(57)【要約】  衛星通信システムが、複数のフィーダリンク用アンテナ、主衛星、及び補助衛星を備えている。フィーダリンク用アンテナは、互いにほぼ同じ位置に配置されている。主衛星は、情報を複数の返信サービスリンクを介して無線端末から受信し、この情報の第１の部分を少なくとも１つの返信フィーダリンクを介して直接フィーダリンク用アンテナの第１のアンテナに伝達し、またこの情報の第２の部分を少なくとも１つの衛星間リンクを介して通信するように構成される。補助衛星は、主衛星から間隔を空けて配置されて、情報の第２の部分を主衛星から少なくとも１つの衛星間リンクを介して受信するように構成され、また情報の第２の部分を少なくとも１つの返信フィーダリンクを介してフィーダリンク用アンテナの第２のアンテナに伝達するように構成される。
2009505499.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いにほぼ同じ場所に配置された複数のフィーダリンク用アンテナと、
無線端末から情報を受信するように、前記情報の第１の部分を少なくとも１つの返信フィーダリンクを介して前記フィーダリンク用アンテナの第１のアンテナに伝達するように、かつ前記情報の第２の部分を少なくとも１つの衛星間リンクを介して伝達するように構成された主衛星と、
前記主衛星から間隔を空けて配置され、前記情報の第２の部分を前記主衛星から前記少なくとも１つの衛星間リンクを介して受信し、かつ前記情報の第２の部分を少なくとも１つの返信フィーダリンクを介して前記フィーダリンク用アンテナの第２のアンテナに伝達するように構成された補助衛星と、
を備えることを特徴とする衛星通信システム。
【請求項２】
前記主衛星が前記フィーダリンク用アンテナの第１のアンテナと通信するために第１の周波数の組を使用し、かつ前記補助衛星が前記フィーダリンク用アンテナの第２のアンテナと通信するために第２の周波数の組を使用し、前記第１の周波数の組及び前記第２の周波数の組が少なくとも１つの共通の周波数を含む、ことを特徴とする請求項１に記載の衛星通信システム。
【請求項３】
前記主衛星及び前記補助衛星が、前記主衛星と前記フィーダリンク用アンテナの第２のアンテナとの間にアンテナ識別を行うため、かつ前記補助衛星と前記フィーダリンク用アンテナの第１のアンテナとの間にアンテナ識別を行うために、互いに間隔を空けて配置される、ことを特徴とする請求項１に記載の衛星通信システム。
【請求項４】
前記主衛星及び前記補助衛星が、それぞれ地球に対してほぼ静止した軌道に配置され、かつ互いに約２°以上の分離角度を有している、ことを特徴とする請求項３に記載の衛星通信システム。
【請求項５】
前記補助衛星が、前記無線端末と直接通信することを可能にするどのような構成も有していない、ことを特徴とする請求項１に記載の衛星通信システム。
【請求項６】
前記フィーダリンク用アンテナの第１のアンテナが、前記主衛星に関連した方向にはかなり高い利得を、前記補助衛星に関連した方向にはかなり低い利得を与えるように構成され、
前記フィーダリンク用アンテナの第２のアンテナが、前記補助衛星に関連した方向にはかなり高い利得を、前記主衛星に関連した方向にはかなり低い利得を与えるように構成される、
ことを特徴とする請求項１に記載の衛星通信システム。
【請求項７】
前記主衛星から複数の前記衛星間リンクを介して入る情報の一部を受信し、前記情報の一部を前記複数の返信フィーダリンクを介して前記複数のフィーダリンク用アンテナに伝達するように構成された複数の補助衛星をさらに備えて、前記複数のフィーダリンク用アンテナの各フィーダリンク用アンテナが、それぞれの補助衛星に関連した方向にはかなり高い利得を与え、かつ前記それぞれの補助衛星以外の補助衛星に関連した方向にはかなり低い利得を与えるように構成される、ことを特徴とする請求項６に記載の衛星通信システム。
【請求項８】
前記複数のフィーダリンク用アンテナの中の２つのフィーダリンク用アンテナの間隔が、約３０００メータ以内に離される、ことを特徴とする請求項７に記載の衛星通信システム。
【請求項９】
前記複数のフィーダリンク用アンテナの中の２つのフィーダリンク用アンテナの間隔が、約３００メータ以内に離される、ことを特徴とする請求項８に記載の衛星通信システム。
【請求項１０】
前記複数のフィーダリンク用アンテナの中の２つのフィーダリンク用アンテナの間隔が、約３０メータ以内に離される、ことを特徴とする請求項９に記載の衛星通信システム。
【請求項１１】
前記主衛星が、複数の返信サービスリンクに関連した集合信号を前記主衛星の前記少なくとも１つの返信フィーダリンク及び前記補助衛星の前記少なくとも１つの返信フィーダリンクを介して配信するようにさらに構成される、ことを特徴とする請求項１に記載の衛星通信システム。
【請求項１２】
複数の補助衛星をさらに含み、前記主衛星が前記集合信号を、前記主衛星の返信フィーダリンク及び前記補助衛星に関連した前記複数の返信フィーダリンクを介して配信するようにさらに構成される、ことを特徴とする請求項１１に記載の衛星通信システム。
【請求項１３】
前記主衛星が、前記主衛星の返信フィーダリンクの帯域幅利用率及び前記補助衛星に関連した前記複数の返信フィーダリンクの帯域幅利用率を制御するようにさらに構成される、ことを特徴とする請求項１２に記載の衛星通信システム。
【請求項１４】
前記補助衛星が、前記主衛星から受信された前記情報の第２の部分をほとんど変更せずに前記フィーダリンク用アンテナの第２のアンテナに伝達するようにさらに構成される、ことを特徴とする請求項１に記載の衛星通信システム。
【請求項１５】
前記補助衛星が、送信リンク用情報を前記フィーダリンク用アンテナの前記第２のアンテナから少なくとも１つの送信フィーダリンクを介して受信し、かつ前記送信リンク用情報を前記主衛星に少なくとも１つの衛星間リンクを介して伝達するようにさらに構成され、
前記主衛星が前記送信リンク用情報を複数の送信サービスリンクを介して前記無線端末に伝達するようにさらに構成される、
ことを特徴とする請求項１に記載の衛星通信システム。
【請求項１６】
前記主衛星が、第１の送信リンク用情報を前記フィーダリンク用アンテナの第１のアンテナから受信し、第２の送信リンク用情報を前記フィーダリンク用アンテナの第２のアンテナから受信し、かつ前記第１及び第２の送信リンク用情報を前記無線端末に伝達するようにさらに構成される、ことを特徴とする請求項１に記載の衛星通信システム。
【請求項１７】
返信フィーダリンク用信号を少なくとも前記フィーダリンク用アンテナの第１のアンテナ及び前記フィーダリンク用アンテナの第２のアンテナから受信するように、かつ前記返信フィーダリンク用信号の少なくとも１つの中の干渉を低減するように、前記受信した返信フィーダリンク用情報を処理するように構成されたゲートウェイ用プロセッサをさらに備える、ことを特徴とする請求項１に記載の衛星通信システム。
【請求項１８】
前記ゲートウェイ用プロセッサが、前記返信フィーダリンク用信号の少なくとも幾つかを互いに時間的に整列するように、かつ前記返信フィーダリンク用信号の少なくとも１つの中の干渉を前記時間的に整列した返信フィーダリンク用信号に応じて低減するようにさらに構成される、ことを特徴とする請求項１７に記載の衛星通信システム。
【請求項１９】
