JP2016103733A - 衛星通信シミュレーションシステム - Google Patents

Abstract

【課題】実際の衛星通信回線を模した回線及び遅延時間発生装置を使用することで、衛星通信回線を用いずとも、実際の衛星通信回線を利用するのと等価な環境で通信機能・システム性能試験を行う衛星シミュレーションシステムを提供する。【解決手段】衛星通信シミュレーションシステム１００は、電波の発射強度が電波法に定める範囲内に設定された微弱無線局である擬似衛星通信装置10と、擬似衛星通信装置10を介して双方向通信を行う親機20及び子機30と、を備える。親機20は、擬似衛星通信装置10との電波の送受信を行う親機空中線21と、親機空中線21と擬似衛星通信装置10との電波の送受信を制御する親機制御装置22と、実際の衛星通信回線で生じる遅延時間をシミュレーションに反映させる遅延発生装置26と、を備える。【選択図】図１

Description

この発明は、通信衛星を介する双方向通信システムの通信機能等をシミュレートするシミュレーションシステムに関するものであり、特に、通信衛星を介した制御基地地球局と携帯移動地球局、小型地球局等との通信システムを運用する際、衛星通信回線を模した回線を用いて制御基地地球局と携帯移動地球局、小型地球局等との通信システムの通信機能等をシミュレートする衛星通信シミュレーションシステムに関する。

通信衛星を介する双方向通信システムとして、制御基地地球局（以下「ＨＵＢ局」という）と小型地球局（以下「ＶＳＡＴ局」という）との間で双方向通信されるＶＳＡＴ（Ｖｅｒｙ Ｓｍａｌｌ Ａｐｅｒｔｕｒｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）システムや、全自動ＶＳＡＴシステムが知られている。同様に、ＨＵＢ局と船舶に搭載されている携帯移動地球局（船上地球局）（以下「ＥＳＶ局」という）との間で双方向通信されるＥＳＶ（Ｅａｒｔｈ Ｓｔａｔｉｏｎｓ ｏｎ ｂｏａｒｄ Ｖｅｓｓｅｌｓ）システムも知られている。なお、これらのシステムを総称して「ＥＳＶシステム等」ということがある。

ＥＳＶシステム等を構成する機器は高度な技術が要求されることから、システムを運用する際、ＨＵＢ局との通信機能、システム性能試験を行うことが必須となっているが、当該試験は、例えば特許文献１に記載されているように、実際の通信衛星の回線を用いて行われている。

特開２０００−３３２６７１号公報

前記ＨＵＢ局との通信機能、システム性能試験は上述した実際の通信衛星の回線を用いて行われている他、ＨＵＢ局とＶＳＡＴ局又はＥＳＶ局とを同軸ケーブルで接続し、通信衛星、ＨＵＢ局、ＶＳＡＴ局又はＥＳＶ局からの高周波数のIF周波数等の信号を用いて行われることもある。あるいは、実際にシステムを運用しながら行われる場合もある。
これらの方法によるＨＵＢ局との通信機能及びシステム性能試験では、下記のような問題がある。
実際の通信衛星の回線を用いて前記試験を行う場合、
（１）電波法上、予め無線局等の開設の免許を受けておく必要がある。
（２）高価な衛星通信回線の一部帯域を前記試験に割り当てる必要があり、衛星通信回線の効率的利用を害する。
（３）システムの動作確認が未実施のため、試験の初期段階での電波の誤発射（例えば、指定衛星以外の衛星に接続、周波数・変調方式・帯域幅・送信電力・送信偏波面の設定ミス）による他の衛星運用者への与干渉の発生を阻止することができない。
（４）前記与干渉のおそれがあるため、ＥＳＶシステム等の環境試験（動揺（振動）・走行移動）を実施することができない。
というシステムの品質管理上の問題がある。

また、ＨＵＢ局とＶＳＡＴ局又はＥＳＶ局とを同軸ケーブルで接続し、通信衛星、ＨＵＢ局、ＶＳＡＴ局又はＥＳＶ局からの高周波数のIF周波数等の信号を用いて前記試験を行う場合、
（１）空中線（アンテナ）系装置関連の確認試験ができず、システム試験が実現できない。
（２）ＨＵＢ局と複数のＶＳＡＴ局又はＥＳＶ局とを接続する場合、混合器や分配器を多数用いなければならず、配線が煩雑となり実用的でない。
（３）システム総合の動作確認ができないため、試験の初期段階での電波の誤発射（例えば、指定衛星以外の衛星に接続、周波数・変調方式・帯域幅・送信電力・送信偏波面の設定ミス）による他の衛星運用者への与干渉の発生を阻止することができない。
（４）前記与干渉のおそれがあるため、ＥＳＶシステム等の環境試験（動揺（振動）・走行移動）を実施することができない。
というシステムの品質管理上の問題がある。

