JP3743411B2 - 衛星放送方法、その方法に用いる基地局及び移動局 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、地上にマルチビームを形成する通信衛星を介して基地局から移動局へ放送送信する衛星放送方法、及びその方法に用いる基地局及び移動局に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
軌道上の通信衛星を介して地上へ放送送信する方法として、シングルビーム方式とマルチビーム方式とがある。シングルビーム方式では1ビームで地上の広範囲をカバーするために地表面で実効放射電力が小さくなるが、1ビーム内で回線制御が可能である。これに対して、マルチビーム方式の場合には、実効放射電力を高くできるものの、各ビームごとに回線周波数が割り振られるため、移動体がビームエリア間を移動する際に回線の切り替えが必要となる。
【0003】
このようなマルチビーム方式を利用した従来の衛星通信方法として、例えば特開平09−214414号公報に記載されたものがある。該公報には、複数ビームの回線品質又はGPS位置情報に基づいて、移動局がビーム切替の必要性を判断し、ビーム切替が必要な場合には、移動局からビーム切替要求信号を通信衛星に対して送信するものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
従来のマルチビーム衛星通信においては、移動局が放送受信中に回線品質の測定を行うために別途受信機を要するという問題点があるとともに、このような受信機を有しない場合には放送データの受信欠落が生じるという問題点があった。また、ビーム切替要求信号を送信するために送信系を有しており、この従来技術を、放送目的の衛星通信に適用することは困難であるという問題点もあった。
【0005】
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、地上にマルチビームを形成する通信衛星を介して基地局から移動局に対して衛星放送する際に、移動局において生じるビーム切替処理を短縮するとともに、ビーム切替時の放送データ受信欠落することのない衛星通信方法、及びその方法に用いる基地局及び移動局を得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の発明に係る衛星放送方法は、地上にマルチビームを形成する通信衛星を介して、基地局から移動局に対して放送を行う衛星放送方法において、上記基地局からデータパケットを送信するとともに、周期的に切替可情報パケットを連続して送信し、この切替可情報パケットを受信した移動局は、上記切替可情報パケットの送信期間に、在圏する放送エリアの周辺放送エリアの放送回線の回線品質を測定し、この測定結果に基づいて、上記切替可情報パケットの送信期間に放送回線の切替を行うものである。
【0007】
請求項2の発明に係る基地局は、地上にマルチビームを形成する通信衛星を介して、移動局へ放送送信を行う送信部と、入力されたコンテンツデータからデータパケットを生成するデータパケット生成部と、このデータパケット生成部により生成したデータパケット、又は連続した切替可情報パケットであって、その連送中に上記移動局がビームを切り替える切替可情報パケットを上記送信部に送出するパケット送出部と、このパケット送出部に対して、周期的に上記切替可情報パケットの送出を指示するパケット制御部とを備えたものである。
【0008】
請求項3の発明に係る移動局は、地上にマルチビームを形成する通信衛星を介して、基地局から送信される放送の受信を行う受信部と、この受信部により受信した信号からコンテンツデータを再生出力するとともに、基地局から連続して送信される切替可情報パケットを検知する受信信号処理部と、この受信信号処理部からの切替可情報パケット受信の通知により、上記受信部に対して、在圏する放送エリアの周辺放送エリアの放送回線に切り替えて回線品質を測定するように指示するとともに、測定結果に基づいて、上記切替可情報パケットの送信期間に、受信する放送回線の切替を指示する回線切替制御部とを備えたものである。
【0009】
請求項4の発明に係る移動局は、地上にマルチビームを形成する通信衛星を介して、基地局から送信される放送の受信を行う受信部と、この受信部により受信した信号からコンテンツデータを再生出力するとともに、基地局から連続して送信される切替可情報パケットを検知する受信信号処理部と、GPS受信機により算出した位置情報から在圏する放送エリアを特定し、上記受信信号処理部からの切替可情報パケット受信の通知により、上記受信部に対して、上記切替可情報パケットの送信期間に、上記特定した放送エリアの放送回線に切り替えるよう指示する回線切替制御部とを備えたものである。
【0010】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.
