JPH06244783A

JPH06244783A - 移動体衛星通信方式

Info

Publication number: JPH06244783A
Application number: JP5030702A
Authority: JP
Inventors: Kazumasa Nitta; 和正新田; Takashi Ueda; 隆上田
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp; NTT Mobile Communications Networks Inc
Current assignee: NTT Docomo Inc; NTT Inc
Priority date: 1993-02-19
Filing date: 1993-02-19
Publication date: 1994-09-02

Abstract

(57)【要約】【目的】基地局から送信された信号を衛星中継局を介
して移動局に伝え、移動局から送信された信号を衛星中
継局を介して基地局へ伝える方式で、基地局に周波数基
準があり、移動局の周波数を基地局から移動局に送信さ
れる搬送波に追従させて制御する。【構成】基地局の無音状態で当該チャネルの搬送波を
停止させる。そうすると移動局では周波数基準がなくな
るから、移動局の自動周波数制御回路を固定する。そし
て基地局では移動局から送信される信号の周波数を監視
する。その監視の結果移動局の周波数にずれが検出され
ると、無音状態であっても一時的に当該チャネルに搬送
波を送信して移動局の周波数自動制御を実行させる。【効果】無音時に搬送波を停止し、さらに移動局の周
波数変動を小さく抑えることができるから、チャネルの
周波数変動許容幅を小さく設定でき、電波の有効利用が
はかれる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、基地局と多数の移動局
との間に衛星中継局を介在させて通信を行う移動体通信
に利用する。本発明は、移動局の送信周波数偏差の補償
制御に関する。本発明は無線チャネルを周波数分割多元
接続方式の一つであるＳＣＰＣ（single channel per c
arrier) 方式で構成した移動体通信方式に利用する。さ
らに本発明は送信情報がないときに搬送波の送信を停止
させるように制御（ＶＯＸ制御）する方式に利用する。

【０００２】

【従来の技術】従来例方式について図１を用いて説明す
ると、基地局１０はアンテナ１１から衛星中継局４０に
向けて６ＧＨｚ帯の送信信号を送り、これは衛星中継局
４０でアンテナ４１により受信され周波数変換器４３で
２．５ＧＨｚ帯の信号に周波数変換されてアンテナ５１
から送信される。この２．５ＧＨｚ帯の信号は移動局６
０のアンテナ６１に受信される。また、移動局６０のア
ンテナ６１から送信される２．６ＧＨｚ帯の信号は衛星
中継局４０のアンテナ５１で受信され、周波数変換器４
９で６ＧＨｚ帯の信号に周波数変換されてアンテナ４１
から送信される。この６ＧＨｚ帯の信号は基地局１０の
アンテナ１１に受信される。

【０００３】ここで基地局１０には基準発振器１３を備
え、基地局１０が送信する信号の搬送波周波数を高い精
度に維持するように構成されている。また、移動局６０
では衛星中継局４０で中継された基地局１０の送信信号
に基づき、その移動局６０が送信する送信搬送波を自動
的に調節制御する自動周波数制御回路（ＡＦＣ回路）６
２を備えている。

【０００４】すなわち、移動局６０は移動に適するよう
に小型に構成されているから、その発振器の周波数安定
度は基地局の設備に比べて低い。したがって、基地局１
０から送信される基地局の送信信号を受信し、基地局の
送信信号の搬送波周波数を基準にして移動局の送信周波
数を自動制御するように構成されている。

【０００５】図８に、この移動通信方式と一般電話網と
の接続、基地局１０と衛星中継局４０との間の無線回線
の通信チャネルおよび制御チャネルの構成、衛星中継局
４０と移動局６０との間の通信チャネルおよび制御チャ
ネルの構成を図示する。すなわち、基地局１０と衛星中
継局４０との間にはｎ個の通信チャネルについて１個の
制御チャネルが割当てられ、衛星中継局４０と移動局６
０との間にはｎ個の通信チャネルがあって同時にｎ個の
移動局６０と通信が可能であり、そのｎ個の通信チャネ
ルに対して１個の制御チャネルが割当てられている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
衛星中継局を利用する移動体通信方式で、衛星電力の有
効利用をはかるために電波の送信時間を短くする技術と
して、送信情報が途切れている間は当該チャネルの搬送
波の送信を停止させる制御（ＶＯＸ制御）を行うことに
なった。そうすると、移動局側では自動周波数制御をし
ようとしてもその基準がなくなるから、基地局が搬送波
を停止している間は移動局側の自動周波数制御を禁止し
てその送信搬送波周波数の制御を固定することになる。
つまり基地局から移動局に向けて送信する送信情報がな
くなり、移動局から基地局に向けて情報送信が行われて
いる間は移動局では周波数制御が行われないことにな
る。

