(57)【要約】  移動デバイスと、複数のトランシーバとの間で通信するための装置。装置は、複数のチャネルのうちのいずれか１つにおいて移動デバイスに送信する第１のトランシーバを含む。装置はさらに、複数のチャネルのうちのいずれか１つにおいて移動デバイスに送信する第２のトランシーバを含む。
2010524299.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動デバイスと、第１および第２のトランシーバとの間で通信し、前記第２のトランシーバは、前記第１のトランシーバによってカバーされるエリア中に位置付けられており、前記移動デバイスによって受信される前記第１のトランシーバからの第１の信号は、前記移動デバイスによって受信される前記第２のトランシーバからの第２の信号よりも低いエネルギーを有する方法において、
前記方法は、
複数のチャネルのうちのいずれか１つにおいて、前記第１のトランシーバから前記移動デバイスに送信することと、
前記複数のチャネルのうちのいずれか１つにおいて、前記第２のトランシーバから前記移動デバイスに送信することとを含み、
前記複数のチャネルは、前記第１のトランシーバが送信している１つのチャネルを含む方法。
【請求項２】
前記第１のトランシーバが前記移動デバイスに送信している１つのチャネルにおいて、前記移動デバイスから前記第１のトランシーバに送信することと、
前記１つのチャネル以外の前記複数のチャネルのうちのいずれかにおいて、または前記複数のチャネルとは別のチャネルにおいて、前記移動デバイスから前記第２のトランシーバに送信することとをさらに含む請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記第１のトランシーバは衛星トランシーバである請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記第２のトランシーバは基地局である請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記１つのチャネル以外の前記複数のチャネルのうちのいずれか１つは、補助地上波コンポーネント（ＡＴＣ）チャネルである請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記第１のトランシーバからの送信または前記第２のトランシーバからの送信において使用される１つのチャネルは、移動衛星システム（ＭＳＳ）チャネルと補助地上波コンポーネント（ＡＴＣ）チャネルとの両方であるように構成されている請求項１記載の方法。
【請求項７】
前記複数のチャネルのそれぞれは、衛星から前記移動デバイスへの通信に対する衛星チャネルと、基地局から前記移動デバイスへの通信に対する地上波チャネルとの両方であるように構成されている請求項１記載の方法。
【請求項８】
前記衛星チャネルにおいて、前記移動デバイスから前記衛星に送信することと、
前記複数のチャネルとは別のチャネルにおいて、前記移動デバイスから前記基地局に送信することとをさらに含む請求項７記載の方法。
【請求項９】
前記複数のチャネルとは別のチャネルは、複数の地上波帯域外（ＯＯＢ）チャネル中の１つのチャネルである請求項８記載の方法。
【請求項１０】
前記複数の地上波帯域外チャネルのそれぞれと、前記複数のチャネル中のそれぞれの地上波チャネルとを対にすることをさらに含む請求項９記載の方法。
【請求項１１】
移動デバイスと、第１および第２のトランシーバとの間で通信し、前記第２のトランシーバは、前記第１のトランシーバによってカバーされるエリア中に位置付けられており、前記移動デバイスによって受信される前記第１のトランシーバからの第１の信号は、前記移動デバイスによって受信される前記第２のトランシーバからの第２の信号よりも低いエネルギーを有する方法において、
前記方法は、
複数のチャネルのうちのいずれか１つにおいて、前記移動デバイスから前記第１のトランシーバに送信することと、
前記１つのチャネル以外の前記複数のチャネルのうちのいずれかにおいて、または前記複数のチャネルとは別のチャネルにおいて、前記移動デバイスから前記第２のトランシーバに送信することとを含む方法。
【請求項１２】
前記第１のトランシーバは衛星トランシーバである請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
前記第２のトランシーバは基地局である請求項１１記載の方法。
【請求項１４】
前記１つのチャネル以外の前記複数のチャネルのうちのいずれか１つは、補助地上波コンポーネント（ＡＴＣ）チャネルである請求項１１記載の方法。
【請求項１５】
前記複数のチャネルのうちのいずれか１つにおいて、前記移動デバイスから前記第１のトランシーバに送信することは、前記複数のチャネル中の衛星チャネルにおいて、前記移動デバイスから衛星に送信することを含む請求項１１記載の方法。
