JP5425826B2 - 衛星通信回線制御システムおよび衛星通信回線制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、通信衛星を介して通信を行う地球局が衛星通信回線を初期設定する際に、地球局の送信レベルおよび偏波角の調整を行う衛星通信回線制御システムおよび衛星通信回線制御方法に関する。
特に、頻繁に設置場所を変更する可搬型または移動型の地球局において、設置場所変更後の衛星通信回線を初期設定する際に用いられる衛星通信回線制御システムおよび衛星通信回線制御方法に関する。

従来の地球局における衛星通信回線の初期設定では、地球局のオペレータが、地球局の送信信号を通信衛星で折り返して受信する監視局のオペレータの指示に基づいて、地球局の送信レベルおよび偏波角の調整を手動で行うアップリンクアクセステスト（以下、「ＵＡＴ」という）を行っていた（非特許文献１）。この地球局と監視局のオペレータ間の連絡には、固定電話回線または携帯電話回線または通信衛星を介した電話チャネルのように、これから設定しようとしている衛星回線とは別の連絡用回線が用いられていた。

スカパーＪＳＡＴ株式会社、"初回アップリンクアクセステスト事前点検手順"、平成21年10月

頻繁に設置場所を変更する可搬型または移動型の地球局は、設置場所変更後の衛星通信回線を初期設定する際にＵＡＴを行う必要がある。

従来の地球局のＵＡＴでは、地球局から送信して通信衛星で折り返した信号を監視局で受信し、監視局のオペレータがその受信信号の解析を行い、その結果を地球局のオペレータに対して電話回線等を介して伝達し、地球局のオペレータが送信レベルおよび偏波角の調整を手動で行っていたため時間と手間がかかっていた。また、ＵＡＴ用周波数の伝達や設定場所の確認などに時間がかかり、かつ周波数の誤操作を引き起こす可能性も高かった。また、地球局で通信衛星を捕捉するには熟練度が必要であり、さらに電波を送出するため無線従事者の国家資格が必要であるが、このような有資格者を地球局に派遣して衛星通信回線の初期設定を行うことは作業効率が低く、改善が求められていた。

本発明は、地球局が衛星通信回線を初期設定する際に、地球局の送信レベルおよび偏波角の調整を容易に行うことができる衛星通信回線制御システムおよび衛星通信回線制御方法を提供することを目的とする。

第１の発明は、通信衛星を介して通信を行う地球局と、通信衛星を介して地球局との間で制御信号を送受信する共通シグナリング回線を設定する制御局とを備え、地球局が通信衛星との間の衛星通信回線を初期設定する際に、地球局の送信レベルおよび偏波角の調整を行う衛星通信回線制御システムにおいて、制御局は、地球局が送信するアップリンク信号を通信衛星を介して受信し、その送信レベルおよび偏波角を適正値に調整する制御信号を共通シグナリング回線を用いて地球局に送信する制御手段を備え、地球局は、通信衛星に関する情報に基づいて当該通信衛星を捕捉し、共通シグナリング回線の制御信号に応じてアップリンク信号の送信レベルおよび偏波角を調整する制御手段を備え、制御局の制御手段および地球局の制御手段は、無変調波のアップリンク信号を用いて偏波角を調整し、次に変調波のアップリンク信号を用いて送信レベルを調整する構成である。

第１の発明の衛星通信回線制御システムにおいて、地球局の制御手段は、共通シグナリング回線を用いて制御信号を送受信する共通シグナリング信号処理部と、制御局から共通シグナリング回線を用いて送信された制御信号に基づいてアップリンク信号の送信レベルおよび偏波角を調整するＵＡＴ処理部とを備える。

第１の発明の衛星通信回線制御システムにおいて、制御局の制御手段および地球局の制御手段は、共通シグナリング回線として用いるチャネルのみ設定しておき、アップリンク信号の送信に用いるチャネルは、共通シグナリング回線を用いて制御局の制御手段から地球局の制御手段に設定する構成である。

第１の発明の衛星通信回線制御システムにおいて、地球局が送信するアップリンク信号を通信衛星を介して受信し、その送信レベルおよび偏波角をモニタし、制御局の制御手段にアップリンク信号の送信レベルおよび偏波角の情報を通知する監視局を備えてもよい。

