JPH03217138A

JPH03217138A - 重畳変調を用いた地球局の運用状態情報の送受信方式

Info

Publication number: JPH03217138A
Application number: JP1192690A
Authority: JP
Inventors: Toshio Mizuno; 水野　俊夫; Tatsuo Watanabe; 渡辺　龍雄; Takashi Inoue; 隆井上; Takuo Muratani; 村谷　拓郎; Yasuhiko Ito; 泰彦伊藤
Original assignee: Kokusai Denshin Denwa KK
Current assignee: KDDI Corp
Priority date: 1990-01-23
Filing date: 1990-01-23
Publication date: 1991-09-24

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、衛星通信システムにおいて、地球局の運用状
態情報を地球局間で送受信する方式に関するものである
。

（従来の技術）近年、通信衛星の大型化、ディジタル通信技術の発展、
通信用素子の発達により、衛星通信は国際通信手段とし
てはもちろん地域・国内通信手段として積極的に導入が
進められている。特に、小型アンテナを用いた多数の小
型地球局から構成される衛星通信システムは、通信回線
を迅速に構築することができるため、今後大いに導入さ
れる趨勢にある。このような場合において、システムの
効率的かつ高信頼の運用ならびに無人化運用によりシス
テムの経済化を図るため該小型地球局の運用状態を１つ
もしくは複数のシステム監視用地球局において一元的に
監視する方式が検討・実用化されている。また、大型地
球局が対向する小型地球局に対して、小型地球局からの
返送情報を参照して送信電力制御を精度よく行う方式も
ある。

以上のような、地球局間の運用状態情報の送受信におい
ては、通信チャネルもしくは制御チャネルを用いて相手
方地球局に送信していた。例えば、回線がＴＤＭＡで構
成される場合には、ＴＤＭＡ信号の前置信号部分（プリ
アンプル）の中に受信信号のビット誤り率、または受信
信号Ｃ／Ｎ等を挿入する方式がある。一方、連続信号の
場合には送信信号をフレーム化して、フレームの先頭部
分にビット誤り率、または受信信号品質を代表する受信
Ｃ／Ｎ情報を挿入する等の方式が行われている。

なお本発明の重畳変調に関する発明については、同一出
願人により特許出願している（特願平１−９９９３６　
、Ｈ１．４．２１　）。

（発明が解決しようとする課題）本来情報を伝送する通信チャネルを用いて地球局の運用
状態情報を送受信する従来の方式では、本来情報の伝送
形式を変更して送信側では監視情報の内挿、受信側では
抽出作業が必要となり信号処理が複雑となり、かつその
為の付加回路が必要となり、装置が高価になる等の問題
がある。

本発明は、各地球局での受信信号品質等の運用状態情報
を本来情報の伝送形式を変更せずに本来情報に重畳し、
中継地球局やシステム監視用地球局等の特定地球局に送
信し、該特定地球局において運用状態情報を検出する方
式を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段）本発明は、各地球局は、本来の情報で変調されている第
１の変調器出力の多相ＰＳＫ　（ＭＰＳＫ）を、さらに
受信信号品質等の運用状態情報でＰＳＫの重畳変調を行
い、特定地球局に送信し、該特定地球局は、該重畳変調
波を受信し、該特定地球局の再生に用いられるＭＰＳＫ
復調器から搬送波再生回路出力もしくは周波数誤差検出
回路出力を得て二次変調検出回路により前記各地球局の
運用状態情報を検出することに特徴がある。

（実施例１）第１図は、本発明の一つの実施例となる中継地球局と多
《の小型地球局を含む通信方式を説明するための図であ
る。本実施例を説明することにより本発明の構成と作用
を合わせて説明する。

第１図において、中継地球局２は、衛星１を介して、す
べての小型地球局３〜８の運用状態を監視する機能をも
有している。なお、地球局から衛星１の方向の回線を上
り回線、衛星１から地球局方向の回線を下り回線という
。また、各小型地球局間の通信は周波数分割方式で設定
されているものとする。

