JP3142017B2 - 移動体通信システムおよび移動体通信端末 - Google Patents
移動体通信システムおよび移動体通信端末Info
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- Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
- Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
- Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば衛星を使用する
移動体通信システムおよび移動体通信端末に関する。
移動体通信システムおよび移動体通信端末に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の測位可能な移動体衛星通信システ
ムとして、ＲＤＳＳシステムを例にとって説明する。Ｒ
ＤＳＳシステムにおける移動体端末からの送信出力は、
衛星回線の状態に関わらず常に一定である。すなわち、
衛星回線にあまり余裕度が無い状況下でも通信できるよ
うに送信出力を設定されている。
ムとして、ＲＤＳＳシステムを例にとって説明する。Ｒ
ＤＳＳシステムにおける移動体端末からの送信出力は、
衛星回線の状態に関わらず常に一定である。すなわち、
衛星回線にあまり余裕度が無い状況下でも通信できるよ
うに送信出力を設定されている。
【０００３】具体的は、「移動体端末の送信アンテナの
出力端におけるＥＩＲＰ（実効放射電力）は、全てのア
ジマス角において、２０゜乃至６０゜の仰角範囲内で、
１７．３乃至２２．３ｄＢＷでなければならない。」と
仕様書に定義されている。「全てのアジマス角において
同等である」というのは、移動体が東西南北のどの方向
を向いているかに関わらず送信するために必要な条件で
ある。一方、仰角方向の条件は、ＲＤＳＳシステムがサ
−ビスされる北米大陸内では、移動体から静止衛星への
仰角が２０゜乃至６０゜の範囲内にほぼ納まることに基
づいている。
出力端におけるＥＩＲＰ（実効放射電力）は、全てのア
ジマス角において、２０゜乃至６０゜の仰角範囲内で、
１７．３乃至２２．３ｄＢＷでなければならない。」と
仕様書に定義されている。「全てのアジマス角において
同等である」というのは、移動体が東西南北のどの方向
を向いているかに関わらず送信するために必要な条件で
ある。一方、仰角方向の条件は、ＲＤＳＳシステムがサ
−ビスされる北米大陸内では、移動体から静止衛星への
仰角が２０゜乃至６０゜の範囲内にほぼ納まることに基
づいている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述のような従来の移
動体通信システムにおいては、衛星回線に充分すぎる余
裕度がある状況下では、余分な電力を消費してしまう。
すなわち、上述の仕様書の要求を満たすアンテナを設計
すると、例えば図５に示すように、その利得は仰角が２
０゜乃至６０゜の範囲内で必ずしも一定でないので、常
に送信出力が一定であれば、仰角が２０゜付近あるいは
６０゜付近の場合に比べ、仰角が４０゜付近の場合の衛
星回線の雑音余裕度は必要以上に大きくなる。つまり、
余分な電力を消費していることになるのである。
動体通信システムにおいては、衛星回線に充分すぎる余
裕度がある状況下では、余分な電力を消費してしまう。
すなわち、上述の仕様書の要求を満たすアンテナを設計
すると、例えば図５に示すように、その利得は仰角が２
０゜乃至６０゜の範囲内で必ずしも一定でないので、常
に送信出力が一定であれば、仰角が２０゜付近あるいは
６０゜付近の場合に比べ、仰角が４０゜付近の場合の衛
星回線の雑音余裕度は必要以上に大きくなる。つまり、
余分な電力を消費していることになるのである。
【０００５】本発明は、このような状況に鑑みてなされ
たものであり、移動体の消費電力を節約できる移動体通
信システムを提供することを目的とする。
たものであり、移動体の消費電力を節約できる移動体通
信システムを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の移動体
通信システムは、移動体の位置を検出し、位置情報を生
成する位置情報生成手段と、移動体の位置情報に基づい
て通信経路の自由空間伝搬損失を算出する伝搬損失算出
手段と、移動体の位置情報に基づいて、移動体の送信ア
ンテナの利得を演算する送信アンテナ利得演算手段と、
自由空間伝搬損失および移動体の送信アンテナの利得に
基づいて移動体の送信電力を演算する送信電力演算手段
と、演算された送信電力の値に応じて移動体の送信電力
を制御する送信電力制御手段とを備えることを特徴とす
る。
通信システムは、移動体の位置を検出し、位置情報を生
成する位置情報生成手段と、移動体の位置情報に基づい
て通信経路の自由空間伝搬損失を算出する伝搬損失算出
手段と、移動体の位置情報に基づいて、移動体の送信ア
ンテナの利得を演算する送信アンテナ利得演算手段と、
自由空間伝搬損失および移動体の送信アンテナの利得に
基づいて移動体の送信電力を演算する送信電力演算手段
と、演算された送信電力の値に応じて移動体の送信電力
を制御する送信電力制御手段とを備えることを特徴とす
る。
【０００７】
【０００８】請求項２に記載の移動体通信システムは、
送信電力演算手段が、地上局に設けられる。
送信電力演算手段が、地上局に設けられる。
【０００９】請求項３に記載の移動体通信システムは、
送信電力演算手段が、移動体に設けられることを特徴と
する。請求項４に記載の移動体通信システムは、送信電
力制御手段は移動体に送信電力を指示し、移動体は、さ
らに、指示された送信電力の値を記憶する記憶部を持
ち、送信電力制御手段から送信電力の指示がない場合に
は、記憶部に記憶された送信電力値を用いて情報を送信
することを特徴とする。請求項５に記載の移動体通信端
