(57)【要約】  例えば衛星などの宇宙設置コンポーネントは、無線端末との通信、地上基地局との通信、及び／又は地上ゲートウェイとの通信に、地上セルラ又はＰＣＳ周波数を使用するように構成される。地上セルラ又はＰＣＳ周波数は地上基地局及び／又は無線端末による地上通信にも使用される。
2008500793.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
宇宙設置コンポーネントと無線端末との間において、地上セルラ又はＰＣＳ周波数によって直接通信するステップを含む無線通信方法。
【請求項２】
地上基地局と無線端末との間において、地上セルラ又はＰＣＳ周波数によって直接通信するステップを更に含む請求項１に記載の無線通信方法。
【請求項３】
地上基地局と宇宙設置コンポーネントとの間において、地上セルラ又はＰＣＳ周波数によって直接通信するステップを更に含む請求項１に記載の無線通信方法。
【請求項４】
地上基地局と宇宙設置コンポーネントとの間において、地上セルラ又はＰＣＳ周波数によって直接通信するステップを更に含む請求項２に記載の無線通信方法。
【請求項５】
宇宙設置コンポーネントによって地上セルラ又はＰＣＳ周波数を使用するステップを含む無線通信方法。
【請求項６】
宇宙設置コンポーネントと直接通信するため、無線端末によって地上セルラ又はＰＣＳ周波数を使用するステップを含む無線通信方法。
【請求項７】
宇宙設置コンポーネントと直接通信するため、地上基地局によって地上セルラ又はＰＣＳ周波数を使用するステップを含む無線通信方法。
【請求項８】
地上セルラ又はＰＣＳ周波数によって、無線端末と直接通信するように構成された宇宙設置コンポーネントを具備する無線通信システム。
【請求項９】
地上セルラ又はＰＣＳ周波数によって、無線端末と直接通信するように構成された地上基地局を更に具備する請求項８に記載の無線通信システム。
【請求項１０】
前記地上基地局は更に、地上セルラ又はＰＣＳ周波数によって宇宙設置コンポーネントと直接通信するように構成されている請求項９に記載の無線通信システム。
【請求項１１】
地上セルラ又はＰＣＳ周波数によって宇宙設置コンポーネントと直接通信するように構成された地上基地局を更に具備する請求項８に記載の無線通信システム。
【請求項１２】
地上セルラ又はＰＣＳ周波数によって宇宙設置コンポーネントと直接通信するように構成された無線端末を組み入れている請求項８に記載の無線通信システム。
【請求項１３】
地上セルラ又はＰＣＳ周波数によって宇宙設置コンポーネント及び地上基地局と直接通信するように構成された無線端末を組み入れている請求項９に記載の無線通信システム。
【請求項１４】
地上セルラ又はＰＣＳ周波数を使用するように構成された宇宙設置コンポーネントを具備する無線通信システム。
【請求項１５】
地上セルラ又はＰＣＳ周波数によって宇宙設置コンポーネントと直接通信するように構成された無線端末を具備する無線通信システム。
【請求項１６】
前記無線端末は更に、地上セルラ又はＰＣＳ周波数によって地上基地局と直接通信するように構成されている請求項１５に記載の無線通信システム。
【請求項１７】
地上セルラ又はＰＣＳ周波数によって宇宙設置コンポーネントと直接通信するように構成された地上基地局を具備する無線通信システム。
【請求項１８】
前記地上基地局は更に、地上セルラ又はＰＣＳ周波数によって無線端末と直接通信するように構成されている請求項１７に記載の無線通信システム。
【請求項１９】
セルラ周波数帯域によって複数の無線端末と通信するように構成された地上セルラネットワークと、
前記地上セルラ周波数帯域の少なくとも一部によって前記複数の無線端末の少なくとも一部と通信するように構成された付属宇宙ネットワークと
を具備する、無線通信システム。
【請求項２０】
地上セルラネットワークと複数の無線端末との間において、セルラ周波数帯域によって通信するステップと、
付属宇宙ネットワークと前記複数の無線端末の少なくとも一部との間において、前記地上セルラ周波数帯域の少なくとも一部によって通信するステップと
を含む、無線通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願の相互参照］
本願は、２００４年５月２１日に出願された米国仮特許出願番号60/573,253「地上セルラ周波数スペクトルを宇宙ベースで再使用するためのシステム及び方法（Systems and Methods for Space-Based Reuse of Terrestrtal Cellular Frequency Spectrum）」に基づく優先的権利を主張するものである。前記特許出願の開示内容はこの参照により本願に含まれる。
【０００２】
［技術分野］
本発明は、無線端末通信システム及び方法、特に、地上セルラ及び衛星セルラ無線端末通信システム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
