JP2013141061A - Satellite relay device and satellite communication system - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a satellite relay device that is able to improve communication quality with a terminal in a position where beam areas overlap.SOLUTION: A satellite relay device according to the invention comprises: modulation and decoding means (modulation units 207, 208 and decoding units 209, 210) for modulating and decoding some or all of a signal received by a plurality of beams per received signal; a buffer unit 211 for holding a decoded bit sequence and a decoded result per beam; coding units 212, 213 for selecting any two from the held decoded bit sequences and for error-correction coding each of them; an exclusive OR unit 214 for calculating exclusive OR of two bit sequences after they are error-correction coded; a space coding unit 215 for space coding the calculation result of the exclusive OR to generate transmission bit sequences for the plurality of beams; and a modulation unit 216 for generating a modulated signal per beam by modulating the transmission bit sequences.

Description

本発明は、衛星に搭載された通信装置を介して地上の通信端末が通信を行う衛星通信システムに関する。   The present invention relates to a satellite communication system in which a terrestrial communication terminal communicates via a communication device mounted on a satellite.

従来の衛星通信システムでは、双方向衛星通信において、2台の衛星通信端末から送信された上りリンク信号を衛星上で加算したのちに下りリンク送信し、衛星通信端末では下り受信信号から自身の送信信号をキャンセルすることによって、下りリンクの周波数利用効率を向上していた(例えば、特許文献1)。   In a conventional satellite communication system, in bidirectional satellite communication, the uplink signals transmitted from two satellite communication terminals are added on the satellite and then transmitted in downlink, and the satellite communication terminal transmits itself from the downlink reception signal. Canceling the signal improves downlink frequency utilization efficiency (for example, Patent Document 1).

特開平8−251094号公報JP-A-8-251094

しかしながら、従来の衛星通信システムでは、複数のビームを形成して周波数を繰り返し利用するマルチビーム衛星において、ビーム間の干渉により下り回線の通信品質が低下するという問題があった。詳細について図7を用いて説明する。   However, the conventional satellite communication system has a problem that the communication quality of the downlink is deteriorated due to interference between beams in a multi-beam satellite that forms a plurality of beams and repeatedly uses frequencies. Details will be described with reference to FIG.

図7は、2台の衛星通信端末(以下、端末と称する)A,Bが衛星に搭載された中継器と通信する動作の一例を示す図である。中継器は2本のアンテナを備えており、2つのビームエリアを形成している。また、2つのビームエリアは一部が重なり合うように形成されている。このような環境において、図示したような、端末Aはビームエリアが重なっていない場所に位置し、端末Bはビームエリアが重なり合っている場所に位置している場合について考える。この場合、端末Aが送信した信号は一方のアンテナによって中継器に受信され、端末Bが送信した信号は両方のアンテナによって中継器に受信される。また、端末Aは中継器の2本のアンテナから送信された信号のうちの一方を受信し、端末Bは中継器の2本のアンテナから送信された信号の両方を受信する。   FIG. 7 is a diagram illustrating an example of an operation in which two satellite communication terminals (hereinafter referred to as terminals) A and B communicate with a repeater mounted on a satellite. The repeater has two antennas and forms two beam areas. Further, the two beam areas are formed so as to partially overlap each other. In such an environment, consider the case where terminal A is located in a place where beam areas do not overlap and terminal B is located in a place where beam areas overlap as shown in the figure. In this case, the signal transmitted from terminal A is received by the repeater through one antenna, and the signal transmitted from terminal B is received by the repeater through both antennas. Terminal A receives one of the signals transmitted from the two antennas of the repeater, and terminal B receives both of the signals transmitted from the two antennas of the repeater.

ここで、従来の衛星通信システムによれば、衛星に搭載された中継器は、各アンテナで受信した信号を加算し、共通の周波数にて下り送信する。すなわち、各アンテナから送信される下り信号は、同一周波数にて送信される全く同じ信号となる。このような場合、ビームエリアが重なり合っている場所においては、各アンテナから到達する下り信号同士の位相関係により、信号の電界強度が低下するビート干渉と呼ばれる現象が発生して通信品質が低下する。   Here, according to the conventional satellite communication system, the repeater mounted on the satellite adds the signals received by the respective antennas, and performs downlink transmission at a common frequency. That is, the downlink signal transmitted from each antenna is exactly the same signal transmitted at the same frequency. In such a case, at a place where the beam areas overlap, a phenomenon called beat interference in which the electric field strength of the signal is lowered occurs due to the phase relationship between the downlink signals arriving from the respective antennas, and the communication quality is lowered.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ビームエリアが重なり合っている位置にある端末との通信品質を従来よりも向上させることが可能な衛星中継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 it is an object of the present invention to obtain a satellite relay device and a satellite communication system capable of improving communication quality with a terminal in a position where beam areas overlap with each other. Objective.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、複数のビームを用いる通信衛星に搭載される中継装置であって、前記複数のビームにて受信した信号の一部あるいは全部について受信信号毎に復調および復号する復調復号手段と、前記復調復号手段から出力されたビーム毎の復号ビット系列および復号結果を一時的に保持するバッファ手段と、前記バッファ手段で保持されている複数の復号ビット系列の中から任意の2個を選択してそれぞれを誤り訂正符号化する符号化手段と、前記符号化手段により誤り符号化された後の2個のビット系列の排他的論理和を計算する排他的論理和算出手段と、前記排他的論理和の計算結果に対して空間符号化を行い、複数のビームに対する送信ビット系列を生成する空間符号化手段と、前記送信ビット系列を変調してビーム毎に変調信号を生成する変調手段と、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 provides a relay apparatus mounted on a communication satellite using a plurality of beams, and a part or all of signals received by the plurality of beams. Demodulating and decoding means for demodulating and decoding each received signal, buffer means for temporarily holding a decoded bit sequence and decoding result for each beam output from the demodulating and decoding means, and a plurality of holding means held by the buffer means An encoding unit that selects any two of the decoded bit sequences and performs error correction encoding on each of them, and calculates an exclusive OR of the two bit sequences that have been error-encoded by the encoding unit Exclusive-OR calculation means for performing spatial encoding on the calculation result of the exclusive-OR, and generating transmission bit sequences for a plurality of beams, and the transmission Tsu DOO series modulates, characterized in that it comprises a modulation means for generating a modulation signal for each beam.

本発明によれば、ビームエリアの境界に跨がるエリア(ビームエリアが重なり合ったエリア)においてビート干渉による通信品質劣化が発生するのを防止できる、すなわち、衛星に搭載された中継装置から複数ビームで信号を受信可能な場所に位置している衛星通信端末における通信品質を向上させることができる、という効果を奏する。   According to the present invention, it is possible to prevent communication quality degradation due to beat interference in an area straddling the boundary of a beam area (an area where beam areas overlap), that is, a plurality of beams from a relay device mounted on a satellite. Thus, it is possible to improve the communication quality in the satellite communication terminal located at a place where the signal can be received.

また、複数のアンテナからの信号を受信可能な場所に位置している衛星通信端末においては、各ビームからの下り信号を合成して通信品質を改善することが可能となる。さらに、衛星通信システムのビームエリア設計の観点からは、境界領域における通信品質の低下を回避できるため、ビーム照射パターンの設計が容易化される。   In addition, in a satellite communication terminal located at a place where signals from a plurality of antennas can be received, it is possible to improve communication quality by combining the downlink signals from each beam. Furthermore, from the viewpoint of the beam area design of the satellite communication system, it is possible to avoid a decrease in communication quality in the boundary region, so that the design of the beam irradiation pattern is facilitated.

