JPH0425736B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の技術分野） この発明は、殆んど無人の状態で運転される多
数の地球局を含む時分割多元接続（Time
Division Multiple Access：以下TDMAという）
衛星通信システムの監視制御のために用いられる
状態情報伝送方式に関するものである。

（技術の背景） TDMA技術を用いた衛星通信は、近来、国内
通信あるいは所謂ビジネス通信のために広く用い
られようとしている。この様な通信システムに於
いては、多数の局の１つ１つに保守者を常駐させ
ることは不可能であるため殆んど無人の状態で運
転され、代つて通信網の中央監視制御施設が遠隔
的に監視制御を行なうことが望ましい。TDMA
通信システムでは必らず基準局が必要であるた
め、この様な監視制御は基準局に於いて行なうの
が最も自然である。もつとも基準局となる地球局
の位置は電波の干渉等の問題を避けるため市街地
から離れて設置されることが多く、中央監視制御
施設のみ市街地の交通便利な場所に設置し、地球
局との間は専用データ回線を用いて接続される場
合も多いと思われる。ここでは中央監視制御施設
は離れていても基準局の一部を構成するものとし
て説明する。

第１図は本発明が想定しているネツトワークの
構成図である。図の様に本システムは１つの衛星
１００と多数の地球局１０２，１０４，１０６，
１０８，……とから成る。それぞれの地球局は地
上回線１５２，１５４，１５６，１５８，……と
インターフエースし、衛星１００を介して相互に
トラヒツクデータを交信している。

各局は基本的には無人で運転が可能であり、各
局内の諸装置の動作状態は監視制御用装置１２
２，１２４，１２６，１２８，……で集められ、
状態情報として衛星経由基準局に送られる。

地球局１０２は基準局たる地球局であり、各局
から送られた状態情報を受信し、地上回線１６２
を介して中央監視制御施設１２０に送られる。中
央監視制御施設１２０からは逆に各局を遠隔制御
するための制御情報が地球局１０２と衛星１００
を介して送られる。

図において地球局１０４は予備基準局であり、
地上回線１６４を介して中央監視制御施設１２０
と接続されており、地球局１０２や地上回線１６
２に障害が起つた場合にはこれに代ることが出来
る。しかし小さなネツトワークでは予備基準局を
欠く場合もある。

衛星回線の立ち上がりの時期や、どれかの地球
局に障害が起こり、衛星回線が使用出来ぬ場合
は、地上の公衆通信網１７０を用いて任意の局の
状態を監視したり、遠隔制御を行なえる場合もあ
るが、本発明とは直接関係がないので、説明は省
略する。

通常この様な遠隔監視制御のために各局から基
準局に送られるべき監視項目は数十から百数十項
目程度であり、逆に基準局から各局に送られる制
御項目は、この数分の一程度である。これらの項
目数は局の規模、機能等により局毎に異なる場合
もある。また監視項目として伝送すべき内容が、
単なるリレー接点の出力の場合と、アナログの計
測結果をデジタル値に変換した数値の場合とでは
必要な伝送路容量に大きな違いが生じる。

一方、通常のTDMA衛星通信システムに於い
ては各地球局にTDMA端局が設置され、基準局
には特別な機能を持つた基準端局装置が単独で設
置されるか、TDMA端局に附加される。TDMA
衛星通信システムは時分割のシステムであるた
め、各局間の「同期」が基本的に重要であり、基
準端局装置と各TDMA端局との間では随分シス
テムを維持するための制御情報やそれに対する応
答、あるいはアラーム信号などを含む状態情報が
交換されている。この様な情報はTDMA端局の
動作と直接関係があり、実時間的に処理し、結果
を直ちに実行する必要があるため、通常基準端局
装置及びTDMA端局に情報の発生、処理、実行
のための機能が内蔵されており、この様な情報を
交換するチヤネルもそれぞれが送信するバースト
の中に特別に用意されている。

この他に、各局にTDMAフレームのタイムス
ロツトを割り当てるための情報であるバーストタ
イムプラン（Burst Time Plan）や衛星回線と
地上回線との接続関係を指定するチヤネルマツピ
ング（Channel Mapping）情報も随時中央監視
制御施設１２０にて作成され各局に分配される
が、この様な情報は常時伝送する必要がないので
特別なチヤネルを設けず、必要時にオーダーワイ
ヤ回線等を流用して伝送するのが普通である。

これに対して、本発明の対象である各局の状態
情報は前記TDMA端局をも含む地球局全体の運
用状態に関する情報であり、常時はすべて「正
常」であるべきで殆んど変化すべきものではない
が、局の異常や障害が発生した場合、それを出来
るだけ早く感知するには中央監視制御施設１２０
に於いて常時監視を続ける必要がある。従つてこ
の様な状態情報の伝送には専用のチヤネルを用い
る必要がある。この場合次の様な問題がある。

（従来技術と問題点） この状態情報は正常時は各項目が「正常」であ
ることさえ伝送されれば良いが、異常時には全項
目のデータを速やかに伝送する必要があり、また
中央監視制御施設１２０によつて実施される故障
診断のための遠隔制御に対応して各項目の変化や
実測値を時々刻々伝送する必要がある。従つて、
専用チヤネルの容量はこの様な異常時に於けるデ
ータの伝送に十分なものでなければならない。

