(57)【要約】複数の衛星を用いた通信ダイバーシティが開示される。衛星は、複数の衛星ビームに対応する複数の領域をサポートすることができる。各衛星は逆方向におけるすべての領域をサポートすることができ、各衛星は、複数の衛星ビームの１つに対応する複数の領域の１つのための一次衛星として指定することができる。各衛星は、任意の領域から、例えば移動局によりブロードキャストされるリバースリンク信号を受信することができる。各衛星は、信号品質を増加させるために信号を結合することができる場合、受信したリバースリンク信号を、例えば、基地局に通信することができる。移動局は、一次衛星からフォワードリンク信号を受信し、一次衛星および二次衛星からの信号品質を監視する。一次衛星からの信号品質がしきい値を下回って低下するなら、通信信号は二次衛星に転送される。
2007529964.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
衛星ダイバーシティシステムにおいて、
第１の領域をサポートするための一次ビームとして第１のビームを供給するように構成された第１の衛星と、
前記第１の領域に実質的に重なり合う領域をサポートする二次ビームとして第２のビームを供給するように構成された第２の衛星と、
前記第１の衛星を介した通信経路が劣化していない期間中に前記第１の衛星を介して前記第１の領域に信号を送信するように構成され、前記第１の衛星を介した通信経路が劣化している期間中に前記第２の衛星を介して前記第１の領域に前記信号を送信するように構成される地上局と、
を備えたシステム。
【請求項２】
前記第１の衛星は、前記第１の領域内の受信機とのリンクを確立するのに必要な最小電力レベルを超える少なくとも所定のリンクマージンである信号電力で第１のオーバーヘッド信号を送信するようにさらに構成され、
前記第２の衛星は、前記第１の領域内の受信機とのリンクを確立するのに必要な最小電力レベルより少なくとも大きい信号電力にある第２のオーバーヘッド信号を送信するようにさらに構成される、請求項１のシステム。
【請求項３】
前記所定のリンクマージン５ｄＢ以上である、請求項２のシステム。
【請求項４】
前記第２の衛星は、前記最小電力レベルより少なくとも１ｄＢ大きい信号電力で前記第２のオーバーヘッド信号を送信するように構成される、請求項２のシステム。
【請求項５】
前記第１のオーバーヘッド信号は第１のパイロット信号を備える、請求項２のシステム。
【請求項６】
前記第２のオーバーヘッド信号は、第２のパイロット信号を備える、請求項２のシステム。
【請求項７】
前記第１の衛星は、第２の領域をサポートする二次ビームとして第３の衛星ビームを供給するようにさらに構成され、
前記第２の衛星は、前記第２の領域と実質的に重なりあう領域のための一次ビームとして第４の衛星ビームを供給するようにさらに構成され、
前記地上局は、前記第２の衛星を介した通信経路が劣化していない期間中に前記第２の衛星を介して前記第２の領域にさらなる信号を送信するようにさらに構成され、前記第２の衛星を介した前記通信経路が劣化している期間中に前記第１の衛星介して前記第２の領域に前記信号を送信するようにさらに構成される、請求項１のシステム。
【請求項８】
前記地上局は、信号測定基準を受信し、少なくとも一部分前記信号測定基準に基づいて前記第１の衛星を介した通信経路が劣化しているかどうかを決定するようにさらに構成される、請求項１のシステム。
【請求項９】
前記信号測定基準は、前記第１の衛星により送信される第１のオーバーヘッド信号と前記第２の衛星により送信される第２のオーバーヘッド信号の前記第１の領域内の受信機により決定される受信された信号強度表示（ＲＳＳＩ）値を備える、請求項８のシステム。
【請求項１０】
前記第１および第２のオーバーヘッド信号は、それぞれ第１および第２のパイロット信号を備える、請求項９のシステム。
【請求項１１】
前記信号はフォワードリンクトラヒック信号を備える、請求項１のシステム。
【請求項１２】
衛星ダイバーシティシステムにおいて、
地上局から第１のフォワードリンク信号を受信し、前記衛星が一次衛星として指定される第１の領域に相当する第１の衛星ビーム内の前記第１のフォワードリンク信号を送信するように構成され、前記地上局から第２のフォワードリンク信号を受信し、前記衛星が二次衛星として指定される第２の領域に相当する第２の衛星ビーム内の前記第２のフォワードリンク信号を送信するようにさらに構成される、衛星内のフォワードリンクトランシーバーと、
少なくとも前記第１および第２の領域から前記第１および第２のフォワードリンク信号に関連するリバースリンク信号を受信するように構成され、前記リバースリンク信号を前記地上局に送信するように構成された、衛星内のリバースリンクトランシーバーと、
を備えたシステム。
【請求項１３】
前記フォワードリンクトランシーバーは、最小電力レベルを超える少なくとも所定のリンクマージンである信号電力レベルで、前記第１の衛星ビーム内の第１のオーバーヘッド信号を送信するようにさらに構成され、前記フォワードリンクトランシーバーは、前記第１のオーバーヘッド信号の信号電力よりも少ない信号電力で、前記第２の衛星ビーム内の第２のオーバーヘッド信号を送信するようにさらに構成される、請求項１２のシステム。
【請求項１４】
前記所定のリンクマージンは、５ｄＢ以上である、請求項１３のシステム。
【請求項１５】
衛星ダイバーシティシステムにおいて、
第１衛星および第２衛星の一方または両方にフォワードリンク信号を選択的に送信するように構成されたゲートウエイトランシーバーと、
前記ゲートウエイトランシーバーと接続され、前記第１の衛星を介した通信経路が劣化しているかどうかを決定するように構成されたサービスの質モジュールと、
前記サービスの質モジュールに接続され、前記第１の衛星を介した通信経路が劣化しないなら前記ゲートウエイトランシーバーを制御し移動局に中継されるように前記フォワードリンク信号を前記第１の衛星に送信するように構成され、前記第１の衛星を介した通信経路が劣化しているなら、前記ゲートウエイトランシーバーを制御し、前記フォワードリンク信号を前記第２の衛星に送信するように構成されたリンク制御モジュールと、
を備えたシステム。
【請求項１６】
前記ゲートウエイトランシーバーは、前記第１の衛星から第１のリバースリンク信号を受信し、前記第２の衛星から第２のリバースリンク信号を受信するようにさらに構成され、前記第１および第２のリバースリンク信号を結合するように構成される、請求項１５のシステム。
【請求項１７】
前記ゲートウエイトランシーバーは、前記第１おおよび第２のリバースリンク信号のコヒーレント結合を実行するように構成された、請求項１６のシステム。
【請求項１８】
前記サービスの質モジュールは、リバースリンク信号内の、前記ゲートウエイトランシーバーにより受信される信号測定基準に少なくとも一部分基づいて前記第１の衛星が劣化しているか否かを決定するように構成される、請求項１５のシステム。
【請求項１９】
前記信号測定規準は、前記第１および第２の衛星からの前記信号を受信するように構成された受信機により決定された、前記第１の衛星からのパイロット信号強度値と前記第２の衛星からのパイロット信号強度値を備えた、請求項１８のシステム。
【請求項２０】
前記ゲートウエイトランシーバーは、リバースリンクページングチャネル上の前記信号測定規準を受信するように構成される、請求項１８のシステム。
【請求項２１】
衛星ダイバーシティシステムにおいて、
第１の領域のための受信可能範囲サービスエリアを供給する第１のビームと第２の領域のための受信可能範囲サービスエリアを供給する第２のビームとを有する第１の衛星であって、前記第１の領域のための一次衛星としておよび前記第２の領域のための二次衛星として構成される第１の衛星と、