衛星無線端末通信システム及び方法は無線端末通信に広く使用されている。こうした無線端末通信システム及び方法は、一般的に、複数の衛星無線端末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つの宇宙設置コンポーネント（space-based component）を使用する。
【０００４】
衛星無線端末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パタン（ビーム）を使用することがある。あるいは、セルラ衛星無線端末通信システム及び方法において多重アンテナパタン（ビーム又はセル）が提供され、その各々は全サービス領域内の実質上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。このように、従来の地上セルラ無線端末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ベースのシステム及び方法に導入可能である。衛星は無線端末と一般に双方向通信を行う。しかし、その際に、無線端末通信信号は、衛星から無線端末まではダウンリンク又はフォワードリンク（downlink/forward link）によって、無線端末から衛星まではアップリンク又はリターンリンク（uplink/return link）によって伝送される。
【０００５】
セルラ衛星無線端末システム及び方法の全体的な設計及び動作は当業者に周知である。従って、ここで詳しく述べる必要はない。さらに、ここに使用される用語「無線端末（radioterminal）」は、多行表示ディスプレイ（multi-line display）が有る又は無いセルラ及び／又は衛星無線端末、無線端末にデータ処理機能、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／もしくはポケットベル（pager）、インタネット／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／又は無線周波数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。無線端末（radioterminal）はここでは“無線電話（radiotelephone）”、“ワイヤレス端末（wireless terminal）”、あるいは単に“端末（terminal）”と称されることもある。ここで使用される用語“無線電話（radiotelephone）”、“無線端末（radioterminal）”、“ワイヤレス端末（wireless terminal）”及び／又は単に“端末（terminal）”は、時間的に変動する又は固定した地理的座標を有することがあり、並びに／又は携帯型、可搬型、車載型（航空機、船舶、陸上車）である場合があり、並びに／又は一カ所以上の地上の場所及び／もしくは地上外の場所で局所的かつ／もしくは分散的に機能するのに適しておりかつ／もしくはそのように構成される場合がある任意の他の放射（radiating）ユーザデバイス／機器／ソースも含む。
【０００６】
地上ネットワークは、セルラ衛星無線端末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使用かつ／又は再使用することによって、セルラ衛星無線端末システムの使用可能性や、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、セルラ衛星無線端末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。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、ビル建築物を透過しないことがあるためである。従って、衛星スペクトルはこうしたエリアでは十分に活用又は使用されない場合がある。そこで衛星システム周波数を地上使用かつ／又は再使用することによって潜在的な問題が減少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（容量）は衛星システム周波数の地上周波数使用及び／又は再使用を導入することによって増大する可能性がある。地上周波数使用及び／又は再使用は、衛星のみのシステムの場合よりもずっと密度の濃いものになるためである。実際、キャパシティは、それが最も必要とされる都市部／工業地帯／商業地域などの人口密集地域において向上する。よって、基本的に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ため、全システムはずっとより経済的に実現が可能になる。
【０００８】
衛星周波数の地上使用の一例については本願発明者であるカラビニス（Karabinis）に帰属する米国特許第5,937,332号明細書「衛星通信リピータと再送信方法（Satellite Telecommunications Repeaters and Retransmission Methods）」に記述されている。この米国特許明細書の開示内容は全て本願に援用される。その米国特許明細書に記述されているように、そこに提供された衛星通信リピータは衛星からダウンリンク信号を受信し、増幅してからその受信信号をローカルに再送し、それによって、衛星通信リピータ近傍における実効的なダウンリンクマージンを増やすとともに、リンクマージンを減少させるビル建築物、群葉、運送車両、その他の障害物に対するアップリンク信号とダウンリンク信号の透過性を高めることが可能となる。携帯型リピータ及び非携帯型リピータの両方が提供されている。詳細については米国特許第5,937,332号要約書を参照されたい。
