JP2000224089A - Stratosphere radio repeating system - Google Patents

Stratosphere radio repeating system

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JP2000224089A
JP2000224089A JP11024433A JP2443399A JP2000224089A JP 2000224089 A JP2000224089 A JP 2000224089A JP 11024433 A JP11024433 A JP 11024433A JP 2443399 A JP2443399 A JP 2443399A JP 2000224089 A JP2000224089 A JP 2000224089A
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JP
Japan
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platform
platforms
communication
area
communication terminal
Prior art date
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Pending
Application number
JP11024433A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hidenori Moriya
秀則 守屋
Chuji Tokunaga
忠次 徳永
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a stratosphere radio repeating system which does not degrade the communication quality, even when a frequency reusing technique is used or the moving amount of a platform is large. SOLUTION: Platforms 11, 12, and 13 respectively emit radio beams to beam irradiating areas 101, 102, and 103. Here, the platforms 11, 12 and 13 use a cental area A as a common service area. In addition, the platforms 11, 12, and 13 are positioned sufficiently far from each other, so that the movement of each platform by winds does not affect the other platforms. Even when the platform 11 is moved by a wind, namely, the other platforms 12 and 13 are located at distant positions where they are uncorrelated with the effects of the wind.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、無線中継機能を備
えたプラットフォームを成層圏に配置し、成層圏プラッ
トフォームを介して無線通信が行われる成層圏無線中継
システムに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a stratospheric radio relay system in which a platform having a radio relay function is arranged in the stratosphere and wireless communication is performed via the stratosphere platform.

【0002】[0002]

【従来の技術】地上から20km程度の上空に無線中継
機能を備えた飛行船等を配置し、飛行船等を介して地上
通信局や通信端末が通信を行う成層圏無線中継システム
が開発されている。従来の成層圏無線中継システムに
は、例えば特許第2555910号公報に示されている
ように、成層圏に、無線中継機能を有する1つの気球や
飛行船を置く単一のプラットフォームによる方式があ
る。プラットフォームとは、無線中継機能を有する気球
や飛行船を指す。また、相互にサービスエリアの異なる
複数のプラットフォームを成層圏に置き、プラットフォ
ーム間を光通信で接続して広域の通信ネットワークを構
成する方式もある。プラットフォームは、例えば、地上
の移動端末等に対して通信中継サービスを提供する。
2. Description of the Related Art A stratospheric radio relay system has been developed in which an airship or the like having a radio relay function is arranged about 20 km above the ground and a ground communication station or a communication terminal communicates via the airship or the like. 2. Description of the Related Art As a conventional stratosphere wireless relay system, for example, as disclosed in Japanese Patent No. 25555510, there is a system based on a single platform in which one balloon or airship having a wireless relay function is placed in the stratosphere. The platform refers to a balloon or an airship having a wireless relay function. There is also a method in which a plurality of platforms having mutually different service areas are placed in the stratosphere, and the platforms are connected by optical communication to form a wide-area communication network. The platform provides a communication relay service to mobile terminals on the ground, for example.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところが、成層圏に置
かれたプラットフォームは、風の影響で水平方向および
垂直方向に移動する可能性がある。その場合、担当して
いる通信サービスエリアを一定とするために、プラット
フォームに搭載されたアンテナの指向方向すなわち利得
パターンを可変する制御を行う必要がある。
However, a platform placed in the stratosphere may move horizontally and vertically under the influence of wind. In that case, in order to keep the communication service area in charge constant, it is necessary to perform control to change the directivity direction of the antenna mounted on the platform, that is, the gain pattern.

【0004】しかし、周波数を細分化して各サービスエ
リアに細分化された周波数を割り当てて限られた周波数
帯域でより多くの通信容量を得ようとしてマルチビーム
アンテナを用いる場合には利得パターンを高精度で制御
することは難しい。また、プラットフォームの水平方向
の移動量がサービスエリアの拡がりに対して相対的に大
きい場合には、やはり、アンテナの指向方向を精度よく
制御することが難しくなる。プラットフォームにおける
精度のよいアンテナ指向制御や利得パターン制御が実行
されない場合には通信品質が劣化することになる。
However, when a multi-beam antenna is used to subdivide the frequency and allocate the subdivided frequency to each service area to obtain more communication capacity in a limited frequency band, the gain pattern must be highly accurate. Is difficult to control. In addition, when the horizontal movement amount of the platform is relatively large with respect to the spread of the service area, it becomes difficult to control the directivity of the antenna with high accuracy. If accurate antenna pointing control and gain pattern control in the platform are not executed, communication quality will be degraded.