各局からのデータの伝送は一方向性のものであ
り、トラヒツク用の双方向チヤネルの一部を利用
するのは不経済である。また各局別の独立したチ
ヤネルを受信するために基準局の地球局設備はこ
れら専用チヤネル毎の受信ポートを持たねばなら
ぬ。

更に、TDMA衛星通信システムがホツピング
制御の技術を用いて複数の搬送波を利用する様に
拡張された場合、この専用チヤネルは必らず基準
局によつて受信される様に配慮されねばならな
い。

この様な問題を解決するために、各地球局の監
視制御用のチヤネルも前述TDMA端局の基準端
局装置とTDMA端局との間の実時間処理用デー
タチヤネルと同様に一般のトラヒツクチヤネルと
は独立した特別のチヤネルとして取扱うことが考
えられる。しかし、その場合はチヤネル数、従つ
て、地球局の数や、チヤネル容量に大きな制約が
加わるばかりでなく基準端局装置、TDMA端局
等の端局装置にも余分な機能を追加する必要があ
る。この辺の事情をTDMAのフレーム／バース
ト構成により、第２図にもとづいて説明する。

第２図ａは公知のTDMAフレーム構成の一例
であり、４つの地球局が参加した極めて簡単なモ
デルを示す。４つの局の内の１つが基準局に選ば
れ、フレーム同期信号１０を含む基準バースト１
１を周期的に送信することによりTDMAフレー
ムを定義し、全地球局にタイミングの基準を与え
る。各局は、基準バーストを受信し、その中のフ
レーム同期信号の与える基準タイミングに基づい
て各局の送信すべきトラヒツクデータを含むデー
タバースト１，２，３及び４を共通の周波数の搬
送波を用いて、相互に重畳しない様に送信する。

各データバーストはそれぞれバースト同期信号
を含んでいるので、各局は自局の送信したバース
トを衛星経由受信し、その中のバースト同期信号
と前述基準バースト中のフレーム同期信号との相
対的時間位置を測定し、あらかじめ指定された時
間位置と比較して送信タイミングの誤差を知り、
修正することで時分割システムとしての同期すな
わちバースト同期を維持することが出来る。ただ
し、第２図の場合は基準局以外の各局はデータバ
ーストとは別に特別なバースト、すなわち同期バ
ースト２１，３１，４１を送信し、これらを用い
てバースト同期を行なう例を示している。

同期バーストを用いることの利点はデータバー
ストの位置や大きさがシステムの同期維持の機能
と無関係に決められることであり、システムの運
用に柔軟性を持たせることが出来ることである。

第２図ａの様に、基準バーストと各局の同期バ
ーストをフレームの一部の領域に集めることは昭
和55年（1980）12月２日公告の特公昭55−47781
（渡辺、他「時分割多元接続通信方式」特開昭51
−5914）に述べられている。また複数の搬送波を
用いた系における同期バーストの必要性について
は本願と同一発明者により出願されている「搬送
波ホツピング機能を有するTDMA衛星通信シス
テムの基準局交代方式」に述べられている。

第２図ｂは基準バーストの構成を拡大して示し
た図であり、先頭に受信復調器の搬送波とビツト
タイミングの再生を容易にするためのＣ／BTR
（Carrier／Bit Timing Recovery）パターンを
有し、次いでフレーム同期信号UWがある。この
同期信号はランダムな符号列の中に在つてもユニ
ークに見つけられる、と云う意味でユニークワー
ド（Unique Word：以下UWという）と呼ばれ
る。次いで送信局や運用の状況を識別する識別符
号（Identification：以下IDという）がある。

次いで基準局の基準端局装置が各局を制御する
ために使用する制御データチヤネル（Control
Data Channel：以下CDCという）がある。次い
で局間の打合せに使用されるオーダワイヤチヤネ
ルOWがある。

バーストをTDMAフレーム上に配列する時、
相互の重畳を避けるためバースト間にスペースを
明けておくことが必要であるが、図では各バース
トの前方にガードタイムGTとして確保してあ
る。

第２図ｃは同期バーストの構成を拡大して示し
た図である。このバーストは基準バーストに類似
しているがCDCの代りに基準端局装置からの制
御情報に対する対応や簡単な状態情報の伝送に用
いられるサービスチヤネルSCがある。

基準バーストの最後部にあるMC（Ｃ）と同期
バーストの最後部にあるMC（Ｍ）とは本発明が
対象としている状態情報伝送を従来の技術で行な
う場合の例を示したものであり、MC（Ｃ）は中
央監視制御施設から各局へ向けた制御情報を伝送
するためのタイムスロツト、MC（Ｍ）は各局が
基準局へ送る状態情報を伝送するためのタイムス
ロツトである。

もし独立した同期バーストを用いないシステム
ならば、MC（Ｍ）のタイムスロツトは次に述べ
るデータバーストに含める必要がある。

第２図ｄはデータバーストの構成を拡大して示
した図である。バーストの始めのＣ／BTR，
UW，IDは他のバーストと同様であり、この部分
をまとめてプレアンブルワードと呼ぶがそれに続
く部分は伝送すべきトラヒツクデータである。

