JP3194296B2 - 衛星搭載中継器 - Google Patents

衛星搭載中継器

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JP3194296B2 JP20277892A JP20277892A JP3194296B2 JP 3194296 B2 JP3194296 B2 JP 3194296B2 JP 20277892 A JP20277892 A JP 20277892A JP 20277892 A JP20277892 A JP 20277892A JP 3194296 B2 JP3194296 B2 JP 3194296B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、マルチビーム衛星通信
に用いる衛星搭載中継器に関する。特に、サービスエリ
アを覆う複数個のビームに対応する帯域に分けられた上
りおよび下りフィーダリンク上の信号周波数チャネルに
より、上りフィーダリンクから各ダウンリンクビームへ
の回線を設定し、また各アップリンクビームから下りフ
ィーダリンクへの回線を設定してマルチビーム衛星通信
を行う衛星搭載中継器において、フィーダリンクを介さ
ずにマルチビーム間の回線設定を行う衛星搭載中継器に
関する。
【0002】
【従来の技術】主に移動体を対象としたマルチビーム衛
星通信では、複数個のビームによりサービスエリアを覆
い、各ビームに対応する帯域に分けられた上りおよび下
りフィーダリンク上の信号周波数チャネルにより、上り
フィーダリンクから各ダウンリンクビームへの回線を設
定し、また各アップリンクビームから下りフィーダリン
クへの回線を設定し、1つの搬送波に1つのチャネルを
割り当てて通信を行うSCPC(Single Channel Per C
arrier)方式が一般的になっている。
【0003】図5は、従来のマルチビーム衛星通信用の
衛星搭載中継器の構成例を示すブロック図である。な
お、ここでは4個のダウンリンクビームおよび4個のア
ップリンクビームによりサービスエリアを覆う場合の構
成例を示す。また、上りおよび下りのフィーダリンク信
号を同一のアンテナで送受信してダイプレクサにより信
号を分離し、アップリンク信号およびダウンリンク信号
を同一のアンテナで送受信してダイプレクサにより信号
を分離する構成を示す。
【0004】図において、ダイプレクサ71で分離され
た上りフィーダリンク信号は、低雑音増幅器72を介し
てダウンコンバータ73に入力される。ダウンコンバー
タ73は、上りフィーダリンク信号を各ダウンリンクビ
ームに対応する帯域の中間周波数信号に周波数変換して
分波器74に送出し、そこでダウンリンクビームごとの
信号に分離する。分離された信号は、それぞれアップコ
ンバータ751 〜75 4 に入力されて各ダウンリンクビ
ームの周波数に変換され、さらにそれぞれ電力増幅器7
1 〜764 で電力増幅され、ダイプレクサ771 〜7
4 を介して各ダウンリンク信号として送信される。
【0005】一方、ダイプレクサ771 〜774 で分離
されたアップリンク信号は、低雑音増幅器781 〜78
4 を介してダウンコンバータ791 〜794 に入力さ
れ、それぞれ下りフィーダリンクの各ビームに対応する
帯域に周波数変換される。合波器80は、各ダウンコン
バータで得られた信号を中間周波数帯で合成して下りフ
ィーダリンクの周波数配置に対応させる。合成された信
号は、アップコンバータ81に入力されて下りフィーダ
リンク信号の周波数に変換され、さらに電力増幅器82
で電力増幅され、ダイプレクサ71を介して下りフィー
ダリンク信号として送信される。
【0006】このような構成の衛星搭載中継器では、各
ビーム(♯1〜♯4)に対応する帯域(♯1〜♯4)に
分けられた上りおよび下りフィーダリンク上の信号周波
数チャネルにより、上りフィーダリンク(基地局)から
各ダウンリンクビーム(移動局)への回線を設定し、ま
たアップリンクビーム(移動局)から下りフィーダリン
ク(基地局)への回線を設定する。図5では、ビーム番
号と帯域番号が対応するようにしてある。
【0007】上りフィーダリンクからダウンリンクビー
ム♯i(i=1〜4)に存在する移動局への回線は、基
