JP3923208B2 - 人工衛星通信システム - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、人口衛生通信システムに関し、特に、短時間の処理遅延、高いコーディングゲイン、および帯域幅の有効利用を提供する移動式衛星通信のための人口衛生通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
音声、ファックスおよびデータ通信能力は、移動式衛星通信システムを介して利用可能である。例えば、 Inmarsat-MTMおよび Inmarsat mini-MTMシステムは、２．４ｋビット／ｓのデータ転送速度をサポートする一方で、Inmarsat-BTMシステムは、１６ｋビット／ｓまでのデータ転送速度を提供する。しかし、地上通信では、２８．８ｋビット／ｓのデータ転送速度が、ＰＳＴＮを介してＩＴＵ Ｖ．３４基準の下で普通用いられており、回線ごとのデータ転送速度５６または６４ｋビット／ｓが、ＩＳＤＮを介して利用可能である。多くのインターネットベースのアプリケーションおよび会議アプリケーションは、地上ネットワークを介して利用可能なデータ転送速度を必要とする。そのようなアプリケーションは、従来の移動衛星端末で満足に用いることができない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
移動衛星通信回線は、特に移動端末が動いている時、ノイズと同様にフェーディングの異なる多くのソースの影響を受けやすい。しかし、サービスが地上データ通信に相当するパフォーマンスを有するものである場合、衛星回線上で実施可能なデータ転送速度を制限する、１０-6以下のビット誤り率が望ましい。データは、ビット誤り率を低減させるために、エラー補正用にコード化され得るが、これは、データ転送速度も低減する。
【０００４】
衛星通信は普通、地上通信よりも非常に大きな遅延を伴う。地上局および人工衛星間の伝搬遅延と同様に、送信フレームへのデータのフォーマット中、およびエラー検出および補正を提供するためのデータのコード化中にも、遅延を受ける。複雑なコーディングおよびデコーディングアルゴリズムは、衛星回線のビット誤り率を低減させることができるが、これらのアルゴリズムは一般に、遅延を増すバッファリングおよび集中処理を伴う。過剰な遅延は、電話通信および会議等のリアルタイムアプリケーションにとって不都合である。
【０００５】
米国特許第５，５６８，４８３号は、送信媒体を介する送信のために異なるデータ転送速度のデータをフォーマットする方法を記載している。ヨーロッパ公開特許公報第0 676 875 A号は、衛星回線等の無線回線用の送信方法を開示しており、データは、送信されるデータの優先順位によって可変レートでコード化される。
【０００６】
国際公開特許公報第WO96/164492号は、パイロットシンボルがデータシンボルのストリーム内に周期的に挿入される無線デジタル送信技術を開示している。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の一局面によれば、パイロットシンボルが２５個または２９個のデータシンボルごとに送信される衛星通信技術が提供される。
【０００８】
本発明の別の局面によれば、フレームが多重送信ユーザーデータと信号方式情報、または多重送信信号方式情報とダミーデータの何れかを含み、何れの場合でも同一のフレーム長で送信されるような、ユーザーデータおよび帯域内信号方式情報の両方を送信する方法が提供される。
【０００９】
本発明の別の局面によれば、それぞれが等しい長さの４つのサブフレームを含むユーザーデータフレームの状態で受信されるユーザーデータを、それぞれがユーザーデータフレームの整数倍に一致する出力フレームにフォーマットする方法が提供される。
【００１０】
本発明の別の局面によれば、データを、各データ転送速度がクロックレートを少数回小さい素数だけで分割することによって達成され得るように選択される、複数の異なるデータ転送速度の何れかひとつで送信することができる衛星通信システムが提供される。
【００１１】
帯域幅の低い信号方式オーバーヘッドおよび浪費が達成されるであろうことは、本発明の局面のひとつの利点である。フレーム長が、低いフレーム指示遅延を受けるよう選択される一方で、高いエラー補正コーディングゲインを達成するのに十分大きいフレームを有することが、別の利点である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
ここで、本発明の特定実施形態を、添付図面に関して説明する。
【００１３】
