JP2011029720A - Satellite communication apparatus, and satellite communication system - Google Patents
Satellite communication apparatus, and satellite communication system Download PDFInfo
- Publication number
- JP2011029720A JP2011029720A JP2009170511A JP2009170511A JP2011029720A JP 2011029720 A JP2011029720 A JP 2011029720A JP 2009170511 A JP2009170511 A JP 2009170511A JP 2009170511 A JP2009170511 A JP 2009170511A JP 2011029720 A JP2011029720 A JP 2011029720A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- signals
- satellite communication
- unit
- destination
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
- Radio Relay Systems (AREA)
Abstract
Description
本発明は、複数のキャリア信号が合成された多重信号から各キャリア信号を抽出し、抽また、複数のキャリア信号を多重して送信する衛星通信装置に関する。 The present invention relates to a satellite communication apparatus that extracts each carrier signal from a multiplexed signal obtained by combining a plurality of carrier signals, and extracts and multiplexes and transmits the plurality of carrier signals.
従来、衛星局が、複数のキャリア信号の多重された受信信号を分解して各キャリア信号を抽出する分波処理と、また反対に複数のキャリア信号を多重して送信信号を生成する合波処理と、をディジタル信号処理により実現する技術が提案されている。このような技術の一例が、たとえば、下記非特許文献1に記載されている。
Conventionally, a demultiplexing process in which a satellite station decomposes a reception signal multiplexed with a plurality of carrier signals to extract each carrier signal, and conversely, a multiplexing process in which a plurality of carrier signals are multiplexed to generate a transmission signal. A technique for realizing the above by digital signal processing has been proposed. An example of such a technique is described in Non-Patent
下記非特許文献1に記載されているように、M(Mは自然数)個のキャリア信号で構成される多重信号をZ変換したものをY(z)とし、Y(z)がフィルタH(z)を通過したとすると、その多重信号を構成するキャリア番号k(k=0〜M−1)の信号をZ変換したXk(z)は、以下の式(1)で表すことができる。なお、fkはキャリア周波数とし、Fsは信号のサンプリング周波数とする。
As described in
フィルタH(z)を、fs=Fs/Mで動作するM個のサブフィルタHi(zM)(i=0〜M−1)と遅延成分z-iに分解し、さらに信号Xk(z)を1/Mにデシメーションした信号Xk(zM)は、以下の式(2)のように表すことができる。 The filter H (z) is decomposed into M sub-filters H i (z M ) (i = 0 to M−1) operating at f s = F s / M and a delay component z −i , and the signal X A signal X k (z M ) obtained by decimating k (z) to 1 / M can be expressed as the following equation (2).
したがって、下記非特許文献1に記載されているように、遅延部、サブフィルタ部および位相オフセット乗算部を1組とする処理部をM個並列に備え、つぎのような動作を行うことで、M個のキャリア信号に対する分波処理を施すことができる。まず、M個の遅延部がM個のキャリア信号が多重された多重信号に対し、自身に設定された遅延量で遅延調整を行う。そして、サブフィルタ部が遅延調整後の信号をろ波し、位相オフセット乗算部が、ろ波後の信号にそれぞれωj(j=1〜M)の位相オフセットを与える。そして、FFT(Fast Fourier Transform)部が、位相オフセットを与えた後の信号に対してMポイントのFFTを施すことによりM個のキャリア信号に分波した信号を得る。
Therefore, as described in
また、合波処理については、M個の信号Xk(z)がフィルタH´(z)を通過した後に、多重された信号をY(z´)とするとき、Y(z´)は以下の式(3)のように表すことができる。 As for the multiplexing process, when M signals X k (z) pass through the filter H ′ (z) and the multiplexed signal is Y (z ′), Y (z ′) is as follows. (3).
ここで、分波処理と同様、フィルタH´(z)をfs=Fs/Mで動作するM個のサブフィルタH´i(zM)と遅延成分z-iに分解すると、上記式(3)は下記式(4)のように表すことができる。 Here, as in the demultiplexing process, when the filter H ′ (z) is decomposed into M sub-filters H ′ i (z M ) operating at f s = F s / M and the delay component z −i , the above equation is obtained. (3) can be expressed as the following formula (4).
したがって、合波処理は、M個の各信号に対してMポイントIFFT処理が施すIFFT部と、ω0からωM-1までの位相オフセットを各信号に与える位相オフセット乗算部と、各信号をろ波するサブフィルタ部と、ろ波後の信号に遅延時間を与える遅延部と、を備える構成により実現できる。 Therefore, the multiplexing process includes an IFFT unit that performs M-point IFFT processing on each of M signals, a phase offset multiplier that gives each signal a phase offset from ω 0 to ω M−1 , This can be realized by a configuration including a sub-filter unit for filtering and a delay unit that gives a delay time to the filtered signal.
一方、下記非特許文献2に示されるように、衛星局を介して地上局と地上端末とが通信を行う衛星通信システムにおいて、衛星局に大型アンテナを搭載し、サービスエリアである日本および日本近辺を100程度のセルで構成するようなセル設計を行い、それらの各セルをマルチビームで覆う構想が進められている。
On the other hand, as shown in Non-Patent
下記非特許文献2に記載されるシステムでは、地上局−衛星局(以降、この回線をフィーダリンクと呼ぶ)と、衛星局−各地上端末(以降、この回線をユーザリンクと呼ぶ)は、上り回線,下り回線ともに、異なる周波数帯域を用いており、フィーダリンクにはKa帯の450MHz、ユーザリンクにはS帯の30MHzを用いている。なお、ユーザリンクは、サービスエリアが100程度のセルで構成されるようセル設計を行い、衛星局から地上には、径の小さいマルチビームを照射することが検討されている。このシステムでは、周波数利用効率の観点から30MHzの周波数帯を分割して7セルで異なる周波数帯を使用し、その7セルを1まとまりとして複数ヶ所で同じ周波数を使用する、7セル周波数繰り返しシステムが想定されている。
In the system described in Non-Patent
しかしながら、上記従来の非特許文献1に記載の技術によれば、分波処理/合波処理で、フィルタH(z)をM個に分解したサブフィルタHi(z)を用いているが、サブフィルタHi(z)の周波数帯域はiの値によらず同一である。そのため、周波数帯域が同一である複数の信号が多重された信号を分波処理したり、複数の同一帯域信号を合波処理したりすることは可能であるが、帯域の異なる信号が多重された信号の分波処理や、帯域の異なる信号を合波処理することはできない、という問題があった。
However, according to the technique described in the conventional
また、上記従来の非特許文献1に記載の技術では、各キャリア信号の帯域が等間隔に並ぶような信号の分波処理および合波処理は可能であるが、各キャリア信号の帯域が等間隔でない場合や各キャリア信号の帯域幅が等しくない場合に対応できないため、それらの信号に対して分波処理および合波処理を行うことができない。そのため、上記非特許文献2に記載のシステムに、上記従来の非特許文献1の技術を採用した場合、同一の周波数配置の信号にしか対応できず、周波数配置に自由度がない。したがって、各セルの状態に応じてそのセルで使用する周波数を変えることができず、周波数利用効率を最適化できない(柔軟な周波数利用ができない)、という問題があった。また、柔軟な周波数利用ができないため、提供サービスに制限ができる、といった問題があった。
Further, in the technique described in the above-mentioned conventional
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、従来に比べ、自由に伝送レートを設定でき、また自由に周波数を配置することのできる衛星通信装置および衛星通信システムを得ることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a satellite communication device and a satellite communication system in which a transmission rate can be freely set and a frequency can be freely arranged as compared with the conventional one. To do.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、受信信号を分波し、分波後の信号である分波信号を宛先ごとに振り分け、振り分け後の前記分波信号を前記分波信号の宛先ごとに合波し、合波後の信号である合波信号を送信する衛星通信装置であって、受信信号をFFT処理により周波数領域信号に変換し、前記周波数領域信号を前記分波信号とするFFT処理手段と、前記分波信号を宛先ごとに振り分けるスイッチマトリックス手段と、前記スイッチマトリックス手段による振り分け後の分波信号を、同一宛先ごとにIFFT処理を施すことにより時間領域信号に変換し、前記時間領域信号を合波信号とするIFFT処理手段と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention demultiplexes the received signal, distributes the demultiplexed signal after demultiplexing to each destination, and distributes the demultiplexed signal after the distribution to the destination A satellite communication device that multiplexes for each destination of a demultiplexed signal and transmits a combined signal that is a signal after multiplexing, and converts the received signal into a frequency domain signal by FFT processing, and converts the frequency domain signal to the frequency domain signal. FFT processing means for making a demultiplexed signal, switch matrix means for distributing the demultiplexed signal for each destination, and time domain signal by subjecting the demultiplexed signal after distribution by the switch matrix means to IFFT processing for the same destination And IFFT processing means for converting the time domain signal into a combined signal.
本発明によれば、地上端末へ送信するFFT処理後の周波数領域信号に対して、スイッチマトリックス部10が、各々の信号の宛て先番号に基づいてクラスタ単位で振り分けを行い、クラスタ単位で振り分けられた信号をさらに宛て先のセルごとに振り分け、そして、振り分けた後の信号にIFFT処理を実施し時間領域の信号に戻して、各セルに送信するようにしたので、従来に比べ、自由に伝送レートを設定でき、また自由に周波数を配置することができる、という効果を奏する。
According to the present invention, the
以下に、本発明にかかる衛星通信装置および衛星通信システムの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of a satellite communication device and a satellite communication system according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
実施の形態1.
図1は、本発明にかかる衛星通信装置(衛星局)の実施の形態1の機能構成例を示す図である。図1に示すように、本実施の形態の衛星局は、受信アンテナ1と、周波数変換部2−1〜2−15と、A/D(Analog/Digital)変換部3−1〜3−15と、直交検波部4−1〜4−15と、LPF(Low Pass Filter)部5−1〜5−15と、間引き部6−1〜6−15と、ウィンドウィング部7−1〜7−15と、FFT(Fast Fourier Transform)部9−1〜9−15と、スイッチマトリックス部10と、制御部11と、を備えている。
FIG. 1 is a diagram showing a functional configuration example of a first embodiment of a satellite communication apparatus (satellite station) according to the present invention. As shown in FIG. 1, the satellite station of the present embodiment includes a receiving
本実施の形態の衛星局は、サービスエリアを105のセルで構成することとし、105のセルに対してユーザ向けの信号をそれぞれ送信する。また、本実施の形態の衛星局は、地上局から送信された信号を受信し、受信信号の分波処理を行って各キャリア信号を抽出し、抽出されたキャリア信号の並び替えを行い、105の宛先(105のセル)ごとにキャリア信号の合波処理を行って、衛星局から地上端末に送信する。図1では、分波処理を行い、分波後の受信信号がスイッチマトリックスに信号が入力されるまでの処理を行う構成要素を示している。 The satellite station according to the present embodiment configures a service area with 105 cells, and transmits signals for users to 105 cells. In addition, the satellite station of the present embodiment receives a signal transmitted from the ground station, performs demultiplexing processing on the received signal, extracts each carrier signal, rearranges the extracted carrier signals, and 105 The carrier signal is multiplexed for each destination (105 cells) and transmitted from the satellite station to the ground terminal. FIG. 1 shows components that perform demultiplexing processing and perform processing until the received signal after demultiplexing is input to the switch matrix.
また、本実施の形態では、地上局から衛星局に対して、Ka帯の信号(フィーダリンク信号)が送信される。このフィーダリンク信号は、帯域幅450MHzであり、複数のキャリア信号で構成されている。 In the present embodiment, a Ka band signal (feeder link signal) is transmitted from the ground station to the satellite station. This feeder link signal has a bandwidth of 450 MHz and is composed of a plurality of carrier signals.
図1に示した衛星局の受信アンテナ1は、地上局から送信されたフィーダリンク信号を受信する。周波数変換部2は、受信アンテナ1が受信した信号の周波数帯域をKa帯からIF(Intermediate Frequency)帯へと変換する。
The receiving
なお、衛星搭載用ハードウェア性能の観点からフィーダリンク信号の450MHzの帯域の信号を一括で変換することは困難であると考えられるため、複数の周波数変換部を備えることとし、450Hzを分割し、各々の周波数変換部が分割した帯域の信号を周波数変換することとする。ここでは、一例として、1つの周波数変換部が変換する信号の帯域幅を30Hzとし、15(=450÷30)個の周波数変換部(周波数変換部2−1〜2−15)を備えることとする。なお、周波数変換部2−1〜2−15が変換する周波数帯域は必ずしも30MHzでなくても良く、また、将来的にハードウェア性能の向上した場合などには、450MHzの帯域幅の信号を一括で周波数変換を行っても良い。 In addition, it is considered difficult to collectively convert the 450 MHz band signal of the feeder link signal from the viewpoint of the onboard hardware performance, so it is assumed that a plurality of frequency conversion units are provided, 450 Hz is divided, Assume that frequency conversion is performed on a signal in a band divided by each frequency conversion unit. Here, as an example, the bandwidth of a signal converted by one frequency conversion unit is 30 Hz, and 15 (= 450 ÷ 30) frequency conversion units (frequency conversion units 2-1 to 2-15) are provided. To do. Note that the frequency band converted by the frequency converters 2-1 to 2-15 does not necessarily have to be 30 MHz. In addition, when hardware performance is improved in the future, a signal with a bandwidth of 450 MHz is batched. The frequency conversion may be performed by
A/D変換部3−i(i=1,2,…,15)は、IF帯に周波数変換された受信信号をアナログ信号からディジタル受信信号へと変換する。直交検波部4−iは、ディジタル受信信号の直交検波を行い、ディジタル受信信号をIF帯からベースバンド信号へと変換すると共に、ベースバンド信号の同相(Ich)信号および直交(Qch)信号を出力する。LPF部5−iは、ベースバンド信号の同相(Ich)信号および直交(Qch)信号に対して、直交検波処理に伴って生じた不要な高調波成分をカットするためのフィルタリングを行う。なお、本実施の形態では、一度受信信号を無線周波数帯(Ka帯)からIF帯へと変換した後でベースバンドに変換しているが、受信信号を無線周波数帯からベースバンドに直接変換するダイレクトコンバージョン方式を用いても良い。 The A / D conversion unit 3-i (i = 1, 2,..., 15) converts the reception signal frequency-converted to the IF band from an analog signal to a digital reception signal. The quadrature detection unit 4-i performs quadrature detection of the digital reception signal, converts the digital reception signal from the IF band to the baseband signal, and outputs the in-phase (Ich) signal and the quadrature (Qch) signal of the baseband signal. To do. The LPF unit 5-i performs filtering for cutting unnecessary harmonic components generated in accordance with the quadrature detection process on the in-phase (Ich) signal and the quadrature (Qch) signal of the baseband signal. In this embodiment, the received signal is once converted from the radio frequency band (Ka band) to the IF band and then converted to the baseband. However, the received signal is directly converted from the radio frequency band to the baseband. A direct conversion method may be used.
間引き部6−iは、フィルタリング後のベースバンド信号に対して間引き処理を行うことで、A/D変換部3−iのサンプリング速度よりも低いサンプリングレートの間引き信号を生成する。なお、間引き部6によって行う間引き処理は、後段の回路規模削減、消費電力低下を目的とするものであり、必ずしも必要ではなく場合によっては省略可能である。
The decimation unit 6-i generates a decimation signal with a sampling rate lower than the sampling rate of the A / D conversion unit 3-i by performing decimation processing on the filtered baseband signal. Note that the thinning process performed by the thinning
ウィンドウィング部7−iは、間引き信号に対して窓関数を乗算し、乗算結果を出力する窓関数乗算手段である。後段のFFT部9−iでは間引き信号に対してFFT演算処理が施されるが、FFT演算を行う区間の両端に連続性がない場合、不要な高調波が発生し、性能の劣化要因となる。そのため、受信信号のFFT区間の両端が連続性を有するように、ウィンドウィング部7−iが、各FFT演算区間に対して窓関数を乗算する。窓関数の代表例として、例えばハニング窓が挙げられるが、ある区間の両端が同じ値に収束する関数であれば、ハニング窓でなくとも良い。 The windowing unit 7-i is a window function multiplying unit that multiplies the thinned signal by a window function and outputs a multiplication result. In the subsequent FFT unit 9-i, FFT processing is performed on the thinned signal. However, if there is no continuity at both ends of the section in which the FFT operation is performed, unnecessary harmonics are generated, causing degradation in performance. . For this reason, the windowing unit 7-i multiplies each FFT operation interval by a window function so that both ends of the FFT interval of the received signal have continuity. A typical example of the window function is a Hanning window, but a Hanning window is not necessary as long as both ends of a section converge to the same value.
