JP2008178036A - 衛星通信端末及びキャリア検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】刻々変化するドップラー周波数に追従し、迅速な処理によって的確にキャリア捕捉を可能にした衛星通信端末及びそのキャリア捕捉方法を提供する。
【解決手段】衛星通信端末において、衛星からのキャリア信号をベースバンド信号に周波数変換（同期検波）する際に乗算するローカル信号に、ドップラー成分を含めることによって、その成分もキャンセルする。
【選択図】図１

Description

本発明は衛星通信端末及びキャリア検出方法に関し、詳細には、周回衛星から到来するキャリアに含まれるドップラー成分を加味して中間周波数変換を行なうことによって、迅速なキャリア捕捉と追従を可能にした衛星通信端末及びキャリア検出方法に関する。

近年、人工衛星を利用した情報伝達や、移動体の地球上の位置情報を検出するサービスや装置が提供されている。人工衛星（以下、衛星と略称する）には、赤道上空約３５，７８６ｋｍを地球の自転速度に同期して円軌道で周回し、地上から静止してみえる静止衛星と、それより低高度（低軌道は、３５０ｋｍ乃至１，４００ｋｍ程度、中軌道は１，４００ｋｍ乃至３５，０００ｋｍ程度）で周回し、地上からみたとき高度に応じた相対的速度で移動してみえる非静止衛星（以下、周回衛星と称する）に大別できる。静止衛星は、放送衛星、通信衛星、気象衛星等として使用されることが多いのに対し、周回衛星は、低高度であることから地上無線通信装置との距離が小さく、比較的小さい送信電力によって通信可能であることから、移動無線用の衛星電話システムや、ＧＰＳ等の位置検出システム用衛星として使用されることが多い。

静止衛星に関しては、地球上からみて上空の一点に静止して見えるので、その位置検出に関しては特段の困難性はないが、周回衛星を利用するシステムでは、例えば高度３５０ｋｍの場合、約１．５時間で地球を一周することになり、自局の上空を通過する僅かな時間内に迅速にその電波（キャリア）を捕捉して必要な通信を行なうことが重要不可欠である。
図５は、地球上の衛星通信端末が、周回衛星と通信できる範囲を説明する概念図である。即ち、図５において、地球５０が点線５１の矢印方向に自転しているものとし、周回衛星５２が北極（Ｎ）方向から、南極（Ｓ）方向に衛星軌道５３に沿って周回しているとき、地球上の衛星通信端末５４から周回衛星５２を見ることができる範囲が、衛星通信端末５４を中心とする破線円５５内となる場合を示している。

従来、周回衛星５２を利用する地上の衛星通信端末５４では、例えば図６に示すような衛星キャリア捕捉機能を備えた衛星通信端末を使用していた。
図６に示す従来の衛星通信端末は、アンテナ６０によって衛星から送信された電波（キャリア）を受信し、それを高周波増幅器６１により所要レベルに増幅した後、第一混合器（１ｓｔＭＩＸ）６２において局部発振器（基準周波数信号発生部）６３から供給される第一ローカル信号と混合し、図示を省略した帯域フィルタにより中間周波信号を抽出する。更に、中間周波信号を、中間周波増幅部（ＩＦ部）６４において十分なレベルに増幅し、第二混合器（２ｎｄＭＩＸ）６５において上記局部発振器６３から供給される第二ローカル信号と混合し、第二の中間周波数に変換する。第一中間周波数より低い第二中間周波信号（ＩＦ２）に変換した後、アナログ・デジタル変換器（Ａ／Ｄ）６６によってデジタル信号に変換し、ベースバンド信号処理部６７に供給される。なお、アナログ・デジタル変換器（Ａ／Ｄ）６６には、ベースバンド信号処理部６７から動作クロック（ＭＣＬＫ）が供給され、サンプリング周波数Ｆｓにて中間周波信号ＩＦ２がサンプリングされる。

