(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体プラットフォームにフォワードリンクトランスポンダ割当を送信するためのシステムであって、
移動体プラットフォーム上の少なくとも１つのレシーバと、
移動体プラットフォーム上の少なくとも１つのトランスミッタと、
レシーバと通信する少なくとも１つの衛星上のトランスポンダとを含み、トランスポンダはリターンリンク割当を含み、さらに
レシーバと通信する少なくとも１つの地上局を含み、地上局は世界中の複数の地域のための複数の衛星上の複数のトランスポンダを含むマスタトランスポンダ割当リストを含み、さらに
レシーバにロードされるデフォルトトランスポンダ割当テーブルを含み、
デフォルトトランスポンダ割当テーブルに基づいてトランスミッタがトランスポンダに信号を送信すると、トランスポンダはレシーバにリターンリンク割当を送信し、トランスミッタはトランスポンダを介して地上局に信号を送信し、それにより、地上局はトランスポンダを介してマスタトランスポンダ割当リストから正しいフォワードリンクトランスポンダ割当をレシーバに送信する、システム。
【請求項２】
地上局は、地上局から衛星へのフォワードリンクを通してレシーバと通信し、それにより、トランスポンダは正しいフォワードリンクトランスポンダ割当を移動体プラットフォームに送信する、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
複数のトランスポンダは地上局によって優先順位をつけられ、それにより、トランスポンダ故障の際はレシーバを別のトランスポンダに同調可能である、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
複数の衛星は地上局によって優先順位をつけられ、それにより、衛星故障の際はレシーバを別の衛星上のトランスポンダに同調可能である、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
複数の移動体プラットフォームに少なくとも１つのトランスポンダからフォワードリンクトランスポンダ割当を送信するためのシステムであって、
移動体プラットフォーム上の少なくとも１つのレシーバ機器と、
トランスポンダを介して移動体プラットフォームと通信する少なくとも１つの地上局とを含み、地上局は世界中の複数の地域のための複数の衛星上の複数のトランスポンダを含むマスタトランスポンダ割当リストを含み、さらに
移動体プラットフォーム上の少なくとも１つの通信機器を含み、
レシーバ機器が少なくとも１つのフォワードリンクトランスポンダ割当を失うと、通信機器はレシーバ機器にフォワードリンクトランスポンダ割当を送信し、
通信機器にロードされるデフォルトトランスポンダ割当テーブルをさらに含み、
レシーバ機器が動作不能になると、通信機器はデフォルトトランスポンダ割当テーブルに基づいてトランスポンダに信号を送信し、トランスポンダは通信機器にリターンリンク割当を送信し、移動体プラットフォームはトランスポンダを介して地上局に信号を送信し、それにより、地上局はトランスポンダを介してマスタトランスポンダ割当リストから正しいフォワードリンクトランスポンダ割当を通信機器に送信する、システム。
【請求項６】
トランスポンダは衛星上にある、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
地上局は、地上局から衛星へのフォワードリンクを通してレシーバと通信し、それにより、トランスポンダは正しいフォワードリンクトランスポンダ割当を移動体プラットフォームに送信する、請求項５に記載のシステム。
【請求項８】
複数のトランスポンダは地上局によって優先順位をつけられ、それにより、トランスポンダ故障の際はレシーバを別のトランスポンダに同調可能である、請求項５に記載のシステム。
【請求項９】
複数の衛星は地上局によって優先順位をつけられ、それにより、衛星故障の際はレシーバを別の衛星上のトランスポンダに同調可能である、請求項５に記載のシステム。
【請求項１０】
移動体プラットフォームにフォワードリンクトランスポンダ割当を送信する方法であって、
（ａ）デフォルトトランスポンダ割当テーブルを移動体プラットフォームの移動体端末のレシーバにロードするステップと、
（ｂ）移動体端末のトランスミッタから、デフォルトトランスポンダ割当テーブルに載っている少なくとも１つのトランスポンダに信号を送信するステップと、
（ｃ）該少なくとも１つのトランスポンダから移動体端末のレシーバにリターンリンク割当を送信するステップと、
（ｄ）正しいフォワードリンクトランスポンダ割当を要求して、トランスポンダを介してトランスミッタから地上局へ信号を送信するステップと、