なお、窓関数を乗算した部分の受信信号情報が欠落してしまうため、ウィンドウィング部7は、FFT演算区間をτとするとき、間引き信号(受信信号)に窓関数を乗算する区間をτ/2だけ時間をずらした乗算結果も出力する。図2は、受信信号に対して乗算区間をずらした窓関数を乗算した乗算結果の一例を示す図である。図2の下側の(b)は上側の(a)に対してτ/2だけ窓関数の乗算する区間をずらした関係となっている。なお、ここでは理解しやすいよう、図2の時間信号(間引き信号)は一定値が連続するものとしている。図2に示すように、τ/2だけ時間をずらしているため、窓関数の乗算される区間が異なり、図2(a)と(b)を合わせて活用することにより、窓関数を乗算しても信号情報は欠落しない。
Since the received signal information of the portion multiplied by the window function is lost, the
FFT部9−iは、窓関数が乗算された間引き信号に対して、2NポイントのFFT処理を実施する。なお、図中には記載していないが、τ/2だけ時間をずらした信号についてもFFT処理を実行するため、各FFT部9−1〜9−15はそれぞれ2つずつのFFT演算部を備えている。FFT部9−iは、FFT処理により間引き信号を周波数領域信号に変換し、受信信号に含まれていた複数のキャリア信号を、周波数のサンプル単位(1サンプル=30MHz/2Nポイント)で抽出することができる。すなわち、FFT部9−iまでの処理で、複数のキャリア信号が多重されている受信信号を分波し、分波信号であるキャリア信号を抽出することができる。周波数領域信号は、スイッチマトリックス部10へ入力される。
The FFT unit 9-i performs 2 N -point FFT processing on the thinned signal multiplied by the window function. Although not shown in the figure, each FFT unit 9-1 to 9-15 includes two FFT operation units, because the FFT process is also performed on a signal shifted in time by τ / 2. I have. The FFT unit 9-i converts the thinned signal into a frequency domain signal by FFT processing, and extracts a plurality of carrier signals included in the received signal in units of frequency samples (1 sample = 30 MHz / 2 N points). be able to. That is, in the processing up to the FFT unit 9-i, it is possible to demultiplex a received signal in which a plurality of carrier signals are multiplexed and extract a carrier signal that is a demultiplexed signal. The frequency domain signal is input to the
図3は、本実施の形態の衛星局のスイッチマトリックス部10以降の構成例を示す図である。図3に示すように、本実施の形態の衛星局は、スイッチマトリックス部10以降の処理を行う構成要素として、スイッチマトリックス部10と、制御部11と、IFFT部21−1〜21−105と、信号合成部23−1〜23−105と、補間部24−1〜24−105と、直交変調部25−1〜25−105と、D/A(Digital/Analog)変換部26−1〜26−105と、周波数変換部27−1〜27−105と、送信アンテナ28−1〜28−105と、を備える。
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example after the
スイッチマトリックス部10は、図1を用いて説明したように、15個の並列に並ぶ入FFT部9−1〜9−15から出力される周波数領域信号を、制御部11の制御情報に基づいて、105の宛先(信号の送信先)ごとに並び替えを行う。なおスイッチマトリックス部10もFFT部9−1〜9−15と同様に、図2に示すように、τ/2ずらさずに窓関数を乗算した間引き信号(受信信号)に対応する周波数領域信号と、τ/2だけ時間をずらして窓関数を乗算した間引き信号に対応する周波数領域信号と、の2つの信号に対応する処理を行うが、その2つの信号に対する動作は同じである。したがって、以下では、τ/2ずらさずに窓関数を乗算した間引き信号(受信信号)に対応する周波数領域信号に対する処理について述べるが、τ/2だけ時間をずらして窓関数を乗算した間引き信号に対応する周波数領域信号に対する処理もその処理と同様である。
As described with reference to FIG. 1, the
図4は、マトリックス部10の構成例を示す図である。本実施の形態のスイッチマトリックス部10は、第1RAM(Random Access Memory)部14−1〜14−15と、信号ソート部15−1〜15−15と、第2RAM部16−1〜16−15と、第3RAM部17−1〜17−105と、で構成される。
FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration example of the
FFT部9−iから出力された周波数領域の信号は、第1RAM部14−iに入力される。第1RAM部14−iは、データを保持するためのメモリを備えており、FFT部9−iで変換された周波数領域信号のうち、“有意な信号”のみを自身のメモリに格納する(書き込む)。以下、第1RAM部14−iに格納する“有意な信号”について説明する。 The frequency domain signal output from the FFT unit 9-i is input to the first RAM unit 14-i. The first RAM unit 14-i includes a memory for holding data, and stores (writes) only “significant signal” in the frequency domain signal converted by the FFT unit 9-i in its own memory. ). Hereinafter, the “significant signal” stored in the first RAM unit 14-i will be described.
図5は、FFT部9−iによってFFT処理された結果(周波数領域信号)の一例を示す図である。図5に示すように、FFT部9−iで変換された30MHz帯域の周波数領域信号のなかには、LPF部5−iのフィルタリングにより不要な成分として除去された信号成分のない領域(帯域外成分)が存在する。帯域外成分は情報を含まず、以後の信号処理に必要ではないため、第1RAM部14−iでは、本帯域外成分以外の信号(これを“有意な信号”とする)を格納する。この“有意な信号”のみ、すなわち帯域内の周波数成分の信号のみを格納することによって、第1RAM部14−iのメモリ容量を削減することができる。 FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a result (frequency domain signal) subjected to FFT processing by the FFT unit 9-i. As shown in FIG. 5, the 30 MHz band frequency domain signal converted by the FFT unit 9-i has no signal component removed as an unnecessary component by filtering of the LPF unit 5-i (out-of-band component). Exists. Since the out-of-band component does not include information and is not necessary for subsequent signal processing, the first RAM unit 14-i stores a signal other than the out-of-band component (referred to as a “significant signal”). By storing only this “significant signal”, that is, only the signal of the frequency component in the band, the memory capacity of the first RAM unit 14-i can be reduced.
制御部11は、第1RAM部14−iに格納された信号を読み出して、その信号に対して、信号の宛先のセルを識別するための番号である宛先番号と各宛先のセルでの信号配置を規定するチャネル番号とを付加し、付加後の信号を第1RAM部14−iに格納する。第1RAM部14に格納された信号の宛先の数は105あり、第1RAM部14−1〜14−15に格納された各信号を105個の宛先(1〜105の宛先番号)に振り分ける必要がある。しかしながら、15個の第1RAM部(第1RAM部14−1〜14−15)に書き込まれている信号を、それぞれ105個の宛先に振り分けを実行するためには、信号線が1575本(=15×105)必要となる。これは、回路規模の観点から望ましいとは言えない。
The
そこで、本実施の形態では、セル7個を1つのまとまり(以下、このまとまりをクラスタという)とし、クラスタを単位とする振り分けとクラスタ内の振り分けとの2段階で振り分けを行う。図6は、クラスタの構成例を示す図である。図中の#1,#2,…と記載された小円はセルを表し、各セル内に記載されている#の後ろに記した番号は、信号の宛先番号を示している。図6の例では、#1〜#7,#8〜#14,…の7つのセルを囲む太線の円が、クラスタを示している。
Therefore, in the present embodiment, seven cells are grouped as one group (hereinafter, this group is referred to as a cluster), and sorting is performed in two stages: sorting in units of clusters and sorting in clusters. FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration example of a cluster. In the figure, small circles described as # 1, # 2,... Represent cells, and the numbers described after # described in each cell indicate signal destination numbers. In the example of FIG. 6, thick circles surrounding seven
まず、第1段階の振り分け処理では、第1RAM部14−1〜14−15に格納された信号を、クラスタ単位で振り分ける。図6に示したように、衛星局から信号を送信する地上の宛先(セル)を7つまとめた領域がクラスタである。なお、図6では、紙面の都合上、宛先番号は28までしか記載してないが、実際には宛先番号105までのセルが存在する。
First, in the first-stage sorting process, the signals stored in the first RAM units 14-1 to 14-15 are sorted in units of clusters. As shown in FIG. 6, a cluster is an area in which seven terrestrial destinations (cells) for transmitting signals from satellite stations are collected. In FIG. 6, only 28 destination numbers are shown for the sake of space, but there are actually cells up to
第1RAM部14−iは、保持している、宛先番号と出力先の信号ソート部との対応に基づいて、格納された信号をその信号に付加されている宛先番号に対応する信号ソート部15−1〜15−15へ出力する。図7は、宛先番号と出力先の信号ソート部との対応の一例を示す図である。図7に示すように、宛先番号と信号ソート部15−1〜15−15との対応付けておき、第1RAM部14−iは、このような対応を保持していることとする。この際、宛先となるセルの数は105であり、7個のセルで1つのクラスタを構成するため、クラスタ数は合計15(=105÷7)となる。したがって、各クラスタに対応する信号ソート部の個数は15個(信号ソート部15−1〜15−15)となる。なお、第1RAM部14−iがこの対応(宛先番号と出力先の信号ソート部との対応)を保持する替わりに、制御部11がこの対応を保持し、第1RAM部14−iに格納されているデータを読み出した際に、保持している対応に基づいて、対応する信号ソート部へ信号を出力するよう第1RAM部14−iへ指示するようにしてもよい。
The first RAM unit 14-i holds the
第1RAM部14−iから出力された信号が入力された信号ソート部15−j(j=1,2,…,15)は、入力された信号に対してトラフィックの均一化処理を行い、処理後の信号を第2RAM部16−jに出力する。第2RAM部16−jは、15個(信号ソート部への入力元の第1RAM部と同じ個数)のメモリを備え、信号ソート部15−jは、トラフィックの均一化処理により並び替えを行った後に第1RAM部14−iから出力された信号を第2RAM部16−j内のいずれかのメモリに出力する。 The signal sorting unit 15-j (j = 1, 2,..., 15) to which the signal output from the first RAM unit 14-i is input performs a traffic equalization process on the input signal and performs processing. The subsequent signal is output to the second RAM unit 16-j. The second RAM unit 16-j includes 15 memories (the same number as the first RAM unit that is the input source to the signal sort unit), and the signal sort unit 15-j performs rearrangement by traffic equalization processing. Later, a signal output from the first RAM unit 14-i is output to one of the memories in the second RAM unit 16-j.
ここで、信号ソート部15−jが行うトラフィックの均一化処理について説明する。図8は、信号ソート部15−jの入出力信号と第2RAM部16に格納される信号の一例を示す図である。なお、本実施の形態では、衛星局は第1RAM部を15個備え、宛先数を105としているが、説明を簡素化するため、図8の例では、第1RAM部14は3個、宛先のセル数は21(クラスタ数3個)としている。
Here, the traffic equalization processing performed by the signal sorting unit 15-j will be described. FIG. 8 is a diagram illustrating an example of input / output signals of the signal sorting unit 15-j and signals stored in the
図8の(a)は、信号ソート部へ入力される信号を模式的に示している。図の縦方向は、時間を所定の時間単位で離散化した値を示している。横方向の入力#M(ここでは、M=1,2,3)は、信号ソート部15−j(この場合は、j=1,2,3)に第1RAM部14−Mから入力される信号を示しており、値がない箇所(空欄)は、入力される信号が存在しないことを示している。図中のA0,A1,…,B1,…,C1,…は、第1RAM部14−Mから入力される信号を説明するために付与した入力信号の識別番号であり、Aが先頭に付く識別番号は、第1RAM部14−1から入力された信号を、Bが先頭に付く識別番号は、第1RAM部14−2から入力された信号を、Cが先頭に付く識別番号は、第1RAM部14−3から入力された信号を、それぞれ示している。 FIG. 8A schematically shows a signal input to the signal sorting unit. The vertical direction in the figure shows values obtained by discretizing time in predetermined time units. The input #M in the horizontal direction (here, M = 1, 2, 3) is input from the first RAM unit 14-M to the signal sorting unit 15-j (in this case, j = 1, 2, 3). A signal is shown, and a portion having no value (blank) indicates that there is no input signal. In the figure, A0, A1,..., B1,..., C1,... Are input signal identification numbers assigned to explain the signals input from the first RAM unit 14-M, and A is the first identification. The number is the signal input from the first RAM unit 14-1, the identification number prefixed with B is the signal input from the first RAM unit 14-2, and the identification number prefixed with C is the first RAM unit. The signals input from 14-3 are respectively shown.
図8の(a)の各入力信号に着目すると、入力#1、入力#3の信号数が多いのに対し、入力#2の信号数が少ない。仮に信号ソート部15−1〜15−3が存在しない場合ない場合、第1RAM部14−jに入力された信号は、第2RAM部16−jに出力される。この場合、図8の(a)のように、各入力によって信号数のバラつきがあり、また信号の入力されない時間もあっても、第2RAM部16−jは第1RAM部14−jから出力された信号を、信号が存在しないデータも含めて全て自身の各メモリへ格納する必要がある。
Focusing on each input signal in FIG. 8A, the number of signals of
第2RAM部16−jは、たとえば、第1RAM部14−1から入力された信号は、自身のメモリ#1へ、第1RAM部14−2から入力された信号は自身のメモリ#2へ,…というように順に格納する。したがって、第2RAM部16−jは、Ra(Raは第1RAM14の数)×2N(2NはFFTポイント数)×SD(SDは各信号情報が持つビット数)を格納できるメモリ容量を備える必要がある。第2RAM部16−jは、図8の例では、3×2N×SDのメモリ容量が必要となり、Ra=15の図4の構成では、15×2N×SDのメモリ容量が必要となる。
For example, the second RAM unit 16-j receives a signal input from the first RAM unit 14-1 to its
これに対し、本実施の形態では、信号ソート部15−jは、図8の(a)に示されるような入力信号を、図8の(b)のように、特定の出力先(特定のメモリ)に信号が集中しないようにトラフィックの均一化を行ってメモリへ出力する。なお、ここでは上述のとおり、第1RAM部の個数を3個としているため、第2RAM部16−jを構成するメモリは、メモリ#1〜メモリ#3までの3個とする。図8の(b)の横方向の出力#Mは、第2RAM部16−jのメモリ#Mに出力されることを示している。
On the other hand, in the present embodiment, the signal sorting unit 15-j converts an input signal as shown in (a) of FIG. 8 into a specific output destination (specific The traffic is equalized so that the signal does not concentrate on the memory) and output to the memory. Here, as described above, since the number of first RAM units is three, the number of memories constituting the second RAM unit 16-j is three from
具体的には、たとえば、入力#1(信号ソート部15−1への入力)には、時間“0”と時間“1”で連続してA0,A1の信号の入力があるが、入力#2(信号ソート部15−2への入力)には、時間“0”には信号の入力がなく、時間“1”でB1の信号の入力があり、入力#3(信号ソート部15−3への入力)には、時間“0”と時間“1”の両方で信号の入力がない。このような場合、信号ソート部15−jは、時間“0”に入力された信号A0を出力#1として第2RAM部16−jのメモリ#2へ出力し、時間“1”に入力された信号A1を出力#2として第2RAM部16−jのメモリ#2へ出力する。また、信号ソート部15−2は、時間“1”に入力された信号B1を出力#3として第2RAM部16−jのメモリ#3へ出力する。
Specifically, for example, the input # 1 (input to the signal sorting unit 15-1) includes A0 and A1 signal inputs continuously at time “0” and time “1”. 2 (input to the signal sorting unit 15-2), there is no signal input at time “0”, but there is an input of the B1 signal at time “1”, and input # 3 (signal sorting unit 15-3). No input at time “0” and time “1”. In such a case, the signal sorting unit 15-j outputs the signal A0 input at time “0” to the
このような動作を行うことにより、各信号の出力先は図8の(b)に示す出力先となる。例えば、図8の(a)では、入力#1に7個の信号(A0〜A6)、入力#2に3個(B1〜B3)の信号、入力#3に8個(C1〜C8)の信号と、トラフィックが偏っているのに対し、図8の(b)では、出力#1、出力#2、出力#3の全てに6個ずつ信号が割り振られ、トラフィックが均一化されている。このようにトラフィックを均一化するための具体的な出力先の選択方法は、どのような方法でもよいが、たとえば、所定の時間内に入力された信号に対して、出力先ごとの信号の個数を係数し、不均一な場合は、信号数の多い出力先の信号から所定の信号を選択し、選択した信号を他の出力先とする、という処理を出力先ごとの個数がなるべく等しくなるまで繰り返し、出力先を決定するなどの方法がある。
By performing such an operation, the output destination of each signal becomes the output destination shown in FIG. For example, in FIG. 8A, seven signals (A0 to A6) are
信号ソート部15−jによってトラフィックの均一化が行われた後の信号は、図8の(c)に示すように、第2RAM部16−jは、各メモリに、必要な信号(入力信号の存在しない部分は除いた信号)を書き込む。なお、ここでは、第1RAM部の個数が3個の場合について説明したが、図4の構成のように第1RAM部の個数が15個の場合も、同様に、信号ソート部15−jは、第2RAM部16−jの15個のメモリに均一に出力されるよう出力先を選択する。 As shown in (c) of FIG. 8, the second RAM unit 16-j sends a signal after the traffic is uniformized by the signal sorting unit 15-j to each memory. The signal (excluding the nonexistent portion) is written. Here, the case where the number of first RAM units is three has been described, but when the number of first RAM units is 15 as in the configuration of FIG. The output destination is selected so as to be uniformly output to the 15 memories of the second RAM unit 16-j.
このように、信号ソート部15−jが、入力される信号のトラフィックを均一化して出力することにより、第2RAM部16−jが必要とするメモリ容量を、2N×SDに、すなわち信号ソート部15−jが存在しない場合の1/Raに、削減することができる。図8の例(Ra=3)では、信号ソート部15−jを用いることにより、第2RAM部16−jのメモリ容量を1/3に、図4の構成(Ra=15)では1/15に、それぞれ削減できる。 In this way, the signal sorting unit 15-j equalizes and outputs the traffic of the input signal, so that the memory capacity required by the second RAM unit 16-j is 2 N × SD, that is, the signal sorting. It can be reduced to 1 / Ra when the part 15-j does not exist. In the example of FIG. 8 (Ra = 3), the signal sorting unit 15-j is used to reduce the memory capacity of the second RAM unit 16-j to 1/3, and in the configuration of FIG. 4 (Ra = 15), 1/15. Each can be reduced.
図4の構成例に基づく動作の説明に戻る。第1RAM部14−iは、以上のように格納されている信号をクラスタごとに対応する信号ソート部15−1〜15−15への振り分けを行い、各信号は信号ソート部15−j経由で第2RAM部16−jに書き込まれる。なお、1クラスタへの通信トラフィックがシステム帯域(30MHz)を越える可能性がある場合は、第2RAM部16−jのメモリ容量を、2N×SD+αとし、若干メモリ容量を増やしておくこととする。 Returning to the description of the operation based on the configuration example of FIG. The first RAM unit 14-i distributes the signals stored as described above to the signal sorting units 15-1 to 15-15 corresponding to each cluster, and each signal passes through the signal sorting unit 15-j. The data is written in the second RAM unit 16-j. If there is a possibility that communication traffic to one cluster exceeds the system bandwidth (30 MHz), the memory capacity of the second RAM unit 16-j is set to 2 N × SD + α, and the memory capacity is slightly increased. .
