JP2967738B2 - 衛星通信ネットワークにおけるｔｄｍａタイミング制御システムとその方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【発明の属する技術分野】本発明は衛星通信ネットワー
クにおけるＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍ
ｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）タイミング制御システ
ム及びその方法に関し、特に複数の地球局と多数の端末
局とが接続される衛星通信ネットワークに関する。

【０００１】

【従来の技術】複数の通信用電波ビーム（以下単にビー
ムと称する）を有する通信衛星を介して、複数の地球局
（ＬＥＳ；Ｌａｎｄ Ｅａｒｔｈ Ｓｔａｔｉｏｎ）と
多数の端末局（ＴＥＳ；Ｔｅｒｍｉｎａｌ Ｅａｒｔｈ
Ｓｔａｔｉｏｎ）との間に、通信路を提供する衛星通
信システムがあり、その一例として、移動体端末に通信
サービスを行う移動体衛星通信システムを例として以下
説明する。

【０００２】図５はこの種の衛星通信システムの概略ブ
ロック図であり、図５において、複数のビーム地域（１
つのビームがカバーできる地域）４の各々には多数の端
末局（ＴＥＳ）３が存在している。これ等ビーム地域４
の各々と衛星１との間には複数のビームによるモービル
リンク６が形成されている。

【０００３】また、複数の地球局２が設けられており、
これ等各地球局２と公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）８との
間はゲートウェイ２３０にて互いに接続されている。各
地球局２と衛星１との間には複数のビームによるフィー
ダリンク（地球局回線）が形成されている。

【０００４】通信衛星１はフィーダリンク７用アンテナ
１０１と、分波器（ＤＰＸ；Ｄｕｐｌｅｘｅｒ）１０２
と、低雑音増幅器（ＬＮＡ；Ｌｏｗ Ｎｏｉｓｅ Ａｍ
ｐｌｉｆｉｅｒ）１０３と、分岐器（ＤＩＶ；Ｄｉｖｉ
ｄｅｒ）１０４と、周波数変換器（Ｆ／Ｃ；Ｆｒｅｑｕ
ｅｎｃｙ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）１０５と、通話チャネ
ル分岐器（ＴＣＤ；Ｔｒａｆｆｉｃ Ｃｈａｎｎｅｌ
Ｄｉｖｅｄｅｒ）１０８と、ベースバンドスイッチ（Ｂ
Ｓ；Ｂａｓｅｂａｎｄ Ｓｗｉｔｃｈ）１０９と、通話
チャネル合成器（ＴＣＣ；Ｔｒａｆｆｉｃ Ｃｈａｎｎ
ｅｌ Ｃｏｍｂｉｎｅｒ）１１０と、ビーム形成器（Ｂ
Ｆ；Ｂｅａｍ Ｆｏｒｍｅｒ）１１４と、ビームアンテ
ナ１１５とを有する。

【０００５】以上の各要素によりフォーワード（Ｆｏｒ
ｗａｒｄ）リンクが形成され、リターン（Ｒｅｔｕｒ
ｎ）リンクは、戻りＴＣＤ１１３と、戻りＢＳ１１２
と、戻りＴＣＣ１１１と、戻りコンバイナ１０７と、高
電力増幅器（ＨＰＡ；ＨｉｇｈＰｏｗｅｒ Ａｍｐｌｉ
ｆｉｅｒ）１０６とからなる。

【０００６】図５に示した衛星通信システムにおける周
波数配置の概略を図６（Ａ）に示す。周波数は大別して
フィーダリンク回線（ＦＬ）７とモービルリンク回線
（ＭＬ）６とがあり、夫々に上り回線（Ｕｐｌｉｎｋ）
と下り回線（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ）とに分かれており、Ｆ
Ｌu ，ＦＬd ，ＭＬu ，ＭＬd として夫々示している。

【０００７】通信衛星１は、フォワード通話チャネルが
ＦＬu →ＭＬd 、リターン通話チャネルがＦＬd →ＭＬ
u なる周波数変換を行う中継装置として機能するもので
ある。

【０００８】移動体衛星通信においては、端末局のアン
テナ利得や送信電力が極めて限られるので、それを補う
ために通信衛星のアンテナ利得を上げることが必要とな
る。そのために、できるだけ大口径のアンテナを搭載
し、マルチビームにより広域をカバーするモービルリン
クを用いるのが普通である。

