(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のラジオ周波数端末（ＲＦＴ）を有する衛星通信システム内でＲＦＴを動作させる方法であって、各ＲＦＴは、アンテナに関連し、前記方法は、
衛星を介して第１のＲＦＴから、送信信号のシンボル・レートに位相ロックされた第１のピギーバック信号を有する前記送信信号の第１のバージョンを受信することと、
衛星を介して第２のＲＦＴから、前記送信信号の前記シンボル・レートに位相ロックされた第２のピギーバック信号を有する前記送信信号の第２のバージョンを受信することと、
前記第１のピギーバック信号と前記第２のピギーバック信号との間の位相差に基づいて、前記送信信号の前記第１のバージョンと前記送信信号の前記第２のバージョンとの間の位相オフセットを判定することと、
前記第１のＲＦＴおよび前記第２のＲＦＴに前記位相オフセットに基づく調整メッセージを送信することであって、前記調整メッセージは、前記第１のバージョンおよび前記第２のバージョンの時間補正を含む、送信することと
を含む、方法。
【請求項２】
前記調整メッセージに基づいて、位相を整列された前記第１のバージョンおよび前記第２のバージョンを受信することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記時間補正は、前記複数のＲＦＴのそれぞれのＲＦＴからの前記送信信号の送信に関連する時間調整を含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記第１のバージョンは、中心周波数を含み、前記第１のピギーバックは、前記中心周波数からの第１のオフセットを有する第１の周波数を含み、
前記第２のバージョンは、前記中心周波数からの第２のオフセットを有する第２の中心周波数を含む
請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記第１のピギーバック信号は、前記第１のＲＦＴを識別し、前記第２のピギーバック信号は、前記第２のＲＦＴに一意である、請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記第１のピギーバック信号および前記第２のピギーバック信号は、それぞれ、連続波（ＣＷ）信号を含む、請求項３に記載の方法。
【請求項７】
前記第１のピギーバック信号および前記第２のピギーバック信号は、スペクトル拡散（ＳＳ）信号を含む、請求項３に記載の方法。
【請求項８】
複数のラジオ周波数端末（ＲＦＴ）を有するシステム内でサイト・ダイバーシティを使用する衛星通信のデバイスであって、各ＲＦＴは、アンテナに関連し、前記デバイスは、
衛星を介して第１のＲＦＴから、送信信号のシンボル・レートに位相ロックされた第１のピギーバック信号を有する前記送信信号の第１のバージョンを受信し、
前記衛星を介して第２のＲＦＴから、前記送信信号の前記シンボル・レートに位相ロックされた第２のピギーバック信号を有する前記送信信号の第２のバージョンを受信する
ように動作可能なアンテナと、
前記アンテナに結合され、
前記第１のピギーバック信号と前記第２のピギーバック信号との間の位相差に基づいて、前記送信信号の前記第１のバージョンと前記送信信号の前記第２のバージョンとの間の位相オフセットを判定し、
前記アンテナを介して、前記第１のＲＦＴおよび前記第２のＲＦＴに、前記位相オフセットに基づく、前記第１のバージョンおよび前記第２のバージョンの時間補正を含む調整メッセージを送信する
ように動作可能な１つまたは複数のプロセッサと
を含む、デバイス。
【請求項９】
前記アンテナは、前記調整メッセージに基づいて、位相を整列された前記第１のバージョンおよび前記第２のバージョンを受信するようにさらに動作可能である、請求項８に記載のデバイス。
【請求項１０】
前記時間補正は、前記複数のＲＦＴのそれぞれのＲＦＴからの前記送信信号の送信に関連する時間調整を含む、請求項９に記載のデバイス。
【請求項１１】
前記第１のバージョンは、中心周波数を含み、前記第１のピギーバックは、前記中心周波数からの第１のオフセットを有する第１の周波数を含み、
前記第２のバージョンは、前記中心周波数からの第２のオフセットを有する第２の中心周波数を含む
請求項８に記載のデバイス。
【請求項１２】
前記第１のピギーバック信号は、前記第１のＲＦＴを識別し、前記第２のピギーバック信号は、前記第２のＲＦＴに一意である、請求項１１に記載のデバイス。
【請求項１３】
前記第１のピギーバック信号および前記第２のピギーバック信号は、それぞれ、連続波（ＣＷ）信号を含む、請求項１０に記載のデバイス。
【請求項１４】
前記第１のピギーバック信号および前記第２のピギーバック信号は、スペクトル拡散（ＳＳ）信号を含む、請求項１０に記載のデバイス。
【請求項１５】
プロセッサによって実行された時に、コンピュータに
衛星を介して第１のＲＦＴから、送信信号のシンボル・レートに位相ロックされた第１のピギーバック信号を有する前記送信信号の第１のバージョンを受信することと、
衛星を介して第２のＲＦＴから、前記送信信号の前記シンボル・レートに位相ロックされた第２のピギーバック信号を有する前記送信信号の第２のバージョンを受信することと、
前記第１のピギーバック信号と前記第２のピギーバック信号との間の位相差に基づいて、前記送信信号の前記第１のバージョンと前記送信信号の前記第２のバージョンとの間の位相オフセットを判定することと、
前記第１のＲＦＴおよび前記第２のＲＦＴに前記位相オフセットに基づく調整メッセージを送信することであって、前記調整メッセージは、前記第１のバージョンおよび前記第２のバージョンの時間補正を含む、送信することと
を行わせる命令を含む非一時的コンピュータ可読媒体。
【請求項１６】
前記コンピュータに、前記調整メッセージに基づいて、位相を整列された前記第１のバージョンおよび前記第２のバージョンを受信することを行わせることをさらに含む、請求項１５に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
【請求項１７】
前記時間補正は、前記複数のＲＦＴのそれぞれのＲＦＴからの前記送信信号の送信に関連する時間調整を含む、請求項１６に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
【請求項１８】
前記第１のバージョンは、中心周波数を含み、前記第１のピギーバックは、前記中心周波数からの第１のオフセットを有する第１の周波数を含み、
前記第２のバージョンは、前記中心周波数からの第２のオフセットを有する第２の中心周波数を含む
請求項１５に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
【請求項１９】
前記第１のピギーバック信号は、前記第１のＲＦＴを識別し、前記第２のピギーバック信号は、前記第２のＲＦＴに一意である、請求項１８に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
【請求項２０】
前記第１のピギーバック信号および前記第２のピギーバック信号は、それぞれ、連続波（ＣＷ）信号またはスペクトル拡散（ＳＳ）信号のうちの１つを含む、請求項１８に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、衛星通信に関する。より具体的には、本開示は、複数の構成信号または構成チャネルを含む送信信号に関連する送信動作および受信動作に関する地上局の選択でのアンテナ・ダイバーシティおよび最適化に関する。
【背景技術】
【０００２】
いくつかの例で、広帯域信号衛星通信信号（たとえば、Ｋａ帯内の）は、２億シンボル毎秒を越えるシンボル・レートを作る可能性がある。この大きさは、必要なリンク・バジェット要件を達成するために、時には９メートル（ｍ）を超える、非常に大きいアンテナを必要とする可能性がある。
【０００３】
地上局ダイバーシティまたはサイト・ダイバーシティは、天候障害および機器障害を回避し、効率を最適化するために衛星信号の送信用および受信用のアンテナ・サイトの間での切替を提供することができる。デジタル中間周波数（ＩＦ）技術は、高速の信号ルーティングを使用可能にすることができ、したがって、アップリンク（衛星への送信）とダウリンク（衛星からの送信）との両方で出力、リンク・マージン、したがってスループットを高めるための地上局の効率的な使用を高めることができる。衛星とのアップリンク通信およびダウンリンク通信を、デジタル化されたＩＦ信号の信号合成によって改善することができる。同様に、アップリンク通信は、送信に関する多様な増幅器／アンテナ・システムの使用を最適化するために信号をルーティングするのにデジタルＩＦを使用することによって改善され得る。
【０００４】
しかし、空気中の雨または高水分含有に起因する非常に高い（たとえば、Ｋａ帯）周波数での信号減衰（たとえば、レイン・フェード）は、ダイバーシティ切替のために他の非常に大きいバックアップ・アンテナを必要とする。これは、主アンテナでレイン・フェードを経験している時に通信を保証するために必要になる可能性がある。したがって、衛星と地上局との一方または両方でのアクティブ信号合成を伴う複数のより小さい空間的に多様なアンテナが、性能強化を提供すると同時に、レイン・フェードに対する感受性を低下させることができる。したがって、いくつかの例で、単一の大きいアンテナを、複数のより小さくより安価なアンテナによって置換することができる。複数のより小さいアンテナ・システムは、同一の性能およびレイン・フェード保護を提供しながら、２つの非常に大きいアンテナのコストの半分未満になる可能性がある。
【発明の概要】
【０００５】
本開示は、ダウンリンク・サイト・ダイバーシティおよびアップリンク送信出力管理を使用する衛星通信のシステムおよび方法に対処する。複数の地上局が、サイト・ダイバーシティを使用する信号の複数のバージョンのコヒーレント受信を保証するために、送信にピギーバック信号を含めることができる。
【０００６】
本開示の一態様は、複数のラジオ周波数端末（ＲＦＴ）を有する衛星通信システム内でＲＦＴを動作させる方法を提供する。各ＲＦＴは、アンテナに関連することができる。この方法は、衛星を介して第１のＲＦＴから、送信信号のシンボル・レートに位相ロックされた第１のピギーバック信号を有する送信信号の第１のバージョンを受信することを含むことができる。この方法は、衛星を介して第２のＲＦＴから、送信信号のシンボル・レートに位相ロックされた第２のピギーバック信号を有する送信信号の第２のバージョンを受信することを含むことができる。この方法は、第１のピギーバック信号と第２のピギーバック信号との間の位相差に基づいて、送信信号の第１のバージョンと送信信号の第２のバージョンとの間の位相オフセットを判定することを含むことができる。この方法は、第１のＲＦＴおよび第２のＲＦＴに位相オフセットに基づく調整メッセージを送信することであって、調整メッセージは、第１のバージョンおよび第２のバージョンの時間補正を含む、送信することを含むことができる。
【０００７】
