JPWO2020014497A5

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Publication number: JPWO2020014497A5
Application number: JP2021500113A
Authority: JP
Publication date: 2022-07-07

Claims

複数の確率的に分布する軌道衛星ノードのうちの１つ以上を含み、複数の前記衛星ノードのそれぞれが含む１つ以上のシステムノードを有する無線経路を介して地上ノードにデータを送信する無線通信システムであって、
異なる方向において無線信号を送受信するための複数のアンテナと、
前記地上ノードを識別するアドレス情報を含み、前記地上ノードから送信される開始ルーティングメッセージを受信し、前記アドレス情報を含むさらなるルーティングメッセージを送信するための経路生成回路と、
前記アドレス情報と、前記開始ルーティングメッセージが受信された前記アンテナの識別子とを格納するためのメモリと、
を含み、
前記経路生成回路は、受信された前記開始ルーティングメッセージの品質であって、前記地上ノードに前記データを送信するための無線リンクに組み込むための前記衛星の適合性を示す前記品質を判定し、前記アドレス情報および前記開始ルーティングメッセージの前記品質を含むさらなるルーティングメッセージを複数の前記アンテナ上で送信することを特徴とするシステム。
前記開始ルーティングメッセージを受信し、前記さらなるルーティングメッセージを一次ルーティングメッセージとして送信するための１つ以上の一次衛星と、１つ以上の一次衛星から１つ以上の一次ルーティングメッセージを受信し、複数のアンテナ上で好ましい一次ルーティングメッセージを送信するための１つ以上の二次衛星とをさらに備え、
それぞれの二次衛星の前記経路生成回路は、（１）個別の一次衛星から受信したそれぞれの一次ルーティングメッセージの前記品質を判定し、それを関連する前記一次ルーティングメッセージに含まれる前記開始ルーティングメッセージの前記品質と一致させ、（２）前記二次衛星から前記地上ノードへの第一のサブルートを表す好ましい前記一次ルーティングメッセージを識別し、前記第一のサブルートは、前記開始ルーティングメッセージに関連する第一の無線リンクと、対応する前記一次ルーティングメッセージに関連する第二の無線リンクとを含み、それによって、好ましい前記一次ルーティングメッセージに関連する前記第一および第二の無線リンクの両方が前記二次衛星によって受信された任意の他の一次ルーティングメッセージに関連する任意の第一または第二の無線リンクよりも高い品質を有する、
ことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
１つ以上の二次衛星の複数のアンテナ上で送信された１つ以上の二次ルーティングメッセージを受信するための１つ以上の三次衛星をさらに含み、前記二次ルーティングメッセージは、前記アドレス情報およびより低いリンク品質を含み、
それぞれの三次衛星の前記経路生成回路は、（１）それぞれの二次衛星から受信したそれぞれの二次ルーティングメッセージの前記品質を判定し、それを関連する前記二次ルーティングメッセージに含まれる前記より低いリンク品質と一致させ、（２）一次衛星を介して前記三次衛星から前記地上ノードへの第二のサブルートを表す好ましい前記二次ルーティングメッセージを識別し、前記第二のサブルートは、好ましい前記二次ルーティングメッセージに関連する三次衛星と二次衛星との間の第三の無線リンクを含み、それによって、好ましい前記三次ルーティングメッセージに関連するすべての前記無線リンクは任意の他の受信された二次ルーティングメッセージに関連する任意の第一、第二、または第三の無線リンクより高い品質を有し、
前記好ましい三次ルーティングメッセージが受信された前記アンテナの前記識別子と、前記アドレス情報とが前記三次衛星の前記メモリに格納される、
ことを特徴とする請求項２に記載のシステム。
所定の品質未満の任意の無線リンクを含むサブルートが排除されることを特徴とする請求項３に記載のシステム。
前記一次、二次、および三次衛星は、前記地上ノードを識別する前記アドレス情報を含むアナウンス・ルーティングメッセージを複数のアンテナ上で送信することを特徴とする請求項３に記載のシステム。
前記衛星のうちの少なくともいくつかが回転することを特徴とする請求項２に記載のシステム。
