(57)【要約】通信ネットワークの地上セグメントから移動プラットホームへの、衛星リンクを介するデータルーティング経路を発見するための方法を提供する。移動プラットホームおよび地上セグメントは、衛星トランスポンダを介して通信する。各トランスポンダは専用の地上セグメント機器チェーンを有する。固有の経路シグネチャは各チェーンに割当てられる。地上セグメントは、チェーンを介して、チェーンに対応する経路シグネチャを含むメッセージをマルチキャストする。プラットホームは、メッセージを介してプラットホームが受信する経路シグネチャを地上セグメントに伝送する。地上セグメントは、経路発見を制御するための情報を維持する。こうして、トランスポンダ経路識別における違いにより誤って経路指定することがなくなる。
2005503066.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信ネットワークの地上セグメントから移動プラットホームへの、衛星リンクを介するデータルーティング経路を発見するための方法であって、前記移動プラットホームおよび前記地上セグメントは、複数の衛星トランスポンダのうち少なくとも１つを介して通信するよう構成され、各トランスポンダは、専用の地上セグメント機器チェーンを有し、前記方法はさらに、
複数のトランスポンダ機器チェーンの各々に固有の経路シグネチャを割当てるステップと、
前記少なくとも１つのトランスポンダ機器チェーンに対応する経路シグネチャを含む少なくとも１つのメッセージを、地上セグメントにより、前記トランスポンダ機器チェーンのうち少なくとも１つを介してマルチキャストするステップとを含み、
前記プラットホームは、前記少なくとも１つのメッセージを介して前記プラットホームが受信した少なくとも１つの経路シグネチャを前記地上セグメントに伝送する、方法。
【請求項２】
前記少なくとも１つの受信された経路シグネチャをネットワークに通知するステップをさらに含み、前記ステップはルートサーバによって実行される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記通知するステップは、受信された経路シグネチャを、関連付けられた機器チェーンに相関付けるステップを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記機器チェーン経路シグネチャは、メッセージが伝送されるマルチキャストアドレスを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記地上セグメントに少なくとも１つの経路シグネチャを伝送する前記ステップは、
受信された経路シグネチャメッセージからマルチキャストアドレスを抽出するステップと、
ポーリング応答にマルチキャストアドレスを含むステップと、
前記地上セグメントに前記応答を伝送するステップとを含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記マルチキャストするステップは定期的に実行される、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
通信ネットワークの地上セグメントから移動プラットホームへの、衛星リンクを介するデータルーティング経路を発見するための方法であって、前記移動プラットホームおよび前記地上セグメントは、複数の衛星トランスポンダのうち少なくとも１つを介して通信するよう構成され、各トランスポンダは、専用の地上セグメント機器チェーンを有し、前記方法はさらに、
複数のトランスポンダ機器チェーンの各々に固有のマルチキャストアドレスを割当てるステップと、
前記地上セグメントにより少なくとも１つのメッセージをマルチキャストし、前記マルチキャストアドレスのうち少なくとも１つを含むステップとを含み、
前記プラットホームは、前記地上セグメントへの少なくとも１つのポーリング応答において、前記機器チェーンのうち少なくとも１つから前記少なくとも１つのメッセージを介し、前記プラットホームによって受信された少なくとも１つのマルチキャストアドレスを伝送する、方法。
【請求項８】
マルチキャストメッセージを受信するための少なくとも１つのグループに前記プラットホームを含むステップをさらに含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
受信されたマルチキャストアドレスを、関連付けられた機器チェーンに相関付けるステ
ップと、
前記関連付けられた機器チェーンにより記述されるデータ経路を前記ネットワークに通知するステップとをさらに含み、前記ステップはルートサーバによって実行される、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
衛星リンクを介して通信ネットワークの地上セグメントと通信する移動プラットホーム上の複数のユーザによって用いられるトランスポンダを統計的に多重化するための装置であって、
前記プラットホームに割当てられ、前記地上セグメントと通信するための複数の衛星トランスポンダを含み、各トランスポンダは、専用の地上セグメント機器チェーンを含み、前記装置はさらに、
