JP2001502510A - 対称的／非対称的なデュアルモード通信制御システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 衛星セルラー通信システムは、ユーザ端末で開始された双方向通信を送受する衛星に設置されたトランシーバーを含む。コントローラは、呼設定の一部としてユーザ端末が広帯域動作モードまたは狭帯域動作モードのいずれかのアップリンクで送信すべきことを決定する。次にコントローラは、トランシーバーを介してユーザ端末に動作モードを指定する。ユーザ端末が広帯域動作モードまたは狭帯域動作モードのアップリンクで送信することは、装置のタイプ、チャンネル使用頻度及び衛星トランシーバーとの間のチャンネルの能率と、トランシーバーで受信される信号の品質とを含む複数の要因によって決まる。

Description

【発明の詳細な説明】 対称的／非対称的なデュアル モード通信制御システム 発明の背景 発明の技術分野 本発明は、衛星トランシーバー及び地上に設置されたトランシーバー間の通信 信号を搬送する通信システムに関し、より詳細には、各種タイプのセルラー通信 システムにおいて使用される２つ以上の搬送プロトコルから選ばれた１つのプロ トコルで通信するトランシーバーを含むシステムに関する。 関連技術の説明 地上波セルラー通信システム（terrestrial cellular communications system ）は、現在、一般に世界のほとんどの主要な都市区域において加入者の使用に利 用可能である。しかし、このシステムの成功と、サービスエリアの拡張に対する 需要の増大にもかかわらず、世界中を見ると、地上波セルラー通信システムが商 業的に実行可能な通信として選択できない地域が残されている。例えば、人口密 度が低い田園地帯では、地上波セルラー通信システムのインフラストラクチャー を設置するための費用を正当化するのに十分な潜在的加入者の基盤が提供されな い。特にこれらの田園地帯には、同じ経済的理由のために従来の有線（固定）電 話サービスすらないことがある。 また、既存の地上波セルラー通信システムに関する容量の問題も存在する。こ の形式の通信が劇的な成功をもたらすとともに大きく支持されたため、加入者数 も非常に増加することになった。加入者数がますます増加するのに伴って、いく つかの既存の地上波セルラー通信システムは、最繁時には過負荷になっている。 増設を正当化する需要があるにも関わらず、いくつかのサービスプロバイダーは 、増大する需要への対応が緩慢で、新しい需要をサポートするために既存のイン フラストラクチャーを増設することもなく、増設計画を立ててもいない。ある例 では、政府による規制のため、サービスプロバイダーが需要の増加に効果的に対 応 することが妨げられている。別の例では、セルラーサービスの増大する需要を処 理するための地上波セルラー技術の開発は、期待していたほど速く約束された成 果を生み出していない。 前述の問題は、衛星セルラー通信システムの開発に寄与してきた。このシステ ムは、地球表面上空の軌道に配置された通信衛星に依存して、衛星に設置された トランシーバー（衛星トランシーバー）を使用し、双方向通信を開始または終了 することが可能な（「ユーザ端末」とも呼ぶ）セルラー装置間の電話による通信 を中継する。サービスと費用の両面から見ると、衛星セルラー通信システムによ って与えられる１つの利点は、田園地帯及び市街地を含むかなり広いサービスエ リアに散在する多数のユーザの通信に対する要求を、１つの衛星がサービスでき ることである。事実、１つの衛星は、一国の全国土にわたる通信サービスを提供 できるのである。さらに衛星は、従来の地上波セルラー通信システム及び有線通 信システムのインフラストラクチャーを設置することが不可能ではないとしても 困難な世界のへんぴな地域において、通信サービスを提供できるのである。 衛星を使用した通信システムは、へんぴな地域において通信サービスを提供す ることに関する問題点を解決することができるが、一般には、利用できるならば 地上波ネットワークを使用することが望ましいと認められている。この理由は、 主としてサービス品質に関連している。しかし、地上波セルラー通信システム及 び衛星セルラー通信システムは、異なるプロトコル及び通信規格に従って動作す る。さらに、多くのタイプの地上波セルラー通信システムが存在するが、これら のシステムのそれぞれは、異なる通信規格及び通信プロトコルに従って動作する 。したがって、例えば、アジア・セルラー衛星（ＡＣｅＳ）、すなわち、ＳＡＴ ＣＯＭタイプの衛星セルラー通信システムにアクセスして使用したい加入者は、 ＡＣｅＳ通信規格による動作に合わせて構成された移動機を所有して利用しなけ ればならない。その同一加入者が、全世界移動体通信システム（Global System for Mobile Communications）（ＧＳＭ）タイプの地上波セルラー通信システム にアクセスして使用したい場合、その人たちの移動機はＧＳＭ通信規格による動 作に合わせて構成されていなければならない。同様に、移動機は、（Ｉ−ＣＯタ イプ衛星セルラー通信システム、高度移動体電話システム（ＡＭＰＳまたはＤ− ＡＭＰＳ）タイプ、またはパーソナル通信システム（ＰＣＳ）タイプの地上波セ ルラー通信システムのような）所望の他の地上波または衛星セルラー通信システ ムにおける動作に合わせて適切に構成されていなければならない。 