この発明の実施の形態1に係る衛星放送方法、その方法に用いる基地局及び移動局を図1〜図5によって説明する。図1は実施の形態1に係る衛星放送方法における装置の全体構成を示す構成図である。図1において、1は通信衛星、2a、2bはそれぞれ通信衛星1からのマルチビームにより形成される放送エリア、3は基地局、4は移動局である。また5a及び5bは基地局3から通信衛星1へのアップリンク(それぞれキャリア周波数f1、f2)回線であり、6a及び6bは、それぞれ放送エリア2a及び2bに対応する通信衛星からの放送回線(それぞれキャリア周波数f3、f4)である。また、アップリンク回線と放送回線との関係は、アップリンク回線5aと放送回線6aとが対に、アップリンク回線5bと放送回線6bとが対になっている。なお、アップリンク回線が1本で、放送回線を複数とする場合もある。この場合、基地局3から通信衛星1へのアップリンク回線5aに対して、通信衛星1から放送エリアへの放送回線6a、6bを対応付ける(この場合、以下のアップリンク回線5bをアップリンク回線5aと読みかえればよい)。
【0011】
通信衛星1は、例えば、特定地域の概ね天頂方向に順次飛来する非静止型の通信衛星であり、この特定地域を包含する通信エリアに対してマルチビームを形成するものである。この通信衛星は、例えば3基の通信衛星群を形成し、各1基ずつ順次、特定地域の所定仰角範囲に8時間滞留して通信サービスを提供することによって、常時、通信を確保するものである。上記の所定仰角範囲とは、例えば仰角70度〜90度(天頂)のような仰角範囲をいうが、この仰角範囲は個々の通信衛星システムによって設定されるものである。また、通信衛星1のような概ね天頂方向に飛来する衛星は、例えば、周期24時間、軌道傾斜角45度、離心率0.139、アポジ高度41650km、ペリジ高度29930kmを軌道に有する楕円軌道衛星が挙げられる。図2は、このような軌道を航行する衛星の直下点が地表面上に描く軌跡の一例を示しており、準天頂衛星と呼ばれることがある。また、通信衛星の台数の多少は、それぞれの通信衛星システムにおいて設定されるものである。
【0012】
図1において、基地局3は、通信衛星1を介して、移動局4に音声や映像等のデータを放送する。ここに云う放送とは、音楽や映像等の同時受信のための送信、及び広く片方向にコンテンツ送信するような形態の通信をも含むものとする。移動局4は通信衛星1によって形成される放送エリア2a、2b内を自由に移動するものであり、本発明は、移動局4の移動によって生じる放送回線の切り替えを考慮する。図3は放送回線の切替の際の送受信内容を示す模式図である。図3において、7は映像や音声等のデータパケットであり、P1、P2、P3・・・の順に基地局3から送信する。8は受信側である地上局4へ通信回線の切り替えを指示する切替可情報パケットである。
【0013】
基地局3はデータパケットP1、P2、P3をアップリンク回線5a(周波数f1)により送信し、通信衛星1により放送回線6a(周波数f3)により、放送エリア2aへ送信される。また、基地局3はデータパケットP1、P2、P3をアップリンク回線5b(周波数f2)により送信し、通信衛星1により放送回線6b(周波数f4)により、放送エリア2bへ送信される。基地局3は所定の周期で切替可情報パケット8を連続して送信する。移動局4は、放送エリア2aに在圏しているときには、放送回線6aによりデータパケット7を受信し、さらに切替可情報パケット8を受信する。移動局4は、切替可情報パケット8を受信すると、受信周波数を一時的にf4に切り替えることによって、周辺放送エリアの放送信号を受信し、受信信号強度やビット誤り率などの回線品質を測定する。放送回線6aと放送回線6bの回線品質を比較して回線切替制御を行う。例えば、放送回線6aが良好であれば受信周波数をf3に戻し、放送回線6bが良好であれば受信周波数をf4のまま維持する等の制御を行う。これらの回線品質の測定、比較、回線切り替え制御を切替可情報パケット8が連続して送信されている期間T内に行う。また、1回目の切替可情報パケットを受信した際の期間Tの中では、回線品質の測定を行い、その後、データパケットP4、P5、・・・を元の放送エリア2aで受信しつつ、回線品質の比較等の処理を行い、次の切替可情報パケットを受信したときに、受信周波数をf3からf4に切り替え、放送エリア2bに対応する放送回線6bにてその後のデータパケットの受信を行うという処理も可能である。