(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
等価電力束密度(EPFD)限界を遵守するように非静止軌道(NGSO)衛星を動作させる方法であって、
地球上のいくつかの選択された場所の各々について、
前記NGSO衛星から送信されることになるビームの、前記選択された場所における受信に関連したEPFDレベルの第1の累積分布関数(CDF)を決定するステップと、
EPFDレベルの前記第1のCDFが超過しているいくつかのEPFDパーセンタイル限界を特定するステップと、
前記特定されたいくつかのEPFDパーセンタイル限界に少なくとも一部は基づいて、前記選択された場所におけるEPFDレベルの第2のCDFを決定するステップと、
EPFDレベルの前記第2のCDFに少なくとも一部は基づいて、前記選択された場所の電力バックオフ値を決定するステップと、
前記いくつかの選択された場所についての前記決定された電力バックオフ値を電力バックオフスケジュールにまとめるステップと、
前記電力バックオフスケジュールに基づいて、前記NGSO衛星から送信されることになる前記ビームの電力レベルを動的に調整するステップとを含む、方法。
【請求項２】
前記電力バックオフスケジュールが前記電力バックオフ値を地球上の緯度の関数として表す、請求項1に記載の方法。
【請求項３】
前記電力バックオフスケジュールが、地球上の対応する緯度の電力バックオフ値をそれぞれの成分が示す、いくつかの成分を有するベクトルを含む、請求項1に記載の方法。
【請求項４】
EPFDレベルの前記第2のCDFが、前記特定されたいくつかのEPFDパーセンタイル限界のどれも超過しない、請求項1に記載の方法。
【請求項５】
EPFDレベルの前記第2のCDFを決定するステップが、
前記特定されたいくつかのEPFDパーセンタイル限界の各々について、対応するステップ関数を定義するステップと、
前記定義されたステップ関数を含むようにEPFDレベルの前記第1のCDFを修正するステップとを含む、請求項1に記載の方法。
【請求項６】
前記定義されたステップ関数の各々が、前記特定されたいくつかのEPFDパーセンタイル限界のうちの対応する1つを超過することを回避し、前記特定されたEPFDパーセンタイル限界の各々が、静止軌道(GSO)地上局の対応する基準アンテナディッシュサイズと関連付けられている、請求項5に記載の方法。
【請求項７】
前記選択された場所のいくつかのEPFD区間を、前記定義されたステップ関数に少なくとも一部は基づいて定義するステップと、
前記定義されたいくつかのEPFD区間に少なくとも一部は基づいて、前記選択された場所の電力バックオフ値を決定するステップとをさらに含む、請求項5に記載の方法。
【請求項８】
前記電力バックオフ値を決定するステップが、
有限数のタイムティックに対し前記NGSO衛星の動作をシミュレーションするステップと、
前記定義されたいくつかのEPFD区間の各々と関連付けられたEPFDパーセンタイル限界の超過を検出するステップと、
前記電力バックオフ値を前記検出された超過に一部は基づいて計算するステップとを含む、請求項7に記載の方法。
【請求項９】
等価電力束密度(EPFD)限界を遵守するように非静止軌道(NGSO)衛星を動作させるための装置であって、
地球上のいくつかの選択された場所の各々について、
前記NGSO衛星から送信されることになるビームの、前記選択された場所における受信に関連したEPFDレベルの第1の累積分布関数(CDF)を決定するための手段と、
EPFDレベルの前記第1のCDFが超過しているいくつかのEPFDパーセンタイル限界を特定するための手段と、
前記特定されたいくつかのEPFDパーセンタイル限界に少なくとも一部は基づいて、前記選択された場所におけるEPFDレベルの第2のCDFを決定するための手段と、
EPFDレベルの前記第2のCDFに少なくとも一部は基づいて、前記選択された場所の電力バックオフ値を決定するための手段と、
前記いくつかの選択された場所についての前記決定された電力バックオフ値を電力バックオフスケジュールにまとめるための手段と、
前記電力バックオフスケジュールに基づいて、前記NGSO衛星から送信されることになる前記ビームの電力レベルを動的に調整するための手段とを含む、装置。
【請求項１０】
前記電力バックオフスケジュールが前記電力バックオフ値を地球上の緯度の関数として表す、請求項9に記載の装置。
【請求項１１】
前記電力バックオフスケジュールが、地球上の対応する緯度の電力バックオフ値をそれぞれの成分が示す、いくつかの成分を有するベクトルを含む、請求項9に記載の装置。
【請求項１２】
EPFDレベルの前記第2のCDFを決定するための前記手段が、
前記特定されたいくつかのEPFDパーセンタイル限界の各々について、対応するステップ関数を定義し、かつ
前記定義されたステップ関数を含むようにEPFDレベルの前記第1のCDFを修正する、請求項9に記載の装置。
【請求項１３】
前記定義されたステップ関数の各々が、前記特定されたいくつかのEPFDパーセンタイル限界のうちの対応する1つを超過することを回避し、前記特定されたEPFDパーセンタイル限界の各々が、静止軌道(GSO)地上局の対応する基準アンテナディッシュサイズと関連付けられている、請求項12に記載の装置。
【請求項１４】
前記選択された場所のいくつかのEPFD区間を、前記定義されたステップ関数に少なくとも一部は基づいて定義するための手段と、
前記定義されたいくつかのEPFD区間に少なくとも一部は基づいて、前記選択された場所の電力バックオフ値を決定するための手段とをさらに含む、請求項12に記載の装置。
【請求項１５】
装置の1つまたは複数のプロセッサによって実行されると、前記装置に、請求項1から8のいずれか一項に記載の方法を実行させる命令を記憶する、コンピュータ可読可読媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に記載の様々な態様は衛星通信に関し、より詳細には、衛星通信を管理する国際規則を遵守することに関する。
【背景技術】
【０００２】
衛星による従来の通信システムは、ゲートウェイ、ならびにゲートウェイと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1つまたは複数の衛星を含む。ゲートウェイとは、通信衛星との間で信号を送受信するためのアンテナを有する地上局のことである。ゲートウェイは、衛星を使用してユーザ端末を他のユーザ端末に接続する、または公衆交換電話網、インターネット、および様々な公衆網および/または私設網など、他の通信システムのユーザに接続するための通信リンクを提供する。衛星とは、情報を中継するために使用される、軌道を周回する受信機および中継器のことである。
【０００３】
衛星は、ユーザ端末が衛星の「フットプリント」内にあれば、ユーザ端末との間で信号を送受信することができる。衛星のフットプリントとは、衛星の信号の範囲内の地表の地理的領域のことである。フットプリントは通常、1つまたは複数のアンテナを使用することによって、「複数のビーム」に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特定の同一の地理的領域をカバーするように方向付けることができる。
【０００４】
静止衛星は、通信用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おり、したがって、無線信号伝搬の際の地球上の通信トランシーバと静止衛星との間のタイミングシフトおよび周波数シフトがほとんどない。しかし、静止衛星は静止軌道(GSO)に限定されるので、GSOに配置できる衛星の数は限られる。静止衛星の代替として、低地球軌道(LEO)などの非静止軌道(NGSO)上の衛星配置を利用する通信システムが、全地球の、または少なくとも地球の大部分の通信カバレッジを実現するために考案された。
【０００５】
GSO衛星とNGSO衛星は、同じ(または類似の)周波数帯域で動作することがあり、したがって、GSO衛星通信がNGSO衛星通信から障害を受けないように、干渉緩和技法がNGSO衛星で使用される場合がある。たとえば、国際電気通信連合(ITU)では、GSO衛星のフットプリント内にある地表のあらゆる点においてNGSO衛星が生成することができる等価電力束密度(EPFD)の限界を提示している。
【０００６】
地表の所与の点におけるEPFDを計算するには、アンテナおよび/または様々な地上局の伝送特性についての広範な知識が必要になり得るので、NGSO衛星は通常、ITUのEPFD限界に適合するには他の技法を使用する。EPFD限界に適合する一方法は、地球上のビームのカバレッジ領域内のどれかの点において、NGSO衛星とGSO衛星との間の角度が閾値角未満になる場合に(たとえば、これはGSO衛星の地球上のビーム終端点が、NGSO衛星のビームのカバレッジ領域内にあることを示し得る)、NGSO衛星がそのビームを使用不能にすることである。このようにしてNGSO衛星のビームを使用不能にすることで、NGSO衛星がEPFD限界に適合することが可能になり得るが、これにより、不要なカバレッジギャップがNGSO衛星通信システムに生じる可能性がある(たとえば、NGSO衛星のビームの一部分だけがGSO衛星の伝送を妨げる場合に)。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の態様は、NGSO衛星通信に対するITUのEPFD限界を超過することなく、NGSO衛星のビーム電力レベルを最大限にするための装置および方法を対象とする。1つの例では、等価電力束密度(EPFD)限界を遵守するようにNGSO衛星を動作させる方法が開示される。この方法は、地球上のいくつかの選択された場所の各々について、NGSO衛星から送信されることになるビームの、選択された場所における受信に関連したEPFDレベルの第1の累積分布関数(CDF)を決定するステップと、EPFDレベルの第1のCDFが超過しているいくつかのEPFDパーセンタイル限界を特定するステップと、いくつかの特定されたEPFDパーセンタイル限界に少なくとも一部は基づいて、選択された場所におけるEPFDレベルの第2のCDFを決定するステップと、EPFDレベルの第2のCDFに少なくとも一部は基づいて、選択された場所の電力バックオフ値を決定するステップとを含み得る。この方法はまた、いくつかの選択された場所についての決定された電力バックオフ値を電力バックオフスケジュールにまとめるステップと、電力バックオフスケジュールに基づいて、NGSO衛星から送信されることになるビームの電力レベルを動的に調整するステップとを含む。
【０００８】
別の例では、EPFD限界を遵守するようにNGSO衛星を動作させるための装置が開示される。この装置は、地球上のいくつかの選択された場所の各々について、NGSO衛星から送信されることになるビームの、選択された場所における受信に関連したEPFDレベルの第1の累積分布関数(CDF)を決定するための手段と、EPFDレベルの第1のCDFが超過しているいくつかのEPFDパーセンタイル限界を特定するための手段と、いくつかの特定されたEPFDパーセンタイル限界に少なくとも一部は基づいて、選択された場所におけるEPFDレベルの第2のCDFを決定するための手段と、EPFDレベルの第2のCDFに少なくとも一部は基づいて、選択された場所の電力バックオフ値を決定するための手段とを含み得る。この装置はまた、いくつかの選択された場所についての決定された電力バックオフ値を電力バックオフスケジュールにまとめるための手段と、電力バックオフスケジュールに基づいて、NGSO衛星から送信されることになるビームの電力レベルを動的に調整するための手段とを含む。
【０００９】
別の例では、EPFD限界を遵守するようにNGSO衛星を動作させるための装置が開示される。この装置は、1つまたは複数のプロセッサと、命令を記憶するように構成されたメモリを含み得る。1つまたは複数のプロセッサによって命令を実行すると装置は、地球上のいくつかの選択された場所の各々について、NGSO衛星から送信されることになるビームの、選択された場所における受信に関連したEPFDレベルの第1の累積分布関数(CDF)を決定し、EPFDレベルの第1のCDFが超過しているいくつかのEPFDパーセンタイル限界を特定し、いくつかの特定されたEPFDパーセンタイル限界に少なくとも一部は基づいて、選択された場所におけるEPFDレベルの第2のCDFを決定し、かつEPFDレベルの第2のCDFに少なくとも一部は基づいて、選択された場所の電力バックオフ値を決定し得る。1つまたは複数のプロセッサによって命令を実行すると装置はまた、いくつかの選択された場所についての決定された電力バックオフ値を電力バックオフスケジュールにまとめ、かつ電力バックオフスケジュールに基づいて、NGSO衛星から送信されることになるビームの電力レベルを動的に調整し得る。
【００１０】
別の例では、非一時的コンピュータ可読媒体が開示される。非一時的コンピュータ可読媒体は、装置の1つまたは複数のプロセッサによって実行されるとEPFD限界を遵守するように装置がNGSO衛星を動作させる命令を記憶し得る。より具体的には、この命令が実行されると装置は、地球上のいくつかの選択された場所の各々について、NGSO衛星から送信されることになるビームの、選択された場所における受信に関連したEPFDレベルの第1の累積分布関数(CDF)を決定し、EPFDレベルの第1のCDFが超過しているいくつかのEPFDパーセンタイル限界を特定し、いくつかの特定されたEPFDパーセンタイル限界に少なくとも一部は基づいて、選択された場所におけるEPFDレベルの第2のCDFを決定し、かつEPFDレベルの第2のCDFに少なくとも一部は基づいて、選択された場所の電力バックオフ値を決定する。命令が実行されると装置はまた、いくつかの選択された場所についての決定された電力バックオフ値を電力バックオフスケジュールにまとめ、かつ電力バックオフスケジュールに基づいて、NGSO衛星から送信されることになるビームの電力レベルを動的に調整する。
【００１１】
本開示の諸態様が例示的に図示されるが、これらは添付の図面の図によって限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】例示的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(UT)の一例のブロック図である。
【図５】図1のユーザ機器(UE)の一例のブロック図である。
