(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザ端末と第1の衛星サービスに関連付けられた第1の衛星との間の通信リンクを確立するための方法であって、
前記ユーザ端末に関連付けられた衛星測位システム(SPS)受信機によって提供されたロケーション情報に少なくとも部分的に基づいて、地球上の前記ユーザ端末の位置を決定するステップと、
前記第1の衛星サービスとは異なる第2の衛星サービスに関連付けられた第2の衛星の位置に少なくとも部分的に基づいて、前記ユーザ端末の基準方位角を決定するステップと、
前記第1の衛星のエフェメリスデータを取得するステップと、
前記ユーザ端末の前記位置、前記ユーザ端末の前記基準方位角、および前記取得されたエフェメリスデータに少なくとも部分的に基づいて、前記ユーザ端末の指向性アンテナを前記第1の衛星と位置合わせするステップと
を備える方法。
【請求項２】
前記取得するステップが、
前記第2の衛星から、前記第1の衛星の前記エフェメリスデータを含むビーコンを受信するステップ
を備える、請求項1に記載の方法。
【請求項３】
前記ビーコンが、前記第2の衛星から送信されたサブキャリア信号を備える、請求項2に記載の方法。
【請求項４】
前記エフェメリスデータが、前記第2の衛星サービスに関連付けられた第2の変調方式とは異なる第1の変調方式を使用して前記ビーコン上に符号化される、請求項2に記載の方法。
【請求項５】
前記第1の衛星が地球の周りの非静止軌道(NGSO)にあり、前記第2の衛星が地球の周りの静止軌道(GSO)にある、請求項1に記載の方法。
【請求項６】
前記基準方位角を前記決定するステップが、
前記ユーザ端末の前記決定された位置に少なくとも部分的に基づいて、前記ユーザ端末と前記第2の衛星との間の仰角を計算するステップと、
前記指向性アンテナを前記計算された仰角まで上げるステップと、
1つまたは複数の信号が前記第2の衛星から受信されるまで、方位角において前記指向性アンテナの配向を前進させるステップと、
前記1つまたは複数の受信された信号に少なくとも部分的に基づいて、前記第2の衛星の識別情報を確認するステップと、
前記指向性アンテナの前記配向および前記第2の衛星の既知の位置に少なくとも部分的に基づいて、前記基準方位角を導出するステップと
を備える、請求項5に記載の方法。
【請求項７】
前記指向性アンテナの前記配向が、前記受信された信号のうちの少なくとも1つの信号強度に少なくとも部分的に基づく、請求項6に記載の方法。
【請求項８】
前記第2の衛星の識別情報を前記確認するステップが、
前記第2の衛星の識別子を抽出するために、前記1つまたは複数の受信された信号を復調するステップと、
前記抽出された識別子を前記第2の衛星の所定の識別子と比較するステップと
を備える、請求項6に記載の方法。
【請求項９】
前記第2の衛星の識別情報を前記確認するステップが、
前記第2の衛星のアクティブトランスポンダの構成を決定するステップと、
前記アクティブトランスポンダの決定された構成を前記第2の衛星の所定のアクティブトランスポンダ構成と比較するステップと
を備える、請求項6に記載の方法。
【請求項１０】
前記第1の衛星が地球の周りの非静止軌道(NGSO)にあり、前記第2の衛星が地球の周りの超偏心軌道(HEO)にあり、前記第1の衛星の前記エフェメリスデータを前記取得するステップが、
前記ユーザ端末に結合されたパッチアンテナを介して、前記第2の衛星から、前記第1の衛星の前記エフェメリスデータを含むビーコンを受信するステップ
を備える、請求項1に記載の方法。
【請求項１１】
前記ビーコンが、衛星デジタルオーディオラジオサービス(SDARS)周波数帯域上で受信され、前記通信リンクが、Ku周波数帯域の少なくとも一部分に関連付けられる、請求項10に記載の方法。
【請求項１２】
第1の衛星サービスに関連付けられた第1の衛星との通信リンクを確立するためのユーザ端末であって、
1つまたは複数のプロセッサと、
前記1つまたは複数のプロセッサによって実行されると、前記ユーザ端末に、
前記ユーザ端末に関連付けられた衛星測位システム(SPS)受信機によって提供されたロケーション情報に少なくとも部分的に基づいて、地球上の前記ユーザ端末の位置を決定することと、
前記第1の衛星サービスとは異なる第2の衛星サービスに関連付けられた第2の衛星の位置に少なくとも部分的に基づいて、前記ユーザ端末の基準方位角を決定することと、
前記第1の衛星のエフェメリスデータを取得することと、
前記ユーザ端末の前記位置、前記ユーザ端末の前記基準方位角、および前記取得されたエフェメリスデータに少なくとも部分的に基づいて、前記ユーザ端末の指向性アンテナを前記第1の衛星と位置合わせすることと
を行わせる命令を記憶するように構成されたメモリと
を備えるユーザ端末。
【請求項１３】
前記第1の衛星の前記エフェメリスデータを取得するための前記命令の実行が、前記ユーザ端末に、
前記第2の衛星から、前記第1の衛星の前記エフェメリスデータを含むビーコンを受信させる、
請求項12に記載のユーザ端末。
【請求項１４】
前記第1の衛星が地球の周りの非静止軌道(NGSO)にあり、前記第2の衛星が地球の周りの静止軌道(GSO)にある、請求項12に記載のユーザ端末。
【請求項１５】
前記基準方位角を決定するための前記命令の実行が、前記ユーザ端末に、
前記ユーザ端末の前記決定された位置に少なくとも部分的に基づいて、前記ユーザ端末と前記第2の衛星との間の仰角を計算することと、
前記指向性アンテナを前記計算された仰角まで上げることと、
1つまたは複数の信号が前記第2の衛星から受信されるまで、方位角において前記指向性アンテナの配向を前進させることと、
前記1つまたは複数の受信された信号に少なくとも部分的に基づいて、前記第2の衛星の識別情報を確認することと、
前記指向性アンテナの前記配向および前記第2の衛星の既知の位置に少なくとも部分的に基づいて、前記基準方位角を導出することと
を行わせる、請求項14に記載のユーザ端末。
【請求項１６】
前記第2の衛星の識別情報を確認するための前記命令の実行が、前記ユーザ端末に、
前記第2の衛星の識別子を抽出するために、前記1つまたは複数の受信された信号を復調することと、
前記抽出された識別子を前記第2の衛星の所定の識別子と比較することと
を行わせる、請求項15に記載のユーザ端末。
【請求項１７】
前記第2の衛星の識別情報を確認するための前記命令の実行が、前記ユーザ端末に、
前記第2の衛星のアクティブトランスポンダの構成を決定することと、
前記アクティブトランスポンダの決定された構成を前記第2の衛星の所定のアクティブトランスポンダ構成と比較することと
を行わせる、請求項15に記載のユーザ端末。
【請求項１８】
前記第1の衛星が地球の周りの非静止軌道(NGSO)にあり、前記第2の衛星が地球の周りの超偏心軌道(HEO)にあり、前記第1の衛星の前記エフェメリスデータを取得するための前記命令の実行が、前記ユーザ端末に、
前記ユーザ端末に結合されたパッチアンテナを介して、前記第2の衛星から、前記第1の衛星の前記エフェメリスデータを含むビーコンを受信すること
を行わせる、請求項12に記載のユーザ端末。
【請求項１９】
第1の衛星サービスに関連付けられた第1の衛星との通信リンクを確立するためのユーザ端末であって、
前記ユーザ端末に関連付けられた衛星測位システム(SPS)受信機によって提供されたロケーション情報に少なくとも部分的に基づいて、地球上の前記ユーザ端末の位置を決定するための手段と、
前記第1の衛星サービスとは異なる第2の衛星サービスに関連付けられた第2の衛星の位置に少なくとも部分的に基づいて、前記ユーザ端末の基準方位角を決定するための手段と、
前記第1の衛星のエフェメリスデータを取得するための手段と、
前記ユーザ端末の前記位置、前記ユーザ端末の前記基準方位角、および前記取得されたエフェメリスデータに少なくとも部分的に基づいて、前記ユーザ端末の指向性アンテナを前記第1の衛星と位置合わせするための手段と
を備えるユーザ端末。
【請求項２０】
前記第1の衛星の前記エフェメリスデータを取得するための前記手段が、
前記第2の衛星から、前記第1の衛星の前記エフェメリスデータを含むビーコンを受信すること
である、請求項19に記載のユーザ端末。
【請求項２１】
前記第1の衛星が地球の周りの非静止軌道(NGSO)にあり、前記第2の衛星が地球の周りの静止軌道(GSO)にあり、前記基準方位角を決定するための前記手段が、
前記ユーザ端末の前記決定された位置に少なくとも部分的に基づいて、前記ユーザ端末と前記第2の衛星との間の仰角を計算することと、
前記指向性アンテナを前記計算された仰角まで上げることと、
1つまたは複数の信号が前記第2の衛星から受信されるまで、方位角において前記指向性アンテナの配向を前進させることと、
前記1つまたは複数の受信された信号に少なくとも部分的に基づいて、前記第2の衛星の識別情報を確認することと、
前記指向性アンテナの前記配向および前記第2の衛星の既知の位置に少なくとも部分的に基づいて、前記基準方位角を導出することと
である、請求項19に記載のユーザ端末。
【請求項２２】
前記第2の衛星の識別情報が、
前記第2の衛星の識別子を抽出するために、前記1つまたは複数の受信された信号を復調し、
前記抽出された識別子を前記第2の衛星の所定の識別子と比較する
ことによって確認される、請求項21に記載のユーザ端末。
【請求項２３】
前記第2の衛星の識別情報が、
前記第2の衛星のアクティブトランスポンダの構成を決定し、
前記アクティブトランスポンダの決定された構成を前記第2の衛星の所定のアクティブトランスポンダ構成と比較する
ことによって確認される、請求項21に記載のユーザ端末。
【請求項２４】
前記第1の衛星が地球の周りの非静止軌道(NGSO)にあり、前記第2の衛星が地球の周りの超偏心軌道(HEO)にあり、前記第1の衛星の前記エフェメリスデータを取得するための前記手段が、
前記ユーザ端末に結合されたパッチアンテナを介して、前記第2の衛星から、前記第1の衛星の前記エフェメリスデータを含むビーコンを受信すること
である、請求項19に記載のユーザ端末。
【請求項２５】
ユーザ端末の1つまたは複数のプロセッサによって実行されると、前記ユーザ端末に、動作を実行することによって第1の衛星サービスに関連付けられた第1の衛星との通信リンクを確立させる命令を記憶する非一時的コンピュータ可読記憶媒体であって、前記動作が、
前記ユーザ端末に関連付けられた衛星測位システム(SPS)受信機によって提供されたロケーション情報に少なくとも部分的に基づいて、地球上の前記ユーザ端末の位置を決定するステップと、
前記第1の衛星サービスとは異なる第2の衛星サービスに関連付けられた第2の衛星の位置に少なくとも部分的に基づいて、前記ユーザ端末の基準方位角を決定するステップと、
前記第1の衛星のエフェメリスデータを取得するステップと、
前記ユーザ端末の前記位置、前記ユーザ端末の前記基準方位角、および前記取得されたエフェメリスデータに少なくとも部分的に基づいて、前記ユーザ端末の指向性アンテナを前記第1の衛星と位置合わせするステップと
を備える、非一時的コンピュータ可読記憶媒体。
【請求項２６】
前記第1の衛星の前記エフェメリスデータを取得するための前記命令の実行が、前記ユーザ端末に、
前記第2の衛星から、前記第1の衛星の前記エフェメリスデータを含むビーコンを受信するステップ
をさらに備える動作を実行させる、請求項25に記載の非一時的コンピュータ可読記憶媒体。
【請求項２７】
前記第1の衛星が地球の周りの非静止軌道(NGSO)にあり、前記第2の衛星が地球の周りの静止軌道(GSO)にあり、前記基準方位角を決定するための前記命令の実行が、前記ユーザ端末に、
前記ユーザ端末の前記決定された位置に少なくとも部分的に基づいて、前記ユーザ端末と前記第2の衛星との間の仰角を計算するステップと、
前記指向性アンテナを前記計算された仰角まで上げるステップと、
1つまたは複数の信号が前記第2の衛星から受信されるまで、方位角において前記指向性アンテナの配向を前進させるステップと、
前記1つまたは複数の受信された信号に少なくとも部分的に基づいて、前記第2の衛星の識別情報を確認するステップと、
前記指向性アンテナの前記配向および前記第2の衛星の既知の位置に少なくとも部分的に基づいて、前記基準方位角を導出するステップと
をさらに備える動作を実行させる、請求項25に記載の非一時的コンピュータ可読記憶媒体。
【請求項２８】
前記第2の衛星の識別情報を確認するための前記命令の実行が、前記ユーザ端末に、
前記第2の衛星の識別子を抽出するために、前記1つまたは複数の受信された信号を復調するステップと、
前記抽出された識別子を前記第2の衛星の所定の識別子と比較するステップと
をさらに備える動作を実行させる、請求項27に記載の非一時的コンピュータ可読記憶媒体。
【請求項２９】
前記第2の衛星の識別情報を確認するための前記命令の実行が、前記ユーザ端末に、
前記第2の衛星のアクティブトランスポンダの構成を決定するステップと、
前記アクティブトランスポンダの決定された構成を前記第2の衛星の所定のアクティブトランスポンダ構成と比較するステップと
をさらに備える動作を実行させる、請求項27に記載の非一時的コンピュータ可読記憶媒体。
【請求項３０】
