(57)【要約】  移動体装置と第１と第２のトランシーバとの間で通信するための方法及びシステムを説明する。第２のトランシーバは第１のトランシーバによりカバーされた区域に位置されている。第１のトランシーバと移動体装置は複数のチャンネルのうちの少なくとも１つでデータを交換できる。移動体装置は複数のチャンネルのうちの少なくとも１つで第１の信号を第１のトランシーバへ送信する。第２のトランシーバは複数のチャンネル外のチャンネルで第２の信号を移動体装置へ送信する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体装置と第１のトランシーバおよび第２のトランシーバとの間で通信する方法において、第２のトランシーバは第１のトランシーバによりカバーされた区域内に位置されており、第１のトランシーバと移動体装置は複数のチャンネルの少なくとも１つにおいてデータを交換でき、
第１の信号を複数のチャンネルの少なくとも１つにおいて移動体装置から第１のトランシーバへ送信し、
第２の信号を複数のチャンネル外のチャンネルで第２のトランシーバから移動体装置へ送信するステップを含んでいる方法。
【請求項２】
第１のトランシーバから移動体装置により受信された第１の信号は第２のトランシーバから移動体装置により受信された第２の信号よりも低いエネルギを有している請求項１記載の方法。
【請求項３】
複数のチャンネル外のチャンネルは電力帯域外（ＯＯＢ）チャンネルである請求項１記載の方法。
【請求項４】
第１のトランシーバは衛星にあり、第２のトランシーバは基地局にある請求項１記載の方法。
【請求項５】
複数のチャンネルの少なくとも１つは衛星トランシーバから移動体装置への通信用の衛星チャンネルと、基地局から移動体装置への通信用の地球チャンネルの両者であるように構成されている請求項４記載の方法。
【請求項６】
少なくとも１つのチャンネルは移動体衛星システム（ＭＳＳ）チャンネルと補助地球コンポーネント（ＡＴＣ）チャンネルの両者であるように構成されている請求項５記載の方法。
【請求項７】
さらに、第１のトランシーバから移動体装置または複数のチャンネルの少なくとも１つへ第３の信号を送信するステップを含んでいる請求項１記載の方法。
【請求項８】
第２の信号と第３の信号は実質的に同じデータを含んでいる請求項７記載の方法。
【請求項９】
第２の信号はデータの一部分を含み、第３の信号はデータの残りの部分を含んでいる請求項７記載の方法。
【請求項１０】
移動体装置と、基地局と、電力を制約されたトランシーバとの間で通信する方法において、基地局は電力を制約されたトランシーバによりカバーされた区域内に位置されており、電力を制約されたトランシーバと移動体装置は任意の複数のチャンネルにおいてデータを交換可能であり、
第１の信号を複数のチャンネルの少なくとも１つにおいて電力を制約されたトランシーバから移動体装置へ送信し、
第２の信号を複数のチャンネル外のチャンネルで基地局から移動体装置へ送信するステップを含んでいる方法。
【請求項１１】
電力を制約されたトランシーバから移動体装置により受信された第１の信号は基地局から移動体装置により受信された第２の信号よりも低いエネルギを有している請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
さらに、電力を制約されたトランシーバが移動体装置へ送信している少なくとも１つのチャンネルにおいて移動体装置から電力を制約されたトランシーバへ送信するステップを含んでいる請求項１０記載の方法。
【請求項１３】
電力を制約されたトランシーバは衛星トランシーバである請求項１０記載の方法。
【請求項１４】
複数のチャンネル外のチャンネルは電力帯域外（ＯＯＢ）チャンネルである請求項１０記載の方法。
【請求項１５】
複数のチャンネルの少なくとも１つは移動体衛星システム（ＭＳＳ）チャンネルである請求項１０記載の方法。
【請求項１６】
第１の信号と第２の信号は実質的に同じデータを含んでいる請求項１０記載の方法。
【請求項１７】
第１の信号はデータの一部分を含み、第２の信号はデータの残りの部分を含んでいる請求項１０記載の方法。
【請求項１８】
複数のチャンネルの少なくとも１つにおいて移動体装置から第１の信号を受信するように構成された第１のトランシーバと、
複数のチャンネル外のチャンネルで移動体装置へ第２の信号を送信するように構成された第２のトランシーバとを具備し、
第２のトランシーバは第１のトランシーバによりカバーされた区域内に位置されている移動体装置と通信するための装置。
【請求項１９】
複数のチャンネル外のチャンネルは電力帯域外（ＯＯＢ）チャンネルである請求項１８記載の装置。
【請求項２０】
第１のトランシーバは衛星にあり、第２のトランシーバは基地局にある請求項１８記載の装置。