【図６】地球を周回するNGSO衛星配置およびGSO衛星配置を描く図である。
【図７Ａ】GSO衛星および地球に対する2つのNGSO衛星の例示的な位置を描く図である。
【図７Ｂ】EPFD限界についてのITUのガイダンスに従って画定され得る例示的な排除区域を描く図である。
【図８Ａ】地球上の一点で受信されたNGSO衛星ビームの例示的なCDF-EPFD曲線を描く図である。
【図８Ｂ】例示的な実施形態による、NGSO衛星ビームの例示的な修正CDF-EPFD曲線を描く図である。
【図８Ｃ】例示的な実施形態による、図8Bの修正CDF-EPFD曲線と関連付けられた例示的EPFD区間を描く図である。
【図９Ａ】例示的な実施形態による、ビーム電力バックオフスケジュールによって実現された様々な例示的EPFDパーセンタイル限界の遵守レベルを描く図である。
【図９Ｂ】例示的なNGSO衛星配置のカバレッジギャップと地球上の緯度との間の関係を描く図である。
【図９Ｃ】例示的なNGSO衛星配置のカバレッジギャップと地球上の緯度との間の別の関係を描く図である。
【図９Ｄ】例示的なNGSO衛星配置の空間容量と地球上の緯度との間の関係を描く図である。
【図１０Ａ】例示的なNGSO衛星から送信される8つのビームについてビーム電力レベルと地球上の緯度の間の例示的な関係を描く図である。
【図１０Ｂ】例示的なNGSO衛星から送信される8つのビームについてビーム電力レベルと地球上の緯度の間の例示的な関係を描く図である。
【図１１】本明細書に開示されたいくつかのNGSO衛星の各々から送信された1つまたは複数のビームの電力レベルを動的に調整するために使用できる、例示的なコントローラのブロック図である。
【図１２】本明細書に開示された1つまたは複数のNGSO衛星の電力バックオフスケジュールを決定する例示的な操作を表す実例となる流れ図である。
【図１３】本明細書に教示された衛星動作の制御を支援するように構成された装置のいくつかの例示的態様の別のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
同じ参照数字は、対応する部分をすべての図面の図にわたり指す。
【００１４】
本明細書に記載の例示的な実施形態では、NGSO衛星から送信されるビームを使用不能にしなくても、NGSO衛星の配置が様々なEPFD限界(たとえば、ITUのEPFD限界)を遵守できるようになり得る。より詳細に以下で説明するように、NGSO衛星から送信され得る1つまたは複数のビームは、ビーム電力バックオフスケジュールに従って動的に調整することができる。いくつかの態様では、ビーム電力バックオフスケジュールは、ビーム電力バックオフ値を時間および/または衛星位置(たとえば、地球上の緯度)の関数として指定することができ、また、様々なEPFD限界(たとえば、ITUのEPFDパーセンタイル限界)を超過することなく、NGSO衛星から送信されるビームを最大許容電力レベルにすることができる。
【００１５】
本開示の態様は、特定の例を対象とする以下の記述および関連図面で説明される。代替例を本開示の範囲から逸脱することなく考案することができる。加えて、よく知られている要素は、本開示の関連する細部を分かりにくくしないように詳細には説明されないか、または省略される。
【００１６】
「例示的な」という語は、本明細書では「例、たとえ、または実例としての役割を果たすこと」を表すのに使用される。本明細書に「例示的な」として記載されたどの態様も、他の態様に比べて必ずしも好ましい、または有利であると解釈すべきではない。同様に、「諸態様」という用語は、論じられた特徴、利点または動作モードをすべての態様が含むことを要しない。
【００１７】
本明細書で使用される術語は、特定の態様を説明することだけが目的であり、諸態様を限定するものではない。本明細書では、単数形「1つの(a)」、「1つの(an)」および「その(the)」は、それ以外の指示がない限り複数形もまた含むものである。「含む(comprises)」、「含んでいる(comprising)」、「含む(includes)」、または「含んでいる(including)」という用語は、本明細書で用いられる場合、提示された特徴、完全体、ステップ、操作、要素、または構成要素が存在することを明示するが、1つまたは複数の他の特徴、完全体、ステップ、操作、要素、構成要素、またはこれらの群が存在すること、または追加されることを排除しないことをさらに理解されたい。さらに、「または(or)」という語は、ブール演算子「OR」と同じ意味を有し、すなわち「どちらか(either)」および「両方(both)」の可能性を包含し、特にことわらない限り「排他的なまたは(exclusive or)」(「XOR」)に限定されないことを理解されたい。隣接する2つの語の間の記号「/」は、特にことわらない限り「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「と連通している」などの句は、特にことわらない限り直に接続することに限定されない。
【００１８】
さらに、多くの態様が、たとえば計算デバイスの要素によって実行される動作シーケンスに関して説明される。本明細書で説明される様々な動作は、特定の回路によって、たとえば、中央処理ユニット(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)、もしくは様々な他のタイプの汎用または専用のプロセッサまたは回路によって、1つもしくは複数のプロセッサで実行されるプログラム命令によって、または両方の組合せによって実行できることを理解されたい。加えて、本明細書に記載のこれらの動作シーケンスは、実行されると関連したプロセッサが本明細書に記載の機能を実行することになる、対応するコンピュータ命令のセットを記憶したコンピュータ可読記憶媒体の任意の形態の中に完全に具現化されるものと考えることができる。したがって、本開示の様々な態様は、いくつかの異なる形態で具現化することができ、そのすべてが、特許請求される主題の範囲内にあるものと企図された。加えて、本明細書に記載の態様の各々について、任意のそのような態様の対応する形態が、たとえば記載された動作を「実行するように構成された論理回路」として、本明細書で説明され得る。
【００１９】
以下の説明では、本開示の完全な理解が得られるように、特定の構成要素、回路、および処理の例などの多数の具体的な詳細が明らかにされる。本明細書で「連結された(coupled)」という用語は、直に接続された、または1つもしく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た、を意味する。また、以下の説明で、かつ説明の目的で、特定の専門語が本開示の完全な理解が得られるように明らかにされる。しかし、これらの特定の細部が本開示の様々な態様を実践するために必要とされない可能性があることは、当業者には明らかであろう。他の場合では、よく知られた回路およびデバイスは、本開示が不明瞭にならないようにブロック図の形で示される。本開示の様々な態様は、本明細書に開示の特定の例に限定されると解釈すべきではなく、むしろ、添付の特許請求の範囲に定義されたすべての実施形態をその範囲内に含むものである。
【００２０】
図1は衛星通信システム100の一例を示し、このシステムは、たとえば低地球軌道(LEO)である非静止軌道の複数の衛星(ただし、図を分かりやすくするために1つの衛星300しか示されていない)、衛星300と通信するゲートウェイ200、衛星300と通信する複数のユーザ端末(UT) 400および401、ならびにUT 400および401それぞれと通信する複数のユーザ機器(UE) 500および501を含む。各UE 500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、視聴覚デバイス、またはUTと通信する機能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。加えて、UE 500および/またはUE 501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に示された例では、UT 400とUE 500は、双方向アクセスリンク(フォワードアクセスリンクおよびリターンアクセスリンクがある)を介して互いに通信し、同様に、UT 401とUE 501も別の双方向アクセスリンクを介して互いに通信する。別の実施形態では、1つまたは複数の追加UE(図示せず)を受信だけするように、したがって、フォワードアクセスリンクだけを使用してUTと通信するように、構成することができる。別の実施形態では、1つまたは複数の追加UE(図示せず)もまた、UT 400またはUT 401と通信することができる。あるいは、UTおよび対応するUEは、たとえば、一体化衛星トランシーバと、衛星と直に通信するためのアンテナとを備えたモバイル電話など、単一の物理的デバイスの一体化部分であり得る。
【００２１】
ゲートウェイ200は、インターネット108に、または公衆網、半私設網もしくは私設網のうちの1つもしくは複数の他のタイプに、アクセスすることができ得る。図1に示された例では、ゲートウェイ200は、インターネット108に、または公衆網、半私設網もしくは私設網のうちの1つもしくは複数の他のタイプにアクセスできる、インフラストラクチャ106と通信する。ゲートウェイ200はまた、たとえば、光ファイバ網または公衆交換電話網(PSTN) 110などの陸線網を含む、様々なタイプの通信迂回中継に結合することができる。さらに、代替実施形態では、ゲートウェイ200は、インターネット108、PSTN 110、または公衆網、半私設網もしくは私設網のうちの1つもしくは複数の他のタイプと、インフラストラクチャ106を使用しなくてもインターフェースすることができる。さらに、ゲートウェイ200は、インフラストラクチャ106を介してゲートウェイ201などの他のゲートウェイと通信することができ、あるいは、インフラストラクチャ106を使用せずにゲートウェイ201と通信するように構成することができる。インフラストラクチャ106は全体または一部で、ネットワークコントローラセンタ(NCC)、衛星コントロールセンタ(SCC)、有線および/またはワイヤレスコアネットワーク、および/または、衛星通信システム100の操作および/またはそ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。
【００２２】
衛星300とゲートウェイ200との間の両方向の通信はフィーダリンクと呼ばれるのに対し、衛星とUT 400および401との間の両方向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UT 400および401のうちの1つであり得る地上局までの信号経路は、総称してダウンリンクと呼ばれることがある。地上局から衛星300までの信号経路は総称してアップリンクと呼ばれることがある。加えて、図示のように信号は、フォワードリンク、およびリターンリンクまたは上りリンクなどの全体的な方向性を有し得る。それに応じて、ゲートウェイ200から始まり衛星300を経由してUT 400で終わる方向の通信リンクはフォワードリンクと呼ばれるのに対し、UT 400から始まり衛星300を経由してゲートウェイ200で終わる方向の通信リンクはリターンリンクまたは上りリンクと呼ばれる。そのため、図1で、ゲートウェイ200から衛星300までの信号経路は「フォワードフィーダリンク」と標示されているのに対し、衛星300からゲートウェイ200までの信号経路は「リターンフィーダリンク」と標示されている。同様に、図1で、各UT 400または401から衛星300までの信号経路は「リターンサービスリンク」と標示されているのに対し、衛星300から各UT 400または401までの信号経路は「フォワードサービスリンク」と標示されている。
【００２３】
いくつかの実施形態では、ゲートウェイ200は、いくつかの制御信号および/または命令を1つまたは複数の対応する衛星300へ送信することができ、これらの制御信号および/または命令により、対応する衛星300の各々が、たとえばNGSO衛星に対するITUのEPFD限界を遵守するように、その衛星ビームの1つまたは複数の送信電力レベルを選択的に調整するようになり得る。いくつかの態様では、これらの制御信号および/または命令は、ゲートウェイ200の中に設けられるか、それに接続されるか、または別に結合されるビーム電力制御回路252によって生成することができる。ビーム電力制御回路252は、任意の適切な方法で実現することができ、かつ/または、たとえばCPU、ASIC、DSP、FPGAなどを含む、任意の適切なデバイスまたは構成要素を含み得る。少なくともいくつかの例示的な実施形態では、ビーム電力制御回路252は、命令を含む1つまたは複数のプログラムを任意の適切な1つまたは複数のプロセッサで実行することによって実現することができる(または、ビーム電力制御回路252の機能を実行することができる)。命令は、非一時的コンピュータ可読媒体に記憶することができる。
【００２４】
図2は、図1のゲートウェイ201にも当てはまり得る、ゲートウェイ200の例示的なブロック図である。ゲートウェイ200は、いくつかのアンテナ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を含めて図示されている。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。
【００２５】
いくつかの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RFサブシステム210は、フォワードフィーダリンク301Fを経由して衛星300へ通信信号を送信し、また衛星300からリターンフィーダリンク301Rを経由して通信信号を受信することができる。図を簡単にするために図示されていないが、RFトランシーバ212の各々は、送信回路および受信回路を含み得る。各受信回路は、受信通信信号を既知の方法でそれぞれ増幅およびダウンコンバートする、低雑音増幅器(LNA)およびダウンコンバータ(たとえば、混合器)を含み得る。加えて、各受信回路は、受信通信信号をアナログ信号からデジタル信号に変換するアナログ-デジタルコンバータ(ADC)を含み得る(たとえば、デジタルサブシステム220によって処理するために)。各送信回路は、衛星300へ既知の方法で送信されることになる通信信号を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、混合器)および電力増幅器(PA)を含み得る。加えて、各送信回路は、デジタルサブシステム220から受信したデジタル信号を衛星300へ送信されることになるアナログ信号に変換するための、デジタル-アナログコンバータ(DAC)を含み得る。
