JPH1041870A

JPH1041870A - テレコミュニケーションシステムにおいて衛星間の需要のバランスをとる方法

Info

Publication number: JPH1041870A
Application number: JP9112447A
Authority: JP
Inventors: William F Courtney; エフコートニーウィリアム
Original assignee: TRW Inc
Current assignee: Northrop Grumman Space and Mission Systems Corp
Priority date: 1996-04-30
Filing date: 1997-04-30
Publication date: 1998-02-13
Anticipated expiration: 2017-04-30
Also published as: EP0805567B1; NO971968D0; US5708965A; EP0805567A3; DE69737051T2; DE69737051D1; NO971968L; EP0805567A2; JP2971414B2

Abstract

(57)【要約】【課題】テレコミュニケーションシステム用の衛星コ
ンステレーションの衛星間に電力負荷需要を最適に指定
する方法を提供する。【解決手段】この方法は、先ず、衛星オペレーション
センターにおいて衛星の有効到達範囲のスナップショッ
トを得る。次いで、重畳する有効到達エリアをもつ衛星
を識別する。次いで、重畳する有効到達エリアに位置す
るユーザ群を識別し、このユーザ群を、最初に、ユーザ
群と通信するのに最小量の電力しか必要としない衛星の
１つに又はランダムに指定する。プロセッサは、他の衛
星に対して群（又はその一部分）のバランスをとり、衛
星コンステレーションシステムにおける電力負荷を効率
的にバランスさせる。このプロセスを、効率的な電力バ
ランスを維持するように規則的な間隔で繰り返す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般に、衛星をベ
ースとするテレコミュニケーションに係り、より詳細に
は、衛星のコンステレーション内で出力電力需要のバラ
ンスをとる方法に係る。

【０００２】

【従来の技術】今日、固定及び移動ユーザターミナルと
のテレコミュニケーションをサポートする衛星システム
が存在する。オデッセイ（本発明の譲受人が提案する）
のような衛星をベースとするテレコミュニケーションシ
ステムは、衛星のコンステレーションを用いて、ユーザ
ターミナルと地球即ちベースステーションとの間に通信
信号を中継する。ユーザターミナルは、地球ステーショ
ンに指定される。地球ステーションは、指定されたユー
ザターミナルとの間で通話をやり取りする。ユーザター
ミナル及びそれに関連した地球ステーションは、搬送波
周波数を中心とする予め指定された帯域巾（サブバン
ド）を有する予め指定された通信チャンネルに沿って通
信を行う。衛星は、各ユーザターミナルごとに個別の通
信チャンネルをサポートする。チャンネルを維持するた
めに、衛星は、所望の質のサービスを維持するに充分な
電力で地球ステーション及びユーザターミナルにＲＦ信
号を送信しなければならない。各衛星は、出て行く通信
信号がユーザステーションにより受信されるに充分な電
力で放射される一方、不必要に高いレベルで送信するこ
とにより電力を浪費しないよう確保するために、その電
力出力、即ち「需要」を調整しなければならない。それ
故、衛星の電力需要は、それがサポートするユーザター
ミナル（例えば、チャンネル）の数に依存する。

【０００３】テレコミュニケーションシステムの衛星
は、全世界の所望の半球状領域の実質的に連続する単一
又は二重の有効到達範囲を与えるように構成される。１
つのこのようなシステムが、例えば、本発明の譲受人に
譲渡された米国特許第５，４３３，７２６号に開示され
ている。この特許は、その全体を参考としてここに援用
する。このような有効到達範囲を与えるために、衛星
は、重畳する有効到達エリアを形成し、その重畳する有
効到達エリアのユーザが２つ以上の衛星の１つに指定さ
れる。例えば、ユーザターミナルが２つの衛星の視野内
にあるときに、ユーザターミナルは、これを新たな衛星
に引き渡すまで最長の又は最強の通信長さを維持するこ
とのできる衛星に指定される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな指定構成は、ユーザの衛星電力割り当てを最適でな
いものとし、ある衛星の全電力需要が別の衛星の電力需
要よりも著しく低いものとなる。それ故、衛星通信の分
野には、コンステレーションの衛星間で電力需要を効率
的に且つ均一に分散させる改良された衛星負荷技術が要
望されている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、衛星コ
ンステレーションにわたり最適な電力需要分布を得るた
めに衛星にユーザターミナルを指定する効率的で且つ迅
速な方法を提供することである。