図1は、本発明にかかる衛星通信システムの実施の形態1の構成例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a first embodiment of a satellite communication system according to the present invention. 図2は、実施の形態1の衛星中継装置の構成例を示す構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram illustrating a configuration example of the satellite relay device according to the first embodiment. 図3は、実施の形態2の衛星中継装置の構成例を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of the satellite relay apparatus according to the second embodiment. 図4は、実施の形態3の衛星中継装置の構成例を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration example of the satellite relay device according to the third embodiment. 図5は、実施の形態4の衛星中継装置の構成例を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration example of the satellite relay device according to the fourth embodiment. 図6は、実施の形態5の衛星中継装置の構成例を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration example of the satellite relay apparatus according to the fifth embodiment. 図7は、課題を説明するための図である。FIG. 7 is a diagram for explaining the problem.

以下に、本発明にかかる衛星中継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。   Embodiments of a satellite relay device and a satellite communication system according to the present invention will be described below 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システムの実施の形態1の構成例を示す図である。図示したように、本実施の形態の衛星通信システムは、衛星100に搭載された衛星中継装置(以下、中継器と称する)101と、この中継器101を介して通信する衛星通信端末(以下、端末と称する)106,107とを含んで構成されている。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a first embodiment of a satellite communication system according to the present invention. As shown in the figure, the satellite communication system of the present embodiment includes a satellite relay device (hereinafter referred to as a repeater) 101 mounted on the satellite 100 and a satellite communication terminal (hereinafter referred to as a repeater) that communicates via the repeater 101. (Referred to as terminals) 106 and 107.

中継器101は複数のアンテナ102および103を備え、ビームエリア104および105が形成されている。ビームエリア104と105はその一部が重なり合っており、端末107は、これら2つのビームエリアが重なり合っている領域に存在している。端末106は、ビームエリア104に存在している。すなわち、端末107にはアンテナ102から送信された下り信号112およびアンテナ103から送信された下り信号113が到達し、端末106にはアンテナ102から送信された下り信号112のみが到達する。また、端末107から送信された上り信号110はアンテナ102および103の双方に到達し、端末106から送信された上り信号108はアンテナ102のみに到達する。   The repeater 101 includes a plurality of antennas 102 and 103, and beam areas 104 and 105 are formed. The beam areas 104 and 105 partially overlap each other, and the terminal 107 exists in a region where these two beam areas overlap. The terminal 106 exists in the beam area 104. That is, the downlink signal 112 transmitted from the antenna 102 and the downlink signal 113 transmitted from the antenna 103 reach the terminal 107, and only the downlink signal 112 transmitted from the antenna 102 arrives at the terminal 106. Also, the uplink signal 110 transmitted from the terminal 107 reaches both the antennas 102 and 103, and the uplink signal 108 transmitted from the terminal 106 reaches only the antenna 102.

図2は、実施の形態1の中継器(衛星中継装置)101の構成例を示す構成図である。図2に示したように、本実施の形態の中継器101は、アンテナ102および103と、ダイプレクサ201および202と、RF受信部203および204と、A/D変換部(A/D)205および206と、再生中継部250と、制御部260と、D/A変換部(D/A)217および218と、RF送信部219および220と、を備えている。また、再生中継部250は、復調部207および208と、復号部209および210と、バッファ部211と、符号化部212および213と、排他的論理和部(XOR)214と、空間符号化部215と、変調部216と、を含んで構成されている。   FIG. 2 is a configuration diagram illustrating a configuration example of the repeater (satellite repeater) 101 according to the first embodiment. As shown in FIG. 2, repeater 101 of this embodiment includes antennas 102 and 103, diplexers 201 and 202, RF receivers 203 and 204, A / D converter (A / D) 205, and 206, a regeneration relay unit 250, a control unit 260, D / A conversion units (D / A) 217 and 218, and RF transmission units 219 and 220. In addition, the regenerative relay unit 250 includes demodulation units 207 and 208, decoding units 209 and 210, a buffer unit 211, encoding units 212 and 213, an exclusive OR unit (XOR) 214, and a spatial encoding unit. 215 and the modulation part 216 are comprised.

なお、本実施の形態にかかる中継器101を用いた衛星通信システムでは、2台の端末の上り信号は異なる周波数または時間を使うことにより両者の上り信号を中継器101内にて分離可能であるものとする。   In the satellite communication system using the repeater 101 according to the present embodiment, the uplink signals of the two terminals can be separated in the repeater 101 by using different frequencies or times. Shall.

また、説明を簡略化するために2つの衛星アンテナ102および103のみを用いる構成を示しているが、本発明はこれより多数のアンテナを用いる構成にも適用できる。さらには複数の再生中継部を有する構成にも適用可能である。図2は、そのような構成において、ある2台の端末間の双方向通信における信号の流れに着目して記載したものである。   Further, in order to simplify the description, a configuration using only two satellite antennas 102 and 103 is shown, but the present invention can also be applied to a configuration using a larger number of antennas. Furthermore, the present invention can be applied to a configuration having a plurality of regenerative repeaters. FIG. 2 describes the signal flow in bidirectional communication between two terminals in such a configuration.

また、図1および図2では、単一のアンテナから単一のビームが展開される場合について示しているが、衛星上にて複数のアンテナを用いてビームを形成するビームフォーミング(アナログ方式またはデジタル方式あるいはそれらのハイブリッド方式)にも本発明は適用可能であり、その場合はビームフォーミングにて形成される個々のビームが、図1および図2におけるアンテナに相当する。   FIGS. 1 and 2 show a case where a single beam is deployed from a single antenna, but beam forming (analog or digital) that forms a beam using a plurality of antennas on a satellite. The present invention can also be applied to a system or a hybrid system thereof. In this case, each beam formed by beam forming corresponds to the antenna in FIGS.

以下、本実施の形態の中継器101の動作について説明する。一例として、中継器101、端末106および端末107の位置関係が図1に示したものである場合の動作を説明する。   Hereinafter, the operation of the repeater 101 of the present embodiment will be described. As an example, an operation when the positional relationship among the repeater 101, the terminal 106, and the terminal 107 is as shown in FIG. 1 will be described.

アンテナ102にて受信された上り信号は、ダイプレクサ201を通過後、RF受信部203において周波数変換、増幅、フィルタ等の高周波信号処理が行われた後、A/D変換部205において量子化離散信号(デジタル信号)に変換され、再生中継部250に入力される。同様に、アンテナ103にて受信された上り信号も、ダイプレクサ202を通過後、RF受信部204において周波数変換、増幅、フィルタ等の高周波信号処理が行われた後、A/D変換部206において量子化離散信号(デジタル信号)に変換され、再生中継部250に入力される。なお、アンテナ102では端末106と端末107の双方から送信された上り信号(上り信号108,110)を受信するため、RF受信部203では、これらを分離し、端末106からの上り信号108を処理対象として選択する。   The uplink signal received by the antenna 102 passes through the diplexer 201, is subjected to high-frequency signal processing such as frequency conversion, amplification, and filter in the RF reception unit 203, and then is quantized discrete signal in the A / D conversion unit 205. (Digital signal) and input to the reproduction relay unit 250. Similarly, the upstream signal received by the antenna 103 also passes through the diplexer 202, is subjected to high-frequency signal processing such as frequency conversion, amplification, and filtering by the RF reception unit 204, and then is quantized by the A / D conversion unit 206. Converted into a discrete signal (digital signal) and input to the regeneration relay unit 250. Since the antenna 102 receives uplink signals (uplink signals 108 and 110) transmitted from both the terminal 106 and the terminal 107, the RF reception unit 203 separates them and processes the uplink signal 108 from the terminal 106. Select as target.

