JP2006203793A

JP2006203793A - 衛星通信方法、衛星通信局及び制御局

Info

Publication number: JP2006203793A
Application number: JP2005015729A
Authority: JP
Inventors: Toru Imai; 徹今井
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2005-01-24
Filing date: 2005-01-24
Publication date: 2006-08-03

Abstract

【課題】降雨等によって一定以上の伝送減衰が生じた場合に、回線速度を低下させつつも、送信レベルを増加させることによって送信電力をほぼ一定に保ちつつ、回線品質を確保することができる衛星通信方法、衛星通信局及び制御局を得ることを目的とする。
【解決手段】ＣＳＣ制御回線５の受信レベルを制御回線変復調装置９により検出し、伝送減衰７より生じる受信レベルの減衰量が一定以上の量となった場合に、回線制御装置１１は、通信回線の送信帯域幅の縮小を要求する回線変更要求信号を生成する。制御局４はこの回線変更要求信号を受信し、衛星通信局２の送信周波数の変更、送信帯域幅の縮小変更、及び送信レベル増加の変更による通信回線６の再割当てを行う。衛星通信局２は再割当ての制御信号を受信して、通信回線６の変更を行う。
【選択図】図１

Description

この発明は、音声や映像、データ等を通信衛星を経由して通信する際に、通信経路に生じる降雨等によって生じる通信回線の劣化に適応する衛星通信方法、固定型の、移動体搭載型の又は可搬型の衛星通信局、及び制御局に関するものである。

例えば、特開平６−１９７０５５号公報には、衛星通信局間において通信衛星を介して通信を行う場合に、衛星通信局において搬送波対雑音（Ｃ／Ｎ）比を測定し、Ｃ／Ｎ比が良好であれば、誤り訂正符号化率を小さくし、その分の通信帯域幅を狭くする制御を行うことによって、周波数の有効利用を図る技術が開示されている。

特開平６−１９７０５５号公報

特開平６−１９７０５５号公報に開示された通信帯域幅の制御は、Ｃ／Ｎ比が良好となったときに誤り訂正符号化率を小さくし通信帯域幅を狭くするものであるが、このことは、逆にＣ／Ｎ比が劣化したときには、誤り訂正符号化率を大きくし通信帯域幅を広くするものである。一方、衛星通信局の送信電力に着目すると、降雨減衰等により通信回線が劣化するときに送信電力を増加させる制御を行うことが通常行われるが、通信帯域幅を広くしつつ送信電力を一定以上に保つためには、降雨減衰時等を最大送信電力とし、晴天時等における伝送減衰が生じていない状態では、最大送信電力より小さい送信電力に設定しておく必要がある。このように、従来の衛星通信局では、降雨による伝送減衰に備えて高い電力送信が可能な送信機が必要となるものであり、晴天時の運用においては送信機が有する最大送信電力での送信ができないという問題点があった。また、特に可搬性が要求される小型衛星通信局においては、大送信電力の送信機や送信電力を可変にするための減衰器などを搭載する必要があるので、機器を小型化や軽量化を図ることができないという問題点があった。

この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、降雨等によって一定以上の伝送減衰が生じた場合に、回線速度を低下させつつも、送信レベルを増加させることによって送信電力をほぼ一定に保ちつつ、回線品質を確保することができる衛星通信方法、衛星通信局及び制御局を得ることを目的とする。

請求項１の発明に係る衛星通信方法は、衛星通信局間の回線割当てをＣＳＣ制御回線により制御局に要求し、制御局により割当てた通信回線の回線情報に基づいて衛星通信局間での通信を行う衛星通信方法において、１の衛星通信局が上記ＣＳＣ制御回線の受信レベルを検出しその減衰量を算出する減衰量算出ステップと、上記減衰量が一定値以上となったときに、上記１の衛星通信局から上記制御局に対して、上記通信回線における送信帯域幅の縮小を要求する回線変更要求信号を上記ＣＳＣ制御回線により送信する変更要求ステップと、上記制御局が上記通信回線の送信帯域幅を縮小し、上記１の衛星通信局の送信レベルを増加した通信回線を再割当てする回線再割当ステップと、上記１の衛星通信局が、上記回線再割当ステップにより再割当てされた通信回線の回線情報に含まれる送信帯域幅及び送信レベルによって通信回線を変更する通信回線変更ステップとを備えたものである。

