(57)【要約】  低地球軌道（ＬＥＯ）上の衛星と、中地球軌道（ＭＥＯ）上の衛星及び／又は静止軌道（ＧＥＯ）上の衛星といったＬＥＯ以外の軌道上の１つ以上の衛星とを含む、衛星通信システムである。システムは、インターネットから受信しうるようなデータパケットを、ルーティングロジックに従って、ＬＥＯ衛星または非ＬＥＯ衛星のいずれかへルーティングする。いくつかの実施形態では、ルーティングロジックは、通信のレイテンシに基づく。
2019532598.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
低地球軌道（ＬＥＯ）上の衛星の第１のコンステレーションと、
非ＬＥＯ上の衛星の第２のコンステレーションと、
第１のデータパケットをルーティングするコアネットワークとを含み、各第１のデータパケットは、第１のルーティングロジックに従って、前記第１のコンステレーション内の衛星または前記第２のコンステレーション内の衛星のいずれかへルーティングされる、
衛星システム。
【請求項２】
前記第２のコンステレーション内の前記衛星は、中地球軌道（ＭＥＯ）上にある、請求項１に記載の衛星システム。
【請求項３】
前記第２のコンステレーション内の前記衛星は、静止軌道（ＧＥＯ）上にある、請求項１に記載の衛星システム。
【請求項４】
前記第２のコンステレーション内の前記衛星は、高楕円軌道（ＨＥＯ）上にある、請求項１に記載の衛星システム。
【請求項５】
前記第２のコンステレーション内の前記衛星は、ＬＥＯ、ＭＥＯ、ＧＥＯ、およびＨＥＯのいずれの上にもない、請求項１に記載の衛星システム。
【請求項６】
衛星の第３のコンステレーションをさらに備え、
前記第３のコンステレーション内の前記衛星は、ＧＥＯ上にあり、
前記コアネットワークは、各第１のデータパケットを、前記第１のルーティングロジックに従って、前記第１のコンステレーション、前記第２のコンステレーション、または前記第３のコンステレーション内のいずれかの衛星の１つへルーティングする、
請求項２記載の衛星システム。
【請求項７】
衛星の第３のコンステレーションをさらに備え、
前記第３のコンステレーション内の衛星は、ＬＥＯ、ＭＥＯ、およびＧＥＯのいずれの上にもなく、
前記コアネットワークは、各第１のデータパケットを、前記第１のルーティングロジックに従って、前記第１のコンステレーション、前記第２のコンステレーション、または前記第３のコンステレーション内のいずれかの衛星の１つへルーティングする、
請求項２に記載の衛星システム。
【請求項８】
衛星の第３のコンステレーションをさらに備え、
前記第３のコンステレーション内の衛星は、ＬＥＯ、ＭＥＯ、およびＧＥＯのいずれの上にもなく、
前記コアネットワークは、各第１のデータパケットを、前記第１のルーティングロジックに従って、前記第１のコンステレーション、前記第２のコンステレーション、または前記第３のコンステレーション内のいずれかの衛星の１つへルーティングする、
請求項３に記載の衛星システム。
【請求項９】
前記第１のルーティングロジックは、前記第１のコンステレーション内の衛星とユーザとの間、及び、前記第２のコンステレーション内の衛星と前記ユーザとの間の通信のレイテンシに基づく、請求項１に記載の衛星システム。
【請求項１０】
前記第１のルーティングロジックは、コンジャンクション、周波数の利用可能性、およびセキュリティからなる群から選択されたロジックに基づく、請求項１に記載の衛星システム。
【請求項１１】
ユーザ端末をさらに備え、
前記ユーザ端末は、第２のデータパケットを送信し、全ての第２のデータパケットは前記第１のコンステレーション内の衛星へ送信される、
請求項１記載の衛星システム。
【請求項１２】
ユーザ端末をさらに備え、
前記ユーザ端末は、第２のデータパケットをルーティングし、
各第２のデータパケットは、第２のルーティングロジックに従って、前記第１のコンステレーション内の衛星または前記第２のコンステレーション内の衛星のいずれか１つへルーティングされる、
請求項１記載の衛星システム。
【請求項１３】
前記第１のルーティングロジックと前記第２のルーティングロジックとは、互いに異なる、請求項１２に記載の衛星システム。
【請求項１４】
低地球軌道（ＬＥＯ）上の衛星の第１のコンステレーションであって、前記第１のコンステレーション内の前記衛星は双方向衛星である、衛星の第１のコンステレーションと、
一方向の順方向リンク衛星である、非ＬＥＯ上の１つ以上の衛星と、
インターネットから第１のデータパケットを受信し、第２のデータパケットをインターネットへ送信するコアネットワークと、
第２のデータパケットを前記第１のコンステレーション内の衛星へルーティングするユーザ端末とを含む、
衛星システム。
【請求項１５】
前記コアネットワークは、ルーティングロジックに従って、前記第１のデータパケットを、前記第１のコンステレーション内の衛星または前記１つ以上の非ＬＥＯ衛星のいずれかへルーティングする、請求項１４に記載の衛星システム。
【請求項１６】
前記ルーティングロジックは、レイテンシ、コンジャンクション、周波数の利用可能性、セキュリティ、および経路長からなる群から選択される、請求項１５に記載の衛星システム。
【請求項１７】
低地球軌道（ＬＥＯ）衛星上の第１の衛星と、
中地球軌道（ＭＥＯ）及び静止軌道（ＧＥＯ）からなる群から選択された軌道上の第２の衛星と、
データパケットをルーティングするコアネットワークであって、各データパケットは、通信のレイテンシに基づいて第１の衛星または第２の衛星のいずれか１つへルーティングされ、低レイテンシ通信に関連するデータパケットは、前記第１の衛星へルーティングされ、レイテンシが重大でない通信に関連するデータパケットは、前記第２の衛星へルーティングされる、コアネットワークと含む、衛星システム。
【請求項１８】
コアネットワークにおいて、第１のデータパケットを受信するステップと、
ルーティングロジックに従って、前記第１のデータパケットを、前記コアネットワークから低地球軌道（ＬＥＯ）上の第１の衛星またはＬＥＯ以外の軌道上の第２の衛星のうちの１つへルーティングするステップと、
を含む方法。
【請求項１９】
前記ルーティングロジックは、レイテンシに基づくものであり、
前記方法は、
前記第１のデータパケットに関連するレイテンシを決定するステップと、
前記レイテンシが低い場合、前記第１のデータパケットを前記第１の衛星へルーティングするステップと、
をさらに含む請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記ルーティングロジックは、レイテンシに基づくものであり、
前記方法は、
前記第１のデータパケットに関連するレイテンシを決定するステップと、
前記レイテンシが重大でない場合、前記第１のデータパケットを前記第２の衛星へルーティングするステップと、
をさらに含む請求項１８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連案件に関する記載）