（ｅ）地上局からトランスポンダを介してレシーバに正しいフォワードリンクトランスポンダ割当を送信するステップと、
（ｆ）正しいフォワードリンクトランスポンダ割当に基づいてレシーバを正しいトランスポンダに再同調させるステップとを含む、方法。
【請求項１１】
正しいフォワードリンクトランスポンダ割当を送信するステップは、地上局から衛星へのフォワードリンクを通して達成され、それにより、トランスポンダは正しいフォワードリンクトランスポンダ割当を移動体プラットフォームに送信する、請求項１０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の分野
この発明は、双方向衛星通信システムに一般的に関し、より特定的には、移動体プラットフォームにフォワードリンクトランスポンダ割当を送信する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発明の背景
関連技術の双方向通信システムにおいて、地上局は衛星へおよび衛星から信号を送受信し、衛星は移動体プラットフォームへおよび移動体プラットフォームから信号を送受信する。典型的に、特定の地理的地域をカバーする複数の衛星が存在し、各々の衛星は、地上局からデータを受信し、その後データを移動体プラットフォームに送信する複数のトランスポンダをさらに含む。さらに、移動体プラットフォームは、衛星トランスポンダと通信するのに用いられる送受信アンテナを含む。
【０００３】
どの衛星トランスポンダと通信すべきかを移動体プラットフォームが知るためには、一連のフォワードリンクトランスポンダ割当が、移動体プラットフォームに搭載されたレシーバ機器に記憶されるか、またはそれが地上局から移動体プラットフォームに送信されるかのいずれかである。一般的に、異なるトランスポンダを用いて異なるタイプのサービス、すなわち、ビデオ、オーディオ、インターネットなどを送信するので、移動体プラットフォームが必要なデータを受信するには、異なるフォワードリンクトランスポンダ割当が必要になり得る。一旦トランスポンダ割当がわかれば、移動体プラットフォームはその割当に従ってそのレシーバを正しいトランスポンダに同調させる。移動体プラットフォームがさまざまなデータタイプを必要とする場合は複数のトランスポンダが同調され得る。
【０００４】
しかしながら、移動体プラットフォームのレシーバ機器が故障した場合、移動体プラットフォームはそのフォワードリンクトランスポンダ割当を失い、どのトランスポンダをどのレシーバに同調すべきなのかがわからなくなる。その結果、移動体プラットフォームは特定の衛星トランスポンダとのリンクを失い、レシーバ機器を修理するかまたは取替えできるまでさらなる通信が不能になる。
【０００５】
トランスポンダにリンクするレシーバ機器の故障はデータ伝送を失うという結果を招くが、すべてのデータ伝送が必ずしも中断されるわけではない。リンクしていないトランスポンダが送信する特定のデータまたはサービスタイプのみが利用できなくなるだけであり、一方では、フォワードリンクトランスポンダ割当が動作していれば、他のデータタイプはリンクされかつ利用可能なままである。しかしながら、このデータ損失は部分的でしか
ないであろう一方で、たとえばビデオとオーディオのように、あるデータまたはサービスタイプが別のものに依存している場合は、移動体プラットフォームに対する全体的な影響が大きくなり得る。
【０００６】
公知技術の通信システムで故障が起こると、移動体プラットフォームのレシーバ機器は典型的にメンテナンス担当者によって取外され、取替えられる。レシーバ機器は、それが設置される特定の移動体プラットフォームのためのフォワードリンクトランスポンダ割当を知らないので、メンテナンス担当者は修理手順の中でその割当を手作業でロードし得る。フォワードリンクトランスポンダ割当の手作業でのロードはさらなる手作業を必要とし、したがって、航空機のダウンタイムおよびメンテナンス費用を増加させてしまう。さらに、航空機はレシーバ機器のメンテナンスの間は一般的に地上にあり、その結果、トランスポンダリンクが失われた後のフライト持続時間の間、衛星トランスポンダから移動体プ
ラットフォームへのデータ通信が中断されてしまう。
【０００７】
したがって、レシーバ機器メンテナンスに関連する手作業がなくても移動体プラットフォームにフォワードリンクトランスポンダ割当を与えることができ、かつ移動体プラットフォームの継続動作の間に割当を与えることができる通信システムに対する必要性が技術分野に存在する。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
発明の概要