請求項２の発明に係る衛星通信局は、制御局に対して回線割当てをＣＳＣ制御回線により要求し、上記制御局が割当てた通信回線の回線情報に基づいて、相手方衛星通信局との間で通信を行う衛星通信局において、上記ＣＳＣ制御回線の受信レベルを検出する制御回線変復調装置と、この制御回線変復調装置により検出した受信レベルの減衰量を算出し、減衰量が一定以上となったときに、上記通信回線における送信帯域幅の縮小を要求する回線変更要求信号を生成し、この回線変更要求信号により上記制御局が再割当てした通信回線の回線情報に含まれる送信帯域幅及び送信レベルによって通信回線を変更する回線制御装置とを備えたものである。

請求項３の発明に係る制御局は、衛星通信局からの回線割当ての要求に対して、衛星通信局間での通信回線を割当て、割当てた通信回線の回線情報をＣＳＣ制御回線によって衛星通信局に送信する制御局において、１の衛星通信局がＣＳＣ制御回線の受信レベルが減衰したことにより生成する上記通信回線の送信帯域幅の縮小を要求する回線変更要求信号に基づいて通信回線の変更を指示する信号処理部と、この信号処理部からの指示により、上記１の衛星通信局に割当てた通信回線の回線情報に含まれる送信帯域幅及び送信レベルを変更する回線割当装置とを備えたものである。

請求項４の発明に係る衛星通信方法は、衛星通信局間の回線割当てをＣＳＣ制御回線により制御局に要求し、制御局により割当てた通信回線の回線情報に基づいて衛星通信局間での通信を行う衛星通信方法において、１の衛星通信局が上記ＣＳＣ制御回線の受信レベルを検出しその減衰量を算出する減衰量算出ステップと、上記減衰量が一定値以上となったときに、上記１の衛星通信局から上記制御局に対して、上記通信回線における送信帯域幅の縮小を要求する回線変更要求信号を上記ＣＳＣ制御回線により送信する変更要求ステップと、上記制御局が上記通信回線の送信帯域幅を縮小した通信回線を再割当てする回線再割当ステップと、上記１の衛星通信局が、上記回線再割当ステップにより再割当てされた通信回線の回線情報に含まれる送信帯域幅と、この送信帯域幅に基づいて設定する送信レベルとによって通信回線を変更する通信回線変更ステップとを備えたものである。

請求項５の発明に係る衛星通信局は、制御局に対して回線割当てをＣＳＣ制御回線により要求し、上記制御局が割当てた通信回線の回線情報に基づいて、相手方衛星通信局との間で通信を行う衛星通信局において、上記ＣＳＣ制御回線の受信レベルを検出する制御回線変復調装置と、この制御回線変復調装置により検出した受信レベルの減衰量を算出し、減衰量が一定以上となったときに、上記通信回線における送信帯域幅の縮小を要求する回線変更要求信号を生成し、この回線変更要求信号により上記制御局が再割当てした通信回線の回線情報に含まれる送信帯域幅と、この送信帯域幅に基づいて設定する送信レベルとによって通信回線を変更する回線制御装置とを備えたものである。

請求項６の発明に係る制御局は、衛星通信局からの回線割当ての要求に対して、衛星通信局間での通信回線を割当て、割当てた通信回線の回線情報をＣＳＣ制御回線によって衛星通信局に送信する制御局において、１の衛星通信局がＣＳＣ制御回線の受信レベルが減衰したことにより生成する上記通信回線の送信帯域幅の縮小を要求する回線変更要求信号に基づいて通信回線の変更を指示する信号処理部と、この信号処理部からの指示により、上記１の衛星通信局に割当てた通信回線の回線情報に含まれる送信帯域幅を変更する回線割当装置とを備えたものである。