【０００９】フィーダリンクは通常単一ビームを用いる
場合が多いが、地球局を小型にするにはフィーダリンク
もマルチビームにするのが効果的である。

【００１０】信号多重方式については、端末局の送受分
波器（ＤＰＸ）が不要となることと、通信中の制御チャ
ネル監視が行い易い等の理由で、図６（Ｂ）に示す如き
時分割多重（ＴＤＭＡ；Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ
Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）方式が主に用いられ
る。ＴＤＭＡ方式においては、同一の周波数チャネルに
複数の異なる局からのバースト信号が送信されるため、
バースト間の衝突を避けるために各送信局にて送信タイ
ミング制御を行うことが必須となる。

【００１１】ＴＤＭＡのためのバースト同期を確立する
ためには、従来図７に示す回路が用いられてきた。同図
においては各地球局から出た信号を各地球局で折り返し
受信することができるグローバルビーム（Ｇｌｏｂａｌ
Ｂｅａｍ）の場合を示している。

【００１２】２１１は地球局アンテナ、２１２は分波回
路、２１３はＨＰＡ、２１４はアップコンバータ（Ｕ／
Ｃ）、２１５は変調器、２２２は基準発振器、２２７は
復調器、２２８はダウンコンバータ（Ｄ／Ｃ）、２２９
はＬＮＡである。

【００１３】また、２３１は受信ベースバンド処理部
（ＲＸ Ｂａｓｅｂａｎｄ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、２
３２はタイミング誤差検出部、２３３は送信タイミング
発生部、２３４は送信バースト発生部である。

【００１４】バースト同期の原理は簡単であり、図６
（Ｂ），（Ｃ）に示す如く、各地球局は衛星を介して帰
還する自局バーストを含めたＴＤＭＡ信号を受信し、基
準局が送信する基準バーストと自局の折り返しバースト
との時間差を測定し、その公称設定値からのずれにより
タイミング誤差を検出する。そして、上記タイミング誤
差を補正する様に送信タイミング発生部２３３の出力タ
イミングを制御する。

【００１５】このようなバースト同期方法は、閉ループ
制御法と呼ばれる。この方法は、衛星までの往復遅延時
間に補正頻度が制限される点を除けば、最も単純な負帰
還制御により容易に同期を確立することができる。但し
上記の方法は、自局の衛星折り返し信号が受信できるグ
ローバルビームの場合に限られるのは明らかである。

【００１６】尚、図６（Ｂ），（Ｃ）において、ＰＲは
プリアンブル部、ＵＷは同期用のユニークワード、ＤＡ
ＴＡはデータを夫々示している。

【００１７】地球局回線であるフィーダリンクもマルチ
ビームの場合には自局の送信バーストが必ずしも自局で
受信できるとは限らず、上記の閉ループ制御方式は適用
できない。その様な場合には各地球局の時計装置の内容
を同期させる手段が必要となる。

【００１８】その様な方式として、特開平５−１６７４
８５号公報において図８に示す方式が提案されている。
図８において、４１はアンテナ、４２は送受信回路、４
３は可変基準クロック発生器、４４はＤ／Ａ変換器、４
５ａ〜ｃはインタフェース、４６はＣＰＵ（演算回
路）、４７はＧＰＳアンテナ、４８はＧＰＳ受信機、４
９はカウンタである。

【００１９】この図８の提案方式は、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂ
ａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）受信機
により衛星通信システムとは外部の手段で時刻同期を確
立しようとするものであり、米国国防総省が運用管理す
るＧＰＳ衛星からの信号をＧＰＳアンテナ４７、ＧＰＳ
受信機４８で受信し、絶対時刻をこの受信信号から得
て、基準クロック発生器４３の基準クロックＡを周波数
制御するようになっている。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】上述したように閉ルー
プ制御法が適用できるのは、グローバルビームに限ら
れ、一般のマルチビーム衛星システムには適用できない
ということである。その理由は、自局の送信バーストが
マルチビームシステムにおいては自局に折り返して来な
いため、時間誤差の測定が不可能だからである。

【００２１】また、図８に示したＧＰＳ方式を用いる方
法では、システムの使用可能性が不確実であることであ
る。その理由は、ＧＰＳはあくまでも米軍のシステムで
あり、国際紛争の勃発に伴い突如使用困難になる場合が
あるからである。