再生中継部250では、A/D変換部205より入力されたデジタル信号を用いて、復調部207にて、端末106から送信された信号の復調処理を行う。また、復調部208でも同様に、A/D変換部206より入力されたデジタル情報を用いて、端末107から送信された信号の復調処理を行う。その後、復号部209では復調部207の復調出力に対し、また復号部210では復調部208の復調出力に対して誤り訂正復号やデインタリーブ等を行い、情報ビット系列やCRC、再符号化誤り個数などの復号情報を出力する。これら復号部209および210の出力はバッファ部211に一旦蓄積されると共に、一部ないし全ての情報を制御部260に通達する。   In the regenerative relay unit 250, the demodulation signal 207 performs demodulation processing of the signal transmitted from the terminal 106 using the digital signal input from the A / D conversion unit 205. Similarly, the demodulator 208 also uses the digital information input from the A / D converter 206 to demodulate the signal transmitted from the terminal 107. Thereafter, the decoding unit 209 performs error correction decoding, deinterleaving, etc. on the demodulated output of the demodulating unit 207 and the decoding unit 210 on the demodulated output of the demodulating unit 208, thereby performing information bit sequence, CRC, number of re-encoded errors. Decoding information such as The outputs of the decoding units 209 and 210 are temporarily stored in the buffer unit 211, and some or all of the information is communicated to the control unit 260.

バッファ部211は、制御部260の指示に従い、復号された情報ビット系列を符号化部212および213に送信する。復号部209によって復号された情報は符号化部212にて誤り訂正符号化やCRC付加等が行われる。また復号部210によって復号された情報は符号化部213にて誤り訂正符号化やCRC付加等が行われる。なお、符号化部212および213では、制御部260の指示に従って、復号部209および210にて得られた復号情報、例えばCRC結果等の情報を付加してもよい。   The buffer unit 211 transmits the decoded information bit sequence to the encoding units 212 and 213 according to the instruction of the control unit 260. The information decoded by the decoding unit 209 is subjected to error correction coding, CRC addition, and the like in the coding unit 212. The information decoded by the decoding unit 210 is subjected to error correction coding, CRC addition, and the like in the coding unit 213. Note that the encoding units 212 and 213 may add decoding information obtained by the decoding units 209 and 210, for example, information such as a CRC result, in accordance with an instruction from the control unit 260.

また、復号部209および210にて得られたCRC結果等、復号の成功/失敗を示す情報によって、バッファ部211から符号化部212,213に送る情報を変えてもよい。例えば、復号部209の復号結果が不成功、すなわちCRCがNGとなった場合、符号化部212に送る情報は、誤り訂正復号後の情報ではなく、ある既知パターンとしてもよい。また、その際には対応する符号化部212の誤り訂正符号化動作を止め、既知パターンを誤り訂正符号化出力の代替として用いてもよい。これらの動作は制御部260によって制御される。   Also, the information sent from the buffer unit 211 to the encoding units 212 and 213 may be changed according to information indicating success / failure of decoding, such as CRC results obtained by the decoding units 209 and 210. For example, when the decoding result of the decoding unit 209 is unsuccessful, that is, the CRC is NG, the information sent to the encoding unit 212 may be a certain known pattern instead of the information after error correction decoding. In that case, the error correction encoding operation of the corresponding encoding unit 212 may be stopped, and the known pattern may be used as an alternative to the error correction encoding output. These operations are controlled by the control unit 260.

排他的論理和部214では、符号化部212および213から出力された送信ビット系列に対して、両者の排他的論理和を計算する。具体的には、符号化部212より出力されるビット系列をA={a1,a2,a3,…,an}、符号化部213より出力されるビット系列をB={b1,b2,b3,…,bn}とすると、排他的論理和部の出力ビット系列はC={c1,c2,c3,…,cn}(ただしciはaiとbiの排他的論理和(XOR))となる。なお、AとBのビット系列長が異なる場合は、両者の系列長が同一となるよう、AないしB、あるいは双方のビット系列長を調整する。調整の方法としては、元のビット系列の一部を複製して追加する方法や既知のパターンで埋める方法などによる系列長の拡大に加えて、元の符号化後ビット系列の一部分を削除して系列長を縮小する方法など多岐にわたるが、AとBの系列長を同一にすることが可能なものであればいずれの方法でも良い。また、排他的論理和の演算結果Cに、さらに復号部209および210にて得られた復号情報、例えばCRC結果等の情報を付加したものを排他的論理和部214の出力としてもよい。これらの処理によって2台の端末に送信する情報が共通化される。   The exclusive OR unit 214 calculates the exclusive OR of both of the transmission bit sequences output from the encoding units 212 and 213. Specifically, the bit sequence output from the encoding unit 212 is A = {a1, a2, a3,..., An}, and the bit sequence output from the encoding unit 213 is B = {b1, b2, b3, .., Bn}, the output bit sequence of the exclusive OR part is C = {c1, c2, c3,..., Cn} (where ci is the exclusive OR (XOR) of ai and bi). If the bit sequence lengths of A and B are different, the bit sequence lengths of A to B or both are adjusted so that the sequence lengths of both are the same. As an adjustment method, in addition to expanding the sequence length by copying or adding a part of the original bit sequence or filling it with a known pattern, a part of the original encoded bit sequence is deleted. Although there are various methods such as a method for reducing the sequence length, any method may be used as long as the sequence lengths of A and B can be made the same. Further, the output of the exclusive OR unit 214 may be obtained by adding the decoding information obtained by the decoding units 209 and 210, for example, information such as a CRC result, to the operation result C of the exclusive OR. Information transmitted to the two terminals is shared by these processes.

次に、空間符号化部215では、排他的論理和部214より出力された送信情報系列に対して空間符号化を行い、アンテナ102および103から送信される送信信号の元となるデータを生成する。ここで、空間符号化とは、複数の送信アンテナから同一の情報を送信し、受信側でこれら複数の送信信号を合成して受信品質を向上させるために行うもので、送信ダイバーシチとも呼ばれる。空間符号化の方法には一例としてSTBC(Space Time Block Coding)やCDD(Cyclic Delay Diversity)、アンテナ毎に変調マッピングを変えるもの、単純にアンテナ毎に異なる遅延時間を加えるものなど多数の方式が存在するが、本実施の形態にかかる中継器および衛星通信システムでは、どのような方式を採用してもよい。空間符号化部215は、単一の情報ビット系列からアンテナ毎に異なるビット系列を生成するが、元の情報源は各アンテナで同一なものとなる。   Next, spatial encoding section 215 performs spatial encoding on the transmission information sequence output from exclusive OR section 214 to generate data that is the source of transmission signals transmitted from antennas 102 and 103. . Here, the spatial encoding is performed in order to improve the reception quality by transmitting the same information from a plurality of transmission antennas and combining the plurality of transmission signals on the reception side, and is also called transmission diversity. There are many methods for spatial coding, such as STBC (Space Time Block Coding), CDD (Cyclic Delay Diversity), one that changes modulation mapping for each antenna, and one that simply adds different delay times for each antenna. However, any method may be adopted in the repeater and the satellite communication system according to the present embodiment. The spatial encoding unit 215 generates a different bit sequence for each antenna from a single information bit sequence, but the original information source is the same for each antenna.

