(57)【要約】      （修正有）【課題】セルラー通信システムにおいて制御チャネルのオーバーヘッドが少ない高次の周波数再利用パターンが利用可能な中継および分配装置を提供する。【解決手段】中継および分配装置は、第１のＮセル周波数再利用パターンとＭ個の第２のＮセル周波数再利用パターンとを重ね合わせてビームをレイダウンするように構成されたアンテナシステムを含む。第１の周波数再利用パターンは、セルラー通信システムの制御チャネルの通信用でもよく、第２の周波数再利用パターンは、セルラー通信システムの制御チャネルを除くトラフィックチャネルの通信用でもよい。第２の周波数再利用パターンは、互いに千鳥状に配置されてもよい。第２の周波数再利用パターンのセルは、一部分のみがトラフィックチャネルの送信用であるサイズを有することができ、このトラフィックチャネルのいずれもが第１の再利用周波数パターンの制御チャネルを介して割り当て可能であってもよい。【選択図】図１
2014132751.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信プラットフォーム（２０２）と、
前記通信プラットフォーム（２０２）によって担持され、アンテナ給電装置（２０６）の少なくとも１つのアレイを含み、セルラー通信システム（１００）のそれぞれのセルをカバーするビームをレイダウンするように構成されたアンテナシステム（２０４）と
を備える中継および分配装置であって、
前記アンテナシステム（２０４）が第１のＮセル周波数再利用パターンとＭ≧２の第２のＮセル周波数再利用パターンとを重ね合わせてビームをレイダウンするように構成され、前記第１のＮセル周波数再利用パターンが前記セルラー通信システム（１００）の制御チャネルの通信用であり、前記Ｍ個の第２のＮセル周波数再利用パターンが前記セルラー通信システム（１００）の制御チャネルを除くトラフィックチャネルの通信用であり、
前記Ｍ個の第２のＮセル周波数再利用パターンが互いに千鳥状に配置され、前記Ｍ個の第２のＮセル周波数再利用パターンのセルが、一部分のみがトラフィックチャネルの送信用であるサイズを有し、前記トラフィックチャネルのいずれもが前記第１のＮセル周波数再利用パターンの制御チャネルを介して割り当て可能である、中継および分配装置。
【請求項２】
前記Ｍ個の第２のＮセル周波数再利用パターンの各セルの前記一部分が前記第１のＮセル周波数再利用パターンの１つ、２つまたは３つのセルと重なり合う、請求項１に記載の中継および分配装置。
【請求項３】
Ｍが偶数のとき、前記Ｍ個の第２のＮセル周波数再利用パターンの各セルの前記一部分が前記第１のＮセル周波数再利用パターンの１つまたは２つのセルと重なり合い、Ｍが奇数のとき、前記Ｍ個の第２のＮセル周波数再利用パターンの各セルの前記一部分が前記第１のＮセル周波数再利用パターンの１つまたは３つのセルと重なり合う、請求項２に記載の中継および分配装置。
【請求項４】
前記Ｍ個の第２のＮセル周波数再利用パターンのセルが、１／Ｍのみがトラフィックチャネルの送信用であるサイズを有する、請求項１に記載の中継および分配装置。
【請求項５】
前記Ｍ個の第２のＮセル周波数再利用パターンが、トラフィックチャネルの送信用の前記セルの前記一部分が実効的なＭ×Ｎセル周波数再利用パターンを形成するように千鳥状に配置される、請求項１に記載の中継および分配装置。
【請求項６】
セルラー通信システム（１００）のそれぞれのセルをカバーするアンテナシステム（２０４）のビームをレイダウンすることを含み、前記ビームが第１のＮセル周波数再利用パターンとＭ≧２の第２のＮセル周波数再利用パターンとを重ね合わせてレイダウンされ、前記第１のＮセル周波数再利用パターンが前記セルラー通信システム（１００）の制御チャネルの通信用であり、前記Ｍ個の第２のＮセル周波数再利用パターンが前記セルラー通信システム（１００）の制御チャネルを除くトラフィックチャネルの通信用である方法であって、
前記Ｍ個の第２のＮセル周波数再利用パターンが互いに千鳥状に配置され、前記Ｍ個の第２のＮセル周波数再利用パターンのセルが、一部分のみがトラフィックチャネルの送信用であるサイズを有し、前記トラフィックチャネルのいずれもが前記第１のＮセル周波数再利用パターンの制御チャネルを介して割り当て可能である、方法。
【請求項７】
前記Ｍ個の第２のＮセル周波数再利用パターンの各セルの前記一部分が前記第１のＮセル周波数再利用パターンの１つ、２つまたは３つのセルと重なり合う、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
Ｍが偶数のとき、前記Ｍ個の第２のＮセル周波数再利用パターンの各セルの前記一部分が前記第１のＮセル周波数再利用パターンの１つまたは２つのセルと重なり合い、Ｍが奇数のとき、前記Ｍ個の第２のＮセル周波数再利用パターンの各セルの前記一部分が前記第１のＮセル周波数再利用パターンの１つまたは３つのセルと重なり合う、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記Ｍ個の第２のＮセル周波数再利用パターンのセルが、１／Ｍのみがトラフィックチャネルの送信用であるサイズを有する、請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