前記第1の衛星が地球の周りの非静止軌道(NGSO)にあり、前記第2の衛星が地球の周りの超偏心軌道(HEO)にあり、前記第1の衛星の前記エフェメリスデータを取得するための前記命令の実行が、前記ユーザ端末に、
前記ユーザ端末に結合されたパッチアンテナを介して、前記第2の衛星から、前記第1の衛星の前記エフェメリスデータを含むビーコンを受信するステップ
をさらに備える動作を実行させる、請求項25に記載の非一時的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】
本明細書で説明する様々な態様は、衛星通信に関し、より詳細には、地上ベースのデバイスから送信された弱い信号の受信を改善することに関する。
【背景技術】
【０００２】
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、通信衛星に信号を送信し、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、軌道を周回する受信機およびリピータである。
【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を使用することによって「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、同じ衛星からの2つ以上のビームが同じ特定の地理的領域をカバーするように向けられ得る。
【０００４】
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搬においてタイミングシフトおよび周波数シフトはほとんどない。しかしながら、静止衛星は静止軌道(GSO)に制限されるので、GSOに配置され得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、地球全体または地球の少なくとも大部分に通信カバレージを提供するために、地球低軌道(LEO)などの非静止軌道(NGSO)にある衛星のコンスタレーションを利用する通信システムが考案されている。
【０００５】
ユーザ端末(UT)は、LEO衛星などのNGSO衛星からの信号を受信するために、高利得高指向性アンテナを使用し得る。NGSO衛星との通信リンクを確立するために高指向性アンテナを設置し、位置合わせすることは、たとえば、基準方位角、NGSO衛星の軌道速度、および/または(たとえば、オムニ指向性アンテナに関連付けられた比較的広いビーム幅と比較して)高利得高指向性アンテナに関連付けられた比較的狭いビーム幅がないために、訓練されていないユーザ(たとえば、消費者または住宅所有者)にとって困難である場合がある。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の態様は、ユーザ端末と衛星のコンスタレーションを形成し得る1つまたは複数の衛星との間の通信リンクを確立するための装置および方法を対象とする。一例では、ユーザ端末と第1の衛星サービスに関連付けられた第1の衛星との間の通信リンクを確立するための方法が開示される。方法は、ユーザ端末に関連付けられた衛星測位システム(SPS)受信機によって提供されたロケーション情報に少なくとも部分的に基づいて、地球上のユーザ端末の位置を決定するステップを含み得る。方法はまた、第1の衛星サービスとは異なる第2の衛星サービスに関連付けられた第2の衛星の位置に少なくとも部分的に基づいて、ユーザ端末の基準方位角を決定するステップを含み得る。方法はまた、第1の衛星のエフェメリスデータを取得するステップと、次いで、ユーザ端末の位置、ユーザ端末の基準方位角、および取得されたエフェメリスデータに少なくとも部分的に基づいて、ユーザ端末の指向性アンテナを第1の衛星と位置合わせするステップとを含み得る。
【０００７】
別の例では、第1の衛星サービスに関連付けられた第1の衛星との通信リンクを確立するためのユーザ端末が開示される。ユーザ端末は、ユーザ端末に関連付けられた衛星測位システム(SPS)受信機によって提供されたロケーション情報に少なくとも部分的に基づいて、地球上のユーザ端末の位置を決定するための手段を含み得る。ユーザ端末はまた、第1の衛星サービスとは異なる第2の衛星サービスに関連付けられた第2の衛星の位置に少なくとも部分的に基づいて、ユーザ端末の基準方位角を決定するための手段を含み得る。ユーザ端末はまた、第1の衛星のエフェメリスデータを取得するための手段と、ユーザ端末の位置、ユーザ端末の基準方位角、および取得されたエフェメリスデータに少なくとも部分的に基づいて、ユーザ端末の指向性アンテナを第1の衛星と位置合わせするための手段とを含み得る。
【０００８】
別の例では、第1の衛星サービスに関連付けられた第1の衛星との通信リンクを確立するためのユーザ端末が開示される。ユーザ端末は、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とを含み得る。1つまたは複数のプロセッサによる命令の実行は、ユーザ端末に、ユーザ端末に関連付けられた衛星測位システム(SPS)受信機によって提供されたロケーション情報に少なくとも部分的に基づいて、地球上のユーザ端末の位置を決定させることができる。1つまたは複数のプロセッサによる命令の実行はまた、ユーザ端末に、第1の衛星サービスとは異なる第2の衛星サービスに関連付けられた第2の衛星の位置に少なくとも部分的に基づいて、ユーザ端末の基準方位角を決定させることができる。1つまたは複数のプロセッサによる命令の実行はまた、ユーザ端末に、第1の衛星のエフェメリスデータを取得させ、ユーザ端末の位置、ユーザ端末の基準方位角、および取得されたエフェメリスデータに少なくとも部分的に基づいて、ユーザ端末の指向性アンテナを第1の衛星と位置合わせさせることができる。
【０００９】
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、ユーザ端末の1つまたは複数のプロセッサによって実行されると、ユーザ端末に、ユーザ端末に関連付けられた衛星測位システム(SPS)受信機によって提供されたロケーション情報に少なくとも部分的に基づいて、地球上のユーザ端末の位置を決定させることができる命令を記憶し得る。1つまたは複数のプロセッサによる命令の実行はまた、ユーザ端末に、第1の衛星サービスとは異なる第2の衛星サービスに関連付けられた第2の衛星の位置に少なくとも部分的に基づいて、ユーザ端末の基準方位角を決定させることができる。1つまたは複数のプロセッサによる命令の実行はまた、ユーザ端末に、第1の衛星のエフェメリスデータを取得させ、ユーザ端末の位置、ユーザ端末の基準方位角、および取得されたエフェメリスデータに少なくとも部分的に基づいて、ユーザ端末の指向性アンテナを第1の衛星と位置合わせさせることができる。
【００１０】
本開示の態様は例として示され、添付の図面の図に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【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(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】地球上の例示的なUTと、第1の衛星サービスに関連付けられたいくつかの第1の衛星と、第2の衛星サービスに関連付けられたいくつかの第2の衛星とを示す図である。
【図７】図1のUTの別の例のブロック図である。
【図８Ａ】4つの測位衛星と通信している図7のUTを示す図である。
【図８Ｂ】GSO円弧に対する仰角と地球上のいくつかの例示的な緯度の方位角との間の関係を示すグラフである。
【図８Ｃ】図7のUTの指向性アンテナをGSO円弧に関連付けられた仰角まで上げることを示す図である。
【図８Ｄ】図7のUTが図6の第2の衛星のうちの1つの位置情報に基づいて基準方位角を決定することを示す図である。
【図９Ａ】ユーザ端末と図6の第1の衛星のうちの選択された1つとの間の通信リンクを確立するための例示的な動作を示す例示的なフローチャートである。
【図９Ｂ】ユーザ端末と図6の第1の衛星のうちの選択された1つとの間の通信リンクを確立するための例示的な動作を示す例示的なフローチャートである。
【図９Ｃ】ユーザ端末と図6の第1の衛星のうちの選択された1つとの間の通信リンクを確立するための例示的な動作を示す例示的なフローチャートである。
【図１０Ａ】地球の周りの第1の長楕円軌道(HEO)における衛星を示す図である。
【図１０Ｂ】地球の周りの第2の長楕円軌道(HEO)における衛星を示す図である。
【図１１】本明細書で教示する衛星との通信リンクを確立するように構成された装置のいくつかの例示的な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】
【００１２】
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。
【００１３】
本明細書で説明する例示的な実装形態は、ユーザ端末が、(たとえば、真北の方向に対する)ユーザ端末の配向の事前知識を有することなしに、かつ、衛星の位置を特定した、衛星を識別した、または衛星を追跡した経験をもつことなしに、位置を特定し、第1の衛星サービスに関連付けられた第1の衛星との通信リンクを確立することを可能にし得る。以下でより詳細に説明するように、ユーザ端末は、既知の衛星測位技法を使用して地球上のその位置を決定することができ、次いで、その決定された位置を使用して空の円弧に対する仰角を計算することができ、その円弧に沿って、第2の衛星サービスに関連付けられたいくつかの第2の衛星が配置され得る。ユーザ端末は、関連する指向性アンテナを仰角まで上げ、次いで、1つまたは複数の信号が第2の衛星のうちの1つから受信されるまで、方位角において指向性アンテナを回転させることができる。受信された信号は、第2の衛星の識別情報を確認するために使用される場合があり、第2の衛星の識別情報から、第2の衛星の既知の位置が決定され得る。基準方位角は、第2の衛星の既知の位置および指向性アンテナの配向に少なくとも部分的に基づいて、決定され得る。ユーザ端末は、第1の衛星のエフェメリスデータを取得し得る。ユーザ端末の位置、決定された基準方位角、および取得されたエフェメリスデータは、指向性アンテナを第1の衛星と位置合わせし、その後、第1の衛星との通信リンクを確立するために使用され得る。いくつかの実装形態の場合、第2の衛星から受信された信号は、第1の衛星のエフェメリスデータを含んでいるビーコンを含み得る。
【００１４】
特定の例を対象とする以下の説明および関連する図面において、本開示の態様について説明する。本開示の範囲から逸脱することなく、代替例が考案され得る。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については詳細に説明しないか、または省略する。
【００１５】
本明細書で使用する「エフェメリス」および「エフェメリスデータ」という用語は、いくつかの所与の時間の(たとえば、将来の)1つまたは複数の衛星の位置を含んでいる衛星軌道情報を指す。衛星の位置は、球面座標系などの3次元座標系を使用して表され得る。たとえば、球面座標系では、地球上の固定点に対する衛星の位置は、地球上の固定点から衛星に延びる線として表され得る。線は、3つの数、すなわち、固定点からの衛星の半径方向距離、仰角、および方位角(azimuthまたはazimuth angle)を含むベクトルとして表され得る。傾斜角または極角と呼ばれることもある仰角は、線と地球の表面に平行な基準面との間の角度である。したがって、本明細書で使用する「仰角」、「傾斜角」および「極角」という用語は交換可能であり得る。基準面は、本明細書では「方位角面」と呼ばれることがあり、したがって、「基準面」および「方位角面」という用語は交換可能であり得る。方位角は、基準方向と線の方位角面への直交射影との間の角度である。本明細書での説明の目的で、基準方向は、真北の方向に対応する場合があり、以下で基準方位角と呼ばれることがある。したがって、本明細書で使用する「基準方位角」および「基準方向」という用語は交換可能であり得、少なくともいくつかの実装形態の場合、真北の方向を指す場合がある。
【００１６】
「例示的な」という語は、本明細書では、「例、事例、または例示としての役割を果たすこと」を意味するために使用される。「例示的な」として本明細書で説明するいずれの態様も、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はない。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。
【００１７】
本明細書で使用する用語は、特定の態様のみについて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。本明細書で使用する単数形「a」、「an」および「the」は、文脈が別段に明確に示さない限り、複数形も含むものとする。「備える(comprises)」、「備える(comprising)」、「含む(includes)」、または「含む(including)」という用語は、本明細書で使用するとき、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よう。さらに、「または」という語は、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、「or」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、直接接続に限定されない。
