へ送ら
れる″内向き″メツセージの場合、メツセージデータを
利用者の機器にキーで打込み、次の質問信号に対する利
用者応答の一部として送り出す。地上局から利用者車両
への″外向き″メツセージの場合には、メツセージを伝
達すべき特定の利用者を識別する宛先アドレスをメツセ
ージに含ませる。ある種の利用者クラス、たとえば航空
機の場合には、衛星との見通し交信状態の確保に関する
問題は通常起らない。しかしながら、その他の利用者ク
ラスにとって、衛星への交信リンクの状態が、常に良好
であるとは限らない。特に、移動中の地上交通機関は、
ビルや枝葉の密生した樹木のそばを通ったり、トンネル
を抜けたりするなど障害物に遭遇する機会が多く、交信
リンク状態が悪くなって送信不能に陥るという基本的な
問題がつきまとう。

このような条件下で、利用者がメツセージを送信したり
、あるいは地上局が利用者へメツセージを送ってみても
、メツセージは届かず、操作の繰返しが必要である。

利用者側にしてみれば、メツセージ送信の繰返しは余計
なパワー消費を意味し、電池作動式の機器の場合、特に
不利である。地上局におけるメツセージ再送信も、衛星
のパワーを浪費し、かつ信号トラフィックの総量が増加
するという点で不都合である。

〔発明の概要〕

本発明によれば、利用者と１個以上の衛星との間の無線
交信リンクの状態をモニターする機能を利用者機器に備
えさせることによって、前述したような不利な点や制限
条件を大幅に取除くことができる。利用者の機器は、リ
ンク状態が良くなるまで地上局からの質問に対し応答し
ない、したがって、メツセージ送信における余計なエラ
ーの発生が回避され、目的とする宛先まで届きそうもな
いメツセージを送信して送信器のパワーを浪費するとい
う確率が低くなる。

一方において、本発明は、無線交信リンクを経て質問信
号を送信するための中央局と、無線交信リンクを経て中
央局からの質問信号を受信するための遠隔トランシーバ
と、を含む無線交信システムの提供を意図する。遠隔ト
ランシーバは、中央局へ応答信号を送信することによっ
て、質問信号に応じる、遠隔トランシーバには中央局と
遠隔トランシーバとの間の無線交信リンクの状態を測定
し、そして交信リンクの状態が少なくとも予め設定して
おいた最低条件を満すときだけ、トランシーバによる応
答信号の送信を許容するためのコントロール手段を備え
る。このコントロール手段には、受信した質問信号中の
エラーを検出し、そしてこのようなエラーの有無によっ
て交信リンク状態の測定値を誘導する機能をもたせるの
が望ましい。特に好適な実施態様として、最近に受信し
た多くの質問信号から検出したエラーの計数値を連続的
に蓄積し、この計数値を予め設定しておいた限界値と比
較することによって、交信リンクの状態がトランシーバ
による応答信号の送信に必要な所定の最低条件を満すか
どうかを判断する能力を、前記コントロール手段に与え
ておく。

他方において、本発明は、遠隔トランシーバから衛星を
介し地上局へメツセージを伝達するための無線交信シス
テムの提供を意図する。この交信システムには、エラー
検出コードを含む質問信号を受信し、そして質問信号に
応じメツセージ情報をもった応答信号を送信するための
遠隔トランシーバを備える。地上局は、エラー検出コー
ドを含む質問信号を送信し、そして遠隔トランシーバか
ら応答信号を受信する働きをする。このシステムの場合
、さらに、地上局からの質問信号を遠隔トランシーバへ
中継し、そして遠隔トランシーバからの応答信号を地上
局へ中継するために、少なくとも１個の中継衛星を利用
する６遠隔トランシーバには、遠隔トランシーバに至る
無線交信リンクの状態を指示すべく、受信した質問信号
中のエラー検出コードを利用するためのコントロール手
段を設ける。このコントロール手段は、交信リンクの状
態が予め設定しておいた最低条件に達するまで、遠隔ト
ランシーバによる応答信号の送信を抑制する機能をもつ
、さらに、遠隔トランシーバのコントロール手段には、
利用者に至る交信リンクの状態の測定値を表示するため
の表示手段を取付けるのが好適である。

本発明に係るさらに別の利点、特色は、以下に述べる実
施例の詳細な説明および特許請求の範囲の記載によって
明らかにする。

〔実施例の説明〕

本発明に係る種々の目的、利点および新規な特徴につい
ては、添付の図面を参照し以下に詳しく述べる説明によ
って容易に理解できるであろう。

全図面を通し、類似の機器や素子に対しては、共通の符
号を付けである。

概論ニー 引 すでに利用した米国特許第４　、３５５　、７３３号明
細書においては、多数の衛星を介して中継されるレンジ
信号によって多くの利用者車両の位置決めを行なうシス
テムが開示されている。さらに、ある特殊なタイプのメ
ツセージを地上局と利用者車両との間で交信する方法に
も言及している。利用者車両から地上局への内向きリン
クの場合、この種のメツセージとしては緊急事態の警告
信号などが含まれる。また地上局から利用者車両への外
向きリンクの場合には、計算の結果得られた位置情報や
航法情報が、メツセージとして含まれる。この能力を応
用すれば、衛星および地上局を仲介として異なった利用
者同士がメツセージを交換することも可能である。ある
利用者が他の利用者または地上局へメツセージを送りた
い場合には、そのメツセージを利用者の送信器に打込ん
でおき、次の質問信号に対する利用者の応答信号の一部
として送り出せばよい。メツセージには宛先利用者を特
定するアドレスを含ませるか、あるいは地上局向けのメ
ツセージの場合には、その地上局を特定する所定のアド
レスを使えばよい。

本発明に係る好適な実施例においては、中継器を搭載し
た３個の衛星を、地球上の静止赤道軌道に打上げ、そし
て各衛星には、この軌道に沿う異なった経度位置を占め
さセる。この位置関係を第１図に示す。３個の衛星を、
それぞれＳｌ、Ｓ２およびＳ３と表わす。ただし１本発
明の場合、衛星Ｓ１、Ｓ２およびＳ３が静止軌道上にあ
る必要性はない。任意の時刻における衛星の位置が容易
に捕捉できさえすれば、近似同期軌道、非同期軌道、楕
円軌道、傾斜軌道その他いかなるタイプの軌道であって
もよい、しかしながら、解析を単純化し、かつ固定地上
局の場合について本発明の作用を述べるため、以下の説
明では、第１図に示した一般的位置関係において、衛星
Ｓ１、Ｓ２およびＳ３はいずれも地球上の静止軌道にあ
るものと仮定する。

第１図を参照し、地上局ＧＳからは絶えずディジタル変
調信号を送信する。この信号を、パ外向き″信号と称す
る。外向き信号は、一連の質問信号フレームをもって構
成し、各フレームには質問パルスとして働くビットと情
報ビットとの特殊なパターンを含ませる１図示の実施例
の場合、フレームの送信率は、毎秒９５フレームのオー
ダである。外向き信号は、周波数Ｆ１で衛星Ｓ２に送信
され、この衛星で周波数はＦ３に変えられ、ここから本
システムのサービスが及ぶ全有効域に外向き信号を放送
する。この外向き信号は、複数の利用者トランシーバ、
たとえば第１図のトランシーバＴで受信される。利用者
としては、航空機から歩行者に至る種々の地表移動物体
、非地表移動物体が包含される。他の静止利用者あるい
は移動利用者とメツセージを交換したい静止利用者も、
本システムによるサービスを享受することができる。

利用者Ｔが現在位置の情報を得たいとか、メツセージを
送りたいような場合には、トランシーバを用いて次に受
信する質問信号に答えるとき、パルスグループの形式の
応答信号を送信する。このタイプの信号を゛′内向き″
信号または応答信号と称する。内向き信号は、レンジコ
ードと利用者識別コードさらに要すればメツセージを含
み、そして質問信号の受信と同期して送信される。

第２図を参照し、内向き信号は周波数Ｆ４で衛星Ｓ１、
Ｓ２およびＳ３へ送信される。各衛星は、この内向き信
号を周波数Ｆ２で地上局Ｏ３へ転送する。３個の衛星の
既知である位置情報と、地上局からの質問信号の送信時
刻と、転送された応答信号の地上局での受信時刻とに基
づき、地上局では、衛星Ｓ１と利用者との間の距離、衛
星Ｓ２と利用者との間の距離および衛星Ｓ３と利用者と
の間の距離を計算できる。この情報に基づき、利用者は
、第３図に示すように、衛星Ｓ１を中心とする半径Ｄ個
の球面上に位置すると同時に、衛星Ｓ３を中心とする半
径Ｄ３の球面上にも存在することがわかる。２個の球面
が交差する線は、利用者の位置を通る円であり、これは
位置線（ＬＯＰ）として知られている。利用者はまた。

衛星Ｓ２を中心とする半径Ｄ２の球面にも位置するので
、第４図に示すように、この球面とＬＯＰとの交点とし
て利用者位置が求められる。衛星Ｓ２を中心とする球面
とＬＯＰとの交点は、常に２個所存在する。しかしなが
ら、これらの交点は、北半球と南半球の対称位置に存在
するから、利用者が認識している自己の位置に関する概
略的知識によって不確定さは解決される。

正確な利用者位置は、２進メツセージとしてコード化し
、特定の利用者向けのアドレスを付け、次に送信すべき
外向き信号フレームのひとつに組込む。外向き信号は、
衛星Ｓ２を介して転送され、利用者によって受信され復
号化されて読取られる。

本システムの応答時間、すなわち利用者が位置要求を発
信してから位置メツセージを受取るまでの時間的遅れは
、通常の場合、０．６秒程度である。

注意すべきこととして、メツセージ伝達に必要なのは、
位置要求と異なり、応答信号用の内向き衛星リンクだけ
である。したがって、もし利用者がメツセージの送受信
は行ないたいが１位置情報は欲しくないような場合は、
見通しのよい位置にただ１個の衛星があればよい。

２人の異なる利用者からの利用者応答信号が、はぼ同時
に１個以上の衛星に到達し、重複するという可能性はあ
る１本発明においては、この可能性を、コード分割多重
アクセス（ＣＤＭＡ）方式とランダムアクセス時分割多
重アクセス（ＴＤＭＡ）方式との組合せによってうまく
処理できる。

