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特表2024-517074同時ユーザカバレッジの複数のエリアを用いたエンドツーエンドビーム形成のための技術
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-04-19
(54)【発明の名称】同時ユーザカバレッジの複数のエリアを用いたエンドツーエンドビーム形成のための技術
(51)【国際特許分類】
H04B 7/185 20060101AFI20240412BHJP
H04W 84/06 20090101ALI20240412BHJP
H04W 16/26 20090101ALI20240412BHJP
H04W 16/28 20090101ALI20240412BHJP
【ＦＩ】
H04B7/185
H04W84/06
H04W16/26
H04W16/28
【審査請求】未請求
【予備審査請求】有
(21)【出願番号】P 2023561144
(86)(22)【出願日】2022-03-10
(85)【翻訳文提出日】2023-11-29
(86)【国際出願番号】 US2022019835
(87)【国際公開番号】W WO2022216410
(87)【国際公開日】2022-10-13
(31)【優先権主張番号】63/173,065
(32)【優先日】2021-04-09
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．Ｌｉｎｕｘ
２．ＷＩＮＤＯＷＳ
(71)【出願人】
【識別番号】513180451
【氏名又は名称】ヴィアサット，インコーポレイテッド
【氏名又は名称原語表記】ＶｉａＳａｔ，Ｉｎｃ．
(74)【代理人】
【識別番号】110001302
【氏名又は名称】弁理士法人北青山インターナショナル
(72)【発明者】
【氏名】ビュアー，ケネス ヴイ．
(72)【発明者】
【氏名】ペトラノヴィッチ，ジェームズ イー．
【テーマコード（参考）】
5K067
5K072
【Ｆターム（参考）】
5K067EE08
5K072AA29
5K072BB13
5K072BB22
5K072DD07
5K072EE01
(57)【要約】
衛星通信システム及び動作の方法により、複数のユーザカバレッジエリアに関して地上ベースのエンドツーエンドのビーム形成を同時に実行することに基づいて、複数の重複していないユーザカバレッジエリア内の複数のユーザ端末にサービスが提供される。衛星通信システム及び動作の方法により、複数のユーザカバレッジエリアに関して地上ベースのエンドツーエンドのビーム形成を同時に実行することに基づいて、複数の重複していないユーザカバレッジエリア内の複数のユーザ端末にサービスが提供される。システムは、順方向又は逆方向に多数の同時ビームを提供し、それぞれのユーザカバレッジエリアへのビームの割り当てを制御することにより、それぞれのユーザカバレッジエリアに対する容量割り当てが決定される。システム内の衛星に搭載された複数の送信／受信経路は、エンドツーエンドのビーム形成をサポートし、ビーム割り当てを制御することは、それぞれのユーザカバレッジエリアへのそのような経路の割り当てを制御することに基づく。
【選択図】図１
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数のアクセスノードと複数のユーザ端末との間の通信を提供するための衛星を備えた衛星通信システムであって、前記複数のアクセスノードが、対応するアクセスノードエリア内に地理的に分散され、前記複数のユーザ端末が、第１のユーザカバレッジエリア及び第２のユーザカバレッジエリア内に地理的に分散され、前記衛星が、複数の合成入力順方向信号を受信するために前記アクセスノードエリアを照らすように構成された複数のフィーダリンク構成要素を備えるフィーダリンクアンテナサブシステムであって、前記複数の合成入力順方向信号の各々が、前記複数のアクセスノードからの複数の順方向アップリンク信号の重畳として、前記複数のフィーダリンク構成要素のうちの対応する１つによって受信される、フィーダリンクアンテナサブシステムと、
複数の順方向信号経路であって、前記複数の順方向信号経路の各々が、前記複数のフィーダリンク構成要素のうちのそれぞれの１つと結合されたそれぞれの入力を有し、前記複数の合成入力順方向信号のうちのそれぞれの１つを取得し、複数の順方向合成ダウンリンク信号のうちのそれぞれの１つをそれぞれの出力で生成する、複数の順方向信号経路と、
前記第１のユーザカバレッジエリアを照らすように構成された複数の第１のユーザリンク構成要素を備えた第１のユーザリンクアンテナサブシステムと、
前記第２のユーザカバレッジエリアを照らすように構成された複数の第２のユーザリンク構成要素を備えた第２のユーザリンクアンテナサブシステムであって、前記第２のユーザカバレッジエリアが前記第１のユーザカバレッジエリアと重複していない、第２のユーザリンクアンテナサブシステムと、
前記第１のユーザリンクアンテナサブシステムと前記第２のユーザリンクアンテナサブシステムとの間で前記複数の順方向信号経路を動的に割り当てるように、制御信号に応答して再構成可能な選択器サブシステムであって、前記選択器サブシステムの第１の構成では、前記複数の順方向信号経路の第１のサブセットの前記それぞれの出力が、前記複数の第１のユーザリンク構成要素の第１のサブセットのうちのそれぞれの１つと選択的に結合され、前記複数の順方向信号経路の第２のサブセットの前記それぞれの出力が、前記複数の第２のユーザリンク構成要素の第１のサブセットのうちのそれぞれの１つと選択的に結合される、選択器サブシステムと、を備える、衛星通信システム。
【請求項2】
前記選択器サブシステムの第２の構成では、前記複数の順方向信号経路の第３のサブセットが、前記複数の第１のユーザリンク構成要素の第２のサブセットのうちのそれぞれの１つと結合されたそれぞれの出力を有し、前記複数の順方向信号経路の第４のサブセットが、前記第２のユーザリンク構成要素の第２のサブセットのうちのそれぞれの１つと結合されたそれぞれの出力を有する、請求項１に記載の衛星通信システム。
【請求項3】
前記第１のユーザリンク構成要素の前記第１のサブセットが、第１の数の前記第１のユーザリンク構成要素であり、前記第１のユーザリンク構成要素の前記第２のサブセットが、第２の数の前記第１のユーザリンク構成要素あり、前記第１の数は、前記第２の数とは異なり、前記第２のユーザリンク構成要素の前記第１のサブセットが、第３の数の前記第２のユーザリンク構成要素であり、前記第２のユーザリンク構成要素の前記第２のサブセットが、第４の数の前記第２のユーザリンク構成要素であり、前記第３の数は、前記第４の数とは異なる、請求項２に記載の衛星通信システム。
【請求項4】
前記第１の数と前記第２の数との総計が、前記第３の数と前記第４の数との総計に等しい、請求項３に記載の衛星通信システム。
【請求項5】
前記選択器サブシステムの前記第１の構成が、前記第１のユーザカバレッジエリアと前記第２のユーザカバレッジエリアとの間への容量の第１の割り当てを定義し、前記選択器サブシステムの前記第２の構成が、前記第１のユーザカバレッジエリアと前記第２のユーザカバレッジエリアとの間への容量の第２の割り当てを定義し、前記容量の第２の割り当てが、前記容量の第１の割り当てとは異なる、請求項２に記載の衛星通信システム。
【請求項6】
前記第１の構成が、第１のビーム重み行列に対応し、前記第２の構成が、前記第１のビーム重み行列とは異なる第２のビーム重み行列に対応する、請求項２に記載の衛星通信システム。
【請求項7】
前記複数の第１のユーザリンク構成要素の前記第１のサブセットが、前記複数の順方向信号経路の前記第１のサブセットによって生成された前記複数の順方向合成ダウンリンク信号の第１のサブセットを送信するように構成され、前記複数の順方向合成ダウンリンク信号の前記送信された第１のサブセットが、前記第１のユーザカバレッジエリアでの第１のユーザビームの形成に寄与するように重畳し、前記複数の第２のユーザリンク構成要素の前記第２のサブセットが、前記複数の順方向信号経路の前記第２のサブセットによって生成された前記複数の順方向合成ダウンリンク信号の第２のサブセットを送信するように構成され、前記複数の順方向合成ダウンリンク信号の前記送信された第２のサブセットが、前記第２のユーザカバレッジエリアでの第２のユーザビームの形成に寄与するように重複する、請求項１に記載の衛星通信システム。
【請求項8】
前記複数の順方向アップリンク信号の各々が、前記第１のユーザビーム及び前記第２のユーザビームの双方の形成に寄与する、請求項７に記載の衛星通信システム。
【請求項9】
前記第１のユーザビームが、前記第１のユーザカバレッジエリア内の前記複数の端末の第１のサブセットに対する第１のユーザデータストリームに対応し、前記第２のユーザビームが、前記第２のユーザカバレッジエリア内の前記複数の端末の第２のサブセットに対する第２のユーザデータストリームに対応する、請求項７に記載の衛星通信システム。
【請求項10】
前記選択器サブシステムが、前記複数の順方向信号経路の前記出力に結合された複数の順方向リンクスイッチを備え、前記複数の順方向リンクスイッチの各々が、前記制御信号に応答して、前記複数の順方向信号経路のうちの１つの前記それぞれの出力を、第１のスイッチ状態を介して前記複数の第１のユーザリンク構成要素のうちのそれぞれ１つ、又は第２のスイッチ状態を介して前記複数の第２のユーザリンク構成要素のうちのそれぞれ１つのいずれかに選択的に結合し、前記選択器サブシステムの前記第１の構成では、前記複数の順方向信号経路の前記第１のサブセットの前記それぞれの出力に結合された前記複数の順方向リンクスイッチの第１のサブセットが、前記第１のスイッチ状態にあり、前記複数の順方向信号経路の前記第２のサブセットの前記それぞれの出力に結合された前記複数の順方向リンクスイッチの第２のサブセットが、前記第２のスイッチ状態にある、請求項１に記載の衛星通信システム。
【請求項11】
複数の戻り信号経路を更に備え、前記複数の戻り信号経路の各々が、前記フィーダリンク構成要素のうちのそれぞれの１つに結合されたそれぞれの出力を有し、前記選択器サブシステムが、前記第１のユーザリンクアンテナサブシステムと前記第２のユーザリンクアンテナサブシステムとの間で前記複数の戻り信号経路を動的に割り当てるように、前記制御信号に応答して再構成可能である、請求項１に記載の衛星通信システム。
【請求項12】
前記選択器サブシステムの前記第１の構成では、前記複数の戻り信号経路の第１のサブセットのそれぞれの出力が、前記複数の第１のユーザリンク構成要素の第３のサブセットのそれぞれの１つと選択的に結合されており、前記複数の戻り信号経路の第２のサブセットのそれぞれの出力が、前記複数の第２のユーザリンク構成要素の第３のサブセットのそれぞれの１つと選択的に結合されている、請求項１１に記載の衛星通信システム。
【請求項13】
前記アクセスノードエリアが、前記第１のユーザカバレッジエリアと重複せず、かつ、前記第２のユーザカバレッジエリアと重複しない、請求項１に記載の衛星通信システム。
【請求項14】
順方向ビーム成形器を更に備え、前記順方向ビーム成形器が、順方向ビーム信号入力と、
前記複数のアクセスノードと通信する複数のエンドツーエンドビーム重み付け順方向アップリンク信号出力であって、前記エンドツーエンドビーム重み付け順方向アップリンク信号出力が、１セットのエンドツーエンド順方向ビーム重みに従った前記順方向ビーム信号入力のそれぞれの重み付けに対応する、複数のエンドツーエンドビーム重み付け順方向アップリンク信号出力と、を備える、請求項１に記載の衛星通信システム。
【請求項15】
前記複数のアクセスノードが、前記複数のアクセスノードと前記衛星との間に導入されたそれぞれの経路遅延及び位相シフトを補償するために、前記複数の順方向アップリンク信号を事前に補正する、請求項１に記載の衛星通信システム。
【請求項16】
前記選択器サブシステムが、前記第１のユーザカバレッジエリアと前記第２のユーザカバレッジエリアとの間で容量を動的に割り当てるために、前記第１のユーザリンクアンテナサブシステムと前記第２のユーザリンクアンテナサブシステムとの間で前記複数の順方向信号経路を動的に割り当てる、請求項１に記載の衛星通信システム。
【請求項17】
複数のアクセスノードと複数のユーザ端末との間の通信を提供するための方法であって、前記複数のアクセスノードが、対応するアクセスノードエリア内に地理的に分散され、前記複数のユーザ端末が、第１のユーザカバレッジエリア及び第２のユーザカバレッジエリア内に地理的に分散され、前記方法が、衛星のフィーダリンクアンテナサブシステムの複数のフィーダリンク構成要素を介して、複数の合成入力順方向信号を受信することであって、前記複数の合成入力順方向信号の各々は、前記複数のアクセスノードからの複数の順方向アップリンク信号の重畳として、前記複数のフィーダリンク構成要素のうちの対応する１つによって受信される、受信することと、
前記フィーダリンクアンテナサブシステムを複数の順方向信号経路を介して第１のユーザリンクアンテナサブシステム及び第２のユーザリンクアンテナサブシステムに選択的に結合するように、第１の構成における前記衛星の選択器サブシステムを構成することであって、前記複数の順方向信号経路の各々が、前記複数のフィーダリンク構成要素のうちのそれぞれの１つと結合されたそれぞれの入力を有し、前記第１の構成では、前記複数の順方向系路の前記第１のサブセットのそれぞれの出力が、前記第１のユーザリンクアンテナサブシステムの複数の第１のユーザリンク構成要素の第１のサブセットのそれぞれの出力と選択的に結合され、前記複数の順方向信号経路の第２のサブセットのそれぞれの出力が、前記第２のユーザリンクアンテナサブシステムの複数の第２のユーザリンク構成要素の第１のサブセットのそれぞれの出力と選択的に結合されている、構成することと、
前記複数の系路の前記出力で、前記複数の合成入力順方向信号から複数の順方向合成ダウンリンク信号を生成することと、
前記第１のユーザリンクアンテナサブシステムの前記複数の第１のユーザリンク構成要素の前記第１のサブセットを介して、前記複数の順方向信号経路の前記第１のサブセットによって生成された前記複数の順方向合成ダウンリンク信号の第１のサブセットを送信して、前記第１のユーザカバレッジエリア内の第１の複数の順方向ビームの形成に寄与することと、
前記第２のユーザリンクアンテナサブシステムの前記複数の第２のユーザリンク構成要素の前記第１のサブセットを介して、前記複数の順方向信号経路の前記第２のサブセットによって生成された前記複数の順方向合成ダウンリンク信号の第２のサブセットを送信して、前記第２のユーザカバレッジエリアにおける第２の複数の順方向ビームの形成に寄与することであって、前記第２のユーザカバレッジエリアは、前記第１のユーザカバレッジエリアと重複していない、寄与することと、を含む、方法。
【請求項18】
前記方法が、前記衛星の前記選択器サブシステムを前記第１の構成から第２の構成に再構成することであって、前記第２の構成では、前記複数の順方向信号経路の第３のサブセットが、前記複数の第１のユーザリンク構成要素の第２のサブセットのうちのそれぞれの１つに結合され、前記複数の順方向信号経路の第４のサブセットが、前記第２のユーザリンク構成要素の第２のサブセットのそれぞれの１つを有する、再構成することと、
前記第１のユーザリンクアンテナの前記複数の第１のユーザリンク構成要素の前記第２のサブセットを介して、前記複数の信号経路の前記第３のサブセットによって生成された前記複数の順方向合成ダウンリンク信号の第３のサブセットを送信して、前記第１のユーザカバレッジエリアでの第３の複数の順方向ビームの形成に寄与することと、
前記第２のユーザリンクアンテナサブセットの前記複数の第２のユーザリンク構成要素の前記第２のサブセットを介して、前記複数の順方向信号経路の前記第４のサブセットによって生成された前記複数の順方向合成ダウンリンク信号の第４のサブセットを送信して、前記第２のユーザカバレッジエリアでの第４の複数の順方向ビームの形成に寄与することと、を更に含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項19】