前記Ｍ個の第２のＮセル周波数再利用パターンが、トラフィックチャネルの送信用の前記セルの前記一部分が実効的なＭ×Ｎセル周波数再利用パターンを形成するように千鳥状に配置される、請求項６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般にセルラー通信システム、詳細にはセルラー通信システムにおける無線受信可能範囲に対して千鳥状に配置されたセルに関する。
【背景技術】
【０００２】
我々の社会および経済がますます依存するようになってきた無線通信アクセスは、日々の社会の機能のすべての局面に普及しつつある。例えば、無線通信は、陸上車両、航空機、宇宙船、船などの移動プラットフォームに搭乗したユーザにだんだんと利用可能になってきた。移動プラットフォームの乗客のための無線通信サービスには、例えば電子メールおよびウェブブラウジングのインターネットアクセス、テレビ生放送、音声サービス、仮想私設ネットワークアクセス、ならびに他の双方向および実時間サービスが含まれる。
【０００３】
遠隔の、アクセスすることが困難な、または移動利用者端末のための無線通信プラットフォーム、例えば移動プラットフォームは、遠隔の陸上または水上の領域をしばしば含む地理的に大きな直接受信可能区域にわたってサービス受信可能範囲を提供することができる通信衛星を使用することが多い。一般に、基地局、例えば地上の基地局は、１つまたは複数の衛星を介してベントパイプによって利用者端末へ情報（例えばデータ）を送る。より具体的には、基地局は、衛星にフォワードリンクで情報を送り、この衛星がこの情報を受け取り、増幅し、１つまたは複数の固定または移動利用者端末のアンテナに再送信する。そして今度は、利用者端末が、衛星を介して基地局にデータを送り返すことができる。基地局は、利用者端末に、インターネット、公衆交換電話網、および／または他の公共のもしくは私設のネットワーク、サーバー、ならびにサービスへの接続を提供することができる。
【０００４】
現代の衛星および他のセルラー通信システムは、しばしばビームレイダウンを提供する多くのスポットビームを用い、このビームレイダウンが地理的な領域にわたって複数のセルに分割することができる受信可能範囲を形成する。スポットビームを使用する通信システムでは、同じ周波数が２つ以上のセルにおいて同時に使用されてもよい。これらのビームは、ビーム間の干渉を最小にするために所定の同極性分離（例えば搬送波対干渉比）の値を維持するように構成されることがある。これは、空間分離および空間再利用と呼ばれる。１つの典型的な言い方では、各スポットビームは、カラーが割り当てられ周波数再利用パターンと一致するカラーパターンを生成することができる。その場合、全く同一の周波数が、同じカラーを有する異なるビームによって再利用されてもよい。
【０００５】
従来のセルラー通信システムは、しばしば３、４または７カラーパターンを使用し、このカラーパターンによってセルサイズをより大きくして同じ搬送波対干渉比を実現する。これにより、９または１２以上のカラーパターンなどのはるかに高次の周波数再利用パターンと比較して、全体のシステム容量を低減することができる。しかし、多くのシステムは、システムの制御チャネルのオーバーヘッドが比例して増加するので、高次の周波数再利用パターンを回避する。例えば、システムがすべてのセルについて制御チャネルに対して１つの搬送波を割り当てる場合、７カラーパターンは、７つの制御チャネルの搬送波を必要とする。同様に、例えば、９カラーパターンは、９つの制御チャネルの搬送波を、１２カラーパターンは、１２の制御チャネルの搬送波を必要とするなどである。ほとんどの従来の通信システムにとって、この高い制御チャネルのオーバーヘッドは、高次の周波数再利用パターンを非実用的なものにしている。
【発明の概要】
【０００６】
本開示の例示的な実現形態は、一般にセルラー通信システムにおける中継および分配装置、ならびに制御およびトラフィックチャネルを送信するためのビームをレイダウンする関連方法を対象とする。本開示の例示的な実現形態は、制御およびトラフィックチャネルに対するより効率的な周波数再利用スキームによってシステム容量を増加させることができる。例示的な実現形態によると、高次のセル周波数再利用パターンを用いてトラフィック容量を増加させることができ、普通ならば高次の再利用パターンに付きものとなりうる制御チャネルのオーバーヘッドを回避することができる。
【０００７】
例示的な実現形態の一態様によると、セルラー通信システムのための中継および分配装置が提供され、この装置が通信プラットフォームおよびアンテナシステムを含む。アンテナシステムは、通信プラットフォームによって担持され、アンテナ給電装置の少なくとも１つのアレイを含む。アンテナシステムは、セルラー通信システムのそれぞれのセルをカバーするビームをレイダウンするように構成されうる。アンテナシステムは、Ｐセル周波数再利用パターンとＱセル周波数再利用パターンとを重ね合わせてビームをレイダウンするように構成されうる。Ｐセル周波数再利用パターンは、セルラー通信システムの制御チャネルの通信用であってもよく、Ｑセル周波数再利用パターンは、セルラー通信システムの制御チャネルを除くトラフィックチャネルの通信用であってもよい。本態様によると、Ｑセル周波数再利用パターンのいずれのトラフィックチャネルも、Ｐセル周波数再利用パターンの制御チャネルを介して割り当て可能であってもよい。
【０００８】
一例において、Ｑは、Ｐよりも大きくてもよく、Ｑセル周波数再利用パターンのセルは、Ｐセル周波数再利用のパターンのセルよりもサイズが小さくてもよい。一例において、Ｑセル周波数再利用パターンのセルの少なくとも一部は、Ｐセル周波数再利用パターンの１つのセルと重なり合ってもよく、Ｑセル周波数再利用パターンの他のセルは、Ｐセル周波数再利用パターンの２つ以上のセルと重なり合ってもよい。
