JP2002057611A - 適用可能デューティサイクルをもつホップ衛星ダウンリンクのためのビームレイダウン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】衛星発射後の帯域幅要求の増大に対応する可変
ホップサイクル・ビームレイダウンを生成する。 【解決手段】第１のダウンリンクビーム、第２のダウン
リンクビーム、遷移ダウンリンクビームを生成する波形
生成器１０６と、第１のフィードパス間の前記第１のダ
ウンリンクビームを第１のセルに向け、第２のフィード
パス間の前記第２のダウンリンクビームを第２のセルに
向け、かつ第３のフィードパス間の前記遷移ダウンリン
クビームを遷移セルに向けるためのスイッチ１１０と、
スイッチに結合されたフィードパス選択入力１１２，１
１４と、第１のホップサイクルと、該第１のホップサイ
クルとは異なる第２のホップサイクルと、遷移ホップサ
イクルとに従って前記スイッチを制御するように前記フ
ィードパス選択入力を方向付けるダウンリンクビーム形
式の定義を記憶するためのメモリと、を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】［関連出願］本出願は、シリアル番号０９
／２７０，３６１として１９９９年３月に提出された名
称「Gated Power Time Division Downlink for a Proce
ssing Satellite(処理衛星のためのゲート・パワー時分
割ダウンリンク）」、および「Beam Hopped Gated Powe
r Time Division Downlink (ビームホップト・ゲートパ
ワー時分割ダウンリンク）」に関連している。

【発明の属する技術分野】本発明は衛星通信システムに
関する。本発明は特に、可変ホップサイクル・ビームレ
イダウン（beam laydown)に特に適応されたダウンリン
ク・ビームパワー・ゲーテイング技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】衛星は地球規模の通信能力を得るために
長期にわたって利用されてきた。代表的には、衛星は複
数のアップリンクアンテナおよびダウンリンクアンテナ
を備えており、その各々が複数のスポットビームを利用
して広いサービス領域に通信帯域幅を供給する。スポッ
トビームでカバーされる面積は一般にセルと呼ばれてお
り、サービス領域を構成するセルをカバーするためにカ
ラー符号化スポットビームがレイダウンと呼ばれるパタ
ーンで割当てられる。

【０００３】スポットビームは周波数または偏波のよう
な特性によって互いに区別される。このような特性によ
って適切に設計されたレイダウンのスポットビームが実
質的なクロスチャネル、同一チャネル、またはクロス偏
波干渉なく動作することが可能になる。各々のスポット
ビームは代表的には固定量の帯域幅を供給する。したが
って、従来のレイダウンは各々のセルに他のいずれかの
セルと同じ帯域幅割当てをもつという制約の下で動作す
ることが多かった。したがって、セルに追加の帯域幅を
与えるということは、そのセルに追加のスポットビーム
を与えることを意味し、これは潜在的コスト高になり、
複雑な企画であった。

【発明が解決しようとする課題】

【０００４】一方、レイダウンには全スポットビームに
よって提供される帯域幅を単に必要としないセルを含め
てもよい。しかし、従来の衛星は特にダイナミックの基
では帯域幅要求に合うスポットビームを再割当てするこ
とができなかった。したがって、衛星の発射の後に、帯
域幅要求の増大に対応することができず、また、帯域幅
要求の減少は無駄なパワーになるというリスクが存在す
る。

【０００５】前述の、また以前に遭遇したその他の問題
点に対応するビームレイダウンに対する産業上の必用性
が長期間にわたって存在している。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の好適な実施形態
は可変ホップサイクル・ビームレイダウンを生成する方
法を提供するものである。この方法は第１のホップサイ
クルに従って第１のセル用の第１のダウンリンク・ビー
ムエネルギを送出するステップを含んでいる。第１のホ
ップサイクルは例えば２つのセル間で帯域幅を均等に共
用する５０−５０のホップサイクルでよい。この方法は
更に、第２のホップサイクルに従って第２のセル用の第
２のダウンリンク・ビームエネルギを送出し、また、遷
移ホップサイクルに従って遷移セル用の遷移ダウンリン
ク・ビームエネルギを送出する。第２のホップサイクル
は例えば、第２のセルの１つ用により多くの帯域幅を提
供する７５−２５のホップサイクルでよい。遷移セルは
第１のホップサイクルを第２のホップサイクルへと遷移
させる。一例として、遷移ホップサイクルは時間の２５
パーセントだけパワーゲーティングする５０−２５のホ
ップサイクルでよい。