【００１８】
さらに、多くの態様について、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アクションのシーケンスに関して説明する。本明細書で説明する様々なアクションは、特定の回路、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)、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てもよく、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てもよく、あるいは両方の組合せによって実行されてもよいことが認識されよう。加えて、本明細書で説明するこれらのアクションのシーケンスは、実行時に、関連するプロセッサに本明細書で説明する機能を実行させる、対応するコンピュータ命令の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で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、請求される主題の範囲内にそのすべてが入ることが企図されている、いくつかの異なる形態において具現化され得る。加えて、本明細書で説明する態様ごとに、任意のそのような態様の対応する形態について、たとえば、説明するアクションを実行する「ように構成された論理」として本明細書で説明する場合がある。
【００１９】
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。本明細書で使用する「結合された」という用語は、1つまたは複数の介在する構成要素または回路に直接接続されるか、またはそれらを介して接続されることを意味する。また、以下の説明では、説明の目的で、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とされない場合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回避するために、よく知られている回路およびデバイスは、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、本明細書で説明する特定の例に限定されるものと解釈されるべきではなく、むしろ、その範囲内に添付の特許請求の範囲によって定義されるすべての実装形態を含むものと解釈されるべきである。
【００２０】
図1は、非静止軌道、たとえば、地球低軌道(LEO)内の(例示を明快にするために1つの衛星300しか示されていないが)複数の衛星と、衛星300と通信しているゲートウェイ200と、衛星300と通信している複数のユーザ端末(UT)400および401と、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とを含む衛星通信システム100の一例を示す。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。加えて、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に示す例では、UT400およびUE500は、(順方向アクセスリンクおよび戻りアクセスリンクを有する)双方向アクセスリンクを介して互いと通信し、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と通信する。別の実装形態では、1つまたは複数の追加のUE(図示せず)は、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。別の実装形態では、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一体型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。
【００２１】
UT400は、UT400が関連する指向性アンテナ(簡単にするために図示されていない)を第1の衛星サービスに関連付けられた第1の衛星(たとえば、衛星300)と位置合わせすることを可能にし得る、アンテナ位置合わせ回路425を含み得る。例示的な実装形態の場合、アンテナ位置合わせ回路425は、位置を特定し、第1の衛星サービスとは異なる第2の衛星サービスに関連付けられた第2の衛星からの信号を受信することができる。いくつかの態様では、たとえば、第2の衛星は既知の軌道パターンを有する場合があるおよび/または地球上の静止観測器にとっては空で動かないように見える場合があるので、第2の衛星は第1の衛星よりも位置を特定するのが容易であり得る。アンテナ位置合わせ回路425は、第2の衛星の既知の位置およびUTの指向性アンテナの配向に少なくとも部分的に基づいて、UT400の基準方位角を決定し得る。アンテナ位置合わせ回路425は、第1の衛星のエフェメリスデータを取得し、その後、UT400の地上位置、UT400の基準方位角、および取得されたエフェメリスデータに少なくとも部分的に基づいて、UTの指向性アンテナを第1の衛星と位置合わせし得る。いくつかの態様では、第1の衛星は地球の周りの非静止軌道(NGSO)にあってもよく、第2の衛星は地球の周りの静止軌道(GSO)にあってもよい。他の態様では、第1の衛星は地球の周りのNGSOにあってもよく、第2の衛星は地球の周りの長楕円軌道(HEO)にあってもよい。
【００２２】
ゲートウェイ200は、インターネット108または1つもしく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に示す例では、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つもしく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、光ファイバネットワークまたは公衆交換電話網(PSTN)110などの地上線ネットワークを含む、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、代替実装形態では、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つもしく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インターフェースし得る。またさらに、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してもよく、または代替的に、インフラストラクチャ106を使用せずにゲートウェイ201と通信するように構成されてもよい。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)、ワイヤードおよび/もしくはワイヤレスのコアネットワーク、ならびに/または衛星通信システム100の動作および/もしくは衛星通信システム100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のうちの1つであり得る地上局への信号経路は、総称的にダウンリンクと呼ばれる場合がある。地上局から衛星300への信号経路は、総称的にアップリンクと呼ばれる場合がある。加えて、図示のように、信号は、順方向リンクおよび戻りリンクまたは逆方向リンクなどの、全般的な方向性を有することができる。したがって、ゲートウェイ200から始まり、衛星300を介してUT400において終わる方向における通信リンクは、順方向リンクと呼ばれ、UT400から始まり、衛星300を介してゲートウェイ200において終わる方向における通信リンクは、戻り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」と標示され、衛星300からゲートウェイ200への信号経路は、「戻りフィーダリンク」と標示される。同様にして、図1では、各UT400または401から衛星300への信号経路は、「戻りサービスリンク」と標示され、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」と標示される。
【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を含むことが示されている。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、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、戻りフィーダリンク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やり方でそれぞれ増幅およびダウンコンバートするために、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、各受信チェーンは、受信された通信信号を(たとえば、デジタルサブシステム220による処理のために)アナログ信号からデジタル信号に変換するために、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よく知られているやり方でそれぞれアップコンバートおよび増幅するために、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、各送信チェーンは、デジタルサブシステム220から受信されたデジタル信号を衛星300に送信されるべきアナログ信号に変換するために、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(たとえば、キャリア周波数の選択、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、周波数同調など)を制御し得る。
【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から受信さ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から受信さ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。
【００２８】
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の受信チェーンのうちの1つは、入力信号を複数のデジタル受信機モジュール222に与え得る。いくつかのデジタル受信機モジュール222は、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を受け入れるために使用され得る。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、ならびにダイバーシティ合成器および復号器回路を含み得る。サーチャ受信機は、キャリア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(または他の比較的固定された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。
【００２９】
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し得る。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、(1)干渉低減およびリソース割振りの目的で最小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転送特性を補償することが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(簡単にするために図示されていない)によって制御され得る。
【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に結合される制御プロセッサ228は、限定はしないが、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実施するために、コマンド信号および制御信号を与え得る。
【００３１】
制御プロセッサ228はまた、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(簡単にするために図示されていない)を制御し得る。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)もしく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、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。
