KR102309131B1 - 위성 통신을 적응시키기 위한 커버리지 지역 조정 - Google Patents
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Abstract
설명된 특징들은 일반적으로 위성을 통한 통신에 맞춰 구성하기 위해서 위성의 고유 안테나 패턴을 조정하는 것에 관한 것이다. 예를 들어, 통신 위성은 안테나를 포함할 수 있고, 안테나는 피드 어레이 조립체, 반사기, 및 피드 어레이 조립체와 반사기 사이에 커플링된 선형 액츄에이터를 갖는다. 피드 어레이 조립체는 통신 서비스와 연관된 통신 신호를 위한 복수의 피드를 가질 수 있고, 반사기는 피드 어레이 조립체와 하나 이상의 타겟 장치 사이에서 송신되는 신호를 반사하도록 구성될 수 있다. 선형 액츄에이터가 조정 가능한 길이를 가질 수 있거나 피드 어레이 조립체와 반사기 사이의 조정 가능 위치를 달리 제공할 수 있다. 반사기에 대한 피드 어레이 조립체의 위치를 조정함으로써, 통신 위성은 복수의 고유 안테나 패턴에 따른 통신 서비스를 제공할 수 있다.
Description
통신 위성은 전형적으로, 지상-기반 액세스 노드 단말기 또는 사용자 단말기를 포함할 수 있는 다양한 지구상의 타겟 장치와 통신하기 위한 하나 이상의 안테나 조립체를 포함하고, 그러한 단말기 중 임의의 것이 정지적일 수 있고(예를 들어, 영구적인 설치 장소에 설치될 수 있고, 하나의 고정된 설치 장소로부터 다른 장소로 이동될 수 있고, 기타 등등이 가능할 수 있고), 또는 이동 가능할 수 있다(예를 들어, 차량, 보트, 비행기 등에 설치될 수 있다). 통신 위성의 안테나 조립체는 다운링크 신호(예를 들어, 사용자 단말기에 대한 순방향 링크 신호, 액세스 노드에 대한 복귀 링크 신호)를 전송하도록 및/또는 업링크 신호(예를 들어, 액세스 노드로부터의 순방향 링크 신호, 사용자 단말기로부터의 복귀 링크 신호)를 수신하도록 구성될 수 있다. 안테나 조립체는, 장치가 안테나 조립체를 통해서 통신 서비스를 제공받을 수 있는 서비스 커버리지 지역과 연관될 수 있다. 위성은 지구 정지 위성일 수 있고, 그러한 경우에 위성의 궤도가 지구의 회전과 동기화되어, 지구와 관련하여 본질적으로 정지적인 서비스 커버리지 지역을 유지한다. 다른 경우에, 위성은 지구 주위의 궤도 내에 위치되고, 그러한 궤도는 위성이 그 궤도 경로를 이동할 때, 서비스 커버리지 지역이 지구의 표면 상에서 이동되게 한다.
일부 위성 통신 시스템은, 동일 안테나 풋프린트(footprint)(예를 들어, 서비스 커버리지 지역), 예를 들어 미국 대륙 내에 위치된 단말기들 사이에서 신호를 중계하는 "벤트-파이프(bent-pipe)" 위성을 이용한다. 송신 및 수신 커버리지 지역이 중첩되는 상황에서, (위성으로의) 업링크 및 (위성으로부터의) 다운링크를 위해서, 분리된 주파수 대역 및/또는 편광이 이용될 수 있다. "벤트-파이프"라는 명칭은, 벤트 파이프를 통해서 재지향되는 것과 같이, 신호가 위성에 의해서 수신된 후에 중계 신호가 효과적으로 재전송된다는 사실을 나타낸다. 중계 신호 내의 데이터는 "재생형(regenerative)" 또는 프로세싱 위성 아키텍처에서와 같이 복조 또는 재변조되지 않는다. 그 대신, 벤트-파이프 아키텍처의 위성에서의 신호 조작은 일반적으로 주파수 변환, 필터링, 증폭 등과 같은 기능으로 제한된다.
신호의 디지털 채널라이제이션(digital channelization) 및 라우팅, 중계 신호 내의 데이터의 복조/라우팅/재-변조, 주파수 재사용을 가능하게 하는 좁은 안테나 풋프린트 스폿 빔, 및 커버리지 지역의 동적 배치를 가능하게 하는 위상차 어레이 안테나와 같은 혁신을 이용하는 다른 위성 통신 시스템이 위성과 관련하여 개발되었다.
예를 들어, 모바일 위성 서비스(MSS)용 위성은 전형적으로 주파수 재사용 정도가 큰 스폿 빔 커버리지 지역을 이용한다. MSS를 위한 위성의 예는 Inmarsat-4 위성 및 Thuraya 위성을 포함한다. 이들 위성은 전형적으로 넓은 복합 지역을 커버하는 많은 수의 좁은 스폿 빔을 특징으로 하고, 유연하고 구성 가능한 대역폭의 할당을 가능하게 한다. 그러나, 전체 시스템 대역폭은 좁고(예를 들어, L-대역에서 34 MHz 할당), 서비스는 일반적으로 "협대역"(예를 들어 수백 kHz의 캐리어 대역폭)으로서 분류되며, 이는 디지털 빔형성 기술을 이용하여, 유연하고 구성 가능한 할당이 달성될 수 있게 한다. 이들 위성은 활성 피드 어레이(active feed array)를 갖는 큰 반사기를 이용한다. 각각의 안테나 피드 요소와 연관된 신호가 디지털화되고, 빔형성 및 대역폭 유연성이 디지털 신호 프로세서에 의해서 제공된다. 디지털 빔형성이 협대역 채널 상에서 실시되어, 피더 링크 상의 임의의 협대역 채널이 임의의 스폿 빔 형상을 위한 임의의 주파수에 배치될 수 있게 한다.
Wideband InterNetworking Engineering Test and Demonstration Satellite (WINDS)은 실험적인 Ka-대역 위성 시스템이다. 위성은 고정형 다중-빔 안테나(MBA)를 이용하는 고정형 스폿 빔 및 활성적 위상차 어레이 안테나(APAA)를 이용하는 조종 가능 빔 둘 모두를 구현한다. MBA는 고정형 빔을 제공하고, 통신 링크는 빔의 수신 및 빔의 송신의 조합을 구성하는 패턴으로 시간에 걸쳐 스위칭될 수 있다. APAA는 위성으로부터 지구의 전체 가시적 범위의 대부분을 커버하는 잠재적 서비스 지역을 갖는 빔-호핑 안테나(beam-hopping antenna)로서 개발되었다. APAA는 송신 안테나 및 수신 안테나의 각각을 위한 2개의 독립적 조종 가능 빔을 이용하여 2개의 임의의 사용자들 사이에서 통신을 제공할 수 있다. 빔 조종은, 위성 스위칭 시간 분할 다중 액세스(Satellite Switched Time Division Multiple Access)(SS-TDMA) 모드에서 2 ms 정도로 짧은 스위칭 간격 슬롯의 디지털 위상 시프터(digital phase shifter)의 제어를 통해서 포인팅 방향을 업데이트하는 것에 의해서 달성되고, 여기에서 가장 짧은 빔 체류 시간은 SS-TDMA 시스템의 슬롯 시간에 대응한다. 고속의 빔 스위칭은 빔 마다 8개의 위치까지 지원된다. MBA 및 APAA 둘 모두를 위한 스위칭 패턴이 네트워크 관리 센터로부터 업로딩된다.
Spaceway는, 미국에 걸쳐 112개의 업링크 빔 및 거의 800개의 다운링크 빔을 서비스하는 Ka-대역 위성 시스템이다. Spaceway 위성은, 112개의 업링크 빔 중 하나로부터 거의 800개의 가능한 다운링크 빔 중 하나에 데이터 패킷을 라우팅시키기 위해서, 재생형 온-보드 위성 프로세서를 이용한다. 어떠한 시간에도, 다운링크는 24개 이하의 호핑 빔을 구성한다. 다운링크 스케줄러는, 각각의 빔 다운링크 트래픽 큐(beam downlink traffic queue) 그리고 파워 및 간섭 제약에 따라서, 어떠한 빔이 각각의 다운링크 타임슬롯을 위한 전송 버스트(transmitting burst)가 되어야 하는지를 결정한다.
공식적으로 Wideband Gapfiller Satellite로 알려진, Wideband Global SATCOM(WGS) 위성은, 조종 가능한 Ka-대역 스폿 빔 및 X-대역 빔형성을 이용하는 미국 정부의 위성이다. Ka-대역 스폿 빔은 기계적으로 조종된다. 8개 이하의 X-대역 빔은, 각각의 안테나 피드 요소 내의 빔형성 모듈(BFM)에 적용된 프로그래밍 가능한 진폭 및 위상 조정을 이용하는 송신 및 수신 X-대역 어레이에 의해서 형성된다. 빔형성과 관련되지 않은, 광대역 디지털 채널라이저를 이용하여, 대역폭 할당이 유연적일 수 있고 구성될 수 있다.
더 최근의 위성 아키텍처는 시스템 용량의 추가적인 증가를 초래하였다. 예를 들어, 본원에서 전체가 참조로 포함되는, Dankberg 등의 미국 특허출원 제2009-0298416호에서 개시된 ViaSat-1 및 Ka-대역 스폿 빔 위성 아키텍처가 150 Gbps 초과의 물리적 층 용량(physical layer capacity)을 제공할 수 있다. 이러한 스폿 빔 아키텍처는 종래의 Ka-대역 위성보다 1자릿수 초과로 더 증가된 용량을 제공한다. 다른 위성, 예를 들어 KA-SAT 및 Jupiter는 유사한 아키텍처를 사용하여 유사하게 큰 용량을 달성한다. 이러한 위성들 모두에서 사용되는 아키텍처는, 고정 위치에서 타겟화된 작은 스폿 빔을 포함하는 "벤트 파이프" 허브-스포크 아키텍처이다. 각각의 스폿 빔은, 전형적으로 250 MHz 내지 1000 MHz의, 많은 양의 스펙트럼을 이용할 수 있다. 결과적인 큰 용량은, 예를 들어 (a) 전형적으로 60개 내지 80개 또는 그 초과의 많은 수의 스폿 빔, (b) (예를 들어, 유리한 링크 버짓(link budget)을 초래하는) 스폿 빔과 연관된 큰 안테나 지향성, 및 (c) 각각의 스폿 빔에서 이용되는 비교적 많은 양의 대역폭을 포함하는, 위성 시스템의 몇몇 특성의 결과물이다.
전술한 큰 용량의 위성 아키텍처가 유용하지만, 특정 측면에서 여전히 제한될 수 있다. 예를 들어, 동일한 스펙트럼 할당 및 파워 버짓을 유지하면서 더 큰 용량을 지원하기 위해서 아키텍처를 확대하는 것은, 더 작은 직경의 스폿 빔을 생성하기 위한 더 큰 반사기를 이용하여 전형적으로 달성된다. 작은 직경의 스폿 빔의 이용은 위성 안테나의 지향성(또는 이득)을 증가시킬 수 있고, 그에 따라 링크 신호-대-노이즈 비율(SNR) 및 용량을 향상시킬 수 있다. 그러나, 작은 스폿 빔은 필수적으로 서비스 커버리지 지역(예를 들어, 통신 서비스가 제공될 수 있는 커버리지 지역)을 감소시킨다. 그에 따라, 이들 위성 아키텍처는 필연적인 용량 대 커버리지 지역의 상충성을 갖는다.
또한, 이러한 아키텍처는 전형적으로 모든 스폿 빔, 즉 사용자 빔 및 게이트웨이(GW) 빔을 고정 위치에 배치한다. 일반적으로, 이는 서비스 커버리지 지역의 변화를 수용하기 위해서 스폿 빔을 주위로 이동시킬 수 있는 능력을 제공하지 못한다. 또한, 아키텍처는 본질적으로 서비스 커버리지 지역에 걸쳐 균일하게 분배된 용량을 제공한다. 예를 들어, 스폿 빔마다의 용량은 모든 스폿 빔에 대해서 미리 결정되고, 유연성 또는 구성 가능성을 허용하지 않거나 거의 허용하지 않는 스폿 빔마다의 할당 대역폭과 강하게 관련된다.
원하는 서비스 커버리지 지역이 잘 알려져 있고 용량에 대한 수요가 서비스 커버리지 지역에 걸쳐 균일하게 분포될 때 이들 위성 통신 아키텍처가 유용하지만, 전술한 아키텍처의 비유연성이 특정 적용예에서 제한적일 수 있다. 예를 들어, 통신 위성이 리테스크될(retasked) 수 있거나 전개 조건(예를 들어, 궤도 슬롯 등)이 변경될 수 있다. 또한, 위성 통신 서비스에서 사용자 수요(예를 들어, 고정 사용자 대 모바일 사용자 등)가 변경될 수 있다. 비록 빔형성과 같은 신호 프로세싱 기술이 스폿 빔 또는 서비스 커버리지 지역의 배열을 적응시킬 수 있는 어느 정도의 능력을 제공할 수 있지만, 서비스 커버리지 지역 및 스폿 빔 배열의 적응에서 부가적인 유연성이 요구될 수 있다. 예를 들어, 위성 통신 시스템 아키텍처가, 스폿 빔 커버리지 지역의 위치 및 크기의 유연성, 사용자 단말기 및 액세스 노드 단말기의 위치, 통신 서비스 용량의 공간적 분포, 통신 서비스의 용량 할당과 관련하여 유연성을 지원하는 것이 바람직할 수 있다. 또한, 통신 위성의 궤도 위치의 변화와 함께 그러한 유연성을 지원하는 것 또는 임무 수명 중에 통신 위성이 다른 궤도 슬롯으로 이동될 수 있게 하는 것이 바람직할 수 있다.
전술한 내용을 고려하여, 유연한 위성 통신을 제공하기 위한 양태를 설명한다.
허브-스포크, 벤트-파이프 위성 통신 시스템의 예가: 다수의 사용자 단말기; 다수의 사용자 단말기와 통신하도록 구성된 다수의 액세스 노드 단말기; 프레임 규정(frame definition)에 따라 위성 동작을 제어하기 위해서 데이터를 특정하도록 구성된 제어기로서, 프레임 규정은 프레임을 위한 다수의 타임슬롯을 포함하고 적어도 하나의 액세스 노드 단말기로부터 다수의 사용자 단말기로의 순방향 트래픽과 다수의 사용자 단말기로부터 적어도 하나의 액세스 노드 단말기로의 복귀 트래픽 사이의 용량 할당을 규정하는 제어기; 및 통신 위성을 포함하고, 통신 위성은: 다수의 경로; 적어도 하나의 저 노이즈 증폭기(LNA)로서, 적어도 하나의 LNA의 출력이, 다수의 경로 중의 경로에 커플링되도록 그리고 프레임 규정에 의해서 규정된 순방향 트래픽과 복귀 트래픽 사이의 용량 할당에 따라 업링크 빔 신호를 증폭하도록, 구성되는, LNA; 및 적어도 하나의 고파워 증폭기(HPA)로서, 적어도 하나의 HPA의 입력이 다수의 경로 중의 경로에 커플링되도록 그리고 프레임 규정에 의해서 규정된 순방향 트래픽과 복귀 트래픽 사이의 용량 할당에 따라 다운링크 빔 신호를 증폭하도록 구성되고, 프레임 규정은 프레임 내의 적어도 하나의 타임슬롯을 위한 순방향 경로로서 다수의 경로 중 적어도 하나의 경로의 구성을, 그리고 프레임 내의 적어도 하나의 다른 타임슬롯을 위한 복귀 경로로서 적어도 하나의 경로의 구성을 특정하는 HPA를 포함한다.
그러한 위성 통신 시스템의 구현예는 이하의 특징 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 통신 위성은 적어도 하나의 LNA의 출력을 다수 경로 중의 경로에 커플링시키도록 그리고 적어도 하나의 HPA의 입력을 다수 경로 중의 경로에 커플링시키도록 구성된 하나 이상의 빔형성 네트워크를 더 포함한다. 통신 위성은 안테나 피드 요소의 위상차 어레이를 더 포함하고, 적어도 하나의 LNA는 위상차 어레이의 안테나 피드 요소의 출력에 커플링되도록 구성된다. 통신 위성은 안테나 피드 요소의 위상차 어레이, 및 적어도 하나의 하모닉 필터를 더 포함하고, 적어도 하나의 하모닉 필터의 출력은 위상차 어레이의 안테나 피드 요소의 입력에 커플링되도록 구성되고, 적어도 하나의 HPA의 출력은 적어도 하나의 하모닉 필터의 입력에 커플링되도록 구성된다.
다수의 경로를 포함하고 다수의 사용자 단말기 및 다수의 액세스 노드 단말기와 통신하는 통신 위성을 이용하는 허브-스포크, 벤트-파이프 위성 통신을 위한 방법의 예가: 제어기에서 프레임 규정에 따라 통신 위성 동작을 제어하기 위해서 데이터를 특정하는 단계로서, 프레임 규정은 프레임을 위한 다수의 타임슬롯을 포함하고 적어도 하나의 액세스 노드 단말기로부터 다수의 사용자 단말기로의 순방향 트래픽과 다수의 사용자 단말기로부터 적어도 하나의 액세스 노드 단말기로의 복귀 트래픽 사이의 용량 할당을 규정하는 단계; 및 통신 위성에서, 프레임 규정에 의해서 규정된 순방향 트래픽과 복귀 트래픽 사이의 용량의 할당에 따라 업링크 빔 신호를 수신하고 다운링크 빔 신호를 송신하는 단계로서, 프레임 규정은 프레임 내의 적어도 하나의 타임슬롯을 위한 순방향 경로로서 다수의 경로 중 적어도 하나의 경로의 구성을 그리고 프레임 내의 적어도 하나의 다른 타임슬롯을 위한 복귀 경로로서 적어도 하나의 경로의 구성을 특정하는 단계를 포함한다.
허브-스포크, 벤트-파이프 위성 통신을 위한 통신 위성의 예는: 다수의 경로; 적어도 하나의 저 노이즈 증폭기(LNA)로서, 적어도 하나의 LNA의 출력이 다수의 경로 중의 경로에 커플링되도록 그리고 프레임 규정에 의해서 규정된 적어도 하나의 액세스 노드 단말기로부터 다수의 사용자 단말기로의 순방향 트래픽과 다수의 사용자 단말기로부터 적어도 하나의 액세스 노드 단말기로의 복귀 트래픽 사이의 용량 할당에 따라 업링크 빔 신호를 증폭하도록 구성되고, 프레임 규정이 프레임을 위한 다수의 타임슬롯을 포함하는 LNA; 및 적어도 하나의 고파워 증폭기(HPA)로서, 적어도 하나의 HPA의 입력이 다수의 경로 중의 경로에 커플링되도록 그리고 프레임 규정에 의해서 규정된 순방향 트래픽과 복귀 트래픽 사이의 용량 할당에 따라 다운링크 빔 신호를 증폭하도록 구성되고, 프레임 규정은 프레임 내의 적어도 하나의 타임슬롯을 위한 순방향 경로로서 다수의 경로 중 적어도 하나의 경로의 구성을 그리고 프레임 내의 적어도 하나의 다른 타임슬롯을 위한 복귀 경로로서 적어도 하나의 경로의 구성을 특정하는 HPA를 포함한다.
그러한 통신 위성의 구현예가 이하의 특징 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 통신 위성은 적어도 하나의 LNA의 출력을 다수 경로 중의 경로에 커플링시키도록 그리고 적어도 하나의 HPA의 입력을 다수 경로 중의 경로에 커플링시키도록 구성된 하나 이상의 빔형성 네트워크를 더 포함한다. 통신 위성은 안테나 피드 요소의 위상차 어레이를 더 포함하고, 적어도 하나의 LNA는 위상차 어레이의 안테나 피드 요소의 출력에 커플링되도록 구성된다. 통신 위성은 안테나 피드 요소의 위상차 어레이, 및 적어도 하나의 하모닉 필터를 더 포함하고, 적어도 하나의 하모닉 필터의 출력은 위상차 어레이의 안테나 피드 요소의 입력에 커플링되도록 구성되고, 적어도 하나의 HPA의 출력은 적어도 하나의 하모닉 필터의 입력에 커플링되도록 구성된다.
다수의 경로를 포함하고 다수의 사용자 단말기 및 다수의 액세스 노드 단말기와 통신하는 통신 위성을 이용하는 허브-스포크, 벤트-파이프 위성 통신을 위한 방법의 예로서, 통신 위성에서 실시되는 그러한 방법은: 업링크 빔 신호를 수신하는 단계; 및 다운링크 빔 신호를 전송하는 단계를 포함하고; 업링크 빔 신호를 수신하는 단계 및 다운링크 빔 신호를 송신하는 단계는 프레임 규정에 의해서 규정된 적어도 하나의 액세스 노드 단말기로부터 다수의 사용자 단말기로의 순방향 트래픽과 다수의 사용자 단말기로부터 적어도 하나의 액세스 노드 단말기로의 복귀 트래픽 사이의 용량 할당에 따르고, 프레임 규정은 프레임을 위한 다수의 타임슬롯을 포함하고, 프레임 규정은 프레임 내의 적어도 하나의 타임슬롯을 위한 순방향 경로로서 다수의 경로 중 적어도 하나의 경로의 구성을 그리고 프레임 내의 적어도 하나의 다른 타임슬롯을 위한 복귀 경로로서 적어도 하나의 경로의 구성을 특정한다.
일부 예에서, 통신 위성은 상이한 고유의 안테나 패턴에 따른 하나 이상의 안테나 조립체를 통해서 통신 서비스를 제공하도록 구성될 수 있고, 각각의 고유의 안테나 패턴은 주어진 동작 조건에서 각각의 안테나 조립체의 복수의 안테나 피드 요소의 각각을 위한 고유의 피드 요소 패턴의 복합체를 지칭할 수 있다. 그러한 안테나 조립체는 피드 어레이 조립체(예를 들어, 안테나 피드 요소의 위상차 어레이), 반사기, 및 피드 어레이 조립체와 반사기 사이에 커플링된 액츄에이터를 포함할 수 있다. 반사기는 원거리 공급원으로부터 수신될 때 무선 주파수(RF) 신호가 집중되는 초점 또는 초점 영역을 가질 수 있다. 피드 어레이 조립체는 통신 서비스와 연관된 통신 신호를 위한 복수의 안테나 피드 요소를 가질 수 있고, 반사기는 피드 어레이 조립체와 하나 이상의 타겟 장치(예를 들어, 사용자 단말기 및/또는 액세스 노드 단말기) 사이에서 송신되는 신호를 반사하도록 구성될 수 있다. 액츄에이터는 조정 가능한 길이를 갖는 선형 액츄에이터일 수 있거나 피드 어레이 조립체와 반사기 사이의 상대적인 거리의 조정을 달리 제공할 수 있다.
피드 어레이 조립체가(예를 들어, 선형 액츄에이터를 이용하여) 초점 영역과 반사기 표면 사이의 영역 내에 배치되어, 원거리 공급원으로부터의 RF 신호가 복수의 안테나 피드 요소를 조사하는(illuminate) 탈초점 시스템으로서 동작될 수 있다. 제1 탈초점 동작 조건으로부터 제2 탈초점 동작 조건까지 피드 어레이 조립체에 대한 반사기의 위치를 조정함으로써, 그에 따라, 위성은 각각의 안테나 조립체를 위한 상이한 고유의 안테나 패턴에 따른 통신 서비스를 제공할 수 있다. 부분적으로 탈초점 동작 조건을 변경하는 것에 의한 고유의 안테나 패턴의 적응은 원하는 커버리지 지역, 사용자 빔 특성, 동작 궤도 위치, 또는 다른 커버리지 양태의 제공에서의 부가적인 조정성을 지원함으로써, 통신 위성의 다기능성을 개선할 수 있다.
전술한 내용은 이하의 구체적인 설명이 더 잘 이해될 수 있도록, 본 개시 내용에 따른 예의 특징 및 기술적 장점을 다소 광범위하게 개략적으로 설명한 것이다. 부가적인 특징 및 장점이 이하에서 더 설명될 것이다. 개시된 개념 및 구체적인 예는 본 개시 내용의 동일 목적을 실행하기 위해서 다른 구조를 수정 또는 설계하기 위한 기본으로서 용이하게 이용될 수 있다. 그러한 균등한 구조물은 첨부된 청구항의 범위를 벗어나지 않는다. 본원에서 개시된 개념의 특성으로서, 장점과 연관되는 그 구성 및 동작 방법 둘 모두는 첨부 도면과 함께 고려할 때 이하의 설명으로부터 보다 잘 이해될 것이다. 각각의 도면은 단지 예시 및 설명을 위해서 제공된 것이고, 청구범위의 한계를 정의하기 위한 것은 아니다.
본 개시 내용의 특성 및 장점에 관한 추가적인 이해가 이하의 도면을 참조함으로써 이루어질 수 있을 것이다. 첨부 도면에서, 유사한 구성요소 또는 특징이 동일한 참조 표시를 가질 수 있다. 또한, 동일한 유형의 여러 구성요소가 유사한 구성요소 사이에서 구분하는 대시(dash) 및 제2 표시가 뒤따르는 참조 표시에 의해서 구분될 수 있다. 제1 참조 표시만이 명세서에서 사용된 경우, 그에 관한 설명은 제2 참조 표시가 없이, 동일한 제1 참조 표시를 가지는 유사한 구성요소 중 임의의 하나에 적용될 수 있다.
도 1a는 본 개시 내용의 양태에 따른, 위성 통신의 유연한 빔형성을 지원하는 위성 통신 시스템의 도면을 도시한다.
도 1b는 본 개시 내용의 양태에 따른, 위성 통신의 유연한 빔형성을 지원하는 통신 위성의 안테나 조립체를 도시한다.
도 1c는 본 개시 내용의 양태에 따른, 위성 통신의 유연한 빔형성을 지원하는 안테나 조립체의 피드 어레이 조립체를 도시한다.
도 2a 내지 도 2d는 본 개시 내용의 양태에 따른, 성형된 반사기의 초점 영역에 위치된 피드 어레이 조립체를 갖는 안테나 조립체에 대한 안테나 특성의 예를 도시한다.
도 3a 내지 도 3d는 본 개시 내용의 양태에 따른, 탈초점 위치에서 동작되는 피드 어레이 조립체를 갖는 안테나 조립체에 대한 안테나 특성의 예를 도시한다.
도 4a 및 도 4b는 본 개시 내용의 양태에 따른, 탈초점 조건에서 동작되는 안테나 조립체에 의해서 제공되는 고유 안테나 패턴 커버리지 지역으로부터 스폿 빔 커버리지 지역을 형성하기 위한 빔형성의 예를 도시한다.
도 5a 내지 도 5e는 본 개시 내용의 양태에 따른, 상이한 통신 서비스 타임슬롯들 중에 서비스 커버리지 지역의 스폿 빔 커버리지 지역의 위치의 예를 도시한다.
도 6은 본 개시 내용의 양태에 따른, 예시적인 빔 호핑 프레임을 도시한다.
도 7은 본 개시 내용의 양태에 따른, 예시적인 위성 아키텍처의 일부에 대한 블록도를 도시한다.
도 8은 본 개시 내용의 양태에 따른, 예시적인 수신 빔형성 네트워크의 하나의 편광의 블록도를 도시한다.
도 9는 본 개시 내용의 양태에 따른, 예시적인 송신 빔형성 네트워크의 하나의 편광의 블록도를 도시한다.
도 10은 본 개시 내용의 양태에 따른, 순방향 링크 신호 송신을 위한 지상-기반 빔형성을 위한 예시적인 시스템의 블록도를 도시한다.
도 11은 본 개시 내용의 양태에 따른, 복귀 링크 신호 수신을 위한 지상-기반 빔형성을 위한 예시적인 시스템의 블록도를 도시한다.
도 12는 예시적인 빔 가중 프로세서(beam weight processor)를 이용하는 시스템의 블록도를 도시한다.
도 13a 내지 도 13c는 본 개시 내용의 양태에 따른, K = 4 경로를 갖는 통신 위성의 예를 도시한다.
도 14는 본 개시 내용의 양태에 따른, 위성 통신을 지원하기 위한 예시적인 프로세스를 도시한다.
도 15a는 본 개시 내용의 양태에 따른, 예시적인 동기화된 타임슬롯 할당을 도시한다.
도 15b는 본 개시 내용의 양태에 따른, 예시적인 타임슬롯 규정 표 및 예시적인 타임슬롯 경로를 도시한다.
도 16a는 본 개시 내용의 양태에 따른, 예시적인 인터리브형(interleaved) 타임슬롯 할당을 도시한다.
도 16b는 본 개시 내용의 양태에 따른, 예시적인 타임슬롯 규정 표 및 예시적인 타임슬롯 경로를 도시한다.
도 17a는 본 개시 내용의 양태에 따른, 예시적인 인터리브형 타임슬롯 할당을 도시한다.
도 17b는 본 개시 내용의 양태에 따른, 예시적인 타임슬롯 규정 표 및 예시적인 타임슬롯 경로를 도시한다.
도 18a는 본 개시 내용의 양태에 따른, 예시적인 전용 경로 할당을 도시한다.
도 18b는 본 개시 내용의 양태에 따른, 예시적인 타임슬롯 규정 표 및 예시적인 타임슬롯 경로를 도시한다.
도 18c는 본 개시 내용의 양태에 따른, 예시적인 타임슬롯 규정 표를 도시한다.
도 18d는 본 개시 내용의 양태에 따른, 예시적인 타임슬롯 규정 표를 도시한다.
도 18e는 본 개시 내용의 양태에 따른, 예시적인 타임슬롯 경로를 도시한다.
도 19는 본 개시 내용의 양태에 따른, 요구되는 액세스 노드 단말기의 수 대 할당된 순방향 경로의 수의 예시적인 차트를 도시한다.
도 20a는 본 개시 내용의 양태에 따른, 예시적인 비-부합(non-congruent) 순방향 및 복귀 링크 서비스 커버리지 지역을 도시한다.
도 20b는 본 개시 내용의 양태에 따른, 예시적인 타임슬롯 경로를 도시한다.
도 21a는 본 개시 내용의 양태에 따른, 빔 호핑 프레임의 타임슬롯 체류 시간에 대한 단일 빔의 예시적인 빔 호프 패턴을 도시한다.
도 21b는 본 개시 내용의 양태에 따른, 예시적인 타임슬롯 체류 시간 표를 도시한다.
도 21c는 본 개시 내용의 양태에 따른, 예시적인 빔 호핑 프레임을 도시한다.
도 22a는 본 개시 내용의 양태에 따른, 예시적인 액세스 노드 단말기 위치 및 사용자 스폿 빔 위치를 도시한다.
도 22b는 본 개시 내용의 양태에 따른, 예시적인 액세스 노드 단말기 표를 도시한다.
도 22c는 본 개시 내용의 양태에 따른, 액세스 노드 단말기 위치의 예시적인 배치를 도시한다.
도 23은 본 개시 내용의 양태에 따른, 예시적인 위성 통신 시스템의 단순화된 도면이다.
도 24a 내지 도 24e는 본 개시 내용의 양태에 따른, 안테나 조립체에 의해서 지원될 수 있는 고유 안테나 패턴 커버리지 지역으로의 변화를 도시한다.
도 25a 내지 도 25d는 본 개시 내용의 양태에 따른, 고유 안테나 패턴의 변화를 지원하기 위해서 피드 어레이 조립체와 반사기 사이의 상대적인 위치를 조정하는 것을 지원하는 통신 위성을 도시한다.
도 26a 내지 도 26f는 본 개시 내용의 양태에 따른, 고유 안테나 패턴의 변화를 지원할 수 있는 상이한 유형의 액츄에이터를 갖는 안테나 조립체를 가지는 통신 위성의 예를 도시한다.
도 27은 본 개시 내용의 양태에 따른, 복수의 고유 안테나 패턴에 따른 통신 서비스를 제공하는 것을 지원하는 통신 위성의 블록도를 도시한다.
도 28은 본 개시 내용의 양태에 따른, 복수의 고유 안테나 패턴에 따른 통신 서비스를 제공하는 것을 지원하는 위성 제어기의 블록도를 도시한다.
도 29는 본 개시 내용의 양태에 따른, 복수의 고유 안테나 패턴에 따른 통신 서비스를 제공하는 것을 지원하는 통신 서비스 관리기의 블록도를 도시한다.
도 30은 본 개시 내용의 양태에 따른, 복수의 고유 안테나 패턴에 따른 통신 서비스를 제공하는 것을 지원하는 통신 서비스 제어기(3005)의 블록도를 도시한다.
도 31은 본 개시 내용의 양태에 따른, 통신 위성을 통해서 복수의 고유 안테나 패턴에 따라 통신 서비스를 제공하는 것을 지원하는 예시적인 방법의 흐름도를 도시한다.
도 1a는 본 개시 내용의 양태에 따른, 위성 통신의 유연한 빔형성을 지원하는 위성 통신 시스템의 도면을 도시한다.
도 1b는 본 개시 내용의 양태에 따른, 위성 통신의 유연한 빔형성을 지원하는 통신 위성의 안테나 조립체를 도시한다.
도 1c는 본 개시 내용의 양태에 따른, 위성 통신의 유연한 빔형성을 지원하는 안테나 조립체의 피드 어레이 조립체를 도시한다.
도 2a 내지 도 2d는 본 개시 내용의 양태에 따른, 성형된 반사기의 초점 영역에 위치된 피드 어레이 조립체를 갖는 안테나 조립체에 대한 안테나 특성의 예를 도시한다.
도 3a 내지 도 3d는 본 개시 내용의 양태에 따른, 탈초점 위치에서 동작되는 피드 어레이 조립체를 갖는 안테나 조립체에 대한 안테나 특성의 예를 도시한다.
도 4a 및 도 4b는 본 개시 내용의 양태에 따른, 탈초점 조건에서 동작되는 안테나 조립체에 의해서 제공되는 고유 안테나 패턴 커버리지 지역으로부터 스폿 빔 커버리지 지역을 형성하기 위한 빔형성의 예를 도시한다.
도 5a 내지 도 5e는 본 개시 내용의 양태에 따른, 상이한 통신 서비스 타임슬롯들 중에 서비스 커버리지 지역의 스폿 빔 커버리지 지역의 위치의 예를 도시한다.
도 6은 본 개시 내용의 양태에 따른, 예시적인 빔 호핑 프레임을 도시한다.
도 7은 본 개시 내용의 양태에 따른, 예시적인 위성 아키텍처의 일부에 대한 블록도를 도시한다.
도 8은 본 개시 내용의 양태에 따른, 예시적인 수신 빔형성 네트워크의 하나의 편광의 블록도를 도시한다.
도 9는 본 개시 내용의 양태에 따른, 예시적인 송신 빔형성 네트워크의 하나의 편광의 블록도를 도시한다.
도 10은 본 개시 내용의 양태에 따른, 순방향 링크 신호 송신을 위한 지상-기반 빔형성을 위한 예시적인 시스템의 블록도를 도시한다.
도 11은 본 개시 내용의 양태에 따른, 복귀 링크 신호 수신을 위한 지상-기반 빔형성을 위한 예시적인 시스템의 블록도를 도시한다.
도 12는 예시적인 빔 가중 프로세서(beam weight processor)를 이용하는 시스템의 블록도를 도시한다.
도 13a 내지 도 13c는 본 개시 내용의 양태에 따른, K = 4 경로를 갖는 통신 위성의 예를 도시한다.
도 14는 본 개시 내용의 양태에 따른, 위성 통신을 지원하기 위한 예시적인 프로세스를 도시한다.
도 15a는 본 개시 내용의 양태에 따른, 예시적인 동기화된 타임슬롯 할당을 도시한다.
도 15b는 본 개시 내용의 양태에 따른, 예시적인 타임슬롯 규정 표 및 예시적인 타임슬롯 경로를 도시한다.
도 16a는 본 개시 내용의 양태에 따른, 예시적인 인터리브형(interleaved) 타임슬롯 할당을 도시한다.
도 16b는 본 개시 내용의 양태에 따른, 예시적인 타임슬롯 규정 표 및 예시적인 타임슬롯 경로를 도시한다.
도 17a는 본 개시 내용의 양태에 따른, 예시적인 인터리브형 타임슬롯 할당을 도시한다.
도 17b는 본 개시 내용의 양태에 따른, 예시적인 타임슬롯 규정 표 및 예시적인 타임슬롯 경로를 도시한다.
도 18a는 본 개시 내용의 양태에 따른, 예시적인 전용 경로 할당을 도시한다.
도 18b는 본 개시 내용의 양태에 따른, 예시적인 타임슬롯 규정 표 및 예시적인 타임슬롯 경로를 도시한다.
도 18c는 본 개시 내용의 양태에 따른, 예시적인 타임슬롯 규정 표를 도시한다.
도 18d는 본 개시 내용의 양태에 따른, 예시적인 타임슬롯 규정 표를 도시한다.
도 18e는 본 개시 내용의 양태에 따른, 예시적인 타임슬롯 경로를 도시한다.
도 19는 본 개시 내용의 양태에 따른, 요구되는 액세스 노드 단말기의 수 대 할당된 순방향 경로의 수의 예시적인 차트를 도시한다.
도 20a는 본 개시 내용의 양태에 따른, 예시적인 비-부합(non-congruent) 순방향 및 복귀 링크 서비스 커버리지 지역을 도시한다.
도 20b는 본 개시 내용의 양태에 따른, 예시적인 타임슬롯 경로를 도시한다.
도 21a는 본 개시 내용의 양태에 따른, 빔 호핑 프레임의 타임슬롯 체류 시간에 대한 단일 빔의 예시적인 빔 호프 패턴을 도시한다.
도 21b는 본 개시 내용의 양태에 따른, 예시적인 타임슬롯 체류 시간 표를 도시한다.
도 21c는 본 개시 내용의 양태에 따른, 예시적인 빔 호핑 프레임을 도시한다.
도 22a는 본 개시 내용의 양태에 따른, 예시적인 액세스 노드 단말기 위치 및 사용자 스폿 빔 위치를 도시한다.
도 22b는 본 개시 내용의 양태에 따른, 예시적인 액세스 노드 단말기 표를 도시한다.
도 22c는 본 개시 내용의 양태에 따른, 액세스 노드 단말기 위치의 예시적인 배치를 도시한다.
도 23은 본 개시 내용의 양태에 따른, 예시적인 위성 통신 시스템의 단순화된 도면이다.
도 24a 내지 도 24e는 본 개시 내용의 양태에 따른, 안테나 조립체에 의해서 지원될 수 있는 고유 안테나 패턴 커버리지 지역으로의 변화를 도시한다.
도 25a 내지 도 25d는 본 개시 내용의 양태에 따른, 고유 안테나 패턴의 변화를 지원하기 위해서 피드 어레이 조립체와 반사기 사이의 상대적인 위치를 조정하는 것을 지원하는 통신 위성을 도시한다.
도 26a 내지 도 26f는 본 개시 내용의 양태에 따른, 고유 안테나 패턴의 변화를 지원할 수 있는 상이한 유형의 액츄에이터를 갖는 안테나 조립체를 가지는 통신 위성의 예를 도시한다.
도 27은 본 개시 내용의 양태에 따른, 복수의 고유 안테나 패턴에 따른 통신 서비스를 제공하는 것을 지원하는 통신 위성의 블록도를 도시한다.
도 28은 본 개시 내용의 양태에 따른, 복수의 고유 안테나 패턴에 따른 통신 서비스를 제공하는 것을 지원하는 위성 제어기의 블록도를 도시한다.
도 29는 본 개시 내용의 양태에 따른, 복수의 고유 안테나 패턴에 따른 통신 서비스를 제공하는 것을 지원하는 통신 서비스 관리기의 블록도를 도시한다.
도 30은 본 개시 내용의 양태에 따른, 복수의 고유 안테나 패턴에 따른 통신 서비스를 제공하는 것을 지원하는 통신 서비스 제어기(3005)의 블록도를 도시한다.
도 31은 본 개시 내용의 양태에 따른, 통신 위성을 통해서 복수의 고유 안테나 패턴에 따라 통신 서비스를 제공하는 것을 지원하는 예시적인 방법의 흐름도를 도시한다.
통신 위성은 정지적일 수 있는(예를 들어, 영구적인 설치 장소에 설치될 수 있는, 하나의 고정된 설치 장소로부터 다른 장소로 이동될 수 있는 등), 또는 이동 가능할 수 있는(예를 들어, 차량, 보트, 비행기 등에 설치될 수 있는), 지상 타겟 장치들(예를 들어, 단말기) 사이에서 통신 서비스를 제공하도록 구성될 수 있다. 통신 서비스는, 예를 들어 액세스 노드 단말기와 사용자 단말기 사이의 양-방향 네트워크 액세스 서비스를 포함할 수 있다. 통신 서비스를 지원하기 위해서, (예를 들어, 사용자 단말기에 또는 액세스 노드 단말기에) 다운링크 통신을 송신하도록, (예를 들어, 사용자 단말기 또는 액세스 노드 단말기로부터) 업링크 통신을 수신하도록, 또는 다운링크 통신 송신 및 업링크 통신 수신 둘 모두를 하도록(예를 들어, 송수신기로서 동작하도록), 통신 위성의 하나 이상의 안테나 조립체가 구성될 수 있다.
통신 위성의 안테나 조립체는 주어진 시스템 커버리지 지형(예를 들어, 북미의 높은 인구밀도 지역)에 걸친 원하는 스폿 빔 커버리지 지역(예를 들어, 셀) 상에서 빔형성된 스폿 빔을 타겟팅하기 위해서 이용될 수 있는, 안테나 피드 요소의 위상차 어레이와 같은 피드 어레이 조립체를 포함할 수 있다. 빔형성된 스폿 빔은 복수의 안테나 피드 요소를 통해서 송신 및/또는 수신으로부터 형성될 수 있고, 각각의 빔형성된 스폿 빔과 연관된 방향성 송신 및 수신을 제공하기 위해서 송신 및/또는 수신의 위상 및 진폭 특성을 이용한다.
본 개시 내용의 예에 따라, 빔형성된 스폿 빔은 빔형성 가중치 세트의 가중치 벡터 및 빔 호핑 프레임 규정에 포함된 빔 호프 타임슬롯 규정에 따라 위치별로 호핑할 수 있다. 빔 호핑 타임슬롯 규정은 하나의 타임슬롯 중의 모든 스폿 빔에 대해서, 연관된 체류 시간 및 경로 이득을 포함할 수 있다. 새로운 빔 호핑 프레임 규정이 수신되거나 중단이 신호 전달될 때까지 빔 호핑 프레임 규정에 포함된 빔 호핑 타임슬롯 규정이 자동적으로 반복될 수 있고, 그에 따라 다운링크 서비스 커버리지 지역, 업링크 서비스 커버리지 지역, 및 스폿 빔 커버리지 지역 위치에 대한 동적 변화를 가능하게 한다.
피드 어레이 조립체는 신호(예를 들어, 통신 서비스와 연관된 신호, 통신 위성을 위한 진단 및/또는 구성 신호 등)를 통신하기 위한 다수의 피드 요소를 가질 수 있다. 피드 어레이 조립체의 각각의 피드 요소는(예를 들어, 반사기로부터의 반사 후에 지구 표면, 평면, 및/또는 부피에 투사된 바와 같이) 투사된 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역을 제공할 수 있는 각각의 고유 피드 요소 패턴(예를 들어, 고유 성분 빔)과 연관될 수 있다. 안테나 조립체의 피드 어레이 조립체를 위한 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역의 집합체가 고유 안테나 패턴으로 지칭될 수 있다.
고유 안테나 패턴의 상이한 특성들이 다양한 동작 조건들에서 바람직할 수 있다. 예를 들어, 더 넓은 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역에서, 피드 어레이 조립체의 안테나 피드 요소의 더 많은 수량은 특정 스폿 빔 커버리지 지역을 지원할 수 있다. 또한, 더 넓은 고유 피드 요소 패턴은 또한, 피드 어레이 조립체의 각각의 안테나 피드 요소가 더 많은 수량의 빔형성된 스폿 빔을 지원하게 할 수 있다. 그러나, 더 넓은 고유 피드 요소 패턴은 낮은 파워 밀도의 복사선을 가질 수 있고, 그에 따라 일부 경우에 더 좁은 고유 피드 요소 패턴이 바람직할 수 있다. 일부 예에서, 원하는 고유 안테나 패턴이 적어도 부분적으로 통신 위성의 궤도 위치를 기초로 할 수 있다.
본 개시 내용의 양태에 따라, 통신 위성의 안테나 조립체는 다수의 고유 안테나 패턴 중 하나로 동작되는 것을 지원할 수 있다. 예를 들어, 통신 위성은 안테나 조립체의 제1 고유 안테나 패턴에 따른 통신 서비스를 제공할 수 있고, 안테나 조립체와 연관된 액츄에이터가 그 후에 조정되어 동일 안테나 조립체의 제2 고유 안테나 패턴을 제공할 수 있다. 그에 따라, 액츄에이터의 조정 이후에, 통신 위성은 제1 고유 안테나 패턴과 상이한 제2 고유 안테나 패턴에 따라 통신 서비스를 제공할 수 있다. 여러 예에서, 제2 고유 안테나 패턴은 제1 고유 안테나 패턴과 대비되는 상이한 고유 안테나 패턴 커버리지 지역 크기, 상이한 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역 크기(예를 들어, 고유 피드 요소 패턴 빔폭) 및/또는 위치, 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역들의 상이한 중첩 정도, 상이한 스폿 빔 크기(예를 들어, 빔폭), 상이한 스폿 빔 커버리지 지역 크기 및/또는 위치, 스폿 빔의 상이한 중첩 정도, 상이한 빔형성 가중치 세트, 또는 그 임의의 조합과 연관될 수 있다.
일부 예에서, 통신 위성의 안테나 조립체는 피드 어레이 조립체, 반사기, 피드 어레이 조립체와 반사기 사이에 커플링된 액츄에이터를 포함할 수 있다. 반사기는 초점 영역(예를 들어, 초점)을 가지도록 성형될 수 있고, 반사기는 피드 어레이 조립체와 하나 이상의 타겟 장치(예를 들어, 액세스 노드 단말기 및/또는 사용자 단말기) 사이에서 송신되는 신호를 반사하도록 구성될 수 있다. 액츄에이터는, 예를 들어 길이의 변화를 제공하고, 그에 의해서 피드 어레이 조립체와 반사기 사이의 상대적인 위치의 변화(예를 들어, 반사기의 초점 영역과 관련된 다른 위치)를 제공하는 선형 액츄에이터를 포함할 수 있다. 일부 예에서, 통신 위성은, 피드 어레이 조립체와 반사기 사이에서 부가적인 자유도를 제공하기 위해서, 선형 액츄에이터 및 제2 액츄에이터 모두를 포함할 수 있다. 그러한 예에서, 선형 액츄에이터의 축과 다른 축을 중심으로 하는 피드 어레이 조립체와 반사기 사이의 상대적인 위치 변화를 유발하도록 제2 액츄에이터에 명령할 수 있고, 선형 액츄에이터의 조정과 조합된 그러한 변화는 고유 안테나 패턴의 변화를 제공한다.
피드 어레이 조립체는 반사기 표면과 반사기 초점 영역 사이에(예를 들어, 탈초점 위치에) 동작 가능하게 위치될 수 있다. 일부 예에서, 액츄에이터는 통신 위성의 반사기와 피드 어레이 조립체 사이의 상대적인 거리에 대한 조정을 제공할 수 있고, 이는 다시 다수의 고유 안테나 패턴 중 하나에서의 동작을 지원할 수 있다. 일부 예에서, 피드 어레이 조립체와 반사기 사이의 상대적인 위치의 변화 이후에, (예를 들어, 스폿 빔 커버리지 지역의 크기 및/또는 위치를 적응시키기 위해서, 복수의 스폿 빔 커버리지 지역들 사이의 중첩 정도를 적응시키기 위해서, 하나 이상의 위성 스폿 빔을 위해서 이용되는 피드 어레이 조립체의 안테나 피드 요소의 세트를 적응시키기 위해서 등) 상이한 빔 가중치 세트가 제2 고유 안테나 패턴의 일부로서 적용될 수 있다.
본원에서 사용된 바와 같이, "초점 영역"이라는 용어는, 반사기가 특정 방향으로부터 수신된 전자기 에너지를 반사하는 반사기(예를 들어, 구형 반사기 또는 포물선형 반사기) 전방의 1, 2, 또는 3차원적인 영역을 지칭한다. 이상적인 포물선형 반사기의 경우에, 초점 영역은 고주파수 제한 시나리오에서 하나의 지점이다. 이는 이상적인 포물선형 반사기의 "기하형태적 광학기기" 초점으로 종종 지칭된다. 실세계의 실시예에서, 가장 진보적인 반사기의 표면 조차도 오류, 왜곡, 및 이상적 표면의 프로파일로부터의 편차를 포함한다. 임의의 상당한 크기의 반사기 표면 내의 상호 관련되지 않은 오류, 왜곡, 또는 편차가 2 또는 3차원적인 초점 영역 내의 초점의 분산을 유발할 수 있다. 유사하게, 이상적인 표면이 단일 초점 대신 초점의 라인을 초래하는 구형 반사기의 경우에, 이상적 구형 표면으로부터 벗어난 실세계의 구형 반사기의 표면 내의 오류, 왜곡, 또는 편차는 라인 초점 영역의 3차원적인 확산을 초래한다. 일부 구현예에서, 반사기와 연관된 초점 영역은 반사기의 조준선 상의 또는 광학 축에 평행한 광선을 기초로 결정된다. 다른 구현예에서, 초점 영역은 반사기의 조준선을 벗어난 기준 방향에 대해서 규정될 수 있다. 초점 영역을 갖는 시스템을 갖는 위상차 어레이에 의해서 2개 이상의 반사기의 시스템에 피딩될 수 있다.
선택적으로, 성형된 반사기의 표면과 성형된 반사기의 초점 영역 사이의 피드 어레이 조립체(예를 들어, 반사기의 기준 축을 따라 성형된 반사기와 초점 영역 사이에 위치된 안테나 피드 요소 조리개 개구부의 기준 표면을 갖는 피드 어레이 조립체)의 배치는 탈초점 위치에 대응한다. 그러한 배열은 피드 어레이 조립체가 성형된 반사기의 초점 영역에 배치되는 때보다 더 넓은 고유 피드 요소 패턴(예를 들어, 더 넓은 고유 피드 요소 빔폭)을 초래할 수 있고, 이는 다수의 고유 피드 요소 패턴을 이용하여 빔형성된 스폿 빔을 형성하기 위한 다기능성을 개선할 수 있다.
통신 서비스를 제공하기 위한 고유 안테나 패턴의 변화를 제공하기 위한 다양한 다른 구성이 가능하다. 예를 들어, 안테나 조립체는 하나 초과의 반사기를 포함할 수 있고, 하나 이상의 반사기는 피드 어레이 조립체와 반사기 중 하나의 반사기 사이에 및/또는 제1 반사기와 제2 반사기 사이에 위치될 수 있다. 일부 예에서, 반사기는 반사기의 반사 특성을 변경할 수 있는(예를 들어, 초점 영역의 위치를 변경할 수 있는, 1-차원적인 초점 영역으로부터 2-차원적인 영역으로 초점 영역을 변경할 수 있는, 단일 초점으로부터 다수 초점으로 변경할 수 있는, 초점 영역의 형상을 변경할 수 있는 등의) 자체의 액츄에이터를 가질 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 피드 어레이 조립체가 액츄에이터를 포함할 수 있고, 그러한 액츄에이터는 피드 어레이 조립체의 하나 이상의 피드 요소의 위치 및/또는 배향의 변화(예를 들어, 평면형 표면 상에서 피드 요소 조리개를 가지는 것으로부터 원호형 또는 구형 표면 상에서 피드 요소 조리개를 가지는 것으로의 피드 어레이 조립체의 변화, 피드 어레이 조리개의 다른 하위세트에 대한 피드 요소 조리개의 하위세트의 이동, 피드 요소의 패턴의 팽창 또는 수축 등)를 제공할 수 있다. 여러 예에서, 안테나 조립체는, 고유 안테나 패턴의 다양한 변화를 제공하여 통신 서비스를 적응시키기 위해서, 전술한 액츄에이터 조립체들의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
안테나 조립체의 고유 안테나 패턴에 대한 조정을 제공하도록, 다양한 방식으로 통신 위성의 액츄에이터에 명령할 수 있다. 예를 들어, 중앙 제어기 또는 중앙 조작기(예를 들어, 통신 서비스 관리기)가 통신 위성에서 수신되는 무선 신호전달에 의해서, 조정의 표시를 통신 위성에 제공할 수 있다. 일부 예에서, 통신 위성 자체의 제어기에 의해서 그러한 변화가 명령될 수 있다. 액츄에이터에 대한 조정을 명령하는 것은 액츄에이터의 새로운 위치의 표시, 반사기와 피드 어레이 조립체 사이의 상대적인 거리, 반사기의 원하는 위치, 피드 어레이 조립체의 원하는 위치, 액츄에이터의 길이, 새로운 고유 안테나 패턴의 매개변수, 새로운 고유 안테나 패턴과 연관된 검색 값, 또는 임의의 다른 적합한 매개변수 또는 표시를 제공하는 것을 포함할 수 있다.
일부 예에서, 고유 안테나 패턴에 대한 조정을 명령하는 것은 통신 위성의 궤도 위치 또는 궤도 위치의 변화(예를 들어, 설계된 위치와 상이한 전개된 궤도 위치 또는 경로, 시간 경과에 따른 원하는 위치 또는 경로로부터의 이동 등)에 의해서 트리거링될 수 있거나 이를 기초로 할 수 있다. 일부 예에서, 이러한 유연성은 안테나 조립체가 전개된 궤도 위치에 대한 사전 지식이 없이, 원하는 서비스 커버리지 지역에 관한 사전 지식이 없이 설계될 수 있게, 및/또는 복수의 궤도 위치 또는 서비스 커버리지 지역에서의 동작을 지원하도록 설계될 수 있게 한다. 따라서, 특정 궤도 위치에서 전개되면, 전개된 궤도 위치에 따른 원하는 서비스 커버리지 지역에 걸친 통신 서비스를 지원하는 고유 안테나 패턴을 제공하도록 그러한 안테나 조립체에 명령할 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 고유 안테나 패턴을 조정하기 위한 명령과 함께 상이한 궤도 위치(예를 들어, 상이한 궤도 슬롯)로 이동되도록 그리고 새로운 궤도 위치로부터 통신 서비스를 제공하도록 통신 위성이 명령을 받을 수 있다. 일부 예에서, 고유 안테나 패턴에 대한 조정을 명령하는 것은 적어도 부분적으로 여러 가지 다른 조건, 예를 들어 통신 서비스와 연관된 통신 트래픽의 레벨, 복수의 빔형성된 스폿 빔 사이의 트래픽의 상대적인 레벨, 신호 품질 특성(예를 들어, 신호 강도, 신호 대 노이즈 비(SNR), 신호 대 간섭 더하기 노이즈 비(SINR), 고유 피드 요소 패턴의 신호 품질 특성, 스폿 빔의 신호 품질 특성 등), 하나 이상의 안테나 피드 요소의 정전 또는 다른 고장, 정전(예를 들어, 그와 함께 통신의 상실), 부가(예를 들어, 그와 함께 통신의 개시), 또는 하나 이상의 액세스 노드 단말기의 서비스의 다른 변화, 피드 어레이 조립체와 반사기 사이의 상대적인 위치를 변경하는 열 팽창 및/또는 다른 왜곡 등을 기초로 트리거링될 수 있다.
