KR102449637B1 - 비-정지궤도 위성 통신 시스템에서의 시간 또는 주파수 동기화를 위한 방법 및 장치 - Google Patents

비-정지궤도 위성 통신 시스템에서의 시간 또는 주파수 동기화를 위한 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

위성을 통해 게이트웨이와 통신하는 사용자 단말기에 의해 송신된 무선 신호의 시간 또는 주파수 동기화를 위한 방법 및 장치가 제공된다. 위성은 데이터, 보이스 또는 비디오 통신을 위한 저지구궤도 (LEO) 위성 통신 시스템과 같은 비동기 위성 통신 시스템의 일부일 수도 있다. 사용자 단말기로부터의 리턴 링크 무선 신호의 송신 시간은 신호가 큰 시간 지연 차이 없이 위성에 또는 게이트웨이에 도달하도록 조정될 수도 있다. 사용자 단말기로부터 송신된 리턴 링크 무선 신호의 캐리어 주파수는 신호가 큰 주파수 오프셋 차이 없이 위성에 또는 게이트웨이에 도달하도록 조정될 수도 있다.

Description

비-정지궤도 위성 통신 시스템에서의 시간 또는 주파수 동기화를 위한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR TIME OR FREQUENCY SYNCHRONIZATION IN NON-GEOSYNCHRONOUS SATELLITE COMMUNICATION SYSTEMS}
관련 출원에 대한 상호 참조
본 특허출원은, 2015년 3월 20일자로 출원되었고 양수인에게 양도되었으며 명시적으로 참조에 의해 전부 본원에 원용되는, 발명의 명칭이 “METHOD AND APPARATUS FOR TIME OR FREQUENCY SYNCHRONIZATION IN NON-GEOSYNCHRONOUS SATELLITE COMMUNICATION SYSTEMS” 인 미국 가출원 제62/136,137호의 혜택을 주장한다.
도입
여기에 기술된 다양한 양태는 위성 통신, 그리고 보다 구체적으로는 비-정지궤도 위성 통신 시스템에서의 시간 또는 주파수 동기화에 관한 것이다.
전통적인 위성 기반 통신 시스템은 게이트웨이 및 그 게이트웨이와 하나 이상의 사용자 단말기 사이에서 통신 신호를 중계하기 위한 하나 이상의 위성을 포함한다. 게이트웨이는 통신 위성으로 신호를 송신하고 통신 위성으로부터 신호를 수신하기 위한 안테나를 갖는 지구국 (Earth station) 이다. 게이트웨이는 사용자 단말기를 다른 사용자 단말기 또는 공중 교환 전화 네트워크, 인터넷 및 다양한 공중 및/또는 사설 네트워크와 같은 다른 통신 시스템의 사용자에 연결하기 위해 위성을 사용하는 통신 링크를 제공한다. 위성은 정보를 중계하는데 사용되는 궤도를 선회하는 수신기 및 리피터이다.
위성은 사용자 단말기가 위성의 "풋프린트" (footprint) 내에 있는 한, 사용자 단말기로부터 신호를 수신하고 사용자 단말기에 신호를 송신할 수 있다. 위성의 풋프린트는 위성의 신호 범위 내에서 지구 표면 상의 지리적 영역이다. 풋프린트는 보통, 빔 포밍 안테나의 사용을 통해, 지리적으로 "빔들" 로 분할된다. 각 빔은 풋프린트 내의 특정 지리적 영역을 커버한다. 동일한 위성으로부터의 하나보다 많은 빔이 동일한 지리적 영역을 커버하도록 빔들이 지향될 수도 있다.
정지궤도 위성 (geosynchronous satellite) 은 오랫동안 통신에 사용되어 왔다. 정지궤도 위성은 지구 상의 주어진 위치에 상대적으로 고정되어 있으며, 따라서 지구상의 통신 트랜시버와 정지궤도 위성 사이의 무선 신호 전파에서 타이밍 시프트 및 도플러 주파수 시프트가 거의 없다. 그러나, 정지궤도 위성은 지구의 적도 바로 위의 지구 중심으로부터 약 42,164 km의 반경을 갖는 원이 되는 정지궤도 궤도 (GSO) 로 제한되기 때문에, GSO에 배치될 수 있는 위성의 수는 제한된다. 정지궤도 위성에 대한 대안으로서, 저지구 궤도 (LEO) 와 같은 비 정지궤도의 궤도에서 위성의 성좌 (constellation) 를 이용하는 통신 시스템이 전체 지구 또는 적어도 지구의 대 부분에 통신 커버리지를 제공하도록 고안되었다.
GSO 위성 기반 및 지상 통신 시스템과 비교할 때, LEO 위성 기반 시스템과 같은 비-정지궤도 위성 기반 시스템은 상이한 빔들에 대한 상이한 캐리어 주파수들뿐만 아니라 상이한 시간에 지상에 있는 (게이트웨이 또는 사용자 단말기 (UT) 와 같은) 통신 디바이스에 상대적인 위성의 상이한 속도로 인해 시간 또는 주파수 동기화에 대한 여러 난관을 제시할 수도 있다. 예를 들어, 지상에 있는 게이트웨이와 LEO 위성 간의 피더 링크 (feeder link) 는 시간 및 캐리어 주파수에 따라 달라지는 도플러 주파수 시프트의 변동를 경험할 수도 있다. 또한 피더 링크는 시간에 따라 변화하는 위성과 게이트웨이 사이의 무선 주파수 (RF) 신호의 전파 지연의 변동을 경험할 수도 있다. 다른 예로서, 위성과 다양한 UT 사이의 서비스 링크 (service link) 는 위성 빔의 커버리지 내에서 상이한 UT 간의 도플러 주파수 시프트의 차이를 경험할 수도 있다. 또한, 이러한 서비스 링크는 위성 빔의 커버리지 내에서 UT 간의 신호 전파 지연의 차이를 경험할 수도 있다. 비-정지궤도 위성의 빔 커버리지 내에서 상이한 UT 간의 차동 도플러 주파수 시프트 및 차동 시간 지연을 제거하거나 적어도 감소시키는 것이 일반적으로 요망된다.
개요
본 개시의 양태는 비-정지궤도 위성 통신 시스템에서 시간 또는 주파수 동기화를 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
일 양태에서, 위성과 통신하는 제 1 지상국에서의 제 1 신호의 송신 시간 및 무선 주파수를 제어하는 방법이 제공되며, 상기 방법은 로컬 시간 기준 (local time reference) 및 상기 위성의 수신된 신호 또는 궤도력 (ephemeris) 에 기초하여 사전 보정 시간 값 (pre-correction time value) 을 계산하는 단계; 상기 제 1 지상국에서의 상기 제 1 신호의 송신 시간을 조정하기 위해 상기 사전 보정 시간 값을 적용하는 단계; 로컬 주파수 기준 (local frequency reference) 및 상기 위성의 수신된 신호 또는 궤도력에 기초하여 사전 보정 주파수 값을 계산하는 단계; 및 제 1 지상국에서의 제 1 신호의 무선 주파수를 조정하기 위해 사전 보정 주파수 값을 적용하는 단계를 포함한다.
또 다른 양태에서, 위성과 통신하는 제 1 지상국에서의 제 1 신호의 송신 시간 및 무선 주파수를 제어하도록 구성된 장치가 제공되며, 상기 장치는: 로컬 시간 기준 및 상기 위성의 수신된 신호 또는 궤도력에 기초하여 사전 보정 시간 값을 계산하도록 구성된 로직; 상기 제 1 지상국에서의 상기 제 1 신호의 송신 시간을 조정하기 위해 상기 사전 보정 시간 값을 적용하도록 구성된 로직; 로컬 주파수 기준 및 상기 위성의 수신된 신호 또는 궤도력에 기초하여 사전 보정 주파수 값을 계산하도록 구성된 로직; 및 제 1 지상국에서의 제 1 신호의 무선 주파수를 조정하기 위해 사전 보정 주파수 값을 적용하도록 구성된 로직을 포함한다.
또 다른 양태에서, 위성과 통신하는 제 1 지상국에서의 제 1 신호의 송신 시간 및 무선 주파수를 제어하기 위한 장치가 제공되며, 상기 장치는: 로컬 시간 기준 및 상기 위성의 수신된 신호 또는 궤도력에 기초하여 사전 보정 시간 값을 계산하는 수단; 상기 제 1 지상국에서의 상기 제 1 신호의 송신 시간을 조정하기 위해 상기 사전 보정 시간 값을 적용하는 수단; 로컬 주파수 기준 및 상기 위성의 수신된 신호 또는 궤도력에 기초하여 사전 보정 주파수 값을 계산하는 수단; 및 제 1 지상국에서의 제 1 신호의 무선 주파수를 조정하기 위해 사전 보정 주파수 값을 적용하는 수단을 포함한다.
또 다른 양태에서, 컴퓨터 또는 프로세서로 하여금 위성과 통신하는 제 1 지상국에서의 제 1 신호의 송신 시간 및 무선 주파수를 제어하게 하기 위한 명령들을 포함하는 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체가 제공되며, 상기 명령들은: 로컬 시간 기준 및 상기 위성의 수신된 신호 또는 궤도력에 기초하여 사전 보정 시간 값을 계산하고; 상기 제 1 지상국에서의 상기 제 1 신호의 송신 시간을 조정하기 위해 상기 사전 보정 시간 값을 적용하고; 로컬 주파수 기준 및 상기 위성의 수신된 신호 또는 궤도력에 기초하여 사전 보정 주파수 값을 계산하고; 그리고 제 1 지상국에서의 제 1 신호의 무선 주파수를 조정하기 위해 사전 보정 주파수 값을 적용하기 위한 명령들을 포함한다.
첨부 도면은 본 개시의 양태들의 설명을 돕기 위해 제시되고 양태들의 예시를 위해서만 제공되고 이들을 한정하는 것은 아니다.
도 1은 예시적인 통신 시스템의 블록도이다.
도 2는 도 1의 게이트웨이의 일례의 블록도이다.
도 3은 도 1의 위성의 일례의 블록도이다.
도 4은 도 1의 사용자 단말기의 일례의 블록도이다.
도 5는 도 1의 사용자 장비의 일례의 블록도이다.
도 6 은 시간 또는 주파수를 위한 개방 루프 사전 보정의 일례를 예시하는 도면이다.
도 7 은 시간 또는 주파수를 위한 폐 루프 사전 보정의 일례를 예시하는 도면이다.
도 8 은 시간 또는 주파수를 위한 폐 루프 사전 보정과 조합한 개방 루프 사전 보정의 일례를 예시하는 도면이다.
도 9 는 핸드오프시 사용자 단말기에서 주파수 오프셋에서의 큰 점프를 피하기 위해 채널 별 포워드 링크 주파수 보정의 예를 예시하는 도면이다.
도 10은 게이트웨이 및 사용자 단말기를 수반하는 시스템 레벨 시간 또는 주파수 보정의 예를 예시하는 도면이다.
도 11은 일련의 상호 관련된 기능 모듈들로서 표현되는, 위성과 통신하는 지상국에서의 신호의 시간 및 주파수를 제어하기 위한 장치의 예를 예시한다.
상세한 설명
본 개시의 다양한 양태는, 데이터, 보이스, 또는 비디오 통신을 위한 저지구 궤도 (low-earth orbit, LEO) 위성 통신 시스템과 같은 비-정지궤도 위성 통신 시스템에서 위성을 통해 게이트웨이와 통신하는 사용자 단말기 (UT) 에 의해 송신된 무선 신호의 시간 또는 주파수 동기화를 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 하나의 양태에서, 사용자 단말기로부터의 무선 신호의 송신 시간은 신호가 동시에 또는 규정된 공차 내의 도달 시간 차이로 게이트웨이에 도달하도록 조정될 수도 있다. 다른 양태에서, 게이트웨이에서의 도플러 오프셋 차이를 포함하지만 이에 한정되지 않는 주파수 오프셋 차이가 제거되거나 또는 적어도 규정된 공차 내로 감소되도록 사용자 단말기로부터 송신된 무선 신호의 캐리어 주파수가 조정될 수도 있다. 일 양태에서, 송신 시간을 조정하여 전파 지연을 등화시키거나 또는 캐리어 주파수를 조정하여 주파수 오프셋 차이를 제거하거나 또는 감소시키기 위해 적용될 수도 있는 시간 또는 주파수에 대한 사전 보정 값을 생성하기 위해 개방 루프 사전 보정이 제공된다. 또 다른 양태에서, 시간 또는 주파수에 대해 보다 정확한 보정 값을 제공하기 위해 개방 루프 사전 보정에 추가하여 폐 루프 사전 보정이 제공된다. 본 개시의 다양한 다른 양태는 또한 이하에서 더 상세하게 기술될 것이다.
본 개시의 특정 예들은 다음의 상세한 설명 및 관련된 도면들에 설명된다. 대안의 예들이 본 개시의 범위를 이탈함이 없이 고안될 수도 있다. 또한, 잘 알려진 엘리먼트들은 자세히 설명되지 않거나 본 개시의 관련 상세들을 불분명하게 하지 않도록 하기 위하여 생략될 것이다.
"예시적" 이라는 용어는 "예, 실례, 또는 예시의 역할을 하는 것" 을 의미하는 것으로 여기에서 사용된다. "예시적" 으로서 여기에 설명된 임의의 양태는 반드시 다른 양태들보다 바람직하거나 또는 유리한 것으로 해석될 필요는 없다. 마찬가지로, "양태들" 이라는 용어는 모든 양태들이 논의된 특징, 이점 또는 동작 모드를 포함할 것을 요구하지 않는다.
여기에 사용된 전문용어는 특정 양태들을 오직 설명하기 위한 것이고 양태들을 제한하도록 의도되지 않는다. 여기서 사용된, 단수 형태 "a", "an" 및 "the" 는, 문맥이 다르게 명시하지 않으면, 복수 형태들을 포함하도록 의도된다. 용어 "포함한다 (comprise) ", "포함하는 (comprising) ", "포함한다 (include)" 또는 "포함하는 (including) " 은, 여기서 사용되는 경우, 언급된 특징들, 정수들, 단계들, 동작들, 엘리먼트들 또는 컴포넌트들의 존재를 명시하지만, 하나 이상의 다른 특징들, 정수들, 단계들, 동작들, 엘리먼트들, 컴포넌트들 또는 그의 그룹들의 존재 또는 추가를 제외하지 않는다는 것이 또한 이해될 것이다. 또한, "또는" 이라는 단어는 부울 연산자 "OR" 와 동일한 의미를 가지며, 즉 달리 명시하지 않는 한 "어느 하나" 및 "둘 다"의 가능성을 포함하고 "배타적 또는" ("XOR") 으로 제한되지 않는다. 또한, 두 개의 인접한 단어 사이의 기호 "/" 는 달리 명시되지 않는 한 "또는" 과 동일한 의미를 갖는 것으로 이해된다. 또한, 달리 명시되지 않는 한, "연결된", "커플링된" 또는 "와 통신하는" 과 같은 어구는 직접 연결에 한정되지 않는다.