図１に示すように、移動端末装置４は、移動地上局（ＭＥＳ）６に接続される。移動端末装置４は、ＲＦ変調および人工衛星８への送信のため、デジタルデータをＭＥＳ６に送信し、ＭＥＳ６は、人工衛星８からのデジタルデータを受信し、復調して、復調したデータを次いで、移動端末装置４に送信する。
【００１４】
人工衛星８は、ユーザーリンクを介する信号の送信および受信用の複数のスポットビームＳＢ1からＳＢ5を生成するマルチビームアンテナ９を、全てのスポットビームＳＢの受信可能領域をカバーするグロ―バルビームＧＢとともに担持している。人工衛星８はまた、フィーダリンクを介する信号の送信および受信用の、陸上局（ＬＥＳ）１０へ向かうフィーダリンクビームＦＢを生成するフィーダリンクアンテナ１１も担持している。
【００１５】
人工衛星８は、各スポットビームＳＢおよびグローバルビームＧＢの状態で変調された信号を受信し、それらを中間周波数に変換し、増幅し、フィーダリンクビームＦＢの状態で受信された周波数とは異なる周波数で再送信するトランスポンダを担持している。同様に、フィーダリンクビームＦＢの状態でＬＥＳ１０により送信される信号は、異なる周波数で複数のスポットビームＢのうちのひとつ、またはグローバルビームＧＢの状態で再送信される。人工衛星８は、それにより、ＭＥＳ６をＬＥＳ１０に連結し、その結果、ＭＥＳ６によって送信される信号は、人工衛星８を介して、ＬＥＳ１０によって受信され、逆もまた同様に起こる。
【００１６】
呼出しセットアップの間、信号は、グローバルビームＧＢの状態でＭＥＳ６によって送信および受信され、回線が、ＭＥＳ６が設置されているスポットビームＳＢのうちのひとつに割り当てられる。次いで、ユーザーデータの受信および送信が、スポットビーム回線で行なわれる。そのような構成の例は、Inmarsat mini-MTMサービスをサポートするInmarsat-3TM衛星である。
【００１７】
ＬＥＳ１０は、ネットワーク１４、この場合はＰＳＴＮを介して、電話、ファクシミリ、または、ＰＳＴＮモデム等の、ネットワーク１４に対して適切なインターフェースを併せ持った、移動端末装置４と互換性のあるデータ端末装置を備える固定端末装置１８へ接続される。ネットワーク１４は、代替として、ＩＳＤＮ（サービス統合ディジタル網）であってもよい。
【００１８】
図２（ａ）は、ＭＥＳ６およびＬＥＳ１０のトランスミッタセクションの関連機能別セクションを示す。ＭＥＳ６とＬＥＳ１０の機能は、他の点において異なるが、便宜上、同じ線図および参照数字を、各関連セクションに用いる。並列データ接続を、二重斜線によって示す。
【００１９】
インターフェース部２０は、ネットワーク１４または移動端末装置４への接続用のポートインターフェース２０ａを備える。ポートインターフェース２０ａは、二線式アナログ接続用のＲＪ１１コネクタまたはデジタル接続用のＲＳ−２３２Ｃコネクタ等の、接続に適切な物理コネクタを備える。接続がアナログである場合、復調器も、ポートインターフェース２０ａ内に含まれる。インターフェース部２０はまた、バッファ２０ｂも含んでいて、フロー制御および／または近接時間的な (plesiochronous) バッファリングを許可する。データは、インターフェース部２０から、移動端末装置４および固定端末装置１８のプロトコルと互換性のあるプロトコルで通信を実行するモデムインターフェースユニット（ＭＩＵ）２２へ出力される。例えば、ＭＩＵ２２はＩＴＵ推奨案Ｔ．３０と互換性のあるファクシミリプロトコルを実行してもよい。ネットワーク１４がＩＳＤＮの場合、ＭＩＵ２２は、ＩＳＤＮ信号方式メッセージを衛星信号方式メッセージに変換する。
【００２０】
データは、ＭＩＵ２２から、データが信号方式ユニットバッファ２５から入力される信号方式情報を用いて多重送信されるマルチプレクサ２４へ出力される。マルチプレクサ２４の出力は、呼出しセットアップ中に決定され、エンコーダ２８によってコード化されるスクランブリングベクトルを用いてスクランブラ２６によって波長を変えられる。エンコーダ２８は、デジタル無線周波数送信に特に良く適した一種の前進型誤信号修正を提供する、『ターボ』コードとして知られる並列連結畳込みコードを実行する。エンコーダを、図３で更に詳細に示す。エンコーダ２８によるデータおよびパリティビット出力は、送信同期装置３０によりバッファリングされ、４ビットセットとして、各４ビットセットをひとつの１６ＱＡＭシンボルとして変調する１６ＱＡＭ（１６状態横軸振幅変調）変調器３２へ出力される。送信同期装置はまた、４０個のシンボルのユニークワード（ＵＷ）を含むデータセットも受信する。１６ＱＡＭシンボルは、レシーバへの回線を識別するためにデータ送信の開始時に送信されるユニークワードとともに人工衛星８に送信される。
【００２１】
トランスミッタのタイミングは、フレームとシンボルのタイミング信号をトランスミッタの一部に提供するクロック３４によって制御される。
【００２２】