【００２２】本発明の目的は、ＧＰＳ等の外部システム
に頼ることなく衛星システム内で同期を確立することが
できる衛星通信ネットワークにおけるＴＤＭＡタイミン
グ制御システムとその方法を提供することである。

【００２３】また、本発明の他の目的は、グローバルビ
ームに限らずに一般のマルチビームに対しても機能でき
る衛星通信ネットワークにおけるＴＤＭＡタイミング制
御システムとその方法を提供することである。

【００２４】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、複数の
地球局と多数の端末局との間の通信路を提供し、各地球
局間の通信信号は予め与えられたタイムスロット内で夫
々時分割多重方式により多重化されるように構成され、
前記地球局の各々は、外部から供給される時間誤差信号
により補正可能な計時手段と、前記計時手段による時間
により制御され予め与えられた前記タイムスロット内に
送信バースト信号が通信衛星に到達するように前記送信
バースト信号の送信タイミングを決定制御する送信タイ
ミング制御手段と、他の地球局からのバースト信号を受
信再生する受信手段と、これ等受信バースト信号の各受
信タイミングを前記計時手段により検出するタイミング
検出手段と、この検出された各受信タイミング情報を他
の各地球局へ帰還すべく自局バースト信号に重畳して送
出する送信手段と、前記受信手段により受信再生された
受信バースト信号に含まれる自局バースト信号の他地球
局での受信タイミング情報を元に前記計時手段の時刻誤
差と前記通信衛星までの伝搬時間とを未知数とする連立
方程式を立てて時刻誤差を算出する算出手段と、この時
刻誤差に基づき前記計時手段の時刻を合わせる時刻補正
手段とを有する。

【００２５】

【発明の実施の形態】最初に、本発明のＴＤＭＡタイミ
ング制御システムとその方法の概要について述べる。各
地球局において、自己の計時用時計装置の時刻に基づき
自局送信バースト信号の送信タイミングを決定すると共
に、他局からのバースト信号の受信タイミングを検出す
る。そして、自局信号の送信タイミングと他局信号の受
信タイミングの各情報を地球局相互間で制御バーストを
介して授受して通知し合い、各地球局の時計装置の時刻
誤差と、衛星までの伝搬時間とを未知数とする連立方程
式を立ててこれを解くことで、各地球局の時刻誤差を算
出する。

【００２６】この算出された時刻誤差に基づいて、時計
装置の時刻を補正することにより、全ての地球局の時刻
を同期させるのである。

【００２７】以下、具体的に図面を参照しつつ本発明の
実施例について詳細に説明する。

【００２８】図１は本発明の実施例の地球局（ＬＥＳ）
２のブロック図であり、図７と同等部分は同一符号によ
り示されている。その数は、ネットワーク全体で総数Ｎ
（Ｎは３以上の自然数である）ある。図１において、２
１６は信号合成部、２１７はデータバースト発生部、２
１８は制御バースト発生部、２１９はバースト受信時刻
検出部、２２０は送信タイミング発生部、２２１は時計
装置（Ｔｉｍｅ Ｂａｓｅ）、２２２は基準発振器であ
る。

【００２９】２２６は受信データ処理部、２２５は固定
パターン（ＵＷ；Ｕｎｉｑｕｅ Ｗｏｒｄ）検出部、２
２４は制御バースト受信処理部、２２３はタイムベース
誤差検出／制御部である。

【００３０】この地球局２は関門局であるゲートウェイ
２３０を介して公衆交換通信網（ＰＳＴＮ）８に接続さ
れると共に通信衛星１を介して他の全ての地球局（図５
参照）と相互に通信をなす。

