JP2977562B2

JP2977562B2 - 衛星通信方式

Info

Publication number: JP2977562B2
Application number: JP14823989A
Authority: JP
Inventors: ピエトロ・デ・サントス
Original assignee: INTERUSATSUTO
Current assignee: INTERUSATSUTO
Priority date: 1989-06-09
Filing date: 1989-06-09
Publication date: 1999-11-15
Anticipated expiration: 2014-11-15
Also published as: JPH0314328A

Description

【発明の詳細な説明】（発明の背景）本発明は衛生通信方式、特に多重ビーム衛星通信シス
テムにおけるトラフィック要求に基くインタビーム接続
の再構成のオンボード制御を行なう新規な方法及び装置
に関するものである。

６及び4GHz（ｃバンド）、14及び11GHz（Kuバンド）
及び20〜30GHz（Kaバンド）で動作する現在の商業衛星
通信システムにおいて、アップリンクビームとダウンリ
ンクビームとの間のオンボード接続は、１年当り約50〜
100回の交換再形成を行なう“固定”交換回路を設ける
ことによりトランスポンダチャネル基準に基いて行なわ
れる。このシステムに用いられている交換スキームは、
フリーケンシディビジョンマルチプルアクセス
（FDMA）連続トラフィックを行なうのに適当である。他
の衛星通信システムには、数ｍ秒の再構成周期を有し、
サテライトスイッチドタイムディビジョンマルチ
プルアクセス（SSTDMA）バーストトラフィックを行
なうのに好適な“ダイナミック（dynamic）”交換があ
る。多重アップリングビームとダウンビームリンク間の
通信経路の交換は、トランスポンダチャネル基準に基く
交換マトリックスにより通常実行される。これらのオン
ボード交換マトリックスは入力（アップリンク）トラフ
ィックから出力（ダウンリンク）トラフィックまで精密
に構成され、交換の構成は各相互接続経路の帯域を変化
させることなく所定の入力ポートに接続されている出力
ポートだけを変化させる。この接続は、以下の説明にお
いてコンスタントバンドウィドス（Constant Bandwid
th,“CB"）接続と称するものとし、関連するトラフィッ
クを“CB"トラフィックと称する。

現在のCB−FDMA通信方式は、アップリンク及びダウン
リンク同一周波数トランスポンダチャネル間に1:1の固
定接続回路網だけを用い、直流電力を必要としない機械
的な同軸交換を利用して作動後の位置を保持している。
この応用のための典型的な交換は、ブロックを構築する
場合“ベータ”素子を用いる“再配列可能な交換マトリ
ックス”構成である。他方において、現在のCB−SSTDMA
（コンスタントバンドウィドスサテライト−スイッ
チドタイムディビィジョンマルチプルアクセ
ス）衛星通信方式は、ダイオード又は数ｎ秒の立上り−
立下り時間を有する電界効果トランジスタ（FET）から
成るカップラクロスバーマイクロウェイブスイッチ
マトリックス（MSM）を利用する接続回路をアップリン
クチャネルとダウンリンクチャネルとの間で用いてい
る。可変帯域幅を有する非オンボードサテライトフ
ィッチドTDMA方式が現在既知である。

オンボードインタビーム接続がインタビーム接続経路
の帯域幅に対応するエントリーを有するマトリックスに
よって表示される場合、所定の瞬時における衛星方式の
共用周波数トランスポンダチャネル（例えば、８ビー
ム）の１個の群に対するCB接続関数は、各列又は行にお
いて零とならない要素を１個だけ有する８×８のマトリ
ックスによって表わされる。典型的なマトリックスを以
下に示す。

ここで、B_Tは各チャネルに対するトランスポンダの帯
域幅である。SSTDMA方式において、チャネル構成は同一
マトリックス〔１〕によって表わされるが、非零マトリ
ックス要素は時間に従ってその位置を周期的に変える。
衛星インタビーム接続の全体の表示は、少なくともトラ
ンスポンダチャネルの数に等しい多数のこのような交換
マトリックスを有している。

高トラフィック源においてスポットビームを支配する
ことと共働するCB接続は、頻繁な接続変化を伴なう重ル
ートトラフィック（heavy toute traffic）について
適切なものとなるように改良されている。また、薄いル
ートトラフィック（thin−route traffic）の場合、C
B接続は十分なものである。このトラフィックの場合、
搬送波が空間的及び時間的に分散するので、オンボート
接続の変化は最小である。

しかしながら、最近においては比較的多数の少量ユー
ザを含むトラフィック指令に応じてより高機能の衛星通
信方式が開発されつつある。この衛星通信方式は、再構
成可能な帯域幅を有する狭帯域インタビーム接続経路、
例えば可変帯域幅、可変周波数（VBVCF）のオンボード
接続を介して高い衛星設計効率を達成する。ここで、衛
星設計効率は、衛星の公称容量に対する飽和容量の比と
して規定され、衛星再生源がいかに効率よく利用される
か、例えばオンボード接続及びアンテナの到達範囲がい
かにトラフィック指令に整合するかを表わす。

本発明の概念によれば、トランスポンダ帯域幅を帯域
福が変化すると共に同一のトランスポンダの範囲内で接
続要件が異なる別の狭いルートサービスを達成するより
狭い帯域のチャネルに副分割することにより、オンボー
ドTWTAS（travelling wave tube amplifiers）の数を増
加させることなくVBVCF接続を実行することができる。
最近のオンボードTWTA線形化技術及び変調フォーマット
により、この設計思想が特に魅力的なものとなる。一例
として、可変幅の連続帯域を必要とするサービスは指令
に基いてトランスポンダ帯域幅B_TのサブバンドB_Xに割り
当てられ、残りの帯域幅B_T−B_Xは数が変化する種々の搬
送波の多重搬送波トラフィック用に好適な狭帯域VBVCF
チャネルの多重化のためにチャネル化されることができ
る。この操作において、各チャネルは交換回路網によっ
て規定したダウンリンクビームまで順次経路が決められ
る。

デマルチプレクス機能及びルーチング機能を果たす回
路は、本明細書において“オンボードルータ（on−bo
ard router）”と呼ぶことにする。オンボード交換回路
網により部分的又は全体的に達成されるオンボードVBVC
F接続を有する連続FDMAトラフィックは、本明細書にお
いて“VBVCF衛星交換FDMA（SSFDMA）トラフィック”と
称する。本発明の別の見地によれば、衛星交換を行なう
オンボードルータによってVBVCF接続を行なう同一の宇
宙衛星においてCB接続及びVBVCF接続の両方を行なうこ
とにより既存のCB接続が達成される。

従来のオンボードルータは、主に連続FDMAトラフィッ
クとの関連において1980年ごろから提案されていた。例
えば、1980年10月14日に登録された米国特許第4,228,40
1号、発明の名称“コミュニケーションサテライト
トランスポンダインタコネクションユーティライジ
ングバリャブルバンドパスフィルタ（Communicat
ion Satellite Transponder Interconnection Utilizin
g Variable Bandpath Filter）”には、オンボード交換
能力を欠いているが、シリアルフィルタ接続によって達
成されるVBVCFフィルタを用いる再構成可能なビーム相
互接続によって特徴付けられるペイロードを用いるシス
テムが開示されている。この方式に用いられているVBVC
Fフィルタは、直列接続されている２個の等しいフィル
タの固定通過帯域について信号周波数スペクトラムの２
個の順次の周波数変換を行なっている。不幸なことに、
この技術は他の用途には有用であるが（例えば、1977年
に発行された会報ウルトラソニックスシンポジューム
（Ultrasonics Symposium）の第965〜第968頁に記載さ
れている標題“フィルタウイズバンドウィドスコ
ンティニュアスリバリャブルフロム５〜100MHz
（Filter With Bandwidth Continuously Variable From
5〜100MHz）”を参照されたい）、上端周波数付近で直
列接続されているバンドパスフィルタに伝送振幅及び
位相リップルが加えられてしまうため、実際には線形位
相（一定遅延時間）通信チャネル用にはぎりぎりの利用
性能しか有していない。これに対して、本発明において
はVBVCFデマルチプレクス機能は並列に接続したパスバ
ンドフィルタの交換可能な組み合せによって実行され、
直列接続したフィルタによるスペクトル混信を受けるこ
とはない。