【００２６】
RFコントローラ214は、いくつかのRFトランシーバ212の様々な態様を制御するために(たとえば、搬送波周波数の選択、周波数および位相の較正、利得設定などに)使用することができる。アンテナコントローラ216は、アンテナ205の様々な態様を制御すること(たとえば、ビーム形成、ビームステアリング、利得設定、周波数調整など)ができる。
【００２７】
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から受信した通信信号を処理し、この処理した通信信号を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へ転送すること、ならびに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から受信した通信信号を処理し、この処理した通信信号をRFサブシステム210へ転送することができる。
【００２８】
各デジタル受信機モジュール222は、ゲートウェイ200とUT 400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相当し得る。RFトランシーバ212の受信回路のうちの1つが、入力信号を複数のデジタル受信機モジュール222に供給することができる。いくつかのデジタル受信機モジュール222を使用して、任意の所与の時間に処理さ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に対応することができる。図を簡単にするために図示されていないが、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、およびダイバーシティ結合器と復号器の回路を含み得る。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がないかを探索するために使用することができ、またパイロット信号(または他の比較的一定したパターンの強い信号)がないかを探索するために使用することができる。
【００２９】
デジタル送信機モジュール224は、衛星300を経由してUT 400へ送信されることになる信号を処理することができる。図を簡単にするために図示されていないが、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、対応するデジタル送信電力コントローラ(簡単にするために図示せず)によって制御することができ、このコントローラは、(1)干渉低減および資源割り振りを目的として最小レベルの電力を適用し、(2)伝送経路における減衰および他の経路伝達特性を補償する必要があるときには適切なレベルの電力を適用することができる。
【００３０】
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に結合されている制御プロセッサ228は、それだけには限らないが、信号処理、タイミング信号生成、電力制御、ハンドオフ制御、ダイバーシティ結合、およびシステムインターフェースなどの機能を実行するためのコマンドおよび制御信号を供給することができる。
【００３１】
制御プロセッサ228はまた、パイロット信号、同期信号、およびページングチャネル信号の生成および電力と、これらを送信電力コントローラ(簡単にするために図示せず)に結合することとを制御することもできる。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、反復する不変パターンまたは変化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入力を使用することができる。たとえば、パイロット信号用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または0などの一定値、または1および0が散在する構造化パターンなどのよく知られた反復パターンを有する。
【００３２】
ベースバンドプロセッサ226は、当技術分野でよく知られており、したがって本明細書では詳細に説明しない。たとえば、ベースバンドプロセッサ226は、(それだけには限らないが)符号器、データモデム、およびデジタルデータ交換記憶構成要素などの様々な既知の要素を含み得る。
【００３３】
PSTNインターフェース230は、外部PSTNとの間で直接、または図1に示された追加のインフラストラクチャ106を介して、通信信号を供給し受信することができる。PSTNインターフェース230は、当技術分野でよく知られており、したがって本明細書では詳細に説明しない。他の実施形態では、PSTNインターフェース230は省略すること、またはゲートウェイ200を地上ネットワーク(たとえば、インターネット)に接続する他の適切なインターフェースに置き換えることができる。
【００３４】
LANインターフェース240は、外部LANとの間で通信信号を供給し受信することができる。たとえば、LANインターフェース240はインターネット108に直接、または図1に示された追加のインフラストラクチャ106を介して、結合することができる。LANインターフェース240は、当技術分野でよく知られており、したがって本明細書では詳細に説明しない。
【００３５】
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と結合された1つまたは複数の他のゲートウェイとの間で(かつ/または、図を簡単にするために図示されていない、他の衛星通信システムに結合されたゲートウェイとの間で)通信信号を供給し受信することができる。いくつかの実施形態では、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通信ラインまたはチャネル(図を簡単にするために図示せず)を介して、他のゲートウェイと通信することができる。他の実施形態では、ゲートウェイインターフェース245は、PSTN 110、および/またはインターネット108(図1も参照)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つの実施形態では、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。
【００３６】
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によって行うことができる。ゲートウェイコントローラ250は、衛星300の資源の利用をゲートウェイ200によって計画および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、トラフィックプランを生成し、衛星資源を割り振り、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の動作を監視することができる。ゲートウェイコントローラ250はまた、地上の衛星コントローラ(図を簡単にするために図示せず)に結合することもでき、このコントローラは、衛星300の軌道を維持および監視し、衛星利用情報をゲートウェイ200まで中継し、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。
【００３７】
図2に示された例示的な実施形態では、ゲートウェイコントローラ250は地方時・周波数・位置基準器251を含み、これは、地方時および周波数の情報をRFサブシステム210、デジタルサブシステム220、および/またはインターフェース230、240、および245に提供することができる。時間および周波数の情報は、ゲートウェイ200の様々な構成要素を互いに、かつ/または衛星300と同期させるために使用することができる。地方時・周波数・位置基準器251はまた、衛星300の位置情報(たとえば、天体位置表データ)をゲートウェイ200の様々な構成要素に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の中に含まれるように表されているが、他の実施形態では、地方時・周波数・位置基準器251は、ゲートウェイコントローラ250に(および/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つ以上に)結合されている別個のサブシステムであり得る。
【００３８】
図2に表された例示的な実施形態では、ゲートウェイコントローラ250は、いくつかの制御信号および/または命令を生成するためのビーム電力制御回路252を含むことができ、これら制御信号および/または命令は、1つまたは複数の対応する衛星300へ送信されると、対応する衛星300の各々が、そのビームのうちの1つまたは複数の送信電力を、NGSO衛星に対するITUのEPFD限界を遵守するように選択的に調整することになり得る。より詳細に以下で説明するように、対応する衛星300の各々は、受信した制御信号および/または命令に基づいて、そのビームのうちの1つまたは複数の送信電力を、対応する衛星300によって得られるカバレッジ内のギャップを最小限にするようにして選択的に調整することができる。
【００３９】
図を簡単にするために図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(NCC)および/または衛星制御センタ(SCC)に結合することもできる。たとえば、ゲートウェイコントローラ250は、SCCが衛星300と直に通信して、たとえば天体位置表データを衛星300から取得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がそのアンテナ205を適正に向けること(たとえば、適切な衛星300に)、ビーム送信をスケジュールすること、ハンドオーバを調整すること、および他のよく知られた様々な機能を実行することを可能にする、処理された情報を受信することもできる(たとえば、SCCおよび/またはNCCから)。少なくともいくつかの実施形態では、NCCおよび/またはSCCは、関連したNGSO衛星配置内のいくつかの衛星300(またはすべての衛星300)に対する制御信号および/または命令を生成するための、いくつかのビーム電力制御回路252を含み得る。NCCおよび/またはSCCは、制御信号および/または命令を衛星300へ、ゲートウェイ200などの1つまたは複数のゲートウェイを介して送信することができる。いくつかの態様では、ビーム電力制御回路252は、NCCおよび/またはSCCの中に存在することができ、ゲートウェイ200は、ビーム電力制御回路252を含まないことがある。
【００４０】
図3は、説明だけを目的とする、衛星300の例示的なブロック図である。具体的な衛星構成は大きく変わる可能性があり、またオンボード処理を含むことも含まないこともあることを理解されたい。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つ以上の衛星により、ゲートウェイ200とUT 400との間の機能的接続を行うこともできる。開示がいかなる特定の衛星配置にも限定されないこと、ならびに、ゲートウェイ200とUT 400との間の機能的接続を行うことができる任意の衛星または衛星の組合せは、本開示の範囲内にあると考えられることを理解されたい。一例では、衛星300は、フォワードトランスポンダ310、リターントランスポンダ320、発振器330、コントローラ340、フォワードリンクアンテナ351〜352、およびリターンリンクアンテナ361〜362を含むように図示されている。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できるフォワードトランスポンダ310は、第1のバンドパスフィルタ311(1)〜311(N)の各々1つ、第1のLNA 312(1)〜312(N)の各々1つ、周波数コンバー313(1)〜313(N)の各々1つ、第2のLNA 314(1)〜314(N)の各々1つ、第2のバンドパスフィルタ315(1)〜315(N)の各々1つ、およびPA 316(1)〜316(N)の各々1つを含み得る。PA 316(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)の各々1つに結合される。
【００４１】
それぞれのフォワード経路FP(1)〜FP(N)内で、第1のバンドパスフィルタ311は、それぞれのフォワード経路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過させ、それぞれのフォワード経路FP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除去する。したがって、第1のバンドパスフィルタ311のパスバンドは、それぞれのフォワード経路FPと対応付けられたチャネルの幅に対応する。第1のLNA 312は、受信した通信信号を周波数コンバータ313で処理するのに適したレベルまで増幅する。周波数コンバータ313は、それぞれのフォワード経路FP内の通信信号の周波数を変換する(たとえば、衛星300からUT 400へ送信するのに適した周波数に)。第2のLNA 314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、対応付けられた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除去する。PA 316は、フィルタリングされた信号をそれぞれのアンテナ352を介してUT 400へ送信するのに適した電力レベルまで増幅する。個数N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、通信信号をUT 400からリターンサービスリンク302Rに沿ってアンテナ361(1)〜361(N)を経由して受信し、通信信号をゲートウェイ200へ、リターンフィーダリンク301Rに沿って1つまたは複数のアンテナ362を経由して送信する。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)の各々1つと結合することができ、また、第1のバンドパスフィルタ321(1)〜321(N)の各々1つ、第1のLNA 322(1)〜322(N)の各々1つ、周波数コンバータ323(1)〜323(N)の各々1つ、第2のLNA 324(1)〜324(N)の各々1つ、および第2のバンドパスフィルタ325(1)〜325(N)の各々1つを含み得る。