【００３１】また、総数Ｎ個の中には、少なくとも１局
をＴＤＭＡタイミングの基準時間を発生する基準局（ｒ
ｅｆｅｒｅｎｃｅ ｅａｒｔｈ ｓｔａｔｉｏｎ）とす
る。

【００３２】各地球局２はゲートウェイ２３０と接続す
る送信データバースト発生部２１７と、受信データバー
スト処理部２２６とにより通信路を提供する。また、ユ
ニークワード検出部２２５、制御バースト処理部２２
４、時刻誤差検出／制御部２２３、基準発振器２２２、
タイムベース２２１、送信タイミング発生部２２０、バ
ースト受信時刻検出部２１９、制御バースト発生部２１
８は、制御装置２４０を構成する。また、ある地球局
（第ｍ局とする）は、他の地球局（第ｎ局とする）と自
局内の制御装置２４０によって同期確立用の各種のデー
タを交換する。そのデータとしては、例えば、ｎ局から
は自局に割り当てられた衛星上でのタイムスロットの時
間Ｔm 、自局から衛星１までのＵＰＬＩＮＫの遅延時間
Ｄm （このＤm は予め推定された値であり、最終的に絶
対遅延時間ｄm を得る必要がある）等を送信する。一
方、それに対応するｍ局からは、第ｎ局からのバースト
の自局での受信検出タイミングτ［ n／m ］等のデータ
である。なお、記号［ n／m ］は、ｍ局から送信された
信号をｎ局が受信する場合を示し、逆に記号［ m／n ］
は、ｎ局から送信された信号をｍ局が受信する場合を示
している。

【００３３】図２は第ｎ地球局と第ｍ地球局とが衛星１
を介して対向している場合について各部の時刻を示した
図である。この図２と図３のｎ局における動作処理フロ
ーチャートを参照しつつ動作説明をなす。今、第ｎ地球
局の基準発振器２２２の出力をタイムベース２２１でカ
ウントして得られた時刻をτn で表わす。実際の時刻ｔ
からの時刻誤差をεn とすると、 τn ＝ｔ＋εn …（１） となる。

【００３４】第ｎ地球局の送信側では、同期測定開始指
令に応答して（ステップ５００）、タイムベース部２２
１にて送信バーストタイミングｔn を決定する（ステッ
プ５０１）。この時刻ｔn は、衛星に到達すべき時刻Ｔ
n から衛星までの遅延時間Ｄn 、自局送信装置内での遅
延時間Ｓn を差し引いた値である。また、この値には時
刻誤差εn があるため、すなわち、 ｔn ＝Ｔn −Ｄn −Ｓn −εn …（２） の関係が成り立つ。この時、自局制御バーストのデータ
に、自局のＳn ，Ｄn ，Ｒn （自局の受信装置内で生じ
る遅延時間である）のデータが挿入されて他局へ送出さ
れるものとする（ステップ５０２）。

【００３５】なお、この送出バースト信号は推定された
遅延時間Ｄn を用いているため、実際には衛星上に時刻 ｔn ′＝ｔn ＋ｄn …（３） に到着する。但しｄn は第ｎ地球局から衛星までの絶対
信号伝搬遅延時間であり、未知数である。

【００３６】一方、受信側ではｍ局からの受信信号を受
け、その受信タイミングτ［ n／m］を測定する（ステ
ップ５０３）。

【００３７】このτ［ n／m ］については、各局に対し
て通知される（ステップ５０５）。

【００３８】そして、そのｍ局からの制御バーストに挿
入されたＤm ，Ｓm ，Ｒm を受信する（ステップ５０
４）。

【００３９】また、ｍ局からの制御バーストに挿入され
た自局発の信号の受信タイミング情報τ［ m／n ］を受
信する（ステップ５０６）。

【００４０】すなわち、τ［ m／n ］は、衛星上での時
刻ｔn ′に衛星から第ｍ地球局までの絶対信号遅延時間
ｄm 、第ｍ地球局の受信装置の遅延Ｒm 、実際の時刻か
らの誤差εm を加えた時刻を意味し、次の方程式を得
る。

【００４１】 τ［ m／n ］＝ｔn ＋ｄn ＋ｄm ＋Ｒm ＋εm …（４） 同様に、第ｎ地球局の受信時刻τ［ n／m ］についても
次式で表わされる。

【００４２】 τ［ n／m ］＝ｔm ＋ｄm ＋ｄn ＋Ｒn ＋εn …（５） 以上のようにしてこの測定動作は、補正開始命令がある
までくり返し行われる（ステップ５１０）。

【００４３】そして、補正開始命令があると以下に示す
補正動作を開始する（ステップ５０７，５０８，５０
９）。

【００４４】まず、（４）式に（２）式を代入すると、 εm −εn ＋ｄn ＋ｄm ＝τ［ m／n ］−（Ｔn −Ｄn −Ｓn ＋Ｒm ） …（６） が得られる。また、（５）式にｔm ＝Ｔm −Ｄm −Ｓm
−εm …（７）を代入すると、 εn −εm ＋ｄm ＋ｄn ＝τ［ n／m ］−（Ｔm −Ｄm −Ｓm ＋Ｒn ） …（８） となる。なお、ここでｎ，ｍ＝１，２，…，Ｎである。
式（６），（８）は、｛εn ｝，｛ｄn ｝の２Ｎ個を未
知数とする連立一次方程式である。Ｓn とＲm は予め実
測することができるので、既知の値であり、この連立方
程式を解くことにより、εn ，ｄn を夫々求めることが
できる。