移動機の設計における最近の進展により、加入者の使用にマルチモード移動機 が利用可能になっている。かかるマルチモードの装置は、利用可能な２つ以上の セルラー通信システムのタイプから選ばれた任意の１つのセルラー通信システム の動作に合わせて構成されうる。例えば、移動機は、ＧＳＭ通信規格による１つ のモードと、ＰＣＳ通信規格による別のモードとの動作に合わせて構成されうる 。 衛星セルラー通信システムの出現により、ますます多くの移動機が、ＧＳＭの ような１つの地上波セルラー通信システムや、ＡＣｅＳのような地上波セルラー 通信システムの１つで動作可能である。かかる移動機を地上波及び衛星セルラー 通信システムで動作できるようにするとともに、かかる移動機へアクセスできる ことは、加入者が、実質的に世界中の通信サービスにアクセスできるようになる という利点がある。 現在、衛星トランシーバーに対し双方向通信を開始または終了する移動機また は他のシステム（一括して「ユーザ端末」または「ＵＴ」）は、広帯域のダウン リンク信号を受信し、狭帯域のアップリンク信号を送信する。ここで狭帯域とは ５０キロヘルツ以下と定義されており、広帯域とは２００キロヘルツまたはそれ 以上と定義されている。上に説明したいくつかの二重の目的をもつユーザ端末は 、一例として、ＧＳＭ地上波ネットワークと広帯域の通信が可能であるが、ユー ザ端末として動作する場合、衛星トランシーバーと狭帯域で交信するように設計 されている。ユーザ端末として機能している移動機が衛星トランシーバーに広帯 域で送信できない理由は、法的規制のため移動機の平均送信電力レベルを指定さ れた量以上にできないことである。この指定された量は、衛星の受信器に到達す るのに十分満足すべき強さの広帯域伝送ができない値である。したがって、ユー ザ端末として動作する移動機は、送信される信号の平均電力を大きくするために 、アップリンクでは狭帯域モードで衛星トランシーバーに送信しなければならな い。トランシーバーまでの環境及び距離によるかなりの減衰量を克服するために は、狭帯域モードの伝送が必要である。さらに法的規制がなくても、移動機の制 限さ れた電力では、十分明瞭に衛星にｅ到達するために十分な電力を使用した広帯域 伝送をすることはできない。 現在、既存のユーザ端末の多くは、アップリンクでは非常に狭い帯域幅、すな わち５キロヘルツで、衛星トランシーバーに送信する。現在、双方向通信のアッ プリンク部分に対してこのような狭い帯域幅で送信するユーザ端末の例は、移動 機、自動車に搭載された通信装置、及び商店街、高層建築物、病院などによって 使用される平らで大きな屋根に設置された通信装置などである。 ユーザ端末は、衛星トランシーバーに対して、狭帯域モードのアップリンクで 通信信号を開始、または終了するが、地上局（land earth station：ＬＥＳ）は 、広帯域動作モードのアップリンクで送信するように設計されている。このこと は重要である。何故かといえば、ＬＥＳは、衛星トランシーバーと地上波通信シ ステムとの間のインタフェースとして動作するので、スループットに関する要求 条件が高いからである。 現在のユーザ端末はすべて狭帯域アップリンクで送信することになっているが 、ユーザ端末が広帯域モードのアップリンクで衛星トランシーバーと交信するこ とは有利なことが多い。衛星トランシーバーは広帯域モードのダウンリンクで通 信するのであるから、アップリンクの通信リンクも広帯域通信モードであれば、 通信のバランスと対称性がいっそう適切に達成されうる。そのようなバランスは 、ある状況における通信タイミングの問題を単純化し、通信の総合的性能を改善 する。しかし、現在のユーザ端末は、広帯域動作モードで衛星トランシーバーと 交信するようには設計されていない。 ユーザ端末は広帯域モードのアップリンクで衛星トランシーバーに送信するよ うに設計されているとしても、何らかの状況では、ユーザ端末が狭帯域モードの アップリンクで送信することが望ましい。 通信装置が狭帯域モードのアップリンクで送信することが有利であるかもしれ ない１つの状況とは、例えば、衛星トランシーバーによる信号の受信品質を改善 することである。信号の受信品質は、データ転送速度を遅くして、定義された信 号の量に対する電力の平均的な量を増大することによって向上されうる。いくつ かの通信システムの場合、一例として衛星通信システムの場合、信号経路におけ る減衰が十分に大きいので、衛星トランシーバーに到達する信号のためには、移 動機が狭帯域通信モードで通信する必要のあることが知られている。 普通、衛星通信ネットワークには、チャンネル管理のためのコントローラが含 まれている。かかるコントローラは、自身のチャンネル管理の一部としてチャン ネルを効率的に割り当てるように設計されているので、コントローラは、どの通 信リンクが使用可能であるかを決定して、必要なチャンネルを割り当てる。しか し、限定された搬送波資源が次々と要求されると、広帯域で通信できるユーザ端 末が、狭帯域の搬送波で通信するように設定されることが望ましい時間が存在す るかもしれない。