(57)【要約】衛星無線電話システムは、複数の無線電話と複数の周波数帯域および／または複数の電波インタフェースで通信するように構成された宇宙設置コンポーネントを含む。付随する地上ネットワークは複数の無線電話と実質上複数の周波数帯域および／または実質上複数の電波インタフェースで地上波通信するように構成される。総放射電力制御装置は複数の無線電話による総放射電力を最大総放射電力に制限するように構成される。
2006525752.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の周波数帯域および／または複数の電波インタフェースにわたって複数の無線電話と通信するように構成された宇宙設置コンポーネントと、
実質上前記複数の周波数帯域および／または実質上前記複数の電波インタフェースにわたって前記複数の無線電話と地上波通信するように構成された付随する地上ネットワークと、
前記複数の無線電話による総放射電力を最大総放射電力に制限するように構成された総放射電力制御装置と
を含んでなる衛星無線電話システム。
【請求項２】
前記総放射電力制御装置は、前記複数の無線電話による総放射電力を最大総放射電力に制限するために、前記複数の無線電話および／または前記付随する地上ネットワークを制御するように構成されている請求項１に記載の衛星無線電話システム。
【請求項３】
前記複数の周波数帯域および／または前記複数の電波インタフェースは、ＧＳＭ電波インタフェースおよびＣＤＭＡ電波インタフェースを含んでおり、
前記総放射電力制御装置は、ＧＳＭ電波インタフェースを使用している同一周波数タイムスロットの数をＮGSMとし、ＣＤＭＡ電波インタフェースを使用している同一周波数コードの数をＮCDMAとしたときに、実質的に次式、
【数１】
2006525752.tif 000020
に基づいて、前記複数の無線電話による総放射電力を最大総放射電力に制限するために前記複数の無線電話を制御するように構成されている請求項２に記載の衛星無線電話システム。
【請求項４】
ＮGSM個のＧＳＭタイムスロットは、ＮCDMA個のＣＤＭＡコードと少なくとも部分的に同一周波数である請求項３に記載の衛星無線電話システム。
【請求項５】
前記複数の周波数帯域および／または前記複数の電波インタフェースは、ＧＳＭ電波インタフェースとｃｄｍａ２０００電波インタフェースとＷ−ＣＤＭＡ電波インタフェースとを含んでおり、
前記総放射電力制御装置は、ＧＳＭ電波インタフェースを使用している同一周波数タイムスロットの数をＮとし、ｃｄｍａ２０００電波インタフェースを使用している同一周波数コードの数をＭとし、Ｗ−ＣＤＭＡ電波インタフェースを使用している同一周波数コードの数をＬとし、許可されたＧＳＭベースの周波数再利用度をＲとしたときに、実質的に次式、
【数２】
2006525752.tif 000021
に基づいて、前記複数の無線電話による総放射電力を最大総放射電力に制限するために前記複数の無線電話を制御するように構成されている請求項２に記載の衛星無線電話システム。
【請求項６】
Ｎ個のＧＳＭタイムスロットとＭ個のｃｄｍａ２０００コードとＬ個のＷ−ＣＤＭＡコードとは、少なくとも部分的に同一周波数である請求項５に記載の衛星無線電話システム。
【請求項７】
前記総放射電力制御装置は、与えられた周波数帯域および／または電波インタフェースｉを使用している同一周波数チャネルの数をＮiとし、前記与えられた周波数帯域および／または電波インタフェースｉに対する、１より小、１より大、または１に等しい場合がある対応する等価係数をＦiとし、最大総放射電力の大きさをＭＡＲＰとしたときに、次式、
【数３】
2006525752.tif 000022
に基づいて、前記複数の無線電話による総放射電力を最大総放射電力に制限するために前記複数の無線電話を制御するように構成されている請求項２に記載の衛星無線電話システム。
【請求項８】
前記総放射電力制御装置は、与えられた周波数帯域および／または電波インタフェースに対して与えられた構造減衰マージンｉを使用している同一周波数チャネルの数をＮiとし、前記与えられた周波数帯域および／または電波インタフェースの前記与えられた構造減衰マージンｉに対する、１より小、１より大、または１に等しい場合がある対応する等価係数をＦiとし、最大総放射電力の大きさをＭＡＲＰとしたときに、次式、
【数４】
2006525752.tif 000023
に基づいて、前記複数の無線電話による総放射電力を最大総放射電力に制限するために前記複数の無線電話を制御するように構成されている請求項２に記載の衛星無線電話システム。
【請求項９】
前記総放射電力制御装置は、衛星におけるｉ番目の無線電話からの放射電力スペクトル密度の大きさを（ｐｓｄ）iとし、許容された最大総放射電力の大きさをＭＡＲＰとしたときに、次式、
【数５】
2006525752.tif 000024
に基づいて、複数の同一周波数無線電話による総放射電力を最大総放射電力に制限するために前記複数の無線電話を制御するように構成されている請求項２に記載の衛星無線電話システム。
【請求項１０】
衛星方向におけるｉ番目の無線電話からの最大放射電力の大きさを１０ｌｏｇ（ｐｉ）とし、ｉ番目の無線電話によって放射された搬送波によって占有される帯域幅をＢＷｉとし、ｉ番目の無線電話と衛星との間の信号減衰の大きさを１０ｌｏｇ（αｉ）としたときに、（ｐｓｄ）iは実質的に次式、
【数６】
2006525752.tif 000025
に基づいて決定される請求項９に記載の衛星無線電話システム。
【請求項１１】
前記総放射電力制御装置は、複数の同一周波数無線電話による総放射電力を最大放射電力に制限するために、少なくとも１つの選ばれた無線電話および／または低い構造減衰マージンに従う少なくとも１つの無線電話を制御することによって前記複数の無線電話を制御するように構成されている請求項２に記載の衛星無線電話システム。
【請求項１２】
前記総放射電力制御装置は、前記複数の無線電話による総放射電力を最大放射電力に制限するために、最大総放射電力を超えた周波数帯域および／または搬送波周波数および／または電波インタフェースで前記付随する地上ネットワークと通信している少なくとも１つの無線電話を制御することによって前記複数の無線電話を制御するように構成されている請求項２に記載の衛星無線電話システム。
【請求項１３】
前記総放射電力制御装置は、前記複数の無線電話による総放射電力を最大放射電力に制限するために、少なくとも１つの無線電話の放射電力を小さくすることによって、少なくとも１つの無線電話のボコーダレートを小さくすることによって、少なくとも１つの無線電話の情報伝送レートを小さくすることによって、および／または最大総放射電力を超えていない周波数を使用して通信するように少なくとも１つの無線電話を制御することによって、前記複数の無線電話を制御するように構成されている請求項２に記載の衛星無線電話システム。
【請求項１４】
前記付随する地上ネットワークは複数の付随する地上コンポーネントを含んでおり、
前記総放射電力制御装置は、少なくとも１つの無線端末から、少なくとも２つの付随する地上コンポーネントによって受信された信号並びに／または付随する地上コンポーネントおよび補助アンテナシステムによって受信された信号をダイバシティ合成し、それにより前記少なくとも１つの無線電話による放射電力を減らすために前記付随する地上ネットワークを制御するように構成されている請求項２に記載の衛星無線電話システム。
【請求項１５】
前記総放射電力制御装置は前記複数の無線電話の部分集合による総放射電力を最大総放射電力に制限するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の衛星無線電話システム。
【請求項１６】
前記複数の周波数帯域は第１の周波数帯域および第２の周波数帯域を含み、前記複数の無線電話の部分集合は前記付随する地上ネットワークと実質上前記第１の周波数帯域で地上波通信する無線電話を含む請求項１５に記載の衛星無線電話システム。
【請求項１７】
前記第１の周波数帯域は、Ｌ帯域周波数を含む請求項１６に記載の衛星無線電話システム。
【請求項１８】
前記第２の周波数帯域はＳ帯域周波数を含む請求項１７に記載の衛星無線電話システム。
【請求項１９】
前記第１の周波数帯域は別のシステムによって実質上電波地平線間（inter-radio-horizon）で使用されるＬ帯域周波数を含み、前記第２の周波数帯域は別のシステムによって実質上電波地平線間（inter-radio-horizon）で使用されないＬ帯域周波数を含む請求項１６に記載の衛星無線電話システム。
【請求項２０】
前記第２の周波数帯域は、Ｓ帯域周波数を更に含む請求項１９に記載の衛星無線電話システム。
【請求項２１】
前記宇宙設置コンポーネントはゲートウェイを含み、前記総放射電力制御装置は少なくとも部分的には、前記ゲートウェイ内、前記付随する地上ネットワーク内、並びに／または、前記ゲートウェイおよび／もしくは前記付随する地上ネットワークと連動する独立コンポーネント内に設置されている請求項１に記載の衛星無線電話システム。
【請求項２２】
前記付随する地上ネットワークは、実質上第１の周波数帯域および／または実質上第１の電波インタフェースにより第１の無線電話と地上波通信するように構成された第１の部分と、第２の無線電話および／または前記第１の無線電話と実質上第２の周波数帯域および／または実質上第２の電波インタフェースにより地上波通信するように構成された第２の部分とを含む請求項１に記載の衛星無線電話システム。
【請求項２３】
前記総放射電力制御装置によって制御される複数の無線電話を更に含む請求項１に記載の衛星無線電話システム。
【請求項２４】
宇宙設置コンポーネントと複数の無線電話との間で複数の周波数帯域および／または複数の電波インタフェースにより通信するステップと、
実質上前記複数の周波数帯域および／または実質上前記複数の電波インタフェースにより前記複数の無線電話と地上波通信するステップと、
前記複数の無線電話による総放射電力を最大総放射電力に制限するステップと
を含んでなる衛星無線電話通信方法。
【請求項２５】
前記複数の無線電話による総放射電力を最大総放射電力に制限するステップは、前記複数の無線電話による総放射電力を最大総放射電力に制限するために、前記複数の無線電話および／または付随する地上ネットワークを制御するものである請求項２４に記載の衛星無線電話通信方法。
【請求項２６】
前記複数の周波数帯域および／または前記複数の電波インタフェースは、ＧＳＭ電波インタフェースおよびＣＤＭＡ電波インタフェースを含み、
前記複数の無線電話による総放射電力を最大総放射電力に制限するために前記複数の無線電話を制御するステップは、ＧＳＭ電波インタフェースを使用している同一周波数タイムスロットの数をＮGSMとし、ＣＤＭＡ電波インタフェースを使用している同一周波数コードの数をＮCDMAとしたときに、実質的に次式、
【数７】
2006525752.tif 000026
に基づいて前記複数の無線電話を制御することを含む請求項２５に記載の衛星無線電話通信方法。
【請求項２７】
ＮGSM個のＧＳＭタイムスロットは、ＮCDMA個のＣＤＭＡコードと少なくとも部分的に同一周波数である請求項２６に記載の衛星無線電話通信方法。
【請求項２８】
前記複数の周波数帯域および／または前記複数の電波インタフェースは、ＧＳＭ電波インタフェースとｃｄｍａ２０００電波インタフェースとＷ−ＣＤＭＡ電波インタフェースとを含み、
前記複数の無線電話による総放射電力を最大総放射電力に制限するために前記複数の無線電話を制御するステップは、ＧＳＭ電波インタフェースを使用している同一周波数タイムスロットの数をＮとし、ｃｄｍａ２０００電波インタフェースを使用している同一周波数コードの数をＭとし、Ｗ−ＣＤＭＡ電波インタフェースを使用している同一周波数コードの数をＬとし、許可されたＧＳＭベースの周波数再利用度をＲとしたときに、実質的に次式、
【数８】
2006525752.tif 000027
に基づいて前記複数の無線電話を制御するものである請求項２５に記載の衛星無線電話通信方法。
【請求項２９】
Ｎ個のＧＳＭタイムスロットとＭ個のｃｄｍａ２０００コードとＬ個のＷ−ＣＤＭＡコードとは、少なくとも部分的に同一周波数である請求項２８に記載の衛星無線電話通信方法。
【請求項３０】
前記複数の無線電話による総放射電力を最大総放射電力に制限するために前記複数の無線電話を制御するステップは、与えられた周波数帯域および／または電波インタフェースｉを使用している同一周波数チャネルの数をＮiとし、前記与えられた周波数帯域および／または電波インタフェースｉに対する、１より小、１より大、または１に等しい場合がある対応する等価係数をＦiとし、最大総放射電力の大きさをＭＡＲＰとしたときに、次式、
【数９】
2006525752.tif 000028
に基づいて実行されるものである請求項２５に記載の衛星無線電話通信方法。
【請求項３１】
前記複数の無線電話による総放射電力を最大総放射電力に制限するために前記複数の無線電話を制御するステップは、与えられた周波数帯域および／または電波インタフェースに対して与えられた構造減衰マージンｉを使用している同一周波数チャネルの数をＮiとし、前記与えられた周波数帯域および／または電波インタフェースの前記与えられた構造減衰マージンｉに対する、１より小、１より大、または１に等しい場合がある対応する等価係数をＦiとし、最大総放射電力の大きさをＭＡＲＰとしたときに、次式、
【数１０】
2006525752.tif 000029
に基づいて実行されるものである請求項２５に記載の衛星無線電話通信方法。
【請求項３２】
複数の同一周波数無線電話による総放射電力を最大総放射電力に制限するために前記複数の無線電話を制御するステップは、衛星におけるｉ番目の無線電話からの放射電力スペクトル密度の大きさを（ｐｓｄ）iとし、許容された最大総放射電力の大きさをＭＡＲＰとしたときに、次式、
【数１１】
2006525752.tif 000030
に基づいて実行されるものである請求項２５に記載の衛星無線電話通信方法。
【請求項３３】
衛星方向におけるｉ番目の無線電話からの最大放射電力の大きさを１０ｌｏｇ（ｐｉ）とし、ｉ番目の無線電話によって放射された搬送波によって占有される帯域幅をＢＷｉとし、ｉ番目の無線電話と衛星との間の信号減衰の大きさを１０ｌｏｇ（αｉ）としたときに、（ｐｓｄ）iは実質的に次式、
【数１２】
2006525752.tif 000031
に基づいて決定されるものである請求項３２に記載の衛星無線電話通信方法。
【請求項３４】
前記複数の無線電話を制御するステップは、複数の同一周波数無線電話による総放射電力を最大放射電力に制限するために、少なくとも１つの選ばれた無線電話および／または最低の構造減衰マージンに従う少なくとも１つの無線電話を制御するものである請求項２５に記載の衛星無線電話通信方法。
【請求項３５】
前記複数の無線電話を制御するステップは、前記複数の無線電話による総放射電力を最大放射電力に制限するために、最大総放射電力を超えた周波数帯域および／または搬送波周波数および／または電波インタフェースで前記付随する地上ネットワークと通信している少なくとも１つの無線電話を制御するものである請求項２５に記載の衛星無線電話通信方法。
【請求項３６】
前記複数の無線電話を制御するステップは、前記複数の無線電話による総放射電力を最大放射電力に制限するために、少なくとも１つの無線電話のボコーダレートを小さくすることによって、および／または少なくとも１つの無線電話の情報伝送レートを小さくし、かつ／または最大総放射電力を超えていない周波数を使用して通信するように少なくとも１つの無線電話を制御することによって、少なくとも１つの無線電話の放射電力を減らすものである請求項２５に記載の衛星無線電話通信方法。
【請求項３７】
前記付随する地上ネットワークは複数の付随する地上コンポーネントを含み、
前記付随する地上ネットワークを制御するステップは、少なくとも１つの無線端末から少なくとも２つの付随する地上コンポーネントによって受信された信号、並びに／または、付随する地上コンポーネントおよび補助アンテナシステムによって受信された信号をダイバシティ合成して、前記少なくとも１つの無線電話による放射電力を減らすようにするものである請求項２５に記載の衛星無線電話通信方法。
【請求項３８】
前記複数の無線電話による総放射電力を最大総放射電力に制限するステップは、前記複数の無線電話の部分集合による総放射電力を最大総放射電力に制限するものである請求項２４に記載の衛星無線電話通信方法。
【請求項３９】
前記複数の周波数帯域は第１の周波数帯域および第２の周波数帯域を含み、前記複数の無線電話の部分集合は前記付随する地上ネットワークと実質上前記第１の周波数帯域で地上波通信する無線電話を含む請求項３８に記載の衛星無線電話通信方法。
【請求項４０】
前記第１の周波数帯域は、Ｌ帯域周波数を含む請求項３９に記載の衛星無線電話通信方法。
【請求項４１】
前記第２の周波数帯域は、Ｓ帯域周波数を含む請求項４０に記載の衛星無線電話通信方法。
【請求項４２】
前記第１の周波数帯域は別のシステムによって実質上電波地平線間で使用されるＬ帯域周波数を含み、前記第２の周波数帯域は別のシステムによって実質上電波地平線間で使用されないＬ帯域周波数を含み請求項３９に記載の衛星無線電話通信方法。
【請求項４３】
前記第２の周波数帯域は、Ｓ帯域周波数を更に含む請求項４２に記載の衛星無線電話通信方法。
【請求項４４】
前記宇宙設置コンポーネントはゲートウェイを含み、前記複数の無線電話による総放射電力を最大放射電力に制限するために前記複数の無線電話および／または前記付随する地上ネットワークを制御するステップは、少なくとも部分的には、前記ゲートウェイ内、前記付随する地上ネットワーク内、並びに／または、前記ゲートウェイおよび／もしくは前記付随する地上ネットワークと連動する独立コンポーネント内で実行されるものである請求項２５に記載の衛星無線電話通信方法。
【請求項４５】
前記複数の無線電話と実質上前記複数の周波数帯域および／または実質上前記複数の電波インタフェースで地上波通信するステップは、付随する地上ネットワークの、第１の無線電話と実質上第１の周波数帯域および／または実質上第１の電波インタフェースで地上波通信するように構成された第１の部分と、第２の無線電話および／または前記第１の無線電話と実質上第２の周波数帯域および／または実質上第２の電波インタフェースで地上波通信するように構成された第２の部分とによってそれぞれ実行されるものである請求項２４に記載の衛星無線電話通信方法。
【請求項４６】
前記第１の部分は第１の無線ネットワークオペレータによって操作され、前記第２の部分は第２の無線ネットワークオペレータによって操作されるものである請求項４５に記載の衛星無線電話通信方法。
【請求項４７】
複数の無線電話と複数の周波数帯域および／または複数の電波インタフェースで通信するように構成された宇宙設置コンポーネントと、前記複数の無線電話と実質上前記複数の周波数帯域および／または実質上前記複数の電波インタフェースで地上波通信するように構成された付随する地上ネットワークとを含む衛星無線電話システムを制御するための装置であって、
前記複数の無線電話による総放射電力を最大総放射電力に制限するように構成された総放射電力制御装置を含む、衛星無線電話システムのための制御装置。
【請求項４８】
前記総放射電力制御装置は、前記複数の無線電話による総放射電力を最大総放射電力に制限するために、前記複数の無線電話および／または前記付随する地上ネットワークを制御するように構成されている請求項４７に記載の衛星無線電話システムのための制御装置。
【請求項４９】
前記複数の周波数帯域および／または前記複数の電波インタフェースはＧＳＭ電波インタフェースおよびＣＤＭＡ電波インタフェースを含み、
前記総放射電力制御装置は、ＧＳＭ電波インタフェースを使用している同一周波数タイムスロットの数をＮGSMとし、ＣＤＭＡ電波インタフェースを使用している同一周波数コードの数をＮCDMAとしたときに、実質的に次式、
【数１３】
2006525752.tif 000032
に基づいて、前記複数の無線電話による総放射電力を最大総放射電力に制限するために前記複数の無線電話を制御するように構成されている請求項４８に記載の衛星無線電話システムのための制御装置。
【請求項５０】
ＮGSM個のＧＳＭタイムスロットは、ＮCDMA個のＣＤＭＡコードと少なくとも部分的に同一周波数である請求項４９に記載の衛星無線電話システムのための制御装置。
【請求項５１】