前記第１のユーザリンク構成要素の前記第１のサブセットが、第１の数の前記第１のユーザリンク構成要素であり、前記第１のユーザリンク構成要素の前記第２のサブセットが、第２の数の前記第１のユーザリンク構成要素あり、前記第１の数は、前記第２の数とは異なり、前記第２のユーザリンク構成要素の前記第１のサブセットが、第３の数の前記第２のユーザリンク構成要素であり、前記第２のユーザリンク構成要素の前記第２のサブセットが、第４の数の前記第２のユーザリンク構成要素であり、前記第３の数は、前記第４の数とは異なる、請求項１８に記載の方法。
【請求項20】
前記第１の数と前記第２の数との総計が、前記第３の数と前記第４の数との総計に等しい、請求項１９に記載の方法。
【請求項21】
前記選択器サブシステムの前記第１の構成が、前記第１のユーザカバレッジエリアと前記第２のユーザカバレッジエリアとの間への容量の第１の割り当てを定義し、前記選択器サブシステムの前記第２の構成が、前記第１のユーザカバレッジエリアと前記第２のユーザカバレッジエリアとの間への容量の第２の割り当てを定義し、前記容量の第２の割り当てが、前記容量の第１の割り当てとは異なる、請求項１８に記載の方法。
【請求項22】
前記第１の構成が、第１のビーム重み行列に対応し、前記第２の構成が、前記第１のビーム重み行列とは異なる第２のビーム重み行列に対応する、請求項１８に記載の方法。
【請求項23】
前記複数の第１のユーザリンク構成要素の前記第１のサブセットが、前記複数の順方向信号経路の前記第１のサブセットによって生成された前記複数の順方向合成ダウンリンク信号の第１のサブセットを送信するように構成され、前記複数の順方向合成ダウンリンク信号の前記送信された第１のサブセットが、前記第１のユーザカバレッジエリアでの第１のユーザビームの形成に寄与するように重畳し、前記複数の第２のユーザリンク構成要素の前記第２のサブセットが、前記複数の順方向信号経路の前記第２のサブセットによって生成された前記複数の順方向合成ダウンリンク信号の第２のサブセットを送信するように構成され、前記複数の順方向合成ダウンリンク信号の前記送信された第２のサブセットが、前記第２のユーザカバレッジエリアでの第２のユーザビームの形成に寄与するように重複する、請求項１７に記載の方法。
【請求項24】
前記複数の順方向アップリンク信号の各々が、前記第１のユーザビーム及び前記第２のユーザビームの双方の形成に寄与する、請求項２３に記載の方法。
【請求項25】
前記第１のユーザビームが、前記第１のユーザカバレッジエリア内の前記複数の端末の第１のサブセットに対する第１のユーザデータストリームに対応し、前記第２のユーザビームが、前記第２のユーザカバレッジエリア内の前記複数の端末の第２のサブセットに対する第２のユーザデータストリームに対応する、請求項２３に記載の方法。
【請求項26】
前記第１の構成における前記衛星の前記選択器サブシステムを構成することが、第１のスイッチ状態において、複数の順方向信号経路の前記第１のサブセットの各々のそれぞれの前記出力が、前記複数の第１のユーザリンク構成要素のうちのそれぞれの１つに選択的に結合されるように、前記複数の順方向信号経路の前記第１のサブセットの前記それぞれの出力に結合された複数の順方向リンクスイッチの第１のサブセットを構成することと、
第２のスイッチ状態において、複数の順方向信号経路の前記第２のサブセットの各々のそれぞれの出力が、複数の第２のユーザリンク構成要素のうちのそれぞれの１つに選択的に結合されるように、前記複数の順方向信号経路の前記第２のサブセットのそれぞれの出力に結合された前記複数の順方向リンクスイッチの第２のサブセットを構成することと、を含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項27】
前記第１の構成における前記衛星の前記選択器サブシステムを構成することが、前記第１及び第２のユーザリンクアンテナサブシステムを前記フィーダリンクアンテナサブシステムに選択的に結合するように複数の戻り信号経路を構成することを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項28】
前記選択器サブシステムの前記第１の構成では、前記複数の戻り信号経路の第１のサブセットのそれぞれの出力が、前記複数の第１のユーザリンク構成要素の第３のサブセットのそれぞれの１つと選択的に結合されており、前記複数の戻り信号経路の第２のサブセットのそれぞれの出力が、前記複数の第２のユーザリンク構成要素の第３のサブセットのそれぞれの１つと選択的に結合されている、請求項２７に記載の方法。
【請求項29】
前記アクセスノードエリアが、前記第１のユーザカバレッジエリアと重複せず、かつ、前記第２のユーザカバレッジエリアと重複しない、請求項１７に記載の衛星通信システム。
【請求項30】
順方向ビーム信号入力を取得することと、前記複数のアクセスノードと通信する複数のエンドツーエンドビーム重み付け順方向アップリンク信号出力を生成することであって、前記エンドツーエンドビーム重み付け順方向アップリンク信号出力が、１セットのエンドツーエンド順方向ビーム重みに従った前記順方向ビーム信号入力のそれぞれの重み付けに対応する、複数のエンドツーエンドビーム重み付け順方向アップリンク信号出力を生成することと、を備える、請求項１７に記載の方法。
【請求項31】
前記複数のアクセスノードにおいて、前記複数のアクセスノードと前記衛星との間に導入されたそれぞれの経路遅延及び位相シフトを補償するために、前記複数の順方向アップリンク信号を事前に補正することを更に含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項32】
前記選択器サブシステムを構成することにより、前記第１のユーザカバレッジエリアと前記第２のユーザカバレッジエリアとの間での容量を動的に割り当てる、請求項１７に記載の方法。【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
開示されている技術は、衛星などのエンドツーエンド中継器を介して、地理的に重複しないカバレッジエリア内に同時にビーム形成を行うエンドツーエンドビーム形成を使用する。
【背景技術】
【0002】
衛星通信システムなどの無線通信システムは、通信衛星を使用して、音声、映像、及び様々な他のタイプのデータを含む情報がある場所から他の場所に通信され得る手段を提供する。典型的には、通信衛星は様々な地上のターゲットデバイスと通信するための１つ以上のアンテナアセンブリを含み、これらのデバイスは、地上ベースのアクセスノード端末又はユーザ端末を含み、そのいずれもが、（例えば、永久設置場所に設置される、ある固定設置場所から他の場所に移動されるなどの）固定式、又は移動式（例えば、車両、ボート、飛行機、ハンドヘルドなど）であり得る。
【0003】
通信衛星のアンテナアセンブリは、ダウンリンク信号（例えば、ユーザ端末への順方向リンク信号又はアクセスノードへの戻りリンク信号）を送信し、かつ／又は、アップリンク信号（例えば、アクセスノードからの順方向リンク信号及びユーザ端末からの戻りリンク信号）を受信するように構成され得る。アンテナアセンブリは、サービスカバレッジエリアに関連付けられてよく、そのサービスカバレッジエリアの中でデバイスにアンテナアセンブリを介して通信サービスが提供されてよい。
【0004】
場合によっては、通信衛星が静止衛星であってよく、その場合、通信衛星の軌道が地球の回転と同期され、地球に対して本質的に静止しているサービスカバレッジエリアを維持してよい。その他の場合には、通信衛星がその軌道経路を移動する際に、サービスカバレッジエリアを地表上で移動させる異なる軌道（例えば、地球周回軌道）を使用してもよい。
【0005】
いくつかの通信衛星は、スポットビームのカバレッジエリアを固定された場所に配置してもよい。しかしながら、これらの通信衛星は、スポットビームを移動させてサービスカバレッジエリアへの変更に対応する能力を有していない可能性がある。更に、そのような衛星通信アーキテクチャは、本質的に、サービスカバレッジエリア上に均一に分散された容量を提供する。例えば、スポットビーム当たりの容量は、スポットビーム当たりの割り当てられた帯域幅と強く関連しており、スポットビーム毎に予め決められ得、それゆえ柔軟性や設定可能性はほとんど考慮されていない。
【0006】
これらの衛星通信アーキテクチャは、所望のサービスカバレッジエリアが周知であり、容量の要求がサービスカバレッジエリア上に均一に分散されている場合には価値があり得るが、前述のアーキテクチャの柔軟性の欠如は、特定の用途に対して制限的となる可能性がある。例えば、通信衛星は再タスクされてもよく、又は展開条件（例えば、軌道スロットなど）が変更されてもよい。加えて、衛星通信サービスは、ユーザの要求の変化（例えば、固定ユーザ対モバイルユーザなど）を観察してもよい。
【0007】
ビーム形成のような信号処理技術は、スポットビームの配置やサービスカバレッジエリアを適応させる能力をある程度提供するが、サービスカバレッジエリアやスポットビームの配置の適応において、更なる柔軟性が望まれる場合がある。例えば、衛星通信システム及びそれに応じた通信衛星が、ユーザ端末及びアクセスノード端末の位置、通信サービス容量の空間分散、及び通信サービスの容量割り当てなどの要因に基づいて、サービスカバレッジエリアの位置及び寸法を柔軟かつ動的に調整することが望ましい場合がある。加えて、衛星通信システム及びそれに応じた通信衛星が、異なるサービスカバレッジエリア間で通信リソースを柔軟かつ動的に割り当てること、例えば、動的に変化する条件に基づいて、より高いスループットのサービスを異なるカバレッジエリアにシフトすることが望ましい場合がある。
【発明の概要】
【0008】
同時ユーザカバレッジの複数のエリアを用いたエンドツーエンドビーム形成のための方法、システム、及びデバイスが記載されている。
【0009】
説明される方法及び装置の適用性の更なる範囲は、以下の詳細な説明、特許請求の範囲、及び図面から明らかになるであろう。説明の範囲内の様々な変更及び修正が当業者には明らかとなるので、詳細な説明及び具体例は、単に例示として与えられる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
本開示の実施形態の性質及び利点の更なる理解は、以下の図面を参照することによって実現することができる。添付の図では、類似のコンポーネント又は機構が同一の参照ラベルを有する場合がある。更に、同一のタイプの様々なコンポーネントは、参照ラベルの後にダッシュ及び類似したコンポーネントを区別する第２のラベルを付けて、区別する場合がある。本明細書において第１の参照ラベルのみが使用される場合、本説明は、第２の参照ラベルにかかわらず、同一の第１の参照ラベルを有する同様の構成要素のうちのいずれか１つに適用可能である。
【0011】
【発明を実施するための形態】
【0012】
図１に示されるような衛星通信システム１０（「システム」）は、複数のユーザカバレッジエリア１４に関して地上ベースのエンドツーエンドビーム形成を同時に実行することに基づいて、複数の重複しないユーザカバレッジエリア１４、例えば、第１のユーザカバレッジエリア１４－１及び第２のユーザカバレッジエリア１４－２内の複数のユーザ端末１２にサービスを提供する。以下、別段の記載がない限り、又はコンテキストから明らかでない限り、「ビーム形成」という用語は、地面ベースのエンドツーエンドのビーム形成を指し、接尾辞の参照番号は、明瞭さが接尾辞を含むことを必要とする場合にのみ議論される。
【0013】
図１は、ユーザ端末１２に向かって順方向にビーム形成するための詳細を強調し、説明を容易にし、かつ、明確さを維持するためにいくつかの簡略化に頼っている。簡略化された主なものは、第１のユーザカバレッジエリア１４－１内の単一のユーザ端末１２－１及び第２のユーザカバレッジエリア１４－２内の単一のユーザ端末１２－２の描写であり、対応する順方向ビーム１６－１が第１のユーザ端末１２－１にサービスを行い、対応する順方向ビーム１６－２が第２のユーザ端末１２－２にサービスを行う。「サービスを行うこと」とは、ユーザ端末１２－１用に意図された順方向ユーザ信号（複数可）１８－１が順方向ビーム１６－１内に搬送されるという事実を意味する。同様に、順方向ビーム１６－２がユーザ端末１２－２用に意図された順方向ユーザ信号１８－２を搬送する。
【0014】
システム１０の動作には、第１のユーザカバレッジエリア１４－１及び第２のユーザカバレッジエリア１４－２に潜在的に多くの順方向ビーム１６が同時に形成されることが伴う。各順方向ビーム１６は、１つ以上のユーザ端末１２にサービスを行い、例えば、各順方向ビーム１６は、それらが全て同一のビームカバレッジエリア２０内にあるという意味で「クラスタ化された」複数のユーザ端末１２にサービスを提供する。図１は、順方向ビーム１６－１の地上の「フットプリント」としてのビームカバレッジエリア２０－１の例と、順方向ビーム１６－２の地上のフットプリントとしてのビームカバレッジエリア２０－２の例と、を示す。順方向ビーム１６－１のフットプリント内のユーザ端末１２は、そのビームによってサービスを受けてよく、同様に、順方向ビーム１６－２のフットプリント内のユーザ端末１２は、そのビームによってサービスを受けてよい。
【0015】
システム設計の観点から、各ユーザカバレッジエリア１４が論理的に複数のビームカバレッジエリア２０、すなわち、ビームフットプリント２０の既知又は予想される大きさに基づくビームカバレッジエリア２０の所定のパターン－に分割され、ユーザカバレッジエリア１４全体にわたって順方向カバレッジを提供する例示のアプローチを考える。ユーザカバレッジエリア１４へサービスを行うには、事前に定義されたビームカバレッジエリア２０が存在するのと同一の数の順方向ビーム１６を同時に形成する必要はない。代わりに、時分割多重化（ＴＤＭ）パターンが使用されてよく、より少ない数の順方向ビーム１６が、異なる時間に所定のビームカバレッジエリア２０の異なるサブセットを照らすために使用される。
【0016】
特定の地理的エリアを照らすために任意の所与の順方向ビーム１６を形成すること、すなわち、ビームカバレッジエリア２０がユーザカバレッジエリア１４の全体内の所望の場所に位置する順方向ビーム１６を形成することは、ビームフォーミングに関与する各アクセスノード２２から所望のビーム中心の地理的中心又はその近傍に位置する受信器までの送信チャネルを記述するチャネル推定値を有することが必要である。ビーム形成は、システム１０の地上セグメント２４の一部を形成する複数の地理的に分散したアクセスノード２２を使用することが必要である。
【0017】
実際には、形成された各順方向ビーム１６に対して、システム１０は、その順方向ビーム１６によってサービスを受け、ビーム中心として指定された地理的位置にあるか、又はそれに十分に近いユーザ端末１２に関するチャネル推定を取得する。そのようなユーザ端末１２は、参照ユーザ端末（ＲＵＴ）又は指定ユーザ端末（ＤＵＴ）と称されてよい。したがって、同一の順方向ビーム１６によってサービスを受ける全てのユーザ端末１２の所与のクラスタに対して、それらのうちの中央に位置する１つは、順方向ビーム１６を形成するために使用されるエンドツーエンドチャネルを推定するためのＲＵＴとして機能する。特に、衛星通信システム１０は、各順方向ビーム１６に関連付けられたＲＵＴに関してチャネル「サウンディング」を使用して、各アクセスノード２２からＲＵＴまでのエンドツーエンドチャネルを決定する。「サウンディング」とは、ＲＵＴと各アクセスノード２２との間のチャネルを推定する際に使用するための既知の基準信号の送信を指す。サウンディングは定期的に実行され、例えば、変動する大気条件に応答してビーム形成重みを適合させ得る。
【0018】