【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、(限定はしないが)コーダ、データモデム、ならびにデジタルデータの切替え構成要素および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、図1に示すように、直接または追加のインフラストラクチャ106を介してのいずれかで、外部PSTNに通信信号を与え、外部PSTNから通信信号を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。他の実装形態の場合、PSTNインターフェース230は、省略されることがあるか、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。
【００３４】
LANインターフェース240は、通信信号を外部LANに与え、外部LANから通信信号を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、図1に示すように、直接または追加のインフラストラクチャ106を介してのいずれかで、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、通信信号を図1の衛星通信システム100に関連付けられた1つまたは複数の他のゲートウェイ(および/または、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関連付けられたゲートウェイ)に与え、これらのゲートウェイから通信信号を受信することができる。いくつかの実装形態の場合、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(簡単にするために図示されていない)を介して他のゲートウェイと通信し得る。他の実装形態の場合、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)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し得る。少なくとも1つの実装形態の場合、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し得る。
【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はまた、衛星300の軌道を維持および監視し、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、および/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(簡単にするために図示されていない)に結合され得る。
【００３７】
図2に示す例示的な実装形態の場合、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、ローカル時間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、ならびに/またはインターフェース230、240、および245に与え得る。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とおよび/または衛星300と同期させ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はまた、衛星300の位置情報(たとえば、エフェメリスデータ)をゲートウェイ200の様々な構成要素に与え得る。さらに、ゲートウェイコントローラ250内に含まれるものとして図2に示すが、他の実装形態の場合、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に(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つもしくは複数に)結合された別個のサブシステムであり得る。
【００３８】
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、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、SCCが衛星300と直接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がそのアンテナ205のねらいを(たとえば、適切な衛星300に)正確に定め、ビーム送信をスケジュールし、ハンドオーバを協調させ、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、処理された情報を(たとえば、SCCおよび/またはNCCから)受信し得る。
【００３９】
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。特定の衛星構成は大幅に異なる場合があり、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諒解されよう。さらに、単一の衛星として示されているが、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できる。開示は、任意の特定の衛星構成に限定されず、ゲートウェイ200とUT400との間の機能的接続を提供することができる任意の衛星または衛星の組合せは、本開示の範囲内と見なされ得ることが諒解されよう。一例では、衛星300は、順方向トランスポンダ310、戻りトランスポンダ320、発振器330、コントローラ340、順方向リンクアンテナ351〜352、および戻りリンクアンテナ361〜362を含むことが示されている。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、周波数変換器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に示すように、アンテナ352(1)〜352(N)のそれぞれ1つに結合される。
【００４０】
それぞれの順方向経路FP(1)〜FP(N)の各々内で、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過させ、それぞれの順方向経路FPのチャネルまたは周波数帯域外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に関連付けられた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による処理に適した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内の通信信号の周波数を(たとえば、衛星300からUT400への送信に適した周波数に)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を介したUT400への送信に適した電力レベルまで増幅する。N個の戻り経路RP(1)〜RP(N)を含む戻りトランスポンダ320は、アンテナ361(1)〜361(N)を介して戻りサービスリンク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を介して戻りフィーダリンク301Rに沿って通信信号をゲートウェイ200に送信する。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し得る戻り経路RP(1)〜RP(N)の各々は、アンテナ361(1)〜361(N)のそれぞれ1つに結合され得、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。
【００４１】
それぞれの戻り経路RP(1)〜RP(N)の各々内で、第1のバンドパスフィルタ321は、それぞれの戻り経路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、それぞれの戻り経路RPのチャネルまたは周波数帯域外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の場合、それぞれの戻り経路RPに関連付けられた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による処理に適したレベルまで増幅する。周波数変換器323は、それぞれの戻り経路RP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への送信に適した周波数に)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。戻り経路RP(1)〜RP(N)からの信号が合成され、PA326を介して1つまたは複数のアンテナ362に与えられる。PA326は、合成された信号を、ゲートウェイ200への送信のために増幅する。
【００４２】
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、順方向局部発振器信号LO(F)を順方向トランスポンダ310の周波数変換器313(1)〜313(N)に与え、戻り局部発振器信号LO(R)を戻りトランスポンダ320の周波数変換器323(1)〜323(N)に与える。たとえば、LO(F)信号は、ゲートウェイ200から衛星300への信号の送信に関連付けられた周波数帯域から、衛星300からUT400への信号の送信に関連付けられた周波数帯域に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への信号の送信に関連付けられた周波数帯域から、衛星300からゲートウェイ200への信号の送信に関連付けられた周波数帯域に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。
【００４３】
順方向トランスポンダ310、戻りトランスポンダ320、および発振器330に結合されるコントローラ340は、(限定はしないが)チャネル割振りを含む、衛星300の様々な動作を制御し得る。一態様では、コントローラ340は、プロセッサに結合されたメモリ(簡単にするために図示されていない)を含み得る。メモリは、プロセッサによって実行されると、衛星300に(限定はしないが)図10および図11に関して本明細書で説明する動作を含む動作を実行させる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)を含み得る。
【００４４】
UT400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では、少なくとも1つのアンテナ410が(たとえば、衛星300から)順方向リンク通信信号を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に転送され、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。デュプレクサ要素412は、同じアンテナが送信機能と受信機能の両方をサービスすることを可能にするために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いて動作するための別個のアンテナを利用し得る。
【００４５】
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。当業者には明らかであろうように、追加のデジタルデータ受信機416B〜416Nは、許容できるレベルのトランシーバの複雑さに応じて、所望のレベルの信号ダイバーシティを取得するために使用され得る。
【００４６】
少なくとも1つのユーザ端末制御プロセッサ420は、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、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、ならびに信号キャリアに使用される周波数の選択を提供する。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、相対信号強度の決定および様々な関係する信号パラメータの計算を含むことができる。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、測定における効率また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。いくつかの実装形態の場合、制御プロセッサ420は、図1に関して上記で説明したアンテナ位置合わせ回路425を含み得る(またはそれに結合され得る)。
【００４７】
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に示すように、UE500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復号器を備え得る。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。
【００４８】