本願は、２０１６年８月３０日出願の米国特許出願第６２／３８１，２８４号および２０１７年１月２３日出願の米国特許出願第６２／４４９，４４１号に基づく優先権を主張し、これらのいずれも参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
（発明の分野）
本開示は、衛星通信システムに関する。
【背景技術】
【０００３】
地球上のいかなる場所にも低コストの広帯域インターネットサービスをもたらすための衛星システムが現在開発中である。かかるシステムは、典型的には、インターネットを一群の非静止衛星、特に低地球軌道（ＬＥＯ）衛星につなぐゲートウェイアンテナを含み、これらの非静止衛星は地球上に位置する安価なユーザ端末につながる。ユーザ端末は、住居やビジネスへのインターネット接続性を提供する。
【０００４】
前述のシステムの衛星は、静止衛星との干渉がないことを義務付ける規則によって決まる一定のブロードキャスト送信電力の限界、および衛星の質量の上限を超えることができない。したがって、人口密度があまり大きくないエリアであっても、需要は容易に容量を上回ることが予想される。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、非静止衛星システムの容量を増加させる手段を提供する。本発明の例示的な実施形態は、ＬＥＯ上の１つ以上の衛星と、中地球軌道（ＭＥＯ）、静止軌道（ＧＥＯ）、及び／又は他の軌道（例えば、長楕円軌道（ＨＥＯ）等）といったＬＥＯ以外の軌道上の１つ以上の衛星を有する衛星システムである。
【０００６】
いくつかの実施形態では、ＬＥＯ以外の衛星は、「一方向」のみである。すなわち、順方向リンクのみである（すなわち、地上局／ゲートウェイアンテナ→衛星→ユーザ）。例示的な実施形態では、１つ以上のＬＥＯ衛星は、双方向動作を提供する。すなわち、順方向リンクおよび逆方向リンクの両方である（すなわち、ユーザ→衛星→地上局）。
【０００７】
例示的な実施形態では、システムは、ＬＥＯ衛星と１つ以上の非ＬＥＯ衛星とのコンステレーションを含む。いくつかの実施形態では、非ＬＥＯ衛星は、その１つ以上のコンステレーションを構成する。
【０００８】
例示的な実施形態では、ルーティングロジックは、衛星システムのうち、どの特定の種類の衛星が順方向リンク用の任意の所与のデータパケットを扱うかを決定する。ＬＥＯ衛星のみが逆方向リンクを扱う。いくつかの他の実施形態では、軌道および／またはルーティング論理の関数として、いくつかの種類の非ＬＥＯ衛星は、逆方向リンクも扱う。かかる実施形態では、ルーティングロジックは、順方向リンクおよび逆方向リンクの双方に使用され、同一のルーティングロジック、または異なるロジックが使用されうる。
【０００９】
例示的な実施形態によれば、ルーティングロジックは、レイテンシ（待ち時間）の考慮に基づく。例えば、データパケットの受信における遅延がユーザのエクスペリエンスに影響を及ぼす度合い等である。いくつかのサービスでは、低レイテンシが望まれ、期待され、要求されており、処理される入力と対応する出力との間で、人間が気づくことのできない遅延を伴うリアルタイム特性を提供する。低レイテンシサービスのいくつかの例として、ボイス・オーバー・インターネット・プロトコル（ＶｏＩＰ）、ビデオ会議、トレーディング、およびオンラインゲームが挙げられるが、これらに限られるものではない。他のいくつかのサービスでは、高レイテンシが許容可能であり、遅延は顕著であるが問題とはならない。高レイテンシサービスの例としては、電子メールおよびピア・ツー・ピアのファイル転送が挙げられるが、これらに限られるものではない。
【００１０】
レイテンシの原因（例えば、伝搬遅延、シリアライゼーション、データプロトコル、ルーティングおよびスイッチング、キューイングおよびバフィングなど）は十分に理解されている。地上局と衛星との間に非常に大きな距離がある衛星通信の状況において、伝搬遅延がレイテンシの主要な原因であることが多い。
【００１１】
したがって、例示的な実施形態によれば、レイテンシに基づくルーティングロジックは、地上局と衛星との間の距離、すなわち地上局と衛星の特定の軌道との間の距離を考慮する。レイテンシによる影響を受けないトラフィックは、例えば静止衛星といった比較的遠い衛星を介してルーティングすることができる。低レイテンシトラフィックは、ＬＥＯ衛星といった地球に比較的近い衛星を介してルーティングされるべきである。ＭＥＯ衛星は、ＧＥＯ衛星よりも地球に近く、したがって、レイテンシの問題（単に「低」レイテンシおよび「高」レイテンシだけでない）に対処する能力を向上させることを可能にする。例えば、ＭＥＯ衛星は、「チャットルーム」アプリケーションといった中レイテンシの負荷を扱うことができる。さらに、ＭＥＯ衛星は、傾斜または楕円軌道上に配置されうるため、ＧＥＯ衛星でカバーすることが困難な高緯度／極領域のカバレッジを可能にする。
【００１２】
同様の原理は、ＧＥＯおよびＭＥＯ以外の軌道上の衛星についても、地球との距離の関数として適用される。ＨＥＯ衛星の場合、衛星が低レイテンシトラフィックを処理するのに適している特定の時（すなわち、近地点またはその付近）および、衛星が高レイテンシトラフィックのみを扱うのに適するようになる他の時（すなわち、遠地点またはその付近）がある。
【００１３】
ＬＥＯ衛星およびＬＥＯ以外の軌道上の少なくとも１つの衛星のコンステレーションを有し、ＬＥＯ以外の衛星が順方向リンクのみである衛星システムは、より低コストかつより性能の良い衛星システムとなる。その理由は、他にも幾つか理由はあるものの、各種の衛星がそれらに最も適したタスクを扱っていることである。例えば、レイテンシに基づくルーティングロジックの状況においては、ＬＥＯ衛星は低レイテンシサービスを提供し、ＭＥＯ衛星は中レイテンシサービスを提供し、静止衛星は、はるかに長い待ち時間を伴うが、単一プラットフォームから永続的な地域的なカバレッジを提供する。
【００１４】
他の実施形態では、ルーティングロジックは、必要に応じて、他の考慮事項に基づく。例えば、いくつかの実施形態では、システムは、
（ａ）レイテンシ、または
（ｂ）コンジャンクション、または
（ｃ）周波数の利用可能性、または
（ｄ）セキュリティ、または
（ｅ）任意の他の関連する考慮事項、または
（ｆ）上記（ａ）乃至（ｅ）のうち２つ以上を選択された２つ以上のルーティングロジックを優先順位付けするための任意の関連する基準と共に用いること、および、
（ｇ）上記（ａ）乃至（ｅ）の全てのルーティングロジックを考慮した後、上記（ａ）乃至（ｅ）のうちの少なくとも１つ、
に基づいて衛星を介してルーティングするが、これらに限られるものではない。
【００１５】
いくつかの実施形態では、本発明による衛星システムは、低地球軌道（ＬＥＯ）上の衛星の第１のコンステレーションと、非ＬＥＯ上の衛星の第２のコンステレーションと、コアネットワークとを含み、コアネットワークは、第１のデータパケットをルーティングし、各第１のデータパケットは、第１のルーティングロジックにしたがって、第１のコンステレーション内の衛星または第２のコンステレーション内の衛星のうちの一方へルーティングされる。
【００１６】