ＲＵＴとアクセスノード２２のうちのそれぞれ１つとの間の各チャネルはマルチパスチャネルであり、地上セグメント２４とユーザ端末１２との間のエンドツーエンドの中継器としてシステム１０の衛星２６が機能する。ここで、マルチパスの誘導は意図的なものであり、各アクセスノード２２に対して衛星２６を通過する複数の順方向信号経路が存在することに基づいて生じる。誘導されたマルチパスを理解するために、各アクセスノード２２が、衛星２６に搭載されたフィーダリンクアレイ３２のフィード３０の一部又は全てによって受信される順方向アップリンク信号２８を送信することを考える。フィーダリンクアレイ３２は、フィーダリンクアンテナサブシステムと称されてよいと同時に、個々のフィード３０が複数の合成入力順方向信号を受信するためにアクセスノードエリアを照らすように構成されたフィーダリンク構成要素と称される。
【0019】
各フィード３０は、順方向アップリンク信号２８の重畳、すなわち、アクセスノード２２のうちの２つ以上からの個々の順方向アップリンク信号２８から構成される重畳信号３４を受信する。各フィード３０での重畳信号３４は一意であり、フィード３０とアクセスノード２２の個々のものとの間のチャネルに依存し、また、アクセスノード２２は「衛星アクセスノード」又はＳＡＮと称されてよい。また、重畳信号３４は合成入力順方向信号とも称されてよい。
【0020】
したがって、各フィード３０は、合成入力順方向信号３４を受信し、それを衛星２６に搭載されたトランスポンダ３８の入力端に与えられる受信された合成入力順方向信号３６として提供する。各トランスポンダ３８は、受信した合成入力順方向信号３６のそれぞれを搬送するための衛星２６内の信号系路とみなされ得る。フィード３０の数は大きくてもよく、例えば、５００個以上であってもよく、衛星２６は、各フィード３０のためのトランスポンダ３８を含む。誤動作するトランスポンダ３８の代替として、追加の予備のトランスポンダ３８が搭載されていてもよい。
【0021】
各トランスポンダ３８は、非処理信号経路を提供し、これは、合成入力順方向信号３６に関して信号復調及び再変調を実行しないことを意味する。しかしながら、１つ以上の実施形態におけるトランスポンダ３８は、アップリンク周波数からダウンリンク周波数へシフトさせるためのフィルタ、増幅器、及び周波数シフタを含む。そのような動作では、各トランスポンダ３８に入力された、受信された合成入力順方向信号３６が、送信された順方向合成ダウンリンク信号４６として、第１のユーザリンクフィードアレイ４４－１又は第２のユーザリンクフィードアレイ４４－２のいずれかでの対応するフィーダ４２から送信される対応する順方向合成ダウンリンク信号４０に変換される。第１のユーザリンクフィードアレイ４４－１は、第１のユーザカバレッジエリア１４－１にサービスを行い、第２のユーザリンクフィードアレイ４４－２は、第２のユーザカバレッジエリア１４－２にサービスを行う。
【0022】
第１のユーザカバレッジエリア１４－１に割り当てられた順方向ビーム１６の数及び第２のユーザカバレッジエリア１４－２に割り当てられた順方向ビーム１６の数を制御することは、衛星２６内のトランスポンダ接続性を制御する機能、すなわち、トランスポンダ３８のうちのいくつが第１のユーザリンクフィードアレイ４４－１に割り当てられ、トランスポンダ３８のうちのいくつが第２のユーザリンクフィードアレイ４４－２に割り当てられているかを制御する機能である。この配置を理解するために、フィーダリンクアレイ３２内のＮ個のフィード３０、衛星２６に搭載されたＮ個のトランスポンダ３８、及びユーザリンクフィードアレイ４４－１及び４４－２の各々における最大Ｎ個のフィード４２を用いて、ビーム形成において協働するＭ個のアクセスノード２２に基づいて、総計Ｋ個の順方向ビーム１６を同時に形成することを考える。非限定的な例として、Ｋは５１２に等しく、Ｍ及びＮはＫに等しい。各ユーザリンクフィードアレイ４４－１又は４４－２がＮ個のフィード４２を含み、衛星２６に搭載されたスイッチング回路４８が、各トランスポンダ３８の出力端を第１のユーザリンクフィードアレイ４４－１又は第２のユーザリンクフィードアレイ４４－２のいずれかに切り替えるように動作すると想定する。
【0023】
全てのＮ個のトランスポンダ３８の出力端を第１のユーザリンクフィードアレイ４４－１のＮ個のフィード４２のそれぞれに切り替えることは、Ｋ個の順方向ビーム１６の全てを第１のユーザカバレッジエリア１４－１に割り当てることであると理解することができ、Ｎ個のトランスポンダ３８の全ての出力端を第２のユーザフィードリンクアレイ４４－２のＮ個のフィード４２のそれぞれに切り替えることは、Ｋ個の順方向ビーム１６を第２のユーザカバレッジエリア１４－２に割り当てることである。Ｎ個のトランスポンダ３８のうちのＲ個の出力端を第１のユーザフィードリンクアレイ４４－１のＮ個のフィード４２のそれぞれに切り替え、出力がＲ個の順方向ビーム１６を第１のユーザカバレッジエリア１４－１に割り当てて、第２のユーザカバレッジエリア１４－２に対して（Ｎ－Ｒ）個の順方向ビーム１６を形成するために割り当て可能なＮ個のトランスポンダ３８のうちの（Ｎ－Ｒ）個を残す。
【0024】
１つ以上の実施形態では、第１及び第２のユーザリンクフィードアレイ４４－１の各々は、フィーダリンクアレイ３２に含まれるフィード３０よりも少ないフィード４２を含む。非限定的な例として、フィーダリンクアレイ３２内に５１２個のフィード３０が存在し、第１のユーザリンクフィードアレイ４４－１内に３５８個のフィード４２が存在し、第２のユーザリンクフィードアレイ４４－２内に別の３５８個のフィード４２が存在する。そのような配置により、どの時点においても第１のユーザカバレッジエリア１４－１又は第２のユーザカバレッジエリア１４－２のいずれかに最大７０パーセント（３５８／５１２）の順方向容量を割り当てることが可能になる。すなわち、最大３５８個のフィード３０及び対応するトランスポンダ３８は、任意の所与の時点で第１のユーザカバレッジエリア１４－１又は第２のユーザカバレッジエリア１４－２のいずれかに接続され得る。もちろん、衛星２６は、タイムスロット又は他のスケジューリング間隔にわたって容量割り当てを変更してよく、７０％の例は非限定的である。
【0025】
最大割り当ての柔軟性は、全てのトランスポンダ３８が第１のユーザリンクフィードアレイ４４－１又は第２のユーザリンクフィードアレイ４４－２のいずれかに割り当てることができる実施形態で生じる。柔軟性は、追加のスイッチング又は分割回路を犠牲にするものであり、動的に割り当て可能なトランスポンダ３８の数は、全ての数よりも少なくなる可能性がある。
【0026】
少なくとも１つの実施形態では、各ユーザリンクフィードアレイ４４－１及び４４－２は、Ｎ／２個以上のフィード４２を含み、Ｎ個のトランスポンダ３８の半分以上が、任意の所与の時点でユーザカバレッジエリア１４－１又は１４－２のうちのそれぞれの１つに割り当てられることが可能になる。例えば、各ユーザリンクフィードアレイ４４は、２Ｎ／３個のフィード４２を含み、したがって、トランスポンダ３８の最大３分の２がユーザリンクフィードアレイ４４－１又は４４－２のうちの選択された１つに割り当てられることが可能になる。実際には、各ユーザリンクフィードアレイ４４に含まれるフィード４２の数は、全てのユーザリンクフィードアレイ４４の間で同一である必要はないが、各ユーザリンクフィードアレイ４４に含まれるフィード４２の数により、そのユーザリンクフィードアレイ４４によってサービスを受けるユーザカバレッジエリア１４に割り当て可能な順方向ビーム１６の数に上限が設けられる。
【0027】
スイッチング回路４８は、「選択器サブシステム」として動作し、どのトランスポンダ３８が第１のユーザリンクフィードアレイ４４－１及び第２のユーザリンクフィードアレイ４４－２の間で切り替え可能であるか、及び、トランスポンダ３８の数を決定する。例えば、制御回路５０から出力される制御信号に応答して、トランスポンダ３８の接続性（割り当て）を制御する。次に、制御回路５０は、ストレージ５２、例えば、１つ以上のタイプのメモリ回路を含むか又は関連付けられ、ストレージ５２は、例えば、第１のユーザカバレッジエリア１４－１と第２のユーザカバレッジエリア１４－２との間のユーザカバレッジエリア１４間での容量の動的割り当てを制御するために使用されるスケジュールを記憶する。スケジュールは、例えば、ユーザカバレッジエリア１４間での異なる容量必要性などの一般的な条件に依存して、地上セグメント２４によって決定された、アップロードされた制御情報に基づいて、動的に決定又は更新され得る。
【0028】
順方向における「容量」の割り当ては、順方向ビーム１６の総数が、それぞれのユーザカバレッジエリア１４の間でどのように分割されるかを指す。１つ以上の実施形態では、トランスポンダ３８のそれぞれのサブセットは、対応するユーザカバレッジエリア１４に専用であってもよく、その一方で、トランスポンダ３８のセット全体のうちの他のサブセットは、それぞれのサービスエリアにおける変化する容量必要性を考慮して、ユーザカバレッジエリア１４間で動的に切り替え可能である。
【0029】
上記の詳細に従ったビーム形成を更に理解するために、１つ以上の外部ネットワーク６０から衛星通信システム１０の地上セグメント２４に着信するユーザデータストリーム６２を考える。例示の外部ネットワークは、インターネット又は他のパケットデータネットワーク（ＰＤＮ）、公衆ランドモバイルネットワーク（ＰＬＭＮ）、公衆交換電話ネットワーク（ＰＳＴＮ）などのうちのいずれか１つ以上を含む。各ユーザデータストリーム６２は、衛星２６によってサービスを受けるユーザカバレッジエリア１４のうちの１つにおいて、それぞれのユーザ端末１２を対象とする。地上セグメント２４に含まれる１つ以上のネットワークデバイス６４は、ユーザデータストリーム６２を受信し、各ユーザデータストリーム６２に対して、対象ユーザ端末１２を決定し、対象ユーザ端末１２にサービスを行うために使用される順方向ビーム１６を決定する。同一の順方向ビーム１６に割り当てられたユーザデータストリーム６２は、対応する順方向ビーム信号６６を形成するために使用される。
【0030】
複数の順方向ビーム信号６６は、地上セグメント２４に含まれるビーム形成器６８に提供される。ビーム重み生成器７０は、ビーム形成重み７２を生成し、ビーム形成器６８は、ビーム形成重み７２を使用して、ビーム形成に協働するそれぞれのアクセスノード２２が順方向アップリンク信号２８として送信するための対応する順方向アクセスノード信号７４を生成する。順方向アクセスノード信号７４は、エンドツーエンドのビーム形成プロセスをサポートするように同期される。
【0031】
ビーム形成重み７２は、各々のアクセスノード２２と各順方向ビーム１６に関連付けられたＲＵＴとの間で決定されたエンドツーエンドチャネルに基づく。すなわち、ビーム形成重み７２は、各アクセスノード２２から各ＲＵＴへのエンドツーエンドチャネルを担当し、これには、各アクセスノード２２からフィーダリンクアレイ３２内のフィード３０の各々へのアップリンクチャネル、衛星２６を通過するマルチパスチャネル、及びユーザリンクフィードアレイ４４内のフィード４２の各々からＲＵＴへのダウンリンクチャネルが含まれる。
【0032】
Ｍ個のアクセスノード２２及びＫ個の順方向ビーム１６が存在することに基づく詳細な例として、ビーム形成器６８は、Ｋ個の順方向ビーム信号６６の各々を、Ｋ個の順方向ビーム信号６６のＭ個のグループに重複させる。ビーム形成器６８は、Ｍ個のアクセスノードの各々について順方向重み付け及び総計モジュール（図示せず）を含み、各々のそのようなモジュールは、Ｋ個の順方向ビーム信号６６のＭ個のグループのうちの１つを受信する。ビーム重み生成器７０は、Ｋ×Ｍのエンドツーエンドの順方向マルチパスチャネルの各々についてのエンドツーエンドの順方向ゲインを推定するチャネル行列に基づいて、Ｍ×Ｋの順方向ビーム重み行列を生成する。
【0033】
ビーム形成器６８内の第１の重み付け及び総計モジュールは、Ｍ×Ｋの順方向ビーム重み行列の１、１要素の値に等しい重み付けを、Ｋの順方向ビーム信号６６の一番目のものに適用する。Ｍ×Ｋ順方向ビーム重み行列の１、２要素の値に等しい重みが、Ｋ個の順方向ビーム信号６６の二番目のものに適用される。行列の他の重みは、Ｋ番目の順方向ビーム信号６６を介して同様の方法で適用され、これは、Ｍ×Ｋの順方向ビーム重み行列の１、Ｋ要素に等しい値で重み付けされる。次いで、Ｋ個の重み付けされた順方向ビーム信号６６の各々は、図１に示される順方向アクセスノード信号７４の対応するもの１つとして、第１の重み付け及び総計モジュールから総計され、出力される。第１の重み付け及び総計モジュールによって出力された順方向アクセスノード信号７４は、複数のアクセスノード２２にわたる送信の同期のために時間調整され得る。同様に、ビーム形成器６８（図示せず）の他の重み付け及び総計モジュールの各々は、重複したＫ個の順方向ビーム信号６６のそれぞれのセットを受信し、Ｍ×Ｋ個の順方向ビーム重み行列の対応する要素を使用してそれを重み付けして、総計する。Ｍ個の重み付け及び総計モジュールの各々からの出力は、順方向アクセスノード信号７４を形成／提供する一部として、タイミング、例えば、遅延及びジッタのために調整されてもよい。
【0034】
地上セグメント２４でビーム形成器６８によって適用されるビーム重みの結果として、アクセスノード２２から衛星２６へ／衛星２６を介して送信される順方向アップリンク信号２８は、順方向ビーム１６を形成する。衛星２６は、このビーム形成コンテキストにおいてエンドツーエンド中継器として機能する。形成される順方向ビーム１６の大きさ及び場所は、展開されるアクセスノード２２の数、信号が通過する中継アンテナ素子（フィード３０及び４２）の数及びアンテナパターン、衛星２６の場所、及び／又はアクセスノード２２の地理的間隔の関数であってよい。
【0035】
図２は、戻り方向、すなわち、ユーザ端末１２からアクセスノード２２へのビーム形成を示す。ダイアグラムに示されていない戻りユーザビームは、自由空間内ではなく、地上セグメント２４内にデジタル方式で形成される。戻りビーム形成は、隣接するビームカバレッジエリア２０に配置されたユーザ端末１２によって送信されたアップリンク信号間での分離又は干渉の低減を提供する。
【0036】
第１のユーザカバレッジエリア１４－１のビームカバレッジエリア２０－１内のユーザ端末１２－１が、アップリンク信号８０－１、例えば、外部ネットワーク（複数可）６０宛てのユーザデータを含むアップリンク信号を送信する例示の場合を考える。同時に、第１のユーザカバレッジエリア１４－１内の隣接するビームカバレッジエリア２０－３内のユーザ端末１２－３が、アップリンク信号８０－３を送信する。同様に、第２のユーザカバレッジエリア１４－２のビームカバレッジエリア２０－２内のユーザ端末１２－２が、アップリンク信号８０－２、例えば、外部ネットワーク（複数可）６０宛てのユーザデータを含むアップリンク信号を送信する。同時に、第２の全体的なユーザカバレッジエリア１４－２内の隣接するビームカバレッジエリア２０－４内のユーザ端末１２－４が、アップリンク信号８０－４を送信する。戻り方向でのビーム形成では、そのような信号間の干渉が低減され、それぞれのビームカバレッジエリア２０上での周波数再利用が容易になる。
【0037】
戻りビーム形成を理解するために、第１のユーザリンクフィードアレイ８６－１内の各フィード８４が、対応するユーザカバレッジエリア１４－１内のユーザ端末１２によって送信されているアップリンク信号８０の一意の重畳である重畳信号８２を受信することを考える。同様に、第２のユーザリンクフィードアレイ８６－２内の各フィード８４は、対応するユーザカバレッジエリア１４－２内のユーザ端末１２によって送信されているアップリンク信号８０の一意の重畳である重畳信号８２を受信する。更なるユーザカバレッジエリア１４が存在する程度まで、追加のユーザカバレッジエリア１４のそれぞれに同一のことが当てはまる。
【0038】
各フィード８２は、戻り合成戻りアップリンク信号９０を出力し、戻り合成戻りアップリンク信号９０は、スイッチング回路８８によってトランスポンダ９２のそれぞれの１つに切り替えられる。順方向のビーム形成と同様に、第１のユーザリンクフィードアレイ８６－１に割り当てられたトランスポンダ９２の数に対する第２のユーザリンクフィードアレイ８６－２に割り当てられたトランスポンダ９２の数により、第２のユーザカバレッジエリア１４－２に対する第１のユーザカバレッジエリア１４－１に割り当てられた戻りビームの数が決定される。１つ以上の実施形態では、戻りビーム（図示せず）の構成及び割り当ては、順方向ビーム１６の構成及び割り当てに一致する。