次に、変調部216では、空間符号化部215から出力される各ビット系列をアンテナ毎に変調し、必要に応じて周波数変換やフィルタ処理などのデジタル信号処理を行い、D/A変換部217および218の入力信号を生成する。また、変調部216は、パイロットシンボルや制御情報(例えば同期プリアンブル)などを元のビット系列に加えて無線フレームを生成する機能を有しても良い。D/A変換部217および218では、入力信号をD/A変換したアナログ信号を出力する。これらのアナログ信号に対して、RF送信部219および220では周波数変換、増幅、フィルタ等の高周波信号処理が行う。RF送信部219および220の出力はダイブレクサ201および220を通ってアンテナ102および103から下り信号として出力される。   Next, modulation section 216 modulates each bit sequence output from spatial encoding section 215 for each antenna, performs digital signal processing such as frequency conversion and filter processing as necessary, and D / A conversion section 217. And 218 input signals. Further, the modulation unit 216 may have a function of generating a radio frame by adding pilot symbols, control information (eg, synchronization preamble) and the like to the original bit sequence. The D / A converters 217 and 218 output an analog signal obtained by D / A converting the input signal. The RF transmitters 219 and 220 perform high-frequency signal processing such as frequency conversion, amplification, and filtering on these analog signals. The outputs of the RF transmitters 219 and 220 are output as downlink signals from the antennas 102 and 103 through the diplexers 201 and 220.

以上のような動作で信号を中継する中継器101を備えた衛星通信システム(図1参照)では、アンテナ102および103から送信される下り信号112および113が空間符号化されている。そのため、ビームエリア104と105が重なり合う領域に存在する端末107は、下り信号112と113がアンテナ端で弱め合うような位相関係にある場合でも、送信ダイバーシチの適用により下り信号112と113を分離した上で合成することが可能となる。よって、ビート干渉により通信品質が低下するのを抑制できる。   In the satellite communication system (see FIG. 1) including the repeater 101 that relays the signal by the operation as described above, the downlink signals 112 and 113 transmitted from the antennas 102 and 103 are spatially encoded. Therefore, the terminal 107 existing in the region where the beam areas 104 and 105 overlap each other, even when the downlink signals 112 and 113 are in a phase relationship that weakens at the antenna end, separates the downlink signals 112 and 113 by applying transmission diversity. It is possible to synthesize above. Therefore, it can suppress that communication quality falls by beat interference.

端末106および107では、復調あるいは復号したビット系列に対して自身が送信した送信ビット系列の排他的論理和を演算することで、相手方より送信されたビット系列(自身に向けて送信された受信すべきビット系列)を復元する。   The terminals 106 and 107 calculate the exclusive OR of the transmission bit sequences transmitted by themselves with respect to the demodulated or decoded bit sequences, thereby receiving the bit sequences transmitted from the other party (receptions transmitted toward themselves). Power bit sequence) is restored.

このように、本実施の形態の衛星通信システムにおいて、中継器は、端末から受信した各上り信号を一旦復号して再符号化し、その結果得られた各送信ビット系列の排他的論理和を空間符号化して各アンテナから送信する送信系列を生成することとした。これにより、ビームエリアの境界に跨がるエリア(ビームエリアが重なり合ったエリア)に端末が存在する場合でも、複数のビームからの下り信号によって引き起こされるビート干渉による通信品質の劣化を回避できる。さらには、複数のビームからの下り信号を合成することよる通信品質改善が可能となる。また、衛星通信システムのビームエリア設計の観点からは、境界領域における通信品質の低下を回避できるため、ビーム照射パターンの設計が容易化されるといった効果が得られる。   As described above, in the satellite communication system according to the present embodiment, the repeater temporarily decodes and re-encodes each uplink signal received from the terminal, and spatially calculates the exclusive OR of each transmission bit sequence obtained as a result. A transmission sequence that is encoded and transmitted from each antenna is generated. Thereby, even when a terminal exists in an area straddling the boundary of the beam area (an area where the beam areas overlap), deterioration of communication quality due to beat interference caused by downlink signals from a plurality of beams can be avoided. Furthermore, communication quality can be improved by combining downlink signals from a plurality of beams. Further, from the viewpoint of the beam area design of the satellite communication system, it is possible to avoid the deterioration of the communication quality in the boundary region, so that an effect that the design of the beam irradiation pattern is facilitated can be obtained.

実施の形態2.
図3は、実施の形態2にかかる中継器の構成例を示す図である。図3に示した中継器101aは、実施の形態1の中継器101(図2参照)に対して加算部211および位相・振幅調整部222を追加したものである。加算部221は、RF受信部203からの出力信号に対し位相・振幅調整部222からの出力信号を加算する。位相・振幅調整部222は、RF受信部204から出力された信号の位相および振幅を調整して加算部221への入力信号を生成する。その他の構成要素は実施の形態1の中継器101と同様であるため、中継器101と同じ符号を付して説明を省略する。なお、衛星通信システムの構成(衛星に搭載された中継器と各端末の位置関係)は実施の形態1と同様とする(図1参照)。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of a repeater according to the second embodiment. The repeater 101a shown in FIG. 3 is obtained by adding an adder 211 and a phase / amplitude adjuster 222 to the repeater 101 (see FIG. 2) of the first embodiment. The adder 221 adds the output signal from the phase / amplitude adjuster 222 to the output signal from the RF receiver 203. The phase / amplitude adjustment unit 222 adjusts the phase and amplitude of the signal output from the RF reception unit 204 to generate an input signal to the addition unit 221. Since other components are the same as those of the repeater 101 of the first embodiment, the same reference numerals as those of the repeater 101 are given and description thereof is omitted. The configuration of the satellite communication system (the positional relationship between the repeater mounted on the satellite and each terminal) is the same as that in the first embodiment (see FIG. 1).

本実施の形態の中継器101aを用いた衛星通信システムは、2台の端末の上り信号で同一の周波数または時間を使うことで、下りに加えて上りの周波数利用効率の向上を実現する。   The satellite communication system using the repeater 101a according to the present embodiment uses the same frequency or time for the uplink signals of the two terminals, thereby improving the uplink frequency utilization efficiency in addition to the downlink.

以下、本実施の形態の中継器101aの動作について説明する。図1に示したとおり、アンテナ102には端末106からの上り信号108と、端末107からの上り信号110が到達する。すなわち、アンテナ102は、異なる端末から送信された上り信号を受信する。本実施の形態では、上り信号108および110が同一周波数にて送信された場合に中継器101a内で信号を分離可能とすることで、上りの周波数利用効率を改善する。   Hereinafter, the operation of the repeater 101a of the present embodiment will be described. As shown in FIG. 1, the uplink signal 108 from the terminal 106 and the uplink signal 110 from the terminal 107 reach the antenna 102. That is, the antenna 102 receives uplink signals transmitted from different terminals. In the present embodiment, when uplink signals 108 and 110 are transmitted at the same frequency, it is possible to separate signals within repeater 101a, thereby improving uplink frequency utilization efficiency.