1980年の初期に提案されたオンボードFDMAルータは、
主に30GHz及び20GHzの多重ビーム衛星方式に関するもの
である。これらの周波数においては、商業衛星通信用の
広い範囲の周波数スペクトラムが有用である（2500MHz
倍の周波数が再使用される）。従って、従来のルータは
広い帯域幅に亘って周波数多重化された多数の単体チャ
ネルに適合する広帯域チャネル化スキムに基いて設計さ
れたものである。再構成は、ユーザ指令に整合する多数
の有用なチャネルを区分けすることにより達成されてい
る。狭帯域再構成接続に関しては、極めて大きなフィル
タバンク及び交換マトリックスがルータに設置されてい
る。このような構成のルータはハードウエアが複雑化す
るばかりでなく重量及び容積が一層大きくなる欠点があ
り、SSTDMA（Satellite Switched time Division Multi
ple Access）のような別のオンボードルーチングの開
発が要請されている。

1983年６月に発行された会報NASA Tech.に記載されて
いるジー．ステーブンス（G.Stevens）による論文“ア
コンパリスンオブフリーケンシードメインマ
ルチプルアクセス（FDMA）アンドタイムドメイン
マルチプルアクセス（TDMA）アプローチスツー
サテライトサービスフォーローデータレート
アースステーション（A Comparison of Frequency Do
main Multiple Access（FDMA）and Time Domain Multip
le Access（TDMA）Approaches to Satellite Service f
or Low Data Rate Earth Station）にオンボードSSFDMA
ルータ技術の有効な概要が存在する。1987年４月〜６月
に発行された国際雑誌「サテライトコムュニケーショ
ン（Satellite Communication）」に記載されている論
文“ノン−リジェネレィティブサテライトスイッチ
ドFDMA（SSFDMA）ペイロードテクノロジーズ（Non−r
egenerative Satellite Switched FDMA（SSFDMA）Paylo
od Technologies）”に、従来のオンボードFDMAルータ
設計の詳細な説明がある。さらに、別の従来技術とし
て、1980年５月に発行されたジー．イー．ドキュメント
No80SDS427 ナサコントラクトNo.NAS−３−21745（G.
E.Docuument No80SDS427 NASA Contrsct No.NAS−３−
21745、標題“スタディーオブアドバンストコム
ュニケーションズサテライトシステムズベースド
オン SS−FDMA（Study of Advanced Communications S
atellite Systems Based on SS−FDMA）”ジェー．デー
・キースリング（J.D.Kiesling）著;1980年４月20日に
発行された会報エーアイエーエー、第８シーエスエス
シー、オーランドエフエル（AIAA 8th CSSC,Orlando,F
L）”に記載されているジェー．ディー．キースリング
著“ディレクトアクセスサテライトコムュニケー
ションズユージング SS−FDMA（Direct Access Sate
llite Communications Using SS−FDMA）";及び1982年
４月22日に発行されたナサコントラクト NAS−３−2
2889ファイナルリポートNo.038050−011に記載されて
いる標題“カスタマプリマイスサービススタディ
フォー 30/20GHzサテライトシステムズ（Cumstome
r Premise Service Study for 30/20GHz Satellite Sys
tems）”がある。

現代のオンボード技術及び再構成トランスポンダチャ
ネルにおける従来の衛星通信システムで指摘された課題
より、本発明の目的はトラフィック指令処理の効率及び
処理性能が改良された実際的なルーチングシステムを
提供することにある。

本発明の別の目的は、既存のオンボードCB交換回路網
を有効に利用してトラフィック処理性能を向上させるこ
とにある。

本発明の特有な目的は、トランスポンダ帯域幅を少な
くとも２個の可変幅のサブバンドに再構成可能に分割
し、少なくとも１個のサブバンドをさらにチャネル化し
て多重VBVCFサブチャネルを達成するシステムを提供す
ることにある。

本発明のさらに別の目的は、線形位相VBVCFチャネル
を有するデマルチプレクサを経てトラフィックの経路を
定めるシステムを提供することにある。このVBVCFチャ
ネルは“並列”形態を利用すると共に時間及び周波数多
重化回路によって好適に行なわれるマルチレベルチャネ
ル化フォーマットの部類に基いている。

さらに本発明の目的は、サブチャネルをダウンリンク
ビームまでプログラム可能に経路を定め各サブチャネル
がバーストトラフィック（SSTDMA）又は連続トラフィッ
ク（SSFDMA）に適合できるオンボードルータを抵抗する
ことにある。

（発明の概要）本発明の概念は、多重トランスポンダチャネルを用い
て多重ビーム通信衛星をボード上の既存のCB接続回路網
に結合するオンボードルータのような装置によってCB接
続を好適に行なう方法及び装置によって実現される。CB
トラフィック及びVBVCFトラフィックは、所定の帯域幅
及び中心周波数のアップリンクビームにおいて衛星まで
送出される。受信に際し、各アップリングビームの帯域
幅を帯域幅B_Tの多数のトランスポンダチャネルに分割す
る。VBVCFトラフィックを搬送するトランスポンダチャ
ネルは、オンボードルータによって多数のサブトランス
ポンダチャネルにさらに分割される。これらチャネルの
うちの１個のチャネルは、可変バーストレートのSSTD
MAトラフィックに特に好適な可変幅の連続帯域を与え
る。

この方法及び装置は上記マトリックス〔１〕に基いて
認識されることができ、VBVCFトラフィックはアップリ
ンクビーム5,6,7及び８とダウンリンクビーム4,5,7及び
８に存在する。CB接続マトリックス〔２〕を以下に示
す。

ここで、“＊”印はCBトラフィックを表わし、これ以
外はVBVCFトラフィックを表わす。帯域B_T ^＊の接続経路
はCB接続回路網によって確立され、経路B_ij（ｉ＝5,6,
7,8及びｊ＝4,5,6,7,8）及び経路B_xi（ｉ＝5,6,7,8）は
オンボードルータによって確立される。マトリックス
〔２〕において、帯域幅B_xiはトランスポンダの帯域幅B
_Tの一部であり、帯域幅B_ijは残りの帯域幅B_T−B_xjの一
部である。

Σ_jB_ijB_T−B_xj …〔３〕 VBVCFの再構成は帯域幅B_xj,B_ijの値を変化させること
により行なう。

既存のオンボードCB回路網でCBトラフィックの実効を
図る好適な方法は、オンボードルータのような装置をCB
回路網に接続することにより行なわれる。この好適実施
例は、トランスポンダの帯域幅を２個の部分に分割する
工程を含み、その１個の部分をさらにチャネル化して単
体VBVCFトラフィックチャネルの各帯域及び中心周波数
を確立し、VBVCFトラフィックをCB回路網を介してダウ
ンリンクビームまでの経路を再び定め、このVBVCFチャ
ネルの中心周波数及び帯域幅（例えば、B_xi及びB_ij）を
制御する。