地局で上りフィーダリンク上のビーム♯iに対応する帯
域♯iの中で使用されていない信号周波数チャネルを使
用し、同時に反対方向の移動局から基地局への回線も設
定される。この基地局から送信される上りフィーダリン
ク信号は、衛星上で受信され、さらに周波数変換されて
分波器74に入力され、中間周波数帯で各ダウンリンク
ビームに対応する帯域ごとに分離される。ダウンリンク
ビーム♯iに対応する帯域♯iは、アップコンバータ7
i によりダウンリンクビーム♯iの周波数に変換さ
れ、電力増幅された後にダウンリンクビーム♯iに送信
される。
【0008】同様に、移動局からのアップリンク信号
は、下りフィーダリンクの周波数上の帯域がアップリン
クビームに対応するように周波数配置されて衛星から基
地局に向けて送信される。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】従来の衛星搭載中継器
では、フィーダリンクを送受信する地上の基地局と各ビ
ームに存在する地球局(移動局)との通信は、基地局−
衛星−移動局または移動局−衛星−基地局というように
1度衛星を介するだけで行うことができる(シングルホ
ップ)。しかし、移動局間の通信を行うためには、移動
局−衛星−基地局−衛星−移動局というように2度衛星
を介して行う必要があった(ダブルホップ)。すなわ
ち、移動局間の通信では、フィーダリンクを送受信する
基地局の介在が不可欠であり、衛星を介することによる
遅延時間が2倍になる欠点があった。
【0010】本発明は、マルチビーム衛星通信におい
て、異なる移動局間の通信を移動局−衛星−移動局とい
うようなシングルホップで行うことができる衛星搭載中
継器を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明の衛星搭載中継器
は、従来のマルチビーム衛星通信用の衛星搭載中継器に
機能を追加して移動局間の通信をシングルホップで行う
構成である。
【0012】図1は、本発明の衛星搭載中継器における
発明主要部の構成を示すブロック図である。図におい
て、各アップリンクビーム♯1〜♯N1 に対応してN1
個並列に配置されるチャネルフィルタバンク111 〜1
N1は、それぞれ1個の入力端子とM個の出力端子を有
し、各アップリンクビーム♯1〜♯N1 からのアップリ
ンク信号またはその中間周波数信号の所要帯域内の複数
の信号周波数チャネルを入力し、その中から特定のM個
の信号周波数チャネルを1つずつそれぞれ対応する出力
端子に分離する構成である。
【0013】N1 個のチャネルフィルタバンクの各信号
周波数チャネルごとにM個並列に配置されるチャネル切
替回路網121 〜12M は、チャネルフィルタバンクの
同一の信号周波数チャネルが入力される合計N1 個の入
力端子と、1個の出力端子を有し、N1 個の入力端子の
信号のいずれか1つをその出力端子に接続する構成であ
る。
【0014】周波数変換器131 〜13M は、M個のチ
ャネル切替回路網121 〜12M の各出力端子に得られ
る信号をそれぞれ上りフィーダリンク信号またはその中
間周波数信号の所定の周波数に変換する構成である。
【0015】制御手段14は、各アップリンクビームご
とにM個の信号周波数チャネルをどのダウンリンクビー
ムに接続するかの情報を基に、M個のチャネル切替回路
網121 〜12M の接続状態を制御し、またM個の周波
数変換器131 〜13M の変換周波数を制御する構成で
ある。
【0016】電力合成器15は、M個の周波数変換器の
出力と、上りフィーダリンク信号またはその中間周波数
信号とを合成する構成である。
【0017】
【作用】本発明の衛星搭載中継器は、従来のマルチビー
ム衛星通信用の衛星搭載中継器に機能を追加して構成さ
れたものであるので、フィーダリンクを送受信する地上
の基地局と各ビームに存在する地球局(移動局)との通
信は、基地局−衛星−移動局または移動局−衛星−基地
局というように1度衛星を介するシングルホップで従来
通り行うことができる。
【0018】ここで、本発明の特徴とするアップリンク
ビーム♯i(i=1〜N1 )内の移動局からダウンリン
クビーム♯j(j=1〜N2 )内の移動局への信号の流
れについて説明する。なお、特定のM個の信号周波数チ