このように切替可情報パケット8を基地局3から送信している期間内に移動局4側において放送回線の切り替え(受信周波数の切り替え)を行うので、有意データ情報であるデータパケット7を受信欠落することがない。なお、切替可情報パケット8は、そのパケットデータとして、基地局3からの送信がデータパケット7でないことを示す識別記号が含まれるものであればよい。換言すれば、切替可情報パケット8に含まれる記号によって、移動局4が切替処理を行う期間にあるということが判別できればよい。
【0014】
次に基地局の構成について説明する。図4は基地局の構成を示す構成図である。図4において、9は送信アンテナ、10は送信アンテナ9を介して通信衛星1へアップリンク送信する送信部、11は送信部10へ送信するデータパケットを送出するパケット送出部、12は切替可情報パケットの送出をパケット送出部に指示するパケット制御部であり、13はコンテンツデータからデータパケットを生成するデータパケット生成部である。
【0015】
次に基地局3の動作について図4により説明する。音楽や映像等のコンテンツデータはデータパケット生成部13に入力される。データパケット生成部13は、入力されたコンテンツデータからデータパケット7を生成して出力し、ストリーム系のデータ等に対しては必要に応じて時間軸圧縮してデータパケットを生成する。パケット送出部11は、データパケット送信期間中は、データパケット生成部13からのデータパケット7を送信部10へ出力する。パケット制御部12は切替可情報パケット8を送信するタイミングを時間計測し、所定のタイミングとなったときに、切替可情報パケット8を送出するようにパケット送出部11に指示する。この指示を受けたパケット送出部11はデータパケット7の送出を止めて、切替可情報パケット8を連続して送信部10へ送出する。なお、切替可情報パケット8を送信する時間間隔が長すぎると、移動局4が急速に移動する場合に切替可情報パケット8を受信することなく周辺の放送エリアに移動してしまい、放送データの受信欠落を生じる。また逆に切替可情報パケット8を送信する時間間隔が短かすぎると、放送される信号に占めるデータパケット量が減少し、データの時間圧縮率が高くなってしまう。従って、切替可情報パケット8を送信するタイミング(時間間隔)は、送信するコンテンツデータ、さらには送信対象となる移動局4の種類に合わせて、所定のタイミングとする。このタイミングは、パケット制御部において、例えばコンテンツデータの情報量に合わせて可変としてもよいし、ルックアップテーブルを準備して、情報量に対応するタイミングを設定するようにしてもよい。
【0016】
次に移動局4の構成について説明する。図5は移動局4の構成を示す構成図である。図5において、14は受信アンテナ、15は受信アンテナ14を介して通信衛星1からの放送回線を受信する受信部、16は受信信号からコンテンツデータを再生して出力するとともに、切替可情報パケット8を受信した際には、後述の回線切替制御部17にその旨通知する受信信号処理部である。また受信信号処理部16は、ストリーム系データ等に対して必要に応じて時間軸伸長して再生する。17は切替可情報パケットが送信されている期間T中に、移動局3内での回線切り替えのための処理を制御する回線切替制御部である。
【0017】
受信信号処理部16は、切替可情報パケットの受信をそのパケット内の識別記号により検知し、切替可情報パケットを受信した旨を回線切替制御部17に通知する。この通知を受けて、回線切替制御部17は受信部15に対して周辺の放送エリアに対応する受信周波数への変更を指示する。受信部15は逐次受信周波数を切り替え、受信信号強度やビット誤り率等の回線品質の測定を行い、その結果を回線切替指示部17へ出力する。回線切替制御部17は回線品質を現在、在圏している放送エリアのものと比較し、回線切替が必要かどうかを回線品質の良悪等により判断する。回線切替制御部17は、周辺の放送エリアとして測定した回線の品質が良ければ、その放送回線への切り替えを送信部15に対して指示するが、この指示は、直ちに行っても良いし、次の切替可情報パケットの受信を待って行ってもよい。
【0018】
実施の形態2.