【請求項２１】
複数のチャンネルの少なくとも１つは衛星トランシーバから移動体装置へ通信するための衛星チャンネルと、基地局から移動体装置へ通信するための地球チャンネルの両者であるように構成されている請求項２０記載の装置。
【請求項２２】
複数のチャンネルの少なくとも１つは、移動体衛星システム（ＭＳＳ）と補助地球コンポーネント（ＡＴＣ）チャンネルの両者であるように構成されている請求項２１記載の装置。
【請求項２３】
第１のトランシーバはさらに複数のチャンネルの少なくとも１つにおいて第３の信号を移動体装置へ送信するように構成されている請求項１８記載の装置。
【請求項２４】
第２の信号と第３の信号は実質的に同じデータを含んでいる請求項２３記載の装置。
【請求項２５】
第２の信号はデータの一部分を含み、第３の信号はデータの残りの部分を含んでいる請求項２３記載の方法。
【請求項２６】
移動体装置と通信する装置において、
複数のチャンネルの少なくとも１つにおいて第１の信号を移動体装置へ送信するように構成された電力を制約されたトランシーバと、
複数のチャンネル外のチャンネルで第２の信号を移動体装置へ送信するように構成された基地局とを具備し、
基地局は電力を制約されたトランシーバによりカバーされる区域内に位置されている装置。
【請求項２７】
電力を制約されたトランシーバから移動体装置により受信された第１の信号は基地局から移動体装置により受信された第２の信号よりも低いエネルギを有している請求項２６記載の装置。
【請求項２８】
さらに、電力を制約されたトランシーバが移動体装置へ送信している少なくとも１つのチャンネルにおいて電力を制約されたトランシーバへ送信するように構成されている移動体装置を具備している請求項２６記載の装置。
【請求項２９】
電力を制約されたトランシーバは衛星トランシーバである請求項２６記載の装置。
【請求項３０】
複数のチャンネル外のチャンネルは帯域外（ＯＯＢ）チャンネルである請求項２６記載の装置。
【請求項３１】
複数のチャンネルの少なくとも１つは移動体衛星システム（ＭＳＳ）チャンネルである請求項２６記載の装置。
【請求項３２】
第１の信号と第２の信号は実質的に同じデータを含んでいる請求項２６記載の装置。
【請求項３３】
第１の信号はデータの一部分を含み、第２の信号はデータの残りの部分を含んでいる請求項２６記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明による方法及び装置は複数のトランシーバを有する移動体装置による通信に関し、特に無線データ送信システムで電力を保存する方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
本出願は、2007年３月27日出願の米国暫定特許出願第60/908,289号明細書に関連する2007年４月20日出願の米国暫定特許出願第60/913,153号明細書に基づいており、その出願日の特典を得ており、これらの内容はそれぞれここで参考とされている。
【図面の簡単な説明】
【０００３】
【図１Ａ】衛星スポットビームにおけるチャンネル割当てを示す図である。
【図１Ｂ】本発明の１実施形態による衛星スポットビームにおけるチャンネル割当てを示す図である。
【図１Ｃ】本発明の別の実施形態による衛星スポットビームにおけるチャンネル割当てを示す図である。
【図２】本発明による移動体衛星システム（ＭＳＳ）モードと地球モード補助地球コンポーネント（ＡＴＣ）または地球モードＡＴＣ（ＴＭＡ）、地球モード強化（ＴＭＥ）、地球電力節約（ＴＰＣ）モード間のハンドオフ境界を示す図である。
【図３Ａ】本発明の１実施形態による種々のモード間のハンドオフプロセスにおけるチャンネルの割当てを示す図である。
【図３Ｂ】本発明の１実施形態による種々のモード間のハンドオフプロセスにおけるチャンネルの割当てを示す図である。
【図３Ｃ】本発明の１実施形態による種々のモード間のハンドオフプロセスにおけるチャンネルの割当てを示す図である。
【図４】本発明の１実施形態による移動体装置と衛星トランシーバと基地局間の通信構造を示す図である。
【図５】本発明の１実施形態による移動体装置、衛星トランシーバのような第１のトランシーバ、基地局のような第２のトランシーバ間で通信するための方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００４】
図１Ａは衛星スポットビームにおけるチャンネルの割当てを示している。多数のスポットビームで動作する衛星システムは周波数の再使用を行うことができる。多数のスポットビームの各スポットビームは衛星システムで利用可能な総スペクトルのうちの僅かな割合しか配備されることができない。例えば全体の有効なスペクトルが１０ＭＨｚ（地球対衛星セグメントで５ＭＨｚ、空対地セグメントで５ＭＨｚ）であるならば、および衛星が１０スポットビーム再使用パターンを使用するならば、任意の所定のビームは０．５ＭＨｚ（即ち５ＭＨｚ／１０）を使用できる。衛星が多数の（例えば２００を超える）スポットビームを使用するならば、衛星は無線スペクトルを使い果たす前に電力が制約される可能性がある。