이하의 설명은 예를 제공하고, 본원에서 설명된 원리의 구현예의 범위, 적용 가능성 또는 구성을 제한하기 위한 것이 아니다. 오히려, 이하의 설명은 본원에서 설명된 원리의 구현예를 구현할 수 있게 하는 설명을 당업자에게 제공할 것이다. 요소의 기능 및 배열에서 다양한 변화가 이루어질 수 있다.
따라서, 다양한 구현예가 적절한 경우에, 다양한 과정 또는 구성요소를 생략, 치환, 또는 부가할 수 있다. 예를 들어, 방법이 설명된 것과 다른 순서로 실시될 수 있다는 것, 그리고 다양한 단계가 부가, 생략 또는 조합될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 또한, 특정 구현예와 관련하여 설명된 양태 및 요소가 다양한 다른 구현예에서 조합될 수 있다. 이하의 시스템, 방법, 장치 및 소프트웨어가 개별적으로 또는 집합적으로 더 큰 시스템의 구성요소가 될 수 있다는 것, 그리고 다른 과정이 그 적용예보다 우선할 수 있거나 달리 수정할 수 있다는 것을 또한 이해하여야 한다.
도 1a는 본 개시 내용의 양태에 따른, 위성 통신의 유연한 빔형성을 지원하는 위성 통신 시스템(100)의 도면을 도시한다. 위성 통신 시스템(100)은 공간 세그먼트(101) 및 지상 세그먼트(102)로 구성되는 많은 수의 네트워크 아키텍처를 이용할 수 있다. 공간 세그먼트는 하나 이상의 통신 위성(120)을 포함할 수 있다. 지상 세그먼트는 하나 이상의 사용자 단말기(150), 하나 이상의 액세스 노드 단말기(130)(예를 들어, 게이트 단말기)뿐만 아니라, 네트워크 동작 센터(NOC), 그리고 위성 및 게이트 단말기 명령 센터와 같은 네트워크 장치(141)를 포함할 수 있다. 위성 통신 시스템(100)의 단말기(예를 들어, 액세스 노드 단말기들(130))이 메시 네트워크, 스타 네트워크 등을 통해서, 서로, 및/또는 하나 이상의 네트워크(140)에 연결될 수 있다.
통신 위성(120)은 하나 이상의 액세스 노드 단말기(130) 및 하나 이상의 사용자 단말기(150)와 무선 통신하도록 구성된 임의의 적합한 유형의 통신 위성일 수 있다. 일부 예에서, 통신 위성(120)은 지구 정지 궤도에서 전개될 수 있고, 그에 따라 지구상의 장치에 대한 그 궤도 위치는 상대적으로 고정되거나 동작 공차 또는 다른 궤도 창 내에서(예를 들어, 궤도 슬롯 내에서) 고정된다. 다른 예에서, 통신 위성(120)은 임의의 적절한 궤도(예를 들어, 저 지구 궤도(LEO), 중간 지구 궤도(MEO) 등)에서 동작될 수 있다. 일부 예에서, 통신 위성(120)은 불특정 궤도 위치를 가질 수 있고, 그러한 불특정 궤도 위치는 궤도 슬롯 전개를 결정하기 전에 설계되고, 가능한 궤도 위치의 범위(예를 들어, 궤도 위치의 범위를 갖는 또는 궤도 슬롯의 세트 중 하나에 대해서 전개되는 궤도 슬롯), 궤도 경로의 범위 중 하나로 전개되고/전개되거나 의도되지 않은 궤도 위치 및/또는 궤도 경로로의 전개 후에 시간에 걸쳐 이동되는 통신 위성(120)과 연관될 수 있다. 여러 예에서, 통신 위성(120)은 리테스크될 수 있고(예를 들어, 상이한 지구 정지 궤도 슬롯으로 이동될 수 있고, 상이한 LEO 또는 MEO 궤도 경로로 조정될 수 있고 등), 그러한 리테스킹은 통신 위성(120) 자체에 의해서 명령될 수 있고/있거나 (예를 들어, 액세스 노드 단말기(130)로부터, 네트워크 장치(141)로부터 등) 통신 위성(120)에서 수신되는 신호에 의해서 명령될 수 있다.
통신 위성(120)은 위상차 어레이 안테나 조립체, 위상차 어레이 피드 반사기(PAFR) 안테나, 또는 통신 서비스의 신호를 송신하고/송신하거나 수신하기 위한 종래 기술에서 알려진 임의의 다른 메커니즘과 같은 안테나 조립체(121)를 이용할 수 있다. 통신 위성(120)은 하나 이상의 액세스 노드 단말기(130)로부터 순방향 업링크 신호(132)를 수신할 수 있고 대응하는 순방향 다운링크 신호(172)를 하나 이상의 사용자 단말기(150)에 제공할 수 있다. 통신 위성(120)은 또한 하나 이상의 사용자 단말기(150)로부터 복귀 업링크 신호(173)를 수신할 수 있고 대응하는 복귀 다운링크 신호(133)를 하나 이상의 액세스 노드 단말기(130)에 전달할 수 있다. 액세스 노드 단말기(130)과 사용자 단말기(150) 사이의 신호의 통신을 위해서, 다양한 물리적 층 송신 변조 및 코딩 기술이 통신 위성(120)에 의해서 이용될 수 있다(예를 들어, 적응형 코딩 및 변조(ACM) 등).
일부 구현예에서, 다중-주파수 시분할 다중 액세스(MF-TDMA) 체계가 순방향 업링크 신호(132) 및 복귀 업링크 신호(173)를 위해서 사용될 수 있고, 그에 따라 사용자 단말기들(150) 사이에서 용량을 할당하는 데 있어서의 유연성을 유지하면서 트래픽의 효과적인 스트리밍을 허용한다. 이러한 구현예에서, 고정될 수 있거나 더 동적인 방식으로 할당될 수 있는 많은 수의 주파수 채널이 할당된다. 시분할 다중 액세스(TDMA) 체계가 또한 각각의 주파수 채널 내에서 이용될 수 있다. 이러한 체계에서, 각각의 주파수 채널은 연결(예를 들어, 특정 사용자 단말기(150))에 할당될 수 있는 몇 개의 타임슬롯으로 분할될 수 있다. 다른 구현예에서, 순방향 업링크 신호(132) 및 업링크 복귀 신호(173) 중 하나 이상이 다른 체계, 예를 들어 주파수 분할 다중 액세스(FDMA), 직교 주파수 분할 다중 액세스(OFDMA), 코드 분할 다중 액세스(CDMA), 또는 당업계에서 알려진 임의의 수의 하이브리드 체계 또는 다른 체계를 이용하여 구성될 수 있다. 여러 구현예에서, 물리적 층 기술은 신호(132, 133, 172, 및 173)의 각각에서 동일할 수 있거나 신호의 일부가 다른 신호와 상이한 물리적 층 기술을 이용할 수 있다.
안테나 조립체(121)는 서비스 빔, 위성 빔, 또는 임의의 다른 적합한 용어로 달리 지칭될 수 있는 하나 이상의 빔형성된 스폿 빔(125)을 통해서 통신을 지원할 수 있다. 신호가 안테나 조립체(121)를 통해서 전달되어, 스폿 빔(125)의 공간적 전자기 복사 패턴을 형성할 수 있다. 스폿 빔(125)은 스폿 빔마다 단일 캐리어, 즉 하나의 주파수 또는 연속적인 주파수 범위를 이용할 수 있다. 일부 예에서, 스폿 빔(125)은 사용자 단말기(150)만을 지원하도록 구성될 수 있고, 그러한 경우에 스폿 빔(125)은 사용자 스폿 빔 또는 사용자 빔(예를 들어, 사용자 스폿 빔(125-a)으로 지칭될 수 있다. 예를 들어, 사용자 스폿 빔(125-a)은 통신 위성(120)과 사용자 단말기(150) 사이에서 하나 이상의 순방향 다운링크 신호(172) 및/또는 하나 이상의 복귀 업링크 신호(173)를 지원하도록 구성될 수 있다. 일부 예에서, 스폿 빔(125)은 액세스 노드 단말기(130)만을 지원하도록 구성될 수 있고, 그러한 경우에 스폿 빔(125)은 액세스 노드 스폿 빔 또는 게이트웨이 빔(예를 들어, 액세스 노드 스폿 빔(125-b)으로 지칭될 수 있다. 예를 들어, 액세스 노드 스폿 빔(125-b)은 통신 위성(120)과 액세스 노드 단말기(130) 사이에서 하나 이상의 순방향 업링크 신호(132) 및/또는 하나 이상의 복귀 다운링크 신호(133)를 지원하도록 구성될 수 있다. 다른 예에서, 스폿 빔(125)은 사용자 단말기(150) 및 액세스 노드 단말기(130) 둘 모두를 서비스하도록 구성될 수 있고, 그에 따라 스폿 빔(125)은 통신 위성(120) 및 사용자 단말기(150) 및 액세스 노드 단말기(130) 사이에서, 순방향 다운링크 신호(172), 복귀 업링크 신호(173), 순방향 업링크 신호(132), 및/또는 복귀 다운링크 신호(133)의 임의 조합을 지원할 수 있다.
스폿 빔(125)은 스폿 빔 커버리지 지역(126) 내의 타겟 장치들(예를 들어, 사용자 단말기(150) 및/또는 액세스 노드 단말기(130)) 사이의 통신 서비스를 지원할 수 있다. 스폿 빔 커버리지 지역(126)은 임계값 초과의 스폿 빔(125)의 신호 파워(예를 들어, SNR, SINR 등)를 갖는 지상 또는 일부 다른 기준 표면 상에 투사된 바와 같은, 연관된 스폿 빔(125)의 전자기 복사 패턴의 지역에 의해서 규정될 수 있다. 스폿 빔 커버리지 지역(126)은 임의의 적합한 서비스 지역(예를 들어, 원형, 타원형, 육각형, 국소적, 지역적, 국가적 등)을 커버할 수 있고, (연관된 스폿 빔(125) 내에 위치되는, 그러나 공중 또는 수중 단말기와 같이 스폿 빔 커버리지 지역(126)의 기준 표면에 반드시 위치될 필요는 없는 타겟 장치를 포함할 수 있는) 스폿 빔 커버리지 지역(126) 내에 위치된 임의의 수의 타겟 장치와의 통신 서비스를 지원할 수 있다.
일부 예에서, 통신 위성(120)은 인접한 스폿 빔 커버리지 지역들(126)과 각각 중첩되거나 중첩되지 않을 수 있는 각각의 스폿 빔 커버리지 지역(126)을 커버하는 다수의 빔형성된 스폿 빔(125)을 지원할 수 있다. 예를 들어, 통신 위성(120)은 임의의 수의(예를 들어, 수십개, 수백개, 수천개 등의) 스폿 빔 커버리지 지역(126)의 조합에 의해서 형성된 서비스 커버리지 지역(예를 들어, 지역적 커버리지 지역, 국가적 커버리지 지역 등)을 지원할 수 있다. 통신 위성(120)은 하나 이상의 주파수 대역 및 그 임의의 수의 하위대역을 통해서 통신 서비스를 지원할 수 있다. 예를 들어, 통신 위성(120)은 국제 전기통신 연합(ITU) Ku, K, 또는 Ka-대역, C-대역, X-대역, S-대역, L-대역, V-대역 등에서의 동작을 지원할 수 있다.
서비스 커버리지 지역은 커버리지 지역으로서 널리 규정될 수 있고 복수의 스폿 빔 커버리지 지역(126)에 의해서 규정될 수 있고, 그러한 커버리지 지역으로부터, 및/또는 커버리지 지역으로, 지구상의 송신 공급원 또는 지구상의 수신기가 통신 위성(120)을 통한 통신 서비스에 참여할 수 있다(예를 들어, 연관된 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있다). 일부 시스템에서, 각각의 통신 링크를 위한 서비스 커버리지 지역(예를 들어, 순방향 업링크 커버리지 지역, 순방향 다운링크 커버리지 지역, 복귀 업링크 커버리지 지역, 및/또는 복귀 다운링크 커버리지 지역)이 상이할 수 있다. 서비스 커버리지 지역은 통신 위성(120)이 서비스 중인(예를 들어, 서비스 궤도에 있는) 경우에만 활성화될 수 있으나 통신 위성(120)은, 예를 들어 안테나 조립체(121)의 물리적 성분들 및 그 상대적인 위치들을 기초로 하는 고유 안테나 패턴을 가질 수 있다(예를 들어, 가지도록 설계될 수 있다). 통신 위성(120)의 고유 안테나 패턴은 위성의 안테나 조립체(121)에 대한 에너지(예를 들어, 안테나 조립체(121)로부터 송신되는/송신되거나 그에 의해서 수신되는 에너지)의 분포를 지칭할 수 있다.
일부 서비스 커버리지 지역에서, 인접한 스폿 빔 커버리지 지역들(126)이 어느 정도 중첩될 수 있다. 일부 예에서, 다수-컬러(예를 들어, 2개, 3개, 또는 4개-컬러 재-사용 패턴)가 이용될 수 있고, "컬러"는 직교 통신 자원들(예를 들어, 주파수 자원, 편광 등)의 조합을 지칭한다. 4개-컬러 패턴의 예에서, 많은 수의 중첩 스폿 빔 커버리지 지역(126)에 4개의 컬러 중 하나가 각각 할당될 수 있고, 각각의 컬러에는 특이적 주파수(예를 들어, 주파수 범위 또는 범위들, 하나 이상의 채널 등) 및/또는 신호 편광(예를 들어, 우측 원형 편광(RHCP), 좌측 원형 편광(LHCP) 등)의 조합이 할당될 수 있다. 중첩 영역을 가지는 각각의 스폿 빔 커버리지 지역(126)에 상이한 컬러들을 할당함으로써, 중첩되는 스폿 빔 커버리지 지역(126)과 연관된 스폿 빔들(125) 사이의 상호 간섭이 거의 없을 수 있다. 그에 따라, 이들 주파수 및 안테나 편광의 조합은 반복되는 비-중첩 "4개-컬러" 재-사용 패턴에서 재-사용될 수 있다. 일부 예에서, 원하는 통신 서비스가 그보다 많거나 적은 컬러의 이용에 의해서 제공될 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 스폿 빔(125) 사이의 시간 공유 및/또는 다른 간섭 완화 기술이 이용될 수 있다. 예를 들어, 스폿 빔(125)은 ACM, 간섭 제거, 공간-시간 코딩 등과 같은 간섭 완화 기술을 이용하여 완화된 간섭과 함께 동일 자원(동일 편광 및 주파수 범위)을 동시에 이용할 수 있다.
일부 예에서, 통신 위성(120)은 "벤트 파이프" 위성으로 구성될 수 있다. 벤트 파이프 구성에서, 통신 위성(120)은 해당 목적지로의 신호의 재-송신 전에 수신된 캐리어 신호의 주파수 및 편광 변환을 실시할 수 있다. 일부 예에서, 통신 위성(120)은 (예를 들어, 지상-기반 빔형성(GBBF)을 통해서) 작은 스폿 빔(125)을 생성하기 위해서 이용된 위상차 어레이 안테나로 비-프로세스 벤트 파이프 아키텍처를 지원할 수 있다. 통신 위성(120)은 K개의 포괄 경로를 포함할 수 있고, 그 각각은 임의의 순간에 순방향 경로 또는 복귀 경로로서 할당될 수 있다. 큰 반사기가 안테나 피드 요소의 위상차 어레이에 의해서 조사될 수 있고, 그에 따라 반사기의 크기 그리고 안테나 피드 요소의 수 및 배치에 의해서 설정되는 제약 내에서 스폿 빔(125)의 여러 패턴을 만들 수 있는 능력을 제공한다. 수신 업링크 신호(132, 173) 또는 그 둘 모두, 그리고 송신 다운링크 신호(133, 172) 또는 그 둘 모두를 위해서, 위상차 어레이 피드 반사기가 이용될 수 있다.
통신 위성(120)이 다수 스폿 빔 모드에서 동작되어, 지구의 상이한 영역들로 제향된 많은 수의 좁은 스폿 빔(125)을 송신할 수 있다. 이는 사용자 단말기(150)가 다양한 좁은 스폿 빔(125)으로 분리되게 할 수 있다. 수신 위상차 어레이(Rx) 및 송신 위상차 어레이(Tx)와 연관된 빔형성 네트워크(BFN)가 동적일 수 있고, 그에 따라 Tx 스폿 빔(125)(예를 들어, 다운링크 스폿 빔(125)) 및 Rx 스폿 빔(125)(예를 들어, 업링크 스폿 빔(125)) 둘 모두의 위치의 빈번한 이동을 허용할 수 있다. Tx 및 Rx 스폿 빔(125) 둘 모두의 위치를 신속하게 호핑하기 위해서 동적 BFN가 이용될 수 있다. BFN는 타임슬롯 체류 시간으로 지칭되는 주기 동안 하나의 빔 호핑 패턴(예를 들어, Tx 및 Rx 스폿 빔(125)) 내에 체류할 수 있다. 개별적인 타임슬롯 모두가 동일한 체류 시간 또는 상이한 체류 시간과 연관될 수 있다. 각각의 타임슬롯이 Rx 및 Tx 스폿 빔의 잠재적으로 상이한 위치 패턴과 연관되는, 이들 타임슬롯의 많은 Q는 빔 호핑 프레임으로 지칭되는 시퀀스로 배열된다. 이들 프레임은 반복될 수 있으나, 또한 동적 및 시간-변동적일 수 있다. 빔 호프 타임슬롯과 연관된 Rx 및 Tx 스폿 빔의 지속시간 및 위치가 둘 모두의 프레임 사이에서 그리고 프레임 내에서, 또한 변경될 수 있다.
사용자 단말기(150)는 고정형 단말기(예를 들어, 지상-기반 정지 단말기) 또는 보트, 항공기, 지상-기반 차량 등과 같은 이동 가능 단말기를 포함할 수 있는 통신 위성(120)과 통신하도록 구성된 임의의 수의 장치를 포함할 수 있다. 사용자 단말기(150)는 통신 위성(120)을 통해서 데이터 및 정보를 통신할 수 있고, 이는 액세스 노드 단말기(130)를 통한 네트워크 장치(141)와 같은 목적지 장치, 또는 네트워크(140)와 연관된 다른 장치 또는 분산형 서버에 대한 통신을 포함할 수 있다. 사용자 단말기(150)는, 예를 들어 DVB-S2, WiMAX, LTE, 및 DOCSIS 표준으로 규정된 것과 같은 것을 포함하는 다양한 물리적 층 송신 변조 및 코딩 기술에 따라 신호를 통신할 수 있다.
사용자 단말기(150)는 통신 위성(120)으로부터 순방향 다운링크 신호(172)를 수신하도록 구성된 사용자 단말기 안테나(152)를 포함할 수 있다. 사용자 단말기 안테나(152)는 또한 복귀 업링크 신호(173)를 통신 위성(120)에 송신하도록 구성될 수 있다. 따라서, 사용자 단말기(150)는 스폿 빔(125)(예를 들어, 사용자 스폿 빔(125-a))을 통해서 통신 위성(120)과 일-방향 또는 양-방향으로 통신하도록 구성될 수 있다. 일부 예에서, 사용자 단말기 안테나(152)가 지향적일 수 있다. 예를 들어, 사용자 단말기 안테나(152)는 일차 축(예를 들어, 안테나 조준 방향)을 따라 피크 이득을 가질 수 있고, 이는 포커싱 및/또는 반사 요소의 고정된 구성에 의해서, 및/또는 전자적으로 구성 가능한 빔형성에 의해서 제공될 수 있다.
사용자 단말기 안테나(152)는 위성 단말기 안테나를 장착하기 위한 다양한 하드웨어를 또한 포함할 수 있는 사용자 단말기 안테나 조립체(153)의 일부일 수 있다. 사용자 단말기 안테나 조립체(153)는 또한, 무선 주파수(RF) 위성 통신 신호(예를 들어, 순방향 다운링크 신호(172) 및/또는 복귀 업링크 신호(173))와 사용자 단말기 안테나(152)와 사용자 단말기 수신기(158) 사이에서 송신된 사용자 단말기 통신 신호(157) 사이에서 변환하기 위한(예를 들어, 주파수 변환, 변조/복조, 다중화/역다중화, 필터링, 전달 등) 회로 및/또는 프로세서를 포함할 수 있다. 그러한 회로 및/또는 프로세서는 송신 및 수신 통합형 조립체(TRIA)로도 지칭될 수 있는 안테나 통신 조립체 내에 포함할 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 사용자 단말기 수신기(158)는, 다양한 RF 신호 동작(예를 들어, 수신, 주파수 변환 실시, 변조/복조, 다중화/역다중화 등)을 실시하기 위한 회로 및/또는 프로세서를 포함할 수 있다. 사용자 단말기 안테나 조립체(153)는 또한 위성 아웃도어 유닛(ODU)으로 알려져 있을 수 있고, 사용자 단말기 수신기(158)는 위성 인도어 유닛(IDU)으로서 알려져 있을 수 있다. 일부 예에서, 사용자 단말기 안테나(152) 및 사용자 단말기 수신기(158)는 매우 작은 조리개 단말기(VSAT)를 함께 포함하고, 사용자 단말기 안테나(152)의 직경은 약 0.6 미터로 측정되고 약 2 watt의 파워를 갖는다. 다른 구현예에서, 다양한 다른 유형의 사용자 단말기 안테나(152)가 사용자 단말기(150)에서 이용되어, 통신 위성(120)으로부터 순방향 다운링크 신호(172)를 수신할 수 있다. 사용자 단말기(150)의 각각이 단일 사용자 단말기를 포함할 수 있거나, 대안적으로, 다수의 사용자 단말기(150)에 커플링된 허브 또는 라우터(도시되지 않음)를 포함할 수 있다.
사용자 단말기(150)는 유선 또는 무선 연결부(161)를 통해서 하나 이상의 소비자 구역 내 장비(consumer premises equipment; CPE)(160)에 연결될 수 있고, 위성 통신 시스템을 통해서 네트워크 액세스 서비스(예를 들어, 인터넷 액세스 등) 또는 다른 통신 서비스(예를 들어, 방송 매체 등)를 CPE(160)에 제공할 수 있다. CPE(들)(160)는, 비제한적으로 컴퓨터, 근거리 네트워크, 인터넷 기기, 무선 네트워크, 모바일 폰, 개인 휴대 정보 단말기(PDA), 다른 핸드헬드 장치, 넷북, 노트북 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 랩탑, 디스플레이 장치(예를 들어, TV, 컴퓨터 모니터 등), 프린터 등과 같은 사용자 장치를 포함할 수 있다. CPE(들)(160)가 또한, 라우터, 방화벽, 스위치, 구내 교환 설비(PBX), VoIP(Voice over Internet Protocol) 게이트웨이 등을 포함하는 가입자의 구역 내에 위치된 임의의 장비를 포함할 수 있다. 일부 예에서, 사용자 단말기(150)는, 통신 위성(120) 및 액세스 노드 단말기(들)(130)를 통해서 CPE(들)(160)과 네트워크(들)140) 사이에서 2-방향 통신을 제공한다.
액세스 노드 단말기(130)는 통신 위성(120)으로 그리고 그로부터 순방향 업링크 신호(132) 및 복귀 다운링크 신호(133)를 서비스할 수 있다. 액세스 노드 단말기(130)는 또한 지상 중계소, 게이트웨이, 게이트웨이 단말기, 또는 허브로서 알려져 있을 수 있다. 액세스 노드 단말기(130)는 액세스 노드 단말기 안테나 시스템(131) 및 액세스 노드 수신기(135)를 포함할 수 있다. 액세스 노드 단말기 안테나 시스템(131)은 2-방향이 가능할 수 있고, 통신 위성(120)과 신뢰 가능하게 통신할 수 있도록 적절한 송신 파워 및 수신 감도로 설계될 수 있다. 일 구현예에서, 액세스 노드 단말기 안테나 시스템(131)은 통신 위성(120) 방향으로 큰 지향성을 가지고 다른 방향으로 작은 지향성을 가지는 포물선형 반사기를 포함할 수 있다. 액세스 노드 단말기 안테나 시스템(131)이 다양한 대안적인 구성을 포함할 수 있고, 직교 편광 사이의 큰 격리, 동작 주파수 대역에서의 높은 효율, 작은 노이즈 등과 같은 동작 특징을 포함할 수 있다.
액세스 노드 단말기(130)는 사용자 단말기(150)에 대한 트래픽을 스케줄링할 수 있다. 대안적으로, 스케줄링은, (네트워크 동작 센터(NOC) 및/또는 게이트웨이 명령 센터를 포함할 수 있는 하나 이상의 네트워크 장치(141)에서) 위성 통신 시스템(100)의 다른 부분 내에서 실시될 수 있다. 비록 단지 하나의 액세스 노드 단말기(130)가 도 1a에 도시되어 있지만, 본 발명의 구현예는 각각이 서로 및/또는 하나 이상의 네트워크(140)에 커플링될 수 있는 복수의 액세스 노드 단말기(130)를 가지는 위성 통신 시스템으로 구현될 수 있다.
일부 위성 통신 시스템에서, 송신을 위해서 이용 가능한 제한된 양의 주파수 스펙트럼이 있을 수 있다. 액세스 노드 단말기(130)와 통신 위성(120) 사이의 통신 링크는 통신 위성(120)과 사용자 단말기(150) 사이의 통신 링크와 동일한, 중첩되는, 또는 상이한 주파수를 이용할 수 있다. 액세스 노드 단말기(130)는 또한 주파수 재-사용을 돕기 위해서 사용자 단말기(150)로부터 이격되어 위치될 수 있다.
통신 위성(120)은 하나 이상의 스폿 빔(125)(예를 들어, 각각의 액세스 노드 스폿 빔 커버리지 지역(126-b)와 연관될 수 있는 액세스 노드 스폿 빔(125-b))을 통한 복귀 다운링크 신호(133)의 전송 및/또는 순방향 업링크 신호(132)의 수신에 의해서 액세스 노드 단말기(130)와 통신할 수 있다. 액세스 노드 스폿 빔(125-b)은, 예를 들어(예를 들어, 통신 위성(120)을 통해서 중계되는) 하나 이상의 사용자 단말기(150)를 통신 서비스, 또는 통신 위성(120)과 액세스 노드 단말기(130) 사이의 임의의 다른 통신을 지원할 수 있다.
액세스 노드 단말기(130)는 네트워크(140)와 통신 위성(120) 사이에서 인터페이스를 제공할 수 있고, 네트워크(140)와 하나 이상의 사용자 단말기(150) 사이에서 지향된 데이터 및 정보를 수신하도록 구성될 수 있다. 액세스 노드 단말기(130)는 각각의 사용자 단말기(150)로의 전달을 위해서 데이터 및 정보를 포맷할 수 있다. 유사하게, 액세스 노드 단말기(130)는 네트워크(140)를 통해서 액세스할 수 있는 목적지로 지향된 통신 위성(120)으로부터의(예를 들어, 하나 이상의 사용자 단말기(150)로부터의) 신호를 수신하도록 구성될 수 있다. 액세스 노드 단말기(130)는 또한 네트워크(140) 상에서의 송신을 위해서 수신 신호를 포맷할 수 있다.
네트워크(들)(140)는 임의의 유형의 네트워크일 수 있고, 예를 들어 인터넷, IP 네트워크, 인트라넷, 광역 네트워크(WAN), 대도시 지역 네트워크(MAN), 근거리 네트워크(LAN), 가상 사설 네트워크(VPN), 가상 LAN(VLAN), 광섬유 네트워크, 하이브리드 광섬유-동축 네트워크, 케이블 네트워크, 공중 스위칭 전화 네트워크(PSTN), 공중 스위칭 데이터 네트워크(PSDN), 공중 육상 모바일 네트워크, 및/또는 본원에서 설명된 바와 같이 장치 사이의 통신을 지원하는 임의의 다른 유형의 네트워크를 포함할 수 있다. 네트워크(들)(140)는 유선 및 무선 연결 둘 모두뿐만 아니라 광학적 링크를 포함할 수 있다. 네트워크(들)(140)는 액세스 노드 단말기(130)를 통신 위성(120) 또는 다른 위성과 통신할 수 있는 다른 액세스 노드 단말기와 연결할 수 있다.
하나 이상의 네트워크 장치(들)(141)이 액세스 노드 단말기(130)에 커플링될 수 있고, 위성 통신 시스템(100)의 양태를 제어할 수 있다. 여러 예에서, 네트워크 장치(141)가 액세스 노드 단말기(130)와 함께 위치될 수 있거나 달리 부근에 위치될 수 있고, 또는 유선 및/또는 무선 통신 링크(들)를 통해서 액세스 노드 단말기(130) 및/또는 네트워크(들)(140)와 연통되는 원격 설비일 수 있다.
도 1b는 본 개시 내용의 양태에 따른, 위성 통신의 유연한 빔형성을 지원하는 통신 위성(120)의 안테나 조립체(121)를 도시한다. 도 1b에 도시된 바와 같이, 안테나 조립체(121)는 피드 어레이 조립체(127), 및 초점 영역(123)을 갖도록 성형된 반사기(122)를 포함할 수 있고, 초점 영역에서 전자기 신호(예를 들어, 인바운드 전자기 신호(180))가 원거리 공급원으로부터 수신될 때 집중된다. 유사하게, 초점 영역(123)에 위치되는 피드 어레이 조립체(127)에 의해서 방출되는 신호는 반사기(122)에 의해서 진출하는 평면파(예를 들어, 아웃바운드 전자기 신호(180)) 내로 반사될 것이다. 피드 어레이 조립체(127) 및 반사기(122)는 피드 어레이 조립체(127)의 복수의 피드 요소(128)의 각각에 대한 고유 피드 요소 패턴의 복합체에 의해서 형성된 고유 안테나 패턴과 연관될 수 있다.
본원에서 설명되는 바와 같이, 통신 위성(120)이 서비스 궤도에 있을 때, 통신 위성(120)은 안테나 조립체(121)의 고유 안테나 패턴에 따라 동작될 수 있다. 고유 안테나 패턴은, 적어도 부분적으로 피드 어레이 조립체(127)의 피드 요소(128)의 패턴, 반사기(122)에 대한 피드 어레이 조립체(127)의 상대적인 위치(예를 들어, 초점 오프셋 거리(129)) 등을 기초로 할 수 있다. 고유 안테나 패턴(220)은 고유 안테나 패턴 커버리지 지역과 연관될 수 있다. 본원에서 설명된 안테나 조립체(121)는 안테나 조립체(121)의 고유 안테나 패턴 커버리지 지역을 갖는 특정 서비스 커버리지 지역을 지원하도록 설계될 수 있고, 다양한 설계 특성이(예를 들어, 분석이나 시뮬레이션에 의해서) 컴퓨터적으로 결정될 수 있고/있거나 (예를 들어, 안테나 테스트 영역에 또는 실제 사용 시에) 실험적으로 측정될 수 있다.
도 1b에 도시된 바와 같이, 안테나 조립체(121)의 피드 어레이 조립체(127)는 반사기(122)와 반사기(122)의 초점 영역(123) 사이에 위치된다. 구체적으로, 피드 어레이 조립체(127)는 초점 영역(123)으로부터 초점 오프셋 거리(129)에 위치된다. 따라서, 안테나 조립체(121)의 피드 어레이 조립체(127)가 반사기(122)와 관련하여 탈초점 위치에 위치될 수 있다. 안테나 조립체(121)는 또한, 본원에서 설명된 바와 같은 고유 안테나 패턴의 변화를 위해서 제공될 수 있는 액츄에이터(124)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 액츄에이터(124)는 초점 오프셋 거리(129)에 대한 변화를 제공하여 고유 안테나 패턴의 변화를 제공하는 반사기(122)와 피드 어레이 조립체(127) 사이에 커플링된 선형 액츄에이터일 수 있다. 선형 액츄에이터(124)가 일 방향으로 이동되도록 구속될 수 있고, 그러한 방향은, 일부 예에서 주로 성형된 반사기(122)의 중심과 성형된 반사기(122)의 초점 영역(123) 사이의 방향을 따라 정렬될 수 있다. 비록 직접 오프셋된 피드 어레이 조립체(127)로서 도 1b에 도시되어 있지만, 전방 피드 어레이 조립체(127)뿐만 아니라, 이차 반사기(예를 들어, Cassegrain 안테나 등)의 이용을 포함하는 다른 유형의 구성이 이용될 수 있다.
도 1c는 본 개시 내용의 양태에 따른, 위성 통신의 유연한 빔형성을 지원하는 안테나 조립체(121)의 피드 어레이 조립체(127)를 도시한다. 도 1c에 도시된 바와 같이, 피드 어레이 조립체(127)는 신호(예를 들어, 통신 서비스와 연관된 신호, 통신 위성(120)의 구성 또는 제어와 연관된 신호 등)를 통신하기 위한 다수의 안테나 피드 요소(128)를 가질 수 있다.
본원에서 사용된 바와 같이, 피드 요소(128)는 수신 안테나 요소, 송신 안테나 요소, 또는 송신 및 수신 둘 모두를 지원하도록 구성된 안테나 요소(예를 들어, 트랜시버 요소)를 지칭할 수 있다. 수신 안테나 요소는 전자기 신호를 전기 신호로 변환하는 물리적 변환기(또는 RF 변환기)를 포함할 수 있고, 송신 안테나 요소라는 용어는 전기 신호에 의해서 여기될 때 전자기 신호를 방출하는 물리적 변환기를 포함하는 요소를 지칭할 수 있다. 일부 경우에, 동일한 물리적 변환기가 송신 및 수신을 위해서 이용될 수 있다.
피드 요소(128)의 각각은, 예를 들어 피드 혼, 편광 변환기(예를 들어, 상이한 편광을 갖는 2개의 조합된 요소로서 기능할 수 있는 격막 편광 혼), 다중-포트 다중-대역 혼(예를 들어, 이중 편광 LHCP/RHCP를 갖는 이중-대역 20 GHz/30 GHz), 공동-후방 배치형 슬롯, 반전형-F, 슬롯형 도파관, 비발디(Vivaldi), 헬리컬(Helical), 루프, 패치, 또는 안테나 요소의 임의의 다른 구성 또는 상호 연결된 하위-요소의 조합을 포함할 수 있다. 피드 요소(128)의 각각은 또한, RF 신호 변환기, 저 노이즈 증폭기(LNA), 또는 파워 증폭기(PA)를 포함하거나 그와 달리 커플링될 수 있고, 주파수 변환, 빔형성 프로세싱 등과 같은 다른 신호 프로세싱을 실시할 수 있는 통신 위성(120) 내의 트랜스폰더와 커플링될 수 있다.
반사기(122)는 피드 어레이 조립체(127)와 하나 이상의 타겟 장치(예를 들어, 사용자 단말기(150), 액세스 노드 단말기(130) 등) 사이에서 송신되는 신호를 반사하도록 구성될 수 있다. 피드 어레이 조립체(127)의 각각의 피드 요소(128)는(예를 들어, 반사기(122)로부터의 반사 후에 지구 표면, 평면, 및/또는 부피 상에 투사되는 것과 같이) 투사된 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역과 더 연관될 수 있는 각각의 고유 피드 요소 패턴과 연관될 수 있다. 다중-피드 안테나를 위한 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역의 집합체가 고유 안테나 패턴으로 지칭될 수 있다. 피드 어레이 조립체(127)는 임의의 적합한 방식(예를 들어, 선형 어레이, 궁형 어레이, 평면형 어레이, 벌집형 어레이, 다면형 어레이, 구형 어레이, 타원체형 어레이, 또는 그 조합)으로 배열될 수 있는 임의의 수(예를 들어, 수십 개, 수백 개, 수천 개 등)의 피드 요소(128)를 포함할 수 있다. 비록 각각의 피드 요소(128)가 도 1c에서 원형으로 도시되어 있지만, 피드 요소(128)가 정사각형, 직사각형, 육각형, 및 기타와 같은 다른 형상을 가질 수 있다.
도 2a 내지 도 2d는 본 개시 내용의 양태에 따른, 성형된 반사기(122-a)의 초점 영역(123)에 위치된 피드 어레이 조립체(127-a)를 갖는 안테나 조립체(121-a)에 대한 안테나 특성의 예를 도시한다.
도 2a는 피드 어레이 조립체(127-a)의 피드 요소(128-a)와 연관된 고유 피드 요소 패턴(210-a)의 도면(201)을 도시한다. 구체적으로, 도면(201)은 피드 요소(128-a-1, 128-a-2, 및 128-a-3)와 각각 연관된 고유 피드 요소 패턴(210-a-1, 210-a-2, 및 210-a-3)을 도시한다. 고유 피드 요소 패턴(210-a)은 개별적인 피드 요소(128)의 각각과 연관된 공간적 복사 패턴을 나타낸다. 예를 들어, 피드 요소(128-a-2)가 송신할 때, 송신된 전자기 신호가 반사기(122-a)에서 반사될 수 있고, (비록 피드 요소(128) 및/또는 반사기(122)의 특성에 따라 다른 형상도 가능하지만) 일반적으로 원뿔형의 고유 피드 요소 패턴(210-a-2)으로 전파된다. 비록 안테나 조립체(121-a)에 대해서 3개의 고유 피드 요소 패턴(210-a) 만이 도시되었지만, 안테나 조립체(121)의 피드 요소(128)의 각각이 각각의 고유 피드 요소 패턴(210)과 연관된다. 안테나 조립체(121-a)와 연관된 고유 피드 요소 패턴들(210-a)의 복합체(예를 들어, 고유 피드 요소 패턴(210-a-1, 210-a-2, 210-a-3, 및 도시되지 않은 다른 고유 피드 요소 패턴(210-a))가 고유 안테나 패턴(220-a)으로 지칭될 수 있다.
피드 요소(128-a)의 각각이 또한 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역(211-a)(예를 들어, 각각, 피드 요소(128-a-1, 128-a-2, 및 128-a-3)와 연관된 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역(211-a-1, 211-a-2, 및 211-a-3))과 연관되어, 기준 표면(예를 들어, 지상, 또는 일부 다른 기준 평면 또는 표면) 상의 고유 피드 요소 패턴(210-a)의 투사를 나타낼 수 있다. 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역(211)은 각각의 피드 요소(128)에 의해서 송신되는 신호를 다양한 장치(예를 들어, 액세스 노드 단말기(130) 및/또는 사용자 단말기(150))가 수신할 수 있는 지역을 나타낼 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역(211)은 다양한 장치로부터의 송신이 각각의 피드 요소(128)에 의해서 수신되는 지역을 나타낼 수 있다. 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역(211-a-2) 내에 위치된 관심 지역(230-a)에 위치된 장치가 피드 요소(128-a-2)에 의해서 송신된 신호를 수신할 수 있고, 피드 요소(128-a-2)에 의해서 수신된 송신을 가질 수 있다. 안테나 조립체(121-a)와 연관된 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역들(211-a)의 복합체(예를 들어, 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역(211-a-1, 211-a-2, 211-a-3, 및 도시되지 않은 다른 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역(211-a))가 고유 안테나 패턴 커버리지 지역(221-a)으로 지칭될 수 있다. 도면(201)이 실제 축척으로 도시되지 않았고 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역(211)의 각각이 일반적으로 반사기(122-a)보다 훨씬 더 크다는 것을 이해하여야 한다. 피드 어레이 조립체(127-a)가 반사기(122-a)의 초점 영역(123)에 위치되기 때문에, 고유 피드 요소 패턴(210-a)은 고유 안테나 패턴 커버리지 지역(221-a)의 영역 내에서 실질적으로 중첩되지 않고, 그에 따라 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역(211-a)이 실질적으로 중첩되지 않는다. 그에 따라, 고유 안테나 패턴 커버리지 지역(221-a) 내의 각각의 위치가 하나의 또는 적은 수(예를 들어, 3 이하)의 피드 요소(128)와 연관된다.
도 2b는 관심 지점(230-a)으로부터의 송신(240-a)을 위한 안테나 조립체(121-a)의 신호 수신을 나타내는 도면(202)을 도시한다. 관심 지점(230-a)으로부터의 송신(240-a)은 전체 반사기(122-a), 또는 반사기(122-a)의 일부를 조사할 수 있고, 이어서 반사기(122-a)의 형상 및 반사기(122-a) 상의 송신(240)의 입사각에 따라 피드 어레이 조립체(127-a)를 향해서 초점이 맞춰지고 지향될 수 있다. 피드 어레이 조립체(127-a)가 반사기(122-a)의 초점 영역(123)에 위치되기 때문에, 송신(240-a)은 단일 피드 요소(예를 들어, 관심 지점(230-a)이 위치되는 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역(211-a-2)과 연관된 피드 요소(128-a-2))에, 또는 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역들(211-a)의 중첩 지역 내에 위치되는 경우에, 적은 수(예를 들어, 3 이하)의 피드 요소(128-a)에 초점이 맞춰질 수 있다.
도 2c는, 0의 오프셋 각도(235-a)로부터 측정된 각도를 참조한, 피드 어레이 조립체(127-a)의 3개의 안테나 피드 요소(128-a)와 연관된 고유 피드 요소 패턴 이득 프로파일(250-a)의 도면(203)을 도시한다. 예를 들어, 고유 피드 요소 패턴 이득 프로파일(250-a-1, 250-a-2, 및 250-a-3)은 안테나 피드 요소(128-a-1, 128-a-2, 및 128-a-3)와 각각 연관될 수 있고, 그에 따라 고유 피드 요소 패턴(210-a-1, 210-a-2, 및 210-a-3)의 이득 프로파일을 나타낼 수 있다. 도면(203)에 도시된 바와 같이, 각각의 고유 피드 요소 패턴 이득 프로파일(250)의 이득은 피크 이득으로부터 양 방향으로 오프셋된 각도에서 감쇠될 수 있다. 도면(203)에서, 빔 윤곽 레벨(255-a)은 안테나 조립체(121-a)를 통한 통신 서비스를 지원하기 위한 (예를 들어, 원하는 정보 레이트를 제공하기 위한 등) 원하는 이득 레벨을 나타낼 수 있고, 그에 따라 이는 각각의 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역(211-a)(예를 들어, 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역(211-a-1, 211-a-2, 및 211-a-3))의 경계를 규정하기 위해서 이용될 수 있다. 빔 윤곽 레벨(255-a)은, 예를 들어 피크 이득으로부터 a -1 dB, -2 dB, 또는 -3 dB 감쇠를 나타낼 수 있거나 절대 신호 강도, SNR, 또는 SINR 레벨에 의해서 규정될 수 있다. 비록 3개의 고유 피드 요소 패턴 이득 프로파일(250-a)만이 도시되어 있지만, 다른 고유 피드 요소 패턴 이득 프로파일(250-a)이 다른 안테나 피드 요소(128-a)와 연관될 수 있다.
도 2d는 (예를 들어, 피드 요소(128-a-1, 128-a-2, 및 128-a-3)를 포함하는) 피드 어레이 조립체(127-a)의 몇개의 피드 요소(128)의 이상적인 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역(211)의 2-차원적인 어레이를 나타내는 도면(204)을 도시한다. 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역(211)은 기준 표면(예를 들어, 통신 위성으로부터 거리를 둔 평면, 지상으로부터 소정 거리에 있는 평면, 소정 고도에서의 구형 표면, 지상 표면 등)에 대해서 묘사될 수 있고, 부가적으로 기준 표면에 인접한 부피(예를 들어, 기준 표면과 통신 위성 사이의 실질적으로 원통형인 부피, 기준 표면 아래의 부피 등)를 포함할 수 있다. 다수의 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역들(211-a)이 집합적으로 고유 안테나 패턴 커버리지 지역(221-a)을 형성할 수 있다. 비록 8개의 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역(211-a)만이 도시되어 있지만, 피드 어레이 조립체(127)는 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역(211)과 각각 연관된 임의의 수(예를 들어, 8개 미만 또는 8개 초과)의 피드 요소(128)를 가질 수 있다.
각각의 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역(211)의 경계가 빔 윤곽 레벨(255-a)에서 각각의 고유 피드 요소 패턴(210)에 대응할 수 있고, 각각의 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역(211)의 피크 이득은 'x'로 표시된 위치를 가질 수 있다. 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역(211-a-1, 211-a-2, 및 211-a-3)은 고유 피드 요소 패턴 이득 프로파일(250-a-1, 250-a-2, 및 250-a-3)과 각각 연관된 고유 피드 요소 패턴의 투사에 대응할 수 있고, 도면(203)은 도면(204)의 단면 평면(260-a)을 따른 고유 피드 요소 패턴 이득 프로파일(250)을 도시한다. 도면(204)에서, 피드 어레이 조립체(127-a)가 반사기(122-a)의 초점 영역에 위치되기 때문에, 각각의 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역(211)의 비교적 작은 부분만이 인접 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역(211)과 중첩된다. 또한, 일반적으로 서비스 커버리지 지역(예를 들어, 통신 위성의 복수의 스폿 빔의 전체 커버리지 지역) 내의 위치는 2개 이하의 안테나 피드 요소(128)의 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역(211) 내에 포함된다. 예를 들어, 2개 초과의 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역(211)이 중첩되는 지역이 최소화되도록, 안테나 조립체(121-a)가 구성될 수 있다(예를 들어, 3개의 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역(211)이 도 2d에 도시된 바와 같이 하나의 지점에서 교차되도록 또는 그에 근접하도록 구성될 수 있 등이 이루어질 수 있다). 일부 예에서, 이러한 조건은 타일링된(tiled) 피드 어레이 조립체(127)의 피드 요소(128) 또는 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역(211)을 가지는 것으로 또한 언급될 수 있다. 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역(211)은 본원에서 이상적인 것으로 언급되는데, 이는 커버리지 지역이 단순함을 위해서 원으로서 도시되어 있기 때문이다. 그러나, 여러 예에서, 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역(211)은 원 이외의 일부 형상(예를 들어, 타원형, 육각형, 직사각형 등)을 가질 수 있다. 따라서, 타일링된 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역(211)은 도면(204)에 도시된 것보다 더 많이 서로 중첩될 수 있다(예를 들어, 일부 경우에, 3개 초과의 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역(211)이 중첩될 수 있다).
도 3a 내지 도 3d는 본 개시 내용의 양태에 따른, 탈초점 위치에서 동작되는 피드 어레이 조립체(127-b)를 갖는 안테나 조립체(121-b)에 대한 안테나 특성의 예를 도시한다. 피드 어레이 조립체(127-b)가 안테나 조립체(121)의 초점 영역(123)에 위치되지 않을 때, 안테나 조립체(121)는 탈초점 조건에서 동작되는 것으로 이해될 수 있다. 탈초점 조건에서, 안테나 조립체(121)는 수신된 송신을 주어진 위치로부터 더 많은 안테나 피드 요소(128)로 확산시키고, 송신된 파워를 피드 요소(128)로부터 더 큰 지역에 걸쳐 확산시킨다. 따라서, 각각의 고유 피드 요소 패턴(210)이 더 큰 빔폭을 가지고, 고유 피드 요소 패턴들(210) 사이에 더 큰 양의 중첩이 존재한다. 도 3a 내지 도 3d의 예에 따라, 도 1b에 도시된 바와 같이 피드 어레이 조립체(127-b)를 반사기(122-b)와 반사기(122-b)의 초점 영역(123) 사이에 위치시킴으로써, 탈초점 조건이 제공될 수 있다.
도 3a는 피드 어레이 조립체(127-b)의 피드 요소(128-b)와 연관된 고유 피드 요소 패턴(210-b)의 도면(301)을 도시한다. 구체적으로, 도면(301)은 피드 요소(128-b-1, 128-b-2, 및 128-b-3)와 각각 연관된 고유 피드 요소 패턴(210-b-1, 210-b-2, 및 210-b-3)을 도시한다. 비록 안테나 조립체(121-b)에 대해서 3개의 고유 피드 요소 패턴(210-b) 만이 도시되었지만, 안테나 조립체(121)의 피드 요소(128)의 각각이 각각의 고유 피드 요소 패턴(210)과 연관된다. 안테나 조립체(121-b)와 연관된 고유 피드 요소 패턴들(210-b)의 복합체(예를 들어, 고유 피드 요소 패턴(210-b-1, 210-b-2, 210-b-2, 및 도시되지 않은 다른 고유 피드 요소 패턴(210-b))가 고유 안테나 패턴(220-b)으로 지칭될 수 있다.
피드 요소(128-b)의 각각이 또한 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역(211-b)(예를 들어, 각각, 피드 요소(128-b-1, 128-b-2, 및 128-b-3)와 연관된 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역(211-b-1, 211-b-2, 및 211-b-3)과 연관되어, 기준 표면(예를 들어, 지상, 또는 일부 다른 기준 평면 또는 표면) 상의 고유 피드 요소 패턴(210-b)의 투사를 나타낼 수 있다. 안테나 조립체(121-b)와 연관된 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역들(211-b)의 복합체(예를 들어, 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역(211-b-1, 211-b-2, 211-b-2, 및 도시되지 않은 다른 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역(211-b))가 고유 안테나 패턴 커버리지 지역(221-b)으로 지칭될 수 있다. 피드 어레이 조립체(127-b)가 반사기(122-b)와 관련하여 탈초점 위치에서 동작되기 때문에, 고유 피드 요소 패턴(210-b) 그리고 그에 따라 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역(211-b)이 실질적으로 중첩된다. 그에 따라, 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역(221-b) 내의 각각의 위치가 복수의 피드 요소(128)와 연관될 수 있다.
도 3b는 관심 지점(230-b)으로부터의 송신(240-b)을 위한 안테나 조립체(121-b)의 신호 수신을 나타내는 도면(302)을 도시한다. 관심 지점(230-b)으로부터의 송신(240-b)은 전체 반사기(122-b), 또는 반사기(122-b)의 일부를 조사할 수 있고, 이어서 반사기(122-b)의 형상 및 반사기(122-b) 상의 송신(240)의 입사각에 따라 피드 어레이 조립체(127-b)를 향해서 초점이 맞춰지고 지향될 수 있다. 피드 어레이 조립체(127-b)가 반사기(122-b)와 관련하여 탈초점 위치에서 동작되기 때문에, 송신(240-b)은 복수의 피드 요소(128)(예를 들어, 각각이 관심 지점(230-b)을 포함하는 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역(211-b-1, 211-b-2, 및 211-b-3)과 연관된 피드 요소(128-b-1, 128-b-2, 및 128-b-3)) 상에 초점이 맞춰질 수 있다.
도 3c는, 0의 오프셋 각도(235-b)로부터 측정된 각도를 참조한 피드 어레이 조립체(127-b)의 3개의 안테나 피드 요소(128-b)와 연관된 고유 피드 요소 패턴 이득 프로파일(250-b)의 도면(303)을 도시한다. 예를 들어, 고유 피드 요소 패턴 이득 프로파일(250-b-1, 250-b-2, 및 250-b-3)은 안테나 피드 요소(128-b-1, 128-b-2, 및 128-b-3)와 각각 연관될 수 있고, 그에 따라 고유 피드 요소 패턴(210-b-1, 210-b-2, 및 210-b-3)의 이득 프로파일을 나타낼 수 있다. 도면(303)에 도시된 바와 같이, 각각의 고유 피드 요소 패턴 이득 프로파일(250-b)의 이득은 피크 이득으로부터 양 방향으로 오프셋된 각도에서 감쇠될 수 있다. 도면(303)에서, 빔 윤곽 레벨(255-b)은 안테나 조립체(121-b)를 통한 통신 서비스를 지원하기 위한 (예를 들어, 원하는 정보 레이트를 제공하기 위한 등) 원하는 이득 레벨을 나타낼 수 있고, 그에 따라 이는 각각의 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역(211-a)(예를 들어, 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역(211-b-1, 211-b-2, 및 211-b-3))의 경계를 규정하기 위해서 이용될 수 있다. 빔 윤곽 레벨(255-b)은, 예를 들어 피크 이득으로부터 a -1 dB, -2 dB, 또는 -3 dB 감쇠를 나타낼 수 있거나 절대 신호 강도, SNR, 또는 SINR 레벨에 의해서 규정될 수 있다. 비록 3개의 고유 피드 요소 패턴 이득 프로파일(250-b)만이 도시되어 있지만, 다른 고유 피드 요소 패턴 이득 프로파일(250-b)이 다른 안테나 피드 요소(128-b)와 연관될 수 있다.
도면(303)에 도시된 바와 같이, 각각의 고유 피드 요소 패턴 이득 프로파일(250-b)이 빔 윤곽 레벨(255-b) 위의 이득 프로파일의 상당한 부분에서, 다른 고유 피드 요소 패턴 이득 프로파일(250-b)과 교차될 수 있다. 따라서, 도면(303)은 피드 어레이 조립체(127)의 다수의 안테나 피드 요소(128)가 특정 각도에서(예를 들어, 고유 안테나 패턴(220-b)의 특정 방향에서) 통신 서비스를 지원할 수 있는 고유 피드 요소 패턴 이득 프로파일(250)의 배열을 도시한다. 일부 예에서, 이러한 조건은 큰 정도의 중첩을 갖는 피드 어레이 조립체(127)의 피드 요소(128) 또는 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역(211)을 가지는 것으로 언급될 수 있다.
도 3d는(예를 들어, 피드 요소(128-b-1, 128-b-2, 및 128-b-3)를 포함하는) 피드 어레이 조립체(127-b)의 몇개의 피드 요소(128)의 이상적인 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역(211)의 2-차원적인 어레이를 나타내는 도면(304)을 도시한다. 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역(211)은 기준 표면(예를 들어, 통신 위성으로부터 거리를 둔 평면, 지상으로부터 소정 거리에 있는 평면, 소정 고도에서의 구형 표면, 지상 표면 등)에 대해서 묘사될 수 있고, 부가적으로 기준 표면에 인접한 부피(예를 들어, 기준 표면과 통신 위성 사이의 실질적으로 원통형인 부피, 기준 표면 아래의 부피 등)를 포함할 수 있다. 다수의 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역들(211-b)이 집합적으로 고유 안테나 패턴 커버리지 지역(221-b)을 형성할 수 있다. 비록 8개의 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역(211-b)만이 도시되어 있지만, 피드 어레이 조립체(127)는 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역(211)과 각각 연관된 임의의 수(예를 들어, 8개 미만 또는 8개 초과)의 피드 요소(128)를 가질 수 있다.
각각의 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역(211)의 경계가 빔 윤곽 레벨(255-b)에서 각각의 고유 피드 요소 패턴(210)에 대응할 수 있고, 각각의 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역(211)의 피크 이득은 'x'로 표시된 위치를 가질 수 있다. 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역(211-b-1, 211-b-2, 및 211-b-3)은 고유 피드 요소 패턴 이득 프로파일(250-b-1, 250-b-2, 및 250-b-3)과 각각 연관된 고유 피드 요소 패턴의 투사에 대응할 수 있고, 도면(303)은 도면(304)의 단면 평면(260-b)을 따른 빔 이득 프로파일을 도시한다. 도면(304)에서, 피드 어레이 조립체(127-a)가 반사기(122-b)의 탈초점 위치에 위치되기 때문에, 각각의 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역(211)의 상당한 부분이 인접 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역(211)과 중첩된다. 또한, 일반적으로 서비스 커버리지 지역(예를 들어, 통신 위성의 복수의 스폿 빔의 전체 커버리지 지역) 내의 위치는 2개 이상의 안테나 피드 요소(128)의 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역(211) 내에 포함된다. 예를 들어, 2개 초과의 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역(211)이 중첩되는 지역이 최대화되도록 안테나 조립체(121-b)가 구성될 수 있다. 일부 예에서, 이러한 조건은 또한, 큰 정도의 중첩을 갖는 피드 어레이 조립체(127)의 피드 요소(128) 또는 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역(211)을 가지는 것으로 언급될 수 있다. 비록 8개의 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역(211)만이 도시되어 있지만, 피드 어레이 조립체(127)는 유사한 방식으로 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역(211)과 연관된 임의의 수의 안테나 피드 요소(128)를 가질 수 있다.