또한, 많은 양태들은 예를 들면, 컴퓨팅 디바이스의 엘리먼트들에 의해 수행될 액션들의 시퀀스들의 측면에서 설명되어 있다. 여기에 기술된 다양한 액션들은 특정 회로들, 예를 들어 중앙 처리 장치 (CPU), 그래픽 처리 장치 (GPU), 디지털 신호 처리기 (DSP), 주문형 집적 회로 (ASIC), 필드 프로그래머블 게이트 어레이 (FPGA), 또는 다양한 다른 유형의 범용 또는 특수용 프로세서 또는 회로들에 의해, 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행되는 프로그램 명령들에 의해, 또는 양자 모두의 조합에 의해 수행될 수 있음을 인식할 것이다. 또한, 여기에 기술된 액션들의 시퀀스는, 실행시 연관된 프로세서로 하여금 여기에 기술된 기능을 수행하게 하는 컴퓨터 명령들의 대응하는 세트가 저장된 임의의 형태의 컴퓨터 판독가능 저장 매체 내에 완전히 구체화되는 것으로 고려될 수 있다. 따라서, 본 개시의 다양한 양태들은 다수의 상이한 형태들에서 구체화될 수도 있으며, 이들 모두는 본원 특허청구범위의 요지의 범위 내에 있는 것으로 고려된다. 또한, 여기에 기술된 양태들 각각에 대하여, 임의의 이러한 양태들의 대응하는 형태는 예를 들어, 설명된 액션을 수행하도록 "구성된 로직" 으로서 여기에 설명될 수도 있다.
도 1은, 비-정지궤도의 궤도, 예를 들어, 저지구 궤도 (LEO) 에 있는 (비록 예시의 명료성을 위해 하나의 위성 (300) 만이 도시되어 있지만) 복수의 위성들, 위성 (300) 과 통신하는 게이트웨이 (200), 위성 (300) 과 통신하는 복수의 사용자 단말기 (UT) (400 및 401), 및 UT들 (400 및 401) 과 각각 통신하는 복수의 사용자 장비 (UE) (500 및 501) 을 포함하는, 위성 통신 시스템 (100) 의 예를 예시한다. 각 UE (500 또는 501) 는 이동 디바이스, 전화, 스마트폰, 태블릿, 랩톱 컴퓨터, 컴퓨터, 웨어러블 디바이스, 스마트 시계, 시청각 디바이스 또는 UT 와 통신하는 능력을 포함하는 임의의 디바이스와 같은 사용자 디바이스일 수도 있다. 또한, UE (500) 및/또는 UE (501) 는 하나 이상의 최종 사용자 디바이스와 통신하는데 사용되는 디바이스 (예를 들어, 액세스 포인트, 소형 셀 등) 일 수도 있다. 도 1에 예시된 예에서, UT (400) 와 UE (500) 는 양방향 액세스 링크 (포워드 액세스 링크 및 리턴 액세스 링크를 가짐) 를 통해 서로 통신하고, 유사하게 UT (401) 와 UE (501) 는 다른 양방향 액세스 링크를 통해 서로 통신한다. 다른 구현에서, 하나 이상의 추가 UE들 (미도시) 은 수신하기만하고 따라서 포워드 액세스 링크만을 사용하여 UT 와 통신하도록 구성될 수도 있다. 다른 구현에서, 하나 이상의 추가 UE들 (미도시) 은 또한 UT (400) 또는 UT (401) 와 통신할 수도 있다. 대안적으로, UT 및 대응하는 UE 는 예를 들어, 일체형 위성 트랜시버 (integral satellite transceiver) 및 위성과 직접 통신하기 위한 안테나를 갖는 이동 전화와 같은 단일 물리적 디바이스의 일체형 부분일 수도 있다.
게이트웨이 (200) 는 인터넷 (108) 또는 하나 이상의 다른 유형의 공중, 반사설 (semiprivate) 또는 사설 네트워크에 대한 액세스를 가질 수도 있다. 도 1에 예시된 예에서, 게이트웨이 (200) 는 인터넷 (108) 또는 하나 이상의 다른 유형의 공중, 반사설 또는 사설 네트워크에 액세스할 수 있는 인프라구조 (106) 와 통신한다. 게이트웨이 (200) 는 또한 예를 들어 광섬유 네트워크 또는 공중 교환 전화 네트워크 (PSTN) (110) 과 같은 지상선 (landline) 네트워크를 포함하는 다양한 유형의 통신 백홀에 커플링될 수도 있다. 또한, 대안적인 구현들에서, 게이트웨이 (200) 는 인프라구조 (106) 를 사용하지 않고 인터넷 (108), PSTN (110) 또는 하나 이상의 다른 유형의 공중, 반사설 또는 사설 네트워크와 인터페이스할 수도 있다. 또한, 게이트웨이 (200) 는 인프라구조 (106) 를 통해 게이트웨이 (201) 와 같은 다른 게이트웨이와 통신할 수도 있거나 또는 대안적으로 인프라구조 (106) 를 사용하지 않고 게이트웨이 (201) 에 통신하도록 구성될 수도 있다. 인프라구조 (106) 는, 전체적으로 또는 부분적으로, 네트워크 제어 센터 (NCC), 위성 제어 센터 (SCC), 유선 및/또는 무선 코어 네트워크, 및/또는 위성 통신 시스템 (100) 의 동작을 용이하게 하거나 및/또는 위성 통신 시스템 (100) 과 통신하기 위해 사용되는 임의의 다른 컴포넌트 또는 시스템을 포함할 수도 있다.
위성 (300) 과 게이트웨이 (200) 사이의 양방향 통신은 피더 링크라 불리는 반면, 위성 (300) 과 UT들 (400 및 401) 의 각각 사이의 양방향 통신은 서비스 링크라고 불린다. 위성 (300) 으로부터 게이트웨이 (200) 또는 UT들 (400 및 401) 중 하나일 수도 있는 지상국으로의 신호 경로는 일반적으로 다운링크로 불릴 수도 있다. 지상국에서 위성 (300) 으로의 신호 경로는 일반적으로 업링크로 불릴 수도 있다. 또한, 예시된 바와 같이, 신호는 포워드 링크 및 리턴 링크 또는 리버스 링크와 같은 일반적인 방향성을 가질 수 있다. 따라서, 게이트웨이 (200) 에서 시작하여 위성 (300) 을 통해 UT (400) 에서 종결되는 방향의 통신 링크는 포워드 링크 (forward link) 라 불리는 반면, UT (400) 에서 시작하여 위성 (300) 을 통해 게이트웨이 (200) 에서 종결하는 방향의 통신 링크 (300) 은 리턴 링크 (return link) 또는 리버스 링크 (reverse link) 라고 불린다. 이와 같이, 도 1에서 게이트웨이 (200) 로부터 위성 (300) 으로의 신호 경로는 "포워드 피더 링크" 로 표시되지만, 위성 (300) 으로부터 게이트웨이 (200) 로의 신호 경로는 "리턴 피더 링크" 로 표시된다. 유사한 방식으로, 도 1에서 각 UT (400 또는 401) 로부터 위성 (300) 으로의 신호 경로는 "리턴 서비스 링크" 로 표시되지만, 위성 (300) 으로부터 각 UT (400 또는 401) 로의 신호 경로는 "포워드 서비스 링크" 로 표시된다.
도 2는 도 1의 게이트웨이 (201) 에도 적용될 수 있는 게이트웨이 (200) 의 예시적인 블록도이다. 게이트웨이 (200) 는 다수의 안테나 (205), RF 서브시스템 (210), 디지털 서브시스템 (220), 공중 교환 전화 네트워크 (PSTN) 인터페이스 (230), 로컬 영역 네트워크 (LAN) 인터페이스 (240), 게이트웨이 인터페이스 (245), 및 게이트웨이 제어기 (250) 를 포함하는 것으로 도시되어 있다. RF 서브시스템 (210) 은 안테나들 (205) 에 그리고 디지털 서브시스템 (220) 에 커플링된다. 디지털 서브시스템 (220) 은 PSTN 인터페이스 (230) 에, LAN 인터페이스 (240) 에 그리고 게이트웨이 인터페이스 (245) 에 커플링된다. 게이트웨이 제어기 (250) 는 RF 서브시스템 (210), 디지털 서브시스템 (220), PSTN 인터페이스 (230), LAN 인터페이스 (240) 및 게이트웨이 인터페이스 (245) 에 커플링된다.
다수의 RF 트랜시버들 (212), RF 제어기 (214) 및 안테나 제어기 (216) 를 포함할 수도 있는 RF 서브시스템 (210) 은 포워드 피더 링크 (301F) 를 통해 통신 신호를 위성 (300) 에 송신할 수도 있고 위성 (300) 으로부터 리턴 피더 링크 (301R) 를 통해 통신 신호를 수신할 수도 있다. 단순화를 위해 도시되지는 않았지만, RF 트랜시버들 (212) 각각은 송신 체인 및 수신 체인을 포함할 수도 있다. 각 수신 체인은 잘 알려진 방식으로 수신된 통신 신호를 각각 증폭 및 하향 변환하기 위한 저잡음 증폭기 (LNA) 및 하향 변환기 (예 : 믹서) 를 포함할 수도 있다. 또한, 각 수신 체인은 수신된 통신 신호를 아날로그 신호로부터 (예를 들어, 디지털 서브시스템 (220) 에 의한 처리를 위해) 디지털 신호로 변환하기 위한 아날로그-디지털 변환기 (ADC) 를 포함할 수도 있다. 각 송신 체인은 잘 알려진 방식으로 위성 (300) 으로 송신될 통신 신호를 각각 상향 변환 및 증폭하기 위한 상향 변환기 (예를 들어, 믹서) 및 전력 증폭기 (PA) 를 포함할 수도 있다. 또한, 각 송신 체인은 디지털 서브 시스템 (220) 으로부터 수신된 디지털 신호를 위성 (300) 으로 송신될 아날로그 신호로 변환하는 디지털-아날로그 변환기 (DAC) 를 포함할 수도 있다.
RF 제어기 (214) 는 다수의 RF 트랜시버 (212) 들의 다양한 양태 (예를 들어, 캐리어 주파수의 선택, 주파수 및 위상 교정, 이득 세팅 등) 을 제어하는데 사용될 수도 있다. 안테나 제어기 (216) 는 안테나들 (205) 의 다양한 양태 (예를 들어, 빔포밍, 빔 스티어링, 이득 설정, 주파수 튜닝 등) 을 제어할 수도 있다.
디지털 서브시스템 (220) 은 다수의 디지털 수신기 모듈 (222), 다수의 디지털 송신기 모듈 (224), 기저대역 (BB) 프로세서 (226) 및 제어 (CTRL) 프로세서 (228) 를 포함할 수도 있다. 디지털 서브시스템 (220) 은 RF 서브시스템 (210) 으로부터 수신된 통신 신호를 처리하고, 처리된 통신 신호를 PSTN 인터페이스 (230) 및/또는 LAN 인터페이스 (240) 에 포워딩할 수도 있고, PSTN 인터페이스 (230) 및/또는 LAN 인터페이스 (240) 로부터 수신된 통신 신호를 처리하고 처리된 통신 신호를 RF 서브시스템 (210) 으로 포워딩할 수도 있다.
각각의 디지털 수신기 모듈 (222) 은 게이트웨이 (200) 와 UT (400) 간의 통신을 관리하는데 사용되는 신호 처리 엘리먼트에 대응할 수도 있다. RF 트랜시버들 (212) 의 수신 체인 중 하나는 입력 신호를 디지털 수신기 모듈 (222) 에 제공할 수도 있다. 다수의 디지털 수신기 모듈 (222) 이 임의의 주어진 시간에 핸들링되는 모든 위성 빔 및 가능한 다이버시티 모드 신호를 수용하기 위해 사용될 수도 있다. 간략화를 위해 도시되지는 않았지만, 각각의 디지털 수신기 모듈 (222) 은 하나 이상의 디지털 데이터 수신기들, 탐색기 수신기 (searcher receiver), 및 다이버시티 결합기 (diversity combiner) 및 디코더 회로를 포함할 수도 있다. 탐색기 수신기는 캐리어 신호의 적절한 다이버시티 모드를 탐색하는데 사용될 수도 있고, 파일럿 신호 (또는 다른 비교적 고정된 패턴의 강한 신호) 를 탐색하는데 사용될 수도 있다.
디지털 송신기 모듈 (224) 은 위성 (300) 을 통해 UT (400) 로 송신될 신호를 처리할 수도 있다. 단순화를 위해 도시되지는 않았지만, 각각의 디지털 송신기 모듈 (224) 은 송신을 위해 데이터를 변조하는 송신 변조기를 포함할 수도 있다. 각각의 송신 변조기의 송신 전력은 (1) 간섭 감소 및 리소스 할당의 목적으로 최소 전력 레벨을 적용할 수도 있고, (2) 송신 경로의 감쇠 및 다른 경로 전송 특성을 보상하기 위해 필요할 때 적절한 송신 전력 레벨을 적용할 수도 있는 대응하는 디지털 송신 전력 제어기 (간략화를 위해 도시되지 않음) 에 의해 제어될 수도 있다.
디지털 수신기 모듈들 (222), 디지털 송신기 모듈들 (224) 및 기저대역 프로세서 (BB) (226) 에 커플링된 제어 프로세서 (CTRL) (228) 는 커맨드 및 제어 신호를 제공하여, 비제한적으로, 신호 처리, 타이밍 신호 생성, 전력 제어, 핸드오프 제어, 다이버시티 결합 및 시스템 인터페이싱과 같은 기능들을 달성할 수도 있다.