ベースバンド信号処理部６７ではデジタル処理が行なわれる。先ず、Ａ／Ｄ６６より供給されたデジタル信号は、入力信号処理部６８においてＢＰＦ処理とサンプリング処理が施された後、第三の混合器６９に導かれ、第二局部発振器７０から供給される、第二中間周波（ＩＦ２）の中心周波数と同一周波数信号と乗算（混合）されることによって、第二中間周波信号から搬送波成分が除去されたベースバンド信号成分となる。この信号は、キャリア検出処理部７１に供給される。キャリア検出部では、入力信号に最適化されたサンプリングポイント、ステップ周波数によりＦＦＴ（Fast Fourier Transform：高速フーリエ変換）により周波数分析処理が行なわれるとともに入力信号を捕捉するための平均化処理が行なわれる。入力信号が検出されると、復調処理部７２との協働処理によって、そのなかに含まれるドップラー周波数成分が検出され、このドップラー周波数成分をキャリア検出処理７１にフィードバックすることによって、キャリア信号のドップラー成分をキャンセルしながら、刻々変化するドップラー周波数に追従しつつキャリア検出を実行する。

このようにドップラー周波数成分をキャンセルしながらキャリア信号に含まれている各種データを復調処理部７３にてデコードし、得られたデータを、インタフェース部７４を介して、制御部７５に供給し、そこで軌道予測計算処理を行う。この制御部７５には、既知の各種の衛星データが記憶されている軌道パラメータ情報が、軌道パラメータメモリ７６から供給されるようになっている。このようにして目的とする衛星からのキャリア信号を捕捉すると、制御部７５では衛星パスインターバル（Ｔｐｄ）を管理し、パス終了時刻（Ｔｅ）になると例えばＲＦ部６１、ＩＦ部６４、ベースバンド信号処理部６７等の、所要部の電源を遮断して、電力の省力化を図り、次の衛星パス開始時刻（Ｔｓ）を待つ。
なお、ドップラー周波数成分を検出する手段としては、例えば特許文献１や特許文献２にＰＬＬ回路を使用したいくつかの例が記載されているので、それらを使用することができる。
特開平４−１０７３２号公報 特開２００５−２８３１８７公報

しかしながら、上述したような従来の衛星キャリア捕捉装置では、衛星から送信され衛星通信端末において受信するキャリア信号には、ドップラー効果による周波数変動成分（以下、ドップラー成分と云う）が含まれ、しかもその成分はパスインターバル期間において、時々刻々と変化するので、キャリア捕捉を行なう際に、複雑な周波数変換、サンプリング処理、平均化処理等を繰返しながら行なうことになり、迅速なキャリア検出が困難であった。特に、我が国においては、周回衛星のパス開始点、パス終了点の仰角が小さくなり、衛星と衛星通信端末間の距離も大きくなることから、十分な電界強度が得られないのが現状である。従って、パス開始初期やパス終了直前の期間にキャリア捕捉ができず有効に通信できる時間が少なくなる等の不具合を伴うことがあった。また、一旦キャリア捕捉できても、何等かの理由でキャリア捕捉のロックが失われ、再捕捉する際には、ドップラー周波数が小さくなっているにも拘わらず、最大ドップラー周波数を加味した広い範囲での周波数スキャンや帯域受信を行なうことになるので、相当の時間を要するばかりでなく、間違って他の衛星のキャリアを捕捉し、あるいは大きなノイズ混入状態でのキャリア捕捉を強いられることもあった。
本発明は、このような従来の衛星通信端末における諸問題を解決するためになされたものであって、時々刻々変化するドップラー周波数に追従し、迅速な処理によって的確にキャリア捕捉を可能にした衛星通信端末及びそのキャリア捕捉方法を提供することを目的としている。

本発明はこのような課題を解決するために、請求項１記載の衛星通信端末では、周回衛星と通信する地球局の衛星通信端末において、衛星からのキャリア信号を受信する受信高周波回路と、中間周波信号に変換する中間周波回路と、中間周波信号に該中間周波信号の中心周波数と同一周波数のローカル信号を乗算することによってベースバンド信号情報を得、それに含まれるキャリアのドップラー成分検出、データ検出、衛星パス情報の算出を行なうベースバンド信号処理部と、キャリア捕捉対象衛星の情報として少なくとも、パスインターバル（Ｔｐｄ）、キャリア周波数（Ｆ０）、最大ドップラー周波数（Ｆｄ）を含む軌道パラメータ情報を供給する手段と、軌道パラメータ情報とベースバンド処理部において検出した衛星のパス情報とに基づいて、パス開始時刻（Ｔｓ）、パス終了時刻（Ｔｅ）、パス中間時刻（Ｔｍ）を含む衛星パス情報を算出し記憶する制御部と、記憶した衛星パス情報に基づいて、その衛星通信端末の所要ブロックへの電源供給を制御する電源制御手段を備えるとともに、ベースバンド信号処理部のローカル信号に検出したドップラー成分を含めて乗算し、ベースバンド信号情報を取得する手段を備えたことを特徴とする。