【０００９】
地上通信及び衛星通信の両方に対して同じ衛星周波数帯域の少なくとも一部を地上使用かつ／又は再使用し、実質上同じ無線インタフェースを使用することによって地上通信能力を有する衛星無線端末システム及び方法のための衛星無線端末は、費用効率が高くかつ／又は審美的に魅力的である。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／地上無線端末といった従来型のデュアルバンド／デュアルモードの無線端末代替物は一部のコンポーネントを重複して持ち、そのため無線端末のコストやサイズ及び／又は重量が増す場合がある。詳しくは本願発明者であるカラビニス（Karabinis）に帰属する米国特許第6,052,560号明細書「複数の無線インタフェース標準を使用した衛星システムとその使用方法（Satellite System Utilizing a Plurality of Air Interface Standards and Method Employing Same）」を参照されたい。
【００１０】
衛星周波数の地上使用を採用することができる衛星無線端末通信システム及び方法は以下の文献に記述されている。
カラビニス（Karabinis）氏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使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）氏に帰属する米国特許第6,785,543号明細書「複合型無線電話／ＧＰＳ端末用フィルタ（Filters for Combined Radiotelephone/GPS Terminals）」
カラビニス（Karabinis）氏に帰属する米国特許第6,856,787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 RemoteTerminal Interface Subsystems）」
カラビニス（Karabinis）氏等に帰属する米国特許第6,859,652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・地上周波数を再使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）」
ドュッタ（Dutta）氏等に帰属する米国特許第6,879,829号明細書「宇宙ベース及び地上の無線端末通信の間のハンドオーバと、無線端末で地上再使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 Handover Between Space Based and Terrestrial Radloterminal Communications, and For Monitoring Terrestrially Reused Satellite Frequencies At a Radioterminal to Reduce Potential Interference）」
カラビニス（Karabinis）氏に帰属する米国特許出願公開第2003/0054761号明細書「衛星周波数を地上再使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（Karabinis）氏等に帰属する米国特許出願公開第2003/0054814号明細書「地上再使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（Karabinis）氏等に帰属する米国特許出願公開第2003/0073436号明細書「地上再使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更なるシステム及び方法（Additional Systems and Methods for Monitoring Terrestrially Reused Satellite Frequencies to Reduce Potential Interference）」
カラビニス（Karabinis）氏に帰属する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）氏に帰属する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（Karabinis）氏等に帰属する米国特許出願公開第2002/0041575号明細書「衛星・地上周波数再使用を調整する方法（Coordinated Satellite-Terrestrial Frequency Reuse）」