そこで、本発明においては、実際の衛星通信回線を使用したり、ＨＵＢ局とＥＳＶ局等とを同軸ケーブルで接続したりして、前記試験を行うことによる上記問題を解決するため、通信衛星を模した擬似衛星通信装置を用いた衛星通信シミュレーションシステムを提供することを課題とする。

本願において、本発明における衛星通信シミュレーションシステム100に用いる制御基地地球局を親機20とし、ＶＡＳＴ局及びＥＳＶ局等の移動可能で親機20と双方向通信をする局を子機30とする。
また、実際の衛星通信回線を用いて双方向に通信を行う地球に設置される制御基地地球局をＨＵＢ局70とし、ＶＡＳＴ局及びＥＳＶ局等の移動可能でＨＵＢ局70と双方向通信をする局を子局80とする。
（第１の発明）
本願の第１の発明は、通信衛星を介したＨＵＢ局70と子局80との双方向通信システムの通信機能をシミュレートする衛星通信シミュレーションシステム100であって、
該衛星通信シミュレーションシステム100は、
電波の発射強度が電波法に定める範囲内に設定された微弱無線局である擬似衛星通信装置10と、該擬似衛星通信装置10を介して双方向通信を行う親機20及び子機30と、を備え、
前記擬似衛星通信装置10は、
前記親機20及び子機30との間で電波を送受信する空中線11と、該親機20又は子機30から発射される電波を受信し、前記受信した電波の周波数を所定の周波数へ変換する周波数変換器14と、を備え、
前記親機20は、
前記空中線11と電波の送受信を行う親機空中線21と、
親機空中線21と前記空中線11との電波の送受信を制御する親機制御装置22と、
実際の衛星通信回線で生じる遅延時間をシミュレーションに反映させる遅延発生装置26と、を備えることを特徴とする。

ここで、遅延時間とは、ＨＵＢ局70及びＥＳＶ局80が、静止衛星軌道上の人工衛星等と通信する場合に伝搬距離によって生じる電波伝搬の遅れのことである。遅延時間は電波の伝搬距離によって決まるため、対象とする通信衛星を設定することで遅延時間を求めることができる。つまり、遅延時間はシミュレーション時に設定することのできる固定値であって、遅延時間を設定し、親機に設けられた遅延発生装置26によって遅延時間をシミュレーションに反映させることで、実際の通信衛星との距離を考慮した上での各種機能・性能試験を行うことができることとなる。

（第２の発明）
本願の第２の発明は、前記第１の発明に加え、前記周波数変換器14は、前記親機20及び子機30が前記通信衛星から発射されるダウンリンク信号を受信する周波数レベル調節機能を備えていることを特徴とする。
（第３の発明）
本願の第３の発明は、第１又は２の発明に加え、前記子機30は、該子機30の移動状態を模擬するＧＰＳシミュレータである空中線制御装置35を備えていることを特徴とする。

（第４の発明）
本願の第４の発明は、電波の発射強度が電波法に定める範囲内に設定された微弱無線局である擬似衛星通信装置10と電波の送受信を行う親機20であって、
前記擬似衛星通信装置10を介して子機30と双方向通信を行い、
前記擬似衛星通信装置10との電波の送受信を行う親機空中線21と、
該親機空中線21と擬似衛星通信装置10との電波の送受信を制御する親機制御装置22と、
実際の衛星通信回線で生じる遅延時間を子機30との双方向通信に反映させる遅延発生装置26と、を備えることを特徴とする。

この発明によれば、通信衛星を介してＨＵＢ局とＥＳＶ局との間で双方向通信されるＥＳＶシステム等の通信機能試験及びシステム性能試験を、通信衛星として微弱無線局である擬似衛星通信装置、親機及び子機を用いることで、工場内等の室内空間でベンチテストレベルで提供できるため、以下のような効果がある。
（第１の発明における効果）
第１の発明によれば、擬似衛星通信装置を用いることで、以下の効果がある。
（１）実際の衛星通信回線を利用するのと等価な環境で、ＨＵＢ局及び子局の各種機能・性能試験を行うことができる。
（２）微弱無線局を使用するため、予め無線局等の開設の免許を受けておく必要がない。
（３）高価な衛星通信回線の一部帯域を前記試験に割り当てる必要がなく、衛星通信回線の効率的利用を害することがない。
（４）衛星通信回線の一部帯域を利用しないで回線パラメータを任意に可変して各種試験を自由に行えるので、電波の誤発射（例えば、指定衛星以外の衛星に接続、周波数・変調方式・帯域幅・送信電力・送信偏波面の設定ミス）による他の衛星回線運用者への与干渉の発生を阻止することができる。
（５）前記与干渉の発生を阻止することができるので、ＥＳＶシステム等の環境試験（動揺（振動）・走行移動）を実施することができる。
（６）空中線系装置関連の確認試験を行うことができ、容易にシステム試験を実現することができる。
（７）新規のＥＳＶシステム等の動作確認の他、システム開発やシステム変更及び機器の保守作業に利用することができる。