本発明の装置によれば、オンボードルータは、衛星の
ボード上に設置されているCB回路網に直列に接続される
と共にこのCB回路網と共に同時に作動する。このルータ
は、所定の帯域幅及び中心周波数のVBVCFトラフィック
を受信する手段と、トランスポンダの帯域幅を少なくと
も２個のサブ帯域に分割する手段と、少なくとも１個の
サブ帯域をさらにチャネル化してVBVCFトラフィックを
搬送する複数の単体チャネルを確立する手段と、ルータ
及びCB回路網においてアップリンクからダウンリンクま
での経路を変換又はマッピングする交換手段とを含んで
いる。単体VBVCFチャネルの帯域幅及び中心周波数は外
部から制御することができる。

本発明のシステムは、CBトラフィックが再構成によっ
て一定帯域幅接続を行ないVBVCFトラフィックが可変帯
域幅接続を行なうようにCBトラフィック及びVBVCFトラ
フィックを適合させる。

本発明の目的、概念及び構成は、添付図面に基く実施
例の説明に基いて当業者に明確なものとなる。

（好適実施例）第1A図及び第1B図を参照すると、オンボードルータ
（on−board router:ボード上に設置されているチャネ
ルふり分け回路）10は既存のオンボード（ボード上に設
置されている）CB接続回路網12と結合されてCB接続を達
成する。ルータ10及びCB回路網12は通信衛星のボード上
に位置し、典型的な周波数プラン11及び13に基きアップ
リンクビームとダウンリンクビームとの間で再構成可能
な相互接続経路をそれぞれ形成する。これらの経路は、
ディジタル化された電話音声信号及び／又はデータ伝送
速度並びにアナログFMトラフィックのボリュームを変化
させることを必要とするデータ通信システムからディジ
タルトラフィックを搬送することができる。さらに、こ
れらの経路は本発明に基きFDMA又はTDMAのいずれかと適
合することができる。前述したようにCBはコンスタント
バンドウィドストランスポンダトラフィックと称
されるので、VBVCFはバリャブルバンドウィドスバリ
ャブルセンタフリーケンシーサブトランスポンダ
トラフィック（Variable Band−width Vaeiable Cent
er Frequency Sub−transponder traffic）と称され
る。周波数プラン11及び13のブロック内の枠の幅は、特
有の経路に沿うトラフィック要求の帯域幅を一般的に示
す。実線及び破線はCBトラフィック及びVBVCFトラフィ
ックにそれぞれ対応する。例えば、アップリンク周波数
プラン11の最初の４個のブロックはトランスポンダ帯域
幅B_T全体を占めるCBトラフィックを示し、周波数プラン
11の後側の４個のブロックの枠は４個のチャネル５〜８
の各々におけるVBVCFトラフィック要求の帯域幅を示
す。

アップリンク周波数プラン11は、前述の説明で規定し
た接続マトリックス〔２〕に基く可能なトランスポンダ
チャネル化を示す。トランスポンダ周波数プランによ
り、このプランは、トランスポンダ周波数帯域を種々の
トラフィック経路に対応する１組のサブバンドに分割す
ることを意味する。プラン11の各ブロックにおいて、各
組の２個の数値は、第1A図のルータ10及びCB回路網12の
各入力及び出力で示したようにアップリンクビーム及び
ダウンリンクビーム（行先ビーム）の数値識別をそれぞ
れ表わす。同様に、ダウンリングプラン13はダウンリン
クチャネルの特性を示すと共にアップリンク及びダウン
リンクビーム番号によって変換された経路シーケンスを
示す。同一枠内の１対以上の数値は、多数の相互接続経
路について特別の帯域幅が用いられることを意味する。
括弧内の数値対をSSTDMAトラフィックと称し、括弧のな
い数値対をFDMAトラフィックと称する。

本発明によれば、周波数プラン13はCBトラフィック及
びVBVCFトラフィック用の典型的な衛星変換されたイン
タビーム接続及び変換を示す。アップリンクビーム１〜
４はCB接続回路網12を介して経路が定められたCBトラフ
ィックを処理し、アップリンクビーム５〜８は接続回路
網12及びルータ10を介して経路が定められたVBVCFトラ
フィックを処理する。ルータ10は固定された接続回路網
12と直列に接続されると共にこの接続回路と同時に作動
する。また、ルータ10はVBVCFトラフィックを分割する
と共にVBVCFトラフィックを適当なダウンリングビーム
までその経路を定める。

図面上、ルータ10は、第２図で関連して規定した多段
チャネルライザ（MSC）に並列に接続したVBVCFフィルタ
を有している。このMSCは、SSTDMAコントローラ14及びS
SFDMAコントローラ16によって制御されるカップラクロ
スバー交換回路網に接続される。交換マトリックスの列
の交換は、SSTDMAコントローラ14又はSSFDMAコントロー
ラ16のいずれかを用いてSSTDMAアプリケーションの周期
的時間パターンの代表例（バーストトラフィック）又は
SSFDMAアプリケーションの再構成時間プランの代表例
（連続トラフィック）のいずれかに基いて達成されるこ
とができる。ルータ10内に表示されSSTDMAコントローラ
14によって制御される交換点を白抜き円で図示し、SSFD
MAコントローラ16によって制御される交換点は黒丸円で
図示する。この交換マトリックスの構成は、所定の時間
瞬時について存在する。別の時間瞬時において、交換コ
ントローラ14及び16は別の交換構成を行なうことができ
る。

第1B図はアップリンクビームNo.5から生ずるトラフィ
ックに関係する仮想のチャネル化プランの時間に対する
帯域幅を示す。アップリンク／ダウンリンク経路を表わ
す第1B図の数値組は第1A図に示す数値組に対応する。サ
ブチャネル分割も同様に対応する。時間ｔ＝０におい
て、SSFDMA放送モードにより経路〔55〕，〔57〕，〔5
8〕を経て帯域幅B_x5が最初に用いられ、トラフィックは
ビーム５で発生しダウンビーム5,7及び８に同時に伝送
される。時間ｔ＝ｔ^＊において、作動モードはフレーム
期間T₁を有するSSTDMAモードに変わる。各フレームT₁に
おいて、サブチャネルB_x5の情報は、各経路〔55〕，〔5
7〕及び〔58〕を経て時間多重化される。時間ｔ＝t₁に
おいて、ルータの再構成が生じ、SSTDMAモードの経路
〔55〕，〔57〕及び〔58〕に割り当てられた帯域幅B_x5
はＢ′_x5まで圧縮されると共に同時にフレーム期間はT₁
からT₂に変化し、多重化された期間が伸長する。帯域幅
（B_x5−Ｂ′_x5）を用いてSSFDMAトラフィックを実行す
る相互接続回路〔54〕の帯域幅を拡張する。別の再構成
が時間ｔ＝t₂で発生する。この場合、帯域幅の変化は生
じないが、フレーム周期T₃のSSTDMAモードの経路〔55〕
及び〔57〕は同一の帯域幅を有する連続するSSFDMAモー
ドの経路〔57〕に変化する。