또한, 제어 프로세서 (CTRL) (228) 는 파일럿, 동기화 및 페이징 채널 신호들의 생성 및 전력 그리고 송신 전력 제어기 (간략화를 위해 도시되지 않음) 로의 이들의 커플링을 제어할 수도 있다. 파일럿 채널은 데이터에 의해 변조되지 않는 신호이며, 반복적인 불변 패턴 또는 변하지 않는 프레임 구조 유형 (패턴) 또는 톤 유형 입력을 사용할 수도 있다. 예를 들어, 파일럿 신호에 대한 채널을 형성하기 위해 사용되는 직교 함수는 일반적으로 모두 1 또는 0과 같은 일정한 값, 또는 사이사이 배치된 1 및 0의 구조화된 패턴과 같은 잘 알려진 반복 패턴을 갖는다.
기저대역 프로세서 (BB) (226) 는 당해 기술 분야에 잘 알려져 있으므로 본 명세서에서는 상세히 설명하지 않는다. 예를 들어, 기저대역 프로세서 (BB) (226) 는 코더, 데이터 모뎀 및 디지털 데이터 스위칭 및 저장 컴포넌트와 같은 다양한 (그러나 이에 한정되는 것은 아님) 알려진 엘리먼트들을 포함할 수도 있다.
PSTN 인터페이스 (230) 는 도 1에 예시된 바와 같이 직접 또는 인프라구조 (106) 를 통해 외부 PSTN 에 통신 신호를 제공하고 이로부터 통신 신호를 수신할 수도 있다. PSTN 인터페이스 (230) 는 당해 기술 분야에 잘 알려져 있으므로 본 명세서에서는 상세히 설명하지 않는다. 다른 구현들에 대해, PSTN 인터페이스 (230) 는 생략되거나, 또는 게이트웨이 (200) 를 지상 기반 네트워크 (예를 들어, 인터넷) 에 연결하는 임의의 다른 적합한 인터페이스로 대체될 수도 있다.
LAN 인터페이스 (240) 는 외부 LAN 으로 통신 신호를 제공하고 이로부터 통신 신호를 수신할 수도 있다. 예를 들어, LAN 인터페이스 (240) 는 도 1에 예시된 바와 같이 직접 또는 인프라구조 (106) 를 통해 인터넷 (108) 에 커플링될 수도 있다. LAN 인터페이스 (240) 는 당해 기술 분야에 잘 알려져 있으므로 본 명세서에서는 상세히 설명하지 않는다.
게이트웨이 인터페이스 (245) 는 도 1의 위성 통신 시스템 (100) 과 관련된 하나 이상의 다른 게이트웨이들로 (및/또는 간략화를 위해 도시되지 않은 다른 위성 통신 시스템들과 연관된 게이트웨이들로/으로부터) 통신 신호를 제공하고 이로부터 통신 신호들을 수신할 수도 있다. 일부 구현에 대해, 게이트웨이 인터페이스 (245) 는 하나 이상의 전용 통신 라인 또는 채널 (간략화를 위해 도시되지 않음) 을 통해 다른 게이트웨이와 통신할 수도 있다. 다른 구현에 대해, 게이트웨이 인터페이스 (245) 는 PSTN 인터페이스 (230) 및/또는 인터넷 (108) 과 같은 다른 네트워크를 사용하여 다른 게이트웨이와 통신할 수도 있다 (또한 도 1 참조). 적어도 하나의 구현에서, 게이트웨이 인터페이스 (245) 는 인프라구조 (106) 를 통해 다른 게이트웨이와 통신할 수도 있다.
전체 게이트웨이 제어는 게이트웨이 제어기 (250) 에 의해 제공될 수도 있다. 게이트웨이 제어기 (250) 는 게이트웨이 (200) 에 의한 위성 (300) 의 리소스의 이용을 계획하고 제어할 수도 있다. 예를 들어, 게이트웨이 제어기 (250) 는 경향을 분석하고, 트래픽 계획을 생성하고, 위성 리소스를 할당하고, 위성 위치를 모니터링 (또는 추적) 하고, 게이트웨이 (200) 및/또는 위성 (300) 의 성능을 모니터링할 수도 있다. 게이트웨이 제어기 (250) 는 또한, 위성 (300) 의 궤도를 유지 및 모니터링하거나, 위성 사용 정보를 게이트웨이 (200) 에 중계하거나, 위성 (300) 의 위치를 추적하거나, 및/또는 위성 (300) 의 다양한 채널 설정을 조정하는 지상 기반 위성 제어기 (간략화를 위해 도시되지 않음) 에 커플링될 수도 있다.
도 2에 예시된 예시적인 구현에 대해, 게이트웨이 제어기 (250) 는, 로컬 시간 또는 주파수 정보를 RF 서브시스템 (210), 디지털 서브시스템 (220) 및/또는 인터페이스 (230, 240 및 245) 에 제공할 수도 있는 로컬 시간, 주파수 및 위치 기준 (251) 들을 포함한다. 시간 또는 주파수 정보는 게이트웨이 (200) 의 다양한 컴포넌트들을 서로 및/또는 위성 (300) 과 동기화하는데 사용될 수도 있다. 로컬 시간, 주파수 및 위치 기준 (251) 들은 또한 위성 (300) 의 위치 정보 (예를 들어, 궤도력 데이터) 를 게이트웨이 (200) 의 다양한 컴포넌트들에 제공할 수도 있다. 또한, 도 2 에서 게이트웨이 제어기 (250) 내에 포함된 것으로 도시되었지만, 다른 구현들에 있어서, 로컬 시간, 주파수 및 위치 기준 (251) 들은 게이트웨이 제어기 (250) 에 (및/또는 디지털 서브시스템 (220) 및 RF 서브시스템 (210) 중 하나 이상에) 커플링되는 별도의 서브시스템일 수도 있다.
단순화를 위해 도 2에는 도시되지 않았지만, 게이트웨이 제어기 (250) 는 또한 네트워크 제어 센터 (NCC) 및/또는 위성 제어 센터 (SCC) 에 커플링될 수도 있다. 예를 들어, 게이트웨이 제어기 (250) 는 SCC 가 예를 들어, 위성 (300) 으로부터 궤도력 데이터를 취출하기 위해 위성 (300) 과 직접 통신할 수 있게 할 수도 있다. 게이트웨이 제어기 (250) 는 또한, 게이트웨이 제어기 (250) 가 (예를 들어, 위성 (300) 에서) 안테나 (205) 들을 적절히 조준하고, 빔 송신을 스케줄링하고, 핸드오버를 조정하고, 다양한 다른 잘 알려진 기능을 수행할 수 있게 하는 처리된 정보를 (예를 들어, SCC 및/또는 NCC 로부터) 수신할 수도 있다.
도 3은 오직 설명의 목적을 위한 위성 (300) 의 예시적인 블록도이다. 특정 위성 구성은 상당히 다를 수 있으며 온보드 처리 (on-board processing) 를 포함할 수도 있거나 또는 포함하지 않을 수도 있음을 이해할 것이다. 또한, 단일 위성으로 도시되었지만, 위성간 통신을 사용하는 둘 이상의 위성은 게이트웨이 (200) 와 UT (400) 사이의 기능적 연결을 제공할 수도 있다. 개시는 임의의 특정 위성 구성에 한정되지 않으며, 게이트웨이 (200) 와 UT (400) 사이의 기능적 연결을 제공할 수 있는 임의의 위성 또는 위성들의 조합이 본 개시의 범위 내에서 고려될 수 있음을 이해할 것이다. 일례에서, 위성 (300) 은 포워드 트랜스폰더 (310), 리턴 트랜스폰더 (320), 오실레이터 (330), 제어기 (340), 포워드 링크 안테나들 (352(1) 내지 352 (N)) 및 리턴 링크 안테나들 (361(1) 내지 361(N)) 을 포함하는 것으로 도시되어 있다. 대응하는 채널 또는 주파수 대역 내에서 통신 신호를 처리할 수도 있는 포워드 트랜스폰더 (310) 는 제 1 대역통과 필터 (311(1) 내지 311(N)) 들의 각각의 하나, 제 1 LNA (312(1) 내지 312(N)) 들의 각각의 하나, 주파수 변환기 (313(1) 내지 313(N)) 들의 각각의 하나, 제 2 LNA (314(1) 내지 314(N)) 들의 각각의 하나, 제 2 대역통과 필터들 (315(1) 내지 315(N)) 들의 각각의 하나 및 PA들 (316(1) 내지 316(N)) 의 각각의 하나를 포함할 수도 있다. 각각의 PA들 (316(1) 내지 316(N)) 은 도 3에 도시된 바와 같이 안테나들 (352(1) 내지 352(N)) 의 각각의 하나에 커플링된다.
개별 포워드 경로들 (FP(1) 내지 FP(N)) 의 각각내에서, 제 1 대역통과 필터들 (311(1) 내지 311(N)) 은 개별 포워드 경로들 (FP(1) 내지 FP(N)) 의 채널 또는 주파수 대역 내에서 주파수를 갖는 신호 성분들을 통과시키고, 개별 포워드 경로들 (FP(1) 내지 FP(N)) 의 채널 또는 주파수 대역 외의 주파수를 갖는 신호 성분을 필터링한다. 따라서, 제 1 대역통과 필터들 (311(1) 내지 311(N)) 의 통과 대역은 개별 포워드 경로들 (FP(1) 내지 FP(N)) 과 관련된 채널의 폭에 대응한다. 제 1 LNA들 (312(1) 내지 312(N)) 은 수신된 통신 신호들을 주파수 변환기들 (313(1) 내지 313(N)) 에 의한 처리에 적합한 레벨로 증폭한다. 주파수 변환기들 (313(1) 내지 313(N)) 는 개별 포워드 경로들 (FP(1) 내지 FP(N)) 에서의 통신 신호의 주파수를 (예를 들어, 위성 (300) 으로부터 UT (400) 로의 송신에 적합한 주파수로) 변환한다. 제 2 LNA들 (314(1) 내지 314(N)) 은 주파수 변환된 통신 신호들을 증폭하고, 제 2 대역통과 필터들 (315(1) 내지 315(N)) 은 연관된 채널 폭 밖에 있는 주파수들을 갖는 신호 성분들을 필터링한다. PA (316(1) 내지 316(N)) 들은 각각의 안테나들 (352(1) 내지 352(N)) 를 통해 UT (400) 로의 송신에 적합한 전력 레벨로 필터링된 신호를 증폭시킨다. N개의 리턴 경로들 (RP(1) 내지 RP(N)) 을 포함하는 리턴 트랜스폰더 (320) 는 안테나들 (361(1) 내지 361(N)) 을 통해 리턴 서비스 링크 (302R) 를 따라 UT (400) 로부터 통신 신호를 수신하고, 통신 신호를 하나 이상의 안테나들 (362) 을 통해 리턴 피더 링크 (301R) 를 따라 게이트웨이 (200) 에 송신한다. 대응하는 채널 또는 주파수 대역 내의 통신 신호를 처리할 수도 있는 리턴 경로들 (RP(1) 내지 RP(N)) 각각은, 안테나들 (361(1) 내지 361(N)) 의 각각의 하나에 커플링될 수도 있으며, 제 1 대역통과 필터들 (321(1) 내지 321(N)) 의 각각의 하나, 제 1 LNA들 (322(1) 내지 322(N)) 의 각각의 하나, 주파수 변환기들 (323(1) 내지 323(N)) 들의 각각의 하나, 제 2 LNA들 (324(1) 내지 324(N)) 의 각각의 하나 및 제 2 대역통과 필터들 (325(1) 내지 325(N)) 의 각각의 하나를 포함할 수도 있다.
개별 리턴 경로들 (RP(1) 내지 RP(N)) 의 각각내에서, 제 1 대역통과 필터들 (321(1) 내지 321(N)) 은 개별 리턴 경로들 (RP(1) 내지 RP(N)) 의 채널 또는 주파수 대역 내에서 주파수를 갖는 신호 성분들을 통과시키고, 개별 리턴 경로들 (RP(1) 내지 RP(N)) 의 채널 또는 주파수 대역 외의 주파수를 갖는 신호 성분을 필터링한다. 따라서, 제 1 대역통과 필터들 (321(1) 내지 321(N)) 의 통과 대역은 일부 구현들에 있어서 개별 리턴 경로들 (RP(1) 내지 RP(N)) 과 연관된 채널의 폭에 대응한다. 제 1 LNA들 (322(1) 내지 322(N)) 은 모든 수신된 통신 신호들을 주파수 변환기들 (323(1) 내지 323(N)) 에 의한 처리에 적합한 레벨로 증폭한다. 주파수 변환기들 (323(1) 내지 323(N)) 는 개별 리턴 경로들 (RP(1) 내지 RP(N)) 에서의 통신 신호의 주파수를 (예를 들어, 위성 (300) 으로부터 게이트웨이 (200) 로의 송신에 적합한 주파수로) 변환한다. 제 2 LNA들 (324(1) 내지 324(N)) 은 주파수 변환된 통신 신호들을 증폭하고, 제 2 대역통과 필터들 (325(1) 내지 325(N)) 은 연관된 채널 폭 밖에 있는 주파수들을 갖는 신호 성분들을 필터링한다. 리턴 경로들 (RP(1) 내지 RP(N)) 로부터의 신호는 결합되고 PA (326) 를 통해 하나 이상의 안테나 (362) 들에 제공된다. PA (326) 는 게이트웨이 (200) 로의 송신을 위해 결합된 신호를 증폭한다.
발진 신호를 생성하는 임의의 적절한 회로 또는 디바이스일 수도 있는 오실레이터 (330) 는 포워드 트랜스폰더 (310) 의 주파수 변환기들 (313(1) 내지 313(N)) 에 포워드 로컬 오실레이터 LO(F) 신호를 제공하고, 리턴 트랜스폰더 (320) 의 주파수 변환기들 (323(1) 내지 323(N)) 에 리턴 로컬 오슬레이터 LO(R) 신호를 제공한다. 예를 들어, LO(F) 신호는 게이트웨이 (200) 로부터 위성 (300) 으로의 신호들의 송신과 연관된 주파수 대역으로부터의 통신 신호를 위성 (300) 으로부터 UT (400) 로의 신호들의 송신과 연관된 주파수 대역로 변환하기 위해 주파수 변환기들 (313(1) 내지 313(N)) 에 의해 사용될 수도 있다. LO(R) 신호는 UT (400) 로부터 위성 (300) 으로의 신호들의 송신과 연관된 주파수 대역으로부터의 통신 신호를 위성 (300) 으로부터 게이트웨이 (200) 로의 신호들의 송신과 연관된 주파수 대역로 변환하기 위해 주파수 변환기들 (323(1) 내지 313(N)) 에 의해 사용될 수도 있다.