請求項２記載の発明では、請求項１記載の衛星通信端末において、上記ベースバンド信号処理部のローカル信号に加算するドップラー成分は、軌道パラメータ情報供給手段から得た最大ドップラー周波数（Ｆｄ）、又はベースバンド信号処理部においてオンタイムに算出されるドップラー成分、若しくは乗算するローカル信号との誤差成分であることを特徴とする。
請求項３記載の発明では、請求項１又は２記載の衛星通信端末において、制御部には、キャリア捕捉対象衛星の情報として少なくとも、パスインターバル（Ｔｐｄ）、キャリア周波数（Ｆ０）、最大ドップラー周波数（Ｆｄ）を含む軌道パラメータ情報と、この軌道パラメータ情報及びベースバンド処理部において検出した衛星のパス情報とに基づいて算出した、パス開始時刻（Ｔｓ）、パス終了時刻（Ｔｅ）、パス中間時刻（Ｔｍ）を含む衛星パス情報を記憶しておき、その情報に基づいて、ベースバンド信号処理部のローカル信号に付加すべきドップラー成分を予測する手段を備えたことを特徴とする。

請求項４記載の発明では、請求項１又は３記載の衛星通信端末において、制御部の機能がベースバンド信号処理部に含まれたものであることを特徴とする。
請求項５記載の発明は、衛星通信端末のキャリア検出方法に関するもので、周回衛星と通信する地球局の衛星通信端末におけるキャリア検出方法において、衛星からのキャリア信号を受信する高周波信号受信処理と、受信した高周波信号を中間周波信号に変換し所要レベルに増幅する中間周波処理と、中間周波信号をデジタル信号に変換するアナログ・デジタル変換処理と、中間周波信号にこの中間周波信号の中心周波数と同一周波数のローカル信号を乗算することによってベースバンド信号情報を得る処理と、そのベースバンド信号に含まれるキャリアのドップラー成分検出、データ検出、衛星パス情報の算出を行なうベースバンド信号処理と、キャリア捕捉対象衛星の情報として少なくとも、パスインターバル（Ｔｐｄ）、キャリア周波数（Ｆ０）、最大ドップラー周波数（Ｆｄ）を含む軌道パラメータ情報を取得する処理と、上記軌道パラメータ情報とベースバンド処理において検出した衛星のパス情報とに基づいて、パス開始時刻（Ｔｓ）、パス終了時刻（Ｔｅ）、パス中間時刻（Ｔｍ）を含む衛星パス情報を算出し記憶する端末制御処理と、記憶した衛星パス情報に基づいて、この衛星通信端末の所要ブロックへの電源供給を制御する電源制御処理を含み、ベースバンド信号処理におけるローカル信号に検出したドップラー成分を含めて乗算し、ベースバンド信号情報を取得する処理を含むことを特徴とする。

本発明は以上のように構成し、又は処理するので、夫々以下の様な効果がある。先ず、請求項１記載の衛星通信端末では、受信高周波回路、中間周波回路、周波数変換等によって取得したベースバンド信号からドップラー成分検出、データ検出、衛星パス情報の算出を行なうベースバンド信号処理部、衛星の情報として少なくとも、パスインターバル（Ｔｐｄ）、キャリア周波数（Ｆ０）、最大ドップラー周波数（Ｆｄ）を含む軌道パラメータ情報を供給する手段、軌道パラメータ情報と衛星のパス情報とに基づいて、パス開始時刻（Ｔｓ）、パス終了時刻（Ｔｅ）、パス中間時刻（Ｔｍ）を含む衛星パス情報を算出し記憶する制御部、記憶した衛星パス情報に基づいて所要ブロックへの電源供給を制御する電源制御手段を備え、ベースバンド信号処理部のローカル信号に前記検出したドップラー成分を含めて乗算し、ベースバンド信号情報を取得する手段を備えたので、時々刻々変動するドップラー周波数成分を加味してベースバンドに変換することになる。従って、キャリア捕捉する際の、サンプリング処理、平均化処理等の繰り返し回数を大幅に少なくすることが可能となり、迅速なキャリア捕捉ができる。