カラビニス（Karabinis）氏等に帰属する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 Network Architectures for Satellite Radiotelephone Systems）」
カラビニス（Karabinis）氏に帰属する米国特許出願公開第2003/0153308号明細書「衛星周波数を地上再使用するためのスタガードセクタ形成（Staggered Sectorization for Terrestrial Reuse of Satellite Frequencies）」
カラビニス（Karabinis）氏に帰属する米国特許出願公開第2003/0054815号明細書「衛星周波数の地上再使用に応じて衛星アンテナセルパタンを修正するための方法及びシステム（Methods and Systems for Modiying Satellite Antenna Cell Patterns In Response to Terrestrial Reuse of Satellite Frequencies）」
上記全ての米国特許もしくは米国特許出願に係る権利は本願発明の譲受人に譲渡された。また、上記全ての特許文献の開示内容全体はこの参照により本願に援用される。
【００１１】
一部の衛星無線端末通信システム及び方法は無線端末と通信するためにマルチバンド（multiple bands）を使用する衛星を使用することがある。例えば、既に引用されたカラビニス（Karabinis）氏の米国特許出願公開第2003/0054762号明細書は衛星セルに分割された衛星フットプリント内にある無線端末と通信するよう構成された宇宙設置コンポーネントを含む衛星無線端末システム及び方法を記述している。この宇宙設置コンポーネントは第１の衛星セル内にある第１の無線端末とは第１の周波数帯域及び／又は第１の無線インタフェースで通信し、第１又は第２の衛星セル内にある第２の無線端末とは第２の周波数帯域及び／又は第２の無線インタフェースで通信するよう構成される。第１の無線端末とは実質的に第１の周波数帯域及び／又は実質的に第１の無線インタフェースで地上通信し、第２の無線端末とは実質的に第２の周波数帯域及び／又は実質的に第２の無線インタフェースで地上通信するよう構成された付属地上ネットワーク（ancillary terrestrial network）も提供される。米国特許出願公開第2003/0054762号要約書を参照されたい。
【発明の開示】
【００１２】
上記課題を解決するための手段として無線通信方法が提供される。ある態様において、この無線通信方法には、地上セルラ／ＰＣＳ周波数で宇宙設置コンポーネントと無線端末との間で直接通信することが含まれる。他の態様では、地上セルラ／ＰＣＳ周波数で地上基地局と無線端末との間で直接通信することも含まれる。更に他の態様では、地上セルラ／ＰＣＳ周波数で地上基地局と宇宙設置コンポーネントとの間で直接通信することが含まれる。これらの態様のコンビネーションとサブコンビネーションも含まれる場合がある。
【００１３】
上記課題を解決するための手段として他の無線通信方法が提供される。ある態様において、この無線通信方法では、宇宙設置コンポーネントが地上セルラ／ＰＣＳ周波数を使用することが許される。他の態様では、無線端末が宇宙設置コンポーネントと直接通信するために地上セルラ／ＰＣＳ周波数が使用される。更に他の態様では、地上基地局が宇宙設置コンポーネントと直接通信するために地上セルラ／ＰＣＳ周波が使用される。これらの態様のコンビネーションとサブコンビネーションも含まれる場合がある。
【００１４】
上記課題を解決するための手段として無線通信システムが提供される。ある態様において、この無線通信システムは、地上セルラ／ＰＣＳ周波数で無線端末と直接通信するよう構成された宇宙設置コンポーネントを含む。他の態様では、地上セルラ／ＰＣＳ周波数で無線端末と直接通信するよう構成された地上基地局も提供される。更に他の態様では、地上基地局は、地上セルラ／ＰＣＳ周波数で宇宙設置コンポーネントと直接通信するよう構成される。これらの態様のコンビネーションとサブコンビネーションも含まれる場合がある。
【００１５】
最後に、上記課題を解決するための手段として他の無線通信システムが提供される。ある態様において、この無線通信システムでは、宇宙設置コンポーネントは地上セルラ／ＰＣＳ周波数を使用するよう構成される。他の態様では、無線端末は地上セルラ／ＰＣＳ周波数で宇宙設置コンポーネントと直接通信するよう構成される。更に他の態様では、無線端末は更に、地上セルラ／ＰＣＳ周波数で地上基地局と直接通信するよう構成される。更に他の態様では、地上基地局は地上セルラ／ＰＣＳ周波数で宇宙設置コンポーネントと直接通信するよう構成される。これらの態様のコンビネーションとサブコンビネーションも含まれる場合がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、例示的に本発明の最良の実施形態について添付図面を参照しながら詳細に説明する。しかしながら、本発明は多くの異なる形態で実施されることがあり、ここに記述される実施形態に限定されると解すべきではない。正しくは、これらの実施形態は、本開示が周到かつ徹底したものとなるよう、また本発明の範囲が当業者に明示されるよう提供されるものである。添付図面では、類似の符号が類似の構成要素に付されてある。また、ある構成要素が別の構成要素に“接続する（される）”あるいは“結合する（される）”といった言い方がされるときは、その構成要素はその他の構成要素に直接的にあるいは介在する構成要素を介して間接的に接続又は結合する（される）ことができることは理解されよう。さらに、ここに使用される“接続する（される）”あるいは“結合する（される）”又は“応答する”は無線方式で接続する（される）、結合する（される）又は応答することを含む場合がある。