포워드 트랜스폰더 (310), 리턴 트랜스폰더 (320) 및 오실레이터 (330) 에 커플링된 제어기 (340) 는 채널 할당을 포함하는 (그러나 이에 한정되지 않음) 위성 (300) 의 다양한 동작을 제어할 수도 있다. 일 양태에서, 제어기 (340) 는 프로세서 (간략화를 위해 도시되지 않음) 에 커플링된 메모리를 포함할 수도 있다. 메모리는 프로세서에 의해 실행될 때 위성 (300) 으로 하여금 본 명세서에 기재된 것들을 포함하는 (그러나 이에 한정되지 않음) 동작들을 수행하게 하는 명령들을 저장하는 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체 (예를 들어, EPROM, EEPROM, 플래시 메모리, 하드 드라이브 등과 같은 하나 이상의 비휘발성 메모리 엘리먼트들) 를 포함할 수도 있다.
UT (400 또는 401) 에서 사용하기 위한 트랜시버의 예가 도 4에 예시되어 있다. 도 4 에서, (예를 들어, 위성 (300) 으로부터의) 포워드 링크 통신 신호를 수신하기 위해 적어도 하나의 안테나 (410) 가 제공되고, 이들은 아날로그 수신기 (414) 로 전송되어, 여기서 이들은 하향 변환, 증폭 및 디지털화된다. 듀플렉서 엘리먼트 (412) 는 종종, 동일한 안테나가 송신 및 수신 기능 양자 모두를 제공할 수 있게 하는데 사용된다. 대안적으로, UT (400) 는 상이한 송신 및 수신 주파수들에서 동작하기 위한 별도의 안테나들을 채용할 수도 있다.
아날로그 수신기 (414) 에 의해 출력된 디지털 통신 신호는 적어도 하나의 디지털 데이터 수신기 (416A-416N) 및 적어도 하나의 탐색기 수신기 (418) 로 전송된다. 디지털 데이터 수신기들 (416A-416N) 은 관련 기술 분야의 당업자에게 명백한 바와 같이, 트랜시버 복잡성의 허용 가능한 레벨에 따라 원하는 레벨의 신호 다이버시티를 얻는데 사용될 수 있다.
적어도 하나의 사용자 단말기 제어 프로세서 (420) 는 디지털 데이터 수신기들 (416A-416N) 및 탐색기 수신기 (418) 에 커플링된다. 제어 프로세서 (420) 는 다른 기능들 중에서도 기본적인 신호 처리, 타이밍, 전력 및 핸드오프 제어 또는 조정, 및 신호 캐리어에 사용되는 주파수의 선택을 제공한다. 제어 프로세서 (420) 에 의해 수행될 수도 있는 다른 기본적인 제어 기능은 다양한 신호 파형을 처리하기 위해 사용될 기능의 선택 또는 조작이다. 제어 프로세서 (420) 에 의한 신호 처리는 상대적인 신호 강도의 결정 및 다양한 관련 신호 파라미터의 계산을 포함할 수 있다. 타이밍 및 주파수와 같은 신호 파라미터의 이러한 계산은 제어 프로세싱 리소스의 개선된 할당 또는 측정에서 증가된 효율 또는 속도를 제공하기 위한 추가 또는 별도의 전용 회로의 사용을 포함할 수도 있다.
디지털 데이터 수신기 (416A-416N) 의 출력은 UT (400) 내의 디지털 기저대역 회로 (422) 에 커플링된다. 디지털 기저대역 회로 (422) 는 예를 들어 도 1에 도시된 바와 같이 UE (500) 로 그리고 UE (500) 로부터 정보를 전송하는데 사용되는 처리 및 제시 엘리먼트들을 포함한다. 도 4 를 참조하면, 다이버시티 신호 처리가 채용되면, 디지털 기저대역 회로 (422) 는 다이버시티 결합기 및 디코더를 포함할 수도 있다. 이들 엘리먼트들 중 일부는 또한 제어 프로세서 (420) 의 제어하에 또는 이와 통신하여 동작할 수도 있다.
보이스 또는 다른 데이터가 UT (400) 로 시작하는 출력 메시지 또는 통신 신호로서 준비될 때, 디지털 기저대역 회로 (422) 는 송신을 위해 원하는 데이터를 수신, 저장, 처리 및 달리 준비하는데 사용된다. 디지털 기저대역 회로 (422) 는 이 데이터를 제어 프로세서 (420) 의 제어하에 동작하는 송신 변조기 (426) 에 제공한다. 송신 변조기 (426) 의 출력은, 안테나 (410) 로부터 위성 (예를 들어, 위성 (300)) 으로의 출력 신호의 최종 송신을 위해 아날로그 송신 전력 증폭기 (430) 에 출력 전력 제어를 제공하는 디지털 송신 전력 제어기 (428) 에 전송된다.
도 4에서, UT (400) 는 또한 제어 프로세서 (420) 와 연관된 메모리 (432) 를 포함한다. 메모리 (432) 는 제어 프로세서 (420) 에 의한 처리를 위한 데이터뿐만 아니라 제어 프로세서 (420) 에 의한 실행을 위한 명령들을 포함할 수도 있다. 도 4에 예시된 예에서, 메모리 (432) 는 위성 (300) 에 대한 리턴 서비스 링크를 통해 UT (400) 에 의해 송신될 RF 신호에 적용될 시간 또는 주파수 조정을 수행하기 위한 명령들을 포함할 수도 있다.
도 4에 예시된 예에서, UT (400) 는, 또한 로컬 시간, 주파수 및/또는 위치 정보를 예를 들어, UT (400) 에 대한 시간 또는 주파수 동기화를 포함하는 다양한 애플리케이션을 위해 제어 프로세서 (420) 에 제공할 수도 있는 선택적인 로컬 시간, 주파수 및/또는 위치 기준 (434) (예를 들어, GPS 수신기) 을 포함한다.
디지털 데이터 수신기 (416A-N) 및 탐색기 수신기 (418) 는 특정 신호를 복조 및 추적하기 위한 신호 상관 엘리먼트들로 구성된다. 탐색기 수신기 (418) 는 파일럿 신호들 또는 다른 비교적 고정된 패턴의 강한 신호들을 탐색하는데 사용되는 반면, 디지털 데이터 수신기들 (416A-N) 은 검출된 파일럿 신호들과 관련된 다른 신호들을 복조하는데 사용된다. 그러나, 디지털 데이터 수신기 (416A-N) 는 포착 후 파일럿 신호를 추적하여 신호 잡음에 대한 신호 칩 에너지의 비율을 정확하게 결정하고 파일럿 신호 강도를 공식화하도록 배정될 수 있다. 따라서 이들 유닛들의 출력을 모니터링하여 파일럿 신호 또는 다른 신호의 에너지 또는 주파수를 결정할 수 있다. 이들 디지털 데이터 수신기 (416A-N) 는 또한 복조되는 신호에 대해 제어 프로세서 (420) 에 현재 주파수 및 타이밍 정보를 제공하도록 모니터링될 수 있는 주파수 추적 엘리먼트들을 채용한다.
제어 프로세서 (420) 는 적절히, 동일한 주파수 대역으로 스케일링될 때 수신된 신호가 오실레이터 주파수로부터 어느 정도로 오프셋되는지를 결정하기 위해 이러한 정보를 사용할 수도 있다. 주파수 에러 및 주파수 시프트와 관련된 이러한 그리고 기타 정보는 필요에 따라 메모리 (432) 에 저장될 수 있다.
제어 프로세서 (420) 는 또한 UT (400) 와 하나 이상의 UE 사이의 통신을 가능하게 하기 위해 UE 인터페이스 회로 (450) 에 커플링될 수도 있다. UE 인터페이스 회로 (450) 는 다양한 UE 구성들과의 통신을 위해 원하는 대로 구성될 수도 있고, 따라서 지원되는 다양한 UE들과 통신하기 위해 채용되는 다양한 통신 기술들에 따라 다양한 트랜시버 및 관련 컴포넌트들을 포함할 수도 있다. 예를 들어, UE 인터페이스 회로 (450) 는 하나 이상의 안테나, 광역 네트워크 (WAN) 트랜시버, 무선 로컬 영역 네트워크 (WLAN) 트랜시버, 로컬 영역 네트워크 (LAN) 인터페이스, 공중 교환 전화 네트워크 (PSTN) 인터페이스 및/또는 UT (400) 와 통신하는 하나 이상의 UE와 통신하도록 구성된 다른 공지된 통신 기술을 포함할 수도 있다.
도 5는 도 1의 UE (501) 에도 적용될 수 있는 UE (500) 의 일례를 예시하는 블록도이다. 도 5에 도시된 UE (500) 는 이동 디바이스, 핸드헬드 컴퓨터, 태블릿, 웨어러블 디바이스, 스마트 시계, 또는 예를 들어 사용자와 상호 작용할 수 있는 임의의 유형의 디바이스일 수도 있다. 또한, UE (500) 는 다양한 궁극적인 최종 사용자 디바이스들 및/또는 다양한 공중 또는 사설 네트워크들에 대한 연결성을 제공하는 네트워크 측 디바이스일 수도 있다. 도 5에 도시된 예에서, UE (500) 는 LAN 인터페이스 (502), 하나 이상의 안테나 (504), 광역 네트워크 (WAN) 트랜시버 (506), 무선 로컬 영역 네트워크 (WLAN) 트랜시버 (508) 및 위성 위치확인 시스템 (SPS) 수신기 (510) 를 포함할 수도 있다. SPS 수신기 (510) 는 GPS (Global Positioning System), GLONASS (Global Navigation Satellite System) 및/또는 임의의 다른 전역 또는 지역 위성 기반 위치 확인 시스템과 호환될 수도 있다. 다른 양태에서, UE (500) 는 예를 들어, LAN 인터페이스 (502), WAN 트랜시버 (506), 및/또는 SPS 수신기 (510) 가 있거나 없는 Wi-Fi 트랜시버와 같은 WLAN 트랜시버 (508) 를 포함할 수도 있다. 또한, UE (500) 는 LAN 인터페이스 (502), WAN 트랜시버 (506), WLAN 트랜시버 (508) 및/또는 SPS 수신기 (510) 가 있거나 없는, Bluetooth®, ZigBee® 및 다른 공지된 기술과 같은 부가적인 트랜시버들을 포함할 수도 있다. 따라서, UE (500) 에 대해 예시된 엘리먼트들은 단지 예시적인 구성으로서 제공되며 여기에 개시된 다양한 양태에 따라 UE의 구성을 제한하지 않도록 의도된다.
도 5에 도시된 예에서, 프로세서 (512) 는 LAN 인터페이스 (502), WAN 트랜시버 (506), WLAN 트랜시버 (508) 및 SPS 수신기 (510) 에 접속된다. 선택적으로, 모션 센서 (514) 및 다른 센서들이 또한 프로세서 (512) 에 커플링될 수도 있다.
메모리 (516) 는 프로세서 (512) 에 연결된다. 일 양태에서, 메모리 (516) 는, 도 1에 도시된 바와 같이, UT (400) 로 송신될 수도 있거나 및/또는 이로부터 수신될 수도 있는 데이터 (518) 를 포함할 수도 있다. 도 5를 참조하면, 메모리 (516) 는 또한 예를 들어 UT (400) 와 통신하기 위한 처리 단계들을 수행하기 위해 프로세서 (512) 에 의해 실행되는 저장된 명령들 (520) 을 포함할 수도 있다. 게다가, UE (500) 는 또한, 예를 들어 광, 소리 또는 촉각 입력 또는 출력을 통해 프로세서 (512)의 입력 또는 출력을 사용자와 인터페이스하기 위한 하드웨어 및 소프트웨어를 포함할 수도 있는 사용자 인터페이스 (522) 를 포함할 수도 있다. 도 5에 도시된 예에서, UE (500) 는 사용자 인터페이스 (522) 에 연결된 마이크로폰/스피커 (524), 키패드 (526) 및 디스플레이 (528) 를 포함한다. 대안적으로, 사용자의 촉각 입력 또는 출력은 예를 들어 터치스크린 디스플레이를 사용함으로써 디스플레이 (528) 와 통합될 수도 있다. 다시 한번, 도 5에 예시된 엘리먼트들은 본 명세서에 개시된 UE들의 구성을 제한하도록 의도된 것이 아니며, UE (500) 에 포함된 엘리먼트들은 디바이스의 최종 사용 및 시스템 엔지니어의 설계 선택에 기초하여 달라질 것이라는 것이 인식될 것이다.
또한, UE (500) 는 예를 들어 도 1에 예시된 바와 같이 UT (400) 와 통신하지만 이와는 분리된 이동 디바이스 또는 외부 네트워크 측 디바이스와 같은 사용자 디바이스일 수도 있다. 대안적으로, UE (500) 및 UT (400) 는 단일 물리적 디바이스의 일체형 부분일 수도 있다.
도 1에 도시된 예에서, 2개의 UT들 (400 및 401) 은 빔 커버리지 내에서 리턴 및 포워드 서비스 링크들을 통해 위성 (300) 과 양방향 통신을 수행할 수도 있다. 위성은 빔 커버리지 내에서 2개보다 많은 UT들과 통신할 수도 있다. 따라서, UT들 (400 및 401) 로부터 위성 (300) 으로의 리턴 서비스 링크는 다대일 (many-to-one) 채널이다. 큰 시간 지연 차이 (differential) 및 주파수 오프셋 차이가 빔 커버리지 내에서 상이한 UT들 사이에 존재할 수도 있다. 주파수 오프셋 차이는 예를 들어, 위성과 UT들의 상대적인 움직임으로 인해 빔 커버리지 내에서 UT들에 의해 경험되는 도플러 주파수 시프트의 차이에 기인할 수도 있다. 예를 들어, UT들 중 일부는 움직일 수도 있지만 다른 것은 고정될 수도 있다. 상이한 UT들 사이의 주파수 오프셋 차이는 또한 다른 요소, 예를 들어, 빔 커버리지에서의 일부 UT 의 송신기 체인에서 무선 주파수 (RF) 컴포넌트들로 인한 주파수 드리프트에 의해 야기될 수도 있다.
