JPH0542187B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、衛星通信の小形地球局間通信方式に
関する。多数の小形地球局の間で任意に回線を設
定し、通信を行う小容量の地球局の通信方式に関
するものである。

〔概要〕

本発明は衛星通信の小形地球局間通信方式にお
いて、 周波数分割多重（FDM）と符号分割多重
（CDM、またはスペクトル拡散）とを組み合わせ
て伝送周波数帯域を多数のチヤネルに分割し、各
小形地球局に固有のチヤネルとして割り当てるこ
とにより、 多数の小形地球局の間で任意接続ができ、かつ
直接に相互通信ができるようにしたものである。

〔従来の技術〕 近年通信衛星の著しい性能の向上により、極め
て容量の小さな地球局の間で衛星通信を行うこと
が可能となつてきた。このような小形地球局で用
いられるアンテナは直径1m以下の超小形アンテ
ナであり、指向特性は広くならざるを得ない。そ
のために信号送信の場合には、隣接衛星および地
上無線系に干渉を与え、また信号受信の場合に
は、逆に上述の他の通信系から大きな干渉を受け
ることは避けられない。したがつて、小形地球局
では、特に、外部干渉に強い通信方式が必須であ
る。

第４図は従来例の小形地球局間通信装置のブロ
ツク構成図である。第４図はスペクトル拡散通信
方式の一例を示すものであり、４０，４０Ａは小
形地球局および６０は中心局を示す。

従来、小形地球局間通信方式は、第４図に示す
ように高速の擬似ランダム（PN）符号を用いて
送信信号を変調し、周波数拡散を行うスペクトル
拡散（SS）方式であつた。

〔文献〕

（スプレツド スペクトラムシステム、ジヨン
ウイリ アンド サンズ、ユーエスエー、1976、
アール・シー・デイクソン（Spread Spectrum
Systems，John Wily＆Sons，USA，1976，R.
C.DIXON））、訳本「スペクトラム拡散通信方
式」ジヤテツク出版 米国特許第4455651号明細書および図面（1984
年６月19日、クラス370） 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかし、このような従来の小形地球局間通信方
式では、 小形地球局４０Ａと小形地球局４０とが通信
する場合に、必ず中心局６０を経由するので信
号は衛星まで２往復する。したがつて、遅延が
大きく、場合によつては大きな問題点となる、 中心局６０で複数のチヤネルの信号が時間多
重されるために、中心局６０の送信信号はそれ
自体高速になるので、十分大きな拡散比を得る
のが難しく、小形地球局４０で他装置からの干
渉を抑圧するのが困難である、 小形地球局４０Ａは一般に多数であり、符号
分割多重により任意接続方式で信号を送出する
ので、基本的には中心局６０は符号分割多重の
全チヤネルに対する受信装置が必要となり、中
心局６０のハードウエア規模が膨大になる、 中心局６０から小形地球局４０へ送信する場
合と小形地球局４０Ａから中心局６０へ送信す
る場合とで周波数帯域を分割しているために周
波数利用効率が悪い、 などの問題点があつた。

本発明は上記の問題点を解決するもので、多数
の小形地球局間で任意接続が可能で、また、送信
部で大きなスペクトル拡散比を有し、受信部で大
きな処理利得が得られ、さらに単一の周波数帯域
を用いて直接相互に通信できる小形地球局間通信
方式を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、複数の小形地球局が相互に通信衛星
を介して通信を行う小形地球局間通信方式におい
て、符号分割多重と周波数分割多重とを組み合わ
せて伝送周波数帯域を多数のチヤネルに分割し、
このチヤネルの少なくとも一部を上記複数の小形
地球局にそれぞれ固有のチヤネルとして割り当て
ることを特徴とする。