【０００７】第１のセル、第２のセル、および遷移セル
は一対の隣接する、または隣接しないセルでよい。しか
し、ダウンリンクビームは２つ以上のセル間でホップし
てもよい。加えて、ダウンリンクビームは一般に周波数
および偏波によって分けられるが、その他の区別される
特性を有していてもよい。

【０００８】可変ホップサイクル・ビームレイダウンは
地上で第１のホップサイクルによってサポートされる第
１のセル、第２のホップサイクルによってサポートされ
る第２のセル、および遷移ホップサイクルによってサポ
ートされる遷移セルとして表される。遷移ホップサイク
ルはレイダウンを第１のホップサイクルで動作するセル
から第２のホップサイクルで動作するセルへと遷移させ
るためにパワーゲーティングを利用する。この目的のた
め、遷移ホップサイクルは、近くの（例えば隣接する）
セル間の干渉を軽減するために必要な時間だけそのダウ
ンリンクビームをパワーゲーティングする。

【０００９】

【発明の実施の形態】ここで図１を参照すると、一般に
ダウンリンク・フレームの波形を生成するためにも機能
するパワーゲート・モジュール１００のブロック図を示
している。パワーゲート・モジュール１００はコントロ
ーラ１０２と、（例えばデータ待ち行列によって編成さ
れているデータメモリでよい）データソース１０４によ
って提供されるデータで動作する波形処理チェーンとを
含んでいる。特に、波形処理チェーンは波形生成器１０
６と、パワー増幅器１０８と、スイッチ１１０とを含ん
でいる。波形処理チェーンは更に第１のフィードパス１
１２と、第２のフィードパス１１４とを含んでいる。

【００１０】第１のフィードパス１１２および第２のフ
ィードパス１１４は、例えば個別の地上セルにスポット
ビーム・カバレッジを向けるために個々のアンテナフィ
ードホーンに接続してもよい。フィードパス１１２−１
１４は更に、時計回りまたは反時計回りの円形偏波を含
む、フィードパス１１２−１１４に沿って伝搬する波形
への偏波効果の特徴を備えていてもよい。

【００１１】波形生成器１１６はデータソース１０４か
らベースバンドデータを受け、（パワー増幅器１０８に
よる増幅の後に）送出される波形を生成する。スイッチ
１１０は波形がそれに沿って伝搬する特定のフィードパ
ス１１２−１１４を（このため、ある実施形態では波形
に関連する偏波および／またはホップ場所を）選択す
る。

【００１２】コントローラ１０２は送出される波形に対
するビームホッピングと、パワーゲート制御を行う。こ
のように、コントローラ１０２は、選択されたダウンリ
ンクフレーム信号をパワーゲーティングすべき場合に能
動的なパワーゲート信号を出力できる。より具体的に
は、後に説明するように、コントローラ１０２はダウン
リンクビーム用の現行ホップ場所およびその他の判断基
準に部分的に基づいて全フレームをパワーゲーティング
できる。

【００１３】図２には、パワーゲートモジュール２００
のより具体的な実装が示されている。パワーゲート・モ
ジュール２００はデータスケジューラ２０２と、データ
ルータ２０４と、波形処理チェーンとを含んでおり、こ
の波形処理チェーンはＱＰＳＫ変調器２０６と、アップ
コンバータ２０８と、進行波管増幅器（ＴＷＴＡ）２１
０とを含んでいる。スイッチ１１０は図２では、第１の
フィードパス１１２または第２のフィードパス１１４の
いずれかを経て送出される波形の方向を定めるフェライ
ト・スイッチ１１０として示されている。

【００１４】図２は更に（例えばパワーゲート信号とビ
ームホッピング選択信号とを伝搬するために利用でき
る）制御出力２１６と、変調器２０６用の２つの周波数
選択入力２１８および２２０と、フィードパス選択入力
２２２と、変調器からの中間波形出力２２４とを示して
いる。好ましくは、フィードパス１１２、１１４内の付
加的なフェライトスイッチ２１２および２１４は付加的
な信号分離を行う（例えばフェライトスイッチがオフで
ある場合には入力と出力の間の約２０ｄＢの信号分
離）。言い換えると、付加的なフェライトスイッチ２１
２、２１４は制御出力２１６に応答してフィードパス１
１２、１１４を経て送出される波形を通過したり、ブロ
ックするように動作する。言い換えると、送出される波
形がフィードパス１１２を通る予定である場合は、フェ
ライトスイッチ２１４は負荷２２８を経てアースに結合
される。同様に、送出される波形がフィードパス１１４
を通る予定である場合、フェライトスイッチ２１２は負
荷２２６を経てアースに結合される。