【０００６】本発明の別の目的は、２つ以上の衛星によ
り一緒にカバーされるユーザターミナル又はターミナル
群を、そのユーザターミナル又はターミナル群と通信す
るのに最小量の電力しか必要としない衛星に指定するこ
とにより、システムの全所要電力を最小とするようにユ
ーザターミナルの分布を初期化することである。

【０００７】本発明の別の目的は、選択されたユーザタ
ーミナル又はターミナル群を、重畳領域において、高い
電力需要を有する衛星から、低い電力需要を有する衛星
へと再指定することである。

【０００８】本発明の更に別の目的は、１つの衛星の電
力需要の増加を最小にする一方、第２の衛星の電力需要
の減少を最大にするように、ユーザターミナル又はター
ミナル群を再指定することである。

【０００９】本発明の更に別の目的は、再指定中に衛星
コンステレーションの全電力需要の増加を最小にするこ
とである。

【００１０】本発明の別の目的は、衛星に要求される最
大電力及び衛星コンステレーションにおける過剰電力需
要の全量を最小にすることである。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明のこれら及び他の目的並び
に特徴は、本発明の原理を例示する添付図面を参照した
以下の詳細な説明より明らかとなろう。

【００１２】図１は、１２個の衛星を含む衛星コンステ
レーション１００を例示する。各々の衛星は、衛星軌道
として地球を横切る対応する「足跡」即ち有効到達エリ
アを含む。衛星１は、米国のほとんどをカバーする足跡
１３を有する。従って、衛星１は、その足跡１３内に位
置する米国のユーザターミナルと通信する。同様に、衛
星１２は、北及び南アメリカの部分をカバーする足跡２
４を有する。図１に示されたこの時点で、足跡１３及び
２４、即ち衛星１及び１２の有効到達エリアは著しい重
畳有効到達エリア４０を有する。従って、この重畳有効
到達エリア４０に位置するユーザターミナルは、衛星１
又は衛星１２と通信するように指定される。

【００１３】衛星９及び１１は、各々、アフリカ及び南
アメリカの上に位置する。衛星９及び１１は、各々、足
跡２１及び２３を有する。これら足跡２１及び２３は、
重畳する有効到達エリア１４０を有する。従って、この
重畳する有効到達エリア１４０に位置するユーザターミ
ナルは、衛星９又は衛星１１に指定される。

【００１４】説明上、主として、ユーザターミナル群に
ついて以下に述べる。「群（クラスター）」とは、地球
上の予め指定された領域をカバーするように固定された
所定の地理的領域即ちセル内の全てのユーザターミナル
を表す。これらのユーザターミナルは、セル内に固定さ
れてもよいし、又は可動であってもよい。本発明は、個
々のユーザターミナルベースでも等しく有用であること
を理解されたい。

【００１５】図１は、重畳する有効到達エリア４０のユ
ーザターミナル群５０、５５及び６０と、重畳する有効
到達エリア１４０のユーザターミナル群６５、７５及び
８５とを示している。ユーザターミナル群のここに示す
地理的なサイズは若干大きいが、実際には、ユーザター
ミナル群をいかに大きく又は小さくするかに限界はな
い。以下に述べるように、本発明は、ユーザターミナル
群５０、５５及び６０を衛星１又は１２に指定し、そし
てユーザターミナル群６５、７５及び８５を衛星９又は
１１に指定し、衛星１、９、１１及び１２の電力負荷の
バランスを最適にとるようにする。

【００１６】任意であるが、好ましい実施形態の処理シ
ーケンスは、地上回線を経て各地球ステーションと通信
するメインフレームコンピュータを有するシステムオペ
レーションセンターにより実施される。地球ステーショ
ンは、本発明の譲受人に譲渡された１９９６年５月１日
出願の「衛星をベースとするテレコミュニケーションシ
ステムの電力制御方法及び装置(Power Control Method
and Apparatus for Satellite Based Telecommunicatio
ns Systems) 」と題する特許出願に開示されたように、
各衛星からの電力需要情報を受信する。地球ステーショ
ンは、本発明の譲受人に譲渡された１９９６年５月１日
出願の「地球ステーションサブシステム(Earth Station
Subsystem) 」と題する特許出願に開示されたように通
信する。上記特許出願は、それらの全体を参考としてこ
こに援用する。