また、本発明における衛星シミュレーションシステムを構成する親機は、遅延発生装置を有するため、実際の通信衛星との距離を考慮した上で、各種機能・性能試験を行うことができる。
（第２の発明における効果）
第２の発明によれば、擬似衛星通信装置の周波数変換器に周波数レベル調整機能を持たせたことで、親機及び子機が実際の静止衛星からのダウンリンク信号を受信しても、本発明における衛星シミュレーションシステムへの影響を抑えることができる。

（第３の発明における効果）
子機に空中線制御装置を設けたことで、複数の擬似衛星通信装置及び子機を用いて、衛星切換の動作確認をすることができ、実際の船舶上で試験を行うよりも経費を大幅に削減することができるほか、複数の子機と接続する場合に、多数の混合器や分配器を用いる必要がなく、配線が煩雑となることもない。
（第４の発明における効果）
親機に、遅延発生装置を設けたことで、実際の通信衛星との距離を考慮した上で、各種機能・性能試験を行うことができることとなる。

本発明の一実施形態に係る衛星通信シミュレーションシステムの一例を表す図である。 通信衛星を利用したＥＳＶシステムを表す概念図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
（衛星通信シミュレーションシステム100）
本発明に係る衛星通信シミュレーションシステム100は、通信衛星を介してＨＵＢ局70とＥＳＶ局80との間で双方向通信されるＥＳＶシステム200の通信機能試験及びシステム性能試験を、通信衛星として微弱無線局である擬似衛星通信装置10を用いることで、工場内等の室内空間でベンチテストレベルで提供するものである。
衛星通信シミュレーションシステム100は、図２に示すような、ＥＳＶシステム200を運用する際に使用される通信衛星である宇宙局60、並びに地上に設置されるＨＵＢ局70及びＥＳＶ局80を模擬したものであって、図１に示すように、擬似衛星通信装置10、親機20及び子機30とで構成される。

親機20と子機30とは擬似衛星通信装置10を介して双方向に通信可能である。
通信機能試験及びシステム性能試験は、親機20及び子機30にそれぞれ接続されている第１外部端末50及び第２外部端末51にそれぞれインストールされているシミュレーションソフトのシミュレーションプログラムによって実行される。そして、各試験結果は親機20及び子機30が、第１外部端末50及び第２外部端末51から送られるシミュレーションプログラムの制御信号を受信できたか否かで確認できる。
（擬似衛星通信装置10）
擬似衛星通信装置10は、電波の発射強度が電波法に定める微弱な無線局の規定以下に設定されている微弱無線局である。

ここで、電波法に定める電波の発射強度は、下記に示す通りである。
（１）擬似衛星通信装置10から３ｍの距離で、電波の周波数帯が３２２ＭＨｚを超え１０ＧＨｚ以下、電界強度が３５μＶ／ｍ以下であること。
又は、
（２）擬似衛星通信装置10から３ｍの距離で、電波の周波数帯が１０ＧＨｚを超え１５０ＧＨｚ以下、電界強度が３．５ｆμＶ／ｍ以下であること。
また、擬似衛星通信装置10は、図１に示すように、空中線であるホーンアンテナ11と、ホーンアンテナ11に接続されている送受分波器12と、送受分波器12に接続されている整合器13と、整合器13に接続されている周波数変換器14とを備えている。

ホーンアンテナ11は親機20及び子機30から送信されるアップリンク信号40を受信し、かつ親機20及び子機30へ送信するダウンリンク信号41を送信するものである。
送受分波器12はホーンアンテナ11で受信したアップリンク信号40と、ホーンアンテナ11から送信するダウンリンク信号41とを４０ｄＢ以上の分離度をもって分離するものである。
周波数変換器14は、送受分波器12によって分離され、整合器13を介して送られたアップリンク信号40の周波数をダウンリンク信号41に適した周波数に変換するものである。

つまり、ホーンアンテナ11で受信されたアップリンク信号40は、送受分波器12及び整合器13を介して周波数変換器14に送られダウンリンク信号41に変換される。変換されたダウンリンク信号41は、送受分波器12及び整合器13を介してホーンアンテナ11から親機20又は子機30へ送信される。
また、親機20及び子機30が実際の静止衛星からのダウンリンク信号41を受信しても、親機20と子機30との双方向通信の機能試験に影響を与えないようにする為、周波数のレベル調整機能を擬似衛星通信装置10に持たせることが好ましい。