【００１５】動作中、パワーゲート・モジュール２００
はルータ２０４（例えばＡＴＭセルルータ）からベース
バンドデータを受けて、波形処理チェーンを利用して送
出されるべき波形を生成する。波形の処理はベースバン
ドＩおよびＱデータを例えば７５０ＭＨｚの中間周波数
へと直接変換することによって開始される。次に波形処
理はＦ１（例えば３．１７５ＭＨｚ）とＦ２（例えば
３．４２５ＭＨｚ）の一方、およびＦ３（例えば１６Ｇ
Ｈｚ）とＦ４（例えば１７．４ＧＨｚ）の一方を選択し
て、最終的な中心周波数が１８．４２５ＧＨｚ、１８．
６７５ＧＨｚ、１９．８２５ＧＨｚ、および２０．０７
５ＧＨｚのうちの１つである、送出される波形を生成す
る。スケジューラ２０２は波形処理チェーンを介したデ
ータの伝搬を監視し、特定のフレーム信号をいつパワー
ゲーティングすべきかを決定する。この目的のため、ス
ケジューラ２０２はパワーゲーティングを行うべき時に
能動状態にある制御出力２１６にパワーゲート信号を供
給する。

【００１６】ＴＷＴＡ２１０は送出される波形を増幅
し、一方、スイッチ１１０は増幅された波形がどのフィ
ードパス１１２−１１４（または付加的なフィードパ
ス）に沿って伝搬されるかを決定する。このような理由
から、スイッチ１１０は制御出力２１６上の情報に応答
するフィードパス選択入力２２２を含んでいる。フィー
ドパス１１２−１１４は一般に（必ずしもそうであると
は限らないが）地理的に異なる地上セル内にスポットビ
ームを生成するフィードホーンと関連しているので、フ
ィードパス選択入力はダウンリンク・フレームのホップ
場所を決定する機能を果たす。このように、ダウンリン
クは代表的には複数の地上セル間でホッピングすること
によって複数の地上セル用の帯域幅を供給するスポット
ビームとして現れる。以下のホップ場所は偶数または奇
数に指定されているが、偶数または奇数のフレームに限
定されるものではてい。むしろ、偶数および奇数は一般
に相互に排他的な期間を表すものである。

【００１７】次に図３を参照すると、この図はパワーゲ
ーティングをサポートする変調器２０６の実装を示して
いる。同相データは同相ゲート３０２に供給され、一
方、直角位相データは直角位相ゲート３０４に供給され
る。図示の通り、同相ゲート３０２および直角位相ゲー
ト３０４はリセット入力を有するＤ型フリップフロップ
である。同相ゲート３０２および直角位相ゲート３０４
は変調器出力３０８で変調された波形を生成するデジタ
ル変調器コア３０６を送り込む。局部発振器（ＬＯ）信
号（好適には７５０ＭＨｚ）は中間周波数搬送波信号を
供給する。増幅器３１０は変調された波形をブースト
し、その後でこの波形は帯域フィルタ３１２によってフ
ィルタリングされる。帯域フィルタ３１２は好適には例
えば６２５から８７５ＭＨｚのような、中心が７５０Ｍ
Ｈｚである通過帯域を有している。

【００１８】好適には１９６．７ＭＨｚで動作するデー
タクロック３１４は同相ゲート３０２および直角位相ゲ
ート３０４を励振する。パワーゲート入力３１６は同相
ゲート３０２および直角位相ゲート３０４に接続し、か
つデジタル変調器コア３０６のゲート制御入力３１８に
接続することに留意されたい。能動状態のパワーゲート
信号がパワーゲート入力に存在する場合、同相ゲート３
０２および直角位相ゲート３０４の出力は周知の状態
（例えば双方とも０）に保持される。更に、デジタル変
調器コア３０６は帯域フィルタ３１２の通過帯域外の周
波数内容を伴う信号を出力する。

【００１９】例えば、デジタル変調器コア３０６は能動
状態のパワーゲート信号に応答してＤＣ信号を出力でき
る。その結果、帯域フィルタはＤＣ信号を除去する。そ
の結果、パワーゲーティングされた信号が生ずる。

