(57)【要約】  衛星通信方法は、同一チャネル干渉を含む通信信号を宇宙ベースコンポーネントにおいて、衛星周波数帯域で衛星フットプリントにおける複数の無線端末から受信するステップと、（ａ）同一チャネル干渉低減を通信信号に対して実行して複数の干渉低減信号を生成し、（ｂ）多重アクセス干渉除去を干渉低減信号に対して実行することによって通信信号の干渉成分を低減するステップとを含む。衛星通信システムの干渉低減検出器は、同一チャネル干渉低減を通信信号に対して実行して複数の干渉低減信号を生成するように構成された干渉低減器と、多重アクセス干渉除去を干渉低減信号に実行するように構成された検出器とを含む。衛星通信システムと、干渉低減検出器を含む衛星ゲートウェイもまた開示されている。
2008527845.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ある宇宙ベースコンポーネント周波数帯域にある宇宙ベースのコンポーネントにおいて、ある地理的エリアにおいて前記宇宙ベースコンポーネントと通信している複数の端末の送信に依存する干渉成分と、前記地理的エリアにおいて前記宇宙ベースコンポーネントと通信している前記複数の端末における前記送信に依存しない干渉成分とを含む複数の信号を受信するステップと、
まず前記地理的エリアにおいて前記宇宙ベースコンポーネントと通信している前記複数の端末における前記送信に依存しない前記干渉成分をまず低減して、次いで前記宇宙ベースコンポーネントと通信している前記地理的エリアの前記複数の端末における前記送信に依存する前記干渉成分を低減することによって、前記複数の信号の干渉成分を順次低減するステップと
を含む通信方法。
【請求項２】
前記地理的エリアにおいて前記宇宙ベースコンポーネントと通信している前記複数の端末における前記送信に依存しない前記干渉成分が、補助地上波ネットワークおよび／または前記補助地上波ネットワークと通信する１つ以上の端末による送信に依存する干渉成分を含み、前記補助地上波ネットワークおよび／またはこれと通信する前記１つ以上の端末は、前記宇宙ベースコンポーネントの少なくとも一部の周波数を使用する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記宇宙ベースコンポーネントにより受信するステップが、複数のアンテナフィード要素を使用して受信するステップを含むものである、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記複数の信号の干渉成分を順次低減するステップが、パイロット信号を処理するステップと、前記パイロット信号の前記処理に基づいて前記複数のアンテナフィード要素についての重みを決定するステップとを含むものである、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記処理に基づいて少なくとも１つのパイロット信号エラーを生成するステップをさらに含む請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記アンテナフィード要素についての前記重みが、前記少なくとも１つのパイロット信号エラー尺度の２乗平均値を低減するように選択される、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記重みを、前記アンテナフィード要素によって受信された信号に対して印加して干渉低減信号を取得するステップをさらに含む請求項４に記載の方法。
【請求項８】
前記地理的エリアにおいて前記宇宙ベースコンポーネントと通信している前記複数の端末における前記送信に依存する前記干渉成分を低減するステップが、前記干渉低減信号に基づいてチャネル推定値の集合を決定するステップと、前記干渉低減信号からビット推定値の集合を生成するステップと、チャネル推定値の前記集合および前記ビット推定値を使用して前記干渉低減信号に対して干渉低減を実行するステップとを含むものである、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記チャネル推定値および前記ビット推定値を使用して前記干渉低減信号に対して干渉低減を実行するステップが、第２の干渉低減信号を生成するステップを含み、
前記第２の干渉低減信号に基づいて第２のチャネル推定値の集合を決定するステップと、前記第２の干渉低減信号から第２のビット推定値の集合を生成するステップと、前記第２のチャネル推定値および前記第２のビット推定値を使用して前記第２の干渉低減信号に対して干渉低減を実行するステップとをさらに含む請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記宇宙ベースコンポーネントにより受信するステップが、少なくとも偏波方向が異なる少なくとも２つのアンテナパターンを使用して前記宇宙ベースコンポーネントにより受信するステップを含むものである、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記干渉低減信号からビット推定値の集合を生成するステップが、干渉低減信号を拡散コードと相関させるステップを含むものである、請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
地理的エリアにおいて前記宇宙ベースコンポーネントと通信している複数の端末における送信に依存する前記干渉成分を低減するステップが、ビット推定値を生成するステップを含み、
前記生成されたビット推定値を使用して干渉低減を実行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１３】
前記複数の信号の少なくとも一部を少なくとも１つの衛星ゲートウェイに送信するステップをさらに含み、前記複数の信号の干渉成分を低減するステップが前記少なくとも１つの衛星ゲートウェイにおいて実行される、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記少なくとも１つの衛星ゲートウェイが地上波ベースである、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記複数の信号の干渉成分を低減するステップが、少なくとも部分的に前記宇宙ベースコンポーネントにおいて、かつ少なくとも部分的に地上波ベースの衛星ゲートウェイにおいて実行される、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
宇宙ベースコンポーネントフットプリントにおける宇宙ベースコンポーネント周波数帯域において複数の多重アクセス信号を送信するようにされた複数の端末と、
前記宇宙ベースコンポーネント周波数帯域において前記複数の多重アクセス信号を受信するようにされた宇宙ベースコンポーネントであって、前記宇宙ベースコンポーネント周波数帯域において前記複数の多重アクセス信号に伴って干渉成分を受信し、前記干渉成分が、前記複数の多重アクセス信号に依存する成分と、前記複数の多重アクセス信号に依存しない成分とを含む、宇宙ベースコンポーネントと、
前記宇宙ベースコンポーネントに応答するものであり、かつ前記複数の多重アクセス信号に依存しない前記干渉成分と、前記複数の多重アクセス信号に依存する前記干渉成分とに対して干渉低減を順次実行するようにされた干渉低減要素と
を備えるシステム。
【請求項１７】
前記宇宙ベースコンポーネント周波数帯域の少なくとも一部において複数の波形を送信するようにされた複数の送信機を含む補助地上波ネットワークをさらに備え、前記複数の多重アクセス信号に依存しない前記干渉成分が、前記複数の波形に依存する成分を備える、請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
前記宇宙ベースコンポーネントが、複数のアンテナフィード要素を有するアンテナを含み、前記宇宙ベースコンポーネントが、前記複数のアンテナフィード要素を有する前記アンテナを使用して前記複数の多重アクセス信号を受信するようにされる、請求項１６に記載のシステム。
【請求項１９】
前記干渉低減要素が、複数の端末によって送信されたパイロット信号を処理して、前記パイロット信号の前記処理に基づいて前記アンテナフィード要素についての重みの集合を決定することによって、複数の多重アクセス信号に対して干渉低減を実行するようにさらになっている、請求項１８に記載のシステム。
【請求項２０】
前記処理ステップが少なくとも１つのパイロット信号エラーを生成する、請求項１９に記載のシステム。
【請求項２１】
前記干渉低減要素が、前記アンテナフィード要素についての重みの集合を選択して、前記少なくとも１つのパイロット信号エラー尺度の２乗平均値を低減するようにさらになっている、請求項２０に記載のシステム。
【請求項２２】
前記干渉低減要素が、前記重みの集合を、前記複数のアンテナフィード要素によって受信された信号に対して印加して干渉低減信号を取得するようにさらになっている、請求項２１に記載のシステム。
【請求項２３】
前記干渉低減要素が、前記干渉低減信号に基づいてチャネル推定値の集合を決定し、前記干渉低減信号からビット推定値の集合を生成し、チャネル推定値の前記集合およびビット推定値の前記集合を使用して前記干渉低減信号に対して干渉低減を実行することによって、第２の干渉低減信号を生成するようにさらになっている、請求項２２に記載のシステム。
【請求項２４】
前記干渉低減要素が、前記第２の干渉低減信号に基づいて第２のチャネル推定値の集合を決定し、前記第２の干渉低減信号から第２のビット推定値の集合を生成し、第２のチャネル推定値の前記集合および第２のビット推定値の前記集合を使用して前記第２の干渉低減信号に対して干渉低減を実行するようにされる、請求項２３に記載のシステム。
【請求項２５】
前記宇宙ベースコンポーネントが、少なくとも偏波方向が異なる少なくとも２つのアンテナパターンを使用して前記複数の多重アクセス信号を受信する、請求項１６に記載のシステム。
【請求項２６】
前記干渉低減要素が、前記干渉低減信号から複数の干渉低減ビット推定値を生成し、前記複数の干渉低減ビット推定値を使用して干渉低減を実行するようにさらになっている、請求項２２に記載のシステム。
【請求項２７】
前記宇宙ベースコンポーネントが、前記多重アクセス信号を衛星ゲートウェイに再送信するようにさらになっており、前記干渉低減要素が前記衛星ゲートウェイに配置されている、請求項１６に記載のシステム。
【請求項２８】
前記衛星ゲートウェイが地上波ベースである、請求項２７に記載のシステム。
【請求項２９】
衛星周波数帯域において、衛星フットプリントにおける複数の端末から多重アクセス信号を受信するようにされる宇宙ベースコンポーネントと、
前記宇宙ベースコンポーネントに応答するものであり、かつ同一チャネル干渉低減を前記多重アクセス信号に対して実行して複数の干渉低減信号を生成するようにされた干渉低減器と、
前記干渉低減器に応答するものであり、かつ前記干渉低減信号に対して多重アクセス干渉低減を実行するようにされる検出器と
を備えるシステム。
【請求項３０】
前記衛星フットプリントにおける前記衛星周波数帯域の少なくとも一部の周波数を使用して複数の無線通信信号を送信するようにされた複数の送信機を含む補助地上波ネットワークをさらに備え、
前記宇宙ベースコンポーネントは、前記衛星周波数帯域の少なくとも一部の周波数において前記衛星フットプリントにおける前記補助地上波ネットワークの前記送信機から前記多重アクセス信号に伴う干渉成分として前記無線通信信号を受信する、請求項２９に記載のシステム。
【請求項３１】
前記宇宙ベースコンポーネントが、複数のアンテナフィード要素を有するアンテナを含み、前記宇宙ベースコンポーネントが、前記複数のアンテナフィード要素を有する前記アンテナを使用して前記多重アクセス信号を受信するようにされる、請求項２９に記載のシステム。
【請求項３２】
前記干渉低減器が、前記複数の端末によって送信されたパイロット信号を処理して、前記パイロット信号の前記処理に基づいて前記アンテナフィード要素についての重みの集合を決定することによって前記多重アクセス信号に対して同一チャネル干渉低減を実行するようにさらになっている、請求項３１に記載のシステム。
【請求項３３】
前記処理ステップが少なくとも１つのパイロット信号エラーを生成する、請求項３２に記載のシステム。
【請求項３４】
前記干渉低減器が、前記アンテナフィード要素についての重みの集合を選択して、前記パイロット信号エラー尺度の２乗平均値を低減するようにさらになっている、請求項３３に記載のシステム。
【請求項３５】
前記干渉低減器が、重みの前記集合を、前記複数のアンテナフィード要素によって受信された信号に対して印加して前記複数の干渉低減信号を取得するようにさらになっている、請求項３４に記載のシステム。
【請求項３６】
前記検出器が、前記干渉低減信号に基づいてチャネル推定値の集合を決定し、前記干渉低減信号からビット推定値の集合を生成し、チャネル推定値の前記集合およびビット推定値の前記集合を使用して前記干渉低減信号に対して多重アクセス干渉低減を実行することによって第２の干渉低減信号を生成するようにさらになっている、請求項３５に記載のシステム。
【請求項３７】
前記検出器が、前記第２の干渉低減信号に基づいて第２のチャネル推定値の集合を決定し、前記第２の干渉低減信号から第２のビット推定値の前記集合を生成し、第２のチャネル推定値の前記集合および第２のビット推定値の前記集合を使用して前記第２の干渉低減信号に対して多重アクセス干渉低減を実行するようにさらになっている、請求項３６に記載のシステム。
【請求項３８】
前記宇宙ベースコンポーネントが、少なくとも偏波方向が異なる少なくとも２つのアンテナパターンを使用して前記多重アクセス信号を受信するようにされる、請求項３６に記載のシステム。
【請求項３９】
前記検出器が、前記干渉低減信号から複数のビット推定値を生成し、前記複数のビット推定値を使用して多重アクセス干渉低減を実行するようにさらになっている、請求項３５に記載のシステム。
【請求項４０】
前記宇宙ベースコンポーネントが、前記多重アクセス信号を衛星ゲートウェイに再送信するようにさらになっており、前記干渉低減器および／または前記検出器が前記衛星ゲートウェイに配置されている、請求項２９に記載のシステム。
【請求項４１】
前記衛星ゲートウェイが地上波ベースのものである、請求項４０に記載のシステム。
【請求項４２】
少なくとも１つの衛星ゲートウェイをさらに備え、前記干渉低減器が前記宇宙ベースコンポーネントに配置され、前記検出器が前記少なくとも１つの衛星ゲートウェイに配置され、前記宇宙ベースコンポーネントが、前記干渉低減信号を前記少なくとも１つの衛星ゲートウェイに送信するようにさらになっている、請求項２９に記載のシステム。
【請求項４３】
衛星周波数帯域において衛星フットプリントにおける複数の無線端末から、同一チャネル干渉を含む多重アクセス無線通信信号を受信するようにされる宇宙ベースコンポーネントを含む衛星通信システム用の干渉低減検出器であって、
前記宇宙ベースコンポーネントに応答するものであり、かつ同一チャネル干渉低減を前記多重アクセス無線通信信号に対して実行して複数の干渉低減信号を生成するようにされる干渉低減器と、
多重アクセス干渉除去を前記干渉低減信号に対して実行するようにされる検出器と
を備える干渉低減検出器。
【請求項４４】
前記干渉低減器が、前記複数の無線端末によって送信されたパイロット信号を処理して、前記パイロット信号の前記処理に基づいて前記宇宙ベースコンポーネントのアンテナフィード要素の集合についての重みの集合を決定することによって、前記多重アクセス無線通信信号に対して同一チャネル干渉低減を実行するようにさらになっている、請求項４３に記載の干渉低減検出器。
【請求項４５】
前記干渉低減器が、少なくとも１つのパイロット信号エラーを生成するようにさらになっている、請求項４４に記載の干渉低減検出器。
【請求項４６】
前記干渉低減器が、前記アンテナフィード要素についての重みの集合を選択して、前記少なくとも１つのパイロット信号エラー尺度の２乗平均値を低減するようにさらになっている、請求項４５に記載の干渉低減検出器。
【請求項４７】
前記干渉低減器が、重みの前記集合を、前記アンテナフィード要素によって受信された信号に対して印加して前記複数の干渉低減信号を取得するようにさらになっている、請求項４６に記載の干渉低減検出器。
【請求項４８】
前記検出器が、前記干渉低減信号に基づいてチャネル推定値の集合を決定し、前記干渉低減信号から受信ビット推定値の集合を生成し、チャネル推定値の前記集合および受信ビット推定値の前記集合を使用して前記干渉低減信号に対して多重アクセス干渉除去を実行することによって第２の干渉低減信号を生成するようにさらになっている、請求項４６に記載の干渉低減検出器。
【請求項４９】
前記検出器が、前記第２の干渉低減信号に基づいて第２のチャネル推定値の集合を決定し、前記第２の干渉低減信号から第２の受信ビット推定値の集合を生成し、第２のチャネル推定値の前記集合および第２の受信ビット推定値の前記集合を使用して前記第２の干渉低減信号に対して多重アクセス干渉除去を実行するようにさらになっている、請求項４８に記載の干渉低減検出器。
【請求項５０】
前記宇宙ベースコンポーネントが、少なくとも偏波方向が異なる少なくとも２つのアンテナパターンを使用して、同一チャネル干渉を含む前記多重アクセス無線通信信号を受信する、請求項４３に記載の干渉低減検出器。
【請求項５１】
前記検出器が、前記干渉低減信号から複数の干渉低減ビット推定値を生成し、前記複数の干渉低減ビット推定値を使用して多重アクセス干渉除去を実行するようにさらになっている、請求項４３に記載の干渉低減検出器。
【請求項５２】
前記宇宙ベースコンポーネントが、前記多重アクセス無線通信信号を少なくとも１つの衛星ゲートウェイに再送信するようにさらになっており、また前記干渉低減器が前記少なくとも１つの衛星ゲートウェイに配置されている、請求項４３に記載の干渉低減検出器。
【請求項５３】
前記少なくとも１つの衛星ゲートウェイが地上波ベースである、請求項５２に記載の干渉低減検出器。
【請求項５４】
前記干渉低減器が前記宇宙ベースコンポーネントに配置され、また前記検出器が前記宇宙ベースコンポーネントから離れて配置される、請求項４３に記載の干渉低減検出器。
【請求項５５】
衛星周波数帯域において衛星フットプリントにおける複数の無線端末から多重アクセス無線通信信号を受信するようにされる宇宙ベースコンポーネントを含む衛星無線端末システム用ゲートウェイであって、
前記宇宙ベースコンポーネントに応答するものであり、かつ前記多重アクセス無線通信信号に同一チャネル干渉低減を実行して複数の干渉低減信号を生成するようにされる干渉低減器と、
前記干渉低減信号に対して多重アクセス干渉除去を実行するようにされる検出器と
を備えるゲートウェイ。
【請求項５６】
前記干渉低減器が、前記複数の無線端末によって送信されたパイロット信号を処理して、前記パイロット信号の前記処理に基づいて前記宇宙ベースコンポーネントのアンテナフィード要素の集合についての重みの集合を決定することによって、前記多重アクセス無線通信信号に対して同一チャネル干渉低減を実行するようにさらになっている、請求項５５に記載のゲートウェイ。
【請求項５７】
前記干渉低減器が、少なくとも１つのパイロット信号エラーを生成するようにさらになっている、請求項５６に記載のゲートウェイ。
【請求項５８】
前記干渉低減器が、前記フィード要素についての信号重みの集合を選択して、前記パイロット信号エラー尺度の２乗平均値を低減するようにさらになっている、請求項５７に記載のゲートウェイ。
【請求項５９】
前記干渉低減器が、信号重みの前記集合を、複数のアンテナフィード要素によって受信された信号に対して印加して前記複数の干渉低減信号を取得するようにさらになっている、請求項５８に記載のゲートウェイ。
【請求項６０】
前記検出器が、前記干渉低減信号に基づいてチャネル推定値の集合を決定し、前記干渉低減信号から受信ビット推定値の集合を生成し、チャネル推定値の前記集合および受信ビット推定値の前記集合を使用して前記干渉低減信号に対して多重アクセス干渉除去を実行することによって第２の干渉低減信号を生成するようにさらになっている、請求項５８に記載のゲートウェイ。
【請求項６１】
前記検出器が、前記第２の干渉低減信号に基づいて第２のチャネル推定値の集合を決定し、前記第２の干渉低減信号から第２の受信ビット推定値の集合を生成し、第２のチャネル推定値の前記集合および第２の受信ビット推定値の前記集合を使用して前記第２の干渉低減信号に対して多重アクセス干渉除去を実行するようにさらになっている、請求項６０に記載のゲートウェイ。
【請求項６２】
前記宇宙ベースコンポーネントが、少なくとも偏波方向が異なる少なくとも２つのアンテナパターンを使用して前記多重アクセス無線通信信号を受信する、請求項５５に記載のゲートウェイ。
【請求項６３】
前記検出器が、前記干渉低減信号から複数の干渉低減ビット推定値を生成し、前記複数の干渉低減ビット推定値を使用して多重アクセス干渉除去を実行するようにさらになっている、請求項５５に記載のゲートウェイ。
【請求項６４】
前記干渉低減器が、前記干渉低減器に提供された少なくとも２つの信号を前記宇宙ベースコンポーネントにより処理することによって前記多重アクセス無線通信信号に同一チャネル干渉低減を実行し、前記宇宙ベースコンポーネントが、少なくとも偏波方向が異なる少なくとも２つのアンテナパターンを使用して前記少なくとも２つの信号を受信している、請求項５５に記載のゲートウェイ。
【請求項６５】
前記少なくとも２つのアンテナパターンが、略左旋円偏波（ＬＨＣＰ）アンテナパターンおよび略右旋円偏波（ＲＨＣＰ）アンテナパターンである、請求項６４に記載のゲートウェイ。
【請求項６６】
空間配向および偏波方向が異なる少なくとも第１および第２のアンテナパターンを使用して信号の成分を受信するようにされる宇宙ベースコンポーネント用の干渉低減器であって、前記宇宙ベースコンポーネントが、前記信号の前記成分を前記干渉低減器に提供するようにされ、前記干渉低減器が、前記信号の前記成分を処理して前記信号の干渉レベルを低減するようにされる干渉低減器。
【請求項６７】
第１のアンテナパターンの第１の信号と、少なくとも第２のアンテナパターンの少なくとも１つの第２の信号とを無線端末に送信することによって前記無線端末と通信するようにされた宇宙ベースコンポーネント用送信機であって、前記少なくとも１つの第２の信号が少なくとも時間遅延値が前記第１の信号と異なる送信機。
【請求項６８】
宇宙ベースコンポーネントの第１のアンテナパターンの第１の信号と、前記宇宙ベースコンポーネントの少なくとも１つの第２のアンテナパターンの少なくとも１つの第２の信号とを受信することによって前記宇宙ベースコンポーネントと通信するようにされた無線端末であって、前記少なくとも１つの第２の信号が少なくとも時間遅延値が前記第１の信号と異なる無線端末であって、前記第１の信号および前記少なくとも１つの第２の信号を処理して少なくとも１つの通信性能尺度を改良するようになされた無線端末。
【請求項６９】
宇宙ベースコンポーネントおよび補助地上波ネットワークを備える無線通信システムであって、
