JPH07321721A - 単一波マルチポイント衛星通信方法 - Google Patents
単一波マルチポイント衛星通信方法Info
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- JPH07321721A JPH07321721A JP13087294A JP13087294A JPH07321721A JP H07321721 A JPH07321721 A JP H07321721A JP 13087294 A JP13087294 A JP 13087294A JP 13087294 A JP13087294 A JP 13087294A JP H07321721 A JPH07321721 A JP H07321721A
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Landscapes
- Radio Relay Systems (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 地上の広範な地域に分散する任意の地点の比
較的小電力の固定局または移動局に対して高利得の衛星
搭載アンテナを瞬時に向けて、しかも各地点に対するア
ップリンクとダウンリンクをそれぞれ単一波で形成して
実質的に同時通信方式として運用できるマルチポイント
衛星通信を実現する。 【構成】 ビーム走査アンテナを搭載した人工衛星を利
用し、地上親局から各地点に固有の制御信号を含む情報
を時分割情報として人工衛星上のトランスポンダに送信
し、トランスポンダではビーム走査アンテナの指向方向
を親局からの受信情報中の制御信号に基づいて順次所定
のウインドウ時間で各地点に向けながら中継を行うこと
により、ビーム走査アンテナが指向している地点に対応
する情報をビーム指向方向の走査に同期して順次各地点
に向けて時分割送信する。
較的小電力の固定局または移動局に対して高利得の衛星
搭載アンテナを瞬時に向けて、しかも各地点に対するア
ップリンクとダウンリンクをそれぞれ単一波で形成して
実質的に同時通信方式として運用できるマルチポイント
衛星通信を実現する。 【構成】 ビーム走査アンテナを搭載した人工衛星を利
用し、地上親局から各地点に固有の制御信号を含む情報
を時分割情報として人工衛星上のトランスポンダに送信
し、トランスポンダではビーム走査アンテナの指向方向
を親局からの受信情報中の制御信号に基づいて順次所定
のウインドウ時間で各地点に向けながら中継を行うこと
により、ビーム走査アンテナが指向している地点に対応
する情報をビーム指向方向の走査に同期して順次各地点
に向けて時分割送信する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、静止軌道または周回軌
道上に打ち上げられた人工衛星のトランスポンダを経由
して地上の親局および互いに異なる地点に分散位置する
複数の子局間で単一波マルチポイント通信を行うための
衛星通信方法に関するものである。尚、本明細書におい
て使用する「地上」または「地点」という用語は、人工
衛星が周回する惑星の表面またはその特定の位置を意味
し、地球では陸地及び海面上の全ての地点が包含される
意味をもつものである。
道上に打ち上げられた人工衛星のトランスポンダを経由
して地上の親局および互いに異なる地点に分散位置する
複数の子局間で単一波マルチポイント通信を行うための
衛星通信方法に関するものである。尚、本明細書におい
て使用する「地上」または「地点」という用語は、人工
衛星が周回する惑星の表面またはその特定の位置を意味
し、地球では陸地及び海面上の全ての地点が包含される
意味をもつものである。
【0002】
【従来の技術】人工衛星をトランスポンダとして地上局
からの通信電波または放送電波を中継し、再び地上へ向
けて送信する衛星通信システムは、災害に強く、多地点
に同時に情報伝達が可能であると共に、回線設定が極め
て容易であることから、離島通信や災害・救難バックア
ップ及び地上系通信の補間などに広く利用されているこ
とは周知の通りである。このように、通信衛星のトラン
スポンダを利用して1点から情報を発信し、これを地上
の多数の局で受信したり、逆に地上の多数の局からの発
信情報を衛星トランスポンダにより1点で受信する通信
方式はマルチポイント衛星通信方式として知られてい
る。
からの通信電波または放送電波を中継し、再び地上へ向
けて送信する衛星通信システムは、災害に強く、多地点
に同時に情報伝達が可能であると共に、回線設定が極め
て容易であることから、離島通信や災害・救難バックア
ップ及び地上系通信の補間などに広く利用されているこ
とは周知の通りである。このように、通信衛星のトラン
スポンダを利用して1点から情報を発信し、これを地上
の多数の局で受信したり、逆に地上の多数の局からの発
信情報を衛星トランスポンダにより1点で受信する通信
方式はマルチポイント衛星通信方式として知られてい
る。
【0003】従来、この種のマルチポイント衛星通信方
式を利用して、小規模拠点(超小口径アンテナ地上子
局:VSAT)が地上の遠隔地に分散する双方向VSA
Tネットワークを構築しようとする場合、ネットワーク
監視制御システムを保有する地上側親局から通信衛星を
経由して各VSATへ伝送されるアウトバウンドには時
分割多重(TDM)モードを使用し、VSAT側から通
信衛星を介して親局へ伝送されるインバウンドには時分
割多重接続(TDMA)モードを利用し、VSAT側か
ら発生する間欠的なトラヒック(伝送情報)をインバウ
ンド及びアウトバウンドの往復により多元的に接続し
て、子局間での実質的に同時的な情報伝達を行ってい
る。
式を利用して、小規模拠点(超小口径アンテナ地上子
局:VSAT)が地上の遠隔地に分散する双方向VSA
Tネットワークを構築しようとする場合、ネットワーク
監視制御システムを保有する地上側親局から通信衛星を
経由して各VSATへ伝送されるアウトバウンドには時
分割多重(TDM)モードを使用し、VSAT側から通
信衛星を介して親局へ伝送されるインバウンドには時分
割多重接続(TDMA)モードを利用し、VSAT側か
ら発生する間欠的なトラヒック(伝送情報)をインバウ
ンド及びアウトバウンドの往復により多元的に接続し
て、子局間での実質的に同時的な情報伝達を行ってい
る。
【0004】この場合、通信方式としては各ポイントご
とに通信衛星へ向かうアップリンクと地上局へ向かうダ
ウンリンクとで互いに異なる周波数を使用するマルチビ
ーム通信方式であり、例えば技術試験衛星5型(ETS
−5)を利用して、アジア太平洋地域における医療デー
タのパケット通信や音声及び静止画像の送受信によるテ
レカンファレンス及びテレコンサルテーションを行う医
療支援システムも試みられている。
とに通信衛星へ向かうアップリンクと地上局へ向かうダ
ウンリンクとで互いに異なる周波数を使用するマルチビ
ーム通信方式であり、例えば技術試験衛星5型(ETS
−5)を利用して、アジア太平洋地域における医療デー
タのパケット通信や音声及び静止画像の送受信によるテ
レカンファレンス及びテレコンサルテーションを行う医
療支援システムも試みられている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来のマルチポイント
衛星通信方式では、衛星搭載アンテナによる地上の通信
カバー領域の広さが固定的であると共に、地上側でVS
ATや移動局などの小電力システムを有効に利用できる
ように衛星搭載アンテナの利得を高くすると、衛星アン
テナの通信カバー領域がますます限定された狭い領域に
とどまることになり、従って一つの衛星で広範な地域を
高い利得でカバーするためには、衛星搭載アンテナに複
数の給電部を使用して互いに異なる周波数のマルチスポ
ットビームとする必要があるが、いずれにせよアップリ
ンクとダウンリンクだけでなく各ビームごとに互いに異
なる周波数を使用するマルチビーム通信方式であるの
で、衛星に搭載するアンテナ装置及びトランスポンダの
構成が複雑になって衛星の重量が増加し、また使用する
電波の利用帯域も広くなるという問題点がある。
衛星通信方式では、衛星搭載アンテナによる地上の通信
カバー領域の広さが固定的であると共に、地上側でVS
ATや移動局などの小電力システムを有効に利用できる
ように衛星搭載アンテナの利得を高くすると、衛星アン
テナの通信カバー領域がますます限定された狭い領域に
とどまることになり、従って一つの衛星で広範な地域を
高い利得でカバーするためには、衛星搭載アンテナに複
数の給電部を使用して互いに異なる周波数のマルチスポ
ットビームとする必要があるが、いずれにせよアップリ
ンクとダウンリンクだけでなく各ビームごとに互いに異
なる周波数を使用するマルチビーム通信方式であるの
で、衛星に搭載するアンテナ装置及びトランスポンダの
構成が複雑になって衛星の重量が増加し、また使用する
電波の利用帯域も広くなるという問題点がある。
【0006】本発明の主な目的は、実質的に同時通信方
式として運用でき、地上の広範な地域に分散する任意の
地点の比較的小電力の固定局または移動局に対して高利
得の衛星搭載アンテナを瞬時に向けて、しかも各地点に
対するアップリンクとダウンリンクをそれぞれ単一波で
形成してマルチポイント通信を行うことのできる単一波
マルチポイント衛星通信方法を提供することである。
式として運用でき、地上の広範な地域に分散する任意の
地点の比較的小電力の固定局または移動局に対して高利
得の衛星搭載アンテナを瞬時に向けて、しかも各地点に
対するアップリンクとダウンリンクをそれぞれ単一波で
形成してマルチポイント通信を行うことのできる単一波
マルチポイント衛星通信方法を提供することである。
【0007】本発明の別の目的は、トランスポンダの制
限された送受信電力の範囲内で比較的高い利得の衛星搭
載アンテナにより広範な通信領域をカバーでき、データ
通信や一般情報通信システムまたは放送システムとして
運用することのできる単一波マルチポイント衛星通信方
法を提供することである。
限された送受信電力の範囲内で比較的高い利得の衛星搭
載アンテナにより広範な通信領域をカバーでき、データ
通信や一般情報通信システムまたは放送システムとして
運用することのできる単一波マルチポイント衛星通信方
法を提供することである。
【0008】本発明の更に別の目的は、テレメータまた
は医療や捜索救難支援システムなどの目的で地上の広い
領域に分散した固定局または移動局からの発信情報を単
一波で個々に人工衛星上のトランスポンダに伝送して地
上の親局へ中継し、また単独の衛星で必要に応じて或る
程度の精度で比較的早期に発信局を電波測位することの
できる単一波マルチポイント衛星通信方法を提供するこ
とである。
は医療や捜索救難支援システムなどの目的で地上の広い
領域に分散した固定局または移動局からの発信情報を単
一波で個々に人工衛星上のトランスポンダに伝送して地
上の親局へ中継し、また単独の衛星で必要に応じて或る
程度の精度で比較的早期に発信局を電波測位することの
できる単一波マルチポイント衛星通信方法を提供するこ
とである。
【0009】本発明の更に別の目的は、地上の広い領域
に分散した複数の局の間で例えば音声と画像及びデータ
通信による双方向テレビ会議システムなど、実用的にほ
ぼ同時通信方式として利用できるマルチアクセス閉域網
を一つの通信衛星により構築することのできる単一波マ
ルチポイント衛星通信方法を提供することである。
に分散した複数の局の間で例えば音声と画像及びデータ
通信による双方向テレビ会議システムなど、実用的にほ
ぼ同時通信方式として利用できるマルチアクセス閉域網
を一つの通信衛星により構築することのできる単一波マ
ルチポイント衛星通信方法を提供することである。
【0010】本発明のさらに別の目的は、上記会議シス
テムにおいてハウリングエコーを効果的に抑制すること