【００４２】
それぞれのリターン経路RP(1)〜RP(N)内で、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過させ、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除去する。したがって、第1のバンドパスフィルタ321のパスバンドは、いくつかの実施形態では、それぞれのリターン経路RPと対応付けられたチャネルの幅に対応する。第1のLNA 322は、受信したすべての通信信号を周波数コンバータ323で処理するのに適したレベルまで増幅する。周波数コンバータ323は、それぞれのリターン経路RP内の通信信号の周波数を変換する(たとえば、衛星300からゲートウェイ200へ送信するのに適した周波数に)。第2のLNA 324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、対応付けられた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除去する。リターン経路RP(1)〜RP(N)からの各信号は結合され、1つまたは複数のアンテナ362へPA 326を経由して供給される。PA 326は、結合信号をゲートウェイ200への送信のために増幅する。
【００４３】
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、フォワード局部発振器信号LO(F)をフォワードトランスポンダ310の周波数コンバータ313(1)〜313(N)に供給し、リターン局部発振器信号LO(R)をリターントランスポンダ320の周波数コンバータ323(1)〜323(N)に供給する。たとえば、LO(F)信号は、周波数コンバータ313(1)〜313(N)で使用して通信信号を、ゲートウェイ200から衛星300へ信号を送信することに対応付けられた周波数帯域から、衛星300からUT 400へ信号を送信することに対応付けられた周波数帯域へと変換することができる。LO(R)信号は、周波数コンバータ323(1)〜323(N)で使用して通信信号を、UT 400から衛星300へ信号を送信することに対応付けられた周波数帯域から、衛星300からゲートウェイ200へ信号を送信することに対応付けられた周波数帯域へと変換することができる。
【００４４】
コントローラ340は、フォワードトランスポンダ310、リターントランスポンダ320、および発振器330に結合されており、(それだけには限らないが)チャネル割り振りを含む衛星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、プロセッサ(図を簡単にするために図示せず)に結合されたメモリを含み得る。メモリは、命令を記憶する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つまたは複数の不揮発性メモリ要素)を含むことができ、この命令は、プロセッサで実行されると、衛星300が(それだけには限らないが)図10および図11に関して本明細書で説明されたものを含む動作を行う。
【００４５】
UT 400または401において使用するためのトランシーバの一例が、図4に示されている。図4で、フォワードリンク通信信号を(たとえば、衛星300から)受信するための少なくとも1つのアンテナ410が設けられており、フォワードリンク通信信号は、アナログ受信機414へ渡され、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。デュプレクサ要素412がしばしば、同一のアンテナが送信機能と受信機能の両方の役割を果たすことができるように使用される。あるいは、UTトランシーバが、別個の送信周波数および受信周波数で動作させるための別々のアンテナを使用することもできる。
【００４６】
アナログ受信機414からのデジタル通信信号出力は、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に渡される。追加の416Nまでのデジタルデータ受信機を使用して、関連技術分野の当業者には明らかなように、所望のレベルの信号ダイバーシティをトランシーバの複雑さの容認可能レベルに応じて得ることができる。
【００４７】
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、多くの機能がある中で、基本信号処理、タイミング、電力およびハンドオフ制御または調整、ならびに、信号搬送波に使用される周波数の選択を行う。制御プロセッサ420によって実行できる他の基本制御機能には、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がある。制御プロセッサ420による信号処理には、相対信号強度の決定、および様々な関連信号パラメータの計算が含まれ得る。タイミングおよび周波数などの、そのような信号パラメータの計算には、測定の効率または速度の向上、または制御処理資源の割り振りの改善を行うための、追加または別個の専用回路を使用することが含まれ得る。
【００４８】
デジタルデータ受信機416A〜416Nの出力は、ユーザ端末内で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に示されたUE 500との間で情報を転送するために使用される処理要素および表示要素を含む。図4を参照すると、ダイバーシティ信号処理が使用される場合、デジタルベースバンド回路422は、ダイバーシティ結合器および復号器を含み得る。これらの要素の一部はまた、制御プロセッサ420の制御下で、またはそれと通信して、動作することもできる。
【００４９】
音声または他のデータが、ユーザ端末によって作り出される出力メッセージまたは通信信号として用意される場合、デジタルベースバンド回路422は、送信用の所望のデータを受信し、記憶し、処理し、またそれとは別に用意するために使用される。デジタルベースバンド回路422はこのデータを、制御プロセッサ420の制御下で動作している送信変調器426に供給する。送信変調器426の出力は電力コントローラ428に渡され、このコントローラは、出力信号をアンテナ410から衛星(たとえば、衛星300)へ最終的に送信するための送信電力増幅器430に対し出力電力制御を行う。
【００５０】
図4で、UTトランシーバはまた、制御プロセッサ420と結合されたメモリ432を含む。メモリ432は、制御プロセッサ420によって実行するための命令、ならびに制御プロセッサ420によって処理するためのデータを含み得る。
【００５１】
図4に示された例では、UT 400はまた、任意選択の地方時、周波数および/または位置基準器434(たとえば、GPS受信機)を含み、この基準器は、制御プロセッサ420に地方時、周波数および/または位置情報を、たとえばUT 400の時間および周波数の同期をとることを含む様々な用途のために提供する。
【００５２】
デジタルデータ受信機416A〜Nおよびサーチャ受信機418は、特定の信号を復調および追跡するように信号補正要素とともに構成される。サーチャ受信機418は、パイロット信号、または他の比較的一定したパターンの強い信号がないかを探索するために使用され、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に関連した他の信号を復調するために使用される。しかし、デジタルデータ受信機416は、パイロット信号を取得後に追跡するように割り当てて、信号チップエネルギー対信号雑音の比を正確に決定し、パイロット信号強度を示すことができる。したがって、これらのユニットの出力を監視して、パイロット信号または他の信号のエネルギーまたは周波数を決定することができる。これらの受信機はまた、周波数追跡要素も使用し、この要素を監視して、復調されている信号について現在の周波数およびタイミングの情報を制御プロセッサ420に提供することができる。
【００５３】
制御プロセッサ420はそのような情報を使用して、同じ周波数帯域に基準化した場合に適宜、受信信号が発振器周波数からどの程度オフセットしているかを決定することができる。周波数誤差および周波数シフトに関連したこの情報および他の情報は、要望に応じて記憶装置またはメモリ要素432に記憶することができる。
【００５４】
制御プロセッサ420はまた、UT 400と1つまたは複数のUEとの間の通信が可能になるように、UEインターフェース回路450に結合することもできる。UEインターフェース回路450は、様々なUE構成物と通信する要望通りに構成することができ、それに応じて様々なトランシーバおよび関連した構成要素を、サポートされる様々なUEと通信するために使用される様々な通信技術に応じて、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、広域ネットワーク(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UT 400と通信する1つまたは複数のUEと通信するように構成された他の既知の通信技術を含み得る。
【００５５】
図5は、UE 500の一例を示すブロック図であり、図1のUE 501にもまた当てはまり得る。図5に示されるUE 500は、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、たとえばユーザと対話できる任意のタイプのデバイスであり得る。加えて、UEは、様々な最終エンドユーザデバイスとの、および/または様々な公衆網もしくは私設網と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に示された例では、UE 500は、LANインターフェース502、1つまたは複数のアンテナ504、広域ネットワーク(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)、全地球的航法衛星システム(GLONASS)、および/または他の任意の全地球的もしくは地域的衛星ベース測位システムと互換性があり得る。代替態様では、UE 500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が付いている、または付いていない、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、UE 500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が付いている、または付いていない、ブルートゥース(登録商標)、ジグビー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、UE 500について図示された要素は、単なる一例の構成として提示されており、本明細書に開示された様々な態様によるUEの構成を限定するものではない。
【００５６】
図5に示された例では、プロセッサ512が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また、プロセッサ512に結合され得る。
【００５７】
メモリ516がプロセッサ512に接続される。一態様では、メモリ516は、図1に示されたUT 400との間で送受信できるデータ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UT 400と通信するための処理ステップを実行するためにプロセッサ512によって実行されるべき、記憶命令520を含むこともできる。さらに、UE 500はまた、ユーザインターフェース522を含むこともでき、これは、たとえば光、音もしくは触覚の入力または出力を介して、プロセッサ512の入力または出力をユーザとインターフェースす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に示された例では、UE 500は、ユーザインターフェース522に接続されたマイクロホン/スピーカ524、キーパッド526およびディスプレイ528を含む。あるいは、ユーザの触覚入力または出力は、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と統合することもできる。再び、図5に示された要素は、本明細書に開示されたUEの構成を限定するものではなく、UE 500に含まれる要素は、デバイスの最終用途、およびシステム技術者の設計選択肢に基づいて変わることを理解されたい。
【００５８】
加えて、UE 500は、たとえば図1に示されたUT 400と通信するが分離している、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。あるいは、UE 500およびUT 400は、単一の物理的なデバイスに一体化している部分であり得る。
【００５９】
上記のように、GSO衛星は、地表の上約35,000kmの静止軌道に配置され、地球のまわりを赤道軌道上で地球自体の角速度で回る。対照的に、NGSO衛星は非静止軌道に配置され、相対的に低い高度の(たとえば、GSO衛星と比べて)、地表の様々な経路の上で地球のまわりを回る。
【００６０】
たとえば、図6は、地球630のまわりの軌道上のNGSO衛星300A〜300Hの第1の配置610、およびGSO衛星621A〜621Dの第2の配置620を描く図600を示す。図6では8つだけのNGSO衛星300A〜300Hを含むように描かれているが、第1の配置610には、たとえば世界的な衛星カバレッジを得るために、任意の適切な数のNGSO衛星が含まれ得る。いくつかの実施形態では、第1の配置610には600基から900基の間のNGSO衛星が含まれ得る。同様に、図6には4つだけのNGSO衛星621A〜621Dを含むように描かれているが、第2の配置620には、たとえば世界的な衛星カバレッジを得るために、任意の適切な数のGSO衛星が含まれ得る。加えて、図を簡単にするために図6には示されていないが、GSO衛星の1つもしくは複数の他の配置、および/またはNGSO衛星の1つもしくは複数の他の配置が、地球630の上の軌道上にあり得る。
【００６１】