（親機20）
親機20は、シミュレーションソフトがインストールされている第１外部端末50に接続されており、第１外部端末50から送られたシミュレーションプログラムの制御信号を擬似衛星通信装置10を介して子機30へ送信し、子機30に接続されている第２外部端末51から送られた制御信号を擬似衛星通信装置10を介して受信する装置である。
親機20は、ホーンアンテナ11と信号の送受信を行う親機アンテナ21、送受信する信号を制御する親機制御装置22、電波の周波数特性等を測定するスペクトラムアナライザ25、実際の通信衛星を用いた時に生じる伝送時間の遅延を模擬的に発生させる遅延発生装置26、第１外部端末50と通信ネットワークを構築するためのルータ等の親機ネットワーク通信装置23、親機サーバ24及びその他の必要な機器を備えている。ここで、親機アンテナ21は、擬似衛星通信装置10から送信されるダウンリンク信号41を受信するとともに、擬似衛星通信装置10へアップリンク信号41を送信するものである。

（親機制御装置22）
親機制御装置22は、擬似衛星通信装置10から送られるダウンリンク信号41及び擬似衛星通信装置10へ送るアップリンク信号40を制御するものである。
親機制御装置22は、親機送受分波器22a、親機受信機22b、ＩＦ分配器22c、親機変復調装置22d、ＩＦ合成器22e及び親機周波数変換器22fから構成されている。
親機送受分波器22aは、アップリンク信号40とダウンリンク信号41とを分離するものである。

親機受信機22bは、親機送受分波器22aによって分離されたダウンリンク信号41を受信し、ＩＦ分配器22cへ送るものである。
ＩＦ分配器22cは、親機受信機22bから送られたダウンリンク信号41をスペクトラムアナライザ25及び親機変復調装置22dへ送るものである。
親機変復調装置22dには遅延発生装置26が接続されており、親機変復調装置22dは第１外部端末から遅延発生装置26を介して送られる制御信号を変調するものである。
ＩＦ合成器22eは、遅延発生装置26から送られ、親機変復調装置22dで変調された信号等を合成するものである。

親機周波数変換器22fは、ＩＦ合成器22eで合成された信号をアップリンク信号40に適した周波数に変換するものである。
（遅延発生装置26）
遅延発生装置26は、第１外部端末から送られる制御信号を親機制御装置22に送る際に、実際の通信衛星を用いた時に生じる伝送時間の遅延を反映させて送るものである。
ＨＵＢ局70及びＥＳＶ局80が、静止衛星軌道上の人工衛星等と通信する場合、伝搬距離によって電波伝搬に遅延が生じる。ここで、電波伝搬時に生じる遅延を遅延時間とする。

具体的には、通信衛星を東経１７２°の静止軌道にある「Ｅｕｅｌｓａｔ−１７２Ａ」としたときには、伝搬距離が最大で４１，３４６ｋｍ、最小で３５，７８７ｋｍとなり、１１９ｓｅｃ〜１３８ｓｅｃの遅延時間が発生することとなる（表１参照）。ここで、伝搬距離の最大値及び最小値は、地球局であるＨＵＢ局70又はＥＳＶ局80から通信衛星を見る仰角で決まる。伝搬距離の最小値は、通信衛星直下の赤道下であって、仰角が９０°としたときであり、最大値は、仰角が３°となる位置に地球局を設置したときである。そして、伝搬距離が最大となるときに遅延時間が最大となり（最大遅延時間）、伝搬距離が最小となるときに遅延時間が最小となる（最小遅延時間）。

この遅延時間は電波の伝搬距離によって決まるため、対象とする通信衛星を設定することで遅延時間を求めることができる。つまり、遅延時間はシミュレーション時に設定することのできる固定値である。
そこで、親機制御装置22にシミュレーションプログラムの制御信号を送信する際に、遅延発生装置26を介して送信することで、実際の通信衛星回線を使用した時に生じる遅延時間を反映させたシミュレーション結果を得られることとなる。
（子機30）
ＥＳＶ機30は、第２外部端末51に接続されており、親機20に接続されている第１外部端末50から送られた制御信号を擬似衛星通信装置10を介して受信し、第２外部端末51から送られたシミュレーションプログラムの制御信号を擬似衛星通信装置10を介して親機20へ送信する装置である。

子機30は、ホーンアンテナ11と信号の送受信を行う子機アンテナ31、送受信する信号を制御する子機制御装置32、第２外部端末51と通信ネットワークを構築するためのルータ等の子機ネットワーク通信装置33、子機サーバ34、移動中の衛星捕捉状態や、複数の衛星シミュレータにより自動衛星切換機能の動作確認を行うＧＰＳシミュレータ等を備えた空中線制御装置35及びその他の必要な機器を備えている。ここで、子機アンテナ31は、擬似衛星通信装置10から送信されるダウンリンク信号41を受信するとともに、擬似衛星通信装置10へアップリンク信号40を送信するものである。

