JP2011199355A - Satellite-mounted repeater - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、人工衛星（以下、衛星）に搭載される衛星搭載用中継器に関する。 The present invention relates to a satellite-mounted repeater mounted on an artificial satellite (hereinafter referred to as satellite).
通信衛星は、地上に設置された地球局からの通信信号を受信し、受信した信号からフィルタにより通信信号のスペクトルを分離し、分離した各々のスペクトルについて、その周波数を変換し、周波数変換した通信信号を地上に設置された端末へ送出する。同様に、通信衛星では、地上に設置された端末からの通信信号を受信し、受信した信号からフィルタにより通信信号を分離し、その周波数を変換し、周波数変換した通信信号を地上に設置された地球局へ送出する。一般に、受信信号から通信信号を分離し、周波数変換する機器は、中継器と呼ばれる。従来、この中継器は、アナログフィルタやミキサ等のアナログ回路により構成されてきたが、中継器の高機能化の要請から、これらフィルタや周波数変換処理機能の一部を、ディジタル信号処理で行う中継器が望まれている（例えば、特許文献１参照）。 A communication satellite receives a communication signal from an earth station installed on the ground, separates the spectrum of the communication signal from the received signal by a filter, converts the frequency of each separated spectrum, and performs frequency-converted communication. Send the signal to the terminal installed on the ground. Similarly, a communication satellite receives a communication signal from a terminal installed on the ground, separates the communication signal from the received signal by a filter, converts its frequency, and installs the frequency-converted communication signal on the ground. Send to earth station. Generally, a device that separates a communication signal from a received signal and performs frequency conversion is called a repeater. Conventionally, this repeater has been configured by an analog circuit such as an analog filter or a mixer, but in response to a request for higher functionality of the repeater, a part of these filters and frequency conversion processing functions are relayed by digital signal processing. A container is desired (see, for example, Patent Document 1).
図５は、特許文献１に記載されるディジタル回路により構成された中継器の一部構成を示すブロック図である。以下では、地球局からのアップリンク信号を受信し、その信号を衛星に搭載された中継器を用いてダウンリンク信号として送出して、地上端末に中継する場合を例に、従来の中継器及び衛星ペイロードについてその構成例及び動作例を説明する。
FIG. 5 is a block diagram showing a partial configuration of a repeater configured by a digital circuit described in
図５に示す中継器は、３つのマルチポートＤＳＰ（Digital Signal Processor）スライス１１２（１１２Ａ−１１２Ｃ）を有する例である。従来の衛星に搭載された中継器２１３は、フィーダーリンク（衛星と地上との通信回線）を構成する地上局からの信号が、アンテナ、周波数変換器等のアナログ回路を経て、入力ポート１０１へ入力される。実際の衛星では、マルチポートＤＳＰ（Digital Signal Processor）スライス１１２の個数は任意の数となっている。
The repeater shown in FIG. 5 is an example having three multi-port DSP (Digital Signal Processor) slices 112 (112A-112C). A
図において、ＡＤ変換器１０２（１０２Ａ−１０２Ｃ）は、入力ポート１０１の受信アナログ信号をディジタル信号に変換する。チャネライザ１０３（１０３Ａ−１０３Ｃ）は、ＡＤ変換器１０２の出力であるディジタル信号を複数の周波数に分割するフィルタバンク機能を有する。ディジタル切替機構１０４（１０４Ａ−１０４Ｃ）は、チャネライザ１０３で複数の周波数に分割された信号を、任意のディジタルコンバイナ１０５（１０５Ａ−１０５Ｃ）へ接続するためのスイッチマトリックスである。ここで、複数のマルチポートＤＳＰスライス１１２間でチャネライザ１０３の出力をコンバイナ１０５に接続（ルーチング）するため、中継器はスライス間の接続配線(バス)である相互接続線１１０、リターンパス１１１を有する。これらディジタル切替機構１０４、相互接続線１１０、及びリターンパス１１１を有することで、中継器は任意のチャネライザ１０３Ａ−１０３Ｃの出力を、任意のコンバイナ１０５Ａ−１０５Ｃへ接続することが可能である。コンバイナ１０５は、ディジタル切替機構１０４から入力される信号を周波数軸上に再配置する。周波数軸上に再配置された通信信号は、ＤＡ変換器１０６によりアナログ信号に変換される。ＤＡ変換器１０６の出力であるアナログ信号は出力ポート１０７（１０７Ａ−１０７Ｃ）を介して、周波数変換器、増幅器やアンテナ等へ出力され、地上の端末へ送信される。
