JPH06244763A - 衛星通信装置 - Google Patents
衛星通信装置Info
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- JPH06244763A JPH06244763A JP2998993A JP2998993A JPH06244763A JP H06244763 A JPH06244763 A JP H06244763A JP 2998993 A JP2998993 A JP 2998993A JP 2998993 A JP2998993 A JP 2998993A JP H06244763 A JPH06244763 A JP H06244763A
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- Japan
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- transmission
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- doppler effect
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Abstract
(57)【要約】
【目的】衛星側において通信相手となる地上の衛星通信
装置からのアップリンク周波数がドップラー効果による
ずれを含まないようにし、チャンネル間隔および信号の
認識時間を減少させ通信効率を向上させ、また基準発振
器の精度を高めることなく送信周波数補正精度を向上さ
せることを目的とする。 【構成】人工衛星からのダウンリンク信号周波数を測定
する周波数測定器５と、受信周波数測定値よりドップラ
ー効果による周波数ずれを算出しこの結果と正規の受信
周波数および送信周波数の値より送信周波数補正値を決
定し補正した送信周波数情報を出力する制御装置１３
と、制御装置１３からの制御に基づき補正した送信ロー
カル周波数を設定する送信ローカル発生器９と送信部と
から構成する。
装置からのアップリンク周波数がドップラー効果による
ずれを含まないようにし、チャンネル間隔および信号の
認識時間を減少させ通信効率を向上させ、また基準発振
器の精度を高めることなく送信周波数補正精度を向上さ
せることを目的とする。 【構成】人工衛星からのダウンリンク信号周波数を測定
する周波数測定器５と、受信周波数測定値よりドップラ
ー効果による周波数ずれを算出しこの結果と正規の受信
周波数および送信周波数の値より送信周波数補正値を決
定し補正した送信周波数情報を出力する制御装置１３
と、制御装置１３からの制御に基づき補正した送信ロー
カル周波数を設定する送信ローカル発生器９と送信部と
から構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、地球周回人工衛星との
通信を行なう衛星通信装置に関する。
通信を行なう衛星通信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、衛星通信の利用が多くなってお
り、特に地球周回人工衛星（以下衛星と云う）を利用し
た通信について今後の需要増が見込まれている。しかし
衛星は地球を見回しているため、地上における衛星通信
装置から発射した送信波は衛星での受信の際、ドップラ
ー効果により受信周波数が変化するため、あらかじめド
ップラー効果を考慮に入れてチャンネル間隔や周波数走
査の範囲を広げている。
り、特に地球周回人工衛星（以下衛星と云う）を利用し
た通信について今後の需要増が見込まれている。しかし
衛星は地球を見回しているため、地上における衛星通信
装置から発射した送信波は衛星での受信の際、ドップラ
ー効果により受信周波数が変化するため、あらかじめド
ップラー効果を考慮に入れてチャンネル間隔や周波数走
査の範囲を広げている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の衛
星通信装置では、衛星側での受信の際のドップラー効果
を考慮した送信周波数補正は行なっておらず、本来の通
信に必要以上のチャンネル帯域を確保せねばならず、ま
た受信信号検知のための受信帯域スイープ時間が長くな
るなど、今後の衛星通信利用の増加を考えたとき、周波
数の有効利用や効率的な通信の観点から問題があった。
さらに正確な送信周波数補正を行なうためには、衛星通
信装置内に高精度の基準発振器が必要となり、装置コス
トが高くなるという問題もあった。
星通信装置では、衛星側での受信の際のドップラー効果
を考慮した送信周波数補正は行なっておらず、本来の通