いくつかの実施形態では、本発明による衛星システムは、低地球軌道（ＬＥＯ）上の衛星の第１のコンステレーションであって、第１のコンステレーション上の衛星は双方向衛星である、衛星の第１のコンステレーションと、一方向の順方向リンクの衛星である、非ＬＥＯ上の１つ以上の衛星と、インターネットから第１のデータパケットを受信し、インターネットへ第２のデータパケットを送信するコアネットワークと、第２のデータパケットを第１のコンステレーション内の衛星へルーティングするユーザ端末とを含む。
【００１７】
いくつかの実施形態では、本発明による方法は、コアネットワークにおいて、第１のデータパケットを受信するステップと、ルーティングロジックに従って、コアネットワークからの第１のデータパケットを、低地球軌道（ＬＥＯ）上の第１の衛星またはＬＥＯ以外の軌道上の第２の衛星のうちの一方へルーティングするステップと、を含む。
【００１８】
方法のいくつかの実施形態では、方法は、第１のデータパケットに関連するレイテンシを決定するステップと、レイテンシが低い場合、第１のデータパケットを第１の衛星へルーティングするステップとを、さらに含む。本方法のいくつかの実施形態では、方法は、第１のデータパケットに関連するレイテンシを決定するステップと、レイテンシが重大でない場合、第１のデータパケットを第２の衛星へルーティングするステップとをさらに含む。
【００１９】
衛星システムおよび方法の前述の実施形態、ならびにそれらの追加の実施形態を、以下に開示し、添付の図面に図示する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】ＬＥＯ、ＭＥＯ、ＧＥＯ、およびＨＥＯ上の衛星を示す図である。
【図２】本発明の例示的な実施形態による、組み合わされたＬＥＯ、ＭＥＯ、およびＧＥＯシステムを示す図である。
【図３】従来の衛星およびその通信ペイロードを示す図である。
【図４】図３の従来の通信ペイロードの更なる詳細を示す図である。
【図５】順方向リンクトラフィックのための通信ペイロードの別の実施形態を示す図である。
【図６】図５の通信ペイロードの更なる詳細を示す図である。
【図７】図２のシステムで使用するためのユーザ端末の第１の実施形態を示す図である。
【図８】図２のシステムで使用するためのユーザ端末の第２の実施形態を示す図である。
【図９Ａ】衛星ビームの第１のパターンを示す図である。
【図９Ｂ】衛星ビームの第２のパターンを示す図である。
【図１０】容量負荷シフトの実施形態を示す図である。
【図１１】地球の離れた領域をカバーするための同じＧＥＯ衛星上の複数のペイロードモジュールを示す図である。
【図１２】ビームパターンが散在し、同じダウンリンクＲＦ周波数が再利用される、２つ以上のＧＥＯ衛星の使用を示す図である。
【図１３】図２のシステムのユーザ端末から見た、天空を見上げた図である。
【図１４】本発明の例示的な実施形態による方法を示す図である。
【図１５】図１４の方法の実施形態のサブタスクを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本開示および添付の特許請求の範囲において、以下の定義を使用する。
・「コンステレーション」は、共有制御下で共に動作する一群の人工衛星である。
・「アップリンク」とは、地上の場所（例えば、ゲートウェイ、ユーザ端末等）から衛星への通信リンクである。
・「ダウンリンク」とは、衛星から地上の位置への通信リンクである。
・「順方向リンク」とは、地上局（例えば、ゲートウェイ）からユーザへの通信リンクを意味する。アップリンク（地上局から衛星へ）及びダウンリンク（衛星からユーザへ）の両方から構成される。
・「逆方向リンク」または「リターンチャネル」とは、ユーザから地上局への通信リンクを意味する。順方向リンクと同様に、アップリンク及びダウンリンクの両方を含む。
・「一方向衛星」とは、順方向リンクにのみ使用される衛星を意味する。
・「双方向衛星」とは、順方向リンク及び逆方向リンクの両方に使用される衛星を意味する。
・「ＬＥＯ衛星」または「ＭＥＯ衛星」または「ＧＥＯ衛星」とは、その特定の軌道上の衛星を指す。衛星には、それが存在する軌道以外には必ずしも差がない。衛星の「種類（タイプ）」を指すことは、衛星が存在する特定の軌道を指すことになる。
・「低レイテンシ」または「重大なレイテンシ」とは、サービスの文脈では、処理されている入力と対応する出力との間のいかなる遅延も人間に目立たないようなリアルタイム特性が理想的には必要とされることを意味する。低レイテンシサービスのいくつかの例として、ボイス・オーバー・インターネット・プロトコル（VoIP）、ビデオ会議、トレーディング、およびオンラインゲームが挙げられるが、これらに限られるものではない。低レイテンシサービスの応答時間は、典型的には、約０．０５秒未満である。
・「高レイテンシ」とは、サービスの文脈では、入力／出力の交換にリアルタイム特性を与えることが期待されていないか又は必要とされないような、レイテンシに敏感でないものを意味する。高レイテンシサービスとしては、例えば、電子メールおよびピア・ツー・ピアファイル転送が挙げられるが、これらに限られるものではない。高レイテンシサービスの応答時間は、典型的には約０．２５秒を超える。
・「中レイテンシ」とは、サービスの文脈では、低レイテンシサービスよりもレイテンシに対する懸念に敏感でないが、高レイテンシは望ましくないものを意味する。中レイテンシサービスは、例えば「チャットルーム」アプリケーションである。中レイテンシのサービスの応答時間は、典型的には、０．０５秒乃至約０．２５秒の範囲である。
・「重大でないレイテンシ」とは、サービスの文脈では、中レイテンシまたは高レイテンシを意味する。
・「データパケットに関連するレイテンシ」とは、データパケットが関係する特定のサービスのレイテンシを、データパケットが想定していることを意味する。例えば、データパケットがオンラインゲームセッションに関連するデータである場合、オンラインゲームは低／重大レイテンシのアプリケーションであるため、データパケットに関連するレイテンシは、「低」または「重大」である。
【００２２】
図１は、ＬＥＯ１０２上の衛星と、ＭＥＯ１０４上の衛星と、ＧＥＯ１０６上の衛星と、ＨＥＯ１０８上の衛星とを含む、４つの異なる軌道で地球１００を周回する衛星を示す図である。定義は、多少異なるものの、ＬＥＯ１０２は、高度の範囲が約１８０乃至約２０００キロメートル（ｋｍ）の地心軌道である。ＭＥＯ１０４は、高度の範囲が約２０００乃至３５，７８６ｋｍの地心軌道である。ＭＥＯ軌道は、「中間円形軌道」としても知られている。ＧＥＯ１０６は、３５，７８６ｋｍの高度を有する地心軌道である。ＨＥＯ１０８は、低高度近地点（しばしば、１０００ｋｍ未満）と、高高度の遠地点（しばしば、３５，７８６ｋｍを超える）とを含む楕円軌道である。
【００２３】
図２は、本発明の例示的な実施形態による複合ＬＥＯ・ＭＥＯ・ＧＥＯ衛星システム２００を示す図である。
【００２４】