ャネル内のいずれか1つの信号周波数チャネルを用いる
ことを前提とする。
【0019】図2は、チャネルフィルタバンクの機能を
説明する図である。所要帯域内には、周波数で分割され
たL個の信号周波数チャネルがあり、チャネルフィルタ
バンクは、その中から図中網かけで示したM個の信号周
波数チャネルCH1〜CHMを分離し、M個の出力端子
にそれぞれ出力する。なお、M個の信号周波数チャネル
は必ずしも集中させる必要はなく、図に示すようにL個
の信号周波数チャネルから任意にM個割り当てればよ
い。ただし、N1 個のチャネルフィルタバンクで特定の
M個の信号周波数チャネルの取り方は同一である必要が
ある。以下、説明を簡単にするために、信号周波数チャ
ネル番号1〜Mで合計M個を特定のM個の信号周波数チ
ャネルとし、その番号に対応するようにチャネル切替回
路網12および周波数可変の周波数変換器13に番号が
つけられているとする。
【0020】以下、図1を参照して説明する。チャネル
フィルタバンク11i は、移動局からのアップリンクビ
ーム♯iのアップリンク信号の該当する信号周波数チャ
ネルCHk(1≦k≦M)を分離してチャネル切替回路
網12k に送出する。制御手段14はチャネル切替回路
網12k の接続状態を制御し、信号周波数チャネルCH
kを周波数可変の周波数変換器13k に接続する。同時
に、周波数変換器13 k は制御手段14により変換周波
数が制御され、通信先の移動局が存在するダウンリンク
ビーム♯jへの通信に用いる周波数帯に一致するように
周波数変換が行われる。ここで周波数変換された信号
は、上りフィーダリンク信号またはその中間周波数信号
と電力合成器15によって合成され、上りフィーダリン
ク信号とともに各ダウンリンクビームに対応する帯域内
の信号周波数チャネルがそれぞれ所定のダウンリンクビ
ームに送信される。このとき、相手先の移動局が存在す
るダウンリンクビーム♯jに対して、アップリンクビー
ム♯i内の移動局からの信号が送信されることになる。
【0021】このように、本発明の衛星搭載中継器で
は、特定のM個の信号周波数チャネル内のいずれかの信
号周波数チャネルを用いることにより、移動局−移動局
をシングルホップで接続することができる。なお、チャ
ネルフィルタバンク111 〜11N1により、いずれのア
ップリンクビームからの信号も信号周波数チャネルごと
に分離処理されるので、信号周波数チャネル数Mまで同
時に処理することができる。
【0022】
【実施例】図3は、本発明の衛星搭載中継器の実施例構
成を示すブロック図である。なお、ここでは4個のダウ
ンリンクビームおよび4個のアップリンクビームにより
サービスエリアを覆う場合の構成例を示す。また、上り
および下りのフィーダリンク信号を同一のアンテナで送
受信してダイプレクサにより信号を分離し、アップリン
ク信号およびダウンリンク信号を同一のアンテナで送受
信してダイプレクサにより信号を分離する構成を示す。
【0023】また、本実施例は、各アップリンクビーム
の中間周波数信号を用いて、上りフィーダリンクの中間
周波数信号に合成する構成を示す。図において、ダイプ
レクサ71,低雑音増幅器72,ダウンコンバータ7
3,分波器74,アップコンバータ751 〜754 ,電
力増幅器761 〜764 ,ダイプレクサ771 〜7
4 ,低雑音増幅器781 〜784 ,ダウンコンバータ
791 〜794 ,合波器80,アップコンバータ81お
よび電力増幅器82の構成は、図5に示す従来構成と同
様である。
【0024】本実施例の衛星搭載中継器は、従来の衛星
搭載中継器に図1に示す構成を追加して実現される。す
なわち、ダウンコンバータ791 〜794 の出力を分岐
して取込み、それぞれ特定のM個の信号周波数チャネル
を分離するチャネルフィルタバンク111 〜114 ,チ
ャネル切替回路網121 〜12M ,周波数変換器13 1
〜134 ,制御手段14およびダウンコンバータ73の
出力(上りフィーダリンク信号の中間周波数信号)と各
周波数変換器131 〜134 の出力とを合成する電力合
成器15が、図5に示す従来構成に付加される。
【0025】また、制御手段14の制御情報は、フィー
ダリンク信号周波数上に多重化して伝送した場合には、