【０００５】
衛星スポットビームトランシーバは多数のチャンネルにわたってデータを送信できる。各チャンネルは割当てられた周波数を有することができる。本発明の１実施形態によれば、トランシーバは図１Ａに示されているように、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄとそれぞれラベル付けされた任意の４つのチャンネルにわたって送信できる。勿論、任意の数のチャンネルが与えられることができる。ダウンリンク状態では、衛星トランシーバから移動体装置（ＭＤ）への通信は例えばチャンネルＡのようなこれらのチャンネルのうちの１つによって行われる。
【０００６】
アップリンクの地上から衛星への通信リンクでは、移動体装置（ＭＤ）はデータを衛星トランシーバへ送信する。このデータ送信では、図１Ａに示されている実施形態では、Ａ１、Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１とそれぞれラベル付けされた４つの可能なチャンネル12が存在する。チャンネルＡ１は前述のチャンネルＡに対応する。即ちチャンネルＡとＡ１はチャンネル対を形成する。換言すると、チャンネルＡは衛星から地上の地球装置へ（即ちダウンリンク）データを送信するために使用されるチャンネルの半分を指している。他方でチャンネルＡ１は地球装置から衛星へ（即ちアップリンク）データを送信するためのチャンネルの他方の半分を指している。同様に、このことは残りのチャンネル対Ｂ／Ｂ１、Ｃ／Ｃ１およびＤ／Ｄ１でも同じである。
【０００７】
衛星から地上への通信リンクでは、衛星トランシーバは信号を移動体装置（ＭＤ）へ送信できる。衛星から地上への通信は移動体衛星システム（ＭＳＭ）の一部であってもよい。衛星から地上への通信リンクは移動体衛星システム通信ダウンリンクと呼ばれることができる。地上から衛星への通信リンクでは、移動体装置は信号を衛星トランシーバへ送信できる。地上から衛星のリンクは移動体衛星システム通信アップリンクと呼ばれることができる。基地局から移動体装置の通信リンクでは、基地局は信号を移動体装置へ送信できる。移動体装置から基地局の通信リンクでは、移動体局は信号を基地局へ送信できる。
【０００８】
図１Ｂは本発明の１実施形態による衛星スポットビームにおけるチャンネルの割当てを示している。この実施形態では、複数のチャンネル34の１以上のチャンネルはダウンリンク送信において衛星（Ｓ）チャンネルおよび／または地球（Ｔ）チャンネルのいずれかとして使用されることができる。複数のチャンネル34は衛星トランシーバと基地局の両者が複数のチャンネル34の１以上のチャンネルで移動体装置へ通信することを可能にすることができる２ダウンリンクＳ／Ｔチャンネルである。さらに、同一チャンネルの再使用により、データ送信アップリンク36は複数のアップリンク衛星チャンネルを含むことができる。
【０００９】
複数の地球ＯＯＢ（Ｔ  ＯＯＢ）アップリンクチャンネル38は図１Ｂに示されているようにデータ送信リンク36に付加されることができる。各Ｔ  ＯＯＢアップリンクチャンネル38は衛星トランシーバによる受信に干渉せずに移動体装置が基地局と通信することを可能にする。Ｔ  ＯＯＢスペクトルは衛星スポットビームダウンリンク同一チャンネルが同一チャンネルスポットビーム下で動作する地球局によって使用されることを可能にすることにより、スペクトル効率を高めるように構成されることができる。複数の２重Ｓ／Ｔチャンネル34の複数のダウンリンクＴチャンネルのそれぞれと共に複数のアップリンクＴ  ＯＯＢチャンネルの地球Ｔ  ＯＯＢチャンネルは基地局と移動体装置との間の通信を許容する地球チャンネル対を形成する。図１Ｂに示されている実施形態では、ＯＯＢスペクトル部分38は４つのＴ  ＯＯＢアップリンクチャンネルからなり、各４つのＴ  ＯＯＢアップリンクチャンネルは２ダウンリンクＳ／Ｔチャンネルの４つのダウンリンクＴチャンネルのそれぞれのチャンネルと対にされる。４つのチャンネルを有する構造が示されているが、任意の数のチャンネルが構成されることができることを認識すべきである。アップリンクＴ  ＯＯＢチャンネルは衛星トランシーバにより見られないので干渉は軽減される。アップリンクＴ  ＯＯＢチャンネル38は衛星トランシーバの通過帯域外である。この構成がなければ、同一チャンネルの衛星スポットビームと同じチャンネルの地球使用は対にされたアップリンク同一チャンネルと衛星との間の干渉につながりかねない。このような方法及びシステムの詳細な説明は代理人明細書第028780-P0003による“Method and System for improving the Spectral Efficiency of a Data Communication Link”と題する関連同時継続出願の特許出願で与えられており、これは本出願で参考文献とされている。