衛星システム２００は、コアネットワーク２１０と、地上局ゲートウェイアンテナ（すなわち、ＬＥＯゲートウェイアンテナ２１２、ＭＥＯゲートウェイアンテナ２１４、ＧＥＯゲートウェイアンテナ２１６）と、ＬＥＯ衛星２０２と、ＭＥＯ衛星２０４と、ＧＥＯ衛星２０６と、ユーザ端末２２０とを含む。システム２００の一部ではないが、ユーザ／ユーザデバイス２４２及びインターネット２４０も図示されている。説明の明確性のため、図２中、システム２００の各要素のうちの１つのみを示すことが理解されるべきである。機能しているシステムでは、システム２００中のかかる要素の各々の多くの実例が存在する。このことは、衛星（少なくともＬＥＯ衛星の場合には、数百から千を超える個数の衛星）に当てはまるだけでなく、地上局（例えば、ゲートウェイアンテナ等）、および、特にユーザ端末等にも当てはまる。
【００２５】
コアネットワーク２１０は、たとえば、スイッチング、ルーティング、制御および認証を含むネットワーク２００内の様々な機能を提供する。本明細書において関係があるように、コアネットワーク２１０は、インターネット２４０からデータを受信し、それをインターネット２４０へ送信する。インターネット２４０から受信したデータについて、コアネットワークは、ルーティングロジックに従って、データパケットを様々な衛星（例えばＬＥＯ、ＭＥＯ、ＧＥＯ等）へルーティングする。例えば、データは、通信リンク２３２Ａを介したＬＥＯ衛星２０２への送信のために、ＬＥＯゲートウェイ２１２へルーティングされ得る。コアネットワーク２１０はまた、データパケットを、通信リンク２３４Ａを介したＭＥＯ衛星２０４への送信のために、ＭＥＯゲートウェイ２１４へルーティングする。また、コアネットワーク２１０は、データパケットを、通信リンク２３６Ａを介したＧＥＯ衛星２０６への送信のために、ＧＥＯゲートウェイ２１６へルーティングする。
【００２６】
ユーザ端末２２０は、衛星システム２００へのユーザのインタフェースである。居住ユーザの場合、例えば、各居住ユーザの住居には、典型的には１つのユーザ端末２２０がある。例示的な実施形態では、ユーザ端末２２０は、ＬＥＯ衛星、ＭＥＯ衛星およびＧＥＯ衛星とそれぞれ通信するためのアンテナ２２２、２２４、および２２６を含む３つのアンテナを含む。アンテナ２２４は、通信リンク２３５Ａを介してＭＥＯ衛星２０４から信号を受信し、アンテナ２２６は、通信リンク２３７Ａを介してＧＥＯ衛星２０６から信号を受信する。
【００２７】
アンテナ２２４および２２６は、それぞれのＭＥＯ衛星およびＧＥＯ衛星に信号を送信することが可能であってもよいが、例示的な実施形態では、これを行わない。すなわち、これらは、順方向リンク通信にのみ参加する一方向衛星である。一方、ＬＥＯ衛星２０２は、順方向リンク及び逆方向リンクの双方に参加する双方向衛星である。したがって、アンテナ２２２は、通信リンク２３３Ａを介してＬＥＯ衛星２０２から信号を受信し、通信リンク２３３Ｂを介してＬＥＯ衛星２０２への送信も行う。アンテナ２２２からの衛星２０２によって受信された伝送は、ＬＥＯゲートウェイ２１２へ送信される。
【００２８】
地上ゲートウェイアンテナ（例えば、ＭＥＯゲートウェイアンテナ２１４等）からの伝送、または地上ゲートウェイアンテナ（例えば、ＭＥＯゲートウェイアンテナ２１４等）への伝送は、衛星上のゲートウェイアンテナによって受信され、または衛星上のゲートウェイアンテナから送信される。ユーザ端末２２０上のアンテナによって受信または送信される伝送は、衛星上のユーザアンテナによって送信または受信される。（図３参照）。
【００２９】
ユーザ端末２２０のアンテナ２２２、２２４及び２２６において受信された信号は、インタフェース２２８を介したユーザ装置２４２への送信のために合成される。
【００３０】
いくつかの実施形態では、システム２００中の全ての衛星（例えば、ＬＥＯ衛星、ＭＥＯ衛星、およびＧＥＯ衛星）は、同じダウンリンク周波数を利用する。これが可能であるのは、場合によっては、各ユーザ端末２２０から見たときに、様々な衛星間の角度分離が干渉を防止するのに十分であるからである。そして、スケジューリング、新規な符号化、変調、および直交性を用いることにより、協調している衛星間の干渉なしに、非常に効率的に、同一の周波数を再利用することができる。
【００３１】
図２に示す実施形態は、ユーザ端末２２０が、３種類の衛星のそれぞれからの衛星ビームによってサービスを受ける位置にある状況を示す。したがって、ユーザ２４２は、インターネットにアクセスするために３つの衛星の種類のすべてを利用することができる。当業者に理解されるように、ユーザ端末２２０と、そのアンテナ２２２、２２４、及び２２６とは、ゲートウェイアンテナ２１２、２１４、及び２１６よりも物理的にはるかに小さい寸法である。
【００３２】
上述したように、コアネットワーク２１０は、ルーティングロジックに従って、各データパケットをどこに（すなわち、どの種類の衛星に）ルーティングするかを決定する。例示的な実施形態では、そのルーティングロジックは、「レイテンシ（待ち時間）」、すなわち、入力と所望の出力との間の遅延に基づく。衛星通信システム２００では、ＬＥＯ衛星は最も低いレイテンシを有し、ＧＥＯ衛星は最も大きいレイテンシを有し、ＭＥＯ衛星は、ＬＥＯ衛星とＧＥＯ衛星との間の中間のレイテンシを有する。これは、主として、様々な軌道の地球に対する距離によるものである。
【００３３】
例えば、低レイテンシ通信は、処理される入力と対応する出力との間の、人間に目立たない遅延を可能にし、これによりリアルタイム特性を与える。これは、ボイス・オーバー・インターネット・プロトコル（VoIP）、ビデオ会議、トレーディング、オンラインゲームといったサービスを利用するインターネット接続に特に重要である。例示的な実施形態では、コアネットワーク２１０内のルーティングエンジンは、かかるサービスに関連するデータパケットをＬＥＯ衛星２０２へ向かわせる。
【００３４】
より高いレイテンシのとき、遅延は目立つ。電子メールおよびピア・ツー・ピアファイル転送のようないくつかのサービスでは、高レイテンシは、典型的には問題ではない。例示的な実施形態では、ルーティングエンジンは、典型的には、かかるサービスに関するデータパケットをＧＥＯ衛星２０６（またはＭＥＯ衛星２０４）へ向かわせる。チャットルームでの議論のような他のいくつかのサービスについて、リアルタイム特性は典型的には要求されないが、高レイテンシは望ましくない。例示的な実施形態では、ルーティングエンジンは、典型的には、そのような中程度のレイテンシのサービスに関係するデータパケットをＭＥＯ衛星へ向かわせる。
【００３５】
所与のデータパケットについてのトラフィック種別（高、中程度、または低レイテンシ）は、例えば、そのポート番号を読むこと、パケット内容自体のディープ・インスペクションを行うこと、または、パケット到着時間、パケットサイズ、およびバイト頻度を統計的に分析することにより決定することができるが、これらに限られるものではない。
【００３６】
上述したように、本発明の実施形態に関連して、異なるルーティングロジック（すなわち、レイテンシ以外）を使用することができる。さらに、いくつかの実施形態では、順方向リンクにルーティングロジックを適用することに加えて、ルーティングロジックは逆方向リンクにも適用される。ルーティングロジックは対称である必要はなく、すなわち、順方向リンクおよび逆方向リンクに対して異なるロジックを適用しうる。
【００３７】