도 1에 예시된 예와 같은 위성 통신 시스템에서, 빔 커버리지 내의 다수의 UT들 (400 및 401) 은 시분할 다중화되거나 (TDM'ed), 주파수 분할 다중화되거나 (FDM'ed), 또는 둘 모두될 수도 있다. 빔 커버리지 내에서 UT들 (400 및 401) 사이의 큰 시간 지연 차이 또는 큰 주파수 오프셋 차이는 UT들 간의 시간 또는 주파수 간섭을 피하기 위해 큰 보호 시간 (guard time) 또는 큰 보호 대역 (guard band) 을 필요로 할 것이며, 이에 의해 오버헤드 및 용량 손실을 야기한다. 빔 커버리지에서의 모든 UT들 (400 및 401) 로부터의 리턴 링크 신호들이 시간 지연 차이 없이 또는 적어도 큰 시간 지연 차이 없이 게이트웨이 (200) 에 도달하도록 보장하기 위해, 시간 보정 (time correction) 들이 UT들 (400 및 401) 에서 리턴 링크 송신 신호의 시작 시간에 적용될 수도 있다. 마찬가지로, 빔 커버리지에서의 모든 UT들 (400 및 401) 로부터의 리턴 링크 신호들이 주파수 오프셋 차이 없이 또는 적어도 큰 주파수 오프셋 차이 없이 게이트웨이 (200) 에 도달하도록 보장하기 위해, 주파수 보정 (frequency correction) 들이 UT들 (400 및 401)에서 리턴 링크 송신 신호에 적용될 수도 있다. 시간 보정 및 주파수 보정은 개방 루프 사전 보정 (open loop pre-correction), 폐 루프 사전 보정 (closed loop pre-correction) 또는 이 둘의 조합을 사용하여 달성될 수도 있다. 개방 루프 사전 보정, 폐 루프 사전 보정 및 양자의 조합의 예들이 도 6 내지 도 10과 관련하여 아래에서 설명된다.
도 6 은 시간 또는 주파수 보정들을 위한 개방 루프 사전 보정의 일 양태를 예시하는 도면이다. 일 양태에서, 개방 루프 사전 보정은 시간 또는 주파수에 대한 체계적 또는 보정 에러가 없거나 또는 비교적 적다면 충분히 정확한 사전 보정 시간 또는 주파수 값을 생성가능할 수도 있다. 전형적인 비-정지궤도 위성 네트워크에서, 각각의 게이트웨이는 전형적으로 그 자신의 로컬 GPS 시간 또는 주파수 기준을 가지며, 각각의 UT는 또한 통상적으로 그 자신의 로컬 GPS 시간 또는 주파수 기준을 갖는다. 전형적인 네트워크에서, 게이트웨이에서의 로컬 GPS 시간 또는 주파수 기준은 UT에서의 로컬 GPS 시간 또는 주파수 기준보다 더 정확할 수도 있는 것으로 가정될 수도 있다.
도 6은 블록 (600) 에서 UT들 중 하나에서의 개방 루프 사전 보정의 일 양태를 예시한다. 일 양태에서, UT 는 블록 (602) 에서 위성으로부터 수신된 착신 포워드 링크 신호 파형을 사용함으로써 블록 (608) 에서 그 특정 UT에 대해 시간 또는 주파수에 대한 개방 루프 사전 보정 값을 계산하고 착신 포워드 링크 신호의 도달 시간 및 캐리어 주파수와 예를 들어, 로컬 GPS 기준 (606) 을 비교할 수도 있다. 다른 양태에서, UT 는 예를 들어, 위성의 알려진 궤도에 기초한 상이한 시점에서의 위성의 알려진 위치를 포함하지만 이에 한정되지 않는 블록 (604) 에서의 궤도력 데이터 및 블록 (606) 에서의 로컬 GPS 기준에 기초한 UT 의 로컬 위치를 이용하여, 예를 들어, 블록 (608) 에서 시간 또는 주파수에 대한 개방 루프 사전 보정 값을 계산할 수도 있다. 또 다른 양태에서, UT 는 블록 (602) 에서 위성으로부터 수신된 착신 포워드 링크 신호 파형 및 블록 (604) 에서의 궤도력 데이터의 조합을 블록 (606) 에서의 로컬 GPS 기준과 함께 사용하여 블록 (608) 에서 시간 또는 주파수에 대한 사전 보정 값을 생성할 수도 있다.
하나의 양태에서, 빔 커버리지 내의 모든 UT들에 공통 포워드 링크 파형이 주어지면, 포워드 링크 파형의 도달 시간과 주어진 UT 에서의 로컬 GPS 시간 기준과 같은 로컬 시간 기준 간의 비교는 예를 들어, 위성으로부터 그 UT까지의 시간 지연의 측정치이다. 또 다른 양태에서, 주어진 UT 에서 록킹된 주파수 기준에 관한 포워드 링크 파형의 관측된 주파수의 비교는 예를 들어 위성으로부터 그 UT까지의 주파수 오프셋의 측정치이다. 포워드 링크 파형의 관측된 주파수와 UT에서의 록킹된 주파수 기준을 비교함으로써 얻어진 주파수 오프셋은 UT 에 대한 위성의 상대적인 움직임으로 인한 도플러 주파수 시프트에 의해 크게 야기될 수도 있지만, 다른 인자들이 또한 주파수 오프셋에 기여할 수도 있다.
일 양태에서, 순방향 링크 파형의 도달 시간 및 각각의 UT에서의 로컬 시간 기준을 비교함으로써 획득된 시간 지연은, 빔 커버리지에서의 모든 UT 로부터의 리턴 링크 신호가 시간 지연 차이 없거나 또는 공차 내에서 작은 시간 지연 차이를 가지고 리턴 링크를 위한 위성 수신 안테나에 도달하도록 각각의 UT에 의한 리턴 링크 신호의 송신 시간을 사전 보상하기 위해 사용될 수도 있다. 유사하게, 포워드 링크 파형의 주파수와 각각의 UT에서의 록킹된 주파수 기준을 비교함으로써 획득된 주파수 오프셋은, 빔 커버리지에서의 모든 UT 로부터의 리턴 링크 신호가 주파수 오프셋 차이 없거나 또는 공차 내에서 작은 주파수 오프셋 차이를 가지고 위성 수신 안테나에 도달하도록 각각의 UT에 의한 리턴 링크 신호의 송신 주파수를 사전 보상하기 위해 사용될 수도 있다.
일 양태에서, UT들에 걸치 시간 지연 또는 주파수 오프셋 차이의 주요 성분은 빔 커버리지에 걸친 상이한 UT에 의해 경험되는 상이한 시간 지연 및 상이한 도플러 주파수 시프트에 기인한다. 일 양태에서, 각각의 UT가, 그것이 수신된 포워드 링크 파형 상에서 관측하는 절대 시간 지연 및 도플러 시프트를 추정할 수 있고, 추정된 절대 시간 지연 및 도플러 시프트를 업링크 송신 시간 및 주파수의 사전 보정을 위해 사용한다면, 빔 커버리지 내의 상이한 UT들 사이의 시간 지연 및 주파수 오프셋 차이는 0 또는 거의 0 으로 감소될 수도 있다. 전술한 바와 같이, 하나의 양태에서, 관측된 도달 시간은 로컬 GPS 시간 기준과 같은 정확한 로컬 시간 기준과 비교되어, 각각의 UT 에서 포워드 링크 파형의 도달에서의 절대 시간 지연의 양을 도출할 수도 있다. 마찬가지로, 포워드 링크 파형의 관측된 주파수는 각각의 UT에서의 절대 주파수 시프트의 양을 도출하기 위해 각각의 UT에서의 정확한 록킹된 주파수 기준과 비교될 수도 있다.
각각의 UT에 의한 리턴 링크 신호의 송신 시간을 사전 보상하기 위한 사전 보정 시간 오프셋 값은 포워드 링크 신호의 관측된 도달 시간과 로컬 시간 기준의 비교에 기초할 수도 있고, 유사하게, 각각의 UT에 의한 리턴 링크 신호의 송신 주파수를 사전 보상하기 위한 사전 보정 주파수 오프셋 값은 포워드 링크 신호의 관측된 주파수와 UT에서의 록킹된 주파수 기준의 비교에 기초할 수도 있다. 일 양태에서, 시간 또는 주파수 보정 값들은 위성의 궤도력을 사용함으로써 정제 (refine) 될 수도 있다. 예를 들어, 알려진 궤도에 기초한 주어진 시간에서의 위성의 위치 또는 속도는 UT에서 포워드 링크 신호의 도달 시간 또는 도플러 시프트를 추정하기위한 기초로서 사용될 수도 있다. 또 다른 양태에서, 빔 커버리지에서의 하나 이상의 UT 는 움직일 수도 있다. 움직이는 UT 에 대한 로컬 GPS 데이터, 이를테면 UT 의 위치 또는 속도는 또한, 도달 시간 또는 도플러 시프트를 추정하기 위한 궤도력과 함께 기초로서 사용될 수도 있다.
일 양태에서, 게이트웨이에서 수신된 리턴 링크 신호들의 시간 지연 또는 주파수 오프셋 차이들이 제거되거나 또는 적어도 감소되도록 UT 에서의 리턴 링크 신호들의 송신 시간 또는 주파수에 대해 사전 보상하기 위해 사전 보정 시간 또는 주파수 값들이 적용될 수도 있다. 또 다른 양태에서, 사전 보정 시간 또는 주파수 값은 위성의 빔 커버리지에서의 UT에서 리턴 링크 신호의 송신 시간 또는 주파수를 사전 보상하기 위해 적용되어, 다양한 UT 로부터 리턴 링크 신호들이 조합되는 지점인 위성의 수신 안테나에서의 시간 지연 또는 주파수 오프셋 차이가 제거되거나 또는 적어도 감소된다. 빔 커버리지에서의 모든 UT 로부터 수신된 리턴 링크 신호의 도달 시간 또는 캐리어 주파수가 그 위성 수신 안테나에서 정렬되면, 위성이 단순히 리피터 위성인 경우, 도달 시간 및 캐리어 주파수는 또한 게이트웨이의 수신 안테나에서 정렬될 것이다. 또 다른 양태에서, UT 로부터 수신된 리턴 서비스 링크 신호가 위성에 의해 복조되거나 처리되면, 빔 커버리지에서의 각 UT에서 인가된 사전 보정 시간 또는 주파수 값은 게이트웨이 대신 위성의 수신 안테나에서 시간 또는 주파수 정렬을 달성할 것이다.
블록 (608) 에서 개방 루프 사전 보정에 의해 시간 또는 주파수에 대한 사전 보정 값들이 얻어진 후에, 사전 보정 값들은 블록 (610 및 612) 에서 각각 시간 또는 주파수 보정을 위해 적용될 수도 있다. 일 양태에서, 각각의 UT에서의 리턴 링크 신호의 송신 시작 시간은, 블록 (610) 에서, 빔 커버리지 내의 모든 UT에 의해 송신된 모든 리턴 링크 신호가 위성 또는 게이트웨이에서 그들 간에 큰 시간 지연 차이 없이 도달하도록 조정될 수도 있다. 각각의 UT 에서, 리턴 링크 신호의 송신 시작 시간은 예를 들어 블록 (608) 에서 계산된 시간 사전 보정 값의 양만큼 그 리턴 링크 신호의 시작 시간을 앞당기거나 또는 지체시킴으로써 블록 (610) 에서 조정될 수도 있다. 시간 사전 보정 값은 빔 커버리지 내의 각 UT에 대해 양 또는 음일 수도 있다.
또한 도 6에 도시된 바와 같이, 블록 (608) 에서 개방 루프 사전 보정에 의해 주파수 사전 보정 값이 획득된 후, 블록 (608) 에서 획득된 사전 보정 주파수 값은, 블록 (612) 에서 빔 커버리지 내의 모든 UT에 의해 송신된 모든 리턴 링크 신호가 위성 또는 게이트웨이에서 그들 사이에 큰 주파수 오프셋 차이 없이 도달하도록 각각의 UT 에서 리턴 링크 전송 신호의 캐리어 주파수를 조정하기 위해 사용될 수도 있다. 각각의 UT 에서, 리턴 링크 신호의 캐리어 주파수는 예를 들어 블록 (608) 에서 계산된 주파수 사전 보정 값의 양만큼 그 리턴 링크 신호의 캐리어 주파수를 증가 또는 감소시킴으로써 블록 (612) 에서 조정될 수도 있다. 주파수 사전 보정 값은 빔 커버리지 내의 각 UT에 대해 양 또는 음일 수도 있다. 예를 들어, UT 간의 주파수 오프셋의 차이는 빔 커버리지 내의 상이한 UT 사이의 도플러 주파수 시프트의 차이에 기인하거나 또는 송신기에서의 주파수 드리프트와 같은 다른 요인들, 또는 도플러 시프트와 다른 요인들의 일부 조합에 기인할 수도 있다.
도 7 은 블록 (700) 에서 시간 또는 주파수를 위한 폐 루프 사전 보정의 일 양태를 예시하는 도면이다. 일 양태에서, 시간의 폐 루프 사전 보정은 블록 (702) 에서 위성 또는 게이트웨이가 빔 커버리지 내에서 UT로부터 수신된 리턴 링크 신호들 중에서 큰 시간 지연 차이를 검출할 때 개시된다. 또 다른 양태에서, 주파수의 폐 루프 사전 보정은 블록 (704) 에서 위성 또는 게이트웨이가 빔 커버리지에서의 UT로부터 수신된 리턴 링크 신호들 중에서 큰 주파수 오프셋 차이를 검출할 때 개시된다. 위성 또는 게이트웨이는 블럭 (702 및 704) 에서 빔 커버리지에서의 다양한 UT로부터 큰 시간 지연 차이 및 큰 주파수 오프셋 차이를 경험할 수도 있고, 이에 응답하여 시간 및 주파수 양자 모두에 대한 폐 루프 사전 보정을 개시할 수도 있다.