CBトラフィック交換は、ルータ10内においては発生し
ない。CBトラフィックは固定接続回路網12によってだけ
交換され、VBVCFトラフィックはルータ10によって独立
して変換される。従って、CBトラフィック及びVBVCFト
ラフィックの交換は、２個のトラフィック型式の異なる
要求に基き異なる技術を用いることができる。

ルータ10は、各到来トラフィックを回路網12を経て従
来のダウンリンクビームまで独自に経路を定めるための
交換マトリックス及び制御手段を含んでいる。ルータ10
は，制御可能な帯域幅及び中心周波数においてトランス
ポンダチャネルの一部をチャネル化するフィルタバンク
も含み、これによりVBVCFトラフィックの単体チャネル
用の狭帯域経路を形成する。これらフィルタバンクは高
いスカート選択性を有するバンドパス特性を有すること
が好ましい。このスカート選択性はdB/MHzで規定され、
１〜40dBの遷移帯域幅に対する39dBの比として、すなわ
ち40dBの帯域幅と２分割された1dBの帯域幅との間の差
として規定する。

第２図はルータ10の入力段を示すと共に８個のトラン
スポンダチャネルのうちの１個の典型的な周波数分割を
図示する。このチャネルの１個について説明し残りのト
ランスポンダチャネルについて代用する。第２図はＮ−
ビーム衛星通信方式における一群の共用周波数トランス
ポンダに対する理想的なトランスポンダアップリンク周
波数プラン20、オンボードルータ10によって行なわれる
典型的な周波数プラン30、及び本発明の目的を達成する
ために用いられる帯域分割スキーム60を示す。典型的な
衛星通信方式は、ビーム中からトラフィック情報を中継
する数個のトランスポンダ群を含んでいる。周波数プラ
ン20及び30において、各トラフィックチャネルは、上側
及び下側が有用な（例えば1dB）範囲及び40dBの帯域幅
を規定する台形部として理想的に表示されている。２個
の隣接する台形部間の上辺間の距離は、以下の説明にお
いて保護帯域B_Gと称する。

トランスポンダの中心周波数はf_TC＝（f_T1＋f_T2）/2
で規定され、ここでf_T1及びf_T2は下端周波数及び上端周
波数でありそれぞれ1dBの減衰点を規定する。一例とし
て、アップリンクプラン20における単一搬送波可変ビッ
ト速度トラフィックはf_T1〜f_X1の有用な帯域幅B_X22を占
め、多重搬送波トラフィックはf_X2〜f_T2の帯域幅B_T−B_X
を占める。本例において、多重搬送波トラフィックは２
個の接続経路23及び24に割り当てられ、これら経路23及
び24は同一のダウンリンクビームまで行先が定められて
いるトラフィックを含んでいる。

オンボードルータの周波数プラン30は２個の固定され
た隣接する通過帯域31及び32で構成され、これら帯域の
有用な帯域は、通過帯域31がf_R1〜f_R2に亘り通過帯域32
はf_R3＝（f_R2＋B_G）〜f_R4まで亘っている。これら通過
帯域31及び32は必ずしも隣接する必要はないが、トラン
スポンダチャネルの帯域幅全体が効率よく利用されるよ
うに構成されるのが好ましい。通過帯域31及び32の濃淡
が付された区域はNo.2トラフィック22,23及び24にそれ
ぞれ対応する。通過帯域31は単一搬送波トラフィックに
割り当てられており、極めて高いスカート選択性を有す
る固定バンドパスフィルタによって与えられて高スペク
トラムの利用状態を達成する。上端周波数f_R2における1
dB〜40dBの遷移帯域幅33は、通過帯域32のＭ番目のチャ
ネル化レベルに関連する保護帯域B_Gに等しいものとす
る。これらの条件のもとで、単一搬送波トラフィックと
多重搬送波トラフィックとの間の隣接チャネルインタエ
アレンス39dB以上に抑制される。通過帯域32の中心周波
数は、f_RC＝（f_R3＋f_R4）/2となる。この中心周波数
は、以下の説明において“ルータ中心周波数”と称する
ものとし、その選択はルータのフィルタを設置するため
に用いられる技術により主に説明される。

第２図の典型的なプランを満す別の要件として、f_R2
−f_R1＝f_R4−f_R3＝B_Tを用いる。B_Tはf_R4−f_R3について
必要な最も大きな値を表わし、０B_XB_Tのいかなる値
も適応させる。実際には、単一搬送波トラフィックにつ
いて最小負荷因子をLF_min＝100B_X′_min/B_Tとすれば、上
記不等式は以下のようるなる。

B_X′_min（LF_min B_T）/100B_XB_T …（４）及び、f_R4−f_r3＝B_T−B_X′_min …（５）一例として、LF_min＝50％とすると、 B_X′_min＝B_T/2 及びf_R2−f_R1＝B_T …（６） f_R4−f_r3＝B_T/2 …（６）′ 通過帯域32は、ルータ10のＭ個のフィルタバンクによ
りＭ回再使用される。Ｍ個のフィルタバンクを並列に接
続して直列接続したフィルタにおける典型的な付加的な
ひずみを回避する。各フィルタバンクは多段“並列”チ
ャネライザの“段”を構成し多重レベルチャネル化プラ
ンのチャネル化“レベル”を満たす。本質的に、各フィ
ルタバンクは、帯域幅32を多数の単体VBVCFチャネルに
チャネル化する。各段において、単体チャネルは中心周
波数が相違し、同一又は異なる有用な帯域幅、遷移帯域
幅及び保護帯域を有することができる。一例として、ｉ
番目のチャネライザ段のN_i個の通過帯域フィルタは帯域
幅B_i,保護帯域B_Gi及び１〜40dBの遷移帯域幅F_iについて
同一の公称値を有することができ、ハードウェアの複雑
さを最小のものとすることができる。最小数N₁個の単体
チャネル化レベルを有するチャネルは最低レベルと称す
る。最大数N_M個の単体チャネルを有するチャネル化レベ
ルは最高レベルと称する。

２個の通過帯域フィルタによって分離されている２個
の隣接するチャネルがその端部周波数において同一の挿
入損失を有しそれらの間の保護帯域がB_Gの場合、所定の
チャネルにおいて、下側中心周波数を有する隣接チャネ
ルによって生ずる最大隣接チャネルインタフェアレンス
ACT_max（すなわち、Ｃを所望の信号パワー及びＩを干渉
信号パワーとした場合の最小C/I値）は、上側端部周波
数の保護帯域B_Gの増加に関連する隣接チャネル挿入損失
の増分に等しくなる。隣接するチャネルが一層高い中心
周波数を有する場合、ACI_maxは下側端部周波数における
保護帯域B_Gの減少に関連する隣接チャネル挿入損失の増
分に等しくなる。

本発明において、好適なチャネル化プランは以下の特
性を満足する。異なるチャネル化レベルから選択された
単体チャネルの周波数多重化によりVBVCFチャネルシー
ケンスが発生し、この結果２個のチャネル間の（ACI）
_maxは特定の値より一層小さくなり、或はいかなる２個
のチャネル間の（C/I）_minは特定の値よりも一層大きく
なる。これらの特性の数式は以下のように表現される。

（１）チャネル化されるべき有用な（すなわち、1dB）
帯域幅は、帯域幅B_Mの単体チャネルの整数N_Mと保護帯域
B_GMの整数（N_M−１）との和によって完全に満たされ
る。すなわち、 B_T＝N_M B_M＋（N_M−１）B_GM …（７）（２）第２図のルータ周波数プラン30に基き、F_M＝B_GM
とし、n_i（整数）＝N_M/N_iとし、ｉ番目のレベルのチャ
ネルがＭ番目のレベルのη_ｉ個のチャネルで置換できる
条件を満すため以下の要件が必要となる。