In the figure, an AD converter 102 (102A-102C) converts a received analog signal of the input port 101 into a digital signal. Channelizers 103 (103A-103C) have a filter bank function that divides a digital signal that is an output of AD converter 102 into a plurality of frequencies. The digital switching mechanism 104 (104A-104C) is a switch matrix for connecting a signal divided into a plurality of frequencies by the channelizer 103 to an arbitrary digital combiner 105 (105A-105C). Here, in order to connect (routing) the output of the channelizer 103 to the combiner 105 between a plurality of
図６は図５に示す中継器を用いた衛星ペイロードの構成例を示す図であり、以下では、図６を用いて衛星ペイロードの動作を説明する。図６においては、図５の符号１０２が図６の符号２０３に、図５の符号１０３が図６の符号２０４に相当し、図５の符号１０４、１１０、及び１１１が図６の符号２０６に相当する。更に、図５の符号１０５が図６の符号２０８に、図５の符号１０６が図６の符号２０９に相当する。
FIG. 6 is a diagram showing a configuration example of a satellite payload using the repeater shown in FIG. 5, and the operation of the satellite payload will be described below with reference to FIG. 6, reference numeral 102 in FIG. 5 corresponds to reference numeral 203 in FIG. 6, reference numeral 103 in FIG. 5 corresponds to reference numeral 204 in FIG. 6, and
複数のチャネルの信号が周波数軸上で多重化されたアップリンクの信号はアンテナ２０１で受信された後、周波数変換器２０２にて、中継器２１３で処理できる周波数帯に周波数変換(ダウンコンバート)される。ダウンコンバートされた信号は中継器２１３に入力される。ここで、中継器２１３は任意の数のアンテナ２０１、周波数変換器２０２が接続される。
The uplink signal obtained by multiplexing the signals of a plurality of channels on the frequency axis is received by the antenna 201 and then frequency-converted (down-converted) by the
図６は３系統のアンテナ２０１、周波数変換器２０２を接続した例を示している。中継器２１３では、ＡＤ変換器２０３（２０３Ａ−２０３Ｃ）により、受信信号を標本化及び量子化してディジタル信号を得る。このディジタル化された信号は、チャネライザによってチャネル単位で任意の周波数(サブバンド)に分割される。図６の符号２０５に示す太線ラインは、この周波数の分割された様子を模式的に示したものである。サブバンドに分割された信号は、スイッチマトリックス２０６により選択された任意の経路を通過し、コンバイナ２０８へ入力される。ここで符号２０７に示す太線ラインは、マトリックス２０６を通過した信号がコンバイナ２０８に入力される様子を模式的に示したものである。ここで、コンバイナ２０８（２０８Ａ−２０８Ｃ）では、入力ポート２０７に入力された信号を、それぞれ異なる周波数に変換し合成して、各アンテナ２１１（２１１Ａ−２１１Ｃ）から送信される信号を生成する。
FIG. 6 shows an example in which three antennas 201 and a
図６では、チャネライザ２０４Ａの出力２０５Ａは、コンバイナ２０８Ａの入力２０７Ａに接続されており、チャネライザ２０４Ａの出力２０５Ｂは、コンバイナ２０８の複数のポートに接続されることで、異なる複数の周波数にてマルチキャスト送信（同報送信）する例を示している。また、チャネライザ２０４Ａの出力２０５Ｃは、コンバイナ２０８Ａと２０８Ｂに接続されており、異なったアンテナ(ビーム)間でマルチキャスト送信する例を示している。コンバイナ２０８は、入力された信号を周波数軸上で合成した結果を出力として、ＤＡ変換器２０９（２０９Ａ−２０９Ｃ）へ送る。ＤＡ変換器２０９はコンバイナ２０８出力のディジタル信号をアナログ信号に変換する。変換されたアナログ信号は周波数変換器２１０（２１０Ａ−２１０Ｃ）でダウンリンクの周波数へ変換した後に、ダウンリンク用のアンテナ２１１（２１１Ａ−２１１Ｃ）から送信電波として送出される。
In FIG. 6, the output 205A of the channelizer 204A is connected to the
以上のように構成された従来の中継器では、チャネライザ２０４の任意の出力２０５を、ディジタル信号処理によってコンバイナ２０８の任意の入力２０７へ接続するため、スイッチマトリックス２０６のディジタル回路構成が複雑になるという課題がある。
In the conventional repeater configured as described above, since the
例えば入力Ｍポート（Ｍは正の整数）、出力Ｎポート（Ｎは正の整数）のスイッチマトリックスを構成する場合、Ｍ×Ｎ個のスイッチが必要となり、回路規模が大きくなる。
また、図５を用いて説明したとおり、スイッチマトリックスは、ディジタル切替機構１０４、及び相互接続線１１０、リターンパス１１１で構成され、更にディジタル切替機構１０４は、複数のＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）で構成されるなど複雑な構成となっている。
For example, when configuring a switch matrix of input M ports (M is a positive integer) and output N ports (N is a positive integer), M × N switches are required, resulting in an increase in circuit scale.
As described with reference to FIG. 5, the switch matrix includes a digital switching mechanism 104, an
このため、回路規模の増大により製造コストや回路の実装面積が増えるとともに、回路構成の複雑化により中継器のシステム信頼性を低下させることにも繋がる。 For this reason, an increase in circuit scale increases a manufacturing cost and a circuit mounting area, and a complicated circuit configuration leads to a decrease in system reliability of the repeater.