信に必要以上のチャンネル帯域を確保せねばならず、ま
た受信信号検知のための受信帯域スイープ時間が長くな
るなど、今後の衛星通信利用の増加を考えたとき、周波
数の有効利用や効率的な通信の観点から問題があった。
さらに正確な送信周波数補正を行なうためには、衛星通
信装置内に高精度の基準発振器が必要となり、装置コス
トが高くなるという問題もあった。
【０００４】本発明は上記従来の問題に留意し、周波数
の有効利用、効率的な通信ができ、高精度の発振器を不
要とする衛星通信装置を提供することを目的とする。
の有効利用、効率的な通信ができ、高精度の発振器を不
要とする衛星通信装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の衛星通信装置は、人工衛星からのダウンリン
ク信号周波数を測定する受信周波数測定部と、受信周波
数測定値よりドップラー効果による周波数ずれを算出し
この結果と正規の受信周波数および送信周波数の値より
送信周波数補正値を決定し補正した送信周波数情報を出
力する制御部と、前記制御部からの指定に基づき補正し
た送信周波数により送信を行なう送信部とから構成した
ものである。
に本発明の衛星通信装置は、人工衛星からのダウンリン
ク信号周波数を測定する受信周波数測定部と、受信周波
数測定値よりドップラー効果による周波数ずれを算出し
この結果と正規の受信周波数および送信周波数の値より
送信周波数補正値を決定し補正した送信周波数情報を出
力する制御部と、前記制御部からの指定に基づき補正し
た送信周波数により送信を行なう送信部とから構成した
ものである。
【０００６】
【作用】本発明は上記した構成により、衛星側での受信
の際のドップラー効果を考慮した送信周波数補正を行な
うことにより、衛星側においては通信相手となる地上の
全衛星通信装置からのアップリング周波数がドップラー
効果によるずれを含まなくなり、チャンネル間隔および
受信走査範囲を挟めることにより信号の認識時間を早く
でき通信効率を向上できる。さらに送信周波数補正の精
度を向上するためには装置の基準発振器の精度向上が必
要となるが、衛星が受信点に最も近づいたときドップラ
ー周波数変移が０になることを利用し、本来のダウンリ
ンク周波数と実際の受信周波数測定値の差から自装置内
の基準発振器の周波数ずれを測定し、その結果を送信周
波数補正に反映させることにより、基準発振器の精度を
高める必要性を低くし装置のコストを低減することがで
きる。
の際のドップラー効果を考慮した送信周波数補正を行な
うことにより、衛星側においては通信相手となる地上の
全衛星通信装置からのアップリング周波数がドップラー
効果によるずれを含まなくなり、チャンネル間隔および
受信走査範囲を挟めることにより信号の認識時間を早く
でき通信効率を向上できる。さらに送信周波数補正の精
度を向上するためには装置の基準発振器の精度向上が必
要となるが、衛星が受信点に最も近づいたときドップラ
ー周波数変移が０になることを利用し、本来のダウンリ
ンク周波数と実際の受信周波数測定値の差から自装置内
の基準発振器の周波数ずれを測定し、その結果を送信周
波数補正に反映させることにより、基準発振器の精度を
高める必要性を低くし装置のコストを低減することがで
きる。
【０００７】
【実施例】以下本発明における衛星通信装置の一実施例
について、図面を参照しながら説明する。
について、図面を参照しながら説明する。
【０００８】図２に衛星通信システムにおけるドップラ
ー効果による周波数の変化を表す概念図を示す。人工衛
星１４から周波数Ｆｓ（正規の衛生ダウンリンク周波
数）で送信されたダウンリンク信号はドップラー効果に
より衛星通信装置１に到達したときは周波数Ｆｓ＋Ｆｄ
ｓ（衛生ダウンリンクのドップラー効果による周波数変
移）にて受信される。ここでドップラー効果による周波
数変移Ｆｄｓは人工衛星１４と衛星通信装置１の間の相
対速度より刻々変化するものであり、この変化の状況を
図３に示す。一般に地球周回衛星の場合、人工衛星が地
平線より出現し受信可能になると、人工衛星は受信点に
対すて近づきあるため、ドップラー効果により受信周波
数は衛星送信周波数よりも高くなる。人工衛星が受信点
に近づくほど周波数の単位時間における変化は大きくな
り、最も受信点に近づいたとき変化率は最大となる。ま
たこの時点で受信点との相対速度が０になるため、ドッ
プラー効果による周波数変移Ｆｄｓも０となる。この後
は人工衛星は受信点に対して遠ざかっていくため、ドッ
プラー効果による周波数変移Ｆｄｓは負の値となり、受
信周波数は衛星送信周波数よりも低くなる。衛星側にお
いても同様でありドップラー効果による受信周波数の変
