(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第1の衛星から第2の衛星へのハンドオフを実行するようにユーザ端末(UT)を操作する方法であって、
前記第1の衛星を介して順方向リンクおよびリターンリンク上で第1のゲートウェイと通信するステップと、
前記第1の衛星を介して前記第1のゲートウェイからハンドオフメッセージを受信するステップであって、前記ハンドオフメッセージが、前記UTが前記ハンドオフのために前記第2の衛星を特定して前記第1の衛星から前記第2の衛星への前記ハンドオフのための時間を決定するのに十分な情報を備える、ステップと、
前記特定された第2の衛星と前記決定された時間に従って前記第1の衛星から前記第2の衛星への前記ハンドオフをスケジューリングするステップと、
前記第1の衛星から前記第2の衛星への前記ハンドオフを実行するステップと、
を備え、
前記UTが、前記第1の衛星を介した最後の順方向リンクパケットの送信と前記第2の衛星を介した最初の順方向リンクパケットの受信との間の期間、前記第1のゲートウェイからハンドオフ制御パケットを受信しないように構成される、方法。
【請求項２】
前記ハンドオフを実行する前記ステップが、前記ハンドオフの前記スケジューリングの後のより後の時間に前記ハンドオフを実行するステップを備える、請求項1に記載の方法。
【請求項３】
前記ハンドオフを実行する前記ステップが、
前記第1の衛星を介して前記リターンリンクを終了するステップと、
前記UTのアンテナを前記第1の衛星から前記第2の衛星に向け直すステップと、
前記第2の衛星を介して前記リターンリンク上での送信を開始するステップとを備える、請求項1に記載の方法。
【請求項４】
前記ハンドオフの後に前記第2の衛星を介して第2のゲートウェイと通信するステップをさらに備え、
前記第1のゲートウェイが前記第2のゲートウェイとは異なるゲートウェイである、請求項1に記載の方法。
【請求項５】
前記ハンドオフを実行する前記ステップが、
前記第1の衛星を介して最後のリターンサービスリンク(RSL)パケットを前記第1のゲートウェイに送信するステップと、
前記第2の衛星を利用するためにアンテナを向け直した後で、前記第2の衛星を介して最初のRSLパケットを第2のゲートウェイに送信することによって前記リターンリンクを再開するステップとを備え、
前記UTが、最後の順方向サービスリンク(FSL)パケット送信と前記最初のRSLパケット送信との間の期間、前記第1のゲートウェイまたは前記第2のゲートウェイからハンドオフ制御パケットを受信しないように構成される、請求項1に記載の方法。
【請求項６】
前記ハンドオフメッセージに含まれる情報、ブロードキャストチャネルから受信される情報、エフェメリス情報、またはこれらの任意の組合せのうちの少なくとも1つに基づいて、アンテナを前記第2の衛星に向けるための方向を決定するステップをさらに備える、請求項1に記載の方法。
【請求項７】
前記第1の衛星を介して前記第1のゲートウェイから最後の順方向サービスリンク(FSL)パケットを受信するステップをさらに備え、前記最後のFSLパケットが、
前記ハンドオフメッセージに含まれるスケジュールまたはフレーム番号、
前記第1のゲートウェイからのシグナリングメッセージ、
前記最後のFSLパケットに埋め込まれる指示、または、
これらの任意の組合せ
のうちの少なくとも1つによって特定される、請求項1に記載の方法。
【請求項８】
前記ハンドオフメッセージに応答して、前記第1の衛星を介してハンドオフ肯定応答メッセージを前記第1のゲートウェイに送信するステップをさらに備え、前記ハンドオフ肯定応答メッセージが、アンテナを前記第2の衛星に向け直すための計画された時間を備える、請求項1に記載の方法。
【請求項９】
前記ハンドオフを実行する前記ステップが、
アンテナを向け直す前に、前記第1の衛星を介して最後のリターンサービスリンク(RSL)パケットを前記第1のゲートウェイに送信するステップと、
前記アンテナを向け直した後に、前記第2の衛星を介して最初のRSLパケットを第2のゲートウェイに送信し、前記第2の衛星を介して最初の順方向サービスリンク(FSL)パケットを受信するステップとを備え、
前記UTが、前記最後のRSLパケット送信と前記最初のFSLパケット送信との間の期間、前記第2のゲートウェイからハンドオフ制御パケットを受信しないように構成される、請求項1に記載の方法。
【請求項１０】
ハンドオフを実行する前記ステップは、
前記第1の衛星を介して前記リターンリンクを終了するステップと、
前記UTのアンテナを前記第1の衛星から前記第2の衛星に向け直すステップと、
前記ハンドオフメッセージ内の情報に従って前記第2の衛星を介して前記順方向リンクを監視するステップと、
前記第2の衛星を介して順方向リンクパケットを受信した後に、前記第2の衛星を介して前記リターンリンク上での送信を開始するステップと
を具備する、請求項1に記載の方法。
【請求項１１】
第1の衛星から第2の衛星へのハンドオフを実行するように構成されるユーザ端末(UT)であって、
ハンドオフ命令を備えるメモリと、
前記メモリに動作可能に結合されるプロセッサとを備え、
前記プロセッサおよび前記メモリが、
前記第1の衛星を介して順方向リンクおよびリターンリンク上で第1のゲートウェイと通信することと、
前記第1の衛星を介して前記第1のゲートウェイからハンドオフメッセージを受信することであって、前記ハンドオフメッセージが、前記UTが前記ハンドオフのために前記第2の衛星を特定して前記第1の衛星から前記第2の衛星への前記ハンドオフのための時間を決定するのに十分な情報を備える、受信することと、
前記特定された第2の衛星と前記決定された時間に従って前記第1の衛星から前記第2の衛星への前記ハンドオフをスケジューリングすることと、
前記第1の衛星から前記第2の衛星への前記ハンドオフを実行することと
を行うように前記ハンドオフ命令によって構成され、
前記UTが、前記第1の衛星を介した最後の順方向リンクパケットの送信と前記第2の衛星を介した最初の順方向リンクパケットの受信との間の期間、前記第1のゲートウェイからハンドオフ制御パケットを受信しないように構成される、ユーザ端末。
【請求項１２】
前記プロセッサおよび前記メモリがさらに、前記ハンドオフの前記スケジューリングの後のより後の時間に前記ハンドオフを実行するように構成される、請求項11に記載のユーザ端末。
【請求項１３】
前記ハンドオフを実行するために、前記プロセッサおよび前記メモリがさらに、
前記第1の衛星を介して前記リターンリンクを終了し、
前記UTのアンテナを前記第1の衛星から前記第2の衛星に向け直し、
前記第2の衛星を介して前記リターンリンク上での送信を開始するように構成される、請求項11に記載のユーザ端末。
【請求項１４】
前記プロセッサおよび前記メモリがさらに、前記ハンドオフの後に前記第2の衛星を介して第2のゲートウェイと通信するように構成され、
前記第1のゲートウェイが前記第2のゲートウェイとは異なるゲートウェイである、請求項11に記載のユーザ端末。
【請求項１５】
前記ハンドオフを実行するために、前記プロセッサおよび前記メモリがさらに、
前記第1の衛星を介して最後のリターンサービスリンク(RSL)パケットを前記第1のゲートウェイに送信し、
前記第2の衛星を利用するためにアンテナを向け直した後で、前記第2の衛星を介して最初のRSLパケットを第2のゲートウェイに送信することによって前記リターンリンクを再開するように構成され、
前記UTが、最後の順方向サービスリンク(FSL)パケット送信と前記最初のRSLパケット送信との間の期間、前記第1のゲートウェイまたは前記第2のゲートウェイからハンドオフ制御パケットを受信しないように構成される、請求項11に記載のユーザ端末。
【請求項１６】
前記プロセッサおよび前記メモリがさらに、前記ハンドオフメッセージに含まれる情報、ブロードキャストチャネルから受信される情報、エフェメリス情報、またはこれらの任意の組合せのうちの少なくとも1つに基づいて、アンテナを前記第2の衛星に向けるための方向を決定するように構成される、請求項11に記載のユーザ端末。
【請求項１７】
前記プロセッサおよび前記メモリがさらに、前記第1の衛星を介して前記第1のゲートウェイから最後の順方向サービスリンク(FSL)パケットを受信するように構成され、前記最後のFSLパケットが、
前記ハンドオフメッセージに含まれるスケジュールまたはフレーム番号、
前記第1のゲートウェイからのシグナリングメッセージ、
前記最後のFSLパケットに埋め込まれる指示、または、
これらの任意の組合せ
のうちの少なくとも1つによって特定される、請求項11に記載のユーザ端末。
【請求項１８】
前記プロセッサおよび前記メモリがさらに、
前記ハンドオフメッセージに応答して、前記第1の衛星を介してハンドオフ肯定応答メッセージを前記第1のゲートウェイに送信するように構成され、前記ハンドオフ肯定応答メッセージが、アンテナを前記第2の衛星に向け直すための計画された時間を備える、請求項11に記載のユーザ端末。
【請求項１９】
前記ハンドオフを実行するために、前記プロセッサおよび前記メモリがさらに、
アンテナを向け直す前に、前記第1の衛星を介して最後のリターンサービスリンク(RSL)パケットを前記第1のゲートウェイに送信し、
前記アンテナを向け直した後に、前記第2の衛星を介して最初のRSLパケットを第2のゲートウェイに送信し、前記第2の衛星を介して最初の順方向サービスリンク(FSL)パケットを受信するように構成され、
前記UTが、前記最後のRSLパケット送信と前記最初のFSLパケット送信との間の期間、前記第2のゲートウェイからハンドオフ制御パケットを受信しないように構成される、請求項11に記載のユーザ端末。
【請求項２０】
前記ハンドオフを実行するために、前記プロセッサ及びメモリは、
前記第1の衛星を介して前記リターンリンクを終了し、
前記UTのアンテナを前記第1の衛星から前記第2の衛星に向け直し、
前記ハンドオフメッセージ内の情報に従って前記第2の衛星を介して前記順方向リンクを監視し、
前記第2の衛星を介して順方向リンクパケットを受信した後に、前記第2の衛星を介して前記リターンリンク上での送信を開始する
ようにさらに構成されている、請求項11に記載のユーザ端末。
【請求項２１】
第1の衛星から第2の衛星へのハンドオフを実行するように構成されるユーザ端末(UT)であって、
前記第1の衛星を介して順方向リンクおよびリターンリンク上で第1のゲートウェイと通信するための手段と、
前記第1の衛星を介して前記第1のゲートウェイからハンドオフメッセージを受信するための手段であって、前記ハンドオフメッセージが、前記UTが前記ハンドオフのために前記第2の衛星を特定して前記第1の衛星から前記第2の衛星への前記ハンドオフのための時間を決定するのに十分な情報を備える、手段と、
前記特定された第2の衛星と前記決定された時間に従って前記第1の衛星から前記第2の衛星への前記ハンドオフをスケジューリングするための手段と、
前記第1の衛星から前記第2の衛星への前記ハンドオフを実行するための手段と、
を備え、
前記UTが、前記第1の衛星を介した最後の順方向リンクパケットの送信と前記第2の衛星を介した最初の順方向リンクパケットの受信との間の期間、前記第1のゲートウェイからハンドオフ制御パケットを受信しないように構成される、ユーザ端末。
【請求項２２】
前記ハンドオフを実行するための前記手段が、
前記第1の衛星を介して最後のリターンサービスリンク(RSL)パケットを前記第1のゲートウェイに送信し、
前記第2の衛星を利用するためにアンテナを向け直した後で、前記第2の衛星を介して最初のRSLパケットを第2のゲートウェイに送信することによって前記リターンリンクを再開するように構成され、
前記UTが、最後の順方向サービスリンク(FSL)パケット送信と前記最初のRSLパケット送信との間の期間、前記第1のゲートウェイまたは前記第2のゲートウェイからハンドオフ制御パケットを受信しないように構成される、請求項21に記載のユーザ端末。
【請求項２３】
前記第1の衛星を介して前記第1のゲートウェイから最後の順方向サービスリンク(FSL)パケットを受信するための手段をさらに備え、前記最後のFSLパケットが、
前記ハンドオフメッセージに含まれるスケジュールまたはフレーム番号、
前記第1のゲートウェイからのシグナリングメッセージ、
前記最後のFSLパケットに埋め込まれる指示、または、
これらの任意の組合せ
のうちの少なくとも1つによって特定される、請求項21に記載のユーザ端末。
【請求項２４】
前記ハンドオフメッセージに応答して、前記第1の衛星を介してハンドオフ肯定応答メッセージを前記第1のゲートウェイに送信するための手段をさらに備え、
前記ハンドオフ肯定応答メッセージが、アンテナを前記第2の衛星に向け直すための計画された時間を備える、請求項21に記載のユーザ端末。
【請求項２５】
前記ハンドオフを実行するための前記手段が、
アンテナを向け直す前に、前記第1の衛星を介して最後のリターンサービスリンク(RSL)パケットを前記第1のゲートウェイに送信し、
前記アンテナを向け直した後に、前記第2の衛星を介して最初のRSLパケットを第2のゲートウェイに送信し、前記第2の衛星を介して最初の順方向サービスリンク(FSL)パケットを受信するように構成され、
前記UTが、前記最後のRSLパケット送信と最初の順方向サービスリンク(FSL)パケット送信との間の期間、前記第2のゲートウェイからハンドオフ制御パケットを受信しないように構成される、請求項21に記載のユーザ端末。
【請求項２６】
ユーザ端末(UT)に第1の衛星から第2の衛星へのハンドオフを実行させるための複数の命令を備える、コンピュータ可読記憶媒体であって、前記命令が、前記UTに、
前記第1の衛星を介して順方向リンクおよびリターンリンク上で第1のゲートウェイと通信することと、
前記第1の衛星を介して前記第1のゲートウェイからハンドオフメッセージを受信することであって、前記ハンドオフメッセージが、前記UTが前記ハンドオフのために前記第2の衛星を特定して前記第1の衛星から前記第2の衛星への前記ハンドオフのための時間を決定するのに十分な情報を備える、受信することと、
前記特定された第2の衛星と前記決定された時間に従って前記第1の衛星から前記第2の衛星への前記ハンドオフをスケジューリングすることと、
前記第1の衛星から前記第2の衛星への前記ハンドオフを実行することと、
を行わせ、
前記UTが、前記第1の衛星を介した最後の順方向リンクパケットの送信と前記第2の衛星を介した最初の順方向リンクパケットの受信との間の期間、前記第1のゲートウェイからハンドオフ制御パケットを受信しないように構成される、コンピュータ可読記憶媒体。
【請求項２７】
前記ハンドオフを実行するために、前記命令が、前記UTに、
前記第1の衛星を介して最後のリターンサービスリンク(RSL)パケットを前記第1のゲートウェイへ送信させ、
前記第2の衛星を利用するためにアンテナを向け直した後で、前記第2の衛星を介して最初のRSLパケットを第2のゲートウェイに送信することによって前記リターンリンクを再開させ、
前記UTが、最後の順方向サービスリンク(FSL)パケット送信と前記最初のRSLパケット送信との間の期間、前記第1のゲートウェイまたは前記第2のゲートウェイからハンドオフ制御パケットを受信しないように構成される、請求項26に記載のコンピュータ可読記憶媒体。
【請求項２８】
前記命令がさらに、前記UTに、
前記第1の衛星を介して前記第1のゲートウェイから最後の順方向サービスリンク(FSL)パケットを受信させ、前記最後のFSLパケットが、
前記ハンドオフメッセージに含まれるスケジュールまたはフレーム番号、
前記第1のゲートウェイからのシグナリングメッセージ、
前記最後のFSLパケットに埋め込まれる指示、または、
これらの任意の組合せ
のうちの少なくとも1つによって特定される、請求項26に記載のコンピュータ可読記憶媒体。
【請求項２９】
前記命令がさらに、前記UTに、
前記ハンドオフメッセージに応答して、前記第1の衛星を介してハンドオフ肯定応答メッセージを前記第1のゲートウェイへ送信させ、
前記ハンドオフ肯定応答メッセージが、アンテナを前記第2の衛星に向け直すための計画された時間を備える、請求項26に記載のコンピュータ可読記憶媒体。
【請求項３０】
前記命令がさらに、前記UTに、
アンテナを向け直す前に、前記第1の衛星を介して最後のリターンサービスリンク(RSL)パケットを前記第1のゲートウェイへ送信させ、
前記アンテナを向け直した後に、前記第2の衛星を介して最初のRSLパケットを第2のゲートウェイへ送信させ、前記第2の衛星を介して最初の順方向サービスリンク(FSL)パケットを受信させ、
前記UTが、前記最後のRSLパケット送信と前記最初のFSLパケット送信との間の期間、前記第2のゲートウェイからハンドオフ制御パケットを受信しないように構成される、請求項26に記載のコンピュータ可読記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、2015年8月5日に米国特許商標庁に出願された仮出願第62/201,514号、および2015年9月16日に米国特許商標庁に出願された非仮出願第14/857,560号の優先権および利益を主張するものであり、その内容全体が、参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本明細書において説明される様々な態様は、衛星通信に関し、より詳細には、非静止衛星通信システムにおけるユーザ端末のための衛星間のハンドオフに関する。
【背景技術】
【０００３】
従来の衛星ベースの通信システムは、ゲートウェイと、ゲートウェイと1つまたは複数のユーザ端末との間で通信信号を中継するための1つまたは複数の衛星とを含む。ゲートウェイは、通信衛星へ信号を送信するための、かつ通信衛星から信号を受信するためのアンテナを有する、地上局である。ゲートウェイは、ユーザ端末を、公衆交換電話網、インターネット、ならびに様々なパブリックネットワークおよび/またはプライベートネットワークなどの他の通信システムの他のユーザ端末またはユーザに接続するために、衛星を使用して通信リンクを提供する。衛星は、情報を中継するために使用される、軌道周回する受信機およびリピータである。
【０００４】
衛星は、ユーザ端末が衛星の「フットプリント」内にある限り、ユーザ端末から信号を受信し、ユーザ端末に信号を送信することができる。衛星のフットプリントは、衛星の信号の範囲内の地表上の地理的領域である。フットプリントは通常、1つまたは複数のアンテナの使用を通じて「ビーム」へと地理的に分割される。各ビームは、フットプリント内の特定の地理的領域をカバーする。ビームは、同一の衛星からの複数のビームが同一の特定の地理的領域をカバーするように方向付けられ得る。
【０００５】
静止衛星が通信のために長く使用されてきた。静止衛星は、地球上の所与の場所に対して静止しているので、地球上の通信トランシーバと静止衛星との間の無線信号伝播において、タイミングのシフトおよび周波数のシフトはほとんどない。しかしながら、静止衛星は静止衛星軌道(GSO)に制限されるので、GSOに配置できる衛星の数は限られている。静止衛星に対する代替として、地球低軌道(LEO)などの非静止軌道への衛星の配置を利用する通信システムが、地球全体または地球の少なくとも大部分に対する通信カバレージを提供するために考案されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