【請求項１６】
前記移動デバイスから前記第２のトランシーバに送信することは、前記複数のチャネルとは別のチャネルにおいて、前記移動デバイスから基地局に送信することを含む請求項１１記載の方法。
【請求項１７】
前記複数のチャネルとは別のチャネルは、複数の地上波帯域外（ＯＯＢ）チャネル中の１つのチャネルである請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
前記地上波帯域外チャネルは、補助地上波コンポーネント（ＡＴＣ）チャネルである請求項１７記載の方法。
【請求項１９】
前記複数の地上波帯域外（ＯＯＢ）チャネルのそれぞれと、前記複数のチャネル中のそれぞれの地上波チャネルとを対にすることをさらに含む請求項１７記載の方法。
【請求項２０】
移動デバイスと通信する装置において、
前記装置は、
複数のチャネルのうちのいずれか１つにおいて、前記移動デバイスに送信する第１のトランシーバと、
前記複数のチャネルのうちのいずれか１つにおいて、前記移動デバイスに送信するトランシーバであって、前記複数のチャネルは、前記第１のトランシーバが送信している１つのチャネルを含む第２のトランシーバとを具備し、
前記第２のトランシーバは、前記第１のトランシーバによってカバーされるエリア中に位置付けられており、前記移動デバイスによって受信される前記第１のトランシーバからの第１の信号は、前記移動デバイスによって受信される前記第２のトランシーバからの第２の信号よりも低いエネルギーを有する装置。
【請求項２１】
前記移動デバイスをさらに具備し、
前記移動デバイスは、前記第１のトランシーバが前記移動デバイスに送信している１つのチャネルにおいて、前記第１のトランシーバに送信し、前記１つのチャネル以外の前記複数のチャネルのいずれかにおいて、または前記複数のチャネルとは別のチャネルにおいて、前記第２のトランシーバに送信する請求項２０記載の装置。
【請求項２２】
前記第１のトランシーバは衛星トランシーバである請求項２０記載の装置。
【請求項２３】
前記第２のトランシーバは基地局である請求項２０記載の装置。
【請求項２４】
前記１つのチャネル以外の前記複数のチャネルのうちのいずれか１つは、補助地上波コンポーネント（ＡＴＣ）チャネルである請求項２０記載の装置。
【請求項２５】
前記第１のトランシーバからの送信または前記第２のトランシーバからの送信において使用される１つのチャネルは、移動衛星システム（ＭＳＳ）チャネルと補助地上波コンポーネント（ＡＴＣ）チャネルとの両方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２６】
前記複数のチャネルのそれぞれは、衛星から前記移動デバイスへの通信に対する衛星チャネルと、基地局から前記移動デバイスへの通信に対する地上波チャネルとの両方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２７】
前記移動デバイスは、前記衛星チャネルにおいて前記衛星に送信し、前記複数のチャネルとは別のチャネルにおいて前記基地局に送信するように構成されている請求項２６記載の装置。
【請求項２８】
前記複数のチャネルとは別のチャネルは、複数の地上波帯域外（ＯＯＢ）チャネル中の１つのチャネルである請求項２７記載の装置。
【請求項２９】
前記複数の地上波帯域外（ＯＯＢ）チャネルのそれぞれは、前記複数のチャネル中のそれぞれの地上波チャネルと対になっている請求項２８記載の装置。
【請求項３０】
複数のトランシーバと通信する装置において、
前記装置は、
複数のチャネルのうちのいずれか１つにおいて、第１のトランシーバに送信し、前記１つのチャネル以外の前記複数のチャネルのいずれかにおいて、または前記複数のチャネルとは別のチャネルにおいて、第２のトランシーバに送信する移動デバイスを具備し、
前記第２のトランシーバは、前記第１のトランシーバによってカバーされるエリア中に位置付けられており、前記移動デバイスによって受信される前記第１のトランシーバからの第１の信号は、前記移動デバイスによって受信される前記第２のトランシーバからの第２の信号よりも低いエネルギーを有する装置。
【請求項３１】
前記１つのチャネル以外の前記複数のチャネルのうちのいずれか１つは、補助地上波コンポーネント（ＡＴＣ）チャネルである請求項３０記載の装置。
【請求項３２】
前記第１のトランシーバは衛星トランシーバであり、前記第２のトランシーバは基地局であり、前記移動デバイスは複数の衛星チャネルのうちのいずれか１つにおいて前記衛星トランシーバに送信するように構成され、かつ、前記衛星チャネルとは別の複数の地上波帯域外チャネル中のチャネルにおいて前記基地局に送信するように構成されている請求項３０記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【関連出願に対する相互参照】
【０００１】