（子機制御装置32）
子機制御装置32は、擬似衛星通信装置10から送られるダウンリンク信号41及び擬似衛星通信装置10へ送るアップリンク信号40を制御するものである。
子機制御装置32は、子機送受分波器32a、子機受信機32b、子機変復調装置32c及び子機周波数変換器32dから構成されている。
子機送受分波器32aは、アップリンク信号40とダウンリンク信号41とを分離するものである。

子機受信機32bは、子機送受分波器32aによって分離されたダウンリンク信号41を受信し、子機変復調装置32cへ送るものである。
子機変復調装置32cには子機ネットワーク通信装置33、子機サーバ34及び空中線制御装置35が接続されており、子機変復調装置32cは子機受信機32bで受信したダウンリンク信号41を復調して各装置を介して第２外部端末51に送信するとともに、第２外部端末51から各装置を介して送られた制御信号を変調する。
子機周波数変換器32dは、子機変復調装置32cで復調された制御信号をアップリンク信号40に適した周波数に変換するものである。

（ＥＳＶシステム200）
衛星通信シミュレーションシステム100は、実際の衛星通信回線を利用したＥＳＶシステム200と等価な環境で、ＨＵＢ局70とＥＳＶ局80との双方向通信の各種機能・性能等を試験するためのものである。そこで、ＥＳＶシステム200について説明する。
ＥＳＶシステム200とは、静止衛星軌道上の通信衛星である宇宙局60を介して、ＨＵＢ局70とＥＳＶ局80との間で双方向通信を行うものである。
ＥＳＶシステム200の双方向通信に利用される電波の周波数帯は、Ｃ帯（アップリンク周波数帯が６ＧＨｚ帯、ダウンリンク周波数帯が４ＧＨｚ帯）、Ｋｕ帯（アップリンク周波数帯が１４ＧＨｚ帯、ダウンリンク周波数帯が１２ＧＨｚ帯）、又はＫａ帯（アップリンク周波数帯が３０ＧＨｚ帯、ダウンリンク周波数帯が２０ＧＨｚ帯）だが、他にもＬ帯、Ｓ帯、Ｘ帯でも応用ができる。

通信方式は、時分割多元接続方式（TDMA（Time Division Multiple Access））、周波
数分割多元接続方式（FDMA（Frequency Division Multiple Access））、符号分割多元接続（CDMA（Code Division Multiple Access））等が利用される。
ＥＳＶシステム200は、図２に示すように、通信衛星である宇宙局60、並びに地上に設置され、宇宙局60を介して相互に通信を行うＨＵＢ局70及びＥＳＶ局80で構成される。
宇宙局60は、宇宙局アンテナ61と、宇宙局分波器62と、宇宙局増幅器63と、宇宙局周波数変換器64とからなる。

ＨＵＢ局70は、ＨＵＢ局アンテナ71及びＨＵＢ局制御装置72を備えている。また、ＨＵＢ局制御装置72はＨＵＢ局送受分波器72a、ＨＵＢ局増幅器72b、ＨＵＢ局周波数変換器72c及びＨＵＢ局変復調装置72dを備えている。
ＥＳＶ局80は、ＥＳＶ局アンテナ81及びＥＳＶ局制御装置82を備えている。また、ＥＳＶ局制御装置82はＥＳＶ局分波器82a、ＥＳＶ局増幅器82b、ＥＳＶ局周波数変換器82c及びＥＳＶ局変復調装置82dを備えている。
ＥＳＶシステム200において、ＨＵＢ局70から送られた制御信号が、ＥＳＶ局装置80で受信したことを確認する場合を以下に示す。

制御信号を送る外部端末（図示せず）はＨＵＢ局変復調装置72dに接続されており、外部端末から送られる制御信号はＨＵＢ局変復調装置72dで変調され、ＨＵＢ局周波数変換器72cでアップリンク信号40に適した周波数に変換される。このアップリンク信号40はＨＵＢ局増幅器72bで増幅され、ＨＵＢ局送受分波器72aを介してＨＵＢ局アンテナ71から宇宙局60へ発射される。
宇宙局60では、アップリンク信号40を宇宙局アンテナ61で受信する。受信されたアップリンク信号40は宇宙局分波器62を介して宇宙局増幅器63に送られ、宇宙局増幅器63で増幅され、宇宙局周波数変換器64でダウンリンク信号41に適した周波数に変換される。ダウンリンク信号41は宇宙局増幅器63で増幅され、宇宙局分波器62を介して、宇宙局アンテナ61からＥＳＶ局80へ発射される。