前記第１の領域と実質的に重なる第３の領域のための受信可能範囲サービスエリアを供給する第１のビームと、前記第２の領域と実質的に重なる第４の領域のための受信可能範囲サービスエリアを供給する第２のビームとを有する第２の衛星であって、前記第４の領域のための一次衛星としておよび前記第３の領域のための二次衛星として構成される第２の衛星と、
第１の移動局により報告される信号測定規準が所定のしきい値より大きいとき、前記第１の衛星を介して前記第１および第３の領域の重なる部分内の前記第１の移動局に第１の信号を送信するように構成され、前記信号測定規準が前記所定のしきい値より大きくないとき、前記第２の衛星を介して前記第１の移動局に前記第１の信号を送信するように構成される地上局と、
を備えたシステム。
【請求項２２】
衛星ダイバーシティを供給する方法において、
第１の衛星を用いて第１の地理的領域に位置する受信機に信号を送信することと、
前記第１の衛星から前記受信機への通信リンクが劣化しているか否かを決定することと、
前記第１の衛星からの前記通信リンクが劣化しているなら、第２の衛星を用いて前記受信機に前記信号を送信することと、
を備えた方法。
【請求項２３】
前記第１の衛星は第１の複数のビームを含み、前記第１の複数のビームの第１のビームは、前記第１の地理的領域を照射し、前記第２の衛星は、第２の複数のビームを含み、前記第２の複数のビームの第１のビームは前記第１の地理的領域を実質的に照射し、前記受信機に前記信号を送信することは、前記対応する第１または第２の衛星の前記第１のビームを用いて前記信号を送信することを備えた、請求項２２の方法。
【請求項２４】
前記第１の衛星は、前記第１の複数のビームの前記第１のビームのための一次衛星を備え、前記第２の衛星は、前記第２の複数のビームの前記第１のビームのための二次衛星を備える、請求項２３の方法。
【請求項２５】
前記通信リンクが劣化しているか否かを決定することは、前記第１の衛星からの前記信号がフェードされるか否かを決定することを備えた、請求項２２の方法。
【請求項２６】
前記通信リンクが劣化しているか否かを決定することは、
前記受信機から信号測定規準を受信することと、
前記信号測定規準の少なくとも１つを所定のしきい値と比較することと、
前記信号測定規準の少なくとも１つが所定のしきい値を超えないなら前記通信リンクは劣化していると決定することと、
を備えた、請求項２２の方法。
【請求項２７】
信号測定規準を受信することは、
前記受信機から第１の衛星パイロット信号強度値を受信することと、
前記受信機から第２の生成パイロット信号強度値を受信することと、
を備えた、請求項２６の方法。
【請求項２８】
前記信号測定規準の前記少なくとも１つを前記所定のしきい値と比較することは、受信した第１の衛星パイロット強度値を前記所定のしきい値と比較することを備えた、請求項２６の方法。
【請求項２９】
信号測定規準を受信することは、リバースリンクページングチャネルを介して移動局から信号測定規準を受信することを備えた、請求項２６の方法。
【請求項３０】
信号測定規準を受信することは、
前記第１の衛星から第１のリバースリンク信号を受信することと、
前記第２の衛星から第２のリバースリンク信号を受信することと、
前記第１のリバースリンク信号を前記第２のリバースリンク信号と結合し、結合されたリバースリンク信号を生成することと、
前記結合されたリバースリンク信号から前記信号測定規準を決定することと、
を備えた、請求項２６の方法。
【請求項３１】
衛星ダイバーシティシステムにおいて、
第１の衛星を用いて第１の地理的領域に位置する受信機に信号を送信する手段と、
前記受信機から信号測定規準を受信する手段と、
前記信号測定規準の少なくとも１つを所定のしきい値と比較する手段と、
前記少なくとも１つの信号測定規準が前記所定のしきい値より大きくなければ、代わりの信号経路を選択する手段と、
前記代わりの信号経路が選択されるなら、第２の衛星を用いて前記信号を前記受信機に送信する手段と、
を備えたシステム。
【発明の詳細な説明】
【関連出願】
【０００１】
この出願は、その全体において参照することによりここに組み込まれる、２００４年３月１７日に出願した「衛星ダイバーシティを供給するための方法と装置」(METHOD AND APPARATUS FOR PROVIDING SATELLITE DIVERSITY)というタイトルの米国仮出願番号６０／５５４，２２２の利益を請求する。
【背景技術】
【０００２】
通信衛星は広い領域のための通信サポートを提供する。典型的にサポートされる領域は、地球に向けられた衛星のビーム内に位置する地球の表面上のある領域である。通信衛星が静止衛星であるときのように領域は相対的に静止状態であることができる。通信衛星が低軌道（ＬＥＯ）衛星であるときのように領域は時間に対して変化してもよい。いくつかのシステムは、各々が複数のビームを有する多数の衛星を必要とするかもしれない。他の通信システムは、単一ビームで広いサービスエリアをカバーする単一衛星を使用してもよい。
【０００３】
例えば、通信システムは、米国本土全体を含む領域をカバーするビームを有する単一通信衛星を使用してもよい。
【０００４】
通信衛星はしばしば重大な通信リンクを提供するので、衛星の信頼性は、最も関係がある。宇宙に交換衛星を入れるために必要な連続した期間と結合された通信衛星の遠隔の性質は、その障害が衛星を連続した期間のための通信チャネルを減少させることができる  単一点にする。通信衛星の単一点障害の性質を緩和するために、通信システム設計者はしばしば、動作している衛星が故障する場合に通信チャネルを維持するために軌道上予備機衛星を提供する。予備機衛星は通常、通信のために使用されないが、システム冗長度を提供するために使用される。業務用衛星が失敗するなら、通信は、通信を維持するために軌道上予備機に切り替えられる。従って、故障した衛星は、修理することができるか、または退役させることができる。従って、別の軌道上予備機を宇宙に配置し、冗長な通信衛星を提供することができる。
【０００５】
単一の通信衛星が米国本土のような大きさの領域をサポートすることができる衛星通信システムにおいて、軌道上予備機は、不釣合いに小さな利益を提供する大きなシステムコストを表す。休止状態の軌道上予備機のシステム負担を低減することは有利であろう。
【発明の概要】
【０００６】
複数の衛星を用いた通信ダイバーシティのシステム、装置および方法が開示される。衛星は、複数の衛星ビームに対応する複数の領域をサポートすることができる。各衛星は逆方向におけるすべての領域をサポートすることができ、各衛星は、複数の衛星ビームの１つに対応する複数の領域の１つのための一次衛星として指定することができる。
【０００７】
例えば、移動局から衛星へのリバースリンク方向において、各衛星は、任意の領域から移動局によりブロードキャストされるリバースリンク信号を受信することができる。各衛星は、受信したリバースリンク信号を、例えば信号品質を増加させるために信号を結合することができる、基地局またはゲートウエイに通信することができる。
【０００８】
フォワードリンク方向において、基地局またはゲートウエイは、移動局に中継することができる衛星に信号をブロードキャストする。移動局は、一次衛星からフォワードリンク信号を受信し、一次衛星および二次衛星からの信号品質を監視する。一次衛星からの信号品質がしきい値を下回って低下するなら、通信信号は二次衛星に転送される。
【０００９】
１つの観点において、この開示は、第１の領域をサポートする一次ビームとして第１のビームを供給するように構成された第１の衛星と、第１の領域を実質的に重ね合わせる領域をサポートする第２のビームとして第２のビームを供給するように構成された第２の衛星と、地上局を含む衛星ダイバーシティシステムを含む。地上局は、第１の衛星を介した通信経路が劣化していない期間中に第１の衛星を介して第１の領域に信号を送信するように構成され、前記第１の衛星を介した通信経路が劣化している期間中に前記第２の衛星を介して前記第１の領域に信号を送信するように構成される。