請求項１乃至請求項６に記載の発明によれば、降雨等によって一定以上の伝送減衰が生じたことＣＳＣ制御回線により検出し、衛星通信局からの回線変更要求信号により通信回線の送信帯域幅を縮小し送信レベルを増加して回線品質を確保するので、降雨等による伝送減衰に備えるための大電力の送信機が不要となり、機器の小型化や軽量化を図ることができる。

実施の形態１

この発明の実施の形態１に係る衛星通信方法、衛星通信局及び制御局を図１乃至図３により説明する。図１は、この発明の実施の形態１に係る衛星通信システム及び衛星通信局の構成を示す構成図である。図１において、１及び２は双方向の通信を行う衛星通信局であり、音声や映像、データ等の送受信を行うものである。３は通信衛星、４は制御局であり、制御局４は衛星通信局１及び衛星通信局２が通信衛星３を介して通信する通信回線の割当、変更及び開放など通信回線に関する制御を行う。５は制御局４と衛星通信局１及び衛星通信局２との間で通信回線の制御信号を送受信するＣＳＣ制御回線であり、６は衛星通信局１と衛星通信局２との間で音声や映像、データ等の送受信を行う通信回線である。７は通信衛星３を介した通信経路に発生する降雨等による伝送減衰であり、８は伝送減衰によりレベル低下したＣＳＣ制御回線である。衛星通信局１及び衛星通信局２において、９はＣＳＣ制御回線５をモニターし、制御信号を変復調する制御回線変復調装置、１０は通信回線６をモニターし、通信信号を変復調する通信回線変復調装置、１１はＣＳＣ制御回線５のモニター結果に基づいて、所定の回線制御を行う回線制御装置である。１２はそれぞれ衛星通信局１と衛星通信局２とに接続された端末装置であり、音声や映像、データ等の通信信号は、衛星通信局１や衛星通信局２を介して端末装置１２に伝送される。

次に実施の形態１に係る衛星通信局の動作について説明する。衛星通信局１と衛星通信局２は、通信回線変復調装置１０により通信を行う。制御局４は、ＤＡＭＡ（要求割当多元接続）制御により通信回線６の割り当てを行うものであり、衛星通信局１又は衛星通信局２からの通信回線割当要求をＣＳＣ制御回線５により受信して通信回線６を割り当てる。具体的には、衛星通信局１又は衛星通信局２内の回線制御装置１１により通信回線割当要求を生成し、制御回線変復調装置９により通信回線割当要求を変調し、合成分配部、電力増幅部及びアンテナを順に介して、ＣＳＣ制御回線５を通じて制御局４へ送信する。この要求を受信した制御局４は、通信回線６を衛星通信局１と衛星通信局２との間の通信回線として割り当て、その回線情報（例えば、ＣＨ番号、周波数、帯域幅などの情報）をＣＳＣ制御回線５において送信する。この回線情報を衛星通信局１及び衛星通信局２内の受信機で受信し、合成分配部を介して制御回線変復調装置９により制御情報を復調し、復調した制御情報に基づいて、回線制御装置１１からの指令により通信回線変復調装置１０を回線情報に示されるＣＨ番号、周波数、帯域幅などのパラメータにより設定し、衛星通信局１と衛星通信局２との間で、通信回線６により双方向の通信を行う。例えば、衛星通信局１からの送信信号は、衛星通信局１内の通信回線変復調装置１０において変調され、合成分配部、電力増幅部及びアンテナを順に介して通信回線６により通信衛星３へ送信され、衛星通信局２では通信回線６をアンテナ及び受信機により受信し通信回線変復調装置１０により、衛星通信局２からの送信信号を復調する。制御局４は、通信回線６の割当だけでなく、変更や開放なども行っており、この制御局４からの制御信号を受信するために、衛星通信局１と衛星通信局２とは、通信回線６による通信を開始した後も、ＣＳＣ制御回線５を制御回線変復調装置９によりモニターし、到来する制御信号を復調している。