【0039】
各トランスポンダ９２は、フィーダリンクアンテナサブシステム９８内の対応するフィード９６から送信される戻り合成戻りダウンリンク信号９４を出力する。各戻り合成戻りダウンリンク信号９４の送信バージョンは、送信信号１００としてダイアグラムに示される。対応して、各アクセスノード２２は、送信信号１００の一意の重畳である重畳信号１０２を受信し、対応する戻り合成信号１０４をビーム形成器６８に提供する。戻り合成信号１０４は、コヒーレンスのために時間同期されてよく、ビーム形成器６８は、ビーム形成重み１０８を適用して、戻りビーム信号１０６によって表される、デジタルドメイン内の戻りビームを形成する。
【0040】
ビーム形成重み１０８は、チャネルデータストアに格納された情報に基づくＫ×Ｍの戻りビーム重み行列を含み、チャネルデータストアは、ビーム形成器６８に実装された、又はそれに関連付けられたチャネル推定器によって投入される。ビーム重み生成器７０におけるビーム形成重み１０８の導出は、チャネル推定、例えば、それぞれのユーザカバレッジエリア１４内のＲＵＴから送信された戻りリンク信号に基づくエンドツーエンドチャネル推定に依存する。これらの戻りリンクエンドツーエンドチャネル推定は、各ＲＵＴと各アクセスノード２２との間のマルチパス戻りリンクチャネルを担当する。
【0041】
戻りビーム形成に対して、ビーム形成器６８はビーム重み入力を有し、ビーム重み入力を介してビーム形成器６８はビーム重み生成器７０から戻りビーム重み行列（ビーム形成重み１０８）を受信する。戻り合成信号１０４の各々は、ビーム形成器６８内のＭ個のスプリッタ及び重み付けモジュール（図示せず）のうちの関連する１つに結合される。
【0042】
各スプリッタ及び重み付けモジュールは、時間合わせされた戻り合成信号１０４をＫ個のコピーに分割する。各スプリッタ及び重み付けモジュールは、Ｋ×Ｍ戻りビーム重み行列のｋ及びｍ要素を使用して、Ｋ個のコピーの各々を重み付けする。次いで、Ｋ個の重み付けされた合成戻り信号の各セットは、各スプリッタ及び重み付けモジュールから出力されたｋ個の重み付けされた合成戻り信号を組み合わせて、ｋ個の戻りビーム信号１０６を出力する結合モジュール（図示せず）に結合される。Ｋ個の戻りビーム信号１０６の各々は、対応するビームカバレッジエリア内でアクティブである全てのユーザ端末１２からの通信信号サンプルを含む。
【0043】
上記の例示の詳細を念頭に置いて、複数のアクセスノード２２と複数のユーザ端末１２との間の通信を提供するための衛星２６を備える衛星通信システム１０。複数のアクセスノード２２は、対応するアクセスノードエリア内に地理的に分散されており、複数のユーザ端末１２は、第１のユーザカバレッジエリア１４－１及び第２のユーザカバレッジエリア１４－２内に地理的に分散されている。換言すると、ユーザ端末１２の一部が第１のユーザカバレッジエリア１４－１内に分散され、ユーザ端末１２の一部が第２のユーザカバレッジエリア１４－２内に分散される。
【0044】
衛星２６に搭載されたフィーダリンクアレイ３２は、フィーダリンクアンテナサブシステム３２と称されると同時に、フィード３０は、フィーダリンクアンテナサブシステム３２の複数のフィーダリンク構成要素３０と称されてよい。各フィーダリンク構成要素３０は、アクセスノードエリアを照らして、合成入力順方向信号３４として複数のアクセスノード２２から複数の順方向アップリンク信号２８の一意の重畳を受信するように構成されている。
【0045】
トランスポンダ３８は、順方向信号経路３８と称されてよく、衛星２６は、複数の順方向信号経路３８を提供する。複数の順方向信号経路３８の各々は、複数のフィーダリンク構成要素３０のうちのそれぞれ１つと結合されたそれぞれの入力を有し、受信した合成入力順方向入力信号３６として、複数の合成入力順方向信号３４のそれぞれ１つを取得する。それに対応して、各順方向信号経路３８は、それぞれの出力で、複数の順方向合成ダウンリンク信号４０のうちのそれぞれ１つを提供する。
【0046】
衛星２６の第１のユーザリンクアレイ４４－１は、第１のユーザリンクアンテナサブシステム４４－１を参照されてよく、第１のユーザリンクアンテナサブシステム４４－１のフィード４２は、第１のユーザリンク構成要素４２と称されてよく、それらは、第１のユーザカバレッジエリア１４－１を照らすように構成される。同様に、衛星２６の第２のユーザリンクアレイ４４－２は、第２のユーザリンクアンテナサブシステム４４－２と称されてよく、第２のユーザリンクアンテナサブシステム４４－２のフィード４２は、第２のユーザリンク構成要素４２と称されてよく、第２のユーザリンク構成要素エレメント４２は、第２のユーザカバレッジエリア１４－２を照らすように構成される。第２のユーザカバレッジエリア１４－２は、第１のユーザカバレッジエリア１４－１と重複していない。
【0047】
スイッチング回路４８は、任意のスイッチ行列入力と任意のスイッチマトリックス出力との間の完全なクロススイッチング接続性を有するスイッチ行列を含んでよく、選択器サブシステム４８と称されてよい。選択器サブシステム４８は、第１のユーザリンクアンテナサブシステム４４－１及び第２のユーザリンクアンテナサブシステム４４－２の間で複数の順方向信号経路３８を動的に割り当てるように、制御信号に応答して再構成可能である。特に、選択器サブシステム４８の第１の構成では、複数の順方向信号経路３８の第１のサブセットのそれぞれの出力が、複数の第１のユーザリンク構成要素４２の第１のサブセットのそれぞれの１つと選択的に結合され、複数の順方向信号経路３８の第２のサブセットのそれぞれの出力が、複数の第２のユーザリンク構成要素４２の第１のサブセットのそれぞれの１つと選択的に結合される。
【0048】
選択器サブシステム４８の第２の構成では、複数の順方向信号経路３８の第３のサブセットが、複数の第１のユーザリンク構成要素４２の第２のサブセットのそれぞれの１つと結合されたそれぞれの出力を有し、複数の順方向信号経路３８の第４のサブセットが、第２のユーザリンク構成要素４２の第２のサブセットのそれぞれの１つと結合されたそれぞれの出力を有する。第１のユーザリンク構成要素４２の第１のサブセットが、第１の数の第１のユーザリンク構成要素４２であり、第１のユーザリンク構成要素４２の第２のサブセットが、第２の数の第１のユーザリンク構成要素４２であり、第１の数は、第２の数とは異なる。第２のユーザリンク構成要素４２の第１のサブセットが、第３の数の第２のユーザリンク構成要素４２であり、第２のユーザリンク構成要素４２の第２のサブセットが、第４の数の第２のユーザリンク構成要素４２であり、第３の数は、第４の数とは異なる。少なくとも１つの実施形態では、第１の数と第２の数との総計は、第３の数と第４の数との総計に等しい。
【0049】
選択器サブシステム４８の第１の構成は、第１のユーザカバレッジエリア１４－１と第２のユーザカバレッジエリア１４－２との間での容量の第１の割り当てを定義する。選択器サブシステム４８の第２の構成は、第１のユーザカバレッジエリア１４－１と第２のユーザカバレッジエリア１４－２との間での容量の第２の割り当てを定義し、容量の第２の割り当ては、容量の第１の割り当てとは異なる。第１の構成は、第１のビーム重み行列に対応し、第２の構成は、第１のビーム重み行列とは異なる第２のビーム重み行列に対応する。図１に示されるビーム形成重み７２を参照すると、第１のユーザカバレッジエリア１４－１と第２のユーザカバレッジエリア１４－２との間の異なる容量割り当てに対応する、異なるセットのビーム形成重み７２－異なるビーム形成行列が存在してよい。
【0050】
複数の第１のユーザリンク構成要素４２の第１のサブセットは、複数の順方向信号経路３８の第１のサブセットによって生成された複数の順方向合成ダウンリンク信号４０の第１のサブセットを、送信された順方向合成ダウンリンク信号４６として送信するように構成される。複数の順方向合成ダウンリンク信号４０の送信された第１のサブセットは、第１のユーザカバレッジエリア１４－１での第１のユーザビーム（第１の順方向ビーム１６）の形成に寄与するように重複する。複数の第２のユーザリンク構成要素４２の第２のサブセットは、複数の順方向信号経路３８の第２のサブセットによって生成された複数の順方向合成ダウンリンク信号４０の第２のサブセットを送信するように構成される。複数の順方向合成ダウンリンク信号４０の送信された第２のサブセットは、第２のユーザカバレッジエリア１４－２での第２のユーザビーム（第２の順方向ビーム１６）の形成に寄与するように重複する。
【0051】
複数の順方向アップリンク信号２８の各々は、第１のユーザビーム及び第２のユーザビームの双方の形成に寄与する。第１のユーザビームは、第１のユーザカバレッジエリア１４－１内の複数のユーザ端末１２の第１のサブセットに対する第１のユーザデータストリーム６２に対応する。同様に、第２のユーザビームは、第２のユーザカバレッジエリア１４―２内の複数のユーザ端末１２の第２のサブセットに対する第２のユーザデータストリーム６２に対応する。
【0052】
１つ以上の実施形態における選択器サブシステム４８は、複数の順方向信号経路３８の出力に結合された複数の順方向リンクスイッチを備える。複数の順方向リンクスイッチの各々は、選択器サブシステム４８に与えられた制御信号に応答して、複数の順方向信号経路３８のうちの１つのそれぞれの出力を、第１のスイッチ状態を介して複数の第１のユーザリンク構成要素４２のそれぞれ１つに、又は第２のスイッチ状態を介して複数の第２のユーザリンク構成要素４２のそれぞれ１つに選択的に結合させる。したがって、選択器サブシステム４８の第１の構成では、複数の順方向信号経路３８の第１のサブセットのそれぞれの出力に結合された複数の順方向リンクスイッチの第１のサブセットが第１のスイッチ状態にあり、複数の順方向信号経路３８の第２のサブセットのそれぞれの出力に結合された複数の順方向リンクスイッチの第２のサブセットが第２のスイッチ状態にある。
【0053】
図２に示されるように、衛星２６は、図に示されるトランスポンダ９２によって表されるように、複数の戻り信号経路も備える。複数の戻り信号経路９２の各々は、フィーダリンクアンテナサブシステム９８内のフィード９６のそれぞれ１つと結合されたそれぞれの出力を有する。スイッチング回路８８は、制御回路５０からの制御信号に応答して、第１のユーザリンクアレイ８６－１及び第２のユーザリンクアレイ８６－２内のフィード８４とフィーダリンクアンテナサブシステム９８内のフィード９６との間の接続性を制御する。例えば、選択器サブシステム８８の第１の構成では、選択器サブシステム８８は、第１のユーザリンクアレイ８６－１のフィード８４の第１のサブセットが、フィーダリンクアンテナサブシステム９８のそれぞれのフィード９６に結合されるように、トランスポンダ９２の入力端と第１のユーザリンクアレイ８６－１及び第２のユーザリンクアレイ８６－２のフィード８４との間の接続性を制御することにより、第１のユーザカバレッジエリア１４－１に関する戻りビーム形成をサポートする。更に、第２のユーザリンクアレイ８６－２内のフィード８４の第２のサブセットは、フィーダリンクアンテナサブシステム９８内のそれぞれのフィード９６に結合されることにより、第２のユーザカバレッジエリア１４－２に関する戻りビーム形成をサポートする。
【0054】
上記は、トランスポンダ９２の第１及び第２のサブセットを第１のユーザカバレッジエリア１４－１及び第２のユーザカバレッジエリア１４－２にそれぞれ割り当てることにより、そのようなユーザカバレッジエリア１４毎に使用される戻りビームの数を制御することとして理解してよい。第３のユーザカバレッジエリア１４に対して、トランスポンダ９２の第３のサブセットが割り当てられてもよい。
【0055】
衛星２６に搭載された特定の構成要素は、順方向リンク通信と戻りリンク通信との間で共有されてもよく、例えば、それぞれのアンテナサブシステムに含まれる任意の反射器が共有されてもよい。１つ以上の実施形態では、アンテナフィードが共有されてもよい。しかしながら、少なくとも１つの実施形態では、トランスポンダ９２は、トランスポンダ３８と部分的又は完全に異なる。
【0056】
地上セグメント２４内の対象のアイテムは、ビーム形成器６８として図１及び図２に示されるビーム形成器を含む。実際に、ビーム形成器６８は、順方向ビーム形成器及び戻りビーム形成器を備えてよい。順方向ビーム形成に対して、ビーム形成器６８は、順方向ビーム信号入力を有する。図１のビーム形成器６８に供給される順方向ビーム信号６６を参照されたい。更に、ビーム形成器６８は、複数のアクセスノード２２と通信する複数のエンドツーエンドビーム重み付け順方向アップリンク信号出力を有する。図１の順方向アクセスノード信号７４を参照されたい。エンドツーエンドのビーム重み付け順方向アップリンク信号出力は、ビーム重み生成器７０によって提供される１セットのエンドツーエンド順方向ビーム重みに従って、順方向ビーム信号入力のそれぞれの重み付けに対応する。１つ以上の実施形態では、複数のアクセスノード２２は、複数のアクセスノード２２と衛星２６との間に導入されたそれぞれの経路遅延及び位相シフトを補償するために、複数の順方向アップリンク信号７４を事前に補正する。
【0057】
少なくとも１つの実施形態では、第１のユーザカバレッジエリア１４－１と第２のユーザカバレッジエリア１４－２との間の容量を動的に割り当てるために、第１のユーザリンクアンテナサブシステム４４－１と第２のユーザリンクアンテナサブシステム４４－２との間の複数の順方向信号経路３８を選択器サブシステム４８が動的に割り当てる。
【0058】
図３は、衛星２６の例示の実装態様を示し、衛星２６は、順方向／戻り信号経路として構成されたトランスポンダ３８を含み、その一部又は全ては、例えば、それぞれのユーザカバレッジエリア１４－１及び１４－２で動作するユーザ端末１２の容量必要性に基づいて、第１のユーザカバレッジエリア１４－１と第２のユーザカバレッジエリア１４－２との間に動的に割り当て可能である。衛星２６は、第１のユーザリンクアンテナサブシステム４４－１を含み、この第１のユーザリンクアンテナサブシステムは、第１のユーザカバレッジエリア１４－１内のユーザ端末１２に順方向及び戻り方向、すなわち、送信方向及び受信方向でサービスを行うように動作する。更に、衛星２６は、第２のユーザカバレッジエリア１４－２内のユーザ端末１２に順方向及び戻り方向でサービスを行うように動作する第２のユーザリンクアンテナサブシステム４４－２を含む。更に、衛星２６は、アクセスノードエリア１２０内の複数のアクセスノード２２と通信（送受信）するように動作するフィーダリンクアンテナサブシステム３２を含む。それぞれのエリア１４－１、１４－２、及び１２０は、重複していない。
【0059】
図４は、衛星２６が３つのユーザカバレッジエリア１４－１、１４－２、及び１４－３に関する同時ビーム形成をサポートする例示の構成における、順方向及び戻り信号経路に関する例示の詳細を示す。第１のユーザリンクアンテナサブシステム４４－１は、第１のユーザカバレッジエリア１４－１に関するビーム形成をサポートし、第２のユーザリンクアンテナサブシステム４４－２は、第２のユーザカバレッジエリア１４－２に関するビーム形成をサポートし、第３のユーザリンクアンテナサブシステム４４－３は、第３のユーザカバレッジエリア１４－３に関するビーム形成をサポートする。
【0060】
注意すべき用語のポイントは、順方向信号経路又はトランスポンダ３８の入力端と、フィーダリンクアンテナサブシステム３２内のそれぞれのフィード３０との間の接続回路が、順方向受信経路４００を参照されてよいことである。同様に、順方向信号経路又はトランスポンダ３８の出力端と、第１のユーザリンクアンテナサブシステム１４－１、第２のユーザリンクアンテナサブシステム１４－２、及び第３のユーザリンクアンテナサブシステム１４－３のそれぞれのフィード４２との間の接続回路は、順方向送信経路４０４－１、４０４－２、及び４０４－３と称されてよい。そのような回路は、選択器サブシステム４８に含まれる選択器回路の一部であってよいか、又は選択器サブシステム４８に含まれる選択器回路と結合してよい。すなわち、順方向受信経路４００の個々の経路及び／又は順方向送信経路４０４－１、４０４－２、及び４０４－３の個々の経路は、特定のトランスポンダ３８が第１のユーザリンクアンテナサブシステム１４－１内のフィード４２に結合するか、第２のユーザリンクアンテナサブシステム１４－２内のフィード４２に結合するか、又は第３のユーザリンクアンテナサブシステム１４－３内のフィード４２に結合するかを制御するように切り替えられてもよい。また、順方向信号経路又はトランスポンダ３８は、無線周波数変換スタック（ＲＦＣ）のグループを含んでもよいことに留意されたい。