一例として、使用できる搬送波（すなわち、チャンネル）が狭 帯域だけである場合、通信リンク及び広帯域チャンネルを確立しようと試みる時 間が使用可能になるまで、広帯域通信に好適な地上局に対するアクセスは拒絶さ れるであろう。したがって、狭帯域モードまたは広帯域モードの通信で衛星トラ ンシーバーと選択的に交信することができるユーザ端末のニーズが現存している 。また一般的に、基地局または衛星トランシーバーに対するアップリンクのため の、地上局によって使用される通信プロトコル及び帯域幅を選択的に制御する通 信制御システムのニーズもある。 発明の要約 上に説明したニーズに対処するため、広帯域モードまたは狭帯域モードのアッ プリンクで衛星と交信するためのシステムが提供されている。さらに、制御信号 を送信するとともに、ユーザ端末によってアップリンク（戻りリンク）に発生す る通信伝送のタイプを制御するコントローラが提供されている。このコントロー ラはユーザ端末に制御コマンドを送り、ユーザ端末がどの搬送波チャンネルを使 用すべきかということと、広帯域動作モードまたは狭帯域動作モードで通信する こととについて、このユーザ端末に指令する。ユーザ端末は、制御装置から命令 を受信してその命令に応答する。より詳細には、ユーザ端末は、制御命令に従っ て通信用チャンネルを選び、広帯域通信モードまたは狭帯域通信モードを使用す る。普通、広帯域モードは２００キロヘルツの搬送波間隔を特徴とし、狭帯域は ５０キロヘルツの搬送波間隔を特徴とする。 また、コントローラは、トランスポート（transport）の使用頻度（usage）と 、 地上局、ユーザ端末及び指定された衛星の間に確立された各種通信リンクの能率 とを決定するため、衛星ネットフーク内の通信を監視するテレメーター監視装置 と交信する。テレメーター監視装置から提供された情報に基づいて、コントロー ラは、チャンネル及び動作モードを選択してトランスポートの能率を高めるか、 ある場合には、広帯域チャンネルを使用できない場合に、ある装置が狭帯域で通 信できるようにするにすぎない。このシステムは、広帯域で使用可能な送信器に 狭帯域で送信することを指令する能力を備えているので、通信の総合的能率が増 加し、システムの性能が向上する。さらにこの中で明記されているように、選択 可能な送信モードを備えていることは、システムが狭帯域で送信することを可能 にして、システム上の他の制約を克服する。例えば、２つ以上の地上局が衛星を 介して通信している場合、システムの総合的性能を向上させるためには、タイミ ングの制約によって、システムを同期させるためのより長いデータバーストが必 要になりうる。 また、コントローラから制御チャンネルを介して指定された制御コマンドを受 信するユーザ端末が提供されている。このユーザ端末は、自身のモードを選択す るとともに、指定された制御コマンドに応じた通信チャンネルを選択する。 電話機によって開始された双方向通信を運ぶ地上局（ＬＥＳ）が提供されてい る。例を挙げると、ＬＥＳは、移動機または公衆交換電話網に接続された電話機 によって開始された通信信号を運ぶことができる。より明確には、ＬＥＳは、２ ００キロヘルツの帯域幅をもつ広帯域通信信号を受信するとともに、それらの信 号を２００キロヘルツで衛星トランシーバーに送信する。 図面の簡単な説明 添付の図面とともに、以下の詳細な説明を参照することにより、本発明の方法 と装置のより完全な理解が得られるであろう。図面中： 図１は、地上波セルラー通信ネットワーク及び衛星セルラー通信ネットワーク を含む第１の通信システムのブロック図である。 図２は、地上通信ネットワーク及び衛星通信ネットワークを含む第２の通信シ ステムのブロック図である。 図面の詳細な説明 図１を参照すると、全体として１０で示されている衛星セルラー通信システム は、本発明の実施例の回路及び関連する方法を含む。まず注意されたいことは、 通信システム１０は衛星セルラー通信システムのように図示されているが、本発 明は、地上波セルラー通信システムまたは他の無線電話通信システムに似た実施 例となっていることである。例えば、当業者ならば明確に理解できるとおり、衛 星セルラー通信システムの衛星トランシーバーの代わりに、地上に設置された基 地局を適切に使用することにより、地上波セルラー通信システムを形成すること ができる。 通信システム１０は、ここではライン１４によって表されているが、公衆交換 電話網（ＰＳＴＮ）に接続されている地上局１２を含む。地上局１２は、特に衛 星に設置されたトランシーバー１６を使用し、通信リンク１３を介して通信信号 を送受するトランシーバー回路を含む。 衛星に設置されたトランシーバー１６は、地上局１２とだけでなくネットワー ク管理センター１８のトランシーバー回路のような、他の地上に設置された装置 と、通信信号を送受する。トランシーバー１６は、主として地上局１２で発生す る信号を、通信リンク１７を介してネットワーク管理センター１８に中継すると ともに、その逆を実行する。トランシーバーは、任意の周波数のチャンネル上の 信号を受信し、その信号を別の周波数のチャンネルに中継できることが望ましい 。 次にネットワーク管理センター１８のトランシーバー回路は、通信リンク２３ を介して、トランシーバー２２のような他の衛星に設置されたトランシーバーと 、通信信号を送受することが可能である。