RF受信部204で高周波信号処理が行われた後の受信信号(端末107からの受信信号)はA/D変換部206および位相・振幅調整部222へ出力される。A/D変換部206への出力信号に対しては、A/D変換部206およびその後段の各部において、実施の形態1と同様の処理が実施される。一方、位相・振幅調整部222への出力信号は、RF受信部203からの出力信号に含まれている不要成分(すなわち、端末107から送信された上り信号110)をキャンセルないし低減するための信号となるように、位相および振幅が調整される。位相および振幅の調整量は制御部260より指示される。位相および振幅のいずれか一方のみを調整する場合もありうる。ここで、RF受信部204に接続されているアンテナ103では、端末106から送信された上り信号108は存在しないか十分に弱いため、位相・振幅調整部222では上記のような信号が生成可能となる。加算部221では、位相・振幅調整部222から出力される信号をRF受信部203の出力と加算することにより、不要成分である端末107からの上り信号110の成分を元の信号から取り除くことができる。よって、後段の復調部207において端末106からの上り信号を復調できる。これらの加算部221および位相・振幅調整部222は不要成分低減手段として動作している。その他の動作は実施の形態1の中継器1と同様である。   A reception signal (received signal from the terminal 107) after the high frequency signal processing is performed by the RF reception unit 204 is output to the A / D conversion unit 206 and the phase / amplitude adjustment unit 222. For the output signal to the A / D conversion unit 206, processing similar to that in the first embodiment is performed in the A / D conversion unit 206 and each of the subsequent stages. On the other hand, the output signal to the phase / amplitude adjustment unit 222 is a signal for canceling or reducing unnecessary components included in the output signal from the RF reception unit 203 (that is, the uplink signal 110 transmitted from the terminal 107). The phase and amplitude are adjusted so that The amount of adjustment of the phase and amplitude is instructed from the control unit 260. There may be a case where only one of the phase and the amplitude is adjusted. Here, in the antenna 103 connected to the RF receiving unit 204, the uplink signal 108 transmitted from the terminal 106 does not exist or is sufficiently weak, so that the phase / amplitude adjustment unit 222 can generate the above-described signal. Become. The adder 221 adds the signal output from the phase / amplitude adjuster 222 to the output of the RF receiver 203, thereby removing the component of the uplink signal 110 from the terminal 107, which is an unnecessary component, from the original signal. it can. Therefore, the demodulator 207 at the subsequent stage can demodulate the uplink signal from the terminal 106. The adding unit 221 and the phase / amplitude adjusting unit 222 operate as unnecessary component reducing means. Other operations are the same as those of the repeater 1 of the first embodiment.

なお、図3では説明を簡略化するために、RF受信部204の出力が位相・振幅調整部222に入力され、加算部221に接続される構成としたが、衛星通信システムにおける端末の運用状況によってはアンテナ103の側に複数の上り信号が重畳されている場合も当然ながら考えられるため、本実施の形態2にかかる中継器は、逆方向の接続など接続方法を切り替える機能も有している。   In order to simplify the description in FIG. 3, the output of the RF receiving unit 204 is input to the phase / amplitude adjusting unit 222 and connected to the adding unit 221. Depending on the situation, it may be considered that a plurality of uplink signals are superimposed on the antenna 103 side, so the repeater according to the second embodiment also has a function of switching connection methods such as reverse connection. .

このように、本実施の形態にかかる中継器によれば、複数の端末の上り信号を同一周波数に割り当てることが可能となるため、実施の形態1と同様の効果が得られるとともに、上り回線の周波数利用効率を向上できる。   As described above, according to the repeater according to the present embodiment, it is possible to allocate uplink signals of a plurality of terminals to the same frequency. Frequency utilization efficiency can be improved.

実施の形態3.
図4は、実施の形態3にかかる中継器の構成例を示す図である。図4に示した中継器101bは、実施の形態1の中継器101(図2参照)が備えていた再生中継部250を再生中継部250bに置き換えたものである。再生中継部250bは、再生中継部250の符号化部212および213と排他的論理和部214とを排他的論理和部223と符号化部224とに置き換えたものである。すなわち、再生中継部250と再生中継部250bでは、符号化処理と排他的論理和の算出処理の実行順番が異なる。その他の構成要素は実施の形態1の中継器101と同様であるため、中継器101と同じ符号を付して説明を省略する。なお、衛星通信システムの構成(衛星に搭載された中継器と各端末の位置関係)は実施の形態1と同様とする(図1参照)。
Embodiment 3 FIG.
FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration example of a repeater according to the third embodiment. A repeater 101b shown in FIG. 4 is obtained by replacing the regenerative repeater 250 provided in the repeater 101 (see FIG. 2) of Embodiment 1 with a regenerative repeater 250b. The regeneration relay unit 250 b is obtained by replacing the encoding units 212 and 213 and the exclusive OR unit 214 of the regeneration relay unit 250 with an exclusive OR unit 223 and an encoding unit 224. That is, the replay relay unit 250 and the regenerative relay unit 250b have different execution orders for the encoding process and the exclusive OR calculation process. Since other components are the same as those of the repeater 101 of the first embodiment, the same reference numerals as those of the repeater 101 are given and description thereof is omitted. The configuration of the satellite communication system (the positional relationship between the repeater mounted on the satellite and each terminal) is the same as that in the first embodiment (see FIG. 1).

以下、本実施の形態の中継器101bの動作について説明する。バッファ部211は、制御部260の指示に従って、復号された各情報ビット系列を排他的論理和部223に出力する。排他的論理和部223では、復号部209および210によって得られた復号結果(バッファ部211から受け取った情報ビット系列)の排他的論理和を計算する。具体的には、復号部209の復号結果であるビット系列をA={a1,a2,a3,…,an}、復号部210の復号結果であるビット系列をB={b1,b2,b3,…,bn}とすると、排他的論理和部の出力ビット系列はC={c1,c2,c3,…,cn}(ただしciはaiとbiの排他的論理和(XOR))となる。なお、AとBのビット系列長が異なる場合は、両者の系列長が同一となるよう、AないしB、あるいは双方のビット系列長を調整する。調整の方法としては、元のビット系列の一部を複製して追加する方法や既知のパターンで埋める方法などによる系列長の拡大に加えて、元の符号化後ビット系列の一部分を削除して系列長を縮小する方法など多岐にわたるが、AとBの系列長を同一にすることが可能なものであればいずれの方法でも良い。また、排他的論理和の演算結果Cに、さらに復号部209および210にて得られた復号情報、例えばCRC結果等の情報を付加したものを排他的論理和部223の出力としてもよい。これらの処理によって2台の端末に送信する情報が共通化される。 Hereinafter, the operation of the repeater 101b of the present embodiment will be described. The buffer unit 211 outputs each decoded information bit sequence to the exclusive OR unit 223 in accordance with an instruction from the control unit 260. The exclusive OR unit 223 calculates the exclusive OR of the decoding results (information bit series received from the buffer unit 211) obtained by the decoding units 209 and 210. Specifically, the bit sequence that is the decoding result of the decoding unit 209 is A = {a 1 , a 2 , a 3 ,..., An }, and the bit sequence that is the decoding result of the decoding unit 210 is B = {b 1 , B 2 , b 3 ,..., B n }, the output bit sequence of the exclusive OR part is C = {c 1 , c 2 , c 3 ,..., C n } (where c i is a i b i exclusive OR (XOR)). If the bit sequence lengths of A and B are different, the bit sequence lengths of A to B or both are adjusted so that the sequence lengths of both are the same. As an adjustment method, in addition to expanding the sequence length by copying or adding a part of the original bit sequence or filling it with a known pattern, a part of the original encoded bit sequence is deleted. Although there are various methods such as a method for reducing the sequence length, any method may be used as long as the sequence lengths of A and B can be made the same. Further, the output of the exclusive OR unit 223 may be obtained by further adding the decoding information obtained by the decoding units 209 and 210, for example, information such as the CRC result, to the operation result C of the exclusive OR. Information transmitted to the two terminals is shared by these processes.

符号化部224は、排他的論理和部223の出力に対して誤り訂正符号化やCRC付加等を行う。なお、符号化部224は、制御部260の指示に従って、復号部209および210にて得られた復号情報、例えばCRC結果等の情報を付加してもよい。   The encoding unit 224 performs error correction encoding, CRC addition, and the like on the output of the exclusive OR unit 223. Note that the encoding unit 224 may add decoding information obtained by the decoding units 209 and 210, for example, information such as a CRC result, in accordance with an instruction from the control unit 260.