図２ｂは、ＭＥＳ６およびＬＥＳ１０のレシーバセクションの関連機能別セクションを示す。ＭＥＳ６とＬＥＳ１０の機能は、他の点において異なるが、便宜上、同じ線図および参照数字を、各関連セクションに用いる。レシーバ部分の機能は、図２ａに示すトランスミッタ部分の一致する機能と逆であり、従って同じ参照数字が用いられ、図２ｂにおいて、ダッシュを用いて逆を表す。
【００２３】
人工衛星８から受信されるシンボルは、１６ＱＡＭ復調器３２’によって復調され、４ビットとして、受信された信号の位相とフレームタイミングを捕捉し、同様に、ユニークワードを検出する位相／ユニークワード検出器３０’へ出力される。受信されたデータは、ＭＡＰ（最大アプリオリ）またはＳＯＶＡ（ソフトアウトプットヴィテルビ (Viterbi)アルゴリズム）デコーダを用いてターボコード化されたデータをデコ―ドするデコーダ２８’によってデコ―ドされる。デコ―ドされたデータは、スクランブラ２６によって用いられるスクランブリングベクトルの逆を用いて、デスクランブラ２６’によってデスクランブル (descrambled)される。デスクランブルされたデータは、信号方式ユニットバッファ２５’に格納されている信号方式情報からユーザーデータを非多重化するデマルチプレクサ２４’によって非多重化される。データは、モデムインターフェースユニット２２’を介して、ネットワーク１４または移動端末装置４との接続のためのインターフェース部分２０’に送信される。インターフェース部分２０’は、ポートインターフェース２０ａ’とバッファ２０ｂ’を備える。
【００２４】
クロック３５は、レシーバの異なる部分に、フレームおよびシンボルの同期信号を提供する。
【００２５】
エンコーダ２８での使用に適したターボエンコーダの一実施例を、図３に示す。データビットｄkは、第１のエンコーダＥＮＣ１、そして、インターリーバ２９へ入力され、その出力が、第２のエンコーダＥＮＣ２に接続される。各エンコーダＥＮＣ１およびＥＮＣ２は、４つの中間バイナリー記憶装置Ｄ１からＤ４と、バイナリー加算器または排他的論理和ゲートとを備える再帰的畳込みコーダである。各サイクルでは、各バイナリー記憶装置Ｄ１からＤ３の内容が、それぞれバイナリー記憶装置Ｄ２からＤ４にシフトされる一方で、Ｄ１の新規内容は、前のＤ２からＤ４の内容から導き出される。第１エンコーダからの出力ｐkおよび第２エンコーダからの出力ｑkは、バイナリー記憶装置Ｄ１、Ｄ２およびＤ４の内容およびバイナリー記憶装置Ｄ１への入力から導き出される。
【００２６】
データビットｄk、ノンインターリーブパリティビットｐk、およびインターリーブパリティビットｑkは、いくつかのパリティビットのみが出力されるパンクチャーフォーマットに従って、ビットセット（ｕ1、ｕ2、ｕ3、ｕ4）が並列に出力される送信同期装置３０へ出力される。いくつかのビットセットでは、２ビットのデータビットｄkと２ビットのパリティビットｐkまたはｑkとが出力されて、ハーフレートコードを与える。他のセットでは、３ビットのデータビットｄｋと１ビットのパリティビットｐkまたはｑkとが出力されて、４分の３レートコードを与える。ハーフレートおよび４分の３レートのコードセットの比率は、所定のコーディングレートを与えるよう構成される。
【００２７】
各ビットセットは、１個のシンボルとして１６ＱＡＭ変調器３２によって変調される。各シンボルは、以下のような、Ｉ（振幅）コンポーネントを変調するビットｕ1、ｕ2と、Ｑ（位相）コンポーネントを変調するビットｕ3、ｕ4とともに４ビット（ｕ1、ｕ2、ｕ3、ｕ4）から形成される：
Ａi＝［ｕ1，ｕ2］→Ｉ
Ｂj＝［ｕ3，ｕ4］→Ｑ
図４に示すような変調方式は、平方１６ＱＡＭであるが、円形１６ＱＡＭ方式を用いてもよい。データビットｕ1、ｕ3は、１６ＱＡＭシンボルにおいて最もプロテクトされたものである。配列マッピングを下の表１で要約し、ここで、Ｄはポイント間の最小距離である。
【００２８】
【表１】
Figure 0003923208
【００２９】
本発明の第１実施形態では、１４．４ｋビット／ｓのユーザーデータ転送速度が、図５に示すような、キャリヤ毎の単一回線 (single channel per carrier) （ＳＣＰＣ）フレームフォーマットの状態でサポートされる。各フレームＦは、ユニークワード（ＵＷ）を含み、所定シーケンスの４０個のシンボルを備えて、信号の捕捉を補助し、信号のタイプを判断するヘッダーを担持する。ユニークワードシンボルは、１６ＱＡＭ配列の最もプロテクトされたビットｕ1、ｕ3上にマッピングされる、２ビットのみを備える。
【００３０】
各フレームの所要時間は、１６０ｍｓである。フレームシーケンスの端部は、データ終了（ＥＯＤ）信号によって示される。フレーム本体のフォーマットは、データまたは信号方式が送信されているかどうかによって異なる。
