(57)【要約】  無線通信システムは、地上ネットワークカバレッジエリアにわたって無線端末のための通信サービスを提供する複数の基地局を有する地上ネットワークを備える。複数の基地局は、地上ネットワークカバレッジエリアの内部にある無線端末のための通信サービスを提供する内部基地局と、地上ネットワークカバレッジエリアの周縁部にある無線端末のための通信サービスを提供する周縁基地局とを含む。周縁基地局の少なくとも１つは、地上ネットワークカバレッジエリアの内部への方向へ向けた送信を、地上ネットワークカバレッジエリアの内部から離れる方向へ向けた送信よりも強いパワーで提供する。また、関連する方法も提供される。
2007511108.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地上ネットワークカバレッジエリアにわたって無線端末のための通信サービスを提供する複数の基地局を有する地上ネットワークを備える無線通信システムであって、
前記複数の基地局が、地上ネットワークカバレッジエリアの内部にある無線端末のための通信サービスを提供する内部基地局と、地上ネットワークカバレッジエリアの周縁部にある無線端末のための通信サービスを提供する周縁基地局とを備え、前記周縁基地局の少なくとも１つが、地上ネットワークカバレッジエリアの内部への方向へ向けた送信を、地上ネットワークカバレッジエリアの内部から離れる方向へ向けた送信よりも強いパワーで提供する、無線通信システム。
【請求項２】
前記周縁基地局及び／又は前記内部基地局は、地上ネットワークのその内部基地局が地上ネットワークカバレッジエリアの周縁の一方の側に設置され他方の側には設置されないように、地上ネットワークカバレッジエリアの周縁の一部を画定する請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記周縁は地上ネットワークカバレッジエリアの内部を取り囲んで閉じている請求項２に記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記内部基地局の少なくとも１つは、該少なくとも１つの内部基地局を取り囲む複数のセクタを画定し、送信が前記少なくとも１つの内部基地局を取り囲む３６０°パターンにわたって方向付けられるように、送信は該少なくとも１つの内部基地局から前記複数のセクタの各セクタへ向けられる請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項５】
前記周縁基地局の少なくとも１つは、該少なくとも１つの周縁基地局を取り囲む複数のセクタを画定し、前記少なくとも１つの周縁基地局が、実質的に地上ネットワークカバレッジエリアの内部に向けられた少なくとも１つのセクタへの送信を、実質的に地上ネットワークカバレッジエリアの内部から離れる方向に向けられた別のセクタへの送信よりも強いパワーで提供する請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項６】
前記少なくとも１つの周縁基地局は、実質的に地上ネットワークカバレッジエリアの内部に向けられたセクタのための指向性送信アンテナを含み、実質的に地上ネットワークカバレッジエリアの内部から離れる方向に向けられたセクタのための指向性送信アンテナを含まない請求項５に記載の無線通信システム。
【請求項７】
前記少なくとも１つの周縁基地局は、該少なくとも１つの周縁基地局を取り囲むセクタの各セクタに向けた指向性受信アンテナを含む請求項６に記載の無線通信システム。
【請求項８】
前記周縁基地局の少なくとも１つは、前記少なくとも１つの内部基地局よりも、より少数の送信セクタ、より少数の送信アンテナ素子、異なる送信アンテナ素子、及び／又は異なる送信利得パターンを有する請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項９】
第２の地上ネットワークカバレッジエリアにわたって無線端末のための通信サービスを提供する第２の複数の基地局を有する第２の地上ネットワークを更に備え、無サービス領域が第１及び第２の地上ネットワークカバレッジエリアを分離し、該無サービス領域内において第１又は第２の地上ネットワークのいずれか一方の基地局によって通信サービスが提供されない請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項１０】
少なくとも１つの衛星からなる宇宙ベースのネットワークを更に備え、前記宇宙ベースのネットワークが、衛星周波数帯域の少なくとも第１の周波数を使用して第１の衛星カバレッジエリア内にある無線端末のための通信サービスと、衛星周波数帯域の少なくとも第２の周波数を使用して第２の衛星カバレッジエリア内にある無線端末のための通信サービスとを提供し、地上ネットワークカバレッジエリアの少なくとも一部は第１の衛星カバレッジエリア内にあり、前記地上ネットワークカバレッジエリア全体は第２の衛星カバレッジエリアの外側にあり、前記基地局の少なくとも１つは衛星周波数帯域の第２の周波数を使用した通信サービスを提供し、前記基地局の少なくとも１つは前記少なくとも１つの基地局から通信を受信する無線端末に、及び／又はから、衛星周波数帯域の第１の周波数を使用した通信を提供しない請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項１１】
前記宇宙ベースのネットワークは第１の周波数を使用して第１の衛星カバレッジエリア内にある無線端末に通信を送信し、前記宇宙ベースのネットワークは第２の周波数を使用して第２の衛星カバレッジエリア内にある無線端末に通信を送信し、前記少なくとも１つの基地局は第２の周波数を使用した通信を送信する請求項１０に記載の無線通信システム。
【請求項１２】
前記宇宙ベースのネットワークは少なくとも第３の周波数を使用して第１の衛星カバレッジエリア内にある無線端末から通信を受信し、前記宇宙ベースのネットワークは少なくとも第４の周波数を使用して第２の衛星カバレッジエリア内にある無線端末からの通信を受信し、前記基地局の少なくとも１つは第４の周波数を使用した通信を受信し、前記基地局の少なくとも１つは前記少なくとも１つの基地局から通信を受信する無線端末から第３の周波数を使用した通信を受信しない請求項１１に記載の無線通信システム。
【請求項１３】
前記地上ネットワークは前記地上ネットワークカバレッジエリアの周縁部にある無線端末から通信を受信するよう構成された複数の受信のみの基地局を含んでおり、無線端末のための通信サービスは、該無線端末から通信を受信する受信のみの基地局及び該無線端末に通信を送信する別の基地局によって提供される請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項１４】
地上ネットワークカバレッジエリアにわたって無線端末のための通信サービスを提供する複数の基地局を有する地上ネットワークを備える無線通信システムであって、
前記複数の基地局は、地上ネットワークカバレッジエリアの内部にある無線端末のための通信サービスを提供する内部基地局と、地上ネットワークカバレッジエリアの周縁部にある無線端末のための通信サービスを提供する周縁基地局とを含み、前記周縁基地局の少なくとも１つは送信を行わない受信のみの基地局である、無線通信システム。
【請求項１５】
前記周縁基地局及び／又は前記内部基地局は、地上ネットワークの該内部基地局が地上ネットワークカバレッジエリアの周縁の一方の側に設置され他方の側には設置されないように、地上ネットワークカバレッジエリアの周縁の一部を画定する請求項１４に記載の無線通信システム。
【請求項１６】
前記周縁は地上ネットワークカバレッジエリアの内部を取り囲んで閉じている請求項１５に記載の無線通信システム。
【請求項１７】
前記内部基地局の少なくとも１つは、該少なくとも１つの内部基地局を取り囲む複数のセクタを画定し、送信が前記少なくとも１つの内部基地局を取り囲む３６０°パターン全体にわたって方向付けられるように、送信は該少なくとも１つの内部基地局から前記複数のセクタの各セクタへ向けられる請求項１４に記載の無線通信システム。
【請求項１８】
前記周縁基地局の少なくとも１つは、該少なくとも１つの周縁基地局を取り囲む複数のセクタを画定し、前記少なくとも１つの周縁基地局は前記複数のセクタの少なくとも１つのセクタのための指向性受信アンテナを含む請求項１４に記載の無線通信システム。
【請求項１９】
第２の地上ネットワークカバレッジエリアにわたって無線端末のための通信サービスを提供する第２の複数の基地局を有する第２の地上ネットワークを更に備え、無サービス領域が第１及び第２の地上ネットワークカバレッジエリアを分離し、該無サービス領域内において第１又は第２の地上ネットワークのいずれか一方の地上ネットワークの基地局によって通信サービスが提供されない請求項１４に記載の無線通信システム。
【請求項２０】
少なくとも１つの衛星からなる宇宙ベースのネットワークを更に備え、該宇宙ベースのネットワークは衛星周波数帯域の少なくとも第１の周波数を使用して第１の衛星カバレッジエリア内にある無線端末のための通信サービスを提供して、衛星周波数帯域の少なくとも第２の周波数を使用して第２の衛星カバレッジエリア内にある無線端末のための通信サービスを提供し、地上ネットワークカバレッジエリアの少なくとも一部は第１の衛星カバレッジエリア内にあり、前記地上ネットワークカバレッジエリア全体は第２の衛星カバレッジエリアの外側に位置し、前記基地局の少なくとも１つは衛星周波数帯域の第２の周波数を使用した通信サービスを提供し、前記基地局の少なくとも１つは前記基地局から通信を受信する無線端末に、及び／又はから、衛星周波数帯域の第１の周波数を使用した通信を提供しない請求項１４に記載の無線通信システム。
【請求項２１】
前記宇宙ベースのネットワークは第１の周波数を使用して第１の衛星カバレッジエリア内にある無線端末への通信を送信し、前記宇宙ベースのネットワークは第２の周波数を使用して第２の衛星カバレッジエリア内にある無線端末への通信を送信し、前記少なくとも１つの基地局は第２の周波数を使用した通信を送信する請求項２０に記載の無線通信システム。
【請求項２２】
前記宇宙ベースのネットワークは少なくとも第３の周波数を使用して第１の衛星カバレッジエリア内にある無線端末からの通信を受信し、前記宇宙ベースのネットワークは少なくとも第４の周波数を使用して第２の衛星カバレッジエリア内にある無線端末から通信を受信し、前記基地局の少なくとも１つは第４の周波数を使用した通信を受信し、前記基地局の少なくとも１つは前記基地局からの通信を受信する無線端末から第３の周波数を使用した通信を受信しない請求項２１に記載の無線通信システム。
【請求項２３】
地上ネットワークカバレッジエリアにわたって無線端末のための通信サービスを提供する複数の基地局を有する地上ネットワークを備える無線通信システムであって、
前記複数の基地局は、地上ネットワークカバレッジエリアの内部にある無線端末のための通信サービスを提供する内部基地局と、地上ネットワークカバレッジエリアの周縁部にある無線端末のための通信サービスを提供する周縁基地局とを含み、前記周縁基地局の少なくとも１つは地上ネットワークカバレッジエリアの内部から離れる方向への送信が実質上不可能である、無線通信システム。
【請求項２４】
前記周縁基地局及び／又は前記内部基地局は、地上ネットワークの該内部基地局が地上ネットワークカバレッジエリアの周縁の一方の側に設置され他方の側には設置されないように、地上ネットワークカバレッジエリアの周縁の一部を画定する請求項２３に記載の無線通信システム。
【請求項２５】
前記周縁は地上ネットワークカバレッジエリアの内部を取り囲んで閉じている請求項２４に記載の無線通信システム。
【請求項２６】
前記周縁基地局の少なくとも１つは、前記内部基地局の少なくとも１つよりも、より少数の送信セクタ、より少数の送信アンテナ素子、異なる送信アンテナ素子、及び／又は異なる送信利得パターンを有する請求項２３に記載の無線通信システム。
【請求項２７】
前記内部基地局の少なくとも１つは通信を送受信し、前記周縁基地局の少なくとも１つは受信のみの周縁基地局からなる請求項２３に記載の無線通信システム。
【請求項２８】
第２の地上ネットワークカバレッジエリアにわたって無線端末のための通信サービスを提供する第２の複数の基地局を有する第２の地上ネットワークを更に備え、無サービス領域が第１及び第２の地上ネットワークカバレッジエリアを分離し、該無サービス領域内において第１又は第２の地上ネットワークのいずれか一方の地上ネットワークの基地局によって通信サービスが提供されない請求項２３に記載の無線通信システム。
【請求項２９】
少なくとも１つの衛星からなる宇宙ベースのネットワークを更に備え、この宇宙ベースのネットワークは衛星周波数帯域の少なくとも第１の周波数を使用して第１の衛星カバレッジエリア内にある無線端末のための通信サービスを提供して、衛星周波数帯域の少なくとも第２の周波数を使用して第２の衛星カバレッジエリア内にある無線端末のための通信サービスを提供し、地上ネットワークカバレッジエリアの少なくとも一部は第１の衛星カバレッジエリア内にあり、前記地上ネットワークカバレッジエリア全体は第２の衛星カバレッジエリアの外側にあり、前記基地局の少なくとも１つは衛星周波数帯域の第２の周波数を使用した通信サービスを提供し、前記基地局の少なくとも１つは前記基地局から通信を受信する無線端末に、及び／又はから、衛星周波数帯域の第１の周波数を使用した通信を提供しない請求項２３に記載の無線通信システム。
【請求項３０】
前記周縁基地局の少なくとも１つは、地上ネットワークカバレッジエリアの内部への方向へ向けた送信を、地上ネットワークカバレッジエリアの内部から離れる方向へ向けた送信よりも強いパワーで提供する請求項２３に記載の無線通信システム。
【請求項３１】
前記周縁基地局の少なくとも１つは送信を行わない受信のみの基地局である請求項２３に記載の無線通信システム。
【請求項３２】
地上ネットワークカバレッジエリアの内部にある無線端末のための通信サービスを内部基地局を使って提供するステップと、
地上ネットワークカバレッジエリアの周縁部にある無線端末のための通信サービスを周縁基地局を使って提供するステップであって、前記周縁基地局の少なくとも１つが、地上ネットワークカバレッジエリアの内部への方向へ向けた送信を、地上ネットワークカバレッジエリアの内部から離れる方向へ向けた送信よりも強いパワーで提供する、ステップと
を含む、無線端末のための通信を提供する方法。
【請求項３３】
前記周縁基地局及び／又は前記内部基地局は、地上ネットワークの該内部基地局が地上ネットワークカバレッジエリアの周縁の一方の側に設置され他方の側には設置されないように、地上ネットワークカバレッジエリアの周縁の一部を画定する請求項３２に記載の無線通信方法。
【請求項３４】
前記周縁は地上ネットワークカバレッジエリアの内部を取り囲んで閉じている請求項３３に記載の無線通信方法。
【請求項３５】
前記内部基地局の少なくとも１つは、該少なくとも１つの内部基地局を取り囲む複数のセクタを画定し、送信が前記少なくとも１つの内部基地局を取り囲む３６０°パターンにわたって方向付けられるように、送信は該少なくとも１つの内部基地局から前記複数のセクタの各セクタに向けられる請求項３３に記載の無線通信方法。
【請求項３６】
前記周縁基地局の少なくとも１つは、該少なくとも１つの周縁基地局を取り囲む複数のセクタを画定し、前記少なくとも１つの周縁基地局は、実質的に地上ネットワークカバレッジエリアの内部に向けられた少なくとも１つのセクタへの送信を、実質的に地上ネットワークカバレッジエリアの内部から離れる方向に向けられた別のセクタへの送信よりも強いパワーで提供する請求項３２に記載の無線通信方法。
【請求項３７】