【００１７】
ここに使用される用語は特定の実施形態を説明するだけの目的のためのもので、本発明を限定する意図は全くない。ここに使用される単一的表現“ある（a、an）”“その（the）”は特に断りがなければ複数形も含むことが意図されている。さらに、“含む（includes）”、“具備する（comprises）”、“含んでいる（including）”及び／又は“具備している（comprising）”といった表現は、本明細書で使用されるときには、言明された特徴、数値、ステップ、動作（オペレーション）、要素、及び／又はコンポーネントの存在を明示するものであるが、１つ以上の他の特徴、数値、ステップ、動作、要素、コンポーネント、及び／又はそれらのグループの存在又は追加を排除するものではないことは理解されよう。
【００１８】
特に指定が無ければ、ここに使用される全ての用語（技術的専門用語を含む）は本発明が属する分野のどの当業者にも共通に理解されるものと同じ意味を有する。さらに、一般的に用いられる辞書に定義されているような用語は、関係する分野の論脈におけるそれらの意味と矛盾しない意味を有するものと解すべきであり、理想化した意味又は形式的すぎる意味は、ここで特にそのように定めない限り、解されることはない、ということは理解されよう。
【００１９】
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。しかし、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の無線端末（以下参照）は第２の無線端末と言い換えることができ、同様に、第２の無線端末は第１の無線端末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。また記号“／”は“及び／又は”を簡略化した記号として使用されることもある。
【００２０】
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(s)）とは、２つ以上の帯域が周波数で比較したときにほぼ重なり合ってはいる。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）”無線インタフェース（air interface）とは、比較される２つ以上の無線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。例えば、地上通信環境と衛星通信環境との間に存在するかもしれない異なる特性を考慮しかつ／又は順応するため、ある１つの無線インタフェース（すなわち衛星無線インタフェース）には別の無線インタフェース（すなわち地上無線インタフェース）と比べて一部違いが存在する場合がある。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）。また、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）、及び／又は拡散スペクトル・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もある。
【００２１】
本発明の一部の実施形態では、地上セルラ／ＰＣＳ周波数は宇宙ベースの通信に使用されることが許される。ここで使用される地上セルラ周波数は米国では８２４−８４９ＭＨｚ及び８６９−８９４ＭＨｚのレンジにあり、地上ＰＣＳ周波数は米国では１８５０−１９１０ＭＨｚ及び１９３０−１９９０ＭＨｚのレンジにある。地上セルラ周波数はＧＳＭシステムでは８９０−９１５ＭＨｚ及び９３０−９６０ＭＨｚのレンジにある場合がある。また他の国は地上セルラ／ＰＣＳ周波数のそれら自身のレンジを有する場合がある。
【００２２】