前記複数の周波数帯域および／または前記複数の電波インタフェースは、ＧＳＭ電波インタフェースとｃｄｍａ２０００電波インタフェースとＷ−ＣＤＭＡ電波インタフェースとを含み、
前記総放射電力制御装置は、ＧＳＭ電波インタフェースを使用している同一周波数タイムスロットの数をＮとし、ｃｄｍａ２０００電波インタフェースを使用している同一周波数コードの数をＭとし、Ｗ−ＣＤＭＡ電波インタフェースを使用している同一周波数コードの数をＬとし、許可されたＧＳＭベースの周波数再利用度をＲとしたときに、実質的に次式、
【数１４】
2006525752.tif 000033
に基づいて、前記複数の無線電話による総放射電力を最大総放射電力に制限するために前記複数の無線電話を制御するように構成されている請求項４８に記載の衛星無線電話システムのための制御装置。
【請求項５２】
Ｎ個のＧＳＭタイムスロットとＭ個のｃｄｍａ２０００コードとＬ個のＷ−ＣＤＭＡコードとは、少なくとも部分的に同一周波数である請求項５１に記載の衛星無線電話システムのための制御装置。
【請求項５３】
前記総放射電力制御装置は、与えられた周波数帯域および／または電波インタフェースｉを使用している同一周波数チャネルの数をＮiとし、前記与えられた周波数帯域および／または電波インタフェースｉに対する、１より小、１より大、または１に等しい場合がある対応する等価係数をＦiとし、最大総放射電力の大きさをＭＡＲＰとしたときに、次式、
【数１５】
2006525752.tif 000034
に基づいて、前記複数の無線電話による総放射電力を最大総放射電力に制限するために前記複数の無線電話を制御するように構成されている請求項４８に記載の衛星無線電話システムのための制御装置。
【請求項５４】
前記総放射電力制御装置は、与えられた周波数帯域および／または電波インタフェースに対して与えられた構造減衰マージンｉを使用している同一周波数チャネルの数をＮiとし、前記与えられた周波数帯域および／または電波インタフェースの前記与えられた構造減衰マージンｉに対する、１より小、１より大、または１に等しい場合がある対応する等価係数をＦiとし、最大総放射電力の大きさをＭＡＲＰとしたときに、次式、
【数１６】
2006525752.tif 000035
に基づいて、前記複数の無線電話による総放射電力を最大総放射電力に制限するために前記複数の無線電話を制御するように構成されている請求項４８に記載の衛星無線電話システムのための制御装置。
【請求項５５】
前記総放射電力制御装置は、衛星におけるｉ番目の無線電話からの放射電力スペクトル密度の大きさを（ｐｓｄ）iとし、許容された最大総放射電力の大きさをＭＡＲＰとしたときに、次式、
【数１７】
2006525752.tif 000036
に基づいて、複数の同一周波数無線電話による総放射電力を最大総放射電力に制限するために前記複数の無線電話を制御するように構成されている請求項４８に記載の衛星無線電話システムのための制御装置。
【請求項５６】
衛星方向におけるｉ番目の無線電話からの最大放射電力の大きさを１０ｌｏｇ（ｐｉ）とし、ｉ番目の無線電話によって放射された搬送波によって占有される帯域幅をＢＷｉとし、ｉ番目の無線電話と衛星との間の信号減衰の大きさを１０ｌｏｇ（αｉ）としたときに、（ｐｓｄ）iは、実質的に次式、
【数１８】
2006525752.tif 000037
に基づいて決定されるものである請求項５５に記載の衛星無線電話システムのための制御装置。
【請求項５７】
前記総放射電力制御装置は、複数の同一周波数無線電話による総放射電力を最大放射電力に制限するために、少なくとも１つの選ばれた無線電話および／または低い構造減衰マージンに従う少なくとも１つの無線電話を制御することによって前記複数の無線電話を制御するように構成されている請求項４８に記載の衛星無線電話システムのための制御装置。
【請求項５８】
前記総放射電力制御装置は、前記複数の無線電話による総放射電力を最大放射電力に制限するために、最大総放射電力を超えた周波数帯域および／または搬送波周波数および／または電波インタフェースで前記付随する地上ネットワークと通信している少なくとも１つの無線電話を制御することによって前記複数の無線電話を制御するように構成されている請求項４８に記載の衛星無線電話システムのための制御装置。
【請求項５９】
前記総放射電力制御装置は、複数の無線電話による総放射電力を最大放射電力に制限するために、少なくとも１つの無線電話の放射電力を小さくすることによって、少なくとも１つの無線電話のボコーダレートを小さくすることによって、少なくとも１つの無線電話の情報伝送レートを小さくすることによって、および／または、最大総放射電力を超えていない周波数を使用して通信するように少なくとも１つの無線電話を制御することによって、前記複数の無線電話を制御するように構成されている請求項４８に記載の衛星無線電話システムのための制御装置。
【請求項６０】
前記付随する地上ネットワークは複数の付随する地上コンポーネントを含み、
前記総放射電力制御装置は、少なくとも１つの無線端末から、少なくとも２つの付随する地上コンポーネントによって受信された信号並びに／または付随する地上コンポーネントおよび補助アンテナシステムによって受信された信号をダイバシティ合成して、前記少なくとも１つの無線電話による放射電力を減らすために前記付随する地上ネットワークを制御するように構成されている請求項４８に記載の衛星無線電話システムのための制御装置。
【請求項６１】
前記総放射電力制御装置は前記複数の無線電話の部分集合による総放射電力を最大総放射電力に制限するように構成されていることを特徴とする請求項４７に記載の衛星無線電話システムのための制御装置。
【請求項６２】
前記複数の周波数帯域は第１の周波数帯域および第２の周波数帯域を含み、前記複数の無線電話の部分集合は前記付随する地上ネットワークと実質上前記第１の周波数帯域で地上波通信する無線電話を含む請求項６１に記載の衛星無線電話システムのための制御装置。
【請求項６３】
前記第１の周波数帯域は、Ｌ帯域周波数を含む請求項６２に記載の衛星無線電話システムのための制御装置。
【請求項６４】
前記第２の周波数帯域は、Ｓ帯域周波数を含む請求項６３に記載の衛星無線電話システムのための制御装置。
【請求項６５】
前記第１の周波数帯域は別のシステムによって実質上電波地平線間で使用されるＬ帯域周波数を含み、前記第２の周波数帯域は別のシステムによって実質上電波地平線間で使用されないＬ帯域周波数を含む請求項６２に記載の衛星無線電話システムのための制御装置。
【請求項６６】
前記第２の周波数帯域は、Ｓ帯域周波数を更に含む請求項６５に記載の衛星無線電話システムのための制御装置。
【請求項６７】
前記宇宙設置コンポーネントはゲートウェイを含み、前記総放射電力制御装置は少なくとも部分的には、前記ゲートウェイ内、前記付随する地上ネットワーク内、および／または前記ゲートウェイおよび／または前記付随する地上ネットワークと連動する独立コンポーネント内に設置されている請求項４７に記載の衛星無線電話システムのための制御装置。
【請求項６８】
前記付随する地上ネットワークは、第１の無線電話と実質上第１の周波数帯域および／または実質上第１の電波インタフェースで地上波通信するように構成された第１の部分と、第２の無線電話および／または前記第１の無線電話と実質上第２の周波数帯域および／または実質上第２の電波インタフェースで地上波通信するように構成された第２の部分とを含む請求項４７に記載の衛星無線電話システムのための制御装置。
【請求項６９】
前記総放射電力制御装置によって制御される複数の無線電話を更に含む請求項４７に記載の衛星無線電話システムのための制御装置。
【請求項７０】
複数の無線電話と複数の周波数帯域および／または複数の電波インタフェースで通信するように構成された宇宙設置コンポーネントと、前記複数の無線電話と実質上前記複数の周波数帯域および／または実質上前記複数の電波インタフェースで地上波通信するように構成された付随する地上ネットワークとを含む衛星無線電話システムを制御するための方法であって、
前記複数の無線電話による総放射電力を最大総放射電力に制限するステップと含む、衛星無線電話システムのための制御方法。
【請求項７１】
前記複数の無線電話による総放射電力を最大総放射電力に制限するステップは、前記複数の無線電話による総放射電力を最大総放射電力に制限するために、前記複数の無線電話および／または前記付随する地上ネットワークを制御するものである請求項７０に記載の衛星無線電話システムのための制御方法。
【請求項７２】
前記複数の周波数帯域および／または前記複数の電波インタフェースは、ＧＳＭ電波インタフェースおよびＣＤＭＡ電波インタフェースを含み、
前記複数の無線電話による総放射電力を最大総放射電力に制限するために前記複数の無線電話を制御することは、ＧＳＭ電波インタフェースを使用している同一周波数タイムスロットの数をＮGSMとし、ＣＤＭＡ電波インタフェースを使用している同一周波数コードの数をＮCDMAとしたときに、実質的に次式、
【数１９】
2006525752.tif 000038
に基づいて前記複数の無線電話を制御するものである請求項７１に記載の衛星無線電話システムのための制御方法。
【請求項７３】
ＮGSM個のＧＳＭタイムスロットは、ＮCDMA個のＣＤＭＡコードと少なくとも部分的に同一周波数である請求項７２に記載の衛星無線電話システムのための制御方法。
【請求項７４】
前記複数の周波数帯域および／または前記複数の電波インタフェースは、ＧＳＭ電波インタフェースとｃｄｍａ２０００電波インタフェースとＷ−ＣＤＭＡ電波インタフェースとを含み、
前記複数の無線電話による総放射電力を最大総放射電力に制限するために前記複数の無線電話を制御することは、ＧＳＭ電波インタフェースを使用している同一周波数タイムスロットの数をＮとし、ｃｄｍａ２０００電波インタフェースを使用している同一周波数コードの数をＭとし、Ｗ−ＣＤＭＡ電波インタフェースを使用している同一周波数コードの数をＬとし、許可されたＧＳＭベースの周波数再利用度をＲとしたときに、実質的に次式、
【数２０】
2006525752.tif 000039
に基づいて前記複数の無線電話を制御するものである請求項７１に記載の衛星無線電話システムのための制御方法。
【請求項７５】
Ｎ個のＧＳＭタイムスロットとＭ個のｃｄｍａ２０００コードとＬ個のＷ−ＣＤＭＡコードとは、少なくとも部分的に同一周波数である請求項７４に記載の衛星無線電話システムのための制御方法。
【請求項７６】
前記複数の無線電話による総放射電力を最大総放射電力に制限するために前記複数の無線電話を制御することは、与えられた周波数帯域および／または電波インタフェースｉを使用している同一周波数チャネルの数をＮiとし、前記与えられた周波数帯域および／または電波インタフェースｉに対する、１より小、１より大、または１に等しい場合がある対応する等価係数をＦiとし、最大総放射電力の大きさをＭＡＲＰとしたときに、次式、
【数２１】
2006525752.tif 000040
に基づいて実行されるものである請求項７１に記載の衛星無線電話システムのための制御方法。
【請求項７７】
前記複数の無線電話による総放射電力を最大総放射電力に制限するために前記複数の無線電話を制御することは、与えられた周波数帯域および／または電波インタフェースに対して与えられた構造減衰マージンｉを使用している同一周波数チャネルの数をＮiとし、前記与えられた周波数帯域および／または電波インタフェースの前記与えられた構造減衰マージンｉに対する、１より小、１より大、または１に等しい場合がある対応する等価係数をＦiとし、最大総放射電力の大きさをＭＡＲＰとしたときに、次式、
【数２２】
2006525752.tif 000041
に基づいて実行されるものである請求項７１に記載の衛星無線電話システムのための制御方法。
【請求項７８】
複数の同一周波数無線電話による総放射電力を最大総放射電力に制限するために前記複数の無線電話を制御することは、衛星におけるｉ番目の無線電話からの放射電力スペクトル密度の大きさを（ｐｓｄ）iとし、許容された最大総放射電力の大きさをＭＡＲＰとしたときに、次式、
【数２３】
2006525752.tif 000042
に基づいて実行されるものである請求項７１に記載の衛星無線電話システムのための制御方法。
【請求項７９】
衛星方向におけるｉ番目の無線電話からの最大放射電力の大きさを１０ｌｏｇ（ｐｉ）とし、ｉ番目の無線電話によって放射された搬送波によって占有される帯域幅をＢＷｉとし、ｉ番目の無線電話と衛星との間の信号減衰の大きさを１０ｌｏｇ（αｉ）としたときに、（ｐｓｄ）iは、実質的に次式、
【数２４】
2006525752.tif 000043
に基づいて決定されるものである請求項７８に記載の衛星無線電話システムのための制御方法。
【請求項８０】
前記複数の無線電話を制御することは、複数の同一周波数無線電話による総放射電力を最大放射電力に制限するために、少なくとも１つの選ばれた無線電話および／または低い構造減衰マージンに従う少なくとも１つの無線電話を制御するものである請求項７１に記載の衛星無線電話システムのための制御方法。
【請求項８１】
前記複数の無線電話を制御することは、前記複数の無線電話による総放射電力を最大放射電力に制限するために、最大総放射電力を超えた周波数帯域および／または搬送波周波数および／または電波インタフェースで前記付随する地上ネットワークと通信している少なくとも１つの無線電話を制御するものである請求項４７に記載の衛星無線電話システムのための制御方法。
【請求項８２】
前記複数の無線電話を制御することは、前記複数の無線電話による総放射電力を最大放射電力に制限するために、少なくとも１つの無線電話のボコーダレートを小さくすることによって、並びに／または、少なくとも１つの無線電話の情報伝送レートを小さくし、および／もしくは最大総放射電力を超えていない周波数を使用して通信するように少なくとも１つの無線電話を制御することによって、少なくとも１つの無線電話の放射電力を減らすものである請求項７１に記載の衛星無線電話システムのための制御方法。
【請求項８３】
前記付随する地上ネットワークは複数の付随する地上コンポーネントを含み、
前記付随する地上ネットワークを制御することは、少なくとも１つの無線端末から少なくとも２つの付随する地上コンポーネントによって受信された信号並びに／または付随する地上コンポーネントおよび補助アンテナシステムによって受信された信号をダイバシティ合成して、前記少なくとも１つの無線電話による放射電力を減らすようにするものである請求項７１に記載の衛星無線電話システムのための制御方法。
【請求項８４】
前記複数の無線電話による総放射電力を最大総放射電力に制限するステップは、前記複数の無線電話の部分集合による総放射電力を最大総放射電力に制限するものである請求項７０に記載の衛星無線電話システムのための制御方法。
【請求項８５】
前記複数の周波数帯域は第１の周波数帯域および第２の周波数帯域を含み、前記複数の無線電話の部分集合は前記付随する地上ネットワークと実質上前記第１の周波数帯域で地上波通信する無線電話を含む請求項８４に記載の衛星無線電話システムのための制御方法。
【請求項８６】
前記第１の周波数帯域は、Ｌ帯域周波数を含む請求項８５に記載の衛星無線電話システムのための制御方法。
【請求項８７】
前記第２の周波数帯域は、Ｓ帯域周波数を含む請求項８６に記載の衛星無線電話システムのための制御方法。
【請求項８８】
前記第１の周波数帯域は別のシステムによって実質上電波地平線間で使用されるＬ帯域周波数を含み、前記第２の周波数帯域は別のシステムによって実質上電波地平線間で使用されないＬ帯域周波数を含む請求項８５に記載の衛星無線電話システムのための制御方法。
【請求項８９】
前記第２の周波数帯域は、Ｓ帯域周波数を更に含む請求項８８に記載の衛星無線電話システムのための制御方法。
【請求項９０】
前記宇宙設置コンポーネントはゲートウェイを含み、前記複数の無線電話による総放射電力を最大放射電力に制限するために前記複数の無線電話および／または前記付随する地上ネットワークを制御することは、少なくとも部分的には、前記ゲートウェイ内、前記付随する地上ネットワーク内、および／または、前記ゲートウェイおよび／または前記付随する地上ネットワークと連動する独立コンポーネント内で実行されるものである請求項７１に記載の衛星無線電話システムのための制御方法。
【請求項９１】
前記複数の無線電話と実質上複数の周波数帯域および／または実質上複数の電波インタフェースで地上波通信することは、付随する地上ネットワークの、第１の無線電話と実質上第１の周波数帯域および／または実質上第１の電波インタフェースで地上波通信するように構成された第１の部分と、第２の無線電話および／または前記第１の無線電話と実質上第２の周波数帯域および／または実質上第２の電波インタフェースで地上波通信するように構成された第２の部分と、によってそれぞれ実行される、ことを特徴とする請求項７０に記載の衛星無線電話システムのための制御方法。
【請求項９２】
前記第１の部分は第１の無線ネットワークオペレータによって操作され、前記第２の部分は第２の無線ネットワークオペレータによって操作される、ことを特徴とする請求項９１に記載の衛星無線電話システムのための制御方法。
【請求項９３】
複数の無線電話と複数の周波数帯域および／または複数の電波インタフェースで通信するように構成された宇宙設置コンポーネントを含む衛星無線電話システムのための付随する地上ネットワークであって、
前記複数の無線電話と実質上前記複数の周波数帯域および／または実質上前記複数の電波インタフェースで地上波通信するように構成された複数の付随する地上コンポーネントと、
無線電話からの、第１の付随する地上コンポーネントによって受信された信号と、第２の付随する地上コンポーネントによって受信された信号と、および／または補助アンテナシステムによって受信された信号とをダイバシティ合成するように構成されたダイバシティ受信機と
を含んでなる、衛星無線電話システムのための付随する地上ネットワーク。
【請求項９４】
前記第２の付随する地上コンポーネントは、前記第１の付随する地上コンポーネントに隣接している請求項９３に記載の衛星無線電話システムのための付随する地上ネットワーク。
【請求項９５】
前記補助アンテナシステムと組み合わさっている請求項９３に記載の衛星無線電話システムのための付随する地上ネットワーク。
【請求項９６】
前記第１の付随する地上コンポーネントは前記複数の無線電話と、セルを画定するエリア上で通信し、前記補助アンテナシステムは前記セルの内側および／または外側に設置されている請求項９４に記載の衛星無線電話システムのための付随する地上ネットワーク。
【請求項９７】
複数の無線電話と複数の周波数帯域および／または複数の電波インタフェースで通信するように構成された宇宙設置コンポーネントを含む衛星無線電話システムのための第１の付随する地上コンポーネントであって、
前記複数の無線電話と実質上前記複数の周波数帯域および／または実質上前記複数の電波インタフェースで地上波通信するように構成されたサブシステムと、
無線電話からの、当該第１の付随する地上コンポーネントによって受信された信号と、第２の付随する地上コンポーネントとによって受信された信号と、および／または補助アンテナシステムによって受信された信号とをダイバシティ合成するように構成されたダイバシティ受信機と
を含んでなる、衛星無線電話システムのための第１の付随する地上コンポーネント。
【請求項９８】
前記第２の付随する地上コンポーネントは、当該第１の付随する地上コンポーネントと隣接している請求項９７に記載の衛星無線電話システムのための第１の付随する地上コンポーネント。
【請求項９９】
前記補助アンテナシステムと組み合わさっていることを特徴とする請求項９７に記載の衛星無線電話システムのための第１の付随する地上コンポーネント。
【請求項１００】
当該第１の付随する地上コンポーネントは前記複数の無線電話と、セルを画定するエリア上で通信し、前記補助アンテナシステムは前記セルの内側および／または外側に設置されている請求項９８に記載の衛星無線電話システムのための第１の付随する地上コンポーネント。
【請求項１０１】
複数の無線電話と複数の周波数帯域および／または複数の電波インタフェースで通信するように構成された宇宙設置コンポーネントと、前記複数の無線電話と実質上前記複数の周波数帯域および／または実質上前記複数の電波インタフェースで地上波通信するように構成された複数の付随する地上コンポーネントとを含む衛星無線電話システムにおいてリンクマージンを増大させるための方法であって、