本出願は、２００７年３月２７日に出願された米国仮特許出願第６０／９０８，２８９号の出願日の利益に基づき、その利益を得、その内容は、参照によりここに組み込まれている。
【発明の分野】
【０００２】
本発明と整合性がある方法および装置は、複数のトランシーバを有する移動デバイスによる通信に関し、より詳細には、チャネルを再利用して、スペクトル効率を向上させることに関する。
【０００３】
本発明の詳細な実施形態を、添付図面に関連して説明する。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
【図１】図１は、本発明の１つの実施形態にしたがった、移動衛星通信システムを図示する。
【図２Ａ】図２Ａは、スポットビームにおけるチャネルの割り振りを図示する。
【図２Ｂ】図２Ｂは、本発明の１つの実施形態にしたがった、複数の帯域外チャネルを付加することによる、スポットビームにおけるチャネルの割り振りを図示する。
【図２Ｃ】図２Ｃは、本発明の別の実施形態にしたがった、ＭＳＳ／ＡＴＣシステムにおける帯域外スペクトルの付加による、スポットビームにおけるチャネルの割り振りを図示する。
【図３】図３は、本発明の１つの実施形態にしたがった、移動衛星システム（ＭＳＳ）と、地上モードＡＴＣ（ＴＭＡ）モードと、地上モードエンハンスト（ＴＭＥ）モードとの間のハンドオフの境界を図示する。
【図４】図４は、本発明の実施形態にしたがった、複数のトランシーバと移動デバイスとの間で通信する方法を記述するフローチャートを図示する。
【いくつかの実施形態の詳細な説明】
【０００５】
本発明の実施形態を、添付図面に関連して詳細に説明する。
【０００６】
説明全体にわたって、関連するシステムおよびサービスに関係するいくつかの概念の理解を支援するために、いくつかの頭字語および略記を使用する。これらの頭字語および略記は、ここで表す考えを伝達する簡単な方法提供する目的のためだけに向けられており、決して本発明の範囲を限定することを意味するものではない。
【０００７】
本発明は、多くの異なる形態で具現してもよく、ここで示す実施形態に限定されるものとして解釈すべきではなく、特許請求の範囲によって規定される。同じ参照数字は、明細書全体を通して同じ要素を指す。
【０００８】
図１は、本発明の１つの実施形態にしたがった、互いに対話する複数の通信デバイスを有する移動衛星通信システム１００を図示する。
【０００９】
図１中で示すように、衛星トランシーバ１０２は、複数の移動デバイス１０６と双方向に通信できる。同様に、地上基地局１０４は、複数の移動デバイス１０６と双方向に通信できる。この実施形態において、移動デバイス１０６は、セルラ移動電話機、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、または他のオブジェクトにデータを伝達できる任意の移動デバイスを含む。
【００１０】
衛星トランシーバ１０２は、別のオブジェクトの周囲を、軌道を描いて回ることができ、かつ、他のオブジェクトと双方向にデータを通信できる、任意のオブジェクトを含んでいてもよい。
【００１１】
基地局１０４は、所定の範囲内で移動無線デバイスとの通信を維持する、無線トランシーバを有する任意の局を含んでいてもよい。
【００１２】
本発明の１つの実施形態にしたがうと、論ずべき４つの異なる通信リンクが存在する。
【００１３】
衛星から地球への通信リンク１０８において、衛星トランシーバ１０２は、移動デバイス１０６に対してデータを送信してもよい。ここで、衛星から地球への通信は、移動衛星システム（ＭＳＳ）通信規格の一部であってもよい。１つの実施形態において、衛星トランシーバ１０２は、スポットビーム１１６によって照射される、移動デバイス１０６を包含するエリアにデータを送信してもよく、そのようなエリアからデータを受信してもよい。地球から衛星への通信リンク１１２において、移動デバイス１０６は衛星トランシーバ１０２にデータを送信してもよい。基地局から移動デバイスへの通信リンク１１４において、基地局１０４は移動デバイス１０６にデータを送信してもよい。移動デバイスから基地局への通信リンク１１０において、移動デバイス１０６は基地局１０４にデータを送信してもよい。
【００１４】
衛星トランシーバ１０２は、複数のチャネルによってデータを送信してもよい。各チャネルは、割り当てられた周波数を有することができる。本発明の１つの実施形態にしたがうと、衛星トランシーバ１０２は、図２Ａ中で示すように、それぞれＡ1、Ｂ1、Ｃ1、Ｄ1とラベル表示された、４つのチャネルのうちのいずれかによって送信できる。もちろん、任意の数のチャネルを提供できる。移動デバイス１０６は、複数のチャネルによって衛星トランシーバ１０２に送信できる。各チャネルは、割り当てられた周波数を有することができる。本発明の１つの実施形態にしたがうと、移動デバイス１０６は、それぞれ、チャネルＡ1、Ｂ1、Ｃ1、Ｄ1に対応する、それぞれ、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄとラベル表示された４つのチャネルのうちのいずれかによって送信できる。