地上セルラ／ＰＣＳ周波数並びに／又は認可されておりかつ／もしくは任意のシステム（セルラ／ＰＣＳ及び／又はその他）と共に地上通信に使用される任意の他の周波数（これらをまとめて“地上セルラ／ＰＣＳ周波数”と称する）は、本発明の様々な実施形態による多くのモードの１つ以上のモードで宇宙ベースの通信を行うために宇宙設置コンポーネント、地上基地局及び／又は無線端末によって使用されることがある。例えば、宇宙ベースの通信のための与えられた地上セルラ／ＰＣＳ周波数の使用は排他的又は共用である場合がある。特に、一部の実施形態では、地上セルラ／ＰＣＳ周波数（又は周波数帯域）は、周波数（又は周波数帯域）が宇宙設置コンポーネント又は地上基地局のいずれかのみによって使用されるよう、宇宙設置コンポーネント又は地上基地局に排他的に割り当てられる場合がある。斯かる割当は地上セルラ／ＰＣＳ周波数帯域の少なくとも一部の“帯域分割（band segmentation）”を結果としてもたらす。他の実施形態では、地上セルラ／ＰＣＳ周波数は、同じ周波数が宇宙ベースの通信と地上通信の両方に同時に使用されるように、宇宙設置コンポーネント及び／又は地上セルラ／ＰＣＳシステムによって再使用される。再使用による干渉を低減するために干渉低減技術及び／又は他の技術が使用される場合がある。与えられた地上セルラ／ＰＣＳ周波数（又は周波数帯域）の排他的割当及び／又は共用再使用は一時的かつ／又は永続的に実行されることがある。従って、ここで使用される用語“使用（use）”は地上セルラ／ＰＣＳ周波数（又は連続的もしくは非連続的な場合がある周波数帯域）に適用される際には帯域分割及び／又は永続的かつ／もしくは動的な再使用を企図している。ここに使用される用語“地上（terrestrial）”は“宇宙空間にない”ことを意味しており、陸上（land-based）、海上（martitime）かつ／又は航空（aeronautic）のデバイス／システムを含むことがあり得る。
【００２３】
図１に本発明の実施形態を例示する。図１に示すように、例えば、衛星などの宇宙設置コンポーネント１０は、地上セルラ／ＰＣＳ周波数を含むリンク３０で無線端末２０と直接（直に）通信する。当業者であれば、図１の他の実施形態として、例えば、衛星などの宇宙設置コンポーネント１０は、ゲートウェイと通信するためなど他の目的で、地上セルラ／ＰＣＳ周波数を使用する場合があることが理解される。
【００２４】
図２に本発明の他の実施形態を示す。ここでは衛星といった宇宙設置コンポーネント５０はセルラ／ＰＣＳ周波数を含むリンク８０で地上基地局６０と直接通信する。通信は地上基地局６０と無線端末７０との間でも地上セルラ／ＰＣＳ及び／又は衛星周波数を含むリンク９０で行われることがある。図２の実施形態において、無線端末７０と地上所基地局６０との間のリンク９０がセルラ／ＰＣＳ周波数を含むとき、与えられたセルラ／ＰＣＳ周波数が衛星５０と地上基地局６０の間のリンク８０に排他的に割り当てられることがある、かつ／又は与えられたセルラ／ＰＣＳ周波数が宇宙設置コンポーネント５０と地上基地局６０の間のリンク８０と無線端末７０と地上基地局６０の間のリンク９０の両方のリンクによって再使用されることがある。再使用を採用する特定の実施形態については図３との関連で後述される。地上基地局６０は特定の地理的場所に永続的に固定されるか、可搬的あるいは例えば航空機、船舶、陸上車両といった移動車両に搭載される場合があることは理解されよう。
【００２５】
本発明の一部の実施形態では、地上セルラ周波数は例えば衛星といった１つ以上の付属宇宙コンポーネント（Ancillary Space Components：ＡＳＣ）を含む付属宇宙ネットワーク（Ancillary Space Network：ＡＳＮ）によって使用されることが許される。図３の説明において使用されるように、地上セルラ周波数はＰＣＳ周波数及び／又は地上通信に認可されたかつ／又は使用される他の周波数を含む。地上セルラ周波数を使用するＡＳＮは、地上セルラ無線端末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宇宙ベース通信に使用することによって、地上セルラ端末システムの使用性、効率性及び／又は経済的実現可能性を高める。特に、人口密度が低いエリアに関しては、そこに割り当てられるインフラのコストが（採算ベースに乗らず）大きくなる可能性があるために、そうしたエリアに確実にサービスすることは難しい場合があることは知られている。従って、地上セルラシステムの真に全国的かつ／又は地域的なカバレッジを実現することは困難かもしれない。地上セルラシステム周波数の宇宙ベース使用はこの潜在的問題を低減又は消滅させる可能性がある。
【００２６】
さらに、特に地上インフラの開発が経済的に禁止されているエリアにおける地上システム周波数の宇宙ベースの周波数使用の導入によってシステム全体のキャパシティが増大する可能性がある。その結果、地上セルラシステムはより経済的に実現可能となり、かつ／又はそれは基本的に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加入者にとってより魅力的になる。
【００２７】