일부 경우에, 탈초점 위치에서 동작되는 피드 어레이 조립체(127)에서, 서비스 커버리지 지역(예를 들어, 통신 위성의 복수의 스폿 빔의 전체 커버리지 지역)의 상당한 양(예를 들어, 절반 초과)이 몇개(예를 들어, 2개 초과 또는 3개 초과)의 안테나 피드 요소(128)의 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역(211)의 경계 내에 포함된다. 하나의 그러한 경우에, 적어도 하나의 지점이 피드 어레이 조립체(127)의 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역(211)의 적어도 50%의 경계 내에 위치된다. 다른 경우에, 서비스 커버리지 지역의 적어도 10%가 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역(211)의 적어도 25%의 경계 내에 위치된다. 다른 경우에, 서비스 커버리지 지역의 적어도 20%가 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역(211)의 적어도 20%의 경계 내에 위치된다. 다른 경우에, 서비스 커버리지 지역의 적어도 30%가 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역(211)의 적어도 10%의 경계 내에 위치된다. 다른 경우에, 서비스 커버리지 지역의 적어도 50%가 적어도 4개의 상이한 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역(211)의 경계 내에 위치된다. 예를 들어, 100 평방 마일의 서비스 커버리지 지역 및 200개의 피드 요소(128)의 경우에, 적어도 하나의 지점이 100개의 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역(211) 내에 있을 수 있고, 적어도 10 평방 마일이 50개의 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역(211) 내에 있을 수 있고, 적어도 20 평방 마일이 40개의 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역(211) 내에 있을 수 있고, 적어도 30 평방 마일이 20개의 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역(211) 내에 있을 수 있고, 또는 적어도 50 평방 마일이 4개 이상의 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역(211) 내에 있을 수 있다. 그러나, 일부 경우에, 이러한 관계 중 하나 초과가 진실일 수 있다.
일부 경우에, 사용자 단말기들(150) 또는 액세스 노드 단말기들(130) 사이에서 신호를 송신 및 수신하기 위해서, 단일 안테나 조립체(121)가 이용될 수 있다. 다른 예에서, 통신 위성(120)은 신호를 수신하기 위한 그리고 신호를 송신하기 위한 분리된 안테나 조립체들(121)을 포함할 수 있다. 통신 위성(120)의 수신 안테나 조립체(121)는 통신 위성(120)의 송신 안테나 조립체(121)와 동일한 서비스 커버리지 지역으로 일반적으로 지향될 수 있다. 따라서, 수신을 위해서 구성된 안테나 피드 요소(128)를 위한 일부 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역(211)이, 당연하게 송신을 위해서 구성된 안테나 피드 요소(128)를 위한 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역(211)에 대응할 수 있다. 이들 경우에, 대응하는 송신 안테나 피드 요소(128)와 유사한 방식으로(예를 들어, 상이한 피드 어레이 조립체들(127)의 유사한 어레이 패턴으로, 신호 프로세싱 하드웨어에 대한 유사한 배선 및/또는 회로 연결로, 유사한 소프트웨어 구성 및/또는 알고리즘으로 등으로) 수신 안테나 피드 요소(128)가 맵핑될 수 있고, 그에 따라 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역(211)에서 송신 및 수신하기 위한 유사한 신호 경로 및 프로세싱을 초래할 수 있다. 그러나, 일부 경우에, 수신 안테나 피드 요소(128) 및 송신 안테나 피드 요소(128)를 상이한 방식으로 맵핑하는 것이 유리할 수 있다.
일부 예에서, 중첩 정도가 큰 복수의 고유 피드 요소 패턴(210)이 빔형성을 통해서 조합되어 하나 이상의 스폿 빔(125)을 제공할 수 있다. 스폿 빔(125)을 위한 빔형성은 중첩되는 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역(211)을 갖는 하나 이상의 피드 어레이 조립체(127)의 다수의 피드 요소(128)에 의해서 송신 및/또는 수신되는 신호의 신호 위상(또는 시간 지연) 및/또는 신호 진폭을 조정함으로써 실시될 수 있다. (예를 들어, 피드 어레이 조립체(127)의 송신 피드 요소(128)로부터의) 송신을 위해서, 피드 요소(128)에 의해서 송신되는 에너지가 원하는 위치에서(예를 들어, 스폿 빔 커버리지 지역(126)의 위치에서) 보강 중첩되도록, 송신되는 신호의 상대적인 위상 및 종종 진폭이 조정된다. 이러한 위상 및/또는 진폭 조정은 송신되는 신호에 대한 인가 빔 가중치(예를 들어, 빔형성 계수)로 통칭된다. (예를 들어, 피드 어레이 조립체(127)의 안테나 피드 요소(128)를 수신하는 것 등에 의한) 수신을 위해서, 안테나 피드 요소(128)에 의해서 원하는 위치로부터(예를 들어, 스폿 빔 커버리지 지역(126)의 위치에서) 수신되는 에너지가 주어진 스폿 빔 커버리지 지역(126)을 위해서 보강 중첩되도록(예를 들어, 동일한 또는 상이한 빔 가중치를 적용하는 것에 의해서) 수신되는 신호의 상대적인 위상들 및 종종 진폭들이 조정된다 빔형성 이라는 용어는 송신, 수신, 또는 그 둘 모두이든지 간에 빔 가중치의 적용을 지칭하기 위해서 사용될 수 있다. 적응형 빔형성기(adaptive beamformer)는 빔 가중치를 동적으로 계산하는 기능을 포함한다. 빔 가중치를 계산하는 것은 통신 채널 특성의 직접적 또는 간접적 발견을 필요로 할 수 있다. 빔 가중치 계산 및 빔 가중치 적용의 프로세스가 동일한 또는 상이한 시스템 구성요소에서 실시될 수 있다.
상이한 빔 가중치를 적용하는 것에 의해서, 스폿 빔(125)이 조종될 수 있고, 선택적으로 형성될 수 있고/있거나 달리 재구성될 수 있다. 예를 들어, 많은 수의 활성적 고유 피드 요소 패턴, 스폿 빔 커버리지 지역(126), 스폿 빔의 크기, 고유 피드 요소 패턴 및/또는 스폿 빔(125)의 상대적인 이득, 및 다른 매개변수가 시간 경과에 따라 달라질 수 있다. 그러한 다기능성은 특정 상황에서 바람직할 수 있다. 빔형성을 적용하는 안테나 조립체(121)가 비교적 좁은 스폿 빔(125)을 일반적으로 형성할 수 있고, 개선된 이득 특성을 갖는 스폿 빔(125)을 형성할 수 있다. 좁은 스폿 빔(125)은, 예를 들어 간섭을 피하기 위해서, 하나의 빔 상에서 송신되는 신호가 다른 스폿 빔(125) 상에서 송신되는 신호와 구별되게 할 수 있다. 따라서, 좁은 스폿 빔(125)은 더 큰 스폿 빔(125)이 형성될 때보다 더 큰 정도까지 주파수 및 편광이 재-사용되게 할 수 있다. 예를 들어, 좁게 형성된 스폿 빔(125)은 중첩되지 않는 2개의 연속적인 스폿 빔 커버리지 지역들(126)을 서비스할 수 있는 반면, 중첩되는 스폿 빔들(125)은 주파수, 편광, 또는 시간에서 직교적일 수 있다. 작은 스폿 빔(125)의 이용에 의한 더 많은 재사용은 송신 및/또는 수신되는 데이터의 양을 증가시킬 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 빔 엣지에서 더 선명한 이득 롤오프(rolloff)를 제공하기 위해서 이용될 수 있는 빔형성은 스폿 빔(125)의 더 많은 부분을 통한 더 큰 빔 이득을 허용할 수 있다. 따라서, 빔형성 기술은, 주어진 양의 시스템 대역폭에서 더 큰 주파수 재사용 및/또는 더 큰 시스템 용량을 제공하게 할 수 있다.
피드 요소(128)의 어레이를 통해서 송신 및/또는 수신되는 신호를 전자적으로 조종하기 위해서, 일부 통신 위성(120)은 온-보드 빔형성(OBBF)을 이용할 수 있다. 예를 들어, 통신 위성(120)은 위상차 어레이 다중-피드 퍼 빔(phased array multi-feed per beam; MFPB) 온-보드 빔형성 능력을 가질 수 있다. 빔 가중치는 지상-기반 계산 센터에서(예를 들어, 액세스 노드 단말기(130)에서, 네트워크 장치(141)에서, 통신 서비스 관리기에서 등) 계산될 수 있고, 이어서 통신 위성(120)에 송신될 수 있거나 온-보드 적용을 위해서 통신 위성(120)에서 미리-구성될 수 있다.
일부 경우에, 스폿 빔(125)을 형성하기 위해서 이용되는 각각의 피드 요소(128)의 위상 및 이득을 제어하기 위해서, 상당한 프로세싱 능력이 통신 위성(120)에서 필요할 수 있다. 그러한 프로세싱 파워는 통신 위성(120)의 복잡성을 증가시킬 수 있다. 따라서, 일부 경우에, 통신 위성(120)은 좁은 스폿 빔(125)을 전자적으로 형성하는 것과 관련된 장점을 여전히 제공하면서 통신 위성(120)의 복잡성을 감소시키기 위해서, 지상-기반 빔형성(GBBF)과 함께 동작될 수 있다.
도 4a 및 도 4b는 본 개시 내용의 양태에 따른, 탈초점 조건에서 동작되는 안테나 조립체(121)에 의해서 제공되는 고유 안테나 패턴 커버리지 지역(221-c)으로부터 스폿 빔 커버리지 지역(126)을 형성하기 위한 빔형성의 예를 도시한다. 도 4a에서, 도면(400)은 탈초점 다중-피드 안테나 조립체(121)를 이용하여 제공되는 다수의 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역(211)을 포함하는 고유 안테나 패턴 커버리지 지역(221-c)을 도시한다. 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역(211)의 각각이 안테나 조립체(121)의 피드 어레이 조립체(127)의 각각의 피드 요소(128)와 연관될 수 있다. 도 4b에서, 도면(450)은 미국 대륙의 서비스 커버리지 지역(410)에 걸친 스폿 빔 커버리지 지역(126)의 패턴을 도시한다. 도 4a의 다수의 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역(211)과 연관된 피드 요소(128)를 통해서 전달되는 신호에 빔형성 계수를 적용하는 것에 의해서, 스폿 빔 커버리지 지역(126)이 제공될 수 있다.
스폿 빔 커버리지 지역(126)의 각각은, 각각의 스폿 빔 커버리지 지역(126) 내에서 통신 서비스를 지원할 수 있는 연관된 스폿 빔(125)을 가질 수 있다. 스폿 빔(125)의 각각은, 각각의 스폿 빔 커버리지 지역(126)을 포함하는 해당 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역(211)을 위한 다수의 피드 요소(128)를 통해서 전달되는 신호들의 복합체로부터 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 4b에 도시된 스폿 빔 커버리지 지역(126-c)과 연관된 스폿 빔(125)은 도 4a의 짙은 실선으로 도시된 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역(211-c)과 연관된 8개의 피드 요소(128)로부터 신호의 복합체일 수 있다. 여러 예에서, 스폿 빔 커버리지 지역들(126)이 중첩되는 스폿 빔들(125)이 주파수, 편광 및/또는 시간에서 직교적일 수 있는 반면, 중첩되지 않는 스폿 빔들(125)은 서로 비-직교적일 수 있다(예를 들어, 타일링된 주파수 재사용 패턴). 다른 예에서, 비-직교적 스폿 빔들(125)은 ACM, 간섭 제거, 또는 빔-간 간섭을 관리하기 위해서 이용되는 공간-시간 코딩과 같은 간섭 완화 기술로 중첩의 정도를 변경할 수 있다. 비록 피드 요소(128)로부터 송신된 신호에 적절한 빔 가중치를 적용하는 것에 의해서 생성된 다운링크 스폿 빔(125)으로서 전반적으로 설명되었지만, 업링크 통신을 수신하기 위한 스폿 빔(125)이 또한 빔형성을 통해서 프로세스될 수 있다.
빔형성은 OBBF 또는 GBBF 수신/송신 신호 경로를 이용하여 위성을 통해 송신되는 신호에 적용될 수 있다. 서비스 커버리지 지역(410)의 순방향 링크에서, 하나 이상의 액세스 노드 단말기(130)가 각각의 순방향 업링크 신호(132)를 통신 위성(120)에 송신할 수 있고, 통신 위성은 이어서 다수의 순방향 다운링크 신호(172)를 서비스 커버리지 지역(410) 내의 다수의 사용자 단말기(150)에 중계할 수 있다. 그에 따라, 도 4b에 도시된 스폿 빔 커버리지 지역(126)에 제공되는 통신 서비스는 적용되는 빔 가중치뿐만 아니라, 안테나 조립체의 고유 안테나 패턴 커버리지 지역(221-c)을 기초로 할 수 있다.
비록 서비스 커버리지 지역(410)이(예를 들어, 동일한 또는 실질적으로 동일한 빔 커버리지 지역 크기 및 중첩량을 가지는) 스폿 빔 커버리지 지역(126)의 실질적으로 균일한 패턴을 통해서 제공되는 것으로 도시되어 있지만, 일부 예에서, 서비스 커버리지 지역(410)을 위한 스폿 빔 커버리지 지역(126)이 불균일할 수 있다. 예를 들어, 인구밀도가 높은 지역이 더 작은 스폿 빔(125)에 의해서 서비스될 수 있는 한편, 인구밀도가 낮은 지역은 더 큰 스폿 빔(125)에 의해서 서비스될 수 있다. 일부 경우에, 인접하는 스폿 빔(125)이 서로 실질적으로 중첩될 수 있다. 예를 들어, 인접 스폿 빔들(125)은 높은 인구밀도의 지역에서 중첩되도록, 그에 따라 많은 수의 사용자에게 서비스를 제공하기 위한 다수의 선택사항을 제공하도록 구성될 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 상이한 크기의 다수의 스폿 빔(125)이 지역에 서비스를 제공하도록 구성될 수 있고, 스폿 빔(125)의 하나의 하위세트만이 주어진 시간에 활성화될 수 있다. 따라서, 특정 사용자 단말기(150)를 위한 통신이 더 큰 효율을 갖는(예를 들어, 보다 양호한 변조 및 코딩 레이트를 지원하는 등의) 통신을 수행할 수 있는 스폿 빔(125)에 할당될 수 있다.
도 5a 내지 도 5e는 본 개시 내용의 양태에 따른, 상이한 통신 서비스 타임슬롯들 중에 서비스 커버리지 지역(410-a)의 스폿 빔 커버리지 지역(126)의 위치의 예를 도시한다. 이러한 예에서, 할당된 스펙트럼은 W Hz이고, 2개의 편광(예를 들어, LHCP 및 RHCP)이 이용 가능하다. 임의의 순간에, 20개의 LHCP 및 20개의 RHCP인, 연관된 스폿 빔 커버리지 지역(126)을 가지는 40개의 스폿 빔(125)이 활성적일 수 있으나, 실제 구현예에서 더 많거나 적은 스폿 빔(125)이 활성적일 수 있다. 각각의 스폿 빔(125)은 할당된 스펙트럼의 전체 W Hz를, 그러나 단지 하나의 편광을 이용할 수 있다. 다른 구현예에서, 각각의 스폿 빔(125)이 할당된 스펙트럼의 일부만을 이용할 수 있다. 설명된 예에서, 프레임은 Q = 4 타임슬롯으로 구성되나 실제 구현예는 그보다 많거나 적은 타임슬롯을 갖는 프레임을 이용할 수 있다. 각각의 타임슬롯 중에, 스폿 빔(125)을 수신 및 송신하는 사용자가 상이한 위치들에 거주할 수 있다. 호핑 패턴이 각각의 프레임의 종료시에 자동적으로 반복될 수 있거나 호핑 패턴을 변경하기 위해서 새로운 프레임 규정이 적용될 수 있다.
도 5a는 프레임의 제1 타임슬롯 중의 스폿 빔 커버리지 지역(126)의 예시적인 위치를 보여주는 빔 맵(500)을 포함한다. 중심에서 "L"로 표시된 스폿 빔 커버리지 지역(126)은 LHCP 스폿 빔(125)을 나타내고, "R"로 표시된 스폿 빔 커버리지 지역(126)은 RHCP 스폿 빔(125)을 나타내나 다른 구현예에서 임의의 수의 다른 편광(예를 들어, 선형 편광)이 이용될 수 있다. 작은 스폿 빔 커버리지 지역 직경, 서비스 커버리지 지역(410-a)의 원하는 큰 확산, 및 하나의 시점에 활성적인 비교적 작은 수의 스폿 빔(125)으로 인해서, 주어진 타임슬롯 중에 동일한 편광을 이용하는 빔이 비교적 멀리 이격될 수 있다. 이는 스폿 빔(125) 사이의 낮은 간섭 레벨을 초래할 수 있다. 결과적인 큰 캐리어 대 간섭 비율(C/I)이 스폿 빔(125) 당 용량을 증가시키는 데 도움을 줄 수 있다. 도 5b는 프레임의 제2 타임슬롯 중의 스폿 빔 커버리지 지역(126)의 예시적인 위치를 보여주는 빔 맵(510)을 포함한다. 도 5c는 프레임의 제3 타임슬롯 중의 스폿 빔 커버리지 지역(126)의 예시적인 위치를 보여주는 빔 맵(520)을 포함한다. 도 5d는 프레임의 제4 타임슬롯 중의 스폿 빔 커버리지 지역(126)의 예시적인 위치를 보여주는 빔 맵(530)을 포함한다. 이하에서 더 구체적으로 설명되는 바와 같이, 도 5a 내지 도 5d에 도시된 각각의 스폿 빔 커버리지 지역(126)은 전용 수신 경로, 전용 송신 경로, 또는 하이브리드 송신/수신 경로의 일부일 수 있다.
도 5a 내지 도 5d에 도시된 빔 맵의 각각에서, 동일 편광의 스폿 빔들(125)은 일반적으로 매우 멀리(예를 들어, 가능한 한 최대 거리로) 이격된다. 이러한 간격은 동일 편광의 다른 활성적 스폿 빔으로부터의 간섭의 최소화에 의해서, 큰 값의 C/I를 가능하게 한다. 스폿 빔 커버리지 지역(126)을 위한 실제 위치의 선택은 원하는 서비스 커버리지 지역(410), 다양한 스폿 빔 커버리지 지역(126)의 직경, 사용되는 편광의 수, 및 프레임별 타임슬롯의 수와 같은 인자에 따라 달라질 수 있다. 도 5a 내지 도 5d는 단지 하나의 예를 제공한다.
도 5e는 모든 4개의 타임슬롯 중의 모든 스폿 빔 커버리지 지역(126)(예를 들어, 서비스 커버리지 지역(410-a))의 복합 배치를 보여주는 빔 맵(540)을 포함한다. 도 5e의 동일 타임슬롯의 스폿 빔들(125) 만이 동일 시간에 활성적이다. 동일 타임슬롯 및 동일 편광(예를 들어, LHCP 또는 RHCP)의 스폿 빔(125) 만이 상당한 간섭 가능성을 나타낸다. 전술한 바와 같이, 그 공간적 분리를 최대화하도록 이러한 스폿 빔 커버리지 지역(126)의 위치가 선택될 수 있다. 유사한 편광의 스폿 빔(125)의 분리를 최대화하기 위해서, 몇몇 기하형태적 모델이 이용될 수 있다.
도 6은 본 개시 내용의 양태에 따른, 예시적인 빔 호핑 프레임(600)을 도시한다. 도시된 예에서, 프레임 당 Q = 16 타임슬롯이고, 각각의 타임슬롯이 1.5 mSec 간격을 차지하여 24 mSec의 전체 빔 호핑 프레임 지속시간을 초래한다. 그에 따라, 스폿 빔(125)은 1.5 mSec 또는 1 타임슬롯의 최소치를 위한 주어진 스폿 빔 커버리지 지역(126) 내에서 활성화될 수 있으나, 스폿 빔(125)은 빔 호프 프레임 규정에 포함된 타임슬롯 규정에 따라서 1 초과의 연속적인 타임슬롯 동안 동일 셀에서 활성적일 수 있다. 일부 구현예에서, 셀로 표시된, 서비스 커버리지 지역(410) 내의 단일 영역이 빔 호핑 프레임 내의 하나의 타임슬롯을 위한 영역 상에서 하나의 활성 스폿 빔(125) 만을 가질 수 있다. 그에 따라, 빔 호핑 프레임의 길이는 정보가 송신 또는 수신되기 전의 잠재적인 대기 지속시간을 나타낼 수 있다. 음성과 같은, 짧은 지연속도(latency)의 적용예를 위해서 이러한 아키텍처를 이용하는 것이 바람직할 수 있고, 그에 따라 이러한 호핑 프레임 지연은 다른 불가피한 지연에 비해서 크지 않아야 한다. 예를 들어, 정지궤도(Geo-Synchronous Orbit; GSO) 내의 위성에서, 일-방향 경로 지연(예를 들어, 신호 전파 지연)은 약 250 mSec이고 불가피한 지연이다. 그에 따라, 이러한 값의 약 1/10 이하를 빔 호핑 프레임으로 선택하는 것은 프레이밍 지연이 불가피한 일-방향 경로 지연에 비해서 크지 않게 한다. 따라서, GSO 위성에서 약 25 mSec의 프레임 크기는 일반적으로 적절하다. 더 짧은 프레임 크기는 발생되는 전체 지연을 상당히 변화시키지 않는데, 이는 그러한 지연이 일-방향 경로 지연에 의해서 지배되기 때문이고, 스폿 빔(125)이 더 빨리 호핑된다는 사실로 인해서 일반적으로 더 많은 오버헤드 및 증가된 복잡성을 초래할 것이기 때문이다. 따라서, 약 25 mSec의 빔 호핑 프레임 크기가 대부분의 적용예에서 적합하다.
다른 구현예에서, 하나 초과의 스폿 빔(125)이 단일 프레임 동안 셀 내에서 활성적일 수 있다. 예를 들어, 해당 영역 또는 셀을 갖는 지원되는 적용예를 위한 최대의 용인 가능 지연을 나타내는 우선순위가 영역 또는 셀에 할당될 수 있다. 이어서, 할당된 우선순위는, 적어도 부분적으로 프레임 마다의 특정 영역 또는 셀 내의 활성적 스폿 빔(125)의 수를 결정하기 위해서 이용될 수 있다. 예를 들어, 영역 또는 셀 내의 더 큰 대역폭 또는 더 작은 지연속도 적용예를 지원하기 위해서, 작은 대역폭 또는 큰 지연속도 적용예를 지원하는 영역 또는 셀보다 더 높은 우선순위가 그러한 영역 또는 셀에 할당될 수 있다. 더 높은 우선순위가 할당된 셀 또는 영역은 하나의 프레임 내의 그러한 셀 또는 영역을 커버하는 하나 초과의 활성적 스폿 빔(125)을 가질 수 있다. 임의의 수의 우선순위는 프레임 마다의 개별적인 셀을 위한 임의의 수의 활성적 스폿 빔(125)에 대응하여 규정될 수 있다. 단일 셀은, 단일 프레임 내의 해당 셀 내에서 활성적인 최대 Q개의 송신 스폿 빔(125) 및 Q개의 수신 스폿 빔(125)을 가질 수 있다(예를 들어, 빔은 모든 타임슬롯 중에 셀 내에서 활성적이다). 일부 구현예에서, 송신 스폿 빔(125) 및 수신 스폿 빔(125)이 동일 타임슬롯 중에 동일 셀 내에서 활성적일 수 있고, 그에 따라 동일 타임슬롯 내에서 데이터의 송신 및 수신 모두를 허용할 수 있다.
도 7은 본 개시 내용의 양태에 따른, 예시적인 위성 아키텍처(700)의 일부에 대한 블록도를 도시한다. 위성 아키텍처(700)는 피드 어레이 조립체(127)와 관련하여 복수의 안테나 피드 요소(128)를 각각 가지는 제1 안테나 조립체(121-c) 및 제2 안테나 조립체(121-d)를 갖는 위성(120-a)을 포함한다. 안테나 피드 요소(128)는 다수의 편광을 지원하기 위해서 LHCP 및 RHCP둘 모두에 대해서 도시되어 있다. 일부 구현예(도시되지 않음)에서, 위성 아키텍처가 단일 편광만을 지원할 수 있다. 다른 구현예에서, 위성 아키텍처는 비록 다수의 편광을 지원하지만, 단일 편광으로 동작될 수 있다.
2개의 분리된 안테나 조립체(121-c 및 121-d)가 예시적인 위성 아키텍처(700) 내에서 이용되고, 그 중 하나는 Rx(예를 들어, 안테나 조립체(121-c))를 위한 것이고 또 하나는 Tx(예를 들어, 안테나 조립체(121-c))를 위한 것이나 통합된 Tx/Rx 안테나 조립체(121)가 또한 이용될 수 있다. 각각의 안테나 조립체는 피드 어레이 조립체(127) 내의 L개의 피드 요소(128)로 구성된 각각의 피드 어레이 조립체(127)(예를 들어, 위상차 어레이)에 의해서 조사되는 반사기(122)를 포함한다. 위성 아키텍처(700)는 그 안테나 시스템으로서 위상차 어레이 피드 반사기를 이용하나 직접 복사 어레이(Direct Radiating Array)(DRA) 또는 빔형성 네트워크를 이용하는 임의의 다른 유형의 위상차 어레이 기반의 안테나 조립체(121)가 다른 구현예에서 이용될 수 있다. Rx 안테나 조립체(121-c)는 위상차 어레이 내에서 Lrx개의 피드 요소(128-c)를 갖는 피드 어레이 조립체(127-c)를 포함하고, 각각의 피드 요소 포트의 출력(예를 들어, 피드 요소 Rx 신호)이 저 노이즈 증폭기(LNA)에 연결될 수 있다. 시스템 노이즈 온도를 최소화하기 위해서, 각각의 LNA는 연관된 피드 요소(128-c) 부근에 위치될 수 있다. 이상적으로, LNA은 피드 요소(128-c)에 직접 부착될 수 있고, 이는 최적의 노이즈 수치를 초래할 것이다. 2 x Lrx개의 LNA의 각각의 출력이 Rx 빔형성 네트워크(BFN)(710-a)로 라우팅되고, 이는 LHCP 섹션 및 RHCP 섹션 둘 모두로 구성된다. 시스템 노이즈 수치가 본질적으로 LNA에 의해서 설정되기 때문에, Rx BFN(710-a)는, 예를 들어 동축 케이블 또는 도파관의 상호연결을 이용하여 LNA으로부터 멀리 위치될 수 있다. Rx BFN(710-a)은 2 x Lrx개의 입력을 취할 수 있고 K개의 출력 신호를 제공할 수 있으며, 그 각각은 K개의 Rx 스폿 빔(125) 중 하나에 대응한다. 이러한 예에서, Rx BFN(710-a)은 Rx 주파수에서 동작될 수 있고 주파수 변환은 제공하지 않는다.
LHCP 및 RHCP 섹션 둘 모두로부터의 Rx BFN(710-a)의 K 출력은 K개의 신호 경로 하드웨어 섹션을 통해서 피딩될 수 있다. 일부 구현예에서, 동일한 수의 경로가 각각의 편광(예를 들어, LHCP 및 RHCP)을 위해서 이용될 수 있으나, 일반적으로 상이한 수의 경로가 각각의 편광의 수신 신호에 연결될 수 있다. 벤트-파이프 아키텍처의 각각의 경로는 전형적으로 주파수 변환 프로세스, 필터링, 및 선택 가능한 이득 증폭으로 이루어진다. 벤트-파이프 아키텍처를 이용할 때, 다른 형태의 프로세싱(예를 들어, "재생" 시스템내에서와 같은, 수신 신호의 복조, 재변조, 또는 리마킹)이 실시되지 않는다. 벤트-파이프 아키텍처에서, 예를 들어 업링크 주파수의 스폿 빔 신호를 별도의 다운링크 주파수로 변환하기 위한 주파수 변환이 요구될 수 있다. 필터링은, 일반적으로 다운변환기 이전의 예비-필터링 및 다운변환기 이후의 사후-필터링으로 구성되고, 바람직하지 못한 믹서 상호변조 생성물을 제거하기 위해서 뿐만 아니라 전송하고자 하는 신호의 대역폭을 설정하기 위해서 존재한다. 선택 가능한 이득 채널 증폭기는 도 7의 예에서 K개의 경로의 각각을 위한 독립적인 이득 설정을 제공할 수 있다.
LHCP 및 RHCP 섹션 둘 모두를 포함할 수 있는 Tx BFN(710-b)는 K개의 경로 출력 신호로부터 2 x Ltx개의 출력을 생성할 수 있다. 일부 구현예에서, LHCP 수신 스폿 빔(125)으로부터 유래되는 경로 출력 신호가 RHCP 송신 스폿 빔(125) 상으로 출력될 수 있고, 그 반대일 수 있다. 다른 구현예에서, LHCP 수신 스폿 빔(125)으로부터 유래되는 경로 출력 신호가 LHCP 송신 스폿 빔(125) 상으로 출력될 수 있다. 이러한 예에서, Tx BFN(710-b)은 Tx 주파수에서 동작될 수 있고 주파수 변환은 제공하지 않을 수 있다. Tx BFN(710-b)의 출력은 2 x Ltx개의 고 파워 증폭기(HPA)로 라우팅된다. 각각의 HPA의 출력에 연결된 하모닉 필터(HF)가 저역 필터링을 실시하여, 예를 들어 HPA의 출력으로부터 2차 및 그 이상의 차수의 고조파의 억제를 제공할 수 있다. 이어서, 하모닉 필터의 출력(예를 들어, 피드 요소 Tx 신호)이 Tx 피드 어레이 조립체(127-d) 내의 2 x Ltx개의 피드 요소(128-d)에 입력될 수 있다. 각각의 HPA 및 하모닉 필터가 연관 Tx 피드 요소(128-d)에 근접 배치되어 손실을 최소화할 수 있다. 이상적으로, HPA/HF가 Tx 피드 요소(128-d)에 직접 부착될 수 있고, 이는 최적의 복사 파워를 초래할 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 분리된 반사기(예를 들어, 반사기(122-c 및 122-d)), 및 분리된 피드 어레이 조립체(예를 들어, 피드 어레이 조립체(127-c 및 127-d)가 Tx 및 Rx 스폿 빔(125)을 위해서 사용될 수 있다. 그러나, 전술한 바와 같이, 일부 구현예에서, 단일 반사기(122) 및 단일 피드 어레이 조립체(127)가 Tx 및 Rx 기능 둘 모두를 실시하기 위해서 이용될 수 있다. 이들 구현예에서, 각각의 피드 요소(128)가 Tx를 위한 하나 및 Rx를 위한 하나인 2개의 포트를 포함할 수 있다. 2개의 편광(예를 들어, LHCP 및 RHCP)을 이용하는 시스템에서, 4-포트 피드 요소(Tx를 위한 2개 및 Rx를 위한 2개)가 포함될 수 있다. 용인 가능한 Tx 대 Rx 격리를 유지하기 위해서, 그러한 단일 반사기(122) 접근법이 또한 다이플렉서(diplexer) 또는 다른 필터링 요소를 피드 요소(128)의 일부 또는 전부에서 이용할 수 있다. 이들 필터링 요소는 Tx 대역의 억제를 제공하면서 Rx 대역을 통과시킬 수 있다. BFN(710)을 위한 증가된 수의 피드 요소(128) 및 위상 매칭 요건은 이러한 접근법의 실시를 더 복잡하게 만들 수 있으나, 다수의 반사기(122) 및 다수의 피드 어레이 조립체(127)와 연관된 비용을 절감할 수 있다.
일부 구현예에서, 시간이 지남에 따라, 수신 스폿 빔 커버리지 지역 위치를 호핑하기 위해서, 스폿 빔 커버리지 지역 위치를 송신하기 위해서, 또는 그 둘 모두를 위해서, Rx BFN(710-a), Tx BFN(710-b), 또는 둘 모두가 시간-변동 빔 가중치 세트를 이용할 수 있다. 이들 빔 가중치 세트는 빔 가중치 프로세서(BWP)(714) 내에 저장될 수 있다. BWP(714)는 또한, 적절한 시간에 적절한 빔 가중치를 생성하기 위한 제어 로직을 제공할 수 있다. BWP(714)는 트래픽 데이터를 갖는 내역- 또는 그 자체의 안테나 조립체(121) 및 트랜시버를 갖는 대역-외(out-of-band)일 수 있는 양-방향 데이터 링크(716)를 통해서 지상에 연결될 수 있다. 정확한 빔형성 가중치 세트가 BWP(714)에 의해서 수신되도록 보장하기 위해서, 양-방향 데이터 링크(716)가 도 7의 예에서 양-방향적으로 도시되어 있다. 따라서, 재송신 요청을 포함하는 오류 검출 및/또는 교정 기술이 양-방향적 링크를 이용하여 지원될 수 있다. 다른 구현예에서, 단-방향적 링크가 오류 검출 및/또는 교정과 함께 이용된다. 일부 구현예에서, 초기 빔형성 가중치 세트가 론칭 전에 BWP(714)의 메모리 내로 로딩될 수 있다.
데이터 링크(716)를 이용하여, 예를 들어 미리-계산된 빔 가중치를 수신할 수 있고 그러한 가중치를 BWP(714)에 전달할 수 있다. 일부 구현예에서, 빔 가중치는 네트워크 관리 개체 또는 네트워크 동작 센터(NOC)와 같은 네트워크 장치(199)에서 지상에서 생성된다. K개의 Tx 및 Rx 빔의 각각의 원하는 위치가 고유 피드 요소 패턴(210)과 함께 이용되어 빔 가중치 값을 생성할 수 있다. 원하는 스폿 빔 커버리지 지역 위치가 주어지면 적절한 빔 가중치를 생성하기 위한 몇몇 기술이 있다. 예를 들어, 하나의 접근법에서 빔 가중치는 비-실시간으로 지상에서 생성될 수 있다. 이어서, 동적 가중치가 데이터 링크(716)를 통해서 BWP(714)에 업로드될 수 있고, 이어서 동적 방식으로 BFN에 적용되어 Rx 업링크 및 Tx 다운링크 둘 모두에서 호핑 빔을 생성한다.
데이터 링크(716)의 다운링크 부분을 이용하여, BFN(710)의 상황을 보고할 수 있고 업링크된 빔 가중치의 정확한 수신의 확인을 제공할 수 있다. 빔 가중치 세트의 정확한 수신은, 예를 들어 통상적인 CRC 코드의 이용에 의해서 결정될 수 있다. 예를 들어, 체크를 위한 CRC의 실패에 의해서 표시되는 바와 같은 부정확한 수신의 경우에, 빔 가중치 세트의 업링크 송신(또는 부정확하거나 무효인 것으로 간주되었던 빔 가중치 세트의 일부)이 재송신될 수 있다. 일부 구현예에서, 이러한 프로세스는 지상 중계소와 BWP(714) 사이의(예를 들어, 선택적 반복 ARQ, 정지-및-대기 ARQ, 또는 N-으로-역으로 진행하는 ARQ, 또는 임의의 다른 적합한 재전송, 오류 검출, 또는 오류 교정 프로토콜과 같은) 자동 반복 요청(ARQ) 재송신 프로토콜에 의해서 제어될 수 있다.
일반적으로, 위성 아키텍처(700)는 K개의 범용 호핑 경로를 제공한다. 각각의 경로는, 필터링, 주파수 변환, 증폭 등 중 하나 이상과 같은 신호 컨디셔닝을 제공하는 전자기기 및 회로망을 통해서 함께 연결된 Rx 스폿 빔(125) 및 Tx 스폿 빔(125)으로 기능적으로 구성된다. 경로는 허브-스포크 구성 또는 메시 구성에서 이용될 수 있는 벤트 파이프 트랜스폰더로서 각각 대표될 수 있다. 예를 들어, 메시 구성을 갖는 일 구현예에서, 경로는 위성을 통해서 제1의 복수의 단말기와 제2의 복수의 단말기 사이에서 신호를 전달한다. 본원에서 설명된 시스템 및 방법에 따라, 각각의 경로를 위한 종단점(예를 들어, Tx 스폿 빔 커버리지 지역 위치 및 Rx 스폿 빔 커버리지 지역 위치)이 동적일 수 있고 프로그래밍될 수 있으며, 그에 따라 큰 유연성의 위성 통신 아키텍처를 초래할 수 있다.
도 8은 본 개시 내용의 양태에 따른, 예시적인 Rx BFN(710-c)의 하나의 편광의 블록도(800)를 도시한다. 수신 BFN(710-c)는 Lrx개의 피드 요소(128)로부터 피드 요소 Rx 신호를 취할 수 있고, Kp개의 LHCP 및 RHCP 형성된 스폿 빔(125)의 스폿 빔 신호를 출력으로서 제공할 수 있다. 이러한 예에서, Kp = K/2 LHCP 수신 스폿 빔(125) 및 K/2 RHCP 수신 스폿 빔(125)이 있으나, 각각의 편광의 상이한 수의 수신 스폿 빔(125)이 다른 구현예에서 이용될 수 있다.
피드 요소(128)로부터의 각각의 피드 요소 Rx 신호가 분할기(802)를 통해서, 각각의 스폿 빔(125)에 하나씩인, K개의 동일한 카피로 먼저 분할된다. 이어서, Kp개의 평행한 빔형성기가 실현된다. 각각의 빔형성기가 다른 구성요소 중에서 진폭 및 위상 조정 회로망(804) 및 합산기(806)를 포함할 수 있다. 진폭 및 위상 조정 회로망(804)의 각각의 인스턴스가 Lrx개의 분할기 중 하나로부터 입력 신호를 취할 수 있고, (예를 들어, Rx 스폿 빔(125)과 연관된 수신 빔형성 가중치 벡터의 수신 빔 가중치를 통해서) 진폭 및 위상 조정을 신호에 제공할 수 있다. 이어서, Lrx개의 진폭 및 위상 조정된 신호가 합산기(806)를 이용하여 합산될 수 있고, 그에 따라 하나의 형성된 스폿 빔(125)으로부터 스폿 빔 신호를 생성할 수 있다. 이어서, 각각의 Rx 스폿 빔 신호가 본원에서 설명된 바와 같이, Kp개의 독립적인 신호 경로 중 하나 내로 피딩될 수 있다. 안테나 조립체(121)의 경로 1의 Rx 스폿 빔 신호를 생성하기 위해서 이용되는 빔형성 벡터 계수가 도 8에서 쇄선(808)에 의해서 도시되어 있다.
신호의 진폭 및 위상을 조정하는 프로세스가 신호의 복소수 기반 대역 표시와 복소수(예를 들어, 복소수형 가중치)의 곱으로서 수학적으로 설명될 수 있다. 복소수가 w = I + jQ로서 표현될 수 있게 하면, w의 크기는 진폭 조정이고 w의 위상은 위상 조정이다. 실제로, 진폭 및 위상 조정은 많은 방식으로 실현될 수 있다. 위상차 어레이 안테나 조립체(121)의 2개의 공통적인 기술은 입력으로서 I 및 Q 값을 취하는 벡터 배율기 회로, 및 독립적인 위상 및 진폭 조정 메커니즘을 가지고 입력으로서 원하는 진폭 및 위상 조정을 취하는 회로이다. I + jQ를 복소수, w의 직각 좌표로, 그리고 진폭/위상을 복소수, w의 극 좌표로 인지하여야 한다. Rx BFN(710-c)은 동적일 수 있고(변화되고) 프로그래밍 가능한 복합 빔 가중치 값을 Rx BFN(710-c)의 양(both) 절반에서 K개의 빔형성기의 각각에 제공할 수 있다. 실제로, Rx BFN(710-c)은 일반적으로 Rx BFN 구조물 내에서 증폭 스테이지를 가질 수 있고, 그에 따라 Rx BFN 기능(예를 들어, 분할, 가중, 및 조합)을 실시하기 위해서 이용되는 장치의 삽입 손실의 일부 또는 전부를 나타낼 수 있다.
Rx BFN(710-c)의 신호 프로세싱이 아날로그 및/또는 디지털 신호 도메인에서 실행될 수 있다. 예를 들어, 신호 프로세싱이 디지털 도메인에서 Rx BFN(710-c)에 의해서 실행될 때, Rx BFN(710-c)는(예를 들어, Lrx개의 피드 요소 Rx 신호를 디지털 도메인으로 변환하는) 하나 이상의 아날로그-대-디지털 변환기를 포함할 수 있다. 다른 예에서, 피드 요소(128)의 각각은 디지털 신호를 Rx BFN(710-c)에 제공하는 자체적인 아날로그-대-디지털 변환기와 연관될 수 있다. 디지털 도메인 프로세싱을 포함하는 여러 예에서, 경로 하드웨어는 디지털 도메인 내의 스폿 빔 신호를 제공할 수 있거나 경로 하드웨어의 스폿 빔 신호를 아날로그 도메인으로 변환하기 위한 더 많은 디지털-대-아날로그 변환기 중 하나를 포함할 수 있다. 다른 예에서, Rx BFN(710-c)의 신호 프로세싱은 아날로그 도메인 내에서 전체적으로 실행될 수 있고, 그에 따라 Lrx개의 피드 요소 신호가 아날로그 도메인 내에서 수신되고, 프로세스된 신호는 아날로그 도메인 내의 스폿 빔 신호를 제공하는 경로 하드웨어를 통해서 아날로그 도메인 내에서 유지된다.
도 9는 본 개시 내용의 양태에 따른, 피드 형성 네트워크(FFN)로 지칭될 수 있는, 예시적인 Tx BFN(710-d)의 하나의 편광의 블록도(900)를 도시한다. Tx BFN(710-d)은 Kp개의 신호 경로(예를 들어, K/2 LHCP 및 K/2 RHCP 경로)로부터 신호를 취하고, 피드 요소 Tx 신호를 Ltx개의 피드 요소(128)의 각각에 제공한다. 경로로부터의 각각의 입력 신호가 분할기(902)를 통해서 각각의 피드 요소(128)에 하나씩인 Ltx개의 동일한 카피로 먼저 분할된다. 이어서 Ltx개의 평행한 "피드 형성기"가 실현된다. 각각의 피드 형성기가 진폭 및 위상 조정 회로망(904) 및 합산기(906)를 포함할 수 있다. 진폭 및 위상 조정 회로망(904)은 KP개의 분할기 중 하나로부터 입력 스폿 빔 신호를 취할 수 있고, (예를 들어, Tx 스폿 빔(125)과 연관된 송신 빔 가중치 벡터의 송신 빔 가중치를 통해서) 진폭 및 위상 조정을 제공할 수 있다. 이어서, Ltx개의 진폭 및 위상 조정된 피드 요소 Tx 성분 신호가 합산기(905)를 이용하여 합산되어, 하나의 피드 요소(128)에 의한 송신을 위한 피드 요소 Tx 신호를 생성한다.
신호의 진폭 및 위상을 조정하는 프로세스가 신호의 복소수 기반 대역 표시와 복소수(예를 들어, 복소수형 가중치)의 곱으로서 수학적으로 설명될 수 있다. 복소수가 w = I + jQ로서 표현될 수 있게 하면, w의 크기는 진폭 조정이고 w의 위상은 위상 조정이다. 실제로, 진폭 및 위상 조정이 (예를 들어, 도 8과 관련하여 전술한 바와 같이) 다양한 방식으로 실현될 수 있다. 위성의 경로 1의 Tx 스폿 빔(125)을 형성하기 위해서 이용된 제1 및 마지막 빔형성 벡터 계수가 쇄선(908)에 의해서 도시되어 있다. 나머지 계수는 도 9의 예에 명시적으로 도시되지 않았다.
Tx BFN(710-d)의 신호 프로세싱이 아날로그 및/또는 디지털 신호 도메인에서 실행될 수 있다. 예를 들어, 프로세싱이 디지털 도메인에서 Tx BFN(710-d)에 의해서 실행될 때, Tx BFN(710-d)는(예를 들어, K개의 스폿 빔 신호를 디지털 도메인으로 변환하는) 하나 이상의 아날로그-대-디지털 변환기를 포함할 수 있다. 다른 예에서, K개의 스폿 빔 신호의 각각이 경로 하드웨어에 의해서 디지털 신호로서 Tx BFN(710-d)에 제공될 수 있다. 디지털 도메인 프로세싱을 포함하는 여러 예에서, Tx BFN(710-d)은 디지털 도메인 내에서(예를 들어, 연관된 디지털-대-아날로그 변환기에 의해서 각각의 피드 요소(128)에서 아날로그 신호로 변환되는) Ltx개의 피드 요소 Tx 신호를 제공할 수 있거나, 피드 요소 Tx 신호를 아날로그 도메인으로 변환하기 위한 하나 이상의 디지털-대-아날로그 변환기를 포함할 수 있다. 다른 예에서, Tx BFN(710-d)의 신호 프로세싱은 아날로그 도메인 내에서 전체적으로 실행될 수 있고, 그에 따라 K개의 스폿 빔 신호가 아날로그 도메인 내에서 수신되고, 프로세스된 신호는, 아날로그 도메인 내에서 Ltx개의 피드 요소 신호를 제공하는 빔형성 하드웨어를 통해서 아날로그 도메인 내에서 유지된다.
Rx BFN(710-c)와 관련하여 전술한 바와 같이, Tx BFN(710-d)은 동적일 수 있고(변화되고) 프로그래밍될 수 있는 Tx BFN(710-d) 내의 K개의 빔형성기의 각각의 복소수 빔 가중치 값을 제공할 수 있다. 실제로, Tx BFN(710-d)은 일반적으로 Tx BFN 구조물 내에서 증폭 스테이지를 또한 가질 수 있고, 그에 따라 Tx BFN 기능(예를 들어, 분할, 가중, 및 조합)을 실시하기 위해서 이용되는 장치의 삽입 손실의 일부 또는 전부를 구성할 수 있다.
도 10은 본 개시 내용의 양태에 따른, 순방향 링크 신호 송신을 위한 GBBF를 예시적인 시스템(1000)의 블록도를 도시한다. 시스템(1000)의 구성요소는 (예를 들어, 액세스 노드 단말기(들)(130), 네트워크 장치(들)(141) 등을 포함하는) 지상 세그먼트(102-a) 및 (예를 들어, 통신 위성(들)(120-b)을 포함하는 공간 세그먼트(101-a) 사이에 분포될 수 있고, 지상 세그먼트에서 송신 빔형성 네트워크를 구현하는 예를 도시한다.
시스템(1000)의 지상 세그먼트(102-a)는, 입력으로서 하나 이상의 사용자 단말기(150)를 목적지로 하는 통신 서비스 트래픽(1005)을 수신한다. 통신 서비스 트래픽(1005)은 하나 이상의 네트워크(140)로부터, 하나 이상의 네트워크 장치(141)로부터, 및/또는 하나 이상의 액세스 노드 단말기(130)로부터 수신할 수 있다. 통신 서비스 트래픽(1005)은 통신 서비스 트래픽(1005)의 일부를 하나 이상의 스폿 빔(125)에 할당할 수 있는 하나 이상의 트래픽 관리기(1020)에 제공될 수 있다. 트래픽 관리기(1020)는 타겟 장치를 위한 위치 정보를 가질 수 있고, 스폿 빔 커버리지 지역(126)에 대한 의도된 타겟 장치(예를 들어, 타겟 사용자 단말기(들)(150))의 위치를 기초로, 통신 서비스 트래픽(1005)의 일부를 스폿 빔(125)에 할당할 수 있다(예를 들어, 주어진 타겟 장치를 위한 통신 서비스 트래픽(1005)을 주어진 타겟 장치가 대응 스폿 빔 커버리지 지역(126) 내에 위치되는 스폿 빔(125)에 할당한다). 여러 예에서, 시스템(1000)의 지상 세그먼트(102-a)는(예를 들어, 네트워크 관리 개체 또는 다른 네트워크 장치(141) 내에서) 모든 통신 서비스 트래픽(1005)을 위한 트래픽 관리기(1020)를 가질 수 있거나, 시스템(1000)의 지상 세그먼트(102-a)가(예를 들어, 복수의 액세스 노드 단말기(130)와 함께-위치되는) 분산된 복수의 트래픽 관리기(1020)를 가질 수 있다.
트래픽 관리기(1020)는 다양한 타겟 장치를 목적지로 하는 통신 서비스 트래픽(1005)의 부분을 갖는 K개의 Tx 스폿 빔 신호(1025)를 생성하고, 여기에서 K는 시스템(1000)에 의해서 동시에 지원되는 스폿 빔(125)의 수일 수 있다. Tx 스폿 빔 신호(1025)가 분리된 디지털 또는 아날로그 하드웨어 경로(예를 들어, 도 7을 참조하여 설명한 바와 같은 K개의 신호 경로 하드웨어 섹션)에 의해서 제공될 수 있거나, 소프트웨어로 구현된 로직 채널일 수 있다. Tx 스폿 빔 신호(1025)가, (예를 들어, 네트워크 장치(141) 또는 트래픽 관리기(1020)를 포함하는 액세스 노드 단말기(130)에서) 트래픽 관리기(1020)와 함께-위치될 수 있는 Tx BFN(710-e)에 제공될 수 있거나, 지상 세그먼트(102-a)의 다른 장치(예를 들어, 트래픽 관리기(1020)를 포함하지 않는 송신 액세스 노드 단말기(130))에 위치될 수 있다.
Tx BFN(710-e)는 본원에서 설명된 Tx BFNs(710)의 예일 수 있고, K개의 스폿 빔 신호 경로와 액세스 노드 단말기(130)와 같은 송신 장치 사이에 커플링된다. Tx BFN(710-e)는 Ltx개의 피드 요소 성분 신호(1028)를 생성하고, 여기에서 Ltx는 통신 서비스의 순방향 링크 송신을 지원하기 위해서 통신 위성(120-b)에 의해서 사용되는 안테나 피드 요소(128)의 수일 수 있다. Tx BFN(710-e)는 BWP(714-a)로부터 빔형성 가중치 세트(1027)를 수신할 수 있고, 수신된 Tx 스폿 빔 신호(1025)에 빔 가중치를 적용하여 각각의 스폿 빔(125)을 형성하기 위해서 사용될 피드 요소 성분 신호(1028)를 생성할 수 있다. BWP(714-a)는 빔 호핑 구성의 타임 슬롯에 따른 빔 가중치 인가, 고유 안테나 패턴에 따른 조정, 통신 위성(120-b)의 궤도 위치에 따른 조정, 및 그 조합을 포함하는, 본원에서 설명된 기술 중 임의의 기술에 따라 빔형성 가중치 세트(1027)를 제공할 수 있다.
각각의 피드 요소 성분 신호(1028)를 생성하기 위해서 빔 가중치를 적용하는 프로세스는 도 9를 참조하여 설명한 피드 요소 Tx 신호를 생성하기 위한 프로세스와 유사할 수 있다. 그러나, 피드 요소 성분 신호(1028)가 지상 세그먼트(102-a)의 피드 요소에 의해서 직접적으로 송신되지 않기 때문에, 피드 요소 성분 신호(1028)는 공간 세그먼트(101-a)의 통신 위성(120-b)에 의해서 송신되는 것과 동일한 특성(예를 들어, 주파수, 편광, 시간 동기화 등)을 가질 것이 요구되지 않는다. 그 대신, 피드 요소 성분 신호(1028)는, 공간 세그먼트(101-a)의 통신 위성(120-b)에 의해서 송신되는 피드 요소 Tx 신호(예를 들어, 피드 요소 Tx 신호(1085))를 생성하기 위해서 추후에 이용될 수 있는 방식으로 포맷되기만 하면 된다.
피드 요소 성분 신호(1028)는 다중화기(1030)에 제공될 수 있고, 다중화기는 피드 요소 성분 신호들(1028)을 조합하여 다중화된 업링크 신호(1035)를 생성할 수 있다. 다중화기(1030)는 Tx BFN(710-e)(예를 들어, 네트워크 장치(141) 또는 액세스 노드 단말기(130))과 같이 위치될 수 있거나, 지상 세그먼트(102-a)의 다른 송신 장치(예를 들어, 송신 액세스 노드 단말기(130))에 위치될 수 있다. 피드 요소 성분 신호(1028)가 주파수-분할 다중화, 시분할 다중화, 코드-분할 다중화, 또는 분리 가능한 방식으로 피드 요소 성분 신호(1028)의 정보의 통신을 지원하는 임의의 다른 형태의 다중화에 의해서 조합될 수 있다. 다중화된 업링크 신호(1035)가 지상 세그먼트(102-a)의 송신기에 제공될 수 있고, 지상 세그먼트는 도 1을 참조하여 설명한 액세스 노드 단말기 안테나 시스템(131)의 예일 수 있다. 송신기(1040)는 (예를 들어, 액세스 노드 단말기 안테나(131) 등을 통해서) 피더 업링크 신호(1045) 내의 다중화된 업링크 신호(1035)를 통신 위성(120-b)에 송신한다.
통신 위성(120-b)은 안테나(예를 들어, 안테나 조립체(121) 또는 다른 유형의 안테나)를 통해서, 수신기(1060)에서 피더 업링크 신호(1045)를 수신한다. 수신기(1060)는 수신된 다중화된 업링크 신호(1065)를 생성하기 위해서, 복조, (예를 들어, 중간 주파수 또는 기본대역 주파수 등으로의) 다운-변환을 포함하는 다양한 동작을 실시할 수 있다. 수신된 다중화된 업링크 신호(1065)가 역다중화기(1070)에 제공될 수 있고, 이는 수신된 다중화된 업링크 신호(1065)를 Ltx개의 피드 요소 Tx 성분 신호(1075)로 분리하고, Ltx는 순방향 링크 신호를 송신하기 위한 안테나 조립체(121-e)에 의해서 이용되는 피드 어레이 조립체(127-e)의 피드 요소(128-e)의 수이다. 역다중화기(1070)는 주파수-분할 역다중화, 시분할 역다중화, 코드-분할 역다중화, 또는 수신된 다중화된 업링크 신호(1065)로부터 피드 요소 Tx 성분 신호(1075)를 분리할 수 있는 임의의 다른 역다중화를 지원할 수 있다.
일부 예에서, 통신 위성(120-b)은 상이한 피더 업링크 신호(1045)와 각각 연관될 수 있는 하나 초과의 수신기(1060)를 가질 수 있고, 각각의 수신기(1060)는 분리된 역다중화기(1070)와 연관될 수 있다. 일부 예에서, 상이한 피더 업링크 신호(1045)가 지상 세그먼트(102-a)의 분리된 액세스 노드 단말기(130)에 의해서 송신될 수 있고, 상이한 피더 업링크 신호(1045)가 스폿 빔(125)의 상이한 세트들과 연관될 수 있다. 예를 들어, 각각의 피더 업링크 신호(1045)는 GBBF 아키텍처에 의해서 지원되는 스폿 빔의 하위세트를 위한 Tx 성분 신호(1075)를 포함할 수 있다. 일 예에서, 각각의 피더 업링크 신호(1045)는 본원에서 설명된 특정 "컬러"와 연관된다(예를 들어, 피더 업링크 신호들(1045 및 1045-a)이 서로 상이한 컬러이거나, 서로 직교적이다). 다른 예에서, 각각의 피더 업링크 신호(1045)는(예를 들어, 직교 또는 비-직교 주파수 및 편광일 수 있는) 스폿 빔들의 상이한 세트에 대응하는 Tx 성분 신호(1075)와 연관된다. 예를 들어, 통신 위성(120-b)이 제2 수신기(1060-a), 및 피드 요소 Tx 성분 신호(1075-a)의 제2 세트를 제공할 수 있는 제2 역다중화기(1070-a)를 포함할 수 있다. 여러 예에서, 수신기(1060) 및 부가적인 수신기(1060)(예를 들어, 수신기(1060-a)가 분리된 안테나(예를 들어, 분리된 안테나 조립체(121))와 연관될 수 있거나, 동일 안테나의 분리된 부분들과 연관될 수 있다.