ＥＳＶ局80では、宇宙局60からのダウンリンク信号41をＥＳＶ局アンテナ81で受信する。受信されたダウンリンク信号41はＥＳＶ局送受分波器82aを介してＥＳＶ局増幅器82bへ送られＥＳＶ局増幅器82bで増幅される。次に、送られたダウンリンク信号41をＥＳＶ局に接続されている外部端末（図示せず）で受信できるように、ＥＳＶ局周波数変換器82cで周波数を変換し、ＥＳＶ局変復調装置82dで受信信号へと復調される。
復調された受信信号は、ＥＳＶ局変復調装置82dに接続されている外部端末（図示せず）に送信されることで、ＨＵＢ局70側から送信された制御信号をＥＳＶ局70が受信したことを確認することができる。

次に、ＥＳＶシステム200において、ＥＳＶ局80から送信した制御信号が、ＨＵＢ局70で受信したことを確認する場合を以下に示す。
制御信号を送る外部端末（図示せず）はＥＳＶ局変復調装置82dに接続されており、外部端末から送られる制御信号はＥＳＶ局変復調装置82dで変調され、ＥＳＶ局周波数変換器82cでアップリンク信号40に適した周波数に変換される。アップリンク信号40はＥＳＶ局増幅器82bで増幅され、ＥＳＶ局送受分波器82aを介して、ＥＳＶ局アンテナ81から宇宙局60へ発射される。

宇宙局60では、アップリンク信号40を宇宙局アンテナ61で受信する。受信されたアップリンク信号40は宇宙局分波器62を介して宇宙局増幅器63へ送られ、宇宙局増幅器63で増幅され、宇宙局周波数変換器64でダウンリンク信号41に適した周波数に変換される。ダウンリンク信号41は宇宙局増幅器63で増幅され、宇宙局分波器62を介して、宇宙局アンテナ61からＨＵＢ局70へ発射される。
ＨＵＢ局70では、宇宙局60からのダウンリンク信号41をＨＵＢ局アンテナ71で受信する。受信されたダウンリンク信号41はＨＵＢ局送受分波器72aを介してＨＵＢ局増幅器72bへ送られ、ＨＵＢ局増幅器72bで増幅される。次に、送られたダウンリンク信号41をＨＵＢ局70に接続された外部端末（図示せず）で受信できるように、ＨＵＢ局周波数変換器72cで周波数を変換し、ＨＵＢ局変復調装置72dで受信信号へと復調される。

復調された受信信号は、ＨＵＢ局変復調装置72dに接続されている外部端末（図示せず）に送信されることで、ＥＳＶ局80側から送信された制御信号をＨＵＢ局70が受信したことを確認することができる。
（衛星通信シミュレーションシステム100の実行）
次に、前述のＥＳＶシステム200の性能試験を前述した衛星通信シミュレーションシステム100を用いて行う場合について説明する。
前述のように、システム性能試験は、親機20及び子機30にそれぞれ接続されている第１外部端末50及び第２外部端末51にインストールされているシミュレーションソフトのシミュレーションプログラムによって実行される。そして、各試験結果は親機20及び子機30が、第１外部端末50及び第２外部端末51から送られるシミュレーションプログラムの制御信号を受信できたか否かで確認できる。そこで、プログラムの制御信号を受信できたか否かの確認方法について説明する。

ここで、ＥＳＶシステム200では、Ｋｕ帯、Ｃ帯、Ｋａ帯及びその他の周波数帯の回線を使用する。しかし、衛星通信シミュレーションシステムではこれらの周波数帯の回線の代わりに微弱無線局である擬似衛星通信装置10を表２から表４に示した回線に設定することで、実際の衛星通信回線を用いたときと等価な環境でＥＳＶシステム200を衛星通信シミュレーションシステム100によってシミュレートする。ここで、表２は、擬似衛星通信装置10を微弱な無線局とするための最大レベルダイヤ及び運用レベルダイヤであって、Ｋｕ帯の一例である。また、表３は、微弱な無線局とするための最大レベルダイヤ及び運用レベルダイヤであって、Ｃ帯の一例である。また、表４は、微弱な無線局とするための最大レベルダイヤ及び運用レベルダイヤであって、Ｋａ帯の一例である。

まず、衛星通信シミュレーションシステム100において、親機20に接続された第１外部端末50から送信されたシミュレーションプログラムの制御信号を子機30が受信したことを確認する場合を以下に示す。
第１外部端末50は親機20と通信ネットワークを構築しているため、第１外部端末50から送信されるシミュレーションプログラムの制御信号は親機ネットワーク通信装置23及び遅延発生装置26を介して親機変復調装置22dへ送られ、変調される。遅延発生装置26を介して送られることで、親機20と子機30との間で生じる往復の衛星区間の遅延時間を考慮して制御信号を送ることができる。次に、親機変復調装置22dで変調された制御信号はＩＦ合成器22eを経て親機周波数変換器22fでアップリンク信号40に適した微弱電波の周波数に変換される。このアップリンク信号40は親機送受分波器22aを介して、親機アンテナ21から擬似衛星通信装置10へ発射される。