前記衛星にモーメントを生成するために、地球の磁場と相互作用するための選択的に付勢される電磁石をさらに備えることを特徴とする請求項６に記載のシステム。
前記衛星のうちの少なくともいくつかが姿勢安定化を含むことを特徴とする請求項２に記載のシステム。
複数の前記衛星は、前記衛星を地球の磁場と整列させるために選択的に付勢される電磁石を含む姿勢安定化手段を含むことを特徴とする請求項８に記載のシステム。
前記アンテナはパラボラリフレクタを備え、前記パラボラリフレクタのそれぞれは前記リフレクタの周囲に取り付けられた複数の給電を含み、前記一次、二次、及び三次衛星の前記メモリに格納された前記アンテナの前記識別子は、前記個別の衛星の給電の前記識別子を含むことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
前記システムノードは、無人航空機、バルーン、および静止衛星のうちの少なくとも１つをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
前記複数の衛星ノードは、異なる高度の軌道にある衛星の複数のコホートを含むことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
複数のシステムノードを含む無線通信システムであって、前記複数のシステムノードのうちの複数は１つ以上の衛星を介して宛先衛星にデータを送信するための確率的に分散された軌道衛星を含み、複数の前記衛星のそれぞれは、
異なる方向において無線信号を送受信するための複数のアンテナと、
開始衛星から送信され、前記開始衛星に関連付けられたジオロケーションアドレス情報を含む、開始広域ルーティングメッセージを受信し、前記アドレス情報を含むさらなる広域ルーティングメッセージを送信するための経路生成回路と、
前記ジオロケーションアドレス情報と、前記開始広域ルーティングメッセージが受信された前記アンテナの識別子とを格納するためのメモリと、
を含み、
前記経路生成回路は、受信された前記開始広域ルーティングメッセージの品質であって、前記開始衛星に前記データを送信するための無線リンクに組み込むための前記衛星の適合性を示す前記品質を判定し、前記ジオロケーションアドレス情報および開始広域ルーティングメッセージの品質を含むさらなる広域ルーティングメッセージを複数の前記アンテナ上で送信することを特徴とするシステム。
前記開始広域ルーティングメッセージを受信し、前記さらなる広域ルーティングメッセージを一次広域ルーティングメッセージとして送信するための１つ以上の一次広域衛星と、１つ以上の一次広域衛星から１つ以上の一次広域ルーティングメッセージを受信し、複数のアンテナ上で好ましい一次広域ルーティングメッセージを送信するための１つ以上の二次広域衛星と、をさらに備え、
それぞれの二次広域衛星の前記経路生成回路は、（１）個別の一次広域衛星から受信したそれぞれの一次広域ルーティングメッセージの前記品質を判定し、それを関連する前記一次広域ルーティングメッセージに含まれる前記開始広域ルーティングメッセージの前記品質と一致させ、（２）前記二次広域衛星から前記開始衛星への第一の広域サブルートを表す好ましい前記一次広域ルーティングメッセージを識別し、前記第一の広域サブルートは前記開始広域ルーティングメッセージに関連付けられた第一の広域無線リンクと、対応する前記一次広域ルーティングメッセージに関連付けられた第二の広域無線リンクとを含み、それによって、好ましい前記一次広域ルーティングメッセージに関連付けられた前記第一および第二の広域無線リンクの両方が前記二次広域衛星によって受信された任意の他の一次広域ルーティングメッセージに関連付けられた任意の第一または第二の無線リンクよりも高い品質を有し、
前記ジオロケーションアドレス情報、好ましい前記一次広域ルーティングメッセージが受信された前記アンテナの前記識別子、および前記第一および第二の広域無線リンクの間の前記より低いリンク品質は前記二次広域衛星の前記メモリに格納される、
ことを特徴とする請求項１３に記載のシステム。
１つ以上の二次広域衛星の複数のアンテナ上で送信される１つ以上の二次広域ルーティングメッセージを受信するための少なくとも１つの三次広域衛星をさらに含み、前記二次広域ルーティングメッセージは、前記ジオロケーションアドレス情報および前記より低いリンク品質を含み、