【００１０】
他の観点において、この開示は、第１の衛星と第２の衛星の一方または両方にフォワードリンク信号を選択的に送信するように構成されるゲートウエイトランシーバーと、ゲートウエイトランシーバーに接続され、第１の衛星を介した通信経路が劣化されか否か決定するように構成されたサービスの質モジュールと、サービスの質モジュールに接続され、第１の衛星を介した通信経路が劣化していないなら移動局に中継するようにフォワードリンク信号を第１の衛星に送信するようにゲートウエイトランシーバーを制御するように構成され、第１の衛星を介した通信経路が劣化しているなら移動局に中継されるように第２の衛星にフォワードリンク信号を送信するようにゲートウエイトランシーバーを制御するように構成されるリンクコントロールモジュールを含む衛星ダイバーシティシステムを含む。
【００１１】
さらに他の観点において、この開示は、第１の領域のためのサービスエリアを供給する第１のビームと第２の領域のためのサービスエリアを供給する第２のビームを有する第１の衛星を含み、第１の衛星は、第１の領域のための一次衛星としておよび第２の領域のための二次衛星として構成され、第２の衛星は、第１の領域に実質的に重なり合う第３の領域のためのサービスエリアを供給する第１のビームと、第２の領域と実質的に重なり合う第４の領域のためのサービスエリアを供給する第２のビームを有し、前記第２の衛星は、第４の領域のための一次衛星としておよび第３の領域のための二次衛星として構成され、第１の移動局により報告される信号測定基準が所定のしきい値より大きいとき、第１の衛星を介して第１の領域と第３の領域の重畳部分において第１の移動局に第１の信号を送信するように構成され、信号測定基準が所定のしきい値より大きくないとき第２の衛星を介して第１の移動局に第１の信号を送信するように構成される地上局とを含む衛星ダイバーシティシステムを含む。
【００１２】
さらに他の観点において、この開示は衛星ダイバーシティを供給する方法を含む。この方法は、第１の衛星を用いて第１の地理的領域内に位置する受信機に信号を送信することと、第１の衛星から受信機への通信リンクが劣化しているかどうかを決定することと、第１の衛星からの通信リンクが劣化しているなら、第２の衛星を用いて受信機に信号を送信することとを含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の特徴、性質及び利点は、類似による参照文字が相応して、全体で特定する図面と関連して解釈されるときに後述される詳細な説明からさらに明らかになるであろう。
【００１４】
衛星通信システムにダイバーシティを供給する開示されたシステムおよび方法は、複数の衛星を使用することができる。各衛星は、対応する数のための領域のための通信サポートを供給する複数のビームパターンを有する。各衛星は、複数のビームによりサポートされる領域の少なくとも１つのための一次通信衛星であるように構成することができる。ビームと衛星は、集合サービスエリア内の各ビームが、そのビームのために一次衛星として割り当てられた衛星を有するように、典型的に割り当てられる。さらに、ビームの各々に対して、一次衛星とは異なる衛星が、ビームによりサポートされる領域のための二次衛星として割り当てられる。
【００１５】
衛星通信は、通信リンク方向に応じて異なる信号処理を実施することができる。フォワードリンク方向は、典型的に静止基地局またはゲートウエイから移動局への通信リンクを指し、衛星を介して生じてもよい。リバースリンク方向は典型的に移動局から基地局またはゲートウエイへの通信リンクを指し、衛星を介して生じてもよい。
【００１６】
リバースリンクにおいて、各衛星は、衛星が一次衛星として指定されない領域をカバーするビームを含む１つ以上のビームで移動局から信号を受信することができる。従って、衛星は基地局またはゲートウエイにリバースリンク通信を送信することができる。基地局またはゲートウエイは、信号を結合して信号品質を増加させることができる。移動局の１つから１つの衛星へのリバースリンク信号が閉塞されるかまたは何らかの形で劣化されるなら、リバースリンク信号は恐らく他の衛星により送信されるであろう。それにより移動局と基地局またはゲートウエイとの間の通信リンクを保証する。基地局またはゲートウエイがリバースリンク通信をリカバーできない程度まですべてのリバースリンク信号が劣化する可能性は低い。
【００１７】
フォワードリンク方向において、基地局またはゲートウエイは、フォワードリンク信号を１つ以上の衛星に送信する。移動局を有する領域に割り当てられた一次衛星は、フォワードリンク信号を移動局に中継する。典型的に、他の衛星は、衛星が一次衛星として指定されない領域にフォワードリンク信号を送信しない。しかしながら、衛星は、パイロットチャネル、同期チャネルおよびページングチャネルを含んでいてもよいオーバーヘッドチャネルを、衛星が一次衛星として指定されない領域に送信し続けるかもしれない。
【００１８】
フォワードリンク送信を受信する移動局は、受信した信号の信号品質を決定してもよい。また、移動局は、非一次衛星により送信された１つ以上のオーバーヘッドチャネルの信号品質を決定してもよい。移動局は、基地局またはゲートウエイに信号品質値を報告してもよい。例えば、移動局は、信号品質値を電力制御ループの一部として報告してもよい。
【００１９】
例えば、障害物によってまたは衛星の劣化によって、一次衛星により送信されたフォワードリンク信号が劣化されるなら、移動局は、劣化した信号品質を基地局に報告することができる。基地局は、一部分信号品質に基づいて、一次衛星により送信された信号品質が受け入れ可能なレベルを下回るかどうかを決定することができる。一次衛星からの信号品質がもはや受け入れ可能でないなら、基地局は、移動局に信号をブロードキャストするために、二次衛星または１つ以上の非一次衛星を構築することができる。従って、基地局は、衛星が一次衛星でないビームでフォワードリンク信号をブロードキャストするために衛星を構築することができる。二次衛星は、入手可能性の相対的に高い確率を供給するように構成することができる。それゆえ、一次衛星からのフォワードリンク信号が閉塞されるまたはそうでなければ劣化されるのなら、システムは、フォワードリンク信号を二次衛星に切り替えることができ、通信リンクが接続されたままである高い可能性を有する。
【００２０】
図１Ａは従来技術の衛星通信システム１００の衛星構成の機能図である。システム１００は、アンテナ放射パターンのビームに対応する領域１１２のためのサービスの範囲を供給するように構成される第１の通信衛星１１０を含む。いくつかの実施形態において、ビームは、米国本土と同じ大きさの領域を実質的に照射してもよい。単一ビームとして示されるけれども、ビームは、大きな領域に実質的に等しい領域を集合的に照射する複数のビームとして実施することができることが一般的に理解される。従って、第１の通信衛星１１０からのビームは、領域１１２のためのサポートを供給する複数のビームを含むことができる。
【００２１】
第２の通信衛星１２０は、軌道上予備機として構成される。第２の通信衛星１２０は、第１の通信衛星１１０によりサポートされる第１の領域１１２を実質的に重ね合わせる第２の領域１２２のためのサービス範囲を供給するように構成される。
【００２２】
通常動作期間中において、第１の通信衛星１１０は、システム１００内のすべての通信チャネルのための通信リンクを完了するように構成される。第２の通信衛星１２０は休止状態のままであるかそうでなければ、軌道上予備機同様非アクティブのままである。前に述べたように、第２の通信衛星１２０は、第１の通信衛星１１０の故障の場合にサービス範囲を保証するために使用される。第１の通信衛星１１０が故障するなら、第２の通信衛星１２０がアクティブとなり通信のためのサポートを供給し続けるであろう。