トランシーバー１６と同様、衛星に設 置されたトランシーバー２２は、例えば通信リンク２５を介して、ユーザ端末２ ４を含む地上に設置されたトランシーバーと、通信信号を送受することが可能で ある。トランシーバー１６と同様、トランシーバー２２は、主として通信リンク ２７を介して、送信されてきた信号を中継する。したがって、ユーザ端末２４は 、通信リンク２７を介して通信信号を送信する。ここに示す装置のトランシーバ ー回路は、それぞれ複数の送受信素子を含んでいるので、非常に多数の通信局間 の同時通信を可能にする。 図１に示すシステム１０のような衛星セルラー通信システムによる通信は、ユ ーザ端末２４のようなユーザ端末のユーザが、世界の広大な地域のどこに位置し ている場合でも電話で通信できるようにする。ユーザ端末２４のユーザが、トラ ンシーバー１６と２２のうちのどちらかのような、衛星に設置されたトランシー バーを使用して通信信号の送受信が可能な位置にある限り、そのユーザは、他の ユーザ端末のユーザまたは従来の有線ネットワークの電話機と電話で通信するこ とができる。衛星セルラー通信システムは、ほとんど全世界にわたるサービスエ リアが許されるため、ユーザ端末２４のユーザは、ユーザ端末２４が局地的なセ ルラーシステムと交信できるか否かに関係なく、トランシーバー１６と交信する ことができる。したがって、他の地域と異なり、セルラー電話ネットワークまた は有線電話ネットワークが設置されていない地域でも、ユーザは電話で通信する ことができる。 例えば、地上局１２（すなわち、地上局１２に接続された電話機）が、ユーザ 端末２４に対してＰＳＴＮで開始された呼を送信しようとする場合、トランシー バー１６を経由して、その呼の開始の表示がネットワーク管理センター１８に供 給される。ネットワーク管理センターが制御信号を発生すると、その制御信号は 、トランシーバー２２を経由して、ターミナル２４及びＬＥＳ１２に供給される 。呼の設定が完了すると、地上局とユーザ端末との間の音声チャンネルが定義さ れ、トランシーバー２２を経由して、地上局とユーザ端末との間の双方向通信が 可能になる。 前述したように、ユーザ端末に呼が着信するか、ユーザ端末から呼を発信する と、まずその端末に監視信号及び制御信号が送られなければならない。ユーザ端 末への着信呼の場合、ユーザ端末に着信呼のあることを連絡して、そのユーザ端 末がこの呼に関する通信信号を送受できるように調整するため、これらの信号が ユーザ端末に送信される。ユーザ端末に送られる監視信号及び制御信号の中には 、ユーザ端末に着信呼のあることを知らせるページング信号が含まれている。ユ ーザ端末が呼び出される場合、そのユーザ端末は、ページング信号を受信できる 位置にいないかもしれない。かかる場合は、そのユーザ端末がページング信号を 受信できるように、ページング信号が繰り返されなければならない。メッセージ を送達するためリンクマージンが増大すると、一実施例におけるページング信号 に は、戻り信号、例えば肯定応答信号の中でリンクマージンが増大する必要のある ことを指定する信号が含まれている。したがって、送信が困難なことを感知した コントローラ１８は、ユーザ端末のアップリンクに広帯域通信モードまたは狭帯 域通信モードを選ぶ際に、この情報を使用する。 図１のシステムの参照を続けると、地上局（ＬＥＳ）１２は広帯域モード（２ ００キロヘルツ）でトランシーバー１６と交信する。しかし、ＵＴ２４は、広帯 域モードまたは狭帯域の通信速度（５０キロヘルツ）でトランシーバー２２と交 信することができる。ＬＥＳ１２がネットワーク管理センター（コントローラ） １８と交信して通信リンクを設定すると、コントローラ１８は、テレメーター監 視ステーション２０と交信してシステムデータチャネルの能率と使用頻度を決定 する。コントローラ１８は、ＵＴ２４がアップリンクで使用すべき搬送波はどれ か、すなわち、どの周波数帯域かということともに、ＵＴ２４が広帯域または狭 帯域で通信すべきことを決定する。説明すると、コントローラ１８は、ＵＴ２４ が、広帯域モードの通信リンク２７の指定されたチャンネルを介して、トランシ ーバー２２と交信すべきことを決定することができる。どのチャンネル、すなわ ち、どの搬送波を使用すべきかを実際にコントローラ１８が決定する方法は、当 業者には公知である。次にコントローラ１８は、通信リンク２３、２５の指定さ れた制御チャンネルを介して制御信号をＵＴ２４に送る。制御信号は、どのチャ ンネルかを指定するとともに、ＵＴ２４が広帯域動作モードまたは狭帯域動作モ ードを使用することを指定する。 コントローラ１８は、いくつかの要因を分析することにより、この例ではＵＴ ２４であるユーザ端末が、広帯域通信モードまたは狭帯域通信モードを使用すべ きことを決定する。１つの要因はユーザ端末のタイプである。ある種の装置の場 合、その装置のピーク電力レベルの制限または限界のため狭帯域が必要である。 一例として、普通、ユーザ端末は２ワットのピーク電力に制限される。広帯域通 信においては、ユーザ端末は、２ワット／２０ユーザ＝０．１ワット／ユーザに 制限される。しかし、狭帯域通信においては、ユーザ端末は、２ワット／５ユー ザ＝０．４ワット／ユーザに制限される。０．１ワットは、衛星すなわちトラン シーバー１６に普通に到達するのに十分な電力ではないが、０．