前記機器チェーンを介して前記プラットホームに複数のメッセージのマルチキャストを伝送するよう構成された少なくとも１つの地上セグメントルータを含み、前記メッセージの各々は、機器チェーンを介する経路のシグネチャを含み、この機器チェーンを介して前記メッセージがマルチキャストされ、前記装置はさらに、
前記プラットホームによって受信され、前記地上セグメントに戻される経路シグネチャを前記ネットワークに通知するよう構成されたルートサーバと、
前記プラットホームによって戻された前記経路シグネチャに基づき、前記トランスポンダ間でのトランスポンダパイプ全体の使用を分散するよう構成された地上セグメントルータとを含む、装置。
【請求項１１】
前記機器チェーンの各々は固有のマルチキャストアドレスを含む、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記プラットホームは複数のマルチキャストグループに含まれ、前記グループの各々は前記機器チェーンのうち１つに関連付けられる、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記プラットホームは、ポーリング応答において経路シグネチャを戻すよう構成される、請求項１０に記載の装置。
【請求項１４】
通信ネットワークの地上セグメントから移動プラットホームへの、衛星リンクを介するデータルーティング経路を発見するための方法であって、前記移動プラットホームおよび前記地上セグメントは、複数の衛星トランスポンダのうち少なくとも１つを介して通信するよう構成され、前記方法は、前記プラットホームの受信機がその信号にロックされたトランスポンダの各々を前記地上セグメントに伝えるステップを含む、方法。
【請求項１５】
プラットホームトランスポンダ割当てテーブルに基づいて受信機を同調させるステップをさらに含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
ロックされたトランスポンダ経路を前記ネットワークに通知するステップをさらに含む、請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連する出願の相互参照
この出願は、２００１年９月１２日に出願された米国仮出願連続番号第６０／３１８，７３５号の優先権を主張し、２０００年８月１６日に出願され、現在係属中である米国特許出願番号第０９／６３９，９１２号の一部継続出願であり、その開示が、この明細書中に引用により援用される。
【０００２】
発明の分野
この発明は、一般的に、ネットワーク接続されたコンピュータシステムにわたってデータコンテンツを伝送することに関し、より特定的には、地上セグメントから移動プラットホームへ、衛星リンクを介してデータおよび映像コンテンツを経路指定するための経路を発見することに関する。
【背景技術】
【０００３】
発明の背景
広帯域データおよび映像サービスは、航空機、船舶、鉄道および自動車などの移動プラットホーム上のユーザにとって広く利用可能ではなかった。ネットワークシステムは、従来より、帯域幅およびリンク容量が制限されており、このため、移動プラットホーム上の乗客すべてに対してこのようなサービスを配信するのに非常に費用がかかり、および／または容認できないほど時間がかかる。移動プラットホームに映像番組を提供するために或る程度限られたサービスが利用可能である。たとえば、１つのサービスにより、利用可能な直接放送信号（すなわち、Echostar（Ｒ）およびDirecTV（Ｒ））からＴＶ放送サービスが提供されるか、または専用の衛星リンク（すなわち、Airshow（Ｒ））を介して特別仕様のＴＶ放送信号が提供される。
【０００４】
制限されたインターネットアクセスも、移動プラットホーム上のユーザにとって現在利用可能である。たとえば、狭い帯域幅のインターネット接続は、ユーザのコンピュータと、航空機−地上または船−陸の電話通信システムとの間で、標準のコンピュータ電話モデムを介して利用可能である。別のサービスは、移動プラットホーム上のユーザにワールドワイドウェブコンテンツを提供することが予想される。しかしながら、ウェブコンテンツは、移動プラットホーム上に配置されるサーバに予め記憶され、プラットホームがインアクティブなモードにある間に、たとえば航空機を空港ゲートに駐機するかまたは船舶を港でドックに入れる際に更新される。
【０００５】
同時係属の米国特許出願第０９／６３９，９１２号に記載のシステムは、移動プラットホームに双方向のデータサービスと生放送テレビ番組とを提供する。データコンテンツは、地上ベースの制御セグメントと、各移動プラットホーム上に担持される移動ＲＦ送受信機システムとの間の衛星通信リンクを介して転送される。各移動プラットホーム上の各ユーザは、ラップトップ、携帯情報端末（ＰＤＡ）または他のコンピュータ装置を用いて、搭載されたサーバとインターフェイスをとることができる。各ユーザは、たとえば、インターネットアクセス、企業のイントラネットアクセスおよび生放送テレビ番組を独立して要求および獲得することができる。リアルタイムの番組は、Echostar（Ｒ）およびDirecTV（Ｒ）などの直接放送衛星（ＤＢＳ）サービスプロバイダによって供給される。そのコンテンツは、少なくとも１つの地上ベースのサーバからの定期的な更新により最新に維持される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