前記周縁基地局の少なくとも１つは、実質的に地上ネットワークカバレッジエリアの内部に向けられたセクタのための指向性送信アンテナを含み、実質的に地上ネットワークカバレッジエリアの内部から離れる方向に向けられたセクタのための指向性送信アンテナを含まない請求項３６に記載の無線通信方法。
【請求項３８】
前記周縁基地局の少なくとも１つは、該少なくとも１つの周縁基地局を取り囲むセクタの少なくとも１つのセクタに向いた指向性受信アンテナを含む請求項３７に記載の無線通信方法。
【請求項３９】
前記周縁基地局の少なくとも１つは、前記少なくとも１つの内部基地局よりも、より少数の送信セクタ、より少数の送信アンテナ素子、異なる送信アンテナ素子、及び／又は異なる送信利得パターンを有する請求項３２に記載の無線通信方法。
【請求項４０】
第２の複数の基地局を使用して第２の地上ネットワークカバレッジエリアにある無線端末のための通信を更に提供し、無サービス領域が第１及び第２の地上ネットワークカバレッジエリアを分離し、該無サービス領域内において第１又は第２の地上ネットワークカバレッジエリアのいずれか一方の基地局によって通信サービスが提供されない請求項３２に記載の無線通信方法。
【請求項４１】
地上ネットワークカバレッジエリアの内部にある無線端末のための通信サービスを複数の内部基地局を使用して提供するステップと、
地上ネットワークカバレッジエリアの周縁部にある無線端末のための通信サービスを複数の周縁基地局を使用して提供するステップであって、前記周縁基地局の少なくとも１つは送信を行わない受信のみの基地局である、ステップと
を含む、無線端末のための通信を提供する方法。
【請求項４２】
前記周縁基地局及び／又は前記内部基地局は、地上ネットワークの該内部基地局が地上ネットワークカバレッジエリアの周縁の一方の側に設置され他方の側には設置されないように、地上ネットワークカバレッジエリアの周縁の一部を画定する請求項４１に記載の無線通信方法。
【請求項４３】
前記周縁は地上ネットワークカバレッジエリアの内部を取り囲んで閉じている請求項４２に記載の無線通信方法。
【請求項４４】
前記内部基地局の少なくとも１つは、該少なくとも１つの内部基地局を取り囲む複数のセクタを画定し、送信が前記少なくとも１つの内部基地局を取り囲む３６０°パターンにわたって方向付けられるように、送信は該少なくとも１つの内部基地局から前記複数のセクタの各セクタに向けられる請求項４１に記載の無線通信方法。
【請求項４５】
前記周縁基地局の少なくとも１つは、該少なくとも１つの周縁基地局を取り囲む複数のセクタを画定し、前記少なくとも１つの周縁基地局は前記セクタの少なくとも１つのための指向性受信アンテナを含む請求項４１に記載の無線通信方法。
【請求項４６】
第２の複数の基地局を使用して第２の地上ネットワークカバレッジエリアにある無線端末のための通信サービスを更に提供し、無サービス領域が第１及び第２の地上ネットワークカバレッジエリアを分離し、該無サービス領域内において第１又は第２の地上ネットワークカバレッジエリアのいずれか一方の基地局によって通信サービスが提供されない請求項４１に記載の無線通信方法。
【請求項４７】
地上ネットワークカバレッジエリアの内部にある無線端末のための通信を複数の内部基地局を使用して提供するステップと、
地上ネットワークカバレッジエリアの周縁部にある無線端末のための通信を複数の周縁基地局を使用して提供するステップであって、前記周縁基地局の少なくとも１つは地上ネットワークカバレッジエリアの内部から離れる方向への送信が実質上不可能である、ステップと
を含む、無線端末のための通信を提供する方法。
【請求項４８】
前記周縁基地局及び／又は前記内部基地局は、地上ネットワークの該内部基地局が地上ネットワークカバレッジエリアの周縁の一方の側に設置され他方の側には設置されないように、地上ネットワークカバレッジエリアの周縁の一部を画定する請求項４７に記載の無線通信方法。
【請求項４９】
前記周縁は地上ネットワークカバレッジエリアの内部を取り囲んで閉じている請求項４８に記載の無線通信方法。
【請求項５０】
前記周縁基地局の少なくとも１つは、前記内部基地局の少なくとも１つのものよりも、より少数の送信セクタ、より少数の送信アンテナ素子、異なる送信アンテナ素子、及び／又は異なる送信利得パターンを有する請求項４７に記載の無線通信方法。
【請求項５１】
前記内部基地局の少なくとも１つは通信を送受信し、前記周縁基地局の少なくとも１つは受信のみの周縁基地局からなる請求項４７に記載の無線通信方法。
【請求項５２】
第２の複数の基地局を使用して第２の地上ネットワークカバレッジエリアにある無線端末のための通信サービスを更に提供し、無サービス領域が第１及び第２の地上ネットワークカバレッジエリアを分離し、該無サービス領域内において第１又は第２の地上ネットワークのいずれか一方の地上ネットワークの基地局によって通信サービスが提供されない請求項４７に記載の無線通信方法。
【請求項５３】
前記周縁基地局の少なくとも１つは、地上ネットワークカバレッジエリアの内部への方向へ向けた送信を、地上ネットワークカバレッジエリアの内部から離れる方向へ向けた送信よりも強いパワーで提供する請求項４７に記載の無線通信方法。
【請求項５４】
前記周縁基地局の少なくとも１つは送信を行わない受信のみの基地局である請求項４７に記載の無線通信方法。
【請求項５５】
地上ネットワークカバレッジエリアの内部に位置する無線端末への通信を送信するよう構成された複数の内部ダウンリンク送信機と、
地上ネットワークカバレッジエリアの内部に位置する無線端末からの通信を受信するよう構成された複数の内部アップリンク受信機と、
地上ネットワークカバレッジエリアの内部に隣接する該地上ネットワークカバレッジエリアの周縁領域に位置する無線端末からの通信を受信するよう構成された複数の周縁アップリンク受信機であって、前記周縁領域の少なくとも一部分は当該通信システムの任意のダウンリンク送信機の設計カバレッジエリアの外側にある、複数の周縁アップリンク受信機と
を備える、無線通信システム。
【請求項５６】
前記周縁領域内にある無線端末のためのダウンリンクは前記内部ダウンリンク送信機のなかの１つの送信機から提供され、前記周縁領域内にある無線端末のためのアップリンクは前記周縁アップリンク受信機のなかの１つの受信機から提供される請求項５５に記載の無線通信システム。
【請求項５７】
付属地上コンポーネント（ＡＴＣ）サービスエリアにわたって複数の無線電話と少なくとも１つの衛星無線電話周波数を使用して無線通信するよう構成されたＡＴＣにおいて、
前記ＡＴＣが、前記複数の無線電話と少なくとも１つの衛星無線電話周波数を使用して無線通信するよう構成された複数の基地局を備え、前記複数の基地局は前記ＡＴＣサービスエリアの内部に設置された少なくとも１つの内部基地局と、前記ＡＴＣサービスエリアの周縁に設置された少なくとも１つの周縁基地局とを含み、少なくとも１つの周縁基地局は少なくとも１つの内部基地局よりも、より少数の送信セクタ、より少数の送信アンテナ素子、異なる送信アンテナ素子、及び／又は異なる送信利得パターンを有する、ＡＴＣ。
【請求項５８】
少なくとも１つの内部基地局は少なくとも１つの送受信内部基地局であり、当該ＡＴＣは少なくとも１つの受信のみの周縁基地局を更に備える請求項５７に記載のＡＴＣ。
【請求項５９】
複数の無線電話と無線通信するように構成された複数の基地局を備え、前記複数の基地局は、そのカバレッジエリアの少なくとも一部分にわたってフォワードリンクマージンよりも大きなリターンリンクマージンを有する少なくとも１つの基地局を含む、複数の無線電話と無線通信するように構成された地上通信ネットワーク。
【請求項６０】
フォワードリンクマージンよりも大きなリターンリンクマージンを有する前記少なくとも１つの基地局は地上通信ネットワークサービスエリアの周縁に設置された周縁基地局からなる請求項５９に記載の地上通信ネットワーク。
【請求項６１】
地上通信ネットワークサービスエリアの内部に設置された少なくとも１つの内部基地局を更に備える請求項６０に記載の地上通信ネットワーク。
【請求項６２】
前記少なくとも１つの内部基地局は少なくとも１つの送受信基地局であり、前記周縁基地局は受信のみの周縁基地局からなる請求項６１に記載の地上通信ネットワーク。
【請求項６３】
前記カバレッジエリアの一部は基地局から拡がる１２０°セクタをなす請求項６０に記載の地上通信ネットワーク。
【請求項６４】
前記周縁基地局は前記少なくとも１つの内部基地局と空港との間に設置されている請求項６１に記載の地上通信ネットワーク。
【請求項６５】
前記周縁基地局は前記少なくとも１つの内部基地局と可航水路との間に設置されている請求項６１に記載の地上通信ネットワーク。
【請求項６６】
前記周縁基地局は少なくとも２つのカバレッジエリアセクタを含む請求項６１に記載の地上通信ネットワーク。
【請求項６７】
前記カバレッジエリアセクタの第１のセクタは、前記カバレッジエリアセクタの第２のセクタと比較してさらに高いパワーレベルで、実質的に南方向に放射するように構成されている請求項６６に記載の地上通信ネットワーク。
【請求項６８】
前記カバレッジエリアセクタの第１のセクタは、前記カバレッジエリアセクタの第２のセクタと比較してさらに高いパワーレベルで、実質的に北方向に放射するように構成されている請求項６６に記載の地上通信ネットワーク。
【請求項６９】
前記カバレッジエリアセクタの第１のセクタは、前記カバレッジエリアセクタの第２のセクタと比較してさらに低いパワーレベルで、実質的に北方向に放射するように構成されている請求項６６に記載の地上通信ネットワーク。
【請求項７０】
前記カバレッジエリアセクタの第１のセクタは、前記カバレッジエリアセクタの第２のセクタと比較してさらに低いパワーレベルで、実質的に南方向に放射するように構成されている請求項６６に記載の地上通信ネットワーク。
【請求項７１】
前記複数の無線電話と無線通信するように構成された複数の基地局を備え、前記複数の基地局は、実質的に左旋円偏波を使用して少なくとも１つの無線電話へ情報を送信する少なくとも１つのアンテナを有する少なくとも１つの基地局を含む、複数の無線電話と無線通信するように構成された地上通信ネットワーク。
【請求項７２】
前記少なくとも１つの基地局は偏波ダイバーシチ及び／又は空間ダイバーシチアンテナ方式を使用して少なくとも１つの無線電話から情報を受信する請求項７１に記載の地上通信ネットワーク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願］
本願は、２００３年７月２８日に出願された米国仮特許出願第60/490,638号「ＡＴＣ（Ancillary Terrestrial Component）（付属地上コンポーネント）の周縁基地局のアンテナ放射パターンを干渉が低減するよう修正するためのシステム及び方法（Systems and Methods for Modifying Antenna Radiation Patterns of Peripheral Base Stations of an Ancillary Terrestrial Component to Allow Reduced Interference）」、及び２００３年８月５日に出願された米国仮特許出願第60/492,710号「ＡＴＣ（付属地上コンポーネント）の周縁基地局のアンテナ放射パターンを干渉が低減するよう修正するための追加的なシステム及び方法（Additional Systems And Methods For Modifying Antenna Radiation Patterns Of Peripheral Base Stations Of An Ancillary Terrestrial Component To Allow Reduced Interference）」に基づく優先的権利を主張する。前記米国仮特許出願は２つとも本願譲受人に譲渡され、それらの開示内容はこの参照によりすべて本願に含まれる。
【０００２】
［発明の分野］
本発明は、無線通信システム及び方法、特に、地上セルラ通信システム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
［背景］
衛星無線電話通信システム及び方法は無線電話通信に広く利用されている。衛星無線電話通信システム及び方法は、一般に、複数の衛星無線電話と無線通信するように構成された１つ以上の衛星といった少なくとも１つの宇宙ベースのコンポーネント（space-based component）を使用する。
【０００４】
衛星無線電話通信システム又は方法はシステムが受け持つ全エリアをカバーする単一アンテナビームを利用することがある。あるいは、セルラ衛星無線電話通信システム及び方法において、マルチビームが利用され、各ビームは全サービス領域内の別個の地理的エリアを受け持ち、集団で衛星フットプリント（satellite footprint）全体をカバーすることができるようになっている。このように、従来の地上セルラ無線電話システム及び方法に使用されているものと同じようなセルラアーキテクチャがセルラ衛星システム及び方法に導入可能である。衛星は無線電話と一般的に双方向通信を行うが、無線電話通信信号は双方向通信経路上を衛星から無線電話まではダウンリンク(downlink)又はフォワードリンク（forward link）で、無線電話から衛星まではアップリンク(uplink)又はリターンリンク（return link）で伝送される。
【０００５】
セルラ衛星無線電話システム及び方法の全体的な設計及び動作は当業者には周知で、従って、ここでは詳しく述べる必要はなかろう。さらに言えば、ここに使用される用語「無線電話（radiotelephone）」は、多行表示ディスプレイ（multi-line display）が有る又は無いセルラ無線電話及び／又は衛星無線電話、無線電話にデータ処理機能、ファクシミリ機能、及び／もしくはデータ通信機能を組み合わせることができるＰＣＳ（Personal Communications System）端末、無線送受信機及びポケットベル（pager）、インタネット接続手段及び／又はイントラネット接続手段、ウェブブラウザ（ウェブページ閲覧機能）、システム手帳（organizer）、カレンダ、及び／もしくはＧＰＳ（global positioning system）受信機を組み込むことができるＰＤＡ（Personal Digital Assistants）、並びに／又は無線送受信機を内蔵する従来型ラップトップコンピュータ及び／もしくはパームトップコンピュータ（palmtop）その他の電子機器（appliance）、などを含む。無線電話はここでは“無線端末（radioterminals）”、単に“端末（terminals）”、と称されることもある。
【０００６】
当業者には周知のように、地上ネットワークは、セルラ衛星無線電話システムに割り当てられた周波数帯域の少なくとも一部を地上で再利用することによって、セルラ衛星無線電話システムの利用可能性や、効率性及び／又は経済的実現可能性を向上させることができる。特に、セルラ衛星無線電話システムが人口密集地域で確実に機能することは困難な場合があることはよく知られている。というのは、都市部などの人口密集地域では衛星信号が高層建築物によって遮られたり、かつ／又は、ビル建築物を浸透（あるいは透過）しないことがあるからである。この結果、衛星帯域スペクトルはこうしたエリアでは十分に活用又は利用されない場合がある。そこで少なくとも一部又は全ての衛星帯域周波数の地上再伝送を利用することによって斯かる問題が低減又は消滅する可能性がある。
【０００７】
さらに、全システムのキャパシティは衛星帯域周波数の地上再伝送を導入することによって大きく増大する可能性がある。というのは、地上での周波数再利用は衛星オンリーのシステムの場合よりもずっと密度の濃いものになり得るからである。実際、キャパシティは、それが最も必要とされるかもしれない場所、すなわち都市部／工業地帯／商業地域などの人口密集地域において向上し得る。結果として、より多くの加入者にサービスを提供することができるようになるので、全システムはずっとより経済的な実現が可能になる。