【００１０】
複数の電力ＯＯＢダウンリンクチャンネル40もまた付加されることができる。地球−衛星通信では衛星の大部分の電力は空対地セグメント送信に使用されるので、電力ＯＯＢダウンリンクの付加は衛星の電力を節約できる。地球−衛星セグメント送信は衛星に割当てられたチャンネル36を使用できる。使用電力ＯＯＢはダウンリンクパスをアドレスする。１以上の電力ＯＯＢチャンネル42を有する電力ＯＯＢスペクトル40は基地局から移動体装置の送信に使用される。一連の戦略的に位置される基地局はある区域の衛星の送信専用置換を行うために構成されることができる。１以上の電力ＯＯＢチャンネル40の各電力ＯＯＢチャンネル42は２重Ｓ／Ｔチャンネル34の複数のダウンリンクＳチャンネルのダウンリンク衛星Ｓチャンネルに対して置換を行うことができる。４つの電力ＯＯＢチャンネルが図１Ｂで使用されているように示されているが、任意の数の電力ＯＯＢチャンネルが使用されることができる。電力ＯＯＢチャンネルの数はスポットビーム再使用パターンのスポットビームの数または２重Ｓ／Ｔダウンリンクチャンネル34のダウンリンクＳチャンネルの数に一致する必要はない。例えば最小の構成では、同じ電力ＯＯＢチャンネル、即ち１つの電力ＯＯＢチャンネルがあらゆるスポットビーム（スポットビーム１、スポットビーム２等）で使用されることができる。さらに、１構成では、同じ電力ＯＯＢチャンネルが例えば２重Ｓ／Ｔチャンネルの各複数のＳチャンネルで使用されることができる。任意のスポットビームの一部または総ダウンリンクトラフィックは衛星ダウンリンクから「アンロード」されることができ、代わりに地球基地局送信機により処理されることができる。これらの基地局は所望であるように、衛星のスポットビームフットプリント内の任意の場所に位置されることができる。これによって衛星トランシーバは電力を節約できる。衛星の電力はその後他の通信チャンネルをサポートするために使用されることができ、したがって通信ネットワークの総容量を増加する。
【００１１】
移動体装置を携帯するユーザは地球ベースのダウンリンクパス（複数の電力ＯＯＢチャンネル40中の電力ＯＯＢチャンネル42）と衛星ベースのアップリンクパス（複数のＳチャンネル36中のＳアップリンクチャンネル）によりサポートされることができる。地球ダウンリンク、即ち電力ＯＯＢチャンネルは適切な遅延を送信された信号へ挿入するために衛星に対して時間同期されることができ、それによってさらに長い衛星のサポートされたアップリンクパスに関連される距離にわたって伝播遅延に関連される時間遅延を考慮するために適切に時間シフトされる。
【００１２】
通常の移動体衛星システム（ＭＳＳ）／補助地球コンポーネント（ＡＴＣ）標準方式は、衛星トランシーバにより使用されていないチャンネルが衛星トランシーバの１つのスポットビーム内の基地局対移動体装置の通信に使用されることができること規定している（ＡＴＣはＴＭＡとも呼ばれることに注意すべきである）。したがって、幾つかのチャンネル、例えばチャンネルＢ、Ｃ、ＤはＭＳＳ／ＡＴＣ標準方式にしたがって、地球チャンネルとして、例えば基地局と移動体装置の通信用のＡＴＣ／ＴＭＡチャンネルとして使用されることができる。
【００１３】
図１Ｃは本発明の別の実施形態によるＭＳＳ／ＡＴＣシステムの衛星スポットビームのチャンネル割当てを示している。ＭＳＳ／ＡＴＣ標準方式にしたがって、１以上の複数のチャンネルはＭＳＳチャンネルまたは地球ダウンリンクチャンネル（例えばＡＴＣチャンネル）としてダウンリンク送信14で使用されることができる。例えば１つのチャンネル16は２重ＭＳＳ／ＡＴＣチャンネルとして使用されることができる。残りのチャンネル18は地球チャンネル（例えばＡＴＣチャンネル）で使用されることができる。さらに同一チャンネルの再使用にしたがって、変更されたデータ送信のアップリンク20は地球チャンネル（例えばＡＴＣチャンネル）24に加えてＭＳＳチャンネル22を含むことができる。
【００１４】
図１Ｂに示されている実施形態に類似して、衛星電力の使用を減少または最小にするため、帯域外（ＯＯＢ）スペクトルは相補型地球システム（例えばＡＴＣ／ＴＭＡまたはＴＭＥ）のＭＳＳの衛星対地球部分（ＭＳＳのダウンリンク部分）の代わりに使用されることができる。ＯＯＢスペクトルはＭＳＳ／ＡＴＣ使用のために割当てられたスペクトル外である。ＯＯＢスペクトルはデータ送信リンクで送信された任意のチャンネルのスペクトル割当てに等しい可能性があるスペクトル部分である。同じＯＯＢスペクトルは衛星トランシーバからの任意のスポットビームで使用されることができる。例えばＯＯＢスペクトルは移動体または携帯可能な使用のための適切な伝播特徴を有する任意のスペクトルを含むことができる。
