JPS62188526A - 複数個の通信地点相互間に通信経路を設けるための通信システム - 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】 単一ビームサテライトシステムにおいては、全ての応答
器が同一アンテナビームを介して作動するので、ビーム
の包括区域にある地上局はいずれの場所においても該包
括地域内のどの場所の地上局とも通信可能である。地理
的に離れた包括地域のビームを、サテライト上の全ての
又は１群の応答器を介して作動する機能的に単一なビー
ムに結合させることによって単一ビームを構成するよう
なサテライトを該サテライトシステムは備える。

スポットビームサテライトシステムの場合、１個又は１
群の応答器は、他の又は何群かの応答器と共に作動する
受信送信アンテナビームの包括区域から地理的に離れた
包括区域を有する別の受信送信アンテナビームと共に作
動する。

広い単一ビームを使用しないで広範な地理上の区域に渡
って通信するように多数のスポットビームを使用するこ
とによって確実な利点が得られることは周知である。し
かしながらそのためには一般に、全包括区域のいずれか
の個所から別の個所へ、すなわちいずれか１個のスポッ
トビーム包括区域から他方への相互連絡を完全にしな番
プればならない。この相互連絡はサテライトに多数の応
答器を適当に設けることによって達成可能である。

例えば２１１！ＩＩのスポットビームを有するスポット
ビームシステムの場合、該ビーム相互間の二方向相互連
絡を完全にするためには従来型応答器が４個必要である
。ビームからビームへの各通路は第３図に示す如き分離
型応答器を必要とし、次のようになる。

から　　　　　まで　　　　翫」Ｌ】 ビームＡ　　　ビームＡ　　　　第１ ビームＡ　　　ビームＢ　　　　第２ ビームＢ　　　ビームＡ　　　　第３ ビームＢ　　　ビームＢ　　　　第４ スポットビームを２個のみ有する包括区域の場合、ビー
ムからビームへの各々の可能な経路に必要な数の分離型
応答器を設けることはそんなにめんどうなことではない
。しかしながら、多数のスポットビームを有する場合、
相互連絡を完全にするために必要な応答器の数は以下に
示す如く著しく増加する。

スポットビームの数　　　　応答器の数Ｊ このように応答器の致着著しく増加してずぐに単一サテ
ライトの許容範囲を越える。数個のサテライトを共に位
置決めしてかかる多数の応答器を収容することは出来る
が、全てのサテライトを作動させない限りビームを完全
に相互連通させることは困難であり、サテライトに欠陥
がある場合には連絡がとだえる。従ってスポットビーム
間の各通路に別個の応答器を使用することも極めて実際
的な解決法とはならない。しかしながら小さなスポット
ビームを多く使用するサテライトシステムは多数の応答
器によって生じる問題を回避さえすれば経済的にも操業
上も魅力的である。一般的に受は入れられている結論と
しては、この問題はサテライト上の信号の復調、切換及
び再変調によってのみ解決可能であるということである
。しかしない。

機上切換の場合、各アップリンクからの信号は受信、復
調され、次に適当なダウンリンクビームに変調のために
切替えられ、正確なスポットビーム包括区域に伝送され
る。これによって、切換なしながらこの能動的な切換配
置の場合１Ｌ価格及び複雑性の故にサテライトが能働的
な切換′ｊＡａであるよりもむしろ受動的であるように
機上復調なしに切換が生じる実用的システムを工夫する
のが有益である。

かくて分離したスポットビームの相互連絡を完全にする
ためにはスポットビームの数がかなり多い場合には応答
器の数が極めて多くなるし、或いは複雑な機上復調及び
切換が必要となる。

これを実施するためには、以下の説明文の中に次の語句
を使用する。［ビーム（Ｂｅａｍ）　Ｊとは全υテライ
ト包括区域の１部を包括するスポットビーム又はサテラ
イトの全包括区域までの及びそれらを包含する数のスポ
ットビームと同じ区域を包括するより広いビームに関し
て作用される。説明上スポットビームとより広いビーム
との間の区別が重要であれば、内容文から明らかとなる
であろう。

ビーム信号間に干渉が全くないように機能的に独立した
ビームを目的とする場合、包括区域の地理的分館、関連
性のない周波数の使用及び直交偏波などを含むいくつか
の分離法が使用可能である。

本文の説明及び図面においては、特に示さない限り単数
又は複数個の該技術によってスポットビームは分離した
ままになっている。

名詞としての［経路（Ｒｏｕｔｅ）　Ｊはサテライトを
通る電子通路及び１方の地上局から他方の地上局への電
子通路に関して使用される。

動詞としての「経路指示する（Ｒｏｕｔｉｎ（１）Ｊ＋
＃サテライトを通って又は１方の地上局から他方の地上
局への適当な経路に信号が追従するように、周波数、偏
波及びタイミング等の信号パラメータの選定に関して使
用される。