【００１５】
１つの実施形態において、衛星トランシーバ１０２からの通信は、例えば、それらのチャネルのうちの１つである、チャネルＡ1によるものであろう。移動デバイス１０６は、対応するチャネルＡによって送信するだろう。衛星トランシーバ１０２のスポットビーム１１６の範囲内で、基地局１０４がまた、移動デバイス１０６と通信するだろう。一般に、基地局１０４と移動デバイス１０６との間で通信するために使用される周波数は、衛星トランシーバ１０２と移動デバイス１０６との間で通信するために使用される周波数と異なる。一方、従来のＭＳＳ／ＡＴＣ規格は、衛星トランシーバ１０２のスポットビーム１１６の範囲内で、基地局から移動デバイスへの通信に対して、衛星通信のために確保されるが、衛星トランシーバ１０２によって使用されないチャネルを使用できるように提供する。したがって、この例において、他のチャネルである、チャネルＢ1、Ｃ1およびＤ1を、例えば、補助地上波コンポーネント（ＡＴＣ）チャネルとして、基地局から移動デバイスへの通信に対して使用できる。ＭＳＳ規格にしたがって、図２Ａは、これらのデータ送信において使用される複数のチャネルを提供する。衛星から地球への通信リンクは、ＭＳＳ通信ダウンリンクと呼ばれ、地球から衛星への通信リンクは、ＭＳＳ通信アップリンクと呼ばれるだろう。
【００１６】
図２Ａ中で描写したように、アップリンクデータ送信において、図示した実施形態では、それぞれＡ、Ｂ、ＣおよびＤとラベル表示された４つの可能なチャネルがある。上述したように、アップリンクチャネルＡは、ダウンリンクチャネルＡ1に関係付けられている。すなわち、チャネルＡおよびＡ1は、チャネルの対を形成する。すなわち、ダウンリンクチャネルＡ1は、衛星から地球上の地上デバイスにデータを送信するために使用されるチャネルの半分を指し、一方、アップリンクチャネルＡは、地上デバイスから衛星１０２にデータを送信するチャネルの他の半分を指す。同様に、このことは、残りのチャネルの対である、Ｂ／Ｂ1、Ｃ／Ｃ1およびＤ／Ｄ1に対しても当てはまり、ここで、Ｂ、ＣおよびＤは、アップリンクチャネルに相当し、Ｂ1、Ｃ1およびＤ1は、ダウンリンクチャネルに相当する。
【００１７】
図２Ａ中で示した例において、２０００ＭＨＺから２０２０ＭＨＺまでの周波数スペクトルを、従来のＭＳＳ通信アップリンク２０２に対して使用してもよく、２１８０ＭＨＺから２２００ＭＨＺまでの周波数スペクトルをＭＳＳ通信ダウンリンク２０４に対して使用してもよい。この例において、４つの５ＭＨＺ幅のチャネルが、通信アップリンクチャネルおよび通信ダウンリンクチャネルとして使用される。
【００１８】
図２Ｂは、本発明の１つの実施形態にしたがった、複数の帯域外チャネルを付加することによる、スポットビームにおけるチャネルの割り振りを図示する。図２Ｂ中で示すように、衛星から移動デバイスへの通信（ダウンリンクＳチャネル）および基地局から移動デバイスへの通信（ダウンリンクＴチャネル）に対して使用される、複数のデュアルダウンリンクＴ／Ｓチャネル２５０がある。表記ＴおよびＳは、基地局と移動デバイスとの間の通信のような、地上（Ｔ）ベースの通信と、移動デバイスと衛星との間の通信のような、衛生（Ｓ）ベースの通信とを一般的に示すために使用される。例えば、１つの実施形態において、このシステムはＭＳＳ／ＡＴＣシステムとは別に使用できるが、１つ以上の地上（Ｔ）チャネルはＡＴＣチャネルとすることができ、衛星（Ｓ）チャネルのうちの１つ以上はＭＳＳチャネルとすることができる。Ｔ／Ｓデュアルダウンリンクチャネル２５０は、複数のチャネル２５０のそれぞれにおいて、衛星トランシーバ１０２および基地局１０４の両方が移動デバイス１０６に通信することを可能にする。基地局の信号は、衛星トランシーバ１０２からのスポットビーム送信のカバレッジエリアにおいて衛星信号よりも桁違いに大きいことから、衛星の送信は、同じ周波数上での基地局の送信に干渉しない。Ｔ／Ｓデュアルダウンリンクチャネル２５０におけるダウンリンクＳチャネル（すなわち、衛星から移動デバイスへのダウンリンクチャネル）は、アップリンクＳチャネル２５２（すなわち、移動デバイスから衛星へのアップリンクチャネル）と対をなしている。
【００１９】