【００２０】図２に戻ると、アップコンバータ２０８
（例えば２０ＧＨｚのミキサ）は通常は増幅および送出
用に完全にアップコンバートされた信号を出力する。し
かし、パワーゲーティングされた信号にエネルギがない
場合はアップコンバータはパワーゲーティング中にその
出力で実質的に全く信号を生成しなくなる。その結果、
ＴＷＴＡ２１０は増幅エネルギを費やさず、パワーゲー
ト信号が能動状態にある間にダウンリンクビームにはダ
ウンリンク・エネルギは実質的に存在しない。

【００２１】次に図４を参照すると、この図は多数ペイ
ロードフレーム信号４０２と、パワーゲート信号４０
４、４０６、４０８、４１０、４１２、４１４、４１６
（高レベルにある場合に能動状態にあるものと想定）と
を示すタイミング図を示している。一例として、フレー
ム信号４０２は３６８の記号からなる第１のヘッダ信号
４１８と、７５５２の記号からなる第１のペイロード信
号４２０と、第１の１６の記号からなるフラッシュ信号
４２２と、９６の記号からなる第２のヘッダ信号４２４
と、７５５２の記号からなる第２のペイロード信号４２
６と、第２の１６の記号からなるフラッシュ信号４２８
とを含むことができる。しかし、一般には、フレーム信
号４０２は別個にパワーゲーティングされるＮのヘッダ
とＮのペイロードを含むものでよい。

【００２２】パワーゲート信号４０４はフレーム信号４
０２の間には決して能動状態にはならない。かくして、
フレーム信号４１８−４２８のどれもパワーゲーティン
グされない。その結果、第１のヘッダ信号４１８と第２
のヘッダ信号４２４の双方、第１のペイロード信号４２
０と第２のペイロード信号４２６の双方、および第１の
フラッシュ信号４２２と第２のフラッシュ信号４２８の
双方ともアースに送られる。これとは対照的に、パワー
ゲート信号４１６はフレーム信号４０２の全体にわたっ
て能動状態にあることに留意されたい。かくして、フレ
ーム信号４０２が送出される期間中、ダウンリンクビー
ムにはエネルギは実質的に全く供給されない。

【００２３】これに対して、パワーゲート信号４０６は
第２のペイロード信号４２６および第２のフラッシュ信
号４２８の間は能動状態になる。かくして、フレーム信
号４０２は第１のヘッダ信号４１８と第２のヘッダ信号
４２４内に重要なオードーヘッド情報を保持し続ける。
オーバーヘッド情報には例えば同期ビット、ビームホッ
ピング位置識別子、フレーム符号化識別子、フレームカ
ウントなどが含まれていてもよい。

【００２４】オーバーヘッド情報は更に、地上受信機に
対してどのフレーム信号がパワーゲーティングされるか
を示すパワーゲート・ビットパターンを含んでいてもよ
い。一例として、第１のヘッダ信号４１８または第２の
ヘッダ信号４２４は、第１のペイロード信号４２０また
は第２のペイロード信号４２６のパワーゲーティングを
示すためのビットパターンの繰り返し１０１００１０１
を搬送し、またはフレーム信号４０２の全体のパワーゲ
ーティングを示すためのビットパターンの繰り返し１１
１１００００を搬送するフレームタイプ・フィールドを
含んでいてもよい。具体的には、ヘッダ、ペイロード、
およびフラッシュ信号のパワーゲーティングのいずれか
の組合わせを特定するためにビットパターンを割当てる
ことができる。フレーム信号のパワーゲーティングされ
た部分の間にパワーを節約するために、地上受信機はビ
ットパターンに応答して独自の受信機を起動停止しても
よいことにも留意されたい。

【００２５】更に図４を参照すると、パワーゲート信号
４１０によって第１のペイロード信号４２０、第２のペ
イロード信号４２６、第１のフラッシュ信号４２２、お
よび第２のフラッシュ信号４２８がパワーゲーティング
される。同様に、パワーゲート信号４１２によって第１
のペイロード信号４２０と第１のフラッシュ信号４２２
がパワーゲーティングされる。

【００２６】多数ペイロードフレーム信号４０２は複数
のヘッダを含んでおり、各々が好適には同期化情報を伴
っているので、付加的なパワーゲートオプションを利用
できる。したがって、例えばパワーゲート信号４０８は
第２のヘッダ信号４２４、第２のペイロード信号４２
６、および第２のフラッシュ信号４２８をパワーゲーテ
ィングする。それにも関わらず、同期化は第１のヘッダ
信号４１８によって行われる。同様に、パワーゲート信
号４１４は第１のヘッダ信号４１８を除く全てのフレー
ム信号をパワーゲーティングする。

