KR20200058442A

KR20200058442A - 유연한 인트라-위성 신호 경로들

Info

Publication number: KR20200058442A
Application number: KR1020207010099A
Authority: KR
Inventors: 아론 멘델손; 도날드 베커
Original assignee: 비아셋, 인크
Priority date: 2017-09-22
Filing date: 2017-09-22
Publication date: 2020-05-27
Also published as: US11979221B2; CA3076314A1; JP7296373B2; US11463160B2; KR102397530B1; US20200235807A1; RU2745111C1; ZA202002043B; SG11202002487SA; AU2017432625A1; JP2021503193A; EP3685527A1; AU2017432625B2; CN111108700B; UA126587C2; CN111108700A; WO2019059934A1; IL273349A; US20220416882A1; BR112020005653A2

Abstract

위성 통신 시스템의 위성 내의 유연한 신호 경로들을 가능하게 하기 위한 시스템들 및 방법들이 설명된다. 예를 들어, 벤트-파이프 위성(bent-pipe satellite)의 경로 선택 서브시스템은 업링크 및 다운링크 경로 선택기들을 통해 업링크 안테나 포트들을 다운링크 안테나 포트들과 결합하는 비-처리된 신호 경로들의 유연한 배열을 가능하게 한다. 경로 선택기들은 (예를 들어, 궤도 상에서) 동적으로 재구성될 수 있어서, 하나의 시간에서의 경로 선택기들의 구성이 각자의 업링크 및 다운링크 안테나 포트들 사이의 신호 경로들의 하나의 세트를 형성할 수 있고, 다른 시간에서의 구성이 각자의 업링크 및 다운링크 안테나 포트들 사이의 신호 경로들의 상이한 세트를 형성할 수 있다. 경로 선택 서브시스템은 사이멀캐스트(simulcast) 모드를 가질 수 있으며, 이들은 활성 시, 하나 이상의 사이멀캐스트 신호 경로들을 형성하기 위해, 업링크 안테나 포트들 중 적어도 하나 각각을 다수의 사용자 다운링크 안테나 포트들과 결합한다.

Description

유연한 인트라-위성 신호 경로들

실시예들은 일반적으로 위성 통신 시스템들에 관한 것이고, 보다 상세하게는 위성 통신 시스템 내의 위성 내의 유연한(flexible) 신호 경로들에 관한 것이다.

위성 통신 시스템은 전형적으로 위성의 빔들에 의해 조명되는 커버리지 영역들 내에 위치된 사용자 단말기들과 게이트웨이 단말기들 사이의 접속성을 제공하는 위성(또는 다수의 위성들)을 포함한다. 게이트웨이 단말기들은 인터넷 또는 공중 교환 전화 네트워크와 같은 다른 네트워크들과의 인터페이스를 제공할 수 있다. 데이터에 대한 계속 증가하는 소비자 요구들을 계속 충족시키는 것은 더 높은 처리량(예를 들어, 초당 1테라 비트 이상의 데이터 레이트), 더 많은 강건성 및 더 많은 유연성을 갖는 위성 통신 시스템들을 설계하는 것을 수반할 수 있다. 예를 들어, 게이트웨이 정지, 날씨 조건, 시간 경과에 따른 요구의 변화 및 다른 조건들이 이용가능한 위성 자원들이 시간 경과에 따라 통신 서비스들의 제공으로 어떻게 전환되는지에 영향을 미칠 수 있다. 따라서, 고정된 위성 설계들(예를 들어, 빔들에 걸친 자원들의 고정된 할당, 게이트웨이들과 그들이 서비스하는 사용자 빔들 사이의 고정된 연관성, 위성을 통한 고정된 신호 경로들 등)은 이용가능한 스펙트럼 및 다른 위성 자원들의 비효율적인, 또는 달리 최적이 아닌, 이용을 초래하는 경향이 있을 수 있다.

무엇보다도, 위성 통신 시스템의 위성 내의 유연한 신호 경로들을 가능하게 하기 위한 시스템들 및 방법들이 설명된다. 일부 실시예들은 고정 스폿 빔들로 사용자 및 게이트웨이 커버리지 영역들을 조명하는 벤트-파이프(bent-pipe) 위성의 상황에서 동작한다. 예시적인 구현예로서, 위성은 게이트웨이 업링크 안테나 포트들, 사용자 업링크 안테나 포트들, 게이트웨이 다운링크 안테나 포트들, 및 사용자 다운링크 안테나 포트들을 갖는 하나 이상의 안테나들을 포함한다. 예를 들어, 특정 고정 빔 커버리지 영역 내의 사용자 단말기들의 그룹은 위성의 사용자 업링크 안테나 포트들을 통해 수신되는 역방향 링크(return-link) 업링크 신호들을 송신하고, 사용자 단말기들의 그룹은 위성의 사용자 다운링크 안테나 포트들을 통해 송신되는 순방향 링크(forward-link) 다운링크 신호들을 수신한다.

위성 내의 경로 선택 서브시스템은, 업링크 경로 선택기들 및 다운링크 경로 선택기들을 통해 업링크 안테나 포트들을 다운링크 안테나 포트들과 결합하는 비-처리된 신호 경로들의 유연한 배열을 포함한다. 예를 들어, 하나의 시간에서의 업링크 및 다운링크 경로 선택기들의 특정 구성은 안테나(들)의 각자의 업링크 및 다운링크 포트들 사이에 신호 경로들의 대응하는 세트를 효과적으로 형성할 수 있으며, 그 구성은 다른 시간에 (예를 들어, 궤도(orbit) 상에서) 동적으로 재구성되어 신호 경로들의 상이한 대응하는 세트를 형성할 수 있다. 경로 선택 서브시스템은 순방향 및/또는 역방향 사이멀캐스트(simulcast) 모드들을 가지며, 이들은 활성 시, 하나 이상의 사이멀캐스트 신호 경로들을 형성하기 위해, 업링크 안테나 포트들 중의 적어도 하나 각각을 다수의 다운링크 안테나 포트들과 결합할 수 있다. 예를 들어, 순방향 사이멀캐스트 모드에서, 단일 게이트웨이 빔으로부터의 단일 게이트웨이 업링크 신호는 다수의 사용자 다운링크 신호들로서 다수의 사용자 빔들로 사이멀캐스트될 수 있다.

본 개시가 첨부 도면과 관련하여 설명된다.
도 1은 다양한 실시예들에 따른, 위성 통신 시스템의 실시예의 블록도를 도시한다.
도 2는 다양한 실시예들에 따른, 예시적인 위성의 단순화된 블록도를 도시한다.
도 3a 및 도 3b는 다양한 실시예들에 따른, 입력 서브시스템들의 예시적인 구현예들을 특징으로 하는 위성의 일부분의 단순화된 블록도들을 도시한다.
도 4는 다양한 실시예들에 따른, 예시적인 출력 서브시스템을 특징으로 하는 위성의 일부분의 단순화된 블록도를 도시한다.
도 5는 다양한 실시예들에 따른, 경로 선택 서브시스템이 경로 선택 스위치들 및 분배기-조합기 네트워크를 포함하는 예시적인 위성 통신 시스템의 단순화된 블록도를 도시한다.
도 6은 다양한 실시예들에 따른, 경로 선택 서브시스템이 경로 선택 스위치들 및 분배기-조합기 네트워크를 포함하는 다른 예시적인 위성 통신 시스템의 단순화된 블록도를 도시한다.
도 7은 다양한 실시예들에 따른, 경로 선택 서브시스템이 전력 분배기들과 경로 선택 스위치들 및 분배기-조합기 네트워크를 포함하는 예시적인 위성 통신 시스템의 단순화된 블록도를 도시한다.
도 8은 다양한 실시예들에 따른, 경로 선택 서브시스템이 경로 선택 스위치들 및 전력 조합기들을 포함하는 예시적인 위성 통신 시스템의 단순화된 블록도를 도시한다.
도 9는 다양한 실시예들에 따른, 경로 선택 서브시스템이 경로 선택 스위치들 및 전력 조합기들을 포함하는 다른 예시적인 위성 통신 시스템의 단순화된 블록도를 도시한다.
도 10은 본 명세서에 설명된 것들과 같은, 위성 통신 시스템에 대한 예시적인 빔 레이아웃을 도시한다.
도 11은 다양한 실시예들에 따른, 복수의 고정 스폿 빔들 사이에서의 통신들의 유연한 인트라-위성 라우팅을 위한 예시적인 방법의 흐름도를 도시한다.
첨부 도면들에서, 유사한 컴포넌트들 및/또는 특징부들은 동일한 참조 라벨을 가질 수 있다. 또한, 동일한 타입의 다양한 컴포넌트들은 참조 라벨 뒤에 유사한 컴포넌트들을 구별하는 제2 라벨이 이어지게 함으로써 구별될 수 있다. 본 명세서에서 제1 참조 라벨만이 사용되는 경우, 설명은 제2 참조 라벨에 상관없이 동일한 제1 참조 라벨을 갖는 유사한 컴포넌트들 중 임의의 하나에 적용될 수 있다.

하기의 설명에서, 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해 다수의 특정 상세 사항들이 기재된다. 그러나, 당업자는 이러한 특정 상세 사항들 없이도 본 발명이 실시될 수 있다는 것을 인식하여야 한다. 일부 경우들에서, 회로들, 구조들 및 기법들은 본 발명을 모호하게 하는 것을 회피하기 위해 상세히 도시되지 않았다.

먼저 도 1을 참조하면, 다양한 실시예들에 따른, 위성 통신 시스템(100)의 실시예의 블록도가 도시되어 있다. 위성 통신 시스템(100)은 공간 세그먼트(하나 이상의 위성들(105))를 통해 다수의 사용자 단말기들(110)과 통신하는 지상 세그먼트 네트워크(150)를 포함한다. 지상 세그먼트 네트워크(150)는 임의의 적합한 수의 지상 단말기들을 포함할 수 있다. 용어 "지상"은 본 명세서에서 일반적으로 "공간"에 있지 않은 네트워크의 부분들을 포함하도록 사용된다. 예를 들어, 지상 단말기들의 실시예들은 모바일 항공 단말기들 등을 포함할 수 있다. 지상 단말기들은 게이트웨이 단말기들(165), 코어 노드들(170), 네트워크 운영 센터(network operations center, NOC)들, 위성 및 게이트웨이 단말기 커맨드 센터들, 및/또는 임의의 다른 적합한 노드들을 포함할 수 있다. 사용자 단말기들(110)은 위성 통신 시스템(100)의 지상 세그먼트 네트워크 (150)의 일부일 수 있지만, 이들은 명료함을 위해 본 명세서에서 별도로 논의된다. 도시되지는 않았지만, 각각의 사용자 단말기(110)는 컴퓨터들, 근거리 네트워크들(예를 들어, 허브 또는 라우터를 포함함), 인터넷 기기들, 무선 네트워크들 등과 같은 다양한 고객 댁내 장치(consumer premises equipment, CPE) 디바이스들에 접속될 수 있다. 일부 구현예들에서, 사용자 단말기들(110)은 고정 및 모바일 사용자 단말기들(110)을 포함한다.

일부 실시예들은 모든 통신들이 적어도 하나의 게이트웨이 단말기(165)를 통과하는 허브 스포크 아키텍처(hub-spoke architecture)로서 구현된다. 예를 들어, 제1 사용자 단말기(110)로부터 제2 사용자 단말기(110)로의 통신은 위성(105)을 통해 제1 사용자 단말기(110)로부터 게이트웨이(165)로, 그리고 위성(105)을 통해 게이트웨이(165)로부터 제2 사용자 단말기(110)로 통과할 수 있다. 따라서, 통신들은 게이트웨이 단말기(165)로부터 오거나 게이트웨이 단말기(165)로 가는 것으로 고려될 수 있다. 다른 실시예들은, 예를 들어, 사용자 단말기(110)로부터 그 자신으로의 통신(예를 들어, 루프백 통신(loopback communication)) 그리고/또는 게이트웨이 단말기(165)를 통과하지 않고 하나 이상의 다른 사용자 단말기들(110)로의 통신을 허용하는 아키텍처들을 포함하는 다른 아키텍처들로 구현될 수 있다.

하나 이상의 게이트웨이 단말기들(165)로부터 오는 통신들은 본 명세서에서 "순방향" 또는 "순방향 링크" 통신들로 지칭되고, (예를 들어, 사용자 단말기들(110)로부터) 하나 이상의 게이트웨이 단말기들로 가는 통신들은 본 명세서에서 "역방향" 또는 "역방향 링크" 통신들로 지칭된다. 지상(예를 들어, 게이트웨이 단말기들(165) 및 사용자 단말기들(110))으로부터 공간(예를 들어, 위성(105))으로의 통신들은 본 명세서에서 "업링크" 통신들로 지칭되고, 공간으로부터 지상으로의 통신들은 본 명세서에서 "다운링크" 통신들로 지칭된다. 그러한 용어로 설명하자면, 게이트웨이 단말기들(165)은 하나 이상의 게이트웨이 안테나들(145)을 통해서 순방향 업링크 채널(172)을 통해 위성(105)에 통신할 수 있고, 하나 이상의 게이트웨이 안테나들(145)을 통해서 역방향 다운링크 채널(174)을 통해 위성(105)으로부터 통신들을 수신할 수 있으며; 사용자 단말기들(110)은 그들의 사용자 안테나들(115)을 통해서 역방향 업링크 채널(178)을 통해 위성(105)에 통신할 수 있고, 그들의 사용자 안테나들(115)을 통해서 순방향 다운링크 채널(176)을 통해 위성(105)으로부터 통신들을 수신할 수 있다.

게이트웨이 단말기(165)는 때때로 허브 또는 지상 스테이션으로 지칭된다. 게이트웨이 단말기들(165)이 전형적으로 고정된 위치들에 있는 동안, 일부 구현예들은 모바일 게이트웨이들을 포함할 수 있다. 지상 세그먼트 네트워크(150)는 다양한 컴포넌트들 간에 지상 세그먼트 기능을 분포시킬 수 있다. 예를 들어, 지리적으로 분산된 코어 노드들(170)은 인터넷(175)(및/또는 다른 공중 및/또는 사설 네트워크들)과 통신하고, 고속, 고-처리량, 고신뢰성 지상 백본 네트워크를 통해 서로 통신한다. 코어 노드들(170)은 향상된 라우팅, 큐잉, 스케줄링, 및/또는 다른 기능을 갖는다. 각각의 게이트웨이 단말기(165)는 하나 이상의 코어 노드들(170)과 (예를 들어, 중복적으로) 통신한다. 사용자 단말기들(110)의 그룹들은 위성(105) 및 사용자 빔들을 통해 다수의 게이트웨이 단말기들(165)에 의해 서비스된다. 따라서, 인터넷을 목적지로 하는 사용자 단말기(110)로부터의 역방향 링크 통신들은 사용자 빔을 통해 사용자 단말기로부터 위성(105)으로, 각자의 게이트웨이 빔들을 통해 위성(105)으로부터 다수의 게이트웨이 단말기들(165)로, 지상 세그먼트 네트워크(150)를 통해 게이트웨이 단말기들(165)로부터 하나 이상의 코어 노드들(170)로, 그리고 백본 네트워크를 통해 하나 이상의 코어 노드들(170)로부터 인터넷(175)으로 통신될 수 있다. 유사하게, 인터넷으로부터 사용자 단말기로의 순방향 링크 통신들은 백본 네트워크를 통해 코어 노드(170)에 도달할 수 있고, 지상 세그먼트 네트워크(150)를 통해 하나 이상의 게이트웨이 단말기들(165)로 분배될 수 있고, 위성(105)을 통해 하나 이상의 게이트웨이 단말기들로부터 사용자 단말기(110)로 통신될 수 있다.

지상 세그먼트 네트워크(150)는 인터넷(175)으로 예시되지만, 임의의 적합한 타입의 네트워크, 예를 들어 IP 네트워크, 인트라넷, 광역 네트워크(WAN), 근거리 네트워크(LAN), 가상 사설 네트워크(VPN), 공중 교환 전화 네트워크(PSTN), 공중 랜드 모바일 네트워크 등과 통신할 수 있다. 네트워크는 유선, 무선, 광학 또는 다른 타입들의 링크들과 같은 다양한 타입들의 접속들을 포함할 수 있다. 네트워크는 또한 지상 세그먼트 네트워크(150) 컴포넌트들을 서로 접속하고/하거나 (예를 들어, 다른 위성들(105)과 통신하는) 다른 지상 세그먼트 네트워크들(150)과 접속할 수 있다.

