JP3873016B2 - 衛星通信システム、送信地球局及び受信地球局 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、衛星通信システム、送信地球局及び受信地球局に係り、さらに詳しくは、非静止衛星を介して地球局間でデータ伝送を行う衛星通信システムにおける衛星の切り替え方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の衛星通信は、赤道上の静止衛星を用いたものであり、地球局から見た衛星は常に静止している。このため、衛星故障等の非常時でない限り、通信に使用する衛星を切り替える必要性はない。しかしながら、近年種々提案され、一部実用化されている非静止型の衛星通信システムでは、地球局に対し相対的に移動する複数の衛星を用いて通信を行っている。したがって、地球局から見た場合、通信に使用する衛星の切り替えを行う必要がある。
【０００３】
代表的な非静止衛星には、低軌道衛星システム（ＬＥＯ：Low Earth Orbit）、楕円軌道衛星システム（ＨＥＯ：Highly Elliptical Orbit)などがある。例えば、前者の例としてはイリジウムシステムがあり、後者の例としては準天頂衛星システムがある。
【０００４】
ここでは、デジタル信号を衛星を介して地球局間で送受信する非静止衛星通信システムにおいて、衛星の切り替えを行う場合について考える。また、衛星通信において衛星にアクセスする方式には、周波数多重分割多元接続方式（ＦＤＭＡ：Frequency Division Multiple Access)、時分割多元接続方式（ＴＤＭＡ：Time Division Multiple Access）、符号分割多元接続方式（ＣＤＭＡ：Code Division Multiple Access）方式などがあるが、ここでは、衛星にアクセスする方式としてＦＤＭＡ方式を採用する場合について考える。
【０００５】
ＦＤＭＡ方式は、衛星の持つ周波数帯域を分割して各地球局に割り当てる方式であり、各地球局は割り当てられた周波数帯域内で信号を送出し、受信側では受信信号がどの割り当て周波数帯域内にあるかによって送信局を識別し、その信号のなかから自局向けのチャネルを取り出す方式であり、アクセス手順が簡単であり、また地球局設備の構成が簡易で低コスト化できるなどのメリットがある。
【０００６】
図１３は、従来の衛星通信システムの概略構成を示したブロック図である。この衛星通信システムは、ＦＤＭＡ方式で衛星にアクセスする非静止衛星システムであり、このような衛星通信システムにおける衛星切り替えの直前の様子が示されている。
【０００７】
この衛星通信システムは、送信地球局１と、複数の通信衛星２Ａ及び２Ｂと、受信地球局３により構成される。送信地球局１からの送信波は、いずれかの通信衛星２Ａ，２Ｂを介して受信地球局３で受信することができる。地球局１，３のアンテナビーム内に通信衛星２Ａがある場合、通信衛星２Ａを介して通信が行われるが、通信衛星２Ａ、２Ｂは非静止衛星であるため、地球局１，３から見た通信衛星２Ａの方位は常に変化している。従って、通信衛星２Ａが地球局１，３のアンテナビーム外に移動する前に、次の通信衛星２Ｂへ切り替える必要がある。図１３には、この様な衛星切り替えの直前の状況が示されており、地球局１，３は、通信衛星２Ａ、２Ｂをともに利用可能な状態にある。
【０００８】
通信衛星２Ａによる通信時には、送信地球局１のアンテナ１５Ａから通信衛星２Ａに対し周波数ｆ１の電波が送出され、通信衛星２Ａのアンテナ２２Ａで受信される。この受信波は通信衛星２Ａにおいて周波数ｆ１’の電波に変換された後にアンテナ２２Ａから送出され、受信地球局３のアンテナ３１Ａで受信される。
【０００９】
送信地球局１，受信地球局３間の通信を通信衛星２Ａから通信衛星２Ｂへ切り替える場合、切り替えに伴って瞬断が発生する。この瞬断時間をできるだけ短くするためには、切り替え時のある期間、通信衛星２Ａに対する送信波と通信衛星２Ｂに対する送信波を同時に出力する必要がある。一般に、２つの通信衛星２Ａ，２Ｂは送信地球局１の同一のアンテナビーム内に入らないため、送信地球局１は、２つのアンテナ１５Ａ及び１５Ｂを有している。同様にして、受信地球局３も、２つのアンテナ３１Ａ及び３１Ｂを有している。
【００１０】
送信地球局１は、通信の切替前に、切替後の通信衛星２Ｂに対してアンテナ１５Ｂから電波を送出する。この送信波は、周波数ｆ１とは異なる周波数ｆ２に周波数ｆ１の送信波と同じデータを載せた信号である。周波数ｆ２の送信波は、通信衛星２Ｂのアンテナ２２Ｂで受信され、周波数ｆ２’の電波に変換された後にアンテナ２２Ｂから送出され、受信地球局３のアンテナ３１Ｂで受信される。
【００１１】
この様にして、２つの通信衛星２Ａ及び２Ｂを介して、送信地球局１から受信地球局３へ同じデータを送信している状態において、通信衛星の切り替えを行えば、瞬断時間を短くすることができる。このような通信経路の切り替えは、一般にソフトハンドオーバーと呼ばれている。
【００１２】
図１４は、図１３の送信地球局１の構成を示したブロック図である。送信地球局は、変調器１２と、２つの送信機１３Ａ及び１３Ｂと、２つの送信アンテナ１５Ａ及び１５Ｂにより構成される。送信データ入力端子１１は、送信デジタルデータが入力される端子である。変調器１２は、送信デジタル信号に対しＱＰＳＫ，ＢＰＳＫ等の変調を行い、ＩＦ（Intermediate Frequency）帯の変調波を生成し、同一の変調波を送信機１３Ａ及び１３Ｂへ出力する。
【００１３】
送信周波数入力端子１４Ａ，１４Ｂは、変調波のＲＦ（Radio Frequency）帯における周波数（送信周波数）を指定する設定信号が入力される端子である。送信機１３Ａでは、送信周波数設定信号に基づき周波数ｆ１のＲＦ信号が生成され、高周波増幅された後、送信アンテナ１５Ａから通信衛星２Ａに向けて送出される。同様にして、送信機１３Ｂでは、送信周波数入力端子１４Ｂの入力信号に基づき周波数ｆ２のＲＦ信号が生成され、高周波増幅された後、送信アンテナ１５Ｂから通信衛星２Ｂに向けて送出される。
【００１４】
図１５は、図１３の通信衛星２Ａ，２Ｂの構成を示したブロック図である。通信衛星２Ａは、送受信アンテナ２２Ａと、周波数変換器２３Ａと、ローカル発振器２４Ａにより構成される。送信地球局１から送信された周波数ｆ１の電波は、送受信アンテナ２２Ａで受信され、周波数変換器２３Ａで周波数ｆ１’に変換される。この周波数変換は、ローカル発振器２４Ａの発振周波数に基づいて行われ、周波数変換後の電波は、送受信アンテナ２２Ａから受信地球局３に向けて送信される。
【００１５】