Ｔ／Ｓデュアルダウンリンクチャネル２５０におけるダウンリンクＴチャネル（すなわち、基地局から移動デバイスへのチャネル）に対応するアップリンクチャネル（すなわち、移動デバイスから基地局へのチャネル）は、異なるように取り扱われる。図２Ｂにおいて示すように、複数の地上波帯域外アップリンクチャネル（Ｔ ＯＯＢ）２５４が、アップリンクＳチャネル（すなわち、移動デバイスから衛星へのアップリンクチャネル）に加えられる。Ｔ ＯＯＢチャネル２５４は、衛星トランシーバ１０２による受信に干渉することなく、移動デバイスが基地局１０４と通信することを可能にする。複数のデュアルＴ／Ｓダウンリンクチャネル２５０における複数のダウンリンクＴチャネルのそれぞれと共に、複数のアップリンクＴ ＯＯＢチャネル２５４における各地上波帯域外チャネル（Ｔ ＯＯＢチャネル）は、基地局と移動デバイスとの間の通信を可能にする地上波チャネルの対を形成する。図２Ｂ中で図示した実施形態において、ＯＯＢのスペクトル部分は、４つのＯＯＢアップリンクチャネルから構成され、４つのＯＯＢアップリンクチャネルのそれぞれは、４つのダウンリンクＴチャネルにおけるそれぞれのチャネルと対をなしている。しかしながら、望みどおりに、任意の数のチャネルを実現できることを理解しなければならない。
【００２０】
Ｔ ＯＯＢチャネル２５４における各アップリンクＴ ＯＯＢチャネルは、衛星トランシーバからのスポットビームのカバレッジエリア内での地上送信のために、複数のデュアルＴ／Ｓダウンリンクチャネル２５０中の対応するダウンリンクＴチャネルと共に使用できる。アップリンクＴ ＯＯＢスペクトルは、モバイルまたはポータブルでの使用に対して十分な伝搬特性を有する任意のスペクトルを含んでいてもよい。
【００２１】
アップリンクＴ ＯＯＢチャネルは衛星トランシーバ１０２によって見られないことから、干渉が緩和される。アップリンクＴ ＯＯＢチャネル２５４は、衛星トランシーバの通過帯域から外れている。
【００２２】
上述した方法において、Ｔ ＯＯＢアップリンク（移動デバイスから基地局）のスペクトルと、（衛星ダウンリンク周波数における）デュアルＴ／Ｓダウンリンクスペクトル中の地上Ｔダウンリンクスペクトルとを対にすることにより、通常の衛星アップリンク帯域で動作する任意の衛星トランシーバに対して、実質的にいかなるアップリンク干渉も生じない。衛星トランシーバは、地球から宇宙への所望のアップリンク通信に関係付けられているエネルギーだけを“見る”。地上基地局へのアップリンクに関係付けられている何らかのエネルギーは、衛星トランシーバに対して実質的に何ら干渉を生じさせない、衛星アップリンクスペクトル外の別の周波数帯域に移される。
【００２３】
衛星が唯一のサービスプロバイダであるエリアにおいて、移動デバイスから衛星トランシーバへのアップリンクと、衛星トランシーバから移動デバイスへのダウリンクは、指定された衛星帯域で動作する。地上基地局が動作するエリアにおいて、衛星ダウンリンクスペクトルのうちの、いくつかまたはすべてのいずれかが、地上基地局によって使用されて、ダウンリンク（すなわち、基地局から移動デバイスへのダウンリンク）が提供される。地上信号は、カバレッジエリアにおいて桁違いに強いことから、より強い地上信号は、衛星ダウンリンク信号を“無効にする”だろう。アップリンク方向において、ＯＯＢアップリンクスペクトルが“通常の”衛星アップリンクスペクトルの外にあることから、ＯＯＢスペクトルは、衛星の動作に対して実質的に何ら影響を及ぼすことなく、地上アップリンク（すなわち、移動デバイスから基地局へのアップリンク）において使用される。
【００２４】
図２Ｃは、本発明の別の実施形態にしたがった、ＭＳＳ／ＡＴＣシステムにおける帯域外チャネルの付加による、スポットビームにおけるチャネルの割り振りを図示する。図２Ｃにおいて示したように、複数のデータ送信アップリンクチャネル２０８がある。ＭＳＳ／ＡＴＣ規格にしたがって、衛星（例えば、ＭＳＳ）チャネルまたは地上波（例えば、ＡＴＣ）チャネルのいずれかとして、１つ以上のチャネルを使用してもよい。例えば、１つの実施形態において、１つのアップリンクチャネル２１０は、ＭＳＳアップリンクチャネル（すなわち、移動デバイスから衛星への通信チャネル）として使用できる。残りのチャネル２１２は、例えば、ＡＴＣチャネルにおいて、アップリンク地上波チャネル（すなわち、移動デバイスから基地局への通信チャネル）として使用できる。
【００２５】
さらに、図２Ｃは、ここで記述する同一チャネルの再使用と帯域外技術とにしたがった、修正されたデータ送信リンク２１６を示す。修正されたデータ送信リンク２１６は、アップリンク地上波チャネル２１２（すなわち、移動デバイスから基地局への通信チャネル）と対になっている通常のダウンリンク地上波チャネル２１９（すなわち、基地局から移動デバイスへの通信チャネル）に加えて、ＭＳＳ／ＡＴＣデュアルダウンリンクチャネル２１８を備えることができる。ＭＳＳ／ＡＴＣデュアルダウンリンクチャネル２１８は、衛星トランシーバ１０２および基地局１０４の両方が同じチャネル上で移動デバイス１０６と通信することを可能にする。図２Ｂに関して上述した実施形態と同様に、基地局の信号は衛星の信号よりも桁違いに強いことから、衛星送信は基地局送信に干渉しない。
【００２６】
