JP3623192B2

JP3623192B2 - 衛星通信システムの連送制御方式

Info

Publication number: JP3623192B2
Application number: JP2001380995A
Authority: JP
Inventors: 佳子山田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2001-12-14
Filing date: 2001-12-14
Publication date: 2005-02-23
Anticipated expiration: 2021-12-14
Also published as: JP2003188785A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、衛星を介して複数のサービス地域に通信または放送を行う衛星通信システムにおいて、各サービス地域の地域気象情報による信号強度減衰の補償・修正に供される制御方式に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の衛星通信システムでは、衛星通信または衛星放送において、通信または放送の電波減衰につながる電波障害量情報の１つである降雨減衰量を予め統計的手法によって推定し、目標とする回線稼動率を満たす降雨減衰量の推定値を見込んだ一定の強さの電波を、衛星から地球局あるいは地球局から衛星へ放射している。この降雨減衰量を考慮して余裕を持たせることを降雨マージンと称している。通信または放送の品質確保のために一定値の固定された電波障害量の降雨マージンを見込んでいる従来の通信・放送衛星は、推定値に基いているので、実際には降雨量が多くて推定による降雨マージンでは降雨減衰量を補償できない地域や、晴天で降雨マージンが必要でない地域が存在したりして、衛星の限りある電力を有効に用いていなかった。
【０００３】
そこで、降雨減衰量の推定値を用いずに、実際の降雨量によって電力制御する衛星通信システムが、特開平５−４１６８３号公報に示されている。
図５は、特開平５−４１６８３号公報に掲載された従来の衛星通信・放送電力制御方式を示す構成図である。図において、Ａ，Ｂ，Ｃは通信または放送電波を受信する複数、例えば３箇所のサービス地域、Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｃはサービス地域Ａ，Ｂ，Ｃそれぞれの降雨等の地域気象情報、Ｓｄは各サービス地域Ａ，Ｂ，Ｃから寄せられた地域気象情報Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｃを集合した全気象情報、Ｓ１は送信電力制御情報、１は地域気象情報収集及び配信機関、２は演算装置、３は衛星管制局、４は衛星、５はマルチビームアンテナ、Ｔ１は送信電力制御情報Ｓ１を衛星４へ伝える電波、Ｔａ，Ｔｂ，Ｔｃは通信または放送の複数の各サービス地域Ａ，Ｂ，Ｃ向けの通信電波または放送電波である。ここで、衛星内のアンテナに供給される供給送信電力総量のうち、各サービス地域Ａ，Ｂ，Ｃのそれぞれに対して見込んだ降雨マージンに相当する送信電力が予めそれぞれ設定される。その各サービス地域に対して設定された降雨マージンに相当する送信電力の全サービス地域での合計を降雨減衰補償用送信電力としている。
【０００４】
次に動作について説明する。各サービス地域Ａ，Ｂ，Ｃの地域気象情報Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｃは地域気象情報収集及び配信機関１を経由して、各サービス地域Ａ，Ｂ，Ｃの集合された気象情報Ｓｄとして即時または間欠的に演算装置２へ入力される。演算装置２は、全気象情報Ｓｄに基づき、降雨減衰補償用送信電力をサービス地域Ａ，Ｂ，Ｃへ振分け配分する情報、即ち送信電力制御情報Ｓ１を導く。この時、降雨減衰補償用送信電力を降雨による回線品質の劣化がより大きいと予測されるサービス地域Ａ，Ｂ，Ｃへ優先的に振分け配分する。演算装置２で得られた送信電力制御情報Ｓ１は衛星管制局３を経由して送信電力制御情報を伝える電波Ｔ１として衛星４に伝えられる。衛星４は電波Ｔ１により伝えられた送信電力制御情報Ｓ１に基づき各サービス地域Ａ，Ｂ，Ｃ向けの送信電力を制御し、各サービス地域向けの通信電波または放送電波Ｔａ，Ｔｂ，Ｔｃをマルチビームアンテナ５から放射する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来は以上のように構成されていたので、降雨量が多すぎると、降雨減衰補償用送信電力の限界を超えることがある。このように降雨量の増加による降雨減衰量を、送信電力を増加することで補償しきれない時には、回線品質が劣化して信号強度が減衰し、情報が欠落するという問題点があった。