全く同様にして、通信衛星２Ｂは、送受信アンテナ２２Ｂと、周波数変換器２３Ｂと、ローカル発振器２４Ｂにより構成される。送信地球局１から送信された周波数ｆ２の電波は、送受信アンテナ２２Ｂで受信され、周波数変換器２３Ｂで周波数ｆ２’に変換される。この周波数変換は、ローカル発振器２４Ｂの発振周波数に基づいて行われ、周波数変換後の電波は、送受信アンテナ２２Ｂから受信地球局３に向けて送信される。
【００１６】
図１６は、図１３の受信地球局３の構成を示したブロック図である。受信地球局３は、２つの受信アンテナ３１Ａ及び３１Ｂと、２つの受信機３２Ａ及び３２Ｂと、２つの復調機３４Ａ及び３４Ｂと、２つのクロック抽出手段３５Ａ及び３５Ｂと、切替器３６からなる。つまり、２系統の受信系と、これらの受信系を切り替える切替器３６からなる。
【００１７】
通信衛星２Ａ，２Ｂからの電波は、それぞれ受信アンテナ３１Ａ，３１Ｂで受信され、受信機３２Ａ，３２Ｂへ入力される。受信機３２Ａ、３２Ｂは、それぞれの受信波を低雑音増幅した後、ＩＦ帯への周波数変換を行う。このとき、受信機３２Ａ，３２Ｂでの変換後の周波数（ＩＦ周波数）が同一となるように、受信周波数入力端子３３Ａ，３３Ｂには周波数設定信号が入力される。
【００１８】
復調器３４Ａ，３４Ｂは、それぞれ受信機３２Ａ，３２Ｂから出力されるＩＦ信号を元のデジタルデータに復調する。このとき、クロック抽出手段３５Ａ，３５Ｂによって受信信号からクロック信号が抽出される。クロック信号は、受信データの変化点に基づいて求められ、復調器３４Ａ，３４Ｂでは抽出されたクロック信号に基づき復調が行われている。
【００１９】
切替器３６は、各復調器３４Ａ，３４Ｂから出力されるデジタルデータ系列のいずれか一方を受信データ出力端子３７へ出力するスイッチング手段である。すなわち、通信衛星２Ａ及び通信衛星２Ｂのいずれかが切替器３６により選択される。切替器３６の切り替え動作を両方のデジタルデータ系列が受信されている期間中に行うことによって、瞬断期間を短くすることができる。
【００２０】
通信衛星２Ａから通信衛星２Ｂへ切り替える場合であれば、通信衛星２Ａ及び２Ｂの両方から受信可能な期間中に、切替器３６を通信衛星２Ａ側から通信衛星２Ｂ側へ切り替える。この切り替えが完了した後、送信地球局１は通信衛星２Ａへの送信を停止し、その後は通信衛星２Ｂのみを用いて送信地球局１から受信地球局３への信号伝送が行われる。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
送信地球局１から受信地球局３までの信号伝搬経路長は、通信衛星２Ａ，通信衛星２Ｂごとに異なる。このため、復調器３４Ａ及び復調器３４Ｂから出力される２系統の受信デジタルデータは、同じデジタルデータ系列であるが、２つのデジタルデータ系列間には所定の遅延時間差が生じている。
【００２２】
上述したとおり、非静止衛星を用いてＦＤＭＡ方式でアクセスする従来の衛星通信システムでは、衛星を切り替える際、異なる通信経路を経由して受信され、遅延時間差を有する２つのデジタル系列の切り替えを行っている。従って、切り替え前と切り替え後で、受信デジタルデータ系列にデータの抜け又は重複が生ずることになる。データの抜けが生じた場合はデータの瞬断とフレーム同期はずれを招き、データの重複が生じた場合は、フレーム同期はずれを招く。つまり、いずれの場合にも受信データが不連続となり、デジタルデータ通信には適さないという問題点があった。また、通信衛星から受信地球局に対して、常に２波の周波数が必要であり、周波数の利用効率が悪く、また、受信地球局に２台の復調器３４Ａ，３４Ｂが必要であるという問題があった。
【００２３】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、非静止衛星を用いたＦＤＭＡ方式による衛星通信システムにおいて、衛星切り替え時に受信データの瞬断又はフレーム同期はずれを防止することを目的とする。すなわち、通信衛星の切り替えにより受信データの瞬断又はフレーム同期はずれが生じない衛星通信システム、当該システムに適用可能な送信地球局及び受信地球局を提供することを目的とする。また、周波数利用効率の高い衛星通信システムを提供することを目的とする。さらに、受信地球局を簡易な構成により実現し、安価に提供することを目的とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
本発明による衛星通信システムは、楕円軌道を周回する第１の通信衛星から第２の通信衛星へソフトハンドオーバーにより切り替えて、送信地球局から受信地球局へＦＤＭＡ方式による無線通信を行うシステムである。各通信衛星は、互いに発振周波数の異なるローカル発振器と、ローカル発振器からの周波数信号に基づいて、受信周波数を送信周波数に変換する周波数変換器とを備えている。送信地球局は、各通信衛星のローカル発振器の発振周波数に基づいて、第１及び第２の通信衛星の送信周波数を一致させるように、第１及び第２の通信衛星に対し周波数の異なる送信信号を生成する２系統の送信機を備えている。
【００２５】
この様な構成により、ＦＤＭＡ方式を採用した衛星通信システムにおいて、通信衛星をソフトハンドオーバーにより切り替える際、送信地球局から切替前後の通信衛星へ送信される送信周波数を異ならせるとともに、切替前後の通信衛星から受信地球局へ送信される送信周波数をほぼ同一とすることができる。このため、周波数の利用効率を向上させることができるとともに、受信地球局側において切替器によって通信衛星を切り替える必要がなくなる。
【００２６】
また、本発明による衛星通信システムは、受信地球局が、合成された第１及び第２の通信衛星からの送信信号について、送信信号間の遅延時間差を抑圧して復調するマルチパス抑圧復調手段を備えて構成される。この様な構成により、各通信衛星を介する通信経路ごとの遅延時間差による影響を抑圧することにより、復調データの誤りを抑制することができる。
【００２７】
また、本発明による衛星通信システムは、送信地球局が、第１及び第２の通信衛星に対しパイロット信号を送信し、第１及び第２の通信衛星における周波数変換後に受信されたパイロット信号に基づいて、送信機による送信周波数を制御する。この様な構成により、受信パイロット信号の周波数に基づいて、各通信衛星における送信波の周波数偏差を検出することができ、第１及び第２の通信衛星の送信周波数をより正確に一致させることができる。
【００２８】
また、本発明による衛星通信システムは、軌道計算により求められた第１及び第２の通信衛星によるドップラ周波数偏差に基づいて、送信機の送信周波数を制御する。通信衛星によるドップラ周波数偏差は、通信衛星の軌道計算に基づいて求めることができるため、この様な構成により、ドップラ周波数偏差を考慮して、第１及び第２の通信衛星の送信周波数をより正確に一致させることができる。