第２の発明は、通信衛星を介して通信を行う地球局と、通信衛星を介して地球局との間で制御信号を送受信する共通シグナリング回線を設定する制御局とを備え、地球局が通信衛星との間の衛星通信回線を初期設定する際に、地球局の送信レベルおよび偏波角の調整を行う衛星通信回線制御方法において、制御局の制御手段は、地球局が送信する無変調波のアップリンク信号を通信衛星を介して受信し、その偏波角を適正値に調整する制御信号を共通シグナリング回線を用いて地球局に送信し、地球局の制御手段は、通信衛星に関する情報に基づいて当該通信衛星を捕捉し、共通シグナリング回線の制御信号に応じてアップリンク信号の偏波角を調整し、次に、制御局の制御手段は、地球局が送信する変調波のアップリンク信号を通信衛星を介して受信し、その送信レベルを適正値に調整する制御信号を共通シグナリング回線を用いて地球局に送信し、地球局の制御手段は、共通シグナリング回線の制御信号に応じてアップリンク信号の送信レベルを調整する。

第２の発明の衛星通信回線制御方法において、地球局の制御手段は、共通シグナリング信号処理部により、共通シグナリング回線を用いて制御信号を送受信し、ＵＡＴ処理部により、制御局から共通シグナリング回線を用いて送信された制御信号に基づいてアップリンク信号の送信レベルおよび偏波角を調整する。

第２の発明の衛星通信回線制御方法において、制御局の制御手段および地球局の制御手段は、共通シグナリング回線として用いるチャネルのみ設定しておき、アップリンク信号の送信に用いるチャネルは、共通シグナリング回線を用いて制御局の制御手段から地球局の制御手段に設定する。

第２の発明の衛星通信回線制御方法において、地球局が送信するアップリンク信号を通信衛星を介して受信し、その送信レベルおよび偏波角をモニタする監視局を備え、当該監視局から制御局の制御手段にアップリンク信号の送信レベルおよび偏波角の情報を通知する。

本発明は、制御局が地球局のアップリンク信号の送信レベルおよび偏波角をモニタし、共通シグナリング回線を用いてその送信レベルおよび偏波角を調整することができる。これにより、地球局はオペレータの操作を必要とせずに衛星通信回線の初期設定を行うことができる。

本発明の衛星通信回線制御システムの実施例構成を示す図である。 地球局１０の構成例を示す図である。 制御局２０の構成例を示す図である。 本発明の衛星通信回線制御方法の処理手順例１を示す図である。 本発明の衛星通信回線制御方法の処理手順例２を示す図である。

図１は、本発明の衛星通信回線制御システムの実施例構成を示す。
図１において、本実施例の衛星通信回線制御システムは、地球局１０、制御局２０、通信衛星３０により構成される。地球局１０と制御局２０との間には、通信衛星３０を介して双方向に制御信号を伝送するために最適化された共通シグナリング回線が設定され、制御局２０から地球局の送信レベルや偏波角の調整に用いる共通シグナリング信号の伝送、地球局１０から制御局２０への共通シグナリング応答信号が伝送される。なお、共通シグナリング回線は、例えば周波数分割多元接続方式（ＦＤＭＡ：Frequency Division Multiple Access）に基づいてデータ通信を行うシステムの場合は、一部の周波数帯域を共通シグナリング回線用として割り当てることによって構成される。時分割多元接続方式（ＴＤＭＡ：Time Division Multiple Access ）で運用するシステムの場合は、タイムスロットの一部を固定的に割り当てることによって構成される。すなわち、制御局２０と地球局１０との間で共通で使用される固定のチャネルである。

ＵＡＴでは、制御局２０から共通シグナリング信号による制御に基づいて、地球局１０が制御対象のアップリンク回線および通信衛星３０を介して制御局２０にＵＡＴ信号を送信する。制御局２０はＵＡＴ信号を受信する監視局機能を備え、地球局１０から送信されたＵＡＴ信号を受信して偏波角をチェックし、地球局１０の位置から推定される送信レベルをチェックし、適格な偏波角や適正な送信レベルで送信するように共通シグナリング信号を用いて誘導する。なお、地球局１０がＵＡＴ信号を送信するアップリンク回線は、当該地球局１０が実際に通信に用いるために割り当てられたチャネルまたはＵＡＴ用の専用の周波数を利用する。すなわち、当該地球局１０と通信の相手方となる地球局との間での通信のための割り当てられたチャネルまたは専用の周波数を用いて、ＵＡＴ信号が送信される。このとき、制御局２０の監視局機能では、当該チャネルまたは専用の周波数について、例えばスペクトルアナライザで偏波ごとの受信電力を測定することによって、測定対象の地球局の送信レベルや偏波角をチェックすることができる。