のできる単一波マルチポイント衛星通信方法を提供する
ことである。
テムにおいてハウリングエコーを効果的に抑制すること
のできる単一波マルチポイント衛星通信方法を提供する
ことである。
【0011】
【課題を解決するための手段】第1発明は、人工衛星の
トランスポンダを経由して地上の親局および互いに異な
る地点に位置する複数の子局間で単一波マルチポイント
通信を行う方法に関する。この衛星通信方法では、人工
衛星にビーム走査アンテナを搭載しておき、前記親局か
ら各地点に固有の制御信号を含む情報を時分割方式で前
記人工衛星上のトランスポンダに送信し、前記トランス
ポンダでは、前記ビーム走査アンテナの指向方向を受信
情報中の前記制御信号に基づいて順次各地点に向けなが
ら、前記ビーム走査アンテナが指向している地点に対応
する前記制御信号を含む受信情報を前記ビーム指向方向
の走査に関連して同期的に順次各地点に向けて時分割送
信することにより前述の課題を解決している。
トランスポンダを経由して地上の親局および互いに異な
る地点に位置する複数の子局間で単一波マルチポイント
通信を行う方法に関する。この衛星通信方法では、人工
衛星にビーム走査アンテナを搭載しておき、前記親局か
ら各地点に固有の制御信号を含む情報を時分割方式で前
記人工衛星上のトランスポンダに送信し、前記トランス
ポンダでは、前記ビーム走査アンテナの指向方向を受信
情報中の前記制御信号に基づいて順次各地点に向けなが
ら、前記ビーム走査アンテナが指向している地点に対応
する前記制御信号を含む受信情報を前記ビーム指向方向
の走査に関連して同期的に順次各地点に向けて時分割送
信することにより前述の課題を解決している。
【0012】第2発明は、第1発明による単一波マルチ
ポイント衛星通信方法において、前記親局から前記情報
をパケット情報として各子局に伝送することを特徴とす
るものである。
ポイント衛星通信方法において、前記親局から前記情報
をパケット情報として各子局に伝送することを特徴とす
るものである。
【0013】第3発明は、第1発明による単一波マルチ
ポイント衛星通信方法において、前記親局から前記情報
を放送信号として各子局に伝送することを特徴とするも
のである。
ポイント衛星通信方法において、前記親局から前記情報
を放送信号として各子局に伝送することを特徴とするも
のである。
【0014】第4発明は、人工衛星のトランスポンダを
経由して地上の親局および互いに異なる地点に位置する
複数の子局間で単一波マルチポイント通信を行う方法を
提供する。この衛星通信方法では、前記人工衛星にビー
ム走査アンテナを搭載しておき、前記親局から走査制御
信号を前記人工衛星上のトランスポンダに送信し、前記
トランスポンダでは、前記ビーム走査アンテナの指向方
向を前記走査制御信号に基づいて順次走査しながら、前
記ビーム走査アンテナが指向している地点の子局からの
送信情報を受信したときには、この受信情報を前記ビー
ム指向方向の走査と同期して親局へ送信することにより
前述の課題を解決している。
経由して地上の親局および互いに異なる地点に位置する
複数の子局間で単一波マルチポイント通信を行う方法を
提供する。この衛星通信方法では、前記人工衛星にビー
ム走査アンテナを搭載しておき、前記親局から走査制御
信号を前記人工衛星上のトランスポンダに送信し、前記
トランスポンダでは、前記ビーム走査アンテナの指向方
向を前記走査制御信号に基づいて順次走査しながら、前
記ビーム走査アンテナが指向している地点の子局からの
送信情報を受信したときには、この受信情報を前記ビー
ム指向方向の走査と同期して親局へ送信することにより
前述の課題を解決している。
【0015】第5発明は、第4発明による単一波マルチ
ポイント衛星通信方法において、前記親局が前記トラン
スポンダから子局の送信情報を受信したときに、前記親
局が前記送信情報の発信地点に対応する前記走査制御信
号を継続的に前記トランスポンダに送信することを特徴
とするものである。
ポイント衛星通信方法において、前記親局が前記トラン
スポンダから子局の送信情報を受信したときに、前記親
局が前記送信情報の発信地点に対応する前記走査制御信
号を継続的に前記トランスポンダに送信することを特徴
とするものである。
【0016】第6発明は、第4発明または第5発明によ
る単一波マルチポイント衛星通信方法において、前記親
局において前記子局からの受信情報に基づいて子局の位
置を検出することを特徴とするものである。
る単一波マルチポイント衛星通信方法において、前記親
局において前記子局からの受信情報に基づいて子局の位
置を検出することを特徴とするものである。
【0017】第7発明は、人工衛星のトランスポンダを
経由して地上の親局および互いに異なる地点に位置する
複数の子局間で単一波マルチポイント通信を行う方法を
提供するものであり、この衛星通信方法では、前記人工
衛星にビーム走査アンテナを搭載しておき、前記親局か
ら各地点に固有の制御信号を含むアウトバウンド情報を
時分割方式で前記人工衛星上のトランスポンダに送信
し、前記トランスポンダでは、前記ビーム走査アンテナ
の指向方向を受信情報中の前記制御信号に基づいて順次
各地点に向けながら、前記ビーム走査アンテナが指向し
ている地点の子局に対して前記アウトバウンド情報を前
記ビーム指向方向の走査に関連して同期的に順次時分割
送信により中継すると共に、前記ビーム走査アンテナが
指向している地点の子局からの発信情報を受信してイン
バウンド情報として前記ビーム指向方向の走査時点に関
連して同期的に親局へ向けて送信し、前記親局では、前
記トランスポンダから送信されてくる各子局からのイン
バウンド情報を一時記憶して時系列的に混合し、この混
合された情報を各地点の固有の制御信号と共に前記アウ
トバウンド情報として時分割方式で前記人工衛星上のト
ランスポンダに送信することにより前述の課題を解決し
ている。
経由して地上の親局および互いに異なる地点に位置する
複数の子局間で単一波マルチポイント通信を行う方法を
提供するものであり、この衛星通信方法では、前記人工
衛星にビーム走査アンテナを搭載しておき、前記親局か
ら各地点に固有の制御信号を含むアウトバウンド情報を
時分割方式で前記人工衛星上のトランスポンダに送信
し、前記トランスポンダでは、前記ビーム走査アンテナ
の指向方向を受信情報中の前記制御信号に基づいて順次
各地点に向けながら、前記ビーム走査アンテナが指向し
ている地点の子局に対して前記アウトバウンド情報を前
記ビーム指向方向の走査に関連して同期的に順次時分割
送信により中継すると共に、前記ビーム走査アンテナが
指向している地点の子局からの発信情報を受信してイン
バウンド情報として前記ビーム指向方向の走査時点に関
連して同期的に親局へ向けて送信し、前記親局では、前
記トランスポンダから送信されてくる各子局からのイン
バウンド情報を一時記憶して時系列的に混合し、この混
合された情報を各地点の固有の制御信号と共に前記アウ
トバウンド情報として時分割方式で前記人工衛星上のト
ランスポンダに送信することにより前述の課題を解決し
ている。
【0018】第8発明は、第7発明による単一波マルチ
ポイント衛星通信方法において、前記親局において受信
された各子局からの前記インバウンド情報を混合する際
に、個々の子局に中継される前記アウトバウンド情報中
に同一子局からのインバウンド情報が含まれないよう
に、各子局からの前記インバウンド情報を各子局向けの
アウトバウンド情報ごとに選択的に混合することを特徴
とするものである。
ポイント衛星通信方法において、前記親局において受信
された各子局からの前記インバウンド情報を混合する際
に、個々の子局に中継される前記アウトバウンド情報中
に同一子局からのインバウンド情報が含まれないよう
に、各子局からの前記インバウンド情報を各子局向けの
アウトバウンド情報ごとに選択的に混合することを特徴
とするものである。
【0019】第9発明は、第7発明または第8発明によ
る単一波マルチポイント衛星通信方法において、前記イ
ンバウンド情報が音声情報と画像情報を含むことを特徴
とするものである。
る単一波マルチポイント衛星通信方法において、前記イ
ンバウンド情報が音声情報と画像情報を含むことを特徴
とするものである。
【0020】
【作用】基本的に本発明による衛星通信方法では、静止
軌道または周回軌道上の人工衛星のトランスポンダを経
由して地上の親局および互いに異なる地点に位置する複
数の子局間で単一波マルチポイント通信を行うが、ここ
で使用される人工衛星には、少なくとも前記複数の子局
に対するアンテナビーム指向方向を親局又は子局などの
地上局からの指令電波に応じて電子的に走査することの
できる空間的分離機能を有するビーム走査アンテナが搭
載される。
軌道または周回軌道上の人工衛星のトランスポンダを経
由して地上の親局および互いに異なる地点に位置する複
数の子局間で単一波マルチポイント通信を行うが、ここ
で使用される人工衛星には、少なくとも前記複数の子局
に対するアンテナビーム指向方向を親局又は子局などの
地上局からの指令電波に応じて電子的に走査することの
できる空間的分離機能を有するビーム走査アンテナが搭
載される。
【0021】このようなビーム走査アンテナとしては、
例えばフェーズドアレイアンテナなどのように、複数の
平面アンテナ間の位相差を利用し、アンテナ利得の方向
性を電子スイッチング制御で変化させるものが既に知ら
れている。
例えばフェーズドアレイアンテナなどのように、複数の
平面アンテナ間の位相差を利用し、アンテナ利得の方向
性を電子スイッチング制御で変化させるものが既に知ら
れている。
【0022】従って、本発明では衛星搭載のアンテナ利
得を高めるためにアンテナのビーム指向性を尖鋭にして
も、人工衛星上のビーム走査アンテナで走査できる広範
な領域内の地上固定局または移動局が通信可能領域に入
り、比較的小電力の固定局または移動局に対して高利得
の衛星搭載アンテナを瞬時に向けて、単一波によるマル
チポイント通信を行うことができる。
得を高めるためにアンテナのビーム指向性を尖鋭にして
も、人工衛星上のビーム走査アンテナで走査できる広範
な領域内の地上固定局または移動局が通信可能領域に入
り、比較的小電力の固定局または移動局に対して高利得
の衛星搭載アンテナを瞬時に向けて、単一波によるマル
チポイント通信を行うことができる。
【0023】前記人工衛星と地上の各子局との間の送受
信は、衛星搭載アンテナのビーム走査による空間的分離
と同期した時分割方式で行われ、この場合、複数の子局
に対するアップリンクは単一波であり、同様に複数の子
局に対するダウンリンクも前記アップリンクの単一波と
は異なる周波数の単一波である。衛星搭載アンテナと地
上の親局との間の送受信は前記ビーム走査による空間的
分離または前記人工衛星に搭載された固定ビームアンテ
ナによって時分割多重方式で行うことができ、そのアッ
プリンクとダウンリンクは互いに周波数を異にする。
信は、衛星搭載アンテナのビーム走査による空間的分離
と同期した時分割方式で行われ、この場合、複数の子局
に対するアップリンクは単一波であり、同様に複数の子
局に対するダウンリンクも前記アップリンクの単一波と
は異なる周波数の単一波である。衛星搭載アンテナと地
上の親局との間の送受信は前記ビーム走査による空間的
分離または前記人工衛星に搭載された固定ビームアンテ
ナによって時分割多重方式で行うことができ、そのアッ
プリンクとダウンリンクは互いに周波数を異にする。
【0024】本発明において利用する人工衛星は、好ま
しくは静止軌道上に打ち上げられた対地相対角速度が実
質的に零の静止衛星であるが、そのほかの周回軌道上を
移動する周回衛星であっても、軌道上の対地相対速度等
の軌道パラメータを考慮した位置演算制御によってビー
ム走査を行うことにより適用可能である。周回衛星の場
合、本発明にしたがって特に双方向同時通信を行うとき