【００２９】
また、本発明による衛星通信システムは、送信地球局が、軌道計算に基づいて、受信地球局における遅延時間差がマルチパス抑圧復調手段により抑圧可能な最大遅延時間差以下となるように、第２の通信衛星への送信開始及び第１の通信衛星への送信停止を制御する。この様な構成により、通信衛星の切り替え時に、受信地球局における遅延時間差が、マルチパス抑圧復調手段で抑圧できる最大遅延時間差を越えないようにすることができる。
【００３０】
また、本発明による衛星通信システムは、送信地球局が、受信地球局における遅延時間差がマルチパス抑圧復調手段により抑圧可能な最大遅延時間差以下となるように、第１及び第２の通信衛星の一方に対する送信波を遅延させる。この様な構成により、通信経路長差にかかわらず、受信地球局における遅延時間差が、マルチパス抑圧復調手段で抑圧できる最大遅延時間差を越えないようにすることができる。
【００３１】
また、本発明による衛星通信システムは、送信地球局が、周期的にトレーニングシーケンスが挿入された送信信号を生成するとともに、第２の通信衛星への送信開始時及び第１の通信衛星への送信停止時に、トレーニングシーケンスの挿入周期よりも長い変化時間幅で送信レベルを変化させる。この様な構成により、通信衛星の切り替え時に、受信地球局においてマルチパス抑圧復調手段の抑圧能力が低下するのを抑制することができる。
【００３２】
【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による衛星通信システムの概略構成例を示した図であり、当該システムにおける衛星切り替えの直前の様子が示されている。この衛星通信システムは、ＦＤＭＡ方式で衛星にアクセスする非静止衛星システムであり、送信地球局１と、複数の通信衛星２Ａ及び２Ｂと、受信地球局４により構成される。
【００３３】
通信衛星２Ａ，２Ｂは、送信地球局１から受信した周波数の異なるの２つの送信波を同一の周波数に変換して受信地球局４へ送信している。受信地球局４では、これらの受信波を合成し、マルチパスによる影響を抑圧しながら復調している。このため、従来の受信地球局３のように切替器３６による復調データの選択によって通信衛星２Ａ，２Ｂを切り替える必要がなく、復調データの瞬断やフレーム同期はずれが生ずることがない。
【００３４】
通信衛星２Ａ，２Ｂ内では、周波数変換器２３Ａ，２３Ｂが、送信地球局１からの受信波をローカル発振器２４Ａ，２４Ｂの出力信号とミキシングして周波数変換を行っている。このため、送信波の周波数ｆ１，ｆ２の差をローカル発振器２４Ａ，２４Ｂの発振周波数の差に一致させることができれば、通信衛星２Ａ，２Ｂにおいて、これらの受信波を同一の周波数に変換することができると考えられる。
【００３５】
ただし、ローカル発振器２４Ａ，２４Ｂは、通信衛星２Ａ，２Ｂごとに独立であり、これらの発振周波数を完全に制御することはできない。また、送信地球局１に対する各通信衛星２Ａ，２Ｂの相対速度の差に起因して、各受信波に含まれるドップラ周波数偏位移にも差が生じる。
【００３６】
このため、ローカル発振器２４Ａ，２４Ｂの安定度や、通信衛星２Ａ，２Ｂごとのドップラ周波数偏差によって、受信地球局４で受信される２つの通信衛星２Ａ，２Ｂからの送信波の周波数を完全に一致させることはできない。ここでは、通信衛星２Ａにおける受信周波数ｆ１が送信周波数ｆ３に変換され、通信衛星２Ａにおける受信周波数ｆ２が、ｆ３とほぼ同一の送信周波数ｆ３’に変換されるものとして説明する。
【００３７】
図２は、図１の受信地球局４の一構成例を示したブロック図である。受信地球局４は、２つの受信アンテナ３１Ａ及び３１Ｂと、２つの受信機３２Ａ及び３２Ｂと、合成手段４０と、マルチパス抑圧復調手段４１により構成される。
【００３８】
受信地球局４は、衛星切り替え時における通信衛星２Ａと通信衛星２Ｂが離れているために、同一アンテナのビーム内に２つの通信衛星が入らない場合を考慮して、２系統の受信アンテナ３１Ａ，３１Ｂ及び受信機３２Ａ，３２Ｂを有し、通信衛星２Ａ及び２Ｂからの各送信波を受信している。合成手段４０は、受信機３２Ａ及び受信機３２Ｂから出力されるＩＦ信号を合成し、マルチパス抑圧復調手段４１へ出力している。
【００３９】
マルチパス抑圧復調手段４１は、マルチパスによる影響を抑圧しながら、当該合成信号を復調している。２系統の受信信号が、互いに周波数が僅かに異なり、あるいは伝搬遅延時間差を有する場合、合成信号において、２つの信号同士が打ち消し合うビート干渉の問題や、受信波中の送信信号成分が複数シンボルにまたがる符号間干渉の問題が発生する。マルチパス抑圧復調手段４１は、既知のマルチパス抑圧方法と同様の方法、例えば適応等化器を用いる方法により、この様なビート干渉や符号間干渉を抑圧して復調を行っている。こうして得られた復調データが受信デジタルデータとして受信データ出力端子３７から出力される。
【００４０】
図３は、マルチパス抑圧復調手段４１内の適応等化器の要部の一構成例を示した図である。この適応等化器は、タップ付き遅延線路１００と、適応制御部１０４により構成される。タップ付き遅延線路１００は、合成信号が入力されるシリアル接続された多数の遅延素子１０１と、遅延素子１０１の前後から出力される遅延時間の異なる入力信号にタップ係数ａ_１，ａ_２，ａ_３，…を乗ずる乗算手段１０２と、各乗算手段１０２の出力信号の和を求める加算手段１０３からなるトランスバーサルフィルタとして構成される。
【００４１】
適応制御部１０４は、タップ付き遅延線路１００の出力信号に基づいて、遅延時間差を抑圧するように各遅延信号に対するタップ係数ａ_１〜ａ_ｎを決定する。タップ係数ａ_１〜ａ_ｎの決定は、送信信号中のトレーニングシーケンスに基づいて行われる。トレーニングシーケンスとは、送信信号中に周期的に挿入された所定のパターン信号であり、送信データ入力端子１１からの送信データ中に含まれているパターンを利用することができる。また、送信地球局１内の変調器１２の前段にトレーニングシーケンス挿入手段を設けて、特別なパターンを周期的に挿入してもよい。
【００４２】
適応制御部１０４は、受信データ中のトレーニングシーケンスが既知のパターンに一致するようにタップ係数を自動調整する。このため、２つの受信波の伝搬遅延時間差が各遅延素子１００の遅延時間以上であれば、その影響を抑制することができる。なお、各遅延時間１００の遅延時間は、通常、送信デジタルデータの１ビット周期に相当する。
【００４３】