擬似衛星通信装置10では、アップリンク信号40をホーンアンテナ11で受信する。受信されたアップリンク信号40は送受分波器12を介して整合器13へ送られ、インピーダンス整合され、周波数変換器14でダウンリンク信号41に適した周波数に変換される。このダウンリンク信号41は整合器13でインピーダンス整合され、送受分波器12を介して、ホーンアンテナ11から子機30へ発射される。
子機30では、擬似衛星通信装置10からのダウンリンク信号41を子機アンテナ31で受信する。受信されたダウンリンク信号41は子機送受分波器32aを介して子機受信機32bで受信され、子機変復調装置32cで受信信号へと復調される。復調された受信信号は、子機ネットワーク通信装置33を介して子機30と通信ネットワークを介して接続されている第２外部端末51に送信される。子機30に接続された第２外部端末51に受信信号が送信されることで、親機20側から送信された制御信号を子機30が受信したことを確認することができる。

次に、衛星通信シミュレーションシステム100において、子機30に接続された第２外部端末51から送信されたシミュレーションプログラムの制御信号を親機20が受信したことを確認する場合を以下に示す。
第２外部端末51は子機30と通信ネットワークを構築しているため、第２外部端末51から送信されるシミュレーションプログラムの制御信号は子機ネットワーク通信装置33を介して子機変復調装置32cへ送られ変調される。次に、子機周波数変換器32dでアップリンク信号40に適した微弱電波の周波数に変換される。このアップリンク信号40は子機送受分波器32aを介して、子機アンテナ31から擬似衛星通信装置10へ発射される。

擬似衛星通信装置10では、アップリンク信号40をホーンアンテナ11で受信する。受信されたアップリンク信号40は送受分波器12を介して整合器13へ送られ、インピーダンス整合され、周波数変換器14でダウンリンク信号41に適した周波数に変換される。このダウンリンク信号41は整合器13でインピーダンス整合され、送受分波器12を介して、ホーンアンテナ11から親機20へ発射される。
親機20では、擬似衛星通信装置10からのダウンリンク信号41を親機アンテナ21で受信する。受信されたダウンリンク信号41は親機送受分波器22aを介して親機受信機22dで受信され、ＩＦ分配器22cを経て、親機変復調調装置22dで受信信号へと復調される。ここで、前記ダウンリンク信号41はＩＦ分配器22cによって、電波の周波数特性等を測定するためスペクトラムアナライザ25にも送られる。

復調された受信信号は、親機ネットワーク通信装置23を介して親機20と通信ネットワークを介して接続されている第１外部端末50に送信される。親機20に接続された外部端末に受信信号が送信されることで、子機30側から送信された制御信号を親機20が受信したことを確認することができる。
（総括）
前述のように構成された衛星通信シミュレーションシステム100を用いることで、ＥＳＶシステム200のシステム性能試験及び通信機能試験として、以下のような性能試験を行うことができる。
１．衛星の自動捕捉及び自動追尾の機能を確認すること。

２．信号の受信ポートをソフトウェアにより選択する機能を確認すること。
３．電波の発射停止機能
（１）受信ＴＤＭ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ、時分割多重装置）等のキャリアの受信状態により制御される電波の発射停止機能を確認すること。
（２）ＨＵＢ局70又はＥＳＶ局80の障害時における電波の発射停止機能を確認すること。
（３）ＨＵＢ局70の制御による電波の発射停止機能を確認すること。

（４）ＥＳＶシステム200を運用することができない海域であって、各沿岸国の低潮線から１２５ｋｍ以内の海域での電波の発射停止機能を確認すること。（以上は、Ｋｕ帯、なおＣ帯の場合は、低潮線から３００ｋｍ以内）
４．発射電波の強度の管理機能、ＥＳＶシステム200のＥＩＲＰ（実効等方輻射電力）の監視、制御機能を確認すること。
５．ＥＳＶシステム200の主要機器の監視・制御及びリモートメンテナンスの機能を確認すること。

６．ＥＳＶシステム200の航路情報等を定期的にＨＵＢ局70及び地上の必要とする拠点に報告する機能を確認すること。
７．ＵＡＴ（Ｕｐｌｉｎｋ Ａｃｃｅｓｓ Ｔｅｓｔ、回線開通試験）を自動的に行う機能を確認すること。
８．親機20、擬似衛星通信装置10、子機30のＥＩＲＰ（実効等方輻射電力）を調整することで、システムの運用レベルダイヤで動作させると共に、降雨減衰等を模擬したスレッショルド（閾値）レベルでの運用評価を行うこと。