【0061】
少なくとも１つの実施形態では、トランスポンダ３８の第１のサブセットは、第１のユーザカバレッジエリア１４－１に関するビーム形成のために、第１のユーザリンクアンテナサブシステム４４－１専用であり、トランスポンダ３８の第２のサブセットは、第２のユーザカバレッジエリア１４－２に関するビーム形成のために、第２のユーザリンクアンテナサブシステム４４－２専用であり、トランスポンダ３８の第３のサブセットは、第３のユーザカバレッジエリア１４－３に関するビーム形成のために第３のユーザリンクアンテナサブシステム４４－３専用である。トランスポンダ３８の更なるサブセット内の個々のトランスポンダ３８又はそのグループは、それぞれのユーザカバレッジエリア１４におけるそれぞれの容量必要性に依存して、３つのユーザカバレッジエリア１４－１、１４－２、及び１４－３のいずれかに割り当てることが可能である。
【0062】
少なくとも１つの実施形態では、トランスポンダ３８の一部又は全ては、ユーザカバレッジエリア１４のうちのいずれか１つに割り当て可能であるか、又はそれぞれのユーザカバレッジエリア１４に任意の所望の比率で割り当て可能である。前述のように、選択器サブシステム４８の割り当て能力に対する複雑さ及び重みにはトレードオフが存在し、これは、例えば、順方向受信経路４００及び／又は順方向送信経路４０４－１、４０４－２、及び４０４－３のそれぞれに配置されたスイッチ又はスプリッタを備え、選択器サブシステム４８は、どのトランスポンダ入力がどのフィード３０に切り替えられるか、又はどのトランスポンダ出力がどのフィード４２に切り替えられるかを制御する。したがって、ダイアグラムでは選択器サブシステム４８は自己完結型エンティティとして描写されているが、制御回路５０からの制御信号に応答して衛星２６内の信号系路接続性を制御する、分散されたセットのスイッチ又はスイッチ行列、又は１セットのスプリッタを備えてよい。
【0063】
少なくとも１つの実施形態では、トランスポンダ３８の全て又は定義されたサブセットのうちの各トランスポンダ３８の出力端は、ユーザリンクアンテナサブシステム４４のうちのいずれかのフィード４２に選択的に接続可能である。二重偏波であるフィード４２に対して、選択器サブシステム４８はまた、トランスポンダ出力がどのフィードポートに接続するかを制御してよい。
【0064】
一例では、衛星２６はＮ個のトランスポンダ３８（例えば、これは順方向受信経路４００の数量に等しくてもよい）を有し、選択器サブシステム４８はＮ・２個の切り替え出力を有し、それぞれが順方向送信経路４０４－１、４０４－２、及び４０４－３の間の順方向送信経路と選択的に結合される。すなわち、順方向送信経路４０４－１、４０４－２、及び４０４－３の数量は、Ｎ・２に等しくてもよい。例えば、順方向送信経路４０４－１は、Ｐ＿１送信経路を含んでよく、順方向送信経路４０４－２は、Ｐ＿２送信経路を含んでよく、順方向送信経路４０４－３は、Ｐ＿３送信経路を含んでよく、式中では、Ｐ＿１＋Ｐ＿２＋Ｐ＿３＝Ｎ・２となる。
【0065】
いくつかの実施形態では、それぞれのアンテナサブシステムと結合された順方向送信経路の数量は、同一であってよい。例えば、衛星２６は、第１のユーザリンクアンテナサブシステム４４－１のフィード４２と結合されたＰ＿１個の送信経路４０４－１と、第２のユーザリンクアンテナサブシステム４４－２のフィード４２と結合されたＰ＿２個の送信経路４０４－２と、を有してもよく、Ｐ＿１とＰ＿２とは等しくてもよい。しかしながら、それぞれのアンテナサブシステムと結合された送信経路の数量は、異なっていてもよい。例えば、衛星２６は、第３のユーザリンクアンテナサブシステム４４－３のフィード４２と結合されたＰ＿３個の順方向送信経路４０４－３を有してもよく、Ｐ＿３は、Ｐ＿１又はＰ＿２と等しくなくてもよい（例えば、場合によっては、Ｐ＿３は、Ｐ＿１及びＰ＿２よりも小さくてもよい）。少なくとも１つの実施形態では、トランスポンダ出力を選択的に順方向送信経路４０４のうちの選択された１つに切り替えるためのスイッチをトランスポンダ３８のうちの１つ以上の出力端部が有する。そのようなスイッチは、選択器サブシステム４８の一部とみなされてもよく、又はそれぞれの順方向送信経路の一部とみなされてもよく、選択器サブシステム４８の制御下で動作してもよい。
【0066】
いくつかの実施例では、アンテナサブシステムへの順方向送信経路の各々は、同一の偏波のフィードと結合されてよい。例えば、順方向送信経路４０４－１、４０４－２、及び４０４－３の各々は、単一の偏波（例えば、ＲＨＣＰ又はＬＨＣＰ）のフィードのポートと結合されてよい。代替的に、いくつかのアンテナサブシステムに対して、順方向送信経路が単一の偏波以上のフィードのポートと結合されてよい。
【0067】
２つのユーザリンクアンテナサブシステム４４－１及び４４－２のみを考える例では、順方向送信経路４０４－１及び４０４－２は、複数の偏波のフィードのポートと結合されてよい。例えば、順方向送信経路４０４－１の第１のグループ（例えば、半分又はＰ＿１／２）のフィードは、第１の偏波（例えば、ＬＨＣＰ）の第１のユーザリンクアンテナサブシステム４４－１のフィード４２と結合されてよく、順方向送信経路４０４－２の第２のグループ（例えば、半分又はＰ＿１／２）のフィードは、第２の偏波（例えば、ＲＨＣＰ）の第１のユーザリンクアンテナサブシステム４４－１のフィード４２と結合されてよい。同様に、順方向送信経路４０４－２の第１のグループ（例えば、半分又はＰ＿２／２）フィード４２は、第１の偏波（例えば、ＬＨＣＰ）の第２のユーザリンクアンテナサブシステム４２－２のフィード４２と結合されてよく、送信経路４２－２の第２のグループ（例えば、半分又はＰ＿２／２）フィードは、第２の偏波（例えば、ＲＨＣＰ）の第２のユーザリンクアンテナサブシステム４４－２のフィード４２と結合されてよい。
【0068】
衛星２６に搭載された３つのユーザリンクアンテナサブシステム４４－１、４４－２、及び４４－３の例示のコンテキストを考慮すると、選択器サブシステム４８の個々のスイッチは、（例えば、地上セグメント２４からの制御信号を介して衛星２６に送信され得る構成に従って）独立して構成可能であってもよい。したがって、Ｎ個のトランスポンダ３８の中から、Ｎ個のトランスポンダ３８のうちのＳ個は、順方向送信経路４０４－１のうちのＳ個に選択的に切り替えられてよく、Ｎ個のトランスポンダ３８のうちのＬ個は、送信経路４０４－２のうちのＬ個に選択的に切り替えられてよく、Ｎ個のトランスポンダ３８のうちのＴ個は、送信経路４０４－３のうちのＴ個に選択的に切り替えられてよい。ここで、Ｓはゼロ（０）とＰ＿１との間であり、Ｌはゼロ（０）とＰ＿２との間であり、Ｔはゼロ（０）とＰ＿３との間である。
【0069】
いくつかの実施例では、選択器サブシステム４８を使用して選択されるアンテナの各々に対する送信フィードの数量は、それぞれのユーザカバレッジエリア１４の各々に関連するサービス容量に基づいて決定されてよい。例えば、第１のユーザリンクアンテナサブシステム４４－１によって照らされる第１のユーザカバレッジエリア１４－１において比較的高い容量が所望される場合、順方向送信経路４０４－１の中のより多くの送信経路が選択又はアクティブ化されてもよく、その一方で、順方向送信経路４０４－２及び４０４－３のうちの比較的少ないものが選択又はアクティブ化されてもよい。
【0070】
追加的に又は代替的に、選択された順方向送信経路４０４－１、４０４－２、及び４０４－３のグループ又はセット内の送信経路の選択は、それぞれのユーザカバレッジエリア１４－１、１４－２、及び１４－３を介して通信サービスを提供するためのビーム形成構成に依存してよい。例えば、それぞれのビーム形成構成は、ユーザカバレッジエリア１４の各々にサービスを提供するために決定されてよく、送信経路４０４－１、４０４－２、及び４０４－３と選択的に関連付けられる特定のフィード３０及び対応するトランスポンダ３８の組み合わせは、ビーム形成構成を強化又は最適化するフィード３０の配置を決定する（例えば、所望のビーム形成構成の外部のエリアにおける寄生信号電力又は望ましくない信号電力の量を低減又は最小化しながら、所望のビーム形成構成に対してより高い信号ゲインを提供する）ために分析されてよい。
【0071】
すなわち、それぞれのユーザカバレッジエリア１４－１に割り当てるトランスポンダ３８の数量を単に決定するのではなく、衛星２６又はシステム１０は、フィード３０のうちのどの特定のものをユーザリンクアンテナサブシステム１４のそれぞれのものと関連付けるかを決定する。ビーム形成性能を改善するフィード割り当ての特定のパターンがあってよい。いくつかの実施例では、アンテナの所与の照射エリアにわたる容量需要は不均一な可能性がある。したがって、ビーム形成構成及び送信経路の選択は、照射エリア内のエリアにおける容量の需要に依存し得る。例えば、照射エリアの一部においてより多くの容量が望まれる場合、そのエリアに向けられたより多くのフィードが、照射エリアの他の部分と比較してそのエリアにおける容量を強化するために選択されてよい。したがって、特定のユーザカバレッジエリアに関するビーム形成のために使用されるフィードパターンは、ユーザ端末１２の分散又はユーザカバレッジエリア内の必要な容量に基づいてもよい。
【0072】
いくつかの実施例では、衛星２６は、順方向受信経路４００及びトランスポンダ３８から順方向送信経路４０４－１、４０４－２、及び４０４－３までの複数の構成に従って動作されてよい。例えば、第１の構成では、トランスポンダ３８の第１のサブセットが、（例えば、選択器サブシステム４８を介して）第１のユーザリンクアンテナサブシステム４４－１のそれぞれのフィード４２と結合された出力を有してよく、トランスポンダ３８の第２のサブセットが、（例えば、選択器サブシステム４８を介して）第２のユーザリンクアンテナサブシステム４４－２のそれぞれのフィード４２と結合された出力を有してよい。地上セグメント２４は、衛星２６が第１の構成で動作され、第１のユーザリンクアンテナサブシステム４４－１、第２のユーザリンクアンテナサブシステム４４－２、及び第３のユーザリンクアンテナサブシステム４４－３に関連付けられた１つ以上のセットの順方向ビーム１６を提供する間に、１つ以上のセットのエンドツーエンドビーム重みを順方向アップリンク信号２８に適用してもよい。
【0073】
第２の構成では、トランスポンダ３８の第３のサブセットが、（例えば、選択器サブシステム４８を介して）第１のユーザリンクアンテナサブシステム４４－１のそれぞれのフィード４２と結合された出力を有してよく、トランスポンダ３８の第４のサブセットが、（例えば、選択器サブシステム４８を介して）第２のユーザリンクアンテナサブシステム４４－２のそれぞれのフィード４２と結合された出力を有してよい。同様に、衛星２６が第２の構成で動作され、第１のユーザリンクアンテナサブシステム４４－１、又は第２のユーザリンクアンテナサブシステム４４－２、又は第３のユーザリンクアンテナ４４－３に関連付けられた１つ以上の順方向リンクユーザビームのセットを提供する間に、地上ネットワーク２４は、１つ以上のセットのエンドツーエンドのビーム重みを順方向アップリンク信号２８に適用してよい。場合によっては、トランスポンダ３８の第１及び第２のサブセットにおけるトランスポンダ３８の数量の総計は、トランスポンダ３８の第３及び第４のサブセットにおけるトランスポンダの数量の総計と等しくてもよい。
【0074】
場合によっては、各アンテナに対する単一の偏波とトランスポンダ３８の構成が関連付けられてよい。例えば、第１の構成に対して、トランスポンダ３８の第１のサブセットが、第１の偏波と関連付けられた第１のユーザリンクアンテナサブシステム４４－１のフィード４２のポートと（例えば、選択器サブシステム４８を介して）結合されたトランスポンダから選択されてよい。同様に、第１の構成に対して、トランスポンダ３８の第２のサブセットが、第１の偏波に関連付けられた第２のユーザリンクアンテナサブシステム４４－２のフィード４２のポートと（例えば、選択器サブシステム４８を介して）結合されたトランスポンダから選択されてよい。代替的に、第１の構成に対して、トランスポンダ３８の第２のサブセットが、第２の偏波に関連付けられた第２のユーザリンクアンテナサブシステム４４－２のそれぞれのフィード４２と（例えば、選択器サブシステム４８を介して）結合されたトランスポンダから選択されてよい。
【0075】
場合によっては、少なくとも１つのアンテナに対する２つ以上の偏波とトランスポンダ３８の構成が関連付けられてよい。例えば、第１の構成に対して、トランスポンダ３８の第１のサブセットが、第１の偏波及び第２の偏波の双方に関連付けられた第１のアンテナのそれぞれのフィードと（例えば、選択器サブシステム４８を介して）結合されたトランスポンダを含んでよい。同様に、第２の構成に対して、トランスポンダ３８の第２のサブセットが、第１の偏波及び第２の偏波の双方に関連付けられた第２のアンテナのそれぞれのフィードと（例えば、選択器サブシステム４８を介して）結合されたトランスポンダを含んでよい。加えて、選択器サブシステム４８で図示及び説明されているが、説明されたスイッチの１サブセット又は全ての代わりに選択器サブシステム４８が信号分割器要素を含んでよい。したがって、トランスポンダ３８の少なくとも１サブセットの出力は、２つ以上のアンテナの２つ以上のフィードに同時に提供されるように分割されてよい。
【0076】
図４はまた、戻り方向の信号フローを提供する、衛星２６内の戻り信号系路又はトランスポンダ９２の例示の詳細を示す。戻り受信系路４１０－１、４１０－２、及び４１０－３は、それぞれのユーザリンクアンテナサブシステム８６－１、８６－２、及び８６－３内のフィード８４をトランスポンダ９２の入力端に結合させる。トランスポンダ９２の出力端は、フィーダリンクアンテナサブシステム９８内のそれぞれのフィード９６に結合される。前述のように、衛星２６に搭載されたアンテナ関連要素の少なくとも一部は、順方向通信及び戻り通信のために共有されてもよく、例えば、順方向リンク方向及び戻りリンク方向で使用されるアンテナサブシステムは、同一の反射器を使用してもよい。
【0077】
スイッチング回路８８は、スケジュール又はコマンドベースで更新され得る現在構成されている容量割り当てに従って、ユーザリンクアンテナサブシステム８６内のフィード８４とフィーダリンクアンテナサブシステム９８内のフィード９６との間の接続性を制御する選択器サブシステムとして動作する。スイッチングは、順方向について上述したように、フィード毎／経路毎に個別に制御可能であってもよく、順方向について記載された同一の偏波ベースの接続性が戻り方向に適用されてもよい。したがって、フィーダリンクアンテナサブシステム９８内のそれぞれのフィード９６に戻り信号系路又はトランスポンダ９２を結合させるＮ個の戻り送信系路４１２が存在してよく、戻り受信系路４１０－１、戻り受信系路４１０－２、及び戻り受信経路４１０－３のそれぞれにＮ個又はＮ個以下の系路が存在してよい。選択器サブシステム８８は、戻り信号系路又はトランスポンダ９２と戻り受信系路４１０－１、４１０－２、及び４１０－３との間の接続性を制御するスイッチ又はスプリッタを含むか、又は制御する。つまり、戻り方向でユーザカバレッジエリア１４－１、１４－２、及び１４－３の各々にサービスを行うために使用されるフィード９６の数及び／又はパターンは、容量必要性又は他の考慮事項に従って、動的に制御可能である。
【0078】
図５は、例示の順方向信号経路５００を示し、別名で順方向リンクトランスポンダ５００とも称される。本開示の態様による、そのような複数の順方向信号経路５００を所持する衛星２６は、同時ユーザカバレッジの複数のエリアを用いたエンドツーエンドビーム形成をサポートする。順方向信号経路５００は、上述したトランスポンダ３８のうちのいずれか１つの例示の実装態様である。