「すＪ換（Ｓ★；ｔｃｈｉｎｏ）　Ｊは、所望の２個の
地上局相互間又は複数の地上局間にある時間の１方間に
通信経路を確立させるように地上局への必要な指令と共
に経路指示するための信号パラメータの選定に関して使
用される。

「応答’ａ　（Ｔｒａｎｓｏｏｎｄｅｒ）　Ｊは、サテ
ライトを通過する電子信号のための全ての他の通路から
機能的に分離した単一通路を基本的に構成する設備に関
して使用される。

本発明によるシステムは、多数の応答器を使用せずに或
いはサテライトにて能動的に切換えることなしにスポッ
トビーム包括区域のいずれの地上局からも同一の又はそ
の他のいずれのスポットビーム包括区域へも通信可能な
ナテライト通信システムに関する。スポットビーム包括
区域からサテライトによって受信される各アップリンク
信号はそれの搬送周波数に基づいて単一の固有なダウン
リンクスポットビームへ経路指示される。経路指示技術
の特徴は、サテライト内における周波数選定経路指示配
列（ＦＳＲＡ）である。信号は通信リンクの各末端にて
地上局へ正確な経路となるような適当な２アップリンク
周波数（ＦＮ）を割当てることによって経路指示される
。スポットビーム包括区域の１つの地上に位置するネッ
トワーク制御センター（ＮＣＣ）は通信リクエストを受
信して所望の経路が形成されるように周波数を割当てる
。このように地上におけるＮＣＣ及びサテライトにおけ
るＦＳＲＡの使用は周波数割当て切換（ＦへＳ）に属す
る。

スポットビームを使用することによって周波数の再使用
も可能であり、これによって単一のサテライトの軌道位
置の全ての潜在的許容量が拡大される。区域へに周波数
スペクトルを使用し、地域へが地理的に地域Ｂから離れ
ている場合、該同−の周波数スペクトルを区域Ｂでも使
用可能である。

当然のことながらこれによって単一ビームシステムにお
いて可能なものを越える信号を伝送するために使用可能
な全帯域幅が増加する。

従って、本発明の目的は改良型通信システムを提供する
ことである。

本発明の別の目的はサテライトにて能動切換を使用しな
いで、またスポットビーム包括区域の数がＮの場合Ｎ２
（１１ａの応答器を使用する必要なしに完全に相互連絡
可能なスポットビームサテライト通信システムを提供す
ることである。

更に本発明の別の目的は、サテライトの総合電力が増加
せずに、包括区域の全地点間を相互連絡可能なように多
数のスポットビームと低電力増幅器を使用することによ
って地理的に広範囲に渡る包括区域にて効率の優れた等
方性放射力が得られるようなサテライト通信システムを
提供することである。

更に本発明の目的は、小規模の地上局によって低電力レ
ベルにて及び又はより高い情報率にてサテライトへ信号
を伝送し、サテライトから信号を受信可能なサテライト
通信システムを提供することである。

本発明の別の目的は周波数を再使用可能で、これによっ
て員重な公共の供給源の総合効果を高めることが可能な
サテライト通信システムを提供することである。

本発明の他の特徴及び利点は本発明の実施例を示す、添
附の図面を参照して以下に詳述する。

米国のＪ：うに全区域に渡る典型的な単一ビームサテラ
イトを第１図に示す。単一ビームサテライト２０は地上
局２４から信号を受け、地上局２６．２７及び２８の如
き他の地上局へ送信する。単一ビームサテライト２０に
よって広範区ｈｉ１２２を包括する場合サテライト２０
から送信するためには同一区域を包括する本発明のスポ
ットビームシステムが必要とするよりも大きな力が必要
となる。第２図はスポットビームサテライト２０の簡単
なブロック線図である。入力アンテナ配列３０はアップ
リンク信号を集めるが、該信号は出力増幅器及びヂ鵞２
ネルフィルタ３４を介して処理される受信器及び周波数
変換器３２によって受信されて周波数に変換され、他の
地上局に送信するために出力アンテナ配列３６へ送られ
る。

第３図には機能上分離したスポットビームを有する従来
のサテライトシステムを示す。スポットビーム区域Ａか
らアップリンクアンテナ４０へ送信されるアップリンク
信号は、受信器及び周波数変換器４１と、電力増幅器及
びフィルタ４ジとダウンリンクアンテナ４３を介してス
ポットビーム区域Ａへ再送信可能であるか又は、受信器
及び周波数変換器４４と、電力増幅器及びフィルタ４８
とダウンリンクアンテナ４９を介してスポットビーム区
域８へ同様な方法で送信可能である。相互連絡を完全な
ものにするためには、２個のスポットビームシステムに
４個の応答器が必要である。同一デザイン法を用いる比
較的大きなシステムの場合は、相互連絡を完全なものに
しようとすれば６４個の応答器が必要となる。