移動プラットホームの移動中に、機内のユーザがデータコンテンツおよびネットワークアクセスを求めてさまざまな要求を行なう場合、上述のシステムは、如何にデータコンテンツを地上セグメントからプラットホームへ伝送するかを決定する必要がある。より特定的には、プラットホームは、衛星受信可能領域を通って移動する際、衛星を介して地上セグメントとの双方向通信リンクを断続的に開始し、かつ終端させる。双方向リンクが地上セグメントとプラットホームとの間に確立される度に、プラットホームへのデータルーティング経路が発見されなければならない。すなわち、上述のシステムは、データコンテンツが、その宛先に達する際に適切に順番付けられ、かつ再アセンブルされるように、如何にデータパケットをプラットホームへ経路指定するかを決定しなければならない。加えて、移動プラットホームが地上セグメントとの双方向リンクを終端させる際に、このようなルーティング経路はいずれも、システムルーティングケーブルから期限切れとなり得るので、システムから取除かれて、終端されたリンクを介してデータを伝送する試みを妨げる。したがって、移動プラットホームとの新しい双方向通信リンクが確立される度に、システムが移動プラットホームへの新しいデータルーティング経路を発見してからしか、データコンテンツをプラットホームに伝送できない。
【０００７】
プラットホームにプッシュサービス（push services）を与え、かつ、統計的多重化などの技術を用いることによってデータ転送の効率を高めるために、プラットホームへの複数のデータルーティング経路を設けることが望ましい。プラットホームが２つ以上のトランスポンダを介してリンクを確立することはできるが、システムが、期限切れまたは無効な経路にデータを誤って経路指定する可能性が益々高くなる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
発明の概要
１つの好ましい形態では、この発明は、通信ネットワークの地上セグメントから移動プラットホームへの、衛星リンクを介するデータルーティング経路を発見するための方法を提供する。移動プラットホームおよび地上セグメントは、複数の衛星トランスポンダのうち少なくとも１つを介して通信するよう構成される。各トランスポンダは、専用の地上セグメント機器チェーンを有する。固有の経路シグネチャは、複数のトランスポンダ機器チェーンの各々に割当てられる。地上セグメントは、トランスポンダ機器チェーンのうち少なくとも１つを介して、少なくとも１つのトランスポンダ機器チェーンに対応する経路シグネチャを含む少なくとも１つのメッセージをマルチキャストする。プラットホームは、プラットホームがメッセージを介して受信する少なくとも１つの経路シグネチャを地上セグメントに伝送する。
【０００９】
上述の方法は、受信可能領域のための経路発見を制御するのに用いられる情報の地上セグメントメンテナンスを提供する。こうして、移動プラットホームおよび地上セグメントによるトランスポンダ経路識別における違いのために誤って経路指定することがなくなる。この方法により、統計的多重化を実行して帯域幅使用の効率を高めることも可能となる。
【００１０】
この発明の適用可能性のさらなる範囲は、以下の詳細な説明から明らかとなるだろう。詳細な説明および特定の例示は、この発明の好ましい実施例を示すが、例示のためだけであり、この発明の範囲を限定することを意図するものではない。
【００１１】
この発明は、詳細な説明および添付の図面から、より十分に理解される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
好ましい実施例の詳細な説明
好ましい実施例の以下の説明は本質的に単に例示的なものであり、この発明、その適用例または用途を限定することを意図するものではない。
【００１３】
この発明の好ましい実施例に従ったシステムは概して、図１において参照番号１０で示される。システム１０は、双方向データサービスおよび生放送テレビ番組を、１つ以上の受信可能領域１４ａおよび１４ｂにおける移動プラットホーム１２ａ〜１２ｆに提供する。システム１０は、地上ベースのセグメント１６と、複数の周回する衛星１８ａ〜１８ｆと、各移動プラットホーム１２上に配置される移動通信システム２０とを含む。各移動システム２０は、衛星１８のうち少なくとも１つと双方向通信する。
【００１４】
以下に記載するように、一実施例におけるこの発明は、地上セグメントから移動プラットホームへの、衛星リンクを介するデータルーティング経路を発見するための方法に関する。移動プラットホームは、航空機、観光船または他のいずれかの移動する乗物を含み得る。したがって、この明細書中の航空機としての移動プラットホーム１２の例示、および以下の記載全体にわたる航空機としての移動プラットホームについての参照は、システム１０および／またはこの発明の適用可能性を航空機のみに限定するものではないと解釈されるべきである。
