(57)【要約】第１の受信可能領域を離れ、第２の受信可能領域に入る航空機などの移動プラットホームとの衛星ベースの通信リンクのハンドオフを実行するためのシステムおよび方法を提供する。陸上ベースの通信リンクは、受信可能領域の各々における地上局につながり、互いに、およびネットワークオペレーションセンタ（ＮＯＣ）とも通信する。航空機が２つの受信可能領域間のオーバラップの区域に入ると、通信のシーケンスが、地上局間、そして地上局の各々と航空機との間でも開始されて、航空機が新しいフォワードリンクおよびリターンリンクの割当てを受信してから、航空機が第１の地上局との通信リンクを解放して第２の地上局と通信し始めることを確実にする。通信におけるハンドオフは、航空機が２つの受信可能領域間の予め規定されたオーバラップ区域に入ったことを地上局のうち１つが検出してから約３０秒未満で達成される。【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の受信可能領域を離れる移動プラットホーム上の移動無線周波数（ＲＦ）送受信機からの通信のハンドオフを調整するための方法であって、移動無線周波数（ＲＦ）送受信機は、第１の衛星ベースのトランスポンダおよび第１のベース局とも通信して、第２の衛星ベースのトランスポンダを介して第２の受信可能区域内にある第２のベース局と通信し、前記方法はさらに、
前記第１の受信可能区域と前記第２の受信可能区域との間のオーバラップ領域を規定するステップと、
前記第１のベース局を用いて、前記移動プラットホームが前記オーバラップ領域にいつ入ったかを判断するステップと、
前記第１のベース局を用いて、前記第２のベース局から通信リンク割当てを得、前記移動プラットホームに前記通信リンク割当てを中継するステップと、
前記移動プラットホームに、前記衛星ベースのトランスポンダを介して、前記第２のベース局へと信号を伝送させて、前記第１のベース局が前記移動プラットホームとの通信を解放する前に前記通信リンク割当ての受信を通知するステップとを含む、方法。
【請求項２】
前記第２のベース局に前記第１のベース局へと信号を伝送させて、前記ハンドオフが完了したことを前記第１のベース局に知らせるステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記移動プラットホームに前記第１のベース局へと信号を伝送させて、前記通信リンク割当ての受信を通知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４】
陸上ベースの通信回線を介して、前記第１のベース局と前記第２のベース局とをつなぐ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のベース局が、前記通信リンク割当てを与えるよう前記第２のベース局に要求した後、前記ハンドオフが６０秒未満で完了する、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記第２のベース局が前記通信リンク割当てを与えるステップは、前記ベース局からの伝送され暗号化された情報をその後復号するための公開鍵を与えるステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
通信のハンドオフを調整するための方法であって、この通信のハンドオフは、第１の受信可能領域内で移動し、かつ第１の衛星トランスポンダを介して第１の地上ベースの送受信機局と通信する移動プラットホーム上の移動無線周波数（ＲＦ）送受信機から、第２の受信可能区域内に配置され、第２の衛星トランスポンダを介する第２の地上ベースの送受信機へとなされ、これは、前記移動プラットホームが前記第１の受信可能区域を離れ、前記第２の受信可能区域に入る際に行なわれ、前記方法はさらに、
ａ）  前記第１の受信可能区域を規定するステップと、
ｂ）  オーバラップの区域が前記第１の受信可能区域と前記第２の受信可能区域との間に存在するように前記第２の受信可能区域を規定するステップと、
ｃ）  陸上ベースの通信回線を介して互いに通信する前記第１の地上ベースの送受信機および前記第２の地上ベースの送受信機を配置するステップと、
ｄ）  前記移動プラットホームに、その位置を前記第１の地上ベースの送受信機へと定期的に報告させるステップと、