本発明は、係る課題を解決するためになされたものであり、スイッチマトリックスでの経路選択の自由度を制限することで、スイッチマトリックスの回路規模を削減した衛星搭載用中継器を得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to obtain a satellite-mounted repeater that reduces the circuit scale of the switch matrix by limiting the degree of freedom of route selection in the switch matrix. And
本発明による衛星搭載用中継器は、受信したアナログ信号をディジタルデータに変換して出力するＡＤ変換器と、上記ＡＤ変換器から出力されるディジタルデータを周波数分割し、周波数分割した信号をそれぞれ出力するチャネライザと、上記各入力ポートに入力される周波数の異なる信号を、周波数変換して合成するコンバイナと、上記チャネライザにより周波数分割された一部の複数の出力信号を、複数のスイッチにより接続先を切替えて、上記コンバイナの一部の複数の入力ポートにそれぞれ振り分けて入力するスイッチマトリックスと、上記コンバイナにより合成された信号をアナログ信号に変換するＤＡ変換器と、上記チャネライザにより周波数分割された他の出力信号を、上記コンバイナの他の入力ポートに直接接続する直接接続経路とを備えたものである。 The satellite-borne repeater according to the present invention converts an analog signal received into digital data and outputs the digital signal, and frequency-divides the digital data output from the AD converter and outputs the frequency-divided signal. A channelizer, a combiner that synthesizes signals having different frequencies input to the respective input ports, and a plurality of output signals that have been frequency-divided by the channelizer with a plurality of switches. A switch matrix that is switched and input to a plurality of input ports that are part of the combiner, a DA converter that converts the signal synthesized by the combiner into an analog signal, and another frequency-divided by the channelizer Direct connection that connects the output signal directly to the other input port of the combiner. It is obtained by a path.
本発明は、チャネライザとコンバイナの間を直接接続する接続経路を設けることで、中継器のスイッチマトリックスの回路規模を削減することができる。 The present invention can reduce the circuit scale of the switch matrix of the repeater by providing a connection path that directly connects the channelizer and the combiner.
実施の形態１．
以下、本発明に係る実施の形態１による衛星搭載用中継器（以下、中継器）について説明する。
移動体衛星通信システムは、地球局からのアップリンクの通信信号を受信し、その信号を通信衛星に搭載された中継器を用いて、フィルタにより通信信号のスペクトルを分離し、分離した各々のスペクトルについて、その周波数を変換し、周波数変換した通信信号をダウンリンク信号として送出して、地上に設置された端末に中継する。
同様に、通信衛星では、地上に設置された端末からの通信信号を受信し、通信衛星に搭載された中継器を用いて、その受信した信号からフィルタにより通信信号を分離し、その周波数を変換し、周波数変換した通信信号を地上に設置された地球局へ送出する。
A satellite-mounted repeater (hereinafter referred to as a repeater) according to the first embodiment of the present invention will be described below.
A mobile satellite communication system receives an uplink communication signal from an earth station, separates the spectrum of the communication signal by a filter using a repeater mounted on the communication satellite, and separates each spectrum. The frequency is converted, and the frequency-converted communication signal is transmitted as a downlink signal and relayed to a terminal installed on the ground.
Similarly, a communication satellite receives a communication signal from a terminal installed on the ground, uses a repeater mounted on the communication satellite to separate the communication signal from the received signal by a filter, and converts its frequency. The frequency-converted communication signal is sent to the earth station installed on the ground.
一般的な移動体衛星通信システムでは、地球局から衛星の中継器を経て、端末へ伝送される信号は、個々の端末に向けた通信データを伝送する通信チャネルの信号以外に、端末の呼び出しやシステムの状態等の制御情報を全ての端末に報知するための制御チャネルの信号がある。 In a general mobile satellite communication system, a signal transmitted from an earth station to a terminal via a satellite repeater is not limited to a communication channel signal for transmitting communication data directed to an individual terminal. There is a control channel signal for notifying all terminals of control information such as system status.
この制御チャネルの信号は、一般的にビーム毎、若しくは、複数のビームで同一なものが用いられる。また、端末は、電源投入時等では、最初に制御チャネルを受信し、システムからの情報を取得するため、制御チャネルの構成や周波数は頻繁に変更されることは無く、中継器内で経路を変更することは殆ど無い。
一方、通信チャネルは、地球局と端末で通信が行われるたびに新たなチャネルが割り当てられたり、端末が異なるアンテナビームのエリアに移動したときは、新たなビームでチャネルが割り当てられるなど、中継器内で経路変更が生じる可能性の高いチャネルである。
The signal of this control channel is generally the same for each beam or for a plurality of beams. In addition, when the power is turned on, the terminal first receives the control channel and obtains information from the system. Therefore, the configuration and frequency of the control channel are not frequently changed, and the route is set in the repeater. There is almost no change.
On the other hand, as for the communication channel, a new channel is assigned each time communication is performed between the earth station and the terminal, or when the terminal moves to a different antenna beam area, the channel is assigned with a new beam. It is a channel that is highly likely to undergo a route change.