本発明のいくつかの他の実施形態（図示せず）は、衛星のＬＥＯコンステレーションと、
・１つ以上のＧＥＯ衛星またはそのコンステレーション（しかしＭＥＯまたは他の非ＬＥＯ衛星ではない）、
・１つ以上のＭＥＯ衛星またはそのコンステレーション（しかしＧＥＯまたは他の非ＬＥＯ衛星ではない）、
・１つ以上のＧＥＯ衛星／コンステレーションおよび１つ以上の他の非ＬＥＯ衛星／コンステレーション（しかしＭＥＯではない）、
・１つ以上のＭＥＯ衛星／コンステレーションおよび１つ以上の他の非ＬＥＯ衛星／コンステレーション（しかしＧＥＯではない)、
・１つ以上のＧＥＯ衛星／コンステレーションと、１つ以上のＭＥＯ衛星／コンステレーションと、１つ以上の他の非ＬＥＯ衛星／コンステレーション、ならびに、
・  １つ以上の他の非ＬＥＯ衛星／コンステレーション（しかしＧＥＯまたはＭＥＯ衛星／コンステレーションではない）
とを含む。
簡潔性のため、本明細書において、上述の他の実施形態については、さらに詳細には説明しない。しかしながら、本開示において与えられる情報に関連して、例示的な実施形態を上述の他の実施形態に適合させることは、当業者の能力の範囲内である。
【００３８】
図３は、従来のＬＥＯ衛星、ＭＥＯ衛星、またはＧＥＯ衛星と、その通信ペイロードとを示す図である。地上局においてゲートウェイアンテナから送信された信号は、衛星のゲートウェイアンテナ３５０によって受信され、トランスポンダ３５２へ向かわせられる。
【００３９】
信号は、空間を通って伝搬すると、強度を失い、歪む（「チャネル効果」として知られている）。したがって、衛星で受信された信号は、送信された信号の近似値である。トランスポンダ３５２は、チャネル効果に対処すべく、受信信号を適切に増強及び／又は処理する。増強または処理の性質は、トランスポンダの仕様に応じて異なりうる。
【００４０】
特に、トランスポンダは、単に受信信号を増幅し、不要な信号をフィルタ除去し、必要に応じて、アップリンク周波数とダウンリンク周波数の間の変換を行う非再生または「ベントパイプ」リピータとも称される透過リピータを含んでもよい。あるいは、トランスポンダは、受信信号が復調され、復号化され、再符号化され、再変調され、基本的に、信号に含まれる情報を再生する処理能力を有する再生リピータを備えてもよい。
【００４１】
信号は、適切に増強され／処理されると、衛星の「ユーザアンテナ」３５４へ向けられ、ユーザアンテナ３５４は、信号を「ユーザ・ビーム」または「衛星ビーム」の形でユーザ端末へ送信する。ユーザ・ビームについては、図９Ａ、図９Ｂ、並びに図１０乃至１２を参照して、この開示においてさらに詳細に後述する。
【００４２】
図４は、本発明のいくつかの実施形態と共に使用するのに適した従来のトランスポンダ３５２の更なる詳細を示す図である。ベントパイプリピータとして具体化されるトランスポンダ３５２は、ダイプレクサ４６０と、低ノイズ増幅器４６２及び４６８と、周波数ダウンコンバータ４６４Ａと、周波数アップコンバータ４６４Ｂと、ハイパワー増幅器４６６及び４７０とを含む。図示されていないが典型的にはトランスポンダ３５２に含まれる入力バンドパスフィルタは、不要な信号をフィルタ除去するために使用される。
【００４３】
周波数ドメインでの多重化を実現するためのパッシブデバイスであるダイプレクサ４６０は、順方向リンクの伝送および逆方向リンクの伝送が同じアンテナを共用することを可能にする。特に、衛星のゲートウェイアンテナ３５０とインタフェース接続されるダイプレクサ４６０は、（ａ）（地上ゲートウェイアンテナからの）単一のＫａ帯順方向リンク信号をＬＮＡ４６２へ向かわせ、（ｂ）地上ゲートウェイアンテナへのダウンリンクのために（ユーザ端末２２０からの）逆方向リンク信号をゲートウェイアンテナ３５０に向かわせる。ユーザアンテナ３５４とインタフェース接続されるダイプレクサ４６０は、（ａ）ユーザ端末２２０へのダウンリンクのためにＨＰＡ４６６からの順方向リンク信号をアンテナ３５４へ向かわせ、（ｂ）（ユーザ端末２２０からの）戻りリンク信号をＬＮＡ４６８へ向かわせる。
【００４４】
ダイプレクサ４６０に代えて、直交モード変換器（ＯＭＴ）を使用することができる。一般に偏波デュプレクサと称されるＯＭＴは、２つの直交偏波されたマイクロ波信号経路を結合または分離することができる。ＯＭＴの使用は、受信信号と送信信号が異なる偏波状態を有することを必要とする。例えば、送信信号は右旋円偏波であってもよく、受信信号は左旋円偏波であってもよい。
【００４５】
まず順方向リンクについて説明すると、ＬＮＡ４６２は、地上局のゲートウェイアンテナから受信した微弱ＲＦ信号を増幅する低ノイズ増幅器である。増幅されると、受信信号は、ＲＦスプリッタ（図示せず）によって、ユーザへビームを送信する（ユーザ）アンテナの数に対応する複数の信号へと分割される。図４は、このような４つの信号を示すが、信号の数は典型的にはこれよりも多くなる。例えばＬＥＯ衛星の場合、様々な実施形態では、典型的には、１０乃至２０個のユーザアンテナがあり、したがって同数の信号がある。ＭＥＯ衛星またはＧＥＯ衛星の場合、数はさらに多いことがある。分割された後、信号は、Ｋａ帯信号を（各アンテナビーム毎に）下りリンク用のＫｕ帯の適切なＲＦ搬送周波数へダウンコンバートする周波数ダウンコンバータ４６４Ａへ供給される。
【００４６】
周波数ダウンコンバータ４６４Ａからの出力信号は、典型的にはフィルタリングされ（図示せず）、各信号は、ハイパワー増幅器４６６で増幅される。増幅された信号は、次に、ダイプレクサ４６２によって、ダウンリンク用のユーザアンテナ３５４へ向けられる。両方の偏波状態をユーザダウンリンクで使用することができ、したがって、各周波数チャネルの使用が２倍になる。
【００４７】
次に逆方向リンクについて説明すると、ユーザ端末２２０から受信されたＫｕ帯信号は、ダイプレクサ４６０によって低ノイズ増幅器４６８へ向けられる。これらの増幅器は、ユーザ端末２２０から受信した微弱な信号を増幅する。増幅された信号は、信号をＫａ帯にアップコンバートする周波数アップコンバータ４６４Ｂに供給される。アップコンバータからの信号は、ＲＦコンバイナ（図示せず）において合成され、ハイパワー増幅器４７０において増幅される。合成され、増幅された信号は、次に、ダイプレクサ４６０によって、地上局のゲートウェイアンテナへの送信のために衛星のゲートウェイアンテナ３５０へ向けられる。本実施形態では、アップリンク周波数は、Ｋｕ帯であると仮定される。アップリンクは、規制上の制限、増幅器技術、及び／又はレインフェードに対する感受性などの要因に依存して、Ｋａ帯またはＫｕ帯のいずれかであり得る。
【００４８】
図５は、システム２００に使用される衛星についての通信ペイロードの第２の実施形態を示す図である。図５に示すペイロードおよび地上局要素は、順方向リンクのみのためのものである。この配置は、例えば、ＭＥＯ衛星およびＧＥＯ衛星が順方向リンクのトラフィックのみを扱う実施形態において、ＭＥＯ衛星およびＧＥＯ衛星に適している。
【００４９】
図５に示す実施形態では、衛星へのアップリンクは、自由空間光リンク（すなわち、レーザ通信）を介して行われる。これは、衛星への大量データの送信を可能とする。