化が生ずる。衛星側での受信周波数変移は地上の受信点
にて測定された周波数変移とアップリンクおよびダウン
リンク周波数の比により決定することができる。この原
理を応用し人工衛星側での受信周波数変移がなくなるよ
うに地上の衛星通信装置１にてアップリンク周波数を操
作するものである。
ー効果による周波数の変化を表す概念図を示す。人工衛
星１４から周波数Ｆｓ（正規の衛生ダウンリンク周波
数）で送信されたダウンリンク信号はドップラー効果に
より衛星通信装置１に到達したときは周波数Ｆｓ＋Ｆｄ
ｓ（衛生ダウンリンクのドップラー効果による周波数変
移）にて受信される。ここでドップラー効果による周波
数変移Ｆｄｓは人工衛星１４と衛星通信装置１の間の相
対速度より刻々変化するものであり、この変化の状況を
図３に示す。一般に地球周回衛星の場合、人工衛星が地
平線より出現し受信可能になると、人工衛星は受信点に
対すて近づきあるため、ドップラー効果により受信周波
数は衛星送信周波数よりも高くなる。人工衛星が受信点
に近づくほど周波数の単位時間における変化は大きくな
り、最も受信点に近づいたとき変化率は最大となる。ま
たこの時点で受信点との相対速度が０になるため、ドッ
プラー効果による周波数変移Ｆｄｓも０となる。この後
は人工衛星は受信点に対して遠ざかっていくため、ドッ
プラー効果による周波数変移Ｆｄｓは負の値となり、受
信周波数は衛星送信周波数よりも低くなる。衛星側にお
いても同様でありドップラー効果による受信周波数の変
化が生ずる。衛星側での受信周波数変移は地上の受信点
にて測定された周波数変移とアップリンクおよびダウン
リンク周波数の比により決定することができる。この原
理を応用し人工衛星側での受信周波数変移がなくなるよ
うに地上の衛星通信装置１にてアップリンク周波数を操
作するものである。
【０００９】本発明の一実施例における衛星通信装置の
ブロック図を図１に示す。図１において構成要素として
１２は人工衛星に対して信号を受信または送信するのア
ンテナ部、２は送信または受信の際アンテナ部１２をそ
れぞれの回路側に切り替えるアンテナ切替え部、３は受
信信号を必要なレベルに増幅する増幅器、６は送信およ
び受信のための基準周波数を発生するＴＣＸＯなどの基
準発振器、８は基準発振器６の周波数から受信に必要な
ローカル周波数を発生させるＰＬＬなどで構成された受
信ローカル信号発生器、４は増幅器３と受信ローカル信
号発生器８との信号を混合し受信周波数変換する受信ミ
クサー、５は受信ミクサー４の出力を入力し受信周波数
を測定するカウンターなどで構成された受信周波数測定
部、９は基準発振器６の周波数から送信に必要なローカ
ル周波数を発生させるＰＬＬなどで構成された送信ロー
カル信号発生器、７は衛星に送出する信号を生成する変
調器、１０は変調器９と送信ローカル信号発生器９との
信号を合成し送信周波数を出力する送信ミクサー、１１
は送信ミクサーの信号を必要なレベルに増幅する電力増
幅器、１３は受信周波数測定部で測定された値からドッ
プラー変移周波数を算出し既知の送信周波数にドップラ
ー補正値を加味し送信ローカル発生器９の周波数を制御
する制御装置である。
ブロック図を図１に示す。図１において構成要素として
１２は人工衛星に対して信号を受信または送信するのア
ンテナ部、２は送信または受信の際アンテナ部１２をそ
れぞれの回路側に切り替えるアンテナ切替え部、３は受
信信号を必要なレベルに増幅する増幅器、６は送信およ
び受信のための基準周波数を発生するＴＣＸＯなどの基
準発振器、８は基準発振器６の周波数から受信に必要な
ローカル周波数を発生させるＰＬＬなどで構成された受
信ローカル信号発生器、４は増幅器３と受信ローカル信
号発生器８との信号を混合し受信周波数変換する受信ミ
クサー、５は受信ミクサー４の出力を入力し受信周波数
を測定するカウンターなどで構成された受信周波数測定
部、９は基準発振器６の周波数から送信に必要なローカ
ル周波数を発生させるＰＬＬなどで構成された送信ロー
カル信号発生器、７は衛星に送出する信号を生成する変
調器、１０は変調器９と送信ローカル信号発生器９との
信号を合成し送信周波数を出力する送信ミクサー、１１
は送信ミクサーの信号を必要なレベルに増幅する電力増
幅器、１３は受信周波数測定部で測定された値からドッ
プラー変移周波数を算出し既知の送信周波数にドップラ
ー補正値を加味し送信ローカル発生器９の周波数を制御
する制御装置である。
【００１０】以上の各構成要素よりなる衛星通信装置に
ついて、以下に各構成要素の関係と動作を説明する。受
信ミクサー４は増幅器３の出力と受信ローカル信号発生
器８の出力の差を出力する。受信ローカル信号発生器８