【0079】
例示の順方向信号経路５００は、フィード５３２からフィード５１２又はフィード５２２のうちの選択された１つまで伸長する。フィード５３２は、フィーダリンクアンテナサブシステム３２内のフィード３０に対応する複数のフィーダ５３０のうちの１つである。フィード５１２は、第１の複数のフィード５１０のうちの１つであり、第１のユーザリンクアンテナサブシステム４４－１内のフィード４２に対応する。フィード５２２は、複数の第２の複数のフィード５２０のうちの１つであり、第２のユーザリンクアンテナサブシステム４４－２内のフィード４２に対応する。
【0080】
順方向信号経路５００の入力端とフィード５３２との間の接続性は、図４に示される順方向受信経路４００のうちの１つとみなされてよい。同様に、順方向信号経路５００の出力端からフィード５１２へと切り替えられた接続性は、順方向送信経路４０４－１のうちの１つとみなされてよく、順方向信号経路５００の出力端からフィード５２２へと切り替えられた接続性は、順方向送信経路４０４－２のうちの１つとみなされてよい。
【0081】
フィード５１０及び５２０のそれぞれは、ユーザカバレッジエリア１４－１及び１４－２内のユーザ端末１２に順方向ダウンリンク信号を送信するために使用され、フィード５３０は、複数のアクセスノード２２から順方向アップリンク信号を受信するために使用される。したがって、フィード５１２又は５２２のどちらかが順方向信号経路５００の出力端に結合されているかを制御することによって、第１のユーザカバレッジエリア１４－１又は第２のユーザカバレッジエリア１４－２のいずれかに順方向信号経路５００を割り当て可能である。その接続性は、選択器サブシステム５４４に含まれるスイッチ５５６によって制御される。フィード５３２、５１２、及び５２２が（ＬＨＣＰ又はＲＨＣＰのうちの１つ又は双方に）偏波されていてもよく、選択器サブシステム５４４がフィード５３２、５１２、及び５２２から／フィード５３２、５１２、及び５２２への選択された偏波（複数可）への接続性制御を含んでもよい。
【0082】
順方向信号経路５００は、順方向信号経路５００の入力端を構成するＬＮＡ５４１を有する。順方向信号経路５００は、周波数変換器及び関連するフィルタ５４２と、チャネル増幅器５４３と、位相シフタ５４５と、電力増幅器５４６（例えば、進行波管増幅器（ＴＷＴＡ）、固体電力増幅器（ＳＳＰＡ）など）と、高調波フィルタ５４７と、を更に含む。いくつかの実装態様は、より多くの又はより少ない構成要素を有することができる。例えば、周波数変換器及び関連するフィルタ５４２は、アップリンク及びダウンリンクの周波数が異なる場合に有用であり得る。一例として、各々の順方向信号経路５００は、第１の周波数範囲の入力を受け入れることができ、第２の周波数範囲で出力することができる。
【0083】
１つ以上の実施形態では、順方向信号経路５００は、偏波の任意の組み合わせと結合されてよく、衛星２６に搭載された順方向信号経路５００の異なるグループは、異なる偏波に結合されてよい。例えば、順方向信号経路５００の第１のグループが、第１の偏波（例えば、ＲＨＣＰ）のフィード５３２のポートに結合された入力と、同一の偏波のフィード５１２及び５２２のポートに（例えば、スイッチ５５６を介して）選択的に結合された出力と、を有してもよい。順方向信号経路５００の第２のグループが、第１の偏波（例えば、ＲＨＣＰ）に関連付けられたフィード５３２のポートに結合された入力と、異なる偏波（例えば、ＬＨＣＰ）に関連付けられたフィード５１２、５２２のポートに（例えば、スイッチ５５６を介して）結合された出力と、を有してよい。
【0084】
場合によっては、衛星２６に搭載された順方向信号経路５００の３つ以上のグループがあってもよい。例えば、複数の順方向信号経路５００が、第１の偏波（例えば、ＲＨＣＰ）のポートにそれらの入力が結合されてもよく、異なるグループが、フィード５１２及び５２２のポートに対して異なる偏波割り当てを有してもよい。例えば、グループのための様々な構成は、２つのグループ、３つのグループ、又は４つのグループを含み、各グループは、異なるセットの偏波を有する（例えば、｛ＲＨＣＰ、ＲＨＣＰ｝、｛ＲＨＣＰ、ＬＨＣＰ｝、｛ＬＨＣＰ、ＲＨＣＰ｝、又は｛ＬＨＣＰ、ＬＨＣＰ｝）。加えて、スイッチ５５６が２つ以上の出力を有する場合、順方向信号経路５００の各グループに対する偏波の任意の組み合わせを含む、グループに対する追加の構成が可能であり得る。
【0085】
図６は、例示の戻り信号経路６００を示し、戻りリンクトランスポンダ６００とも称される。戻り信号経路６００は、図２に示されるそれぞれのトランスポンダ９２の例示の実装態様として理解され得る。本開示の態様による、そのような複数の戻り信号経路６００を所持する衛星２６は、同時ユーザカバレッジの複数のエリアに関して、戻り方向にエンドツーエンドビーム形成をサポートする。
【0086】
例示の戻り信号経路６００は、フィード６１２又はフィード６２０のうちの選択された１つをフィード６３２に結合する。フィード６１２は、複数のフィード６１０のうちの１つであり、第１のユーザリンクアンテナサブシステム８６－１に含まれるフィード８４の中の所与のフィード８４に対応する。フィード６２２は、複数のフィード６１０のうちの１つであり、第２のユーザリンクアンテナサブシステム８６－２に含まれるフィード８４の中の所与のフィード８４に対応する。フィード６３２は、複数のフィード６３０のうちの１つであり、フィーダリンクアンテナサブシステム９８に含まれるフィード９６の中の所与のフィード９６に対応する。換言すると、戻り信号経路６００は、第１のユーザカバレッジエリア１４－１にサービスを行うための第１のユーザリンクアンテナサブシステム８６－１、又は第２のユーザカバレッジエリア１４－２にサービスを行うための第２のユーザリンクアンテナサブシステム８６－２のいずれかに割り当て可能である。
【0087】
図６のコンテキストにおいて、次いで、それぞれのフィード６１０及び６２０は、ユーザカバレッジエリア１４－１及び１４－２内のユーザ端末１２から戻りアップリンク信号を受信するために使用され、フィード６３０は、戻りダウンリンク信号を複数のアクセスノード２２に送信するために使用される。戻り信号経路６００は、フィード６１２又は６２２のうちのどちらが図示された戻りリンクトランスポンダ６４０の入力端に結合されているかを制御することによって、第１のユーザカバレッジエリア１４－１又は第２のユーザカバレッジエリア１４－２のいずれかに割り当て可能である。その接続性は、スイッチ６５６によって制御される。戻り信号経路６００の一部として示されているが、スイッチ６５６は、例えば、図２に導入されたスイッチング回路８８の一部として、選択器サブシステム６４４の一部であるとみなされてよい。
【0088】
フィード６１２及び６２２が偏波されていてもよく、ＬＨＣＰ又はＲＨＣＰのうちの一方又は双方を提供してよい、選択器サブシステム６４４が、例えば、順方向信号経路５００について上述した線に沿って、フィード６１２及び６２２からの選択された偏波（複数可）への接続性制御を含んでよい。戻りリンクトランスポンダ６００は、周波数変換及びフィルタリング回路６４２と、チャネル増幅器６４３と、位相シフタ６４５と、電力増幅器６４６（例えば、進行波管増幅器（ＴＷＴＡ）、固体電力増幅器（ＳＳＰＡ）など）と、高調波フィルタ６４７と、を含む。いくつかの実装態様は、より多くの又はより少ない構成要素を有することができる。例えば、周波数変換器及び関連するフィルタ６４２は、アップリンク及びダウンリンクの周波数が異なる場合に有用であり得る。一例として、各戻りリンクトランスポンダ６００は、第１の周波数範囲で入力を受け入れ、第２の周波数範囲で出力を行うことができる。
【0089】
図４に戻って参照すると、戻りリンクトランスポンダ６００の入力端とフィード６１２及び６２２との間の接続性は、戻り受信経路４１０－１及び４１０－２の中のそれぞれのものとして理解され得る。同様に、戻りリンクトランスポンダ６００の出力端とフィード６３２との間の接続性は、戻り送信経路６１２の中の１つとして理解され得る。
【0090】
図７は、本開示の態様による、同時ユーザカバレッジの複数のエリアを用いたエンドツーエンドビーム形成をサポートする、エンドツーエンドの通信プロセッサ７０５のブロックダイアグラムである。エンドツーエンド通信プロセッサ７０５は、ビーム信号インターフェース７１０と、エンドツーエンドビーム形成プロセッサ７２０と、エンドツーエンド中継器構成管理プログラム７３０と、エンドツーエンドビーム形成行列生成器７４０と、を含んでよい。これらのモジュールの各々は、（例えば、１つ以上のバスを介して）直接又は間接的に相互に通信してよい。エンドツーエンドの通信プロセッサ７０５は、図１に示されるネットワークデバイス６４の態様を示し得る。
【0091】
エンドツーエンド通信プロセッサ７０５は、複数の受信／送信信号経路を備えるエンドツーエンド中継器として機能する衛星２６を介して、アクセスノードクラスタと複数のユーザ端末１２との間の通信を提供するように構成され得る。アクセスノードクラスタは、アクセスノードエリア１２０内に地理的に分散された複数のアクセスノード２２を含んでよい。複数のユーザ端末１２は、衛星２６の第１のユーザリンクアンテナサブシステム４４－１によって照らされた第１のユーザカバレッジエリア１４－１と、衛星２６の第２のユーザリンクアンテナサブシステム４４－２によって照らされた第２のユーザカバレッジエリア１４－２とに地理的に分散されてよい。衛星２６は、複数の順方向信号経路、例えば、順方向信号経路５００を有し、順方向信号経路５００の少なくとも一部は、例えば、Ｋ個の順方向ビーム１６のうちのいくつが第１のユーザカバレッジエリア１４－１に割り当てられるか、及びＫ個の順方向ビーム１６のうちのいくつが第２のユーザカバレッジエリア１４－２に割り当てられるかを制御するために、第１のユーザカバレッジエリア１４－１又は第２のユーザカバレッジエリア１４－２のいずれかに動的に割り当て可能である。もちろん、３つ以上のユーザカバレッジエリア１４が存在してもよく、ビーム割り当て制御は、３つ以上のユーザカバレッジエリア１４にわたって実行されてもよい。
【0092】
順方向リンク通信に対して、ユーザ端末１２への通信のための順方向リンクユーザデータストリーム６２を含んだ順方向リンクビーム信号７１５（図１のビーム信号６６として示される）をビーム信号インターフェース７１０が受信してよい。ビーム信号インターフェース７１０は、順方向リンクビーム信号をビームシグナリング７２５のエンドツーエンドビーム形成プロセッサ７２０に渡してよい。
【0093】
エンドツーエンドの中継器構成管理プログラム７３０は、エンドツーエンド中継のために衛星２６の構成を管理してよい。例えば、エンドツーエンド中継器構成管理プログラム７３０は、複数の地理的地域に同時に通信サービスを提供するために、複数のアンテナのうちの１つに個別に、かつ選択的に結合され得る複数のアンテナ及び複数の受信／送信信号経路を有する衛星２６を構成してよい。エンドツーエンド中継器構成管理プログラム７３０は、複数の構成のうちの１つに従って、エンドツーエンド中継器を構成してもよい。例えば、順方向リンクの第１の構成に対して、エンドツーエンド中継器の複数の受信／送信信号経路の第１のサブセットが、第１のアンテナのフィードの第１のサブセットと、第２のアンテナのフィードの第１のサブセットのそれぞれのフィードとの間に選択的に結合されてよく、エンドツーエンド中継器の複数の受信／送信信号経路の第２のサブセットが、第１のアンテナのフィードの第２のサブセットと、第３のアンテナのフィードの第１のサブセットのそれぞれのフィードとの間に選択的に結合されてよい。順方向リンクの第２の構成に対して、エンドツーエンド中継器の複数の受信／送信信号経路の第３のサブセットが、第１のアンテナのフィードの第３のサブセットと第２のアンテナのフィードの第２のサブセットのそれぞれのフィードとの間に選択的に結合されてよく、エンドツーエンド中継器の複数の受信／送信信号経路の第４のサブセットが、第１のアンテナのフィードの第４のサブセットと第３のアンテナのフィードの第２のサブセットのそれぞれのフィードとの間に選択的に結合されてよい。
【0094】
エンドツーエンド中継器構成管理プログラム７３０は、選択器サブシステムを構成するエンドツーエンド中継器に制御シグナリング７６５を送信することによって、エンドツーエンド中継器を構成してもよい。エンドツーエンドの中継器構成管理プログラム７３０は、例えば、第１のユーザカバレッジエリア及び第２のユーザカバレッジエリアの相対的なスループット要求に少なくとも部分的に基づいて、第１の構成のために第１のアンテナ及び第２のアンテナと選択的に結合されたエンドツーエンドの中継器の複数の受信／送信信号経路の分散を決定してよい。追加的又は代替的に、エンドツーエンド中継器構成管理プログラム７３０は、アクセスノードクラスタのスループット能力に少なくとも部分的に基づいて、第１の構成のために第１のアンテナ及び第２のアンテナと選択的に結合されたエンドツーエンド中継器の複数の受信／送信信号経路の分散を決定してよい。エンドツーエンド中継器構成管理プログラム７３０は、複数の構成間で切り替えるように選択器サブシステムを構成してよい。例えば、エンドツーエンド中継器構成管理プログラム７３０は、第２の構成でエンドツーエンド中継器を構成してよく、第２の構成では、エンドツーエンド中継器の複数の受信／送信信号経路の第３のサブセットが、第３のアンテナのフィードの第３のサブセットのポートと第１のアンテナのフィードの第２のサブセットのポートとの間に選択的に結合され、エンドツーエンド中継器の複数の受信／送信信号経路の第４のサブセットが、第３のアンテナのフィードの第４のサブセットのポートと第２のアンテナのフィードの第２のサブセットのポートとの間に選択的に結合される。
【0095】
第１の構成では、第１のアンテナのフィードの第１のサブセットが、第１の数量のフィードを有してよく、第２のアンテナのフィードの第１のサブセットが、第２の数量のフィードを有してよい。第２の構成では、第１のアンテナのフィードの第２のサブセットが、第３の数量のフィードを有してよく、第２のアンテナのフィードの第２のサブセットが、第４の数量のフィードを有してよい。いくつかの実施例では、第１の数量のフィードと第２の数量のフィードの総計は、第３の数量のフィードと第４の数量のフィードとの総計に等しい。様々な偏波構成は、選択器サブシステムを使用して選択されてよい。例えば、第１の構成では、第１のアンテナ及び第２のアンテナの各々が、第３のアンテナを介して受信される信号と同一の偏波を有する順方向リンク信号を送信するために使用されてよい。すなわち、第３のアンテナのフィードの第１のサブセットのポート及び第２のアンテナのフィードの第１のサブセットのポートが、第１の偏波に関連付けられてよく、第３のアンテナのフィードの第２のサブセットのポート及び第２のアンテナのフィードの第１のサブセットのポートが、第１の偏波に関連付けられてよい。
【0096】
代替的には、第１の構成では、第１のアンテナ又は第２のアンテナのうちの１つ以上を使用して、第３のアンテナを介して受信された信号とは異なる偏波を有する順方向リンク信号を送信してよい。例えば、第３のアンテナのフィードの第１のサブセットのポート及び第１のアンテナのフィードの第１のサブセットのポートが、第１の偏波に関連付けられてよく、第３のアンテナのフィードの第２のサブセットのポートが、第１の偏波に関連付けられてよく、第２のアンテナのフィードの第１のサブセットのポートが、第２の偏波に関連付けられてよい。
【0097】
同様に、第２の構成に対して、第１のアンテナ及び第２のアンテナの各々が、第３のアンテナを介して受信された信号と同一の偏波を有する順方向リンク信号を送信するために使用されてもよく、又は、第１のアンテナ若しくは第２のアンテナのうちの１つ以上が、第３のアンテナを介して受信された信号と異なる偏波を有する順方向リンク信号を送信するために使用されてもよい。追加的又は代替的に、第１の構成又は第２の構成のいずれかに対して、第１のアンテナ又は第２のアンテナのいずれか又は双方が、複数の偏波を有する順方向リンク信号を伝送するために使用されてもよい。例えば、第１の構成又は第２の構成に対して、第１のアンテナ又は第２のアンテナと結合される受信／送信信号経路のサブセットが、複数の偏波のアンテナのフィードのポートと結合されてよい。したがって、順方向アップリンク上の単一の偏波を使用して通信サービスが提供されるとともに、順方向ダウンリンクについての複数のカバレッジエリアをアンテナの各々についての１つ以上の偏波が同時に照らしてよい。
