JPH0356020B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は送信電力制御衛星通信方式、特に準ミ
リ波帯等の降雨減衰の無視できない周波数で時分
割多元接続（TDMA）方式で運用され、降雨減
衰にかかわらず衛星の実効放射電力（EIRP）を
ほぼ一定に保つよう地球局の送信電力を制御する
送信電力制御衛星通信方式に関する。

準ミリ波帯等の高い周波数帯を用いた衛星通信
では、降雨による減衰が大きく、これに対する対
策が必要である。ダウンリンクに対しては、一般
に減衰を補うだけ地球局受信装置に余裕を持たせ
る方法がとられ、必要によつてはサイトダイバー
シテイ方式が採用される。一方、一般にダウンリ
ンクより高い周波数が使用され降雨減衰量も大き
いアツプリンクに対しては、余裕を持たせた一定
電力で地球局から送信することは、晴天時に衛星
中継器の飽和による悪影響が生ずることとなる。
従つて、サイトダイバーシテイ方式の場合は別と
して、アツプリンクの降雨減衰に応じて地球局の
送信電力を制御し、衛星中継器出力すなわち衛星
のEIRPをほぼ一定とする送信電力制御が衛星中
継器出力の有効利用の観点からも望ましい方法と
言える。衛星の１中継器で１キヤリアを伝送する
高速のTDMA方式でも、飽和の影響は周波数分
割多元接続（FDMA）方式に比し緩和されると
は言え過度の飽和は望ましくなく、更に、近年衛
星通信の用途拡大によつて用いられるようになつ
た１中継器で複数キヤリアを伝送する低・中速の
TDMA方式では、送信電力制御は衛星中継器の
有効利用の面から重要な技術手段である。

FDMA方式およびFM変調波を対称とした送信
電力制御方式として、例えば昭和53年度電子通信
学会総合全国大会予槁・論文番号S10−11「準ミ
リ波車載局通信方式」（ページ８−293，294）お
よび昭和53年度電子通信学会光・電波部門全国大
会予槁・論文番号182「BS主局の上り回線降雨減
衰の補償方法について」（ページ182）が発表され
ているが、前者は特定の２局間の運用にのみ着目
して考案されたもので多数局による運用には適さ
ない上、制御のための専用チヤンネルを使用する
欠点がある。後者の第１の方法は衛星側で受信電
力を検出しテレメータ信号に乗せて送り返すた
め、衛星側にあらかじめ特別の設備が必要で特に
多数局運用には不適当である。後者の第２の方法
は自局さら送信し衛星で折返された連続波を受信
し、そのレベル低下からアツプリング周波数とダ
ウンリンク周波数の降雨減衰の相関性を利用して
アツプリンクの減衰量を推定し、これを補償する
ように送信電力を制御するもので有効な一方法で
あるが、TDMA方式の各地球局がこれと類似の
方法を採用することは必ずしも最良の方法とは言
い難い。

本発明の目的は、地球局の送信電力制御のため
に専用周波数や衛星側の特別の設備を必要とせ
ず、多数局で運用されるTDMA方式に適した送
信電力制御衛星通信方式を提供することである。

本発明の第１の発明は基準局と複数の非基準局
とが衛星を介してTDMA方式で通信を行う衛星
通信方式において、前記基準局が前記衛星から放
射されるビーコン信号と前記基準局から送出され
前記衛星で折返された基準局バースト信号との受
信レベル又は搬送波対雑音電力比（Ｃ／Ｎ）を比
較して前記基準局バースト信号の送信電力を制御
することにより前記衛星における前記基準局バー
スト信号のEIRPの変動を補償する補償手段を備
え、前記非基準局か前記基準局バースト信号と自
局から送出され前記衛星で折返されたデータバー
ストとの受信レベルが一致するよう前記データバ
ーストの送信電力を制御する送信電力制御手段を
備えることによつて構成される。

本発明の第２の発明は上述の第１の発明におい
て、前記基準局が自局から送出され前記衛星で折
返された基準局バースト信号の受信レベルがあら
かじめ定められた平常値より低下した場合その低
下量に対応してあらかじめ定められた量だけ前記
基準局バースト信号の送信電力を増加させるよう
制御することにより前記衛星における前記基準局
バースト信号のEIRPの変動を補償する補償手段
を備えることによつて構成される。