本願譲受人に譲渡された上記米国特許及び米国特許出願公開に記述された技術は地上セルラ周波数を宇宙（宇宙ベース通信）で使用する地上／衛星複合型システム（combined terrestrial/satellite system）において使用される場合がある。従って、上記米国特許及び米国特許出願公開に記述されたシステム、方法及び／又はコンポーネントは衛星周波数だけでなくセルラ周波数を使用することによって変更が可能である。さらに、他の既存する又は将来の特許、特許出願、技報又は他の開示文書に記述されるシステム、方法及び／又はコンポーネントはセルラ周波数を宇宙で使用するよう変更される場合がある。本発明の実施形態によれば、ＡＳＮ全体又はＡＳＮの例えばフィルタ、増幅器、アンテナ、ミクサ（mixers）などのコンポーネントは、地上セルラ／ＰＣＳ周波数で機能し、それにより地上セルラ／ＰＣＳ周波数で宇宙ベースで通信することができるように、周波数応答／特性に関して適切に変更される場合がある。衛星帯域の周波数を使用して宇宙設置コンポーネントと通信するよう構成された無線端末の素子／特徴／コンポーネント／パラメータはセルラ／ＰＣＳ帯域の周波数を使用して宇宙設置コンポーネントと通信するよう構成された無線端末の素子／特徴／コンポーネント／パラメータとしても実質上使用されることがあるということも理解されよう。例えば、無線端末が地上通信するために使用することができるそれぞれの素子／特徴／コンポーネント／パラメータと比べ、ボコーダ（vocoder）はより低レートのボコーダ（すなわち２．４ｋｂｐｓボコーダ）である場合があり、アンテナ素子はより利得の高いかつ／又は円偏波アンテナ素子である場合があり、電力増幅器の最大極限電力はより高くなる（すなわち３ｄＢ高くなる）場合がある。
【００２８】
従って、ベライゾン社（Verizon）、シンギュラ社（Cingular）、ネクステル社（Nextel）などによって現在市販されている既存製品であろうとなかろうと、セルラ／ＰＣＳ周波数の帯域を使用しているセルラ／ＰＣＳ無線ネットワークは、少なくとも１つの衛星を含むＡＳＮを展開し、斯かるＡＳＮをセルラ／ＰＣＳネットワークの少なくとも１つの周波数を使用するサービスを提供するよう構成することができる。こうしてセルラ／ＰＣＳネットワークのユーザは衛星を使って真に全国規模／地域的規模／地球規模のカバレッジを実現することができる。
【００２９】
図３に本発明の様々な実施形態として地上セルラ周波数スペクトルを宇宙ベースで再使用するためのシステム及び方法のブロック図を示す。図３に示すように、従来のセルラネットワーク１００は、各セルが１つ以上の地上セルラ周波数ＦTを使って１つ以上の無線端末１３０と通信するために１つ以上の基地局１２０を使用する複数のセル１１０を使用する。当業者であれば、図３に示した以上の多数のセル１１０、基地局１２０及び無線端末１３０が一般にセルラネットワーク１００に使用されることは理解されよう。さらに、セルラネットワーク１００のインフラは簡単のため省略してある。地上セルラネットワーク１００のデザインは当業者に周知であり、ここで詳しく述べる必要はなかろう。
【００３０】
図３に同じく示すように、少なくとも１つの地上セルラ周波数Ｆ’Tを使用する少なくとも１つのＡＳＣ２１０と少なくとも１つのゲートウェイ２２０を使用するＡＳＮ２００は少なくとも一部の無線端末１３０と通信するために使用されることがある。実施形態によっては、実質的に同じ地上周波数帯域又は地上周波数帯域の一部が使用され、他の実施形態では、同じ地上周波数帯域がＡＳＮ２００によって宇宙ベースの通信に使用される。このため、ＡＳＮによって使用される地上周波数はＦ’Tで表記される。実施形態によっては、地上セルラ周波数Ｆ’TはＡＳＣ２１０とゲートウェイ２２０の間の通信にも使用される場合がある。他の実施形態では、ＡＳＣ２１０とゲートウェイ２２０は他の（非地上周波数）周波数を使用して通信する場合がある。更に他の実施形態では、地上基地局１２０とＡＳＣ２１０の間の通信は図２に関連して既に述べたように少なくとも１つの地上セルラ周波数Ｆ’Tを使用して行われる場合がある。図３に示すように、ＡＳＣ２１０からの衛星フットプリント２３０は少なくとも部分的に地上セルラネットワーク１００のフットプリントとオーバラップする場合がある。一部の実施形態では、これらのフットプリントは一致する場合があり、他の実施形態では、地上セルラネットワーク１００全体が衛星フットプリント２３０内に含まれる場合がある。
【００３１】
図３に示すように、地上セルラネットワーク１００と衛星フットプリント２３０の間のオーバラップ・エリア内において、無線端末１３０ａといった無線端末は少なくとも１つの地上セルラ周波数Ｆ’Tを使用してＡＳＮ２００と通信し、それにより、地上セルラネットワークのキャパシティの一部がＡＳＮ２００にオフロードされるようにする場合がある。他の実施形態では、オーバラップ・エリア内にある無線端末１３０ｂといった無線端末は地上セルラネットワーク１００に付随した基地局１２０と地上通信し続ける場合がある。さらに、オーバラップ・エリアの外側において、無線端末１２０ｃは少なくとも１つの地上周波数Ｆ’Tを使用してＡＳＮ２００と通信する場合がある。
【００３２】
他の実施形態では、複数のセルラネットワーク１００がＡＳＮ２００と一体化され、ＡＳＮ２００は少なくとも１つの周波数を使って複数のセルラネットワーク１００の無線端末に、ＡＳＮ２００と一体化した複数のセルラネットワーク１００のそれぞれのセルラネットワークからサービスするよう構成されることがあるということも理解されよう。最後に、図１乃至図３の様々な実施形態は本発明の他の実施形態として様々なコンビネーション及びサブコンビネーションに組み合わされることがあることも理解されよう。
【００３３】