【０００８】
最後に、同じ衛星周波数帯域内に地上コンポーネントを有しており地上波通信及び衛星通信の両方に対して実質的に同じエアインタフェースを使用する衛星無線電話システムのための衛星無線電話は、費用効率がより高く、かつ／又は美学的に魅力的であり得る。よく知られたスラーヤ（Thuraya）、イリジウム（Iridium）及び／又はグローバルスター（Globalstar）デュアルモード衛星／地上無線電話システムといった従来型のデュアルバンド／デュアルモードの代替物は一部のコンポーネントを重複して持つ場合があり、そのため無線電話のコストやサイズ及び／又は重量が増すことがある。
【０００９】
そこで上記課題を解決するため、本願発明者によってこれまでいくつかの考案がなされてきた。２００４年１月２７日に発行されたカラビニス（Karabinis）の米国特許第6,684,057号明細書「セルラ衛星周波数スペクトルを地上再利用するためのシステム及び方法（Systems and Methods for Terrestrial Reuse of Cellular Satellite Frequency Spectrum）」（左記特許文書の開示内容はこの参照により本願に援用される）には、衛星無線電話周波数は干渉相殺技術を使用すれば同じ衛星セル内でも付属する地上ネットワーク（ancillary terrestrial network）によって地上再利用できることが記述されている。特に、米国特許第6,684,057号の一部の実施形態に基づく衛星無線電話システムは、衛星フットプリント内にある第１の無線電話から衛星無線電話周波数帯域上で無線通信を受信するよう構成された宇宙設置コンポーネント（space-based component）と、衛星フットプリント内にある第２の無線電話から衛星無線電話周波数帯域上で無線通信を受信するよう構成された付属する地上ネットワーク（ancillary terrestrial network）とを含む。宇宙設置コンポーネントは、衛星フットプリント内にある第１の無線電話から衛星無線電話周波数帯域上で受信される無線通信と一緒に、干渉として衛星フットプリント内にある第２の無線電話からの衛星無線電話周波数帯域上の無線通信も受信する。干渉低減装置（interference reducer）は、宇宙設置コンポーネント及び付属する地上ネットワークに応答し、衛星フットプリント内にある第２の無線電話から付属する地上ネットワークが衛星無線電話周波数帯域上で受信した無線通信を使って、衛星フットプリント内にある第１の無線電話から宇宙設置コンポーネントが衛星無線電話周波数帯域上で受信した無線通信から干渉を低減するよう構成される。
【００１０】
本願発明者カラビニス（Karabinis）の２００３年３月２０日に公開された米国特許出願公開第2003/0054761 A1号明細書「衛星周波数を地上再利用するための空間ガードバンド（Spatial Guardbands for Terrestrial Reuse of Satellite Frequencies）」（左記特許文書の開示内容はこの参照により本願に援用される）には、衛星フットプリント内において衛星無線電話周波数帯域上の無線電話通信を提供するよう構成された衛星無線電話システムが記述されている。衛星フットプリントは複数の衛星セルに分割され、それらのセルにおいて衛星無線電話周波数帯域の衛星無線電話周波数は空間的に再利用される。付属する地上ネットワークは、衛星フットプリント内にある衛星セルで使用される付属する無線電話の周波数の少なくとも１つを、その衛星セルの外側で、しかも態様によってはその衛星セルから空間ガードバンドで隔てられた上で、地上再利用するよう構成される。空間ガードバンドは、衛星フットプリント内にある衛星セルで使用される衛星無線電話周波数の少なくとも１つの周波数と、その衛星セルの外側でしかも空間ガードバンドで隔てられた上で地上再利用される衛星無線電話周波数の少なくとも１つの周波数との間の干渉を、低減又は防止するのに十分な大きさを有するよう設定されることがある。空間ガードバンドは衛星セルの半径の約半分の幅でよい。
【００１１】
本願発明者カラビニス（Karabinis）の２００３年３月２０日に公開された米国特許出願公開第2003/0054815 A1号明細書「衛星周波数の地上再利用に応じて衛星アンテナセルパターンを修正するための方法及びシステム（Methods and Systems for Modifring Satellite Antenna Cell Patterns in Response to Terrestrial Reuse of Satellite Frequencies）」（左記特許文書の開示内容はこの参照により本願に援用される）には、宇宙ベースの無線電話通信が衛星無線電話帯域にわたって衛星フットプリント内に提供されることが記述されている。衛星フットプリントは、衛星無線電話周波数帯域の衛星無線電話周波数が空間的に再利用されるいくつかの衛星セルに分割される。衛星フットプリント内にある所与の衛星セルに割り当てられた衛星無線電話周波数の少なくとも１つの周波数はその所与のセルの外側で地上再利用される。少なくともその所与の衛星セルの放射パターンはその所与の衛星セルの外側で地上再利用される衛星無線電話周波数の少なくとも１つの周波数との干渉を低減するよう修正される。
【発明の開示】
【００１２】
本願では上記課題を解決するための手段の更なる具体的な形態として、地上ネットワークカバレッジエリアにわたって無線端末のための通信サービスを提供する複数の基地局を有する地上ネットワークを含む無線通信システムが提供される。前記複数の基地局は、地上ネットワークカバレッジエリアの内部にある無線端末のための通信サービスを提供する内部基地局と、地上ネットワークカバレッジエリアの周縁部にある無線端末のための通信サービスを提供する周縁基地局とを含むことがある。さらに、前記周縁基地局の少なくとも１つは地上ネットワークカバレッジエリアの内部への方向へ向けた送信を地上ネットワークカバレッジエリアの内部から離れる方向へ向けた送信よりも強いパワーで提供することがある。
【００１３】
前記周縁基地局及び／又は前記内部基地局は、地上ネットワークのその内部基地局が地上ネットワークカバレッジエリアの周縁の一方の側に設置され他方の側には設置されないように、地上ネットワークカバレッジエリアの周縁の一部を画定することがある。加えて、地上ネットワークカバレッジエリアの周縁はその地上ネットワークカバレッジエリアの内部を取り囲んで閉じていることがある。さらに、前記内部基地局の少なくとも１つはこの少なくとも１つの内部基地局を取り囲む複数のセクタを画定し、送信がこの少なくとも１つの内部基地局を取り囲む３６０°パターン全体にわたって方向付けられるように送信はこの少なくとも１つの内部基地局から前記複数のセクタの各セクタへ向けられることがある。
【００１４】
少なくとも１つの周縁基地局はこの少なくとも１つの周縁基地局を取り囲む複数のセクタを画定し、この少なくとも１つの周縁基地局は実質的に地上ネットワークカバレッジエリアの内部に向けられた少なくとも１つのセクタへの送信を実質的に地上ネットワークカバレッジエリアの内部から離れる方向に向けられた別のセクタへの送信よりも強いパワーで提供することがある。前記少なくとも１つの周縁基地局は、実質的に地上ネットワークカバレッジエリアの内部に向けられたセクタのための指向性送信アンテナを含むが、実質的に地上ネットワークカバレッジエリアの内部から離れる方向に向けられたセクタのための指向性送信アンテナは含まないことがある。加えて、前記少なくとも１つの周縁基地局はこの（これらの）周縁基地局を取り囲むセクタの少なくとも１つのセクタに向けた指向性受信アンテナを含むことがある。さらに、前記少なくとも１つの周縁基地局は前記少なくとも１つの内部基地局よりも、より少数の送信セクタ、より少数の送信アンテナ素子、異なる送信アンテナ素子、及び／又は異なる送信利得パターンを有することがある。
【００１５】
また本発明の通信システムは、第２の地上ネットワークカバレッジエリアにわたって無線端末のための通信サービスを提供する第２の複数の基地局を有する第２の地上ネットワークも含むことがあるが、このとき無サービス領域（no-service region）が第１及び第２の地上ネットワークカバレッジエリアを分離する（分け隔てる）ことがある。これにより、無サービス領域内において第１又は第２の地上ネットワークのいずれか一方の地上ネットワークの基地局によって通信サービスが提供されないようになっている場合がある。
【００１６】
加えて、本発明の通信システムは、少なくとも１つの衛星からなる宇宙ベースの（宇宙を拠点とする）ネットワーク（space based network）を含む場合がある。この宇宙ベースのネットワークは衛星周波数帯域の少なくとも第１の周波数を使用して第１の衛星カバレッジエリア内にある無線端末のための通信サービスを提供するとともに、この宇宙ベースのネットワークは衛星周波数帯域の少なくとも第２の周波数を使用して第２の衛星カバレッジエリア内にある無線端末のための通信サービスを提供することがある。さらに、地上ネットワークカバレッジエリアの少なくとも一部は第１の衛星カバレッジエリア内にあるとともに、その地上ネットワークカバレッジエリア全体は第２の衛星カバレッジエリアの外側に位置することがある。その上、地上ネットワークの前記基地局の少なくとも１つは衛星周波数帯域の第２の周波数を使用した通信サービスを提供するとともに、前記基地局の少なくとも１つは前記基地局からの通信を受信する無線端末への及び／又はからの衛星周波数帯域の第１の周波数を使用した通信を提供することはない。
【００１７】
前記宇宙ベースのネットワークは、第１の周波数を使用して第１の衛星カバレッジエリア内にある無線端末への通信を送信するとともに、前記宇宙ベースのネットワークは第２の周波数を使用して第２の衛星カバレッジエリア内にある無線端末への通信を送信することがある。さらに、地上ネットワークの前記基地局の少なくとも１つは第２の周波数を使用した通信を送信することがある。加えて、前記宇宙ベースのネットワークは、少なくとも第３の周波数を使用して第１の衛星カバレッジエリア内にある無線端末からの通信を受信することがある。前記宇宙ベースのネットワークは少なくとも第４の周波数を使用して第２の衛星カバレッジエリア内にある無線端末からの通信を受信し、地上ネットワークの前記基地局の少なくとも１つは第４の周波数を使用した通信を受信し、地上ネットワークの前記基地局の少なくとも１つは地上ネットワークの前記基地局からの通信を受信する無線端末から第３の周波数を使用した通信を受信することはない。
【００１８】
地上ネットワークは地上ネットワークカバレッジエリアの周縁部にある無線端末からの通信を受信するよう構成された複数の受信のみの基地局（receive-only base station）を含むことがある。このため、無線端末のための通信サービスはその無線端末の通信を受信する前記受信のみの基地局及びその無線端末への通信を送信する別の基地局によって提供されるようになっていることがある。
【００１９】
本発明の追加の形態として、本発明の通信システムは、地上ネットワークカバレッジエリアにわたって無線端末のための通信サービスを提供する複数の基地局を有する地上ネットワークを含むことがある。前記複数の基地局は、地上ネットワークカバレッジエリアの内部にある無線端末のための通信サービスを提供する内部基地局と、地上ネットワークカバレッジエリアの周縁部にある無線端末のための通信サービスを提供する周縁基地局とを含むことがある。さらに、前記周縁基地局の少なくとも１つは送信を行わない受信のみの基地局である場合がある。
【００２０】
前記周縁基地局及び／又は前記内部基地局は、地上ネットワークのその内部基地局が地上ネットワークカバレッジエリアの周縁の一方の側に設置され他方の側には設置されないように、地上ネットワークカバレッジエリアの周縁の一部を画定することがある。加えて、地上ネットワークカバレッジエリアの周縁は地上ネットワークカバレッジエリアの内部を取り囲んで閉じていることがある。さらに、前記内部基地局の少なくとも１つはこの少なくとも１つの内部基地局を取り囲む複数のセクタを画定し、送信がこの少なくとも１つの内部基地局を取り囲む３６０°パターン全体にわたって方向付けられるように送信はこの少なくとも１つの内部基地局から前記複数のセクタの各セクタへ向けられることがある。前記周縁基地局の少なくとも１つはこの少なくとも１つの周縁基地局を取り囲む複数のセクタを画定し、この少なくとも１つの周縁基地局は前記複数のセクタの少なくとも１つのセクタのための指向性受信アンテナを含むことがある。
【００２１】
本発明の通信システムは、第２の地上ネットワークカバレッジエリアにわたって無線端末のための通信サービスを提供する第２の複数の基地局を有する第２の地上ネットワークも含むことがある。さらに、無サービス領域が第１及び第２の地上ネットワークカバレッジエリアを分離して、この無サービス領域内において第１又は第２の地上ネットワークのいずれか一方の地上ネットワークの基地局によって通信サービスが提供されないようになっていることがある。
【００２２】
加えて、本発明の通信システムは、少なくとも１つの衛星からなる宇宙ベースのネットワークを含むことがある。この宇宙ベースのネットワークは衛星周波数帯域の少なくとも第１の周波数を使用して第１の衛星カバレッジエリア内にある無線端末のための通信サービスを提供するとともに（この宇宙ベースのネットワークは）衛星周波数帯域の少なくとも第２の周波数を使用して第２の衛星カバレッジエリア内にある無線端末のための通信サービスを提供することがある。さらに、地上ネットワークカバレッジエリアの少なくとも一部は第１の衛星カバレッジエリア内にあるとともに、その地上ネットワークカバレッジエリア全体は第２の衛星カバレッジエリアの外側に位置することがある。加えて、前記基地局の少なくとも１つは衛星周波数帯域の第２の周波数を使用した通信サービスを提供することがあるとともに、前記基地局の少なくとも１つは前記基地局からの通信を受信する無線端末への及び／又はからの衛星周波数帯域の第１の周波数を使用した通信を提供することはない。
【００２３】
前記宇宙ベースのネットワークは、第１の周波数を使用して第１の衛星カバレッジエリア内にある無線端末への通信を送信し、第２の周波数を使用して第２の衛星カバレッジエリア内にある無線端末への通信を送信することがある。さらに、地上ネットワークの前記基地局の少なくとも１つは第２の周波数を使用した通信を送信することがある。前記宇宙ベースのネットワークは、少なくとも第３の周波数を使用して第１の衛星カバレッジエリア内にある無線端末からの通信を受信するとともに、少なくとも第４の周波数を使用して第２の衛星カバレッジエリア内にある無線端末からの通信を受信することがある。加えて、地上ネットワークの前記基地局の少なくとも１つは第４の周波数を使用した通信を受信することがあるとともに、地上ネットワークの前記基地局の少なくとも１つは前記基地局からの通信を受信する無線端末からの第３の周波数を使用した通信を受信することはない。
【００２４】
本発明の更なる追加の形態として、本発明の通信システムは、地上ネットワークカバレッジエリアにわたって無線端末のための通信サービスを提供する複数の基地局を有する地上ネットワークを含むことがある。前記複数の基地局は、地上ネットワークカバレッジエリアの内部にある無線端末のための通信サービスを提供する内部基地局と、地上ネットワークカバレッジエリアの周縁部にある無線端末のための通信サービスを提供する周縁基地局とを含むことがある。加えて、前記周縁基地局の少なくとも１つは地上ネットワークカバレッジエリアの内部から離れる方向への送信が実質上不可能である場合がある。