ｅ）  前記第１の地上ベースの送受信機を用いて、前記移動プラットホームが前記オーバラップの区域にいつ入ったかを判断し、前記第１の地上ベースの送受信機から前記第２の地上ベースの送受信機への、前記移動送受信機との通信のハンドオフを、前記第２の地上ベースの送受信機から要求するステップと、
ｆ）  前記第２の地上ベースの送受信機を用いて、前記第２の衛星トランスポンダに関するトランスポンダ割当て情報を前記第１の地上ベースの送受信機に伝送するステップと、
ｇ）  前記第１の地上ベースの送受信機を用いて、前記第１の衛星トランスポンダを介して、前記移動プラットホームに前記割当て情報を伝送するステップと、
ｈ）  前記第２の地上ベースの送受信機を用いて、前記オーバラップの区域内の前記移動プラットホームの存在を確認するために前記移動プラットホームをポーリングするステップと、
ｉ）  前記移動送受信機を用いて、前記ポーリングに応じて前記第２の地上ベースの送受信機に通知を伝送し、その後、前記移動プラットホームが、前記第１の地上ベースの送受信機ではなく前記第２の地上ベースの送受信機と通信するステップとを含む、方法。
【請求項８】
前記第１の地上ベースの送受信機から前記割当て情報を受信した後に、前記移動送受信機に信号を伝送させて、前記割当て情報の受信を前記第１の地上ベースの送受信機に通知し返すステップをさらに含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記移動送受信機から前記第２の地上ベースの送受信機において前記通知を受信した後、前記第２の地上ベースの送受信機を用いて、前記ハンドオフが完了したことを前記第１の地上ベースの送受信機に知らせるステップをさらに含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１の地上ベースの送受信機に、通知信号を前記第２の地上ベースの送受信機へと伝送させて、前記第２の地上ベースの送受信機が前記移動送受信機との通信を引き継いだことを通知するステップをさらに含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
ステップＦ）は、前記移動送受信機に公開鍵を伝送するステップを含み、
前記公開鍵により、前記移動送受信機が、前記第２の衛星ベースのトランスポンダを介して前記第２の地上ベースの送受信機から伝送される暗号化されたデータをその後復号することが可能となる、請求項７に記載の方法。
【請求項１２】
移動プラットホーム上の移動無線周波数（ＲＦ）送受信機からの通信の、第１のベース局から第２のベース局へのハンドオフを調整するための方法であって、これは、前記移動プラットホームが第１の受信可能領域から第２の受信可能領域に移動する際に行なわれ、前記方法はさらに、
前記第１の受信可能区域と前記第２の受信可能区域との間のオーバラップの区域を規定するステップと、
前記移動プラットホームが前記オーバラップ区域に入る際に、前記第２のベース局に、前記ベース局につながる陸上ベースの通信回線を介して、新しい通信リンク割当てを前記第１のベース局へと伝送させるステップと、
前記第１のベース局を用いて、前記第１の受信可能区域内で周回する第１の衛星ベースのトランスポンダを介して、前記新しい通信リンク割当てを前記移動ＲＦ送受信機に中継するステップと、
前記移動プラットホームが前記新しい通信リンク割当てを受信したという通知信号を、前記第２の受信可能区域内で周回する第２の衛星ベースのトランスポンダを介して、前記移動送受信機に前記第１のベース局へと伝送させるステップとを含む、方法。
【請求項１３】
前記移動プラットホームに、その位置を前記第１のベース局へと定期的に報告させるステップをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記移動ＲＦ送受信機に、通知信号を前記第２のベース局へと伝送させて、前記新しい通信リンク割当ての受信を通知するステップをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記移動ＲＦ送受信機から前記通知信号を受信した後に、前記第２のベース局に、リターン通知信号を前記第１のベース局へと伝送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】