本願図面及び明細書において、本発明の特定の実施形態が説明されてきた。そこでは特定の用語ないし術語が使用されている。しかし、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。最後に本発明の範囲は特許請求の範囲の各請求によって画定される。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の様々な実施形態による地上セルラ周波数スペクトルを宇宙ベースで使用するためのシステム、方法及び／又はコンポーネントのブロック図である。
【図２】本発明の様々な実施形態による地上セルラ周波数スペクトルを宇宙ベースで使用するためのシステム、方法及び／又はコンポーネントのブロック図である。
【図３】本発明の様々な実施形態による地上セルラ周波数スペクトルを宇宙ベースで使用するためのシステム、方法及び／又はコンポーネントのブロック図である。
【図１】
2008500793.tif 000003
【図２】
2008500793.tif 000004
【図３】
2008500793.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成17年9月9日(2005.9.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
宇宙設置コンポーネントと無線端末との間において、地上セルラ又はＰＣＳ周波数によって直接通信するステップを含む無線通信方法。
【請求項２】
地上基地局と無線端末との間において、地上セルラ又はＰＣＳ周波数によって直接通信するステップを更に含む請求項１に記載の無線通信方法。
【請求項３】
地上基地局と宇宙設置コンポーネントとの間において、地上セルラ又はＰＣＳ周波数によって直接通信するステップを更に含む請求項１に記載の無線通信方法。
【請求項４】
地上基地局と宇宙設置コンポーネントとの間において、地上セルラ又はＰＣＳ周波数によって直接通信するステップを更に含む請求項２に記載の無線通信方法。
【請求項５】
宇宙設置コンポーネントによって地上セルラ又はＰＣＳ周波数を使用するステップを含む無線通信方法。
【請求項６】
宇宙設置コンポーネントと直接通信するため、無線端末によって地上セルラ又はＰＣＳ周波数を使用するステップを含む無線通信方法。
【請求項７】
宇宙設置コンポーネントと直接通信するため、地上基地局によって地上セルラ又はＰＣＳ周波数を使用するステップを含む無線通信方法。
【請求項８】
地上セルラ又はＰＣＳ周波数によって、無線端末と直接通信するように構成された宇宙設置コンポーネントを具備する無線通信システム。
【請求項９】
地上セルラ又はＰＣＳ周波数によって、無線端末と直接通信するように構成された地上基地局を更に具備する請求項８に記載の無線通信システム。
【請求項１０】
前記地上基地局は更に、地上セルラ又はＰＣＳ周波数によって宇宙設置コンポーネントと直接通信するように構成されている請求項９に記載の無線通信システム。
【請求項１１】
地上セルラ又はＰＣＳ周波数によって宇宙設置コンポーネントと直接通信するように構成された地上基地局を更に具備する請求項８に記載の無線通信システム。
【請求項１２】
地上セルラ又はＰＣＳ周波数によって宇宙設置コンポーネントと直接通信するように構成された無線端末を組み入れている請求項８に記載の無線通信システム。
【請求項１３】
地上セルラ又はＰＣＳ周波数によって宇宙設置コンポーネント及び地上基地局と直接通信するように構成された無線端末を組み入れている請求項９に記載の無線通信システム。
【請求項１４】
地上セルラ又はＰＣＳ周波数を使用するように構成された宇宙設置コンポーネントを具備する無線通信システム。
【請求項１５】
地上セルラ又はＰＣＳ周波数によって宇宙設置コンポーネントと直接通信するように構成された無線端末を具備する無線通信システム。
【請求項１６】
前記無線端末は更に、地上セルラ又はＰＣＳ周波数によって地上基地局と直接通信するように構成されている請求項１５に記載の無線通信システム。
【請求項１７】
地上セルラ又はＰＣＳ周波数によって宇宙設置コンポーネントと直接通信するように構成された地上基地局を具備する無線通信システム。
【請求項１８】
前記地上基地局は更に、地上セルラ又はＰＣＳ周波数によって無線端末と直接通信するように構成されている請求項１７に記載の無線通信システム。
【請求項１９】
地上セルラ周波数帯域によって複数の無線端末と通信するように構成された地上セルラネットワークと、
前記地上セルラ周波数帯域の少なくとも一部によって前記複数の無線端末の少なくとも一部と通信するように構成された付属宇宙ネットワークと
を具備する、無線通信システム。
【請求項２０】
地上セルラネットワークと複数の無線端末との間において、地上セルラ周波数帯域によって通信するステップと、
付属宇宙ネットワークと前記複数の無線端末の少なくとも一部との間において、前記地上セルラ周波数帯域の少なくとも一部によって通信するステップと
を含む、無線通信方法。
【国際調査報告】
2008500793.tif 000006
2008500793.tif 000007
2008500793.tif 000008