図２は、地球局１０の構成例を示す。
図２において、地球局１０は、アンテナ１１、自動捕捉処理部１２、表示部１３、共通シグナリング信号処理部１４、ＵＡＴ処理部１５、操作部１６、記憶部１７、変復調部１８から構成される。

アンテナ１１は、通信衛星３０との間で信号の送受信を行う。
記憶部１７は、通信衛星３０の位置情報、周波数情報、偏波角情報、送信レベルを記憶する。当該情報は地球局オペレータが操作部１６から設定してもよいが、周波数情報等は、共通シグナリング回線として割り当てられたチャネルのみ設定しておき、ＵＡＴを行うチャネルおよび実際の通信で用いるチャネルについては、共通シグナリング回線を用いて制御局２０が地球局１０に設定する。このような構成により、制御局２０側で柔軟にチャネルの割り当てを行うことが可能となる。

自動捕捉処理部１２は、記憶部１７に記録された通信衛星３０の位置情報、周波数情報、偏波角情報を元に、アンテナ１１を制御して通信衛星３０の方向に向ける。

表示部１３は、自動捕捉が完了し、所望の通信衛星３０からの共通シグナリング信号を受信したことを表示する。

共通シグナリング信号処理部１４は、共通シグナリング応答信号および共通シグナリング信号を受信し、後述の手順に基づいて当該地球局１０の衛星通信回線の設定・開放を行う。

ＵＡＴ処理部１５は、ＵＡＴモードへの切り替えに応じて動作を開始し、制御局２０から送信された送信レベルと偏波角を設定する共通シグナリング信号に基づいて、当該地球局１０の送信レベルと偏波角の調整を行う。

操作部１６は、地球局１０が通常の通信を行う運用モードとＵＡＴモードの切り替え、通信衛星３０の位置情報、周波数情報、偏波角情報の入力を行うが、本実施例ではこれらの設定は共通シグナリング回線を用いて制御部２０により行われる。

変復調部１８は、通常の通信を行う運用モードにおいて、外部の通信機器からの信号を変調し、衛星通信回線経由で通信相手に送る。また、通信相手から衛星通信回線経由で受信した信号を復調し、外部の通信機器へ送る。

図３は、制御局２０の構成例を示す。
図３において、制御局２０は、アンテナ２１、共通シグナリング信号処理部２２、表示部２３、操作部２４、ＵＡＴ処理部２５、スペクトラムアナライザ２６、変復調部２７から構成される。

アンテナ２１は、通信衛星３０との間で信号の送受信を行う。
共通シグナリング信号処理部２２は、共通シグナリング回線を介して伝送される共通シグナリング信号および共通シグナリング応答信号を送受信し、後述の手順に基づいて通信回線の設定・開放を行う。

表示部２３は、地球局１０から送信された共通シグナリング応答信号を制御局２０が受信した場合、地球局１０からのＵＡＴ要求があった場合にその旨を表示する。

操作部２４は、ＵＡＴのフローに応じたＣＷ（Clean Wave：無変調波）の送出、変調波の送出、送信レベルの調整、偏波角の調整を手動で行うための指示を入力する。

ＵＡＴ処理部２５は、ＣＷ送信指示、変調波送信指示、送信レベル調整、偏波角調整を行う共通シグナリング信号を送信する。地球局１０のＵＡＴ処理部１５は、当該共通シグナリング信号に応じて地球局１０の送信レベルと偏波角の調整を行う。

スペクトラムアナライザ２６は、地球局１０から受信した信号の周波数、送信レベル、偏波角を解析する。当該解析の結果に応じて、ＵＡＴ処理部２５を介して地球局１０に指示を出す。

変復調部２７は、外部の通信機器からの信号を変調し、衛星通信回線経由で通信相手に送る。また、通信相手から衛星通信回線経由で来た信号を復調し、外部の通信機器へ送る。

図４は、本発明の衛星通信回線制御方法の処理手順例１を示す。図５は、本発明の衛星通信回線制御方法の処理手順例２を示す。なお、処理手順例１，２は、連続した処理手順であり、図２に示す地球局１０のＵＡＴ処理部１５および図３に示す制御局２０のＵＡＴ処理部２５で実施される。

まず、地球局は、通信する場所に設置して電源を投入すると、記憶部から通信衛星の位置、周波数、偏波角等の情報を読み出し、指定された通信衛星を捕捉する動作に入る。

地球局は、制御局から送信されている共通シグナリング信号を受信すると、指定された通信衛星であることを確認してＵＡＴモードに切り替え、制御局に対して共通シグナリング応答信号を送信する。制御局は、共通シグナリング応答信号を受信すると、地球局に対して低レベルのＣＷを送信するように指示する共通シグナリング信号を送信する。