各利用者には、それぞれ擬似雑音（ＰＮ）コードを割当
て、これに則して利用者トランシーバは自己の搬送波を
変調する。変調を行なうに先立って、データビットすな
わち利用者識別ビットおよびメツセージビットをチップ
と称されるコードシンボルに付加する９図示の実施例に
おいて、データ率は、１ビット当り６２５チツプの比率
となるコードシンボル率に比して遥かに低い、地上局に
おいて、受信した信号からＰＮコードを取除く処理を行
なう結果、相互妨害が許容しうる程度まで低くなり、数
個の信号を同時に受信することが可能となる１図示の実
施例では、３２個の異なったＰＮコードを利用者に割当
てるので３２個の異なった信号を同時に地上局で受信可
能である。

万が一１２人の利用者からの内向き信号が同一のＰＮコ
ードを重複して使った場合には、一方または両方の信号
が地上局において正しく受信されないことになる。もし
、利用者トランシーバが。

要求信号を、発信してから０．７秒以内に地上局から着
信確認信号または位置確認信号が返ってこなかったなら
ば、利用者トランシーバ側としては重複が起ったものと
想像し、要求信号を再送信する。

重複の繰返しを避けるため、各利用者トランシーバは、
要求再送信を行なう前にランダムな待ち時間を設けるの
がよい。

市街地や山岳地帯を走行中の車両利用者の便宜をはかる
ため１本発明はリンク状態の測定に基づく送信コントロ
ール方式を提供する６自動車で市街地を走行する利用者
の様子を、第５図に示す。

図示の実施例で、利用者Ｔが衛星Ｓ２を見通せるのは、
位置ＢおよびＤにおいてである。しかし、利用者位置Ａ
、ＣおよびＥでは、それぞれ邪魔になるビル２２．２４
．２６のため、利用者と衛星を結ぶ経路は、著しく阻害
される。好適な実施態様として、利用者トランシーバは
自動的かつ連続的にリンク状態を監視し、リンク状態が
有効な場合にだけ送信を行なうように構成する。地上局
から利用者への外向き信号の各フレームには、パリティ
−チェックビットの形でデータビットに付加したエラー
検出コードを組込んでおく、このコードを復号化すれば
、利用者トランシーバは、フレーム内にビットエラーが
生じたことを知りうる。

このようにして、トランシーバは、各フレームに対し１
個のリンク状態の検査をするか、または毎秒約９５の検
査を行なう。好適な実施態様として、利用者トランシー
バは、ある一定時間にわたるリンク状態を平均化する。

特に、トランシーバでは、最近に受信した７フレーム中
に発生したエラーのフレーム数を連続的に計数する。リ
ンク状態を平均化する時間中においても、利用者がビル
その他の障害物の間を通過する場合には、トランシーバ
からメツセージを送信するのに十分な時間的余裕が生じ
る。（たとえば、毎時６０マイルの速度で、７フレーム
とは約２ｍの移動距離に相当する。）さらに、リンク状
態の情報は、トランシーバの表示パネルを介して利用者
にも常に知らされる。

外向きリンクに乗せる送信に関しても同様にコントロー
ルできる。長いメツセージを送信するに先立って、地上
局からは、リンク有効性探査プローブ（ＬＡＰ）、メツ
セージを伝える相手となる利用者に宛てた短い間合せ信
号を送る。リンク状態が良ければ、利用者はＬＡＰに対
し確実に応答する。そうすれば地上からメツセージを送
信することになる。このようにして、長いメツセージは
確実に相手の利用者に届く場合だけ送られることになる
ので、本システムの信号交信容量を最大限に活用するこ
とが可能である。

本発明のさらに別の特長は、多重着信確認の交換ができ
る点にある。利用者からの“メツセージが地上で正確に
受信されると、着信確認信号（ＡＣＫ−１と略記する。

）が発信元の利用者に送り返され、そしてこのメツセー
ジが宛先の利用者へ伝達される。つぎに、このメツセー
ジが宛先利用者のトランシーバで正確に受信されると、
第２の着信確認信号（ＡＣＫ−２と略記）が、地上局を
介して、発信元利用者へ送り返される。このメツセージ
を宛先利用者が読取ったら、第３の着信確認信号（ＡＣ
Ｋ−３と略記）を発信元利用者へ送り返す。このように
して、発信元利用者は、本システムによってメツセージ
伝達経過の完全な記録をもてることになる。

以下に詳しく説明するが、本発明のさらに付加的特長と
しては、多重同時外向き信号、外向きリンクに乗せるＰ
Ｎコードの交換、測定したリンク状態に基づく外向きチ
ップ／ビット比のコントロール、利用者レベルにおける
ランダムビーム探索。

および精粗時間スロットによる利用者応答のコード化等
がある。

位置計算ニー 第１〜４図を参照し、利用者Ｔの位置座標を、時刻Ｔｏ
に地上局で生成された質問信号に応じて作られた復帰信
号の到達時間Ｔ１、Ｔ２、およびＴ３の計測値に基づい
て計算する方法を、以下に説明する０便宜上、計算は通
常の球座標（ｒ、θ、φ）を用いて行なう、ここに、ｒ
は地球の中心から図った距離、θは９０度から緯度を差
引いた角度、モしてφはグリニジ基準子午線からの経度
を表わす、これを用い、地上局ＧＳ、衛星ＳＬ、Ｓ２お
よびＳ３ならびに利用者Ｔの各座標はそれぞれつぎのよ
うに表わす。

地上局’　　（１”４５　、　　ゐ９　、４）衛星Ｓｌ
：　　（ｒｔ＋　　、　　／、＋　　ｐ　　〆ｔｌ　　
）衛星ｓ　２　：　　（ｒｓ２．　　／４ｘ　、　　ｐ
’５２）衛星Ｓ３：（ｒ／Ｊ、　　乙ｔ、ｆｓａ）利用
者＝（ｒア　　ｉ７　　　外　） 利用者Ｔの座標以外の座標は、すべて既知である。既知
もしくは計測可能なその他の必要な数値は、質問信号の
送信時刻ＴＯ１利用者トランシーバの応答遅れＴｏおよ
び衛星中継器の応答遅れもである。最後の毛は、全衛星
について同一であると仮定する。なお、すべての信号は
、一様に、光速（ｃ）で伝わるものと仮定する。特殊な
状況下では、これらの仮定条件のいずれかが、ある程度
不正確になることもある。このようなときは、以下に挙
げる方程式に通常のやり方で、適当な修正を施せばよい
。

一般ニ、２点（ｒｏ　　Ｉｔｙ　　九）　オヨび（ｒｌ
。

１：　、　Ｓｒ　）間の直線距離は１次式で求められる
。

ｄ　　　＝　　［：（７’ｉ　　５ｉｎ７ｉ　　ｃｏｓ
ｌｉ　−ど”６５＋Ｊｏ（１５ｆ。ン２ヤ（ｎ　ｃ、４
−　ｒ７ｏ　ｃｏｇ／９ｏ　）２Ｊ’　　（１）したが
って、信号がこの距離を光速（ｃ）で伝わる伝達時間Δ
Ｔは、つぎのようになる。

ＡＴ＝（％汀（ｒ＋　ｙ；Ｊ　Ｃｏ５１ｉ　−１’ｏ　
Ｓ　ｉｎ　Ｉｔｓ　Ｃｏｂ　７）”簡単にするため、式
（２）の右辺を次式のように関数で表現することとする
。

Ａ丁＝　ｆ　〔（曳ｚ、、〆ａ’）　、（ｒｒ、　ｅ：
、ｆｒ＞３＜　３　）この表わし方は以下の説明でもよ
く用いるが、関数ｆはあくまで、完全に書き表わすと長
くなりすぎる式（２）の右辺を略記したものであること
に留意されたい。

２点（ｒｏ、乙、１．）および（ね、乙、、〆ｊ）の座
標を、式（１）および（２）中で交換してみれば明らか
なように、距離の計測値したがって伝達時間は、同一に
なる。簡単な関数表現でこのことを表わせば、つぎのよ
うになる。

第１および２図を参照し、地上局からの質問信号の送信
時刻Ｔｏと、衛星Ｓ２を経由して復帰信号が地上局へ到
達する時刻Ｔ２どの時間差は、つぎのようになる。

ヤＴ５ヤＨ（ｒＴ、　ｌｌＴ、　Ｉｒ）、（ｒ”ｓｘ、
ｌ；’ｓｘ　、ＡＡ”Ｊ式（４）を代入し、共通項をま
とめれば１次式が得られる。

衛星Ｓ１およびＳ３からの復帰信号に対する式は、各経
路に衛星２個が含まれるため、長くなる。

衛星Ｓ１を経由して復帰する信号の場合は、つぎのよう
になる。

＋Ｔｓす〔（ｒａｔｓ、　ｋｓ、　Ｉｃ、ｓ）、Ｃｂ、
ノ５ｙｆｓ＋’Ｄｃ　７　）同様にして、衛星Ｓ３を経
由して復帰する信号の場合は、つぎのようになる。

式（６）、（７）および（８）は、３式から成る連立方
程式となり、利用者の座標（Ｉ／′Ｔａ−ｒ−ｙ） 戸）だけが未知数である。残りは、既知もしくは直接測
定可能な数値である。これらの式から利用者座標（ｒテ
、ｈ、ｆｒ）を求めるには、標準マトリックス法を使え
ば解ける。たとえばＫｏｒｎ　ａｎｄＫｏｒｎ著“Ｍａ
ｔｈｅｍａｔｉｃａｌ　Ｈａｎｄｂｏｏｋ　ｆｏｒ　５
ｃｉｅｎｔｉｓｔｓａｎｄ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ”Ｍｃ
Ｇｒａｗ−Ｈｉｌｌ、Ｎｅｗ　Ｙｏｒｋ、１９６１（マ
グロ−ヒル刊、″′理工学者用数学ハンドブック”１９
６１年版）の第１３章を参照されたい。解答が得られた
ら、座標分から地球の半径もを差引き、平均海面（ＭＳ
Ｌ）以上の利用者の海抜高度に換算する。また座標８ア
については、（９ｏ°−ｉ丁）の差を計算して利用者の
緯度に換算する。座標台は、そのままで利用者の経度に
に等しい。　さらに、式（６）、（７）および（８）を
参照し、地上局コンピュータの側からみれば、座標（（
＝＋。

汐≦＋、ｆ＋）、　（’Ｑｙ　、　ｉｓλ、ｆ５コ）お
よび（（ｓｉｔん。

Ａ３）は静止衛星のものであるから、いずれも定数とし
て扱っている。これは近似的には正しいといえるが、太
陽や月の引力の影響を受け、静止衛星の軌道位置に微小
な摂動が誘起されるのがむしろ通常である。この理由か
ら、式（６）、（７）および（８）中の衛星の座標は変
数として残しておき、利用者位置を計算する過程におい
て地上局コンピュータから数値を代入した方がよい。こ
のように数値を代入した座標は、地上局コンピュータの
メモリに蓄積された衛星位置スケジュールに基づき、あ
るいは衛星位置を周期的に直接観測することによって、
絶えず、更新してゆく。