本発明による最も簡単な周波数指定切換（ＦＡＳ）の場
合、周波数を再使用しないでＮ個のスポットビームとＮ
個の応答器とを有する単一サテライトを使用する。第４
八図には周波数選定経路指示配列（ＦＳＲＡ）を示すが
、この場合Ｎは４に着しいものとする。これは第３図に
示す従来のサテライトシステムと同じ数の応答器に対し
て２倍の数のスポットビームを有するＦＳＲＡ５３を備
える単一のサテライトシステムである。説明のためにア
ップリンク周波数をＦｌ乃至Ｆ４の４個の範囲に分割し
、相応する転換ダウンリンク周波数を０１乃至Ｇ４の４
個の範囲に分割した。この相関はサテライト内における
応答型周波数割付には共通である。アップリンクビーム
Ａ乃至り及びダウンリンクビームＡ乃至りは主として同
一地理区域を包括するものとするが、この包括様式はシ
ステムの特別な必要性に合致するように可変である。

Ｆ１範囲の搬送周波数にてスポットビーム区域Ｂから信
号が伝送されると、アップリンクアンテナ５０とＦＳＲ
Ａ５３内の受信器及び周波数変換器５２によって受信さ
れる。、該信号はＧ１範囲の周波数に変換され、次にフ
ィルタＧ１乃至Ｇ４に伝送される。フィルタＧ２乃至０
４は信すを拒否し、信号はフィルタＧ１を通過する。次
に信号は増幅器５６にＪ：って増幅され、ダウンリンク
アンテナ５９によつてスポットビーム包括区１ｆｆｌＡ
に伝送される。同様にスポットビーム区域Ｃからアップ
リンクアンテナ５１に信号が伝送され、受信器及び周波
数変換器５２が周波数範囲Ｆ４にある場合、該信号は０
４周波数範囲に移り、フィルタＧ１乃至Ｇ４へ送られる
。この場合、フィルタＧ１乃至Ｇ３は信号を拒否し、フ
ィルタＧ４は信号を通過させて増幅器５７及びダウンリ
ンクアンテナ５８に至らせる。次に該信号はダウンリン
クアンテナ５８を介してスポットビーム区域りに伝送さ
れる。

第５図は第４Ａ図と協働する周波数変換チャー５、　ト
図である。範囲Ｆ１にて搬送周波数で伝送されるいかな
るスポットビーム包括区域からのいかなる信号も全ての
フィルタＧ１乃至Ｇ８に供給されるが、第５図に示す如
く、フィルタＧ１のみがＦ１周波数範囲にて信号を通過
させ、従って０１周波数範囲に相応するスポットビーム
包括区域のみが該信号を受信する。他の範囲Ｆ２乃至Ｆ
Ｍにおける信号に関しても同様に説明できる。従って、
サテライトを通る信号の経路及び一方のスポットビーム
から別のスポットビームまでの回路の経路はアップリン
ク搬送周波数の割当てによって決定される。

各スポットビームによって包括される地理区域は全ての
スポットビームの全包括区域より小さいので、増幅器の
電力は集中し、同じ増幅器の電力の従来の単一ビームサ
テライトよりも高い実効等方性成０１ｆｔｆ力（Ｅ、１
．Ｒ，Ｐ＞を生ｔ！。カカルサテライトは各スポットビ
ーム包括区域にて高い実効ダウンリンク電力を有し、小
型の低価格地上局の実現を助力している。

第４Ａ図に示す如く、ＦＳＲＡはダウンリンクにおける
スポットビームパーフォーマンスの利益を受けているが
、アンテナ利得と雑音指数とを受けるアップリンクは、
全てのアップリンクアンテナが並列に接続している故に
第２図に示す如く単一ピースシステムのものより近い。

この雑音指数は第４Ｂ図に示すような構造のＦＳＲＡに
よって改良可能である。ＦＳＲＡ６０に分別帯域フィル
タ６１を加えることによって、各出力増幅器は、第３図
に示す構造の従来通り相互接続したスポットビームにお
けるよりもヘルツ当りの雑音を受けない。

第４Ａ図と、第４Ｃ図の実例に示す如く周波数割当て切
換えの同一原理を用いた第４Ｂ図との間には一連のサテ
ライト構成がある。

第４Ｃ図は受信器及び周波数変換器１２と並列接続する
アップリンクアンテナ７０及び７１を示す。アップリン
クアンテナ７０．７１にてスポットビーム区ｔｉｉＡ及
びＢから受信した信号は受信器及び周波数変換１ｆｉ７
２を介して処理され、それの出力は分別フィルタＧ　乃
至”４ａと並列接続する。スポラトビａ −ム区域Ｃ２Ｄから受信した信号は受信器及び周波数変
換器７５と並列接続するアップリンクアンテナ７３．７
４にて受信される。受信器及び周波数変換器７５は１組
の分別フィルタＧｌｂ乃至Ｇ４ｂと並列接続する。かか
る配置においては並列接続するアップリンクアンテナの
数を減することによって第４Ａ図に示すシステムにて遭
遇する雑音指数が減少する。しかしながら、かかる配置
においては使用する周波数変換器及び分別フィルタの数
が増加する。