일부 실시예들에서, 게이트웨이 단말기들(165)은 지상 스케줄링 제어기(ground scheduling controller, GSC)(172)와 통신한다. GSC(172)는 하나 이상의 게이트웨이 단말기들(165)의 포트로서, 또는 달리 지상 세그먼트 네트워크(150)의 일부로서 코어 노드들(170)들 중 하나로서 구현될 수 있다. GSC(172)의 실시예들은 본 명세서에 설명된 위성(105)의 다양한 특징부들에 대한 지상 기반 지원을 제공할 수 있다. 예를 들어, GSC(172)의 일부 실시예들은 경로 선택 스케줄(예를 들어, GSC(172) 및 위성(105) 둘 모두에 의해 알려짐)에 따라 어느 트래픽이, 어느 때들에, 어느 게이트웨이 단말기들(165)로 전송되는지를 스케줄링함으로써 사용자 단말기들(110)로의 순방향 링크 트래픽을 스케줄링할 수 있다. GSC(172)는, 예를 들어, 지상 단말기 지형(예를 들어, 게이트웨이 단말기들(165) 및 사용자 단말기들(110)의 지리적 위치들), 빔 용량(예를 들어, 각각의 빔에 의해 소싱되는(sourced) 또는 싱킹되는(sinked) 트래픽의 양), 및/또는 다른 인자들을 고려함으로써 위성(105) 커버리지 영역에 용량을 할당하기 위한 스케줄링 정보를 생성할 수 있다. 일부 경우들에서, GSC(172)는 순방향 링크 및 역방향 링크 용량을 유연하게 할당하고, 모노캐스트(monocast) 및 사이멀캐스트 용량을 유연하게 할당하는 등의, 소정 목적을 달성하기 위한 스케줄링을 결정하고 구현할 수 있다. 이러한 스케줄링은 또한 (예를 들어, 다수의 다운링크 빔들을 통한 동시 송신을 위해) 어떤 트래픽이 사이멀캐스트될 수 있는지를 결정하고, 그에 따라 트래픽을 스케줄링하는 것을 포함할 수 있다. 본 명세서에 설명된 바와 같이, 위성(105)의 실시예들은 경로 선택기들(예를 들어, 스위치들), 채널 필터들, 주파수 변환기들, 및/또는 신호 경로들의 다른 컴포넌트들을 재구성하는 제어 신호들을 생성함으로써 동적 경로 재구성을 구현할 수 있으며; GSC(172)의 일부 실시예들은 그러한 제어 신호들을 생성하고 위성(105)으로 통신할 수 있다(예를 들어, 또는, 달리 위성(105)으로 정보를 제공하여 그에 의해 위성(105)이 그러한 제어 신호들을 도출할 수 있음). 그러한 스케줄링 정보를 생성하고 위성 통신 시스템에서의 그러한 스케줄링을 구현하기 위한 기법들의 일부 예들이, 발명의 명칭이 "Interference management in a hub-spoke spot beam satellite communication system"이고, 비아셋 인크.(ViaSat, Inc.)의 등록된, 미국 특허 제8,542,629호에 설명되어 있으며, 이는 모든 목적을 위해 본 명세서에 참고로 포함된다.

위성(105)은 모든 사용자 단말기들(110) 및 게이트웨이 단말기들(165)에 대해 함께 큰 커버리지 영역을 제공하는 다수의 스폿 빔들을 지원할 수 있다. 상이한 반송파 주파수들, 편광들, 및/또는 타이밍이 빔들 사이의 간섭을 완화시키고/시키거나 주파수 재사용을 용이하게 하기 위해 사용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 위성(105)은 고정 스폿 빔들로 커버리지 영역들을 조명한다. 예를 들어, 위성(105)은 각각의 스폿 빔이 고정된 크기(예를 들어, 지구에 대해 고정된 빔 폭, 고정된 3dB 단면 등)를 갖고 지구의 고정된 지리적 지역을 조명하도록 설계된다. 각각의 게이트웨이 안테나(145) 및 사용자 안테나(115)는 위성(105)의 방향으로의 높은 지향성 및 다른 방향들로의 낮은 지향성을 갖는 반사기를 포함할 수 있다. 안테나들은 다양한 구성들로 구현될 수 있고, 직교 편광들 사이의 높은 격리도, 동작 주파수 대역들에서의 높은 효율, 낮은 잡음 등과 같은 특징들을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 사용자 안테나(115) 및 사용자 단말기(110)는 함께, 적합한 크기를 갖고 적합한 전력 증폭기를 갖는 안테나(115)를 갖는 초소형 지구국(very small aperture terminal, VSAT)을 포함한다. 다른 실시예들에서, 다양한 다른 타입들의 안테나들(115)이 위성(105)과 통신하는 데 사용된다. 각각의 안테나는 위성(105)을 지정하고 특정 반송파(및/또는 편광 등)에 동조될 수 있다. 위성(105)은 신호들의 수신 및 송신을 위한 하나 이상의 고정 포커스 지향성 안테나들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 지향성 안테나는 각각의 스폿 빔에 대해 하나 이상의 피드 혼(feed horn)들을 갖는 고정 반사기를 포함한다. 위성(105)의 다른 실시예들은 조종가능한 빔들(예를 들어, 짐발들을 이용하여 궤도에 대해 재지정될 수 있는 안테나들), 빔형성기들, 디포커싱된 빔들, 및/또는 다른 타입들의 빔들로 구현될 수 있다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 빔 피드는 스폿 빔들을 생성 및/또는 형성하기 위한 단일 피드 요소, 또는 일반적으로 임의의 적합한 안테나 요소 또는 요소들의 그룹(예를 들어, 피드 혼, 안테나 피드들의 클러스터 등)을 지칭할 수 있다. 각각의 스폿 빔은 업링크 통신들 및/또는 다운링크 통신들을 제공하는 임의의 적합한 타입의 빔(예를 들어, 포커싱된 스폿 빔, 조종가능한 빔 등)을 지칭할 수 있다. 실제로, 업링크 및 다운링크 빔들은 별개의 피드들, 피드들의 그룹들, 상이한 포트 구성들, 및/또는 임의의 다른 적합한 방식으로 생성될 수 있다. 하나의 구현예들에서, 지리적 지역(예를 들어, 스폿 빔 커버리지 영역)에서, 사용자 업링크 빔들은 특정 업링크 주파수 대역(예를 들어, 27.5 내지 30 기가헤르츠)에서 통신하고, 사용자 다운링크 빔들은 역방향 채널 업링크 및 순방향 채널 다운링크 트래픽 사이의 간섭을 피하기 위해 특정 다운링크 주파수 대역(예를 들어, 17.7 내지 20.2 기가헤르츠)에서 통신한다. 일부 구현예들에서, 게이트웨이 단말기들(165) 및/또는 사용자 단말기들(110)은 상이한 빔들을 통해, 그리고/또는 상이한 주파수들, 편광들 등에서의 통신들을 지원할 수 있는 다수의 안테나들, 튜닝 컴포넌트들, 및 다른 기능을 가질 수 있다. 소정의 구현예들에서, 상이한 빔들이 상이한 송신 및/또는 수신 전력들, 상이한 반송파 주파수들, 상이한 편광들 등과 연관된다. 예를 들어, 특정 스폿 빔은, 각각의 상이한 반송파/편광 조합들에서, 고정된 위치를 가질 수 있고, 사용자 업링크 트래픽, 사용자 다운링크 트래픽, 게이트웨이 업링크 트래픽, 및 게이트웨이 다운링크 트래픽을 지원할 수 있다.

위성(105)에 의해 생성된 바와 같은 스폿 빔의 윤곽들은 특정 안테나 설계에 의해 부분적으로 결정될 수 있고, 반사기에 대한 피드 혼의 위치, 반사기의 크기, 피드 혼의 타입 등과 같은 인자들에 의존할 수 있다. 지구 상의 각각의 스폿 빔의 윤곽은 일반적으로 원뿔형 형상(예를 들어, 원형 또는 타원형)을 가질 수 있으며, 송신 및 수신 동작들 둘 모두에 대해 스폿 빔 커버리지 영역을 조명한다. 스폿 빔은 지구 표면 상에 또는 그 위에 있는 단말기들(예를 들어, 공기중 사용자 단말기들 등)을 조명할 수 있다. 일부 실시예들에서, 고정된 위치 스폿 빔들(또는 시간 경과에 걸쳐 실질적으로 동일한 스폿 빔 커버리지 영역과 연관된 스폿 빔들)을 형성하는 데 지향성 안테나들이 사용된다. 위성(105)의 소정 실시예들은 다수의 스폿-빔 모드에서 동작하여, 상이한 스폿 빔들에서 다수의 신호들을 수신 및 송신한다. 각각의 개별 스폿 빔은 게이트웨이 단말기(165), 다수의 사용자 단말기들(110), 게이트웨이 단말기(165)와 다수의 사용자 단말기들(110)들 둘 모두 등에 서빙(serve)할 수 있다. 각각의 스폿 빔은 단일 반송파(즉, 하나의 반송파 주파수), 연속 주파수 범위(즉, 하나 이상의 반송파 주파수들), 또는 (각각의 주파수 범위에서 하나 이상의 반송파 주파수들을 갖는) 다수의 주파수 범위들을 사용할 수 있다. 위성(105)의 일부 실시예들은 비-처리(예를 들어, 비-재생(non-regenerative))됨으로써, 위성(105)에 의한 신호 조작이, 데이터 복조 및/또는 변조, 에러 보정 디코딩 및/또는 인코딩, 헤더 디코딩 및/또는 라우팅 등을 생략하면서, 주파수 변환, 편광 변환, 필터링, 증폭 등과 같은 기능들을 제공한다.

시간 경과에 따라, 데이터 볼륨 및 속도에 대한 사용자 요구의 급격한 증가가 생기고, 이는 대역폭과 같은 통신 시스템 자원들에 대한 요구의 급격한 증가를 야기한다. 그러나, 위성 통신 시스템(100)은 전형적으로 통신들에 이용가능한 제한된 주파수 스펙트럼을 가지며, 게이트웨이 정지, 날씨 조건들, 시간 경과에 따른 요구의 변화들, 및 다른 조건들은, 시간 경과에 따라 그와 같이 제한된 스펙트럼이 통신 서비스들의 프로비저닝으로 변환되는 방식에 영향을 줄 수 있다. 다양한 기법들이, 예컨대 사용자 단말기들(110)로부터 게이트웨이 단말기들(165)을 지리적으로 분리함으로써, 그리고/또는 동일한, 중첩하는, 또는 상이한 주파수들, 편광들 등을 사용하는 스폿 빔들을 구현함으로써, 주파수 재사용을 용이하게 할 수 있다. 그러나, 고정된 위성 설계들(예를 들어, 빔들에 걸친 자원들의 고정된 할당, 게이트웨이들과 그들이 서비스하는 사용자 빔들 사이의 고정된 연관성, 위성을 통한 고정된 신호 경로들 등)은 이용가능한 스펙트럼 및 다른 위성 자원들의 비효율적인, 또는 달리 최적이 아닌, 이용을 초래하는 경향이 있을 수 있다.

본 명세서에 설명된 위성 통신 시스템(100)의 실시예들은 강건하고 유연성이면서 높은 처리량(예를 들어, 1테라비트 이상의 데이터 레이트들)을 지원하도록 설계된다. 예를 들어, 위성(105)은 특정 게이트웨이 빔들을 통해 특정 게이트웨이 단말기들(165)과 통신할 수 있고, 특정 사용자 빔들을 통해 특정 사용자 단말기들(110)과 통신할 수 있지만; 유연한 인트라-위성 경로들은 궤도에 동적으로 재구성될 수 있는 방식으로 게이트웨이 및 사용자 빔들을 결합할 수 있다. 이러한 동적 재구성은, 모노캐스트 및 사이멀캐스트 경로들을 가능하게 하고/하거나 다른 방식으로 순방향 링크 및 역방향 링크 통신들 중의 자원들의 유연한 할당을 가능하게 함으로써, 게이트웨이 및 사용자 빔들 중에서 자원들의 유연한 할당을 가능하게 함으로써 강건성 및 유연성을 제공할 수 있다.

도 2는 다양한 실시예들에 따른, 예시적인 위성(200)의 단순화된 블록도를 도시한다. 위성(200)은 도 1의 위성(105)의 구현예일 수 있다. 예시된 바와 같이, 위성(200)은 게이트웨이 스폿 빔들과 연관된 다수의 게이트웨이 빔 피드들(205) 및 사용자 스폿 빔들과 연관된 사용자 빔 피드들(207)을 갖는 안테나 서브시스템(203)(예를 들어, 고정 스폿 빔 안테나 서브시스템)을 포함한다. 일반적으로, 각각의 스폿 빔은 스폿 빔 커버리지 영역을 조명하여, 스폿 빔 커버리지 영역 내에 위치된 지상 단말기들이 스폿 빔을 통해 위성(200)과 통신할 수 있다. 소정 빔들, 빔 피드들, 및 다른 요소들이 "사용자" 또는 "게이트웨이"로 지칭되지만, 일부 구현예들은 사용자 단말기들(110)이 게이트웨이 빔들 및 빔 피드들을 통해 통신하는 것을 허용하고/하거나 게이트웨이 단말기들(165)이 게이트웨이 빔들 및 빔 피드들을 통해 통신하는 것을 허용한다. 빔 피드들은 업링크 안테나 포트들(201) 및 다운링크 안테나 포트들(202)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 각각의 게이트웨이 빔 피드(205)는 게이트웨이 업링크 안테나 포트 및/또는 게이트웨이 다운링크 안테나 포트를 포함할 수 있고, 각각의 사용자 빔 피드(207)는 사용자 업링크 안테나 포트 및/또는 사용자 다운링크 안테나 포트를 포함할 수 있다. 용어 "포트" 또는 "안테나 포트"는 일반적으로 본 명세서에서 신호 통신들을 허용하는 빔 피드를 갖는 임의의 적합한 인터페이스를 지칭한다. 용어 "업링크 안테나 포트들"은 일반적으로 본 명세서에서 (예를 들어, 각각 순방향 링크 및 역방향 링크 신호들에 관하여) 게이트웨이 업링크 안테나 포트들 및/또는 사용자 업링크 안테나 포트들을 지칭할 수 있고, 용어 "다운링크 안테나 포트들"은 일반적으로 본 명세서에서 (예를 들어, 각각 역방향 링크 및 순방향 링크 신호들에 관하여) 게이트웨이 다운링크 안테나 포트들 및/또는 사용자 다운링크 안테나 포트를 지칭할 수 있다. 전술된 바와 같이, 피드들은 일반적으로 임의의 적합한 안테나 요소 또는 요소들의 그룹을 지칭할 수 있다. 단순화하기 위하여, 실시예들은 대응하는 스폿 빔을 생성하기 위해 특정 빔 피드를 사용하는 것으로 설명되고, 빔 피드의 업링크 안테나 포트(201) 및 다운링크 안테나 포트(202)는 각각 대응하는 스폿 빔을 통해 업링크 및 다운링크 트래픽을 지원한다.

위성(200)의 실시예들은 경로 선택 서브시스템(250)을 통해 통신하는 입력 서브시스템들(210) 및 출력 서브시스템들(230)을 더 포함한다. 경로 선택 서브시스템(250)은 다수의 게이트웨이 업링크 경로 선택기(GUPS)들(215), 게이트웨이 다운링크 경로 선택기(GDPS)들(220), 사용자 업링크 경로 선택기(UUPS)들(217), 및 사용자 다운링크 경로 선택기(UDPS)들(222)을 포함할 수 있다. 각각의 입력 서브시스템(210)은 각자의 업링크 안테나 포트(201)와 경로 선택 서브시스템(250) 사이에 결합될 수 있다. 예를 들어, 입력 서브시스템들(210a 내지 210j)의 제1 서브세트의 각각은 각자의 게이트웨이 업링크 포트와 각자의 GUPS(215) 사이에 결합되고, 입력 서브시스템들(210j+1 내지 210j+k)의 제2 서브세트의 각각은 각각의 사용자 업링크 포트와 각자의 UUPS(217) 사이에 결합된다. 각각의 출력 서브시스템(230)은 경로 선택 서브시스템(250)과 각자의 다운링크 안테나 포트 사이에 결합될 수 있다. 예를 들어, 출력 서브시스템들(230a 내지 230j)의 제1 서브세트의 각각은 각자의 게이트웨이 다운링크 포트와 각자의 GDPS(220) 사이에 결합되고, 출력 서브시스템들(230j+1 내지 230j+k)의 제2 서브세트의 각각은 각자의 사용자 다운링크 포트와 각자의 UDPS(222) 사이에 결합된다.