일부 예에서, 피드 요소 Tx 성분 신호(1075)의 세트가 복수의 합산기(1080)(예를 들어, 도시된 바와 같이, 피드 요소(128-e-1 내지 128-e-Ltx)와 연관된 합산기(1080-a-1 내지 1080-a-Ltx)에 의해서, 각각의 피드 요소(128) 대해서, 제2 피드 요소 Tx 성분 신호(1075-a)와 조합될 수 있다. 합산기(1080)는 송신을 위해서 피드 요소 Tx 신호(1085)의 세트를 피드 어레이 조립체(127-e)에 제공할 수 있다. 단일 피더 업링크 신호(1045)를 단일 액세스 노드 단말기(130)로부터 수신하는 단일 수신기(1060)를 갖는 예에서, 피드 요소 Tx 성분 신호(1075)는 본원에서 설명된 피드 요소 Tx 신호(1085)와 실질적으로 동일할 수 있다. 일부 예에서, 피드 요소 Tx 신호(1085)가, 다중화기(들)(1070), 합산기(들)(1080), 및/또는 피드 요소 Tx 신호(1085)를 제공하기 위한 임의의 다른 구성요소를 포함하는 통신 위성(121-e)의 신호 프로세서(예를 들어, 아날로그 신호 프로세서 또는 디지털 신호 프로세서)의 출력일 수 있고, 그러한 프로세서는 전용 송신 신호 프로세서일 수 있거나, 수신 신호 프로세서와 구성요소를 공유할 수 있다(예를 들어, 도 11의 예시적인 시스템(1100)을 참조하여 설명된 신호 프로세서). 다른 예에서, 각각의 피더 업링크 신호(1045)는 Tx 요소(128-e)의 상이한 세트를 위한 Tx 성분 신호(1075)와 연관된다. 이러한 예에서, GBBF 시스템(1000)은 합산기(1080)를 포함하지 않고, Tx 성분 신호(1075)는 피드 요소(128-e)의 제1 하위세트와 커플링되는 한편, Tx 성분 신호(1075-a)는 피드 요소(128-e)의 제2 하위세트와 커플링된다.
피드 요소 Tx 신호(1085)는 전기 피드 요소 Tx 신호(1085)를 피드 요소 신호 송신(1095)의 전자기파 에너지로 변환할 수 있고, 그에 따라 다양한 타겟 장치에 도달하기 위한 통신 서비스 트래픽(1005)을 제공하는 피드 어레이 조립체(127-e)의 피드 요소(128)(예를 들어, 피드 요소(128-e-1 내지 128-e-Ltx)에 제공될 수 있다. Tx BFN(710-e)에 의해서 Tx 스폿 빔 신호(1025)에 적용된 빔 형성의 결과로서, 피드 요소 신호 송신(1095)이 스폿 빔(125)을 형성할 수 있고, 연관된 스폿 빔 커버리지 지역(126) 내에 위치된 타겟 장치에 도달할 수 있다. 따라서, 통신 위성(120-b)은 지상 세그먼트(102-a)에 의해서 할당된 스폿 빔(125) 및 지상 세그먼트(102-a)에 적용된 빔형성 가중치 세트(1027)에 따라, 피드 요소(128-e)를 통해서 통신 서비스 트래픽(1005)을 송신할 수 있다. 지상 세그먼트(102-a)에서 그러한 빔형성을 실시함으로써, 통신 위성(120-e)은 통신 위성(120)에서 빔형성을 실시하는 통신 위성(120)(예를 들어, 도 7을 참조하여 설명한 통신 위성(120-a)) 보다 덜 복잡할 수 있다. GBBF에 의해서 제공된 이러한 감소된 복잡성은, OBBF를 실시하는 통신 위성과 유사한 서비스를 제공하면서, 예를 들어 위성 전개 중량, 위성 비용, 위성 파워 소비, 및/또는 위성 고장 모드를 줄일 수 있다.
도 11은 본 개시 내용의 양태에 따른, 복귀 링크 신호 송신을 위한 GBBF를 예시적인 시스템(1100)의 블록도를 도시한다. 시스템(1100)의 구성요소는 (예를 들어, 액세스 노드 단말기(들)(130), 네트워크 장치(들)(141) 등을 포함하는) 지상 세그먼트(102-b) 및 (예를 들어, 통신 위성(들)(120-c)을 포함하는 공간 세그먼트(101-b) 사이에 분포될 수 있고, 지상 세그먼트에서 수신 빔형성 네트워크를 구현하는 예를 도시한다. 일부 예에서, 지상 세그먼트(102-b)는 도 10을 참조하여 설명한 바와 같은 지상 세그먼트(102-a)와 구성요소를 공유할 수 있다(예를 들어, 공통 트래픽 관리기(1020 또는 1120)를 공유하는, 공통 액세스 노드 단말기(130)에서의 순방향 링크 및 복귀 링크를 위한 GBBF 등을 지원한다). 유사하게, 일부 예에서, 공간 세그먼트(101-b)는 도 10을 참조하여 설명한 바와 같은 공간 세그먼트(101-a)와 구성요소를 공유할 수 있다(예를 들어, 동일 통신 위성(120)에서 순방향 링크 및 복귀 링크 통신을 지원한다). 다른 예에서, 분리된 통신 위성들이 순방향 링크 및 복귀 링크 통신을 위해서 이용될 수 있다(예를 들어, 순방향 링크 통신을 위한 통신 위성(120-b) 및 복귀 링크 통신을 위한 다른 통신 위성(120-c)).
시스템(1100)의 공간 세그먼트(101-b)는 통신 서비스의 그리고 통신 서비스 트래픽(1105)과 연관된 복귀 링크 통신 신호(1195)를 (예를 들어, 통신 위성(120-c)의 안테나 조립체(121-f)에서) 수신할 수 있고, 여기에서 복귀 링크 통신 신호(1195)는 하나 이상의 공급원 장치(예를 들어, 사용자 단말기(150))에 의해서 송신된 것일 수 있다. 복귀 링크 통신 신호(1195)는 피드 어레이 조립체(127-f)의 복수의 안테나 피드 요소(128-f)(예를 들어, 피드 요소(128-f-1 내지 128-f-Lrx))에서 수신될 수 있고, 전자기파 에너지로부터 Lrx개의 전기 피드 요소 Rx 신호(1185)로 변환되고, 여기에서 Lrx는 복귀 링크 통신을 수신하기 위해서 이용되는 피드 요소(128-f)의 수이다. 일부 예에서, 복귀 링크 통신을 위해서 이용된 피드 어레이 조립체(127-f)가 순방향 링크 통신을 위해서 이용된 피드 어레이 조립체(127)와 구성요소를 공유할 수 있다(예를 들어, 도 10을 참조하여 설명한 피드 어레이 조립체(127-e)와 같이 공통 피드 요소(128)에서 송수신기를 이용한다). 다른 예에서, 복귀 링크 통신을 위해서 이용된 피드 어레이 조립체(127-f)가 순방향 링크 통신을 위해서 이용된 피드 어레이 조립체(127)와 완전히 상이한 조립체일 수 있다(예를 들어, 도 10을 참조하여 설명한 바와 같은 송신을 위한 피드 어레이 조립체(127-e)와 분리된 수신을 위한 피드 어레이 조립체(127-f)).
비록 복귀 링크 통신 신호(1195)의 여러 성분이 복수의 공급원 장치에 의해서 복귀 링크 서비스 커버리지 지역(410)의 여러 위치로부터 송신되었을 수 있지만, 복귀 링크 통신 신호(1195)의 성분은 아직 특정 스폿 빔(125)과 연관되지 않는다. 그 대신, 복귀 링크 통신 신호(1195)는 복귀 링크 송신(1095)의 특정 성분이 송신되는 방향을 결정하기 위해서 이용될 수 있는 특징적 위상 및/또는 진폭 오프셋을 특정 주파수 및/또는 편광의 신호가 가질 수 있는 방식으로, 각각의 피드 요소(128-f-1 내지 128-f-Lrx)에 의해서 수신될 수 있고, 그에 의해서 복귀 링크 송신(1095)의 특정 성분을 특정 스폿 빔(125)과 연관시킬 수 있고 신호 수신의 공간적인 직교성의 정도를 제공할 수 있다. 수신 빔형성 계산이 통신 위성(120-c)에서 실시되지 않기 때문에, 피드 요소 Rx 신호(1185)는(예를 들어, 분리된 와이어링에 의해서) 분리된 형태로 유지되고, 다중화기(1170)에 제공된다.
일부 예에서, 다중화기(1170)는 피드 요소 Rx 신호들(1185)을 조합하여, 송신기(1160)에 제공되는 다중화된 다운링크 신호(1165)를 생성할 수 있다. 피드 요소 Rx 신호(1185)가 주파수-분할 다중화, 시분할 다중화, 코드-분할 다중화, 또는 분리 가능한 방식으로 피드 요소 Rx 신호(1028)의 정보의 통신을 지원하는 임의의 다른 형태의 다중화에 의해서 조합될 수 있다. 일부 예에서, 복귀 링크 통신을 위해서 사용되는 다중화기(1170)는 도 10을 참조하여 설명한 바와 같은 순방향 링크 통신을 위해서 사용된 역다중화기(1070)와 구성요소를 공유할 수 있고, 다른 예에서, 다중화기(1170) 및 역다중화기(1070)가 통신 위성(120)의 완전히 분리된 구성요소들일 수 있다(예를 들어, 분리된 신호 프로세싱 체인). 일부 예에서, 다중화된 다운링크 신호(들)(1165)가, 분할기(들)(1108), 다중화기(들)(1070), 및/또는 다중화된 다운링크 신호(들)(1165)을 제공하기 위한 다른 구성요소를 포함하는 통신 위성(120-f)의 신호 프로세서(예를 들어, 아날로그 신호 프로세서 또는 디지털 신호 프로세서)의 출력일 수 있고, 그러한 프로세서는 전용 수신 신호 프로세서일 수 있거나, 송신 신호 프로세서와 구성요소를 공유할 수 있다(예를 들어, 도 10의 예시적인 시스템(1000)을 참조하여 설명된 신호 프로세서).
통신 위성(120-c)은 피더 다운링크 신호(1145) 내의 다중화된 다운링크 신호(1165)를 (예를 들어, 안테나 조립체(121) 또는 다른 유형의 안테나에 의해서) 송신기(1160)를 통해 지상 세그먼트(102-b)에 송신한다. 일부 예에서, 복귀 링크 통신을 위해서 이용되는 송신기(1160)는 순방향 링크 통신을 위해서 이용되는 수신기(1060)와 구성요소를 공유할 수 있다(예를 들어, 공통 안테나의 송수신기를 이용한다). 다른 예에서, 복귀 링크 통신을 위해서 이용되는 송신기(1160)는 순방향 링크 통신을 위해서 이용되는 수신기(1060)와 완전히 상이한 조립체일 수 있다(예를 들어, 분리된 안테나 조립체(121)를 이용하고, 공통 반사기를 공유하는 분리된 송신기 및 수신기를 이용하는 등).
일부 예에서, 통신 위성(120-c)은 피드 요소 Rx 신호(1185)를 피드 요소 Rx 성분 신호(1175)으로 분할하여 복수의 다중화기(1170)(예를 들어, 제1 다중화기(1170) 및 제2 다중화기(1170-a))에 공급하는 분할기(1180-a)를 포함할 수 있다. 분할기(1180-a)는 피드 요소 Rx 신호(1185)를 상이한 주파수 또는 편광 성분들로 분할할 수 있고, 이는 본원에서 설명된 바와 같이 상이한 컬러들과 연관될 수 있다. 일부 예에서, 제2 다중화기(1170-a)는 제2의 다중화된 다운링크 신호(1165-a)를 생성할 수 있고, (비록 일부 예에서, 송신기(1160 및 1160-a)가 동일한 송신기일 수 있거나, 공통 송신기(1160)의 구성요소를 공유할 수 있지만) 이러한 신호가 제2 송신기(1160-a)에 제공될 수 있다. 제2 송신기(1160-a)는 피더 다운링크 신호(1145)와 상이한 컬러와 연관된 피더 다운링크 신호일 수 있는 제2 피더 다운링크 신호(1145-a) 내의 제2의 다중화된 다운링크 신호(1165-a)를 송신할 수 있다. 일부 예에서, 상이한 액세스 노드 단말기들(130)이 상이한 컬러들의 통신과 연관될 수 있고, 그에 따라 피더 다운링크 신호(1145 및 1145-a)가 상이한 액세스 노드 단말기들(130)에 제공될 수 있다. 다른 예에서, 상이한 다중화기들(1170)이 피드 요소(128-f)의 상이한 하위세트들과 커플링될 수 있고, 그에 따라 상이한 피더 다운링크 신호(1145)는 피드 요소(128-f)의 상이한 하위세트들에 의해서 지원되는 스폿 빔(125)과 연관된다.
지상 세그먼트(102-b)는, 입력으로서 피더 다운링크 신호(1145)를 수신기(1140)에서 수신할 수 있고, 그러한 수신기는 액세스 노드 단말기 안테나 시스템(131)의 예일 수 있다. 일부 예에서, 복귀 링크 통신을 위해서 이용되는 수신기(1140)는 순방향 링크 통신을 위해서 이용되는 송신기(1040)와 구성요소를 공유할 수 있다(예를 들어, 공통 액세스 노드 단말기(130)의 송수신기를 이용한다). 다른 예에서, 복귀 링크 통신을 위해서 사용되는 수신기(1140)가 순방향 링크 통신을 위해서 사용되는 송신기(1040)와 완전히 상이한 조립체일 수 있다(예를 들어, 동일 액세스 노드 단말기(130)에서 분리된 액세스 노드 단말기 안테나 시스템들(131)을 이용하고, 액세스 노드 단말기 안테나 시스템(131)의 공통 반사기를 공유하는 분리된 송신기 및 수신기를 이용하고, 완전히 분리된 액세스 노드 단말기(130)를 이용하는 등).
수신된 다중화된 다운링크 신호(1135)가 역다중화기(1130)에 제공되고, 역다중화기는 수신된 다중화된 다운링크 신호(1135)를 Lrx개의 피드 요소 성분 신호(1128)로 분리한다. 역다중화기(1070)는 주파수-분할 역다중화, 시분할 역다중화, 코드-분할 역다중화, 또는 수신된 다중화된 다운링크 신호(1135)로부터 피드 요소 성분 신호(1128)를 분리할 수 있는 임의의 다른 역다중화를 지원할 수 있다. 일부 예에서, 복귀 링크 통신을 위해서 사용되는 역다중화기(1130)는 도 10을 참조하여 설명한 바와 같은 순방향 링크 통신을 위해서 사용된 다중화기(1030)와 구성요소를 공유할 수 있고, 다른 예에서, 역다중화기(1130) 및 다중화기(1030)가 통신 위성(120)의 완전히 분리된 구성요소일 수 있다(예를 들어, 분리된 신호 프로세싱 체인들). 역다중화기(1130)는 후속하여 피드 요소 성분 신호(1128)를 Rx BFN(710-f)에 제공할 수 있다.
Rx BFN(710-f)는 본원에서 설명된 바와 같은 Rx BFN(710)의 예일 수 있고, 수신기(1140)와 K개의 스폿 빔 신호 경로 사이에 커플링될 수 있다. Rx BFN(710-f)는 다양한 공급원 장치로부터 수신되는 것과 같은 통신 서비스 트래픽(1105)의 부분을 갖는 K개의 Rx 스폿 빔 신호(1125)를 생성하고, 여기에서 K는 통신 서비스의 복귀 링크 송신을 위한 시스템(1100)에 의해서 동시에 지원되는 스폿 빔(125)의 수일 수 있다. Rx BFN(710-f)는 BWP(714-b)로부터 빔형성 가중치 세트(1127)를 수신할 수 있고, 빔 가중치를 피드 요소 성분 신호(1128)에 적용하여 Rx 스폿 빔 신호(1125)를 생성한다. BWP(714-b)는 빔 호핑 구성의 타임 슬롯에 따른 빔 가중치 인가, 고유 안테나 패턴에 따른 조정, 통신 위성(120-c)의 궤도 위치에 따른 조정, 및 그 조합을 포함하는 본원에서 설명된 기술 중 임의의 기술에 따라 빔형성 가중치 세트(1127)를 제공할 수 있다.
각각의 Rx 스폿 빔 신호(1125)를 생성하기 위해서 빔 가중치를 적용하는 프로세스는 도 8를 참조하여 설명한 Rx 스폿 빔 신호를 생성하기 위한 프로세스와 유사할 수 있다. 그러나, 피드 요소 성분 신호(1028)가 지상 세그먼트(102-b)의 피드 요소에 의해서 직접적으로 수신되지 않기 때문에, 피드 요소 성분 신호(1028)는 공간 세그먼트(101-b)의 통신 위성(120-c)에 의해서 수신되는 것과 동일한 특성(예를 들어, 주파수, 편광, 시간 동기화 등)을 가질 것이 요구되지 않는다. 그 대신, 다중화/역다중화, 피더 링크 송신, 및/또는 Rx BFN(710-f)에 의한 변환을 촉진하는 방식으로, 피드 요소 성분 신호(1028)가 변환되었을 수 있다.
Rx 스폿 빔 신호(1125)가 후속하여 Rx BFN(710-f)에 의해서 트래픽 관리자(1120)에 제공될 수 있다. Rx 스폿 빔 신호(1125)가 분리된 디지털 또는 아날로그 하드웨어 경로(예를 들어, 도 7을 참조하여 설명한 바와 같은 K개의 신호 경로 하드웨어 섹션)에 의해서 제공될 수 있거나, 소프트웨어로 구현된 로직 채널일 수 있다. 피드 요소 성분 신호(1128)에 적용된 Rx 빔형성의 결과로서, 복귀 링크 통신 신호(1195)의 성분에 수반되는 정보가 분리된 스폿 빔(125)에 따라 식별될 수 있고, 그에 따라 연관된 스폿 빔 커버리지 지역(126)에 따라 통신 신호를 분리하고 복귀 링크 서비스 커버리지 지역(410)에 걸친 주파수 수신 재사용을 지원한다. 트래픽 관리자(1120)는 후속하여 통신 서비스 트래픽(1105)을, 예를 들어 도 1을 참조하여 설명된 네트워크(140) 및/또는 네트워크 장치(141)와 같은 하나 이상의 다른 장치 및/또는 네트워크에 제공할 수 있다.
따라서, 트래픽 관리자(1120)는 지상 세그먼트(102-b)에서 적용된 빔형성 가중치 세트(1127)에 의해서 형성된 Rx 스폿 빔(125)에 따라 통신 서비스의 복귀 링크 신호를 해석할 수 있다. 지상 세그먼트(102-b)에서 그러한 수신 빔형성을 실시함으로써, 통신 위성(120-c)은 통신 위성(120)에서 빔형성을 실시하는 통신 위성(120)(예를 들어, 도 7을 참조하여 설명한 통신 위성(120-a)) 보다 덜 복잡할 수 있다. GBBF에 의해서 제공된 이러한 감소된 복잡성은 OBBF를 실시하는 통신 위성과 유사한 서비스를 제공하면서, 예를 들어 위성 전개 중량, 위성 비용, 위성 파워 소비, 및/또는 위성 고장 모드를 줄일 수 있다.
도 12는 예시적인 빔 가중 프로세서(BWP)(714-c)를 이용하는 시스템(1200)의 블록도를 도시한다. 단일 또는 다수의 보드 컴퓨터(1202)(또는 균등물)를 이용하여, 전형적으로 NOC(예를 들어, 도 1을 참조하여 설명한 바와 같은 네트워크 장치(141))와 같은 지상 제어 중계소인 제어 중계소에 대한 양-방향 데이터 링크(예를 들어, 도 7을 참조하여 설명한 데이터 링크(716))와 인터페이스할 수 있다. 일반적으로, NOC은 Telemetry, Tracking, 및 Control (TT&C) 중계소와 상이하나, 원하는 경우에, 이는 TT&C에서 구현될 수 있다. 빔 가중치는 모든 스폿 빔(125) 및 모든 타임슬롯을 위해서 수신될 수 있다. 메모리에 커플링된 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있는 컴퓨터(1202)가 제어 중계소로의 송신을 위한 피드백 데이터를 데이터 링크 송신기에 제공하는 ARQ 프로토콜을 실시할 수 있다. 피드백 데이터는 업링크 데이터의 성공적인 또는 성공적이지 못한 수신의 통지를 포함할 수 있다. 업링크 데이터는, 예를 들어 빔 가중치, 체류 시간, 경로 이득, 명령, 및 임의의 다른 적합한 데이터를 포함할 수 있다.
BWP(714-c) 또는 연계된 하드웨어는 복수의 빔형성 가중치 매트릭스(예를 들어, 송신 빔형성 가중치 세트, 수신 빔형성 가중치 세트, 또는 그 조합)를 위한 벌크 저장소를 제공할 수 있다. 빔형성 가중치 매트릭스는 하나의 타임슬롯 내의 모든 스폿 빔(125)의 송신 및 수신을 위해서 이용되는 모든 빔형성 가중치 벡터의 세트를 포함할 수 있다. 빔 가중치 벡터는 하나의 타임슬롯 동안 하나의 스폿 빔(125)을 생성하기 위해서 이용되는 Ltx 또는 Lrx개의 개별적인 복소수 빔 가중치의 그룹을 포함할 수 있다. 따라서, 송신 빔형성 가중치 벡터가 개별적인 복소수 송신 빔 가중치를 포함하는 한편, 수신 빔형성 가중치 벡터는 개별적인 복소수 수신 빔 가중치를 포함한다. 빔형성 가중치 매트릭스는 일반적으로 빔 호프 프레임 내의 타임슬롯에 대한 스폿 빔 커버리지 지역(126)의 원하는 위치(예를 들어, 송신 스폿 빔(125), 수신 스폿 빔(125), 또는 그 둘 모두의 원하는 방향)를 기초로 제어 중계소에서 연산된다. 빔 호프 프레임은 빔 호프 타임슬롯의 시퀀스를 포함할 수 있고, 각각의 타임슬롯은 연관 체류 시간을 갖는다. 체류 시간은 모든 슬롯에 대해서 고정될 수 있으나, 체류 시간이 타임슬롯을 기초로 타임슬롯에서 가변적일 수 있고, 체류 시간은 프레임별로 변화될 수 있다. 일 예에서, 체류 시간은 가변적인 수의 타임슬롯의 지속시간일 수 있고, 각각의 타임슬롯이 고정된 지속시간을 갖는다. 다른 예에서, 체류 시간은 하나 이상의 타임슬롯의 지속시간일 수 있고, 여기에서 타임슬롯의 지속시간이 다르다.
일부 구현예에서, 빔형성 가중치 세트는 빔 호핑 프레임의 모든 타임슬롯 내의 모든 스폿 빔(125)의 송신 및 수신을 위해서 이용되는 모든 빔형성 가중치 벡터의 세트를 포함한다. 부가적으로 또는 대안적으로, 빔 호프 프레임의 규정은 빔 호프 타임슬롯의 링크된 목록을 포함할 수 있다. 링크된 목록의 접근법에서, 각각의 타임슬롯에 대한 동적 체류 시간이 링크된 목록 내에 용이하게 포함될 수 있다. 임의의 다른 적합한 데이터 구조가 또한 프레임 규정을 위해서 사용될 수 있다. 빔 호프 프레임 규정은 또한, 예를 들어 도 7에 도시된 바와 같이, 각각의 경로를 위한 선택 가능한 이득 채널 증폭기를 설정하기 위한 경로 이득을 포함할 수 있다.
빔형성 가중치 세트 접근법을 이용하는 예시적인 통신 위성(120)에서, 적은 수(예를 들어, 10)의 빔형성 가중치 세트가 미리-연산될 수 있고 통신 위성(120) 내의 BWP(714)에 업로드될 수 있다. 이들 빔형성 가중치 세트는 이어서, 어떠한 빔형성 가중치 세트가 이용되고 언제 이용되는지를 나타내는 지상으로부터의 단일 명령을 통해서 임의의 시간에 동작으로 스위칭될 수 있다. 이는 상당한 양의 정보가 BWP(714)로 업로드될 것을 요구하지 않으면서, 빔형성 가중치 세트의 스위칭을 허용한다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 24개의 완전한 빔형성 가중치 세트가 미리-연산되고, 업로드되고, BWP(714-c)(예를 들어, 메모리(1204))에서 저장된다. 1시간마다(또는 임의의 다른 적합한 스케쥴에 따라), 상이한 빔형성 가중치 세트가 데이터 링크를 통해서 BWP에 의한 이용을 위해서 선택될 수 있다. 이는 스폿 빔 커버리지 지역(126) 및 용량 할당이, 예를 들어 매일 또는 24-시간 기반의 시간 단위의 요구의 변경을 추적할 수 있게 한다.
빔형성 가중치 세트는 상당한 양의 데이터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 빔형성 가중치 세트는 Ltx + Lrx 개의 피드 요소(128)(예를 들어, 1024), 곱하기 K개의 경로(예를 들어, 80), 곱하기 Q개의 타임슬롯(예를 들어, 64), 곱하기 빔 가중치 마다 요구되는 비트의 수(예를 들어, 12, I를 위한 6 비트 및 Q를 위한 6비트)에 대응하는 데이터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 12에서, 이는 가중치 세트마다 약 16 MB의 데이터에 달한다. 위성에 대한 데이터 및 명령 업링크가 전형적으로 매우 빠르지 않을 수 있다. 심지어 1 Mbps 데이터 링크에서도, 16 MB의 빔형성 가중치 세트를 업로드하는 데 128초가 소요될 것이다. 따라서, BWP(714)가 위성에 위치되는 특정 적용예에서, 실시간으로 많은 빔형성 가중치 세트를 미리-로딩하는 것이 보다 편리할 수 있다. BWP(714)가 지상 세그먼트(102)(예를 들어, 도 10을 참조하여 설명한 지상 세그먼트(102-a))의 일부일 때, 그러한 고려사항은 중요하지 않을 수 있다.
BWP(714-c) 내에 저장된 빔형성 가중치 세트 중 하나가 활성 빔형성 가중치 세트로서 선택될 수 있고 호핑된 스폿 빔(125)의 생성에서 이용될 수 있다. 이러한 활성 빔형성 가중치 세트가 듀얼 포트 RAM과 같은 메모리(1204) 내에 저장될 수 있고, 이는 컴퓨터(1202)가 다음 활성 빔형성 가중치 세트를 로딩할 수 있게 하고 일부 외부 로직이 현재 활성 빔형성 가중치 세트의 개별적인 빔형성 가중치 벡터에 동적으로 접속할 수 있게 한다. 이어서, 활성 빔형성 가중치 세트의 개별적인 빔형성 가중치 벡터가 순차적 로직(1206)의 제어 하에서 적절한 시간에 빔형성 가중치로서 출력될 수 있다. 순차적 로직(1206)의 예가, 타임슬롯마다 1번씩 증가되는 타임슬롯 카운터(1208)를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서 타임슬롯 카운터(1208)가 단순한 6-비트 카운터일 수 있고, 프레임마다 26 = 64 이하의 타임슬롯을 갖는 프레임을 핸들링할 수 있다. 카운터 값은 빔 호핑 프레임의 슬롯의 수(예를 들어, 1...64)를 나타낼 수 있다. 순차적 로직(1206)이 타임슬롯 카운터(1208)의 출력을 취하고, (1) 메모리(1204)를 위한 적절한 어드레스, (2) BFN 모듈 내의 래치를 위한 어드레스, 및 (3) 빔 가중치를 데이터 버스에 배치하기 위한 제어 신호를 생성할 수 있다. 이어서, 순차적 로직(1206)은 이러한 데이터를 빔형성 모듈(1210) 내의 적절한 래치 내로 로딩할 수 있고, 이는 BFN(710) 또는 BWP(714)와 함께 위치되거나 그 일부일 수 있다.
빔형성 모듈(1210) 내에서, 각각의 빔형성 가중치 벡터 내의 빔 가중치의 전부가 동시에 변경될 수 있도록, 데이터가 이중 래칭될(double latched) 수 있다. 이는 타임슬롯 경계와 동시에 모든 스폿 빔의 호핑을 보장할 수 있다. 데이터는, BFN(710) 또는 BWP(714)와 함께 위치되거나 그 일부일 수 있는 디코더(1212)에 의해서 래치 어드레스로부터 디코딩된, 인에이블 신호를 기초로 제1 래치 내로 로딩될 수 있다. 이러한 모든 데이터는 순차적 로직으로부터의 스트로브 신호와 동시적으로, 디지털-대-아날로그(D/A) 변환기 내로 동시에 로딩될 수 있다. 스트로브는 각각의 타임슬롯의 시작에서 발생되도록 순차적 로직(1206) 내에서 생성될 수 있다.
도 12의 예에서, 특정 구성요소가 BFN 모듈 내에 도시되어 있다. 이러한 접근법은, BWP(714)와 BFN(710) 사이의 연결의 수를 감소 또는 최소화할 수 있기 때문에, 유리할 수 있으나 다른 가능한 구현예가 이용될 수도 있다. 예를 들어, 상호연결 신호가 48-비트 데이터 버스, 래치 어드레스 버스, 더하기 스트로브 라인으로 제한될 수 있다. (Q X 4 가중치에 대한 I + 6 비트에 대한 6 비트 = 48 비트를 기초로) 48-비트 데이터 버스는 하나의 시점에 4개의 복소수 가중치를 로딩하게 할 수 있다. 이러한 예에서, 총 163,840개의 복소수 가중치에서, 총 L = 1024 피드 요소 X K = 80 경로 X (Tx 및 Rx에 대한) 2가 된다. 한번에 4개의 복소수 빔 가중치를 로딩하는 것은 40,960개의 어드레스 가능 위치, 또는 16-비트 래치 어드레스 버스를 필요로 하고, 결과적으로 48 + 16 + 1 = 65 라인의 총 상호연결을 초래한다.
일부 구현예에서, 어드레스 디코딩, 래치, 및 D/A가 BWP 자체에 통합된다. 이는 BFN 모듈을 단순화할 수 있으나, 요구되는 상호연결의 수를 상당히 증가시킨다. 예를 들어, L = 1024 요소 X K = 80 경로 X (Tx 및 Rx에 대한) 2 X 2(I 및 Q) = 327,680 아날로그 전압(D/A 출력) 라인을 이용한다.
도 13a 내지 도 13c는 본 개시 내용의 양태에 따른, K = 4 경로를 갖는 통신 위성(120)의 예를 도시한다.
도 13a는 통신 위성(120)의 페이로드의 도면(1300)을 도시한다. 클리브랜드(지정된 스폿 빔(124)) 내에서 기원하고 피츠버그(지정된 스폿 빔(319))를 목적지로 하는 트래픽을 이송하는 예시적인 경로를 위한 순간적인(예를 들어, 타임슬롯) 신호 흐름이 쇄선(1302) 내에 도시되어 있다. BWP(714-d)는, 예를 들어 도 8에 도시된 바와 같이, 계수를 적절한 값으로 설정하여, 위상차 어레이 수신 안테나 조립체(121)의 LHCP 피드 요소(128)를 클리브랜드 스폿 빔(125)과 연관된 스폿 빔 커버리지 지역(126) 상으로 포커스할 것이다. 지정된 수신 스폿 빔 커버리지 지역(126) 내의, 액세스 노드 단말기(130) 및/또는 사용자 단말기(150)를 포함하는 단말기가 LHCP 안테나를 통해서 지정된 업링크 주파수를 방송할 것이다. 이러한 신호(들)(예를 들어, 피드 요소 Rx 신호)의 수신된 버전이 프로세스될 것이고 Rx BFN(710-g)으로부터 경로 1로 출력될 것이고, 이어서 전술한 바와 같은 경로 프로세싱을 통과할 것이다. 이어서, 경로 1로부터의 출력이 Tx BFN(710-i)(예를 들어, 피드 형성 네트워크) 내로 입력될 것이다. BWP(714-d)는 (예를 들어 도 9를 참조하여 설명한 바와 같이) 계수를 적절한 값으로 설정하여, 위상차 어레이 송신 안테나의 RHCP 피드 요소(128)를 피츠버그 빔으로서 지정된 지역 상으로 포커스할 것이다. 지정된 송신 스폿 빔 커버리지 지역(126) 내의 액세스 노드 단말기(130) 및/또는 사용자 단말기(150)를 포함하는 단말기가 RHCP 안테나를 통해서 지정된 다운링크 주파수를 수신할 것이다.
통신 위성(120)과 관련하여, 업링크 신호가 위성의 수신 서비스 커버리지 지역(410) 내에 위치된 송신 사용자 단말기(150)로부터 또는 송신 액세스 노드 단말기(130)로부터 통신 위성(120)에 의해서 수신된다. 다운링크 신호는 통신 위성(120)으로부터 위성의 송신 서비스 커버리지 지역(410) 내에 위치된 수신 사용자 단말기(150) 또는 수신 액세스 노드 단말기(130)로 송신된다. 지상 장비(예를 들어, 사용자 단말기(150) 및 액세스 노드 단말기(130))의 관점에서, 수신 서비스 커버리지 지역(410) 및 송신 서비스 커버리지 지역(410)이 반대가 될 수 있다.
도 13b는 예시적인 통신 위성(120)의 순간적인 구성의 구성 표(1310)를 도시한다. 각각의 행은 하나의 경로에 대응한다. 열(1312)은 경로 1??K의 수를 포함한다. 열(1316)은
1. 영숫자 스트링일 수 있는 업링크 수신 스폿 빔(125)의 특유한 지정
2. 신호 이동 방향을 나타내기 위한 영숫자 '화살표'
3. 또한 영숫자 스트링일 수 있는, 대응하는 다운링크 송신 스폿 빔(125)을 포함한다.
이러한 예에서, 경로는 전형적인 산업적 실무에 따라, 교차 편광일 수 있다. 본 문헌에서 예시적인 통신 위성(120)을 위한 협의는 제1 K/2 경로가 LHCP 업링크 스폿 빔(125)을 수신하고 RHCP 다운링크 스폿 빔(125)을 송신하는 한편, 제2 K/2 경로가 RHCP 업링크 스폿 빔(125)을 수신하고 LHCP 다운링크 스폿 빔(125)을 송신한다는 것이다.
도 13c는 지역 지도(1320)에 중첩된 예시적인 타임슬롯 커버리지 지역을 도시한다. 전술한 바와 같이, 경로 1은 클리브랜드로부터의 LHCP 업링크 및 피츠버그로의 RHCP 다운링크를 갖는다. 통신 위성(120)이 이러한 경로에 대해서 도시되었으나, 이러한 도면에 도시된 다른 3개의 경로에 대해서는 생략되었다. 예를 들어, 경로 3은 워싱턴 D.C.로부터의 RHCP 업링크 및 콜롬버스로의 LHCP 다운링크를 가지며, 도면에서 직선으로 표시되어 있다.
빔 호핑 프레임 내의 임의의 타임슬롯에서, 각각의 스폿 빔(125) 내의 순방향 용량은 지상 장비의 특성을 포함하는 링크 분석을 실시하는 것에 의해서 계산될 수 있다. 표준 링크 분석을 실시함으로써, 스폿 빔 커버리지 지역(126) 내의 특정 지점에 대한, 단부-대-단부 캐리어-대-노이즈-더하기-인터페이스 비율(Es/(No + Io))을 계산할 수 있다. 단부-대-단부 캐리어-대-노이즈 비율(Es/No)은 전형적으로 열적 노이즈의 영향, 변조간 왜곡, 및 업링크 및 다운링크 모두에서의 다른 간섭 항(term)을 포함한다. 결과적인 단부-대-단부(Es/(No + Io))로부터, 변조 및 코딩이, 용량을 최대화하는 파형 라이브러리로부터 선택될 수 있다. 파형 라이브러리의 예가 DVB-S2 제원에 포함되나, 임의의 적합한 파형 라이브러리가 이용될 수 있다. 선택된 파형(변조 및 코딩)은 스폿 빔 커버리지 지역(126) 내의 해당 특정 지점에 대한, bps/Hz로 측정되는 스펙트럼 효율을 초래한다.
방송 데이터 전달을 위해서, 스펙트럼 효율이 스폿 빔 커버리지 지역(126) 내의 가장 불리한 지점(예를 들어, 가장 나쁜 링크 버짓)에서 연산될 수 있다. 멀티캐스트 데이터 전달을 위해서, 스펙트럼 효율이 멀티캐스트 그룹 내의 가장 불리한 사용자의 위치에서 연산될 수 있다. 유니캐스트 데이터 전달을 위해서, 적응 코딩 및 변조(Adaptive Coding and Modulation; ACM)가 이용될 수 있고, 여기에서 스폿 빔 커버리지 지역(126) 내의 각각의 위치에 전달되는 데이터가 스폿 빔 커버리지 지역(126) 내의 해당 특정 위치에 대한 링크 버짓에 부합되도록, 개별적으로 인코딩된다. 이는 또한 DVB-S2 표준의 경우이다. ACM이 이용될 때, 평균 스펙트럼 효율이 관련된다. 전체가 본원에서 참조로 포함되는 2008년 7월 21일자로 출원된 Mark J. Miller 등의 미국 특허출원 공개 제2009-0023384호에서 설명된 바와 같이, 스폿 빔 커버리지 지역(126) 내의 모든 위치에 대한 스펙트럼 효율의 가중된 평균을 연산하는 것에 의해서 평균 스펙트럼 효율이 생성될 수 있다.
이어서, 스폿 빔(125) 내의 링크 용량이 스펙트럼 효율(bps/Hz) 및 스폿 빔(125) 내의 할당된 BW의 곱으로 계산될 수 있다. 빔 호핑 프레임 내의 하나의 타임슬롯 중의 총 용량은 해당 스폿 빔 중에 활성인 모든 스폿 빔(125)의 용량의 합계이다. 총 용량은 개별적인 빔 호핑 프레임의 용량의 평균이다. 총 용량을 최대화하기 위해서, 가장 큰 안테나 지향성을 초래하도록 빔 가중치가 모든 스폿 빔(125) 및 모든 타임슬롯에 대해서 설정될 수 있다. C/I를 최대화하기 위해서(그리고 그에 따라 다른 스폿 빔(125) 내로의 간섭을 최소화하기 위해서), 동일 타임슬롯 내에서 형성되고 동일한 편광 및 스펙트럼을 이용하는 스폿 빔(125)이 가능한 한 멀리 이격되어야 한다. 이들 요건 하에서, 각각의 스폿 빔(125)의 스펙트럼 효율이 모든 타임슬롯 내의 모든 스폿 빔(125)에서 대략적으로 동일한 것은 드문일이 아니다. 이들 가정 하에서, 시스템 순방향 용량이 이하에 따라 개산될 수 있고:
여기에서, 
는 bps/Hz 단위의 스펙트럼 효율이고, KF는 순방향 스폿 빔(125)의 수이고, W는 스폿 빔(125)마다 할당된 스펙트럼이다. 수학식(1)로부터, 임의의 매개변수의 증가가 용량을 증가시킨다는 것이 확인될 수 있다.
하나의 시점에 활성적일 수 있는 스폿 빔 쌍의 최대 수(KF)는 본질적으로 통신 위성(120)의 질량 및 부피 버짓에 의해서 결정된다. 통신 위성(120)에서의 파워 제한이 또한 KF 값에 영향을 미칠 수 있으나, 부피 및 질량 제약이 일반적으로 더 제한적이다.
본원에서 개시된 위성 통신 서비스를 제공하기 위한 아키텍처는 
및 W의 최대화에서 효과적이다. 스폿 빔(125)의 작은 크기 및 (KF)에서의 페이로드 크기, 중량, 및 파워 제한으로 인한) 하나의 시점에 활성적일 수 있는 스폿 빔(125)의 비교적 적은 수로 인해서, 모든 할당된 스펙트럼이 스폿 빔(125) 사이의 최소 간섭으로, 각각의 스폿 빔(125) 내에서 이용될 수 있다. 이러한 것을 달성하기 위해서, 동일 타임슬롯 내에서 활성적인 동일 편광의 스폿 빔들(125)은 가능한 한 멀리 배치되어야 한다. 대안적으로, C/I를 개선하기 위해서 스폿 빔(125)마다 스펙트럼의 분획(fraction)만을 이용할 수 있으나, 본 아키텍처의 빔 호핑 특성으로 인해서 이러한 것은 적은 용량을 초래할 수 있다. 예를 들어, 각각의 스폿 빔(125)이 이용 가능한 스펙트럼의 절반, 또는 W/2 Hz을 이용하는 것을 가정한다. 이어서, 임의의 순간에, 공통-주파수이고 간섭 가능성을 나타내는 절반의 많은 스폿 빔이 있을 수 있다. 결과적인 C/I가 증가할 것이고, 그에 따라 스펙트럼 효율(
)을 약간 증가시킬 것인데, 이는 C/I가 단부-대-단부 Es/(No + Io) 버짓 내의 많은 성분 중 단지 하나이고 스펙트럼 효율은 일반적으로 Es/(No + Io)의 로그(logarithm)로 변동되기 때문이다. 그러나, 스폿 빔(125) 별 BW가 2배수 만큼 감소되고, 예상되는 바와 같이 총 용량이 감소될 것인데, 이는 스폿 빔(125)의 수가 통신 위성(120) 내의 신호 경로의 수에 의해서 제한될 수 있기 때문이다.
스폿 빔(125) 마다의 스펙트럼 효율은 본 아키텍처를 이용할 때 매우 높은데, 이는 활성 스폿 빔 커버리지 지역들(126)이 멀리 이격될 수 있고 스폿 빔(125)의 지향성이 클 수 있기 때문이다. 전자는 넓은 범위의 서비스 커버리지 지역(410), 스폿 빔(125)의 작은 크기, 및 하나의 시점에 활성화될 수 있는 스폿 빔(125)의 비교적 작은 수의 결과이다. 후자는 스폿 빔(125)의 작은 크기의 결과이다.
일부 구현예에서, 연관된 스폿 빔 커버리지 지역(126)을 그 빔폭에 비해서 감소시키는 것에 의해서 스폿 빔(125)의 스펙트럼 효율을 증가시키는 것이 또한 바람직할 수 있다. 전형적으로, 스폿 빔 시스템 내의 스폿 빔 커버리지 지역(126)은 스폿 빔(125)의 -3 dB 윤곽선(contour)까지 또는 그 너머까지 연장될 수 있다. 일부 시스템은 스폿 빔 커버리지 지역(126)을 -6 dB 윤곽선까지 연장시킨다. 이들 낮은 윤곽선 영역은 많은 이유로 바람직하지 않다. 첫 번째로, 이들은 다운링크 Es/No를 감소시킬 수 있고, 다운링크 C/I를 감소시킬 수 있다. 감소된 C/I는 감소된 신호 파워(C), 및 스폿 빔 커버리지 지역(126)의 연부에서의 위치가 다른 스폿 빔 커버리지 지역(126)에 근접되는 것에 기인한 증가된 간섭(I)의 결과이다. (예를 들어, 유니캐스트 데이터 전달을 위해서) 가중된 평균 용량 또는 (예를 들어, 방송 데이터 전달을 위해서) 스폿 빔 용량의 연부를 연산할 때, 스폿 빔(125)의 연부에서의 이러한 큰 안테나 롤 오프는 용량을 감소시킬 수 있다. 그러나, 본 아키텍처에 따라, 스폿 빔 커버리지 지역(126)이, 약 -1.5 dB과 같이 안테나 롤-오프가 상당히 작은 스폿 빔(125) 내의 영역으로 한정될 수 있다. 이러한 것이 스펙트럼 효율을 증가시킬 수 있는데, 이는 빔 중심에 대한 -3 내지 -6 dB 레벨의 스폿 빔(125) 내의 위치가 존재하지 않기 때문이다. 그러나, 스폿 빔 커버리지 지역(126)이 작을 수 있으나, 이는 빔 호핑 프레임 내의 더 많은 지역을 호핑하는 것(예를 들어, 프레임마다의 타임슬롯의 수를 증가시키는 것)에 의해서 보상된다.
링크 용량이 이하에 의해서 향상될 수 있다:
· 스폿 빔(125) 마다 전체의 할당된 스펙트럼을 이용하는 것.
· 큰 빔 지향성 및 큰 업링크 Es/No 및 최종적으로 더 양호한 복귀 링크 스펙트럼 효율을 초래하는 작은 스폿 빔(125)을 이용하는 것.
·하나의 시점에 활성적인 비교적 적은 수의 스폿 빔(125) 및 큰 서비스 커버리지 지역(410)의 확산을 초래하는 프레임 마다 많은 슬롯을 갖는 빔 호핑 프레임 내에서 작은 스폿 빔(125)을 호핑하는 것에 의해서 실현되는 큰 서비스 커버리지 지역(410). 그에 따라, 스폿 빔(125)이 멀리 이격되어 큰 C/I를 초래할 수 있고 그에 따라 큰 스펙트럼 효율을 유도할 수 있다.
·스폿 빔 롤 오프의 연부가 약 -1.5 dB와 같이 비교적 작도록 작은 스폿 빔 커버리지 지역(126)의 규정. 이러한 것은 평균 스펙트럼 효율 및 스폿 빔(125) 마다의 용량을 증가시키는데, 이는 C/I 및 Es/No 모두를 저하시키는 스폿 빔 커버리지 지역(126)의 비교적 큰 롤-오프 위치가 제거되었기 때문이다.
도 14는 본 개시 내용의 양태에 따른, 위성 통신을 지원하기 위한 예시적인 프로세스(1400)를 도시한다. 프로세스(1400)는 도 1을 참조하여 설명한 위성 통신 시스템(100)과 같은, 허브-스포크 위성 통신 시스템의 순방향 및/또는 복귀 링크를 서비스할 수 있는 하나의 경로(예를 들어, 도 13a의 쇄선(1302) 내에 도시된 경로)에 대응할 수 있다. 실제 적용예에서, 많은 수의 이러한 경로가 단일 타임슬롯 체류 시간 중에 활성적일 수 있고, 그에 따라 대응하는 많은 수의 이러한 프로세스가 병렬로 동작될 것임을 이해하여야 한다.
1402에서, 현재 프레임이 선택된다. 예를 들어, 빔 가중치 프로세서(예를 들어, 도 7 또는 도 10 내지 도 13을 참조하여 설명한 바와 같은 BWP(714))가 데이터 링크(예를 들어, 도 7을 참조하여 설명한 바와 같은 데이터 링크(716))를 통해서 하나 이상의 미리-연산된 가중치 세트를 수신할 수 있다. 1402에서 선택된 프레임은 하나 이상의 타임슬롯 규정 및 하나 이상의 빔형성 가중치 매트릭스를 포함할 수 있다. 예를 들어, BWP(714) 또는 연계된 하드웨어가 복수의 빔 호프 타임슬롯 규정 및 복수의 빔형성 가중치 매트릭스를 위한 벌크 저장부를 제공할 수 있다. 빔형성 가중치 매트릭스는 하나의 타임슬롯 내의 모든 스폿 빔(125)의 송신 및 수신을 위해서 이용되는 모든 복소수 빔형성 가중치 벡터의 세트를 포함할 수 있다. 빔형성 가중치 벡터는, 하나의 타임슬롯 동안 하나의 스폿 빔(125)을 형성하기 위해서 피드 어레이 조립체(127)의 피드 요소(128)를 통해서 이송되는 피드 요소 Tx/Rx 신호에 대해서/로부터 계산하기 위해서 이용되는 Ltx 또는 Lrx개의 개별적인 복소수 빔 가중치의 그룹을 포함할 수 있다. 빔 호프 타임슬롯 규정은 하나의 타임슬롯 내의 모든 스폿 빔(125)의 모든 경로 이득의 세트를 포함할 수 있고, 타임슬롯과 연관된 모든 체류 시간을 특정할 수 있다.
1404에서, 제1 타임슬롯 규정 및 제1 빔형성 가중치 매트릭스가 현재의 프레임을 위해서 선택된다. 예를 들어, BWP의 순차적 로직(예를 들어, 도 13을 참조하여 설명한 바와 같은 순차적 로직(1306))이 타임슬롯을 선택하기 위한 윤곽선을 포함할 수 있다. 타임슬롯 규정 및/또는 가중치 매트릭스가 또한, 하나 이상의 수신 스폿 빔(125), 하나 이상의 송신 스폿 빔(125), 또는 그 둘 모두를 생성하기 위해서 이용되는 위치 데이터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 위치 데이터는 타임슬롯을 위한 활성 스폿 빔(125)을 생성하기 위해서 이용되는 모든 복소수 가중치 벡터의 세트를 포함할 수 있다.
1406에서, 통신이 순방향 링크 또는 복귀 링크의 일부인지의 여부에 대한 결정이 이루어진다. 전술한 바와 같이, 허브-스포크 시스템에서, 액세스 노드 단말기(예를 들어, 도 1을 참조하여 설명한 액세스 노드 단말기(130))가 다운스트림(예를 들어, 순방향) 링크를 이용하여 사용자 단말기(예를 들어, 도 1을 참조하여 설명한 바와 같은 사용자 단말기(150))와 통신할 수 있는 한편, 사용자 단말기(예를 들어, 도 1을 참조하여 설명한 바와 같은 사용자 단말기(150))가 업스트림(예를 들어, 복귀) 링크를 이용하여 액세스 노드 단말기(130)와 통신할 수 있다. 액세스 노드 단말기(130)는 통신 위성(예를 들어, 도 1a 내지 도 3d, 도 7, 도 10, 또는 도 11을 참조하여 설명한 통신 위성(120))으로의 그리고 그로부터의 그 자체의 업링크 및 다운링크를 서비스할 수 있다. 액세스 노드 단말기(130)는 또한 사용자 단말기(150)로/로부터 트래픽을 스케줄링할 수 있다. 대안적으로, 스케줄링은, (예를 들어, 하나 이상의 NOC, 게이트웨이 명령 센터, 또는 다른 네트워크 장치(141)에서) 위성 통신 시스템의 다른 부분 내에서 실시될 수 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서, (예를 들어, 각각의 타임슬롯 규정의 일부로서의) 프레임 규정에 포함된 이득 설정을 이용하여, 통신이 순방향 링크 또는 복귀 링크인지의 여부를 결정할 수 있다.
1406에서, 순방향 링크가 프로세스된다면, 필요한 경우, 1408에서 경로를 위한 이득을 조정하여 순방향 링크를 지원할 수 있다. 예를 들어, 선택 가능한 이득 채널 증폭기가, 도 7에 도시된 바와 같이 사용 중에 경로를 위한 이득 설정을 제공할 수 있다. 이득 설정은 제1 타임슬롯 규정으로부터 결정될 수 있다. 1410에서, 수신 스폿 빔 신호가 타임슬롯 체류 시간의 지속시간 동안 생성된다. 예를 들어, 타임슬롯 체류 시간의 지속시간 동안 안테나 조립체(121) 상에서 하나 이상의 수신 스폿 빔(125)을 생성하도록, 수신 빔형성 네트워크(예를 들어, 도 7을 참조하여 설명한 바와 같은 BFN(710-a))를 포함하는 위성-기반의 수신 안테나 조립체(121)가 구성될 수 있다. 수신 스폿 빔(125)을 이용하여, 복수의 단말기를 목적지로 하는 하나 이상의 다중화된 신호(예를 들어, 액세스 노드 단말기(130)로부터의 다중화된 신호)를 수신할 수 있다. 예를 들어, 다중화된 신호가 사용자 단말기(150)를 목적지로 할 수 있다. 예를 들어, 상이한 사용자 단말기들(150)을 목적지로 하는 경우에, 다중화된 신호의 개별적인 성분 신호의 적어도 일부의 콘텐츠가 상이할 수 있다. 다중화된 신호는, 예를 들어 MF-TDM, TDM, FDM, OFDM, 및 CDM를 포함하는 임의의 적합한 다중화 체계를 이용하여 다중화될 수 있다. 일반적으로, 단순함을 위해서 TDM이 이용된다.
1406에서, 복귀 링크가 프로세스된다면, 필요한 경우, 1412에서 이득을 조정하여 복귀 링크를 지원할 수 있다. 예를 들어, 선택 가능한 이득 채널 증폭기가, 도 7을 참조하여 설명한 바와 같이, 사용 중에 경로를 위한 독립적인 이득 설정을 제공할 수 있다. 이득 설정은 제1 타임슬롯 규정으로부터 결정될 수 있다. 1414에서, 수신 스폿 빔 신호가 타임슬롯 체류 시간의 지속시간 동안 생성된다. 예를 들어, 타임슬롯 체류 시간의 지속시간 동안 안테나 조립체(121) 상에서 하나 이상의 수신 스폿 빔을 생성하도록, 수신 빔형성 네트워크(예를 들어, 도 4을 참조하여 설명한 BFN(710-a))를 포함하는 위성-기반의 수신 위상차 어레이 안테나 조립체(121)가 구성될 수 있다. 수신 스폿 빔을 이용하여, 복수의 액세스 노드 단말기(130)를 목적지로 하는 하나 이상의 다중화 액세스 복합 신호(예를 들어, 복수의 사용자 단말기(150)로부터 파생된 복합 신호)를 수신할 수 있다. 다중 액세스 복합 신호는, 예를 들어 MF-TDMA, TDMA, FDMA, OFDMA, 및 CDMA를 포함하는 임의의 적합한 다중 액세스 체계를 이용하여 형성될 수 있다. 슬롯 기간 중의 다중 액세스는 모두가 랜덤 액세스일 수 있고, 모두가 스케줄링된 송신일 수 있고, 또는 랜덤 액세스 및 스케줄링된 송신의 혼합일 수 있다.
1416에서, 타임슬롯 체류 시간의 지속시간 동안 하나의 Tx 스폿 빔을 생성하도록, 송신 빔형성 네트워크(예를 들어, 도 7을 참조하여 설명한 BFN(710-b))를 포함하는 위성-기반의 송신 위상차 어레이 안테나 조립체(121)가 구성된다. Tx 스폿 빔 신호가 위성의 벤트-파이프 경로를 이용하여, 수신된 다중화된 또는 다중 액세스 복합 신호로부터 파생된다. 예를 들어, 주파수 변환, 필터링, 및 선택 가능한 이득 증폭 중 하나 이상이 수신된 신호에서 실시되어 Tx 스폿 빔 신호를 생성할 수 있다.