B_i＋2F_i＝n_i M_M＋（n_i−１）B_GM＋2B_GM …（８）（８）式はより一般的なものとして以下のように書き直
すことができる。

B_i＝n_i B_M＋α（n_i−１）B_GM …（９） F_i＝B_GM〔１＋α＋n_i（１−α）〕/2 …（10）ただし、有用な手段（例えば、周波数スペクトラム及
びフィルタ技術）に基き０α１の範囲に選択された
パラメータ及びシステムの要件を利用する。第２図のス
ペクトラル図60は、α＝０、０＜α＜１、及びα＝１の
３個の場合についてn_i＝２のチャネル化フォーマットの
一部を示す。α＝１の場合、遷移帯域幅は最小になり、
情報を保持するのに一層有用な帯域幅をもたらす。

（３）ｉ番目のレベルにおけるいかなる２個の隣接す
るチャネル間の（C/I）_ｉ値が最小値（C/I）_minより大
きくなる条件を満たすには以下の式が必要となる。

B_Gi＝2F_i−B_GM＝B_GM〔α＋n_i（１−α）〕 …（11）（７）式〜（11）式を満足し因子αが異なる値を有す
るチャネル化フォーマットは、チャネル形状因子（SF_i
＝１＋2F_i/B_i）、スペクトラム利用効率（η_ｉ＝100N_i
B_i/B_T）及び隣接するチャネル間インタフェアレンス（C
/T）_ｉについて互いに相違する。例えば、第２図のチャ
ネル化フォーマット30（“ブリックウォール（brickwal
l）”フォーマット）は最大値η_ｉを与え条件α＝１を
満足するので、（10）式及び（11）式から以下の式が導
かれる。

B_Gi＝F_i＝F_M＝B_GM …（12） N_M＝12の場合、ブリックウォールチャネル化フォーマ
ットは、以下の表（13）に示す５個のとり得るレベルを
有する。

尚、B_GM/B_M＝0.25、すなわちSF_M＝1.5とした。第２図
において、図示のチャネル化レベルは上記レベルｉ＝2,
4及び５に対応する。表（13）より、単体チャネル帯域
幅B_iが増加するに従って（例えば、下側チャネル化レベ
ルが増加するに従って）、α＝１の条件下においてSF_i
が減少しη_ｉが増加することは明らかである。１に極め
て接近するSF_iの減少（理想的な直角ボックスフィル
タ）により、下側チャネルレベルにおいてこのようなフ
ィルタを実際に実現するに際し重大な技術的問題が生ず
るおそれがある。このため、他のチャネル化フォーマッ
トが考えられ、例えば一層小さな値の因子αを有するフ
ォーマットが考えられる。一般的には、０α１の場
合、一例として、α＝０の場合表（13）はSF₁＝1.291を示
す（比較のため、α＝１の場合SF₁＝1.069となる）。不
幸なことに、形状因子がより高くなるとスペクトラム利
用効率はより低くなってしまう。最良の解決策はSF_i、
η_ｉ及びACI_iの要件の交換から導かれる。

第２図に基いてルータの入力段40の説明を行なう。ル
ータ入力段40は入力ダウンコンバータ41、並列化回路46
及び通過帯域32用のサブチャネルを発展させるチャネラ
イザ55を含んでいる。並列化回路46は１個の入力ポート
及び２個の出力ポートを有し、これら出力ポートは通過
帯域31の透過特性を有するバンドパスフィルタ50に並列
に結合されている。ダウンコンバータ41は、所定の周波
数帯域を所定の中心周波数から下側中心周波数まで周波
数変換する通常の回路とされ、当該技術分野において既
知の通常の回路、例えばフィルタが接続されている周波
数混合器で構成することができる。並列化回路は、バン
ドパスフィルタ50及び入力ポートと出力ポートとの間に
最小の挿入損失を有するチャネライザ55のような２個の
バンドパスフィルタ回路を並列化するものであり、この
並列化回路は通常の手段によりルータフィルタがいかに
構成されるかに応じて種々の方法で構成することができ
る。例えば、この並列化回路は、フィルタがマイクロ波
周波数で作動する場合、１個のポートが整合負荷で終端
する２個の直列接続したサポートサーキュレータで構成
することができる。或は、フィルタが表面音響波（SA
W）周波数で作動する場合、定Ｋ型はしご形回路網で構
成することができる。例えば、1976年11月に発行された
「アイイーイーイートランザクションズ（IEEE T
ransactions」第SU−23巻、No.6、第386〜第393頁に記
載されている。“プロパティーズオブアコンスタ
ント−Ｋラダー SAWコンティギュウスフィルタ
バンク（Properties of a Constant−K Ladder SAW Con
tiguous Filter Bank）”を参照されたい。

チャネライザ55は1:Mのパワー分割器51を含み、この
パワー分割器は通過帯域32で到来するパワーをＭ個のフ
ィルタバンク52,53及び54を含むＭ個の並列枝路に分割
する。必要な場合、いかなるパワー分割損失10log₁₀M
（dB）も、線形増幅器によって部分的に又は全体的にう
め合わせることかできる。ルータ入力段40は合成周波数
源45も含み、この合成周波数源は局部発振器周波数f_L0
＋B_Xを発生する。ここで、f_L0＋f_tc−ｆ_RC′であり、B_X
は幅Ｂ′_Ｍ＝（B_M＋B_G）の離散的なステップで零とB_Tと
の間で変化する。好ましくは、ｎ分割カウンタを有する
水晶発振器を用いて周波数安定化を達成する。尚、他の
型式の安定化源を勿論用いることができる。

最小負荷因子LF_minを考慮する場合、B_Xは期間Ｂ_X,min
＜B_X＜B_Tの範囲で変化する。入力トラフィック信号をダ
ウンコンバータ41のポート43に供給すると共に、同時に
周波数f_L0＋Ｂ′_Ｘ（ここで、Ｂ′_Ｘ＝B_X＋B_G）の局部
発振器信号をポート42を経てダウンコンバータに供給す
る。ダウンコンバータ41は、f_x1−（f_L0＋Ｂ′_Ｘ）＝f
_R2の関係式に従って周波数f_x1をf_R2に変換する。この結
果、単一搬送波トラフィックの全てが通過帯域31内に維
持され、多重トラフィックの全てが通過帯域32内に維持
されることになる。通過帯域32内のトラフィックは並列
化回路46のポート47から現われる。並列化回路46の出力
部47を1:Mパワー分割器51の入力部48に接続し、このパ
ワー分割器からＭフィルタバンク52,53,54に到来信号を
供給する。フィルタバンク52は最も低いチャネル化レベ
ルを満し帯域幅B₁のN₁個の出力56を発生する。フィルタ
バンク53は次に高いチャネル化レベルを満し帯域幅B₂の
N₂個の単体チャネル57を発生する。最後のフィルタバン
ク54は最も高いチャネル化レベルＭを満し帯域幅B_MのN_M
個の単体チャネル58を発生する。出力56,57及び58を、
第３図との関連で後述するルータ10の交換回路網の入力
ポートに供給する。尚、Ｍ個のチャネル化レベルを満す
ため３個のステージについて説明したが、本発明は３個
のステージに限定されるものではない。