衛星Ｓ１、Ｓ２およびＳ３については、これまで静止衛
星であると仮定してきたが、もし非静止衛星であるなら
ば、前述した衛星座標の継続的更新は、随意的条件とい
うよりも、むしろ必須条件になる。同様に、地上局が固
定局でなく移動局である場合には（たとえば海上を航行
する船舶に積載した場合などには）、式（６）〜（８）
中の地上局座標（ｒ−ふ　、　ん　）は変数として残し
ておき、利用者位置の計算を行なうに先立って。

数値を更新し代入すべきである。

地理学的には、式（６）、（７）および（８）の解とし
て、利用者Ｔの位置として可能性のある２個所の鏡像位
置が現れる。一方は北半球に、他方は南半球に現れる。

この不確定毎は、３個の衛星ＳＬ。

Ｓ２およびＳ３がすべて地球の赤道面に存在し、また赤
道面が本システムの対称面をなしているという事実によ
ってもたらされることは、直観的に理解できるであろう
。このことは、赤道上に配置した地上局において時刻Ｔ
ｏに作られた質問信号は、赤道から北の与えられた緯度
、経度および高度のところに存在する利用者に対しても
、また赤道から南方へ等しい緯度、経度および高度のと
ころに存在する利用者に対しても、復帰信号の到達時刻
Ｔｌ、Ｔ２およびＴ３は全く同じ組合せとなって現れる
ということに注目すれば理解しやすい。

しかしながら、実際にはこの不確定性は瑣末な問題にす
ぎず、利用者が自己の所在に関し概略的な知識をもって
いれば１本システムのソフトウェアによって簡単に解決
できることである。

質問信号の頻度次第、本実施例の場合のように毎秒９５
回程度になると、特別な形の位置不明確さが招来される
０時刻Ｔ１に地上局に達した利用者応答信号は、数個の
質問信号のしζずれに対しても送られつるので、結果と
して可能な利用者位置として複数の解が現れてくる。し
かしながら、可能な位置同士の間の最小間隔は、０．０
１０５ｓｅｃ／　２に光速を乗じた積、すなわち１５７
５１ｍに等しい、この不明確さは、利用者が自己の位置
に関する概略的知識をもつことによって、最も簡単に解
決できる。この概略的知識は１本システムのメツセージ
交信能力を利用し、事前にあるいは時折、利用者に質問
を発し、利用者の大まかな周辺地域、たとえば利用者の
所在する米国内の特定の州名等を知ることによって得ら
れる。

添付図面には、３個の衛星を利用するシステムを図示し
であるが、付加的衛星を予備（たとえば軌道上に打上げ
たスペア衛星として機能するもの）として加えてもよい
し、あるいは本システムの地理的有効範囲を拡張するた
めに、衛星を追加してもよいことは、もちろんである、
また、地表に存在する利用者たとえば自動車、船舶ある
いは歩行者などに対しては、最小限必要な衛星の数を、
３個から２個に減らすことができる。すなわち、このよ
うな場合には、利用者の高さ座標を、地上局において蓄
積しておいた地勢標高図から求めうるからである。蓄積
地勢図を利用する２衛星システムについては、本出願人
により昭和６０年８月９日に特許出願を行なった特願昭
６０−１７６７３８号明細書（１９８４年８月１６日付
は米国特許出願第６４１．３８５号に基づく優先権主張
）に開示しであるので、参考にされたい。

信号フォーマットニー 地上局と利用者との間で交信される信号の標準的フォー
マットを、第６．７．９および１０図に示す、地上局か
ら送信される外向き信号の全体図が第６図である。図示
のフォーマットのように、連続的な外向きデータストリ
ームは、擬似雑音（Ｐ　Ｎ）コードのシーケンス中に組
込む１図示の実施態様では、シーケンス長さを１３１０
７１チツプ。

基本となる本システムの作動時間の基準は、第６図のＬ
ｌで表わした全“１″状態でフレームコードを繰返すこ
とによって設定する。全１状態は、利用者トランシーバ
が質問パルスとして解読する。

すなわち、ここから応答を開始すべき時間的基標として
受取られる。後にも述べるように、トランシーバは第６
図のＬ２で示したように、ＰＮシーケンスの最後の僅か
なチップを使用し、フレーム基標を最初に捕捉しやすく
する。図示の実施例では、この目的のために、１２７チ
ツプを使っている。

第７図は、外向き複合信号のフォーマットを示す詳細図
である。第８図は、複合フォーマットの作り方の一例を
示すものである０種々の利用者に向けたメツセージは、
第７図に示すように、地上局において、これらのメツセ
ージと、パリティ−チェック用ピットシーケンスＰＣの
付加的データフレームとから成るデータフレームとして
組合わせる。図示の実施例の場合、データフレームの長
さは６７９ビツトである。第８図のユニット２８によっ
て付加されたパリティ−チェックビットを含んだフレー
ムデータは、線３０に伝えられる。

利用者への外向きリンクに生じるエラー発生率を改善す
るため、第８図のユニット３２で示すようなフォワード
エラー修正（ＦＥＣ）を利用する。

図示のＦＥＣエンコーダの場合は、データビット毎に２
個のコードシンボルを、仮定しているが、特定の外向き
リンクの雑音特性次第では任意の適当なコード拡張を選
択できる。この実施例では、１／２の比率のコード化を
、コンポルージョン形エンコーダを使った従来周知の技
術によって行なう、’ＦＥＣエンコーダの出力信号は、
ＰＮコード生成器３６の出力と共に、モジューロ・２加
算器３４に与えられ、複合出力信号として線３８に送り
出される。この複合出力信号は、地上局のＲＦ（無線周
波数）搬送波を変調するのに使われる。

Ｐ’Ｎ生成器３６は１通常の桁送りレジスタ技術を応用
すればよい。

第９図は、前述した外向き時間基準に答えて利用者トラ
ンシーバから送信される内向き信号の標準的内容を示し
た詳細図である。連続的に発信される外向き信号と異な
り、任意の特定利用者からの内向き信号は、バースト信
号である。利用者応答には、２個の擬似雑音（ＰＮ）コ
ードのシーケンスを適用する。第９図のように、標準的
フォーマットは、数個の明確なフィールドに分れている
。

パ短いＰＮＮコード上表わしたフォーマットの先頭フィ
ールドには、地上局による応答信号の捕捉を援助するプ
リアンプルを入れる。第９図のＬ３で表わしであるよう
に、捕捉援助は、１０２３チツプのＰＮシーケンスを６
回繰返し送信することによ・て行ない、それに続は十へ
表わすようしこ同しシーケンスを逆向きにして送信する
。このシーケンスは、地上局の整合フィルタと差分復調
器とによって検出され、レンジング受信器に対する初期
設定パルスとなる。第９図のパ長いＰ　Ｎコード″は。

内向きリンクに要求される高い値のコード拡張率を得る
のに必要であって、これは地上局で遅延ロックループを
用いて検出される。現在の技術水準では、２重ＰＮシー
ケンスアプローチが好適といえる。その理由は、長いコ
ードに対して表面弾性波（ＳＡＷ）デバイスを使った相
関整合フィルタは、まだ実用的になっていないからであ
る。

遅延ロックループに対する実際のコードは、データの広
帯域伝送を可能にする長さ１３１０７１チツプのシーケ
ンスから成っている。′長いＰＮコードパは、外向きリ
ンクに使われる特定のＰＮコードとは異なる。さらに、
ここで述べている位置決めシステムは、それぞれが割当
てられた特定の１′短いＰＮＮコード上“長いＰＮコー
ド′°をもっているようなカテゴリーに利用者を分類す
る用意もしである。このようなコードの直交系セットか
ら割当てコードを選択することによって、利用者応答は
地上局において自動的に分離され、そしてシステム全体
の処理能力が向上する。

１０２３チツプの初期設定シーケンスが終ると、利用者
データのない″長いＰＮＮコード上ある時間だけ送られ
、地上局の遅延ロックループを安定状態に落着かせる。

この時間を、第９図ではＴ　ＡＣＱで表わしである６図
示の実施例の場合、この時間は５ミリ秒の長さである。

この時間の次に、割当てられた特定の利用者識別（ＩＤ
）コードと、フィールドＭＬＺ（メツセージの長さを指
示するコード）とで始まる利用者データの送信が続く６
フイ一ルドＭＬＩは、その後に続く任意の随意的利用者
メツセージを指示するコードである。第１０図に、ＭＬ
Ｉと、後続の利用者メツセージとの間の可能な相互関係
を示す０通常の場合、利用者が位置決め要求をするには
、利用者ＩＤと、″メツセージなしパを表わすＭＬＩと
を送信すれば足りる。この実施例の場合、利用者ＩＤは
、通常２８ビツトワードであり、一方ＭＬＩは通常２ビ
ツトワードである。

後述するように、利用者データのフィールドは。

１０キロビット／秒の率で搬送され、ＦＥＣエンコーダ
により１／２の比率で符号化される。この結果、コード
拡張率は、ＦＥＣシンボル毎に６２５ＰＮチツプとなる
。

利用者トランシーバ装置ニー 第９および１０図に示した信号の生成が可能なトランシ
ーバ装置のブロック線図を、第１１〜１３図に示す。た
だし、第１１〜１３図のブロック線図に示したのは好適
な回路構成の実施例であるが、同様な入力／出力信号関
係をもっていれは、他の回路を使うことも、もちろん許
される。