制御回線変復調装置９はＣＳＣ制御回線５の受信レベルを検出し、回線制御装置１１に通知する。また、衛星通信局１及び衛星通信局２は、制御局４との間でＣＳＣ制御回線５を用いて、通信回線６の送受信帯域幅を変更することができるものとする。降雨等の原因により伝送減衰７が生じると、衛星通信局２が受信するＣＳＣ制御回線５の受信レベルは低下し、受信レベルが低下したＣＳＣ制御回線８を受信する。この低下した受信レベルは衛星通信局２内の制御回線変復調装置９において検出され、回線制御装置１１において、受信レベル低下前の受信レベルとの差により、減衰量を算出する（減衰量算出ステップ）。この減衰量が一定以上の量となった場合に、衛星通信局２内の回線制御装置１１は、通信回線の送信帯域幅の縮小を要求する回線変更要求信号を生成し、この信号を制御回線変復調装置９により変調し、ＣＳＣ制御回線８を介して、制御局４へ送信する（変更要求ステップ）。制御局４はＣＳＣ制御回線５において回線変更要求信号を受信し、衛星通信局２の送信周波数の変更、送信帯域幅の縮小変更、及び送信レベル増加の変更を行って、通信回線６の再割当てを行う（回線再割当ステップ）。制御局４は、この再割当てされた通信回線の回線情報（送信周波数、送信帯域幅、送信レベルなど）を含む制御信号を生成して、ＣＳＣ制御回線５を介して、衛星通信局２に送信する。

衛星通信局２は、制御局４からの上記の制御信号を制御回線変復調装置９により受信復調し、この制御信号に基づいて、回線制御装置１０からの指示により通信回線変復調装置１０に設定されていた送信周波数、送信帯域幅を変更する。また、衛星通信局２は、上記制御信号に含まれる送信レベルに従って、局内の電力増幅部の送信レベルを増加する（通信回線変更ステップ）。以上により、降雨等の要因によって生じた伝送減衰による回線品質劣化を回復し、安定した通信が可能となる。

図２は、この発明の実施の形態１に係る制御局の構成を示す構成図である。図２において、１３はＣＳＣ制御回線５を介した送受信を行う送受信機であり、１４は送受信機１３において受信した要求信号を復調し、送受信機１３から送信する制御信号を変調する変復調機である。１５は受信した要求信号に基づいて回線割当や回線変更を指示し、衛星通信局１及び衛星通信局２への制御信号を生成する信号処理部であり、１６は衛星通信局１と衛星通信局２との間の通信回線の割当、変更及び開放を行う回線割当装置である。制御局４は、上記のように衛星通信局１又は衛星通信局２からの回線割当要求信号を送受信機１３により受信し、変復調機１４により復調し、信号処理部１５にて回線割当要求信号を受け付ける。信号処理部１５は、回線割当要求信号を受け付けると、回線割当装置１６へ通信回線の割り当てを指示し、回線割当装置１６は空き回線の検索を行って、通信回線を割当てる。割り当てられた通信回線の回線情報（例えば、ＣＨ番号、周波数、帯域幅などの情報）は、信号処理部１５において、衛星通信局１及び衛星通信局２への制御信号に格納され、変復調機１４により変調し、送受信機１３によりＣＳＣ制御回線５へ送信する。また、衛星通信局２からの通信回線の送信帯域幅の縮小を要求する回線変更要求信号は、送受信機１３により受信され、変復調機１４により復調し、信号処理部１５にて受け付ける。信号処理部１５は、この回線変更要求信号をもとに回線割当装置１６へ通信回線の回線情報の変更を指示する。回線割当装置１６は、衛星通信局２に割り当てた送信帯域幅を縮小し、新たな送信周波数を設定し、帯域幅縮小により余剰する電力分を増加させた送信レベルを設定する再割当て処理を行い、新たな回線情報として信号処理部１５へ通知する。信号処理部１５は制御信号に新たな回線情報を格納し、変復調機１４にて制御信号を変調し、送受信機１３により送信する。