には、各子局に対するアクセス時間やドップラー効果の
影響等が問題となるが、これらの問題は人工衛星の軌道
パラメータを取り込んだ補償演算により技術的に解決可
能である。
しくは静止軌道上に打ち上げられた対地相対角速度が実
質的に零の静止衛星であるが、そのほかの周回軌道上を
移動する周回衛星であっても、軌道上の対地相対速度等
の軌道パラメータを考慮した位置演算制御によってビー
ム走査を行うことにより適用可能である。周回衛星の場
合、本発明にしたがって特に双方向同時通信を行うとき
には、各子局に対するアクセス時間やドップラー効果の
影響等が問題となるが、これらの問題は人工衛星の軌道
パラメータを取り込んだ補償演算により技術的に解決可
能である。
【0025】このように人工衛星のトランスポンダによ
ってビーム走査アンテナの走査による通信端の空間的分
離に加えて時分割通信方式による時間的分離を行い、こ
れらの空間的分離と時間的分離との同期をとることによ
り、トランスポンダの制限された送受信電力の範囲内で
比較的高い利得の衛星搭載アンテナにより広範な通信領
域をカバーでき、単一のビーム走査アンテナを用いて単
一波ビームによる地上の広範な地域に分散する複数の地
点の子局に対し、実質的な同時放送または双方向通信サ
ービスはもちろん、地上の広範な地域に分散する複数の
地点の固定または移動局からの情報収集通信や、これら
の情報を発信している子局の或る程度の電波測位を行う
こともでき、データ通信や一般情報通信システムまたは
放送システムとして単一波で運用することが可能であ
る。
ってビーム走査アンテナの走査による通信端の空間的分
離に加えて時分割通信方式による時間的分離を行い、こ
れらの空間的分離と時間的分離との同期をとることによ
り、トランスポンダの制限された送受信電力の範囲内で
比較的高い利得の衛星搭載アンテナにより広範な通信領
域をカバーでき、単一のビーム走査アンテナを用いて単
一波ビームによる地上の広範な地域に分散する複数の地
点の子局に対し、実質的な同時放送または双方向通信サ
ービスはもちろん、地上の広範な地域に分散する複数の
地点の固定または移動局からの情報収集通信や、これら
の情報を発信している子局の或る程度の電波測位を行う
こともでき、データ通信や一般情報通信システムまたは
放送システムとして単一波で運用することが可能であ
る。
【0026】従来の衛星通信方式では、衛星搭載アンテ
ナのカバー領域の制限によって通信領域の広がりが限定
されていたが、本発明では衛星搭載アンテナによるビー
ム指向方向の走査が可能な地上側の広範な地域が通信可
能領域となり、この場合のビーム走査の方向とタイミン
グは地上からの制御信号で行われる。
ナのカバー領域の制限によって通信領域の広がりが限定
されていたが、本発明では衛星搭載アンテナによるビー
ム指向方向の走査が可能な地上側の広範な地域が通信可
能領域となり、この場合のビーム走査の方向とタイミン
グは地上からの制御信号で行われる。
【0027】人工衛星上のビーム走査アンテナは、地上
からの制御信号に基づいてトランスポンダのビーム走査
形成回路による高速電子スイッチング制御により極めて
短時間に複数地点を走査可能である。走査地点の数をn
(≧2)、情報の総伝送速度をS[bit/sec]と
すれば、前述の時分割によって各地点に割り振られる単
位時間当りの情報伝送速度の理論値D[bit/se
c]との関係は次式で表わされる。
からの制御信号に基づいてトランスポンダのビーム走査
形成回路による高速電子スイッチング制御により極めて
短時間に複数地点を走査可能である。走査地点の数をn
(≧2)、情報の総伝送速度をS[bit/sec]と
すれば、前述の時分割によって各地点に割り振られる単
位時間当りの情報伝送速度の理論値D[bit/se
c]との関係は次式で表わされる。
【0028】
【数1】
【0029】この場合、kはビーム走査アンテナが指向
する地点を意味し、地上の送信局からアップリンクで通
信衛星に達するまでの電波の伝送距離を光の速度で除し
た値が時間的遅延量t[sec]であるので、通信衛星
上のビーム走査アンテナを地点kに向けるタイミング
は、地点kに対するアップリンク電波が地上の送信局か
ら発射された時刻からt[sec]後であり、そのウイ
ンドウ時間、即ちビーム走査アンテナを地点kに指向さ
せた状態に維持する時間はD/S[sec]である。従
って、この条件に従ったビーム走査をk=1からnまで
順次繰り返し、空間的分離と時間的分離を同期させる。
する地点を意味し、地上の送信局からアップリンクで通
信衛星に達するまでの電波の伝送距離を光の速度で除し
た値が時間的遅延量t[sec]であるので、通信衛星
上のビーム走査アンテナを地点kに向けるタイミング
は、地点kに対するアップリンク電波が地上の送信局か
ら発射された時刻からt[sec]後であり、そのウイ
ンドウ時間、即ちビーム走査アンテナを地点kに指向さ
せた状態に維持する時間はD/S[sec]である。従
って、この条件に従ったビーム走査をk=1からnまで
順次繰り返し、空間的分離と時間的分離を同期させる。
【0030】ここで、第1発明による単一波マルチポイ
ント衛星通信方法では、前記ビーム走査アンテナを搭載
した人工衛星を利用し、前記親局から各地点に固有の制
御信号を含む情報を、総フレーム時間D/Sを単位とす
る時分割情報として前記人工衛星上のトランスポンダに
送信し、前記トランスポンダでは、親局の送信開始時点
からt[sec]だけ遅延した時点から前記ビーム走査
アンテナの指向方向を前記親局からの受信情報中の前記
制御信号に基づいて順次D/Sのウインドウ時間で各地
点に向けながら中継を行うことにより、前記ビーム走査
アンテナが指向している地点に対応する前記受信情報を
前記ビーム指向方向の走査に同期して順次各地点に向け
て時分割送信する。
ント衛星通信方法では、前記ビーム走査アンテナを搭載
した人工衛星を利用し、前記親局から各地点に固有の制
御信号を含む情報を、総フレーム時間D/Sを単位とす
る時分割情報として前記人工衛星上のトランスポンダに
送信し、前記トランスポンダでは、親局の送信開始時点
からt[sec]だけ遅延した時点から前記ビーム走査
アンテナの指向方向を前記親局からの受信情報中の前記
制御信号に基づいて順次D/Sのウインドウ時間で各地
点に向けながら中継を行うことにより、前記ビーム走査
アンテナが指向している地点に対応する前記受信情報を
前記ビーム指向方向の走査に同期して順次各地点に向け
て時分割送信する。
【0031】第2発明では、第1発明による単一波マル
チポイント衛星通信方法において、前記親局から前記情
報をパケット情報として各子局に伝送することにより、
空間的分離と同期した時分割方式のデータ通信を達成す
るものである。
チポイント衛星通信方法において、前記親局から前記情
報をパケット情報として各子局に伝送することにより、
空間的分離と同期した時分割方式のデータ通信を達成す
るものである。
【0032】第3発明では、第1発明による単一波マル
チポイント衛星通信方法において、前記親局から前記情
報を放送信号として各子局に伝送するであり、これは例
えばテレビジョン伝送やデータ伝送を含む各種の情報伝
送形態において、単一のビーム走査アンテナを用いて単
一波ビームによる地上の広範な地域に分散する複数の地
点の子局に対する実質的な同時放送または配信サービス
を可能とする。
チポイント衛星通信方法において、前記親局から前記情
報を放送信号として各子局に伝送するであり、これは例
えばテレビジョン伝送やデータ伝送を含む各種の情報伝
送形態において、単一のビーム走査アンテナを用いて単
一波ビームによる地上の広範な地域に分散する複数の地
点の子局に対する実質的な同時放送または配信サービス
を可能とする。
【0033】第4発明による単一波マルチポイント衛星
通信方法では、前記ビーム走査アンテナを搭載した人工
衛星を利用し、前記親局からアンテナの走査制御信号を
前記人工衛星上のトランスポンダに送信し、前記トラン
スポンダでは、前記ビーム走査アンテナの指向方向を前
記走査制御信号に基づいて順次走査しながら、前記ビー
ム走査アンテナが指向している地点の子局からの送信情
報を受信したときにはこの受信情報を前記ビーム指向方
向の走査と同期して親局へ送信するので、例えばテレメ
ータまたは医療や捜索救難支援システムなどの目的で地
上の広い領域に分散した固定局または移動局からの発信
情報を単一波によって順次地上の親局へ中継することが
でき、地上の広範な地域に分散する複数の地点の固定ま
たは移動局からの情報収集通信を単一波で実現すること
ができる。
通信方法では、前記ビーム走査アンテナを搭載した人工
衛星を利用し、前記親局からアンテナの走査制御信号を
前記人工衛星上のトランスポンダに送信し、前記トラン
スポンダでは、前記ビーム走査アンテナの指向方向を前
記走査制御信号に基づいて順次走査しながら、前記ビー
ム走査アンテナが指向している地点の子局からの送信情
報を受信したときにはこの受信情報を前記ビーム指向方
向の走査と同期して親局へ送信するので、例えばテレメ
ータまたは医療や捜索救難支援システムなどの目的で地
上の広い領域に分散した固定局または移動局からの発信
情報を単一波によって順次地上の親局へ中継することが
でき、地上の広範な地域に分散する複数の地点の固定ま
たは移動局からの情報収集通信を単一波で実現すること
ができる。
【0034】第5発明では、第4発明による単一波マル
チポイント衛星通信方法において、前記親局が前記トラ
ンスポンダから子局の送信情報を受信したときに、前記
親局が前記送信情報の発信地点に対応する前記走査制御
信号を継続的に前記トランスポンダに送信する。
チポイント衛星通信方法において、前記親局が前記トラ
ンスポンダから子局の送信情報を受信したときに、前記
親局が前記送信情報の発信地点に対応する前記走査制御
信号を継続的に前記トランスポンダに送信する。
【0035】例えば従来より人工衛星を利用した捜索救
難システムでは遭難ブイの発信電波を軌道上のGPS衛
星システムを利用して電波測位することにより比較的高
い位置精度の捜索ができるという成果を上げているが、
GPSは複数の周回衛星を利用する本来軍事目的のシス
テムであるため民生用途は二次的な利用に制限されると
いう問題がある。
難システムでは遭難ブイの発信電波を軌道上のGPS衛
星システムを利用して電波測位することにより比較的高
い位置精度の捜索ができるという成果を上げているが、
GPSは複数の周回衛星を利用する本来軍事目的のシス
テムであるため民生用途は二次的な利用に制限されると
いう問題がある。
【0036】そこで、第5発明では、第4発明による単
一波マルチポイント衛星通信方法を利用して、前記親局
が前記人工衛星のトランスポンダを介して子局(例えば
遭難ブイや船舶搭載遭難通報局など)からの発信電波を
受信したときには、親局は、前記発信電波を生じている
地点を走査したときの走査制御信号と同じ走査制御信号
を継続的に前記トランスポンダに送信する。これにより
トランスポンダはビーム走査アンテナのビーム指向方向
を前記発信電波を生じている地点に継続的に向け、発信
電波の位置が移動すればそれを追跡する。このようなビ
ーム走査アンテナによる発信源の追跡は、親局において
送出する走査制御信号の識別により発信源の存在する地
点の位置特定を可能とし、GPSシステムを利用しなく
ても例えば航空機または艦船による捜索活動に有用な位
置情報を単一の人工衛星で提供することができる。
一波マルチポイント衛星通信方法を利用して、前記親局
が前記人工衛星のトランスポンダを介して子局(例えば
遭難ブイや船舶搭載遭難通報局など)からの発信電波を
受信したときには、親局は、前記発信電波を生じている
地点を走査したときの走査制御信号と同じ走査制御信号
を継続的に前記トランスポンダに送信する。これにより
トランスポンダはビーム走査アンテナのビーム指向方向