第１１図は、トランシーバにおけるサブシステムの全体
構成を説明する図面である。地上局からの外向き信号は
、第１図のように、衛星Ｓ２から周波数Ｆ３で利用者へ
中継され、受信アンテナ４０で捕捉される。受信アンテ
ナは、簡単な半波ダイポールを使えばよい。捕捉された
信号は、ＲＦ（無線周波数）電子ユニットに送られ、こ
こで所要の低雑音増幅を行ない、かつ次のＩＦ処趣ユニ
ット４４を働かすのに適当な中間周波数（Ｉ　Ｆ）まで
周波数を落す。ＩＦ処理ユニット４４において、ＰＮコ
ードが除かれ、信号が変調され、さらにエラーの検出と
修正が行なわれる。この結果得られたデータおよびエラ
ーコントロール情報は、マイクロベース処理ユニット４
６に送られる。処理ユニット４６が分担するのは、トラ
ンシーバの作動全体のモニターとタイミング調整、リン
ク状態のモニター、来信メツセージおよび発信メツセー
ジの径路指定、ならびに着信確認フォーマットの作成で
ある。処理ユニットと利用者との間のデータとコントロ
ールのインターフェイスは、入力・表示ユニット４８で
行なわれる０発信信号は、符号化と変調をするため、マ
イクロベース処理ユニットからＩＦ処理ユニット４４へ
送られる。完全にフォーマット化し変調した発信信号は
、ＩＦ処理ユニット４４から、中間周波数でＲＦ電子ユ
ニット４２へ移され、第２図のように、送信アンテナ５
０を経て１周波数Ｆ４で３個の衛星ＳＬ、Ｓ２およびＳ
３のすべてに送信される。送信アンテナ５０および受信
アンテナ４０は、単一のアンテナで兼用させることがで
き、好ましくは適当なダイプレックサ回路を備えたブロ
ードビームまたは全方向性タイプのアンテナを使えばよ
い。

利用者トランシーバの受信機能について、第１２図に詳
細を示す０図において、ＩＦ大入力した受信信号は、ミ
クサー５２．ＰＮ処理装置５４およびＰＮエポックニス
メータ５６へ並列に送られる。

ＰＮエポックニスメータは、整合フィルタによって、外
向き信号に用いられる（２１７−１）チップのＰＮコー
ド中の最後の１２７チツプの存在を感知する機能をもつ
、このタイプの整合フィルタとしては、表面弾性波（Ｓ
ＡＷ）デバイスを利用すればよい、ＰＮコード中の最後
の１２７チツプが感知されると、″検出パルス″で表わ
したパルスが、ＰＮエポックエスチメータで生成され、
マイクロベース処理ユニット４６へ伝えられる。通常、
受信器はＰＮ追跡モードにあり、検出パルスは使われな
い。受信器が捕捉モードにあるとき、マイクロベース処
理ユニットによって、検出パルスが、“捕捉プリセット
”の線を経て、ＰＮ処理装置５４に送られる。ＰＮ処理
装置５４は、非コヒーレント遅延ロックＰＮ追跡ループ
である。遅延ロックループがロック状態になると、ＰＮ
処理装置５４からは、マイクロベース処理ユニット４６
へ“ロック指示１′信号が伝えられ、また“システムク
ロック″信号（チップレートで）送り出され、そしてミ
クサー５２八はＰＮコード波形が伝えられる。

ミクサーにいては、ＰＮコードがＩＦ倍信号増倍され、
デスブレッド信号が作られる。このデスブレッド信号は
、データを再生するため通常の形式のＢＰＳＫ　（２相
偏移キーイング）復調器６０で復調される。ベースバン
ドデータは、フォワードエラー修正（ＦＥＣ）デコーダ
６２へ伝えられ、ここでは広くデータ中に発生するすべ
ての誤りを修正する。実施例の場合、エラー修正コード
は、比率１／２のコンポルージョンコードである。この
種のコードに用いるデコーダのハードウェアの利用は、
基本的には、市販のＶｉｔｅｒｂｉアルゴリズムに準拠
して行なえばよい１通常の条件下では、この種のデコー
ダの信号対雑音の比は、約５ｄＢに向上する。復号され
たデータは、パリティデコーダ６４に送られ、ここでも
し不十分なパリティ−チェックによる残留エラーがあっ
たとしても、検出される。パリティデコーダ６４からは
、データと、フレーム中に何らかのエラーが検出された
かどうかの指示が、マイクロベース処理ユニット４６に
伝えられる。利用者ＩＤアドレスで表示したような、こ
の利用者に向けたメツセージを、次の処理のため、来信
メツセージ緩衝器へ入れる。

マイクロベース処理ユニット４６は、入力・表示ユニッ
ト４８を介して利用者とメツセージおよびコントロール
信号の交信を行なう、入力・表示ユニットには、キーボ
ードと、液晶表示部（ＬＣＤ）を取付ける。

マイクロベース処理ユニット４６は、利用者トランシー
バの送信機能のコントロールも行なう。

メツセージまたは位置要求の送信を希望する場合、処理
ユニットは、ＰＮ処理装置５４からの次の″予知質問パ
ルス″を待つ。予知質問パルスは、ＰＮ生成器が全１状
態に達したとき必ず作られる。

この全１状態とは、第６図に示したように、受信された
各外向きフレームの最初に現れる０次の予知質問パルス
が発生すると、マイクロベース処理ユニットが、′バー
スト可能″定時信号およびスタートプリアンプルを作り
、これらをデータと一緒に第１３図のトランシーバ送信
回路へ送る。

“スタートプリアンプル”信号がトリガーとなって、第
１３図に示すＴＸ（送信）カウンタ６８を始動させる。

このＴＸカウンタ６８は、メツセージ送信における後続
ステップの時間調整を行なう、ＴＸカウンタ６８は、”
１１０２３ＦＲＯ（プログラムＲＯＭ）”７０から連続
した７個の１０２３チツプＰＮコードワードをクロック
し、そして最初の６個のコードワードをＬＯ２３Ｆ　Ｒ
ＯＭから直接ＭＵＸ（マルチプレックサ）７２へ伝え、
第７番目のコードワードはインバータ７４を介してマル
チプレクサへ送るようにする。このようにして、第９図
に示したような利用者応答信号のバーストプリアンプル
が作られる。つぎに、ＴＸカウンタ６８は、ＰＮ生成器
７６に指示して、利用者応答信号バーストの長いＰＮコ
ード部を生成させる。長いＰＮコードは、第９図のＴＡ
ＯＱで示した時間の経過中、データで変調しないままに
しておき、地上局の受信器にコードを捕捉する時間を与
える。

本発明の実施例の場合、Ｔ　Ａａ、は約５ミリ秒である
０時間Ｔ　Ａ、、の経過後、データは、エラー防止のた
めＦＥＣエンコーダ７８によってＦＥＣ復号化され、そ
してモジューロ・２加算器８０でＰＮコードにモジュー
ロ・２加算を行なう、マルチプレックサ７２は、プリア
ンプルと、それに続く変調していない長いＰＮコードと
、データで変調した長いＰＮコードとを、ＢＰＳＫ変調
器８２へ伝える。ＢＰＳＫ変ＶＳＳは、利用者応答信号
バーストの間、マイクロベース処理ユニット４６からの
パバースト可能”信号によって作動し、ＩＦ出力を発生
させる。

第１４Ａ図のフロー線図には、マイクロベース処理ユニ
ット４６によって行なおれるコントロール機能およびメ
ツセージ処理機能のシーケンスを示しである。第１４Ｂ
図は、リンク状態のモニターを行なう手順のシーケンス
を示す詳細図である。

リンク状態の監視は、トランシーバのコントロール機能
およびメツセージ処理機能と平行して、継続的に行なう
、第１４Ａおよび１４Ｂの両図において、実線はソフト
ウェアの論理遷移を表わし、一方破線は関連する論理機
能によって要求されたまたは生成された実際の信号を表
わす。

第１４Ａ図を参照し、まずはじめに処理装置が、ブロッ
ク８４において、１″ロツク指示″の信号に従い、ＰＮ
コードが捕捉されたかどうかのチェックをする。もしレ
シーバがロックされていなければ、処理装置は、ＰＮエ
ポックエスチメータ５６で生成された次の検出パルスを
感知することで、ブロック８６においてロックの再捕捉
を試み、しかる後゛′捕捕捉プリセット倍信号ＰＮ処理
装置５４に送る。″ロック指示″信号がロック捕捉を指
示すると、処理装置は、ブロック８８において、発信メ
ツセージ緩衝器のチェックを行なう、メツセージが発見
されると、ブロック９０で送信用フォーマットに組込み
、ＦＥＣエンコーダ７８へ送られる。送信を開始するに
先立って、処理装置はブロック９２で、リンク状態フラ
グのチェックを行なう。本発明に係る実施例において、
リンク状態の判定は、最近に受診した７個のフレーム中
からパリティデコーダ６４がエラーを検出したフレーム
の数に基づいて行なう。第１４Ｂ図に関連して以下に説
明するように、このフレーム数は処理装置に継続的に蓄
積し、いつでもブロック９２で状態判定を行なうために
取出せるようにしておく。

ある時点で、リンク状態が劣悪になると（すなわち、予
め設定しておいた限界値以下になると）、処理装置は、
状態が良くなるまで再チェックを続ける。リンク状態が
許容範囲まで回復すると、第】７２図のタイマが働き予
知質問パルスによって“バースト可能″信号と″スター
トプリアンプル″信号を作り、そしてブロック９６でメ
ツセージ送信を行なう、ついで、処理装置は、ブロック
８８において発信メツセージ緩衝器の再チェックをする
。この時点で、発信メツセージ緩衝器にメツセージが発
見されないときは、ブロック９８において来信メツセー
ジ緩衝器がチェックされる。来信メツセージ緩衝器でリ
ンク有効性検査プローブ（後に詳述する。）が発見され
ると、ブロック１００で応答を作成し、ブロック９０で
フォーマットに組込み、そしてリンク状態が良いことを
検出してから送信する。別のタイプのメツセージが来信
メツセージ緩衝器で発見されると、これがブロック１０
２で利用者に表示され、またＡＣＫ−２の着信確認信号
が、ブロック１０４で作られ、ブロック９０でフォーマ
ット化され、しかる後に送信される。利用者が表示され
たメツセージを読取ったら、適当なボタンかキー等を操
作して入力・表示ユニット４８に指示を出し、発信メツ
セージ緩衝器へＡＣＫ−３着信確認信号を伝えるように
する。来信メツセージ緩衝器で何らのメツセージも発見
されなかった場合には、処理装置がＰＮコードロックを
再チェックし、そしてコントロールの全プロセスを繰返
す。

つぎに、第１４Ｂ図を参照し、リンク状態のモニター手
順は、まずブロック８５から始まる。ここで、処理装置
は、第１２図の″ロック指示″信号のチェックをする。

ＰＮロックが捕捉されたら、処理装置の手順はブロック
８７へ進み、ここでフレーム到着をチェックする。これ
は、第１２図の１予知質問パルス”の存在によってわか
る。もし、予知質問パルスが発見されない場合、処理装
置はフレーム到着が確認されるまで、再チェックを繰返
す。フレーム到着が検出されたら、処理装置の手順はブ
ロック８９へ進み、第１２図のパリティデコーダ６４の
出力にエラーフラグがあるかどうかをチェックする。標
準的実施態様として、このエラーフラグは、パ１′″状
Ｓ（当該外向き信号フレームに１個のエラーありを示す
、）または＃　□　ＰＩ状態（当該外向き信号フレーム
中にエラーが検出されないことを示す、）にある単一ビ
ットによって表わされる６ブロツク９１において、エラ
ーフラグは、７個のステージを含む桁送りレジスタの最
初のステージに挿入される。ここに各ステージは、最近
の７個の外向き信号フレームのそれぞれ１個を表わす。