前記第１のベース局に応答通知を前記第２のベース局へと伝送させて、前記ハンドオフが完了したことを通知するステップをさらに含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
第１の衛星ベースのトランスポンダを介する第１の受信可能領域における第１のベース局と通信する移動プラットホームから、第２の衛星ベースのトランスポンダを介する第２の受信可能領域における第２のベース局への通信のハンドオフを可能にするためのシステムであって、
前記移動プラットホーム上に配置される無線周波数（ＲＦ）送受信機と、
ＲＦ送受信機を有し、前記第１の受信可能領域に位置する第１のベース局と、
ＲＦ送受信機を有し、前記第２の受信可能領域に位置する第２のベース局と、
前記第１のベース局および前記第２のベース局をつなぐ陸上ベースの通信回線と、
前記陸上ベースの通信回線を介して前記ベース局の各々と通信するネットワークオペレーションセンタ（ＮＯＣ）とを含み、
前記ＮＯＣは、前記移動プラットホームと前記第１のベース局との間の通信の、前記第２のベース局へのハンドオフを以下のステップによって調整し、以下のステップは、
前記移動プラットホームが前記受信可能領域間のオーバラップの領域にいつ入るかを検出するステップと、
前記第２のベース局に、トランスポンダに関する割当て情報を前記第１のベース局へと伝送させるステップと、
前記第１のベース局に、前記割当て情報を前記移動プラットホームへと中継させるステップと、
前記第２のベース局に、前記移動プラットホームをポーリングさせるステップと、
前記移動プラットホームに、前記ポーリングに応答させるステップと、
前記第２のベース局に、前記移動プラットホームとの通信リンクが確立されたことを、前記第１のベース局へと伝えさせるステップとを含む、システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の分野
この発明は、衛星通信リンクを介する地上と航空機との間の通信に関し、より特定的には、航空機などの移動プラットホームが第１の受信可能領域を離れ、第２の受信可能領域に入る間のリターン通信リンクのハンドオフを調整するためのシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
発明の背景
我々の社会および経済が益々依存しつつある広帯域データおよび映像サービスは、今までのところ、一般的に、航空機、船舶、鉄道、自動車などの移動プラットホームに乗っているユーザにとって容易に利用できるものではなかった。このようなサービスをあらゆる形態の移動プラットホームに配信するための技術は存在するが、過去の解決策は、一般的に極めて高価であり、データレートが低く、および／または政府／軍事関係のユーザのごく限られた業界や、いくつかの高級顧客向けの海運業界（すなわち、観光船）に対してのみ利用可能なものであった。
【０００３】
現在では、衛星リンクを介して、多種多様なテレビ（ＴＶ）放送サービスが地上のユーザにとって利用可能である。このようなサービスには、商業用の直接放送衛星（ＤＢＳ）サービス（たとえば、DirecTV（Ｒ）およびEchoStar（Ｒ））、ならびに民間の固定衛星サービス（ＦＳＳ）または放送衛星サービス（ＢＳＳ）の衛星を介した再放送映像などの特別仕様の映像が含まれる。衛星リンクを介して提供することのできるデータサービスには、従来のすべてのインターネットサービス（たとえば、電子メール、ウェブ閲覧、ネット会議など）、ならびに企業および政府の顧客に対する仮想私設網（ＶＰＮ）が含まれる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
以前に開発されたシステムでは、移動プラットホームと１つ以上の地上局との間にインターネットサービスを提供しようと試みられてきたが、移動プラットホームが１つの受信可能領域を離れ、第２の受信可能領域に入る際に移動プラットホームと地上ベースの局との間で通信リンクを維持するのが非常に困難であった。このような場合には、移動プラットホームが、第１の受信可能領域内に位置する第１の地上ベースのＲＦ送受信機との通信から、第２の受信可能領域内に位置する第２の地上ベースのＲＦ送受信機との通信へと移される必要がある場合、第１の地上局から第２の地上局への通信リンクのハンドオフの調整には問題が生じる。第１の地上局は、移動プラットホームがその受信可能領域を離れようとするときに知らされる必要があり、十分に前もって通知されることにより、２つの地上局に関連付けられる第１の送受信機および第２の送受信機は、移動プラットホームとの通信リンクの移動を調整することができる。より特定的には、移動プラットホームが第２の地上ベースの局との通信リンクを確立した後にしか、第１の地上ベースの局との通信リンクを解放するよう移動プラットホームに命令できないように、２つの地上局は、互いに、かつ移動プラットホームと通信する必要がある。