このように、中継器で伝送するチャネルの信号には、中継器内の経路変更を要するチャネルの信号と、経路変更を行わないチャネルの信号が混在している。このことを利用して、実施の形態１による中継器は、中継器内で経路変更を行わないチャネルについては、スイッチマトリックスを経ずに、チャネライザとコンバイナを専用の直接接続経路（配線）を介して接続することで、スイッチマトリックスの回路規模を削減する。 As described above, the channel signal transmitted by the repeater includes a channel signal that requires a route change in the repeater and a channel signal that does not require a route change. By utilizing this fact, the repeater according to the first embodiment uses a dedicated direct connection route (wiring) between the channelizer and the combiner for the channel that does not change the route in the repeater without going through the switch matrix. To reduce the circuit scale of the switch matrix.
図１は、実施の形態１による中継器３１３を用いた衛星通信用の衛星ペイロードの構成を示すブロック図である。図２は、実施の形態１による中継器の信号伝送経路を示すブロック図である。
図１、２において、衛星ペイロードは、地上局から衛星へのアップリンク用のアンテナ３０１（３０１Ａ−３０１Ｃ）と、周波数変換器３０２（３０２Ａ−３０２Ｃ）と、中継器３１３と、周波数変換器３１０（３１０Ａ−３１０Ｃ）と、ダウンリンク用のアンテナ３１１によって構成される。アンテナ３０１、周波数変換器３０２、周波数変換器３１０、アンテナ３１１は、複数個設けられ、図の例ではそれぞれ３個づつとして３系統設けた例を示している。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a satellite payload for satellite communication using the
1 and 2, the satellite payload includes an antenna 301 (301A-301C) for uplink from a ground station to a satellite, a frequency converter 302 (302A-302C), a
アンテナ３０１は、地上局から送信される、複数のチャネルの信号が周波数軸上で多重化されたアップリンクの送信信号を受信して、周波数変換器３０２に出力する。周波数変換器３０２は、アンテナ３０１で受けたアップリンクの受信信号を、中継器３１３で処理できる周波数へ変換(ダウンコンバート)して、中継器３１３に入力する。中継器３１３は、ダウンコンバートされたアップリンク信号から、フィルタにより通信信号を周波数分離した後、各アンテナ３１１に対応して分離した信号の振り分けを行い、周波数軸上で再配置してから合成した送信信号を、周波数変換器３１０に出力する。周波数変換器３１０は、中継器３１３からの出力をダウンリンクの送信周波数まで変換(アップコンバート)し、アンテナ３１１へ送出する。アンテナ３１１は、ダウンリンクの送信信号を地上の端末へ送信する。
The antenna 301 receives an uplink transmission signal, which is transmitted from the ground station and multiplexed on the frequency axis, and outputs the uplink transmission signal to the frequency converter 302. The frequency converter 302 converts (down-converts) the uplink reception signal received by the antenna 301 into a frequency that can be processed by the
また、中継器３１３は、ＡＤ変換器３０３と、チャネライザ３０４と、スイッチマトリックス３０６と、コンバイナ３０８と、ＤＡ変換器３０９と、直接接続経路（配線）３１４から構成される。ＡＤ変換器３０３の後段にはチャネライザ３０４が接続され、チャネライザ３０４の出力ポートはスイッチマトリックス３０６の入力ポートに接続される。スイッチマトリックス３０６の出力ポートはコンバイナ３０８の入力ポートに接続され、コンバイナ３０８の後段にはＤＡ変換器３０９が接続される。また、チャネライザ３０４とコンバイナ３０８の間は、スイッチマトリックス３０６と直接接続経路３１４によって接続されている。
The
チャネライザ３０４、スイッチマトリックス３０６、コンバイナ３０８は、それぞれＡＳＩＣで構成され、図５で説明したものと同様、複数のマルチポートＤＳＰスライスによって構成される。図１では、Ａ系統（３０３Ａ、３０４Ａ、３０８Ａ、３０９Ａ）、Ｂ系統（３０３Ｂ、３０４Ｂ、３０８Ｂ、３０９Ｂ）、Ｃ系統（３０３Ｃ、３０４Ｃ、３０８Ｃ、３０９Ｃ）の３系統のマルチポートＤＳＰスライスによって構成される例を示している。
The
ＡＤ変換器３０３は、周波数変換器３０２によって周波数変換されたアップリンク信号を、標本化及び量子化してアナログ信号からディジタル信号に変換する。
チャネライザ３０４は、ディジタル化されたアップリンク信号から任意の複数の周波数(サブバンド)の信号に分割して切り出すフィルタバンクとして機能する。チャネライザで分割する周波数(サブバンド)は、単一のチャネルの帯域幅、若しくは、任意の数のチャネルをまとめた帯域幅となっている。チャネライザ３０４は、周波数(サブバンド)別に分割した信号を、それぞれ対応する出力ポートから出力する。符合３０５は、チャネライザの出力サブバンドを模式的に示したものである。
The AD converter 303 samples and quantizes the uplink signal frequency-converted by the frequency converter 302, and converts the analog signal into a digital signal.