実施の形態1においては、移動局4は周辺の放送エリアの放送回線品質を測定して回線切替の必要性を判断するものであったが、移動局4にGPS受信機を設けて移動局4の位置を算出し、放送エリアのカバレッジとの関係により、放送回線の切り替えを行うこともできる。
【0019】
この場合、回線切替制御部17は回線品質を測定せずに、GPS受信機により算出した位置情報をもとに、在圏する放送エリアを特定する。この特定のための前提として、移動局4において、各放送エリアは既知のものであり、あるいは適宜更新されているものとする。切替可情報パケット8を受信信号処理部16が確認し、回線切替制御部17に通知すると、回線切替制御部17は、その時点で在圏する放送エリアへの回線切替を送信部15に指示する。なお、放送エリアが重複するエリアでは、重複する双方の放送回線の品質を切替可情報パケット受信後に測定し、良好な品質となる放送回線を選択するように回線切替制御するようにしてもよい。
【0020】
【発明の効果】
この発明の請求項1乃至請求項3に係る発明によれば、切替可情報パケットを基地局から放送送信している期間中に、移動局側で周辺放送エリアでの回線品質測定、比較、回線切替処理を行うので、この処理中での放送データの受信欠落がなく回線切替処理を行うことができる。
【0021】
この発明の請求項4係る発明によれば、GPS受信機により在圏する放送エリアを特定するので、周辺放送エリアでの放送回線の回線品質測定を行う必要が無く、回線切替処理をより短時間に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1に係る衛星放送方法における装置の全体構成を示す構成図である。
【図2】 この発明の実施の形態1に係る衛星放送方法における、通信衛星が地表面上に描く軌跡の一例を示す模式図である。
【図3】 この発明の実施の形態1に係る衛星放送方法における、放送回線の切替の際の送受信内容を示す模式図である。
【図4】 この発明の実施の形態1に係る衛星放送方法に使用する基地局の構成を示す構成図である。
【図5】 この発明の実施の形態1に係る衛星放送方法に使用する移動局の構成を示す構成図である。
【符号の説明】
1 通信衛星
2a、2b 放送エリア
3 基地局
4 移動局
5a、5b アップリンク回線
6a、6b 放送回線
7 データパケット
8 切替可情報パケット
9 送信アンテナ
10 送信部
11 パケット送出部
12 パケット制御部
13 データパケット生成部
14 受信アンテナ
15 受信部
16 受信信号処理部
17 回線切替制御部
Claims (4)
- 地上にマルチビームを形成する通信衛星を介して、基地局から移動局に対して放送を行う衛星放送方法において、上記基地局からデータパケットを送信するとともに、周期的に切替可情報パケットを連続して送信し、この切替可情報パケットを受信した移動局は、上記切替可情報パケットの送信期間に、在圏する放送エリアの周辺放送エリアの放送回線の回線品質を測定し、この測定結果に基づいて、上記切替可情報パケットの送信期間に放送回線の切替を行うことを特徴とする衛星放送方法。
- 地上にマルチビームを形成する通信衛星を介して、移動局へ放送送信を行う送信部と、入力されたコンテンツデータからデータパケットを生成するデータパケット生成部と、このデータパケット生成部により生成したデータパケット、又は連続した切替可情報パケットであって、その連送中に上記移動局がビームを切り替える連続した切替可情報パケットを上記送信部に送出するパケット送出部と、このパケット送出部に対して、周期的に上記切替可情報パケットの送出を指示するパケット制御部とを備えたことを特徴とする基地局。
- 地上にマルチビームを形成する通信衛星を介して、基地局から送信される放送の受信を行う受信部と、この受信部により受信した信号からコンテンツデータを再生出力するとともに、基地局から連続して送信される切替可情報パケットを検知する受信信号処理部と、この受信信号処理部からの切替可情報パケット受信の通知により、上記受信部に対して、在圏する放送エリアの周辺放送エリアの放送回線に切り替えて回線品質を測定するように指示するとともに、測定結果に基づいて、上記切替可情報パケットの送信期間に、受信する放送回線の切替を指示する回線切替制御部とを備えたことを特徴とする移動局。
- 地上にマルチビームを形成する通信衛星を介して、基地局から送信される放送の受信を行う受信部と、この受信部により受信した信号からコンテンツデータを再生出力するとともに、基地局から連続して送信される切替可情報パケットを検知する受信信号処理部と、GPS受信機により算出した位置情報から在圏する放送エリアを特定し、上記受信信号処理部からの切替可情報パケット受信の通知により、上記受信部に対して、上記切替可情報パケットの送信期間に、上記特定した放送エリアの放送回線に切り替えるよう指示する回線切替制御部とを備えたことを特徴とする移動局。
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