【０００５】
ハンドオフが完了したときに、地上ベースの送受信機の両方に知らせることもまた重要である。関連する移動プラットホームが高速で移動する航空機である場合、この問題は悪化する可能性がある。２つの受信可能領域間のオーバラップの距離または区域によっては、航空機が第１の受信可能領域を離れ、第２の受信可能領域に入る際に、新しい通信リンクを確立するのに極めて限られた時間しか利用できない。
【０００６】
以上のことを考慮して、この発明の主要な目的は、移動プラットホームと、第１の受信可能領域内に位置する第１の地上ベースの送受信機との間にある既存のリターン通信リンクの中断を調整し、移動プラットホームと、第２の受信可能領域内に位置する第２の地上ベースの送受信機との間に新しい通信リンクを確立するためのシステムおよび方法を提供することであり、この場合、移動プラットホームは、第１の受信可能領域および第２の受信可能領域の各々の上方で周回する衛星トランスポンダを介して地上ベースの送受信機と通信している。
【０００７】
この発明の別の目的は、移動プラットホームが２つの受信可能領域間のオーバラップの区域に入る際に、移動プラットホームと１対の地上ベースの送受信機との間の通信リンクのこのようなハンドオフを、比較的短時間以内、たとえば１分未満で達成することである。
【０００８】
この発明のさらに別の目的は、第１の地上ベースの送受信機から第２の地上ベースの送受信機への通信リンクのこのようなハンドオフが、第２の地上ベースの送受信機との新しい通信リンクが確立されたことを第１の地上ベースの送受信機に確実に知らせるために発生する地上ベースの送受信機の各々間の通信でもって達成され得ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
発明の概要
上述および他の目的は、１対の受信可能領域間を移動する移動プラットホームのためにリターン通信リンクハンドオフを調整するためのシステムおよび方法によって提供される。この発明のシステムおよび方法は、第１の受信可能領域の上方の静止または非静止軌道に配置される少なくとも１つの衛星ベースのトランスポンダを用いることを企図し、この場合、第１のベース送受信機が第１の受信可能領域に配置される。少なくとも１つの第２の衛星ベースのトランスポンダが、静止または非静止軌道において配置され、第２の受信可能領域を規定する。第２の地上ベースの送受信機は、第２の受信可能領域内に配置される。さらに、２つの地上ベースの送受信機は、好ましくは陸上ベースの通信リンクを介して互いに通信するようつながれる。
【００１０】
初めに、第１の受信可能領域内の地上ベースの送受信機は、第１の受信可能領域内で移動する移動プラットホームから位置情報を定期的に受信する。移動プラットホームが、２つの受信可能領域間の予め定められたオーバラップの区域に入ると、第１の地上ベースの送受信機は、陸上ベースの通信リンクを介して、第２の地上ベースの送受信機に信号を伝送して、第２の地上ベースの送受信機への通信リンクのハンドオーバを要求する。第２の地上ベースの送受信機は、次いで、２つ以上の衛星ベースのトランスポンダが第２の受信可能領域内で利用可能である場合に、移動プラットホームに対する割当てを選択し、この割当てを第１の地上ベースの送受信機に送り返す。この情報は、その後、第１の衛星ベースのトランスポンダを介して、移動プラットホームに伝送される。移動プラットホームは、各受信可能領域において、衛星ベースのトランスポンダを介して地上ベースの送受信機と通信するためのＲＦ送受信機システムを含む。次いで、移動プラットホームが、その送受信機を用いて、第１の地上ベースの送受信機に新しい割当ての受信を通知する。
【００１１】