【００１７】図２は、図１の衛星有効到達範囲のスナッ
プショットに基づきシステムオペレーションセンター
（ＳＯＣ）により形成される衛星コンステレーションモ
デルを示す。図２の各ポイント即ちノードは、衛星コン
ステレーション１００からの衛星の１つに対応する。衛
星のポイントを接続する線は、接続された衛星間の重畳
する有効到達エリアを表している。以下に述べるよう
に、システムオペレーションセンターは、各接続線ごと
に、その線で接続された衛星のいずれかに指定すること
のできる群（クラスター）（それに関連した重畳有効到
達エリアにおける）を識別する。例えば、衛星８は、線
１１０、１２０及び１３０により衛星７、１及び１０に
各々接続される。従って、線１１０は、衛星８及び７の
足跡により共有される重畳する有効到達エリア１５０
（図１）を表し、この重畳する有効到達エリア１５０内
のユーザ群は、そのいずれかの衛星に指定することがで
きる。同様に、線１２０は、衛星８及び１により共有さ
れる重畳する有効到達エリア１６０を表す。線１３０
は、衛星８及び１０の足跡により共有される重畳する有
効到達エリア１７０を表す。更に、線１２５は、群５
０、５５及び６０が存在する重畳する有効到達エリア１
４０（図１）を表す。

【００１８】好ましい実施形態のプロセスは、（１）衛
星オペレーションセンターにおいて衛星有効到達範囲の
スナップショットを得（例えば、図１）；（２）重畳す
る有効到達エリアで衛星を識別し（例えば、図２）；
（３）重畳する有効到達エリアに位置するユーザ群を識
別し；（４）重畳する有効到達エリアに位置するユーザ
群を最初に重畳する衛星の１つ（例えば、ユーザ群と通
信するのに最小量の電力しか必要としない衛星又はラン
ダムに）に指定し；（５）衛星コンステレーションシス
テムにかかる電力負荷を効率的にバランスするようにユ
ーザ群（又はその一部分）を他の衛星に再指定し；そし
て（６）効率的な電力バランスを維持するように規則的
な時間間隔でこのプロセスを繰り返すという段階を備え
ている。この方法は、以下で詳細に説明する。

【００１９】図３を参照すれば、ステップ２００におい
て、システムオペレーションセンター（ＳＯＣ）は、予
め定められた地理的な群即ちセルの境界に対するユーザ
ターミナルの地理的な位置に基づいて全てのユーザター
ミナルをユーザ群にグループ編成する。ＳＯＣのプロセ
ッサがユーザ群を定義すると（又はステップ２００の前
に）、プロセッサは、衛星有効到達範囲のスナップショ
ット（図１のような）を直ちに得る。各ユーザターミナ
ルは、その後の全ての負荷バランス計算の間に新たなス
ナップショットが得られるまで、その現在の地理的ユー
ザ群にグループ編成された状態に保たれる。

【００２０】次いで、ステップ２０５において、プロセ
ッサは、その足跡（即ち有効到達エリア）内の対応する
ユーザ群と通信するのに必要な衛星の電力需要を決定す
る。ステップ２１０において、プロセッサは、２つ以上
の衛星（以下、「共通の群」という）によってカバーさ
れる各ユーザ群に対する電力需要の配列を形成する。説
明上、３つ以上の衛星がユーザ群をカバーする場合に、
それら衛星の２つ、例えば、ユーザ群のユーザターミナ
ルに対して仰角が最も高い２つの衛星に対し、群として
の電力需要が指定される。

【００２１】共通の群に対する電力需要のリストが指定
された後に、プロセッサは、そのリストに基づき各共通
の群に対する電力需要比を計算する（ステップ２１
５）。この「電力需要比」即ち「ＰＤＲ」は、（下位番
号の衛星の電力需要）／（上位番号の衛星の電力需要）
で表される。各衛星の「番号」は、衛星のコンステレー
ションにおいて各衛星に指定された所定の独特の番号
（例えば、図１の番号１−１２）である。各共通の群の
ＰＤＲは、次いで、群分布テーブルに記憶される。