【0005】そこで、本発明は、周波数再利用技術を用
いた場合やプラットフォームの移動量が大きい場合であ
っても、通信品質を劣化させることのない成層圏無線中
継システムを提供することを目的とする。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a stratospheric radio relay system that does not degrade communication quality even when a frequency reuse technique is used or when the amount of movement of a platform is large. .

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明による成層圏無線
中継システムは、複数のプラットフォームによるビーム
照射が重複するエリアが存在し、そのエリアにビームを
照射するプラットフォームは風力による移動が相互に無
相関になる位置に配置されていることを特徴とする。よ
って、そのエリアについては、プラットフォームをダイ
バーシティ構成とすることができ、通信品質を向上させ
ることができる。
In the stratospheric radio relay system according to the present invention, there is an area where the beam irradiation by a plurality of platforms overlaps, and the platform that irradiates the beam has a correlation with the movement by the wind that is uncorrelated with each other. At a certain position. Therefore, in that area, the platform can have a diversity configuration, and communication quality can be improved.

【0007】ビーム照射が重複するエリアにビームを照
射する各プラットフォームとエリア内の通信端末とは、
スペクトル拡散変調によって通信を行うように構成され
ていてもよい。
[0007] Each platform for irradiating an area where beam irradiation overlaps and a communication terminal in the area are:
It may be configured to perform communication by spread spectrum modulation.

【0008】各プラットフォームは、相互に異なる拡散
符号を使用するように構成されていてもよい。その場合
には、プラットフォームで同一周波数が用いられても、
拡散符号の識別によって他のプラットフォームからの周
波数干渉を軽減することができる。
[0008] Each platform may be configured to use different spreading codes. In that case, even if the same frequency is used on the platform,
Identification of the spreading code can reduce frequency interference from other platforms.

【0009】各プラットフォームと通信端末とは、他プ
ラットフォームからの干渉雑音が基準値を越えると、デ
ータ通信速度を下げるとともに誤り訂正符号化率を上げ
るように構成されていてもよい。その場合には、通信品
質をさらに向上させることができる。
[0009] Each platform and the communication terminal may be configured such that when the interference noise from another platform exceeds a reference value, the data communication speed is reduced and the error correction coding rate is increased. In that case, communication quality can be further improved.

【0010】ビーム照射が重複するエリア内の通信端末
は、最も仰角が小さいプラットフォームを選択して通信
相手とするように構成されていてもよい。その場合に
は、プラットフォームまたは通信端末に移動に伴う相対
位置関係の変化を最小化することができる。
A communication terminal in an area where beam irradiation overlaps may be configured to select a platform having the smallest elevation angle as a communication partner. In that case, it is possible to minimize the change in the relative positional relationship due to the movement of the platform or the communication terminal.

【0011】通信端末は、ビーム方向可変のアンテナ
と、最も仰角が小さいプラットフォームを検出してアン
テナをその方向に向ける制御を行う制御部と、プラット
フォームの像を撮像するためのカメラとを備えた構成で
あってもよい。そのような構成によれば、最も仰角が小
さいプラットフォームを容易に捕捉することができる。
[0011] The communication terminal includes a variable beam direction antenna, a control unit for detecting a platform having the smallest elevation angle and controlling the antenna to point in the direction, and a camera for capturing an image of the platform. It may be. According to such a configuration, the platform having the smallest elevation angle can be easily captured.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図1は、本発明による成層圏無線
中継システムの一構成例を示すシステム構成図である。
図1には、3つの飛行船によるプラットフォーム11,
12,13が示されている。各プラットフォーム11,
12,13は、それぞれビーム照射領域101,10
2,103に無線ビームを照射する。ここで、3台のプ
ラットフォーム11,12,13は、中央の領域Aを共
通のサービスエリアとしている。すなわち、領域Aに存
在する通信端末(図示せず)は、いずれのプラットフォ
ーム11,12,13とも通信を行うことができる。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a system configuration diagram showing one configuration example of a stratospheric wireless relay system according to the present invention.
FIG. 1 shows a platform 11 with three airships,
12, 13 are shown. Each platform 11,
Reference numerals 12 and 13 denote beam irradiation areas 101 and 10, respectively.
2, 103 are irradiated with a radio beam. Here, the three platforms 11, 12, and 13 use the central area A as a common service area. That is, a communication terminal (not shown) existing in the area A can communicate with any of the platforms 11, 12, and 13.