【００２５】
前記周縁基地局及び／又は前記内部基地局は、地上ネットワークのその内部基地局が地上ネットワークカバレッジエリアの周縁の一方の側に設置され他方の側には設置されないように、地上ネットワークカバレッジエリアの周縁の一部を画定することがある。さらに、地上ネットワークカバレッジエリアの周縁は地上ネットワークカバレッジエリアの内部を取り囲んで閉じていることがある。
【００２６】
前記周縁基地局の少なくとも１つは前記内部基地局の少なくとも１つのものよりも、より少数の送信セクタ、より少数の送信アンテナ素子、異なる送信アンテナ素子、及び／又は異なる送信利得パターンを有することがある。さらに、前記内部基地局の少なくとも１つは通信を送受信し、前記周縁基地局の少なくとも１つは受信のみの周縁基地局である場合がある。本発明の通信システムは、第２の地上ネットワークカバレッジエリアにわたって無線端末のための通信サービスを提供する第２の複数の基地局を有する第２の地上ネットワークも含むことがある。加えて、無サービス領域が第１及び第２の地上ネットワークカバレッジエリアを分離して、この無サービス領域内において第１又は第２の地上ネットワークのいずれか一方の地上ネットワークの基地局によって通信サービスが提供されないようになっていることがある。
【００２７】
本発明の通信システムは、少なくとも１つの衛星からなる宇宙ベースのネットワークも含むことがある。この宇宙ベースのネットワークは衛星周波数帯域の少なくとも第１の周波数を使用して第１の衛星カバレッジエリア内にある無線端末のための通信サービスを提供するとともに（この宇宙ベースのネットワークは）衛星周波数帯域の少なくとも第２の周波数を使用して第２の衛星カバレッジエリア内にある無線端末のための通信サービスを提供することがある。地上ネットワークカバレッジエリアの少なくとも一部は第１の衛星カバレッジエリア内にあるとともに、その地上ネットワークカバレッジエリア全体は第２の衛星カバレッジエリアの外側に位置することがある。さらに、前記基地局の少なくとも１つは衛星周波数帯域の第２の周波数を使用した通信サービスを提供することがあるとともに、前記基地局の少なくとも１つは前記基地局からの通信を受信する無線端末への及び／又はからの衛星周波数帯域の第１の周波数を使用した通信を提供することはない。
【００２８】
前記周縁基地局の少なくとも１つは地上ネットワークカバレッジエリアの内部への方向へ向けた送信を地上ネットワークカバレッジエリアの内部から離れる方向へ向けた送信よりも強いパワーで提供することがある。前記周縁基地局の少なくとも１つは送信を行わない受信のみの基地局である場合がある。
【００２９】
本発明の更なる追加の形態として、無線端末のための通信を提供する方法も提供される。本発明の無線通信方法は、地上ネットワークカバレッジエリアの内部にある無線端末のための通信サービスを内部基地局を使って提供することがある。また地上ネットワークカバレッジエリアの周縁部にある無線端末のための通信サービスが周縁基地局を使って提供されることがある。特に、前記周縁基地局の少なくとも１つは地上ネットワークカバレッジエリアの内部への方向へ向けた送信を地上ネットワークカバレッジエリアの内部から離れる方向へ向けた送信よりも強いパワーで提供することがある。
【００３０】
本発明の更なる形態として、無線端末のための通信を提供する方法であって、地上ネットワークカバレッジエリアの内部にある無線端末のための通信サービスを複数の内部基地局を使用して提供することがある無線通信方法が提供される。この通信方法においては、地上ネットワークカバレッジエリアの周縁部にある無線端末のための通信サービスが複数の周縁基地局を使用して提供され、前記周縁基地局の少なくとも１つは送信を行わない受信のみの基地局であることがある。
【００３１】
本発明のなお更なる形態として、無線端末のための通信を提供する方法であって、地上ネットワークカバレッジエリアの内部にある無線端末のための通信サービスを複数の内部基地局を使用して提供することがある無線通信方法が提供される。この通信方法においては、地上ネットワークカバレッジエリアの周縁部にある無線端末のための通信サービスが複数の周縁基地局を使用して提供されることがあるとともに、前記周縁基地局の少なくとも１つは地上ネットワークカバレッジエリアの内部から離れる方向への送信が実質上不可能な場合がある。
【００３２】
本発明のなお更なる形態として、地上ネットワークカバレッジエリアの内部に位置する無線端末への通信を送信するよう構成された複数の内部ダウンリンク送信機を含むことがある無線通信システムが提供される。この通信システムにおいて、複数の内部アップリンク受信機が地上ネットワークカバレッジエリアの内部に位置する無線端末からの通信を受信するように構成されることがある。加えて、複数の周縁アップリンク受信機が地上ネットワークカバレッジエリアの内部に隣接する地上ネットワークカバレッジエリアの周縁領域に位置する無線端末からの通信を受信するよう構成されることがあるとともに、前記周縁領域の少なくとも一部分は当該通信システムの任意のダウンリンク送信機の設計（engineered）カバレッジエリアの外側にある場合がある。
【００３３】
本発明の一部の形態として、ＡＴＣ（Ancillary Terrestrial Component）サービスエリアにわたって複数の無線電話と少なくとも１つの衛星無線電話周波数を使用して無線通信するよう構成された付属地上コンポーネント（ＡＴＣ）が提供される。このＡＴＣは前記複数の無線電話と少なくとも１つの衛星無線電話周波数を使用して無線通信するよう構成された複数の基地局を含む。前記複数の基地局は、前記ＡＴＣサービスエリアの内部に設置された少なくとも１つの内部基地局と、前記ＡＴＣサービスエリアの周縁に設置された少なくとも１つの周縁基地局とを含む。態様によっては、少なくとも１つの周縁基地局は少なくとも１つの内部基地局よりも、より少数の送信セクタ、より少数の送信アンテナ素子、異なる送信アンテナ素子、及び／又は異なる送信利得パターンを有する。また他の態様において、少なくとも１つの内部基地局は少なくとも１つの送受信内部基地局であり、前記ＡＴＣは少なくとも１つの受信のみの周縁基地局を更に含む。こうして、本発明のシステム及び方法は、付属地上コンポーネント（ＡＴＣ）の周縁基地局のアンテナ放射パターンを、内部基地局と比べて、干渉が低減するよう修正するために提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明の実施の最良の形態を図面を参照して詳細に説明する。しかしながら、本発明は多くの異なる形態で実施することができ、ここに記述される実施形態に限定されると解してはならない。正しくはこれらの実施形態は、本開示が周到かつ完全になるように、さらに当業者にとって本発明の範囲が十分に明らかなものとなるように提供される。なお全体を通じて同一又は類似の符号は同一又は類似の構成要素を示す。
【００３５】
第１、第２などいった表現はここでは様々な要素を記述するために使用されるが、これらの要素はこれらの表現で限定されるべきでないことは理解されよう。これらの表現はある１つの要素又は形態を他の要素又は形態と区別するためにのみ使用される。つまり、本発明の教示するものから逸脱することなく、ここに使用される第１の要素又は形態は第２の要素又は形態と言い換えることができ、同様に、第２の要素又は形態は第１の要素又は形態と言い換えることができる。ここに使用される表現“及び／又は”は関連する列挙事項のなかの１つ以上の事項の任意又は全ての組み合わせを含む。さらに、ここに使用される表現“実質的に同じ（又は実質的に同一の）”帯域（band）とは、帯域は実質的に重なり合うが、例えば帯域端部などの、一部の重なり合わない領域が存在する場合があることを意味する。さらに、“実質的に同じ（又は実質的に同一の）”エアインタフェース（air interface）とは、エアインタフェースは類似しているものの全く同一である必要はないことを意味する。地上通信環境と衛星通信環境との間の異なる特性を考慮に入れるために、ある１つのエアインタフェース（すなわち衛星エアインタフェース）には別のエアインタフェース（すなわち地上エアインタフェース）と比べて一部変更が加えられることがある。例えば、地上通信に使用することができるボコーダレート（vocoder rate）とは異なるボコーダレートが衛星通信に使用されることがある（すなわち、地上通信に対して音声は約９乃至１３ｋｂｐｓに圧縮（“ボコード（vocode）”）されることがある一方、衛星通信に対して音声は約２乃至４ｋｂｐｓに圧縮されることがある）。追加的に又は代替的に、地上通信に対して使用されることがある例えば、前進型誤信号訂正符号化（forward error correction coding）、インターリービング・デプス（interleaving depth）、拡散スペクトル・コード（spread-spectrum）（すなわち、ウォルッシュ・コード（Walsh codes）、ロングコード（long codes）、及び／又は周波数ホッピング・コード（frequency hopping codes））とは異なる前進型誤信号訂正符号化、異なるインターリービング・デプス、及び／又は異なる拡散スペクトル・コードが衛星通信に使用されることがある。
【００３６】
さらに、ここに使用される“実質的南”方向又は“実質的北”方向とは、それぞれ南方向又は北方向の成分を含む方向を意味する。例えば、南西方向は実質的南方向であると言える。
【００３７】
ＡＴＣ（Ancillary Terrestrial Component）を含む衛星システムの少なくとも一部の周波数と同一周波数（同一チャネルとも呼ばれる）で稼働することがある衛星システムはＡＴＣの同一周波数（同一チャネル）運転から同一周波数（同一チャネル）干渉を受ける場合がある。ＡＴＣによって生み出されることがある同一周波数（同一チャネル）干渉のレベルを低減するため、ＡＴＣ基地局は、例えばＸｄＢの屋内浸透リターンリンク信号マージン（in-building penetration signal margin）といった、ＸｄＢ（例えば１８ｄＢ）の屋内浸透信号マージンで設計されることがある。この信号マージンによって、ＡＴＣ無線端末（すなわち、ＡＴＣと通信している無線端末）はそれがＸｄＢの構造的信号減衰を被るときでも動作することが可能となり、無線端末がＸｄＢ未満の構造的信号減衰を被っているときに無線端末の出力信号パワーの低減もしやすくなる場合がある。無線端末が構造的減衰を全く被っていないような極限（無線端末が完全にクリアな場合）では、無線端末が基地局と通信するために放射することができる信号パワーは最大値と比べてＸｄＢ程度（例えば１８ｄＢ）低減されることがある。これにより、同一周波数（同一チャネル）衛星システムが感知することがある干渉のレベルが低減し得る。
【００３８】
ここに使用されている用語ＡＴＣ（Ancillary Terrestrial Component）、付属地上コンポーネント、は地上ネットワークカバレッジエリア（ＡＴＣサービスエリアとも呼ばれる）にわたって無線電話のための通信サービスを提供する基地局の地上ネットワークにおける１つ以上の地上基地局のことを言う場合がある。例えば、用語ＡＴＣは単一の地上基地局のことを言う場合があるが、複数の斯かる地上基地局は地上ネットワークのカバレッジエリア（ＡＴＮ（Ancillary Terrestrial Network）とも呼ばれる）にわって無線端末のサービスを提供する。
【００３９】
セルラ及びＰＣＳ（Personal Communications System）システムは通常、一般的に１５乃至２０ｄＢの間の範囲内にある大幅な屋内信号浸透マージンで都市部に展開される。ＡＴＣをＸｄＢ（例えば１８ｄＢ）の構造的減衰信号マージンで設計（エンジニアリング）することは、当業者に知られている複数の確立された統計的設計手法のいずれか１つを使用して遂行されることがある。斯かる設計手法の一例に従えば最初のステップとして、基地局、及び対応する無線端末機器のリンクバジェット（link budget）が、一部又は全ての関係のある基地局、無線端末、及び／又は伝搬環境のパラメータ−例えば基地局及び無線端末機器の最大の等価等方放射電力（Effective Isotropic Radiated Power：ＥＩＲＰ）、ＡＴＣ環境に適した伝搬指数係数（propagation exponent factor）、多経路フェーディング（multipath fading）による信号減衰、基地局及び無線端末の受信感度、基地局及び／又は無線端末のアンテナ利得及びダイバーシチ受信利得係数などといったもの−を構造的減衰によるＸｄＢ（例えば１８ｄＢ）の信号損失を含めて考慮に入れることによって計算されかつ双方向にバランスがとられることがある。双方向にバランスがとられたリンクバジェットは基地局のサービス半径の推定値を同定することができる。このサービス半径において、無線端末は、伝搬損失（例えば従来のCost 231-Rata modelで定義されるもの）及び多経路フェーディング損失によって課される値を超えて総計でＸｄＢ（例えば１８ｄＢ）の追加的な構造的減衰を課す場合がある１つ以上の信号減衰構造の効果を含む想定されたリンクバジェットパラメータ値及び伝搬減損のもとで、基地局と一定の成功確確率で通信することができる。無線端末が信号減衰構造の影響を全く受けないときには、無線端末は、閉ループパワー制御のもとで、最大値よりも平均してＸｄＢ（例えば１８ｄＢ）低い低減した信号パワーレベルで放射することができるという結果になる。
【００４０】
ＡＴＣサービスエリアは上記設計原理に基づいて設計かつ展開されたＡＴＣ基地局の集合体からなることがある。斯かる環境において、アクティブな無線端末が１つのＡＴＣ基地局から別のＡＴＣ基地局へ移動する際、システムは無線端末へ、その無線端末へ最高の信号クオリティ及び／又は強度を名目上提供することができるＡＴＣ基地局を介して、サービスを提供し続けることがある。このため、１つのＡＴＣ基地局のサービスエリアから別のＡＴＣ基地局のサービスエリアへ移り変わり、任意の信号減衰構造の影響外で稼働している無線端末は、平均して、最大値よりＸｄＢ（例えば１８ｄＢ）低い低減した信号パワーレベルで放射し続けることができる。
【００４１】
本発明の一部の実施形態によれば、ＡＴＣサービスエリアの周縁の近傍において、ＡＴＣは、基地局の設計サービスエリアを越えたところにあり、より高いレベルのパワーを放射することがある無線端末にサービスを提供することを減らし、完全に避け、かつ／又は実質的に最小化するように構成されることがある。これは、一部の実施形態によれば、基地局のアンテナ素子を、リンクバジェットに基づいて、ＡＴＣのＸｄＢ（例えば１８ｄＢ）の構造的減衰信号マージン形状設計を満足するような実質的に一定の方向のみに照射するように構成かつ／又は正しく方向付けることによって成し遂げることができる。このため、、例えば、ＡＴＣサービスエリアの周縁に最も近い少なくとも１つのＡＴＣ基地局は、減らされた数（より少数）のセクタ、減らされた数（より少数）のアンテナ素子、及び／又は異なるアンテナ素子で構成されることがあり、、従って少なくとも１つの方向において別の方向と実質的に同じ半径までサービスを提供することが不可能な場合ある。
【００４２】