第３図は交換回路網90の構成を示す線図的ブロック線
図である。交換回路網90はバンドパスフィルタ50（第２
図）及びチャネルライザ55（第２図）に結合されてＭ個
の出力56,57,58（第２図）を交換する。動作に際し、回
路網90は、（ｉ）いかなるチャネル化レベルからいかな
る単体チャネルを選択するか決定すること、（ii）選択
したチャネルをFDM技術（周波数分割多重化）により多
重化すること、（iii）（ii）で形成したチャネル群を
所望のダウンリンクに向けて経路を定めることを行な
う。チャネル化フォーマット30（第２図）及び式（７）
〜（11）を満足する一般的なチャネル化フォーマットに
より、交換回路網90は第４図に示す２個の機能、すなわ
ち（ａ）順次の時間瞬時において、帯域がオーバラップ
する多数の入力信号のうちの１個の入力信号を単一の出
力ポートに接続する、（ｂ）帯域がオーバラップしてい
ない複数の入力信号を単一の出力ポートに同時に接続す
ることを行なう。交換回路網90は、これら各機能を実行
する２個の多重ポート交換回路網を用いて実行すること
が好ましい。以下の説明において、これら交換回路網を
交換回路網60及び80と称する。

交換回路網60（第３図）は、相互接続回路網61を介し
てチャネライザの出力部51,52,53及び54に接続されてい
る単一極性マルチースロー（SPmTここで、ｍ＝2,3,4,
…,M）スイッチ62〜70から成るリニアアレイにより実行
される。スイッチ62〜70は、衛星に搭載されているマイ
クロプロセッサ又は機械的手段によって通常の方法で制
御ユニット103により作動できると共に制御されること
ができ、或は地上からの指令信号に応じて自動的に、又
は当該分野で既知の他の手段により作動及び制御される
ことができる。

交換回路網80は、（N_M＋１）個の行81,82,83,84,85,8
6,87とN_X個の列871,872,873を有するクロスバー交換マ
トリックスを有するのが好適である。ここで、N_Xはダウ
ンリンクビームの数である。交換マトリックス80の個々
の交換マトリックス交差点は、ブロードキャスト（多数
の出力に対して１個の入力を有する）作動モード及びリ
ポート（１個の出力に対して多数の入力を有する）作動
モードの両方を与えることができる。これらは、SP1Tス
イッチ93、クロスバー94及び２個の方向性カップラ95お
よび96を有する第３図の挿入部に示される型式のものと
することができる。この構成は、多くのオンボードマイ
クロ波交換マトリックスで用いられている伝統的な技術
である。例えば、1982年６月に発行された雑誌“アイ
イーイーイー−エムティーティシンポジュー
ム（IEEE−MTT Symp.）に記載されているピー．ティー.
H₀（P.T.H₀）等による“カップラクロスバーマイク
ロウェイブスウィッチマトリックス（Couplcr Cros
sbar Microwave Switch Matrix"を参照されたい。）各
クロスバー交換マトリックス行は、２個の制御ユニット
（CU）SSTDMA制御器101又はSSFDMA制御器102のうちのい
ずれか１個により制御されることができ、この制御ユニ
ットは高速周期性構成（SSTDMA）又は非周期性再構成
（SSFDMA）に対して信号を与えることができる。交換マ
トリックス80のN_X1個の出力91はSP_mTスイッチアレイ60
から接続点71,72及び73に発生し、又はチャネライザ55
（第２図）から接続点74に及び第２図のパスバンドフィ
ルタ50から相互接続部75に発生する。第４図はチャネラ
イザの接続の原理を一例として示す。

第４図により、第３図の交換回路網は、帯域がオーバ
ラップしている多数の入力信号のうちの１個の入力信号
を単一の出力ポートに順次の時間瞬時で結合し及び／又
は帯域がオーバラップしていない複数の入力信号を単一
の出力ポートに同時に接続できることが理解される。第
４図は、N₁＝3:N₂＝４、N₃＝６及びN_M＝N₄＝12のチャネ
ル化フォーマットを示す。同一の線図で図示した帯域
は、クロスバーが付されている４番目のレベルの帯域を
除いて同一のSP_mTイッチによって交換され、この４番目
の帯域は入力ポート74において第３図のクロスバー交換
マトリックス80に直接接続されるトラフィック用のもの
である。同一のSP_mTスイッチによって交換されたグルー
プへの帯域の分割は、スイッチの最小数の基準に基いて
行なう。しかしながら、別の基準を適用することもで
き、例えば各スイッチのスローの数を最小にすることに
より行なうことができると理解される。

第４図の例から、上記基準により３個のSP4Tスイッ
チ、１個のSP3Tスイッチ、２個のSP2Tスイッチを有する
交換回路網が得られ４番目のチャネライザ段の12個のフ
ィルタから６個のフィルタが交換マトリックスに直接接
続されることが明らかである。より一般的に言えば、ス
イッチの数を最小のものとする基準を適用すれば、第３
図で明らかな以下の構成が生ずる。Ｍ番目のフィルタバ
ンクから交換回路網90への入力は単体チャネル54及び55
の２個のグループに分割される。N_M-1個のチャネルから
成るグループはSP_mTスイッチアレイ60まで延在し、残り
のN_M〜N_M-1個のチャネルはクロスバー交換マトリックス
80の数個の入力ポート74まで直接延在する。第３図に示
すSP_mTスイッチアレイ60の構成は以下のものとする。

表15から、N_M-1はSP_mTスイッチの全体の数を決定し、
Ｍ及びN₁は最も大きなSPMTスイッチの複雑度及び数を制
御する。クロスバー交換マトリックスの大きさはN_M及び
N_Xにより決定される。

第5A図は所定のチャネライザによって発生する取り得
る全てのVBVCFチャネルシーケンスを識別及びラベル
化するためのメカニズムを示す。図示のため、N₁＝2,N₂
＝4,N_M＝N₃＝16を有するチャネル化フォーマットを選択
した。

第5B図は一例として実行されるように選択したチャネ
ル化シーケンスを示す。

第5C図は第5B図に示すチャネル化スキムを発生させる
のに適切な交換設定を有する第３図に示す型式の交換回
路図の回路線図である。

第5A図において、シーケンスのラベル化は、チャネラ
イザのチャネル化プラン上に重畳された枠組線図を用い
て行なわれる。ディジタル制御信号によって実行される
のに好適な２進数表示を採用する。制御信号は第３図の
ユニット101,102及び103のように制御ユニットにより発
生する。第5A図において、各取り得るVBVCFチャネルシ
ーケンスは、破線（ブランチ）及び黒丸点（ノード）に
よって表示される枠組線図内の経路によって識別され
る。各ブランチは下部のチャネルと関係し、各黒丸点と
異なるレベルのチャネル中から選択するためのオプショ
ンを示す。VBVCFチャネルシーケンスはノード161からス
タートし、第１レベルの広帯域チャネル（ブランチ0
0）、第２レベルの中間帯域チャネル（ブランチ01）、
又はＭ番目（第３）レベル（ブランチ11）の狭帯域チャ
ネルのいずれかによって初期化される。従って、数値0
0,01又は11でそれぞれ始まる６ビットワードによって特
徴付けられるVBVCFチャネルシーケンス165,166及び167
の３個のグループがある。枠組線図のブランチの右方向
に沿って移動すると、ノード162,163及び164が現われ
る。これらのノード点において、どの単体チャネルが所
望のVBVCFチャネルシーケンスに含まれるべきかの選択
を行なう。各枠組経路は、左側から右側に至るチャネル
化周波数プランと交差し、６ビットワードによって特徴
付けられる。各ワードは特有の枠組経路と関連するVBVC
Fチャネルシーケンスも表わす。例えば、第5B図のチャ
ネルシーケンス70は、第5A図のより太い破線によって表
わされる枠組経路に対してワード174＝“011110"によっ
て特徴付けられる。