【0013】また、3台のプラットフォーム11,1
2,13は、風による移動の影響が互いに無相関になる
ように十分離れて位置している。つまり、例えば、プラ
ットフォーム11が風によって移動しても、プラットフ
ォーム12,13は、プラットフォーム11を移動させ
ている風の影響と無相関になるような離れた位置に置か
れている。風による影響は、気象学的知識等にもとづい
て知見可能であるから、風の影響がほぼ無相関になるよ
うに3台のプラットフォーム11,12,13を配置す
ることができる。
Further, three platforms 11, 1
2 and 13 are located far enough apart so that the effects of the movement by the wind are uncorrelated with each other. That is, for example, even if the platform 11 is moved by the wind, the platforms 12 and 13 are located at such separated positions that there is no correlation with the influence of the wind moving the platform 11. Since the influence of the wind can be known based on meteorological knowledge and the like, the three platforms 11, 12, and 13 can be arranged so that the influence of the wind is almost uncorrelated.

【0014】なお、特許第2555910号公報に示さ
れているように、一般に、各プラットフォーム11,1
2,13には風に抗して位置を修正するような推進力を
発生する機構が搭載されている。
As shown in Japanese Patent No. 25555510, generally, each platform 11, 1
The mechanisms 2 and 13 are provided with a mechanism for generating a propulsive force for correcting the position against the wind.

【0015】そして、各プラットフォーム11,12,
13は、地上局およびサービスエリア内の移動端末等と
の間の無線通信中継を行っている。なお、図1におい
て、領域Bは、プラットフォーム13のみによって通信
サービスが提供されるサービスエリアである。
Then, each of the platforms 11, 12,
Reference numeral 13 performs wireless communication relay between a ground station and mobile terminals in a service area. In FIG. 1, an area B is a service area in which a communication service is provided only by the platform 13.

【0016】図2は、各プラットフォーム11,12,
13の構成例を示すブロック図である。図2に示す例で
は、各プラットフォーム11,12,13は、アンテナ
1、無線送受信機2、システム制御部3、GPSアンテ
ナを含むGPS受信機4、推進力発生機構5およびマル
チビームを形成するビーム形成部8が設けられている。
システム制御部3は、プラットフォームにおける受信状
況を監視して、通信回線とは異なるネットワーク管理用
回線を用いて必要な情報をサービスエリア内の通信端末
や地上局に通知する。また、GPS受信機4は、GPS
衛星からのデータを受信して自位置を検出し位置情報を
ネットワーク管理用回線を用いてサービスエリア内の通
信端末や地上局に通知する。
FIG. 2 shows each of the platforms 11, 12,.
13 is a block diagram illustrating an example of the configuration of FIG. In the example shown in FIG. 2, each of the platforms 11, 12, and 13 includes an antenna 1, a wireless transceiver 2, a system control unit 3, a GPS receiver 4 including a GPS antenna, a thrust generating mechanism 5, and a beam forming a multi-beam. A forming part 8 is provided.
The system control unit 3 monitors the reception status of the platform, and notifies necessary information to communication terminals and ground stations in the service area using a network management line different from the communication line. In addition, the GPS receiver 4 is a GPS receiver.
It receives data from satellites, detects its own location, and notifies the location information to communication terminals and ground stations within the service area using a network management line.

【0017】図3は、通信端末の一例を示す斜視図であ
る。図3に示す通信端末は、キーボード31およびディ
スプレイ32を有し、プラットフォームと通信するため
のヘリカルアンテナ33が設けられている。棒状のヘリ
カルアンテナ33の先端には、カメラ34が設置されて
いる。
FIG. 3 is a perspective view showing an example of the communication terminal. The communication terminal shown in FIG. 3 has a keyboard 31 and a display 32, and is provided with a helical antenna 33 for communicating with a platform. At the tip of the rod-shaped helical antenna 33, a camera 34 is installed.

【0018】図4は、通信端末の構成例を示すブロック
図である。図4に示すように、通信端末は、ヘリカルア
ンテナ33を移動させてビーム方向を可変制御するビー
ム制御部41を有する。また、送受分波器42、送信部
43、受信部44、制御部45、キーボードインタフェ
ース46およびディスプレイインタフェース47を有す
る。制御部45は、プラットフォームからの位置情報お
よびカメラ34が捕らえたプラットフォームの像にもと
づいてビーム制御部41に対してビーム方向を指示す
る。
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration example of the communication terminal. As shown in FIG. 4, the communication terminal has a beam control unit 41 that variably controls a beam direction by moving a helical antenna 33. Further, it has a transmission / reception splitter 42, a transmission unit 43, a reception unit 44, a control unit 45, a keyboard interface 46, and a display interface 47. The control unit 45 instructs the beam direction to the beam control unit 41 based on the position information from the platform and the image of the platform captured by the camera 34.