前記補助地上波ネットワークは、コントロールチャネルおよび／またはトラフィックチャネル通信を提供するよう前記宇宙ベースコンポーネントによる使用が許可された周波数の第１の集合を使用することによって、コントロールチャネルおよび／またはトラフィックチャネル通信を提供するよう宇宙ベースコンポーネントによる使用が許可された周波数の第２の集合よりも多くのコントロールチャネルおよびトラフィックチャネル通信を複数の第１の無線端末に提供するものであり、
周波数の前記第２の集合は、コントロールチャネルおよびトラフィックチャネル通信を地理的エリア内の複数の第２の無線端末に提供するために前記宇宙ベースコンポーネントによって優先的に使用されるものである、無線通信システム。
【請求項７０】
前記補助地上波ネットワークが前記第２のセットの周波数を使用しない、請求項６９に記載の無線通信システム。
【請求項７１】
無線端末からの波形に依存する干渉成分と、前記無線端末からの前記波形に依存しない干渉成分とを含む前記波形を前記無線端末から受信するようにされる宇宙ベースコンポーネント用の干渉低減器であって、
前記無線端末からの前記波形に依存しない前記干渉成分を低減して、前記無線端末からの前記波形に依存する前記干渉成分を低減するようにされ、所定の基準が満たされるまで、前記無線端末からの前記波形に依存する前記干渉成分を反復して低減するようになされる干渉低減器。
【請求項７２】
所定の基準が満たされるまで、前記地理的エリアにおいて前記宇宙ベースコンポーネントと通信する前記複数の端末における前記送信に依存する前記干渉成分を反復して低減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７３】
前記所定の基準がビットエラーレートを含む、請求項７２に記載の方法。
【請求項７４】
宇宙ベースコンポーネントにおいて、空間配向および偏波方向が異なる少なくとも第１および第２のアンテナパターンを使用して信号の成分を受信するステップと、
前記信号の前記成分を干渉低減器に提供するステップと、
前記信号の前記成分を前記干渉低減器により処理して、前記信号の干渉レベルを低減するステップと
を含む干渉低減方法。
【請求項７５】
宇宙ベースコンポーネントおよび無線端末間の通信方法であって、
第１のアンテナパターンにより、信号を前記無線端末に第１の信号として送信するステップと、
少なくとも第２のアンテナパターンにより、前記信号を前記無線端末に第２の信号として送信するステップであって、前記第２の信号が少なくとも時間遅延値が前記第１の信号と異なるステップと
を含む方法。
【請求項７６】
前記第１のアンテナパターンが、空間配向および／または偏波方向が前記第２のアンテナパターンと異なる、請求項７５に記載の方法。
【請求項７７】
前記第１のアンテナパターンが第１の地理的サービスエリアに広がり、前記第２のアンテナパターンが、前記第１の地理的サービスエリアと少なくとも部分的に重複する第２の地理的サービスエリアに広がる、請求項７５に記載の方法。
【請求項７８】
少なくとも第３のアンテナパターンにより前記信号を前記無線端末に第３の信号として送信するステップをさらに含み、前記時間遅延値が第１の時間遅延値を含み、前記第３の信号が少なくとも第２の時間遅延値が前記第２の信号と異なる、請求項７７に記載の方法。
【請求項７９】
宇宙ベースコンポーネントおよび無線端末間の通信方法であって、
第１のアンテナパターンにより信号を前記無線端末に第１の信号として送信するステップと、
少なくとも第２のアンテナパターンにより前記信号を前記無線端末に第２の信号として送信するステップであって、前記第２の信号が一意の特徴によって前記第１の信号と異なるステップと
を含む方法。
【請求項８０】
前記一意の特徴が、前記信号の時間遅延値、パイロット信号、ビットシーケンス、ミッドアンブル、プリアンブルおよび／または拡散コードを含む、請求項７９に記載の方法。
【請求項８１】
宇宙ベースコンポーネントの第１のアンテナパターンにより第１の信号を、前記宇宙ベースコンポーネントの少なくとも１つの第２のアンテナパターンで少なくとも１つの第２の信号を受信するステップであって、前記少なくとも１つの第２の信号が少なくとも時間遅延値が前記第１の信号と異なるステップと、
前記第１の信号および前記少なくとも１つの第２の信号を処理して、少なくとも１つの通信性能尺度を改良するステップと
を含む宇宙ベースコンポーネントとの通信方法。
【請求項８２】
宇宙ベースコンポーネントおよび補助地上波ネットワークを含む無線通信システムの通信方法であって、
コントロールチャネルおよび／またはトラフィックチャネル通信を提供するために前記宇宙ベースコンポーネントによる使用が許可された第２のセットの周波数よりも多くの、コントロールチャネルおよび／またはトラフィックチャネル通信を提供するために前記宇宙ベースコンポーネントによる使用が許可された第１のセットの周波数を使用して、コントロールチャネルおよびトラフィックチャネル通信を前記補助地上波ネットワークから複数の第１の無線端末に提供するステップと、
前記第２のセットの周波数を使用して、コントロールチャネルおよびトラフィックチャネル通信を前記宇宙ベースコンポーネントから地理的エリア内の複数の第２の無線端末に提供するステップと
を含む方法。
【請求項８３】
前記補助地上波ネットワークが前記第２のセットの周波数を使用しない、請求項８２に記載の方法。
【請求項８４】
宇宙ベースコンポーネントにおいて、それぞれ複数の異なるアンテナパターンを使用して信号の複数の成分を受信するステップと、
前記受信信号成分の部分集合を選択して処理するステップと、
前記受信信号成分の前記選択された部分集合を干渉低減器に提供するステップと、
前記受信信号成分の前記選択された部分集合を前記干渉低減器により処理して、前記信号の干渉レベルを低減するステップと
を含む干渉低減方法。
【請求項８５】
前記アンテナパターンが空間配向および／または偏波方向が異なる、請求項８４に記載の方法。
【請求項８６】
前記受信信号成分の前記部分集合を選択するステップが、前記信号の特徴に基づいて、前記受信信号成分の前記部分集合を選択するステップを含むものである、請求項８４に記載の方法。
【請求項８７】
前記信号の前記特徴が、前記信号と関連した地理的位置、前記信号と関連した信号強度、または前記信号と関連した信号品質を含む、請求項８６に記載の方法。
【請求項８８】
前記信号がリターンリンクコントロールチャネル信号を含む、請求項８４に記載の方法。
【請求項８９】
前記信号のソースの地理的位置を決定するステップをさらに含み、
前記受信信号成分の前記部分集合を選択して処理するステップが、前記決定された地理的位置について改良された性能尺度が前記信号に提供されるように、前記受信信号成分の前記部分集合を選択するステップを含む、請求項８４に記載の方法。
【請求項９０】
前記性能尺度が、信号電力対干渉電力比および／または信号対雑音比を含む、請求項８９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
優先権の主張
本出願は、２００５年１月５日に出願され、「Ａｄａｐｔｉｖｅ  Ｂｅａｍ−Ｆｏｒｍｉｎｇ  ｗｉｔｈ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  Ｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎ  ａｎｄ  Ｍｕｌｔｉ−Ｕｓｅｒ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ  ｉｎ  Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  ｗｉｔｈ  Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ  Ｒｅｕｓｅ  ｏｆ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｉｅｓ」と題された仮特許出願第６０／６４１，５６０号に基づく利益を主張し、この開示全体を引用することにより、本願明細書の一部をなすものとする。
【０００２】
発明の分野
本発明は、通信システムにおける干渉低減に関する。特に、本発明は、地上周波数の使用／衛星帯域周波数の再使用による衛星通信システムおよび方法における干渉低減に関する。
【背景技術】
【０００３】
衛星通信システムおよび方法は無線電話通信に広く使用されている。衛星通信システムおよび方法は概して、１つ以上の衛星などの少なくとも１つの宇宙ベースのコンポーネントを用い、これ／これらは複数の無線端末と無線通信するように構成されている。
【０００４】
衛星通信システムや方法は、システムによってサービス提供されているエリア全体をカバーする単一アンテナビームまたはアンテナパターンを利用することがある。代替的、または上記と組み合わせて、セルラー衛星通信システムおよび方法において、複数のビーム（セルやアンテナパターン）が提供され、この各々はサービス領域全体の実質的に明確な地理的エリアにサービス提供して、衛星フットプリント全体を総合的にもたらすことが可能である。従って、従来の地上セルラー無線電話システムおよび方法で使用されるのと類似のセルラーアーキテクチャがセルラー衛星ベースシステムおよび方法で実現可能である。衛星は通常双方向通信経路で無線端末と通信し、この無線端末通信の信号は（フォワードサービスリンクとも称される）ダウンリンクまたはフォワードリンクで衛星から無線端末へ、（リターンサービスリンクとも称される）アップリンクまたはリターンリンクで無線端末から衛星に通信される。
【０００５】
セルラー衛星通信システムおよび方法の全体設計および動作は当業者には周知であり、本明細書でさらに説明する必要はない。さらに、本明細書で使用されているように、用語「無線端末」は、セルラーおよび／または衛星無線電話、無線電話をデータ処理、ファクシミリおよび／またはデータ通信機能と結合可能なパーソナルコミュニケーションシステム（ＰＣＳ）端末、無線周波数トランシーバおよび／またはポケットベル、インターネット／イントラネットアクセス、ウェブブラウザ、オーガナイザー、カレンダーおよび／またはグローバルポジショニングシステム（ＧＰＳ）受信機を含むことができる携帯情報端末（ＰＤＡ）、および／または従来のラップトップおよび／またはパームトップコンピュータ、あるいは無線周波数トランシーバを含む他の機器などの無線周波数トランシーバを含むデバイスを含む。ここで使用されているように、用語「無線端末」はまた、時間的に変化したり、あるいは、固定されている地理的座標を有してもよく、またポータブル、トランスポータブルであってもよく、車両（航空、海上または地上ベース）にインストールされてもよく、局所的および／または１つ以上の地上および／または地球外の場所で分散して動作するように適合および／または構成されてもよい任意の他の放射ユーザーデバイス／機器／ソースを含む。無線端末はまたここでは「無線電話」、「無線端末」、「モバイル端末」、「モバイルユーザー端末」、「ユーザーデバイス」、または単に「端末」と称されることがある。さらに、ここで使用されているように、用語「宇宙ベース」コンポーネントは、任意の高度で地球の上に軌道を有する１つ以上の衛星および／または１つ以上の他のオブジェクト／プラットフォーム（例えば、飛行機、バルーン、無人車両、宇宙船、ミサイルなど）を含む。加えて、ここで使用されているように、干渉除去または除去に関するような用語「除去する」や「除去」は、干渉成分の少なくとも１つのコンポーネント／要素の完全な排除、および／または干渉成分の少なくとも１つのコンポーネント／要素の少なくとも低減を意味する。
【０００６】
衛星システムによる使用が許可された周波数の少なくとも一部を使用および／または再使用することによって無線通信を提供するように構成される地上波ネットワークは、衛星システムの利用可能性、効率および／または経済性を向上させることができる。具体的には、衛星信号は高層構造物によってブロックされたり、および／または建物に効果的に貫通しないことがあるため、衛星通信システムが密集エリアに確実にサービス提供することは難しい場合があるとわかっている。結果として、衛星スペクトルはこのようなエリアにおいて十分に利用されなかったり、全く利用されなかったりする。衛星システム周波数の少なくとも一部の地上での使用および／または再使用はこの潜在的問題を低減または排除することができる。
【０００７】
さらに、地上波周波数の使用／再使用は衛星専用（宇宙ベースネットワーク専用）システムよりもかなり高いことがあるため、地上ベースおよび宇宙ベースネットワークを含むシステム全体の容量測定は、地上波周波数使用／宇宙ベースネットワークによる使用が許可された周波数の少なくとも一部の再使用の導入によって増大されることがある。事実、容量は、最も必要とされる場合、つまり密集した都市／工業／商業エリアにおいて高められることがある。結果として、システム全体は、大きな加入者ベースにより効果的かつ確実にサービス提供することができるため、より経済性が高まる。
【０００８】
衛星周波数の地上再使用の一例が、Ｋａｒａｂｉｎｉｓへの、Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ  Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  Ｒｅｐｅａｔｅｒｓ  ａｎｄ  Ｒｅｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｍｅｔｈｏｄｓと題された米国特許第５，９３７，３３２号に説明され、この開示全体を引用することにより、本願明細書の一部をなすものとされている。ここに説明されているように、衛星通信リピーターが提供され、これは衛星／無線端末から受信されたダウンリンク／アップリンク信号を受信、増幅および局所的に再送信することによって衛星通信リピーター付近の有効ダウンリンク／アップリンクマージンを増大させ、また建物、植物（ｆｏｌｉａｇｅ）、輸送車両、および他のオブジェクトでリンクマージンを低減可能なものへのアップリンクおよびダウンリンク信号が到達するのを高めることができる。ポータブルおよび非ポータブルリピーターの両方が提供される。米国特許第５，９３７，３３２号の要約を参照のこと。
【０００９】
少なくとも部分的に宇宙ベース通信用無線端末によっても使用される衛星周波数帯域の周波数の少なくとも一部を地上で使用および／または再使用することによる地上波通信性能を有する衛星通信システムや方法の無線端末であって、地上および宇宙ベース通信の両方に実質的に同じエアインタフェースを使用することによって地上で、かつ宇宙ベースコンポーネントを介して通信するように構成されている無線端末は、他の代替例よりもコスト効果がよく、および／または見た目にも美しい場合がある。周知のＴｈｕｒａｙａ、Ｉｒｉｄｉｕｍおよび／またはＧｉｏｂａｉｓｔａｒデュアルモード衛星／地上波無線端末などの従来のデュアル帯域／デュアルモード無線端末代替例は、（異なる周波数帯域および／または衛星および地上通信のエアインタフェースプロトコルの結果として）一部のコンポーネントを重複して有しており、これは無線端末のコスト、サイズおよび／または重量の増加につながることがある。Ｋａｒａｂｉｎｉｓへの、Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｕｔｉｌｉｚｉｎｇ  ａ  Ｐｌｕｒａｌｉｔｙ  ｏｆ  Ａｉｒ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ  Ｓｔａｎｄａｒｄｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  Ｅｍｐｌｏｙｉｎｇ  Ｓａｍｅと題された米国特許第６，０５２，５６０号を参照のこと。
【００１０】
衛星周波数の地上波再使用を用いることがある衛星通信システムおよび方法が、Ｋａｒａｂｉｎｉｓへの、Ｓｙｓｔｅｍｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ  Ｒｅｕｓｅ  ｏｆ  Ｃｅｌｌｕｌａｒ  Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｓｐｅｃｔｒｕｍと題された米国特許第６，６８４，０５７号；Ｋａｒａｂｉｎｉｓへの、Ｓｙｓｔｅｍｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ  Ｒｅｕｓｅ  ｏｆ  Ｃｅｌｌｕｌａｒ  Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｓｐｅｃｔｒｕｍと題された公開米国特許出願ＵＳ２００３／００５４７６０号、Ｋａｒａｂｉｎｉｓへの、Ｓｐａｔｉａｌ  Ｇｕａｒｄｂａｎｄｓ  ｆｏｒ  Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ  Ｒｅｕｓｅ  ｏｆ  Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｉｅｓと題されたＵＳ２００３／００５４７６１号；Ｋａｒａｂｉｎｉｓ  ｅｔ  ａｌ．，Ｓｙｓｔｅｍｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ  Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌｌｙ  Ｒｅｕｓｅｄ  Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｉｅｓ  ｔｏ  Ｒｅｄｕｃｅ  Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅと題されたＵＳ２００３／００５４８１４号；Ｋａｒａｂｉｎｉｓ  ｅｔ  ａｌ．，Ａｄｄｉｔｉｏｎａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ  Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌｌｙ  Ｒｅｕｓｅｄ  Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｉｅｓ  ｔｏ  Ｒｅｄｕｃｅ  Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅと題されたＵＳ２００３／００７３４３６号；Ｋａｒａｂｉｎｉｓ  ｅｔ  ａｌ．，Ｍｕｌｔｉ−Ｂａｎｄ／Ｍｕｌｔｉ−Ｍｏｄｅ  Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ  Ｒａｄｉｏｔｅｌｅｐｈｏｎｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓと題されたＵＳ２００３／００５４７６２号；Ｋａｒａｂｉｎｉｓ  ｅｔ  ａｌ．，Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  Ｕｓｉｎｇ  Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ−Ｌｉｎｋｅｄ  Ｒｅｍｏｔｅ  Ｔｅｒｍｉｎａｌ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ  Ｓｕｂｓｙｓｔｅｍｓと題されたＵＳ２００３／０１５３２６７号；Ｋａｒａｂｉｎｉｓへの、Ｓｙｓｔｅｍｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  Ｒｅｄｕｃｉｎｇ  Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ  Ｆｅｅｄｅｒ  Ｌｉｎｋ  Ｂａｎｄｗｉｄｔｈ／Ｃａｒｒｉｅｒｓ  ｉｎ  Ｃｅｌｌｕｌａｒ  Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ  Ｓｙｓｔｅｍｓと題されたＵＳ２００３／０２２４７８５号；Ｋａｒａｂｉｎｉｓへの、Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｄ  Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ−Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｒｅｕｓｅと題されたＵＳ２００２／００４１５７５号；Ｋａｒａｂｉｎｉｓへの、Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ｏｒ  Ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓ  Ｓｙｓｔｅｍ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｏｆ  Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ−Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｒｅｕｓｅ  Ｕｓｉｎｇ  Ｓｉｇｎａｌ  Ａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎ  ａｎｄ／ｏｒ  Ｂｌｏｃｋａｇｅ，Ｄｙｎａｍｉｃ  Ａｓｓｉｇｎｍｅｎｔ  ｏｆ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｉｅｓ  ａｎｄ／ｏｒ  Ｈｙｓｔｅｒｅｓｉｓと題されたＵＳ２００２／００９０９４２号；Ｋａｒａｂｉｎｉｓ  ｅｔ  ａｌ．，Ｓｐａｃｅ−Ｂａｓｅｄ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅｓ  ｆｏｒ  Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ  Ｒａｄｉｏｔｅｌｅｐｈｏｎｅ  Ｓｙｓｔｅｍｓと題されたＵＳ２００３／００６８９７８号；Ｋａｒａｂｉｎｉｓへの、Ｆｉｌｔｅｒｓ  ｆｏｒ  Ｃｏｍｂｉｎｅｄ  Ｒａｄｉｏｔｅｌｅｐｈｏｎｅ／ＧＰＳ  Ｔｅｒｍｉｎａｌｓと題されたＵＳ２００３／０１４３９４９号；Ｋａｒａｂｉｎｉｓへの、Ｓｔａｇｇｅｒｅｄ  Ｓｅｃｔｏｒｉｚａｔｉｏｎ  ｆｏｒ  Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ  Ｒｅｕｓｅ  ｏｆ  Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｉｅｓと題されたＵＳ２００３／０１５３３０８号；およびＫａｒａｂｉｎｉｓへの、Ｍｅｔｈｏｄｓ  ａｎｄ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  ｆｏｒ  Ｍｏｄｉｆｙｉｎｇ  Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ  Ａｎｔｅｎｎａ  Ｃｅｌｌ  Ｐａｔｔｅｒｎｓ  Ｉｎ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ  ｔｏ  Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ  Ｒｅｕｓｅ  ｏｆ  Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｉｅｓと題されたＵＳ２００３／００５４８１５号に説明され、これらのすべては本発明の譲受人に譲渡され、これらのすべての開示はその全体を引用することにより、本願明細書の一部をなすものとする。