GUPS들(215), GDPS들(220), UUPS들(217), 및 UDPS들(222)은 재구성가능한 방식으로 서로 결합될 수 있다. 예를 들어, 각각의 GUPS(215)는 한 번에 임의의 하나 이상의 GDPS들(220) 및/또는 UDPS들(222)과 선택적으로 결합될 수 있고, 각각의 UUPS(217)는 한 번에 임의의 하나 이상의 GDPS들(220)과 선택적으로 결합될 수 있다. 일부 구현예들에서, 각각의 UUPS(217)(또는 UUPS들(217) 중의 단 하나 또는 일부분)는 한 번에 하나 이상의 GDPS들(220) 및/또는 다른 UDPS들(222)과 선택적으로 결합될 수 있다. 다른 구현예들에서, 각각의 UUPS들(217)(또는 UUPS들(217) 중의 단 하나 또는 일부분)은 (각자의 출력 서브시스템(230)을 통해) 그의 대응하는 사용자 빔 피드(207)에 결합된 하나 이상의 GDPS들(220) 및/또는 하나의 UDPS(222)와 선택적으로 결합될 수 있다. 예를 들어, UUPS(217a)는 사용자 빔 피드(207a)의 사용자 업링크 포트를, UDPS(222a)를 통해 사용자 빔 피드(207a)의 사용자 다운링크 포트에 결합하도록 구성가능한 것으로 예시되어 있다.

경로 선택 서브시스템(250)은 임의의 적합한 제어 입력에 응답하여 재구성가능하도록 설계된다. 실시예들은 비-처리된 신호 경로들을 형성하기 위해, 경로 선택기들(예를 들어, GUPS들(215), GDPS들(220), UUPS들(217), 및 UDPS들(222))의 일부 또는 전부를 설정함으로써 경로 선택 서브시스템(250)의 재구성을 지시하는 경로 스케줄링 제어기(260)를 포함한다. 예를 들어, 경로 스케줄링 제어기(260)는 경로 선택기들의 스위칭 컴포넌트들에 제어 신호들을 전송할 수 있고, 스위칭 컴포넌트들은 이러한 제어 신호들에 응답하여 경로 선택기들이 특정 입력들을 특정 출력들과 결합하게 할 수 있다. 경로 구성 제어기(260)는 경로 선택 서브시스템(250)과 통신하는 컴포넌트로서, 경로 선택 서브시스템(250)의 일부로서, 또는 임의의 다른 적합한 방식으로 구현될 수 있다. 경로 구성 제어기(260)의 실시예들은 하나 이상의 프로세서들로서 구현되고, 데이터 저장소(240)를 포함하거나 그와 통신할 수 있다. 데이터 저장소(240)는 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체와 같은 임의의 하나 이상의 적합한 메모리 디바이스들로서 구현될 수 있다. 데이터 저장소(240)의 일부 실시예들은, 실행될 때, 경로 스케줄링 제어기(260)(예를 들어, 하나 이상의 프로세서들)가 경로 선택 서브시스템(250)의 재구성을 지시하게 할 수 있는 명령어들을 포함할 수 있다. 본 명세서에 설명된 바와 같이, 데이터 저장소(240)의 일부 실시예들은 다수의 타임프레임들의 각각에 대해 (예를 들어, 비-처리된 신호 경로들 중 일부 또는 전부의) 경로 선택 서브시스템(250)의 특정 구성을 정의하는, 데이터 저장소(240) 상에 저장된 하나 이상의 경로 선택 스케줄들(242)을 갖는다. 경로 스케줄링 제어기(260)의 실시예들은 위성(200)이 전개되기 전후에 사용될 수 있다. 예를 들어, 경로 스케줄링 제어기(260)는 경로 선택 서브시스템(250)의 궤도상(on-orbit)(즉, 위성(200)이 전개된 후의) 재구성을 지시할 수 있다. 궤도상 재구성은, 위성(200)의 전개 전에 데이터 저장소(240)에 저장되고/되거나 전개 후에 위성(200)에 의해 수신되고 데이터 저장소(240)에 저장되었던 경로 선택 스케줄들(242)에 따라 수행될 수 있다.

일 실시예에서, 경로 스케줄링 제어기(260)는 (예를 들어, 게이트웨이 업링크 트래픽을 통해 게이트웨이 단말기로부터) 제어 정보를 수신할 수 있고, 제어 정보는 업링크 경로 선택기들 및/또는 다운링크 경로 선택기들을 재구성하는 방식 및 시기를 나타낼 수 있다. 수신된 제어 정보는 하나 이상의 경로 선택 스케줄들(242)을 포함할 수 있고/있거나 경로 스케줄링 제어기(260)에 의해 사용되어 하나 이상의 경로 선택 스케줄들을 도출할 수 있으며, 이는 위성(105) 상의 데이터 저장소(240)에 저장될 수 있다. 일부 구현예들에서, 제어 정보는 (예를 들어, 위성에 의해 수신된 TT&C(Telemetry, Tracking and Command) 신호들의 일부로서) 제어 채널 상에 수신된다. 다른 구현예들에서, 제어 정보는 게이트웨이 업링크 트래픽을 통해 게이트웨이 단말기로부터 수신되고, 제어 정보는 (예를 들어, 패킷 헤더들, 프리앰블들, 또는 임의의 다른 적합한 기법을 사용하여) 순방향 링크 트래픽 내의 다른 데이터로부터 구별가능하도록 태깅된다. 대안적으로 또는 추가적으로, 하나 이상의 경로 선택 스케줄들(242)이 위성(200)을 전개하기 전에 데이터 저장소(240) 상에 저장될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들은 전개 전에 저장된 경로 선택 스케줄들(242)을 포함할 수 있고, 저장된 경로 선택 스케줄들(242)은 위성(200)이 궤도 상에 있는 동안 조정, 업데이트, 및/또는 대체될 수 있다.

경로 선택 스케줄들(242)은 임의의 적합한 방식으로 생성될 수 있다. 예를 들어, 구성들은 위성 스위치 시분할 다중 액세스(Satellite Switched Time-Division Multiple Access, SS/TDMA) 방식과 같은, 타임 슬롯들을 갖는 프레임 허브-스포크, 빔-스위치 경로 액세스 프로토콜에 대해 정의될 수 있다. 그러한 프로토콜에서, "슬롯" 또는 "타임 슬롯"은 스위칭에 대한 최소 시분할을 지칭할 수 있고, "프레임"은 (예를 들어, 미리 결정된 길이의) 슬롯들의 세트를 지칭할 수 있어, 경로 선택 스케줄들(242)이 각각의 슬롯, 각각의 프레임 등에 대한 경로 선택 서브시스템(250)의 요소들의 구성들을 정의할 수 있다. 일부 실시예들에서, 정상 동작 동안, 프레임들의 연속 스트림들이 통신들을 용이하게 하기 위해 사용되고, 다중 단말기들은, 각각의 타임 슬롯 동안, 멀티플렉싱 및 다중 액세스 기법들(예를 들어, 시분할 멀티플렉싱(TDM), 시분할 다중 액세스(TDMA), 주파수 분할 다중 액세스(FDMA), 다중 주파수 시분할 다중 액세스(MF-TDMA), 코드 분할 다중 액세스(CDMA), 등)을 사용하여 서비스 될 수 있다. 예를 들어, 순방향 링크 타임 슬롯은 다수의 "서브-슬롯들"로 분할될 수 있으며, 각각의 서브-슬롯에서 상이한 사용자 단말기들 또는 사용자 단말기들의 그룹들로의 송신들이 이루어진다. 유사하게, 역방향 링크 타임 슬롯은 다수의 서브-슬롯들로 분할될 수 있으며, 이는 네트워크 제어 또는 시그널링 정보(예를 들어, 스케줄링 정보의 통신)를 위해 예약될 수 있다. 또한, 경로 선택 스케줄(242)에 따른 임의의 특정 시간에, 경로 선택 서브시스템(250)은 추가의 유연성을 가능하게 하도록 모노캐스트 및/또는 사이멀캐스트 신호 경로들로 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 다수의 경로 선택 스케줄들(242)은 게이트웨이 단말기 정지, 요구에서의 주기적인 시간적 변화 등과 같은 특정 상황들을 처리하는 데 사용될 수 있다.

일례로서, 제1 타임프레임(예를 들어, 저장된 스위칭 스케줄에 의해 정의된 스위칭 프레임)에서, 경로 선택 서브시스템(250)은 GUPS(215a)와 UDPS(222a) 사이에, 그리고 UUPS(217a)와 GDPS(220a) 사이에 활성 결합들이 존재하도록 구성된다(단순화하기 위하여, 다른 활성 결합들은 무시됨). 이러한 구성에서, 경로 선택 서브시스템(250)은 제1 게이트웨이 빔과 제1 사용자 빔 사이의 접속성을 제공하는 제1 비-처리된 순방향 신호 경로, 및 제1 사용자 빔과 제1 게이트웨이 빔 사이의 접속성을 제공하는 제1 비-처리된 역방향 신호 경로를 포함한다. 예를 들어, 순방향 업링크 트래픽은 게이트웨이 빔 피드(205a)의 업링크 포트에 의해 제1 게이트웨이 빔 내의 게이트웨이 단말기로부터 수신되고; 입력 서브시스템(210a), GUPS(215a), UDPS(222a), 및 출력 서브시스템(230j+1)을 포함하는 제1 비-처리된 순방향 신호 경로를 횡단하고; 사용자 빔 피드(207a)의 다운링크 포트로부터 제1 사용자 빔 내의 사용자 단말기들로 순방향 다운링크 트래픽으로서 송신된다. 유사하게, 역방향 업링크 트래픽은 사용자 빔 피드(207a)의 업링크 포트에 의해 제1 사용자 빔 내의 사용자 단말기들로부터 수신되고; 입력 서브시스템(210j+1), UUPS(217a), GDPS(220a), 및 출력 서브시스템(230a)을 포함하는 제1 비-처리된 역방향 신호 경로를 횡단하고; 게이트웨이 빔 피드(205a)의 다운링크 포트로부터 제1 게이트웨이 빔 내의 게이트웨이로 역방향 다운링크 트래픽으로서 송신된다. 제2 타임프레임에서, 경로 선택 서브시스템(250)은 재구성되어, GUPS(215a)와 UDPS(222k) 사이에, 그리고 UUPS(217a)와 GDPS(220j) 사이에 활성 결합들이 존재하도록 재구성된다(단순화하기 위하여, 다른 활성 결합들은 무시됨). 이러한 제2 구성에서, 제1 순방향 및 역방향 비-처리된 신호 경로들은 더 이상 존재하지 않는다. 대신에, 경로 선택 서브시스템(250)은 제1 게이트웨이 빔과 제2 사용자 빔 사이의 접속성을 제공하는 제2 비-처리된 순방향 신호 경로, 및 제1 사용자 빔과 제2 게이트웨이 빔 사이의 접속성을 제공하는 제2 비-처리된 역방향 신호 경로를 포함한다. 예를 들어, 순방향 업링크 트래픽은 게이트웨이 빔 피드(205a)의 업링크 포트에 의해 제1 게이트웨이 빔 내의 게이트웨이 단말기로부터 수신되고; 입력 서브시스템(210a), GUPS(215a), UDPS(222k), 및 출력 서브시스템(230j+k)을 포함하는 제2 비-처리된 순방향 신호 경로를 횡단하고; 사용자 빔 피드(207k)의 다운링크 포트로부터 제2 사용자 빔 내의 사용자 단말기들로 순방향 다운링크 트래픽으로서 송신된다. 유사하게, 역방향 업링크 트래픽은 사용자 빔 피드(207a)의 업링크 포트에 의해 제1 사용자 빔 내의 사용자 단말기들로부터 수신되고; 입력 서브시스템(210j+1), UUPS(217a), GDPS(220j), 및 출력 서브시스템(230j)을 포함하는 제2 비-처리된 역방향 신호 경로를 횡단하고; 게이트웨이 빔 피드(205j)의 다운링크 포트로부터 제2 게이트웨이 빔 내의 게이트웨이로 역방향 다운링크 트래픽으로서 송신된다.

경로 선택 서브시스템(250)의 실시예들은 하나 이상의 사이멀캐스트 모드들을 포함한다. 일부 그러한 실시예들에서, 순방향 사이멀캐스트 모드가 활성인 경우, 경로 선택 서브시스템(250)은 다수의 다운링크 안테나 포트들(예를 들어, 다수의 사용자 다운링크 안테나 포트들)을 갖는 게이트웨이 업링크 안테나 포트들 중 하나를 결합하는 적어도 하나의 순방향 사이멀캐스트 신호 경로를 포함하도록 구성된다. 예를 들어, 이러한 구성은 하나의 게이트웨이 단말기와 다수의 사용자 빔들 내의 사용자 단말기들 사이의 사이멀캐스트 접속성을 제공할 수 있다. 이러한 구성은 다수의 특징들을 제공할 수 있다. 일례로서, 동일한 데이터가 다수의 상이한 게이트웨이 단말기들에 의해 서빙되는 다수의 사용자 빔들 내의 사용자 단말기들로 송신(예를 들어, 브로드캐스트)되고 있는 것으로 가정한다. 종래의 위성 시스템에서, 이러한 송신은 데이터의 사본을 다수의 게이트웨이 단말기들의 각각에 전송하여, 다수의 사본들이 다수의 사용자 빔들을 향해 위성 링크들을 횡단하는 것을 포함할 수 있다. 본 명세서에 설명된 순방향 사이멀캐스트 모드를 사용하면, 데이터의 단일 사본이 단일 게이트웨이 단말기로 전송될 수 있고, 순방향 사이멀캐스트 신호 경로는 신호 게이트웨이 업링크 신호를 다수의 사용자 빔들로 사이멀캐스트하는 데 사용될 수 있다.

다른 그러한 실시예들에서, 역방향 사이멀캐스트 모드가 활성인 경우, 경로 선택 서브시스템(250)은 사용자 업링크 안테나 포트들 중 하나를 다수의 다운링크 안테나 포트들과 결합하는 적어도 하나의 역방향 사이멀캐스트 신호 경로를 포함하도록 구성된다. 예를 들어, 그러한 구성은 하나의 사용자 단말기와 다수의 게이트웨이 및/또는 다수의 빔들 내의 사용자 단말기들 사이의 사이멀캐스트 접속성을 제공할 수 있다. 경로 선택 서브시스템(250)의 일부 실시예들은 다수의 송신 빔들으로부터 단일 수신 빔으로의 접속성을 제공하는 사이멀캐스트 모드들을 포함한다. 하나의 그러한 실시예에서, 경로 선택 서브시스템(250)은 다수의 게이트웨이 업링크 안테나 포트들을 단일 사용자 다운링크 안테나 포트들과 결합하는 적어도 하나의 순방향 신호 경로를 포함하도록 구성되며, 그에 의해 단일 사용자 빔 내의 사용자들에게 다수의 게이트웨이 빔들로부터의 게이트웨이들을 서비스한다. 다른 그러한 실시예에서, 경로 선택 서브시스템(250)은 다수의 사용자 업링크 안테나 포트들을 단일 게이트웨이 안테나 포트들과 결합하는 적어도 하나의 역방향 신호 경로를 포함하도록 구성되며, 그에 의해 단일 게이트웨이를 사용하여 다수의 사용자 빔들 내의 사용자 단말기들로부터 역방향 링크 통신들을 수신한다. 예를 들어, 각각의 사용자 업링크 안테나 포트는 사용자 업링크 주파수 범위의 상이한 각자의 주파수 서브-범위(즉, 서브-범위들은 중첩되지 않음)에서 각자의 사용자 업링크 신호를 수신할 수 있다.