末は、地上局側に情報を送信するための送信部と、地上
局側から情報を受信するための受信部と、移動体通信端
末の位置情報に対応して算出された通信経路の自由空間
伝搬損失、および、移動体通信端末の位置情報に対応し
て算出された前記移動体通信端末の送信アンテナの利得
に基づいて得られた移動体通信端末の送信電力の値に応
じて送信電力を制御する送信電力制御手段とを備えるこ
とを特徴とする。
送信電力演算手段が、移動体に設けられることを特徴と
する。請求項４に記載の移動体通信システムは、送信電
力制御手段は移動体に送信電力を指示し、移動体は、さ
らに、指示された送信電力の値を記憶する記憶部を持
ち、送信電力制御手段から送信電力の指示がない場合に
は、記憶部に記憶された送信電力値を用いて情報を送信
することを特徴とする。請求項５に記載の移動体通信端
末は、地上局側に情報を送信するための送信部と、地上
局側から情報を受信するための受信部と、移動体通信端
末の位置情報に対応して算出された通信経路の自由空間
伝搬損失、および、移動体通信端末の位置情報に対応し
て算出された前記移動体通信端末の送信アンテナの利得
に基づいて得られた移動体通信端末の送信電力の値に応
じて送信電力を制御する送信電力制御手段とを備えるこ
とを特徴とする。
【００１０】
【作用】請求項１の構成の移動体通信システムにおいて
は、移動体の位置情報を用いて通信経路の自由空間伝搬
損失、および、移動体の送信アンテナの利得が演算さ
れ、それらに基づいて、移動体の送信電力が制御され
る。したがって、移動体の位置に応じて、送信電力を増
減でき、移動体の消費電力を節約できる
は、移動体の位置情報を用いて通信経路の自由空間伝搬
損失、および、移動体の送信アンテナの利得が演算さ
れ、それらに基づいて、移動体の送信電力が制御され
る。したがって、移動体の位置に応じて、送信電力を増
減でき、移動体の消費電力を節約できる
【００１１】
【００１２】請求項２の構成の移動体通信システムにお
いては、地上局において、移動体の送信電力が演算され
る。
いては、地上局において、移動体の送信電力が演算され
る。
【００１３】請求項３の構成の移動体通信システムにお
いては、移動体において、移動体の送信電力が演算され
る。請求項４の構成の移動体通信システムにおいては、
送信電力の指示がない場合には、記憶部に記憶された送
信電力値を用いて情報が送信される。請求項５の構成の
移動体通信端末においては、送信電力が、位置情報に対
応して算出された通信経路の自由空間伝搬損失、およ
び、移動体通信端末の位置情報に対応して算出された移
動体通信端末の送信アンテナの利得に基づいて得られた
移動体通信端末の送信電力の値に応じて制御される。
いては、移動体において、移動体の送信電力が演算され
る。請求項４の構成の移動体通信システムにおいては、
送信電力の指示がない場合には、記憶部に記憶された送
信電力値を用いて情報が送信される。請求項５の構成の
移動体通信端末においては、送信電力が、位置情報に対
応して算出された通信経路の自由空間伝搬損失、およ
び、移動体通信端末の位置情報に対応して算出された移
動体通信端末の送信アンテナの利得に基づいて得られた
移動体通信端末の送信電力の値に応じて制御される。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の実施例を、図面を参照して説
明する。図１は、本発明の一実施例のうち送信電力演算
部の一構成例を示し、図２は、本発明の一実施例のうち
移動体端末の一構成例を示し、図３は、本発明の適用対
象である移動体通信システムの一例であるＲＤＳＳシス
テムを示す。
明する。図１は、本発明の一実施例のうち送信電力演算
部の一構成例を示し、図２は、本発明の一実施例のうち
移動体端末の一構成例を示し、図３は、本発明の適用対
象である移動体通信システムの一例であるＲＤＳＳシス
テムを示す。
【００１５】まず、図３を参照して本発明のＲＤＳＳシ
ステムについて説明する。このシステムは、１つの地上
局３０、２つの静止衛星３１および３２、そして多数の
移動体端末３３により構成されるシステムである。地上
局３０と移動体端末３３の間で、双方向パケット通信が
可能である。本発明の実施例では、後述のように、パケ
ットの伝搬時間、静止衛星の位置、及び移動体の高度或
いは地勢図デ−タベ−ス等を利用して、移動体の位置を
算出できる。なお、移動体端末３３から地上局３０への
送信をＩｎｂｏｕｎｄ、地上局３０から移動体端末３３
への送信をＯｕｔｂｏｕｎｄと呼び、Ｉｎｂｏｕｎｄの
バケットは２つの静止衛星３１および３２を介して通信
され、Ｏｕｔｂｏｕｎｄのパケットは１つの静止衛星３
１または３２のみを介して通信される。
ステムについて説明する。このシステムは、１つの地上
局３０、２つの静止衛星３１および３２、そして多数の
移動体端末３３により構成されるシステムである。地上
局３０と移動体端末３３の間で、双方向パケット通信が
可能である。本発明の実施例では、後述のように、パケ
ットの伝搬時間、静止衛星の位置、及び移動体の高度或
いは地勢図デ−タベ−ス等を利用して、移動体の位置を
算出できる。なお、移動体端末３３から地上局３０への
送信をＩｎｂｏｕｎｄ、地上局３０から移動体端末３３
への送信をＯｕｔｂｏｕｎｄと呼び、Ｉｎｂｏｕｎｄの
バケットは２つの静止衛星３１および３２を介して通信
され、Ｏｕｔｂｏｕｎｄのパケットは１つの静止衛星３
１または３２のみを介して通信される。
【００１６】次に、図１を参照して、本発明の送信電力
演算部の実施例について説明する。まずシステムリセッ
ト後の１回目のＩｎｂｏｕｎｄのパケット送信では、シ
ステムのデフォルト値を利用して送信出力を定め、パケ
ット送信を行う。
演算部の実施例について説明する。まずシステムリセッ
ト後の１回目のＩｎｂｏｕｎｄのパケット送信では、シ
ステムのデフォルト値を利用して送信出力を定め、パケ