つぎに、第2段階の振り分け処理として、第2RAM部16−jは、自身のメモリ#1〜#15に格納されている信号を読み出し、その信号の宛先番号ごとに7個の第3RAM部(第3RAM部17−1〜17−15)に出力先を振り分ける。たとえば、第2RAM部16−1は、宛先番号が1の信号(セル#1を宛先とする信号)を第3RAM部17−1へ、宛先番号が2の信号(セル#2を宛先とする信号)を第3RAM部17−2へ、…、第2RAM部16−2は、宛先番号が8の信号(セル#8を宛先とする信号)を第3RAM部17−8へ、…と自身に接続する7つの第3RAM部へ宛先のセルごとに出力する。第3RAM部17−1〜17−105は、信号を保持するためのメモリを備えており、入力された信号をそのメモリに格納する。
Next, as the distribution process in the second stage, the second RAM unit 16-j reads the signal stored in its
そして、IFFT部21−k(k=1,2,…,105)は、第3RAM部17−kに格納された信号をチャネル番号ごとに読み出し、チャネル番号ごとの信号を周波数領域信号とし、その周波数領域信号をIFFT処理により時間領域信号に変換する。 Then, the IFFT unit 21-k (k = 1, 2,..., 105) reads the signal stored in the third RAM unit 17-k for each channel number, sets the signal for each channel number as a frequency domain signal, The frequency domain signal is converted into a time domain signal by IFFT processing.
図9は、スイッチマトリックス部10の処理の流れの一例を示す図である。図9では、紙面と説明簡素化の都合上、FFT部および第1RAM部を3つずつ備え、宛先のセル数が21(クラスタ数3個)の例を示している。図9の(1)は、FFT部9−1〜9−3から入力される周波数領域信号を示し、(2)は第1RAM部14−1〜14−3に書き込まれた信号を示し、(3)は第2RAM部16−1〜16−21に書き込まれた信号を示し、(4)は第3RAM部17−1〜17−21に書き込まれた信号を示している。また、図中の矩形は、各信号を示し、矩形のなかの番号は、その信号の宛先番号を示している。また、図9では、横軸に30MHzの帯域を0〜2Nのサンプルに離散化した値、すなわち周波数を示している。以下、(1)〜(4)で示した各信号について説明する。
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a processing flow of the
(1)FFT部9−1〜9−3から入力される周波数領域信号
FFT部9−1〜9−3は、2NポイントのFFT処理により受信信号を、図9の(1)に示すように帯域30MHz(2Nサンプル)の周波数領域信号へと変換し、スイッチマトリックス部10へ出力する。この処理によって、受信信号に含まれていた複数のキャリア信号を、30MHz/2Nサンプル単位で分離することが可能になる。
(1) The frequency domain signal FFT units 9-1 to 9-3 input from the FFT units 9-1 to 9-3 receive the received signals by 2N- point FFT processing as shown in (1) of FIG. Is converted into a frequency domain signal of a bandwidth of 30 MHz (2 N samples) and output to the
(2)第1RAM部14−1〜14−3に書き込まれた信号
第1RAM部14−i(図9の例ではi=1,2,3)は、上述のように、FFT部9−iが出力する周波数領域信号のうち、“有意な信号”を自身のメモリに書き込まれる。
(2) The signal first RAM section 14-i (i = 1, 2, 3 in the example of FIG. 9) written in the first RAM sections 14-1 to 14-3 is, as described above, the FFT section 9-i. Among the frequency domain signals output from the "significant signal" is written in its own memory.
(3)第2RAM部16−1〜16−3に書き込まれた信号
第2RAM部16−1〜16−3には、第1RAM部14−1〜14−3がクラスタごとに振り分けられた信号が、信号ソート部15−1〜15−3経由で書き込まれる。図9の例では、第2RAM部16−1には宛先番号1から7まで、第2RAM部16−2には、宛先番号8から14まで、第2RAM部16−3には、宛先番号15から21までの信号が振り分けられている。なお実際には、図9のように各信号は宛先ごとに連続しているわけではなく、サンプル単位の離散的な信号が並ぶが、ここでは、説明と図示の都合上、各信号は宛先ごとにまとまっていることとする。サンプル単位の離散的な信号が並んでいる場合も処理は同様である。
(3) Signals written in the second RAM units 16-1 to 16-3 The signals assigned to the first RAM units 14-1 to 14-3 for each cluster are stored in the second RAM units 16-1 to 16-3. The data is written via the signal sorting units 15-1 to 15-3. In the example of FIG. 9, the second RAM unit 16-1 has
(4)第3RAM部17−1〜17−21に書き込まれた信号
第3RAM部17−1〜17−21には、宛先番号ごとに振り分けられた信号が、チャネル番号とともに書き込まれる。このとき、チャネル番号を書き換えることで、信号配置を自由に設定することができる。
(4) Signals written to the third RAM units 17-1 to 17-21 The signals distributed for each destination number are written to the third RAM units 17-1 to 17-21 together with the channel numbers. At this time, the signal arrangement can be freely set by rewriting the channel number.
以上のスイッチマトリックス部10の処理により、FFT部9−1〜9−3から出力された周波数領域信号を、図9の(4)のように、宛先番号(宛先のセル)に応じて並び替えることができる。また、図4に示した構成では、第1RAM部14−1〜14−15に書き込まれた信号を、直接105の宛先別に振り分けるのではなく、まず、クラスタ単位で信号ソート部15−1〜15−15に振り分けることにより、回路規模の削減を実現している。さらに、信号ソート部15−1〜15−15が第1RAM部14−1〜14−15から入力された信号に対してトラフィックを均一化する処理を行って第2RAM部16−1〜16−15へ出力するようにしたので、第2RAM部16−1〜16−15に必要なメモリ容量の削減を実現することができる。
Through the processing of the
また、スイッチマトリックス部10の処理後、IFFT部21−k(k=1,2,…,105)は、第3RAM部17−kに格納された宛先ごとに並べられた周波数領域信号を、時間領域の信号へと変換する。この処理により、複数のキャリアを合成した時間領域信号が生成される。IFFT部21−kが、同一宛先の複数のキャリアを合波する合波処理を実施することになる。なお、IFFT部21−1〜21−105も、FFT部9−1〜9−15やスイッチマトリックス部10と同様、図2で説明した、時間をずらさずに窓関数を乗算してFFT処理を実行した信号と、τ/2だけ時間をずらして窓関数を乗算してFFT処理を実行した信号と、との2系統の信号を処理するため、2つの処理部を備えることとする。
After the processing of the
信号合成部23−kは、時間をずらさずに窓関数を乗算してFFT処理を実行した信号と、τ/2だけ時間をずらして窓関数を乗算してFFT処理を実行した信号と、の2系統の信号に対するIFFT処理結果を用いて合成を行い、窓関数の乗算による信号情報の欠落がない信号を生成する。具体的には、両系統の信号からそれぞれの窓関数によるデータの欠如の無い部分を抽出して合成する。図10は、合成処理のイメージを示す図である。図10の(a),(b)は、図2に示した(a),(b)にそれぞれ対応する。図10の(c)は、信号合成部23−1〜23−105によって合成された信号イメージである。信号合成部23−1〜23−105は、図10(a)の信号のうち窓関数の乗算により除去された区間(図10(a)の斜線塗りつぶし以外の区間)を、図10の(b)の窓関数の乗算により除去されない信号の区間(ドット塗りつぶしの区間)と置き換えることで、図10(c)に示すように、窓関数乗算による信号の欠落がない信号を出力する。 The signal synthesis unit 23-k multiplies the window function by multiplying the window function without shifting the time and performs the FFT process, and the signal by shifting the time by τ / 2 and multiplying the window function by performing the FFT process. Synthesis is performed using the IFFT processing results for the two systems of signals, and a signal free from missing signal information due to multiplication of the window function is generated. More specifically, a portion without data loss due to the respective window functions is extracted from the signals of both systems and synthesized. FIG. 10 is a diagram illustrating an image of the synthesis process. (A) and (b) in FIG. 10 correspond to (a) and (b) shown in FIG. 2, respectively. FIG. 10C shows a signal image synthesized by the signal synthesizers 23-1 to 23-105. The signal synthesizers 23-1 to 23-105 perform the section (section other than the shaded area in FIG. 10A) removed by the multiplication of the window function from the signal in FIG. ) Is replaced with a section of a signal that is not removed by the window function multiplication (dot filling section), thereby outputting a signal with no signal loss due to the window function multiplication, as shown in FIG.
補間部24−kは、信号合成部23−kによって合成された信号に対して、サンプリング速度を上げるアップサンプリング処理を行う。このアップサンプリング処理は、信号のサンプリング速度と後段のD/A変換部26−kとのサンプリング速度を合わせるために実施する。直交変調部25−kは、ベースバンドの信号として補間部24−kから入力される信号をIF帯へと変換する。D/A変換部26−kは、IF帯の信号をディジタルからアナログへと変換し、周波数変換部27−kは、IF帯のアナログ信号をS帯へと変換する。なお、ここでは、IF帯を介してベースバンドからS帯への周波数変換を実施したが、ベースバンドから直接S帯へ周波数変換を行っても良い。 The interpolation unit 24-k performs an upsampling process for increasing the sampling speed on the signal synthesized by the signal synthesis unit 23-k. This upsampling process is performed in order to match the sampling rate of the signal with the sampling rate of the D / A conversion unit 26-k in the subsequent stage. The quadrature modulation unit 25-k converts the signal input from the interpolation unit 24-k as a baseband signal into an IF band. The D / A converter 26-k converts the IF band signal from digital to analog, and the frequency converter 27-k converts the IF band analog signal into the S band. Here, the frequency conversion from the baseband to the S band is performed via the IF band, but the frequency conversion may be performed directly from the baseband to the S band.
送信アンテナ28−kは、地上のセルに対してビームを照射することにより、周波数変換部27−kから入力された信号を宛先のセルへ送信する。最後に、各セルに存在する地上端末が、衛星局より送信された信号を受信する。このようにして、地上局から送信された複数のキャリア信号が含まれる信号を衛星局が受信し、衛星局が、受信信号の分波処理、宛先別に信号の並び替えおよび合波処理を実施し、衛星局と各地上端末との通信が行われる。 The transmission antenna 28-k transmits the signal input from the frequency conversion unit 27-k to the destination cell by irradiating the ground cell with a beam. Finally, the ground terminal existing in each cell receives the signal transmitted from the satellite station. In this way, the satellite station receives a signal including a plurality of carrier signals transmitted from the ground station, and the satellite station performs demultiplexing processing of the received signal, rearrangement of signals for each destination, and multiplexing processing. Communication between the satellite station and each ground terminal is performed.
つづいて、本実施の形態の衛星局が、カバーする105のエリア(セル)に位置する地上端末から信号を受信し、地上局に送信する信号を生成する、または再度地上端末に送信するまでの流れを説明する。 Subsequently, the satellite station according to the present embodiment receives a signal from the ground terminal located in the covered area 105 (cell), generates a signal to be transmitted to the ground station, or transmits the signal again to the ground terminal. The flow will be described.
図11は、本実施の形態の衛星局の地上端末からの信号を受信しスイッチマトリックス部に入力されるまでの処理を行う機能部の構成例を示す図である。図11に示すように、地上端末からの信号を受信しスイッチマトリックス部に入力されるまでの処理を行う機能部は、受信アンテナ30−1〜30−105と、周波数変換部31−1〜31−105と、A/D変換部32−1〜32−15と、直交検波部33−1〜33−15と、LPF部34−1〜34−105と、間引き部35−1〜35−105と、ウィンドウィング部36−1〜36−105と、FFT部37−1〜37−105と、とを備える。 FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration example of a functional unit that performs processing from receiving a signal from the ground terminal of the satellite station according to the present embodiment to input to the switch matrix unit. As shown in FIG. 11, functional units that perform processing from receiving a signal from the ground terminal to being input to the switch matrix unit include reception antennas 30-1 to 30-105 and frequency conversion units 31-1 to 31. -105, A / D conversion units 32-1 to 32-15, quadrature detection units 33-1 to 33-15, LPF units 34-1 to 34-105, and thinning units 35-1 to 35-105 And windowing units 36-1 to 36-105 and FFT units 37-1 to 37-105.
本実施の形態の衛星局は、地上端末からの信号を受信するための受信アンテナ部を、105のビーム数分だけ備えており、後段の処理を行う各構成要素もビームごとに105個並列に並ぶ構成となる。 The satellite station of the present embodiment is provided with the receiving antenna units for receiving signals from the terrestrial terminal for the number of 105 beams, and 105 components for the subsequent processing are also arranged in parallel for each beam. It becomes a lined configuration.
受信アンテナ部30−k(k=1,2,…,105)は、各セル内に存在する地上端末から送信された信号を受信し、周波数変換部31−kは、受信アンテナ部30−kが受信した信号をS帯からIF帯へ周波数変換する。A/D変換部32−kは、アナログ信号であるIF帯の受信信号をディジタル信号へ変換し、直交検波部33−kは、ディジタル受信信号の直交検波を行い、ディジタル受信信号をIF帯からベースバンド信号へと変換すると共に、ベースバンド信号の同相信号および直交信号を出力する。LPF部34−kは、ベースバンド信号の同相信号および直交信号に対して、直交検波処理に伴って生じた不要な高調波成分をカットするためのフィルタリングを行う。 The reception antenna unit 30-k (k = 1, 2,..., 105) receives a signal transmitted from a ground terminal existing in each cell, and the frequency conversion unit 31-k receives the reception antenna unit 30-k. Converts the frequency of the received signal from the S band to the IF band. The A / D conversion unit 32-k converts an IF band reception signal, which is an analog signal, into a digital signal. The quadrature detection unit 33-k performs quadrature detection of the digital reception signal, and converts the digital reception signal from the IF band. While converting into a baseband signal, the in-phase signal and quadrature signal of a baseband signal are output. The LPF unit 34-k performs filtering for cutting unnecessary harmonic components generated in association with the quadrature detection process on the in-phase signal and the quadrature signal of the baseband signal.
間引き部35−kは、間引き部6−iと同様にフィルタリング後のベースバンド信号に対して間引き処理を行う。ウィンドウィング部36−kは、ウィンドウィング部7−iと同様に、間引き信号に対して窓関数を乗算し、乗算結果を出力する。また、ウィンドウィング部36−kは、ウィンドウィング部7−iと同様に、τ/2だけ時間をずらして窓関数を乗算した結果も出力する。FFT部37−kは、ウィンドウィング部36−kから出力される2系統の信号に対して、FFT処理を行うことにより周波数領域信号に変換し、分波信号とする。 The thinning unit 35-k performs a thinning process on the baseband signal after filtering in the same manner as the thinning unit 6-i. Similar to the windowing unit 7-i, the windowing unit 36-k multiplies the thinned signal by a window function and outputs the multiplication result. Similarly to the windowing unit 7-i, the windowing unit 36-k also outputs the result of multiplying the window function by shifting the time by τ / 2. The FFT unit 37-k converts the two signals output from the windowing unit 36-k into a frequency domain signal by performing an FFT process to obtain a demultiplexed signal.
図12は、本実施の形態の衛星局の、地上端末から受信した信号に対するスイッチマトリックス部以降の処理を行う構成要素の一例を示す図である。図12に示すように衛星局は、スイッチマトリックス部以降の処理を行う構成要素として、スイッチマトリックス部38と、制御部11と、IFFT(Inverse FFT)部41−1〜41−15と、信号合成部42−1〜42−15と、補間部43−1〜43−15と、直交変調部44−1〜44−15と、D/A変換部45−1〜45−15と、周波数変換部46−1〜46−15と、加算部47と、送信アンテナ48と、を備える。
FIG. 12 is a diagram illustrating an example of components that perform processing subsequent to the switch matrix unit with respect to the signal received from the ground terminal in the satellite station according to the present embodiment. As shown in FIG. 12, the satellite station includes a
図13は、スイッチマトリックス部38の構成例を示す図である。図13に示すように、スイッチマトリックス部38は、第4RAM部50−1〜50−105と、信号ソート部51−1〜51−15と、第5RAM部52−1〜52−15と、信号ソート部53−−1〜53−15と、第6RAM部54−1〜54−15と、を備える。
FIG. 13 is a diagram illustrating a configuration example of the
FFT部37−kにより変換された周波数領域信号は、第4RAM部50−kに入力される。第4RAM部50−kは、データを保持するためのメモリを備えており、入力された周波数領域信号をメモリに格納する。制御部11は、第4RAM部50−kに格納された信号を読み出し、読み出した信号の宛て先に基づいてその信号に宛て先番号(宛先が地上端末の場合はセルを識別する番号、宛先が地上局の場合は地上局を示す番号)とチャネル番号を付加し、付加後の信号を第4RAM部50−kに格納する。第4RAM部50−kは、第1RAM部14−iと同様に、入力元第4RAM部50−kの識別番号(この場合は第4RAM部50−kの場合識別子をkとする)と出力先の信号ソート部との対応を保持しているとし、保持している対応に基づいて格納された信号をその宛先番号に対応する信号ソート部(信号ソート部51−1〜51−15のいずれか)に出力する。なお、第4RAM部50−kが、保持する宛先番号と出力先の信号ソート部との対応は、図2と同様であるが、信号ソート部15−j(j=1,2,…,15)を信号ソート部51−jと置き換えている。
The frequency domain signal converted by the FFT unit 37-k is input to the fourth RAM unit 50-k. The fourth RAM unit 50-k includes a memory for holding data, and stores the input frequency domain signal in the memory. The
信号ソート部51−jは、第4RAM部50−1〜50−105から入力される信号を第5RAM部52−jへ出力するが、その際、信号ソート部15−jと同様にトラフィックの均一化を行う。信号ソート部51−jを経由しない場合、第5RAM部52−jは、Rb(第4RAM部50−kから第5RAM部52−jに入力される信号線本数)×2N×SDを格納できるメモリが必要である。図13の例の場合には、Rb=7であるため、第5RAM部52−jは、7×2N×SDを格納できるメモリ容量が必要となる。 The signal sorting unit 51-j outputs the signals input from the fourth RAM units 50-1 to 50-105 to the fifth RAM unit 52-j. At this time, as with the signal sorting unit 15-j, the traffic is uniform. Do. When not passing through the signal sorting unit 51-j, the fifth RAM unit 52-j can store Rb (the number of signal lines input from the fourth RAM unit 50-k to the fifth RAM unit 52-j) × 2 N × SD. Memory is needed. In the case of the example of FIG. 13, since Rb = 7, the fifth RAM unit 52-j needs a memory capacity capable of storing 7 × 2 N × SD.