デュアルダウンリンクチャネル２１８における基地局から移動デバイスへのダウンリンクチャネルに対応するアップリンクチャネルは、異なるように取り扱われる。図２Ｃにおいて示すように、地上波帯域外（ＯＯＢ）アップリンクチャネル２１４が、データ送信アップリンクチャネル２０８に加えられる。例えば、ＡＴＣ ＯＯＢアップリンクチャネル２１４が、データ送信リンク２０８に加えられる。この地上波帯域外アップリンクチャネル（例えば、ＡＴＣ ＯＯＢアップリンクチャネル）２１４により、衛星トランシーバ１０２による受信に干渉することなく、移動デバイス１０６が基地局１０４と通信することが可能になる。地上波ダウンリンクチャネル（例えば、ＡＴＣダウンリンクチャネル）２１８とともに、地上波帯域外アップリンクチャネル（例えば、ＡＴＣ ＯＯＢアップリンクチャネル）２１４は、基地局と移動デバイスとの間の通信を可能にする地上波チャネル対（例えば、ＡＴＣチャネル対）を形成する。
【００２７】
ＯＯＢスペクトルは、データ送信リンクにおいて送信される何らかのチャネルのスペクトルの割り振りに等しいスペクトルの一部である。何らかのチャネルを使用する衛星トランシーバからの何らかのスポットビームに対して、同じＯＯＢスペクトルを使用できる。ＯＯＢスペクトルは、モバイルまたはポータブルでの使用のために十分な伝搬特性を有する任意のスペクトルを含んでいることが好ましい。
【００２８】
ＯＯＢチャネルは衛星トランシーバによって見られないことから、干渉が緩和される。すなわち、ＯＯＢチャネルは、衛星トランシーバの通過帯域から外れている。
【００２９】
上述したスキームは、スペクトル効率を向上させる。例えば、図２Ｃ中で図示した実施形態を参照すると、従来のＭＳＳ／ＡＴＣ通信では、スポットビームは通常、例えば、４つのチャネルのうち３つを地上データ通信のために使用することを可能にする。したがって、チャネルの４分の１は、地上通信に対して利用可能でない。衛星通信に対して予め割り当てられているスペクトル部分外の追加のＯＢＢスペクトルにおける、移動デバイスから基地局へのアップリンクに結合された、衛星から移動デバイスへの送信のためのＭＳＳダウンリンクチャネルの追加の使用により、スペクトル効率の向上が可能になる。すなわち、別のチャネルの対が、地上データ送信に対して利用可能である。
【００３０】
例えば、図２Ｃ中で図示した実施形態を参照すると、ＭＳＳまたはＡＴＣのアップリンクチャネルおよびダウンリンクチャネルがそれぞれ、２０ＭＨＺの帯域幅を占有し、かつ、地上波ＯＯＢアップリンク（ＡＴＣ ＯＯＢ）チャネルが、地上の、対になっていないスペクトルの５ＭＨＺ部分を占有する場合、ＭＳＳ／ＡＴＣシステムの効率は１２％だけ上がる可能性がある。すなわち、４５ＭＨＺの割り振られたスペクトルが、５０ＭＨＺの有効なスペクトルを生じさせる。
【００３１】
同様に、図２Ｂ中で図示した実施形態を参照すると、ダウンリンク方向において、４つのダウンリンクチャネルのそれぞれが、衛星から移動デバイスへの通信（ダウンリンクＳチャネル）と、基地局から移動デバイスへの通信（ダウンリンクＴチャネル）との両方に対して使用される。アップリンク方向において、４つのアップリンクチャネルのそれぞれが、移動デバイスと衛星との間の通信に対して使用される。移動デバイスと基地局との間のアップリンク通信は、衛星アップリンクチャネルとの干渉を防ぐために、４つのＯＯＢアップリンクチャネルを使用して取り扱われる。そのため、合計で８個のアップリンクチャネルがある。通常、ダウンリンク方向において、８個の対応するダウンリンクチャネル、すなわち、衛星と移動デバイスとの間の通信に対する４つのダウンリンクチャネル（Ｓダウンリンクチャネル）と、基地局と移動デバイスとの間の通信に対する４つのダウンリンクチャネル（Ｔダウンリンクチャネル）とがあり、合計で１６個の衛星および地上波チャネルを生じさせる。しかしながら、基地局からの信号は衛星の信号よりも桁違いに強いことから、地上信号は衛星信号を無効にするだろう。それゆえに、衛星と移動デバイスとの間の通信に対する４つのダウンリンクチャネル（Ｓダウンリンクチャネル）と、基地局と移動デバイスとの間の通信に対する４つのダウンリンクチャネル（Ｔダウンリンクチャネル）は、組み合わせるか、または合併することができ、そのため、各Ｓダウンリンクチャネルと、対応するＴダウンリンクチャネルは、同じ周波数帯域を使用する。結果として、この例では、ダウンリンク方向において、４つのダウンリンクチャネルだけが、通常の８個のチャネルの代わりに使用される。
【００３２】
それゆえに、アップリンクチャネルおよびダウンリンクのチャネルのそれぞれと、ＯＯＢアップリンクチャネルのそれぞれが、同じ帯域幅、例えば、５ＭＨＺの帯域幅を占有する場合、衛星−地上システムの効率は、２５％（すなわち、４個のチャネルを合計１６個のチャネルで除算）だけ上がる可能性がある。
【００３３】