４ワットは十分 な電力であるから、コントローラ１８は、ユーザ端末２４がＧＳＭネットワーク のような他のネットワークと広帯域通信が可能であっても、衛星トランシーバー 、例えば、トランシーバー１６または２２に狭帯域モードで送信するように、ユ ーザ端末に指令する。 コントローラによって使用される２番目の要因は、信号の通信品質である。ト ランシーバー２２が、ユーザ端末２４から劣悪な信号品質を受信中であることを 示す制御信号をコントローラ１８に送ると、コントローラ１８は、ユーザ端末２ ４に狭帯域を使用するように指令することができる。狭帯域を使用することによ って、信号あたりの平均電力が増大して信号品質が向上するので、送られる信号 のリンクマージンを大きくすることができる。 同様に、信号が非常に長距離を伝搬してきたために部分的に生じる伝搬遅延に よるタイミング、すなわち信号の同期化の遅れのため通信品質が低い場合、広帯 域の信号を、全体の信号の時間のパーセンテージが非常に小さいため信号間のガ ード時間が短くなる狭帯域に切り替えることによって、このタイミングの問題を 小さなものにするか無くしてしまうことができる。ガード時間は、システム同期 を容易にするために使用される送信バーストの間の使用されない時間である。 ＬＥＳ１２の一例として、コントローラが、広帯域送信器に狭帯域で送信する ように指令するかもしれない３番目の理由は、チャンネルの使用頻度に関連する 。アップリンクの唯一のチャンネル、すなわち、使用可能な最良のチャンネルが 狭帯域チャンネルであることを、テレメーター装置２０との交信からコントロー ラ１２が決定すると、コントローラ１８は、指定された狭帯域チャンネルを介し て狭帯域モードで通信するようにＵＴ２４に指令する。 次に図２を参照すると、トランシーバー１６及び移動体交換センター（ＭＳＣ ）２８、３０を含む通信システム１００のブロック図が示されている。地上局１ ２は、公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）３２にＬＥＳ１２を接続する移動体交換セン ター（ＭＳＣ）２８に接続される。通信システム１００は、地球表面上空の軌道 に配置された（１つだけ示されている）複数のトランシーバー１６を含む。ＬＥ Ｓ１２は、通信リンク３４を介してトランシーバー１６と交信する。トランシー バー１６は、無線周波通信リンク３６を介してユーザ端末２４と交信する。し たがって、トランシーバー１６は、通信リンク３４、３６を介してＬＥＳ１２と ユーザ端末２４との間の電話通信（と関連する制御信号）を中継するように機能 する。ＭＳＣ２８は、電話発生源、例えばＰＳＴＮ３２またはＭＳＣ３０から発 生する呼をＬＥＳ１２に切り替え、トランシーバー１６及び他のユーザ端末、例 えば、ユーザ端末２４に通信信号を送る。このような衛星セルラー通信システム ３０の動作は、当業者には公知であるから、これ以上説明しない。 通信システム１００は、無線周波通信リンク４４を介して移動機４２に電話通 信（と関連する制御信号）を送る（２つだけが示されている）複数の基地局（Ｂ Ｓ）３８、４０を含む。ＢＳ４０は、移動体交換センター（ＭＳＣ）３０を介し て、セルラー通信システム１００の（示されてない）他の移動体交換センターに 接続される。ＭＳＣ３０は、通信システム１００の他の部分からの呼を通信シス テム１００の中で転送する。例えば、移動機４２で発信する呼、または移動機４ ２に着信する呼は、それぞれＭＳＣ３０、ＰＳＴＮ３２、ＭＳＣ２８、ＬＥＳ１ ２及びトランシーバー１６を経由してユーザ端末２４に転送されうる。このよう な通信システム１００の動作は、当業者には公知であるから、これ以上説明しな い。 通信システム１００には、基地局３８、４０の２つだけがあるように示されて いるが、普通、かかるシステムはもっと多数の基地局を含んでおり、本発明の動 作の（制限事項としてではなく）説明として、２つだけの基地局が図示されてい ることは勿論理解されるであろう。説明を簡単にするため、２つだけの移動体交 換センター２８、３０が示されているが、普通、かかるシステムは、（おそらく ＰＳＴＮ３２を介して）相互に接続されていて各移動体交換センターが複数の基 地局３８、４０と接続されている多数の移動体交換センターを含んでいることは 理解できるであろう。最後に、通信システム１００は、いつでもその中で動作し ている多数の移動機４２を含んでいるのが普通である。本発明の動作の（制限事 項としてではなく）説明としては、１つの移動機４２が図示されていればよい。 図２のシステム１００の参照を続けると、ユーザ端末２４は、通信リンク４４ を介してＢＳ３８と交信する。一例として、ＭＳＣ２８及びＢＳ３８がＧＳＭセ ルラー通信ネットワークの一部である場合、ユーザ端末がＧＳＭネットワークの 移動機として動作できるかぎり、ＵＴ２４は、通信リンク４４を介して広帯域モ ードで通信する。また、ユーザ端末が、移動機以外のあるタイプの通信装置であ る場合は、ユーザ端末２４は、通信リンク３６を介して広帯域モードでトランシ ーバー１６と交信する。しかし、ユーザ端末２４が移動機であるかどうかを問わ ず、ＵＴ２４は、通信リンク３６を介し狭帯域モードでトランシーバー１６と交 信することができる。図１のシステムに関連して説明したように、コントローラ １８はユーザ端末２４に制御信号を送り、ＵＴ２４が狭帯域動作モードまたは広 帯域動作モードで通信することを指令するように動作する。