블록 (702) 에서 빔 커버리지 내의 UT들로부터의 리턴 링크 신호들 중에 큰 시간 지연 차이가 존재함을 검출하는 것에 응답하여, 위성 또는 게이트웨이는 블록 (706) 에서 리턴 링크 신호의 송신 시작 시간을 조정하기 위해 UT에 시간 앞당김 또는 지체 커맨드를 전송한다. 위성 또는 게이트웨이는 각각의 UT에 특별한 별도의 시간 앞당김 또는 지체 커맨드를 전송할 수도 있다. UT들 중 일부는 그들의 송신 시작 시간을 앞당기기 위한 커맨드들을 수신할 수도 있는 반면, 나머지는 그들의 송신 시작 시간을 지체시키기 위한 커맨드들을 수신할 수도 있다. 시간 앞당김 또는 지체의 양은 빔 커버리지에서의 각 UT 마다 상이할 수도 있다. UT들 각각은 위성 또는 게이트웨이로부터 시간 앞당김 또는 지체 커맨드를 수신할 때, 그것이 블록 (710) 에서 모든 UT로부터 수신된 모든 리버스 링크 신호가 위성 또는 게이트웨이에 큰 시간 지연 차이 없이 도달하도록 그 UT에서의 리턴 링크 신호의 송신 시간을 조정한다. 위성이 단순히 게이트웨이와 UT 사이의 리피터 위성인 경우, 게이트웨이는 빔 커버리지에서의 UT에 시간 앞당김 또는 지체 커맨드를 전송할 수도 있다. 다른 한편으로, 위성이 데이터 페이로드를 처리한다면, 위성은 UT에 시간 앞당김 또는 지체 커맨드를 보낼 수도 있다.
주파수 보정을 위하여, 블록 (704) 에서 빔 커버리지에서의 UT들로부터의 리턴 링크 신호들 중에 큰 주파수 오프셋 차이가 존재함을 검출하는 것에 응답하여, 위성 또는 게이트웨이는 블록 (708) 에서 리턴 링크 신호의 캐리어 주파수를 조정하기 위해 UT에 주파수 업 또는 다운 커맨드를 전송한다. 위성 또는 게이트웨이는 각각의 UT에 특별한 별도의 주파수 업 또는 다운 커맨드를 전송할 수도 있다. UT들 중 일부는 그들의 리턴 링크 캐리어 주파수를 증가시키기 위한 커맨드들을 수신할 수도 있는 반면, 나머지는 그들의 리턴 링크 캐리어 주파수를 감소시키기 위한 커맨드들을 수신할 수도 있다. 주파수 증가 또는 감소의 양은 빔 커버리지에서의 각 UT 마다 상이할 수도 있다. UT들 각각이 위성 또는 게이트웨이로부터 주파수 업 또는 다운 커맨드를 수신할 때, 그것은 블록 (712) 에서 모든 UT로부터 수신된 모든 리버스 링크 신호가 위성 또는 게이트웨이에 큰 주파수 오프셋 차이 없이 도달하도록 그 UT에서의 리턴 링크 신호의 캐리어 주파수를 조정한다. 또, 위성이 단순히 리피터 위성인 경우, 게이트웨이는 빔 커버리지에서의 UT에 주파수 업 또는 다운 커맨드를 전송할 수도 있다. 다른 한편으로, 위성이 데이터 페이로드를 처리한다면, 위성은 UT에 주파수 업 또는 다운 커맨드를 보낼 수도 있다.
도 8은 개방 루프 사전 보정 및 폐 루프 사전 보정을 포함하는 시간 또는 주파수 사전 보정의 일례를 예시하는 도면이다. 일 양태에서, 블록 (802) 에서 시간 또는 주파수에 대한 사전 보정 값을 계산하기 위해 빔 커버리지에서의 개개의 UT에서 개방 루프 사전 보정이 수행된다. 개방 루프 사전 보정이 블록 (802) 에서 수행된 후, 블록 (804) 에 예시된 바처럼, 보다 정확한 사전 보정 시간 또는 주파수 값을 얻기 위해 개방 루프 사전 보정에 추가하여 폐 루프 사전 보정이 필요한지 여부에 대한 결정이 내려진다. 개방 루프 사전 보정 이외에 폐 루프 사전 보정이 필요한지 여부에 대한 결정은 다양한 요인에 기초하여 다양한 방식으로 이루어질 수도 있다. 예를 들어, 게이트웨이가 빔 커버리지에서의 UT로부터 수신된 리턴 링크 신호들 사이에 큰 시간 지연 차이가 존재함을 검출하면, 시간의 폐 루프 사전 보정이 필요하다는 것을 결정할 수도 있다. 마찬가지로, 게이트웨이가 빔 커버리지에서의 UT로부터 수신된 리턴 링크 신호들 사이에 큰 주파수 오프셋 차이가 존재함을 검출하면, 주파수의 폐 루프 사전 보정이 필요하다는 것을 결정할 수도 있다.
블록 (804) 에서 더 정확한 사전 보정 시간 또는 주파수 값을 생성하기 위해 폐 루프 사전 보정이 필요하지 않은 것으로 결정되면, 블록 (802) 에서 개방 루프 사전 보정에 의해 계산된 사전 보정 시간 또는 주파수 값에 기초한 시간 또는 주파수 조정은, 폐 루프 사전 보정에 의하지 않고 블록 (806) 에서 UT에 의해 수행될 수도 있다. 시간 또는 주파수의 개방 루프 사전 보정의 예는 도 6과 관련하여 상술되었다. 다른 한편으로, 블록 (804) 에서 보다 정확한 사전 보정 시간 또는 주파수 값을 얻기 위해 폐 루프 사전 보정이 필요하다고 결정되면, 폐 루프 사전 보정이 빔 커버리지에서의 다양한 UT로부터 게이트웨이에 의해 수신된 리턴 링크 신호가 큰 시간 지연 차이 또는 큰 주파수 오프셋 차이를 나타내지 않도록 블록 (808) 에서 보다 정확한 사전 보정 시간 또는 주파수 값을 생성하기 위해 수행된다. 시간 또는 주파수의 폐 루프 사전 보정의 예는 도 7과 관련하여 상술되었다. 예를 들어, 게이트웨이는 UT들에 리턴 링크 신호의 그들의 송신 시작 시간을 조정하기 위한 시간 앞당김 또는 지체 커맨드를, 또는 UT들에 리턴 링크 신호의 그들의 캐리어 주파수를 조정하기 위한 주파수 업 또는 다운 커맨드를 보낼 수도 있다. 게이트웨이로부터의 시간 앞당김 또는 지체 커맨드 또는 주파수 업 또는 다운 커맨드를 수신하면, 빔 커버리지에서의 각각의 UT는 예를 들어 블록 (810) 에서 그의 송신 시작 시간 또는 캐리어 주파수를 조정할 수도 있다.
도 9 는 UT 가 블록 (900) 에서 빔간 핸드오프를 겪을 때 주파수 오프셋에서의 큰 점프를 피하기 위해 채널별 포워드 링크 주파수 보정의 예를 예시하는 도면이다. 순방향 피더 링크 신호에 대해 게이트웨이에 의해 채널별 주파수 사전 보정이 수행되지 않으면, 전체 RF 대역폭에 걸쳐 도플러 차이로 인한 큰 잔여 주파수 오프셋이 있을 수도 있다. 각 빔은 피더 링크 채널을 사용하기 때문에, 피더 링크에서의 잔여 주파수 오프셋이 빔으로 이어질 수도 있다. 주파수 사전 보정이 게이트웨이에서 포워드 피더 링크 상의 각 채널에 대해 수행되지 않으면, 빔간 핸드오프 동안 큰 주파수 오프셋 점프가 UT에 의해 경험될 수도 있다.
블록 (902) 에서 위성 또는 게이트웨이에서 포워드 링크 송신 신호에 대해 채널별 주파수 보정이 수행될 수도 있다. 일 양태에서, 위성 또는 게이트웨이는 UT 가 빔간 핸드오프를 겪을 때, 그것이 핸드오프 동안 큰 주파수 오프셋 점프를 경험하지 않도록 포워드 피더 링크 신호의 각 채널의 캐리어 주파수를 상향 또는 하향 조정할 수도 있다. 도 9 에 예시된 바와 같이, UT에서 빔간 핸드오프가 블록 (904) 에서 발생하고, UT 는 블록 (906) 에서 핸드오프시 포워드 링크에서 주파수 오프셋에서의 큰 점프를 경험하는 것을 피하는데, 왜냐하면, 위성 또는 게이트웨이가 블록 (902) 에서 채널별 포워드 링크 주파수 사전 보정을 수행했기 때문이다. 위성이 단순히 리피터 위성인 경우, 게이트웨이는 빔간 핸드오프 동안 UT가 큰 주파수 오프셋 점프를 경험하는 것을 피하도록 채널별 주파수 보정을 담당할 수도 있다. 다른 한편으로, 위성이 데이터 페이로드를 처리하면, 위성은 UT 에서의 빔간 핸드오프 동안 큰 주파수 오프셋 점프를 피하기 위해 채널별 주파수 보정을 담당할 수도 있다.
도 10은 블록 (1000) 에서 위성 또는 게이트웨이 및 UT 를 수반하는 시스템 레벨 시간 또는 주파수 보정의 예를 예시하는 도면이다. 다양한 양태들에서, 위성 또는 게이트웨이에서의 시간 또는 주파수 보정은 시스템 레벨에서 UT에서의 시간 또는 주파수 보정과 함께 중요한 역할을 수행할 수도 있다. 도 10 에서, 시간 보정은 블록 (1002) 에서 위성 또는 게이트웨이에서 수행되고, 주파수 보정은 블록 (1004) 에서 위성 또는 게이트웨이에서 수행된다. 일 양태에서, 블록 (1002) 에서 위성 또는 게이트웨이에서 피더 링크 신호에 대한 시간 보정은 블록 (1006) 에서 피더 링크 시간 지연 변동이, 만약 있다면, UT에 대해 투명 (transparent) 하게 만들 수도 있다. 마찬가지로, 블록 (1004) 에서 위성 또는 게이트웨이에서 피더 링크 신호에 대한 주파수 보정은 블록 (1008) 에서, 도플러 변동 또는 다른 요인에 기인한, 피더 링크 주파수 오프셋 변동이, 만약 있다면, UT 에 대해 투명하게 만들 수도 있다. 피더 링크 시간 지연 변동 또는 주파수 오프셋 변동을 고려하여 시스템 레벨에서 함께 작업할 때, 각각의 UT는, 위에서 설명되었고 그 예들이 도 6 내지 도 8에서 예시되어 있는, 개방 루프 사전 보정, 폐 루프 사전 보정, 또는 양자의 조합을 사용하여 블록 (1010) 에서 시간 보정 또는 블록 (1012) 에서 주파수 보정을 수행하여, 예를 들어 UT들 각각에서의 리턴 링크 신호의 송신 시작 시간 또는 캐리어 주파수를 조정할 수도 있다.
도 11은 일련의 상호 관련된 기능 모듈들로서 표현되는, 위성과 통신하는 지상국에서의 신호의 시간 및 주파수를 제어하기 위한 장치 (1100) 의 예를 예시한다. 로컬 시간 기준 및 위성의 수신된 신호 또는 궤도력에 기초하여 사전 보정 시간 값을 계산하기 위한 모듈 (1102) 은 적어도 일부 양태에서, 예를 들어, 여기에서 논의된 바처럼, 통신 제어기 또는 프로세서, 또는 이들의 컴포넌트 (예를 들어, 제어 프로세서 (420) 등) 에 대응할 수도 있다. 제 1 지상국에서 제 1 신호의 송신 시간을 조정하기 위해 사전 보정 시간 값을 적용하기 위한 모듈 (1104) 은 적어도 일부 양태에서, 예를 들어, 여기에서 논의된 바처럼, 통신 제어기 또는 프로세서, 또는 이들의 컴포넌트 (예를 들어, 제어 프로세서 (420) 등) 에 대응할 수도 있다. 로컬 주파수 기준 및 위성의 수신된 신호 또는 궤도력에 기초하여 사전 보정 주파수 값을 계산하기 위한 모듈 (1106) 은 적어도 일부 양태에서, 예를 들어, 여기에서 논의된 바처럼, 통신 제어기 또는 프로세서, 또는 이들의 컴포넌트 (예를 들어, 제어 프로세서 (420) 등) 에 대응할 수도 있다. 제 1 지상국에서 제 1 신호의 무선 주파수를 조정하기 위해 사전 보정 주파수 값을 적용하기 위한 모듈 (1108) 은 적어도 일부 양태에서, 예를 들어, 여기에서 논의된 바처럼, 통신 제어기 또는 프로세서, 또는 이들의 컴포넌트 (예를 들어, 제어 프로세서 (420) 등) 에 대응할 수도 있다.
도 11의 모듈들의 기능은 본원의 교시들과 부합하는 다양한 방식들에서 구현될 수도 있다. 일부 설계들에서, 이들 모듈들의 기능은 하나 이상의 전기 컴포넌트들로서 구현될 수도 있다. 일부 설계들에서, 이들 블록들의 기능은 하나 이상의 프로세서 컴포넌트들을 포함하는 처리 시스템으로서 구현될 수도 있다. 일부 설계들에서, 이들 모듈들의 기능은, 예를 들어, 하나 이상의 집적 회로들 (예를 들어, ASIC) 중의 적어도 일부를 이용하여 구현될 수도 있다. 본원에 논의된 바처럼, 집적 회로는 프로세서, 소프트웨어, 다른 관련 컴포넌트들, 또는 이들의 어느 조합을 포함할 수도 있다. 따라서, 상이한 모듈들의 기능은, 예를 들어, 집적 회로의 상이한 서브세트로서, 소프트웨어 모듈들의 세트의 상이한 서브세트, 또는 이들의 조합으로서 구현될 수도 있다. 또한, (예를 들어, 집적 회로 및/또는 소프트웨어 모듈들의 세트의) 정해진 서브세트는 하나보다 많은 모듈을 위한 기능의 적어도 일부를 제공할 수도 있다는 것이 인식될 것이다.
또한, 도 11에 의해 표현된 컴포넌트들 및 기능들, 그리고 본원에 기재된 다른 컴포넌트들 및 기능들은 임의의 적합한 수단을 이용하여 구현될 수도 있다. 그러한 수단은 또한, 적어도 부분적으로, 본원에 교시된 대응하는 구조를 이용하여 구현될 수도 있다. 예를 들어, 도 11의 "을 위한 모듈" 컴포넌트들와 함께 위에 설명된 컴포넌트들은 또한 유사하게 표기된 "을 위한 수단" 기능에 대응할 수도 있다. 따라서, 일부 양태들에서 하나 이상의 그러한 수단은, 본원에 교시된 하나 이상의 프로세서 컴포넌트들, 집적 회로, 또는 다른 적합한 구조를 이용하여 구현될 수도 있다.