本実施の形態による衛星通信システムでは、送信地球局１から送信波が、通信衛星２Ａ及び２Ｂにおいてほぼ同一の周波数に変換され、受信地球局４へ送信される。受信地球局では、ほぼ同一の周波数の２つの受信波を合成し、マルチパスによる影響を抑制しつつ復調している。このため、従来の衛星通信システムのように切替器による受信データの切り替えを行う必要がなく、衛星切り替え時に瞬断やフレーム同期はずれが生ずることがない。また、従来の衛星通信システムに比べて、通信衛星及び受信地球局間での周波数の利用効率を向上させることができる。
【００４４】
実施の形態２．
図４は、本発明の実施の形態２による衛星通信システムの概略構成例を示した図である。この衛星通信システムは、送信地球局１と、２つの通信衛星２Ａ及び２Ｂと、受信地球局５により構成される。図１の衛星通信システム（実施の形態１）と比較すれば、受信地球局５が１つの受信アンテナ３１Ａのみを備える点で異なっている。
【００４５】
図５は、図４の受信地球局５の一構成例を示した図である。この受信地球局５は、受信アンテナ３１Ａと、受信機３２Ａと、マルチパス抑圧復調手段４１により構成される。受信アンテナ３１Ａは、通信衛星２Ａから送出される周波数ｆ３の送信波と、通信衛星２Ｂから送出される周波数ｆ３’の送信波をともに受信する。アンテナ３１Ａにより受信された受信信号は、受信機３２Ａで低周波増幅及び周波数変換され、マルチパス抑圧復調手段４１でマルチパスによる影響を抑制しつつ復調される。
【００４６】
衛星の切り替え時において、２つの通信衛星２Ａ及び２Ｂが同一アンテナのビーム内に入る場合には、受信地球局５に１組のアンテナおよび受信機のみを設け、これらを用いて両通信衛星２Ａ，２Ｂからの送信波を受信することが考えられる。例えば、受信アンテナ３１Ａが開口径が小さい場合にはビーム幅が広くなるため、楕円軌道衛星システム（ＨＥＯ）などで、衛星の軌道を適当に選べば、１つの受信アンテナ３１Ａにより両通信衛星２Ａ，２Ｂからの送信波が受信可能となる。
【００４７】
本実施の形態による衛星通信システムでは、送信地球局１から送信された周波数の異なる送信波が、通信衛星２Ａ及び２Ｂにおいてほぼ同一の周波数に変換され、受信地球局５へ送信される。受信地球局５では、１系統の受信アンテナ３１Ａ及び受信機３２Ａにより２つの送信波を受信している。このため、実施の形態１による受信地球局４と比較すれば、受信アンテナ３１Ｂ、受信機３２Ｂ及び合成手段４０が不要となり、受信地球局の構成を簡潔にすることができる。すなわち、周波数利用効率を向上させるとともに、システムのコストダウンを図ることができる。
【００４８】
実施の形態３．
上記実施の形態１，２では、受信地球局４，５において受信される通信衛星２Ａ及び通信衛星２Ｂからの送信波の周波数差（ｆ３とｆ３’の差）が大きい場合、マルチパス抑圧復調手段４１においてマルチパスによる影響を十分に抑圧することができず、復調データの誤りが多くなってしまう。このため、本実施の形態では、送信地球局からの送信周波数を自動調整して、通信衛星２Ａ及び２Ｂからの送信周波数を一致させる場合の例について説明する。
【００４９】
図６は、本発明の実施の形態３による衛星通信システムの概略構成例を示した図であり、当該システムにおける衛星切り替えの直前の様子が示されている。この衛星通信システムは、ＦＤＭＡ方式で衛星にアクセスする非静止衛星システムであり、送信地球局６と、複数の通信衛星２Ａ及び２Ｂと、受信地球局５により構成される。
【００５０】
送信地球局６は、各通信衛星２Ａ，２Ｂから受信地球局５への送信周波数がｆ３となるように送信波の周波数自動制御（ＡＦＣ：Automatic frequency Control）を行っている。すなわち、送信地球局６は、パイロット信号ＰＡを通信衛星２Ａへ送信するとともに、周波数変換後のパイロット信号ＰＡを通信衛星２Ａから受信し、受信パイロット信号ＰＡに基づいて送信周波数ｆ１の微調整を行う。同様にして、パイロット信号ＰＢを通信衛星２Ｂへ送信するとともに、周波数変換後のパイロット信号ＰＢを通信衛星２Ｂから受信し、受信パイロット信号ＰＢに基づいて送信周波数ｆ２の微調整を行う。
【００５１】
図７は、図６の送信地球局６の一構成例を示した図である。この送信地球局は、図１４の従来の送信地球局１に、パイロット送信機６１Ａ及び６１Ｂと、合成器６２Ａ及び６２Ｂと、パイロット受信機６３Ａ及び６３Ｂと、周波数偏差検出手段６４Ａ及び６４Ｂと、周波数補正手段６５Ａ及び６５Ｂを備えて構成される。
【００５２】
パイロット送信機６１Ａは、周波数がｆ１とは異なるパイロット信号ＰＡを生成している。このパイロット信号ＰＡは、合成器６２Ａにおいて送信波と混合され、アンテナ１５Ａから通信衛星２Ａへ送出される。通信衛星２Ａにおいて受信され、周波数変換されたパイロット信号は、再び、送信地球局６のアンテナ１５Ａで受信され、パイロット受信機６３Ａで復調される。
【００５３】
周波数偏差検出手段６４Ａは、この受信パイロット信号ＰＡの周波数偏差に基づいて、通信衛星２Ａのローカル発振器２４Ａの周波数偏差を検出している。通信衛星２Ａの運動によるドップラ周波数偏差を小さいとして無視すれば、周波数変換後の受信パイロット信号ＰＡは、ローカル発振器２４Ａと同じ周波数偏差を有し、受信パイロット信号ＰＡの周波数に基づいて、ローカル発振器２４Ａの周波数偏差を検出することができる。
【００５４】
周波数補正手段６５Ａは、周波数偏差検出手段６４Ａで検出された周波数偏差に基づいて、当該周波数偏差を補償するように、送信機１３Ａによる変調波の周波数ｆ１を補正する。すなわち、送信周波数入力端子１４Ａから送信機１３Ａへ入力される送信周波数設定信号を補正する。
【００５５】
全く同様にして、周波数偏差検出手段６４Ｂは、通信衛星２Ｂから受信したパイロット信号ＰＢに基づいて、ローカル発振器２４Ｂの周波数偏差を検出し、この周波数偏差を補償するように、周波数補正手段６５Ｂが送信機１３Ｂによる変調波の周波数ｆ２を補正している。
【００５６】
この様にして、送信地球局６と各通信衛星２Ａ，２Ｂとの間でパイロット信号を送受信し、受信パイロット信号の周波数偏差に基づいて、送信地球局６からの各変調信号の周波数自動制御を行えば、ローカル発振器２４Ａ及び２４Ｂの周波数偏差を補償することができる。従って、ローカル発振器２４Ａ，２４Ｂの周波数偏差に起因する通信衛星２Ａ，２Ｂの送信周波数ｆ３，ｆ３’の差を低減することができる。
【００５７】
本実施の形態による衛星通信システムでは、送信地球局６と各通信衛星２Ａ，２Ｂとの間でパイロット信号を送受信し、受信パイロット信号の周波数偏差に基づいて、送信地球局６からの送信周波数を制御している。この様な周波数自動制御により、ローカル発振器２４Ａ，２４Ｂの周波数偏差を補償すれば、ローカル発振器２４Ａ，２４Ｂの周波数偏差に起因する通信衛星２Ａ，２Ｂからの送信波の周波数差を低減することができる。