The
スイッチマトリックス３０６は、チャネライザ３０４の各出力ポートの出力信号が入力ポートに入力されると、入力信号をコンバイナ３０８の入力ポート別に振り分けて出力ポートから出力し、出力信号をコンバイナ３０８の各入力ポートに入力するためのものである。スイッチマトリックス３０６は、入力ポートと出力ポート間の接続経路（配線）を切替える、複数個の論理回路からなるスイッチから構成される。
When the output signal of each output port of the
コンバイナ３０８は、スイッチマトリックス３０６の各出力ポートからの出力信号が、入力ポートに入力されると、周波数変換してから入力信号を合成し、各ダウンリンク用のビームに対応した合成信号を出力する。符号３０７は各コンバイナの入力サブバンドを模式的に示したものである。ＤＡ変換器３０９は、各コンバイナ３０８の出力であるディジタル信号をアナログ信号へ変換する。
また、直接接続経路（配線）３１４は、チャネライザ３０４の出力を、ディジタルマトリックス３０６を経ずに、直接、コンバイナ３０８に接続するための直接接続経路（配線）である。直接接続経路（配線）３１４は、スイッチマトリックス３０６とは別の専用回線を構成している。
When an output signal from each output port of the
The direct connection path (wiring) 314 is a direct connection path (wiring) for directly connecting the output of the
スイッチマトリックス３０６は、図５で説明したものと同様、チャネライザ３０４の出力をコンバイナ３０８に接続（ルーチング）するため、複数のディジタル切替機構、スライス間の接続配線(バス)である複数の相互接続線及び複数のリターンパスを有している。これによって、任意のチャネライザ３０４Ａ−３０４Ｃの出力を、任意のコンバイナ３０８Ａ−３０８Ｃへ接続することが可能である。コンバイナ３０８は、スイッチマトリックス３０６のディジタル切替機構から入力される信号を周波数軸上に再配置してから周波数変換し、信号の合成を行う。
The
なお、図１では、アップリンクのアンテナ３０１と周波数変換器３０２、ＡＤ変換器３０３、チャネライザ３０４が３系統、ダウンリンクのコンバイナ３０８、ＤＡ変換器３０９、周波数変換器３１０、アンテナ３１１が３系統の場合を示しているが、これ以外の系統数とすることも可能である。また、図１では、アップリンクとダウンリンクでこれらの系統数が同一の例を示しているが、アップリンクとダウンリンクでこれら系統数が異なる構成とすることも可能である。
In FIG. 1, the uplink antenna 301, the frequency converter 302, the AD converter 303, and the
次に図２を用いて、実施の形態１の中継器３１３の動作について説明する。図２では、図１の中継器３１３において、説明の都合上で用いる信号経路の例を追記している。
図２において、チャネライザ３０４Ａの出力３０５Ａは、経路切替の無いチャネルの信号であり、コンバイナ３０８Ａの入力３０７Ａに接続されている。一方、チャネライザ３０４Ａの出力３０５Ｂ〜３０５Ｅは、経路切替の発生する信号であり、それぞれ、コンバイナ３０８Ａ〜３０８Ｃの入力３０７Ｂ〜３０７Ｅに接続されている。
Next, the operation of the
In FIG. 2, an
このような構成では、経路切替の必要な信号中で、３０５Ｂから３０７Ｂへ接続される信号の通信が終了し、新たに、３０５Ｂから３０７Ｆへの通信が発生した場合、スイッチマトリックス３０６のディジタル切替機構を、衛星内の制御機器から供給されるスイッチ制御信号（図示せず）により駆動し、スイッチ入出力の接続構成マトリクスを変更して、信号の接続経路（配線）を変更する。
In such a configuration, when communication of a signal connected from 305B to 307B is completed in a signal that needs to be switched, and communication from 305B to 307F newly occurs, the digital switching mechanism of the
ここで、チャネライザ３０４Ａ〜３０４Ｃの出力が合計Ｍ個（Ｍは正の整数）、コンバイナ３０８Ａから３０８Ｃの入力が合計Ｎ個（Ｎは正の整数）として、チャネライザ３０４Ａ〜３０４Ｃから、コンバイナ３０８Ａから３０８Ｃへ固定的に割り当てられる経路がａ個（ａは正の整数）とする。このとき、スイッチマトリックス３０６は、（Ｍ−ａ）×（Ｎ−ａ）個のスイッチが必要となる。従って、図６に示す従来の中継器では、Ｍ×Ｎ個のスイッチが必要であるのに比べて、実施の形態１による中継器３１３では、スイッチマトリックス３０６を構成するスイッチの個数を、（ａ×Ｍ）＋（ａ×Ｎ）−（ａ×ａ）個分だけ削減することができる。このため、回路規模を削減することが可能となる。
Here, the outputs of
以上説明したとおり、本実施の形態１による衛星搭載用中継器は、受信したアナログ信号をディジタルデータに変換して出力するＡＤ変換器と、上記ＡＤ変換器から出力されるディジタルデータを周波数分割し、周波数分割した信号をそれぞれ出力するチャネライザと、上記各入力ポートに入力される周波数の異なる信号を、周波数変換して合成するコンバイナと、上記チャネライザにより周波数分割された一部の複数の出力信号を、複数のスイッチにより接続先を切替えて、上記コンバイナの一部の複数の入力ポートにそれぞれ振り分けて入力するスイッチマトリックスと、上記コンバイナにより合成された信号をアナログ信号に変換するＤＡ変換器と、上記チャネライザにより周波数分割された他の出力信号を、上記コンバイナの他の入力ポートに直接接続する直接接続経路（配線）と、を備えたことを特徴とする。これによって、チャネライザとコンバイナの間を直接接続する接続経路を設けることで、中継器のスイッチマトリックスの回路規模を削減することができる。 As described above, the satellite-borne repeater according to the first embodiment converts the received analog signal into digital data and outputs it, and frequency-divides the digital data output from the AD converter. , A channelizer that outputs frequency-divided signals, a combiner that synthesizes signals having different frequencies input to the input ports by frequency conversion, and a plurality of output signals that are frequency-divided by the channelizer. A switch matrix that switches connection destinations by a plurality of switches and distributes and inputs to a plurality of input ports of a part of the combiner, a DA converter that converts a signal synthesized by the combiner into an analog signal, and the above The other output signal frequency-divided by the channelizer is connected to the other input of the above combiner. Direct connection path directly connected to the port and (wiring), characterized by comprising a. Accordingly, by providing a connection path that directly connects the channelizer and the combiner, the circuit scale of the switch matrix of the repeater can be reduced.