【００１５】
システム１０は、各受信可能領域１４ａおよび１４ｂにおいて、各領域に受信可能範囲を提供するのに必要な任意の数の衛星１８を含み得る。衛星１８ａ、１８ｂ、１８ｄおよび１８ｅは、好ましくは、Ｋｕ帯衛星またはＫａ帯衛星である。衛星１８ｃおよび１８ｆは放送衛星サービス（ＢＳＳ）衛星である。衛星１８の各々は、さらに、静止軌道（ＧＳＯ）または非静止軌道（ＮＧＳＯ）に位置する。ＮＧＳＯ軌道の例には、低周回軌道（ＬＥＯ）、中周回軌道（ＭＥＯ）および長楕円軌道（ＨＥＯ）が含まれる。衛星１８の各々は、少なくとも１つの無線周波数（ＲＦ）トランスポンダを含む。たとえば、４つのトランスポンダ１８ａ1〜１８ａ4を有する衛星１８ａが示される。例示される他の各衛星１８は、より多いかまたはより少ない数のＲＦトランスポンダを有しており、関連付けられる衛星受信可能区域１４で動作する予想される数の移動プラットホーム１２を処理し得るようにする。トランスポンダは、航空機１２と地上セグメント１６との間に「ベントパイプ」通信を提供する。これらの通信リンクのために用いられる周波数帯域は、約１０ＭＨｚ〜１００ＧＨｚのいずれかの無線周波数帯域を含み得る。
【００１６】
トランスポンダは、好ましくは、固定衛星サービス（ＦＳＳ）またはＢＳＳの衛星に対して連邦通信委員会（ＦＣＣ）および国際電気通信連合（ＩＴＵ）によって指定された周波数帯域にＫｕ帯トランスポンダを含む。また、異なる種類のトランスポンダを用いることができ（すなわち、各衛星１８は同一の種類の複数のトランスポンダを含む必要はない）、各トランスポンダは異なった周波数で動作し得る。トランスポンダ１８ａ1〜１８ａ4の各々は、さらに、広い地理的な受信可能範囲、高い実効等方向放射電力（ＥＩＲＰ）および高い利得／雑音温度（Ｇ／Ｔ）を含む。
【００１７】
地上セグメント１６は、衛星１８のうち少なくとも１つと双方向通信する１つ以上の地上局２２、たとえば図１に示される局２２ａおよび２２ｂを含む。各地上局２２は、関連付けられるコンテンツセンタ２４とも双方向通信する。各地上局２２はまた、地球上の地上リンクまたは他の好適な通信リンクを介して、ネットワークオペレーションセンタ（ＮＯＣ）２６と双方向通信する。任意の航空機電話システム２８、たとえば米国航空機電話システム（ＮＡＴＳ）は、移動プラットホーム１２からのリターンリンクを、衛星１８によって提供されるものの代わりに提供し得る。各地上局２２は、その関連付けられる受信可能領域１４内のどこに配置されてもよい。
【００１８】
受信可能区域１４ａを参照すると、地上局２２ａは、データコンテンツを衛星１８ａおよび１８ｂに伝送するためのアンテナと関連のアンテナ制御電子機器とを含む。地上局２２ａのアンテナを用いることにより、受信可能領域１４ａ内の各航空機１２の各移動システム２０から出てトランスポンダ１８ａ1〜１８ａ4によって中継されるデータコンテンツを受信することもできる。
【００１９】
各受信可能領域１４におけるコンテンツセンタ２４は、さまざまな外部のデータコンテンツプロバイダと通信し、それが受信した映像およびデータ情報の、関連の地上局２２への伝送を制御する。コンテンツセンタ２４ａは、たとえば、インターネットサービスプロバイダ（ＩＳＰ）３０、映像コンテンツ源３２および公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）３４と交信する。随意には、コンテンツセンタ２４ａは、１つ以上の仮想私設網（ＶＰＮ）３６とも通信し得る。ＩＳＰ３０は、各航空機１２ａ〜１２ｃの乗員の各々にインターネットアクセスを提供する。映像コンテンツ源３２は、生放送テレビ番組、たとえばケーブルニュースネットワーク（Ｒ）（ＣＮＮ）およびＥＳＰＮ（Ｒ）を提供する。ＮＯＣ２６は、従来のネットワーク管理、ユーザ認証、課金、カスタマサービスおよび請求書作成・発行業務を行なう。受信可能領域１４ｂにおける地上局２２ｂに関連付けられるコンテンツセンタ２４ｂは、ＩＳＰ３８、映像コンテンツプロバイダ４０、ＰＳＴＮ４２およびＶＰＮ４４と通信する。衛星リターンリンクの代替物として、航空機電話システム２８を含んでもよい。
【００２０】
各航空機１２上に配置される移動システム２０が図２に示され、航空機１２ａに関連して述べられる。移動システム２０は、ルータ／サーバ５０（以下「サーバ」）の形態のデータコンテンツ管理システムを含む。サーバ５０は、通信サブシステム５２、制御ユニットおよび表示システム５４、ならびにローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）５６の形態の配信システムと通信する。随意には、サーバ５０はまた、米国航空機電話システム（ＮＡＴＳ）５８、乗務員情報サービスシステム６０および／または機内娯楽システム（ＩＦＥ）６２と接続して動作するよう構成され得る。
【００２１】