第1の配置610は、以下でNGSO衛星配置610と呼ばれることがあるが、第1の衛星サービスを地球630上のすべてではないにしてもほとんどの領域に提供することができる。第2の配置620は、以下でGSO衛星配置620と呼ばれることがあるが、第2の衛星サービスを地球630上の大部分に提供することができる。第1の衛星サービスは、第2の衛星サービスとは異なり得る。いくつかの態様では、NGSO衛星配置610によって提供される第1の衛星サービスは、グローバルブロードバンドインターネットサービスに対応することができ、GSO衛星配置620によって提供される第2の衛星サービスは、衛星放送(たとえば、テレビジョン)サービスに対応することができる。さらに、少なくともいくつかの実施形態では、NGSO衛星300A〜300Hの各々は、図1および図3の衛星300の一例であり得る。
【００６２】
NGSO衛星300A〜300Hは、任意の適切な数の非静止軌道面において地球630を周回することができ(図を簡単にするために図示せず)、軌道面の各々には、複数のNGSO衛星が含まれ得る(たとえば、NGSO衛星300A〜300Hのうちの1つまたは複数など)。非静止軌道面には、たとえば、極軌道パターンおよび/またはウォーカ軌道パターンが含まれ得る。したがって、地球630上の静止している観測者には、NGSO衛星300A〜300Hは、地表全体にわたり複数の異なる経路において空を横切って速く移動するように見え、NGSO衛星300A〜300Hの各々が、対応する経路を地表全体にわたりカバーする。
【００６３】
対照的に、GSO衛星621A〜621Dは、地球630のまわりの静止軌道上にあることができ、したがって、地球630上の静止している観測者には、地球の赤道631の上空にある固定位置に静止して見え得る。GSO衛星621A〜621Dの各々は、地球630上の対応するGSO地上局との相対的に固定された見通し線を維持する。たとえば、GSO衛星621Bは、図6に、GSO地上局625との相対的に固定された見通し線を維持しているように描かれている。地球630の表面の所与の点に対し、GSO衛星621A〜621Dを置くことができる点の円弧が空にあり得ることに留意されたい。このGSO衛星位置の円弧は本明細書でGSO円弧640と呼ばれることがある。GSO地上局(たとえば、GSO地上局625など)の受信領域は、一般に固定された方位および固定されたビーム幅(ITU規格によって規定されたビーム幅など)のアンテナパターンによって画定することができる。たとえば、GSO地上局625は、ビーム626をGSO衛星621Bに向けているように描かれている。
【００６４】
いくつかの実施形態では、NGSO衛星300A〜300Hの各々は、図1のUT 400などのユーザ機器との、および/または図1のゲートウェイ200などのゲートウェイとの高速フォワードリンク(たとえば、ダウンリンク)を得るために、いくつかの指向性アンテナを含み得る。高利得指向性アンテナは、放射を相対的に細いビーム幅に集束することによって(無指向性アンテナに関連した相対的に広いビーム幅と比べて)、高いデータ転送速度を実現し、また無指向性アンテナよりも干渉の影響を受けにくくなる。たとえば、図6に表されているように、NGSO衛星300Aから送信されるビーム612Aによって得られるカバレッジ領域613Aは、GSO衛星621Aから送信されるビーム622Aによって得られるカバレッジ領域623Aと比べて、相対的に小さくなり得る。したがって、図を簡単にするために図6には示されていないが、NGSO衛星300A〜300Hの各々のフットプリントは、GSO衛星621A〜621Dの各々のフットプリントよりも著しく小さくなり得る。
【００６５】
NGSO衛星300A〜300Hは、GSO衛星621A〜621Dが使用する同一の周波数スペクトルの少なくとも一部を使用して地上ゲートウェイ(図を簡単にするために図6には示されていない)と通信できるので、NGSO衛星300A〜300Hは、ITUによって制定されたEPFD限界を超過することがない。所与のNGSO衛星とGSO衛星の両方から送信したものが、たとえばGSO地上局のビームパターン(たとえば、アンテナパターン)によって画定されたGSO地上局の受信領域内の地表の一点で受信された場合には、所与のNGSO衛星は、EPFD限界を超過する、かつ場合によりGSO衛星通信に干渉するおそれが最も高くなる。図6の例では、GSO地上局625のビームパターン626は、GSO地上局625からGSO衛星621Bまでの線、および関連した角度ビーム幅によって画定され得る。NGSO衛星300A〜300Hは、その送信がEPFD限界を超過する、かつ/またはGSO衛星通信に干渉する可能性があるかどうかを、GSO円弧とGSO地上局とNGSO衛星との間の角度を比較し、次に、その角度がGSO地上局のビームパターン内に入るかどうかを判定することによって、判断することができる。GSO衛星621A〜621Dのフットプリントが相対的に大きく、またNGSO衛星配置610内の衛星の数が相対的に多いので、ITUによって制定されたEPFD限界を遵守することは、困難ではあるが、NGSO衛星配置610の動作にとって重要である。
【００６６】
図7Aの例示的な図700もまた参照すると、第1のNGSO衛星300Aが、ビーム612Aを地表のカバレッジ領域613Aに向けているように描かれ、また第2のNGSO衛星300Bが、ビーム612Bを地表の第2のカバレッジ領域613Bに向けているように描かれている。実際の実施形態では、NGSO衛星300Aおよび/または300Bはそれぞれ、任意の数のビームを送信し、そのビームのうちの1つまたは複数が、地表の重なり合う領域に向けられ得る。本明細書では、衛星のフットプリントとは、全UTが(最小仰角を超えて)衛星と通信できる範囲の(地球上の)表面積のことである。衛星の(たとえば、対応するアンテナから)送信されるビームによってカバーされる領域は、本明細書ではビームカバレッジ領域と呼ばれる。したがって、衛星のフットプリントは、衛星から送信されるいくつかのビームによって得られる、いくつかのビームカバレッジ領域によって画定され得る。
【００６７】
より具体的には、たとえば図7Aの例では、第2のNGSO衛星300Bを考察すると、第2のNGSO衛星300Bは、その地表のビームのカバレッジ領域(一例として、ビーム612Bのカバレッジ領域613B)内の各点について、地球上のその点から第2のNGSO衛星300Bまで延びる第1の線と、地球上のその点からGSO円弧640に沿った位置(たとえば、GSO衛星があり得る位置に対応するGSO円弧640に沿った位置)まで延びる複数の第2の線それぞれとの間の角度を決定することができる。図を簡単にするために、第1および第2の線は図7Aに示されていない。決定された角度は、本明細書で「円弧角(α)」と呼ばれることがある。次に、地球上の点について、円弧角の最小値が決定され得る。この処理が、第2のNGSO衛星300Bのビームのカバレッジ領域内のすべての点について繰り返され得る。次に、ビームのカバレッジ領域内の地球630上の任意の点に関し最小円弧角が閾値角度(たとえば、2°)未満である場合、第2のNGSO衛星300Bは、その干渉ビームを使用不能にして、GSO衛星通信に干渉するおそれがないようにすることができる。
【００６８】
決定された円弧角は、NGSO衛星に対するEPFD限界についてのITUのガイダンスに従って画定される排除区域に対応し得る。たとえば、図7Bは、例示的なGSO地上局625に対して、EPFD限界についてのITUのガイダンスに従って画定され得る例示的な排除区域710を描く図701を示す。第2のNGSO衛星300Bの視野から、3本の等α線711および712A〜712Bを地球630の表面に「引く」ことができる。等α線711および712A〜712Bの各々は、同じ値の円弧角αを共有する地球630の表面の点を表し得る。より具体的には、第1の等α線711は、α=0になる地球630の表面の点を表し得る。第1の等α線711は、GSO円弧640上の点からNGSO衛星300Bを通って地球630上の点まで延びる複数の見通し線715によって画定することができる。その場合、見通し線715に対応する地球上の点を用いて、第1の等α線711(たとえば、αの値=0)を画定することができる。第2の等α線712Aは、α=+α0になる地球630の表面の点を表し、第3の等α線712Bは、α=-α0になる地球630の表面の点を表し得る。図7Aに関して上述した閾値角度であり得るα0の値は、規定EPFD限界に対応し得る。いくつかの態様では、規定EPFD限界は、規定帯域幅内(たとえば、GSO衛星が使用する周波数スペクトルの少なくとも一部に相当する帯域幅内)で約-160dB(W/m2)であり得る。その場合、排除区域710は、「境界」等α線712A〜712B間にある地球630の表面領域と定義することができる。したがって、排除区域710内にある地球630上の点は、規定EPFD限界以上(たとえば、-160dB以上)のEPFD値になり得る。
【００６９】
NGSO衛星に対するEPFD限界についてのITUのガイダンスに従って、第2のNGSO衛星300Bは、地球上の1つまたは複数の点で第2のNGSO衛星300BがGSO円弧640の閾値角α0内に見える場合には(たとえば、排除区域710内にある点に関して)、そのビームのどれも使用不能にする。言い換えると、NGSO衛星送信に対するITUのEPFD限界を遵守するための少なくとも1つの従来の干渉緩和技法によれば、第2のNGSO衛星300Bから送信されるビームの-160dB PFD等高線が排除区域710と重なり合う場合には、第2のNGSO衛星300Bはビームをオフにする。本明細書では、ビームのPFD等高線は、地球上のビームのカバレッジ領域の、ビームのPFDが規定EPFD限界以上になる一部分を表示し得る。したがって、たとえばビームの-160dB PFD等高線は、ビームのPFDが-160dB以上になる地球上のカバレッジ領域を指し得る。
【００７０】
第2のNGSO衛星300Bから送信されるビームを、その-160dB PFD等高線がGSO地上局の等α線の1つまたは複数に接する場合に(たとえば、ビームの-160dB PFD等高線の一部分が排除区域710の中に入る場合に)オフにすることで、ITUの100番目のパーセンタイル限界に適合することができるが、この従来の干渉緩和技法では、他のEPFDパーセンタイル限界を遵守することができない場合がある。より具体的には、ITUはいくつかの異なるEPFDパーセンタイル限界を採用しており(たとえば、上述の100番目のパーセンタイル限界に加えて)、すべてのそのようなEPFDパーセンタイル限界が、図6のNGSO衛星300A〜300HなどのNGSO衛星によって満たされなければならない。たとえば、ITUの様々なEPFDパーセンタイル限界は、GSO地上局に付随するアンテナディッシュのサイズに少なくとも一部は基づいて、4つの群に分類することができる。すなわち、EPFDパーセンタイル限界の第1の群は、60cmのアンテナディッシュサイズに基づき、EPFDパーセンタイル限界の第2の群は、120cmのアンテナディッシュサイズに基づき、EPFDパーセンタイル限界の第3の群は、300cmのアンテナディッシュサイズに基づき、EPFDパーセンタイル限界の第4の群は、1000cmのアンテナディッシュサイズに基づく。
【００７１】
さらに、第2のNGSO衛星300Bの1つまたは複数のビームを図7A〜図7Bに関して上述したように使用不能にすることは、考察すれば、第2のNGSO衛星300Bの1つまたは複数のビームがEPFD限界を超過しないこと、および/または実際にはGSO衛星通信に干渉しない可能性があることを示し得る、他の要素を考慮に入れていない。たとえば、第2のNGSO衛星300Bからのビームの送信電力が閾値レベル未満である場合には、そのビームは、決定された円弧角のすべてが閾値角度未満である場合でも(たとえば、ビームのカバレッジ領域が排除区域710内にある場合でも)、GSO衛星621Aの通信に干渉するおそれがない。ビームを使用不能にすることは、地球630上のNGSO衛星配置610のカバレッジ領域にギャップを作り出す可能性があるので、ビームのPFD等高線が排除区域(たとえば、図7Bの排除区域710)に接する場合は、NGSO衛星ビームを自動的に使用不能にすることなくEPFD限界に適合することが望ましい。
【００７２】
例示的な実施形態によれば、NGSO衛星配置610は、NGSO衛星配置610の1つまたは複数の衛星300から送信される1つまたは複数のビームの電力を、ITUのEPFD限界が遵守されることを保証するようにして選択的に低減させることによって、カバレッジギャップを最小限にしながら、かつ/またはビームの送信電力の低減に伴う容量低減を最小限にしながら、ITU EPFDパーセンタイル限界を遵守することができる。より具体的には、少なくともいくつかの例示的な実施形態では、NGSO衛星300から送信される各ビームの電力レベルは、ビーム電力バックオフスケジュールに従って動的に調整する(たとえば低減させる)ことができる。いくつかの態様では、ビーム電力バックオフスケジュールは、それぞれのNGSO衛星300から送信される各ビームの電力レベルをそれぞれのNGSO衛星300の衛星直下点の経度位置に基づいて選択的に調整できるように、電力プロファイルをたとえば緯度の関数としてビームごとに指定することができる。より詳細に以下で説明するように、ビーム電力バックオフスケジュールは、地球上のいくつかの場所の各々で(たとえば、NGSO衛星配置610の衛星300のうちの所与の1つからいくつかのビームを送信する結果として)測定されるEPFDレベルの累積分布関数(CDF)を計算し、次に、ビーム電力レベルを所与の衛星の衛星直下点の経度位置の関数としてITUのEPFDパーセンタイル限界を超過しないように調整することによって、決定することができる。決定された後、ビーム電力バックオフスケジュールは、NGSO衛星配置610内の衛星300の各々で使用されて、そのビームの電力レベルを、その衛星直下点の経度位置の関数として、ITUのEPFDパーセンタイル限界を超過することなくビーム電力を最大にするように動的に調整することができる。
【００７３】