１つの好ましい形態では、この発明は、デフォルトトランスポンダ割当テーブルの新規の使用により、地上局から航空機などの移動体プラットフォームにフォワードリンクトランスポンダ割当を送信する通信システムおよび方法を提供する。デフォルトトランスポンダ割当テーブルは移動体プラットフォームのレシーバ機器にロードされ、世界中の複数の衛星上の複数のトランスポンダへの割当を含む。移動体プラットフォームのレシーバ機器が故障して現在のフォワードリンクトランスポンダ割当が失われる場合、レシーバ機器はデフォルトトランスポンダ割当テーブルに戻って一時的なトランスポンダ割当を受信する。一時的なトランスポンダ割当は特定の移動体プラットフォームにとっては正しくないが、その後にリンクされるトランスポンダは、レシーバ機器が正しいフォワードリンクトランスポンダ割当を求めて地上局とコンタクトできるように、必要なリターンリンクをレシーバ機器に送る。
【０００９】
述べられたように、この発明の通信システムは、正しいフォワードリンクトランスポンダ割当を送信し得る前に移動体プラットフォームが地上局へのリターンリンクを有することを必要とする。リターンリンクは、移動体プラットフォームが必要とするデータタイプのいかなる変更も地上局が確認できるために必要である。さらに、地上局は、世界中のすべての地域のためのすべての衛星上のすべてのトランスポンダの優先順位リストを含む。移動体プラットフォームはこの優先順位リストを利用してそのレシーバを最も優先順位の高いトランスポンダに同調させ、その後のデータ通信を行なう。
【００１０】
別の好ましい形態では、この発明は、レシーバ機器の故障の際に１個の通信機器から移動体プラットフォーム上の１個のレシーバ機器にフォワードリンクトランスポンダ割当を与える通信システムおよび方法を提供する。まず、移動体プラットフォームのための正しいフォワードリンクトランスポンダ割当が同じ移動体プラットフォーム上の通信機器にミラーリングされる。１個のレシーバ機器が故障し、そのフォワードリンクトランスポンダ割当が失われると、通信機器からの正しいフォワードリンクトランスポンダ割当は、移動体プラットフォームの１個のレシーバ機器に転送される。
【００１１】
レシーバ機器と移動体プラットフォームの通信機器とが両者とも同時に取替えられる場合、移動体プラットフォームはトランスポンダリンクのためのデフォルトトランスポンダ割当テーブルに戻る。デフォルト割当を用いて衛星トランスポンダからのリターンリンクを受信することにより、移動体プラットフォームは、この発明の第１の好ましい形態に従い、地上局から正しいフォワードリンクトランスポンダ割当を受信することができる。
【００１２】
レシーバ機器へのフォワードリンクトランスポンダ割当のロードは、移動体プラットフォームの継続動作の間に行なわれ得るか、またはメンテナンスダウンタイムの間に地上で行なわれ得るかのいずれかである。動作の間、レシーバは、デフォルトトランスポンダ割当テーブル法、または通信機器からのミラーリング割当法のいずれかによってロードされる。同様に、地上では、取替え機器が設置され、移動体プラットフォームは、デフォルトトランスポンダ割当テーブル、またはミラーリングされたフォワードリンクトランスポン
ダ割当を有する通信機器のいずれかによってフォワードリンクトランスポンダ割当を獲得する。
【００１３】
この発明のさらなる適用可能分野は、以下に与えられる詳細な説明から明らかになるであろう。詳細な説明および特定の例はこの発明の好ましい実施例を示すが、これらは例示の目的のみを意図するものであり、この発明の範囲を限定することを意図するものではないことを理解されたい。
【００１４】
この発明は、詳細な説明および添付の図面からより十分に理解されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
好ましい実施例の詳細な説明
好ましい実施例の以下の説明は本質的に単に例示的なものであり、いかなる態様でもこの発明、その適用例または使用を限定することを意図するものではない。
【００１６】
図１を参照して、この発明の通信システムの好ましい実施例が図示され、参照番号１０で全般的に示される。通信システム１０は、衛星１４と通信する地上局１２を含み、この衛星は移動体プラットフォーム１６と通信する。示されたように、地理的場所にかかわらない連続的なデータ通信のため、世界中に複数の地上局１２、衛星１４および移動体プラットフォーム１６が存在し得る。
【００１７】
この発明は、移動体プラットフォームが航空機である通信システムに向けられているが、この発明は、船舶、列車、バスなどの他の移動体プラットフォームにも適用可能である。したがって、本明細書中のこの発明の記載を通じての航空機に対する言及は、この発明の適用可能性を航空機のみに限定するものと解釈すべきではない。