音声または他のデータが、ユーザ端末から発信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、送信のための所望のデータを受信し、記憶し、処理し、他の方法で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、このデータを制御プロセッサ420の制御下で動作する送信変調器426に与える。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。
【００４９】
図4では、UTトランシーバは、制御プロセッサ420に関連付けられたメモリ432も含む。メモリ432は、制御プロセッサ420が実行するための命令、ならびに制御プロセッサ420が処理するためのデータを含み得る。
【００５０】
図4に示す例では、UT400は、たとえば、UT400の時間および周波数の同期を含む様々な用途のために、ローカル時間、周波数および/または位置情報を制御プロセッサ420に与え得る、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(たとえば、GPS受信機)も含む。
【００５１】
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、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、または他の比較的固定されたパターンの強い信号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付けられた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、獲得後にパイロット信号を追跡して、信号チップエネルギーと信号雑音の比率を正確に決定し、パイロット信号強度を定式化するために割り当てられ得る。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、またはこれらの信号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、復調されている信号についての現在の周波数およびタイミング情報を制御プロセッサ420に与えるために監視され得る周波数追跡要素も利用する。
【００５２】
制御プロセッサ420は、受信された信号が、同じ周波数帯域にスケーリングされるときに発振器周波数からどの程度までオフセットされるかを決定するために、そのような情報を適宜に使用し得る。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、必要に応じてストレージまたはメモリ要素432に記憶され得る。
【００５３】
制御プロセッサ420はまた、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に結合され得る。UEインターフェース回路450は、必要に応じて、様々なUE構成との通信用に構成されてもよく、したがって、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、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つもしくは複数の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。
【００５４】
図5は、図1のUE501にも当てはまり得る、UE500の一例を示すブロック図である。図5に示す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。加えて、UEは、様々な最終的なエンドユーザデバイスにおよび/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に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に示す例では、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)、全地球航法衛星システム(GLONASS)および/または任意の他の全地球衛星もしくは地域衛星ベースの測位システムに適合し得る。代替態様では、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を伴うまたは伴わない、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、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を伴うまたは伴わない、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について示す要素は、単に例示的な構成として提供され、本明細書で開示する様々な態様によるUEの構成を限定するものではない。
【００５５】
図5に示す例では、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、動きセンサ514および他のセンサも、プロセッサ512に結合され得る。
【００５６】
メモリ516は、プロセッサ512に接続される。一態様では、メモリ516は、図1に示すように、UT400に送信され得るおよび/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、たとえば、UT400と通信するためのプロセス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、記憶された命令520も含み得る。さらに、UE500は、たとえば、光、音また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に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、ユーザインターフェース522も含み得る。図5に示す例では、UE500は、ユーザインターフェース522に接続された、マイクロフォン/スピーカ524、キーパッド526、およびディスプレイ528を含む。代替的に、ユーザの触覚の入力または出力は、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に示す要素は、本明細書で開示するUEの構成を限定するものではなく、UE500に含まれる要素は、デバイスの最終用途およびシステムエンジニアの設計選択に基づいて変化することが諒解されよう。
【００５７】
加えて、UE500は、たとえば、図1に示すように、UT400と通信しているがUT400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。
【００５８】
上述のように、たとえば、GSO衛星が地球上の静止観測器にとっては空で動かないように見えるように、GSO衛星は、地球の表面から約35,000kmの上空にある静止軌道に展開され、地球自体の角速度で赤道軌道において地球の周りを回転する。対照的に、LEO衛星などのNGSO衛星は、非静止軌道に展開され、(たとえば、GSO衛星と比較して)比較的低い高度および比較的速い速度で地球の表面の様々な経路の上で地球の周りを回転する。NGSO衛星は、空を横切って非常に速く移動し、一般的には、ある時刻に数分間、地球上の所与の地点で目に見えるので、ユーザが衛星の位置を特定したおよび/または基準方位角(たとえば、真北の方向)を決定した経験をほとんどまたはまったくもたないときは特に、ユーザ端末がそのアンテナを衛星300などのNGSO衛星と位置合わせすることは困難である場合がある。加えて、UTおよびNGSO衛星の一方または両方が、信号を互いに送信するために高利得指向性アンテナを使用するとき、(たとえば、オムニ指向性アンテナに関連付けられた比較的広いビーム幅と比較して)指向性アンテナに関連付けられた比較的狭いビーム幅は、UTのアンテナをNGSO衛星のうちの1つと位置合わせするプロセスをさらに複雑にする場合がある。その結果、ユーザが位置を特定し、UTと衛星300などのNGSO衛星との間の通信リンクを確立することは難しい場合がある。
【００５９】
図6は、地球630の表面上に位置する図1のUT400を示す図600を示す。複数の第1の衛星300A〜300Hは、すべてではないとしても地球630上のほとんどのエリアに第1の衛星サービスを提供する第1のコンスタレーション610の一部であり得る。少なくともいくつかの実装形態の場合、複数の第1の衛星300A〜300Hは、地球の周りの1つまたは複数の非静止軌道(NGSO)にあってもよく、したがって、第1の衛星300A〜300Hは、以下でNGSO衛星300A〜300Hと呼ばれることがある。さらに、第1のコンスタレーション610は、簡単にするために8つの衛星300A〜300Hのみを含むものとして図6に示されているが、第1のコンスタレーション610は、たとえば、世界規模の衛星カバレージを提供するために、任意の適切な数の衛星300を含み得る。いくつかの態様では、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。
【００６０】
複数の第2の衛星621A〜621Dは、地球の大部分に第2の衛星サービスを提供する第2のコンスタレーション620の一部であり得る。少なくともいくつかの実装形態の場合、複数の第2の衛星621A〜621Dは、地球の周りの静止軌道(GSO)にあってもよく、したがって、第2の衛星621A〜621Dは、以下でGSO衛星621A〜621Dと呼ばれることがある。さらに、第2のコンスタレーション620は、簡単にするために4つの衛星621A〜621Dのみを含むものとして図6に示されているが、第2のコンスタレーション620は、任意の適切な数の衛星621を含み得る。
【００６１】
いくつかの実装形態の場合、第1の衛星サービスはブロードバンドインターネットアクセスサービスに対応し得、第2の衛星サービスは衛星ベースのブロードキャストテレビジョンサービスまたは衛星ベースのブロードキャストラジオサービスに対応し得る。他の実装形態の場合、第1の衛星サービスは任意の適切な衛星サービスに対応し得、第2の衛星サービスは、(たとえば、少なくともUT400の基準方位角を決定するために)そこからUT400が位置を特定し、信号を受信することができる、少なくとも1つの衛星を含む任意の適切な衛星サービスに対応し得る。
【００６２】
NGSO衛星300A〜300Hは、任意の適切な数の非静止軌道面(簡単にするために図示されていない)において地球630を周回することができ、軌道面の各々は、複数の第1の衛星(たとえば、NGSO衛星300A〜300H)を含み得る。非静止軌道面は、たとえば、極軌道パターンおよび/またはWalker軌道パターンを含み得る。地球630上の静止観測器にとっては、NGSO衛星300A〜300Hは、地球の表面にわたる複数の異なる経路において、空を横切って速く移動しているように見える。対照的に、GSO衛星621A〜621Dは、地球630上の静止観測器にとっては、地球の赤道631の上に配置された空の固定位置で動かないように見える場合がある。地球630の表面上の所与の地点では、空に位置の円弧がある場合があり、その円弧に沿ってGSO衛星621A〜621Dが配置され得ることに留意されたい。GSO衛星位置のこの円弧は、本明細書ではGSO円弧640と呼ばれることがある。
【００６３】
上述のように、NGSO衛星300A〜300Hの各々は、図1のUT400などのユーザ端末とのおよび/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順方向リンク(たとえば、ダウンリンク)を提供するためのいくつかの指向性アンテナを含み得るが、GSO衛星621A〜621Dの各々は、地球の表面の大部分にわたって衛星カバレージを提供するためのいくつかのオムニ指向性アンテナを含み得る。高利得指向性アンテナは、(オムニ指向性アンテナに関連付けられた比較的広いビーム幅と比較して)比較的狭いビーム幅に放射を集中させることによって、より高いデータレートを達成し、オムニ指向性アンテナよりも干渉を受けにくい。たとえば、図6に示すように、NGSO衛星300Aから送信されるビーム612Aによって提供されるカバレージエリア613Aは、GSO衛星621Aから送信されるビーム622Aによって提供されるカバレージエリア623Aと比較して比較的小さい。したがって、簡単にするために図6には示されていないが、各NGSO衛星300のフットプリントは、各GSO衛星621のフットプリントよりもかなり小さい場合がある。
【００６４】
UT400はまた、高速戻りリンク(たとえば、アップリンク)をNGSO衛星300A〜300Hに提供するための1つまたは複数の指向性アンテナを含むか、またはそれらに関連付けられてもよく、したがって、UT400から送信されるビーム460は、(たとえば、簡単にするために図示されていない、典型的にはGSO地上局に関連付けられたオムニ指向性アンテナの比較的広いビーム幅と比較して)比較的狭いビーム幅を有する場合もある。したがって、UT400およびNGSO衛星300A〜300Hに関連付けられた比較的狭いビーム幅は、ユーザが衛星の位置を特定した、地球上の指向性アンテナを急速に移動するNGSO衛星と位置合わせした、および/または基準方位角を決定した経験をもたないときは特に、ユーザ端末がUT400の指向性アンテナをNGSO衛星300A〜300Hのうちの選択された1つと位置合わせすることを試みるという課題をもたらす場合がある。