【００４５】この場合、式（６）−式（８）を計算して
ｄn ＋ｄm を消去すべく変形すると、 εm −εn ＝｛Ｔ［ m／n ］−Ｔ［ n／m ］｝／２ …（９） となる。ここに、 Ｔ［ m／n ］＝τ［ m／n ］−（Ｔn −Ｄn −Ｓn ＋Ｒm ） …（１０） Ｔ［ n／m ］＝τ［ n／m ］−（Ｔm −Ｄm −Ｓm ＋Ｒn ） …（１１） である。

【００４６】ここで、時刻の基準となる局を基地局と
し、基地局の番号をｒで表わす。よって、基地局ｎ＝ｒ
では、εr ＝０となるため（９）式は次式となる。

【００４７】 εm ＝｛Ｔ［ m／r ］−Ｔ［ r／m ］｝／２ …（１２） （ｍ＝１，２，…，ｎ） この結果、εm が算出できることになる。

【００４８】よって、各局の時刻誤差が求まるので（ス
テップ５０８）、各地球局間の時計装置を同期させるこ
とができる。

【００４９】尚、上記式（１０）〜（１２）の解き方は
一般のマルチビームの場合であるが、グローバルビーム
の場合には、式（６）において、ｎ＝ｍとすれば良い。
この場合、自局バーストを自局で受信する構成がとられ
る。従って、εm ＝εn …（１３），ｄn ＝ｄm …
（１４）となるため、（６）式に（１３），（１４）の
関係を代入し、この場合のｄn をｄn * で表わす。この
結果、 ｄn * ＝Ｔ［ n／n ］／２ …（１５） として、直接に絶対伝搬時間を求めることができる。

【００５０】同様にｍ地球局についてもｄm * ＝Ｔ［ m
／m ］／２ …（１６）となる。

【００５１】これら（１５），（１６）式のデータは、
ｍ，ｎ局間の相互の通信に用いられる。

【００５２】従って、グローバルビームの場合は、
（６）式、（１０）式より、 εm −εn ＝｛Ｔ［ m／n ］−（ｄn * ＋ｄm * ） …（１７） （ｎ，ｍ＝１，２，…，Ｎ） となる。すなわち、各局の時刻誤差の差に関する測定が
なされたことになり、よって特定局ｎ＝ｒを基準局とし
て、εr ＝０とすれば、 εm ＝Ｔ［ m／r ］−（ｄm * ＋ｄr * ） …（１８） （ｍ＝１，２，…，Ｎ） となり、各局の時刻誤差が検出できる。従って、εm を
０となる様にタイムベース（時計装置）２２１を制御す
ることにより、各地球局の時計装置を同期させることが
可能となる（ステップ５０８）。

【００５３】こうして得られた時刻誤差を用いて時計装
置の同期をとる回路構成を図４に示す。図４において、
２２０１はカウンタ、２２０２，２２０４は加算器、２
２０３はメモリである。各地球局の時計装置は自走カウ
ンタ２２０１の出力とメモリ２２０３より供給される補
正値とを加算器２２０２で加えて、時刻信号を発生す
る。

【００５４】補正値は前述の方法により算出された時刻
誤差により更新される必要がある。すなわち、時刻誤差
検出／制御部２２３により、時刻誤差と更新タイミング
信号を受け加算器２２０４にてそれ以前の補正値と時刻
誤差の差を算出し更新タイミング信号によりメモリ２２
０３の内容を更新する。

【００５５】また、式（６）＋式（８）を計算して、 ｄn ＋ｄm ＝｛Ｔ［ m／n ］＋Ｔ［ n／m ］｝／２ …（１９） となる。式（１９）には未知数がＮ個、方程式の数がＮ
（Ｎ−１）／２個ある。それ故、Ｎ＝３以上の地球局が
情報を交換して上記の連立方程式を解けば各地球局から
衛星までの真の絶対伝搬遅延ｄn が求まる（ステップ５
０７）。