1418에서, 타임슬롯 체류 기간이 경과하였고, 프로세스하기 위한 프레임 규정 내의 부가적인 타임슬롯이 존재하는지의 여부에 관한 결정이 이루어진다. 예를 들어, 각각의 프레임의 결론에서 프레임 규정 내에 포함된 타임슬롯을 자동적으로 고리화(loop)하도록, 순차적 로직(예를 들어, 도 13을 참조하여 설명한 순차적 로직(1306))에 지시할 수 있다. 전술한 바와 같이, 프레임 규정 및 빔형성 가중치 세트가 시간에 따라 달라질 수 있고(예를 들어, 도 13을 참조하여 설명한 순차적 로직(1306) 또는 컴퓨터(1302)에 의해서) 통신 위성(120)에서 지역적으로 또는 데이터 링크(예를 들어, 도 7을 참조하여 설명한 데이터 링크(716))를 이용하여 지상 시설에서 원격으로 동적으로 조정될 수 있다. 1418에서, 프로세스하고자 하는 추가적인 타임슬롯이 있는 경우에, 1420에서, 다음 타임슬롯이 프로세싱을 위해서 선택될 수 있다. 예를 들어, 1404에서 선택된 타임슬롯의 타임슬롯 체류 시간에 경과한 직후에, 새로운 타임슬롯이 선택될 수 있다. 실제로, 다수의 타임슬롯 규정 및 다수의 빔형성 가중치 세트가 메모리(예를 들어, 도 13을 참조하여 설명한 BWP(714-c)의 메모리(1204)) 내로 로딩될 수 있고, 예를 들어 링크된 목록 또는 다른 데이터 구조의 포인터를 따르는 것에 의해서, 타임슬롯 규정 및 빔형성 가중치 매트릭스가 액세스될 수 있다. 이어서, 프로세스(1400)가 1406으로 복귀되어, 새로운 타임슬롯을 위한 새로운 Rx 스폿 빔 신호를 생성할 수 있고 새로운 Tx 스폿 빔 신호를 생성할 수 있다. 1418에서, 프레임 내에 프로세스하기 위한 타임슬롯이 더 이상 존재하지 않는다는 결정이 이루어지면, 1419에서, 새로운 프레임 규정 또는 새로운 빔형성 가중치 세트를 수신하였는지의 여부에 대한 결정이 이루어진다. 예를 들어, 프레임 규정 및/또는 빔형성 가중치 세트를 변경하기 위한 명령이(예를 들어, 도 13을 참조하여 설명한 컴퓨터(1302)로부터 또는 원격 스케줄러로부터) 수신될 수 있거나 새로운 프레임 규정 및/또는 새로운 빔형성 가중치 세트가 통신 위성(120)에 업로딩되었을 수 있다. 1419에서, 새로운 프레임 규정 또는 새로운 빔형성 가중치 세트 중 어느 것도 수신되지 않은 경우에, 현재 프레임이 다시 프로세스될 수 있다(예를 들어, 자동적으로 반복될 수 있다). 새로운 프레임 규정 또는 새로운 빔형성 가중치 세트가 수신된 경우, 이러한 새로운 프레임 규정 또는 이러한 새로운 빔형성 가중치 세트가 프로세싱을 위해서 선택될 수 있다.
제공되는 큰 용량의 예로서, 이하의 매개변수를 갖는 위성 통신 시스템을 고려한다:
·페이로드에 의한 사용을 위해서 이용될 수 있는 15 kW 파워를 갖는 통신 위성(120) 상의 안테나 조립체(121)의 5.2 m 반사기(122).
·2개의 편광의 각각에서 1.5 GHz의 할당된 스펙트럼을 갖는 Ka 대역 동작.
·하나의 시점에 활성적인 (하나의 편광에서 모든 스펙트럼을 이용하는) 각각 1.5 GHz 폭의, 100개까지의 페이로드 부피 및 질량 제약 지원. 50개의 경로가 순방향 트래픽을 위해서 사용되고, 50개의 경로는 복귀 트래픽을 위해서 사용되어, 각각의 방향으로 총 50*1.5 GHz = 75 GHz 스펙트럼을 초래한다.
·75 cm 사용자 단말기(150). 스폿 빔 커버리지 지역(126)의 큰 간격(큰 서비스 커버리지 지역(410))에서, 결과적인 순방향 링크 버짓이 약 3 bps/Hz의 스펙트럼 효율을 지원하여 약 225 Gbps의 순방향 용량을 초래한다.
·복귀 링크 버짓이 1.8 bps/Hz를 지원하여 135 Gbps의 복귀 링크 용량을 초래한다. 총 용량은 약 360 Gbps이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 통신 위성(120)은 K개의 범용 경로 세트를 포함할 수 있다. 각각의 경로는, 명목상 필터, 다운변환기, 및 증폭기로 구성되는 경로 전자기기에 의해서 상호 연결되는 형성된 수신 스폿 빔(125) 또는 형성된 송신 스폿 빔(125)으로 구성된다. 허브 스포크 시스템 아키텍처를 이용하는 본 발명의 일 구현예에 따라, 이러한 K개의 경로를 이용하여, 순방향(예를 들어, 액세스 노드 단말기(들)(130)로부터 사용자 단말기(들)(150)) 및 복귀 방향(예를 들어, 사용자 단말기(들)(150)로부터 액세스 노드 단말기(들)(130)) 사이에서 용량을 유연하게 그리고 프로그래밍 가능하게 할당할 수 있다. 전체 자원이, 순방향 및 복귀 채널 용량 사이의 임의의 원하는 비율을 초래하는 임의의 원하는 비율로 순방향 및 복구 사이에서 분할될 수 있다는 점에서, 그러한 할당은 유연하다. 자원의 분할이 모든 프레임에서 변경될 수 있고, 그에 따라 순방향 및 복귀 용량 사이의 비율을 신속하게 변경할 수 있다는 점에서, 할당은 프로그래밍될 수 있다. 이는 위성 통신 시스템에 걸친 데이터/정보 전달을 이용하여 새로운 그리고 개선된 애플리케이션을 수용하기 위해서 순방향/복귀 용량 할당을 변경하는 데 있어서 특히 유용하다.
유연한 용량 할당은 위성 아키텍처 내의 유연한 자원의 할당에 의해서 달성된다. 본원에서 관심을 갖는 자원은 통신 위성(120) 상의 물리적 경로의 수 및 각각의 빔 호핑 프레임 내의 시간 분획이다. 유연한 용량 할당을 위해서 2가지 접근법이 제공된다. 접근법 1은 시간 자원을 유연하게 할당하고, 접근법 2는 HW 자원을 유연하게 할당한다.
접근법 1: 시간 자원의 유연한 할당
이러한 접근법에서, 순방향에서 시간의 분획(αF)을 이용하기 위해서 하나 이상의 경로가 할당된다. 시간의 나머지(1-αF)는 복귀 트래픽을 위해서 이용된다. 빔 호핑 프레임 내에 Q개의 고정된 길이의 타임 슬롯이 있다고 가정한다. 그에 따라, Q개의 타임 슬롯 중의 
에서, 경로는 순방향 트래픽을 위해서 구성될 것이다. 대안적으로, 순방향 타임 슬롯 및 복귀 타임 슬롯의 길이가 동일 비율만큼 변경될 수 있으나, 이하의 예는 고정된 길이의 타임 슬롯의 경우로 제한될 것이다.
순방향 트래픽을 위해서 구성되는 것은, Rx 스폿 빔(125)이 액세스 노드 단말기(130)의 사이트로 지향된 Rx 스폿 빔(125)을 갖는 빔형성 가중치 벡터를 이용한다는 것, Tx 스폿 빔(125)이, 사용자 서비스 지역(예를 들어, 하나 이상의 사용자 단말기(150)를 포함하는 Tx 스폿 빔 커버리지 지역(126))으로 지향된 Tx 스폿 빔(125)을 갖는 빔형성 가중치 벡터를 이용한다는 것, 그리고 순방향 채널과 일치되는 위성 순 이득을 초래하도록 경로와 연관된 채널 증폭기가 설정된다는 것을 의미한다. 복귀 트래픽을 위해서 구성되는 것은, Rx 스폿 빔(125)이 사용자 서비스 지역(예를 들어, 하나 이상의 사용자 단말기(150)를 포함하는 Rx 스폿 빔 커버리지 지역(126))으로 지향된 Rx 스폿 빔(125)을 갖는 빔형성 가중치 벡터를 이용한다는 것, Tx 스폿 빔(125)이, 액세스 노드 단말기(130)의 사이트로 지향된 Tx 스폿 빔(125)을 갖는다는 것, 그리고 복귀 채널과 일치되는 위성 순 이득을 초래하도록, 경로와 연관된 채널 증폭기가 설정된다는 것을 의미한다.
대부분은 아니더라도, 많은 허브 스포크 애플리케이션에서, 사용자 단말기(들)(150) 및 액세스 노드 단말기(들)(130)의 크기가 매우 다르다. 예를 들어, 100 Watt의 HPA 내의 출력 파워 용량의 배경에서, 액세스 노드 단말기(130)의 안테나의 직경이 7 m 일 수 있고, 단지 몇 Watt의 HPA 내의 출력 파워 용량의 배경에서, 사용자 단말기(150)의 안테나의 직경이 1 m 미만 일 수 있다. 그러한 시나리오에서, 통신 위성(120)의 하나 이상의 안테나 조립체(121)의 원하는 순 전자 이득이 순방향에서 복귀 방향과 상이한 것이 일반적이다. 따라서, 일반적으로, 경로 내의 채널 증폭기는 순방향 및 복귀 방향으로 상이한 이득들을 위해서 구성될 필요가 있다.
극단적인 예에서, 모든 경로에 대해서 QF=Q 가 되게 한다. 그 결과로서, 모든 용량이 순방향 링크에 할당되고 복귀 링크에는 용량이 할당되지 않는 FLO(Forward Link Only) 시스템이 초래된다. 이는, 예를 들어 매체 방송 시스템에서 유용하다. 그러나, 순방향 송신을 위해서 타임 슬롯의 (예를 들어) 75%를 그리고 복귀 송신을 위해서 25%를 할당하도록, (상이한 빔형성 가중치 세트 및 채널 증폭기 이득 세트의 업로딩을 통해서) 동일 통신 위성(120)이 구성될 수 있다. 이는 최대로 달성될 수 있는 FLO 예의 75%의 순방향 용량 및 25%의 복귀 용량을 초래할 것이다. 일반적으로, CF_max는 모든 타임 슬롯이 순방향에 할당된 순방향 채널 용량이고, CR_max는 모든 타임 슬롯이 복귀 방향에 할당된 복귀 채널 용량이다. 이어서, QF개의 순방향 타임 슬롯 할당 및 QR=Q-QF개의 복귀 채널 타임 슬롯 할당을 위해서, 순방향 용량 및 복귀 용량은
여기에서 QF는 0(모두 복귀 트래픽) 내지 Q(모두 순방향 트래픽) 중의 임의의 값으로 가정할 수 있다. (2)로부터, 순방향과 복귀 사이의 용량의 할당이 빔 호핑 프레임 당 타임 슬롯의 수인 Q의 값에 의해서만 제한되는 임의의 임의적인 비율을 취할 수 있다는 것이 분명하다. Q=64와 같은 합리적인 크기의 Q에서, 이러한 제한은 크게 제한적이지 않은데, 이는 최대 값의 1/64의 증가의 용량 할당을 허용하기 때문이다.
이러한 접근법에서, 임의의 순간에 순방향 트래픽만을 위해서 또는 복귀 트래픽만을 위해서 모든 K개의 경로가 이용된다. 액세스 노드 단말기(130)의 전체 위치의 수에 대한 요건은 다음과 같이 결정될 수 있다. 단일 편광의 스펙트럼의 W Hz를 각각 이용하는 K개의 경로가 있다고 가정한다. 또한, NGW개의 액세스 노드 단말기 사이트가 있는 것으로 가정하고, 그 각각은 2개의 편광의 각각에서 W Hz의 스펙트럼을 이용할 수 있다. 임의의 순간에, 총 사용자 링크 스펙트럼은 KW Hz이고, 이는 순방향 링크 또는 복귀 링크 송신을 위해서 이용된다(그러나 결코 둘 모두를 위해서는 이용되지 않는다). 임의의 주어진 순간에 이용되는 총 피더 링크 스펙트럼은 2NGWW이고, 이는 또한 순방향 링크 송신 또는 복귀 링크 송신을 위해서 이용되나, 결코 둘 모두를 위해서는 이용되지 않는다. 2개의 스펙트럼 양을 방정식으로 만들면, 액세스 노드 단말기의 요구되는 수, NGW=K/2가 초래된다.
이러한 접근법은 충분치 않은데, 이는 액세스 노드 단말기(130)가 시간의 100%에서 송신 및 수신하기 않기 때문이다. 액세스 노드 단말기(130)가 송신에 소비한 시간의 분획에 액세스 노드 단말기(130)가 수신에 소비한 시간의 분획을 더하면 1이 된다. 그러나, 액세스 노드 단말기(130)는 시간의 100%에서 송신 및 수신할 수 있고, 그에 따라 충분치 않고 충분히 이용되지 않는다.
그러한 접근법은, 각각의 경로에 대한 순방향 링크와 복귀 링크 사이의 50%-50% 시간 자원 할당(1500)을 도시하는 도 15a에 도시된 바와 같이, 동기화되었다고 지칭된다. 경로들 모두가 소정 시간에 순방향 링크를 서비스하고 모두가 다른 시간에 복귀 링크를 서비스한다는 점에서, 경로들이 동기화된다. 시간 자원 할당(1500)에서 확인될 수 있는 바와 같이, 사용되는 총 피더 링크 스펙트럼은 항상 KW Hz이고, 이는 항상 모두 순방향 링크 스펙트럼이거나 모두 복귀 링크 스펙트럼이다. 전술한 바와 같이, 이러한 동기화된 시스템은 K/2 액세스 노드 단말기(130)를 요구한다.
도 15b는 8개의 스폿 빔(125) 및 4개의 액세스 노드 단말기(130)를 갖는 예시적인 8-경로 통신 위성(120)에서의 예시적인 동기화된 시간 자원 할당(1510)을 도시한다. 시간 자원 할당(1510)의 슬롯 1에서, 모두 4개의 액세스 노드 단말기(130)(예를 들어, GW1, GW2, GW3 및 GW4)가 시간 자원 할당(1510)의 슬롯 구성으로 도시된 바와 같이, 스폿 빔(B1 내지 B8)에 송신한다. 슬롯 아래에서, 슬롯의 경로(PW) 활용이 구체화된다. 슬롯 1에서, 모든 8개의 경로가 순방향 링크를 위해서, 그에 따라 엔트리(8F)를 위해서 사용된다. 슬롯 2에서, 모든 스폿 빔 커버리지 지역(126) 내의 사용자 단말기(150)가 그 각각의 액세스 노드 단말기(130)로 송신하고, 그에 따라 경로 활용이 8R로 표시된다. 표의 우측에, 슬롯 활용이 각각의 경로에 대해서 목록화되어 있다. 모든 경로에서, 제1 슬롯은 순방향이고 제2 슬롯은 복귀이며, 그에 따라 각각의 슬롯 활용 엔트리는 FR이다.
이러한 예에서, 액세스 노드 단말기(130)는 서로로부터 자율적일 수 있으나, 마찬가지로 사용자 스폿 빔(125)에 대한 송신 액세스 노드 단말기(130)가 해당 사용자 스폿 빔(125)에 대한 수신 액세스 노드 단말기(130)와 상이할 수 있다. 그러한 경우에, 액세스 노드 단말기(130)는 사용자 단말기(150)로의 그리고 그로부터의 가간섭성 2-방향 통신을 제공하도록 협력할 필요가 있을 수 있다. 모든 그러한 동기화된 경우에, 절반-듀플렉스(상이한 시간들에서의 송신 및 수신) 사용자 단말기(150)가 전개될 수 있는데, 이는 사용자 단말기 송신 슬롯이 대응 수신 슬롯과 중첩되지 않도록, 모든 사용자 스폿 빔(125)이 스케줄링될 수 있기 때문이다.
접근법은 도 16a의 시간 자원 할당(1600)에서 도시된 바와 같이 순방향 및 복귀 시간 할당을 인터리빙시키는 것(interleaving)에 의해서 개선될 수 있다. 임의의 순간에, 경로의 절반이 순방향 트래픽을 위해서 사용되고 절반이 복귀 트래픽을 위해서 사용되도록 각각의 경로에 대한 순방향 및 복귀 시간 할당이 구조화된다. 이는 임의의 순간에서의 총 피더 링크 스펙트럼 요건이 동일한(KW Hz) 결과를 초래하지만, 순방향 링크 및 복귀 링크 사이엣 균일하게 분할될 수 있다. 예시적인 액세스 노드 단말기(130)가 순방향에서 사용하기 위한 2W Hz의 스펙트럼 및 복귀 방향에서 사용하기 위한 2W Hz를 가지기 때문에, 요구되는 액세스 노드 단말기(130)의 총 수는 K/4이다. 이는 순방향 및 복귀 시간 할당을 동기화할 때, 그에 따라 바람직한 동작일 때 요구되는 액세스 노드 단말기(130)의 수의 절반이다.
도 16b는, 도 15b에서와 유사한 8-경로 통신 위성(120) 및 8개의 스폿 빔(125)을 갖는 50%-50% 시간 자원 할당(1610)의 예를 도시한다. 그러나, 이제 2개의 액세스 노드(GW1 및 GW2) 만이 요구된다. 도 16b에서, GW1은 (RHCP를 수신하는) B1에 대한 송신 LHCP 및 (LHCP를 수신하는) B2에 대한 송신 RHCP이다. 비록 스폿 빔들이 물리적으로 인접하고 심지어 부분적 또는 전체적으로 중첩될 수 있지만, 분리된 편광으로 인해서 스폿 빔들(125) 사이의 신호 간섭이 존재하지 않는다. 동시에(그러한 제1 타임 슬롯 중에), B7 및 B8 내의 사용자 단말기는 액세스 노드 단말기(GW1)에 송신한다. 또한 도 16b의 이러한 제1 타임 슬롯 중에, 액세스 노드 단말기(GW2)는 B3 및 B4에 송신하는 한편, B5 및 B6은 액세스 노드 단말기(GW2)에 송신한다. 제2 슬롯 내에서, 도 15b에서와 같이 송신 방향은 슬롯 1의 방향으로부터 반전된다. 도 16b를 도 15b에 비교하면, 각각의 스폿 빔(125)이 정확하게 동일한 수의 송신 및 수신 기회를 갖는다는 것이 확인될 수 있다. 이러한 특정 경우에, 절반-듀플렉스 사용자 단말기(150)가 전개될 수 있는데, 이는 사용자 단말기 송신 슬롯이 대응 수신 슬롯과 중첩되지 않도록, 스폿 빔(125)이 스케줄링되기 때문이라는 것을 주목하여야 한다. 50%-50% 시간 할당을 또한 달성할 수 있으나, 스폿 빔 송신 및 수신 슬롯이 중첩되고, 사용자 단말기(150)가 동시에 송신 및 수신할 수 있는, 풀-듀플렉스로 동작될 것이 요구될 수 있는 상이한 스케줄이 이용될 수 있다.
이러한 예에서, 다시 액세스 노드 단말기(130)가 서로로부터 자율적일 수 있는데, 이는 각각의 스폿 빔(125)이 그 (사용자 스폿 빔(125)으로의) 순방향 송신 및 (액세스 노드 스폿 빔(125)으로의) 복귀 송신 둘 모두를 위해서 하나의 액세스 노드 단말기(130)를 가지기 때문이다. 또한 도 16b의 시나리오와 마찬가지로, 사용자 스폿 빔(125)에 대한 송신 액세스 노드 단말기(130)가 해당 사용자 스폿 빔(125)을 위한 수신 액세스 노드 단말기(130)와 상이할 수 있다. 그러한 경우에, 액세스 노드 단말기들(130)은 사용자 단말기(150)로의 그리고 그로부터의 가간섭성 2-방향 통신을 제공하도록 협력할 필요가 있을 수 있다.
도 17a는 순방향 트래픽과 복귀 트래픽 사이의 75%-25% 시간 할당을 위한 인터리빙된 시간 자원 할당(1700)의 예를 도시한다. 이러한 예에서, 각각의 순간에 경로의 75%가 순방향 트래픽을 위해서 사용된다. 나머지 25%는 복귀 트래픽을 위해서 사용된다. 각각의 개별적인 경로가 또한 빔 호핑 프레임의 75% 동안 순방향 트래픽을 위해서 그리고 빔 호핑 프레임의 25% 동안 복귀 트래픽을 위해서 사용된다. 결과적으로, 임의의 그리고 모든 순간에, 순방향 트래픽을 위해서 이용되는 BW가 3KW/4이고 복귀 트래픽을 위해서 이용되는 BW는 KW/4이다. 각각의 액세스 노드 단말기(130)가 순방향 트래픽을 위한 대역폭의 2W Hz 및 복귀 트래픽을 위한 대역폭의 2W Hz를 이용할 수 있고, 요구되는 액세스 노드 단말기(130)의 총 수가 3K/8이고, 순방향 링크 BW 활용에 의해서 제한된다. 이러한 수는 도 15a 및 도 15b에 도시된 바와 같이, 50%-50% 시간 자원 할당을 위한 동기화된 접근법에서 요구되는 K/2 값보다 여전히 작다.
도 17b는 도 15b의 8개의 스폿 빔(125) 및 4개의 액세스 노드 단말기(130)를 포함하는 예시적인 시스템의 4개의 타임 슬롯을 도시한다. 그러한 예에서와 같이, 액세스 노드 단말기(130)는 각각의 슬롯 중에 송신 및 수신하나, 동일 슬롯 내에서 송신 및 수신 둘 모두를 하지는 않는다. 구성표의 하단부에서의 활용 요약은, 각각의 슬롯이 6개의 순방향(예를 들어, 사용자 단말기에 대한 액세스 노드 단말기) 경로 및 2개의 복귀(액세스 노드 단말기에 대한 사용자 단말기) 경로를 갖는다는 것을 보여준다.
제1 슬롯에서, B1 및 B2 내의 사용자 단말기가 액세스 노드 단말기(GW1)에 송신하는 한편, 모든 다른 사용자 단말기(150)는 수신한다. 제2 슬롯에서, B7 및 B8에서 사용자 단말기는 송신하는 한편, 다른 것은 수신한다. 제3 슬롯에서, B3 및 B4 내의 사용자 단말기(150)가 송신을 위한 유일한 것인 한편, 제4 슬롯에서, B5 및 B6 내의 사용자 단말기(150)가 유일한 송신기이다. 슬롯의 표 작성은, 각각의 스폿 빔이 단일 액세스 노드 단말기(130)로부터 스폿 빔(125)으로의 3개의 순방향 경로 및 스폿 빔(125)으로부터 해당 액세스 노드 단말기로의 하나의 복귀 경로를 갖는다는 것을 확인할 것이다. 이러한 경우에, K/2 = 4 액세스 노드 단말기(130)가 사용되지만, 최소 수의 액세스 노드 단말기(130)는 3K/8 = 3 액세스 노드 단말기이다.
트래픽의 100%가 순방향 링크에 할당된 경우에, 모든 경로는 순방향 트래픽을 위해서 시간의 100% 동안 사용될 수 있다. 이는 KW Hz의 총 순방향 스펙트럼을 초래할 수 있고, 요구되는 액세스 노드 단말기(130)의 수는 K/2일 것이고, 이는 동기화된 접근법에서와 동일한 수이다.
일반적인 경우에, 각각의 경로는 빔 호핑 프레임 내의 시간의 분획(αF)동안 순방향 경로가 되도록 할당된다. 할당은 각각의 순간에 순방향 경로로서 동작되는 K개의 총 경로의 분획(αF)을 갖는 대상과 인터리빙된다. 나머지, K(1-αF)는 복귀 링크 경로로서 동작될 것이다. 각각의 순간에, 요구되는 순방향 링크 스펙트럼은 KWαF이고 요구되는 복귀 링크 스펙트럼은 KW(1-αF)이다. 따라서, 요구되는 액세스 노드 단말기(130)의 총 수는 NGW=Max(αF, 1-αF)K/2이다. 이러한 것이 액세스 노드 단말기(130) 사이의 협력을 필요로 할 수 있다는 것에 주목하여야 한다.
접근법 2: 하드웨어 자원의 유연한 할당
이러한 접근법에서, 임의의 하나의 경로가 전체적으로(빔 호핑 프레임 내의 모든 타임 슬롯) 순방향 링크 송신을 위한 것 또는 전체적으로 복귀 링크 송신을 위한 것이다. 순방향 경로 전용의 경로의 수 및 복귀 경로 전용의 경로의 수가 유연성을 갖는다. 이러한 것이, 순방향 링크에 대한 75% 및 복귀 링크에 대한 25%의 예시적인 할당에 대해서 도 18a에 도시되어 있다.
도 18b는 전술한 바와 같은 예시적인 8개의 경로 통신 위성(120)에 대한 75%-25% 경로 할당 4개 슬롯 프레임에 대한 타임슬롯을 도시한다. 여기에서, 경로는 지도 장면 내의 숫자에 의해서 식별된다. 경로 1(LHCP→RHCP) 및 경로 5(RHCP→LHCP)가 복귀 트래픽에 할당되는 한편, 나머지 경로는 순방향 트래픽을 위한 것이다.
슬롯 1에서, 액세스 노드 단말기(GW1)가 스폿 빔(B1 및 B2)으로부터 데이터를 수신하는 한편, 모든 3개의 액세스 노드 단말기가 나머지 스폿 빔에 송신한다. 슬롯 2에서, 스폿 빔(B3 및 B4)이 액세스 노드 단말기(GW1)에 송신하는 한편, 모든 3개의 액세스 노드 단말기가 나머지 스폿 빔에 송신한다. 슬롯 3에서, 스폿 빔(B5 및 B6)이 액세스 노드 단말기(GW1)에 송신하는 한편, 모든 3개의 액세스 노드 단말기가 나머지 스폿 빔에 송신한다. 슬롯 4에서, 스폿 빔(B7 및 B8)이 액세스 노드 단말기(GW1)에 송신하는 한편, 모든 3개의 액세스 노드 단말기가 나머지 스폿 빔에 송신한다.
이러한 예시적인 2-극 시스템의 하나의 편광을 고려한다. 이러한 시스템은 여전히 3개의 액세스 노드 단말기(GW1 내지 GW3)(각각 2개의 이용 가능한 편광 중 하나에서 동작된다)를 이용하나, 이제 스폿 빔(B1 내지 B4) 및 경로 1 내지 4 만을 고려한다. 프레임마다 여전히 4개의 슬롯이 존재하고, 그에 따라 4개의 경로 x 4개의 슬롯 = 16개의 이용 가능한 총 슬롯이다. 이러한 시스템은 이러한 슬롯의 75%(12개)를 순방향 트래픽에 할당하였고, 이러한 슬롯의 25%(4개)를 복귀 트래픽에 할당하였다. 4개의 복귀 슬롯은 전체 프레임을 정확하게 채운다. 12개의 순방향 슬롯은 4개의 스폿 빔에 걸쳐 분산될 필요가 있고, 그에 따라 각각의 스폿 빔이 3개의 슬롯을 갖는다. 그러나, 이들 동일한 12개의 순방향 슬롯은 3개의 액세스 노드 단말기에 걸쳐 분산될 필요가 있고, 그에 따라 각각의 액세스 노드 단말기는 4개의 순방향 슬롯을 채워야 한다. 따라서, 액세스 노드 단말기들 및 스폿 빔들 사이에서 일-대-일 맵핑이 있을 수 없고, 그에 따라 임의의 스폿 빔을 위한 모든 트래픽이 동일 액세스 노드를 통과한다.
스폿 빔(125), 슬롯, 액세스 노드 단말기(130), 및 경로의 수에 대해 주의 깊게 집중하면, 스폿 빔(125)에 대한 액세스 노드 단말기(130)의 맵핑에서 유연성을 제공할 수 있다. 도 18c 내지 도 18e는 하드웨어 자원의 유연한 할당에 관한 2개의 추가적인 예시적 구현예를 도시한다. 여기에서, 전술한 바와 같이 8개의 경로 위성 및 3개의 액세스 노드 단말기를 갖는 예시적인 통신 시스템 내에서 75%-25% 경로 할당을 요구하는 6개의 스폿 빔이 존재한다. 단지 6개의 스폿 빔(B1 내지 B6) 만이 있기 때문에, 단지 3개의 타임 슬롯이 요구된다. 사용자 단말기(150)는 일반적으로, 그 활성적 빔 호핑 타임 슬롯 중에, 풀-듀플렉스(동시에 수신 및 송신) 모드에서 동작될 것이다. 이제, 4개 경로 x 3개 슬롯 = 12개의 슬롯이 극성(polarity) 마다 할당된다. 12개의 슬롯의 75%(9개)가 순방향 트래픽을 위해서 이용되는 한편, 12개의 슬롯의 25%(3개)가 복귀 트래픽을 위해서 사용된다. 3개의 복귀 슬롯은 다시 하나의 프레임을 채우고, 이는 극성별 복귀 트래픽을 위해서 할당된 하나의 경로에 대응한다. 그러나, 이제 액세스 노드 단말기 마다 정확히 3개 및 스폿 빔 마다 3개의 슬롯이 있도록, 그에 따라 사용자 스폿 빔과 액세스 노드 단말기 사이에서 1-대-1 맵핑이 허용되도록, 편광 당 9개의 순방향 슬롯(경로마다 3개)이 분할될 수 있다.
도 18c 및 도 18d에서, 2개의 편광 모두가 도시되어 있다. 순방향 경로 2 내지 4 그리고 6 내지 8은 각각 단일 액세스 노드 단말기(130)를 위한 것이다: GW 2의 (2개의 편광을 위한) 경로 2 및 6, GW 3을 위한 경로 3 및 7, 그리고 GW 1을 위한 경로 4 및 8. 도 18c에서, 복귀 경로는 3개의 액세스 노드 단말기(130) 사이에서 공유되고, 그에 따라 각각의 액세스 노드 단말기(130)는 송신되는 동일 스폿 빔 커버리지 지역(126)으로부터 수신되고, 그에 따라 사용자 스폿 빔(125)과 서비스 받는 액세스 노드 단말기(130) 사이의 1-대-1 맵핑을 구현한다. 대안적으로, 도 18d에서 복귀 경로는 모두가 GW 1로 지향된다. 이러한 경우에, GW 1은 공유된 수신 액세스 노드 단말기(130)로 간주되고, GW 2 및 GW 3은 단지 송신으로서 절반-듀플렉스 동작될 수 있다. 이러한 공유된 수신 액세스 노드 단말기 구현예에서, 많은 수의 액세스 노드 단말기(130)가 많은 수의 사용자 단말기(150)에 송신하는 반면, 그러한 사용자 단말기(150)는(이들이 조금이라도 송신하는 경우에) 단일 액세스 노드 단말기(130)에만, 전형적으로 송신 액세스 노드 단말기(130) 중 하나에만 송신한다. 도 18e는, 두 가지 경우 모두에서 동일한 것으로, 도 18c 또는 도 18d의 시스템의 제1 타임 슬롯을 도시한다.
공유된 수신 액세스 노드 단말기(130)는, 예를 들어 하나의 액세스 노드 단말기(130)에 위치된 정보를 위한 요청을 송신하는 사용자 단말기(150)가 있는 경우에, 또는 하나의 액세스 노드 단말기(130)가 액세스 노드 단말기(130)의 지상 네트워크와 네트워크(140) 사이의 인터페이스인 경우에, 유용성을 가질 수 있다. 이러한 경우에, 모든 사용자 단말기(150)가 해당 액세스 노드 단말기(130)로부터 직접적으로 정보를 요청하는 것은 다른 액세스 노드 단말기(130)가 해당 인터페이스 액세스 노드 단말기(130)에 대해서 순방향 요청하는 문제를 방지할 것이다.
반대의 경우도 가능하다: 사용자 단말기(150), 아마도 센서 단말기가 많은 양의 정보를 송신하지만, 적은 양만을 수신할 필요가 있는 공유된 송신 액세스 노드 단말기 시스템. 예를 들어, 25%-75% 시간 할당이 도 15b에서 스폿 빔(125)의 방향을 스위칭하는 것에 의해서 구현될 수 있다. 따라서, 액세스 노드 단말기(GW1)가 모든 사용자 스폿 빔(125)을 위한 공통 송신기일 수 있다. 이들 공유된 액세스 노드 단말기 구현예에서, 트래픽이 적절히 지향되고 스케줄링되도록 액세스 노드 단말기들(130)을 연결하는 백본 네트워크(예를 들어, 도 1을 참조하여 설명한 바와 같은 네트워크(140)의 예)를 시스템 운영자가 가지는 경우에, 절반-듀플렉스 액세스 노드 단말기(130)가 전개될 수 있다.
KF는 순방향 경로의 수이고 KR은 복귀 경로의 수이며, 여기에서 KF + KR = K는 경로의 총 수이다. 각각의 경로가 항상 순방향 또는 복귀 방향으로 전체적으로 이용되기 때문에, 타임 슬롯별 기반으로 경로를 통해서 순 전자적 이득을 동적으로 변경할 필요가 없다. 따라서, 슬롯별 기반의 채널 증폭기 이득의 동적 조정은 필요치 않을 수 있다.
KF = K 및 KR = 0으로 설정함으로써, 모두 순방향 트래픽(FLO)을 갖는다. KR = K 및 KF = 0으로 설정함으로써, 모두 복귀 트래픽(복귀 링크만 RLO)을 갖는다. 일반적으로, 각각의 방향 내의 용량 할당은,
여기에서 KF는 0(모두 복귀 트래픽) 내지 K(모두 순방향 트래픽) 중의 임의의 값으로 가정할 수 있다. (3)로부터, 순방향과 복귀 사이의 용량의 할당이 (예를 들어, 통신 위성(120)의 또는 GBBF 시스템의) 경로의 수인 K의 값에 의해서만 제한되는 임의의 임의적인 비율을 취할 수 있다는 것이 분명하다. K=100과 같은 합리적인 크기의 K에서, 이러한 제한은 크게 제한적이지 않은데, 이는 최대 값의 1/100의 증가의 용량 할당을 허용하기 때문이다.
이러한 접근법에서, 임의의 순간에 순방향으로 사용되는 총 사용자 링크 스펙트럼은 KFW이다. 복귀 방향으로, 사용되는 총 스펙트럼은 KRW이다. 다시, 각각의 액세스 노드 단말기(130)가 2개의 편광의 각각에서 이용할 수 있는 W Hz를 갖는다고 가정한다. 사용할 수 있는 총 피더 링크 스펙트럼은 각각의 방향(순방향 및 복귀)에서 2NGWW이다. 그에 따라, 요구되는 협력 (자율적인 아닌) 액세스 노드 단말기(130)의 수는 NGW=Max(KF,KR)/2이고, 이는 액세스 노드 단말기 카운트를 최소화하도록 송신 및 수신 슬롯의 주의 깊은 할당이 선택되었을 때와 동일한 접근법이다. 그러나, 접근법 2는 순방향 구성과 복귀 구성 사이의 동적 변화를 수용하기 위해서 빔 호핑 프레임 중에 경로의 순 이득을 동적으로 변화시킬 필요가 없다는 장점을 갖는다.
도 19는 K=100일 때 요구되는 협력 액세스 노드 단말기(130)(예를 들어, 게이트웨이)의 수와 할당된 순방향 경로의 수의 예시적인 차트(1900)를 도시한다. 도 19에 도시된 바와 같이, 요구되는 협력 액세스 노드 단말기(130)의 수는 KF=KR일 때 최소인 한편, 요구되는 협력 액세스 노드 단말기(130)의 수는 RLO(즉, KF=0) 및 FLO(즉, KR=0)에서 최대이다.
모든 설명된 접근법에서, 순방향 링크 및 복귀 링크가 2개의 독립적인 송신 시스템으로서 동작될 수 있다는 것이 명확하여야 한다. 2개의 송신 시스템 사이의 용량의 할당이 K 또는 Q에 의해서 제한될 수 있는 원하는 거의 모든 비율로 분할될 수 있다. 이어서, 각각의 송신 시스템은 각각의 타임 슬롯 내에서 스폿 빔(125)을 생성하는 빔형성 가중치 벡터의 적절한 설정에 의해서 원하는 임의의 방식으로 그 용량을 서비스 커버리지 지역(410) 주위에서 독립적으로 확산시킬 수 있다. 일반적으로, 순방향 링크 및 복귀 링크를 위한 서비스 커버리지 지역(410)이 동일한 물리적 지역이 되도록 설정할 수 있다. 이는 서비스 커버리지 지역(410) 내의 모든 지점에 순방향 링크 데이터의 수신 기회 및 복귀 링크 데이터의 송신 기회를 제공한다. 일반적으로, 이러한 기회가 동일 타임 슬롯 내에서 항상 발생되지는 않을 것이다. 순방향 트래픽 대 복귀 트래픽의 비율이 서비스 커버리지 지역(410) 내의 모든 지점에서 동일할 필요가 없다는 것이 또한 확인될 수 있다. 이는 순방향 트래픽 대 복귀 트래픽의 비율이 각각의 스폿 빔 커버리지 지역(126) 내에서 조정되게 할 수 있다. 이러한 비율을 조정하기 위한 메커니즘은 및 스폿 빔 커버리지 지역(126)의 각각의 물리적 위치에 할당된 순방향 및 수신 타임 슬롯의 수(및/또는 크기)의 조정이다.
도 20a는 본 개시 내용의 양태에 따른, 순방향 및 복귀 링크 서비스를 위한 일치되지-않는 서비스 커버리지 지역들(410)의 예(2000)를 도시한다. 순방향 링크 서비스 커버리지 지역(410-b)은 빔 호핑 시간 프레임 중에 형성된 개별적인 순방향 링크 스폿 빔(125)의 스폿 빔 커버리지 지역(126)의 연합이다. 마찬가지로, 복귀 링크 서비스 커버리지 지역(410-c)은 빔 호핑 시간 프레임 중에 형성된 개별적인 복귀 링크 스폿 빔(125)의 스폿 빔 커버리지 지역(126)의 연합이다. 순방향 링크 서비스 커버리지 지역(410-b) 및 복귀 링크 서비스 커버리지 지역(410-c)의 연합은 3개의 영역으로 나누어질 수 있다. 영역 1은 빔형성 가중치 세트가 순방향 링크 스폿 빔(125)를 제공하나 복귀 링크 스폿 빔(125)은 제공하지 않는 지역이다. 이러한 영역은 순방향 링크 트래픽만을 지원할 수 있다. 영역 2는 빔형성 가중치 세트가 복귀 링크 스폿 빔(125)를 제공하나 순방향 링크 스폿 빔(125)은 제공하지 않는 지역이다. 이러한 지역은 복귀 링크 트래픽을 지원할 수 있으나, 순방향 링크 트래픽은 지원할 수 없다. 영역 3은 비록 반드시 동일 타임 슬롯 내는 아니지만, 빔형성 가중치 세트가 순방향 및 복귀 스폿 빔(125) 모두를 제공하는 영역이다. 순방향 및 복귀 링크 트래픽 둘 모두가 지원될 수 있다. 또한, 순방향 용량 대 복귀 용량의 비율이 영역 3 내의 스폿 빔 커버리지 지역(126)의 각각의 물리적 위치에서 조정될 수 있다.
도 20b는 본 개시 내용의 양태에 따른, 단순한 단일 액세스 노드 단말기, 4 경로 시스템을 도시한다. 여기에서, 순방향 링크 영역 1은 스폿 빔 1 및 2를 포함하고, 복귀 링크 영역 2는 스폿 빔 5 및 6을 포함하는 한편, 양방향 영역 3은 스폿 빔 3, 4, 7, 및 8을 포함한다. 이는 영역 3이 도 20a에서 단일 로지칼 지역(logical zone)으로서 도시되어 있지만, 영역 3을 포함하는 스폿 빔들(125)이 인접할 것을 요구하지 않는다는 것을 예시한다. 사실상, 이러한 예에서 인접한 것으로 도시된 영역 1 및 2는 또한 많은 수의 구분된 지역으로 구성되었을 수 있다.
슬롯 1에서, 액세스 노드 단말기(GW)는 영역 1, 스폿 빔 커버리지 지역(B1 및 B2) 내의 단말기에 송신하고, 영역 2, 스폿 빔 커버리지 지역(B5 및 B6) 내의 단말기로부터 수신한다. 영역 3 내의 단말기는 이러한 슬롯 중에 비활성적인 반면, 영역 1 및 2 내의 단말기는 나머지 슬롯 중에 비활성적이다. 슬롯 2에서, 액세스 노드 단말기(GW)는 스폿 빔 커버리지 지역(B3 및 B4) 내의 단말기에 송신하고, 스폿 빔 커버리지 지역(B7 및 B8) 내의 단말기로부터 수신한다. 슬롯 3에서, 액세스 노드 단말기(GW)는 스폿 빔 커버리지 지역(B3 및 B4) 내의 단말기로부터 수신하고, 스폿 빔 커버리지 지역(B7 및 B8) 내의 단말기에 송신한다.
본 발명은 유연한 고용량 위성 통신 아키텍처를 제공한다. 이러한 아키텍처의 특징이 이하 중 하나 이상을 포함할 수 있다:
1. 고용량;
2. 순방향 용량과 복귀 용량 사이의 유연한 할당;
3. 유연한 용량 분포 및 서비스 커버리지 지역(410);
4. 재-구성 가능한 서비스 커버리지 지역(410) 및 용량 할당;
5. 예를 들어, 스폿 빔(125)과 동일한 스펙트럼 및 동일한 위치를 점유하도록 액세스 노드 단말기(130)를 인에이블링시키기 위한 빔 호핑을 이용하는, 액세스 노드 단말기(130)를 위한 유연한 위치; 및 액세스 노드 단말기 위치를 위성의 수명에 걸쳐 이동시킬 수 있는 능력;
6. 액세스 노드 단말기(130)의 증분적 롤아웃(incremental rollout);
7. 궤도 위치 독립성;
8. 예를 들어, 마진 요건이 개별적인 경로의 통계보다 모든 다양한 경로 상의 레인 페이드(rain fade)의 합계를 기초로 하는 경우에, 레인 페이드를 완화시키기 위한 액세스 노드 단말기(130)에 걸친 동적 균등 등방적 복사 파워(EIRP) 할당;
9. 절반-듀플렉스 단말기를 이용한 동작; 및
10. 과잉 페이로드 하드웨어가 감소된 동작.
특징(1) 및 특징 (2)가 설명되었다. 특징 (3) 내지 특징 (10)에 관한 추가적인 상세 내용을 이하에서 제공한다.
적은 수의 셀이 임의의 순간에 활성적일 수 있고, 이때 셀은, 예를 들어 단말기의 하위세트에 통신 서비스를 제공하는 서비스 커버리지 지역(410)(예를 들어, 스폿 빔)의 일부를 지칭할 수 있다. 일 예에서, KF = (예를 들어, 사용자 단말기 다운링크를 위한) 40개 내지 60개의 송신 스폿 빔(125)이다. 빔형성 가중치 벡터는 업로딩된 스케줄에 따라 동적으로 변경될 수 있다. 사용자 셀의 총 수가 KF x Q인 예를 취하고, Q = 타임슬롯의 수이고 1 
Q ≤ 64이다. 여기에서, 스폿 빔 커버리지 지역(126)의 복합체가 Q의 배수만큼 증가된다. 스폿 빔(125)의 평균 듀티 사이클이 1/Q일 수 있다. 스폿 빔(125)의 순방향 링크 속력은 Q배만큼 감소된다. 사용자 단말기(150)가 W Hz 대역폭 내의 모든 캐리어를 복조할 수 있는 것이 바람직할 수 있다. W = 1500 MHz, 
= 3 bps/Hz, 및 Q = 16에서, 사용자 단말기(150)에 대한 평균 다운링크 속력은 약 281 Mbps이다.
복귀 링크를 참조하면, 일 예에서, KR = (예를 들어, 사용자 단말기 업링크를 위한) 40개 내지 60개의 수신 스폿 빔(125)이다. 빔형성 가중치 벡터는 업로딩된 스케줄에 따라 동적으로 변경될 수 있다. 사용자 셀의 총 수가 KR x Q인 예를 취하고, Q = 타임슬롯의 수이고 1 
Q ≤ 64이다. 여기에서, 스폿 빔 커버리지 지역(126)의 복합체가 Q의 배수만큼 증가된다. 스폿 빔의 평균 듀티 사이클이 1/Q일 수 있다. 스폿 빔(125)의 복귀 링크 속력은 Q배만큼 감소된다. 사용자 단말기(150)가 큰 피크 파워 그러나 작은 평균 파워일 수 있는 버스트(burst) HPA를 이용하는 것이 바람직할 수 있다. 평균 파워 한계가 3W인 12W 피크 HPA, 40 Msps 업링크, 2.25 bits/sym, 및 Q = 16에서, 사용자 단말기(150)로부터의 평균 업링크 속력은 5.625 Mbps이다.
본원에서 설명된 유연한 고-용량 위성 통신 아키텍처는 또한 서비스 커버리지 지역(410) 주위에서 불균일한 용량 분포를 제공할 수 있다. 셀마다 할당된 상이한 수의 슬롯에 의해서, 용량은 거의 임의적인 비율로 상이한 셀들 내에 할당될 수 있다. 다시, 빔 호핑 프레임 내에 Q개의 타임슬롯이 있다. 각각의 셀은 qj개의 타임슬롯을 이용하고, 그에 따라
여기에서 J는 스폿 빔 신호 경로가 빔 호핑 프레임 내로 호핑하는 서비스 빔 커버리지 지역 위치의 수이다. 각각의 셀 내의 용량은:
여기에서 스폿 빔 당 순간적 용량 = Cb이다.
도 21a 내지 도 21c는 본 개시 내용의 양태에 따른, 불균일한 용량 분포를 갖는 빔 호핑의 예를 도시한다. 도 21a는 빔 호핑 프레임의 8개의 불균일한 타임슬롯 체류 시간에 대한 단일 스폿 빔 신호 경로의 예시적인 빔 호프 패턴(2100)을 도시한다. 예에서, Q = 32 및 Cb = 4.5 Gbps이다. 빔 호프 패턴(2100) 내의 셀 위치가 용이한 도시를 위해서 인접한 것으로 도시되어 있다. 도 21b는 빔 호프 패턴(2100)에 대한 예시적인 타임슬롯 체류 시간 표(2110)를 도시한다. 타임슬롯 체류 시간 표(2110)의 8개의 타임슬롯 체류 시간의 각각에서, 대응 셀 위치에 할당된 타임슬롯의 수(qj) 및 Mbps 단위의 지역 용량(Cj)이 도시되어 있다. 도 21c는 타임슬롯 체류 시간 표(2110)에 대한 예시적인 빔 호핑 프레임(2120)을 도시한다. 빔 호핑 프레임(2120)은 K개의 스폿 빔(125)을 포함한다. 빔 호핑 프레임(2120)의 스폿 빔 #1에 대한 불균일한 타임슬롯 체류 시간은 타임슬롯 체류 시간 표(2110) 내에 도시된 체류 시간에 합치된다. 동일 시간에 모든 스폿 빔(125) 변화 위치를 가지는 것이 바람직할 수 있다. 이는 빔-빔 간섭을 최소화하는데, 이는 각각의 스폿 빔(125)이 K-1개의 다른 스폿 빔(125)과 시간적으로만 중첩되기 때문이다. 그러나, 시스템은 이러한 제약이 없이 동작될 수 있다. 이어서, 추가적인 스폿 빔(125)이 서로 간섭할 수 있고, 스폿 빔 위치가 이러한 것을 염두에 두고 선택되어야 한다.
스폿 빔 위치는 BFN(710) 내에서 이용되는 가중치 벡터에 의해서 규정된다. 셀 마다의 용량은 스폿 빔(125)이 셀(체류 시간)에 지향되어 머무르는 빔 호핑 프레임의 지속시간에 의해서 설정된다. 빔형성 가중치 벡터 및 (예를 들어, 빔 호핑 프레임 규정과 같은) 체류 시간 둘 모두가 BWP(714)에 저장될 수 있다. 이러한 값은 데이터 링크에 의해서 지상으로부터 BWP(714)에 업로딩될 수 있다. 빔 위치(예를 들어, 스폿 빔 커버리지 지역(126)) 및 체류 시간(용량 할당) 둘 모두가 변화될 수 있다. 예를 들어, 빔 위치 및/또는 체류 시간은 새로운 가중치 세트 및 새로운 빔 호프 프레임 규정을 업로드 하는 것에 의해서, 때때로 변경될 수 있고, 또는 몇 개의 미리-저장된 가중치 세트 및 빔 호프 프레임 규정 중 하나를 이용하도록 BWP(714)에 명령하는 것에 의해서, 매일의 변동(예를 들어, 바쁜 시간에 합치시키기 위한 용량 변경)에 응답하여 빈번하게 변경될 수 있다. 하나의 빔형성 가중치 세트가 빔 가중치를 포함하고, 하나의 빔 호프 프레임 규정은 빔 호핑 프레임 내의 모든 타임슬롯 내의 모든 빔을 위한 체류 시간을 포함한다.
액세스 노드 단말기(130)가 사용자 단말기 서비스 커버리지 지역(410)의 외측에, 또는 액세스 노드 단말기(130)의 수를 약간 증가시킨 상태에서 사용자 단말기 서비스 커버리지 지역(410) 내에 위치될 수 있다. 액세스 노드 단말기 위치의 맵핑을 돕기 위해서, 액세스 노드 단말기(130)로부터 이용 가능한 컬러의 수를 이용할 수 있다. 컬러의 총 수 = 시간 컬러 x 편광 컬러 x 주파수 컬러이다. Q = 4, W = 1500 MHz(전체 대역), 및 이중 편광을 갖는 예를 취한다. 컬러의 총 수 = 4 번 x 2 극 x 1 주파수 = 8이다. 액세스 노드 단말기(130)의 수(NGW)는
여기에서 Ci = 액세스 노드 단말기 #1에 의해서 서비스될 수 있는 컬러의 수이다.
도 22a는 23개의 액세스 노드 단말기(130)(22개의 선택적인 액세스 노드 단말기 + 1개의 유틸리티 액세스 노드 단말기)를 갖는 예에 대한 예시적인 액세스 노드 단말기 위치 및 사용자 스폿 빔 커버리지 지역 위치를 도시한다. 도 22a의 맵(2200)에서, 사용자 스폿 빔 커버리지 지역 위치는 셀로서 도시되어 있고, 액세스 노드 단말기 위치는 쇄선 원으로 도시되어 있다.
도 22b는 맵(2200)에 대한 예시적인 액세스 노드 단말기 표(2210)를 도시한다. 액세스 노드 단말기 표(2210)는 각각이 액세스 노드 단말기(130)에 대한, 액세스 노드 단말기 위치, 스폿 빔 이슈의 수(즉, 이용될 수 없는 컬러의 수), 및 액세스 노드 단말기(130)에 의해서 서비스될 수 있는 컬러의 수(Ci)를 도시한다. K = 40, Q = 4, M = 160 스폿 빔, 및 액세스 노드 단말기 표(2210)에서 예시된 Ci에서, 
이다. 따라서, 이러한 예에서, 시스템은 23개의 액세스 노드 단말기(130) 중 임의의 22개로 동작될 수 있다. 스폿 빔을 침해하지 않는 모든 액세스 노드 단말기(130)를 배치하는 것은 K/2=20개의 액세스 노드 단말기(130)를 요구할 수 있다. 이러한 예에서, 액세스 노드 단말기(130)와 사용자 스폿 빔 커버리지 지역(126) 사이의 약간의 공간적인 중첩을 허용하기 위해서 2개의 부가적인 액세스 노드 단말기(130)만이 요구된다.
극단적인 예에서, 모든 액세스 노드 단말기(130)가 사용자 단말기 서비스 커버리지 지역(410) 내에 위치된다. 여기에서, 풀 CONUS 수렴 및 호프 체류 = 모든 스폿 빔(125)에 대한 빔 호핑 프레임의 1/24에서, K = 40, Q = 24, 및 M = 960 스폿 빔(125)이다. 컬러의 총 수는 48 = 24번 X 2 극이다. 액세스 노드 단말기(130)가 사용자 단말기 서비스 커버리지 지역(410)으로부터 멀리 위치되는 경우에, 액세스 노드 단말기(130)의 최소 수는 20일 것이다. 그러나, 모든 액세스 노드 단말기(130)가 사용자 단말기 서비스 커버리지 지역(410) 내에 위치되는 이러한 극단적인 예에서, 이용될 수 없는 컬러의 최대 수가 7인 것으로 가정한다. 따라서, 모든 액세스 노드 단말기(130)에 대해서 
이다. 6개의 액세스 노드 단말기(130)가 위치되고, 여기에서 이용될 수 없는 컬러의 수가 4 이하인 것(예를 들어, 연안 영역과 같은 서비스 커버리지 지역 경계)을 추가적으로 가정한다. 이들 6개의 액세스 노드 단말기(130)에서, Ci = 48 - 4 = 44이다. 요구되는 액세스 노드 단말기(130)의 수는 23이고, 여기에서 
이다. 이는 요구되는 액세스 노드 단말기(130)의 15% 증가(즉, 20으로부터 23으로)를 초래하나, 23개의 액세스 노드 단말기(130) 중의 17개의 위치에서 완전한 유연성을 가지며, 이들 모두는 사용자 단말기 서비스 커버리지 지역(410) 내에 위치된다.
액세스 노드 단말기 위치에서의 유연성은 또한 불균일한 호프 체류 시간으로 달성될 수 있다. 요구되는 액세스 노드 단말기(130)의 수가 유사한 수학식에 의해서 규정되며,
여기에서 Cj = 액세스 노드 단말기(j)에 의해서 이용 가능한 호프 체류 기간의 총 수이다. 최대로 가능한 Cj의 값은 2Q(즉, 2개의 편광 컬러, 1개의 주파수 컬러)이다. 액세스 노드 단말기(s)의 최적의 배치는, 첫 번째로 서비스가 없는(즉, Cj = 최대 값인) 영역이고, 두 번째로 짧은 호프 체류 시간의 셀 내 그리고 짧은 호프 체류 시간의 셀 다음이다. 그에 따라 액세스 노드 단말기(130)를 배치하는 것은, 일반적으로 호프 체류 시간이 균일한 전술한 예에 비해서, 보다 더 적은 부가적인 액세스 노드 단말기(130)를 초래할 것이다.
도 22c는 액세스 노드 단말기(130)의 예시적인 배치(2220)를 도시한다. 이러한 예에서, Q 빔 호핑 프레임 당 32개의 호프 체류이고, 2개의 편광 컬러, 및 1개의 주파수 컬러가 있다. Cj = 64 = 최대 값인 제1 배치는 액세스 노드 단말기(130)를 사용자 단말기 서비스가 없는 영역 내에 배치한다. Cj < 64인 다른 3개의 배치는 액세스 노드 단말기(130)를 짧은 호프 체류 시간의 셀 내에 그리고 짧은 호프 체류 시간의 셀 다음에 배치한다.
액세스 노드 단말기(130)에 대한 증가 롤아웃이 예를 들어 K = 40, Q = 4, 및 NGW=20인 예시적인 시스템에 대해서 설명된다. 스폿 빔의 수 M = 160, 및 평균 듀티 사이클 = 1/Q = 25%이다. 제1 예에서, 서비스가 하나의 액세스 노드 단말기(K = 2개 경로)로 시작되는 경우에, 하나의 액세스 노드 단말기가 하나의 시간에서 2개의 빔을 서비스한다. 타임슬롯의 수를 Q = 80으로 설정하는 것은 모두 160개의 스폿 빔(125)을 제공한다. 그러나, 결과적인 듀티 사이클 = 1/80이다. 따라서, 이러한 제1 예에서 속력 및 용량 감소가 있다. 액세스 노드 단말기(130)의 수가 증가함에 따라, 듀티 사이클이 증가될 수 있다.
제2 예에서, 서비스가 4개의 액세스 노드 단말기(130) 및 단지 40개의 스폿 빔(125)으로 시작되는 경우에, 결과적인 서비스 커버리지 지역(410)은 초기 서비스 커버리지 지역(410)의 25%이다. 이는 임의의 25%일 수 있다는 것을 주목하여야 한다. K = 8개의 경로에서, Q = 5로 설정하는 것은 40개의 빔을 제공하고, 듀티 사이클 = 1/5이다. 따라서, 이러한 제2 예에서, 속력 및 스폿 빔 용량의 최소 감소가 있다. 액세스 노드 단말기(130)의 수가 증가함에 따라, 서비스 커버리지 지역(410)이 증가될 수 있다. 이러한 접근법은 초기 액세스 노드 단말기(130)의 감소된 수에 대한 초기 서비스 커버리지 지역(410) 및/또는 속력/용량의 균형을 유지한다.