フィルタ31で低雑音増幅器72の分岐出力から制御信
号成分を分離し、受信機32および復調器33で受信再
生された制御信号を用いて設定される。あるいは、制御
信号をフィーダリンク信号とは独立した回線を用いて伝
送しても同様である。
【0026】以下、図4に示す実施例各部の信号周波数
チャネルの状態を参照し、移動局−移動局間の接続をシ
ングルホップで行うことができる動作例について説明す
る。制御手段14には、アップリンクビーム♯1の信号
周波数チャネルCH2,CHMをそれぞれダウンリンク
ビーム♯1,♯4へ接続し、アップリンクビーム♯2の
信号周波数チャネルCH1をダウンリンクビーム♯1へ
接続し、アップリンクビーム♯4の信号周波数チャネル
CHkをダウンリンクビーム♯3へ接続する情報が設定
されているものとする。
【0027】このとき、制御手段14はチャネル切替回
路網122 を制御し、チャネルフィルタバンク111
CH2出力を周波数変換器132 に接続する。同時に、
制御手段14は、周波数変換器132 を出力周波数帯♯
1(ダウンリンクビーム♯1に対応するフィーダリンク
帯域番号♯1)に周波数変換されるように設定し、信号
周波数チャネルCH2の周波数変換を行う。
【0028】また、制御手段14はチャネル切替回路網
12M を制御し、チャネルフィルタバンク111 のCH
M出力を周波数変換器13M に接続する。同時に、制御
手段14は、周波数変換器13M を出力周波数帯♯4に
周波数変換されるように設定し、信号周波数チャネルC
HMの周波数変換を行う。
【0029】また、制御手段14はチャネル切替回路網
121 を制御し、チャネルフィルタバンク112 のCH
1出力を周波数変換器131 に接続する。同時に、制御
手段14は、周波数変換器131 を出力周波数帯♯1に
周波数変換されるように設定し、信号周波数チャネルC
H1の周波数変換を行う。
【0030】また、制御手段14はチャネル切替回路網
123 を制御し、チャネルフィルタバンク114 のCH
k出力を周波数変換器133 に接続する。同時に、制御
手段14は、周波数変換器133 を出力周波数帯♯3に
周波数変換されるように設定し、信号周波数チャネルC
H1の周波数変換を行う。
【0031】このようなチャネル切替と周波数変換を行
うことにより、電力合成器15では、アップリンクビー
ムの各信号周波数チャネルが上りフィーダリンク信号の
中間周波数信号とそれぞれの帯域ごとに合成され、その
後は上りフィーダリンク信号と同時にダウンリンクビー
ムごとに分離,周波数変換,電力増幅器されてそれぞれ
所定のダウンリンクビームに送信される。
【0032】すなわち、本実施例では、アップリンクビ
ーム♯1,♯2内で信号周波数チャネルCH2,CH1
を使用した移動局からの信号が、ダウンリンクビーム♯
1内の移動局宛に送信される。また、アップリンクビー
ム♯1内で信号周波数チャネルCHMを使用した移動局
からの信号が、ダウンリンクビーム♯4内の移動局宛に
送信される。また、アップリンクビーム♯4内で信号周
波数チャネルCHkを使用した移動局からの信号が、ダ
ウンリンクビーム♯3内の移動局宛に送信される。
【0033】このように、特定のM個の信号周波数チャ
ネルのいずれかを用いることにより、移動局−移動局の
通信をシングルホップで接続することができる。なお、
本発明の衛星搭載中継器は従来機能をそのまま残してい
るので、フィーダリンクを送受信する地上の基地局と各
ビームに存在する移動局との通信は、基地局−衛星−移
動局または移動局−衛星−基地局というように、1度衛
星を介するシングルホップにより従来と同様に行うこと
ができる。
【0034】なお、図4において図面の都合上、信号周
波数チャネルどうしが周波数軸上で重なっている部分も
あるが、実際にはそれぞれ重ならない周波数配置とな
る。
【0035】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の衛星搭載
中継器を用いたマルチビーム衛星通信では、異なる移動
局間の通信をシングルホップで行うことが可能となり、
衛星を介することよる遅延時間をほぼ半減させることが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の衛星搭載中継器における発明主要部の