ＯＯＢスペクトルのアプリケーションは、オーバーレイ基地局サイトおよびアンダーレイ基地局サイトの地上の構成に適用してもよい。オーバーレイ基地局サイトは、例えば、より高い高度に位置しているサイトのような、広いカバレッジに対して使用される任意のサイトを含んでいてもよい。アンダーレイ基地局サイトは、例えば、オーバーレイサイトに対してより低い高度に位置しているサイトのような、オーバーレイサイトのカバレッジ内で少なくとも部分的にカバレッジおよび容量を充填するために使用される任意のサイトを含んでいてもよい。ＯＢＢスペクトルのアプリケーションは、アンダーレイ基地局から移動デバイスへの通信リンクと、オーバーレイ基地局から移動デバイスへの通信リンクとの両方に対して、同じダウンリンクチャネルの同一チャネルの使用を可能にする。移動デバイスからアンダーレイ地上基地局への通信アップリンクに対してＯＯＢスペクトルを使用することにより、干渉がアップリンクサイドで回避される。
【００３４】
地上構成は、衛星動作に負の影響を及ぼさないことから、この構成は、ＡＴＣに関係付けられている規制のハードルを回避できる。さらに、この構成はまた、衛星ベースの通信システムにおいて地上コンポーネントを実現する代替の方法を提供できる。
【００３５】
図３は、本発明の１つの実施形態にしたがった、移動衛星システム（ＭＳＳ）と、地上モードＡＴＣ（ＴＭＡ）モードと、地上モードエンハンスト（ＴＭＥ）モードとの間のハンドオフの境界を図示する。
【００３６】
図３において示すように、スポットビーム１１６が、移動デバイス１０６を包含するエリアを照射する。このエリア内には、衛星トランシーバ１０２が移動デバイス１０６と双方向に通信する３つの通信モードがある。同様に、このエリアのいくつかにおいて、基地局１０４が、移動デバイス１０６と双方向に通信する。
【００３７】
ＭＳＳモード領域３０２は、移動デバイス１０６が衛星トランシーバ１０２と双方向に通信できる領域である。ＭＳＳモード領域３０２において、移動デバイス１０６は、基地局１０４の範囲から外れている。ＴＭＡモード領域３０６およびＴＭＥモード領域３０４は、移動デバイス１０６が基地局１０４または衛星トランシーバ１０２のいずれかと通信できる領域である。さらに、図３は、移動デバイス１０６がモードの間でハンドオフされるさまざまな境界を示す。
【００３８】
ＭＳＳモードは、移動デバイス１０６が、従来のＭＳＳ規格にしたがって、衛星トランシーバ１０２の通信（すなわち、ＭＳＳ通信ダウンリンクおよびアップリンク）に対して割り当てられる無線スペクトルの部分上で、衛星トランシーバ１０２によって通信しているモードを指す。ＭＳＳモードは、基地局１０４との地上通信が可能でない場所で用いてもよい。近接した衛星ビームスポット１１６に対して用いられるチャネルは従来のルールによって調整されて、近接したスポットビームの干渉が回避される。
【００３９】
ＴＭＡモードは、衛星トランシーバ１０２のスポットビーム１１６内で移動デバイス１０６が地上基地局１０４によって通信しているモードを指す。従来のＭＳＳ／ＡＴＣ規格を用いて、地上基地局から移動デバイスへの通信リンクと、移動デバイスから地上基地局への通信リンクとの両方に対してスペクトルが割り当てられる。例えば、図２Ａにおいて描写したように、１つのチャネルを衛星通信に対して割り当て、残りのチャネルを地上通信に対して使用できる。
【００４０】
ＴＭＥモードは、従来のＭＳＳ／ＡＴＣ規格を使用して割り当てられるスペクトルと、追加の、地上基地局から移動デバイスへの通信リンクのためにＭＳＳ通信リンクに対して割り当てられるスペクトルと、追加の、移動デバイスから基地局への通信リンクのために、ＭＳＳ通信リンクに割り当てられるスペクトル部分の一部ではない帯域外スペクトルとを使用して、移動デバイス１０６が地上基地局１０４によって通信しているモードを指す。
【００４１】
ＴＭＥモード領域３０４とＭＳＳモード領域３０２との間のＴＭＡ領域３０６は、ＴＭＥ領域モード領域３０４において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ネルを使用する基地局１０４から通信を受信しているかもしれない移動デバイス１０６に、移動デバイス１０６がＭＳＳモード３０２に入る前に、ＭＳＳ／ＡＴＣ規格にしたがって、衛星通信に対して使用されていないチャネルに切り替えさせる。ここでは、ＴＭＡモードのカバレッジは、ＴＭＥモードのカバレッジより大きいと仮定している。すなわち、ＴＭＥモードは、より多くのチャネルの利用を可能にする。このケースにおいて、ＴＭＡは、ＴＭＥによってカバーされる任意の所定の地理的エリアをカバーする。
【００４２】
ＴＭＥモードにおける干渉の緩和は、同じチャネルを共有する、基地局から移動デバイスへのリンクと、衛星から移動デバイスへのリンクとに対して、異なる多重化スキームを使用することによって達成できる。例えば、広帯域コード分割多元接続（ＣＤＭＡ）信号を、地上基地局から移動デバイスへの通信リンクにおいて使用できる。衛星から移動デバイスへの通信リンクは、直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）を用いることができる。もちろん、他の多くのバリエーションが可能である。チャネルが複数の部分に細分される場合、広帯域ＣＤＭＡ信号は、弱い信号強度を有する狭帯域信号として現れ、ＣＤＭＡシステムの利得弁別器によって拒絶されるだろう。結果として、通信リンク上での何らかの劣化は最小である。