請求項２記載の発明では、請求項１記載の衛星通信端末において、ベースバンド信号処理部のローカル信号に加算するドップラー成分は、軌道パラメータ情報供給手段から得た最大ドップラー周波数（Ｆｄ）、又はベースバンド信号処理部においてオンタイムに算出されるドップラー成分若しくは乗算するローカル信号との誤差成分であることを特徴とする。従って、時々刻々変化するドップラー周波数に追従し、迅速な処理によって的確にキャリア捕捉が可能になる。また、一旦、キャリア捕捉後、何等かの原因で捕捉が失われた状態でも、そのときのドップラー周波数の予測が可能であるので、必要最上限の帯域幅の周波数スキャンや受信を行なえばよいので、処理量を少なくし、良好な受信品質状態でのキャリア捕捉処理が可能となる。

請求項３記載の発明では、請求項１又は２記載の衛星通信端末において、上記制御部には、キャリア捕捉対象衛星の情報として、パスインターバル（Ｔｐｄ）、キャリア周波数（Ｆ０）、最大ドップラー周波数（Ｆｄ）を含む軌道パラメータ情報と、該軌道パラメータ情報及びベースバンド処理部において検出した衛星のパス情報とに基づいて算出した、パス開始時刻（Ｔｓ）、パス終了時刻（Ｔｅ）、パス中間時刻（Ｔｍ）を含む衛星パス情報を記憶しておき、その情報に基づいて、ベースバンド信号処理部のローカル信号に付加すべきドップラー成分を予測する手段を備えたので、ベースバンド処理部で行なうべきドップラー成分算出処理時間を軽減することができる。特に、パスインターバル期間中（上空を通過中）に、再キャリア検出を行なう際には、パス開始時刻やパス中間時刻等から、比較的正確にその時のドップラー周波数を予測できるので、迅速にキャリア捕捉が可能となる。

請求項４記載の発明では、請求項１又は３記載の衛星通信端末において、制御部の機能がベースバンド信号処理部に含まれるように構成したので、重複するブロックや処理を省略することができるので、全体の構成や処理を簡素化することが可能となる。
請求項５記載の発明は、衛星通信端末のキャリア検出方法に関するもので、上述した本発明の衛星通信端末の機能を、処理手順として実現できるようにしたので、これらを、プログラム等のソフトウエアとして構築することによって、ＣＰＵやメモリ等のコンピュータ機能を備えた電子装置にインストールすることにより本発明を実現できる。

以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。以下本発明の実施態様例について説明する。
図１は本発明の一実施態様例を示す衛星キャリア捕捉機能を備えた衛星通信端末のブロック図である。この例は、アンテナ１、高周波増幅器２、第一混合器（１ｓｔＭＩＸ）３、第一の局部発振器（基準周波数信号発生部）４、中間周波増幅部（ＩＦ部）５、第二混合器（２ｎｄＭＩＸ）６、アナログ・デジタル変換器（Ａ／Ｄ）７、ベースバンド信号処理部８、制御部９、軌道パラメータメモリ１０を備え、制御部９には書き込み読み出し可能なメモリＲＡＭ１１を内蔵し、計算したパス開始時刻（Ｔｓ）、パス終了時刻（Ｔｅ）、パス中間時刻（Ｔｍ）を含む衛星パス情報を記憶している。また、ベースバンド信号処理部８の内部には、入力信号処理部１２、第三の混合器１３、第二局部発振器１４、キャリア検出処理部１５、復調処理部１６、データ処理部１７、インタフェース部１８を含んでいる。