次に図面を参照して本発明を詳細に説明する。
第１図は本発明の第１の発明の一実施例のシステ
ム構成図、第２図はTDMA信号のフレーム構成
図である。図において１は衛星、２は基準局、３
〜５は非基準局であり、基準局２はフレーム長τ
のTDMA信号のフレーム同期のための基準バー
スト６と自局発信の情報を伝送するデータバース
ト７とから成る基準局バースト信号を送出し、衛
星１で折返されたこの基準局バースト信号の受信
レベルと、衛星１から一定出力で送出されている
ビーコン信号fbの受信レベルを比較し、その比が
一定となるよう送信電力を制御している。降雨に
よる減衰はアツプリンク周波数とダウンリンク周
波数ではかなりの違いがあるが、同じダウンリン
ク周波数帯のビーコン信号とダウンリンク
TDMA波とではほとんど同じ減衰を示す。従つ
て、両者の受信レベル比を一定にすれば衛星にお
ける両者のEIRPの比も一定に保たれることとな
り、ビーコン波EIRPは晴雨にかかわらず常に一
定であるから、基準局２から送出された基準局バ
ースト信号の衛星EIRPもアツプリンクの降雨減
衰による変動が補償され一定に制御されることは
明らかである。非基準局３，４，５はそれぞれ割
当てられたタイムスロツトにデータバースト８，
９，１０を送出し、その折返し受信レベルが基準
局２が送出した基準局バースト信号の受信レベル
と一致するよう各データバーストの送信電力を制
御している。この様に構成すれば各非基準局の送
出するデータバーストの衛星EIRPは基準局バー
スト信号のEIRPと同じとなり、TDMA波の全バ
ーストが降雨減衰の有無にかかわらず常に同レベ
ルとなり衛星中継器を常に最適の状態で使用する
ことができる。

第３図は第１図の基準局２の一実施例のブロツ
ク図で、２０は送受共用アンテナ、２１は低雑音
増幅器、２２は受信TDMA波を中間周波数に変
換するダウンコンバータ、２３はビーコン信号を
中間周波数に変換・増幅して受信レベル出力１０
２を送出するビーコン受信器、２４はダウンコン
バータのTDMA波出力から基準局バースト信号
のみを抽出・検波してその受信レベル出力１０２
を送出する基準局バースト信号検出器、２５はビ
ーコンおよび基準局バースト信号の受信レベル出
力１０１，１０２を比較し、基準局バースト信号
のビーコン受信レベルに対する比があらかじめ定
められた比より大きい場合にはその送信電力を低
下させ、小さい場合には送信電力を増加させるよ
う可変減衰器２６を制御する制御信号１０３を発
生する比較器、２７は中間周波数信号を送信周波
数に変換するアツプコンバータ、２８は送信電力
増幅器、２９はTDMA送受信装置であつてその
同期制御回路から送られるゲートパルス１０４に
より基準局バースト信号検出器２４の抽出ゲート
を開閉するよう構成されている。上述の比較器２
５は、ビーコン受信器２３および基準局バースト
信号検出器２４が入力信号の変動範囲でデシベル
入力に対して直線的な出力変動を持つよう構成さ
れていれば、入力１０１と１０２の差を一定値と
比較して正負の制御信号を発生するよう構成すれ
ばよい。

第４図は非基準局の一実施例のブロツク図で、
アンテナ３０、低雑音増幅器３１、ダウンコンバ
ータ３２、自局データバーストを抽出しその折返
し受信レベルを検出する自局データバースト検出
器３３、基準局バースト信号検出器３４、自局デ
ータバースト検出器３３と基準局バースト信号検
出器３４の出力を比較し両者が等しくなるようデ
ータバーストの送信電力を制御する制御信号を送
出する比較器３５、可変減衰器３６、アツプコン
バータ３７、送信電力増幅器３８およびTDMA
送受信装置３９とから成り、TDMA送受信装置
３９の同期制御回路からのゲートパルスによつて
自局データバースト検出器３３と基準局バースト
信号検出器３４の抽出ゲートをそれぞれ開閉する
よう構成されている。

上述の実施例ではビーコン信号と比較する基準
局バースト信号はフレーム同期のための基準バー
スト６とデータバースト７から構成されている
が、基準バースト６又はデータバースト７のみと
してもよく、基準局がフレーム同期の基準バース
を送出しない地球局であつても差支えない。又、
実施例ではビーコン信号と基準局バースト信号の
受信レベルを比較するよう構成されているが、受
信レベルの代りにＣ／Ｎを比較してもよい。Ｃ／
Ｎを比較してこれが一定値となるよう送信電力を
制御することは、アツプリンクの雑音寄与がビー
コン信号にはないため基準局バースト信号の衛星
EIRPを一定に制御することとはならないが、ア
ツプリンクの雑音寄与は一般にダウンリンクに比
べてかなり小さいのでEIRPの変動を大幅に補償
することになる。このアツプリンク雑音による残
留変動を更に小さくするため、Ｃ／Ｎの比を一定
値に保つよう制御するのではなく受信レベルによ
つて若干変化した値となるよう補正を加えた制御
をすることもできる。Ｃ／Ｎを用いることは受信
装置の利得安定度に対する要求を緩和できる利点
がある。なお、実施例では各地球局があらかじめ
定められたタイムスロツトにデータバースを送出
する通常のTDMA方式について説明したが、タ
イムスロツトを各局に固定せず要求に応じて割当
てるDAMA方式のTDMAについても同様の方式
が適用できる。更に、本方式のEIRP変動補償効
果は降雨減衰によるもののみならず、他の原因に
よるEIRP変動に対しても同様であり、複数のキ
ヤリアで衛星中継器を共用する場合に他のキヤリ
アのレベル変動によつて中継器実効利得が変動す
る場合などにも有効である。