本開示の別の態様は、複数のラジオ周波数端末（ＲＦＴ）を有するシステム内でサイト・ダイバーシティを使用する衛星通信のデバイスであって、各ＲＦＴは、アンテナに関連する、デバイスを提供する。このデバイスは、アンテナを含むことができる。このアンテナは、衛星を介して第１のＲＦＴから、送信信号のシンボル・レートに位相ロックされた第１のピギーバック信号を有する送信信号の第１のバージョンを受信することができる。このアンテナは、衛星を介して第２のＲＦＴから、送信信号のシンボル・レートに位相ロックされた第２のピギーバック信号を有する送信信号の第２のバージョンを受信することができる。このデバイスは、アンテナに結合された１つまたは複数のプロセッサを有することができる。１つまたは複数のプロセッサは、第１のピギーバック信号と第２のピギーバック信号との間の位相差に基づいて、送信信号の第１のバージョンと送信信号の第２のバージョンとの間の位相オフセットを判定することができる。１つまたは複数のプロセッサは、アンテナを介して、第１のＲＦＴおよび第２のＲＦＴに、位相オフセットに基づく、第１のバージョンおよび第２のバージョンの時間補正を含む調整メッセージを送信することができる。
【０００８】
本開示の別の態様は、プロセッサによって実行された時に、コンピュータに、衛星を介して第１のＲＦＴから、送信信号のシンボル・レートに位相ロックされた第１のピギーバック信号を有する送信信号の第１のバージョンを受信することを行わせる命令を含む非一時的コンピュータ可読媒体を提供する。非一時的コンピュータ可読媒体は、さらに、コンピュータに、衛星を介して第２のＲＦＴから、送信信号のシンボル・レートに位相ロックされた第２のピギーバック信号を有する送信信号の第２のバージョンを受信させることができる。非一時的コンピュータ可読媒体は、さらに、コンピュータに、第１のピギーバック信号と第２のピギーバック信号との間の位相差に基づいて、送信信号の第１のバージョンと送信信号の第２のバージョンとの間の位相オフセットを判定させることができる。非一時的コンピュータ可読媒体は、さらに、コンピュータに、第１のＲＦＴおよび第２のＲＦＴに位相オフセットに基づく調整メッセージを送信することであって、調整メッセージは、第１のバージョンおよび第２のバージョンの時間補正を含む、送信させることができる。
【０００９】
他の特徴および利点は、以下の説明を検討することによって当業者に明白になろう。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
その構造と動作との両方に関する本開示の実施形態の詳細は、添付図面の調査によって部分的に見つけられ、図面では、同様の符号が同様の部分を指す。
【００１１】
【図１】複数の地上局の間の衛星通信の実施形態を示すグラフィカル描写である。
【図２】衛星アンテナ・ダイバーシティを使用する図１のシステムの実施形態を示すグラフィカル表現である。
【図３】衛星アンテナ・ダイバーシティを使用する図１のシステムの別の実施形態を示すグラフィカル表現である。
【図４】衛星アンテナ・ダイバーシティを使用する図１のシステムの一部の別の実施形態の機能ブロック表現である。
【図５】図１および図２の通信システムと共に使用され得る通信デバイスの構成要素を示す機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
添付図面に関連して下で示される詳細な説明は、様々な実施形態の説明であることを意図され、本開示を実践できる唯一の実施形態を提示することを意図されたものではない。詳細な説明は、諸実施形態の完全な理解を提供するために特定の詳細を含む。いくつかの場合に、周知の構造および構成要素は、説明の簡潔さのために単純化された形で示される。
【００１３】
アンテナ・ダイバーシティまたはサイト・ダイバーシティは、たとえば天候障害および／または機器障害からの信号劣化を回避しまたは軽減するために送信サイトおよび受信サイトの間で切り替えるのに使用され得る。アンテナ・ダイバーシティ、空間ダイバーシティ（ｓｐａｃｅ  ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ、ｓｐａｔｉａｌ  ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ）、またはサイト・ダイバーシティは、本明細書で参照される時に、所与の無線通信リンクの品質および信頼性を改善するのに複数のアンテナを使用する複数の無線ダイバーシティ方式のうちの１つまたは複数を使用することができる。
【００１４】
アンテナ・ダイバーシティまたはサイト・ダイバーシティは、カバレージ領域内で使用可能な信号を活用することができる。衛星からのダウンリンク通信を、信号の複数の反復を合成することによって改善することができる。同様に、アップリンク通信を、送信に関する多様な増幅器／アンテナ・システムの使用を最適化するために複数のアンテナの間で信号をルーティングするのにデジタルＩＦを使用することによって改善することができる。
【００１５】
アンテナ・ダイバーシティは、天候、ローカル干渉、およびアップリンクとダウンリンクとの両方の信号に対する他の影響を軽減するのに有効である可能性がある。これは、複数のアンテナが、異なるアンテナで受信され、合成される同一の信号の複数の観察を受信器に提供するからである。各アンテナは、異なる天候環境および干渉環境を経験する可能性がある。したがって、１つのアンテナが強いフェージングを経験している場合に、別のアンテナが十分な信号を有する可能性が高い。集合的にかつ協力的に、そのようなシステムは、頑健なアップリンクおよびダウンリンクを提供することができる。これは、主に受信するシステムで見られる（ダイバーシティ受信）が、同一のことが、送信するシステム（送信ダイバーシティ）に関しても価値があることが証明されている。複数のアンテナは、受信ダイバーシティだけではなく、アンテナが損なわれていない時に性能改善をも提供することができる。例示的な２アンテナ配置では、いくつかのダイバーシティ実施態様が、主アンテナおよび１つのバックアップ・アンテナを有する。本明細書で説明される実施形態の例示的な利益は、両方のアンテナが晴れた空を有する時にアップリンクおよびダウンリンクのスループットの２倍を提供し、悪天候の時に通常の性能に後退する。本明細書で説明されるように、送信動作および受信動作の管理は、ダウンリンク信号合成の利得と一致しまたはこれを超えることができる。
【００１６】
本明細書で開示されるいくつかの実施形態では、サイト・ダイバーシティは、衛星へのアップリンクと衛星からのダウンリンクとの両方で出力、リンク・マージン、およびデータ・スループットを高めるための衛星地上局のより効率的な使用を可能にするために、デジタル中間周波数（ＩＦ）技術を使用して実施され得る。開示される実施形態では、ダウンリンク通信は、複数のアンテナからの受信されたデジタル化されたＩＦ信号を合成することによって改善され得る。アップリンク通信は、異なる地上局に関連する複数の増幅器の使用を最適化するために地上局およびそれに関連するアンテナの間で信号をルーティングするのにデジタルＩＦを使用することによって改善され得る。有利なことに、デジタルＩＦルーティングは、正確なタイミングおよびサイトの間での極端に高速の切替を提供して、スループットを最大化し、切替イベントからのデータ消失の影響を最小化する。
【００１７】
図１は、複数の地上局の間の衛星通信の実施形態のグラフィカル描写である。通信システム（「システム」）１００は、衛星１１０を介してお互いと通信する複数の地上局１４０、１４２、１４４、１４６を含む。いくつかの実施形態では、通信システム１００は、図示された４つの地上局１４０、１４２、１４４、１４６より多数および複数の衛星１１０を含むことができる。４つの地上局１４０、１４２、１４４、１４６は、全般的に、地理的に分離され得る。地上局１４６は、地上局１４０、１４２、１４４から離れて図示され、本明細書では遠隔地上局１４６と呼ばれる場合がある。いくつかの例で、地上局１４０、１４２、１４４は、地理的に分離されるが、それでも同一の衛星ビーム内にあるものとすることができる。
【００１８】
地上局１４０は、信号１２２（Ｔ１）を衛星１１０に送信することができ、この信号１２２は、その後に地上局１４２、１４４に中継される。地上局１４２は、信号１２４（Ｔ２＋Ｔ３）を衛星１１０に送信することができ、この信号１２４は、地上局１４０および地上局１４４に中継される。地上局１４０は、信号１２４（Ｔ２＋Ｔ３）と、それ自体が送信した信号１２２（Ｔ１）のエコーとをコンポジット信号１３４（Ｓ１＋Ｓ２＋Ｓ３として図示）として受信することができる。同様に、地上局１４２は、信号１２２（Ｔ１）とそれ自体が送信した信号１２４（Ｔ２＋Ｔ３）のエコーとをコンポジット信号１３２（Ｓ１＋Ｓ２＋Ｓ３として図示）として受信することができる。図１で使用される時に、「Ｔ」は、送信された信号（たとえば、アップリンク）を示し、「Ｓ」は、地上局１４０、１４２、１４４のうちの１つまたは複数で受信された対応する信号（たとえば、ダウンリンク）を示す。地上局１４４は、それ自体の信号を送信しない。
【００１９】
信号１２２（Ｔ１）および信号１２４（Ｔ２）は、地上局１４４によって受信される時に、一緒にコンポジット信号１３６と呼ばれる。コンポジット信号１３６は、コンポジット信号１３２およびコンポジット信号１３４に類似し、３つの信号の合成、Ｓ１＋Ｓ２＋Ｓ３とすることができる。いくつかの実施形態では、信号１２２と信号１２４とのいずれかまたは両方を、地上局１４４の関心を持たれている信号とすることができる。いくつかの実施形態では、地上局１４４は、地上局１４０、１４２に加えて、受信されたコンポジット信号１３６または信号１３２、１３４から関心を持たれている信号（１つまたは複数）を抽出するために、ある種の干渉軽減方法または信号分離方法を実施することができる。いくつかのそのような干渉軽減方法または信号分離方法は、その両方が参照によってその全体を本明細書に組み込まれている米国特許第９２１９６３１号および米国特許第９１３０６２４号によって開示されたものとすることができる。
【００２０】
地上局１４０、１４２、１４４、１４６のそれぞれは、ラジオ周波数（ＲＦ）端末（ＲＦＴ）および１つまたは複数のアンテナを有することができる。アップリンク・チェーンとダウンリンク・チェーンとの両方のアンテナからデジタルＩＦユニットまでのシステム／機器を、集合的にＲＦＴと呼ぶことができる。アンテナのサイズおよびＲＦＴの能力は、同一であってもなくてもよい。いくつかの例で、１つのＲＦＴが、対応するアンテナを有することができる。たとえば、地上局１４０は、アンテナ１０２およびＲＦＴ  １１２を有することができる。地上局１４２は、アンテナ１０４およびＲＦＴ  １１４を有することができる。地上局１４４は、アンテナ１０６およびＲＦＴ  １１６を有することができる。遠隔地上局１４６は、アンテナ２３０を有することができる。地上局１４０、１４２、１４４のそれぞれは、地上ネットワーク１４８を介して一緒に通信可能に結合され得る。地上ネットワーク１４８は、たとえばインターネットとすることができる。いくつかの実施形態で、遠隔地上局１４６は、地上ネットワーク１４８に結合されないものとすることができる。いくつかの他の実施形態では、遠隔地上局１４６を地上ネットワーク１４８に結合することができる。
【００２１】