を前記発信電波を生じている地点に継続的に向け、発信
電波の位置が移動すればそれを追跡する。このようなビ
ーム走査アンテナによる発信源の追跡は、親局において
送出する走査制御信号の識別により発信源の存在する地
点の位置特定を可能とし、GPSシステムを利用しなく
ても例えば航空機または艦船による捜索活動に有用な位
置情報を単一の人工衛星で提供することができる。
【0037】また、この場合、本発明は子局からの送信
情報を人工衛星を介して親局で受信する情報通信システ
ムを構築できるので、子局からは例えば遭難者の生体活
動等の救難に必要な情報を送信させることもでき、救難
活動の優先順位を始めとする最適化にも利用することが
できる。勿論、第5発明はこれらの捜索救難用途に限定
されるものではなく、一般的なテレメータや辺地医療救
護用途など、種々の広域走査受信システムとして利用可
能である。
情報を人工衛星を介して親局で受信する情報通信システ
ムを構築できるので、子局からは例えば遭難者の生体活
動等の救難に必要な情報を送信させることもでき、救難
活動の優先順位を始めとする最適化にも利用することが
できる。勿論、第5発明はこれらの捜索救難用途に限定
されるものではなく、一般的なテレメータや辺地医療救
護用途など、種々の広域走査受信システムとして利用可
能である。
【0038】第6発明では、第4発明または第5発明に
よる単一波マルチポイント衛星通信方法において、前記
親局において前記子局からの受信情報に基づいて子局の
位置を検出し、単一の人工衛星による電波測位を可能に
するものである。この場合、前記親局は人工衛星のトラ
ンスポンダに対してフィーダーリンク局となり、トラン
スポンダの受信ビームはビーム走査アンテナの電子的な
高速スイッチング制御により地上を走査し続ける。
よる単一波マルチポイント衛星通信方法において、前記
親局において前記子局からの受信情報に基づいて子局の
位置を検出し、単一の人工衛星による電波測位を可能に
するものである。この場合、前記親局は人工衛星のトラ
ンスポンダに対してフィーダーリンク局となり、トラン
スポンダの受信ビームはビーム走査アンテナの電子的な
高速スイッチング制御により地上を走査し続ける。
【0039】例えば受信ビームを2本に設定するものと
すれば、一方の受信ビームで例えばX方向(緯度方向)
を走査し、他方の受信ビームで例えばY方向(経度方
向)を走査し、各方向の走査を折り返し行って一つの地
点を往復の2回(計4回)走査する。
すれば、一方の受信ビームで例えばX方向(緯度方向)
を走査し、他方の受信ビームで例えばY方向(経度方
向)を走査し、各方向の走査を折り返し行って一つの地
点を往復の2回(計4回)走査する。
【0040】受信ビームが地上からの送信電波を拾え
ば、親局で受信信号を検出するが、この場合、折り返し
走査の往復でそれぞれ受信された時点の時間差により計
測誤差を打ち消すこともできる。この測位法では、受信
ビームの走査基点さえ確保できれば前記時間差により位
置を特定することが可能である。
ば、親局で受信信号を検出するが、この場合、折り返し
走査の往復でそれぞれ受信された時点の時間差により計
測誤差を打ち消すこともできる。この測位法では、受信
ビームの走査基点さえ確保できれば前記時間差により位
置を特定することが可能である。
【0041】例えば静止軌道上の静止衛星から見通せる
範囲の地球表面を走査する場合、受信ビームの走査範囲
は2r(rは地球の半径=6378000m)程度とな
るから、ビーム走査アンテナの移相器によって位相分解
能Pをもつ走査を行うものとすれば、使用電波の周波数
f[GHz]、受信信号対雑音比S[dB]、計測回数
10E 回、定数Kとするとき、位置精度はK*r/f*
S*E*P[m]となり、X方向およびY方向の2つの
ビーム走査を行うことにより更に3dB程度の改善を図
ることができる。
範囲の地球表面を走査する場合、受信ビームの走査範囲
は2r(rは地球の半径=6378000m)程度とな
るから、ビーム走査アンテナの移相器によって位相分解
能Pをもつ走査を行うものとすれば、使用電波の周波数
f[GHz]、受信信号対雑音比S[dB]、計測回数
10E 回、定数Kとするとき、位置精度はK*r/f*
S*E*P[m]となり、X方向およびY方向の2つの
ビーム走査を行うことにより更に3dB程度の改善を図
ることができる。
【0042】このような電波測位を周回衛星を利用して
行う場合は、前述のビーム走査による電波測位が周回衛
星の軌道パラメータで定まる対地相対移動速度で移動し
ながら行われることになり、従って親局に得られる発信
源位置情報は受信ビームのスキャンの繰り返しに伴って
既知の速度で変位する内容となる。このため、ビーム走
査で得られる周期的情報と衛星の移動情報から位相解析
の手法で直ちに発信源の位置を特定することができ、衛
星の周回を繰り返さなくても、一回の周回中に走査領域
内の発信源の位置情報を得ることができる。これは、従
来の周回衛星を利用した捜索システムで位置の把握に最
低三回の周回を必要としていたのに比べて遥かに早期の
捜索ができることを意味する。
行う場合は、前述のビーム走査による電波測位が周回衛
星の軌道パラメータで定まる対地相対移動速度で移動し
ながら行われることになり、従って親局に得られる発信
源位置情報は受信ビームのスキャンの繰り返しに伴って
既知の速度で変位する内容となる。このため、ビーム走
査で得られる周期的情報と衛星の移動情報から位相解析
の手法で直ちに発信源の位置を特定することができ、衛
星の周回を繰り返さなくても、一回の周回中に走査領域
内の発信源の位置情報を得ることができる。これは、従
来の周回衛星を利用した捜索システムで位置の把握に最
低三回の周回を必要としていたのに比べて遥かに早期の
捜索ができることを意味する。
【0043】第7発明は、地上の広い領域に分散した複
数の局の間で例えば音声と画像及びデータ通信による双
方向テレビ会議システムなど、実用的にほぼ同時通信方
式として利用できる広域のマルチアクセス閉域網を一つ
の通信衛星により構築することのできる単一波マルチポ
イント衛星通信方法を提供するものであり、この衛星通
信方法では、前記ビーム走査アンテナを搭載した人工衛
星を利用して、前記親局から各子局へ送られるアウトバ
ウンド情報は各子局に固有の制御信号を含み、このアウ
トバウンド情報は、各子局宛の制御信号及び情報内容が
時分割された形態で親局から前記人工衛星上のトランス
ポンダに送信される。
数の局の間で例えば音声と画像及びデータ通信による双
方向テレビ会議システムなど、実用的にほぼ同時通信方
式として利用できる広域のマルチアクセス閉域網を一つ
の通信衛星により構築することのできる単一波マルチポ
イント衛星通信方法を提供するものであり、この衛星通
信方法では、前記ビーム走査アンテナを搭載した人工衛
星を利用して、前記親局から各子局へ送られるアウトバ
ウンド情報は各子局に固有の制御信号を含み、このアウ
トバウンド情報は、各子局宛の制御信号及び情報内容が
時分割された形態で親局から前記人工衛星上のトランス
ポンダに送信される。
【0044】この時分割情報を受信した前記トランスポ
ンダでは、前記ビーム走査アンテナの指向方向を受信情
報中の前記制御信号に基づいて前述の遅延時間とウイン
ドウ時間に従って順次各子局に向けながら、前記ビーム
走査アンテナが指向している子局に対して前記アウトバ
ウンド情報を前記ビーム指向方向の走査に関連して同期
的に順次時分割送信により中継する。この場合、地上側
で受信する子局は、アウトバウンド情報中の自局宛の情
報内容を受け取り、他局宛の情報内容はビーム走査が外
れることにより受信することはない。
ンダでは、前記ビーム走査アンテナの指向方向を受信情
報中の前記制御信号に基づいて前述の遅延時間とウイン
ドウ時間に従って順次各子局に向けながら、前記ビーム
走査アンテナが指向している子局に対して前記アウトバ
ウンド情報を前記ビーム指向方向の走査に関連して同期
的に順次時分割送信により中継する。この場合、地上側
で受信する子局は、アウトバウンド情報中の自局宛の情
報内容を受け取り、他局宛の情報内容はビーム走査が外
れることにより受信することはない。
【0045】また、トランスポンダは、前記ビーム走査
アンテナの指向方向の走査に伴ってアンテナが指向して
いる子局からの発信情報を受信し、この受信情報をイン
バウンド情報として前記ビーム指向方向の走査時点に同
期して親局へ送信する。このようにして、親局には、前
記遅延時間とウインドウ時間に従って各子局からのイン
バウンド情報が時系列的に順次送られてくることにな
る。
アンテナの指向方向の走査に伴ってアンテナが指向して
いる子局からの発信情報を受信し、この受信情報をイン
バウンド情報として前記ビーム指向方向の走査時点に同
期して親局へ送信する。このようにして、親局には、前
記遅延時間とウインドウ時間に従って各子局からのイン
バウンド情報が時系列的に順次送られてくることにな
る。
【0046】前記親局では、前記トランスポンダから送
信されてくる各子局からのインバウンド情報を一時記憶
して時系列的に混合し、この混合された情報を各子局宛
の固有の制御信号と共に前記アウトバウンド情報として
時分割方式で前記人工衛星上のトランスポンダに送信す
る。
信されてくる各子局からのインバウンド情報を一時記憶
して時系列的に混合し、この混合された情報を各子局宛
の固有の制御信号と共に前記アウトバウンド情報として
時分割方式で前記人工衛星上のトランスポンダに送信す
る。
【0047】従って、各子局相互間は人工衛星上のトラ
ンスポンダと親局とを介してリンクされ、例えばKaバ
ンドを利用して伝送速度を1.5Mbps(スペクトラ
ム拡散)程度とすれば、ビーム走査アンテナの高速電子
スイッチング制御により実質的な同時通信または同時放
送として運用することができる。
ンスポンダと親局とを介してリンクされ、例えばKaバ
ンドを利用して伝送速度を1.5Mbps(スペクトラ
ム拡散)程度とすれば、ビーム走査アンテナの高速電子
スイッチング制御により実質的な同時通信または同時放
送として運用することができる。
【0048】第8発明では、第7発明による単一波マル
チポイント衛星通信方法において、親局において受信さ
れた各子局からの前記インバウンド情報を混合する際
に、個々の子局に中継されるべきアウトバウンド情報中
に同一子局からのインバウンド情報が含まれないよう
に、各子局からの前記インバウンド情報を各子局向けの
アウトバウンド情報ごとに選択的に混合する。
チポイント衛星通信方法において、親局において受信さ
れた各子局からの前記インバウンド情報を混合する際
に、個々の子局に中継されるべきアウトバウンド情報中
に同一子局からのインバウンド情報が含まれないよう
に、各子局からの前記インバウンド情報を各子局向けの
アウトバウンド情報ごとに選択的に混合する。
【0049】即ち、第7発明による単一波マルチポイン
ト衛星通信方法においては、ビーム走査アンテナが或る
子局Aに向いているときには子局Aは親局からのアウト
バウンド情報を受信すると共に自局の情報を人工衛星に
向けて送信するから、親局から配布されるアウトバウン
ド情報中に自局の情報が含まれていると、例えばテレカ
ンファレンスに際して音声のハウリングエコーなどの不
都合を生じ易い。
ト衛星通信方法においては、ビーム走査アンテナが或る
子局Aに向いているときには子局Aは親局からのアウト
バウンド情報を受信すると共に自局の情報を人工衛星に
向けて送信するから、親局から配布されるアウトバウン
ド情報中に自局の情報が含まれていると、例えばテレカ
ンファレンスに際して音声のハウリングエコーなどの不
都合を生じ易い。
【0050】そこで第8発明では、例えば4個所の子局
A,B,C,D間でシステムを運用する場合、親局では
各子局からの送信情報を人工衛星を介して周波数分割、
時分割、または符号的分割によって受信し、アナログに