以上の構成における動作を説明すると、先ず、アンテナ１により衛星から送信されたキャリアを受信し、高周波増幅器２において所要レベルに増幅した後、第一混合器（１ｓｔＭＩＸ）３において第一の局部発振器（基準周波数信号発生部）４において発生する第一ローカル信号と混合して、図示を省略した帯域フィルタにより第一中間周波数信号（ＩＦ１）を抽出するとともに、中間周波増幅部（ＩＦ部）５において十分なレベルに増幅する。この第一中間周波数信号（ＩＦ１）は、更に、第二混合器（２ｎｄＭＩＸ）６において上記第一局部発振器４から供給される第二ローカル信号と混合し、同様に図示を省略した帯域フィルタにより、第一中間周波数より低い第二中間周波数信号（ＩＦ２）を抽出し、アナログ・デジタル変換器（Ａ／Ｄ）７によってデジタル信号に変換され、ベースバンド信号処理部８に供給される。なお、アナログ・デジタル変換器（Ａ／Ｄ）７には、ベースバンド信号処理部８において発生する動作クロック（ＭＣＬＫ）が供給され、サンプリング周波数Ｆｓにて中間周波数ＩＦ２がサンプリングされる。

ベースバンド信号処理部８では、各種のデジタル処理が行なわれるが、それに先立ち、電源が投入されると軌道パラメータメモリ１０から、予め取得し記憶されている捕捉対象の衛星の軌道パラメータ情報が読み出され、少なくとも最大ドップラー周波数（Ｆｄ）が、インタフェース部１８を介して、第二局部発振器１４に供給されている。この状態で、Ａ／Ｄ７においてサンプリングされた中間周波数ＩＦ２は、入力信号処理部１２においてＢＰＦ処理とサンプリング処理が施され、第三の混合器１３に導かれ、第二局部発振器１４において生成された第二中間周波（ＩＦ２）の中心周波数と同一周波数のローカル信号と乗算（混合）される。第二中間周波信号は、ＩＦ２に周波数変換された搬送波信号に、衛星から送信されたデータと、ドップラー効果による周波数変動成分（ドップラー成分）が加算された周波数偏移が重畳されたものであるが、搬送波信号と同一周波数信号を乗算すると、同期検波作用により搬送波成分がキャンセルされて、データとドップラー成分のみが取り出される。なお、本発明では図６に示した従来の回路と異なり、この同期検波を行なう際に、第二ローカル信号（ＩＦ２）にドップラー成分（Ｆｄ）を重畳するので、第三混合器１３の出力信号中のドップラー成分（Ｆｄ）も同様にキャンセルされて、データのみが（正確には、処理遅延に伴う、僅かなドップラー成分は残存する）出力される。

第三混合器１３において第二中間周波数成分（ＩＦ２）が除去されたベースバンド信号成分は、キャリア検出処理部１５に供給され、入力信号に最適化されたサンプリングポイント、ステップ周波数によりＦＦＴ（Fast Fourier Transform：高速フーリエ変換）され、周波数分析処理が行なわれると同時に、入力信号周波数を捕捉するための平均化処理が行なわれる。入力信号が検出されると、復調処理部１６との協働処理によって、そのなかに含まれるデータとドップラー周波数成分（Ｆｄ）を含む信号が検出され、データ処理部１７に送られ、データとドップラー成分とに弁別され、インタフェース部１８を介して制御部９に送られるが、同時にドップラー成分（Ｆｄ）は上述したように、第三局部発振器１４にも供給されて第二ローカル信号に重畳されているので、第三混合器１３の出力信号中のドップラー成分（Ｆｄ）も同様にキャンセルされて、データのみが出力されることになる。なお、このときのドップラー成分は、時々刻々変化する成分値となるが、処理時間により実際に第三局部発振器１４に供給されるドップラー成分（Ｆｄ：時間的に変化するのでＦｄｔと表示すべきであろう）と、その時処理するキャリアに含まれるドップラー成分とは若干のずれが生じるので、データ処理部１７から取り出すドップラー成分は、同期検波にてキャンセルできなかった誤差成分と考えることもできる。または、更に正確に処理するためには、処理時間分を加味して、予め処理時間によりずれる予測ドップラー成分を含めて第二局部発振器１４の出力（ＩＦ２±Ｆｄ）を補正することも可能であろう。