通信サブシステム５２は、送信機サブシステム６４および受信機サブシステム６６を含む。送信機サブシステム６４は、サーバ５０から送信アンテナ７４へのデータコンテンツ信号を符号化し、変調し、かつアップコンバートするための符号器６８、変調器７０およびアップコンバータ７２を含む。受信機サブシステム６６は、受信アンテナ８２が受信した信号を、ベースバンド映像信号および音声信号、ならびにデータ信号へと、復号し、復調し、かつダウンコンバートするための復号器７６、復調器７８およびダウンコンバータ８０を含む。１つの受信機サブシステム６６しか示されないが、複数のＲＦトランスポンダからＲＦ信号を同時に受信できるようにするために、典型的には、複数の受信機サブシステム６６および対応する複数の構成要素７６〜８０が含まれる。
【００２２】
受信機サブシステム６６が受信した信号はサーバ５０に入力される。システムコントローラ８４を用いて、移動システム２０のサブシステムをすべて制御する。システムコントローラ８４はアンテナコントローラ８６に信号を供給し、このアンテナコントローラ８６を用いて、衛星１８のうち、以下「目標」衛星と称される特定の１つに向けられた受信アンテナ８２を維持するよう受信アンテナ８２を電子的に操作する。送信アンテナ７４は受信アンテナ８２のスレーブとなり、このため、これも目標衛星１８を追跡する。移動アンテナの種類によっては、同じ開口から送受信し得ることが理解される。このような場合、送信アンテナ７４および受信アンテナ８２は、組合されて単一のアンテナにされる。
【００２３】
ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）５６を用いて、サーバ５０と、航空機１２ａ内の各座席位置に関連付けられる複数のアクセス局８８とのインターフェイスをとる。各アクセス局８８を用いて、サーバ５０と、ユーザのラップトップコンピュータ、携帯情報端末（ＰＤＡ）またはユーザの他のパーソナルコンピュータ装置との間の直接双方向通信を提供することができる。アクセス局８８は各々、座席背面に装着されたコンピュータ／ディスプレイも含み得る。ＬＡＮ５６は、ユーザのコンピュータ装置とサーバ５０との間のデータの双方向通信を可能にし、これにより、各ユーザは、航空機１２ａに搭乗している他のユーザから独立して、テレビ番組の所望のチャネルを要求し、所望のウェブサイトにアクセスし、自分の電子メールにアクセスし、または多種多様な他の作業を行なうことができる。受信アンテナ８２および送信アンテナ７４はそれぞれ、いかなる形態の操作可能なアンテナをも含み得、これには、電子的に走査されるフェーズドアレイアンテナが含まれる。
【００２４】
さらに図１を参照すると、システム１０の動作においては、データコンテンツはインターネットプロトコル（ＩＰ）パケットにフォーマットされてから、地上局２２によって伝送される（以下「フォワードリンク」伝送と称する）か、または各移動システム２０の送信アンテナ７４から伝送される。たとえば、ユニキャスト、マルチキャストおよびブロードキャスト伝送を用いて、受信可能領域１４ａ内で動作する航空機１２の各々に同時にデータコンテンツを供給し得るように、ＩＰパケット多重化も用いられる。トランスポンダ１８ａ1〜１８ａ4の各々が受信したＩＰパケットは、受信可能領域１４ａ内で動作する各航空機１２へ、トランスポンダによって中継される。
【００２５】
受信アンテナ８２および送信アンテナ７４は各々、その関連付けられる航空機１２の機体の上部に配置される。各航空機１２の受信アンテナ８２は、トランスポンダ１８ａ1〜１８ａ4のうち少なくとも１つから、ＩＰデータコンテンツパケットを表わす符号化されたＲＦ信号のＲＦ伝送全体を受信する。受信アンテナ８２は水平偏波（ＨＰ）および垂直偏波（ＶＰ）信号を受信し、これらは、受信機６６のうち少なくとも１つに入力される。２つ以上の受信機６６が組込まれる場合、１つの受信機が、それが向けられる目標衛星１８によって担持される特定のトランスポンダ１８ａ1〜１８ａ4と用いられるように指定される。受信機６６は、符号化されたＲＦ信号を復号し、復調し、かつダウンコンバートして、映像信号および音声信号、ならびにデータ信号を生成し、これらはサーバ５０に入力される。
【００２６】
以下にさらに述べられるように、サーバ５０は、航空機１８上のユーザに対して意図されていないデータコンテンツをいずれもフィルタ処理して削減するよう動作し、次いで、残りのデータコンテンツを、ＬＡＮ５６を介して適切なアクセス局８８に送る、このようにして、各ユーザは、番組または他の情報のうち、ユーザが先に要求していた部分だけを受信する。したがって、各ユーザは、航空機１２ａ上の他のすべてのユーザから独立して、所望の番組のチャネルの要求および受信、電子メールへのアクセス、インターネットへのアクセス、ならびに他のデータ転送作業の実行を自由に行なうことができる。
【００２７】