第２図ａに戻つて、基準バースト、同期バース
ト、それに各データバーストのプレアンブルワー
ドの部分はトラヒツクデータの伝送には直接役に
立たぬ部分である。通常全フレーム長の内で、ト
ラヒツクデータの伝送に占める割合をフレーム効
率と云い、出来るだけ高い効率、例えば95％〜98
％程度の効率が要求される。従つて前述の基準バ
ースト、同期バースト、プレアンブルワードは
（GTも含めて）極力短縮することが要求される。

特に同期バーストの数は地球局の数と共に増加
するので、同期バーストの中に含まれるMC（Ｍ）
のタイムスロツトは短縮が必要であり、この結
果、伝送すべき全データを分割して少しづつ伝送
し、受信側で全体を組み立て直す必要がある。例
えば最近のINTELSAT TDMAシステムでは、
CDCやSCのデータ伝送に対して32ビツトのデー
タワードを16ケに分割し、1TDMAフレームに２
ビツトづつ伝送すると云う方法を用いている。こ
の様に分割されたデータはそのデータ単独では意
味を成さず、また基準局で受信する場合もその時
に存在する各地球局から分割されたデータが交互
に送られて来るため、そのままの形で出力するこ
とが出来ず、結局基準端局装置の内部でばらばら
に送られて来る各局からのデータを蓄積し、誤り
制御等の処理を行なつた上で意味のあるデータの
セツトとして出力するための機能が要求されるこ
とになる。

従つて、基準端局装置は本来のTDMAシステ
ムの維持管理機能を加えて複雑な処理機能が要求
されることになり、又一方、この様な処理機能を
備えた基準端局装置を持つシステムは、参加局数
や、状態情報の伝送の上で制約を受けることにな
る。

この様な状態情報の処理は基準端局装置−
TDMA端局系とは独立した外部の処理装置によ
つてすべてを行なうことの方がその機能の拡張性
や、データの活用における柔軟性の上で望ましい
ことは云う迄もない。

（発明の目的） 本発明の目的は以上述べた各局の状態情報を伝
送する際の問題点を解決し複数の搬送波を用いた
トランスポンダホツピングあるいは同一トランス
ポンダ内での周波数ホツピング（両者をまとめて
搬送波ホツピングと呼ぶことにする）を用いるシ
ステムにも適用可能な状態情報伝送方法を提供し
ようとするものである。

（発明の構成及び作用） 本発明は上記の目的を達成するために次のよう
な構成を有する。即ち、 １つの衛星と、複数（最大Ｐ）の地球局とを含
み、１波以上の搬送波を用いるTDMA衛星通信
システムであり、基準局として選ばれた地球局
が、前記搬送波のうちの少なくとも１波を用い
て、TDMAフレーム周期と、ｎ個（ｎ≧２）の
連続するTDMAフレームから成るマルチフレー
ムとを規定する基準バーストを送信し、前記最大
Ｐ個の各地球局が前記TDMAフレーム毎にデー
タバーストを、またマルチフレーム毎に同期バー
ストを、同じ搬送波を用いる他局のデータバース
トや同期バーストと時間的に互いに重ならない時
間位置に送信する一方、受信相手方と定めた他局
からのデータバーストを受信する通信システムに
おいて、1TDMAフレーム上にＱ個（Ｑ≦Ｐ／
ｎ）の同期バースト用のタイムスロツトを設ける
とともに、同期バーストやデータバーストと重な
らない時間位置に１個のMCバースト用のタイム
スロツトを設け、少なくとも一部の地球局が該
MCバースト用タイムスロツトを用いて、少なく
とも１ケの完結した形のデータワードを含む特定
の形式の状態情報伝送用のMCバーストを、同一
搬送波上では他局のMCバーストと重畳せぬよう
に送信し、基準局はこれを受信し、１つの完結し
た形のデータワードを復元することを特徴とする
TDMA衛星通信システムにおける状態情報伝送
方式であり、 Ｍ波（但しＭ≧２）の搬送波を用いる場合に、
各搬送波について1TDMAフレーム毎に１個の同
期バースト用タイムスロツトを他の搬送波におけ
る同期バースト用タイムスロツトと時間位置が重
ならないように設けるとともにこれら各搬送波に
おいて同期バースト用タイムスロツト及びデータ
バーストと重ならない共通時間位置にMCバース
ト用のタイムスロツトを設け、このタイムスロツ
トを用いて各地球局は割り当てられた搬送波で同
じ搬送波の他局のMCバーストと重畳せぬよう相
互に異なるTDMAフレームでMCバーストを送
信し、基準局はＭ波の搬送波のうち切換えによつ
て１波を受信し、受信したMCバーストについて
１つの完結した形のデータワードを復元すること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
TDMA衛星通信システムにおける状態情報伝送
方式である。

また、実施態様として次の構成を含む。

第１の実施態様として前記複数の地球局の内の
前記少なくとも一部の地球局の各々が前記マルチ
フレーム上のあらかじめ指定されたTDMAフレ
ームを用いてｎフレーム周期で送信することによ
り他の局のバーストと重畳せぬ様にして前記特定
の形式のバーストを送信し、 前記基準局は、前記特定の形式のバーストを受
信すべき搬送波をマルチフレーム（ｎフレーム）
毎にＭ波の間で切換えることにより、前記各地球
局から送信される前記特定の形式のバーストをｎ
×Ｍフレーム周期で受信することを特徴とする前
記TDMA衛星通信システムにおける状態情報伝
送方式である。

