JPH01147924A - ２モード送信電力制御方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 衛星通信の地球局の送信電力制御方式に関し、地球局と
衛星局の間の降雨減衰量が少ない時に衛星局に入力する
信号レベルが過大となり他の通信回線に悪影曾を及ぼし
たり最悪の場合には衛星中継器を破壊したりすることを
防止することを目的とし、受信レベルの検出時間／送信
電力の制御周期として短時間検出／制御と長時間検出／
制御の２つの動作モードを持ち該２つの動作モードを切
替えて１つの制御信号Ｃ１を出力する信号品質検出回路
１と、該信号品質検出回路１の制御出力ＣＩによりその
利得を設定して電力増幅し増幅電力を衛星に向けて送信
する可変利得電力増幅器２と、該信号品質検出回路１の
制御出力Ｃ１によりヒステリシス特性などの特定の特性
をもつ制御信号（Ｃ２）を発生する切替制御回路（３）
を具えて、該切替制御回路（３）の出力の制御信号（Ｃ
２）により該２つのモードを安定に切替えて、晴天時や
降雨量の少ない時には長時間検出／制御のモードを選ん
で信号品質検出器１の検出誤差を少なくし、降雨量の多
い時には短時間検出／制御のモードを選んで制御遅延に
起因する動的追従誤差が少なくなるように可変利得電力
増幅器２の送信出力の大きさを制御する構成としたもの
である。

〔産業上の利用分野〕

本発明は衛星通信の地球局の送信電力出力装置に係り、
特に衛星からの受信信号の品質を検出してその検出結果
により衛星への送信電力の大きさを制御する送信電力制
御方式に関する。

地球局の送信電力制御方式における制御誤差は、主に■
受信信号の品質の検出誤差に伴う静的追従誤差と、■降
雨減衰量の変化に伴う動的追従誤差の２つが含まれる。

前者■の信号品質の検出誤差は、測定時間が長いほど小
さな値になるのに対し、後者■の降雨減衰量変化に伴う
追従誤差は、受信品質の検出゛時間と送信電力の制御周
期が短いほど小さな値になる。

そして前者■の誤差は、降雨減衰量の大小に殆ど依存し
ないが、後者■の誤差は、降雨減衰量が大きい時の方が
降雨減衰量の変化率も大きいため一般に大きくなる。

地球局の送信電力制御方式としては、上記■の信号品質
検出の検出誤差と、■の短時間の降雨減衰量変化に伴う
誤差の両者を考慮して、その受信信号の検出時間と送信
電力の制御周期を決めることが必要である。

〔従来の技術〕

従来の地球局の送信電力制御方式の構成は、第４図に示
す如く、先づ受信のダウンリンクのアンテナ八から分波
器ＯＭＴをへて低雑音増幅器（ＬＮＡ）１１八、ダウン
コンバータ（Ｄ／Ｃ）　１２Ａにて受信した受信信号の
品質、即ち受信信号の信号対雑音比Ｃ／Ｎ　。

Ｓ／Ｎや符号誤り率ＢＵＲや信号レベルＬ等を、一定時
間だけ測定しその平均値をとる信号品質検出器１３Ａに
て検出している。

次に信号品質検出器１３Ａは前記の検出出力により制御
信号Ｃを発生し、該制御信号Ｃにより可変利得増幅器２
１Ａの利得を制御し、可変利得増幅器２１Ａは入力送信
波を制御された利得により増幅して高電力増幅器（ＨＰ
Ａ）　２２Ａの出力電力を制御する。

