JP3597775B2 - 衛星通信地上局 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、時間ダイバーシチ方式を使用した衛星通信地上局に関する。
【０００２】
【従来の技術】
時間ダイバーシチ方式とは、例えばヘリコプター搭載の衛星通信装置が衛星に向けて情報に電波を送出する際に、ヘリコプターの回転翼によって電波が瞬断される場合など、周期的に生じる伝送データの損失に対応するための方式である。
【０００３】
まず、データ伝送を行う場合、ある時間長のデータフレームを設定しデータを送信する（ノーマルデータ）。そして、一定するのフレーム送信後に一度送信したノーマルデータを再度送信し（遅延データ）、受信側でノーマルデータと遅延データを比較し、欠損していない方のデータを選択する。ここで、瞬断による欠損は周期的に起こる場合を想定しているため、ノーマルデータと遅延データの両方が欠損しないようにするためには、瞬断されている時間に合わせて遅延時間を設定する。
【０００４】
図３は従来の時間ダイバーシチ方式を用いた通信システムの装置構成の概念図である。図３において１００ａおよび１００ｂは、異なる遅延時間を持った移動局である。１０１ａは地上局内の移動局１００ａの遅延時間に対応した従来の通信装置、１０１ｂは移動局１００ｂの遅延時間に対応した従来の通信装置である。従来例では、遅延時間の異なる複数の移動局と地上局とは通信する場合、移動局の遅延時間に対応した通信装置を設置しなければならなかった。
【０００５】
図４は従来の時間ダイバーシチ方式を用いた通信システムの地上局の装置構成を表すブロック図である。１０２は移動局からの無線信号を受信する受信機である。１０３ａおよび１０３ｂは受信データおよび送信データを一定のフレーム数遅延する遅延部である。１０５は受信機１０２からのノーマルデータおよび遅延部１０３ｃからの遅延データとを比較して、欠損のないデータを選択するデータ選択部である。１０６はデータ選択部１０５から送られてくるデータをビタビ復号法などの誤り訂正符号を用いて元のデータに復調する復調部である。１１０は送信データと送信データを遅延した遅延データとを組み合わせる遅延処理を行い送信機１１１に送る遅延処理部である。送信機１１１では遅延処理部１１０からのデータを無線信号に変換して移動局に向けて送出する。
【０００６】
次に、動作について説明する。まず、受信の場合、特定の遅延時間に設定された移動局からデータが発信されるとアンテナを介して受信機１０２によってデータを受信する。受信機１０２において周波数変換をしたのち、データ信号を遅延部１０３ａとデータ選択部１０５の両方に出力する。遅延部１０３ａで設定された遅延時間分だけ遅延されたデータをデータ選択部１０５に出力し、受信機から送られてくるノーマルデータと遅延データとを比較し、欠損のないデータを選択し、復調部１０６に出力する。復調部１０６では、データ選択部１０５から送られてくるデータの誤りを訂正し復調する。誤りの訂正には、ビタビ復号法などに畳込み符号を用いた誤り訂正が一般的である。
【０００７】
送信の際は、送信データを一方を直接遅延処理部１１０に出力し、もう一方を遅延部１０３ｂに出力する。遅延部１０３ｂで送信データを遅延し遅延データにした後、遅延処理部１１０に出力する。遅延処理部１１０では直接入力された送信データと遅延データを時間ダイバーシチ方式に基づいて送信データと同じ内容の遅延データを遅延時間分だけ遅らせて送信機１１１に出力し、送信機１１１ではデータを無線周波数に変換して衛星に向けて送信する。
【０００８】
図５（ａ）は時間ダイバーシチ方式で遅延時間を１フレームとした場合の送受信タイミングを表す図である。２１ａは遅延を行わないノーマルデータであり、２１ｂは前記ノーマルデータ２１ａを遅延して得られる遅延データである。図のようにノーマルデータと遅延データを交互に送ることで時間ダイバーシチ方式のデータは合成される。２２は周期的に発生する瞬断である。周期的に発生する瞬断２２とタイミングが重なったデータフレームは欠損を受ける。そのため図５（ｂ）のように前記ノーマルデータ２１ａと遅延データ２１ｂとを比較し、データの選択時に欠損を受けていない方のデータを選択する。