【００１１】
衛星周波数の地上での使用／再使用の増加を許容する干渉除去技術を用いる衛星通信システムおよび方法もある。例えば、上記引用されたＫａｒａｂｉｎｉｓへの米国特許第６，６８４，０５７号に説明されているように、衛星通信周波数は、干渉除去技術を用いる宇宙ベース通信用の衛星通信周波数を使用している同じ衛星セル内でも補助地上波ネットワークによって地上で再使用可能である。さらに、補助地上波ネットワークは修正範囲の送信用衛星帯域フォワードリンク周波数を使用して、少なくとも一部の帯域外受信機との干渉成分を低減することができる。補助地上波ネットワークによって使用される修正範囲の衛星帯域フォワードリンク周波数は、補助地上波ネットワークによって使用される周波数と帯域外受信機によって使用される周波数間のガード帯域を提供するために衛星帯域フォワードリンク周波数の部分集合のみを含むことが可能であり、増加／減少周波数の関数として単調減少する電力レベルを含むことが可能であり、かつ／または使用されないままおよび／または低減された最大電力で送信されるフレーム当たり２つ以上の連続スロットを含むことが可能である。補助地上波ネットワークの時分割二重動作もまた、衛星帯域リターンリンク周波数の少なくとも一部で提供されることがある。補助地上波ネットワークの全部または部分的リバースモード動作もまた提供されることがあり、フォワードリンクおよびリターンリンク周波数の少なくとも一部が従来の衛星フォワードリンクおよびリターンリンク周波数と交換される。米国特許第６，６８４，０５７号の要約を参照のこと。
【発明の開示】
【００１２】
本発明の実施形態に従った衛星通信方法は、宇宙ベースコンポーネントにおいて該宇宙ベースコンポーネントの周波数帯域で該宇宙ベースコンポーネントのフットプリントにおける複数の端末から複数の多重アクセス信号を受信するステップであって、該複数の多重アクセス信号が該端末によって送信された信号に依存する干渉成分と、該端末によって送信された信号に依存しない干渉成分とを含むステップと、まず該端末によって送信された該信号に依存しない該干渉成分を低減してから、該端末によって送信された該信号に依存する該干渉成分を除去することによって該複数の多重アクセス信号の干渉成分を低減するステップとを含む。
【００１３】
いくつかの方法はさらに、該衛星周波数帯域で該衛星フットプリントにおける複数の端末に対して補助地上波コンポーネントで無線通信信号を受信／送信するステップを含む。該宇宙ベースコンポーネントはまた、該多重アクセス信号への干渉成分として該無線通信信号を受信することもある。
【００１４】
衛星周波数帯域で衛星フットプリントにおける複数の端末から宇宙ベースコンポーネントで多重アクセス信号を受信するステップは、空間配向が異なるアンテナパターンを提供するように構成されてもよい複数のアンテナフィード要素を含むアンテナを使用して多重アクセス信号を受信するステップを含むことがあり、該アンテナフィード要素の少なくとも一部は、少なくとも２つの異なる偏波方向で電磁エネルギーを受信するように構成されてもよい。
【００１５】
該端末によって送信された該信号に依存しない干渉成分を低減するステップは、端末によって送信され、かつ複数のアンテナフィード要素によって受信されたパイロット信号および情報信号を含む多重アクセス信号に同一チャネル干渉低減を実行するステップを含むことがある。このような干渉低減は、該パイロット信号を処理するステップと、該パイロット信号の該処理に基づいて該複数のアンテナフィード要素についての重みの集合を決定するステップとを含むことがある。
【００１６】
本発明のいくつかの実施形態に従った方法はさらに、該パイロット信号の該処理に基づいて少なくとも１つのパイロット信号エラーを生成するステップを含むことがある。
【００１７】
該複数のアンテナフィード要素についての重みの該集合は、該パイロット信号エラー尺度の２乗平均値を低減することによって干渉低減受信パイロット信号を提供するように選択されてもよく、また本発明に従ったいくつかの方法はさらに、該複数のアンテナフィード要素によって受信された信号に対して重みの該集合を印加して干渉低減受信情報信号を取得するステップを含む。
【００１８】
該干渉低減受信情報信号に対して多重アクセス干渉除去（または少なくとも干渉低減）を実行するステップは、干渉低減受信情報信号および／または干渉低減受信パイロット信号に基づいてチャネル推定値の集合を決定するステップと、該干渉低減受信情報信号から受信情報推定値（例えば、ビット推定値）の集合を生成するステップと、該チャネル推定値の集合および該情報推定値を使用して該干渉低減受信情報信号に多重アクセス干渉除去（または少なくとも干渉低減）を実行するステップとを含むことがある。
【００１９】
該チャネル推定値および該情報推定値を使用して該干渉低減受信情報信号に多重アクセス干渉除去を実行するステップは、第２の干渉低減受信情報信号および／または第２の干渉低減受信パイロット信号を生成するステップを含むことがある。さらに、本発明の実施形態に従った方法はさらに、該第２の干渉低減受信情報信号および／または第２の干渉低減受信パイロット信号に基づいて第２のチャネル推定値の集合を決定するステップと、該第２の干渉低減受信情報信号から第２の受信情報推定値の集合を生成するステップと、該第２のチャネル推定値および該第２の情報推定値を使用して該第２の干渉低減受信情報信号に多重アクセス干渉除去を実行するステップとを含むことがある。
【００２０】
少なくとも偏波方向が異なる少なくとも２つのアンテナパターンを使用して該宇宙ベースコンポーネントにより受信するステップさらに含む方法もある。
【００２１】
該干渉低減受信情報信号から受信情報推定値の集合を生成するステップは、該干渉低減受信情報信号を、該複数の端末によって使用された既知の信号拡散コードの集合と相関させるステップを含むことがある。
【００２２】
該干渉低減受信情報信号に多重アクセス干渉除去を実行するステップは、複数の干渉低減情報推定値を生成するステップを含むことがあり、また一部の方法はさらに、該複数の干渉低減情報推定値を使用して多重アクセス干渉除去を実行するステップを含むことがある。
【００２３】
本発明のさらなる実施形態に従った方法はさらに、該多重アクセス信号を衛星ゲートウェイに再送信するステップを含んでもよく、また該多重アクセス信号の干渉成分を低減するステップが、地上波ベースであってもよい衛星ゲートウェイで実行されてもよい。さらに、該干渉低減受信情報信号に多重アクセス干渉除去を実行するステップは該衛星ゲートウェイで実行されてもよい。
【００２４】
いくつかの方法はさらに、所定の基準が満たされるまで、該地理的エリアにおいて該宇宙ベースコンポーネントと通信している該複数の端末における該送信に依存することがある該干渉成分を反復低減するステップを含むことがある。該所定の基準はビットエラーレートを含むことがある。
【００２５】
本発明のさらなる実施形態に従ったセルラー衛星システムは、衛星フットプリントにおける衛星周波数帯域でパイロット信号および情報信号を含むそれぞれ複数の多重アクセス信号を送信するように構成された宇宙ベースコンポーネントおよび複数の端末であって、該宇宙ベースコンポーネントは該衛星周波数帯域で該複数の多重アクセス信号を受信するように構成され、該宇宙ベースコンポーネントはまた該衛星周波数帯域の該複数の多重アクセス信号に伴う干渉成分を受信する宇宙ベースコンポーネントおよび複数の端末と、該宇宙ベースコンポーネントに応答するものであり、かつ該複数の多重アクセス信号に同一チャネル干渉低減および多重アクセス干渉除去を順次実行するように構成され干渉低減器とを含む。
【００２６】
いくつかのシステムはさらに、複数の端末を含む補助地上波ネットワークを含むことがあり、ここで該補助地上波ネットワークおよび／または該端末は、該衛星フットプリントにおける該衛星周波数帯域で無線通信信号を送信するように構成されている。
【００２７】
該宇宙ベースコンポーネントは、複数のアンテナフィード要素を有するアンテナを含むことがあり、また該宇宙ベースコンポーネントは、該アンテナを使用して該複数の多重アクセス信号を受信するように構成されてもよい。
【００２８】
該干渉低減器はさらに、該複数の端末によって送信され、かつ該宇宙ベースコンポーネントによって受信されたパイロット信号を処理して、該パイロット信号の該処理に基づいて該アンテナフィード要素についての重みの集合を決定することによって、該複数の端末から受信された該多重アクセス信号に同一チャネル干渉除去を実行するように構成されてもよい。
【００２９】
該干渉低減器はさらに、該パイロット信号の該処理に基づいて少なくとも１つのパイロット信号エラーを生成するように構成されてもよい。
【００３０】
該干渉低減器はさらに、該アンテナフィード要素についての重みの集合を決定して該少なくとも１つのパイロット信号エラー尺度の２乗平均値を低減することによって干渉低減パイロット信号を提供することができるように構成されてもよい。
【００３１】
該干渉低減器はさらに、該複数のアンテナフィード要素によって受信された信号に対して重みの該集合を印加して干渉低減受信情報信号を取得するように構成されてもよい。
【００３２】
該干渉低減器はさらに、干渉低減受信情報信号および／または干渉低減パイロット信号に基づいてチャネル推定値の集合を決定し、該干渉低減受信情報信号から受信情報推定値の集合（例えば、ビット推定値）を生成し、該チャネル推定値の集合および該情報推定値を使用して該干渉低減受信情報信号に多重アクセス干渉除去を実行することによって第２の干渉低減受信情報信号を生成するように構成されてもよい。
【００３３】
該干渉低減器はさらに、該第２の干渉低減受信情報信号に基づいて第２のチャネル推定値の集合を決定し、該第２の干渉低減受信情報信号から第２の受信ビット推定値の集合を生成し、該第２のチャネル推定値および該第２のビット推定値を使用して該第２の干渉低減受信情報信号に多重アクセス干渉除去を実行するように構成されてもよい。
【００３４】
該宇宙ベースコンポーネントは、空間配向が異なる少なくとも２つのアンテナパターンおよび／または偏波方向が異なる少なくとも２つのアンテナパターンを使用して多重アクセス信号を受信するように構成されてもよい。
【００３５】
該干渉低減器はさらに、該干渉低減受信情報信号から複数の干渉低減ビット推定値を生成し、該複数の干渉低減ビット推定値を使用して多重アクセス干渉除去を実行するように構成されてもよい。
【００３６】
該宇宙ベースコンポーネントはさらに、該多重アクセス信号を衛星ゲートウェイに送信するように構成されてもよく、また該干渉低減器は該衛星ゲートウェイに配置されることもあり、これは地上波ベースであってもよい。
【００３７】
本発明のさらなる実施形態に従った衛星無線端末システムは、衛星周波数帯域の衛星フットプリントにおいて複数の無線端末から多重アクセス無線通信信号を受信するように構成された宇宙ベースコンポーネントと、該宇宙ベースコンポーネントに応答し、かつ該多重アクセス無線通信信号に同一チャネル干渉低減を実行することによって複数の干渉低減受信情報信号を生成するように構成された干渉低減器と、該干渉低減器に応答するものであり、かつ該干渉低減受信情報信号に多重アクセス干渉除去を実行するように構成された検出器とを含む。
【００３８】
本発明の一部の実施形態に従ったシステムはさらに、該衛星フットプリントの該衛星周波数帯域で複数の無線通信信号を送信するように構成された複数の送信機を含む補助地上波ネットワークを含むことがあり、該宇宙ベースコンポーネントはまた、該無線通信信号を該多重アクセス無線通信信号に伴った干渉成分として受信する。
【００３９】
該宇宙ベースコンポーネントは、複数のアンテナフィード要素を有するアンテナを含むことがあり、また該宇宙ベースコンポーネントは、該アンテナを使用して該複数の多重アクセス無線通信信号を受信するように構成されてもよい。
【００４０】
該干渉低減器はさらに、無線端末によって送信された少なくとも１つのパイロット信号を処理して、該少なくとも１つのパイロット信号の該処理に基づいてそれぞれのセットのアンテナフィード要素についての重みの集合を決定することによって、多重アクセス無線通信信号に同一チャネル干渉低減を実行するように構成されてもよい。
【００４１】
該干渉低減器はさらに、該処理に基づいて少なくとも１つのパイロット信号エラーを生成するように構成されてもよい。
【００４２】
該干渉低減器はさらに、該アンテナフィード要素についての信号重みの集合を選択して該少なくとも１つのパイロット信号エラー尺度の２乗平均値を低減するように構成されてもよい。
【００４３】
該干渉低減器はさらに、複数のアンテナフィード要素によって受信された信号についての信号重みの該集合を印加して干渉低減受信情報信号を取得するように構成されてもよい。
【００４４】
該検出器はさらに、干渉低減受信情報信号に基づいてチャネル推定値の集合を決定し、該干渉低減受信情報信号から受信ビット推定値の集合を生成し、該チャネル推定値の集合および該ビット推定値を使用して該干渉低減受信情報信号に多重アクセス干渉除去を実行することによって第２の干渉低減受信情報信号を生成するように構成されてもよい。
【００４５】
該検出器はさらに、該第２の干渉低減受信情報信号に基づいて第２のチャネル推定値の集合を決定し、該第２の干渉低減受信情報信号から第２の受信ビット推定値の集合を生成し、該第２のチャネル推定値および該第２のビット推定値を使用して該第２の干渉低減受信情報信号に多重アクセス干渉除去を実行するように構成されてもよい。
【００４６】
該宇宙ベースコンポーネントはさらに、少なくとも偏波および／または空間配向が異なる少なくとも２つのアンテナパターンを使用して信号を受信するように構成されてもよい。
【００４７】
該検出器はさらに、該干渉低減受信情報信号から複数の干渉低減ビット推定値を生成し、該複数の干渉低減ビット推定値を使用して多重アクセス干渉除去を実行するように構成されてもよい。
【００４８】
該宇宙ベースコンポーネントはさらに、該多重アクセス信号を衛星ゲートウェイに送信するように構成されてもよく、また該干渉低減器は該衛星ゲートウェイに配置されることもあり、これは地上波ベースであってもよい。
【００４９】
本発明の一部の実施形態に従ったシステムはさらに衛星ゲートウェイを含んでもよく、該干渉低減器は該宇宙ベースコンポーネントに配置されてもよく、該検出器は該衛星ゲートウェイに配置されてもよく、該宇宙ベースコンポーネントはさらに、該干渉低減受信情報信号を該衛星ゲートウェイに送信するように構成されてもよい。
【００５０】
本発明の一部の実施形態は、衛星周波数帯域で衛星フットプリントにおける複数の無線端末から、同一チャネル干渉を含む多重アクセス無線通信信号を受信するように構成された宇宙ベースコンポーネントを含む衛星通信システム用干渉低減検出器であって、該宇宙ベースコンポーネントに応答するものであり、かつ該多重アクセス無線通信信号に同一チャネル干渉低減を実行して複数の干渉低減受信情報信号を生成するように構成されている干渉低減検出器と、該干渉低減受信情報信号に多重アクセス干渉除去を実行するように構成された検出器とを提供する。
【００５１】
該干渉低減検出器の該干渉低減器はさらに、該複数の無線端末によって送信されたパイロット信号を処理して、該パイロット信号の該処理に基づいてそれぞれのセットのアンテナフィード要素の複数のセットについての重みを決定することによって、該複数の無線端末から受信された該多重アクセス無線通信信号に同一チャネル干渉低減を実行するように構成されてもよい。
【００５２】
該干渉低減検出器の該干渉低減器はさらに、該処理に基づいて少なくとも１つのパイロット信号エラーを生成するように構成されてもよい。
【００５３】
該干渉低減検出器の該干渉低減器はさらに、該アンテナフィード要素ついての信号重みの集合を選択して該少なくとも１つのパイロット信号エラー尺度の２乗平均値を低減するように構成されてもよい。
【００５４】
該干渉低減検出器の該干渉低減器はさらに、複数のアンテナフィード要素によって受信された信号に対して信号重みの該集合を印加して複数の干渉低減受信情報信号を取得するように構成されてもよい。
【００５５】
該干渉低減検出器の該検出器はさらに、該干渉低減受信情報信号に基づいてチャネル推定値の集合を決定し、該干渉低減受信情報信号から受信ビット推定値の集合を生成し、該チャネル推定値の集合および該ビット推定値を使用して該干渉低減受信情報信号に多重アクセス干渉除去を実行することによって第２の干渉低減受信情報信号を生成するように構成されてもよい。
【００５６】
該干渉低減検出器の該検出器はさらに、該第２の干渉低減受信情報信号に基づいて第２のチャネル推定値の集合を決定し、該第２の干渉低減受信情報信号から第２の受信ビット推定値の集合を生成し、該第２のチャネル推定値および該第２のビット推定値を使用して該第２の干渉低減受信情報信号に多重アクセス干渉除去を実行するように構成されてもよい。
【００５７】
該宇宙ベースコンポーネントはさらに、少なくとも空間および／または偏波方向が異なる少なくとも２つのアンテナパターンを使用して信号を受信するように構成されてもよい。
【００５８】
該干渉低減検出器の該検出器はさらに、該干渉低減受信情報信号から複数の干渉低減ビット推定値を生成し、該複数の干渉低減ビット推定値を使用して多重アクセス干渉除去を実行するように構成されてもよい。
【００５９】
該宇宙ベースコンポーネントはさらに、該多重アクセス無線通信信号を衛星ゲートウェイに再送信するように構成されてもよく、該干渉低減器は該衛星ゲートウェイに配置されることもあり、これは地上波ベースであってもよい。
【００６０】
該干渉低減検出器の該干渉低減器は該宇宙ベースコンポーネントに配置されてもよく、該検出器は該宇宙ベースコンポーネントから離れて配置されてもよい。
【００６１】
本発明の一部の実施形態は、衛星周波数帯域で衛星フットプリントにおける複数の無線端末から多重アクセス無線通信信号を受信するように構成される宇宙ベースコンポーネントを含むこともある衛星無線端末システム用ゲートウェイを提供し、該ゲートウェイは、該宇宙ベースコンポーネントに応答するものであり、かつ該多重アクセス無線通信信号に同一チャネル干渉低減を実行して複数の干渉低減受信情報信号を生成するように構成された干渉低減器と、該干渉低減受信情報信号に多重アクセス干渉除去を実行するように構成される検出器とを含む。
【００６２】
該ゲートウェイの該干渉低減器はさらに、該複数の無線端末によって送信されたパイロット信号を処理して、該パイロット信号の該処理に基づいて、アンテナフィード要素の集合についての重みの集合を決定することによって、該多重アクセス無線通信信号に同一チャネル干渉低減を実行するように構成されてもよい。
【００６３】
該ゲートウェイの該干渉低減器はさらに、該処理に基づいて少なくとも１つのパイロット信号エラーを生成するように構成されてもよい。
【００６４】
該干渉低減器はさらに、該アンテナフィード要素についての信号重みの集合を選択して該少なくとも１つのパイロット信号エラー尺度の２乗平均値を低減するように構成されてもよい。
【００６５】
該ゲートウェイの該干渉低減器はさらに、複数のアンテナフィード要素によって受信された信号に該複数のセットについての信号重みを印加して該複数の干渉低減受信情報信号を取得するように構成されてもよい。
【００６６】
該ゲートウェイの該検出器はさらに、該干渉低減受信情報信号に基づいてチャネル推定値の集合を決定し、該干渉低減受信情報信号から受信ビット推定値の集合を生成し、該チャネル推定値の集合および該ビット推定値を使用して該干渉低減受信情報信号に多重アクセス干渉除去を実行することによって第２の干渉低減受信情報信号を生成するように構成されてもよい。
【００６７】
該ゲートウェイの該検出器はさらに、該第２の干渉低減受信情報信号に基づいて第２のチャネル推定値の集合を決定し、該第２の干渉低減受信情報信号から第２の受信ビット推定値の集合を生成し、該第２のチャネル推定値および該第２のビット推定値を使用して該第２の干渉低減受信情報信号に多重アクセス干渉除去を実行するように構成されてもよい。
【００６８】
該宇宙ベースコンポーネントはさらに、少なくとも空間および／または偏波方向が異なる少なくとも２つのアンテナパターンを使用して信号を受信するように構成されてもよい。
【００６９】
該ゲートウェイの該検出器はさらに、該干渉低減受信情報信号から複数の干渉低減ビット推定値を生成し、該複数の干渉低減ビット推定値を使用して多重アクセス干渉除去を実行するように構成されてもよい。
【００７０】
本発明の一部の実施形態に従った干渉低減方法は、宇宙ベースコンポーネントにおいて、空間配向および偏波方向が異なる少なくとも第１および第２のアンテナパターンを使用して信号の成分を受信するステップと、該信号の該成分を干渉低減器に提供するステップと、該干渉低減器で該信号の該成分を処理して該信号の干渉レベルを低減するステップとを含む。
【００７１】
本発明の一部の実施形態に従った宇宙ベースコンポーネントおよび無線端末間の通信方法は、該宇宙ベースコンポーネントの第１のアンテナパターンで第１の信号を該無線端末に送信するステップと、該宇宙ベースコンポーネントの少なくとも第２のアンテナパターンで第２の信号を該無線端末に送信するステップとを含み、該第２の信号は少なくとも時間遅延値が該第１の信号と異なる。該第１のアンテナパターンは空間配向および／または偏波方向が該第２のアンテナパターンと異なることがある。
【００７２】
本発明の一部の実施形態に従った宇宙ベースコンポーネントとの通信方法は、無線端末において該宇宙ベースコンポーネントの第１のアンテナパターンで第１の信号を、該宇宙ベースコンポーネントの少なくとも第２のアンテナパターンで少なくとも１つの第２の信号を受信するステップと、該第１の信号および該少なくとも１つの第２の信号を該無線端末で処理して少なくとも１つの通信性能尺度を改良するステップとを含む。該少なくとも１つの第２の信号は少なくとも時間遅延値が該第１の信号と異なることがある。
【００７３】
本発明の一部の実施形態によると、宇宙ベースコンポーネントおよび補助地上波ネットワークを含む無線通信システム用の通信方法は、コントロールチャネルおよび／またはトラフィックチャネル通信を提供するために該宇宙ベースコンポーネントによる使用を許可された第２のセットの周波数よりも多くの、コントロールチャネルおよび／またはトラフィックチャネル通信を提供するために該宇宙ベースコンポーネントによる使用を許可された第１のセットの周波数を使用してコントロールチャネルおよびトラフィックチャネル通信を該補助地上波ネットワークから複数の第１の無線端末に提供するステップと、該第２のセットの周波数を使用してコントロールチャネルおよびトラフィックチャネル通信を該宇宙ベースコンポーネントから地理的エリア内の複数の第２の無線端末に提供するステップとを含む。一部の実施形態によると、該補助地上波ネットワークは、第２のセットの周波数を使用しないこともある。
【００７４】