これは、他の局のバーストと重畳しないように
する方法及び基準局における搬送波選択手順を具
体的に限定したものである。

第２の実施態様として前記特定の形式のバース
トを送信する前記地球局の少なくとも１つが自己
の送信するどれかのバーストを用いて前記基準局
にアラーム信号を送信した場合、 前記基準局は該アラーム信号を発信したことに
より、該アラーム信号を発信した地球局の割当て
周波数に対応する周波数の搬送波を切換により選
択しマルチフレームの整数倍だけ継続して受信す
ることにより前記アラーム信号を送信した地球局
の前記特定の形式のバーストを優先して受信する
ことを特徴とするTDMA衛星通信システムにお
ける状態情報伝送方式である。これは、基準局の
搬送波選択手順を別の仕方で具体化したものであ
る。

第３の実施態様として前記基準局が前記基準バ
ーストを用いて１つの地球局を指定した制御信号
を送信し、 指定された地球局は前記特定の形式のバースト
を少なくとも１マルチフレームの期間にわたつて
毎フレーム送信し、 少なくとも前記指定された地球局と同一の搬送
波を使用して前記特定の形式のバーストを送信し
ている他の地球局は、少なくとも前記期間にわた
つて前記特定の形式のバーストの送信を停止する
ことを特徴とするTDMA衛星通信システムにお
ける状態情報伝送方式である。これは各地球局の
特定の形式のバーストの発信に対する基準局から
の制御の内容を具体的に限定した実施態様であ
る。

本発明は、次の特徴を有する。

先ず各局が伝送すべき状態情報の全体を、また
は、それぞれがデータとして意味を有する様に分
割したものを、１ケの完結した形のデータワー
ド、即ち、誤り検出用のビツトなどを含み、受信
側ではそれだけから元のデータを復元できる形と
したものを、１回に送信するMC（Ｍ）のデータ
とし、これを前述３種のバーストと同様に特定の
形式を持つたMC（Ｍ）伝送専用のバースト、す
なわちMCバーストとして各局が送信することで
ある。この結果、MCバーストを受信した基準局
の基準端局装置は複雑な蓄積記録処理をすること
なく、誤り検出などの処理を行うだけで、殆んど
そのままの形のデータワード（またはパケツト）
として中央監視制御施設へ転送することが出来、
基準端局装置に要求される機能が軽減されるばか
りでなく、局数、状態情報の量等に対する制約は
なくなる。

次に単一の搬送波を用いるシステムに於いて
は、MCバーストの送信の頻度をＰフレームに１
回とし、Ｐの数値を例えばシステムに参加が予想
される地球局の数の最大値、またはそれ以上に選
ぶことで、各TDMAフレームに含まれるMCバ
ーストの数は１つに限ることが出来、フレーム効
率に及ぼす影響も軽減される。この場合、
TDMAフレーム上に各局に共通のタイムスロツ
トがMCバーストのために用意され、各局はMC
バーストが相互に重畳しない様にこのタイムスロ
ツトを共用することになる。

本発明は、TDMAシステムが複数の搬送波を
用い、搬送波ホツピングを行つてシステムを拡張
した場合にも有効に適用出来る。すなわちＭ波の
搬送波が用いられた場合、本システムに参加する
複数の地球局は少なくともMCバーストの送信に
対してはほぼ均等にＭ個のグループに分けられる
ものとし各局はｎフレーム（ただしｎＰ／Ｍ）
を周期として同一MCバーストを通常はＭ回づつ
繰り返して送信する。基準局の基準端局装置はＭ
波の搬送波で同時に送られて来るMCバーストの
内、先ず或る搬送波のものをｎフレーム分受信
し、次いでＭ波の間で順に受信する搬送波を切換
えることにより或る局のMCバーストをＭ×ｎフ
レーム周期で受信監視することが出来る。この様
に幾つかの搬送波を切り換えて受信する具体的手
段としては本願と同一発明者による出願
「TDMA衛星通信用搬送波ホツピング制御装置」
が役に立つ。

本発明は更に異常時に際して特定の局との間の
状態情報の伝送容量を増加出来る。例えばＭ波の
搬送波を用いている例では搬送波の切換を止める
ことだけで特定の局からのMCバーストの受信回
数をＭ倍に増やすことが出来る。

また、他の局のMCバーストの送信を中止さ
せ、特定の局のみにMCバーストを送信させるこ
とでＭ×ｎ（Ｐ）倍に増やすことが出来る。

（発明の実施例） 以下本発明の実施例について更に詳細に説明す
る。

第３図は本発明を適用するTDMAフレームの
階層構造の一例を示す。すなわち、基準局が基準
バースト１１を周期的に送信することによつて定
義されるTDMAフレームに対して、マルチフレ
ームと制御フレームを定義し、マルチフレームは
ｎ個のTDMAフレーム、制御フレームはＱ個
（但し、ＱＰ／ｎ）のマルチフレームから成る
ものとする。各局から送信されるデータバースト
１，２，３，……はもち論TDMAフレーム毎に
送信される。同期バースト２１，３１，……につ
いては第２図の様にこれをTDMAフレーム毎に
送信すると局の数が増えた時にフレーム効率の低
下をもたらすので、ここではマルチフレーム毎に
送信されるものとする。従つて１つのTDMAフ
レームにはＱ個の同期バーストだけが含まれるこ
とになる。この様な構成はTDMAシステムとし
て同期を維持するための本質的なものであるか
ら、少なくともマルチフレームの階層迄は基準バ
ーストにより定義される。これには基準バースト
中のフレーム同期信号（UM）のパターンをｎフ
レームに１回だけ変更し、これをマルチフレーム
のマーカーとして各局が使用する公知の方法でマ
ルチフレームが定義できる。