【０００９】
また、例示的な実現形態の別の態様は、セルラー通信システムのための中継および分配装置を提供する。この別の態様によると、中継および分配装置のアンテナシステムは、第１のＮセル周波数再利用パターンとＭ≧２の第２のＮセル周波数再利用パターンとを重ね合わせてビームをレイダウンするように構成されてもよい。第１のＮセル周波数再利用パターンは、セルラー通信システムの制御チャネルの通信用であってもよく、Ｍ個の第２のＮセル周波数再利用パターンは、セルラー通信システムの制御チャネルを除くトラフィックチャネルの通信用であってもよい。Ｍ個の第２のＮセル周波数再利用パターンは、互いに千鳥状に配置されてもよく、Ｍ個の第２のＮセル周波数再利用パターンのセルは、一部分のみがトラフィックチャネルの送信用であるサイズを有し、このトラフィックチャネルのいずれもが第１のＮセル周波数再利用パターンの制御チャネルを介して割り当て可能である。
【００１０】
さまざまな例において、Ｍ個の第２のＮセル周波数再利用パターンは、トラフィックチャネルの送信用のセルの一部分が実効的なＭ×Ｎセル周波数再利用パターンを形成するように千鳥状に配置されてもよい。一例において、Ｍ個の第２のＮセル周波数再利用パターンのセルは、１／Ｍのみがトラフィックチャネルの通信用であるサイズを有することができる。
【００１１】
さまざまな例において、Ｍ個の第２のＮセル周波数再利用パターンの各セルの一部分は、第１のＮセル周波数再利用パターンの１つ、２つまたは３つのセルと重なり合ってもよい。例えば、Ｍが偶数のとき、Ｍ個の第２のＮセル周波数再利用パターンの各セルの一部分は、第１のＮセル周波数再利用パターンの１つまたは２つのセルと重なり合ってもよく、Ｍが奇数のとき、Ｍ個の第２のＮセル周波数再利用パターンの各セルの一部分は、第１のＮセル周波数再利用パターンの１つまたは３つのセルと重なり合ってもよい。
【００１２】
例示的な実現形態の他の態様において、セルラー通信システムにおける制御およびトラフィックチャネルの通信用の周波数再利用パターンでビームをレイダウンするための方法が提供される。本明細書で論じる特徴、機能および利点は、さまざまな例示的な実現形態において独立に達成されてもよく、またはさらなる他の例示的な実現形態において組み合わされてもよく、これら実現形態のさらなる詳細が以下の説明および図面を参照して理解することができる。
【００１３】
一般的な用語で本開示の例示的な実現形態について説明したが、ここで必ずしも縮尺通りではない添付図面を参照する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本開示の例示的な一実現形態によるセルラー通信システムを示す。
【図２】本開示の例示的な一実現形態による中継および分配装置の概略ブロック図である。
【図３】本開示の例示的な実現形態の一態様による周波数再利用パターンを重ね合わせてレイダウンされるビームを示す。
【図４】本開示の例示的な実現形態の一態様による周波数再利用パターンを重ね合わせてレイダウンされるビームを示す。
【図５】本開示の例示的な実現形態の一態様による周波数再利用パターンを重ね合わせてレイダウンされるビームを示す。
【図６】本開示の例示的な実現形態の別の態様による３つの千鳥状に配置された周波数再利用パターンでレイダウンされるビームを示す。
【図７】本開示の例示的な実現形態の別の態様による３つの千鳥状に配置された周波数再利用パターンでレイダウンされるビームを示す。
【図８】本開示の例示的な実現形態の別の態様による３つの千鳥状に配置された周波数再利用パターンでレイダウンされるビームを示す。
【図９】本開示の例示的な実現形態の別の態様による３つの千鳥状に配置された周波数再利用パターンでレイダウンされるビームを示す。
【図１０】本開示の例示的な実現形態の別の態様による３つの千鳥状に配置された周波数再利用パターンでレイダウンされるビームを示す。
【図１１】本開示の例示的な実現形態の他の態様による４つの千鳥状に配置された周波数再利用パターンでレイダウンされるビームを示す。
【図１２】本開示の例示的な実現形態の態様の方法におけるさまざまな動作を含む流れ図を示す。
【図１３】本開示の例示的な実現形態の態様の方法におけるさまざまな動作を含む流れ図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
ここで、本開示の一部の実現形態について、すべてではないが一部の実現形態を示す添付図面を参照してより完全に以下で説明する。実際、本開示のさまざまな実現形態は、多くの異なる形態で具現化され、本明細書で説明する実現形態に限定されるとして解釈されるべきではなく、むしろ、これらの例示的な実現形態は、本開示が完璧で完全となるように、および当業者に本開示の範囲を完全に伝えるように提供される。例えば、構成部品の寸法または構成部品間の関係が本明細書で言及されることがある。それらおよび他の同様の関係は、絶対的であってもよく、またはエンジニアリングの公差などにより発生する可能性のあるばらつきに起因して近似的であってもよい。同様の参照数字は、全体を通して同様の要素を指す。
【００１６】