【００２２】任意であるが、群分布テーブル（ＣＤＴ）
は、共通の群のエレメントの配列を含む。各々の共通の
群のエレメントは、一対の重畳する衛星（以下、「衛星
連結対」と称する）の衛星識別（番号）によってインデ
ックスされる。これらの衛星連結対は、１つ以上のユー
ザ群を一緒にカバーする。群分布テーブルの各エレメン
トは、衛星連結対、衛星連結対によりカバーされる共通
の群、及び衛星連結対によりカバーされる対応する共通
の群のＰＤＲ値を識別する。共通の群は、減少又は増加
するＰＤＲ値の順にリストされる。ＰＤＲ値により共通
の群を順序付けすると、再指定のための「最良の群」が
容易に効率的にサーチされる（以下に詳細に述べるよう
に）。加えて、群分布テーブルは、共通の群が最初に指
定される衛星を指示する衛星／共通群指定カラムを有す
る。例えば、プロセッサは、最初に、共通の群と通信す
るのに最低の電力しか使用しない衛星連結対の衛星に共
通の群を指定する（ステップ２３０）。最低の電力しか
使用しない衛星に共通の群を最初に指定することによ
り、プロセッサは、全衛星コンステレーションにかかる
初期の全電力需要を最小にする。

【００２３】共通の群５０、５５及び６０を伴う衛星１
及び１２の衛星連結対に関して以下に例示する。例え
ば、共通の群５０、５５及び６０の各々における全ての
ユーザターミナルと通信するための衛星１及び１２の所
要電力需要を次のように仮定する。衛星１衛星１２共通の群５０５Ｗ４Ｗ共通の群５５３Ｗ４Ｗ共通の群６０４Ｗ２Ｗステップ２０５において、上記リストの電力需要が、衛
星によりカバーされる各ステーションから供給される電
力情報に基づいて得られる。群５０、５５及び６０は、
２つの衛星のみによりカバーされ、従って、ステップ２
１０を行う必要はない。従って、制御は、次のステップ
へ進み、プロセッサは、各共通の群に対して次のＰＤＲ
値を得る。共通の群５０ＰＤＲ＝５／４＝１．２５共通の群５５ＰＤＲ＝３／４＝０．７５共通の群６０ＰＤＲ＝４／２＝２．００

【００２４】ＰＤＲ値は、ステップ２１５及び２２０に
おいて群分布テーブル（図４）に記憶される。このテー
ブルは、ステップ２２５においてＰＤＲ値により増加す
る順に分類される。ステップ２３０においては、群が最
初に指定され、そしてこれらの衛星指定がテーブルの群
衛星指定カラムに記憶される。群５５は、最初に衛星１
に指定される。というのは、衛星１２（４Ｗ）からより
も衛星１（３Ｗ）からの方が電力需要が低いからであ
る。群５０及び６０は、最初に衛星１２に指定される。
というのは、所望の質のサービスで通信リンクを維持す
るのに、衛星１からよりも衛星１２からの方が電力需要
が低いからである。カバーしている衛星連結対における
各衛星の群の電力需要が等しい場合には、その群が衛星
連結対におけるいずれかの衛星に任意に指定される。衛
星連結対における下位番号の衛星に群を指定するのも任
意である。

【００２５】上記の例は、単一の衛星対に関するもので
あるが、各衛星連結対及びそれに対応する共通の群もこ
のように分析しそして編成しなければならないことを理
解されたい。

【００２６】上記のように、群が最小の電力しか要求し
ないところの衛星に共通の群を最初に指定することによ
り、衛星コンステレーションに対する初期の全電力要求
が最小にされる。しかしながら、コンステレーションの
全電力需要は最小であるが、衛星間の電力バランスは最
適なものではない。例えば、衛星連結つい１及び１２の
衛星１２には、衛星連結対により共有される共通の群の
大部分が指定される。というのは、衛星１２が需要の高
い群（米国の東海岸）上のほぼ中央に位置し、従って、
個々の群と通信するのにあまり電力を消費しないからで
ある。しかしながら、その結果、衛星１２の全電力需要
が衛星１の全電力需要よりも相当に高くなる。従って、
衛星１２に指定された共通の群の幾つか（又はその一部
分）を衛星１へ移行することが望まれる。