変換してからオーディオレベルで選択的に混合すること
により、子局Aに送るべきアウトバウンド情報としては
子局B,C,Dの混合情報を、子局Bに送るべきアウト
バウンド情報としては子局A,C,Dの混合情報を、子
局Cに送るべきアウトバウンド情報としては子局A,
B,Dの混合情報を、子局Dに送るべきアウトバウンド
情報としては子局A,B,Cの混合情報を夫々作り、こ
れら各混合情報をデジタル変換および符号化してバッフ
ァーメモリーに別々に一時記憶する。
A,B,C,D間でシステムを運用する場合、親局では
各子局からの送信情報を人工衛星を介して周波数分割、
時分割、または符号的分割によって受信し、アナログに
変換してからオーディオレベルで選択的に混合すること
により、子局Aに送るべきアウトバウンド情報としては
子局B,C,Dの混合情報を、子局Bに送るべきアウト
バウンド情報としては子局A,C,Dの混合情報を、子
局Cに送るべきアウトバウンド情報としては子局A,
B,Dの混合情報を、子局Dに送るべきアウトバウンド
情報としては子局A,B,Cの混合情報を夫々作り、こ
れら各混合情報をデジタル変換および符号化してバッフ
ァーメモリーに別々に一時記憶する。
【0051】バッファーメモリーに記憶された各情報
は、夫々に対応する配布先の子局の制御信号を付加して
親局から時分割方式で送信され、これを受信した人工衛
星上のトランスポンダでは、ビーム走査アンテナの指向
方向を受信情報中の前記制御信号に基づいて前述遅延時
間とウインドウ時間に従って順次各子局に向けながら、
前記ビーム走査アンテナが指向している子局に対して対
応するアウトバウンド情報を前記ビーム指向方向の走査
による空間的分離と同期して順次時分割送信により中継
する。
は、夫々に対応する配布先の子局の制御信号を付加して
親局から時分割方式で送信され、これを受信した人工衛
星上のトランスポンダでは、ビーム走査アンテナの指向
方向を受信情報中の前記制御信号に基づいて前述遅延時
間とウインドウ時間に従って順次各子局に向けながら、
前記ビーム走査アンテナが指向している子局に対して対
応するアウトバウンド情報を前記ビーム指向方向の走査
による空間的分離と同期して順次時分割送信により中継
する。
【0052】従って、各子局が受信するアウトバウンド
情報には自局の送信情報は含まれておらず、各子局では
自局以外の他局が送信した情報の混合されたものが再生
されるので、多地点での同時双方向通信で生じ易いハウ
リングエコーの発生を極端に抑制することができる。こ
の場合、リンクの信号伝送速度が低いと遅延時間が長く
なって例えばテレカンファレンスにおける会話の応答遅
れが目立つようになるので、使用周波数帯域はなるべく
高く選ぶほうが望ましい。
情報には自局の送信情報は含まれておらず、各子局では
自局以外の他局が送信した情報の混合されたものが再生
されるので、多地点での同時双方向通信で生じ易いハウ
リングエコーの発生を極端に抑制することができる。こ
の場合、リンクの信号伝送速度が低いと遅延時間が長く
なって例えばテレカンファレンスにおける会話の応答遅
れが目立つようになるので、使用周波数帯域はなるべく
高く選ぶほうが望ましい。
【0053】第9発明では、第7発明または第8発明に
よる単一波マルチポイント衛星通信方法において、前記
インバウンド情報が音声情報と画像情報を含み、従って
この場合は例えば音声と画像による広域テレビジョン会
議システムを構築することができる。
よる単一波マルチポイント衛星通信方法において、前記
インバウンド情報が音声情報と画像情報を含み、従って
この場合は例えば音声と画像による広域テレビジョン会
議システムを構築することができる。
【0054】
【実施例】図1に本発明の第1実施例に係る単一波マル
チポイント衛星通信システムの概念図を示す。本実施例
では、静止軌道上の人工衛星1のトランスポンダ2を経
由して地上の親局10および互いに異なる地点に位置す
る複数の子局A,B,C,D間で単一波マルチポイント
通信を行う。人工衛星1には、親局10との間で送受信
を行うための一対の送受信アンテナ装置3および前記複
数の子局との間で送受信を行うための一対の送受信ビー
ム走査アンテナ装置4が搭載されている。
チポイント衛星通信システムの概念図を示す。本実施例
では、静止軌道上の人工衛星1のトランスポンダ2を経
由して地上の親局10および互いに異なる地点に位置す
る複数の子局A,B,C,D間で単一波マルチポイント
通信を行う。人工衛星1には、親局10との間で送受信
を行うための一対の送受信アンテナ装置3および前記複
数の子局との間で送受信を行うための一対の送受信ビー
ム走査アンテナ装置4が搭載されている。
【0055】ビーム走査アンテナ装置4としては、例え
ば複数の平面アンテナ間の位相差を利用してアンテナ利
得の方向性を電子スイッチング制御で変化させるフェー
ズドアレイアンテナを利用することができ、アンテナビ
ーム指向方向を地上局からの指令電波に応じて電子的に
高速走査することにより、所望の走査態様の空間的分離
機能をもたせることができる。
ば複数の平面アンテナ間の位相差を利用してアンテナ利
得の方向性を電子スイッチング制御で変化させるフェー
ズドアレイアンテナを利用することができ、アンテナビ
ーム指向方向を地上局からの指令電波に応じて電子的に
高速走査することにより、所望の走査態様の空間的分離
機能をもたせることができる。
【0056】この場合、衛星搭載のアンテナ利得を高め
るためにアンテナのビーム指向性を尖鋭にしても、人工
衛星1上のビーム走査アンテナ装置4で走査できる広範
な領域内の地上固定局または移動局が通信可能領域に入
り、比較的小電力の固定局または移動局に対して高利得
の衛星搭載アンテナを瞬時に向けて、単一波によるマル
チポイント通信を行うことができる。
るためにアンテナのビーム指向性を尖鋭にしても、人工
衛星1上のビーム走査アンテナ装置4で走査できる広範
な領域内の地上固定局または移動局が通信可能領域に入
り、比較的小電力の固定局または移動局に対して高利得
の衛星搭載アンテナを瞬時に向けて、単一波によるマル
チポイント通信を行うことができる。
【0057】前記人工衛星1と地上の各子局との間の情
報の送受信は、ビーム走査アンテナ装置4による空間的
分離と同期した時分割方式で行われ、この場合、複数の
子局A,B,C,Dにおけるアップリンクは共通の単一
波aで行うことができ、また各子局におけるダウンリン
クも前記単一波aとは異なる周波数の共通の単一波bで
行うことができる。
報の送受信は、ビーム走査アンテナ装置4による空間的
分離と同期した時分割方式で行われ、この場合、複数の
子局A,B,C,Dにおけるアップリンクは共通の単一
波aで行うことができ、また各子局におけるダウンリン
クも前記単一波aとは異なる周波数の共通の単一波bで
行うことができる。
【0058】前記人工衛星1と地上の親局10との間の
送受信は前記送受信アンテナ装置3による固定ビームに
よって時分割多重方式で行われ、そのアップリンクとダ
ウンリンクは互いに周波数の異なる単一波c及びdによ
り行うことができる。
送受信は前記送受信アンテナ装置3による固定ビームに
よって時分割多重方式で行われ、そのアップリンクとダ
ウンリンクは互いに周波数の異なる単一波c及びdによ
り行うことができる。
【0059】この場合、例えば人工衛星1に搭載された
トランスポンダ2がSバンドおよびKaバンドの2帯域
を装備しているものとすれば、前記単一波a,bに例え
ばSバンドの2波を割り当て、前記単一波c,dにKa
バンドの2波を割り当てればよい。
トランスポンダ2がSバンドおよびKaバンドの2帯域
を装備しているものとすれば、前記単一波a,bに例え
ばSバンドの2波を割り当て、前記単一波c,dにKa
バンドの2波を割り当てればよい。
【0060】今、親局10から子局A,B,C,Dの各
地点に固有の制御信号を含む情報をアップリンクとして
単一波cにより時分割で人工衛星1上のトランスポンダ
2に伝送する。この場合、走査地点の数をn(≧2)、
情報の総伝送速度をS[bit/sec]とすれば、前
述の時分割によって各地点に割り振られる単位時間当り
の情報伝送速度の理論値D[bit/sec]は前述の
式(2) で表わされ通りである。
地点に固有の制御信号を含む情報をアップリンクとして
単一波cにより時分割で人工衛星1上のトランスポンダ
2に伝送する。この場合、走査地点の数をn(≧2)、
情報の総伝送速度をS[bit/sec]とすれば、前
述の時分割によって各地点に割り振られる単位時間当り
の情報伝送速度の理論値D[bit/sec]は前述の
式(2) で表わされ通りである。
【0061】また、人工衛星1上のビーム走査アンテナ
装置4を地点kに向けるタイミングは、地点kに対する
アップリンク電波が地上の親局10から発射された時刻
からt[sec]後であり、そのウインドウ時間、即ち
ビーム走査アンテナ装置4を地点kに指向させた状態に
維持する時間はD/S[sec]である。従って、この
条件に従ったビーム走査をk=AからDまで順次繰り返
し、空間的分離と時間的分離を同期させる。
装置4を地点kに向けるタイミングは、地点kに対する
アップリンク電波が地上の親局10から発射された時刻
からt[sec]後であり、そのウインドウ時間、即ち
ビーム走査アンテナ装置4を地点kに指向させた状態に
維持する時間はD/S[sec]である。従って、この
条件に従ったビーム走査をk=AからDまで順次繰り返
し、空間的分離と時間的分離を同期させる。
【0062】このようにして、トランスポンダ2では、
親局10の送信開始時点からt[sec]だけ遅延した
時点から前記ビーム走査アンテナ装置4の指向方向を前
記親局10からの受信情報中の前記制御信号に基づいて
順次D/Sのウインドウ時間で各子局A,B,C,Dの
地点に向けながら中継を行うことにより、前記ビーム走
査アンテナ装置4が指向している地点に対応する前記受
信情報を前記ビーム指向方向の走査に同期して順次各地
点に向けて時分割で伝送する。
親局10の送信開始時点からt[sec]だけ遅延した
時点から前記ビーム走査アンテナ装置4の指向方向を前
記親局10からの受信情報中の前記制御信号に基づいて
順次D/Sのウインドウ時間で各子局A,B,C,Dの
地点に向けながら中継を行うことにより、前記ビーム走
査アンテナ装置4が指向している地点に対応する前記受
信情報を前記ビーム指向方向の走査に同期して順次各地
点に向けて時分割で伝送する。
【0063】この場合、人工衛星1のトランスポンダ2
によってビーム走査アンテナ装置4の走査による送信先
の空間的分離に加えて時分割通信方式による時間的分離
を行い、これらの空間的分離と時間的分離との同期をと
ることにより、トランスポンダ2の制限された送受信電
力の範囲内で比較的高い利得の衛星搭載アンテナにより
広範な通信領域をカバーでき、単一のビーム走査アンテ
ナ装置4を用いて各子局に共通の単一波aのダウンリン
クによる実質的な同時放送またはデータ通信サービスを
地上の広範な地域に分散する複数の地点の子局に対して
行うことができる。
によってビーム走査アンテナ装置4の走査による送信先
の空間的分離に加えて時分割通信方式による時間的分離
を行い、これらの空間的分離と時間的分離との同期をと
ることにより、トランスポンダ2の制限された送受信電
力の範囲内で比較的高い利得の衛星搭載アンテナにより
広範な通信領域をカバーでき、単一のビーム走査アンテ
ナ装置4を用いて各子局に共通の単一波aのダウンリン
クによる実質的な同時放送またはデータ通信サービスを
地上の広範な地域に分散する複数の地点の子局に対して
行うことができる。
【0064】ここで、子局A,B,C,Dが情報の送信
機能をもつ場合、各子局から人工衛星1へのインバウン
ドは共通の単一波bで伝送でき、その送信開始時点は、
人工衛星1のビーム走査アンテナ装置4が自局に向いて