本開示は、セルラー通信システムにおける無線受信可能範囲に対して千鳥状に配置されたセルに関する。本明細書では、衛星通信システムを参照して、本開示の例示的な実現形態を示し説明する場合がある。しかし、本開示は、多くの他のタイプのセルラー通信システムのいずれにも等しく適用可能であってよいことを理解されたい。例えば、さまざまな例示的な実現形態は、基地局および利用者端末が衛星を使用することなく互いに直接通信する地球上のセルラー通信システムに等しく適用可能であってもよい。一部の例示的な実現形態において、セルラー通信システムは、衛星に加えて、または衛星の代わりに他のタイプの装置、例えば１つまたは複数の他のタイプの中継および分配装置を含んでもよく、これらの装置が、さまざまな例において、陸上に位置してもよく、または移動プラットフォーム、例えば陸上車両、航空機、宇宙船、船に搭載されてもよい。したがって、例示的な実現形態の通信システムについて１つまたは複数の衛星を含むとして示し説明することがあるが、通信システムは、より広く１つまたは複数の中継および分配装置を含んでもよい。
【００１７】
図１は、本開示のさまざまな例示的な実現形態によるセルラー通信システム１００の一例を示す。図示するように、セルラー通信システムは、１つまたは複数の衛星１０２、１つまたは複数の衛星地上基地局１０４、および１つまたは複数の利用者端末１０６を含む衛星通信システムであってもよい。衛星は、基地局および１つまたは複数の利用者端末が位置することができる地理的な領域１０８をカバーすることができる。基地局は、インターネット、公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）、企業および政府のネットワークなどの私設ネットワーク、ならびに／または他のサーバーおよびサービスなどの１つまたは複数のネットワーク１１０に、さもなければそれらのネットワーク１１０の一部に結合されてもよい。
【００１８】
さまざまな例において、衛星１０２および基地局１０４は、利用者端末１０６とネットワーク１１０間の通信を可能にすることができる。この点に関して、基地局は、ネットワークから情報（例えばデータ）を受け取り、衛星に情報を通信することができる。衛星は、今度は、１つまたは複数の利用者端末に情報を送信または中継することができる。逆に、例えば、衛星は、利用者端末から情報を受け取り、基地局へ情報を通信してもよく、この基地局がネットワークに情報を送信または中継することができる。このタイプの通信は、時として「ベントパイプ」通信と呼ばれることがある。しかし、例示的な実現形態は、他のタイプの衛星システム、例えば内蔵のパケット交換を有する衛星システムにも適用可能であってもよいことを理解されたい。
【００１９】
衛星１０２は、地理的な領域１０８にわたって受信可能範囲を形成するビームレイダウンを提供する多くのスポットビームを用いることができ、この受信可能範囲を複数のセルに分割することができる。一例においてビームは、セルラー通信システムのそれぞれのセルをカバーすることができる。各ビームは、衛星用の周波数再利用パターンに適合するパターンを生成することができるようになんらかのビーム目印が割り当てられてもよい。一部の例において、ビーム目印は、カラーもしくはセルであってもよく、または英字、数字、もしくは英数字であってもよい。本開示の例示的な実現形態によると、衛星は、２つ以上のセルに対して同じ周波数を同時に利用することができる。すなわち、衛星は、同じカラーを有する異なるビームにおいて同じ周波数を再利用することができる。一例において、同じカラーを有する、１つのビームの中心から別のビームのエッジまで再利用距離を測定することができる。
【００２０】
図２は、本開示の例示的な実現形態による中継および分配装置２００を示す。一例において、中継および分配装置２００は、図１のセルラー通信システム１００の衛星１０２に相当してもよい。中継および分配装置は、一般に、図１に示すようなセルラー通信システムのそれぞれのセルをカバーするビームをレイダウンするように構成されうる。図２に示すように、中継および分配装置は、アンテナ給電装置２０６の少なくとも１つのアレイ、および場合により１つまたは複数のリフレクタ２０８も含むアンテナシステム２０４を担持する通信プラットフォーム２０２を含むことができる。各リフレクタは、周波数再利用パターンにおいて複数のビームのうちの１つに役立ち、リフレクタの焦点面にアンテナ給電装置のアレイを有し、アンテナ給電装置のそれぞれがそのリフレクタの周波数でビームを発生させることができる。
【００２１】
さまざまな例において、中継および分配装置２００の通信プラットフォーム２０２は、複数のアンテナ給電装置２０６およびリフレクタ２０８を含むアンテナシステム２０４を担持して複数のビームを提供することができる。一部の例において、この装置は、それぞれの周波数再利用パターンで異なる組のビームをレイダウンすることができ、通信プラットフォームは、各組の各ビーム用のリフレクタおよびアンテナ給電装置を含むアンテナシステムを担持することができる。通信プラットフォームは、一般に、アンテナ給電装置の１つまたは複数のアレイを含むアンテナシステムを担持して数多くの組の周波数再利用パターンを提供することができる。
【００２２】
中継および分配装置２００、より具体的にはアンテナシステム２０４は、セルラー通信システム（例えばセルラー通信システム１００）における制御およびトラフィックチャネルの通信（送信または受信）用の数多くの周波数再利用パターンでビームをレイダウンするように構成されてもよい。本開示の例示的な実現形態によると、アンテナシステムは、制御およびトラフィックチャネルに対するより効率的な周波数再利用スキームによってシステム容量を増加させることができる。例示的な実現形態によると、高次のセル周波数再利用パターンを用いてトラフィック容量を増加させることができ、普通ならば高次の再利用パターンに付きものとなりうる制御チャネルのオーバーヘッドを回避することができる。