前文は多重信号が各応答器を介して送られる方法に関し
ては記載していない。時間と周波数において多重送信す
る各種方法は別個に又は組合わせて使用可能である。こ
こでは２種の特別室、すなわちＳｉｎｇｌｅ　Ｃｈａｎ
ｎｅｌ　ｐｅｒ　Ｃａｒｒｉｅｒ／Ｄｅｍａｎｄ＾５ｓ
ｉａｎｃｄ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅ　Ａｃｃｅｓｓ（ＳＣＰ
Ｃ／ＤＡＭΔ）とＴｉｎｇｅ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　Ｍｕ
ｌｔｉｐｌｅ　Ａｃｃｅｓｓ（Ｔ　ＤＭ八）がいかに使
用可能であるかを示す。いずれの場合も切換の手順は基
本的に同じである。先ず５ｃｐｃ／ＤＡＭＡの切換手順
について説明するが、この説明は第４Ａ図に示す型のサ
テライトに適応するが、同配列は第９図に示ず多重サテ
ライトに有効である。

第６図のシステムはネッ１−ワークコントＯ−ルセンタ
ー９３　（Ｎ　ＣＣ）が周波数割当てによって第４Ａ図
に示す型のサテライト９１にてＦＳＲＡを制御する１方
法を示す。スポットビーム包括区域９０の地上局９２は
回路リクエストを開始し、スポットビーム包括区域９６
の地上局９５と通信する。このリクエストは個別信号チ
ャンネル又は通常チャンネルの特殊コードで例えばスポ
ットビーム包括区域９４に位尼するＮＣＣ９３へ送られ
る。ＮＣＣ９３は地上局９２用の未使用５ＣＰＣ／ＤＡ
ＭＡチャンネルを選定して地上局９５へ送信する。ＮＣ
Ｃ９３は例えばＦ２範囲、第９スロツトの周波数すなわ
ち周波数Ｆ　　を選定する。スポットビーム区域９６に
伝送されるＧ２１！囲へＦＳＲＡによって該選定が変換
されるように該選定はＦ２範囲におけるものでなければ
ならない。次にＮＣＣ９３は周波数Ｆ２−９にて伝送し
なければならない信号を地上局９２へ送信し、周波数０
２−９にて受信しなければならない地上局９５へ送信す
る。該リクエスト及び割当て信号は第６図に点線で示す
伝送通路線９７として示す。

次に地上局９２は周波数Ｆ２−９にて伝送を開始し、信
号は、第６図に実線の伝送線９８及び９９として示すよ
うに地上局９５によって周波数Ｇ２−９にて受信される
。当然のことながら、二方向回路が必要な場合、ＮＣＣ
は、地上局９５が使用するためにＦ１範囲の未使用周波
数、例えばＦｌ−６を選定し、これは地上局９２によっ
て受信されるように周波数０１−６に変換される。この
切換は実時間又はある周波数にて実施可能で、切換にＮ
ＣＣ及び線９７で示すような二重ホップ切換行程を必要
としないようにタイムスロットが時々予備割当て又は下
向き荷重可能であることに留意されたい。

ＮＣＣは使用中の全ての周波数に追従し、未使用周波数
（又は二方向回路用の組を成す周波数）を選定し、所望
の通信の環を成す。ＮＣＣの集中切換によって広い区域
のネットワークが極めて経済的となり、例えばピリング
、登録簿アクセス、データベースサービス等の筒中で安
価なアドオン機能を果す。これは［スイッチ（Ｓｗｉｔ
ｃｈ）Ｊ　　（ずなわら能動的な又はインテリジェント
制御装ぎ）が地上にある故に、可能となり、そこでは機
上ザテライト切換とは異なり、該「スイッチ」を簡単に
取り換えたり付は加えたりすることが出来る。この技術
によってもＮＣＣに位盾するデータベースに接近する時
の二重ホップ送信が回避される。