빔형성 가중치 벡터, 그리고 그에 따라 스폿 빔 커버리지 지역(126)의 위치는 본원에서 설명된 위성 통신 아키텍처에서 유연하다. 궤도 위치의 변화 후에 통신 서비스를 지원하는 것은 상이한 궤도 위치로부터의 동일 스폿 빔 커버리지 지역(126)의 커버리지를 허용하기 위해서 빔형성 가중치 벡터의 새로운 세트를 업데이트(예를 들어, 업로딩)하는 것에 의해서 달성될 수 있다. 이는 몇몇 장점을 제공한다. 통신 위성(120)이 구축되는 시간에, 궤도 위치가 규정되지 않을 수 있다. 궤도 위치는 통신 위성(120)의 수명 중에 임의의 시간에 변경될 수 있다. 임의의 궤도 위치 및 반사기(122)의 합리적인 스캔 범위 내의 서비스 커버리지 지역(410)의 임의의 규정을 위해서, 통신 위성(120)을 위한 범용적 설계를 이용할 수 있다. 또한, 안테나 조립체(121)를 위한 고유 안테나 패턴 커버리지 지역(221)이, 본원에서 설명된 바와 같이 그러한 궤도 위치의 변화를 위해서 구성될 수 있다.
새로운 궤도 위치에서 통신 서비스를 제공하기 위한 빔형성 가중치 세트의 업데이트는 다양한 방식으로 달성될 수 있다. 일부 예에서, 새로운 빔형성 가중치 세트가 통신 위성(120)에 업로딩될 수 있거나, 새로운 빔형성 가중치 세트가 통신 위성(120)에 저장된 것들로부터 선택될 수 있다. 일부 예에서, 새로운 빔형성 가중치 세트가 네트워크 관리 개체와 같은 네트워크 장치(141)로부터 수신될 수 있다. 일부 예에서, 새로운 빔형성 가중치 세트는 적어도 부분적으로 통신 위성의 새로운 궤도 위치를 기초로 하여, 통신 위성(120)에서 계산될 수 있다. 일부 예에서, BFN(710)은 (예를 들어, GBBF를 위한) 지상 세그먼트(102)에 위치될 수 있고, 그러한 경우에, 빔형성 가중치 세트는 지상 세그먼트(102)에서 선택 및/또는 계산될 수 있다.
업데이트된 빔형성 가중치 세트는 새로운 궤도 위치에서 다양한 통신 서비스 특징을 제공할 수 있다. 예를 들어, 득정 스폿 빔(125)을 형성하기 위해서, 및/또는 특정 셀에 통신 서비스를 제공하기 위해서 동일한 또는 상이한 복수의 피드 요소를 이용하는 방식으로 빔형성 가중치 세트가 구성될 수 있다. 일부 예에서, 업데이트된 궤도 위치에서 동일한 스폿 빔 커버리지 지역을 갖는 스폿 빔을 제공하도록 빔형성 가중치 세트가 업데이트될 수 있다. 일부 예에서, 업데이트된 궤도 위치에서 동일한 서비스 커버리지 지역을 제공하도록 빔형성 가중치 세트가 업데이트될 수 있다. 일부 예에서, 통신 서비스가 서비스 커버리지 지역의 복수의 셀에 제공될 수 있고, 궤도 위치의 변화에 응답하여 통신 서비스가 이전의 궤도 위치로부터의 스폿 빔과 동일한 대역폭, 동일한 주파수, 동일한 편광, 및/또는 동일한 타이밍 슬롯 시퀀스를 갖는 스폿 빔을 통해서, 셀 중 적어도 하나에 제공될 수 있다.
빔형성된 Tx 시스템에서, 불균일하고 동적인 방식으로 Tx 파워를 각각의 액세스 노드 단말기 스폿 빔(125)에 할당하는 것이 매우 용이하다. 스폿 빔(125)에 대한 Tx 파워는 빔 가중치의 크기 제곱의 합에 비례한다. 빔 가중치를 증가 또는 감소시키는 것은 스폿 빔(125)에 대한 파워를 증가 또는 감소시킬 것이다. 또한 파워는 채널 증폭기 감쇠를 통해서 조정될 수 있다.
파워는, 레인 페이드 감쇠에 반비례로, 각각의 액세스 노드 단말기 스폿 빔(125)에 할당될 수 있다. 이러한 할당은 실제 레인 페이드 감쇠를 기초로 동적일 수 있거나, 특정 이용 가능성과 연관되는 레인 페이드를 기초로 정적일 수 있다.
일 구현예에서, 송신 파워가 다운링크 SNR을 기초로 액세스 노드 단말기(130)에 할당된다. NGW 액세스 노드 단말기(130)에서, 액세스 노드 단말기(130)에 대한 송신에 할당된 통신 위성(120)(예를 들어, 송신 안테나 조립체(121)) 상의 총 Tx 파워 PGW는
여기에서 Pn = 액세스 노드 단말기 수(n)에 할당된 Tx 파워이다. 다운링크 SMR을 균등화하기 위한 적절한 파워 할당은
여기에서 Rn = 액세스 노드 단말기 수(n)에 대한 안테나 조립체 이득이고; Dn = 액세스 노드 단말기 수(n)에서의 레인 감쇠로 인한 다운링크 SNR 저하이며; Ln = 액세스 노드 단말기 수(n)에 대한 자유-공간 경로 손실이다.
정적 접근법에서, 파워 할당은 타겟 링크 이용 가능성에서의 레인 감쇠를 기초로 선택될 수 있다. 이들 고정된 파워 할당은 네트워크 동작 전의 네트워크 계획자에 의해서 결정될 수 있다. 레인 감쇠(An)는 원하는 이용 가능성에 대응하는 각각의 액세스 노드 단말기(130)에서 결정될 수 있다. 레인 감쇠(Dn)는 An 및 액세스 노드 단말기 HW 매개변수로부터 계산될 수 있다. 자유-공간 경로 손실(Ln)(예를 들어, 신호 전파 손실)이 각각의 액세스 노드 단말기(130)에 대해서 계산될 수 있다. 각각의 액세스 노드 단말기에 대한 Tx 안테나 조립체 이득(Rn)은 빔 가중치 및 고유 피드 요소 패턴(210)으로부터 결정될 수 있다. 할당된 파워(Pn) 및 요구되는 채널 진폭 감쇠 설정을 계산하여 이러한 파워를 생성할 수 있다.
채널 진폭 감쇠기 설정이 업링크를 통해서 통신 위성(120)에 전송될 수 있고, 네트워크 동작 개념(예를 들어, 액세스 노드 단말기 위치, 다운링크 이용 가능성, 액세스 노드 단말기 다운링크에 할당된 총 파워 등)을 변경하고자 할 때까지(그리고 그러한 경우에) 해당 설정에서 유지될 수 있다.
동적 접근법에서, 파워 할당은 각각의 액세스 노드 단말기(130)에서의 관찰된 레인 감쇠를 기초로 선택될 수 있다. 레인 감쇠가 변화됨에 따라 Tx 파워 설정(Pn)이 동적으로 변화될 것이다. 일부 구현예에서, 레인 감쇠 측정 시스템이 이용되고, 중앙 프로세싱 사이트(예를 들어, NOC, 또는 다른 네트워크 장치(141))는 모든 측정된 레인 감쇠를 수집하기 위해서 파워 할당을 동적으로 연산하고, (예를 들어, 채널 진폭 이득 또는 빔 가중치 벡터로서) 파워 할당 정보를 위성에 업링크 전송한다. 도 23은 이러한 동적 접근법을 지원할 수 있는 예시적인 위성 통신 시스템(2300)의 단순화된 도면이다.
다른 구현예에서, 송신 파워가 신호-대-간섭-및-노이즈비(SINR)를 기초로 액세스 노드 단말기(130)에 할당된다. 비교적 큰 스폿 빔 간섭을 가지는 액세스 노드 단말기 다운링크에서, 다운링크 SINR을 균등화하기 위해서 파워를 대상에 할당하는 것이 바람직할 수 있다.
파워 할당을 계산하기 위한 상이한 수학식을 이용하는 것에 의해서, 정적 접근법 및 동적 접근법 둘 모두가 이러한 것을 수용할 수 있다. 여기에서 파워 할당은
여기에서 
는 균등성을 강제하도록 선택되고
그리고 이하의 규정이 적용된다.
x: 각각의 액세스 노드 단말기(130)에 대한 Tx 파워 할당을 포함하는 Nx1 열 벡터.
R: NxN 빔 이득 매트릭스. 성분 Rij는 액세스 노드 단말기(i)의 방향으로 액세스 노드 단말기(j)로 지향되는 스폿 빔의 이득이다. 대각 성분 rii는 액세스 노드 단말기(i)에 대한 안테나 이득이다.
Rgw: 액세스 노드 단말기(n)에 대한 이득을 포함하는 NxN 대각 매트릭스. Rgw의 대각 요소 = R의 대각 요소.
D: 요소가 각각의 액세스 노드 단말기의 레인 저하를 포함하는 NxN 대각 매트릭스. 이러한 계산은 측정된 An의 값으로부터 계산된다.
C: 요소가 각각의 액세스 노드 단말기의 링크 상수를 포함하는 NxN 대각 매트릭스. 구체적으로,
G: 대각 요소가 각각의 액세스 노드 단말기에 대한 타겟 관련 다운링크 SINR을 포함하는 NxN 대각 매트릭스. 모든 액세스 노드 단말기가 동일한 다운링크 SINR을 가질 것이 요구되는 경우에, G = NxN 단위 매트릭스(identity matrix)이다.
g: 요소가 G의 대각 요소와 동일한 Nx1 열 벡터.
수학식 (10)은 반복 기술로 풀이될 수 있다.
따라서, 본원에서 설명된 바와 같이, 위성 통신 서비스가 빔 호핑 구성에 따라 변화되는 스폿 빔 커버리지 지역 위치를 추가적으로 지원할 수 있는 빔형성된 스폿 빔(125)을 지원하는 통신 위성(120)에 의해서 제공될 수 있다. 빔형성된 스폿 빔(125)은 안테나 피드 요소(128)를 통해서 운반되는 신호에 빔 가중치를 적용하는 것에 의해서 유연하게 형성될 수 있고, 이는 고유 안테나 패턴(220)의 복수의 고유 피드 요소 패턴(210)을 통해서 전파되는 전자기 신호의 보강 효과 및 간섭 효과를 증대시킨다. 통신 서비스 제공의 유연성은 고유 안테나 패턴(220)의 변화를 지원하는 하나 이상의 안테나 조립체(121)를 이용하는 통신 위성(120)으로 더 개선될 수 있다.
도 24a 및 도 24b는 본 개시 내용의 양태에 따른, 안테나 조립체(121)에 의해서 지원될 수 있는 고유 안테나 패턴 커버리지 지역(221-d)의 변화를 도시한다. 피드 어레이 조립체(127) 내에 포함되고, 반사기(122) 내에 포함되고, 피드 어레이 조립체(127)와 반사기(122) 사이에 커플링되고, 2개의 반사기(122) 사이에 커플링되는 등인 액츄에이터에 명령하는 것에 의해서, 고유 안테나 패턴 커버리지 지역(221-d)의 변화가 제공될 수 있다. 예를 들어, 본원에서 설명된 바와 같이 피드 어레이 조립체(127)와 안테나 조립체(121)의 반사기(122) 사이의 상대적인 위치를 조정함으로써, 안테나 조립체(121)는 고유 안테나 패턴 커버리지 지역(221-d-1)으로부터 고유 안테나 패턴 커버리지 지역(221-d-2)까지의 변화를 지원할 수 있다. 상대적인 위치의 변화가 선형 액츄에이터(124)에 의해서 제공될 수 있고, 예를 들어 통신 서비스의 유연한 빔형성 서비스 커버리지 지역(예를 들어, 도 4를 참조하여 설명한 서비스 커버리지 지역(410))에 제공하기 위한 상이한 고유 안테나 패턴(220)을 지원할 수 있다.
도 24a는 복수의 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역(211)에 의해서 형성된 고유 안테나 패턴 커버리지 지역(221-d-1)의 예시적인 도면(2400)을 도시한다. 일부 예에서, 고유 안테나 패턴 커버리지 지역(221-d-1)은, 도 4를 참조하여 설명한 서비스 커버리지 지역(410)과 같은 서비스 커버리지 지역을 지원하도록 의도되었을 수 있다. 일 예에서, 고유 안테나 패턴 커버리지 지역(221-d-1)을 이용하여, 통신 서비스의 특정 조건에 따라 통신 서비스를 서비스 커버리지 지역(410)에 제공할 수 있다. 그러나, 다양한 이유로 통신 서비스 조건의 변화가 요구될 수 있다. 예를 들어, 서비스 커버리지 지역(410) 내의 수요 프로파일이 달라질 수 있고, 원하는 서비스 커버리지 지역(410)이 달라질 수 있고, 통신 위성(120)의 궤도 위치가 달라졌을 수 있고, 또는 연관된 고유 안테나 패턴(220-d)에 의해서 형성되는 스폿 빔(125)의 특징을 변경하는 것이 요구될 수 있다.
스폿 빔(125)의 특징은 고유 안테나 패턴 커버리지 지역(221-d-1) 및 상이한 빔 가중치의 결과일 수 있다. 예를 들어, 도면(2400)은 일리노이주 시카고에 인접하는 관심 지역(2424)을 도시한다. 관심 지역(2424)을 지원하기 위해서, 통신 위성(120)은, 관심 지역(2424)을 둘러싸는 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역(211)과 연관되는 피드 어레이 조립체(127)의 안테나 피드 요소(128)에 빔형성 기술을 적용할 수 있다. 도면(2400)에 따라, 고유 안테나 패턴 커버리지 지역(221-d-1)은, 진한 실선으로 표시된 바와 같은 관심 대상(2424)을 둘러싸는 8개의 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역(211)을 포함한다. 따라서, 통신 위성(120)은, 관심 지역(2424)에서 통신 서비스를 지원하기 위해서 피드 어레이 조립체(127)의 8개의 안테나 피드 요소(128)를 이용할 수 있다.
도 24b는, 고유 안테나 패턴 커버리지 지역(221-d-1)의 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역(211)의 동일한 안테나 피드 요소(128)와 연관될 수 있는 복수의 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역(211)에 의해서 형성된 고유 안테나 패턴 커버리지 지역(221-d-2)의 예시적인 도면(2450)을 도시한다. 그러나, 고유 안테나 패턴 커버리지 지역(221-d-2)은 고유 안테나 패턴 커버리지 지역(221-d-1)과 다른 특징(예를 들어, 더 큰 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역 크기, 더 큰 정도의 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역들의 중첩 등)을 갖는 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역(211)을 가질 수 있다. 고유 안테나 패턴 커버리지 지역(221-d-1)으로부터 고유 안테나 패턴 커버리지 지역(221-d-2)으로의 변화는, 피드 어레이 조립체(127)와 반사기(122) 사이의 상태적인 거리를 변경하도록 액츄에이터(124)에 명령하는 것에 의해서 제공될 수 있다. 예를 들어, 도면(2450)의 고유 안테나 패턴 커버리지 지역(221-d-2)은 더 심하게 탈초점화된 조건을 유발할 수 있는 도면(2400)에서보다 반사기(122)에 더 근접하여 위치되는 피드 어레이 조립체(127)를 나타낼 수 있다.
도면(2450)에 도시된 바와 같이, 액츄에이터(124)의 조정은 고유 안테나 패턴 커버리지 지역(221-d-1)에 비해서, 더 넓은 고유 안테나 패턴 커버리지 지역(221-d-2)을 제공할 수 있다. 고유 안테나 패턴을 확장시키는 것에 의해서, 고유 안테나 패턴 커버리지 지역(221-d-2)은 더 넓은 서비스 커버리지 지역(410)을 지원할 수 있고, 및/또는 상이한 커버리지 지역 조건(예를 들어, 상이한 스폿 빔 패턴, 스폿 빔 크기, 스폿 빔 이득 등)에 따라 서비스 커버리지 지역 내의 통신 서비스를 제공할 수 있다.
예를 들어, 고유 안테나 패턴 커버리지 지역(221-d-2)은 또한 일리노이주 시카고의 근접부 내의 관심 지역(2424)을 지원할 수 있으나, 상이한 고유 안테나 패턴 커버리지 지역(221-d)에 따라 지원할 수 있다. 예시적인 도면(2450)에 도시된 바와 같이, 고유 안테나 패턴 커버리지 지역(221-d-2)은, 진한 실선으로 표시된 바와 같은 관심 대상(2424)을 둘러싸는 11개의 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역(211)을 포함한다. 따라서, 통신 위성(120)은 관심 지역(2424)에서 통신 서비스를 지원하기 위해서 피드 어레이 조립체(127)의 11개의 안테나 피드 요소(128)를 이용할 수 있다. 고유 안테나 패턴 커버리지 지역(221-d-1)에 비교할 때, 관심 지역(2424)에서 통신 서비스를 지원하기 위해서 고유 안테나 패턴 커버리지 지역(221-d-2)에서 사용될 수 있는 더 많은 수의 안테나 피드 요소(128)는 감소된 피드 과잉성, 신호 품질 특징(예를 들어, 더 큰 빔 이득, 상이한 빔 이득 프로파일 등), 그리고 직교 통신 자원의 이용과 같은 통신 서비스의 다양한 양태를 개선할 수 있다. 따라서, 관심 지역(2424)을 포함하는 서비스 커버리지 지역(410)에서, 고유 안테나 패턴 커버리지 지역(221-d-1)으로부터 고유 안테나 패턴 커버리지 지역(221-d-2)으로의 변화 및 (예를 들어, 주어진 빔형성된 스폿 빔(125)을 지원하기 위해서 이용되는 상이한 빔 가중치 및/또는 상이한 수의 피드 요소(128)를 갖는) 상이한 빔형성 가중치 매트릭스를 이용하는 통신 서비스가 제공될 수 있다.
비록 더 탈초점화된 위치로 전이되도록 안테나 조립체(121)에 명령하는 것에 의해서 고유 안테나 패턴 커버리지 지역(221-d-1)으로부터 고유 안테나 패턴 커버리지 지역(221-d-2)으로의 전이를 제공하는 것이 일부 상황에서 바람직할 수 있지만, 일부 상황에서 더 초점이 잡힌 위치로 전이되도록 안테나 조립체(121)에 명령하는 것이 바람직할 수 있다. 따라서, 고유 안테나 패턴(220)의 변화를 제공하도록 액츄에이터에 명령하는 것은 통신 위성(120)이 통신 서비스를 제공하는 방식을 적응시키는 다양한 수단을 제공할 수 있다. 일부 예에서, 적응형 빔형성 시스템이 빔형성 시스템의 구성요소로서, 피드 어레이 조립체(127)와 반사기(122) 사이의 거리를 이용할 수 있다. 예를 들어, 다양한 타겟 매개변수(예를 들어, 커버리지, 평균 파워 밀도, 시스템 용량, 기하형태적 요구에 대한 공간적 용량의 합치)를 위한 배열을 최적화하기 위해서, 빔형성된 스폿 빔(125)의 배열이 초점 위치 및 빔형성 가중치 매트릭스의 상이한 조합들에서 연산적으로 결정될 수 있다. 그러한 배열은 Monte Carlo 분석, 반복적 연산 등과 같은 연산 기술을 이용하여 결정될 수 있다.
비록 고유 안테나 패턴 커버리지 지역(221-d-1)과 고유 안테나 패턴 커버리지 지역(221-d-2) 사이의 변화가 커버리지 또는 서비스를 적응시키기 위한 상이한 커버리지 지역 조건의 제공을 기초로 하는 것으로 설명되었지만, 고유 안테나 패턴 커버리지 지역(211)의 변화를 이용하여 다른 상황에 응답할 수 있다. 예를 들어, 궤도 위치의 변화는 동일한 고유 안테나 패턴(220)에 대한 고유 안테나 패턴 커버리지 지역(221)을 수정할 수 있고, 서비스 커버리지 지역(410)에 걸친 통신 서비스를 지원하기에 충분치 않은 패턴을 초래할 수 있다. 이러한 조건은, 예를 들어 위성 이동 등의 결과로서 통신 위성(120)의 궤도 위치가 의도된 또는 전개된 것과 상이한 궤도 슬롯에 있는 경우에 발생될 수 있다. 대안적으로, 궤도 위치의 변화는 위성의 계획된 또는 원하는 재-전개일 수 있다. 따라서, 고유 안테나 패턴(220)의 변화가 안테나 조립체(121) 또는 통신 위성(120) 외부의 상황에 의해서 결정될 수 있고, 서비스 커버리지 지역(410)에 대한 조건의 변화를 초래할 수 있다. 액츄에이터(124)를(예를 들어, 빔형성과 조합하여) 이용하여, 예를 들어 위성 동작을 원하는 서비스 커버리지 지역(410)으로 복귀 또는 실질적으로 복귀시킬 수 있다.
도 24c 및 도 24d는, 본 개시 내용의 양태에 따른, 다수의 안테나 조립체(121)를 통해서 통신 위성(120-d)의 고유 안테나 패턴(220)에 의해서 제공된 고유 안테나 패턴 커버리지 지역(211-e 및 221-f)을 도시한다. 단순함을 위해서, 외부 경계만이 고유 안테나 패턴 커버리지 지역(221-e 및 221-f)의 각각에 대해서 도시되었지만, 고유 안테나 패턴 커버리지 지역(221-e 및 221-f)의 각각이, 본원에서 설명된 바와 같이 제1 안테나 조립체(121) 및 제2 안테나 조립체(121)의 피드 어레이 조립체(127)와 연관된 복수의 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역(211)으로부터 형성될 수 있다. 고유 안테나 패턴 커버리지 지역(221-e 및 221-f)은, 예를 들어 하나 이상의 통신 서비스를 상이한 서비스 커버리지 지역들(410)에 제공할 수 있다.
도 24c는, 북미 및 남미의 가시적 지구 커버리지 지역를 갖는 제1 지구 정지 위성 궤도 위치에 배치되어 있는 동안 통신 위성(120-d)에 의해서 제공되는 고유 안테나 패턴 커버리지 지역(221-e-1 및 221-f-1)의 도면(2470)을 도시한다. 고유 안테나 패턴 커버리지 지역(221-e-1 및 221-f-1)은 제1 및 제2 안테나 조립체(121-g 및 121-h) 각각의 제1 탈초점 조건을 나타낼 수 있는 제1 고유 안테나 패턴(220-e-1 및 220-f-1)에 의해서 제공될 수 있다. 통신 위성(120-d)은 제1 고유 안테나 패턴(220-e-1)에 따른 통신 서비스를 북미 대륙의 상당한 부분을 커버하는 제1 서비스 커버리지 지역(410)(도시되지 않음)에 제공할 수 있다. 통신 서비스는 고유 안테나 패턴 커버리지 지역(221-e-1) 및 다른 매개변수(예를 들어, 빔 가중치, 용량 분산, 스폿 빔 호핑 등)를 기초로 제1 서비스 커버리지 지역(410)에 제공될 수 있다. 통신 위성(120-d)은 제2 고유 안테나 패턴(220-f-1)에 따른 통신 서비스를 남미 대륙의 상당한 부분을 포함하는 제2 서비스 커버리지 지역(410)(도시되지 않음)에 제공할 수 있다. 통신 서비스는 고유 안테나 패턴 커버리지 지역(221-f-1) 및 다른 매개변수(예를 들어, 빔 가중치, 용량 분산, 스폿 빔 호핑 등)를 기초로 제2 서비스 커버리지 지역(410)에 제공될 수 있다. 다양한 예에서, 제1 및 제2 서비스 커버리지 지역(410)에 제공되는 통신 서비스가 동일하거나 상이할 수 있다.
도 24d는 제1 지구 정지 위성 궤도 위치보다 더 동쪽의 위치를 갖는 제2 지구 정지 위성 궤도 위치에 배치되어 있는 동안 통신 위성(120-d)에 의해서 제공되는 고유 안테나 패턴 커버리지 지역(221-e 및 221-f)의 도면(2480)을 도시한다. 다양한 이유(예를 들어, 궤도 이동, 전개 변화 등)로, 통신 위성(120-d)은 새로운 궤도 위치에서의 동작을 위해서 제1 지구 정지 위성 궤도 위치로부터 제2 지구 정지 위성 궤도 위치(예를 들어, 88°경도에서의 궤도 슬롯)로 이동될 수 있다.
고유 안테나 패턴 커버리지 지역(221-e-2 및 221-f-2)은 도 24c를 참조하여 설명한, 그러나 제2 지구 정지 위성 궤도 위치에서의 고유 안테나 패턴(220-e-1 및 220-f-1)의 투사된 커버리지 지역을 나타낼 수 있다. 일부 예에서, 고유 안테나 패턴 커버리지 지역(221-e-2 및 221-f-2)은 통신 위성(120-d)의 궤도 위치를 변경하는 것뿐만 아니라, 통신 위성(120-d)의 연관된 안테나(121)의 조준선 방향을 변경하는 것(예를 들어, 안테나 조준선 방향과 지구의 중심 사이에서 통신 위성(120-d)으로부터 측정된 바와 같은 사각(skew angle)을 변경하는 것으로서, 그에 의해서 98°에서의 궤도 슬롯으로부터 88°에서의 궤도 슬롯으로의 조정을 위해서 보상하는 것)에 의해서 제공될 수 있다. 일부 예에서, 안테나 조준선 방향에 대한 이러한 변화는 통신 위성(120-d)이 다른 자세로 배향되게 하는 것에 의해서 달성될 수 있다. 그러나, 일부 예에서, 통신 위성(120-d)의 안테나(121)가 그 시계 내에서 전체 지구를 가질 수 있고, 안테나 조립체의 조준선 방향을 조정하는 것이 필요하지 않을 수 있다(예를 들어, 안테나(121)가 지구의 중심으로 계속 지향될 수 있다.).
도면(2480)에 의해서 도시된 바와 같이, 동일 고유 안테나 패턴(220-e-1)에서, 제2 지구 정지 위성 궤도 위치으로부터의 고유 안테나 패턴 커버리지 지역(221-e-2)의 크기는 제1 지구 정지 위성 궤도 위치로부터의 고유 안테나 패턴 커버리지 지역(221-e-1)의 크기보다 큰데, 이는 통신 위성(120-d)으로부터 멀리 회전된 지구의 타겟 지역 때문이다. 다시 말해서, 제1 안테나 조립체(121-g)의 시계는, 제1 지구 정지 위성 궤도 위치로부터보다 제2 지구 정지 위성 궤도 위치로부터 북미에 걸친 서비스 커버리지 지역(410)을 향해서 더 넓고, 그에 따라 원하는 서비스 커버리지 지역(410)에 걸쳐 더 낮은 신호 파워 밀도를 제공할 수 있다. 대조적으로, 동일 고유 안테나 패턴(220-f-1)에서, 제2 지구 정지 위성 궤도 위치으로부터의 고유 안테나 패턴 커버리지 지역(221-f-2)의 크기는 제1 지구 정지 위성 궤도 위치로부터의 고유 안테나 패턴 커버리지 지역(221-f-1)의 크기보다 큰데, 이는 통신 위성(120-d)에 더 근접되게 회전된 지구의 타겟 지역 때문이다. 다시 말해서, 제2 안테나 조립체(121-h)의 시계는 제1 지구 정지 위성 궤도 위치으로부터보다 제2 지구 정지 위성 궤도 위치으로부터 더 좁고, 원하는 서비스 커버리지 지역(410)을 적절히 커버하지 못할 수 있다.
비록 크기의 변화로서 일반적으로 도시되어 있지만, 제1 궤도 위치로부터 제2 궤도 위치로 이동될 때 주어진 고유 안테나 패턴(220)에 대한 고유 안테나 패턴 커버리지 지역(221)으로의 변화는 고유 안테나 패턴 커버리지 지역(221)의 표면과 통신 위성(120) 사이의 신호의 크기, 형상, 입사각(예를 들어, 신호 복사 방향)의 변화, 그리고 그 다양한 조합을 포함할 수 있다. 그러한 변화에 따른 통신 서비스를 계속 제공하기 위해서, 그러한 변화를 보상하기 위해서 안테나 조립체(121)에서 고유 안테나 패턴(220)을 변경하는 것이 유리할 수 있다.
예를 들어, 제1 지구 정지 위성 궤도 위치로부터 제2 지구 정지 위성 궤도 위치로의 궤도 위치의 변화에 응답하여, 더 좁은 고유 안테나 패턴(220-e-2)을 제공하도록 제1 안테나 조립체(121-g)에 명령할 수 있다. (예를 들어, 선형 액츄에이터의 길이를 변화시킴으로써) 제1 탈초점 위치로부터 제2 탈초점 위치로 변경하기 위해서 제1 안테나 조립체(121-g)의 액츄에이터(124)에 명령하는 것에 의해서, 고유 안테나 패턴의 변화가 제공될 수 있다. 따라서, 도면(2480)은 더 좁은 고유 안테나 패턴(220-e-2)을 제공하기 위해서 안테나 조립체(121)의 액츄에이터에 명령하는 것의 예를 도시하고, 더 좁은 고유 안테나 패턴(220-e-2)의 결과는 고유 안테나 패턴 커버리지 지역(221-e-3)일 수 있다.
일부 예에서, 고유 안테나 패턴 커버리지 지역(221-e-3)이 제1 지구 정지 위성 궤도 위치로부터의 도 24c를 참조하여 설명한 고유 안테나 패턴 커버리지 지역(221-e-1)과 실질적으로 같은 범위일 수 있다. 대안적으로, 궤도 위치의 변화에 의해서 유발된 입사각의 변화로 인해서, 고유 안테나 패턴 커버리지 지역(221-e-3)이 고유 안테나 패턴 커버리지 지역(221-e-1)과 반드시 동일 범위가 아닐 수 있고, 그 대신 신호 송신/수신 밀도가 고유 안테나 패턴 커버리지 지역(221-e-1)에 의해서 제공되는 것과 유사하도록 제공될 수 있고, 이는 (비록 고유 안테나 패턴 커버리지 지역(221-e-1 및 221-e-3)이 적어도 부분적으로 중첩될 수 있지만) 고유 안테나 패턴 커버리지 지역(221-e-1 및 221-e-3)이 같은 범위일 것을 요구하거나 요구하지 않을 수 있다. 다시 말해서, 궤도 위치의 변화에 응답하여, 제2 지구 정지 위성 궤도 위치에서 제2 고유 안테나 패턴(220-e-2)에 의해서 제공되는 서비스 커버리지 지역(410)이 제1 지구 정지 위성 궤도 위치에서 제1 고유 안테나 패턴(220-e-1)에 의해서 제공되는 서비스 커버리지 지역(410)과 실질적으로 같은 범위가 되도록, 업데이트된 고유 안테나 패턴(220-e-2)이 제공될 수 있다.
다른 예에서, 제1 지구 정지 위성 궤도 위치로부터 제2 지구 정지 위성 궤도 위치로의 궤도 위치의 변화에 응답하여, 더 넓은 고유 안테나 패턴(220-f-2)을 제공하도록 제2 안테나 조립체(121-h)에 명령할 수 있다. (예를 들어, 선형 액츄에이터의 길이를 변화시킴으로써) 제1 탈초점 위치로부터 제2 탈초점 위치로 변경하기 위해서 제2 안테나 조립체(121-h)의 액츄에이터(124)에 명령하는 것에 의해서, 고유 안테나 패턴의 변화가 또한 제공될 수 있다. 따라서, 도면(2580)은 더 넓은 고유 안테나 패턴(220-f-2)을 제공하기 위해서 안테나 조립체(121)의 액츄에이터(124)에 명령하는 것의 예를 도시하고, 더 넓은 고유 안테나 패턴(220-f-2)의 결과는 고유 안테나 패턴 커버리지 지역(221-f-3)일 수 있다.
일부 예에서, 고유 안테나 패턴 커버리지 지역(221-f-3)이 제1 지구 정지 위성 궤도 위치로부터의 도 24c를 참조하여 설명한 고유 안테나 패턴 커버리지 지역(221-f-1)과 실질적으로 같은 범위일 수 있다. 대안적으로, 궤도 위치의 변화에 의해서 유발된 입사각의 변화로 인해서, 고유 안테나 패턴 커버리지 지역(221-f-3)이 고유 안테나 패턴 커버리지 지역(221-f-1)과 반드시 동일 범위가 아닐 수 있고, 그 대신 신호 송신/수신 밀도가 고유 안테나 패턴 커버리지 지역(221-f-1)에 의해서 제공되는 것과 유사하도록 제공될 수 있고, 이는 (비록 고유 안테나 패턴 커버리지 지역(221-f-1 및 221-f-3)이 적어도 부분적으로 중첩될 수 있지만) 고유 안테나 패턴 커버리지 지역(221-f-1 및 221-f-3)이 같은 범위일 것을 요구하거나 요구하지 않을 수 있다. 다시 말해서, 궤도 위치의 변화에 응답하여, 제2 지구 정지 위성 궤도 위치에서 제2 고유 안테나 패턴(220-f-2)에 의해서 제공되는 서비스 커버리지 지역(410)이 제1 지구 정지 위성 궤도 위치에서 제1 고유 안테나 패턴(220-f-1)에 의해서 제공되는 서비스 커버리지 지역(410)과 실질적으로 같은 범위가 되도록 업데이트된 고유 안테나 패턴(220-f-2)이 제공될 수 있다.
일부 경우에, 다수의 안테나 조립체(121)를 갖는 통신 위성(120)에서, 다른 안테나 조립체(121)를 위한 고유 안테나 패턴(220)이 변화없이 유지되는 동안 하나의 안테나 조립체(121)를 위한 고유 안테나 패턴(220)이 조정될 수 있다. 도 24e는, 본 개시 내용의 양태에 따른, 다수의 안테나 조립체(121)를 통해서 통신 위성(120-d)에 의해서 제공되는 고유 안테나 패턴 커버리지 지역(221)을 위한 대안을 도시한다. 일 예에서, 통신 위성(120-d)은 제1 안테나 조립체(121-g)를 통해서 고유 안테나 패턴 커버리지 지역(221-e-1)을 제공하기 위해서 그리고 제2 안테나 조립체(121-h)를 통해서 고유 안테나 패턴 커버리지 지역(221-f-1)을 제공하기 위해서, 도 24c에 도시된 바와 같이 제1 궤도 위치에서 초기에 구성될 수 있다. 제2 안테나 조립체(121-h)는 제1 지구 정지 위성 궤도 위치로부터 가시적인 지구 커버리지를 제공하기 위해서 이용될 수 있는, 도 24e에 도시된 바와 같은 고유 안테나 패턴 커버리지 지역(221-f-4)을 제공하도록(예를 들어, 고유 안테나 패턴(220-f-1)으로부터 고유 안테나 패턴(220-f-3)까지의 변화를 제공하기 위해서 액츄에이터(124)에 명령하는 것에 의해서) 재구성될 수 있다. 다른 예에서, 통신 위성(120-d)은 도 24e에 도시된 바와 같은 가시적 지구 커버리지(예를 들어, 고유 안테나 패턴 커버리지 지역(221-f-4)를 제공하도록 조정된 제2 안테나 조립체(121-h)로 초기에 구성될 수 있고, 후속하여 제2 안테나 조립체(121-h)가 도 24c에 도시된 바와 같은 고유 안테나 패턴 커버리지 지역(221-f-1)을 제공하도록(예를 들어, 액츄에이터(124)에 명령하는 것에 의해서) 조정될 수 있다. 따라서, 도면(2490)은 다른 안테나 조립체(121)의 고유 안테나 패턴(220)을 유지하면서, 변화 고유 안테나 패턴(220)을 제공하도록 하나의 안테나 조립체(121)의 액츄에이터에 명령하는 예를 도시한다.
비록 일반적으로 지구 정지 위성 궤도 위치를 가지는 통신 위성(120)을 참조하여 설명하였지만, 고유 안테나 패턴(220)에 대한 조정은 LEO 또는 MEO 적용예와 같은 비-지구 정지 위성 적용예에도 적용될 수 있다. 예를 들어, 고유 안테나 패턴(220)은 LEO 또는 MEO 위성의 궤도 경로를 따르는 더 큰, 더 작은, 또는 달리 적응된 서비스 커버리지 지역을 제공하도록 조정될 수 있다. 또한, 고유 안테나 패턴(220)은 궤도 경로의 고도 및/또는 레이트(rate)와 같은 궤도 경로의 특징을 기초로 조정될 수 있다. 이는, 궤도 경로에 대한 조정이 요구될 때, 및/또는 궤도 경로가 설계 궤도 경로로부터 벗어날 때 설계 유연성을 제공할 수 있다. 따라서, 복수의 고유 안테나 패턴(220)을 지원하는 안테나 조립체(121)는 또한 비-지구 정지 위성 통신 위성(120)에 의해서 제공되는 통신 서비스의 빔형성을 위한 유연성을 제공할 수 있다.
도 25a 내지 도 25c는 본 개시 내용의 양태에 따른, 고유 안테나 패턴(220)의 변화를 지원하기 위해서 피드 어레이 조립체(127-g)와 반사기(122-g) 사이의 상대적인 위치를 조정하는 것을 지원하는 통신 위성(120-e)을 도시한다. 통신 위성(120-e)은, 피드 어레이 조립체(127-g), 반사기(122-g), 및 피드 어레이 조립체(127-g)와 반사기(122-g) 사이에 커플링된 액츄에이터(124-g)를 갖는 안테나 조립체(121-i)를 포함한다.
피드 어레이 조립체(127-g)는 피드 요소(128-g-1 및 128-g-2)와 같은 다수의 피드 요소(128-g)를 포함할 수 있다. 비록 단순함을 위해서 2개의 안테나 피드 요소(128-g) 만을 도시하였지만, 피드 어레이 조립체(127-g)가 임의의 수의 안테나 피드 요소(128-g)(예를 들어, 10개, 100개, 1000개 등)를 포함할 수 있다. 또한, 안테나 피드 요소(128-g)는 임의의 적합한 방식으로(예를 들어, 선형 어레이, 궁형 어레이, 평면형 어레이, 벌집형 어레이, 다면체형 어레이, 구형 어레이, 타원형 어레이, 또는 그 임의의 조합으로) 배열될 수 있다.
피드 어레이 조립체(127)의 각각의 피드 요소(128)가 도 2c 및 도 3c를 참조하여 설명한 고유 피드 요소 패턴 이득 프로파일(250)의 예일 수 있는 이득 프로파일과 연관될 수 있다. 피드 어레이 조립체(127)의 각각의 피드 요소(128)는 또한 각각의 고유 피드 요소 패턴(210)(예를 들어, 피드 요소(128-g-1)와 연관된 고유 피드 요소 패턴(210-g-1), 피드 요소(128-g-2)와 연관된 고유 피드 요소 패턴(210-g-2) 등)과 연관될 수 있다. 각각의 고유 피드 요소 패턴(210)은, 도 2a, 도 2d, 도 3a, 도 3d, 도 4a, 도 24a, 및 도 24b를 참조하여 설명한 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역(211)의 예일 수 있는 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역(211)(예를 들어, 고유 피드 요소 패턴(210-g-1)과 연관된 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역(211-g-1), 고유 피드 요소 패턴(210-g-2)와 연관된 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역(211-g-2) 등)을 제공할 수 있다. 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역(211)은, 본원에서 설명된 바와 같이 반사기로부터의 반사 후에 기준 평면(2505) 상으로 투사된 지역, 및/또는 기준 평면(2505) 위 또는 아래의 부피를 포함할 수 있다.
반사기(122-g)는 피드 어레이 조립체와 하나 이상의 타겟 장치(예를 들어, 액세스 노드 단말기(130) 및/또는 사용자 단말기(150) 등) 사이에서 송신되는 신호를 반사하도록 구성될 수 있다. 반사기 표면은 피드 어레이 조립체(127-g)와 통신 위성(120-e)의 서비스 커버리지 지역(410) 사이에서 신호를 분배하기 위한 임의의 적합한 형상일 수 있고, 이는 포물선 형상, 구형 형상, 다각형 형상 등을 포함할 수 있다. 비록 단일 반사기(122-g) 만이 도시되어 있지만, 통신 위성(120)은 특정 피드 어레이 조립체(127)를 위해서 하나 초과의 반사기(122)를 포함할 수 있다. 또한, 통신 위성(120)의 반사기(122)는 단일 피드 어레이 조립체(127) 전용일 수 있거나 다수의 피드 어레이 조립체들(127) 사이에서 공유될 수 있다.
반사기(122-g)는, 도 2a 및 도 2b를 참조하여 설명한 바와 같이 통신 위성(120-a)에 의해서 수신된 신호가 집중되는 하나 이상의 위치를 지칭할 수 있는 초점 영역(123)과 연관될 수 있다. 예를 들어, 반사기(122-g)의 초점 영역은 반사기(122-g)의 주 축에 평행한 방향으로 반사기에 도달하는 신호를 일치된 지점으로 반사시키는 위치를 지칭할 수 있다. 역으로, 반사기(122-g)의 초점 영역은 초점 영역으로부터 방출된 신호를 반사기에서 평면파로 반사시키는 위치를 지칭할 수 있다.
일부 예에서, 피드 어레이 조립체(127-g)를 반사기(122-g)와 관련하여 탈초점 위치에(예를 들어, 반사기(122-g)의 표면과 반사기(122-g)의 초점 영역 사이에, 또는 반사기(122-g)와 관련된 일부 다른 탈초점 위치에) 배치하는 것이 유리할 수 있다. 본원에서 사용된 바와 같이, 반사기(122-g)와 관련하여 탈초점 위치에 위치되는 피드 어레이 조립체(127-g)는 반사기(122-g)와 반사기(122-g)의 초점 영역 사이의 거리와 상이한 반사기로부터의 거리에 위치되는 피드 요소(128-g)(예를 들어, 피드 개구의 개구부, 피드의 변환기 등)를 지칭할 수 있다. 일부 예에서, 반사기(122-g)와 관련하여 탈초점 위치에 위치되는 피드 어레이 조립체(127-g)는 기준 축을 따른 반사기(122-g)와 초점 영역 사이의 거리와 상이한 기준 축을 따른 반사기(122-g)로부터의 거리에 위치되는 안테나 피드 요소(128-g)의 표면(예를 들어, 복수의 피드 개구 개구부의 기준 표면, 복수의 피드의 변환기의 기준 표면 등)을 지칭할 수 있다. 그러한 배열은 피드 어레이 조립체(127-g)가 반사기(122-g)의 초점 영역에 배치될 때보다 더 넓은 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역(211)을 초래할 수 있고, 이는 스폿 빔(125)의 빔형성을 위한 유연성을 개선할 수 있다. 예를 들어, 더 넓은 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역(211)에서, 피드 어레이 조립체(127-g)의 안테나 피드 요소(128-g)의 더 많은 양이 특정 스폿 빔 커버리지 지역(126)을 지원할 수 있다. 또한, 더 넓은 고유 피드 요소 패턴(210-g)은 또한, 피드 어레이 조립체(127-g)의 각각의 피드 요소(128-g)가 더 많은 양의 스폿 빔 커버리지 지역(126)을 지원하게 할 수 있다.
액츄에이터(124-g)는 피드 어레이 조립체(127-g)와 반사기(122-g) 사이의 상대적인 거리의 조정을 지원할 수 있다. 예를 들어, 액츄에이터(124-a)는 주로 반사기(122-g)의 중심과 반사기(122-g)의 초점 영역 사이의 방향을 따라 정렬될 수 있는 하나의 변환 방향을 따라 상대적인 거리의 변화를 제공하도록 제한되는 선형 액츄에이터일 수 있다. 여러 예에서, 액츄에이터(124-g)는 선형 모터, 스텝퍼 모터, 서보 모터, 랙 및 피니언 조립체, 볼 스크류 조립체, 운동적 링키지, 연장 가능 트러스 조립체, 유압 실린더, 또는 그 임의의 조합을 포함할 수 있다.
도 25a 내지 도 25c에 도시된 바와 같이, 피드 어레이 조립체(127-g)는 통신 위성(120-g)의 본체에 대해서 고정될 수 있고, 그에 따라 액츄에이터(124-g)는 반사기(122-g)를 축을 따라 통신 위성(120-e)의 본체에 대해서 이동시킬 수 있다. 다른 예에서, 반사기(122-g)가 통신 위성(120-e)의 본체에 대해서 고정될 수 있고, 그에 따라 선형 액츄에이터(124-g)는 피드 어레이 조립체(127-g)를 축을 따라 통신 위성(120-e)의 본체에 대해서 이동시킬 수 있다. 또 다른 예에서, 피드 어레이 조립체(127-g) 및 반사기(122-g) 모두가 통신 위성(120-e)의 본체에 대해서 고정되지 않을 수 있고, 액츄에이터(124-g)는 피드 어레이 조립체(127-g) 또는 반사기(122-g) 중 하나 또는 둘 모두를 축을 따라 통신 위성(120-e)의 본체에 대해서 (예를 들어, 조합된 방식으로, 협력적인 방식으로, 분리된 방식으로 등) 이동시킬 수 있다.
일부 예에서, 통신 위성(120-e)은 이차적인 액츄에이터(2540-a 및/또는 2540-b)와 같은 부가적인 액츄에이터를 포함할 수 있다. 이차적인 액츄에이터(2540)는 피드 어레이 조립체(127-g)와 반사기(122-g) 사이에서 하나 이상의 부가적인 자유도(예를 들어, 회전 자유도, 병환 자유도, 또는 그 조합)를 제공하도록 구성될 수 있다. 그러한 예에서, 액츄에이터(124-g)의 축과 다른 축을 중심으로 하는 피드 어레이 조립체와 반사기 사이의 상대적인 위치 변화를 유발하도록 이차적인 액츄에이터(2540)에 명령할 수 있고, 액츄에이터(124-g)의 조정과 조합된 그러한 변화는 고유 안테나 패턴의 명령 받은 변화를 제공한다. 이차적인 액츄에이터(2540)는 피드 어레이 조립체(127-g)와 반사기(122-g) 사이에서 그러한 부가적인 자유도를 제공하기 위한 하나 이상의 적합한 구성요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 이차적인 액츄에이터(2540)가 위성 동요(예를 들어, 안테나 조준선 방향에 영향을 미칠 수 있는 회전 진동)를 보상하도록 작동될 수 있는 경첩 또는 볼 조인트를 포함할 수 있다. 비록 이차적인 액츄에이터(2540-a)가 통신 위성(120-e)의 본체 부분과 액츄에이터(124-g) 사이에서 회전 커플링을 제공하는 것으로 도시되어 있고, 이차적인 액츄에이터(2540-g)가 액츄에이터(124-g)와 반사기(122-g) 사이에서 회전 커플링을 제공하는 것으로 도시되어 있지만, 부가적인 액츄에이터가 피드 어레이 조립체(127-g)와 반사기(122-g) 사이에서 임의의 적합한 자유도(들)를 갖는 임의의 적합한 위치에서 커플링될 수 있다.
도 25a는 안테나 조립체(121-i)의 초점 잡힌 배열에 대응하는 피드 어레이 조립체(127-g)와 반사기(122-g) 사이의 제1 거리(예를 들어, 거리(d1))를 갖는 통신 위성(120-e)의 예(2500)를 도시한다. 예(2500)의 배열에서, 고유 피드 요소 패턴(210-g)은 (예를 들어, 고유 피드 요소 패턴(210-g-1 및 210-g-2)에 의해서 도시된 바와 같이) 비교적 좁을 수 있다. 그에 따라, 기준 평면(2505)과 관련된 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역(211-g)이 (예를 들어, 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역(211-g-1 및 211-g-2)에 의해서 도시된 바와 같이) 비교적 작을 수 있고, 결과적인 고유 안테나 패턴(220)은 낮은 고유 피드 요소 패턴 중첩 조건을 갖는 것으로 언급될 수 있다.
일부 예에서, 낮은 고유 피드 요소 패턴 중첩 조건은 고유 피드 요소 패턴(210)의 절반 미만이 임의의 주어진 이웃 피드 요소(128)의 고유 피드 요소 패턴(210)과 중첩되는 각각의 피드 요소(128)와 연관된다. 다른 예에서, 낮은 고유 피드 요소 패턴 중첩 조건은 고유 피드 요소 패턴(210)의 40 퍼센트 미만, 30 퍼센트, 20 퍼센트, 또는 10 퍼센트가 임의의 주어진 이웃 피드 요소(128)의 고유 피드 요소 패턴(210)과 중첩되는 각각의 피드 요소(128)로서 설명될 수 있다. 또 다른 예에서, 낮은 고유 피드 요소 패턴 중첩 조건은 고유 피드 요소 패턴(210)이 임의의 주어진 이웃 피드 요소(128)의 고유 피드 요소 패턴(210)과 중첩되지 않는 각각의 피드 요소(128)로서 설명될 수 있다.
여러 예에서, 거리(d1)는, 피드 어레이 조립체(127-g)와 반사기(122-g) 사이의 거리가 반사기(122-g)의 초점 거리(예를 들어, 0의 초점 오프셋 거리)와 동일해지게 하거나 그와 비교적 근접하게 할 수 있다. 이웃하는 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역들(211-g)이 서로 약간의 빔 중첩을 가지기 때문에, 예(2500)가 반사기(122-g)에 대한 약간 탈초점된 위치에 있는 피드 어레이 조립체(127-g)를 나타낼 수 있지만, 예(2500)는 이러한 설명을 위해서 안테나 조립체(121-i)의 초점 위치에 있는 것으로 간주된다. 다시 말해서, 이러한 설명을 위해서 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역(211)의 낮은 빔 중첩 조건은 안테나 조립체(121)의 초점 위치의 결과인 것으로 간주된다.
도 25b는 제1 탈초점 위치에서 안테나 조립체(121-i)를 갖는 통신 위성(120-e)의 예(2550)를 도시한다. 예(2550)에서, 액츄에이터(124-g)는 비교적 짧은 거리(예를 들어, 거리(d2))를 제공하고, 결과적으로 반사기(122-g)의 초점 영역보다 반사기(122-g)에 더 근접한 피드 어레이 조립체(127-g)를 초래한다(예를 들어, 피드 어레이 조립체(127-g)는 예(2500)에서보다 반사기(122-g)에 더 근접할 수 있다). 다시 말해서, 예(2550)는 반사기(122-g)에 대해서 상당히 탈초점된 위치에 위치된 피드 어레이 조립체(127-g)를 나타낼 수 있다. 예(2550)의 배열에서, 고유 피드 요소 패턴(210-h)은(예를 들어, 고유 피드 요소 패턴(210-h-1 및 210-h-2)에 의해서 도시된 바와 같이) 비교적 넓을 수 있다. 따라서, 기준 평면(2505)에 대한 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역(211-h)은(예를 들어, 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역(211-h-1 및 211-h-2)에 의해서 도시된 바와 같이) 비교적 클 수 있다.
도 25c는 제2 탈초점 위치에서 안테나 조립체(121-i)를 갖는 통신 위성(120-e)의 예(2555)를 도시한다. 예(2555)에서, 액츄에이터(124-g)는 피드 어레이 조립체(127-g)와 반사기(122-g) 사이의 거리를 거리(d2)로부터 거리(d3)로 증가시키도록 조정되었다. 예(2555)의 배열에서, 고유 피드 요소 패턴(210-i)은 비교적 넓을 수 있고(예를 들어, 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역(211-i-1 및 211-i-2)에 의해서 도시된 바와 같이) 상당한 중첩을 가질 수 있으나, 각각이 예(2550)의 배열에서보다 좁을 수 있다.
예(2550)는, 제1 고유 안테나 패턴에 따른 통신 서비스를 지원하는 통신 위성(120-e)의 제1 동작 조건(예를 들어, 제1 고유 안테나 패턴(220-h))을 나타낼 수 있고, 제1 고유 안테나 패턴(220-h)은 적어도 부분적으로 액츄에이터(124-g)의 길이 또는 그에 의해서 달리 제공되는 길이(예를 들어, 거리(d2))를 기초로 한다. 제1 고유 안테나 패턴(220-h)은, 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역(211-h)의 크기, 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역들(211-h) 사이의 중첩의 정도, 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역(211-h)의 위치, 또는 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역(211-h)의 다른 특징과 같은 특성을 특징으로 할 수 있다. 비록 2개의 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역(211-h)만이 예(2550)에서 도시되었지만, 통신 위성(120)은 임의의 수(예를 들어, 10개, 100개, 1000개 등)의 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역(211)을 가질 수 있다.
예(2555)는 제2 고유 안테나 패턴(220-i)에 따른 통신 서비스를 지원하는 통신 위성(120-e)의 제2 조건(예를 들어, 제2 고유 안테나 패턴(220-i))을 나타낼 수 있고, 제2 커버리지 조건은 적어도 부분적으로 액츄에이터(124-g)의 길이 또는 그에 의해서 달리 제공되는 길이(예를 들어, 거리(d3))를 기초로 한다. 각각의 고유 피드 요소 패턴(210-i)의 빔폭이 제1 조건의 고유 피드 요소 패턴(210-h)과 상이함에 따라, 제2 고유 안테나 패턴(220-i)의 특성이 제1 조건과 상이할 수 있다. 제1 고유 안테나 패턴(220-h)과 제2 고유 안테나 패턴(220-i) 사이의 그러한 특성의 변화는, 예를 들어 본원에서 설명된 바와 같이, 상이한 탈초점 조건에 따른 다양한 빔형성 동작을 지원할 수 있다.
d1 초과, d2 미만, 또는 d1과 d2 사이의 거리와 같이, 도 25a, 도 25b, 또는 도 25c에 도시되지 않은 피드 어레이와 반사기 사이의 거리를 위해서 액츄에이터(124-g)가 구성될 수 있다. 따라서, 본원에서 설명된 바와 같이, 액츄에이터(124-g)는 피드 어레이 조립체(127-g)와 반사기(122-g) 사이의 상대적인 거리의 변화를 제공할 수 있고, 그에 따라 다양한 고유 안테나 패턴(220)에 따른 서비스를 제공하기 위해서 이용될 수 있는 고유 안테나 패턴(220)의 변화를 제공할 수 있다. 예를 들어, 액츄에이터(124-g)의 길이를 변화시키는 것은, 빔폭 및 안테나 패턴 내의 고유 피드 요소 패턴의 중첩량을 변화시키기 위해서 이용될 수 있다. 액츄에이터(124-g)의 길이를 변화시키는 것은 수신된 에너지를 주어진 위치(예를 들어, 서비스 커버리지 지역(410) 내의 위치)로부터 피드 어레이 조립체(127)의 더 많은 피드 요소(128)로 분산시키기 위해서 또한 이용될 수 있다.
비록 예(2550)와 예(2555) 사이에서 확인되는 조정이 크기, 중첩의 정도, 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역(211)의 위치의 변화를 보여주기 위해서 예시되었지만, 일부 예에서, 다른 특징을 변화시켜 상이한 조건을 제공할 수 있다. 예를 들어, 이차적인 액츄에이터 조립체(440)를 이용하여 고유 안테나 패턴(220)의 지향 방향을 변경할 수 있다. 따라서, 피드 어레이 조립체(127)와 반사기(122) 사이에 커플링된 액츄에이터(124)의 조정이 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역(211) 사이의 다양한 원하는 특징의 변화 및/또는 다수의 특징의 비율 또는 관계의 변화를 제공할 수 있도록 안테나 조립체(121)가 구성될 수 있다.