【００２３】
例示的な実現形態の一態様によると、アンテナシステム２０４は、Ｐセル周波数再利用パターンとＱセル周波数再利用パターンとを重ね合わせてビームをレイダウンするように構成されてもよい。Ｐセル周波数再利用パターンは、セルラー通信システムの制御チャネルの通信用であってもよく、Ｑセル周波数再利用パターンは、セルラー通信システムの制御チャネルを除くトラフィックチャネルの通信用であってもよい。
【００２４】
一例において、Ｑは、Ｐよりも大きくてもよく、Ｑセル周波数再利用パターンのセルは、Ｐセル周波数再利用パターンのセルよりもサイズが小さくてもよい。一例においてＱセル周波数再利用パターンのセルの少なくとも一部は、Ｐセル周波数再利用パターンの１つのセルに重なり合ってもよく、Ｑセル周波数再利用パターンの他のセルは、Ｐセル周波数再利用パターンの２つ以上のセルと重なり合ってもよい。図３、４および５は、Ｐ＝４およびＱ＝１６である上記の態様の一例を示す。この点に関して、図３は、４セル周波数再利用パターン３００を示し、図４は、１６セル周波数再利用パターン４００を示し、図５は、この１６セル周波数再利用パターンがこの４セル周波数再利用パターンに重なり合うことができる１つの例示的なやり方を示す。本例によって示すように、１６セル周波数再利用パターンのトラフィックチャネルは、４セル周波数再利用パターンのみの制御チャネルによってカバーされうる。
【００２５】
例示的な実現形態の本態様によると、Ｐセル周波数再利用パターンのいずれのトラフィックチャネルも、Ｑセル周波数再利用パターンの制御チャネルを介して割り当て可能であってもよい。図１のセルラー通信システム１００の場合、Ｐセル周波数再利用パターンのセル内にある地上の基地局１０４また利用者端末１０６は、それぞれの制御チャネルを介して、例えば基地局または利用者端末の位置に基づいて、Ｐセル周波数再利用パターンのそれぞれのセルに重なり合うＱセル周波数再利用パターンのセルのトラフィックチャネルに割り当てられてもよい。位置は、既知であってもよく、または全地球測位システム（ＧＰＳ）、補助ＧＰＳ（Ａ−ＧＰＳ）などによって決定されてもよい。したがって、本例のアンテナシステム２０４は、トラフィックチャネル用のＱセル周波数再利用パターンを提供することができるが、それぞれのトラフィックチャネルをカバーする制御チャネル用には比較的少ないＰセル周波数再利用パターンが単に必要なだけである。
【００２６】
例示的な実現形態の別の態様によると、アンテナシステム２０４は、第１のＮセル周波数再利用パターンとＭ≧２の第２のＮセル周波数再利用パターンとを重ね合わせてビームをレイダウンするように構成されてもよく、このうちの、第１のパターンのみが制御チャネル用であってもよく、他のパターンがトラフィックチャネル用であってもよい。Ｍ個の第２のＮセル周波数再利用パターンは、互いに千鳥状に配置されてもよい。例示的な本態様によると、Ｍ個の第２のＮセル周波数再利用パターンのセルは、一部分のみが、例えば１／Ｍが、トラフィックチャネルの送信用であってもよいサイズを有し、このトラフィックチャネルのいずれもが第１のＮセル周波数再利用パターンの制御チャネルを介して割り当て可能であってもよい。したがって、本例のアンテナシステムは、トラフィックチャネルに対して実効的なＭ×Ｎセル周波数再利用パターンを実現でき、トラフィックチャネルが割り当てられうる制御チャネル用には１つのＮセル周波数再利用パターンが単に必要なだけである。
【００２７】
さまざまな例において、（トラフィックチャネルの通信用の）Ｍ個の第２のＮセル周波数再利用パターンの各セルの一部分は、（制御チャネルの通信用の）第１のＮセル周波数再利用パターンの１つ、２つまたは３つセルと重なり合ってもよい。例えば、Ｍ個の第２のＮセル周波数再利用パターンの各セルの一部分は、Ｍが偶数のとき、第１のＮセル周波数再利用パターンの１つまたは２つのセルと重なり合ってもよく、Ｍが奇数のとき、第１のＮセル周波数再利用パターンの１つまたは３つのセルと重なり合ってもよい。さまざまな例において、これにより、結果として実効的なＭ×Ｎセル周波数再利用パターンを形成するトラフィックチャネルの通信用セルの一部分が得られる。
【００２８】
例示的な実現形態の本態様によると、Ｍ個の第２のＮセル周波数再利用パターンのいずれのトラフィックチャネルも、第１のＮセル周波数再利用パターンの制御チャネルを介して割り当て可能であってもよい。図１のセルラー通信システム１００の場合、第１のＮセル周波数再利用パターンのセル内にある地上の基地局１０４または利用者端末１０６は、それぞれの制御チャネルを介して、第１のＮセル周波数再利用パターンのそれぞれのセルと重なり合うＭ個の第２のＮセル周波数再利用パターンのセルのトラフィックチャネルに割り当てられてもよい。前と同様に、このトラフィックチャネルの割り当ては、基地局または利用者端末の位置（例えばＧＰＳ、Ａ−ＧＰＳ）に基づいてもよい。本例のアンテナシステム２０４は、トラフィックチャネルに対してＭ×Ｎセル周波数再利用パターンを提供することができるが、それぞれのトラフィックチャネルをカバーする制御チャネル用には比較的少ないＮセル周波数再利用パターンが単に必要なだけである。
【００２９】