桁送りレジスタは、地上局からの外向き信号中に検出さ
れたエラーの最近の経歴を蓄積するエラーレジスタとし
て機能する。エラーレジスタに新たなエラーフラグが挿
入されると同時に、エラーレジスタの最後のステージ中
の第７番目のエラーフラグ（すなわち最も古いエラーフ
ラグ）は、消去される。要すれば、エラーレジスタを別
個のハードウェア素子として備えてもよいが、第１２図
のマイクロベース処理ユニット４６のプログラム部にソ
フトウェア機能として組込む方がよい。引続き第１４Ｂ
図を参照し、エラーレジスタの内容の更新がすんだら、
処理装置の機能はブロック９３に移る。ブロック９３に
おいて。

エラーレジスタ中のエラーフラグの数を、１状態にある
フラグの全数を求めることによって計数する。たとえば
エラーレジスタに、１状態のフラグが３個あり、残りの
４フラグは０状態であったとすると、ブロック９３で得
られる計数値は、３となる。ブロック９５で、この計数
値は、第１２図の入力・表示ユニット４８によって利用
者に表示される。このようにして、最良と測定されたリ
ンク状態では、利用者は計数値がゼロであることを読取
り、最近の７個の外向き信号フレームに関するエラー率
がゼロであることを知る。一方、最悪と測定されたリン
ク状態の下では、計数値７が表示されるであろう０表示
の安定をはかるため、たとえば直前の１秒間に記録され
た計数値のピーク値を用い、１秒間に１回程度の比較的
緩慢な速さで計数値の更新を行なうとよい、数値表示の
代りに、リンク状態が″不可″、″可″、″良″等とい
う情報メツセージを周期的に更新しながら、利用者へ提
供するのもよい。測定したリンク状態を利用者へ表示し
たら、処理装置の手順はブロック９７へ進み、ここでフ
ラグ計数値と、予め設定しておいた限界値との比較を行
なう、（必要に応じ、限界値は利用者および／または地
上局によって変更可能にしておく。）この比較に基づき
　ブロック９９において、処理装置は単一ビットのリン
ク状態フラグを０または個の状態にセットする。たとえ
ば、エラーフラグの計数値が５で、限界値が４の場合、
リンク状態フラグを１状態にセットし、リンク状態が不
可（すなわち、エラーの数が限界値を越えている。）で
あることを表わす。リンク状態フラグは、第１４Ａ図の
フロー線図のように、処理装置によってテストされ、測
定したリンク状態の下で利用者トランシーバが応答可能
であるかどうかを判断するための手段とする。ブロック
９９でのリンク状態フラグのセットが終了すると、処理
装置の手順はブロック８５へ戻り、再びＰＮロックのチ
ェックから手順が繰返されてゆく、ブロック８５でＰＮ
ロックが発見されないと、処理装置は、ブロック１０１
へ進み、エラーレジスタを″全エラーフラッグ″状態（
すなわち全１状態）へセットする。このようにしておけ
ば、ＰＮロックが捕捉されなかった状況においても、ト
ランシーバは悪いリンク状態を記録する。

図示の実施例では、エラーの検出をするために、全く別
のコードを用いているが、第１２図のＦＥＣエンコーダ
６２だけに頼ることも可能である。

実際の装置として、コンボリューション形デコーダを利
用する場合は、Ｖｉｔｅｒｂｉアルゴリズムを使う８復
号化アルゴリズムの操作段階における経路長の変化によ
って、エラー率ひいてはリンク状態の直接測定が可能で
ある。したがって、別法として、外向き信号フレームに
パリティチェックピットを付加することなく、また利用
者トランシーバにパリティ復号化装置を取付けることな
く、リンク状態の監視が行なえる。

利用者トランシーバは外向き信号リンク状態をモニター
する機能をもっているので、復帰（内向き）リンクがメ
ツセージを送信するのに適当であるかどうかを、トラン
シーバが自動的に判断することができる。利用者がビル
や密生した葉などで部分的に遮られた場合、その利用者
のトランシーバに打込まれたメツセージは、トランシー
バがリンク状態良好を記録するまで蓄積しておき、リン
ク状態の回復を待って送り出す。実際上、この状態にな
るのは、利用者が市街地走行中に開けた交差点を瞬間的
に通過するときとか、短時間であっても１個以上の衛星
との見通しがきく地点まで移動したときなどである。利
用者トランシーバは、単一の質問よりもむしろ受信した
複数の質問の“経歴″に深く関わるので、外向きフレー
ム中に孤立エラーがあっても、リンク状態さえ良ければ
トランシーバの応答を抑制するようなことは起らない。

逆に、外向きフレーム中に孤立エラーがないからといっ
て、リンク状態が悪ければ、利用者トランシーバからメ
ツセージが送り出されるようなことは起らない。

本システムの基礎をなす質問フォーマットおよび応答フ
ォーマットは、また単純なリンク状態感知機能をも実現
するものである。すなわち、もしもリンク状態が非常に
悪ければ、地上局からの外向き信号は利用者トランシー
バへ全熱とどかず、応答信号は不可能である０本発明が
、特定の利用者を指向した個別の質問を発することなく
、すべての利用者によって受信可能な一般質問信号を採
用していることも、利点であるといえる。質問が個別に
仕向けられていないから、各利用者トランシーバは、そ
の質問信号発信率（実施例の場合には毎秒９５回）でリ
ンク状態を継続的にモニターし記録を更新してゆくこと
ができる。したがって、リンク状態が良くなって瞬間に
、応答を送信できる。かくて、トランシーバからは、衛
星への見通しのきくのがごく短時間であっても、確実に
応答を送れる。このことを、移動トランシーバの場合に
当てはめれば、その移動中においてごく短い距離（たと
えば毎時６０マイルの速度で約２．０メートル）だけ、
衛星への見通しがきけばよいことを意味する。

第１１〜１３図の利用者トランシーバは、地上局からの
質問に応答した後、ある非精密時間の間だけ、機能停止
するようにしておくとよい。これは、マイクロベース処
理ユニット４６のプログラム中に抑止機能を組込むか、
あるいは別個の抑止回路を加えることによって実現でき
る。正規操作時に、利用者が位置情報を要求したりメツ
セージを送りたいときは、入力・表示ユニット４８のパ
送り″ボタンを押す。これによって、抑止機能は臨時的
に中断され、次の質問が入ってくるのを許して、利用者
トランシーバから応答を出すトリガとする。このモード
では、利用者が“送り″ボタンを押して止めない限り、
抑止機能は常に有効である。地上局によってトランシー
バ位置を絶えずモニターするのに使われる第２モードの
操作においては、予め設定しておいた非精密抑止時間Ｔ
ｉ（ｆｊＫ則として第６図のフレーム長さＴＦよりも遥
かに長い）の間に利用者が応答信号を送信した直後に、
抑止機能が働きだす。この時間の経過後、抑止機能は、
トランシーバが次に受信した質問に応答するまでは、働
かなくなる。こにようにして、地上局は、はぼ毎Ｔｉ秒
ごとに更新した当該トランシーバに関する位置情報をも
っことになる。

抑止回路の目的は、全質問中のごく一部に対してだけト
ランシーバに応答させることによって。

利用者トランシーバの有効応答率を下げることである。

これによって、地上局で応答信号が重複する機会を少な
くし、かつ地上に設置した位置計算装置への負担を軽減
する。抑止時間は、利用者のクラスによって違わせるこ
とができ、また特定の利用者についてもそれぞれ必要と
する期間ごとに変えることができる。トランシーバの抑
止機能に関しては１本発明に関連した米国特許第４．３
５９，７３３号明細書および米国特許出願第６４１．３
８５号に基づく優先権を主張して日本へ出願した特願昭
６０−１７６７８８号明細書を参照されたい。

衛星搭載電子機器ニ一 本発明では、衛星に搭載する電子機器の複雑化を極力避
けるようにしている。事実１本システムは、宇宙部分を
、現存の衛星に′″付は足す″あるいは′おんぶ”させ
る形式のペイロードパッケージとして構成し、また衛星
の耐用命数中の最初の数年間に得られる余剰パワーだけ
を使うようにしである。第１５図に示す衛星のブロック
線図は、簡単かつ普通に設計しである。衛星は、単に、
信号を受信し、周波数を変換し、そして所要の信号を送
信する働きをするだけである。ここには、何らの臨界時
間測定回路もなければ、また特別な信号処理回路もない
。

第１図で説明した３個の衛星中のただ１個が、外向き信
号を利用者トランシーバへ中継するのに使われるのであ
るが、３個の衛星ＳＬ、Ｓ２およびＳ３の回路構成は、
全く同一である。したがって、第１図に示した外向き中
継機能を果させるのに、いずれか１個の衛星を選択でき
る。なお、後述するように、本発明に係る位置決めシス
テムの応用として、３個の衛星を介し３個の外向き信号
を同時に送信させることも可能であって、この場合は３
本の経路のそれぞれに対し異なった擬似雑音（Ｐ　Ｎ）
コードシーケンスを使用する。各衛星の回路構成を同じ
にしであるため、この応用は簡単に実現できる。

第１５図を参照し、地上局からの外向き信号は、周波数
Ｆ□で衛星に塔載した外向き受信アンテナ１０６によっ
て捕捉され、ついで外向き低雑音受信器１０８．ダウン
コンバータ１１０、外向き送信器１１２そして外向き送
信アンテナ１１４へと順次に送られてゆき１周波数Ｆ３
で利用者トランシーバへ放送モードで放射される。同様
に、利用者の応答信号は、周波数Ｆ４で衛星の内向き受
信アンテナ１１６に捕えられ、ついで順次に内向き低雑
音受信器１１８、アップコンバータ１２０、内向き送信
器１２２そして周波数Ｆ２で内向き送信アンテナ１２４
へと送られてゆく。第１５図には、４本のアンテナを別
々に図示しであるが、４本のアンテナの代りに１個のり
フレフタを利用し、そして２個のフィードホーン装置（
それぞれに送信／受信ダイプレックサを取付ける）を備
えるようにするとよい。一方のフィードホーン装置は、
衛星と地上局を結ぶアンテナ１０６および１２４のため
のものであり、他方は衛星と利用者トランシーバを結ぶ
アンテナ１１４および１１６のためのものである。第１
５図に示した衛星塔載機器は。