ット送信を行う。
【００１７】Ｉｎｂｏｕｎｄのパケットを２つの静止衛
星３１および３２を介して受信した地上局３０では、情
報抽出部１が受信パケットから２つのパケットの往復伝
搬時間及び移動体端末３３すなわち移動体の高度情報を
抽出する。移動体位置計算部２は、情報抽出部１から出
力された２つのパケットの往復伝搬時間および移動体の
高度情報を受けるとともに、記憶部３に記憶された地上
局３０の位置、２つの静止衛星３１および３２の位置、
地勢図デ−タベ−スおよびその他位置計算に必要な補正
情報等を利用して、移動体３３の位置を計算する。
星３１および３２を介して受信した地上局３０では、情
報抽出部１が受信パケットから２つのパケットの往復伝
搬時間及び移動体端末３３すなわち移動体の高度情報を
抽出する。移動体位置計算部２は、情報抽出部１から出
力された２つのパケットの往復伝搬時間および移動体の
高度情報を受けるとともに、記憶部３に記憶された地上
局３０の位置、２つの静止衛星３１および３２の位置、
地勢図デ−タベ−スおよびその他位置計算に必要な補正
情報等を利用して、移動体３３の位置を計算する。
【００１８】次に仰角計算部４は、移動体３３の位置と
２つの静止衛星３１および３２の位置を利用して、２つ
の静止衛星３１および３２に対する仰角をそれぞれ計算
する。送信利得計算部６は、仰角計算部４によって求め
られた２衛星の仰角と記憶部３に記憶された送信アンテ
ナの仰角方向の利得特性（例：図５）を使用して移動体
端末３３の送信アンテナの利得をそれぞれの静止衛星３
１および３２に対して求める。
２つの静止衛星３１および３２の位置を利用して、２つ
の静止衛星３１および３２に対する仰角をそれぞれ計算
する。送信利得計算部６は、仰角計算部４によって求め
られた２衛星の仰角と記憶部３に記憶された送信アンテ
ナの仰角方向の利得特性（例：図５）を使用して移動体
端末３３の送信アンテナの利得をそれぞれの静止衛星３
１および３２に対して求める。
【００１９】伝搬距離計算部５は、計算部２によって求
められた移動体３３の位置と２つの静止衛星３１および
３２の位置を利用して、移動体３３と衛星３１及び３２
の間の伝搬距離をそれぞれの衛星について計算する。自
由伝搬損失計算部７は、伝搬距離計算部５によって求め
られた伝搬距離と記憶部３に記憶された電波の周波数を
使用して移動体３３と衛星３１および３２の間の自由空
間伝搬損失をそれぞれ計算する。
められた移動体３３の位置と２つの静止衛星３１および
３２の位置を利用して、移動体３３と衛星３１及び３２
の間の伝搬距離をそれぞれの衛星について計算する。自
由伝搬損失計算部７は、伝搬距離計算部５によって求め
られた伝搬距離と記憶部３に記憶された電波の周波数を
使用して移動体３３と衛星３１および３２の間の自由空
間伝搬損失をそれぞれ計算する。
【００２０】受信アンテナ利得計算部８は移動体位置計
算部２によって求められた移動体３３の位置および記憶
部３に記憶された衛星の受信アンテナの利得特性を利用
して、２つの衛星のＩｎｂｏｕｎｄ受信アンテナの、移
動体の位置方向での利得をそれぞれ求める。衛星３１お
よび３２の受信アンテナの利得特性は、例えば図４の様
になっており、これらの特性が記憶部３に記憶されてい
る。
算部２によって求められた移動体３３の位置および記憶
部３に記憶された衛星の受信アンテナの利得特性を利用
して、２つの衛星のＩｎｂｏｕｎｄ受信アンテナの、移
動体の位置方向での利得をそれぞれ求める。衛星３１お
よび３２の受信アンテナの利得特性は、例えば図４の様
になっており、これらの特性が記憶部３に記憶されてい
る。
【００２１】送信出力計算部９は、計算部６によって求
められた送信アンテナ利得、計算部７によって求められ
た自由空間伝搬損失、計算部８によって求められた受信
アンテナ利得、ならびに記憶部３に記憶された回線余裕
度及び衛星の受信部での必要受信電力を使用して、２つ
の衛星３１および３２に対して移動体端末３３がＩｎｂ
ｏｕｎｄのパケットを送信するのに必要な送信電力をそ
れぞれ求め、どちらか大きい方の値を出力する。
められた送信アンテナ利得、計算部７によって求められ
た自由空間伝搬損失、計算部８によって求められた受信
アンテナ利得、ならびに記憶部３に記憶された回線余裕
度及び衛星の受信部での必要受信電力を使用して、２つ
の衛星３１および３２に対して移動体端末３３がＩｎｂ
ｏｕｎｄのパケットを送信するのに必要な送信電力をそ
れぞれ求め、どちらか大きい方の値を出力する。
【００２２】送信出力指示部１０は、計算部９によって
求められた送信電力を地上局３０から移動体端末３３
に、次にＩｎｂｏｕｎｄのパケットを送信するときの送
信出力として指示するために、Ｏｕｔｂｏｕｎｄパケッ
トを送信する。
求められた送信電力を地上局３０から移動体端末３３
に、次にＩｎｂｏｕｎｄのパケットを送信するときの送
信出力として指示するために、Ｏｕｔｂｏｕｎｄパケッ
トを送信する。
【００２３】移動体端末３３はＯｕｔｂｏｕｎｄのパケ
ットを受信し、指示された送信出力の値を後述の図２に
示されるようなベ−スバンドプロセッサ２５の内部レジ
スタ２５Ｒ等の適当な記憶部に記録しておく。そして、
次に移動体端末３３がＩｎｂｏｕｎｄのパケットを送信
する場合には、記録してある値を使って送信出力を制御
する。
ットを受信し、指示された送信出力の値を後述の図２に
示されるようなベ−スバンドプロセッサ２５の内部レジ
スタ２５Ｒ等の適当な記憶部に記録しておく。そして、
次に移動体端末３３がＩｎｂｏｕｎｄのパケットを送信
する場合には、記録してある値を使って送信出力を制御
する。
【００２４】図１の送信電力演算部は、上述の演算を繰
り返し行い、指示すべき送信出力が前回と変化していな
い場合には、Ｏｕｔｂｏｕｎｄのパケットの送信は行わ
ない。変化がある場合には、送信出力指示のＯｕｔｂｏ
ｕｎｄのパケットを送信する。
り返し行い、指示すべき送信出力が前回と変化していな