また、復号部209および210にて得られたCRC結果等、復号の成功/失敗を示す情報によって、バッファ部211から排他的論理和部223に送る情報を変えてもよい。例えば、復号部209の復号結果が不成功、すなわちCRCがNGとなった場合、排他的論理和部223に送る情報は、誤り訂正復号後の情報ではなく、ある既知パターンとしてもよい。この動作は制御部260によって制御される。   Further, the information sent from the buffer unit 211 to the exclusive OR unit 223 may be changed according to information indicating success / failure of decoding, such as CRC results obtained by the decoding units 209 and 210. For example, when the decoding result of the decoding unit 209 is unsuccessful, that is, the CRC is NG, the information sent to the exclusive OR unit 223 may be a known pattern instead of the information after error correction decoding. This operation is controlled by the control unit 260.

なお、実施の形態1にかかる中継器101の再生中継部250を再生中継部250bに置き換えた場合について説明したが、実施の形態2にかかる中継器101aの再生中継部250を再生中継部250bに置き換えることも可能である。   In addition, although the case where the regenerative repeater 250 of the repeater 101 according to the first embodiment is replaced with the regenerative repeater 250b has been described, the regenerative repeater 250 of the repeater 101a according to the second embodiment is replaced with the regenerative repeater 250b. It is also possible to replace it.

このように、本実施の形態にかかる中継器によれば、符号化を個々に行わず共通化したので、実施の形態1,2と同様の効果が得られるとともに、中継器の処理量低減や回路規模削減、低消費電力化を実現できる。   As described above, according to the repeater according to the present embodiment, since encoding is not performed individually, the same effect as in Embodiments 1 and 2 can be obtained, and the processing amount of the repeater can be reduced. Reduction of circuit scale and low power consumption can be realized.

実施の形態4.
図5は、実施の形態4にかかる中継器の構成例を示す図である。図5に示した中継器101cは、実施の形態3の中継器101b(図4参照)が備えていた再生中継部250bを再生中継部250cに置き換えたものである。再生中継部250cは、再生中継部250bの復調部207および208の前段に信号分離部225を追加したものである。その他の構成要素は実施の形態3の中継器101bと同様であるため、中継器101bと同じ符号を付して説明を省略する。なお、衛星通信システムの構成(衛星に搭載された中継器と各端末の位置関係)は実施の形態1と同様とする(図1参照)。
Embodiment 4 FIG.
FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration example of a repeater according to the fourth embodiment. The repeater 101c shown in FIG. 5 is obtained by replacing the regenerative repeater 250b provided in the repeater 101b (see FIG. 4) of Embodiment 3 with a regenerative repeater 250c. The regeneration relay unit 250c is obtained by adding a signal separation unit 225 to the preceding stage of the demodulation units 207 and 208 of the regeneration relay unit 250b. Since other components are the same as those of the repeater 101b of the third embodiment, the same reference numerals as those of the repeater 101b are assigned and description thereof is omitted. The configuration of the satellite communication system (the positional relationship between the repeater mounted on the satellite and each terminal) is the same as that in the first embodiment (see FIG. 1).

上述した実施の形態2の中継器101a(図3参照)では、A/D変換部205,206の前段にある加算部221および位相・振幅調整部222において2台の端末の上り信号を分離する構成としていた。これに対して、本実施の形態の中継器101cでは、再生中継部250c内の信号分離部225において上り信号を分離する。なお、排他的論理和算出処理と符号化処理の実行順番を入れ換えてもよい。すなわち、中継器101cが備えている排他的論理和部223および符号化部224を、実施の形態1の中継器101が備えていた符号化部221,213および排他的論理和部214に置き換えた構成としてもよい。   In repeater 101a (see FIG. 3) according to Embodiment 2 described above, upstream signals from two terminals are separated by adder 221 and phase / amplitude adjuster 222 preceding A / D converters 205 and 206. Was configured. On the other hand, in the repeater 101c according to the present embodiment, the signal separation unit 225 in the regenerative relay unit 250c separates the upstream signal. Note that the execution order of the exclusive OR calculation process and the encoding process may be interchanged. That is, the exclusive OR unit 223 and the encoding unit 224 included in the repeater 101c are replaced with the encoding units 221 and 213 and the exclusive OR unit 214 included in the repeater 101 of the first embodiment. It is good also as a structure.

以下、本実施の形態の中継器101cの動作について説明する。信号分離部225は、A/D変換部205から出力される信号(アンテナ102にて受信された上り信号成分のデジタル信号)、およびA/D変換部206から出力される信号(アンテナ103にて受信された上り信号成分のデジタル信号)を入力し、デジタル信号処理にて両者を分離し、端末106から送信された上り信号に相当する信号は復調部207に、端末107から送信された上り信号に相当する信号は復調部208に出力する。具体的な分離方法としては、実施の形態2で示した方式、すなわち、A/D変換部205,206の前でアナログ的に行う信号キャンセル方式(不要成分低減手段としての処理)をデジタル信号処理に置き換えたものや、アンテナ102および103を用いた空間フィルタリングといった方法、図5では接続を示していないが、復調部207および208、復号部209および210より出力される復調・復号結果、またはその途中経過を信号分離部225にフィードバックして信号をキャンセルしていく方法等、デジタル的に信号を空間分離可能な方式であればどのようなものでも適応可能である。信号分離部225の動作は制御部260によって制御される。その他の動作はその他の実施の形態3の中継器101bと同様である。   Hereinafter, the operation of the repeater 101c of the present embodiment will be described. The signal separation unit 225 outputs a signal output from the A / D conversion unit 205 (a digital signal of an upstream signal component received by the antenna 102) and a signal output from the A / D conversion unit 206 (at the antenna 103). The received upstream signal component digital signal) is input and separated by digital signal processing, and the signal corresponding to the upstream signal transmitted from the terminal 106 is sent to the demodulator 207 to the upstream signal transmitted from the terminal 107 Is output to the demodulator 208. As a specific separation method, the method shown in the second embodiment, that is, a signal cancellation method (processing as an unnecessary component reducing unit) that is performed in an analog manner in front of the A / D conversion units 205 and 206 is digital signal processing. 5 or a method such as spatial filtering using the antennas 102 and 103, the connection is not shown in FIG. 5, but the demodulation / decoding results output from the demodulation units 207 and 208 and the decoding units 209 and 210, or Any method can be applied as long as the signal can be digitally spatially separated, such as a method of canceling the signal by feeding back the progress to the signal separation unit 225. The operation of the signal separation unit 225 is controlled by the control unit 260. Other operations are the same as those of the repeater 101b of the third embodiment.

なお、実施の形態3にかかる中継器101bの再生中継部250bを再生中継部250cに置き換えた場合について説明したが、実施の形態1にかかる中継器101の再生中継部250を再生中継部250cに置き換えることも可能である。   The case where the regenerative repeater 250b of the repeater 101b according to the third embodiment is replaced with the regenerative repeater 250c has been described. However, the regenerative repeater 250 of the repeater 101 according to the first embodiment is replaced with the regenerative repeater 250c. It is also possible to replace it.

このように、本実施の形態にかかる中継器によれば、複数の端末から同一周波数にて送信される上り信号をデジタル信号処理によって分離するため、実施の形態2で示したアナログ信号処理で分離する方式と比較して、より高精度な分離が可能となり通信品質の向上が実現できる。また、アナログ部の部品削減による機器の小型化や低消費電力化を実現できる。   As described above, according to the repeater according to the present embodiment, uplink signals transmitted at the same frequency from a plurality of terminals are separated by digital signal processing, and therefore separated by the analog signal processing shown in the second embodiment. Compared with the method, the separation can be performed with higher accuracy and the communication quality can be improved. In addition, it is possible to reduce the size and power consumption of the equipment by reducing the number of analog parts.