本発明のさらなる理解を提供し、かつ本出願の一部に組み込まれ、これを構成している添付の図面が本発明の（複数の）特定の実施形態を示している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００７５】
次に本発明の実施形態について、本発明の実施形態が示されている添付の図面を参照してより完全に説明する。しかしながら、本発明は多数の異なる形態で具現化されてもよく、本明細書で説明される実施形態に対する制限として解釈されるべきではない。むしろ、これらの実施形態が提供されたことによって、本開示が徹底して完全なものとなり、また当業者に本発明の範囲を完全に伝えるものである。同一の番号は同一の要素を示している。
【００７６】
用語第１および第２は種々の要素を説明するために本明細書では使用されてもよいことが理解されるが、これらの要素はこれらの用語によって制限されるべきではない。これらの用語は、ある要素と別の要素とを区別するために使用されるにすぎない。従って、以下の第１の要素は第２の要素と称されてもよく、同様に第２の要素は、本発明の教示から逸脱せずに第１の要素と称されてもよい。本明細書で使用されているように、用語「および／または」は、関連付けられた列挙アイテムのうちの１つ以上のいずれかおよびすべての組み合わせを含む。記号「／」は「および／または」の省略表記としても使用される。
【００７７】
本明細書で使用される用語は特定の実施形態のみを説明するためのものであり、本発明を制限する意図はない。本明細書で使用されているように、単数形の「ａ」、「ａｎ」（「ある」）および「ｔｈｅ（「前記」または「該」）」は、文脈が明確に示さない限り複数形を含むことを意図している。用語「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」および／または「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」は、ここで使用される場合は、規定の特徴、整数、ステップ、動作、要素および／またはコンポーネントの存在を特定するが、１つ以上の他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、コンポーネントおよび／またはこれらのグループの存在や追加を排除するものではないことがさらに理解されるであろう。
【００７８】
特に定義されない限り、本明細書で使用されている（技術的かつ科学的用語を含む）すべての用語は、本発明が属する当業者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。ここで使用される用語は、本明細書の文脈および関連分野における意味と矛盾しない意味を有するものとして解釈されるべきであり、本明細書で明確に定義されない限り、理想的または非常に形式的な意味で解釈されることはない点がさらに理解されるべきである。
【００７９】
当業者によって理解されるように、本発明は方法、データ処理システムおよび／またはコンピュータプログラム製品として具現化されてもよい。従って、本発明は、全面ハードウェア実施形態、全面ソフトウェア実施形態、またはすべてが「回路」や「モジュール」として本明細書に一般的に称されているソフトウェアおよびハードウェア態様を結合する実施形態の形態をとってもよい。さらに、本発明は、コンピュータ使用可能なプログラムコードを媒体に具現化しているコンピュータ使用可能な記憶媒体上のコンピュータプログラム製品の形態をとってもよい。ハードディスク、ＣＤ  ＲＯＭ、光学記憶デバイス、インターネットやイントラネットをサポートするような送信媒体、あるいは磁気記憶デバイスなどの任意の適切なコンピュータ読み取り可能な媒体が利用されてもよい。
【００８０】
本発明について、本発明の実施形態に従った方法、システムおよびコンピュータプログラム製品のフローチャート表示および／またはブロック図を参照して以下に説明する。フローチャート表示および／またはブロック図の各ブロック、およびフローチャート表示および／またはブロック図のブロックの組み合わせはコンピュータプログラム命令によって実現可能であることが理解される。これらのコンピュータプログラム命令は、マシーンを生成するために汎用コンピュータ、特殊コンピュータまたは他のプログラマブルデータ処理装置のプロセッサに提供されてもよく、コンピュータや他のプログラマブルデータ処理装置のプロセッサを介して実行される命令は、フローチャートおよび／またはブロック図のブロックで特定された機能／動作を実現する手段を作成する。
【００８１】
これらのコンピュータプログラム命令はまた、コンピュータや他のプログラマブルデータ処理装置に具体的に機能するように命令可能なコンピュータ読み取り可能なメモリに記憶されてもよく、コンピュータ読み取り可能なメモリに記憶された命令は、フローチャートおよび／またはブロック図のブロックで特定された機能／動作を実現する命令手段を含む製品を生成する。
【００８２】
コンピュータプログラム命令はまた、コンピュータや他のプログラマブルデータ処理装置にロードされて、一連の動作ステップがこのコンピュータや他のプログラマブル装置で実行されるようにして、コンピュータ実現プロセスを生成してもよく、コンピュータや他のプログラマブル装置で実行される命令は、フローチャートおよび／またはブロック図のブロックに特定された機能／動作を実行するステップを提供する。
【００８３】
さらに、本明細書で使用されているように、「実質的に同じ」（複数の）帯域とは、比較される２つ以上の帯域が実質的に重複するが、例えば帯域エンドおよび／または他の場所では非重複エリアがある場合もあることを意味している。「実質的に同じ」（複数の）エアインタフェースとは、比較される２つ以上のエアインタフェースは類似しているが同一である必要はないことを意味している。例えば、第１のエアインタフェース（つまり、衛星エアインタフェース）は、例えば通信／伝搬環境の１つ以上の異なる特徴を説明し、および／または第１および／または第２のエアインタフェースと関連した他の性能態様および／またはシステム関連事項に対処するために第２のエアインタフェース（つまり、地上波エアインタフェース）に対して何らかの相違を含むことがある。
【００８４】
例えば、異なるボコーダレートは、地上波通信に使用されてもよいボコーダレートに対して衛星通信に使用されてもよい（例えば、地上波通信については、オーディオ信号は約９〜１３ｋｂｐｓ以上のレートで符号化（「ボコーダ化」）されてもよいのに対して、衛星通信については、およそ２〜４ｋｂｐｓのボコーダレートが使用されることがある）。同様に、異なるフォワードエラー補正コード、異なるインタリービング深さ、および／または異なる拡散スペクトルコードもまた、地上波通信に使用されてもよいコード、インタリービング深さおよび／または拡散スペクトルコード（つまり、ウォルシュコード、ショートコード、ロングコード、および／または周波数ホッピングコード）に対して、例えば衛星通信に使用されてもよい。
【００８５】
衛星帯域サービスリンク周波数の地上波使用／再使用が米連邦通信委員会（ＦＣＣ）およびカナダ産業省（ＩＣ）に提案され、かつ承認された。例えば２００３年１月２９日に採用され、２００３年２月１０日に公開されたＲｅｐｏｒｔ  ａｎｄ  Ｏｒｄｅｒ  ａｎｄ  Ｎｏｔｉｃｅ  ｏｆ  Ｐｒｏｐｏｓｅｄ  Ｒｕｌｅｍａｋｉｎｇ，ＦＣＣ０３−１５、「Ｆｌｅｘｉｂｉｌｉｔｙ  ｆｏｒ  Ｄｅｌｉｖｅｒｙ  ｏｆ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  ｂｙ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ  Ｓｅｒｖｉｃｅ  Ｐｒｏｖｉｄｅｒｓ  ｉｎ  ｔｈｅ  ２  ＧＨｚ  Ｂａｎｄ，ｔｈｅ  Ｌ−Ｂａｎｄ，ａｎｄ  ｔｈｅ  １．６／２．４Ｂａｎｄｓ」，ＩＢ  Ｄｏｃｋｅｔ  Ｎｏ．０１−１８５と、Ｉｎｄｕｓｔｒｙ  Ｃａｎａｄａ，Ｓｐｅｃｔｒｕｍ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  ａｎｄ  Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  Ｐｏｌｉｃｙ  ＤＧＴＰ−００６−０４「Ｓｐｅｃｔｒｕｍ  ａｎｄ  Ｌｉｃｅｎｓｉｎｇ  Ｐｏｌｉｃｙ  ｔｏ  Ｐｅｒｍｉｔ  Ａｎｃｉｌｌａｒｙ  Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｓｅｒｖｉｃｅｓ  ａｓ  Ｐａｒｔ  ｏｆ  Ｍｏｂｉｌｅ−Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ  Ｓｅｒｖｉｃｅ  Ｏｆｆｅｒｉｎｇ」，Ｍａｙ  ２００４を参照のこと。例えば、２００５年２月１０日に採用され、２００５年２月２５日に公開されたＭｅｍｏｒａｎｄｕｍ  Ｏｐｉｎｉｏｎ  ａｎｄ  Ｏｒｄｅｒ  ａｎｄ  Ｓｅｃｏｎｄ  Ｏｒｄｅｒ  ｏｎ  Ｒｅｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎ，ＦＣＣ０５−３０，ＩＢ  Ｄｏｃｋｅｔ  Ｎｏ．０１−１８５も参照のこと。
【００８６】
本発明の一部の実施形態は、衛星帯域周波数の地上波使用／再使用によるモバイル衛星システム（ＭＳＳ）環境におけるビーム形成（つまり、アンテナパターン成形）、干渉低減、チャネル推定値およびマルチユーザー検出を含む適応信号処理を実行してもよい。例えば最大２乗平均誤差（ＭＭＳＥ）性能指数に基づいたビーム形成は、例えば衛星サービスリンク周波数のかなりの地上波再使用によって特徴付けられた環境においてＭＳＳリンクの信号対雑音＋干渉成分比を増大させるために使用されてもよい。衛星帯域周波数を使用／再使用する補助地上波ネットワークの要素は本明細書では補助地上波コンポーネント（ＡＴＣ）と称される。
【００８７】
本発明の実施形態は、モバイル衛星システム（ＭＳＳ）環境において（同一周波数／同一チャネルおよび／またはチャネル／帯域外であってもよい）ＡＴＣ誘導および非ＡＴＣ誘導干渉成分の両方と多重アクセス干渉（ＭＡＩ）とを低減することが可能である。加えて、重要な性能改良は、衛星で受信された信号の空間および時間処理を使用して得られることがある。一部の実施形態では、パイロットベースＭＭＳＥアルゴリズムは、アンテナフィード要素信号の集合を処理することによってユーザーに対してビーム（つまりアンテナパターン）を適応形成するために使用されてもよい。ビーム形成（つまりアンテナパターン形成）に続いて、パイロット信号はユーザーチャネルのパラメータを推定するのに使用されてもよい。本発明の実施形態に従ったＳｅｑｕｅｎｔｉａｌ  ＡＴＣ  ａｎｄ  ＭＡＩ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  Ｃａｎｃｅｌｌｅｒ（シーケンシャルＡＴＣおよびＭＡＩ干渉除去器）（ＳＡＭＩＣ）は、既知のパイロット信号情報および受信情報の予備決定を利用して、干渉低減、続いてマルチユーザー検出を順次実行することが可能である。ＳＡＭＩＣアルゴリズムの性能は、Ｃｏｎｔｉｎｅｎｔａｌ  Ｕｎｉｔｅｄ  Ｓｔａｔｅｓ（ＣＯＮＵＳ）の５０の主要マーケットに対するＡＴＣの広範な展開を含有するマルチビーム静止衛星システムのシミュレーションによって示されている。
【００８８】
用語「干渉除去器」および「干渉除去」および「干渉成分を除去する」などの関連用語は、本発明の実施形態に従った要素、システムおよび方法を説明するために本明細書で使用されているが、一部の干渉低減技術は「干渉除去」と称されることがあるのに対して、一部の残渣となる干渉成分は「干渉除去」後にも信号に残っていることがある点が認識されるであろう。つまり、任意の物理的プロセスによるように、干渉成分の完全な排除は、いわゆる「最適」システムにおいても不可能もしくは非現実的である場合がある。
【００８９】
図１は、本発明の実施形態に従ったセルラー衛星通信システムおよび方法の概略図である。図１に示されているように、これらのセルラー衛星通信システムおよび方法１００は、静止または非静止軌道衛星などの宇宙ベースコンポーネント（ＳＢＣ）１１０を含む。宇宙ベースコンポーネント１１０は、１つ以上の衛星フォワードサービスリンク（ダウンリンク）周波数ｆDで１つ以上の衛星セル１３０−１３０””を含む衛星フットプリントにおいて、周波数の集合を地理的に選択使用して、そのうちの１つのみが図１に示されている（端末１２０ａ）複数の無線端末に無線通信信号を送信するように構成されてもよい。宇宙ベースコンポーネント１１０はまた、１つ以上の衛星リターンサービスリンク（アップリンク）周波数ｆUで、衛星セル１３０における無線端末１２０ａなどの複数の無線端末から無線通信を受信するように構成されてもよい。
【００９０】
アンテナ１４０ａおよび電子システム１４０ｂを含むことがある少なくとも１つの補助地上波コンポーネント（ＡＴＣ）１４０を備える補助地上波ネットワーク（ＡＴＮ）は、衛星周波数帯域内でｆUと表記されるアップリンク周波数で、例えば少なくとも１つの無線端末１２０ｂから無線通信信号を受信するように構成されている。周波数ｆ’Uは、無線端末１２０ｂが配置されている衛星セル１３０、および／または隣接または遠隔配置された衛星セル１３０において、宇宙ベースコンポーネント（ＳＢＣ）１１０と通信するのに使用されるアップリンクまたはダウンリンク周波数と同じであってもよい。従って、図１に示されるように、無線端末１２０ａは衛星周波数帯域の周波数を使用して宇宙ベースコンポーネント１１０と通信していることもあるのに対して、無線端末１２０ｂは、これもまた衛星周波数帯域の周波数を使用して補助地上波コンポーネント１４０と通信していることもある。図１に示されるように、宇宙ベースコンポーネント１１０はまた望ましくないことに、衛星セル１３０の無線端末１２０ｂおよび／またはＡＴＣ１４０から無線通信のコンポーネントを干渉成分として受信する。加えて、宇宙ベースコンポーネント１１０は、ｆUおよびまたはｆ’Uと同じ（かつ／またはこれと重複している）こともある衛星周波数の異なる衛星セルに配置された無線端末および／またはＡＴＣ（図示せず）から無線通信のコンポーネントを受信することもある。
【００９１】
より具体的には、ポテンシャル干渉経路が１５０で示されている。このポテンシャル干渉経路１５０において、無線端末１２０ｂおよび／またはＡＴＣ１４０によって送信された信号は衛星通信と干渉する。この干渉は概して、送信信号が該セルと同じキャリア周波数（例えば、ｆ’U＝ｆU）を使用する場合に最も強力であり、これは、この場合、同じリターンリンク周波数が宇宙ベースコンポーネントおよび補助地上波コンポーネント通信に使用され、また同じ衛星セルで使用される場合には、衛星セル間の実質的な空間識別が、干渉レベルを低減させるために存在しないからである。しかしながら、空間的な分離によっても、干渉成分は第１の無線端末１２０ａからの信号を低下させることがある。
【００９２】
さらに図１を参照すると、衛星通信システム／方法１００の実施形態は、アンテナ１６０ａおよび電子システム１６０ｂを含むことができる少なくとも１つの衛星ゲートウェイ１６０を含むことが可能である。衛星ゲートウェイ１６０は、例えば公衆交換電話網および／またはインターネットなどの地上波および／または他の有線および／または無線通信ネットワークを含む他のネットワーク１６２に接続されてもよい。衛星ゲートウェイ１６０は衛星フィーダーリンク１１２で宇宙ベースコンポーネント１１０と通信する。衛星ゲートウェイ１６０はまた、概して地上波リンク１４２で、補助地上波ネットワークの補助地上波コンポーネント１４０と通信するように構成されてもよい。
【００９３】
さらに図１を参照すると、干渉低減（ＩＲ）信号プロセッサ１７０はまたゲートウェイ電子システム１６０ｂに少なくとも部分的に提供されてもよい。さらに他の代替例において、干渉低減信号プロセッサ１７０は、ゲートウェイ電子システム１６０ｂの代わりに、またはこれに加えて、セルラー衛星システム／方法１００の他のコンポーネントにおいて少なくとも部分的に提供されてもよい。例えば、干渉低減信号プロセッサ１７０は宇宙ベースコンポーネント１１０において少なくとも部分的に提供されてもよい。干渉低減信号プロセッサ１７０は、宇宙ベースコンポーネント１１０および補助地上波コンポーネント１４０に応答するものであってもよく、また宇宙ベースコンポーネント１１０によって受信される無線通信からの干渉を低減するように構成されてもよい。特に、干渉低減信号プロセッサ１７０は、ＡＴＣ１４０などのＡＴＣと、補助地上波ネットワークと通信する無線端末１２０ｂなどの無線端末とによって少なくとも部分的に生成される干渉成分を低減するように構成されてもよい。加えて、干渉低減信号プロセッサ１７０はまた、例えばＭＳＳおよび／またはＡＴＮの外部で動作する送信機などの他の送信機からの干渉成分を低減するように構成されてもよい。
【００９４】
本出願に開示されているシステムおよび方法は好都合なことに、衛星帯域周波数の地上波使用／再使用を用いるシステムで利用されてもよい。上記のように、補助地上波ネットワーク（ＡＴＮ）は衛星帯域サービスリンク周波数の少なくとも一部を使用／再使用して、衛星接続性が不確実な密集エリアに確実な通信を提供する。衛星帯域周波数の地上波使用／再使用の結果として、衛星と地上のリンク間の識別が不十分であるという特定の条件下では、衛星リンクへのアップリンク同一チャネル干渉が存在し、有害になる場合がある。本発明の実施形態は好都合なことに、例えばＣｏｎｔｉｎｅｎｔａｌ  Ｕｎｉｔｅｄ  Ｓｔａｔｅｓ（ＣＯＮＵＳ）および／または他の地理的エリアの複数のマーケットで広く展開されている補助地上波ネットワークと関連して動作する最先端のモバイル衛星システム（ＭＳＳ）で用いられてもよい。本発明の一部の実施形態は特に、例えばｃｄｍａ２０００  １ＸＲＴＴプロトコルなどのスペクトル拡散多重アクセス通信プロトコルを用いるＭＳＳ／ＡＴＮシステムに適用可能である場合がある。しかしながら、本発明の実施形態は、当業者によって認識されるように、任意の通信プロトコルおよび／またはエアインタフェースに適用されてもよい。
【００９５】
多重アクセス干渉（ＭＡＩ）は、多重アクセス通信環境の衛星で受信された信号の品質を低下させる場合があるタイプの同一チャネル干渉である。このような環境において、複数の送信機は、共有通信媒体／キャリア／チャネルを使用して（衛星受信機などの）単一受信機と通信する。一般的に、少なくとも３つの基本多重アクセススキーム：時間分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）、コード分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）および周波数分割多重アクセス（ＦＤＭＡ）がある。ＦＤＭＡスキームにおいて、異なる送信機が、送信する異なる周波数帯域を割り当てられる。ＴＤＭＡシステムにおいて、異なる送信機は、特定の周波数帯域内で異なる時間スロット（つまり時間間隔）を割り当てられる。従って、ＴＤＭＡシステムによると、送信機は（ＦＤＭＡのように）特定の周波数帯域が割り当てられるが、帯域利用を改善するために周波数帯域を一時的に共有する。一般的なＣＤＭＡスキームにおいて、複数の送信機が、単一の、比較的広い周波数帯域を共有するが、送信機は特定の時間スロットに限定されなくてもよい。むしろ、各送信機は、一部の実施形態では、他の送信機の各々によって使用される拡散コードに直交する一意の拡散コード（つまり「チッピング」コード）を割り当てられる。各送信機によって送信された情報は送信機の拡散コードを使用して変調される。従って、第１の同一周波数（同一チャネル）送信機によって送信された信号は理想的には、第２の同一周波数（同一チャネル）送信機によって送信された信号に付加される場合に、雑音として生じることがある。より高度な多重アクセスシステムはＦＤＭＡ、ＴＤＭＡおよび／またはＣＤＭＡの態様を組み合わせてもよい。一般的に、多重アクセスシステムの受信機は、システムにおける他の送信機によって送信された信号ゆえに同一チャネルＭＡＩを被る送信機によって送信された信号を推定する必要がある。
【００９６】
従来の第３世代（３Ｇ）ＣＤＭＡシステムにおいて、信号検出の潜在的な障害は概して（ｉ）マルチパスフェージング、および（ｉｉ）所望のユーザーの信号に直交していない
コードを使用して同一チャネル送信によってもたらされるＭＡＩである。レーキ整合フィルタリングは、所望の信号の分解性（ｒｅｓｏｌｖａｂｌｅ）マルチパスレプリカをコヒーレントに結合させることによってマルチパスフェージングに効果的に対処することができる。多要素アンテナを備える受信機は、レーキ整合フィルタリングを信号の時空間処理と結合させてＭＡＩを低減させるように構成されてもよい。
【００９７】
ＭＡＩを低減するように構成されたマルチユーザー検出システムは、ＭＡＩには関係なく、所望のユーザー信号を検出するシングルユーザー検出技術と対照的であってもよい。本発明の一部の実施形態によると、通信受信機は、宇宙ベースコンポーネントのそれぞれ複数のアンテナパターンによって通信受信機に提供される複数の受信信号で動作する第１の信号処理段階によって構成されてもよく、ここでは一般的に、この複数のアンテナパターンは空間配向が異なっており（つまり、宇宙ベースコンポーネントのサービスエリアに異なる利得輪郭を投影する）、かつ／または１つ以上の偏波方向が異なる場合もある。一部の実施形態では、この複数のアンテナパターンは、宇宙ベースコンポーネントの少なくとも１つのアンテナフィード要素を使用して宇宙ベースコンポーネントによって形成される。本発明の一部の実施形態では、この複数のアンテナパターンのうちの少なくとも１つは、複数のアンテナパターンのうちの少なくとも１つの少なくとも２つの異なる偏波方向とそれぞれ関連した少なくとも２つの成分を含む通信受信機に信号を提供する少なくとも２つの偏波区別アンテナパターンを含む。一部の実施形態では、この少なくとも２つの異なる偏波方向は略右旋円偏波（ＲＨＣＰ）および略左旋円偏波（ＬＨＣＰ）を含む。本発明の他の実施形態では、複数のアンテナパターンの各１つは、少なくとも２つの異なる偏波方向とそれぞれ関連した少なくとも２つの成分を含む信号を提供する。通信受信機の第１の信号処理段階は複数の受信信号で動作して、この干渉レベルを低減することによって、第１の段階に続いて通信受信機の第２段階を可能にし、ＭＡＩをより効果的に低減してマルチユーザー検出（ＭＵＤ）を実行してもよい。
【００９８】
通信受信機が１つ以上の衛星ゲートウェイに構成される実施形態もある。通信受信機が宇宙ベースコンポーネントに構成される実施形態もある。さらに別の実施形態では、通信受信機は、宇宙ベースコンポーネントと少なくとも１つの衛星ゲートウェイ間に分散されることもある。
【００９９】
本発明の一部の実施形態では、宇宙ベースコンポーネントのそれぞれ複数のアンテナパターンによって通信受信機に提供された複数の受信信号で動作する通信受信機の第１の信号処理段階は、宇宙ベースコンポーネントのそれぞれの所定の複数のアンテナパターンによって通信受信機に提供された所定の複数の受信信号で選択的に動作することもある。所定の複数の受信信号は、本発明の一部の実施形態では、宇宙ベースコンポーネントのアンテナパターンのそれぞれのアンサンブルによって受信された信号アンサンブルの部分集合であってもよく、また所定の複数の受信信号の選択（つまり、所定の複数の受信信号を提供する所定の複数のアンテナパターンの選択）は、受信リターンリンクコントロールチャネル信号に応答するものでありうる。受信リターンリンクコントロールチャネル信号と関連した場所および／または地理的エリアは、本発明の一部の実施形態では、所定の複数の受信信号を提供する所定の複数のアンテナパターンを選択するように使用されてもよい。