図３は、伝送減衰７が生じる前後での通信回線６の割り当て状況を示した模式図である。図３（ａ）は、伝送減衰７が生じる前の、図３（ｂ）は伝送減衰が生じた後に通信回線６を再割当てした状況をそれぞれ示している。１７は衛星通信局１の送信波を、１８は伝送減衰７が生じる前の衛星通信局２の送信波を示す。１９は伝送減衰７が生じた後、制御局４により指示された衛星通信局２の送信波を示す。制御局４からの制御信号により伝送減衰７が生じた後の送信波１９は、伝送減衰７が生じる前の送信波１８に比べて、送信帯域幅を縮小し、新たな送信周波数を設定し、かつ、帯域を減らしたことによって生じた余剰電力分の送信レベル増加を行い、伝送減衰７が生じる前後での送信電力をほぼ一定に保つようにするものである。これにより、特別な装置を付加せず、特に可搬性が要求される小型衛星通信局や廉価な衛星通信局において、晴天時等の伝送減衰が生じていない状態において、通信機器（特に送信機）の送信能力を最大限に発揮させ、降雨時等の伝送減衰が生じた状態においては、帯域幅を縮小（回線速度を減少）して送信レベルを増加して、回線品質を維持することができる。このように、この発明の衛星通信局では、降雨による伝送減衰に備えて高い電力送信が可能な送信機が必要とすることがなく、晴天時の運用においても、送信機が有する最大送信電力での送信もすることができる。また、特に可搬性が要求される小型衛星通信局においては、大送信電力の送信機や送信電力を可変にするための減衰器などを搭載する必要がないので、機器の小型化や軽量化を図ることができる。

実施の形態２

実施の形態１においては、衛星通信局２からの通信回線の送信帯域幅の縮小を要求する回線変更要求信号に対して、制御局４からの制御信号は、送信周波数変更、送信帯域変更、及び送信電力増加変更を指示するものであったが、実施の形態２においては、衛星通信局２からの回線変更要求信号に対して、制御局４からの制御信号は、送信周波数変更及び送信帯域幅変更を指示するものとする。この発明の実施の形態２に係る衛星通信システム及び衛星通信局、制御局の構成は図１及び図２と同様であり、実施の形態１において説明したとおりである。

実施の形態２に係る制御局４は、衛星通信局２からの回線変更要求信号に対して、制御局４内の回線割当装置１６にて送信周波数の変更と送信帯域幅の縮小とを設定し、この設定値を格納した制御信号を制御局４にて変調し送信する。衛星通信局２は、制御局４からの制御信号を制御回線変復調装置９により受信し、この制御信号に基づいて、回線制御装置１０からの指示により通信回線変復調装置１０に設定している送信周波数、送信帯域を変更する。また、衛星通信局２は、送信帯域の縮小に伴って生じる余剰電力の分、衛星通信局内の電力増幅部の送信レベルを増加する。このとき、送信電力はほぼ一定に保たれることになる。これによって、降雨等の要因によって生じた伝送減衰による回線品質劣化を回復し、安定した通信が可能となる。

この発明の実施の形態１に係る衛星通信システム及び衛星通信局の構成を示す構成図である。この発明の実施の形態１に係る制御局の構成を示す構成図である。伝送減衰が生じる前後での通信回線の割当て状況を示した模式図である。