次いで、第２の地上ベースの送受信機が、移動プラットホームの存在についてポーリングする。移動プラットホームは、第２の地上ベースの送受信機に新しい割当てを通知する。この通知を受取ると、第２の地上ベースの送受信機は、陸上ベースの通信リンクを介して、第１の地上ベースの送受信機に、ハンドオフが完了したことを知らせる。随意には、しかし好ましくは、第１の地上ベースの送受信機は、次いで、第２の送受信機がその後、移動プラットホームとの通信リンクを有するだろうという通知を第２の地上ベースの送受信機に伝送する。
【００１２】
重要なことには、上述のハンドオフは、移動プラットホームが第１の受信可能区域を完全に離れる前に達成される必要がある。この発明は、１分未満で、大抵の場合には約３０秒以内で、上述のハンドオフを達成する。移動プラットホームが高速で移動する航空機である場合、このように迅速な通信リンクのハンドオフが必要である。このような場合、航空機との通信リンクの、１つの地上局から別の地上局へのハンドオフを調整するのに、ごく限られた時間しか得られない。上述のシステムおよび方法は、系統立った態様で移動プラットホームとの通信リンクの所要のハンドオフを達成し、この場合、２つの地上ベースの送受信機の間には、一方の送受信機との通信がいつ解放され、他方との新しい通信リンクがいつ確立されるかについて、曖昧性が存在する可能性はない。
【００１３】
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】
【００１４】
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。
【００１５】
図１では、この発明の通信リンクハンドオフ方式のための枠組みを提供するために、この発明の装置および方法１０の構成要素およびサブシステムが説明される。図１に関連して記載される或る副構成要素は、全く任意であるが、それにも拘らず説明および図示されて、航空機と地上との間の充分に確立された通信システムのさまざまな形態に対応するシステム１０の柔軟性について読者に理解を提供することが、直ちに理解される。
【００１６】
この発明のシステムおよび方法１０は、移動プラットホームが１つの別個の受信可能領域１４ａから別の受信可能領域１４ｂへ移動する際に、複数の移動プラットホーム１２ａ〜１２ｆの通信リンクを管理することを企図する。地上ベースの無線周波数（ＲＦ）送受信機を形成する地上セグメント１６は、第１の受信可能領域１４ａ内に配置される。少なくとも１つの衛星１８ａ、ただし恐らくは複数の衛星１８ａ〜１８ｃは、静止軌道（ＧＳＯ）に配置され、第１の受信可能区域１４ａの境界を規定する。少なくとも１つの衛星１８ｄ、より好ましくは複数の衛星１８ｄ〜１８ｆは、第２の受信可能領域１４ｂの境界を規定する。衛星１８ｄ〜１８ｆはまた、静止軌道にある。しかしながら、非静止軌道（ＮＧＳＯ）衛星もまた、静止軌道衛星の代わりに用い得ることが理解される。
【００１７】
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、恐らくは複数の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が図示される。図示される他の各衛星１８は、受信可能領域において動作する予期される数の移動プラットホーム１２を対応させるのに、必要に応じて２つ以上のＲＦトランスポンダを有し得ることが理解される。トランスポンダ１８は、以下航空機と称される移動プラットホーム１２と、地上セグメント１６との間のベントパイプ通信を提供する。各航空機１２は、送受信アンテナと、移動している受信可能領域内でアンテナに衛星を追跡させるための好適なアンテナ制御システムとを備えた移動システム（すなわち、ＲＦ送受信機）２０を担持する。１つの好ましい形態では、アンテナは各々、電子的に操作可能なフェーズドアレイアンテナを含み得る。各移動システム２０はさらに、複数の別個のＲＦ受信機を含み得る。
【００１８】
これらの通信リンクに対して用いられる周波数帯域は、ほぼ１０ＭＨｚ〜１００ＧＨｚのどの無線周波数帯域をも含み得る。トランスポンダは、好ましくは、固定衛星サービス（ＦＳＳ）または放送衛星サービス（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で動作するＫｕ帯のトランスポンダを含む。同様に、異なった種類のトランスポンダを用いることができ（すなわち、各衛星は同一の種類の複数のトランスポンダを含む必要がない）、各トランスポンダは異なる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。