図の５１は本発明のMCバーストであり、或る
マルチフレームではタイムスロツト２１に同期バ
ーストを送信する局が送信し、次のマルチフレー
ムではタイムスロツト３１に同期バーストを送信
する局が送信する。

この結果Ｑマルチフレームすなわち１制御フレ
ームかかつて全部の局がMCバーストを１回づつ
送信することになる。制御フレームもTDMAシ
ステムの方で定義してもらう必要があるが、これ
には基準バースト内のCDCを通じて特別なコー
ドを放送する様な公知の方法が利用出来る。この
方法はCDCの内容がソフトウエアで変更出来る
ことから局数の変動に対して制御フレームの長さ
を変更することも可能であり便利である。
（TDMAフレーム中の同期バーストの数、バース
トの位置等も前述バーストタイムプランの変更に
より制御出来る。） 第４図は本発明を実施するための各局の監視制
御用装置１２６と基準局の中央監視制御施設１２
０間のデータ伝送に関係する各部を示す。

４０４は今問題としている地球局に設備された
TDMA端局であり基準局の基準端局装置４０２
の制御の下に動作している。

監視制御用装置１２６には局内諸装置の状態情
報４５０，４５０′……（例えばリレー接点状態）
を集め電気的変換を行なうインターフエース４１
０があり状態情報を処理装置４１４に取り込んで
中央監視制御施設１２０に送るべきデータワード
を作る。処理装置４１４は通常マイクロコンピユ
ータやメモリ回路等で簡単に構成出来る。処理装
置４１４はデータワードの全てを、またデータワ
ードの長さがMCバーストの容量に比して大きす
ぎる場合は全体を幾つかの有意のデータワードに
分割してFIFO（First In First Out）レジスタ４
１６に入れる。この際、地球局の識別符号および
データワードが分割された場合はその分類を示す
符号等も追加され、更にCRC（Cyclic
Redundancy Check）などの誤り制御用チエツ
クビツトも添付される。この様な構成のデータワ
ードをここではデータパケツトと呼ぶことにす
る。

このデータパケツトはFIFO４１６から１制御
フレームに１回データ４５４として読み出され、
一度TDMA端局４０４内部のバツフアメモリー
に貯えられた後、高速のMCバースト内のデータ
MC（Ｍ）４５６として送信される。

基準局の基準端局装置４０２はMCバーストを
受信するとMC（Ｍ）のデータを分離してデータ
４５８としてFIFOレジスタ４２０に入れる。

処理装置４２２はこれをFIFOレジスタ４２４
を介して伝送路１６２に乗せ中央監視制御施設１
２０に送る。処理装置４２２は基準端局装置４０
２の一部であるが、上述の場合はMC（Ｍ）が有
意のデータであるため同期のためのフラグを添付
するなど受信したデータワードを伝送路１６２に
適したフオーマツトのパケツトに変形するための
処理を行なうだけでそのまま中央監視制御施設１
２０に送出することが出来る。しかし、MCバー
ストの長さを短縮する目的で発信局の識別符号の
送信を省略する場合は、受信側でこれを添付する
必要がある。また、伝送路１６２の容量が受信し
た全局のMC（Ｍ）を伝送するだけの余裕がない
場合、各局が送信するデータワードの中に、その
データが何等かの重要な変更点を含むか否かの表
示をさせ、処理装置４２２がこの表示をチエツク
し、変更点を含むものを優先的に伝送路に乗せる
等の制御を行なう必要がある。中央監視制御施設
１２０が受信した或る局のデータワードにより異
常を発見した場合、あるいは単なるメンテナンス
のための目的で何等かの制御情報を送る時は伝送
路１６２′を用いてFIFOレジスタ４２６によりデ
ータ４６０として基準端局装置４０２に入力す
る。基準端局装置４０２はこれを基準バースト内
のMC（Ｃ）のタイムスロツトを用いて送信する。
MC（Ｃ）によつて送れるチヤネル容量は、例え
ば1200baud相当と云う様に決つているので中央
監視制御施設１２０が伝送路１６２′に乗せる制
御情報も1200baud相当又はそれ以下の連続デー
タまたはパケツト状データに制限される。MC
（Ｃ）はTDMAフレームに１回伝送されるが、１
回のMC（Ｃ）のデータの内容は必らずしも有意
である必要はない。しかし各局のMCは基準バー
スト中のMC（Ｃ）しか受信していないので各局
のMCデータ４６４として供給されたデータは
FIFOレジスタ４１８内で連続データに復元され、
有意のデータワードとして処理装置４１４に取り
込まれる。処理装置４１４ではこのデータワード
が自局に宛てたものか否かを内容を解読すること
により判定し、もし、それが自局宛のものであつ
た場合は制御情報の示す内容に従つてインターフ
エース４１２を介し制御信号（例えばリレー駆動
信号）４５２，４５２′，……を関係する局内装
置に送る。