도 25d는, 본 개시 내용의 양태에 따른, 2개의 안테나 조립체(121)를 위한 고유 안테나 패턴의 변화를 지원하기 위해서 피드 어레이 조립체(127)와 반사기(122) 사이의 상대적인 위치를 조정하는 것을 지원하는 통신 위성(120-f)의 예시적인 도면(2575)을 도시한다. 예를 들어, 통신 위성(120-f)은 다수의 독립적인 고유 안테나 패턴 커버리지 지역(예를 들어, 고유 안테나 패턴 커버리지 지역(221-j 및 221-k))을 지원하기 위한 안테나 조립체(121-j 및 121-k)를 포함한다. 예를 들어, 제1 안테나 조립체(121-j)가 제1 고유 안테나 패턴 커버리지 지역(221-j)에 통신 서비스를 제공할 수 있는 한편, 제2 안테나 조립체(121-k)는 제2 고유 안테나 패턴 커버리지 지역(221-k)에 통신 서비스를 제공할 수 있다. 도시된 예에서, 제1 안테나 조립체(121-j)는, 제1 피드 어레이 조립체(127-j)와 제1 반사기(122-j) 사이의 상대적인 거리를 조정하여 제1 고유 안테나 패턴 커버리지 지역(221-j)을 제공하는 제1 액츄에이터(124-j)(예를 들어, 피드 어레이 조립체(127-j)와 반사기(122-j) 사이에 커플링된 선형 액츄에이터)를 포함한다. 제2 안테나 조립체(121-k)는 제2 피드 어레이 조립체(127-k)와 제2 반사기(122-k) 사이의 상대적인 거리를 조정하여 제2 고유 안테나 패턴 커버리지 지역(221-k)을 제공하는 제2 액츄에이터(124-k)(예를 들어, 제2 피드 어레이 조립체(127-k)와 제2 반사기(122-k) 사이에 커플링된 선형 액츄에이터)를 포함한다. 제1 및 제2 고유 안테나 패턴(220-j 및 221-k)는 각각 다수의 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역(211)의 복합체일 수 있다(명료함으로 위해서, 그 중 2개만이 각각의 고유 안테나 패턴 커버리지 지역(221)에 대해서 도시되어 있다). 따라서, 각각의 안테나 조립체(121)가 분리된 액츄에이터(124)를 통해서 독립적으로 제어되는 고유 안테나 패턴(220)을 가질 수 있다.
일부 예에서, 제1 안테나 조립체(121-j)는 사용자 단말기 서비스 커버리지 지역(410)과 연관되고, 제2 안테나 조립체(121-k)는 액세스 노드 단말기 서비스 커버리지 지역(410)과 연관된다. 예를 들어, 사용자 단말기(150)와 통신 위성(120-f) 사이의 통신 신호는 제1 안테나 조립체(121-j)에 의해서 제공되는 제1 고유 안테나 패턴(220-j)에 의존적인 제1 고유 안테나 패턴 커버리지 지역(221-j)에 따라 통신될 수 있는 한편, 액세스 노드 단말기(130)와 통신 위성(120-f) 사이의 통신 신호는 제2 안테나 조립체(121-k)에 의해서 제공되는 제2 고유 안테나 패턴(220-k)에 의존적인 제2 고유 안테나 패턴 커버리지 지역(221-k)에 따라 통신될 수 있다. 따라서, 상이한 서비스 커버리지 지역들(410)이 분리된 안테나 조립체들(121)을 통해서 상이한 고유 안테나 패턴(220)에 따라 통신 서비스될 수 있다. 비록 2개의 안테나 조립체(121)로 예시되었지만, 통신 위성(120)은 대응하는 액세스 노드 단말기 서비스 커버리지 지역(410)과 연관된 다수의 안테나 조립체(121) 및/또는 대응하는 사용자 단말기 서비스 커버리지 지역(410)과 연관된 다수의 안테나 조립체(121)를 포함하는 2개 초과의 안테나 조립체(121)를 가질 수 있다.
도 26a 및 도 26b는, 본 개시 내용의 양태에 따른, 고유 안테나 패턴 커버리지 지역(221-l)의 변화를 지원할 수 있는 반사기-기반의 액츄에이터(124-l)를 갖는 안테나 조립체(121-l)를 가지는 통신 위성(120-g)의 예를 도시한다. 액츄에이터(124-l)는 반사기(122-l)의 초점 영역(123)의 위치가 위치를 변경하도록 반사기(122-l)의 형상이 변화되게 할 수 있다. 예를 들어, 도 26a의 조건(2605)에서 반사기(122-l)의 초점 영역(123)은 반사기(122-l)로부터 비교적 멀 수 있다. 따라서, 고유 안테나 패턴(220-l-1)이 비교적 넓을 수 있고, 그에 따라 기준 평면(2502-1) 상으로 투사된 고유 안테나 패턴 커버리지 지역(221-l-1)이 결과적으로 비교적 넓다. 대조적으로, 도 26b의 조건(2610)에서, 반사기(122-l)의 초점 영역(123)은 반사기(122-l)에 비교적 근접할 수 있다. 따라서, 고유 안테나 패턴(220-l-2)이 비교적 좁을 수 있고, 그에 따라 기준 평면(2505-l) 상으로 투사된 고유 안테나 패턴 커버리지 지역(221-l-2)이 결과적으로 비교적 좁다.
다양한 메커니즘, 또는 메커니즘의 조합, 선형 액츄에이터의 집합체, 케이블 및 풀리 시스템, 운동적 링키지, 또는 반사기(122)의 형상을 변화시키는 임의의 다른 메커니즘과 같은 반사기-기반의 액츄에이터(124-l)의 기능을 제공할 수 있고, 그에 의해서 반사기(122)의 초점 영역(123)의 특징을 변화시킬 수 있다. 반사기(122)의 초점 영역(123)에 대한 그러한 변화는, 제1 초점 지점으로부터 상이한 초점 지점으로의 이동, 단일 초점 지점으로부터 복수의 초점 지점으로의 변화, 초점 지점으로부터 초점 라인 또는 초점 표면으로의 변화, 초점 라인으로부터 초점 지점 또는 초점 표면으로의 변화, 제1 형상을 갖는 초점 표면으로부터 제2 형상을 갖는 초점 표면으로의 변화, 또는 그 다양한 조합을 포함할 수 있다. 또한, 반사기(122)는, 반사기(122)의 전부 또는 일부의 형상을 변화시키는 액츄에이터(124)를 포함할 수 있고, 일부 예에서, 반사기는 반사기 형상의 여러 부분을 변화시키기 위한 하나 초과의 액츄에이터(124)를 가질 수 있다. 따라서, 여러 가지 유형의 반사기-기반의 액츄에이터(124)를 이용하여 안테나 조립체(121)의 고유 안테나 패턴(220)을 조정할 수 있다.
도 26c 및 도 26d는, 본 개시 내용의 양태에 따른, 고유 안테나 패턴 커버리지 지역(221-m)의 변화를 지원할 수 있는 피드 어레이 조립체와 통합된 액츄에이터(124-m)를 갖는 안테나 조립체(121-m)를 가지는 통신 위성(120-h)의 예를 도시한다. 안테나 조립체(121-m)는 반사기를 포함하지 않고, 그 대신 직접 복사 어레이(DRA) 안테나 조립체(121)의 예를 예시한다. 안테나 조립체(121-m)에서, 액츄에이터(124-m)는 피드 어레이 조립체(127-m)의 안테나 피드 요소(128-m)의 배열이 특징을 변경하게 할 수 있고, 그에 따라 피드 요소(128)와 연관된 고유 피드 요소 패턴(210)이 상이한 위치로 지향된다. 따라서, 액츄에이터(124-m)는 고유 피드 요소 패턴(210)의 형상, 배향, 및/또는 분포를 변화시킬 수 있고, 그에 의해서 안테나 조립체(121-m)를 위한 고유 안테나 패턴 커버리지 지역(221-m)을 변화시킨다. 예를 들어, 도 26c의 조건(2615)에서, 고유 피드 요소 패턴(210-m)의 비교적 좁은 분포(예를 들어, 피드 요소(128-m)의 각각에 대한 지향 방향의 타이트한 분포)를 제공하도록, 그에 따라 기준 평면(2505-m) 상으로 투사된 고유 안테나 패턴 커버리지 지역(221-m-1)이 결과적으로 비교적 좁아지도록 액츄에이터(124-m)가 명령을 받을 수 있다. 대조적으로, 도 26d의 조건(2620)에서, 고유 피드 요소 패턴(210-m)의 비교적 넓은 분포(예를 들어, 피드 요소(128-m)의 각각에 대한 지향 방향의 넓은 분포)를 제공하도록, 그에 따라 기준 평면(2505-m) 상으로 투사된 고유 안테나 패턴 커버리지 지역(221-m-1)이 결과적으로 비교적 넓어지도록 액츄에이터(124-m)가 명령을 받을 수 있다.
여러 메커니즘, 또는 메커니즘의 조합이 피드 어레이 조립체(127-m) 내로 통합된 액츄에이터(124-m)의 기능을 제공할 수 있다. 예를 들어, 피드 요소(128-m)의 피드 혼 개구를 포함하는 피드 어레이 조립체(127-m)의 표면의 곡률을 변경하기 위한 메커니즘과 같은 메커니즘이 제공되어 피드 어레이 조립체(127-m)의 형상을 변경할 수 있다. 다른 예에서, 피드 어레이 조립체(127-m)의 형상을 변화시키지 않고, 피드 요소(128-m)의 배향을 변화시키도록 하나 이상의 액츄에이터(124-m)가 제공될 수 있다. 또한, 피드 어레이 조립체(127)는 피드 어레이 조립체(127)의 피드 요소(128)의 전부 또는 일부의 배향 및/또는 고유 피드 요소 패턴(210)을 변경하는 액츄에이터(124)를 포함할 수 있고, 일부 예에서 피드 어레이 조립체(127)는 피드 어레이 조립체(127)의 여러 부분을 변경하기 위한 하나 초과의 액츄에이터(124)를 가질 수 있다. 따라서, 안테나 조립체(121)의 고유 안테나 패턴(220)을 조정하기 위해서, 여러 가지 유형의 액츄에이터(124)가 피드 어레이 조립체 내로 통합될 수 있다.
도 26e 및 도 26f는, 제1 반사기(122-n-1)와 제2 반사기(122-n-2) 사이에 커플링된 액츄에이터(124-n)를 갖는 안테나 조립체(121-n)를 갖는 통신 위성(120-i)의 예를 도시하고, 본 개시 내용의 양태에 따른, 고유 안테나 패턴 커버리지 지역(221-n)의 변화를 지원할 수 있다. 액츄에이터(124-n)는 제2 반사기(122-n-2)가 제1 반사기(122-n-1)에 더 가깝거나 그로부터 더 멀리 위치되게 할 수 있다. 예를 들어, 도 26e의 조건(2625)에서, 제1 반사기(122-n-2)는 제1 반사기(122-n-1)에 비교적 근접할 수 있다. 따라서, 고유 안테나 패턴(220-n-1)이 비교적 넓을 수 있고, 그에 따라 기준 평면(2502-n) 상으로 투사된 고유 안테나 패턴 커버리지 지역(221-n-1)이 결과적으로 비교적 넓다. 예를 들어, 도 26e의 조건(2620)에서, 제2 반사기(122-n-2)는 제1 반사기(122-n-1)로부터 비교적 멀리 위치될 수 있다. 따라서, 고유 안테나 패턴(220-n-2)이 비교적 좁을 수 있고, 그에 따라 기준 평면(2502-n) 상으로 투사된 고유 안테나 패턴 커버리지 지역(221-n-2)이 결과적으로 비교적 좁다. 다양한 메커니즘, 또는 메커니즘의 조합이, 반사기(122)와 피드 어레이 조립체(127) 사이에 커플링된 액츄에이터(124)를 참조하여 설명한 임의의 액츄에이터(124)를 포함하는 제1 반사기(122)와 제2 반사기(122) 사이에 커플링된 액츄에이터(124-n)의 기능을 제공할 수 있다.
도 27은 본 개시 내용의 양태에 따른, 복수의 고유 안테나 패턴(220)에 따른 통신 서비스를 제공하는 것을 지원하는 통신 위성(120-j)의 블록도(2700)를 도시한다. 통신 위성(120-j)은 본원에서 설명된 하나 이상의 통신 위성(120)의 예일 수 있고, 피드 어레이 조립체(127-o), 반사기(122-o), 액츄에이터(124-o), 액츄에이터 제어기(2720), 및 위성 통신 관리기(2730)를 포함할 수 있다.
피드 어레이 조립체(127-o)는 본원에서 설명된 임의의 피드 어레이 조립체(127)의 예일 수 있고, 복수의 고유 피드 요소 패턴(210)을 지원하기 위한 임의의 적합한 방식으로 배열된 복수의 안테나 피드 요소(128)를 포함할 수 있다. 반사기(122-o)는 본원에서 설명된 임의의 반사기(122)의 예일 수 있고, 피드 어레이 조립체(127-o)와 하나 이상의 타겟 장치(예를 들어, 액세스 노드 단말기(130) 및/또는 사용자 단말기(150)) 사이에서 송신되는 신호를 반사하도록 구성될 수 있다. 비록 유일한 피드 어레이 조립체(127-o) 및 하나의 반사기(122-o)가 도시되어 있지만, 통신 위성(120-j)과 같은 통신 위성(120)이 하나 초과의 피드 어레이 조립체(127) 및/또는 하나 초과의 반사기(122)를 포함할 수 있다.
액츄에이터(124-o)는 복수의 고유 안테나 패턴(220)에 따른 통신 서비스를 지원하기 위한 본원에서 설명된 임의의 액츄에이터(124)의 예일 수 있다. 예를 들어, 액츄에이터(124-o)는 반사기(122-o)와 피드 어레이 조립체(127-o) 사이에 커플링된 선형 액츄에이터일 수 있고, 피드 어레이 조립체(127-o)와 반사기(122-o) 사이의 상대적인 거리의 조정을 지원할 수 있다. 액츄에이터(124-o)는 주로 반사기(122-o)의 중심과 반사기(122-o)의 초점 영역(123) 사이의 방향을 따라 정렬될 수 있는 하나의 변환 방향을 따라 상대적인 거리의 변화를 제공하도록 제한될 수 있다. 여러 예에서, 액츄에이터(124-o)는 선형 모터, 스텝퍼 모터, 서보 모터, 랙 및 피니언 조립체, 볼 스크류 조립체, 운동적 링키지, 연장 가능 트러스 조립체, 유압 실린더, 또는 그 임의의 조합을 포함할 수 있다. 다른 예에서, 액츄에이터(124-o)는, 도 26a 내지 도 26f를 참조하여 설명한 바와 같이, 피드 어레이 조립체(127) 내로 통합된 또는 반사기-기반의, 2개의 반사기(122) 사이에 커플링될 수 있다. 일부 예에서, 통신 위성(120-j)은 통신 위성(120-j)의 배향(예를 들어, 자세) 또는 위치를 조정하기 위해서, 도 25a 내지 도 25c를 참조하여 설명한 이차적인 액츄에이터(2540)의 예일 수 있는 이차적인 액츄에이터(2540-o) 또는 궤도 위치 액츄에이터(2740)(예를 들어, 스러스터, 플라이휠 등)와 같은 부가적인 액츄에이터를 선택적으로 포함할 수 있다.
액츄에이터 제어기(2720)는 통신 위성(120-j)의 하나 이상의 액츄에이터(예를 들어, 액츄에이터(124-o), 이차적인 액츄에이터(2540-o), 궤도 위치 액츄에이터(2740) 등)의 다양한 상태를 규정, 명령 및/또는 모니터링하도록 구성될 수 있고, 작동 제어의 다른 높은-레벨의 기능을 제공할 수 있다. 액츄에이터 제어기(2720)의 상태는 초기화 상태, 동작 상태, 및/또는 고장 상태를 포함할 수 있고, 액츄에이터 제어기는, 미리-프로그래밍된 명령 및/또는 하나 이상의 액츄에이터, 위성 통신 관리기로부터 수신된 신호, 및/또는 위치 검출기 및/또는 인코더, 센서, 릴레이, 사용자 명령, 또는 임의의 다른 제어 신호와 같은 액츄에이터 제어기(2720) 외측으로부터의 신호에 응답하여, 상태 사이에서 변경할 수 있거나 특정 상태를 유지할 수 있다. 액츄에이터 제어기(2720)는, 미리-프로그래밍된 명령어(예를 들어, 동작 구성, 제어 알고리즘, 제어기 이득, 오프셋, 데드밴드, 배율기 등) 및/또는 수신된 신호에 응답하여 하나 이상의 액츄에이터에 전달되는 다양한 제어 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 액츄에이터 제어기(2720)는 액츄에이터 제어기(2720)의 명령 신호에 따른 액츄에이터(124-o)의 작동을 지원할 수 있는 액츄에이터 구동기(2721)를 포함할 수 있다. 이차적인 액츄에이터 및/또는 궤도 위치 액츄에이터를 포함하는 통신 위성(120)에서, 액츄에이터 제어기(2720)는 선택적으로 이차적인 액츄에이터 구동기(2724) 및/또는 궤도 위치 액츄에이터 구동기(2725)를 각각 포함할 수 있다.
여러 예에서, 본원에서 설명된 명령 신호가 액츄에이터 제어기(2720)에 의해서 수신될 수 있고/있거나 액츄에이터 제어기(2720)에 의해서 결정될 수 있다. 예를 들어, 액츄에이터 제어기는 선택적으로, 다양한 고유 안테나 패턴(220)에 따라 통신 서비스의 제공 양태를 제어하도록 구성된 지구상의 액세스 노드 단말기(130) 또는 다른 네트워크 장치(141)와 같은 명령 신호 발생기로부터 액츄에이터(124-o)(및/또는, 존재하는 경우에, 다른 액츄에이터)를 제어하기 위한 명령 신호를 (예를 들어, 위성 통신 관리기(2730)를 통해서) 수신하는 것을 지원할 수 있는 명령 신호 수신기(2722)를 포함할 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 액츄에이터 제어기(2720)는 원하는 고유 안테나 패턴(220)을 제공하기 위해서 액츄에이터(124-o)(및/또는, 존재하는 경우에, 다른 액츄에이터)를 작동시키기 위한 명령 신호를 (예를 들어, 통신 위성(120-j)에서) 결정하는 것을 지원하는 명령 신호 결정기(2723)를 포함할 수 있다. 여러 예에서, 명령 신호는 액츄에이터 위치에 관한 표시, 위치 사이의 차이, 통신 위성(120-j)의 구성요소(예를 들어, 반사기(122-o), 피드 어레이 조립체(127-o) 등)의 원하는 위치, 액츄에이터의 길이 또는 각도, 고유 안테나 패턴(220)의 매개변수, 제2 고유 안테나 패턴(220)과 연관된 참조 값, 또는 원하는 결과를 달성하기 위해서 특정 액츄에이터(124) 및/또는 이차적인 액츄에이터(2540)를 구동하기 위한 방법을 식별 또는 결정하는 데 적합한 임의의 다른 명령 신호를 포함할 수 있다.
위성 통신 관리기(2730)는 통신 위성(120-j)을 통한 통신 서비스 제공의 하나 이상의 양태를 관리하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 위성 통신 관리기(2730)는 (예를 들어, 송수신기(들)(2710)을 통해서) 액세스 노드 단말기(130), 네트워크 장치(141), 사용자 단말기(150), CPE(160) 등과 같은 다른 장치에 제공되거나 그로부터 수신되는 신호(2705)를 통해서 통신을 관리할 수 있다. 일부 예에서, 신호(2705)는 통신 위성(120-j)을 통해서 제공되는 통신 서비스의 일부일 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 신호(2705)는 통신 서비스와 관련되지 않으나, 통신 위성(120-j)에 의해서 달리 제공되거나 그에 의해서 수신되는 제어 신호 또는 진단 또는 제어 정보를 포함할 수 있다.
위성 통신 관리기(2730)의 일부 예는 본원에서 설명된 바와 같은 커버리지 지역의 하나 이상의 양태를 관리할 수 있는 커버리지 지역 관리기(2731)를 선택적으로 포함할 수 있다. 예를 들어, 커버리지 지역 관리기(2731)는 통신 위성(120-o)을 통한 통신 서비스의 제공을 위한 고유 안테나 패턴(220)의 제공, 모니터링 및/또는 조정을 지원하는 데이터베이스, 수학식, 또는 다른 구성을 포함할 수 있다. 커버리지 지역 관리기(2731)는, 예를 들어 원하는 고유 안테나 패턴(220), 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역(211), 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역 중첩 등을 결정하고/결정하거나 제공하기 위한 알고리즘을 포함할 수 있다. 일부 예에서, 커버리지 지역 관리기(2731)는 (예를 들어, 커버리지 지역 매개변수를 계산하기 위해서, 고유 안테나 패턴(220)의 변화를 트리거링하기 위해서 등) 적어도 부분적으로, 액츄에이터(124-o)의 특징, 이차적인 액츄에이터(2540-o)의 위치 또는 회전, 궤도 위치, 또는 궤도 위치의 변화를 기초로 동작될 수 있다. 다른 예에서, 커버리지 지역 관리는, 본원에서 설명된 바와 같은 통신 서비스 관리기와 같은 일부 다른 장치에 의해서 실시될 수 있다.
위성 통신 관리기(2730)가 빔형성을 통해서 통신 서비스를 제공하는 예에서, 위성 통신 관리기가 선택적으로 빔형성 관리기(2732)를 포함할 수 있다. 빔형성 관리기(2732)는, 예를 들어 통신 위성(120-j)에서 온-보드 빔형성을 지원할 수 있고, 본원에서 설명된 바와 같은 BFN(710) 및/또는 BWP(714)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 빔형성 관리기(2732)는 빔형성 가중치 세트를 피드 어레이 조립체(127-o)를 통해서 운반되는 신호(2705)에 적용할 수 있다. 빔형성 가중치 세트의 빔 가중치가, 예를 들어 Tx 스폿 빔(125)의 지향성 송신을 지원하기 위해서 송신에 앞서서 신호에 적용될 수 있거나 Rx 스폿 빔(125)의 지향성 수신을 지원하기 위해서 통신 위성(120-o)에 의해서 수신되는 신호에 적용될 수 있다. 여러 예에서, 그러한 빔 가중치는 원하는 고유 안테나 패턴(220)을 제공하도록 (예를 들어, 스폿 빔 커버리지 지역(126)의 원하는 크기 및/또는 위치를 제공하도록, 복수의 스폿 빔 커버리지 지역들(126) 사이의 원하는 중첩 정도를 제공하도록, 하나 이상의 스폿 빔(125)을 위해서 사용된 피드 어레이 조립체(128-o)의 안테나 피드 요소(128)의 원하는 세트를 할당하도록 등) (예를 들어, BWP(714)에서) 빔형성 관리기에 의해서 선택되고/선택되거나 계산될 수 있다. 다른 예에서, 빔형성 관리는, 본원에서 설명된 바와 같은 통신 서비스 관리기와 같은 일부 다른 장치에 의해서 실시될 수 있다.
액츄에이터 제어기(2720) 및/또는 위성 통신 관리기(2730)는 개별적으로 또는 집합적으로, 범용 프로세서, 디지털 신호 프로세서(DSP), ASIC, FPGA 또는 다른 프로그래밍 가능 로직 장치, 개별 게이트 또는 트랜지스터 로직, 이산 하드웨어 구성요소, 또는 본원에서 설명된 기능을 수행하도록 설계된 이들의 임의의 조합으로 구현되거나 실시될 수 있다. 범용 프로세서는 마이크로 프로세서일 수 있지만, 대안적으로 프로세서가 임의의 통상적인 프로세서, 제어기, 마이크로제어기 또는 스테이트 머신일 수 있다. 프로세서는 또한 컴퓨팅 장치들의 조합, 예를 들어 DSP 및 마이크로프로세서의 조합, 다수의 마이크로 프로세서, DSP 코어와 조합된 하나 이상의 마이크로프로세서, 또는 임의의 다른 그러한 구성으로서 구현될 수 있다.
도 28은 본 개시 내용의 양태에 따른, 복수의 고유 안테나 패턴에 따른 통신 서비스를 제공하는 것을 지원하는 위성 제어기(2805)의 블록도(2800)를 도시한다. 위성 제어기(2805)는 프로세서(2810), 메모리(2815), 액츄에이터 제어기(2720-a), 위성 통신 관리기(2730-a), 및 통신 인터페이스(2840)를 포함할 수 있다. 이들 구성요소의 각각이, 하나 이상의 버스(2835)를 통해서, 직접적으로 또는 간접적으로 서로 통신할 수 있다.
메모리(2815)는 랜덤 액세스 메모리(RAM) 및/또는 리드-온리 메모리(ROM)를 포함할 수 있다. 메모리(2815)는(예를 들어, Linux 또는 Windows 커널로 구축된) 운영 시스템(OS)(2820)을 저장할 수 있다. 메모리(2815)는 또한, 실행될 때, 상이한 고유 안테나 패턴에 따라 통신 서비스를 제공하는 것과 관련하여 본원에서 설명된 다양한 기능을 프로세서(2810)가 실시하게 하도록 구성된 명령어를 포함하는 컴퓨터-판독 가능하고, 컴퓨터-실행 가능한 코드(2825)를 저장할 수 있다. 대안적으로, 코드(2825)가 프로세서(2810)에 의해서 직접적으로 실행되지 않고, (예를 들어, 컴파일링되고 실행될 때) 위성 제어기(2805)가 본원에서 설명된 하나 이상의 기능을 실시하게 하도록 구성될 수 있다.
위성 제어기는, 도 27의 액츄에이터 제어기(2720)의 예일 수 있는 액츄에이터 제어기(2720-a)를 포함할 수 있다. 액츄에이터 제어기(2720-a)는, 본원에서 설명된 바와 같이 피드 어레이 조립체와 반사기 사이의 상대적인 거리의 변화를 제공하도록 선형 액츄에이터를 제어할 수 있다. 위성 통신 관리기(2730-a)는, 본원에서 설명된 바와 같이 고유 안테나 패턴에 따라 통신 서비스를 제공하는 것을 지원할 수 있다. 일부 예에서, 통신 위성의 다른 특징부(예를 들어, 피드 어레이 조립체, 하나 이상의 액츄에이터 등)로 또는 그로부터 신호(2845)가 송신되게 또는 그로부터 수신되게 할 수 있는 통신 인터페이스(2840)에 의해서 동작이 지원될 수 있다. 본원에서 설명된 특징부를 지원함으로써, 위성 제어기(2805)를 포함하는 통신 위성(120)은 그에 따라 상이한 고유 안테나 패턴에 따라 통신 서비스를 제공하는 것을 지원할 수 있다.
프로세서(2810), 메모리(2815), 액츄에이터 제어기(2720-a), 및 위성 통신 관리기(2730-a)를 포함하는 위성 제어기(2805), 및/또는 통신 인터페이스(2840)는 범용 프로세서, 디지털 신호 프로세서(DSP), ASIC, FPGA 또는 다른 프로그래밍 가능 로직 장치, 개별 게이트 또는 트랜지스터 로직, 이산 하드웨어 구성요소, 또는 본원에서 설명된 기능을 수행하도록 설계된 이들의 임의의 조합으로 구현되거나 실시될 수 있다. 범용 프로세서는 마이크로 프로세서일 수 있지만, 대안적으로 프로세서가 임의의 통상적인 프로세서, 제어기, 마이크로제어기 또는 스테이트 머신일 수 있다. 위성 제어기(2805)는 또한 컴퓨팅 장치의 조합, 예를 들어, DSP 및 마이크로프로세서의 조합, 다수의 마이크로 프로세서, DSP 코어와 조합된 하나 이상의 마이크로프로세서, 통합된 메몰, 이산형 메모리, 또는 임의의 다른 그러한 구성으로서 구현될 수 있다.
도 29는 본 개시 내용의 양태에 따른, 복수의 고유 안테나 패턴에 따른 통신 서비스를 제공하는 것을 지원하는 통신 서비스 관리기(2905)의 블록도(2900)를 도시한다. 통신 서비스 관리기(2905)는 통신 관리기(2910) 및 명령 신호 결정기(2920)를 포함할 수 있다.
통신 관리기(2910)는 순방향 링크 통신 및 복귀 링크 통신과 같은 통신 서비스에 의해서 제공되는 통신의 양태를 관리할 수 있다. 예를 들어, 통신 관리기(2910)는 복수의 액세스 노드 단말기와 위성 사이에서 제1의 복수의 신호를 제공하는 것, 및 위성과 복수의 단말기 사이에서 제2의 복수의 신호를 제공하는 것에 관한 하나 이상의 양태를 관리할 수 있다.
명령 신호 결정기(2920)는 통신 서비스를 제공하는 방법을 변경하기 위해서 하나 이상의 명령 신호가 통신 위성에 제공되도록 결정할 수 있다. 예를 들어, 명령 신호 결정기(2920)는 통신 위성의 피드 어레이 조립체와 반사기 사이의 상대적인 거리의 변화를 제공할 수 있는 것으로서, 제1 길이로부터 제2 길이로 변경하기 위해서, 통신 위성의 선형 액츄에이터를 위한 명령을 결정할 수 있다. 통신 위성의 선형 액츄에이터의 길이의 변화는 이어서 새로운 고유 안테나 패턴에 따라 통신 서비스를 제공하는 것을 지원할 수 있다.
커버리지 지역 관리기(2930)은 통신 위성의 커버리지 지역과 관련된 다양한 매개변수 및/또는 수학식을 관리할 수 있다. 일부 예에서, 커버리지 지역 관리기는, 적어도 부분적으로, 통신 위성의 선형 액츄에이터의 길이, 제2 액츄에이터의 위치 또는 회전, 통신 위성의 궤도 위치, 또는 통신 서비스 관리기(2905)에 의해서 검출될 수 있거나 통신 위성 자체로부터 수신될 수 있는 그 임의의 조합을 기초로 커버리지 지역의 양태를 결정할 수 있다. 커버리지 지역 관리기(2930)를 이용하여 원하는 고유 안테나 패턴을 식별할 수 있고/있거나 고유 안테나 패턴의 변화를 결정할 수 있고, 그에 따라 명령 신호 결정기(2920)를 트리거링하여 통신 위성의 액츄에이터에 대한 명령을 개시할 수 있다.
통신 서비스 관리기(2905)가 빔형성을 이용하는 통신 서비스를 관리하는 예에서, 통신 서비스 관리기가 선택적으로 빔형성 관리기(2940)를 포함할 수 있다. 빔형성 관리기(2940)는, 예를 들어 통신 위성(120)을 통한 지상-기반의 빔형성을 지원할 수 있다. 예를 들어, 빔형성 관리기(2940)는 액세스 노드 단말기(130)에 의해서 송신되는 신호에 빔형성 계수의 세트를 적용할 수 있다. 그러한 빔형성 계수는, 예를 들어 지향성 송신을 지원하기 위해서 송신에 앞서서 신호에 적용될 수 있거나, 지향성 수신을 지원하기 위해서 통신 위성(120)에 의해서 수신되는 신호에 적용될 수 있다. 다른 예에서, 그러한 빔형성 계수는 빔형성 관리기(2940)에 의해서 결정될 수 있고, 통신 위성에서의 온-보드 빔형성을 지원하기 위해서 통신 위성(120)에 제공될 수 있다. 여러 예에서, 통신 서비스 관리기(2905)에 의해서 결정된 원하는 고유 안테나 패턴을 제공하도록, 빔형성 계수가 빔형성 관리기(2940)에 의해서 선택되고/선택되거나 계산될 수 있다.
도 30은 본 개시 내용의 양태에 따른, 복수의 고유 안테나 패턴에 따른 통신 서비스를 제공하는 것을 지원하는 통신 서비스 제어기(3005)의 블록도(3000)를 도시한다. 통신 서비스 제어기(3005)는 프로세서(3010), 메모리(3015), 통신 서비스 관리기(2905-a), 및 통신 인터페이스(3040)를 포함할 수 있다. 이러한 구성요소의 각각이, 하나 이상의 버스(3035)를 통해서, 직접적으로 또는 간접적으로 서로 통신할 수 있다. 여러 예에서, 통신 서비스 제어기(3005)는 도 1a을 참조하여 설명한 액세스 노드 단말기(130) 또는 네트워크 장치(141)일 수 있거나 그 일부일 수 있다.
메모리(3015)는 랜덤 액세스 메모리(RAM) 및/또는 리드-온리 메모리(ROM)를 포함할 수 있다. 메모리(3015)는 (예를 들어, Linux 또는 Windows 커널로 구축된) 운영 시스템(OS)(3020)을 저장할 수 있다. 메모리(3015)는 또한, 실행될 때, 상이한 고유 안테나 패턴에 따라 통신 서비스를 제공하는 것과 관련하여 본원에서 설명된 다양한 기능을 프로세서(3010)가 실시하게 하도록 구성된 명령어를 포함하는 컴퓨터-판독 가능하고, 컴퓨터-실행 가능한 코드(3025)를 저장할 수 있다. 대안적으로, 코드(3025)가 프로세서(3010)에 의해서 직접적으로 실행되지 않고, (예를 들어, 컴파일링되고 실행될 때) 통신 서비스 제어기(3005)가 본원에서 설명된 하나 이상의 기능을 실시하게 하도록 구성될 수 있다.
위성 제어기는 도 29의 통신 서비스 제어기(2905)의 예일 수 있는 통신 서비스 관리기(2905-a)를 포함할 수 있다. 통신 서비스 관리기(2905-a)는, 본원에서 설명된 바와 같이 상이한 고유 안테나 패턴들에 따라 통신 서비스를 제공하는 하나 이상의 양태를 관리할 수 있다. 통신 서비스는, 예를 들어 통신 인터페이스(3040)를 통해서 제공될 수 있다. 일부 예에서, 통신 서비스 관리자는 원하는 고유 안테나 패턴을 결정할 수 있고, 이어서 원하는 고유 안테나 패턴을 제공하기 위해서 (예를 들어, 통신 인터페이스(3040)를 통한 신호전달(3045)에 의해서) 통신 위성(120)에 전송하고자 하는 명령을 결정할 수 있다. 예를 들어, 결정된 명령은 피드 어레이 조립체와 반사기 사이의 상대적인 거리의 변화를 제공하기 위한 것으로서, 후속하여 고유 안테나 패턴의 변화를 제공하기 위한 선형 액츄에이터의 위치 및/또는 길이의 변화를 나타낼 수 있다.
프로세서(3010), 메모리(3015), 통신 서비스 관리기(2905-a), 및/또는 통신 인터페이스(3040)를 포함하는 통신 서비스 제어기(3005)는 범용 프로세서, 디지털 신호 프로세서(DSP), ASIC, FPGA 또는 다른 프로그래밍 가능 로직 장치, 이산 게이트 또는 트랜지스터 로직, 이산 하드웨어 구성요소, 또는 본원에서 설명된 기능을 수행하도록 설계된 이들의 임의의 조합으로 구현되거나 실시될 수 있다. 범용 프로세서는 마이크로 프로세서일 수 있지만, 대안적으로 프로세서가 임의의 통상적인 프로세서, 제어기, 마이크로제어기 또는 스테이트 머신일 수 있다. 통신 서비스 제어기(3005)는 또한 컴퓨팅 장치들의 조합, 예를 들어 DSP 및 마이크로프로세서의 조합, 다수의 마이크로 프로세서, DSP 코어와 조합된 하나 이상의 마이크로프로세서, 통합된 메모리, 이산형 메모리, 또는 임의의 다른 그러한 구성으로서 구현될 수 있다.
도 31은 본 개시 내용의 양태에 따른, 통신 위성을 통해서 복수의 고유 안테나 패턴에 따라 통신 서비스를 제공하는 것을 지원하는 예시적인 방법(3100)의 흐름도를 도시한다. 본원에서 설명된 바와 같이, 피드 어레이 조립체(127), 반사기(122), 및 피드 어레이 조립체 사이에 커플링된 선형 액츄에이터(124)를 갖는 통신 위성(120)의 하나 이상의 양태를 참조하여 방법(3100)을 이하에서 설명한다. 일부 예에서, 통신 위성(120) 자체는 이하에서 설명되는 방법(3100)의 동작 중 하나 이상을 실시할 수 있다. 일부 예에서, 방법(3100)의 동작 중 하나 이상이 통신 서비스 제어기(3005)에 의해서 실시될 수 있다.
3105에서, 방법(3100)은, 본원에서 설명된 바와 같이 위성의 위성 안테나의 제1 고유 안테나 패턴에 따라 위성을 통해서 통신 서비스를 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 제1 고유 안테나 패턴은 제1의 복수의 스폿 빔을 포함할 수 있고, 적어도 부분적으로, 위성 안테나의 반사기에 대한 피드 어레이 조립체의 제1의 탈초점 위치를 제공하는 선형 액츄에이터의 제1 길이를 기초로 할 수 있다. 통신 서비스를 제공하는 단계는 복수의 액세스 노드 단말기와 위성 사이에서 제1의 복수의 신호를 제공하는 단계 및 위성과 복수의 단말기 사이에서 제2의 복수의 신호를 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 일부 예에서, 제1 탈초점 위치는 반사기와 반사기의 초점 영역 사이에 위치된 피드 어레이 조립체와 연관될 수 있다. 통신 서비스는 빔형성에 의해서 제공될 수 있고, 제1 고유 안테나 패턴에 따라 통신 서비스를 제공하는 단계는 피드 어레이 조립체에 의해서 운반되는 신호에 제1 빔형성 계수의 세트를 적용하는 단계를 포함할 수 있다. 설명된 빔형성 계수가 통신 위성(120)에서 결정될 수 있거나 통신 서비스 제어기(3005)와 같은 다른 장치에서 결정되고, 이어서 (예를 들어, 통신 위성(120)에서 수신되는 무선 송신에 의해서) 통신 위성(120)에 제공될 수 있다.
3110에서, 방법(3100)은, 본원에서 설명된 바와 같이 제1 길이로부터 제2 길이로 변경되도록 선형 액츄에이터에 명령하는 단계를 포함할 수 있다. 여러 구현예에서, 3110에서 명령하는 단계는 선형 액츄에이터의 새로운 위치, 위치 사이의 차이, 원하는 반사기의 위치, 원하는 피드 어레이 조립체의 위치, 선형 액츄에이터의 길이, 제2 고유 안테나 패턴의 매개변수, 또는 제2 고유 안테나 패턴과 연관된 참조 표에 관한 표시를 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 3110에서 명령하는 것이 통신 위성(120)에서 결정될 수 있거나 통신 서비스 제어기(3005)와 같은 다른 장치에서 결정되고, 이어서(예를 들어, 통신 위성(120)에서 수신되는 무선 송신에 의해서) 통신 위성(120)에 제공될 수 있다.
일부 예에서, 3115에서, 방법(3100)은 제2 액츄에이터에 명령하는 단계를 선택적으로 포함할 수 있다. 제2 액츄에이터는 피드 어레이 조립체와 반사기 사이에 커플링될 수 있고, 선형 액츄에이터의 제1 및 제2 길이를 따른 축과 상이한 축을 중심으로 피드 어레이 조립체와 반사기 사이의 상대적인 위치의 변화를 유발하는 것을 지원할 수 있다. 3115에서 명령하는 것이 통신 위성(120)에서 결정될 수 있거나 통신 서비스 제어기(3005)와 같은 다른 장치에서 결정되고, 이어서 (예를 들어, 통신 위성(120)에서 수신되는 무선 송신에 의해서) 통신 위성(120)에 제공될 수 있다.
일부 예에서, 3120에서, 방법(3100)은 선택적으로 제1 궤도 위치로부터 제2 궤도 위치로 이동하도록 위성에 명령하는 단계를 포함할 수 있다. 3120에서 명령하는 것이 통신 위성(120)에서 결정될 수 있거나 통신 서비스 제어기(3005)와 같은 다른 장치에서 결정되고, 이어서 (예를 들어, 통신 위성(120)에서 수신되는 무선 송신에 의해서) 통신 위성(120)에 제공될 수 있다.
3125에서, 방법(3100)은 위성 안테나의 제2 고유 안테나 패턴에 따라 위성을 통해서 통신 서비스를 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 제2 고유 안테나 패턴은 제2의 복수의 스폿 빔을 포함할 수 있고, 적어도 부분적으로 반사기에 대한 피드 어레이 조립체의 제2의 탈초점 위치를 제공하는 선형 액츄에이터의 제2 길이를 기초로 할 수 있다. 제2 탈초점 위치는 제1 고유 안테나 패턴에 비교할 때, 제2의 고유 안테나 패턴의 다양한 차이를 제공할 수 있다. 예를 들어, 제2 탈초점 위치는 제1 고유 안테나 패턴 커버리지 지역 크기와 상이한 피드 어레이 조립체의 피드의 제2의 고유 피드 요소 패턴 커버리지 지역 크기를 제공할 수 있다. 일부 예에서, 제2 탈초점 위치는 고유 피드 요소 패턴의 제1 중첩과 상이한 피드 어레이 조립체의 둘 이상의 안테나 피드 요소의 고유 피드 요소 패턴의 제2 중첩을 제공한다.
일부 예에서, 3125에서의 통신 서비스는 3105에서 제공되는 통신 서비스와 동일한 궤도 위치에서 통신 위성을 통해서 제공될 수 있고, 제2 고유 안테나 패턴은 제1 고유 안테나 패턴과 상이한 서비스 커버리지 지역에 대응할 수 있다. 일부 예에서, 제2 고유 안테나 패턴의 서비스 커버리지 지역은 제1 고유 안테나 패턴의 서비스 커버리지 지역과 적어도 부분적으로 중첩될 수 있다. 3125에서 통신 서비스를 제공하는 단계는 상이한 빔형성 계수의 세트를 피드 어레이 조립체를 통해서 운반되는 신호에 적용하는 단계를 포함할 수 있다. 설명된 빔형성 계수가 통신 위성(120)에서 결정될 수 있거나 통신 서비스 제어기(3005)와 같은 다른 장치에서 결정되고, 이어서 (예를 들어, 통신 위성(120)에서 수신되는 무선 송신에 의해서) 통신 위성(120)에 제공될 수 있다.
따라서, 방법(3100)은 상이한 고유 안테나 패턴들에 따라 통신 서비스를 제공하는 것을 지원할 수 있고, 상이한 고유 안테나 패턴은, 적어도 부분적으로, 통신 위성의 피드 어레이 조립체와 반사기 사이에 커플링된 선형 액츄에이터의 명령을 기초로 한다. 방법(3100)이 예시적인 구현예를 설명하며, 다른 구현예가 가능하도록, 방법(3100)의 동작이 재배열되거나 달리 변경될 수 있다는 것을 주목하여야 한다. 예를 들어, 특정의 설명된 동작이 선택적일 수 있고(예를 들어, 쇄선의 상자로 둘러싸인 것, 선택적으로 설명된 것 등), 선택적 동작은, 특정 기준이 만족될 때 실시될 수 있고, 구성을 기초로 실시될 수 있고, 간헐적으로 생략될 수 있고, 전체적으로 생략될 수 있는 등이 이루어질 수 있다.
첨부 도면과 함께 전술한 상세한 설명은 예를 설명하며, 구현될 수 있는 또는 청구범위에 포함되는 유일한 예를 나타내지 않는다. "예"라는 용어는, 본 설명에서 사용될 때, "예, 사례, 또는 예시로서의 역할을 하는 것"을 의미하며, "바람직한" 또는 "다른 예보다 유리하다"는 것을 의미하지 않는다. 상세한 설명은 설명된 기술의 이해를 제공하기 위한 목적의 구체적인 상세 내용을 포함한다. 그러나, 이러한 기술은 이러한 구체적인 상세 내용이 없이 실행될 수 있다. 일부 경우에, 설명된 예의 개념을 불명화하게 하는 것을 피하기 위해서 주지의 구조 및 장치가 블록도 형태로 도시되어 있다.
정보 및 신호가 다양한 상이한 기술 및 기법 중 임의의 것을 이용하여 표시될 수 있다. 예를 들어, 전술한 설명 전체를 통해서 언급되었을 수 있는 데이터, 명령어, 명령, 정보, 신호, 비트, 심볼, 및 칩이 전압, 전류, 전자기파, 자기장 또는 입자, 광학적 필드 또는 입자, 또는 그 임의의 조합에 의해서 표시될 수 있다.
본원의 개시 내용과 함께 설명된 여러 예시적인 블록 및 구성요소가 범용 프로세서, 디지털 신호 프로세서(DSP), ASIC, FPGA 또는 다른 프로그래밍 가능 로직 장치, 이산 게이트 또는 트랜지스터 로직, 이산 하드웨어 구성요소, 또는 본원에서 설명된 기능을 수행하도록 설계된 이들의 임의의 조합으로 구현되거나 실시될 수 있다. 범용 프로세서는 마이크로 프로세서일 수 있지만, 대안적으로 프로세서가 임의의 통상적인 프로세서, 제어기, 마이크로제어기 또는 스테이트 머신일 수 있다. 프로세서는 또한 컴퓨팅 장치들의 조합, 예를 들어 DSP 및 마이크로프로세서의 조합, 다수의 마이크로 프로세서, DSP 코어와 조합된 마이크로프로세서, 또는 임의의 다른 그러한 구성으로서 구현될 수 있다.
본원에서 설명된 기능은 하드웨어, 프로세서에 의해서 실행되는 소프트웨어, 펌웨어, 또는 그 임의의 조합으로 구현될 수 있다. 프로세서에 의해서 실행되는 소프트웨어로 구현되는 경우에, 기능이 컴퓨터-판독 가능 매체 상에서 명령어 또는 코드로서 저장될 수 있거나 전송될 수 있다. 다른 예 및 구현예가 개시 내용 및 첨부된 청구항의 범위 내에 포함된다. 예를 들어, 소프트웨어의 특성으로 인해서, 전술한 기능은 프로세서, 하드웨어, 펌웨어, 하드와이어링, 또는 그 임의의 조합에 의해서 실행되는 소프트웨어를 이용하여 구현될 수 있다. 기능을 구현하는 특징부가 또한, 기능의 부분이 상이한 물리적 위치에서 구현되도록 분산되는 것을 포함하여 다양한 위치에 물리적으로 위치될 수 있다. 청구범위를 포함하여, 본원에서 사용된 바와 같이 "및/또는"이라는 용어는, 둘 이상의 항목의 목록에서 사용될 때 나열된 목록 중 임의의 하나가 자체적으로 이용될 수 있다는 것, 또는 나열된 항목 중 둘 이상의 임의의 조합이 이용될 수 있다는 것을 의미한다. 예를 들어, 조성물이 성분 A, B, 및/또는 C를 포함하는 것으로 설명된 경우에, 그러한 조성물은 A 만을; B 만을; C 만을; A 및 B를 조합하여; A 및 C를 조합하여; B 및 C를 조합하여; 또는 A, B, 및 C를 조합하여 포함할 수 있다. 또한, 청구범위를 포함하여, 본원에서 사용된 바와 같이 항목의 목록(예를 들어, "적어도 하나" 또는 "하나 이상"과 같은 문구가 선행하는 항목의 목록)에서 사용될 때 "또는"은 분리적인 목록을 나타내며, 그에 따라, 예를 들어 "A, B, 또는 C 중 적어도 하나"의 목록은 A 또는 B 또는 C 또는 AB 또는 AC 또는 BC 또는 ABC(즉 A 및 B 및 C)를 의미한다.
컴퓨터-판독 가능 매체는 컴퓨터 저장 매체, 및 컴퓨터 프로그램을 하나의 장소로부터 다른 장소로 이송하는 것을 촉진하는 임의의 매체를 포함하는 통신 매체 모두를 포함한다. 저장 매체는 범용의 또는 특정 목적의 컴퓨터가 접속할 수 있는 임의의 이용 가능 매체일 수 있다. 예로서, 그리고 비제한적으로 컴퓨터-판독 가능 매체가 RAM, ROM, EEPROM, 플래시 메모리, CD-ROM 또는 다른 광 디스크 저장장치, 자기 디스크 저장장치 또는 다른 자기 저장 장치, 또는 명령어 또는 데이터 구조 형태의 원하는 프로그램 코드 수단을 운반하거나 저장하기 위해서 이용될 수 있고 범용 컴퓨터 또는 특별한 목적의 컴퓨터 또는 범용 프로세서 또는 특별한 목적의 프로세서가 접속할 수 있는 임의의 다른 매체를 포함할 수 있다. 또한, 임의의 연결이 컴퓨터-판독 가능 매체로 적절히 지칭된다. 예를 들어, 소프트웨어가 동축 케이블, 광섬유 케이블, 연선, 디지털 가입자 라인(DSL), 또는 무선 기술, 예를 들어 적외선, 무선, 및 마이크로파를 이용하여 웹사이트, 서버, 또는 다른 원격 공급원으로부터 송신되는 경우에, 동축 케이블, 광섬유 케이블, 연선, DSL, 또는 무선 기술, 예를 들어 적외선, 무선, 및 마이크로파가 매체의 정의에 포함된다. 본원에서 사용된 바와 같은 디스크 및 디스크(disk and disc)는 콤팩트 디스크(CD), 레이저 디스크, 광학 디스크, 디지털 다기능 디스크(DVD), 플로피 디스크, 및 블루-레이 디스크를 포함하고, 그러한 디스크는 일반적으로 자기적으로 데이터를 재생할 수 있는 한편, 디스크는 레이저를 이용하여 광학적으로 데이터를 재생한다. 전술한 것의 조합이 또한 컴퓨터-판독 가능 매체의 범위 내에 포함된다.
본원에서 사용된 바와 같이, "~를 기초로 하는"이라는 문구는 폐쇄된 조건의 세트를 지칭하는 것으로 해석되지 않아야 한다. 예를 들어, "조건 A를 기초로 하는" 것과 같이 설명된 예시적인 단계는, 본 개시 내용의 범위를 벗어나지 않고도, 조건 A 및 조건 B 둘 모두를 기초로 할 수 있다. 다시 말해서, 본원에서 사용된 바와 같이, "~를 기초로 하는"이라는 문구는 "적어도 부분적으로 ~를 기초로 하는"이라는 문구와 동일한 방식으로 해석되어야 한다.
개시 내용에 관한 전술한 설명은 당업자가 개시 내용을 제조 또는 이용할 수 있게 하기 위해서 제공된 것이다. 이러한 개시 내용에 대한 여러 가지 수정이 당업자에게 매우 자명할 것이고, 본원에서 규정된 일반적인 원리는 개시 내용의 범위로부터 벗어나지 않고도 다른 변형예에 적용될 수 있다. 그에 따라, 개시 내용은 본원에서 설명된 예 및 설계로 제한되지 않고, 본원에서 개시된 원리 및 신규한 특징에 일치되는 가장 넓은 범위를 따른다.