GSO衛星ベースの通信システムおよび地上通信システムと比較して、LEO衛星ベースのシステムなどの非静止衛星ベースのシステムには、衛星間のハンドオフ手順に関していくつかの固有の問題があり得る。具体的には、高品質のユーザ体験を保ち、ハンドオフの間の呼のドロップもしくは遅延を減らし、または最小限にするために、衛星間のハンドオフの間のデータリンクのあらゆる切断を最小限にすることが望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の態様は、非静止衛星通信システムにおける衛星間のハンドオフのための装置および方法を対象とする。
【０００８】
本開示の態様は、第1の衛星から第2の衛星へのハンドオフ動作を実行するようにユーザ端末(UT)を操作する方法を提供する。UTは、第1の衛星を介して順方向リンクおよびリターンリンク上で第1のゲートウェイと通信し、UTは、第1の衛星を介して第1のゲートウェイからハンドオフメッセージを受信する。ハンドオフメッセージは、UTがハンドオフのために第2の衛星を特定して第1の衛星から第2の衛星へのハンドオフのための時間を決定するのに十分な情報を含む。UTは、ハンドオフメッセージに従って第1の衛星から第2の衛星へのハンドオフをスケジューリングし、第1の衛星から第2の衛星へのハンドオフを実行する。
【０００９】
本開示の別の態様は、第1の衛星から第2の衛星へのハンドオフ動作を実行するように構成されるユーザ端末(UT)を提供する。UTは、ハンドオフ命令を有するメモリと、メモリに動作可能に結合された少なくとも1つのプロセッサとを含む。プロセッサは、様々な動作を実行するようにハンドオフ命令によって構成される。プロセッサは、第1の衛星を介して順方向リンクおよびリターンリンク上で第1のゲートウェイと通信するように構成される。プロセッサは、第1の衛星を介して第1のゲートウェイからハンドオフメッセージを受信するように構成され、ハンドオフメッセージは、UTがハンドオフのために第2の衛星を特定して第1の衛星から第2の衛星へのハンドオフのための時間を決定するのに十分な情報を含む。プロセッサは、ハンドオフメッセージに従って第1の衛星から第2の衛星へのハンドオフをスケジューリングし、第1の衛星から第2の衛星へのハンドオフを実行するように構成される。
【００１０】
本開示のさらに別の態様は、第1の衛星から第2の衛星へのハンドオフ動作を実行するように構成されるユーザ端末(UT)を提供する。UTは、第1の衛星を介して順方向リンクおよびリターンリンク上で第1のゲートウェイと通信するための手段を含む。UTは、第1の衛星を介して第1のゲートウェイからハンドオフメッセージを受信するための手段を含み、ハンドオフメッセージは、UTがハンドオフのために第2の衛星を特定して第1の衛星から第2の衛星へのハンドオフのための時間を決定するのに十分な情報を含む。UTは、ハンドオフメッセージに従って第1の衛星から第2の衛星へのハンドオフをスケジューリングするための手段を含む。UTはさらに、第1の衛星から第2の衛星へのハンドオフを実行するための手段を含む。
【００１１】
本開示のさらに別の態様は、ユーザ端末(UT)に第1の衛星から第2の衛星へのハンドオフ動作を実行させるための複数の命令を含む、非一時的コンピュータ可読媒体を提供する。命令は、UTに、第1の衛星を介して順方向リンクおよびリターンリンク上で第1のゲートウェイと通信させる。命令はさらに、UTに、第1の衛星を介して第1のゲートウェイからハンドオフメッセージを受信させ、ハンドオフメッセージは、UTがハンドオフのために第2の衛星を特定して第1の衛星から第2の衛星へのハンドオフのための時間を決定するのに十分な情報を含む。命令はさらに、UTに、ハンドオフメッセージに従って第1の衛星から第2の衛星へのハンドオフをスケジューリングさせ、第1の衛星から第2の衛星へのハンドオフを実行させる。
【００１２】
添付の図面は、本開示の態様の説明を助けるために提示され、態様の限定ではなく、態様の例示のためにのみ提供されている。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】例示的な通信システムのブロック図である。
【図２】図1のゲートウェイの一例のブロック図である。
【図３】図1の衛星の一例のブロック図である。
【図４】図1のユーザ端末の一例のブロック図である。
【図５】図1のユーザ機器の一例のブロック図である。
【図６】図4のユーザ端末において利用され得る機械的に操舵されるアンテナの一例の図である。
【図７】本開示のある態様による、UTと、1つまたは複数のゲートウェイと、2つの衛星とを伴うハンドオフのシナリオを示す図である。
【図８】本開示のある態様による、衛星間のハンドオフ手順の第1の例を示す呼フロー図である。
【図９】図8に示される衛星間のハンドオフ手順をさらに示すフローチャートである。
【図１０】本開示のある態様による、衛星間のハンドオフ手順の第2の例を示す呼フロー図である。
【図１１】図10に示される衛星間のハンドオフ手順をさらに示すフローチャートである。
【図１２】本開示のある態様による、衛星間のハンドオフ手順の第3の例を示す呼フロー図である。
【図１３】図12に示される衛星間のハンドオフ手順をさらに示すフローチャートである。
【図１４】本開示のある態様による、衛星間のハンドオフ手順の第4の例を示す呼フロー図である。
【図１５】図14に示される衛星間のハンドオフ手順をさらに示すフローチャートである。
【図１６】本明細書において開示されるいくつかの態様に従って構成され得る処理回路を利用する装置の例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図面全体を通して、同様の参照番号は対応する部分を指す。
【００１５】
特定の実施例を対象とする以下の説明および関係する図面において、本開示の態様が説明される。本開示の範囲から逸脱することなく、代替の実施例が考案され得る。加えて、本開示の関連する詳細を不明瞭にしないように、よく知られている要素は詳細に説明されず、または省略される。
【００１６】
本開示の様々な態様は、ブロードバンド地球低軌道(LEO)衛星通信システムなどの衛星通信システムのためのハンドオフ手順を提供する。以下でさらに詳細に説明されるように、いくつかの態様は、ユーザ端末からソース衛星に送信される最後のリターンサービスリンク(RSL)パケットとユーザ端末からターゲット衛星に送信される最初のRSLパケットとの間でメッセージングのラウンドトリップ遅延がなくなり得るような方法で、衛星間のハンドオフを協調させてスケジューリングするためのゲートウェイおよびユーザ端末を実現する。このようにして、(ユーザ端末からゲートウェイへの)リターンリンク上でのあらゆる動作停止、および(ゲートウェイからユーザ端末への)順方向リンク上でのあらゆる動作停止を、減らし、または限定することができる。
【００１７】
「例示的」という単語は、本明細書では、「例、実例、または例証として機能する」を意味するために使用される。「例示的」として本明細書において説明されるいずれの態様も、必ずしも他の態様よりも好ましいか、または有利であると解釈されるべきでない。同様に、「態様」という用語は、すべての態様が論じられた特徴、利点、または動作モードを含むことを必要としない。
【００１８】
本明細書において使用される用語は、特定の態様のみを説明することを目的としており、態様を限定するものではない。本明細書では、単数形「a」、「an」、および「the」は、文脈が別段明確に示さない限り、複数形も含むものとする。「備える(comprises、comprising)」、または「含む(includes、including)」という用語は、本明細書において使用されるとき、述べられた特徴、整数、ステップ、動作、要素、または構成要素の存在を明示するが、1つまたは複数の他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、構成要素、またはそれらのグループの存在または追加を除外しないことがさらに理解されるだろう。さらに、「または」という用語は、ブール演算子「OR」と同じ意味を有し、すなわち、「いずれか」および「両方」の可能性を含み、別段に明記されていない限り、「排他的論理和」(「XOR」)に限定されないことを理解されたい。2つの隣接する語の間の記号「/」は、別段に明記されていない限り、「または」と同じ意味を有することも理解されたい。さらに、「〜に接続される」、「〜に結合される」、または「〜と通信している」などの句は、別段に明記されていない限り、直接の接続に限定されない。
【００１９】
さらに、多くの態様が、たとえば、コンピューティングデバイスの要素によって実行されるべき一連の活動に関して説明される。本明細書において説明される様々な活動は、特定の回路、たとえば中央処理装置(CPU)、グラフィック処理ユニット(GPU)、デジタル信号プロセッサ(DSP)、特定用途向け集積回路(ASIC)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)、または様々な他のタイプの汎用もしくは専用のプロセッサもしくは回路によって実行されることがあり、1つまたは複数のプロセッサによって実行されるプログラム命令によって実行されることがあり、あるいは両方の組合せによって実行されることがあることが認識されよう。加えて、本明細書において説明されるこれらの一連の活動は、実行されると、関連するプロセッサに本明細書において説明される機能を実行させるコンピュータ命令の対応するセットを記憶した任意の形態のコンピュータ可読記憶媒体内において完全に具現化されるものと見なされ得る。したがって、本開示の様々な態様は、すべてが特許請求される主題の範囲内のものであると考えられるいくつかの異なる形態において具現化され得る。さらに、本明細書において説明される態様ごとに、任意のそのような態様の対応する形態は、本明細書では、たとえば、説明される動作を実行する「ように構成された論理」として説明されることがある。
【００２０】
以下の説明では、本開示の完全な理解を与えるために、具体的な構成要素、回路、およびプロセスの例などの多数の具体的な詳細が記載される。本明細書において使用される「結合される」という用語は、直接接続されるか、または1つまたは複数の介在する構成要素もしくは回路を介して接続されることを意味する。さらに、以下の説明では、説明のために、本開示の完全な理解を与えるために具体的な名称が記載される。しかしながら、これらの具体的な詳細が本開示の様々な態様を実践するのに必要ではないことがあることは当業者には明らかであろう。他の事例では、本開示を不明瞭にすることを避けるために、よく知られている回路およびデバイスが、ブロック図の形態で示されている。本開示の様々な態様は、本明細書において説明される具体的な例に限定されるものと見なされるべきではなく、むしろ、添付の特許請求の範囲によって定義されるすべての実施形態を様々な態様の範囲内に含むものと見なされるべきである。
【００２１】
図1は、非静止軌道、たとえば地球低軌道(LEO)にある複数の衛星(ただし例示をわかりやすくするために1つの衛星300のみが示されている)、衛星300と通信しているゲートウェイ200、衛星300と通信している複数のユーザ端末(UT)400および401、ならびにUT400および401とそれぞれ通信している複数のユーザ機器(UE)500および501を含む衛星通信システム100の例を示す。各UE500または501は、モバイルデバイス、電話、スマートフォン、タブレット、ラップトップコンピュータ、コンピュータ、ウェアラブルデバイス、スマートウォッチ、オーディオビジュアルデバイス、またはUTと通信する能力を含む任意のデバイスなどの、ユーザデバイスであり得る。さらに、UE500および/またはUE501は、1つまたは複数のエンドユーザデバイスと通信するために使用されるデバイス(たとえば、アクセスポイント、スモールセルなど)であり得る。図1に示される例では、UT400およびUE500は、双方向アクセスリンク(順方向アクセスリンクおよびリターンアクセスリンクを有する)を介して互いに通信し、同様に、UT401およびUE501は、別の双方向アクセスリンクを介して互いに通信する。別の実施態様では、1つまたは複数の追加のUE(図示せず)が、受信のみを行い、したがって、順方向アクセスリンクのみを使用してUTと通信するように構成され得る。別の実施態様では、1つまたは複数の追加のUE(図示せず)はまた、UT400またはUT401と通信し得る。代替的に、UTおよび対応するUEは、たとえば、衛星と直接通信するための内蔵衛星トランシーバおよびアンテナを有する携帯電話などの、単一の物理デバイスの一体部分であり得る。
【００２２】
ゲートウェイ200は、インターネット108、または1つまたは複数の他のタイプのパブリックネットワーク、セミプライベートネットワーク、もしくはプライベートネットワークへのアクセスを有し得る。図1に示される例では、ゲートウェイ200はインフラストラクチャ106と通信しており、インフラストラクチャ106は、インターネット108、または1つまたは複数の他のタイプのパブリックネットワーク、セミプライベートネットワーク、もしくはプライベートネットワークにアクセスすることが可能である。ゲートウェイ200はまた、たとえば、光ファイバー網または公衆交換電話網(PSTN)110などの固定回線網を含む、様々なタイプの通信バックホールに結合され得る。さらに、代替的な実装態様において、ゲートウェイ200は、インフラストラクチャ106を使用せずに、インターネット108、PSTN110、または1つまたは複数の他のタイプのパブリックネットワーク、セミプライベートネットワーク、もしくはプライベートネットワークとインターフェースし得る。さらに、ゲートウェイ200は、インフラストラクチャ106を通じてゲートウェイ201などの他のゲートウェイと通信することがあり、またはその代わりに、インフラストラクチャ106を使用せずにゲートウェイ201に通信するように構成されることがある。インフラストラクチャ106は、全体的にまたは部分的に、ネットワーク制御センター(NCC)、衛星制御センター(SCC)、有線および/またはワイヤレスのコアネットワーク、ならびに/あるいは、衛星通信システム100の動作および/またはこれとの通信を容易にするために使用される任意の他の構成要素もしくはシステムを含み得る。
【００２３】
両方の方向での衛星300とゲートウェイ200との間の通信は、フィーダリンクと呼ばれ、両方の方向での衛星とUT400および401の各々との間の通信は、サービスリンクと呼ばれる。衛星300から、ゲートウェイ200またはUT400および401の1つであり得る地上局への信号経路は、一般的にダウンリンクと呼ばれ得る。地上局から衛星300への信号経路は、一般的にアップリンクと呼ばれ得る。加えて、示されるように、信号は、順方向リンク(FL)およびリターンリンク(RL)または逆方向リンクなどの、全般的な方向性を有し得る。したがって、ゲートウェイ200から始まり衛星300を通ってUT400において終端する方向の通信リンクは順方向リンクと呼ばれ、UT400から始まり衛星300を通ってゲートウェイ200において終端する方向の通信リンクはリターンリンクまたは逆方向リンクと呼ばれる。したがって、図1では、ゲートウェイ200から衛星300への信号経路は「順方向フィーダリンク」(FFL)と名付けられ、一方で、衛星300からゲートウェイ200への信号経路は「リターンフィーダリンク」(RFL)と名付けられる。同様に、図1では、各UT400または401から衛星300への信号経路は「リターンサービスリンク」(RSL)と名付けられ、一方で、衛星300から各UT400または401への信号経路は「順方向サービスリンク」(FSL)と名付けられる。
【００２４】
ハンドオフ動作において、UT400は最初に、第1の衛星300のうちの1つ(たとえば、第1の衛星)を介してゲートウェイ200と通信していることがある。第1の衛星が地球を周回するにつれて、ゲートウェイ200および/またはUT400は、第1の衛星を介して互いに通信することが可能ではないことがある。本開示のいくつかの態様では、UT400は、第1の衛星の通信範囲から離れることがあるモバイルユニットであり得る。本開示の様々な態様では、ゲートウェイ200は、UTが少ないメッセージング関連の遅延で異なる衛星300(たとえば、第2の衛星)へ切り替えること、またはハンドオフすることを可能にする、ハンドオフ手順をゲートウェイ200に実行させることができる、ハンドオフ制御ブロック299を含む。ハンドオフの後で、UT400は、同じゲートウェイ200または異なるゲートウェイ201と通信し続け得る。UT400はまた、たとえば図7〜図16に関して以下でさらに詳細に説明されるハンドオフ機能を実行するように構成されるハンドオフ制御ブロック499を含み得る。
【００２５】
図2は、ゲートウェイ200の例示的なブロック図であり、図1のゲートウェイ201にもあてはまり得る。ゲートウェイ200は、複数のアンテナ205、RFサブシステム210、デジタルサブシステム220、公衆交換電話網(PSTN)インターフェース230、ローカルエリアネットワーク(LAN)インターフェース240、ゲートウェイインターフェース245、およびゲートウェイコントローラ250を含むものとして示されている。RFサブシステム210は、アンテナ205およびデジタルサブシステム220に結合される。デジタルサブシステム220は、PSTNインターフェース230、LANインターフェース240、およびゲートウェイインターフェース245に結合される。ゲートウェイコントローラ250は、RFサブシステム210、デジタルサブシステム220、PSTNインターフェース230、LANインターフェース240、およびゲートウェイインターフェース245に結合される。様々な例では、ゲートウェイコントローラ250は、図16に示される処理回路1602によって実装され得る。
【００２６】
ゲートウェイコントローラ250は、メモリ252に結合される。メモリ252は、ゲートウェイコントローラ250による実行のための命令、ならびにゲートウェイコントローラ250による処理のためのデータを含み得る。メモリ252は、プロセッサによって実行されると、ゲートウェイ200に、(限定はされないが)本明細書において説明される動作を含む動作を実行させる命令を記憶した、非一時的コンピュータ可読媒体(たとえば、EPROM、EEPROM、フラッシュメモリ、ハードドライブなどの、1つまたは複数の非揮発性メモリ素子)を含み得る。たとえば、命令は、以下で説明され図8〜図15において示されるように、ゲートウェイとUTとの間の少ないメッセージング遅延で衛星間のハンドオフの方法および手順を実行するためのコードを含み得る。
【００２７】
RFサブシステム210は、複数のRFトランシーバ212、RFコントローラ214、およびアンテナコントローラ216を含み得るが、順方向フィーダリンク301Fを介して衛星300に通信信号を送信することができ、リターンフィーダリンク301Rを介して衛星300から通信信号を受信することができる。簡潔にするために示されていないが、RFトランシーバ212の各々は、送信チェーンおよび受信チェーンを含み得る。各受信チェーンは、受信された通信信号をよく知られている方式でそれぞれ増幅およびダウンコンバートするための、低雑音増幅器(LNA)およびダウンコンバータ(たとえば、ミキサ)を含み得る。加えて、各受信チェーンは、(たとえば、デジタルサブシステム220による処理のために)受信された通信信号をアナログ信号からデジタル信号に変換するための、アナログデジタルコンバータ(ADC)を含み得る。各送信チェーンは、衛星300に送信されるべき通信信号を周知の形でそれぞれアップコンバートおよび増幅するための、アップコンバータ(たとえば、ミキサ)および電力増幅器(PA)を含み得る。さらに、各送信チェーンは、デジタルサブシステム220から受け取られたデジタル信号を衛星300に送信されるアナログ信号に変換するためのデジタル-アナログ変換器(DAC)を含み得る。