【００６５】
したがって、UT400などのユーザ端末とNGSO衛星300A〜300Hのうちの1つなどの第1の衛星との間の通信リンクを確立するための方法および装置が本明細書で開示される。以下でより詳細に説明するように、UT400などのユーザ端末は、UT400に関連付けられたSPS受信機によって提供されたロケーション情報に少なくとも部分的に基づいて、地球630上のその位置を決定し得る。ユーザ端末は、GSO衛星621A〜621Dのうちの1つなどの第2の衛星の位置に少なくとも部分的に基づいて、UT400の基準方位角を決定し得る。第1の衛星のエフェメリスデータを取得した後、ユーザ端末は、UT400の位置、基準方位角、および取得されたエフェメリスデータに少なくとも部分的に基づいて、UT400の指向性アンテナを第1の衛星と位置合わせし得る。
【００６６】
図7は、例示的な実装形態によるユーザ端末(UT)700のブロック図である。図1のUT400の一実装形態であり得るUT700は、少なくとも、指向性アンテナ710と、デュプレクサ712と、トランシーバ715と、プロセッサ720と、メモリ732と、衛星測位システム(SPS)受信機734とを含み得る。図4のデュプレクサ412に対応し得るデュプレクサ712は、1つまたは複数の衛星から受信された信号を指向性アンテナ710を介してトランシーバ715に選択的にルーティングすることができ、1つまたは複数の衛星への送信のために信号をトランシーバ715から指向性アンテナ710に選択的にルーティングすることができる。
【００６７】
図4のアナログ受信機414、デジタル受信機416A〜416N、送信変調器426、および/またはアナログ送信電力430に対応し得るトランシーバ715は、デュプレクサ712を介して指向性アンテナ710に結合され得る。より具体的には、トランシーバ715は、たとえば、GSO衛星、NGSO衛星、HEO衛星、および/または測位衛星などのいくつかの衛星に信号を送信し、それらの衛星から信号を受信するために使用され得る。簡単にするために図7には示されていないが、トランシーバ715は、任意の適切な数の送信チェーンを含み得るおよび/または任意の適切な数の受信チェーンを含み得る。
【００６８】
図4の制御プロセッサ420の一実装形態であり得るプロセッサ720は、トランシーバ715、SPS受信機734、およびメモリ732に結合される。プロセッサ720は、UT700に(たとえば、メモリ732内に)記憶された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することが可能な任意の適切な1つまたは複数のプロセッサであり得る。
【００６９】
図4のローカル時間、周波数および/または位置基準434の一実装形態であり得るSPS受信機734は、いくつかの測位衛星から受信された信号を使用して地球上のUT700の位置(たとえば、緯度、経度、および/または高度)を決定するために使用され得る。少なくともいくつかの態様の場合、SPS受信機734は、全地球測位システム(GPS)、全地球航法衛星システム(GLONASS)、および/または任意の他の全地球衛星もしくは地域衛星ベースの測位システムに適合し得る。たとえば、UT700の緯度、経度、および高度座標を決定するために、SPS受信機734は、少なくとも4つの測位衛星から時間およびロケーション情報を受信し、よく知られている三辺測量技法を使用して地球上のUTの位置を導出し得る。UT400の緯度および経度座標は、3つの測位衛星のみを使用して決定され得ることに留意されたい。加えて、他の実装形態の場合、UT700は、たとえば、UE500のSPS受信機510(図5も参照)などの外部SPS受信機からその位置情報を受信し得る。
【００７０】
図4のアンテナ410の一実装形態であり得る指向性アンテナ710は、様々な軌道におけるおよび/または様々なコンスタレーションもしくは衛星サービスに関連付けられたいくつかの衛星に信号を送信し、それらの衛星から信号を受信することが可能な任意の適切な高利得指向性アンテナであり得る。少なくともいくつかの実装形態の場合、指向性アンテナ710は、いくつかの異なる衛星コンスタレーションおよび/または衛星サービスに関連付けられ得る様々な異なる周波数帯域において信号を送信および受信するように構成され得る。簡単にするために図7には示されていないが、指向性アンテナ710は、仰角を調整するためのおよび/または指向性アンテナ710の方位角を調整するための1つまたは複数の機構(たとえば、手動および/または自動)を含み得る。さらに、図7はUT700を1つの指向性アンテナ710を含むかそれに関連付けられたものとして示しているが、他の実装形態の場合、UT700は、2つ以上の指向性アンテナ710を含み得るかまたはそれに関連付けられ得る。
【００７１】
図4のメモリ432の一実装形態であり得るメモリ732は、UT700が通信リンクを確立することになる第1のコンスタレーションのエフェメリスデータを記憶するためのエフェメリスデータストア732Aを含み得る。たとえば、図6も参照すると、エフェメリスデータは、第1のコンスタレーション610のNGSO衛星300A〜300Hの各々についての詳細な軌道情報を含んでいる場合がある。エフェメリスデータに基づいて、UT700は、いくつかのNGSO衛星300A〜300HがUT700の範囲に(たとえば、指向性アンテナ710のビーム幅内に)入る正確な時間を決定し得る。
【００７２】
メモリ732は、いくつかの他の衛星および/または他の衛星コンスタレーションのエフェメリスおよび関連情報を記憶するための基準衛星データストア732Bを含み得る。たとえば、基準衛星データストア732Bは、複数のGSO衛星(たとえば、図6のGSO衛星621A〜621D)の各々についての詳細な軌道情報を記憶し得、複数の測位衛星(たとえば、図8Aの測位衛星802A〜802D)の各々についての詳細な軌道情報を記憶し得、および/または複数のHEO衛星の各々についての詳細な軌道情報を記憶し得る。
【００７３】
メモリ732は、以下のソフトウェアモジュール(SW)を記憶し得る非一時的コンピュータ可読記憶媒体(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)を含み得る。
・たとえば、図9A〜図9Cの1つまたは複数の動作について説明するように、基準衛星の受信信号強度インジケータ(RSSI)値および/またはアクティブトランスポンダ構成に少なくとも部分的に基づいて、1つまたは複数の基準衛星(たとえば、図6のGSO衛星621A〜621D)を検出し、検出された基準衛星の識別情報を確認するための基準衛星検出および確認SWモジュール732C
・たとえば、図9A〜図9Cの1つまたは複数の動作について説明するように、基準衛星検出および確認SWモジュール732Cによって検出および確認された基準衛星の位置を決定するためのおよび/または第1のコンスタレーション610に関連付けられた1つもしくは複数の衛星(たとえば、NGSO衛星300A〜300H)の位置を決定するための衛星位置決定SWモジュール732D
・たとえば、図9A〜図9Cの1つまたは複数の動作について説明するように、基準衛星の位置および指向性アンテナ710の配向に少なくとも部分的に基づいて、UT700の基準方位角(たとえば、真北の方向)を決定するための基準方位角SWモジュール732E
・たとえば、図9A〜図9Cの1つまたは複数の動作について説明するように、基準衛星のうちの1つまたは複数から送信されたビーコンから、第1のコンスタレーション610におけるいくつかの衛星のエフェメリスデータを復号するかまたはさもなければ抽出するためのビーコン復号SWモジュール732F
・たとえば、図9A〜図9Cの1つまたは複数の動作について説明するように、選択された衛星のエフェメリスデータおよび決定された基準方位角に少なくとも部分的に基づいて、指向性アンテナ710の照準を定める、指向性アンテナ710を方向づける、またはさもなければ指向性アンテナ710を選択された衛星と位置合わせするためのアンテナ位置合わせSWモジュール732G
【００７４】
各ソフトウェアモジュールは、プロセッサ720によって実行されると、UT700に対応する機能を実行させる命令を含む。したがって、メモリ732の非一時的コンピュータ可読媒体は、図9A〜図9Cの動作のすべてまたは一部分を実行するための命令を含む。
【００７５】
たとえば、プロセッサ720は、基準衛星の受信信号強度インジケータ(RSSI)値および/またはアクティブトランスポンダ構成に少なくとも部分的に基づいて、1つまたは複数の基準衛星(たとえば、図6のGSO衛星621A〜621D)を検出し、検出された基準衛星の識別情報を確認するための基準衛星検出および確認SWモジュール732Cを実行し得る。プロセッサ720は、基準衛星検出および確認SWモジュール732Cによって検出および確認された基準衛星の位置を決定するためのおよび/または第1のコンスタレーション610に関連付けられた1つもしくは複数の衛星(たとえば、NGSO衛星300A〜300H)の位置を決定するための衛星位置決定SWモジュール732Dを実行し得る。プロセッサ720は、基準衛星の位置および指向性アンテナ710の配向に少なくとも部分的に基づいて、UT700の基準方位角(たとえば、真北の方向)を決定するための基準方位角SWモジュール732Eを実行し得る。プロセッサ720は、基準衛星のうちの1つまたは複数から送信されたビーコンから、第1のコンスタレーション610におけるいくつかの衛星のエフェメリスデータを復号するかまたはさもなければ抽出するためのビーコン復号SWモジュール732Fを実行し得る。プロセッサ720は、選択された衛星のエフェメリスデータおよび決定された基準方位角に少なくとも部分的に基づいて、指向性アンテナ710の照準を定める、指向性アンテナ710を方向づける、またはさもなければ指向性アンテナ710を選択された衛星と位置合わせするためのアンテナ位置合わせSWモジュール732Gを実行し得る。
【００７６】
少なくともいくつかの実装形態の場合、メモリ732に記憶されたSWモジュール732C〜732Gは、図1のアンテナ位置合わせ回路425に対応し得る。
【００７７】
図8A〜図8Dに関して以下で説明するように、例示的な実装形態は、住宅所有者などのユーザが、正確な基準方位角なしで(たとえば、真北の正確な方向を知らずに)、UT700の指向性アンテナ710を(図6のNGSO衛星300A〜300Hのうちの1つなどの)第1の衛星コンスタレーションに関連付けられた第1の衛星と位置合わせすることを可能にし得る。加えて、少なくともいくつかの例示的な実装形態は、ユーザが、第1の衛星のエフェメリスの知識を有することなしに、第1の衛星との通信リンクを確立することを可能にし得る。
【００７８】
図8Aは、地球630上のロケーション635に位置し、4つの測位衛星802A〜802Dとの見通し線を有するUT700を示す図800を示す。簡単にするために図示されていないが、測位衛星802A〜802Dは、全地球衛星または地域衛星ベースのロケーションおよび測位サービスを提供する、より大きいコンスタレーション(たとえば、GPS衛星のコンスタレーション、GLONASS衛星のコンスタレーションなど)の一部であり得る。図7も参照すると、UT700のSPS受信機734は、UTのロケーション635の正確な位置(たとえば、緯度、経度、および高度)を決定するために、測位衛星802A〜802Dから受信された時間およびロケーション情報を使用し得る。図8Aの例の場合、UTのロケーション635は、赤道631の北である緯度632にあると決定される。
【００７９】
次いで、UT700は、UT700の決定された位置に少なくとも部分的に基づいて、1つまたは複数の第2の衛星(たとえば、基準衛星)の位置を特定し得る。より具体的には、UT700は、方位角面とGSO円弧640との間の仰角を計算するために、そのロケーション635の決定された緯度632を使用し得る。緯度とGSO円弧640に対する仰角との間の関係はよく知られており、したがって、本明細書では詳細に説明しない。一般に、緯度が増加するにつれて(たとえば、UT700の位置が赤道631から離れるにつれて)、GSO円弧640に対する仰角は減少し、地球の極における最小値の0度に近づき、逆に、緯度が減少するにつれて(たとえば、UT700の位置が赤道631に近づくにつれて)、GSO円弧640に対する仰角は増加し、赤道631における最大値の90度に近づく。方位角に応じた、いくつかの例示的な緯度とGSO円弧に対する仰角との間の例示的な関係が、図8Bのグラフ810に示されている。より具体的には、グラフ810は、5°Nの緯度の場合の仰角と方位角との間の関係を示す第1のプロット811を含み、45°Nの緯度の場合の仰角と方位角との間の関係を示す第2のプロット812を含み、75°Nの緯度の場合の仰角と方位角との間の関係を示す第3のプロット813を含む。
【００８０】