図６、７、８、９および１０は、Ｎ＝４およびＭ＝３である上記の第２の態様の一例を示す。図６は、制御チャネルの通信用の第１の４セル周波数再利用パターン６００を示す。また、図６は、制御チャネルを除くトラフィックチャネルの通信用の１つの第２の４セル周波数再利用パターン６００’（第１のパターンと一致する）を示し、セルがＥ１、Ｅ２、Ｅ３およびＥ４として示されている。図７および８は、制御チャネルを除くトラフィックチャネルの送信用の他のそれぞれの第２の４セル周波数再利用パターン７００、８００を示す。図７のセルは、Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３およびＦ４として示され、図８のセルは、Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３およびＧ４として示されている。図示するように、３つの第２の４セル周波数再利用パターン６００、７００および８００の各セルは、それぞれの一部分６０２、７０２および８０２のみ（例えば１／３）がトラフィックチャネルの送信用であってもよいサイズを有することができる。
【００３０】
図９は、第１の周波数再利用パターン６００、および互いに千鳥状に配置された第２の周波数再利用パターンのうちの２つ６００’、７００を示し、図１０は、もう１つの第２の周波数再利用パターン８００に対してさらに千鳥状に配置されたそれぞれの第２の周波数再利用パターンを示す。Ｍ＝３（奇数）について示すように、３つの第２の周波数再利用パターン６００’、７００および８００の各セルの一部分は、第１の周波数再利用パターン６００の１つまたは３つのセルと重なり合うことができる。また図示するように、例えば、３つの第２の４セル周波数再利用パターンは、トラフィックチャネルの通信用のセルの一部分である６０２、７０２および８０２が、実効的な１２セル周波数再利用パターンを形成するように千鳥状に配置されうる。
【００３１】
再び、図１のセルラー通信システム１００の場合、第１の周波数再利用パターン６００のセルの１つの範囲内にある地上の基地局１０４または利用者端末１０６は、それぞれの制御チャネルを介してＭ個の第２の周波数再利用パターン６００’、７００および８００のセルのトラフィックチャネルに割り当てられてもよい。例えば、Ｅ３内にある基地局または利用者端末は、Ｅ３内にある基地局または利用者端末の位置に応じて、Ｅ３、Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｇ１、Ｇ３またはＧ４の一部分においてトラフィックチャネルに割り当てられてもよい。同様に、例えば、Ｅ４内にある基地局または利用者端末は、Ｅ４内にある基地局または利用者端末の位置に応じて、Ｅ４、Ｆ１、Ｆ２、Ｆ４、Ｇ１、Ｇ２またはＧ４の一部分においてトラフィックチャネルに割り当てられてもよい。
【００３２】
図１１は、Ｎ＝４およびＭ＝４である上記の第２の態様の別の例を示す。図示するように、ビームは、制御チャネルの通信用の第１の４セル周波数再利用パターン１１００、および制御チャネルを除くトラフィックチャネルの通信用の、一致する第２の４セル周波数再利用パターン１１００’でレイダウンされてもよく、セルがＥ１、Ｅ２、Ｅ３およびＥ４として示されている。また、図１１は、制御チャネルを除くトラフィックチャネルの通信用の他の３つの第２の４セル周波数の再利用パターン１１０２、１１０４および１１０６を示す。他の３つの第２のパターンのうちの１つのパターンの各セルが、Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３およびＦ４として示され、別のパターンの各セルが、Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３およびＧ４として、最後のパターンの各セルが、Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３およびＨ４として示されている。再び、４つの第２の４セル周波数再利用パターンの各セルは、それぞれの一部分のみ（例えば１／４）がトラフィックチャネルの送信用であってもよいサイズを有することができる。
【００３３】
図１１に示すように、Ｍ＝４（偶数）については、４つの第２の周波数再利用パターン１１００’、１１０２、１１０４および１１０６の各セルの一部分は、第１の周波数再利用パターン１１００のセルの１つまたは２つと重なり合うことができる。また図示するように、例えば、４つの第２の４セル周波数再利用パターンは、トラフィックチャネルの送信用の各セルの一部分が実効的な１６セル周波数再利用パターンを形成するように千鳥状に配置されてもよい。
【００３４】
上記の例は、（Ｎ、Ｍ）が（３、４）または（４、４）の場合を示す。他の事例において、Ｎ、Ｍは、それぞれ、セルおよび第２のＮセル周波数再利用パターンの多くの他の数のいずれであってもよい。適切な場合の他の例には、（Ｎ、Ｍ）が（４、３）、（３、７）、（７、３）、（４、７）、（７、４）、（３、９）または（９、３）のいずれかが挙げられる。再び、これらの例において、アンテナシステム２０４は、トラフィックチャネルの送信用の実効的なＭ×Ｎセル周波数再利用パターンを実現でき、トラフィックチャネルが割り当てられてもよい制御チャネルの送信用には１つのＮセル周波数再利用パターンが単に必要なだけである。
【００３５】