경로 선택 서브시스템(250)의 요소들은 동적으로 구성가능한 비-처리된 신호 경로들을 제공하기 위한 임의의 적합한 방식으로 구현될 수 있다. 일부 실시예들에서, 각각의 업링크 경로 선택기(각각의 GUPS(215) 및 UUPS(217))는 (예를 들어, 입력 서브시스템들(210) 각자(respective one)를 통해) 업링크 안테나 포트들 각자와 결합된 업링크 경로 선택기 입력(214)을 포함할 수 있으며, 각각의 다운링크 경로 선택기(각각의 GDPS(220) 및 UDPS(222))는 (예를 들어, 출력 서브시스템들(230) 각자를 통해) 다운링크 안테나 포트들 각자와 결합된 다운링크 경로 선택기 출력을 포함할 수 있다. 각각의 업링크 경로 선택기는 또한 다수의 업링크 경로 선택기 출력들(216)을 포함할 수 있고, 각각의 다운링크 경로 선택기는 또한 다수의 다운링크 경로 선택기 입력들(221)을 포함할 수 있고, 각각의 업링크 경로 선택기 출력(216)은 (예를 들어, 후술하는 바와 같이, 직접적으로 또는 중간 결합기를 통해) 다운링크 경로 선택기 입력들(221) 각자와 결합된다. 업링크 경로 선택기 출력들(216)과 다운링크 경로 선택기 입력들(221) 사이의 결합들은 고정될 수 있어서, 신호 경로들의 재구성이 업링크 경로 선택기 출력들(216) 및 다운링크 경로 선택기 입력들(221) 중 선택된 것들을 활성화 및/또는 비활성화시키는 것을 수반할 수 있다. 아래에서 더 충분히 설명되는 바와 같이, 일부 실시예들은 스위치들로서 업링크 경로 선택기들 및/또는 다운링크 경로 선택기들을 구현하여, 특정 입력 또는 출력을 활성화시키는 것은 그 입력 또는 출력으로 스위칭하는 것(또는 스위칭 온(switching on))을 수반한다. 다른 실시예들은 업링크 경로 선택기들 또는 다운링크 경로 선택기들을 전력 분배기들 또는 전력 조합기들로서 구현하여, 다수의 입력들 또는 출력들이 동시에 활성화되고, 특정 결합의 선택적 활성화는 결합의 다른 측에서의 스위칭 또는 다른 적합한 선택을 수반한다.

이하에서 더 충분히 설명되는 바와 같이, 입력 서브시스템들(210)의 실시예들은 업링크 신호들의 수신을 용이하게 하기 위한 그리고/또는 경로 선택 서브시스템(250)에 의한 처리를 위한 신호들을 준비하기 위한 임의의 적합한 요소들을 포함할 수 있고, 출력 서브시스템들(230)의 실시예들은 다운링크 신호들의 송신을 용이하게 하기 위한 그리고/또는 경로 선택 서브시스템(250)에 의한 처리 후에 신호들을 달리 준비하기 위한 임의의 적합한 요소들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 입력 서브시스템들(210) 및 출력 서브시스템들(230)은 증폭기들, 필터들, 변환기들, 및/또는 다른 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 다양한 실시예들에서, 주파수 변환기들은 입력 서브시스템들(210) 및/또는 출력 서브시스템들(230)에 포함될 수 있다. 하나의 그러한 실시예에서, 입력 서브시스템들(210) 내의 주파수 변환기들은 수신된 업링크 신호들을 그들이 수신된 업링크 주파수 대역으로부터 그들이 송신될 다운링크 주파수 대역으로 변환하며, 변환은 경로 선택 서브시스템(250) 이전에 수행되어, 경로 선택 서브시스템(250)이 다운링크 주파수 대역에서 동작하도록 설계된다. 다른 그러한 실시예에서, 출력 서브시스템들(230) 내의 주파수 변환기들은 수신된 업링크 신호들을 그들이 수신된 업링크 주파수 대역으로부터 그들이 송신될 다운링크 주파수 대역으로 변환하며, 변환은 경로 선택 서브시스템(250) 이후에 수행되어, 경로 선택 서브시스템(250)이 업링크 주파수 대역에서 동작하도록 설계된다. 또 다른 그러한 실시예에서, 입력 서브시스템들(210) 내의 주파수 변환기들은 수신된 업링크 신호들을 그들이 수신된 업링크 주파수 대역으로부터 경로 선택 서브시스템(250) 이전의 중간 주파수 대역(예를 들어, 업링크 주파수 대역 및 다운링크 주파수 대역 둘 모두 미만의 주파수 대역)으로 변환하고, 출력 서브시스템들(230) 내의 주파수 변환기들은 경로 선택 서브시스템(250) 후에, 업링크 신호들을 중간 주파수 대역으로부터 그들이 송신될 다운링크 주파수 대역으로 변환하여; 경로 선택 서브시스템(250)이 중간 주파수 대역에서 동작하도록 설계된다.

도 3a 및 도 3b는 다양한 실시예들에 따른, 입력 서브시스템들(210)의 예시적인 구현예들을 특징으로 하는 위성(300)의 일부분의 단순화된 블록도들을 도시한다. 위성(300)의 일부분은 도 2의 위성(200)의 일부분일 수 있다. 설명을 과도하게 복잡하게 하는 것을 피하기 위해, GUPS들(215) 및 UUPS들(217)은 일반적으로 업링크 경로 선택기들(340)들로서 도시되고, 게이트웨이 빔 피드들(205) 및 사용자 빔 피드들(207)은 일반적으로 피드들(310)로서 도시된다. 먼저 도 3a를 참조하면, 각각의 업링크 경로 선택기(340)는 각자의 입력 서브시스템(210)을 통해 각자의 피드(310)와 결합된다. 입력 서브시스템들(210)은 서로 별개이며, 각각은 적어도 저잡음 증폭기(LNA)(320)를 포함한다. 예를 들어, 업링크 신호들은 피드들(310) 중 하나에 의해 수신되고, 각자의 입력 서브시스템(210)의 LNA(320)에 의해 증폭되고, 경로 선택 서브시스템(250)의 각자의 업링크 경로 선택기(340)로 전달된다.

일부 실시예들에서, 예시된 바와 같이, 경로 선택 서브시스템(250)(또는 대안적으로, 각각의 입력 서브시스템(210))은 채널 필터(330)를 포함할 수 있다. 각각의 채널 필터(330)는 위성을 전개하기 전에 및/또는 위성이 궤도 상에 있을 때 동조가능하고/하거나, 선택가능하고/하거나 달리 조정가능할 수 있다. 예를 들어, 경로 구성 제어기(260)가 경로 선택 서브시스템(250)의 일부로서 도시되어 있지만, 경로 구성 제어기(260)의 일부 실시예들은 채널 필터들(330) 및/또는 신호 경로들의 일부일 수 있는 다른 컴포넌트들을 조정하기 위한 제어 신호들을 제공할 수 있다(즉, 그리고 그러한 컴포넌트들은 그러한 제어 신호들에 응답할 수 있음). 채널 필터들(330)은 다양한 특징들을 제공하기 위해 사용될 수 있다.

예시를 위해, 도 10은 본 명세서에 설명된 것들과 같은, 위성 통신 시스템을 위한 예시적인 빔 레이아웃(1000)을 도시한다. 예시된 빔 레이아웃은 다수의 색상들(반송파 주파수들)을 갖는 중첩된 고정 스폿 빔들을 갖는다. 그러한 레이아웃과 관련하여, 채널 필터들(330)은 그 신호 경로를 위한 각자의 피드(310)와 연관된 빔의 특정 색상 이외의 잡음 및/또는 신호들을 필터링하기 위해 사용되는 대역 통과 필터들일 수 있다. 하나의 예시적인 구현예에서, 빔 맵은 240개의 큰 빔들 및 120개의 게이트웨이 단말기들(165)을 포함할 수 있다. 120개의 게이트웨이 단말기들(165)은 대략 초당 3.5기가비트(Gbps)의 처리량을 각각 갖는 240개의 피더(feeder) 링크들을 지원하여, 대략 840 Gbps의 총 시스템 처리량을 산출할 수 있다. 다른 예시적인 구현예에서, 빔 맵은, 게이트웨이 단말기들(165)과 통신하기 위한 128개의 이중 편광 빔들, 및 사용자 단말기들(110)과 통신하기 위한 256개의 단일 편광 빔들을 포함하는 384개의 빔들을 포함할 수 있다. 그러한 구성은 512개의 신호 경로들(예를 들어, 트랜스폰더들)을 지원하여, 대략 987 Gbps의 총 시스템 처리량을 제공할 수 있다.

도 3a로 돌아가면, 일례로서, 채널 필터들(330)은 그 신호 경로에 의해 사용되지 않은 업링크 주파수들로부터(예를 들어, 다른 빔 색상들로부터) 수신된 업링크 잡음의 재송신을 완화하기 위해 사용될 수 있다. 다른 예로서, 주파수 재사용 스킴들(예를 들어, 시분할 멀티플렉싱, 주파수 분할 멀티플렉싱 등) 및/또는 다른 기법들은 (예를 들어, 상이한 레이아웃들, 상이한 지리적 지형들, 상이한 궤도 슬롯들 등에 대해) 게이트웨이 단말기들(165)의 유연한 전개를 위해 정적 또는 동적 빔 색상 할당들을 사용할 수 있고, 채널 필터들(330)은 비-처리된 신호 경로들을 그들의 각자의 관심 주파수들로 정적으로 또는 동적으로 동조시킬 수 있다. 채널 필터들(330)이 경로 선택 서브시스템(250)의 입력 측에 예시되어 있지만, 다른 구현예들은 대안적으로 또는 추가적으로 경로 선택 서브시스템(250)의 출력 측에 채널 필터들(330)을 포함할 수 있다.

도 3b를 참조하면, 각각의 업링크 경로 선택기(340)는 도 3a에서와 같이 각자의 입력 서브시스템(210)을 통해 각자의 피드(310)와 결합된다. 도 3a와는 달리, 도 3b의 입력 서브시스템들(210)은 장애 극복 스위치(failover switch)들(315)에 의해 선택적으로 함께 결합될 수 있다. 일부 구현예들에서, 장애 극복 스위치들(315)은 고속 페라이트 스위치(fast ferrite switch)들을 포함하고, 원하는 장애 극복 기능을 제공하기 위해 임의의 적합한 듀티 사이클에서 동적으로 동작될 수 있다. 예시된 실시예는 한 쌍의 입력 서브시스템들(210)에 대한 선택적 장애 극복 능력을 제공하는 단일 장애 극복 스위치(315)를 도시한다. 그러나, 실시예들은 임의의 적합한 수의 장애 극복 스위치들(315)(예를 들어, 입력 서브시스템들(210)의 쌍 당 하나)을 포함할 수 있고, 장애 극복 스위치들(315)은 임의의 적합한 수의 입력 서브시스템들(210)(예를 들어, 한 쌍, 3개 등) 사이에서 선택할 수 있다. 장애 극복 스위치들(315)의 실시예들은 정상 모드 및 장애 극복 모드를 포함할 수 있다. 장애 극복 모드는, 예를 들어 게이트웨이 단말기(165)에 문제(예를 들어, 일시적 또는 영구적인 게이트웨이 정지 등)가 있거나, 하나 이상의 위성 컴포넌트들(예를 들어, 피드(310))에 문제가 있거나, 또는 특정 입력 서브시스템(210)을 사용하지 않는 것이 바람직한 일부 다른 이유가 있을 때 활성화될 수 있다. 정상 모드에서, 입력 서브시스템들(210)은 도 3a에 예시된 바와 같이 효과적으로 동작할 수 있다. 예를 들어, 장애 극복 스위치(315a)가 정상 모드에 있을 때, 업링크 경로 선택기(340a)는 LNA(320a)를 통해 피드(310a)와 결합되고, 업링크 경로 선택기(340b)는 LNA(320b)를 통해 피드(310b)와 결합된다. 장애 극복 모드에서, 장애 극복 스위치(315)는 그것이 결합되는 입력 서브시스템들(210) 중 적어도 하나를 바이패스한다. 예를 들어, 장애 극복 스위치(315a)가 장애 극복 모드에 있을 때, 업링크 경로 선택기(340a)가 LNA(320b)를 통해 피드(310b)와 결합되거나, 업링크 경로 선택기(340b)가 LNA(320a)를 통해 피드(310a)와 결합된다.

도 4는 다양한 실시예들에 따른, 예시적인 출력 서브시스템(230)을 특징으로 하는 위성(400)의 일부분의 단순화된 블록도를 도시한다. 위성(400)의 일부분은 도 2의 위성(200)의 일부분일 수 있다. 예시를 과도하게 복잡하게 하는 것을 피하기 위해, 게이트웨이 빔 피드들(205) 및 사용자 빔 피드들(207)은 대체적으로 피드들(310)로서 도시된다. 도 3a를 참조하여 설명된 바와 같이, 일부 구현예들은 경로 선택 서브시스템(250)의 출력 측에 채널 필터들(330)을 포함할 수 있고, 그러한 채널 필터들(330)은 경로 선택 서브시스템(250)의 일부로서 또는 출력 서브시스템들(230)의 일부로서 구현될 수 있다. 4개의 출력 서브시스템들(230)이 예시되어 있지만, 실시예들은 임의의 적합한 수의 출력 서브시스템(230)(예를 들어, 각각의 다운링크 경로 선택기와 결합된 것)을 포함할 수 있다.

일부 실시예들에서, 출력 서브시스템들(230)은 여러 빔들 및/또는 포트들 사이에서 위성(105) 페이로드 내의 무선주파수 전력의 공유를 용이하게 하는 것과 같은 다양한 특징부들을 제공하는 하나 이상의 멀티포트 증폭기들로서 구현된다. 도시된 바와 같이, 소정의 컴포넌트들은 다수의 출력 서브시스템들(230)에 의해 공유될 수 있다. 실시예들은 N개의 출력 서브시스템들(230)에 의해 공유될 수 있는 하나 이상의 N-포트 버틀러 매트릭스들(N-port Butler matrices)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 4-포트 버틀러 매트릭스(410)는 4개의 출력 서브시스템들(230)에 의해 공유되어 빔들 사이에 유연한 전력 분포를 제공할 수 있고(예를 들어, 그리고/또는 장애가 검출된 후에 성능 저하를 허용할 수 있고); 평면 도파관 조립체(430)는 4개의 출력 서브시스템들(230)에 의해 또한 공유된 제2 버틀러 매트릭스(430)와 통합될 수 있다. 각각의 출력 서브시스템(230)은 또한 버틀러 매트릭스들(410, 430) 사이에 또는 임의의 다른 적합한 방식으로 결합될 수 있는 전력 증폭기(420)(예를 들어, 무선 주파수 솔리드 스테이트 전력 증폭기 또는 RF SSPA)를 포함할 수 있다.

도 2를 참조하여 설명된 바와 같이, 경로 선택 서브시스템(250)의 실시예들은 다양한 방식들로 구현될 수 있다. 도 5 내지 도 9는 다양한 예시적인 위성 통신 시스템들의 단순화된 블록도들을 도시한다. 도 5 내지 도 9 각각에 있어서, 위성(200)은 게이트웨이 단말기들 및 사용자 단말기들을 포함하는 지상 단말기들(505) 사이의 접속성을 제공하는 것으로 도시된다. 지상 단말기들(505)로부터의 업링크 트래픽(예를 들어, 게이트웨이 단말기들로부터의 순방향 업링크 트래픽 및 사용자 단말기들로부터의 역방향 업링크 트래픽)은 업링크 빔들(515)을 통해 수신되고, 지상 단말기들(505)로부터의 다운링크 트래픽(예를 들어, 사용자 단말기들로의 순방향 다운링크 트래픽 및 게이트웨이 단말기들로의 역방향 다운링크 트래픽)은 다운링크 빔들(540)을 통해 송신된다. 경로 선택 서브시스템(250)은 동적으로 재구성가능한 비-처리된 신호 경로들을 통해 업링크 빔들(515)과 다운링크 빔들(540) 사이의 동적으로 재구성가능한 접속성을 효과적으로 제공한다. 전술된 바와 같이, 신호 경로들은 경로 선택 서브시스템(250)을 위성(200)의 하나 이상의 안테나 시스템들의 업링크 안테나 포트들 및 다운링크 안테나 포트들과 결합하는 입력 서브시스템들(210) 및 출력 서브시스템들(230)을 포함할 수 있다. 명확히 도시되지는 않았지만, 도 2를 참조하여 설명된 바와 같이, 경로 선택 서브시스템(250)의 실시예들은 하나 이상의 경로 선택 스케줄들(242)이 저장된 데이터 저장소(240)를 포함한다. 일부 실시예들은 위성(200)이 궤도 상에 있는 동안 제어 신호들을 수신하여, 저장된 경로 선택 스케줄들(242) 중 하나 이상을 수정할 수 있다.