【０００６】
この発明は、上記のような問題点を解消するためになされたもので、降雨減衰補償用送信電力の限界を超える降雨量の場合でも、信号強度減衰を補償して情報をサービス地域に送達できる信頼性の高い衛星通信システムの連送制御方式を得ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明に係わる衛星通信システムの連送制御方式は、衛星を介して複数のサービス地域に通信または放送する際、通信または放送電波の減衰につながる前記各サービス地域の地域気象に係る電波障害量情報に基いて前記各サービス地域への連送回数を設定する連送回数設定手段と、その連送の時間間隔を設定する連送間隔設定手段と、この設定した連送回数と連送間隔になるように、前記衛星から前記各サービス地域への連送回数と連送間隔
を制御する連送回数連送間隔制御手段とを備えたことを特徴とするものである。
【０００８】
また、この発明に係わる衛星通信システムの連送制御方式において、前記地域気象に係る電波障害量情報は降雨量であり、前記連送回数設定手段は、前記各サービス地域に対し、その地域の前記降雨量による降雨減衰量を補償する送信電力を確保できない時、前記降雨減衰量を補償するような連送回数を設定することを特徴とするものである。
【０００９】
また、この発明に係わる衛星通信システムの連送制御方式において、前記地域気象に係る電波障害量情報は降雨量であり、前記連送回数設定手段は、前記各サービス地域に対し、その地域の前記降雨量による降雨減衰量を補償するような送信電力と連送回数を設定するものとし、前記衛星から前記各サービス地域への送信電力が前記設定した送信電力になるように構成したことを特徴とするものである。
【００１０】
また、この発明に係わる衛星通信システムの連送制御方式における前記連送間隔設定手段は、前記地域気象の風速に基いて連送の時間間隔を設定することを特徴とするものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
参考例１．
図１は参考例１に係る衛星通信システムの要部を示す構成図である。図において、Ａ，Ｂ，Ｃは通信または放送電波を受信する複数、例えば３箇所のサービス地域、Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｃはサービス地域Ａ，Ｂ，Ｃそれぞれの地域気象情報、Ｓｄは各サービス地域Ａ，Ｂ，Ｃから寄せられた地域気象情報Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｃを集合した全気象情報、Ｓ１０は各サービス地域Ａ，Ｂ，Ｃの送信電力・連送制御情報、１は地域気象情報収集及び配信機関、３は衛星管制局、４は衛星、５はマルチビームアンテナ、１０は演算・連送制御装置、Ｔ１は送信電力・連送制御情報Ｓ１０のうちの各サービス地域Ａ，Ｂ，Ｃへの送信電力制御情報を衛星４へ伝える電波、Ｔａ，Ｔｂ，Ｔｃは通信または放送の複数の各サービス地域Ａ，Ｂ，Ｃ向けの通信電波または放送電波である。また、図２は参考例１に係る連送制御方式を説明するグラフで、横軸に降雨量（ｍｍ／ｈ）、縦軸に連送回数（回）を示す。
【００１２】
衛星を介して複数のサービス地域に通信または放送する際、各サービス地域の地域気象に係る電波障害によって、通信または放送電波の信号強度減衰が生じる。
【００１３】
この参考例１では、例えば地域気象の降雨量が通信または放送電波の減衰を招く電波障害量であるとしている。このため、各サービス地域Ａ，Ｂ，Ｃの地域気象の降雨量情報に基いて各サービス地域Ａ，Ｂ，Ｃへの信号強度減衰を演算し、この信号強度減衰に応じて衛星内のアンテナへの供給送信電力総量を振分け配分して、信号強度減衰の補償または修正を行うように制御している。