【００２７】スケジューラ２０２は多くのシナリオの下
でパワーゲート信号を示す論理を含んでいてもよい。例
えば、衛星が食へと移動し、使用可能なパワーが少なく
なった場合は、スケジューラ２０２は所望のパワー低減
を達成するために１つ置きのフレーム全体、１つ置きの
ペイロード、またはフレーム信号のいずれかの組合わせ
をパワーゲーティングできる。別の例としては、スケジ
ューラ２０２はダウンリンクビーム使用の統計的な多重
化推定値に応じてパワーゲート信号を能動化することが
できる。一例として、ある期間中にダウンリンクビーム
が９０％利用されるものと推定された場合は、スケジュ
ーラ２０２はフレームまたはペイロードの１０％までを
パワーゲーティングできる。このような推定値は地上で
生成されて衛星にアップリンクされてもよいし、または
衛星内で生成されてもよい。

【００２８】別の例として、スケジューラ２０２はダウ
ンリンクビームの現在の地上セルのホップ場所に基づい
てパワーゲーティングをいつ起動するかを決定をするこ
とができる。このようにして、現在の地上セルの帯域幅
の要求が第１のペイロード信号４２０だけで満たされる
場合は、スケジューラ２０２は、第２のペイロード信号
４２６をパワーゲーティングできる。更に別の例とし
て、スケジューラ２０２はルータ２０４内にあるデータ
待ち行列に基づいてパワーゲーティングできる。例え
ば、第２のペイロード信号４２６を満たすためにＡＴＭ
データセルがそこから抽出されるデータ待ち行列には、
第２のペイロード信号４２６を完全に満たすには一貫し
てセルが少なすぎることがある。これに対応して、スケ
ジューラ２０２は、データ待ち行列を平均して予め選択
された専有レベルにほぼ保つために、周期的に第２のペ
イロード信号４２６をパワーゲーティングできる。

【００２９】次に図５を参照すると、この図はパワーゲ
ーティングの前と後に行われる動作ステップのフロー図
５００を示している。動作ステップには少なくとも２つ
の地上セル間でダンウリンクビームをホッピングするス
テップ５０２が含まれている。ステップ５０４で、ビー
ムのホッピングのデューティサイクルに基づいてパワー
ゲーティングが決定される。一例として、図６および図
７を参照して以下に説明するように、パワーゲーティン
グされ、デューティサイクルが可変的なビームレイダウ
ンを得るためにパワーゲーティングを起動できる。

【００３０】継続してステップ５０６でフレーム全体を
パワーゲーティングできる。このようにして、ステップ
５０８で、少なくとも１つのヘッダ信号、ペイロード信
号およびフラッシュ信号を含む、非パワーゲート・フレ
ームにだけフレーム信号が送出され、一方、ダウンリン
クビーム内のエネルギは実質的に全くパワーゲート・フ
レームに送出されない。

【００３１】次に図６を参照すると、この図面はビーム
レイダウン６００を示している。ビームレイダウン６０
０は第１の周波数および異なる２つの偏波（１Ｒおよび
１Ｌ）のビームを利用している。例えば、１Ｒのビーム
はセル６０２、６０４をカバーし、一方、１Ｌビームは
セル６０６、６０８をカバーする。隣接するセル間では
高レベルの干渉が発生し、この結果一対の隣接するセル
は５０- ５０のホップサイクルでホップされるものと見
なされるので、エネルギを同時に受ける２つの隣接し、
同じカラー（例えば１Ｌ）のセルがあることは基本的に
望ましくない。例えばセル６０６、６０８については、
スポットビームのエネルギは所定の期間の半分の間セル
６０６に供給され、一方、別の半分の間はスポットビー
ムエネルギはセル６０８に供給される。５０- ５０のホ
ップサイクルを実施できる多くの方法の１つは、第１の
フレームをセル６０６に送出し、セル６０８にホップ
し、第２のフレームをセル６０８に送出し、再びセル６
０６へとホップする方法である。ホッピングは必ずしも
隣接するセル間で行われる必要はない。

【００３２】５０−５０のホップサイクルは帯域幅の必
要性が同じである多くのセルには適しているものの、あ
る種のセルには付加的な帯域幅が必要なこともある。次
に図７を参照すると、この図面は（１Ｌビーム用に特に
実施された）ホップサイクルが可変であるビームレイダ
ウン７００を示している。このビームレイダウン７００
はセル間の異なるホップサイクルを許容するようなパワ
ーゲーティングを利用しており、図７ではそれらのセル
のうちの８つがセルＡ−Ｈとして特定されている。各々
のセルについて、ダウンリンクビームエネルギがその間
にそのセルに送出されるホップサイクルの部分は、図７
では陰影を付けて示されている。