すべて通常の型式でよく、容易に入手可能な部品で製作
できる。したがって、これら機器の詳細については、説
明を省略する。

バックグラウンド雑音に対するシステムの免疫性を向上
し、かつまた利用者トランシーバに必要な信号送信パワ
ーを節減するため、利用者トランシ−バと衛星とを結ぶ
リンク（すなわち、Ｆ、およびＦ４送信）に対して、多
数の重複スポットビームを利用するとよい。この応用例
に必要な機器の説明については、先願である特願昭６０
−１７６７８８号の明細書を参考にされたい。

地上局機器ニ一 本発明における地上局部分の分担すべき役割は、利用者
からのメツセージおよび位置要求を受信すること、各種
タイプのメツセージを作成すること。

リンク状態をモーターすること、および利用者へメツセ
ージを送信することである。地上局のサブシステムを、
第１６〜１８図に示す。第１９図は、地上局で行なわれ
るコントロール手順の論理線図である。

送受信機器を含む地上局サブシステムの全体図が、第１
６図である。地上局は、３個の衛星ＳＬ。

Ｓ２．およびＳ３のすべてからの信号を、同時に受信す
ることを要求される。これは、３個の衛星のそれぞれに
対して、専用アンテナおよび受信器バンクを設けておく
ことによって対応できる。第１６図には、衛星Ｓ１用の
アンテナ１２６および第１受信器１２８から第Ｎ番目受
信器１３０、ならびに衛星Ｓ３用のアンテナ１３２およ
び第１受信器から第Ｎ番目受信器１３６を図示しである
。

衛星Ｓ２用のアンテナおよび受信器バンクも全く同じな
ので、図示を省略した。専用アンテナを使うことによっ
て、ある１人の利用者からの信号経路が３本できるとい
う問題は、空間的に解決される。各受信器バンクにおい
て、Ｎ個の受信器のそれぞれは、Ｎ個の特定ＰＮコード
のいずれかひとつを受信するように設計しておく。本実
施例の場合、Ｎは３２である。各受信器は、ＰＮコード
を利離し、データを復調し、エラーを修正し、そして利
用者までの往復経路長を見積る。

受信器の出力は、バス１３８によって１Ｍ台の前処理装
置の中のひとつに振分けられる。第１６図には、第１前
処理装置１４０と第Ｍ番目の前処理装置１４２を図示し
である。その時点で使われていない前処理装置をバス１
３８が選択し、利用者からの３個のレンジ測定データと
メツセージデータを与える。利用者がメツセージを送る
と、前処理装置はこのメツセージを単に中央処理装置１
４４へ転送する。利用者が位置要求だけを送った場合は
、データビットがないことによって知れるが、この場合
には、前処理装置が利用者の位置計算を行ない、この情
報を中央処理装置１４４へ渡す。この機能を果して後、
前処理装置は再びバスから仕事が割当てられるのを待機
する。前処理装置の必要台数Ｍは、利用者応答信号の頻
度と、位置計算の速度とによって決まるが、高い確率を
もって少なくとも１台の前処理装置は常時使用可能であ
るように台数を選定する。

中央処理装置１４４は、すべての発信メツセージを作成
し、経路を仕分ける仕事を分担する。地上局のオペレー
タとのコントロールインターフェースは、コントロール
コンソール１４６によって行なう。外向きメツセージは
、中央処理装置１４４によって送信処理サブシステム１
４６へ伝えられ、信号スイッチ１５０で振分けられる６
衛星Ｓ１向けの外向き信号は、第１送信器１５２を経て
、アンテナ１５４へ送られる。衛星Ｓ３向けの信号は、
第３送信器１５６を経て、アンテナ１５８へ送られる。

衛星Ｓ２向けの信号も同様の経路をたどるが、第１６図
では図示を省略する。信号スイッチ１５０を用いれば、
第１図のように、外向きの質問信号およびメツセージ信
号を衛星Ｓ２向けに限定せずに、希望に応じて衛星ＳＬ
、Ｓ２およびＳ３の間で送り先の変更が可能である。

第１７図に示すのは、ＩＰ倍信号処理する各ＰＮ受信器
（第１６図参照）に含まれる回路素子である。ＩＦ大入
力ミクサ１６０．ＰＮ処理装置１６２およびＰＮエポッ
クエスチメータ１６４に並列に与えられる。ＰＮエポッ
クエスチメータ１６４は、ＳＡＷ整合フィルタを使い、
利用者のバーストプリアンプル中の７個の１０２３チツ
プＰＮコードを検出する。ＰＮエポックエスチメータは
、プリアンプルを検出すると、ＰＮ処理装置１６２に信
号を送り、そしてＰＮ処理装置は、非コヒーレント遅延
ロックループを用いて長いＰＮコードを捕捉する。状態
デコーダ１６６はＰＮコード生成器の１７ビツトを監視
し、全１コード状態に到達したときに、信号をレンジカ
ウンタ１６８へ送る。レンジカウンタ１６８は、レンジ
カウンタへの″スタート″入力として図示したような地
上局からの全１状態の送信と、状態デコーダ１６６の出
力として図示したような利用者からの全１状態の受信と
、の間に経過する時間中のチップの数を計数する。数え
たチップ計数値は、最も近いチップ数で表わした利用者
までの往復レンジであり、図では概略レンジと表示しで
ある。

ＰＮ処理装置１６２には、位相検出器１７０に連結され
る受信器チップレートクロック（ＲＸクロック）を設け
る０位相検出器では、受信器チップレートクロックの位
相と、送信器チップレートクロック（ＴＸクロック）の
位相とが比較される。

比較の結果、チップの分数として表現されたアナログ位
相差は、アナロクディジタル変換器（Ａ／Ｄ）１７２に
よって数値的な表現に変換され、図で″精密レンジ′″
と表わした数量になる。概略レンジと精密レンジの測定
値を組合せることによって、　３０００に＋ｎ以上の不
確定解を伴なっているが、約１．４ｍの精度で往復経路
長が求められる。ミクサ１６０では、局部的に生成され
たＰＮコードに工Ｆ信号を掛け、信号をデスブレッドす
る。つぎに、この信号を、復調器１７４でＢＰＳＫ　（
２相偏移キーイング）復調し、デコーダ１７６でＦＥＣ
（フォワードエラー修正）復号化する。データ出力およ
びレンジ測定値は、第１６図の地上局のバス１３８に伝
達される。

地上局の送信処理サブシステムの構成素子を、第１８図
しξ示す、第１６図の中央処理装置からのメツセージは
、送信処理装置１７８に伝わる。１個の外向き信号フレ
ームを構成する１群のメツセージを、データ緩衝器１８
０に入れる。データ緩衝器１８０内でメツセージを処理
し、第７図に示した１個の外向きフレームに形を整える
。すなわち、エラー検出用パリティピットを付は加え、
そしてフレームをコンボリューション形に符号化する。

自走ＰＮ生成器１８２が、連続的に１３１０７１チツプ
コードワード（コードワード毎に２１１　１個のチップ
）を生成する。状態デコーダ１８４が全１状態を検出す
ると、送信タイミングサブシステム１８６が信号を発し
、データ緩衝器１８０からフォーマット化したデータを
送り出すクロッキングを開始する。フォーマット化した
データおよびＰＮコードに対しては、変調器１９０でＢ
ＰＳＫ変調する前に、加算器１８８でモジューロ・２加
算を行なってから、地上局送信器へ送り出す。地上局の
送信処理サブシステムでも、送信クロック信号を作って
線１９２に乗せ、またスタートレンジ計数器信号（すな
わち、全１状態指示信号）を作って線１９４に乗せる。

これらの信号は、地上局の受信器で使う。

第１９図は、地上局の中央処理装置の論理フロー線図で
ある。利用者トランシーバのフロー線図の場合と同様、
実線はソフトウェアの論理遷移を表わし、破線は論理機
能に関連した実際の信号を示す。ブロック１９６で、処
理装置は入力データ緩衝器を読取り、前処理装置１４０
，１４２において何らかのデータが作られたかどうかを
判断する０位置要求を発見すると、処理装置は、ブロッ
ク１９８で、前処理装置が行なった位置計算と利用者Ｉ
Ｄとを用いて位置メツセージを作成し、そしてこのメツ
セージをブロック２００の出力緩衝器へ渡す。出力緩衝
器は、外向きメツセージトラフィックを送信処理サブシ
ステムへ伝達する。ＡＣＫ−２またはＡＣＫ−３の着信
確認信号を入力データ緩衝器で発見したら、これらを着
信確認すべき発信元の利用者への経路に向ける。ブロッ
ク１９６でメツセージも発見したら、まずブロック２０
２で一時記憶装置に収納しておく。ついで、処理装置は
、ブロック２０４へ進み、ここで宛先利用者へ送信する
ためのリンク有効性探査プローブと、発信元利用者へ返
信すべきＡＣＫ−１着信確認信号と、を作成する。その
後のある時点で、宛先利用者がリンク有効性探査プロー
ブに応答してきたら、ブロック２０６で再びメツセージ
を呼出し、ブロック２００で出力緩衝器へ伝える。メツ
セージが短い場合は、リンク有効性探査プローブは不要
であって、省略してさしつかえない、このような場合に
は、メツセージを直接送り、そして要すれば宛先利用者
からＡＣＫ−２の着信確認信号が返信されてくるまで、
送信を繰返せばよい。

システムの応用−一 以上に説明した本システムには、容易に実用化できるい
くつかの応用例があり、容量の増加、利用者遅延時間の
短縮、所要パワー節減等をはかることができる。これら
応用例には、多重同時外向き信号、ランダムビームサー
チ、および精粗時間スロットによる利用者応答のコード
化が含まれる。

第１図に示した３個の衛星ＳＬ、８２および＄３の使用
可能な合計パワーをフルに活用するため、各衛星を介し
て１個ずつ合せて３個の外向き信号を、地上局から同時
に送信することが可能である。