【００１５】
図１Ｃに示されているように、ＡＴＣ  ＯＯＢアップリンクチャンネル26はデータ送信リンク20に付加される。ＡＴＣ  ＯＯＢアップリンクチャンネル26は衛星トランシーバによる受信に干渉せずに移動体装置が基地局と通信することを可能にする。ＡＴＣ  ＯＯＢスペクトルは衛星スポットビームダウンリンク同一チャンネルが同一チャンネルスポットビーム下で動作する地球局により使用されることを可能にすることによってスペクトル効率を高めるように構成されることができる。この構造がなければ、同一チャンネル衛星のスポットビームおよび同じチャンネルの地球使用は対にされたアップリンク同一チャンネルと衛星との間の干渉が生じかねない。
【００１６】
図１Ｃに示されているように、地球−衛星通信では、衛星のほとんどの電力は空−地セグメント送信に使用されるので、電力ＯＯＢダウンリンクチャンネル28も付加される。地球対衛星セグメント送信は衛星に割当てられたスペクトルを使用することができる。電力ＯＯＢの使用はダウンリンクパスをアドレスする。電力ＯＯＢスペクトル28は基地局対移動装置送信に使用される。前述したように、設計上の制約により、衛星は通信に割当てられる総電力量を限定されており、消費される電力の大部分はダウンリンク通信をサポートする送信機の動作に関連される送信電力へ帰属される。ある区域の衛星の送信専用置換を行う一連の戦略的に位置される基地局を構成することにより、任意のスポットビームの総ダウンリンクトラフィックの一部は衛星ダウンリンクから「アンロード」されることができ、代わりに地球送信機により処理されることができる。これらの基地局は所望により、衛星のスポットビームフットプリント内の任意の場所に位置されることができる。これらの基地局は例えばＡＣＴ／ＴＭＡまたはＴＭＥ基地局が位置される位置のＡＣＴ／ＴＭＡまたはＴＭＥ区域に位置されることができる。基地局はＴＰＣ／ＴＭＡ区域を包囲する区域のカバー範囲を増加するために高い地点に独立して位置されることもできる。その代わりに、又はさらに、送信機はさらに高い電力で動作できる。カバー範囲の増加は衛星電力を節約する。これらの基地局は電力ＯＯＢスペクトル28で送信する。このことにより電力を節約された衛星トランシーバが電力を保存することを可能にする。衛星の電力はその後、他の通信チャンネルをサポートするために使用されることができ、したがって通信ネットワークの総容量を増加する。しかしながら、ある区域の衛星の送信専用の置換を行うために電力ＯＯＢスペクトル28を使用する代わりに、ＡＴＣチャンネルは干渉なしに使用可能であるならば使用されることもできる。しかしながら、ＡＴＣスペクトルは主に地球容量の強化に使用される。ＯＯＢスペクトルの使用は地球カバー区域を増加できる比較的高い電力を有する狭いチャンネルに細分割されることができる。受信に関連される衛星には付加的な電力ドレインが存在しないので、衛星は通信チャンネルのアップリンク部分をサポートし続ける。それ故、ユーザが携帯する移動体装置は地球ベースのダウンリンクパスと衛星ベースのアップリンクパスによりサポートされている。地球ダウンリンクは適切な遅延を送信された信号に挿入するために衛星に時間同期されることができ、それによって長い衛星のサポートされるアップリンクパスに関連された距離にわたって伝播遅延に関連された時間遅延を適合するように適切に時間シフトされる。
【００１７】
図２は本発明の１実施形態によるＭＳＳモード、ＴＰＣモード、ＡＴＣ／ＴＭＡモード、ＴＭＥモード間のハンドオフ境界を示している。図２に示されているように、スポットビーム116は移動体装置106を囲む区域を照射する。この区域内では、衛星トランシーバ102が移動体装置106と双方向に通信できる４つの通信モード（ＭＳＳ、ＴＰＣ、ＡＴＣ、ＴＭＥ）が存在する。同様に、この区域のうちの幾つかの区域では、基地局104は移動体装置106と双方向に通信することもできる。
【００１８】
ＭＳＳモード区域302は移動体装置106が衛星トランシーバ102と双方向に通信できる区域である。ＭＳＳモード区域302では、移動体装置106は基地局104の範囲外である。ＡＴＣモード区域306とＴＭＥモード区域304は移動体装置106が基地局104または衛星トランシーバ102と通信できる区域である。さらに図２は移動体装置106が種々のモード間でハンドオフされる種々の境界も示している。
【００１９】