システム１０はまた、生放送テレビ番組、たとえば、DirecTV（Ｒ）およびEchostar（Ｒ）によって提供される番組の直接放送衛星（ＤＢＳ）伝送を受信することができる。ＤＢＳ伝送は、放送衛星サービス（ＢＳＳ）に対して指定された周波数帯域で行なわれ、北米では、典型的には円偏波である。データサービスを搬送するＦＳＳ周波数帯域と、ＤＢＳ伝送を搬送するＢＳＳ周波数帯域とは、Ｋｕ帯において互いに隣接する。こうして、単一のＫｕ帯の受信アンテナを用いて、ＢＳＳ帯域においてＤＢＳ衛星１８ｃおよび１８ｆからＤＢＳ伝送を受信することができるか、もしくはＦＳＳ衛星１８ａまたは１８ｂのうち１つからＦＳＳ帯域においてデータサービスを受信することができ、または、これら両方を、同じ受信アンテナ８２を用いて同時に受信することができる。複数の衛星１８からの同時受信は、同じ静止軌道スロットに配置された衛星と共にマルチビームアンテナ８２を用いて達成される。
【００２８】
再放送テレビまたはカスタマイズされた映像サービスは、同じ方法で受信および処理される。たとえば受信可能区域１４ａを参照すると、再放送テレビまたはカスタマイズされた映像コンテンツは、映像コンテンツ源３２から得られ、地上局２２ａを介してＦＳＳ衛星１８ａおよび１８ｂに伝送される。映像コンテンツは、伝送のためにコンテンツセンタ２４ａによって符号化されてから、地上局２２ａによって放送される。移動システム２０のサーバ５０（図２）上で再放送コンテンツをいくらかカスタマイズすることにより、特定の市場または航空機１２上のユーザの関心に合せて広告および他の情報コンテンツを調整することができる。
【００２９】
各航空機１２上のユーザに提供される大量のデータコンテンツは、専用のポータルデータコンテンツを用いて提供される。このコンテンツは、各移動システム２０のサーバ５０に保存された１組のＨＴＭＬページとして実現される。コンテンツは、コンテンツセンタ２４ａに配置される地上ベースのサーバからの定期的な更新により最新に保たれ、スケジューリング機能に従って、地上セグメント１６のＮＯＣ２６によって制御される。サーバ５０は、ユーザログオン情報を受取り、ＮＯＣ２６の制御の下、ユーザおよびネットワーク課金情報を追跡して請求書作成発行システムをサポートするよう構成され得る。
【００３０】
システム１０はまた、たとえば、航空機１２に乗っているユーザが搭載されたサーバ５０上でキャッシュされていないデータコンテンツを入手したいと望む場合に、またはコンテンツ源が専用のポータルに新しいコンテンツを提供するための通路として、衛星リンクを介する直接のインターネット接続を提供する。ポータルのキャッシュされたコンテンツのリフレッシュは、たとえば、衛星リンクを介する、飛行中の定期的な「プッシュされた（pushed）」キャッシュリフレッシュによって達成され得る。
【００３１】
さらに図１および図２を参照すると、航空機１２ａから地上局２２ａへのデータコンテンツの伝送が記載される。この伝送を「リターンリンク」伝送と称する。アンテナコントローラ８６により、送信アンテナ７４は、そのアンテナビームを目標衛星１８ａに向けて維持する。各移動システム２０から地上局２２へと戻る通信のために用いられるチャネルはポイント・ツー・ポイントリンクを表わし、このポイント・ツー・ポイントリンクは、個々に割当てられ、地上セグメント１６のＮＯＣ２６によって動的に管理される。システム１０が数百以上の航空機に対処すべき場合、複数の航空機は、所与の衛星１８によって担持される各トランスポンダに割当てられる。
【００３２】
受信アンテナ８２は、アンテナビームを方向付け、かつ受信信号振幅に基づいてアンテナの偏波を調整するための閉ループ追跡システムを実現し得る。送信アンテナ７４は、好ましくは、受信アンテナ８２の方向付けおよび偏波のスレーブとなる。代替的には、開ループ追跡方法を用いてもよく、この場合、方向付けおよび偏波は、搭載された慣性基準ユニット（ＩＲＵ）を用いる移動プラットホームの位置および姿勢と、衛星１８の位置とを知ることによって決定される。
【００３３】
符号化されたＲＦ信号は、所与の航空機１２の移動システム２０の送信アンテナ７４から、トランスポンダ１８ａ1〜１８ａ4のうち割当てられた１つに伝送され、指定されたトランスポンダによって地上局２２に中継される。地上局２２は、コンテンツセンタ２４と通信して、ユーザが要求しているデータ（たとえば、ワールドワイドウェブからのコンテンツ、電子メールまたはユーザのＶＰＮからの情報）を決定し、かつ供給する。
【００３４】
受信アンテナ８２の開口寸法は、典型的には、従来の「超小型衛星通信地球局」（ＶＳＡＴ）アンテナよりも小さい。したがって、受信アンテナ８２からのビームは、静止軌道の円弧に沿って隣接する衛星を包囲する可能性があり、これにより、特定の移動システム２０が目標衛星以外の衛星から干渉を受けることとなる。したがって、システム１０は、通常より低いフォワードリンクデータレートを用いて、このような干渉を克服する。たとえば、システム１０は、典型的なＦＳＳのＫｕ帯トランスポンダ（たとえば、テルスター６（Telstar-6））と、約１７インチ×２４インチ（４３．１８ｃｍ×６０．９６ｃｍ）の有効な開口を有するアンテナとを用いて、各トランスポンダにつき約５Ｍｂｐｓのフォワードリンクデータレートで動作する。比較のために、典型的なＫｕ帯トランスポンダは、通常、従来のＶＳＡＴアンテナを用いて、ほぼ３０Ｍｂｐｓのデータレートで動作する。
【００３５】