符号の説明

１、２衛星通信局
４制御局
５、８ＣＳＣ制御回線
６通信回線
９制御回線変復調装置
１０通信回線変復調装置
１１回線制御装置
１５信号処理部
１６回線割当装置

Claims

衛星通信局間の回線割当てをＣＳＣ制御回線により制御局に要求し、制御局により割当てた通信回線の回線情報に基づいて衛星通信局間での通信を行う衛星通信方法において、１の衛星通信局が上記ＣＳＣ制御回線の受信レベルを検出しその減衰量を算出する減衰量算出ステップと、上記減衰量が一定値以上となったときに、上記１の衛星通信局から上記制御局に対して、上記通信回線における送信帯域幅の縮小を要求する回線変更要求信号を上記ＣＳＣ制御回線により送信する変更要求ステップと、上記制御局が上記通信回線の送信帯域幅を縮小し、上記１の衛星通信局の送信レベルを増加した通信回線を再割当てする回線再割当ステップと、上記１の衛星通信局が、上記回線再割当ステップにより再割当てされた通信回線の回線情報に含まれる送信帯域幅及び送信レベルによって通信回線を変更する通信回線変更ステップとを備えたことを特徴とする衛星通信方法。
制御局に対して回線割当てをＣＳＣ制御回線により要求し、上記制御局が割当てた通信回線の回線情報に基づいて、相手方衛星通信局との間で通信を行う衛星通信局において、上記ＣＳＣ制御回線の受信レベルを検出する制御回線変復調装置と、この制御回線変復調装置により検出した受信レベルの減衰量を算出し、減衰量が一定以上となったときに、上記通信回線における送信帯域幅の縮小を要求する回線変更要求信号を生成し、この回線変更要求信号により上記制御局が再割当てした通信回線の回線情報に含まれる送信帯域幅及び送信レベルによって通信回線を変更する回線制御装置とを備えたことを特徴とする衛星通信局。
衛星通信局からの回線割当ての要求に対して、衛星通信局間での通信回線を割当て、割当てた通信回線の回線情報をＣＳＣ制御回線によって衛星通信局に送信する制御局において、１の衛星通信局がＣＳＣ制御回線の受信レベルが減衰したことにより生成する上記通信回線の送信帯域幅の縮小を要求する回線変更要求信号に基づいて通信回線の変更を指示する信号処理部と、この信号処理部からの指示により、上記１の衛星通信局に割当てた通信回線の回線情報に含まれる送信帯域幅及び送信レベルを変更する回線割当装置とを備えたことを特徴とする制御局。
衛星通信局間の回線割当てをＣＳＣ制御回線により制御局に要求し、制御局により割当てた通信回線の回線情報に基づいて衛星通信局間での通信を行う衛星通信方法において、１の衛星通信局が上記ＣＳＣ制御回線の受信レベルを検出しその減衰量を算出する減衰量算出ステップと、上記減衰量が一定値以上となったときに、上記１の衛星通信局から上記制御局に対して、上記通信回線における送信帯域幅の縮小を要求する回線変更要求信号を上記ＣＳＣ制御回線により送信する変更要求ステップと、上記制御局が上記通信回線の送信帯域幅を縮小した通信回線を再割当てする回線再割当ステップと、上記１の衛星通信局が、上記回線再割当ステップにより再割当てされた通信回線の回線情報に含まれる送信帯域幅と、この送信帯域幅に基づいて設定する送信レベルとによって通信回線を変更する通信回線変更ステップとを備えたことを特徴とする衛星通信方法。
制御局に対して回線割当てをＣＳＣ制御回線により要求し、上記制御局が割当てた通信回線の回線情報に基づいて、相手方衛星通信局との間で通信を行う衛星通信局において、上記ＣＳＣ制御回線の受信レベルを検出する制御回線変復調装置と、この制御回線変復調装置により検出した受信レベルの減衰量を算出し、減衰量が一定以上となったときに、上記通信回線における送信帯域幅の縮小を要求する回線変更要求信号を生成し、この回線変更要求信号により上記制御局が再割当てした通信回線の回線情報に含まれる送信帯域幅と、この送信帯域幅に基づいて設定する送信レベルとによって通信回線を変更する回線制御装置とを備えたことを特徴とする衛星通信局。
衛星通信局からの回線割当ての要求に対して、衛星通信局間での通信回線を割当て、割当てた通信回線の回線情報をＣＳＣ制御回線によって衛星通信局に送信する制御局において、１の衛星通信局がＣＳＣ制御回線の受信レベルが減衰したことにより生成する上記通信回線の送信帯域幅の縮小を要求する回線変更要求信号に基づいて通信回線の変更を指示する信号処理部と、この信号処理部からの指示により、上記１の衛星通信局に割当てた通信回線の回線情報に含まれる送信帯域幅を変更する回線割当装置とを備えたことを特徴とする制御局。