【０００９】
図６（ａ）および（ｂ）は遅延を２フレームとした場合である。データの遅延を何フレームとするか、およびデータフレームの長さは、瞬断の長さによって決定する。
【００１０】
図５（ａ）および（ｂ）、図６（ａ）および（ｂ）では、説明の簡便さから瞬断の発生とデータフレームの開始時が同時になっているが、実際には同時である必要はなく、データの発信および受信はどのタイミングでも行うことが出来る。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
従来の技術の時間ダイバーシチ方式を使用した通信装置では、移動局と地上局が、同じ遅延時間の設定を行っている必要があり、遅延時間が異なる移動局から地上局に向けて通信する場合は、各遅延時間にあった時間ダイバーシチ方式の通信装置が地上局に必要となる問題があった。
【００１２】
また、あらかじめ地上局にてダイバーシチ方式の遅延時間を、１台の通信装置にて切替えられるようにした場合も、地上局側にてあらかじめ遅延時間の設定を変更してから通信を開始する必要があり、先に移動局側から送信を開始できない問題がある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る衛星通信地上局では、それぞれが異なる遅延時間を持った複数の移動局と時間ダイバーシチ方式を使用して通信を行う衛星通信地上局であって、移動局からの受信信号を一定の遅延時間だけ遅延する遅延手段、受信信号と遅延信号とを比較し、欠損していないいずれか一方の信号を選択する比較選択手段、選択した信号からデータを復調する復調手段、受信待機時に周期的に受信機の遅延時間を切替える遅延時間切替制御手段、受信機の復調手段によってデータの復調ができた場合に、遅延時間切替制御部の切替制御を停止して、停止時の遅延時間に固定する受信検出手段、受信検出手段による切替制御停止時の遅延時間から移動局を判別する移動局判別手段、移動局判別手段の判別結果から、自局から移動局への送信の際の遅延時間を特定し、自局の送信信号の遅延時間を設定する遅延時間設定部を具備するものである。
【００１４】
また、それぞれが異なる遅延時間を持った複数の移動局と時間ダイバーシチ方式を使用して通信を行う衛星通信地上局であって、移動局からの受信信号を一定の遅延時間だけ遅延する遅延手段、受信信号と前記遅延信号とを比較し、欠損していないいずれか一方の信号を選択する比較選択手段、選択した信号からデータを復調する復調手段、受信待機時に周期的に前記移動局からの受信信号の遅延時間を切替えるとともに自局の送信信号の遅延時間を切替える遅延時間切替制御手段、復調手段によって選択した信号からデータが復調できたか否かを判別し、データの復調ができた場合に、遅延時間切替制御部の切替制御を停止して、停止時の遅延時間に固定する受信検出手段を具備するものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１に係る時間ダイバーシチ方式を用いた衛星通信地上局の装置構成を表すブロック図である。図において１ａおよび１ｂはそれぞれ異なる遅延時間を持った移動局である。２は受信機、３ａおよび３ｂは受信および送信信号を遅延する遅延部、４は地上局の受信待受け時に遅延部３ａの遅延時間を周期的に切替える遅延時間切替制御部、５は受信機２からのノーマルデータと遅延部３ａからの遅延データを比較し、欠損していない方のデータを選択するデータ選択部、６はデータ選択部５からの入力データをビタビ復号法などで誤り訂正を行って復調する復調部、７は地上局の受信待受け時に、復調部６の復調が問題なく行えた事を検出し、その場合に遅延時間切替制御部４の切替制御を停止して、停止時の遅延時間に固定する受信検出部である。８は固定された遅延時間から移動局を特定し、遅延時間選択部９に出力する移動局判別部である。１０は、送信側のノーマルデータと遅延部３ｂからの遅延データとを時間ダイバーシチ方式に従って送信データを合成し、順次送信機１１に出力する遅延処理部である。