実施の形態２．
図３は、実施の形態２による中継器を用いた衛星通信用の衛星ペイロードの構成を示すブロック図である。図４は、実施の形態１による中継器の信号伝送経路を示すブロック図である。実施の形態２による中継器は、制御チャネル(サブバンド)が、ビーム間のマルチキャスト送信に対応した構成となっている。
なお、図３、４において、符号３０１から３１１の構成については、実施の形態１のものと同一であるので、説明を省略する。
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a satellite payload for satellite communication using the repeater according to the second embodiment. FIG. 4 is a block diagram illustrating a signal transmission path of the repeater according to the first embodiment. In the repeater according to the second embodiment, the control channel (subband) is configured to support multicast transmission between beams.
3 and 4, the configurations denoted by reference numerals 301 to 311 are the same as those in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.
図３において、中継器３１３は、スイッチマトリクス３０６の後段に、マルチキャスト送信用のマルチキャスト用スイッチマトリックス３１５（３１５Ａ−３１５Ｃ）が設けられている。チャネライザ３０４（３０４Ａ−３０４Ｃ）とマルチキャスト用スイッチマトリックス３１５（３１５Ａ）との間は、直接接続経路（配線）３１２（３１２Ａ−３１２Ｃ）によって接続されている。
また、マルチキャスト用スイッチマトリックス３１５Ａとマルチキャスト用スイッチマトリックス３１５Ｂの間は、それぞれ各直接接続経路（配線）３１２（３１２Ａ−３１２Ｃ）に対応した接続経路（配線）３５０（３５０Ａ−３５０Ｃ）によって接続されている。
同様に、マルチキャスト用スイッチマトリックス３１５Ｂとマルチキャスト用スイッチマトリックス３１５Ｃの間は、それぞれ各直接接続経路（配線）３１２（３１２Ａ−３１２Ｃ）に対応した接続経路（配線）３５１（３５１Ａ−３５１Ｃ）によって接続されている。
更に、各マルチキャスト用スイッチマトリックス３１５（３１５Ａ−３１５Ｃ）は、それぞれ個別の接続経路（配線）３５２（３５０Ａ−３５０Ｃ）によって、各コンバイナ３０８（３０８Ａ−３０８Ｃ）にそれぞれ接続されている。
すなわち、チャネライザ３０４（３０４Ａ−３０４Ｃ）とコンバイナ３０８（３０８Ａ−３０８Ｃ）は、直接接続経路（配線）３１２（３１２Ａ−３１２Ｃ）及びマルチキャスト用スイッチマトリックス３１５（３１５Ａ）を介して、接続がなされている。
In FIG. 3, the
The
Similarly, the multicast switch matrix 315B and the
Further, each multicast switch matrix 315 (315A-315C) is connected to each combiner 308 (308A-308C) by an individual connection path (wiring) 352 (350A-350C).
That is, the channelizer 304 (304A-304C) and the combiner 308 (308A-308C) are connected via the direct connection path (wiring) 312 (312A-312C) and the multicast switch matrix 315 (315A).