【0098】
エンドツーエンド中継器構成管理プログラム７３０はまた、複数の戻りリンク構成間で切り替わるように選択器サブシステムを構成してもよい。例えば、第１の戻りリンク構成に対して、エンドツーエンド中継器の複数の受信／送信信号経路の第３のサブセットが、第１のアンテナのフィードの第２のサブセットのポートと第３のアンテナのフィードの第３のサブセットのポートとの間に選択的に結合されてよく、エンドツーエンド中継器の複数の受信／送信信号経路の第４のサブセットが、第２のアンテナのフィードの第２のサブセットのポートと第３のアンテナのフィードの第４のサブセットのポートとの間に選択的に結合されてよい。１つ以上の追加の戻りリンク構成は、第１のアンテナ、第２のアンテナ、及び第３のアンテナのフィードの異なる配置の間に選択的に結合されたエンドツーエンド中継器の複数の受信／送信信号経路の異なるサブセットの入力を含んでもよい。
【0099】
いくつかの実施例では、エンドツーエンド中継器構成管理プログラム７３０が、第１のユーザカバレッジエリア及び第２のユーザカバレッジエリアの相対的なスループット需要に少なくとも部分的に基づいて、第１の構成（例えば、順方向リンク又は戻りリンク）に対して、第１のアンテナ及び第２のアンテナと選択的に結合されたエンドツーエンド中継器の複数の受信／送信信号経路の分散を決定してよい。いくつかの実施例では、エンドツーエンド中継器構成管理プログラム７３０が、アクセスノードクラスタのスループット能力に少なくとも部分的に基づいて、第１の構成に対して第１のアンテナ及び第２のアンテナと選択的に結合されたエンドツーエンド中継器の複数の受信／送信信号経路の分散を決定してよい。いくつかの実施例では、アンテナの所与の照射エリアにわたる容量需要が不均一の可能性があり、したがって、ビーム形成構成及び送信経路の選択は、照射エリア内のエリアにおける容量の需要に依存し得る。例えば、照射エリアの一部においてより多くの容量が望まれる場合には、そのエリアに向けられたより多くのフィードが、照射エリアの他の部分と比較してそのエリアにおける容量を向上するように選択されてよい。エンドツーエンドの中継器構成管理プログラム７３０は、受信／送信信号経路７３５の構成をエンドツーエンドのビーム形成行列生成器７４０に提供してよい。受信／送信信号経路７３５の構成は、例えば、第１の構成に対する第１の順方向リンクビーム重み行列と、第２の構成に対する第２の順方向リンクビーム重み行列と、を含んでもよい。
【0100】
エンドツーエンドのビーム形成行列生成器７４０は、複数のカバレッジエリアを同時に照らす複数のアンテナを有するエンドツーエンド中継器を介して、順方向リンク及び戻りリンク通信に対するビーム形成行列７４５を生成してもよい。例えば、エンドツーエンドビーム形成行列生成器７４０は、第１の構成に対して、エンドツーエンド中継器を介して複数のアクセスノードから複数のユーザ端末への送信のエンドツーエンドビーム形成のための第１の順方向リンクビーム重み行列を識別してよい。エンドツーエンドのビーム形成行列生成器７４０は、第１の構成のための追加の順方向リンクビーム重み行列を識別してよい。例えば、エンドツーエンドのビーム形成行列生成器７４０が、第１の構成に対する第１の順方向リンクビーム重み行列のセットを識別してよく、エンドツーエンドビーム形成プロセッサ７２０が、第１の順方向リンクビーム重み行列のセットのうちの１つ以上を適用してよい（例えば、順方向リンクビーム重み行列の第１のセットの少なくともサブセットを介してサイクリングするか、又は様々なビーム内の需要などの要因に基づいて順方向リンクビーム重み行列の第１のセットのうちの１つ以上を選択する）。加えて、エンドツーエンドビーム形成行列生成器７４０は、第２の構成に対して、エンドツーエンド中継器を介して複数のアクセスノードから複数のユーザ端末への送信のエンドツーエンドビーム形成のための第２の順方向リンクビーム重み行列を識別してよい。順方向リンク及び戻りリンクビーム形成行列は、エンドツーエンド中継器構成管理プログラム７３０によって決定された受信／伝送信号経路７３５（例えば、順方向リンク又は戻りリンク）の構成に基づいて生成されてよい。エンドツーエンドのビーム形成行列生成器７４０は、第２の構成に対して追加の順方向リンクビーム重み行列又は戻りリンクビーム重み行列を識別してよい。例えば、エンドツーエンドのビーム形成行列生成器７４０は、第２の構成に対して順方向リンクビーム重み行列の第２のセットを識別してよく、エンドツーエンドビーム形成プロセッサ７２０は、順方向リンクビーム重み行列の第２のセットのうちの１つ以上を適用してよい（例えば、順方向リンクビーム重み行列の第２のセットの少なくともサブセットをサイクリングするか、又は様々なビーム内の需要などの要因に基づいて、順方向リンクビーム重み行列の第２のセットのうちの１つ以上を選択する）。エンドツーエンド中継器構成管理プログラム７３０は、エンドツーエンド中継器の複数の受信／送信信号経路の追加の構成を決定してよく、エンドツーエンドビーム形成行列生成器７４０は、追加の構成のための順方向リンク又は戻りリンクビーム重み行列の追加のセットを識別してよい。
【0101】
エンドツーエンドビーム形成プロセッサ７２０は、ビーム形成行列７４５を受信し、アクセスノード固有の信号７５５を取得又はプロセス処理するために、順方向リンク及び戻りリンク信号にビーム形成行列７４５を適用してよい。例えば、エンドツーエンドビーム形成プロセッサ７２０が、複数のアクセスノードによって送信するためのそれぞれのアクセスノード固有の順方向リンク信号の第１のセットを生成してよく、それぞれのアクセスノード固有の順方向リンク信号の各々が、第１の構成に対する第１の順方向リンクビーム重み行列に従って、それぞれの順方向リンクビーム重みによって重み付けされる第１のセットの少なくともサブセットのそれぞれの順方向リンクビーム信号の合成を含んでよい。エンドツーエンドビーム形成プロセッサ７２０は、第１の構成に対する同一の又は異なるビーム形成行列を使用して、追加の時間期間の間に順方向リンク及び戻りリンク信号に対してビーム形成行列を適用してもよい。更に、エンドツーエンドビーム形成プロセッサ７２０は、複数のアクセスノードによって送信されるためのそれぞれのアクセスノード固有の順方向リンクビーム信号の第２のセットを生成してよく、それぞれのアクセスノード固有の順方向リンク信号の第２のセットの各々が、第２の構成のための第２の順方向リンクビーム重み行列に従って、それぞれの順方向リンクビーム信号のそれぞれの順方向リンクビーム信号の合成を含んでよい。
【0102】
加えて、エンドツーエンドビーム形成プロセッサ７２０は、複数のユーザ端末の第１及び第２のサブセットに関連付けられたそれぞれの戻りリンクデータストリームを取得するために、戻りリンクビーム重み行列を、複数のアクセスノードにおいて受信されたそれぞれの戻りリンク信号に適用してもよい。エンドツーエンドビーム形成プロセッサ７２０は、第２の構成に対する同一の又は異なるビーム形成行列を使用して、追加の期間の間に順方向リンク及び戻りリンク信号に対してビーム形成行列を適用してもよい。それぞれの戻りリンク信号の各々は、エンドツーエンド中継器の複数の受信／送信信号経路の第３のサブセットの少なくとも１つと、エンドツーエンド中継器の複数の受信／送信信号経路の第４のサブセットの少なくとも１つとによって中継される信号の合成を含んでよい。
【0103】
図８は、例示の実施形態による、制御器８００のブロックダイアグラムである。制御器８００は、本開示の態様による、同時ユーザカバレッジの複数のエリアを用いたエンドツーエンドビーム形成をサポートする。制御器８００は、エンドツーエンドの通信プロセッサ８０５と、プロセッサ８１０と、メモリ８１５と、通信インターフェース８４０と、を含んでもよい。これらの構成要素の各々は、１つ以上のバス８３５を通じて直接的又は間接的に相互に通信してもよい。制御器８００は、地上セグメント２４のネットワークデバイス６４のうちの１つに実装されてもよく、衛星２６に実装されてもよく、又は地上セグメント２４と衛星２６との間に分散されてもよい。
【0104】
メモリ８１５は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）及び／又は読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）を含んでよい。メモリ８１５は、（例えば、Ｌｉｎｕｘ又はＷｉｎｄｏｗｓカーネル上に構築された）オペレーティングシステム（ＯＳ）８２０を格納してもよい。また、メモリ８１５はコンピュータ可読のコンピュータ実行可能コード８２５も格納してもよい。コンピュータ実行可能コード８２５は命令を含み、その命令が実行されると、異なるネイティブアンテナパターンに従って、通信サービスを提供することに関連する、本明細書に記載される様々な機能をプロセッサ８１０に実行させるように構成されている。代替的に、コード８２５は、プロセッサ８１０によって直接実行可能ではなく、制御器８００に（例えば、コンパイル及び実行時に）本明細書に記載の機能のうちの１つ以上を実行させるように構成されてもよい。
【0105】
制御器８００は、エンドツーエンド通信プロセッサ８０５を含んでもよく、エンドツーエンド通信プロセッサ８０５は、本明細書に記載されるように、同時ユーザカバレッジの複数のエリアとのエンドツーエンドビーム形成をサポートするために通信衛星の１つ以上の態様を管理してもよい。例えば、通信インターフェース８４０を介して通信サービスが提供されてもよい。
【0106】
通信サービス管理プログラムとして動作するエンドツーエンド通信プロセッサ８０５、プロセッサ８１０、メモリ８１５、及び／又は通信インターフェース８４０を含む制御器８００は、汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）又は他のプログラム可能な論理デバイス、ディスクリートゲート又はトランジスタ論理、ディスクリートハードウェア構成要素、又は本明細書に記載の機能を実行するように設計されたそれらの任意の組み合わせを用いて実装又は実行されてもよい。汎用プロセッサはマイクロプロセッサであり得るが、代替として、プロセッサは、任意の従来のプロセッサ、制御器、マイクロ制御器、又は状態機械であってよい。また、制御器８００は、コンピューティングデバイスの組み合わせ、例えば、ＤＳＰとマイクロプロセッサとの組み合わせ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアと併用した１つ以上のマイクロプロセッサ、内蔵型メモリ、分離型メモリ、又は任意の他のそのような構成として実装されてもよい。
【0107】
図９は、本開示の態様による、同時ユーザカバレッジの複数のエリアを用いたエンドツーエンドビーム形成をサポートする例示の方法９００のフローチャートである。方法９００の動作は、本明細書に記載されるように、複数のアンテナ又はその構成要素を含む通信衛星のための制御器によって実装されてよい。いくつかの実施例では、以下に説明される機能を実行するために制御器の機能要素を制御するための一組の命令を制御器が実行してもよい。追加的に又は代替的に、専用ハードウェアを使用して以下に説明される機能の態様を制御器が実行してもよい。
【0108】
方法９００は、複数の受信／送信信号経路を備えたエンドツーエンド中継器を介して、アクセスノードクラスタと複数のユーザ端末との間に通信を提供してよく、アクセスノードクラスタが、アクセスノードエリア内に地理的に分散された複数のアクセスノードを備え、複数のユーザ端末が、第１のアンテナによって照射された第１のユーザカバレッジエリア及び第２のアンテナによって照射された第２のユーザカバレッジエリアにわたって地理的に分散され、エンドツーエンド中継器の複数の受信／送信信号経路が、アクセスノードエリアを照らす第３のアンテナのフィードと結合された入力と、第１のアンテナと第２のアンテナとの間で個別に選択可能な出力と、を有する。
【0109】
９０５において、制御器は、複数のユーザ端末への送信のための順方向リンクユーザデータストリームを含んだ順方向リンクビーム信号の第１のセットを取得してよい。
【0110】
９１０において、第１の構成では、エンドツーエンド中継器の複数の受信／送信信号経路の第１のサブセットが、第３のアンテナのフィードの第１のサブセットのポートと、第１のアンテナのフィードの第１のサブセットのポートと、の間で選択的に結合され、かつ、エンドツーエンド中継器の複数の受信／送信信号経路の第２のサブセットが、第３のアンテナのフィードの第２のサブセットのポートと、第２のアンテナのフィードの第１のサブセットのポートと、の間で選択的に結合されるように制御器が構成されてよい。第３のアンテナのフィードの第１のサブセットのポート及び第２のアンテナのフィードの第１のサブセットのポートが、第１の偏波に関連付けられてよく、第３のアンテナのフィードの第２のサブセットのポート及び第２のアンテナのフィードの第１のサブセットのポートが、第１の偏波に関連付けられてよい。代替的には、第３のアンテナのフィードの第１のサブセットのポート及び第１のアンテナのフィードの第１のサブセットのポートが、第１の偏波に関連付けられてよく、第３のアンテナのフィードの第２のサブセットのポートが、第１の偏波に関連付けられてよく、第２のアンテナのフィードの第１のサブセットのポートが、第２の偏波に関連付けられてよい。
【0111】
第１の構成に対して第１のアンテナ及び第２のアンテナと選択的に結合されたエンドツーエンド中継器の複数の受信／送信信号経路の分散は、第１のユーザカバレッジエリア及び第２のユーザカバレッジエリアの相対的なスループット需要に少なくとも部分的に基づいて決定されてよい。第１の構成に対して第１のアンテナ及び第２のアンテナと選択的に結合されたエンドツーエンド中継器の複数の受信／送信信号経路の分散は、アクセスノードクラスタのスループット能力に少なくとも部分的に基づいて決定されてよい。
【0112】
９１５において、第１の構成に対して、制御器は、エンドツーエンド中継器を介して複数のアクセスノードから複数のユーザ端末への送信のエンドツーエンドビーム形成用の第１の順方向リンクビーム重み行列を識別してよい。制御器は、第１の構成に対して追加の順方向リンクビーム重み行列を識別してよい。
【0113】
９２０において、制御器は、複数のアクセスノードによって送信するためのそれぞれのアクセスノード固有の順方向リンク信号の第１のセットを生成してよく、それぞれのアクセスノード固有の順方向リンク信号の各々が、第１の構成に対する第１の順方向リンクビーム重み行列に従って、それぞれの順方向ビーム形成重みによって重み付けされる第１の順方向リンクビーム信号のセットの少なくともサブセットのそれぞれの順方向リンクビーム信号の合成を含んでよい。制御器は、第１の順方向リンクビーム重み行列又は追加の順方向リンクビーム重み行列を使用して、追加の期間のためにそれぞれのアクセスノード固有の順方向リンク信号の追加のセットを生成してよい。
【0114】
９２５において、複数のアクセスノードは、それぞれのアクセスノード固有の順方向リンク信号の第１のセットをエンドツーエンド中継器に送信してもよい。エンドツーエンド中継器の受信／送信信号経路は、それぞれのアクセスノード固有の順方向リンク信号の第１のセットを中継して、第１のユーザカバレッジエリア及び第２のユーザカバレッジエリア内にビームを同時に形成してもよい。
【0115】
したがって、方法９００は、同時ユーザカバレッジの複数のエリアを有するエンドツーエンドビーム形成をサポートし得る。方法９００は、例示の実装態様を説明し、方法９００の動作は他の実装態様が可能であるように再配置されてもよく、又はそうでなければ変更されてもよいことに留意されたい。例えば、特定の記載された動作は（例えば、破線を有するボックスによって囲まれたもの、任意選択として説明されたものなどの）任意選択であってもよく、ここで、特定の基準が満たされたとき、構成に基づいて実行されたとき、任意選択の動作が断続的に省略されたとき、完全に省略されたときなどに任意選択の動作が実行されてもよい。