【００５８】
実施の形態４．
実施の形態３では、ドップラ周波数偏差が小さく無視できる場合の例について説明したが、本実施の形態では、ドップラ周波数偏差が無視できない場合について説明する。
【００５９】
一般に、送信地球局と受信地球局の位置が近ければ、通信衛星２Ａ，２Ｂから送信地球局へのベクトルと、通信衛星２Ａ，２Ｂから受信地球局へのベクトルとがほぼ同じになり、パイロット信号に含まれるドップラ周波数偏差と、変調信号に含まれるドップラ周波数偏差がほぼ同等になる。従って、この様な場合には、実施の形態３に示したパイロット信号に基づく送信波の周波数自動制御によってドップラ偏差も補償することができる。
【００６０】
しかしながら、送信地球局と受信地球局が離れている場合は、通信衛星２Ａ，２Ｂから送信地球局６へのベクトルと、通信衛星２Ａ，２Ｂから受信地球局５へのベクトルとが異なるため、ドップラ周波数偏差を補償することができない。
【００６１】
図８は、送信地球局６の他の構成例を示した図である。この送信地球局６は、図７の送信地球局６（実施の形態３）の周波数補正手段６５Ａ及び６５Ｂが、ドップラ周波数偏差に基づいて送信周波数設定信号を補正している。ドップラ周波数偏差は送信地球局６及び受信地球局５に対する通信衛星２Ａ，２Ｂの相対速度に基づいてを求めることができる。
【００６２】
ドップラ周波数偏差は、通信衛星２Ａ，２Ｂの軌道情報と、送信地球局６及び受信地球局５の位置情報に基づいて、図示しない軌道演算装置により求められ、ドップラ周波数偏差入力端子６６Ａ，６６Ｂから入力される。すなわち、通信衛星２Ａに関するドップラ周波数偏差が入力端子６６Ａから入力され、周波数補正手段６５Ａにより、当該ドップラ周波数偏差を補償するように、送信周波数設定信号が補正される。同様にして、通信衛星２Ｂに関するドップラ周波数偏差が入力端子６６Ｂから入力され、周波数補正手段６５Ｂにより、当該周波数偏差を補償するように、送信周波数設定信号が補正される。
【００６３】
ここでは、周波数補正手段６５Ａ，６５Ｂが、パイロット信号の周波数偏差及びドップラ周波数偏差に基づいて送信周波数ｆ１，ｆ２を補正し、送信波の周波数自動制御を行っている。このため、２つの通信衛星２Ａ，２Ｂから受信地球局５へ送信される周波数ｆ３、ｆ３’を一致させることができる。
【００６４】
本実施の形態による衛星通信システムでは、ドップラ周波数偏差が入力され、当該ドップラ周波数偏差に基づいて、送信地球局６からの送信周波数を制御している。この様な周波数自動制御により、ドップラ周波数偏差を補償すれば、ドップラ周波数偏差に起因する通信衛星２Ａ，２Ｂからの送信波の周波数差を低減することができる。
【００６５】
実施の形態５．
実施の形態１，２では、送信地球局から２つの通信衛星２Ａ，２Ｂを介して受信地球局４，５へ至る２つの通信経路長の遅延時間差を受信地球局のマルチパス抑圧復調手段によって抑圧する場合の衛星通信システムの例について説明した。本実施の形態では、さらに、送信地球局において、切替後の通信衛星２Ｂへの電波送信の開始タイミング、切替前の通信衛星２Ａへの電波送信の停止タイミングを制御し、受信地球局５において抑圧される遅延時間差、特にその最大値を制御する場合について説明する。
【００６６】
図９は本発明の実施の形態５による衛星通信システムの概略構成例を示した図であり、通信衛星２Ａから通信衛星２Ｂへ切り替える直前の様子が示されている。この衛星通信システムは、送信地球局７と、２つの通信衛星２Ａ及び２Ｂと、受信地球局５により構成され、図６の衛星通信システム（実施の形態３）と比較すれば、送信地球局７の構成が異なっている。
【００６７】
図１０は、図９の送信地球局７の一構成例を示した図である。この送信地球局７は、変調器１２と、送信機１３Ａ及び１３Ｂと、送信ＯＮ／ＯＦＦ制御部７１Ａ及び７１Ｂと、送信アンテナ１５Ａ及び１５Ｂにより構成される。図１４の従来の送信地球局１と比較すれば、送信ＯＮ／ＯＦＦ制御部７１Ａ及び７１Ｂを備える点で異なる。
【００６８】
送信ＯＮ／ＯＦＦ制御部７１Ａは、送信ＯＮ／ＯＦＦ信号入力端子７２Ａから入力される送信ＯＮ／ＯＦＦ信号に基づいて、送信機１３Ａから送信アンテナ１５ＡへＲＦ信号を伝達し（ＯＮ）、あるいは遮断する（ＯＦＦ）。すなわち、送信アンテナ１５Ａからの電波送信をＯＮ／ＯＦＦ制御している。同様にして、送信ＯＮ／ＯＦＦ制御部７１Ｂは、送信ＯＮ／ＯＦＦ信号入力端子７２Ｂから入力される送信ＯＮ／ＯＦＦ信号に基づいて、アンテナ１５Ｂからの電波送信をＯＮ／ＯＦＦ制御している。
【００６９】
一般に、受信地球局のマルチパス抑圧復調手段４１は、そのハードウエア構成によって決まる抑圧可能な遅延時間差の上限があり、これを越える遅延時間差が生じた場合には、受信デジタルデータの誤りが増大する。例えば、図３に示した適応等化器を用いたマルチパス抑圧復調手段の場合、タップ付き遅延器の最大遅延時間を越える遅延時間差を抑制することができない。
【００７０】
一方、衛星の切り替えは、通常、２つの衛星通信２Ａ，２Ｂが近づいた時点で行われるが、その前後において２つの通信衛星２Ａ及び２Ｂに対し電波送信が同時に行われている。このとき、受信地球局７における遅延時間差が、抑圧可能な最大時間差を越えた場合には、受信デジタルデータの誤りが増大するおそれがある。
【００７１】
そこで、受信地球局における遅延時間差がマルチパス抑圧復調手段４１において抑圧可能な最大遅延時間差を越えないように、送信地球局７から２つの通信衛星２Ａ，２Ｂへ電波送信を行う期間を制御すれば、遅延時間差が過大となるのを防止し、このような受信デジタルデータの誤り発生を抑制することができる。
【００７２】
送信ＯＮ／ＯＦＦ制御部７１Ａ、７１Ｂの動作について、通信衛星２Ａから通信衛星２Ｂへの切り替え時を例に説明する。初期状態では、通信衛星２Ａに対してのみ電波が送出されている。すなわち、送信ＯＮ／ＯＦＦ制御部７１ＡがＯＮ、送信ＯＮ／ＯＦＦ制御部７１ＢがＯＦＦとなっている。次に、通信衛星２Ｂへの切り替えが必要となった場合、図示しない軌道演算装置において、通信衛星２Ａ及び２Ｂによる遅延時間差が軌道計算により求められる。
【００７３】
この軌道計算に基づいて、通信衛星２Ａ，２Ｂによる遅延時間差が、マルチパス抑圧復調手段４１の最大遅延時間差に一致した時点で、通信衛星２Ｂに対する電波送信が開始される。つまり、送信ＯＮ／ＯＦＦ制御部７１ＢがＯＮされる。
【００７４】