【００２８】
RFコントローラ214は、そのいくつかのRFトランシーバ212の様々な態様(たとえば、搬送波周波数の選択、周波数および位相の較正、利得の設定など)を制御するために使用され得る。アンテナコントローラ216は、アンテナ205の様々な態様(たとえば、ビームフォーミング、ビームステアリング、利得の設定、周波数の調整、測位、ポインティングなど)を制御し得る。
【００２９】
デジタルサブシステム220は、いくつかのデジタル受信機モジュール222、いくつかのデジタル送信機モジュール224、ベースバンド(BB)プロセッサ226、および制御(CTRL)プロセッサ228を含み得る。デジタルサブシステム220は、RFサブシステム210から受け取られた通信信号を処理し、処理された通信信号をPSTNインターフェース230および/またはLANインターフェース240に転送することができ、PSTNインターフェース230および/またはLANインターフェース240から受け取られた通信信号を処理し、処理された通信信号をRFサブシステム210に転送することができる。
【００３０】
各デジタル受信機モジュール222は、ゲートウェイ200とUT400との間の通信を管理するために使用される信号処理要素に対応し得る。RFトランシーバ212の受信チェーンの1つが、複数のデジタル受信機モジュール222に入力信号を提供することができる。いくつかのデジタル受信機モジュール222が、任意の所与の時間において扱われている衛星ビームおよびあり得るダイバーシティモード信号のすべてを受け入れるために使用され得る。簡潔にするために示されていないが、各デジタル受信機モジュール222は、1つまたは複数のデジタルデータ受信機、サーチャ受信機、ならびにダイバーシティ合成器およびデコーダ回路を含み得る。サーチャ受信機は、搬送波信号の適切なダイバーシティモードを探索するために使用されることがあり、パイロット信号(または他の比較的変化しないパターンの強い信号)を探索するために使用されることがある。
【００３１】
デジタル送信機モジュール224は、衛星300を介してUT400に送信されるべき信号を処理することができる。簡潔にするために示されていないが、各デジタル送信機モジュール224は、送信のためにデータを変調する送信変調器を含み得る。各送信変調器の送信電力は、(1)干渉の低減およびリソースの割振りの目的で最低レベルの電力を適用し、(2)送信経路の減衰および他の経路伝送特性を補償するために必要とされるときに適切なレベルの電力を適用することができる、対応するデジタル送信電力コントローラ(簡潔にするために示されていない)によって制御され得る。
【００３２】
デジタル受信機モジュール222、デジタル送信機モジュール224、およびベースバンドプロセッサ226に結合される制御プロセッサ228は、限定はされないが、信号処理、タイミング信号生成、電力制御、ハンドオフ制御、ダイバーシティ合成、およびシステムインターフェースなどの機能をもたらすためにコマンド信号および制御信号を提供することができる。
【００３３】
制御プロセッサ228は、パイロットの生成および電力、同期、ならびにページングチャネル信号およびその送信電力コントローラへの結合(簡潔にするために図示されず)も制御し得る。パイロットチャネルは、データによって変調されない信号であり、反復的な変化しないパターンまたは変動しないフレーム構造タイプ(パターン)またはトーンタイプの入力を使用し得る。たとえば、パイロット信号のためのチャネルを形成するために使用される直交関数は一般に、すべて1もしくはすべて0などの定数値を、または、1と0が散在する構造化されたパターンなどのよく知られている反復的なパターンを有する。
【００３４】
ベースバンドプロセッサ226は、当技術分野においてよく知られているので、本明細書では詳細には説明されない。たとえば、ベースバンドプロセッサ226は、(限定はされないが)コーダ、データモデム、ならびにデジタルデータの切替えおよび記憶の構成要素などの、様々な既知の要素を含み得る。
【００３５】
PSTNインターフェース230は、図1に示されているように、直接、または追加のインフラストラクチャ106を通じて、外部PSTNに通信信号を提供し、外部PSTNから通信信号を受信し得る。PSTNインターフェース230は当技術分野においてよく知られているので、本明細書において詳細に説明されない。他の実施態様に関して、PSTNインターフェース230は、省略されることがあり、または、ゲートウェイ200を地上ベースのネットワーク(たとえば、インターネット)に接続する任意の他の適切なインターフェースと置き換えられることがある。
【００３６】
LANインターフェース240は、外部のLANに通信信号を提供し、外部のLANから通信信号を受信し得る。たとえば、LANインターフェース240は、図1に示されているように、直接、または追加のインフラストラクチャ106を通じて、インターネット108に結合され得る。LANインターフェース240は当技術分野においてよく知られているので、本明細書において詳細に説明されない。
【００３７】
ゲートウェイインターフェース245は、図1の衛星通信システム100と関連付けられる1つまたは複数の他のゲートウェイへ/から(かつ/または、簡潔にするために示されていない他の衛星通信システムと関連付けられるゲートウェイへ/から)通信信号を提供し、通信信号を受信し得る。いくつかの実装態様では、ゲートウェイインターフェース245は、1つまたは複数の専用の通信回線またはチャネル(簡潔さのために図示せず)を介して他のゲートウェイと通信することができる。他の実装態様では、ゲートウェイインターフェース245は、PSTN110および/またはインターネット108(図1も参照されたい)などの他のネットワークを使用して他のゲートウェイと通信することができる。少なくとも1つの実装態様では、ゲートウェイインターフェース245は、インフラストラクチャ106を介して他のゲートウェイと通信することができる。
【００３８】
全体的なゲートウェイ制御は、ゲートウェイコントローラ250によって提供され得る。ゲートウェイコントローラ250は、ゲートウェイ200による衛星300のリソースの利用を計画し、制御することができる。たとえば、ゲートウェイコントローラ250は、傾向を分析し、トラフィック計画を生成し、衛星リソースを割り振り、衛星位置を監視(または追跡)し、ゲートウェイ200および/または衛星300の性能を監視することができる。ゲートウェイコントローラ250は、衛星300の軌道を維持し、監視し、衛星使用情報をゲートウェイ200に中継し、衛星300の位置を追跡し、かつ/または衛星300の様々なチャネル設定を調整する、地上ベースの衛星コントローラ(簡潔さのために図示せず)にも結合され得る。ゲートウェイコントローラ250はさらに、メモリ252の中のハンドオフソフトウェアによって構成され得る、ハンドオフ制御ブロック254を含み得る。ハンドオフ制御ブロック254は、以下で説明され図8〜図15において示される方法に従って、UTとゲートウェイとの間の通信に対する混乱を最小限にしながら、ある衛星から別の衛星へのUTのハンドオフを計画し、制御し、容易にし得る。たとえば、ハンドオフ制御ブロック254は、UTがハンドオフを実行すべき開始時間または時間枠、およびUTがターゲット衛星に送信するために使用すべき時間および周波数のリソース(通信リソース)についての情報などの、UTが新しい衛星(ターゲット衛星)を向くことを可能にすることによって衛星間のハンドオフを容易にするように構成される1つまたは複数の制御メッセージを、生成してUTに送信するように構成され得る。これらの制御メッセージは、ハンドオフメッセージ、ブロードキャスト制御情報、および/またはエフェメリスブロードキャストを含み得る。ハンドオフ制御ブロック254はさらに、ハンドオフ肯定応答メッセージを受信および処理するように構成されることがあり、これらは、ハンドオフメッセージに応答してUTから受信され得る。
【００３９】
図2に示される例示的な実装形態では、ゲートウェイコントローラ250は、ローカル時間、周波数、および位置基準251を含み、このローカル時間、周波数、および位置基準251は、RFサブシステム210、デジタルサブシステム220、ならびに/またはインターフェース230、240、および245に、ローカル時間情報およびローカル周波数情報を提供することができる。時間情報および周波数情報は、ゲートウェイ200の様々な構成要素を互いに、および/または衛星300と同期するために使用され得る。ローカル時間、周波数、および位置基準251は、ゲートウェイ200の様々な構成要素に衛星300の位置情報(たとえば、エフェメリスデータ)を提供することもできる。さらに、図2ではゲートウェイコントローラ250に含まれるものとして図示されているが、他の実施態様では、ローカル時間、周波数、および位置基準251は、ゲートウェイコントローラ250(ならびに/またはデジタルサブシステム220およびRFサブシステム210のうちの1つまたは複数)に結合される別個のサブシステムであり得る。
【００４０】
簡潔にするために図2には示されていないが、ゲートウェイコントローラ250はまた、ネットワーク制御センター(NCC)および/または衛星制御センター(SCC)に結合され得る。たとえば、ゲートウェイコントローラ250は、SCCが、たとえば衛星300からエフェメリスデータを取り出すために、衛星300と直接に通信することを可能にし得る。ゲートウェイコントローラ250はまた、ゲートウェイコントローラ250がアンテナ205を適切に(たとえば、適切な衛星300に)狙うこと、ビーム送信をスケジューリングすること、ハンドオフを調整すること、および様々な他のよく知られている機能を実行することを可能にする、(たとえば、SCCおよび/またはNCCからの)処理された情報を受信し得る。
【００４１】
図3は、例示のみを目的とする衛星300の例示的なブロック図である。具体的な衛星の構成は、大きく変わり得ること、およびオンボード処理を含むことも含まないこともあることが、理解されるだろう。さらに、単一の衛星として図示されているが、衛星間通信を使用する2つ以上の衛星が、ゲートウェイ200とUT400との間の機能的接続を提供することがある。開示が、どの特定の衛星構成にも限定されず、ゲートウェイ200とUT400との間の機能的接続を提供できる任意の衛星または衛星の組合せが、本開示の範囲内と考えられ得ることを諒解されたい。一例では、衛星300は、順方向トランスポンダ310、リターントランスポンダ320、発振器330、コントローラ340、順方向リンクアンテナ351〜352、およびリターンリンクアンテナ361〜362を含むものとして図示されている。対応するチャネルまたは周波数帯域内の通信信号を処理し得る順方向トランスポンダ310は、第1のバンドパスフィルタ311(1)〜311(N)のそれぞれ1つ、第1のLNA312(1)〜312(N)のそれぞれ1つ、周波数コンバータ313(1)〜313(N)のそれぞれ1つ、第2のLNA314(1)〜314(N)のそれぞれ1つ、第2のバンドパスフィルタ315(1)〜315(N)のそれぞれ1つ、およびPA316(1)〜316(N)のそれぞれ1つを含み得る。PA316(1)〜316(N)の各々は、図3に示されるように、アンテナ352(1)〜352(N)のそれぞれ1つに結合される。
【００４２】
それぞれの順方向経路FP(1)〜FP(N)の各々の中で、第1のバンドパスフィルタ311は、それぞれの順方向経路FPのチャネルまたは周波数帯域内の周波数を有する信号成分を通し、それぞれの順方向経路FPのチャネルまたは周波数帯域の外部の周波数を有する信号成分をフィルタリングする。したがって、第1のバンドパスフィルタ311の通過帯域は、それぞれの順方向経路FPと関連付けられるチャネルの幅に対応する。第1のLNA312は、受信された通信信号を、周波数変換器313による処理に適切なレベルまで増幅する。周波数変換器313は、それぞれの順方向経路FPの中の通信信号の周波数を(たとえば、衛星300からUT400への送信に適切な周波数に)変換する。第2のLNA314は、周波数変換された通信信号を増幅し、第2のバンドパスフィルタ315は、関連するチャネル幅の外側の周波数を有する信号成分をフィルタリングする。PA316は、フィルタリングされた信号を、それぞれのアンテナ352を介するUT400への送信に適切な電力レベルまで増幅する。ある数(N個)のリターン経路RP(1)〜RP(N)を含むリターントランスポンダ320は、アンテナ361(1)〜361(N)を介してリターンサービスリンク302Rに沿ってUT400から通信信号を受信し、1つまたは複数のアンテナ362を介してリターンフィーダリンク301Rに沿ってゲートウェイ200に通信信号を送信する。対応するチャネルまたは周波数帯域内の通信信号を処理することができるリターン経路RP(1)〜RP(N)の各々は、アンテナ361(1)〜361(N)のそれぞれ1つに結合されることがあり、第1のバンドパスフィルタ321(1)〜321(N)のそれぞれ1つ、第1のLNA322(1)〜322(N)のそれぞれ1つ、周波数変換器323(1)〜323(N)のそれぞれ1つ、第2のLNA324(1)〜324(N)のそれぞれ1つ、および第2のバンドパスフィルタ325(1)〜325(N)のそれぞれ1つを含み得る。
【００４３】
それぞれのリターン経路RP(1)〜RP(N)の各々の中で、第1のバンドパスフィルタ321は、それぞれのリターン経路RPのチャネルまたは周波数帯域内の周波数を有する信号成分を通し、それぞれのリターン経路RPのチャネルまたは周波数帯域の外側の周波数を有する信号成分をフィルタリングする。したがって、第1のバンドパスフィルタ321の通過帯域は、いくつかの実装形態では、それぞれのリターン経路RPと関連付けられるチャネルの幅に対応し得る。第1のLNA322は、すべての受信された通信信号を、周波数変換器323による処理に適切なレベルまで増幅する。周波数変換器323は、それぞれのリターン経路RPの中の通信信号の周波数を(たとえば、衛星300からゲートウェイ200への送信に適切な周波数に)変換する。第2のLNA324は、周波数変換された通信信号を増幅し、第2のバンドパスフィルタ325は、関連するチャネル幅の外側の周波数を有する信号成分をフィルタリングする。リターン経路RP(1)〜RP(N)からの信号は、合成されて、PA326を介して1つまたは複数のアンテナ362へ提供される。PA326は、ゲートウェイ200への送信のために、合成された信号を増幅する。
【００４４】
発振信号を生成する任意の適切な回路またはデバイスであり得る発振器330は、順方向トランスポンダ310の周波数変換器313(1)〜313(N)に順方向ローカル発振器信号LO(F)を提供し、リターントランスポンダ320の周波数変換器323(1)〜323(N)にリターンローカル発振器信号LO(R)を提供する。たとえば、LO(F)信号は、ゲートウェイ200から衛星300への信号の送信と関連付けられる周波数帯域から、衛星300からUT400への信号の送信と関連付けられる周波数帯域へ、通信信号を変換するために、周波数変換器313(1)〜313(N)によって使用され得る。LO(R)信号は、UT400から衛星300への信号の送信と関連付けられる周波数帯域から、衛星300からゲートウェイ200への信号の送信と関連付けられる周波数帯域へ、通信信号を変換するために、周波数変換器323(1)〜323(N)によって使用され得る。
【００４５】
順方向トランスポンダ310、リターントランスポンダ320、および発振器330に結合されるコントローラ340は、(限定はされないが)チャネル割振りを含む衛星300の様々な動作を制御することができる。一態様では、コントローラ340は、(簡潔にするために示されていない)プロセッサに結合されるメモリを含み得る。様々な例では、プロセッサは、図16に示される処理回路1602によって実装され得る。メモリは、プロセッサによって実行されると、衛星300に、(限定はされないが)本明細書において説明される動作を含む動作を実行させる命令を記憶した、非一時的コンピュータ可読媒体(たとえば、EPROM、EEPROM、フラッシュメモリ、ハードドライブなどの、1つまたは複数の非揮発性メモリ素子)を含み得る。
【００４６】
UT400または401のいくつかの部分の例が図4に示されている。UT400は、以下で説明される、図8〜図15に示されるハンドオフ方法を実行するように構成され得る。図4では、少なくとも1つのアンテナ410が順方向リンク通信信号を(たとえば、衛星300から)受信するために設けられ、順方向リンク通信信号はアナログ受信機414へ伝送され、そこでダウンコンバートされ、増幅され、デジタル化される。アンテナ410の一例の追加の詳細が、以下で与えられ、図6に示されている。同じアンテナが送信機能と受信機能の両方を提供することを可能にするために、デュプレクサ要素412が使用されることが多い。代替的に、UTトランシーバは、異なる送信周波数および受信周波数における動作のために別々のアンテナを利用し得る。
【００４７】
アナログ受信機414によって出力されたデジタル通信信号は、少なくとも1つのデジタルデータ受信機416Aおよび少なくとも1つのサーチャ受信機418に転送される。当業者に明白であろうように、追加のデジタルデータ受信機416B〜416Nが、トランシーバの複雑さの許容可能なレベルに応じて、所望のレベルの信号ダイバーシティを得るために使用され得る。
【００４８】
少なくとも1つのユーザ端末制御プロセッサ420が、デジタルデータ受信機416A〜416Nおよびサーチャ受信機418に結合される。制御プロセッサ420は、機能の中でもとりわけ、基本的な信号処理、タイミング、電力およびハンドオフの制御または協調、ならびに信号搬送波のために使用される周波数の選択を行う。制御プロセッサ420によって実行され得る別の基本的な制御機能は、様々な信号波形を処理するために使用されるべき機能の選択または操作である。制御プロセッサ420による信号処理は、相対的な信号強度の決定および様々な関連する信号パラメータの計算を含み得る。タイミングおよび周波数などの信号パラメータのそのような計算は、測定における効率もしくは速度の向上、または制御処理リソースの割振りの改善をもたらすための、追加のまたは別個の専用回路の使用を含み得る。様々な例では、制御プロセッサ420は、図16に示される処理回路1602によって実装され得る。
【００４９】
特定の例では、制御プロセッサ420はさらに、第1の衛星から第2の衛星へのUT400のハンドオフを管理するためのハンドオフマネージャ421を含み得る。たとえば、ハンドオフマネージャ421は、通信モジュール、ハンドオフメッセージ受信モジュール、ハンドオフ肯定応答メッセージ送信モジュール、ハンドオフスケジューリングモジュール、ハンドオフ実行モジュール、FSLパケット受信モジュール、RSLパケット受信モジュール、およびアンテナポインティング制御モジュールを含み得る。
【００５０】