【００１６】
次に、本実施の形態１の特徴である受信待機時の動作について説明する。地上局の受信待受け時には遅延時間切替制御部４が受信側の遅延部３ａの遅延時間を切替える。移動局１ａないし１ｂからの発信信号を受信した受信機２は信号を周波数変換した後、データ選択部５と遅延部３ａに出力する。遅延部３ａでは遅延時間切替制御部４で設定された遅延時間にしたがって入力されたデータを遅延し、遅延データをデータ選択部５に出力する。データ選択部５では、受信機２から直接入力されたデータと、遅延部３ａからの遅延されたデータとを比較し欠損の無い方のデータを選択して復調部６に出力する。復調部６では、ビタビ復号法などで誤り訂正を行い、データを復調して受信検出部７に出力する。
【００１７】
遅延部３ａの遅延時間が発信元の移動局の遅延時間と一致しない場合はデータ選択部５から復調部６に入力されるデータフレームの順番が合うことはない。データフレームの順番が合っていなければ、復調は行えないため、受信検出部７では復調部６での復調が問題なく行えたかを判別し、復調が行える場合には遅延時間の切替制御を停止するよう遅延時間切替制御部４に信号を出力する。
【００１８】
以上のように、移動局の遅延時間と地上局の遅延時間を一致させ、一致後は通常の時間ダイバーシチ方式によって通信を行う。
【００１９】
さらに、受信検出部７では、遅延時間切替制御部４に停止信号を出力する他に、移動局判別部８に検出結果を出力し、移動局判別部８では検出した遅延時間から移動局を判別し、その判別結果を遅延時間選択部９に出力する。遅延時間選択部９では、判別された移動局に合わせて送信側の遅延部３ｂの遅延時間を設定する。以上のように、送信側の遅延時間を設定し、移動局に送信を行う。
【００２０】
地上局の受信待機時に、移動局からのデータ受信開始時が遅延時間切替のタイミングより少し早かった場合には、受信データの最初の部分は欠損してしまう。その場合は、データの再送もしくは、移動局のデータ送信と地上局の受信の同期をとってから主要なデータを送信するなどして対応すればよい。また、ある移動局との通信が終了したら、周期的に遅延時間を変更する受信待機状態へ戻る。
【００２１】
実施の形態２．
図２は発明の形態２に係る時間ダイバーシチ方式を用いた衛星通信地上局の構成を表すブロック図である。実施の形態１と同じ構成要素には同じ符号を付す。図２では、受信機２のみでなく、送信機１１についても遅延時間切替制御部４の制御により、周期的に遅延時間の設定を切替えて送信待機を行う。
【００２２】
移動局からのデータを受信すると、実施の形態１と同様に受信機２の遅延時間設定が移動局の遅延時間と同じときに復調部６において受信データを復調することができる。復調の結果は受信検出部９にて検出し、この検出の結果、復調が行える場合には遅延時間切替制御部４の遅延時間切替制御を停止し、受信と送信の遅延部３ａおよび３ｂの遅延時間を固定する。固定後は、通常の時間ダイバーシチ方式によって送受信を行う。
【００２３】
以上のような装置構成とすることによって、実施の形態１と比較し移動局判別部８および遅延時間選択部９を設置する必要が無く、装置構成がより簡単で安価な地上局を得る。
【００２４】
【発明の効果】
以上のように、本発明は、時間ダイバーシチ方式の衛星通信地上局において、遅延時間切替制御器を設け、受信待機時に受信側の遅延部の遅延時間を切替え、移動局の信号を受信して切替制御を停止し、遅延部の遅延時間を移動局の遅延時間に合わせることにより、１つの地上局装置で異なる遅延時間を持った複数の移動局との通信を行う衛星通信地上局を提供する。
【００２５】