このような信号経路の状態を、第２０図に示す。

内向き信号の経路は、第２図に示した基本システムの場
合と同じである。この応用例の場合、地上局から発信さ
れた外向き信号は、各３個の衛星によって、それぞれ異
なったＰＮコードをもった３個の信号として、利用者へ
向は連続的に中継される。ＰＮコードをもった３個の外
向き信号のすべてを同時に受信し復号化する機能をもっ
た高性能な利用者トランシーバを使えば、リンク状態の
モニターを行ないながら、３本のリンクのすべてが有効
な場合にだけ、位置要求（メツセージと区別して）を送
信することができる。さらに特定のＰＮコードの付いた
１種類の外向き信号しか受信・復号化の行なえない性能
のやや劣った利用者トランシーバの場合でも、本システ
ムを最大限に活用するには、コード変換を行なえばよい
。たとえば、３個の外向き信号に用いるＰＮコードをそ
れぞれコードＡ、コードＢおよびコードＣと名付ければ
、地上局からは、ごく短時間（たとえば０．３３秒）に
、衛星Ｓ１を介してコードＡを、衛星Ｓ２を介してコー
ドＢを、そして衛星Ｓ３を介してコードＣを送る。そし
て次の１／３秒間に、Ｂ：Ｓｌ。

Ｃ：Ｓ２．Ａ：Ｓ３の組合せで送り、最後の１７３秒間
に、Ｃ：　Ｓｌ、Ａ：　Ｓ２．Ｂ　：　Ｓ３の組合せで
送る。このようにすれば、たとえ３個中２個の衛星がビ
ルや山岳等の障害物で遮られても、最も簡単なトランシ
ーバ（すなわち、単一のＰＮコードしか復号化できない
もの）をもってして、衛星にアクセスしメツセージを送
信することが可能にアクセスしメツセージを送信するこ
とが可能である。

基本的実施例のさらに別の応用として、使用できる衛星
パワーのより有効な利用法は、リンク状態の適応コント
ロールである。地上局からの外向き信号にＰＮコード化
を行ない、基本実施例の１９３チツプ／ビツトのスプレ
ッド比をもった所要の信号対雑音比を作る。ＰＮシステ
ムにおけるコード化利得、すなわち信号対雑音比の改善
度は。

数値的に、スプレッド比（ビット毎のチップ数）に等し
い、しかしながら、メツセージ送信に必要な衛星エネル
ギの量は、スプレッド比に正比例する。したがって、シ
ステムの有効利用には、必要な信号対雑音比の条件と一
致するスプレッド比を最小にすることが要求される。こ
れには、多重フレームフォーマットの手段を用い、個々
の利用者と衛星とを結ぶリンク条件に基づき、個別に適
応させて解決する。第７図に示したような１ビツトにつ
き１９３チツプのスプレッド比をもった正規の外向き信
号フレームフォーマットに付は加え、適応システムでは
、９７および４７のスプレッド比をもったフレームを用
意する。これらのフレームのフォーマットは第７図に示
したものと全く同じであるが、ビット毎のチップ数が、
１９８゜９７または４７となる。最も簡単な適応システ
ムの場合、外向き信号のフレームフォーマットは、スプ
レッド比が１９８．９７，４７，１９３゜９７．４７等
々と変ってゆく。利用者トランシーバを、１９３．９７
および４７チツプコードが復号化できるように調整して
おき、そして既に述べたように、各フレーム中のエラー
検出コードを用い、各スプレッド比に対する外向きリン
ク状態を絶えずモニターする。かくて、利用者トランシ
ーバは、エラーなしで操作するためにリンクの要求する
最小スプレッドを常時知りうることになる。

地上局に、送信準備完了のメツセージがあったら、まず
リンク有効性探査プローブを、１９３スプレツド比のフ
レームで宛先利用者へ送る。リンク有効性探査プローブ
に対する宛先利用者の応答の中で、最小有効スプレッド
比を指定する。そうすると、地上局は、指定されたスプ
レッド比をもった次回の有効フレームで、宛先利用者へ
メツセージを送信する。たとえば、スプレッド比４７が
指定されたとすると、基本的な非適応システムの場合に
必要な衛星エルネギの約１／４の少ないエネルギでメツ
セージが伝えられる。

適応コントロール技法には、異なったスプレッド比をも
つＰＮコードを復号化できるように、利用者トランシー
バを調整する必要があるにれは、トランシーバの処理装
置にハードウェアまたはソフトウェアプログラムを組込
むことによって実現できる６後者の場合、地上局から、
再プログラム指令を含んだ一連の外向き信号によって、
プログラムの変更あるいは更新を行なうことが可能であ
る。再プログラム指令の中には、新しいＰＮコードの指
定や、異なったＰ　Ｎコードの間で選択を行なうにさい
しての別の方式等を含ませることができる。適応コント
ロール技法をさらに進めて、地上局から利用者への外向
き信号だけでなく、利用者トランシーバから地上局への
内向き信号にも応用範囲を拡張できる６ 本発明の実施例では、利用者トランシーバの入力・表示
ユニット４８によって、リンク状態の情報は、常時、利
用者に表示されている。このため、利用者レベルには、
いわゆるランダムビームサーチモードと称すべき操作モ
ードが提供される。このモードでは、利用者アンテナと
して、前に述べた広ビーム全方向性アンテナよりも、狭
ビーム高利得アンテナの方が優れている。利得のあるア
ンテナを使うことは、利用者トランシーバのパワー需要
の節減のため、衛星塔載アンテナの小形化のため、ある
いはこれら両方の理由から望ましい。

通常、利用者アンテナを確実に衛星の方へ指向させるた
めには、アンテナにジャイロ安定器を取付ける。しかし
ながら、本システムには、利用者送信が、数秒間または
数分間中、おそらく２５ミリ秒（２５６個の全ビットメ
ツセージに対して）という極めて短いバースト時間で行
なわれてしまうという利点と、さらに利用者トランシー
バが衛星とのリンク状態を絶えずモニターしているとい
う利点がある。高利得アンテナを取付けた利用者トラン
シーバをもった利用者がメツセージを送りたいと思った
ら、メツセージをキーで打込み、メツセージ送信を要求
しくたとえば′送り”ボタンを押す）、そしてトランシ
ーバアンテナを勝手な方向に動かせばよい。無作為に角
度を変えている間に、アンテナが、地上局からの外向き
信号を中継している衛星の方を向゛く瞬間があり、その
ときトランシーバはリンク状態が良いことを記録する。

その瞬間に、トランシーバは自己トリガー作用でメツセ
ージを送信し、そして適当な表示器によって、地上局か
らＡＣＫ−１着信確認信号が届くまで、トランシーバを
同じ位置に保持しておくよう。

利用者に警告する。

図示した実施例のさらに別の応用として、概略および精
密時間スロットによる符号化を採用することによって、
利用者トランシーバから送信すべき識別ビットの数、特
にＡＣＫ−２またはＡＣＫ−３応答信号中に入れるべき
識別ビットの数を減らすことができる。同様の方法を用
いて、特定のトランシーバを識別するため、たとえばＡ
ＣＫ−１送信中に、地上局から送るべきビットの数を減
らすことも可能である。基本的な実施例について説明し
たように、種々の利用者グループに対して異なったＰＮ
コードを使うことによって、利用者はすでに識別可能な
いくつかのサブグループに分けられたことになる。実施
例の場合は、３２個（すなわち２５）の異なったＰＮコ
ードを使用する。したがって、最も高いオーダである５
次の利用者ＩＤは、コード自身に識別能力が備わってお
り、データとして送信することを要しない。また。

外向き質問信号がある一定のフレーム数である場合にだ
け特定の利用者グループに対するメツセージを入れて、
次に高いオーダのビットを外向き信号に符号化するか、
あるいは内向き信号の場合には、外向き質問信号がある
一定のフレーム数であるときだけ特定の利用者グループ
から応答させることによって、さらにビットを減らすこ
とが可能である。たとえば、外向き質問信号のフレーム
がモジューロ１２８の数をもつ場合は、どのフレームで
メツセージを送るべきか、あるいはどのフレームの質問
に応答すべきかを選択することによって、地上局と利用
者トランシーバの両者ともに、利用者ＩＤの７ビツトま
で符号化できる。さらに、地上局と特定の利用者トラン
シーバとの間の交信状態が確保された後には、外向き信
号の特別なフレーム内の時間遅れを利用して、さらにビ
ット数を少なくできる。地上局から利用者への外向き送
信において、与えられたフレーム中のメツセージの位置
からも、特別の利用者または利用者サブグループを特定
することができる。利用者から地上局への内向き送信に
おいては１人工的な時間遅れを利用者応答に付加し、残
余の利用者ＩＤビットの一部または全部を符号化しても
よい。特定のトランシーバが地上局との交信状態を一旦
確立したら、地上局の応答時間は２〜３ナノ秒間にわか
る。

したがって、変化する時間遅れを導入することによって
、情報の符号化が可能となる。遅れの増分は、特定のト
ランシーバの応答に関連する時間的ジッターよりも遥か
に大きく選べる。そして移動するトランシーバの場合に
は、その増分を１通常のまたは予想しうる利用者の移動
速度に関連した応答信号の到達時間の変化量よりも遥か
に大きく選ぶ。

以上、本発明を好適な実施例を参照して説明したが１本
発明が実施例に限定されるものでないことは、もちろん
である、これまでに述べた詳細な説明において、種々の
応用や代替手段についても示唆したが、当業者にとって
は、他にも考えられるであろう。このような応用や代替
手段のすべては、特許請求の範囲に明記した本発明の技
術的範囲に属するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る衛星の好適な配置を示すとともに
、地上局からの外向き信号が１個の衛星によって利用者
へ中継される様子を説明する図面。 第２図は利用者トランシーバからの応答信号が各衛星で
受信されてから地上局へ再送信される様子を説明する図
面。 第３および４図は再送信された３個の信号が地上局へ到
達する時間に基づいて利用者の位置を計算する地理的関
係を説明する図面。 第５図は利用者、衛星および附近の建造物の相対的位置
によって、特定の衛星と利用者との間の信号経路が見通
しよくなったり遮ぎられたりする環境条件を説明する図
面。 第６および７図は地上局で生成された外向き質問信号の
フォーマット説明図。 第８図は質問信号を生成するのに使う地上局ハードウェ
アの説明図。 第９および１０図は利用者トランシーバからの内向き応
答信号のフォーマットを説明する図面。 第１１〜１３図は利用者トランシーバのハードウェア的
構成を説明する図面。 第１４Ａおよび１４Ｂ図は第１１〜１３図に示した利用
者トランシーバのハードウェアを制御する処理ユニット
の論理フロー線図。 第１５図は第１および２図に示した３個の衛星のすべて
に共通なハードウェア構成を説明する図面。 第１６〜１８図は地上局のハードウェア構成の説明図。 第１９図は第１６〜１８図に示した地上局ハードウェア
を制御する中央処理装置の論理フロー線図。 第２０図は外向き質問信号が同時に１個以上の衛星を経
て利用者へ中継される場合の別法を説明する図面である
。 記号の説明ニー