このように、本発明では、キャリア検出処理を行なう際に、ドップラー成分も同期検波によりキャンセルするので、キャリア検出のために行なう、平均化処理等の繰り返し回数を少なくして、迅速なキャリア検出が可能となる。なお、キャリア検出が行なわれると、そのとき捕捉した衛星のパス開始時刻（Ｔｓ）、パス終了時刻（Ｔｅ）、パス中間時刻（Ｔｍ）を含む衛星パス情報を算出し、制御部９のメモリ（ＲＡＭ）１１に記憶しておく。

図２は、これら衛星パス情報を時系列的に図示したもので、縦軸はドップラー成分（周波数）、Ｆ０はキャリアの中心周波数で、データによる周波数成分は含まず、横軸は時間である。即ち、地球上の衛星通信端末が周回衛星と通信できる範囲は図５を用いて説明した通りであるが、パス開始時刻（Ｔｓ）では仰角も低く衛星と衛星通信端末との距離も最大であるのでドップラー効果によるキャリア周波数の増加分が最大値（Ｆ０＋Ｆｄ）となり、衛星が衛星通信端末に接近し両者間の距離が小さくなるに従ってドップラー成分は小さくなる。そして衛星が衛星通信端末の上空を通過する瞬間のパス中間時刻（Ｔｍ）ではドップラー成分はゼロとなり、それを過ぎて、衛星が遠ざかるに従ってドップラー周成分は負に転じ、視界から消え去る瞬間のパス終了時刻（Ｔｅ）において最小値（Ｆ０−Ｆｄ）となる。従って、一旦、衛星からのキャリアを捕捉できれば、実際の時刻を正確に予測できる衛星パス情報を算出できるので、これを計算して制御部９のメモリ１１に記憶しておくことにより、迅速且つ正確な衛星通信端末の運用制御を可能にするものである。
このようにドップラー周波数をキャンセルしながらキャリア信号に含まれている各種データを復調処理部１６にてデコードし、得られたデータを、インタフェース部１８を介して制御部９に供給し、そこで軌道予測計算処理を行う。そして、制御部９では衛星パスインターバル（Ｔｐｄ）を管理し、パス終了時刻（Ｔｅ）になると、例えばＲＦ部２、ＩＦ部５、ベースバンド信号処理部８等所要部の電源を遮断して、電力の省力化を図りながら、次の衛星パス開始時刻（Ｔｓ）を待って、電源を再投入する。

なお、軌道パラメータメモリ１０には、捕捉対象となる可能性のある複数の衛星の情報を記憶しておき、最初の電源投入後に着信する衛星のキャリアに含まれる衛星の情報に基づいて、所要の軌道パラメータ情報を取り出すようにすればよい。そして、初回のキャリア検出後に行なわれる処理によって、上述したように捕捉した衛星の具体的なパス情報を衛星パス情報メモリ１１に記憶しておき、電源遮断中に次の開始時刻に合わせて電源の再投入を行なうことができる。従って、地球上の位置によって、また時刻によって変動する衛星パス情報を正確に把握し、迅速なキャリア検出並びにデータ復調が可能となる。
また、衛星パスインターバル（Ｔｐｄ）中に、一旦捕捉したキャリアを見失った場合であっても、実際の衛星パス情報を記憶しているので、その時刻が図２に示したどの時点に当たるかが大凡予測できるので、その時刻のドップラー成分を予測して、キャリア捕捉処理ができることになる。

図３は、上述した本発明に係る制御手順を示したフローチャートである。重複する部分は除き簡単に説明する。先ず、フローがスタート（初期電源投入）すると、衛星のキャリア周波数（Ｆ０）、最大ドップラー周波数（Ｆｄ）、衛星パスインターバル（Ｔｐｄ）等の軌道パラメータ情報を取得する（Ｓ１）。これらの軌道パラメータ情報に基づいてキャリア検出を行ない（Ｓ２）、キャリア捕捉が判定されると（Ｓ３ Ｙｅｓ）、衛星パスインターバル（Ｔｐｄ）期間において取得したパス開始時刻（Ｔｓ）、パス終了時刻（Ｔｅ）、パス中間時刻（Ｔｍ）を含む衛星パス情報を、制御部９のメモリ（ＲＡＭ）１１に記憶しておく（Ｓ４）。なお実際には、パス終了時刻（Ｔｅ）はパス終了後に正確な時刻が入手できるが、軌道パラメータ情報の衛星パスインターバル（Ｔｐｄ）に基づけば、パス開始時刻やパス中間時刻が分かれば算出可能であるので、一旦、算出しておき、パス終了後に確認修正することもできる。
そして、パス終了時刻（Ｔｅ）になると（Ｓ５ Ｙｅｓ）、待ち受けに不要なブロックへの電源投入をＯＦＦし（Ｓ６）、次に衛星が視界に入る時刻になるまで時間計測を続け（Ｓ７）、パス開始時刻になると（Ｓ８ Ｙｅｓ）、遮断していた電源供給を再開するとともに、メモリ１１に記憶してある衛星パス情報を読み出して、上述したようにキャリア検出処理を開始する（Ｓ９）。このように構成し処理すれば、衛星のキャリア検出を迅速に行なうことが可能となる。