前記ゲートウェイ用プロセッサが、前記フィーダリンク用アンテナの第１のアンテナから受信した返信フィーダリンク用信号を前記フィーダリンク用アンテナの第２のアンテナから受信した返信フィーダリンク用信号に対して時間的に整列させ、かつ前記主衛星から前記少なくとも１つの返信フィーダリンクに送られ前記フィーダリンク用アンテナの第２のアンテナによって受信された、前記少なくとも１つの返信フィーダリンクによって引き起こされた干渉を示す、前記時間的に整列した返信フィーダリンクから干渉補正信号を発生するようにさらに構成される、ことを特徴とする請求項１８に記載の衛星通信システム。
【請求項２０】
前記ゲートウェイ用プロセッサが、前記フィーダリンク用アンテナの第２のアンテナから受信された前記少なくとも１つの返信フィーダリンクの中の干渉を、前記干渉補正信号に応答して低減するようにさらに構成される、ことを特徴とする請求項１９に記載の衛星通信システム。
【請求項２１】
前記ゲートウェイ用プロセッサが、前記フィーダリンク用アンテナの第１のアンテナから受信した返信フィーダリンク用信号を前記フィーダリンク用アンテナの第２のアンテナから受信した返信フィーダリンク用信号に対して時間的に整列させ、かつ前記補助衛星から前記少なくとも１つの返信フィーダリンクに送られ前記フィーダリンク用アンテナの第１のアンテナによって受信された、前記少なくとも１つの返信フィーダリンクによって引き起こされた干渉を示す、前記時間的に整列した返信フィーダリンクから干渉補正信号を発生するようにさらに構成される、ことを特徴とする請求項１８に記載の衛星通信システム。
【請求項２２】
衛星通信システムで通信する方法であって、
無線端末からの情報を主衛星で受信するステップと、
前記主衛星からの情報の第１の部分を少なくとも１つの返信フィーダリンクを介して複数のフィーダリンク用アンテナの第１のアンテナに伝達するステップと、
前記主衛星からの前記情報の第２の部分を少なくとも１つの衛星間リンクを介して、前記主衛星から間隔を空けて配置された補助衛星に伝達するステップと、
前記情報の第２の部分を前記補助衛星から前記少なくとも１つの返信フィーダリンクを介して、前記フィーダリンク用アンテナの第１のアンテナとほぼ同じ位置に配置された前記フィーダリンク用アンテナの第２のアンテナに伝達するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２３】
前記主衛星と前記フィーダリンク用アンテナの第１のアンテナとの間で情報を通信するために第１のフィーダリンク用周波数を使用し、かつ前記補助衛星と前記フィーダリンク用アンテナの第２のアンテナとの間で情報を通信するために第２のフィーダリンク用周波数を使用するステップをさらに含み、前記第１及び第２のフィーダリンク用周波数が少なくとも１つの共通の周波数を含む、ことを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記主衛星と前記フィーダリンク用アンテナの第２のアンテナとの間を識別するため、かつ前記補助衛星と前記フィーダリンク用アンテナの第１のアンテナとの間を識別するために、前記主衛星と前記補助衛星との間の距離を維持するステップをさらに含む、ことを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【請求項２５】
それぞれ地球に対してほぼ静止した軌道にあり、かつ互いに約２°以上の分離角度を有する状態に前記主衛星及び前記補助衛星を維持するステップをさらに含む、ことを特徴とする請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記主衛星からの前記情報の第２の部分を少なくとも１つの衛星間リンクを介して補助衛星に伝達するステップが、前記主衛星からの前記情報の第２の部分を前記少なくとも１つの衛星間リンクを介して、前記補助衛星が直接前記無線端末と通信できるようにするどのような構造も有していない前記補助衛星に伝達するステップを含む、ことを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【請求項２７】
前記フィーダリンク用アンテナの第１のアンテナが、前記主衛星に関連した方向にはかなり高い利得を、前記補助衛星に関連した方向にはかなり低い利得を与えるように構成するステップと、
前記フィーダリンク用アンテナの第２のアンテナが、前記補助衛星に関連した方向にはかなり高い利得を、前記主衛星に関連した方向にはかなり低い利得を与えるように構成するステップと、
をさらに含むことを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【請求項２８】
無線端末からの前記主衛星で受信した情報の一部を前記複数の衛星間リンクを介して前記複数の補助衛星に伝達するステップと、
前記情報の一部を前記複数の返信フィーダリンクを介して前記複数の補助衛星から、ほぼ同じ位置に配置された前記複数のフィーダリンク用アンテナのそれぞれに伝達するステップと、
前記複数のフィーダリンク用アンテナの各フィーダリンク用アンテナを、それぞれの補助衛星に関連した方向にはかなり高い利得を与え、かつ前記それぞれの補助衛星以外の補助衛星に関連した方向にはかなり低い利得を与えるように構成するステップと、
をさらに含むことを特徴とする請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
複数の返信サービスリンクに関連した集合信号を前記主衛星の前記少なくとも１つの返信フィーダリンク及び前記補助衛星の前記少なくとも１つの返信フィーダリンクを介して配信するステップをさらに含む、ことを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【請求項３０】
前記集合信号を、前記主衛星の前記少なくとも１つの返信フィーダリンク及び前記複数の補助衛星に関連した前記複数の返信フィーダリンクを介して配信するステップをさらに含む、ことを特徴とする請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記主衛星の前記少なくとも１つの返信フィーダリンクの帯域幅利用率及び前記補助衛星の前記複数の返信フィーダリンクの帯域幅利用率を制御するステップをさらに含む、ことを特徴とする請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記情報の第２の部分を前記補助衛星から前記少なくとも１つの返信フィーダリンクを介して、前記フィーダリンク用アンテナの第１のアンテナとほぼ同じ位置に配置された前記フィーダリンク用アンテナの第２のアンテナに伝達するステップが、
前記補助衛星が受信した前記情報の第２の部分を前記主衛星からほとんど変更せずに前記フィーダリンク用アンテナの第２のアンテナに伝達するステップを含む、
ことを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【請求項３３】
前記少なくとも１つの送信フィーダリンクを介して前記フィーダリンク用アンテナの第２のアンテナから、前記補助衛星において送信リンク用情報を受信するステップと、
前記送信リンク用情報を前記少なくとも１つの衛星間リンクを介して前記主衛星に伝達するステップと、
前記送信リンク用情報を前記主衛星から前記無線端末に前記複数の送信サービスリンクを介して伝達するステップと、
をさらに含むことを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【請求項３４】