ハンドオフマネージャ421は、本明細書において説明され、例として図7〜図15に示されるような、衛星間のハンドオフを実行するようにそれぞれのモジュールを介して構成され得る。たとえば、通信モジュールは、たとえばアンテナ410を介して、順方向リンクおよび/または逆方向リンク上でゲートウェイと通信するように構成され得る。ハンドオフメッセージ受信モジュールは、衛星を介して送信される、ゲートウェイからのハンドオフメッセージ(たとえば、衛星間のハンドオフに対応するハンドオフパラメータを含む)を受信および処理するように構成され得る。ハンドオフ肯定応答メッセージ送信モジュールは、受信されたハンドオフメッセージに応答して、ハンドオフ肯定応答メッセージを生成して衛星を介してゲートウェイに送信するために構成され得る。ハンドオフスケジューリングモジュールは、受信されたハンドオフメッセージに従って第1の衛星から第2の衛星へのハンドオフをスケジューリングするために構成され得る。ハンドオフ実行モジュールは、第1の衛星から第2の衛星へのハンドオフを実行するために構成され得る。FSLパケット受信モジュールは、限定はされないがハンドオフ後の第1のFSLパケットを含むFSLパケットを受信および処理するために構成され得る。RSLパケット送信モジュールは、限定はされないがハンドオフ前の第1のRSLパケットを含むRSLパケットを生成および送信するように構成され得る。アンテナポインティングおよび制御モジュールは、アンテナ410のポインティングおよび/またはアンテナ410内の1つまたは複数のフィードを制御するために構成され得る。すなわち、アンテナ410は、1つまたは複数のLEO衛星を、それらが空を周回し横断するにつれて追尾または追跡することができ、加えて、ハンドオフ手順においてある衛星から別の衛星に向き直すことができる。さらに、アンテナポインティング制御回路は、ゲートウェイ200から受信されるハンドオフメッセージの中のパラメータ、ブロードキャストチャネルから受信される情報、および/またはエフェメリスブロードキャストなどの、ネットワークの中の別のノードから受信される情報に従って、計算を実行し、またはアンテナ410を向けるべき方向を別様に決定し得る。
【００５１】
デジタルデータ受信機416A〜416Nの出力は、ユーザ端末内のデジタルベースバンド回路422に結合される。デジタルベースバンド回路422は、たとえば、図1に示されるような、UE500との間で情報を伝送するために使用される処理および提示要素を備える。図4を参照すると、ダイバーシティ信号処理が利用される場合、デジタルベースバンド回路422は、ダイバーシティ合成器およびデコーダを備え得る。これらの要素の一部は、制御プロセッサ420の制御下で、または制御プロセッサ420と通信して動作することもできる。
【００５２】
音声または他のデータが、ユーザ端末から発する出力メッセージまたは通信信号として準備されるとき、デジタルベースバンド回路422は、送信のために所望のデータを受信し、記憶し、処理し、別様に準備するために使用される。デジタルベースバンド回路422は、制御プロセッサ420の制御下で動作する送信変調器426に、このデータを提供する。送信変調器426の出力は、電力コントローラ428に転送され、電力コントローラ428は、アンテナ410から衛星(たとえば、衛星300)への出力信号の最終的な送信のために、出力電力制御を送信電力増幅器430に提供する。
【００５３】
図4において、UTトランシーバは、制御プロセッサ420と関連付けられるメモリ432も含む。メモリ432は、制御プロセッサ420による実行のための命令、ならびに制御プロセッサ420による処理のためのデータを含み得る。メモリ432は、プロセッサによって実行されると、UT400に、(限定はされないが)本明細書において説明される動作を含む動作を実行させる命令を記憶した、非一時的コンピュータ可読媒体(たとえば、EPROM、EEPROM、フラッシュメモリ、ハードドライブなどの、1つまたは複数の非揮発性メモリ素子)を含み得る。本開示の一態様では、命令は、以下で説明され図8〜図15に示されるように、ハンドオフの間の少ない動作停止で衛星間のハンドオフの方法および手順を実行するための、メモリ432に記憶されたハンドオフコードを含み得る。一例では、UT400は、衛星間のハンドオフに関する機能を実行するようにハンドオフコードによって構成され得るハンドオフ制御ブロック436を含み得る。たとえば、ハンドオフ制御ブロック436は、ハンドオフ制御メッセージを作り、衛星を介してゲートウェイへの、またはゲートウェイからのハンドオフ制御メッセージを送信または受信し、ハンドオフ制御メッセージを処理するために、制御プロセッサ420とともに動作するように構成され得る。ハンドオフ制御メッセージの例は、受信されたハンドオフメッセージおよび送信されたハンドオフ肯定応答メッセージを含む。さらに、ハンドオフ制御ブロック436は、UT400が自身のアンテナ410をターゲット衛星へ向けることを可能にするための適切な情報、UT400がハンドオフを実行すべき開始時間もしくは時間枠、ならびに/または、ターゲット衛星と通信するために利用すべき時間および周波数のリソースの情報を含む、1つまたは複数のハンドオフパラメータをハンドオフメッセージにおいて受信し得る。
【００５４】
図4に示される例では、UT400はまた、任意選択のローカル時間、周波数、および/または位置基準434を含み、これは、ローカル時間、周波数、および/または位置の情報を、たとえばUT400のための時間および周波数の同期を含む様々な用途のために、制御プロセッサ420へ提供することができる。たとえば、ローカル時間、周波数、および/または位置基準434は、全地球衛星航法システム(GNSS)受信機を含むことがあり、そのうちの1つのタイプが全地球測位システム(GPS)である。
【００５５】
デジタルデータ受信機416A〜Nおよびサーチャ受信機418は、特定の信号を復調して追跡するために、信号相関要素を用いて構成される。サーチャ受信機418は、パイロット信号または他の比較的変化しないパターンの強い信号を探すために使用され、デジタルデータ受信機416A〜Nは、検出されたパイロット信号と関連付けられる他の信号を復調するために使用される。しかしながら、デジタルデータ受信機416は、信号雑音に対する信号チップエネルギーの比率を適切に決定し、パイロット信号強度を策定するために、取得の後にパイロット信号を追跡することを担い得る。したがって、これらのユニットの出力は、パイロット信号または他の信号におけるエネルギー、またはそれらの周波数を決定するために監視され得る。これらの受信機は、復調される信号のための現在の周波数情報およびタイミング情報を制御プロセッサ420に提供するために監視され得る周波数追跡要素も利用する。
【００５６】
制御プロセッサ420は、そのような情報を使用して、同じ周波数帯域にスケーリングされるときに、受信される信号が発振器の周波数からどの程度オフセットされるかを、適宜決定することができる。この情報ならびに周波数誤差および周波数シフトに関する他の情報は、望みに応じて記憶装置またはメモリ要素432に記憶され得る。
【００５７】
制御プロセッサ420は、UT400と1つまたは複数のUEとの間の通信を可能にするために、UEインターフェース回路450にも結合され得る。UEインターフェース回路450は、様々なUE構成との通信のために望み通りに構成され得るので、サポートされる様々なUEと通信するために利用される様々な通信技術に応じて、様々なトランシーバおよび関連する構成要素を含み得る。たとえば、UEインターフェース回路450は、1つまたは複数のアンテナまたは有線接続、ワイドエリアネットワーク(WAN)トランシーバ、ワイヤレスローカルエリアネットワーク(WLAN)トランシーバ、ローカルエリアネットワーク(LAN)インターフェース、公衆交換電話網(PSTN)インターフェース、および/または、UT400と通信している1つまたは複数のUEと通信するように構成される他の既知の通信技法を含み得る。
【００５８】
図5は、UE500の例を示すブロック図であり、図1のUE501にもあてはまり得る。図5に示されるようなUE500は、たとえば、モバイルデバイス、ハンドヘルドコンピュータ、タブレット、ウェアラブルデバイス、スマートウォッチ、または、ユーザと対話することが可能な任意のタイプのデバイスであり得る。さらに、UEは、様々な最終的なエンドユーザデバイスおよび/または様々なパブリックネットワークもしくはプライベートネットワークへの接続性を提供するネットワーク側デバイスであり得る。図5に示される例では、UE500は、LANインターフェース502、1つまたは複数のアンテナ504、ワイドエリアネットワーク(WAN)トランシーバ506、ワイヤレスローカルエリアネットワーク(WLAN)トランシーバ508、および衛星測位システム(SPS)受信機510を備え得る。SPS受信機510は、全地球測位システム(GPS)、Globalnaya Navigazionnaya Sputnikovaya Sistema(GLONASS)、Galileo測位システム、および/または任意の他の全地球的な、もしくは地域的な衛星ベースの測位システムなどの、1つまたは複数の全地球航法衛星システム(GNSS)に適合し得る。代替の態様において、UE500は、たとえば、LANインターフェース502、WANトランシーバ506、および/またはSPS受信機510を伴って、または伴わずに、Wi-FiトランシーバなどのWLANトランシーバ508を含み得る。さらに、UE500は、LANインターフェース502、WANトランシーバ506、WLANトランシーバ508、および/またはSPS受信機510を伴って、または伴わずに、Bluetooth（登録商標）、ZigBee、および他の既知の技術などの追加のトランシーバを含み得る。したがって、UE500について示された要素は、単に例示的な構成として提供され、本明細書において開示される様々な態様によるUEの構成を限定することは意図されていない。
【００５９】
図5に示される例では、プロセッサ512は、LANインターフェース502、WANトランシーバ506、WLANトランシーバ508、およびSPS受信機510に接続される。任意選択で、モーションセンサ514および他のセンサもプロセッサ512に結合され得る。様々な例では、プロセッサ512は、図16に示される処理回路1602によって実装され得る。
【００６０】
メモリ516はプロセッサ512に接続される。一態様において、メモリ516は、図1に示されるように、UT400に送信され、かつ/またはUT400から受信され得るデータ518を含み得る。図5を参照すると、メモリ516はまた、たとえば、UT400と通信するための処理ステップを実行するようにプロセッサ512によって実行されることになる、記憶された命令520を含み得る。さらに、UE500はユーザインターフェース522も含むことがあり、ユーザインターフェース522は、プロセッサ512の入力または出力を、たとえば光の、音の、または触覚的な入力もしくは出力を通じてユーザに伝えるための、ハードウェアおよびソフトウェアを含み得る。図5に示される例では、UE500は、ユーザインターフェース522に接続されるマイクロフォン/スピーカー524、キーパッド526、およびディスプレイ528を含む。代替的に、ユーザの触覚的な入力または出力は、たとえば、タッチスクリーンディスプレイを使用することによって、ディスプレイ528と一体化され得る。やはり、図5に示される要素は本明細書において開示されるUEの構成を限定することは意図されず、UE500に含まれる要素は、デバイスの最終的な使用法およびシステムエンジニアの設計上の選択に基づいて変化することが理解されるだろう。
【００６１】
加えて、UE500は、たとえば、図1に示されるようなUT400と通信しているがそれとは別個の、モバイルデバイスまたは外部ネットワーク側デバイスなどの、ユーザデバイスであり得る。代替的に、UE500およびUT400は、単一の物理デバイスの一体部分であり得る。
【００６２】
上の非静止(たとえば、LEO)衛星通信システムは、僻地または遠隔地における高速インターネットまたは他のデータサービスへのアクセスを提供することが可能であり得る、1つの選択肢である。すなわち、比較的人口が密集している都市または領域から離れているときには特に、地上のケーブルまたはファイバーのネットワークの展開は現実的ではないことがある。同様に、Long-Term Evolution (LTE)または他のセルラーネットワークなどの地上の無線アクセスネットワークは、インターネットのバックボーンへのバックホール接続を必要とし、これはこれらの領域では利用可能ではないことがある。
【００６３】
インターネットまたはデータサービスは、静止衛星ネットワークによりこれらの領域に提供され得る。これらのネットワークでは、静止衛星は高い高度、すなわち地上35,800kmを周回するので、伝播遅延はかなり大きいことがある。これにより、サービス品質の劣化が生じ得る。これらのネットワークの別の潜在的な欠点は、静止軌道円弧内の衛星の数が一般に限られているということである。
【００６４】
一方、LEO衛星ネットワークは、1200kmなどの比較的低い高度で周回し、静止衛星ネットワークと比較して伝播遅延およびサービスの劣化がかなり小さくなる。その上、軌道上の衛星の数は、静止衛星ネットワークの場合よりもはるかに多いことがある。したがって、LEO衛星ネットワークの容量は、静止衛星ネットワークにおける容量より優れていることがある。
【００６５】
ハンドオフ手順は全面的に、地上の無線アクセスネットワーク、静止衛星ネットワーク、およびLEO衛星ネットワークにおいて、共通の問題である。たとえば、地上のセルラーネットワークでは、あるサービング基地局がユーザ機器を別の基地局にハンドオフする。衛星ネットワークは、静止衛星ネットワークであってもLEO衛星ネットワークであっても、ある衛星から別の衛星へのハンドオフを実行する。しかしながら、これらのネットワークの各々の特定の特性により、ハンドオフを行うための手順およびアルゴリズムは異なる。
【００６６】
たとえば、地上の無線アクセスネットワークでは、一般に、基地局からユーザ端末まで制御メッセージが伝播するのに数マイクロ秒しかかからない。これらの短い伝播時間により、ある基地局から別の基地局へのユーザ機器のハンドオフのための時間は、一般に、コアネットワークにおける処理時間により左右される。さらに、これらのネットワークにおける典型的なハンドオフプロトコルは、ソースセルとターゲットセルとの間の不通の間にいくつかのラウンドトリップ遅延を必要とし得る。その上、これらのネットワークにおける典型的なハンドオフプロトコルは、ユーザ機器がハンドオフに続いてターゲットセルへのアクセスを得るために、別個のアクセスチャネルおよび手順を利用する。
【００６７】
これらの地上の無線アクセスネットワークにおいて、典型的なユーザ機器は、複数の基地局との同時通信を可能にする非指向性(たとえば、無指向性)のアンテナを利用する。したがって、ハンドオフにおいてある基地局または他の基地局へアンテナを向けることに関心を払う必要がない。さらに、これらの非指向性のアンテナにより、ハンドオフが発生する時間は、近くの基地局からの信号強度の測定結果に基づいて、実時間で決定され得る。ハンドオフが発生する時間は、ネットワークにより予測されることが可能ではなく、必ずしもパターンまたは周期性を有するとは限らず、ユーザ機器が移動する際の、またはチャネル条件が別様に変化する際のこれらの信号測定結果にのみ基づく。
【００６８】
典型的なLEO衛星電話システムは、複数の衛星から同時に信号を受信できるアンテナを有するユーザ端末を含む。したがって、制御シグナリングのための比較的長いレイテンシ(たとえば、数十ミリ秒)以外に、LEO衛星電話のためのハンドオフ手順は、地上のセルラーネットワークにおけるハンドオフ手順と同様に扱われ得る。すなわち、複数の衛星からの信号強度は周期的に測定されることが可能であり、ハンドオフは相対的な信号強度に依存し得る。
【００６９】
静止衛星通信ネットワークにおいて、ハンドオフ手順には、地上の無線アクセスネットワークにおけるハンドオフと多数の類似点がある。1つの大きな違いは、ゲートウェイからユーザ端末へ制御メッセージが伝播するための時間が、静止衛星経由では、数百ミリ秒のオーダーであり得るということである。
【００７０】
しかしながら、ブロードバンドLEO衛星システムには、ハンドオフ手順に対して、特有の考慮事項および課題がある。図1を参照すると、本開示では、重要なハンドオフは、ある衛星300から別の衛星へのユーザ端末(たとえば、UT400)のハンドオフである。ユーザ機器500もある端末から別の端末へのハンドオフを経ることがあることが理解されるだろう。
【００７１】
LEO衛星通信システムでは、LEO衛星を経由するゲートウェイ200からユーザ端末400への制御メッセージ伝播時間は、静止衛星電話ネットワークの場合より短いが、地上の無線アクセスネットワークの場合より長い。典型的なLEOネットワークの実装形態では、ユーザ端末400は、地平線から45°以上にある任意の衛星から信号を送信および受信できるが、ゲートウェイ200は、水平線から20°以上にある任意の衛星から信号を送信および受信できる。LEO衛星の高度が与えられると、これらのパラメータは、ユーザ端末400とゲートウェイ200との間の最大の距離を規定する。ユーザ端末400が45°の傾き角で動作しており、ゲートウェイが20°の傾き角で動作している、最大の距離において、衛星300のあらゆる処理時間を除く、ゲートウェイ200とユーザ端末400との間の全体の伝播遅延は約18msであり、ラウンドトリップ遅延(やはりあらゆるノードにおけるあらゆる処理遅延を無視する)は約36msである。本開示では、1つのメッセージングのラウンドトリップ遅延とは、衛星を介してユーザ端末からゲートウェイにメッセージ送信が伝播し、衛星を介してゲートウェイからユーザ端末へ戻るようにメッセージ送信が伝播するための時間を指す。メッセージングのラウンドトリップ遅延はまた、衛星を介してゲートウェイからユーザ端末にメッセージ送信が伝播し、衛星を介してユーザ端末からゲートウェイへ戻るようにメッセージ送信が伝播するための時間を指し得る。
【００７２】
LEO衛星ネットワークでは、信号測定結果に基づくハンドオフは非現実的であり得る。すなわち、ユーザ端末400は、ハンドオフが正当であるかどうかを決定するために異なる衛星を向くように迅速に動くには扱いづらいことがある、比較的大きく指向性のあるアンテナを含み得る。異なる衛星への同時のポインティングを可能にするためのアンテナの二重化は、費用のかかる選択肢であれば可能である。同様に、2つの衛星に同時にアクセスすることが可能なフェーズドアレイアンテナは、比較的高価な選択肢である。複数のアンテナフィードを有する単一開口アンテナが当技術分野において知られており、それは重複したアンテナ開口と比較すると費用を減らすことができるが、それでもその費用は単一フィードの単一開口アンテナと比較するとかなり大きい。
【００７３】
重複した開口、フェーズドアレイ、または複数フィードのアンテナという上の例では、重複する、または実質的に即座のハンドオフ手順が実施され得る。そのような重複する、または実質的に即座のハンドオフ手順は、本開示の範囲外である。しかしながら、そのような重複する、または実質的に即座のハンドオフ手順が可能ないくつかのユーザ端末と、以下で詳細に説明されるようなハンドオフ手順を利用する他のユーザ端末とを伴うネットワークでは、ゲートウェイ200は、各ユーザ端末がどちらのタイプのハンドオフを利用するかのデータベースを維持し得る。別の例では、ハンドオフのタイプは、以下でさらに詳細に説明されるように、ハンドオフ肯定応答メッセージの一部として、ユーザ端末からゲートウェイ200にシグナリングされ得る。本開示全体で、アンテナは、機械的に、電気的に、かつ/または両方の組合せで再配置され得る。