図１に示すように、ＡＴＣは少なくとも１つの無線電話周波数を使用して複数の無線電話と無線通信するように構成された複数の基地局を含む。複数の基地局は、ＡＴＣサービスエリアの内部に配置された少なくとも１つの内部基地局１０と、ＡＴＣサービスエリアの周縁３０に配置された少なくとも１つの周縁基地局２０とを含む。図１に示すように、少なくとも１つの周縁基地局２０は少なくとも１つの内部基地局１０よりも、より少数のセクタ、より少数のアンテナ素子、異なるアンテナ素子及び／又は異なる利得パターンを有する。例えば、図１に示すように、少なくとも一部の内部基地局１０は、例えば３つのセクタを使用して完全な３６０°のカバレッジを有し、一方、周縁基地局２０の少なくとも１つのものは１個乃至２個のセクタといった減らされた数のセクタを有する。
【００４３】
図１にはＡＴＣサービスエリアの周縁３０に最も近い隣接した単一列の周縁基地局２０が描かれているが、当業者であれば、２列以上の周縁基地局が提供される場合があることが理解されよう。また実施形態によっては、周縁基地局２０に単一セクタのみが提供される場合があることも理解されよう。さらに他の実施形態では、３セクタといった完全セットのセクタには、内部基地局１０と比べて、完全セットのセクタのなかの１つ以上のセクタにおいてより少数のアンテナ素子、低減したアンテナ利得、及び／又は低減したＥＩＲＰが提供されることがある。これらの実施形態の組み合わせも提供される場合がある。さらに、各周縁基地局は同数の（減らされた数の）セクタ及び／又はアンテナ素子を含む必要はなく、また、全ての周縁基地局２０が、より少数のセクタ、より少数のアンテナ素子、異なるアンテナ素子及び／又は異なる（低減した）ＥＩＲＰを含む必要はない。実施形態によっては、周縁基地局２０は内部基地局１０と通信する場合がある。他の実施形態では、周縁基地局２０はＡＴＣインフラと通信する場合がある。
【００４４】
本発明のさらに他の実施形態では、図１のＡＴＣ構成の代わり又はそれとの組み合わせにおいて、無線端末がＡＴＣの設計（engineered）サービスフットプリントの外側で稼働し続けるときに低減パワーレベル基準に実質的に従って無線端末の放出（エミッション）を維持するためＸｄＢ（例えば１８ｄＢ）の構造的減衰信号マージンを含めたリンクバジェットに従って設計されている場合がある少なくとも１つの受信のみの基地局（receive-only base station）がＡＴＣフットポイントの周縁に最も近く隣接して提供されることがある。
【００４５】
また図２に示すように、少なくとも１つの周縁ＡＴＣ基地局は受信のみの周縁基地局４０である場合があり、それは内部ＡＴＣ基地局１０と同数のセクタ及び／又は受信アンテナ素子を含むか、あるいは図２示すように内部ＡＴＣ基地局１０と比べて、より少数のセクタ、より少数の受信アンテナ素子及び／又は異なる受信アンテナ素子を含む。セクタ数及び／又はアンテナ素子数を減らした図１の周縁基地局２０と同様に、図２の受信のみの基地局４０はセクタ及び／又はアンテナ素子の数において同一である必要はなく、また２列以上の受信のみの基地局４０が提供される場合がある、ことは理解されよう。さらに、少なくとも一部の受信のみの基地局４０は、隣接している又は隣接していない内部ＡＴＣ基地局１０とあるいはＡＴＣインフラと通信することがある。さらに、図１及び図２の周縁基地局２０及び４０の組み合わせが他の実施形態として提供されることがある。
【００４６】
このように、本発明の実施形態は、少なくとも１つの衛星無線電話周波数を使用して複数の無線端末と無線通信するよう構成された複数の基地局を提供する。複数の基地局は、ＡＴＣサービスエリアの内部に設置された少なくとも１つの内部基地局とＡＴＣサービスエリアの周縁に設置された少なくとも１つの周縁基地局とを含む。少なくとも１つの周縁基地局は、少なくとも１つの内部基地局よりも、より少数の送信セクタ、より少数のアンテナ素子、異なるアンテナ素子、異なる利得パターン、及び／又は異なるＥＩＲＰを有する。他の実施形態では、少なくとも１つの内部基地局は少なくとも１つの送受信内部基地局であり、ＡＴＣは更に少なくとも１つの受信のみの周縁基地局を含む。
【００４７】
本発明の他の実施形態はＡＴＣの少なくとも１つの周縁基地局２０をＡＴＣサービスエリアの周縁又は周縁（フリンジ）に配置して設計サービスフットプリントを超えたところにある無線端末にサービスを提供することを減らし又は避けることができる。これは、基地局の一部のセクタを適切な方向に向けてＡＴＣサービスフットプリント内のエリアを照射する一方でＡＴＣサービスフットプリントから離れたエリアを照射するかもしれない他のセクタを使用不能にすることを含む様々な方法で実行することができる。斯かる使用不能セクタは受信のみのセクタとして設定することができる。実施形態によっては、受信のみのセクタで受信される信号は、従来の技術を使用して、少なくとも１つの他の送受信セクタによって受信されるとともに組み合わされることもある。
【００４８】
こうして、使用可能なセクタのサイドローブで受信することによって基地局と通信を続けながらコアとなるＡＴＣサービスフットプリントから離れて漂っている場合がある無線端末は、この無線端末に向けられた受信のみのセクタのメインローブ（又は実質的にメインローブを使って）を使ってその基地局に返信する場合がある。この設定では、無線端末へのフォワードリンクはリターンリンクより一般にずっとリンクが弱くなり、その無線端末へのサービスは一般に、その無線端末が最大パワーもしくは最大に近いパワーで放射することを要する距離にくる以前に、フォワードリンク“破壊（breakage）”のせいで終了することになる。こうして、基地局のフォワードリンク信号パワーの急激な低下は、ＡＴＣサービスエリアの端もしくは端近くにある基地局２０のセクタを慎重に設計することによって、ＡＴＣサービスエリアの端に設定される場合がある。
【００４９】
ＡＴＣ基地局アンテナの前後ＥＩＲＰ比（front-to-back EIRP ratio）は、ＡＴＣ規則に基づいて、およそ２５ｄＢである場合がある（47 CFR 25.253参照）。このため、ＡＴＣサービスフットプリントの端（又はその近く）に位置する基地局はその（一般的に３つの）セクタの少なくとも１つを送信禁止（transmit-disabled）にすることができる。言い換えると、ＡＴＣサービスフットプリントから離れる方向を向いているようなセクタは送信能力を使用不能にすることが可能である。斯かる基地局に対して、不サービス（un-served）エリア（送信が禁止されたセクタの１つによってサービスされているようなエリア）にいるユーザは一般に、基地局タワーから同じ距離のところにおり送信が許可されたセクタ内にいるユーザと比べて、大幅なフォワードリンク信号減衰（２５ｄＢのオーダ）を経験する。およそ２５ｄＢという不利なフォワードリンクでは、受信のみのセクタの方向の基地局サービス半径はそれ以外の場合の２／１０未満にまで縮小することがある。実施形態によっては、受信のみのセクタ内にあって任意の信号減衰構造の影響外にある無線端末は、閉ループパワー制御のもとで、それが対称的に設計されたＡＴＣセクタの端で放射するよりもおよそ２５ｄＢ低く放射するという結果になる。
【００５０】
本発明の追加の実施形態によれば、図３に示すように、地上通信ネットワーク１００は、それぞれ地上ネットワークカバレッジエリアにわたって無線端末１５０のための通信サービスを提供する複数の内部基地局１１０ａ〜ｈ及び周縁基地局１２０ａ〜ｏを含むことがある。内部基地局１１０は地上ネットワークカバレッジエリアの内部にある無線端末のための通信サービスを提供し、周縁基地局１２０は地上ネットワークカバレッジエリアの周縁部にある無線端末のための通信サービスを提供する。特に、周縁基地局１２０の少なくとも１つものは地上ネットワークカバレッジエリアの内部に向いた送信を、地上ネットワークカバレジエリアの内部から離れる方向に向いた送信よりもより高いＥＩＲＰ（パワー）で提供することがある。例えば、周縁基地局の少なくとも１つのものは、内部基地局の少なくとも１つのものよりも、より少数の送信セクタ、より少数のアンテナ素子、異なる送信及び／又は受信アンテナ素子、及び／又は異なる送信及び／又は受信利得パターン及び／又はパラメータを有する場合がある。
【００５１】
特に、少なくとも１つの内部基地局１１０はその内部基地局を取り囲む複数のセクタを画定することがあり、少なくとも１つの内部基地局１１０はそれぞれの内部基地局を取り囲む全てのセクタへ送信を向けて送信がそれぞれの内部基地局を取り囲む３６０°パターン全体にわたって方向付けられるようになっていることがある。例えば、内部基地局の１つは１２０°セクタにわたって送信を提供するように構成された指向性送信アンテナを含むことがあり、基地局は斯かる指向性アンテナを少なくとも３つ含み、送信が３つの１２０°セクタにわたって向けられて基地局を取り囲む３６０°パターンをカバーするようになっている場合がある。追加的に又は代わりに、１つ以上の内部基地局１１０は全方向性アンテナ及び／又は指向性アンテナを含むことがある。内部基地局の少なくとも１つのものは送信がその少なくとも１つの内部基地局を取り囲む３６０°に満たないパターンに向けられるように構成することもできる。送信パターン及び／又はセクタは明瞭にする目的のため図３の内部基地局１１０に対しては示されてはいない。
【００５２】
既に述べたように、周縁基地局１２０の少なくとも１つのものは地上ネットワークカバレジエリアの内部に向いた送信を、地上ネットワークカバレッジエリアの内部から離れる方向に向いた送信よりも高いＥＩＲＰ（パワー）で提供することがある。特に、周縁基地局の少なくとも１つのものはそれぞれが例えば１２０°セクタといったセクタへの送信を提供する１つ以上の指向性送信アンテナを含むことがある。さらに、周縁基地局１２０上の指向性送信アンテナは、周縁基地局１２０からの送信が実質的に地上ネットワークカバレッジエリアの内部から離れる方向に指向したセクタにわたって方向付けられるよりも高いＥＩＲＰ（パワー）で実質的に地上ネットワークカバレッジエリアの内部に指向したセクタにわたって方向付けられるように、向けられることがある。
【００５３】
例示として、周縁基地局１２０はそれぞれ、それぞれの１２０°送信セクタ１２１ａ〜ｏ、又は１２２ｃ又は１２２ｎへの送信を提供するように構成された１つ以上の指向性送信アンテナを含むことがある。図３の例において、基地局１２０ａ〜ｂ、１２０ｄ〜ｍ、及び１２０ｏについて、その各基地局にある１つ以上の指向性送信アンテナは単一のそれぞれの１２０°セクタ１２１ａ〜ｂ、１２１ｄ〜ｍ、及び１２１ｏ内にある無線端末への送信を提供するように構成されることがある。さらに、基地局１２０ｃ及び１２０ｎについて、その各基地局にある１つ以上の指向性送信アンテナは２つのそれぞれの１２０°セクタ１２１ｃ、１２２ｃ、１２１ｎ、及び１２２ｎ内の無線端末への送信を提供するように構成されることがある。従って、周縁基地局１２０ａ〜ｏは、内部基地局１１０が周縁１２５の一方の側に設置されるが周縁１２５の他方の側には設置されないように地上ネットワークカバレッジエリアの周縁１２５（図３に点線で示された）を画定することがある。図３の点線で示すように、周縁１２５は実質的に、周縁基地局１２０がそれに向けて送信するセクタの境界に沿っていることがある。周縁基地局の送信セクタは地上ネットワークカバレッジエリアの周縁部を画定することがあるとともに、地上ネットワークカバレッジエリアの周縁部を境界とするエリアは地上ネットワークカバレッジエリアの内部を画定することがある。
【００５４】
さらに、周縁基地局１２０ａ〜ｏは、各々の周縁基地局を取り囲む完全な３６０°パターンを張る受信カバレッジセクタを画定する指向性受信アンテナを含むことがある。例えば、周縁基地局１２０ａ〜ｂ、１２０ｄ〜ｍ、及び１２０ｏは、実質的に単一のそれぞれの１２０°セクタ１２１ａ〜ｂ、１２１ｄ〜ｍ、及び１２１ｏへ送信して基地局を取り囲む残りの２４０°をカバーするセクタには実質的に送信しない指向性送信アンテナを含むことがある。同様に、周縁基地局１２０ｃ及び１２０ｎは実質的に２つの１２０°セクタへ送信して基地局を取り囲む残りの１２０°セクタには実質的に送信しない指向性送信アンテナを含むことがある。しかしながら、周縁基地局は、周縁基地局がそれらに向けて送信するセクタ１２１ａ〜ｏ及び１２２ｃ及び１２２ｎ内にある無線端末からの通信を受信するように構成された指向性受信アンテナと、周縁基地局が実質的にそれらに向けて送信しないセクタ内にある無線端末からの通信を受信するように構成された指向性受信アンテナとを含む場合がある。代わりにあるいは追加的に、周縁基地局の１つ以上のものは１つ以上の全方向性受信アンテナを含む場合がある。
【００５５】
よって、内部基地局１１０及び外側基地局１２０は、例えばＦＤＭ／ＦＤＭＡ（frequency division multiplexed/multiple access）、ＴＤＭ／ＴＤＭＡ（time division multiplexed/multiple access）、ＣＤＭ／ＣＤＭＡ（code division multiplexed/multiple access）、及び／又はＯＦＤＭ／ＯＦＤＭＡ（orthogonal frequency division multiplexed/multiple access）といったインタフェースプロトコル及び／又はアーキテクチャを使用して、カバレッジエリア及び／又はそのセクタ内にある無線端末のための通信サービスを提供することがある。さらに、地上通信ネットワーク１００の基地局は周波数利用及び／又はキャパシティの効率性を高めかつ／又は干渉を低減するために周波数再利用及び／又は拡散符号再利用パターンを採用する場合がある。例えば、各基地局は比較的小さなカバレッジエリア及び／又はセクタを有する場合があり、隣接する基地局及び／又はセクタはそれらの間の干渉を低減するために異なる周波数及び／又は拡散符号を使用する場合がある。
【００５６】
地上ネットワークカバレッジエリアの内部にある無線端末１５０ａのための通信は図３に示すように内部基地局１１０ｃによって提供されることがある。無線端末１５０ａが例えば無線電話会話といった通話中に地上ネットワークカバレッジエリア内における位置を変えるとき、無線端末１５０ａの通信サービスは基地局１１０ｃの１つのセクタから基地局１１０ｃの別のセクタへ、及び／又は他の内部もしくは周縁基地局のセクタへ、ハンドオフ（hand off）されることがある。
【００５７】
地上ネットワークカバレッジエリアの周縁部にある無線端末１５０ｂの通信は周縁基地局１２０ｇによって提供されることがある。無線端末１５０ｂが基地局１２０ｇの送受信アンテナがそれに向けられているセクタ１２１ｇ内にあるとき、セクタ１２１ｇ内にある無線端末１５０ｂに対する通信を提供することが可能である。さらに、無線端末１５０ｂがセクタ１２１ｇから別の基地局のセクタへ移動する場合には、無線端末１５０ｂの通信サービスは基地局１２０ｇから隣接する内部もしくは周縁基地局へハンドオフされることがある。
【００５８】
図３に示すように、周縁基地局のセクタはそれぞれの送信アンテナの送信セクタによって画定される固定された境界を有しているように見えることがある。理解されるように、しかしながら、周縁基地局の指向性送信アンテナによって作り出される放射パターンのサイドローブ（side lobes）は地上ネットワークカバレッジエリアの周縁１２５の外側かつ周縁基地局１２０ｆのセクタ１２１ｆの外側にある無線端末１５０ｃへの許容リンク送信をサポートするのに十分なエネルギーを有している場合がある。既に述べたように、周縁基地局１２０ｆは、例えば、セクタ１２１ｆの外側にある移動体端末からの通信の指向性のあるローバスト（堅牢な）リンク受信をサポートしてしている場合がある受信アンテナを含んでいることがある。
【００５９】