実施の形態5.
図6は、実施の形態5にかかる中継器の構成例を示す図である。図6に示した中継器101dは、実施の形態4の中継器101c(図5参照)に対して、チャネライザ部300を追加したものである。図示したように、チャネライザ部300は、A/D変換部205,206およびD/A変換部217,218と再生中継部250cとの間に挿入されている。その他の構成要素は実施の形態4の中継器101cと同様であるため、中継器101cと同じ符号を付して説明を省略する。なお、衛星通信システムの構成(衛星に搭載された中継器と各端末の位置関係)は実施の形態1と同様とする(図1参照)。
Embodiment 5 FIG.
FIG. 6 is a diagram of a configuration example of a repeater according to the fifth embodiment. The repeater 101d shown in FIG. 6 is obtained by adding a channelizer unit 300 to the repeater 101c of Embodiment 4 (see FIG. 5). As illustrated, the channelizer unit 300 is inserted between the A / D conversion units 205 and 206, the D / A conversion units 217 and 218, and the regenerative relay unit 250c. Since other components are the same as those of the repeater 101c of the fourth embodiment, the same reference numerals as those of the repeater 101c are assigned and description thereof is omitted. The configuration of the satellite communication system (the positional relationship between the repeater mounted on the satellite and each terminal) is the same as that in the first embodiment (see FIG. 1).

なお、図6ではチャネライザ部300に再生中継部250cが1式のみ接続された構成としているが、チャネライザ部300に複数の再生中継部が接続された構成としてもよい。また、それら複数の再生中継部は、全てが下りリンクにて複数端末の下り信号に乗せるビット系列を排他的論理部223や214により共通化して同一周波数にて送信する機能を用いるのではなく、一部の再生中継部のみでこの機能を用いるようにしてもよい。   In FIG. 6, only one set of regenerative relay unit 250 c is connected to channelizer unit 300, but a configuration in which a plurality of regenerative relay units are connected to channelizer unit 300 may be used. In addition, the plurality of regenerative repeaters do not use a function of transmitting a bit sequence to be carried on a downlink signal of a plurality of terminals in the downlink by using the exclusive logic units 223 and 214 to transmit at the same frequency, This function may be used only by some regenerative relay units.

また、チャネライザ部300に接続されるアンテナ数を2としているが、複数(3以上)のアンテナが接続されていてもよい。その場合は、多数のアンテナのうちチャネライザにて選択した2つのアンテナの信号が再生中継部250cに接続される。   Moreover, although the number of antennas connected to the channelizer unit 300 is two, a plurality (three or more) of antennas may be connected. In that case, the signals of the two antennas selected by the channelizer among the many antennas are connected to the regenerative repeater 250c.

さらには、1つのアンテナが1つのビームに対応する構成の他、ビームフォーミングによって多数のアンテナにより形成された複数のビームがチャネライザに接続されるような構成でも良い。   Furthermore, in addition to a configuration in which one antenna corresponds to one beam, a configuration in which a plurality of beams formed by a large number of antennas by beam forming are connected to a channelizer may be used.

以下、本実施の形態の中継器101dの動作について説明する。チャネライザ部300は、アンテナ102および103にて受信された信号がA/D変換部205,206にてデジタル信号に変換されたものを入力とする。チャネライザ部300では、各ビームの帯域を複数のサブチャネルに分割(チャネライズ)し、サブチャネルおよびアンテナ(ビーム)の交換等を行ったものをD/A変換部217,218に出力する。またその際に一部のビームおよびサブチャネルを再生中継部250cの入力とする。   Hereinafter, the operation of the repeater 101d of the present embodiment will be described. Channelizer section 300 receives as input the signals received by antennas 102 and 103 and converted into digital signals by A / D conversion sections 205 and 206. Channelizer section 300 divides the band of each beam into a plurality of subchannels (channelizes) and outputs the subchannels and antennas (beams) exchanged to D / A conversion sections 217 and 218. At that time, some of the beams and subchannels are input to the regenerative repeater 250c.

なお、実施の形態4の中継器101cに対してチャネライザ部300を追加した場合について説明したが、その他の実施の形態で説明した各中継器に対してチャネライザ部300を追加してもよい。   In addition, although the case where the channelizer part 300 was added with respect to the repeater 101c of Embodiment 4 was demonstrated, you may add the channelizer part 300 with respect to each repeater demonstrated in other embodiment.

このように、本実施の形態にかかる中継器によれば、上述した実施の形態1〜4と同様の効果が得られるとともに、チャネライザ部の有する周波数およびビームの交換機能により、周波数利用効率をさらに向上させることができる。   As described above, according to the repeater according to the present embodiment, the same effects as those of the first to fourth embodiments described above can be obtained, and the frequency utilization efficiency can be further increased by the frequency and beam exchange function of the channelizer unit. Can be improved.

以上のように、本発明は、衛星通信システムに有用であり、特に、ビームエリアが重なり合っているエリアにおける通信品質の劣化を抑える衛星中継装置に適している。   As described above, the present invention is useful for a satellite communication system, and is particularly suitable for a satellite relay apparatus that suppresses deterioration in communication quality in an area where beam areas overlap.

100 衛星
101,101a,101b,101c,101d 衛星中継装置
102,103 アンテナ
104,105 ビームエリア
106,107 衛星通信端末
108,110 上り信号
112,113 下り信号
201,202 ダイプレクサ
203,204 RF受信部
205,206 A/D変換部
207,208 復調部
209,210 復号部
211 バッファ部
212,213,224 符号化部
214,223 排他的論理和部
215 空間符号化部
216 変調部
217,218 D/A変換部
219,220 RF送信部
221 加算部
222 位相・振幅調整部
225 信号分離部
250,250b,250c 再生中継部
260 制御部
300 チャネライザ部
100 Satellite 101, 101a, 101b, 101c, 101d Satellite repeater 102, 103 Antenna 104, 105 Beam area 106, 107 Satellite communication terminal 108, 110 Up signal 112, 113 Down signal 201, 202 Diplexer 203, 204 RF receiver 205 , 206 A / D converter 207, 208 Demodulator 209, 210 Decoder 211 Buffer unit 212, 213, 224 Encoder 214, 223 Exclusive OR unit 215 Spatial encoder 216 Modulator 217, 218 D / A Conversion unit 219, 220 RF transmission unit 221 Addition unit 222 Phase / amplitude adjustment unit 225 Signal separation unit 250, 250b, 250c Regenerative relay unit 260 Control unit 300 Channelizer unit

Claims (15)