【００７４】
高いデータレートを実現するために、上で簡単に言及されるように、ユーザ端末400は、空にある特定の衛星に向けられ得る指向性アンテナを含み得る。一例として、単一の可動フィードおよび簡単な方位角/仰角の機構を有する、簡単なルネベルグレンズが使用され得る。図6は、図1、図4、図7、図8、図10、図12、および/または図14のいずれかにおいて図示または説明されるような、ユーザ端末400に含まれ得る、機械的に操舵される単一フィードアンテナ600の一例の図示である。1つの特定の例では、アンテナ600は、図4に示されるUT400の中のアンテナ410として利用され得る。
【００７５】
いくつかの例では、アンテナ600は、レンズ608を含むルネベルグアンテナであり得る。ある衛星を向くようにアンテナフィード602を動かすための機構は、湾曲した軌道605に沿ってアンテナフィード602を駆動するようにフレキシブルな有歯ベルト606を駆動するための低コストのステッピングモーター604と、方位角に対して垂直な軸のまわりでアンテナ600を回転させるためのステッピングモーター609とを利用し得る。
【００７６】
フィード602と外部の電子機器との間の接続は、ケーブルラップ、すなわち、アンテナ600から離れるようにアンテナフィードハウジング607から延びるワイヤまたはケーブル(図示せず)であり得る。ケーブルラップは比較的安価であるが、アンテナフィードの回転の範囲が限られることがある。いくつかの状況では、アンテナフィードは、ケーブルをアンラップするような方向の新しい位置へ回転されることがあり、これは新しい位置への最短の経路ではないことがある。アンテナ600の連続的な回転を可能にする代替的な選択肢は、ロータリージョイントを利用することである。しかしながら、ロータリージョイントはケーブルラップより高価であり、信頼性に問題があることがある。
【００７７】
地上の無線アクセスネットワークとは異なり、ブロードバンドLEO衛星通信ネットワークでは、ある衛星から別の衛星へのハンドオフが発生する時間を予測することができる。すなわち、衛星の軌道が知られており予測可能であるので、衛星からの瞬間的な信号強度の測定に依存するのではなく、沈みつつある衛星から昇りつつある衛星へのハンドオフは、時間を定め、スケジューリングすることが可能である。したがって、一度に単一の衛星に向く、単一のアンテナ開口および受信機チェーン、ならびに単一のアンテナフィードが使用され得る。アンテナ、またはアンテナフィードは、必ずしもあらゆる信号測定結果を採用することなく、または測定報告をゲートウェイに送信することなく、ハンドオフ手順においてソース衛星からターゲット衛星へ高速に動かされ、または向け直され得る。
【００７８】
しかしながら、LEO衛星通信システムにおけるそのようなハンドオフ手順には、対処すべき特定の問題がある。すなわち、地上の無線アクセスネットワークにおける伝播遅延と比較して長い伝播遅延により、必要な数よりも多くのメッセージ交換が発生する場合、ハンドオフプロセスが長期間にわたり得る。したがって、典型的な地上の無線アクセスネットワークにおけるメッセージ交換のためのいくつかのラウンドトリップ遅延は、LEO衛星通信システムにおいては許容可能ではない。加えて、ターゲット衛星へのアクセスを得るために別個のアクセスチャネルおよび手順を使用することは、許容不可能に長いハンドオフの中断につながり得る。衛星の軌道は知られており予測可能であり得るが、衛星の軌道の幾何学的形状は互いに異なることがあり、各ハンドオフはそれぞれ異なるものになる可能性がある。ケーブルラップが使用される場合、ケーブルアンラップ周期が特定のハンドオフにおいて必要であることがあり、ある衛星から次の衛星へアンテナを向け直すための時間が増える。これらの変数により、ハンドオフのための総時間は、たとえば数百ミリ秒から1秒を大きく超える程度まで、大きく変動することがある。しかしながら、すべてのハンドオフにおいて、衛星間のハンドオフ手順の間のデータリンクのあらゆる切断の時間長を減らし、または最小限にすることが望まれる。
【００７９】
単一衛星のビーム間のハンドオーバーのための1つの既知のアルゴリズムは、LEO衛星通信システムなどのマルチビーム通信システムにおいて、呼のドロップ率を下げる。この既知のアルゴリズムでは、ゲートウェイとユーザ端末との間で、メッセージングプロトコルが実装される。ユーザ端末からゲートウェイに送信されるメッセージに基づいて、ゲートウェイは、データまたは情報をユーザ端末に送信するためのより望ましいビームを決定することができる。さらに、衛星間のハンドオーバーのための既知のアルゴリズムは、衛星のカバレージエリアの中の1つまたは複数の加入者端末が、制御信号を加入者端末へ送信することによって別の通信サービスへ移行され得る、衛星通信システムを開示する。ここで、制御信号は直接、特定された加入者端末に、加入者端末と関連付けられる1つまたは複数のアンテナを第2の衛星の位置と揃えるためにそれらのアンテナを電気的に向け直させることができる。しかしながら、これらのアルゴリズムのいずれもが、本明細書において特徴付けられる衛星間のハンドオフを実現せず、UTはより前の時間に受信されたハンドオフパラメータに基づいてハンドオフのための内部スケジュールを決定する。
【００８０】
したがって、本開示の様々な態様は、広範囲のアンテナの動きに対処しながら、制御メッセージの対話の回数を減らし、または最小限にできる、ハンドオフ手順を提供する。
【００８１】
以下でさらに詳細に説明されるように、本開示は、ソース衛星からターゲット衛星へのハンドオフと呼ばれ得る、衛星間のハンドオフのための手順およびプロトコルを実現する。いくつかの例では、ソース衛星のターゲット衛星の両方が同じゲートウェイと通信しているが、他の例では、ソース衛星とターゲット衛星は異なるゲートウェイと通信している。
【００８２】
図7は、本開示のある態様による、UT400と、1つまたは複数のゲートウェイ200/201と、2つの衛星300/301とを伴うハンドオフのシナリオを示す概略図である。UT400は最初、LEO衛星通信システムの中の第1の衛星300(ソース衛星)を介してゲートウェイ200と通信していることがある。この通信の一部として、ゲートウェイ200は、順方向リンクとリターンリンクの両方のために時間および周波数のリソースをスケジューリングして割り振ることができる。
【００８３】
システムの中のノードの各々のための時間は、GPS信号から導かれる時間などの絶対的な時間であり得る。別の例では、システム時間は、データストリームに内在するデータフレームの境界に対する相対的な時間であり得る。ゲートウェイ200は、UT400における信号の到着が制御され得るように、それぞれの衛星300/301への送信のために適切なタイミングまたは遅延を構成し得る。一例では、信号のタイミングは、UT400または衛星300において揃えられ得る。時間が衛星300において揃えられる場合、各送信機は、信号がシステム基準時間において衛星300に到着するように、時間を補償し得る。別の例では、固定された時間オフセットがUT400に通信されることがあり、またはUT400により知られていることがある。
【００８４】
第1の衛星300がUT400および/またはゲートウェイ200の範囲を周回してそこから出るにつれて、ゲートウェイ200および/またはUT400は、第1の衛星300を介して互いに通信することが可能にならなくなることがある。(いくつかの場合、衛星300の動きがハンドオフの必要性を生じさせるのではなく、UT400が第1の衛星300の通信範囲から離れることがある。)したがって、ハンドオフ手順中のUT400は、通信を維持するために、第2の衛星301(ターゲット衛星)と通信することに切り替え得る。ハンドオフの後で、UT400は、同じゲートウェイ200または異なるゲートウェイ201との通信を維持し得る。図7のUT、ゲートウェイ、および衛星は、図1〜図4、図8、図10、図12、および/または図14において図示または説明されるUT、ゲートウェイ、および衛星のいずれかと同じであり得る。
【００８５】
本開示の様々な態様による、衛星間のハンドオフのための4つの例示的な手順が以下で説明されている。第1の例および第2の例において、ターゲット衛星に向き直った後で、UT400は直ちにリターンリンクの送信を開始し得る。図8に示される第1の例では、ソース衛星とターゲット衛星の両方が同じゲートウェイと通信しており、図10〜図11に示される第2の例では、ソース衛星が第1のゲートウェイと通信しており、ターゲット衛星が第2のゲートウェイと通信している。第3の例および第4の例では、ターゲット衛星に向き直った後で、UT400は、リターンリンクの送信を開始する前にターゲット衛星から最初の順方向リンクパケットを受信するまで待機し得る。図12〜図13に示される第3の例では、ソース衛星とターゲット衛星の両方が同じゲートウェイと通信しており、図14〜図15に示される第4の例では、ソース衛星が第1のゲートウェイと通信しており、ターゲット衛星が第2のゲートウェイと通信している。
【００８６】
ここで図8を参照すると、呼フロー図が、上で説明された第1の例に対応する例示的な衛星間のハンドオフ手順800を示している。示されるように、衛星間のハンドオフ手順800は、たとえば、図1、図2、図3、図4、図7、図10、図12、および/または図14に示される、上で説明されたゲートウェイ200、ソース衛星300、ターゲット衛星301、およびユーザ端末400によって実行され得る。
【００８７】
図8に示されるように、UT400は最初に、第1の衛星(ソース衛星)300を介してゲートウェイ200と通信することがある。たとえば、UT400は、第1の衛星300を介してRSLデータ802をゲートウェイに送信していることがあり、および/または、第1の衛星300を介してゲートウェイ200からのFFLデータ804に対応するFSLデータを受信していることがある。図1に関して説明されるように、ゲートウェイ200は、FFL(ゲートウェイ200と衛星300との間の)およびFSL(衛星300とUT400との間の)を介して、データパケットをUT400に送信し得る。同様に、UT400は、RSL(UT400と衛星300との間の)およびRFL(衛星300とゲートウェイ400との間の)を介して、データパケットをゲートウェイ200に送信し得る。ハンドオフプロトコル800の以下の議論において、FSLデータパケット送信が衛星300から行われるとき、対応するFFLデータパケットがゲートウェイ200によって衛星300に送信され、衛星300がそのようなデータパケットをFSLデータパケットとしてUT400に転送することが想定される。同様に、RSLデータパケット送信がUT400から行われるとき、そのようなデータパケットが衛星300に送信され、対応するRFLデータパケットが衛星300によってゲートウェイ200に送信されることが想定される。
【００８８】
ある所定の時間であり得る、または任意のイベントによってトリガされ得る適切な時間において、時間806においてゲートウェイ200は、UT400の衛星間のハンドオフのための様々なハンドオフパラメータを計算し得る。ゲートウェイ200は次いで、第1の衛星300を介してハンドオフメッセージ808においてこれらのハンドオフパラメータをUT400に送信し得る。
【００８９】
一例では、ハンドオフパラメータは、ユニキャストハンドオフメッセージ808において明示的に提供され得る。別の例では、ハンドオフパラメータは、すべての(または複数の)ユーザ端末に衛星または再ポインティング情報について知らせる、ブロードキャストチャネルを介して広められ得る。
【００９０】
ハンドオフメッセージ808は、UT400がターゲット衛星301を向くことを可能にするための、任意の適切な情報またはパラメータを含み得る。たとえば、ハンドオフパラメータは、UT400が、衛星間のハンドオフにいつとりかかるかを決定すること、および、どの衛星にハンドオフするか、または少なくとも次の衛星にどのように向くかを決定することを可能にし得る。
【００９１】
たとえば、ハンドオフメッセージ808は、エフェメリス情報、たとえば所与の時間における1つまたは複数の衛星の位置を提供する情報を含み得る。別の例では、ハンドオフメッセージ808は、衛星の実際の位置が必ずしも見えない状態で、またはその位置を知らない状態で、UT400がアンテナ/フィードを適切な角度に向け直すことを可能にするように構成される、角度または幾何学的配置の情報を含み得る。さらに別の例では、ハンドオフメッセージ808は、UT400がハンドオフのときのアンテナ/フィードの再ポインティングのための衛星の方位角および仰角を決定できるように構成される、点または角度のセットを含み得る。
【００９２】
ハンドオフメッセージ808はさらに、ハンドオフのためのタイミング情報を含み得る。ここで、ハンドオフのタイミングは、絶対時間またはデータフレーム相対時間に対応し得る。上で示されたように、絶対時間は、限定はされないがGPS送信を含む、任意の適切なソースから導かれ得る。他の例では、データフレーム相対タイミングが利用され得る。データはデータフレームと呼ばれる時間のブロックにおいて送信される。データフレームは、単一のデータパケットまたはいくつかのデータパケットを含み得る。データパケットはユーザデータまたは制御データであり得る。データフレームは、欠けているデータの追跡を可能にするために、またはシステム時間を追跡するための単純な方法として、順番に番号を付けられ得る。一例では、番号付けシステムは、午前0時にフレーム0で開始し、その日にわたってフレームを順番に番号付けする。番号付けシステムの別の例は、最大の数(たとえば、8ビットの数を使用すると255)までデータフレームを順番に番号付けし、そして0に戻って再び番号付けを行う。一例では、データフレーム相対時間は、シーケンスの中の何らかの他のフレームに対する、データフレームNが送信または受信される時間である。たとえば、データフレームN-3は、データフレームNの3フレーム期間前に送信される。
【００９３】
ハンドオフ時間のタイミング情報は、いくつかの例では、ハンドオフの開始時間、またはUT400がハンドオフを実行すべき時間枠であり得る。ハンドオフタイミング情報が時間枠、たとえば絶対時間枠またはデータフレーム相対時間枠に対応するとき、UT400は、ハンドオフのための送信を中断する前に、スケジューリングされたデータのブロックまたはフレームの送信が進行中であればそれを完了するために、その時間枠を追加の時間として利用し得る。
【００９４】
いくつかの例では、タイミング情報は、ある順方向リンクパケットが第1の衛星300を介して送信されるべき最後の順方向リンクパケットであることのインジケータを用いて、そのような順方向リンクパケットを探すようにUT400に通知し得る。このインジケータの追加の議論が以下で与えられる。
【００９５】
ハンドオフメッセージ808はさらに、ハンドオフに続く第2の衛星301への送信のために利用すべき、UT400のために確保された時間および周波数のリソースに関する情報を含み得るので、リターンリンクデータの流れが、アンテナを向け直した後で追加の制御メッセージを伴って、または伴わずに、ハンドオフに続いてすぐに再開し得る。時間および周波数のリソースは、衛星(たとえば、ソース衛星300およびターゲット衛星301)を介してUT400との間でのデータ送信をサポートすることが可能なリソースである。時間および周波数のリソースについての情報は、ハンドオフメッセージ808においてUT400に明示的に伝えられることがあり、または、たとえばゲートウェイ200およびUT400の両方に知られているテーブルに対するインデックスを利用して、暗黙的に伝えられることがある。別の例では、時間および周波数のリソースについての情報は、ハンドオフメッセージ808上で搬送されるビットマップを利用してUT400に伝えられ得る。
【００９６】
時間および周波数のリソースは、連続的または非連続的であり得る。非連続的である場合、リソースは、UT400に割り振られない時間および/または周波数において他のUT(または他のユーザ)と共有され得る。たとえば、UT400がアンテナを向け直している時間の間、いくつかの例では、ハンドオフに続く最初のリターンリンクパケットを送信するために利用可能に保たれているリソースを除いて、時間および周波数のリソースが他のユーザ端末に利用可能にされ得る。いくつかの例では、非連続的なパターンは、より余裕のあるユーザ端末に対する高速なハンドオフを促進または最大限利用し、より遅いまたは余裕のないユーザ端末により浪費される時間および周波数のリソースの量を減らすように構成され得る。さらに、あらゆる非連続的なパターンは、UT400がハンドオフに続いてターゲット衛星301を通じて最初のリターンリンクパケットを送信する可能性が最も高いとき、より多くのリソースを利用可能にするように構成され得る。またさらに、非連続的なパターンは、高速なアンテナ(たとえば、高速な再ポインティング速度)を有するユーザ端末に対処するためにより頻繁なリターンリンク送信の機会を提供し、または、より遅いアンテナ(たとえば、より遅い再ポインティング速度)を有するユーザ端末に対処するために、もしくは別様に、アンテナを向け直すための中断により長い時間がかかるとき、より頻繁ではないリターンリンク送信の機会を提供するように構成され得る。
【００９７】
したがって、地上の無線アクセスネットワークにおけるシグナリングとは異なり、ハンドオフが失敗してUTが回復モードにならない限り、UTは、ターゲット衛星を介した時間および周波数の通信リソースの割当てへのアクセスを得るために、ランダムアクセスチャネルを利用しないことがある。
【００９８】
本開示のさらなる態様では、ハンドオフメッセージ808は、ビーム間のハンドオフに関する情報を含み得る。すなわち、LEO衛星が複数のビームを地上に送信し得る。任意の所与の時間において、UT400はこれらのビームのうちの特定の1つに割り当てられ得る。衛星が空を横断するにつれて、UT400のアンテナは衛星を追跡することができ、時間とともにあるビームから別のビームにハンドオフすることができる。したがって、ハンドオフメッセージ808の中のハンドオフパラメータは、これらのビーム間のハンドオフに関する情報、ならびに上で説明された衛星間のハンドオフ情報を含み得る。
【００９９】
様々な例において、ハンドオフメッセージ808は、1つまたは複数のハンドオフに関する情報、またはUT400が1つまたは複数のハンドオフを予測もしくはスケジューリングするために利用し得る情報を提供し得る。
【０１００】
ハンドオフメッセージ808に従って、810において、UT400は、ハンドオフのための内部スケジュールを設定し得る。すなわち、ハンドオフメッセージ808は、ハンドオフが発生する前のある時間において、UT400がハンドオフを予測することを可能にするように構成され得る。スケジューリングされるハンドオフは、ハンドオフのスケジューリングの後の、より後の時間に発生し得る。
【０１０１】
いくつかの例では、UT400は、ハンドオフに続いてターゲット衛星301を捉えるようにアンテナ/フィードの向きを誘導するために、ハンドオフメッセージ808の中または1つまたは複数のブロードキャストメッセージの中のエフェメリス情報に基づいて、衛星の位置を計算し得る。いくつかの例では、UT400は、ターゲット衛星301の正確な位置を直接知ることを必要とせずに、ハンドオフメッセージ808の中または1つまたは複数のブロードキャストメッセージの中の情報に基づいて、アンテナ/フィードを向けるべき方向を計算し得る。