【0116】
本明細書の開示に関連して説明される様々な例示のブロック及び構成要素は、汎用プロセッサ、ＤＳＰ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ又は他のプログラム可能な論理デバイス、ディスクリートゲート又はトランジスタ論理、ディスクリートハードウェア構成要素、又は本明細書に記載の機能を実行するように設計されたそれらの任意の組み合わせを用いて実装又は実行されてもよい。汎用プロセッサはマイクロプロセッサであり得るが、代替として、プロセッサは、任意の従来のプロセッサ、制御器、マイクロ制御器、又は状態機械であってよい。また、コンピューティングデバイスの組み合わせ、例えば、ＤＳＰとマイクロプロセッサとの組み合わせ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアと組み合わせたマイクロプロセッサ、又は任意の他のそのような構成としてプロセッサが実装されてもよい。
【0117】
添付の図面に関連して上記で説明された詳細な説明は、例示の実施形態を説明しており、実施され得るか、又は特許請求の範囲内にある唯一の実施形態を表すものではない。本明細書を通して使用される「例」という用語は、「例、実例、又は例証としての役割を果たす」を意味し、「好ましい」又は「他の実施形態より有利」ではない。詳細な説明には、説明されている技術への理解を与える目的で、具体的な詳細が含まれている。ただし、これらの技術は、これらの具体的な詳細なしに実践することができる。いくつかの実施例では、説明されている実施形態の概念を不明瞭にすることを避けるために、周知の構造及びデバイスがブロックダイアグラムの形態で示されている。
【0118】
情報及び信号は、様々な異なる技術及び技法のいずれかを使用して表すことができる。例えば、上記の説明全体を通して参照され得るデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、記号、及びチップは、電圧、電流、電磁波、磁場又は粒子、光学場又は粒子、若しくはこれらの任意の組み合わせによって表されてもよい。
【0119】
本明細書に記載された機能は、異なる材料、特徴、形状、大きさなどを用いて様々な方法で実装されてもよい。他の例及び実装態様は、本開示及び添付の特許請求の範囲内にある。機能を実装する機構は、機能の一部が異なる物理的な位置に実装される形で分散されるなど、様々な位置に物理的に配置される場合もある。また、特許請求の範囲を含めて、本明細書で使用されるとき、項目のリスト（例えば、「少なくとも１つの」又は「１つ以上の」などの語句によって前置きされた項目のリスト）において使用される「又は」は、例えば、「少なくとも１つのＡ、Ｂ、又はＣ」のリストが、Ａ又はＢ又はＣ又はＡＢ又はＡＣ又はＢＣ又はＡＢＣ（すなわち、Ａ及びＢ及びＣ）を意味するように、離接的なリストを示す。
【0120】
本明細書において、電気信号経路又はノードに言及する場合、「結合」という用語は、直接的又は間接的にかかわらず、電気的に接続されていることを意味する。更に、電気信号経路又はノードに言及する場合、「選択的に結合される」という用語は、スイッチなどの１つ以上の選択可能な要素を介して直接的又は間接的に接続されるノードを指し、「選択的に結合される」信号経路又はノードを結合し、１つ以上のノードを代替ノード又は信号経路から分離してよい。
【0121】
コンピュータ可読媒体は、コンピュータプログラムのある場所から他の場所への転送を容易にする任意の媒体を含むコンピュータ記憶媒体及び通信媒体の双方を含む。記憶媒体は、汎用コンピュータ又は専用コンピュータによってアクセス可能な任意の利用可能な媒体であってもよい。非限定の例として、コンピュータ可読媒体が、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ、ＣＤ－ＲＯＭ又は他の光ディスク記憶装置、磁気ディスク記憶又は他の磁気記憶デバイス、又は命令又はデータ構造の形態で所望のプログラムコード手段を搬送又は記憶するために使用することができ、かつ、汎用目的若しくは特殊目的コンピュータ、又は汎用目的若しくは特殊目的プロセッサによってアクセスすることができる任意の他の媒体を含むことができる。また、如何なる接続部も、コンピュータ読取可能媒体と正しく称される。例えば、ソフトウェアが、同軸ケーブル、光ファイバーケーブル、ツイストペア、デジタル加入者回線（ＤＳＬ）、又は赤外線、ラジオ、及びマイクロ波などの無線技術を使用してウェブサイト、サーバ、又は他のリモートソースから送信される場合、同軸ケーブル、光ファイバーケーブル、ツイストペア、ＤＳＬ、又は赤外線、ラジオ、及びマイクロ波などの無線技術は、媒体の定義に含まれる。ディスク（ｄｉｓｋ）及びディスク（ｄｉｓｃ）は、本明細書で使用されるとき、コンパクトディスク（ＣＤ）、レーザディスク、光ディスク、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、フロッピーディスク及びブルーレイディスクを含み、ディスク（ｄｉｓｋ）は通常、磁気的にデータを再生する一方、ディスク（ｄｉｓｃ）はレーザで光学的にデータを再生する。上記の組み合わせについても、コンピュータ読取可能媒体の範囲に含まれる。
【0122】
本明細書に記載されている説明は、当業者が開示内容を作成又は活用できるように提供されている。開示内容への様々な変更は、当業者にとって明白であり、本明細書で定義されている一般原則は、開示の範囲から逸脱することなく、他のバリエーションに適用することができる。したがって、本開示は、本明細書に記載される実施例及び設計に限定されるべきではなく、本明細書に開示される原理及び新規の特徴と一致する最も広い範囲を与えられるものである。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【手続補正書】
【提出日】2023-04-20
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の地理的に分散されたアクセスノードを含み、かつ、複数の順方向信号経路を有する衛星を含む衛星通信システムによる動作の方法であって、２つ以上のスケジュールされた間隔の各々の間に、前記複数のアクセスノードから前記衛星に送信することであって、各アクセスノードが、複数の順方向アップリンク信号のうちのそれぞれの１つを送信すると同時に、各順方向信号経路が、前記複数の順方向アップリンク信号のそれぞれの重畳を対応する順方向ダウンリンク信号として中継し、前記複数の順方向ダウンリンク信号の重畳が、前記複数の順方向アップリンク信号を形成するために使用されるビーム重み行列に依存して、複数の同時順方向ビームを形成し、前記ビーム重み行列が、エンドツーエンド順方向ビーム重みを備える、送信することと、
各スケジューリング間隔に対して、
重複しない第１及び第２のユーザカバレッジエリアに関する順方向信号経路割り当てを決定することであって、前記順方向信号経路割り当てが、前記順方向信号経路の非ゼロの第１のサブセットを前記第１のユーザカバレッジエリアに割り当て、前記順方向信号経路の非ゼロの第２のサブセットを前記第２のユーザカバレッジエリアに割り当てることである、決定することと、
前記順方向信号経路割り当てに従って、前記複数の順方向信号経路に対する接続性を制御するとともに、前記順方向信号経路の前記第１のサブセットの出力端が、前記第１のユーザカバレッジエリアを照らすように構成された第１のユーザリンクアレイのそれぞれのフィードとの接続に切り替えられ、かつ、前記順方向信号経路の前記第２のサブセットの出力端が、前記第２のユーザカバレッジエリアを照らすように構成された第２のユーザリンクアレイのそれぞれのフィードとの接続に切り替えられる、制御することと、
前記順方向信号経路割り当てに対応するエンドツーエンド順方向チャネルに基づいて、前記スケジューリング間隔中に使用するための前記ビーム重み行列を計算することと、を含む、方法。
【請求項2】
各ユーザカバレッジエリアが、ビームカバレッジエリアの所定のパターンに分割され、各スケジューリング間隔中に使用するための前記ビーム重み行列を計算することが、前記スケジューリング間隔中に各ユーザカバレッジエリアで照らされるビームカバレッジエリアに依存して前記ビーム重み行列を計算することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項3】
各ビームカバレッジエリアが、所望のビームセンターを表す地理的位置を包含し、前記衛星通信システムが、前記それぞれの地理的位置に、又はその近傍に位置するそれぞれの基準ユーザ端末（ＲＵＴ）からサウンディング信号を受信し、前記方法が、前記受信されたサウンディング信号から前記エンドツーエンド順方向チャネルを推定することを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項4】
各順方向信号経路が、フィーダリンクアレイでのそれぞれのフィードに接続された入力端を有するとともに、各順方向信号経路の前記出力端が、前記第１のユーザリンクアレイでのそれぞれのフィードと前記第２のユーザリンクアレイでのそれぞれのフィードとの間で切り替え可能であり、前記順方向信号経路割り当てを決定することが、前記第１及び第２のユーザカバレッジエリア内でのユーザ端末のそれぞれの分散に依存して、前記第１及び第２のユーザカバレッジエリア内での同時ビーム形成に対してどのフィードパターンを使用するかを決定することを含み、前記フィードパターンが、前記順方向信号経路のうちのどれが前記第１のサブセット内に含まれ、かつ、前記順方向信号経路のうちのどれが前記第２のサブセット内に含まれるかを決定することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項5】
前記第１及び第２のユーザカバレッジエリアの間での容量必要性の決定の変更に従って、前記スケジューリング間隔のうちの２つ以上にわたって前記順方向信号経路割り当てが変化する、請求項１に記載の方法。
【請求項6】
前記順方向信号経路割り当てに従って前記複数の順方向信号経路に対する前記接続性を制御することが、複数のスケジュールされた間隔に対して使用する前記順方向信号経路割り当てを示すスケジュールを前記衛星に提供することを含み、前記衛星が、前記スケジュールに従って前記順方向信号経路の前記出力端を切り替えるように動作するオンボードスイッチング回路を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項7】
前記順方向信号経路割り当てに従って前記複数の前記順方向信号経路に対する前記接続性を制御することが、前記衛星にコマンドを送信して、前記順方向信号経路の前記出力端を切り替えるように動作する前記衛星のスイッチング回路を制御することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項8】
衛星通信システムであって、
複数の順方向信号経路を有する衛星と、
前記衛星通信ネットワークの地上セグメントに含まれ、２つ以上のスケジュールされた間隔の各々の間に前記衛星に送信するように構成された複数の地理的に分散されたアクセスノードであって、各アクセスノードが、複数の順方向アップリンク信号のうちのそれぞれの１つを送信すると同時に、各順方向信号経路が、前記複数の順方向アップリンク信号のそれぞれの重畳を対応する順方向ダウンリンク信号として中継し、前記複数の順方向ダウンリンク信号の重畳が、前記複数の順方向アップリンク信号を形成するために使用されるビーム重み行列に依存して、複数の同時順方向ビームを形成し、前記ビーム重み行列が、エンドツーエンド順方向ビーム重みを備える、複数の地理的に分散されたアクセスノードと、
前記衛星通信ネットワークの前記地上セグメントに更に含まれる制御器であって、前記制御器が通信インターフェースと、１つ以上のプロセッサであって、
各スケジューリング間隔に関して順方向信号経路割り当てを決定し、各スケジューリング間隔における前記順方向信号経路割り当てが、非重複する第１及び第２のユーザカバレッジエリアに関して決定され、かつ、前記順方向信号経路の非ゼロの第１のサブセットを前記第１のユーザカバレッジエリアに割り当て、前記順方向信号経路の非ゼロの第２のサブセットを前記第２のユーザカバレッジエリアに割り当てることと、
各スケジューリング間隔に対して決定された前記順方向信号経路の前記第１及び第２のサブセットに関して、前記第１のユーザカバレッジエリアを照らすように構成された第１のユーザリンクアレイのそれぞれのフィードとの接続に前記順方向信号経路の第１のサブセットの出力端が切り替えられ、かつ、前記第２のユーザカバレッジエリアを照らすように構成された第２のユーザリンクアレイのそれぞれのフィードとの接続に前記順方向信号経路の第２のサブセットの出力端が切り替えられるように、各スケジューリング間隔に対して決定された前記ビーム割り当てに従って前記順方向信号経路の接続性を制御することと、
各スケジューリング間隔に対して決定された前記順方向信号経路割り当てに対応するエンドツーエンド順方向チャネルに基づいて、各スケジューリング間隔中に使用するための前記ビーム重み行列を計算することと、を行うように構成された１つ以上のプロセッサと、を備える制御器と、を備える衛星通信システム。
【請求項9】
各ユーザカバレッジエリアが、ビームカバレッジエリアの所定のパターンに分割され、前記制御器が、前記スケジューリング間隔中に各ユーザカバレッジエリアで照らされるビームカバレッジエリアに依存して、各スケジューリング間隔中に使用するための前記ビーム重み行列を計算するように構成される、請求項８に記載の衛星通信システム。
【請求項10】
各ビームカバレッジエリアが、所望のビームセンターを表す地理的位置を包含し、前記衛星通信システムが、前記それぞれの地理的位置に、又はその近傍に位置するそれぞれの基準ユーザ端末（ＲＵＴ）からサウンディング信号を受信し、前記制御器が、前記受信されたサウンディング信号から前記エンドツーエンド順方向チャネルを推定するように構成されている、請求項９に記載の衛星通信システム。
【請求項11】
各順方向信号経路が、フィーダリンクアレイでのそれぞれのフィードに接続された入力端を有するとともに、各順方向信号経路の前記出力端が、前記第１のユーザリンクアレイでのそれぞれのフィードと前記第２のユーザリンクアレイでのそれぞれのフィードとの間で切り替え可能であり、前記順方向信号経路割り当てを決定することの一部として、前記第１及び第２のユーザカバレッジエリア内でのユーザ端末のそれぞれの分散に依存して、前記第１及び第２のユーザカバレッジエリア内での同時ビーム形成に対してどのフィードパターンを使用するかを決定するように前記制御器が構成され、前記フィードパターンが、前記順方向信号経路のうちのどれが前記第１のサブセット内に含まれ、かつ、前記順方向信号経路のうちのどれが前記第２のサブセット内に含まれるかを決定する、請求項８に記載の衛星通信システム。
【請求項12】
前記第１及び第２のユーザカバレッジエリアの間での容量必要性の決定の変更に従って、前記スケジューリング間隔のうちの２つ以上にわたって前記順方向信号経路割り当てが変化する、請求項８に記載の衛星通信システム。
【請求項13】
前記制御器が、複数のスケジュールされた間隔に対して使用する前記順方向信号経路割り当てを示すスケジュールを前記衛星に提供することに基づいて、前記複数の順方向信号経路の前記接続性を制御するように構成され、前記衛星が、前記スケジュールに従って前記順方向信号経路の前記出力端を切り替えるように動作するオンボードスイッチング回路を有する、請求項８に記載の衛星通信システム。
【請求項14】
前記制御器が、前記コマンドを前記衛星に送信することによって前記順方向信号経路の前記接続性を制御し、かつ、前記コマンドに従って前記順方向信号経路の前記出力端を切り替えるように動作する前記衛星のスイッチング回路を制御するように構成されている、請求項８に記載の衛星通信システム。
【国際調査報告】