い場合には、Ｏｕｔｂｏｕｎｄのパケットの送信は行わ
ない。変化がある場合には、送信出力指示のＯｕｔｂｏ
ｕｎｄのパケットを送信する。
【００２５】また、送信出力指示のＯｕｔｂｏｕｎｄの
パケットを送信しない場合もあるとしたが、それを判断
するためには、地上局３０側で移動体端末３３に向けて
前回指示した送信電力の値を、全ての移動体について記
録しておく必要が生じる。回線の容量の問題よりも、計
算機の記憶容量の方が問題になる場合には、図１の演算
電力演算部は送信出力を演算する毎に、パケットを送信
するようにに変更しても構わない。
パケットを送信しない場合もあるとしたが、それを判断
するためには、地上局３０側で移動体端末３３に向けて
前回指示した送信電力の値を、全ての移動体について記
録しておく必要が生じる。回線の容量の問題よりも、計
算機の記憶容量の方が問題になる場合には、図１の演算
電力演算部は送信出力を演算する毎に、パケットを送信
するようにに変更しても構わない。
【００２６】また、ＲＤＳＳシステムの性質上、移動体
端末３３の負荷を大きくする事は好ましくないので、上
記の実施例では地上局で送信電力の計算を行う事にして
いるが、他の測位可能な移動体衛星通信システムの場合
には、必要な情報さえ与えられていれば、移動体端末３
３側で送信出力の計算を行う事も可能である。
端末３３の負荷を大きくする事は好ましくないので、上
記の実施例では地上局で送信電力の計算を行う事にして
いるが、他の測位可能な移動体衛星通信システムの場合
には、必要な情報さえ与えられていれば、移動体端末３
３側で送信出力の計算を行う事も可能である。
【００２７】また、上記では、移動体端末３３の送信ア
ンテナの利得、自由空間伝搬損失、衛星の受信アンテナ
の利得、という３つの要素から必要な送信出力を算出し
ているが、アンテナの利得特性がそれほど大きく変化し
ない場合などはその要素は計算から除外しても構わな
い。また、地域毎の気象情報から降雨による損失を計算
に取り入れられることが可能ならば、取り入れても構わ
ない。いずれにしても、移動体３３の位置から送信に必
要な出力を計算する要素の個数は、本発明の範囲を制限
するものではない。
ンテナの利得、自由空間伝搬損失、衛星の受信アンテナ
の利得、という３つの要素から必要な送信出力を算出し
ているが、アンテナの利得特性がそれほど大きく変化し
ない場合などはその要素は計算から除外しても構わな
い。また、地域毎の気象情報から降雨による損失を計算
に取り入れられることが可能ならば、取り入れても構わ
ない。いずれにしても、移動体３３の位置から送信に必
要な出力を計算する要素の個数は、本発明の範囲を制限
するものではない。
【００２８】なお、移動体３３の速度が送信間隔に対し
てかなり大きい場合には、送信出力の計算において、次
回のＩｎｂｏｕｎｄのパケットの送信までに移動可能な
距離も計算に含めることが必要となる。
てかなり大きい場合には、送信出力の計算において、次
回のＩｎｂｏｕｎｄのパケットの送信までに移動可能な
距離も計算に含めることが必要となる。
【００２９】図６には、地上局３０で行う送信電力演算
動作例すなわち図１に示された送信電力演算部の動作例
を示す。まず、ステップＳ１に於いて、移動体端末３３
すなわち移動体の位置を計算する。移動体端末３３から
２つの衛星３１および３２を介して地上局３０に到達し
たパケットの往復の伝搬時間が、パケットに含まれる情
報と地上局３０で受信した時間から計算できる。そし
て、地上局３０の位置（すなわち座標）と２つの静止衛
星３１および３２の位置（すなわち座標）が既に分かっ
ているので、その間の伝搬時間を差し引くことにより、
２つの静止衛星３１および３２から移動体端末３３まで
の伝搬時間が分かる。即ち、２つの静止衛星から移動体
端末までの距離を求めることが出来る。２つの静止衛星
から、求められた距離上にある点の集合は、円になる。
幾何学的計算により、この円が地勢図デ−タベ−スによ
り与えられる地表或いは移動体高度の面と交わる点を計
算する事により、移動体の位置を算出することが出来
る。
動作例すなわち図１に示された送信電力演算部の動作例
を示す。まず、ステップＳ１に於いて、移動体端末３３
すなわち移動体の位置を計算する。移動体端末３３から
２つの衛星３１および３２を介して地上局３０に到達し
たパケットの往復の伝搬時間が、パケットに含まれる情
報と地上局３０で受信した時間から計算できる。そし
て、地上局３０の位置（すなわち座標）と２つの静止衛
星３１および３２の位置（すなわち座標）が既に分かっ
ているので、その間の伝搬時間を差し引くことにより、
２つの静止衛星３１および３２から移動体端末３３まで
の伝搬時間が分かる。即ち、２つの静止衛星から移動体
端末までの距離を求めることが出来る。２つの静止衛星
から、求められた距離上にある点の集合は、円になる。
幾何学的計算により、この円が地勢図デ−タベ−スによ
り与えられる地表或いは移動体高度の面と交わる点を計
算する事により、移動体の位置を算出することが出来
る。
【００３０】次に、ステップＳ２において、移動体３３
の位置と２つの衛星３１および３２の座標から簡単な幾
何学的計算により、移動体３３から２つの静止衛星３１
および３２を見上げる仰角をそれぞれ計算する。これ以
降の計算は、全て２つの静止衛星についてそれぞれ行
う。
の位置と２つの衛星３１および３２の座標から簡単な幾
何学的計算により、移動体３３から２つの静止衛星３１
および３２を見上げる仰角をそれぞれ計算する。これ以
降の計算は、全て２つの静止衛星についてそれぞれ行
う。
【００３１】次に、ステップＳ３において２衛星３１お
よび３２の仰角および移動体３３の送信アンテナの利得
特性から、それぞれの衛星３１および３２の方向での送
信アンテナの利得を求める。
よび３２の仰角および移動体３３の送信アンテナの利得
特性から、それぞれの衛星３１および３２の方向での送