この構成において、中継地球局２は衛星１を介して各小
型地球局３〜８からの複数の信号を受信し、これらを独
立に復調した後、（１）中継地球局に接続されているホ
ストコンピュータやデータベース等に復調データを伝送
する、もしくは（２）再変調して衛星１に送信する。中
継地球局２は各小型地球局との通信だけでなくモニタ局
としての機能も有しており、小型地球局の保守・運用の
目的で該地球局における運用状態を一元的に管理してい
る。

以下、第１図の構成を例にして、一次変調がＢＰＳＫ　
（　２相ディジタル位相変調）、二次変調が±θ゜のＰ
ＳＫを用いた重畳変調を例にとり本発明の動作を詳細に
説明する。なお本発明は、一次変ｌ１調には、ＢＰＳＫだけではなく、多相ＰＳＫ　（ＭＰＳ
Ｋ）のすべてが利用可能である。

第２図は重畳変調波を小型地球局で発生させる回路構成
を示したものであり、１０は音声、データ、ファクシミ
リ等の一次変調ディジタルべースバンド信号、１１はＢ
ＰＳＫ変調器、ｌ２はその出力、ｌ３は小型地球局にお
ける運用状態情報を表す二次変調ディジタルベースバン
ド信号、ｌ４は、１３の信号に応じて±θ゜の位相偏位
を発生させるためのＰＳＫ変調器であり、ｌ５はその出
力、１６は一つもしくは複数の運用状態情報をフレーム
化し二次変調信号を作成するための符号器である。１３
の二次変調ディジタルベースバンド信号は、例えば該小
型地球局受信Ｃ／Ｎ　　（信号電力対雑音電力比）やビ
ット誤り率等の信号品質、送受信信号レベル、電源電圧
、動作温度等の運用状態情報であり、その伝送速度は１
０の一次変調ディジタルベースバンド信号よりもはるか
に低いものである。

第３図（ａ）〜（ｃ）は、被変調波の位相ダイアグラム
な示したものである。第３図（ａ）はＢＰＳＫ変調１２器１１の出力１２を、（ｂ）．（Ｃ）は二次変調ディジ
タルべースバンド信号１３が″１″．″ＯＮの場合のＰ
ＳＫ変調器ｌ４の出力１５をそれぞれ示している。すな
わち、ＰＳＫ変調器ｌ４においては、（０’　，　　１
８０’　）のＢＰＳＫ波を、低速の二次変調ディジタル
ベースバンド信号１３が″１″の場合（十〇’，１８０
°＋θ″）のＢＰＳＫ波、また該信号ｌ３が”０”の場
合（一００，１８０°一００）のＢＰＳＫ波に再度変調
する。そしてこのようにして二度（重畳）変調されたＰ
ＳＫ波ｌ５が小型地球局から中継地球局２へ送信される
。

第４図は、小型地球局から送信されたＰＳＫ波ｌ５の二
次変調信号を復調するための構成例を示したものである
。４０は重畳変調波の入力信号を表し、４１は入力信号
の帯域外の雑音を除去するための帯域フィルタ、４２は
同期検波に必要となる基準搬送波を作るための搬送波再
生回路、４３は該再生回路から得られる基準搬送波、４
４は入力信号の搬送波周波数オフセット量を検出する周
波数誤差検出回路、４５は周波数誤差検出回路４４の出
力、４６は一次変調信号に対する位相検波回路、４７は
タイミング再生回路、４８は信号判定回路、４９は信号
判定回路４８の出力であり、５０は位相同期回路（ＰＬ
Ｌ）等で構成される二次変調信号に対する位相判別回路
である。