前記主衛星において第１の送信リンク用情報を前記フィーダリンク用アンテナの第１のアンテナから受信するステップと、
前記補助衛星において第２の送信リンク用情報を前記フィーダリンク用アンテナの第２のアンテナから受信するステップと、
前記第１及び第２の送信リンク用情報を前記主衛星から前記無線端末に伝達するステップと、
をさらに含むことを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【請求項３５】
ゲートウェイ用プロセッサにおいて前記フィーダリンク用アンテナの少なくとも第１のアンテナ及び第２のアンテナからの返信フィーダリンク用信号を受信するステップと、
前記返信フィーダリンク用信号の少なくとも１つの中の干渉を低減するために、前記受信した返信フィーダリンク用信号を前記ゲートウェイ用プロセッサで処理するステップと、
をさらに含むことを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【請求項３６】
少なくとも幾つかの返信フィーダリンク用信号を互いに時間的に整列させるステップと、
前記返信フィーダリンク用信号の少なくとも１つの中の干渉を前記時間的に整列した返信フィーダリンク用信号に応じて低減するステップと、
をさらに含むことを特徴とする請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
前記少なくとも幾つかの返信フィーダリンク用信号を互いに時間的に整列させるステップが、
前記フィーダリンク用アンテナの第１のアンテナから受信した少なくとも１つの返信フィーダリンク用信号を、前記フィーダリンク用アンテナの第２のアンテナから受信した少なくとも１つの返信フィーダリンク用信号に対して時間的に整列させるステップと、
前記主衛星から前記少なくとも１つの返信フィーダリンクに送られ前記フィーダリンク用アンテナの第２のアンテナによって受信された、前記少なくとも１つの返信フィーダリンクによって引き起こされた干渉を示す、前記時間的に整列した返信フィーダリンク用信号から干渉補正信号を発生するステップと、
を含むことを特徴とする請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
前記返信フィーダリンク用信号の少なくとも１つの中の干渉を低減するために、前記受信した返信フィーダリンク用信号を前記ゲートウェイ用プロセッサで処理するステップが、
前記フィーダリンク用アンテナの第２のアンテナから受信された前記少なくとも１つの返信フィーダリンクの中の干渉を、前記干渉補正信号に応答して低減するステップを含む、
ことを特徴とする請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
前記少なくとも幾つかの受信した返信フィーダリンク用信号を互いに時間的に整列させるステップが、
前記フィーダリンク用アンテナの第１のアンテナによって与えられた前記少なくとも１つの返信フィーダリンク用信号を、前記フィーダリンク用アンテナの第２のアンテナによって与えられた前記少なくとも１つの返信フィーダリンク用信号に対して時間的に整列させるステップと、
前記補助衛星から前記少なくとも１つの返信フィーダリンクに送られ前記フィーダリンク用アンテナの第１のアンテナによって受信された、前記少なくとも１つの返信フィーダリンクによって引き起こされた干渉を示す、前記時間的に整列した返信フィーダリンク用信号から干渉補正信号を発生するステップと、
を含むことを特徴とする請求項３６に記載の方法。
【請求項４０】
複数の返信サービスリンクを介して無線端末から入る情報を受信するように構成された返信サービスリンク用受信機と、
前記情報を少なくとも第１及び第２の部分に配信するように構成された情報スプレッダーと、
前記情報の第１の部分を少なくとも１つの返信フィーダリンクを介して直接複数のフィーダリンク用アンテナの第１のアンテナに送信するように構成されたフィーダリンク用送信機と、
前記情報の第２の部分を少なくとも１つの衛星間リンクを介して補助衛星に送信し、かつ少なくとも１つの返信フィーダリンクを介して、前記フィーダリンク用アンテナの第１のアンテナとほぼ同じ位置に配置された前記フィーダリンク用アンテナの第２のアンテナに送信するように構成された衛星間リンク用送信機と、
を備えることを特徴とする主衛星。
【請求項４１】
前記情報スプレッダーが、前記返信サービスリンクに関する集合信号を少なくとも１つの返信フィーダリンクを介して前記フィーダリンク用送信機から前記フィーダリンク用アンテナの第１のアンテナに、前記少なくとも１つの衛星間リンクを介して前記衛星間リンク用送信機から前記補助衛星に、また少なくとも１つの返信フィーダリンクを介して前記補助衛星から前記フィーダリンク用アンテナの第２のアンテナに配信するようにさらに構成される、ことを特徴とする請求項４０に記載の主衛星。
【請求項４２】
前記フィーダリンク用アンテナの第１のアンテナから少なくとも１つの送信フィーダリンクを介して直接送信リンク用情報を受信するように構成されたフィーダリンク用受信機と、
送信リンク用情報を前記少なくとも１つの衛星間リンクを介して前記フィーダリンク用アンテナの第２のアンテナから前記補助衛星を経由して間接的に受信するように構成された衛星間リンク用受信機と、
集合した送信リンク用情報を複数の送信サービスリンクを介して無線端末に送信するように構成された送信サービスリンク用送信機と、
をさらに備えることを特徴とする請求項４０に記載の主衛星。
【請求項４３】
前記フィーダリンク用アンテナの第１のアンテナから少なくとも１つの送信フィーダリンクに関連付けられた信号を、前記補助衛星からの少なくとも１つの衛星間リンクと関連付けられた信号と一体にするように構成された情報結合器をさらに備える、ことを特徴とする請求項４２に記載の主衛星。
【請求項４４】
前記フィーダリンク用送信機が、前記フィーダリンク用アンテナの第２のアンテナに送信するために前記補助衛星が使用しているものと同じ周波数の少なくとも幾つかを用いて、前記フィーダリンク用アンテナの第１のアンテナに情報を送信するように構成される、ことを特徴とする請求項４０に記載の主衛星
【請求項４５】
少なくとも１つ衛星間リンクを介し主衛星を経由して無線端末から情報を受信するように構成された衛星間リンク用受信機と、
前記情報を少なくとも１つの返信フィーダリンクを介して直接、前記主衛星が前記少なくとも１つの返信フィーダリンクを介して送信するフィーダリンク用アンテナの第２のアンテナとほぼ同じ位置に配置された前記複数のフィーダリンク用アンテナの第１のアンテナに送信するように構成されたフィーダリンク用送信機と、
を備えることを特徴とする補助衛星。
【請求項４６】
前記フィーダリンク用送信機が、前記主衛星が前記フィーダリンク用アンテナの第２のアンテナに送信するために使用するのと同じ周波数の少なくとも幾つかを用いて、情報を前記フィーダリンク用アンテナの第１のアンテナに送信するように構成される、ことを特徴とする請求項４５に記載の補助衛星。
【請求項４７】
送信リンク用情報を直接前記フィーダリンク用アンテナの第１のアンテナから少なくとも１つの送信フィーダリンクを介して受信するように構成されたフィーダリンク用受信機と、
前記送信リンク用情報を少なくとも１つ衛星間リンクを介して前記主衛星に送信し、かつ複数の送信サービスリンクを介して前記複数の無線端末に送信するように構成された衛星間リンク用送信機と、