【００５６】そこで、こうして求めたｄn を新たな伝搬
時間Ｄn として用いることにより（ステップ５０９）、
各地球局の出力バーストが指定されたタイムスロットに
衛星に到達することが可能となり、よってバースト同期
をとることができる。

【００５７】Ｎ＝２局の場合には未知数２に対し、方程
式は一つしかないので、ｄ1 ，ｄ2は求めることができ
ない。但しこの場合は地球局１（２）の信号は相手方２
（１）にしか行かないので、そもそもバースト同期をと
る必要がない。

【００５８】以上の処理（図３のステップ５０１〜５１
０）を一定間隔、例えば０．５秒間を測定、０．５秒間
を補正として、１秒間隔にて全ての地球局で行う。その
結果、時々刻々移動するローオービット（低軌道）通信
衛星を用いた通信システム（ｄn が時々刻々変化するシ
ステムを意味する）において、常に正しい同期が可能と
なるのである。

【００５９】こうして同期した各地球局の時計装置の時
刻情報と衛星までの伝搬時間情報とに基づいて、各地球
局から他の地球局とは異なるビーム地域に存在する端末
局への通信も、ＴＤＭＡ方式で行うことができる。

【００６０】

【発明の効果】以上述べた様に、本発明によれば、地球
局相互間で各局のＴＤＭＡバーストの送出タイミングや
検出受信タイミング等の情報を相互に通知して演算する
ことにより、各局の時計装置の時刻誤差を算出し、これ
に基づき時刻制御が可能となるので、ＧＰＳ等の外部シ
ステムに依存することなく、衛星通信システム内でのみ
各局の同期がとれるという効果がある。

【００６１】また、各地球局の時刻を同期させることに
より、衛星までの伝搬時間を求めることができるので、
グローバルビームのみならず多ビームの衛星通信システ
ムにおいても、バースト同期を確立してＴＤＭＡ通信が
可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の衛星通信ネットワークの構成を示すブ
ロック図である。

【図２】第ｎ地球局と第ｍ地球局間の各部のタイミング
を説明する図である。

【図３】第ｎ地球局と第ｍ地球局でのタイミング制御動
作の処理フローチャートを示す図である。

【図４】制御回路２４０内のタイムベース２２１の具体
的構成を示す図である。

【図５】従来の移動体衛星通信ネットワークを示すブロ
ック図である。

【図６】（Ａ）は、図５の周波数配置を示す図である。
（Ｂ）は、ＴＤＭＡ信号を説明する図である。（Ｃ）
は、ＵＷ検出タイミングを説明する図である。

【図７】図５の地球局の構成を示すブロック図である。

【図８】図５においてＧＰＳ受信機を用いた他の地球局
の構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

１ 通信衛星 ２ 地球局 ３ 移動局 ４ ビーム地域 ６ モービルリンク ７ フィーダリンク ８ 公衆交換電話網 ２１１ 地球局アンテナ ２１２ 分波器 ２１３ 大電力増幅器 ２１４ アップコンバータ ２１５ 変調器 ２１６ 合成器 ２１７ データバースト発生部 ２１８ 制御バースト発生部 ２１９ バースト受信時刻検出部 ２２０ 送信タイミング検出部 ２２１ 時計装置（タイムベース） ２２２ 基準発振器 ２２３ 時差誤差算出／制御部 ２２４ 制御バースト処理部 ２２５ ユニークワード検出部 ２２６ 受信データバースト処理部 ２２７ 復調器 ２２８ ダウンコンバータ ２２９ 低雑音増幅器 ２３０ 関門局（ゲートウェイ）