から伝送距離に応じた遅延時間を経過した後、人工衛星
1からの単一波aによるアウトバウンド情報の受信が開
始された時点であり、これは子局側において単一波aの
キャリアの検出または自局向けのアウトバウンド情報の
受信信号中の制御信号の検出によって子局の送信を開始
するようにすればよい。また、この場合、人工衛星上の
ビームアンテナ装置4から子局への送信ウインドウ時間
との関連で、子局から人工衛星への送信ウインドウ時間
は子局から人工衛星1までの往復の伝播遅延時間を考慮
して定めればよい。
機能をもつ場合、各子局から人工衛星1へのインバウン
ドは共通の単一波bで伝送でき、その送信開始時点は、
人工衛星1のビーム走査アンテナ装置4が自局に向いて
から伝送距離に応じた遅延時間を経過した後、人工衛星
1からの単一波aによるアウトバウンド情報の受信が開
始された時点であり、これは子局側において単一波aの
キャリアの検出または自局向けのアウトバウンド情報の
受信信号中の制御信号の検出によって子局の送信を開始
するようにすればよい。また、この場合、人工衛星上の
ビームアンテナ装置4から子局への送信ウインドウ時間
との関連で、子局から人工衛星への送信ウインドウ時間
は子局から人工衛星1までの往復の伝播遅延時間を考慮
して定めればよい。
【0065】本実施例のシステムは、送信機能をもつ複
数の子局A,B,C,Dからの発信を人工衛星1上のビ
ーム走査アンテナ装置4によって探査するシステムとし
て運用することもでき、この場合は、親局10からはビ
ーム走査アンテナ装置4によるの走査制御信号を前記人
工衛星1上のトランスポンダ2に送信する。
数の子局A,B,C,Dからの発信を人工衛星1上のビ
ーム走査アンテナ装置4によって探査するシステムとし
て運用することもでき、この場合は、親局10からはビ
ーム走査アンテナ装置4によるの走査制御信号を前記人
工衛星1上のトランスポンダ2に送信する。
【0066】前記トランスポンダ2では、ビーム走査ア
ンテナ装置4の指向方向を親局10からの走査制御信号
に基づいて予め定められた軌跡に従って順次ステップ状
に走査しながら、ビーム走査アンテナ装置4が指向して
いる地点の子局からの送信情報を受信したときにはこの
受信情報を前記ビーム指向方向の走査と同期して親局1
0へ送信する。
ンテナ装置4の指向方向を親局10からの走査制御信号
に基づいて予め定められた軌跡に従って順次ステップ状
に走査しながら、ビーム走査アンテナ装置4が指向して
いる地点の子局からの送信情報を受信したときにはこの
受信情報を前記ビーム指向方向の走査と同期して親局1
0へ送信する。
【0067】この運用方法では、例えばテレメータまた
は医療や捜索救難支援システムなどの目的で地上の広い
領域に分散した固定局または移動局からの発信情報を単
一波bによって拾って順次地上の親局へ中継することが
でき、地上の広範な地域に分散する複数の地点の固定ま
たは移動局からの発信情報を収集するシステムとして有
効である。
は医療や捜索救難支援システムなどの目的で地上の広い
領域に分散した固定局または移動局からの発信情報を単
一波bによって拾って順次地上の親局へ中継することが
でき、地上の広範な地域に分散する複数の地点の固定ま
たは移動局からの発信情報を収集するシステムとして有
効である。
【0068】更にこの場合、親局10では、前記トラン
スポンダ2からどこかの地点の子局の送信情報を受信し
たときに、例えばその情報内容に応じた判定基準による
選択によって、前記送信情報の発信地点に対応する前記
走査制御信号を継続的に前記トランスポンダに送信する
こともできる。
スポンダ2からどこかの地点の子局の送信情報を受信し
たときに、例えばその情報内容に応じた判定基準による
選択によって、前記送信情報の発信地点に対応する前記
走査制御信号を継続的に前記トランスポンダに送信する
こともできる。
【0069】例えば、前記親局10が人工衛星1上のト
ランスポンダ2を介して子局としての遭難ブイからの発
信電波を受信したとき、親局10は、前記発信電波を生
じている地点を走査したときの走査制御信号と同じ走査
制御信号を継続的に前記トランスポンダ2に送信する。
これによりトランスポンダ2はビーム走査アンテナ装置
4のビーム指向方向を前記発信電波を生じている地点に
継続的に向け、発信電波の位置が移動すればそれを追跡
する。このような人工衛星上のビーム走査アンテナによ
る発信源の追跡は、親局10において送出する走査制御
信号を識別することにより発信源の存在する地点の特定
を可能とし、GPSシステムを利用しなくても例えば航
空機または艦船による捜索活動に有用な位置情報を提供
することができる。
ランスポンダ2を介して子局としての遭難ブイからの発
信電波を受信したとき、親局10は、前記発信電波を生
じている地点を走査したときの走査制御信号と同じ走査
制御信号を継続的に前記トランスポンダ2に送信する。
これによりトランスポンダ2はビーム走査アンテナ装置
4のビーム指向方向を前記発信電波を生じている地点に
継続的に向け、発信電波の位置が移動すればそれを追跡
する。このような人工衛星上のビーム走査アンテナによ
る発信源の追跡は、親局10において送出する走査制御
信号を識別することにより発信源の存在する地点の特定
を可能とし、GPSシステムを利用しなくても例えば航
空機または艦船による捜索活動に有用な位置情報を提供
することができる。
【0070】また、この場合、遭難ブイからは例えば遭
難者の生体活動等の救難に必要な情報を送信させること
もでき、救難活動の優先順位を始めとする最適化にも利
用することができ、逆に遭難ブイに親局で捉えたことの
確認情報を送って遭難者に救難活動の開始を知らせるよ
うにすることもできる。勿論、本実施例はこれらの捜索
救難用途に限定されるものではなく、一般的なテレメー
タや辺地医療救護用途など、種々の広域走査受信システ
ムとしても運用できる。
難者の生体活動等の救難に必要な情報を送信させること
もでき、救難活動の優先順位を始めとする最適化にも利
用することができ、逆に遭難ブイに親局で捉えたことの
確認情報を送って遭難者に救難活動の開始を知らせるよ
うにすることもできる。勿論、本実施例はこれらの捜索
救難用途に限定されるものではなく、一般的なテレメー
タや辺地医療救護用途など、種々の広域走査受信システ
ムとしても運用できる。
【0071】一方、親局10において各子局からの受信
情報に基づいて各子局の位置を検出し、単一の人工衛星
による電波測位を可能とすることもできる。この場合、
親局10は人工衛星1のトランスポンダ2に対してフィ
ーダーリンク局となり、各子局に対するトランスポンダ
2の受信ビームはビーム走査アンテナ装置4の電子的な
高速スイッチング制御により地上を走査し続ける。
情報に基づいて各子局の位置を検出し、単一の人工衛星
による電波測位を可能とすることもできる。この場合、
親局10は人工衛星1のトランスポンダ2に対してフィ
ーダーリンク局となり、各子局に対するトランスポンダ
2の受信ビームはビーム走査アンテナ装置4の電子的な
高速スイッチング制御により地上を走査し続ける。
【0072】例えば受信ビームを2本に設定するものと
すれば、一方の受信ビームで例えばX方向(緯度方向)
を走査し、他方の受信ビームで例えばY方向(経度方
向)を走査し、各方向の走査を折り返し行って一つの地
点を往復の2回(計4回)走査する。
すれば、一方の受信ビームで例えばX方向(緯度方向)
を走査し、他方の受信ビームで例えばY方向(経度方
向)を走査し、各方向の走査を折り返し行って一つの地
点を往復の2回(計4回)走査する。
【0073】受信ビームが地上からの送信電波を拾えば
親局10で受信信号を検出するが、この場合、折り返し
走査の往復でそれぞれ受信された時点の時間差により計
測誤差を打ち消すことができる。この場合、受信ビーム
の走査基点を例えば走査領域内に既知位置に置かれた固
定局からのマーカ電波で確保し、マーカ電波の受信時点
との時間差により位置を特定することができる。このマ
ーカ電波を発する固定局は走査領域内に複数存在しても
よく、好ましくは適当な距離で分散したマーカ局を用い
て測定精度を上げることもできる。
親局10で受信信号を検出するが、この場合、折り返し
走査の往復でそれぞれ受信された時点の時間差により計
測誤差を打ち消すことができる。この場合、受信ビーム
の走査基点を例えば走査領域内に既知位置に置かれた固
定局からのマーカ電波で確保し、マーカ電波の受信時点
との時間差により位置を特定することができる。このマ
ーカ電波を発する固定局は走査領域内に複数存在しても
よく、好ましくは適当な距離で分散したマーカ局を用い
て測定精度を上げることもできる。
【0074】走査領域として静止軌道上の人工衛星から
見通せる範囲の地球表面を想定すると、受信ビームの走
査範囲は最大で2r(rは地球の半径=6378000
m)と考えることができる。人工衛星上のビーム走査ア
ンテナの移相器によって位相分解能Pのペンシルビーム
走査を行うものとすれば、測位に使用する電波の周波数
をf[GHz]、受信系の信号対雑音比をS[dB]、
計測回数を10E 回、定数Kとするとき、位置精度はK
*r/f*S*E*P[m]となる。これをX方向およ
びY方向の2つのビーム走査で行うことにより、更に3
dB程度の位置精度の改善ができる。
見通せる範囲の地球表面を想定すると、受信ビームの走
査範囲は最大で2r(rは地球の半径=6378000
m)と考えることができる。人工衛星上のビーム走査ア
ンテナの移相器によって位相分解能Pのペンシルビーム
走査を行うものとすれば、測位に使用する電波の周波数
をf[GHz]、受信系の信号対雑音比をS[dB]、
計測回数を10E 回、定数Kとするとき、位置精度はK
*r/f*S*E*P[m]となる。これをX方向およ
びY方向の2つのビーム走査で行うことにより、更に3
dB程度の位置精度の改善ができる。
【0075】図1には、本実施例のシステムを利用して
双方向のテレカンファレンスシステムを構築する場合の
各子局の構成例が子局Aについてブロック図で示してあ
る。各子局A〜Dの構成は全て同様であり、受信アンテ
ナに到来する人工衛星1からのSバンドのダウンリンク
電波をダウンコンバータ21を介して受信する受信機2
2と、受信機出力から音声信号を復号してスピーカ23
を駆動する復号アンプ24と、受信機出力から画像信号
を取出してテレビジョン信号として受像機25に与える
画像信号処理装置26と、受像機25に撮像信号を与え
るテレビジョンカメラ27と、マイクロフォン28から
の音声信号及び受像機25を介してテレビジョンカメラ
27による映像信号によって変調された送信出力を生じ
る送信機29、および送信機29からの送信出力をSバ
ンドに変換して送信アンテナに送るアップコンバータ3
0とを備えている。
双方向のテレカンファレンスシステムを構築する場合の
各子局の構成例が子局Aについてブロック図で示してあ
る。各子局A〜Dの構成は全て同様であり、受信アンテ
ナに到来する人工衛星1からのSバンドのダウンリンク
電波をダウンコンバータ21を介して受信する受信機2
2と、受信機出力から音声信号を復号してスピーカ23
を駆動する復号アンプ24と、受信機出力から画像信号
を取出してテレビジョン信号として受像機25に与える
画像信号処理装置26と、受像機25に撮像信号を与え
るテレビジョンカメラ27と、マイクロフォン28から
の音声信号及び受像機25を介してテレビジョンカメラ
27による映像信号によって変調された送信出力を生じ
る送信機29、および送信機29からの送信出力をSバ
ンドに変換して送信アンテナに送るアップコンバータ3
0とを備えている。
【0076】この場合の単一波マルチポイント衛星通信
方式による双方向テレカンファレンスシステムは、地上
の広い領域に分散した複数の子局の間で例えば音声と画
像等による双方向テレビ会議システムなど、実用的にほ
ぼ同時通信方式として利用できる広域のマルチアクセス