無線電話からの、第１の付随する地上コンポーネントによって受信された信号と、第２の付随する地上コンポーネントとによって受信された信号と、および／または補助アンテナシステムによって受信された信号とをダイバシティ合成することを含む方法。
【請求項１０２】
前記第１の付随する地上コンポーネントは、前記第２の付随する地上コンポーネントに隣接している請求項１０１に記載の方法。
【請求項１０３】
前記第１の付随する地上コンポーネントは前記複数の無線電話と、セルを画定するエリア上で通信し、前記補助アンテナシステムは前記セルの内側および／または外側に設置される請求項１０１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、２００３年５月１日に提出された米国仮特許出願第60/467,100号「マルチバンド／マルチモード衛星無線電話通信システムおよび方法のための総放射電力制御方法（Aggregate Radiated Power Control for Multi-Band/Multi-Mode Satellite Radiotelephone Communications Systems and Methods）」に基づく優先的権利を主張する。この米国仮特許出願は本願譲受人に譲渡され、その開示内容を引用することにより本願の一部をなすものとする。
【０００２】
本発明は、無線電話通信システムおよび方法、特に地上セルラおよび衛星セルラ無線電話通信システムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
衛星無線電話通信システムおよび方法は無線電話通信に広く使用されている。このような無線電話通信システムおよび方法は、一般的には、複数の衛星無線電話と無線通信するように構成された１つ以上の衛星といった少なくとも１つの宇宙設置コンポーネント（space-based component）を使用する。
【０００４】
衛星無線電話通信システムまたは方法はシステムが受け持つ全エリアをカバーする単一アンテナビームを利用することがある。あるいは、セルラ衛星無線電話通信システムおよび方法においてマルチビームが利用され、各ビームは全サービス領域内の別個の地理的エリアを受け持ち集団で衛星フットプリント（satellite footprint）全体をカバーすることができるようになっている。このように、従来の地上セルラ無線電話システムおよび方法に使用されているものと同じようなセルラアーキテクチャがセルラ衛星システムおよび方法に導入可能である。衛星は無線電話と一般に双方向通信を行うが、その際、無線電話通信信号は双方向通信経路上を衛星から無線電話まではダウンリンクまたはフォワードリンク（downlink/forward link）で、無線電話から衛星まではアップリンクまたはリターンリンク（uplink/return link）で伝送される。
【０００５】
セルラ衛星無線電話システムおよび方法の全体的な設計および動作は当業者には周知で、ここで詳しく述べる必要はないであろう。さらに言えば、ここに使用される用語「無線電話（radiotelephone）」は、多行表示ディスプレイ（multi-line display）が有るまたは無いセルラおよび／または衛星無線電話、無線電話にデータ処理機能、ファクシミリ機能、および／もしくはデータ通信機能を組み合わせることができるＰＣＳ（Personal Communications System）端末、無線送受信機およびポケットベル（pager）、インタネット／イントラネット接続手段、ウェブブラウザ（ウェブページ閲覧機能）、システム手帳（organizer）、カレンダ、および／もしくはＧＰＳ（global positioning system）受信機を組み込むことができるＰＤＡ（Personal Digital Assistants）、並びに／または、無線送受信機を内蔵する従来型ラップトップコンピュータおよび／もしくはパームトップコンピュータ（palmtop）その他の電子機器（appliance）などを含む。無線電話は、ここでは無線端末（radioterminal）と称されることもある。
【０００６】
地上ネットワークは、セルラ衛星無線電話システムに割り当てられた少なくとも一部の周波数帯域を地上で再利用することによって、セルラ衛星無線電話システムの利用可能性や、効率性および／または経済的実現可能性を向上させることができる。特に、セルラ衛星無線電話システムが人口密集地域で確実に機能することは困難な場合があることはよく知られている。というのは、都市部などの人口密集地域では衛星信号が高層建築物によって遮られて、ビル建築物を透過しないことがあるからである。この結果、衛星スペクトルはこのようなエリアでは十分に活用または利用されない場合がある。そこで少なくとも一部の衛星帯域周波数を地上再利用することによって潜在的な問題が減少または消滅する可能性がある。
【０００７】
さらに、全システムのキャパシティは衛星帯域周波数の地上再利用を導入することによって大きく増大する可能性がある。というのは、地上周波数再利用は、衛星だけのシステムの場合よりもずっと密度の濃いものになり得るからである。実際、キャパシティは、それが最も必要とされる都市部／工業地帯／商業地域などの人口密集地域において向上し得る。結果として、基本的により多くの加入者にサービスを提供することができるようになるので、全システムはずっとより経済的に実現が可能になる。
【０００８】
衛星周波数の地上再利用の一例については、本願発明者であるカラビニス（Karabinis）に帰属する米国特許第5,937,332号明細書「衛星通信リピータと再送信方法（Satellite Telecommunications Repeaters and Retransmission Methods）」に記述されている。この米国特許明細書の開示内容を引用することにより本願の一部をなすものとする。その米国特許明細書に記述されているように、そこに提供された衛星通信リピータは衛星からダウンリンク信号を受信して増幅してからその受信信号をローカルに再送信し、それによって、衛星通信リピータ近傍における実効的なダウンリンクマージンを増やすとともに、リンクマージンを減少させ得るビル建築物、群葉、運送車両、その他の障害物に対するアップリンク信号とダウンリンク信号の透過性を高めることができる。携帯型リピータおよび非携帯型リピータの両方が提供されている。詳細については、米国特許第5,937,332号要約書を参照されたい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
最後に、地上波通信および衛星通信の両方に対して同じ衛星周波数帯域内にあって実質上同じ電波インタフェースを使用する地上コンポーネント（terrestrial component）を有する衛星無線電話システムおよび方法のための無線電話は、費用効率が高くおよび／または美学的に魅力的であり得る。よく知られたスラーヤ（Thuraya）、イリジウム（Iridium）および／またはグローバルスター（Globalstar）デュアルモード衛星／地上無線電話システムといった従来型のデュアルバンド／デュアルモードの代替物はいくつかのコンポーネントを重複して持つ場合があり、そのため無線電話のコストやサイズおよび／または重量が増すことがある。詳しくは本願発明者であるカラビニス（Karabinis）に帰属する米国特許第6,052,560号明細書「複数の電波インタフェース標準を利用した衛星システムとその利用方法（Satellite System Utilizing a Plurality of Air Interface Standards and Method Employing Same）」を参照されたい。
【００１０】
以上の議論から、セルラ衛星周波数を地上再利用してセルラ衛星無線電話システム、方法および／または衛星無線電話の信頼性、キャパシティ、費用効率および／または美学的魅力を改善することが可能なシステムおよび方法が必要とされ続けている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するための手段を具現化する一部の形態として、宇宙設置コンポーネント（space-based component）が複数の衛星セルに分割された衛星フットプリント（衛星電波到達範囲）内にある無線電話と通信（ないし交信）するように構成された衛星無線電話システムおよび通信方法が提供される。前記宇宙設置コンポーネントは、第１の衛星セル内にある第１の無線電話と第１の周波数帯域および／または第１の電波インタフェース（air interface）により通信し、第２の衛星セル内にある第２の無線電話と第２の周波数帯域および／または第２の電波インタフェースにより通信するように構成される。形態によっては、実質上第１の周波数帯域および／または実質上第１の電波インタフェースにより第１の無線電話と地上波通信し、実質上第２の周波数帯域および／または実質上第２の電波インタフェースにより第２の無線電話と地上波通信するように構成された付随する地上ネットワーク（ancillary terrestrial network）も提供される。
【００１２】
他の形態として、本発明の衛星無線電話システムおよび方法は、第１の無線電話と第１の周波数帯域および／または第１の電波インタフェースで通信し、第２の無線電話と第２の周波数帯域および／または第２の電波インタフェースで通信するように構成された宇宙設置コンポーネントを含む。付随する地上ネットワークは第１の無線電話と実質上第１の周波数帯域および／または実質上第１の電波インタフェースで地上波通信し、第２の無線電話と実質上第２の周波数帯域および／または実質上第２の電波インタフェースで地上波通信するように構成される。第１および第２の無線電話は同じ衛星セル内または異なる衛星セル内に存在する場合がある。
【００１３】
上記いずれの形態においても、前記付随する地上ネットワークは、実質上第１の周波数帯域および／または実質上第１の電波インタフェースにより第１の無線電話と地上波通信するように構成された第１の付随する地上コンポーネントと、実質上第２の周波数帯域および／または実質上第２の電波インタフェースにより第２の無線電話と地上波通信するように構成された第２の付随する地上コンポーネントとを含みうる。形態によっては、第１の付随する地上コンポーネントは第１の衛星セル内に存在し、第２の付随する地上コンポーネントは第２の衛星セル内に存在する。他の形態ではそれらは同じ衛星セル内に存在する。さらに他の形態では、第１の付随する地上コンポーネントは第１の無線ネットワークオペレータによって操作され、第２の付随する地上コンポーネントは第２の無線ネットワークオペレータによって操作される。
【００１４】
さらに、上記いずれの形態においても、前記付随する地上ネットワークは、実質上第１の周波数帯域および／または実質上第１の電波インタフェースにより第１の無線電話と地上波通信するように構成された第１部分と、実質上第２の周波数帯域および／または実質上第２の電波インタフェースにより第２の無線電話と地上波通信するように構成された第２部分とを含みうる。形態によっては、前記第１部分は第１の無線ネットワークオペレータによって操作され、前記第２部分は第２の無線ネットワークオペレータによって操作される。
【００１５】
上記いずれの形態においても、宇宙設置コンポーネントとフィーダリンク（feeder link）で通信するように構成されたゲートウェイも提供される場合がある。フィーダリンクは宇宙設置コンポーネントと第１および第２の無線電話との間の通信を輸送するように構成される。形態によっては、フィーダリンクは第１の電波インタフェースおよび第２の電波インタフェースより構成される。
【００１６】
本発明の更に他の形態として、本発明はマルチバンド／マルチモード衛星無線電話通信システムおよび方法において無線電話による総放射電力を制御する。特に、本発明の一部の形態において、宇宙設置コンポーネントが複数の無線電話と複数の周波数帯域および／または複数の電波インタフェースで通信するように構成された衛星電話システムが提供される。付随する地上ネットワークは複数の無線電話と実質上複数の周波数帯域および／または実質上複数の電波インタフェースで通信するように構成される。総放射電力制御装置は複数の無線電話による総放射電力を最大総放射電力に制限するように構成される。関連する総放射電力制御方法も提供される。
【００１７】
従って、本発明の一部の形態によれば、第１の無線電話と第１の周波数帯域および／または第１の電波インタフェースで通信するように構成された第１の地上ネットワークと、第２の無線電話と第２の周波数帯域および／または第２の電波インタフェースで通信するように構成された第２の地上ネットワークとに、宇宙通信（space-based communications）を加えることが可能となる。これらの形態においては、宇宙設置コンポーネントと第１の無線電話との間の実質上第１の周波数帯域および／または第１の電波インタフェースでの通信と、宇宙設置コンポーネントと第２の無線電話との間の実質上第２の周波数帯域および／または第２の電波インタフェースでの通信とが行われる。本発明はシステムおよび／または方法として具現化できることは理解されよう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照して、本発明の実施の最良の形態を詳細に説明する。しかしながら、本発明は、ここに記述される実施形態に限定されるものと解してはならない。正しくはこれらの実施形態は、本開示が周到で完全になるように、さらに当業者にとって本発明の範囲が十分に明らかなものとなるように提供される。なお、全体を通じて同一または類似の符号は同一または類似の構成要素を示す。
【００１９】
図１は、本発明の実施形態に基づくセルラ衛星無線電話システムおよび方法の概略図である。図１に示すように、これらのセルラ衛星無線電話システムおよび方法１００は例えば衛星などの少なくとも１つの宇宙設置コンポーネント（Space-Based Component：ＳＢＣ）１１０を含む。この宇宙設置コンポーネント１１０は１つ以上の衛星無線電話セル１３０〜１３０’’’’を含む衛星フットプリント内に存在する複数の無線電話１２０ａ、１２０ｂに１つ以上の衛星無線電話フォワードリンク（ダウンリンク）周波数ｆＤを使って無線通信を送るように構成されている。宇宙設置コンポーネント１１０は例えば衛星無線電話セル１３０内にある第１の無線電話１２０ａから衛星無線電話リターンリンク（アップリンク）周波数ｆＵで無線通信を受信するように構成されている。付随する地上ネットワークは、アンテナ１４０ａとエレクトロニクスシステム１４０ｂ（例えば、少なくとも１つのアンテナ１４０ａと少なくとも１つのエレクトロニクスシステム１４０ｂ）を含むことがある少なくとも１つの付随する地上コンポーネント１４０より構成され、例えば無線電話セル１３０内にある第２の無線電話１２０ｂからの無線通信を上記周波数ｆＵと同じ場合がある衛星無線電話アップ周波数ｆ’Ｕで受信するように構成されている。このようにして図１に示すように、無線電話１２０ａは宇宙設置コンポーネント１１０と通信しており、その間、無線電話１２０ｂは付随する地上コンポーネント１４０と通信している場合がある。ところが図１に示すようにこのような場合においては、宇宙設置コンポーネント１１０は望みに反して、衛星無線電話セル１３０内にある第２の無線電話１２０ｂから、干渉を引き起こす衛星無線電話ｆ’Ｕでの無線通信も受信してしまう。より具体的に、潜在的な干渉経路を符号１５０に示す。この潜在的干渉経路１５０において、第２の無線電話１２０ｂの搬送波周波数ｆ’Ｕにおけるリターンリンク信号は衛星通信と干渉する。この干渉は一般にｆ’Ｕ＝ｆＵのときに最も強まるであろう。なぜなら、その場合、同じリターンリンク周波数が同じ衛星無線電話セル上で宇宙設置コンポーネント通信と付随する地上コンポーネント通信に使用されることになり、衛星無線電話セルの空間的な区別が全く存在しない様に見えるからである。
【００２０】
図１に関して説明を続けると、衛星無線電話システム／方法１００の形態は、地上および／または他の無線電話ネットワークを含む他のネットワーク１６２に接続可能なアンテナ１６０ａおよびエレクトロニクスシステム１６０ｂを含むことができる少なくとも１つのゲートウェイ１６０を含みうる。ゲートウェイ１６０は衛星フィーダリンク１１２を介して宇宙設置コンポーネント１１０とも通信する。ゲートウェイ１６０は付随する地上コンポーネント１４０とも一般に地上リンク１４２を介して通信する。
【００２１】
さらに図１において、干渉低減装置（interference reducer：ＩＲ）１７０ａも、付属する地上コンポーネントのエレクトロニクスシステム１４０ｂの少なくとも一部として提供されることがある。代替としてまたは追加的に、干渉低減装置１７０ｂはゲートウェイのエレクトロニクスシステム１６０ｂの少なくとも一部として提供されることがある。それ以外にも、干渉低減装置１７０ａおよび／または１７０ｂの代わりにかつ／または更に加えてセルラ衛星システム／方法１００の他のコンポーネントにその一部として干渉低減装置が提供されることがある。干渉低減装置は、宇宙設置コンポーネント１１０と付随する地上コンポーネント１４０とに応答し、宇宙設置コンポーネント１１０によって受信され衛星無線電話セル１３０内の第２の無線電話１２０ｂによって衛星無線電話周波数ｆ’Ｕで部分的に生成される無線通信から干渉を減らすように構成される。干渉低減装置１７０ａおよび／または１７０ｂは、衛星無線電話周波数ｆ’Ｕを使用して付随する地上コンポーネント１４０と通信する衛星無線電話セル１３０内にある第２の無線電話１２０ｂからの付随する地上コンポーネント１４０を対象とする無線通信ｆ’Ｕを使用する。
【００２２】
本発明の実施形態において図１に示すように、付随する地上コンポーネント１４０は一般に距離的には宇宙設置コンポーネント１１０よりも第１および第２の無線電話１２０ａと１２０ｂにより近く、そのため第２の無線電話１２０ｂからの無線通信は時間的には宇宙設置コンポーネント１１０が受信するよりも先に付随する地上コンポーネント１４０によって受信される。干渉低減装置１７０ａおよび／または１７０ｂは、例えば付随する地上コンポーネント１４０によって受信された第２の無線電話１２０ｂからの無線通信の少なくとも１つの遅延レプリカ（時間遅延させた複製）を含む干渉相殺信号（interference cancellation signal）を生成して、付随する地上コンポーネント１４０によって受信された第２の無線電話１２０ｂからの無線通信の前記遅延レプリカを宇宙設置コンポーネント１１０から受信された無線通信から差し引くように構成される。干渉低減信号（interference reduction signal）は付随する地上コンポーネント１４０からゲートウェイ１６０へリンク１４２を通じて、および／または他の従来技術を使用して送信されることがある。
【００２３】
このように適応型干渉低減（adaptive interference reduction）技術は少なくとも部分的に妨害信号（interfering signal）をキャンセルするために使用されてよく、その結果、同一のまたは他のすぐ近くの衛星無線電話アップリンク周波数を与えられたセルにおいて無線電話１２０による衛星１１０との通信および付随する地上コンポーネント１４０との通信に使用することができる。従って、与えられたセル１３０に割り当てられた全ての周波数が無線電話１２０による宇宙設置コンポーネント１１０との通信および付随する地上コンポーネント１４０との通信の両方に使用されることがある。従来のシステムは、衛星セル内で衛星通信のために使用されている周波数の、その衛星セル内での地上再利用を避けていることがある。別の言い方をすれば、従来的には、他の衛星セルによって使用される周波数のみが或る与えられた衛星セル内における地上再利用の候補となる場合がある。衛星システムによって実施されるビーム間空間的分離法（Beam-to-beam spatial isolation）が地上のオペレーションから衛星のオペレーションへの干渉のレベルを低減または最小化するために頼りにされた。これとは際だって対照的に、本発明の実施形態は、衛星セルに割り当てられた全ての周波数を地上と衛星の無線電話通信に使用することができるようにするために干渉低減装置を使用することができる。
【００２４】