ユーザ端末が広帯域 モードで通信するように指令するため、コントローラ１８がユーザ端末２４に制 御信号を送るか否かは、ユーザ端末が移動機か、他のタイプの通信装置であるか によって部分的に決まる。 図２のシステム１００の参照を続けると、ユーザ端末２４は、通信リンク４６ を介して広帯域動作モードでＬＥＳ１２と交信する。ＬＥＳ１２は、ユーザ端末 １２から通信信号を受信し、その同じ信号を、通信リンク３４を介して広帯域動 作モードでトランシーバー１６に送る。次に、トランシーバー１６は、受信した 信号を別のユーザ端末または別の地上局と送受する。見れば判るように、ＬＥＳ ５０が受信した信号をＭＳＣ３０に送ると、ＭＳＣ３０はそれらの信号をＢＳ４ ０に送る。ＢＳ４０はこの信号をＭＳ４２に送る。通信リンク４６、３４の帯域 幅の観点から、整合している搬送波信号を使用することによって、ＬＥＳ１２に よる伝送のタイミングの問題が単純化され、通信の総合的能率が改善される。 図２のシステム１００を詳細に検討すると、ユーザ端末２４は、ＢＳ３８、Ｌ ＥＳ１２及びトランシーバー１６とすべて広帯域モード（２００キロヘルツ）で 交信することが判るであろう。さらにユーザ端末２４は、トランシーバー１６と 狭帯域動作モード（５０キロヘルツ以下）で交信してもよい。したがって、コン トローラ１８は、ユーザ端末２４に制御信号を送り、通信リンク３６の通信モー ドを指定する。見れば判るように、ユーザ端末２４が通信リンクを確立するため に使用することができる多数の通信経路が示されている。これらの多数の通信経 路は、各種のオプションを説明するために示されている。しかし実際には、ある 種の経路が他の経路よりも望ましいことを期待する。したがって、使用される経 路は、実際の可用性の関数である。 説明すると、ＢＳ３８に対して通信リンク４４が確立されると、ユーザ端末２ ４は移動機として動作し、ＢＳ３８に対して広帯域通信リンク４４を確立しよう とする。したがって、ユーザ端末が、移動機４２に対する呼を発信しようとして いると、ＭＳＣ２８、ＰＳＴＮ３２、ＭＳＣ３０及びＢＳ４０を介して、移動機 ４２に到達する通信経路が確立される。しかし、通信リンク４４を確立するには ＢＳ３８が遠く離れすぎている場合、ユーザ端末は、ＬＥＳ１２に対する広帯域 通信リンク４６を確立しようとする。次にＬＥＳ１２は、通信リンク３４を介し てトランシーバー１６に、ユーザ端末２４から受信した通信信号を中継する。次 にトランシーバー１６は、通信リンク４８を介して、その受信した信号をＬＥＳ ５０と送受する。次にＬＥＳ５０は、ＭＳＣ３０、ＢＳ４０及び最終的にＭＳ４ ２に通信信号を送り、ユーザ端末２４から移動機４２までの通信経路を生成する 。 最後の例として、通信リンク４６を確立するためにはユーザ端末がＬＥＳ１２ から離れすぎている場合、そのユーザ端末はトランシーバー１６に対して通信リ ンク３６を確立しようとする。通信リンク３６が、広帯域通信リンクまたは狭帯 域通信リンクとして確立されることは、ユーザ端末が移動機のようなハンドヘル ド装置か否かという要因と、制御チャンネルを介してコントローラ１８から受信 され、通信リンク３６を介して送信される制御信号とによって決まる。通信リン ク３６の制御チャンネルを経由した呼の設定は当業者には公知であるので、ここ では説明しない。したがって、ユーザ端末は、通信リンク３６の中の制御チャン ネルを介してトランシーバー１６に制御信号を送る。次にトランシーバー１６は 、通信経路２３の中の制御チャンネルを介してコントローラ１８と交信し、ユー ザ端末が通信チャンネルを探索していることを示す。次にコントローラ１８は、 チャンネル使用頻度を分析するとともに、チャンネルを要求している装置のタイ プを調べる。それに応答して、コントローラ１８は、トランシーバー１６を介し てユーザ端末２４に制御信号を送り返し、チャンネルを指定するとともに、ユー ザ端末が広帯域モードまたは狭帯域モードで送信することを指定する。 本発明の方法と装置に関する１つ以上の実施例を添付の図面に示し、前述の詳 細な説明の中で説明してきたが、本発明は、開示された実施例に限定されるもの ではなく、以下の請求の範囲に詳述され、かつ定義されている本発明の趣旨と範 囲から逸脱することなく、多数の再配置、部分修正及び入れ替えが可能であるこ とは理解できるであろう。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】平成１０年１１月２７日（１９９８．１１．２７） 【補正内容】 普通、衛星通信ネットワークには、チャンネル管理のためのコントローラが含 まれている。かかるコントローラは、自身のチャンネル管理の一部としてチャン ネルを効率的に割り当てるように設計されているので、コントローラは、どの通 信リンクが使用可能であるかを決定して、必要なチャンネルを割り当てる。しか し、限定された搬送波資源が次々と要求されると、広帯域で通信できるユーザ端 末が、狭帯域の搬送波で通信するように設定されることが望ましい時間が存在す るかもしれない。一例として、使用できる搬送波（すなわち、チャンネル）が狭 帯域だけである場合、通信リンク及び広帯域チャンネルを確立しようと試みる時 間が使用可能になるまで、広帯域通信に好適な地上局に対するアクセスは拒絶さ れるであろう。