ＭＳＳモードは通常のＭＳＳ標準方式にしたがって衛星トランシーバ102通信（即ちＭＳＳ通信ダウンリンクおよびアップリンク）に割当てられた無線スペクトルの一部で衛星トランシーバ102を介して通信している。例えば基地局104との地球局通信が可能ではない可能性がある場合、ＭＳＳモードが使用されることができる。衛星スポットビーム116に隣接するスポットビームで使用されるチャンネルは隣接するスポットビーム干渉を防止するため通常の規則により支配されることができる。
【００２０】
（ＴＭＡとも呼ばれる）ＡＴＣモードは移動体装置106が衛星トランシーバ102のスポットビーム116内で地球基地局104を介して通信しているモードを指している。スペクトルは通常のＭＳＳ／ＡＴＣ標準方式を使用して、地球基地局から移動体装置の通信リンクおよび／または移動体装置から地球基地局の通信リンクの両者に割当てられている。例えばチャンネルは衛星通信に割当てられることができ、残りのチャンネルは地球通信で使用されることができる。
【００２１】
ＴＭＥモードは、移動体装置106が通常のＭＳＳ／ＡＴＣ標準方式を使用して割当てられたスペクトルと、付加的な地球基地局から移動体装置の通信リンクのためのＭＳＳ通信リンクに割当てられたスペクトルと、付加的な移動体装置から基地局通信リンクのためのＭＳＳ通信リンクに割当てられたスペクトル部分の一部ではない帯域外（ＯＢＢ）スペクトルを使用して、地球基地局104を介して通信するモードを指している。
【００２２】
ＴＭＥモード区域304とＭＳＳモード区域302との間のＡＴＣ／ＴＭＡモード区域306はＴＭＥモード区域304の衛星トランシーバからのダウンリンクと共有されるチャンネルを使用して基地局104から通信を受信している移動体装置106に、移動体装置106がＭＳＳモード区域302に入る前にＭＳＳ／ＡＴＣ標準方式にしたがって衛星通信に使用されないチャンネルへ切り換えさせる。ここで、ＡＴＣ／ＴＭＡモードのカバー範囲はＴＭＥモードのカバー範囲よりも大きいと仮定される。即ち、ＴＭＥモードはより多くのチャンネルの利用を可能にする。この場合、ＡＴＣはＴＭＥによりカバーされる任意の所定の地理的区域をカバーする。
【００２３】
地球電力節約（ＴＰＣ）モード区域308は、移動体装置がＭＳＳモードで送信できるスペクトルと同じスペクトルで（移動体装置から衛星アップリンクへ）送信することができるモードを指している。（移動装置のダウンリンクへの基地局の）地球基地局が電力のために割当てられたＯＯＢを使用することができる。移動体装置106がＴＰＣカバー区域108のカバー境界に到達するとき、ＭＳＳモードからＴＰＣモードへハンドオフされる。ハンドオフが生じると、ＭＳＳモードとＴＰＣモードの間には干渉はない。さらにハンドオフの前にも、移動体装置106はＭＳＳモード区域302で送信／受信しているので干渉は存在しない。
【００２４】
さらに、スペクトルの地球対衛星リンク部のほんの一部分が周波数再使用のために任意の所定のスポットビーム116で使用される。
【００２５】
図３Ａ−３Ｃは本発明の１実施形態により、ＭＳＳとＴＰＣの間のハンドオフ概念をさらに詳細に示している。図３Ａに示されているように、アップリンクＭＳＳモードでは、チャンネル１はスペクトルの一部（例えばアップリンクチャンネル１）を使用でき、チャンネル２はスペクトルの別の部分（例えばアップリンクチャンネル２）を使用できる。ダウンリンクＭＳＳモードでは、チャンネル１はスペクトルの一部（例えばダウンリンクチャンネル１）を使用でき、チャンネル２はスペクトルの別の部分（例えばダウンリンクチャンネル２）を使用できる。先の段落で説明したように、電力ＯＯＢダウンリンクチャンネルは衛星の電力を節約するためにダウンリンクＭＳＳに付加される。したがって、ＴＰＣモードでは、電力ＯＯＢチャンネルスペクトルはダウンリンク通信をサポートするために使用される。ＯＯＢチャンネルスペクトルは各チャンネルのサイズと総スペクトルによってのみ限定される任意の数のチャンネル１，２，．．．，Ｋを有することができる。
【００２６】
例えばＭＳＳとＴＰＣの間のハンドオフの前に、図３Ｂに示されているように、移動体装置がＭＳＳ区域で移動しているとき、アップリンクチャンネル１はアップリンク方向における移動体装置と衛星トランシーバとの間の通信に使用されることができる。同様にＭＳＳモードでは、ＭＳＳとＴＰＣとの間のハンドオフの前に、ダウンリンクチャンネル１はダウンリンク方向での衛星トランシーバと移動体装置の間の通信に使用されることができる。ＭＳＳからＴＰＣモードへのハンドオフは同じアップリンクチャンネル、例えば図３Ｂではアップリンクチャンネル１上にアップリンクを維持し、ダウンリンクだけがＴＰＣ地球局へハンドオフされる。しかしながら衛星へのダウンリンク接続がハンドオフ後に維持されるならば、以下の段落でさらに説明するように通信の重複による容量の損失を犠牲にして通信パスにさらに頑強性を与えることができる。