〔作用〕

Ｋ種類（Ｋは自然数）のチヤネル分離数の符号
分割多重（CDM）とＬ種類（Ｌは自然数）のチ
ヤネル分離数の周波数分割多重（FDM）とを組
み合わせ全体でＫ×Ｌ種類のチヤネル分離数と
し、各小形地球局にそれぞれ固有のチヤネルを割
り当てることにより、多数の小形地球局間で任意
接続ができ、また送信部で大きなスペクトル拡散
比を有し、受信部で大きな処理利得が得られ、さ
らに単一の周波数帯域を用いて直接に相互通信が
できる。

〔実施例〕

本発明の実施例について図面を参照して説明す
る。第２図は本発明の小形地球局間通信装置の拡
散スペクトルを示す図である。第３図は本発明の
小形地球局間通信装置の総合スペクトルを示す図
である。

本発明の特徴は各小形地球局に固有のチヤネル
番号を割当てることである。チヤネル番号はそれ
によりチヤネル間の信号分離ができるものでなく
てはならない。従来チヤネル分離は、周波数分割
多重（FDM）、時分割多重（TDM）および符号
分割多重（CDM）のいずれか一つを用いていた
ので得られるチヤネル数は極めて限られていた。
例えば、符号分割多重ではスペクトル拡散比1000
としても相互相関の小さい符号を選ぶと、使用可
能なのは高々100程度に過ぎない。ところがこれ
に100程度の周波数分割多重によるチヤネルを併
用すると両者の組み合わせにより 100×100＝10000 ものチヤネル番号が得られる。すなわち、本発
明では第２図および第３図に示すように周波数分
割多重により一般にＬ通りまた符号分割によりＫ
通りのチヤネルを設け両者の組み合わせにより Ｍ＝Ｋ×Ｌ なる膨大な数のチヤネルを得ることができる。

ただし、第２図および第３図に示すように周波
数分割多重の併用により所要周波数帯域幅は多少
増大する。第２図で周波数分割多重により必要と
なる周波数帯域の増分はＬ×Δf（Hz）となる。ま
た伝送すべきデータの速度をＲ（baud）、スペク
トル拡散比をＣとすると、スペクトル拡散によつ
てもともと大略Ｃ×Ｒ（Hz）程度の周波数帯域幅
が必要なので、 Ｌ×Δf＜＜Ｃ×Ｒ となる限り周波数分割多重の併用により必要と
なる帯域幅の増加の割合は小さい。

一例として 伝送速度；Ｒ＝32（Kbaud） 拡散比；Ｃ＝1000 符号分割多重に必要な帯域幅；Ｃ×Ｒ＝32（Ｍ
Hz） 符号分割多重によるチヤネル数；Ｋ＝100 （同時アクセス可能なチヤネル） 周波数分割多重の周波数間隔；Δf＝45（ＫHz） 周波数分割多重のチヤネル数；Ｌ＝100 周波数分割多重により必要となる帯域幅；Ｌ×
Δf＝4.5（ＭHz） 総帯域幅＝Ｃ×Ｒ＋Ｌ×Δf＝36.5（ＫHz） になるシステムで、周波数分割多重を用いない
場合に対して必要となる帯域の増加の割合は高々
１／８である。このわずかの帯域増加の結果全体で Ｍ＝Ｋ×Ｌ＝100×100＝10000 ものチヤネルを設定することができる。この数
のチヤネルは殆どのシステムで、全小形地球局に
重複することなく固有のチヤネルを割り当てるの
に十分な数である。

第１図は本発明一実施例小形地球局間通信装置
のブロツク構成図である。第１図において、小形
地球局間通信装置は、小形地球局の送信部１０
と、この受信部１０から送信信号を受信する通信
衛星２０と、通信衛星２０の出力を受信する相手
局の小形地球局の受信部３０とを備える。