【０００７】移動局がその送信搬送波周波数の制御を固
定している間に、例えば移動体の速度や移動方向が変化
する、その他何らかの原因により移動局の送信搬送波周
波数が変動すると、これは他チャネルへの混信の原因に
なる。このためには、移動局の送信周波数の変動許容幅
を大きくとることが必要になるから、同一周波数帯域で
利用できるチャネル数が小さくなる。すなわち電波の有
効利用を阻害することになる。

【０００８】本発明はこのような背景に行われたもので
あって、基地局側が送信情報が途切れたときに搬送波の
送信を停止させるいわゆるＶＯＸ制御を行って衛星電力
の有効利用をはかる場合にも、移動局側の送信搬送波周
波数に変動があるとこれを制御補償することができる方
式を提供することを目的とする。すなわち本発明は電波
の有効利用をはかることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、基地局設備と
して、送信情報が途切れたときにそのチャネルの搬送波
を停止させる手段と、その搬送波を停止させたチャネル
に対応するチャネルについて移動局からの信号周波数を
監視する手段と、この監視する手段に所定値を越える周
波数誤差が検出されたとき送信情報が途切れていても当
該チャネルに搬送波を一時的に送信する手段とを備えた
ことを特徴とする。

【００１０】前記当該チャネルに送信する搬送波を前記
周波数誤差を示す情報で変調することができる。その場
合には、移動局ではこの周波数誤差を示す情報を検出
し、その情報を制御回路で利用して、移動局の自動周波
数制御を効率的に行うことができる。

【００１１】

【作用】基地局側で移動局に向けて送信すべき送信情報
が途切れたときには、そのチャネルの搬送波を停止させ
て衛星電力の有効利用をはかる。そのときには、移動局
では基地局からの受信信号がなくなるので、周波数基準
を失い自動周波数制御ができなくなる。このときは周波
数制御を固定して移動局側からの送信を行うことにな
る。周波数制御を固定しても送信周波数はいろいろな原
因で変動する。このとき、基地局ではこの移動局からの
送信周波数を監視していて、その送信周波数の変動が所
定値を越えて大きいときには、基地局から移動局に向け
て送信する送信情報がなくとも、基地局から送信を再開
させて移動局の自動周波数制御を実行させる。

【００１２】再開した送信の継続時間は移動局側で自動
周波数制御を実行するに十分な時間であればよい。基地
局の送信を再開して、所定時間が経過してなお基地局か
らの送信情報がないときには基地局の送信は停止され
る。基地局で移動局から到来する信号の周波数を監視し
ていて周波数制御が行われたときに基地局の送信を停止
するようにすることもできる。

【００１３】このような制御により、各チャネルの搬送
波周波数の変動幅を実質的に小さくできるから、利用で
きる周波数帯域幅に設定できるチャネルの数を大きくす
ることができ、周波数の有効利用をはかることができ
る。

【００１４】

【実施例】図１は本発明実施例方式のブロック構成図で
ある。この方式は、基地局１０と、この基地局１０の送
信信号を受信し周波数変換して送信する衛星中継局４０
と、この衛星中継局４０の送信信号を受信する移動局６
０とを備え、この衛星中継局４０は基地局１０の送信信
号を受信し周波数変換して送信する衛星中継局４０とし
て、アンテナ４１、分岐結合器４６、受信増幅器４２、
周波数変換器４３、送信増幅器４４、分岐結合器４５、
およびアンテナ５１を備える。さらにこの衛星中継局４
０は、移動局６０の送信信号を受信し周波数変換して前
記基地局１０に向け送信する手段として、アンテナ５
１、分岐結合器４５、受信増幅器４８、周波数変換器４
９、送信増幅器４７、分岐結合器４６、およびアンテナ
４１を備える。基地局１０には基準発振器１３を備え、
移動局６０にはこの基地局１０から送信され衛星中継局
４０で中継されて受信される受信周波数に基づき自局の
送信周波数を自動的に調節する自動周波数制御回路６２
を備えている。