【００２７】
ハンドオフ後、図３Ｃに示されているように、衛星から移動体装置へのダウンリンクはＴＰＣモードで電力ＯＯＢスペクトル（例えばＯＯＢチャンネル１）へハンドオフされ、ＭＳＳスペクトルとのオーバーラップは存在しない。また、電力ＯＯＢチャンネル１，２，．．．，Ｋはスポットビーム再使用パターンのスポットビーム数に一致する必要はないことに注意する。実際に、最小の構成では、同じ電力ＯＯＢチャンネルはスポットビームの地理的エッジにおける幾つかの干渉のケースを有して、あらゆるスポットビーム（スポットビーム１、スポットビーム２等）で使用されることができる。他の方向（即ちＴＰＣからＭＳＳのハンドオフモード）では、逆が生じる。
【００２８】
ＴＰＣ送信機はさらに高い電力で動作でき、それ故ＡＴＣおよび／またはＴＭＥを使用する同じ基地局で配備されるときにさらに良好なカバーフットプリントを有することができ、ＴＰＣシステムがアップリンクサポートを行うために衛星を使用しているので、移動体アップリンクパスの同じ地球カバー限定に遭遇しないことに注意すべきである。通常のＡＴＣまたはＴＭＥシステムでは、基地局の電力カバー区域は、電力を限定されたアップリンク装置により実現可能な距離に等しいカバー区域のフットプリントを与えるカバー区域のみに限定される。
【００２９】
このシステム使用の例では、同じパラメータ（モジュールチャンネルプロトコル、コード化等）が使用される。しかしながらこれらのパラメータは同じである必要はない。これらのパラメータはシステム設計者により所望されるように選択されることができる。
【００３０】
ＭＳＳ−ＴＰＣハンドオフが行われると、衛星電力が節約される。同じことがＡＴＣとＴＭＥによって実現されることができる。しかしながら、（図２の例で示されているように）ＴＰＣの拡張された地理的フットプリントのために衛星電力を節約する大きな機会が存在する。さらに、これはＴＭＥ、ＡＴＣ／ＴＭＡ、ＭＳＳモード間の干渉の可能性を非常に減少させることもできる。地球送信がダウンリンク方向で電力ＯＯＢにシフトされ、アップリンク方向で同じＭＳＳチャンネルが送信のために維持されるので、ＴＭＥ、ＡＴＣ／ＴＭＡ、ＭＳＳモード間の干渉の可能性は減少される。ハンドオフプロセスはＭＳＳ−ＴＰＣ−ＡＴＣ−ＴＭＥのシーケンスであることができる。しかしながらハンドオフプロセスは任意の順序のシーケンスであることができ、この順序である必要はない。
【００３１】
他の方向では、移動体装置が地球カバー区域から離れるように動いている間、ハンドオフは反対方向（即ちＴＭＥ−ＡＴＣ−ＴＣＰ−ＭＳＳ）である傾向がある。
【００３２】
前述の実施形態は衛星トランシーバを使用しているが、電力ＯＯＢスペクトルのチャンネルにダウンリンク送信をシフトする方法は地球トランシーバのような任意のトランシーバが使用されるネットワーク構造に適用されることができる。このようなトランシーバは幾らかの電力制約、即ち電力制約されたトランシーバを有することができる。電力節約は衛星トランシーバと違って地球基地局では大きな問題ではないが、例えば衛星のような高い位置または最小の容量と電力制約を有するオーバーレイカバー区域からの干渉を防止し、地理的バッファを与えるために同じ概念を使用することができる。
【００３３】
図４は本発明の１実施形態により、移動体装置と衛星トランシーバと基地局との間の通信構造を示している。図４に示されているように、移動体装置ＭＤは衛星受信機ＳＲと双方向で通信できる。アップリンク方向では、移動体装置ＭＤは（例えばアップリンクチャンネル１のようなスペクトルの任意のチャンネルを使用してＭＤＤモードで）アップリンク衛星チャンネルを使用して衛星トランシーバＳＲと通信できる。同様に、ダウンリンク方向では、衛星トランシーバは（例えばダウンリンクチャンネル１のようなスペクトルの任意のチャンネルを使用してＭＤＤモードで）ダウンリンク衛星チャンネルを使用して移動体装置ＭＤと通信できる。さらに、移動体装置ＭＤは基地局ＢＳとも通信できる。アップリンク方向では、移動体装置ＭＤは地球チャンネルを使用して（例えばＭＳＳ／ＡＴＣモードでは移動体装置と衛星トランシーバとの間の通信に使用されないスペクトルの任意の他のチャンネルを使用して、即ちチャンネル２，３，．．．，Ｎを使用して通信する）基地局ＢＳと通信できる。ダウンリンク方向では、基地局は任意の利用可能なＯＯＢチャンネルを使用してＴＰＣモードで移動体装置ＭＤと通信できる。しかしながら、ＯＯＢチャンネルの代わりに、ＡＴＣチャンネルが使用可能であるならば、または他の使用のためにＯＯＢチャンネルを節約することが望ましいならば通常のＡＴＣチャンネルが使用されることができる。この例では、移動体装置ＭＤが衛星トランシーバのビームスポット１によりカバーされる区域に位置されていることが仮定される。しかしながら移動体装置が衛星の任意の他のビームスポットによりカバーされるとき同じ解析が行われることができる。