システム１００は、さらに、信号処理サイト（ＳＰＳ）１５０を有することができる。ＳＰＳ  １５０は、１つまたは複数のプロセッサ、モデム、スイッチ、ならびに、信号合成、信号切替、および本明細書で説明する他の信号処理タスクを実行できる他の電子機器または電気機器を有することができる。
【００２２】
いくつかの実施形態では、ＳＰＳ  １５０は、ＲＦＴ  １１２、１１４、１１６の間で１つまたは複数の信号を切り替えて、アップリンク出力マージンを最適化し、準最適条件（たとえば、天候、アンテナ誤動作など）での送信を回避することができる。いくつかの実施形態で、ＳＰＳ  １５０を、独立型システムとすることができる。ＳＰＳ  １５０を、地上ネットワーク１４８を介して地上局１４０、１４２、１４４に結合されたサブシステムの集合とすることもできる。いくつかの他の実施形態では、ＳＰＳ  １５０は、地上局のうちの１つ（たとえば、地上局１４４）と同一位置に配置され、接続された地上局１４０、１４２、１４４のうちの１つまたは複数から信号を送信／受信することができる。
【００２３】
地上局１４０、１４２、１４４、１４６のそれぞれは、デジタル・ネットワークを介する伝送のために生の衛星通信伝送を変換し、カプセル化し、または他の形で符号化することのできる、たとえばアップコンバータ、ダウンコンバータ、モデム、または複数のプロセッサなどの、ある種のデバイスを有することができる。いくつかの例で、地上局１４０、１４２、１４４、１４６は、インターネット・プロトコル（ＩＰ）通信を介するパケット化された転送のために、信号内の情報を復号せずに生信号をダウンコンバートされた形で符号化することができる。たとえば、信号１３２を、アンテナ１０４で受信し、ＩＦにダウンコンバートし、デジタル化し（たとえば、カプセル化し）、地上ネットワーク１４８を介して他の接続された地上局１４０、１４４のうちの１つに送ることができる。
【００２４】
そのようなシステムを、デジタルＩＦシステムと呼ぶことができる。デジタルＩＦは、信号をＩＦ（中間周波数）またはラジオ周波数（ＲＦ）でデジタル化し、デジタル・ネットワークまたはパケット交換ネットワークを介してインターネット・プロトコル（ＩＰ）パケットを介して信号を送り、その後、元の信号の再構成またはアナログＲＦデータのパケット化された同相／直角位相（Ｉ／Ｑ）表現からの信号の処理のいずれかを行うためのプロセスである。これに関して、デジタルＩＦシステムは、ＩＰネットワークを介する信号トランスポート・システムとすることができる。受信されたアナログＲＦ信号は、ＩＦデジタル・フォーマットに変換され、送信され、再フォーマットされ、他の信号と合成され、かつ／または他の形でアナログ信号単独とは互換でない形で（たとえば、パケット交換ネットワークを介して）ルーティングされ得る。その後、アナログ信号を、デジタル・データ・ストリームから忠実に再構成することができる。そのようなシステムでは、デジタルＩＦ情報は、関係するＲＦ信号からの復号された情報または復調された情報を含まない場合がある。すなわち、信号の諸部分は、パケット交換ネットワークを介するトランスポートのために取り込まれ、符号化／カプセル化されるが、アナログ信号上で変調されたデータは、復調されず、復号されない。いくつかのそのようなＩＦパケット化されたデータ伝送の方法およびシステムは、その全体がこれによって参照によって組み込まれている、米国特許第９５７７９３６号によって開示されるものとすることができる。
【００２５】
コンポジット信号１３６は、とりわけ天候パターン、地理的特徴などによって影響される異なる動作環境に起因して、信号１３２および信号１３４とは異なる形およびレベルの干渉を受ける可能性がある。いくつかの実施形態で、コンポジット信号１３２、１３４、１３６は、さらに、変化する量の干渉に出会う可能性がある。他の実施形態では、コンポジット信号１３２、１３４、１３６内で見つかる１つまたは複数の信号１２２、１２４は、本明細書で成分信号と呼ばれる場合もある。一緒に送信される２つの変調された信号は、本明細書で相互変調とも呼ばれる、追加の変調と考えることもできる。したがって、たとえば、信号１２２および信号１２４は、コンポジット信号１３６の成分信号と呼ばれる場合がある。相互変調は、一緒に変調される２つ以上の信号を有する可能性がある。相互変調は、複数の信号が一緒に増幅され、混合される時に発生する可能性がある。相互変調を防ぐために、成分信号のうちの１つまたは複数の振幅を減らすことができる（たとえば、パワー・バックオフ）。たとえば、複数の信号を一緒に増幅する時に、相互変調の場合または影響を減らすために、出力を下げることができる（たとえば、２ｄＢ以上だけ）。一般に、追加の信号が一緒に増幅される時には、増幅器が十分に動作の線形領域内になるまで、相互変調の影響を制限するためにさらなるバック・オフが必要になる可能性がある。
【００２６】
いくつかの実施形態では、使用可能な周波数スペクトルの使用を最大化するために、信号１２２および信号１２４が、同一のまたは同様の帯域幅を使用することができる。いくつかの実施形態では、信号１２２および信号１２４は、同一の振幅を有することができる。いくつかの他の実施形態では、信号１２２および信号１２４は、帯域幅、位相、および振幅のうちの１つまたは複数においてわずかに異なることができる。したがって、地上局１４０、１４２、１４４は、そのそれぞれの信号（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３）、たとえば信号１２２および信号１２４を送信するために、同様の周波数、帯域幅、および出力レベル（たとえば、振幅）を偶然にまたは意図的に利用する場合がある。したがって、地上局１４４は、受信される信号の間の大きいまたは完全な周波数オーバーラップを有する信号１２２および信号１２４を受信する場合がある。いくつかの実施形態で、３つ以上のオーバーラップする信号がある場合がある。関心を持たれている２つ以上の信号のオーバーラップは、地上局１４４に、オーバーラップしおそらくは干渉する信号、たとえば信号１２２および信号１２４の分離および解析を必要とするある種の問題を提示する可能性がある。しかし、地上局（たとえば、複数のアンテナ１０２、１０４、１０６、図３の３１６を有する地上局１４２）は、たとえばＳＮＲを高め、信号受信を最適化するために、アンテナ・ダイバーシティおよび信号合成を実施することができる。
【００２７】
本明細書で説明される変調は、アナログ変調またはデジタル変調を含むが、これに限定されない。本明細書で言及される変調方式の一部は、変調の他のタイプの中でも、直交位相振幅変調（ＱＡＭ）、位相偏移変調（ＰＳＫ）、ｂｉｎａｒｙ  ＰＳＫ（ＢＰＳＫ）、ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  ＰＳＫ（ＱＰＳＫ）、ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  ＰＳＫ（ＤＰＳＫ）、ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  ＱＰＳＫ（ＤＱＰＳＫ）、ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  ａｎｄ  ｐｈａｓｅ  ｓｈｉｆｔ  ｋｅｙｉｎｇ（ＡＰＳＫ）、ｏｆｆｓｅｔ  ＱＰＳＫ（ＯＱＰＳＫ）、ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  ｓｈｉｆｔ  ｋｅｙｉｎｇ（ＡＳＫ）、ｍｉｎｉｍｕｍ−ｓｈｉｆｔ  ｋｅｙｉｎｇ（ＭＳＫ）、Ｇａｕｓｓｉａｎ  ＭＳＫ（ＧＭＳＫ）と、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）、直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）、および連続位相変調（ＣＰＭ）とを含むことができるが、これに限定されない。たとえばＱＡＭおよびＡＰＳＫなどのある種の変調タイプは、たとえば、少数の例を挙げると４ＱＡＭ、８ＱＡＭ、および１６ＡＰＳＫなど、モジュラスにおいても異なる場合がある。
【００２８】
図２は、衛星アンテナ・ダイバーシティおよび送信出力管理を使用する図１のシステムの実施形態の機能ブロック表現である。衛星通信に関するアンテナ・ダイバーシティまたはサイト・ダイバーシティは、異なる地理的位置にあるがすべてが衛星１１０からの同一のビーム・カバレージ内にある複数のアンテナを活用して、送信の機会を最大化し、様々な環境要因または様々な動作要因によって引き起こされる干渉または減衰を最小化することができる。地上局１４０、１４２、１４４は、同一の衛星ビーム内とすることができるが、遠隔地上局１４６は、同一の衛星ビーム内または異なる衛星ビーム内とすることができる。いくつかの実施形態では、アンテナ／ＲＦシステムは、アンテナ／ＲＦシステムと信号処理（ハブ／モデム）システムとの間の物理的分離または地理的分離を可能にするために、デジタルＩＦ技術を実施することができる。さらに、受信信号強度を、複数のアンテナおよびデジタルＩＦパケット・レベルでの信号合成を使用することによって改善することもできる。
【００２９】
ＳＰＳ  １５０は、ＲＦＴ  １１２、１１４、１１６に通信可能に結合された送信チェーンおよび受信チェーンを有することができる。送信チェーンおよび受信チェーンは、ある種の構成要素を共有することができる。たとえば、送信チェーン内で、ＳＰＳ  １５０は、ハブ２０２およびアップリンク・セレクタ２０４を有することができる。受信チェーン内で、ＳＰＳ  １５０は、合成ユニット２０８およびハブ２０２を有することができる。説明の簡単さのために、様々な構成要素は、本明細書では、ＳＰＳ  １５０内で、送信および受信に関連する特定の機能を実行し、信号を処理するものとして説明される。しかし、いくつかの実施形態では、プロセッサ、ＣＰＵ、または複数の分散処理ユニット（下の図５の説明を参照されたい）、あるいはクラウド・コンピューティングが、説明される機能を実際に実行することができる。
【００３０】
送信データは、システム１００および衛星１１０を介して変調され、送信される任意のデータとすることができる。送信データは、たとえばインターネットまたは他の適用可能なネットワークからの、ＴＣＰ／ＩＰデータなどのインターネット・プロトコル（ＩＰ）データとすることができる。
【００３１】
ダウンリンク信号２２０は、地上局１４０、１４２、１４４のうちの１つまたは複数で受信される変調されたデータを有することができる。ダウンリンク信号２２０は、複数のダウンリンク・サブチャネルを有することができる。ダウンリンク信号２２０は、リモート地上局（たとえば、リモート地上局１４６）によって、または異なるリモート地上局から、あるいはそのなんらかの組合せから送信され得る。受信チェーン内では、ダウンリンク信号２２０を受信し、ＩＦにダウンコンバートし、デジタル化することができる。信号ダイバーシティを使用して、複数のアンテナ１０２、１０４、１０６が、同一のダウンリンク信号２２０を受信し、ある種のチャネル状態情報を判定することができ、あるいは、送信チャネル品質が、ダウンリンク信号のデジタルＩＦバージョンのデジタル合成から収集され得る。これを、下でより詳細に説明する。
【００３２】