地球局装置に異常が発生した場合処理装置４１
４はアラーム信号４６６をTDMA端局４０４に
送りサービスチヤネル（SC）４６８に乗せても
らうことが出来る。基準端局装置４０２は
TDMA端局４０４との間での実時間処理用回線
として前述の様に制御データチヤネルCDC４７
２とサービスチヤネルSC４６８を有する。また
基準端局装置４０２の動作は回線４７０を通じて
中央監視制御施設１２０により直接監視制御され
ている。従つてこのアラーム信号は直ちに中央監
視制御施設１２０に転送され対応処置がとられる
ことになる。

この場合の監視制御システムの動きは次の２つ
が有る。

１つは基準端局装置４０２が独自の判断又は中
央監視制御施設１２０の指示の下に、全局にMC
バーストの送信を停止させるための制御情報（コ
マンド）を制御データチヤネルCDC４７２を用
いて放送し、一方アラーム信号を発した局に対し
てはMCバーストを毎フレーム送信する様に指示
することである。この結果TDMA端局４０４が
FIFOレジスタ４１６の内容を取り込む頻度は高
まり処理装置４１４はより多くのデータが送信出
来ることになる。

もう一つの動きは中央監視制御施設１２０での
故障診断を助けるための地球局装置や局内の試験
装置を遠隔的に制御するための情報をMC（Ｃ）
としてアラーム信号発信局に宛てて送信して制御
を行ない、その結果得られた状態の変化を伝送容
量の増大したMC（Ｍ）回線を用いて収集するこ
とである。この間に万一他の地球局で異常事態が
発生したとしても、基準局は常時すべての局のサ
ービスチヤネルを監視しているのでアラーム信号
を受信することで適切な対応が可能である。

この様にして本発明の状態情報伝送方式によれ
ば、平常時も異常時も最も有効な形で伝送路を利
用することが出来、一方フレーム効率は最大限に
高めることが出来る。

本発明は複数の搬送波を用いて搬送波ホツピン
グ、すなわちトランスポンダホツピングまたは同
一トランスポンダ帯域内での周波数ホツピングを
行う様な拡張されたTDMA衛星通信システムに
も有効に適用出来る。

第５図は複数の搬送波を用いるシステムに本発
明を適用した場合のフレーム構成を示す。図では
周波数a，b，c，dの４波の搬送波がシステ
ム内で送信に用いられていると仮定しており、衛
星で中継される際にこれらはFa，Fb，Fc，Fdに
周波数変換されると考えている。

各局における搬送波ホツピングは技術的には送
信側でも、受信側でも、また両側同時でも行なう
ことが可能であるが、ここでは受信側のみで行な
うと仮定する、すなわち、各局は送信搬送波とし
て１つだけが指定され、一方４つの搬送波のいず
れをも切換えて受信出来るものとする。

図のａは衛星中継器入力で見た４つの搬送波の
それぞれにおけるフレーム構成を示す。

基準局は送信にaを指定されており、基準バ
ースト１１とデータバースト１をa上に送信す
る。同期バースト１２はaを用いて送信する各
局が共通に使用する同期バーストのタイムスロツ
トを示し、各局はｎフレームに１回このタイムス
ロツトに同期バーストを送信する。５１は本発明
のMCバーストのためのタイムスロツトでやはり
ｎフレームに１回送信される。従つて簡単のた
め、或るフレームで同期バースト１２を送信した
局がMCバースト５１も送信すると考えて良い。

基準局が障害を起した時にこれを代行する予備
基準局を備えたシステムでは、基準局が予備基準
局に監視制御される場合があり得る。従つてその
様なシステムでは、基準局も同期バースト１２や
MCバースト５１をｎフレームに１回他の局と同
様に送信することになる。bにおける２１、c
における３１、dにおける４１はそれぞれの搬
送波における同期バーストのタイムスロツトを示
し、それぞれの搬送波周波数を用いての送信を指
定された地球局がそれぞれｎフレームに１回の周
期で同期バーストを送信する。５２，５３，５４
も同様にそれぞれの搬送波におけるMCバースト
のタイムスロツトを示す。フレーム上でMCバー
スト用タイムスロツト以降はすべてデータバース
トのためのタイムスロツトとなる。

図のｂは基準局の受信側におけるフレーム構成
を示す。すなわち受信側の搬送波ホツピングの動
作を示し、図の破線は搬送波ホツピングの切換時
点を示す。

先ず、フレームの最初に於いてFaを受信して
基準バースト１１とaで送信している局の同期
バースト１２を受信し、次いでFdに切換えて同
期バースト４１を、次いでFcの同期バースト３
１、Fbの同期バースト２１を受信する。図ａに
示す様に各搬送波で送信する同期バーストの位置
は相互にずれているので、受信側の搬送波ホツピ
ングにより全ての基準バーストと同期バーストを
受信することが出来る。この様にして第３図と類
似した受信フレーム構成が得られる。

次にMCバーストのタイムスロツト５０では４
つの搬送波の内の１つからMCバーストを選んで
受信する。通常或る搬送波でｎフレームだけMC
バーストを受信したら他の搬送波でｎフレーム受
信すると云う様に上のタイムスロツトにおける搬
送はホツピングの制御を変更し、４×ｎフレーム
で又最初の状態に戻ることになる。一般にＭ波の
搬送波が用いられている場合にはＭ×ｎフレーム
の周期で各局のMCバーストを受信することにな
る。丁度第３図における制御フレームの周期を決
めるＱが搬送波の数Ｍに置き代つたことになりＭ
×ｎＰの関係がなければならない。