そして制御された規定の送信電力を送受分波器ＯＭＴを
へてアンテナ八から衛星２０へ向かうアップリンクに送
信する。

即ち、地球局１０の送信電力制御方式の可変利得増幅器
２１Ａの利得の制御量は、ダウンリンクの受信信号の一
定時間の品質測定値の平均値である品質検出器１３Ａの
検出出力のみにより決定し、衛星２０と地球局１０の間
の降雨減衰量には無関係に制御している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の地球局の送信電力制御方式は、上述の如く、その
可変利得増幅器２ＬＡの制御量を、衛星２０と地球局１
０の間の降雨減衰量に無関係に、ダウンリンクの受信信
号の一定時間の品質測定値の平均値である信号品質検出
器１３Ａの検出結果のみにより制御している。そのため
、降雨減衰量の多い場合の送信電力制御の動的追従誤差
が小さくなるように一定の検出時間／制御周期を短い時
間に選ぶと、晴天時を含む降雨減衰量の少ない場合の信
号品質検出誤差が大きくなり、送信電力が所定の電力値
を大きく超える可能性を増す結果、送信波の水平／垂直
の交差偏波識別度の劣化や相互変調雑音の増加等により
衛星２０内で他の通信回線に悪影言を及ぼす可能性を増
す。逆に、降雨の少ない場合の信号品質検出誤差が小さ
くなるように、一定の検出時間／制御周期を長い時間に
選ぶと、降雨の多い場合の動的追従誤差が大きくなり、
衛星２０の入力で所定の入力電力値を超えたり、逆に、
通信に必要な入力電力値を下回ることによって自回線の
不稼動率を増すという問題点を生じる。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の問題点は、衛星２０と地球局１０の間の降雨減衰
量が多くなり問題となる時間は、比較的に短時間である
ことに着目して、受信信号の品質を一定時間で検出し一
定周期の制御信号Ｃにより送信電力を制御する従来の信
号品質検出器ＩＡの代りに、信号品質検出回路１が短時
間の検出時間／制御周期と長時間の検出時間／制御周期
の２動作モードを具え、該２動作モードを外部からの制
御信号Ｃ２により切替えて制御信号Ｃ１を出力させる。

又、該制御信号ＣＩにより特定の特性をもつ制御信号Ｃ
２を発生し、制御信号Ｃ２により前記信号品質検出回路
１の２つの動作モードの切替にヒステリシス特性等の特
定の特性を付与する切替制御回路３を設け、該切替制御
回路３の出力により切替えられた信号品質検出器１の２
モードの出力信号Ｃ１により、可変利得電力増幅器２の
利得を制御するようにする本発明の構成によって解決さ
れる。

本発明の２モード送信電力制御方式の構成を示す第１図
の原理図において、 １は、地球局１０の受信信号の品質を短時間と長時間の
２つの時間で検出し、該２つの時間の検出出力の短時間
検出出力に対しては短周期の制御信号Ｃ１を出力し、長
時間検出出力に対しては長周期の制御信号Ｃ１を切替え
て出力する２つの動作モードを有する信号品質検出回路
、 ２は、信号品質検出回路１の出力の制御信号Ｃ１により
利得を可変し送信波の電力を増幅して増幅出力を衛星２
０へ送信する可変利得電力増幅器、３は、信号品質検出
回路１の出力の制御信号Ｃ１の値に応じて特定の出力特
性を持つ制御信号Ｃ２を発生する切替制御回路であって
、 該切替制御回路３の出力の制御信号Ｃ２により、前記信
号品質検出回路１の２つの動作モードを切り替えて可変
利得電力増幅器２を制御するように構成される。

〔作用〕

信号品質検出回路１は、衛星通信の地球局１０の受信信
号の品質を短時間と長時間の２つの時間で検出し、その
２つの検出出力を切替制御回路３がらの制御信号Ｃ２に
より切り替えて２モード動作の制御信号ＣＩを出力する
。信号品質検出回路１の出力の２モード動作の制御信号
Ｃ１は、短時間検出の時は一定の演算処理後、短周期で
出力され、長時間検出の時は一定の演算処理後、長周期
で出力されて、該２モード動作の制御信号Ｃ１を可変利
得電力増幅器２と切替制御回路３へ出力する。

可変利得電力増幅器２は、該信号品質検出回路１からの
制御信号Ｃ１により利得を可変し送信波の電力を増幅し
て衛星２０へ送信する。

切替制御回路３は、該信号品質検出回路１からの制御信
号Ｃ１に応じてヒステリシス特性などの特定の出力特性
を持つ制御信号Ｃ２を発生し、該制御信号Ｃ２により前
記信号品質検出回路１の２つの動作モードの切替動作を
安定化する。そして切替制御回路３の出力の制御信号Ｃ
２は、信号品質検出回路１において、地球局１０と衛星
２０の間の降雨減衰量が多（受信レベルが短時間に高速
で変化するときは、短時間の検出時間７制御周期のモー
ドを選訳し、該降雨減衰量が少く受信レベルが長時間低
速で変化するときは、長時間の検出時間７制御周期のモ
ードを選択する。検出時間／制御周期が長いと信号品質
検出回路１の検出誤差は小さくなるが、可変利得電力増
幅器２の動的追従誤差は大きくなる。降雨減衰が少ない
時は降雨減衰変化率自体が小さいので制御誤差の絶対値
は、はぼ信号品質検出回路１の検出誤差で決まり、信号
品質検出回路１において長時間モードを選ぶことにより
可変利得電力増幅器２の制御誤差を実質的に小さくでき
る。逆に、降雨減衰が多い時は降雨減衰変化率自体が大
きく、動的誤差も絶対値として大きくなるため、信号品
質検出回路１において短時間モードを選ぶことにより可
変利得電力増幅器２の動的誤差を小さくできる。