도 5는 다양한 실시예들에 따른, 경로 선택 서브시스템(250)이 경로 선택 스위치들 및 분배기-조합기 네트워크(525)를 포함하는 예시적인 위성 통신 시스템(500)의 단순화된 블록도를 도시한다. 경로 선택 서브시스템(250)은 업링크 (1:N+1) 스위치들(522)로 구현된 업링크 경로 선택기들, 다운링크 (N+1:1) 스위치들(524)로 구현된 다운링크 경로 선택기들, 및 분배기-조합기 네트워크(N:N)(525)를 포함한다. 다양한 실시예들이 스위치들 및 네트워크들을 참조하여 본 명세서에 설명된다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, "1:M 스위치"는 일반적으로 단일 입력을 M개의 출력들 중 하나에, 그리고 단지 그 하나에만 선택적으로 결합하는 디바이스 또는 디바이스들의 그룹을 지칭하고, "M:1 스위치"는 일반적으로 M개의 입력들 중 하나를, 그리고 단지 그 하나만을 단일 출력에 선택적으로 결합하는 디바이스 또는 디바이스들의 그룹을 지칭한다. "M:M 분배기-조합기 네트워크"는 일반적으로 M개의 입력들의 각각을 M개의 사본들로 분할하고, 모든 M개의 입력들이 모든 M개의 출력들과 효과적으로 결합되도록 M개의 입력들의 각각의 각자의 사본을 M개의 출력들에서 조합하는 디바이스 또는 디바이스들의 그룹을 지칭한다. 전술된 바와 같이, 실시예들은 (예를 들어, 경로 선택 스케줄(242)에 따라) 비-처리된 신호 경로들의 원하는 구성을 달성하기 위해 업링크 스위치들(522) 및 다운링크 스위치들(524)에 제어 신호들을 전송할 수 있는 경로 스케줄링 제어기(260)를 포함한다.

업링크 스위치들(522)은 도 2의 GUPS들(215) 및/또는 UUPS들(217)의 구현예들일 수 있고, 다운링크 스위치들(524)은 도 2의 GDPS들(220) 및/또는 UDPS들(222)의 구현예들일 수 있다. 예시된 바와 같이, 각각의 업링크 스위치(522)는 각자의 입력 서브시스템(210)을 통해 안테나 피드의 각자의 업링크 안테나 포트와 결합된 업링크 스위치 입력(예를 들어, 입력 포트, 또는 임의의 적합한 입력 결합)을 가질 수 있고, 각각의 업링크 스위치(522)는 또한 N+1개의 업링크 스위치 출력들(예를 들어, 출력 포트, 또는 임의의 적합한 출력 결합)을 가질 수 있다. 각각의 다운링크 스위치(524)는 각자의 출력 서브시스템(230)을 통해 안테나 피드의 각자의 다운링크 안테나 포트와 결합된 다운링크 스위치 출력을 가질 수 있고, 각각의 다운링크 스위치(524)는 또한 N+1개의 다운링크 스위치 입력들을 가질 수 있다. 도 5 내지 도 9에서, 업링크 안테나 포트들(201), 다운링크 안테나 포트들(202), 데이터 저장소(240) 등과 같은 소정의 특징부들은 예시를 과도하게 복잡하게 하는 것을 피하기 위해 도시되지 않는다. N개의 업링크 스위치 출력들의 각각은 다운링크 스위치들(524) 각자의 다운링크 스위치의 대응하는 다운링크 스위치 입력과 결합된다. 예를 들어, N개의 업링크 스위치들(522) 각각의 제1 업링크 스위치 출력은 제1 다운링크 스위치(524a)의 N개의 다운링크 스위치 입력들 중 대응하는 것과 결합되고, N개의 업링크 스위치들(522) 각각의 제2 업링크 스위치 출력은 제2 다운링크 스위치(524b)의 N개의 다운링크 스위치 입력들 중 대응하는 것과 결합되는 등이다.

예시된 바와 같이, 각각의 업링크 스위치(522)는 N+1개의 출력들을 가지며, 그 중 N개의 출력들(본 명세서에서 모노캐스트 출력들로 지칭됨)은 각각 N개의 다운링크 스위치들(524)의 상이한 각자에 직접 결합되고, 추가의 출력(본 명세서에서 사이멀캐스트 출력으로 지칭됨)은 분배기-조합기 네트워크(525)와 결합된다. 유사하게, 각각의 다운링크 스위치(524)는 N+1개의 입력들을 가지며, 그 중 N개의 입력들(본 명세서에서 모노캐스트 입력들로 지칭됨)은 각각 N개의 업링크 스위치들(522)의 상이한 각자에 직접 결합되고, 추가의 입력(본 명세서에서 사이멀캐스트 입력으로 지칭됨)은 분배기-조합기 네트워크(525)와 결합된다. 이와 같이, 분배기-조합기 네트워크(525)는 각각 각자의 업링크 스위치 출력에 직접 결합된 N개의 분배기-조합기 네트워크(DCN) 입력들을 포함하고, 분배기-조합기 네트워크(525)는 각각 각자의 다운링크 스위치 입력에 직접 결합된 N개의 DCN 출력들을 포함한다. 분배기-조합기 네트워크(525)의 실시예들은 그의 모든 입력들을 그의 모든 출력들에 효과적으로 포팅(port)할 수 있다. 일부 실시예들에서, 분배기-조합기 네트워크(525)는 전력 조합기/분배기이다. 예를 들어, N개의 DCN 입력들 중 임의의 하나 이상에서 수신된 신호들은 조합되고 N개의 DCN 출력들 모두를 통해 출력된다.

모노캐스트 및 사이멀캐스트 출력들은 경로 선택 서브시스템(250)의 모노캐스트 동작 모드 및 사이멀캐스트 동작 모드를 가능하게 하기 위해 사용될 수 있다. 예시를 위해, 제1 타임프레임에서, 경로 선택 서브시스템(250)은 지상 단말기(505a)와 지상 단말기(505b) 사이에 모노캐스트 신호 경로를 포함하도록 구성된다. 이것은 업링크 스위치(522a)와 다운링크 스위치(524b) 사이의 결합을 활성화시키기 위해 (즉, 그 결합에 대응하는 적절한 업링크 스위치 출력 및 다운링크 스위치 입력을 선택함으로써) 업링크 스위치(522a) 및 다운링크 스위치(524b)를 스위칭하는 것을 수반할 수 있다. 제2 타임프레임에서, 경로 선택 서브시스템(250)은 지상 단말기(505a)와 지상 단말기들(505b, 505n) 사이에 사이멀캐스트 신호 경로를 포함하도록 구성된다. 이것은 업링크 스위치(522a)를 스위칭하여 그의 사이멀캐스트 출력을 활성화시키는 것(이에 의해 업링크 스위치(522a)를 대응하는 DCN 입력을 통해 분배기-조합기 네트워크(525)에 결합하는 것), 및 다운링크 스위치(524b) 및 다운링크 스위치(524n)를 스위칭하여 그들 각자의 사이멀캐스트 입력들을 활성화시키는 것(이에 의해 다운링크 스위치(524b) 및 다운링크 스위치(524n)를 각자의 DCN 출력들을 통해 분배기-조합기 네트워크(525)에 결합하는 것)을 수반할 수 있다. 이러한 방식으로, 분배기-조합기 네트워크(525)는 업링크 스위치(522a)와 연관된 업링크 빔(515)과 다운링크 스위치들(524b, 524n)과 연관된 다운링크 빔들(540) 둘 모두와의 사이에 사이멀캐스트 신호 경로를 제공한다.

도 6은 다양한 실시예들에 따른, 경로 선택 서브시스템(250)이 경로 선택 스위치들 및 분배기-조합기 네트워크들(525)을 포함하는 다른 예시적인 위성 통신 시스템(600)의 단순화된 블록도를 도시한다. 도 6의 시스템(600)은, 예를 들어 2개의 사이멀캐스트 신호 경로들을 동시에 지원하기 위해, 경로 선택 서브시스템(250)이 2개의 분배기-조합기 네트워크들(525)을 포함하는 것을 제외하고는, 도 5의 시스템(500)과 유사하게 동작할 수 있다. 설명을 과도하게 복잡하게 하는 것을 피하기 위해, 4개의 업링크 스위치들(622), 4개의 다운링크 스위치들(624), 및 2개의 분배기-조합기 네트워크들(525)만이 도시된다. 그러나, 본 명세서에 설명된 기법들은 임의의 적합한 수의 업링크 스위치들(622), 다운링크 스위치들(624), 분배기-조합기 네트워크들(525)과 함께 적용되어, 예를 들어, 원하는 최대 수의 모노캐스트 신호 경로들, 원하는 최대 수의 동시 사이멀캐스트 신호 경로들 등을 가능하게 할 수 있다. 도 5에서와 같이, 경로 스케줄링 제어기(260)는 (예를 들어, 경로 선택 스케줄(242)에 따라) 비-처리된 신호 경로들의 원하는 구성을 달성하기 위해 업링크 스위치들(622) 및 다운링크 스위치들(624)에 제어 신호들을 전송할 수 있다.

업링크 스위치들(622) 각각은 1:N+2(예시된 경우에서는 1:6) 선택기 스위치이고, 다운링크 스위치들(624) 각각은 N+2:1(예시된 경우에서는 6:1) 선택기 스위치이다. 예를 들어, 업링크 스위치들(622)은 도 2의 GUPS들(215) 및/또는 UUPS들(217)의 구현예들일 수 있고, 다운링크 스위치들(624)은 도 2의 GDPS들(220) 및/또는 UDPS들(222)의 구현예들일 수 있다. 또한, 2개의 분배기-조합기 네트워크들(525) 각각은 4개의 2:2 분배기-조합기 회로 블록들(627)(예를 들어, 하이브리드 결합기들)의 네트워크를 사용하여 구현된 N:N(예시된 경우에서는 4:4) 분배기-조합기 네트워크(525)로서 예시된다. 도 5와 유사하게, 각각의 업링크 스위치(622)는 각자의 입력 서브시스템(210)을 통해 안테나 피드의 각자의 업링크 안테나 포트(201)와 결합된 업링크 스위치 입력을 가질 수 있고; 각각의 업링크 스위치(622)는 또한, 4개는 각자의 다운링크 스위치들(624)에 모노캐스트 출력들로서 직접 결합되고, 2개는 각자의 분배기-조합기 네트워크들(525)과 사이멀캐스트 출력들로서 결합된 6개의 업링크 스위치 출력들을 가질 수 있다. 각각의 다운링크 스위치(624)는 각자의 출력 서브시스템(230)을 통해 안테나 피드의 각자의 다운링크 안테나 포트와 결합된 다운링크 스위치 출력을 가질 수 있고; 각각의 다운링크 스위치(624)는 또한, 4개는 각자의 업링크 스위치들(622)에 모노캐스트 입력들로서 직접 결합되고, 2개는 각자의 분배기-조합기 네트워크들(525)과 사이멀캐스트 입력들로서 결합된 6개의 다운링크 스위치 입력들을 가질 수 있다.

각각의 분배기-조합기 네트워크(525)는 각각 각자의 업링크 스위치 사이멀캐스트 출력에 직접 결합된 N개의 분배기-조합기 네트워크(DCN) 입력들을 포함하고, 각각의 분배기-조합기 네트워크(525)는 각각 각자의 다운링크 스위치 사이멀캐스트 입력에 직접 결합된 N개의 DCN 출력들을 포함한다. 예시된 바와 같이, 각각의 분배기-조합기 네트워크(525)는 4개의 2:2 분배기-조합기 회로 블록들(627)로 구성된다. 각각의 분배기-조합기 회로 블록(627)은 그의 모든 입력들을 그의 모든 출력들에 효과적으로 포팅할 수 있다. 예를 들어, 신호들(A 및 B)이 제1 입력 및 제2 입력에서 수신되고; 신호들(A 및 B)은 각각(예를 들어, 전력 분배기에 의해) 분할되고; 각각의 분할된 신호(A)는 각자의 분할된 신호(B)와 (예를 들어, 전력 조합기에 의해) 조합되어, 분할된 신호들(A 및 B)의 제1 조합이 제1 출력에서 보여지고, 분할된 신호들(A 및 B)의 제2 조합이 제2 출력에서 보여진다. 그러한 구현예에서, 신호(A)만이 존재하고 신호(B)는 없는 경우(즉, 제1 입력만이 신호를 수신하고, 제2 입력에는 신호가 없는 경우), 신호(A)는 두 출력들에서 효과적으로 반복될 것이다. 4개의 분배기-조합기 회로 블록들(627)은 한 쌍의 입력 분배기-조합기 회로 블록들(627)(예를 들어, 하나의 분배기-조합기 네트워크(525a) 내의 627aa 및 627ab, 및 다른 분배기-조합기 네트워크(525b) 내의 627ba 및 627bb), 및 한 쌍의 출력 분배기-조합기 회로 블록들(627)(예를 들어, 분배기-조합기 네트워크(525a) 내의 627ac 및 627ad, 및 분배기-조합기 네트워크(525b) 내의 627bc 및 627bd)로서 배열되고, 각각의 입력 쌍은 그의 분배기-조합기 네트워크(525)에서 출력 쌍과 교차 결합된다. 그러한 구성에서, 특정 분배기-조합기 네트워크(525)의 DCN 입력들에서의 임의의 신호는 그의 출력 쌍의 분배기-조합기 회로 블록들(627) 중 어느 하나에, 그리고 그에 의해 그 분배기-조합기 네트워크(525)의 DCN 출력들 중 임의의 것에 전달될 수 있다. 따라서, 각각의 분배기-조합기 네트워크(525)에서, 그의 N개의 DCN 입력들 중 임의의 하나 이상에서 수신된 신호들이 조합되고 그의 N개의 DCN 출력들 모두를 통해 출력된다. 이러한 방식으로, 각각의 분배기-조합기 네트워크(525)는 (예를 들어, 도 5를 참조하여 전술된 바와 같이) 다운링크 스위치들(624) 중 임의의 2개 이상의 스위치들을 통해 업링크 스위치들(622) 중 임의의 것에 의해 수신된 업링크 신호들을 사이멀캐스트하는 사이멀캐스트 신호 경로의 구성을 가능하게 할 수 있다.

도 7은 다양한 실시예들에 따른, 경로 선택 서브시스템(250)이 전력 분배기들과 경로 선택 스위치들 및 분배기-조합기 네트워크를 포함하는 예시적인 위성 통신 시스템(700)의 단순화된 블록도를 도시한다. 경로 선택 서브시스템(250)은 업링크 전력 분배기들(PD)(722)로서 구현되는 업링크 경로 선택기들, 및 다운링크 (N:1) 스위치들(724)로서 구현되는 다운링크 경로 선택기들을 포함한다. 예를 들어, 업링크 전력 분배기들(722)은 도 2의 GUPS들(215) 및/또는 UUPS들(217)의 구현예들일 수 있고, 다운링크 스위치들(724)은 도 2의 GDPS들(220) 및/또는 UDPS들(222)의 구현예들일 수 있다. 일부 실시예들에서, 경로 스케줄링 제어기(260)는 (예를 들어, 경로 선택 스케줄(242)에 따라) 비-처리된 신호 경로들의 원하는 구성을 달성하기 위해 다운링크 스위치들(724)에 제어 신호들을 전송할 수 있다. 예시된 바와 같이, 각각의 업링크 전력 분배기(722)는 각자의 입력 서브시스템(210)을 통해 안테나 피드의 각자의 업링크 안테나 포트(201)와 결합된 업링크 PD 입력을 가질 수 있고, 각각의 업링크 전력 분배기(722)는 또한 N개의 업링크 PD 출력들을 가질 수 있다. 각각의 다운링크 스위치(724)는 각자의 출력 서브시스템(230)을 통해 안테나 피드의 각자의 다운링크 안테나 포트와 결합된 다운링크 스위치 출력을 가질 수 있고, 각각의 다운링크 스위치(724)는 또한 N개의 다운링크 스위치 입력들을 가질 수 있다. N개의 업링크 PD 출력들의 각각은 다운링크 스위치들(724) 각자의 대응하는 다운링크 스위치 입력과 결합된다.