図１２は、本開示の例示的な実現形態の一態様の方法におけるさまざまな動作を含む流れ図を示す。ブロック１２００、１２０２に示すように、本態様の方法は、セルラー通信システムのそれぞれのセルをカバーするアンテナシステムのビームをレイダウンすることを含み、ビームがＰセル周波数再利用パターンとＱセル周波数再利用パターンとを重ね合わせてレイダウンされる。Ｐセル周波数再利用パターンは、セルラー通信システムの制御チャネルの通信用であってもよく、Ｑセル周波数再利用パターンは、セルラー通信システムの制御チャネルを除くトラフィックチャネルの通信用であってもよい。本態様によると、Ｑセル周波数再利用パターンのいずれのトラフィックチャネルも、Ｐセル周波数再利用パターンの制御チャネルを介して割り当て可能であってもよい。
【００３６】
図１３は、本開示の例示的な実現形態の別の態様の方法におけるさまざまな動作を含む流れ図を示す。ブロック１３００、１３０２に示すように、本態様の方法は、セルラー通信システムのそれぞれのセルをカバーするアンテナシステムのビームをレイダウンすることを含み、ビームが第１のＮセル周波数再利用パターンとＭ個の第２のＮセル周波数再利用パターンとを重ね合わせてレイダウンされる。第１のＮセル周波数再利用パターンは、セルラー通信システムの制御チャネルの通信用であってもよく、Ｍ個の第２のＮセル周波数再利用パターンは、セルラー通信システムの制御チャネルを除くトラフィックチャネルの通信用であってもよい。本態様によると、Ｍ個の第２のＮセル周波数再利用パターンは、互いに千鳥状に配置され、第２のＮセル周波数再利用パターンのセルは、一部分のみがトラフィックチャネルの送信用であるサイズを有することができ、このトラフィックチャネルのいずれもが第１のＮセル周波数再利用パターンの制御チャネルを介して割り当て可能であってもよい。
【００３７】
さらに、本開示は、以下の条項による実施形態を含む。
【００３８】
条項１  通信プラットフォームと、
前記通信プラットフォームによって担持され、アンテナ給電装置の少なくとも１つのアレイを含み、セルラー通信システムのそれぞれのセルをカバーするビームをレイダウンするように構成されたアンテナシステムと
を備える中継および分配装置であって、
前記アンテナシステムがＰセル周波数再利用パターンとＱセル周波数再利用パターンとを重ね合わせてビームをレイダウンするように構成され、前記Ｐセル周波数再利用パターンが前記セルラー通信システムの制御チャネルの通信用であり、前記Ｑセル周波数再利用パターンが、前記セルラー通信システムの制御チャネルを除くトラフィックチャネルの通信用であり、
前記Ｑセル周波数再利用パターンのいずれのトラフィックチャネルも前記Ｐセル周波数再利用パターンの制御チャネルを介して割り当て可能である、中継および分配装置。
【００３９】
条項２  ＱがＰよりも大きく、前記Ｑセル周波数再利用パターンのセルが、前記Ｐセル周波数再利用パターンのセルよりもサイズが小さい、条項１に記載の中継および分配装置。
【００４０】
条項３  前記Ｑセル周波数再利用パターンの前記セルの少なくとも一部が、前記Ｐセル周波数再利用パターンの１つのセルと重なり合い、前記Ｑセル周波数再利用パターンの他のセルが前記Ｐセル周波数再利用パターンの２つ以上のセルと重なり合う、条項１に記載の中継および分配装置。
【００４１】
条項４  通信プラットフォームと、
前記通信プラットフォームによって担持され、アンテナ給電装置の少なくとも１つのアレイを含み、セルラー通信システムのそれぞれのセルをカバーするビームをレイダウンするように構成されたアンテナシステムと
を備える中継および分配装置であって、
前記アンテナシステムが第１のＮセル周波数再利用パターンとＭ≧２の第２のＮセル周波数再利用パターンとを重ね合わせてビームをレイダウンするように構成され、前記第１のＮセル周波数再利用パターンが前記セルラー通信システムの制御チャネルの通信用であり、前記Ｍ個の第２のＮセル周波数再利用パターンが前記セルラー通信システムの制御チャネルを除くトラフィックチャネルの通信用であり、
前記Ｍ個の第２のＮセル周波数再利用パターンが互いに千鳥状に配置され、前記Ｍ個の第２のＮセル周波数再利用パターンのセルが、一部分のみがトラフィックチャネルの送信用であるサイズを有し、前記トラフィックチャネルのいずれもが前記第１のＮセル周波数再利用パターンの制御チャネルを介して割り当て可能である、中継および分配装置。
【００４２】
条項５  前記Ｍ個の第２のＮセル周波数再利用パターンの各セルの前記一部分が前記第１のＮセル周波数再利用パターンの１つ、２つまたは３つのセルと重なり合う、条項４に記載の中継および分配装置。
【００４３】
条項６  Ｍが偶数のとき、前記Ｍ個の第２のＮセル周波数再利用パターンの各セルの前記一部分が、前記第１のＮセル周波数再利用パターンの１つまたは２つのセルと重なり合い、Ｍが奇数のとき、前記Ｍ個の第２のＮセル周波数再利用パターンの各セルの前記一部分が前記第１のＮセル周波数再利用パターンの１つまたは３つのセルと重なり合う、条項５に記載の中継および分配装置。
【００４４】
条項７  前記Ｍ個の第２のＮセル周波数再利用パターンのセルが、１／Ｍのみがトラフィックチャネルの送信用であるサイズを有する、条項４に記載の中継および分配装置。
【００４５】
条項８  前記Ｍ個の第２のＮセル周波数再利用パターンが、トラフィックチャネルの送信用の前記セルの前記一部分が実効的なＭ×Ｎセル周波数再利用パターンを形成するように千鳥状に配置される、条項４に記載の中継および分配装置。
【００４６】