【００３３】セルＡおよびＢ、ＣおよびＤ、Ｅおよび
Ｆ、ならびにＧおよびＨはホップの対である。セルＡと
Ｈは帯域幅が増大されている（また、例えばロサンゼル
スやシカゴのような人口集中都市に対応する）。その目
的のため、セルＡおよびＢはセルＧおよびＨと同様に７
５−２５のホップサイクルにある。セルＣおよびＤは省
略時の５０−５０のホップサイクルにある。セルＣおよ
びＤの５０−５０のホップサイクルからセルＧおよびＨ
の７５−２５のホップサイクルに遷移するために、５０
−２５の遷移ホップサイクルにおける遷移セルＥおよび
Ｆは、隣接するセルが同時に１Ｌのダウンリンクビーム
のエネルギを有することを防止するためにパワーゲーテ
ィングを伴って５０−２５の遷移ホップサイクルでホッ
プする。

【００３４】遷移セルＥおよびＦは（５０−２５の遷移
ホップサイクルであるが故に）隣接するセルとの干渉が
最小限である。干渉の最小限化は周波数および偏波を含
む単数または複数のビームカラー成分によるセルの分離
によって測られる。ホップの対は必ずしも隣接するもの
である必要はないことにも留意されたい。例えば、再び
図７を参照すると、セルＣとＩとがホップの対であって
もよく、セルＤとＪとがホップの対であってもよい。

【００３５】言い換えると、セルＥは時間の半分の間に
ダウンリンクビームエネルギを有し、セルＦは時間の２
５％の間にダウンリンク・ビームエネルギを有し、また
残りの時間にはダウンリンク・フレームがパワーゲーテ
ィングされる。これを実施できる方法の１つが下記のホ
ップ表（表１）に示されている。表１では、「Ｔ」はセ
ル用のダウンリンクビームエネルギの送出を示し、０は
ビームが異なるセルにホップされる時間を示し、Ｇはフ
レームの全てまたは一部がパワーゲーティングされるこ
とを示している。

【００３６】

【表１】

【００３７】表１は、（例えばロサンゼルスをカバーす
る）セルＡが時間１、２、３でエネルギを受信すること
を明示している。各々の時間は例えば１フレームまたは
Ｎのフレームの集合を表している。言い換えると、４つ
のフレームの期間にわたって、セルＡは（セルＡに３つ
のフレームを送るために）期間の７５パーセントだけダ
ウンリンク・ビームエネルギを受ける。セルＢは（セル
Ｂに１フレームを送るために）時間４、すなわち期間の
２５パーセントだけエネルギを受ける。同様に、セルＣ
は時間１、３でエネルギを受け、セルＤは時間２、４で
エネルギを受ける。

【００３８】セルＧは時間４でエネルギを受け、一方、
セルＨ（例えばシカゴ）は時間１、２、３でエネルギを
受ける。遷移セルＥおよびＦは他のセルと同様に、隣接
するセルにエネルギが同時に送出されることを避けるた
めに構成されている。これを実行する方法の１つは、時
間１、３の間にセルＥにエネルギを送り、時間２の間に
セルＦにエネルギを送り、そして時間４（残りの期間）
中にセルＦ内のダウンリンク・フレームをパワーゲーテ
ィングすることである。このようにして、ダウンリンク
帯域幅の一部はセルＦ内でパワーゲーティングされるも
のの、セル間の干渉を最小限に保ちつつセルＨの帯域幅
の需要をサポートするために５０- ５０のホップサイク
ルから７５- ２５のホップサイクルへの遷移が行われ
る。

【００３９】ホップ表内のエントリはスケジューラ２０
２内のメモリによってサポートされることができる。具
体的には、各フレームが送出される前に、スケジューラ
２０２はダウンリンク・スケジュール表からフレームヘ
ッダを検索する。フレームヘッダは好適には３ビットビ
ームＡ形式と、３ビットビームＢ形式とを特定するが、
ここでビームＡとは一対のホップ内の第１のホップ対
（例えばセルＡ）のことであり、ビームＢとはその一対
のホップ内の第２のホップ対（例えばセルＢ）のことで
ある。表２はビーム形式のビットパターンの定義の例を
示している。