【００５０】
コアネットワーク２１０からのデータパケットは、光変調器５７２Ａを介して電気ドメインから光ドメインへ変換され、ビーム５７６を介して、レーザ５７４Ａから衛星上の光受信器５７８Ａへ伝送される。光受信器は、レーザ光の一部を集め、高速検出器に集束させる望遠鏡からなり、高速検出器は、電気信号を出力する。地上局は、追加的な光変調器５７２Ｂおよびレーザ５７４Ｂを含み、衛星は、第２の光受信器５７８Ｂを含む。追加的な設備は、停止のない、地上での悪天候に対するロバスト性を提供する。衛星上の１つの光ヘッドのみがいかなるときもアクティブであり、他方のヘッドは、２番目に良い地上のサイトを指し、１番目のサイトが雲や霧等で遮られている場合に、引き継ぐ準備ができている。スイッチ５７９は、光受信器５７８Ａ、５７２Ｂ間を切り替えるために衛星上で用いられる。スイッチ５７９からの電気ドメインの信号は、トランスポンダ５５２へ向けられる。
【００５１】
図６は、他の構成要素のうち特に、復調器６８０と、スプリッタ（図示せず）と、ＲＦ変調器６８１と、周波数コンバータ６８２と、ハイパワー増幅器６８３とを含むトランスポンダ５５２を示す図である。
【００５２】
スイッチング後の光受信器５７８Ａ／Ｂからの電気ドメインの信号は、復調器６８０で復調される。プロセッサ（図示せず）は、信号がどのアンテナビームを対象としているのかを示す情報を復調信号から抽出し、信号はＲＦ変調器６８１において変調され、信号はコンバータ６８２における各アンテナビームの特定のＲＦ搬送周波数への変換のために、スプリッタ（図示せず）を介して別々のチャネルへと分割される。周波数調整後の信号は、つぎにユーザ局への送信のために適切なアンテナ３５４へ向けられる。
【００５３】
図７は、図２に示すユーザ端末２２０の第１の実施形態２２０’を示す図である。ユーザ端末２２０’は、ＬＥＯ衛星を追跡するアクティブＬＥＯアンテナ７２２Ａと、任意選択のスイングバックＬＥＯアンテナ７２２Ｂとを含む。スイングバックアンテナの目的は、アンテナ７２２ＡがＬＥＯ衛星を追跡し、ＬＥＯ衛星が動いて視界から出るまでの間、アイドル状態で待機することである。アンテナ７２２Ａが、追跡していたＬＥＯ衛星を見失うと、スイングバックアンテナ７２２Ｂは、次のＬＥＯ衛星をピックアップし、その時点で、アンテナ７２２Ａはアイドル状態になる。ユーザ端末２２０’はまた、ＭＥＯ衛星を追跡するアクティブＭＥＯアンテナ７２４Ａと、任意選択のスイングバックＭＥＯアンテナ７２４Ｂとを含む。これらのアンテナは、アンテナ７２２Ａ／Ｂのように動作する。ユーザ端末は、さらに、追跡もスイングバックも必要としないＧＥＯアンテナ７２６を含む。
【００５４】
各アンテナ（または一対のアンテナ）は、モデム（すなわち、モデム７８４−１、７８４−２、７８４−３）に接続する。モデムは、プロセッサ７８６に接続し、プロセッサ７８６では、ダウンリンクに関し、様々なアンテナで受信された情報がマージされ、様々な通信プロトコル（例えば、イーサネット（登録商標）、Wi-Fi、ＬＴＥ等）をサポートするいくつかの可能なインタフェース装置７２８のうちのいずれかを介してユーザに送信される。
【００５５】
ユーザ端末２２０’では、アンテナおよびそのスイングバックパートナーからの信号は、例えばアナログスイッチを介して、モデムへ供給される前にマージされる。あるいは、各アンテナからのデータは、モデムに先立ってアナログからデジタルへ変換されてもよく、切り替えはデジタルドメインにおいて行われる。
【００５６】
例示的な実施形態では、ＬＥＯアンテナ７２２Ａ／Ｂのみが送信を行う。したがって、通信インタフェース７２８を介して中継される、ユーザからの信号は、プロセッサ７８６において処理され、モデム７８４−１へ向けられる。
【００５７】
図８は、図２のユーザ端末２２０の第２の実施形態２２０”を示す図である。ユーザ端末２２０”は、一般にはレーダおよび通信に用いられる、能動的な、電子的に誘導可能なアレイアンテナを組み込んでいる。アンテナは、ＬＥＯ衛星、ＭＥＯ衛星、またはＧＥＯ衛星との通信のために空間内で異なる方向に伝搬する波面Ａ，Ｂ，Ｃを受け、または生成することが可能である。
【００５８】
各アンテナ素子８８６内の能動素子は、いずれかの方向に信号を増幅する働きをすることにより、また、様々な角度で傾斜した波面を生成するために位相遅延に可変量を適用することにより、これを可能とする。
【００５９】
次いで、信号は、プロセッサ８８６に接続されたモデム８８４により受信され、またはモデム８８４から送信される。ユーザとの間の通信は、図７を参照して説明したように、インタフェース７２８を介して行われる。
【００６０】
ユーザ端末２２０”の利点は、機械的に単純であること（例えば、モータがない等）、ならびに、数マイクロ秒（約１０マイクロ秒）で左右にビームを誘導する能力を有することである。これにより、単一のアンテナ・アレイが、同じコンステレーションで、またはコンステレーション間で、１つの衛星から別の衛星にシームレスに切り替わることが可能となる。
【００６１】
図９Ａ及び図９Ｂは、それぞれが６つのビームを有する２つの異なるユーザ・ビーム・パターンを示す図である。図９Ａは、「セル方式」パターンで配置された従来の「円形」ビーム１乃至６（六角形で示されている）を示し、図９Ｂは、「ベネチアン・ブラインド」のユーザ・ビーム・パターンを示す図である。ベネチアン・パターンにおいて、ビーム１’乃至６’は、ビーム１乃至６よりも楕円又は細長い形状を有するが、円形ビームと同じカバレッジエリアおよび同じピークパワーを提供する。なお、両レイアウトは同じ数のビームを有し、同じ面積をカバーする。したがって、アンテナ開口面積は同じであり、一次までペイロードの質量および体積は同じである。
【００６２】
ベネチアン・パターンの細長い形状は、東西方向に横方向に容量をずらす能力を可能にし、（同等の質量及び体積のペイロードを仮定した場合）、これは円形セルビームパターンでは可能ではない。容量は、ビーム内の特定の地理的領域内のユーザ端末へ優先的にルーティングされるようにパケットをスケジューリングすることによってずらされる。これにより、システムは、図１０に示すように、時間帯にわたってずれる、変化する日中のトラフィックパターンに適合することができる。当然のことながら、電波は、ビーム内のあらゆる場所に落ちる。しかしながら、無線波に符号化された情報は、コアネットワーク２１０によって、ユーザがいる部分または需要が最も大きい任意の部分へ向けられうる。
【００６３】
いくつかの実施形態では、図１１に示すように、ＭＥＯ衛星および／またはＧＥＯ衛星は、２組のユーザアンテナ３５４’及び３５４”を含む複数の通信ペイロードモジュールを含む。これにより、同じ衛星が、ユーザ・ビームを、地球の離れた部分、例えば高い利用度を有する部分へ向けることが可能になる。
【００６４】
また、いくつかの更なる実施形態では、複数の通信ペイロード（例えば、図１１）を有する複数のＭＥＯ衛星またはＧＥＯ衛星からのビームパターンは散在し、同じ下りリンクＲＦ周波数が再利用される。別個のＭＥＯ衛星またはＧＥＯ衛星からのビームパターンは、地上から見られる衛星間の角度分離のため、相互に干渉することなく、横に並べて（例えば、１つの衛星は、米国西部をカバーし、他方の衛星は、米国東部をカバーするよう）配置することができる。