【０１０２】
UT400がハンドオフのための内部スケジュールを設定しているとき、UT400はハンドオフ肯定応答メッセージ(ACK)812を送信し得る。このようにして、UT400は、UT400がハンドオフメッセージ808を受信したことをゲートウェイ200に知らせることができ、UT400がハンドオフを進めることを示すことができる。
【０１０３】
いくつかの態様では、ACKメッセージは、アンテナ/フィードをターゲット衛星301に向け直すために必要な時間のUTによる推定値を含み得る。ここで、この推定値は、ソース衛星に向いた状態からターゲット衛星に向いた状態へと、方位角および仰角のポジショナーが動かされるべき距離に基づき得る。加えて、または代わりに、この推定値は、特定のハンドオフのために必要とされる場合にはあらゆるケーブルアンラップの動きを含めて、アンテナ/フィードの動きまたは再ポインティングを行うためのルートに基づき得る。ゲートウェイ200は、この推定値を利用して、ハンドオフの間にUT400のために確保されているリターンリンクの時間および周波数のリソースを解放し、推定される動きの時間の満了まで、他のUTまたはユーザがこれらのリソースを使用することを可能にし得る。
【０１０４】
上で示されたように、ハンドオフ自体の実行は、任意の適切な時間にスケジューリングされることがあり、様々な例において、ACKメッセージ812の送信の後の短い時間または比較的長い時間であることがある。すなわち、本開示のいくつかの態様では、ゲートウェイ200およびUT400は、図8に示されるものに加えて、ハンドオフメッセージ808と最後のRSL/FSLパケット送信との間の追加のデータ交換(以下で論じられる)を有し得る。したがって、潜在的な遅延の後で、ハンドオフのための時間が明らかになり得る。当然、いくつかの例では、ハンドオフのための時間は、ACKメッセージ812が送信されると直ちに発生し得る。すなわち、本開示の様々な態様では、ACKメッセージ812は、ハンドオフを開始するためのトリガとして機能することがあり、または、未来のある時間にスケジューリングされているハンドオフに関する情報をゲートウェイ200に提供することがある。
【０１０５】
ハンドオフのための時間が到来すると、ゲートウェイ200は、ソース衛星300を介して最後の順方向リンクパケット814をユーザ端末400に送信し得る。本開示の一態様では、最後の順方向リンクパケット814は、UT400がアンテナを第2の衛星301へと再配置する前にUT400によって受信される最後の順方向リンクパケットである。上で示されたように、UT400は、いくつかの方法のいずれかで、たとえば、ハンドオフメッセージ808に含まれるスケジュールによって、最後の順方向リンクパケット814の時間において、もしくはその近くで送信され得るシグナリング、たとえばブロードキャストシグナリングによって、および/または最後の順方向リンクパケット814に埋め込まれるインジケータによって、最後の順方向リンクパケット814の到着を通知され得る。最後の順方向リンクパケット814がそのような最後のパケットのインジケータを含むとき、このインジケータは、ソース衛星300を介してUT400に送信されるべき最後の順方向リンクパケットを特定するように適合される任意の適切な方式で提供され得る。たとえば、最後のパケットのインジケータは、順方向リンクパケットのためのパケットフレームのプロトコルにおいて明示的であり得る。別の例では、このインジケータは、予備のシーケンス番号またはフレーム番号であり得る。ここで、予備のシーケンス番号またはフレーム番号は、このパケットが最後のパケットであることを示すために、最後の順方向リンクパケット814において利用され得る。別の例では、最後のパケットのインジケータは、最後のパケット814の巡回冗長検査(CRC)部分の反転により与えられ得る。この例では、UT400は、パケットを復号するときに反転されていないCRCと反転されたCRCの両方を試すことができるので、UT400は、反転されたCRCが特定のパケットに対して使用されていると決定することができる。いくつかの例では、最後の順方向リンクパケットの指示は、単一のビットを通信することが可能な任意のプロトコルによって通信され得る単一のビットであり得る。
【０１０６】
最後のパケットのインジケータが利用されるいずれの例においても、そのようなインジケータはUT400においてより上のレイヤに対して有用であり得る。たとえば、UT400において実行されるアプリケーションは、ハンドオフが完了するまで通信を延期または中断するための信号として、そのインジケータを理解し得る。
【０１０７】
本開示のいくつかの態様では、最後の順方向リンクパケット814の送信は任意選択であり得る。すなわち、順方向リンク送信が、たまたまハンドオフのときに発生していないということが起こり得る。本開示のいくつかの態様では、最後の順方向リンクパケット814を含む、ハンドオフメッセージの後の順方向リンクパケットまたはリターンリンクパケットのいずれかが機能しないこと、または見落とされることがあり、UT400はそれでも、スケジューリングされた時間にアンテナを再配置することに進み得る。すなわち、そのような例では、ハンドオフは、そのような最後の順方向リンクパケット814がなくても、ハンドオフメッセージ808に従ってスケジューリングされたように継続し得る。最後の順方向リンクパケットが送信されるとき、このパケットは、データパケットまたは制御パケットを含む、パケットの任意の適切なフォーマットまたはカテゴリであり得る。
【０１０８】
最後の順方向リンクパケットの送信(そのような送信が発生する場合)に続いて、ゲートウェイ200は、順方向リンクを終了または中断することができ、816において、ハンドオフが完了するまで、順方向リンク送信に対して意図されるユーザデータをバッファリングするのを開始することができる。たとえば、図2を参照すると、ゲートウェイ200は、順方向リンクのためのユーザデータを、バッファに、たとえばメモリ252に一時的に記憶し得る。
【０１０９】
UT400が最後の順方向リンクパケット814を受信するとき、および/またはスケジューリングされたハンドオフのための時間が明らかになるとき、UT400はハンドオフを開始し得る。たとえば、UT400は、ソース衛星300を介して最後のリターンリンクパケット818をゲートウェイ200に送信し得る。ここで、最後のリターンリンクパケット818は、ユーザデータ、制御シグナリング、または任意の適切なタイプもしくはカテゴリのパケットを含み得る。いくつかの例では、最後のリターンリンクパケット818は、最後の順方向リンクパケット814の肯定応答(ACK)を含み得る。他の例では、最後の順方向リンクパケット814に対するACKは、ハンドオフが完了した後のリターンリンクの再開の後などの、より後の時間にUT400から送信され得る。いくつかの例では、最後のリターンリンクパケット818の送信は任意選択であり得る。すなわち、リターンリンク送信が、たまたまハンドオフのときに発生していないということが起こり得る。そのような例では、ハンドオフは、そのような最後のリターンリンクパケット818がなくても、ハンドオフメッセージ808に従ってスケジューリングされたように継続し得る。
【０１１０】
本開示のいくつかの態様では、ゲートウェイおよびUTは、図8に示されるものに加えて、ハンドオフメッセージと最後の順方向リンク/リターンリンクパケット送信との間に、追加のデータ交換を有し得る。たとえば、これらのデータ交換は、ACKおよびNAK応答ならびに適切な訂正動作などを含み得る。
【０１１１】
最後のリターンリンクパケット818の送信(そのような送信が発生する場合)に続いて、UT400は、リターンリンクを終了または中断することができ、820において、ハンドオフが完了するまで、リターンリンク送信に対して意図されるユーザデータをバッファリングするのを開始することができる。たとえば、図4を参照すると、UT400は、リターンリンクのためのユーザデータを、バッファに、たとえばメモリ432に一時的に記憶し得る。
【０１１２】
さらに、最後のリターンリンクパケット818の送信(そのような送信が発生する場合)に続いて、822において、UT400は、ハンドオフに従って、ターゲット衛星301を向くようにアンテナまたはフィードを向け直し得る。ここで、本開示のある態様では、UT400は、アンテナを向け直した後で追加の制御メッセージを伴って、または伴わずに、最後のリターンリンクパケット818の送信の完了の後で、アンテナまたはフィードの再ポインティングを直ちに(または可能な限り早く、または適切な遅延の後で)開始し得る。最後のリターンリンクパケットが送信されない例では、UT400は、ハンドオフメッセージ808に従って、ハンドオフのためにスケジューリングされた時間において、アンテナまたはフィードの再ポインティングを直ちに開始し得る。上で論じられたように、アンテナまたはフィードを向け直すことは、UT400のアンテナの性質に応じて、フィード602(図6参照)を動かすこと、アンテナを動かすこと、またはビームを(たとえば、フェーズドアレイアンテナを用いて)向け直すことを伴い得る。いくつかの例では、ケーブルラップがUT400において使用される場合、アンテナを向け直すことは、上で説明されたようなケーブルアンラップ周期も含み得る。
【０１１３】
本開示のいくつかの態様では、UT400とゲートウェイ200との間のデータ交換の他のシナリオは、ハンドオフACKメッセージ812の後に、かつUT400がアンテナを向け直す前に起こり得る。たとえば、これらのデータ交換は、ハンドオフをスケジューリングしてからアンテナを動かし始めるまでの時間が許容する場合、ACKおよびNACK応答ならびに適切な訂正動作を含み得る。
【０１１４】
アンテナ/フィードの再ポインティングが完了すると、UT400は、任意のバッファリングされたリターンリンクデータを含む、ターゲット衛星301を介したゲートウェイ200へのリターンリンクの送信を開始し得る。ここで、リターンリンク送信を開始する時間は、アンテナまたはフィードの動きの完了に対応し得る。さらに、この送信は、ターゲット衛星301を通る送信のために確保され、ハンドオフメッセージ808においてUT400に示される、時間および周波数のリソースの少なくとも一部分を利用し得る。
【０１１５】
この時間において、ゲートウェイ200は、ターゲット衛星301を介したUT400からのリターンリンク送信のための確保されている時間および周波数のリソースを監視していることがあり、それに従って、826において、ターゲット衛星301を介してUT400から最初のリターンリンクパケット824を受信することがある。
【０１１６】
本開示のある態様では、ゲートウェイ200は、ハンドオフが完了していることと順方向リンクの送信が再開し得ることとを示す、ハンドオフの成功の確認として、ターゲット衛星301を介したUT400からの最初のリターンリンクパケット824の受信を認識し得る。したがって、ターゲット衛星301を介してUT400から最初のリターンリンクパケット824を受信すると、ゲートウェイ200は、任意のバッファリングされた順方向リンクデータを含む、ターゲット衛星301を介したUT400への順方向リンクの送信を開始し得る。
【０１１７】
図9は、本開示のいくつかの態様による、たとえば図8の呼フロー図に対応する、衛星間のハンドオフのための例示的なプロセス900を示すフローチャートである。ハンドオフプロセス900は、図1、図4、図7、図8、図10、図12および/または図14のいずれかに示されるUTによって実行され得る。1つの特定の例では、UTは、図6に示されるアンテナ600と同様のアンテナを装備した、図4に示されるUT400であり得る。
【０１１８】
ブロック902において、UT400は、第1の衛星(たとえば、衛星300)を介してゲートウェイ(たとえば、ゲートウェイ200)と通信し得る。たとえば、順方向リンクは、第1の衛星を介してゲートウェイからUTに流れることがあり、リターンリンクは、第1の衛星を介してUTからゲートウェイに流れることがある。
【０１１９】
ブロック904において、UT400は、第1の衛星を介して、ゲートウェイからハンドオフメッセージを受信し得る。ここで、ハンドオフメッセージは、UT400がターゲット衛星を特定して第1の衛星からターゲット衛星へのハンドオフのための時間を決定するのに十分な情報を含み得る。すなわち、ハンドオフメッセージは、ハンドオフのためのターゲット衛星として第2の衛星を特定することがあり、または、UT400が第2の衛星にアンテナを向け直すことを可能にするための適切なパラメータを含むことがある。
【０１２０】
ブロック906において、UT400は、ハンドオフメッセージに従って第1の衛星から第2の衛星へのハンドオフをスケジューリングし得る。ここで、このハンドオフは、たとえば、LEO衛星通信ネットワークの中のLEO衛星の周回パターンに対応する、より後の時間にスケジューリングされ得る。いくつかの例では、ハンドオフをスケジューリングすることは、ハンドオフメッセージに含まれる情報、ブロードキャストチャネルから受信される情報、またはエフェメリス情報のうちの少なくとも1つに基づいて、UT400のアンテナを第2の衛星に向けるための方向を決定することを含み得る。
【０１２１】
ブロック908において、ハンドオフメッセージに応答して、UT400は、第1の衛星を介して、ゲートウェイにハンドオフ肯定応答メッセージを送信し得る。いくつかの例では、ハンドオフ肯定応答メッセージは、アンテナを第2の衛星に向け直すための計画された時間を含み得る。
【０１２２】
図9に示されるように、ハンドオフ肯定応答メッセージの送信の後に、ある程度の時間が経過し得る。すなわち、ハンドオフ肯定応答メッセージの送信は、実際のハンドオフの発生とは無関係な時間に行われ得る。ここで、ハンドオフメッセージにおいて示されるハンドオフのための時間は、衛星の周回パターンに対応し得る。
【０１２３】
ブロック910において、UT400は、第1の衛星を介して、ゲートウェイから最後の順方向リンクパケットを受信し得る。いくつかの例では、最後の順方向リンクパケットは、たとえば、ハンドオフメッセージに含まれるスケジュールもしくはフレーム番号、ゲートウェイから受信されたシグナリングメッセージ、および/または最後の順方向リンクパケットに埋め込まれる指示のうちの少なくとも1つによって、最後の順方向リンクパケットとして特定され得る。
【０１２４】
ブロック912において、UT400は、第1の衛星を介して、ゲートウェイに最後のリターンリンクパケットを送信し得る。最後のリターンリンクパケットの送信に続いて、UT400は、第1の衛星から第2の衛星へのハンドオフを実行し得る。すなわち、ブロック914において、UT400は、第1の衛星を介したリターンリンク送信を終了または中断することができ、アンテナの再ポインティングの継続時間の間のリターンリンクデータをバッファリングするのを開始し得る。したがって、ブロック916において、UT400は、第1の衛星から第2の衛星にアンテナを向け直すことができ、ブロック918において、第2の衛星を介したリターンリンク上での送信を開始することができる。
【０１２５】
上で説明されたように、本開示のある態様では、UT400は、最後の順方向リンクパケット送信と最初の順方向リンクパケット送信との間の期間の間、ゲートウェイからハンドオフ制御パケットを受信しないことがある。ここで、ハンドオフ制御パケットは、ハンドオフに関するパケットを指し、リターンリンク送信の前にチャネル推定を行うためにUTによって使用され得る基準信号などの、他のシグナリングが発生し得ることを理解されたい。
【０１２６】
図10は、上で説明されたような、第2の例示的な衛星間のハンドオフ手順1000を示す呼フロー図である。示されるように、衛星間のハンドオフ手順1000は、たとえば、図1、図2、図3、図4、図7、図8、図12、および/または図14に示される、上で説明された第1のゲートウェイ200、第2のゲートウェイ201、ソース衛星300、ターゲット衛星301、およびユーザ端末400によって実行され得る。
【０１２７】
この例では、手順の大半が上で説明され図8に示されるものと同じであり、または同様であるが、ここでは、ソース衛星300は第1のゲートウェイ200と通信しており、ターゲット衛星301は第2のゲートウェイ201と通信している。手順1000のステップおよびアクションの大半が手順800のそれらと同じであり、または同様であるので、簡潔にするために、そのようなアクションはここでは説明されない。
【０１２８】
この例では、スケジューリングされたハンドオフの時間において、第1のゲートウェイ200は、ソース衛星300を介して最後の順方向リンクパケット1002をUT400に送信し得る。最後の順方向リンクパケットの送信(そのような送信が発生する場合)に続いて、1004において、第1のゲートウェイ200は、順方向リンクを終了し、または中断し得る。
【０１２９】
本開示のある態様では、最後の順方向リンクパケット1002の送信に続いて、1004において、第1のゲートウェイ200は、順方向リンクに対応するフローを終了し得る。すなわち、この例では、UT400が、異なるゲートウェイと通信しているターゲット衛星301にハンドオフされているので、第1のゲートウェイ200は、通信セッションを終わらせて、他の活動を開始することができる。いくつかの例では、最後の順方向リンクパケット1002の送信の後で、第1のゲートウェイはまだ、たとえば送信バッファに記憶されている、順方向リンクのフローにおいて送信されなかったUT400のための1つまたは複数のパケットを有することがある。さらに別の例では、最後の順方向リンクパケット1002の送信に続いて、UT400のための1つまたは複数のパケットが第1のゲートウェイ200に送信され得る。
【０１３０】
これらの場合のいずれにおいても、いくつかの例は、最後の順方向リンクパケット1002の送信の後でこれらのパケットを単に廃棄し得る。しかしながら、他の例では、第1のゲートウェイ200と第2のゲートウェイ201との間の通信リンクが存在することがある。たとえば、図1に示されるように、ゲートウェイ200と201の両方が、ネットワークインフラストラクチャ106に接続されることがあり、したがって、互いにパケットを交換することが可能であることがある。したがって、最後の順方向リンクパケット1002の送信に続いて、1006において、第1のゲートウェイ200は、UT400のための任意のパケットを第2のゲートウェイ201に転送または移送することができる。
【０１３１】
さらに、最後の順方向リンクパケット1002の送信に続いて、第2のゲートウェイ201が、UT400への順方向リンクデータの送信元のノードであることを、インフラストラクチャ106に示すために、適切なシグナリングおよび通信が行われ得る。したがって、この時点において、1008において、第2のゲートウェイ201は、ハンドオフが完了するまでにインフラストラクチャ106から受信し得るあらゆる順方向リンクデータをバッファリングすることを開始し得る。ハンドオフ手順1000の残りは、上で説明され図8に示される第1の例と実質的に同じである。
【０１３２】