図４は本発明の変形実施例を示す衛星通信端末のブロック図であり、この例に示す構成では、制御部をベースバンド信号処理部２０に含めたものである。更に、変形例として、アナログ・デジタル変換器（Ａ／Ｄ）７及び軌道パラメータメモリ１０等の全てのデジタル処理回路を、ベースバンド信号処理部８に含めるように構成することも可能であろう。
本発明は上述した例に限定する必要はなく、種々変形が可能である。例えば、本発明を移動通信装置に採用する場合、移動する位置によって衛星のパス情報は変化するので、移動体の位置を検出する手段、例えば、ＧＰＳによる位置情報取得手段を備え、その時々の位置に応じて衛星パス情報を補正することも、初回のキャリア検出を迅速に行なう上で有用である。また、他の特許文献に示されているように、比較的容易に検出可能な他の衛星、例えば、静止衛星等から極めて正確な周波数信号を取得し、その情報に基づいて目標とする衛星からのキャリアに含まれるドップラー成分を算出する手段を補助的に利用することも有用であろう。更に、上記実施例では、中間周波信号をデジタル信号に変換したが、必ずしもその必要はなく、アナログ信号のままベースバンド信号に変換した上で、デジタル変換し、データやドップラー成分の検出処理を行なっても良い。

また、本発明の衛星通信端末の実現に必要な一部又は全ての機能ブロックをソフトウエアで実現することも可能である。例えば、近年、ソフトウエアラジオとして、高周波増幅回路機能についてもデジタル処理し、各種プログラミング手段によって、自在に種々の方式の通信システムに対応できるようになっているので、これらの技術を使用すれば、本発明の衛星通信端末機能やキャリア検出処理を、ソフトウエア処理することが可能である。また、そのようなソフトウエアについて、夫々プログラム化し、あらかじめＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に書き込んでおき、コンピュータに搭載したＣＤ−ＲＯＭドライブのような媒体駆動装置にこのＣＤ−ＲＯＭ等を装着して、これらのプログラムをコンピュータのメモリあるいは記憶装置に格納し、それを実行することによって、本発明の目的が達成されることは云うまでもない。この場合、記録媒体から読み出されたプログラム自体が上述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムおよびそのプログラムを記録した記録媒体も本発明を実施する上で有用である。

市場に流通させる場合には、可搬型の記録媒体にプログラムを格納して流通させ、あるいは、インターネット等を介して接続されたサーバコンピュータの記憶装置にプログラムを格納しておき、インターネット等を通じて他のコンピュータに転送することもできる。

本発明に係る衛星通信端末の一実施形態を示すブロック図。 本発明の一実施例の動作を説明するための衛星パス情報を示す図。 本発明の一実施形態例の動作を説明するためのフローチャート。 本発明の他の実施形態を示すブロック図。 周回衛星の軌道と地球局との関係を示す模式図。 従来の衛星通信端末の構成例を示すブロック図。

符号の説明

１ アンテナ、２ ＲＦ部、３、６、１３ 混合器（ＭＩＸ）、４、１４ 局部発振器、５ 中間周波増幅部（ＩＦ部）、７ アナログ・デジタル変換器（Ａ／Ｄ）、８、２０ ベースバンド信号処理部、９ 制御部、１０ 軌道パラメータメモリ、１１ ＲＡＭ、１２ 入力信号処理部、１５ キャリア検出処理部、１６ 復調処理部、１７ データ処理部、１８ インタフェース部、Ｔｓ パス開始時刻、Ｔｅ パス終了時刻、Ｔｍ パス中間時刻、Ｆｄ、Ｆｄｔ ドップラー成分。