第４図では、第３図（ｂ）　，　（ｃ）に示したような
重畳変調波が第４図の入力信号４０となり、周波数誤差
検出回路４４では小型地球局の運用状態情報”１”、”
０”を示す第３図（ｂ）　，　（ｃ）に応じて周波数誤
差△ｆ　（＝θ／２πＴ）およびー△ｆ　（＝−θ／２
πＴ）に比例する出力４５を搬送波再生回路４２に対し
て出す。ここでＴは二次変調速度である。搬送波再生回
路４２は、周波数誤差検出回路の出力４５により制御を
受けて搬送周波数ｆＯ＋△ｆ，ｆＯ一△ｆの基準搬送波
をその出力４３として位相検波回路４６へ出力する。す
なわち入力信号４０の搬送波が、定常的な周波数ｆＯに
対して＋△ｆだけオフセットした場合、オフセット量に
比例した誤差成分が４５に現れる共に、搬送波再生回路
４２により搬送周波数ｆＯ＋△ｆの基準搬送波が４３に
出力され、該出力４３は分岐され、一方は一次変調用の
位相検波回路４６、他方は二次変調用の位相判別回路５
０の入力となる。位相判別回路５０の出力５１は二次変
調による位相偏位に比例したもの、すなわち、二次変調
ディジタルベースバンド信号である小型地球局運用状態
情報である。

第５図は、第３図に示した二次変調信号を復調するため
の他の構成例であり、４０〜４９は第４図と同様である
。５２は極性判別回路を示している。周波数誤差検出回
路４４の出力４５は、±△ｆに応じた出力を有するため
、この極性を極性判別回路レベル検出器５２が検出する
ことにより小型地球局運用状態情報５ｌが出力される。

以上、中継地球局と小型地球局間通信における地球局監
視の１例について述べたが、中継地球局を介した小型地
球局間通信においても同様な考え方は適用でくることは
云うまでもない。

また、第１図では、（１）中継地球局２と小型地球局３
、４、５、（２）中継地球局２と小型地球局６、７、８
、および（３）小型地球局３、４、５と小型地球局６、
７、８との間の通信例を示したも１５のであるが、各小型地球局群内においても中継地球局を
介して通信可能であり、さらに中継地球局が２つの衛星
に接続できるアンテナ設備を有する場合には２つの衛星
を介して広範囲な小型地球局間通信が実現でき、本発明
は当然、これらの方式についても適用できることは云う
までもない。

（実施例２）第６図は、小型地球局１００　．　１０１と大型地球局
１０３間で通信回線を構成した場合の本発明の実施例で
ある。一次変調方式にはＢＰＳＫを用いている。

第７図は、第６図の大型地球局１０３における信号の変
調部と復調部を示す。変調部は、１１０、１１１のＢＰ
ＳＫ変調器と送信レベルを可変するための１０８　、１
０９の可変減衰器からなる。復調部は、１０４　、１０
５のＢＰＳＫ復調器、１０６　、１０７の二次変調成分
を検出するための二次変調検出回路からなる。二次変調
回路１０６　、１０７の出力は復号化回路１１２に入力
されフレーム構成により多重化されていた運用状態信号
が分離され、受信Ｃ／Ｎ　，　ＢＥＲ、１６機器び状態信号等が独立にモニター信号として出力され
る。また、一部の信号は１１３の制御回路に入力され、
制御回路出力により可変減衰器１０８、１０９が制御さ
れ、送信出力が設定される。この実施例におけるＢＰＳ
κ復調器１０４　、１０５と二次変調検出回路１０６　
、１０７からなる構成は、第４図と第５図で示した構成
と同等である。

（実施例３）第１図の構成において、中継地球局が小型地球局から受
信した重畳変調された搬送波から運用状態情報を抽出し
、その中の必要情報を用いて、小型地球局の受信レベル
を降雨等環境の変化に係わらずほぼ一定とするように中
継地球局の該小型地球局向けの送信出力を制御する場合
の中継地球局の構成を第８図により説明する。