従って、本発明の２モード送信電力制御方式は、降雨減
衰の状況に応じて　信号品質検出回路ｌに′おいて２つ
の動作モードを選択することにより、降雨の少ないとき
に衛星２０への入力電力が過大になったり、或いは、降
雨減衰が多いときに衛星２゜ヘの入力電力が所定値より
大きく下回ることがなくなるので問題が解決される。

〔実施例〕

第２図は本発明の実施例の２モード送信電力制御方式の
構成を示すブロック図であり、第３図はその動作を説明
するための説明図である。

第２図のブロック図において、地球局１０の信号品質検
出回路１は、低雑音増幅器１１と、ダウンコンバータ１
２と、レベル検出器１３と、演算処理器１４から成り、
低雑音増幅器１１は衛星からの受信信号を増幅し、ダウ
ンコンバータ１２は受信信号を中間周波信号に周波数変
換し、レベル検出器１３はレベル検波器１３１．短時間
積分器１３２．長時間積分器１３３、切替器１３４で構
成され、レベル検波器１３１は、中間周波の受信信号の
レベルを検波し、短時間積分器１３２と長時間積分器１
３３は、検波出力を所定の短時間と長時間の２つの時間
で積分し検出して２つの検出信号ＤＩ、Ｄ２を出力する
。切替器１３４は後述の切替制御回路３からの制御信号
Ｃ２により２つの検出信号０１．０２を切り替えて演算
処理器１４へ入力する。

演算処理器１４は、処理器１４１．切替器１４２．高速
クロック１４３．低速クロック１４４から成り、切替器
１４２は、高速クロック１４３と低速クロック１４４を
、レベル検出器１３の切替器１３４に連動して切替えて
処理器１４１に入力し、処理器１４１は、レベル検出器
１３の出力が短時間検出出力ＤＩの場合は一定の演算処
理後、高速クロック１４３による短周期の制御出力ＣＩ
を得る。又、レベル検出器１３の出力が長時間検出出力
Ｄ２の場合は一定の演算処理後、低速クロック１４４に
よる長周期の制御出力Ｃ１を得て、その制御信号Ｃ１を
可変利得電力増幅器２と切替制御回路３へ出力する。

可変利得電力増幅器２は、可変利得増幅器２１と高出力
電力増幅器２２から成り、可変利得増幅器２１は前記信
号品質検出器１からの２モードの制御信号Ｃ１によりそ
の利得を可変して入力の送信波を増幅し、高出力電力増
幅器２２は可変利得増幅器２１の出力を高出力に電力増
幅してその増幅出力を衛星２０へ送信する。

切替制御回路３は、例えば検出出力がヒステリシス特性
をもつヒステリシス・レベル比較器３１で構成され、信
号品質検出器１の出力の制御信号Ｃ１により検出出力と
して指示信号Ｃ２を発生し、該指示信号Ｃ２は前記信号
品質検出器１のレベル検出器１３の切替器１３４を動作
させ、短時間の検出時間／制御周期と長時間の検出時間
７制御周期の２つの動作モードを安定に切替える。そし
て信号品質検出器１の出力の制御信号Ｃ１の表す降雨減
衰量が、ある基準値よりも多ければレベル検出器１３の
切替器１３４が短時間検出器１３１の出力を選択し、あ
る基準値よりも少なければ、レベル検出器１３の切替器
１３４が長時間検出器１３２の出力を選択する。

このようにすれば、降雨減衰の少ないときは、長時間検
出によって検出誤差が小さくでき、また、降雨減衰の多
いときは、短時間検出によって動的追従誤差を小さくで
きる。

そして切替器１３４における２つのモードの切替動作は
、切替制御回路３のヒステリシス・レベル比較器３１に
より検出にヒステリシス特性を持たせることにより安定
化され、長時間モードから短時間モードへの切替と、短
時間モードから長時間モードへの切替が安定に行われる
。