【００６５】
以下、１つ以上のＧＥＯ衛星がＬＥＯ衛星のコンステレーションと共に使用される実施形態について、ＧＥＯ衛星のいくつかの設計態様を示すために、基本的なリンクバジェット分析の結果を示す。
光アップリンク：
・波長＝１５５０ｎｍ
・出力パワー＝５．６Ｗ
・送信開口＝５０ｃｍ
・受信開口=１０ｃｍ
・データレート：１００Ｇｂｐｓ
ＲＦダウンリンク：
・周波数＝１１．７ＧＨｚ
・送信出力ＲＦパワー＝２５０ＭＨｚチャンネル当たり８０ワット
・ビーム当たりチャネル数＝４
・ビーム数＝６４ 
・送信開口＝５．３メートル×０．３３メートル（ベネチアン・ブラインド）
・受信Ｇ／Ｔ＝９ｄＢ／Ｋ（約３５ｃｍ径）
・スペクトル効率  約１．５ｂｐｓ／Ｈｚ
・地上のビーム・フットプリント＝３７００ｋｍ×２３０ｋｍ（ベネチアン・ブラインド）
【００６６】
図１２は、さらに大きいユーザアンテナを有するＧＥＯ衛星構成の実施形態を示す図である。本実施形態では、ビームは再び円形（六角形で充填されている）であるが、衛星２０６−１及び２０６−２からのビームは、南北方向の列へ形成されるのみであり、どの２つの列も接することはない。ビームスポットは、例えば、世界の人口のほとんどが存在する海岸線に沿うように配置することができる。このことは、ここで適用されているのはどちらかといえば「ムカデ」パターンであるいわゆる「ベネチアン・ブラインド」パターンの別の利点を強調している。
【００６７】
このアプローチは、限られたＫｕスペクトル内の各チャネル「１」および「２」が最大回数（六角形で充填されたビームにおける３色再利用とは対照的に２色再利用）だけ再利用されることを可能にする。
【００６８】
図１２に示すように、他の衛星の列の間の隙間を埋めるために更なるＧＥＯ衛星を含めることにより、広大な土地全体がカバーされることが可能となる。異なる衛星からのビーム間のいくらかの重複は許容可能であり、実際に、永続的な二重カバレッジのゾーンを形成する。このことは、より多くの加入者がこれらのゾーンでサポートされることを可能にする。
【００６９】
以下、上述の構成におけるＧＥＯ衛星についての一組の例示的な設計パラメータを示す。
光アップリンク：
・波長＝１５５０ｎｍ
・出力パワー＝２５Ｗ
・送信開口＝５０ｃｍ
・受信開口=１０ｃｍ
・データレート：２００Ｇｂｐｓ
ＲＦダウンリンク：
・周波数＝１１．７ＧＨｚ
・送信出力ＲＦパワー＝２５０ＭＨｚチャンネル当たり０．５ワット
・ビーム当たりのチャネル数＝４（両方の偏波の使用は、これを２倍にする）
・ビーム数＝６４ 
・送信開口＝２０メートル×２０メートル（「ムカデ」ブラインド）
・受信Ｇ／Ｔ＝９ｄＢ／Ｋ（約３５ｃｍ径）
・スペクトル効率  約１．５ｂｐｓ／Ｈｚ
・地上のビーム・フットプリント＝７０ｋｍ×７０ｋｍ（「ムカデ」ブラインド）
【００７０】
傾斜ＭＥＯコンステレーションとＬＥＯコンステレーションの共同動作とするうえでの一つの障害は、両方のコンステレーションが同じユーザ周波数を利用する場合の相互干渉である。この問題を軽減するために、ＭＥＯの母集団を十分に大きくし、ユーザによる選択のために多様なＭＥＯ衛星が常に利用可能であることを達成することが必要である。
【００７１】
相互干渉は、各コンステレーションからの衛星が同じ周波数を利用し、かつ、地上から見たときに一定の角度距離内にある場合にのみ、ＬＥＯとＭＥＯとの間に生じる。Ｋｕ帯で動作する１メートル未満の径を有するアンテナを有する典型的なユーザ端末については、この相互のキープアウト距離は約１０度である。
【００７２】
図１３は、ユーザ端末の視点から見た天空のビューを示す。天空のビューは、地球の水平線１３９０によって境界が決められる。中心は、天空（天頂）をまっすぐ見上げている。全ての可能な見る角度の空間は、ユーザ端末の「視野範囲（field of regard）」１３９２と称される。視野範囲において、ＬＥＯ衛星２０２−１、２０２−２、２０２−３は、下から上へ経路を追跡する。３つのＭＥＯ衛星２０４−１、２０４−２、２０４−３は、右から左へ経路を追跡することが示されている 。一般に、経路は空を横切って流れ、ＬＥＯやＭＥＯのいずれも、１日以上が経過するまでは、同じ経路を再び追跡することはない。
【００７３】
各衛星は、各衛星を囲む小さな点線の円（ＭＥＯ衛星）及び小さな破線の円（ＬＥＯ衛星）として図示されている「キープアウトゾーン」によって特徴付けられる（例えば、衛星２０４−３のキープアウトゾーン１３９８を参照）。図１３に示す例では、ＬＥＯ衛星２０２−２およびＭＥＯ衛星２０４−１は、互いの相互キープアウトゾーン内にある。
【００７４】
衛星２０２−１、２０４−１が互いの相互キープアウトゾーン内にある間隔において、これらの衛星のうちの１つ、典型的にはＭＥＯ衛星（この場合、衛星２０４−１）は、そのユーザ・ビームを遮断するか、または他の地上位置にユーザ・ビームを向かわせる必要がある。このような状況では、ユーザ端末は、ＬＥＯ衛星２０２−２およびＭＥＯ衛星８０４−２または８０４−３にリンクすることを選択しうる。あるいは、ＬＥＯ衛星２０２−２がそのビームをシャットダウンし、またはそのビームをリダイレクトする場合には、ユーザ端末は、ＬＥＯ衛星２０２−１または２０２−３と、ＭＥＯ衛星８０４−１、８０４−２、または８０４−３のいずれかとリンクしうる。
【００７５】
図１４は、本発明の例示的な実施形態による方法１４００を示す図である。方法１４００のタスクＴ１４０１によれば、データパケットは、システム２００といった衛星システムのコアネットワークにおいて受信される。データパケットは、一般にインターネットから受信される。タスクＴ１４０２において、データパケットは、ルーティングロジックに従い、ＬＥＯ衛星または非ＬＥＯ衛星をいずれかにルーティングされる。
【００７６】
前述したように、本発明の実施形態に関連して様々なルーティングロジックが使用されうる。図１５は、ルーティングロジックがレイテンシに基づく実施形態について、タスクＴ１４０２のサブタスクを示す。サブタスクＴ１５０１では、データパケットに関連するレイテンシが決定される。前述したように、パケットに関連するレイテンシは、例えば、そのポート番号を読み取ることによって、パケット内容自体のディープ・インスペクションによって、またはパケット到着時間、パケットサイズ、およびバイト頻度の統計的解析によって決定することができる。
【００７７】
サブタスクＴ１５０２において、レイテンシが重大であるかどうか問い合わせを行う。そうであれば、サブタスクＴ１５０３に従ってデータパケットをＬＥＯ衛星へルーティングする。レイテンシが重大でない場合、サブタスクＴ１５０４において、１種類よりも多い非ＬＥＯ衛星が利用可能であるかどうか問い合わせを行う。そうでない場合には、サブタスクＴ１５０５に従って、データパケットを非ＬＥＯ衛星へルーティングする。そうである場合、サブタスクＴ１５０６に従って、データパケットのレイテンシを考慮して最適である非ＬＥＯ衛星へ、データパケットをルーティングする。例えば、データパケットがチャットルームに関するデータである場合、レイテンシは「中」と考えられ、ＭＥＯ衛星といったＧＥＯ衛星よりも低いレイテンシを与える衛星がシステムの一部である場合には、データパケットは、優先的にＭＥＯ衛星へルーティングされる。