本発明の図１に示した実施の態様から分かるように、第２の無線電話１２０ｂからの周波数ｆ’Ｕにおけるリターンリンク信号は一般的には、それが宇宙設置コンポーネント１１０から干渉経路１５０を経由して衛星ゲートウェイ１６０に到達する時点よりもずっと前に、付随する地上コンポーネント１４０によって受信され処理される。従って、衛星ゲートウェイ１６０ｂにおける干渉信号は少なくとも部分的にキャンセルされ得る。このようにして、図１に示すように、復調された付随する地上コンポーネントの信号といった干渉相殺信号（interference cancellation signal）は付随する地上コンポーネント１４０における干渉低減装置１７０ａによって例えばリンク１４２を介して衛星ゲートウェイ１６０ｂに送られることが可能である。ゲートウェイ１６０ｂにおける干渉低減装置１７０ｂでは、信号の（振幅および／または位相において）重み付けされたレプリカが当業者には周知の例えば適応型トランスバーサルフィルタ（adaptive transversal filter）技術を使用して形成されることがある。続いて、トランスバーサルフィルタの出力信号は干渉信号の他に望ましい信号を含む周波数ｆ’Ｕにおける総体的な受信衛星信号から差し引かれる。このように、例えば付随する地上コンポーネント１４０によって再生されたような、再生された（ノイズの無い）地上信号が干渉抑制を実行するために使用することができるので、この干渉相殺方法によれば、ゲートウェイ１６０において望ましい信号の信号対ノイズ比を劣化させなくて済む。
【００２５】
図２は適応型干渉キャンセラ（adaptive interference cancellers）の実施形態のブロック図である。この干渉キャンセラは、付随する地上コンポーネント１４０内、ゲートウェイ１６０内、および／またはセルラ無線電話システム１００の別のコンポーネント内に設置されてよい。図２に示すように、当業者には周知の１つ以上の制御アルゴリズム２０４が複数のトランスバーサルフィルタ２０２ａ〜２０２ｎの係数を適応調整するために使用されることがある。最小自乗誤差法（Least Mean Square Error：ＬＭＳＥ）、カルマン法（Kalman）、高速カルマン法（Fast Kalman）法、ＺＦ（Zero Forcing）法および／またはそれらもしくは他の技術の様々な組み合わせといった適応アルゴリズムが使用されることがある。図２のアーキテクチャはＬＭＳＥ（最小自乗誤差法）アルゴリズムに使用されてよいことは当業者には理解されよう。しかし、他の制御アルゴリズムの便宜を図るために従来のアーキテクチャ変更も行われる場合があることも当業者には理解されよう。
【００２６】
次に図３を参照して本発明の追加の実施形態について説明する。この図は、セルラ無線電話システムのフォワードリンクとリターンリンクを含むＬ帯域周波数割り当てを示すものである。図３に示すように、宇宙空間から地上へのＬ帯域フォワードリンク（ダウンリンク）周波数は１５２５ＭＨｚから１５５９ＭＨｚまでの帯域を占める。一方、地上から宇宙空間へのＬ帯域リターンリンク（アップリンク）周波数は１６２６．５ＭＨｚから１６６０．５ＭＨｚまでの帯域を占める。フォワードＬ帯域リンクとリターンＬ帯域リンクの間はＧＰＳ／ＧＬＯＮＡＳＳ無線航法帯域（１５５９ＭＨｚから１６０５ＭＨｚ）が占める。
【００２７】
以下の説明において、簡略化の目的のためにＧＰＳ／ＧＬＯＮＡＳＳは単にＧＰＳと呼ぶ。さらに、簡略化の目的のために頭文字ＡＴＣおよびＳＢＣはそれぞれ、付随する地上コンポーネントおよび宇宙設置コンポーネントに使用される。
【００２８】
当業者には周知のように、ＧＰＳ受信機は、ＧＰＳ衛星から地球に届く非常に弱いスペクトル拡散した無線航法信号で動作するよう設計されているので、きわめて影響を受けやすいことがある。そのため、ＧＰＳ受信機は帯域内干渉の影響を非常に受けやすいことがある。このようなことからフォワード衛星帯域（forward satellite band）（１５２５ＭＨｚから１５５９ＭＨｚ）内のＬ帯域周波数を放射するよう構成されるＡＴＣは、ＧＰＳの厳しい帯域外スプリアスエミッションの要請を満足するために非常にシャープな帯域外エミッションフィルタを用いて設計することができる。
【００２９】
再び図１を参照して説明すると、本発明の一部の実施形態として、ＡＴＣ１４０が少なくとも２つの動作モードの１つにそれ自身を設定することができるシステムおよび方法を提供することが可能である。標準モードとして最高のキャパシティを発揮する場合がある第１のモードによれば、ＡＴＣ１４０は図３に示すように１５２５ＭＨｚから１５５９ＭＨｚまでの周波数範囲で無線電話１２０に送信し、１６２６．５ＭＨｚから１６６０．５ＭＨｚまでの周波数範囲で無線電話からの送信を受信する。これとは対照的に、第２の動作モードでは、ＡＴＣ１４０は修正された範囲の衛星帯域フォワードリンク（ダウンリンク）周波数で無線通信を無線電話に送信する。この修正された範囲の衛星帯域フォワードリンク周波数は、未修正の範囲の衛星帯域フォワードリンク周波数の場合と比較して、衛星帯域フォワードリンク周波数外で稼働するＧＰＳ受信機などの無線受信機との干渉を低減するように選ばれることがある。
【００３０】
本発明の実施形態では多くの修正された範囲の衛星帯域フォワードリンク周波数が提供されることがある。一部の実施形態として、修正された範囲の衛星帯域フォワードリンク周波数は、利用されない衛星帯域フォワードリンク周波数を含むガード周波数帯域を提供するために、当初の範囲の衛星帯域フォワードリンク周波数の部分集合（サブセット）に制限することができる。他の実施形態では、全ての衛星帯域フォワードリンク周波数が使用されるが、無線電話への無線通信は衛星帯域フォワードリンク周波数の範囲外で稼働する無線受信機との干渉を低減する方法で修正される。これらの技術および／または他の技術の組み合わせおよび部分組み合わせも以下述べるように使用される場合がある。
【００３１】
図４乃至図１２と関連して以下説明される本発明の実施形態は、図３の標準的なフォワードリンクおよびリターンリンクを使用する第１の標準モードで動作し、修正された範囲の衛星帯域フォワードリンク周波数および修正された範囲の衛星帯域リターンリンク周波数を使用する第２のまたは代替的なモードで動作することができるマルチモード型ＡＴＣに関するものであることも理解されよう。これらのマルチモード型ＡＴＣは望む限り第２の非標準モードで動作し、それ以外の場合には標準モードに切り替えが可能である。しかしながら、本発明の他の実施形態ではマルチモード型ＡＴＣを提供する必要はないが、修正された範囲の衛星帯域フォワードリンクおよび／またはリターンリンク周波数を使用して動作するＡＴＣを提供することが可能である。
【００３２】
次に説明する実施形態では、ＡＴＣは第１の範囲の衛星帯域リターンリンク周波数で無線電話からの無線通信を受信し、第１の範囲とは隔たった第２の範囲の衛星帯域フォワードリンク周波数で無線電話へ無線通信を送信するように構成されたＳＢＣと動作する。これらの実施形態によれば、ＡＴＣは少なくとも１つの時分割複信（Time Division Duplex）周波数を使用して無線電話に無線通信を送信し、異なる時間に無線電話から無線通信を受信するように構成される。特に、一部の実施形態では、無線電話に無線通信を送信し、異なる時間に無線電話から無線通信を受信するために使用される少なくとも１つの時分割複信周波数は、複数のタイムスロットを含むフレームを含む。複数のスロットの少なくとも第１のものについては無線電話に無線通信を送信するために使用され、第２のものについては無線電話から無線通信を受信するために使用される。このようにして一部の実施形態において、ＡＴＣは時分割複信（Time Division Duplex：ＴＤＤ）モードで１６２６．５ＭＨｚから１６６０．５ＭＨｚまでの周波数を使用して送受信する。実施形態によっては、ネットワーク全体にわたる全てのＡＴＣが上述された設定／再設定の柔軟性を有する場合がある。他の実施形態では、一部のＡＴＣのみが再設定可能な場合がある。
【００３３】
図４に本発明の一部の実施形態に基づく衛星システムおよび方法４００を示す。衛星システムおよび方法４００はＴＤＤモードで搬送波周波数ｆ”Ｕを使用して無線電話１２０ｂと通信するＡＴＣ１４０を含む。また図５にＴＤＤフレーム構造の実施形態を示す。フルレートＧＭＳ（full-rate GMS）（１フレーム当たり８個のタイムスロット）を想定すると、最大４個の全二重音声回路（full-duplex voice circuits）が１つのＴＤＤ搬送波によってサポートできる。図５に示すように、ＡＴＣ１４０は無線電話１２０ｂに例えばタイムスロット番号０で送信する。無線電話１２０ｂは受信して例えばタイムスロット番号４でＡＴＣ１４０にリプライする。タイムスロット番号１および５は別の無線電話との通信その他を確立するために使用することができる。
【００３４】
報知チャネル（Broadcast Control CHannel：ＢＣＣＨ）は好ましくは、標準モードのＡＴＣ１４０からいずれかのガード帯域排除領域（guard band exclusion region）下からの搬送波周波数を使用して送信される。他の実施形態では、ＢＣＣＨはＴＤＤ搬送波を使用して定義することもできる。これらのどの実施形態においても、待機（アイドル）モードにある無線電話は、確立されたＧＳＭ方法論に基づいて、ＢＣＣＨを監視し、システムレベルおよびページング情報を受信することができる。無線電話が呼び出されると、システムは通信リンクを確立するために無線電話に割り当てるべきリソースのタイプを決定する。無線電話通信チャネル（ＴＤＤモードまたは標準モード）にどんなタイプのリソースが割り当てられても、その情報は例えばコール初期化ルーチン（call initialization routine）の一部として無線電話に伝達され、無線電話はそれ自身を適切に設定する。
【００３５】
同一のＡＴＣ上では、例えばＡＴＣ受信機の低雑音増幅器（Low Noise Amplifier：ＬＮＡ）段階のために、ＴＤＤモードは標準モードと共存することが難しい場合がある。特に、同一のＡＴＣ上で標準モードとＴＤＤモードのＧＳＭ搬送波の混在を想定すると、ＴＤＤ搬送波がフォワードリンクを受け持つために使用されるとき（ＡＴＣがＴＤＤを送信しているとき）のフレームの一部分の間に、ＬＮＡ段階を感度抑圧させるのに十分なエネルギーが同一のＡＴＣの受信機前部（フロントエンド）に漏れる場合がある。
【００３６】
１６００ＭＨｚ帯域部分で伝送されたＡＴＣエネルギーがＡＴＣ受信機のＬＮＡを感度抑圧させるのを抑えるための技術が使用でき、それにより標準モードとＴＤＤフレームを混在させることが可能となる。例えば、アウトバウンドとインバウンドのＡＴＣ前部の隔離および／またはアンテナシステムのリターンロスは増大または最大化されることがある。また切り替え可能なバンドリジェクトフィルタ（band-reject filter）がＬＮＡ段階の前に前置されることがある。このフィルタはＡＴＣがＴＤＤを送信しているときのフレームの一部分の間は（ＬＮＡ段階に先だって）受信機チェーンに切り替えられ、残り時間の間はスイッチアウトされる。適応型干渉キャンセラは（ＬＮＡに先だって）ＲＦに設定できる。このような技術が使用される場合、７０ｄＢ程度の抑制が得られ、標準モードとＴＤＤフレームを混在させることが可能となる。しかしながら、ＡＴＣの複雑さおよび／またはコストが増大する場合がある。
【００３７】
このように、ＡＴＣのＬＮＡの感度抑圧が低減または消滅することがあるにしても、それにはかなりの専門技術と注意を使用することもあり、経済的には努力に値しないかもしれない。それ故に他の実施形態では、フレームの第１部分でトラヒックではなく報知のみにしか使用されないことがあるＢＣＣＨ搬送波をおそらく例外として、ＴＤＤプロトコルと両立する形で、ＴＤＤのＡＴＣを純粋なＴＤＤに維持することがある。さらに、ランダムアクセスチャネル（Random Access CHannel：ＲＡＣＨ）バーストが、それらがＴＤＤフレームの第２ハーフの間にＡＴＣに到達するようにタイミングが図られる場合がある。実施形態によっては、全てのＴＤＤのＡＴＣはコマンドに応答した再設定ができるように構成されることがある。
【００３８】
データ通信または他の用途の間、フォワードリンクはリターンリンクよりもより高いレートの伝送を使用する場合があることはよく認識されている。例えば、無線電話でウェブを閲覧する場合、マウスクリックおよび／または他のユーザ選択が一般に無線電話からシステムへと送られる。しかしながらシステムはユーザ選択に応えて大きなデータファイルを無線電話に送らなければならない。このため、本発明の他の実施形態としては、無線電話へのより高いダウンリンクデータレートを実現するため、フォワードＧＭＳ搬送波フレーム１つ当たりのタイムスロット数を増大または最大化することができるように構成されることがある。
【００３９】
このようにして、搬送波周波数がＴＤＤモードでサービスを提供するように構成されるとき、いくつのタイムスロットがフォワードリンクを受け持つのに割り当てられるか、そしていくつのタイムスロットがリターンリンクに割り当てられるかの決定が行われることになる。決定が何であれ、その決定は、前述したＬＮＡ感度抑圧の問題を低減または回避するために、ＡＴＣによって使用される全てのＴＤＤ搬送波に添付されることが望ましい場合がある。音声通信では、音声活動は一般的に統計に基づいて双方向に対称的であるから、フォワードリンクとリターンリンクの分割はフレーム中央で行われることがある。よって音声で駆動されるときには、フレーム中央はＴＤＤ分割が行われるところとなる場合がある。
【００４０】
フォワードリンクのデータモードにおけるスループットを増大または最大化するために、本発明の実施形態に基づくデータモードのＴＤＤ搬送波は、フォワードリンクスロットにおいて、スペクトル的により効率的な例えばＥＤＧＥ変調および／またはプロトコルといった変調および／またはプロトコルを使用することがある。一方、リターンリンクスロットは、それほどスペクトル的に効率的でない例えばＧＰＲＳ（ＧＭＳＫ）変調および／またはプロトコルといった変調および／またはプロトコルに基づくことがある。ＥＤＧＥ変調／プロトコルおよびＧＰＲＳ変調および／またはプロトコルは当業者にはよく知られているので、ここでは詳述する必要はないであろう。ＥＤＧＥフォワード／ＧＰＲＳリターンＴＤＤ搬送波なる戦略によれば、最大（３８４／２）＝１９２ｋｂｐｓがフォワードリンクでサポートでき、その一方、リターンリンクで無線電話は最大（１１５／２）≒６４ｋｂｐｓがサポートできる。
【００４１】
他の実施形態として、８スロットフレームにおいて８タイムスロットのうちフォワードリンクに６タイムスロットを割り当て、リターンリンクに２つのスロットのみを割り当てることも可能である。これらの実施形態では、音声サービスに対し、音声が統計に基づいて対称的であるという性質を考慮すると、リターンリンク・ボコーダ（vocoder）は１／４レートＧＳＭ（quarter-rate GSM）とコンパラブルになる必要があるが、一方、フォワードリンク・ボコーダ（vocoder）はフルレートＧＳＭで稼働することができてＧＭＳのＴＤＤモード搬送波１つ当たり６つの全二重音声回路が与えられることになる（２５％の音声容量ペナルティ）。この非対称的分割戦略に従えば、フォワードリンクで最大（３８４）（６／８）＝２８８ｋｂｐｓのデータレートが達成でき、リターンリンクで最大（１１５）（２／８）≒３２ｋｂｐｓが達成できる。
【００４２】
図６に本発明の実施形態に基づくＡＴＣアーキテクチャを示す。このＡＴＣアーキテクチャは標準モードＧＳＭとＴＤＤモードＧＳＭを含む２つのモードの間で、ネットワークオペレーションセンタ（Network Operations Center：ＮＯＣ）から基地局制御装置（Base Station Controller：ＢＳＣ）を介して、コマンドでそれ自身を自動設定するのに役立つことができる。これらの実施形態において、アンテナ６２０は図１と図４のアンテナ１４０ａに相当し得ること、そして図６の残りの部分は図１と図４のエレクトロニクスシステム１４０ｂに相当し得ることは理解されよう。特定の搬送波または搬送波セットに対する再設定コマンドがそのまたはそれらの搬送波がアクティブでトラヒックをサポートしている間に生じる場合、帯域内信号方式ＦＡＣＣＨ（Fast Associated Control CHannel）を介して、影響を受ける全ての無線電話はそれら自身を再設定可能であること、および／または新しいリソースに切り替わることが通知される。搬送波がＴＤＤモードから標準モードに再設定される場合、例えば容量要求（キャパシティ・デマンド）および／または再利用パタンに基づく搬送波の適切な標準モードＡＴＣへの自動再割り当てはＮＯＣによって開始され得る。他方、搬送波が標準モードからＴＤＤモードへ再設定される場合には、適切なＴＤＤモードＡＴＣへの自動再割り当てはＮＯＣからのコマンドで行われることが可能である。
【００４３】
図６を参照して説明すると、搬送波が標準モードで復調されることになっているとき、スイッチ６１０は閉じたままになっている場合がある。ＴＤＤモードでは、このスイッチ６１０は、ＡＴＣが送信しているときにフレームの第１ハーフの間は開いており、ＡＴＣが受信しているときはフレームの第２ハーフの間は閉じている場合がある。本発明の他の実施形態も提供可能である。
【００４４】
図６は１ＡＴＣセクタ当たりＮ個の送受信機を想定している。この場合、１セクタ当たり最小１搬送波が一般的には望ましいので、Ｎは１程度が可能である。各送受信機は（標準モードのとき）１搬送波ペアで動作することが想定され、そのときにはＢＣＣＨチャネルのオーバヘッドを無視して最大８個の全二重音声回路をサポートすることができる。さらに、標準ＧＭＳ搬送波ペアはハーフレートＧＭＳモードにあるときには１６個の全二重音声回路をサポートすることができ、１／４レートＧＭＳモードにあるときには最大３２個の全二重音声回路をサポートすることができる。
【００４５】
ＴＤＤモードにあるとき、全二重音声回路の数は同じボコーダを想定すると２だけ減ることがある。しかしＴＤＤモードでは、音声サービスは音声容量を不変に保つためにハーフレートＧＳＭを介してほとんど質の低下を感じることなく提供することが可能である。図７は、図６の再設定可能なＡＴＣアーキテクチャと通信することができる再設定可能な無線電話アーキテクチャのブロック図である。図７において、アンテナ７２０が提供される。図７の残りの部分は無線電話のエレクトロニクスシステムの実施形態を提供することができる。
【００４６】
本発明の実施形態に基づく、ＡＴＣと無線電話を再設定することができる能力は、コストがわずかばかり増えるだけで実現できる。コストはほとんどがソフトウェアを開発するための非反復性（一過性）エンジニアリングコスト（Non Recurring Engineering：ＮＲＥ）に要するものである。しかしながら、少なくとも追加のＲＦフィルタと少数の電子制御スイッチがＡＴＣや無線電話に使用されるという点で、一部の反復性コスト（recurring cost）も負う場合がある。全ての他のハードウェア／ソフトウェアは標準モードＧＳＭとＴＤＤモードＧＭＳに共通であり得る。
【００４７】
次に図８を参照して、本発明の実施形態に基づく他の無線電話システムについて説明する。これらの実施形態において、修正された第２の範囲の衛星帯域フォワードリンク周波数は、周波数に応じて（周波数が増大するにしたがって）単調減少する最大電力レベルといった電力レベルでＡＴＣによって無線電話へ送信される衛星帯域フォワードリンク周波数の第２の範囲内にある複数の周波数を含む。より具体的には以下説明するように、一部の実施形態として、修正された第２の範囲の衛星帯域フォワードリンク周波数は、第２の範囲の衛星帯域フォワードリンク周波数の第１または第２の端に近づくにしたがって単調減少する最大電力レベルといった電力レベルでＡＴＣによって無線電話へ送信される衛星帯域フォワードリンク周波数の範囲の前記第１または第２の端近くの周波数を含む部分集合を含む。さらに他の実施形態として、第１の範囲の衛星帯域リターンリンク周波数はＧＰＳ周波数より上のＬ帯域衛星周波数に含まれ、第２の範囲の衛星帯域フォワードリンク周波数はＧＰＳ周波数より下のＬ帯域衛星周波数に含まれる。修正された第２の範囲の衛星帯域フォワードリンク周波数は、第２の範囲の衛星帯域フォワードリンク周波数のＧＰＳ周波数に隣接する端に近づくにしたがって単調減少する最大電力レベルといった電力レベルでＡＴＣによって無線電話へ送信される第２の範囲の衛星帯域フォワードリンク周波数のＧＰＳ周波数に隣接する前記端近くにある周波数の部分集合（サブセット）を含む。
【００４８】