Claims (747)
- 복수의 안테나 피드 요소(128)를 갖는 안테나 조립체(121)를 갖는 통신 위성(120)을 통한 통신 방법으로서:
제1의 복수의 빔형성된 스폿 빔(125)을 통해서 통신 서비스를 제공하는 단계로서, 상기 제1의 복수의 빔형성된 스폿 빔(125)은 적어도 부분적으로 안테나 조립체(121)의 제1 빔형성 구성 및 제1 고유 안테나 패턴(220)을 기초로 하고, 제1 고유 안테나 패턴(220)은 상기 안테나 조립체(121)의 반사기(122)에 대한 상기 안테나 조립체(121)의 피드 어레이 조립체(127)의 제1 탈초점 위치에 대응하고, 상기 제1 고유 안테나 패턴(220)은 복수의 안테나 피드 요소(128)의 제1 고유 피드 요소 패턴(210)의 복합체를 포함하는 단계;
상기 안테나 조립체(121)의 제1 고유 안테나 패턴(220)으로부터 상기 안테나 조립체(121)의 제2 고유 안테나 패턴(220)으로 변화되도록 상기 통신 위성(120)에 명령하는 단계로서, 상기 제2 고유 안테나 패턴(220)은 상기 반사기(122)에 대한 상기 피드 어레이 조립체(127)의 제2 탈초점 위치에 대응하고, 상기 제2 고유 안테나 패턴(220)은 상기 복수의 안테나 피드 요소(128)의 제2 고유 피드 요소 패턴(210)의 복합체를 포함하고, 상기 복수의 안테나 피드 요소(128) 중의 주어진 안테나 피드 요소(128)가 상기 제1 고유 피드 요소 패턴(210) 중 하나 및 상기 제2 고유 피드 요소 패턴(210) 중 하나와 연관되고, 상기 제2 고유 피드 요소 패턴(210) 중 하나는 상기 제1 고유 피드 요소 패턴(210) 중 하나와 상이한 단계; 및
제2의 복수의 빔형성된 스폿 빔(125)을 통해서 통신 서비스를 제공하는 단계로서, 상기 제2의 복수의 빔형성된 스폿 빔(125)은 적어도 부분적으로 제2 빔형성 구성 및 제2의 고유 안테나 패턴(220)을 기초로 하는 단계를 포함하는, 방법. - 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 제1 고유 안테나 패턴(220)으로부터 상기 제2 고유 안테나 패턴(220)으로 변화되도록 상기 통신 위성(120)에 명령하는 단계는:
상기 제1 고유 안테나 패턴(220)으로부터 상기 제2 고유 안테나 패턴(220)으로의 변화를 제공하도록 상기 통신 위성(120)의 액츄에이터(124)에 명령하는 단계를 포함하는, 방법. - 삭제
- 삭제
- 제4항에 있어서,
상기 제1 고유 안테나 패턴(220)으로부터 상기 제2 고유 안테나 패턴(220)으로의 변화를 제공하도록 상기 액츄에이터(124)에 명령하는 단계는:
상기 안테나 조립체(121)의 상기 반사기(122)와 상기 복수의 안테나 피드 요소(128)를 포함하는 상기 안테나 조립체(121)의 상기 피드 어레이 조립체(127) 사이의 공간적 조정을 명령하는 단계를 포함하는, 방법. - 제7항에 있어서,
상기 액츄에이터(124)가 상기 안테나 조립체(121)의 반사기(122)와 상기 피드 어레이 조립체(127) 사이에 커플링되는, 방법. - 제7항에 있어서,
상기 제1 고유 안테나 패턴(220)으로부터 상기 제2 고유 안테나 패턴(220)으로 변화되도록 상기 통신 위성(120)에 명령하는 단계는:
제1 길이로부터 제2 길이로 변화되도록, 상기 반사기(122)와 상기 피드 어레이 조립체(127) 사이에 커플링된 선형 액츄에이터(124)에 명령하는 단계를 포함하는, 방법. - 제9항에 있어서,
상기 제2 고유 안테나 패턴(220)을 제공하도록 상기 피드 어레이 조립체(127)와 상기 반사기(122) 사이에 커플링된 이차적인 액츄에이터(2540)에 명령하는 단계를 더 포함하고, 상기 이차적인 액츄에이터(2540)에 명령하는 단계는, 상기 선형 액츄에이터(124)의 축과 상이한 축을 중심으로 하는 상기 피드 어레이 조립체(127)와 상기 반사기(122) 사이의 상대적인 위치의 변화를 유발하는, 방법. - 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 제1 탈초점 위치 또는 상기 제2 탈초점 위치 중 하나 또는 둘 모두가, 상기 반사기(122)와 상기 반사기(122)의 초점 영역(123) 사이에 위치된 복수의 안테나 피드 요소(128) 중 하나 이상과 연관되는, 방법. - 삭제
- 제4항에 있어서,
상기 제1 고유 안테나 패턴(220)으로부터 상기 제2 고유 안테나 패턴(220)으로의 변화를 제공하도록 상기 액츄에이터(124)에 명령하는 단계는:
상기 안테나 조립체(121)의 상기 반사기(122)의 초점 영역(123)의 조정을 명령하는 단계를 포함하는, 방법. - 삭제
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- 제1항, 제4항, 제7항 내지 제10항, 제13항 및 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 고유 안테나 패턴(220)은 상기 안테나 조립체(121)의 제1 조준선 방향과 연관되고, 상기 제2 고유 안테나 패턴(220)은 상기 제1 조준선 방향과 상이한 상기 안테나 조립체(121)의 제2 조준선 방향과 연관되는, 방법. - 제1항, 제4항, 제7항 내지 제10항, 제13항 및 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 고유 안테나 패턴(220)은 주어진 안테나 피드 요소(128)의 제1 고유 피드 요소 패턴 빔폭과 연관되고, 상기 제2 고유 안테나 패턴(220)은 상기 제1 고유 피드 요소 패턴 빔폭과 상이한 주어진 안테나 피드 요소(128)의 제2 고유 피드 요소 패턴 빔폭과 연관되는, 방법. - 제1항, 제4항, 제7항 내지 제10항, 제13항 및 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 고유 안테나 패턴(220)은 상기 안테나 조립체(121)의 둘 이상의 안테나 피드 요소(128)의 고유 피드 요소 패턴들(210)의 제1 중첩량과 연관되고, 상기 제2 고유 안테나 패턴(220)은 상기 안테나 조립체(121)의 둘 이상의 안테나 피드 요소(128)의 고유 피드 요소 패턴들(210)의 제2의, 상이한 중첩량과 연관되는, 방법. - 제1항, 제4항, 제7항 내지 제10항, 제13항 및 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 통신 위성(120)의 궤도 특징을 조정하는 단계를 더 포함하고, 상기 제2의 복수의 빔형성된 스폿 빔(125)을 통해서 통신 서비스를 제공하는 단계가 상기 조정된 궤도 특징에 따라 통신 서비스를 제공하는 단계를 포함하는, 방법. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제1항, 제4항, 제7항 내지 제10항, 제13항 및 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1의 복수의 빔형성된 스폿 빔(125)을 통해서 통신 서비스를 제공하는 단계 중에 그리고 상기 제2의 복수의 빔형성된 스폿 빔(125)을 통해서 통신 서비스를 제공하는 단계 중에, 상기 통신 위성(120)이 동일한 지구 정지 위성 궤도 위치에 있는, 방법. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제1항, 제4항, 제7항 내지 제10항, 제13항 및 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1의 복수의 빔형성된 스폿 빔(125)을 통해서 통신 서비스를 제공하는 단계 중에, 상기 통신 위성(120)은 제1 지구 정지 위성 궤도 위치에 있고;상기 제1 고유 안테나 패턴(220)으로부터 상기 제2 고유 안테나 패턴(220)으로 변화되도록 상기 통신 위성(120)에 명령하는 단계는 상기 제1 지구 정지 위성 궤도 위치로부터 제2의, 상이한 지구 정지 위성 궤도 위치로 이동하도록 상기 통신 위성(120)에 명령하는 단계를 포함하며;
상기 제2의 복수의 빔형성된 스폿 빔(125)을 통해서 통신 서비스를 제공하는 단계 중에, 상기 통신 위성(120)은 제2 지구 정지 위성 궤도 위치에 있는, 방법. - 삭제
- 삭제
- 제1항, 제4항, 제7항 내지 제10항, 제13항 및 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 통신 위성(120)은 제2의 복수의 안테나 피드 요소(128)를 갖는 제2 안테나 조립체(121)를 포함하고, 상기 방법은:
상기 제2 안테나 조립체(121)를 이용하여 제3의 복수의 빔형성된 스폿 빔(125)을 통해서 통신 서비스를 제공하는 단계를 더 포함하고, 상기 제3의 복수의 빔형성된 스폿 빔(125)은 적어도 부분적으로 제2 안테나 조립체(121)의 제3 빔형성 구성 및 제3 고유 안테나 패턴(220)을 기초로 하고, 제3 고유 안테나 패턴(220)은 제2의 복수의 안테나 피드 요소(128)의 제3 고유 피드 요소 패턴(210)의 복합체를 포함하는, 방법. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제1항, 제4항, 제7항 내지 제10항, 제13항 및 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1의 복수의 빔형성된 스폿 빔(125)을 통해서 통신 서비스를 제공하는 단계 또는 상기 제2의 복수의 빔형성된 스폿 빔(125)을 통해서 통신 서비스를 제공하는 단계가:
복수의 액세스 노드 단말기(130)와 상기 통신 위성(120) 사이에서 제1의 복수의 신호를 제공하는 단계; 및
상기 통신 위성(120)과 복수의 사용자 단말기(150) 사이에서 제2의 복수의 신호를 제공하는 단계;
중 하나 또는 둘 모두를 포함하는, 방법. - 제1항, 제4항, 제7항 내지 제10항, 제13항 및 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 빔형성 구성은 제1 빔형성 가중치 세트를 상기 복수의 안테나 피드 요소(128)를 통해서 운반되는 제1의 복수의 피드 요소 신호에 적용하는 단계를 포함하고, 상기 제2 빔형성 구성은 상기 제1 빔형성 가중치 세트와 상이한 제2 빔형성 가중치 세트를 상기 복수의 안테나 피드 요소(128)를 통해서 운반되는 제2의 복수의 피드 요소 신호에 적용하는 단계를 포함하는, 방법. - 삭제
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- 복수의 안테나 피드 요소(128)를 갖는 안테나 조립체(121)를 갖는 통신 위성(120)을 통한 통신을 위한 시스템(100)으로서:
제1의 복수의 빔형성된 스폿 빔(125)을 통해서 통신 서비스를 제공하기 위한 수단으로서, 상기 제1의 복수의 빔형성된 스폿 빔(125)은 적어도 부분적으로 안테나 조립체(121)의 제1 빔형성 구성 및 제1 고유 안테나 패턴(220)을 기초로 하고, 제1 고유 안테나 패턴(220)은 상기 안테나 조립체(121)의 반사기(122)에 대한 상기 안테나 조립체(121)의 피드 어레이 조립체(127)의 제1 탈초점 위치에 대응하고, 상기 제1 고유 안테나 패턴(220)은 복수의 안테나 피드 요소(128)의 제1 고유 피드 요소 패턴(210)의 복합체를 포함하는 수단;
상기 안테나 조립체(121)의 제1 고유 안테나 패턴(220)으로부터 상기 안테나 조립체(121)의 제2 고유 안테나 패턴(220)으로 변화되도록 상기 통신 위성(120)에 명령하기 위한 수단으로서, 상기 제2 고유 안테나 패턴(220)은 상기 반사기(122)에 대한 상기 피드 어레이 조립체(127)의 제2 탈초점 위치에 대응하고, 상기 제2 고유 안테나 패턴(220)은 상기 복수의 안테나 피드 요소(128)의 제2 고유 피드 요소 패턴(210)의 복합체를 포함하고, 상기 복수의 안테나 피드 요소(128) 중의 주어진 안테나 피드 요소(128)가 상기 제1 고유 피드 요소 패턴(210) 중 하나 및 상기 제2 고유 피드 요소 패턴(210) 중 하나와 연관되고, 상기 제2 고유 피드 요소 패턴(210) 중 하나는 상기 제1 고유 피드 요소 패턴(210) 중 하나와 상이한 수단; 및
제2의 복수의 빔형성된 스폿 빔(125)을 통해서 통신 서비스를 제공하기 위한 수단으로서, 상기 제2의 복수의 빔형성된 스폿 빔(125)은 적어도 부분적으로 제2 빔형성 구성 및 제2의 고유 안테나 패턴(220)을 기초로 하는, 수단을 포함하는, 시스템(100). - 삭제
- 삭제
- 제75항에 있어서,
상기 제1 고유 안테나 패턴(220)으로부터 상기 제2 고유 안테나 패턴(220)으로 변화되도록 상기 통신 위성(120)에 명령하는 수단은:
상기 제1 고유 안테나 패턴(220)으로부터 상기 제2 고유 안테나 패턴(220)으로의 변화를 제공하도록 상기 통신 위성(120)의 액츄에이터(124)에 명령하기 위한 수단을 포함하는, 시스템(100). - 삭제
- 삭제
- 제78항에 있어서,
상기 통신 위성(120)의 액츄에이터(124)는:
상기 안테나 조립체(121)의 상기 반사기(122)와 상기 복수의 안테나 피드 요소(128)를 포함하는 상기 안테나 조립체(121)의 상기 피드 어레이 조립체(127) 사이의 공간적 조정을 제공하기 위한 수단을 포함하는, 시스템(100). - 제81항에 있어서,
상기 반사기(122)와 상기 피드 어레이 조립체(127) 사이의 공간적 조정을 제공하기 위한 수단이 상기 반사기(122)와 상기 피드 어레이 조립체(127) 사이에 커플링되는, 시스템(100). - 제81항에 있어서,
상기 반사기(122)와 상기 피드 어레이 조립체(127) 사이의 공간적 조정을 제공하기 위한 수단이 상기 반사기(122)와 상기 피드 어레이 조립체(127) 사이에 커플링된 선형 액츄에이터(124)인, 시스템(100). - 제83항에 있어서,
상기 선형 액츄에이터(124)의 축과 상이한 축을 중심으로 하는 상기 피드 어레이 조립체(127)와 상기 반사기(122) 사이의 상대적인 위치의 변화를 제공하기 위한 수단을 더 포함하는, 시스템(100). - 제84항에 있어서,
상기 선형 액츄에이터(124)의 축과 상이한 축을 중심으로 하는 상기 피드 어레이 조립체(127)와 상기 반사기(122) 사이의 상대적인 위치의 변화를 제공하기 위한 수단이 상기 선형 액츄에이터(124)와 상기 반사기(122) 사이에 커플링되는, 시스템(100). - 제84항에 있어서,
상기 선형 액츄에이터(124)의 축과 상이한 축을 중심으로 하는, 상기 피드 어레이 조립체(127)와 상기 반사기(122) 사이의 상대적인 위치의 변화를 제공하기 위한 수단이 상기 선형 액츄에이터(124)와 상기 피드 어레이 조립체(127) 사이에 커플링되는, 시스템(100). - 삭제
- 삭제
- 제75항에 있어서,
상기 제1 탈초점 위치 또는 상기 제2 탈초점 위치 중 하나 또는 둘 모두가 상기 반사기(122)와 상기 반사기(122)의 초점 영역(123) 사이에 위치된 복수의 안테나 피드 요소(128) 중 하나 이상과 연관되는, 시스템(100). - 삭제
- 제78항에 있어서,
상기 통신 위성(120)의 액츄에이터(124)는:
상기 안테나 조립체(121)의 반사기(122)의 초점 영역(123)의 조정을 제공하기 위한 수단을 포함하는, 시스템(100). - 삭제
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- 제75항, 제78항, 제81항 내지 제86항, 제89항 및 제91항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 고유 안테나 패턴(220)은 상기 안테나 조립체(121)의 제1 조준선 방향과 연관되고, 상기 제2 고유 안테나 패턴(220)은 상기 제1 조준선 방향과 상이한 상기 안테나 조립체(121)의 제2 조준선 방향과 연관되는, 시스템(100). - 제75항, 제78항, 제81항 내지 제86항, 제89항 및 제91항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 고유 안테나 패턴(220)은 주어진 안테나 피드 요소(128)의 제1 고유 피드 요소 패턴 빔폭과 연관되고, 상기 제2 고유 안테나 패턴(220)은, 상기 제1 고유 피드 요소 패턴 빔폭과 상이한 주어진 안테나 피드 요소(128)의 제2 고유 피드 요소 패턴 빔폭과 연관되는, 시스템(100). - 제75항, 제78항, 제81항 내지 제86항, 제89항 및 제91항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 고유 안테나 패턴(220)은 상기 안테나 조립체(121)의 둘 이상의 안테나 피드 요소(128)의 고유 피드 요소 패턴들(210)의 제1 중첩량과 연관되고, 상기 제2 고유 안테나 패턴(220)은 상기 안테나 조립체(121)의 둘 이상의 안테나 피드 요소(128)의 고유 피드 요소 패턴들(210)의 제2의, 상이한 중첩량과 연관되는, 시스템(100). - 제75항, 제78항, 제81항 내지 제86항, 제89항 및 제91항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 통신 위성(120)의 궤도 특징을 조정하기 위한 수단을 더 포함하고, 상기 제2의 복수의 빔형성된 스폿 빔(125)을 통해서 통신 서비스를 제공하기 위한 수단은 상기 조정된 궤도 특징에 따라 동작될 수 있는, 시스템(100). - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제75항, 제78항, 제81항 내지 제86항, 제89항 및 제91항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1의 복수의 빔형성된 스폿 빔(125)을 통해서 통신 서비스를 제공하기 위한 수단 및 상기 제2의 복수의 빔형성된 스폿 빔(125)을 통해서 통신 서비스를 제공하기 위한 수단이 동일한 지구 정지 위성 궤도 위치에서 동작될 수 있는, 시스템(100). - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제75항, 제78항, 제81항 내지 제86항, 제89항 및 제91항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1의 복수의 빔형성된 스폿 빔(125)을 통해서 통신 서비스를 제공하기 위한 수단은 상기 통신 위성(120)의 제1 지구 정지 위성 궤도 위치에서 동작될 수 있고;
상기 제1 고유 안테나 패턴(220)으로부터 상기 제2 고유 안테나 패턴(220)으로 변화되도록 상기 통신 위성(120)에 명령하기 위한 수단은 상기 제1 지구 정지 위성 궤도 위치로부터 제2의, 상이한 지구 정지 위성 궤도 위치로 이동하도록 상기 통신 위성(120)에 명령하기 위한 수단을 포함하며;
상기 제2의 복수의 빔형성된 스폿 빔(125)을 통해서 통신 서비스를 제공하기 위한 수단은 상기 통신 위성(120)의 제2 지구 정지 위성 궤도 위치에서 동작될 수 있는, 시스템(100). - 삭제
- 삭제
- 제138항에 있어서,
상기 제1 지구 정지 위성 궤도 위치로부터 제2의, 상이한 지구 정지 위성 궤도 위치로 이동하도록 상기 통신 위성(120)에 명령하기 위한 수단은:
상기 제1 지구 정지 위성 궤도 위치로부터 상기 제2의, 상이한 지구 정지 위성 궤도 위치로 이동시키기 위해서 상기 통신 위성(120)의 액츄에이터(124)에 명령하기 위한 수단을 포함하는, 시스템(100). - 삭제
- 삭제
- 제75항, 제78항, 제81항 내지 제86항, 제89항 및 제91항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 통신 위성(120)은 제2의 복수의 안테나 피드 요소(128)를 갖는 제2 안테나 조립체(121)를 포함하고, 상기 시스템(100)은:
상기 제2 안테나 조립체(121)를 이용하여 제3의 복수의 빔형성된 스폿 빔(125)을 통해서 통신 서비스를 제공하기 위한 수단을 더 포함하고, 상기 제3의 복수의 빔형성된 스폿 빔(125)은 적어도 부분적으로 제2 안테나 조립체(121)의 제3 빔형성 구성 및 제3 고유 안테나 패턴(220)을 기초로 하고, 제3 고유 안테나 패턴(220)은 제2의 복수의 안테나 피드 요소(128)의 제3 고유 피드 요소 패턴(210)의 복합체를 포함하는, 시스템(100). - 삭제
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- 제75항, 제78항, 제81항 내지 제86항, 제89항 및 제91항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1의 복수의 빔형성된 스폿 빔(125)을 통해서 통신 서비스를 제공하기 위한 수단 또는 상기 제2의 복수의 빔형성된 스폿 빔(125)을 통해서 통신 서비스를 제공하기 위한 수단, 또는 둘 모두가:
복수의 액세스 노드 단말기(130)와 상기 통신 위성(120) 사이에서 제1의 복수의 신호를 제공하기 위한 수단; 및
상기 통신 위성(120)과 복수의 사용자 단말기(150) 사이에서 제2의 복수의 신호를 제공하기 위한 수단을 포함하는, 시스템(100). - 제75항, 제78항, 제81항 내지 제86항, 제89항 및 제91항 중 어느 한 항에 있어서,
적어도 부분적으로 상기 제1 빔형성 구성을 기초로 통신 서비스를 제공하기 위한 수단이:
제1 빔형성 가중치 세트를 상기 복수의 안테나 피드 요소(128)를 통해서 운반되는 제1의 복수의 피드 요소 신호에 적용하기 위한 수단을 포함하며;
적어도 부분적으로 상기 제2 빔형성 구성을 기초로 통신 서비스를 제공하기 위한 수단이:
상기 제1 빔형성 가중치 세트와 상이한 제2 빔형성 가중치 세트를 상기 복수의 안테나 피드 요소(128)를 통해서 운반되는 제2의 복수의 피드 요소 신호에 적용하기 위한 수단을 포함하는, 시스템(100). - 삭제
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- 삭제
- 복수의 빔형성된 스폿 빔(125)을 통해서 통신 서비스를 제공하기 위한 통신 위성(120)으로서:
상기 복수의 빔형성된 스폿 빔(125)의 신호를 통신하기 위해서 동작될 수 있는 안테나 조립체(121)로서, 상기 안테나 조립체(121)는 신호의 통신을 위한 복수의 안테나 피드 요소(128)를 갖는 피드 어레이 조립체(127) 및 상기 피드 어레이 조립체(127)와 하나 이상의 타겟 장치(130, 150) 사이에 송신되는 신호를 반사하기 위한 반사기(122)를 포함하고, 상기 안테나 조립체(121)는 상기 복수의 안테나 피드 요소(128)의 고유 피드 요소 패턴(210)의 복합체인 피드 어레이 조립체(127)를 통해서 고유 안테나 패턴(220)을 제공하고, 상기 고유 안테나 패턴(220)은 복수의 고유 안테나 패턴들(220) 중에서 선택될 수 있고, 복수의 고유 안테나 패턴(220)의 각각은 상기 반사기(122)에 대한 상기 피드 어레이 조립체(127)의 탈초점 위치에 대응하고 상기 주어진 안테나 피드 요소(128)에 대한 복수의 고유 안테나 패턴(220) 중 다른 것과 상이한 주어진 안테나 피드 요소(128)와 연관된 고유 피드 요소 패턴(210)을 가지는 안테나 조립체(121); 및
복수의 고유 안테나 패턴(220)으로부터 고유 안테나 패턴(220)을 선택하기 위해서 안테나 조립체(121)를 제어하기 위한 제어기(2805)로서, 복수의 빔형성된 스폿 빔(125)이 적어도 부분적으로 빔형성 구성 및 선택된 고유 안테나 패턴(220)을 기초로 하는, 제어기(2805)를 포함하는, 통신 위성(120). - 삭제
- 삭제
- 제168항에 있어서,
상기 안테나 조립체(121)는:
상기 반사기(122)와 상기 피드 어레이 조립체(127) 사이의 공간적 조정을 제공하기 위해서 상기 반사기(122)와 상기 피드 어레이 조립체(127) 사이에 커플링된 액츄에이터(124)로서, 상기 제어기(2805)는 상기 고유 안테나 패턴(220)을 제공하기 위해서 공간적 조정을 제어하도록 동작될 수 있는 액츄에이터(124)를 포함하는, 통신 위성(120). - 제171항에 있어서,
상기 복수의 고유 안테나 패턴(220)의 각각이 적어도 부분적으로 상기 반사기(122)와 상기 피드 어레이 조립체(127) 사이의 각각의 상대적 거리를 기초로 하는, 통신 위성(120). - 삭제
- 제172항에 있어서,
상기 복수의 고유 안테나 패턴(220)의 적어도 하나에서, 상기 피드 어레이 조립체(127)의 복수의 안테나 피드 요소(128)의 하나 이상이 상기 반사기(122)와 상기 반사기(122)의 초점 영역(123) 사이에 위치되는, 통신 위성(120). - 삭제
- 제171항에 있어서,
상기 액츄에이터(124)는 상기 반사기(122)와 상기 피드 어레이 조립체(127) 사이에 커플링된 선형 액츄에이터(124)이고, 상기 제어기(2805)는 상기 선택된 고유 안테나 패턴(220)을 제공하기 위해서 길이를 변화시키도록 상기 선형 액츄에이터(124)에 명령하도록 동작될 수 있는, 통신 위성(120). - 제176항에 있어서,
상기 선택된 고유 안테나 패턴(220)을 제공하도록 상기 피드 어레이 조립체(127)와 상기 반사기(122) 사이에 커플링된 이차적인 액츄에이터(2540)를 더 포함하고, 상기 이차적인 액츄에이터(2540)는 상기 선형 액츄에이터(124)의 축과 상이한 축을 중심으로 하는 상기 피드 어레이 조립체(127)와 상기 반사기(122) 사이의 상대적인 위치의 변화를 제공하며,
상기 선형 액츄에이터(124)의 축과 상이한 축을 중심으로 하는 상기 피드 어레이 조립체(127)와 상기 반사기(122) 사이의 상대적인 위치의 선택된 변화를 명령하도록 상기 제어기(2805)가 동작될 수 있는, 통신 위성(120). - 제168항에 있어서,
상기 안테나 조립체(121)는:
상기 반사기(122)의 초점 영역(123)에 대한 조정을 제공하기 위해서 상기 반사기(122)와 통합된 액츄에이터(124)로서, 상기 제어기(2805)는 상기 고유 안테나 패턴(220)을 제공하기 위해서 상기 초점 영역(123)의 조정을 제어하도록 동작될 수 있는 액츄에이터(124)를 포함하는, 통신 위성(120). - 제178항에 있어서,
상기 복수의 고유 안테나 패턴(220)의 각각은 적어도 부분적으로 상기 반사기(122)에 대한 각각의 상대적 거리를 갖는 초점 영역(123)을 기초로 하는, 통신 위성(120). - 삭제
- 제179항에 있어서,
상기 복수의 고유 안테나 패턴(220)의 적어도 하나는 상기 반사기(122)와 상기 반사기(122)의 초점 영역(123) 사이에 위치되는 상기 복수의 안테나 피드 요소(128) 중 하나 이상과 연관되는, 통신 위성(120). - 제178항에 있어서,
상기 복수의 고유 안테나 패턴(220)의 각각은, 적어도 부분적으로, 각각의 형상을 갖는 초점 영역(123)을 기초로 하는, 통신 위성(120). - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제168항, 제171항, 제172항, 제174항, 제176항 내지 제179항, 제181항 및 제182항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어기(2805)는 적어도 부분적으로 상기 통신 위성(120)의 궤도 위치, 또는 상기 통신 위성(120)의 궤도 위치의 변화, 또는 상기 통신 위성(120)의 궤도 경로의 변화, 또는 상기 통신 위성(120)의 자세의 변화, 또는 그 조합을 기초로 상기 안테나 조립체(121)를 제어하도록 구성되는, 통신 위성(120). - 삭제
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- 삭제
- 제168항, 제171항, 제172항, 제174항, 제176항 내지 제179항, 제181항 및 제182항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 복수의 고유 안테나 패턴(220) 중 적어도 2개가 상이한 각각의 고유 안테나 패턴 커버리지 지역(221)과 연관되는, 통신 위성(120). - 제198항에 있어서,
상기 각각의 고유 안테나 패턴 커버리지 지역(221) 중 적어도 2개가 적어도 부분적으로 중첩되는, 통신 위성(120). - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제168항, 제171항, 제172항, 제174항, 제176항 내지 제179항, 제181항 및 제182항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 복수의 고유 안테나 패턴(220) 중 적어도 2개가 상기 안테나 조립체(121)의 상이한 각각의 조준선 방향과 연관되는, 통신 위성(120). - 제168항, 제171항, 제172항, 제174항, 제176항 내지 제179항, 제181항 및 제182항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 복수의 고유 안테나 패턴(220) 중 적어도 2개가 주어진 안테나 피드 요소(128)의 상이한 각각의 고유 피드 요소 패턴 빔폭과 연관되는, 통신 위성(120). - 제168항, 제171항, 제172항, 제174항, 제176항 내지 제179항, 제181항 및 제182항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 복수의 고유 안테나 패턴(220) 중 적어도 2개가 상기 안테나 조립체(121)의 둘 이상의 안테나 피드 요소(128)의 고유 피드 요소 패턴(210)의 상이한 각각의 중첩량과 연관되는, 통신 위성(120). - 제168항, 제171항, 제172항, 제174항, 제176항 내지 제179항, 제181항 및 제182항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 안테나 조립체(121)는 동일한 지구 정지 위성 궤도 위치에서 상이한 고유 안테나 패턴(220)을 통한 통신 서비스를 제공하도록 구성되는, 통신 위성(120). - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제168항, 제171항, 제172항, 제174항, 제176항 내지 제179항, 제181항 및 제182항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 통신 위성(120)이 제1 지구 정지 위성 궤도 위치에서 제1 고유 안테나 패턴(220)을 통해서 통신 서비스를 제공하도록 동작될 수 있고;
상기 제어기(2805)는 상기 제1 지구 정지 위성 궤도 위치로부터 제2의, 상이한 지구 정지 위성 궤도 위치로 이동하게 상기 통신 위성(120)에 명령하도록 동작될 수 있으며;
상기 통신 위성(120)은 제2 지구 정지 위성 궤도 위치에서 제2 고유 안테나 패턴(220)을 통해서 통신 서비스를 제공하도록 동작될 수 있는, 통신 위성(120). - 삭제
- 삭제
- 제168항, 제171항, 제172항, 제174항, 제176항 내지 제179항, 제181항 및 제182항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 통신 서비스의 제2 신호를 통신하기 위해서 동작될 수 있는 제2 안테나 조립체(121)로서, 상기 제2 안테나 조립체(121)는 제2 신호의 통신을 위한 복수의 제2 안테나 피드 요소(128)를 갖는 제2 피드 어레이 조립체(127)를 포함하고, 상기 제2 안테나 조립체(121)는 상기 복수의 제2 안테나 피드 요소(128)의 제3 고유 피드 요소 패턴(210)의 복합체인 제2 피드 어레이 조립체(127)를 통해서 제3 고유 안테나 패턴(220)을 제공하고, 상기 제3 고유 안테나 패턴(220)은 복수의 제2 고유 안테나 패턴들(220) 중에서 선택될 수 있고, 복수의 제2 고유 안테나 패턴(220)의 각각은 주어진 제2 안테나 피드 요소(128)에 대한 복수의 제2 고유 안테나 패턴(220) 중 다른 것과 상이한 주어진 제2 안테나 피드 요소(128)와 연관된 제3 고유 피드 요소 패턴(210)을 가지는 제2 안테나 조립체(121)를 더 포함하는, 통신 위성(120). - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제168항, 제171항, 제172항, 제174항, 제176항 내지 제179항, 제181항 및 제182항 중 어느 한 항에 있어서,
제1의 복수의 빔형성된 스폿 빔(125) 또는 제2의 복수의 빔형성된 스폿 빔(125) 중 하나 또는 둘 모두를 통해서 통신 서비스를 제공하는 것이:
복수의 액세스 노드 단말기(130)와 상기 통신 위성(120) 사이에서 제1의 복수의 신호를 제공하는 것; 및
상기 통신 위성(120)과 복수의 사용자 단말기(150) 사이에서 제2의 복수의 신호를 제공하는 것을 포함하는, 통신 위성(120). - 제220항에 있어서,
상기 통신 위성(120)의 빔형성 네트워크(710)를 더 포함하고, 상기 빔형성 가중치 세트를 적용하는 것이 상기 통신 위성(120)의 빔형성 네트워크(710)에서 빔형성 가중치 세트를 적용하는 것을 포함하는, 통신 위성(120). - 제221항에 있어서,
상기 빔형성 구성은 빔형성 가중치 세트를 상기 복수의 안테나 피드 요소(128)를 통해서 운반되는 복수의 피드 요소 신호에 적용하는 것을 포함하는, 통신 위성(120). - 삭제
- 삭제
- 복수의 안테나 피드 요소(128)를 갖는 안테나 조립체(121)를 갖는 통신 위성(120)에서 통신하기 위한 방법으로서:
복수의 안테나 피드 요소(128)의 제1 고유 안테나 패턴(220)에 따라 제1의 복수의 스폿 빔 신호로부터 생성된 제1의 복수의 피드 요소 신호를 송신하는 단계로서, 상기 제1 고유 안테나 패턴(220)은 상기 안테나 조립체(121)의 반사기(122)에 대한 안테나 조립체(121)의 피드 어레이 조립체(127)의 제1 탈초점 위치에 대응하고, 상기 제1 고유 안테나 패턴(220)은 상기 복수의 안테나 피드 요소(128)의 제1 고유 피드 요소 패턴(210)의 복합체를 포함하는 단계;
상기 복수의 안테나 피드 요소(128)의 제1의 고유 안테나 패턴(220)으로부터 상기 복수의 안테나 피드 요소(128)의 제2 고유 안테나 패턴(220)으로 변화되도록 명령하는 단계로서, 상기 제2 고유 안테나 패턴(220)은 상기 반사기(122)에 대한 상기 피드 어레이 조립체(127)의 제2 탈초점 위치에 대응하고, 상기 제2 고유 안테나 패턴(220은 상기 복수의 안테나 피드 요소(128)의 제2 고유 피드 요소 패턴(210)의 복합체를 포함하고, 상기 복수의 안테나 피드 요소(128) 중의 주어진 안테나 피드 요소(128)가 상기 제1 고유 피드 요소 패턴(210) 중 하나 및 상기 제2 고유 피드 요소 패턴(210) 중 하나와 연관되고, 상기 제2 고유 피드 요소 패턴(210) 중 하나는 상기 제1 고유 피드 요소 패턴(210) 중 하나와 상이한 단계;
상기 복수의 안테나 피드 요소(128)의 제2 고유 안테나 패턴(220)에 따라 제2의 복수의 스폿 빔 신호로부터 생성되는 제2의 복수의 피드 요소 신호를 송신하는 단계를 포함하는, 방법. - 삭제
- 삭제
- 제225항에 있어서,
상기 제1 고유 안테나 패턴(220)으로부터 상기 제2 고유 안테나 패턴(220)으로 변화되도록 명령하는 단계는:
상기 제1 고유 안테나 패턴(220)으로부터 상기 제2 고유 안테나 패턴(220)으로의 변화를 제공하도록 상기 통신 위성(120)의 액츄에이터(124)에 명령하는 단계를 포함하는, 방법. - 삭제
- 삭제
- 제228항에 있어서,
상기 제1 고유 안테나 패턴(220)으로부터 상기 제2 고유 안테나 패턴(220)으로의 변화를 제공하도록 상기 액츄에이터(124)에 명령하는 단계는:
상기 안테나 조립체(121)의 반사기(122)와 상기 복수의 안테나 피드 요소(128)를 포함하는 상기 안테나 조립체(121)의 상기 피드 어레이 조립체(127) 사이의 공간적 조정을 명령하는 단계를 포함하는, 방법. - 제231항에 있어서,
상기 액츄에이터(124)가 상기 안테나 조립체(121)의 반사기(122)와 상기 피드 어레이 조립체(127) 사이에 커플링되는, 방법. - 제231항에 있어서,
상기 제1 고유 안테나 패턴(220)으로부터 상기 제2 고유 안테나 패턴(220)으로 변화되도록 명령하는 단계는:
제1 길이로부터 제2 길이로 변화되도록, 상기 반사기(122)와 상기 피드 어레이 조립체(127) 사이에 커플링된 선형 액츄에이터(124)에 명령하는 단계를 포함하는, 방법. - 제233항에 있어서,
상기 제2 고유 안테나 패턴(220)을 제공하도록 상기 피드 어레이 조립체(127)와 상기 반사기(122) 사이에 커플링된 이차적인 액츄에이터(2540)에 명령하는 단계를 더 포함하고, 상기 이차적인 액츄에이터(2540)에 명령하는 단계는, 상기 선형 액츄에이터(124)의 축과 상이한 축을 중심으로 하는 상기 피드 어레이 조립체(127)와 상기 반사기(122) 사이의 상대적인 위치의 변화를 유발하는, 방법. - 삭제
- 삭제
- 제225항에 있어서,
상기 제1 탈초점 위치 또는 상기 제2 탈초점 위치 중 하나 또는 둘 모두가 상기 반사기(122)와 상기 반사기(122)의 초점 영역(123) 사이에 위치된 복수의 안테나 피드 요소(128) 중 하나 이상과 연관되는, 방법. - 삭제
- 제228항에 있어서,
상기 제1 고유 안테나 패턴(220)으로부터 상기 제2 고유 안테나 패턴(220)으로의 변화를 제공하도록 상기 액츄에이터(124)에 명령하는 단계는:
상기 안테나 조립체(121)의 상기 반사기(122)의 초점 영역(123)의 조정을 명령하는 단계를 포함하는, 방법. - 삭제
- 삭제
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- 제225항, 제228항, 제231항 내지 제234항, 제237항 및 제239항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 고유 안테나 패턴(220)은 상기 안테나 조립체(121)의 제1 조준선 방향과 연관되고, 상기 제2 고유 안테나 패턴(220)은 상기 제1 조준선 방향과 상이한 상기 안테나 조립체(121)의 제2 조준선 방향과 연관되는, 방법. - 제225항, 제228항, 제231항 내지 제234항, 제237항 및 제239항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 고유 안테나 패턴(220)은 주어진 안테나 피드 요소(128)의 제1 고유 피드 요소 패턴 빔폭과 연관되고, 상기 제2 고유 안테나 패턴(220)은 상기 제1 고유 피드 요소 패턴 빔폭과 상이한 주어진 안테나 피드 요소(128)의 제2 고유 피드 요소 패턴 빔폭과 연관되는, 방법. - 제225항, 제228항, 제231항 내지 제234항, 제237항 및 제239항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 고유 안테나 패턴(220)은 상기 안테나 조립체(121)의 둘 이상의 안테나 피드 요소(128)의 고유 피드 요소 패턴들(210)의 제1 중첩량과 연관되고, 상기 제2 고유 안테나 패턴(220)은 상기 안테나 조립체(121)의 둘 이상의 안테나 피드 요소(128)의 고유 피드 요소 패턴들(210)의 제2의, 상이한 중첩량과 연관되는, 방법. - 제225항, 제228항, 제231항 내지 제234항, 제237항 및 제239항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2의 복수의 피드 요소 신호를 송신하기 전에 상기 통신 위성(120)의 궤도 특징을 조정하는 단계를 더 포함하는, 방법. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제225항, 제228항, 제231항 내지 제234항, 제237항 및 제239항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1의 복수의 피드 요소 신호를 송신하는 동안 그리고 상기 제2의 복수의 피드 요소 신호를 송신하는 동안 상기 통신 위성(120)이 동일한 지구 정지 위성 궤도 위치에 있는, 방법. - 삭제
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- 제225항, 제228항, 제231항 내지 제234항, 제237항 및 제239항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1의 복수의 피드 요소 신호의 송신 중에 상기 통신 위성(120)이 제1 지구 정지 위성 궤도 위치에 있고;
상기 제1 고유 안테나 패턴(220)으로부터 상기 제2 고유 안테나 패턴(220)으로 변화되도록 명령하는 단계는 상기 제1 지구 정지 위성 궤도 위치로부터 제2의, 상이한 지구 정지 위성 궤도 위치로 이동하도록 상기 통신 위성(120)에 명령하는 단계를 포함하며;
상기 제2의 복수의 피드 요소 신호의 송신 중에 상기 통신 위성(120)이 제2 지구 정지 위성 궤도 위치에 있는, 방법. - 삭제
- 삭제
- 제225항, 제228항, 제231항 내지 제234항, 제237항 및 제239항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 통신 위성(120)은 제2의 복수의 안테나 피드 요소(128)를 갖는 제2 안테나 조립체(121)를 포함하고, 상기 방법은:
제2의 복수의 안테나 피드 요소(128)의 제3 고유 안테나 패턴(220)에 따라 제3의 복수의 스폿 빔 신호로부터 생성된 제3의 복수의 피드 요소 신호를 송신하는 단계로서, 상기 제2의 복수의 안테나 피드 요소(128)의 제3 고유 안테나 패턴(220)은 상기 제2의 복수의 안테나 피드 요소(128)의 제3 고유 피드 요소 패턴(210)의 복합체를 포함하는 단계를 더 포함하는, 방법. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제225항, 제228항, 제231항 내지 제234항, 제237항 및 제239항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1의 복수의 피드 요소 신호 또는 상기 제2의 복수의 피드 요소 신호를 송신하는 단계는:
피드 요소 신호를 복수의 액세스 노드 단말기(130)에 송신하는 단계; 또는
피드 요소 신호를 복수의 사용자 단말기(150)에 송신하는 단계;
중 하나 또는 둘 모두를 포함하는, 방법. - 제225항, 제228항, 제231항 내지 제234항, 제237항 및 제239항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1의 복수의 피드 요소 신호는, 적어도 부분적으로, 제1 빔형성 가중치 세트를 상기 제1의 복수의 스폿 빔 신호에 적용하는 단계를 기초로 결정되고, 상기 제2의 복수의 피드 요소 신호는, 적어도 부분적으로, 제2 빔형성 가중치 세트를 상기 제2의 복수의 스폿 빔 신호에 적용하는 단계를 기초로 결정되고, 상기 제1 빔형성 가중치 세트가 상기 제2 빔형성 가중치 세트와 상이한, 방법. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 통신 위성(120)으로서:
복수의 안테나 피드 요소(128)의 제1 고유 안테나 패턴(220)에 따라 제1의 복수의 스폿 빔 신호로부터 생성된 제1의 복수의 피드 요소 신호를 송신하기 위한 수단으로서, 상기 제1 고유 안테나 패턴(220)은 안테나 조립체(121)의 반사기(122)에 대한 안테나 조립체(121)의 피드 어레이 조립체(127)의 제1 탈초점 위치에 대응하고, 상기 제1 고유 안테나 패턴(220)은 상기 복수의 안테나 피드 요소(128)의 제1 고유 피드 요소 패턴(210)의 복합체를 포함하는 수단;
상기 복수의 안테나 피드 요소(128)의 제1의 고유 안테나 패턴(220)으로부터 상기 복수의 안테나 피드 요소(128)의 제2 고유 안테나 패턴(220)으로 변화되도록 명령하기 위한 수단으로서, 상기 제2 고유 안테나 패턴(220)은 상기 반사기(122)에 대한 상기 피드 어레이 조립체(127)의 제2 탈초점 위치에 대응하고, 상기 제2 고유 안테나 패턴(220)은 상기 복수의 안테나 피드 요소(128)의 제2 고유 피드 요소 패턴(210)의 복합체를 포함하고, 상기 복수의 안테나 피드 요소(128) 중의 주어진 안테나 피드 요소(128)가 상기 제1 고유 피드 요소 패턴(210) 중 하나 및 상기 제2 고유 피드 요소 패턴(210) 중 하나와 연관되고, 상기 제2 고유 피드 요소 패턴(210) 중 하나는 상기 제1 고유 피드 요소 패턴(210) 중 하나와 상이한 수단;
상기 복수의 안테나 피드 요소(128)의 제2 고유 안테나 패턴(220)에 따라 제2의 복수의 스폿 빔 신호로부터 생성되는 제2의 복수의 피드 요소 신호를 송신하기 위한 수단을 포함하는, 통신 위성(120). - 삭제
- 삭제
- 제297항에 있어서,
상기 제1 고유 안테나 패턴(220)으로부터 상기 제2 고유 안테나 패턴(220)으로 변화되도록 명령하기 위한 수단은:
상기 제1 고유 안테나 패턴(220)으로부터 상기 제2 고유 안테나 패턴(220)으로의 변화를 제공하도록 상기 통신 위성(120)의 액츄에이터(124)에 명령하기 위한 수단을 포함하는, 통신 위성(120). - 삭제
- 삭제
- 제300항에 있어서,
상기 제1 고유 안테나 패턴(220)으로부터 상기 제2 고유 안테나 패턴(220)으로의 변화를 제공하도록 상기 액츄에이터(124)에 명령하기 위한 수단은:
상기 안테나 조립체(121)의 반사기(122)와 상기 복수의 안테나 피드 요소(128)를 포함하는 상기 안테나 조립체(121)의 상기 피드 어레이 조립체(127) 사이의 공간적 조정을 명령하기 위한 수단을 포함하는, 통신 위성(120). - 제303항에 있어서,
상기 액츄에이터(124)가 상기 안테나 조립체(121)의 반사기(122)와 상기 피드 어레이 조립체(127) 사이에 커플링되는, 통신 위성(120). - 제303항에 있어서,
상기 액츄에이터(124)가 상기 반사기(122)와 상기 피드 어레이 조립체(127) 사이에 커플링된 선형 액츄에이터(124)를 포함하는, 통신 위성(120). - 제305항에 있어서,
제1 길이로부터 제2 길이로 변화되도록 상기 선형 액츄에이터(124)에 명령하기 위한 수단을 더 포함하는, 통신 위성(120). - 제305항에 있어서,
상기 피드 어레이 조립체(127)와 상기 반사기(122) 사이에 커플링된 이차적인 액츄에이터(2540)를 더 포함하는, 통신 위성(120). - 제307항에 있어서,
상기 제2 고유 안테나 패턴(220)을 제공하도록 상기 이차적인 액츄에이터(2540)에 명령하기 위한 수단을 더 포함하고, 상기 이차적인 액츄에이터(2540)에 명령하는 것은, 상기 선형 액츄에이터(124)의 축과 상이한 축을 중심으로 하는 상기 피드 어레이 조립체(127)와 상기 반사기(122) 사이의 상대적인 위치의 변화를 유발하는, 통신 위성(120). - 삭제
- 삭제
- 제297항에 있어서,
상기 제1 탈초점 위치 또는 상기 제2 탈초점 위치 중 하나 또는 둘 모두가, 상기 반사기(122)와 상기 반사기(122)의 초점 영역(123) 사이에 위치된 복수의 안테나 피드 요소(128) 중 하나 이상과 연관되는, 통신 위성(120). - 삭제
- 제300항에 있어서,
상기 제1 고유 안테나 패턴(220)으로부터 상기 제2 고유 안테나 패턴(220)으로의 변화를 제공하도록 상기 액츄에이터(124)에 명령하기 위한 수단은:
상기 안테나 조립체(121)의 반사기(122)의 초점 영역(123)의 조정을 명령하기 위한 수단을 포함하는, 통신 위성(120). - 삭제
- 삭제
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- 제297항, 제300항, 제303항 내지 제308항, 제311항 및 제313항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 고유 안테나 패턴(220)은 상기 안테나 조립체(121)의 제1 조준선 방향과 연관되고, 상기 제2 고유 안테나 패턴(220)은 상기 제1 조준선 방향과 상이한 상기 안테나 조립체(121)의 제2 조준선 방향과 연관되는, 통신 위성(120). - 제297항, 제300항, 제303항 내지 제308항, 제311항 및 제313항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 고유 안테나 패턴(220)은 주어진 안테나 피드 요소(128)의 제1 고유 피드 요소 패턴 빔폭과 연관되고, 상기 제2 고유 안테나 패턴(220)은 상기 제1 고유 피드 요소 패턴 빔폭과 상이한 주어진 안테나 피드 요소(128)의 제2 고유 피드 요소 패턴 빔폭과 연관되는, 통신 위성(120). - 제297항, 제300항, 제303항 내지 제308항, 제311항 및 제313항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 고유 안테나 패턴(220)은 상기 안테나 조립체(121)의 둘 이상의 안테나 피드 요소(128)의 고유 피드 요소 패턴들(210)의 제1 중첩량과 연관되고, 상기 제2 고유 안테나 패턴(220)은 상기 안테나 조립체(121)의 둘 이상의 안테나 피드 요소(128)의 고유 피드 요소 패턴들(210)의 제2의, 상이한 중첩량과 연관되는, 통신 위성(120). - 제297항, 제300항, 제303항 내지 제308항, 제311항 및 제313항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2의 복수의 피드 요소 신호를 송신하기 전에 상기 통신 위성(120)의 궤도 특징을 조정하기 위한 수단을 더 포함하는, 통신 위성(120). - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제297항, 제300항, 제303항 내지 제308항, 제311항 및 제313항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1의 복수의 피드 요소 신호를 송신하기 위한 수단 및 상기 제2의 복수의 피드 요소 신호를 송신하기 위한 수단이 동일한 지구 정지 위성 궤도 위치에서 동작될 수 있는, 통신 위성(120). - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제297항, 제300항, 제303항 내지 제308항, 제311항 및 제313항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1의 복수의 피드 요소 신호의 송신을 위한 수단은 제1 지구 정지 위성 궤도 위치에 있는 동안 동작될 수 있는 한편;
상기 제1 고유 안테나 패턴(220)으로부터 상기 제2 고유 안테나 패턴(220)으로 변화되도록 명령하기 위한 수단은 상기 제1 지구 정지 위성 궤도 위치로부터 제2의, 상이한 지구 정지 위성 궤도 위치로 이동하도록 상기 통신 위성(120)에 명령하기 위한 수단을 포함하며;
상기 제2의 복수의 피드 요소 신호의 송신을 위한 수단은 제2 지구 정지 위성 궤도 위치에 있는 동안 동작될 수 있는, 통신 위성(120). - 삭제
- 삭제
- 제297항, 제300항, 제303항 내지 제308항, 제311항 및 제313항 중 어느 한 항에 있어서,
제2 복수의 안테나 피드 요소(128)를 갖는 제2 안테나 조립체(121); 및
제2의 복수의 안테나 피드 요소(128)의 제3 고유 안테나 패턴(220)에 따라 제3의 복수의 스폿 빔 신호로부터 생성된 제3의 복수의 피드 요소 신호를 송신하기 위한 수단으로서, 상기 제2의 복수의 안테나 피드 요소(128)의 제3 고유 안테나 패턴(220)은 상기 제2의 복수의 안테나 피드 요소(128)의 제3 고유 피드 요소 패턴(210)의 복합체를 포함하는 수단을 더 포함하는, 통신 위성(120). - 삭제
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- 제297항, 제300항, 제303항 내지 제308항, 제311항 및 제313항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1의 복수의 피드 요소 신호를 송신하기 위한 수단 또는 상기 제2의 복수의 피드 요소 신호를 송신하기 위한 수단이:
피드 요소 신호를 복수의 액세스 노드 단말기(130)에 송신하기 위한 수단; 또는
피드 요소 신호를 복수의 사용자 단말기(150)에 송신하기 위한 수단
중 하나 또는 둘 모두를 포함하는, 통신 위성(120). - 제297항, 제300항, 제303항 내지 제308항, 제311항 및 제313항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1의 복수의 피드 요소 신호는, 적어도 부분적으로, 제1 빔형성 가중치 세트를 상기 제1의 복수의 스폿 빔 신호에 적용하는 것을 기초로 결정되고, 상기 제2의 복수의 피드 요소 신호는, 적어도 부분적으로, 제2 빔형성 가중치 세트를 상기 제2의 복수의 스폿 빔 신호에 적용하는 것을 기초로 결정되고, 상기 제1 빔형성 가중치 세트가 상기 제2 빔형성 가중치 세트와 상이한 통신 위성(120). - 삭제
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- 복수의 안테나 피드 요소(128)를 갖는 안테나 조립체(121)를 갖는 통신 위성(120)을 통해서 통신 서비스를 제공하기 위한 방법으로서:
복수의 안테나 피드 요소(128)의 제1 고유 안테나 패턴(220)에 따라 송신하기 위한 통신 서비스의 신호의 제1 세트를 통신 위성(120)에 송신하는 단계로서, 상기 제1 고유 안테나 패턴(220)은 상기 안테나 조립체(121)의 반사기(122)에 대한 안테나 조립체(121)의 피드 어레이 조립체(127)의 제1 탈초점 위치에 대응하고, 상기 제1 고유 안테나 패턴(220)은 상기 복수의 안테나 피드 요소(128)의 제1 고유 피드 요소 패턴(210)의 복합체를 포함하는 단계;
상기 복수의 안테나 피드 요소(128)의 제1의 고유 안테나 패턴(220)으로부터 상기 복수의 안테나 피드 요소(128)의 제2 고유 안테나 패턴(220)으로 변화시키기 위한 명령을 상기 통신 위성(120)에 송신하는 단계로서, 상기 제2 고유 안테나 패턴(220)은 상기 반사기(122)에 대한 상기 피드어레이 조립체(127)의 제2 탈초점 위치에 대응하고, 상기 제2 고유 안테나 패턴(220)은 상기 복수의 안테나 피드 요소(128)의 제2 고유 피드 요소 패턴(210)의 복합체를 포함하고, 상기 복수의 안테나 피드 요소(128) 중의 주어진 안테나 피드 요소(128)가 상기 제1 고유 피드 요소 패턴(210) 중 하나 및 상기 제2 고유 피드 요소 패턴(210) 중 하나와 연관되고, 상기 제2 고유 피드 요소 패턴(210) 중 하나는 상기 제1 고유 피드 요소 패턴(210) 중 하나와 상이한 단계;
상기 복수의 안테나 피드 요소(128)의 제2 고유 안테나 패턴(220)에 따라 송신하기 위한 상기 통신 서비스의 신호의 제2 세트를 상기 통신 위성(120)에 송신하는 단계를 포함하는, 방법.
- 제574항에 있어서,
상기 제1 고유 안테나 패턴(220)으로부터 상기 제2 고유 안테나 패턴(220)으로 변화시키기 위한 명령을 송신하는 단계는:
상기 제1 고유 안테나 패턴(220)으로부터 상기 제2 고유 안테나 패턴(220)으로의 변화를 제공하도록 상기 통신 위성(120)의 액츄에이터(124)에 명령하는 단계를 포함하는, 방법. - 제575항에 있어서,
상기 제1 고유 안테나 패턴(220)으로부터 상기 제2 고유 안테나 패턴(220)으로의 변화를 제공하도록 상기 액츄에이터(124)에 명령하는 단계는:
상기 안테나 조립체(121)의 상기 반사기(122)와 상기 복수의 안테나 피드 요소(128)를 포함하는 상기 안테나 조립체(121)의 상기 피드 어레이 조립체(127) 사이의 공간적 조정을 명령하는 단계를 포함하는, 방법. - 제576항에 있어서,
상기 액츄에이터(124)가 상기 안테나 조립체(121)의 반사기(122)와 상기 피드 어레이 조립체(127) 사이에 커플링되는, 방법. - 제576항에 있어서,
상기 제1 고유 안테나 패턴(220)으로부터 상기 제2 고유 안테나 패턴(220)으로 변화시키기 위한 명령은:
제1 길이로부터 제2 길이로 변화되도록 상기 반사기(122)와 상기 피드 어레이 조립체(127) 사이에 커플링된 선형 액츄에이터(124)에 명령하는 것을 포함하는, 방법. - 제578항에 있어서,
상기 제1 고유 안테나 패턴(220)으로부터 상기 제2 고유 안테나 패턴(220)으로 변화시키기 위한 명령을 송신하는 단계는:
상기 제2 고유 안테나 패턴(220)을 제공하도록 상기 피드 어레이 조립체(127)와 상기 반사기(122) 사이에 커플링된 이차적인 액츄에이터(2540)에 명령하는 단계를 더 포함하고, 상기 이차적인 액츄에이터(2540)에 명령하는 단계는 상기 선형 액츄에이터(124)의 축과 상이한 축을 중심으로 하는 상기 피드 어레이 조립체(127)와 상기 반사기(122) 사이의 상대적인 위치의 변화를 유발하는, 방법. - 삭제
- 삭제
- 제574항에 있어서,
상기 제1 탈초점 위치 또는 상기 제2 탈초점 위치 중 하나 또는 둘 모두가 상기 반사기(122)와 상기 반사기(122)의 초점 영역(123) 사이에 위치된 복수의 안테나 피드 요소(128) 중 하나 이상과 연관되는, 방법. - 삭제
- 제575항에 있어서,
상기 제1 고유 안테나 패턴(220)으로부터 상기 제2 고유 안테나 패턴(220)으로의 변화를 제공하도록 상기 액츄에이터(124)에 명령하는 단계는:
상기 안테나 조립체(121)의 반사기(122)의 초점 영역(123)의 조정을 명령하는 단계를 포함하는, 방법. - 삭제
- 삭제
- 삭제
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- 제574항 내지 제579항, 제582항 및 제584항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 고유 안테나 패턴(220)은 상기 안테나 조립체(121)의 제1 조준선 방향과 연관되고, 상기 제2 고유 안테나 패턴(220)은 상기 제1 조준선 방향과 상이한 상기 안테나 조립체(121)의 제2 조준선 방향과 연관되는, 방법. - 제574항 내지 제579항, 제582항 및 제584항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 고유 안테나 패턴(220)은 주어진 안테나 피드 요소(128)의 제1 고유 피드 요소 패턴 빔폭과 연관되고, 상기 제2 고유 안테나 패턴(220)은 상기 제1 고유 피드 요소 패턴 빔폭과 상이한 주어진 안테나 피드 요소(128)의 제2 고유 피드 요소 패턴 빔폭과 연관되는, 방법. - 제574항 내지 제579항, 제582항 및 제584항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 고유 안테나 패턴(220)은 상기 안테나 조립체(121)의 둘 이상의 안테나 피드 요소(128)의 고유 피드 요소 패턴들(210)의 제1 중첩량과 연관되고, 상기 제2 고유 안테나 패턴(220)은 상기 안테나 조립체(121)의 둘 이상의 안테나 피드 요소(128)의 고유 피드 요소 패턴들(210)의 제2의, 상이한 중첩량과 연관되는, 방법. - 제574항 내지 제579항, 제582항 및 제584항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 통신 위성(120)의 궤도 특징을 조정하기 위한 명령을 송신하는 단계를 더 포함하고, 상기 신호의 제2 세트를 송신하는 단계가 상기 조정된 궤도 특징에 따라 신호를 송신하는 단계를 포함하는, 방법. - 삭제
- 삭제
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- 제574항 내지 제579항, 제582항 및 제584항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 신호의 제1 세트를 송신하는 동안 그리고 상기 신호의 제2 세트를 송신하는 동안 상기 통신 위성(120)이 동일한 지구 정지 위성 궤도 위치에 있는, 방법. - 삭제
- 삭제
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- 삭제
- 제574항 내지 제579항, 제582항 및 제584항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 신호의 제1 세트의 송신 중에 상기 통신 위성(120)이 제1 지구 정지 위성 궤도 위치에 있고;
상기 제1 고유 안테나 패턴(220)으로부터 상기 제2 고유 안테나 패턴(220)으로 변화되도록 상기 통신 위성(120)에 명령하는 단계는 상기 제1 지구 정지 위성 궤도 위치로부터 제2의, 상이한 지구 정지 위성 궤도 위치로 이동하도록 상기 통신 위성(120)에 명령하는 단계를 포함하며;
상기 신호의 제2 세트의 송신 중에 상기 통신 위성(120)이 제2 지구 정지 위성 궤도 위치에 있는, 방법. - 삭제
- 삭제
- 제574항 내지 제579항, 제582항 및 제584항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 통신 위성(120)은 제2의 복수의 안테나 피드 요소(128)를 갖는 제2 안테나 조립체(121)를 포함하고, 상기 방법은:
상기 복수의 안테나 피드 요소(128)의 제3의 고유 안테나 패턴(220)으로부터 상기 제2의 복수의 안테나 피드 요소(128)의 제4 고유 안테나 패턴(220)으로 변화시키기 위한 명령을 상기 통신 위성(120)에 송신하는 단계로서, 상기 제3 고유 안테나 패턴(220)은 상기 제2의 복수의 안테나 피드 요소(128)의 제3 고유 피드 요소 패턴(210)의 복합체를 포함하고, 상기 제4 고유 안테나 패턴(220)은 상기 제2의 복수의 안테나 피드 요소(128)의 제4 고유 피드 요소 패턴(210)의 복합체를 포함하고, 상기 제2의 복수의 안테나 피드 요소(128) 중의 주어진 안테나 피드 요소(128)가 상기 제3 고유 피드 요소 패턴(210) 중 하나 및 상기 제4 고유 피드 요소 패턴(210) 중 하나와 연관되고, 상기 제4 고유 피드 요소 패턴(210) 중 하나는 상기 제3 고유 피드 요소 패턴(210) 중 하나와 상이한 단계를 더 포함하는, 방법. - 삭제
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