信アンテナの利得を求める。
【００３２】次に、ステップＳ４において移動体３３の
位置と２つの静止衛星３１および３２の位置から、伝搬
距離を計算し直す。但し、移動体３３の位置を計算する
途中で求められた伝搬距離の値を利用することが出来れ
ば、わざわざ計算し直す必要はない。
位置と２つの静止衛星３１および３２の位置から、伝搬
距離を計算し直す。但し、移動体３３の位置を計算する
途中で求められた伝搬距離の値を利用することが出来れ
ば、わざわざ計算し直す必要はない。
【００３３】次に、ステップＳ５において、２つの衛星
への伝搬距離と電波の周波数から、自由空間伝搬損失を
それぞれの衛星回線について計算する。
への伝搬距離と電波の周波数から、自由空間伝搬損失を
それぞれの衛星回線について計算する。
【００３４】次に、ステップＳ６において移動体３３の
位置と２つの衛星３１および３２の受信アンテナの利得
特性から、移動体３３の方向における受信アンテナの利
得特性をそれぞれ求める。
位置と２つの衛星３１および３２の受信アンテナの利得
特性から、移動体３３の方向における受信アンテナの利
得特性をそれぞれ求める。
【００３５】以上により得られた情報から、それぞれの
衛星回線に必要な送信電力を以下のようにして求める。
ただし、電力や利得などの単位はｄＢに揃えてあるもの
とする。
衛星回線に必要な送信電力を以下のようにして求める。
ただし、電力や利得などの単位はｄＢに揃えてあるもの
とする。
【００３６】必要送信電力＝衛星の受信部での必要受信
電力＋回線余裕度−送信アンテナの利得＋自由空間伝搬
損失−受信アンテナの利得
電力＋回線余裕度−送信アンテナの利得＋自由空間伝搬
損失−受信アンテナの利得
【００３７】２つの静止衛星３１および３２に対する必
要送信電力を求めたら、それらのうち値の大きい方を採
用し、移動体端末３３に送信する。
要送信電力を求めたら、それらのうち値の大きい方を採
用し、移動体端末３３に送信する。
【００３８】図２は、図３に示された移動体端末３３の
構成を示す。まず、Ｏｕｔｂｏｕｎｄをパケットを受信
する場合について説明する。衛星３１または３２からの
電波を受信アンテナ２１で受け、低雑音増幅器２２で増
幅してからダウンコンバ−タ２３で中間周波数に落と
す。中間周波数をモデム２４で処理して、デ−タの形式
でベ−スバンドプロセッサ２５に渡し、ベ−スバンドプ
ロセッサ２５ではそのデ−タの内容に応じた処理を行
う。ベ−スバンドプロセッサ２５は、送信出力の指示を
受けた場合には、その送信出力の値を内部レジスタ２５
Ｒに記憶しておく。
構成を示す。まず、Ｏｕｔｂｏｕｎｄをパケットを受信
する場合について説明する。衛星３１または３２からの
電波を受信アンテナ２１で受け、低雑音増幅器２２で増
幅してからダウンコンバ−タ２３で中間周波数に落と
す。中間周波数をモデム２４で処理して、デ−タの形式
でベ−スバンドプロセッサ２５に渡し、ベ−スバンドプ
ロセッサ２５ではそのデ−タの内容に応じた処理を行
う。ベ−スバンドプロセッサ２５は、送信出力の指示を
受けた場合には、その送信出力の値を内部レジスタ２５
Ｒに記憶しておく。
【００３９】次に、Ｉｎｂｏｕｎｄのパケットを送信す
る場合について説明する。移動体端末３３の利用者は、
入出力装置２６のキ−ボ−ドからメッセ−ジを入力す
る。メッセ−ジはベ−スバンドプロセッサ２５で送信用
のフォ−マットに変換され、モデム２４で変調される。
更にアップコンバ−タ２６で送信周波数に変換され、高
電力増幅器２７で増幅されてアンテナ２１から衛星３１
または３２に向けて電波が放射される。このときに、ベ
−スバンドプロセッサ２５の内部レジスタ２５に記憶さ
れた送信出力制御値に従って、電力制御器２８が高電力
増幅器２７に供給するバイアス電圧を変化させることに
より、送信電力が制御される。
る場合について説明する。移動体端末３３の利用者は、
入出力装置２６のキ−ボ−ドからメッセ−ジを入力す
る。メッセ−ジはベ−スバンドプロセッサ２５で送信用
のフォ−マットに変換され、モデム２４で変調される。
更にアップコンバ−タ２６で送信周波数に変換され、高
電力増幅器２７で増幅されてアンテナ２１から衛星３１
または３２に向けて電波が放射される。このときに、ベ
−スバンドプロセッサ２５の内部レジスタ２５に記憶さ
れた送信出力制御値に従って、電力制御器２８が高電力
増幅器２７に供給するバイアス電圧を変化させることに
より、送信電力が制御される。
【００４０】図７は、本発明の別の実施例であり、衛星
移動体通信端末の送信電力制御装置の一構成例を示す。
図７において、キ−ボ−ドまたは測位装置１０１は、移
動体３３の位置情報を出力する。伝搬損失推定回路１０
２は、装置１０１供給される移動体３３の位置情報から
伝搬損失を演算により求める。データ変換回路１０３
は、回路１０２から供給される伝搬損失を送信出力制御
信号に変換する。電源回路１０４は、送信電力増幅器１
０６にバイアス電圧を供給する回路であり、データ変換
回路１０３の出力に応じて出力電圧を変化させる。
移動体通信端末の送信電力制御装置の一構成例を示す。
図７において、キ−ボ−ドまたは測位装置１０１は、移
動体３３の位置情報を出力する。伝搬損失推定回路１０
２は、装置１０１供給される移動体３３の位置情報から
伝搬損失を演算により求める。データ変換回路１０３
は、回路１０２から供給される伝搬損失を送信出力制御
信号に変換する。電源回路１０４は、送信電力増幅器１
０６にバイアス電圧を供給する回路であり、データ変換
回路１０３の出力に応じて出力電圧を変化させる。
【００４１】送信回路１０５は、送信信号を出力する回
路である。送信電力増幅器１０６は、回路１０４からの
バイアス電圧により出力電力が変化させる。なお、図７
中、１０７は受信回路、１０８は受信信号を増幅するた
めの低雑音増幅器、１０９は送信信号と受信信号を分波
するための分波器、および１１０はアンテナである。