【００３１】
図６ａは、データが移動端末装置４と固定端末装置１８との間で送信されるデータモードで変調器３２に入力されるフレームフォーマットを示す。ユニークワードは、フレームＦの本体がユーザーデータを含むことを示すデータユニークワードＵＷDを備える。フレームの本体は、ひとつのパイロットシンボルＰＳがそれぞれに続く２５個のデータシンボルＤＳの４７のシーケンスと、ひとつのパイロットシンボルＰＳが続く１７個のデータシンボルを備えるフレームの最終シーケンスとを備える。パイロットシンボルは、ターボコードのデコーディングにおいて補助するために、フェーディングおよびノイズ分散の測定を許容する。従って、各フレームは、１１９２個のデータシンボル、４８個のパイロットシンボル、および４０個のユニークワードシンボルを含む。
【００３２】
図６ｂに示すように、各フレーム内のデータシンボルは、２つのサブフレームＳＦ1およびＳＦ2を備えていて、それぞれエンコーダ２８によって生成されたコード化データの５９６個のシンボルを備えている。図６ｃに示すように、各サブフレームＳＦは、スクランブラ２６を介してマルチプレクサ２４から出力され、１１８４ビットのデータビットＤと４８ビットの信号方式ユニットビットＳＵを備える対応多重送信フレームＭＦ1、ＭＦ2からエンコーダ２８によって生成される。図６ｄに示すように、各多重送信フレームＭＦ内の各データビットセットＤは、ＭＩＵ２２によって出力され、それぞれが５９２ビットを備える２つのＭＩＵフレームＭ1、Ｍ2を備える。それ故、２３６８ビットのデータビットが、１６０ｍｓごとに送信されて、１４．８ｋビット／ｓのユーザーデータ転送速度を与える。
【００３３】
エンコーダ２８のインターリーバ２９のサイズは、各多重送信フレームＭＦ1およびＭＦ2のものと等しい。一実施例では、インターリーバ２９は、多重送信フレームＭＦ全体がインターリーバ２９にロードされ、次いで内容が疑似ランダムオーダーで第２エンコーダＥＮＣ２へ出力されて、コード化されたサブフレームＳＦ用のインターリーブパリティビットｑを生成する、ランダムインターリーバである。エンコーダＥＮＣ１およびＥＮＣ２は、各新規多重送信フレームＭＦのためにリセットされる。
【００３４】
図７ａは、図５のフレームフォーマットを帯域内信号方式モードで示す。フォーマットは、図６ａに示すものと類似しているが、ユニークワードが、データユニークワードＵＷDとは異なる信号方式ユニークワードＵＷSを備えていて、フレームの本体が信号方式情報のみを含んでいることを示す点が異なる。図７ｂは、図６ｂに示すような、フレームＦが２つのサブフレームＳＦ1およびＳＦ2を備えることを示す。しかし、図７ｃに示す多重送信フレームＭＦ1、ＭＦ2は、データビットＤが、マルチプレクサ２４によって生成され、何れのユーザーデータも担持していない１０４０ビットのダミービットを備える点で図６ｃのものと異なる。多重送信フレームＭＦは、それぞれが９６ビットの信号方式情報を備える２つの信号方式ユニットスロットＳＵ1およびＳＵ2を担持している。各信号方式ユニットスロットＳＵは、帯域内信号方式モードで、呼出しセットアップ中、およびクリア中に信号方式メッセージを送信するために用いられる。
【００３５】
本発明の第２実施形態では、２８．８ｋビット／ｓのユーザーデータ転送速度が、サポートされる。第１の実施形態のものと類似するフォーマットを、同じ引用で示す。フレーム構造を図８に示すが、図５のものと類似しており、フレーム所要時間が１６０ｍｓに代わって８０ｍｓである点が異なる。
【００３６】
図９ａから図９ｃは、図６ａから図６ｃのものと類似するデータ伝送モード用のフォーマットを示すが、サブフレームＳＦおよび多重送信フレームＭＦの所要時間が半減されるけれども、その内部のビット数が同一に残る点が異なる。しかし、図９ｄに示すフォーマットは、各多重送信フレームのデータビットＤが１１８４ビットのひとつのＭＩＵフレームＭのみを備えるという点で、図６ｄに示すものとは異なる。それ故、２３６８ビットのユーザーデータは、８０ｍｓごとに送信されて、２８．８ｋビット／ｓのユーザーデータ転送速度をサポートするのに十分な２９．６ｋビット／ｓのデータ転送速度を与える。
【００３７】
図１０ａおよび図１０ｂは、図７ａおよび図７ｂのものと類似する帯域内信号方式モード用のフォーマットを示すが、フレームＦおよびサブフレームＳＦの所要時間が半減される点が異なる。しかし、図１０ｃのフォーマットは、各多重送信フレームＭＦが、１１３６ビットのダミーデータビットＤと、９６ビットのひとつの信号方式ユニットスロットＳＵとを備えるという点で、図７ｃのものとは異なる。これは、帯域内信号方式モードにおける第１の実施形態と同一の信号方式レートを与える。
【００３８】