各範囲の個々の周波数が全ての通信チャネル用として使
用されない場合、それらは周波数と同格にＴＤＭＡによ
って時間において副分割される。この周波数とタイムス
ロット割当てとの組合わせはＭｕｌｔｉ−Ｆｒｅｑｕｅ
ｎｃｙ　ＴｉｍｅＤｉｖｉｓｉｏｎ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅ
Ａｃｃｅｓｓ　（Ｍ　Ｆ　Ｔ　Ｄ　Ｍ　Ａ　）として特
徴づけられている。例えば各周波数の範囲が秒当り　１
．５４４メガビツト（Ｍ　ｂｌ）Ｓ）の許容量で、通信
回路秒当り６４キロビツト（Ｋ　ｂｐｓ）Ｌか必要とし
ない場合、ＮＣＣは周波数Ｆ２−９を割当てるだけでは
なくて時分割スロットをも割当てる。第３のタイムスロ
ットが自由で該回路に割当てられた場合、地上局９２に
対する周波数及び時間におけるＭＦＴＤＭＡの伝送割当
てはＦ　　　となり、地上局９５に対する受信割当ては
Ｇ　　　となる。この場合、ＮＣＣは割当て通信通路に
て使用する周波数及びタイムスロットに追従する。

スポットビームの利点の１つは、第１図に示す単一ビー
ムシステムの場合の包括とは異なってサテライト包括区
域に渡って周波数の再利用が可能なことである。このこ
とは、第７Ａ及び７Ｂ図に図示され単一ビームシステム
のように１回限り使用する代りに２個のスポットビーム
区域にて各周波数範囲を２回使用可能である。第７Ａ図
は周波数Ｇ１乃至Ｇ８が、従来の単一ビームサテライト
システムの場合に包括区域１００にて１回使用可能であ
ることを示す。第７Ｂ図は、周波数０１乃至Ｇ８の各々
を２回使用可能にするスポットビームの場合の同一包括
区域１００を示す。例えば０１周波数範囲が重なり合わ
ない２個のスポットビーム包括区域に存在し、かかる包
括区域のうちの１つの地上局が該包括区域のうちの別の
区域における０１信号から全く干渉されることがない故
に前述のことが可能となる。

第８図は１２個の別個のスポットビーム区域を有する本
発明の比較的複雑なシステムを示す。アップリンクアン
テナ１１０Ａ乃至１１０Ｌの包括区域は地理的に離れた
１２個のスポットビーム区域Ａ乃至Ｌ（図示せず）を表
あす。アップリンクアンテナ１１〇八乃至１１０Ｌによ
って受信される信号は１２の同一の広帯域前ｎ増幅器へ
移送される。該前置増幅器からの信号は総和回路１１２
によって総和され、周波数変換器１１３、フィルタ１１
４、増幅器１１５へ移送され、次にダウンリンクアンテ
ナ１１６Ａ乃至１１６Ｌへ移送される。包括区１ａｉＡ
におけるシステムの使用者が包括区域Ｈの使用者と通信
したいと思えば、区域Ａの地上局は、Ｆ８範囲の搬送周
波数にて送信し、これは０８周波数範囲に変換されてフ
ィルタＧ８のみを通過する。フィルタＧ８の出力はそれ
と協働する増幅器１１５及びダウンリンクアンテナ１１
６日を介して包括区１１１Ｈに経路指示される。かくて
、このシステムによって、包括区域Ａ乃至りのいずれも
が独立した基本に基づく他の包括区域Ａ乃至りのいずれ
とも通信可能となる。

第８図に示すような第２サテライトは第１サテライトと
同一個所に位置決め可能であるが、両方のサテライトが
全ての信号を受信して繰り返す故にあまり効果的ではな
い。これは、第９図に２個のサテライトとして示すＦＳ
ＲＡ配置によって克服可能である。２個のサテライト１
２０及び１２１の各々に２個の総和回路１２４，１３１
を設けることによって、周波数の使用が二重になる。サ
テライト１２０において、包括区域Ａ乃至Ｆは周波数Ｆ
ｌ乃至Ｆ６とそれらと協働する広１１！萌置増幅器１２
３とを使用する。該広帯域前置増幅器からの信号は総和
回路１３１によって総和され、残りのチャネルからフィ
ルタ１３２によってろ過され、次に１個づつに基づいて
変換器１３３によってダウンリンクチャネルＧ１乃至Ｇ
６へ変換される。次に各ダウンリンクチャネルＧ１乃至
Ｇ６は、フィルタ１２７によって変換器１３３の出力に
て複合信号から個々にろ過され、協働する増幅器１２８
によって増幅され、適切なダウンリンクアンチブー１２
９Ａ乃至１２９Ｆへ送られる。残りのチャネルも同じ方
法にて取り扱われ、第９図に示す如く協働する包括区域
と使用したチャネルとにおいてのみ差が生じる。サテラ
イト１２１は、ダウンリンク周波数Ｇ７乃至Ｇ１２が周
波数Ｇ１乃至Ｇ６の代りに変換器１３５．１３６によっ
て使用され、アップリンク周波数Ｆ１乃至Ｆ６がサテラ
イト１２０におけるようにスポットビーム区域△乃至Ｆ
の代りにフィルタ１２５を介してアップリンクスポット
ビーム区域Ｇ乃至りに働く点を除いて同様な方法で形成
される。