【００１８】
一般的に、コマンドアンドコントロール、遠隔測定、ユニキャスト（インターネット）、マルチキャスト（ビデオ、オーディオ）などのデータまたはサービスは、地上局１２のアンテナ１２ａから衛星１４のトランスポンダ１４ａに送信される。次に、衛星トランスポンダ１４ａは、移動体プラットフォーム１６上の戦略的な場所に位置決めされた移動体端末１６ａにデータを送信する。移動体端末１６ａは、衛星トランスポンダ１４ａへおよびそれから信号を送受信する、好適な制御電子機器を備えた複数のレシーバ１６ｂおよびトランスミッタ１６ｃを含む。各々のトランスポンダ１４ａを用いて異なるタイプのサービス、すなわち、あるものはビデオ用およびあるものはオーディオ用として送信し得るので、必要なデータまたはサービスを受信するためにはレシーバ１６ｂを特定のトランスポンダ１４ａまたはトランスポンダのセットに同調させなければならない。
【００１９】
移動体プラットフォーム１６は、どの特定のトランスポンダに同調すべきかの指示をフォワードリンクトランスポンダ割当の形態で地上局１２から受信する。一般的に、移動体プラットフォーム１６は、たとえばユニキャストデータなどの必要なデータタイプを衛星トランスポンダ１４ａを介して地上局１２に通信する。トランスミッタ１６ｃは衛星トランスポンダ１４ａに信号を送信し、トランスポンダは次に地上局１２に信号を送信する。次に、地上局１２は、ユニキャストトランスポンダのためのフォワードリンクトランスポンダ割当を衛星トランスポンダ１４ａに送り、これは次にレシーバ１６ｂに信号を送信する。
【００２０】
地上局１２は、世界中のすべての地域のためのすべての衛星上のすべてのトランスポンダの優先順位リストを含むマスタトランスポンダ割当リストを含む。このマスタトランスポンダ割当リストから、所与の移動体プラットフォーム１６のための正しいフォワードリンクトランスポンダ割当が衛星１４へのフォワードリンク２０を通して地上局１２から移
動体プラットフォーム１６に送信される。次に、衛星トランスポンダ１４ａは、フォワードリンクトランスポンダ割当を移動体プラットフォーム１６に送信する。次に、移動体プラットフォーム１６が正しい割当リストを利用して、そのレシーバ１６ｂを正しいトランスポンダ１４ａに同調させ、飛行中に必要なデータ通信を行なう。
【００２１】
この発明の通信システムは、フォワードリンクトランスポンダ割当を送信し得る前に移動体プラットフォーム１６がトランスポンダ１４ａからリターンリンク割当を受信するのをさらに必要とする。リターンリンクは、地上局１２が別のフォワードリンクトランスポンダ割当を送る前に、移動体プラットフォーム１６が要求するいかなる変更もリターンリンク３０を通して確認し得るために必要である。移動体プラットフォーム１６が単一のトランスポンダ１４ａにしかリンクされていなくても、リターンリンク割当は依然として受信可能である。その結果、少なくとも１つのトランスポンダ１４ａが移動体プラットフォーム１６と通信していれば、リターンリンクをオープンすることができる。
【００２２】
さらに、衛星１４はいくつかのトランスポンダセットを含んでもよく、この場合、特定のデータまたはサービスのセットに各々のトランスポンダセットを用いる。たとえば、単一のトランスポンダセットをコマンドアンドコントロールデータに用いてもよく、一方、同じ衛星上の別のトランスポンダセットをマルチキャスト（ビデオ、オーディオ）データに用いてもよい。次に、各々のトランスポンダセットは、移動体プラットフォーム１６にとって重要なデータまたはサービスに依存して、地上局１２によって優先順位を割当てられる。たとえば、移動体プラットフォーム１６にとって、コマンドアンドコントロールデータはマルチキャストデータよりも優先順位が高く、したがって、コマンドアンドコントロールデータを送信するトランスポンダセットはマルチキャストデータを送信するものよりも高い優先順位を有する。このように、すべてのトランスポンダセットは最高から最低までの優先順位を割当てられ、任意の数のトランスポンダセットが任意の１つの衛星１４上に存在し得る。同様に、移動体プラットフォーム１６にとって重要なデータまたはサービスに依存して、複数の衛星１４にも最高から最低までの優先順位が与えられる。
【００２３】
動作において、移動体プラットフォーム１６は起動し、搭載したナビゲーションシステムから自身の場所を受信する。自身の場所を獲得した後、移動体プラットフォーム１６はそのフットプリント４０内の衛星１４の場所を特定し、その後、そのレシーバ１６ｂをその特定の衛星１４に向ける。レシーバ１６ｂが少なくとも１つのトランスポンダ１４ａに一旦ロックオンされると、トランスポンダ１４ａからレシーバ１６ｂにリターンリンクが送信され、これにより、移動体プラットフォーム１６は正しいフォワードリンクトランスポンダ割当を求めて地上局１２と通信できるようになる。移動体プラットフォーム１６が一旦フォワードリンクトランスポンダ割当を受信すると、レシーバ１６ｂはこれに応じて最も優先順位の高いトランスポンダ１４ａに同調される。