【００１５】ここで本発明の特徴とするところは、基地
局１０に、送信情報が途切れたとき（無音状態になった
とき）にそのチャネルの搬送波を停止させる手段と、そ
の搬送波を停止させたチャネルに対応するチャネルにつ
いて移動局からの信号周波数を監視する手段と、この監
視する手段に所定値を越える周波数偏差が検出されたと
き送信情報が途切れていても当該チャネルに搬送波を送
信する手段とを備えたことを特徴とする。これらの手段
は制御回路１４により実行されるものであって、その制
御フローチャートを図２に示す。この制御を行うための
ハードウエア構成および制御動作については以下さらに
詳しく説明する。

【００１６】図３は基地局１０の周波数制御に係る部分
のブロック構成図である。基地局１０には他に通信のた
めの多数の回路を備えているが、この図３には周波数制
御に関連のある部分のみを示す。基準発振器１３は恒温
槽３３の内部に設置され、その精度が１０^-8程度の安定
度に維持されている。この基準発振器１３の出力を基準
にして発振器１５は６ＧＨｚ帯の搬送波周波数を発振
し、これは送信増幅器１６により増幅されてアンテナ１
１から送信される。図１に示すように衛星中継局４０で
はこの６ＧＨｚ帯の搬送波をアンテナ４１で受信する
と、分離結合器４６を経て受信増幅器４２で増幅し、周
波数変換器４３で周波数変換する。この周波数変換器４
３には内蔵の局部発振器５０から局部発振周波数が供給
される。２．５ＧＨｚ帯に周波数変換された信号は送信
増幅器４４で増幅されて分岐結合器４５を経てアンテナ
５１から送信される。ここでアンテナ５１から送信され
た２．５ＧＨｚ帯の搬送波は、移動局６０に向けて送信
された信号であるが、基地局１０のアンテナ１２にも受
信できる。

【００１７】図３に戻ってアンテナ１２に受信された信
号は受信増幅器１７で増幅され周波数比較器１８で基準
発振器１３に追従同期する２．５ＧＨｚ帯の発振器１９
の発振出力と周波数比較される。その周波数に誤差が検
出されると、その周波数誤差を零にするように周波数制
御部２０は６ＧＨｚ帯の発振器１５を制御する。すなわ
ち、このような制御により衛星中継局４０に内蔵された
局部発振器５０に周波数変動があると、基地局１０の送
信周波数がそれを補償するように制御されることにな
る。一般に衛星中継局４０の局部発振周波数の安定度は
１０^-6程度であり、この安定度を向上することは衛星の
重量制限から困難であり、また衛星中継局４０の局部発
振周波数を基地局１０から受信する搬送波を基準にして
制御追従させることも、衛星に搭載された部品点数を大
きくして衛星装置の信頼性を悪くすることから、このよ
うな制御が行われる。

【００１８】移動局６０のアンテナ６１に受信された
２．５ＧＨｚ帯の搬送波は次のように制御される。図４
に移動局６０の周波数制御に係る部分のブロック構成図
を示す。アンテナ６１に受信された信号は受信増幅器６
３により増幅され周波数変換器６４で周波数シンセサイ
ザ６５から供給される局部発振周波数により中間周波信
号に変換され、この中間周波信号は復調回路６６でベー
スバンド信号に復調される。ここで、周波数シンセサイ
ザ６５に基準周波数を供給する発振器６８は復調回路６
６で検出される周波数変位にしたがって自動周波数制御
回路（ＡＦＣ）６２により周波数制御される。つまり発
振器６８の発振周波数は受信される２．５ＧＨｚ帯搬送
波の周波数変動に追従するように制御される。この発振
器６８の発振周波数を入力とする周波数シンセサイザ６
９により送信搬送波が供給されるから、送信用の周波数
変換器７０から送信増幅器７１で増幅されて、この移動
局６０から送信される２．６ＧＨｚ帯の送信搬送波はこ
の移動局６０が受信する２．５ＧＨｚ帯の受信搬送波に
追従するように制御される。実用的にはこのような周波
数制御による周波数精度は１０^-7程度である。