第5C図は上記ワードを用いてどのようにして第３図に
示す型式の交換回路網のSP_mTスイッチアレイを制御する
のかを示す。第1,第２及び第３チャネル化レベル180,18
2及び184からの信号を相互接続回路186を介してSP_mTス
イッチアレイ80に供給する。SP_mTスイッチアレイは、ノ
ード161,162,163及び164に対応する４個のスイッチ188,
190,192及び194を含んでいる。SP3Tスイッチは枠組線図
の３個の選択ノードに対応し、SP2Tスイッチは２個の選
択ノードに対応する。SP_mTスイッチアレイの構成は、前
に発生した６ビットワードに等しい６ビット制御信号
（CB1,2,3,4,5,6）により決定される。スイッチ188,19
0,192及び194の状態は、最初の２個のビット、第３ビッ
ト、第４ビット、第５ビット及び第６ビットによりそれ
ぞれ規定される。コントローラ140から制御信号を供給
する。第5C図のスイッチの設定はスイッチ回転アームの
２個の端部の黒点により識別されていると共に、ワード
“011110"に基いて行なわれる。スイッチアレイの４個
の出力は、記号▲、□、●、△によって図示したシーケ
ンス70の４個のチャネルを与える。全てが第３のチャネ
ル化レベルに属するシーケンス70の他のチャネルはクロ
スバー交換マトリックスに直接結合される。これらのチ
ャネルは第5A図の文字Ｄ（第４図の交差バーが付された
チャネル）で示す。

単体チャネルから成る設定されたVBVCFシーケンスが
一旦得られれば、別のブロックチャネルについて別のダ
ウンビームまで経路を定める必要がある。例えば、第5B
図において、ある時間瞬時においてチャネルシーケンス
70は予め定めた３個のブロック71,72及び73に分割され
るものとする。オーバラップしない周波数多重化された
チャネルを出力ポートに同時に接続する作業は第5C図の
カップラクロスバーマトリックスにより行なわれる。交
換点は第３図に示す型式のものとする。円が付された黒
点は交換点を示し、第5B図の経路を定める要件71,72及
び73と適合するように正しい接続を与える。交換マトリ
ックス90用の交換制御は通常の型式のものとされ、この
マトリックス列に供給される５ビットワードで構成す
る。16個の交換点のアドレスについて４ビットを用い、
固定ビットについて１ビットを用いる。第5C図におい
て、制御ユニット140により３個のワードを与え、これ
らのワードを〔CB7,8,9,10,11〕，〔CB12,13,14,15,1
6〕及び〔CB17,18,19,20,21〕で示す。本例において、
交換制御についてはSSTDMA又はSSFDMAのいずれについて
も特定されていないことを銘記する。最も一般的な場
合、この好適実施例は３個の個別のコントローラSSTDMA
コントローラ、SSFDMAコントローラ及びSP_mTスイッチア
レイコントローラによって実行される制御ユニット140
を用いる。

第６図は本発明の概念に基く好適なオンボードルータ
の詳細なブロック線図である。１〜N_x（N_X＜Ｎ）の入力
ビームがVBVCFトラフィックを構成する。単一ビーム例
えばビームNo.1に関係する説明しようとするトランスポ
ンダトラフィックにおいて、到来トラフィックは第２
図に示す中心周波数f_TCの帯域幅B_Tを占める。スイッチ1
16（このスイッチはCB回路網の他のスイッチのように外
部からも制御されることができる）が入力をダウンコン
バータ111に結合すると、トラフィック信号はダウンコ
ンバータ111により前述した合成信号源114で発生した局
部発振器周波数f_L0＋Ｂ′_Ｘを用いて周波数変換され
る。バイパススィッチ115は合成信号源114をダウンコン
バータ111に接続し、或はB_X＝０で作動させる。バイパ
ススイッチ116は到来するトラフィックをルータ処理ま
でバイパスさせると共に到来トラフィックをCB接続回路
網12に直接供給する（第1A図）。

ダウンコンバータ111からの出力信号は、接続伝送ラ
イン118を経て、第２図の並列化回路46の関連において
前述した並列化回路112に供給される。並列化回路112は
トラフィックを２個の信号流121及び122に分割し、これ
ら信号流はバンドパスフィルタ113及びチャネライザ123
にまで進む。これらバンドパスフィルタ及びチャネライ
ザは、チャネライザ55（第５図）及び第3A図の交換マト
リックスで説明したように交換回路125に接続される。
ユニット120はチャネライザ（CHAN）、並列化回路（PA
R）、バンドパスフィルタ（BPF）及び交換回路網（SN）
を含んでいる。

交換回路網125は２個の大きなユニットを含んでい
る。“可変帯域幅”機能を行なう単一極性多重スロー
（SPMT）アレイ126と、“可変中心周波数”機能を行な
うと共にトラフィックをダウンリンクビームまで経路を
定めるクロスバー交換マトリックス（CBSM）127とであ
る。ユニット120の各々からのN_X個から成る出力128を出
力マルチプレクサ130においてN_X個のトラフィックチャ
ネルに多重化する。マルチプレクサの出力部134,135及
び136におけるトラフィックチャネルは、ルータの出力
ポート142に送出される前にアップコンバータ141におい
てアップ変換される。他のユニット120及びこのユニッ
トの他の構成要素は同様に動作する。

本発明の特有の実施例を図示すると共に詳細に説明し
たが，当業者にとって種々の変形や改良が可能である。
例えば、用いた帯域幅及び周波数は説明の便宜のために
用いたものであり、上述した値や範囲に限定されるもの
ではない。帯域幅及び作動周波数は、本明細書で教示す
る範囲から逸脱しない範囲で種々の形態及び使用のもの
を用いることができる。別の周波数プランも用いること
ができ、図示し説明した周波数プランに限定されるもの
ではない。全てのスイッチの制御は、処理装置やリレー
を含む種々の手段により達成でき、或は条件応答手段に
よって行なうこともできる。フィルタリングはフィルタ
バンクだけでなく種々の手段によって行なうことができ
る。例えば、本発明の教示に基くデジタルフィルタのよ
うな技術に適合する適切な構成要素で置換することによ
りデジタルフィルタリングを利用することができる。ア
ップ変換及びダウン変換は合成信号源を用いる周波数混
合だけでなく種々の手段により行なうこともできる。