각각의 업링크 전력 분배기(722)는 업링크 PD 입력에서 신호를 수신하고 그 신호를 모든 그의 업링크 PD 출력들에서 출력하도록 동작한다. 따라서, 업링크 전력 분배기들(722)에 의해 수신된 모든 업링크 신호들은 업링크 전력 분배기들(722)에 의해 모든 다운링크 스위치들(724)로 출력되어, 비-처리된 신호 경로들의 구성이 다운링크 스위치들(724)의 구성들에 의해 정의된다. 예를 들어, 업링크 전력 분배기(722a)로부터의 업링크 신호는 업링크 전력 분배기(722a)에 결합된 그의 입력들 중 하나를 활성화시키도록 다운링크 스위치(724a)를 구성함으로써 다운링크 스위치(724a)를 통과할 수 있다. 사이멀캐스트 모드는 업링크 전력 분배기들(722) 중 동일한 하나의 업링크 전력 분배기에 대한 그들의 결합들을 활성화시키도록 다수의 다운링크 스위치들(724)을 구성함으로써 인에이블될 수 있다. 예를 들어, 업링크 전력 분배기(722a)로부터의 업링크 신호는 업링크 전력 분배기(722a)에 결합된 입력들 중 하나를 활성화시키도록 다운링크 스위치(724a)를 구성하고, 업링크 전력 분배기(722a)에 결합된 입력들 중 하나를 활성화시키도록 다운링크 스위치(724b)를 구성함으로써 다운링크 스위치(724a) 및 다운링크 스위치(724b)를 통해 사이멀캐스트될 수 있다.

도 8은 다양한 실시예들에 따른, 경로 선택 서브시스템(250)이 경로 선택 스위치들 및 전력 조합기들을 포함하는 예시적인 위성 통신 시스템(800)의 단순화된 블록도를 도시한다. 경로 선택 서브시스템(250)은 업링크(1:N) 스위치들(822)로서 구현되는 업링크 경로 선택기들, 및 다운링크 전력 조합기(PC)들(824)로서 구현되는 다운링크 경로 선택기들을 포함한다. 예를 들어, 업링크 스위치들(822)은 도 2의 GUPS들(215) 및/또는 UUPS들(217)의 구현예들일 수 있고, 다운링크 전력 조합기들(824)은 도 2의 GDPS들(220) 및/또는 UDPS들(222)의 구현예들일 수 있다. 일부 실시예들에서, 경로 스케줄링 제어기(260)는 (예를 들어, 경로 선택 스케줄(242)에 따라) 비-처리된 신호 경로들의 원하는 구성을 달성하도록 업링크 스위치들(822)에 제어 신호들을 전송할 수 있다. 예시된 바와 같이, 각각의 업링크 스위치(822)는 각자의 입력 서브시스템(210)을 통해 안테나 피드의 각자의 업링크 안테나 포트(201)와 결합된 업링크 스위치 입력을 가질 수 있고, 각각의 업링크 스위치(822)는 또한 N개의 업링크 스위치 출력들을 가질 수 있다. 각각의 다운링크 전력 조합기(824)는 각자의 출력 서브시스템(230)을 통해 안테나 피드의 각자의 다운링크 안테나 포트(202)와 결합된 다운링크 PC 출력을 가질 수 있고, 각각의 다운링크 전력 조합기(824)는 또한 N개의 다운링크 PC 입력들을 가질 수 있다. N개의 업링크 스위치 출력들의 각각은 다운링크 전력 조합기들(824) 각자의 대응하는 다운링크 PC 입력과 결합된다.

각각의 다운링크 전력 조합기(824)는 모든 그의 다운링크 PC 입력들에서 신호들을 수신하고 그의 다운링크 PC 출력에서 이들 신호들의 조합을 출력하도록 동작한다. 따라서, 다운링크 전력 조합기(824)는 어느 하나 이상의 업링크 스위치들(822)로부터 그것들이 수신하는 신호들이 무엇이든지 효과적으로 통과시켜, 비-처리된 신호 경로들의 구성이 업링크 스위치들(822)의 구성들에 의해 정의된다. 예를 들어, 업링크 스위치(822a)로부터의 업링크 신호는 다운링크 전력 조합기(824a)에 결합된 그의 입력들 중 하나를 활성화시키도록 업링크 스위치(822a)를 구성함으로써 다운링크 전력 조합기(824a)를 통과할 수 있다. 모노캐스트 모드에서, 어떠한 다른 업링크 스위치들(822)도 다운링크 전력 조합기(824a)에 대한 그들 각자의 결합을 활성화시키도록 구성되지 않을 것이므로, 다운링크 전력 조합기(824a)는 업링크 스위치들(822a)로부터 그의 다운링크 PC 출력으로만 신호를 통과시킨다. 사이멀캐스트 모드는 다운링크 전력 조합기들(824) 중 동일한 하나의 다운링크 전력 조합기에 대한 그들의 결합들을 활성화시키도록 다수의 업링크 스위치들(822)을 구성함으로써 인에이블될 수 있다. 예를 들어, 업링크 스위치(822a) 및 업링크 스위치(822b)로부터의 업링크 신호들은, 업링크 스위치(822a)를 다운링크 전력 조합기(824a)에 결합된 그의 출력들 중 하나를 활성화시키도록 구성하고, 업링크 스위치(822b)를 다운링크 전력 조합기(824a)에 결합된 그의 출력들 중 하나를 활성화시키도록 구성함으로써, 다운링크 전력 조합기(824a)를 통해 사이멀캐스트될 수 있다.

도 9는 다양한 실시예들에 따른, 경로 선택 서브시스템(250)이 경로 선택 스위치들 및 전력 조합기들을 포함하는 다른 예시적인 위성 통신 시스템(900)의 단순화된 블록도를 도시한다. 위성 통신 시스템(900)은 도 8의 위성 통신 시스템(800)의 구현예일 수 있다. 도 8에서와 같이, 경로 선택 서브시스템(250)은 업링크 스위치들로서 구현되는 업링크 경로 선택기들, 및 다운링크 전력 조합기들로서 구현되는 다운링크 경로 선택기들을 포함한다. 컴포넌트들이 일반적으로 지상 단말기들(505)과 연관되지 않는 도 8에서와는 달리, 도 9는 각자의 사용자 빔들의 커버리지 영역들 내에 배치된 사용자 단말기들(110), 각자의 게이트웨이 빔들의 커버리지 영역들 내에 배치되는 게이트웨이 단말기들(165), 및 사용자 단말기들(110) 및 게이트웨이 단말기(165) 둘 모두를 갖는 빔 내에 배치되는 지상 단말기들(505)과의 연관들을 예시한다. 도 8에서와 같이(그리고 도 7과 유사하게), 모노캐스트 모드 및 사이멀캐스트 모드를 갖는 동적으로 재구성가능한 신호 경로들을 가능하게 하기 위해 스위치들과 전력 조합기들의 조합이 사용될 수 있다.

예시된 실시예에서, J개의 사용자 빔들(예를 들어, J개의 사용자 업링크 빔들 및 J개의 사용자 다운링크 빔들을 포함함), K개의 게이트웨이 빔들(예를 들어, K개의 게이트웨이 업링크 빔들 및 K개의 게이트웨이 다운링크 빔들을 포함함), 및 그의 커버리지 영역 내에 배치된 게이트웨이 단말기(165) 및 사용자 단말기들(110) 둘 모두를 갖는 하나의 사용자/게이트웨이 빔(예를 들어, 사용자/게이트웨이 업링크 빔 및 사용자/게이트웨이 다운링크 빔을 포함함)이 있다. 따라서, 경로 선택 서브시스템(250)의 입력 측에는, J개의 사용자 업링크 스위치들(922a 내지 922j) - 각각은 각자의 입력 서브시스템(210)을 통해 연관된 사용자 업링크 빔으로부터 역방향 업링크 트래픽을 수신함 -; K개의 게이트웨이 업링크 스위치들(926a 내지 926k) - 각각은 각자의 입력 서브시스템(210)을 통해 연관된 게이트웨이 업링크 빔으로부터 순방향 업링크 트래픽을 수신함 -; 및 추가의 사용자 업링크 스위치(922j+1)로서 구현될 수 있고 각자의 입력 서브시스템(210j+k+1)을 통해 연관된 사용자/게이트웨이 업링크 빔으로부터 순방향 및 역방향 업링크 트래픽을 수신할 수 있는 하나의 사용자/게이트웨이 업링크 스위치가 있다. 도 8에서와 같이, 경로 스케줄링 제어기(260)는 (예를 들어, 경로 선택 스케줄(242)에 따라) 비-처리된 신호 경로들의 원하는 구성을 달성하도록 업링크 스위치들(922)에 제어 신호들을 전송할 수 있다. 경로 선택 서브시스템(250)의 출력 측에는, J개의 사용자 다운링크 전력 조합기들(924a 내지 924j) - 각각은 각자의 출력 서브시스템(230)을 통해 순방향 다운링크 트래픽을 연관된 사용자 다운링크 빔으로 송신함 -; K개의 게이트웨이 다운링크 전력 조합기들(928a 내지 928k) - 각각은 각자의 출력 서브시스템(230)을 통해 역방향 다운링크 트래픽을 연관된 게이트웨이 다운링크 빔으로 송신함 -; 및 추가의 사용자 다운링크 전력 조합기(924j+1)로서 구현될 수 있고 각자의 출력 서브시스템(230j+k+1)을 통해 연관된 사용자/게이트웨이 다운링크 빔으로 순방향 및 역방향 다운링크 트래픽을 송신할 수 있는 하나의 사용자/게이트웨이 다운링크 전력 조합기가 있다.

예시된 바와 같이, 경로 선택 서브시스템(250)은 사용자 업링크 빔들 중 임의의 사용자 업링크 빔을 (예를 들어, 사용자/게이트웨이 다운링크 빔을 포함하는) 게이트웨이 다운링크 빔들 중 임의의 하나 이상과 결합하도록 구성될 수 있다. 따라서, 사용자 업링크 스위치들(922)은 K개의 게이트웨이 다운링크 전력 조합기들(928) 및 사용자/게이트웨이 다운링크 전력 조합기(924j+1)와 결합하기 위한 K+1개의 출력들을 갖는 것으로 예시되어 있다. 경로 선택 서브시스템(250)은 또한 게이트웨이 업링크 빔들 중 임의의 게이트웨이 업링크 빔을 (예를 들어, 사용자/게이트웨이 다운링크 빔을 포함하는) 사용자 다운링크 빔들 및/또는 게이트웨이 다운링크 빔들 중 임의의 하나 이상과 결합하도록 구성될 수 있다. 따라서, 게이트웨이 업링크 스위치들(926)은 J개의 사용자 다운링크 전력 조합기들(924), K개의 게이트웨이 다운링크 전력 조합기들(928) 및 사용자/게이트웨이 다운링크 전력 조합기(924j+1)와 결합하기 위한 J+K+1개의 출력들을 갖는 것으로 예시되어 있다. 사용자/게이트웨이 경로 선택기들의 예시된 구현예는, 사용자/게이트웨이 업링크 빔이 게이트웨이 다운링크 빔들 중 임의의 것과 그리고/또는 그 자신의 대응하는 사용자/게이트웨이 다운링크 빔과 결합될 수 있도록 설계된다. 따라서, 사용자/게이트웨이 업링크 스위치(922j+1)는 K개의 게이트웨이 다운링크 전력 조합기들(928) 및 사용자/게이트웨이 다운링크 전력 조합기(924j+1)와 결합하기 위한 K+1개의 출력들을 갖는 것으로 예시되어 있다. 대안적으로, 사용자/게이트웨이 경로 선택기들은, 사용자/게이트웨이 업링크 빔이 게이트웨이 다운링크 빔들 중 임의의 것과, 사용자 다운링크 빔들 중 임의의 것과, 그리고/또는 그 자신의 대응하는 사용자/게이트웨이 다운링크 빔과 결합될 수 있도록 설계될 수 있다. 그러한 구현예에서, 사용자/게이트웨이 업링크 스위치(922j+1)는 J개의 사용자 다운링크 전력 조합기들(924), K개의 게이트웨이 다운링크 전력 조합기들(928) 및 사용자/게이트웨이 다운링크 전력 조합기(924j+1)와 결합하기 위한 J+K+1개의 출력들을 갖는 추가의 게이트웨이 업링크 스위치들로서 구현될 수 있다.

도 1 내지 도 10에 도시된 시스템들은 하나 이상의 사이멀캐스트 신호 경로들을 지원하는 방식으로 비-처리된 신호 경로들의 동적 재구성을 제공하기 위한 다양한 실시예들을 가능하게 한다. 이들 및/또는 다른 실시예는 다수의 고정 업링크 스폿 빔들을 통해 다수의 업링크 신호들을 수신하기 위한 수단을 포함한다. 수신하기 위한 수단은 전술된 업링크 및/또는 입력 요소들 중 임의의 하나 이상을 포함할 수 있다. 예를 들어, 수신하기 위한 수단은 수신-측 안테나 요소들(예를 들어, 안테나 빔 피드들, 업링크 안테나 포트들, 반사기들 등) 및/또는 입력 서브시스템 요소들(예를 들어, 증폭기들, 장애 극복 스위치들, 주파수 변환기들, 채널 필터들 등)을 포함할 수 있다. 실시예들은 다수의 다운링크 고정 스폿 빔들을 통해 다수의 다운링크 신호들을 송신하기 위한 수단을 더 포함할 수 있다. 송신하기 위한 수단은 전술된 다운링크 및/또는 출력 요소들 중 임의의 하나 이상을 포함할 수 있다. 예를 들어, 송신하기 위한 수단은 송신-측 안테나 요소들(예를 들어, 안테나 빔 피드들, 다운링크 안테나 포트들, 반사기들 등) 및/또는 출력 서브시스템 요소들(예를 들어, 증폭기들, 도파관들, 버틀러 매트릭스들, 주파수 변환기들, 채널 필터들 등)을 포함할 수 있다.

그러한 실시예들은 수신하기 위한 수단을 송신하기 위한 수단과 선택적으로 결합하기 위해 다수의 비-처리된 신호 경로들을 동적으로 형성하기 위한 수단을 더 포함할 수 있다. 동적으로 형성하기 위한 수단은, 사이멀캐스트 모드에서, 다운링크 신호들 중 적어도 2개가 업링크 신호들 중 동일한 업링크 신호로부터 형성되도록(즉, 하나의 업링크 빔을 통해 수신된 업링크 신호가 적어도 2개의 다운링크 빔들을 통해 다운링크 신호들로서 사이멀캐스트될 수 있도록) 구현될 수 있다. 동적으로 형성하기 위한 수단은, 전술된 바와 같이, 비-처리된 신호 경로들을 동적으로 재구성하기 위한 임의의 적합한 요소들을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 동적으로 형성하기 위한 수단은 업링크 및/또는 다운링크 경로 선택기들, 하나 이상의 분배기-조합기 네트워크들 등과 같은 경로 선택기 시스템의 요소들을 포함한다. 다른 실시예들에서, 동적으로 형성하기 위한 수단은 수신하기 위한 수단 또는 송신하기 위한 수단에 포함되지 않은 입력 및/또는 출력 서브시스템들의 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 동적으로 형성하기 위한 수단은 하나 이상의 증폭기들, 필터들, 변환기들 등을 포함할 수 있다.

도 11은 다양한 실시예들에 따른, 복수의 고정 스폿 빔들 사이의 순방향 링크 통신들의 유연한 인트라-위성 라우팅을 위한 예시적인 방법(1100)의 흐름도를 도시한다. 방법(1100)의 실시예들은, 단계(1104)에서, 제1 시간에, 다수의 업링크 안테나 포트들 중 하나를 다수의 다운링크 안테나 포트들 중 하나와 결합하여 모노캐스트 비-처리된 (벤트-파이프) 신호 경로를 형성하기 위해, 경로 선택기 시스템을 다수의 구성들 중 제1 구성으로 스위칭함으로써 시작된다. 단계(1108)에서, 실시예들은 모노캐스트 비-처리된 신호 경로 및 하나의 다운링크 안테나 포트를 통해 다수의 고정 스폿 빔들 중 하나를 통해 제1 트래픽을 송신할 수 있다. 일부 실시예들에서, 단계(1104)에서, 하나의 업링크 안테나 포트는 게이트웨이 업링크 안테나 포트이고, 하나의 다운링크 안테나 포트는 사용자 다운링크 안테나 포트로서, 이에 의해 순방향 링크 모노캐스트 비-처리된 신호 경로를 형성한다. 그러한 실시예들에서, 단계(1108)에서, 제1 트래픽은 경로 선택기 시스템이 제1 구성에 있는 동안 하나의 게이트웨이 업링크 안테나 포트에서 수신된 순방향 링크 트래픽이다. 다른 실시예들에서, 단계(1104)에서, 하나의 업링크 안테나 포트는 사용자 업링크 안테나 포트이고, 하나의 다운링크 안테나 포트는 게이트웨이 다운링크 안테나 포트로서, 이에 의해 역방향 링크 모노캐스트 비-처리된 신호 경로를 형성한다. 그러한 실시예들에서, 단계(1108)에서, 제1 트래픽은 경로 선택기 시스템이 제1 구성에 있는 동안 하나의 사용자 업링크 안테나 포트에서 수신된 역방향 링크 트래픽이다.