これに対し、本実施の形態では、信号ソート部51−jを用いてトラフィックの均一化を行うことにより、第5RAM部52−jは、2N×SDの容量を格納できるメモリを持てばよい。すなわち、信号ソート部51−jを用いることで、信号ソート部51−jを用いない場合と比べ、第5RAM部52−jのメモリ容量を1/Rbに削減することができる。 On the other hand, in the present embodiment, by using the signal sorting unit 51-j to equalize traffic, the fifth RAM unit 52-j only needs to have a memory capable of storing a capacity of 2 N × SD. . That is, by using the signal sorting unit 51-j, the memory capacity of the fifth RAM unit 52-j can be reduced to 1 / Rb as compared with the case where the signal sorting unit 51-j is not used.
第5RAM部52−jは、信号ソート部51−jから入力された信号を自身のメモリに格納し、格納された信号をその信号の宛て先番号に応じて、信号ソート部53−1〜53−15に割り振りを行う。この割り振りは、第5RAM部52−jが、信号ソート部15−jの替わりに信号ソート部53−jとした図2と同様の対応を保持し、その対応を用いて実施する。なお、宛て先番号が地上局である場合には、割り振り先は任意である。信号ソート部53−jは、第5RAM部52−jから入力される信号を信号ソート部15−jと同様にトラフィックの均一化を行い第6RAM部54−i(i=1,2,…,15)に出力する。信号ソート部53−jを用いることにより、信号ソート部53−jを用いない場合に比べ、第6RAM部54−iのメモリ容量を1/Rcに削減できる。ただし、Rcは、1つの第6RAM部54−iに入力される、第5RAM部52−jからの信号線本数である。 The fifth RAM unit 52-j stores the signal input from the signal sort unit 51-j in its own memory, and the stored signal is stored in the signal sort units 53-1 to 53 according to the destination number of the signal. Allocate to -15. This allocation is performed by the fifth RAM unit 52-j holding the correspondence similar to that of FIG. 2 in which the signal sorting unit 53-j is used instead of the signal sorting unit 15-j, and using this correspondence. If the destination number is a ground station, the allocation destination is arbitrary. The signal sorting unit 53-j performs traffic equalization on the signal input from the fifth RAM unit 52-j in the same manner as the signal sorting unit 15-j, and performs the sixth RAM unit 54-i (i = 1, 2,..., 15). By using the signal sorting unit 53-j, the memory capacity of the sixth RAM unit 54-i can be reduced to 1 / Rc compared to the case where the signal sorting unit 53-j is not used. However, Rc is the number of signal lines from the fifth RAM section 52-j that are input to one sixth RAM section 54-i.
第6RAM部54−iに格納された信号は、IFFT部41−iがチャネル番号順に読み出し、読み出した信号をIFFT処理することにより合波処理を行う。なお、宛て先番号が地上局ではなく、セルの識別番号である場合(地上端末のシングルホップ用の信号の場合)は、第6RAM部54−iに格納された信号は、第1RAM部14−iへと出力される。第1RAM部14−iは、第6RAM部54−iから入力された信号を、FFT部9−iから入力された信号と同等に扱い、前述の地上端末への送信処理と同様の処理により、宛て先のセルへ送信する。 The signals stored in the sixth RAM section 54-i are read by the IFFT section 41-i in the order of channel numbers, and are subjected to a multiplexing process by performing an IFFT process on the read signals. When the destination number is not a ground station but a cell identification number (in the case of a single-hop signal for the ground terminal), the signal stored in the sixth RAM unit 54-i is the first RAM unit 14- output to i. The first RAM unit 14-i treats the signal input from the sixth RAM unit 54-i in the same manner as the signal input from the FFT unit 9-i, and performs the same process as the transmission process to the ground terminal described above. Send to the destination cell.
信号合成部42−iは、信号合成部23−kと同様に2系統の信号を合成し、補間部43−iは、補間部24−iと同様に入力された信号をアップサンプリングする。また、直交変調部44−iは、ベースバンドの信号として補間部43−kから入力される信号をIF帯へと変換する。D/A変換部45−iは、IF帯の信号をディジタルからアナログへと変換し、周波数変換部46−iは、IF帯のアナログ信号をKa帯へ変換する。そして加算部47は、周波数変換部46−1〜46−15から入力されるそれぞれの帯域幅が30MHzである信号を加算し、450MHzの帯域幅の信号として送信アンテナ48へ出力する。送信アンテナ48は、450MHzの帯域幅の信号を地上局へ送信する。
The signal synthesizer 42-i synthesizes two systems of signals in the same manner as the signal synthesizer 23-k, and the interpolator 43-i upsamples the input signal in the same manner as the interpolator 24-i. The quadrature modulation unit 44-i converts the signal input from the interpolation unit 43-k as a baseband signal into an IF band. The D / A converter 45-i converts the IF band signal from digital to analog, and the frequency converter 46-i converts the IF band analog signal into the Ka band. Then, the
以上のように、本実施の形態では、地上端末へ送信するFFT処理後の周波数領域信号を分波信号として求め、スイッチマトリックス部が、各々の分波信号の宛て先番号に基づいてクラスタ単位で振り分けを行い、クラスタ単位で振り分けられた信号をさらに宛て先のセルごとに振り分ける。そして、振り分けた後にIFFT処理を実施することにより時間領域の信号とし、各セルに合波信号として送信するようにした。そのため、セルごとに振り分けられた信号のチャネル番号を変更することにより使用する周波数を自由に設定することができる。 As described above, in the present embodiment, the frequency domain signal after FFT processing to be transmitted to the ground terminal is obtained as a demultiplexed signal, and the switch matrix unit performs the cluster unit based on the destination number of each demultiplexed signal. The distribution is performed, and the signal distributed in units of clusters is further distributed for each destination cell. Then, the IFFT process is performed after the distribution, so that a time domain signal is transmitted to each cell as a combined signal. Therefore, the frequency to be used can be freely set by changing the channel number of the signal distributed for each cell.
図14−1〜14−13は、信号の周波数配置の例を示す図である。従来の衛星局では、図14−1に示すように各キャリア信号の帯域が等間隔に並ぶような信号の分波処理または合波処理は可能であるが、図14−2に示すような等間隔でない信号配置を実現することは困難である。また、図14−3のように、周波数帯域幅が異なる(一定でない)信号を分波処理または合波処理することもできない。これに対し、本実施の形態では、図14−2や図14−3のような信号配置の分波処理または合波処理を行うことができ、柔軟な周波数利用を実現することができる。 14-1 to 14-13 are diagrams illustrating examples of signal frequency arrangement. In a conventional satellite station, as shown in FIG. 14-1, signal carrier demultiplexing or multiplexing can be performed so that the bands of the carrier signals are arranged at equal intervals, but as shown in FIG. It is difficult to realize a signal arrangement that is not spaced. Further, as shown in FIG. 14-3, signals having different (not constant) frequency bandwidths cannot be subjected to demultiplexing processing or multiplexing processing. On the other hand, in this embodiment, demultiplexing processing or multiplexing processing of signal arrangement as shown in FIGS. 14-2 and 14-3 can be performed, and flexible frequency utilization can be realized.
また、地上端末から受信した信号は、FFT処理により周波数領域信号に変換した後に、スイッチマトリックス部38が、クラスタごとに信号をまとめ、地上端末へ送信する場合にはさらに宛て先番号ごとに宛て先のクラスタ単位で信号を振り分けスイッチマトリックス部10へ入力するようにした。また、地上局宛ての場合には、クラスタごとにまとめた信号を周波数変換して地上局へ送信するようにした。そのため、地上端末から受信する信号についても受信可能な周波数配置に制約がなく、柔軟な周波数利用を実現することができる。
In addition, after the signal received from the ground terminal is converted into a frequency domain signal by FFT processing, when the
また、信号ソート部15−1〜15−15,51−1〜51−15,53−1〜53−15が、トラフィックの均一化を実施することにより、スイッチマトリックス10またはスイッチマトリックス38のメモリの容量を低減することができ、回路規模を抑えることができる。
In addition, the signal sort units 15-1 to 15-15, 51-1 to 51-15, 53-1 to 53-15 perform the traffic equalization, so that the memory of the
実施の形態2.
図15は、本発明にかかる衛星局の実施の形態2の機能構成例を示す図である。本実施例の衛星局は、地上局から送信された地上端末へ受信する処理を実施する構成要素のうち、受信アンテナ1からスイッチマトリックス部10までの構成要素は図1と同様である。実施の形態1と同様の機能を有する構成要素は、実施の形態1と同一の符号を付して説明を省略する。
FIG. 15 is a diagram illustrating a functional configuration example of the second embodiment of the satellite station according to the present invention. The satellite station of the present embodiment has the same components as those in FIG. 1 from the receiving
図15に示すように、本実施の衛星局の地上局から送信された地上端末へ受信する処理を実施する構成要素は、実施の形態1の図3で示した構成に、補間部60−1〜60−105と、周波数変換部61−1〜61−105と、予備系統合成部62−1〜62−105と、予備系統63と、制御部64と、を追加し、IFFT部21−1〜21−105の替わりにIFFT部21a−1〜21a−105を備える以外は、実施の形態1の衛星局と同様である。予備系統63は、IFFT部21a−106と、信号合成部23−106と、補間部60−106と、周波数変換部61−106と、で構成される。
As shown in FIG. 15, the constituent elements that perform the process of receiving the ground terminal transmitted from the ground station of the satellite station of the present embodiment are the same as the interpolation unit 60-1 in the configuration shown in FIG. 3 of the first embodiment. ˜60-105, frequency conversion units 61-1 to 61-105, backup system synthesis units 62-1 to 62-105,
なお、図15では、送信アンテナ28−1〜28−7のように1クラスタに対応する7ビーム分の構成要素を図示しているが、実際には、この7ビーム分の構成が15個並列に並び、実施の形態1と同様に105のビーム分が並列に並ぶ構成となる。 In FIG. 15, the components for 7 beams corresponding to one cluster are illustrated like the transmission antennas 28-1 to 28-7, but in reality, 15 configurations for 7 beams are arranged in parallel. In the same manner as in the first embodiment, 105 beams are arranged in parallel.
本実施の形態では、実施の形態1のIFFT部21に比べIFFT部21aの回路規模を削減する手法について説明する。実施の形態1の衛星局は、図3で示したように、2NポイントのIFFT処理を実施するIFFT部を、信号の宛て先数に対応するビーム数分(宛て先数=ビーム数)、すなわち105個備える。これらのIFFT部21a−1〜21a−105は、ユーザリンクで使用する周波数帯域幅30MHzの信号に対し2NポイントのIFFT処理を実施する性能を有する。
In the present embodiment, a method for reducing the circuit scale of the
ここで、実施の形態1と同様、7セル周波数繰り返しシステムを想定し、衛星から地上の宛て先に照射するビーム7つの合計で最大30MHzの周波数帯域を用いるとすると、各ビームでは30MHzの帯域を占有することはなく(30MHzの周波数帯域を7セルで分割して用いるため)、平均すると30MHzの1/7の周波数帯域を用いることになる。すなわち、30MHzの帯域を想定した2NポイントのIFFT部を105個備える必要はないことになる。本実施の形態では、この点に着目して回路規模を削減する。 Here, as in the first embodiment, assuming a 7-cell frequency repetition system and assuming that a total of seven frequency bands irradiating a destination on the ground from a satellite use a maximum frequency band of 30 MHz, each beam has a frequency band of 30 MHz. It is not occupied (because the 30 MHz frequency band is divided and used by 7 cells), and on average, a 1/7 frequency band of 30 MHz is used. That is, it is not necessary to provide 105 2N- point IFFT units assuming a 30 MHz band. In this embodiment, paying attention to this point, the circuit scale is reduced.
図16は、本実施の形態の周波数帯域の分割例を示す図である。本実施の形態では、各ビーム(宛て先のセル)で用いる周波数を、図5のように、30MHzの帯域をCH(Channel:チャンネル)#1〜CH#8の8つの周波数帯域に等分している。このようにあらかじめ、周波数帯域を分割し、7つのビーム(同一クラスタ内の7つのセル)に割り当てておくことにより、それぞれのビームに対応する処理では、割り当てられた周波数帯域を処理対象とすればよいことになる。
FIG. 16 is a diagram illustrating an example of frequency band division according to the present embodiment. In this embodiment, the frequency used in each beam (destination cell) is divided equally into 8 frequency bands of CH (Channel) # 1 to
図16に示した例では、周波数帯域幅を8等分していることから1つのビームが処理する周波数帯域幅は30MHzの1/8となる。すなわち、1つのビームについての処理では、IFFTポイント数を2Nから2N-3に削減することができる。このように8等分された30MHzの周波数帯域を、1ビームに1つずつ、計7ビームに割り当て、各ビームは割り当てられた周波数を用いて地上端末との通信を行う。このとき、30/8MHz(1ビーム分)余るが、余った周波数帯域については後述する。 In the example shown in FIG. 16, since the frequency bandwidth is equally divided into eight, the frequency bandwidth processed by one beam is 1/8 of 30 MHz. That is, one in the processing of the beams, it is possible to reduce the number of IFFT points from 2 N to 2 N-3. The frequency band of 30 MHz divided in this way is assigned to 7 beams, one for each beam, and each beam communicates with the ground terminal using the assigned frequency. At this time, 30/8 MHz (for one beam) remains, but the remaining frequency band will be described later.
このように、各ビームに対して、30MHzを8等分した周波数を割り当てることによって、1つのIFFT部が処理する周波数帯域幅は30/8MHzとなり、IFFTポイント数も、2Nポイントから2N/8(=2N-3)ポイントに削減することができる。したがって、IFFT部の回路規模は実施の形態1に比べ1/8以下となる。
Thus, for each beam, by assigning 8 equally divided
図15を用いて、本実施の形態の動作を説明する。IFFT部29a−k(k=1,2,…,105)は、スイッチマトリックス部10の第3RAM部17−kに格納された信号を読み出し、読み出した信号に対して2N/8ポイントのIFFT処理を実施し時間領域信号に変換する。本実施の形態では、2N/8であるため、IFFTポイント数が2Nの場合に比べ信号のサンプリング速度が1/8倍となる。したがって、IFFT部29a−kで変換された時間領域信号に対して、実施の形態1と同様に信号合成部23−kが信号の合成を行った後、補間部60−kは、サンプリング速度を8倍に上げるよう信号を補間する。
The operation of this embodiment will be described with reference to FIG. The IFFT units 29a-k (k = 1, 2,..., 105) read out signals stored in the third RAM unit 17-k of the
周波数変換部61−kは、信号の中心周波数を、自身に対応するビームに割り当てられた周波数帯(CH番号)の中心周波数へと変換する。後述する予備系統合成部62−kの処理以外のその後の処理(補間部24−k〜送信アンテナ28−k)の処理は実施の形態1と同様である。 The frequency converting unit 61-k converts the center frequency of the signal into the center frequency of the frequency band (CH number) assigned to the beam corresponding to the signal. Subsequent processing (interpolation unit 24-k to transmission antenna 28-k) other than the processing of backup system combining unit 62-k described later is the same as that of the first embodiment.
以上の処理により、1ビームあたりの帯域が30/8MHzの送信信号が生成され、地上端末に向けて送信される。ところで、前述のように、本実施の形態では、30MHzを8分割し、分割された周波数を7つのビーム(宛て先)に割り当てているため、1ビーム分の周波数帯域が余る。この余りの周波数を予備用周波数として活用し、通信が集中したセルに対してこの予備用周波数を用いることで、利用可能な周波数帯域幅を2倍に拡張することができる。 Through the above processing, a transmission signal having a bandwidth per beam of 30/8 MHz is generated and transmitted to the ground terminal. By the way, as described above, in this embodiment, 30 MHz is divided into eight, and the divided frequencies are assigned to seven beams (destination), so the frequency band for one beam remains. By utilizing this surplus frequency as a spare frequency and using this spare frequency for a cell in which communication is concentrated, the available frequency bandwidth can be doubled.