本発明の第３実施形態では、単一ＩＳＤＮ回線と互換性のある５６または６４ｋビット／ｓのユーザー速度がサポートされる。図１１は、図８に示すものと類似するフレーム構造を示す。
【００３９】
図１２ａは、データ伝送モードにおけるフレームフォーマットを示す。フォーマットは、２６８８個のシンボルが各フレームＦにおいて送信されるという点で、図１０ａのものとは異なる。データユニークワードＵＷDは、最初の４０個のシンボルを占有し、一方で、フレームの剰余は、パイロットシンボルＰＳがそれぞれに続く２９個のシンボルの８８セットを備えて、８個のシンボルのみを備え、パイロットシンボルを備えない最終セットが続く。図１２ｂに示すように、各サブフレームＳＦは、１２８０個のシンボルとして変調される５１２０ビットを備える。図１２ｃに示すように、各多重送信フレームＭＦは、２５６０ビットのデータビットＤと４８ビットの信号方式ユニットビットＳＵとを備える。図１２ｄに示すように、データビットＤは、ネットワーク１４または移動端末装置４からの１フレームＭとして入力される。
【００４０】
この実施形態では、５１２０ビットが８０ｍｓごとに送信されて、６４ｋビット／ｓのユーザーデータ転送速度を与える。ネットワーク１４または移動端子４が、５６ｋビット／ｓで送信する場合、図１２ｅに示すように、いずれの８番目のデータビットＤは、使用されない。
【００４１】
図１３ａは、第３の実施形態の帯域内信号方式モードにおけるフレームフォーマットを示す。シンボルフォーマットは、図１２ａに示すものと同じものであるが、信号方式ユニークワードＵＷSがデータユニークワードＵＷDの代わりに送信される点が異なる。図１３ｂに示すように、フレームＦは、図１２ｂに示す方法と同じ方法で、２つのサブフレームＳＦ1およびＳＦ2に分割される。図１３ｃに示すように、各多重送信フレームＭＦは、２５１２ビットのダミービットのデータスロットＤと９６ビットの信号方式ユニットスロットＳＵとを備える。
【００４２】
実施形態のフォーマットの特徴を、以下の表２に要約する。
【００４３】
【表２】
Figure 0003923208
【００４４】
ＭＥＳ６およびＬＥＳ１０のトランスミッタおよびレシーバ部分は、上記の実施形態のひとつに一致する複数の異なるモードのうちの何れかひとつで実施可能であるのが好ましい。例えば、トランスミッタおよびレシーバ部分は、衛星リンクを介する１４．４ｋビット／ｓおよび２８．８ｋビット／ｓ両方のレートをサポートしてもよく、レートは呼出しセットアップ中に選択される。
【００４５】
８、１６、３３．６ｋシンボル／ｓのシンボルレートを選択したので、トランスミッタクロック３４およびレシーバクロック３５を、８、１６、３３．６ｋＨｚで同期クロックパルスを生じるよう容易に分割することのできる内部クロックレートを持たせて設計することができる。これらクロックレートの最小公倍数は３３６ｋＨｚであり、もしこれが内部クロックレートとしてセットされる場合、それぞれ４２、２１および１０による分割が必要である。適切なディバイダは、７までの素数による少数の分割によってハードウェア内で容易に実行され得る。
【００４６】
１４．４、２８．８、５６および６４ｋビット／ｓの入力データ転送速度は、４０３２ｋビット／ｓの最小公倍数を有する。シンボルレートが入力データ転送速度に比例する場合、トランスミッタクロック３４およびレシーバクロック３５の内部クロックレートは、それぞれ２８０、１４０、７２および６３によって分割されなければならないであろう。
【００４７】
従って、コーディングレートを異なる入力データ転送速度のために変化することによって、およびフレームフォーマットの適切な選択によって、トランスミッタおよびレシーバクロックの設計要件が単純化される。
ファクシミリ応用
ここで、ファクシミリ通信への上記実施形態の応用を、図１４ａから図１４ｃそして図１５ａから図１５ｃまでに関して説明する。この場合、移動端末装置４と固定端末装置１８は、ファクシミリ端末またはＩＴＵ推奨案Ｔ．３０等のファクシミリプロトコルを実行するコンピュータを備える。
【００４８】
図１４ａは、図６ｄに示すようなＭＩＵフレームＭを示し、それぞれ５９２ビットを備えている。図１４ｂに示すように、各ＭＩＵフレームは、４つのブロックに再分割されていて、それぞれが、１６ビットの制御フィールドＣ1からＣ4と１４４ビットのデータブロックＢ1からＢ4とを備えている。
【００４９】
図１５ａは、図９ｄに示すようなＭＩＵフレームＭを示し、それぞれ１１８４ビットを備えている。図１５ｂに示すように、各ＭＩＵフレームは、４つのブロックに再分割されていて、それぞれが、３２ビットの制御フィールドＣ1からＣ4と２８８ビットのデータブロックＢ1からＢ4とを備えている。図１５ｃに示すように、各制御フィールドＣは、１６ビットの予備フィールドと１６ビットの制御フィールドとに再分割される。