第８図は、中継地球局における送信電力制御に関する装
置のブロック図である。ここでは、第１図に対応させて
、中継地球局２は、小型地球局３、４、５と小型地球局
６、７、８の中継を行う場合を想定している。ここで、
２０〜２２．　２０゜〜２２゜は小型地球局３〜８から
受信したそれぞれのチャネルの入力信号、２３〜２５，
　２３゜〜２５゛は第４図および第５図で示した位相検
出回路５０あるいはレベル検出回路５２等の小型地球局
の二次変調信号を検出する二次変調検出回路、２６〜２
８，　２６゜〜２８゜は該地球局の一次変調信号に対す
るＢＰＳＫ復調器、２９〜３１，　２９゜〜３１゛はＰ
ＳＫ変調器、３２〜３４，３２゛〜３４゛は可変減衰器
、３５〜３７，　３５゜〜３７゜はそれぞれのチャネル
の出力、３８は可変減衰器の制御回路、５６、５６゜は
二次変調信号を復元するための復号化回路であり、送信
側でフレーム化された一つまたは複数の運用状態情報を
フレームを解除し独立に出力する機能を有する。ここで
ＢＰＳＫ復調器２６〜２８、２６゜〜２８゜と二次変調
検出回路２３〜２５、２３゛〜２５からなる構成は、第
４図と第５図で示した構成と同等である。二次変調検出
回路２３〜２５、２３゜〜２５の出力５３〜５５、５３
゜〜５５゜は復号化回路５６、５６゜により、復号され
、送信電力制御に係る情報のみを取り出し、制御回路３
８に入力する。制御回路３８は、予め設定されている信
号品質の基準値と前記小型地球局受信信号品質情報の差
を用いて可変減衰器３２゛〜３４゜、３２〜３４の減衰
量を前記の差が減じるように制御する。

なお、入力信号２０〜２２、２０’〜２２゜中の一次変
調のディジタルベースバンド信号はＢＰＳＫ復調器２６
〜２８、２６゜〜２８゜で復調され、変調器２９〜３１
、２９゜〜３１’で再度変調され、可変減衰器３２〜３
４、３２゜〜３４′、送信器（図示せず）、衛星１を経
て、第１図の小型地球局３〜８に送信される。

この第８図の構成の中継地球局を適用すれば次のような
構成の送信電力制御方式が実施できる。

小型地球局間衛星通信に該通信を中継する中継地球局を
介在させ、該中継地球局が、小型地球局からの信号を衛
星を介して受信し信号再生処理を施した後、該信号を衛
星を介して相手小型地球局に伝送する衛星通信システム
に適用する送信電力制御方式にＩおいて、該小型地球局
のそれぞれは、衛星からの下り回線の信号を利用して該
信号の信号品質を測定し、該測定結果から作成した受信
信号品質情報を用いてＭＰＳＫ変調器で本来情報信号に
１９より変調された搬送波をさらにＰＳＫ変調器で重畳変調
し、該小型地球局は該重畳変調波を送信し、該中継地球
局は、該重畳変調波を受信し、該中継地球局の再生中継
に用いられるＭＰＳＫ復調器の搬送波再生回路出力もし
くは周波数誤差検出回路出力を得て、二次変調検出回路
により該小型地球局の受信信号品質情報を検出し、該信
号品質情報に従って信号品質が予め設定した基準値にな
るように該小型地球局に対する送信出力を予め設定され
た値の範囲内で制御する。

（発明の効果）本発明は、地球局設備への機能追加が極めて簡単で、か
つ従来方式に比べ運用状態情報を本来情報に挿入するた
めの操作を不要とする。例えば、既存の小型地球局に大
型地球局からの降雨減衰対策用の送信電力制御を必要と
した場合、小型地球局からの本来情報の信号形式を変え
ることなくかつ現用設備の改造を必要としないで変調器
出力の中間周波数段に本発明の状態情報を付加するため
の重畳変調回路を付けることにより、運用状態情２　０報を容易に大型地球局に送信でき、かつ設備の保守、運
用、監視も極めて容易である。