たとえば、ビーム#1に対応するセルへの通信が集中し、30/8MHz以上の周波数を使用する必要が生じたとする。このような場合に、予備用周波数を活用するため、予備系統63を動作させる。通常時(予備用周波数を用いない場合)は、予備系統63は動作していないこととする。制御部64は、スイッチマトリックス部10から予備系統63のIFFT部21a−106へ繋がる経路を生成する。たとえば、ビーム#1が予備用周波数を用いる場合には、IFFT部21a−106がスイッチマトリックス部10から信号が入力されるような経路を生成する。
For example, it is assumed that communication to cells corresponding to
なお、スイッチマトリックス部10は、実施の形態1では単にIFFT部21−kに対してチャネル番号順に信号を出力していたが、本実施の形態では、スイッチマトリックス部10は、上記のように予備系統63への信号出力も行う。すなわち、実施の形態1では、1つの第2RAM部が宛て先番号別に7つ並列に並ぶ第3RAM部へ信号を振り分けていたが、本実施の形態では、1つの第2RAM部に接続される第3RAM部は8つとし、予備用周波数を用いる場合にはその周波数で送信する信号を8つめの第3RAM部へ出力するようにする。そして、8つめの第3RAM部に格納された信号が予備系統63へ入力される。なお、予備用周波数を用いる場合、そのビームで送信するデータを、予備用周波数(CH#8)で送信するデータと、通常の割当て周波数(CH#1〜CH#7)で送信するデータと、に振り分ける必要があるが、この振り分けはたとえば、制御部64が実施してもよいし、制御部11が実施してもよい、
In the first embodiment, the
予備系統63では、IFFT部21a−106,信号合成部23−106,補間部60−106,周波数変換部61−106が、上記のIFFT部21a−k,信号合成部23−k,補間部60−k,周波数変換部61−kとそれぞれ同様の処理を実施する。その際、周波数変換部61−106は、入力された信号を予備用周波数であるCH#8に周波数変換する。そして、予備系統合成部62−1が、周波数変換部61−1で周波数変換された信号と周波数変換部61−106で周波数変換された信号との合成処理を実施する。
In the
ビーム#1以外のビームに対して予備用周波数を割り当てる場合も、同様に予備系統63が、そのビームに対応する第3RAM部17−kから信号を読み出して、CH#8に周波数変換して、そのビームに対応する予備系統合成部62−kが、周波数変換部61−kで周波数変換された信号と周波数変換部61−106で周波数変換された信号との合成処理を実施すればよい。なお、予備用周波数を使用しないビームに対応する予備系統合成部62−kは、入力された信号をそのまま補間部24−kに出力する。このようにして、予備用の周波数を活用することにより、30/8MHzが割り当てられていた各ビームに対して、倍の60/8MHzまで割り当て周波数帯域を増加させることが可能である。
Similarly, when assigning a spare frequency to a beam other than the
さらに、図15に示した予備系統63を1つではなく、複数備えることと、ハードウェアの回路規模は若干増加するものの、より柔軟な周波数利用が可能となる。図17は、予備系統を3つ備える場合の周波数利用の概念を示す図である。図17は、CH#1(ビーム#1)の通信先セルに通信が集中した場合を想定している。図中の予備#1から予備#3は、CH#2(ビーム#2)およびCH#7(ビーム#7)の使用していない帯域と、CH#8と、を用いて送信信号を生成する。そして、CH#1に対応する予備系統合成部62−1が、このようにして生成された予備#1から予備#3の送信信号と、周波数変換部61−1が周波数変換した信号と、の合成処理を行う。各ビームの割り当て帯域のうちの使用していない帯域の検出等は、制御部64が実施する。
Further, the provision of a plurality of
なお、実際の処理では、IFFT処理後に信号の合成を行うため、合成されるのは時間領域の信号であるが、図17では便宜上周波数領域で各信号を表現している。また、図17では、ビーム#1に通信が集中した例を示したが、複数の予備系統からの信号を合成することで、通信の集中がどのビームに発生しても上記と同様の処理を実施することができ、また通信の集中が複数のビームに発生した場合も、たとえば、予備#1と予備#2を別のビームで用いるなど柔軟な周波数利用を実現できる。なお、予備系統63を2つ以上とする場合には、スイッチマトリックス部10の1つの第2RAM部に接続される第3RAM部の個数もそれに応じて増やす。
In actual processing, since signals are combined after IFFT processing, signals are combined in the time domain, but in FIG. 17, each signal is expressed in the frequency domain for convenience. In addition, FIG. 17 shows an example in which communication is concentrated on the
このように、あるセルに通信が集中した場合などに、予備系統63を活用することにより、柔軟な周波数利用が可能となる。なお、図16では、30MHzを8等分した例を示したが、分割数はセル周波数繰り返し数である7以上の整数であれば、いずれの数字でも良い。また、本実施の形態では7セル周波数繰り返しを仮定しているが、たとえば3セル繰り返しシステムであれば、30MHzを4分割しても良い。また、予備系統63に割り当てる周波数帯域を30/8MHzより小さくし、予備系統63が実施するIFFTポイント数を2N/8ポイントより小さくする構成としても良い。この場合、IFFTポイント数の変更に応じて、IFFT処理後の信号に対して補間部60−106でのアップサンプルの量を変更する。
As described above, when the communication is concentrated in a certain cell, the use of the
なお、ユーザリンクが使用する30MHzの周波数帯域の分割および予備系統の帯域は、図16のような等分割ではなく、たとえば、制御部11または制御部64が、各セルにおける通信量の見積もりを行い、その見積もり結果を反映するなどして、適応的な分割を行っても良い。また、その場合、予備用周波数としての帯域を割り当てなくても良い。
Note that the 30 MHz frequency band division used by the user link and the standby system band are not equally divided as shown in FIG. 16. For example, the
図18は、補間部と周波数変換部の別の構成例を示す図である。図15に示した構成では、補間部60−kがデータポイントを2M(M=自然数)倍になるよう信号を補間し、周波数変換部61−kが、補間後の信号を周波数変換しているが、補間部60−kと周波数変換部61−kの替わりに、図18に示すような2倍補間部70−1と、周波数変換部71−1との組がM組直列に並ぶような構成でも良い。図18の構成例の場合、2倍補間部70−1〜70−Mは、少量の回路規模で実現できることが知られており、図18に示す構成とすることにより、図15の構成よりさらに回路規模を削減することができる。 FIG. 18 is a diagram illustrating another configuration example of the interpolation unit and the frequency conversion unit. In the configuration shown in FIG. 15, the interpolation unit 60-k interpolates the signal so that the data point is multiplied by 2 M (M = natural number), and the frequency conversion unit 61-k performs frequency conversion of the interpolated signal. However, instead of the interpolation unit 60-k and the frequency conversion unit 61-k, a set of a double interpolation unit 70-1 and a frequency conversion unit 71-1 as shown in FIG. A simple configuration may be used. In the case of the configuration example of FIG. 18, it is known that the double interpolation units 70-1 to 70-M can be realized with a small circuit scale. By adopting the configuration shown in FIG. 18, the configuration shown in FIG. The circuit scale can be reduced.
つぎに、衛星局が地上端末から信号を受信した場合の処理を行う際の、FFT部の回路規模を削減する手法について述べる。実施の形態1の図11に示したFFT部37−k(k=1,2,…,105)は、2NポイントのFFT処理を実施する。本実施の形態では、FFT部37−kのFFTポイント数を2Nポイントから2(N-3)ポイントに削減するために、あらかじめ地上端末が使用する周波数帯域を、地上端末が位置するエリアに応じて、図16に示すような30MHzを8分割した周波数帯域(CH#1〜CH#8)に割り当てるものとする。このようにあらかじめ地上端末が使用する周波数帯域(帯域幅:30/8MHz)を決めておくことによって、FFT部は、30MHzではなく、受信信号が存在する30/8MHzの周波数帯域に対してFFT処理を実施すればよいため、FFTポイント数も2Nポイントから2N/8ポイントとなり、FFT部の回路規模を実施の形態1に比べ1/8以下に削減することが可能である。
Next, a technique for reducing the circuit scale of the FFT unit when processing when the satellite station receives a signal from the ground terminal will be described. The FFT unit 37-k (k = 1, 2,..., 105) shown in FIG. 11 of the first embodiment performs 2 N point FFT processing. In the present embodiment, in order to reduce the number of FFT points of the FFT unit 37-k from 2 N points to 2 (N-3) points, the frequency band used by the ground terminal in advance is set in the area where the ground terminal is located. Accordingly, it is assumed that 30 MHz as shown in FIG. 16 is assigned to the frequency band (
図19は、本実施の形態の衛星局の地上端末から信号の受信処理を行う構成要素の一例を示す図である。図19に示すように、本実施の形態の衛星局では、地上端末から信号の受信処理を行う構成要素は、実施の形態1の図11で示した構成要素に、周波数変換部80−1〜80−105と、間引き部81−1〜81−105と、予備系統82と、を追加し、FFT部37−1〜37−105の替わりにFFT部37a−1〜37a−105を備える以外は実施の形態1と同様である。また、スイッチマトリックス部38以降の処理を行う構成要素は実施の形態1で示した図12と同様である。
FIG. 19 is a diagram illustrating an example of a component that performs signal reception processing from the ground terminal of the satellite station according to the present embodiment. As shown in FIG. 19, in the satellite station of the present embodiment, the components that receive signals from the ground terminal are the frequency conversion units 80-1 to 80-1 in addition to the components shown in FIG. 11 of the first embodiment. 80-105, thinning-out parts 81-1 to 81-105, and
受信アンテナ30−kが地上端末から送信された信号を受信してから、間引き部35−kまでの処理は、実施の形態1と同様であるため説明を省略する。本実施の形態では、地上端末から送信される信号が、前述の通り、あらかじめ各セル(各ビーム)に割り当てられた30/8MHz内の帯域を使っているものとする。周波数変換部80−kは、間引き部35−kから出力される受信信号(間引き信号)に対して、割り当てられている帯域の中心周波数を0MHzに変換するような、周波数変換を行う。間引き部81−kは、受信信号に対して1/8の間引き処理を実施する。 Since the process from the reception antenna 30-k receiving the signal transmitted from the ground terminal to the thinning-out unit 35-k is the same as that of the first embodiment, the description thereof is omitted. In the present embodiment, it is assumed that the signal transmitted from the ground terminal uses a band within 30/8 MHz allocated to each cell (each beam) in advance as described above. The frequency converting unit 80-k performs frequency conversion such that the center frequency of the allocated band is converted to 0 MHz with respect to the reception signal (thinned signal) output from the thinning unit 35-k. The thinning unit 81-k performs 1/8 thinning processing on the received signal.
図20は、本実施の形態の周波数変換部80−3と間引き部81−3の処理の信号処理の概念を示す図である。図20の上段(a)は、間引き部35−3から出力される信号の一例を示したものであり、ここでは間引き部35−3に対応するビーム#3には周波数帯域としてCH#3が割り当てられているとする。図20の中段(b)は、周波数変換部80−3が間引き部35−3から出力されるCH#3の周波数の信号に対して周波数変換を行った後の周波数の一例を示している。このように、CH#3の周波数帯の信号が0を中心とする周波数に変換される。図20の下段(c)は、間引き部81−3が、周波数変換部80−3により周波数変換された信号に対して間引き処理を実施した結果の一例を示している。
FIG. 20 is a diagram illustrating a concept of signal processing of processing of the frequency conversion unit 80-3 and the thinning-out unit 81-3 according to the present embodiment. The upper part (a) of FIG. 20 shows an example of a signal output from the thinning unit 35-3. Here, the
ウィンドウィング部36−kは、1/8に間引きされた受信信号に対して実施の形態1と同様に窓関数を乗算し、FFT37a−kは、窓関数が乗算された受信信号に対して2N/8ポイントのFFT処理を実施する。では、2NポイントのFFT処理を行っていたが、以上述べたように、実施の形態1に比べFFT部37a−kの回路規模は、あらかじめ地上端末の使用する周波数帯域を地上端末が位置するエリアによって定めることによって、2NポイントのFFT処理を行う実施の形態1のFFT部37−kに比べ1/8以下に抑えることが可能である。
The windowing unit 36-k multiplies the received signal thinned by 1/8 by the window function in the same manner as in the first embodiment, and the
また、周波数利用に柔軟性を持たせるため、本実施の形態では、受信アンテナ部30−1〜30−105に接続されない、予備系統82を備える。予備系統82は、周波数変換部80−k,間引き部81−k,ウィンドウィング部36−k,FFT部37a−kとそれぞれ同様の機能を有する周波数変換部80−106,間引き部81−106,ウィンドウィング部36−106,FFT部37a−106で構成される。
Further, in order to provide flexibility in frequency use, the present embodiment includes a
たとえば、図16に示したように周波数帯域を分割して各セルへの割り当てを行っている場合、CH#3を用いるビーム#3に通信が集中し、30/8MHz以上の帯域が必要であるとする。このとき、ビーム#3が使用する周波数帯域として、CH#3に加え、予備用周波数であるCH#8を割り当てる。この割り当てを行うか否かは、制御部63が判断し、予備用周波数を用いる旨をビーム#3に対応するセルに通知することとする。ビーム#3に対応する受信アンテナ30−3は、60/8MHzの信号を受信することになる。受信アンテナ30−3が受信した信号は、上記と同様に間引き部35−3までの処理が施された後、間引き部35−3は、制御部64の指示に基づいて、間引き信号を、後段の周波数変換部80−3と、予備系統82の周波数変換部80−106と、に出力する。
For example, as shown in FIG. 16, when the frequency band is divided and assigned to each cell, communication concentrates on
なお、制御部64は、周波数割り当ての情報(どのセルにどの周波数帯が割り当てられているか)を管理し、予備用周波数を用いる場合に、予備用周波数を割り当てるビームに対応する間引き部に対して、間引き信号を予備系統82の周波数変換部80−106へも出力するよう指示することとする。
The
その後、周波数変換部80−3は、CH3の信号を中心周波数0MHzに、予備系統の周波数変換部80−106は、CH8の信号を中心周波数0MHzに周波数変換する。間引き部81−3と予備系統の間引き部81−106は、それぞれの信号に対して1/8間引き処理を行う。
Thereafter, the frequency converter 80-3 converts the CH3 signal to the
図21は、本実施の形態の周波数変換部80−3〜FFT部37a−3の処理と予備系統82の処理の概念を示す図である。図21の(a)は、間引き部35−3から出力される間引き信号の一例を示したものであり、ビーム#3に周波数が割り当てられているCH#3とCH#8に信号が存在している。図21の横軸は周波数を示している。図21の(b)は周波数変換部80−3がCH#3の信号に対して周波数変換を実施した後の信号を示し、図21の(c)は、予備系統82の周波数変換部80−106がCH#8の信号に対して周波数変換を実施した後の信号を示している。また、図21の(d),(e)は、間引き部81−3,間引き部81−106がそれぞれ間引き処理を実施した結果を示している。
FIG. 21 is a diagram illustrating the concept of the processing of the frequency conversion units 80-3 to
なお、予備系統82は複数有していても良いし、また予備系統82の処理帯域は30/8MHzより大きくても小さくても良い。図21では、一例としてビーム#3に通信が集中した場合を述べたが、ビーム#1からビーム#105までいずれのビームに通信の集中が発生した場合も、また複数ビームに通信の集中が発生した場合も、複数の予備系統を活用することで、柔軟な周波数利用を実現することができる。
Note that a plurality of
なお、予備系統82からの入力に備え、スイッチマトリックス38の第4RAM部は、105+予備系統82の数で構成する。これに伴い、予備系統82からの信号が入力される第4RAM部に接続する信号ソート部に入力される信号線、その信号ソート部から出力される信号線の本数も増加する。以上述べた以外の本実施の形態の動作は実施の形態1と同様である。
In preparation for input from the
以上のように、本実施の形態では、周波数帯域をクラスタ内のセル数+1で分割し、各セルに分割した周波数帯を割り当て、IFFT部21a−kおよびFFT部37a−kが2N/8ポイントのFFT処理を実施するようにした。そのため、実施の形態1と同様の効果が得られるとともに、実施の形態1に比べの回路規模を1/8以下に削減することができる。なお、予備系統63および予備系統82を構成するための回路は増えるものの、IFFT部21a−kおよびFFT部37a−kにおいて達成できる削減量から比べると相対的に小さなものであり、これらの回路増加分を考慮しても、全体で約1/7以下に削減するが可能である。
As described above, in the present embodiment, the frequency band is divided by the number of cells in the cluster + 1, the divided frequency band is assigned to each cell, and the
なお、本実施の形態では7セル周波数繰り返しの場合を例としたが、Kセル周波数繰り返しでは、実施の形態1に比べ回路規模は1/Kとなる。 In this embodiment, the case of 7-cell frequency repetition is taken as an example. However, in the case of K-cell frequency repetition, the circuit scale is 1 / K compared to the first embodiment.
実施の形態3.
図22は、本発明にかかる衛星局の実施の形態3の機能構成例を示す図である。図22は、地上局から受信した信号を地上端末へ送信する処理を実施する構成要素のうちスイッチマトリックス10までの構成要素をしめしている。実施の形態1と同一の機能を有する構成要素は実施の形態1と同一の符号を付して説明を省略する。図22に示すように、本実施の形態の衛星局は、図1で示した構成からウィンドウィング部7−1〜7−15を削除し、電力変換部90−1〜90−15と、タイミング抽出部91−1〜91−15と、を追加する以外は、実施の形態1の図1の構成と同様である。
FIG. 22 is a diagram illustrating a functional configuration example of the third embodiment of the satellite station according to the present invention. FIG. 22 shows the components up to the
本実施の形態では、実施の形態1のFFT部9−i(i=1,2,…,15)およびIFFT部21−k(i=1,2,…,105)、または実施の形態2のFFT部9−iおよびIFFT部21a−kの演算量削減を図る。以降の説明では、実施の形態1に対して演算量を削減する場合を例に説明するが、実施の形態2についても、同様に演算量の削減を行うことができる。
In the present embodiment, the FFT unit 9-i (i = 1, 2,..., 15) and the IFFT unit 21-k (i = 1, 2,..., 105) of the first embodiment, or the second embodiment. The calculation amount of the FFT unit 9-i and the
FFT演算では、実施の形態1で述べた通り、FFT演算区間両端で信号の連続性がない(両端の値が異なる)ことにより高調波が発生して不要なスペクトラムが生じ、特性劣化へと繋がる。そこで、実施の形態1では、窓関数を乗算してこの劣化を防ぐが、窓関数の乗算により信号が失われる可能性がある。したがって、実施の形態1では、窓関数の乗算範囲が異なる2系列の信号を並行して求め、両者をそれぞれFFT/IFFT処理した後に信号合成部23−kが合成することで、FFT演算区間の連続性を確保するという手法をとっていた。そのため、実施の形態1で示す図1のFFT部9−i、スイッチマトリックス部10の構成要素およびIFFT部21−kは、それぞれの系統に対応するため2つずつ必要であり、回路規模が大きくなってしまうという問題がある。実施の形態2についても同様である。
In the FFT calculation, as described in the first embodiment, there is no continuity of the signal at both ends of the FFT calculation section (the values at both ends are different), so that harmonics are generated and an unnecessary spectrum is generated, leading to characteristic deterioration. . Therefore, in the first embodiment, the window function is multiplied to prevent this deterioration, but there is a possibility that the signal is lost due to the window function multiplication. Therefore, in the first embodiment, two series of signals having different window function multiplication ranges are obtained in parallel, and both are subjected to FFT / IFFT processing, and then synthesized by the signal synthesis unit 23-k, so that The method of ensuring continuity was taken. Therefore, two FFT units 9-i, components of the
実施の形態1では地上局が衛星局に送信する信号はバースト伝送信号を前提としていたが、本実施の形態では送信信号のフレーム化を行い、衛星局でFFT処理を行う際、FFT演算区間の両端が0になるように構成されたフレーム信号を地上局から送信する。このようなフレーム構成とすることにより、データの両端はいずれもほぼ“0”となり同じ数値であるため連続性が確保でき窓関数の乗算を行う必要がない。したがって、FFT部9−i、スイッチマトリックス部10は、1系統の信号の処理を行えばよいことになる。
In the first embodiment, the signal transmitted from the ground station to the satellite station is assumed to be a burst transmission signal. However, in this embodiment, when the transmission signal is framed and the FFT processing is performed in the satellite station, the FFT calculation section A frame signal configured to have 0 at both ends is transmitted from the ground station. By adopting such a frame configuration, both ends of the data are almost “0” and have the same numerical value, so that continuity can be ensured and there is no need to perform window function multiplication. Therefore, the FFT unit 9-i and the
図23は、本実施の形態の送信信号のフレーム構成の一例を示す図である。本実施の形態では、図23に示すように、送信信号のフレーム化を行い、FFT演算区間の両端に対応する部分に送信信号の無い区間(値が0の区間)を設けることで、信号の連続性を確保する。ただし、この場合、衛星局で受信した地上局からの信号に対してFFT演算処理を施す際、FFT演算区間の両端が必ず無信号となるような、意図した正しい区間でFFT演算処理を実施する必要がある。したがって、衛星局では、受信した信号に基づきFFT演算タイミングを決定する必要がある。 FIG. 23 is a diagram illustrating an example of a frame configuration of a transmission signal according to the present embodiment. In the present embodiment, as shown in FIG. 23, the transmission signal is framed, and a section without a transmission signal (a section having a value of 0) is provided in portions corresponding to both ends of the FFT calculation section, thereby Ensure continuity. However, in this case, when the FFT calculation process is performed on the signal from the ground station received by the satellite station, the FFT calculation process is performed in the intended correct section so that there is always no signal at both ends of the FFT calculation section. There is a need. Therefore, the satellite station needs to determine the FFT calculation timing based on the received signal.