図6に関して上記で説明したように、GSO円弧640は、空の位置の円弧を定義することができ、その円弧に沿ってGSO衛星621A〜621Dなどの複数のGSO衛星が配置される。したがって、UTの指向性アンテナ710の照準をGSO円弧640に定めるまたはUTの指向性アンテナ710をGSO円弧640に方向づけることは、(たとえば、選択されたGSO衛星が指向性アンテナ710のビーム幅内に位置しているときに)UT700が位置を特定し、選択されたGSO衛星から信号を受信することを可能にし得る。たとえば、図8Cは、計算された仰角(θ)まで上げられたUTの指向性アンテナ710を示す図820を示す。図8Cの例示的な図820の場合、仰角(θ)は、(1)UT700とGSO円弧640との間で延びる線821と(2)方位角面822との間の角度として示されている。UTの指向性アンテナ710がGSO円弧640に方向づけられると、UT700は次いで、GSO衛星から送信された1つまたは複数の信号が検出されるまで、(たとえば、方位角面822において指向性アンテナ710を回転させることによって)方位角において指向性アンテナ710の配向を前進させることができる。
【００８１】
たとえば、図8Dは、UT700が所与の時間にGSO衛星621Dから送信された信号832を受信することを示す図830を示す。図8Dの例に示すように、UT700は、指向性アンテナ710が方位角(Φ)で方位角に配向されたときに信号832を受信する。UT700は、任意の適切な方法で信号832を検出するおよび/またはGSO衛星621Dの識別情報を決定することができる。少なくともいくつかの実装形態の場合、UT700は、受信された衛星信号のRSSI値(または信号強度の他のインジケータ)を測定し、次いで、指向性アンテナ710の位置合わせを決定するために、受信された衛星信号を最大にすることができ、このことは、受信された衛星信号の最大信号強度をもたらす。次いで、指向性アンテナ710の得られた位置合わせは、図8DのGSO衛星621Dの位置を示し得る。代替として(または追加として)、UT700は、GSO衛星621Dのアクティブトランスポンダの構成を検出し、次いで、アクティブトランスポンダの検出された構成をGSO衛星621Dの所定のアクティブトランスポンダ構成と比較して、指向性アンテナ710をGSO衛星621Dと位置合わせすることができる。いくつかの態様では、アクティブトランスポンダの検出された構成と所定のアクティブトランスポンダ構成との比較は、GSO衛星621Dの識別情報を決定および/または確認するために使用され得る。いくつかの態様では、GSO衛星621Dの所定のアクティブトランスポンダ構成は、公的に入手可能であり得る。他の態様では、GSO衛星621Dの所定のアクティブトランスポンダ構成は、GSO衛星621Dのオペレータから取得され得る。
【００８２】
他の実装形態の場合、UT700は、GSO衛星621Dを識別する情報を抽出するために、受信された衛星信号(たとえば、信号832)を復調し得る。抽出された情報は、たとえば、GSO衛星621Dのプロバイダ名および/またはサービス名を含み得る。次いで、UT700は、GSO衛星621Dの識別情報を確認するために、抽出された識別子をGSO衛星621Dの所定の識別子と比較し得る。いくつかの態様では、GSO衛星621Dの所定の識別子は、公的に入手可能であり得る。他の態様では、GSO衛星621Dの所定の識別子は、GSO衛星621Dのオペレータから取得され得る。
【００８３】
GSO衛星621Dの識別情報が決定および/または確認されると、UT700は、基準方位角を導出するために、所与の時間におけるその指向性アンテナ710の配向およびGSO衛星621Dの既知の位置を使用し得る。より具体的には、UT700は、所与の時間におけるGSO衛星621Dの位置を計算するために、(たとえば、SPS受信機734によって提供された測位情報から決定された)地球上のその正確な位置、計算された仰角、および方位角におけるその配向を使用し得る。次いで、UT700は、差分情報を生成するために、所与の時間におけるGSO衛星621Dの計算された位置を所与の時間におけるGSO衛星621Dの既知の位置と比較し得る。差分情報は、UT700の基準方位角を導出するために使用され得る。
【００８４】
図8Dの例の場合、UT700は、真北の推定される方向を示す線833によって示される誤った基準方位角を使用して、GSO衛星621Dの位置を計算するものとして示されている。線833によって示される方向は、誤差角(Δ)だけ、線831によって示される真北の方向から軸外になっている。GSO衛星621Dの計算された位置をGSO衛星621Dの既知の位置と比較することによって、UT700は、誤差角(Δ)の値を決定し、次いで、よく知られている技法を使用して(真北の方向に方向づける線831に対応する)基準方位角を導出することができる。
【００８５】
所与の時間におけるGSO衛星621Dの既知の位置は、任意の適切な方法でUT700に与えられ得る。いくつかの実装形態の場合、GSO衛星621Dのエフェメリスデータは、UT700のユーザがすぐに利用可能であり得る。たとえば、上述のように、GSO衛星621Dは、衛星ベースのブロードキャストテレビジョンサービスを提供するコンスタレーションの一部であり得る。そのような実装形態の場合、GSO衛星621Dのエフェメリスデータは、公的に入手可能であり得るおよび/または衛星ベースのブロードキャストテレビジョンサービスのオペレータから取得され得る。他の実装形態の場合、所与の時間におけるGSO衛星621Dの既知の位置は、受信された信号832内で提供される時間およびロケーション情報から導出され得る。
【００８６】
UT700が、地球上のその正確な位置を決定し、基準方位角を決定する(たとえば、したがって、方位角および仰角における指向性アンテナ710の正確な配向を決定する)と、UT700は、位置を特定し、その指向性アンテナ710をNGSO衛星300A〜300Hのうちの選択された1つと位置合わせするために、NGSO衛星300A〜300Hのコンスタレーション610のエフェメリスデータを使用し得る。いくつかの実装形態の場合、NGSO衛星300A〜300Hのコンスタレーション610のエフェメリスデータは、図6のGSO衛星621A〜621Dなどの1つまたは複数の基準衛星から送信されたビーコン上で提供され得る。より具体的には、再び図8Dを参照すると、GSO衛星621Dは、第1の衛星サービスに関連付けられたNGSO衛星300A〜300Hのうちの1つまたは複数のエフェメリスデータを含んでいるビーコン835を送信し得る。UT700は、ビーコン835を受信し、その後、NGSO衛星300A〜300Hのうちの1つまたは複数の埋込みエフェメリスデータを復調または復号し得る。このようにして、UT700は、第1の衛星サービスに関連付けられた1つまたは複数の衛星(たとえば、NGSO衛星300A〜300H)のエフェメリスデータを取得するために、第2の衛星サービスに関連付けられた衛星(たとえば、GSO衛星621A〜621D)を使用し得る。
【００８７】
GSO衛星621Dから送信されたビーコン835は、第1の衛星サービスに関連付けられた衛星のエフェメリスデータを含んでいる任意の適切な信号であり得る。いくつかの実装形態の場合、ビーコン835は、(たとえば、GSO衛星621Dからビーコン835を送信するコストを低減するために)他のトラフィックとGSO衛星621Dのトランスポンダ(簡単にするために図示せず)を共有する低データレート信号であり得る。いくつかの態様では、ビーコン835は、トランスポンダによってGSO衛星621Dから送信された別の信号のサブキャリアであり得る。
【００８８】
ビーコン835の送信は、たとえば、UT700がいくつかの受信された衛星信号からビーコン835を迅速に識別することができるように、UT700によって容易に認識可能な変調方式に関連付けられ得る。加えて、UT700によって容易に認識可能な変調方式を使用してビーコン835上にエフェメリスデータを符号化することは、UT700がその指向性アンテナ710をGSO衛星621Dと位置合わせすることができる速度および/または容易さを上げることもできる。いくつかの態様では、エフェメリスデータは、情報を第2の衛星サービスの顧客にブロードキャストするために一般的にはGSO衛星621Dによって使用される第2の変調方式とは異なる第1の変調方式を使用してビーコン835上に符号化され得る。
【００８９】
図9Aは、ユーザ端末と第1の衛星サービスに関連付けられた第1の衛星との間の通信リンクを確立するための例示的な動作900を示す例示的なフローチャートである。例示的な動作900は、図7に示すUT700によって実行され得る。しかしながら、動作900は、完全にまたは部分的にのいずれかで、別の適切な受信デバイス(たとえば、別のUTおよび/または図5のUE500などのユーザ機器)によって実行され得ることを理解されたい。図9Aに関して以下で説明する例示的な動作900の場合、第1の衛星は、図6のNGSO衛星300A〜300Hのうちの選択された1つに対応し得、第1の衛星サービスは、図6の第1のコンスタレーション610によって提供された衛星サービスに対応し得、第2の衛星は、図6のGSO衛星621A〜621Dのうちの選択された1つに対応し得、第2の衛星サービスは、図6の第2のコンスタレーション620によって提供された衛星サービスに対応し得る。
【００９０】
最初に、地球上のUT700の位置が、UT700に関連付けられたSPS受信機によって提供されたロケーション情報に少なくとも部分的に基づいて決定される(902)。UTの位置は、たとえば、図7のSPS受信機734を使用して決定され得る。
【００９１】
次いで、UT700の基準方位角が、第1の衛星サービスとは異なる第2の衛星サービスに関連付けられた第2の衛星の位置に少なくとも部分的に基づいて決定される(904)。UT700の基準方位角は、たとえば、図7の基準方位角SWモジュール732Eを実行することによって決定され得る。
【００９２】
少なくともいくつかの実装形態の場合、基準方位角は、ユーザ端末の決定された位置に少なくとも部分的に基づいて、ユーザ端末と第2の衛星との間の仰角を計算し(904A)、指向性アンテナを計算された仰角まで上げ(904B)、1つまたは複数の信号が第2の衛星から受信されるまで、方位角において指向性アンテナの配向を前進させ(904C)、1つまたは複数の受信された信号に少なくとも部分的に基づいて、第2の衛星の識別情報を確認し(904D)、指向性アンテナの配向および第2の衛星の既知の位置に少なくとも部分的に基づいて、基準方位角を導出する(904E)ことによって、決定され得る。仰角は、たとえば、図7の衛星位置決定SWモジュール732Dを実行することによって計算され得る。指向性アンテナは、たとえば、図7のアンテナ位置合わせSWモジュール732Gを実行することによって、計算された仰角まで上げられ得る。第2の衛星の識別情報は、たとえば、図7の基準衛星検出および確認SWモジュール732Cを実行することによって確認され得る。基準方位角は、たとえば、図7の基準方位角SWモジュール732Eを実行することによって導出され得る。
【００９３】
次に、第1の衛星のエフェメリスデータがUT700によって取得される(906)。少なくともいくつかの実装形態の場合、第1の衛星のエフェメリスデータは、第2の衛星から送信されたビーコンにおいて受信され得る(906A)。ビーコンは、たとえば、図7のビーコン復号SWモジュール732Fを実行することによって受信および復号され得る。
【００９４】
最後に、UT700の指向性アンテナが、UT700の位置、UT700の基準方位角、および受信されたエフェメリスデータに少なくとも部分的に基づいて、第1の衛星と位置合わせされる(908)。指向性アンテナ710は、たとえば、図7のアンテナ位置合わせSWモジュール732Gを実行することによって、第1の衛星と位置合わせされ得る。
【００９５】
図9Bは、第2の衛星の識別情報を確認するための例示的な動作910を示す例示的なフローチャートである。第2の衛星の識別情報を確認するために、UT700は、第2の衛星の識別子を抽出するために、1つまたは複数の受信された信号を復調することができ(912)、次いで、抽出された識別子を第2の衛星の所定の識別子と比較することができる(914)。いくつかの実装形態の場合、確認動作910は、たとえば、図7の基準衛星検出および確認SWモジュール732Cを実行することによって実行され得る。
【００９６】
図9Cは、第2の衛星の識別情報を確認するための別の例示的な動作920を示す例示的なフローチャートである。第2の衛星の識別情報を確認するために、UT700は、第2の衛星のアクティブトランスポンダの構成を決定することができ(922)、次いで、アクティブトランスポンダの決定された構成を所定のアクティブトランスポンダ構成と比較することができる(924)。いくつかの実装形態の場合、確認動作920は、たとえば、図7の基準衛星検出および確認SWモジュール732Cを実行することによって実行され得る。
【００９７】