基準局がＭ×ｎフレーム周期でしか各局のMC
バーストを受信しない以上、各局はＭ×ｎフレー
ム周期で、基準局の受信サイクルに同期してMC
バーストを送信しても良い。しかし、同期をとる
ことに問題があれば各局はｎフレーム毎にMCバ
ーストを送信し、但しＭ回は同一の内容を送信す
ることにしても良い。

すなわち第４図においてTDMA端局４０４が
FIFOレジスタ４１６からデータ４５４を引出す
頻度はＭ×ｎフレームに一回とするものの、この
データはTDMA端局４０４内のバツフアーに保
存し、これをｎフレーム毎に繰り返し送信すれば
良い。

前述の様にもし或る局で異常が発生した場合、
その局のMCはアラーム信号４６６をTDMA端
局４０４へ送りサービスチヤネルSC４６８を用
いて基準局に通報する。この場合基準端局装置４
０２はＭ波間の搬送波の切換を一時中止し、異常
が発生した局が送信に用いている搬送波をｎフレ
ームの整数倍すなわちマルチフレームの整数倍だ
け監視し、一方アラーム信号を送信したTDMA
端局４０４はFIFOレジスタ４１６からのデータ
の引出しをｎフレームに１回に、すなわちＭ倍に
増加させ、短期間にMCが集めた状態情報を中央
監視制御施設１２０に送り込むことが出来る。

この様な動作は全く自動的に行なうことが出
来、他の局はその動作モードに何の影響も受けな
いことになる。又、各局はｎフレーム周期でMC
バーストを送信しているから基準局がｎフレーム
単位で搬送波の監視をスリツプさせたとしても同
期を取り直す必要はない。尚ここでMCバースト
受信のため、特定のタイムスロツトの搬送波ホツ
ピングの制御を周期的に変更する具体的手段につ
いては同一発明者の出願になる「TDMA衛星通
信用搬送波ホツピング制御装置」に述べられてい
る。

ホツピング制御を変更することなしに本発明を
適用するには送信側にホツピング機能を持たせれ
ば良い。この場合MCバーストの送信には特定の
１つの搬送波が指定され、各局は第３図に示した
単一搬送波動作の場合と同様にＭ×ｎフレーム周
期で、すなわち制御フレームの周期でMCバース
トを送信すれば良い。この場合、特定の局のMC
バーストの送信頻度を上げる必要のある場合は単
一搬送波動作の場合と同様、他の局のMCバース
トの送信を停止させる必要がある。

搬送波ホツピングを受信側だけで行なうか、送
信側でも行なうかは他の条件からも決まるが、上
述の様に本願はそのどちらにも対応出来る。なお
これ迄の説明は同期バーストをデータバーストか
ら独立させたシステムについて行なつたが、同期
バーストがなく、その内容、すなわちサービスチ
ヤネルSC、オーダーワイヤーチヤネルOWなど
がデータバーストのプレアンブルワードに含まれ
ていたとしても本発明の有効性には影響しない。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明方法においては、
各地球局は状態情報を１回の送信で意味を有する
データとして特定の形式を持つたMC（Ｍ）伝送
専用のバーストで送信するので、MC（Ｍ）バー
ストを受信した基準局の基準端局装置は、従来技
術のように分割されたデータを受信して蓄積記録
処理するというような複雑な処理を行う必要はな
く、殆どそのままの形のデータワードとして中央
監視制御施設へ転送することができ、基準端局装
置に要求される機能が軽減されるばかりでなく、
局数や状態情報の量に対する制約もなくなる。

また、単一の搬送波を用いるシステムにおいて
は、MC（Ｍ）バーストの送信頻度をシステムに
参加が予想される地球局の数の最大値またはそれ
を越える数のフレーム数Ｐ毎に１回というように
設定することにより各TDMAフレームに含まれ
るMCバーストの数を１個に限定することができ
フレーム効率に及ぼす影響も軽減される。そして
一たびいずれかの地球局に異常が発生した場合に
は、基準局からの制御により異常が発生した地球
局に毎フレームMCバーストを送信せしめ、他の
地球局のMCバーストの送信を停止せしめて異常
発生地球局の状態情報を集中的且つ優先的に把握
することができる。

また複数（Ｍ）の搬送波を用いるシステムにお
いても、地球局をＭ個のグループに均等に分け、
ｎ（Ｐ／Ｍ）フレーム毎にMCバーストを送信
させることにより各TDMAフレームに含まれる
バースト数を１個に限定できるのでフレーム効率
に及ぼす影響がやはり軽減されるし、基準局にお
ける受信搬送波を異常が発生した地球局に割当て
られている搬送にホツピングを停止して固定する
ことにより、Ｍ倍の頻度の状態情報の把握が可能
となる。