そのため、本実施の形態では、図22に示したように、間引き部6−iが間引き処理を行った受信信号(間引き信号)に対して電力変換を行う電力変換部90−iと、変換された電力に基づいて無信号区間を検知し、FFT演算タイミングをFFT演算部9−iへ出力するタイミング抽出部91−iと、を備える。受信アンテナ1が地上局から送信された信号を受信してから、間引き部6−iまでの処理は、実施の形態1と同じであるため、その説明を省略する。
Therefore, in the present embodiment, as illustrated in FIG. 22, the conversion is performed with the power conversion unit 90-i that performs power conversion on the received signal (thinning signal) that the thinning unit 6-i performs the thinning process. A timing extraction unit 91-i that detects a no-signal section based on the received power and outputs the FFT calculation timing to the FFT calculation unit 9-i. Since the process from the
電力変換部90−iは、間引き部6において間引き処理された受信信号の電力変換を行う。タイミング抽出部91−iは、電力情報に基づいて、無信号区間を検知し、無信号区間の所定の位置であるFFT演算開始位置(FFT開始タイミング)を、FFT演算部9へと送信する。無信号区間のうち、どの位置がFFT演算開始位置であるか(たとえば、無信号区間の中央位置等)は、あらかじめ定めておくとする。FFT演算部9−iは、タイミング抽出部91−iから入力されたFFT演算開始位置に基づき、FFT処理を実施する。
The power conversion unit 90-i performs power conversion of the reception signal subjected to the thinning process by the thinning
図24は、本実施の形態のFFT演算開始位置の検出処理の概念を示す図である。図24の(a)は、間引き部6−iから出力される受信信号のイメージを示している。受信信号はフレーム化されているため、図24の(a)に示すように、送信データであるDataの間に、無信号部分(空白の部分)が存在する。図24の(b)は電力変換部90−iが、図24の(a)に示した間引き部6−iから出力される受信信号を電力変換した後の電力のイメージを示している。タイミング抽出部91−iは、図24の(b)の電力に基づいて、電力値が低い区間、すなわち信号が存在しない区間を検出し、その区間のうちの所定の位置であるFFT演算開始位置を抽出する。タイミング抽出部91−iが抽出したFFT演算開始位置は、FFT部9−iに出力され、FFT部9−iは図24の(c)に示すように、タイミング抽出部91−iから入力されたFFT演算開始位置をFFT演算の開始位置としてFFT処理を実行する。 FIG. 24 is a diagram showing the concept of the FFT calculation start position detection process of the present embodiment. (A) of FIG. 24 has shown the image of the received signal output from the thinning-out part 6-i. Since the received signal is framed, as shown in FIG. 24A, there is a non-signal portion (blank portion) between Data as transmission data. FIG. 24B shows an image of power after the power conversion unit 90-i performs power conversion on the reception signal output from the thinning-out unit 6-i shown in FIG. The timing extraction unit 91-i detects a section where the power value is low, that is, a section where no signal exists, based on the power shown in FIG. 24B, and an FFT calculation start position which is a predetermined position in the section. To extract. The FFT calculation start position extracted by the timing extraction unit 91-i is output to the FFT unit 9-i, and the FFT unit 9-i is input from the timing extraction unit 91-i as shown in FIG. The FFT processing is executed using the FFT calculation start position as the FFT calculation start position.
上記のようにFFT演算を実施することにより、FFT部9−i、IFFT部21−kおよびスイッチマトリックス部10は、窓関数の乗算位置の異なる2系統の信号に対応する必要がなく、1系統の信号の処理を行えばよいことになる。したがって、実施の形態1のFFT部9−i、IFFT部21−kおよびスイッチマトリックス部10が2系統に対応するために2つずつ備えていた構成要素は本実施の形態では1つずつ備えればよいことになる。本実施の形態のFFT部9−i、IFFT部21−kおよびスイッチマトリックス部10と窓関数の2系統を1系統とする以外は実施の形態1と同様である。また、本実施の形態では、IFFT部21−kの後の信号合成部23−kは不要であり、IFFT部21−kの処理後の信号は補間部24−kに出力される。補間部24−k以降の構成要素および処理は実施の形態1と同様である。
By performing the FFT operation as described above, the FFT unit 9-i, the IFFT unit 21-k, and the
なお、タイミング抽出部91−iは、FFT演算開始位置の抽出の際に、受信信号の電力を複数のフレームの信号を用いてフレーム周期で複数回平均化した結果を用いて、信号が存在しない区間(=電力値が少ない区間)を求めても良い。その際、平均値の算出に用いる値に対して、重み付けをするような平均値の計算手法を用いても良い。 Note that the timing extraction unit 91-i uses the result of averaging the power of the received signal a plurality of times in the frame period using the signals of a plurality of frames when extracting the FFT calculation start position, and there is no signal. A section (= a section with a small power value) may be obtained. At that time, an average value calculation method that weights the value used for calculating the average value may be used.
なお、本実施の形態では、受信信号の電力を用いてFFT演算開始位置を求めるようにしたが、これに限らず、衛星局で受信信号を再生し、信号フレームの先頭に挿入された固定パターン信号を検出して、固定パターンの位置に基づいてFFT演算開始位置のタイミングを求めるようにしても良い。 In this embodiment, the FFT calculation start position is obtained using the power of the received signal. However, the present invention is not limited to this, and the fixed signal is reproduced at the satellite station and inserted at the head of the signal frame. A signal may be detected, and the timing of the FFT calculation start position may be obtained based on the position of the fixed pattern.
また、受信信号に基づいてFFT演算開始位置を抽出するのではなく、GPS(Global Positioning System)などを用いて、地上局と衛星局の同期をとり、信号の送受信を行うことによりFFT演算開始位置を決定するようにしてもよい。この場合、衛星局が、地上局と同期をとっているため、地上から送信される信号を受信するタイミングを把握可能であり、地上局が衛星局に対してFFT演算開始位置を意図した場所に設定することができる。 Also, instead of extracting the FFT calculation start position based on the received signal, the FFT calculation start position is obtained by synchronizing the ground station and the satellite station using GPS (Global Positioning System) or the like and transmitting / receiving the signal. May be determined. In this case, since the satellite station is synchronized with the ground station, it is possible to grasp the timing of receiving the signal transmitted from the ground, and the ground station is located at the place where the FFT calculation start position is intended for the satellite station. Can be set.
また、地上局と衛星局の間で、フィーダリンクとは異なる回線を用いて通信を行い、その通信により地上局から送信されるコマンド信号などを参照し、衛星局はFFT演算開始位置を決定しても良い。 In addition, communication is performed between the ground station and the satellite station using a line different from the feeder link, and the satellite station determines an FFT calculation start position by referring to a command signal transmitted from the ground station through the communication. May be.
地上端末は、衛星局から受信した信号に基づいて、衛星局と同じく受信電力や信号フレームの先頭に挿入された固定パターンを検出することにより、FFT演算開始位置を抽出して信号を復調する。 The ground terminal detects the received power and the fixed pattern inserted at the head of the signal frame based on the signal received from the satellite station, thereby extracting the FFT calculation start position and demodulating the signal.
また、衛星局が各地上局端末から信号を受信する場合については、衛星局が行うFFT処理の際のFFT演算位置を固定とし、地上局端末が信号を送信するタイミングを制御することで、所望の位置でFFT演算を実施することが可能である。 When the satellite station receives a signal from each ground station terminal, the FFT calculation position at the time of the FFT processing performed by the satellite station is fixed, and the timing at which the ground station terminal transmits the signal is controlled. It is possible to perform the FFT operation at the position.
一例として、地上端末が、衛星局から地上端末に信号を送った際の遅延時間を考慮し、その遅延時間に基づいて求めたタイミングで、地上端末から衛星局に信号を送出する方法を挙げる。 As an example, there is a method in which the ground terminal transmits a signal from the ground terminal to the satellite station at a timing determined based on the delay time when the signal is transmitted from the satellite station to the ground terminal.
図25は、本実施の形態の遅延時間の算出方法の一例を示す図である。図25の(a)は衛星局が地上局から受信した信号の一例を示す。上述のようにタイミング抽出部91−iはFFT演算開始位置を抽出する。図25の(b)は、FFT演算開始位置をパルスとして生成した場合のパルス信号の一例を示す図である。FFT部9−iは、図25の(b)に示すパルスが立つ位置をFFT演算開始位置として、FFT演算を実行する。 FIG. 25 is a diagram illustrating an example of a delay time calculation method according to the present embodiment. FIG. 25A shows an example of a signal received by a satellite station from a ground station. As described above, the timing extraction unit 91-i extracts the FFT calculation start position. FIG. 25B is a diagram illustrating an example of a pulse signal when the FFT calculation start position is generated as a pulse. The FFT unit 9-i executes the FFT calculation with the position where the pulse shown in FIG.
図25の(c)は、図25の(b)で示したパルス信号を基準としたときに、衛星局から地上端末に信号が送出される時点に対応するパルス信号の一例を示したものである。衛星局では、FFT部9−iで演算が行われてから地上端末への送信信号として生成のための処理時間(処理遅延)により、図25の(b)より遅延時間D1だけ遅延して送信される。遅延時間D1については固定遅延であるため、あらかじめ把握可能である。 FIG. 25C shows an example of a pulse signal corresponding to a time point when a signal is transmitted from the satellite station to the ground terminal when the pulse signal shown in FIG. 25B is used as a reference. is there. In the satellite station, transmission is delayed by a delay time D1 from (b) of FIG. 25 due to a processing time (processing delay) for generation as a transmission signal to the ground terminal after the calculation by the FFT unit 9-i. Is done. Since the delay time D1 is a fixed delay, it can be grasped in advance.
図25の(d)は、図25の(c)のパルス位置を基準としたときの、地上端末が衛星局から信号を受信し復調処理を行った時点に対応するパルス信号の一例を示したものである。図25の(d)は、図25の(c)のパルス位置と比べ、衛星局から地上端末への伝搬遅延による伝搬遅延時間D2と、地上端末での復調処理に係る復調遅延時間D3と、を加算した時間だけ遅延する。なお、伝搬遅延時間D2については地上端末の位置によって異なるが、地上端末の位置情報を取得することにより、衛星局との距離を把握可能であり、地上端末が衛星局との距離を把握することで、伝搬遅延時間D2も把握可能である。また、地上端末の復調遅延時間D3についても、固定であるためあらかじめ把握可能である。 FIG. 25 (d) shows an example of a pulse signal corresponding to the time when the ground terminal receives a signal from the satellite station and performs demodulation processing when the pulse position of FIG. 25 (c) is used as a reference. Is. (D) of FIG. 25 is compared with the pulse position of FIG. 25 (c), the propagation delay time D2 due to the propagation delay from the satellite station to the ground terminal, the demodulation delay time D3 related to the demodulation processing at the ground terminal, Delayed by the amount of time added. Although the propagation delay time D2 varies depending on the position of the ground terminal, it is possible to grasp the distance from the satellite station by acquiring the position information of the ground terminal, and the ground terminal grasps the distance from the satellite station. Thus, the propagation delay time D2 can also be grasped. Also, the demodulation delay time D3 of the ground terminal can be grasped in advance because it is fixed.
以上より、衛星局のFFT部9−iがFFT演算を実施してから地上端末が、衛星局から送信された信号を復調するまでの遅延時間(衛星局から地上端末までの遅延時間)はD1+D2+D3であり、これらの遅延時間は算出可能である。また、同様に、地上端末が信号を送信してから、その信号を衛星局がFFT演算を実施するまでの遅延時間(地上端末から衛星局までの遅延時間)も算出可能である。地上端末は、衛星局から地上端末までの遅延時間と地上端末から衛星局までの遅延時間と、を算出し、算出した遅延時間に基づいて、正しい位置でFFT演算が実施されるよう衛星局に対する送信信号の送信タイミングを制御する。この地上端末での送信制御により、衛星局は固定タイミングでFFT演算処理を行うことで、所望のタイミングでFFT演算を実施することが可能である。 From the above, the delay time (delay time from the satellite station to the ground terminal) until the ground terminal demodulates the signal transmitted from the satellite station after the FFT section 9-i of the satellite station performs the FFT operation is D1 + D2 + D3. These delay times can be calculated. Similarly, it is possible to calculate a delay time (delay time from the ground terminal to the satellite station) from when the ground terminal transmits a signal until the satellite station performs the FFT operation on the signal. The ground terminal calculates the delay time from the satellite station to the ground terminal and the delay time from the ground terminal to the satellite station. Based on the calculated delay time, the ground terminal performs the FFT operation at the correct position. Controls the transmission timing of the transmission signal. With the transmission control at the ground terminal, the satellite station can perform the FFT operation at a desired timing by performing the FFT operation processing at a fixed timing.
このような処理を実施することにより、地上局から送信された信号に対する処理の場合と同様に、地上端末から送信された信号の処理の際にも、FFT部37−k、スイッチマトリックス部38およびIFFT部41−iをそれぞれ1系統のみの構成とすることができ、また、信号合成部42−iを不要とすることができる。なお、地上局端末が以上のような送信制御を実施する替わりに、地上局から送信された信号と同様にフレーム化を行い、無信号区間を設けることで、演算開始位置を検出する方法としてもよい。
By performing such processing, the FFT unit 37-k, the
なお、衛星局からは一般にビーコン情報が送信されているが、地上端末が、このビーコン情報を基に衛星局へ信号を送信する行うことで、衛星局が地上端末から送信される信号の受信タイミングを把握しても良い。すなわち、地上端末がビーコン情報に基づいて、送信信号のタイミングを制御する。また、GPSを用いて衛星局と地上端末間の同期をとることで、衛星局が地上端末から送信される信号の受信タイミングを把握しても良い。 In general, beacon information is transmitted from the satellite station, but the ground terminal transmits a signal to the satellite station based on the beacon information, so that the reception timing of the signal transmitted from the ground terminal by the satellite station is as follows. You may grasp. That is, the ground terminal controls the timing of the transmission signal based on the beacon information. Alternatively, the satellite station may grasp the reception timing of the signal transmitted from the ground terminal by synchronizing the satellite station and the ground terminal using GPS.
また、衛星局から地上局に送信される信号に関しても、地上局は地上端末と同じ方法で遅延時間に基づいてFFT演算開始位置を検出することが可能である。したがって、地上局から送信される信号についても、衛星局ではFFT演算開始位置を固定とし、地上局が遅延時間に基づいて送信を制御するようにしてもよい。また、地上局から衛星局へのアップリンク同様、フィーダリンクとは異なる回線を用いて、地上局が衛星局からFFT演算開始位置に関する情報を得て、その情報を基にFFT演算開始位置を抽出しても良い。 Also, for a signal transmitted from the satellite station to the ground station, the ground station can detect the FFT calculation start position based on the delay time in the same manner as the ground terminal. Therefore, for the signal transmitted from the ground station, the satellite station may fix the FFT calculation start position, and the ground station may control the transmission based on the delay time. Similarly to the uplink from the ground station to the satellite station, the ground station obtains information on the FFT calculation start position from the satellite station using a line different from the feeder link, and extracts the FFT calculation start position based on the information. You may do it.
以上のように本実施の形態では、送信信号をフレーム化して送信データの間に無信号区間を設けて、FFT演算区間の連続性が保たれるようにし、衛星局の電力変換部90−iが受信信号を電力変換し、タイミング抽出部91−iが変換した電力に基づいてFFT演算開始位置を抽出し、FFT部9−iが抽出したFFT演算開始位置に基づいてFFT演算を実施するようにした。そのため、衛星局のウィンドニング部7−iや信号合成部23−iを不要とでき、また、従来2つずつ必要としていたFFT部9−i、スイッチマトリックス部10およびIFFT部21−kも1つずつ備えればよい。したがって、本実施の形態では、回路規模を従来の1/2以下に削減することが可能である。また、実施の形態2についても、本実施の形態と同様の構成の変更を実施し、本実施の形態と同様の動作を実施することで、回路規模を削減することができる。
As described above, in the present embodiment, the transmission signal is framed and a no-signal section is provided between transmission data so that the continuity of the FFT calculation section is maintained, and the power conversion unit 90-i of the satellite station is maintained. Power-converts the received signal, extracts the FFT calculation start position based on the power converted by the timing extraction unit 91-i, and performs the FFT calculation based on the FFT calculation start position extracted by the FFT unit 9-i. I made it. Therefore, the satellite station winding unit 7-i and the signal synthesis unit 23-i can be omitted, and the FFT unit 9-i, the
なお、本実施の形態では、送信信号のフレーム化を行う例を説明したが、フレーム化を行わずに衛星局で、実施の形態1と同様に、ウィンドウィング部7−iが窓関数乗算処理を行ってもよい。ただし窓関数乗算範囲をずらした信号は生成しない。この場合、窓関数が乗算された受信信号は、窓関数乗算部分の信号情報が欠落するが、誤り訂正処理を用いて失われた信号を補うことで、システムに要求される誤り率を満たした通信を行うことができる。 In the present embodiment, an example in which the transmission signal is framed has been described. However, in the same manner as in the first embodiment, the windowing unit 7-i performs the window function multiplication process in the satellite station without performing the frame formation. May be performed. However, a signal with a shifted window function multiplication range is not generated. In this case, the received signal multiplied by the window function lacks the signal information of the window function multiplication part, but the error rate required for the system was satisfied by compensating for the lost signal using error correction processing. Communication can be performed.