【００５０】
異なる終端間ファクシミリデータ転送速度用に各データブロックＢで用いられるビットのナンバリングを、下の表３で与える。他のビットは、使用されない。
【００５１】
【表３】
Figure 0003923208
【００５２】
マルチメディア応用
図１６は、図１のシステムにおける固定端末装置１８、ネットワーク１４、ＬＥＳ１０、ＭＥＳ６、および移動端末装置４によって実行されるマルチメディアプロトコルの実施例を示すプロトコル線図である。
【００５３】
この実施例では、固定端末装置１８は、マルチメディア電子会議ソフトウェアを実行し、ＰＳＴＮを介する低ビット伝送速度電子会議用の基準値を定義するＩＴＵ推奨案Ｈ．３２４に準拠するパーソナルコンピューター（ＰＣ）１８ａを備える。マルチメディアデータのフレーム指示は、ＩＴＵ推奨案Ｈ．２２３に従って行なわれる。パーソナルコンピューターは、ＲＳ２３２物理接続を介してＰＳＴＮモデム１８ｂに接続され、ＩＴＵ Ｖ．８０プロトコルおよびタイミングを用いてそれらと通信する。
【００５４】
ＰＳＴＮモデム１８ｂは、Ｖ．８０プロトコルを終了し、この場合ではＰＳＴＮであるネットワーク１４を介して、同期Ｖ．３４プロトコルによってＬＥＳ１０と、Ｈ．２２３フレーム指示を用いて通信する。ＬＥＳ１０は、第２の実施形態に関してより上で説明した２８．８ｋビット／ｓモードを用いてＭＥＳ６と通信する。
【００５５】
ＭＥＳ６は、Ｖ．８０プロトコルとＲＳ２３２物理接続を用いて移動端子４と通信する。移動端子４は、固定ユーザー端末１８との透過的に端と端を接するＨ．２２３およびＨ．３２４プロトコルを実行する。移動ユーザー端末４は、この場合では、固定ユーザー端末ＰＣ上で実行するものと互換性のあるマルチメディア電子会議ソフトウェアを実行する携帯型パーソナルコンピューターＰＣである。
【００５６】
マルチメディア通信に用いられる回線フォーマットは、図１５に示したような、第２の実施形態においてファクシミリサービスに用いられたものと同一であり、第２の実施形態に関する表３に関して上で説明した同一のレート適合フォーマットを用いる。
【００５７】
第１、第２および第３の実施形態のあらゆるフレームフォーマットに適用させてもよい更なる特徴を、ここに図１７の図に関して説明する。この構成は、ＳＣＰＣ回線の一定期間の沈黙の後、短いプリアンブルＰがフレームＦのバーストの開始時に送信されるという点で、図５のものとは異なる。参照は、同時継続中の出願番号［代理人参照番号：Ｊ．４０１１２ＧＢ］に対して行なわれ、その内容は、それらが、本出願の第３の実施形態のものと類似する６４ｋビット／ｓ衛星回線のためのデータキャリヤ活性化技術に関連するものとして、これまでに引用して組み込む。キャリヤワードは、以下の１６ＱＡＭシンボルの繰返しシーケンスを、図４に示したものと同じ変調方式で備える：
【００５８】
【表４】
Figure 0003923208
【００５９】
キャリヤワードの状態で送信されるキャリヤワードシンボルの番号は、各実施形態のために、以下のように変化させる：
【００６０】
【表５】
Figure 0003923208
【００６１】
プリアンブルシンボルは、１６ＱＡＭ配列の平均出力レベルと一致する出力レベルを有し、プリアンブルＰは、約５００μｓの所要時間の一定出力レベル信号を構成する。プリアンブルＰの送信は、１６ＱＡＭ変調器３２内の高出力増幅器（ＨＰＡ）のフィードバックループを用いる自動レベル制御装置を補助し、その結果、送信出力は、５００μｓ以下の要求レベルまでに起動され得る。プリアンブルＰが各バーストの開始時に送信されない場合、送信は、一定出力レベルを持たないユニークワードＵＷとともに開始され、自動レベル制御装置は、大幅に５００μｓを超える期間、安定したレベルに到達しないだろう。
【００６２】
実施形態を、機能ブロックに関して上で説明した。しかし、これらブロックのひとつを超える機能は、単一ユニットによって実行されてもよく、反対に、これらブロックのひとつの機能が、いくつか分離したユニットによって実行されてもよい。
【００６３】
上記のフレームフォーマットは、他のタイプのサービスに適用されてもよい。フォーマット自身は、それらの有益な効果を達成しながら、改良してもよい。これらおよび他の改良は、それにもかかわらず、添付請求項によって定義されるように、本発明の適用範囲に入るであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】衛星通信システムの概略図である。
【図２】図２（ａ）は、図１のシステムにおけるトランスミッタの概略図であり、 図２（ｂ）は、図１のシステムにおけるレシーバの概略図である。
【図３】図２（ａ）のトランスミッタにおけるターボエンコーダの略図である。