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. （１）無線交信リンクを経て質問信号を送信するための
   中央局と、 前記無線交信リンクを経て中央局から送られる質問信号
   を受信しそして質問信号に応じて中央局へ応答信号を送
   信するための遠隔トランシーバと、中央局と遠隔トラン
   シーバとの間の無線交信リンクの状態を測定し、そして
   前記交信リンクが少なくとも予め設定しておいた最低条
   件を満す場合にだけトランシーバによる応答信号の送信
   を許可するため遠隔トランシーバに設けたコントロール
   手段と、 を備えた無線交信システム。
2. （２）エラー検出コードを含む質問信号のシーケンスを
   送信するための中央局と、 中央局と遠隔トランシーバとの間の無線交信リンクを経
   て前記質問信号を受信し、そして前記質問信号に応じて
   中央局へのメッセージ情報を含む応答信号を送信するた
   めの遠隔トランシーバと、前記エラー検出コードを利用
   して中央局と遠隔トランシーバとの間の交信リンクの状
   態を指示し、そして交信リンクの状態が予め設定してお
   いた最低条件に達するまで遠隔トランシーバによる応答
   信号の送信を抑制するため遠隔トランシーバに設けたコ
   ントロール手段と、 を備えた無線交信システム。
3. （３）無線交信リンクを経て質問信号を送信するための
   中央局と、 前記無線交信リンクを用いて中央局からの質問信号を受
   信し、そして質問信号に応じて中央局へ応答信号を送信
   するための遠隔トランシーバと、中央局と遠隔トランシ
   ーバとの間の無線交信リンクの状態を受信した質問信号
   の関数としてモニターするため遠隔トランシーバに設け
   たモニター手段と、 交信リンクの状態指示を表示するため前記モニタ手段に
   取付けた表示手段と、 を備えた無線交信システム。
4. （４）質問信号を受信するための受信手段と、交信リン
   クの状態を受信した質問信号中に検出したエラーの関数
   としてモニターするためのモニター手段と、 を備え、 交信リンクを経て中央局から送信されたエラーコード付
   き質問信号を受信しそして応答するための遠隔トランシ
   ーバ。
5. （５）質問信号を受信しそして該質問信号に応じて応答
   信号を送信するための受信および送信手段と、 交信リンクの状態を、受信した質問信号中に検出したエ
   ラーの関数としてモニターするためのモニター手段と、 交信リンクの状態指示を利用者に対して表示するため前
   記モニター手段に取付けた表示手段と、を備え、 交信リンクを経て中央局から送信されたエラーコード付
   き質問信号を受信しそして応答するための遠隔トランシ
   ーバ。
6. （６）エラー検出コードを含む質問信号を受信し、そし
   て該質問信号に応じてメッセージ情報を伴なう応答信号
   を送信するための遠隔トランシーバと、エラー検出コー
   ドを含む質問信号を送信し、そして遠隔トランシーバか
   らの応答信号を受信するための地上局と、 地上局から遠隔トランシーバへ質問信号を中継し、そし
   て遠隔トランシーバから地上局へ応答信号を中継するた
   めの少なくとも１個の中継衛星と、受信した質問信号中
   のエラー検出コードを利用して無線交信リンクの状態を
   遠隔トランシーバに指示し、そして交信リンクの状態が
   予め設定しておいた最低条件に達するまで遠隔トランシ
   ーバによる応答信号の送信を抑制するための遠隔トラン
   シーバに設けたコントロール手段と、 を備え、 衛星を利用して遠隔トランシーバから地上局へメッセー
   ジを伝達するための無線交信システム。
7. （７）エラー検出コードを含む質問信号を受信し、そし
   て該質問信号に応じてメッセージ情報を伴なう応答信号
   を送信するための遠隔トランシーバと、エラー検出コー
   ドを含む質問信号を送信し、そして遠隔トランシーバか
   らの応答信号を受信するための地上局と、 地上局から遠隔トランシーバへ質問信号を中継し、そし
   て遠隔トランシーバから地上局へ応答信号を中継するた
   めの少なくとも１個の中継衛星と、遠隔トランシーバへ
   の無線交信リンクの状態を受信した質問信号中に検出し
   たエラーの関数としてモニターするため遠隔トランシー
   バに設けたモニター手段と、 交信リンクの状態指示を表示するため前記モニター手段
   に取付けた表示手段と、 を備え、 衛星を利用して遠隔トランシーバから地上局へメッセー
   ジを伝達するための無線交信システム。
8. （８）中央局からエラー検出コードを含む質問信号のシ
   ーケンスを送信するステップ、 遠隔トランシーバで前記質問信号を受信するステップ。 中央局と遠隔トランシーバとの間の無線交信リンクの状
   態を遠隔トランシーバに指示すべく、受信した質問信号
   中のエラー検出コードを利用するステップ、 無線交信リンクの状態が少なくとも予め設定しておいた
   最低条件に指示されたときに、遠隔トランシーバから中
   央局へメッセージ情報を含む応答信号を送信するステッ
   プ、 指示された無線交信リンク状態が予め設定しておいた最
   低条件をも満さないときは、遠隔トランシーバからの応
   答信号の送信を抑制するステップ、の各ステップを含み
   、 無線交信リンクを経て遠隔トランシーバから中央局へメ
   ッセージを伝達する方法。
9. （９）地上局からエラー検出コードを含む質問信号のシ
   ーケンスを送信するステップ、 前記質問信号を遠隔トランシーバへ衛星を介して中継す
   るステップ、 遠隔トランシーバで前記質問信号を受信するステップ、 衛星と遠隔トランシーバとの間の無線交信リンクの状態
   を遠隔トランシーバに指示すべく、受信した質問信号中
   のエラー検出コードを利用するステップ、 無線交信リンクの状態が少なくとも予め設定しておいた
   最低条件に指示されたときに、遠隔トランシーバから地
   上局へ中継衛星を介してメッセージ情報を含む応答信号
   を送信するステップ、 指示された無線交信リンク状態が予め設定しておいた最
   低条件をも満さないときは、遠隔トランシーバによる応
   答信号の送信を抑制するステップ、の各ステップを含み
   。 衛星を含む無線交信リンクを経て遠隔トランシーバから
   地上局へメッセージを伝達する方法。
10. （１０）少なくとも２個の互いに区別できかつエラー検
    出コードを含んだ質問信号を地上局から同時に送信する
    ステップ、 前記質問信号のそれぞれを別々の衛星を介して遠隔トラ
    ンシーバへ中継するステップ、 前記質問信号を遠隔トランシーバで受信するステップ、 遠隔トランシーバと各衛星との間の無線交信リンクの状
    態を遠隔トランシーバへ指示すべく、受信した各質問信
    号中のエラー検出コードを利用するステップ、 すべての衛星に対する無線交信リンクの状態が少なくと
    も予め設定しておいた最低条件に指示されたときに、遠
    隔トランシーバから地上局へ衛星を介して応答信号を送
    信するステップ、 １個以上の衛星に対する指示された無線交信リンク状態
    が予め設定しておいた最低条件をも満さないときは、遠
    隔トランシーバによる応答信号の送信を抑制するステッ
    プ、 の各ステップを含み、 少なくとも２個の中継衛星を介して地上局と遠隔トラン
    シーバとの間で無線交信を行なう方法。
11. （１１）地上局から第１および第２の互いに区別できる
    質問信号を送信するステップ、 第１質問信号を第１衛星を介して遠隔トランシーバへ中
    継するステップ、 第２質問信号を第２衛星を介して遠隔トランシーバへ中
    継するステップ、 第１および第２質問信号を地上局から再送信するステッ
    プ、 第１質問信号を第２衛星を介して遠隔トランシーバへ中
    継するステップ、 第２質問信号を第１衛星を介して遠隔トランシーバへ中
    継するステップ、 前記第１および第２質問信号の少なくとも一方を遠隔ト
    ランシーバで受信するステップ、 受信した質問信号に応じて遠隔トランシーバから地上局
    へ少なくとも１個の衛星を介してメッセージ情報を含む
    応答信号を送信するステップ、の各ステップを含み、 衛星無線交信リンクを経て遠隔トランシーバから地上局
    へメッセージを伝達する方法。
12. （１２）エラー検出コードを含み、かつ擬似雑音コード
    に異なったスプレッド比を用いた質問信号の繰返しシリ
    ーズを含む擬似雑音コード付き質問信号シーケンスを中
    央局から送信するステップ、前記質問信号を遠隔トラン
    シーバで受信するステップ、 前記擬似雑音コードのスプレッド比のそれぞれに対する
    中央局と遠隔トランシーバとの間の無線交信リンクの状
    態を遠隔トランシーバへ指示すべく、受信した質問信号
    中のエラー検出コードを利用するステップ、 遠隔トランシーバで指示された無線交信リンクの状態が
    予め設定しておいた限界値以上であるような、最低の擬
    似雑音コードスプレッド比を選択するステップ、 選択した擬似雑音コードスプレッド比の指示を含む応答
    信号を遠隔トランシーバから中央局へ送信するステップ
    、 遠隔トランシーバによって選択されたスプレッド比を有
    する擬似雑音コードを用いて、中央局から遠隔トランシ
    ーバへメッセージ情報を送信するステップ、 の各ステップを含み、 無線交信リンクを経て中央局から遠隔トランシーバへメ
    ッセージを伝達する方法。
13. （１３）発信元トランシーバから中央局へメッセージ情
    報を送信するステップ、 中央局における前記メッセージ情報の受信に応じて、中
    央局から発信元トランシーバへ第１の着信確認信号を送
    信するステップ、 中央局から宛先トランシーバへメッセージ情報を送信す
    るステップ、 宛先トランシーバにおけるメッセージ情報の受信に応じ
    て、宛先トランシーバから中央局へ第２の着信確認信号
    を送信するステップ、 中央局から発信元トランシーバへ第２着信確認信号を中
    継するステップ、 メッセージ情報を利用者が読取ったことを表わす宛先ト
    ランシーバにおける利用者入力に応じて、宛先トランシ
    ーバから中央局へ第３の着信確認信号を送信するステッ
    プ、 中央局から発信元トランシーバへ第３着信確認信号を中
    継するステップ、 の各ステップを含み、 中央局を介して発信元トランシーバから宛先トランシー
    バへメッセージを伝達する方法。