以上のように、本発明にかかる衛星通信装置および衛星通信システムは、複数のキャリア信号が合成された多重信号から各キャリア信号を抽出し、複数のキャリア信号を多重して送信する通信システムに有用であり、特に、柔軟な周波数利用を要求される通信システムに適している。 As described above, the satellite communication device and the satellite communication system according to the present invention are useful for a communication system that extracts each carrier signal from a multiplexed signal obtained by combining a plurality of carrier signals and multiplexes and transmits the plurality of carrier signals. In particular, it is suitable for a communication system that requires flexible frequency utilization.
1,30−1〜30−105 受信アンテナ
2−1〜2−15,31−1〜31−105,27−1〜27−105,46−1〜46−15,61−1〜61−106,80−1〜80−106 周波数変換部
3−1〜3−15,32−1〜32−15 A/D変換部
4−1〜4−15,33−1〜33−15 直交検波部
5−1〜5−15,34−1〜34−105 LPF部
6−1〜6−15,35−1〜35−105,81−1〜81−106 間引き部
7−1〜7−15,36−1〜36−106 ウィンドウィング部
9−1〜9−15,37−1〜37−105,37a−1〜37a−106 FFT部
10,38 スイッチマトリックス部
11,64 制御部
14−1〜14−15 第1RAM部
15−1〜15−15,51−1〜51−15,53−1〜53−15 信号ソート部
16−1〜16−15 第2RAM部
17−1〜17−105 第3RAM部
21−1〜21−105,41−1〜41−15,21a−1〜21a−106 IFFT部
23−1〜23−106,42−1〜42−15 信号合成部
24−1〜24−105,43−1〜43−15,60−1〜60−106 補間部
25−1〜25−105,44−1〜44−15 直交変調部
26−1〜26−105,45−1〜45−15 D/A変換部
28−1〜28−105 送信アンテナ
47 加算部
50−1〜50−105 第4RAM部
52−1〜52−15 第5RAM部
54−1〜54−15 第6RAM部
62−1〜62−105 予備系統合成部
63,82 予備系統
90−1〜90−15 電力変換部
91−1〜91−15 タイミング抽出部
1,30-1 to 30-105 reception antennas 2-1 to 2-15, 31-1 to 31-105, 27-1 to 27-105, 46-1 to 46-15, 61-1 to 61-106 , 80-1 to 80-106 Frequency conversion unit 3-1 to 15-15, 32-1 to 32-15 A / D conversion unit 4-1 to 4-15, 33-1 to 33-15 Quadrature detection unit 5 -1 to 5-15, 34-1 to 34-105 LPF part 6-1 to 6-15, 35-1 to 35-105, 81-1 to 81-106 thinning part 7-1 to 7-15, 36 -1 to 36-106 Windowing section 9-1 to 9-15, 37-1 to 37-105, 37a-1 to 37a-106 FFT section 10,38 Switch matrix section 11, 64 Control section 14-1 to 14 -15 1st RAM section 15-1 to 15-15, 51-1 to 51 -15, 53-1 to 53-15 Signal sort unit 16-1 to 16-15 Second RAM unit 17-1 to 17-105 Third RAM unit 21-1 to 21-105, 41-1 to 41-15, 21a -1 to 21a-106 IFFT section 23-1 to 23-106, 42-1 to 42-15 Signal synthesis section 24-1 to 24-105, 43-1 to 43-15, 60-1 to 60-106 Interpolation Unit 25-1 to 25-105, 44-1 to 44-15 quadrature modulation unit 26-1 to 26-105, 45-1 to 45-15 D / A conversion unit 28-1 to 28-105 transmitting antenna 47 addition Sections 50-1 to 50-105 Fourth RAM section 52-1 to 52-15 Fifth RAM section 54-1 to 54-15 Sixth RAM section 62-1 to 62-105 Standby system composition section 63, 82 Standby system 90-1 ~ 90-15 Electric power Conversion unit 91-1 to 91-15 Timing extraction unit
Claims (23)
受信信号をFFT処理により周波数領域信号に変換し、前記周波数領域信号を前記分波信号とするFFT処理手段と、
前記分波信号を宛先ごとに振り分けるスイッチマトリックス手段と、
前記スイッチマトリックス手段による振り分け後の分波信号を、同一宛先ごとにIFFT処理を施すことにより時間領域信号に変換し、前記時間領域信号を前記合波信号とするIFFT処理手段と、
を備えることを特徴とする衛星通信装置。 The received signal is demultiplexed, the demultiplexed signal that is the demultiplexed signal is distributed for each destination, and the demultiplexed signal after distribution is multiplexed for each destination of the demultiplexed signal. A satellite communication device that transmits a combined signal,
FFT processing means for converting a received signal into a frequency domain signal by FFT processing, and using the frequency domain signal as the demultiplexed signal;
Switch matrix means for distributing the demultiplexed signal for each destination;
IFFT processing means for converting the demultiplexed signal after the distribution by the switch matrix means to a time domain signal by performing IFFT processing for each same destination, and using the time domain signal as the combined signal;
A satellite communication device comprising:
ことを特徴とする請求項1に記載の衛星通信装置。 The FFT process is a 2 N (N is a natural number) point FFT process.
The satellite communication device according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1または2に記載の衛星通信装置。 The IFFT processing is 2 N (N is a natural number) points IFFT processing,
The satellite communication device according to claim 1, wherein the satellite communication device is a satellite communication device.
前記スイッチマトリックス手段は、前記分波信号を階層ごとに振り分ける、
ことを特徴とする請求項1、2または3に記載の衛星通信装置。 The destination has two or more layers,
The switch matrix means distributes the demultiplexed signal for each layer,
The satellite communication apparatus according to claim 1, 2, or 3.
をさらに備え、
前記宛先を前記送信ビームが構成するセルとする、
ことを特徴とする請求項1、2または3に記載の衛星通信装置。 Transmit antenna means for generating a plurality of transmit beams;
Further comprising
The destination is a cell formed by the transmission beam.
The satellite communication apparatus according to claim 1, 2, or 3.
をさらに備え、
前記宛先を前記送信ビームが構成するセルとし、
所定数の前記セルでクラスタを構成し、前記クラスタ間で同一の周波数帯を使用することとし、
前記階層を前記クラスタと前記セルの2階層とし、
前記スイッチマトリックス手段は、階層ごとの振り分けとして、前記クラスタごとに振り分けを行った後にクラスタ内のセルごとの振り分けを行う、
ことを特徴とする請求項4に記載の衛星通信装置。 Transmit antenna means for generating a plurality of transmit beams;
Further comprising
The destination is a cell formed by the transmission beam,
A cluster is composed of a predetermined number of the cells, and the same frequency band is used between the clusters.
The hierarchy is the two hierarchy of the cluster and the cell,
The switch matrix means performs distribution for each cell in the cluster after performing distribution for each cluster as distribution for each hierarchy.
The satellite communication device according to claim 4.
前記IFFT処理手段は、対応する宛先に割り当てられた前記分割周波数帯域幅に対応するIFFT点数で前記IFFT処理を実施し、
前記予備用周波数帯を前記セルのうちの1つ以上のセルに割り当てるか否かを判断し、前記予備用周波数帯を前記セルのうちの1つ以上のセルに割り当てる場合に、前記予備用周波数帯の割り当て対象のセルに送信する受信信号のうち、前記予備用周波数帯で送信する受信信号とそのセルにあらかじめ割り当てられている分割周波数帯で送信する受信信号とに分類する制御手段と、
前記合波信号に対してC倍の点数になるよう補間を行う補間手段と、
前記補間手段による補間後の合波信号をその合波信号の宛先のセルに割り当てられている分割周波数帯に変換する周波数変換手段と、
前記制御手段の分類結果に基づいて、前記予備用周波数帯で送信する受信信号に対して予備系周波数帯に対応するIFFT点数でIFFT処理を実施し、IFFT処理後の信号をC倍に補間し、また、補間後の信号を予備系周波数に変換することにより予備系信号を生成する予備系統処理手段と、
前記制御手段の判断結果に基づいて、前記予備系信号と、前記予備用周波数帯の割り当て対象のセルに対応する前記周波数変換手段によって分割周波数帯に変換された信号と、を合成し、合成後の信号をそのセルに送信する合波信号とする予備系統合成手段と、
をさらに備える、
ことを特徴とする請求項6に記載の衛星通信装置。 The frequency band assigned to the cluster is divided into C frequency bands larger than the predetermined number, and the divided frequency band, which is the divided frequency band, is pre-assigned to the cell on a one-to-one basis, and the divided frequency band Of these, a frequency band not assigned to the cell is determined as a spare frequency band,
The IFFT processing means performs the IFFT processing with the number of IFFT points corresponding to the divided frequency bandwidth allocated to the corresponding destination,
When determining whether to allocate the backup frequency band to one or more cells of the cell, and assigning the backup frequency band to one or more cells of the cell, the backup frequency Control means for classifying the received signal to be transmitted to the cell to be assigned a band into the received signal to be transmitted in the spare frequency band and the received signal to be transmitted in the divided frequency band previously assigned to the cell;
Interpolation means for performing interpolation so that the combined signal has a C-fold score;
A frequency conversion means for converting the combined signal after interpolation by the interpolation means into a divided frequency band assigned to a destination cell of the combined signal;
Based on the classification result of the control means, IFFT processing is performed on the received signal transmitted in the backup frequency band with the number of IFFT points corresponding to the backup frequency band, and the signal after IFFT processing is interpolated C times. Also, standby system processing means for generating a backup system signal by converting the interpolated signal into a backup system frequency, and
Based on the determination result of the control means, the spare system signal and the signal converted into the divided frequency band by the frequency conversion means corresponding to the cell to which the spare frequency band is allocated are synthesized, and after the synthesis Standby system combining means for combining the signal of
Further comprising
The satellite communication device according to claim 6.
をさらに備え、
所定数の前記セルでクラスタを構成し、前記クラスタ間で同一の周波数帯を使用することとし、また、前記クラスタに割り当てられた周波数帯を前記所定数より大きいC個の周波数帯域に分割し、前記分割した周波数帯域である分割周波数帯を前記セルに1対1にあらかじめ割り当て、また、前記分割周波数帯域のうち前記セルに割り当てない周波数帯域を予備用周波数帯として定めておき、また、前記受信信号を前記受信アンテナ手段が受信した信号とし、
前記予備用周波数帯を前記セルのうちの1つ以上のセルに割り当てるか否かを判断し、前記予備用周波数帯を前記セルのうちの1つ以上のセルに割り当てる場合に、前記予備用周波数帯を割り当てたセルに対しその旨を通知する制御手段と、
前記分割周波数帯で送信された前記受信信号を、0を中心とする周波数帯に変換する地上端末周波数変換手段と、
前記地上端末周波数変換手段による周波数変換後の受信信号を1/Cに間引きする間引き手段と、
入力された信号を、予備用周波数帯の中心周波数を0とするよう周波数変換し、周波数変換後の信号を1/Cに間引きし、その間引き後の信号に対してFFT処理を実施し、FFT処理後の信号を受信予備系統信号とする地上端末予備系統処理手段と、
をさらに備え、
前記制御手段は、前記予備用周波数帯を割り当てたセルから受信した前記受信信号を前記地上端末周波数変換手段へ出力するとともに地上端末予備系統処理手段へ入力し、
前記FFT手段は、前記間引き手段による間引き後の信号を前記FFT処理の対象の前記受信信号とする、
ことを特徴とする請求項1、2または3に記載の衛星通信装置。 Receiving antenna means for generating a receiving beam and receiving a signal transmitted from a ground terminal;
Further comprising
A cluster is composed of a predetermined number of cells, the same frequency band is used between the clusters, and the frequency band allocated to the cluster is divided into C frequency bands larger than the predetermined number, A division frequency band that is the divided frequency band is assigned to the cell in a one-to-one correspondence, a frequency band that is not assigned to the cell among the division frequency bands is determined as a spare frequency band, and the reception The signal is a signal received by the receiving antenna means,
When determining whether to allocate the backup frequency band to one or more cells of the cell, and assigning the backup frequency band to one or more cells of the cell, the backup frequency A control means for notifying the cell to which the band is assigned;
Ground terminal frequency converting means for converting the received signal transmitted in the divided frequency band into a frequency band centered on 0;
Thinning means for thinning received signals after frequency conversion by the ground terminal frequency converting means to 1 / C;
The input signal is frequency-converted so that the center frequency of the spare frequency band is 0, the frequency-converted signal is thinned out to 1 / C, and the FFT processing is performed on the thinned-out signal. A ground terminal standby system processing means that uses the processed signal as a reception standby system signal;
Further comprising
The control means outputs the received signal received from the cell assigned the backup frequency band to the ground terminal frequency conversion means and inputs to the ground terminal backup system processing means,
The FFT means uses the signal after thinning by the thinning means as the reception signal to be subjected to the FFT processing.
The satellite communication apparatus according to claim 1, 2, or 3.
前記地上局へ送信する送信周波数帯を所定の数に分割した分割送信周波数帯ごとに、前記合波信号を前記分割送信周波数帯に変換した分割送信周波数帯信号を生成する地上局周波数変換手段と、
前記分割送信周波数帯ごとに生成された前記分割送信周波数帯信号を加算する加算手段と、
をさらに備え、
前記宛先を前記地上局周波数変換手段とする、
ことを特徴とする請求項1、2または3に記載の衛星通信装置。 The transmission destination of the combined signal is a ground station,
Ground station frequency conversion means for generating a divided transmission frequency band signal obtained by converting the combined signal into the divided transmission frequency band for each divided transmission frequency band obtained by dividing the transmission frequency band transmitted to the ground station into a predetermined number; ,
Adding means for adding the divided transmission frequency band signals generated for each of the divided transmission frequency bands;
Further comprising
The destination is the ground station frequency conversion means,
The satellite communication apparatus according to claim 1, 2, or 3.
前記地上局へ送信する送信周波数帯を所定の数に分割した分割送信周波数帯ごとに、前記合波信号を前記分割送信周波数帯に変換した分割送信周波数帯信号を生成する地上局周波数変換手段と、
前記分割送信周波数帯ごとに生成された前記分割送信周波数帯信号を加算する加算手段と、
をさらに備え、
前記宛先を前記地上局周波数変換手段とする、
ことを特徴とする請求項8に記載の衛星通信装置。 The transmission destination of the combined signal is a ground station,
Ground station frequency conversion means for generating a divided transmission frequency band signal obtained by converting the combined signal into the divided transmission frequency band for each divided transmission frequency band obtained by dividing the transmission frequency band transmitted to the ground station into a predetermined number; ,
Adding means for adding the divided transmission frequency band signals generated for each of the divided transmission frequency bands;
Further comprising
The destination is the ground station frequency conversion means,
The satellite communication device according to claim 8.
前記宛先をL個とし、
前記FFT処理手段は、M個の前記受信信号に対してそれぞれ前記FFT処理を施し、
前記スイッチマトリックスはM個の前記受信信号に対応する前記分波信号を宛先ごとの振り分け対象とする、
ことを特徴とする請求項1〜10のいずれか1つに記載の衛星通信装置。 The received signals are M (M is a natural number),
Let the number of destinations be L,
The FFT processing means performs the FFT processing on each of the M received signals,
The switch matrix targets the demultiplexed signals corresponding to the M received signals as distribution targets for each destination,
The satellite communication device according to claim 1, wherein the satellite communication device is a satellite communication device.
前記スイッチマトリックス手段は、
前記受信信号を保持し、あらかじめ定めた宛先と出力先との対応と、保持している前記受信信号の宛先と、に基づいて宛先に対応する出力先に前記受信信号を出力する第1の記憶手段をM個備え、
L個のメモリで構成される前記受信信号を格納するための第2の記憶手段と、
前記第2の記憶手段に1対1で接続され、前記第1の記憶手段から出力された信号の並び替えを行う信号ソート手段と、
をL個備え、
前記出力先を前記信号ソート手段とし、
前記信号ソート手段は、M個の第1の記憶手段から入力された信号を、自身が接続する前記第2の記憶手段を構成する前記L個のメモリへのそれぞれの出力頻度を均等化するよう並び替えて前記L個のメモリへ出力する、
ことを特徴とする請求項11に記載の衛星通信装置。 M and L are 2 or more,
The switch matrix means includes
A first storage that holds the reception signal and outputs the reception signal to an output destination corresponding to the destination based on a correspondence between a predetermined destination and an output destination and a destination of the reception signal that is held M means,
Second storage means for storing the received signal composed of L memories;
A signal sorting unit that is connected to the second storage unit in a one-to-one relationship, and that rearranges the signals output from the first storage unit;
With L,
The output destination is the signal sorting means,
The signal sorting means equalizes the output frequency of the signals input from the M first storage means to the L memories constituting the second storage means to which the signal sorting means is connected. Rearrange and output to the L memories
The satellite communication device according to claim 11.