ビーム電力を最大化することは、特に赤道631(再び図6および図7A〜図7B参照)付近の地表の一部分におけるカバレッジギャップおよび望ましくない容量減少を避けるために重要である。実際、地球の赤道631に沿った点がGSO円弧640と並行しているので、赤道緯度に衛星直下点が近づくNGSO衛星は(たとえば、約±10度の間に)、有するPFD等高線がITUのEPFD限界を超過する可能性がある。逆に、NGSO衛星の衛星直下点が赤道緯度から離れると、地表の様々な点の円弧角αの値は通常増大する。したがって、一般に、本明細書に開示のビーム電力バックオフスケジュールでは、NGSO衛星のビーム電力レベルを、その衛星直下点が高緯度に移動すると増大させ、NGSO衛星のビーム電力レベルを、その衛星直下点が低緯度に移動すると低減させ得る。
【００７４】
図8Aは、地球上の1つの選択された点または場所で受信された(たとえば、地球上の可能な場所でGSO地上局によって受信された)NGSO衛星ビームの例示的なCDF-EPFD曲線801を描くグラフ800を示す。地球上のこの選択された場所は、NGSO衛星300の地球上の衛星直下点の緯度に対応し得る。EPFDレベルは、x軸上にデシベル(dB)の単位で表され、CDF値は、y軸上に確率値(たとえば、0.0から1.0の範囲)として表されている。いくつかの態様では、対応するパーセンタイル値は、確率値に100を掛けることによって決定され得る。CDF値は、シミュレーション時間ステップの総数で正規化された、EPFDレベルを超過したシミュレーション時間ステップの数をEPFDレベルごとに表す。言い換えると、任意の所与のEPFDレベルに関し、対応するCDF値は、地球上の選択された場所における所与のEPFDレベルをNGSO衛星ビームが超過している時間の百分率を示し得る。すなわち、例示的な実施形態では、CDF-EPFD曲線801は、選択されたNGSO衛星300から送信されることになるビームを、地球630上の対応する場所において受信することに関連したEPFDレベルの決定されたCDFを表し得る。
【００７５】
グラフ800上の4つの点811〜814は、ITUによって規定された4つの例示的なEPFDパーセンタイル限界(それぞれ、PL1〜PL4)の超過を示す。説明を目的として、4つの点811〜814の各々を通過するように描かれた合成ステップ関数802は、4つの点811〜814の各々について、EPFD値と、地球上の選択された場所における対応するEPFDパーセンタイル限界のCDF値とを示し得る。一例では、点814は、-160dBのEPFD値に対する100番目のパーセンタイル限界(たとえば、PL4=1.0)を示し、この限界は、NGSO衛星ビームのEPFDレベルが常に(たとえば、100%の時間)-160dB未満でなければならないことを意味する。点813は、-170dBのEPFD値に対する90番目のパーセンタイル限界(たとえば、PL3=0.9)を示し、これは、NGSO衛星ビームのEPFDレベルが少なくとも90%の時間は-170dB未満でなければならないことを意味する。点812は、-175dBのEPFD値に対する75番目のパーセンタイル限界(たとえば、PL2=0.75)を示し、これは、NGSO衛星ビームのEPFDレベルが少なくとも75%の時間は-175dB未満でなければならないことを意味する。点811は、-180dBのEPFD値に対する60番目のパーセンタイル限界(たとえば、PL1=0.6)を示し、これは、NGSO衛星ビームのEPFDレベルが少なくとも60%の時間は-180dB未満でなければならないことを意味する。
【００７６】
グラフ800に表されているように、CDF-EPFD曲線801は、ビームのEPFD値が、対応するEPFD限界PL1〜PL4の各々よりも大きいので(たとえば、例示的なグラフ800の各々の点811〜814の右側にあるCDF-EPFD曲線801によって示されているように)、4つすべてのEPFDパーセンタイル限界PL1〜PL4を超過している。EPFDパーセンタイル限界を超過せずにビーム電力レベルを最大化するために、ビームのEPFD値が、4つのEPFDパーセンタイル限界PL1〜PL4の各々に対し(たとえば、点811〜814それぞれに対して)、EPFD限界より小さく(または等しく)なるようにCDF-EPFD曲線801が修正され得る。
【００７７】
図8Bは、例示的な実施形態による、例示的な修正CDF-EPFD曲線822を描いているグラフ820を示す。以下で説明するように、修正CDF-EPFD曲線822は、地球上の選択された場所においてビームを受信することに関連したEPFDレベルの所望の、または目標のCDFを表し得る。いくつかの態様では、修正CDF-EPFD曲線822を決定することは、図8Aの「元の」CDF-EPFD曲線801が超過したことが特定されたEPFDパーセンタイル限界PL1〜PL4に少なくとも一部は基づくことができる。より具体的には、図8Bに表されているように、修正CDF-EPFD曲線822は、図8AのCDF-EPFD曲線801を、点811〜814の各々がもはや修正CDF-EPFD曲線822の左側に来ないように(たとえば、修正CDF-EPFD曲線822が4つのEPFDパーセンタイル限界PL1〜PL4のどれも超過しないように)修正することによって、決定することができる。したがって、修正CDF-EPFD曲線822は、この修正CDF-EPFD曲線822が、4つのEPFDパーセンタイル限界PL1〜PL4それぞれに対応する4つの点811〜814を通過する、合成ステップ関数802の一部分をたどることを除けば図8Aの元のCDF-EPFD曲線801と類似している。言い換えると、図8Bの修正CDF-EPFD曲線822は、4つの点811〜814を通過する、合成ステップ関数802の少なくとも一部分を含むように図8AのCDF-EPFD曲線801を修正することによって、決定することができる。
【００７８】
より具体的には、少なくともいくつかの例示的な実施形態では、合成ステップ関数802は、いくつかの個別のステップ関数831〜834を含むように定義することができる。個々のステップ関数831〜834それぞれは、元のCDF-EPFD曲線801が超過したEPFDパーセンタイル限界PL1〜PL4のうちの対応する1つに関し、たとえばグラフ800の4つの点811〜814のうちの対応する1つを通過することによって定義され得る。たとえば、修正CDF-EPFD曲線822は、ビームのEPFDレベルがもはや第1のEPFDパーセンタイル限界PL1を超過することがないように、第1の点811と関連した第1のステップ関数831を含む。したがって、ビームの電力レベルは、CDF-EPFD曲線801によって示されたEPFDレベルから、たとえば、第1のステップ関数831に基づいた修正CDF-EPFD曲線822によって示されるEPFDレベルまで低減させることができ、それにより、ビームのEPFDレベルは、第1の点811に対応する第1のEPFDパーセンタイル限界PL1を超過しないようになる。
【００７９】
同様にして、修正CDF-EPFD曲線822は、ビームのEPFDレベルが第2のEPFDパーセンタイル限界PL2をもはや超過することがないように、第2の点812と関連した第2のステップ関数832を含み、また、ビームのEPFDレベルが第3のEPFDパーセンタイル限界PL3をもはや超過することがないように、第3の点813と関連した第3のステップ関数833を含み、また、ビームのEPFDレベルが第4のEPFDパーセンタイル限界PL4をもはや超過することがないように、第4の点814と関連した第4のステップ関数834を含む。
【００８０】
こうして、図8Bに表されているように、修正CDF-EPFD曲線822内で定義された4つのステップ関数831〜834は、ビームの送信電力レベルを調整するために使用されるとEPFDパーセンタイル限界PL1〜PL4が遵守されることを保証し得る、いくつかのビーム電力バックオフ値を決定するのに使用することができる。
【００８１】
いくつかの追加の修正CDF-EPFD曲線が、修正CDF-EPFD曲線822と同様に、地球上のいくつかの異なる場所(たとえば、NGSO衛星300の衛星直下点のいくつかの異なる緯度に対応する)について決定され得る。結果として得られた修正CDF-EPFD曲線822を集めたものは、地球上のすべての緯度について(たとえば、NGSO衛星300の、その地球のまわりの軌道に沿った場所すべてについて)、ITUのEPFDパーセンタイル限界のどれも超過せずにビームの最大許容電力レベルを達成するビーム電力バックオフスケジュールを導出または決定するように、まとめることができる。したがって、少なくともいくつかの例示的な実施形態では、ビームの電力バックオフスケジュールは、(たとえば、NGSO衛星300の衛星直下点の)緯度の関数として表すことができる。
【００８２】
図8A〜図8Bに関して上述した処理は、NGSO衛星300から送信されることになる各ビームのビーム電力バックオフスケジュールを決定するために繰り返すことができる。結果として得られたビーム電力バックオフスケジュールを集めたものは、編集または結合して、NGSO衛星300から送信されることになるビームすべての合成ビーム電力バックオフスケジュールを決定することができる。
【００８３】
図8Cは、4つのEPFDパーセンタイル限界PL1〜PL4の超過に関連した4つのEPFD区間841〜844を表しているグラフ840を示す。少なくともいくつかの例示的な実施形態では、4つのEPFD区間841〜844を、修正CDF-EPFD曲線822の4つのステップ関数831〜834に少なくとも一部は基づいて画定し得る。EPFD区間841〜844を使用して、ITUのEPFDパーセンタイル限界を超過しないように所与のビームの電力レベルがいつ(また、どれだけ)低減されるべきかを示すことができる。より具体的には、第1のEPFD区間841は、第1の点811と関連した第1のEPFDパーセンタイル限界PL1に対応するとともに、たとえば、第1のEPFD区間841がEPFD値(単位dB)の第1の範囲851を含むように第1のステップ関数831の水平部分を水平軸に投影することによって、画定することができる。画定された後、第1のEPFD区間841を使用して、所与のビームのPFDが第1のEPFDパーセンタイル限界PL1を超過しないことを保証することができる。
【００８４】
同様に、第2のEPFD区間842は、第2の点812と関連した第2のEPFDパーセンタイル限界PL2に対応するとともに、たとえば、第2のEPFD区間842がEPFD値(単位dB)の第2の範囲852を含むように第2のステップ関数832の水平部分を水平軸に投影することによって、画定することができる。画定された後、第2のEPFD区間842を使用して、所与のビームのPFDが第2のEPFDパーセンタイル限界PL2を超過しないことを保証することができる。第3のEPFD区間843は、第3の点813と関連した第3のEPFDパーセンタイル限界PL3に対応するとともに、たとえば、第3のEPFD区間843がEPFD値(単位dB)の第3の範囲853を含むように第3のステップ関数833の水平部分を水平軸に投影することによって、画定することができる。画定された後、第3のEPFD区間843を使用して、所与のビームのPFDが第3のEPFDパーセンタイル限界PL3を超過しないことを保証することができる。第4のEPFD区間844は、第4の点814と関連した第4のEPFDパーセンタイル限界PL4に対応するとともに、たとえば、第4のEPFD区間844がEPFD値(単位dB)の第4の範囲854を含むように第4のステップ関数834の水平部分を水平軸に投影することによって、画定することができる。画定された後、第4のEPFD区間844を使用して、所与のビームのPFDが第4のEPFDパーセンタイル限界PL4を超過しないことを保証することができる。
【００８５】
NGSO衛星300から送信されるビームのEPFDがEPFD区間841〜844のうちの1つの中に入る場合、そのビームは、4つのEPFDパーセンタイル限界PL1〜PL4それぞれのうちの対応する1つを超過する可能性がある。これらのEPFDパーセンタイル限界の超過を回避するために、ビームのPFDは、関連したEPFD区間の最小EPFD値まで低減され得る。一例では、ビームのPFDが第1のEPFD区間841の中に入る場合、第1のEPFDパーセンタイル限界PL1を超過することは、ビームのPFD値を約-180dB(第1のEPFD区間841に関連したEPFD値の範囲851の最小値)まで低減させることによって回避することができる。別の例では、ビームのPFDが第2のEPFD区間842の中に入る場合、第2のEPFDパーセンタイル限界PL2を超過することは、ビームのPFD値を約-175dB(第2のEPFD区間842に関連したEPFD値の範囲852の最小値)まで低減させることによって回避することができる。同様に、ビームのPFDが第3のEPFD区間843の中に入る場合、第3のEPFDパーセンタイル限界PL3を超過することは、ビームのPFD値を約-170dB(第3のEPFD区間843に関連したEPFD値の範囲853の最小値)まで低減させることによって回避することができる。最後に、ビームのPFDが第4のEPFD区間844の中に入る場合、第4のEPFDパーセンタイル限界PL4を超過することは、ビームのPFD値を約-160dB(第4のEPFD区間844に関連したEPFD値の範囲854の最小値)まで低減させることによって回避することができる。このようにして、画定されたEPFD区間841〜844に少なくとも一部は基づいてビームのPFDを低減させることにより、そのビームに関連したCDFがEPFDパーセンタイル限界のどれも超過しないことを保証することができる。
【００８６】
ビームのPFDは、ビームの送信電力レベルを低下させることによって低減させることができる。すなわち、ITUのEPFD限界を超過せずにビームの最大許容電力レベルを得るために、例示的な実施形態により決定されたビーム電力バックオフスケジュールを使用して、ビームの電力レベルを動的に調整することができる。上述のように、ビーム電力バックオフスケジュールは、図8Cに表されたEPFD区間841〜844に少なくとも一部は基づくことができる。さらに、GSO衛星がGSO円弧640上にある(したがって、衛星直下点が地球の赤道に沿ってあり得る)ので、NGSO衛星300によって適用されるビーム電力バックオフ値(たとえば、ビームがEPFDパーセンタイル限界を超過しないように低減されるべきビームの電力レベル)は、NGSO衛星300の衛星直下点の緯度の関数として表すことができる。
【００８７】
より具体的には、ビームの電力バックオフ値は本明細書では「β」と表し、ビームの実際の送信電力は、以下に式1(式1)によって示されるように、ビームの最大限電力レベルにビーム電力バックオフ値を掛けることによって計算することができる。
PWRFULL*β=PWRACTUAL  (式1)