標準のデジタルビデオ放送（ＤＶＢ）波形を用いると、フォワードリンク信号は、典型的には、合計２７ＭＨｚのトランスポンダの帯域幅のうち８ＭＨｚ未満を占める。しかしながら、ＦＣＣ規制は、現在、間隔の狭い衛星間での干渉を防ぐために、トランスポンダからの最大実効等方向放射電力（ＥＩＲＰ）スペクトル密度を規制している。したがって、変調器７０においてスペクトル拡散変調技術を採用し、周知の信号拡散技術を用いてトランスポンダ帯域幅にわたるフォワードリンク信号を「拡散」させることができる。中継された信号のスペクトル密度が減じられ、こうして、２つ以上の移動システム２０の間で干渉が起こる可能性がなくなる。スペクトル拡散変調技術はまた、リターンリンク伝送でも用いることができ、このため、送信アンテナ７４が伝送した信号は、目標衛星１８に隣接した衛星に干渉をもたらすこととなるしきい値ＥＩＲＰスペクトル密度未満で拡散される。
【００３６】
図３には、先に記載されたいくつかの地上施設が示され、これらの地上施設は、移動プラットホーム１２ａおよび１２ｂが移動している典型的な受信可能領域１４に関連付けられる。関連付けられる地上局２２には地上局ルータ１００が対応する。ルータ１００は、関連付けられるコンテンツセンタ２４から受取ったデータパケットを機器チェーン１０２に流し、ここからアンテナを介して衛星１８にトランスポンダフィードを供給する。各機器チェーン１０２は、１つの衛星１８トランスポンダの専用とされる。たとえば、図３に図示のとおり、機器チェーン１０２ａ〜１０２ｄが、それぞれ、トランスポンダ１８ａ1〜１８ａ4に伝送を行なう。図３には図示されないが、追加の機器チェーン１０２は、衛星１８上の他のトランスポンダにデータを伝送することができる。
【００３７】
移動プラットホーム１２ａおよび１２ｂの各々は、衛星１８ａ〜１８ｂ上の少なくとも１つのトランスポンダに割当てられる。たとえば、図３に図示のとおり、プラットホーム１２ａはトランスポンダ１８ａ1、１８ａ2および１８ａ3に割当てられ、プラットホーム１２ｂはトランスポンダ１８ａ3および１８ａ4に割当てられる。したがって、プラットホーム１２ａおよび１２ｂは、２つ以上の衛星トランスポンダに選択的に同調することができる。たとえば、前述の飛行中の定期的な「プッシュされた」キャッシュリフレッシュサービスをサポートするために、プラットホーム１２ａへの２つ以上のルーティング経路を設けることが望ましい可能性がある。
【００３８】
プラットホームへのデータ経路を発見するための方法の実施例がここで記載される。概して、図３を参照すると、移動プラットホーム１２ａは、プラットホーム１２ａがそこを介してデータを受信することができると判断した経路をルートサーバ１１０に信号で伝え、次いで、ルートサーバ１１０は、システムネットワーク１０にこの経路を通知する。こうして、新しいネットワーク接続形態がシステム１０に対して規定され、これには、プラットホーム１２ａに搭載されたサブネット２０が含まれ、通知された経路を介してサブネット２０がアクセス可能であると記述される。
【００３９】
たとえば、一実施例では、図３を参照すると、データ経路を決定するために、プラットホーム１２ａ上の移動システム２０は、その受信機サブシステム６６が同調されるトランスポンダを参照する。より特定的には、移動プラットホーム１２ａ上の受信アンテナ８２は、アンテナコントローラ８６によってアクセス可能なトランスポンダ割当てテーブルに基づいて同調され、このトランスポンダ割当てテーブルには、トランスポンダ１８ａ1、１８ａ2および１８ａ3の、プラットホーム１２ａへの割当てが示される。受信機サブシステム６６が、受信アンテナ８２を介して、割当てられたトランスポンダの信号にロックすることができる場合、プラットホーム１２ａ上のサブシステム２０は、そのトランスポンダを介してデータを受信できるものとされる。地上セグメント１６とのリターンリンクが確立されると、移動プラットホーム１２ａは、その受信機６６がロックされるトランスポンダ１８ａ1、１８ａ2および１８ａ3の信号をルートサーバ１１０に伝える。次いで、ルートサーバ１１０は、ロックされたトランスポンダ経路をネットワーク１０に通知する。
【００４０】
しかしながら、アンテナ同調装置の下流で障害が発生した場合、データが欠けるかまたは破損する可能性がある。したがって、好ましい実施例に従って、プラットホーム１２ａは、それが実際にデータを受信する経路をルートサーバ１１０に伝える。より特定的には、固有の経路シグネチャ、たとえば固有のマルチキャストアドレスが機器チェーン１０２の各々に割当てられ、ここからデータが衛星１８上のトランスポンダに送られる。
【００４１】
地上セグメントプロセッサ、たとえば地上局ルータ１００は、機器チェーン１０２に対応する経路シグネチャを含むメッセージを定期的にマルチキャストする。たとえば、ルータ１００は、トランスポンダ機器チェーン１０２ａに対応する経路シグネチャメッセージを定期的にマルチキャストする。マルチキャストメッセージは、たとえば、ヘッダ情報として機器チェーン１０２ａマルチキャストアドレスを含むユーザデータグラムプロトコル（ＵＤＰ）パケットである。マルチキャストメッセージは、１対多数のメッセージであり、一般的には、これが伝送されていないすべてのルータポートから伝送される。したがって、ネットワーク１０の地上ルータは、機器チェーン１０２ａに対応するマルチキャストメッセージを機器チェーン１０２ａおよび機器チェーン１０２ａのみに経路指定し、そこから、トランスポンダ１８ａ1を介してメッセージがブロードキャストされる。プラットホーム１２ａは、チェーン１０２ａマルチキャストを受信するためのグループのメンバであり、機器チェーン１０２ａからデータを受信することができる場合、マルチキャストメッセージを受信する。