共通シグナリング信号を受信した地球局は、低レベルのＣＷのＵＡＴ信号を専用の周波数で送信する。制御局は、ＣＷのＵＡＴ信号を受信し、スペクトラムアナライザで周波数が合っているか否かをチェックをする。ここで、周波数が合っていない場合は、ＵＡＴを中止する。ＣＷの周波数が合っていた場合は、制御局は地球局に対して高レベルのＣＷを送信するように指示する共通シグナリング信号を送信する。

共通シグナリング信号を受信した地球局は、高レベルのＣＷのＵＡＴ信号を所定の偏波角で送信する。制御局は、ＣＷのＵＡＴ信号を受信し、スペクトラムアナライザで偏波角をチェックする。ここで、ＣＷの偏波角が適正値でない場合は、地球局に対して偏波角を調整する共通シグナリング信号を送信する。共通シグナリング信号を受信した地球局は、偏波角を調整した高レベルのＣＷのＵＡＴ信号を送信する。制御局は、ＣＷのＵＡＴ信号を受信し、スペクトラムアナライザで偏波角をチェックし、偏波角が適正値になるまでこの手順を繰り返す。

ＣＷの偏波角が適正値になると、制御局は地球局に対してＣＷの停波を指示する共通シグナリング信号を送信する。共通シグナリング信号を受信した地球局はＣＷの送信を停止する。

次に、制御局はＣＷの停波を確認すると、地球局に対して低レベルの変調波を送信するように指示する共通シグナリング信号を送信する。共通シグナリング信号を受信した地球局は、低レベルの変調波のＵＡＴ信号を専用の周波数または割り当てられたチャネルで送信する。制御局は、変調波のＵＡＴ信号を受信し、変調波の周波数、電波型式をチェックする。ここで、変調波が適格でない場合は、ＵＡＴを中止する。変調波が適格な場合は、制御局は地球局に対して運用レベルの変調波のＵＡＴ信号を送信するように指示する共通シグナリング信号を送信する。

共通シグナリング信号を受信した地球局は、運用レベルの変調波のＵＡＴ信号を送信する。制御局は、変調波のＵＡＴ信号を受信し、送信レベルをチェックする。変調波の送信レベルが適正でない場合は、制御局は地球局に対して変調波の送信レベルが適正になるように指示する共通シグナリング信号を送信する。共通シグナリング信号を受信した地球局は、変調波のＵＡＴ信号を指示された送信レベルで送信する。制御局はＵＡＴ信号を受信し、変調波の送信レベルが適正値になるまでこの手順を繰り返す。

変調波の送信レベルが適正値になると、制御局は地球局に対して変調波の停波を指示する共通シグナリング信号を送信してＵＡＴを終了する。共通シグナリング信号を受信した地球局は、変調波の送信を停止し、送信レベルを記憶してＵＡＴを終了し、通常運用を開始する。

以上説明した実施例では、制御局２０にスペクトラムアナライザなどの監視局機能を搭載し、地球局１０が送信するアップリンク回線のＵＡＴ信号を受信して送信レベルや偏波角をモニタし、共通シグナリング信号を用いて地球局１０をフィードバック制御する構成であった。なお、この制御局２０の監視局機能は、制御局２０とは別に配置される監視局を利用し、この監視局からＵＡＴ信号の送信レベルや偏波角の情報を取得し、ＵＡＴ信号処理部２５に入力する構成としてもよい。

また、地球局１０では、共通シグナリング信号によりＵＡＴモードから運用モードに変更しているが、制御局オペレータが、地球局オペレータに電話や携帯電話等を用いて運用モードに戻すように指示し、地球局オペレータが操作部１６の操作により地球局１０を運用モードに変更してもよい。

１０ 地球局
１１ アンテナ
１２ 自動捕捉処理部
１３ 表示部
１４ 共通シグナリング信号処理部
１５ ＵＡＴ処理部
１６ 操作部
１７ 記憶部
１８ 変復調部
２０ 制御局
２１ アンテナ
２２ 共通シグナリング信号処理部
２３ 表示部
２４ 操作部
２５ ＵＡＴ処理部
２６ スペクトラムアナライザ
２７ 変復調部
３０ 通信衛星

Claims (8)