【０１００】
一部の実施形態では、リターンリンクコントロールチャネル信号は、使用／再使用されないか、あるいは補助地上波ネットワーク（ＡＴＮ）および／または他のネットワークによって最小限に使用／再使用される周波数範囲を占めるように構成されることによって、リターンリンクコントロールチャネル信号と関連した干渉レベルを最小化または低減することができる。従って、リターンリンクコントロールチャネル信号は、リターンリンクコントロールチャネル周波数の地上波（および／または他の）使用／再使用によってもたらされることがある干渉成分が実質的にないか、そのレベルが低い宇宙ベースコンポーネントによって受信されることがある。リターンリンクコントロールチャネル信号は１つ以上の宇宙ベースコンポーネントアンテナパターン（ビーム／セルおよび／またはアンテナフィード要素によって形成されたアンテナパターン）を介して宇宙ベースコンポーネントによって受信されてもよい。リターンリンクコントロールチャネル信号を受信する１つ以上の宇宙ベースコンポーネントアンテナパターンに応答して、かつ／またはリターンリンクコントロールチャネル信号を受信する１つ以上の空間ベースコンポーネントアンテナパターンと関連したそれぞれのリターンリンクコントロールチャネル信号強度および／または信号品質に応答して、リターンリンクコントロールチャネル信号と関連した（例えば無線端末ソースなどの）ソースと関連付けられた地理的場所が、所定の複数の受信信号を提供する所定の複数のアンテナパターンを選択するように決定および使用されてもよい。従って、リターンリンクコントロールチャネル信号を出すソースに対して、宇宙ベースコンポーネントは、ソースと関連した地理的位置を決定して、ソースと関連して決定された地理的位置に対して、通信受信機が干渉成分および／または雑音性能尺度に対して最大またはほぼ最大の所望の信号を確立できるようにする際に最適またはほぼ最適と決定される宇宙ベースコンポーネントのそれぞれ所定の複数のアンテナパターンによって通信受信機に提供された所定の複数の受信信号で選択的に動作するように通信受信機を構成するように構成されてもよい。
【０１０１】
リターンリンクコントロールチャネル信号が宇宙ベースコンポーネントの１つ以上のアンテナフィード要素（つまり受信アンテナフィード要素）と関連してもよい略固定スポットビームおよび／またはアンテナパターンを使用して宇宙ベースコンポーネントによって受信されてもよいことが理解される。本発明の一部の実施形態では、フォワードリンクコントロールチャネル信号は、宇宙ベースコンポーネントの１つ以上のアンテナフィード要素（つまり、送信アンテナフィード要素）と関連した略固定スポットビームおよび／またはアンテナパターンに基づいてもよい。フォワードリンクコントロールチャネル信号は、宇宙ベースコンポーネントの第１の地理的サービスエリアに広がる（span）宇宙ベースコンポーネントの第１のアンテナパターンを使用して宇宙ベースコンポーネントによって放射されることがある。宇宙ベースコンポーネントはまた、宇宙ベースコンポーネントの第１の地理的エリアと少なくとも部分的に重複することがある宇宙ベースコンポーネントの第２の地理的サービスエリアに広がる第２のアンテナパターンを使用してフォワードリンクコントロールチャネル信号を放射するように構成されることもある。フォワードリンクコントロールチャネル信号は、フォワードリンクコントロールチャネル信号が、第１のアンテナパターンを使用して宇宙ベースコンポーネントによって放射されたフォワードリンクコンポーネントチャネル信号に対して第１の遅延値の分遅延された後に第２のアンテナパターンを使用して放射されてもよい。宇宙ベースコンポーネントはまた、宇宙ベースコンポーネントの第１および／第２の地理的エリアと少なくとも部分的に重複することがある宇宙ベースコンポーネントの第３の地理的サービスエリアに広がる第３のアンテナパターンを使用してフォワードリンクコントロールチャネル信号を放射するように構成されてもよい。フォワードリンクコントロールチャネル信号は、第１のアンテナパターンを使用して宇宙ベースコンポーネントによって放射されたフォワードリンクコントロールチャネル信号に対して第２の遅延値の分遅延された後に、第３のアンテナパターンを使用して放射されてもよい。
【０１０２】
より具体的には、宇宙ベースコンポーネントはまた、宇宙ベースコンポーネントの第１、第２、第３・・・、および／または第（Ｎ−１）地理的エリアと少なくとも部分的に重複することがある宇宙ベースコンポーネントのＮ番目の地理的サービスエリアに広がるＮ番目のアンテナパターンを使用してフォワードリンクコントロールチャネル信号を放射するように構成されてもよい。フォワードリンクコントロールチャネル信号は、第１のアンテナパターンを使用して宇宙ベースコンポーネントによって放射されるフォワードリンクコントロールチャネル信号に対してそれぞれ（Ｎ−１）番目の遅延値の分遅延された後に、Ｎ番目のアンテナパターンを使用し放射されてもよい。本発明の一部の実施形態では、遅延値（第１〜（Ｎ−１）番目）は実質的に所定および／または実質的に固有であってもよい。さらに、Ｎ個のそれぞれのアンテナパターンに対して宇宙ベースコンポーネントによって放射されることがある信号のＮ個の成分は、異なる場合があるＮ個のそれぞれの電力レベルで放射されてもよい。本発明の一部の実施形態に従って、Ｎ個のそれぞれの電力レベルの選択は、信号のＮ個の成分を受信および処理する無線端末の地理的位置に基づいて、および／またはＮ個のそれぞれの電力レベルを放射するのに使用されるＮ個のそれぞれの宇宙ベースコンポーネントアンテナパターンと関連した無線端末方向のＮ個のそれぞれの利得値に従って選択されてもよい。Ｎ個のそれぞれの電力レベルはまた、Ｎ個のそれぞれの電力レベルを使用してＮ個のそれぞれのアンテナパターンに対して信号のＮ個の成分を放射する際に使用される宇宙ベースコンポーネント電力総量に強制される制約に対して評価されることがある。一部の実施形態では、無線端末はまた、（リターンリンクコントロールおよび／またはトラフィックチャネルを介して）情報を宇宙ベースコンポーネントおよび／または宇宙ベースコンポーネントのゲートウェイに提供して、Ｎ個のそれぞれの電力レベルの最適またはほぼ最適な選択を決定する際の助けとなるように構成されてもよい。
【０１０３】
従って、フォワードリンクコントロールチャネル信号（または上記開示された原理に従って宇宙ベースコンポーネントによって放射される他のフォワードリンク信号）を受信および処理するように構成されたデバイスは、宇宙ベースコンポーネントによって放射された信号を第１のアンテナパターンによって、また宇宙ベースコンポーネントによって放射されたこの少なくとも１つの遅延バージョンを第１以外のアンテナパターンで受信および処理することによって所望の信号対雑音および／または干渉成分比の測定を増加または最大化するように構成された受信機要素を含んでもよい。本発明の一部の実施形態では、受信機要素は、当業者によって認識されるように、レーキ受信機要素および／またはトランスバーサルフィルタ受信機要素である。代替的あるいは上記と関連して、宇宙ベースコンポーネントによって放射されたＮ個のフォワードリンク信号成分の各１つは、（無線端末などの）受信デバイスが、２つ以上のそれぞれのアンテナパターンに対して宇宙ベースコンポーネントによって放射され、かつ受信デバイスで受信されたフォワードリンク信号成分のうちの２つ以上に対して最大比結合（所望の信号対雑音および／または干渉電力比の最大またはほぼ最大値）を達成するように処理可能である一意の特徴（例えば、一意のパイロット信号、ビットシーケンス、ミッドアンブル、プリアンブルおよび／または拡散コード）を具備することがある。
【０１０４】
宇宙ベースコンポーネントの任意のアンテナパターンは宇宙ベースコンポーネントの第１のアンテナパターンであってもよいことが理解されるであろう。宇宙ベースコンポーネントは複数の第１のアンテナパターンを含むことがあること、および宇宙ベースコンポーネントの各フォワードリンクアンテナパターンが宇宙ベースコンポーネントの第１のアンテナパターンであってもよいこともまた理解されるであろう。本発明の一部の実施形態によると、宇宙ベースコンポーネントと関連した複数の第１のアンテナパターンは、宇宙ベースコンポーネントと関連したアンテナパターンの総数以下の多数の第１のアンテナパターンであってもよい。本発明の一部の実施形態では、宇宙ベースコンポーネントと関連したアンテナパターンの総数は、（宇宙ベースコンポーネントと関連したフォワードサービスリンクビーム／セルおよび／またはフォワードサービスリンクアンテナフィード要素アンテナパターンの総数などの）宇宙ベースコンポーネントと関連した多数のビーム／セルおよび／またはアンテナフィード要素アンテナパターンであってもよい。本発明の一部の実施形態では、宇宙ベースコンポーネントの第１のアンテナパターンの少なくとも一部、また一部の実施形態ではこの全部が、上記のように関連フォワードリンク信号のそれぞれの第２、第３、・・・および／またはＮ番目の遅延バージョンおよび／またはフォワードリンク信号の一意の特徴を含むそれぞれのバージョンを放射する近接／隣接する第２、第３、・・・および／またはＮ番目のアンテナパターンと関連している。一部の実施形態では、この一意の特徴は、関連フォワードリンク信号のコードおよび／またはビットシーケンスとは異なる（複数の）コードおよび／または異なる（複数の）ビットシーケンスを含むことがある。フォワードリンクコントロールチャネル信号に対する上記技術は任意のフォワードリンクコントロールチャネル信号および／または任意のフォワードリンクトラフィックチャネル信号に印加されてもよい点が理解されるであろう。
【０１０５】
本発明の一部の実施形態では、少なくとも１つのフォワードリンク通信チャネルおよび／または少なくとも１つのリターンリンク通信チャネルが宇宙ベース通信に優先的に使用されてもよく、かつ／または宇宙ベース通信のみに留保および使用されてもよいのに対して、１つ以上のフォワードリンク通信チャネルおよび／または１つ以上のリターンリンク通信チャネルは宇宙ベースおよび地上波通信および／または優先的に地上波通信に使用されてもよい。従って、宇宙ベース通信のみに留保および使用されるか、かつ／または宇宙ベース通信に優先的に使用されることがあるこの少なくとも１つのフォワードリンク通信チャネルおよび／または少なくとも１つのリターンリンク通信チャネルは、宇宙ベースコンポーネントの少なくとも一部の周波数を使用／再使用する地上波通信を提供するシステム要素（補助地上波コンポーネント）に地理的に近接している地理的エリアに宇宙ベース通信を提供することによって、宇宙ベース通信に地上波通信によってもたらされることがある干渉を低減または回避するように使用されてもよい。従って、地上波モード通信にかかわっており、かつ地上波通信を提供するシステム要素の地理的サービスエリアの縁に実質的にあるか、これを超えている地理的距離にある通信デバイスは、宇宙ベース通信のみに留保および使用されるか、および／または宇宙ベース通信に優先的に使用される少なくとも１つのフォワードリンク通信チャネルおよび／または少なくとも１つのリターンリンク通信チャネルを使用して宇宙ベースモード通信に転送されてもよい。宇宙ベース通信のみに留保および使用されるか、および／または宇宙ベース通信に優先的に使用される少なくとも１つのフォワードリンク通信チャネルおよび／または少なくとも１つのリターンリンク通信チャネルもまた、地上波通信を提供するシステム要素から地理的に離れた地理的エリアに宇宙ベース通信を提供するのに使用されることがある。
【０１０６】
本発明の実施形態は、宇宙ベースコンポーネントによって受信された信号の多重アクセス干渉（ＭＡＩ）および他の（非ＭＡＩ）同一チャネル干渉を低減するためのシステムおよび方法を提供可能である。上記のように、同一チャネル干渉は、例えば基地局送信機およびユーザーデバイスの送信機などのインフラ送信機を含む補助地上波ネットワーク（ＡＴＮ）による衛星帯域（宇宙ベースコンポーネント帯域）周波数の少なくとも一部の地上波使用／再使用によって生成されることがある。
【０１０７】
現在の衛星は、複数のサービスエリアスポットビーム（つまりアンテナパターン）を形成するために複数の受信アンテナフィード要素を含むアンテナシステムを使用することがある。アンテナシステムは、２次元アレイに物理的に配置されることがある多数（Ｌ個）のアンテナフィード要素を含むことがある。ユーザーデバイス（例えば、無線端末）および／または他の送信機によって送信された電磁信号はこのＬ個のアンテナフィード要素の各々によって受信される。ｌ番目のアンテナフィード要素で受信された電磁信号はｙlと称される。Ｌ個のアンテナフィード要素で受信された信号の集合は総称的にｙLと称される。
【０１０８】
受信された電磁信号は複素値（つまり、実数部分および虚数部分の両方を有する値）によって表されることがある。従って、受信された電磁信号は「複素信号」と称されることがあり、定数、変数、関数、ベクトルおよび／または行列などの複素数値数量に関するが、これに制限されない数学ツールを使用して分析および操作されることがある。
【０１０９】
アンテナシステムにおいて、Ｌ個の複素重みの集合（ｗL）が受信信号に印加されることがある、つまり、複素重みｗlはアンテナシステムのＬ個のフィード要素の各々で受信された信号ｙlに印加される。あるフィード要素で受信された信号ｙlに印加された複素重みは、異なるフィード要素で受信された信号に印加された複素重みｙlと同じでも異なってもよい。複素重みの適切な選択をすることによって、Ｌ個のフィード要素の各々で受信された信号は、信号がアンテナ方向に対して受信されるそれぞれの方位角および仰角値に応じて相互に実質的に構成的にまたは実質的に破壊的に結合することがある。一般的に、各セットの複素重みは、所望の方向（方位角／仰角の組み合わせ）から入ってくる信号電力が受信機で最大化またはほぼ最大化されるように選択されてもよいのに対して、所望の方向とは異なる１つ以上のそれぞれの方向から受信機に入ってくる１つ以上の信号の電力が抑制される。従って、例えば第１のセットのＬ個の複素重みを、Ｌ個のアンテナフィード要素によって受信された信号に印加することによってアンテナは、第１の方位角／仰角の組み合わせ付近から受信された信号に相対的に応答がよく、かつ他の方位角／仰角の組み合わせから受信された信号に比較的無反応なものとなることがある。第２のセットのＬ個の複素重みによってアンテナは、第２の方位角／仰角の組み合わせ付近から受信された信号に相対的に応答がよく、他の方位角／仰角の組み合わせから受信された信号に比較的無反応なものとなることがある。
【０１１０】
Ｌ個の複素重みの適切な組み合わせを選択することによって、アンテナは、１つ以上の重複または非重複サービスエリアから信号を選択的に受信するように構成されてもよく、この各々は一意のセットの複素重みによって定義されたスポットビームによって照射される。従って、「スポットビーム」とは、アンテナが所与のセットのＬ個の複素重みに基づいて応答する特定の方位角／仰角の組み合わせ付近のエリアのことをいう。スポットビームは従って地理的領域を定義することがある。特定の方位角／仰角の組み合わせ付近の所望の応答を有するスポットビームを定義するために適切な複素重みを選択するプロセスは「ビーム形成」として既知である。
【０１１１】
ＴｈｕｒａｙａおよびＩｎｍａｒｓａｔ−４などの一部の衛星システムにおいて、衛星の受信アンテナフィード要素によって提供された信号は、複素重みを受信複素信号に印加してから上記の方法で信号の線形結合を形成することによって、衛星においてディジタル処理される。しかしながら、他のシステムにおいては、受信アンテナフィード要素で受信された信号は１つ以上の衛星フィーダーリンクを介して地上波衛星ゲートウェイに伝送されて、１つ以上の性能基準に従って衛星ゲートウェイで処理されることがある。これは地上ベースビーム形成と称される。
【０１１２】
同一チャネル干渉を低減するために、本発明の一部の実施形態に従ったシステムおよび／または方法は、特定の衛星セル内の衛星通信に用いられる周波数帯域が衛星セル内に配置されたＡＴＮ（例えば、固定および／またはモバイル送信機）の要素によって用いられないように、可能な周波数帯域の使用を制限することがある。しかしながら、可能な帯域幅の利用を増大させるために、特定の衛星セル内の衛星通信に使用される周波数帯域は衛星セルの外部で空間的に再使用されることがある。衛星セル外（つまり、スポットビーム外）のこのような再使用周波数を使用してＡＴＮで送信された信号はそれでも、衛星セル内（つまり、スポットビーム内）からの目的衛星通信に伴って衛星によって同一チャネル干渉として受信されることがある。このような干渉は以下、ＡＴＮ誘導またはＡＴＣ誘導同一チャネル干渉と称される。しかしながら、本発明の一部の実施形態において、特定のセル内の衛星通信に使用される周波数は、例えば米国特許第６，６８４，０５７号で論じられている干渉低減技術などのさらなる干渉低減技術によって地上で再使用されることがある。
【０１１３】
本発明の一部の実施形態では、衛星の受信アンテナフィード要素で受信されたパイロット信号は、適応ビーム形成を実行して、ＡＴＮ誘導同一チャネル干渉および／またはビーム間同一チャネル干渉を低減するために使用される。そして、干渉低減サンプルで操作すると、干渉低減器はマルチユーザー検出を使用して少なくとも一部のビーム間ＭＡＩを除去する。空間処理（ビーム形成）が一部の実施形態では時間処理（マルチユーザー検出）の前に実行されることがあり、これは、極端な場合には、ＡＴＮ誘導同一チャネル干渉を最初に低減することなく有効な信号検出を実行することが（不可能でなくても）困難であるからである。一部の実施形態では、適応ビーム形成器は、衛星ユーザー端末によって送信されたパイロット信号、例えばｃｄｍａ２０００リターンリンク波形のパイロット信号のアプリオリ情報を使用する。ビーム形成に続いて、パイロット信号はマルチユーザーチャネルを推定するのに使用される。検出器が最大尤度検出器であってもよい実施形態もある。
【０１１４】
本発明の一部の実施形態によると、適応ビーム形成器１４および干渉低減器１６を含むシングルユーザー干渉低減検出器２００が図２Ａ〜２Ｃに示されている。図２Ａに示されているように、ビーム形成器１４は、アンテナ（図示せず）のＬ個のフィード要素で受信されたＬ個の入力信号のベクトルｙLを受信する。ビーム形成器１４はまた、Ｋ個のパイロット信号拡散コードｐKのベクトルを受信するか、かつ／または記憶している。パイロット信号拡散コードのベクトルｐKは、多重アクセス信号を衛星または宇宙ベースコンポーネント（ＳＢＣ）（図示せず）に送信するＫ個の多重アクセス送信機（つまり、衛星ユーザー）の各々について１つのパイロット信号拡散コードを含む。従って、ビーム形成器は、パイロット信号、および既知のパイロット信号がＫ個の送信機の各々によって送信されるパイロット信号拡散コードの双方のアプリオリ情報を有する。このアプリオリ情報は、パイロット信号を（時間内に）検索して、かつＫ個のユーザー（送信機）の各々によって送信された情報信号に影響する干渉成分を低減するために使用される。ビーム形成器１４はまた入力として、パイロット検索器１２によって提供されるＫ個の送信機の各々の遅延情報τkを受信する。
【０１１５】
ビーム形成器１４は複素重み
【数１】
2008527845.tif 000003
のＬ×Ｋ行列
【数２】
2008527845.tif 000004
を生成する。つまり、ビーム形成器は、Ｋ個の送信機の各々についてＬ個の複素重みのベクトル
【数３】
2008527845.tif 000005
を生成する。上述のように、各複素重みベクトル
【数４】
2008527845.tif 000006
は、Ｌ個のアンテナフィード要素によって受信された１セットＬ個の信号に印加される場合に、受信パイロット信号の同一チャネル干渉を低減する複素重みの集合を定義する。例えば、重みベクトル
【数５】
2008527845.tif 000007
は、Ｌ個のアンテナフィード要素によって受信された１セットＬ個の信号に印加される場合に第１の送信機から受信されたパイロット信号の干渉成分を低減するビームを形成する１セットＬ個についての重みを定義する。一部の実施形態では、複素重みベクトル
【数６】
2008527845.tif 000008
は、Ｌ個のアンテナフィード要素によって受信された１セットＬ個の信号に印加された場合にｋ番目の受信パイロット信号の同一チャネル干渉を最小化するビームを形成する複素重みの集合を定義する。一部の実施形態では、ビーム形成器１２は、受信パイロット信号の同一チャネル干渉を最小化する複素重みの集合を決定するために最小２乗平均誤差（ＬＭＳＥ）アルゴリズムを使用することがある。
【０１１６】
複素重みの行列
【数７】
2008527845.tif 000009
が、アンテナのＬ個のフィード要素で受信された信号ｙLに伴って干渉低減器１６に提供される。干渉低減器１６は、ビーム形成器１４によって提供された複素重みの行列
【数８】
2008527845.tif 000010
を使用して、干渉成分が低減された１セットＫ個の信号（Ｋ個の送信機の各々につき１個）ＹKを生成する。信号ＹKの値に基づいて、「スライサー」１８（例えば、判定段階）は、Ｋ個の送信機の各々で送信されたビットの推定値
【数９】
2008527845.tif 000011
を生成する。図２Ａの実施形態では、ビーム形成器１４および干渉低減器１６は、両者とも干渉成分を低減する点において実質的に類似してもよい。しかしながら、ビーム形成器１４は、少なくとも１つのパイロット信号および／または少なくとも１つの情報信号を処理することによって、干渉成分を低減するための係数の集合を導出する点において自動要素であるのに対して、干渉低減器は、係数を導出しない点において自動要素ではなく、その代わり、干渉低減器１６はビーム形成器１４によって提供された係数を使用して干渉成分を低減する。しかしながら、本発明の一部の実施形態では、干渉低減器１６はまた、ビーム形成器１４からの受信係数の代わりに、あるいはビーム形成器１４からの受信係数と組み合わせて、１つ以上のパイロット信号および／または１つ以上の情報信号を処理することによって係数を導出するように構成されてもよい。
【０１１７】
本発明の一部の実施形態に従ったビーム形成器１４が図２Ｂにより詳細に示されている。本明細書に図示されるように、ビーム形成器１４は、フィード要素ごとにＫ個のパイロット信号推定器のアレイ２０を含むことがある。ビーム形成器１４は、Ｌ個の受信信号ｙL、Ｋ個のパイロット信号拡散コードｐkおよびＫ個の遅延時間τkを受信するように構成されてもよい。一部の実施形態では、ビーム形成器１４はパイロット信号拡散コードを含有することがあり、またＫ個の遅延時間を決定するように構成されてもよい。本明細書で使用されているように、「推定器」（estimator）は逆拡散器および積分器を含むことがある。逆拡散器は、拡散スペクトル信号を、拡散スペクトル信号の送信機によって使用されていた拡散コードに乗算する（相関させる）ことによって拡散スペクトル信号を逆拡散する機能を実行してもよく、積分器は、逆拡散スペクトル信号のエネルギーの測定を導出するためにある時間間隔で逆拡散スペクトル信号の累乗を積分してもよい。パイロット信号推定器のアレイ２０はＬ×Ｋ個のパイロット信号推定値の行列を生成する。つまり、パイロット信号推定器のアレイ２０は、Ｌ個のアンテナフィード要素の各々についてＫ個のパイロット信号推定値（Ｋ個の受信パイロット信号の各々について１つ）のベクトルを生成する。空間結合器２２は、初期セットの想定重み