それゆえに、無線端末１５０ｃのための通信サービスは最初はセクタ１２１ｆ内にある基地局１２０ｆによって提供されることがあるが、しかしその後、無線端末１５０ｃは、セクタ１２１ｆの外側にしかも地上ネットワークカバレッジエリアから離れるように移動することがある。本発明の実施形態によれば、基地局１２０ｆから無線端末１５０ｃへのダウンリンク送信はセクタ１２１ｆを担当する指向性アンテナによって提供され続けることがあり、無線端末１５０ｃによって受信されるダウンリンク通信のクオリティは急速に劣化することがある。しかしながら基地局１２０ｆによって無線端末１５０ｃから受信される比較高いクオリティのアップリンク通信は無線端末１５０ｃがセクタ１２１ｆの外側に移動しても維持されることがある。というのは、基地局１２０ｆはこの基地局１２０ｆを取り囲む完全な３６０°パターンをカバーする受信アンテナを含むからである。それゆえに、無線端末１５０ｃのための通信サービスは、周縁基地局１２０ｆから無線端末へのダウンリンクの劣化のせいで、無線端末１５０ｃに最大もしくは最大近くでの放射を引き起こさせることがある無線端末１５０ｃから基地局１２０ｆへのアップリンクの大幅な劣化の以前に、たいがいは終了することになる。
【００６０】
周縁１２５の外側にあるセクタであってこれらのセクタ内において動作するアンテナを介して周縁基地局が無線端末からのアップリンク通信を、これらのセクタにおいて動作するアンテナを介してその無線端末への通信を送信することなく、受信することができるセクタを提供することによって、無線端末にその送信パワーを終了前に最大もしくは最大近くまで増大させることなく、その無線端末との通信が終了されることがある。さらに、閉ループパワー制御システムにおいて、基地局はその基地局が受信した通信の信号強度及び／又は通信クオリティが低下した際に無線端末がその送信パワーを増大することを要求することがあり、また同様に、無線端末はその無線端末が受信した通信の信号強度及び／又は通信クオリティが低下した際に基地局がその送信パワーを増大することを要求することがある。無線端末１５０ｃが一旦セクタ１２１ｆの外側に移動すると、セクタ１２１ｆの外側の基地局送信の強度及び／又はクオリティの測定値は基地局の送信アンテナの指向性及び基地局の制限された最大ＥＩＲＰ（パワー）性能のせいで低下する場合がある。しかしながら、少なくとも１つの基地局受信アンテナが周縁１２５の外側に向けられているので、基地局は、無線端末からの一切の、あるいは一切の大幅な、パワー増大を要求しないことがある。無線端末と基地局の間の有効なリターンリンクマージンを更に増大させ、無線端末の送信パワーを更に減少させるため、周縁及び／又は内部基地局の少なくとも１つのアンテナサブシステムは、例えば垂直及び水平方位といった２以上の空間方位（偏波ダイバーシチ受信）で受信するように構成されることがあり、さらに追加的あるいは代わりに、２以上の空間的に異なる素子（空間ダイバーシチ受信）でも構成されることがある。
【００６１】
本発明の追加の実施形態によれば、周縁基地局１２０ａ〜ｏの１つ以上のものは、空港又は可航水路（navigable waterway）その他の領域の最も近くに隣接して、衛星と通信していることがある衛星通信端末を含むように設置されることがある。例えば、１つ以上の周縁基地局１２０ａ〜ｏは空港の境界に隣接して設置されることがあるが、空港の境界に隣接する周縁基地局の少なくとも１つの送信セクタは空港から離れる方向に又は実質的に離れる方向に向けられかつ／又は他のセクタと比べて低減したＥＩＲＰを有している。空港に隣接するエリアは、少なくとも１つの基地局をそのアンテナが実質的に南方向を指しかつ／又は放射するよう方向付けられた少なくとも１つの送信セクタを有するよう構成することによって、サービスされることがある。通信サービスを空港に隣接したエリアに、実質的に南方向に向きかつ／又は放射するよう方向付けられた少なくとも１つの基地局セクタで提供することによって、衛星端末（これも静止衛星の軌道位置のために実質的に南方向に方向付けられたアンテナで稼働する）と基地局セクタとの間のアンテナ識別が増大又は最大化されることがある。（地球の赤道より下に位置する空港に隣接するエリアに通信サービスを提供していることがある基地局セクタは実質的に北方向に向きかつ／又は放射するよう方向付けられることがあるということは理解されよう。というのは、（地球の赤道より下に位置する）空港のところに又はその空港近くに設置された衛星端末と比べて静止衛星軌道位置は北方向又は実質的に北方向にあるからである。）
【００６２】
空港に最も近く隣接した周縁基地局の、空港から離れる方向にもしくは実質的に離れる方向に向いておりかつ／又は実質的に南方向に放射するように構成されている前記少なくとも１つの送信セクタは、同一又は他の基地局の他の基地局セクタと比べて低減したＥＩＲＰ値も有する場合がある。空港に最も近い及び／又は空港から距離のある周縁基地局及び／又は内部基地局の少なくとも１つの送信セクタは、少なくとも１つの送信セクタ及び右旋円偏波（Right-Hand Circularly Polarized：ＲＨＣＰ）受信アンテナで構成された衛星端末のアンテナシステムの間の識別を更に最大化するために左旋円偏波（Left-Hand Circularly Polarized：ＬＨＣＰ）アンテナで構成されることもある。結果、基地局の送信の結果として生じる、空港において又は空港近くで稼働することのある衛星通信端末（航空その他）との干渉は、低減又は消滅することがある。内部基地局はこうして周縁１２５の第１の側に設置でき、周縁基地局１２０ａ〜ｏは空港が周縁１２５の第２の側にあるように設置されることがある。
【００６３】
別の例として、１つ以上の周縁基地局１２０ａ〜ｏは可航水路（navigable waterway）に最も近く隣接して設置されることがあるが、可航水路に最も近い周縁基地局の少なくとも１つの送信セクタは可航水路から離れる方向にもしくは実質的に離れる方向に向けられ、かつ／又は南方向にもしくは実質的に南方向に向けられている。通信サービスを水路（北半球にある）に隣接したエリアに、南方向にもしくは実質的に南方向に向きかつ／又は南方向にもしくは実質的に南方向に放射するよう構成された少なくとも１つの基地局セクタで提供することによって、衛星端末（これも静止衛星の軌道位置のために実質的に南方向に方向付けられたアンテナで稼働することがある）と基地局セクタとの間のアンテナ識別が増大又は最大化されることがある。（地球の赤道より下に（南半球に）位置する水路に隣接するエリアに通信サービスを提供していることがある基地局セクタは実質的に北方向に向きかつ／又は放射するよう方向付けられることがあるということは理解されよう。というのは、（地球の赤道より下に位置する）水路のところに又はその水路近くに位置する衛星端末と比べて静止衛星軌道位置は北方向又は実質的に北方向にあるからである。）
【００６４】
可航水路に最も近く隣接した周縁基地局の、可航水路から離れる方向にもしくは実質的に離れる方向に放射するよう方向付けられておりかつ／又は南方向にもしくは実質的に南方向に放射するように方向付けられている前記少なくとも１つの送信セクタは、同一又は他の基地局の他の基地局セクタと比べて低減したＥＩＲＰ値も有する場合がある。可航水路に最も近い及び／又は可航水路から距離のある周縁基地局及び／又は内部基地局の少なくとも１つの送信セクタは、少なくとも１つの送信セクタ及び右旋円偏波（Right-Hand Circularly Polarized：ＲＨＣＰ）アンテナで構成された衛星端末のアンテナシステムの間の識別を更に最大化するために左旋円偏波（Left-Hand Circularly Polarized：ＬＨＣＰ）アンテナで構成されることもある。結果、周縁基地局及び／又は内部基地局の送信の結果として生じる、可航水路における例えばボート及び／又は船舶上で稼働することのある可航水路のところ又は可航水路に最も近い衛星通信端末（航空その他）との干渉は、低減又は消滅することがある。内部基地局はこうして周縁１２５の第１の側に設置でき、周縁基地局１２０ａ〜ｏは可航水路が周縁１２５の第２の側にあるように設置されることがある。
【００６５】
本発明の一部の実施形態によれば、地上ネットワーク１００は衛星無線電話周波数帯域を使用して無線電話通信を提供する宇宙ベースの通信ネットワークに付属（あるいは従属）している場合がある。さらに、地上ネットワーク１００の基地局は衛星周波数帯域のなかの少なくとも１つの周波数を再利用する場合があり、宇宙ベースの通信ネットワークは無線端末が地上ネットワークカバレッジエリア外にあるときにはその無線端末の通信を提供する場合がある。それゆえ、無線端末１５０ｃが周縁１２５から離れるように移動する際、無線端末１５０ｃとの通信は宇宙ベースのネットワーク並びに／又は例えばセルラ及び／もしくはＰＣＳ地上通信ネットワークといった代わりの地上通信ネットワークへハンドオフされることがある。
【００６６】
宇宙ベースの通信ネットワーク及び地上通信ネットワークの間での衛星周波数帯域の周波数の共有は例えば以下に挙げる米国特許明細書及び米国特許出願公開明細書に記述されている。衛星周波数の地上再利用を採用することがある衛星無線端末通信システム及び方法は、例えば、カラビニス（Karabinis）に帰属する米国特許第6,684,057号明細書「セルラ衛星周波数スペクトルを地上再利用するためのシステム及び方法（Systems and Methods for Terrestrial Reuse of Cellular Satellite Frequency Spectrum）」、カラビニス（Karabinis）出願の米国特許出願公開第2003/0054760号明細書「セルラ衛星周波数スペクトルを地上再利用するためのシステム及び方法（Systems and Methods for Terrestrial Reuse of Cellular Satellite Frequency Spectrum）」、カラビニス（Karabinis）出願の米国特許出願公開第2003/0054761号明細書「衛星周波数を地上再利用するための空間ガードバンド（Spatial Guardbands for Terrestrial Reuse of Satellite Frequencies）」、カラビニス等（Karabinis et al.）出願の米国特許出願公開第2003/0054814号明細書「地上再利用された衛星周波数をモニタして潜在的干渉を低減するためのシステム及び方法（Systems and Methods for Monitoring Terrestrially Reused Satellite Frequencies to Reduce Potential Interference）」、カラビニス等（Karabinis et al.）出願の米国特許出願公開第2003/0073436号明細書「地上再利用された衛星周波数をモニタして潜在的干渉を低減するための追加システム及び方法（Additional Systems and Methods for Monitoring Terrestrially Reused Satellite Frequencies to Reduce Potential Interference）」、カラビニス（Karabinis）出願の米国特許出願公開第2003/0054762号明細書「マルチバンド／マルチモードの衛星無線電話通信システム及び方法（Multi-Band/Multi-Mode Satellite Radiotelephone Communications Systems and Methods）」、カラビニス（Karabinis）出願の米国特許出願公開第2003/0153267号明細書「衛星と結ばれた遠隔端末インタフェースサブシステムを使用する無線通信システム及び方法（Wireless Communications Systems and Methods Using Satellite-Linked Remote Terminal Interface Subsystems）」、カラビニス（Karabinis）出願の米国特許出願公開第2003/0224785号明細書「セルラ衛星システムにおいて衛星フィーダリンク帯域幅／搬送波を減らすためのシステム及び方法（Systems and Methods for Reducing Satellite Feeder Link Bandwidth/Carriers In Cellular Satellite Systems）」、カラビニス等（Karabinis et al.）出願の米国特許出願公開第2002/0041575号明細書「衛星・地上周波数再利用を調整する方法（Coordinated Satellite-Terrestrial Frequency Reuse）」、カラビニス等（Karabinis et al.）出願の米国特許出願公開第2002/0090942号明細書「信号減衰及び／又は遮断、周波数の動的割り当て、及び／又はヒステリシスを使用した衛星・地上周波数を再利用するための統合型又は自律型システム及び方法（Integrated or Autonomous System and Method of Satellite-Terrestrial Frequency Reuse Using Signal Attenuation and/or Blockage, Dynamic Assignment of Frequencies and/or Hysteresis）」、カラビニス（Karabinis）出願の米国特許出願公開第2003/0068978号明細書「衛星無線電話システムのための宇宙ベースのネットワークアーキテクチャ（Space-Based Net work Architectures for Satellite Radiotelephone Systems）」、カラビニス（Karabinis）出願の米国特許出願公開第2003/0143949号明細書「複合型無線電話／ＧＰＳ端末用フィルタ（Filters for Combined RadiotelephonelGPS Terminals）」、カラビニス（Karabinis）出願の米国特許出���公開第2003/0153308号明細書「衛星周波数を地上再利用するためのスタガードセクタ形成（Staggered Sectortzation for Terrestrial Reuse of Satellite Frequencies）」、カラビニス（Karabinis）出願の米国特許出願公開第2003/0054815号明細書「衛星周波数の地上再利用に応じて衛星アンテナセルパターンを修正するための方法及びシステム（Methods and Systems for Modifying Satellite Antenna Cell Patterns In Response to Terrestrial Reuse of Satellite Frequencies）」、に記述されている。上記全ての参照特許出願公開文書及び特許文書に係る権利は本発明の譲受人に譲渡されている。また、これらの特許出願公開文書及び特許文書の全ての開示内容はこの参照により全体に本願に含まれるものとする。
【００６７】
図４に示すように、複数の地上通信ネットワーク１００ａ〜ｄ（例えば、それぞれ図３において議論されたもの）は無サービス領域（no-service regions）によって分離され、その無サービス領域においていずれの地上通信ネットワーク１００ａ〜ｄの基地局によっても通信が一切提供されないようになっている場合がある。さらに、少なくとも１つの衛星２１０を含む宇宙ベースのネットワークは衛星周波数帯域の周波数を使用して地上通信ネットワーク１００ａ〜ｄのカバレッジエリア外にあり衛星カバレッジエリア２１２ａ〜ｅ内にある無線端末（例えば無線端末１５０ｉ〜ｍ）のための通信サービスを提供する。
【００６８】