送信部１０は、搬送波を発生する搬送波発振器
１１と、図外より送信データを入力し、また搬送
波発振器１１から搬送波を入力してベースバンド
変調を行つて出力する変調器１２と、送信チヤネ
ルを設定する制御信号を出力する送信チヤネル制
御回路１３と、送信チヤネル制御回路１３から制
御信号を入力して拡散符号を発生する拡散符号発
生器１４と、拡散符号発生器１４から拡散符号を
入力し、また変調器１２の出力を入力して符号分
割多重の変調を行うミキサ１５と、送信チヤネル
制御回路１３から制御信号を入力して送信チヤネ
ルに合わせて周波数分割多重の変調を行うための
周波数を出力する周波数シンセサイザ１６と、ミ
キサ１５の出力を入力し、また周波数シンセサイ
ザ１６の出力を入力して周波数分割多重の変調を
行うミキサ１７と、ミキサ１７の出力を通信衛星
２０に送出するアンテナ１８とを含む。

受信部３０は、通信衛星２０の出力を受信する
アンテナ３１と、受信チヤネルを設定する制御信
号を出力する受信チヤネル制御回路３２と、受信
チヤネル制御回路３２から制御信号を入力して周
波数分割多重の復調するための周波数を出力する
周波数シンセサイザ３３と、アンテナ３１の出力
を入力し、また周波数シンセサイザ３２の出力を
入力して周波数分割多重の復調を行うミキサ３４
と、受信チヤネル制御回路３２から制御信号を入
力し、またミキサ３４の出力を入力して逆拡散符
号を出力する逆拡散符号発生器３５と、ミキサ３
４の出力を入力し、また逆拡散符号発生器３５の
出力を入力して符号分割多重の復調を行うミキサ
３６と、ミキサ３６の出力をベースバンド復調し
て受信データを出力する復調器３７とを含む。

このような構成の小形地球局間通信装置の動作
について説明する。

第１図において、変調器１２は、搬送波発振器
１１が発生する搬送波と送信データとを入力し
て、ベースバンド変調を行う。送信チヤネル制御
回路１３は、相手局の固有のチヤネルである送信
チヤネルを設定する制御信号を拡散符号発生器１
４および周波数シンセサイザ１６に与える。ミキ
サ１５は変調器１２からベースバンド変調信号を
入力し、また拡散符号発生器１４から拡散符号を
入力して送信チヤネルに合わせて符号分割多重の
変調を行う。ミキサ１７は、ミキサ１５の出力を
入力し、また周波数シンセサイザ１６の出力を入
力して送信チヤネルに合わせて周波数分割多重の
変調を行う。アンテナ１８は、ミキサ１７の出力
を入力し、通信衛星２０に送出する。通信衛星２
０は、アンテナ１８の出力を中継して相手局に送
出する。

相手局の小形地球局の受信部３０は、通信衛星
２０の出力を受信する。受信チヤネル制御回路３
２は自局の固有チヤネルである受信チヤネルを設
定する制御信号を周波数シンセサイザ３３および
逆拡散信号発生器３５に与える。ミキサ３４はア
ンテナ３１の出力を入力し、また周波数シンセサ
イザ３３の出力を入力して周波数分割多重の復調
を行う。ミキサ３６は、ミキサ３４の出力を入力
し、また逆拡散符号発生器３５の出力を入力して
符号分割多重の復調を行う。復調器３７は、ミキ
サ３６の出力を入力し、ベースバンド復調を行つ
て受信データを出力する。

本実施例では、特別な中心局は原理的に不要で
ある。また、本実施例による小形地球局は、チヤ
ネル番号が符号分割多重による番号ｋ（＝１、２、
……、Ｋ）と周波数分割多重による番号ｌ（＝１、
２、……、Ｌ）の対（ｋ，ｌ）で指定され、いか
なる小形地球局も任意のチヤネルに対応する信号
を送出し、かつ受信することができる。