【００４０】

【表２】

【００４１】このように、０００のビーム形式は、フレ
ーム内のペイロードがパワーゲーティングされるべきで
あることを示し、００１のビーム形式は、フレーム全体
がパワーゲーティングされるべきであることを示し、ま
た、０１０のビーム形式は、ビームが無効であることを
示している。ホップの対内には同時にエネルギが供給さ
れないので、ビームＡまたはビームＢのいずれかは通常
の環境では常に無効である。

【００４２】ビームは２つ以上のセル間でホップするこ
ともできる。この目的のため、フレームヘッダを拡張し
て、追加のビーム用にビーム形式の定義を含めることが
できる。

【００４３】このように、本発明はビームホップされた
多数ペイロードダウンリンク・フレーム内のフレーム信
号を選択的にパワーゲーティングする。パワーゲーティ
ングは、最も必要な場所に帯域幅を送るため、ビームレ
イダウン内で可変的なホップサイクルを実施するために
利用できる。帯域幅の需要の変化には、衛星が発射され
た後でも動的に対応できる。

【００４４】更に、ホップサイクルは５０−５０または
２５−７５に限定されるものではないことにも留意され
たい。むしろ、フレームはフレーム毎に選択されたホッ
プ場所に送ることができるので、ホップサイクルはフレ
ームを適宜ホップすることによって所望の任意の比率に
設定してもよい。

【００４５】本発明を好適な実施形態を参照して説明し
てきたが、本発明の範囲から離れることなく様々な変更
形態が可能であり、等価形態が代用可能であることが当
業者には理解されよう。加えて、本発明の範囲から離れ
ることなく、特定のステップ、構造、または材料を本発
明の教示内容に適応させるために多くの修正形態が可能
である。したがって、本発明は開示した特定の実施形態
に限定されるものではなく、本発明は添付の特許請求の
範囲に含まれる全ての実施形態を含むことを意図するも
のである。

【図面の簡単な説明】

【図１】パワーゲートモジュールのブロック図である。

【図２】パワーゲートモジュールの詳細なブロック図で
ある。

【図３】パワーゲーティングをサポートする変調器の実
装を示す図である。

【図４】例示的なパワーゲート制御信号を伴う多数ペイ
ロードフレーム信号を示す図である。

【図５】ビームホッピング複数ペイロードフレーム信号
のがパワーゲーティングされる前後に行われる動作ステ
ップを示す図である。

【図６】第１の周波数と、２つの偏波の一方のビームを
利用したビームレイダウンを示す図である。

【図７】パワーゲーティングされ、ホップサイクルが可
変であるビームレイダウンを示す図である。

【符号の説明】

１００ パワーゲーティング・モジュール １０２ コントローラ １０４ データソース １０６ 波形形成器 １０６ パワー増幅器 １１２ フィードパス １１４ フィードパス ２００ パワーゲーティング・モジュール ２０２ データスケジューラ ２０４ データルータ ２０８ ＱＰＳＫ変調器 ２１０ 進行波管増幅器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ハーヴェイ・エル・バーガー アメリカ合衆国カリフォルニア州90278, リダンド・ビーチ，グリーン・レイン 1404 (72)発明者 デニス・エイ・ニヴェンズ アメリカ合衆国カリフォルニア州90254, ハーモサ・ビーチ，モンタリー 321 (72)発明者 スコット・エイ・クーパー アメリカ合衆国カリフォルニア州90505, トーランス，ロバート・ロード 23227 (72)発明者 レジナルド・ジュー アメリカ合衆国カリフォルニア州90266, マンハッタン・ビーチ，エルム・アベニュ ー 2317 (72)発明者 ロバート・ダブリュー・ホワイト アメリカ合衆国カリフォルニア州90293, プラヤ・デル・レイ，ウエスト・エイティ サード・ストリート 7619 Ｆターム(参考） 5K072 AA13 BB23 DD06 EE19