アップリンク信号２３０は、衛星１１０を介して、離れた位置での受信のための変調されたデータ（たとえば、変調された送信データ）を有することができる。アップリンク信号２３０は、複数のアップリンク・サブチャネルを有することができる。各アップリンク信号は、対応する送信データの変調されたバージョンを搬送することができる。したがって、いくつかの実施形態で、各アップリンク信号は、関連するダウンリンク信号に対応するコンテンツ・ストリームを有することができる。たとえば、ＳＰＳ  １５０は、ＲＦＴ  １１２、１１４、１１６のうちの１つまたは複数を介してアップリンク信号２３０を送信することができる。いくつかの実施形態で、ＳＰＳ  １５０は、所与のＲＦＴでのダウンリンク・チャネル（たとえば環境）条件に基づいて、ＲＦＴ  １１２、１１４、１１６のうちの１つまたは複数を介して異なるアップリンク信号またはサブチャネルを切り替えることができる。アップリンク信号（またはサブチャネル）は、すべてが、リモート地上局１４６もしくは異なるリモート端末、複数のリモート端末、またはそのなんらかの組合せに送信されている可能性がある。
【００３３】
受信チェーン
いくつかの実施形態では、ＲＦＴ  １１２、１１４、１１６は、それぞれ、受信チェーン内でアンテナ１０２、１０４、１０６に通信可能に結合された低雑音増幅器（ＬＮＡ）２１４（ＬＮＡ  ２１４ａ、２１４ｂ、２１４ｃとして図示）を有することができる。いくつかの例で、ダウンリンク信号２２０および／またはそれぞれのダウンリンク信号（またはサブチャネル）のうちの１つまたは複数を、リモート地上局１４６から衛星１１０を介してアンテナ１０２、１０４、１０６で受信することができる。ＬＮＡ  ２１４は、衛星１１０からアンテナ１０２、１０４、１０６で受信されたダウンリンク信号を増幅することができる。
【００３４】
ＲＦＴ  １１２、１１４、１１６は、ＬＮＡ  ２１４に結合されたダウンコンバータを有することができる。ダウンコンバータは、ダウンリンク信号２２０（たとえば、ダウンリンク・サブチャネル）をヘテロダイン受信のＩＦ帯にダウンコンバートすることができる。受信チェーン内で、ダウンコンバータは、ＩＦ信号をデジタル化しまたはカプセル化し、アナログＩＦ信号をデジタルＩＦ信号としてパケット化する信号モディファイヤ（図示せず）に結合され得る。カプセル化は、増幅されダウンコンバートされたダウンリンク・サブチャネル（たとえば、アナログＩＦ信号）を高いレートでサンプリングすることと、その後、地上ネットワーク１４８などのパケット交換ネットワークを介して、サンプル・データをパケットとして送信することとを含むことができる。
【００３５】
ＳＰＳ  １５０は、合成ユニット２０８を有することができる。いくつかの実施形態では、合成ユニット２０８は、ＲＦＴ  １１２、１１４、１１６のすべてからすべての着信ダウンリンク信号２２０（またはダウンリンク・サブチャネル）の異なるバージョンのすべてを受信して、受信信号対雑音比を高めるために信号を合成することができる。代替案では、合成ユニット２０８の機能を、ハブ２０２および関連するプロセッサまたはＣＰＵによって実行することができる。
【００３６】
合成ユニット２０８は、合成されたＳＮＲを最大化し、ネットワークのデータ・スループットおよび弾力性を強化するために、増幅され、ダウンコンバートされ、デジタル化されたダウンリンク信号をデジタル合成することができる。いくつかの実施形態では、合成ユニット２０８は、着信するデジタル化された信号を測定して、様々な特性（たとえば、周波数、振幅、位相など）を判定し、これらを周波数および位相において整列させ、これらをデジタル合成して、合成された信号ＳＮＲを最大化し、したがってデータ・スループットを最大化することができる。これを、リアルタイムで実行することができる。着信信号のリアルタイム測定は、天候２１１および信号伝送に影響する他の関連する条件の影響を理解するのにも使用される。アップリンク・セレクタ２０４は、そのようなチャネル情報を使用して、合成ユニット２０８によって測定されたリアルタイム条件に応答してアップリンク性能を最適化することができる。信号に対する影響査定は、アップリンク信号のどれが影響を経験するのかに基づいて、衛星へのアップリンクであれ衛星からアンテナへのダウンリンクであれ、信号が影響を受けている場所を判定することができる。アップリンク・セレクタ２０４は、この情報を実施して、電力増幅器／アンテナ対の間で送信副搬送波または異なる信号を切り替えて、リアルタイム・リンク条件に基づいてシステム性能を最大化することができる。システム１００は、電力増幅器２１２（ＰＡ  ２１２ａ、ＰＡ  ２１２ｂ、ＰＡ  ２１２ｃなど）を有することができる。
【００３７】
いくつかの例では、ダウンリンク信号２２０のすべての部分（たとえば、サブチャネル）が、アンテナ１０２、１０４、１０６で受信され、アンテナ１０６だけが、サブチャネルのすべてで劣化したＳＮＲを有する場合に、天候２１１が、ＲＦＴ１１６で受信される信号を減衰させまたは他の形でこれに影響していると結論することができる。別の例では、ＲＦＴ  １１２、１１４、１１６が、十分に地理的に分離され、アンテナ１０２、１０４、１０６のすべてで受信されたダウンリンク信号２２０のバージョンの一部またはすべてのＳＮＲが劣化している場合に、それは、信号２２０のバージョンの一部またはすべてがリモート地上局１４６の場所から来ると仮定して、リモート地上局１４６からのリンク条件の品質に関する情報を明らかにすることができる。
【００３８】
ハブ２０２は、１つまたは複数の関連するモデム、信号処理システム、および、たとえば受信された信号のアナログＩＦバージョンをより大きいバックボーン２０５を介するトランスポートのためのＩＰデータ・ストリーム（たとえば、ＴＣＰ／ＩＰデータ）に変換するように構成された、他のコンピューティング・システム（たとえば、信号モディファイヤ）を有することができる。バックボーン２０５は、インターネットまたは他の広域ネットワーク（ＷＡＮ）とすることができる。
【００３９】
送信チェーン
送信チェーンは、送信電力管理を使用して、複数のアンテナから衛星１１０へ送信データを伝えるための構成要素および回路網を含むことができる。いくつかの実施形態で、ＲＦＴ  １１２、１１４、１１６は、それぞれ、送信チェーン内でそれぞれのアンテナ１０２、１０４、１０６に通信可能に結合された電力増幅器ＰＡ）２１２（ＰＡ  ２１２ａ、２１２ｂ、２１２ｃとして図示）を有することができる。いくつかの実施形態では、アップリンク信号２３０は、変調された送信データに基づいて、ＳＰＳ  １５０から出ることができる。送信データは、効率的な切替、ルーティング、およびＳＰＳ  １５０からＲＦＴ  １１２、１１４、１１６への送信のために、送信チェーンの構成要素によって複数回変形される可能性がある。送信データは、変換され（たとえば、１つまたは複数の信号モディファイヤによって）、デジタルＩＦデータ・ストリームとしてＳＰＳ  １５０と選択されたＲＦＴとの間で個別にトランスポートされ、その後、アナログ信号に戻って変換され、アップコンバートされ、関連するアンテナ（１つまたは複数）を介する衛星１１０へのアップリンク信号２３０としての送信の前に増幅され得る。
【００４０】
送信チェーン内では、ハブ２０２は、送信データを変調されたアナログ信号（たとえば、搬送波信号上の変調されたデータ）に変換し、または他の形で変調することができる。ハブ２０２は、たとえば、送信チェーン内で、バックボーン２０５から受信された埋め込まれたＩＰデータ・ストリーム（たとえば、送信データまたはＴＣＰ／ＩＰデータ）をアナログＩＦ信号に変換するように構成され得る。
【００４１】
いくつかの実施形態では、ハブ２０２は、地上局１４０、１４２、１４４を介する衛星１１０への送信のために、バックボーン２０５から送信データをインターネット・プロトコル（ＩＰ）パケット・データ（データ・ストリーム）として受信することができる。送信データの各データ・ストリームは、本明細書で開示される方法を介して、アップリンク信号２３０またはアップリンク信号２３０の少なくとも一部（たとえば、サブチャネル）になることができる。送信データは、ＴＣＰ／ＩＰパケットまたは他のタイプのパケットもしくはＩＰデータとしてハブ２０２に到着することができる。ハブ２０２は、ハブ２０２内の１つまたは複数のモデムを介して、送信データを１つまたは複数のアナログ信号に変調する。いくつかの例では、アナログ信号は、Ｌ帯などの変調されたＩＦ信号であり得る。
【００４２】
ハブ２０２は、ネットワーク・パケットとしての送信に関するアナログ信号の送信および切替を可能にするために、１つまたは複数の信号モディファイヤにインターフェースされまたは他の形で通信可能に結合され得る。これは、送信データのデジタルＩＦ形態をもたらすことができる。ネットワーク・パケットを、結合されたＲＦＴ  １１２、１１４、１１６の間で簡単に切り替えることができる。受信端では、パケット・データを、最小限の損失を伴って元のアナログ信号に再形成することができる。このデジタルＩＦ変換は、性能を最適化するための信号の切替が最小限のビット誤りを引き起こすように、ＳＰＳ  １５０とＲＦＴ  １１２、１１４、１１２との間でのサイト・ダイバーシティの高速で効率的なソーシングを可能にすることができる。
【００４３】
アップリンク・セレクタ２０４を、地上ネットワーク１４８の諸部分を介してＲＦＴ  １１２、１１４、１１６にさらに結合することができる。地上ネットワーク１４８の異なる部分は、地上ネットワーク部分１４８ａ、１４８ｂ、１４８ｃ、１４８ｄなど、別々の部分を示す文字を用いてラベルを付けられている。アップリンク・セレクタ２０４は、信号条件を考慮して、増幅器（たとえば、ＰＡ  ２１２）の性能を最適化するために、結合されたＲＦＴのうちの１つまたは複数にアップリンク信号２３０の一部として送信データのデジタルＩＦ形態を供給するために、地上局１４０、１４２、１４４（または、より具体的にはＲＦＴ  １１２、１１４、１１６）の間で切り替えることができる。
【００４４】
いくつかの実施形態では、アップリンク・セレクタ２０４は、送信チェーン内のＲＦＴ  １１２、１１４、１１６のうちの１つを介する送信のために、アップリンク信号２３０（たとえば、アップリンク・サブチャネル）のデジタルＩＦバージョンの切替を実行することができる。これは、アップリンクの増幅器（たとえば、ＰＡ  ２１２）の性能を最大化することができ、その結果、最適個数のアップリンク信号またはサブチャネルがＲＦＴ／アンテナごとに送信されるようになる。これは、複数の信号を同一の増幅器（たとえば、ＰＡ  ２１２）内で増幅することによって、信号ごとに供給される増幅出力を最大化するために、所与の増幅器を介して送信される信号の個数を最大化し、作成される相互変調信号のサイズを制限するために増幅器（ＰＡ  ２１２）で要求されるパワー・バックオフの量を減らすことができる。たとえば、増幅器が、１つの搬送波を送信しており、相互変調ひずみ（ＩＭＤ）を作成せずにフル出力で動作している場合に、出力のＸワット（Ｘは、増幅器の最大定格出力である）が使用可能な状態で、出力のすべてが、信号搬送波または信号／サブチャネルの送信に使用可能である。ＲＦＴが２つの搬送波を送信している場合に、搬送波ごとに（Ｘ−Ｙ）／２ワットだけが使用可能であり（Ｙは、相互変調ひずみを制限するのに必要なバックアップである）、リンク・マージンを、従ってリンク可用性を低下させる。ＲＦＴあたりの搬送波または信号の個数が増加する場合に、必要なバックオフ（Ｙ）も増加する。別の例では、２つのアップリンク・サブチャネルをＲＦＴ  １１４を介して送信させ、第３のアップリンク・サブチャネルをＲＦＴ  １１４を介して送信させ、第４のアップリンク・サブチャネルをＲＦＴ  １１６を介して送信させることが、晴れた空および完全な機器動作条件の下での信号のデータ・スループットの必要およびＲＦＴ能力のゆえに、最適である可能性がある。