【００１９】
図１ではさらに、地上セグメント１６は、コンテンツセンタ２４およびネットワークオペレーションセンタ（ＮＯＣ）２６と双方向通信する地上ベースのＲＦ送受信機（すなわち、「地上局」）２２ａを含む。地上局２２ａは地上ベースのＲＦ送受信機を含む。第２の地上局２２ｂの一部として機能する第２のＲＦ送受信機は、第２の受信可能領域１４ｂ内で移動する航空機１２と通信するために用いられる第２の受信可能領域１４ｂに位置する。第２の地上局２２ｂは同様に、地上ベースのＲＦ送受信機を含む。地上局２２ａおよび２２ｂの各々は、互いに、そしてネットワークオペレーションセンタ（ＮＯＣ）２６とも双方向通信する。２つの地上局２２ａと２２ｂとの間の通信は、陸上ベースの通信回線２５を介して行なわれる。地上局２２ａおよび２２ｂの各々は、それぞれの受信可能領域１４ａおよび１４ｂ内のどこに配置されてもよい。
【００２０】
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、受信する映像およびデータ情報の、地上局２２ａへの伝送を制御する。コンテンツセンタ２４は、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／または公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）３４とも交信し得る。随意には、コンテンツセンタ２４は、１つ以上の仮想私設網（ＶＰＮ）３６とも通信することができる。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（ＣＮＮ（Ｒ））およびＥＳＰＮ（Ｒ）を提供することができる。ＮＯＣ２６は種々の機能を実行し、そのうちの１つによって、航空機１２が２つの受信可能領域１４ａまたは１４ｂのうち一方から他方の受信可能領域へ移動する間の通信リンクのハンドオフが調整されている。第２の受信可能領域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２４ａはまた、好ましくは、ＩＳＰ３８および／または映像コンテンツプロバイダ４０、ＰＳＴＮ４２、ならびにＶＰＮ４４と通信する。航空機電話システム２８を随意に含むこともできる。
【００２１】
この発明のシステムおよび方法１０の主な利点は、ＮＯＣ２６が、航空機１２が一方の受信可能領域１４ａまたは１４ｂを離れ、他方の受信可能領域に入る間の通信リンクのハンドオフを、系統立てて、ごく短時間のうちに調整することができる点である。典型的には、このハンドオフは、当然２つの受信可能領域１４ａおよび１４ｂのオーバラップ領域の範囲に応じて、約１分以内に達成される必要がある。多くの場合、このハンドオフは、約３０秒、または僅かにより短い時間で達成される必要があることが予想される。
【００２２】
図２では、この発明の通信リンクハンドオフ手順が説明される。簡単にするために、図１のいくつかの任意の構成要素が省かれている。同様に、各受信可能領域１４ａおよび１４ｂ内で用いられる衛星１８が２つだけ図示される。受信可能領域１４ａと１４ｂとの間にオーバラップの区域１４ｃが存在することに直ちに留意されたい。このオーバラップの区域は大幅に変更することができる。しかしながら、商業用または軍用の航空機は、しばしば５００ｍｐｈを越える高速で移動するので、航空機１２が地上局２２ａまたは２２ｂの一方または他方と本質的に絶えず通信し続けるように、ハンドオフを、系統立った非常に迅速な態様で完了させる必要がある。単に例示のためだけに、衛星１８ａ、１８ｂ、１８ｃおよび１８ｄの各々は、単一のトランスポンダ１８ａ1、１８ｂ1、１８ｃ1および１８ｄ1をそれぞれ担持するよう記載される。それにも拘らず、受信可能領域１４ａおよび１４ｂ内で予想されるトラフィックの量に応じて、衛星１８のうち１つ以上の衛星のいずれも２つ以上のトランスポンダを容易に担持し得ることが理解される。
【００２３】