その後、両通信衛星２Ａ，２Ｂへの電波送信中に、通信衛星２Ａ，２Ｂが近づいて遅延時間差が小さくなった後、再び遅延時間差が増大する。そして、通信衛星２Ａ，２Ｂによる遅延時間差が、マルチパス抑圧復調手段４１の最大遅延時間差に一致した時点で、通信衛星２Ａに対する電波送信を停止する。つまり、送信ＯＮ／ＯＦＦ制御部７１ＡがＯＦＦされる。
【００７５】
本実施の形態による衛星通信システムでは、通信衛星２Ａから通信衛星２Ｂへ切り替える際、２つの通信衛星を介した遅延時間差が、受信地球局５のマルチパス抑圧復調手段４１による抑圧可能な最大遅延時間差に一致した時点で、切替後の通信衛星２Ｂへの電波送信を開始する。また、その後に遅延時間差が減少した後、再び遅延時間差が、マルチパス抑圧復調手段による抑圧可能な最大遅延時間差に一致した時点で、切替前の通信衛星２Ａへの電波送信を開始する。
【００７６】
このため、２つの通信衛星へ同時に電波送信を行う際、２つの通信経路における遅延時間差が、マルチパス抑制手段の抑圧可能な最大遅延時間差を超えるのを防止することができる。従って、衛星切替の前後において、受信デジタルデータの誤りが増大するのを防止することができる。
【００７７】
特に、遅延時間差が、マルチパス抑圧復調手段４１の最大遅延時間差に一致した時点で切替後の通信衛星２Ｂへの送信を開始することにより、受信デジタルデータの誤りを防止可能な最も早い時点において、切替後の通信衛星２Ｂへの電波送信を開始することができる。
【００７８】
また、その後に、遅延時間差が最大遅延時間差に一致した時点で切替前の通信衛星２Ａへの送信を停止することにより、受信デジタルデータの誤りを防止可能な最も遅い時点において、切替前の通信衛星２Ａへの電波送信を開始することができる。
【００７９】
なお、本実施の形態では、２つの通信経路の遅延時間差が、マルチパス抑圧復調手段の最大遅延時間差に一致する場合に、切替後の通信衛星２Ｂへの電波送信を開始する場合の例について説明したが、本発明はこのような場合に限定されない。すなわち、少なくとも２つの通信経路の遅延時間差が、マルチパス抑圧復調手段の最大遅延時間差以下である場合、つまり、最初に最大遅延時間差に一致した後に、切替後の通信衛星２Ｂへの電波送信を開始すれば、受信デジタルデータの誤りが増大するのを抑制することができる。
【００８０】
また、本実施の形態では、２つの通信経路の遅延時間差が、マルチパス抑圧復調手段の最大遅延時間差に一致する場合に、切替前の通信衛星２Ａへの電波送信を停止する場合の例について説明したが、本発明はこのような場合に限定されない。すなわち、少なくとも２つの通信経路の遅延時間差が、マルチパス抑圧復調手段の最大遅延時間差以下である場合、つまり、２回目に最大遅延時間差と一致する前に、切替前の通信衛星２Ａへの電波送信を停止すれば、受信デジタルデータの誤りが増大するのを抑制することができる。
【００８１】
実施の形態６．
上記実施の形態５では、通信衛星への電波送信の開始時期、停止時期を制御し、受信地球局における通信経路長差による遅延時間差の最大値を送信地球局において制御する衛星通信システムの例について説明した。しかしながら、当該遅延時間差が、マルチパス抑圧復調手段４１によりマルチパスの抑圧可能な範囲内、つまり、遅延素子の遅延時間以上で、最大遅延時間差以下にならない場合もあり得る。このため、本実施の形態では、送信地球局において一方の送信波を遅延させ、受信地球局における遅延時間差を調整する衛星通信システムについて説明する。
【００８２】
図１１は、本発明の実施の形態６による衛星通信システムの要部の一構成例を示した図であり、図９の通信衛星システムに適用される送信地球局７の他の構成例が示されている。この送信地球局７は、図１０の送信地球局７に、２つの変調器１２Ａ及び１２Ｂを備え、さらに遅延時間補正手段７３及び遅延時間予測手段７４が設けられている。
【００８３】
軌道予測値入力端子７５から遅延時間予測手段７４へ通信衛星２Ａ，２Ｂの軌道予測値が入力される。この軌道予測値は、図示しない軌道演算装置において軌道計算を行って求められる通信衛星２Ａ，２Ｂの位置に関する予測情報である。遅延時間予測手段７４は、通信衛星２Ａ，２Ｂの軌道予測値に基づいて、通信衛星２Ａに対する送信波の遅延時間を求める。
【００８４】
送信波の遅延時間は、送信ＯＮ／ＯＦＦ制御部７１Ａ及び７１ＢがともにＯＮとなる期間中に、２つの通信経路長差による遅延時間差が、受信地球局においてマルチパス抑圧可能な範囲内、すなわち、遅延素子の遅延時間以上で、最大遅延時間差以下となるように決定される。遅延時間補正手段７３は、予測された遅延時間に基づいて、変調器１２Ａへ入力される送信デジタルデータを遅延させて変調器１２Ｂへ入力する。
【００８５】
本実施の形態によれば、送信地球局において、受信地球局における遅延時間差を予め予測し、切替後の通信衛星２Ａへの送信データを遅延させることにより、受信地球局での遅延時間差をマルチパス抑圧の可能な時間差としている。従って、衛星切り替えの前後において、受信デジタルデータの誤りが増大するのを防止することができる。
【００８６】
実施の形態７．
上記実施の形態５では、衛星切り替え時に通信衛星２Ａ，２Ｂへの電波送信をＯＮ／ＯＦＦ制御し、受信地球局における通信経路長差による遅延時間差の最大値を送信地球局において制御する衛星通信システムについて説明した。ところが、マルチパス抑圧復調手段によるマルチパスの抑圧能力は、送信出力を急激にＯＮ又はＯＦＦすることにより低下する場合がある。このため、本実施の形態では、このような衛星通信システムの送信地球局において電波送信のＯＮ／ＯＦＦ制御を行う際、穏やかにＯＮ又はＯＦＦ制御を行う場合について説明する。
【００８７】
図１２は、本発明の実施の形態７による衛星通信システムの要部の一構成例を示した図であり、図９の通信衛星システムに適用される送信地球局７の他の構成例が示されている。この送信地球局７は、図１０の送信地球局７のＯＮ／ＯＦＦ制御部７１Ａ，７１Ｂに代えて、送信レベル可変手段７６Ａ，７６Ｂを備えている。
【００８８】
送信レベル可変手段７６Ａ，７６Ｂは、送信ＯＮ／ＯＦＦ信号入力端子７２Ａ，７２Ｂから入力される送信ＯＮ／ＯＦＦ信号に基づいて、電力レベルの急激な変動を避けてゆっくりと送信レベルを変化させ、送信信号を穏やかにＯＮ又はＯＦＦ制御する。
【００８９】
受信地球局４，５のマルチパス抑圧復調手段４１として、上述した通り、適応等化器等を用いることが考えられるが、適応等化器は、受信データ中に挿入されたトレーニングシーケンスを利用して、マルチパスの状況を適応的に学習して受信データ中のマルチパス干渉の影響を除去している。従って、マルチパス干渉波（受信信号）のレベル変動期間が、トレーニングシーケンスの挿入周期よりも速い場合には、上記適応的な学習を行うことができず、受信データ中の誤りが多くなる。また、マルチパス干渉波の周波数偏差についても同様であり、トレーニングシーケンスの挿入周期に比べ、十分に小さな周波数偏差でないと、適応的な学習ができない。