どのような動作理論にも縛られることなく、ＡＴＣ最大電力レベルの搬送波周波数への本発明の実施形態に基づく写像（マッピング）について理論的な議論を展開する。図８を参照すると、ν＝Ｆ（ρ）は電力（ρ）ドメイン（定義域）から周波数（ν）レンジ（値域）への写像を表す。電力（ρ）は、与えられた無線電話と確実に通信するためにＡＴＣが使用する、または送信すべき電力である。この電力は、無線電話のＡＣＴからの距離、無線電話とＡＴＣの間の遮蔽（blockage）、チャネル内の多経路フェージングなどといった多くのファクタに依存する場合があり、その結果、一般的には時間とともに（時間の関数として）変化する。このため、使用される電力は一般的には無線電話とＡＴＣの間の閉ループ電力制御により適応的（反復的）に決定される。
【００４９】
周波数（ν）は、ＡＴＣが無線電話と通信するために使用する衛星搬送波周波数である。本発明の実施形態によれば、写像Ｆは独立変数ρの単調減少関数である。結果、実施形態によっては、最大のＡＴＣ電力が増大するにつれて、ＡＴＣが通信リンクを確立および／または維持するために使用する搬送波周波数は減少する。図８に区分的に連続な単調減少（階段状）関数を示す。線形および／または非線形、一定および／または可変的な減少を含む他の単調関数が使用される場合がある。ＦＡＣＣＨまたはＳＡＣＣＨ（Slow Associated Control CHannel）メッセージングは本発明の実施形態において適応型実質上リアルタイム写像を実現しやすくするために使用される場合がある。
【００５０】
図９に本発明の実施形態に基づく理想的なセルを示す。ここでは説明目的のため、３つの電力領域と３つの関連する搬送波周波数（または搬送波周波数セット）がセルを分割するために使用されている。簡単のため、理想化されたセルの中心に分割されていない１つのＡＴＣ送信機を想定する。図９の実施形態において、周波数（または周波数セット）ｆＩはＬ帯域フォワードリンク周波数セットのほぼ最上部から、例えばほぼ１５５９ＭＨｚ近くから採られる（図３参照）。これに対し、周波数（または周波数セット）ｆＭはＬ帯域フォワードリンク周波数セットのほぼ中心部分から採られる（図３参照）。それらに呼応して、周波数（または周波数セット）ｆｏはＬ帯域フォワードリンク周波数のほぼ最下部から、例えば１５２５ＭＨｚ近くから採られる（図３参照）。
【００５１】
このようにして図９の実施形態によれば、無線電話がセルの最も外側のリング内で受け持たれている場合には、その無電電話は周波数ｆｏによって受け持たれている。この無線電話は、ＡＴＣからは最も遠いエリア内にあり、ＡＴＣからの最大（最大近くの）電力出力を（恐らくは）リクエストしている。最大（最大近くの）出力電力のリクエストに応えて、ＡＴＣは図９の３段階段状関数といった電力−周波数写像の先験的な知識を利用する。つまり、ＡＴＣは、モバイルＬ帯域フォワードリンク周波数セットの最下部から、例えば可能な限り１５２５ＭＨｚ近くから採られた低い値の周波数で無線電話と通信する。これによりＡＴＣ近傍に位置する場合がある任意のＧＰＳ受信機ユニットに対して追加のセーフガードを提供することができる。
【００５２】
図９の実施形態は、同心リングエリアに対しＡＴＣによってそのエリアを受け持つために使用される搬送波周波数（搬送波周波数セット）を付随させることから、理想的なものと見なされてよい。現実には、同心リングエリアは一般的にはあてはまることはない。例えば、無線電話はそれを受け持つＡＴＣの近くにある可能性があるが、ビルディングが無線電話とＡＴＣとの間の大きな遮蔽物（blockage）となる。この無線電話は、ＡＴＣの比較的近くにあっても、そのＡＴＣから最大（最大近くの）出力電力をリクエストすることもある。このようなことを考慮すると、図１０は、本発明の実施形態により、ＡＴＣによってそのテリトリを受け持つために使用される周波数が付随したより現実的なエリア輪郭のセットを描いていると考えられる。周波数（または周波数セット）ｆＩはすぐ隣のセルの中心と当該セルの中心との間の距離と比べてセルの地理的な広がりが限られていることからすぐ隣のＡＴＣセルにおいて再利用されることがある。このことはｆＭについても成り立つ場合がある。
【００５３】
次に図１１を参照して、本発明の実施形態に基づいてＡＴＣが使用することが可能な他の修正された第２の範囲の衛星帯域フォワードリンク周波数について説明する。これらの実施形態において、修正された第２の範囲の衛星帯域フォワードリンク周波数におけるＡＴＣによって無線電話に送信される少なくとも１つの周波数は複数のスロットを含むフレームを含む。これらの実施形態において、ＡＴＣによって無線電話に送信されるフレーム内の少なくとも２つの連続するスロットは非占有状態に置かれる。他の実施形態では、ＡＴＣによって無線電話に送信されるフレーム内の３つの連続するスロットが非占有状態に置かれる。更に他の実施形態においては、ＡＴＣによって無線電話に送信されるフレーム内の少なくとも２つの連続するスロットはフレーム内の残りのスロットよりも低い電力で送信される。なお更に他の実施形態においては、ＡＴＣによって無線電話に送信されるフレーム内の３つの連続するスロットはフレーム内の残りのスロットよりも低い電力で送信される。更に他の実施形態では、より低い電力のスロットはＡＴＣに比較的近くかつ／または信号遮蔽が比較的小さな第１の選ばれた無線電話に使用されることがあり、残りのスロットはより高い電力でＡＴＣから比較的遠くかつ／または信号遮蔽が比較的大きい第２の選ばれた無線電話に送信される。
【００５４】
別な言い方をすれば、本発明の一部の実施形態として、ＴＤＭＡ（時分割多元接続）フレームの一部分のみが利用される。例えば、フルレートＧＳＭフレームの最初の４つ（または最後の４つ、または任意の連続する４つ）のタイムスロットがトラヒックをサポートするために使用される。残りのタイムスロットは非占有状態（空状態）に置かれる。これらの実施形態では、キャパシティが損なわれる場合がある。しかしすでに述べたように、音声サービスについては、若干音声クオリティが劣化する可能性はあるものの、ハーフレートＧＳＭおよび１／４レートＧＳＭでさえもキャパシティを取り戻すことがあり得る。利用されないスロットは好ましくは、スロット０乃至３または４乃至７（または２乃至５）といったように連続的である。非連続スロット、例えば０、２、４および６といったものを使用することはあまり望ましくないことがある。図１１は、４つのスロット（４乃至７）が使用されており４つの連続するスロットが空状態にある様子を示している。
【００５５】
本発明のこれらの実施形態に基づいて、ＧＰＳ受信機は干渉バーストの間の間隔が増大または最大化されると著しくよりよく機能することができることが実験的に見出されている。どのような動作理論にも縛られることなく、この効果は、ＧＰＳのＣ／Ａコードのコード繰り返し周期（１ミリ秒）とＧＳＭバースト持続時間（約０．５７７ミリ秒）の間の関係によるものかもしれない。スロットが交互に占有されるＧＳＭフレームでは各ＧＰＳ信号コード周期は少なくとも１「ヒット（hit）」を経験することができるのに対し、ＧＳＭフレームが４乃至５個の連続するスロットが占有される場合には、ＧＰＳ受信機はエラー事象を「フライフィール（flywheeel）」するために十分クリーンな情報を得ることが可能となる。
【００５６】
本発明の他の実施形態として、図８乃至図１０の実施形態は図１１の実施形態と組み合わさることが可能である。さらに、本発明の他の実施形態によれば、図９または図１０のｆＩ搬送波がセルの最も内側の領域の比較的小さなフットプリントのために十分に利用されない場合には、ｆＩ搬送波はずっとより大きな最も外側の領域で追加のトラヒックをサポートするために使用されることがある。
【００５７】
そこで、例えば、ｆＩの各フレームにおける最初の４つのスロットのみが内側領域トラヒックに使用されていると仮定する。図８乃至図１０の実施形態では、これら４つのｆＩスロットは１００ミリワット（ｍＷ）程度以下の比較的低い電力のバーストを搬送し、それ故に干渉の点からみれば（ほとんど）非占有状態に見える場合がある。ｆＩの残りの４つの（連続する）タイムスロットに比較的高い電力のバーストを取り込む（load）ことはＧＰＳに対して無視できる影響を有することがある。というのは、ＧＰＳ受信機は４つの低い電力のＧＳＭバーストによって占有される良性の連続的する時間間隔に基づいて確実に動作し続けるからである。図１２に、４つの低い電力の（内側インターバル）ユーザと４つの高い電力の（外側インターバル）ユーザをサポートしている搬送波ｆＩにおけるフレームの実施形態を示す。実際、図１２の実施形態はＧＰＳ帯域に最も近い利用可能な周波数のセットに対して好ましい戦略であり得る。これらの実施形態は搬送波周波数をより十分取り込むことによって過度のキャパシティ損失を避けることができる。
【００５８】
例えば８スロットＧＳＭフレーム１つ当たり例えば多くて５スロットまでが連続的に使用されるという条件でＧＳＭ搬送波からの干渉がＧＰＳ受信機にとって比較的良性であり得るという実験的発見は非常に有用であり得る。ＧＳＭ搬送波周波数がＧＰＳ帯域の非常に近く（１５５８．５ＭＨｚと同程度）まで持ってこられ、電力レベルが比較的高く設定されたときでさえ、この実験的発見が成り立つ場合があるということは特に有用であり得る。例えば、１フレーム当たり５つの連続するタイムスロットが占有されていると、最悪のケースで測定されたＧＰＳ受信機は、ＡＴＣが１５５８．５ＭＨｚで放射しているときでさえ、全ＡＴＣサービスエリアにわたって感度抑圧マージン（desensitization margin）として少なくとも３０ｄＢを得る場合がある。１フレーム当たり４つの連続するタイムスロットが占有されていると、ＡＴＣが１５５８．５ＭＨｚで放射しているときでさえ、追加の１０ｄＢが感度抑圧マージンとして得られ最悪のケースで測定されたＧＰＳ受信機ではトータルで４０ｄＢに達することがある。
【００５９】
図１１の実施形態がフレームを過疎化（underpopulate）するために使用される場合に周波数インターバルで被るかもしれないネットワーク容量（特にデータモードにおける）の潜在的損失についての関心がなお存在するかもしれない。さらに、図１２の実施形態が搬送波を十分負荷させることによってキャパシティ損失を避けることができるとしても、フレームを低電力ユーザと高電力ユーザで埋め尽くすという拘束条件に従ってそれが行われる場合がある。さらに、フォワードリンク搬送波が１フレーム当たり５つの連続する高電力スロットに制限される場合、特定のユーザを対象とする場合がある１搬送波当たりの最大フォワードリンクデータレートは比例して小さくなる。
【００６０】
それ故に、他の実施形態では、空／低電力スロットが連続する搬送波はフォワードリンクには使用されない。代わりに、それらはリターンリンクに使用される。結果、一部の実施形態として、ネットワーク全体にわたってフォワードリンクで最大データレートを可能にするためにＡＴＣの少なくとも一部がＳＢＣと比較して逆周波数モード（reverse frequency mode）に設定される。逆周波数リターンリンクでは、無線電話は１フレーム当たり最大５スロットに制限されることがあり、これはリターンリンクにとっては十分であり得る。逆周波数リターンリンク搬送波で１フレーム当たり５つの利用可能なタイムスロットが１つの無線電話に割り当てられようが５つの異なる無線電話に割り当てられようが、それらはこれらの実施形態では連続的に割り当てが可能である。図１２との関連で説明されたように、これらの５つの連続するスロットは高電力ユーザに割り当てが可能で、その一方、残りの３つのスロットは低電力ユーザを受け持つために使用することが可能である。
【００６１】
他の実施形態としては、ＳＢＣと比較して全体的に逆周波数モードでＡＴＣを稼働することに基づく場合がある。これらの実施形態では、ＡＴＣは衛星リターンリンク周波数で送信し、一方、無線電話は衛星フォワードリンク周波数で応答する。十分連続するスペクトルがＣＤＭＡ技術、特に新たなＷ-ＣＤＭＡ（Wideband-CDMA）３Ｇ（第3世代携帯電話）標準をサポートするために存在する場合、ＡＴＣフォワードリンクはデータスループット能力を増大または最大化するためにＷ-ＣＤＭＡに基づくことができる。これらの実施形態ではＡＴＣは衛星リターンリンクで送信するので、ＧＰＳとの干渉は問題ではない場合がある。その代わりに、干渉は無線電話の関心事になる場合がある。しかし図１１乃至図１２の実施形態に基づくと、ＡＴＣリターンリンクレートはいずれの場合にもフォワードリンクレートよりも低いことが期待されるので、無線電話はＧＳＭを送信するように構成することができる。従って、ＡＴＣリターンリンクはＧＰＲＳベースのデータモード、場合によりＥＤＧＥをも採用する場合がある。ＧＰＳ帯域の端１５５９ＭＨｚから所定の周波数間隔内に入るリターンリンク搬送波は、図１１乃至図１２の実施形態によって、ＧＰＳ干渉に関する問題を考慮するためにアンダーロードすることが可能である。
【００６２】
最後に、他の実施形態は部分的または全体的な逆周波数モードを使用し、リターンリンクおよびフォワードリンクの両方でＣＤＭＡを使用する場合がある。これらの実施形態では、無線電話へのＡＴＣフォワードリンクは衛星リターンリンク周波数（１６２６．５ＭＨｚ乃至１６６０．５ＭＨｚ）を利用するが、その一方、無線電話からのＡＴＣリターンリンクは衛星フォワードリンクの周波数（１５２５ＭＨｚ乃至１５５９ＭＨｚ）を使用する。ＡＴＣフォワードリンクは既存のまたは開発中のＣＤＭＡ技術（例えばＩＳ−９５、Ｗ−ＣＤＭＡなど）に基づくことが可能である。無線電話の出力が約３ミリ秒またはあらゆるＴミリ秒の間だけ送信を中止するようゲーティングされる条件で、ＡＴＣネットワークリターンリンクも既存のまたは開発中のＣＤＭＡ技術に基づくことが可能である。実施形態によっては、Ｔは６ミリ秒以上となる。
【００６３】
このゲーティング（gating）は約１５５０ＭＨｚ以下のＡＴＣリターンリンク搬送波には必要とされない場合がある。このゲーティングはＡＴＣの近傍にあるＧＰＳ受信機に対する帯域外干渉（感度抑圧）効果を減少または最小化させることができる。ＧＰＳへのメリットを大きくするために、ＡＴＣのサービスエリア全体にわたる全ての無線電話の間でのゲーティングは実質上同期化されることが可能である。ＧＰＳへの更なるメリットはゲーティングのシステムワイドな同期化から引き出される場合がある。ＡＴＣはゲーティング時期に関して全てのアクティブな無線電話に指示を出すことができる。全てのＡＴＣはＧＰＳを介して互いに同期することができる。
【００６４】
（マルチバンド／マルチモード衛星無線電話通信システムおよび方法）
上述された本発明の一部の実施形態は、衛星フットプリントまたはサービスエリアの全ての衛星セル内にある無線電話との宇宙通信に同じ衛星無線電話リンク帯域と衛星フィーダリンク帯域を使用することがある。さらに、上述された本発明の一部の実施形態は、付随する地上ネットワークを使用する無線電話との地上波通信に同じ衛星無線周波数帯域と実質上同じ電波インタフェースを使用することがある。以下説明される本発明の他の実施形態は、衛星フットプリントまたはサービスエリアの様々な衛星セル内に２つ以上の帯域および／または２つ以上の電波インタフェースを使用することがある。更に他の実施形態では、異なる衛星セル内または或る衛星セル内で異なる帯域および／または異なる電波インタフェースが使用されることがあるが、付随する地上ネットワークと与えられた衛星セル内にある無線電話との間の地上波通信に使用される衛星無線電話周波数帯域および電波インタフェースは、その与えられた衛星セル内または異なる衛星セル内にある無線電話との宇宙通信に使用されるものと実質上同じものである。
【００６５】
ここで使用される「実質上（または実質的に）同じ」帯域とは、帯域が実質的に重なるが、例えば帯域端部に、重ならない一部のエリアが存在する場合があることを意味する。さらに、「実質上同じ」電波インタフェースとは、電波インタフェースは類似してはいるが同一である必要はないことを意味する。地上環境と宇宙環境の異なる特性を考慮するために電波インタフェースに対して若干の変更が行われる場合がある。例えば、異なるボコーダレート（例えばＧＳＭに１３ｋｂｐｓ、衛星に４ｋｂｐｓ）が使用されることがあり、異なる誤り訂正符号（Forward Error Correction）および／または異なるインタリービング・デプス（interleaving depth）が使用されることがある。
【００６６】
衛星フットプリントまたはサービスエリアが２つ以上の地上無線電話システム（無線ネットワークオペレータ）が存在する地理的エリアを張るときには、２つ以上の地上ネットワークに宇宙通信能力を付加するために、本発明の一部の実施形態に基づくマルチバンド／マルチモード無線電話通信システムおよび方法が使用されることがある。与えられた地上無線電話システムによってカバーされる地理的エリア内において、本発明の実施形態は、その地上無線電話システムと実質上同じ帯域および／または電波インタフェースを使用して、宇宙設置コンポーネントおよび／または付随する地上ネットワークを使用する追加的な能力および／または拡張サービスを提供することができる。このようにして、本発明の実施形態に基づく異なる地上無線電話通信システムおよび方法に対応する異なる地理的領域は、異なる地理的エリア内に位置する地上無線電話システムとの両立性のために異なる帯域および／または電波インタフェースを使用することがある。単一の衛星無線電話通信システム／方法が同一および／または異なる地理的領域で異なる帯域および／または電波インタフェースを採用することが望ましい場合がある他のシナリオも存在することがある。
【００６７】
図１６に本発明の実施形態に基づく衛星無線電話システムおよび方法の概略図を示す。図１６に示すように、衛星無線電話システムおよび方法のこれらの実施形態は、複数の衛星セル１６４０ａ〜１６４０ｃに分割された衛星フットプリント１６３０内にある無線電話１６２０ａ〜１６２０ｃと通信するよう構成された宇宙設置コンポーネント１６１０を含む。当業者には理解されるように、図１６には３つの衛星セル１６４０ａ〜１６４０ｃおよび３つの無線電話１６２０ａ〜１６２０ｃが図示されているが、本発明の実施形態に基づく衛星無線電話システムおよび方法は４つ以上の衛星セル１６４０ａ〜１６４０ｘを採用し、同じく４つ以上の無線電話１６２０ａ〜１６２０ｘを採用する場合がある。
【００６８】
図１６において、宇宙設置コンポーネント１６１０は第１の衛星セル１６４０ａ内にある第１の無線電話１６２０ａと第１の周波数帯域および／または第１の電波インタフェースで通信し、第２の衛星セル１６４０ｂ内にある第２の無線電話１６２０ｂと第２の周波数帯域および／または第２の電波インタフェースで通信する。他の実施形態として、第１の無線電話１６２０ａと第２の無線電話１６２０ｂは同じ衛星セル内に存在する場合がある。
【００６９】
図１６において、本発明の一部の実施形態として、付随する地上ネットワーク１６５０は、第１の無線電話１６２０ａと実質上第１の周波数帯域および／または実質上第１の電波インタフェースで地上波通信し、第２の無線電話１６２０ｂと実質上第２の周波数帯域および／または実質上第２の電波インタフェースで地上波通信するように構成されている。第１の衛星セル１６４０ａ内とその中にある付随する地上ネットワーク１６５０の一部に存在するこれらの実質上同じ第１の周波数帯域および／または第１の電波インタフェースは図において第１の衛星セル１６４０ａとその中の付随する地上ネットワーク１６５０の一部をカバーする垂直の点線で示される。一方、衛星セル１６４０ｂ内とその中の付随する地上ネットワーク１６５０の一部に存在する実質上同じ第２の周波数帯域および／または第２の電波インタフェースは図において第２の衛星セル１６４０ｂとその中の付随する地上ネットワーク１６５０の一部をカバーする水平の点線で示される。
【００７０】
付随する地上ネットワーク１６５０はここでは簡単のため少数の付随する地上ネットワークセルを含んでいるものとなっていることは図１６から理解されよう。しかしながら、より多くの付随する地上ネットワークセルが本発明の実施形態によっては含まれることがある。さらに、本発明の実施形態によっては、衛星セル１６４０ａ内にある付随する地上ネットワーク１６５０の第１の部分は第１の無線ネットワークオペレータによって操作され、第１の衛星セル１６４０ａ内または第２の衛星セル１６４０ｂ内にある付随する地上ネットワーク１６５０の第２の部分は第２の無線ネットワークオペレータによって操作されることがあることも理解されよう。その結果、本発明の一部の実施形態として、宇宙通信を第１および第２の地上ネットワークに追加するためのシステムおよび方法が提供される。