９．親機20、擬似衛星通信装置10、子機30の回線パラメータ（伝送速度、変調方式、誤り訂正レート、所要帯域幅等）を可変したシステム試験を行うこと。
１０．子機30の空中線制御装置に付加されたＧＰＳシミュレータ等により、移動中の衛星捕捉状態や複数の衛星シミュレータにより、自動衛星切換機能の動作確認を行うこと。
これらの機能は、親機20及び子機30に接続されている第１外部端末50及び第２外部端末51にインストールされているシミュレーションソフトのシミュレーションプログラムによって各端末で実行される。そして、前記プログラムによって各端末で実行された前記諸機能は、各諸機能の制御信号が、上述した擬似衛星通信装置10を介して親機20と子機30との間で送受信されたか否かで確認することができる。

以上、添付図面を参照して本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されることなく、特許請求の範囲の記載から把握される技術的範囲において種々に変更可能である。また、ＥＳＶシステム200について説明したが、ＶＳＡＴシステム及びその他の衛星通信システムについても用いることができる。

10 擬似衛星通信装置 11 空中線（ホーンアンテナ） 12 送受分波器
13 整合器 14 周波数変換器
20 親機 21 親機空中線（親機アンテナ） 22 親機制御装置
22a 親機送受分波器 22b 親機受信機 22c ＩＦ分配器
22d 親機変復調装置 22e ＩＦ合成器 22f 親機周波数変換器
23 親機ネットワーク通信装置 24 親機サーバ
25 スペクトラムアナライザ 26 遅延発生装置
30 子機 31 子機アンテナ 32 子機制御装置
32a 子機送受分波器 32b 子機受信機 32c 子機変復調装置
32d 子局周波数変換器 33 子機ネットワーク通信装置 34 子機サーバ
35 子機空中線制御装置
40 アップリンク信号 41 ダウンリンク信号
50 第１外部端末 51 第２外部端末
60 宇宙局 61 宇宙局アンテナ 62 宇宙局分波器
63 宇宙局増幅器 64 宇宙局周波数変換器
70 ＨＵＢ局 71 ＨＵＢ局アンテナ 72 ＨＵＢ局制御装置
72a ＨＵＢ局送受分波器 72b ＨＵＢ局増幅器
72c ＨＵＢ局周波数変換器 72d ＨＵＢ局変復調装置
80 子局（ＥＳＶ局） 81 子局アンテナ 82 子局制御装置
82a ＥＳＶ局送受分波器 82b ＥＳＶ局増幅器
82c ＥＳＶ局周波数変換器 82d ＥＳＶ局変復調装置
100 衛星通信シミュレーションシステム 200 ＥＳＶシステム

Claims (4)

1. 通信衛星を介したＨＵＢ局と子局との双方向通信システムの通信機能をシミュレートする衛星通信シミュレーションシステムであって、
   該衛星通信シミュレーションシステムは、
   電波の発射強度が電波法に定める範囲内に設定された微弱無線局である擬似衛星通信装置と、該擬似衛星通信装置を介して双方向通信を行う親機及び子機と、を備え、
   前記擬似衛星通信装置は、
   前記ＨＵＢ局及び前記子局との間で電波を送受信する空中線と、
   前記ＨＵＢ局又は前記子局から発射される電波を受信し、前記受信した電波の周波数を所定の周波数へ変換する周波数変換器と、を備え、
   前記親機は、
   前記空中線との電波の送受信を行う親機空中線と、
   該親機空中線と前記空中線との電波の送受信を制御する親機制御装置と、
   実際の衛星通信回線で生じる遅延時間をシミュレーションに反映させる遅延発生装置と、を備えることを特徴とする衛星通信シミュレーションシステム。
2. 前記周波数変換器は、前記親機及び子機が前記通信衛星から発射されるダウンリンク信号を受信する周波数レベル調節機能を備えていることを特徴とする請求項１記載の衛星通信シミュレーションシステム。
3. 前記子機は、該子機の移動状態を模擬するＧＰＳシミュレータである空中線制御装置を備えていることを特徴とする請求項１又は２記載の衛星通信シミュレーションシステム。
4. 電波の発射強度が電波法に定める範囲内に設定された微弱無線局である擬似衛星通信装置と電波の送受信を行う親機であって、
   前記擬似衛星通信装置を介して子機と双方向通信を行い、
   前記擬似衛星通信装置との電波の送受信を行う親機空中線と、
   該親機空中線と擬似衛星通信装置との電波の送受信を制御する親機制御装置と、
   実際の衛星通信回線で生じる遅延時間を子機との双方向通信に反映させる遅延発生装置と、を備えることを特徴とする親機。