【００７８】
本開示は、少しの実施形態を記載したものであり、本開示を読んだ後の当業者により本発明の多くの変形が容易に考案され得ること、また、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によって決まるべきであることが理解されるべきである。
【符号の説明】
【００７９】
２０２  ＬＥＯ衛星
２０４  ＭＥＯ衛星
２０６  ＧＥＯ衛星
２１０  コアネットワーク
２１２，２１４，２１６  ゲートウェイアンテナ
２２０  ユーザ端末
２２２，２２４，２２６  アンテナ
２２８  インタフェース
２３２Ａ／Ｂ  通信リンク
２３３Ａ／Ｂ  通信リンク
２３４Ａ  通信リンク
２３５Ａ  通信リンク
２３６Ａ  通信リンク
２３７Ａ  通信リンク
２４０  インターネット
２４２  ユーザ／ユーザ装置
【図１】
2019532598.tif 000003
【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９Ａ】
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【図９Ｂ】
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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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【図１４】
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【図１５】
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【手続補正書】
【提出日】平成31年3月26日(2019.3.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
衛星システムを動作させるための方法であって、
前記衛星システムは、
低地球軌道（ＬＥＯ）上の少なくとも第１の衛星と、ＬＥＯ以外の軌道上の少なくとも第２の衛星とを含み、
前記方法は、
順方向リンクのための第１のルーティングロジックに従って、第１のデータパケットを、前記コアネットワークから低地球軌道（ＬＥＯ）上の第１の衛星またはＬＥＯ以外の軌道上の第２の衛星のうちの１つへ、および、前記順方向リンク内の前記１つの衛星からユーザへ、ルーティングするステップと、
逆方向リンクのための第２のルーティングロジックに従って、第２のデータパケットを、ユーザから前記第１の衛星または前記第２の衛星のうちの１つへ、および、前記逆方向リンク内の前記１つの衛星から前記コアネットワークへルーティングするステップと、
を含む方法。
【請求項２】
前記第１のルーティングロジックまたは前記第２のルーティングロジックのうちの一方は、通信のレイテンシに基づく、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１のルーティングロジックは、前記第２のルーティングロジックとは異なる、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記第２の衛星はＭＥＯ上にあり、
前記衛星システムは、静止軌道（ＧＥＯ）上の少なくとも第３の衛星を含み、
（ａ）  前記順方向リンクのための前記第１のルーティングロジックに従ってルーティングするステップは、前記第１のデータパケットを、前記コアネットワークから、
(i)  ＬＥＯ上の前記第１の衛星、
(ii)  ＭＥＯ上の前記第２の衛星、または
(iii)  ＧＥＯ上の前記第３の衛星
のいずれか１つ、および、
前記順方向リンク内の前記１つの衛星から前記ユーザへルーティングするステップをさらに含み、
（ｂ）  前記逆方向リンクのための前記第２のルーティングロジックに従ってルーティングするステップは、前記第２のデータパケットを、前記ユーザから、
(i)  ＬＥＯ上の前記第１の衛星、
(ii)  ＭＥＯ上の前記第２の衛星、または
(iii)  ＧＥＯ上の前記第３の衛星
のいずれか１つへ、および、
前記逆方向リンク内の前記１つの衛星から前記コアネットワークへルーティングするステップをさらに含む、
請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記第１のルーティングロジックは、前記第２のルーティングロジックとは異なる、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記第１のルーティングロジックまたは前記第２のルーティングロジックのうちの一方は、通信のレイテンシに基づく、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
衛星システムにおいて第１のデータパケットをルーティングする方法であって、
前記衛星システムは、複数の衛星を含み、前記衛星のうち少なくとも第１の衛星は、低地球軌道（ＬＥＯ）上にあり、残る衛星は、中地球軌道（ＭＥＯ）上の少なくとも１つの衛星及び静止軌道（ＧＥＯ）上の少なくとも１つの衛星を含み、
前記方法は、前記第１のデータパケットのレイテンシを決定するステップを含み、
(i)  前記レイテンシが重大であると特徴づけられる場合、前記第１のデータパケットを前記第１の衛星へルーティングし、
(ii)  前記第１のデータパケットの前記レイテンシが中程度であると特徴づけられる場合、前記第１のデータパケットをＭＥＯ上の前記衛星へルーティングし、
(iii)  前記第１のデータパケットの前記レイテンシが高いと特徴づけられる場合、前記第１のデータパケットをＧＥＯ上の前記衛星へルーティングする、
方法。
【請求項８】
衛星システムにおいて第１のデータパケットをルーティングする方法であって、
前記衛星システムは、複数の衛星を含み、前記衛星のうち少なくとも第１の衛星は、低地球軌道（ＬＥＯ）上にあり、残る衛星は、ＬＥＯ以外の軌道上のいくつかの衛星を含み、
前記方法は、前記第１のデータパケットのレイテンシを決定するステップを含み、
(i)  前記レイテンシが重大であるとき、前記第１のデータパケットを前記第１の衛星へルーティングし、
(ii)  前記第１のデータパケットの前記レイテンシが中程度であると特徴づけられるとき、
(a)  前記残る衛星のうちの１つが静止軌道（ＧＥＯ）上の衛星よりも低いレイテンシを与えるかを判定し、
(b)  ＧＥＯ上の衛星よりも低いレイテンシを与える衛星が利用可能である場合は、当該衛星へ前記第１のデータパケットをルーティングし、
(c)  より低いレイテンシの衛星が利用可能でない場合は、前記第１のデータパケットをＧＥＯ上の前記衛星へルーティングする、
方法。
【国際調査報告】
2019532598.tif 000019
2019532598.tif 000020