また、時間ダイバーシチ方式の衛星通信地上局において、遅延時間切替制御器を設け、受信待機時に受信側の遅延部および送信側の遅延部の遅延時間を切替え、移動局の信号を受信して切替制御を停止し、遅延部および遅延部の遅延時間を移動局の遅延時間に合わせることにより、１つの地上局装置で異なる遅延時間を持った複数の移動局との通信を行う衛星通信地上局を提供する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る時間ダイバーシチ方式を用いた衛星通信地上局の装置構成を表すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態２に係る時間ダイバーシチ方式を用いた衛星通信地上局の装置構成を表すブロック図である。
【図３】従来の時間ダイバーシチ方式を用いた衛星通信システムの概念図である。
【図４】従来の時間ダイバーシチ方式を用いた衛星通信地上局の装置構成図である。
【図５】（ａ）は時間ダイバーシチ方式で遅延を１フレームとした場合のデータフレーム構成を表す図、（ｂ）は遅延を１フレームとした場合のノーマルデータと遅延データを比較する図である。
【図６】（ａ）は時間ダイバーシチ方式で遅延を２フレームとした場合のデータフレーム構成を表す図、（ｂ）は遅延を２フレームとした場合のノーマルデータと遅延データを比較する図である。
【符号の説明】
１移動局、 ２ 受信機、 ３ａ 受信側の遅延部、
３ｂ 送信側の遅延部、 ４ 遅延時間切替制御部、
５ データ選択部、 ６ 復調部、 ７ 受信検出部、
８ 移動局判別部、 ９ 遅延時間選択部、 １０ 遅延処理部、
１１ 送信機、
２１ａ ノーマルデータ、 ２１ｂ 遅延データ、 ２２ 瞬断、
１００ 従来の時間ダイバーシチ方式の移動局、
１０１ 従来の時間ダイバーシチ方式の通信装置、
１０２ 従来の受信機、 １０３ａ 従来の受信側の遅延部、
１０３ｂ 従来の送信側の遅延部、 １０５ 従来のデータ選択部、
１０６ 従来の復調部、 １１０ 従来の遅延処理部、
１１１ 送信機。

Claims (2)

1. それぞれが異なる遅延時間を持った複数の移動局と時間ダイバーシチ方式を使用して通信を行う衛星通信地上局であって、
   前記移動局からの受信データを一定の時間だけ遅延した遅延データを生成する遅延手段、
   前記受信データと前記遅延データの欠損していないいずれか一方のデータを選択する比較選択手段、
   前記選択したデータを復調する復調手段、
   受信待機時に周期的に前記受信機の遅延時間を切替える遅延時間切替制御手段、前記復調手段によってデータの復調ができた場合に、前記遅延時間切替制御部の切替制御を停止して、停止時の遅延時間に固定する受信検出手段、
   前記受信検出手段による切替制御停止時の遅延時間から前記移動局を判別する移動局判別手段、
   前記移動局判別手段の判別結果から、自局から移動局への送信の際の遅延時間を特定し、自局の送信データの遅延時間を設定する遅延時間設定手段、
   を具備することを特徴とする衛星通信地上局。
2. それぞれが異なる遅延時間を持った複数の移動局と時間ダイバーシチ方式を使用して通信を行う衛星通信地上局であって、
   前記移動局からの受信信号を一定の時間だけ遅延した遅延データを生成する遅延手段、
   前記受信データと前記遅延データの欠損していないいずれか一方のデータを選択する比較選択手段、
   前記選択したデータを復調する復調手段、
   受信待機時に周期的に前記遅延手段の遅延時間を切替えるとともに自局の送信信号の遅延時間を切替える遅延時間切替制御手段、
   前記復調手段によってデータの復調ができた場合に、前記遅延時間切替制御部の切替制御を停止して、停止時の遅延時間に固定する受信検出手段、
   を具備することを特徴とする衛星通信地上局。

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