図２および図４では、航空機１２は、その移動システム２０を介して、衛星１８ｂが担持する割当てられた「リターンリンク」トランスポンダ１８ｂ1に、信号を伝送することにより、受信可能領域１４ａ内での位置を定期的に報告する。「リターンリンク」という用語は、衛星１８のうち１つを介して航空機１２から地上局２２ａへと返す通信を示すのに用いられる。「フォワードリンク」という用語は、地上局２２ａまたは２２ｂのうち１つから航空機１２へのいずれかの通信を示すのに用いられる。航空機１２はさらに、所与の受信可能領域１４ａまたは１４ｂ内で動作する際に、割当てられたフォワードリンクおよびリターンリンクのチャネルと整合するよう動作する。好ましくは、「公開鍵」がまた、航空機１２の移動システム２０に提供され、これにより、地上局２２ａ、２２ｂおよび航空機１２の間で伝送されるデータコンテンツに関連して、好適な暗号化方式を用いることができる。
【００２４】
さらに図２および図４を参照すると、領域１４ａから領域１４ｂへの航空機１２との通信リンクのハンドオフを開始する際の最初のステップには、図４のステップ５０に示されるように、地上局２２ａに、ＮＯＣ２６からハンドオフを要求させるステップが含まれる。このステップには、送受信機２２ｂにより伝送されているデータコンテンツに対して暗号化が用いられている場合に、地上局２２ｂによって伝送される情報を復号するのに必要な公開鍵を地上局２２ａに要求させるステップも含まれる。ハンドオフのためのこの要求は、航空機１２が２つの受信可能領域１４ａおよび１４ｂのオーバラップの区域１４ｃに入ったことを地上局２２ａが検出すると、この地上局２２ａによって開始される。
【００２５】
次いで、図４のステップ５２に示されるように、ＮＯＣ２６は、航空機１２が、衛星１８ｃおよび１８ｄのトランスポンダ１８ｃ1および１８ｄ1のそれぞれと通信し始める際に用いるべきフォワードリンクおよびリターンリンク割当てを選択する。このステップはまた、暗号化が用いられている場合に、地上局２２ｂに、プラットホーム公開鍵にラップされる「トラフィックキー（traffic key）」を、ＮＯＣ２６を介して、地上局２２ａへと伝送させるステップを含む。（「トラフィックキー」の追加の説明を挿入）
地上局２２ａは、地上局２２ｂからフォワードリンクおよびリターンリンクトランスポンダ割当てを受信すると、矢印５４ａおよび５４ｂ、ならびに図４のステップ５６にも示されるように、衛星１８ａを介してこの情報を航空機１２に伝送する。次いで、航空機１２は、図４のステップ５８ならびに矢印５５ａおよび５５ｂによって示されるように、その移動送受信機２０から伝送される信号により、衛星１８ｂのリターンリンクトランスポンダ１８ｂ1を介して新しい割当てを通知する。
【００２６】
ここで図３および図５では、航空機１２と領域１４ｂの地上局２２ｂとの間に新しい通信リンクを確立するステップを説明する。最初に、ＮＯＣ２６は、図５のステップ６０に示されるように、新しいユーザ（すなわち、航空機１２）の存在に対してポーリングを開始する。このポーリングは、指定されたフォワードリンクトランスポンダ、この場合、衛星１８ｃによって担持されるトランスポンダ１８ｃ1に伝送される信号によって達成される。矢印６２ａおよび６２ｂはこのフォワード通信リンク信号を表わす。
【００２７】
航空機１２は、地上局２２ｂからポーリング信号を受信すると、図５のステップ６４に示されるように、地上局２２ｂに通知信号を伝送し返して、新しいリターンリンクおよびフォワードリンク割当てを通知する。この通知信号は、この場合衛星１８ｄのトランスポンダ１８ｄ1を含む、割当てられたリターンリンクトランスポンダを介して伝送される。このリターンリンクはまた、図３において矢印６６ａおよび６６ｂによって指定される。
【００２８】
地上局２２ｂは、航空機１２から通知を受信すると、図５のステップ６８に示されるように、ハンドオフが達成されたという信号を、陸上ベースの通信回線２５を介してＮＯＣ２６に伝送する。次いで、ＮＯＣ２６は、地上局２２ａにこの情報を中継する。次いで、地上局２２ａは、陸上ベースの通信回線２５およびＮＯＣ２６を介して地上局２２ｂに通知を伝送して、ステップ７０に示されるように、地上局２２ｂがこのとき航空機１２と通信していたことを通知する。これが行なわれると、ステップ７２に示されるように、ＮＯＣ２６は、地上局２２ｂと通信するアクティブな移動プラットホームのリストに航空機１２を加える。最後に、ＮＯＣ２６は、地上局２２ａと通信するアクティブな移動プラットホームのリストから航空機１２を検出する。
【００２９】