【００３４】
この実施形態では、移動体装置ＭＤは多モード（ＭＳＳ、ＡＴＣ、ＴＰＣ）でデータを受信及び送信するように構成される。移動体装置ＭＤはＭＳＳアップリンク及びダウンリンクチャンネルを介して衛星トランシーバＳＲからデータを受信し、そこへデータを送信し、ＭＳＳアップリンクおよびＯＯＢチャンネルを介して基地局ＢＳへデータを送信し、そこからデータを受信するように構成されている。結果として、移動体装置ＭＤはＭＳＳダウンリンクチャンネル（例えばＭＳＳダウンリンクチャンネル１）を介して衛星トランシーバＳＲから冗長データを受信し、ＯＯＢチャンネルを介して基地局ＢＳから受信することができる。同様に移動体装置はＭＳＳアップリンクチャンネル（例えばＭＳＳアップリンクチャンネル１）を介してデータの同じデータセットを衛星トランシーバＳＲへ送信し、ＭＳＳアップリンクチャンネル（例えばＭＳＳアップリンクチャンネル２）を介して基地局ＢＳへ同じデータセットを送信できる。このようにして、ネットワーク冗長及び周波数ダイバーシティが実現されることができ、さらに頑強な総ネットワークを与える。
【００３５】
さらに、この実施形態の別の特徴はデータセットを２以上のサブデータセットに分割することによりさらにデータセキュリティを提供し、２以上のサブデータセットはＭＳＳモードおよびＴＰＣモードによって送信されることである。例えば第１のサブデータセットはＭＳＳモードにわたって送信されることができ。第２のサブデータセットはＴＰＣモードによって送信されることができる。前述のネットワーク構造は例えば冗長を必要とする戦略または緊急サービス通信で、またはデータのセキュリティを必要とする敏感なデータ通信で使用されることができる。
【００３６】
ＴＰＣモードでは、ＭＳＳアップリンクスペクトルは近傍スポットビームから共有されることができる（さらに前述し図１Ａに示されているように規則的なＡＴＣ  ＯＯＢを使用できる）。同様に図１Ｂを参照すると、アップリンクＳチャンネルは近傍スポットビームから共有されることができ、或いは１又は複数のＴ  ＯＯＢチャンネルも使用されることができる。
【００３７】
図５は本発明の１実施形態により、移動体装置と、第１のトランシーバと、第２のトランシーバとの間で通信する方法を示したフローチャートを示している。第２のトランシーバは第１のトランシーバからスポットビームによりカバーされた区域に位置されている。第１のトランシーバから移動体装置により受信された第１の信号は第２のトランシーバから移動体装置により受信された第２の信号よりも低いエネルギを有する。この方法ではステップＳ202において複数のチャンネルの少なくとも１つにおいて第１のトランシーバから移動体装置へ送信される。方法ではさらにステップＳ204において複数のチャンネルの外側のチャンネルで第２のトランシーバから移動体装置へ送信する。本発明の１実施形態では、方法はさらにステップＳ206において第１のトランシーバが移動体装置へ送信している少なくとも１つのチャンネルで移動体装置から第１のトランシーバへ送信するステップを含んでいる。１実施形態では、第１のトランシーバは衛星トランシーバのような電力を制約されるトランシーバであり、第２のトランシーバは基地局である。
【００３８】
本発明の種々の実施形態を前述したが、これらは発明を限定するものではなく例示として提示されていることを理解すべきである。関連技術の当業者には携帯及び詳細の種々の変化が本発明の技術的範囲を逸脱せずに行われることができることが明白であろう。実際に先の説明を読んだ後、当業者には代わりの実施形態で本発明を実行する方法が明白であろう。したがって本発明は任意の前述の例示的な実施形態によって限定されるべきではない。
【００３９】
さらに本発明の方法およびシステムは、電気通信技術で使用される関連されるシステム及び方法のように、本質的に複雑であり、しばしば動作パラメータの適切な値を経験的に決定するか所定の応用のための最良の設計に到達するようにコンピュータシミュレーションを行うことによってしばしば最良に実施される。したがって全ての適切な変形、組合せ、等価物は本発明の技術的範囲内に入るとして考えられなければならない。
【００４０】
さらに、図面は例示のみを目的として提示されていることを理解すべきである。本発明のアーキテクチャは十分にフレキシブルであり構成可能であり、それによって添付図面で示されている以外の方法で使用されることができる。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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