【数１０】
2008527845.tif 000012
を使用してＬ×Ｋ個のパイロット信号推定値を結合し、Ｋ個のパイロット信号推定値
【数１１】
2008527845.tif 000013
のベクトルを生成する。エラー検出器２４はパイロット信号推定値を、パイロット信号と関連した既知の数量と比較して、Ｋ個のパイロット信号の各々につき１個のＫ個のエラー信号のエラーベクトルｅKを生成する。エラーベクトルｅKは空間結合器２２にフィードバックされて、これはエラーベクトルｅKを使用して想定重み
【数１２】
2008527845.tif 000014
の値を、エラーベクトルｅKの値に少なくとも基づいている新たな値に調整する。一部の実施形態では、重みは、エラーベクトルｅKがＬＭＳエラー感知に関して最小化されるまで調整されることがある。他のアルゴリズムが、エラーベクトルを低減または最小化するために用いられてもよい。システムが、エラーベクトルｅKの測定を低減または最小化する重み
【数１３】
2008527845.tif 000015
の解に収束するまで、プロセスは反復されることがある。所望の基準を満たす重みの解は次いで、ビーム形成器１４によって出力行列
【数１４】
2008527845.tif 000016
として提供される。重みの最適またはほぼ最適な行列を確立する処理は拡散スペクトル波形のチップレベルで実行されてもよいことが理解されるであろう。つまり、拡散スペクトル波形を逆拡散し、逆拡散スペクトル波形の累乗を積分して、逆拡散波形およびこのエネルギー測定値に基づいてエラー数量を導出するのではなく、チップレベルエラー数量が、受信拡散スペクトル波形のチップレベルを参照レベル（例えば、受信拡散スペクトル波形の理想バージョンのチップレベル）と比較することによって導出されることがある。従って、パイロット信号推定器２０の少なくともいくつかの（複数の）機能は少なくとも部分的に排除されることがあり、空間結合器２２および／または干渉低減器１６は、当業者によって認識されるように、（逆拡散前の）チップレベル信号で動作するように構成されてもよい。このような実施形態において、逆拡散器は、ビーム形成器および／または干渉低減器に続いて提供されてもよい。
【０１１８】
本発明の一部の実施形態に従った干渉低減器１６は図２Ｃにより詳細に示されている。ここに図示されているように、干渉低減器１６は、フィード要素当たりＫ個のトラフィック信号相関器（逆拡散器）のアレイ２６を含むことがある。つまり、干渉低減器１６は、空間結合器２８に提供されるトラフィック信号推定値のＬ×Ｋ行列
【数１５】
2008527845.tif 000017
を生成するＬ×Ｋ個のトラフィック信号相関器を含むことがある。ビーム形成器１４についての重み
【数１６】
2008527845.tif 000018
の行列を使用して、空間結合器２８はＬ×Ｋ個のトラフィック信号推定値
【数１７】
2008527845.tif 000019
の線形結合を形成して、干渉成分が低減された１セットＫ個の（逆拡散）受信信号（Ｋ個の送信機の各々につき１つ）ＹKを生成する。上記のように、当業者は、干渉低減器１６が（逆拡散前の）チップレベル信号で動作するように構成されてもよいことを認識するであろう。このような実施形態では、逆拡散器が干渉低減器に続いて提供されてもよく、またトラフィック信号相関器２６によって実行される機能の少なくとも一部が必要でないこともある。
【０１１９】
上述のように、ビットスライサー１８は、１セットＫ個の受信信号ＹKからビット推定値
【数１８】
2008527845.tif 000020
を生成するのに使用されてもよい。一部の実施形態では、スライサー１８は、その出力が、Ｋ個の送信機の各々の時間遅延τkに基づいた時間でサンプリングされるコンパレータとして実現されてもよい。
【０１２０】
干渉低減検出器２００は図１１により詳細に示されている。ここに図示されているように、干渉低減検出器２００は、Ｌ個の信号を検出器２００に供給するＬ個のフィード要素１１０５を含む。Ｌ個の信号は例えば、アンテナ（図示せず）のＬ個のアンテナフィード要素によって受信されてもよい。Ｌ個の受信信号は、受信信号を既知のパイロット信号拡散コードｐKと相関させるＫ個のパイロット信号相関器１１２０のバンクに供給される。パイロット信号相関器１１２０のタイミング情報はＫ個のパイロット検索器１１１２によって提供される。逆相関パイロット信号は積分器１１２５によってＱ個の期間（例えば、情報シンボルのＱ個の期間）に対して積分されて、結合器１１２２によって空間結合されて、Ｋ個の受信パイロット信号推定値を生成する。パイロット信号推定値はエラー検出器１１２４によって、パイロット信号に関する既知の値と比較されて、空間結合器１１２２にフィードバックされて、かつ重みを改善するために使用されるＫ個のパイロット信号エラーベクトル信号ｅKを生成する。Ｌ個のフィード要素１１０５は宇宙ベースコンポーネントに配置されることがあり、かつ干渉低減検出器２００の少なくとも一部の他の要素は宇宙ベースコンポーネントから離れて配置されることがある点が理解されるであろう。
【０１２１】
Ｌ個のフィード要素１１０５によって供給されたＬ個の信号（ｙL）はまた、既知のトラフィック信号拡散コードｓKに基づいて信号を逆拡散するＫ個のトラフィック信号相関器１１２６のバンクに提供される。逆拡散情報信号は次いで、空間結合器１１２２によって生成された重みを使用してＫ個の受信情報信号ＹKを生成する空間結合器１１２８によって結合される。Ｋ個の受信情報信号の各々は次いで、スライサー１１１８によって処理されてビット推定値（チャネルビット推定値）を生成する。
【０１２２】
本発明のさらなる実施形態によると、チャネル干渉低減および多重アクセス干渉低減を実行するように構成された干渉低減検出器３００が図３Ａ〜３Ｂに示されている。干渉低減検出器３００の一部の要素は、図１Ａに図示された干渉低減検出器２００のそれぞれの要素に類似している。つまり、検出器３００はパイロット検索器１２およびビーム形成器１４を含む。検出器２００におけるように、パイロット検索器１２はＫ個の送信機の各々について遅延情報τkを生成して、アンテナのＬ個のフィード要素で受信されたＬ個の入力信号のベクトルｙLに伴ってビーム形成器１４に遅延情報を提供する。ビーム形成器１４はまた、Ｋ個のパイロット信号拡散コードのベクトルを受信するか、かつ／またはこれを記憶し、複素重み
【数１９】
2008527845.tif 000021
のＬ×Ｋ行列
【数２０】
2008527845.tif 000022
を生成する。複素重み
【数２１】
2008527845.tif 000023
は、例えば上記のＬＭＳＥなどのアルゴリズムに従ってビーム形成器１４によって適応的／帰納的に改良される。
【０１２３】
複素重みの行列
【数２２】
2008527845.tif 000024
は、アンテナのＬ個のフィード要素の各々からの受信信号ＹLに伴って（干渉低減器１６に類似していることもある）干渉低減器３０に提供される。システム３００において干渉低減器３０はＫ個の信号の各々に対して逆拡散信号ＹKを、またＫ個のユーザー信号の各々に対してチップレベル信号ｒKを提供する。チップレベル信号は、アンテナフィード要素で受信されたＫ個のユーザー信号の各々に対してチャネル推定値
【数２３】
2008527845.tif 000025
を生成するためにチャネル推定器３２によって使用される。チャネル推定値
【数２４】
2008527845.tif 000026
は、スライサー３１およびＫ個のチップレベル信号ｒKによって生成されたＫ個のビット推定値
【数２５】
2008527845.tif 000027
に伴ってシーケンシャルＡＴＣおよびＭＡＩ干渉除去（ＳＡＭＩＣ）検出器３４に提供される。本発明の一部の実施形態によると、ＳＡＭＩＣ検出器３４はチップレベル信号ｒKのＭＡＩ除去バージョンを生成する。ＳＡＭＩＣ検出器３４によって生成されたチップレベル信号
【数２６】
2008527845.tif 000028
は次いで、Ｋ個のＭＡＩ低減ビット推定値
【数２７】
2008527845.tif 000029
を生成するために、Ｋ個の送信機の各々によって使用された拡散コードｓKのアプリオリ情報を有するトラフィック信号逆拡散器３６によって処理される。
【０１２４】
本発明の一部の実施形態に従った干渉低減器３０は図３Ｂに示されている。ここに示されているように、干渉低減器３０は、ビーム形成器１４によって生成された複素重みの行列
【数２８】
2008527845.tif 000030
に伴って、受信信号ベクトルｙLを受信するように構成された空間結合器３８を含むことがある。空間結合器３８は、複素重み
【数２９】
2008527845.tif 000031
を使用して入力信号ベクトルＹLの線形結合を形成して、干渉低減器３０の第１の出力として提供されるＫ個の受信チップレベル信号ｒKのベクトルを生成する。干渉低減器３０はまた、干渉低減器３０の第２の出力として提供されるＫ個の受信信号ＹKのベクトルを生成するために、受信情報信号ｒKを逆拡散するように構成されるトラフィック信号逆拡散器４０を含むことがある。受信信号ＹKは、ｋ個のビット推定値
【数３０】
2008527845.tif 000032
を提供するためにスライサー３１（図３Ａ）によって処理されることがある。
【０１２５】
干渉低減検出器３００は図１２により詳細に示されている。ここに図示されているように、図１１に示された干渉低減検出器のように、干渉低減検出器３００は、Ｌ個の信号を検出器３００に供給するＬ個のフィード要素１１０５を含む。Ｌ個の信号は、例えばアンテナ（図示せず）のＬ個のアンテナフィード要素によって受信されてもよい。Ｌ個の受信信号は、受信信号を既知のパイロット信号拡散コードｐKと相関させるＫ個のパイロット信号相関器（逆拡散器）１１２０のバンクに供給される。パイロット信号相関器１１２０のタイミング情報はＫ個のパイロット検索器１１１２によって提供される。逆相関パイロット信号はＱ個の期間に対して積分器１１２５によって積分されて、結合器１１２２によって空間結合されて、Ｋ個の受信パイロット信号推定値を生成する。パイロット信号推定値はエラー検出器１１２４によって既知のパイロット信号値と比較されてＫ個のパイロット信号エラーベクトル信号ｅKを生成し、これは空間結合器１１２２にフィードバックされて、重みを改良するために使用される。
【０１２６】
Ｌ個のフィード要素１１０５によって供給されたＬ個の信号（ｙL）はまた、同一チャネル干渉が低減されたＫ個の受信チップレベル信号ｒKを生成するために、空間結合器１１２２によって生成された重みを使用するＫ個の空間結合器１２３８のバンクに提供される。Ｋ個の干渉低減チップレベル信号は次いで、Ｋ個のトラフィック信号相関器１２４０およびスライサー１２１８によって処理されて、Ｋ個の検出信号に対してＫ個のビット推定値
【数３１】
2008527845.tif 000033
を生成する。
【０１２７】
Ｋ個の干渉低減チップレベル信号ｒKはまた、Ｋ個の信号の各々についてＫ個のチャネル推定値αKを生成するチャネル推定器１２３２のバンクに提供される。チャネル推定値αK,Kはチップレベル信号ｒKとスライサー１２１８によって生成されたビット推定値
【数３２】
2008527845.tif 000034
とに伴って、チャネル推定値αK,Kおよびビット推定値
【数３３】
2008527845.tif 000035
を使用して多重アクセス干渉除去を干渉低減チップレベル信号ｒKに対して実行するＳＡＭＩＣ検出器１２３４のバンクに提供される。得られるＭＡＩ低減受信チップレベル信号
【数３４】
2008527845.tif 000036
は次いで、ＭＡＩ低減ビット推定値
【数３５】
2008527845.tif 000037
を生成するＫ個のトラフィック信号相関器／スライサー１２４６のバンクによって処理される。
【０１２８】
本発明の一部の実施形態において、第２のＳＡＭＩＣ検出器は、干渉低減をさらに改善するために用いられることがある。図４Ａに図示されているように、本発明のさらなる実施形態によると、同一チャネル干渉低減および多重アクセス干渉低減を実行するように構成された干渉低減検出器４００Ａが図示されている。システム４００Ａはシステム３００からの要素、つまり、受信パイロット信号の分析に基づいた複素重み
【数３６】
2008527845.tif 000038
の行列を生成するビーム形成器１４と、（スライサー３１を介して）ビット推定値
【数３７】
2008527845.tif 000039
および受信チップレベル信号ｒKを生成するように構成された干渉低減器３０と、受信チップレベル信号ｒKからチャネル推定値
【数３８】
2008527845.tif 000040
を生成するように構成された第１のチャネル推定器３２と、ビット推定値
【数３９】
2008527845.tif 000041
、チャネル推定値
【数４０】
2008527845.tif 000042
および受信チップレベル信号ｒKを受信し、かつ予備干渉低減チップレベル信号
【数４１】
2008527845.tif 000043
を生成するように構成された第１のＳＡＭＩＣ検出器３４とを含むことがある。干渉低減ビット推定値
【数４２】
2008527845.tif 000044
は第１のトラフィック信号逆拡散器３６によって生成される。
【０１２９】
第１のＳＡＭＩＣ検出器３４に加えて、システム４００Ａはさらに、第２のチャネル推定器４２と、第２のＳＡＭＩＣ検出器４４と第２のトラフィック信号逆拡散器４６とを含む。第２のチャネル推定器４２は予備ＭＡＩ低減チップレベル信号
【数４３】
2008527845.tif 000045
を受信して、第２のチャネル推定値
【数４４】
2008527845.tif 000046
の行列を生成する。第２のチャネル推定値は、第１のＳＡＭＩＣ検出器３４によって生成された予備ＭＡＩ低減信号
【数４５】
2008527845.tif 000047
に基づいて生成されるため、これらは送信チャネルのより適切な推定値であり得る。システム４００Ａにおいて、第１のトラフィック信号逆拡散器３６は、第２のチャネル推定器４２によって生成された第２のチャネル推定値
【数４６】
2008527845.tif 000048
に伴って第２のＳＡＭＩＣ検出器４４に提供されるＭＡＩ低減予備ビット推定値
【数４７】
2008527845.tif 000049
を生成する。第２のＳＡＭＩＣ検出器４４はＭＡＩ低減予備ビット推定値
【数４８】
2008527845.tif 000050
および第２のチャネル推定値
【数４９】
2008527845.tif 000051
を使用して、最終ＭＡＩ低減ビット推定値
【数５０】
2008527845.tif 000052
を提供するために第２のトラフィック信号逆拡散器（相関器／スライサー）４６によって処理される第２のＭＡＩ低減チップレベル信号
【数５１】
2008527845.tif 000053
を生成する。第１および第２のＳＡＭＩＣ段階に関連する上記手順は、一部の実施形態ではさらなるＳＡＭＩＣ段階を提供するために反復されることがある点が理解されるであろう。
【０１３０】
本発明のさらなる実施形態が、検出器４００Ｂを示す図４Ｂに図示されている。検出器４００Ｂにおいて、ＳＡＭＩＣ検出器を使用するマルチレベル干渉低減が図示されている。ここに示されているように、検出器４００Ｂは単一ＳＡＭＩＣ検出器３４を含むことがある。マルチレベルＳＡＭＩＣ検出器は、ＳＡＭＩＣ検出器３４によって生成されたＭＡＩ低減受信チップレベル信号
【数５２】
2008527845.tif 000054
をチャネル推定器３２にフィードバックして、トラフィック信号逆拡散器３６によって生成されたＭＡＩ低減ビット推定値
【数５３】
2008527845.tif 000055
をＳＡＭＩＣ検出器３４にフィードバックすることによって達成されてもよい。ＭＡＩ低減受信チップレベル信号
【数５４】
2008527845.tif 000056
は１回以上チャネル推定器３２にフィードバックされることがあり、またトラフィック信号逆拡散器３６によって生成されたビット推定信号
【数５５】
2008527845.tif 000057
は１回以上ＳＡＭＩＣ検出器３４にフィードバックされることがある。フィードバックループの各反復は、ＳＡＭＩＣ検出器３４によって後続の干渉低減チップレベル信号
【数５６】
2008527845.tif 000058
を生成することがある。
【０１３１】
本発明の一部の実施形態が図５〜８に図示されている。図５の実施形態に図示されているように、単一段階ＳＡＭＩＣ検出のプロセスにおいて、信号のアレイがＬ個のフィード要素を介して受信される（ブロック５１０）。同一チャネル干渉低減が受信信号に対して実行されて（ブロック５２０）、Ｋ個の送信機からの信号を検出する。最終的に、ＳＡＭＩＣ検出はＫ個の干渉低減信号に対して実行されて、受信信号の多重アクセス干渉を低減する（ブロック５３０）。
【０１３２】
２段階ＳＡＭＩＣ検出が図６に図示されている。ここに示されているように、信号のアレイがＬ個のフィード要素を介して受信される（ブロック６１０）。同一チャネル干渉低減が受信信号に対して実行されて（ブロック６２０）、Ｋ個の送信機からの信号を検出する。ＳＡＭＩＣ検出の第１の段階がＫ個の干渉低減信号に対して実行されて、受信信号の多重アクセス干渉を低減する（ブロック６３０）。ＳＡＭＩＣ検出の第２の段階が次いで、第２段階ＳＡＭＩＣ検出への入力として干渉低減信号を使用して実行される（ブロック６４０）。従って、第２段階ＳＡＭＩＣ検出器は第１段階ＳＡＭＩＣ検出器からの予備ビット推定値
【数５７】
2008527845.tif 000059
と、第２のチャネル推定値
【数５８】
2008527845.tif 000060
とを使用して、第２のＭＡＩ低減チップレベル信号
【数５９】
2008527845.tif 000061
を生成し、これは次いで、（さらなるＳＡＭＩＣ段階が提供されなければ）最終的なＭＡＩ低減ビット推定値
【数６０】
2008527845.tif 000062
を提供するために処理される。
【０１３３】
多段階ＳＡＭＩＣ検出が図７のフローチャートに図示されている。単一および２段階ＳＡＭＩＣ検出におけるように、信号のアレイがＬ個のフィード要素を介して受信され（ブロック７１０）、同一チャネル干渉低減が受信信号に対して実行され（ブロック７２０）、Ｋ個の送信機からの信号を検出する。ＳＡＭＩＣ検出がＭＡＩ低減信号に対して実行されて、干渉低減ビット推定値を提供する（ブロック７３０）。ビットエラーレート（ＢＥＲ）が算出されて、しきい値と比較される（ブロック７４０）。算出されたビットエラーレートが許容可能ならば、算出されたビット推定値が使用される。そうでなければ、ＳＡＭＩＣ検出の後続の段階が、干渉低減ビット推定値を入力として使用して実行される。所定の終了基準が満たされるまでプロセスは反復されることがある。例えば、許容可能なＢＥＲが得られ、最大数の反復が生じ、ＢＥＲが集中し、あるいは他の基準が満たされるまで、プロセスは反復されることがある。
【０１３４】
単一段階ＳＡＭＩＣ検出が図８により詳細に図示されている。ここに示されているように、信号のアレイがアンテナシステムのＬ個のフィード要素を介して受信される（ブロック８１０）。Ｋ個のユーザーの各々のタイミング情報がパイロット検索器によって決定される（ブロック８２０）。Ｋ個のユーザーの各々に対するパイロット拡散コードおよび信号拡散コードが取得される（ブロック８３０）。パイロット拡散コードおよび／または信号拡散コードが事前に既知であり、また動的に取得される必要がない場合がある点が理解されるであろう。さらに、パイロット拡散コードおよび／または信号拡散コードは干渉低減器、受信機および／またはリモートデータベースに記憶されてもよい。従って、拡散コードの取得は、ローカルおよび／またはリモートデータベースから拡散コードを検索することを含む場合がある。
【０１３５】
パイロット信号拡散コードが既知であると、パイロット信号推定値が取得される（ブロック８４０）。特に、Ｋ個のパイロット信号推定値（Ｋ個の送信機の各々につき１個）がＬ個のアンテナフィード要素の各々について取得される場合がある。パイロット信号の信号対雑音比を増大させるため、パイロット信号推定値がＱ個の期間に対して平均化される場合もある。パイロット信号推定値は、Ｋ個の送信機の各々に単一パイロット信号推定値を提供するために空間結合されてもよい。パイロット信号推定値に基づいて、最適重み
【数６１】
2008527845.tif 000063
が決定される（ブロック８５０）。重み
【数６２】
2008527845.tif 000064
がパイロット信号推定値のＬＭＳエラーを提供するように選択される場合もある。算出された重みはＬ個の受信信号に印加されてＫ個の複素受信チップレベル信号ｒKを取得し（ブロック８８０）、これは次いで既知の信号拡散コードを使用して逆拡散される（ブロック８７０）。
【０１３６】
受信チップレベル信号ｒKが検出されると、ビット推定値が取得される（ブロック８８０）。チャネル推定値
【数６３】
2008527845.tif 000065
もまた受信チップレベル信号ｒKから取得されてもよい（ブロック８９０）。ＭＡＩ干渉低減は次いで、受信チップレベル信号ｒK、干渉低減ビット推定値
【数６４】
2008527845.tif 000066
およびチャネル推定値
【数６５】
2008527845.tif 000067
に基づいたＳＡＭＩＣ検出器を使用して実行されてもよい（ブロック９００）。得られるＭＡＩ低減チップレベル信号
【数６６】
2008527845.tif 000068
は第２のビット推定値
【数６７】
2008527845.tif 000069
を取得するために使用されてもよい（ブロック９１０）。
【０１３７】
本発明の一部の実施形態に従った方法およびシステムについて次により詳細に説明する。次の説明は以下のように組織化される。セクション１において、システムモデルおよび関心問題が形式化される。パイロットベース最小２乗平均誤差（ＭＭＳＥ）干渉除去シングルユーザー検出器が次いでセクション２で展開される。セクション３において、本発明の一部の実施形態に従ったＳＡＭＩＣマルチユーザー検出器が提示される。セクション４において、ＣＯＮＵＳに対する代表衛星システム設計およびＡＴＮフットプリントを使用することによって干渉除去アルゴリズムの性能を示すシミュレーション結果が提供される。
【０１３８】
１．システムモデル