【００４５】
したがって、いくつかの実施形態で、単一のＲＦＴを介して単一のアップリンク・サブチャネルだけを送信することが、有益であり、最も効率的である可能性がある。そのような実施形態では、等しい個数のアップリンク・サブチャネルからＲＦＴアンテナへの対がある可能性がある。しかし、複数のＲＦＴおよび複数の副搬送波またはアップリンク・サブチャネルがある限り、任意の合成が可能である。同一のことを、たとえば同一のアップリンク信号２３０の異なるバージョンを用いて達成することができる。
【００４６】
ＳＰＳ  １５０は、アップリンク・セレクタ２０４を介して、各副搬送波またはアップリンク・サブチャネルに関するデジタルＩＦストリームを様々なＲＦＴ  １１２、１１４、１１６と対応するアンテナ１０２、１０４、１０６との間で切り替えることができる。アンテナ１０２、１０４、１０６は、たとえば、単一の大きいアンテナではなく複数のより小さいアンテナとし、または異なるサイズのアンテナおよび異なる性能レベルのＲＦＴとすることすらできる。これは、ＲＦＴのコストがアンテナのサイズおよび増幅器のサイズに伴って増加し得るので、貴重である可能性がある。本明細書で説明する時に、送信出力管理を使用して、効率、信号忠実度、天候（および構成要素障害などの他のシステムレベルの問題）に対する信号弾力性、および（データまたは通信の）スループットを高めながら、単一の大きいアンテナを複数のより小さいアンテナによって置換することができる。したがって、複数のより小さいアンテナおよび増幅器のシステムを有することは、多くの場合に、単一の大きいアンテナおよび増幅器のシステムの展開を超えて実施のコストを下げることができる。
【００４７】
いくつかの実施形態では、ＳＰＳ  １５０は、アンテナ１０２、１０４、１０６での様々な環境要因に関する情報を合成ユニット２０８から受信することができる。たとえば、ダウンリンク信号２２０がアンテナ１０２、１０４、１０６で受信される時に、ＳＰＳ  １５０は、受信されたダウンリンク・サブチャネルまたはダウンリンク信号２２０全体の各バージョンのＳＮＲの変動を判定することができる。一例では、アンテナ１０６で受信されたダウンリンク信号２２０のバージョンが、他のアンテナ１０２、１０４で受信されたダウンリンク信号２２０のバージョンと比較して劣化している場合に、おそらくは天候２１１によって引き起こされる受信問題がアンテナ１０６にあると仮定することができる。その結果、ＲＦＴ  １１６およびアンテナ１０６のアップリンク能力が劣化している可能性があることがわかる。その結果、ＳＰＳ  １５０は、システム・スループットを最大化するために信号ルーティングおよび増幅器セッティングを最適化し、天候または構成要素障害に起因するシステム劣化にかかわらず、少なくともより重要なトラフィックの優先順位を優先することができる。その一方で、ダウンリンク信号２２０の受信されたバージョンの一部またはすべてが、劣化したＳＮＲまたは品質を有する（たとえば、リモート地上局１４６から送信されたもののみ）場合には、リモート地上局１４６からの送信は性能の天候関連劣化などの問題を有する可能性があると推量することができる。数百個または数千個のリモート端末サイトと通信する能力をハブ／ゲートウェイ地球局に与えるように組み合わされ／調整される複数のＲＦＴサイトを有する複雑なネットワークでは、気象および他の環境影響からのリンク性能に対するこのリアルタイム状況情報を、ネットワーク性能を最適化するのにどのように使用できるのかがわかる。
【００４８】
したがって、アップリンク・セレクタ２０４は、ダウンリンク信号２２０および／またはそれぞれのダウンリンク・サブチャネルの受信特性に基づいて、どれが各アップリンク信号またはサブチャネルの送信に最適のＲＦＴ／アンテナであるのかを判定することができる。これは、システム１００全体のスループットを最大化し、かつ／または最高優先順位の信号のスループットを保証することができる。代替案では、これを、ハブ２０２または関連するネットワーク管理システムもしくはトラフィック管理システムによって実行される機能とすることができる。いくつかの実施形態では、たとえば晴れた空の条件の下で、アップリンク信号２３０の各バージョンについて選択される単一のＲＦＴがある場合がある。この形で、アップリンク増幅器（たとえば、ＰＡ  ２１２）からの使用可能な出力のすべてを、１つの搬送波に割り当て、したがって使用可能なリンク・マージンを最大化することができる。説明されるシステム１００では、ＲＦＴへの信号２２０の１対１マッチングを提供するために、第４のＲＦＴが、必要になるはずであり、実施され得ることを了解されたい。
【００４９】
送信チェーン内で、アンテナ１０６で送信信号に悪影響するはずの天候２１１が予期されまたは存在する場合に、アップリンク・セレクタ２０４は、その代わりに、アンテナ１０６を使用するのではなく、アンテナ１０４またはアンテナ１０２を介してアップリンク信号またはアップリンク・サブチャネルのバージョンのうちの１つまたは複数をルーティングすることができる。
【００５０】
そのような例では、アップリンク・セレクタ２０４は、天候２１１に起因して、ＲＦＴ  １１６ではなくＲＦＴ  １１２またはＲＦＴ  １１４に適当なデジタルＩＦ信号を通信することができる。この切替を、機器障害、地震、打撃、衝突、その他、またはサイトをアップリンクに使用不能にする他の理由に応答して達成することもできる。
【００５１】
天候２１１
図３は、衛星アンテナ・ダイバーシティを使用する図１のシステムの一部の別の実施形態のグラフィカル表現である。衛星通信システム（システム）３００は、複数のアンテナ３２２、３２４、３２６、３２８を有することができる。アンテナ３２２、３２４、３２６、３２８は、たとえば図１のアンテナ１０２、１０４、１０６または図２に関連して説明したアンテナのいずれかと同様とすることができる。アンテナ３２２、３２４、３２６、３２８は、ＳＰＳ  １５０に結合され得、または、他の実施形態では、地上局１４２およびＲＦＴ  １１２、１１４、１１６（図１）に類似するそれぞれのＲＦＴ（この図には図示せず）に結合され得る。
【００５２】
上と同様に、システム３００は、サイト・ダイバーシティおよび信号合成を実施することができる。システム１００（図１および図２）のようにダウンリンクでサイト・ダイバーシティを使用することに加えて、システム３００は、たとえば合成された信号を衛星１１０で作るために、多様なアンテナ３２２、３２４、３２６、３２８から、アップリンクでの送信信号合成を実施することもできる。
【００５３】
いくつかの実施形態では、アンテナ３２２、３２４、３２６、３２８は、それぞれ、たとえば衛星１１０にアップリンク信号２３０に類似する同一の信号３１０（または同一の信号の異なるバージョン）を送信することができる。信号３１０は、同一の信号の４つの異なる反復３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｃ、３１０ｄ（集合的に信号３１０）として図示されている。信号３１０の４つの例示的なバージョンだけが図示されているが、信号合成を、信号（たとえば、信号３１０）の複数のバージョンを用いて達成することができる。
【００５４】
信号３１０は、周波数（ｆ）および振幅（ａ）（たとえば、出力）に関して周波数領域で表される。図示されているように、アンテナ３２２は、信号３１０ａを送信することができ、アンテナ３２４は、信号３１０ｂを送信することができ、アンテナ３２６は、信号３１０ｃを送信することができ、アンテナ３２８は、信号３１０ｄを送信することができる。しかし、位相制御がなければ、信号３１０が、静止軌道（たとえば、地上約３６０００キロメートル（ｋｍ）で常に移動している）ほどに遠い可能性がある衛星１１０に到着する時に、信号３１０の送信されたバージョンのそれぞれの周波数および位相が不一致になり、相互に干渉し、かつ／または破壊的干渉を受ける可能性がある。
【００５５】
いくつかの実施形態では、地上局１４２、適用可能なＲＦＴ、またはアンテナ３２２、３２４、３２６、３２８に関連する他の構成要素は、送信される信号にピギーバックされる（たとえば、サブチャネルとして）連続波（ＣＷ）信号を含むことができる。ＣＷ信号は、本明細書ではＣＷピギーバック信号と呼ばれる。したがって、信号３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｃ、３１０ｄのそれぞれは、別個の周波数を有するＣＷピギーバック信号を有する、同一の信号３１０の異なるバージョンである。図示されているように、信号３１０ａは、ＣＷピギーバック信号３１２を有することができ、信号３１０ｂは、ＣＷピギーバック信号３１４を有することができ、信号３１０ｃは、ＣＷピギーバック信号３１６を有することができ、信号３１０ｄは、ＣＷピギーバック信号３１８を有することができる。ＣＷピギーバック信号３１２、３１４、３１６、３１８のそれぞれは、信号３１０の中心周波数ｆ０からオフセットされたそれぞれの中心周波数ｆｗ、ｆｘ、ｆｙ、ｆｚを有することができる。ＣＷピギーバック信号３１２、３１４、３１６、３１８のそれぞれを、それぞれの信号３１０に一意とすることができる。これは、ＣＷ周波数を、送信チェーンの受信端で再生成しやすくすることができる。いくつかの他の実施形態では、ＣＷピギーバック信号は、必要に応じて任意の周波数分離を有することができる。いくつかの例では、ＣＷピギーバック信号は、お互いからおよびアンテナの間で１ＭＨｚ分離とすることができる。なんらかの最小周波数分離が、ＣＷ信号と信号３１０のそれに関連するバージョンとの後の分離に好ましい可能性がある。そのような周波数オフセットは、たとえばＣＷピギーバック信号と信号３１０との間のある干渉を防ぐことができる。いくつかの実施形態で、ＣＷピギーバック信号３１２、３１４、３１６、３１８は、同一の振幅を有することができる。したがって、衛星で受信される信号３１０の振幅に差がある場合に、これは、１つまたは複数のアンテナからのレイン・フェードなどの送信問題を示す可能性がある。いくつかの実施形態で、ＣＷピギーバック信号３１２、３１４、３１６、３１８は、振幅において変化することができる。
【００５６】
いくつかの実施形態で、ＣＷピギーバック信号は、信号３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｃ、３１０ｄのシンボル・レートに位相ロックされた低水準ＣＷ信号とすることができる。本明細書で使用される時に、位相ロックは、ＣＷピギーバック信号と送信信号３１０との間の位相関係を指すことができる。ＣＷピギーバック信号３１２の位相を、ＣＷピギーバック信号３１４に対して相対的に測定して、信号３１０に関連する搬送波信号のタイミングまたは位相の調整を判定することができる。これは、信号３１０が、合成された信号として衛星１１０で受信される時に、同相であり加法的であることを保証することができる。