【００２３】
図１Ｂは、システム２００によりサポートされる通信リンクの品質を改善しながら、複数の衛星がシステム冗長度を供給する通信システム２００の衛星構成の機能ブロック図である。システム２００は、それぞれ第１および第２の領域２１２および２１４を照射する第１および第２のビームを有する第１の通信衛星を含む。また、システム２００は、それぞれ第１および第２の領域２２２および２２４を照射する第１および第２のビームを有する第２の通信衛星２２０を含む。一実施形態において、第１の衛星２１０によりサポートされる第１および第２の領域２１２および２１４は実質的に、第２の衛星２２０によりサポートされる第１および第２の領域２２２および２２４に重なる。前に述べたように、いかなるビームも領域を照射するように１つ以上のビームを含んでいてもよい。
【００２４】
図１Ａに示される従来技術のシステムとは異なり、図１Ｂの通信システム２００は通信リンクをサポートするために衛星２１０および２２０の両方を使用する。第１の通信衛星２１０は、サポートされる領域２１２および２１４からリバースリンク信号を受信し、それらを１つ以上の地上局（図示せず）に中継するように構成することができる。同様に、第２の通信衛星２２０は、サポートされる領域２２２および２２４からリバースリンク信号を受信し、それらを１つ以上の地上局（図示せず）に中継するように構成することができる。これは、いくつかの場合において、第１の通信衛星２１０と通信する１つ以上の地上局を含んでいてもよい。
【００２５】
フォワードリンク方向において、通信衛星２１０および２２０の各々は、１つ以上の領域のための一次衛星として指定される。一実施形態において、第１の通信衛星２１０は、第１の領域２１２のための一次衛星として指定することができ、第２の領域２１４のための二次衛星として指定することができる。同様に、第２の通信衛星２２０は、第２の領域２２４のための一次衛星としておよび第１の領域２２２のための二次衛星として指定することができる。それゆえ、第１の通信衛星２１０が一次衛星である場合、第２の通信衛星２２０は、領域２１２のための第２の衛星として機能する。同様に、第２の通信衛星２２０が一次衛星である場合、第１の通信衛星２１０は、領域２２４のための二次衛星として機能する。
【００２６】
一次衛星は、一次衛星と指定される領域に強いオーバーヘッド信号を送信し、衛星が二次衛星と指定される領域により弱いオーバーヘッド信号を送信する。オーバーヘッド信号は、例えば、パイロットチャネル、ページングチャネル、および同期チャネルを含むことができる。
【００２７】
典型的な動作条件の下では、一次衛星は、一次衛星のための領域にフォワードリンク信号を送信し、衛星が一次衛星でない領域に行くことになっているトラヒック信号を送信しない。従って、与えられた領域に対して、一次衛星は、強いオーバーヘッド信号を送信し、トラヒックチャネルを領域内の受信機に送信する。第２の衛星は、より弱いオーバーヘッド信号を領域に送信するが、通常トラヒックチャネルを領域に送信しない。
【００２８】
しかしながら、領域内の受信機が、一次衛星からの信号強度の損失により、信号品質の損失を経験するなら、システム２００は、通信リンクを切り替えるか、さもなければ、通信リンクを二次衛星に転送する。それゆえ、一次衛星からの通信リンクが劣化するとき、通信リンクは、領域の網羅を供給する二次衛星に切り替えることができるかさもなければ二次衛星に転送することができる。一次衛星からの通信リンクが劣化条件からリカバーするとき、通信リンクは、一次衛星に返送することができる。
【００２９】
一実施形態において、第１の通信衛星２１０は、米国本土を照射する２つのビームを持つことができる。例えば、第１の領域２１２は、米国本土西部であり得、第２の領域２１４は、例えば、米国本土東部であり得る。第２の通信衛星２２０は、第１の通信衛星２１０の領域を実質的に重ね合わせる領域を照射する２つのビームを有するように構成することができる。従って、第２の通信衛星２２０の第１の領域２２２は、米国本土西部をカバーすることができ、第１の通信衛星２１０の第１の領域に実質的に重ね合わせることができる。第２の通信衛星の第２の領域２２４は、米国本土東部をカバーすることができ、第１の通信衛星の第２の領域２１４を実質的に重ね合わせることができる。
【００３０】
第１の通信衛星２１０は米国本土東部のための一次衛星であり、米国本土西部のための二次衛星であるように構成することができる。第２の通信衛星２２０は、米国本土西部のための一次衛星であり、米国本土東部のための二次衛星であるように構成することができる。
【００３１】
リバースリンク方向において、第１および第２の通信衛星２１０および２２０の両方は、領域の両方から送信を受信することができ、信号を適切な地上局に中継することができる。フォワードリンク方向において、第１の通信衛星２１０は、相対的に強いオーバーヘッド信号を第２の領域に送信する。また、第１の通信衛星２１０は、トラヒックチャネルを第２の領域２１４に送信する。第２の通信衛星２２０は、第２の領域２２４に相対的に弱いオーバーヘッド信号を送信し、第１通信衛星２１０からのフォワードリンク信号が劣化されるまで、第２の領域２２４にトラヒックチャネルを送信しない。
【００３２】
この実施形態において、米国本土西部におけるフォワードリンク動作は、第２の通信衛星２２０が強いオーバーヘッド信号をブロードキャストし、トラヒックチャネルに対して主要責任を取ることを除いて、同様である。第１の通信衛星２１０は、第２の通信衛星２２０に関する劣化条件によりトラヒックチャネルが第１の通信衛星に切り替えられた領域に相対的に弱いオーバーヘッド信号をブロードキャストし、送信する。
【００３３】
上述した実施形態を用いて、休止している予備の衛星システムにおいて利用可能でない通信利益を供給しながら、衛星のおのおのは、他の衛星のための軌道上予備機として動作するように構成することができる。両方の衛星はほぼ１／２の負荷に等しいので、第３の衛星は、休止予備機として軌道上に配置することができ、または、さらなるビーム割り当てを用いてシステム２００に統合してもよい。１つの衛星が故障するなら、フルトラヒックが継続できることを保証するためにさらなる衛星を使用することができる。これは、単一の衛星と非アクティブな軌道上の予備機を有する従来のアプローチに類似する。この場合、通信負荷が単一のアクティブな衛星の限界に近づくとき少なくとも１つのさらなる衛星が必要になる。
【００３４】
図１Ｂで示される実施形態は、各衛星が２つのビームを有する２つの衛星２１０および２２０を示すけれども、他の実施形態は３つ以上の衛星を使用することができ、各衛星は３つ以上のビームを有することができる。例えば、システムは、３つの衛星を含んでいてもよく、衛星の各々は、複数のビームを有することができる。各衛星は、複数のビームによりサポートされる１つ以上の領域のための一次衛星であるように構成することができる。典型的に、各領域は１つの一次衛星を有する。また、各衛星は、衛星が一次衛星であるように構成されない複数のビームによりサポートされる１つ以上の領域のための二次衛星であるように構成することができる。いくつかの実施形態において、２以上の衛星を、特定の領域のための二次衛星として指定することができる。他の実施形態において、各領域は、二次衛星として構成される複数の衛星の１つを有する。さらに他の実施形態において、領域はヒエラルキーの順番に複数の衛星によりサポートされるように、衛星は、ヒエラルキーにランク付けすることができる。
【００３５】