路である。送信電力増幅器１０６は、回路１０４からの
バイアス電圧により出力電力が変化させる。なお、図７
中、１０７は受信回路、１０８は受信信号を増幅するた
めの低雑音増幅器、１０９は送信信号と受信信号を分波
するための分波器、および１１０はアンテナである。
【００４２】キ−ボ−ド１０２からの手入力、または測
位装置１０１より得られた移動体の位置情報、即ち、緯
度及び経度が、伝搬損失推定回路１０２に入力される。
伝搬損失推定回路１０２では、緯度、経度の値から伝搬
損失の計算を行う。推定された伝搬損失は、デ−タ変換
回路１０３において電源回路１０４を制御するための制
御信号に換算される。電源回路１０４はその制御信号に
応じて、電力増幅回路１０７に供給するバイアス電圧を
変化させる。その結果、送信電力増幅回路１０６の送信
出力は位置情報に応じて制御できる。
位装置１０１より得られた移動体の位置情報、即ち、緯
度及び経度が、伝搬損失推定回路１０２に入力される。
伝搬損失推定回路１０２では、緯度、経度の値から伝搬
損失の計算を行う。推定された伝搬損失は、デ−タ変換
回路１０３において電源回路１０４を制御するための制
御信号に換算される。電源回路１０４はその制御信号に
応じて、電力増幅回路１０７に供給するバイアス電圧を
変化させる。その結果、送信電力増幅回路１０６の送信
出力は位置情報に応じて制御できる。
【００４３】図８は、図７の伝搬損失回路１０２の具体
的構成例を示す。４０２は各計算をおこなうための中央
制御装置、４０３は計算に必要とされる諸係数が記憶さ
れている記憶装置である。
的構成例を示す。４０２は各計算をおこなうための中央
制御装置、４０３は計算に必要とされる諸係数が記憶さ
れている記憶装置である。
【００４４】キ−ボ−ドまたは測位装置１０１は、移動
体端末すなわち移動体３３の位置情報、即ち、緯度γ及
び経度φを出力する。計算部４０４は、記憶装置４０３
に記憶されているアクセスする衛星の経度φsから以下
に示す式（１）を実行することよりｃｏｓβを計算す
る。ここでβは衛星の地球中心角を示す。
体端末すなわち移動体３３の位置情報、即ち、緯度γ及
び経度φを出力する。計算部４０４は、記憶装置４０３
に記憶されているアクセスする衛星の経度φsから以下
に示す式（１）を実行することよりｃｏｓβを計算す
る。ここでβは衛星の地球中心角を示す。
【００４５】
【数１】
【００４６】次に、計算部４０５は、計算部４０４の出
力値ｃｏｓβを使用して以下の式（２）の計算を実行し
て、伝搬距離Ｌを導出する。その際、記憶装置４０３に
記憶されている地球半径Ｒ及び衛星高度Ｈが計算に用い
られる。Ｒ及びＨは使用する衛星が決まれば、一意的に
決まる定数である。
力値ｃｏｓβを使用して以下の式（２）の計算を実行し
て、伝搬距離Ｌを導出する。その際、記憶装置４０３に
記憶されている地球半径Ｒ及び衛星高度Ｈが計算に用い
られる。Ｒ及びＨは使用する衛星が決まれば、一意的に
決まる定数である。
【００４７】
【数２】
【００４８】そして、計算部４０６は、以下の式（３）
の演算を実行して、伝搬損失Ａを求める。その際、送信
回路１０５から得られる送信周波数ｆTを用いて計算を
行う。
の演算を実行して、伝搬損失Ａを求める。その際、送信
回路１０５から得られる送信周波数ｆTを用いて計算を
行う。
【００４９】
【数３】
【００５０】次に計算部４０７は、先に計算部４０４に
よって計算されたｃｏｓβおよび計算部４０５によって
求められた伝搬距離Ｌならびに記憶装置４０３内に記憶
されているＲ及びＨから以下の式（４）を実行して衛星
の仰角θを求める。
よって計算されたｃｏｓβおよび計算部４０５によって
求められた伝搬距離Ｌならびに記憶装置４０３内に記憶
されているＲ及びＨから以下の式（４）を実行して衛星
の仰角θを求める。
【００５１】
【数４】
【００５２】更に、計算部４０８は、記憶装置４０３に
予め記憶されているアンテナ利得補正リファレンステ−
ブルデ−タテ−ブル４０９を使って、計算部４０７から
出力された衛星の仰角θからアンテナの利得補正分ΔＧ
を得る。加算器４１０は、伝搬損失ＡをΔＧで補正し、
補正された伝搬損失（Ａ−ΔＧ）を得る。
予め記憶されているアンテナ利得補正リファレンステ−
ブルデ−タテ−ブル４０９を使って、計算部４０７から
出力された衛星の仰角θからアンテナの利得補正分ΔＧ
を得る。加算器４１０は、伝搬損失ＡをΔＧで補正し、
補正された伝搬損失（Ａ−ΔＧ）を得る。
【００５３】図９は、図７のデ−タ変換回路１０３の具
体的構成例を示す。図９において５０１は乗算器、５０
２はディジタルアナログ変換器である。乗算器５０１
は、入力された伝搬損失（Ａ−ΔＧ）と変換係数ｋを乗
算する。変換係数ｋは伝搬損失を送信出力制御信号に変
換するための定数である。乗算結果はディジタル値であ
るので、これをディジタルアナログ変換器５０２でアナ
ログ値に変換する。
体的構成例を示す。図９において５０１は乗算器、５０
２はディジタルアナログ変換器である。乗算器５０１
は、入力された伝搬損失（Ａ−ΔＧ）と変換係数ｋを乗
算する。変換係数ｋは伝搬損失を送信出力制御信号に変
換するための定数である。乗算結果はディジタル値であ
るので、これをディジタルアナログ変換器５０２でアナ
ログ値に変換する。
【００５４】このようにして得られた制御信号すなわち
データ変換回路１０３の出力信号は、図７の電源回路１
０４に送られる。制御信号は、位置情報から推定された
伝搬損失が小さいとき、送信電力増幅器１０５の出力を
低下させ、反対に伝搬損失が大きいとき、送信電力増幅
器の出力を増加させるように変動する。
データ変換回路１０３の出力信号は、図７の電源回路１
０４に送られる。制御信号は、位置情報から推定された
伝搬損失が小さいとき、送信電力増幅器１０５の出力を
低下させ、反対に伝搬損失が大きいとき、送信電力増幅
器の出力を増加させるように変動する。
【００５５】図１０は、本発明のさらに別の実施例を示