【００７１】
図１６を参照して説明を続けると、本発明の一部の実施形態に基づく衛星無線電話システムおよび方法は、宇宙設置コンポーネント１６１０とフィーダリンク１６７０を介して通信するように構成されたゲートウェイ１６６０も含む。フィーダリンク１６７０は宇宙設置コンポーネント１６１０と第１および第２の無線電話１６２０ａと１６２０ｂの間の通信を伝達するように構成される。実施形態によっては、フィーダリンク１６７０は第１の電波インタフェースと第２の電波インタフェースを含む。最後に、第３の衛星セル１６４０ｃ、第３の無線電話１６２０ｃ、および実質上同じ第３の周波数帯域および／または電波インタフェースが衛星セル１６４０ｃ内の斜めの点線で示されていることは理解されよう。他の実施形態では、第３の無線電話１６２０ｃは第１の無線電話１６２０ａおよび／または第２の無線電話１６２０ｂと同じセル内に存在する。
【００７２】
図１７は本発明の他の実施形態に基づく衛星無線電話システムおよび方法の概略図である。図１７に示すように、宇宙設置コンポーネント１７１０は第１の無線電話１７２０ａと第１の周波数帯域および／または第１の電波インタフェース１７８０ａ（Ｆ１／Ｉ１）で通信するように構成される。図１７に同じく示すように、宇宙設置コンポーネント１７１０は第２の無線電話１７２０ｂと第２の周波数帯域および／または第２の電波インタフェース１７８０ｂ（Ｆ２／Ｉ２）で通信するように構成される。付随する地上ネットワーク１７５０は、第１の無線電話１７２０ａと実質上第１の周波数帯域および／または実質上第１の電波インタフェース１７９０ａ（Ｆ１’／Ｉ１’）で地上波通信し、第２の無線電話１７２０ｂと実質上第２の周波数帯域および／または実質上第２の電波インタフェース１７９０ｂ（Ｆ２’／Ｉ２’）で地上波通信するように構成される。付随する地上ネットワーク１７５０は単一の衛星セル内に含まれたり、あるいは複数の衛星セルにわたって広がるように含まれたりする場合がある。
【００７３】
図１７に同じく示すように、付随する地上ネットワークは、第１の無線電話１７２０ａと実質上第１の周波数帯域および／または第１の電波インタフェース１７９０ａで地上波通信するように構成された第１の付随する地上コンポーネント１７５２ａを含むことができる。また第２の付随する地上コンポーネント１７５２ｂは、第２の無線電話１７２０ｂと実質上第２の周波数帯域および／または第２の電波インタフェース１７９０ｂで地上波通信するように構成される。図１６と同様に、実施形態によっては、多数の無線電話１７２０および／または付随する地上コンポーネント１７５２が提供される場合がある。また実施形態によっては、第１および第２の付随する地上コンポーネント１７５２ａと１７５２ｂはそれぞれ、同じ衛星セル内および／または異なる衛星セル内の２つの別々の無線ネットワークの一部である場合がある。このようにして図１７の一部の実施形態として、第１および第２の地上ネットワークに宇宙通信を追加するためのシステムおよび方法が提供される。ゲートウェイ１７６０およびフィーダリンク１７７０が図１６の場合と同様に提供されることがある。
【００７４】
本発明の一部の実施形態として、複数の帯域上で稼働する無線電話リンクを含む衛星無線電話システムおよび／または方法が提供される。実施形態によっては、宇宙設置コンポーネントの動作範囲がＬ帯域やＳ帯域などといった複数のサービスリンク帯域全体に拡大することができるように、アンテナフィードネットワーク、電力増幅器、低ノイズ増幅器などといった、宇宙設置コンポーネント１６１０、１７１０の帯域依存性（周波数依存性）コンポーネントがブローバンド（広帯域）用に設計されることがある。他の実施形態では、各帯域ごとに別個のコンポーネントが提供されることがある。更に他の実施形態では、いくつかの共通するブロードバンドコンポーネントおよびいくつかの別々のナローバンド（狭帯域）コンポーネントが提供されることがある。
【００７５】
さらに、本発明の他の実施形態では、宇宙設置コンポーネント１６１０、１７１０と、同じ衛星セルおよび／または複数の衛星セル上における衛星フットプリン内にある複数の無線電話１６２０、１７２０との無線電話通信を提供するために使用することができる複数の電波インタフェースを提供することによってマルチモード通信系機器キャパシティ（multi-mode payload capacity）が提供される場合がある。宇宙設置コンポーネント１６１０、１７１０は、例えば地上コマンド（ground commands）に応答可能なプログラマブルなチャネルインクリメント（channel increment）を含むことによって、複数の電波インタフェース標準をサポートするように構成されることがある。異なるチャネルインクリメントは、例えば、宇宙設置コンポーネント１６２０、１７２０によって、ゲートウェイ１６６０、１７６０からの受信フィーダリンク信号１６７０、１７７０の異なる帯域に適用される場合がある。フィーダリンクスペクトルのこれらの異なる帯域は一定のままである場合があり、あるいは、衛星無線電話システムによってサポートされる場合がある各電波インタフェース標準によって搬送されるトラヒックに応じて、時間とともに変化する場合がある。
【００７６】
このようにして、実施形態によっては、フィーダリンク１６７０、１７７０は帯域Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３といった帯域に分割されることがある。一例として、帯域Ｂ１はゲートウェイおよび宇宙設置コンポーネントの間のＧＳＭ搬送波を伝送することができ、帯域Ｂ２はＮ−ＣＤＭＡ（narrowband CDMA）搬送波を伝送することができ、帯域Ｂ３はＷ−ＣＤＭＡ（wideband CDMA）搬送波を伝送することができる。対応するリターンフィードバックリンク帯域（return feeder link bands）が宇宙設置コンポーネント１６１０、１７１０からゲートウェイ１６６０、１７６０への搬送波に提供されることがあることは当業者には理解されよう。本発明の他の実施形態では、付随する地上ネットワーク１６５０、１７５０は、衛星フットプリント内にある無線電話１６２０、１７２０と地上波通信するために提供されることもある。このようにして、一部の実施形態として、付随する地上ネットワーク１６５０、１７５０は都市部における無線電話通信の大半を提供する一方、宇宙設置コンポーネント１６１０、１７１０は地方における無線電話通信の大半を提供することができる。
【００７７】
図１３は、本発明の実施形態に基づくマルチバンド／マルチモードを使用することができる衛星無線電話システムおよび／または方法のブロック図である。図１３はＧＳＭに関係し、ＧＳＭ電波インタフェースを提供するシステム要素が示されていることは当業者には理解されよう。しかしながら、他の衛星無線電話システムおよび／または方法も本発明の実施形態として提供されることがある。
【００７８】
特に、図１３に示すように、衛星無線電話システムおよび方法のこれらの実施形態は、例えば静止衛星といった宇宙設置コンポーネント１３１０、少なくとも１つのゲートウェイステーションシステム（Gateway Station System：ＧＳＳ）１３６０、ネットワークオペレーションセンタ（Network Operation Center：ＮＯＣ）１３６２、移動交換局（Mobile Switching Center：ＭＳＣ）１３６４、基地局制御装置（Base Station Controller：ＢＳＣ）１３６６、および無線基地局（Base Transceiver Station：ＢＴＳ）１３６８を含む。この衛星無線電話システムは公衆交換電話網（Public Switched Telephone Network：ＰＳＴＮ）１７７２および／または１つ以上の公衆データ網（Public Data Networks：ＰＤＮ）１７７４に接続される場合がある。加えて、一般パケット無線サービス（General Packet Radio Service：ＧＰＲＳ）を提供するために、一部のＭＳＣ１３６４は、ＳＧＳＮ（Support GPRS Service Node）およびＧＧＳＮ（GPRS Gateway Support Node）と一般的に称される適切なパケット切替設備で増強される場合がある。ＧＳＳはＴＴ＆Ｃ（Tracking Telemetry & Command）システム１７７６にも接続されることがある。複数の無線電話１３２０が提供されることもある。
【００７９】
図１４に、宇宙設置コンポーネントと付随する地上ネットワークとの間の本発明の実施形態に基づく周波数再利用の態様を示す。図１４に示すように、相対的に小さな付随する地上ネットワークセル１４５０は相対的に大きな衛星セル１４４０の中に入れ子状態になっている。このことは、宇宙設置コンポーネント１４１０で使用されることがある大きな反射器を使っても衛星セル１４４０は直径が数百キロメートルのオーダにあるが、それに対し、付随する地上ネットワークセル１４５０は衛星セルよりも２倍、３倍、あるいはそれ以上に小さいことがあるからである。図１４において、同じ搬送波周波数の地上再利用は同じ記号（□または＊）で示される。
【００８０】
図１３と図１４に示された本発明の実施形態によれば、単一の衛星無線電話システムは、付随する地上ネットワーク１４５０内にある複数の付随する地上コンポーネント１４５２をサポートすることが可能となる。ここで少なくとも一部の付随する地上コンポーネント１４５２は異なる電波インタフェースによる地上波接続を提供する。分断された地上波市場に使用するために比較的大きな衛星フットプリント１４３０が許される場合がある。このため一部の実施形態において、衛星無線電話システムは、ＧＳＭベースの付随する地上コンポーネント、Ｎ−ＣＤＭＡベースの付随する地上コンポーネント、およびＷ−ＣＤＭＡベースの付随する地上コンポーネントを、同じまたは異なる衛星セル上で同時にサポートするように構成されることがある。他の実施形態として、付随する地上コンポーネントの或る部分集合（サブセット）は例えばＬ帯域で稼働し、付随する地上コンポーネントの別の部分集合（サブセット）はＳ帯域で稼働するように構成されることがある。
【００８１】
すでに述べたように、一部の実施形態として衛星無線電話通信システムおよび方法は、宇宙設置コンポーネントとの宇宙通信および付随する地上コンポーネントの少なくとも１つとの地上波通信の両方に対して実質上同じ帯域／同じ電波インタフェースサービスを提供することができる。これによって単純化した無線電話が可能となる。
【００８２】
特に、図１５は、本発明の一部の実施形態に基づく衛星無線電話システムまたは方法における宇宙設置コンポーネントおよび付随する地上コンポーネントと通信するために使用することができる無線電話１５２０のブロック図である。一部の実施形態において、これらの無線電話１５２０は、実質上同じ帯域および実質上同じ電波インタフェースを使用する付随する地上コンポーネントおよび宇宙設置コンポーネントを含む本発明の一部の実施形態に基づく衛星無線電話システムに使用することができる。本発明の一部の実施形態によれば、宇宙通信と地上波通信に同じスペクトルを再利用する能力を有することから、低コスト、小型および／または軽量の無線電話の実現を容易にすることが可能となる。
【００８３】
さらに、本発明の一部の実施形態では、イリジウム（Iridium）またはグローバルスター（Globalstar）といった従来型衛星無線電話システムと比較して、無線電話よりは宇宙設置コンポーネントにリンクパーフォーマンスのより多くの負荷をかけることができる。このため、大きなアンテナが無線電話に使用される必要はなくなる場合がある。それどころか従来のセルラ無線電話アンテナと同様のアンテナが使用されてよい。
【００８４】
従って、図１５に示すように、低域通過フィルタ１５２２、アップコンバータ１５２４ａおよびダウンコンバータ１５２４ｂ、局所発振器（Local Oscillators：ＬＯ）１５２６、低ノイズ増幅器（Low Noise Amplifier：ＬＮＡ）１５２８、電力増幅器（Power Amplifier：ＰＡ）１５３２、帯域通過フィルタ１５３４およびアンテナ１５３６を含む単一のＲＦ（Radio Frequency）チェーンが使用されることがある。また、アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）コンバータ１５４４、デジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）コンバータ１５４６およびマン・マシン・インタフェース（Man Machine Interface：ＭＭＩ）１５４８を含む単一のベースバンドプロセッサ１５４２が使用されることがある。オプションとしてブルートュース・インタフェース（Bluetooth interface）１５５２が提供されることがある。特定用途向け集積回路（Application-Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ）１５５４には、その上に、ＲＡＭ（Random Access Memory）１５５６、ＲＯＭ（Read-Only Memory）１５５８、マイクロプロセッサμＰ（microprocessor）１５６２、付随する地上波通信のためのロジック（ATC Logic）１５６４および宇宙通信のためのロジック（SS Logic（Space Segment Logic））１５６６が搭載される場合がある。ＳＳロジック１５６６は、衛星固有ボコーダ（satellite-unique vocoder）、衛星用前進型誤信号訂正コード体系（satellite forward error correction coding scheme）、衛星固有インタリーバ（satellite-unique interlever）など、セルラ無線電話またはＰＣＳ（Personal Communications System）上に衛星固有の必需品を取り付けるために使用することができる。しかし、この追加のゲート数（gate count）はＡＳＩＣ１５５４のコストを増大させない場合がある。
【００８５】
本発明の他の実施形態として、無線電話が大きなアンテナ１５３６を使用したりあるいは地上波通信モードにあるときよりも衛星通信モードにあるときにより多くの電力を放射しなければならないといった必要性が一切なくなるように、宇宙設置コンポーネントは適切な寸法に設計される。適切なレベルのリンクローバスト性（link robustness）は、より大きな衛星アンテナおよび／または他の技術によって与えることができるスポットビーム利得によって実現される場合がある。これよって、無線電話から大きな衛星アンテナを除去し、かつ／または地上波通信と衛星通信に単一のアンテナを使用したりする際に生じる場合がある衛星リンクローバスト性の数ｄＢの減少を補償することが可能である。その結果、宇宙設置コンポーネントおよび付随する地上ネットワークと単一の帯域および単一の電波インタフェースで通信することができる単一モードおよび単一帯域の無線電話が提供可能となる。
【００８６】
（マルチバンド／マルチモード衛星無線電話通信システムおよび方法のための総放射電力制御方法）
本発明の他の実施形態としてマルチバンド／マルチモード衛星無線電話通信システムおよび方法について以下詳細に説明する。
【００８７】
特に、図１８を参照して説明すると、衛星無線電話システムは、複数の無線電話と複数の周波数帯域および／または複数の電波インタフェースで通信するように構成された宇宙設置コンポーネント１６１０を含む。複数の周波数帯域および／または複数の電波インタフェースを使用するリンクは図１８において符号１８８０ａ〜１８８０ｆで示されているが、図の態様に限定されることなく、より少数またはより多数の周波数帯域／電波インタフェースが使用されることがあることは理解されよう。付随する地上ネットワーク（ancillary terrestrial network：ＡＴＮ）１８５０は複数の無線電話と実質上複数の周波数帯域および／または実質上複数の電波インタフェースで地上波通信するように構成される。また図１８には５つの付随する地上コンポーネント（ancillary terrestrial component：ＡＴＣ）１８５２ａ〜１８５２ｆが示されているが、より少数またはより多数の付随する地上コンポーネントが付随する地上ネットワーク１８５０で利用されることがあることは理解されよう。すでに述べたような衛星ゲートウェイ１６６０およびＰＤＮ／ＰＳＴＮ１８１０も提供される。
【００８８】
さらに図１８において、複数の無線電話による総放射電力を最大総放射電力に制限するように構成された総放射電力制御装置（aggregate radiated power controller）１８２０が提供される。一部の実施形態として、総放射電力制御装置は、複数の同一周波数無線電話（co-frequency radiotelephones）による総放射電力を最大総放射電力に制限するために複数の同一周波数無線電話を制御するように構成される。ここで使用される用語「同一周波数（co-frequency）」とは、無線電話が、たとえそれらが異なるＴＤＭＡタイムスロット（異なるＴＤＭＡチャネル）または異なるＣＤＭＡ拡張符号（異なるＣＤＭＡチャネル）を使用する場合でも、同じ搬送波周波数を使用することを意味する。従って、付随する地上ネットワーク１８５０が複数の周波数帯域および／または複数の電波インタフェースを利用しても、付随する地上ネットワーク１８５０の放射要件の順守は維持される場合がある。総放射電力制御装置１８２０は、独立（stand alone）コンポーネントとして、ゲートウェイ１６６０の一部として、および／または衛星無線電話システムおよび／またはＡＴＮ（付随する地上ネットワーク）の別のコンポーネントの一部として、提供される場合があることは理解されよう。
【００８９】
本発明の一部の実施形態において、総放射電力制御装置１８２０は実質上全てのＡＴＮおよび／またはそれらと通信している実質上全ての無線電話を全体的に制御することができるように構成される。しかし、本発明の他の実施形態では、総放射電力制御装置１８２０は複数の無線電話の部分集合（サブセット）による総放射電力を最大総放射電力に制限するように構成される。例えば、一部の実施形態において、複数の周波数帯域は第１の周波数帯域と第２の周波数帯域から成り、複数の無線電話の部分集合は付随する地上ネットワークと実質上第１の周波数帯域で地上波通信する無線電話を含む。実施形態によっては第１の周波数帯域はＬ帯域周波数から成り、実施形態によっては第２の周波数帯域はＳ帯域周波数を含む。他の実施形態では、第１の周波数帯域は別のシステムによって実質上電波地平線間（inter-radio-horizon）で使用されるＬ帯域周波数から成り、第２の周波数帯域は別のシステムによって実質上電波地平線間で使用されないＬ帯域周波数を含む。これらの実施形態において、第２の周波数帯域はＳ帯域周波数を更に含む場合がある。
【００９０】
このようにして、一部の実施形態として、ＡＴＮおよび／またはそれと通信している無線電話の第１の部分集合のみが総放射電力制御に従う場合があるが、それに対してＡＴＮおよび／またはそれと通信する無線電話の第２の部分集合は総放射電力制御に従う必要はない。例えば、地上波で放射されるＬ帯域周波数は別のシステムとの干渉を引き起こす可能性があり、総放射電力制御に従う場合がある。それとは対照的に、別のシステムによって実質上電波地平線間で使用されないＳ帯域周波数とＬ帯域周波数は別のシステムとの干渉を引き起こす可能性はなく、それ故に、本発明の実施形態に基づく総放射電力制御に従わない場合がある。
【００９１】
より具体的には、ＡＴＮ（付随する地上ネットワーク）１８５０を含むモバイル衛星システムＭＳＳ（Mobile Satellite System）は音声サービスおよび／またはデータサービスを２つ以上の電波インタフェースプロトコルを使用してフットプリント上のエンドユーザに提供することができる。例えば米国無線電話通信市場の現在の分断状況と起こりえる将来的な不確定性を考えると、システムがいくつかの電波インタフェースプロトコルを使ってエンドユーザにサービスを提供することが可能なことは望ましい場合がある。現在、米国市場では、ｉＤＥＮ、ＧＳＭおよびｃｄｍａ２０００によるサービスが行われているが、他の例えばＷ−ＣＤＭＡおよび／またはＯＦＤＭ／ＯＦＤＭＡといった新たな標準が将来使用される可能性がある。複数の現行標準（電波インタフェースプロトコル）に適し、将来の（現在、参入しているまたは参入していない）テクノロジーも取り入れることができるシステムアーキテクチャは柔軟性（フレキシビリティ）を増大させることがある。