【図面の簡単な説明】

第１図は中継地球局と小型地球局を含んだ衛星通信シス
テムの構成図、第２図はＢＰＳＫ−ＰＳＫ重畳変調波の発生回路、第３
図は位相ベクトル図、第４図は位相検波回路を用いた二次変調信号復調回路の
ブロック図、第５図はレベル検出器を用いた二次変調信号の復調回路
のブロック図、第６図は大型地球局と小型地球局を含んだ衛星通信シス
テムの構成図、第７図は大型地球局における変調部と復調部のブロック
図、第８図は中継地球局における送信電力制御回路のブロッ
ク図である。１・・・衛星、　　　　　２・・・中継地球局、３〜８
・・・小型地球局、１０・・・一次変調ディジタルベースバンド信号、１１
・・・ＢＰＳＫ変調器、　ｌ２・・・ＢＰＳＫ変調器の
出力、１３・・・二次変調ディジタルベースバンド信号
、１４・・・ＰＳＫ　　変調器、　１５・・・ＰＳＫ　
　変調器の出力、ｌ６・・・符号器、２０〜２２および２０゜〜２２゜・・・中継地球局にお
ける入力信号、２３〜２５および２３゜〜２５゜・・・二次変調信号に
対する二次変調検出回路、２６〜２８オヨび２６゜〜２８゜・・・一次変調信号に
対するＢＰＳＫ復調器、２９〜３１および２９゜〜３１’−−−ＰＳＫ変調器、
３２〜３４および３２゜〜３４′・・・可変減衰器、３
５〜３７および３５゜〜３７゜・・・可変減衰器の出力
、３８・・・制御回路、４０・・・重畳変調波の入力信号、４１・・・帯域フィルタ、４２・・・搬送波再生回路、４３・・・搬送波再生回路出力である基準搬送波、４４
・・・周波数誤差検出回路、４５・・・周波数誤差検出回路出力、４６・・・位相検波回路、４７・・・タイミング再生回路、４８・・・信号判定回路、４９・・・信号判定回路の出力、５０・・・位相判別回路、５ｌ・・・５０の出力、５２
・・・極性判別回路、５６，　５６゜・・・復号化回路
、１００，　１０１・・・小型地球局、１０３・・・大型地球局、　１０４，　１０５・・・Ｂ
ＰＳＫ復調器、１０６，　１０７・・・二次変調検出回
路、１０８，　１０９・・・可変減衰器、１１０，　１１１・・・ＢＰＳＫ変調器、１１２・・・
復号化回路、　１１３・・・制御回路。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）複数の地球局と該地球局の内の１つもしくはそれ
以上が特定地球局として機能する衛星通信システムにお
いて、該特定地球局以外の各地球局は、本来情報で変調されて
いる多相ＰＳＫ（ＭＰＳＫ）を、さらに受信信号品質等
の運用状態情報でＰＳＫにより重畳変調を行い、特定地
球局に送信し、該特定地球局は、該重畳変調波を受信し、該特定地球局
の本来情報の再生に用いられるＭＰＳＫ復調器の搬送波
再生回路出力もしくは周波数誤差検出回路出力を得て、
二次変調検出回路により該地球局の運用状態情報を検出
することを特徴とする、重畳変調を用いた地球局の運用
状態情報の送受信方式。
（２）請求項１記載の二次変調検出回路が、位相判別回
路からなることを特徴とする送信電力制御方式。
（３）請求項１記載の二次変調検出回路が、極性判別回
路からなることを特徴とする送信電力制御方式。
（４）小型地球局間衛星通信に該通信を中継する中継地
球局を介在させ、該中継地球局が、小型地球局からの信
号を衛星を介して受信し信号再生処理を施した後、該信
号を衛星を介して相手小型地球局に伝送する衛星通信シ
ステムに適用する送信電力制御方式において、該小型地球局のそれぞれは、衛星からの下り回線の信号
を利用して該信号の信号品質を測定し、該測定結果から
作成した受信信号品質情報を用いてＭＰＳＫ変調器で本
来情報信号により変調された搬送波をさらにＰＳＫ変調
器で重畳変調し、該小型地球局は該重畳変調波を送信し
、該中継地球局は、該重畳変調波を受信し、該中継地球局
の再生中継に用いられるＭＰＳＫ復調器の搬送波再生回
路出力もしくは周波数誤差検出回路出力を得て、二次変
調検出回路により該小型地球局の受信信号品質情報を検
出し、該信号品質情報に従って信号品質が予め設定した