【0019】次に動作について説明する。まず、図1に
示された領域Aに対する中継サービスについて説明す
る。上述したように、3台のプラットフォーム11,1
2,13は、風による移動の影響が互いに無相関になる
ように十分離れて位置している。各プラットフォーム1
1,12,13は、風に対抗する推進力発生機構5を有
しているのであるが、推進能力を上回る風力を受けた場
合には、そのプラットフォームは移動する。その結果、
そのプラットフォームによるサービスエリアが移動す
る。
Next, the operation will be described. First, the relay service for the area A shown in FIG. 1 will be described. As described above, the three platforms 11, 1
2 and 13 are located far enough apart so that the effects of the movement by the wind are uncorrelated with each other. Each platform 1
1, 12 and 13 have a propulsion generating mechanism 5 against the wind, but when receiving a wind power exceeding the propulsion capacity, the platform moves. as a result,
The service area by the platform moves.

【0020】しかし、各プラットフォーム11,12,
13は垂直および水平方向の移動が無相関になるように
十分離れて配置されているので、あるプラットフォーム
によるサービスエリアが移動しても、他のプラットフォ
ームがサービスエリアをカバーする。すなわち、領域A
内の通信端末は、別のプラットフォーム通信サービスを
受けることができる。つまり、風による移動が相互に無
相関である場合には、相互にサービス中断時間を補完で
きる。
However, each of the platforms 11, 12,
13 are located far enough apart so that the vertical and horizontal movements are uncorrelated, so that even if the service area by one platform moves, the other platform will cover the service area. That is, the area A
Communication terminals within can receive another platform communication service. In other words, when the movements due to the wind are mutually uncorrelated, the service interruption time can be mutually complemented.

【0021】例えば、決められた範囲内に時間率99%
で停留可能な3台のプラットフォーム11,12,13
で領域Aに対する通信サービスを提供している場合に
は、サービス中断時間率は、 1%×1%×1%=0.001% となり、通信サービス可能時間率は、 100%−0.001%=99.999% となる。
For example, a time rate of 99% within a predetermined range
Platforms 11, 12, 13 that can be stopped at
When the communication service for the area A is provided in the above, the service interruption time rate is 1% × 1% × 1% = 0.001%, and the communication service available time rate is 100% −0.001%. = 99.999%.

【0022】すなわち、この実施の形態は、複数のプラ
ットフォーム11,12,13が相互に通信サービスを
補完する一種のダイバーシティ構成となる。よって、単
一のプラットフォームによるシステム、または複数のプ
ラットフォームが別々のサービスエリアを担当するシス
テムに比べて、システム信頼度を高めることができる。
That is, this embodiment has a kind of diversity configuration in which a plurality of platforms 11, 12, and 13 mutually complement a communication service. Therefore, system reliability can be improved as compared with a system using a single platform or a system in which a plurality of platforms are in charge of different service areas.

【0023】ところで、成層圏に配置された複数のプラ
ットフォーム11,12,13が同一の領域Aに対して
通信サービスを行う場合、それぞれのプラットフォーム
11,12,13が通信回線として互いに異なる周波数
を使用するように割り当てれば、プラットフォームの周
波数干渉を考慮する必要はない。しかし、互いに異なる
周波数を割り当てたのでは、周波数資源が無駄になる。
そこで、周波数再利用技術を用いることが望ましい。
When a plurality of platforms 11, 12, and 13 arranged in the stratosphere provide communication services to the same area A, the platforms 11, 12, and 13 use different frequencies as communication lines. In this case, it is not necessary to consider the frequency interference of the platform. However, if different frequencies are assigned, frequency resources are wasted.
Therefore, it is desirable to use a frequency reuse technique.

【0024】例えば、通信端末とプラットフォームとの
間の通信にスペクトル拡散変調を用い、それぞれのプラ
ットフォーム11,12,13との通信において、互い
に異なる拡散符号を使用する。各プラットフォーム1
1,12,13におけるシステム制御部3は、使用する
拡散符号を、通信回線とは異なる周波数のネットワーク
管理用回線で通知している。
For example, spread spectrum modulation is used for communication between the communication terminal and the platform, and different spread codes are used for communication with the respective platforms 11, 12, and 13. Each platform 1
The system control unit 3 in 1, 12, 13 notifies the spreading code to be used by a network management line having a frequency different from that of the communication line.