【００９２】
図１８にＡＴＮの可能な配備計画を示す。図に示すように、異なるかつ／または重なり合う地理的エリアは、異なる電波インタフェースプロトコルを使用しているＡＴＣ１８５２ａ〜１８５２ｆによって受け持たれる場合がある。衛星１６１０は複数のプロトコルを衛星ゲートウェイ１６６０へ／から伝送することが可能で、その場合、異なるセットの送受信機（トランシーバ）ユニットには異なる電波インタフェース波形の処理が付随することがある。無線電話は、衛星１６１０を介してまたは少なくとも１つのＡＴＣ１８５２を介して、例えば他の無線オペレータとの間で設定される場合があるビジネス関係に応じて、場合によっては他のＰＣＳ／セル帯域で通信することが可能な集積型送受信機を含むことがある。無線電話送受信機の衛星／ＡＴＮ部分は、衛星１６１０または少なくとも１つのＡＴＣ１８５２を介して通信するために実質上同じ電波インタフェースプロトコルを利用する場合がある。このアプローチにより、集積レベルを増大しかつ衛星通信モードおよびＡＴＮモードの両方でハードウェアおよびソフトウェアを再利用することによって、送受信機のサイズ、重量および／または製造コストを最小化することが可能である。
【００９３】
本発明の一部の実施形態において、ＡＴＮ（付随する地上ネットワーク）は、米国連邦通信委員会規則（Federal Communications Commission rules）がＧＳＭベースのＡＴＮに許すよりも大きな干渉ポテンシャルを作り出すことなくＣＤＭＡ電波インタフェースプロトコルに基づく場合がある。提案された規則作成についての報告および規定および注意”ＦＣＣ０３−１５”（２００３年１月２９に採択され、２００３年２月１０日に公表されたＩＢ整理番号０１−１８５（IB Docket No.01-185）「２ＧＨｚ帯域、Ｌ帯域、および１．６／２．４帯域におけるモバイル衛星サービスプロバイダによる通信配信のフレキシビリティ（Flexibility for Delivery of Communications by Mobile Satellite Service Providers in the 2 GHz Band, the L-Band, and the 1.6/2.4 Bands）」、これを以下ＦＣＣ０３−１５と称す）を参照されたい。このようにして、ＡＴＮまたはいずれかのＡＴＣによって使用される技術は、総合的同一周波数エミッションレベルがＦＣＣ０３−１５に議論された特定ＧＳＭシステム委員会（Commission for the specific GSM system）によって定められた限界を超えないよう制御される限りは、問題にはなり得ない。このためＡＴＮ１８５０は、委員会によって設定された総放射電力スペクトル密度の限界（−５３＋ｌｏｇ（１，７２５）ｄＢＷ／Ｈｚ）が守られる限りは、同時に複数の電波インタフェースプロトコルで機能するように開発することができる。
【００９４】
ＦＣＣ０３−１５の中で、委員会は、衛星通信のためのＭＳＳによっても使用されるＧＳＭ搬送波のＵＳ・ＡＴＮによる１，７２５重の地上再利用を認めた。ＡＴＣリターンリンクにおける十分負荷された単一のＧＳＭ搬送波は、それはいくつかの無線電話（最大８個）から基地局へ放射されているものであるが、宇宙空間に最大−５３ｄＢＷ／Ｈｚの電力スペクトル密度を放射することがある。宇宙空間に１，７２５個の同一周波数の十分負荷されたリターンリンクＧＳＭ搬送波から放出されることがある最大総放射電力スペクトル密度は−５３＋ｌｏｇ（１，７２５）ｄＢＷ／Ｈｚ≒−２０．６４ｄＢＷ／Ｈｚである。これは０ｄＢＷのＧＳＭ無線電話ピークＥＩＲＰ（等価等方放射電力）に基づくもので、ＦＣＣ０３−１５の解析と矛盾しない。それは、ＡＴＮの最大限許されたＵＳワイドな周波数再利用によってリターンリンクで作り出される最大総放射電力スペクトル密度で、委員会の結論によればインマルサット衛星受信機の雑音レベル（noise floor）を０．７％程度だけ増やす場合がある。
【００９５】
ＣＤＭＡリターンリンクコード（ユーザ）の最大ＥＩＲＰは−１０ｄＢＷである場合があり、例えばｃｄｍａ２０００電波インタフェース標準に準拠した１．２５ＭＨｚの帯域幅を占める搬送波で伝送されることがある。このようにして、−１０−ｌｏｇ（１，２５０，０００）≒−７０．９７ｄＢｗ／Ｈｚの電力スペクトル密度がＡＴＣリターンリンクで機能する単一のＣＤＭＡコード（ユーザ）によって宇宙空間に放出される場合がある。許された−２０．６４ｄＢＷ／Ｈｚの最大総電力スペクトル密度の限度は、すでに導き出されたように、約１０［（７０．９７−２０．６４）／１０］≒１０７，８９４個の同一チャネルリターンリンクＣＤＭＡコードを収容するすることができる。この結果は純粋なＧＳＭ・ＡＴＮおよび純粋なＣＤＭＡ・ＡＴＮの間のＡＴＮリターンリンクに対する同値関係を設定するために使用されることがある。
【００９６】
このようにして、総リターンリンク干渉スペクトル密度の観点から言えば、ＡＴＮによるＧＳＭ搬送波の１，７２５重のＵＳワイドな周波数再利用は与えられた１．２５ＭＨｚのＣＤＭＡ搬送波で全米に送信する約１０７，８９４個のコードと同等とみなされてよい。ユーザは伝送の信頼性および／またはデータレートを改善するために２つ以上のコードが割り当てられることがあるので、ユーザ数は一般にコード数以下である。このような同値性は、０ｄＢＷと想定されるＧＳＭのピークリターンリンクＥＩＲＰに基づくが、一方、ＣＤＭＡコードでは−１０ｄＢＷと想定される。
【００９７】
数学的な同値性は、０ｄＢＷのピークＥＩＲＰで送信している単一のアクティブな（送信）ＧＳＭタイムスロット（ユーザ）と、それぞれが−１０ｄＢＷのピークＥＩＲＰで送信しているアクティブな多数のＣＤＭＡコード（ユーザ）の間で設定されることがある。この関係によって、ＧＳＭおよびＣＤＭＡ技術の両方と、その２つの間を潜在的に変動するキャパシティを含むＡＴＮを配備することが可能となり、その関係は総リターンリンク干渉電力スペクトル密度の可能性の観点から委員会がＦＣＣ０３−１５の中で扱った純粋なＧＳＭに等しい。
【００９８】
特に、ＦＣＣ０３−１５によれば、インマルサット（Inmarsat）衛星の受信機に対するノイズ増大のポテンシャル（可能性）を０．７％に維持しながら、与えられたＧＳＭ搬送波においてＡＴＮ（ＵＳワイド）でアクティブになり得る１，７２５×８＝１３，８００ものＧＳＭタイムスロット（ユーザ）が存在する。すでに示したように、総合的なアップリンク電力スペクトル密度干渉ポテンシャルの観点から、これは与えられた１．２５ＭＨｚのＣＤＭＡ搬送波（ＵＳワイド）で送信する約１０７，８９４コード（ユーザ）と同等である。従って、１つのアクティブな同一周波数（co-frequency）ＧＳＭスロット（ユーザ）は約１０７，８９４／１３，８００≒７．８１８４ものアクティブな同一周波数ＣＤＭＡコード（ユーザ）に等しい。このようにして、米国全体にわたる同一周波数ＡＴＮ動作を支配するために使用される方程式は次のようになる場合がある。
【数１】
2006525752.tif 000003
【００９９】
式（１）において、ＮGSMはアクティブな同一周波数ＧＳＭタイムスロット（ユーザ）の数を表し、ＮCDMAはアクティブな同一周波数ＣＤＭＡコード（ユーザ）の数を表す。一部の実施形態では、ＮGSM個のＧＳＭタイムスロットは少なくとも部分的にＮCDMA個のＣＤＭＡコードと同一周波数（co-frequency）である。１．２５ＭＨｚ帯域幅の単一のＣＤＭＡ搬送波と同一周波数にすることが可能な６つの別々のＧＳＭ搬送波が存在するので、同一周波数ＣＤＭＡ搬送波の負荷は、全て６つの対応するＧＳＭ搬送波のＵＳワイドなキャパシティを１３，８００ＮCDMA／１０７，８９４と同じ量だけ使い果たすことになる。以上のことに基づいて、ＧＳＭおよびｃｄｍａ２０００トラヒックの両方を同時にサポートするように構成されたＵＳワイドなＡＴＮネットワークは委員会のアップリンク干渉条件（例えばインマルサットでは０．７％のΔＴ／Ｔを超えない）を順守することができることが分かる。ＭＳＳ／ＡＴＮオペレータは、このようなＡＴＮにおける全体的な同一周波数トラヒックを実質的に式（１）に従って割り当てることによって順守することができる。
【０１００】
すでに議論したように、十分負荷されたＧＳＭリターンリンク搬送波（８個のタイムスロットが全て占有された）は最大ＥＩＲＰ密度ポテンシャルとして−５３ｄＢＷ／Ｈｚを生成する場合がある。この結果は、例えば０ｄＢｉのアンテナ利得を有し、（ＦＣＣ０３−１５におけるＦＤＤの想定に基づいて）２００ｋＨｚの搬送波帯域幅で最大０ｄＢＷのＥＩＲＰを放射するＧＳＭ電話／無線端末に基づく。
【０１０１】
例えば０ｄＢｉのアンテナ利得を有するｃｄｍａ２０００のＡＴＮ無線端末は、単一コードを使用して通信する間、最大−９ｄＢＷのＥＩＲＰに制限される場合がある。ｃｄｍａ２０００の１．２５ＭＨｚの搬送波帯域幅（１×ＲＴＴ）が与えられると、単一のｃｄｍａ２０００リターンリンクコードによって生成される場合がある最大のＥＩＲＰ密度は−９−１０ｌｏｇ（１．２５×１０6）≒７０ｄＢＷ／Ｈｚになることがある。それ故に１０[(70-53)/10]≒５０もの同一周波数ｃｄｍａ２０００コードは１つの十分負荷されたＧＳＭ搬送波と同じアップリンク干渉電力スペクトル密度ポテンシャルを生成する場合があることが言える。
【０１０２】
Ｗ−ＣＤＭＡについては、例えば０ｄＢｉのアンテナ利得を有するＡＴＮ無線端末は、単一コードを使用して通信する間、例えば最大−９ｄＢＷのＥＩＲＰに（設計により）制限される場合がある。Ｗ−ＣＤＭＡの５ＭＨｚの搬送波帯域幅が与えられると、このような無線端末は−９−１０ｌｏｇ（５×１０6）≒−７６ｄＢＷ／ＨｚのＥＩＲＰ密度ポテンシャルを生成する場合がある。従って１０[(76-53)/10]≒２００もの同一周波数Ｗ−ＣＤＭＡコードは１つの十分負荷されたＧＳＭ搬送波と同じアップリンク干渉電力スペクトル密度ポテンシャルを生成する場合がある。
【０１０３】
全ての３つの技術（ＧＳＭ、ｃｄｍａ２０００、およびＷ−ＣＤＭＡ）に基づく場合があるＡＴＮについて、これら３つの標準に関連するオンエア同一周波数トラヒックの許された分布を指定するために以下の条件方程式が使用されることがある。
【数２】
2006525752.tif 000004
この式でＮは与えられたＧＳＭ搬送波が使用かつ再利用されるときのそのＧＳＭ搬送によってＡＴＭワイドに同一周波数でサポートされるＧＳＭタイムスロット（チャネル）の数を表す。Ｍは単一のｃｄｍａ２０００搬送波がＡＴＮ全体で使用かつ再利用されるときのその単一のｃｄｍａ２０００搬送波によってサポートされるｃｄｍａ２０００同一周波数コード（チャネル）の数を表す。Ｌは単一のＷ−ＣＤＭＡ搬送波がＡＴＮによって使用かつ再利用されるときのその単一のＷ−ＣＤＭＡ搬送波上のＷ−ＣＤＭＡ同一周波数コード（チャネル）の数を表す。ＲはＦＣＣで許可された純粋なＧＳＭベースのＡＴＮ周波数再利用度を表す。一部の実施形態として、Ｎ個のＧＳＭタイムスロット、Ｍ個のｃｄｍａ２０００コード、およびＬ個のＷ−ＣＤＭＡコードは少なくとも部分的に同一周波数（co-frequency）である。式（２）は同一周波数動作搬送波（ＡＴＮワイドなトラヒックが上式に基づいて分配される全ての３つの搬送波タイプＧＳＭ、ｃｄｍａ２０００，Ｗ−ＣＤＭＡは、同一周波数で機能することがある）に課される拘束条件を提供することができる。さらに、純粋なＧＳＭベースのＡＴＮ配置に対しては、上式はＮ＝８Ｒ（Ｍ＝Ｌ＝０）に簡約される。このことから、単一のＧＳＭ搬送波によってＡＴＮワイドにサポートできるタイムスロット（チャネル）の総数は許可された周波数再利用度の８倍に等しくなることが確かめられる。
【０１０４】
単一のｃｄｍａ２０００搬送波によって占有される帯域幅の中にフィットする場合がある６つのＧＳＭ搬送波が存在するので、ｃｄｍａ２０００搬送波の全国ワイドの負荷（Ｍ）は全ての６つの対応する（ｃｄｍａ２０００搬送波と同一周波数の）ＧＳＭ搬送波の全国ワイドなキャパシティをＭ／５０と同じ量だけ使い切ることがある。同様に、単一のＷ−ＣＤＭＡ搬送波によって占有される帯域幅の中に存在できる２５個のＧＳＭタイムスロット搬送波が存在するので、Ｗ−ＣＤＭＡ搬送波の全国ワイドの負荷（Ｌ）は全ての２５個の対応する（Ｗ−ＣＤＭＡ搬送波と同一周波数の）ＧＳＭ搬送波の全国ワイドのキャパシティをＬ／２００と同じ量だけ使い切ることがある。同じような理由から、Ｗ−ＣＤＭＡ搬送波によって占有される周波数の帯域上に（同一周波数で）収まる場合がある４個のｃｄｍａ２０００搬送波が存在するので、Ｗ−ＣＤＭＡ搬送波の全国ワイドの負荷は全ての４つの対応する（Ｗ−ＣＤＭＡ搬送波と同一周波数の）ｃｄｍａ２０００搬送波の全国ワイドのキャパシティをＬ／４と同じ量だけ使い切ることがある。
【０１０５】
式（１）および式（２）は次式のように一般化することができる。
【数３】
2006525752.tif 000005
この式でＮiは与えられた周波数帯域および／または電波インタフェースｉを使用する同一周波数のアクティブユーザの数である。Ｆiは与えられた周波数帯域／電波インタフェースｉに対する対応する等価係数（１より小または大、または１に等しい）である。ＭＡＲＰは許される最大総放射電力スペクトル密度の大きさである。
【０１０６】
ＦＣＣ０３−１５において、ＡＴＮと通信している無線端末によってＵＳワイドに放射されることがある総放射電力スペクトル密度（Power Spectral Density：ＰＳＤ）は−５３＋１０ｌｏｇ（１７２５）≒−２０．６ｄＢＷ／Ｈｚを超えない場合があることは理解されよう。この結論に到達する際に、ＡＴＮはＧＳＭ技術に基づいていること、ＧＳＭ無線端末は同一周波数衛星システム（インマルサット）の方向に１搬送波当たり０ｄＢＷの最大（アップリンク）ＥＩＲＰを放射することが可能であることをＦＣＣは仮定した。ＦＣＣの結論はＡＴＮの５０％のみが米国内に存在しているという仮定にも基づいている。
【０１０７】
ＵＳワイドな総放射ＰＳＤ（総放射電力スペクトル密度）は、５０％より多くのＡＴＮが米国内に存在することが許される場合にはもっと高くなる。例えば、全ＡＴＮの８０％が米国内に配備された場合、許されるＵＳワイドな総放射ＰＳＤポテンシャルは−５３＋１０ｌｏｇ（２７６０）≒−１８．６ｄＢＷ／Ｈｚまで増大する場合がある。ＦＣＣ０３−１５の中で、委員会は、アップリンク干渉に関係のある総合的平均信号減衰は２４７．７ｄＢであると結論した。この数は、
（ａ）自由空間伝搬（１８８．７ｄＢ）、
（ｂ）ＡＴＮの方向における同一周波数システム衛星アンテナの判別（２５ｄＢ）、
（ｃ）屋外遮蔽（３．１ｄＢ）、
（ｄ）ＡＴＮによって実行される閉ループ電力制御（２０ｄＢ）、
（ｅ）低レートボコオーダの使用（３．５ｄＢ）、
（ｆ）ボイス・アクティビティ（voice activity）（１ｄＢ）、
（ｇ）同一周波数衛星システムによって実行される偏波識別（１．４ｄＢ）、
による妨害信号の減衰（attenuation/suppression）を計算に入れたものである。（ＦＣＣ０３−１５の２０６ページにある補遺Ｃ２の表２．１．１Ｃを参照されたい。）電力制御によるこの干渉信号の抑制（２０ｄＢ）はレンジ・テーパー（range taper）による２ｄＢと構造減衰による１８ｄＢとを含む。ＦＣＣ０３−１５に明記された委員会の結論／仮定に基づき、また米国内に最大８０％のＡＴＮが配備されていると仮定すると、同一周波数衛星アンテナの入力における総合的な平均ＰＳＤポテンシャルは−１８．６−２４２．７＝−２６１．３ｄＢＷ／Ｈｚに制限されることがある。
【０１０８】
すでに述べたように、本発明の実施形態に基づく総放射電力制御システムおよび方法は、複数の無線電話による総放射電力を最大総放射電力に制限するように構成される。上述した実施形態において、ＡＴＮは与えられた周波数帯域および／または搬送波周波数および／または電波インタフェースを使用する全ての付随する地上コンポーネントにわたって同じ量の構造減衰マージンおよび／またはリターンリンクマージンを有することが仮定された。すでに述べた計算はこの仮定のもとで実行された。しかしながら、この仮定が常に当てはまるとは限らない。つまり正確に言えば、本発明の他の実施形態によれば、ＡＴＮにおける様々なＡＴＣが異なる構造減衰および／またはリターンリンクマージンを有することがある。実際、本発明の他の実施形態によれば、リンクマージンは、より多数の無線電話が最大総放射電力を超えることなく地上波通信することができるように、様々なＡＴＣで増やされる場合がある。そこで２つの具体例が提供される。第１の具体例では、複数のｃｄｍａ２０００無線電話が構造減衰マージンとして１８ｄＢを与えるＡＴＮインフラ設備と通信する。第２の具体例では、全てでない一部のＡＴＮインフラ設備が構造減衰マージンとして１８ｄＢを与える。
【０１０９】
従って前記第１の具体例において、全てのｃｄｍａ２０００ＡＴＣ無線端末は構造減衰マージンとして１８ｄＢを与えるインフラ設備と通信する。衛星と比較して、ｃｄｍａ２０００ＡＴＣ無線端末は通信チャネル１つ当たり（すなわち１コード当たり；パイロットチャネルによって消費されるＥＩＲＰは簡単のため無視する）−１３ｄＢＷの（空間的に平均した）最大ＥＩＲＰを放射する場合がある。だから、無線端末のＰＳＤポテンシャルは通信チャネル１つ当たり（無線端末のアンテナ出力において）−７４ｄＢＷ／Ｈｚとなり、衛星のアンテナ入力において−７４−２４２．７＝−３１６．７ｄＢＷ／Ｈｚとなる場合がある。−２６１．３ｄＢＷ／Ｈｚの許されたＰＳＤポテンシャルを衛星アンテナの入力で生成するために同一周波数で動作するこのような無線端末（通信チャネル）の数は１０[(316.7-261.3)/10]＝３４６，７３６である。一部の実施形態において、最大７個のｃｄｍａ２０００搬送波がＡＴＮに投入（deploy）されることがある。このようにして、米国に設置されるＡＴＮの全体的なオンエアキャパシティは３４６，７３６×７＝２，４２７，１５２もの同時通信チャネルとなる場合がある。
【０１１０】
前記第２の具体例において、全てではなく一部の無線端末が構造減衰マージンとして１８ｄＢを与えるインフラ設備と通信する。例えば、Ｘ、Ｙ、Ｚを、構造減衰マージンとしてＡ、Ｂ、ＣｄＢを与えるＡＴＮインフラ設備とそれぞれ同一周波数で通信する場合があるＡＴＮｃｄｍａ２０００無線端末のＵＳワイドな可能なパーセンテージ（％）とする。従って次式が成り立つ。
【数４】
2006525752.tif 000006
また、Ｌ、Ｍ、およびＮを、クラスＡ、Ｂ、およびＣのインフラ設備とそれぞれ通信している場合がある可能な無線端末の数とすると、以下のように書ける。
【数５】
2006525752.tif 000007
ＡＴＮ無線端末を受け持っている場合があるＡＴＮインフラ設備の（上で定義した）これら３つのクラス／カテゴリによれば、衛星アンテナ入力での総放射電力スペクトル密度ポテンシャル（単位はＷ／ＨＺ）は次のように書かれることがある。
【数６】
2006525752.tif 000008
式（６）において、量１０ｌｏｇ（σ２）は例えば−７４ｄＢＷ／Ｈｚに指定される場合がある。またξ、ζ、ιは、３つのクラスのインフラ設備によってそれぞれ受け持たれる場合がある３つのクラスの無線端末に関連した平均総（電力ドメイン）減衰因子を表す。従って、それらは次のように書かれることがある。
【数７】
2006525752.tif 000009
式（５）を使用すると、
【数８】
2006525752.tif 000010
式（７）乃至式（１０）を式（６）に代入して対数をとると、ビクティム衛星（victim satellite）における平均ＰＳＤポテンシャルは以下のように表現することができる。
【数９Ａ】
2006525752.tif 000011
【数９Ｂ】
2006525752.tif 000012
または、
【数１０】
2006525752.tif 000013
Ｌについて解くと次式が得られる。
【数１１】
2006525752.tif 000014
式（１３）において、指数部分の第２項は式（１２）によって定義される。
【数１２】
2006525752.tif 000015
式（１３）からＬが見いだされると、ＮおよびＭは式（５）を使って次のように評価される。
【数１３】
2006525752.tif 000016
以下の表に数値結果を示す。
【０１１１】
【表１】
2006525752.tif 000017
【０１１２】