入力された2つの信号を合成する信号合成手段と、
をさらに備え、
前記FFT処理手段は、2種類の前記窓関数乗算信号を処理対象の受信信号としてそれぞれ前記FFT処理を実施し、
前記スイッチマトリックス手段は、2種類の前記窓関数乗算信号にそれぞれ対応する前記分波信号を宛先ごとの振り分け対象とし、
前記IFFT処理手段は、2種類の前記窓関数乗算信号に振り分け後の信号を前記IFFT処理の対象とし、
前記信号合成手段は、前記2つの信号を、2種類の前記窓関数乗算信号に対応する前記IFFT手段が求めた前記合波信号とする、
ことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1つに記載の衛星通信装置。 Window function multiplication means for generating two types of window function multiplication signals by multiplying the reception signal and two types of window functions whose multiplication intervals for the reception signal are different from each other by a predetermined time;
Signal combining means for combining two input signals;
Further comprising
The FFT processing means performs the FFT processing using two types of window function multiplication signals as reception signals to be processed,
The switch matrix means sets the demultiplexed signals respectively corresponding to the two types of window function multiplication signals as distribution targets for each destination,
The IFFT processing means sets the signal after the distribution to the two types of window function multiplication signals as the target of the IFFT processing,
The signal combining means uses the two signals as the combined signals obtained by the IFFT means corresponding to two types of window function multiplication signals.
The satellite communication device according to claim 1, wherein the satellite communication device is a satellite communication device.
入力された2つの信号を合成する信号合成手段と、
をさらに備え、
前記FFT処理手段は、2種類の前記窓関数乗算信号を処理対象の受信信号としてそれぞれ前記FFT処理を実施し、
前記スイッチマトリックス手段は、2種類の前記窓関数乗算信号にそれぞれ対応する前記分波信号を宛先ごとの振り分け対象とし、
前記IFFT処理手段は、2種類の前記窓関数乗算信号に振り分け後の信号を前記IFFT処理の対象とし、
前記信号合成手段は、前記2つの信号を、2種類の前記窓関数乗算信号に対応する前記IFFT手段が求めた前記合波信号とし、
前記補間手段は、前記信号合成手段が合成した後の信号を補間対象の前記合波信号とする、
ことを特徴とする請求項7に記載の衛星通信装置。 Window function multiplication means for generating two types of window function multiplication signals by multiplying the reception signal and two types of window functions whose multiplication intervals for the reception signal are different from each other by a predetermined time;
Signal combining means for combining two input signals;
Further comprising
The FFT processing means performs the FFT processing using two types of window function multiplication signals as reception signals to be processed,
The switch matrix means sets the demultiplexed signals respectively corresponding to the two types of window function multiplication signals as distribution targets for each destination,
The IFFT processing means sets the signal after the distribution to the two types of window function multiplication signals as the target of the IFFT processing,
The signal synthesis means uses the two signals as the combined signal obtained by the IFFT means corresponding to the two types of window function multiplication signals.
The interpolating means sets the signal after the signal synthesizing means to synthesize the combined signal to be interpolated,
The satellite communication device according to claim 7.
入力された2つの信号を合成する信号合成手段と、
をさらに備え、
前記FFT処理手段は、2種類の前記窓関数乗算信号を処理対象の受信信号を、前記FFT処理の対象の受信信号として前記分波信号を求め、
前記スイッチマトリックス手段は、2種類の前記窓関数乗算信号にそれぞれ対応する前記分波信号を宛先ごとの振り分け対象とし、
前記IFFT処理手段は、2種類の前記窓関数乗算信号に振り分け後の信号を前記IFFT処理の対象とし、
前記信号合成手段は、前記2つの信号を、2種類の前記窓関数乗算信号に対応する前記IFFT手段が求めた前記合波信号とし、
ことを特徴とする請求項8または10に記載の衛星通信装置。 A window function for generating two types of window function multiplication signals by multiplying the signal after thinning by the thinning means and two types of window functions whose multiplication intervals for the signal after thinning differ by a predetermined time. Multiplication means;
Signal combining means for combining two input signals;
Further comprising
The FFT processing means obtains the demultiplexed signal by using two types of window function multiplication signals as reception signals to be processed, and receiving signals to be subjected to the FFT processing,
The switch matrix means sets the demultiplexed signals respectively corresponding to the two types of window function multiplication signals as distribution targets for each destination,
The IFFT processing means sets the signal after the distribution to the two types of window function multiplication signals as the target of the IFFT processing,
The signal synthesis means uses the two signals as the combined signal obtained by the IFFT means corresponding to the two types of window function multiplication signals.
The satellite communication device according to claim 8 or 10, characterized in that
ことを特徴とする請求項13、14または15に記載の衛星通信装置。 The predetermined time is a time corresponding to a half of the FFT calculation interval in the FFT processing.
The satellite communication device according to claim 13, 14 or 15.
前記宛先をL個とし、
前記窓関数乗算手段は、M個の前記受信信号に対してそれぞれ前記2種類の前記窓関数乗算信号を生成し、
前記FFT処理手段は、M組の前記2種類の前記窓関数乗算信号に対してそれぞれ前記FFT処理を施し、
前記スイッチマトリックスはM組の2種類の前記窓関数乗算信号にそれぞれ対応する前記分波信号を宛先ごとの振り分け対象とする、
ことを特徴とする請求項13〜16のいずれか1つに記載の衛星通信装置。 The received signals are M (M is a natural number),
Let the number of destinations be L,
The window function multiplication means generates the two types of window function multiplication signals for each of the M reception signals,
The FFT processing means performs the FFT processing on M sets of the two types of window function multiplication signals,
In the switch matrix, the demultiplexed signals respectively corresponding to the two types of the window function multiplication signals of M sets are assigned to each destination.
The satellite communication device according to claim 13, wherein the satellite communication device is a satellite communication device.
前記スイッチマトリックス手段は、
前記受信信号を保持し、あらかじめ定めた宛先と出力先との対応と、保持している前記受信信号の宛先と、に基づいて宛先に対応する出力先に前記受信信号を出力する第1の記憶手段をM個備え、
L個のメモリで構成される前記受信信号を格納するための第2の記憶手段と、
前記第2の記憶手段に1対1で接続され、前記第1の記憶手段から出力された信号の並び替えを行う信号ソート手段と、
をL個備え、
前記出力先を前記信号ソート手段とし、
前記信号ソート手段は、M個の第1の記憶手段から入力された信号を、自身が接続する前記第2の記憶手段を構成する前記L個のメモリへのそれぞれの出力頻度を均等化するよう並び替えて前記L個のメモリへ出力する、
ことを特徴とする請求項17に記載の衛星通信装置。 M and L are 2 or more,
The switch matrix means includes
A first storage that holds the reception signal and outputs the reception signal to an output destination corresponding to the destination based on a correspondence between a predetermined destination and an output destination and a destination of the reception signal that is held M means,
Second storage means for storing the received signal composed of L memories;
A signal sorting unit that is connected to the second storage unit in a one-to-one relationship, and that rearranges the signals output from the first storage unit;
With L,
The output destination is the signal sorting means,
The signal sorting means equalizes the output frequency of the signals input from the M first storage means to the L memories constituting the second storage means to which the signal sorting means is connected. Rearrange and output to the L memories
The satellite communication device according to claim 17.
前記受信信号の電力値を算出する電力変換手段と、
前記電力値に基づいて前記無信号区間を抽出し、前記無信号区間のうちの所定の位置を前記FFT処理の演算開始位置であるFFT演算開始位置として抽出するタイミング抽出手段と、
をさらに備え、
前記FFT処理手段は、前記FFT演算開始位置に基づいて前記FFT処理を実施する、
ことを特徴とする請求項1〜12のいずれか1つに記載の衛星通信装置。 The received signal is transmitted with a no-signal interval inserted for each predetermined amount of data,
Power conversion means for calculating a power value of the received signal;
A timing extraction unit that extracts the no-signal section based on the power value, and extracts a predetermined position in the no-signal section as an FFT calculation start position that is a calculation start position of the FFT processing;
Further comprising
The FFT processing means performs the FFT processing based on the FFT calculation start position.
The satellite communication device according to claim 1, wherein the satellite communication device is a satellite communication device.
前記FFT処理手段は、前記受信信号の送信元の装置から送信される前記FFT処理の演算開始位置であるFFT演算開始位置を指示するFFT演算開始位置指示信号に基づいて前記FFT演算開始位置を求め、前記FFT演算開始位置に基づいて前記FFT処理を実施する、
ことを特徴とする請求項1〜12のいずれか1つに記載の衛星通信装置。 Based on information received from GPS satellites, establish synchronization with the device from which the received signal is transmitted,
The FFT processing means obtains the FFT calculation start position based on an FFT calculation start position instruction signal indicating the FFT calculation start position, which is the calculation start position of the FFT process, transmitted from the transmission source device of the received signal. The FFT processing is performed based on the FFT calculation start position.
The satellite communication device according to claim 1, wherein the satellite communication device is a satellite communication device.
前記FFT処理手段は、前記FFT処理の演算開始位置であるFFT演算開始位置を固定とする、
ことを特徴とする請求項1〜12のいずれか1つに記載の衛星通信装置。 The transmission source device of the received signal obtains the FFT calculation start position, which is the calculation start position of the FFT processing performed by the satellite communication device based on the processing delay and propagation delay with the satellite communication device, and the FFT The received signal is transmitted based on the calculation start position,
The FFT processing means fixes the FFT calculation start position, which is the calculation start position of the FFT process,
The satellite communication device according to claim 1, wherein the satellite communication device is a satellite communication device.
前記FFT処理手段は、前記FFT処理の演算開始位置であるFFT演算開始位置を固定とする、
ことを特徴とする請求項1〜12のいずれか1つに記載の衛星通信装置。 The transmission source device of the reception signal transmits the reception signal based on beacon information received from the satellite communication device,
The FFT processing means fixes the FFT calculation start position, which is the calculation start position of the FFT process,
The satellite communication device according to claim 1, wherein the satellite communication device is a satellite communication device.
地上端末と、
請求項1〜22のいずれか1つに記載の衛星通信装置と、
を備え、
前記衛星通信装置は、前記地上局から受信した受信信号を分波し、分波後の信号である分波信号を宛先ごとに振り分け、振り分け後の信号を前記分波信号の宛先ごとに合波し、合波後の信号である合波信号を前記地上端末へ送信する、または、前記地上端末から受信した受信信号を分波し、分波後の信号である分波信号を宛先ごとに振り分け、振り分け後の信号を前記分波信号の宛先ごとに合波し、合波後の信号である合波信号を前記地上局へ送信する、
ことを特徴とする衛星通信システム。 With the ground station,
A ground terminal,
A satellite communication device according to any one of claims 1 to 22,
With
The satellite communication device demultiplexes a received signal received from the ground station, distributes a demultiplexed signal that is a signal after demultiplexing to each destination, and combines the divided signal for each destination of the demultiplexed signal Then, a combined signal, which is a signal after multiplexing, is transmitted to the ground terminal, or a received signal received from the ground terminal is demultiplexed, and the demultiplexed signal, which is a signal after demultiplexing, is distributed to each destination. The combined signal is combined for each destination of the demultiplexed signal, and the combined signal that is the combined signal is transmitted to the ground station.
A satellite communication system.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009170511A JP2011029720A (en) | 2009-07-21 | 2009-07-21 | Satellite communication apparatus, and satellite communication system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009170511A JP2011029720A (en) | 2009-07-21 | 2009-07-21 | Satellite communication apparatus, and satellite communication system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011029720A true JP2011029720A (en) | 2011-02-10 |
Family
ID=43638001
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009170511A Pending JP2011029720A (en) | 2009-07-21 | 2009-07-21 | Satellite communication apparatus, and satellite communication system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2011029720A (en) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011129064A1 (en) * | 2010-04-13 | 2011-10-20 | 日本電気株式会社 | Ofdm modulator, ofdm transmission apparatus, and ofdm modulation method |
JP2012175542A (en) * | 2011-02-23 | 2012-09-10 | Japan Radio Co Ltd | Relay apparatus |
WO2012147753A1 (en) * | 2011-04-28 | 2012-11-01 | 三菱電機株式会社 | Relay satellite and satellite communication system |
JP2013201599A (en) * | 2012-03-26 | 2013-10-03 | National Institute Of Information & Communication Technology | Channelizer for frequency division multiplex signal |
WO2015016088A1 (en) * | 2013-07-31 | 2015-02-05 | 株式会社Nttドコモ | Mobile station |
EP2958248A1 (en) * | 2013-02-14 | 2015-12-23 | Mitsubishi Electric Corporation | Demultiplexing device, multiplexing device, and relay device |
WO2019229827A1 (en) * | 2018-05-29 | 2019-12-05 | 三菱電機株式会社 | Relay station, control station, data transmission system, and data transmission method |
JP2021007230A (en) * | 2015-04-10 | 2021-01-21 | ヴィアサット, インコーポレイテッドViaSat, Inc. | End-to-end beamforming system and satellite |
US11258507B2 (en) | 2015-04-10 | 2022-02-22 | Viasat, Inc. | Ground network for end-to-end beamforming |
-
2009
- 2009-07-21 JP JP2009170511A patent/JP2011029720A/en active Pending
Cited By (22)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011129064A1 (en) * | 2010-04-13 | 2011-10-20 | 日本電気株式会社 | Ofdm modulator, ofdm transmission apparatus, and ofdm modulation method |
US9031154B2 (en) | 2010-04-13 | 2015-05-12 | Lenovo Innovations Limited (Hong Kong) | OFDM modulator, OFDM transmission device, and OFDM modulation method |
JP2015111950A (en) * | 2010-04-13 | 2015-06-18 | レノボ・イノベーションズ・リミテッド(香港) | Ofdm modulator, ofdm transmitter and ofdm modulation method, and program |
US9596117B2 (en) | 2010-04-13 | 2017-03-14 | Lenovo Innovations Limited (Hong Kong) | OFDM modulator, OFDM transmission device, and OFDM modulation method |
JP2012175542A (en) * | 2011-02-23 | 2012-09-10 | Japan Radio Co Ltd | Relay apparatus |
WO2012147753A1 (en) * | 2011-04-28 | 2012-11-01 | 三菱電機株式会社 | Relay satellite and satellite communication system |
JP5372294B2 (en) * | 2011-04-28 | 2013-12-18 | 三菱電機株式会社 | Relay satellite and satellite communication system |
JP2013201599A (en) * | 2012-03-26 | 2013-10-03 | National Institute Of Information & Communication Technology | Channelizer for frequency division multiplex signal |
EP2958248A4 (en) * | 2013-02-14 | 2017-03-29 | Mitsubishi Electric Corporation | Demultiplexing device, multiplexing device, and relay device |
EP2958248A1 (en) * | 2013-02-14 | 2015-12-23 | Mitsubishi Electric Corporation | Demultiplexing device, multiplexing device, and relay device |
WO2015016088A1 (en) * | 2013-07-31 | 2015-02-05 | 株式会社Nttドコモ | Mobile station |
US10020873B2 (en) | 2013-07-31 | 2018-07-10 | Ntt Docomo, Inc. | Mobile station |
JP2021007230A (en) * | 2015-04-10 | 2021-01-21 | ヴィアサット, インコーポレイテッドViaSat, Inc. | End-to-end beamforming system and satellite |
US11258507B2 (en) | 2015-04-10 | 2022-02-22 | Viasat, Inc. | Ground network for end-to-end beamforming |
US11418254B2 (en) | 2015-04-10 | 2022-08-16 | Viasat, Inc. | Ground network for end-to-end beamforming |
US11515933B2 (en) | 2015-04-10 | 2022-11-29 | Viasat, Inc. | System and method for return end-to-end beamforming |
JP7297724B2 (en) | 2015-04-10 | 2023-06-26 | ヴィアサット,インコーポレイテッド | End-to-end beamforming systems and satellites |
US11695470B2 (en) | 2015-04-10 | 2023-07-04 | Viasat, Inc. | System and method for return end-to-end beamforming |
US11843448B2 (en) | 2015-04-10 | 2023-12-12 | Viasat, Inc. | Satellite for end to end beamforming |
US11973572B2 (en) | 2015-04-10 | 2024-04-30 | Viasat, Inc. | Access node farm for end-to-end beamforming |
WO2019229827A1 (en) * | 2018-05-29 | 2019-12-05 | 三菱電機株式会社 | Relay station, control station, data transmission system, and data transmission method |
JPWO2019229827A1 (en) * | 2018-05-29 | 2020-10-01 | 三菱電機株式会社 | Relay stations, control stations, data transmission systems, data transmission methods, control circuits and programs |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2011029720A (en) | Satellite communication apparatus, and satellite communication system | |
US8077760B2 (en) | Digital transponder with real signal channelizer and synthesizer | |
JP5813240B2 (en) | Relay device and satellite relay device | |
US6816555B2 (en) | Signal component demultiplexing apparatus, filter apparatus, receiving apparatus, communication apparatus, and communication method | |
JP5213955B2 (en) | Base station, user equipment and method | |
CN107710655B (en) | Sending device, reception device, sending method and method of reseptance | |
CN106059601A (en) | Reception device, transmission device and wireless communications method | |
US9136933B2 (en) | Demultiplexing apparatus, multiplexing apparatus, and relay apparatus | |
JPWO2011065287A1 (en) | Demultiplexing device, multiplexing device and relay device | |
JP2006203807A (en) | Ofdm modulating and demodulating devices, and ofdm modulating and demodulation methods | |
JP3299952B2 (en) | Digital signal demultiplexer, digital signal multiplexer, digital signal transmitter | |
JP4622115B2 (en) | Signal component separation device, filter device, reception device, communication device, and communication method | |
JP6040356B1 (en) | Signal processing apparatus and signal processing method | |
CN102255650A (en) | Satellite switching system based on time and frequency domains | |
JP2000332722A (en) | Communications equipment, receiver and communication method | |
JP6742532B2 (en) | Satellite receiver and satellite communication system | |
JP5889145B2 (en) | Demultiplexing device, multiplexing device and relay device | |
JP5943272B2 (en) | Channelizer for frequency division multiplexed signals | |
JP2018186477A (en) | Radio communication device and radio communication method | |
KR101489357B1 (en) | Satellite communication transmitter/receiver apparatus of polyphase fitlter structure for support various bandwidth channels | |
JP6012066B2 (en) | Channelizer and signal processing method | |
JP5897650B2 (en) | COMMUNICATION METHOD, COMMUNICATION DEVICE, AND BAND SYNTHESIS CIRCUIT | |
KR101418472B1 (en) | Modem for receiving and transmitting muxing bandwidth channel | |
JP2016009928A (en) | Communication method, communication device and band synthesis circuit | |
JP4083970B2 (en) | OFDM digital signal relay device |