【0025】なお、システム制御部3による拡散符号通
知機能は、領域Aを担当する3台のプラットフォーム1
1,12,13のうちの1台が有していてもよい。その
場合には、その1台のプラットフォームから、プラット
フォーム11,12,13との通信において使用すべき
拡散符号の種別が通信端末に通知される。
The spreading code notification function by the system control unit 3 is performed by three platforms 1 in charge of the area A.
One of 1, 12, and 13 may have. In this case, the type of the spreading code to be used in the communication with the platforms 11, 12, and 13 is notified from the one platform to the communication terminal.

【0026】従って、図3および図4に示された通信端
末における制御部45は、あるプラットフォームとの間
で通信を行う場合に、どのような拡散符号を用いてスペ
クトル拡散変調を行えばよいのか認識できる。制御部4
5は、認識した拡散符号を送信部43および受信部44
に通知する。送信部43および受信部44は通知された
拡散符号を用いてスペクトル拡散変復調を行う。
Therefore, what kind of spreading code should be used by the control unit 45 in the communication terminal shown in FIG. 3 and FIG. 4 when performing communication with a certain platform? Can be recognized. Control unit 4
5 transmits the recognized spreading code to the transmitting unit 43 and the receiving unit 44
Notify. The transmitting unit 43 and the receiving unit 44 perform spread spectrum modulation and demodulation using the notified spreading code.

【0027】以上のように、各プラットフォーム11,
12,13との間の通信において、同一周波数を用いて
も、拡散符号の識別によって、他のプラットフォームか
らの周波数干渉を軽減することができる。よって、図1
に示されたような3台のプラットフォーム11,12,
13によるサービスエリア(領域A)を、周波数利用度
を高めた上で構築することができる。
As described above, each platform 11,
Even when the same frequency is used in the communication with the devices 12 and 13, the spread code can be identified to reduce the frequency interference from other platforms. Therefore, FIG.
Three platforms 11, 12, as shown in
The service area (area A) according to No. 13 can be constructed with increased frequency utilization.

【0028】しかしながら、単一のプラットフォーム1
3による通信サービスが提供される領域Bに比べると、
領域A内での回線品質の低下は否めない。そこで、領域
Aにおける通信品質の劣化を防ぐために、各プラットフ
ォーム11,12,13におけるシステム制御部3は、
以下のような制御も行う。
However, a single platform 1
3 compared with the area B where the communication service is provided by
It is undeniable that the line quality in the area A deteriorates. Therefore, in order to prevent the communication quality from deteriorating in the area A, the system control unit 3 in each of the platforms 11, 12, and 13
The following control is also performed.

【0029】システム制御部3は、サービスエリア内の
通信端末との通信に対する他のプラットフォームから受
けた干渉が許容値を越えたら、データ伝送速度を下げる
とともに、誤り訂正符号化率を上げるように制御する。
なお、通常、通信端末からのデータには誤り訂正符号が
付加されている。具体的には、システム制御部3は、送
受信機2の受信部における信号電力対雑音電力比を監視
し、その値が基準値を下回ると、干渉が許容値を越えた
と判断する。通信端末側で干渉が許容値を越えているか
否か監視してもよく、その場合、受信データの符号誤り
率が基準値を越えると、干渉が許容値を越えたと判断し
てもよい。
When the interference received from another platform for communication with a communication terminal in the service area exceeds an allowable value, the system control unit 3 controls the data transmission rate and increases the error correction coding rate. I do.
Note that an error correction code is usually added to data from a communication terminal. Specifically, the system control unit 3 monitors the signal power to noise power ratio in the receiving unit of the transceiver 2, and when the value falls below the reference value, determines that the interference has exceeded the allowable value. The communication terminal may monitor whether the interference exceeds an allowable value. In this case, if the code error rate of the received data exceeds a reference value, it may be determined that the interference exceeds the allowable value.

【0030】システム制御部3は、他のプラットフォー
ムから受けた干渉が許容値を越えたことを検出した場合
には、ネットワーク管理用回線で、通信端末に対して、
データ伝送速度を下げるとともに誤り訂正符号化率を上
げるように通知して実効的な伝送速度が低下しないよう
にする。
When the system control unit 3 detects that the interference received from another platform has exceeded the allowable value, the system control unit 3 sends a signal to the communication terminal via the network management line.
The data transmission rate is reduced and the error correction coding rate is increased so that the effective transmission rate is not reduced.