次に地上局相互間の経路について記載する。スポットビ
ーム包括区域Ａの地上局がスボットビ−ム包括区域Ｂの
地上局と通信することを望んでいると仮定する。第９図
によれば、区域Ｂにはサテライト１２０のダウンリンク
チャネルＧ２とサテライト１２１のダウンリンクチャネ
ルＧ８が働いている。かくて、包括区域Ａの地上局が要
求を出せば、ＮＣＣはサテライト１２０によってダウン
リンク周波数範囲Ｇ２に変換されるアップリンク周波数
範囲Ｆ２内にて搬送周波数を割当て可能である。同様に
、範囲Ｆ８の周波数は割当て可能で、サテライト１２１
によって周波数範囲Ｇ８に変換され、次に包括区域Ｂの
地上局は範囲Ｇ８の適切な周波数にて受信するように命
令される。区域へが範囲Ｆ２の周波数にて区域Ｂに送信
すると、周波数範囲Ｆ２がサテライト１２０のダウンリ
ンク周波ｒＩｌ範四Ｇ２に変換され、周波数範囲Ｆ８が
サテライト１２１のダウンリンク周波数範囲Ｇ８に変換
される故に区域１−［ら範囲Ｆ８の周波数にて区域Ｂに
送信可能である。かくて各周波数は２回使用可能であり
、いずれの地上局も、どの地上局へ！到達可能である。

第８図の形態から第９図のものへ変えるために或いはサ
テライトのうちの１つが満足に作動しなくなった場合に
塁本の形態に戻すために第２のサテライトを追加する時
は、単純に現時点では即刻に第１サテライトを再構成し
なければならない。

前文には記載していないが、第８図のサテライトシステ
ムは、追加として同一の１２個の応Ｂ器をサブシステム
としてサテライトの機上に設けてもよく、これは全く同
一区域を包括するが直交偏波を有する。かかる単一サテ
ライトシステムは水平及び垂直偏波の両方を使用するこ
とによって全周波数を再使用可能にし、第９図のサテラ
イトを２個有するシステムは、両方の偏波にて別個のス
ポットビームに地理的周波数を再使用することによっで
該許容母を倍増させることが出来る。

周波数の再使用を更に展開可能なアップリンク及びダウ
ンリンクビームの組合せについてその他多くの配置があ
ることに留意されたい。ある種の形態にてはアップリン
クビーム及びそれらの包括区域の配置は制限要因であり
、別の形態にては、ダウンリンクビームの配置が制限要
因となる。同様に軌道位置にてより多くの周波数が再使
用され、単一地上局によって多数の経路はアクセス可能
であることに留意されたい。

該システムの経路指示及び切換技術をサテライト通信に
関して説明してきたが、他の通信システムにｂ適用可能
である。かかるシステムには例えばＣＡＴＶ型ネットワ
ーク及びある種の局部区域ネットワーク（ＬＡＮＳ）が
あり、この場合、「ヘッド−エンド（ｈｅａｄ−ｅｎｄ
　）　Ｊ　　（ＩＪ′テライトの応答器に類似）は［上
流（ｕｐｓｔｒｅａｍ）　Ｊチャネル（サテライトのア
ップリンクチャネルに類似）を［下流（ｄｏｗｎｓｔｒ
ｅａｍ）Ｊ　　（サテライトノタウンリンクチャネルに
類似）に変換する。

周波数帯域の細分及びそれらと、スポットビームの各種
配置との組合せを更に展開させることによって、Ｎ個の
応答器を備えるＮ個のサテライトを各軌道位置にそれぞ
れ位置決め可能である。これによって広範な周波数の再
利用及び周波数保存が可能となり、同じく各地上局が多
数の地上局をアクヒス可能となる。

第１０Ａ図は各領域にて２個のスポットビームを有する
４個の領域に分割したサテライトシステムを示す。この
構造の場合は周波数スペクトルを４回使用可能である。

サテライトによって使用される周波数スペクトルが１１
．７ＧＨ２乃至１２．２Ｇ　ｌ−Ｉ　Ｚであれば、帯域
幅は５００ＭＨ２である。第１０８図に示１周波数範囲
「１乃〒Ｆ８の各々は第１０Ｃ図に示すのと同じ６２．
５Ｍ　Ｈ１の帯域幅を有するか又は各範囲が異なる帯域
幅をそれぞれ有する。周波数範囲Ｆｌ乃至Ｆ８の全帯域
幅は５００ＭＨ２である。領域１４０のスポットビーム
Ａの地上局が領域１４２のスポットビームＢと通信を望
む場合、該地上局はそれの信号をＦ６周波数範囲の搬送
周波数にて伝送し、自動釣に該信号をダウンリンク領域
の領域１４２のビームＢへ順次経路指示する。この実例
においてはアップリンク領域１４０はダウンリンク領域
１４０と同じであり、以下同様である。アップリンク領
域１４０のスポットビームＡをダウンリンク領域１４０
のスポットビームＢと連通させたい場合、該スポットビ
ームＡの信号をＦ２周波数範囲の搬送周波数にて伝送す
る。第１０Ｂ図は周波数範囲Ｆｌ乃至Ｆ８を示す。該周
波数は第１０八図に示すシステムにて４回使用される。