図11は、本開示のいくつかの態様による、たとえば図10の呼フロー図に対応する、衛星間のハンドオフのための例示的なプロセス1100を示すフローチャートである。ハンドオフプロセス1100は、図1、図4、図7、図8、図10、図12および/または図14のいずれかに示されるUTによって実行され得る。1つの特定の例では、UTは、図6に示されるアンテナ600と同様のアンテナを装備した、図4に示されるUT400であり得る。
【０１３３】
ブロック1102において、UT400は、第1の衛星(たとえば、衛星300)を介して第1のゲートウェイ(たとえば、ゲートウェイ200)と通信し得る。たとえば、順方向リンクは、第1の衛星を介して第1のゲートウェイからUTに流れることがあり、リターンリンクは、第1の衛星を介してUTから第1のゲートウェイに流れることがある。
【０１３４】
ブロック1104において、UT400は、第1の衛星を介して、第1のゲートウェイからハンドオフメッセージを受信し得る。ここで、ハンドオフメッセージは、UT400がターゲット衛星を特定して第1の衛星からターゲット衛星へのハンドオフのための時間を決定するのに十分な情報を含み得る。すなわち、ハンドオフメッセージは、ハンドオフのためのターゲット衛星として第2の衛星を特定することがあり、または、UT400が第2の衛星にアンテナを向け直すことを可能にするための適切なパラメータを含むことがある。
【０１３５】
ブロック1106において、UT400は、ハンドオフメッセージに従って第1の衛星から第2の衛星へのハンドオフをスケジューリングし得る。ここで、このハンドオフは、たとえば、LEO衛星通信ネットワークの中のLEO衛星の周回パターンに対応する、より後の時間にスケジューリングされ得る。いくつかの例では、ハンドオフをスケジューリングすることは、ハンドオフメッセージに含まれる情報、ブロードキャストチャネルから受信される情報、またはエフェメリス情報のうちの少なくとも1つに基づいて、UT400のアンテナを第2の衛星に向けるための方向を決定することを含み得る。
【０１３６】
ブロック1108において、ハンドオフメッセージに応答して、UT400は、第1の衛星を介して、第1のゲートウェイにハンドオフ肯定応答メッセージを送信し得る。いくつかの例では、ハンドオフ肯定応答メッセージは、アンテナを第2の衛星に向け直すための計画された時間を含み得る。
【０１３７】
図11に示されるように、ハンドオフ肯定応答メッセージの送信の後に、ある程度の時間が経過し得る。すなわち、ハンドオフ肯定応答メッセージの送信は、実際のハンドオフの発生とは無関係な時間に行われ得る。ここで、ハンドオフメッセージにおいて示されるハンドオフのための時間は、衛星の周回パターンに対応し得る。
【０１３８】
ブロック1110において、UT400は、第1の衛星を介して、第1のゲートウェイから最後の順方向リンクパケットを受信し得る。いくつかの例では、最後の順方向リンクパケットは、たとえば、ハンドオフメッセージに含まれるスケジュールもしくはフレーム番号、ゲートウェイから受信されたシグナリングメッセージ、および/または最後の順方向リンクパケットに埋め込まれる指示のうちの少なくとも1つによって、最後の順方向リンクパケットとして特定され得る。
【０１３９】
ブロック1112において、UT400は、第1の衛星を介して、第1のゲートウェイに最後のリターンリンクパケットを送信し得る。最後のリターンリンクパケットの送信に続いて、UT400は、第1の衛星から第2の衛星へのハンドオフを実行し得る。すなわち、ブロック1114において、UT400は、第1の衛星を介したリターンリンク送信を終了または中断することができ、アンテナの再ポインティングの継続時間の間のリターンリンクデータをバッファリングするのを開始し得る。したがって、ブロック1116において、UT400は、第1の衛星から第2の衛星にアンテナを向け直すことができ、ブロック1118において、第2の衛星を介した第2のゲートウェイへのリターンリンク上での送信を開始することができる。
【０１４０】
上で説明されたように、本開示のある態様では、UT400は、最後の順方向リンクパケット送信と最初の順方向リンクパケット送信との間の期間の間、ゲートウェイからハンドオフ制御パケットを受信しないことがある。
【０１４１】
図8〜図11に関する上の議論は、アンテナの再ポインティングに続いて、UT400がターゲット衛星を介したリターンリンクの送信を直ちに開始する例示的なアルゴリズムに関するが、これは本開示の範囲内の唯一の例ではない。すなわち、以下で説明され図12〜図15に示される本開示のさらなる態様において、アンテナの再ポインティングに続いて、UT400は、第1の順方向リンクパケットを受信するような時間までリターンリンクデータのバッファリングを続けることができ、その後で、UT400はリターンリンクの送信を開始することができる。
【０１４２】
たとえば、図12は、第3の例示的な衛星間のハンドオフ手順1200を示す呼フロー図である。示されるように、衛星間のハンドオフ手順1200は、たとえば、図1、図2、図3、図4、図7、図8、図10、および/または図14に示される、上で説明されたゲートウェイ200、ソース衛星300、ターゲット衛星301、およびユーザ端末400によって実行され得る。
【０１４３】
この例では、手順の大半が上で説明され図8に示されるものと同じであり、または同様であるが、ここで、UT400の動作がアンテナの動きの後で異なる。手順1200のステップおよびアクションの大半が手順800のそれらと同じであり、または同様であるので、簡潔にするために、そのようなアクションはここでは説明されない。
【０１４４】
この例では、UT400からの最後のリターンリンクパケット1202の送信(そのような送信が発生する場合)に続いて、UT400は、リターンリンクを終了または中断することができ、1204において、ハンドオフが完了するまで、ユーザデータをバッファリングするのを開始することができる。さらに、1206において、UT400は、アンテナまたはフィードを向け直すことを直ちに(または適切な遅延の後で)開始し得る。この例では、アンテナ/フィードの再ポインティングが完了すると、1208において、UT400は、ターゲット衛星301を介して、ゲートウェイ200から送信される順方向リンクを探すことを開始し得る。たとえば、UT400は、ハンドオフメッセージ1210において示されるような、ターゲット衛星301からの順方向リンク送信に割り当てられる時間および周波数のリソースを監視し得る。
【０１４５】
ゲートウェイ200において、ソース衛星300を介したUT400からの最後のリターンリンクパケット1212の受信に続いて、1214において、ゲートウェイ200は適切な遅延を利用し得る。たとえば、遅延は、ハンドオフメッセージ1210および/またはハンドオフ肯定応答メッセージ1216の中の1つまたは複数のパラメータに対応し得る。すなわち、ゲートウェイ200は、UT400のアンテナもしくはフィードをソース衛星300からターゲット衛星301に動かすための時間に関する情報を有することがあり、またはそれを決定することがある。他の例では、遅延1214は固定された遅延であることがあり、または、UT400のアンテナもしくはフィードを動かすための時間とは無関係な任意の遅延であることがある。さらに他の例では、遅延1214は任意選択であることがあり、または回避されることがある。遅延1214に続いて、そのような遅延が発生する場合、ゲートウェイ200は、ターゲット衛星301を介したUT400への順方向リンク1218の送信を再開し得る。UT400において、1220において、最初の順方向リンクパケットが受信されるとき、UT400は、この最初の順方向リンクパケットを、任意のバッファリングされたリターンリンクデータを含むリターンリンク1222の送信を開始するためのトリガとして見なし得る。
【０１４６】
図13は、本開示のいくつかの態様による、たとえば図12の呼フロー図に対応する、衛星間のハンドオフのための例示的なプロセス1300を示すフローチャートである。ハンドオフプロセス1300は、図1、図4、図7、図8、図10、図12および/または図14のいずれかに示されるUTによって実行され得る。1つの特定の例では、UTは、図6に示されるアンテナ600と同様のアンテナを装備した、図4に示されるUT400であり得る。
【０１４７】
ブロック1302において、UT400は、第1の衛星(たとえば、ソース衛星300)を介してゲートウェイ(たとえば、ゲートウェイ200)と通信し得る。たとえば、順方向リンクは、第1の衛星を介してゲートウェイからUTに流れることがあり、リターンリンクは、第1の衛星を介してUTからゲートウェイに流れることがある。
【０１４８】
ブロック1304において、UT400は、第1の衛星を介して、ゲートウェイからハンドオフメッセージを受信し得る。ここで、ハンドオフメッセージは、UT400がターゲット衛星を特定して第1の衛星から第2の衛星へのハンドオフのための時間を決定するのに十分な情報を含み得る。すなわち、ハンドオフメッセージは、ハンドオフのためのターゲット衛星として第2の衛星を特定することがあり、または、UT400が第2の衛星にアンテナを向け直すことを可能にするための適切なパラメータを含むことがある。
【０１４９】
ブロック1306において、UT400は、ハンドオフメッセージに従って第1の衛星から第2の衛星へのハンドオフをスケジューリングし得る。ここで、このハンドオフは、たとえば、LEO衛星通信ネットワークの中のLEO衛星の周回パターンに対応する、より後の時間にスケジューリングされ得る。いくつかの例では、ハンドオフをスケジューリングすることは、ハンドオフメッセージに含まれる情報、ブロードキャストチャネルから受信される情報、またはエフェメリス情報のうちの少なくとも1つに基づいて、UT400のアンテナを第2の衛星に向けるための方向を決定することを含み得る。
【０１５０】
ブロック1308において、ハンドオフメッセージに応答して、UT400は、第1の衛星を介して、ゲートウェイにハンドオフ肯定応答メッセージを送信し得る。いくつかの例では、ハンドオフ肯定応答メッセージは、アンテナを第2の衛星に向け直すための計画された時間を含み得る。
【０１５１】
図13に示されるように、ハンドオフ肯定応答メッセージの送信の後に、ある程度の時間が経過し得る。すなわち、ハンドオフ肯定応答メッセージの送信は、実際のハンドオフの発生とは無関係な時間に行われ得る。ここで、ハンドオフメッセージにおいて示されるハンドオフのための時間は、衛星の周回パターンに対応し得る。
【０１５２】
ブロック1310において、UT400は、第1の衛星を介して、ゲートウェイから最後の順方向リンクパケットを受信し得る。いくつかの例では、最後の順方向リンクパケットは、たとえば、ハンドオフメッセージに含まれるスケジュールもしくはフレーム番号、ゲートウェイから受信されたシグナリングメッセージ、および/または最後の順方向リンクパケットに埋め込まれる指示のうちの少なくとも1つによって、最後の順方向リンクパケットとして特定され得る。
【０１５３】
ブロック1312において、UT400は、第1の衛星を介して、ゲートウェイに最後のリターンリンクパケットを送信し得る。最後のリターンリンクパケットの送信に続いて、UT400は、第1の衛星から第2の衛星へのハンドオフを実行し得る。すなわち、ブロック1314において、UT400は、第1の衛星を介したリターンリンク送信を終了または中断することができ、アンテナの再ポインティングの継続時間の間のリターンリンクデータをバッファリングするのを開始し得る。したがって、ブロック1316において、UT400は、アンテナを第1の衛星から第2の衛星に向け直し得る。
【０１５４】
ブロック1318において、UT400は、順方向リンクのために確保されている時間および周波数のリソース上での第2の衛星を介したゲートウェイからの順方向リンクを探すことができ、ブロック1320において、UT400はその順方向リンクを受信することができる。ここで、第1の順方向リンクパケットの受信により、UT400は、リターンリンク送信のために確保されている時間および周波数のリソースを利用して、第2の衛星を介したゲートウェイへのリターンリンクの送信を開始するようになり得る。
【０１５５】
上で説明されたように、本開示のある態様では、UT400は、最後の順方向リンクパケット送信と最初の順方向リンクパケットの受信との間の期間の間、ゲートウェイからハンドオフ制御パケットを受信しないことがある。
【０１５６】
ここで図14を参照すると、呼フロー図は、第4の例示的な衛星間のハンドオフ手順1400を示している。示されるように、衛星間のハンドオフ手順1400は、たとえば、図1、図2、図3、図4、図7、図8、図10、および/または図12に示される、上で説明された第1のゲートウェイ200、第2のゲートウェイ201、ソース衛星300、ターゲット衛星301、およびユーザ端末400によって実行され得る。
【０１５７】
この例では、手順の大半が上で説明され図8および図10に示されるものと同じであり、または同様であるが、ここで、UT400の動作がアンテナの動きの後で異なる。手順1400のステップおよびアクションの大半が手順800および1000のそれらと同じであり、または同様であるので、簡潔にするために、そのようなアクションはここでは説明されない。
【０１５８】
この例では、UT400からの最後のリターンリンクパケット1402の送信(そのような送信が発生する場合)に続いて、UT400は、リターンリンクを終了または中断することができ、1404において、ハンドオフが完了するまで、ユーザデータをバッファリングするのを開始することができる。さらに、1406において、UT400は、アンテナまたはフィードを向け直すことを直ちに(または適切な遅延の後で)開始し得る。この例では、アンテナ/フィードの再ポインティングが完了すると、1408において、UT400は、ターゲット衛星301を介して、第2のゲートウェイ201から送信される順方向リンクを探すことを開始し得る。たとえば、UT400は、ハンドオフメッセージ1410において示されるような、ターゲット衛星301からの順方向リンク送信に割り当てられる時間および周波数のリソースを監視し得る。
【０１５９】
第1のゲートウェイ200において、ソース衛星300を介したUT400からの最後のリターンリンクパケット1412の受信に続いて、1413において、第1のゲートウェイ200は、UT400のためのあらゆるパケットを第2のゲートウェイ201に転送または移送し得る。さらに、最後の順方向リンクパケット1415の送信に続いて、第2のゲートウェイ201が、UT400への順方向リンクデータの送信元のノードであることを、インフラストラクチャ106に示すために、適切なシグナリングおよび通信が行われ得る。したがって、この時点において、1414において、第2のゲートウェイ201は、ハンドオフが完了するまでにインフラストラクチャ106から受信し得るあらゆる順方向リンクデータをバッファリングすることを開始し得る。
【０１６０】
1417において、第2のゲートウェイ200は適切な遅延を利用し得る。たとえば、遅延は、ハンドオフメッセージ1410および/またはハンドオフ肯定応答メッセージ1416の中の1つまたは複数のパラメータに対応し得る。すなわち、第1のゲートウェイ200および/または第2のゲートウェイ201は、UT400のアンテナもしくはフィードをソース衛星300からターゲット衛星301に動かすための時間に関する情報を有することがあり、またはそれを決定することがある。他の例では、遅延1417は固定された遅延であることがあり、または、UT400のアンテナもしくはフィードを動かすための時間とは無関係な任意の遅延であることがある。さらに他の例では、遅延1417は任意選択であることがあり、または回避されることがある。遅延1417に続いて、そのような遅延が発生する場合、第2のゲートウェイ201は、ターゲット衛星301を介したUT400への順方向リンク1418の送信を再開し得る。UT400において、1420において、最初の順方向リンクパケットが受信されるとき、UT400は、この最初の順方向リンクパケットを、任意のバッファリングされたリターンリンクデータを含むリターンリンク1422の送信を開始するためのトリガとして見なし得る。
【０１６１】
図15は、本開示のいくつかの態様による、たとえば図14の呼フロー図に対応する、衛星間のハンドオフのための例示的なプロセス1500を示すフローチャートである。ハンドオフプロセス1500は、図1、図4、図7、図8、図10、図12および/または図14のいずれかに示されるUTによって実行され得る。1つの特定の例では、UTは、図6に示されるアンテナ600と同様のアンテナを装備した、図4に示されるUT400であり得る。
【０１６２】
ブロック1502において、UT400は、第1の衛星(たとえば、ソース衛星300)を介して第1のゲートウェイ(たとえば、第1のゲートウェイ200)と通信し得る。たとえば、順方向リンクは、第1の衛星を介して第1のゲートウェイからUTに流れることがあり、リターンリンクは、第1の衛星を介してUTから第1のゲートウェイに流れることがある。
【０１６３】
ブロック1504において、UT400は、第1の衛星を介して、第1のゲートウェイからハンドオフメッセージを受信し得る。ここで、ハンドオフメッセージは、UT400がターゲット衛星を特定して第1の衛星からターゲット衛星へのハンドオフのための時間を決定するのに十分な情報を含み得る。すなわち、ハンドオフメッセージは、ハンドオフのためのターゲット衛星として第2の衛星を特定することがあり、または、UT400が第2の衛星にアンテナを向け直すことを可能にするための適切なパラメータを含むことがある。
【０１６４】
ブロック1506において、UT400は、ハンドオフメッセージに従って第1の衛星から第2の衛星へのハンドオフをスケジューリングし得る。ここで、このハンドオフは、たとえば、LEO衛星通信ネットワークの中のLEO衛星の周回パターンに対応する、より後の時間にスケジューリングされ得る。いくつかの例では、ハンドオフをスケジューリングすることは、ハンドオフメッセージに含まれる情報、ブロードキャストチャネルから受信される情報、またはエフェメリス情報のうちの少なくとも1つに基づいて、UT400のアンテナを第2の衛星に向けるための方向を決定することを含み得る。
【０１６５】
ブロック1508において、ハンドオフメッセージに応答して、UT400は、第1の衛星を介して、第1のゲートウェイにハンドオフ肯定応答メッセージを送信し得る。いくつかの例では、ハンドオフ肯定応答メッセージは、アンテナを第2の衛星に向け直すための計画された時間を含み得る。
【０１６６】
図15に示されるように、ハンドオフ肯定応答メッセージの送信の後に、ある程度の時間が経過し得る。すなわち、ハンドオフ肯定応答メッセージの送信は、実際のハンドオフの発生とは無関係な時間に行われ得る。ここで、ハンドオフメッセージにおいて示されるハンドオフのための時間は、衛星の周回パターンに対応し得る。
【０１６７】
ブロック1510において、UT400は、第1の衛星を介して、第1のゲートウェイから最後の順方向リンクパケットを受信し得る。いくつかの例では、最後の順方向リンクパケットは、たとえば、ハンドオフメッセージに含まれるスケジュールもしくはフレーム番号、第1のゲートウェイから受信されたシグナリングメッセージ、および/または最後の順方向リンクパケットに埋め込まれる指示のうちの少なくとも1つによって、最後の順方向リンクパケットとして特定され得る。
【０１６８】