をさらに備えることを特徴とする請求項４５に記載の補助衛星。
【請求項４８】
互いにほぼ同じ位置に配置され、かつ情報をフィーダリンクを介して主衛星及び少なくとも１つの補助衛星に送信及び／又はそれらから受信するように構成された複数のフィーダリンク用アンテナと、
複数の無線端末に向けられた情報を、少なくとも１つ送信フィーダリンクを介して主衛星にかつ少なくとも１つの送信フィーダリンクを介して少なくとも１つ補助衛星に配信し、続いて前記主衛星で情報を一体化しそして前記主衛星が情報を前記無線端末に再送信するように構成されたゲートウェイ用プロセッサと、
を具備し、
前記フィーダリンク用アンテナの第１のアンテナが、前記主衛星に関連した方向にはかなり高い利得を、前記少なくとも１つの補助衛星に関連した方向にはかなり低い利得を与え、前記フィーダリンク用アンテナの第２のアンテナが、前記少なくとも１つの補助衛星の１つに関連した方向にはかなり高い利得を、前記主衛星に関連した方向にはかなり低い利得を与えるように構成される、
ことを特徴とする衛星通信装置。
【請求項４９】
前記フィーダリンク用アンテナの第１のアンテナ及び前記フィーダリンク用アンテナの第２のアンテナが、それぞれ前記主衛星及び前記少なくとも１つの補助衛星と通信するために、少なくとも幾つかの共通の周波数を使用するように構成される、ことを特徴とする請求項４８に記載の衛星通信装置。
【請求項５０】
前記フィーダリンク用アンテナの第１のアンテナ及び前記フィーダリンク用アンテナの第２のアンテナが、前記主衛星及び前記少なくとも１つの補助衛星に関連したそれぞれの方向において最大利得を提供するように構成される、ことを特徴とする請求項４８に記載の衛星通信装置。
【請求項５１】
前記複数のフィーダリンク用アンテナの中の２つのフィーダリンク用アンテナの間隔が、約３０００メータ以内に離される、ことを特徴とする請求項４８に記載の衛星通信装置。
【請求項５２】
前記複数のフィーダリンク用アンテナの中の２つのフィーダリンク用アンテナの間隔が、約３００メータ以内に離される、ことを特徴とする請求項５１に記載の衛星通信装置。
【請求項５３】
前記複数のフィーダリンク用アンテナの中の２つのフィーダリンク用アンテナの間隔が、約３００メータ以内に離される、ことを特徴とする請求項５２に記載の衛星通信装置。
【請求項５４】
前記ゲートウェイ用プロセッサが、返信フィーダリンク用信号を前記フィーダリンク用アンテナの第１のアンテナ及び前記フィーダリンク用アンテナの第２のアンテナから受信するように、かつ前記返信フィーダリンク用信号の少なくとも１つの中の干渉を低減するように、前記受信した返信フィーダリンク用情報を処理するようにさらに構成される、ことを特徴とする請求項４８に記載の衛星通信装置。
【請求項５５】
前記ゲートウェイ用プロセッサが、前記返信フィーダリンク用信号の少なくとも１つの中の干渉を低減する前に、前記受信した返信フィーダリンク用信号の少なくとも幾つかを互いに時間的に整列するようにさらに構成される、ことを特徴とする請求項５４に記載の衛星通信装置。
【請求項５６】
前記ゲートウェイ用プロセッサが、干渉補正信号を発生するように、かつ前記少なくとも１つの返信フィーダリンク用信号の中の干渉を前記干渉補正信号に応答して低減するようにさらに構成される、ことを特徴とする請求項５５に記載の衛星通信装置。
【請求項５７】
前記補助衛星が、前記無線端末と直接通信することを可能にするどのような構成も有していない、ことを特徴とする請求項５５に記載の衛星通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願
本出願は、２００５年８月９日に出願された米国仮特許出願第６０／７０６，８２３号に対する優先権の利点を請求する。この特許出願の開示内容は、参照することによってその全体が本願に組み込まれる。
【０００２】
発明の分野
本発明は、無線通信システム及び方法に関し、さらに詳細には、衛星無線通信システム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
衛星無線電話通信用のシステム及び方法は、無線電話通信用に広く用いられている。衛星無線電話通信用のシステム及び方法は一般的に、複数の衛星用無線電話及びフィーダリンク用アンテナと無線通信するように構成された１つ以上の衛星などの少なくとも１つの宇宙ベースの構成要素を採用している。
【０００４】
衛星無線電話通信用のシステム又は方法は、このシステムが機能する全サービス領域を範囲に収める１つの衛星アンテナパターン（satellite antenna pattern）（ビーム又はセル）を利用することができる。別の方法又は前記の方法との組合せでは、セルラー式衛星無線電話通信用のシステム及び方法の中で、複数の衛星アンテナパターン（ビーム又はセル）が提供され、その各々が、全体のサービス領域に対して集合的にサービスを行うために、全体のサービス領域の中でかなり明確なサービス領域に対応することができる。このため、従来の地上波セルラー式無線電話用のシステム及び方法の中で使用されるものよりも小さいセルラー式アーキテクチャを、セルラー式衛星ベースのシステム及び方法の中で実現することができる。
【０００５】
図１は、宇宙ベースの構成要素１０２、無線端末Ｔ１〜ＴＮ、フィーダリンク用アンテナ１１０〜１１６、及びゲートウェイ用プロセッサ１２０を含む衛星通信システム１００を例示する概略図である。ネットワーク１３０（有線及び／又は無線のネットワークとすることができる）も、衛星通信システム１００に接続されるように例示されており、この衛星通信システム１００の一部とすることができる。無線端末Ｔ１〜ＴＮは、（衛星１０２及びフィーダリンク用アンテナ１１０〜１１６を介して）互いに及び／又はネットワーク１３０に接続された別の通信装置と通信することができる。衛星１０２は、返信サービスリンクを介して無線端末Ｔ１〜ＴＮからの情報を受け取り、またこの情報を返信フィーダリンクを介してフィーダリンク用アンテナ１１０〜１１６に送信する。衛星１０２は、送信フィーダリンクを介してフィーダリンク用アンテナ１１０〜１１６から情報を受け取り、この情報を送信サービスリンクを介して無線端末Ｔ１〜ＴＮに送信する。例えば放送などの幾つかの事例では、衛星の１つの送信サービスリンクが２つ以上の無線端末Ｔ１〜ＴＮに情報を伝達することができる。送信フィーダリンク及び返信フィーダリンクはそれぞれ、フィーダリンクの周波数帯域の１つ以上のフィーダリンクの搬送波及び／又はチャネルを使用する。
【０００６】