1. 通信衛星を介して通信を行う地球局と、
   前記通信衛星を介して前記地球局との間で制御信号を送受信する共通シグナリング回線を設定する制御局と
   を備え、前記地球局が前記通信衛星との間の衛星通信回線を初期設定する際に、前記地球局の送信レベルおよび偏波角の調整を行う衛星通信回線制御システムにおいて、
   前記制御局は、前記地球局が送信するアップリンク信号を前記通信衛星を介して受信し、その送信レベルおよび偏波角を適正値に調整する制御信号を前記共通シグナリング回線を用いて前記地球局に送信する制御手段を備え、
   前記地球局は、前記通信衛星に関する情報に基づいて当該通信衛星を捕捉し、前記共通シグナリング回線の制御信号に応じて前記アップリンク信号の送信レベルおよび偏波角を調整する制御手段を備え、
   前記制御局の制御手段および前記地球局の制御手段は、無変調波のアップリンク信号を用いて前記偏波角を調整し、次に変調波のアップリンク信号を用いて前記送信レベルを調整する構成である
   ことを特徴とする衛星通信回線制御システム。
2. 請求項１に記載の衛星通信回線制御システムにおいて、
   前記地球局の制御手段は、
   前記共通シグナリング回線を用いて前記制御信号を送受信する共通シグナリング信号処理部と、
   前記制御局から前記共通シグナリング回線を用いて送信された前記制御信号に基づいて前記アップリンク信号の送信レベルおよび偏波角を調整するＵＡＴ処理部と
   を備えたことを特徴とする衛星通信回線制御システム。
3. 請求項１に記載の衛星通信回線制御システムにおいて、
   前記制御局の制御手段および前記地球局の制御手段は、前記共通シグナリング回線として用いるチャネルのみ設定しておき、前記アップリンク信号の送信に用いるチャネルは、前記共通シグナリング回線を用いて前記制御局の制御手段から前記地球局の制御手段に設定する構成である
   ことを特徴とする衛星通信回線制御システム。
4. 請求項１に記載の衛星通信回線制御システムにおいて、
   前記地球局が送信するアップリンク信号を前記通信衛星を介して受信し、その送信レベルおよび偏波角をモニタし、前記制御局の制御手段にアップリンク信号の送信レベルおよび偏波角の情報を通知する監視局を備えた
   ことを特徴とする衛星通信回線制御システム。
5. 通信衛星を介して通信を行う地球局と、
   前記通信衛星を介して前記地球局との間で制御信号を送受信する共通シグナリング回線を設定する制御局と
   を備え、前記地球局が前記通信衛星との間の衛星通信回線を初期設定する際に、前記地球局の送信レベルおよび偏波角の調整を行う衛星通信回線制御方法において、
   前記制御局の制御手段は、前記地球局が送信する無変調波のアップリンク信号を前記通信衛星を介して受信し、その偏波角を適正値に調整する制御信号を前記共通シグナリング回線を用いて前記地球局に送信し、
   前記地球局の制御手段は、前記通信衛星に関する情報に基づいて当該通信衛星を捕捉し、前記共通シグナリング回線の制御信号に応じて前記アップリンク信号の偏波角を調整し、
   次に、前記制御局の制御手段は、前記地球局が送信する変調波のアップリンク信号を前記通信衛星を介して受信し、その送信レベルを適正値に調整する制御信号を前記共通シグナリング回線を用いて前記地球局に送信し、
   前記地球局の制御手段は、前記共通シグナリング回線の制御信号に応じて前記アップリンク信号の送信レベルを調整する
   ことを特徴とする衛星通信回線制御方法。
6. 請求項５に記載の衛星通信回線制御方法において、
   前記地球局の制御手段は、
   共通シグナリング信号処理部により、前記共通シグナリング回線を用いて前記制御信号を送受信し、
   ＵＡＴ処理部により、前記制御局から前記共通シグナリング回線を用いて送信された前記制御信号に基づいて前記アップリンク信号の送信レベルおよび偏波角を調整する
   ことを特徴とする衛星通信回線制御方法。
7. 請求項５に記載の衛星通信回線制御方法において、
   前記制御局の制御手段および前記地球局の制御手段は、前記共通シグナリング回線として用いるチャネルのみ設定しておき、前記アップリンク信号の送信に用いるチャネルは、前記共通シグナリング回線を用いて前記制御局の制御手段から前記地球局の制御手段に設定する
   ことを特徴とする衛星通信回線制御方法。
8. 請求項５に記載の衛星通信回線制御方法において、
   前記地球局が送信するアップリンク信号を前記通信衛星を介して受信し、その送信レベルおよび偏波角をモニタする監視局を備え、当該監視局から前記制御局の制御手段にアップリンク信号の送信レベルおよび偏波角の情報を通知する
   ことを特徴とする衛星通信回線制御方法。

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