それぞれの三次衛星の前記経路生成回路は、（１）それぞれの二次広域衛星から受信したそれぞれの二次広域ルーティングメッセージの前記品質を判定し、それを関連する前記二次広域ルーティングメッセージに含まれる前記より低いリンク品質と一致させ、（２）一次広域衛星を介して前記三次広域衛星から前記開始衛星ノードへの第二のサブルートを表す好ましい前記二次広域ルーティングメッセージを識別し、前記第二のサブルートは、好ましい前記二次広域ルーティングメッセージに関連する三次広域衛星と二次広域衛星との間の第三の無線リンクを含み、それによって、好ましい前記三次広域ルーティングメッセージに関連するすべての前記無線リンクは任意の他の受信された二次広域ルーティングメッセージに関連する任意の第一、第二、または第三の無線リンクより高い品質を有し、
前記好ましい三次広域ルーティングメッセージが受信された前記アンテナの前記識別子と前記ジオロケーションアドレス情報とが前記三次広域衛星の前記メモリに格納される、
ことを特徴とする請求項１４に記載のシステム。
所定の品質未満の任意の無線リンクを含むサブルートが排除されることを特徴とする請求項１５に記載のシステム。
前記衛星の少なくともいくつかが回転することを特徴とする請求項１５に記載のシステム。
前記衛星にモーメントを生成するために、地球の磁場と相互作用するための選択的に付勢された電磁石をさらに備えることを特徴とする請求項１７に記載のシステム。
前記衛星のうちの少なくともいくつかが姿勢安定化を含むことを特徴とする請求項１４に記載のシステム。
前記複数の衛星は、前記衛星を地球の磁場と整列させるために選択的に付勢される電磁石を含む姿勢安定化手段を含む、請求項１９に記載のシステム。
前記アンテナはパラボラリフレクタを備え、前記パラボラリフレクタのそれぞれは前記リフレクタの周辺に取り付けられた複数の給電を含み、前記一次、二次、および三次広域衛星の前記メモリに格納された前記アンテナの識別子は、前記個別の衛星の給電の前記識別子を含むことを特徴とする請求項１３に記載のシステム。
前記システムノードは、無人航空機、バルーン、および静止衛星のうちの少なくとも１つをさらに含むことを特徴とする請求項１３に記載のシステム。
前記複数の衛星ノードは、異なる高度の軌道にある衛星の複数のコホートを含むことを特徴とする請求項１３に記載のシステム。
複数の確率的に分散された軌道衛星のうちの少なくとも１つを介して宛先地上ノードにデータを送信する方法であって、前記地上ノードはそのジオロケーションに関連付けられた固有の地上アドレスと、データ伝送を受信するための少なくとも１つのアンテナとを有し、各衛星は、前記衛星の個別の対になったアンテナ上に無線リンクを形成するために異なる方向で無線信号を受信および送信するための複数のアンテナと、前記複数のアンテナのうちの少なくとも１つでデータを送信するためのデータ伝送回路と、を備え、前記方法は、
（ａ）衛星アンテナで、前記宛先地上ノードの前記地上アドレスを含むアドレス情報を含むデータ送信を受信するステップと、
（ｂ）前記受信衛星のメモリが、前記宛先地上ノードのアンテナと対になった前記受信衛星のアンテナに一意に関連付けられた識別子を格納しているかどうかを判定するステップと、
（ｃ）ステップ（ｂ）の答えがイエスの場合に、その識別子が前記受信衛星のメモリに記憶されている前記アンテナを用いてデータを送信するステップと、
（ｄ）ステップ（ｃ）の答えがノーである場合、前記受信衛星のメモリが、メモリが前記宛先地上ノードの地上アドレスを格納している別の衛星のアンテナと対になっているアンテナの固有の識別情報を格納しているか否かを判定するステップと、
（ｅ）ステップ（ｄ）の答えがイエスである場合、その識別子が前記受信衛星のメモリに格納されている前記アンテナを使用して前記データを送信するステップと、
（ｆ）そのメモリが前記宛先地上ノードの前記アンテナとペアリングされた前記アンテナの前記識別子を格納している前記衛星から前記宛先地上ノードに前記データを送信するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
その識別子が前記他の衛星の前記メモリに格納されている前記アンテナは、前記宛先地上ノードの前記アンテナと対になっている前記アンテナの前記識別子をそのメモリに格納している追加の衛星内のアンテナと対になっていることを特徴とする請求項２４に記載の方法。
前記軌道衛星は地球表面の所定のスワスを横断し、前記地球表面の前記スワスの少なくとも一部が複数のゾーンに分割され、各衛星は前記ゾーンの地理的境界を示すゾーンアドレス情報を格納し、前記固有の地上アドレスは前記宛先ノードが位置するゾーンを示すゾーンアドレス情報を含み、前記方法はさらに、