衛星１０２から１つ以上の衛星用ゲートウェイに比較的高い集合した信号スペクトルを送るために（例えば、地上波用ビーム形成などの処理を行うために）、フィーダリンク用アンテナ１１０〜１１６などの複数のフィーダリンク用アンテナ（すなわち、ゲートウェイ用アンテナ）の種々のアンテナと整列する返信フィーダリンク用スポットビーム（アンテナパターン）を形成するように、衛星１０２を構成することができ、これにより返信フィーダリンク用スポットビームを介してフィーダリンク用アンテナ１１０〜１１６に送られる返信サービスリンクの集合スペクトルを「空間的に多重化する」ことができ、その結果、利用可能なフィーダリンクの帯域幅を空間的に再使用することができる。例えば、衛星１０２が、例えば（衛星返信サービスリンク用アンテナの）、それぞれが例えば２０ＭＨｚのスペクトルを送ることができる１００個の返信サービスリンク用アンテナフィード素子に対応する集合信号スペクトルを、１つ以上の衛星用ゲートウェイに送るように構成される場合、２ＧＨｚ（すなわち、２０×１００ＭＨｚ）の返信フィーダリンクのスペクトルを、例えば図１に示されているフィーダリンク用アンテナ１１０〜１１６などの１つ以上のそれぞれのフィーダリンク用アンテナを介して１つ以上のゲートウェイに送るように、衛星１０２を構成する必要がある。図１に例示されているように、４つのフィーダリンク用アンテナ１１０〜１１６の種々のアンテナと整列される４つのフィーダリンク用スポットビームを形成することによって、わずか５００ＭＨｚのフィーダリンク用の帯域幅を用いて２ＧＨｚの集合スペクトルを与えるように、衛星１０２を構成することができる。４つのフィーダリンク用スポットビームが５００ＭＨｚのフィーダリンクのスペクトルの中で同じ周波数を使用するため、アンテナ間の干渉レベルを阻止又は減らすために、フィーダリンク用アンテナ１１０〜１１６を地理的に十分間隔を空けて配置する必要がある。
【０００７】
本出願の譲受人に譲渡された、「Systems And Methods For Reducing Satellite Feeder Link Bandwidth/Carriers In Cellular Satellite Systems」という名称の本願の発明者へ与えられた米国特許第６，９３７，８７５号の中で説明された技術を用いる返信サービスリンクに対応するために必要とされるフィーダリンク用帯域幅を減らすこともできる。この特許の開示内容は、参照することによってあたかも本願に完全に記載されているように全体として本願に組み込まれる。この特許出願公開の要約書に記載されているように、情報内容は衛星のサービスリンク用搬送波とフィーダリンク用搬送波との間で同様にマップされない。これにより、フィーダリンク用搬送波の数はサービスリンク用搬送波の数と比較すると減少され、及び／又はフィーダリンク用搬送波の全帯域幅はサービスリンク用搬送波と比べると減少される。
【０００８】
本願で使用されるように、「無線端末」という用語には、マルチライン式ディスプレイが付いた又は付かないセルラー式及び／又は衛星無線端末；無線端末を音声、ファクシミリ及び／又はデータ通信装置と接続するパーソナル・コミュニケーション・システム（ＰＣＳ）端末；無線周波トランシーバ及び／又はページャー、インターネット／イントラネットへのアクセス、ウェブブラウザ、オーガナイザー、カレンダー及び／又は全地球測位システム（ＧＰＳ）用レシーバを含む携帯情報端末（ＰＤＡ）；及び／又は無線周波トランシーバを含むラップトップ形及び／又はパームトップ形コンピュータ又は他のデータ処理装置が含まれる。無線端末は本願では、「無線電話」、「携帯端末」、又は単に「端末」と呼ばれることもある。本願で使用されるように、「無線端末」、「無線電話」、「携帯端末」、及び／又は「端末」という用語には、時間的に変動する又は固定した地理的座標を有する及び／又は携帯形、可搬形、（航空の、海運に関する、又は地上の）乗物に取り付けられた、及び／又は１つ以上の地球上の及び／又は地球外の位置に対して局所的に及び／又は分散方式で動作するように適合された及び／又は構成された、他の任意の通信装置、機器及び／又はソースが含まれる。さらに、本願で使用されるように、「宇宙ベースの構成要素」又は「宇宙ベースのシステム」という用語には、任意の軌道（静止した、ほぼ静止した、ほぼ中間の地球軌道、相当低い地球軌道、ほぼ楕円の地球軌道など）の１つ以上の衛星及び／又は地上の任意の高度に軌道を有する１つ以上の他の物体及び／又はプラットフォーム（例えば、飛行機、気球、無人の乗物、宇宙船、ミサイルなど）が含まれる。
【発明の開示】
【０００９】
本発明の幾つかの実施形態は、地上設置型のフィーダリンク用アンテナとすることができる複数のフィーダリンク用アンテナ、主衛星、及び１つ以上の補助衛星を備える衛星通信システムに関する。このフィーダリンク用アンテナは、互いに概ね同一場所に配置される。主衛星は、無線端末から複数の返信サービスリンクを介して情報を受信するように、情報の第１の部分を少なくとも１つの返信フィーダリンクを介して直接フィーダリンク用アンテナの第１のアンテナに伝達するように、また情報の第２の部分を少なくとも１つの衛星間リンクを介して伝達するように構成される。補助衛星は、主衛星及び互いから間隔を空けてまた離れて配置され、情報の第２の部分を主衛星から少なくとも１つの衛星間リンクを介して受信し、かつ情報の第２の部分を少なくとも１つの返信フィーダリンクを介して少なくとも１つの第２のフィーダリンク用アンテナに伝達するように構成される。
【００１０】
従って、主衛星は、返信サービスリンク及び／又は主衛星の受信サービスリンク用アンテナフィード素子に関連した集合信号スペクトル（又は集合信号用帯域幅）を、主衛星の返信サービスリンクを介して第１のフィーダリンク用アンテナにまた補助衛星の返信サービスリンクを介して少なくとも１つの第２のフィーダリンク用アンテナに配信することができる。
【００１１】
本発明の幾つかの別の実施形態は、衛星通信システム、主衛星、補助衛星、及び衛星通信装置の中で通信する関連した方法に関する。この衛星通信装置は、幾つかの実施形態では、地上設置型の衛星通信装置とすることができる。本発明の実施形態によれば、補助衛星は、補助衛星が直接無線端末と通信することを可能にするサービスリンク用アンテナを欠いている。
【００１２】
添付の図面は、本発明をさらに理解するように提供されるものであり、本願に組み込まれ本願の一部を構成して、本発明の幾つかの実施形態を例示している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
ここで本発明の特定の具体例としての実施形態を、添付の図面を参照して説明する。しかしながら、本発明は、多くの異なった形態で具体化することができるが、本願に記載された実施形態に限定されると解釈してはならない。むしろ、この開示内容が詳細で完全であり、また発明の範囲を当業者に十分に伝えるように、これらの実施形態が提供される。素子が別の素子に「接続される」又は「結合される」と呼ばれる場合は、それはこの別の素子に直接接続又は結合されることができるが、介在する素子が存在しても良いことも理解されよう。さらに、「接続される」又は「結合される」という用語は、本願で使用される場合は、無線で接続又は結合されることを含む。
【００１４】
本願で使用される専門用語は、特定の実施形態を説明する目的にのみ使用されるものであり、本発明を限定することを意図するものではない。単数形の「ａ」、「ａｎ」及び「ｔｈｅ」は、本願で使用される場合は、文脈が明白に別の考えを示す場合を除いて、複数形も含むものとする。「含む」、「構成する」、「含んでいる」及び／又は「構成している」という用語は、この明細書で使用される場合は、規定された機構、完全体、工程、操作、素子、及び／又は要素の存在を指定するが、１つ以上の他の機構、完全体、工程、操作、素子、要素、及び／又はそのグループの存在又は追加を妨げないことはさらに理解されよう。
【００１５】
特に規定されない限り、本願で使用される全ての用語（技術的及び科学的な用語を含む）は、本発明が属する技術分野の普通の技術の１つによって通常理解されるものと同じ意味を有する。通常使用される辞書の中で定義されるような用語は、関連する技術及び本願の開示内容との関連でそれらの意味と一致する意味を有すると解釈されるべきであり、また本願で特に定義されない限り、理想的な又は過度に公式的な感覚では解釈されないことは、さらに理解されよう。