【００２７】図５及び６は、衛星コンステレーションの
衛星連結対において高い電力の衛星（例えば、衛星１
２）から低い電力の衛星（例えば、衛星１）に共通の群
を最適に再指定する方法を示している。先ず、ステップ
３００において、衛星コンステレーション１００の第１
の衛星連結対は、現在衛星連結対としてセットされる。
必ずしも必要でないが、好ましい方法は、下位番号の衛
星即ち衛星１で始めて、それが他の衛星のどれと重畳す
る有効到達エリアを有するか決定する。従って、図２の
モデルに基づき、プロセッサは、衛星連結対１及び２を
分析し、いずれかの群を再指定しなければならないかど
うか決定する。次いで、プロセッサは、衛星連結対１及
び３を分析し、そして衛星１及び１１、その後、衛星１
及び１２を分析する。他の衛星連結対も同様に分析され
る。

【００２８】ステップ３００において、現在衛星連結対
をセットした後に、ステップ３０５において、プロセッ
サは、現在衛星連結対により共有される全ての共通の群
を識別する。換言すれば、プロセッサは、現在衛星連結
対の重畳する有効到達エリアに位置するユーザ群を識別
する。ステップ３１０において、プロセッサは、現在衛
星連結対のどの衛星が高い電力需要を有するか識別す
る。上記のように、この測定は、図３のステップ２３０
で共通の群を最初に指定した後に行われる。説明上、現
在衛星連結対の高い電力の衛星を衛星Ｓ_Hと識別し、一
方、現在衛星連結対の低い電力の衛星が衛星Ｓ_Lと識別
する。

【００２９】衛星Ｓ_Hの電力負荷需要の若干を衛星Ｓ_L
に移行するために、衛星Ｓ_Hに現在指定されている共通
の群のみを再指定について考えるだけでよい。従って、
ステップ３１５において、プロセッサは、衛星Ｓ_Hに指
定されている現在衛星連結対の共通の群のサブセット
（以下「群サブセット」という）を識別する。次いで、
ステップ３２０において、プロセッサは、群サブセット
における各共通の群のＰＤＲ値を得る（これは図３のス
テップ２２０において既に計算されている）。

【００３０】通常、現在衛星連結対は、群サブセットに
２つ以上の共通の群を含んでいる。従って、プロセッサ
は、群サブセットのどの共通の群が衛星Ｓ_Hから衛星Ｓ
_Lに再指定するための「最良の群」かを決定しなければ
ならない。「最良の群」は、衛星Ｓ_Lの所要の追加電力
が、衛星Ｓ_Hから減算される電力の単位当たりできるだ
け小さくなるように衛星Ｓ_Hから衛星Ｓ_Lへ再指定され
る群である。換言すれば、共通の群を再指定する場合
に、衛星コンステレーション１００の全電力需要の増加
が最小にされる。最良の群は、ステップ３２５で識別さ
れる。

【００３１】プロセッサは、最良の群を多数の方法で探
索できるが、１つの簡単な方法は、図４に示すデータテ
ーブルを使用することである。図４のテーブルは、衛星
連結対の全ての共通の群を増加するＰＤＲ値においてリ
ストしたものである。ＰＤＲ値が１より小さい共通の群
を最初に下位番号の衛星に指定するのも任意である。Ｐ
ＤＲ値が１より大きい共通の群を最初に上位番号の衛星
に指定することもできる。従って、衛星Ｓ_Hが現在衛星
連結対の下位番号の衛星である場合には、プロセッサ
は、リストの下からスタートして、下位番号の衛星（Ｓ
_H）に指定された第１の群が見つかるまで上方にサーチ
していくことにより、最良の群を見つけることができ
る。同様に、衛星Ｓ_Hが現在衛星連結対の上位番号の衛
星である場合には、プロセッサは、リストの上からスタ
ートして、上位番号の衛星（Ｓ_H）に指定された第１の
群が見つかるまで下方にサーチしていくことにより、最
良の群を見つけることができる。最良の群を見つけるこ
の直線的な方法は、共通の群のリストが小さいときに効
率的である。又、最良の群を見つける他の方法、特に、
共通の群のリストが大きい場合は２進方法を使用するこ
ともできる。