ここで図６では、図２〜図５に関連して記載されるハンドオフシーケンスのためのタイムラインを示す。このタイムラインには、その時間以内に上述のハンドオフシーケンスの各ステップが達成されるおおよその時間が示される。領域１４ｂの地上局２２ｂからフォワードリンクおよびリターンリンク割当てを要求するのにかかる時間は、時間間隔７６によって示されるように、ほぼ２秒以下である。地上局２２ｂに、陸上ベースの通信回線２５を介してフォワードリンク（ＦＬ）およびリターンリンク（ＲＬ）割当てを地上局２２ａへと伝送させるステップと、地上局２２ａにこれらの割当てを航空機１２へと伝送させるステップとにかかる時間は、時間間隔７８によって示されるように、ほぼ５秒以下である。時間間隔８０によって示されるように、航空機１２は、約１０秒以内にフォワードリンクおよびリターンリンク割当てをロックする。次いで、地上局２２ｂが、割当てられたリターンリンクを介して航空機１２から通知を受信し、地上局２２ａが、航空機１２との通信リンクを解放し、ＮＯＣ２６は、そのアクティブな移動プラットホームのリストから航空機を除く。これは、時間間隔８２によって示されるように、約５秒間以内で行なわれる。その後、航空機１２は、その位置データを地上局２２ｂに送り始める。したがって、ハンドオフシーケンス全体は、航空機１２が受信可能領域１４ａと１４ｂとの間のオーバラップの区域１４ｃに入ってから３０秒内で十分に達成される。
【００３０】
こうして、この発明の装置および方法１２は、移動プラットホームが第１の受信可能領域を離れ、第２の受信可能領域に入る際に、第１の受信可能領域内に位置する第１の地上局から第２の受信可能領域内に位置する第２の地上局への通信の系統立った移動を確実にするための手段を提供する。上述の例は航空機に関連して記載されているが、上述のハンドオフシーケンスは２つ以上の隣接する受信可能領域間を移動する必要のある船舶または他のいずれの移動プラットホームでも容易に用い得ることが理解される。重要なことには、この発明によって提供されるハンドオフ方式により、ごく短時間以内に航空機の通信を達成させることができる。地上局２２ａおよび２２ｂの各々により伝送される通知信号により、さらに、航空機が入っていく新しい受信可能領域においてこの航空機が地上局とＲＦ交信するまでは、航空機１２との既存の通信リンクは１つの地上局によって解放されないことが確実となる。
【００３１】
ここで、当業者は、上述の説明から、この発明の広範な教示を種々の形態で実現し得ることを理解することができる。この明細書中の特定の実施例における好ましい実施例の変形例が、これらの実施例のうち他の実施例において容易に実現され得ることも理解される。したがって、この発明はその特定の例に関連して記載されているが、この発明の真の範囲はそのように限定されるべきではない。というのも、他の変形例が添付の図面、明細書および添付の特許請求の範囲を検討することにより当業者には明らかとなるからである。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】この発明のシステムおよび方法の主要な構成要素、ならびにいくつかの任意の構成要素を示し、さらに、移動プラットホーム（すなわち、航空機）がそこを通って移動するオーバラップの区域を有する１対の受信可能領域を示すとともに、２つの地上ベースの送受信機をつなぐ陸上ベースの通信リンクを示す簡略図である。
【図２】オーバラップ領域内の移動プラットホームと第１の地上ベースの送受信機との間の通信のシーケンスを示す図である。
【図３】移動プラットホームと第２の地上ベースの送受信機との間の通信のシーケンスを示す図である。
【図４】航空機に対する新しい割当てを得るための、図２において実行されるステップと、２つの地上ベースの送受信機間の通信のステップとを示すフローチャートである。
【図５】航空機と第２の地上ベースの送受信機との間の新しい通信リンクを確立するための、図３において実行されるステップとともに、通信リンクのハンドオフを調整する際の、２つの地上ベースの送受信機間の通信のステップを示すフローチャートである。
【図６】第１の地上ベースの送受信機から第２の地上ベースの送受信機へのハンドオフを行なう際の事象のシーケンスを示すタイムラインである。
【図１】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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