地球局の構成も第３図，第４図に示すものに限
られず、可変減衰器が利得制御のできる増幅器で
あつてもよく、中間周波帯でなくアツプコンバー
タの後の高周波帯にあつてもよい。又、第３図の
受信系の入出力特性および比較器の構成も前述し
たものに限られない。

本発明の第２の発明は、上述の第１の発明にお
いて、基準局の構成を第３図からビーコン受信器
２３を除き、比較器２５を制御信号発生器に置き
替えたものとすることによつて構成される。アツ
プリンクとダウンリンクの降雨減衰には相関があ
ることが認められており、減衰をデシベル表示す
れば両者の間にはほぼ直線的な比例関係がある。
従つて、ダウンリンクの降雨減衰量をxdBとすれ
ばアツプリンクの減衰量はαxdBとなることが推
定される。基準局バースト信号出力が晴天時の値
からxdB低下した場合には送信電力をαxdB増加
するよう制御すれば、アツプリンクの減衰を補償
し衛星EIRPをほぼ一定に維持することができる。
この方法では基準局もビーコン受信器を必要とせ
ず簡単となるが個々の降雨現象の平均からのばら
つきによるEIRPの残留変動があり、第１の発明
よりもEIRP変動は大きくなるが変動幅を大幅に
縮少できる効果がある。

以上詳細に説明した如く、本発明によれば、地
球局の送信電力制御のために専用の周波数や衛星
側の特別の設備を必要とせず、多数の非基準局の
設備が簡単でTDMA方式に適した送信電力制御
衛星通信方式を提供でき、衛星中継器電力の有効
利用ができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の発明の一実施例のシス
テム構成図、第２図はTDMA信号のフレール構
成図、第３図は第１の発明の基準局の一実施例の
ブロツク図、第４図は非基準局の一実施例のブロ
ツク図である。 １……衛星、２……基準局、３，４，５……非
基準局、６……基準バースト、７，８，９，１０
……データバースト、２０，３０……アンテナ、
２１，３１……低雑音増幅器、２２，３２……ダ
ウンコンバータ、２３……ビーコン受信器、２
４，３４……基準局バースト信号検出器、２５，
３５……比較器、２６，３６……可変減衰器、２
７，３７……アツプコンバータ、２８，３８……
送信電力増幅器、２９，３９……TDMA送受信
装置、３３……自局データバースト検出器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 基準局と複数の非基準局とが衛星を介して時
   分割多元接続方式で通信を行う衛星通信方式にお
   いて、前記基準局が前記衛星から放射されるビー
   コン信号と前記基準局から送出され前記衛星で折
   返された基準局バースト信号との受信レベル又は
   搬送波対雑音電力比を比較して前記基準局バース
   ト信号の送信電力を制御することにより前記衛星
   における前記基準局バースト信号の実効放射電力
   の変動を補償する補償手段を備え、前記非基準局
   が前記基準局バースト信号と自局から送出され前
   記衛星で折返されたデータバーストとの受信レベ
   ルが一致するよう前記データバーストの送信電力
   を制御する送信電力制御手段を備えたことを特徴
   とする送信電力制御衛星通信方式。 ２ 基準局と複数の非基準局とが衛星を介して時
   分割多元接続方式で通信を行う衛星通信方式にお
   いて、前記基準局から送出され前記衛星で折返さ
   れた基準局バースト信号の受信レベルがあらかじ
   め定められた平常値より低下した場合その低下量
   に対応してあらかじめ定められた量だけ前記基準
   局バースト信号の送信電力を増加させるよう制御
   することにより前記衛星における前記基準局バー
   スト信号の実効放射電力の変動を補償する補償手
   段を備え、前記非基準局が前記基準局バースト信
   号と自局から送出され前記衛星で折返されたデー
   タバーストとの受信レベルが一致するよう前記デ
   ータバーストの送信電力を制御する送信電力制御
   手段を備えたことを特徴とする送信電力制御衛星
   通信方式。