【００２４】
飛行中に単一のレシーバ１６ｂが故障すると、故障したレシーバ１６ｂが同調されていたトランスポンダに残余のレシーバのうちの１つが再同調され得る。レシーバがトランスポンダにロックオンできなければ、レシーバは次に優先順位の低いトランスポンダセット１４ａに割当てられる。レシーバが必要なタイプのデータまたはサービスを有するセットのトランスポンダに依然としてロックオンできない場合は、次に優先順位の低いトランスポンダセットが割当てられる。トランスポンダ信号がロックオンされるまで、残余のレシーバは、各々のより低い順位のトランスポンダセットの中を進み続ける。残余のレシーバが単一の衛星上のどのトランスポンダからも信号を得ることができない場合は、次に優先順位の低い衛星およびそのトランスポンダセットが必要なトランスポンダ信号について問合せされる。この全探索法を通じて、移動体プラットフォーム１６は衛星全体の故障の際ですら通信レベルをさらに維持することができる。
【００２５】
新たなレシーバ機器が航空機に設置されるかまたは搭載して何らかのレシーバ機器の故障を克服する場合、新たな機器は、典型的に、それが設置される特定の移動体プラットフォームのためのフォワードリンクトランスポンダ割当をロードされていない。手作業での割当のロードに関連する作業を回避するためには、この発明の通信システムは、フォワードリンク２０を通して地上局１２から直接にフォワードリンクトランスポンダ割当をレシーバ機器にロードする。新たな機器はまず、特定の移動体プラットフォーム１６にとって必ずしも必要なトランスポンダではないトランスポンダへの割当を含むデフォルトトランスポンダ割当テーブルでロードされる。移動体プラットフォーム１６はデフォルトトランスポンダ割当テーブルが正しくないことを認識するが、このデフォルト割当を用いてトランスポンダ１４ａから必要なリターンリンク割当を獲得して、マスタフォワードリンクトランスポンダ割当が記憶される地上局１２へのリターンリンクをオープンする。
【００２６】
述べられたように、この発明の通信システムは、変更を確認するために地上局へのリターンリンクを必要とし、したがって、リターンリンクが確立されるまではフォワードリンクトランスポンダ割当を転送することができない。一旦リターンリンクが確立されれば、移動体プラットフォーム１６は、必要なデータまたはサービスセットのために地上局１２から正しいフォワードリンクトランスポンダ割当を受信することができる。このように、フォワードリンクトランスポンダ割当は、移動体プラットフォームの動作の間に獲得される。その結果、飛行中に与えられるデータまたはサービスをより容易に利用可能になり、全体的なメンテナンス費用が低減される。
【００２７】
別の好ましい形態では、この発明の通信システムは、レシーバ機器の故障の際に１個の通信機器から同じ移動体プラットフォーム上の１個のレシーバ機器へフォワードリンクトランスポンダ割当を転送する。まず、移動体プラットフォーム１６のための正しいフォワードリンクトランスポンダ割当は、移動体プラットフォーム上に位置する１個の通信機器にミラーリングされる。移動体プラットフォーム１６の新たなレシーバ機器が設置されるまたは存在すると、通信機器は新たなレシーバ機器にフォワードリンクトランスポンダ割当を送信する。その結果、移動体プラットフォーム１６は、必ずしも地上局１２を通して通信しなくても正しいフォワードリンクトランスポンダ割当を獲得する。
【００２８】
移動体プラットフォームのレシーバ機器と通信機器との両者ともが同時にダウンするまたは取替え中の場合、移動体プラットフォーム１６は、前述のように、デフォルトトランスポンダ割当テーブル法を用いてそのフォワードリンクトランスポンダ割当を獲得する。
【００２９】
この発明の記載は本質的に単に例示的なものであり、したがって、この発明の趣旨から逸脱しない変形がこの発明の範囲内に入ることが意図される。そのような変形はこの発明の精神および範囲からの逸脱とみなされるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】この発明の地上局、移動体プラットフォームおよび衛星の間での双方向通信を図示する簡略ブロック図である。
【図１】
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