ブロック1512において、UT400は、第1の衛星を介して、第1のゲートウェイに最後のリターンリンクパケットを送信し得る。最後のリターンリンクパケットの送信に続いて、UT400は、第1の衛星から第2の衛星へのハンドオフを実行し得る。すなわち、ブロック1514において、UT400は、第1の衛星を介した第1のゲートウェイへのリターンリンク送信を終了または中断することができ、アンテナの再ポインティングの継続時間の間のリターンリンクデータをバッファリングするのを開始し得る。したがって、ブロック1516において、UT400は、アンテナを第1の衛星から第2の衛星に向け直し得る。
【０１６９】
ブロック1518において、UT400は、順方向リンクのために確保されている時間および周波数リソース上での第2の衛星を介した第2のゲートウェイからの順方向リンクを探すことができ、ブロック1520において、UT400はその順方向リンクを受信することができる。ここで、第1の順方向リンクパケットの受信により、UT400は、リターンリンク送信のために確保されている時間および周波数のリソースを利用して、第2の衛星を介した第2のゲートウェイへのリターンリンクの送信を開始するようになり得る。
【０１７０】
上で説明されたように、本開示のある態様では、UT400は、最後の順方向リンクパケット送信と最初の順方向リンクパケットの受信との間の期間、第1のゲートウェイまたは第2のゲートウェイからハンドオフ制御パケットを受信しないことがある。
【０１７１】
図16は、本明細書において開示される1つまたは複数の機能を実行するように構成され得る処理回路1602を利用する装置のためのハードウェア実装形態の簡略化された例を示す概念図1600である。開示の様々な態様に従って、本明細書において開示されている要素もしくは要素の任意の部分、または要素の任意の組合せは、処理回路1602を利用して実装され得る。様々な例において、処理回路1602は、図2に示されるゲートウェイコントローラ250内のプロセッサ、図3に示されるコントローラ340内のプロセッサ、図4に示される制御プロセッサ420、および/または図5に示されるプロセッサ512のうちの1つまたは複数として使用され得る。処理回路1602は、ハードウェアモジュールとソフトウェアモジュールの何らかの組合せによって制御される1つまたは複数のプロセッサ1604を含み得る。プロセッサ1604の例は、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ(DSP)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)、プログラマブル論理デバイス(PLD)、状態機械、シーケンサ、ゲート論理、個別ハードウェア回路、および本開示全体にわたって説明される様々な機能を実行するように構成された他の適切なハードウェアを含む。1つまたは複数のプロセッサ1604は、特定の機能を実行し、ソフトウェアモジュール1616のうちの1つによって構成され、増強され、または制御され得る専用プロセッサを含み得る。1つまたは複数のプロセッサ1604は、初期化の間にロードされたソフトウェアモジュール1616の組合せを通じて構成されてもよく、動作の間に1つまたは複数のソフトウェアモジュール1616をロードまたはアンロードすることによってさらに構成されてもよい。
【０１７２】
図示される例では、処理回路1602は、バス1610によって一般的に表されるバスアーキテクチャを用いて実装され得る。バス1610は、処理回路1602の具体的な適用例および全体的な設計制約に応じて、任意の数の相互接続バスおよびブリッジを含み得る。バス1610は、1つまたは複数のプロセッサ1604を含む様々な回路と記憶装置1606を一緒につなぐ。記憶装置1606は、メモリデバイスおよび大容量記憶デバイスを含むことがあり、本明細書ではコンピュータ可読記憶媒体および/またはプロセッサ可読記憶媒体と呼ばれることがある。バス1610は、タイミングソース、タイマー、周辺機器、電圧調整器、および電力管理回路などの様々な他の回路もつなぐことができる。バスインターフェース1608は、バス1610と1つまたは複数のトランシーバ1612(ラインインターフェース回路としても知られている)との間のインターフェースを提供し得る。トランシーバ1612は、処理回路によってサポートされるネットワーキング技術ごとに提供され得る。場合によっては、複数のネットワーキング技術が、トランシーバ1612の中で見出される回路または処理モジュールの一部またはすべてを共有することがある。各トランシーバ1612は、送信媒体を介して様々な他の装置と通信するための手段を提供する。装置の性質に応じて、ユーザインターフェース1618(たとえば、キーパッド、ディスプレイ、スピーカー、マイクロフォン、ジョイスティック)が設けられることもあり、直接、またはバスインターフェース1608を介して、バス1610に通信可能に結合されることがある。
【０１７３】
プロセッサ1604は、バス1610を管理することと、記憶装置1606を含み得るコンピュータ可読記憶媒体に記憶されたソフトウェアの実行を含み得る一般的な処理とを担い得る。この点で、プロセッサ1604を含む処理回路1602は、本明細書において開示される方法、機能、および技法のうちの任意のものを実装するために使用され得る。記憶装置1606は、ソフトウェアを実行するとき、プロセッサ1604によって操作されるデータを記憶するために使用されることがあり、ソフトウェアは、本明細書において開示される方法のうちの任意のものを実施するように構成されることがある。
【０１７４】
処理回路1602の中の1つまたは複数のプロセッサ1604は、ソフトウェアを実行し得る。ソフトウェアは、ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア、マイクロコード、ハードウェア記述言語と呼ばれるか、または他の名称で呼ばれるかどうかにかかわらず、命令、命令セット、コード、コードセグメント、プログラムコード、プログラム、サブプログラム、ソフトウェアモジュール、アプリケーション、ソフトウェアアプリケーション、ソフトウェアパッケージ、ルーチン、サブルーチン、オブジェクト、実行ファイル、実行スレッド、プロシージャ、関数、アルゴリズムなどを意味するように広く解釈されるべきである。ソフトウェアは、コンピュータ可読の形で記憶装置1606の中または外部コンピュータ可読記憶媒体の中に存在し得る。外部コンピュータ可読記憶媒体および/または記憶装置1606は、非一時的コンピュータ可読記憶媒体を含み得る。非一時的コンピュータ可読記憶媒体は、例として、磁気記憶デバイス(たとえば、ハードディスク、フロッピーディスク、磁気ストリップ)、光ディスク(たとえば、コンパクトディスク(CD)またはデジタル多用途ディスク(DVD))、スマートカード、フラッシュメモリデバイス(たとえば、「フラッシュドライブ」、カード、スティック、またはキードライブ)、ランダムアクセスメモリ(RAM)、読取り専用メモリ(ROM)、プログラマブルROM(PROM)、消去可能PROM(EPROM)、電気的消去可能PROM(EEPROM)、レジスタ、リムーバブルディスク、ならびにコンピュータによってアクセスされ読み取られ得るソフトウェアおよび/または命令を記憶するための任意の他の適切な媒体を含む。コンピュータ可読記憶媒体および/または記憶装置1606は、例として、搬送波、伝送線路、ならびにコンピュータによってアクセスされ読み取られ得るソフトウェアおよび/または命令を送信するための任意の他の適切な媒体も含み得る。コンピュータ可読記憶媒体および/または記憶装置1606は、処理回路1602の中に存在してもよく、プロセッサ1604の中に存在してもよく、処理回路1602の外部に存在してもよく、または処理回路1602を含む複数のエンティティにわたって分散されてもよい。コンピュータ可読記憶媒体および/またはストレージ1606は、コンピュータプログラム製品において具現化され得る。例として、コンピュータプログラム製品は、パッケージング材料中にコンピュータ可読記憶媒体を含み得る。当業者は、具体的な適用例および全体的なシステムに課される全体的な設計制約に応じて、本開示全体にわたって提示される説明された機能を実装する最良の方法を認識されよう。
【０１７５】
記憶装置1606は、本明細書においてソフトウェアモジュール1616と呼ばれることがある、ロード可能なコードセグメント、モジュール、アプリケーション、プログラムなどにおいて維持および/または編成されるソフトウェアを維持することができる。ソフトウェアモジュール1616の各々は、処理回路1602にインストールまたはロードされ、1つまたは複数のプロセッサ1604によって実行されると、1つまたは複数のプロセッサ1604の動作を制御するランタイムイメージ1614に寄与する命令およびデータを含み得る。実行されると、いくつかの命令は、処理回路1602に、本明細書において説明されるいくつかの方法、アルゴリズム、およびプロセスに従って機能を実行させることができる。
【０１７６】
ソフトウェアモジュール1616のうちのいくつかは、処理回路1602の初期化の間にロードされることがあり、これらのソフトウェアモジュール1616は、本明細書において開示される様々な機能の実行を可能にするように処理回路1602を構成することができる。たとえば、いくつかのソフトウェアモジュール1616は、プロセッサ1604の内部デバイスおよび/または論理回路1622を構成することができ、たとえばトランシーバ1612、バスインターフェース1608、ユーザインターフェース1618、タイマー、数学的コプロセッサなどの外部デバイスへのアクセスを管理することができる。ソフトウェアモジュール1616は、割込みハンドラおよびデバイスドライバと対話し、処理回路1602によって提供される様々なリソースへのアクセスを制御する制御プログラムおよび/またはオペレーティングシステムを含むことがある。リソースは、メモリ、処理時間、トランシーバ1612へのアクセス、ユーザインターフェース1618などを含み得る。
【０１７７】
処理回路1602の1つまたは複数のプロセッサ1604は、多機能であることがあり、それによって、ソフトウェアモジュール1616のいくつかは、異なる機能または同じ機能の異なるインスタンスを実行するようにロードおよび構成される。1つまたは複数のプロセッサ1604は加えて、たとえば、ユーザインターフェース1618、トランシーバ1612、およびデバイスドライバからの入力に応答して開始されるバックグラウンドタスクを管理するように適応され得る。複数の機能の実行をサポートするために、1つまたは複数のプロセッサ1604は、マルチタスク環境を提供するように構成されることがあり、それにより、複数の機能の各々が、必要または要望に応じて、1つまたは複数のプロセッサ1604によってサービスされるタスクのセットとして実装される。様々な例では、マルチタスキング環境は、異なるタスクの間でプロセッサ1604の制御を渡す時分割プログラム1620を利用して実装されることがあり、それにより、各タスクは、任意の未処理動作の完了後、および/または割込みなどの入力に応答して、時分割プログラム1620に1つまたは複数のプロセッサ1604の制御を戻す。タスクが1つまたは複数のプロセッサ1604の制御を有するとき、処理回路は、事実上、制御するタスクと関連付けられる機能によって対処される目的に特化される。時分割プログラム1620は、オペレーティングシステム、ラウンドロビンベースで制御を伝達するメインループ、機能の優先順位に従って1つまたは複数のプロセッサ1604の制御を割り振る機能、および/または、1つまたは複数のプロセッサ1604の制御を処理機能に適用することによって外部イベントに応答する割込み駆動のメインループを含み得る。
【０１７８】
当業者は、情報および信号が、様々な異なる技術および技法のいずれを使用しても表現され得ることを諒解するであろう。たとえば、上の説明全体にわたって言及され得るデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、シンボル、およびチップは、電圧、電流、電磁波、磁場もしくは磁性粒子、光場もしくは光学粒子、またはそれらの任意の組合せによって表現され得る。
【０１７９】
さらに、当業者は、本明細書において開示される態様に関連して説明される様々な例示的な論理ブロック、モジュール、回路、およびアルゴリズムステップが、電子ハードウェア、コンピュータソフトウェア、またはその両方の組合せとして実装され得ることを諒解するであろう。ハードウェアおよびソフトウェアのこの互換性を明確に示すために、種々の例示的な構成要素、ブロック、モジュール、回路、およびステップが、上では全般にそれらの機能に関して説明された。そのような機能をハードウェアとして実装するか、ソフトウェアとして実装するかは、具体的な適用例および全体的なシステムに課された設計制約に依存する。当業者は、説明された機能を具体的な適用例ごとに様々な方法で実施することができるが、そのような実施の判断は、本開示の範囲からの逸脱を引き起こすものと解釈されるべきではない。
【０１８０】
本明細書において開示される態様に関して説明される方法、シーケンス、またはアルゴリズムは、直接ハードウェアにおいて、プロセッサによって実行されるソフトウェアモジュールにおいて、またはそれら2つの組合せにおいて具現化され得る。ソフトウェアモジュールは、RAMメモリ、フラッシュメモリ、ROMメモリ、EPROMメモリ、EEPROMメモリ、レジスタ、ハードディスク、リムーバブルディスク、CD-ROM、または当技術分野で知られている任意の他の形態の記憶媒体に存在し得る。例示的な記憶媒体は、プロセッサが記憶媒体から情報を読み取り、記憶媒体に情報を書き込むことができるように、プロセッサに結合される。代替として、記憶媒体はプロセッサと一体であり得る。
【０１８１】
したがって、本開示の一態様は、図8〜図15に関して上で説明されたように第1の衛星から第2の衛星へのハンドオフを実行するようにユーザ端末(UT)を操作するための方法を具現化する非一時的コンピュータ可読媒体を含み得る。「非一時的」という用語は、いかなる物理記憶媒体またはメモリも除外せず、特に、ダイナミックメモリ(たとえば、従来のランダムアクセスメモリ(RAM))を除外するのではなく、媒体が一時的な伝搬信号として見なされ得るという解釈のみを除外する。
【０１８２】
上記の開示は例示的な態様を示すが、添付の特許請求の範囲の範囲から逸脱することなく、本明細書において様々な変更および修正が行われ得ることに留意されたい。本明細書において説明される態様による方法クレームの機能、ステップまたは活動は、別段に明記されていない限り、任意の特定の順序で実行される必要はない。さらに、要素は、単数形で説明または請求されることがあるが、単数形への限定が明示的に述べられていない限り、複数形が企図される。したがって、本開示は、図示の例に限定されず、本明細書において説明される機能を実行するための任意の手段は、本開示の態様に含まれる。
【符号の説明】
【０１８３】
106  インフラストラクチャ
108  インターネット
110  PSTN
200  ゲートウェイ
201  ゲートウェイ
205  アンテナ
210  RFサブシステム
212  RFトランシーバ
214  RFコントローラ
216  アンテナコントローラ
220  デジタルサブシステム
222  デジタル受信機
224  デジタル送信機
230  PSTNインターフェース
240  LANインターフェース
245  ゲートウェイインターフェース
250  ゲートウェイコントローラ
251  ローカル時間/周波数/位置基準
252  メモリ
254  ハンドオフ制御ブロック
299  ハンドオフ制御ブロック
300  衛星
301F  順方向フィーダリンク
301R  リターンフィーダリンク
302F  順方向サービスリンク
302R  リターンサービスリンク
310  順方向トランスポンダ
311  第1のバンドパスフィルタ
312  第1のLNA
313  周波数変換器
314  第2のLNA
315  第2のバンドパスフィルタ
316  PA
320  リターントランスポンダ
321  第1のバンドパスフィルタ
322  第1のLNA
323  周波数変換器
324  第2のLNA
325  第2のバンドパスフィルタ
326  PA
330  発振器
340  コントローラ
351  順方向リンクアンテナ
352  順方向リンクアンテナ
361  リターンリンクアンテナ
362  リターンリンクアンテナ
400  ユーザ端末
401  ユーザ端末
410  アンテナ
412  デュプレクサ
414  アナログ受信機
416  デジタルデータ受信機
418  サーチャ受信機
420  制御プロセッサ
421  ハンドオフマネージャ
422  デジタルベースバンド回路
426  送信変調器
428  デジタル送信電力コントローラ
430  送信電力増幅器
432  メモリ
434  ローカル時間/周波数/位置基準
436  ハンドオフ制御ブロック
450  UEインターフェース回路
499  ハンドオフ制御
500  ユーザ端末
501  ユーザ端末
502  LANインターフェース
504  アンテナ
506  WLANトランシーバ
508  WLANトランシーバ
510  SPS受信機
512  プロセッサ
514  モーションセンサ
516  メモリ
518  データ
520  命令
522  ユーザインターフェース
524  マイクロフォン/スピーカー
526  キーパッド
528  ディスプレイ
600  単一フィードアンテナ
602  アンテナフィード
604  ステッピングモーター
605  湾曲した軌道
606  フレキシブルな有歯ベルト
607  アンテナフィードハウジング
608  レンズ
609  ステッピングモーター
800  手順
802  RSLデータ
804  FFLデータ
808  ハンドオフメッセージ
812  ハンドオフ肯定応答メッセージ
814  最後の順方向リンクパケット
818  最後のリターンリンクパケット
824  最初のリターンリンクパケット
900  プロセス
1000  ハンドオフ手順
1002  最後の順方向リンクパケット
1100  プロセス
1200  ハンドオフ手順
1202  最後のリターンリンクパケット
1210  ハンドオフメッセージ
1212  最後のリターンリンクパケット
1216  ハンドオフ肯定応答メッセージ
1218  順方向リンク
1222  リターンリンク
1300  プロセス
1400  ハンドオフ手順
1402  最後のリターンリンクパケット
1410  ハンドオフメッセージ
1412  最後のリターンリンクパケット
1415  最後の順方向リンクパケット
1416  ハンドオフ肯定応答メッセージ
1418  順方向リンク
1422  リターンリンク
1500  プロセス
1600  概念図
1602  処理回路
1604  プロセッサ
1606  記憶装置
1608  バスインターフェース
1610  バス
1612  ラインインターフェース回路
1614  ランタイムイメージ
1616  ソフトウェアモジュール
1618  ユーザインターフェース
1620  時分割プログラム
1622  内部デバイスおよび/または論理回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【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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