【図４】図２（ａ）の変調器によって実行される変調方式の線図である。
【図５】本発明の第１の実施形態において、地上局間の通信に用いられるフレームフォーマットの線図である。
【図６】図６（ａ）〜図６（ｄ）は、データ伝送モードにおける図５のフレームフォーマットの詳細を示す線図である。
【図７】図７（ａ）〜図７（ｃ）は、信号方式モードにおける図５のフレームフォーマットの詳細を示す線図である。
【図８】本発明の第２の実施形態において、地上局間の通信に用いられるフレームフォーマットの線図である。
【図９】図９（ａ）〜図９（ｄ）は、データ伝送モードにおける図８のフレームフォーマットの詳細を示す線図である。
【図１０】図１０（ａ）〜図１０（ｃ）は、信号方式モードにおける図８のフレームフォーマットの詳細を示す線図である。
【図１１】本発明の第３の実施形態において、地上局間の通信に用いられるフレームフォーマットの線図である。
【図１２】図１２（ａ）〜図１２（ｅ）は、データ伝送モードにおける図１１のフレームフォーマットの詳細を示す線図である。
【図１３】図１３（ａ）〜図１３（ｃ）は、信号方式モードにおける図１１のフレームフォーマットの詳細を示す線図である。
【図１４】図１４（ａ）〜図１４（ｃ）は、第１の実施形態におけるＭＩＵフレームフォーマットを、ファクシミリ送信に適用した場合を示す線図である。
【図１５】図１５（ａ）〜図１５（ｃ）は、ＭＩＵフレームフォーマットを、第２の実施形態におけるファクシミリまたはマルチメディア送信に適用した場合を示す線図である。
【図１６】図１６は、マルチメディアモードにおける図１のシステムを示すプロトコルレベル線図である。
【図１７】第１から第３の実施形態におけるフォーマットの改良を示す図である。

Claims (25)

  1. 人工衛星通信システムであって、
    複数のユーザー端末と少なくともひとつの地上局とを備え、
    前記各ユーザー端末は、少なくともひとつの人工衛星で経由する前記少なくともひとつの地上局と通信するよう構成されており、
    この衛星通信システムは、前記ユーザー端末および／または前記地上局が、複数の入力データ転送速度を含む入力データ転送速度群から選択されるいずれか一つの入力データ転送速度でユーザーデータを受信することができ、複数の出力データ転送速度を含む出力データ転送速度群から選択されるいずれか一つであって前記一つの入力データ転送速度に対応する一つの出力データ転送速度で前記ユーザーデータを送信することができるように構成され、
    前記入力データ転送速度群の内の前記一つの入力データ転送速度と前記出力データ転送速度群の内の前記一つの出力データ転送速度との比率は、前記入力データ転送速度群の内の他の入力データ転送速度と前記出力データ転送速度群の内の前記他の入力データ転送速度に対応する他の出力データ転送速度との比率と異なり、
    前記出力データ転送速度群に含まれる各出力データ転送速度に対する当該各出力データ転送速度の最小公倍数の比率が、前記入力データ転送速度群に含まれる各入力データ転送速度に対する当該各入力データ転送速度の最小公倍数の比率よりも小さい人工衛星通信システム。
  2. 前記複数の出力データ転送速度を含む組は、８、１６、３３．６ｋシンボル／ｓを含む請求項１に記載の人工衛星通信システム。
  3. 前記複数の入力データ転送速度を含む組は、１４．４、２８．８、６４ｋビット／ｓを含む請求項１または２に記載の人工衛星通信システム。
  4. 前記複数の入力データ転送速度を含む組が更に、５６ｋビット／ｓを含む請求項３に記載の人工衛星通信システム。
  5. 請求項１に記載の人工衛星通信システムであって、
    一定長さのひとつ以上のフレームを含むフォーマットでデータを受信し、前記データを出力し、前記各フレームは、フレームヘッダーを持ち、所定のパイロット信号によってそれぞれが分割される一定長さの複数のデータブロックを含んでおり、前記パイロット信号に対する前記各データ長のデータブロック比が、２５および２９の数を含むグループから選択されるように、衛星リンクを介して送信用データのフォーマットが可能な人工衛星通信システム。
  6. 前記各フレームは更に、前記データブロックよりもデータ長の短い短ブロックを含み、前記パイロット信号に対する前記短ブロックの長さの比である短ブロック比が、２５及び２９のデータブロック比とそれぞれ対応する数である１７及び８を含むグループから選択される請求項５に記載の人工衛星通信システム。
  7. パイロット信号が、一つの変調シンボルと、それぞれが前記データブロック比によって決定される変調シンボルの数を含むブロックとを含む請求項５または６に記載の人工衛星通信システム。