【００１４】
次にこの参考例１の動作について説明する。図1において、各サービス地域Ａ，Ｂ，Ｃの地域気象情報Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｃは地域気象情報収集及び配信機関1を経由して、各サービス地域Ａ，Ｂ，Ｃの集合された全気象情報Ｓｄとして即時または間欠的に演算・連送制御装置１０へ入力される。演算・連送制御装置１０は、全気象情報Ｓｄに基づき、降雨減衰補償用送信電力を各サービス地域Ａ，Ｂ，Ｃへ配分する情報を作成する。
即ち、衛星内のアンテナへの供給送信電力総量には、各サービス地域Ａ，Ｂ，Ｃの降雨減衰量を考慮して持たせた余裕（降雨マージン）に相当する送信電力があるが、その一部または全部を、全サービス地域に対する降雨減衰補償用送信電力とする。演算・連送制御装置１０によって、降雨減衰補償用送信電力を、降雨による回線品質の劣化がより大きいと予測されるサービス地域Ａ，Ｂ，Ｃへ優先的に振分け配分する情報、即ち送信電力制御情報を導く。そして全サービス地域の降雨減衰量を補償するような送信電力を確保できた場合、各サービス地域の連送回数を１回として連送制御情報を作成する。
【００１５】
次に、いずれか１つまたは複数のサービス地域の降雨量が多くて、全サービス地域の降雨減衰量を補償する送信電力を降雨減衰補償用送信電力で確保できない場合について説明する。全気象情報Ｓｄの降雨量情報に基いて、降雨減衰補償用送信電力を各サービス地域Ａ，Ｂ，Ｃへ配分する情報を作成する際、例えば降雨量が少ないサービス地域から順にその降雨マージンに相当する送信電力を振分け配分していく。複数のサービス地域のうちでその降雨減衰量を補償する送信電力を確保できた地域に対しては、連送回数を１回として設定する。
また、複数のサービス地域のうちでその降雨減衰量を補償する送信電力を確保できないサービス地域に対しては、図２に示すように降雨量に従って２回以上の連送回数を設定して連送制御情報とする。このサービス領域の送信電力制御情報は送信電力の基準値でもよいし、降雨減衰補償用送信電力がまだあればこれに基準値をプラスした送信電力を設定してもよい。
【００１６】
この様に設定した情報は、送信電力・連送制御情報Ｓ１０として、衛星管制局3へ伝えられる。衛星管制局3では、連送制御情報に基づき連送制御が実施されるが、送信電力制御情報の方は電波Ｔ１として衛星４に伝えられ、衛星４は電波Ｔ１により伝えられた送信電力制御情報に基づいて、各サービス地域Ａ，Ｂ，Ｃ向けの送信電力を制御し、各サービス地域向けの通信波または放送波Ｔａ，Ｔｂ，Ｔｃをマルチビームアンテナ5から放射する。
【００１７】
連送制御は、図２に示されるように、降雨量が増大するに従って、最初は連送回数を１回として送信電力を増やすことで降雨減衰量を補償するが、降雨量による降雨減衰量を補償するような送信電力を確保できなくなると、連送回数を2回、3回と増やしていく。
【００１８】
さらに、降雨量に応じて連送回数を増加させるだけではなく、例えば、送信する情報の重要度をも考慮して連送回数を設定することもできる。即ち、降雨率ｘの時のエラー率をαとし、エラー許容率をβとして、連送回数ｙが次式を満たすように設定する。
α^y ＜β
ここでｘは降雨率（ｍｍ／ｈ）を意味し、エラー率α＝ＢＥＲ（Bit Error Rate）であり、エラー許容率β＝ＢＥＲの許容限界値である。
降雨率ｘの時のエラー率をαとし、エラー許容率をβとして、予め演算・連送制御装置１０に記憶しておけば、全降雨量情報Ｓｄから降雨率ｘを演算することで連送回数ｙを設定することができる。
上記の式におけるエラー許容率βを、情報の重要度等に応じて設定すれば、連送回数ｙも情報の重要度に合わせて変化し、降雨減衰を補償できると共に、特に重要な情報を確実に通信することができる。
【００１９】
また、上記の図２に基く連送制御では、連送回数が１回の時には、送信電力を増やすことで降雨減衰を補償し、連送回数が２回以上の時には、降雨量に対して一定の送信電力としている。これに対し、連送回数が２回以上の時にも降雨減衰を考慮して送信電力を変化させてもよい。連送回数が２回以上の時も送信電力を変化させることで、より降雨減衰に適した送信電力及び連送回数を設定することができ、確実に情報を送信できるとともに送信電力の節約を図ることができる。