Claims (11)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の地球局間でＴＤＭＡ通信方式にて
   通信する衛星通信ネットワークにおけるＴＤＭＡタイミ
   ング制御システムにおいて、 前記地球局は、自局のタイムベースに基づき送信タイミ
   ングを決定し、他の地球局に対して自局のデータを送信
   する手段と、 前記他の地球局で受信された受信信号の受信タイミング
   と前記他局のデータを検出する手段と、 前記送信タイミングと受信タイミングとの各情報を前記
   他の地球局相互間で交換する手段と、 前記各情報に基づいて前記タイムベースの時刻を補正す
   る手段とを有することを特徴とする衛星通信ネットワー
   クにおけるＴＤＭＡタイミング制御システム。
2. 【請求項２】 前記補正する手段は、前記タイムベース
   の時刻誤差と衛星までの伝搬時間を未知数とする連立方
   程式を解くことにより得られることを特徴とする請求項
   １記載の衛星通信ネットワークにおけるＴＤＭＡタイミ
   ング制御システム。
3. 【請求項３】 前記送信タイミングと受信タイミング
   は、共に制御バースト信号にて伝送することを特徴とす
   る請求項１、２記載の衛星通信ネットワークにおけるＴ
   ＤＭＡタイミング制御システム。
4. 【請求項４】 前記データは、自局から衛星までの遅延
   時間、自局の送信で発生する遅延時間、自局の受信で発
   生する遅延時間からなることを特徴とする請求項１、
   ２、３記載の衛星通信ネットワークにおけるＴＤＭＡタ
   イミング制御システム。
5. 【請求項５】 前記地球局は、少なくとも１局は、ＴＤ
   ＭＡタイミングの基地となる局であることを特徴とする
   請求項１記載の衛星通信ネットワークにおけるＴＤＭＡ
   タイミング制御システム。
6. 【請求項６】 前記衛星通信ネットワークは、グローバ
   ルビームもしくはマルチビームを用いた衛星通信ネット
   ワークであることを特徴とする請求項１、５記載の衛星
   通信ネットワークにおけるＴＤＭＡタイミング制御シス
   テム。
7. 【請求項７】 前記地球局は、さらに、公衆交換電話網
   （ＰＳＴＮ）と関門局であるゲートウェイを介して接続
   されることを特徴とする請求項１、５、６記載の衛星通
   信ネットワークにおけるＴＤＭＡタイミング制御システ
   ム。
8. 【請求項８】 複数の地球局間の通信路を提供し、各地
   球局間の通信信号は予め与えられたタイムスロット内で
   夫々時分割多重方式により多重化される衛星通信ネット
   ワークにおけるＴＤＭＡタイミング制御システムにおい
   て、前記地球局の各々は、外部から供給される時間誤差
   信号により補正可能な計時手段と、前記計時手段による
   時間により制御され予め与えられた前記タイムスロット
   内に送信バースト信号が通信衛星に到達するように前記
   送信バースト信号の送信タイミングを決定制御する送信
   タイミング制御手段と、他の地球局からのバースト信号
   を受信再生する受信手段と、これ等受信バースト信号の
   各受信タイミングを前記計時手段により検出するタイミ
   ング検出手段と、この検出された各受信タイミング情報
   を他の各地球局へ帰還すべく自局バースト信号に重畳し
   て送出する送信手段と、前記受信手段により受信再生さ
   れた受信バースト信号に含まれる自局バースト信号の他
   地球局での受信タイミング情報を元に前記計時手段の時
   刻誤差と前記通信衛星までの伝搬時間とを未知数とする
   連立方程式を立てて時刻誤差を算出する算出手段と、こ
   の時刻誤差に基づき前記計時手段の時刻を合わせる時刻
   補正手段とを有することを特徴とする衛星通信ネットワ
   ークにおけるＴＤＭＡタイミング制御システム。
9. 【請求項９】 前記算出手段は、前記連立方程式を解い
   て前記伝搬時間を算出するよう構成されていることを特
   徴とする請求項８記載の衛星通信ネットワークにおける
   ＴＤＭＡタイミング制御システム。
10. 【請求項１０】 前記送信タイミング制御手段は、前記
    時刻補正手段による補正後の時刻と前記伝搬遅延時間と
    を元に前記送信バースト信号の送信タイミングを決定す
    るよう構成されていることを特徴とする請求項８記載の
    衛星通信ネットワークにおけるＴＤＭＡタイミング制御
    システム。
11. 【請求項１１】 複数の地球局間をＴＤＭＡ通信方式に
    て通信する衛星通信ネットワークにおけるＴＤＭＡタイ
    ミング制御方法は、 前記地球局は自局のタイムベースに基づき送信タイミン
    グを決定するステップと、 前記決定された送信タイミングを他の地球局へ送信する
    ステップと、 前記他の地球局からの受信信号の受信タイミングを検出
    するステップと、 前記受信信号から前記他の地球局のデータを検出するス
    テップと、 前記送信タイミングと受信タイミングとの各情報を前記
    他の地球局相互間で通知するステップと、 前記各情報に基づいて前記タイムベースの時刻を補正す
    るステップとからなることを特徴とする衛星通信ネット
    ワークにおけるＴＤＭＡタイミング制御方法。