衛星周波数帯域の周波数は衛星カバレッジエリア２１２ａ〜ｅで再利用されることがあるが、例えば、衛星周波数帯域の同じ周波数は重なり合っている衛星カバレッジエリアでは通信サービスを提供するために再利用されないようになっている。さらに、衛星周波数帯域の周波数は地上ネットワーク１００ａ〜ｄ内で再利用されことがあるが、例えば、同じ周波数はある衛星カバレッジエリア内及びその衛星カバレッジエリア内に位置する地上ネットワーク内において再利用されないことがある。例えば、宇宙ベースのネットワークは、衛星周波数帯域の少なくとも第１の周波数を使用して衛星カバレッジエリア２１２ａ内にある無線端末（例えば無線端末１５０ｉ）のための通信サービスを提供することがあるとともに、（宇宙ベースのネットワークは）衛星周波数帯域の第２の周波数を使用して衛星カバレッジエリア２１２ｂ内にある無線端末（例えば無線端末１５０ｍ）のための通信サービスを提供することがある。加えて、地上ネットワーク１００ｄ（又は少なくともその一部分）は第１の衛星カバレッジエリア２１２ａ内にあるが（地上ネットワーク１００ｄは）衛星カバレッジエリア２１２ｂ外にある。それゆえに、地上ネットワーク１００ｄの少なくとも１つの基地局は衛星周波数帯域の第２の周波数を使用して地上ネットワーク１００ｄのカバレッジエリア内にある無線端末（例えば無線端末１５０ｈ）の通信を提供することがあるが、地上ネットワーク１００ｄのどの基地局も衛星周波数帯域の第１の周波数を使用して通信サービスを提供することはない。
【００６９】
同様に、地上ネットワーク１００ａ〜ｂの基地局は、その地上ネットワークのカバレッジエリア内にある無線端末（例えば１５０ｅ〜ｆ）のための通信サービスを、衛星カバレッジエリア２１２ｂにわたって通信サービスを提供するために宇宙ベースのネットワークによって使用される周波数以外の（衛星周波数帯域の）周波数を使用して提供することがある。さらに、地上ネットワーク１００ｃの基地局は、その地上ネットワークのカバレッジエリア内にある無線端末（例えば１５０ｇ）のための通信サービスを、衛星カバレッジエリア２１２ｅにわたって通信サービスを提供するために宇宙ベースのネットワークによって使用される周波数以外の（衛星周波数帯域の）周波数を使用して提供することがある。
【００７０】
特に、衛星周波数帯域はダウンリンク周波数とアップリンク周波数とを含むことがある。ダウンリンク周波数は地上ネットワークの基地局と宇宙ベースのネットワークの衛星とによって無線端末に通信を送信するために使用されることがある。アップリンク周波数は地上ネットワークの基地局と宇宙ベースのネットワークの衛星とによって無線端末からの通信を受信するために使用されることがある。それゆえ、地上ネットワークの基地局は宇宙ベースのネットワークと衛星周波数帯域を共有することがあるが、地上ネットワークの基地局は宇宙ベースのネットワークによって受信される周波数で送信することはない。よって、衛星周波数帯域の周波数を共有する地上ネットワークの基地局は宇宙ベースのネットワークによって受信される周波数と干渉するようなことはない。例えば、宇宙ベースのネットワークは衛星周波数帯域の第１の周波数を使用して衛星カバレッジエリア２１２ａ内にある無線端末への通信を送信することがあるとともに（宇宙ベースのネットワークは）衛星周波数帯域の第２の周波数を使用して衛星カバレッジエリア２１２ｂ内にある無線端末への通信を送信することがあり、そして地上ネットワーク１００ｄの少なくとも１つの基地局は衛星周波数帯域の第２の周波数を使用して通信を送信することがある。
【００７１】
同様に、宇宙ベースのネットワークは、衛星周波数帯域の第３の周波数を使用して第１の衛星カバレッジエリア２１２ａ内にある無線端末からの通信を受信することがあるとともに、（宇宙ベースのネットワークは）衛星周波数帯域の第４の周波数を使用して衛星カバレッジエリア２１２ｂ内にある無線端末からの通信を受信することがある。さらに、地上ネットワーク１００ｄの少なくとも１つの基地局は衛星周波数帯域の第４の周波数を使用して無線端末からの通信を受信することがあるが、地上ネットワーク１００ｄのどの基地局も衛星周波数帯域の第３の周波数を使用してそれと通信している無線端末からの通信を受信することはない（地上ネットワーク１００ｄの基地局の少なくとも一部のものは宇宙ベースのネットワークと通信するための衛星周波数帯域の第３の周波数を使用して第１の衛星カバレッジエリア２１２ａ内にある無線端末からの通信を受信するように構成されることもある）。
【００７２】
第１の無線端末は従って第４の周波数を使用して地上ネットワーク１００ｄの周縁基地局への通信を送信することがあり、衛星カバレッジエリア２１２ｂ内にある第２の無線端末はその第４の周波数を使用して宇宙ベースのネットワークに送信することがある。図３を参照して既に説明したように、第１の無線端末と地上ネットワークとの間の通信は第１の無線端末の送信パワーが最大レベルもしくは最大近くのレベルまで増大する前に終了されることがある。というのは、周縁基地局は、地上ネットワーク１００ｄのカバレッジエリアの内部への方向へ向けた送信を、地上ネットワーク１００ｄのカバレッジエリアの内部から離れる方向へ向けた送信よりも、より高いＥＩＲＰ（パワー）で提供することがあるからである。それゆえ、第１の無線端末からの衛星カバレッジエリア２１２ｂ内にある第２の無線端末から宇宙ベースのネットワークへの送信との干渉は低減される場合がある。
【００７３】
本発明の更なる追加の実施形態として、図５に示すように、地上通信ネットワーク５００は地上ネットワークカバレッジエリアにわたって無線端末５５０のための通信サービスを提供する複数の内部基地局５１０ａ〜ｉ及び周縁基地局５２０ａ〜ｏを含むことがある。内部基地局５１０は地上ネットワークカバレッジエリアの内部にある無線端末５５０のための通信サービス（ダウンリンク送信を無線端末へ送信するとともにアップリンク通信を無線端末から受信する）を提供する。これとは対照的に、周縁基地局５２０は無線端末からのアップリンク通信のみを受信することがある。言い換えると、周縁基地局５２０の少なくとも１つのものは受信のみの基地局である場合がある。
【００７４】
特に、内部基地局５１０の少なくとも１つのものはこの少なくとも１つの内部基地局を取り囲む複数のセクタを画定することがあり、この少なくとも１つの内部基地局５１０は、送信がそれぞれの内部基地局を取り囲む３６０°パターンにわたって方向付けられるように、内部基地局を取り囲む全てのセクタへ送信を向けることがある。例えば、内部基地局の１つは１２０°セクタにわたって送信を提供するように構成された指向性送信アンテナを含むことがあり、その基地局は送信が３つの斯かる１２０°セクタにわたって向けられてその基地局を取り囲む３６０°パターンをカバーするように少なくとも３つの指向性アンテナを含むことがある。追加的にあるいは代わりに、１つ以上の内部基地局５１０は全方向性アンテナ及び／又は指向性アンテナを含む場合がある。内部基地局の少なくとも１つのものは、送信がその少なくとも１つの内部基地局を取り囲む３６０°に満たないパターンに向けられるように構成されることがある。図５の内部基地局５１０について完全な送信パターン及び／又はセクタは明瞭の目的から示されていない。
【００７５】
既に述べたように、周縁基地局５２０の少なくとも１つのものは受信のみの基地局である場合がある。特に、周縁基地局は例えば１２０°セクタといった少なくとも１つのセクタに受信能力を授ける１つ以上の受信アンテナを含むことがある。さらに、周縁基地局５２０上の受信アンテナは、周縁基地局５２０の受信が実質的に地上ネットワークカバレッジエリアの内部から離れる方向に方向付けられたセクタにわたって向けられるよりも高い感度で実質的に地上ネットワークカバレッジエリアの内部に向けて方向付けられたセクタにわたって向けられるように方向付けられることがある。代わりに、周縁基地局５２０は実質的に地上ネットワークカバレッジエリアの内部に向けて方向付けられた２つ以上のセクタにわたって向けられた受信アンテナを含むことがあり、かつ／又は周縁基地局５２０はその周縁基地局５２０を取り囲む３６０°パターンをカバーする複数のセクタにわたって向けられた受信アンテナを含むことがある。内部基地局５１０のカバレッジエリアの設計された境界は内部基地局５１０が周縁５２５の一方の側に設置され周縁５２５の他方の側には設置されないように地上ネットワークカバレッジエリアの周縁５２５（図５に点線で示された）を画定することがある。代わりにあるいは追加的に、周縁基地局の１つ以上のものは１つ以上の全方向性受信アンテナ及び／又は１つ以上の指向性受信アンテナを含むことがある。
【００７６】
よって、内部基地局５１０及び外側基地局５２０は、例えばＦＤＭ／ＦＤＭＡ（frequency division multiplexed/multiple access）、ＴＤＭ／ＴＤＭＡ（time division multiplexed/multiple access）、ＣＤＭ／ＣＤＭＡ（code division multiplexed/multiple access）、及び／又はＯＦＤＭ／ＯＦＤＭＡ（orthogonal frequency division multiplexed/multiple access）を使用して、そのカバレッジエリア及び／又はそのセクタ内にある無線端末のための通信サービスを提供することがある。さらに、地上通信ネットワーク５００の基地局は周波数利用及び／又はキャパシティの効率性を高めかつ／又は干渉を低減するために周波数再利用及び／又は拡散符号再利用パターンを採用する場合がある。例えば、各基地局は比較的小さなカバレッジエリア及び／又はセクタを有する場合があり、隣接する基地局及び／又はセクタはそれらの間の干渉を低減するために異なる周波数及び／又は拡散符号を使用する場合がある。
【００７７】
地上ネットワークカバレッジエリアの内部にある無線端末５５０ａのための通信サービスは図５に示すように内部基地局５１０ｃによって提供されることがある。無線端末５５０ａが例えば無線電話会話などの通信中に地上ネットワークカバレッジエリア内を移動する際、無線端末５５０ａのための通信サービスは基地局５１０ｃの１つのセクタから基地局５１０ｃの別のセクタへ、並びに／又は他の内部及び／もしくは周縁基地局のセクタへ、ハンドオフされることがある。特に、無線端末５１０ａへの送信のダウンリンク及び無線端末からの送信のアップリンクは、その無線端末が内部基地局の１つ（の内部基地局）のカバレッジエリア内にある限り、１つ以上の内部基地局によって提供されることがある。
【００７８】
図５に示すように、内部基地局５１０の設計されたカバレッジエリアはそれぞれの送信アンテナの送信セクタによって画定される固定された境界を有しているように見えることがある。しかしながら、理解されるように、送信アンテナによって、例えば内部基地局５１０ｇの送信アンテナによって生成される放射パターンは、地上ネットワークの設計されたカバレッジエリアの周縁５２５の外側にある無線端末５５０ｂへの送信をサポートするのに十分なエネルギーを有する場合がある。既に述べたように、周縁基地局５２０ｇは周縁５２５の外側にある移動体端末５５０ｂからの通信のローバストなリンク受信をサポートする受信アンテナを含む場合がある。
【００７９】
従って、無線端末５５０ｂのための通信サービスは最初は内部基地局５１０ｇによって提供されることがあるが、しかしその後、無線端末５５０ｂが内部基地局５１０ｇの設計されたカバレッジエリアの外側に、周縁５２５の外側に、そして地上ネットワークの設計されたカバレッジエリアから離れるように移動する場合がある。本発明の実施形態によれば、内部基地局５１０ｇから無線端末５５０ｂへの送信は内部基地局５１０ｇの送信アンテナによって提供され続けることがあるが、無線端末５５０ｂによって受信される通信のクオリティは劣化することがある。しかしながら無線端末５５０ｂから周縁基地局５２０ｇによって受信される比較的高いクオリティの通信は無線端末５５０ｂが内部基地局５１０ｇの設計されたカバレッジエリアの外側に移動する際に維持されることがある。それゆえ、無線端末５５０ｂの通信はサービスは、内部基地局５１０ｇから無線端末５５０ｂへのダウンリンクの劣化のせいで、無線端末５５０ｂから基地局５２０ｇへのアップリンクの大幅な劣化が生じる以前に、たいがいは終了されることになる。（この代わりに、基地局５２０ｇと基地局５１０ｇは、例えば無線端末５５０ｂからのそれらの受信といった、無線端末からのそれらの（基地局の）対応する受信を組み合わせるように構成される場合がある。）よって、無線端末５５０ｂが設計された地上ネットワークサービス周縁５２５の外側にあるときには、無線端末５５０ｂへのダウンリンク通信及びその無線端末からのアップリンク通信は異なる基地局を使用して提供されることがある。
【００８０】
無線端末からの通信を受信することができる周縁５２５の外側にある受信のみの周縁基地局を提供することによって、その無線端末との通信は通信終了前にその無線端末がその送信パワーを最大レベルもしくは最大近くのレベルまで引き上げることなく終了され得る。特に、閉ループパワー制御システムにおいて、例えば（単一又は複数の）基地局といった地上ネットワークインフラはそのインフラ（単一又は複数の基地局）が受信する通信のクオリティが低下すると無線端末がその送信パワーを引き上げることを要求することがあり、また同様に、無線端末はその無線端末が受信する通信のクオリティが低下するとその無線端末に通信情報を提供する例えば基地局といったインフラがその送信パワーを増大することを要求することがある。一旦無線端末５５０ｂが実質的に内部基地局５１０ｇの設計されたカバレッジエリアの外側に移動すると、基地局５１０ｇからのＥＩＲＰ（パワー）は所定の最大値に制限されることがあるので、その基地局の設計されたカバレッジエリアの外側における基地局送信の強度及び／又はクオリティの測定値は低下する場合がある。しかしながら、基地局５２０ｇ（及び／又は５１０ｇ）からの受信アンテナが周縁５２５の外側のエリアでシステムの設計された境界及び／又はパラメータに従って基地局５１０ｇの送信及び／又は受信アンテナによってカバーされないエリアをカバーするように構成されることがあるので、基地局５１０ｇといった地上通信ネットワークのインフラは、ネットワークの設計された境界の外側にある無線端末５５０ｂからの送信の一切のパワー引き上げあるいは一切の大幅なパワー引き上げを要求しないことがある。すなわち、周縁５２５の外側の少なくとも一部のエリアに対して、基地局５１０ｇは周縁基地局５２０ｇの支援なくして独りでＸｄＢ（すなわち１８ｄＢ）のリターンリンク構造的減衰マージンを提供しないことがある。
【００８１】
本発明の追加の実施形態によれば、周縁基地局５２０ａ〜ｏの１つ以上のものは、空港又は可航水路その他の領域の最も近くに隣接して、衛星通信端末を含むように設置されることがある。例えば、１つ以上の周縁基地局５２０ａ〜ｏは、空港に最も近く隣接して、内部基地局５１０ａ〜ｉの１つ以上のものと空港との間に設置されることがある。それゆえ、空港における航空機内にある衛星通信端末との地上ネットワーク５００の基地局送信の結果生じる干渉は低減される場合がある。内部基地局５１０ａ〜ｉはこうして周縁５２５の第１の側に設置でき、周縁基地局５２０ａ〜ｏは空港が周縁５２５の第２の側にあるように設置されることがある。さらに、周縁基地局の１つ以上のものは周縁５２５と空港との間にある場合がある。別の例として、１つ以上の周縁基地局５２０ａ〜ｏは、可航水路（navigable waterway）に最も近く隣接して、内部基地局５１０ａ〜ｉの１つ以上のものと可航水路との間に設置されることがある。それゆえ、可航水路内にあるボート及び／又は船舶上にある衛星通信端末との地上ネットワーク５００の基地局送信の結果生じる干渉は低減される場合がある。内部基地局はこうして周縁５２５の第１の側に設置でき、周縁基地局５２０ａ〜ｏは可航水路が周縁５２５の第２の側にあるように設置されることがある。さらに、周縁基地局５２０ａ〜ｏの１つ以上のものは周縁５２５と可航水路との間にある場合がある。
【００８２】