以上から、上述した前記第２の具体例は式（３）の追加的な態様を提供する場合がある。式（３）において、Ｎiは与えられた周波数帯域および／または搬送波周波数および／または電波インタフェースに対する共通の（ｉ番目の）構造減衰マージンに従って機能する同一周波数チャネルの数を表す。Ｆiは、与えられた周波数帯域および／または搬送波周波数および／または電波インタフェースに対する共通の（ｉ番目の）構造減衰マージンに対する、１より小、１より大、または１に等しい場合がある対応する等価係数（equivalence factor）を表す。ＭＡＲＰは最大総放射電力、すなわち最大総放射電力スペクトル密度（ＰＳＤ）の大きさである。
【０１１３】
本発明の一部の実施形態において、ＡＴＮはインフラ設備コンポーネント（つまり基地局および／または基地局編成）のリストを保持し、それぞれのインフラ設備コンポーネントに構造減衰マージン（Structural Attenuation Margin：ＳＡＭ）の大きさを関連づけるように構成されることがある。無線端末の登録手続きおよび／または他の手段に基づいて、ＡＴＮは、それぞれのアクティブな（オンエアの）無線端末と通信しているインフラ設備コンポーネントについての知識を保有するように構成されることもある。このようにして、ＡＴＮはＳＡＭとそれぞれのアクティブな無線端末と関連づけるように構成され、従って量Σi（ｐｓｄ）iを評価するように構成されることがある。ここで（ｐｓｄ）は衛星における電力スペクトル密度を表し、総和記号（Σ）はＡＴＮにおいて同一周波数で動作している（つまり全体的または部分的にＡＴＮ帯域および／または周波数の部分帯域を共有している）アクティブな（オンエアの）無線端末の全体にわたって実行されることがある。本発明の一部の実施形態として、量（ｐｓｄ）iはｉ番目の同一周波数無線端末に対して次のように評価することができる。
【数１４】
2006525752.tif 000018
量１０ｌｏｇ（ｐi）はｉ番目のアクティブな（オンエアの）無線端末によって生成されることがある衛星方向における最大のＥＩＲＰの大きさ（例えば、ＧＳＭに対しては−４ｄＢＷ、ｃｄｍａ２０００および／またはＷ−ＣＤＭＡに対しては−１３ｄＢＷ）を表す。ＢＷｉはｉ番目のアクティブな（オンエアの）無線端末によって放射されている搬送波によって占有された帯域幅の大きさ（例えば、ＧＳＭに対しては２００ＭＨｚ、ｃｄｍａ２０００に対しては１．２５ＭＨｚ、Ｗ−ＣＤＭＡに対しては５ＭＨｚ）を表す。また量１０ｌｏｇ（αi）はｉ番目の無線端末と衛星の間に存在する場合がある総信号減衰（aggregate signal attenuation）の大きさを表すことができる。
【０１１４】
量１０ｌｏｇ（αi）は更に１０ｌｏｇ（αi）＝−（Ｌ＋ＳＡＭi）ｄＢと表すことができる。Ｌは総信号減衰ポテンシャルの大きさで、
（ａ）自由空間伝搬（１８８．７ｄＢ）、
（ｂ）同一周波数システム衛星アンテナの判別（２５ｄＢ）、
（ｃ）屋外遮蔽（３．１ｄＢ）、
（ｄ）レンジ・テーパー（range taper）によるＡＴＮ電力制御（２ｄＢ）、
（ｅ）低レートボコオーダの効果（３．５ｄＢ）、
（ｆ）ボイス・アクティビティ（voice activity）の効果（１ｄＢ）、
（ｇ）同一周波数衛星システムによって実行される偏波識別（１．４ｄＢ）、
を計算に入れたものである。（ＦＣＣ０３−１５の２０６ページにある補遺Ｃ２の表２．１．１Ｃを参照されたい。）ＳＡＭｉはｉ番目のアクティブな同一周波数無線端末と通信しているインフラ設備コンポーネント（基地局および／または基地局群）によって与えられる構造減衰マージンの大きさを表す。ＳＡＭｉの一般的な値は例えば過密都市部、都市部、半都市部（sub-urban）、地方のインフラ設備コンポーネントに対してそれぞれ２２ｄＢ、１８ｄＢ、１２ｄＢ、および６ｄＢである。
【０１１５】
従って、本発明の一部の実施形態において、総放射電力制御装置は複数の同一周波数無線端末を制御するように構成されるが、その制御方法は次式に基づいて複数の無線端末による総放射電力を最大総放射電力に制限するように実行される。
【数１５】
2006525752.tif 000019
（ｐｓｄ）iは衛星における放射電力スペクトル密度の大きさ、ＭＡＲＰ（maximum aggregate radiated power）は許された最大総放射電力の大きさである。一部の実施形態において、ｐｓｄは（ｐｓｄ）i＝１０[log(pi/BWi)+log(αi)]に基づいて決定される。１０ｌｏｇ（ｐi）は衛星方向におけるｉ番目の無線端末による最大放射電力の大きさ、ＢＷiはｉ番目の無線端末によって放射された搬送波によって占有された帯域幅、そして１０ｌｏｇ（αi）はｉ番目の無線端末と衛星の間の信号減衰の大きさ（ｄＢ）を表す。
【０１１６】
ＡＴＮは量Σｘｉ＝１（ｐｓｄ）iおよび／または必要に応じてその別の指標の値を求めることがあるが、Σｉ＝１ｘ（ｐｓｄ）iおよび／またはその別の量の値が或る閾値に近づく、等しくなる、または超えるとそれに応じて、付随する地上ネットワークおよび／または１つ上の無線端末を制御してその総放射電力が最大総放射電力に制限されるようにする。
【０１１７】
多くの技術が総放射電力を制限するために使用されることがある。例えば、一部の実施形態として、１つ以上の同一周波数無線端末は、１）より低いレートのボコーダを利用すること、および／または２）情報伝送レートを小さくすること、および／または３）量Σｉ＝１ｘ（ｐｓｄ）iおよび／またはその別の指標に関係するリソースと同一周波数でない場合がある他の利用可能なＡＴＮまたは非ＡＴＮリソース（最大総放射電力を超えていない周波数など）を使用すること、が指令される場合がある。このように一部の実施形態として、総放射電力制御装置は、複数の同一周波数無線電話による総放射電力を最大総放射電力に制限するために、少なくとも１つの無線端末のボコーダレートを小さくすることによって、および／または少なくとも１つの無線端末の情報伝送レートを小さくすることによって、および／または最大総放射電力を超えていない周波数を使用して通信するように少なくとも１つの無線端末を制御することによって、複数の無線端末を制御するように構成される。
【０１１８】
本発明の様々な実施形態として、総放射電力を減らすためにどの無線端末および／または付随する地上ネットワークのどの部分を制御すべきかを決定するために、多くの異なる技術が使用されることもある。このようにして一部の実施形態において、総放射電力を減らすために、少なくとも１つの無線端末が前述したように選択かつ制御される。他の実施形態では、低い、実施形態によっては最低の構造減衰マージンに従う、それ故に比較的高いレベルで放射している少なくとも１つの無線端末が本発明の上述したいずれかの実施形態に基づいて制御されることがある。
【０１１９】
さらに、他の実施形態では、与えられた周波数帯域および／または搬送波周波数および／または電波インタフェースが望ましい最大総放射電力を超える場合にそのような周波数帯域および／または搬送波周波数および／または電波インタフェースを使用している１つ以上の無線端末が制御されるように、無線端末はそれが使用している周波数帯域および／または搬送波周波数および／または電波インタフェースに基づいて選ばれる場合がある。従って、一部の実施形態において総放射電力制御装置は、最大総放射電力を超えた周波数帯域および／または搬送波周波数および／または電波インタフェースでＡＴＮと通信している少なくとも１つの無線端末をそのような周波数帯域および／または搬送波周波数および／または電波インタフェースに対して複数の無線端末による総放射電力をそのような周波数帯域および／または搬送波周波数および／または電波インタフェースに対する最大総放射電力に制限するよう制御することによって、複数の無線端末を制御するように構成される。与えられた周波数帯域および／または搬送波周波数および／または電波インタフェースの先験的な（アプリオリな）放射電力割合がその結果観測される場合がある。
【０１２０】
本発明の更に他の実施形態として、総放射電力制御装置は、付随する地上ネットワークそれ自体、つまり地上インフラ設備を制御してそれにより少なくとも１つの無線端末による放射電力を減らすように構成される。特に、実施形態によっては総放射電力制御装置は、少なくとも１つの無線端末から少なくとも２つの付随する地上コンポーネントによって並びに／または付随する地上コンポーネントおよび少なくとも１つの補助アンテナシステムによって受信された信号をダイバシティ合成（diversity combine）して、それにより少なくとも１つの無線端末による放射電力を減らすように構成される。ＡＴＮインフラ設備コンポーネントのリンクマージンおよび／または構造減衰マージンはその結果増大する場合がある。
【０１２１】
より具体的に言えば、ＡＴＮによる同一チャネル衛星システム（co-channel satellite systems）に対する干渉ポテンシャルについての委員会の解析によれば、リターンリンクでＡＴＮインフラ設備コンポーネントによって与えられる構造減衰マージンは増大または最大化される場合がある。このパラメータを増大または最大化することは、ＡＴＮによって許された周波数再利用度および／または同一周波数通信チャネル数への直接的な影響を有する場合がある。ＡＴＮ無線端末の与えられた最大ＥＩＲＰに対して、リターンリンクでインフラ設備コンポーネントによって有効なマージンは、本発明の実施形態によれば、インフラ設備コンポーネントのＡＴＮタワー上にある受信アンテナ要素の数を増やすことによって、および／または少なくとも１つの受信アンテナ要素を複数の空間的に直交する次元で機能するように構成することによって、増大する場合がある。このアプローチは、フォワードリンクで構造減衰マージンとしてΦｄＢを与え、リターンリンクで構造減衰マージンとしてΨｄＢ（ただしΨ≧Φ）を与えることが可能なインフラ設備コンポーネントをもたらす場合がある。Ψ→∞の極限で、無線端末ＥＩＲＰはゼロに近づき、同一周波数衛星受信機に対する干渉ポテンシャルもゼロに近づく。このため、ＡＴＮによって許される周波数再利用度および／または同一周波数通信チャネル数は増大する場合がある。
【０１２２】
図１９に本発明の実施形態に基づくシステムおよび方法を概略的に示す。ここで図１８の総放射電力制御装置は、少なくとも１つの無線端末から少なくとも２つの付随する地上コンポーネントによって並びに／または付随する地上コンポーネントおよび少なくとも１つの補助アンテナシステムによって受信された信号をダイバシティ合成（diversity combine）し、それにより少なくとも１つの無線端末による放射電力を減らすよう、図１９の付随する地上ネットワークを制御するように構成される。さらに、本発明の他の実施形態として、図１９の実施形態は、総放射電力制御装置とは独立に、ＡＴＮを含む衛星無線端末システムにおけるリンクマージンを増大させるために使用されることがある。
【０１２３】
次に図１９を参照して説明すると、付随する地上ネットワーク１８５０は複数の付随する地上コンポーネントを含む。複数の付随する地上コンポーネントは図１９においては第１および第２の付随する地上コンポーネント１９００ａ、１９００ｂとして示されており、それぞれのコンポーネントはそれぞれのセル１９２０ａ、１９２０ｂを画定するエリアで少なくとも１つの無線端末１９３０と通信する。
【０１２４】
図１９を参照して説明を続けると、第１のＡＴＣ１９００ａのタワーは１つ以上の送信アンテナおよび／または１つ以上の受信アンテナで構築される。すでに述べたように、インフラ設備コンポーネントの送信アンテナおよび／または受信アンテナを含む少なくとも一部の要素は空間次元が２以上で機能するように構成される。さらに、第２のＡＴＣ１９００ｂのタワーは１つ以上の送信アンテナおよび／または１つ以上の受信アンテナで構成されることがあるが、その少なくとも一部のアンテナ要素は空間次元が２以上で機能するように構成される。図１９に示されたインフラ設備コンポーネントを構成する第１のＡＴＣ１９００ａおよび第２のＡＴＣ１９００ｂは互いに隣接したＡＴＣである場合がある。またインフラ設備コンポーネントを構成することがあるＡＴＣ集合体のそれぞれのＡＴＣは関連するセル１９２０ａ、１９２０ｂを有する場合があるが、それによって画定されるそれぞれのセル端部の内側ではＡＴＣが少なくとも１つの無線端末１９３０を受け持つように構成される。図１９に示すように、少なくとも２つの隣接するＡＴＣのセル境界／端部のすぐ近くにある場合がある無線端末は、図の場合のように、少なくとも２つの隣接するＡＴＣ１９００ａ、１９００ｂによって同時に受け持たれることがある。
【０１２５】
このようにして、少なくとも２つの隣接するＡＴＣを含むインフラ設備コンポーネントは図１９に示すように、ＡＴＣ１つ当たり１つ以上のアンテナ要素を利用して無線端末の送信を受信し処理するように構成される場合があるが、これによってリターンリンクローバスト性および／または有効なリターンリンクマージンを増やすことができる。例えば、図１９に示すように、第２の基地局１９００ｂの基地局プロセッサ１９３０は無線端末１９３０から第２の基地局１９００ｂで受信された送信を地上有線回線および／または無線回線１９４０を介して第１の基地局１９００ａのところにあるダイバシティ受信機（diversity receiver）１９０２に転送するように構成されることがある。ダイバシティ受信機はまた、少なくとも部分的には第１の基地局１９００ａの外側に配置されることがある。ダイバシティ受信機１９０２は無線端末１９３０から第２の基地局１９００ｂで受信された信号と第１の基地局１９００ａで受信された信号を合成（コンバイン）して、それによってリターンリンクローバスト性および／または有効なリターンリンクマージンを増やすために使用されることがある。このようにして、インフラ設備コンポーネントによって与えられる有効なリターンリンクマージンおよび／または構造減衰マージン（structural attenuation margin）は増大され、インフラ設備コンポーネントによる無線端末の閉ループ電力制御を通じて、無線端末による出力電力の減少を促進し、その結果として同一周波数衛星システムといった同一周波数システムに対する干渉ポテンシャルを減らすことがある。
【０１２６】
本発明の他の実施形態として、インフラ設備コンポーネントによって与えられることがある有効なリターンリンクマージンおよび／またはリターンリンク構造減衰マージンを増大または一層増大させるために、少なくとも１つの追加的な補助アンテナシステム１９１０ａ〜１９１０ｄがセル端部と、インフラ設備コンポーネントを構成する少なくとも１つのＡＴＣの基地局タワーとの間のエリア／空間に配置されることがある。図１９にインフラ設備コンポーネントのＡＴＣ１つ当たり２つの補助アンテナシステムを含むインフラ設備コンポーネント構成を示す。しかし、より多数またはより少数の補助アンテナシステム１９１０ａ〜１９１０ｄが使用されることがある。
【０１２７】
図１９を参照してさらに説明を続けると、ダイバシティ受信機１９０２は第１のＡＴＣ１９００ａのアンテナシステム、補助アンテナシステム１９１０ａおよび補助アンテナシステム１９１０ｂからと、第２のＡＴＣ１９００ｂに付随する基地局プロセッサ１９３０から得られた信号を受信し処理するように構成される。補助アンテナシステム１９１０ａおよび／または１９１０ｂから、および／またはＡＴＣタワー１９００ａのアンテナシステムから得られた信号は有線回線および／または無線でダイバシティ受信機１９０２へ送られることがある。同様に、補助アンテナシステム１９１０ｃおよび／または１９１０ｄから、および／またはＡＴＣタワー１９００ｂのアンテナシステムから得られた信号は有線回線および／または無線で基地局プロセッサ１９３０へ送られることがある。
【０１２８】
基地局プロセッサ１９３０もダイバシティ受信機を含みうる。ダイバシティ受信機１９０２および／または基地局プロセッサ１９３０は、例えば最大比合成法（maximal ratio combining）といった任意の従来型の最適かつ／または半最適（sub-optimum）な性能指数に基づいて信号を合成するように構成される場合がある。補助アンテナシステム１９１０ａ〜１９１０ｄは無線端末１９３０へ／から受信および／または送信するように構成される場合がある。１つまたは複数の補助アンテナシステムが無線端末へ送信するように構成された実施形態は、インフラ設備コンポーネントの有効なフォワードリンクマージンおよび／またはフォワードリンク構造減衰マージンを増大させる場合がある。
【０１２９】
従って、本発明の一部の実施形態に基づく衛星無線端末システムの第１の付随する地上コンポーネントは、無線端末が宇宙設置コンポーネントと通信するのと実施上同じ周波数帯域および／または実施上同じ電波インタフェースで複数の無線端末１９３０と地上波通信するように構成された基地局タワー１９００ａといったサブシステムを含む。ダイバシティ受信機１９０２といったダイバシティ受信機は、第１の付随する地上コンポーネント１９００ａによって、および／または少なくとも第２の付随する地上コンポーネント１９００ｂによって、および／または補助アンテナシステム１９１０によって、受信された無線電話１９３０からの信号をダイバシティ合成するように構成される。補助アンテナシステム１９１０ａ、１９１０ｂといった補助アンテナシステムは第１のセル１９２０ａ内に設置されたり、あるいは補助アンテナシステム１９１０ｃ、１９１０ｄのようにセル外に含まれることがある。これらの実施形態は、総放射電力制御装置の制御とは独立に、リンクマージンを増大させるために使用されることもある。
【０１３０】
結論として、付随する地上ネットワークは複数の無線端末と複数の周波数帯域および／または複数の電波インタフェースで地上波通信することができるが、その間同時に総放射電力および／または電力スペクトル密度はどの所定の周波数帯域でも所定の最大値に制限することができる。
【０１３１】
本図面および本明細書において、本発明のいくつかの実施形態が詳細に説明された。その中で特定の用語が使われてきたが、それらは総称的で記述的な意味合いで使用されたものであり、決して限定目的で使われたものではない。本発明の範囲は特許請求の範囲の各請求項によって画定される。
【図面の簡単な説明】
【０１３２】
【図１】本発明の実施形態に基づくセルラ無線電話システムおよび方法の概略図である。
【図２】本発明の実施形態に基づく適応型干渉低減装置のブロック図である。
【図３】衛星Ｌ帯域周波数の割り当てを示したスペクトル図である。
【図４】本発明の他の実施形態に基づくセルラ無線電話システムおよび方法の概略図である。
【図５】本発明の実施形態に基づく時分割複信フレーム構造を示した図である。
【図６】本発明の実施形態に基づく付随する地上コンポーネントのアーキテクチャのブロック図である。
【図７】本発明の実施形態に基づく再設定可能な無線電話のアーキテクチャのブロック図である。
【図８】本発明の実施形態に基づく単調減少する電力レベルから周波数への写像をグラフで示した図である。
【図９】３つの電力領域に３つの搬送波周波数が付随した本発明の実施形態に基づく理想的なセルを示した図である。
【図１０】３つの電力領域に３つの搬送波周波数が付随した本発明の実施形態に基づく現実的なセルを示した図である。
【図１１】本発明の実施形態に基づく占有されていないフレーム内における２つ以上の連続するタイムスロットを示した図である。
【図１２】本発明の実施形態に基づく低電力伝送をロードした２つ以上の連続するスロットを示した図である。
【図１３】本発明の一部の実施形態に基づく衛星無線電話システムおよび方法のブロック図である。
【図１４】本発明の一部の実施形態に基づく衛星周波数の地上における周波数再利用の概略図である。
【図１５】本発明の一部の実施形態に基づく無線電話のブロック図である。
【図１６】本発明の一部の実施形態に基づく衛星無線電話システムおよび方法の概略図である。
【図１７】本発明の一部の実施形態に基づく衛星無線電話システムおよび方法の概略図である。
【図１８】本発明の一部の実施形態に基づく総放射電力制御手段を含む衛星無線電話システムおよび方法の概略図である。
【図１９】本発明の一部の実施形態に基づくリンクマージンを増大させることができるシステムおよび方法を含む付随する地上ネットワークの概略図である。
【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８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【国際調査報告】
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