図２は、冗長な通信リンクを領域に供給するように構成された複数の衛星を示す通信システム２００の詳細な機能ブロック図である。例えば、図２に示されるシステム２００は図１Ｂに示されるシステムと同じにすることができる。複数の領域がシステムによりサポートされてもよいけれども、明瞭さのために単一の領域が示される。
【００３６】
例えば、図２の通信システム２００は、衛星電話システム、ネットワーク内に衛星リンクを有するコンピューターネットワークのような衛星データ通信システム、および同類のものまたはその他のタイプの通信システムであり得る。通信システム２００は、一次衛星として動作する第１の通信衛星２１０と、第２の衛星として動作する第２の通信衛星２２０を含むことができる。この実施形態において、一次という用語は、図２に示される領域のための一次衛星としての衛星の指定を指す。同様に、二次という用語は、図２に示される領域のための二次衛星としての衛星の指定を指す。１つの領域のための一次衛星である衛星は、他の領域のための二次衛星であってもよい。同様に、領域のための二次衛星である衛星は、他の領域のための一次衛星であってもよい。例えば、衛星２１０および２２０は、静止衛星、ミディアム地球軌道衛星、地球低軌道衛星、またはその他の軌道上の衛星であり得る。
【００３７】
また、システム２００は、例えば、基地局、ゲートウエイ、および同類のものであってよい地上局２４０または地上通信システムとインターフェースするためのその他のシステム装置を含む。システム２００は、複数の地上局２４０を含んでいてもよい。
【００３８】
１つの地上局２４０だけが簡潔さのために示される。地上局２４０は、衛星２１０および２２０間のインターフェースと（図示しない）通信システムの残余を供給することができる。例えば、通信システム２００が電話システムである場合、地上局２４０は、モバイルコントローラーと、公衆交換電話網にインターフェースする衛星ゲートウエイであり得る。他の実施形態において、地上局２４０は、インターネットのようなネットワークに衛星通信をインターフェースするインターネットゲートウエイであり得る。
【００３９】
図２では１つのみが示されるけれども、システム２００は、１つ以上のモバイル局２５０を含むことができる。移動局２５０は、例えば、携帯電話、ノートブックコンピューターまたはパーソナルデジタルアシスタントのようなポータブル通信装置、固定無線装置、および同類のもの、またはその他の通信装置であり得る。
【００４０】
図２に示される実施形態において、地上局２４０と移動局２５０との間の通信は、１つ以上の衛星リンクに対して生じてもよい。リバースリンク方向において、各通信衛星２１０および２２０は、すべてのビームから信号を受信し、これらの信号を、結合することができる地上局２４０に中継する。移動局２５０は、信号が複数の衛星から同時に送信または受信可能にするブロードビームアンテナを用いてリバースリンク信号を典型的に送信する。
【００４１】
第１の通信衛星２１０は、第１の衛星リバースリンク信号２４８ａとして移動局２５０から第１のリバースリンク信号２４６ａを地上局２４０に中継する。第２の通信衛星２２０は、第２の衛星リバースリンク信号２４８ｂとして移動局２５０からの第２のリバースリンク信号２４６ｂを地上局２４０に中継する。次に、地上局２４０は衛星リバースリンク信号２４８ａおよび２４８ｂを結合してリバースリンク信号の信号対雑音比（ＳＮＲ）を改良する。
【００４２】
衛星が信号を地上局２５０に中継するかどうかに関係なく、移動局２５０からの信号は、衛星２１０および２２０に到達するので、リバース方向におけるダイバーシティ結合は必須的に「自由」な利益を供給する。衛星２１０および２２０は、リバースリンク信号２４８ａ−ｂを地上局２４０に中継するために無視できる量の電力を使用する。地上局２４０における信号を結合することは、等価な強度の信号衛星２１０および２２０に到達すると仮定して、３ｄＢを超えるまでのＳＮＲを供給することができる。地上局２４０または次の信号処理ステージがコヒーレントな結合を実行することができる場合に、符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）２０００のようなシグナリングプロトコルに対して改良は３ｄＢであり得る。非コヒーレントな結合が使用されるなら、改良は、ほぼ１．８ｄＢ利得になることができる。
【００４３】
他の実施形態において、衛星２１０および２２０および地上局２４０は、地上局２４０においてダイバーシティ結合のために、複数の分極、例えば左回り（ＬＨＣ）、右回り（ＲＨＣ）、または垂直および水平を受信するように構成することができる。衛星２１０および２２０は、信号から電力を全部抽出するために複数の信号両極性を受信して中継するように構成してもよい。
【００４４】
両方の衛星２１０および２２０からのリバースリンク信号２４８ａ−ｂを結合することは、電力においてシステムにほとんど負担をかけない。しかしながら、どちらの信号も遮られないなら、リバースリンク方向における信号結合は、ＳＮＲにおいて３ｄＢまでの利得を供給する。１つのリバースリンク信号経路が遮るなら、通信リンクは、冗長リンクに対して継続できるように衛星ダイバーシティが得られる。いくつかの実施形態において、システム２００は、１つのリンクが損失しているなら電力制御技術を用いて移動局２５０を方向づけし、ＳＮＲを回復するために移動局２５０の送信電力を増加させてもよい。
【００４５】
一実施形態において、システム２００はリバースリンクに類似した方法でフォワードリンクを動作させることができる。地上局２４０は、フォワードリンク信号２４２ａ−ｂを両方の衛星２１０および２２０に送信することができ、フォワードリンク信号２４４ａ−ｂを移動局２５０に中継することができる。次に、移動局２５０はフォワードリンク信号２４４ａ−ｂを個々に追跡することができ、それらを移動局２５０において結合することができる。
【００４６】
しかしながら、フォワード方向において電力とダイバーシティとの間にトレードオフがある。それは、経路の１つが突然遮られる条件の場合、システム２００がダイバーシティを実施するのに有利であるかもしれない。リバースリンクシグナリングを映すフォワードリンク実施形態は、移動局２５０を照射するために両方の衛星２１０および２２０を構成することにより、ダイバーシティを達成することができる。しかしながら、そのような実施形態は、増加された衛星電力を必要とする。
【００４７】
各衛星２１０および２２０は、単一の衛星構成により照射されるわずか１／２の電力を供給するように構成することはできない。各衛星２１０および２２０に１／２の電力を供給することは、信号を送信する単一の衛星と比べて両方の衛星に対して同じ合計電力を生じるであろう。しかしながら、複数の衛星構成において、各衛星は、等価な信号衛星システムの１／２の電力以上のかなりの量送信しなければならない。
【００４８】
各衛星、例えば２１０からの信号は、他の衛星、例えば２２０により送信された信号の干渉信号を表すので、各衛星は典型的には、等価な信号衛星システムの１／２の電力より大きい電力を送信するように構成する必要がある。例えば、ＣＤＭＡベースシステムにおいて両方の信号を受信する移動局２５０は、リバースリンク信号の１つを受信するレーキ受信機の別個のフィンガーを有する。レーキ受信機の各指は、他の信号を干渉として見る。従って、複数の同時フォワードリンク衛星信号のダイバーシティ利得は、より多くの衛星電力を犠牲にして成り立つ。
【００４９】
図２のシステム２００の他の実施形態は、ダイバーシティ利得の利益を利用するが、衛星２１０および２２０においてより多くの電力をほとんど使用しない。この実施形態において、衛星の１つ、例えば２１０は、セルラ通信システムのセルを表す地上の所定の領域にサービスを提供する主要責任を負う。２つの衛星２１０および２２０は、通信責任を分割することができる。この場合、各衛星は、セルの半分に対して主要責任を負う。