【００１６】
様々な要素を説明するために第１及び第２という用語が本願で使用されるが、これらの用語でこれらの要素を限定してはならないことは理解されよう。これらの用語は、ある要素を他の要素から区別するために使用されているに過ぎない。このため、下記の第１の無線端末を、本発明の教示から逸脱することなく、第２の無線端末と呼ぶことができ、同様に、第２の無線端末を第１の無線端末と呼ぶことができる。「及び／又は」という用語は、本願で使用される場合は、対応付けられた１つ以上の列挙された項目の幾つかの及び全ての組合せを含む。記号「／」は、「及び／又は」の略記記号としても使用される。
【００１７】
図１に関して説明したように、衛星は複数の広く間隔を空けて配置されたフィーダリンク用アンテナの種々のアンテナと整列されるスポットビームを形成することによって、その返信フィーダリンク用帯域幅を増加することができる。しかしながら、フィーダリンク用アンテナを広く間隔を空けて配置するために地理的なサイトを設立し維持するという要求は、衛星通信システムのオペレータに対して追加費用及び／又は管理の負担を意味することになる。このため、フィーダリンク用アンテナ用のサイトの数を減少又は最小にすることができる別の衛星通信システムが好都合になる。
【００１８】
図２は、本発明の幾つかの実施形態による衛星通信システム２００及び方法を例示する概略図である。この衛星通信システム２００は、主衛星（「ＰＳ」）、複数（例えば、３個）の補助衛星（「ＡＳ」）、複数（例えば、４個）のフィーダリンク用アンテナ（「ＦＬＡ」）、ゲートウェイ用プロセッサ（「ＧＰ」）、複数の無線端末Ｔ１〜ＴＮ、及びネットワーク１３０を備えている。フィーダリンク用アンテナＦＬＡ０〜ＦＬＡ３、ゲートウェイ用プロセッサＧＰ、及びネットワーク１３０は、集合的に地上設置型装置（「ＧＢＥ」）と呼ばれる。しかしながら、本発明の幾つかの実施形態によれば、フィーダリンク用アンテナＦＬＡ０〜ＦＬＡ３、ゲートウェイ用プロセッサＧＰ、及び／又はネットワーク１３０は地上設置型ではない（例えば、その任意の組合せが海上ベース、航空ベース及び／又は宇宙ベースとすることができる）。本発明の実施形態によれば、衛星通信システム１００に接続されるように例示されたネットワーク１３０（有線及び／又は無線のネットワークとすることができる）は、衛星通信システム１００の一部とすることができる、又は一部でなくても良い。無線端末Ｔ１〜ＴＮは、ほぼ直線偏光された電磁エネルギー及び／又は任意に偏光された電磁エネルギーを放射することによって、主衛星ＰＳと通信するように構成され、主衛星ＰＳは、本発明の幾つかの実施形態によれば、サービスリンク用周波数を介して主衛星ＰＳに到達するほぼ左回転円偏光（ＬＨＣＰ）電磁エネルギー及びほぼ右回転円偏光（ＲＨＣＰ）電磁エネルギーの両方を受信するように構成される。サービスリンク用周波数は、Ｌバンド、Ｓバンド及び／又はサービスリンクによる通信を行うために使用できる任意の他のバンドの周波数とすることができる。主衛星ＰＳは、ほぼＬＨＣＰ及び／又はＲＨＣＰの電磁エネルギーを放射することによって、情報を無線端末Ｔ１〜ＴＮに送信するように構成することができる。
【００１９】
図２に例示されているように、補助衛星ＡＳ１〜ＡＳ３は、主衛星ＰＳから及びそれぞれの補助衛星ＡＳ１〜ＡＳ３から、フィーダリンク用アンテナＦＬＡ０〜ＦＬＡ３（地上に又は地上近くに配置される）が互いに対してほぼ同じ位置に配置され、かつ同時に主衛星ＰＳ及び補助衛星ＡＳ１〜ＡＳ３から及びそれらの衛星に対して信号を受信する／送信する場合に互いに十分に識別／分離することができるような距離だけ離して、間隔を空けて配置される。例えば、主衛星ＰＳと通信するフィーダリンク用アンテナＦＬＡ０は、主衛星ＰＳに対する方向にはかなり高い（又は最大の）利得を与え、同時に補助衛星ＡＳ１〜ＡＳ３に対する方向を含む他の方向にはかなり低い利得を与えるように方向付け及び構成することができる。補助衛星ＡＳ１と通信するフィーダリンク用アンテナＦＬＡ１は、補助衛星ＡＳ１に対する方向にはかなり高い利得を与え、同時に他の補助衛星ＡＳ２〜ＡＳ３及び主衛星ＰＳに対する方向を含む他の方向にはかなり低い利得を与えるように方向付け及び構成することができる。補助衛星ＡＳ２と通信するフィーダリンク用アンテナＦＬＡ２は、補助衛星ＡＳ２に対する方向にはかなり高い利得を与え、同時に他の補助衛星ＡＳ１及びＡＳ３及び主衛星ＰＳに対する方向を含む他の方向にはかなり低い利得を与えるように方向付け及び構成することができる。補助衛星ＡＳ３と通信するフィーダリンク用アンテナＦＬＡ３は、補助衛星ＡＳ３に対する方向にはかなり高い利得を与え、同時に他の補助衛星ＡＳ２及びＡＳ３及び主衛星ＰＳに対する方向を含む他の方向にはかなり低い利得を与えるように方向付け及び構成することができる。
【００２０】
幾つかの実施形態では、主衛星ＰＳ及び補助衛星ＡＳ１〜ＡＳ３の両方は、それぞれ地球に対してほぼ静止した軌道上にあり、かつ互いに少なくとも約２°の分離角度を有している。幾つかの別の実施形態では、主衛星ＰＳと補助衛星ＡＳ１〜ＡＳ３の少なくとも１つとの間の分離距離及び／又は補助衛星ＡＳ１〜ＡＳ３の任意の２つの間の分離距離は、２°よりも小さいか又は大きい。この分離距離により、ほぼ同じ位置に配置されたフィーダリンク用アンテナが、主衛星ＰＳ及び／又は補助衛星ＡＳ１〜ＡＳ３からの及びそれらの衛星への受信／送信されたフィーダリンク用信号の間の識別レベルを与えることができる。
【００２１】
本願で使用されるように、「ほぼ同じ位置に配置された」フィーダリンク用アンテナという用語は、フィーダリンク用アンテナ間の距離が、１つの衛星によって形成された指向性のフィーダリンク用ビーム（アンテナパターン）によって指示されないことを意味する。このため、フィーダリンク用アンテナＦＬＡ０〜ＦＬＡ３は、衛星通信のオペレータにとって便利な任意の距離だけ間隔を空けることができ、また約３０メータ以下、約３００メータ以下、約３０００メータ以下、又は地理的なサイトの選択及びオペレータの管理の都合に基づいた任意の他の距離だけ間隔を空けることができる。従って、例えば、オペレータはフィーダリンク用アンテナＦＬＡ０〜ＦＬＡ３を、オペレータが都合よく購入／賃貸することができる１エーカー以上の土地の中に据え付けることができる。
【００２２】
図３は、本発明の種々の実施形態に基づいて、無線端末Ｔ１〜ＴＮから主衛星ＰＳ及び補助衛星ＡＳ１〜ＡＳ３を介してフィーダリンク用アンテナＦＬＡ０〜ＦＬＡ３へ情報を伝達するための、図２の衛星通信システム２００及び方法のより詳細なブロック図である。主衛星ＰＳは、返信リンク情報を無線端末Ｔ１〜ＴＮから複数の返信サービスリンクを介して受信し、送信リンク情報を無線端末Ｔ１〜ＴＮに複数の送信サービスリンクを介して送信するように構成される。主衛星ＰＳは、無線端末Ｔ１〜ＴＮから受け取った返信リンク情報の一部を、返信フィーダリンクを介して直接フィーダリンク用アンテナＦＬＡ０に送信する。主衛星ＰＳはまた返信リンク情報の別の部分を、衛星間リンクを介して補助衛星ＡＳ１〜ＡＳ３に送信する。補助衛星ＡＳ１〜ＡＳ３は、受信した返信リンク情報を返信フィーダリンクを介して関連するフィーダリンク用アンテナＦＬＡ０〜ＦＬＡ３に送信する。
【００２３】