【００５７】
いくつかの実施形態で、ＣＷピギーバック信号は、たとえば、信号３１０のクロック周波数の約数とすることができる。たとえば、各サイトでの異なる約数は、ＣＷの異なる周波数をもたらし、したがって、各サイトは、一意に識別され得る。ＣＷピギーバック信号を、周波数において、搬送波の中心周波数（たとえば、ｆ０）からオフセットされて位置決めする（たとえば、送信する）ことができる。したがって、任意の所与の送信サイトに関して、それぞれが一意の周波数を有する一意の位相ロックされたＣＷピギーバック信号を、サイトごとに、またはアンテナ（たとえば、アンテナ３２２、３２４、３２６、３２８）ごとに、信号３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｃ、３１０ｄに挿入することができる。ＣＷピギーバック信号の位相は、それぞれの送信信号３１０の搬送波データ位相に関係し、一定のままになる。
【００５８】
信号３１０を、衛星１１０で個別に集合的に受信し、ダウンリンク信号３３０として地上局３４０（たとえば、アンテナおよびＲＦＴ）に中継することができる。位相または振幅の調整なしで、ダウンリンク信号３３０は、位相の不一致な信号３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｃ、３１０ｄのすべての受信されたバージョンを有することができる。ダウンリンク信号３３０ａ（図３の挿入図を参照されたい）は、衛星１１０で受信され、地上局３４０に中継された信号３１０の様々な送信の例示的なオーバーラップされた表現を示す。図示の例のダウンリンク信号３３０ａは、衛星１１０で位相はずれで受信された信号３１０が、どのように破壊的に干渉している可能性があるのかを示す。
【００５９】
しかし、アンテナ３２２、３２４、３２６、３２８からの送信中（または地上局３４０での受信中）に、地上局３４０は、ＣＷピギーバック信号３１２、３１４、３１６、３１８のそれぞれの相対位相および／または位相シフトを監視し、判定することができる。地上局３４０は、その後、信号３１０のそれぞれの搬送波に埋め込まれた情報に基づいて、ＣＷピギーバック信号のそれぞれの位相オフセット（信号の受信されたバージョンの間の位相差）のそれぞれを判定することができる。地上局３４０は、ＣＷピギーバック信号３１２、３１４、３１６、３１８を検出し、これらをそれぞれの信号３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｃ、３１０ｄに相関させることができる。それぞれの送信信号３１０とＣＷピギーバック信号との間の相関は、地上局３４０で既知の所定の関係とすることができる。地上局３４０は、レイン・フェードまたは他の減衰もしくは不明瞭化など、送信中に出会うすべてのアップリンク問題を考慮に入れるために、振幅のある種の変動をさらに測定することができる。この情報を使用して、各サイトからのアップリンク出力を制御することによって総合的なリンク性能を最適化することができる。
【００６０】
位相オフセット（およびたとえば振幅変動）に基づいて、地上局３４０は、アンテナ３２２、３２４、３２６、３２８（ならびにそのそれぞれのＲＦＴおよび地上局）のそれぞれに１つまたは複数の調整メッセージ３４２を送信し返すことができる。調整メッセージ３４２は、たとえば遅延線を使用して、それぞれのアンテナからの信号３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｃ、３１０ｄのそれぞれの相対遅延に関して調整し、これを制御する命令を含むことができる。そのような命令または調整メッセージは、たとえば時間補正を含むことができる。地上での時間遅れの変更は、衛星１１０での信号合成に関する送信信号３１０の位相の変化をもたらす。１つまたは複数の調整メッセージ３４２が、アンテナ３２２、３２４、３２６、３２８のそれぞれおよびそのそれぞれの制御システムに、衛星１１０に同時に位相整列された形で到着するように信号３１０を整列させるために時間遅れまたは位相遅れを挿入しまたは調整するように指示することができる。遅延は、たとえば、遅延線またはＳＰＳ  １５０もしくはＲＦＴの適当なプロセッサによって実行される他のタイミング補正によって挿入され得る。位相を時間領域で整列させることができ、その結果、信号３１０は、建設的に加算され、信号対雑音比を改善するようになる。
【００６１】
位相調整プロセス３５０は、衛星１１０への送信の前に、信号３１０を遅延線に通すことによって、各それぞれの信号３１０の位相を整列させることを含むことができる。遅延の増分は、３０ＧＨｚ（３×１０＾−１１秒）を整列させるのに十分に高速で十分に正確なクロック・サイクルの増分である。したがって、位相調整プロセス３５０の後に、信号３１０は、ダウンリンク信号３３０の位相整列されたバージョン３３０ｂを衛星１１０で建設的に合成し、形成するために、位相を整列され得る。信号３１０の複数のバージョンの送信、それぞれのＣＷピギーバック信号の相対的な位相オフセットまたは位相ラグの弁別は、送信される信号３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｃ、３１０ｄの位相を調整するためのフィードバック情報を地上局１４２に提供することができる。フィードバック・ループは、アップリンク・サイト・ダイバーシティを可能にするために位相調整プロセス３５０を提供する。
【００６２】
いくつかの実施形態では、位相調整プロセス３５０は、ＣＷピギーバック信号３１２、３１４、３１６、３１８のそれぞれの中心周波数を、たとえば地上局３４０で判定することを含むことができる。地上局３４０（または適用可能なプロセッサもしくはコントローラ）は、ＣＷピギーバック信号の間の位相オフセットを判定し、送信アンテナのそれぞれについて要求される時間遅れを判定することができる。この情報を、１つまたは複数の調整メッセージ３４２に含めることができる。
【００６３】
図４は、衛星アンテナ・ダイバーシティを使用する図１のシステムの一部の別の実施形態のグラフィカル表現である。衛星通信システム（システム）４００は、複数のアンテナ３２２、３２４、３２６、３２８を有し、システム３００（図３）と同様のサイト・ダイバーシティおよび信号合成を実施することができる。
【００６４】
いくつかの実施形態で、アンテナ３２２、３２４、３２６、３２８は、それぞれ、たとえば信号３１０に類似する同一の信号４１０（または同一の信号の異なるバージョン）を衛星１１０に送信することができる。信号４１０は、同一の信号の４つの異なる反復またはバージョン４１０ａ、４１０ｂ、４１０ｃ、４１０ｄ（集合的に信号４１０）として図示されている。信号４１０の４つの例示的なバージョンだけが図示されているが、信号（たとえば、信号４１０）の複数のバージョンを用いて信号合成を達成することができる。
【００６５】
信号４１０は、周波数（ｆ）および振幅（ａ）（たとえば、出力）に関して周波数領域で示されている。図示されているように、アンテナ３２２は信号４１０ａを送信することができ、アンテナ３２４は信号４１０ｂを送信することができ、アンテナ３２６は信号４１０ｃを送信することができ、アンテナ３２８は信号４１０ｄを送信することができる。しかし、上と同様に、位相制御がなければ、信号４１０が衛星１１０に到着する時に、信号４１０の送信されたバージョンのそれぞれの周波数および位相が、不一致になり、相互に干渉し、かつ／または破壊的干渉を受ける可能性がある。
【００６６】
いくつかの実施形態では、地上局１４２、適用可能なＲＦＴ、またはアンテナ３２２、３２４、３２６、３２８に関連する他の構成要素は、送信される信号にピギーバックされるスペクトル拡散信号を含むことができる。スペクトル拡散（ＳＳ）信号は、上のＣＷピギーバック信号と同様の形で、本明細書ではＳＳピギーバック信号と呼ばれる。したがって、信号４１０ａ、４１０ｂ、４１０ｃ、４１０ｄのそれぞれは、別個の周波数範囲を有するＳＳピギーバック信号を有する、同一の信号４１０の異なるバージョンである。図示されているように、信号４１０ａは、ＳＳピギーバック信号４１０を有することができ、信号４１０ｂは、ＳＳピギーバック信号４１４を有することができ、信号４１０ｃは、ＳＳピギーバック信号４１６を有することができ、信号４１０ｄは、ＳＳピギーバック信号４１８を有することができる。ＳＳピギーバック信号４１２、４１４、４１６、４１８のそれぞれは、信号４１０の中心周波数ｆ０からオフセットされたそれぞれの中心周波数ｆｗ、ｆｘ、ｆｙ、ｆｚを有することができる。ＳＳピギーバック信号の中心周波数は、ＳＳピギーバック信号がその上で拡散されるそれぞれの周波数帯の中心周波数とすることができる。
【００６７】
ＳＳピギーバック信号４１２、４１４、４１６、４１８のそれぞれは、それがそこから送信されたＲＦＴを識別することができる。いくつかの実施形態では、ＳＳピギーバック信号４１２、４１４、４１６、４１８は、それぞれの信号４１０に一意とすることができる。たとえば、ＳＳピギーバック信号４１２、４１４、４１６、４１８のそれぞれの内容は、一意の内容（たとえば、たとえば別個の繰返しパターン）または別個の拡散コードを有することができる。ＳＳピギーバック信号４１２、４１４、４１６、４１８のそれぞれを、異なるシードまたはシード値に基づいて一意とすることができる。これは、送信チェーンの受信端でスペクトル拡散周波数を再生成するのを簡単にすることができる。いくつかの実施形態で、これは、様々なＳＳピギーバック信号４１２、４１４、４１６、４１８を必要に応じて周波数においてオーバーラップさせることを可能にする。各ＳＳピギーバック信号の内容および／または拡散が一意なので、オーバーラップする信号であっても検出することができる。いくつかの実施形態では、内容または拡散を特定のＲＦＴまたはアンテナに束縛し、たとえば信号４１０の所要のバージョンの出所を示すことができる。
【００６８】
いくつかの他の実施形態では、ＳＳピギーバック信号は、必要に応じて任意の周波数分離を有することができる。いくつかの例では、ＳＳピギーバック信号は、お互いからおよびアンテナごとに１ＭＨｚ分離とすることができる。なんらかの最小周波数分離が、スペクトル拡散信号と信号４１０のそれに関連するバージョンとの後の分離のために好ましい可能性がある。そのような周波数オフセットは、たとえばＳＳピギーバック信号と信号４１０との間のなんらかの干渉を防ぐことができる。
【００６９】
いくつかの実施形態では、ＳＳピギーバック信号４１２、４１４、４１６、４１８は、同一の振幅を有することができる。したがって、衛星で受信された信号４１０の振幅に差がある場合には、これは、１つまたは複数のアンテナからのレイン・フェードなどの送信問題を示す可能性がある。いくつかの実施形態では、スペクトル拡散ピギーバック信号４１２、４１４、４１６、４１８は、振幅において変化することができる。いくつかの実施形態では、ＳＳピギーバック信号４１２、４１４、４１６、４１８は、送信される信号の信号雑音フロア４２２（破線として図示）の出力レベルに類似する出力レベルの信号とすることができる。信号雑音フロア４２２は、衛星雑音フロア４２４から区別され得、一般に、衛星雑音フロア４２４の出力レベルより低い出力レベルである。いくつかの例で、各ＳＳピギーバック信号の相対振幅は、それが雑音信号になったこと、および、主搬送波（たとえば信号４１０）の送信を停止し、関連するＳＳピギーバック信号だけを送信しなければならないことを示すことができる。ピギーバック信号の出力レベルが正常に戻った時に、主搬送波をオンに戻って切り替えることができる。