したがって、狭帯域モードまたは広帯域モードの通信で衛星トラ ンシーバーと選択的に交信することができるユーザ端末のニーズが現存している 。また一般的に、基地局または衛星トランシーバーに対するアップリンクのため の、地上局によって使用される通信プロトコル及び帯域幅を選択的に制御する通 信制御システムのニーズもある。 一般的にこの領域に関する他の参考文献には、欧州特許出願番号、EP 0 719 0 62、日本特許概要、第１３巻、第４０７号、ＰＣＴ出願番号WO 92/21195、及び1 993年１月１日、国際移動体通信衛星会議議事録、149ペイジ〜154ペイジの、Pat rick W．Baranowsky IIによる論文「MSAT及びセルラー網による複合ネットワー キング」が含まれる。 発明の要約 上に説明したニーズに対処するため、広帯域モードまたは狭帯域モードのアッ プリンクで衛星と交信するためのシステムが提供されている。さらに、制御信号 を送信するとともに、ユーザ端末によってアップリンク（戻りリンク）に発生す る通信伝送のタイプを制御するコントローラが提供されている。このコントロー ラはユーザ端末に制御コマンドを送り、ユーザ端末がどの搬送波チャンネルを使 用すべきかということと、広帯域動作モードまたは狭帯域動作モードで通信する こととについて、このユーザ端末に指令する。 最後の例として、通信リンク４６を確立するためにはユーザ端末がＬＥＳ１２ から離れすぎている場合、そのユーザ端末はトランシーバー１６に対して通信リ ンク３６を確立しようとする。通信リンク３６が、広帯域通信リンクまたは狭帯 域通信リンクとして確立されることは、ユーザ端末が移動機のようなハンドヘル ド装置か否かという要因と、制御チャンネルを介してコントローラ１８から受信 され、通信リンク３６を介して送信される制御信号とによって決まる。通信リン ク３６の制御チャンネルを経由した呼の設定は当業者には公知であるので、ここ では説明しない。したがって、ユーザ端末は、通信リンク３６の中の制御チャン ネルを介してトランシーバー１６に制御信号を送る。次にトランシーバー１６は 、通信経路２３の中の制御チャンネルを介してコントローラ１８と交信し、ユー ザ端末が通信チャンネルを探索していることを示す。次にコントローラ１８は、 チャンネル使用頻度を分析するとともに、チャンネルを要求している装置のタイ プを調べる。それに応答して、コントローラ１８は、トランシーバー１６を介し てユーザ端末２４に制御信号を送り返し、チャンネルを指定するとともに、ユー ザ端末が広帯域モードまたは狭帯域モードで送信することを指定する。 請求の範囲 1. 通信ネットワークシステムであって、 通信信号を送受する衛星トランシーバーと、 前記衛星トランシーバーによって送受される呼を終了する通信装置と、 双方向通信を開始し、モード制御信号に応答して、広帯域モードまたは狭帯域 モードのいずれかを選択して前記衛星トランシーバーに通信信号を送るユーザ端 末と、 前記ユーザ端末から遠くに位置し、前記ユーザ端末にモード制御信号を送るコ ントローラであって、前記モード制御信号は、前記ユーザ端末が、広帯域または 狭帯域の前記通信信号を送ることを指定するコントローラと、 を具備することを特徴とする通信ネットワークシステム。 2. 衛星に設置されたトランシーバーと、双方向通信に組み入れられ、衛星に 設置されたトランシーバーを介して選択可能な周波数帯域幅から形成されたアッ プリンク信号を受信局に送信するユーザ端末と、前記アップリンク信号を送信す る通信チャンネルを割り当てるコントローラとを備えたセルラー通信ネットワー クシステムにおいて、前記アップリンク信号が形成される選択された周波数帯域 幅を前記ユーザ端末に供給する前記コントローラ回路の改善であって、前記回路 が、 前記コントローラによって割り当てられた前記通信チャンネルで、前記コント ローラ回路から遠くに位置する前記ユーザ端末による通信の少なくとも指標（in dicia）を受信する通信指標受信器と、 前記通信指標受信器によって受信された表示に応答する選択器であって、前記 ユーザ端末によって送られる前記アップリンク信号の周波数帯域幅を選択する前 記選択器と、 前記選択器によって選択された周波数帯域幅の表示を、前記ユーザ端末に送ら れた制御信号内のモード信号として、遠くに位置する前記ユーザ端末に送る送信 器と、 を具備することを特徴とする、 セルラー通信ネットワークシステム。 3.請求項２記載のセルラー通信ネットワークシステムであって、前記遠くに位 置するユーザ端末が、前記モード信号に応答して、狭帯域モードまたは広帯域モ ードのいずれかのアップリンクで送信するセルラー通信ネットワークシステム。 4. 請求項３記載のセルラー通信ネットワークシステムであって、前記コント ローラが、前記ユーザ端末に制御信号を送り、前記ユーザ端末が広帯域モードま たは狭帯域モードのどちらかで送信することを指定するセルラー通信ネットワー クシステム。 5. 通信ネットワークシステムであって、 双方向通信を開始するユーザ端末であって、広帯域モード及び狭帯域モードの アップリンクで送信する前記ユーザ端末と、 衛星トランシーバーと、 前記ユーザ端末から遠くに位置し、前記ユーザ端末に制御信号を送るコントロ ーラであって、前記制御信号は、前記ユーザ端末が、前記制御信号内のモード制 御信号を介して、広帯域モードまたは狭帯域モードで前記通信信号を送るべきこ とを指定するコントローラと、 を具備することを特徴とする通信ネットワークシステム。 