【００５０】
一次衛星、ここでは第１の通信衛星２１０は、オーバーヘッド信号を領域に通信する。オーバーヘッド信号は、例えば、パイロットチャネル、ページングチャネル、および同期（ＰＰＳ）チャネルを含むことができる。同期チャネルは、例えば、タイミング基準信号を含むことができ、ページングチャネルは、例えば、移動局２５０に向けられた制御シグナリングメッセージを含むことができる。一次衛星、例えば第１の通信衛星２１０として構成される衛星は、明瞭な状態または障害物が取り除かれた状態で移動局２５０に通信リンクを完成するのに典型的に必要な電力よりはるかに大きな電力でオーバーヘッド信号を送信するように構成することができる。例えば、第１の通信衛星２１０は、ＰＰＳ信号を相対的に強い信号として送信するように構成することができる。堅固なリンクを保証するために、第１の通信衛星２１０は、移動局２５０との通信リンクを完成するのに必要な最小電力レベルに対してほぼ５−１０ｄＢ高められた相対的に強いＰＰＳ信号を送信するように構成することができる。もちろん、第１の通信衛星２１０は、最小電力より５−１０ｄＢ上に高められたレベルで送信するように制限されないが、所定のリンクマージンにより最小電力レベルより大きなレベルで送信するように構成してもよい。所定のリンクマージンは静止レベルであってもよいしまたは可変であってもよい。例えば、リンクマージンの値は時間に対して変化してもよい。リンクマージンは、例えば、５ｄＢ、６ｄＢ、７ｄＢ、８ｄＢ、９ｄＢまたは１０ｄＢに設定してもよい。一次衛星は、移動局が障害物を介して信号を受信することができる高い可能性がある最小リンク要件を超える相対的に強いレベルで信号を送信するように構成することができる。
【００５１】
二次衛星、ここでは、第２の通信衛星２２０も、領域にオーバーヘッドパイロット信号、ページング信号および同期（ＰＰＳ）信号を送信するように構成される。しかしながら、二次衛星上のオーバーヘッドＰＰＳ信号は、高められたレベルで送信される必要はない。一実施形態において、第２の通信衛星からのオーバーヘッド信号は、リシアン(Rician)フェージングを考慮するために最小リンク要件を超える１デシベルまたは２デシベルと同じくらい低いレベルで送信することができる。他の実施形態において、第２の通信衛星２２０は、９０％の信頼度を供給するのに十分なレベルでＰＰＳ信号を送信するように構成することができる。領域をカバーする２つの衛星２１０および２２０は、例えば、異なる拡散コードを使用するように構成することができる。
【００５２】
移動局２５０が両方の衛星２１０および２２０から信号を受信することができるなら、コール(call）のような通信リンクは、ページングチャネルを用いて一次衛星２１０上に構築される。フォワードリンクトラヒックチャネルは、一次衛星、ここでは、第１の通信衛星２１０を用いて構築される。一次衛星から関連する移動局２５０への通信リンクが阻止されないなら、二次衛星上の電力は、相対的に小さなＰＰＳ電力のままである。それゆえ、二次衛星、ここでは、第２の通信衛星２２０からの信号は、第１の通信衛星２１０からのフォワードリンク信号に対して、移動局２５０における干渉をほとんど寄与しない。しかしながら、第１の通信衛星２１０を介してトラヒックチャネル上に通信する移動局２５０が十分に高い閉塞を経験するなら、通信リンクは、二次衛星に転送することができる。
【００５３】
図３は通信システム２００の一実施形態の機能ブロック図であり、図２の通信システム２００を表すことができる。上述の機能ブロック図に示されるように、通信システム２００は、第１の通信衛星２１０と第２の通信衛星２２０と通信する地上局２４０を含む。また、２つの衛星２１０および２２０は、移動局２５０と通信している。地上局２４０、衛星２１０および２２０、および移動局２５０の数は、機能ブロック図に示される数により制限されない。システム２００エレメントの最少数は、議論の容易さのために示される。
【００５４】
地上局２４０は、フォワードリンクおよびリバースリンクを介して衛星２１０および２２０と通信するように構成されたゲートウエイトランシーバーを含むことができる。また、地上局２４０は、移動局２５０への通信リンクに対応するサービスの質表示または値を決定するように構成されたサービスの質（ＱｏＳ）モジュール３１２を含むことができる。例えば、ＱｏＳモジュール３１２は、衛星２１０および２２０から受信した信号品質を示す移動局２５０により送信される信号から信号基準を決定するように構成することができる。
【００５５】
ＱｏＳモジュール３１２は、信号測定基準または信号測定基準から決定された信号をリンク制御モジュール３１４に通信することができる。
【００５６】
リンク制御モジュール３１４は、信号測定基準の一部分基づいて、どの衛星２１０または２２０が、フォワードリンク信号を移動局２５０に送信するように構成されるかを決定するように構成することができる。リンク制御モジュール３１４は、一次衛星または二次衛星を用いて移動局２５０にフォワードリンク信号を送信するためにゲートウエイトランシーバー３１０を制御するように構成することができる。一実施形態において、リンク制御モジュール３１４は、ゲートウエイトランシーバー３１０に使用すべき衛星を通知するフラッグまたはインジケーターを設定するように構成することができる。他の実施形態において、リンク制御モジュール３１４は、フォワードリンク通信を所望の衛星に向けるゲートウエイトランシーバー３１０にアドレスを供給するように構成することができる。ゲートウエイトランシーバー３１０は、フォワードリンク信号を複数の衛星２１０および２２０に送信してもよいが、信号は、送信された信号の内容に基づいて所望の衛星により中継されてもよい。さらに他の実施形態において、リンク制御モジュール３１４は、所望の衛星を何か他の方法でゲートウエイトランシーバー３１０に通信してもよい。
【００５７】
衛星２１０および２２０の各々は、同様に構成することができるが、同様に構成する必要はない。第１の通信衛星２１０は、地上局２４０からフォワードリンク信号を受信し、それらを所望の領域内の所望の移動局２５０に中継するように構成されたフォワードリンクトランシーバー３２０を含むことができる。また、第１の通信衛星２１０は、任意のサポートされた領域内の移動局２５０により送信されたリバースリンク通信を受信し、それらを地上局２４０に中継するように構成されたリバースリンクトランシーバー３２２を含むことができる。第２の通信衛星２２０は同様にフォワードリンクトランシーバー３３０とリバースリンクトランシーバー３３２を含むことができる。
【００５８】
移動局２５０は、衛星２１０および２２０により送信されるフォワードリンク信号を受信するように構成されるモバイルトランシーバー３４０を含むことができる。モバイルトランシーバー３４０は、受信されたフォワードリンク信号を、ベースバンドプロセッサー３５０により処理されるベースバンド信号に変換するように構成することができる。また、モバイルトランシーバー３４０は、ベースバンドプロセッサーからベースバンド信号を受信し、ベースバンド信号を、衛星２１０および２２０に送信されるリバースリンク信号に変換するように構成することができる。
【００５９】
ベースバンドプロセッサー３５０は、衛星２１０および２２０から受信したフォワードリンク信号の品質を決定するように構成された１つ以上のモジュールを含むことができる。一実施形態において、ベースバンドプロセッサー３５０は、第１の通信衛星２１０からのフォワードリンクパイロット信号の信号強度を決定するように構成された第１の受信された信号強度インジケーター（ＲＳＳＩ）モジュール３５２を含むことができる。また、ベースバンドプロセッサー３５０は、第２の通信衛星からフォワードリンクパイロット信号の信号強度を決定するように構成されたＲＳＳＩモジュール３５４を含むことができる。また、ベースバンドプロセッサー３５０は、プロセッサー３６０およびメモリ３６２を含むことができる。メモリ３６２に記憶された１つ以上のプロセッサー読み取り可能命令と協力するプロセッサー３６０は、ＲＳＳＩモジュール３５２および３５４の機能のいくつかまたはすべてを実行することができる。