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１のホップサイクルに従って第１のセ
   ル用の第１のダウンリンク・ビームエネルギを送出する
   ステップと、 前記第１のホップサイクルと異なる第２のホップサイク
   ルに従って第２のセル用の第２のダウンリンク・ビーム
   エネルギを送出するステップと、 前記第１のホップサイクルと前記第２のホップサイクル
   との間を遷移するための遷移ホップサイクルに従って遷
   移セル用の遷移ダウンリンク・ビームエネルギを送出す
   るステップと、を含む可変ホップサイクル・ビームレイ
   ダウンを提供する方法。
2. 【請求項２】 前記第１のダウンリンク・ビームエネル
   ギを送出するステップは、第１のホップ対用のダウンリ
   ンクビームを送出するステップを含み、前記第２のダウ
   ンリンク・ビームエネルギを送出するステップは、第２
   のホップ対用のダウンリンク・ビームエネルギを送出す
   るステップを含み、前記遷移ダウンリンク・ビームエネ
   ルギを送出するステップは、遷移ホップ対用のダウンリ
   ンク・ビームエネルギを送出するステップを含む、請求
   項１に記載の方法。
3. 【請求項３】 前記遷移ダウンリンク・ビームエネルギ
   を送出するステップは、パワーゲート・ダウンリンクフ
   レームを送出するステップを含む、請求項１に記載の方
   法。
4. 【請求項４】 各々の送出するステップは、少なくとも
   第１の周波数と第１の偏波で送出するステップを含む、
   請求項１に記載の方法。
5. 【請求項５】 前記第２のダウンリンク・エネルギを送
   出するステップは、前記第２のセルの１つに必要な帯域
   幅に適合するために付加帯域幅を与える第２のホップサ
   イクルに従って第２のダウンリンク・ビームエネルギを
   送出するステップを含む、請求項１に記載の方法。
6. 【請求項６】 前記第１のホップサイクル、前記第２の
   ホップサイクル、および前記遷移ホップサイクルを規定
   するフレームヘッダを読取るステップを更に含む、請求
   項１に記載の方法。
7. 【請求項７】 第１のホップサイクルによってサポート
   される第１のセルと、 前記第１のホップサイクルとは異なる第２のホップサイ
   クルによってサポートされる第２のセルと、 前記第１のホップサイクルと前記第２のホップサイクル
   との間を遷移するための遷移ホップサイクルによってサ
   ポートされる遷移セルと、を含む可変ホップサイクル・
   ビームレイダウン。
8. 【請求項８】 前記遷移ホップサイクルは、第１の遷移
   セルにおけるダウンリンク・ビームエネルギを期間の第
   １のパーセント含み、第２の遷移セルにおけるダウンリ
   ンク・ビームエネルギを期間の第２のパーセント含み、
   パワーゲート・ダウンリンクビームに期間の残りのパー
   セントを含む、請求項７に記載の可変ホップサイクル・
   ビームレイダウン。
9. 【請求項９】 前記第１のホップサイクル、前記第２の
   ホップサイクル、および前記遷移ホップサイクルは、少
   なくとも第１の周波数と偏波のダウンリンク・ビームエ
   ネルギを含む、請求項７に記載の可変ホップサイクル・
   ビームレイダウン。
10. 【請求項１０】 第１のダウンリンクビーム、第２のダ
    ウンリンクビーム、および遷移ダウンリンクビームを生
    成する波形生成器と、 第１のフィードパス間の前記第１のダウンリンクビーム
    を第１のセルに向け、第２のフィードパス間の前記第２
    のダウンリンクビームを第２のセルに向け、かつ第３の
    フィードパス間の前記遷移ダウンリンクビームを遷移セ
    ルに向けるための少なくとも１つのスイッチと、 前記少なくとも１つのスイッチに結合された少なくとも
    １つのフィードパス選択入力と、 第１のホップサイクルと、該第１のホップサイクルとは
    異なる第２のホップサイクルと、遷移ホップサイクルと
    に従って前記スイッチを制御するように前記フィードパ
    ス選択入力を方向付けるダウンリンクビーム形式の定義
    を記憶するためのメモリと、を備える、可変ホップサイ
    クル・ビームレイダウンを生成する装置。
11. 【請求項１１】 前記遷移ダウンリンクビームにおける
    パワーをゲーティングするために前記波形生成器に結合
    されたパワーゲーティング回路を更に備える、請求項１
    ０に記載の装置。
12. 【請求項１２】 前記第１のダウンリンクビーム、前記
    第２のダウンリンクビーム、および前記遷移ダウンリン
    クビームは、ヘッダフィールドとペイロードフィールド
    とを有するフレームを備える、請求項１１に記載の装
    置。
13. 【請求項１３】 前記第１のホップサイクルは、帯域幅
    の必要に適合するために付加帯域幅を前記第１のセルの
    １つに向ける、請求項１０に記載の装置。
14. 【請求項１４】 前記遷移ホップサイクルは、第１の遷
    移セルにおけるダウンリンクビーム・エネルギの送出を
    期間の第１のパーセントに指定し、第２の遷移セルにお
    けるダウンリンク・ビームエネルギを期間の第２のパー
    セントに指定し、かつパワーゲート・ダウンリンク遷移
    ビームを期間の残りのパーセントに指定する、請求項１
    １に記載の装置。