第３図の説明図は、横軸が地球局ｌＯと衛星２０の間の
降雨減衰量を表し、縦軸が衛星２０に到達する地球局１
０からの送信波の電力レベルを表す。

ここでは、従来方式の信号品質検出器の検出時間／制御
周期を、本発明の方式の信号品質検出器１における長時
間モードと一致させて比較している。従って降雨減衰量
が多い場合の制御誤差は従来方式と本方式の両方式とも
同じである。

ところが、従来方式のように一定の検出時間／制御周期
で送信電力を制御すると、降雨減衰の小さいときにも、
降雨減衰の大きいときと同等の静的検出誤差と、減衰量
変化率に応じた動的追従誤差が出る。

それに対し、本方式では、降雨減衰量の小さい場合には
検出時間／制御周期が短時間のモードとなるので、その
結果、降雨減衰量の小さい場合には静的検出誤差が減り
動的追従誤差が増す。しかし、降雨減衰量の小さい場合
には降雨量の変化率も小さいので動的追従誤差の絶対値
は小さく、実質的誤差は静的検出誤差で決まるので制御
誤差は少な（なる。従って、本方式によれば、降雨減衰
の多いときの制御誤差は従来方式と同一に少ない誤差に
保ちつつ、降雨減衰の少ないときの制御誤差を実質的に
低減できるので問題が無い。

また、通常は地球局１０に対する法的制約から、可変利
得電力増幅器２の制御量に限度が設けられ、横軸の降雨
減衰量が一定値ＭＡＸを越えて多くなった場合は、降雨
減衰量の増加を補償しきれず、縦軸の衛星到達電力レベ
ルは標準の一定レベルを保持できず次第に減少する。こ
こでは、本方式のモード切替のスレッショルドＴ旧、Ｔ
Ｈ２のレベルをこの値ＭＡＸより大きくとっであるので
、標準レベルでの制御誤差が大きくならず問題が無い。

また、信号品質検出回路ｌにレベル検出の代りに符号誤
り率検出を用いる場合は、降雨減衰が少ない場合に符号
誤り率が良くて検出のための所定の誤差を得るのに長時
間を必要とするため、本発明の効果はより顕著となる。

〔発明の効果〕

以上説明した如（、本発明によれば、地球局の送信電力
制御が、降雨減衰量の少ない場合に、実質的に制御誤差
を小さくできることにより、衛星局に到達する電力レベ
ルが過大となり他の通信回線の通信品質を劣化させる確
率を低減できる効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の２モード送信電力制御方式の構成を示
す原理図、 第２図は本発明の実施例の２モード送信電力制御方式の
構成を示すブロック図、 第３図は本発明の実施例の２モード送信電力制御方式の
動作を説明するための説明図、第４図は従来の送信電力
制御方式のブロック図である。 図において、 １は信号品質検出回路、 １１は低雑音増幅器、１２はダウンコンバータ、１３は
レベル検出器、１４は演算処理器、２は可変利得電力増
幅器、 ２１は可変利得増幅器、２２は高出力電力増幅器、３は
切替制御回路、 ３１はヒステリシス・レベル比較器である。 来貢≦■Ｈの２七−Ｆ五イ真１０ｑ制不邸ブｊＪｔ）ホ
１筬ε示引涼工星緊寥　１　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 受信信号の品質を検出し制御信号（Ｃ１）を出力する信
   号品質検出回路（１）と該信号品質検出回路（１）の出
   力信号（Ｃ１）により利得を可変し送信信号を電力増幅
   して衛星（２０）へ送信する可変利得電力増幅器（２）
   からなる衛星通信の地球局（１０）の送信電力制御方式
   において、 該信号品質検出回路（１）が受信信号の品質を短時間と
   長時間の２つの時間で検出し制御信号（Ｃ１）として該
   短時間検出の場合は短い周期の信号を出力し長時間検出
   の場合は長い周期の信号を出力する２つの動作モードを
   有し、 該信号品質検出回路（１）の出力の制御信号（Ｃ１）に
   応じて特定の出力特性をもつ制御信号（Ｃ２）を発生す
   る切替制御回路（３）を具え、 該切替制御回路（３）の出力の制御信号（Ｃ２）により
   前記信号品質検出回路（１）の２つの動作モードを切替
   えた該信号品質検出回路（１）の出力信号（Ｃ１）によ
   り可変利得電力増幅器（２）の利得を可変することを特
   徴とした２モード送信電力制御方式。