【００７０】
いくつかの実施形態で、ＳＳピギーバック信号は、信号４１０ａ、４１０ｂ、４１０ｃ、４１０ｄのシンボル・レートに位相ロックされた低水準スペクトル拡散信号とすることができる。たとえば、ＳＳピギーバック信号の拡散コードは、信号４１０の搬送波のシンボル・レートの約数とすることができ、したがって、搬送波にロックされる。ＳＳピギーバック信号４１２の位相を、ＳＳピギーバック信号４１４に対して相対的に測定して、信号４１０に関連する搬送波信号のタイミングまたは位相の調整を判定することができる。これは、信号４１０が、合成された信号として衛星１１０で受信される時に、同相であり加法的であることを保証することができる。
【００７１】
いくつかの実施形態では、ＳＳピギーバック信号は、たとえば、信号４１０のクロック周波数の約数であるクロック周波数を有することができる。たとえば、信号４１０の送信レートを、クロック・レート／クロック周波数に対応する１０Ｍビット毎秒とすることができる。ＳＳピギーバック信号は、１０００００００割る１００００など、剰余を残さずに信号４１０のクロック・レート（１０Ｍｂｐｓ）を割る自然数によって除算されたクロック・レートを有することができる。したがって、クロックはお互いに位相ロックされ、したがって、一方の調整が、他方を調整する。たとえば、各サイトでの異なる約数は、スペクトル拡散の異なる周波数を生じ、したがって、各サイトは、一意に識別され得る。いくつかの実施形態で、ＳＳピギーバック信号は、異なる拡散コードを有することができ、したがって、各サイトは、一意に識別され得る。ＳＳピギーバック信号を、搬送波の中心周波数（たとえば、ｆ０）からオフセットされた周波数に位置決めする（たとえば、その周波数で送信する）ことができる。したがって、任意の所与の送信サイトについて、それぞれが一意の周波数を有する一意の位相ロックされたスペクトル拡散ピギーバック信号を、サイトごと、アンテナ（たとえば、アンテナ３２２、３２４、３２６、３２８）ごとに、信号４１０ａ、４１０ｂ、４１０ｃ、４１０ｄに挿入することができる。ＳＳピギーバック信号の位相は、それぞれの送信信号４１０の搬送波データ位相に関係付けられ、一定のままになる。
【００７２】
信号４１０は、衛星１１０で個別に集合的に受信され、ダウンリンク信号４３０として地上局３４０（たとえば、アンテナおよびＲＦＴ）に中継され得る。位相または振幅の調整がなければ、ダウンリンク信号４３０は、すべてが、位相が不一致の信号４１０ａ、４１０ｂ、４１０ｃ、４１０ｄの受信されたバージョンを有する可能性がある。ダウンリンク信号４３０ａ（図 ４の挿入図を参照されたい）は、衛星１１０で受信され、地上局４４０に中継される信号４１０のさまざまな送信の例示的なオーバーラップしたバージョンを示す。図示の例のダウンリンク信号４３０ａは、衛星１１０で位相はずれで受信される信号４１０が、どのように破壊的に干渉している可能性があるのかを示す。
【００７３】
しかし、送信中に、地上局３４０は、ＳＳピギーバック信号４１２、４１４、４１６、４１８のそれぞれの相対位相および／または位相シフトを監視することができる。その後、地上局３４０は、信号４１０のそれぞれの搬送波に埋め込まれた情報に基づいて、スペクトル拡散ピギーバック信号のそれぞれの位相オフセットのそれぞれを判定することができる。地上局３４０は、ＳＳピギーバック信号４１２、４１４、４１６、４１８を検出し、これらをそれぞれの信号４１０ａ、４１０ｂ、４１０ｃ、４１０ｄに相関させることができる。それぞれの送信信号４１０とＳＳピギーバック信号との間の相関は、地上局３４０で既知の所定の関係とすることができる。地上局３４０は、レイン・フェードまたは他の減衰もしくは不明瞭化など、送信中に出会う任意のアップリンク問題を考慮に入れるために、振幅のある種の変動をさらに測定することができる。この情報を使用して、各サイトからアップリンク出力を制御することによって総合的なリンク性能を最適化することができる。
【００７４】
位相オフセット（およびたとえば振幅変動）に基づいて、地上局３４０は、アンテナ３２２、３２４、３２６、３２８（ならびにそのそれぞれのＲＦＴおよび地上局）のそれぞれに１つまたは複数の調整メッセージ３４２を送信し返すことができる。調整メッセージ３４２は、それぞれのアンテナからの信号４１０ａ、４１０ｂ、４１０ｃ、４１０ｄのそれぞれの相対遅延について調整し、これを制御する命令を含む。地上での時間遅れの変更は、衛星１１０での信号合成に関する送信信号４１０の位相の変化をもたらす。１つまたは複数の調整メッセージ３４２は、位相整列された形で衛星１１０に同時に到着するように信号４１０を整列させるために、時間遅れまたは位相遅れを挿入しまたは調整するように、アンテナ３２２、３２４、３２６、３２８およびそのそれぞれの制御システムのそれぞれに指示することができる。位相を時間領域で整列させることができ、その結果、信号４１０は、建設的に加算し、信号対雑音比を改善するようになる。
【００７５】
したがって、位相調整プロセスの後に、信号４１０は、位相を整列されて、衛星１１０で建設的に合成し、ダウンリンク信号４３０の位相整列されたバージョン４３０ｂを形成することができる。ＳＳピギーバック信号およびＣＷピギーバック信号は、両方とも主搬送波（たとえば、信号３１０、４１０）に位相ロックされる。したがって、位相調整プロセス４５０は、位相調整プロセス３５０に類似する。信号４１０の複数のバージョンの送信、それぞれのＳＳピギーバック信号の相対位相オフセットまたは位相ラグの弁別は、送信される信号４１０ａ、４１０ｂ、４１０ｃ、４１０ｄの位相を調整するためのフィードバック情報を地上局１４２に供給することができる。フィードバック・ループは、位相調整プロセス４５０を提供して、アップリンク・サイト・ダイバーシティを可能にする。上で説明したものと同様の形で、位相調整プロセス４５０は、ＳＳピギーバック信号の間の位相、位相オフセット、および／または時間遅れの判定を含むことができる。位相は、ある距離にわたる時間差と等しい。したがって、位相調整プロセス４５０は、必要な時間調整を提供するレートでクロッキングされる遅延線に信号を通すことを含むことができる。計算された遅延は、アンテナ３２２、３２４、３２６、３２８を介する送信に必要な、ＲＦＴ  １４２または関連する地上局での必要なタイミング調整を知らせることができる。
【００７６】
図５は、図１、図２、図３、および図４の通信システム内で使用され得る通信デバイスの構成要素の機能ブロック図である。通信デバイス（デバイス）５００を、たとえば図１、図２、図３、および図４のＲＦＴ  １１２、１１４、１１６および関連する地上局（またはＲＦＴ）として実施することができる。デバイス５００は、必要に応じて、たとえば信号または位相の調整（たとえば、位相調整プロセス３５０、４５０）、信号合成、およびアップリンク選択に関する前述のプロセスのうちの１つまたは複数を実行するように実施され得る。いくつかの実施形態で、デバイス５００を、さらに、ＳＰＳ  １５０または、ハブ２０２、アップリンク・セレクタ２０４、および合成ユニット２０８などのＳＰＳの副構成要素のうちの１つとして実施することができる。デバイス５００は、デバイス５００の動作を制御するプロセッサ５０４を含むことができる。プロセッサ５０４は、中央処理装置（ＣＰＵ）と呼ばれる場合もある。プロセッサ５０４は、たとえばハブ２０２、アップリンク・セレクタ２０４、および合成ユニット２０８に帰する機能を指示し、かつ／または実行することができる。
【００７７】
デバイス５００は、プロセッサ５０４に動作可能に接続されたメモリ５０６をさらに含むことができ、メモリ５０６は、読取専用メモリ（ＲＯＭ）とランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）との両方を含み、命令およびデータをプロセッサ５０４に供給することができる。メモリ５０６の一部は、不揮発性ランダム・アクセス・メモリ（ＮＶＲＡＭ）を含むこともできる。プロセッサ５０４は、通常、メモリ５０６内に記憶されたプログラム命令に基づいて論理演算および算術演算を実行する。メモリ５０６内の命令は、本明細書で説明する方法を実施するために実行可能とすることができる。
【００７８】
受信チェーン内で、デバイス５００が、受信するノードまたは地上局として実施されまたは使用される時に、プロセッサ５０４は、複数の異なる信号タイプからの情報を処理するように構成され得る。そのような実施形態では、デバイス５００は、たとえばハブ２０２またはＳＰＳ  １５０として実施され、合成ユニット２０８を介して、衛星１１０からのダウンリンク信号２２０およびそのそれぞれのダウンリンク・サブチャネルを受信し、合成するように構成され得る。
【００７９】
送信チェーン内で、たとえば、プロセッサ５０４（たとえば、ハブ２０２）は、アップリンク・セレクタ２０４を介して、送信のためにＲＦＴ  １１２、１１４、１１６の間またはその中でアップリンク信号２３０およびそのそれぞれのサブチャネルを切り替えるようにも構成され得る。プロセッサ５０４は、送信中のある種の切替動作または受信中の信号合成動作において様々なプロセスまたは方法を実施するように構成された１つまたは複数のモジュール５０２を有することができる。モジュール５０２は、ハブ２０２、アップリンク・セレクタ２０４、および／または合成ユニット２０８のタスクを実行することができる。
【００８０】
プロセッサ５０４は、１つまたは複数の適応等化器（図示せず）をさらに含むことができる。適応等化器は、時間領域で着信信号を推定し、その特徴を表すように構成され得る。
【００８１】
プロセッサ５０４は、１つまたは複数のプロセッサ５０４を用いて実施される処理システムを含み、またはその構成要素とすることができる。１つまたは複数のプロセッサ５０４は、汎用マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）、プログラマブル論理デバイス（ＰＬＤ）、コントローラ、状態機械、ゲーテッド・ロジック、ディスクリート・ハードウェア構成要素、専用ハードウェア有限状態機械、または情報の計算もしくは他の操作を実行できる任意の他の適切なエンティティの任意の組合せを用いて実施され得る。
【００８２】
プロセッサ５０４は、ソフトウェアを記憶する機械可読媒体をも含むことができる。ソフトウェアは、ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア、マイクロコード、ハードウェア記述言語、その他のどれと呼ばれようと、任意のタイプの命令を意味すると幅広く解釈されなければならない。命令は、コード（たとえば、ソース・コード・フォーマット、２進コード・フォーマット、実行可能コード・フォーマット、またはコードの任意の他の適切なフォーマット）を含むことができる。命令は、１つまたは複数のプロセッサ５０４によって実行される時に、処理システムに、本明細書で説明する様々な機能を実行させる。