ここで、チャネライザ３０４から、スイッチマトリックス３０６を経由せずに、マルチキャスト用スイッチマトリックス３１５に接続されるチャネル(サブバンド)数をａとする。この場合、マルチキャスト用スイッチマトリックス３１５Ａから３１５Ｃの全体で、（ａ×ａ）個のスイッチが必要となる。
Here, a is the number of channels (subbands) connected from the
図４は、実施の形態２の動作を説明するために、図３のブロック図に信号の経路を模式的に追記したものである。また、スイッチマトリックス３０６を経由する信号の流れについては、本発明の実施の形態１と同一であるため、説明を省略する。
FIG. 4 is a schematic diagram in which signal paths are added to the block diagram of FIG. 3 to explain the operation of the second embodiment. Further, since the signal flow through the
図４において、チャネライザ３０４Ａの出力３０５Ｇは、各アンテナビーム間でマルチキャスト送信されるチャネル(サブバンド)とする。このマルチキャストされるチャネルは、マルチキャスト用スイッチマトリックス３１５Ａ〜３１５Ｃによって、コンバイナ３０８Ａ〜３０８Ｃの入力ポート３０７Ｇにそれぞれ同時に接続される。
また、チャネライザ３０４Ｂ、３０４Ｃの出力は、マルチキャスト用スイッチマトリックス３１５Ａ〜３１５Ｃによって、コンバイナ３０８Ａ〜３０８Ｃのいずれの入力ポートに対しても非接続となる。
なお、チャネライザ３０４Ｂ、３０４Ｃの出力についても、マルチキャスト送信用のスイッチマトリックス３１５Ａ〜３１５Ｃの接続を切替えることによって、チャネライザ３０４Ａと同様にして、コンバイナ３０８Ａ〜３０８Ｃの入力ポート３０７Ｇにそれぞれ同時に接続することができる。
In FIG. 4, an output 305G of
The outputs of the
Note that the outputs of the
これによって、異なるアンテナビーム（アンテナ３１１Ａ−３１１Ｃ）間でのマルチキャスト送信を行うことができる。例えば、アンテナ３０１Ａにより受信したマルチキャスト用の送信信号（例えば、同報放送情報や同報配信情報、同報制御情報）を、全てのアンテナ３１１Ａ〜３１１Ｃから同報送信することができる。
Thereby, multicast transmission between different antenna beams (
以上のように構成された中継器３１３では、スイッチマトリックス３０６及びマルチキャスト用スイッチマトリックス３１５を構成するために必要となるスイッチの数は、（Ｍ−ａ）×（Ｎ−ａ）＋（ａ×ａ）となる。従って、図６に示す従来の中継器に比べて、実施の形態２による中継器３１３では、スイッチマトリックス３０６及びマルチキャスト送信用のスイッチマトリックス３１５を構成するスイッチの個数を、ａ×（Ｍ＋Ｎ−２ａ）個分だけ削減することができるので、回路規模を削減することが可能となる。
In the
なお、図３、４においては、アップリンク系のアンテナ３０１、周波数変換器３０２、ＡＤ変換器３０３、及びチャネライザ３０４が３系統であり、ダウンリンク系のコンバイナ３０８、ＤＡ変換器３０９、周波数変換器３１０、及びアンテナ３１１が３系統である場合を図示したが、これ以外の系統数とすることも可能である。
3 and 4, the uplink antenna 301, the frequency converter 302, the AD converter 303, and the
また、図３、４では、アップリンクとダウンリンクでこれらの系統数が同一の例を示したが、アップリンクとダウンリンクでこれら系統数が異なる構成とすることも可能である。また、図３、４では、マルチキャスト用マトリックス３１５全体として入力チャネル数ａ、出力チャネル数ａの場合について説明したが、マルチキャスト用マトリックスの入力チャネル数と出力チャネル数が異なる構成とすることも可能である。 3 and 4 show an example in which the number of systems is the same between the uplink and the downlink, it is also possible to adopt a configuration in which the number of systems is different between the uplink and the downlink. 3 and 4, the multicast matrix 315 as a whole has been described with respect to the case where the number of input channels is a and the number of output channels is a. However, the multicast matrix may have a configuration in which the number of input channels is different from the number of output channels. is there.
以上説明したとおり、本実施の形態２による衛星搭載用中継器は、受信したアナログ信号をディジタルデータに変換して出力するＡＤ変換器と、上記ＡＤ変換器から出力されるディジタルデータを周波数分割し、周波数分割した信号をそれぞれ出力するチャネライザと、上記各入力ポートに入力される周波数の異なる信号を、周波数変換して合成する複数のコンバイナと、上記チャネライザにより周波数分割された一部の複数の出力信号を、複数のスイッチにより接続先を切替えて、上記コンバイナの一部の複数の入力ポートにそれぞれ振り分けて入力するスイッチマトリックスと、上記コンバイナにより合成された信号をアナログ信号に変換するＤＡ変換器と、上記チャネライザにより周波数分割された他の出力信号を、上記複数のコンバイナの他の入力ポートに同時接続してマルチキャスト送信するマルチキャスト用スイッチマトリックスと、上記チャネライザ及びコンバイナと、上記マルチキャスト用スイッチマトリックスの間を接続する接続経路（配線）とを備えたことを特徴とする。これによって、マルチキャスト送信が行われるチャネル（回線）専用に、マルチキャスト送信専用のスイッチマトリクスを設けることで、中継器のスイッチマトリックスの回路規模を削減することができる。 As described above, the satellite-borne repeater according to the second embodiment converts the received analog signal into digital data and outputs it, and frequency-divides the digital data output from the AD converter. , A channelizer that outputs each frequency-divided signal, a plurality of combiners that synthesize signals of different frequencies input to the input ports by frequency conversion, and a plurality of some outputs that are frequency-divided by the channelizer A switch matrix for switching the connection destination by a plurality of switches and distributing and inputting the signals to a plurality of input ports of a part of the combiner; a DA converter for converting the signal synthesized by the combiner into an analog signal; The other output signals frequency-divided by the channelizer are converted to the plurality of converters. A multicast switch matrix for simultaneous multicast transmission to other input ports, a channel and a combiner, and a connection path (wiring) for connecting the multicast switch matrix. . Accordingly, by providing a dedicated switch matrix for multicast transmission dedicated to a channel (line) in which multicast transmission is performed, the circuit scale of the switch matrix of the repeater can be reduced.