条項９  セルラー通信システムのそれぞれのセルをカバーするアンテナシステムのビームをレイダウンすることを含み、前記ビームがＰセル周波数再利用パターンとＱセル周波数再利用パターンとを重ね合わせてレイダウンされ、前記Ｐセル周波数再利用パターンが前記セルラー通信システムの制御チャネルの通信用であり、前記Ｑセル周波数再利用パターンが前記セルラー通信システムの制御チャネルを除くトラフィックチャネルの通信用である方法であって、
前記Ｑセル周波数再利用パターンのいずれのトラフィックチャネルも前記Ｐセル周波数再利用パターンの制御チャネルを介して割り当て可能である、方法。
【００４７】
条項１０  ＱがＰよりも大きく、前記Ｑセル周波数再利用パターンのセルが、前記Ｐセル周波数再利用パターンのセルよりもサイズが小さい、条項９に記載の方法。
【００４８】
条項１１  前記Ｑセル周波数再利用パターンの前記セルの少なくとも一部が前記Ｐセル周波数再利用パターンの１つのセルと重なり合い、前記Ｑセル周波数再利用パターンの他のセルが前記Ｐセル周波数再利用パターンの２つ以上のセルと重なり合う、条項９に記載の方法。
【００４９】
条項１２  セルラー通信システムのそれぞれのセルをカバーするアンテナシステムのビームをレイダウンすることを含み、前記ビームが第１のＮセル周波数再利用パターンとＭ≧２の第２のＮセル周波数再利用パターンとを重ね合わせてレイダウンされ、前記第１のＮセル周波数再利用パターンが前記セルラー通信システムの制御チャネルの通信用であり、前記Ｍ個の第２のＮセル周波数再利用パターンが前記セルラー通信システムの制御チャネルを除くトラフィックチャネルの通信用である方法であって、
前記Ｍ個の第２のＮセル周波数再利用パターンが互いに千鳥状に配置され、前記Ｍ個の第２のＮセル周波数再利用パターンのセルが、一部分のみがトラフィックチャネルの送信用であるサイズを有し、前記トラフィックチャネルのいずれもが前記第１のＮセル周波数再利用パターンの制御チャネルを介して割り当て可能である、方法。
【００５０】
条項１３  前記Ｍ個の第２のＮセル周波数再利用パターンの各セルの前記一部分が前記第１のＮセル周波数再利用パターンの１つ、２つまたは３つのセルと重なり合う、条項１２に記載の方法。
【００５１】
条項１４  Ｍが偶数のとき、前記Ｍ個の第２のＮセル周波数再利用パターンの各セルの前記一部分が前記第１のＮセル周波数再利用パターンの１つまたは２つのセルと重なり合い、Ｍが奇数のとき、前記Ｍ個の第２のＮセル周波数再利用パターンの各セルの前記一部分が前記第１のＮセル周波数再利用パターンの１つまたは３つのセルと重なり合う、条項１３に記載の方法。
【００５２】
条項１５  前記Ｍ個の第２のＮセル周波数再利用パターンのセルが、１／Ｍのみがトラフィックチャネルの送信用であるサイズを有する、条項１２に記載の方法。
【００５３】
条項１６  前記Ｍ個の第２のＮセル周波数再利用パターンが、トラフィックチャネルの送信用の前記セルの前記一部分が実効的なＭ×Ｎセル周波数再利用パターンを形成するように千鳥状に配置される、条項１２に記載の方法。
【００５４】
先の説明および関連する図面において提示した教示の利点を有する、本開示が関係する当業者には、本明細書で述べた本開示の多くの修正形態および他の実現形態が思い浮かぶであろう。したがって、本開示は、開示された特定の実現形態には限定されず、修正形態および他の実現形態は、添付の特許請求の範囲の範囲内に含まれることが意図されていることを理解されたい。さらに、先の説明および関連する図面は、要素および／または機能のある一定の例示的な組み合わせの文脈において例示的な実現形態について記載しているが、要素および／または機能の異なる組み合わせが添付の特許請求の範囲の範囲から逸脱せずに代替の実現形態によって提供されてもよいことを理解されたい。例えば、この点に関して、上で明示的に説明されたものとは異なる要素および／または機能の組み合わせも、添付の特許請求の範囲の一部において規定されうるとして考えられる。特定の用語が本明細書で用いられているが、それらの用語は、包括的および説明的な意味において用いられ、限定を目的とするものではない。
【符号の説明】
【００５５】
１００  セルラー通信システム
１０２  衛星
１０４  衛星地上基地局
１０６  利用者端末
１０８  地理的な領域
１１０  ネットワーク
２００  中継および分配装置
２０２  通信プラットフォーム
２０４  アンテナシステム
２０６  アンテナ給電装置
３００  ４セル周波数再利用パターン
４００  １６セル周波数再利用パターン
６００  第１の４セル周波数再利用パターン
６００’  第２の４セル周波数再利用パターン
６０２  セルの一部分
７００  第２の周波数再利用パターン
７０２  セルの一部分
８００  第２の周波数再利用パターン
８０２  セルの一部分
１１００  ４セル周波数再利用パターン
１１００’  第２の４セル周波数再利用パターン
１１０２  第２の４セル周波数の再利用パターン
１１０４  第２の４セル周波数の再利用パターン
１１０６  第２の４セル周波数の再利用パターン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【外国語明細書】
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2014132751000002.pdf
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