【００４２】
次いで、プラットホーム１２ａは、チェーン１０２ａのための経路シグネチャを地上セグメントに伝送する。より特定的には、プラットホーム１２ａは、受信された経路シグネチャメッセージから機器チェーン１０２ａマルチキャストアドレスを抽出し、地上セグメント１６に伝送されるアドレスをポーリング応答に含む。ルートサーバ１１０は、マルチキャストアドレスを機器チェーン１０２ａに相関付け、チェーン１０２ａデータ経路をネットワーク１０に通知する。こうして、機器チェーン１０２ａを介してプラットホーム１２ａにアクセスできることがネットワークに通知される。
【００４３】
同様に、図２および図３を参照すると、機器チェーン１０２ｂおよび１０２ｃに対応するマルチキャストメッセージはまた、チェーン１０２ａに関して上述されるように、定期的にマルチキャストされる。移動プラットホーム１２ａは、それが有する、搭載されたルータ５０への動作中の受信機６６経路と同じ数の経路シグネチャマルチキャストメッセージを受信する。プラットホーム１２ａに搭載されたルータ５０は、受信された経路シグネチャメッセージの各々からマルチキャストアドレスの各々を抽出し、地上セグメント１６にマルチキャストアドレスを伝送する。ルートサーバ１１０は、マルチキャストアドレスをその対応する機器チェーン１０２に相関付け、次いで、動作可能な経路をネットワーク１０に通知する。地上セグメント１６が経路シグネチャメッセージを定期的に送るので、いずれの経路変更も検出され、ネットワーク１０に通知され得る。
【００４４】
複数の経路発見を提供することにより、上述のシステム１０構成要素は、移動プラットホーム１２と地上セグメント１６との間のユニキャスト通信の統計的多重化を可能にする。統計的多重化は以下の態様で実行される。複数のユーザがデータパイプにアクセスすると、その使用は、総じてピークおよび平均になる。ユーザの数が増えると、ピークおよび平均がより近くなり、データパイプがより効率的に使用される。ユーザデータ要求は時間が経つにつれより均一に拡散する可能性が高くなるので、使用効率が高くなる。
【００４５】
各トランスポンダは、システム１０に対するリンクの割当て量に基づく一定の最大データレートを有するので、複数のトランスポンダを移動プラットホーム１２に割当てることによりユーザプールを増すことができ、こうして、単一のトランスポンダの容量の複数倍のデータパイプをもたらし得る。たとえば、図３を参照すると、トランスポンダ１８ａ1、１８ａ2および１８ａ3がプラットホーム１２ａに割当てられる場合、プラットホーム１２ａを３つのマルチキャストグループに含むことができ、その各々は、機器チェーン１０２ａ、１０２ｂおよび１０２ｃにそれぞれ関連付けられる。次いで、プラットホーム１２に乗っているユーザによるデータ要求が、たとえば、高度なルータ標準ルート共有機能を用いる地上局ルータ１００によって、複数のトランスポンダにわたって分散される。地上局ルータ１００は、複数のトランスポンダ間の個々のユーザセッションを、同じサブネットアドレス、すなわちプラットホーム１２に搭載されたサブネット２０にハッシュする。上述のプラットホーム１２によって戻された経路シグネチャに基づき、ルータ１００は、トランスポンダ間でのトランスポンダパイプ全体の使用を分散し、これにより、統計的多重化がもたらされる。
【００４６】
上述の方法および装置は、受信可能領域のための経路発見を制御するのに用いられる情報の地上セグメントメンテナンスを提供する。したがって、移動プラットホームおよび地上セグメントによるトランスポンダ経路識別における違いによって誤って経路指定する可能性がなくなる。
【００４７】
この発明の記載は本質的に単に例示的なものであり、したがって、変形例はこの発明の趣旨から逸脱することなく、この発明の範囲内であることを意図するものである。このような変形例は、この発明の精神および範囲から逸脱しないと考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】移動プラットホームに双方向データサービスおよび生放送テレビ番組を供給するためのシステムを示す簡略化されたブロック図である。
【図２】各移動プラットホーム上に担持される移動システムの簡略化されたブロック図である。
【図３】複数のトランスポンダが割当てられるプラットホームにデータを供給するよう構成される、図１に示されるシステムを示す簡略化されたブロック図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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