【００８３】
デバイス５００は、通信デバイス５００とリモート位置との間のデータの送信および受信を可能にするために送信器５１０および受信器５１２を含むことのできるハウジング５０８をも含むことができる。たとえば、そのような通信を、地上局１４０、１４２、１４４、１４６の間およびその中で行うことができる。送信器５１０および受信器５１２を、アンテナ・サイトでトランシーバ５１４に組み合わせることができる。アンテナ５１６は、ハウジング５０８に通信可能に結合され、トランシーバ５１４にまたは送信器５１０および受信器５１２に独立に電気的に結合され得る。デバイス５００は、（図示されていない）複数の送信器、複数の受信器、複数のトランシーバ、および／または複数のアンテナを含むこともできる。いくつかの実施形態で、送信器５１０、受信器５１２、およびアンテナ５１６は、たとえばアンテナ１０２、１０４、１０６に関連する機能の一部またはすべてを実行することもできる。
【００８４】
デバイス５００は、トランシーバ５１４によって送信され、受信される信号を変調し、復調する少なくとも１つのモデム５１７をも含むことができる。モデム５１７（１つまたは複数）は、たとえばハブ２０２の１つまたは複数の機能を実行することができる。
【００８５】
デバイス５００は、トランシーバ５１４によって受信された信号を検出し、そのレベルを定量化する努力に使用され得る信号検出器５１８をも含むことができる。信号検出器５１８は、周波数、帯域幅、シンボル・レート、総エネルギ、シンボルあたりのエネルギ、パワー・スペクトル密度、および他の信号特性としてそのような信号を検出することができる。信号検出器５１８は、「ウィンドウィング・モジュール」をも含むことができ、着信データ（たとえば、信号２２０）を処理し、プロセッサ５０４が、使用中の無線通信スペクトルの正しい帯域幅制限された部分を受信していることを保証するようにさらに構成され得る。非限定的な例として、地上局１４０、１４２、１４４、１４６との間のある種の送信は、送信が衛星１１０で受信され、地上局１４４に再ルーティングされる時までに、ある種の時間変動および周波数変動をこうむる可能性がある。そのような変動は、他の要因の中でも、ドップラシフトおよび移動距離に起因する可能性がある。したがって、信号検出器５１８（またはウィンドウイング・モジュール）は、帯域幅および中心周波数に関して着信信号（１つまたは複数）１３６を補正して、プロセッサ５０４が送信信号を含むスペクトルの正しい部分を受信したことを保証することができる。
【００８６】
デバイス５００は、信号を処理する際に使用されるデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）５２０をも含むことができる。ＤＳＰ  ５２０を、送信のデータ・ユニットを生成するように構成することができる。ＤＳＰ  ５２０は、信号検出器５１８およびプロセッサ５０４とさらに協力して、成分信号２２０のある種の特性を判定することができる。ＤＳＰ  ５２０は、１つまたは複数のアナログ・デジタル変換器（Ａ２Ｄ）、１つまたは複数のデジタル・アナログ変換器（Ｄ２Ａ）、ダウンコンバータ、アップコンバータ、ならびに、たとえばソース選択（たとえば、アップリンク・セレクタ２０４）、切替（たとえば、合成ユニット２０８）、復号、および復調に必要な他の構成要素をさらに有することができる。いくつかの実施形態で、信号検出器５１８およびＤＳＰ  ５２０をプロセッサ５０４内に含めることができる。
【００８７】
デバイス５００は、ユーザ・インターフェース５２２をさらに含むことができる。ユーザ・インターフェース５２２は、キーパッド、マイクロホン、スピーカ、および／またはディスプレイを含むことができる。ユーザ・インターフェース５２２は、デバイス５００のユーザに情報を伝え、かつ／またはユーザから入力を受け取る任意の要素または構成要素を含むことができる。
【００８８】
本明細書で説明されるデバイス５００の様々な構成要素を、バス・システム５２６によって一緒に結合することができる。バス・システム５２６は、たとえばデータ・バス、ならびに、データ・バスに加えて、電力バス、制御信号バス、および状況信号バスを含むことができる。当業者は、デバイス５００の構成要素が、一緒に結合され、あるいはいくつかの他の機構を使用してお互いに入力を受け入れまたは供給できることを了解しよう。システム５２６は、さらに、たとえば第１のデバイス５００（たとえば、地上局１４２）を１つまたは複数の第２のデバイス５００（たとえば、地上局１４４）に結合して、通信デバイスを地上ネットワーク１４８に結合することができる。
【００８９】
複数の別々の構成要素が図５に示されているが、構成要素のうちの１つまたは複数を組み合わせ、または共通して実施することができる。たとえば、プロセッサ５０４を使用して、プロセッサ５０４に関して上で説明した機能性を実施するだけではなく、信号検出器５１８および／またはＤＳＰ  ５２０に関して上で説明した機能性を実施することもできる。さらに、図５に示された構成要素のそれぞれを、複数の別々の要素を使用して実施することができる。さらに、プロセッサ５０４（または１つもしくは複数のプロセッサ）を使用して、本明細書で説明する構成要素、モジュール、回路、または類似物のいずれをも実施することができ、あるいは、それぞれを、複数の別々の要素を使用して実施することができる。
【００９０】
本明細書で開示される実施形態に関連して説明した様々な例示的な論理ブロック、モジュール、回路、およびアルゴリズム・ステップを、電子ハードウェア、コンピュータ・ソフトウェア、またはこの両方の組合せとして実施することができる。ハードウェアとソフトウェアとのこの交換可能性を明瞭に示すために、様々な例示的な構成要素、ブロック、モジュール、回路、およびステップを、上では全般的にその機能性に関して説明した。そのような機能性がハードウェアまたはソフトウェアのどちらとして実施されるのかは、特定の応用例と、システム全体に課せられる設計制約とに依存する。当業者が、特定の応用例ごとに変化する形で説明された機能性を実施することができるが、そのような実施判断が、本発明の範囲からの逸脱を引き起こすと解釈してはならない。
【００９１】
本明細書で説明される技法、方法、またはプロセスを、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはその任意の組合せで実施することができる。そのような技法を、汎用コンピュータ、無線通信デバイス受話器、または無線通信デバイス受話器および他のデバイス内のアプリケーションを含む複数の用途を有する集積回路デバイスなど、様々なデバイスのいずれにおいても実施することができる。モジュールまたは構成要素として説明されるすべての特徴を、集積された論理デバイス内で一緒に、または別個であるが相互利用可能な論理デバイスとして別々に、実施することができる。ソフトウェアで実施される場合に、本技法を、少なくとも部分的に、実行された時に上で説明した方法のうちの１つまたは複数を実行する命令を含むプログラム・コードを含むコンピュータ可読記憶媒体によって実現することができる。コンピュータ可読データ記憶媒体は、パッケージング材料を含むことのできるコンピュータ・プログラム製品の一部を構成することができる。コンピュータ可読媒体は、ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  ｄｙｎａｍｉｃ  ｒａｎｄｏｍ  ａｃｃｅｓｓ  ｍｅｍｏｒｙ（ＳＤＲＡＭ）などのランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、読取専用メモリ（ＲＯＭ）、不揮発性ランダム・アクセス・メモリ（ＮＶＲＡＭ）、電気的消去可能プログラム可能読取専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、フラッシュ・メモリ、磁気データ記憶媒体、光学データ記憶媒体、および類似物などのメモリまたはデータ記憶媒体を含むことができる。本技法は、それに加えてまたはその代わりに、少なくとも部分的に、伝搬される信号または波など、命令またはデータ構造の形でプログラム・コードを搬送しまたは通信し、コンピュータによってアクセスされ、読み取られ、かつ／または実行され得る、コンピュータ可読通信媒体によって実現され得る。
【００９２】
プログラム・コードをプロセッサによって実行することができ、このプロセッサは、図２、図３、および図４に関連して説明した、１つまたは複数のデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、汎用マイクロプロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールド・プログラマブル・ロジック・アレイ（ＦＰＧＡ）、または他の同等の集積回路網もしくはディスクリート論理回路網など、１つまたは複数のプロセッサを含むことができる。そのようなプロセッサは、本開示で説明する方法のいずれをも実行するように構成され得る。汎用プロセッサは、マイクロプロセッサとすることができるが、代替案では、プロセッサは、任意の従来のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、または状態機械とすることができる。プロセッサは、コンピューティング・デバイスの組合せ、たとえば、ＤＳＰとマイクロプロセッサとの組合せ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアに関連する１つもしくは複数のマイクロプロセッサ、または任意の他のそのような構成としても実施され得る。したがって、本明細書で使用される用語「プロセッサ」は、前述の構造のいずれか、前述の構造の任意の組合せ、または本明細書で説明する技法の実施に適する任意の他の構造または装置を指すことができる。
【００９３】
本発明の実施形態を、上で特定の実施形態に関して説明したが、本発明の多数の変形形態が可能である。たとえば、様々な構成要素の個数を増減することができ、供給電圧を決定するモジュールおよびステップを変更して、周波数、別のシステム・パラメータ、またはパラメータの組合せを決定することができる。さらに、様々な実施形態の特徴を、上で説明したものとは異なる組合せで組み合わせることができる。
【００９４】
開示される実施形態の上の説明は、当業者が本発明を作りまたは使用することを可能にするために提供される。これらの実施形態に対する様々な変更は、当業者にたやすく明白になり、本明細書で説明される包括的な原理は、本発明の趣旨または範囲から逸脱せずに他の実施形態に適用され得る。したがって、本明細書で提示される説明および図面が、本発明の現在好ましい実施態様を表し、したがって、本発明によって幅広く企図される主題を表すことを理解されたい。さらに、本発明の範囲が、当業者に明白になる可能性がある他の実施形態を完全に包含することと、本発明の範囲が、したがって、添付の特許請求の範囲以外の何によっても限定されないこととを理解されたい。
【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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