【0031】なお、信号電力対雑音電力比または符号誤
り率を監視することは、他のプラットフォームから受け
た干渉雑音だけでなく自システムの熱雑音も含めた総合
的な雑音が監視されるので、結局、監視のための基準値
に対応した総合雑音が一定値以下に保たれるように制御
されることになる。また、このような可変符号化率通信
方式を採用したときの情報伝送速度低下時でも、通信端
末から見た通信容量はダイバーシティを構成するプラッ
トフォームの数に応じて増えているので、単一のプラッ
トフォームによる領域Bにおける情報スループットと遜
色のないスループットを実現できる。
In monitoring the signal power to noise power ratio or the bit error rate, not only the interference noise received from other platforms but also the overall noise including the thermal noise of the own system is monitored. Eventually, the control is performed so that the total noise corresponding to the reference value for monitoring is kept below a certain value. In addition, even when the information transmission speed decreases when such a variable coding rate communication method is adopted, the communication capacity seen from the communication terminal increases according to the number of platforms constituting diversity, so that a single platform Thus, a throughput comparable to the information throughput in the area B can be realized.

【0032】すなわち、領域Aに存在する通信端末は、
例えば99.999%という高い通信サービス可能時間
率を得た上で、領域Bにおける通信端末と同程度の通信
品質を得ることができる。
That is, the communication terminals existing in the area A are:
For example, after obtaining a high communication service available time rate of 99.999%, it is possible to obtain the same communication quality as the communication terminal in the area B.

【0033】図5は、プラットフォーム11,12,1
3によるビーム照射切換制御の様子を示す説明図であ
る。図5に示すように、例えば、プラットフォーム11
は、マルチビームを用い、トラヒック密度の高いエリア
C1,C2,C3に対して常にビーム照射し、トラヒッ
ク密度の低いエリアC4,C5,C6に対して間欠的に
ビーム照射する。なお、トラヒックの大小については、
人口密度等にもとづいてあらかじめ決定されている。プ
ラットフォーム11におけるシステム制御部3は、エリ
アC4,C5,C6に順次ビーム照射されるように、ビ
ーム形成部8に対して、順次照射エリアを指定する情報
を出力する。ビーム形成部8は、その情報に従って、エ
リアC4,C5,C6に順次ビームを照射する。
FIG. 5 shows the platforms 11, 12, 1
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a state of beam irradiation switching control by No. 3; As shown in FIG. 5, for example, the platform 11
Uses a multi-beam and constantly irradiates the beam to areas C1, C2, and C3 with high traffic densities, and intermittently irradiates beams to areas C4, C5, and C6 with low traffic density. In addition, about the size of the traffic,
It is determined in advance based on population density. The system control unit 3 in the platform 11 outputs information for sequentially specifying an irradiation area to the beam forming unit 8 so that the areas C4, C5, and C6 are sequentially irradiated with the beam. The beam forming unit 8 sequentially irradiates the area C4, C5, C6 with a beam according to the information.

【0034】よって、エリアC4,C5,C6に存在す
る通信端末は、時分割で通信サービスを受けることにな
る。しかし、プラットフォーム11に搭載されている中
継機器は、6つのエリアC1〜C6すべてについて中継
動作を行うのではなく、4つのエリアについて中継動作
を行えばよいので、中継機器の効率利用を図ることがで
きる。以上、プラットフォーム11について説明した
が、他のプラットフォーム12,13も同様のビーム照
射制御を行う。
Therefore, the communication terminals existing in the areas C4, C5 and C6 receive the communication service in a time division manner. However, the relay device mounted on the platform 11 does not have to perform the relay operation in all of the six areas C1 to C6, but only has to perform the relay operation in four areas. it can. Although the platform 11 has been described above, the other platforms 12 and 13 perform the same beam irradiation control.

【0035】次に、図3および図4に示された通信端末
の動作を説明する。領域Aに存在する通信端末は、いず
れのプラットフォーム11,12,13とも通信を行う
ことができるのであるが、この実施の形態では、各プラ
ットフォーム11,12,13からの位置情報を受信
し、最も仰角が小さいプラットフォームと通信を行う。
Next, the operation of the communication terminal shown in FIGS. 3 and 4 will be described. The communication terminal existing in the area A can communicate with any of the platforms 11, 12, and 13. In this embodiment, the communication terminal receives the position information from each of the platforms 11, 12, and 13, and Communicate with platforms with small elevation angles.