당업자는 정보 및 신호가 임의의 다양한 상이한 기술 및 기법을 이용하여 표현될 수도 있음을 인식할 것이다. 예를 들어, 위의 설명 전체에 걸쳐 언급될 수도 있는 데이터, 명령, 커맨드, 정보, 신호, 비트, 심볼, 및 칩은 전압, 전류, 전자기파, 자기장 또는 자기입자, 광학장 (optical field) 또는 광학 입자, 또는 이들의 임의의 조합에 의해 표현될 수도 있다.
또한, 당업자는, 여기에 개시된 예시적 양태와 관련하여 설명된 다양한 예시적인 논리 블록, 모듈, 회로, 및 알고리즘 단계가 전자 하드웨어, 컴퓨터 소프트웨어, 또는 이 양자의 조합으로 구현될 수도 있음을 인식할 것이다. 하드웨어와 소프트웨어의 이러한 상호교환가능성을 명확히 예시하기 위해, 다양한 예시적인 컴포넌트, 블록, 모듈, 회로, 및 단계가 일반적으로 그들의 기능성의 측면에서 위에서 설명되었다. 그러한 기능이 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현될지 여부는, 전체 시스템에 부과된 특정 애플리케이션 및 설계 제약에 달려 있다. 당업자는 설명된 기능성을 각각의 특정 응용에 대해 다른 방식으로 구현할 수도 있지만, 이러한 구현 결정이 본 개시의 범위를 벗어나게 하는 것으로 해석되지 않아야 한다.
여기에 개시된 예시적 양태들과 관련하여 설명된 방법, 시퀀스 또는 알고리즘은 직접 하드웨어로, 프로세서에 의해 실행되는 소프트웨어 모듈로, 또는 양자의 조합으로 구현될 수도 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM 메모리, 플래시 메모리, ROM 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리, 레지스터, 하드디스크, 리무버블 디스크, CD-ROM, 또는 당해 분야에 공지된 임의의 다른 형태의 저장 매체에 상주할 수도 있다. 저장 매체의 일례는 프로세서가 저장 매체로부터 정보를 판독할 수 있고 저장 매체에 정보를 기입할 수 있도록 프로세서에 연결된다. 다르게는, 저장 매체는 프로세서에 내장될 수도 있다.
따라서, 본 개시의 일 양태는 비-정지궤도 위성 통신 시스템에서 시간 또는 주파수 동기화를 위한 방법을 구체화하는 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함할 수 있다. 따라서, 본 개시는 예시된 예들에 한정되지 않고, 여기에 설명된 기능을 수행하기 위한 임의의 수단이 본 개시의 양태들에 포함된다.
이전의 개시는 예시적인 양태들을 보여주지만, 첨부된 청구항들의 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 변화 및 변경들이 여기서 이루어질 수 있음에 유의해야 한다. 여기에 기술된 양태들에 따른 방법 청구항들의 기능들, 단계들 또는 액션들은 달리 명시적으로 언급되지 않는 한 어느 특정 순서로 수행될 필요는 없다. 또한, 엘리먼트들은 단수형으로 설명되고 청구될 수도 있지만, 단수형으로의 한정이 명시적으로 언급되지 않으면 복수형이 고려된다.

Claims (30)

  1. 비-정지궤도 위성과 통신하는 제 1 사용자 단말기 (UT) 를 포함하는 제 1 지상국에서 수신되는 제 1 신호의 송신 시간 및 무선 주파수를 제어하는 방법으로서, 상기 비-정지궤도 위성은 또한 게이트웨이와 통신하고, 상기 방법은,
    로컬 시간 기준 및 상기 비-정지궤도 위성의 수신된 신호 또는 궤도력에 기초하여 사전 보정 시간 값을 계산하는 단계;
    상기 제 1 지상국에서 수신되는 상기 제 1 신호의 송신 시간을 조정하기 위해 상기 사전 보정 시간 값을 적용하는 단계;
    로컬 주파수 기준 및 상기 비-정지궤도 위성의 상기 수신된 신호 또는 궤도력에 기초하여 사전 보정 주파수 값을 계산하는 단계;
    상기 제 1 지상국에서 수신되는 상기 제 1 신호의 상기 무선 주파수를 조정하기 위해 상기 사전 보정 주파수 값을 적용하는 단계; 및
    상기 사전 보정 시간 값에 기초하여 조정된 상기 송신 시간 및 상기 사전 보정 주파수 값에 기초하여 조정된 상기 무선 주파수에 따라 상기 비-정지궤도 위성으로 상기 제 1 신호를 송신하는 단계를 포함하고,
    상기 게이트웨이는 상기 비-정지궤도 위성을 통해 상기 제 1 UT로부터 상기 제 1 신호를 수신하고 그리고 상기 비-정지궤도 위성을 통해 하나 이상의 다른 UT들로부터 하나 이상의 다른 신호들을 수신하도록 동작 가능하고,
    상기 사전 보정 시간 값은 상기 비-정지궤도 위성 및/또는 상기 게이트웨이에서 수신되는 상기 제 1 신호의 도달 시간 (TOA) 과 상기 비-정지궤도 위성 및/또는 상기 게이트웨이에서 수신되는 상기 하나 이상의 다른 UT들로부터의 상기 하나 이상의 다른 신호들의 하나 이상의 TOA들 사이의 TOA 차이를 감소시키도록 구성되고,
    상기 사전 보정 주파수 값은 상기 비-정지궤도 위성 및/또는 상기 게이트웨이에서 수신되는 상기 제 1 신호의 무선 주파수와 상기 비-정지궤도 위성 및/또는 상기 게이트웨이에서 수신되는 상기 하나 이상의 다른 UT들로부터의 상기 하나 이상의 다른 신호들의 하나 이상의 무선 주파수들 사이의 주파수 오프셋 차이를 감소시키도록 구성되고,
    상기 TOA 차이의 크기에 기초하여, 상기 사전 보정 시간 값은, 상기 비-정지궤도 위성 및/또는 상기 게이트웨이로부터의 명령에 응답하여, 상기 TOA 차이를 감소시키도록 더 구성되고, 그리고
    상기 주파수 오프셋 차이의 크기에 기초하여, 상기 사전 보정 주파수 값은, 상기 비-정지궤도 위성 및/또는 상기 게이트웨이로부터의 명령에 응답하여, 상기 주파수 오프셋 차이를 감소시키도록 더 구성되는, 송신 시간 및 무선 주파수를 제어하는 방법.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 비-정지궤도 위성은 상기 하나 이상의 다른 UT들 중의 적어도 제 2 UT 와 통신하도록 동작 가능하고, 상기 제 2 UT는 제 2 신호를 상기 비-정지궤도 위성에 송신하도록 동작 가능한, 송신 시간 및 무선 주파수를 제어하는 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 게이트웨이는 상기 비-정지궤도 위성을 통해 상기 제 1 UT로부터의 상기 제 1 신호 및 상기 제 2 UT로부터의 상기 제 2 신호를 수신하도록 동작 가능한, 송신 시간 및 무선 주파수를 제어하는 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 UT에서의 상기 제 1 신호의 상기 송신 시간은 상기 게이트웨이에서의 상기 제 1 신호 및 상기 제 2 신호의 TOA들간의 TOA 차이를 감소시키도록 조정되고, 상기 제 1 UT에서의 상기 제 1 신호의 상기 무선 주파수는 상기 게이트웨이에서의 상기 제 1 신호 및 상기 제 2 신호의 도플러 시프트들간의 차이를 감소시키도록 조정되는, 송신 시간 및 무선 주파수를 제어하는 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 2 UT에서의 상기 제 2 신호의 송신 시간은 상기 게이트웨이에서의 상기 제 1 신호 및 상기 제 2 신호의 TOA들간의 TOA 차이를 감소시키도록 조정되고, 상기 제 2 UT에서의 상기 제 2 신호의 무선 주파수는 상기 게이트웨이에서의 상기 제 1 신호 및 상기 제 2 신호의 도플러 시프트들간의 차이를 감소시키도록 조정되는, 송신 시간 및 무선 주파수를 제어하는 방법.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 UT에 의해, 상기 게이트웨이로부터, 상기 제 1 UT에서의 상기 제 1 신호의 상기 송신 시간을 앞당기거나 또는 지체시켜 상기 게이트웨이에서의 상기 제 1 신호 및 상기 제 2 신호의 TOA들 간의 TOA 차이를 감소시키기 위한 적어도 하나의 커맨드를 수신하는 단계, 및
    상기 제 1 UT에 의해, 상기 게이트웨이로부터, 상기 제 1 UT에서의 상기 제 1 신호의 상기 무선 주파수를 증가 또는 감소시켜 상기 게이트웨이에서의 상기 제 1 신호 및 상기 제 2 신호의 도플러 시프트들간의 차이를 감소시키기 위한 적어도 하나의 추가 커맨드를 수신하는 단계를 더 포함하는, 송신 시간 및 무선 주파수를 제어하는 방법.
  8. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 UT에서의 상기 제 1 신호의 상기 송신 시간은 상기 비-정지궤도 위성에서의 상기 제 1 신호 및 상기 제 2 신호의 TOA들간의 TOA 차이를 감소시키도록 조정되고, 상기 제 2 UT에서의 상기 제 2 신호의 상기 무선 주파수는 상기 비-정지궤도 위성에서의 상기 제 1 신호 및 상기 제 2 신호의 도플러 시프트들간의 차이를 감소시키도록 조정되는, 송신 시간 및 무선 주파수를 제어하는 방법.
  9. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 2 UT에서의 상기 제 2 신호의 송신 시간은 상기 비-정지궤도 위성에서의 상기 제 1 신호 및 상기 제 2 신호의 TOA들간의 TOA 차이를 감소시키도록 조정되고, 상기 제 1 UT에서의 상기 제 2 신호의 무선 주파수는 상기 비-정지궤도 위성에서의 상기 제 1 신호 및 상기 제 2 신호의 도플러 시프트들간의 차이를 감소시키도록 조정되는, 송신 시간 및 무선 주파수를 제어하는 방법.
  10. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 UT에 의해, 상기 위성으로부터, 상기 제 1 UT에서의 상기 제 1 신호의 상기 송신 시간을 앞당기거나 또는 지체시켜 상기 비-정지궤도 위성에서의 상기 제 1 신호 및 상기 제 2 신호의 TOA들 간의 TOA 차이를 감소시키기 위한 적어도 하나의 커맨드를 수신하는 단계, 및
    상기 제 1 UT에 의해, 상기 위성으로부터, 상기 제 1 UT에서의 상기 제 1 신호의 상기 무선 주파수를 증가 또는 감소시켜 상기 비-정지궤도 위성에서의 상기 제 1 신호 및 상기 제 2 신호의 도플러 시프트들간의 차이를 감소시키기 위한 적어도 하나의 추가 커맨드를 수신하는 단계를 더 포함하는, 송신 시간 및 무선 주파수를 제어하는 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 로컬 시간 기준은 로컬 GPS (Global Positioning System) 시간 기준을 포함하는, 송신 시간 및 무선 주파수를 제어하는 방법.
  12. 비-정지궤도 위성과 통신하는 제 1 사용자 단말기 (UT) 를 포함하는 제 1 지상국에서 수신되는 제 1 신호의 송신 시간 및 무선 주파수를 제어하도록 구성된 장치로서, 상기 비-정지궤도 위성은 또한 게이트웨이와 통신하고, 상기 장치는,
    로컬 시간 기준 및 상기 비-정지궤도 위성의 수신된 신호 또는 궤도력에 기초하여 사전 보정 시간 값을 계산하도록 구성된 로직;
    상기 제 1 지상국에서 수신되는 상기 제 1 신호의 송신 시간을 조정하기 위해 상기 사전 보정 시간 값을 적용하도록 구성된 로직;
    로컬 주파수 기준 및 상기 비-정지궤도 위성의 상기 수신된 신호 또는 궤도력에 기초하여 사전 보정 주파수 값을 계산하도록 구성된 로직;
    상기 제 1 지상국에서 수신되는 상기 제 1 신호의 상기 무선 주파수를 조정하기 위해 상기 사전 보정 주파수 값을 적용하도록 구성된 로직; 및
    상기 사전 보정 시간 값에 기초하여 조정된 상기 송신 시간 및 상기 사전 보정 주파수 값에 기초하여 조정된 상기 무선 주파수에 따라 상기 비-정지궤도 위성으로 상기 제 1 신호를 송신하도록 구성된 로직을 포함하고,
    상기 게이트웨이는 상기 비-정지궤도 위성을 통해 상기 제 1 UT로부터 상기 제 1 신호를 수신하고 그리고 상기 비-정지궤도 위성을 통해 하나 이상의 다른 UT들로부터 하나 이상의 다른 신호들을 수신하도록 동작 가능하고,
    상기 사전 보정 시간 값은 상기 비-정지궤도 위성 및/또는 상기 게이트웨이에서 수신되는 상기 제 1 신호의 도달 시간 (TOA) 과 상기 비-정지궤도 위성 및/또는 상기 게이트웨이에서 수신되는 상기 하나 이상의 다른 UT들로부터의 상기 하나 이상의 다른 신호들의 하나 이상의 TOA들 사이의 TOA 차이를 감소시키도록 구성되고,
    상기 사전 보정 주파수 값은 상기 비-정지궤도 위성 및/또는 상기 게이트웨이에서 수신되는 상기 제 1 신호의 무선 주파수와 상기 비-정지궤도 위성 및/또는 상기 게이트웨이에서 수신되는 상기 하나 이상의 다른 UT들로부터의 상기 하나 이상의 다른 신호들의 하나 이상의 무선 주파수들 사이의 주파수 오프셋 차이를 감소시키도록 구성되고,
    상기 TOA 차이의 크기에 기초하여, 상기 사전 보정 시간 값은, 상기 비-정지궤도 위성 및/또는 상기 게이트웨이로부터의 명령에 응답하여, 상기 TOA 차이를 감소시키도록 더 구성되고, 그리고
    상기 주파수 오프셋 차이의 크기에 기초하여, 상기 사전 보정 주파수 값은, 상기 비-정지궤도 위성 및/또는 상기 게이트웨이로부터의 명령에 응답하여, 상기 주파수 오프셋 차이를 감소시키도록 더 구성되는, 송신 시간 및 무선 주파수를 제어하도록 구성된 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 비-정지궤도 위성은 상기 하나 이상의 다른 UT들 중의 적어도 제 2 UT 와 통신하도록 동작 가능하고, 상기 제 2 UT는 제 2 신호를 상기 비-정지궤도 위성에 송신하도록 동작 가능한, 송신 시간 및 무선 주파수를 제어하도록 구성된 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 게이트웨이는 상기 비-정지궤도 위성을 통해 상기 제 1 UT로부터의 상기 제 1 신호 및 상기 제 2 UT로부터의 상기 제 2 신호를 수신하도록 동작 가능한, 송신 시간 및 무선 주파수를 제어하도록 구성된 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 1 UT에서의 상기 제 1 신호의 상기 송신 시간은 상기 게이트웨이에서의 상기 제 1 신호 및 상기 제 2 신호의 TOA들간의 TOA 차이를 감소시키도록 조정되고, 상기 제 1 UT에서의 상기 제 1 신호의 상기 무선 주파수는 상기 게이트웨이에서의 상기 제 1 신호 및 상기 제 2 신호의 도플러 시프트들간의 차이를 감소시키도록 조정되는, 송신 시간 및 무선 주파수를 제어하도록 구성된 장치.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 2 UT에서의 상기 제 2 신호의 송신 시간은 상기 게이트웨이에서의 상기 제 1 신호 및 상기 제 2 신호의 TOA들간의 TOA 차이를 감소시키도록 조정되고, 상기 제 2 UT에서의 상기 제 2 신호의 무선 주파수는 상기 게이트웨이에서의 상기 제 1 신호 및 상기 제 2 신호의 도플러 시프트들간의 차이를 감소시키도록 조정되는, 송신 시간 및 무선 주파수를 제어하도록 구성된 장치.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 1 UT에 의해, 상기 게이트웨이로부터, 상기 제 1 UT에서의 상기 제 1 신호의 상기 송신 시간을 앞당기거나 또는 지체시켜 상기 게이트웨이에서의 상기 제 1 신호 및 상기 제 2 신호의 TOA들 간의 TOA 차이를 감소시키기 위한 적어도 하나의 커맨드를 수신하도록 구성된 로직, 및
    상기 제 1 UT에 의해, 상기 게이트웨이로부터, 상기 제 1 UT에서의 상기 제 1 신호의 상기 무선 주파수를 증가 또는 감소시켜 상기 게이트웨이에서의 상기 제 1 신호 및 상기 제 2 신호의 도플러 시프트들간의 차이를 감소시키기 위한 적어도 하나의 추가 커맨드를 수신하도록 구성된 로직을 더 포함하는, 송신 시간 및 무선 주파수를 제어하도록 구성된 장치.