【００２０】
また、演算・連送制御装置１０で送信電力・連送制御情報Ｓ１０を作成する際、図３に示すように設定してもよい。図３は、１つのサービス地域の連送制御を示すもので、横軸に降雨量（ｍｍ／ｈ）、縦軸に連送回数と送信電力を示している。グラフ内の実線は連送回数であり、点線は送信電力である。送信電力の最大値は、このサービス地域で確保できる所定の送信電力である。図３に示したグラフを利用して、ある降雨量の時にそのｘ軸の値からｙ軸の値である連送回数と送信電力とを決定する。この制御方式では、全サービス地域の降雨減衰量を補償する送信電力を降雨減衰補償用送信電力で確保できない場合に連送回数を増やすのではなく、ある地域でその時点の降雨量に応じて最適な送信電力と連送回数を設定する。このため、より降雨減衰に適した送信電力及び連送回数を設定することができ、確実に情報を送信できるとともに送信電力の節約を図ることができる。
【００２１】
なお、地域気象情報Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｃ及び気象情報Ｓｄの電波障害量情報としては、気象庁が提供するＡＭｅＤＡＳ（アメダス）毎正時１時間降水量、レーダアメダス合成降水量、降水量の短時間予報等が考えられる。地域気象情報収集及び配信機関1としては、気象庁や日本気象協会、民間の気象情報会社等が考えられる。
また、降雨量の他に気象情報Ｓｄに係る電波障害量情報としては、降雪量、風力、温度、湿度、濃霧、落雷等が考えられ、これらが原因となる電波障害量情報に対しても、連送回数を設定して連送することで、回線劣化を防ぐことができる衛星通信システムが得られる。
【００２２】
実施の形態１．
図４はこの発明の実施の形態１による衛星通信システムの連送制御方式を説明するグラフで、１つのサービス地域の連送の時間間隔制御を示すものであり、横軸に風速（ｋｍ／ｈ）、縦軸に連送間隔（分）を示す。
参考例 1では、連送制御を行う場合、連送の時間間隔をとらずに連続して行っていたが、この実施の形態１では、連送の時間間隔を設定して、所定時間置いてから連送するように制御している。ここで、衛星通信システムの構成や、連送回数の設定などは、参考例１と同様である。
【００２３】
例えば、参考例１の演算・連送制御装置１０で降雨減衰を補償するように連送回数を設定しても、風速が遅い場合には雨雲が停滞しており、何度送っても同じということになりかねない。このような場合には雨雲が移動してから連送を行うようにするため、この実施の形態では、風速に基いて時間間隔を設定している。即ち、図４に示すように風速が遅い場合には連送間隔を長く設定する。一方、風速が速い場合には雨雲の移動も速いので、連続して送っても、実際にはサービス地域内には複数の受信局があり、そのサービス地域内の前回とは異なる受信局に情報を送達することができる。従って、風速が速くなるにつれて連送間隔を短く設定する。この時の各サービス地域の風速は、図１に示したように、地域気象情報収集及び配信機関１に集められた各サービス地域Ａ，Ｂ，Ｃの気象情報Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｃに含まれているはずであり、演算・連送制御装置１０に送られる複数のサービス地域の地域気象情報を集合した気象情報Ｓｄに含まれる。
またこの様に設定した連送の時間間隔の情報は、送信電力・連送制御情報Ｓ１０として、衛星管制局3へ伝えられる。衛星管制局3では、連送間隔制御情報に基づき連送間隔制御が実施される。
このように、演算・連送制御装置１０において、連送間隔を状況に応じて変化させることで、確実に情報を送信でき、衛星通信システムの信頼性を向上できる。
【００２４】
なお、上記では風速に応じて連送間隔を変化させたが、通信電波が混み合う時間帯などの場合には連送の時間間隔を長く設定してもよい。また、例えば通信状況を一定時間毎に検知して、電波の込み合った状態が解消された時点で送信するように構成してもよい。