構成を示すブロック図。
【図2】チャネルフィルタバンクの機能を説明する図。
【図3】本発明の衛星搭載中継器の実施例構成を示すブ
ロック図。
【図4】実施例各部の信号周波数チャネルの状態を示す
図。
【図5】従来のマルチビーム衛星通信用の衛星搭載中継
器の構成例を示すブロック図。
【符号の説明】
11 チャネルフィルタバンク 12 チャネル切替回路網 13 周波数変換器 14 制御手段 15 電力合成器 31 フィルタ 32 受信機 33 復調器 71,77 ダイプレクサ 72,78 低雑音増幅器 73,79 ダウンコンバータ 74 分波器 75,81 アップコンバータ 76,82 電力増幅器 80 合波器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−190434(JP,A) 篠永英之、伊藤泰彦、”SS/FDM A方式−衛星搭載用帯域幅可変SAWフ ィルタマトリクスの応用−”、昭和61年 7月、電子通信学会技術研究報告衛星通 信SAT86−10 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04B 7/14 - 7/22

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 N1 個のアップリンクビームおよびN2
    個のダウンリンクビームによりサービスエリアを覆い、
    各ビームに対応する帯域に分けられた上りおよび下りフ
    ィーダリンク上の信号周波数チャネルにより、上りフィ
    ーダリンクから各ダウンリンクビームへの回線を設定
    し、また各アップリンクビームから下りフィーダリンク
    への回線を設定してマルチビーム衛星通信を行う衛星搭
    載中継器において、各アップリンクビームからの信号またはその中間周波数
    信号を分岐する手段と、 前記分岐された信号の一方を下りフィーダリンク信号と
    して送信する手段と、 各アップリンクビームに対応して
    1 個並列に配置され、前記分岐された信号の他方の所
    要帯域内の複数の信号周波数チャネルを入力し、その中
    から特定のM個の信号周波数チャネルを1つずつそれぞ
    れ対応する出力端子に分離する 1 個のチャネルフィル
    タバンクと、 前記N1 個のチャネルフィルタバンクの各信号周波数チ
    ャネルごとにM個並列に配置され、各チャネルフィルタ
    バンクの同一の信号周波数チャネルが入力される合計N
    1 個の入力端子と、1個の出力端子を有し、N1 個の入
    力端子の信号のいずれか1つをその出力端子に接続する
    M個のチャネル切替回路網と、 前記M個のチャネル切替回路網の各出力端子に得られる
    信号をそれぞれ上りフィーダリンク信号またはその中間
    周波数信号の所定の周波数に変換するM個の周波数変換
    器と、 各アップリンクビームごとにM個の信号周波数チャネル
    をどのダウンリンクビームに接続するかの情報を基に、
    前記M個のチャネル切替回路網の接続状態を制御し、ま
    た前記M個の周波数変換器の変換周波数を制御する制御
    手段と、前記 M個の周波数変換器の出力と、上りフィーダリンク
    信号またはその中間周波数信号とを合成する電力合成器
    とを備えたことを特徴とする衛星搭載中継器。
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JP4037302B2 (ja) * 2003-03-28 2008-01-23 三菱電機株式会社 衛星通信システム、基地局及び移動局

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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篠永英之、伊藤泰彦、"SS/FDMA方式−衛星搭載用帯域幅可変SAWフィルタマトリクスの応用−"、昭和61年7月、電子通信学会技術研究報告衛星通信SAT86−10

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