本明細書で論じられている衛星システムモデルにおいて、衛星フォワードリンクは固定スポットビームを形成すると想定される。固定フォワードリンクスポットビームの各々は、地理的にかなり大きいが、地上波セルと類似である。図９に示されるように、３セル周波数再使用クラスターサイズが想定される。図９に示されているように、多数のＡＴＣタワーがスポットビーム内に存在することがある。ＡＴＣおよびこれと通信する無線端末は、使用可能な衛星帯域周波数の地上および衛星再使用の分離を増大または最大化するために、隣接するスポットビームの周波数を使用してもよい。図９はまた、この内部で囲まれた衛星セルの周波数がこれに含有されるあらゆるＡＴＣに対して使用可能にならない場合がある「排除」ゾーン（点線円）を示している。図９はまた、リターンリンク衛星アンテナフィード要素の、一般的により大きな地理的フットプリントを示している。このようなリターンリンクアンテナフィード要素によって衛星ゲートウェイに提供された信号は、ビーム形成、干渉除去、チャネル推定およびマルチユーザー検出を備える適応（リターンリンク）信号処理を実行するように使用されてもよい。
【０１３９】
衛星通信チャネルはＲｉｃｉａｎフラットフェージングであると推定されるが、他のチャネルモードもまた想定されることがある。ｋ番目のリターンリンク衛星ユーザーについて、Ｌ個のフィード要素に対するベクトルチャネルインパルス応答は以下のように記述されてもよい：
【数６８】
2008527845.tif 000070
ここで、
【数６９】
2008527845.tif 000071
は、仰角θkおよび方位角φkに配置されたｋ番目のユーザーの衛星リターンリンクアンテナフィード要素の複素応答ベクトルである。フィード要素の一般的な３Ｄ複素利得プロットが図１０に示されている。数量
【数７０】
2008527845.tif 000072
はｋ番目のユーザーのリターンリンク経路利得であり、ｆkはドップラーシフトであり、Ψkは固定位相シフトであり、τkはｋ番目のユーザーの時間遅延である。
【０１４０】
ベクトルチャネルインパルス応答のモデルによって、全Ｋ個のユーザーを具備する一般的なマルチユーザーシステムについて、Ｌ個のフィード要素出力のデータベクトルが以下のように表されることが可能である。
【数７１】
2008527845.tif 000073
ここでｂk（ｔ）およびｓk（ｔ）はそれぞれｋ番目のユーザーの情報ビットおよび拡散シーケンスであって、１ビット当たりＭ個のチップであり、ｐk（ｔ）はｋ番目のユーザーのパイロットチップシーケンスであり、ｇsおよびｇpはそれぞれトラフィックデータ信号およびパイロット信号の振幅である（全Ｋ個のユーザーに対して同一）。数量Ｖn（ｔ）は、複素ガウス雑音としてモデリングされたｎ番目のＡＴＣサービスの平均干渉信号を示し、ｇnは関連振幅である。最後に、ｎ（ｔ）∈ＣL×1は適応複素ガウス雑音ベクトルを表している。
【０１４１】
ｌ番目のアンテナフィード要素について、受信信号をチップインターバルごとにチップ波形に相関させることによって、整合フィルタリングが受信信号に対して実行されると、ｌ番目の要素の受信信号は以下のように記述可能である。
【数７２】
2008527845.tif 000074
ここで、ｓkおよびｐkはそれぞれｓk（ｔ−Ｔk）およびｐk（ｔ−Ｔk）に対応するチップ整合フィルタＭベクトルである。信号およびパイロットの拡散コードは単位エネルギー
【数７３】
2008527845.tif 000075
を有するように正規化され、かつこれらは所与のユーザーに直交すると想定され（つまり、＜ｓk，ｐk＞＝０）、ｖnはｎ番目のＡＴＣ干渉成分に対応する複素Ｍベクトルガウス雑音であり、ｎlはｌ番目のアンテナフィード要素のガウス雑音に対応する複素Ｍベクトルである。
【０１４２】
いくつかの新たな行列表記を導入することによって、式（５）が以下のように書き換え可能である。
【数７４】
2008527845.tif 000076
ここで、
Ｓ＝［ｓ1ｓ2・・・ｓK］  ∈ＣM×K≡データ拡散コード行列
ＡI＝ｄｉａｇ｛ａ1,l（θ1，ψ1）β1・・・ａK,l（θK，ψK）βK｝∈ＣK×K≡l番目のフィード要素／チャネル行列
ｂ＝［ｂ1・・・ｂK］T∈ＲK×l≡データビットのＫベクトル
Ｐ＝［ｐ1ｐ2・・・ｐK］∈ＣM×K≡パイロット拡散コード行列
１ｕ＝［１・・・１］T∈Ｒu×l≡１のｕベクトル
Ｖ＝［ｖ1ｖ2・・・ｖN］∈ＣM×N≡ＡＴＣ干渉成分行列
ＡI(n)＝ｄｉａｇ｛ａ1,l（θ1，ψ1）・・・ａN,l（θN，ψN）｝∈ＣN×N≡Ｎ個のＡＴＣのｌ番目のフィード要素行列
【０１４３】
雑音ベクトルｎl∈ＣM×lは、その分布が実数および虚数部分に関して記述可能なゼロ平均複素ガウスベクトルである。
【数７５】
2008527845.tif 000077
行列およびベクトルの実数および虚数部分はＲｅ（Ｘ）＝（Ｘ＋Ｘ*）／２およびＩｍ（Ｘ）＝（Ｘ−Ｘ*）／２と定義され、ここで「*」は複素共役を示している。
【０１４４】
ＡＴＣ干渉成分ベクトルｖn∈ＣM×l（ｎ番目のＡＴＣについて、ｎ＝１、２、・・・Ｎ）はゼロ平均複素ガウスベクトルとしてモデリングされる。全Ｎ個のＡＴＣの各々が同一電力を有するとすると（分散＝λ2）、ＡＴＣ干渉成分ベクトルの分布は以下のように記述可能である。
【数７６】
2008527845.tif 000078
ここでの関心問題はｙl（ｌ＝１、２・・・Ｌ）からｂk（ｋ＝１、２、・・・Ｋ）を推定することである。
【０１４５】
２．パイロットベースＭＭＳＥ干渉除去
本セクションは、例えば本発明の一部の実施形態に従ったｃｄｍａ２０００衛星リターンリンクの最小２乗平均誤差（ＭＭＳＥ）基準などのエラー低減基準に対して結合重みの推定値が取得される様子を説明する。ＭＭＳＥ基準はＡＴＣ干渉成分を有する受信信号に適用されるため、得られる解は最小２乗平均誤差の観点でＡＴＣ干渉除去について最適である場合がある。
【０１４６】
［２．１  パイロット空間チャネルＭＭＳＥ推定器］
ｚl(p)をユーザーの遅延パイロット信号ｐ1、ｐ2、・・・ｐKに整合されたＫ個のフィルタのバンクからのＫ複素ベクトル出力とし、この入力（ｙL）はフィード要素ｌの受信ベースバンド信号である。これらのユーザーの各々のタイミング推定値はパイロット検索器によって取得されると想定される。ｌ番目の要素について、Ｋ個の整合フィルタのバンクからのＫ複素ベクトル出力は受信パイロット信号の逆拡散バージョンであり、これは以下によって与えられる。
【数７７】
2008527845.tif 000079
ここで（・）Hは複素共役転置を示し、また
Ｒ(p)＝ＰHＰ∈ＣK×K≡主対角に沿って１を有するパイロット相関行列
Ｒ(ps)＝ＰHＳ∈ＣK×K≡主対角に沿ってゼロを有するパイロット／信号相互相関行列
Ｒ(pv)＝ＰHＶ∈ＣK×N≡パイロット／ＡＴＣ相互相関行列
【０１４７】
式（９）から、正規化された逆拡散パイロットチャネル出力ベクトルが以下のように導出されてもよい：
【数７８】
2008527845.tif 000080
フィード要素およびチャネル応答はＱ個のシンボル期間中変化しないとすると、パイロット推定値は、Ｑ個の連続インスタンスｄl(p)を平均化することによって改善可能である。シミュレーション研究において、ロングコードを使用する平均推定値についての以下の近似が使用される。
【数７９】
2008527845.tif 000081
ここで、複素ガウス雑音項は以下のように与えられた分布を有する。
【数８０】
2008527845.tif 000082
【０１４８】
式（１１）から、Ｑ個のシンボルのウィンドウに対するパイロット信号推定値の平均化はＭＡＩ、ＡＴＣ干渉成分および雑音の分散を係数Ｑの分だけ低減させることがわかるであろう。別の関心態様は、ショートコードが使用される場合には、値はウィンドウに対して一定のままであるため、パイロット干渉項（Ｒ(p)−Ｉk）Ａ１Kの１／√Ｑ係数がないということである。従って、パイロット推定値はロングコードの場合に困難である。しかしこの潜在的不都合は、既知のパイロットシーケンスによって１／√Ｑ係数を導入することによって除去可能である。
【０１４９】
パイロット信号推定値はＡＴＣ干渉成分およびＭＡＩを含有するため、次の問題は、複数のフィード要素および既知のパイロット信号を利用することによってＡＴＣ干渉成分を低減することである（ＭＡＩの除去は後に検討する）。Ｌ個のフィード要素に対するｋ番目のユーザーのパイロットベクトルとの推定値が以下のように定義されると、
【数８１】
2008527845.tif 000083
（ここで
【数８２】
2008527845.tif 000084
は（１０）で定義されている）、パイロットベースＭＭＳＥ干渉除去基準が導出される。
【０１５０】
ＭＭＳＥ基準は、ビーム形成器の出力と所望のユーザー応答の相違を最小化しようとする。より具体的には、ｋ番目のユーザーについて、重みは以下のように与えられる。
【数８３】
2008527845.tif 000085
ここでｙk(p)はアレイ出力であり、ｄkは所望の応答
【数８４】
2008527845.tif 000086
であり、
【数８５】
2008527845.tif 000087
はＫ番目のユーザーの空間共分散行列であり、
【数８６】
2008527845.tif 000088
は、入力データと所望のｄkの相互相関ベクトルである。ＭＳＥを最小化する最適解は以下のように与えられる。
【数８７】
2008527845.tif 000089
【０１５１】
ＭＭＳＥ干渉除去器は、例えば計算効率的な最小２乗平均（ＬＭＳ）適応アルゴリズムによって実現可能である。エラー表面の傾斜ベクトルは以下のとおりである。
【数８８】
2008527845.tif 000090
最も急な下降傾斜方向についての重みベクトルを調整することは、以下によって与えられるＬＭＳ適応アルゴリズムをもたらす：
【数８９】
2008527845.tif 000091
ここで
【数９０】
2008527845.tif 000092
はエラー信号であり、μは、
【数９１】
2008527845.tif 000093
として選択されるべきステップサイズ係数である。収束レートは固有値拡散Ｒkによって制御される。
【０１５２】
重み
【数９２】
2008527845.tif 000094
をｋ番目のユーザーのパイロットベクトルｙk(p)に印加することは、ＡＴＣ干渉除去の適応ビーム形成後のパイロットシンボルの推定値を以下のように生成する。
【数９３】
2008527845.tif 000095
【０１５３】
［２．２  シングルユーザートラフィック信号検出器］
ｋ番目のユーザーに対して得られる重みベクトル
【数９４】
2008527845.tif 000096
は、パイロットチャネルに基づいてＡＴＣ同一チャネル干渉＋熱雑音を低減する空間ＭＭＳＥ解を表している。パイロット信号およびトラフィックデータ信号は同一のフィード要素および伝搬チャネルを介して受信されるため、推定された重み
【数９５】
2008527845.tif 000097
は、干渉除去を実行するためにトラフィックデータチャネルに印加されることがある。図１１に示されているように、干渉低減器は、干渉除去用の空間結合器１１２８が続く、フィード要素当たりＫ個の相関器１１２６（各ユーザーにつき１個）のバンクの一般化である。
【０１５４】
Ｋ個の相関器が拡散コードｓ1、ｓ2、・・・ｓKに整合される。フィード要素ｌにおいて、得られるＫ個のベクトル出力は以下のように与えられる。
【数９６】
2008527845.tif 000098
ここで、
Ｒ(s)＝ＳHＳ∈ＣK×K≡主対角に沿って１を有するトラフィック信号相関行列
Ｒ(sp)＝ＳHＰ∈ＣK×K≡主対角に沿ってゼロを有するトラフィック信号およびパイロット相互相関行列
Ｒ(sv)＝ＳHＶ∈ＣK×N≡トラフィック信号およびＡＴＣ相互相関行列
【０１５５】
フィード要素ｌにおけるＫ番目のユーザーの相関器出力は
【数９７】
2008527845.tif 000099
によって重み付けされる。干渉除去重み行列
【数９８】
2008527845.tif 000100
を定義することによって（ここで（・）lはベクトルのｌ番目の要素を示している）、全Ｋ個のユーザーについての重み付けおよび結合出力は以下のように導出されてもよい：
【数９９】
2008527845.tif 000101
式を簡略化すると、以下の定義が提供され得る：
【数１００】
2008527845.tif 000102
【数１０１】
2008527845.tif 000103
次いで、式（２２）が以下のように書き換え可能であり、
【数１０２】
2008527845.tif 000104
、またｋ番目のユーザーのシングルユーザーデータシンボル推定値がｋ番目のコンポーネントの代数符号によって以下のように与えられる。
【数１０３】
2008527845.tif 000105
【０１５６】
【数１０４】
2008527845.tif 000106
（ここで
【数１０５】
2008527845.tif 000107
である）およびｋ番目のユーザーのビットエラーレート（ＢＥＲ）が以下によって与えられる点に注目する。
【数１０６】
2008527845.tif 000108
分かるように、ＢＥＲは他のユーザーのビット、ＡＴＣ干渉成分の数およびレベル、フィード要素／チャネル係数、および干渉除去重み推定値に依存している。
【０１５７】
上記導出されたシングルユーザー検出器はシングルユーザー検出器のＡＴＣ干渉除去バージョンである。２個以上のユーザーに関する場合について（Ｋ＞１）、シングルユーザー検出器は一般的に、他のユーザーからの多重アクセス干渉を被ることになる。数学的に、このＭＡＩは相互相関行列Ｒ00の主対角に非ゼロ成分をもたらす。本発明のさらなる実施形態は、以下に導出されるように、使用可能になる形成ビーム／チャネル推定値を利用することによって、ＡＴＣ誘導同一チャネル干渉の除去後にパイロットチャネルからＭＡＩを除去するためのマルチユーザー検出アルゴリズムを提供する。
【０１５８】
３．ＡＴＣ干渉除去と関連したマルチユーザー検出
ＡＴＣ誘導干渉成分は、適応干渉低減検出器によって効果的に対処可能なビーム間同一チャネル干渉を含む。ＡＴＣ干渉成分とは異なり、多重アクセス干渉（ＭＡＩ）は、空間専用処理技術によっては効果的に除去されないこともあるビーム間干渉成分を含む。本発明の一部の実施形態は、ＡＴＣ干渉低減後にＭＡＩを効率的に低減するためのアルゴリズムを提供する。ＡＴＣ干渉低減およびシングルユーザー検出を実行する際に、タイミング情報および形成ビーム／チャネル推定値が取得される。従って、ＭＡＩを再構築して、これをビーム形成後に信号から減算することが可能である。
【０１５９】
ｋ番目のユーザーについて、ビーム形成後に形成ビーム／チャネル推定値
【数１０７】
2008527845.tif 000109
が使用可能であると想定して、ｋ番目のユーザーのパラレル干渉除去について考慮すると、全干渉成分（ｊ＝ｌ、・・・Ｋ、ｊ≠ｋ）に起因するＭＡＩが、この対応する形成ビーム／チャネル推定値
【数１０８】
2008527845.tif 000110
およびビット推定値
【数１０９】
2008527845.tif 000111
を使用することによって再構築されてもよい。再構築されたＭＡＩはビーム形成信号ｒkから減算されてもよい。チップレベルビーム形成信号は、（１８）についての重み
【数１１０】
2008527845.tif 000112
を（６）のｙlに印加することによって以下のように取得可能である。
【数１１１】
2008527845.tif 000113
ここで
【数１１２】
2008527845.tif 000114
Ｋ番目のユーザーのこのビーム形成信号はＡＴＣ除去信号であるが依然として、他のＫ−１個の同一ビーム／同一周波数ユーザーからもらたされるＭＡＩを有する点に注目する。
【０１６０】
図１２に示されているように、Ｋ番目のユーザーの干渉除去器は、受信信号ｒkを拡散コードｓkと相関させる相関器１２４０が続く、（３０）についての重み
【数１１３】
2008527845.tif 000115
を使用する空間結合器１２３８である。干渉除去ビット推定値は以下によって取得可能である。
【数１１４】
2008527845.tif 000116
ここで
【数１１５】
2008527845.tif 000117
【０１６１】
［３．１  形成ビーム／チャネル推定］
ＭＡＩを低減するために、パイロット信号を使用してユーザーごとに形成ビーム／チャネルを推定することがまず望ましい。ビーム形成信号ｒkは、ユーザーの遅延パイロット信号ｐ1、ｐ2、・・・ｐKに整合されたＫ個のフィルタのバンクに以下のように適用されてもよい：
【数１１６】
2008527845.tif 000118
Ｋベクトル
【数１１７】
2008527845.tif 000119
がｋ番目のユーザーの形成ビーム／チャネル推定値として定義される場合、
【数１１８】
2008527845.tif 000120
はパイロット振幅によって
【数１１９】
2008527845.tif 000121
を正規化することによって取得可能である。
【数１２０】
2008527845.tif 000122
形成ビーム／チャネル推定値はＱ個のパイロットシンボル期間に積分することによって改良可能であり、残渣ＡＴＣ干渉成分およびＭＡＩならびに雑音はローパスフィルタリングされる。
【数１２１】
2008527845.tif 000123
ｋ番目のユーザーの形成ビーム／チャネル推定値
【数１２２】
2008527845.tif 000124
およびビット推定値
【数１２３】
2008527845.tif 000125
ならびに拡散チップベクトル
【数１２４】
2008527845.tif 000126
によって、ＭＡＩ項は干渉除去のために再構築されることがある。
【０１６２】
［３．２  シーケンシャルＡＴＣおよびＭＡＩ干渉除去（ＳＡＭＩＣ）検出器］
本発明の実施形態によると、多重アクセス信号の集合に対する干渉成分を低減するように構成されてもよいシーケンシャルＡＴＣおよびＭＡＩ干渉除去（ＳＡＭＩＣ）検出器は、ＭＡＩ除去は、多重アクセス信号の集合に無関係なＡＴＣ誘導同一チャネル（および／または非同一チャネル）干渉および／または他の（非ＡＴＣ誘導）干渉成分の低減に続いてより効果的であるという事実に少なくとも部分的に基づいている。干渉低減信号ｒkに対するｋ番目の多重アクセスユーザーと関連した最終情報の検出に依存するのではなく、ＳＡＭＩＣ検出器は、以下の式によって示されるような干渉低減信号からＭＡＩの推定値を減算することによって取得される、干渉低減信号に対するさらなる干渉低減に基づいて、ｋ番目の多重アクセスユーザーと関連した最終情報を検出する。
【数１２５】
2008527845.tif 000127
ここでチャネル推定値
【数１２６】
2008527845.tif 000128
は式（３８）におけるように、干渉低減に続く（例えば、図１２の段階１２３８に続く、段階１２３２において）パイロットチャネルから取得され、ビット推定値は式（３４）におけるように干渉低減に続いて（例えば、図１２の段階１２３８に続く、段階１２１８において）取得される。
【数１２７】
2008527845.tif 000129
および
【数１２８】
2008527845.tif 000130
を式（３９）に提供することによって
【数１２９】
2008527845.tif 000131
を生成する、ＭＡＩ低減
【数１３０】
2008527845.tif 000132
は、拡散コードｓkに整合される相関器に提供される。従って、ｋ番目のユーザーの最大尤度検出信号は以下のとおりである。
【数１３１】
2008527845.tif 000133
ここで
【数１３２】
2008527845.tif 000134
【０１６３】
ＳＡＭＩＣ検出器によって提供されるスライサー入力は以下のように与えられる。
【数１３３】
2008527845.tif 000135
ここで
【数１３４】
2008527845.tif 000136
【数１３５】
2008527845.tif 000137
【０１６４】
干渉除去シンボル／ビットの最終判定はスライサーの出力、つまり以下である。
【数１３６】
2008527845.tif 000138
【０１６５】
雑音項が統計的分布
【数１３７】
2008527845.tif 000139
を有するとすると、ｋ番目のユーザーの最終的ＢＥＲは以下によって与えられる。
【数１３８】
2008527845.tif 000140
【０１６６】
４．シミュレーション例
本セクションにおいて、本発明の一部の実施形態によると、シングルユーザー検出用のＡＴＣ干渉除去器およびマルチユーザー検出用のＳＡＭＩＣ検出器の性能を示すシミュレーション例が提示される。衛星アンテナフィード要素からの信号入力によるリターンリンク適応ビーム形成が検討される。シミュレーションは、衛星製造者と、ＣＯＮＵＳに対する代表ＡＴＣフットプリントとによって提供されるフィード要素利得／位相データを使用する。フォワードリンクの衛星スポットビームは、衛星製造者によって提供されるような固定ビーム形成に基づいている。フォワードリンク固定スポットビームはここでは、周波数再使用概念を図示して、同一周波数ＡＴＣが禁じられることがある排除ゾーン領域を決定するためにのみ使用される。図１３はフォワードリンクスポットビーム輪郭とＡＴＣの場所とを示しているのに対して、図１４は、リターンリンクフィード要素輪郭とＣＯＮＵＳに対するＡＴＣの場所とを示している。
【０１６７】
［４．１  想定およびパラメータ］
本明細書で説明されているシミュレーション結果は、７８．６ｋｓｐｓのレートの無線構成３および４によるｃｄｍａ２０００  １ＸＲＴＴ標準に基づいている。１ＸＲＴＴ  ｃｄｍａ２０００は、１．２２８８Ｍｃｐｓのチップレートで１．２５ＭＨｚのチャネル帯域幅で動作する。トラフィックチャネルの拡散利得は１６に等しい（Ｍ＝１６チップ／ビット）。特に、ｃｄｍａ２０００について、パイロットチャネルおよびトラフィック信号チャネルのチップシーケンスベクトルは
【数１３９】
2008527845.tif 000141
を満たし、
ここで、
【数１４０】
2008527845.tif 000142
はウォルシュカバーの１６個のチップであり、（・）は２つの同一次元のベクトルまたは行列の要素ごとの積を示している。他の想定およびパラメータは以下を含む：
１）全ＡＴＣ干渉ソースは、ＣＯＮＵＳに対するＡＴＣフットプリントに従った位置に配置される。
２）各ＡＴＣソースは、ガウス雑音の独立ポイントソースとしてモデリングされる。
３）各ＡＴＣは等しい電力を送信する。全ＡＴＣによって送信された全電力は、「衛星に発射された全ＡＴＣ電力」と称される。
４）フォワードリンクの全１７５個の固定スポットビームは、図１３に示されているようにアメリカ大陸をカバーする。
５）周波数再使用クラスターサイズ３が検討される。同一周波数ビームは図１３に示されている。
６）ビームの同一周波数ＡＴＣ排除ゾーンは半径０．３のゾーンとして定義される（各ビームは半径０．２である）。排除ゾーン内の全ＡＴＣは、対応する排除ゾーンによって囲まれた衛星ビームの周波数の再使用を認められていない。
７）リターンリンク適応ビーム形成は、図１４に示されているように、８８個のフィード要素から選択された複数の入力を使用する。
８）受信機（つまり入力）数は、いずれの場合も最大数のＡＴＣをピックアップするフィード要素を使用することによって７から３５まで変化する。
９）第１の受信機の最大信号対雑音（Ｅｂ／Ｎｏ）は８．４ｄＢである。
１０）各ポイントの収束後、全シミュレーションは２００個のフレーム（２０ｍｓ／フレーム）に至り、これは４秒長のデータに等しい。
【０１６８】