단계(1112)에서, (제1 시간과 상이한) 제2 시간에, 실시예들은, 하나의 업링크 안테나 포트를 복수의 다운링크 안테나 포트들 중 다수의 다운링크 안테나 포트들과 결합하여 사이멀캐스트 비-처리된 신호 경로를 형성하기 위해, 경로 선택기 시스템을 구성들 중 제2 구성으로 스위칭할 수 있다. 단계(1116)에서, 실시예들은 사이멀캐스트 비-처리된 신호 경로 및 다수의 다운링크 안테나 포트들을 통해 복수의 고정 스폿 빔들 중 다수의 고정 스폿 빔들을 통해 동시에 제2 트래픽을 송신할 수 있다. 일부 실시예들에서, 단계(1112)에서, 하나의 업링크 안테나 포트는 게이트웨이 업링크 안테나 포트이고, 다수의 다운링크 안테나 포트들은 사용자 다운링크 안테나 포트들로서, 이에 의해 순방향 링크 사이멀캐스트 비-처리된 신호 경로를 형성한다. 그러한 실시예들에서, 단계(1116)에서, 제2 트래픽은 경로 선택기 시스템이 제2 구성에 있는 동안 하나의 게이트웨이 업링크 안테나 포트에서 수신된 순방향 링크 트래픽이다. 다른 실시예들에서, 단계(1112)에서, 하나의 업링크 안테나 포트는 사용자 업링크 안테나 포트이고, 다수의 다운링크 안테나 포트들은 게이트웨이 다운링크 안테나 포트들로서, 이에 의해 역방향 링크 사이멀캐스트 비-처리된 신호 경로를 형성한다. 그러한 실시예들에서, 단계(1116)에서, 제2 트래픽은 경로 선택기 시스템이 제2 구성에 있는 동안 하나의 사용자 업링크 안테나 포트에서 수신된 역방향 링크 트래픽이다.

본 명세서에 개시된 방법들은 설명된 방법을 달성하기 위한 하나 이상의 액션들을 포함한다. 방법 및/또는 액션들은 청구항들의 범위로부터 벗어남이 없이 서로 상호 교환될 수 있다. 다시 말해서, 액션들의 특정 순서가 지정되지 않는 한, 특정 액션들의 순서 및/또는 사용은 청구항들의 범위로부터 벗어남이 없이 수정될 수 있다.

전술된 방법들의 다양한 동작들 및 소정 시스템 컴포넌트들의 기능들은 대응하는 기능들을 수행할 수 있는 임의의 적합한 수단에 의해 수행될 수 있다. 이들 수단은, 전체적으로 또는 부분적으로, 하드웨어로 구현될 수 있다. 따라서, 그들은 적용 가능한 기능들의 서브세트를 하드웨어로 수행하도록 적응된 하나 이상의 주문형 집적 회로(ASIC)들을 포함할 수 있다. 대안적으로, 기능들은 하나 이상의 집적 회로(IC) 상에서 하나 이상의 다른 처리 유닛들(또는 코어들)에 의해 수행될 수 있다. 다른 실시예들에서, 프로그래밍될 수 있는 다른 타입들의 집적 회로들(예를 들어, 구조화된/플랫폼 ASIC들, 필드 프로그래머블 게이트 어레이들(FPGA들) 및 다른 세미-커스텀 IC들)이 사용될 수 있다. 각각은 또한, 전체적으로 또는 부분적으로, 하나 이상의 범용 또는 주문형 제어기들에 의해 실행되도록 포맷팅된, 컴퓨터 판독가능 매체에 구현된 명령어들로 구현될 수 있다. 실시예들은 또한 (예를 들어, DLNA(Digital Living Network Alliance) 표준을 통한) 플러그-앤드-플레이(plug-and-play) 기능, (예를 들어, 802.11 표준을 통한) 무선 네트워킹 등을 지원하도록 구성될 수 있다.

본 개시와 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘 또는 다른 기능의 단계들은 하드웨어로 직접, 프로세서에 의해 실행되는 소프트웨어 모듈로, 또는 이 둘의 조합으로 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 임의의 형태의 유형(tangible) 저장 매체에 상주할 수 있다. 사용될 수 있는 저장 매체의 일부 예들은 랜덤 액세스 메모리(RAM), 판독 전용 메모리(ROM), 플래시 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리, 레지스터들, 하드 디스크, 이동식 디스크, CD-ROM 등을 포함한다. 저장 매체는 프로세서에 결합될 수 있으며, 따라서 프로세서는 저장 매체로부터 정보를 판독하고 저장 매체에 정보를 기입할 수 있다. 대안에서, 저장 매체는 프로세서에 통합될 수 있다.

소프트웨어 모듈은 단일 명령어 또는 다수의 명령어들일 수 있고, 여러 상이한 코드 세그먼트들에 걸쳐, 상이한 프로그램들 사이에, 그리고 다수의 저장 매체들에 걸쳐 분산될 수 있다. 따라서, 컴퓨터 프로그램 제품이 본 명세서에서 제시된 동작들을 수행할 수 있다. 예를 들어, 그러한 컴퓨터 프로그램 제품은 명령어들이 유형적으로 저장된(그리고/또는 인코딩된) 컴퓨터 판독가능 유형 매체일 수 있으며, 명령어들은 본 명세서에 설명된 동작들을 수행하기 위해 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행 가능하다. 컴퓨터 프로그램 제품은 패키징 재료를 포함할 수 있다. 소프트웨어 또는 명령어들은 또한 송신 매체를 통해 송신될 수 있다. 예를 들어, 소프트웨어는 동축 케이블, 광섬유 케이블, 트위스티드 페어(twisted pair), 디지털 가입자 회선(DSL) 또는 무선 기술, 예를 들어 적외선, 라디오 또는 마이크로파와 같은 송신 매체를 사용하여 웹사이트, 서버 또는 다른 원격 소스로부터 송신될 수 있다.

다른 예들 및 구현예들이 본 개시의 범주 및 사상, 및 첨부된 청구범위 내에 있다. 예를 들어, 기능들을 구현하는 특징부들은 또한 기능들의 부분들이 상이한 물리적 위치들에서 구현되도록 분산되는 것을 포함하여, 다양한 위치들에 물리적으로 위치될 수 있다. 또한, 청구범위를 포함하여 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "~ 중 적어도 하나"가 뒤따르는 아이템들의 리스트에서 사용되는 바와 같은 "또는"은 이접적 리스트를 나타내며, 따라서 예를 들어 "A, B 또는 C 중 적어도 하나"의 리스트는 A 또는 B 또는 C 또는 AB 또는 AC 또는 BC 또는 ABC(즉, A 및 B 및 C)를 의미한다. 또한, 용어 "예시적인"은 설명된 예가 다른 예들보다 바람직하거나 더 낫다는 것을 의미하지 않는다.

본 명세서에 설명된 기법들에 대한 다양한 변화들, 치환들 및 변경들이 첨부된 청구범위에 의해 한정되는 바와 같은 교시 내용들의 기술로부터 벗어남이 없이 이루어질 수 있다. 더욱이, 본 개시의 범주 및 청구범위는 전술된 공정, 기계, 제조, 물질의 조성, 수단, 방법들, 및 액션들의 특정 양태들에 제한되지 않는다. 본 명세서에 설명된 대응하는 양태들과 실질적으로 동일한 기능을 수행하거나 실질적으로 동일한 결과를 달성하는, 현재 존재하거나 향후에 개발될 공정들, 기계들, 제조, 물질의 조성들, 수단, 방법들, 또는 액션들이 이용될 수 있다. 따라서, 첨부된 청구범위는 그러한 공정들, 기계들, 제조, 물질의 조성들, 수단, 방법들, 또는 액션들을 그 범주 내에 포함한다.