複数のビームを用いる通信衛星に搭載される衛星中継装置であって、
前記複数のビームにて受信した信号の一部あるいは全部について受信信号毎に復調および復号する復調復号手段と、
前記復調復号手段から出力されたビーム毎の復号ビット系列および復号結果を一時的に保持するバッファ手段と、
前記バッファ手段で保持されている複数の復号ビット系列の中から任意の2個を選択してそれぞれを誤り訂正符号化する符号化手段と、
前記符号化手段により誤り符号化された後の2個のビット系列の排他的論理和を計算する排他的論理和算出手段と、
前記排他的論理和の計算結果に対して空間符号化を行い、複数のビームに対する送信ビット系列を生成する空間符号化手段と、
前記送信ビット系列を変調してビーム毎に変調信号を生成する変調手段と、
を備えることを特徴とする衛星中継装置。
A satellite relay device mounted on a communication satellite using a plurality of beams,
Demodulating and decoding means for demodulating and decoding a part or all of the signals received by the plurality of beams for each received signal;
Buffer means for temporarily holding a decoded bit sequence and a decoding result for each beam output from the demodulation decoding means;
Encoding means for selecting any two of the plurality of decoded bit sequences held in the buffer means and error-correcting each of the two;
Exclusive OR calculation means for calculating exclusive OR of two bit sequences after being error-encoded by the encoding means;
Spatial encoding means for performing spatial encoding on the calculation result of the exclusive OR, and generating transmission bit sequences for a plurality of beams;
Modulation means for modulating the transmission bit sequence to generate a modulated signal for each beam;
A satellite relay device comprising:
複数のビームを用いる通信衛星に搭載される衛星中継装置であって、
前記複数のビームにて受信した信号の一部あるいは全部について受信信号毎に復調および復号する復調復号手段と、
前記復調復号手段から出力されたビーム毎の復号ビット系列および復号結果を一時的に保持するバッファ手段と、
前記バッファ手段で保持されている複数の復号ビット系列の中から任意の2個を選択して排他的論理和を計算する排他的論理和算出手段と、
前記排他的論理和を誤り訂正符号化する符号化手段と、
前記符号化手段により誤り符号化された後の系列に対して空間符号化を行い、複数のビームに対する送信ビット系列を生成する空間符号化手段と、
前記送信ビット系列を変調してビーム毎に変調信号を生成する変調手段と、
を備えることを特徴とする衛星中継装置。
A satellite relay device mounted on a communication satellite using a plurality of beams,
Demodulating and decoding means for demodulating and decoding a part or all of the signals received by the plurality of beams for each received signal;
Buffer means for temporarily holding a decoded bit sequence and a decoding result for each beam output from the demodulation decoding means;
Exclusive OR calculation means for calculating an exclusive OR by selecting any two of the plurality of decoded bit sequences held in the buffer means;
Encoding means for error correcting encoding the exclusive OR;
Spatial coding means for performing spatial coding on the sequence after error coding by the coding means and generating transmission bit sequences for a plurality of beams;
Modulation means for modulating the transmission bit sequence to generate a modulated signal for each beam;
A satellite relay device comprising:
特定ビームで受信した信号の位相および振幅の少なくとも一方を調整し、その結果得られた調整後信号を利用して、当該特定ビーム以外のビームで受信した信号から不要成分を低減する不要成分低減手段、
を前記復調復号手段の前段に備えることを特徴とする請求項1または2に記載の衛星中継装置。
An unnecessary component reducing unit that adjusts at least one of the phase and amplitude of a signal received by a specific beam and reduces an unnecessary component from a signal received by a beam other than the specific beam by using an adjusted signal obtained as a result. ,
The satellite relay device according to claim 1, wherein the satellite relay device is provided in a preceding stage of the demodulation and decoding means.
前記不要成分低減手段は、アナログ−デジタル変換が実施される前の受信信号を対象として、前記調整後信号の生成処理および前記不要成分の低減処理を行うことを特徴とする請求項3に記載の衛星中継装置。   The said unnecessary component reduction means performs the production | generation process of the said adjusted signal, and the reduction process of the said unnecessary component for the received signal before analog-digital conversion is implemented. Satellite relay device. 前記不要成分低減手段は、アナログ−デジタル変換が実施された後の受信信号を対象として、前記調整後信号の生成処理および前記不要成分の低減処理を行うことを特徴とする請求項3に記載の衛星中継装置。   The said unnecessary component reduction means performs the production | generation process of the said adjusted signal, and the reduction process of the said unnecessary component for the received signal after analog-digital conversion was implemented, The said unnecessary component reduction process is characterized by the above-mentioned. Satellite relay device. 前記受信信号に含まれる不要成分を空間フィルタリングによって低減するフィルタリング手段、
を前記復調復号手段の前段に備えることを特徴とする請求項1または2に記載の衛星中継装置。
Filtering means for reducing unnecessary components contained in the received signal by spatial filtering;
The satellite relay device according to claim 1, wherein the satellite relay device is provided in a preceding stage of the demodulation and decoding means.
前記複数のビームそれぞれの受信帯域をサブチャネルに分割し、前記復調復号手段、前記不要成分低減手段または前記フィルタリング手段への入力信号を生成するチャネライザ、
をさらに備えることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一つに記載の衛星中継装置。
A channelizer that divides a reception band of each of the plurality of beams into sub-channels and generates an input signal to the demodulation and decoding unit, the unnecessary component reducing unit, or the filtering unit;
The satellite relay device according to claim 1, further comprising:
前記排他的論理和算出手段は、
計算対象となる2個のビット系列について、両者の系列長が一致しない場合に、系列長の長い方のビット系列の一部分を削除して両者の系列長を一致させてから排他的論理和を計算することを特徴とする請求項1〜7のいずれか一つに記載の衛星中継装置。
The exclusive OR calculation means includes:
For the two bit sequences to be calculated, if the two sequence lengths do not match, calculate the exclusive OR after deleting a part of the longer bit sequence and matching the two sequence lengths. The satellite relay device according to any one of claims 1 to 7, wherein
前記排他的論理和算出手段は、
計算対象となる2個のビット系列について、両者の系列長が一致しない場合に、系列長の短い方のビット系列にビットパターンを付加して両者の系列長を一致させてから排他的論理和を計算することを特徴とする請求項1〜7のいずれか一つに記載の衛星中継装置。
The exclusive OR calculation means includes:
For the two bit sequences to be calculated, if the two sequence lengths do not match, add a bit pattern to the bit sequence with the shorter sequence length and match the two sequence lengths, and then perform an exclusive OR operation. The satellite repeater according to claim 1, wherein the satellite repeater is calculated.
前記系列長の短い方のビット系列に付加するビットパターンとして、元のビット系列の一部分を複製したものを用いることを特徴とする請求項9に記載の衛星中継装置。   The satellite relay apparatus according to claim 9, wherein a bit pattern to be added to the bit sequence having a shorter sequence length uses a copy of a part of the original bit sequence. 前記系列長の短い方のビット系列に付加するビットパターンとして、送受間で既知のビットパターンを用いることを特徴とする請求項9に記載の衛星中継装置。   The satellite relay apparatus according to claim 9, wherein a bit pattern known between transmission and reception is used as a bit pattern to be added to the bit sequence having the shorter sequence length. 前記排他的論理和算出手段は、
入力される個々のビット系列に対応する前記復調復号手段における復号結果を計算結果に付加することを特徴とする請求項1〜11のいずれか一つに記載の衛星中継装置。
The exclusive OR calculation means includes:
The satellite relay apparatus according to any one of claims 1 to 11, wherein a decoding result in the demodulation and decoding means corresponding to each input bit sequence is added to a calculation result.
前記符号化手段は、入力ビット系列に対応する復調結果が復号失敗だった場合には、符号化処理を実施せずに、特定のビットパターンを送信ビット系列として出力することを特徴とする請求項1〜12のいずれか一つに記載の衛星中継装置。   The encoding means outputs a specific bit pattern as a transmission bit sequence without performing encoding processing when a demodulation result corresponding to an input bit sequence is a decoding failure. The satellite relay apparatus as described in any one of 1-12. 前記変調手段は、パイロットシンボルおよび同期プリアンブルのうち、少なくとも一方を前記空間符号化手段から入力された送信ビット系列に付加してから変調することを特徴とする請求項1〜13のいずれか一つに記載の衛星中継装置。   14. The modulation unit according to claim 1, wherein at least one of a pilot symbol and a synchronization preamble is added to a transmission bit sequence input from the spatial encoding unit and then modulated. The satellite relay device described in 1. 請求項1〜14のいずれか一つに記載の衛星中継装置を用いて衛星通信端末間の双方向通信を実現することを特徴とする衛星通信システム。   A satellite communication system, wherein bidirectional communication between satellite communication terminals is realized using the satellite relay device according to claim 1.
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