このように、本発明方法によれば、平常時も異
常時も最も有効な形で伝送路を利用することがで
き、一方フレーム効率を最大限に高めることが可
能となり地球局の無人運転による信頼性と経済性
を向上させることができ国内通信あるいはビジネ
ス通信用TDMA衛星通信システムの運用に多大
な効果をもたらすものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が想定しているネツトワークの
構成図、第２図はTDMAフレームとバーストの
構成の一例を示す図、第３図は本発明を適用する
TDMAフレームの階層構造を示す図、第４図は
本発明を実施するための各局の設備間の関係を示
す図、第５図は複数の搬送波を用いるシステムに
本発明を適用した場合のフレーム構成を示す図で
ある。 １，２，３，４……データバースト、１０……
フレーム同期信号、１１……基準バースト、１
２，２１，３１，４１……同期バースト、５０…
…MCバーストの受信タイムスロツト、５１，５
２，５３，５４……MCバースト、１００……衛
星、１０２，１０４，１０６，１０８……地球
局、１２０……中央監視制御施設、１２２，１２
４，１２６，１２８……監視制御用装置、１５
２，１５４，１５６，１５８……地上回線、１６
２，１６２′，１６４……地上回線、１７０……
地上の公衆通信網、４０２……基準端局装置、４
０４……TDMA端局、４１０，４１２……イン
ターフエース、４１４……処理装置、４１６，４
１８，４２０……FIFOレジスタ、４２２……処
理装置、４２４，４２６……FIFOレジスタ、４
５０，４５０′……状態情報、４５２，４５２′…
…制御信号、４５４，４５６，４５８，４６０，
４６４……データ、４６６……アラーム信号、４
６８……サービスチヤネル（SC）、４７０……回
線、４７２……制御データチヤネル（CDC）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ １つの衛星と、複数（最大Ｐ）の地球局とを
   含み、１波以上の搬送波を用いるTDMA衛星通
   信システムであり、基準局として選ばれた地球局
   が、前記搬送波のうちの少なくとも１波を用い
   て、TDMAフレーム周期と、ｎ個（ｎ≧２）の
   連続するTDMAフレームから成るマルチフレー
   ムとを規定する基準バーストを送信し、前記最大
   Ｐ個の各地球局が前記TDMAフレーム毎にデー
   タバーストを、またマルチフレーム毎に同期バー
   ストを、同じ搬送波を用いる他局のデータバース
   トや同期バーストと時間的に互いに重ならない時
   間位置に送信する一方、受信相手方と定めた他局
   からのデータバーストを受信する通信システムに
   おいて、1TDMAフレーム上にＱ個（Ｑ≦Ｐ／
   ｎ）の同期バースト用のタイムスロツトを設ける
   とともに、同期バーストやデータバーストと重な
   らない時間位置に１個のMCバースト用のタイム
   スロツトを設け、少なくとも一部の地球局が該
   MCバースト用タイムスロツトを用いて、少なく
   とも１ケの完結した形のデータワードを含む特定
   の形式の状態情報伝送用のMCバーストを、同一
   搬送波上では他局のMCバーストと重畳せぬよう
   に送信し、基準局はこれを受信し、１つの完結し
   た形のデータワードを復元することを特徴とする
   TDMA衛星通信システムにおける状態情報伝送
   方式。 ２ Ｍ波（但しＭ≧２）の搬送波を用いる場合
   に、各搬送波について1TDMAフレーム毎に１個
   の同期バースト用タイムスロツトを他の搬送波に
   おける同期バースト用タイムスロツトと時間位置
   が重ならないように設けるとともにこれら各搬送
   波において同期バースト用タイムスロツト及びデ
   ータバーストと重ならない共通時間位置にMCバ
   ースト用のタイムスロツトを設け、このタイムス
   ロツトを用いて各地球局は割り当てられた搬送波
   で同じ搬送波の他局のMCバーストと重畳せぬよ
   う相互に異なるTDMAフレームでMCバースト
   を送信し、基準局はＭ波の搬送波のうち切換えに
   よつて１波を受信し、受信したMCバーストにつ
   いて１つの完結した形のデータワードを復元する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   TDMA衛星通信システムにおける状態情報伝送
   方式。 ３ Ｍ波の搬送波を用いる場合に、前記複数の地
   球局の内の前記少なくとも一部の地球局の各々が
   前記マルチフレーム上のあらかじめ指定された
   TDMAフレームを用いてｎフレーム周期でMC
   バーストを送信し、 前記基準局は、MCバーストを受信すべき搬送
   波をマルチフレーム（ｎフレーム）毎にＭ波の間
   で切換えることにより、前記各地球局から送信さ
   れるMCバーストをｎ×Ｍフレーム周期で受信す
   ることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の
   TDMA衛星通信システムにおける状態情報伝送
   方式。 ４ 前記基準局がMCバーストを送信する地球局
   からアラーム信号を受信した場合、該アラーム信
   号を発信した地球局の割当て周波数に対応する周
   波数の搬送波を切換により選択しマルチフレーム
   の整数倍だけ継続して受信することにより前記ア
   ラーム信号を送信した地球局のMCバーストを優
   先して受信することを特徴とする特許請求の範囲
   第２項記載のTDMA衛星通信システムにおける
   状態情報伝送方式。 ５ 前記基準局が前記基準バーストを用いて１つ
   の地球局を指定した制御信号を送信し、 指定された地球局はMCバーストを少なくとも
   １マルチフレームの期間にわたつて毎TDMAフ
   レーム送信し、 少なくとも前記指定された地球局と同一の搬送
   波を使用してMCバーストを送信している他の地
   球局は、少なくとも前記期間にわたつてMCバー
   ストの送信を停止することを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載のTDMA衛星通信システムに
   おける状態情報伝送方式。