Claims

복수의 고정 스폿 빔들 사이의 유연한 인트라-위성 통신들을 갖는 벤트-파이프 위성(bent-pipe satellite)으로서,
복수의 업링크 안테나 포트들 및 복수의 다운링크 안테나 포트들을 갖는 고정 스폿 빔 안테나 서브시스템 - 상기 업링크 안테나 포트들은 게이트웨이 업링크 안테나 포트들 및 사용자 업링크 안테나 포트들을 포함하고, 상기 다운링크 안테나 포트들은 게이트웨이 다운링크 안테나 포트들 및 사용자 다운링크 안테나 포트들을 포함함 -;
제어 신호들에 응답하여, 복수의 비-처리된 순방향(forward) 신호 경로들을, 상기 복수의 게이트웨이 업링크 안테나 포트들을 복수의 게이트웨이 업링크 경로 선택기(gateway uplink pathway selector, GUPS)들 및 복수의 사용자 다운링크 경로 선택기(user downlink pathway selector, UDPS)들을 통해 상기 복수의 사용자 다운링크 안테나 포트들 중 적어도 일부와 결합하도록 활성화하는 경로 선택 서브시스템 -
상기 경로 선택 서브시스템은 순방향 사이멀캐스트(simulcast) 모드를 포함하며, 상기 순방향 사이멀캐스트 모드는, 활성 시, 상기 복수의 비-처리된 순방향 신호 경로들 중 하나가 순방향 사이멀캐스트 신호 경로가 되도록 상기 게이트웨이 업링크 안테나 포트들 중 하나를 상기 사용자 다운링크 안테나 포트들 중 다수의 사용자 다운링크 안테나 포트들과 결합함 -; 및
경로 선택 스케줄에 따라 상기 복수의 비-처리된 순방향 신호 경로들을 활성화시키기 위해 상기 제어 신호들을 상기 경로 선택 서브시스템에 제공하는 경로 스케줄링 제어기를 포함하는, 벤트-파이프 위성.
제1항에 있어서,
각각의 GUPS는 상기 게이트웨이 업링크 안테나 포트들 각자(respective one)와 결합된 GUPS 입력, 및 복수의 GUPS 출력들을 포함하고;
각각의 UDPS는 상기 사용자 다운링크 안테나 포트들 각자와 결합된 UDPS 출력, 및 복수의 UDPS 입력들을 포함하고;
상기 UDPS 입력들 중 적어도 일부의 각각은 상기 GUPS 출력들 중 하나와 결합되는, 벤트-파이프 위성.
제2항에 있어서,
상기 UDPS들 중 하나의 UDPS의 상기 UDPS 입력들 중 하나를 선택함으로써 상기 비-처리된 순방향 신호 경로들 중 적어도 하나가 형성되는, 벤트-파이프 위성.
제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 GUPS들 중 하나의 GUPS의 상기 GUPS 출력들 중 하나를 선택함으로써 상기 비-처리된 순방향 신호 경로들 중 적어도 하나가 형성되는, 벤트-파이프 위성.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 GUPS들 중 적어도 하나는 한 번에(at a time) 상기 게이트웨이 업링크 안테나 포트들 중 하나를 상기 UDPS들 중 임의의 하나 이상과 결합하도록 동작하는 전력 분배기인, 벤트-파이프 위성.
제1항, 제2항, 제4항 또는 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 UDPS들 중 적어도 하나는 한 번에 상기 GUPS들 중 다수의 GUPS들을 상기 사용자 다운링크 안테나 포트들 중의 각자 적어도 하나와 결합하도록 동작하는 전력 조합기인, 벤트-파이프 위성.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
각각의 UDPS는 한 번에 상기 사용자 다운링크 안테나 포트들 중 하나를 상기 GUPS들 중 임의의 단 하나와 결합하도록 동작하는 선택기 스위치인, 벤트-파이프 위성.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 경로 선택 서브시스템은, 상기 복수의 사용자 업링크 안테나 포트들 중 적어도 일부를 복수의 사용자 업링크 경로 선택기(user uplink pathway selector, UUPS)들 및 복수의 게이트웨이 다운링크 경로 선택기(gateway downlink pathway selector, GDPS)들을 통해, 상기 복수의 게이트웨이 다운링크 안테나 포트들과 결합하는 복수의 비-처리된 역방향(return) 신호 경로들을 더 포함하는, 벤트-파이프 위성.
제8항에 있어서,
상기 경로 선택 서브시스템은 역방향 사이멀캐스트 모드를 더 포함하며, 상기 역방향 사이멀캐스트 모드는, 활성 시, 상기 복수의 비-처리된 역방향 신호 경로들 중 하나가 역방향 사이멀캐스트 신호 경로가 되도록 상기 사용자 업링크 안테나 포트들 중 다수의 사용자 업링크 안테나 포트들을 상기 게이트웨이 다운링크 안테나 포트들 중 하나와 결합하는, 벤트-파이프 위성.
제8항 또는 제9항에 있어서,
각각의 GDPS는 상기 게이트웨이 다운링크 안테나 포트들 각자와 결합된 GDPS 출력, 및 복수의 GDPS 입력들을 포함하고;
각각의 UUPS는 상기 사용자 업링크 안테나 포트들 각자와 결합된 UUPS 입력, 및 복수의 UUPS 출력들을 포함하고;
상기 UUPS 출력들 중 적어도 일부의 각각은 상기 GDPS 입력들 중 하나와 결합되는, 벤트-파이프 위성.
제10항에 있어서,
상기 UUPS들 중 하나의 UUPS의 상기 UUPS 출력들 중 하나를 선택함으로써 상기 비-처리된 역방향 신호 경로들 중 적어도 하나가 형성되는, 벤트-파이프 위성.
제10항 또는 제11항에 있어서,
상기 GDPS들 중 하나의 GDPS의 상기 GDPS 입력들 중 하나를 선택함으로써 상기 비-처리된 역방향 신호 경로들 중 적어도 하나가 형성되는, 벤트-파이프 위성.
제8항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 비-처리된 역방향 신호 경로들 중 적어도 하나는, 상기 UUPS들 중 하나 및 상기 UDPS들 중 하나를 통해 상기 사용자 업링크 포트들 중 하나를 상기 사용자 다운링크 포트들 중 대응하는 하나와 결합하는, 벤트-파이프 위성.
제8항 내지 제11항 또는 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 GDPS들 중 적어도 하나는 한 번에 상기 게이트웨이 다운링크 안테나 포트들 중 하나를 상기 UUPS들 중 임의의 하나 이상과 결합하도록 동작하는 전력 분배기인, 벤트-파이프 위성.
제8항 내지 제10항, 제12항 또는 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 UUPS들 중 적어도 하나는 한 번에 상기 GDPS들 중 다수의 GDPS들을 상기 사용자 업링크 안테나 포트들 중 각자의 적어도 하나와 결합하도록 동작하는 전력 조합기인, 벤트-파이프 위성.
제8항 내지 제11항, 제13항 또는 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
각각의 UUPS는 한 번에 상기 사용자 업링크 안테나 포트들 중 하나를 상기 GDPS들 중 임의의 단 하나와 결합하도록 동작하는 스위치인, 벤트-파이프 위성.
제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 경로 선택 서브시스템은
복수의 분배기-조합기 네트워크(divider-combiner network, DCN) 입력들 및 복수의 DCN 출력들을 갖는 DCN을 더 포함하며,
각각의 GUPS는 상기 복수의 DCN 입력들 각자와 결합된 GUPS 사이멀캐스트 출력을 포함하고,
각각의 UDPS는 상기 복수의 DCN 출력들 각자와 결합된 UDPS 사이멀캐스트 입력을 포함하는, 벤트-파이프 위성.
제17항에 있어서,
각각의 GUPS는 N개의 모노캐스트 출력들 및 상기 GUPS 사이멀캐스트 출력을 포함하는 N+1개의 GUPS 출력들을 포함하고,
각각의 UDPS는 N개의 모노캐스트 입력들 및 상기 UDPS 사이멀캐스트 입력을 포함하는 N+1개의 UDPS 입력들을 포함하고,
상기 분배기-조합기 네트워크는 N개의 DCN 입력들 및 N개의 DCN 출력들을 포함하고,
각각의 GUPS의 각각의 모노캐스트 출력은 상기 UDPS들 중 하나의 각자의 모노캐스트 입력과 결합되는, 벤트-파이프 위성.
제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 경로 선택 서브시스템은
복수의 채널 필터들을 더 포함하며, 각각의 채널 필터는 상기 GUPS들 각자와 상기 게이트웨이 업링크 안테나 포트들 각자 사이에 결합되는, 벤트-파이프 위성.
제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 경로 선택 서브시스템은
복수의 주파수 변환기들을 더 포함하며, 각각의 주파수 변환기는 상기 UDPS들 각자와 상기 사용자 다운링크 안테나 포트들 각자 사이에 결합되는, 벤트-파이프 위성.
제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 경로 선택 서브시스템은
복수의 주파수 변환기들을 더 포함하며, 각각의 주파수 변환기는 상기 GUPS들 각자와 상기 게이트웨이 업링크 안테나 포트들 각자 사이에 결합되는, 벤트-파이프 위성.
제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서,
복수의 입력 서브시스템들을 더 포함하며, 각각의 입력 서브시스템은 상기 GUPS들 각자와 상기 게이트웨이 업링크 안테나 포트들 각자 사이에 결합된 저잡음 증폭기를 포함하는, 벤트-파이프 위성.
제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서,
복수의 출력 서브시스템들을 더 포함하며, 각각의 출력 서브시스템은 상기 UDPS들 각자와 상기 사용자 다운링크 안테나 포트들 각자 사이에 결합된 멀티포트 증폭기의 각자의 부분(respective portion)을 포함하는, 벤트-파이프 위성.
제23항에 있어서, 상기 멀티포트 증폭기는 제1 버틀러 매트릭스(butler matrix)와 제2 버틀러 매트릭스 사이에 결합된 복수의 전력 증폭기들을 포함하는, 벤트-파이프 위성.
제1항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 경로 선택 스케줄 및 명령어들의 세트를 저장한 메모리를 더 포함하며, 상기 명령어들은, 실행될 때, 상기 경로 스케줄링 제어기로 하여금, 경로 선택 스케줄에 따라 상기 복수의 비-처리된 순방향 신호 경로들을 활성화시키기 위해 상기 경로 선택 서브시스템에 상기 제어 신호들을 제공하게 하는, 벤트-파이프 위성.
제25항에 있어서, 상기 경로 선택 스케줄은 상기 위성이 궤도에 있는 동안 지상 단말기로부터 수신된 제어 정보에 따라 업데이트 가능한, 벤트-파이프 위성.
벤트-파이프 고정 빔 위성(bent-pipe, fixed-beam satellite)을 위한 신호 경로 선택 시스템으로서,
복수의 고정 업링크 스폿 빔들을 통해 복수의 업링크 신호들을 수신하기 위한 수단;
복수의 다운링크 고정 스폿 빔들을 통해 복수의 다운링크 신호들을 송신하기 위한 수단; 및
사이멀캐스트 모드에서, 상기 다운링크 신호들 중 적어도 2개가 상기 업링크 신호들 중 동일한 하나의 업링크 신호로부터 형성되도록, 상기 수신하기 위한 수단을 상기 송신하기 위한 수단과 선택적으로 결합하기 위해 복수의 비-처리된 신호 경로들을 동적으로 형성하기 위한 수단을 포함하는, 신호 경로 선택 시스템.
제27항에 있어서,
상기 동적으로 형성하기 위한 수단은, 모노캐스트 모드에서, 상기 다운링크 신호들의 각각이 상기 업링크 신호들 중 상이한 각자로부터 형성된 상이한 각자의 다운링크 신호이도록, 상기 수신하기 위한 수단을 상기 송신하기 위한 수단과 추가로 선택적으로 결합하는, 신호 경로 선택 시스템.
제27항에 있어서,
상기 수신하기 위한 수단은 복수의 입력 수단을 포함하고 - 각각의 입력 수단은 상기 복수의 업링크 신호들 각자를 상기 동적으로 형성하기 위한 수단으로 중계하기 위한 수단임 -;
상기 송신하기 위한 수단은 복수의 출력 수단을 포함하고 - 각각의 출력 수단은 상기 복수의 다운링크 신호들 각자를 상기 동적으로 형성하기 위한 수단으로부터 중계하기 위한 수단임 -;
상기 동적으로 형성하기 위한 수단은, 각각의 시간에, 각각의 입력 수단이 경로 선택 스케줄에 따라 상기 출력 수단 각자와 결합되도록, 복수의 시간들마다 복수의 경로 선택 수단을 재구성하기 위한 경로 스케줄링 수단을 포함하는, 신호 경로 선택 시스템.
제29항에 있어서,
상기 복수의 경로 선택 수단의 일부분의 각각은 상기 복수의 출력 수단 중 어느 것을 상기 복수의 입력 수단 각자와 결합할 지 선택하기 위한 수단을 포함하고;
상기 복수의 경로 선택 수단을 재구성하는 것은, 상기 복수의 경로 선택 수단의 상기 일부분의 각각에 대해, 상기 복수의 입력 수단 각자와 결합하기 위한 상기 복수의 출력 수단 중 하나를 선택하는 것을 포함하는, 신호 경로 선택 시스템.
제30항에 있어서,
상기 일부분은 상기 복수의 경로 선택 수단의 제1 부분이고;
상기 복수의 경로 선택 수단의 제2 부분의 각각은 상기 복수의 경로 선택 수단의 상기 제1 부분으로부터 수신된 신호들을 결합하기 위한 수단을 포함하는, 신호 경로 선택 시스템.
제29항 또는 제30항에 있어서,
상기 복수의 경로 선택 수단의 일부분의 각각은 상기 복수의 입력 수단 중 어느 것을 상기 복수의 출력 수단 각자와 결합할 지 선택하기 위한 수단을 포함하고;
상기 복수의 경로 선택 수단을 재구성하는 것은, 상기 복수의 경로 선택 수단의 상기 일부분의 각각에 대해, 상기 복수의 출력 수단 각자와 결합하기 위한 상기 복수의 입력 수단 중 하나를 선택하는 것을 포함하는, 신호 경로 선택 시스템.
제32항에 있어서,
상기 일부분은 상기 복수의 경로 선택 수단의 제1 부분이고;
상기 복수의 경로 선택 수단의 제2 부분의 각각은 상기 복수의 입력 수단으로부터 수신된 신호들을 분할하고 상기 분할된 신호들을 상기 제1 부분으로 중계하기 위한 수단을 포함하는, 신호 경로 선택 시스템.
제27항 내지 제33항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 동적으로 형성하기 위한 수단은, 상기 사이멀캐스트 모드에서, 상기 다운링크 신호들 중 적어도 2개가 상기 업링크 신호들 중 동일한 하나로부터 형성되도록, 상기 수신하기 위한 수단을 상기 송신하기 수단과 선택적으로 결합하기 위한 분배기 및 조합기 수단을 포함하는, 신호 경로 선택 시스템.
제27항 내지 제34항 중 어느 한 항에 있어서,
경로 선택 스케줄을 저장하기 위한 수단을 더 포함하며,
상기 동적으로 형성하기 위한 수단은 상기 경로 선택 스케줄에 따라 상기 수신하기 위한 수단을 상기 송신하기 위한 수단과 선택적으로 결합하는, 신호 경로 선택 시스템.
제35항에 있어서,
상기 위성이 궤도에 있는 동안 상기 경로 선택 스케줄을 업데이트하기 위한 수단을 더 포함하는, 신호 경로 선택 시스템.
복수의 고정 스폿 빔들 사이의 통신들의 유연한 인트라-위성 라우팅의 방법으로서,
제1 시간에, 복수의 업링크 안테나 포트들 중 하나를 복수의 다운링크 안테나 포트들 중 하나와 결합하여 모노캐스트 비-처리된 신호 경로를 형성하기 위해, 경로 선택기 시스템을 복수의 구성들 중 제1 구성으로 제1 스위칭하는 단계;
상기 모노캐스트 비-처리된 신호 경로 및 상기 하나의 다운링크 안테나 포트를 통해 복수의 고정 스폿 빔들 중 하나를 통해 제1 트래픽을 제1 송신하는 단계 - 상기 제1 트래픽은 상기 경로 선택기 시스템이 상기 제1 구성에 있는 동안 상기 하나의 업링크 안테나 포트에서 수신됨 -;
제2 시간에, 상기 하나의 업링크 안테나 포트를 상기 복수의 다운링크 안테나 포트들 중 다수의 다운링크 안테나 포트들과 결합하여 사이멀캐스트 비-처리된 신호 경로를 형성하기 위해, 상기 경로 선택기 시스템을 상기 복수의 구성들 중 제2 구성으로 제2 스위칭하는 단계; 및
상기 사이멀캐스트 비-처리된 신호 경로 및 상기 복수의 다운링크 안테나 포트들을 통해 상기 복수의 고정 스폿 빔들 중 다수의 고정 스폿 빔들을 통해 동시에 제2 트래픽을 제2 송신하는 단계 - 상기 제2 트래픽은 상기 경로 선택기 시스템이 상기 제2 구성에 있는 동안 상기 하나의 업링크 안테나 포트에서 수신됨 -를 포함하는, 방법.
제37항에 있어서,
상기 복수의 업링크 안테나 포트들은 게이트웨이 업링크 안테나 포트들이고; 상기 복수의 다운링크 안테나 포트들은 사용자 다운링크 안테나 포트들이고;
상기 제1 트래픽 및 상기 제2 트래픽은 순방향 링크(forward-link) 트래픽인, 방법.
제37항에 있어서,
상기 복수의 업링크 안테나 포트들은 사용자 업링크 안테나 포트들이고; 상기 복수의 다운링크 안테나 포트들은 게이트웨이 다운링크 안테나 포트들이고;
상기 제1 트래픽 및 상기 제2 트래픽은 역방향 링크(return-link) 트래픽인, 방법.
제37항 내지 제39항 중 어느 한 항에 있어서,
복수의 업링크 경로 선택기(UPS)들 중 하나는:
상기 하나의 업링크 안테나 포트와 결합된 UPS 입력; 및
복수의 UPS 출력들을 포함하고 - 각각의 UPS 출력은 복수의 다운링크 경로 선택기(DPS)들 각자에 각각 결합되고, 각각의 DPS는 상기 복수의 다운링크 안테나 포트들 각자와 추가로 결합됨 -;
상기 제1 스위칭하는 단계는 상기 제1 시간에 상기 하나의 UPS의 상기 복수의 UPS 출력들 중 하나를 선택하는 단계를 포함하여, 상기 선택하는 단계가, 상기 모노캐스트 비-처리된 신호 경로를 형성하기 위해, 상기 하나의 UPS 및 상기 DPS들 중 하나를 통해 상기 하나의 업링크 안테나 포트를 상기 하나의 다운링크 안테나 포트와 결합하는, 방법.
제40항에 있어서,
상기 복수의 UPS 출력들은 UPS 모노캐스트 출력들이고;
상기 하나의 UPS는 분배기-조합기 네트워크와 결합된 사이멀캐스트 출력을 더 포함하고 - 상기 분배기-조합기 네트워크는 각각의 DPS의 사이멀캐스트 입력과 추가로 결합됨 -;
상기 제2 스위칭하는 단계는 상기 제2 시간에 상기 하나의 UPS의 상기 사이멀캐스트 출력을 선택하는 단계를 포함하여, 상기 선택하는 단계가, 상기 사이멀캐스트 비-처리된 신호 경로를 형성하기 위해, 상기 하나의 UPS의 상기 사이멀캐스트 출력, 상기 분배기-조합기 네트워크, 및 상기 다수의 DPS들의 상기 사이멀캐스트 입력들을 통해 상기 하나의 업링크 안테나 포트를 상기 복수의 다운링크 안테나 포트들의 상기 다수의 다운링크 안테나 포트들과 결합하는, 방법.
제37항 내지 제39항 중 어느 한 항에 있어서,
복수의 DPS들의 각각은:
상기 하나의 다운링크 안테나 포트와 결합된 DPS 출력; 및
복수의 DPS 입력들을 포함하고 - 각각의 DPS 입력은 복수의 UPS들 각자와 결합되고, 각각의 UPS는 상기 복수의 업링크 안테나 포트들 각자와 추가로 결합됨 -;
상기 제1 스위칭하는 단계는 상기 제1 시간에 상기 하나의 DPS의 상기 복수의 DPS 입력들 중 하나를 선택하는 단계를 포함하여, 상기 선택하는 단계가, 상기 모노캐스트 비-처리된 신호 경로를 형성하기 위해, 상기 UPS들 중 하나 및 상기 하나의 DPS를 통해 상기 하나의 업링크 안테나 포트를 상기 하나의 다운링크 안테나 포트와 결합하는, 방법.
제42항에 있어서,
상기 제2 스위칭하는 단계는 상기 제2 시간에 상기 적어도 2개의 DPS들을 상기 하나의 UPS와 결합하기 위해 상기 DPS들 중 적어도 2개의 DPS들의 각각의 상기 DPS 입력들 중 하나를 선택하는 단계를 포함하여, 상기 선택하는 단계가, 상기 사이멀캐스트 비-처리된 신호 경로를 형성하기 위해, 상기 하나의 UPS 및 상기 적어도 2개의 DPS들을 통해 상기 하나의 업링크 안테나 포트를 상기 다수의 다운링크 안테나 포트들과 결합하는, 방법.
제42항 또는 제43항에 있어서,
상기 복수의 UPS들의 각각은:
상기 복수의 업링크 안테나 포트들 각자와 결합된 UPS 입력; 및
복수의 UPS 출력들을 포함하고 - 각각의 UPS 출력은 상기 복수의 DPS들 각자와 결합됨 -;
상기 제1 스위칭하는 단계는, 상기 제1 시간에 상기 하나의 DPS의 상기 복수의 DPS 입력들 중 하나뿐만 아니라 상기 복수의 UPS들 중 하나의 UPS의 상기 복수의 UPS 출력들 중 하나를 선택하는 단계를 포함하여, 상기 선택하는 단계가, 상기 모노캐스트 비-처리된 신호 경로를 형성하기 위해, 상기 UPS들 중 하나 및 상기 하나의 DPS들을 통해 상기 하나의 업링크 안테나 포트와 상기 하나의 다운링크 안테나 포트를 결합하는, 방법.
제44항에 있어서,
상기 복수의 DPS 입력들은 DPS 모노캐스트 입력들이고;
상기 복수의 DPS들의 각각은, 분배기-조합기 네트워크의 각자의 출력과 결합된 사이멀캐스트 입력을 더 포함하고;
상기 복수의 UPS 출력들은 UPS 모노캐스트 출력들이고;
상기 하나의 UPS는 상기 분배기-조합기 네트워크의 입력과 결합된 사이멀캐스트 출력을 더 포함하고;
상기 제2 스위칭하는 단계는 상기 제2 시간에 상기 하나의 UPS의 상기 사이멀캐스트 출력을 선택하고 상기 DPS들 중 다수의 DPS들의 각각의 상기 사이멀캐스트 입력을 선택하는 단계를 포함하여, 상기 선택하는 단계가, 상기 사이멀캐스트 비-처리된 신호 경로를 형성하기 위해, 상기 하나의 UPS의 상기 사이멀캐스트 출력, 상기 분배기-조합기 네트워크, 및 상기 다수의 DPS들의 상기 사이멀캐스트 입력들을 통해 상기 하나의 업링크 안테나 포트를 상기 복수의 다운링크 안테나 포트들 중의 상기 다수의 다운링크 안테나 포트들과 결합하는, 방법.
제37항 내지 제45항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 업링크 안테나 포트들은 복수의 입력 서브시스템들을 통해 상기 경로 선택기 시스템과 결합되며, 각각의 입력 서브시스템은 저잡음 증폭기를 포함하는, 방법.
제37항 내지 제46항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 다운링크 안테나 포트들은 복수의 출력 서브시스템들을 통해 상기 경로 선택기 시스템과 결합되며, 각각의 출력 서브시스템은 멀티포트 증폭기의 각자의 부분을 포함하는, 방법.
제37항 내지 제47항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 구성으로의 상기 제1 스위칭하는 단계 및 상기 제2 구성으로의 상기 제2 스위칭하는 단계는 상기 경로 선택기 시스템의 메모리 내에 저장된 경로 선택 스케줄에 따르는, 방법.
제48항에 있어서, 상기 경로 선택기 시스템은 위성 내에 배치되고, 상기 방법은:
상기 위성이 궤도에 있는 동안, 지상 단말기로부터 상기 위성에 의해 제어 정보를 수신하는 단계; 및
상기 제어 정보에 따라 상기 메모리 내의 상기 경로 선택 스케줄을 업데이트하는 단계를 더 포함하는, 방법.