【0036】通信衛星を介した通信では、通信端末は、
通信対象として最も仰角の大きい衛星を選択することが
多い。しかし、衛星の場合とは異なり、成層圏に位置す
るプラットフォームと通信を行う場合には、ヘリコプタ
のロータブレードなどの天頂方向の障害物が通信回線を
遮断する可能性が高くなる。また、通信対象として最も
近いプラットフォームを選択することも考えられる。し
かし、そのようにした場合には、通信端末が移動可能で
あるときに、通信端末の移動に伴うプラットフォームと
の相対的位置関係の変化が大きくなる。さらに、通信端
末から見通しやすく近い距離にあるプラットフォームに
通信負荷が集中するという問題もある。
In communication via a communication satellite, the communication terminal
In many cases, the satellite having the largest elevation angle is selected as the communication target. However, unlike the case of a satellite, when communicating with a platform located in the stratosphere, there is a high possibility that an obstacle in the zenith direction, such as a helicopter rotor blade, will cut off the communication line. It is also conceivable to select the closest platform as the communication target. However, in such a case, when the communication terminal is movable, a change in the relative positional relationship with the platform due to the movement of the communication terminal becomes large. Further, there is a problem that a communication load is concentrated on a platform which is easy to see from the communication terminal and is located at a short distance.

【0037】そこで、この実施の形態では、通信端末
は、プラットフォーム11,12,13からのうちの最
も仰角が小さいプラットフォームを選択する。具体的に
は、通信端末の制御部45が各プラットフォーム11,
12,13からの位置情報にもとづいて各プラットフォ
ーム11,12,13の仰角を算出する。そして、ビー
ム制御部41に対してヘリカルアンテナ33のビームを
最低仰角のプラットフォームに向けるように指示する。
Thus, in this embodiment, the communication terminal selects the platform having the smallest elevation angle from the platforms 11, 12, and 13. Specifically, the control unit 45 of the communication terminal controls each platform 11,
The elevation angles of the platforms 11, 12, and 13 are calculated based on the position information from the platforms 12 and 13. Then, it instructs the beam control unit 41 to direct the beam of the helical antenna 33 to the platform having the lowest elevation angle.

【0038】ヘリカルアンテナ33の先端にはカメラ3
4が設置されているので、ヘリカルアンテナ33が該当
プラットフォームに向けば、カメラ34はその像を捕ら
える。よって、制御部45は、プラットフォームが移動
しても、カメラ34が捕らえた像が映像の中央部にくる
ようにヘリカルアンテナ33の位置補正を行うことがで
きる。また、カメラ34による映像は、ディスプレイイ
ンタフェース47を介してディスプレイ31に表示され
る。よって、操作者が、ヘリカルアンテナ33の向きを
補正することもできる。
A camera 3 is provided at the tip of the helical antenna 33.
4, the camera 34 captures the image when the helical antenna 33 is directed to the corresponding platform. Therefore, even if the platform moves, the control unit 45 can correct the position of the helical antenna 33 so that the image captured by the camera 34 comes to the center of the video. The image from the camera 34 is displayed on the display 31 via the display interface 47. Therefore, the operator can also correct the direction of the helical antenna 33.

【0039】さらに、制御部45が、プラットフォーム
11,12,13からの位置情報を通知する信号等の受
信レベルを監視して、受信レベルが最大になるようにヘ
リカルアンテナ33の位置補正を行うようにしてもよ
い。
Further, the control unit 45 monitors the reception level of the signal for notifying the position information from the platforms 11, 12, and 13, and corrects the position of the helical antenna 33 so that the reception level becomes maximum. It may be.

【0040】以上のように、この実施の形態では、通信
端末は可視範囲または電波が届く範囲にあるプラットフ
ォーム11,12,13からのうちの最も仰角が小さい
プラットフォームと通信するように構成したので、特定
のプラットフォームに通信負荷が集中したり通信回線が
遮断されてしまう可能性が低減する。さらに、プラット
フォームまたは通信端末に移動に伴う相対位置関係の変
化を最小化することができる。また、上述したように、
通信端末には、プラットフォームの補足を容易にする機
構が備えられているので、最も仰角が小さいプラットフ
ォームを容易に捕捉することができる。
As described above, in this embodiment, the communication terminal is configured to communicate with the platform having the smallest elevation angle among the platforms 11, 12, and 13 in the visible range or the range where radio waves can reach. The possibility that the communication load is concentrated on a specific platform or the communication line is cut off is reduced. Furthermore, it is possible to minimize a change in the relative positional relationship due to movement of the platform or the communication terminal. Also, as mentioned above,
Since the communication terminal is provided with a mechanism for facilitating the supplement of the platform, the platform having the smallest elevation angle can be easily captured.