第１０Ａ図の領域１４０．１４１．１４２及び１４３と
各領域のスポットビームは単数又は複数の前記技法によ
って分離可能である。例えば領域１４０．１４２は垂直
偏波を使用し、領域１４１．１４３は周波数をアップリ
ンクに共用させながらダウンリンクに異なる周波数を使
用して各領域におけるビーム八及びＢとの水平偏波を使
用する。

第１２図は周波数を完全に４重に使用するシステムを示
す。包括部はそれぞれ２個のビームを有する４個の領域
１７Ｇ、１７１□１７２．１７３に分割される。アップ
リンクとダウンリンクとの両者のために全周波数スペク
トルを干渉なしに利用可能なように、隣接領域に直交偏
波を用いる。同一の一波を使用する領域は迅速なロール
オフ（ｒｏｌｌ−ｏｆｆ）アンテナビームと輪郭をつけ
た包括パターンによって相互に隔設される。範囲Ｆｌ乃
至Ｆ８のアップリンク周波数は領域１７０のビーム１及
びビーム２によって共用される。領域１７０のビームは
垂直に偏波され、領域１７１の同一周波数を使用する隣
接ビームは水平に偏波される。同様に領域１７０のダウ
ンリンク周波数範囲Ｇ１乃至Ｇ８は第１２図に示す如く
ビーム１とビーム２との間で分割される。

第１１図は第１０Ａ図に示す如きサテライトを使用する
ネットワークシステムの斜視図である。切換配置は中央
にサテライト１６０を備える機能的に星形システムであ
る。ＮＣＣはサテライト内にあるのではなく地上にある
が、通信リクエスト及び周波数割当てが二重ホップ通信
リンクを包含する点を除いては、ネットワークはあらゆ
る点において星形ネットワークと同様に機能する。

ここに記載した技術は広地域に渡って多数の小規模な地
上局へ柔軟なビット率（又は帯域幅）の割当てをする星
形構造体の実施を可能にするものである。かかる能力を
有する地上又はサテライトネットワークは知られていな
い。

本発明によるシステム好適実施例について記載し説明し
てきたが、当業者には明らかな如く該実施例の各種別型
及び置換も本発明の範囲を逸脱するものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は米国の４８の隣接区域を包括するビーム第２図
は第１図に示す単一ビームサテライトの機能を出すブロ
ック線図、 第３図は機能的に分離したスポットビームを備える標準
型サテライトシステムを簡単に示すブロック線図、 第４Ａ図は本発明のシステムを使用するサテライトを筒
単に示すブロック線図、 第４Ｂ図は受信するアンテナノイズを軽減させるための
システム図、 第４Ｃ図は第４Ａ図と第４Ｂ図に示す利点を組合わせた
ｌＦ＋！ｌなブロック線図、 第５図は第４Ａ図と協働する周波数変換チャート図、 第６図は地上のネットワーク制御センターを備えるサテ
ライト通信システムを示す図、第７Ａ図は単一ビームに
よって１区域を包括することを示す図、 第７Ｂ図は周波数を再利用して同一区域をスポットビー
ムで包括することを示す図、 第８図は周波数を再利用しない単一サテライトシステム
のブロック線図、 第９図は周波数を再利用する二つのサテライトシステム
のブロック線図、 第１０Ａ図は８個のスポットビームを有し、使用可能な
周波数スペクトルが４回使用されるようにしたサテライ
トシステムのブロック線図、第１０Ｂ図及び１００図は
各領域において周波数スペクトルを分割する方法につい
て夫々示す図、第１１図は各スポットビーム包括区域に
数個の地上局を設けるシステム図、そして 第１２図は隣接領域、に偏波隔設部を使用することによ
って周波数の再使用の回数を増加さきることを示すチャ
ート図である。 ２０・・・・・・単一ビームナテライト、２４　、２６
．２７．２Ｂ、　９２．９５・・・・・・地上局、３０
・・・・・・入力アンテナ配列、 ３２．４４，５２，７２，７５，１１３，１３３・・・
・・・周波数変換器、３６・・・・・・出力アンテナ配
列、 ４０．５１．７Ｇ、７１，７３，７４，１１０八〜１１
０Ｌ・・・・・・アップリンクアンテナ、 ４２．４Ｂ、６１，１１４・・・・・・フィルタ、４９
．５８，５９．１１６Ａ〜１１６Ｌ、　１２９八〜１２
９Ｆ・・・・・・ダウンリンクアンテナ、 ５３．６０　・・・・・・ＦＳＲＡ。 ９３・・・・・・ＮＣＣ。 １１２、１３１・・・・・・総和回路、１１５・・・・
・・増幅器、 １２０、１２１．１６０・・・・・・サテライト、１２
３・・・・・・前ｌ増幅器。 手わ鵞ン市正書 昭和６２年１月１６日 ２、ｒｅ明の名称　　　複数個の通信地点相互間に通信
経路を設けるための通信システム ３、補正をする者 事件との関係　　　　特許出願人 名　称　　　　ナショナル・エクスチェンジ・インコー
ホレイテッド