小形地球局間通信装置の回線設定は次の方法で
行うことができる。いま局Ａが局Ｂに対し通信を
開始するものとする。

(a) 局Ａは受信チヤネルを局Ｂ用のチヤネルに合
わせ局Ｂ向けの信号が無いことを確認する。局
Ｂ向けの信号が有る場合には、それが終了する
まで待つ。

(b) 局Ｂ向け信号が無いのを確認したら、局Ａは
局Ｂ向けのチヤネルによつて信号を送出する。
同時に局Ａは受信部を自局用のチヤネルに設定
して、局Ｂからの応答を待つ。

(c) 局Ｂからの応答が正しく受信されたら回線の
設定は完了し、以後通常の通信を行う。

(d) もしも局Ｂからの応答が正しく受信されない
場合には、受信部を局Ｂ用のチヤネルに合わせ
自局信号が衛星折り返しで正しく動作すること
を確認する。正常であれば(b)にもどる。異常で
あれば送信を中止し、アラームを出して点検を
行う必要がある。

(e) 通信していない状態では各局（例Ａ局）は受
信部を自局（Ａ局）信号のチヤネルに設定し、
自局に対する呼びの発生に答える用意をする。

(f) 自局に対する呼びを検出したら再生された信
号から自局を発呼している局のチヤネル番号を
検出し、その局に向けて応答信号を返す。

(g) あるグループの小形地球局に放送モードで信
号を送信する場合には、そのグループは共通の
チヤネル番号を割り当てられている。それらの
局が呼びだされた場合には、応答信号の送信は
あらかじめ定まつた代表の小形地球局が行う。
または、そのグループ数が小さい場合には、順
次応答信号を送信し、発呼局は全受信局の応答
信号を正しく受信してから、通常の通信を開始
する。

〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明は、 (A) 符号分割多重通信によりアンテナ口径の小さ
な超小形地球局を用いて衛星通信を行うことが
可能である、 (B) 符号分割多重および周波数分割多重を併用す
ることにより極めて多数のチヤネルを設定で
き、各小形地球局に重複することなく固有のチ
ヤネルを割り当てることができる、 (C) したがつて、従来の装置のように呼びの発生
ごとに空のチヤネルを割り当てるデマンドアサ
イメントマルチアクセス方式は不必要で、完全
な任意接続が可能となる、 (D) 中心局および基地局などの大型局は原理的に
不要であり、装置全体のコストを下げることが
できる、 (E) 個別モード、または放送モードいずれの形態
でも任意接続が可能である、 などの優れた効果がある。したがつて、極めて柔
軟な小形地球局通信装置が実現可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明一実施例小形地球局間通信装置
のブロツク構成図。第２図は本発明の小形地球局
間通信装置の拡散スペクトルを示す図。第３図は
本発明の小形地球局間通信装置の総合スペクトル
を示す図。第４図は従来例の小形地球局間通信装
置のブロツク構成図。 １０……送信部、１１……搬送波発振器、１２
……変調器、１３……送信チヤネル制御回路、１
４，４２Ａ……拡散符号発生器、１５，１７，３
４，３６，４３Ａ……ミキサ、１６，３３……周
波数シンセサイザ、１８，３１，４５，４５Ａ，
６１，６４……アンテナ、２０……通信衛星、３
０……受信部、３２……受信チヤネル制御回路、
３５……逆拡散符号発生器、３７……復調器、４
０，４０Ａ……小形地球局、４１Ａ……キーボー
ド、４４Ａ……送信機、４６……プリンタ、５１
……通信衛星中継器、６０……中心局、６２……
デコーダ、６３……コンセントレータ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複数の小形地球局が相互に通信衛星を介して
   通信を行う 小形地球局間通信方式において、 符号分割多重と周波数分割多重とを組み合わせ
   て伝送周波数帯域を多数のチヤンネルに分割し、 このチヤネルの少なくとも一部を上記複数の小
   形地球局にそれぞれ固有のチヤネルとして割り当
   てる ことを特徴とする小形地球局間通信方式。