6. 衛星トランシーバーを介して双方向通信リンクを設定する方法であって、 前記通信はユーザ端末で開始し、通信装置で終了する方法において、 前記ユーザ端末から、前記ユーザ端末から遠くに位置するコントローラに、通 信チャンネルの要求を送るステップと、 前記通信チャンネルの要求を受信し、それに応答して、前記コントローラから 前記ユーザ端末に制御信号を送るステップであって、前記制御信号はモード信号 を含み、前記モード信号は、前記ユーザ端末から前記衛星トランシーバーまでの アップリンクに対して広帯域動作モードまたは狭帯域動作モードのどちらかを指 定する前記ステップと、 を特徴とする方法。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，Ｓ Ｄ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ， ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，Ｆ Ｉ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ， ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，Ｍ Ｗ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ， ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者 リドベック，ニルス，ラトガー アメリカ合衆国 ノース カロライナ州ケ イリイ，ラザーグレン 202

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 通信ネットワークシステムであって、 通信信号を送受する衛星トランシーバーと、 前記衛星トランシーバーによって送受される呼を終了する通信装置と、 双方向通信を開始し、選択可能な広帯域モードまたは狭帯域モードで前記衛星 トランシーバーに通信信号を送るユーザ端末と、 前記ユーザ端末に制御信号を送るコントローラであって、前記制御信号は、前 記ユーザ端末が、広帯域または狭帯域の前記通信信号を送ることを指定するコン トローラと、 を具備する通信ネットワークシステム。 ２．双方向通信で使用され、衛星に設置されたトランシーバーと、双方向通信 に組み入れられ、衛星に設置されたトランシーバーを介して選択可能な周波数帯 域幅から形成されたアップリンク信号を受信局に送信するユーザ端末と、前記ア ップリンク信号を送信する通信チャンネルを割り当てるコントローラとを備えた セルラー通信ネットワークシステムにおいて、前記アップリンク信号が形成され る選択された周波数帯域幅を前記ユーザ端末に供給する前記コントローラ回路の 改善であって、前記回路が、 前記コントローラによって割り当てられた前記通信チャンネルで前記ユーザ端 末による通信の少なくとも指標（indicia）を受信する通信指標受信器と、 前記通信指標受信器によって受信された表示に応答する選択器であって、前記 ユーザ端末によって送られる前記アップリンク信号の周波数帯域幅を選択する前 記選択器と、 前記選択器によって選択された周波数帯域幅の表示を、前記ユーザ端末に送る 送信器と、 を具備する、 セルラー通信ネットワークシステム。 ３． 請求項２記載のセルラー通信ネットワークシステムであって、前記ユー ザ端末が狭帯域モードまたは広帯域モードのいずれかのアップリンクで送信する セ ルラー通信ネットワークシステム。 ４． 請求項３記載のセルラー通信ネットワークシステムであって、前記コン トローラが、前記ユーザ端末に制御信号を送り、前記ユーザ端末が広帯域モード または狭帯域モードのどちらかで送信することを指定するセルラー通信ネットワ ークシステム。 ５． 通信ネットワークシステムであって、 双方向通信を開始するユーザ端末であって、広帯域モード及び狭帯域モードの アップリンクで送信する前記ユーザ端末と、 衛星トランシーバーと、 前記ユーザ端末からアップリンク送信を受信し、前記トランシーバーに対して 前記アップリンク送信を送受する地上局であって、前記ユーザ端末及び前記地上 局がともに広帯域モードで送信する地上局と、 前記ユーザ端末によって開始され、前記地上局及び前記衛星トランシーバーに よって送受される前記双方向通信を終了させる通信装置と、 を具備する通信ネットワークシステム。 ６．衛星トランシーバーを介して双方向通信リンクを設定する方法であって、 前記通信はユーザ端末で開始し、通信装置で終了する方法において、 前記ユーザ端末からコントローラに通信チャンネルの要求を送るステップと、 前記通信チャンネルの要求を受信し、それに応答して、前記コントローラから 前記ユーザ端末に制御信号を送るステップであって、前記制御信号はモード信号 を含み、前記モード信号は、前記ユーザ端末から前記衛星トランシーバーまでの アップリンクに対して広帯域動作モードまたは狭帯域動作モードのどちらかを指 定する前記ステップと、 を備えた方法。