【００３２】ステップ３２５において群サブセットの最
良の群を探索した後に、ステップ３３０において、プロ
セッサは、最良の群が衛星Ｓ_Hから衛星Ｓ_Lに再指定さ
れた場合に、現在衛星連結対の衛星Ｓ_H及び衛星Ｓ_Lの
新たな電力需要を計算する。ステップ３３５において、
プロセッサは、新たな電力需要により衛星Ｓ_Lの電力需
要が衛星Ｓ_Hの電力需要を越えるかどうか決定する。も
しそうであれば、プロセッサは、最良の群全体を衛星Ｓ
_Lに再指定してはならないことを決定する。というの
は、この再指定は、現在衛星連結対における各衛星の電
力需要の等しいバランスを達成しないからである。従っ
て、プロセッサは、最良の群の一部分だけを衛星Ｓ_Lに
再指定し（ステップ３４０）、衛星Ｓ_H及び衛星Ｓ_Lの
電力負荷をバランスさせる。プロセッサは、再指定され
るべき最良の群からのユーザターミナルの厳密な割合を
決定するために多数の方法を使用することができ、例え
ば、補間プロセスを使用することができる。衛星Ｓ_H及
び衛星Ｓ_Lのバランスがとれた後に、プロセッサは、い
ずれかの衛星連結対が未処理のままである場合に次の衛
星連結対へと進む（ステップ３５５へ進む）。

【００３３】ステップ３３５に戻ると、衛星Ｓ_Hから衛
星Ｓ_Lへの最良の群の再指定が、衛星Ｓ_Lを高い電力の
衛星としなかった場合には、プロセッサは、最良の群全
体を衛星Ｓ_Lに指定する（ステップ３４５）。次いで、
プロセッサは、ステップ３５０において、更に共通の群
が群サブセットにあるかどうか決定する。もしそうであ
れば、プロセッサは、残りの群サブセットから新たな最
良の群を決定し、そしてステップ３２５−３５０を繰り
返す。群サブセットに共通の群が残されていない場合に
は、衛星Ｓ_Hと衛星Ｓ_Lとの間のそれ以上のバランスは
達成できず、プロセスの流れは、次の衛星連結対へと進
む（ステップ３５５）。現在衛星連結対が最後の対でな
い場合には、上記プロセスが繰り返される。

【００３４】衛星コンステレーション１００の各衛星連
結対に対してプロセスが完了した後に、プロセッサは、
全衛星コンステレーションの電力負荷が効率的にバラン
スしたかどうか決定するテストを実行する。衛星コンス
テレーション１００の各衛星の電力需要は、１回の繰り
返しの後に厳密に等しくないことがある。従って、多数
の繰り返しを行うことができる。図５及び６の再指定方
法が繰り返されるたびに、コンステレーション１００の
衛星は、群指定が変化した衛星、及び群指定が変化しな
い衛星の２つの分類に入れられる。この再指定方法は、
第１の分類における最大需要電力の衛星の電力需要を低
下する一方、第２の分類における衛星の電力需要を不変
のままにする。結局、この方法は、最大電力衛星の電力
需要のぎりぎりの減少が、それ以上の群を再指定するに
要する付加的な時間に対して僅かであるような点に到達
する。従って、プロセッサによりスレッシュホールドレ
ベルが設定される。スレッシュホールドに一致すると、
バランスどりプロセスが終わりとなる。プロセッサは、
ステップ３６５及び３７０において、図５及び６の再指
定方法の完了後に衛星コンステレーション１００の各衛
星ごとに電力需要のパーセント変化を分析することによ
りスレッシュホールドテストを実行する。ステップ３６
５において、プロセッサは、各衛星ごとに電力需要のパ
ーセント変化を計算する。ステップ３７０に示すよう
に、衛星コンステレーション１００のいずれかの衛星の
パーセント変化が、あるスレッシュホールドパーセント
「Ｔ」を越えた場合には、図５及び６の方法を衛星コン
ステレーション全体に対して繰り返さねばならない。し
かしながら、電力需要のパーセント変化がＴを越えない
場合には、効率的なバランスどりが完了し、指定の群の
リストが終わりとなる（ステップ３７５）。Ｔの値は、
例えば、１％であるが、スレッシュホールドパーセント
Ｔの値は、衛星コンステレーションに基づいて変化す
る。

【００３５】衛星は常時移動しそしてそれに対応する有
効到達エリアも常時変化するので、上記プロセスにより
達成される電力バランスは、一時的なものに過ぎない。
従って、バランスどり方法は、規則的な間隔で繰り返さ
れる。各間隔において、新たな衛星有効到達範囲のスナ
ップショットをとり、上記方法を繰り返す。時間間隔の
長さは、衛星コンステレーションと共に変化する。