  8. 前記変調シンボルが、前記データブロック比２５と共に８または１６ｋシンボル／ｓの転送速度によって、または、前記データブロック比２９と共に３３．６ｋシンボル／ｓの転送速度によって送信される請求項３に記載の人工衛星通信システム。
  9. 前記出力データをＬ周波帯で送信する工程を含む請求項５〜８のいずれか１項に記載の人工衛星通信システム。
  10. 請求項１に記載の人工衛星通信システムであって、
    ユーザー端末からユーザーデータを受信し、呼出し状態に関する信号方式データを衛星リンクを介して受信し、
    データモードでは、ユーザーデータおよび信号方式データを、それぞれが前記ユーザーデータから導き出されるデータ部分と、前記信号方式データから導き出される第１の信号方式部分とを含む複数のデータフレームを含むフォーマットの形で出力し、
    信号方式モードでは、信号方式データを、それぞれが前記信号方式データから導き出される第２の信号方式部分と、前記ユーザーデータからまたは前記信号方式データからは導き出されないダミー部分とを含む複数の信号方式フレームを含むフォーマットの形で出力し、
    更に、前記両方のモードでは、所定のコーディングレートで前記出力データをコード化するエラー補正を含み、前記データモードにおける前記コーディングレートが、前記信号方式モードにおけるものに等しい、衛星リンクを介して送信用データのフォーマットが可能な人工衛星通信システム。
  11. 前記第１の信号方式部分の長さが４８ビットである請求項１０に記載の人工衛星通信システム。
  12. 前記データ部分の長さが、１１８４ビットおよび２５６０ビットを含
    むグループから選択される請求項１０または１１に記載の人工衛星通信システム。
  13. 前記第２の信号方式部分が、９６ビットのひとつまたは２つのブロックを含む請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の人工衛星通信システム。
  14. 請求項１に記載の人工衛星通信システムであって、
    それぞれが等しい長さの４つのサブフレームを含むユーザーデータフレームを含むフォーマットの形でユーザー端末からユーザーデータを受信し、それぞれが前記ユーザーデータフレームの整数倍のデータ内容を含む複数の出力データフレームを含むフォーマットの形でユーザーデータを出力する、衛星リンクを介して送信用データのフォーマットが可能な人工衛星通信システム。
  15. 前記各サブフレームが、１４４ビットのユーザーデータ内容を有する請求項１４に記載の人工衛星通信システム。
  16. 前記各サブフレームが、２８８ビットのユーザーデータ内容を有する請求項１４に記載の人工衛星通信システム。
  17. 前記ユーザーデータが、ファクシミリデータを含む請求項１４〜１６のいずれか１項に記載の人工衛星通信システム。
  18. 前記ユーザーデータが、ビデオデータを含む請求項１４〜１６のいずれか１項に記載の人工衛星通信システム。
  19. 更に、前記出力データをコード化して、コード化データを生じる前進型誤信号修正を含む請求項１０〜１８のいずれか１項に記載の人工衛星通信システム。
  20. 前記コード化は、前記出力データをターボコード化する請求項１９に記載の人工衛星通信システム。
  21. 更に、前記コード化データを変調し、前記コード化データを人工衛星
    に送信する請求項１９または２０に記載の人工衛星通信システム。
  22. 前記変調が、１６ＱＡＭ変調を用いる請求項２１に記載の人工衛星通信システム。
  23. 請求項１に記載の人工衛星通信システムであって、
    それぞれが１６ＱＡＭシンボルのシーケンスを含む複数のＳＣＰＣフレームを含むフォーマットの形でデータを送信し、前記シーケンスが、４０個のシンボルの所定の同期シーケンスと、それぞれに単一パイロットシンボルが続く２５個または２９個のシンボルの一連のデータフィールドと、２５個または２９個のシンボルの前記データフィールドとともにそれぞれ１７個または８個のシンボルの最終データフィールドとを含む、人工衛星を介して受信端末へデータの送信が可能な人工衛星通信システム。
  24. 請求項１に記載の人工衛星通信システムであって、
    シンボルの間で可変出力レベルを有するデータ変調シンボルのシーケンスを含むフォーマットの形でデータバーストを送信し、前記シーケンスは、一定出力レベルを有するプリアンブル変調シンボルのシーケンスによって進行される、人工衛星を介して受信端末へデータバーストの送信が可能な人工衛星通信システム。
  25. 前記プリアンブル変調シンボルの出力レベルが、前記データ変調シンボルのシーケンスの平均出力レベルに略等しい請求項２４に記載の人工衛星通信システム。
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