基準値になるように該小型地球局に対する送信出力を予
め設定された値の範囲内で制御することを特徴とする送
信電力制御方式。
（５）請求項４記載の二次変調検出回路が、位相判別回
路からなることを特徴とする送信電力制御方式。
（６）請求項４記載の二次変調検出回路が、極性判別回
路からなることを特徴とする送信電力制御方式。
（７）重畳変調された受信信号を得て該受信信号の一次
変調のディジタルベースバンド信号を復調するＭＰＳＫ
復調器と、該ＭＰＳＫ復調器より搬送波再生回路出力を得て二次変
調ディジタルベースバンド信号を出力する位相判別回路
と、該位相判別回路より該二次変調ディジタルベースバンド
信号を得て二次変調ディジタルベースバンド信号の有す
る小型地球局受信信号品質情報を復元する復号化回路と
、該復号化器より小型地球局受信信号品質情報を得て該情
報と予め設定されている信号品質の基準値の差を用いて
制御情報を発する制御回路と、該ＭＰＳＫ復調器で復調
された信号を再び変調するＰＳＫ変調器と該変調器の出力信号を得て、該制御回路からの制御情報
に従い減衰を加える可変減衰器と、該可変減衰器の出力
信号を得て該出力信号を伝送する送信機とを少なくとも
有することを特徴とする中継地球局。
（８）重畳変調された受信信号を得て該受信信号の一次
変調のディジタルベースバンド信号を復調するＭＰＳＫ
復調器と、該ＭＰＳＫ復調器より搬送波再生回路出力を得て二次変
調ディジタルベースバンド信号を出力する極性判別回路
と、該極性判別回路より該二次変調ディジタルベースバンド
信号を得て二次変調ディジタルべースバンド信号の有す
る小型地球局受信信号品質情報を復元する復号化回路と該復号化器より小型地球局受信信号品質情報を得て該情
報と予め設定されている信号品質の基準値の差を用いて
制御情報を発する制御回路と、該ＭＰＳＫ復調器で復調
された信号を再び変調するＰＳＫ変調器と、該変調器の出力信号を得て、該制御回路からの制御情報
に従い減衰を加える可変減衰器と、該可変減衰器の出力
信号を得て該出力信号を伝送する送信機とを少なくとも
有することを特徴とする中継地球局。
（９）音声、データ、ファクシミリ等の一次変調ディジ
タルベースバンド信号を入力として多層ＰＳＫ変調を行
う多相ＰＳＫ変調器と、一つもしくは複数の運用状態情報をフレーム化し二次変
調信号を作成する符号器と、該多相変調器よりの出力を得て、該二次変調信号に応じ
て±θ゜の位相偏移を発生させるＰＳＫ変調器とからな
る重畳変調回路。
（１０）重畳変調波の信号を入力し、該入力信号の帯域
外の雑音を除去するための帯域フィルタと、該帯域フィルタの出力を得て、同期検波に必要となる基
準搬送波を作る搬送波再生回路と、該搬送波再生回路の
出力を得て、搬送波周波数オフセット量を検出し該搬送
波再生回路に出力するする周波数誤差検出回路と、該帯域フィルタの出力を得て、該搬送波再生回路の出力
に従い位相検波を行う第１の位相検波回路と、該帯域フィルタの出力を得て、タイミングを得るタイミ
ング再生回路と、該位相検波回路の出力を得て、タイミング再生回路の出
力に従い信号判定を行う信号判定回路と、該搬送波再生回路の出力を得て、二次変調信号を出力す
る位相判別回路とから少なくともなる重畳変調復調回路
。
（１１）重畳変調波の信号を入力し、該入力信号の帯域
外の雑音を除去するための帯域フィルタと、該帯域フィルタの出力を得て、同期検波に必要となる基
準搬送波を作る搬送波再生回路と、該搬送波再生回路の
出力を得て、搬送波周波数オフセット量を検出し該搬送
波再生回路に出力するする周波数誤差検出回路と、該帯域フィルタの出力を得て、該搬送波再生回路の出力
に従い位相検波を行う位相検波回路と、該帯域フィルタ
の出力を得て、タイミングを得るタイミング再生回路と
、該位相検波回路の出力を得て、タイミング再生回路の出
力に従い信号判定を行う信号判定回路と、該周波数誤差検出回路の出力を得て、二次変調信号を出
力する極性判別回路とから少なくともなる重畳変調復調
回路。