【００３６】或いは又、好ましい実施形態は、衛星コン
ステレーション１００の過剰電力需要の全量を最小にす
るように変更してもよい。時々、ある衛星の電力需要が
衛星の電力容量を越えることがある。システムの過剰電
力需要の量を最小にするために、プロセスは、共通の群
を衛星連結対の過剰電力衛星から過少電力衛星へ再指定
する。この別の実施形態は、好ましい実施形態と厳密に
同様に行われ、その後に付加的なステップを追加する。
この付加的なステップは、両衛星が過剰電力である全て
の衛星連結対を検査することを含む。ユーザ群は、この
ような再指定によりいずれかの衛星が過少電力にならな
い限り、より少ない電力を要求するところの衛星に再指
定される。この最終的なステップは、コンステレーショ
ン１００の全過剰電力需要を減少する。

【００３７】あるユーザ群は、３つ以上の衛星によりカ
バーされることを理解されたい。例えば、衛星９、１１
及び１２の足跡各々１３、２３及び２４は、ユーザ群８
０を含む重畳する有効到達エリア７０を有する。従っ
て、重畳する有効到達エリア７０のユーザ群８０は、衛
星１、１１又は１２に指定される。本発明の好ましい実
施形態は、ユーザ群を２つの衛星の１つに指定するが、
「重畳する衛星セット」を表す多数の重畳する衛星間で
群を再指定するように変更されてもよい。重畳する衛星
セットが３つ以上の衛星を含むときは、電力需要比が、
多数の衛星における電力需要の比を示すように適宜変更
されてもよい。この変形においては、電力需要比は、重
畳する衛星セットの全ての衛星の電力需要の関数である
単一の比を表す。或いは又、電力需要比は、重畳する衛
星セット内の衛星対に各々対応する多数の比を表しても
よい。

【００３８】好ましい実施形態は、最初に電力需要に基
づいて群を指定するが、カバー時間巾に基づいて群が最
初に指定されてもよい。従って、各群は、群との最長の
接続を維持する衛星（例えば、到着しつつある衛星）に
最初に指定されてもよい。更に別の形態として、群は、
最初に仰角に基づいて（例えば、最も高い仰角を有する
衛星に）指定されてもよい。又、群は、最初に、経過と
して記憶された群指定データに基づいて指定されてもよ
い（例えば、昨日の同じ時刻に指定された同じ衛星に群
を指定してもよい）。更に別の形態として、有効到達範
囲のスナップショットが得られたときに、各群が、その
スナップショットの前に指定された衛星に指定されたま
まであってもよい。

【００３９】ユーザ群について好ましい実施形態を説明
したが、個々のユーザターミナルについて実施すること
もできる。

【００４０】図１は、単一の瞬間に衛星の足跡を示す有
効到達範囲の「スナップショット」に過ぎないことを理
解されたい。衛星は常に移動しているので、その足跡
（及びカバーされるユーザ群）も常時変化する。このよ
うな移動にも係わりなく、好ましい実施形態は、各繰り
返しの間に、単一のスナップショットからのデータを処
理し、衛星コンステレーション１００に効率的に負荷を
与える。新たなスナップショット及び好ましい実施形態
の方法を規則的な時間間隔で繰り返し、効率的な電力バ
ランスを維持することができる。

【００４１】以上、本発明の好ましい実施形態を詳細に
説明したが、本発明の精神及び範囲から逸脱することな
く他の適用及び修正がなされ得ることが明らかであろ
う。従って、本発明は、上記の実施形態に限定されるも
のではなく、特許請求の範囲のみによって限定されるも
のとする。

【図面の簡単な説明】

【図１】衛星がカバーする地球の有効到達範囲のスナッ
プショットを示す図である。

【図２】図１に示す衛星有効到達範囲のスナップショッ
トをモデリングするために好ましい実施形態に使用され
る衛星ポイント図である。

【図３】好ましい実施形態による処理シーケンスを示す
フローチャートである。

【図４】図３の段階をたどる間に好ましい実施形態によ
り発生されるデータテーブルを例示する図である。

【図５】本発明による衛星コンステレーションにおいて
ユーザターミナル又はターミナル群を最適に再指定する
ための好ましい実施形態の処理を示すフローチャートで
ある。

【図６】本発明による衛星コンステレーションにおいて
ユーザターミナル又はターミナル群を最適に再指定する
ための好ましい実施形態の処理を示すフローチャートで
ある。