その結果、主衛星ＰＳは、返信サービスリンクに関連した集合信号スペクトル（すなわち、信号用帯域幅）を、主衛星ＰＳからの返信フィーダリンク上でフィーダリンク用アンテナＦＬＡ０へ、また補助衛星ＡＳ１〜ＡＳ３からの返信フィーダリンク上でそれぞれのフィーダリンク用アンテナＦＬＡ０〜ＦＬＡ３へ配信する。例えば、返信サービスリンク３０２に関連した集合した帯域幅が、宇宙から１つ以上の衛星用ゲートウェイに送信する必要がある２ＧＨｚの集合信号スペクトルを発生する場合（幾つかの実施形態の場合では、１つ以上の衛星用ゲートウェイで衛星アンテナパターンの形成を行うため）、主衛星ＰＳは５００ＭＨｚの集合信号スペクトルを返信フィーダリンク３０４ａを通るように方向付け、また別の５００ＭＨｚの集合信号スペクトルをそれぞれの返信フィーダリンク３０４ｂ〜ｄを通って送信されるように補助衛星ＡＳ１〜ＡＳ３のそれぞれに方向付けるため、返信フィーダリンク３０４ａ〜ｄのそれぞれが、返信サービスリンク３０２に関連した集合信号スペクトルの約１／４を搬送することができる。
【００２４】
例えば、図３に例示されているように、主衛星は返信サービスリンク用受信機３１０、情報スプレッダー３１２、フィーダリンク用送信機３１４、及び衛星間リンク用送信機３１６を備えることができる。この返信サービスリンク用受信機３１０は、返信サービスリンク３０２を介して無線端末Ｔ１〜ＴＮから入る情報を受信する。８個の返信サービスリンク３０２が例示されている。フィーダリンク用送信機３１４は、情報を返信フィーダリンク３０４ａを介してフィーダリンク用アンテナＦＬＡ０に送信する。衛星間リンク用送信機３１６は、情報を衛星間リンク３０６を介して補助衛星ＡＳ１〜ＡＳ３の選択された１つに送信する。この衛星間リンク３０６は、無線周波数（ＲＦ）リンク、光リンク及び／又は他の種類の無線通信リンクとすることができる。
【００２５】
情報スプレッダー３１２は、返信サービスリンク３０２に関連した情報を、返信フィーダリンク３０４ａを介して主衛星ＰＳからフィーダリンク用アンテナＦＬＡ０に、また衛星間リンク３０６を介して主衛星ＰＳから補助衛星ＡＳ１〜ＡＳ３に配信する。例えば、情報スプレッダー３１２は、受信用アンテナフィード素子の第１の組及び／又は主衛星ＰＳの受信サービスリンク用アンテナ周波数の第１の組に関連した情報を、フィーダリンク用アンテナＦＬＡ０に送信するためにフィーダリンク用送信機３１４転送し、受信用アンテナフィード素子の第２の組及び／又は主衛星ＰＳの受信サービスリンク用アンテナ周波数の第２の組に関連した情報を、補助衛星ＡＳ１に送信するために衛星間リンク用送信機３１６に転送し、受信用アンテナフィード素子の第３の組及び／又は主衛星ＰＳの受信サービスリンク用アンテナ周波数の第３の組に関連した情報を、補助衛星ＡＳ２に送信するために衛星間リンク用送信機３１６に転送し、かつ受信用アンテナフィード素子の第４の組及び／又は主衛星ＰＳの受信サービスリンク用アンテナ周波数の第４の組に関連した情報を、補助衛星ＡＳ３に送信するために衛星間リンク用送信機３１６に転送することができる。
【００２６】
補助衛星ＡＳ１〜ＡＳ３はそれぞれ、衛星間リンク用受信機３２０、情報中継器３２２、及びフィーダリンク用送信機３２４を備えている。この衛星間リンク用受信機３２０は、主衛星ＰＳから衛星間リンク３０６を介して入る情報を受信する。情報中継器３２２は受信された情報を中継する、すなわち受信された情報をほとんど変更せずに又は内容を加えてフィーダリンク用送信機３２４に中継する。フィーダリンク用送信機３２４は中継器３２２からの情報を、フィーダリンク３０４ｂ〜３０４ｄの対応する１つを介してフィーダリンク用アンテナＦＬＡ１〜ＦＬＡ３の対応する１つに送信する。補助衛星ＡＳ１〜ＡＳ３は、主に主衛星ＰＳとフィーダリンク用アンテナＦＬＡ１〜ＦＬＡ３との間の情報中継器として動作するように構成されるため、補助衛星は大幅なオンボード処理を行う必要はなく、このため主衛星ＰＳと比較すると、比較的単純及び／又は小型である。さらに、補助衛星ＡＳ１〜ＡＳ３は、サービスリンク用アンテナを全く有していないため、直接無線端末と通信することができない。しかしながら、幾つかの実施形態では、１つ以上の補助衛星が１つ以上のサービスリンク用アンテナを備えることができる。このため、図１に示されているような、複数の広く間隔を空けたフィーダリンク用アンテナを設けるよりも、本発明の実施形態に基づいて、複数の補助衛星を使用することがより効率的、安価及び／又は望ましいことになる。
【００２７】
主衛星ＰＳのフィーダリンク用送信機３１４及び補助衛星ＡＳ１〜ＡＳ３のそれぞれのフィーダリンク用送信機３２４は、返信フィーダリンク３０４ａ〜３０４ｄに対して少なくとも幾つかの同じ周波数を使用することができる。フィーダリンク用アンテナＦＬＡ０〜ＦＬＡ３が地理的にほぼ同じ位置に配置されるが、それらのアンテナは、主衛星ＰＳ及び補助衛星ＡＳ１〜ＡＳ３の任意の２つの間で分離できるため、補助衛星ＡＳ１〜ＡＳ３又は主衛星ＰＳの特定の１つからのフィーダリンク３０４ａ〜３０４ｄの間で許容できる干渉レベルでそれぞれ識別／分離することができる。
【００２８】
情報スプレッダー３１２は、主衛星ＰＳの返信サービスリンク用アンテナフィード素子に関連した情報を、返信フィーダリンク３０４ａ〜３０４ｄに静的又は動的に転送するように構成することができる。情報スプレッダー３１２は、例えば無線端末Ｔ１〜ＴＮが返信サービスリンク３０２を利用する状況に応じてマッピングを動的に変更することができる。例えば、情報スプレッダー３１２は、補助衛星ＡＳ１〜ＡＳ３へのトラフィックを軽減することにより主衛星ＰＳの返信フィーダリンク３０４ａが帯域幅利用率のしきい値に近付くときに、返信サービスリンク３０２の利用率が増加するにつれて、補助衛星ＡＳ１〜ＡＳ３からフィーダリンク用アンテナＦＬＡ１〜ＦＬＡ３への返信フィーダリンク３０４ｂ〜３０４ｄの帯域幅の利用率を増加することができる。情報スプレッダー３１２は別の方法で又は付加的に、帯域幅利用率の均衡を取るため又は他の望ましい帯域幅の利用特性を得るために、返信フィーダリンク３０４ａ〜３０４ｄの間に返信サービスリンク３０２に関連した情報をマップすることができる。
【００２９】
情報スプレッダー３１２は、複数の返信サービスリンク３０２から受信した情報を、例えばインターリーブすることによって処理し、複数の又は全ての返信フィーダリンク３０４ａ〜３０４ｄを介して送信するために、その情報を配布することができる。複数の返信フィーダリンク３０４ａ〜３０４ｄを介して情報をインターリーブすることにより、返信フィーダリンク３０４ａ〜３０４ｄに関連した限度の堅牢性を高めることができる。例えば、返信サービスリンク３０２及び／又は主衛星ＰＳの返信サービスリンク用アンテナフィード素子の１つから受信した情報を、全ての返信フィーダリンク３０４ａ〜３０４ｄを介して分配することにより、ゲートウェイ用プロセッサＧＰ又は地上設置型装置ＧＢＥの他の部分が返信フィーダリンク３０４ａ〜３０４ｄの１つに対する干渉によりもたらされるエラーを減少できるようにする。
【００３０】