【００８８】
βの値は、対応するNGSO衛星300がEPFDパーセンタイル限界のどれも超過することにならずに最大量のエネルギーを放射するように最適化することができる。この最大量のエネルギーは、以下に式2(式2)で示されるように表すことができ、ここでiは、あり得るNGSO衛星の衛星直下点の緯度を度の単位で示す。
【００８９】
【数１】
0006669771.tif 000002
【００９０】
制約のセットが、NGSO衛星配置610内の全NGSO衛星300のあり得るすべての場所から送信される全ビームについて、地球上のすべての点におけるあり得るEPFD超過に対処しなければならない。そのような制約の完全なセットを計算することは実際的でないことがあるので、いくつかの実施形態では、EPFD区間の境界を緯度の関数として一括して画定する(たとえば、地球上のすべての緯度におけるNGSO衛星位置について)、制約の有限のセットを特定することができる。
【００９１】
他の実施形態では、ビーム電力バックオフスケジュールは、時間掃引技法を使用して導出することができる。より具体的には、NGSO衛星配置610の動作は、すべてのビームが最大限電力で送信される固定持続時間(たとえば、時間間隔当たり3秒)がそれぞれにある、有限数の時間間隔(たとえば、2160個の時間間隔)についてシミュレーションすることができる。各時間間隔中(または各時間間隔の始め)に、EPFDパーセンタイル限界の超過がないか、GSO地上局のすべての可能性のある場所が検査される。この最初のシミュレーション中に検出されたすべての超過を記録し、その後、図8Cに関して上述したEPFD区間を決定するために使用することができる、いくつかの実施形態では、超過および/または決定されたEPFD区間は、緯度ごとにβの値を計算するのに使用することができる。様々な緯度でのβの値は、電力バックオフベクトル(β-ベクトル)として表すことができる。いくつかの実施形態では、βベクトルは、1度の細分度(たとえば、-90度の緯度から+90度の緯度まで)によって別々の緯度にそれぞれが対応する181個の成分を含むことができる。
【００９２】
EPFD区間およびβベクトルが決定された後、NGSO衛星配置610の動作が再びシミュレーションされて(今回はビーム電力レベルをβベクトルに応じて調整して)、各ビームのPFDがEPFDパーセンタイル限界のどれも超過しないことを検証する。より具体的には、この「検証」シミュレーション中、ビーム電力レベルが、たとえばβベクトルに応じて調整され、それによりビームのPFDは、ビームのPFDがEPFD区間のうちの1つの中に入る場合に、対応する電力バックオフ値(β値)だけ低減されるようになる。このようにして、ビーム電力バックオフスケジュールを具現化し得るβベクトルは、EPFDパーセンタイル限界のどれも超過しない所与のビームの最大電力レベルを緯度の関数として示し得る。このプロセスは、NGSO衛星配置610に結び付けられた衛星300から送信される各ビームのビーム電力バックオフスケジュールを決定するために、繰り返すことができる。
【００９３】
加えて、他の動作特性(たとえば、カバレッジギャップおよび空間容量)が、検証シミュレーションを用いて決定され得る。たとえば、図9Aは、様々な例示的なEPFDパーセンタイル限界の遵守のレベルを緯度の関数として表しているグラフ900であり、この遵守のレベルは、NGSO衛星300から送信されるビームの電力レベルを、例示的な実施形態により導出されたビーム電力バックオフスケジュールを使用して動的に調整することによって達成され得る。グラフ900は、統計的マスクを用いた円形ベネチアンブラインドアンテナパターンに基づくことができる。第1の曲線901Aは、99.991パーセンタイル限界に関連したEPFDレベルを示し、破線901Bによって示された99.991パーセンタイル限界の中に全緯度で入っている。第2の曲線902Aは、99.73パーセンタイル限界に関連したEPFDレベルを示し、破線902Bによって示された99.73パーセンタイル限界の中に全緯度で入っている。第3の曲線903Aは、99パーセンタイル限界に関連したEPFDレベルを示し、破線903Bによって示された99パーセンタイル限界の中に、約60度から70度の間を除けば、全緯度で入っている。第4の曲線904Aは、90パーセンタイル限界に関連したEPFDレベルを示し、破線904Bによって示された90パーセンタイル限界の中に、約70度から80度の間を除けば、全緯度で入っている。
【００９４】
約0度から30度の間の緯度において、破線902Bで示された99.73パーセンタイル限界が結合限界であるのに対し、30度を超える緯度において、破線903Bで示された99パーセンタイル限界が結合していることに留意されたい。すなわち、図9Aのグラフ900に表されているように、例示的な実施形態によるビーム電力バックオフスケジュールを適用することによって、すべてのEPFDパーセンタイル限界が満たされる。
【００９５】
図9Bは、機能停止が-3dB未満の信号対雑音干渉比(SINR)に基づく場合の、例示的なNGSO衛星配置610のカバレッジギャップと地球630上の緯度との間の関係を表しているグラフ910を示し、図9Cは、機能停止が-6dB未満のSINRに基づく場合の、例示的なNGSO衛星配置610のカバレッジギャップと地球630上の緯度との間の関係を表しているグラフ920を示す。グラフ910および920に表されているように、約0度から15度の間の地球上の緯度に位置するUT 400などのユーザ端末は、約15度を超える地球上の緯度に位置するユーザ端末よりもカバレッジギャップ(たとえば、機能停止)が多くなり得る。
【００９６】
図9Dは、例示的なNGSO衛星配置610の空間容量と地球630上の緯度との間の関係を表しているグラフ940である。例示的な実施形態のビーム電力バックオフスケジュールでは、地球上のほぼ全緯度で相対的に高い容量(たとえば帯域幅)を提供できることに留意されたい。
【００９７】
図10A〜図10Bは、図6のNGSO衛星300A〜300Hのうちの1つなどの例示的なNGSO衛星から送信された16本のビームについてビーム電力レベルと地球上の緯度との間の例示的な関係を表している、グラフ1000およびグラフ1001を示す。
【００９８】
図11は、例示的な実施形態による例示的なコントローラ1150のブロック図である。本明細書の議論の目的のために、コントローラ1150は、図2のゲートウェイコントローラ250および/または図3のコントロール340の(またはその中で実施された)一例であり得る。いくつかの実施形態では、コントローラ1150は、図1〜図2に関して上述した電力制御回路252の機能を実行することができる。別法として、または付加物として、コントローラ1150は、図2に関して上述したNCCおよび/またはSCCの中で、またはそれに結合して実施することができる。
【００９９】
コントローラ1150は、少なくともプロセッサ1151およびメモリ1152を含む。メモリ1152は、以下のソフトウェアモジュール(SW)を記憶できる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つまたは複数の不揮発性メモリ要素)を含むことができる。
・たとえば図12の1つまたは複数の動作について説明されているように、EPFDレベルの第1のCDFが超過していると特定されたEPFDパーセンタイル限界に少なくとも一部は基づいて、ある選択された地球上の場所におけるEPFDレベルの第1のCDFを決定するための、かつその選択された場所におけるEPFDレベルの第2のCDFを決定するための、CDF-EPFD決定ソフトウェアモジュール1152Aと、
・たとえば図12の1つまたは複数の動作について説明されているように、EPFDレベルの第1のCDFが超過しているEPFDパーセンタイル限界を特定するための、EPFDパーセンタイル限界超過検出ソフトウェアモジュール1152Bと、
・たとえば図12の1つまたは複数の動作について説明されているように、電力バックオフ値をビームごとに緯度の関数として決定するための、電力バックオフ値決定ソフトウェアモジュール1152Cと、
・たとえば図12の1つまたは複数の動作について説明されているように、決定された電力バックオフ値を電力バックオフスケジュールに、衛星から送信されることになるビームごとにまとめるための、電力バックオフスケジュール決定ソフトウェアモジュール1152Dと、
・たとえば図11の1つまたは複数の動作について説明されているように、電力バックオフスケジュールに基づいて、衛星から送信されるビームの電力レベルを動的に調整するための、ビーム電力調整ソフトウェアモジュール1152Eと、
・たとえば上述のように、衛星配置の動作をシミュレーションしてEPFD限界の超過を検出するための、かつ/または電力バックオフスケジュールを導出するための、衛星配置シミュレーションソフトウェアモジュール1152F。
各ソフトウェアモジュールは、プロセッサ1151によって実行されると、対応する機能をコントローラ1150に実行させる命令を含む。したがって、メモリ1152の非一時的コンピュータ可読媒体は、図12の動作の全部または一部を実行するための命令を含む。
【０１００】
プロセッサ1151は、コントローラ1150に記憶された(たとえば、メモリ1152内に)1つまたは複数のソフトウェアプログラムのスクリプトまたは命令を実行できる、任意の適切な1つまたは複数のプロセッサであり得る。たとえば、プロセッサ1151は、EPFDレベルの第1のCDFが超過していると特定されたいくつかのEPFDパーセンタイル限界に少なくとも一部は基づいて、ある選択された地球上の場所におけるEPFDレベルの第1のCDFを決定するための、かつその選択された場所におけるEPFDレベルの第2のCDFを決定するための、CDF-EPED決定ソフトウェアモジュール1152Aを実行することができる。プロセッサ1151はまた、EPFDレベルの第1のCDFが超過しているいくつかのEPFDパーセンタイル限界を特定するための、EPFDパーセンタイル限界超過検出ソフトウェアモジュール1152Bを実行することもできる。プロセッサ1151はまた、電力バックオフ値をビームごとに緯度の関数として決定するための、電力バックオフ値決定ソフトウェアモジュール1152Cを実行することもできる。プロセッサ1151はまた、決定された電力バックオフ値を電力バックオフスケジュールに、衛星から送信されることになるビームごとにまとめるための、電力バックオフスケジュール決定ソフトウェアモジュール1152Dを実行することもできる。プロセッサ1151はまた、電力バックオフスケジュールに基づいて、衛星から送信されるビームの電力レベルを動的に調整するための、ビーム電力調整ソフトウェアモジュール1152Eを実行することもできる。プロセッサ1151はまた、衛星配置の動作をシミュレーションしてEPFD限界の超過を検出するための、かつ/または電力バックオフスケジュールを導出するための、衛星配置シミュレーションソフトウェアモジュール1152Fを実行することもできる。
【０１０１】
他の実施形態では、コントローラ1150の1つまたは複数の構成要素は、図1の衛星通信システム100の他の適切なデバイスの中に含まれ得る。たとえば、コントローラ1150の1つまたは複数の構成要素は、図2のゲートウェイ200において(または、NGSO衛星に制御される、または少なくともそれと通信する、別の適切なデバイスもしくはシステムにおいて)実施され得る。
【０１０２】
図12は、等価電力束密度(EPFD)限界を遵守するようにNGSO衛星300などの衛星を動作させるための、例示的な動作1200を表す実例となる流れ図である。例示的な動作1200は、図11に表されたコントローラ1150によって実行することができる。しかし、動作1200のうちの1つまたは複数の部分は、他の適切なコントローラによって、および/または衛星300および/もしくはゲートウェイ200(図2も参照)の他の適切な構成要素によって実行できることを理解されたい。たとえば、いくつかの態様では、動作1200のうちの1つまたは複数の部分は、図1〜図2に表されたビーム電力制御回路252によって実行することができる。
【０１０３】
第1に、地球上のいくつかの場所が選択される(1201)。選択された場所では、すべてではないにしてもほとんどのEPFD超過が検出されることを可能にするために、高密度の地理的抽出標本を地表に形成しなければならない。次に、選択された場所の各々について、コントローラ1150は、NGSO衛星300から送信されることになるビームの、選択された場所における受信に関連したEPFDレベルの第1の累積分布関数(CDF)を決定することができる(1202)。したがって、選択された場所の各々は、EPFDレベルのうちの第1のCDFの対応するものと関連付けることができる。
【０１０４】
次に、コントローラ1150は、EPFDレベルの第1のCDFが超過しているいくつかのEPFDパーセンタイル限界を特定することができる(1203)。コントローラ1150は、いくつかの特定されたEPFDパーセンタイル限界に少なくとも一部は基づいて、選択された場所におけるEPFDレベルの第2のCDFを決定することができる(1204)。たとえば、第1のCDFの各々をEPFDパーセンタイル限界のセットと比較して、EPFDレベルの第2のCDFを決定することができ、EPFDレベルの第2のCDFが、GSO地上局の基準アンテナディッシュサイズごとに決定され得る。いくつかの実施形態では、コントローラ1150は、いくつかの特定されたEPFDパーセンタイル限界の各々について、対応するステップ関数を定義する(1204A)ことによって、次に、定義されたステップ関数を含むようにEPFDレベルの第1のCDFを修正する(1204B)ことによって、EPFDレベルの第2のCDFを決定することができる。
【０１０５】
次に、コントローラ1150は、EPFDレベルの第2のCDFに少なくとも一部は基づいて、選択された場所の電力バックオフ値を決定することができる(1205)。いくつかの態様では、EPFDレベルの第2のCDFは、いくつかの特定されたEPFDパーセンタイル限界のどれも、選択された場所において超過しない。
【０１０６】