（ｇ）ステップ（ｂ）の答えがノーである場合、前記受信衛星の前記メモリが、前記ゾーンアドレス情報を格納したメモリを備える広域衛星のアンテナと対になった前記受信衛星のアンテナの前記識別子を格納したかどうかを判定するステップと、
（ｈ）ステップ（ｇ）の答えがイエスである場合、前記受信衛星にその識別子が格納されている前記アンテナを使用して前記データを送信するステップと、
（ｉ）前記各ステップにおいて、前記広域衛星を前記受信衛星とみなして、ステップ（ａ）～（ｈ）を繰り返すステップと、
を含むことを特徴とする請求項２４に記載の方法。
（ｊ）ステップ（ｈ）の答えがノーである場合、前記宛先ノードの前記ゾーンの方向を指す前記受信衛星の少なくとも１つのアンテナを使用して前記データを送信するステップと、
（ｋ）前記受信衛星が、前記データ送信を受信した別の衛星からの戻り肯定応答メッセージを受信したか否かを判定するステップと、
（ｌ）ステップ（ｋ）の答えがノーである場合、ステップ（ａ）～（ｋ）を繰り返すステップと、
をさらに含むことを特徴とする請求項２６に記載の方法。
地上局から少なくとも１つの衛星によって受信されたデータ通信を、少なくとも２０個の確率的に分散された軌道衛星のうちの複数に拡散するための衛星ベースの分散台帳システムであって、前記衛星の各々は、
異なる方向に無線信号を送受信するための複数のアンテナと、
前記アンテナで受信したデータ通信を格納するためのメモリと、
前記衛星の全てに対して共通のクロックを提供するためにグローバルナビゲーション衛星システムと協働するためのＧＮＳＳモジュールと、
他の衛星のいずれもデータ通信を送信しない固有のタイムスロットの間に、複数の衛星のうちの各々の前記アンテナの実質的に全ての格納されたデータ通信を送信するためのデータ移動モジュールと、
を備えることを特徴とするシステム。
前記ＧＮＳＳモジュールは、前記衛星のジオロケーションを判定し、
前記衛星のメモリは、複数の地上局の前記ジオロケーションを格納し、
前記データ移動モジュールは、前記衛星が前記地上局のラインオブサイト内にある場合に、前記衛星のメモリに格納されたジオロケーションを有する地上局に前記データ通信を送信することを特徴とする請求項２８に記載のシステム。
少なくとも２００個の衛星を含み、前記タイムスロットの持続時間が約０．１０秒であることを特徴とする請求項２８に記載のシステム。
固有のゾーン識別子を有する複数のゾーンに分割された地球表面の少なくとも一部を横切る複数の確率的に分布された軌道衛星を介して異なる地上位置間でデータを送信するための無線通信システムにおける地上局であって、前記地上局は複数のルーティングメッセージを複数の方向に同時に送信するための複数のアンテナを備え、前記ルーティングメッセージは、前記地上局が位置する前記ゾーンを示す前記ゾーン識別子を含むアドレス情報を含むことを特徴とする地上局。
無線経路を介して地上ノードにデータを送信する無線通信システムであって、前記無線経路は固有のゾーン識別子を有する複数のゾーンに分割された地表の少なくとも一部を横断する複数の確率的に分布された軌道衛星のコンスタレーションにおいて、前記衛星のペア間で前記データを送信するための複数の無線リンクを含み、前記地上ノードはそれ自体及びそれが位置するゾーンを識別する固有アドレスを有し、各衛星は異なる方向に無線信号を受信及び送信するための複数のアンテナを含み、前記システムは、
少なくとも１つの衛星を含む少なくとも１つのローカルエリアネットワークであって、前記ローカルエリアネットワーク内の第一の衛星は前記地上ノードのアンテナと対になって前記地上ノードにデータを送信するための無線リンクを形成するアンテナの識別子を格納し、前記ローカルエリアネットワーク内の任意の他の衛星は、前記地上ノードの固有アドレスと、前記地上ノードの前記固有アドレスを格納した別の衛星内のアンテナと対になったアンテナの前記識別子とを格納し、
広域ネットワークは少なくとも１つの衛星を含み、前記広域ネットワーク内のすべての衛星は、前記地上ノードが位置する前記ゾーンに向けて前記データを送信するための少なくとも１つの衛星間無線リンクを形成するために、前記地上ノードに関連付けられた前記ゾーン識別子を格納する別の衛星のアンテナとペアになっているアンテナの前記識別子を格納する、
ことを特徴とするシステム。
前記地上ノードに宛てられたオンボードデータを有し、ローカルエリアネットワークまたは広域ネットワーク内にない前記コンスタレーション内の任意の衛星が、前記地上ノードが位置する前記ゾーンに向かってそのアンテナのうちの１つ以上でデータを送信することを特徴とする請求項３２に記載のシステム。