す。６０１はキ−ボ−ドもしくは測位装置、６０２は伝
搬損失推定回路、６０３はデ−タ変換回路、６０４は送
信信号を出力する送信回路、６０５はデ−タ変換回路か
ら送られる制御信号により減衰量が可変する可変減衰
器、６０６は送信電力増幅器である。
す。６０１はキ−ボ−ドもしくは測位装置、６０２は伝
搬損失推定回路、６０３はデ−タ変換回路、６０４は送
信信号を出力する送信回路、６０５はデ−タ変換回路か
ら送られる制御信号により減衰量が可変する可変減衰
器、６０６は送信電力増幅器である。
【００５６】キ−ボ−ドまたは測位装置６０１より得ら
れた位置情報は、伝搬損失推定回路６０２を経てデ−タ
変換回路６０３において、図７と同様に、可変減衰器６
０５の減衰量を制御するための制御信号に変換される。
ここで伝搬損失推定回路６０２は図７の実施例の場合と
全く同じものであり、６０３のデ−タ変換回路は係数ｋ
が異なるだけである。伝搬距離Ｌが小さいとき減衰量が
増加し、伝搬距離Ｌが大きいとき減衰量は低下する。可
変減衰器６０５により、送信電力増幅回路６０６に入力
される信号を可変でき、結果、送信出力を位置情報によ
って制御することができる。
れた位置情報は、伝搬損失推定回路６０２を経てデ−タ
変換回路６０３において、図７と同様に、可変減衰器６
０５の減衰量を制御するための制御信号に変換される。
ここで伝搬損失推定回路６０２は図７の実施例の場合と
全く同じものであり、６０３のデ−タ変換回路は係数ｋ
が異なるだけである。伝搬距離Ｌが小さいとき減衰量が
増加し、伝搬距離Ｌが大きいとき減衰量は低下する。可
変減衰器６０５により、送信電力増幅回路６０６に入力
される信号を可変でき、結果、送信出力を位置情報によ
って制御することができる。
【００５７】
【発明の効果】請求項１の移動体通信システムによれ
ば、移動体の位置情報を用いて通信経路の自由空間伝搬
損失、および、移動体の送信アンテナの利得を演算し、
それぞれに基づいて移動体の送信電力を制御するように
したので、移動体の位置に応じて、送信電力を増減で
き、移動体の消費電力を節約できる。従って、移動体端
末を小型化することができる。また、衛星中継器を使用
する場合には、その回線容量を増加させることができ
る。
ば、移動体の位置情報を用いて通信経路の自由空間伝搬
損失、および、移動体の送信アンテナの利得を演算し、
それぞれに基づいて移動体の送信電力を制御するように
したので、移動体の位置に応じて、送信電力を増減で
き、移動体の消費電力を節約できる。従って、移動体端
末を小型化することができる。また、衛星中継器を使用
する場合には、その回線容量を増加させることができ
る。
【００５８】
【００５９】請求項２の移動体通信システムによれば、
地上局において移動体の送信電力を演算するようにした
ので、多くのデータを使用して送信電力を演算できるか
ら、正確な送信電力を求めることができる。
地上局において移動体の送信電力を演算するようにした
ので、多くのデータを使用して送信電力を演算できるか
ら、正確な送信電力を求めることができる。
【００６０】請求項３の移動体通信システムによれば、
移動体において移動体の送信電力を演算するようにした
ので、リアルタイムに送信電力を求めることができる。
請求項５の移動体通信端末によれば、位置情報に対応し
て算出された通信経路の自由空間伝搬損失、および、移
動体通信端末の位置情報に対応して算出された前記移動
体通信端末の送信アンテナの利得に基づいて得られた移
動体通信端末の送信電力の値に応じて送信電力を制御す
るようにしたので、必要に応じて、精密にあるいは簡易
に、送信電力を求めることが可能となる。
移動体において移動体の送信電力を演算するようにした
ので、リアルタイムに送信電力を求めることができる。
請求項５の移動体通信端末によれば、位置情報に対応し
て算出された通信経路の自由空間伝搬損失、および、移
動体通信端末の位置情報に対応して算出された前記移動
体通信端末の送信アンテナの利得に基づいて得られた移
動体通信端末の送信電力の値に応じて送信電力を制御す
るようにしたので、必要に応じて、精密にあるいは簡易
に、送信電力を求めることが可能となる。
【図１】本発明の移動体通信システムの一実施例のうち
地上局における送信電力演算部の一構成例を示すブロッ
ク図である。
地上局における送信電力演算部の一構成例を示すブロッ
ク図である。
【図２】本発明の移動体通信システムの一実施例のうち
移動体端末の一構成例を示すブロック図である。
移動体端末の一構成例を示すブロック図である。
【図３】本発明の適用対象である移動体通信システム全
体の一構成例を示す説明図である。
体の一構成例を示す説明図である。
【図４】衛星の受信アンテナの利得の地球表面における
特性曲線の一例を示す特性図である。
特性曲線の一例を示す特性図である。
【図５】移動体端末の送信アンテナの仰角方向の利得す
なわち放射電力の特性曲線を示す特性図である。
なわち放射電力の特性曲線を示す特性図である。
【図６】図１の地上局における送信電力演算部が行う送
信出力演算動作例を示すフローチャートである。
信出力演算動作例を示すフローチャートである。
【図７】本発明の移動体通信システムの別の実施例であ
って、移動体端末の送信電力制御装置の一構成例を示す
ブロック図である。
って、移動体端末の送信電力制御装置の一構成例を示す
ブロック図である。
【図８】図７の伝搬損失推定回路の一構成例を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【図９】図７のデータ変換回路の一構成例を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図１０】本発明の移動体通信システムのさらに別の実
施例であって、移動体端末の送信電力制御装置の別の構
成例を示すブロック図である。
施例であって、移動体端末の送信電力制御装置の別の構
成例を示すブロック図である。