次に、コントローラ1150は、いくつかの選択された場所についての決定された電力バックオフ値をビーム電力バックオフスケジュールにまとめることができる(1206)。次に、コントローラ1150は、電力バックオフスケジュールに基づいて、NGSO衛星300から送信されることになるビームの電力レベルを動的に調整することができる(1207)。電力バックオフスケジュールは、ビームの電力バックオフ値を緯度の関数として表し得る。いくつかの実施形態では、電力バックオフスケジュールは、緯度-90度から+90度まで(赤道を含む)のうちの対応する1つの電力バックオフ値を各成分が示す、181個の成分を有する電力バックオフベクトルを含む。他の実施形態では、電力バックオフベクトルは、たとえば所望のレベルの細分度に応じて、異なる数の成分を含み得る。
【０１０７】
いくつかの実施形態では、コントローラ1150はまた、選択された場所ごとにいくつかのEPFD区間を、いくつかの定義されたステップ関数に少なくとも一部は基づいて定義し、次に、いくつかの定義されたEPFD区間に少なくとも一部は基づいて、選択された場所の電力バックオフ値を決定することもできる。たとえば、第2のCDFの各々により、いくつかのEPFD区間を決定することができ、これらは次に、EPFD限界を超過しているかどうか、またどれだけ超過しているかを決定するために使用される。次にEPFD区間を集めたものに基づいて、すべての超過が特定され記録される。超過を集めたものから、たとえば緯度ごとに指定された電力バックオフ値のベクトルである電力バックオフスケジュールが、その電力バックオフスケジュールを使用して衛星ビームの送信電力を動的に調整すると超過の集まりが取り除かれるように、計算される。上記の動作は、同じ周波数帯域を使用するビームに対して実行され得ることに留意されたい。複数の周波数帯域が使用される場合には、上記の動作は周波数帯域ごとに実行され得る。
【０１０８】
図13は、一連の相関機能モジュールとして表された例示的な衛星または装置1300を示す。地球上のいくつかの場所を選択するためのモジュール1301は、少なくともいくつかの態様では、たとえば、本明細書で論じられているプロセッサ(たとえば、プロセッサ1151)に相当し得る。NGSO衛星から送信されることになるビームの、選択された場所における受信に関連したEPFDレベルの第1の累積分布関数(CDF)を決定するためのモジュール1302は、少なくともいくつかの態様では、たとえば、本明細書で論じられているプロセッサ(たとえば、プロセッサ1151)に相当し得る。EPFDレベルの第1のCDFが超過しているいくつかのEPFDパーセンタイル限界を特定するためのモジュール1303は、少なくともいくつかの態様では、たとえば、本明細書で論じられているプロセッサ(たとえば、プロセッサ1151)に相当し得る。いくつかの特定されたEPFDパーセンタイル限界に少なくとも一部は基づいて、選択された場所におけるEPFDレベルの第2のCDFを決定するためのモジュール1304は、少なくともいくつかの態様では、たとえば、本明細書で論じられているプロセッサ(たとえば、プロセッサ1151)に相当し得る。EPFDレベルの第2のCDFに少なくとも一部は基づいて、選択された場所の電力バックオフ値を決定するためのモジュール1305は、少なくともいくつかの態様では、たとえば、本明細書で論じられているプロセッサ(たとえば、プロセッサ1151)に相当し得る。いくつかの選択された場所についての決定された電力バックオフ値を電力バックオフスケジュールにまとめるためのモジュール1306は、少なくともいくつかの態様では、たとえば、本明細書で論じられているプロセッサ(たとえば、プロセッサ1151)に相当し得る。電力バックオフスケジュールに基づいて、NGSO衛星から送信されることになるビームの電力レベルを動的に調整するためのモジュール1307は、少なくともいくつかの態様では、たとえば、本明細書で論じられているプロセッサ(たとえば、プロセッサ1151)に相当し得る。
【０１０９】
図13のモジュールの機能は、本明細書の教示と合致するようにして様々に実施することができる。いくつかの設計では、これらのモジュールの機能は、1つまたは複数の電気構成要素として実現することができる。いくつかの設計では、これらのブロックの機能は、1つまたは複数のプロセッサ構成要素を含む処理システムとして実現することができる。いくつかの設計では、これらのモジュールの機能は、たとえば、1つまたは複数の集積回路(たとえばASIC)の少なくとも一部分を使用して実現することができる。本明細書で論じられているように、集積回路は、プロセッサ、ソフトウェア、他の関連する構成要素、またはこれらのいくつかの組合せを含み得る。すなわち、異なるモジュールの機能は、たとえば、集積回路の異なるサブセットとして、ソフトウェアモジュールのセットの異なるサブセット、またはこれらの組合せとして実現することができる。また、(たとえば、集積回路の、および/またはソフトウェアモジュールのセットの)所与のサブセットは、複数のモジュールの機能の少なくとも一部分を提供し得ることも理解されたい。
【０１１０】
加えて、図13に表された構成要素および機能、ならびに本明細書に記載の他の構成要素および機能は、任意の適切な手段を使用して実現することもできる。そのような手段はまた、少なくとも一部は、本明細書で教示された対応する構造を使用して実現することもできる。たとえば、図13の構成要素「のためのモジュール」とともに上述の構成要素はまた、同様に示された機能「のための手段」に相当し得る。したがって、いくつかの態様では、1つまたは複数のそのような手段は、1つまたは複数のプロセッサ構成要素、集積回路、または本明細書で教示された他の適切な構造を使用して実現することができる。
【０１１１】
当業者には、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かを使用して表せ得ることを理解されよう。たとえば、上記全体を通して参照され得るデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、記号、およびチップは、電圧、電流、電磁波、磁界もしくは磁性粒子、光場もしくは光粒子、またはこれらの任意の組合せによって表すことができる。
【０１１２】
さらに、当業者には、本明細書で諸態様に関連して記述された様々な実例となる論理ブロック、モジュール、回路、およびアルゴリズムステップは、電子的ハードウェア、コンピュータソフトウェア、または両方の組合せとして実現できることも理解されよう。このハードウェアとソフトウェアの交換可能性を明確に説明するために、様々な実例となる構成要素、ブロック、モジュール、回路、およびステップが、一般にその機能に関して上で説明されてきた。そのような機能がハードウェアとして実現されるか、それともソフトウェアとして実現されるかは、個々の用途、およびシステム全体に課される設計制約によって決まる。当業者には、説明された機能を個々の用途ごとに様々に実現することが可能であるが、そのような実現の決定が本開示の範囲から逸脱することになるとは解釈されるべきではない。
【０１１３】
本明細書で開示された諸態様に関連して説明された方法、順序またはアルゴリズムは、ハードウェアとして、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として、またはこれら2つの組合せとして直接に具現化することができる。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、取外し可能ディスク、CD-ROM、または当技術分野で知られている他の形態の記憶媒体に常駐することができる。例示的な記憶媒体は、プロセッサが記憶媒体との間で情報の読取りおよび書込みができるようにプロセッサに結合される。代替形態では、記憶媒体はプロセッサとの一体化が可能である。
【０１１４】
したがって、本開示の一態様では、非静止衛星通信システムにおいて時間および周波数の同期をと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むことができる。「非一時的」という用語は、いかなる物理的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))を除外しないが、その媒体を一時的な伝搬信号の意味にとることができるという解釈だけは除外される。
【０１１５】
上記の開示は実例となる態様を示すが、添付の特許請求の範囲から逸脱することなく、本明細書に様々な変更および修正を加えることができることに留意されたい。本明細書に記載の態様による方法請求項の機能、ステップまたは動作は、特にことわらない限り、何ら特定の順序で実行される必要がない。さらに、諸要素が単数形で記述または特許請求されることがあるが、単数形に限定することが明示されていない限り、複数形が企図されている。したがって、本開示は説明された例に限定されず、本明細書に記載の機能を実行するための任意の手段が本開示の諸態様に含まれる。
【符号の説明】
【０１１６】
100  衛星通信システム
106  インフラストラクチャ
108  インターネット
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  地方時/周波数/位置基準器
252  ビーム電力制御回路
300  衛星
300A〜F  NGSO衛星
301F  フォワードフィーダリンク(ゲートウェイから)
301R  リターンフィーダリンク(ゲートウェイへ)
302F  フォワードサービスリンク(UTへ)
302R  リターンサービスリンク(UTから)
310  フォワードトランスポンダ
311(1)〜311(N)  第1のバンドパスフィルタ
312(1)〜312(N)  第1の低雑音増幅器
313(1)〜313(N)  周波数コンバータ
314(1)〜314(N)  第2の低雑音増幅器
315(1)〜315(N)  第2のバンドパスフィルタ
316(1)〜316(N)  電力増幅器
320  リターントランスポンダ
321(1)〜321(N)  第1のバンドパスフィルタ
322(1)〜322(N)  第1の低雑音増幅器
324(1)〜324(N)  第2の低雑音増幅器
325(1)〜325(N)  第2のバンドパスフィルタ
326  電力増幅器
351  フォワードリンクアンテナ
352(1)〜352(N)  フォワードリンクアンテナ
361(1)〜361(N)  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
416A  デジタルデータ受信機
416N  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
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  アナログ送信電力
434  地方時/周波数/位置基準器
450  UEインターフェース回路
500  ユーザ機器
501  ユーザ機器
502  LANインターフェース
504  アンテナ
506  WAN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  マイクロホン/スピーカ
526  キーパッド
528  ディスプレイ
600  衛星の配置図
612A  ビーム
612B  ビーム
613A  カバレッジ領域
613B  第2のカバレッジ領域、カバレッジ領域
621A〜D  GSO衛星
623A  カバレッジ領域
625  GSO地上局
626  GSO地上局のビームパターン、ビーム
630  地球
631  赤道
640  GSO円弧
700  図
701  図
710  排除区域
711  等α=0線
712A  等α=+α0線
712B  等α=-α0線
715  見通し線
800  グラフ
801  CDF-EPFD曲線
802  合成ステップ関数
811  点
812  第2の点
813  第3の点
814  第4の点
820  グラフ
822  CDF-EPFD曲線
831  第1のステップ関数
832  第2のステップ関数
833  第3のステップ関数
834  第4のステップ関数
840  グラフ
841  第1のEPFD区間
842  第2のEPFD区間
843  第3のEPFD区間
844  第4のEPFD区間
851  第1のEPFD区間に関連したEPFD値の範囲
852  第2のEPFD区間に関連したEPFD値の範囲
853  第3のEPFD区間に関連したEPFD値の範囲
854  第4のEPFD区間に関連したEPFD値の範囲
900  グラフ
901A  第1の曲線
901B  破線
902A  第2の曲線
902B  破線
903A  第3の曲線
903B  破線
904A  第4の曲線
904B  破線
910  グラフ
920  グラフ
940  グラフ
1000  グラフ
1001  グラフ
1150  コントローラ
1151  プロセッサ
1152  メモリ
1152A  CDF-EPFD決定ソフトウェア
1152B  EPFDパーセンタイル限界超過検出ソフトウェア
1152C  電力バックオフ値決定ソフトウェア
1152D  電力バックオフスケジュール決定ソフトウェア
1152E  ビーム電力調整
1152F  衛星配置シミュレーションソフトウェア
1200  例示的な動作
FP(1)  フォワード経路
FP(N)  フォワード経路
RP(1)  リターン経路
RP(N)  リターン経路
【図１】
0006669771.tif 000003
【図２】
0006669771.tif 000004
【図３】
0006669771.tif 000005
【図４】
0006669771.tif 000006
【図５】
0006669771.tif 000007
【図６】
0006669771.tif 000008
【図７Ａ】
0006669771.tif 000009
【図７Ｂ】
0006669771.tif 000010
【図８Ａ】
0006669771.tif 000011
【図８Ｂ】
0006669771.tif 000012
【図８Ｃ】
0006669771.tif 000013
【図９Ａ】
0006669771.tif 000014
【図９Ｂ】
0006669771.tif 000015
【図９Ｃ】
0006669771.tif 000016
【図９Ｄ】
0006669771.tif 000017
【図１０Ａ】
0006669771.tif 000018
【図１０Ｂ】
0006669771.tif 000019
【図１１】
0006669771.tif 000020
【図１２】
0006669771.tif 000021
【図１３】
0006669771.tif 000022