閉域網を一つの通信衛星により構築するものである。前
記ビーム走査アンテナ装置4を搭載した人工衛星1を利
用して前記親局10から各子局A,B,C,Dへ送られ
るアウトバウンド情報は各子局に固有の制御信号を含ん
でおり、このアウトバウンド情報は、各子局宛の制御信
号及び情報内容が時分割された形態でKaバンドの単一
波cのアップリンクで親局10から人工衛星1上のアン
テナ装置3を介してトランスポンダ2に伝送される。
方式による双方向テレカンファレンスシステムは、地上
の広い領域に分散した複数の子局の間で例えば音声と画
像等による双方向テレビ会議システムなど、実用的にほ
ぼ同時通信方式として利用できる広域のマルチアクセス
閉域網を一つの通信衛星により構築するものである。前
記ビーム走査アンテナ装置4を搭載した人工衛星1を利
用して前記親局10から各子局A,B,C,Dへ送られ
るアウトバウンド情報は各子局に固有の制御信号を含ん
でおり、このアウトバウンド情報は、各子局宛の制御信
号及び情報内容が時分割された形態でKaバンドの単一
波cのアップリンクで親局10から人工衛星1上のアン
テナ装置3を介してトランスポンダ2に伝送される。
【0077】この時分割情報を受信したトランスポンダ
2では、ビーム走査アンテナ装置4の指向方向を受信情
報中の前記制御信号に基づいて前述の遅延時間とウイン
ドウ時間に従って順次各子局に向けながら、ビーム走査
アンテナ装置4が指向している子局に対して前記アウト
バウンド情報を前記ビーム指向方向の走査に同期して順
次時分割送信によりSバンドの単一波aで送信する。こ
の場合、地上側で受信する子局は、アウトバウンド情報
中の自局宛の情報内容を受け取り、他局宛の情報内容は
ビーム走査が外れることにより受信することはない。
2では、ビーム走査アンテナ装置4の指向方向を受信情
報中の前記制御信号に基づいて前述の遅延時間とウイン
ドウ時間に従って順次各子局に向けながら、ビーム走査
アンテナ装置4が指向している子局に対して前記アウト
バウンド情報を前記ビーム指向方向の走査に同期して順
次時分割送信によりSバンドの単一波aで送信する。こ
の場合、地上側で受信する子局は、アウトバウンド情報
中の自局宛の情報内容を受け取り、他局宛の情報内容は
ビーム走査が外れることにより受信することはない。
【0078】子局の受信アンテナに入来したSバンド単
一波aはダウンコンバータ21で第1中間周波数に変換
され、受信機22によってFM復調される。受信機22
でFM復調後に映像信号と分離された音声信号は復号ア
ンプ24によってDPSK及びPCM復調され、スピー
カ23から音声出力として流れる。一方、映像信号は画
像信号処理装置26を介してテレビジョン信号として受
像機25に与えられ、受信画像が画面表示される。
一波aはダウンコンバータ21で第1中間周波数に変換
され、受信機22によってFM復調される。受信機22
でFM復調後に映像信号と分離された音声信号は復号ア
ンプ24によってDPSK及びPCM復調され、スピー
カ23から音声出力として流れる。一方、映像信号は画
像信号処理装置26を介してテレビジョン信号として受
像機25に与えられ、受信画像が画面表示される。
【0079】このとき、送信機29では、子局内でマイ
クロフォン28から入力された音声信号によってDPS
K位相変調された副搬送波信号とテレビジョンカメラ2
7で撮像された画像信号とが混合され、更にFM変調さ
れてアップコンバータ30に出力され、Sバンド単一波
bとして送信アンテナから放射される。
クロフォン28から入力された音声信号によってDPS
K位相変調された副搬送波信号とテレビジョンカメラ2
7で撮像された画像信号とが混合され、更にFM変調さ
れてアップコンバータ30に出力され、Sバンド単一波
bとして送信アンテナから放射される。
【0080】従ってトランスポンダ2は、ビーム走査ア
ンテナ装置4の指向方向の走査に伴ってアンテナが指向
している子局からの発信情報をSバンド単一波bで受信
し、この受信情報をインバウンド情報として前記ビーム
指向方向の走査時点に同期してアンテナ装置3を介して
Kaバンドのダウンリンク単一波dで親局10へ送信す
る。このようにして、親局10には、前記遅延時間とウ
インドウ時間に従って各子局からのインバウンド情報が
時系列的に順次送られてくることになる。
ンテナ装置4の指向方向の走査に伴ってアンテナが指向
している子局からの発信情報をSバンド単一波bで受信
し、この受信情報をインバウンド情報として前記ビーム
指向方向の走査時点に同期してアンテナ装置3を介して
Kaバンドのダウンリンク単一波dで親局10へ送信す
る。このようにして、親局10には、前記遅延時間とウ
インドウ時間に従って各子局からのインバウンド情報が
時系列的に順次送られてくることになる。
【0081】親局では、人工衛星上のトランスポンダ2
から送信されてくる各子局からのインバウンド情報を一
時記憶して時系列的に混合し、この混合された情報を各
子局宛の固有の制御信号と共に前記アウトバウンド情報
として時分割方式で前記人工衛星上のトランスポンダ2
に送信する。
から送信されてくる各子局からのインバウンド情報を一
時記憶して時系列的に混合し、この混合された情報を各
子局宛の固有の制御信号と共に前記アウトバウンド情報
として時分割方式で前記人工衛星上のトランスポンダ2
に送信する。
【0082】この場合、子局におけるハウリングエコー
の発生を抑制するために、親局10では受信された各子
局からの前記インバウンド情報を混合する際に、個々の
子局に中継されるべきアウトバウンド情報中に同一子局
からのインバウンド情報が含まれないように、各子局か
らの前記インバウンド情報を各子局向けのアウトバウン
ド情報ごとに選択的に混合する。これを図2と共に説明
する。
の発生を抑制するために、親局10では受信された各子
局からの前記インバウンド情報を混合する際に、個々の
子局に中継されるべきアウトバウンド情報中に同一子局
からのインバウンド情報が含まれないように、各子局か
らの前記インバウンド情報を各子局向けのアウトバウン
ド情報ごとに選択的に混合する。これを図2と共に説明
する。
【0083】例えば4個所の子局A,B,C,D間で双
方向テレカンファレンスシステムを運用する場合、図2
に示すように、親局10では各子局からの送信情報を人
工衛星1を介して時分割(または周波数分割や符号的分
割でもよい)で受信し、アナログ変換で復調してからオ
ーディオレベルで時間系列を合わせて選択的に混合・合
成する。この合成に際しては、子局Aに送るべきアウト
バウンド情報としては子局B,C,Dの混合情報を、子
局Bに送るべきアウトバウンド情報としては子局A,
C,Dの混合情報を、子局Cに送るべきアウトバウンド
情報としては子局A,B,Dの混合情報を、そして子局
Dに送るべきアウトバウンド情報としては子局A,B,
Cの混合情報を夫々作り、これら各混合情報をデジタル
変換してバッファーメモリーに別々に一時記憶する。
方向テレカンファレンスシステムを運用する場合、図2
に示すように、親局10では各子局からの送信情報を人
工衛星1を介して時分割(または周波数分割や符号的分
割でもよい)で受信し、アナログ変換で復調してからオ
ーディオレベルで時間系列を合わせて選択的に混合・合
成する。この合成に際しては、子局Aに送るべきアウト
バウンド情報としては子局B,C,Dの混合情報を、子
局Bに送るべきアウトバウンド情報としては子局A,
C,Dの混合情報を、子局Cに送るべきアウトバウンド
情報としては子局A,B,Dの混合情報を、そして子局
Dに送るべきアウトバウンド情報としては子局A,B,
Cの混合情報を夫々作り、これら各混合情報をデジタル
変換してバッファーメモリーに別々に一時記憶する。
【0084】バッファーメモリーに記憶された各情報
は、夫々に対応する配布先の子局の制御信号を付加して
符号化変調し、親局10から時分割方式で送信される。
これを受信した人工衛星上のトランスポンダ2では、ビ
ーム走査アンテナ装置4の指向方向を受信情報中の前記
制御信号に基づいて前述遅延時間とウインドウ時間に従
って順次各子局に向けながら、ビーム走査アンテナ装置
4が指向している子局に対して対応するアウトバウンド
情報を前記ビーム指向方向の走査による空間的分離と同
期して順次時分割送信により伝送する。
は、夫々に対応する配布先の子局の制御信号を付加して
符号化変調し、親局10から時分割方式で送信される。
これを受信した人工衛星上のトランスポンダ2では、ビ
ーム走査アンテナ装置4の指向方向を受信情報中の前記
制御信号に基づいて前述遅延時間とウインドウ時間に従
って順次各子局に向けながら、ビーム走査アンテナ装置
4が指向している子局に対して対応するアウトバウンド
情報を前記ビーム指向方向の走査による空間的分離と同
期して順次時分割送信により伝送する。
【0085】従って、各子局が受信するアウトバウンド
情報には自局の送信情報は含まれておらず、各子局では
自局以外の他局が送信した情報の混合されたものが再生
されるので、多地点での同時双方向通信で生じ易いハウ
リングエコーの発生を極端に抑制することができる。こ
の場合、リンクの信号伝送速度が低いと遅延時間が長く
なって例えばテレカンファレンスにおける会話の応答遅
れが目立つようになるので、使用周波数帯域はなるべく
高く選ぶほうが望ましが、例えばKaバンドで最大伝送
速度1.5Mbps(スペクトラム拡散)の場合、MP
EG−1同時通信(放送)並みの応答性が得られること
が確認されている。
情報には自局の送信情報は含まれておらず、各子局では
自局以外の他局が送信した情報の混合されたものが再生
されるので、多地点での同時双方向通信で生じ易いハウ
リングエコーの発生を極端に抑制することができる。こ
の場合、リンクの信号伝送速度が低いと遅延時間が長く
なって例えばテレカンファレンスにおける会話の応答遅
れが目立つようになるので、使用周波数帯域はなるべく
高く選ぶほうが望ましが、例えばKaバンドで最大伝送
速度1.5Mbps(スペクトラム拡散)の場合、MP
EG−1同時通信(放送)並みの応答性が得られること
が確認されている。
【0086】尚、アウトバンド及びインバウンドの各情
報の伝送形式は、固定フレームビット構成のパケット形
式とするのがよく、この場合の各フレームのフォーマッ
トは先頭にヘッダー情報を含むスタートビット、次いで
子局の地点を表すアドレスビットを続け、その次にデー
タビットを続けて、CRSビットおよびストップビット
でフレームを終了すればよい。
報の伝送形式は、固定フレームビット構成のパケット形
式とするのがよく、この場合の各フレームのフォーマッ
トは先頭にヘッダー情報を含むスタートビット、次いで
子局の地点を表すアドレスビットを続け、その次にデー
タビットを続けて、CRSビットおよびストップビット
でフレームを終了すればよい。
【0087】
【発明の効果】以上に述べたように、本発明の単一波マ
ルチポイント衛星通信方法によれば、地上の広範な地域
に分散する任意の地点の比較的小電力の固定局または移
動局に対して高利得の衛星搭載アンテナを瞬時に向け
て、しかも各地点に対するアップリンクとダウンリンク
をそれぞれ単一波で形成して実質的に同時通信方式とし
て運用できるマルチポイント通信を実現することが可能
である。
ルチポイント衛星通信方法によれば、地上の広範な地域
に分散する任意の地点の比較的小電力の固定局または移
動局に対して高利得の衛星搭載アンテナを瞬時に向け
て、しかも各地点に対するアップリンクとダウンリンク
をそれぞれ単一波で形成して実質的に同時通信方式とし
て運用できるマルチポイント通信を実現することが可能
である。
【0088】また本発明の単一波マルチポイント衛星通
信方法は、衛星トランスポンダの制限された送信電力の
範囲内でビームを絞って比較的高利得とした衛星搭載ア
ンテナにより広範な通信領域をカバーできるデータ通信