ゲートウェイ用プロセッサＧＰは、無線端末Ｔ１〜ＴＮからの情報を抽出するために、フィーダリンク用アンテナＦＬＡ０〜ＦＬＡ３からの返信フィーダリンク用信号３０４ａ〜３０４ｄを処理する。図４は、本発明の幾つかの実施形態に基づいた、フィーダリンク用アンテナＦＬＡ０〜ＦＬＡ３からの返信フィーダリンク用信号の中の干渉を減少させるための、ゲートウェイ用プロセッサ及び図２の方法のブロック図である。ゲートウェイ用プロセッサＧＰは、遅延回路４００、相関器４２０、干渉レジューサ（interference reducer）、及び受信部４４０を備えることができる。遅延回路４００は、複数（例えば、４個）の調整可能遅延素子４１０〜４１３を含むことができ、それぞれの遅延素子はフィーダリンク用アンテナＦＬＡ０〜ＦＬＡ３の関連する１つからの返信フィーダリンク用信号を、相関器４２０が制御する大きさだけ遅延するように構成されている。相関器４２０は、調整可能遅延素子４１０〜４１３の出力信号を相関して、それらの間のタイミングのオフセットを決定して、返信フィーダリンク用信号を時間的に整列するように、それぞれの調整可能遅延素子４１０〜４１３によってもたらされた遅延を変更する。本発明の幾つかの実施形態によれば、遅延回路４００（又は少なくとも幾つかの遅延素子４１０〜４１３）を必要としないことができることは理解されよう。例えば、フィーダリンク用アンテナＦＬＡ０〜ＦＬＡ３を一緒に配置する場所が十分に小さい場合、遅延回路４００（又は少なくとも幾つかの遅延素子４１０〜４１３）は必要とされない。
【００３１】
干渉レジューサ４３０は、時間的に整列した返信フィーダリンク用信号から干渉補正信号を発生する。この時間的に整列した返信フィーダリンク用信号は、主衛星ＰＳから１つ以上の返信フィーダリンク３０４ｂ〜３０４ｄに送られフィーダリンク用アンテナＦＬＡ１〜ＦＬＡ３によって受信された、返信フィーダリンク３０４ａによって引き起こされた干渉、及び／又は補助衛星ＡＳ１〜ＡＳ３から返信フィーダリンク３０４ａに送られフィーダリンク用アンテナＦＬＡ０によって受信された、１つ以上の返信フィーダリンク３０４ｂ〜３０４ｄによって引き起こされた干渉を示している。干渉レジューサ４３０はさらに干渉補正信号を使用して、フィーダリンク用アンテナＦＬＡ０〜ＦＬＡ３からの少なくとも１つの返信フィーダリンク用信号の中の干渉を減少させる。受信部４４０は、エラー補正デコーディング処理を含む返信フィーダリンク用信号をさらに処理して、無線端末Ｔ１〜ＴＮからの情報を抽出することができ、またこの抽出された情報をネットワーク１３０に送って、無線端末Ｔ１〜ＴＮが相互に及び／又はネットワーク１３０に接続された別の通信装置と通信できるようにすることができる。
【００３２】
ゲートウェイ用プロセッサＧＰは、２００５年３月１５日に出願された「Infra-System and/or Inter-System Reuse of Feeder Link Frequencies Including Interference Suppression Systems and Methods」という名称の米国仮特許出願第６０／６６２，０５３号の中で説明されている技術を用いて、干渉の低減を実行することができる。この特許出願の開示内容は、参照することによってあたかも完全に説明されているようにその全体が本願に組み込まれる。
【００３３】
図５は、本発明の種々の実施形態に基づいて、フィーダリンク用アンテナＦＬＡ０〜ＦＬＡ３から主衛星ＰＳ及び補助衛星ＡＳ１〜ＡＳ３を介して無線端末Ｔ１〜ＴＮへ情報を伝達するための、図２の衛星通信システム及び方法のより詳細なブロック図である。地上設置型装置ＧＢＥから無線端末Ｔ１〜ＴＮへ通信される情報は、送信フィーダリンク５０４ａを介して直接主衛星ＰＳへ、及び補助衛星ＡＳ１〜ＡＳ３を介して間接的に直接主衛星ＰＳへ伝達することができる。次に、主衛星ＰＳは、この情報を無線端末Ｔ１〜ＴＮに複数の送信サービスリンク５０２を介して再送信することができる。このため、主衛星ＰＳは、主衛星ＰＳ及び補助衛星ＡＳ１〜ＡＳ３へ送られる送信フィーダリンク５０４ａ〜５０４ｄのそれぞれの送信フィーダリンク用信号を利用／処理して、無線端末Ｔ１〜ＴＮに関連した送信サービスリンク用信号を与えるために集合信号を形成することができる。
【００３４】
それぞれの補助衛星ＡＳ１〜ＡＳ３は、衛星間リンク用送信機５２０、情報中継器５２２、及びフィーダリンク用受信機５２４を備えることができる。フィーダリンク用受信機５２４は、フィーダリンク用アンテナＦＬＡ１、ＦＬＡ２、ＦＬＡ３からそれぞれ１つ以上の送信フィーダリンク５０４ｂ、５０４ｃ、５０４ｄを介して情報を受信する。情報中継器５２２は、受信された情報を中継する、また受信された情報をほとんど変更又は修正／再フォーマットせずに衛星間リンク用送信機５２０に中継することができる。衛星間リンク用送信機５２０は、情報を衛星間リンク３０６を介して主衛星ＰＳに送信する。
【００３５】
主衛星ＰＳは、送信サービスリンク用送信機５１０、情報結合器５１２、フィーダリンク用受信機５１４、及び衛星間リンク用受信機５１６を備えることができる。フィーダリンク用受信機５１４は、フィーダリンク用アンテナＦＬＡ０から１つ以上の送信フィーダリンク５０４ａを介して直接情報を受信する。衛星間リンク用受信機５１６は、衛星間リンク３０６を介して補助衛星ＡＳ１〜ＡＳ３が送信した情報を受信する。情報結合器５１２は、受信した信号を送信サービスリンク５０２の選択された１つを介して無線端末Ｔ１〜ＴＮに転送する。
【００３６】
本発明の幾つかの実施形態を、４つの補助衛星を介して地上設置型装置と通信する主衛星との関連で説明してきたが、本発明の種々の実施形態に基づいて１つ以上の主衛星及び／又は補助衛星を使用できることは理解されよう。補助衛星の数は、主衛星と無線端末との間のサービスリンクが対応する全集合帯域幅に基づいて、及び／又は返信／送信フィーダリンクが通信するために主衛星に割り当てられた全集合帯域幅に基づいて選択することができる。補助衛星は送信及び／又は返信サービスリンク用アンテナを備えていないため、補助衛星に関連する複雑性、寸法、重量及び／又は費用を低減することができ、またこのため、無線端末と直接通信することはできない。
【００３７】
図面及び明細書の中で、本発明の典型的な実施形態を開示してきた。特定の用語が使用されるが、それらの用語は一般的で説明のためのみに使用されたものであり、限定する目的で使用したのではない。本発明の範囲は、以下の特許請求の範囲において述べる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】従来の衛星通信システムを例示する概略図であり、このシステムでは、衛星は無線端末と複数の広く間隔を空けて配置されたフィーダリンク用アンテナとの間の情報に関係する。
【図２】本発明の種々の実施形態による衛星通信システム及び方法を例示する概略図であり、この図では、複数の衛星が無線端末と複数の地理的にほぼ同じ位置に配置されたフィーダリンク用アンテナとの間に情報を中継している。
【図３】本発明の種々の実施形態に基づいて、無線端末から主衛星及び複数の補助衛星を介してフィーダリンク用アンテナに情報を伝達するための、図２の衛星通信システム及び方法のより詳細なブロック図である。
【図４】フィーダリンク用信号内の干渉を減少させるための、図２のゲートウェイ用プロセッサ及び方法のより詳細なブロック図である。
【図５】本発明の種々の実施形態に基づいて、フィーダリンク用アンテナから主衛星及び複数の補助衛星を介して無線端末に情報を伝達するための、図２の衛星通信システム及び方法のより詳細なブロック図である。
【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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【国際調査報告】
2009505499.tif 000008
2009505499.tif 000009