【００１９】ちなみに、周波数安定度１０^-8の基準発振
器１３に同期する６ＧＨｚ帯の発振周波数の変動幅は±
６０Ｈｚであり、周波数安定度１０^-6の局部発振周波数
により周波数変換された２．５ＧＨｚ帯の送信信号の周
波数変動幅は±３．５ｋＨｚである。そして図３で説明
したように基地局１０の送信搬送波周波数を衛星中継局
４０の周波数変動を補償するように制御すると、衛星中
継局４０の送信搬送波周波数の変動幅は±１００Ｈｚ程
度に抑圧することができる。さらに移動局６０で周波数
精度１０^-7の周波数制御を行うことにより、移動局６０
の送信搬送波周波数の変動幅を±２６０Ｈｚとすること
ができるから、上述の±１００Ｈｚとの和をとって移動
局６０の実際の送信搬送波周波数の変動幅は±３６０Ｈ
ｚ程度となる。この程度の周波数変動は十分に復調回路
で追従可能な範囲であって実用上問題にならない。

【００２０】図５は本発明実施例基地局装置の６ＧＨｚ
帯の送受信系についての構成を示すブロック図である。
この図５に示す基地局装置は上述の図３で説明した基地
局装置と同一の基地局装置である。図３では周波数の制
御系について取り出してわかりやすいように表示したも
のであったが、図５では６ＧＨｚ帯の送受信系および制
御系について詳しく示す。図５には周波数の制御系につ
いての表示は省略されている。

【００２１】図５において、音声入力２６は音声符号化
回路２８で符号化され、切替回路３０を介してフレーム
構成回路３１に与えられる。ここでこの方式に適合する
フレームに組み立てられて、変調回路３２で６ＧＨｚ帯
の信号に変調され、その変調出力は送信増幅器１６で増
幅されて、分岐結合器２１を経てアンテナ１１から送信
される。衛星中継局からの受信信号がアンテナ１１で受
信されると、分岐結合器２１から受信増幅器２２に入力
され、復調回路２３で復調され音声出力２５が受信出力
信号となる。

【００２２】図６は移動局のさらに詳しいブロック構成
図である。復調回路６６の出力信号は分配回路７４によ
り音声復号回路７５または制御信号解読回路７６のいず
れかに接続され、解読された制御信号は制御回路７８に
与えられる。制御回路７８は、分配回路７４、自動周波
数制御回路６２およびフレーム構成回路７２を制御す
る。

【００２３】ここで本発明の特徴とするところの第一
は、音声入力２６は音声信号検出回路２７に接続されて
いて、音声入力２６の音声信号が途切れ所定時間にわた
り無音状態を検出すると、制御回路１４に制御信号を与
え、制御回路１４はフレーム構成回路３１を制御して搬
送波の送信を停止させることにある。図７は無音状態に
なって搬送波の送信を停止する場合の送信信号タイムチ
ャートである。図７（ａ）は音声入力２６の信号波形を
示し、同（ｂ）はフレーム構成回路３１の出力信号フレ
ームを示す。すなわち図７（ａ）の時間１、２、３は有
音状態であり、この音声信号はそれぞれ符号化され同図
（ｂ）に示すフレーム１、２、３に送出される。時間４
は無音状態になり、搬送波を停止させることを予告する
ポストアンブルをフレーム４に送出して搬送波を停止さ
せる。これは、図６に示す制御回路１４が制御信号生成
回路２９、切替回路３０、およびフレーム構成回路３１
を制御して実行される。移動局６０では図６に示すよう
に、このポストアンブルを検出すると無音状態を認識し
て自動周波数制御回路６２の制御を固定する。

【００２４】本発明の特徴とするところの第二は、この
ように移動局の自動周波数制御を固定した状態でも基地
局が移動局の送信周波数を監視するところにある。すな
わち、図５で復調回路２３の出力を周波数誤差検出回路
２４に導き、当該移動局６０が送信する搬送波の周波数
を監視し、その周波数誤差が所定値を越えたときに制御
回路１４に対して検出出力を送出する。そのとき、制御
回路１４は音声入力２６がなお無音状態であってもフレ
ーム構成回路３１を制御して搬送波を短く送信させる。
これは、無音を示す符号を送信しさらに上記のポストア
ンブルを送信することにより行われる。これを受信し
た、移動局６０は基地局１０から送信された搬送波にし
たがって、自動周波数制御回路６２を動作させて周波数
の補償制御を実行しその後に再びその制御を固定する。