１ 情報抽出部 ２ 移動体位置計算部 ３ 記憶部 ４ 仰角計算部 ５ 伝搬距離計算部 ６ 送信利得計算部 ７ 自由空間伝搬損失計算部 ８ 受信アンテナ利得計算部 ９ 送信出力計算部 １０ 送信出力指示部 ２１ アンテナ ２５ レジスタ ３０ 地上局 ３１、３２ 静止衛星 ３３ 移動体端末 １０２、６０２ 伝搬損失推定回路 １０３、６０３ データ変換回路 １０６ 送信電力増幅器 ５０１ 乗算器 ６０５ 可変減衰器
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−117037（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−280423（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−46018（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−173835（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−111040（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−64244（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭60−181943（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04B 7/24 - 7/26 102 H04Q 7/00 - 7/38
Claims (5)
- 【請求項１】 移動体と地上局間で情報の送受信が行わ
れる移動体通信システムにおいて、 前記移動体の位置を検出し、位置情報を生成する位置情
報生成手段と、 前記移動体の位置情報に基づいて通信経路の自由空間伝
搬損失を算出する伝搬損失算出手段と、前記移動体の位置情報に基づいて、前記移動体の送信ア
ンテナの利得を演算する送信アンテナ利得演算手段と、 前記自由空間伝搬損失、および、前記移動体の送信アン
テナの利得に基づいて前記移動体の送信電力を演算する
送信電力演算手段と、 前記演算された送信電力の値に応じて前記移動体の送信
電力を制御する送信電力制御手段とを備えることを特徴
とする移動体通信システム。 - 【請求項２】 前記送信電力演算手段が、前記地上局に
設けられることを特徴とする請求項１に記載の移動体通
信システム。 - 【請求項３】 前記送信電力演算手段が、前記移動体に
設けられることを特徴とする請求項１に記載の移動体通
信システム。 - 【請求項４】 前記送信電力制御手段は前記移動体に前
記送信電力を指示し、 前記移動体は、さらに、前記指示された送信電力の値を
記憶する記憶部を持ち、前記送信電力制御手段から前記
送信電力の指示がない場合には、前記記憶部に記憶され
た前記送信電力値を用いて情報を送信することを特徴と
する請求項１に記載の移動体通信システム。 - 【請求項５】 地上局間で情報の送受信を行う移動体通
信端末において、 前記地上局側に情報を送信するための送信部と、 前記地上局側から情報を受信するための受信部と、 前記移動体通信端末の位置情報に対応して算出された通
信経路の自由空間伝搬損失、および、前記移動体通信端
末の位置情報に対応して算出された前記移動体通信端末
の送信アンテナの利得に基づいて得られた前記移動体通
信端末の送信電力の値に応じて送信電力を制御する送信
電力制御手段とを備えることを特徴とする移動体通信端
末。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03355760A JP3142017B2 (ja) | 1991-12-20 | 1991-12-20 | 移動体通信システムおよび移動体通信端末 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03355760A JP3142017B2 (ja) | 1991-12-20 | 1991-12-20 | 移動体通信システムおよび移動体通信端末 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05175894A JPH05175894A (ja) | 1993-07-13 |
| JP3142017B2 true JP3142017B2 (ja) | 2001-03-07 |
Family
ID=18445617
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03355760A Expired - Fee Related JP3142017B2 (ja) | 1991-12-20 | 1991-12-20 | 移動体通信システムおよび移動体通信端末 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3142017B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008077320A (ja) * | 2006-09-20 | 2008-04-03 | Toyota Motor Corp | 車車間通信装置 |
| JP5345644B2 (ja) * | 2011-03-14 | 2013-11-20 | 三菱電機株式会社 | 衛星管制システム |
-
1991
- 1991-12-20 JP JP03355760A patent/JP3142017B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05175894A (ja) | 1993-07-13 |
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