  18. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1 UT에서의 상기 제 1 신호의 상기 송신 시간은 상기 비-정지궤도 위성에서의 상기 제 1 신호 및 상기 제 2 신호의 TOA들간의 TOA 차이를 감소시키도록 조정되고, 상기 제 2 UT에서의 상기 제 2 신호의 상기 무선 주파수는 상기 비-정지궤도 위성에서의 상기 제 1 신호 및 상기 제 2 신호의 도플러 시프트들간의 차이를 감소시키도록 조정되는, 송신 시간 및 무선 주파수를 제어하도록 구성된 장치.
  19. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 2 UT에서의 상기 제 2 신호의 송신 시간은 상기 비-정지궤도 위성에서의 상기 제 1 신호 및 상기 제 2 신호의 TOA들간의 TOA 차이를 감소시키도록 조정되고, 상기 제 1 UT에서의 상기 제 2 신호의 무선 주파수는 상기 비-정지궤도 위성에서의 상기 제 1 신호 및 상기 제 2 신호의 도플러 시프트들간의 차이를 감소시키도록 조정되는, 송신 시간 및 무선 주파수를 제어하도록 구성된 장치.
  20. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1 UT에 의해, 상기 위성으로부터, 상기 제 1 UT에서의 상기 제 1 신호의 상기 송신 시간을 앞당기거나 또는 지체시켜 상기 비-정지궤도 위성에서의 상기 제 1 신호 및 상기 제 2 신호의 TOA들간의 TOA 차이를 감소시키기 위한 적어도 하나의 커맨드를 수신하도록 구성된 로직, 및
    상기 제 1 UT에 의해, 상기 위성으로부터, 상기 제 1 UT에서의 상기 제 1 신호의 상기 무선 주파수를 증가 또는 감소시켜 상기 비-정지궤도 위성에서의 상기 제 1 신호 및 상기 제 2 신호의 도플러 시프트들간의 차이를 감소시키기 위한 적어도 하나의 추가 커맨드를 수신하도록 구성된 로직을 더 포함하는, 송신 시간 및 무선 주파수를 제어하도록 구성된 장치.
  21. 비-정지궤도 위성과 통신하는 제 1 사용자 단말기 (UT) 를 포함하는 제 1 지상국에서 수신되는 제 1 신호의 송신 시간 및 무선 주파수를 제어하기 위한 장치로서, 상기 비-정지궤도 위성은 또한 게이트웨이와 통신하고, 상기 장치는,
    로컬 시간 기준 및 상기 비-정지궤도 위성의 수신된 신호 또는 궤도력에 기초하여 사전 보정 시간 값을 계산하는 수단;
    상기 제 1 지상국에서 수신되는 상기 제 1 신호의 송신 시간을 조정하기 위해 상기 사전 보정 시간 값을 적용하는 수단;
    로컬 주파수 기준 및 상기 비-정지궤도 위성의 상기 수신된 신호 또는 궤도력에 기초하여 사전 보정 주파수 값을 계산하는 수단;
    상기 제 1 지상국에서 수신되는 상기 제 1 신호의 상기 무선 주파수를 조정하기 위해 상기 사전 보정 주파수 값을 적용하는 수단; 및
    상기 사전 보정 시간 값에 기초하여 조정된 상기 송신 시간 및 상기 사전 보정 주파수 값에 기초하여 조정된 상기 무선 주파수에 따라 상기 비-정지궤도 위성으로 상기 제 1 신호를 송신하는 수단을 포함하고,
    상기 게이트웨이는 상기 비-정지궤도 위성을 통해 상기 제 1 UT로부터 상기 제 1 신호를 수신하고 그리고 상기 비-정지궤도 위성을 통해 하나 이상의 다른 UT들로부터 하나 이상의 다른 신호들을 수신하도록 동작 가능하고,
    상기 사전 보정 시간 값은 상기 비-정지궤도 위성 및/또는 상기 게이트웨이에서 수신되는 상기 제 1 신호의 도달 시간 (TOA) 과 상기 비-정지궤도 위성 및/또는 상기 게이트웨이에서 수신되는 상기 하나 이상의 다른 UT들로부터의 상기 하나 이상의 다른 신호들의 하나 이상의 TOA들 사이의 TOA 차이를 감소시키도록 구성되고,
    상기 사전 보정 주파수 값은 상기 비-정지궤도 위성 및/또는 상기 게이트웨이에서 수신되는 상기 제 1 신호의 무선 주파수와 상기 비-정지궤도 위성 및/또는 상기 게이트웨이에서 수신되는 상기 하나 이상의 다른 UT들로부터의 상기 하나 이상의 다른 신호들의 하나 이상의 무선 주파수들 사이의 주파수 오프셋 차이를 감소시키도록 구성되고,
    상기 TOA 차이의 크기에 기초하여, 상기 사전 보정 시간 값은, 상기 비-정지궤도 위성 및/또는 상기 게이트웨이로부터의 명령에 응답하여, 상기 TOA 차이를 감소시키도록 더 구성되고, 그리고
    상기 주파수 오프셋 차이의 크기에 기초하여, 상기 사전 보정 주파수 값은, 상기 비-정지궤도 위성 및/또는 상기 게이트웨이로부터의 명령에 응답하여, 상기 주파수 오프셋 차이를 감소시키도록 더 구성되는, 송신 시간 및 무선 주파수를 제어하기 위한 장치.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 비-정지궤도 위성은 상기 하나 이상의 다른 UT들 중의 적어도 제 2 UT 와 통신하도록 동작 가능하고, 상기 제 2 UT는 제 2 신호를 상기 비-정지궤도 위성에 송신하도록 동작 가능한, 송신 시간 및 무선 주파수를 제어하기 위한 장치.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 게이트웨이는 상기 비-정지궤도 위성을 통해 상기 제 1 UT로부터의 상기 제 1 신호 및 상기 제 2 UT로부터의 상기 제 2 신호를 수신하도록 동작 가능한, 송신 시간 및 무선 주파수를 제어하기 위한 장치.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 제 1 UT에서의 상기 제 1 신호의 상기 송신 시간은 상기 게이트웨이에서의 상기 제 1 신호 및 상기 제 2 신호의 TOA들간의 TOA 차이를 감소시키도록 조정되고, 상기 제 1 UT에서의 상기 제 1 신호의 상기 무선 주파수는 상기 게이트웨이에서의 상기 제 1 신호 및 상기 제 2 신호의 도플러 시프트들간의 차이를 감소시키도록 조정되는, 송신 시간 및 무선 주파수를 제어하기 위한 장치.
  25. 제 22 항에 있어서,
    상기 제 1 UT에서의 상기 제 1 신호의 상기 송신 시간은 상기 비-정지궤도 위성에서의 상기 제 1 신호 및 상기 제 2 신호의 TOA들간의 TOA 차이를 감소시키도록 조정되고, 상기 제 2 UT에서의 상기 제 2 신호의 상기 무선 주파수는 상기 비-정지궤도 위성에서의 상기 제 1 신호 및 상기 제 2 신호의 도플러 시프트들간의 차이를 감소시키도록 조정되는, 송신 시간 및 무선 주파수를 제어하기 위한 장치.
  26. 컴퓨터 또는 프로세서로 하여금 비-정지궤도 위성과 통신하는 제 1 사용자 단말기 (UT) 를 포함하는 제 1 지상국에서 수신되는 제 1 신호의 송신 시간 및 무선 주파수를 제어하게 하기 위한 명령들을 포함하는 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체로서, 상기 비-정지궤도 위성은 또한 게이트웨이와 통신하고, 상기 명령들은
    로컬 시간 기준 및 상기 비-정지궤도 위성의 수신된 신호 또는 궤도력에 기초하여 사전 보정 시간 값을 계산하고;
    상기 제 1 지상국에서 수신되는 상기 제 1 신호의 송신 시간을 조정하기 위해 상기 사전 보정 시간 값을 적용하고;
    로컬 주파수 기준 및 상기 비-정지궤도 위성의 상기 수신된 신호 또는 궤도력에 기초하여 사전 보정 주파수 값을 계산하고;
    상기 제 1 지상국에서 수신되는 상기 제 1 신호의 상기 무선 주파수를 조정하기 위해 상기 사전 보정 주파수 값을 적용하고; 그리고
    상기 사전 보정 시간 값에 기초하여 조정된 상기 송신 시간 및 상기 사전 보정 주파수 값에 기초하여 조정된 상기 무선 주파수에 따라 상기 비-정지궤도 위성으로 상기 제 1 신호를 송신하기 위한 명령들을 포함하고,
    상기 게이트웨이는 상기 비-정지궤도 위성을 통해 상기 제 1 UT로부터 상기 제 1 신호를 수신하고 그리고 상기 비-정지궤도 위성을 통해 하나 이상의 다른 UT들로부터 하나 이상의 다른 신호들을 수신하도록 동작 가능하고,
    상기 사전 보정 시간 값은 상기 비-정지궤도 위성 및/또는 상기 게이트웨이에서 수신되는 상기 제 1 신호의 도달 시간 (TOA) 과 상기 비-정지궤도 위성 및/또는 상기 게이트웨이에서 수신되는 상기 하나 이상의 다른 UT들로부터의 상기 하나 이상의 다른 신호들의 하나 이상의 TOA들 사이의 TOA 차이를 감소시키도록 구성되고,
    상기 사전 보정 주파수 값은 상기 비-정지궤도 위성 및/또는 상기 게이트웨이에서 수신되는 상기 제 1 신호의 무선 주파수와 상기 비-정지궤도 위성 및/또는 상기 게이트웨이에서 수신되는 상기 하나 이상의 다른 UT들로부터의 상기 하나 이상의 다른 신호들의 하나 이상의 무선 주파수들 사이의 주파수 오프셋 차이를 감소시키도록 구성되고,
    상기 TOA 차이의 크기에 기초하여, 상기 사전 보정 시간 값은, 상기 비-정지궤도 위성 및/또는 상기 게이트웨이로부터의 명령에 응답하여, 상기 TOA 차이를 감소시키도록 더 구성되고, 그리고
    상기 주파수 오프셋 차이의 크기에 기초하여, 상기 사전 보정 주파수 값은, 상기 비-정지궤도 위성 및/또는 상기 게이트웨이로부터의 명령에 응답하여, 상기 주파수 오프셋 차이를 감소시키도록 더 구성되는, 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 비-정지궤도 위성은 상기 하나 이상의 다른 UT들 중의 적어도 제 2 UT 와 통신하도록 동작 가능하고, 상기 제 2 UT는 제 2 신호를 상기 비-정지궤도 위성에 송신하도록 동작 가능한, 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
  28. 제 27 항에 있어서,
    상기 게이트웨이는 상기 비-정지궤도 위성을 통해 상기 제 1 UT로부터의 상기 제 1 신호 및 상기 제 2 UT로부터의 상기 제 2 신호를 수신하도록 동작 가능한, 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
  29. 제 28 항에 있어서,
    상기 제 1 UT에서의 상기 제 1 신호의 상기 송신 시간은 상기 게이트웨이에서의 상기 제 1 신호 및 상기 제 2 신호의 TOA들간의 TOA 차이를 감소시키도록 조정되고, 상기 제 1 UT에서의 상기 제 1 신호의 상기 무선 주파수는 상기 게이트웨이에서의 상기 제 1 신호 및 상기 제 2 신호의 도플러 시프트들간의 차이를 감소시키도록 조정되는, 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
  30. 제 27 항에 있어서,
    상기 제 1 UT에서의 상기 제 1 신호의 상기 송신 시간은 상기 비-정지궤도 위성에서의 상기 제 1 신호 및 상기 제 2 신호의 TOA들간의 TOA 차이를 감소시키도록 조정되고, 상기 제 2 UT에서의 상기 제 2 신호의 상기 무선 주파수는 상기 비-정지궤도 위성에서의 상기 제 1 신호 및 상기 제 2 신호의 도플러 시프트들간의 차이를 감소시키도록 조정되는, 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
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