【００２５】このような制御を行うことにより、無音状
態のときに基地局からの搬送波の送信を停止することが
できるとともに、搬送波の停止中に移動局の送信周波数
にずれが生じるとそれを検出して補償制御することがで
きる。

【００２６】ここで、基地局が移動局の送信周波数を監
視し、移動局の送信周波数誤差が所定値を越えたとき
に、無音を示す符号に代えて自動周波数制御に都合のよ
い符号を送信することができる。その一例は０と１とが
交互に連続する符号である。

【００２７】ここでさらに、無音を示す符号に代えて基
地局で検出した移動局の送信周波数の誤差を表す情報で
変調を施すように構成することができる。その場合に
は、移動局装置の復調回路６６はこの情報を検出して自
動周波数制御回路６２に与え、自動周波数制御回路６２
はこの情報を利用して周波数誤差を小さくするように効
率的な制御を実行することができる。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の方式で
は、無音状態のときに基地局からの搬送波の送信を停止
して衛星電力の有効利用をはかるとともに、搬送波の停
止中に移動局の送信周波数がずれて他チャネルに妨害を
与えることがなくなるから、ガード周波数帯域を小さく
設定することが可能になり、周波数帯域の利用効率を向
上することができ、電波の有効利用を図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例方式のブロック構成図（従来例方
式もこの図は同じである）。

【図２】本発明実施例方式の基地局において無音状態御
の制御を示すフローチャート。

【図３】本発明実施例方式の基地局周波数制御系の構成
を示すブロック構成図。

【図４】本発明実施例方式の移動局構成を示すブロック
構成図。

【図５】本発明実施例方式の基地局送受信系および制御
系の構成を示すブロック構成図。

【図６】本発明実施例方式の移動局のさらに詳しい構成
を示すブロック構成図。

【図７】本発明実施例方式の基地局における無音状態の
制御を示す信号タイムチャート。

【図８】本発明実施例方式の基地局における無音状態の
制御を示す信号タイムチャート（従来例方式もこの図は
同じである）。

【符号の説明】

１０基地局１１アンテナ（６ＧＨｚ用）１２アンテナ（２．５ＧＨｚ用）１３基準発振器１４制御回路１５６ＧＨｚ帯発振器１６送信増幅器１７受信増幅器１８周波数比較器１９２．５ＧＨｚ帯発振器２０周波数制御部２１分岐結合器２２受信増幅器２３復調回路２４周波数誤差検出回路２５音声出力２６音声入力２７音声信号検出回路２８音声符号化回路２９制御信号生成回路３０切替回路３１フレーム構成回路３２変調回路３３恒温槽４０衛星中継局４１アンテナ（６ＧＨｚ用）４２受信増幅器４３周波数変換器４４送信増幅器４５分岐結合器４６分岐結合器４７送信増幅器４８受信増幅器４９周波数変換器５０局部発振器５１アンテナ（２．５ＧＨｚ用）６０移動局６１アンテナ６２自動周波数制御回路（ＡＦＣ）６３受信増幅器６４周波数変換器６５周波数シンセサイザ６６復調回路６７分岐結合器６８発振器６９周波数シンセサイザ７０周波数変換器７１送信増幅器７２フレーム構成回路７４分配回路７５音声復号回路７６制御信号解読回路７８制御回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基地局と、この基地局の送信信号を受信
し周波数変換して送信する衛星中継局と、この衛星中継
局の送信信号を受信する移動局とを備え、前記衛星中継
局は移動局の送信信号を受信し周波数変換して前記基地
局に向け送信する手段を備え、前記基地局には基準発振器を備え、前記移動局には前記
基地局から送信され前記衛星中継局で中継されて受信さ
れる受信周波数に基づき自局の送信周波数を自動的に調
節する自動周波数制御回路を備えた移動体衛星通信方式
において、前記基地局は、送信情報が途切れたときにそのチャネル
の搬送波を停止させる手段と、その搬送波を停止させた
チャネルに対応するチャネルについて移動局からの信号
周波数を監視する手段と、この監視する手段に所定値を
越える周波数誤差が検出されたとき送信情報が途切れて
いても当該チャネルに搬送波を送信する手段とを備えた
ことを特徴とする移動体衛星通信方式。
【請求項２】前記当該チャネルに送信する搬送波を前
記周波数誤差を示す情報で変調する手段を備えた請求項
１記載の移動体衛星通信方式。