及び一般情報通信システム、または放送システムとして
有利に運用することができる。
信方法は、衛星トランスポンダの制限された送信電力の
範囲内でビームを絞って比較的高利得とした衛星搭載ア
ンテナにより広範な通信領域をカバーできるデータ通信
及び一般情報通信システム、または放送システムとして
有利に運用することができる。
【0089】更にまた本発明のる単一波マルチポイント
衛星通信方によれば、テレメータまたは医療や捜索救難
支援システムなどの目的で地上の広い領域に分散した固
定局または移動局からの発信情報を単一波で個々に人工
衛星上のトランスポンダに伝送して地上の親局へ中継
し、また単独の衛星で必要に応じて或る程度の精度で発
信局を電波測位することも可能である。
衛星通信方によれば、テレメータまたは医療や捜索救難
支援システムなどの目的で地上の広い領域に分散した固
定局または移動局からの発信情報を単一波で個々に人工
衛星上のトランスポンダに伝送して地上の親局へ中継
し、また単独の衛星で必要に応じて或る程度の精度で発
信局を電波測位することも可能である。
【0090】更にまた本発明のる単一波マルチポイント
衛星通信方によれば、地上の広い領域に分散した複数の
局の間で例えば音声と画像及びデータ通信による双方向
テレビ会議システムなど、実用的にほぼ同時通信方式と
して利用できるマルチアクセス閉域網を一つの通信衛星
により構築することができ、しかも必要に応じて双方向
同時会議システムにおいて起こりがちであったハウリン
グエコーを効果的に抑制することも可能である。
衛星通信方によれば、地上の広い領域に分散した複数の
局の間で例えば音声と画像及びデータ通信による双方向
テレビ会議システムなど、実用的にほぼ同時通信方式と
して利用できるマルチアクセス閉域網を一つの通信衛星
により構築することができ、しかも必要に応じて双方向
同時会議システムにおいて起こりがちであったハウリン
グエコーを効果的に抑制することも可能である。
【図1】本発明の第1実施例に係る単一波マルチポイン
ト衛星通信システムを示す概念図である。
ト衛星通信システムを示す概念図である。
【図2】本発明の第1実施例に係る単一波マルチポイン
ト衛星通信システムを利用した双方向テレカンファレン
スシステムにおいてハウリングエコーの発生を抑制する
場合に好適な伝送情報の選択的な混合・合成および配布
の態様を示す模式図である。
ト衛星通信システムを利用した双方向テレカンファレン
スシステムにおいてハウリングエコーの発生を抑制する
場合に好適な伝送情報の選択的な混合・合成および配布
の態様を示す模式図である。
1:人工衛星 2:トランスポンダ 3:送受信アンテナ装置 4:ビーム走査アンテナ装置 A:子局 B:子局 C:子局 D:子局 10:親局 21:ダウンコンバータ 22:受信機 23:スピーカ 24:復号アンプ 25:受像機 26:画像信号処理装置 27:テレビジョンカメラ 28:マイクロフォン 29:送信機 30:アップコンバータ
Claims (9)
- 【請求項1】 人工衛星のトランスポンダを経由して地
上の親局および互いに異なる地点に位置する複数の子局
間で単一波マルチポイント通信を行う方法であって、前
記人工衛星にビーム走査アンテナを搭載しておき、前記
親局から各地点に固有の制御信号を含む情報を時分割方
式で前記人工衛星上のトランスポンダに送信し、前記ト
ランスポンダでは前記ビーム走査アンテナの指向方向を
前記親局からの受信情報中の前記制御信号に基づいて順
次各地点に向けながら、前記ビーム走査アンテナが指向
している地点に対応する前記受信情報を前記ビーム指向
方向の走査に関連して同期的に順次各地点に向けて時分
割送信することを特徴とする単一波マルチポイント衛星
通信方法。 - 【請求項2】 前記親局から前記情報をパケット情報と
して各子局に伝送することを特徴とする請求項1に記載
の単一波マルチポイント衛星通信方法。 - 【請求項3】 前記親局から前記情報を放送信号として
各子局に伝送することを特徴とする請求項1に記載の単
一波マルチポイント衛星通信方法。 - 【請求項4】 人工衛星のトランスポンダを経由して地
上の親局および互いに異なる地点に位置する複数の子局
間で単一波マルチポイント通信を行う方法であって、前
記人工衛星にビーム走査アンテナを搭載しておき、前記
親局から走査制御信号を前記人工衛星上のトランスポン
ダに送信し、前記トランスポンダでは前記ビーム走査ア
ンテナの指向方向を前記走査制御信号に基づいて順次走
査しながら、前記ビーム走査アンテナが指向している地
点の子局からの送信情報を受信したときには、この受信
情報を前記ビーム指向方向の走査と同期して親局へ送信
することを特徴とする単一波マルチポイント衛星通信方
法。 - 【請求項5】 前記親局が前記トランスポンダから子局
の送信情報を受信したときに、前記親局が前記送信情報
の発信地点に対応する前記走査制御信号を継続的に前記
トランスポンダに送信することを特徴とする請求項4に
記載の単一波マルチポイント衛星通信方法。 - 【請求項6】 前記親局において前記子局からの受信情
報に基づいて子局の位置を検出することを特徴とする請
求項4又は5に記載の単一波マルチポイント衛星通信方
法。 - 【請求項7】 人工衛星のトランスポンダを経由して地
上の親局および互いに異なる地点に位置する複数の子局
間で単一波マルチポイント通信を行う方法であって、前
記人工衛星にビーム走査アンテナを搭載しておき、前記
親局から各地点に固有の制御信号を含むアウトバウンド
情報を時分割方式で人工衛星上のトランスポンダに送信
し、前記トランスポンダでは、前記ビーム走査アンテナ
の指向方向を受信情報中の前記制御信号に基づいて順次
各地点に向けながら、前記ビーム走査アンテナが指向し
ている地点の子局に対して前記アウトバウンド情報を前
記ビーム指向方向の走査に関連して同期的に順次時分割
送信により中継すると共に、前記ビーム走査アンテナが
指向している地点の子局からの発信情報を受信してイン
バウンド情報として前記ビーム指向方向の走査に関連し
て同期的に親局へ向けて送信し、前記親局では、前記ト
ランスポンダから送信されてくる各子局からのインバウ
ンド情報を一時記憶して時系列的に混合し、この混合さ
れた情報を各地点の固有の制御信号と共に前記アウトバ
ウンド情報として時分割方式で前記人工衛星上のトラン
スポンダに送信することを特徴とする単一波マルチポイ
ント衛星通信方法。 - 【請求項8】 前記親局において受信された各子局から
の前記インバウンド情報を混合する際に、個々の子局に
中継される前記アウトバウンド情報中に同一子局からの
インバウンド情報が含まれないように、各子局からの前
記インバウンド情報を各子局向けのアウトバウンド情報
ごとに選択的に混合することを特徴とする請求項7に記
載の単一波マルチポイント衛星通信方法。 - 【請求項9】 前記インバウンド情報が音声情報と画像
情報を含むことを特徴とする請求項7又は8に記載の単
一波マルチポイント衛星通信方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13087294A JPH07321721A (ja) | 1994-05-23 | 1994-05-23 | 単一波マルチポイント衛星通信方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13087294A JPH07321721A (ja) | 1994-05-23 | 1994-05-23 | 単一波マルチポイント衛星通信方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07321721A true JPH07321721A (ja) | 1995-12-08 |
Family
ID=15044675
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13087294A Pending JPH07321721A (ja) | 1994-05-23 | 1994-05-23 | 単一波マルチポイント衛星通信方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07321721A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002524912A (ja) * | 1998-08-27 | 2002-08-06 | クゥアルコム・インコーポレイテッド | スペクトラム拡散通信システムのアクセスチャネルアクイジションにおいて周波数およびタイミングの不確かさを決定するシステムおよび装置 |
| US6996077B1 (en) | 1997-07-03 | 2006-02-07 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Satellite broadcasting system |
| JP2012527809A (ja) * | 2009-05-20 | 2012-11-08 | アストリウム・リミテッド | コンテンツ放送 |
| JP2013012976A (ja) * | 2011-06-30 | 2013-01-17 | Mitsubishi Electric Corp | 制御局、中継器、送信器、通信システムおよび通信方法 |
| WO2022137397A1 (ja) * | 2020-12-23 | 2022-06-30 | 日本電信電話株式会社 | 無線通信システム、中継装置、無線通信方法及びプログラム |
-
1994
- 1994-05-23 JP JP13087294A patent/JPH07321721A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6996077B1 (en) | 1997-07-03 | 2006-02-07 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Satellite broadcasting system |
| JP2002524912A (ja) * | 1998-08-27 | 2002-08-06 | クゥアルコム・インコーポレイテッド | スペクトラム拡散通信システムのアクセスチャネルアクイジションにおいて周波数およびタイミングの不確かさを決定するシステムおよび装置 |
| JP2012527809A (ja) * | 2009-05-20 | 2012-11-08 | アストリウム・リミテッド | コンテンツ放送 |
| US9369223B2 (en) | 2009-05-20 | 2016-06-14 | Astrium Limited | Content broadcast |
| JP2013012976A (ja) * | 2011-06-30 | 2013-01-17 | Mitsubishi Electric Corp | 制御局、中継器、送信器、通信システムおよび通信方法 |
| WO2022137397A1 (ja) * | 2020-12-23 | 2022-06-30 | 日本電信電話株式会社 | 無線通信システム、中継装置、無線通信方法及びプログラム |
| JPWO2022137397A1 (ja) * | 2020-12-23 | 2022-06-30 | ||
| US12512899B2 (en) | 2020-12-23 | 2025-12-30 | Ntt, Inc. | Wireless communication system, relay apparatus, wireless communication method and program |
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