トラフィックチャネル振幅ｇnおよびパイロットチャネル振幅ｇpはｃｄｍａ２０００標準に従って設定される。トラフィックチャネルおよびパイロットチャネルのみが送信される場合、Ｐtrafficは以下のように与えられる。
【数１４１】
2008527845.tif 000143
【０１６９】
１．０に設定されたトラフィックチャネルの振幅ｇsによって、パイロットチャネルの振幅ｇpは式（５０）から０．６５に設定されるはずである。すべての関連フィード要素利得は、所望のユーザーに対して最もピックアップするフィード要素の最大利得に対して正規化される。
【０１７０】
ＡＴＣ干渉電力は干渉利得ｇnおよび分散λ2によって決定される。各ＡＴＣは等しい電力を有すると想定されるため、ｇn＝１，（ｎ＝１，・・・，Ｎ）を取得することが可能である。λ2とＳＩＲ（つまり、衛星に対して発射されるＡＴＣ干渉電力に対するトラフィック信号の比）の関連性は以下によって与えられる。
【数１４２】
2008527845.tif 000144
熱雑音分散σ2はＥb／Ｎoによって決定される。Ｍ（Ｍ＝１６）に等しい処理利得によって、比Ｅb／Ｎoは以下のように与えられる。
【数１４３】
2008527845.tif 000145
【０１７１】
上記想定に対して、シミュレーション結果が与えられる場合がある。
【０１７２】
［４．２  シングルユーザー干渉除去検出器］
本セクションでは、本発明の一部の実施形態に従ったシングルユーザー干渉除去検出器に基づいたシミュレーション結果が提示される。５０都市の各々でのＡＴＣが単一ポイントソースとしてモデリングされる場合についてまず分析する。そして、ＡＴＣが拡散ポイントソースクラスターとしてモデリングされる場合について分析する。性能問題は、適応ビーム形成に使用されるＢＥＲと、ΔＴ／Ｔ対ＳＩＲおよびフィード要素数に焦点を当てる。４．１の想定およびパラメータに加えて、シミュレーション結果はＫ＝１、μ＝０．０００１およびＱ＝１（つまり、パイロットシンボルに対して１６個のチップ積分を使用するのみ）に基づいている。異なるμおよび／またはＱの使用はわずかに良好または不良な性能をもたらすことがあるが、ステップサイズμは、特に言及されなければμ＝０．０００１に設定される。
【０１７３】
ケースＡ−ポイントＡＴＣ
所望のモバイルユーザー端末（ＭＴ）がフィード要素＃２１［２．１、０．０５］のフットプリントの中央に配置されるとすると（つまり、θ＝２．１°、φ＝０．０５°）、全１６個のＡＴＣは排除ゾーン除去後に同一チャネルＡＴＣとして含まれる。干渉除去器への入力として使用されたフィード要素は以下のとおりである。
ａ）  ７個のフィード：フィード＃２１、２０、１３、１４、２２、２８、２７
ｂ）１７個のフィード：ａ）の７個のフィードに加えて、フィード＃３３、３４、３５、２９、２３、２６、１９、１２、１５、９
ｃ）２３個のフィード：ｂ）の１７個のフィードに加えて、フィード＃４６、４７、８２、８４、７０、７８
【０１７４】
図１５は、ＢＥＲ性能に対する受信機（つまりフィード要素）数の影響を示している。利用されているリターンリンクアンテナフィード要素数（受信機）が増加すると性能は改良する。しかしながら、受信機２３個の場合は、受信機１７個の場合よりもごくわずかに（もしあれば）良好な性能を提供する。これは、１７個の受信機が、１６個のＡＴＣから同一チャネル干渉を低減させるのに十分な自由度を提供するからである。図１５に示されているように、信号電力対干渉電力比（ＳＩＲ）が受信機１７個の場合の１７ｄＢよりも大きい場合、エラーは検出されず、また干渉低減器が干渉成分の大きな領域で良好である。
【０１７５】
最良の性能を示すために、１７個の受信機によるＢＥＲが図１６に提示されている。ステップサイズμは０．０００２に設定されて、低干渉成分領域の性能を改良する。対応するΔＴ／Ｔ対ＳＩＲプロットが図１７に示されている。表１は対応するΔＴ／Ｔの値を与える。
【表１】
2008527845.tif 000146
ＳＩＲが−２２ｄＢ未満になるまでΔＴ／Ｔはマイナスであることに注目すべきである。これは、処理される複数のアンテナフィード要素からの所望の信号平均の結果であると思われる。
【０１７６】
リターンリンク適応ビーム形成は、可能な限り多数のＡＴＣ干渉器を無効にする（ｎｕｌｌ  ｏｕｔ）ために最適なビーム（つまりアンテナパターン）を生成することによって達成される。１７個のフィード要素の場合について、適応ビーム形成器は表２に示されるような重みの集合に収束する。１つの複素重みがフィード要素ごとに生成される。これらについての重みは、十分な自由度がある限りＡＴＣ干渉器のヌル点を形成するビームを作る。図１８および１９は、ビームパターンおよび輪郭ならびにビーム形成前の（つまり、１個のフィード要素−フィード＃２１を使用する）ＡＴＣ分布を示している。適応ビーム形成によって、形成ビームパターンおよび輪郭はそれぞれ図２０および２１に示されている。輪郭プロットにおいて、各輪郭リングは、すぐ次の内部輪郭からの１０ｄＢの低減を表している。干渉除去の効果は、ビーム形成前後のプロットを比較することによって明確に示される。宇宙ベースコンポーネントの受信アンテナの少なくとも１つの受信アンテナフィード要素は、アンテナフィード要素の２つの異なる偏波に対応する２つの信号を提供するように構成されてもよい。ビーム形成器および／干渉低減器は、当業者に認識されるように、この２つの信号を利用して偏波ダイバーシティ処理を提供するように構成されてもよい。本明細書に示されたシミュレーション結果は偏波ダイバーシティ処理を含まない。
【表２】
2008527845.tif 000147
【０１７７】
ケースＢ−拡散ＡＴＣ
この場合、干渉除去器の性能は、前のケースの各ポイントソースＡＴＣを９個のＡＴＣのクラスターに拡張することによって検討される。拡散ＡＴＣの各クラスターは、０．０５°×０．０５°（約２５マイル×２５マイル、約４０．２×４０．２キロメートル）の地理的エリアに均一に分布される。
【０１７８】
拡散ＡＴＣの場合の結果は、図２２の２３個のフィード要素を使用することによる、ポイントソースＡＴＣの場合の結果と比較される。ＳＩＲが−２２ｄＢよりも大きい場合、拡散ＡＴＣは性能にそれほど大きな影響を与えないことがわかる。しかしながら、干渉成分がこれよりも強力になると、ＡＴＣ拡散効果は明らかになる。対応するΔＴ／Ｔ対ＳＩＲが表３に与えられる。
【表３】
2008527845.tif 000148
上記結果は、μ＝０．０００１を使用することによって得られたことに注目する。ＳＩＲが拡散ＡＴＣの場合ほぼ−２２ｄＢであれば、ΔＴ／Ｔの値は約６％に達する。μが０．０００２に倍増すると、結果は、表２に示された場合のように改良する。
【０１７９】
ケースＣ−ＭＴ場所の移動
ここで、モバイル端末位置が、ケースＡの最大フィード要素利得位置［２．１、０．０５］からこのケースの［２．２、０．１５］に移動される。ＭＴが依然として同一電力を送信しているとすると、フィード＃２１からの受信Ｅb／Ｎoは、今フィード＃２１のピークからずれているＭＴゆえに０．８ｄＢだけ低減される。ゆえに、この場合は、Ｅb／Ｎoは７．６ｄＢである。ビーム形成に使用されるフィード要素はケースＡと同様のままである。
【０１８０】
図２３は、フィード要素数が１から２３に変化する際のＢＥＲ性能対ＳＩＲを示している。またフィード要素数が１７よりも多い場合、性能はかなり収束する。拡散ＡＴＣ効果は、２３個のフィード要素の場合について図２４に示されている。表４は、２３個のフィード要素によるポイントＡＴＣおよび拡散ＡＴＣ両方のΔＴ／Ｔ対ＳＩＲをリストアップしている。
【表４】
2008527845.tif 000149
【０１８１】
［４．３  ＳＡＭＩＣマルチユーザー検出器］
本セクションでは、ＡＴＣ干渉成分のもとでのマルチユーザー環境におけるＳＡＭＩＣマルチユーザー検出器の使用に対するシミュレーション結果が提示される。同一ビーム多ユーザーがビーム＃１２２内部でランダムに均一分布されるとする。ＡＴＣ干渉成分フットプリントおよび衛星フィード要素は、前のシングルユーザーの場合と同じままである。セクション４．１の想定およびパラメータによる、７８．６ｋｂｐｓのデータレートでの拡散利得１６のｃｄｍａ２０００リバーストラフィックチャネルを検討することに加えて、シミュレーション結果はまた、それぞれ３８．４ｋｂｐｓおよび１９．２ｋｂｐｓの拡散利得３２および６４（Ｍ＝３２チップ／ビットおよび６４チップ／ビット）について含まれる。拡散利得３２の場合について、パイロットチャネルおよびトラフィック信号チャネルのチップシーケンスベクトルが
【数１４４】
2008527845.tif 000150
を満たし、ここで
【数１４５】
2008527845.tif 000151
はウォルシュカバーの３２個のチップであり、また（・）は、２つの同一次元のベクトルまたは行列の要素ごとの積を示している。同様に、拡散利得６４の場合について、パイロットチャネルおよびトラフィック信号チャネルのチップシーケンスベクトルは
【数１４６】
2008527845.tif 000152
を満たし、ここで
【数１４７】
2008527845.tif 000153
はウォルシュカバーの６４個のチップを示している。ビーム＃１２２内の全Ｋ個のユーザーは、等しいＥＩＲＰを有するとする。さらに、各ユーザーは同一のＥb／Ｎo＝８．４ｄＢを有するとする。図２５は、ＡＴＣフットプリントおよびフィード＃２１利得パターン輪郭に伴った（フィード＃２１と重複する）ビーム＃１２２内部の５０個のユーザーの均一分布されたランダムな位置を示している。全１６個の同一周波数ＡＴＣは排除ゾーン除去後に含まれる。干渉除去器の入力として使用されていたフィード要素は以下のとおりである。
ａ）１個の受信機、つまりＬ＝１のケースについて：フィード＃２１。
ｂ）１７個の受信機、つまりＬ＝１７のケースについて：フィード＃：２１、２０、１３、１４、２２、２８、２７、３３、３４、３５、２９、２３、２６、１９、１２、１５および９。
【０１８２】
ケースＡ−拡散利得Ｍ＝１６（ｃｄｍａ２０００  ＲＣ３および４）
これは、７８．６ｋｂｐｓのデータレートのｃｄｍａ２０００無線構成３および４によって定義された場合である。同一のＥＩＲＰを有する５個の同一ビームＭＴユーザーの解決に最初に対処する。図２６は、衛星に発射された衛星信号対ＡＴＣ電力比として定義された全５個のユーザーのＢＥＲ平均対ＳＩＲを示している。図２６において、シングルユーザー検出器（ＳＵＤ）と、受信機１個および受信機１７個のＳＡＭＩＣおよびＳＡＭＩＣ２からのシミュレーション結果が与えられる。ＳＡＭＩＣ２検出器は、第２段階ＳＡＭＩＣが第１段階ＳＡＭＩＣからのビット推定値をビット推定値入力として使用する２段階ＳＡＭＩＣ検出器である。そのビット推定値入力がＡＴＣ干渉除去器の出力判定によるものであるＳＡＭＩＣ検出器とは異なって、第２段階ＳＡＭＩＣは第１段階ＳＡＭＩＣからのビット推定値を使用して、マルチユーザー検出性能をさらに改良する。受信機１個の場合、ＳＡＭＩＣ検出器は、ＡＴＣ干渉成分が一定のレベルまで低下する場合のＳＵＤに対する利点を示しているにすぎない。しかしながら、受信機１７個の場合は、ＳＡＭＩＣの利点はＳＵＤ検出器と比較して相当のものである。
【０１８３】
ＳＡＭＩＣ２検出器の性能は、ＳＡＭＩＣ検出器に対してわずかに改良される。本シナリオの性能を最適化するために、ＬＭＳアルゴリズムについてμ＝０．０００２およびＱ＝１（つまり、パイロットシンボルについて１６個のチップ積分を使用する）を、ＳＡＭＩＣ検出器についてＱ＝９６（つまり、チャネル推定値について１５３６個のチップ、つまり１ＰＣＧ積分を使用する）を設定する。図２７は、ＳＩＲ＝１２ｄＢの場合のＢＥＲ平均対アクティブユーザー数を付与する。（ＡＴＣ干渉除去のない）受信機１個の場合について、ＳＡＭＩＣおよびＳＡＭＩＣ２検出器は、Ｋが２５よりも大きい場合にはＳＵＤよりの不良であり、これは、ＡＴＣ干渉除去がない場合に、ＡＴＣおよびＭＡＩ干渉成分の組み合わせがＳＡＭＩＣ検出器により多くのエラーを生成させてしまうからである。ＡＴＣ干渉除去（つまり、受信機１７個の場合）によって、ＳＡＭＩＣ検出器はＳＵＤよりも優れた性能を示す。最も良好に実行するＳＡＭＩＣ２検出器は、Ｋが２０よりも大きい場合には１％ＢＥＲを超える。容量を改良するために、拡散利得を増大させることが望ましい。
【０１８４】
ケースＢ−拡散利得Ｍ＝３２
この場合、拡散利得は３２に増大され、これはトラフィックデータレート３８．４ｋｂｐｓを効果的にもたらす。Ｅb／Ｎoはユーザーごとに８．４ｄＢに固定されているため、ＬＭＳのチップ積算長が３２個のチップに最適化され、またチャネル推定値のチップ積算長が拡散利得に比例して３０７２個のチップ（２ＰＣＧ）に最適化される点を除いてケースＡと同じシミュレーション想定およびパラメータが使用される。５０個のユーザープロファイルから最初の１０個のアクティブ同一ビーム等電力を考えると、１０個のユーザーのＢＥＲ平均対ＳＩＲが図２８に示されている。ＳＡＭＩＣおよびＳＡＭＩＣ２検出器は、１７個の受信機の場合のＳＩＲ範囲に対するＳＵＤよりも良好な性能を提供すると思われる。ＳＡＭＩＣ２検出器のＢＥＲ平均はＳＩＲ＝０ｄＢの１０-4〜ＳＩＲ＝−４０ｄＢの６×１０-3に及ぶ。図２９は、ＳＩＲ＝−１０ｄＢの場合のＢＥＲ平均対アクティブ同一ビームユーザー数を示している。Ｍ＝１６の場合と比較すると、拡散利得の増大によってＳＡＭＩＣ／ＳＡＭＩＣ２検出器が、受信機１個および受信機１７個の場合の双方においてより効果的になることが明らかである。ＳＡＭＩＣ２検出器のＢＥＲ平均は、Ｋ＝４０の場合は依然として１％以下である。すべてのアクティブユーザーのＢＥＲ性能を調べるために、ＳＭＩＣ２検出器のＢＥＲ拡散には、図３０のＬ＝１７の場合の平均ＢＥＲに加えて最大値および最低値を備える。ＳＵＤに対してＳＡＭＩＣ２によって提供された重要な性能改良が示されている。
【０１８５】
ケースＣ−拡散利得Ｍ＝６４
性能対拡散利得をさらに評価するために、拡散利得は、相当なトラフィックデータレート１９．２ｋｂｐｓを有したまま６４に増大されることがある。またシミュレーション想定およびパラメータはケースＢと同じである。性能を最適化するために、ＬＭＳのチップ積算長は６４個のチップに増大可能であり、チャネル推定値のチップ積算長は６１４４個のチップ（２個のＰＣＧよりわずかに良好と思われる４ＰＣＧ）に増大可能である。図３１は、５０個のユーザープロファイルから最初の１０個のユーザーのＢＥＲ平均対ＳＩＲを示している。ＳＡＭＩＣおよびＳＡＭＩＣ２検出器はＳＵＤ検出器の性能より相当に優れている。１０個のユーザーのみが検討されているため、ＳＡＭＩＣ検出器に対するＳＡＭＩＣ２検出器の利点は高処理の場合には生じない。しかしながら、ＳＡＭＩＣ検出器に対するＳＡＭＩＣ２の利点は、ユーザー数が増えるとより明確にされる。ＳＡＭＩＣおよびＳＡＭＩＣ２検出器の両方が、高処理利得ゆえに、受信機１個のみでもＳＵＤより良好に実行する。平均ＢＥＲ対ユーザー数Ｋは、図３２においてＳＩＲ＝−１０ｄＢに対して与えられる。
【０１８６】
アクティブユーザーが多いほど、検討された、ユーザー数範囲についてＳＡＭＩＣに対するＳＡＭＩＣ２の利点がより明確になることがわかる。ＳＡＭＩＣ２検出器は、ユーザー数が５０に近づくにつれて平均ＢＥＲを１０-3未満に維持可能である。図３３は、Ｌ＝１７の場合の全関連ユーザーのＢＥＲの最大値および最低値に伴って平均ＢＥＲを付与する。またＳＡＭＩＣ２検出器は、この範囲に対してＳＵＤの性能より相当に優れている。最良のシナリオにおいて、ＳＡＭＩＣ検出器はＫ＝４５に対する６．５×１０-5ＢＥＲおよびＫ＝５０に対する２．３×１０-4ＢＥＲを提供する。
【０１８７】
リターンリンク適応ビーム形成が衛星ベースＣＤＭＡシステムのマルチユーザー検出と関連して分析された。等式の集合が、アルゴリズムを図示して、ビーム間マルチユーザー環境下のＡＴＣ干渉成分およびＭＡＩ干渉成分の両方を除去するために提示された。複数のシミュレーション例が、衛星フィード要素入力の集合およびＣＯＮＵＳに対するＡＴＣフットプリントによって、シングルユーザー用のＡＴＣ干渉除去器およびマルチユーザー用のＳＡＭＩＣ検出器の性能を示していた。
【０１８８】
ＬＭＳ干渉アルゴリズムは、空間ＡＴＣ干渉器の影響を最小化するために所望のユーザーのパイロット信号の使用に基づいている。ＬＭＳアルゴリズムがポイントソースＡＴＣおよび拡散ＡＴＣ両方のＡＴＣ干渉成分を効果的に低減可能であることが示されている。干渉除去器は約１７個のフィード要素入力と、ＬＭＳの適切なステップサイズおよび積算比とを使用してもよい。１７個より多くのフィード要素の使用は、性能についてのわずかな改良と極めて多くの収束を提供することもある。しかしながら、空間動作ＬＭＳは、多重アクセス干渉を除去できるとは思われない。ＳＡＭＩＣ検出器は、シーケンシャルＡＴＣ干渉除去およびＭＡＩ除去を提供するように提示された。ビーム間マルチユーザー状況において、ＳＡＭＩＣ検出器は既知のＡＴＣ除去ビット推定値および拡散コードシーケンス／タイミングならびにチャネル推定値を利用して、ＡＴＣ干渉除去およびＭＡＩ低減を順次効率的に可能にする。ＬＭＳアルゴリズムと関連して、ＳＡＭＩＣ検出器は、拡散利得に応じて、ＳＵＤ検出器と比較してシステム容量をかなりブースト可能である。第２段階ＳＡＭＩＣを使用することによって、ＳＡＭＩＣ２検出器はさらに性能を改良可能である。チャネル推定値は、一定の期間ビーム形成チップレベル信号および積分に対してパイロット整合フィルタを使用することによって取得される。チャネル推定値の積算長は、Ｅb／Ｎoが固定の場合の拡散利得に比例して多数のＰＣＧであると思われる。Ｍ＝１６の場合、ＳＡＭＩＣ２検出器はＳＩＲ＝−１２ｄＢについて約１５個のユーザーを許容してもよい。拡散利得を３２に倍増させることによって、ＳＡＭＩＣ２検出器は、ＳＩＲ＝−１０ｄＢについて４０個のユーザーに容量を増大可能である。最後に、ＳＩＲ＝−１０ｄＢでの拡散利得６４の場合について、ＳＡＭＩＣ２検出器は５０個のユーザーに対して平均ＢＥＲ１０-3を有する。
【０１８９】
任意のエアインタフェースプロトコルが、宇宙ベース通信を提供するために宇宙ベースコンポーネントによって使用されてもよいことが理解されるであろう。同様に、任意のエアインタフェースプロトコルが、宇宙ベースコンポーネントによる使用を許可された周波数の少なくとも一部を地上で使用／再使用しつつ地上波通信を提供するために補助地上波ネットワークによって使用されてもよい。一部の実施形態では、宇宙ベースコンポーネントのエアインタエースプロトコルはＧＳＭベースであるのに対して、補助地上波ネットワークのエアインタフェースプロトコルはＣＤＭＡベースであってもよい。
【０１９０】
図面および／または明細書において、本発明の実施形態が開示され、具体的な用語が用いられているが、これらは一般的かつ説明的な意味でのみ使用され、制限目的ではなく、本発明の範囲は請求項に説明される。
【図面の簡単な説明】
【０１９１】
【図１】本発明の実施形態に従ったセルラー衛星通信システムおよび方法の概略図である。
【図２Ａ】本発明の実施形態に従った干渉低減器および構成コンポーネントのブロック図である。
【図２Ｂ】本発明の実施形態に従った干渉低減器および構成コンポーネントのブロック図である。
【図２Ｃ】本発明の実施形態に従った干渉低減器および構成コンポーネントのブロック図である。
【図３Ａ】本発明の実施形態に従った干渉低減器および構成コンポーネントのブロック図である。
【図３Ｂ】本発明の実施形態に従った干渉低減器および構成コンポーネントのブロック図である。
【図４Ａ】本発明の実施形態に従った干渉低減器のブロック図である。
【図４Ｂ】本発明の実施形態に従った干渉低減器のブロック図である。
【図５】本発明の実施形態に従った干渉低減システムおよび方法を示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施形態に従った干渉低減システムおよび方法を示すフローチャートである。
【図７】本発明の実施形態に従った干渉低減システムおよび方法を示すフローチャートである。
【図８】本発明の実施形態に従った干渉低減システムおよび方法を示すフローチャートである。
【図９】その一部がＡＴＣインフラ構成を含む衛星スポットビームを示す。
【図１０】アンテナフィード要素の利得および位相パターンを示している。
【図１１】本発明の実施形態に従ったシングルユーザー干渉除去検出器のブロック図である。
【図１２】本発明の実施形態に従ったマルチユーザー干渉除去検出器のブロック図である。
【図１３】フォワードリンク衛星スポットビームの構成と補助地上波ネットワークの送信機の配置とを示すアメリカ大陸の地図である。
【図１４】宇宙ベースコンポーネントのリターンリンクフィード要素によって形成されたリターンリンクサービスエリアの構成と補助地上波ネットワークの送信機の配置とを示すアメリカ大陸の地図である。
【図１５】本発明の実施形態に従った種々の受信機構成のビットエラーレート（ＢＥＲ）対信号電力対干渉電力比（ＳＩＲ）のグラフである。
【図１６】本発明の実施形態に従った種々の受信機構成のビットエラーレート（ＢＥＲ）対信号電力対干渉電力比（ＳＩＲ）のグラフである。
【図１７】本発明の実施形態に従った種々の受信機構成のΔＴ／Ｔ増加対ＳＩＲのグラフである。
【図１８】宇宙ベースコンポーネントのアンテナフィード要素によって形成されたアンテナパターンの利得対方位角／仰角の３次元グラフである。
【図１９】図１８のグラフの利得輪郭パターンである。
【図２０】複数のアンテナフィード要素を使用して適応形成されたアンテナパターンの利得対方位角／仰角の３次元グラフである。
【図２１】図２０のグラフの利得輪郭パターンである。
【図２２】本発明の実施形態に従った種々の受信機構成のビットエラーレート（ＢＥＲ）対信号電力対干渉電力比（ＳＩＲ）のグラフである。
【図２３】本発明の実施形態に従った種々の受信機構成のビットエラーレート（ＢＥＲ）対信号電力対干渉電力比（ＳＩＲ）のグラフである。
【図２４】本発明の実施形態に従った種々の受信機構成のビットエラーレート（ＢＥＲ）対信号電力対干渉電力比（ＳＩＲ）のグラフである。
【図２５】アンテナフィード要素の利得輪郭パターンである。
【図２６】本発明の実施形態に従った種々のシミュレーション条件下のＢＥＲのグラフである。
【図２７】本発明の実施形態に従った種々のシミュレーション条件下のＢＥＲのグラフである。
【図２８】本発明の実施形態に従った種々のシミュレーション条件下のＢＥＲのグラフである。
【図２９】本発明の実施形態に従った種々のシミュレーション条件下のＢＥＲのグラフである。
【図３０】本発明の実施形態に従った種々のシミュレーション条件下のＢＥＲのグラフである。
【図３１】本発明の実施形態に従った種々のシミュレーション条件下のＢＥＲのグラフである。
【図３２】本発明の実施形態に従った種々のシミュレーション条件下のＢＥＲのグラフである。
【図３３】本発明の実施形態に従った種々のシミュレーション条件下のＢＥＲのグラフである。
【図１】
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【図２Ａ−２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【国際調査報告】
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