【図面の簡単な説明】

第1A図は典型的な衛星のCB接続回路網が結合されている
本発明の好適なオンボードルータの構成及びアップリン
ク及びダウンリンク周波数プランを示すブロック線図、第1B図は第1A図のオンボードルータによって達成される
チャネルルーティングの帯域幅構成の時間特性を示す概
念図、第２図は第1A図のオンボードルータの入力段40,N−ビー
ム衛星通信における一群の共用周波数トランスポンダに
関係するアップリンク周波数プラン20,CB接続回路網を
経て経路を定めるオンボードルータによって達成される
チャネル化プラン30,及び本発明の原理を達成するため
に必要な好適帯域分割スキム60をそれぞれ示す線図、第３図は第1A図のオンボードルータに組み込まれている
好適な交換回路網及びクロスバー交換回路網を示すブロ
ック線図、第４図は本発明が意図する交換回路網の基本設計概念を
示す線図、第5A図〜第5C図は第1A図におけるチャネルふり分け及び
交換制御の実際例を示す線図、第６図は本発明による好適なオンボードルータの構成を
示すブロック線図である。１〜８……アップリンクビーム及びダウンリンクビーム 10……ルータ 11,13,20,30……周波数プラン 12……接続回路網 14……SSTDMAコントローラ 16……SSFDMAコントローラ 40……入力段、46……並列化回路 50……バンドパスフィルタ 51……パワー分割器 52,53,54……フィルタバンク 55……チャネライザ、60……帯域分割スキム 80,90……交換回路網、140……制御ユニット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H04B 7/14 - 7/22

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の到来通信経路と出射通信経路とを相
互接続する多重トランスポンダチャネルを含む可変帯域
可変中心周波数の多重ビーム衛星通信方式であって、 A. 少なくとも１個の一定帯域幅の到来トランスポンダ
チャネルを受信する受信手段と、 B. 前記受信手段に接続され、前記少なくとも１個のト
ランスポンダチャネルの帯域幅を第１の部分及び第２の
部分に分割する帯域分割手段と、 C. 前記帯域分割手段に接続され、前記少なくとも１個
のトランスポンダチャネルの第２の部分を受信し、前記
第２チャネル部分を可変帯域幅のサブチャネルの多重レ
ベルに分割する多段チャネル化手段と、 D. 帯域がオーバラップした多数の入力信号のうちの１
個の入力信号を前記トランスポンダの出力ポートに順次
の時間期間で接続すると共に、帯域がオーバラップして
いない複数の入力信号を前記トランスポンダの出力ポー
トに同時に接続する交換手段とを具えることを特徴とす
る衛星通信方式。
【請求項２】前記第１及び第２の部分の相対帯域幅を変
化させる手段をさらに具えることを特徴とする請求項１
に記載の衛星通信方式。
【請求項３】前記帯域分割手段が、前記第１部分と第２
部分との間の信号に最小パワー損失を分配する分配手段
と、第１部分を通過させるバンドパスフィルタ手段と、
第２部分の信号パワーを分割するパワー分割手段とを具
えることを特徴とする請求項２に記載の衛星通信方式。
【請求項４】前記分配手段が、第１及び第２の部分の信
号のパワーを増幅する増幅器手段を含むことを特徴とす
る請求項３に記載の衛星通信方式。
【請求項５】前記チャネル化手段が、高いスカート選択
性を有する複数の選択可能なフィルタバンクを具えるこ
とを特徴とする請求項２に記載の衛星通信方式。
【請求項６】前記フィルタバンタが一定帯域幅のフィル
タから成る複数のグループを具え、並列形態における多
重レベルチャネル化を形成し、直列形態の付加的な損失
及びひずみを低減させることを特徴とする請求項５に記
載の衛星通信方式。
【請求項７】前記隣接するザブチャネルのフィルタバン
クが、その端部において非対称な伝送振幅特性を有する
ことを特徴とする請求項６に記載の衛星通信方式。
【請求項８】前記受信手段が、前記少なくとも１個のト
ランスポンダチャネルの周波数を変換する周波数変換手
段を含むことを特徴とする請求項１に記載の衛星通信方
式。
【請求項９】前記周波数変換手段の中心周波数が、前記
少なくとも１個のトランスポンダチャネルの中心周波数
に整合していることを特徴とする請求項８に記載の衛星
通信方式。
【請求項１０】前記周波数変換手段が、複数の周波数を
発生する手段を含む局部発振器を具え、前記少なくとも
１個のトランスポンダチャネルを複数の中心周波数に調
整することを特徴とする請求項９に記載の衛星通信方
式。
【請求項１１】E. 前記交換手段に接続され、前記可変
帯域の第１部分及び第２部分によって搬送された情報を
時間分割多重化するSSTDMA制御手段をさらに具えること
を特徴とする請求項１に記載の衛星通信方式。
【請求項１２】E. 前記交換手段に接続され、前記少な
くとも１個のトランスポンダチャネルの第１部分及び第
２部分によって搬送された情報を周波数分割多重アクセ
スするSSFDMA制御手段をさらに具えることを特徴とする
請求項１に記載の衛星通信方式。
【請求項１３】E. 前記交換手段に接続され、一定帯域
幅の第１部分及び可変帯域幅の第２部分によって搬送さ
れた情報を時間分割多重化するSSTDMA手段と、 F. 前記交換手段に接続され、前記少なくとも１個のト
ランスポンダチャネルの第１及び第２部分によって搬送
された情報を周波数分割多重化アクセスするSSFDMA制御
手段とをさらに具えることを特徴とする請求項１に記載
の衛星通信方式。
【請求項１４】複数の到来通信経路と出射通信経路とを
相互接続する多重トランスポンダチャネルを含む衛星通
信方法において、可変帯域幅可変中心周波数の多重ビー
ム通信を行なうに当たり、前記少なくも１個のトランスポンダチャネルの帯域幅
を、第１の中心周波数の第１の部分及び第２の中心周波
数を有する第２の部分に分割し、前記トランスポンダチャネルの第２の部分を、順次レベ
ルの選択可能な帯域幅のサブチャネルから成る複数のグ
ループに分割し、帯域がオーバラップした多数の入力経路のうちの１個の
入力経路を、トラフィック指令に基き順次の時間期間で
前記トランスポンダの出力ポートに接続し、帯域がオー
バラップしていない複数の入力経路をトランスポンダの
出力ポートに同時に接続することを特徴とする衛星通信
方法。
【請求項１５】前記少なくとも１個のトランスポンダチ
ャネルの各入力経路と出力経路とを周波数分割多重化ア
クセスすることにより、前記接続工程を制御することを
特徴とする請求項14に記載の衛星通信方法。
【請求項１６】前記少なくとも１個のトランスポンダチ
ャネルの各入力経路と出力経路とを時間分割多重化アク
セスすることにより、前記接続工程を制御することを特
徴とする請求項14に記載の衛星通信方法。
【請求項１７】前記少なくとも１個のトランスポンダチ
ャネルの各入力経路と出力経路とをトラフィック指令に
基いて周波数分割又は時間分割多重化アクセスによって
前記接続工程を制御する工程を具えることを特徴とする
請求項14に記載の衛星通信方法。
【請求項１８】前記制御工程が、各入力経路及び出力経
路を時間分割多重化アクセス及び周波数分割多重化アク
セスする工程を含むことを特徴とする請求項14に記載の
衛星通信方法。
【請求項１９】前記分割工程が、前記少なくとも１個の
トランスポンダの帯域幅を、前記第１及び第２の部分を
規定する第１及び第２の周波数帯域に周波数変換する工
程を含むことを特徴とする請求項14に記載の衛星通信方
法。
【請求項２０】前記分割工程が、前記少なくとも１個の
トランスポンダの帯域幅を、前記第１及び第２の部分を
規定する第１及び第２の周波数帯域に変換する周波数変
換工程を含むことを特徴とする請求項15に記載の衛星通
信方法。
【請求項２１】Ｍを整数とした場合に、前記チャネル化
工程が、前記第２の部分を、各々がｎ個の等しい狭帯域
レベルを有するＭ個の段にパワー分割する工程を含むこ
とを特徴とする請求項14に記載の衛星通信方法。