なお、上記では、複数のサービス地域の数をＡ，Ｂ，Ｃの３箇所にしているが、これに限るものではない。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、衛星を介して複数のサービス地域に通信または放送する際、通信または放送電波の減衰につながる前記各サービス地域の地域気象に係る電波障害量情報に基いて前記各サービス地域への連送回数を設定する連送回数設定手段と、その連送の時間間隔を設定する連送間隔設定手段と、この設定した連送回数と連送間隔になるように、前記衛星から前記各サービス地域への連送回数と連送間隔を制御する連送回数連送間隔制御手段とを備えたことにより、電波の減衰を送信電力で補償できない時でも情報を信頼性高くサービス地域に送達でき、さらに、前記衛星から前記各サービス地域への連送間隔を制御することにより、状況に適した連送制御を行なうことができ、信頼性を向上できる衛星通信システムの連送制御方式が得られる。
【００２６】
また、前記地域気象に係る電波障害量情報は地域気象の降雨量情報であり、前記連送回数設定手段は、前記各サービス地域に対し、その地域の前記降雨量による降雨減衰量を補償する送信電力を確保できない時、前記降雨減衰量を補償するような連送回数を設定することにより、降雨減衰を送信電力で補償できない時でも情報を信頼性高くサービス地域に送達できる衛星通信システムの制御方式が得られる。
【００２７】
また、前記地域気象に係る電波障害量情報は地域気象の降雨量であり、前記連送回数設定手段は、前記各サービス地域に対し、その地域の前記降雨量による降雨減衰量を補償するような送信電力と連送回数を設定するものとし、前記衛星から前記各サービス地域への送信電力が前記設定した送信電力になるように構成したことにより、降雨量に適した送信電力量に設定でき、送信電力の節約を図ることのできる衛星通信システムの連送制御方式が得られる。
【００２８】
さらにまた、前記連送間隔設定手段は、前記地域気象の風速によって連送の時間間隔を設定することにより、状況に適した連送制御を行なうことができ、より信頼性を向上できる衛星通信システムの連送制御方式が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】参考例１における衛星通信システムの要部を示す構成図である。
【図２】参考例１に係る制御方式を説明するもので、１つのサービス地域の降雨量に対する連送回数を示すグラフである。
【図３】参考例１に係る他の制御方式を説明するもので、１つのサービス地域の降雨量に対する連送回数及び送信電力を示すグラフである。
【図４】この発明の実施の形態１に係る制御方式を説明するもので、１つのサービス地域の風速に対する連送間隔を示すグラフである。
【図５】従来の衛星通信システムの要部を示す構成図である。
【符号の説明】
１地域気象情報収集及び配信機関３衛星管制局
４衛星１０演算・連送制御装置
Ａ，Ｂ，Ｃ通信または放送のサービス地域
Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ各サービス地域Ａ、Ｂ、Ｃの地域気象情報
Ｓｄ複数のサービス地域の地域気象情報を集合した気象情報
Ｓ１０送信電力・連送制御情報。

Claims

衛星を介して複数のサービス地域に通信または放送する際、通信または放送電波の減衰につながる前記各サービス地域の地域気象に係る電波障害量情報に基いて前記各サービス地域への連送回数を設定する連送回数設定手段と、その連送の時間間隔を設定する連送間隔設定手段と、この設定した連送回数と連送間隔になるように、前記衛星から前記各サービス地域への連送回数と連送間隔を制御する連送回数連送間隔制御手段とを備えたことを特徴とする衛星通信システムの連送制御方式。
前記地域気象に係る電波障害量情報は降雨量であり、前記連送回数設定手段は、前記各サービス地域に対し、その地域の前記降雨量による降雨減衰量を補償する送信電力を確保できない時、前記降雨減衰量を補償するような連送回数を設定することを特徴とする請求項１記載の衛星通信システムの連送制御方式。
前記地域気象に係る電波障害量情報は降雨量であり、前記連送回数設定手段は、前記各サービス地域に対し、その地域の前記降雨量による降雨減衰量を補償するような送信電力と連送回数を設定するものとし、前記衛星から前記各サービス地域への送信電力が前記設定した送信電力になるように構成したことを特徴とする請求項１記載の衛星通信システムの連送制御方式。
前記連送間隔設定手段は、前記地域気象の風速に基いて連送の時間間隔を設定することを特徴とする請求項１記載の衛星通信システムの連送制御方式。