【００９０】
このため、送信レベル可変手段７６Ａ，７６Ｂは、送信レベルを変化させる際、送信ＯＮ／ＯＦＦ期間、つまり、送信レベルの変化時間幅をトレーニングシーケンスの挿入周期よりも長くしている。この様にすれば、送信波のＯＮ／ＯＦＦに起因して、マルチパス抑圧復調手段４１によるマルチパス抑圧能力が低下するのを抑制することができる。
【００９１】
通信衛星２Ａから通信衛星２Ｂへ切り替える場合であれば、通信衛星２Ｂへの送信レベルを穏やかに上昇させて電波の送信を開始した後、通信衛星２Ａへの送信レベルを穏やかに低下させて電波の送信を停止させる。
【００９２】
本実施の形態によれば、送信地球局において電波送信のＯＮ／ＯＦＦ制御を行う際、穏やかにＯＮ又はＯＦＦ制御を行っている。このため、送信出力を急激にＯＮ又はＯＦＦすることにより、受信地球局におけるマルチパス抑圧能力を劣化させることがないので、衛星切替時に受信デジタルデータの誤りが増大するのを抑制することができる。特に、トレーニングシーケンスの周期よりも長い時間幅で送信レベルを変化させることにより、受信デジタルデータの誤りが増大するのを抑制することができる。
【００９３】
【発明の効果】
本発明によれば、楕円軌道を周回する通信衛星を介して、送信地球局から受信地球局へＦＤＭＡ方式による無線通信を行う衛星通信システムにおいて、第１の通信衛星から第２の通信衛星へソフトハンドオーバーにより切り替える際、第１及び第２の通信衛星におけるローカル発振器の発信周波数に基づいて、送信地球局から通信衛星への送信周波数を決定し、第１及び第２の通信衛星からの送信周波数を一致させている。このため、受信地球局において、受信信号の切り替えを行うことなく通信衛星の切り替えを行うことができ、通信衛星の切り替えに伴って生ずる瞬断やフレーム同期はずれを抑制することができる。また、周波数利用効率を向上させることができる。
【００９４】
また、本発明によれば、受信地球局において、第１及び第２の通信衛星からの送信信号について、送信信号間の遅延時間差を抑圧して復調している。このため、マルチパスによる影響を抑圧し、衛星切り替え時に受信データの誤りが増大するものを抑制することができる。
【００９５】
また、本発明によれば、送信地球局が、第１及び第２の通信衛星に対しパイロット信号を送信するとともに、周波数変換後のパイロット信号を受信し、受信パイロット信号に基づいて送信地球局からの送信周波数を制御している。このため、各通信衛星から送信される送信周波数をより正確に一致させることができる。
【００９６】
また、本発明によれば、軌道計算により求められたドップラ周波数偏差に基づいて、送信地球局からの送信周波数を制御している。このため、各通信衛星から送信される送信周波数をより正確に一致させることができる。
【００９７】
また、本発明によれば、受信地球局に２系統の受信系を設ける必要がないため、受信地球局の構成を簡略化することができ、コストダウンを図ることができる。
【００９８】
また、本発明によれば、送信地球局が、受信地球局において抑圧可能な最大遅延時間差以下となるように切替後の通信衛星に対する送信波の送出時及び切替前の通信衛星に対する送信停止時を制御している。このため、受信地球局において、遅延時間差を効果的に抑圧することができる。
【００９９】
また、本発明によれば、送信地球局が、受信地球局において抑圧可能な最大遅延時間差以下となるように、切替前後の通信衛星に対する送信波の一方を遅延させて送出している。このため、受信地球局において、遅延時間差を効果的に抑圧することができる。
【０１００】
また、本発明によれば、送信地球局が、第２の通信衛星への送信開始時及び第１の通信衛星への送信停止時に、送信信号へのトレーニングシーケンスの挿入周期よりも長い変化時間幅で送信レベルを変化させている。このため、通信衛星の切り替え時に、受信地球局において遅延時間差を抑圧することができ、受信デジタルデータの誤りが増大するのを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態１による衛星通信システムの概略構成例を示した図である。
【図２】 送信地球局４の一構成例を示したブロック図である。
【図３】 マルチパス抑圧復調手段４１内の適応等化器の要部の一構成例を示した図である。
【図４】 本発明の実施の形態２による衛星通信システムの概略構成例を示した図である。
【図５】 図４の受信地球局５の一構成例を示した図である。
【図６】 本発明の実施の形態３による衛星通信システムの概略構成例を示した図である。
【図７】 図６の送信地球局６の一構成例を示した図である。
【図８】 本発明の実施の形態４による送信地球局６の一構成例を示した図である。
【図９】 本発明の実施の形態５による衛星通信システムの概略構成例を示した図である。
【図１０】 図９の送信地球局７の一構成例を示した図である。
【図１１】 本発明の実施の形態６による衛星通信システムの要部の一構成例を示した図である。
【図１２】 本発明の実施の形態７による衛星通信システムの要部の一構成例を示した図である。
【図１３】 従来の衛星通信システムの概略構成を示したブロック図である。
【図１４】 図１３の送信地球局１の構成を示したブロック図である。
【図１５】 図１３の通信衛星２Ａ，２Ｂの構成を示したブロック図である。
【図１６】 図１３の受信地球局３の構成を示したブロック図である。
【符号の説明】
１ 送信地球局、２Ａ，２Ｂ 通信衛星、３〜５ 受信地球局、
６，７ 送信地球局、１１ 送信データ入力端子、
１２，１２Ａ，１２Ｂ 変調器、１３Ａ，１３Ｂ 送信機、
１４Ｂ，１４Ｂ 送信周波数入力端子、１５Ａ，１５Ｂ 送信アンテナ、
２２Ａ，２２Ｂ 送受信アンテナ、２３Ａ，２３Ｂ 周波数変換器、
２４Ａ，２４Ｂ ローカル発振器、１４Ａ，１４Ｂ 送信周波数入力端子、
３１Ａ，３１Ｂ 受信アンテナ、３２Ａ，３２Ｂ 受信機、
３４Ａ，３４Ｂ 復調器、３５Ａ，３５Ｂ クロック抽出手段、３６ 切替器、
３７ 受信データ出力端子、４０ 合成手段、４１ マルチパス抑圧復調手段、
４１ マルチパス抑圧復調手段、５６ 時間マーカー遅延手段、
６１Ａ，６１Ｂ パイロット送信機、６２Ａ，６２Ｂ 合成器、
６３Ａ，６３Ｂ パイロット受信機、６４Ａ，６４Ｂ 周波数偏差検出手段、
６５Ａ，６５Ｂ 周波数補正手段、
６６Ａ，６６Ｂ ドップラ周波数偏差入力端子、
７１Ａ，７１Ｂ ＯＮ／ＯＦＦ制御部、
７２Ａ，７２Ｂ 送信ＯＮ／ＯＦＦ信号入力端子、７３ 遅延時間補正手段