【0041】[0041]

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、成層圏
無線中継システムを、複数のプラットフォームによるビ
ーム照射が重複するエリアが存在し、そのエリアにビー
ムを照射するプラットフォームが風力による移動が相互
に無相関になる位置に配置された構成としたので、シス
テムの信頼度を高めることができるとともに通信品質が
向上する効果がある。
As described above, according to the present invention, a stratospheric radio relay system is provided in which an area in which beam irradiation by a plurality of platforms overlaps exists, and the beam irradiating platform has a movement by wind force. Since the configuration is arranged at a position where there is no correlation, there is an effect that the reliability of the system can be increased and the communication quality can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 成層圏無線中継システムの一構成例を示すシ
ステム構成図である。
FIG. 1 is a system configuration diagram showing a configuration example of a stratospheric wireless relay system.

【図2】 各プラットフォームの構成例を示すブロック
図である。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of each platform.

【図3】 通信端末の一例を示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view illustrating an example of a communication terminal.

【図4】 通信端末の構成例を示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration example of a communication terminal.

【図5】 プラットフォームによるビーム照射切換制御
の様子を示す説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a state of beam irradiation switching control by a platform.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11,12,13 プラットフォーム 101,102,103 ビーム照射領域 33 ヘリカルアンテナ 34 カメラ 45 制御部 11, 12, 13 Platform 101, 102, 103 Beam irradiation area 33 Helical antenna 34 Camera 45 Control unit

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 成層圏に配置されたプラットフォームを
介して無線通信を行う成層圏無線中継システムにおい
て、 複数のプラットフォームによるビーム照射が重複するエ
リアが存在し、 そのエリアにビームを照射するプラットフォームは、風
力による移動が相互に無相関になる位置に配置されてい
ることを特徴とする成層圏無線中継システム。
In a stratospheric wireless relay system that performs wireless communication via a platform arranged in the stratosphere, there is an area where beam irradiation by a plurality of platforms overlaps, and the platform that irradiates the beam with the wind is a wind-powered platform. A stratospheric radio relay system, which is arranged at a position where movements are uncorrelated with each other.
【請求項2】 ビーム照射が重複するエリアにビームを
照射する各プラットフォームとエリア内の通信端末と
は、スペクトル拡散変調によって通信を行う請求項1記
載の成層圏無線中継システム。
2. The stratospheric radio relay system according to claim 1, wherein each platform for irradiating the beam to the area where the beam irradiation overlaps and a communication terminal in the area communicate by spread spectrum modulation.
【請求項3】 各プラットフォームは、相互に異なる拡
散符号を使用する請求項2記載の成層圏無線中継システ
ム。
3. The stratospheric radio relay system according to claim 2, wherein each platform uses a different spreading code.
【請求項4】 各プラットフォームと通信端末とは、他
プラットフォームからの干渉雑音が基準値を越えると、
データ通信速度を下げるとともに誤り訂正符号化率を上
げる請求項3記載の成層圏無線中継システム。
4. When each platform and the communication terminal receive interference noise from another platform exceeding a reference value,
The stratospheric wireless relay system according to claim 3, wherein the data communication speed is reduced and the error correction coding rate is increased.
【請求項5】 ビーム照射が重複するエリア内の通信端
末は、最も仰角が小さいプラットフォームを選択して通
信相手とする請求項1ないし請求項4記載の成層圏無線
中継システム。
5. The stratospheric radio relay system according to claim 1, wherein a communication terminal in an area where beam irradiation overlaps selects a platform having the smallest elevation angle as a communication partner.
【請求項6】 通信端末は、ビーム方向可変のアンテナ
と、最も仰角が小さいプラットフォームを検出してアン
テナをその方向に向ける制御を行う制御部と、プラット
フォームの像を撮像するためのカメラとを備えた請求項
5記載の成層圏無線中継システム。
6. A communication terminal, comprising: an antenna with a variable beam direction; a control unit that detects a platform with the smallest elevation angle and controls the antenna to point in that direction; and a camera for capturing an image of the platform. The stratospheric radio relay system according to claim 5.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006525565A (en) * 2003-05-02 2006-11-09 ピルツ ゲーエムベーハー アンド コー.カーゲー Method and apparatus for controlling safety-critical processes
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