３０１ アップリンク用受信アンテナ、３０２ アップリンク用周波数変換器(ダウンコンバータ)、３０３ ＡＤ変換器、３０４ チャネライザ、３０５ チャネライザ出力、３０６ スイッチマトリックス、３０７ コンバイナ入力、３０８ コンバイナ、３０９ ＤＡ変換器、３１０ ダウンリンク用周波数変換器(アップコンバータ)、３１１ ダウンリンク用アンテナ、３１３ 中継器、３１５ マルチキャスト用スイッチマトリックス。 301 uplink receiving antenna, 302 uplink frequency converter (down converter), 303 AD converter, 304 channelizer, 305 channelizer output, 306 switch matrix, 307 combiner input, 308 combiner, 309 DA converter, 310 downlink Frequency converter (upconverter), 311 downlink antenna, 313 repeater, 315 multicast switch matrix.
Claims (2)
上記ＡＤ変換器から出力されるディジタルデータを周波数分割し、周波数分割した信号をそれぞれ出力するチャネライザと、
上記各入力ポートに入力される周波数の異なる信号を、周波数変換して合成するコンバイナと、
上記チャネライザにより周波数分割された一部の複数の出力信号を、複数のスイッチにより接続先を切替えて、上記コンバイナの一部の複数の入力ポートにそれぞれ振り分けて入力するスイッチマトリックスと、
上記コンバイナにより合成された信号をアナログ信号に変換するＤＡ変換器と、
上記チャネライザにより周波数分割された他の出力信号を、上記コンバイナの他の入力ポートに直接接続する直接接続経路と、
を備えた中継器。 An AD converter that converts the received analog signal into digital data and outputs the digital data;
A channelizer for frequency-dividing the digital data output from the AD converter and outputting the frequency-divided signals respectively;
A combiner for frequency-converting and synthesizing signals having different frequencies input to the input ports;
A switch matrix for switching a part of the plurality of output signals frequency-divided by the channelizer, switching the connection destinations by a plurality of switches, and distributing and inputting the signals to a plurality of input ports of a part of the combiner,
A DA converter that converts the signal synthesized by the combiner into an analog signal;
A direct connection path for directly connecting another output signal frequency-divided by the channelizer to another input port of the combiner;
A repeater with
上記ＡＤ変換器から出力されるディジタルデータを周波数分割し、周波数分割した信号をそれぞれ出力するチャネライザと、
上記各入力ポートに入力される周波数の異なる信号を、周波数変換して合成する複数のコンバイナと、
上記チャネライザにより周波数分割された一部の複数の出力信号を、複数のスイッチにより接続先を切替えて、上記コンバイナの一部の複数の入力ポートにそれぞれ振り分けて入力するスイッチマトリックスと、
上記コンバイナにより合成された信号をアナログ信号に変換するＤＡ変換器と、
上記チャネライザにより周波数分割された他の出力信号を、上記複数のコンバイナの他の入力ポートに同時接続してマルチキャスト送信するマルチキャスト用スイッチマトリックスと、
上記チャネライザ及びコンバイナと、上記マルチキャスト用スイッチマトリックスの間を接続する接続経路と、
を備えた中継器。 An AD converter that converts the received analog signal into digital data and outputs the digital data;
A channelizer for frequency-dividing the digital data output from the AD converter and outputting the frequency-divided signals respectively;
A plurality of combiners for frequency-converting and synthesizing signals having different frequencies input to the input ports;
A switch matrix for switching a part of the plurality of output signals frequency-divided by the channelizer, switching the connection destinations by a plurality of switches, and distributing and inputting the signals to a plurality of input ports of a part of the combiner,
A DA converter that converts the signal synthesized by the combiner into an analog signal;
A multicast switch matrix that multicasts the other output signals frequency-divided by the channelizer and simultaneously connects to the other input ports of the plurality of combiners;
A connection path connecting between the channelizer and combiner and the multicast switch matrix;
A repeater with
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2010060733A JP2011199355A (en) | 2010-03-17 | 2010-03-17 | Satellite-mounted repeater |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013219571A (en) * | 2012-04-10 | 2013-10-24 | Mitsubishi Electric Corp | Relay device and relay system |
| JP2014096795A (en) * | 2012-11-01 | 2014-05-22 | Boeing Co | Satellite communications data processing |
| US10454567B2 (en) | 2016-03-02 | 2019-10-22 | Mitsubishi Electric Corporation | Multi-beam satellite communication system |
-
2010
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