いくつかの実装形態の場合、UT700に関連付けられた指向性アンテナ710は、39度の緯度に近い地球上のロケーションに対応し得る、約45度の最大仰角を有し得る。そのような実装形態の場合、39度の緯度の北に位置するUT700は、GSO衛星621A〜621DなどのGSO衛星から信号を受信することができない可能性がある。したがって、GSO衛星から信号を受信することができないUT700の場合、UT700は、比較的長い時間期間の間、北緯(たとえば、約39度よりも大きい緯度)において見え続ける1つまたは複数のHEO衛星から送信されたビーコンから、第1の衛星(たとえば、NGSO衛星300A〜300H)のエフェメリスデータを受信し得る。HEO衛星の軌道は、地球から比較的遠い(たとえば、約35,000kmの距離にある)遠地点を有し、地球に比較的近い(たとえば、約300kmの距離にある)近地点を有するものとして特徴づけられることがあり、HEO衛星は、一般的には、遠地点において長い滞在時間を有する。一例では、図10Aは、北米(図10Aに示す)および中央アジア(簡単にするために図示せず)の高緯度に衛星カバレージを提供し得る、よく知られているMolniya軌道パターン1002を示す図1000である。
【００９８】
別の例では、図10Bは、北米(図10Bに示す)の高緯度に衛星カバレージを提供し得る、よく知られているTundra軌道パターン1012を示す図1010である。より具体的には、少なくとも1つの実装形態の場合、衛星ベースのブロードキャストラジオサービスを提供するTundra軌道パターン1012を有するHEO衛星のコンスタレーションは、第1の衛星サービスに関連付けられたいくつかの第1の衛星(たとえば、NGSO衛星300A〜300H)のエフェメリスデータを含んでいるビーコンを送信するために使用され得る。HEO衛星は、約2.3GHzの中心周波数を有し得る衛星デジタルオーディオラジオサービス(SDARS:Satellite Digital Audio Radio Service)周波数帯域上の例示的な実装形態のブロードキャストラジオ信号およびビーコンを送信し得る。
【００９９】
少なくともいくつかの例示的な実装形態の場合、UT700に関連付けられた指向性アンテナ710は、Ku周波数帯域の部分(たとえば、約10.7GHzから12.7GHzの間)を使用してNSGO衛星300A〜300Hと通信することがあり、したがって、SDARS周波数帯域において送信された信号を受信することができない可能性がある。そのような実装形態の場合、UT700はまた、SDARS周波数帯域における衛星信号を受信するように構成された1つまたは複数のよく知られているパッチアンテナを含み得るかまたはそれらに関連付けられ得る。
【０１００】
図11は、一連の相互に関係する機能モジュールとして表される例示的なユーザ端末または装置1100を示す。地球上のユーザ端末の位置を決定するためのモジュール1101は、いくつかの態様では、たとえば、本明細書で説明するプロセッサ(たとえば、プロセッサ720)に少なくとも対応し得る。ユーザ端末の基準方位角を決定するためのモジュール1102は、いくつかの態様では、たとえば、本明細書で説明するプロセッサ(たとえば、プロセッサ720)に少なくとも対応し得る。第1の衛星のエフェメリスデータを取得するためのモジュール1103は、いくつかの態様では、たとえば、本明細書で説明するプロセッサ(たとえば、プロセッサ720)に少なくとも対応し得る。ユーザ端末の指向性アンテナを第1の衛星と位置合わせするためのモジュール1104は、いくつかの態様では、たとえば、本明細書で説明するプロセッサ(たとえば、プロセッサ720)に少なくとも対応し得る。
【０１０１】
図11のモジュールの機能は、本明細書の教示に一致する様々な方法で実装され得る。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装され得る。いくつかの設計では、これらのモジュールの機能は、1つまたは複数のプロセッサ構成要素を含む処理システムとして実装され得る。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装され得る。本明細書で説明するように、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、またはそれらの何らかの組合せを含み得る。したがって、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として、またはそれらの組合せとして実装され得る。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、2つ以上のモジュールに関する機能の少なくとも一部分を実現する場合があることが諒解されよう。
【０１０２】
加えて、図11によって表される構成要素および機能、ならびに本明細書で説明する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装され得る。そのような手段はまた、少なくとも部分的に、本明細書で教示する対応する構造を使用して実装され得る。たとえば、図11の「ためのモジュール」構成要素に関して上記で説明した構成要素は、同様に指定された「ための手段」機能にも対応し得る。したがって、いくつかの態様では、そのような手段のうちの1つまたは複数は、プロセッサ構成要素、集積回路、または本明細書で教示する他の適切な構造のうちの1つまたは複数を使用して実装され得る。
【０１０３】
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かを使用して表され得ることを諒解されよう。たとえば、上記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され得る。
【０１０４】
さらに、当業者は、本明細書で開示する態様に関して説明す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されよう。ハードウェアとソフトウェアのこの互換性を明確に示すために、様々な例示的な構成要素、ブロック、モジュール、回路、およびステップについて、上記では概してそれらの機能に関して説明した。そのような機能がハードウェアとして実装されるかソフトウェアとして実装されるかは、特定の適用例および全体的なシステムに課される設計制約に依存する。当業者は、説明した機能を特定の適用例ごとに様々な方法で実装し得るが、そのような実装決定は、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。
【０１０５】
本明細書で開示する態様に関して説明する方法、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内に存在し得る。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る場合がある。
【０１０６】
したがって、本開示の一態様は、非静止衛星通信システムにおける時間および周波数の同期の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解釈され得るという解釈のみを除外する。
【０１０７】
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。本明細書で説明する態様による方法クレームの機能、ステップまたはアクションは、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場合があるが、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、本明細書で説明す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】
【０１０８】
100  衛星通信システム、衛星システム
106  インフラストラクチャ
108  インターネット
110  PSTN
200、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  デジタル受信機モジュール
224  デジタル送信機モジュール
226  ベースバンドプロセッサ
228  制御プロセッサ
230  公衆交換電話網(PSTN)インターフェース、PSTNインターフェース
240  ローカルエリアネットワーク(LAN)インターフェース、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、および位置基準
300  衛星
301F  順方向フィーダリンク
301R  戻りフィーダリンク
302F  順方向サービスリンク
302R  戻りサービスリンク
310  順方向トランスポンダ
311(1)〜311(N)、321(1)〜321(N)  第1のバンドパスフィルタ
312(1)〜312(N)、322(1)〜322(N)  第1のLNA
313(1)〜313(N)、323(1)〜323(N)  周波数変換器
314(1)〜314(N)、324(1)〜324(N)  第2のLNA
315(1)〜315(N)、325(1)〜325(N)  第2のバンドパスフィルタ
316(1)〜316(N)、326  PA
320  戻りトランスポンダ
330  発振器
340  コントローラ
351〜352  順方向リンクアンテナ
361〜362  戻りリンクアンテナ
352(1)〜352(N)、361(1)〜361(N)  アンテナ
400、401  ユーザ端末(UT)、UT
410  アンテナ
412  デュプレクサ要素、デュプレクサ
414  アナログ受信機
416A〜416N  デジタルデータ受信機
418  サーチャ受信機
420  ユーザ端末制御プロセッサ、制御プロセッサ
422  デジタルベースバンド回路
425  アンテナ位置合わせ回路
426  送信変調器
428  電力コントローラ
430  送信電力増幅器、アナログ送信電力
432  メモリ、ストレージまたはメモリ要素
434  ローカル時間、周波数および/または位置基準
450  UEインターフェース回路
460  ビーム
500、501  ユーザ機器(UE)、UE
502  LANインターフェース
504  アンテナ
506  ワイドエリアネットワーク(WAN)トランシーバ、WANトランシーバ
508  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、WLANトランシーバ
510  衛星測位システム(SPS)受信機、SPS受信機
512  プロセッサ
514  動きセンサ
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
526  キーパッド
528  ディスプレイ
600  図
610  第1のコンスタレーション、コンスタレーション
612A  ビーム
613A  カバレージエリア
620  第2のコンスタレーション
621  衛星、GSO衛星
621A〜621D  第2の衛星、GSO衛星、衛星
622A  ビーム
623A  カバレージエリア
630  地球
631  赤道
632  緯度
635  ロケーション
640  GSO円弧
700  ユーザ端末(UT)、UT
710  指向性アンテナ
712  デュプレクサ
715  トランシーバ
720  プロセッサ
732  メモリ
732A  エフェメリスデータストア
732B  基準衛星データストア
732C  基準衛星検出および確認SWモジュール
732D  衛星位置決定SWモジュール
732E  基準方位角SWモジュール
732F  ビーコン復号SWモジュール
732G  アンテナ位置合わせSWモジュール
734  衛星測位システム(SPS)受信機、SPS受信機
800  図
802A〜802D  測位衛星
810  グラフ
811  第1のプロット
812  第2のプロット
813  第3のプロット
820  図
821  線
822  方位角面
830  図
831  線
832  信号
833  線
835  ビーコン
900  動作
910  動作、確認動作
920  動作、確認動作
1000  図
1002  Molniya軌道パターン
1010  図
1012  Tundra軌道パターン
1100  ユーザ端末または装置
1101  地球上のユーザ端末の位置を決定するためのモジュール
1102  ユーザ端末の基準方位角を決定するためのモジュール
1103  第1の衛星のエフェメリスデータを取得するためのモジュール
1104  ユーザ端末の指向性アンテナを第1の衛星と位置合わせするためのモジュール
【要約】
ユーザ端末と第1の衛星サービスに関連付けられた第1の衛星との間の通信リンクを確立するための方法および装置が開示される。ユーザ端末は、ユーザ端末に関連付けられた衛星測位システム(SPS)受信機によって提供されたロケーション情報に少なくとも部分的に基づいて、ユーザ端末の位置を決定し、第1の衛星サービスとは異なる第2の衛星サービスに関連付けられた第2の衛星の位置に少なくとも部分的に基づいて、ユーザ端末の基準方位角を決定し、第1の衛星のエフェメリスデータを取得し、ユーザ端末の位置、ユーザ端末の基準方位角、および受信されたエフェメリスデータに少なくとも部分的に基づいて、ユーザ端末の指向性アンテナを第1の衛星と位置合わせする。【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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