【００４３】
一般に、地上動作と衛星動作との間の移行エリアにおいて、いくつかのモードを使用して、地上システムと衛星システムとの間のハンドオーバにおいて干渉が無いことを達成してもよく、または干渉を最小化してもよい。例えば、衛星および地上のシステムにおける個々のチャネル帯域幅が類似している場合、地上サービスが終了し、衛星サービスだけが開始する移行エリアにおいて、衛星システムと地上システムとの間のハンドオフに対して同一チャネルの干渉の無いチャネルを提供するように、地上システムの外側のカバレッジエリアにおける使用から衛星ダウンリンクスペクトルの部分を除くことができる。
【００４４】
しかしながら、衛星で使用される個々のチャネルの帯域幅が、地上ネットワークで使用されるチャネルの帯域幅よりも狭いことがある。例えば、これは、ＭＳＳシステムが、修正された、移動体通信のためのグローバルシステム（ＧＳＭ）チャネルを使用し、かつ、地上ネットワークが、ユニバーサル移動体電気通信システム（ＵＭＴＳ）あるいは広帯域移動無線アクセスシステム（ＷｉＭａｘ）、あるいは他の３Ｇまたは４Ｇのブロードバンド送信技術を使用する場合であるかもしれない。衛星で使用される個々のチャネルの帯域幅が地上ネットワークにおけるチャネルの帯域幅よりも狭い場合、広い地上波チャネルと狭い衛星チャネルとの間のＨｚ当たりのエネルギー密度の差異は、地上動作と衛星動作との間の干渉保護として活用できる。実際に、地上カバレッジの周辺部において、地上信号は基地局の近くよりも少ないエネルギーを有する可能がある。さらに、地上波チャネルの帯域幅が衛星システムの帯域幅よりも広いことから、結果として、地上システムに対するＨｚ当たりのエネルギー密度が、衛星システムに対するＨｚ当たりのエネルギー密度よりも小さいことになる。したがって、移行エリアにおいて、地上送信システムのエネルギー密度が衛星送信システムにおけるエネルギー密度よりも小さいことから、移動デバイスは、衛星送信を“見て”、地上送信システムを落とすだろう。このことは、移行エリアにおいて、衛星および地上送信システムの間の干渉を最小化し、または実質的に除く。
【００４５】
図４は、本発明の実施形態にしたがった、複数のトランシーバと移動デバイス１０６との間で通信する方法を記述するフローチャート４００を図示する。第２のトランシーバが、第１のトランシーバによってカバーされるエリアに位置付けられていてもよい。さらに、この実施形態において、第１の信号が、第1のトランシーバから移動デバイスによって受信され、第１の信号は、移動デバイスによって受信される第２のトランシーバからの第２の信号よりも低いエネルギーを有する。
【００４６】
第１のトランシーバが、複数のチャネルのうちのいずれか１つにおいて移動デバイスに送信する（Ｓ４０２）。次に、第２のトランシーバが複数のチャネルのうちのいずれか１つにおいて移動デバイス１０６に送信する（Ｓ４０４）。次に、第１のトランシーバが移動デバイス１０６に送信している１つのチャネルにおいて、移動デバイス１０６が第１のトランシーバに送信する（Ｓ４０６）。最後に、移動デバイスが、１つのチャネル以外の複数のチャネルのうちのいずれかにおいて、または、複数のチャネルとは別のチャネルにおいて、第２のトランシーバに送信する（Ｓ４０８）。
【００４７】
第１のトランシーバは、衛星トランシーバ１０２とすることができる。さらに、第２のトランシーバは、基地局１０４とすることができる。１つの実施形態において、１つのチャネル以外の複数のチャネルのうちのいずれか１つは、１つのチャネル以外の複数のチャネルのうちのいずれかのスペクトルの割り振りに等しいスペクトルを有する補助地上波コンポーネント（ＡＴＣ）チャネルであってもよい。別の実施形態において、第１のトランシーバからの送信または第２のトランシーバからの送信において使用される複数のチャネルのいずれか１つは、移動衛星システム（ＭＳＳ）および補助地上波コンポーネント（ＡＴＣ）チャネルの両方であるように構成されていてもよい。
【００４８】
特許請求の範囲によって規定される本発明の精神および範囲から逸脱することのない形態および詳細で、さまざまな置換、修正および変更を実施してもよいことが当業者によって理解されるであろう。それゆえに、上述の実施形態は説明のためのものにすぎず、本発明を限定するものとして解釈すべきでないことを理解すべきである。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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