Claims (5)

1. 周回衛星と通信する地球局の衛星通信端末において、衛星からのキャリア信号を受信する受信高周波回路と、中間周波信号に変換する中間周波回路と、中間周波信号に該中間周波信号の中心周波数と同一周波数のローカル信号を乗算することによってベースバンド信号情報を得、それに含まれるキャリアのドップラー成分検出、データ検出、衛星パス情報の算出を行なうベースバンド信号処理部と、
   キャリア捕捉対象衛星の情報として少なくとも、パスインターバル（Ｔｐｄ）、キャリア周波数（Ｆ０）、最大ドップラー周波数（Ｆｄ）を含む軌道パラメータ情報を供給する手段と、
   前記軌道パラメータ情報と前記ベースバンド処理部において検出した衛星からの情報とに基づいて、パス開始時刻（Ｔｓ）、パス終了時刻（Ｔｅ）、パス中間時刻（Ｔｍ）を含む衛星パス情報を算出し記憶する制御部と、
   記憶した前記衛星パス情報に基づいて、当該衛星通信端末の所要ブロックへの電源供給を制御する電源制御手段を備えるとともに、
   前記ベースバンド信号処理部のローカル信号に前記検出したドップラー成分を含めて乗算し、ベースバンド信号情報を取得する手段を備えたことを特徴とする衛星通信端末。
2. 前記ベースバンド信号処理部のローカル信号に加算するドップラー成分は、前記軌道パラメータ情報供給手段から得た最大ドップラー周波数（Ｆｄ）、又は前記ベースバンド信号処理部においてオンタイムに算出されるドップラー成分、若しくは乗算するローカル信号との誤差成分であることを特徴とする請求項１記載の衛星通信端末。
3. 前記制御部には、キャリア捕捉対象衛星の情報として少なくとも、パスインターバル（Ｔｐｄ）、キャリア周波数（Ｆ０）、最大ドップラー周波数（Ｆｄ）を含む軌道パラメータ情報と、該軌道パラメータ情報及び前記ベースバンド処理部において検出した衛星からの情報とに基づいて算出した、パス開始時刻（Ｔｓ）、パス終了時刻（Ｔｅ）、パス中間時刻（Ｔｍ）を含む衛星パス情報を記憶しておき、その情報に基づいて、前記ベースバンド信号処理部のローカル信号に付加すべきドップラー成分を予測する手段を備えたことを特徴とする請求項１又は２記載の衛星通信端末。
4. 前記制御部の機能が前記ベースバンド信号処理部に含まれたものであることを特徴とする請求項１又は３記載の衛星通信端末。
5. 周回衛星と通信する地球局の衛星通信端末におけるキャリア検出方法において、衛星からのキャリア信号を受信する高周波信号受信処理と、受信した高周波信号を中間周波信号に変換し所要レベルに増幅する中間周波処理と、中間周波信号に該中間周波信号の中心周波数と同一周波数のローカル信号を乗算することによってベースバンド信号情報を得る処理と、該ベースバンド信号に含まれるキャリアのドップラー成分検出、データ検出、衛星からの情報の算出を行なうベースバンド信号処理と、
   キャリア捕捉対象衛星の情報として少なくとも、パスインターバル（Ｔｐｄ）、キャリア周波数（Ｆ０）、最大ドップラー周波数（Ｆｄ）を含む軌道パラメータ情報を取得する処理と、
   前記軌道パラメータ情報と前記ベースバンド処理において検出した衛星からの情報とに基づいて、パス開始時刻（Ｔｓ）、パス終了時刻（Ｔｅ）、パス中間時刻（Ｔｍ）を含む衛星パス情報を算出し記憶する端末制御処理と、
   記憶した前記衛星パス情報に基づいて、当該衛星通信端末の所要ブロックへの電源供給を制御する電源制御処理を含み、
   前記ベースバンド信号処理における前記ローカル信号に検出したドップラー成分を含めて乗算し、ベースバンド信号情報を取得する処理を含むことを特徴とする衛星通信端末のキャリア検出方法。

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