【００６０】
ＲＳＳＩモジュール３５２および３５４を使用する移動局２５０は、受信したパイロット信号を監視し、ＲＳＳＩのような信号品質を決定する。移動局２５０は地上局２４０にＲＳＳＩ値を報告することができる。一実施形態において、移動局２５０は、１つ以上のオーバーヘッドチャネルを使用する地上局２４０にＲＳＳＩ値を報告する。例えば、移動局２５０は、衛星２１０および２２０を介して移動局２５０から地上局２４０に送信されるページングチャネル上にＲＳＳＩ値を送信するように構成することができる。地上局２４０は、所定のしきい値に対して受信されたＲＳＳＩ値を比較することができ、フォワードリンク通信が二次衛星に転送されるべきかどうかを決定することができる。衛星２１０および２２０は、異なるパイロット電力レベルを同じ領域に送信するように構成することができるので、所定のしきい値は、第１の衛星２１０と第２の衛星２２０に対して異なっていてもよい。
【００６１】
パイロット強度報告が、一次経路がわずかな減衰を有することを示すなら、通信は依然として一次衛星上で続けることができる。地上局２５０は、一次衛星からの信号への干渉寄与を低減するために、一部分において大部分トラヒックが無いように二次衛星を維持するように構成することができる。一次衛星に対して報告されたＲＳＳＩ値がもはや所定のしきい値を超えないポイントにおいて、システム２００は、劣化を克服する電力が過度になるように、一次経路の閉塞または劣化が十分に大きいと決定してもよい。一旦このしきい値に到達すると、通信は、代わりの信号経路を供給するために使用される二次衛星に転送することができる。
【００６２】
通信リンクを転送するための制御シグナリングは、一次リンク上のトラヒックチャネルから起こることができ、または、劣化が特にひどいなら、二次ページングチャネルを用いて起こることができる。衛星２１０および２２０が静止衛星であるシステム２００の実施形態において、遷移はシームレスではないかもしれない。静止システムにおいて、１／２秒のラウンドトリップ(round trip)通信遅延があるかもしれない。したがって、衛星間の通信を転送するのに１−２秒かかるかもしれない。二次衛星は、典型的に明瞭な通信経路に対して使用されるので、二次衛星上のオーバーヘッドチャネルの電力を高める必要はない。一次経路が阻止されるかそうでなければ激しく減衰し、二次経路が阻止されるかまたは少しばかり減衰するなら、通信リンクは、ドロップ(drop)するかもしれない。
【００６３】
二次衛星チャネルは、相対的に弱いオーバーヘッドシグナリングおよび少数の軽いトラヒックチャネルを有するので、一次衛星からの信号の受信機上で感じられる任意の干渉効果がほとんどない。これは、複数の衛星による同時送信を使用するシステムに必要とされる高電力を払わずに衛星ダイバーシティの利点を与える。
【００６４】
図４は、衛星ダイバーシティを供給する方法４００の一実施形態のフローチャートである。方法４００は、例えば、図３のシステム２００で実施することができる。
【００６５】
イニシャル通信リンクが、一次衛星のトラヒックチャネル上に構築された後で方法４００は、ブロック４１０において始まる。
【００６６】
ブロック４１０において、システムは、一次衛星のトラヒックチャネルを介して移動局に信号を送信する。システムはブロック４２０に進み、信号フェードのために監視する。上述するように、移動局は、複数の衛星からフォワードリンク経路の信号品質を監視するように構成することができる。一実施形態において、移動局は、一次パイロット信号および二次パイロット信号のＲＳＳＩ値を決定するように構成することができる。次に、移動局は、ページングチャネル上に報告された電力制御メッセージのようなリバースリンクオーバーヘッドメッセージで地上局に値を報告するように構成することができる。
【００６７】
システムは判断ブロック４３０に進み、フェードが所定のしきい値を超えるかどうか決定する。一実施形態において、地上局内のＱｏＳモジュールは、報告されたＲＳＳＩ値を所定のしきい値と比較する。一次衛星に対応するＲＳＳＩは、第１のしきい値に対して比較することができ、二次衛星からのＲＳＳＩ値は、第２の所定のしきい値に対して比較することができる。システムは、一次衛星のＲＳＳＩと対応するしきい値との比較に一部分基づいて一次衛星の経路がフェージングしているかさもなければ減衰していると決定してもよい。ＲＳＳＩがしきい値を超えないなら、システムはフェードが生じたと決定してもよい。二次衛星のＲＳＳＩがそのしきい値を超えるなら、通信リンクは成功裏に二次衛星に転送することができる。
【００６８】
フェードが生じなかったとシステムが決定するなら、システムはブロック４１０に戻り、一次衛星を用いて通信リンクをサポートし続ける。しかしながら、判断ブロック４３０において、フェードが受け入れ可能なしきい値より大きいと決定するなら、システムはブロック４４０に進む。
【００６９】
ブロック４４０において、システムは、通信リンクを二次衛星に転送する。移動局は、例えば、転送前に一次衛星のトラヒックチャネル上に、または二次衛星のページングチャネル上に含まれる制御シグナリングを用いて転送の通知を受けることができる。システムは、二次通信衛星を用いてトラヒックチャネル信号を送信し始める。システムはブロック４５０に進み、一次衛星上のトラヒックチャネルへの送信を停止する。
【００７０】
システムが通信リンクを二次経路に転送すると、システムは、リンクが、例えば移動局のユーザーにより終了するまで二次リンク上に通信が継続し続けることを可能にしてもよい。しかしながら、二次リンク上の最小トラヒック負荷を維持するために、一次経路が劣化した状態からリカバーするとき一次衛星に通信リンクを転送するように構成してもよい。
【００７１】
システムは、判断ブロック４６０に進み、一次経路により経験されるフェード条件が縮小したかどうかを決定する。判断ブロック４６０において、システムは、移動局により報告されたＲＳＳＩ値を所定のしきい値に対して比較することができる。一次経路のＲＳＳＩ値が所定のしきい値を超えないことをシステムが決定するなら、システムはブロック４４０に戻り、二次衛星を介して通信リンクをサポートし続ける。
【００７２】
判断ブロック４６０に戻って、ＲＳＳＩ値が所定のしきい値を超えたときのように、一次経路のＲＳＳＩ値が受け入れ可能な値に戻ったことをシステムが決定するなら、システムは、フェード条件が終了したと決定する。システムは、判断ブロック４６０からブロック４７０に進むことができる。システムは通信リンクを一次衛星に転送するために進む。上述したように、システムは制御シグナリングを用いて移動局に通信リンクにおける変化を通知することができる。ブロック４７０において、システムは一次チャネルを構築し、フォワードリンク信号を運ぶ。一次チャネルを構築した後、システムはブロック４７２に進み、一次衛星ビーム上に信号を送信する。次に、システムはブロック４７４に進み、システムは二次衛星に送信するのを停止する。次にシステムはブロック４２０に戻り、信号フェードに対して監視し続ける。通信リンクが、例えば、移動局のユーザーまたはユーザーまたは移動局と通信するシステムにより終了されるまで、システムは方法４００を実行し続けることができる。
【００７３】
図５は、衛星ダイバーシティを供給する方法５００のフローチャートである。方法５００は、例えば、図３の通信システムの地上局により実行することができる。