７４ 遅延時間予測手段、７５ 軌道予測値入力端子

Claims (17)

1. 楕円軌道を周回する第１の通信衛星から第２の通信衛星へソフトハンドオーバーにより切り替えて、送信地球局から受信地球局へＦＤＭＡ方式による無線通信を行う衛星通信システムにおいて、
   各通信衛星が、互いに発振周波数の異なるローカル発振器と、ローカル発振器からの周波数信号に基づいて、受信周波数を送信周波数に変換する周波数変換器とを備え、
   送信地球局が、各通信衛星のローカル発振器の発振周波数に基づいて、第１及び第２の通信衛星の送信周波数を一致させるように、第１及び第２の通信衛星に対し周波数の異なる送信信号を生成する２系統の送信機を備えたことを特徴とする衛星通信システム。
2. 受信地球局が、合成された第１及び第２の通信衛星からの送信信号について、送信信号間の遅延時間差を抑圧して復調するマルチパス抑圧復調手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の衛星通信システム。
3. 上記送信地球局が、第１及び第２の通信衛星に対しパイロット信号を送信し、第１及び第２の通信衛星における周波数変換後に受信されたパイロット信号に基づいて、送信機による送信周波数を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の衛星通信システム。
4. 上記送信地球局が、軌道計算により求められた第１及び第２の通信衛星によるドップラ周波数偏差に基づいて、送信機の送信周波数を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の衛星通信システム。
5. 上記送信地球局は、受信地球局における遅延時間差がマルチパス抑圧復調手段により抑圧可能な最大遅延時間差以下となるように、軌道計算に基づいて、第２の通信衛星への送
   信開始及び第１の通信衛星への送信停止を制御することを特徴とする請求項２に記載の衛星通信システム。
6. 上記送信地球局は、受信地球局における遅延時間差がマルチパス抑圧復調手段により抑圧可能な最大遅延時間差以下となるように、第１及び第２の通信衛星の一方に対する送信波を遅延させることを特徴とする請求項２に記載の衛星通信システム。
7. 上記送信地球局は、周期的にトレーニングシーケンスが挿入された送信信号を生成するとともに、第２の通信衛星への送信開始時及び第１の通信衛星への送信停止時に、トレーニングシーケンスの挿入周期よりも長い変化時間幅で送信レベルを変化させ、
   マルチパス抑圧復調手段がトレーニングシーケンスに基づいて、送信信号間の遅延時間差を抑圧することを特徴とする請求項２に記載の衛星通信システム。
8. 楕円軌道を周回する２以上の通信衛星をソフトハンドオーバーにより切り替えて、受信地球局に対する無線送信を行う送信地球局において、
   各通信衛星のローカル発振器の発振周波数に基づいて、第１及び第２の通信衛星から受信地球局に送信される周波数を一致させるように、第１及び第２の通信衛星に対し周波数の異なる送信信号を生成する２系統の送信機を備えたことを特徴とする送信地球局。
9. 通信衛星に対しパイロット信号を送信するパイロット送信機と、通信衛星において周波数変換されたパイロット信号を受信するパイロット受信機と、受信パイロット信号に基づいて、通信衛星からの送信波の周波数偏差を検出する周波数偏差検出手段と、検出された周波数偏差に基づいて、送信機の送信周波数を制御する周波数補正手段を備えたことを特徴とする請求項８に記載の送信地球局。
10. 上記周波数補正手段は、軌道計算により求められたドップラ周波数偏差に基づいて、送信機の送信周波数を制御することを特徴とする請求項８に記載の送信地球局。
11. 第１及び第２の通信衛星に対する送信波の送出及び停止を制御する送信ＯＮ／ＯＦＦ制御部を備え、
    受信地球局における遅延時間差がマルチパス抑圧復調手段により抑圧可能な最大遅延時間差以下となった後に第２の通信衛星への送信を開始し、最大遅延時間差を越える前に第１の通信衛星への送信を停止することを特徴とする請求項８に記載の送信地球局。
12. 上記送信地球局は、軌道計算により受信地球局における遅延時間差を予測する遅延時間予測手段と、予測された遅延時間差に基づいて、第２の通信衛星に対する送信波を遅延させる遅延時間補正手段を備えたことを特徴とする請求項８に記載の送信地球局。
13. 第１及び第２の通信衛星に対する送信波の電力レベルを制御する送信レベル可変手段を備え、第２の通信衛星への送信開始時及び第１の通信衛星への送信停止時に、送信信号中のトレーニングシーケンスの挿入周期よりも長い変化時間幅で送信レベルを変化させることを特徴とする請求項８に記載の送信地球局。
14. 互いに発振周波数の異なるローカル発振器、及び、ローカル発振器からの周波数信号に基づいて受信周波数を送信周波数に変換する周波数変換器を有する第１及び第２の通信衛星と、各通信衛星のローカル発振器の発振周波数に基づいて第１及び第２の通信衛星の送信周波数を一致させるように第１及び第２の通信衛星に対し周波数の異なる送信信号を生成する２系統の送信機を有する送信地球局と、受信地球局とからなり、楕円軌道を周回する第１の通信衛星から第２の通信衛星へソフトハンドオーバーにより切り替えて送信地球局から受信地球局へＦＤＭＡ方式による無線通信を行う衛星通信システムで使用される受
    信地球局において、
    送信地球局から異なる周波数により送信され、第１及び第２の通信衛星において同一の周波数に変換された送信波を受信するアンテナと、第１及び第２の通信衛星からの送信信号間の遅延時間差を抑圧して復調するマルチパス抑圧復調手段を備えたことを特徴とする受信地球局。
15. 上記アンテナが、空間で合成された第１及び第２の通信衛星からの送信波を受信し、
    上記マルチパス抑圧復調手段が、合成信号に含まれる第１及び第２の通信衛星からの送信信号間の遅延時間差を抑圧し、合成信号を復調することを特徴とする請求項１４に記載の受信地球局。
16. 上記アンテナが、第１の通信衛星からの送信波を受信する第１のアンテナと、第２の通信衛星からの送信波を受信する第２のアンテナとからなり、
    上記マルチパス抑圧復調手段が、第１及び第２のアンテナで受信され合成された合成信号に含まれる第１及び第２の通信衛星からの送信信号間の遅延時間差を抑圧し、合成信号を復調することを特徴とする請求項１４に記載の受信地球局。
17. 上記マルチパス抑圧復調手段は、適応等化器からなることを特徴とする請求項１４に記載の受信地球局。

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