【符号の説明】

１、７、８、９、１１、１２衛星１３、２１、２３、２４足跡４０、１４０、１６０、１７０有効到達エリア５０、５５、６０、６５、７５、８５ユーザ群１００衛星コンステレーション

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】衛星をベースとするテレコミュニケーシ
ョンシステムにおいて衛星のコンステレーション間の電
力需要のバランスをとる方法であって、関連するユーザ群をカバーする衛星に対しユーザ群によ
り課せられる電力需要を得、各電力需要は、関連する衛
星有効到達エリアにおけるユーザ群との少なくとも１つ
の通信リンクを維持するために衛星に必要とされる電力
を表し、ユーザ群に重畳する有効到達エリアを有する衛星の重畳
する衛星セットを識別し、各々の重畳する衛星セット
は、少なくとも第１及び第２の衛星を含み、重畳する衛星セットに関連した各ユーザ群に対する少な
くとも１つの電力比を計算し、各電力比は、関連する重
畳有効到達エリアにおける単一の共通の群により重畳す
る衛星セットにおける少なくとも２つの衛星に課せられ
る電力需要間の比を表し、各重畳する衛星セットごとに、衛星が、重畳する衛星セ
ットの他の衛星に対してアンバランスの電力需要を有す
るかどうか決定し、そして重畳する有効到達エリアにお
けるユーザ群を上記電力比に基づいて衛星に指定するこ
とにより各重畳する衛星セットにおける衛星の電力需要
のバランスをとるという段階を備えたことを特徴とする
方法。
【請求項２】上記決定及びバランスどり段階は、各々
の重畳する衛星セットごとに繰り返される請求項１に記
載の方法。
【請求項３】上記バランスどり段階は、ユーザ群を高
電力需要の衛星から低電力需要の衛星へ再指定すること
を含む請求項１に記載の方法。
【請求項４】上記バランスどり段階は、ユーザ群内の
ユーザターミナルを高電力需要の衛星から低電力需要の
衛星へ再指定することを含む請求項１に記載の方法。
【請求項５】上記識別段階は、複数のエレメントを含
む群分布テーブルを形成し、各エレメントは、重畳する
衛星セットと、対応するユーザ群と、関連する電力需要
比との間に独特の関連性を維持し、そして上記決定及び
バランスどり段階は、上記群分布テーブルの各エレメン
トごとに行われる請求項１に記載の方法。
【請求項６】上記決定及びバランスどり段階を各々の
上記ユーザ群のサブセットに対して繰り返す段階を更に
含む請求項１に記載の方法。
【請求項７】各ユーザ群及びそれに対応する重畳衛星
セットをそれに対応する電力需要比の値に独特にマップ
する群分布テーブルに上記ユーザ群の全てをロードし、
そして上記群分布テーブル内の電力需要比の値のサブセ
ットを比較して、低電力需要の衛星に指定されるべき最
良の候補を得る、という段階を更に備えた請求項１に記
載の方法。
【請求項８】上記バランスどり段階の後に、ユーザ群
に対し電力需要比を再計算し、そして少なくとも１つの
重畳する衛星セットの電力需要の変化が所定の電力変化
スレッシュホールドを越えるときに上記決定及びバラン
スどり段階を繰り返す、という段階を更に備えた請求項
１に記載の方法。
【請求項９】最初に各ユーザ群をそれに対応する重畳
衛星セットの第１の衛星に指定する段階を更に備えた請
求項１に記載の方法。
【請求項１０】ユーザ群の電力需要が第２衛星からよ
りも第１衛星からの方が少ないかどうか決定し、そして
ユーザ群が第２衛星からよりも第１衛星から多くの電力
を要求するときに、ユーザ群を第２衛星へ再指定する、
という段階を更に備えた請求項９に記載の方法。
【請求項１１】各ユーザ群を、最初に、対応する重畳
衛星セットにおいてユーザ群が最小の電力を要求する衛
星に指定するという段階を更に備えた請求項１に記載の
方法。
【請求項１２】各重畳する衛星セットにおいて最大及
び最低の全電力需要を有する衛星を決定し、重畳する有効到達エリアにおいて、最大の全電力需要を
もつ衛星に指定されるユーザ群のサブセットを識別し、
そしてユーザ群のサブセットから少なくとも１つのユー
ザ群を最低の全電力需要をもつ衛星へ指定する、という
段階を更に備えた請求項１１に記載の方法。