本発明の一部の実施形態によれば、地上ネットワーク５００は衛星無線電話周波数帯域を使用して無線電話通信を提供する宇宙ベースの通信ネットワークに付属（あるいは従属）している場合がある。さらに、地上ネットワーク５００の基地局は衛星周波数帯域のなかの少なくとも１つの周波数を再利用する場合があり、宇宙ベースの通信ネットワークは無線端末が地上ネットワークカバレッジエリア外にあるときにはその無線端末の通信を提供する場合がある。それゆえ、無線端末５５０ｂが周縁５２５から離れるように移動する際、無線端末５５０ｂとの通信は宇宙ベースのネットワーク並びに／又は例えばセルラ及び／もしくはＰＣＳ地上通信ネットワークといった代わりの地上通信ネットワークへハンドオフされることがある。
【００８３】
宇宙ベースの通信ネットワーク及び地上通信ネットワークの間での衛星周波数帯域の周波数の共有は例えば以下に挙げる米国特許明細書及び米国特許出願公開明細書に記述されている。衛星周波数の地上再利用を採用することがある衛星無線端末通信システム及び方法は、例えば、カラビニス（Karabinis）に帰属する米国特許第6,684,057号明細書「セルラ衛星周波数スペクトルを地上再利用するためのシステム及び方法（Systems and Methods for Terrestrial Reuse of Cellular Satellite Frequency Spectrum）」、カラビニス（Karabinis）出願の米国特許出願公開第2003/0054760号明細書「セルラ衛星周波数スペクトルを地上再利用するためのシステム及び方法（Systems and Methods for Terrestrial Reuse of Cellular Satellite Frequency Spectrum）」、カラビニス（Karabinis）出願の米国特許出願公開第2003/0054761号明細書「衛星周波数を地上再利用するための空間ガードバンド（Spatial Guardbands for Terrestrial Reuse of Satellite Frequencies）」、カラビニス等（Karabinis et al.）出願の米国特許出願公開第2003/0054814号明細書「地上再利用された衛星周波数をモニタして潜在的干渉を低減するためのシステム及び方法（Systems and Methods for Monitoring Terrestrially Reused Satellite Frequencies to Reduce Potential Interference）」、カラビニス等（Karabinis et al.）出願の米国特許出願公開第2003/0073436号明細書「地上再利用された衛星周波数をモニタして潜在的干渉を低減するための追加システム及び方法（Additional Systems and Methods for Monitoring Terrestrially Reused Satellite Frequencies to Reduce Potential Interference）」、カラビニス（Karabinis）出願の米国特許出願公開第2003/0054762号明細書「マルチバンド／マルチモードの衛星無線電話通信システム及び方法（Multi-Band/Multi-Mode Satellite Radiotelephone Communications Systems and Methods）」、カラビニス（Karabinis）出願の米国特許出願公開第2003/0153267号明細書「衛星と結ばれた遠隔端末インタフェースサブシステムを使用する無線通信システム及び方法（Wireless Communications Systems and Methods Using Satellite-Linked Remote Terminal Interface Subsystems）」、カラビニス（Karabinis）出願の米国特許出願公開第2003/0224785号明細書「セルラ衛星システムにおいて衛星フィーダリンク帯域幅／搬送波を減らすためのシステム及び方法（Systems and Methods for Reducing Satellite Feeder Link Bandwidth/Carriers In Cellular Satellite Systems）」、カラビニス等（Karabinis et al.）出願の米国特許出願公開第2002/0041575号明細書「衛星・地上周波数再利用を調整する方法（Coordinated Satellite-Terrestrial Frequency Reuse）」、カラビニス等（Karabinis et al.）出願の米国特許出願公開第2002/0090942号明細書「信号減衰及び／又は遮断、周波数の動的割り当て、及び／又はヒステリシスを使用した衛星・地上周波数を再利用するための統合型又は自律型システム及び方法（Integrated or Autonomous System and Method of Satellite-Terrestrial Frequency Reuse Using Signal Attenuation and/or Blockage, Dynamic Assignment of Frequencies and/or Hysteresis）」、カラビニス（Karabinis）出願の米国特許出願公開第2003/0068978号明細書「衛星無線電話システムのための宇宙ベースのネットワークアーキテクチャ（Space-Based Net work Architectures for Satellite Radiotelephone Systems）」、カラビニス（Karabinis）出願の米国特許出願公開第2003/0143949号明細書「複合型無線電話／ＧＰＳ端末用フィルタ（Filters for Combined RadiotelephonelGPS Terminals）」、カラビニス（Karabinis）出願の米国特許出���公開第2003/0153308号明細書「衛星周波数を地上再利用するためのスタガードセクタ形成（Staggered Sectortzation for Terrestrial Reuse of Satellite Frequencies）」、カラビニス（Karabinis）出願の米国特許出願公開第2003/0054815号明細書「衛星周波数の地上再利用に応じて衛星アンテナセルパターンを修正するための方法及びシステム（Methods and Systems for Modifying Satellite Antenna Cell Patterns In Response to Terrestrial Reuse of Satellite Frequencies）」、に記述されている。上記全ての参照特許出願公開文書及び特許文書に係る権利は本発明の譲受人に譲渡されている。また、これらの特許出願公開文書及び特許文書の全ての開示内容はこの参照により全体に本願に含まれるものとする。
【００８４】
図６に示すように、複数の地上通信ネットワーク５００ａ〜ｄ（それぞれ図５において議論されたもの）は無サービス領域（no-service regions）によって分離され、その無サービス領域においていずれの地上通信ネットワーク５００ａ〜ｄの基地局によっても通信が一切提供されないようになっている場合がある。さらに、少なくとも１つの衛星６１０を含む宇宙ベースのネットワークは衛星周波数帯域の周波数を使用して地上通信ネットワーク５００ａ〜ｄのカバレッジエリア外にあり衛星カバレッジエリア６１２ａ〜ｅ内にある無線端末（例えば無線端末５５０ｉ〜ｍ）のための通信サービスを提供する。
【００８５】
衛星周波数帯域の周波数は衛星カバレッジエリア６１２ａ〜ｅで再利用されることがあるが、例えば、衛星周波数帯域の同じ周波数は重なり合っている衛星カバレッジエリアでは通信サービスを提供するために再利用されないようになっている。さらに、衛星周波数帯域の周波数は地上ネットワーク５００ａ〜ｄ内で再利用されことがあるが、例えば、同じ周波数はある衛星カバレッジエリア内及びその衛星カバレッジエリア内に位置する地上ネットワーク内において再利用されないようになっている。例えば、宇宙ベースのネットワークは、衛星周波数帯域の少なくとも第１の周波数を使用して衛星カバレッジエリア６１２ａ内にある無線端末（例えば無線端末５５０ｉ）のための通信サービスを提供することがあるとともに、（宇宙ベースのネットワークは）衛星周波数帯域の第２の周波数を使用して衛星カバレッジエリア６１２ｂ内にある無線端末（例えば無線端末５５０ｍ）のための通信サービスを提供することがある。加えて、地上ネットワーク５００ｄ（又は少なくともその一部分）は第１の衛星カバレッジエリア６１２ａ内にあるが（地上ネットワーク５００ｄは）衛星カバレッジエリア６１２ｂ外にある。それゆえ、地上ネットワーク５００ｄの少なくとも１つの基地局は衛星周波数帯域の第２の周波数を使用してその地上ネットワークのカバレッジエリア内にある無線端末（例えば無線端末５５０ｈ）の通信を提供することがあるが、地上ネットワーク５００ｄのどの基地局も衛星周波数帯域の第１の周波数を使用して通信サービスを提供することはない。
【００８６】
同様に、地上ネットワーク５００ａ〜ｂの基地局は、例えば、その地上ネットワークのカバレッジエリア内にある無線端末（例えば５５０ｅ〜ｆ）のための通信サービスを、衛星カバレッジエリア６１２ｂにわたって通信サービスを提供するために宇宙ベースのネットワークによって使用される周波数以外の（衛星周波数帯域の）周波数を使用して提供することがある。さらに、地上ネットワーク５００ｃの基地局は、例えば、その地上ネットワークのカバレッジエリア内にある無線端末（例えば５５０ｇ）のための通信サービスを、衛星カバレッジエリア６１２ｅにわたって通信サービスを提供するために宇宙ベースのネットワークによって使用される周波数以外の（衛星周波数帯域の）周波数を使用して提供することがある。
【００８７】
特に、衛星周波数帯域はダウンリンク周波数とアップリンク周波数とを含むことがある。ダウンリンク周波数は地上ネットワークの基地局と宇宙ベースのネットワークの衛星とによって無線端末に通信を送信するために使用されることがある。アップリンク周波数は地上ネットワークの基地局と宇宙ベースのネットワークの衛星とによって無線端末からの通信を受信するために使用されることがある。それゆえ、地上ネットワークの基地局は宇宙ベースのネットワークと衛星周波数帯域を共有することがあるが、地上ネットワークの基地局は、例えば、宇宙ベースのネットワークによって受信される周波数で送信することはない。よって、衛星周波数帯域の周波数を共有する地上ネットワークの基地局は宇宙ベースのネットワークによって受信される周波数と干渉するようなことはない。例えば、宇宙ベースのネットワークは衛星周波数帯域の第１の周波数を使用して衛星カバレッジエリア６１２ａ内にある無線端末への通信を送信することがあるとともに（宇宙ベースのネットワークは）衛星周波数帯域の第２の周波数を使用して衛星カバレッジエリア６１２ｂ内にある無線端末への通信を送信することがあり、そして地上ネットワーク５００ｄの少なくとも１つの基地局は衛星周波数帯域の第２の周波数を使用して通信を送信することがある。
【００８８】
同様に、宇宙ベースのネットワークは衛星周波数帯域の第３の周波数を使用して第１の衛星カバレッジエリア６１２ａ内にある無線端末からの通信を受信することがあるとともに（宇宙ベースのネットワークは）衛星周波数帯域の第４の周波数を使用して衛星カバレッジエリア６１２ｂ内にある無線端末からの通信を受信することがある。さらに、地上ネットワーク５００ｄの少なくとも１つの基地局は衛星周波数帯域の第４の周波数を使用してそれが通信を送信している無線端末からの通信を受信することがあるが、地上ネットワーク５００ｄのどの基地局も衛星周波数帯域の第３の周波数を使用してそれと通信している無線端末からの通信を受信することはない（地上ネットワーク５００ｄの基地局の少なくとも一部のものは宇宙ベースのネットワークと通信するための衛星周波数帯域の第３の周波数を使用して第１の衛星カバレッジエリア６１２ａ内にある無線端末からの通信を受信するように構成されることもある）。
【００８９】
第１の無線端末は従って第４の周波数を使用して地上ネットワーク５００ｄの周縁基地局への通信を送信することがあり、衛星カバレッジエリア６１２ｂ内にある第２の無線端末はその第４の周波数を使用して宇宙ベースのネットワークに送信することがある。図５を参照して既に述べたように、第１の無線端末と地上ネットワークとの間の通信は第１の無線端末の送信パワーが最大レベルもしくは最大近くのレベルまで増大する前に終了されることがある。というのは、周縁にある受信のみの基地局は、第１の無線端末のためのハイクオリティなリターンリンクを提供するような地上ネットワーク５００ｄのカバレッジエリアの内部への方向に向けられた少なくとも１つの受信アンテナを提供するからである。よって、第１の無線端末からの衛星カバレッジエリア６１２ｂ内にある第２の無線端末から宇宙ベースのネットワークへの送信との干渉は低減される場合がある。
【００９０】
さらに、図３乃至図６を参照して説明された上記実施形態の構成要素は組み合わされることがある。例えば、図３及び／又は図４の地上通信ネットワーク１００は周縁１２５の外側にある無線端末からの通信を受信するように構成された１つ以上の受信のみの基地局（図５の周縁基地局５２０に関して説明されたもの）を含む場合があり、それにより周縁１２５の外側のダウンリンクのクオリティと比べてアップリンクのクオリティが更に向上する。追加的にあるいは代わりに、受信のみの基地局は図３及び／又は図４の周縁基地局１２０の１つ以上のものの代わりに置き換えられる場合がある。
【００９１】
同様に、図５及び図６の地上通信ネットワーク５００は、地上ネットワークカバレッジエリアの内部から離れる方向へ向けた送信よりも高いパワーを有する地上ネットワークカバレッジエリアの内部へ向けた送信を提供する１つ以上の基地局（図３の周縁基地局１２０に関して説明されたもの）を含む場合がある。例えば、図３に関して上述された周縁基地局１２０は周縁５２５に沿った内部基地局５１０ａ〜ｂ、５１０ｄ、５１０ｅ〜ｇ、又は５１０ｈ〜ｉの１つ以上のものの代わりに置き換えられる場合がある。追加的にあるいは代わりに、図３に関して上述された周縁基地局１２０は図５の周縁基地局５２０の１つ以上のものの代わりに置き換えられる場合がある。
【００９２】
本願図面及び明細書において、本発明の典型的な実施形態が説明されてきた。そこでは特定の用語が採用されているけれども、それらは限定目的ではなく総称的かつ記述的な意味でのみ使用されている。本発明の範囲は特許請求の範囲の各請求によって定められる。さらに、特定のシステムが図面を参照して説明されてきたが、それに対応する方法も本発明の範囲に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明に係る第１の実施形態に基づく地上ネットワークの一部を示した図である。
【図２】本発明に係る第２の実施形態に基づく地上ネットワークの一部を示した図である。
【図３】本発明に係る第３の実施形態に基づく地上ネットワークを示した図である。
【図４】本発明に係る第４の実施形態に基づく衛星周波数帯域を共有する衛星及び地上通信ネットワークを示した図である。
【図５】本発明に係る第５の実施形態に基づく地上ネットワークを示した図である。
【図６】本発明に係る第６の実施形態に基づく衛星周波数帯域を共有する衛星及び地上通信ネットワークを示した図である。
【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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【図６】
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