【００７４】
一次衛星リピーターであってもよい一次衛星にフォワードリンク信号を地上局が供給するブロック５１０において方法５００が開始する。地上局はブロック５２０に進み、移動局により報告されるパイロットＲＳＳＩ値を受信する。
【００７５】
地上局はブロック５２２に進み、受信したＲＳＳＩ値を所定のしきい値と比較する。判断ブロック５３０において、地上局は、一次ＲＳＳＩがしきい値より大きいかどうか決定する。大きいなら、地上局は、ブロック５１０に戻り信号を一次衛星に送信し続ける。
【００７６】
判断ブロック５３０に戻って、ＲＳＳＩがしきい値より大きくなければ、地上局は、ブロック５４０に進み一次衛星への送信を停止する。地上局はブロック５４２に進み二次衛星への送信を開始する。他の実施形態において、地上局は一次衛星とのリンクを壊す前に二次衛星との通信リンクを作ってもよい。
【００７７】
次に、地上局は、ブロック５５０に進み、移動局からパイロットＲＳＳＩ値を受信する。ブロック５５２において、地上局は、受信したＲＳＳＩ値をしきい値と比較する。地上局はブロック５６０に進み、一次通信経路が通信リンクを保持することができるかどうかを決定する。そうでなければ、地上局はブロック５４２に進み二次衛星に送信し続ける。
【００７８】
判断ブロック５６０に戻り、ＲＳＳＩ値がしきい値を超えることを地上局が決定するなら、地上局は、ブロック５７０に進み、一次衛星を介して送信のための一次チャネルを構築する。次に、地上局はブロック５７２に進み、送信のために信号を一次衛星に供給する。地上局はブロック５７４に進み、二次衛星への送信を終了する。地上局はブロック５２０に進み、通信リンクの品質のインジケーターであるパイロットＲＳＳＩを受信する。通信リンクがドロップするかさもなければ終了するまで、地上局は、方法５００を実行し続ける。
【００７９】
衛星ダイバーシティのシステムおよび方法が開示される。開示されたシステムおよび方法は、システム機能性を複数の衛星に組み込むことにより衛星通信システムにおけるダイバーシティを可能にする。一実施形態において、２つの衛星が使用され、各衛星は、他の衛星のための軌道上予備機として機能する。各衛星は、２つのビームをサポートし、衛星のビームは、実質的に重なり合う領域を照射する。各衛星はビームの１つのための一次衛星であり、他のビームのための二次衛星である。第１の衛星の一次ビームは、二次衛星の二次ビームと一致する領域に相当する。
【００８０】
システムは、一次衛星上に通信を構築し、一次衛星を介した通信路が劣化するとき二次衛星に通信を転送することにより信頼できる通信を獲得することができる。二次衛星は、相対的に弱いオーバーヘッド信号を運び、劣化した一次通信リンクに相当するトラヒックチャネルを運ぶので、二次衛星は最低限に負荷がかけられる。従って、二次衛星は、最小干渉信号を一次通信リンクに与える。
【００８１】
ここに開示された実施形態に関連して記載された種々の例示的論理ブロック、モジュール、回路、およびアルゴリズムステップは、電子ハードウエア、コンピューターソフトウエア、またはそれらの組み合わせとして実施してもよい。ハードウエアとソフトウェアのこの互換性を明確に説明するために、多様な例示的な構成要素、ブロック、モジュール、回路及びステップが、一般的にそれらの機能という点で前述されている。このような機能性がハードウエアとして実現されるのか、あるいはソフトウェアとして実現されるのかは、特定の用途及び全体的なシステムに課される設計制約に依存する。当業者は、それぞれの特定の用途のために変化する方法で説明された機能性を実現してよいが、このような実現の決定は、本発明の範囲からの逸脱を引き起こすと解釈されるべきではない。
【００８２】
ここに開示されている実施形態に関連して説明された多様な例示的な論理ブロック、モジュール及び回路は、汎用プロセッサー、デジタル信号プロセッサー（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、または他のプログラマブルロジックデバイス、離散ゲートまたはトランジスタ論理、離散ハードウエア構成要素、あるいはここに説明される機能を実行するように設計されたその任意の組み合わせをもって実現または実行されてよい。汎用プロセッサーは、マイクロプロセッサーであってよいが、代替策ではプロセッサーは、任意の従来のプロセッサー、コントローラー、マイクロコントローラーまたは状態機械であってよい。プロセッサーは、例えばＤＳＰとマイクロプロセッサーの組み合わせ、複数のマイクロプロセッサー、ＤＳＰコアと連動する１台または複数台のマイクロプロセッサー、あるいは任意の他のこのような構成など計算装置の組み合わせとして実現されてもよい。
【００８３】
ここに開示された実施形態に関連して説明された方法またはアルゴリズムのステップは、ハードウエア内、プロセッサーによって実行されるソフトウェアモジュール内、あるいは２つの組み合わせ内で直接的に具現化されてもよい。ソフトウェアモジュールはＲＡＭメモリ、フラッシュメモリ、ＲＯＭメモリ、ＥＰＲＯＭメモリ、ＥＥＰＲＯＭメモリ、レジスタ、ハードディスク、取り外し可能ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、または技術的に既知である任意の他の形式の記憶媒体に常駐してよい。例示的な記憶媒体は、プロセッサーが記憶媒体から情報を読み取り、記憶媒体に情報を書き込むことができるようにプロセッサーに結合される。代替策では、記憶媒体はプロセッサーに一体化してよい。さらに、種々の方法は、実施形態に示された順序で実行してもよいしまたは変更された順番のステップを用いて実行されてもよい。さらに、１つ以上のプロセスまたは方法ステップは、省力されてもよく、または１つ以上のプロセスまたは方法は、方法およびプロセスに追加されてもよい。さらなるステップ、ブロック、またはアクションは、方法およびプロセスの開始、終了または介在する既存のエレメントに追加されてもよい。
【００８４】
開示された実施形態の上述の説明は、当業者が本発明を製造するまたは使用することができるようにするために提供される。これらの実施形態に対する多様な修正は、当業者に容易に明らかになり、ここに定義される一般的な原則は、本発明の精神または範囲から逸脱することなく他の実施形態に適用されてよい。したがって、本発明はここに示されている実施形態に制限されるのではなく、ここに説明される原則及び新規な特徴と一致する最も幅広い範囲を与えられるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１Ａ】図１Ａは、地域網羅を供給するように構成された１つ以上のビームを有する衛星の機能図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、地域網羅を供給するように構成された１つ以上のビームを有する衛星の機能図である。
【図２】図２は衛星ダイバーシティシステムの一実施形態の機能ブロック図である。
【図３】図３は衛星ダイバーシティシステムの一実施形態の機能ブロック図である。
【図４】図４は衛星ダイバーシティを供給する方法の一実施形態のフローチャートである。
【図５】図５は、衛星ダイバーシティを供給する方法の一実施形態のフローチャートである。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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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】
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