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）相互に異なる複数個の電子通路を有し、電子信号
   を受信してそれらを伝送するようにした周波数選定経路
   配列装置と、 該周波数選定経路配列装置から物理的に隔設され、通信
   地点と通信するよう構成され、該通信地点相互間を該周
   波数選定経路配列装置を介して通信するために搬送周波
   数を選定するように構成されたネットワーク制御装置と
   を包含することを特徴とする複数の通信地点相互間に通
   信経路を設けるための通信システム。
2. （２）該周波数選定経路配列装置が、機上サテライト内
   に位置するように構成され、該ネットワーク制御装置が
   地上に配置された特許請求の範囲第１項に記載の通信シ
   ステム。
3. （３）該サテライトがスポットビームを使用するように
   構成されており、該周波数選定経路配列装置が、スポッ
   トビームを使用して該通信地点と通信するように構成さ
   れており、該ネットワーク制御装置がスポットビームを
   使用する該周波数選定経路配列装置と通信するように構
   成されている特許請求の範囲第２項に記載の通信システ
   ム。
4. （４）該周波数選定経路配列装置の該電子通路の各々が
   異なる搬送周波数に相応し、該ネットワーク制御装置が
   、該周波数選定経路配列装置を介して通信地点相互間を
   通信するために各通信地点によって使用されるべき特定
   の搬送周波数を選定するように構成されている特許請求
   の範囲第３項に記載の通信システム。
5. （５）相互に異なる複数個の電子通路を有し、電子信号
   を受信し、及び送信するようにし、かつスポットビーム
   を使用するべく構成された機上サテライト内に位置決め
   されるように構成された周波数選定経路配列装置と、 該周波数選定経路配列装置から物理的に隔設されて地上
   に位置し、該地上ステーションと通信するように構成さ
   れ、該周波数選定経路配列装置を介して該地上ステーシ
   ョン相互間を通信するための搬送周波数を選定するよう
   に構成されたネットワーク制御装置と、前記サテライト
   上に配置され前記スポットビームとして電子信号を送信
   するように且つ前記地上ステーションから電子信号を受
   信するように構成されたスポットビームアンテナ装置と
   を包含することを特徴とする複数個の地上ステーション
   相互間に通信経路を設けるためのスポットビームサテラ
   イト通信システム。
6. （６）機上にあるように取り付けられたサテライト装置
   と、 相互に異なる複数個の電子通路を有し、電子信号を受信
   し及び送信するようにし、かつ該サテライト内に位置決
   めされるように構成された周波数選定経路配列装置と、 該サテライト装置へ信号を送信し、そこから信号を受信
   するように構成された地上ステーションと、 該周波数選定経路配列装置から物理的に隔設されて地上
   に位置し、該地上ステーションと通信し該周波数選定経
   路配列装置を介して該地上ステーション相互間を通信す
   るために搬送周波数を選定するように構成されたネット
   ワーク制御装置と、該サテライト上に位置し、スポット
   ビームとして電子信号を送信し、該地上ステーションか
   ら電子信号を受信するように構成されたスポットビーム
   アンテナ装置とを包含する複数個の地上ステーション相
   互間に通信経路を設けるためのスポットビームサテライ
   ト通信システム。
7. （７）該電子通路の各々に分別フィルタを設ける分別フ
   ィルタ装置を包含する特許請求の範囲第６項に記載のシ
   ステム。
8. （８）各電子通路が他の通路とは別個の異なる範囲の周
   波数を通過するようにした複数個の電子通路を設ける段
   階と、 電子信号を受信する段階と、 該電子通路から離れて該電子信号用の搬送周波数を選定
   する段階と、 該電子通路を介して該通信地点相互間を通信するために
   該電子通路に該搬送周波数を相関させる段階とを包含す
   る複数個の通信個所相互間に通信経路を設けるための方
   法。