においてＦｌｓのローカル信号を発生させ、周波数測定
部５にて測定された周波数をＦｍとすると受信周波数Ｆ
ｒ＝Ｆｍ＋Ｆｌｓとなる。衛星送信周波数Ｆｓは既知で
あり、このため衛星通信装置１における受信周波数のド
ップラー効果による変移はＦｄｓ＝Ｆｒ−Ｆｓとして得
ることができる。
ついて、以下に各構成要素の関係と動作を説明する。受
信ミクサー４は増幅器３の出力と受信ローカル信号発生
器８の出力の差を出力する。受信ローカル信号発生器８
においてＦｌｓのローカル信号を発生させ、周波数測定
部５にて測定された周波数をＦｍとすると受信周波数Ｆ
ｒ＝Ｆｍ＋Ｆｌｓとなる。衛星送信周波数Ｆｓは既知で
あり、このため衛星通信装置１における受信周波数のド
ップラー効果による変移はＦｄｓ＝Ｆｒ−Ｆｓとして得
ることができる。
【００１１】次に衛星通信装置１が送信するアップリン
ク周波数において、人工衛星１４での受信の際のドップ
ラー効果を相殺する方法について述べる。規定のアップ
リンク周波数をＦｔ、ダウンリンク周波数をＦｓ、衛星
通信装置１にて測定したダウンリンク周波数のドップラ
ー効果による変移をＦｄｓとする。前にも述べたように
ドップラー変移は相対速度が等しい場合は周波数に比例
して増加する。人工衛星１４と衛星通信装置１とは当然
相対速度はどちらから見ても同じであるため、衛星通信
装置１においてアップリンク送信周波数をダウンリンク
周波数のドップラー効果による変移に送受信周波数の比
の分だけ逆方向に補正すればよい。すなわちアップリン
ク周波数補正成分はＦｄｔ＝（Ｆｔ／Ｆｓ）＊Ｆｄｓで
表すことができる。この補正を考慮し制御装置１３は送
信ローカル発生器９に対して制御を行なう。
ク周波数において、人工衛星１４での受信の際のドップ
ラー効果を相殺する方法について述べる。規定のアップ
リンク周波数をＦｔ、ダウンリンク周波数をＦｓ、衛星
通信装置１にて測定したダウンリンク周波数のドップラ
ー効果による変移をＦｄｓとする。前にも述べたように
ドップラー変移は相対速度が等しい場合は周波数に比例
して増加する。人工衛星１４と衛星通信装置１とは当然
相対速度はどちらから見ても同じであるため、衛星通信
装置１においてアップリンク送信周波数をダウンリンク
周波数のドップラー効果による変移に送受信周波数の比
の分だけ逆方向に補正すればよい。すなわちアップリン
ク周波数補正成分はＦｄｔ＝（Ｆｔ／Ｆｓ）＊Ｆｄｓで
表すことができる。この補正を考慮し制御装置１３は送
信ローカル発生器９に対して制御を行なう。
【００１２】さらにドップラー周波数の変化率より人工
衛星の最接近を判定し、その時点における受信周波数測
定値と正規の受信周波数の差から基準周波数の誤差を求
め、その結果を送信周波数補正値算出に反映させること
により送信周波数補正精度を向上させる方法について述
べる。
衛星の最接近を判定し、その時点における受信周波数測
定値と正規の受信周波数の差から基準周波数の誤差を求
め、その結果を送信周波数補正値算出に反映させること
により送信周波数補正精度を向上させる方法について述
べる。
【００１３】ダウンリンク周波数の変化率を測定し変化
率の最大の点を求める。この点において人工衛星１４は
衛星通信装置１と最接近しており相対速度は０となる。
またこのとき理論上はドップラー変移が０になる。また
このとき理論上はドップラー変移が０になる。しかし基
準発振器６には誤差があるため、実測したダウンリンク
周波数変移Ｆｄｓ＝０とはならない。この様子を図４に
示す。受信ローカル発生器８の出力をＦｌｓ、送信ロー
カル発生器９の出力をＦｌｔ、衛星最接近時において測
定したダウンリンク周波数変移Ｆｄｓ＝−Ｆｓｘである
とする。送信ローカル発生器９に対する補正値をＦｔｘ
とするとＦｔｘ＝−（Ｆｌｔ／Ｆｌｓ）＊Ｆｓｘで表す
ことができる。ドップラー効果のための周波数制御と合
わせて、基準発振器６に対する補正も考慮し制御装置１
３は送信ローカル発生器９に対して制御を行なう。
率の最大の点を求める。この点において人工衛星１４は
衛星通信装置１と最接近しており相対速度は０となる。
またこのとき理論上はドップラー変移が０になる。また
このとき理論上はドップラー変移が０になる。しかし基
準発振器６には誤差があるため、実測したダウンリンク
周波数変移Ｆｄｓ＝０とはならない。この様子を図４に
示す。受信ローカル発生器８の出力をＦｌｓ、送信ロー
カル発生器９の出力をＦｌｔ、衛星最接近時において測
定したダウンリンク周波数変移Ｆｄｓ＝−Ｆｓｘである
とする。送信ローカル発生器９に対する補正値をＦｔｘ
とするとＦｔｘ＝−（Ｆｌｔ／Ｆｌｓ）＊Ｆｓｘで表す
ことができる。ドップラー効果のための周波数制御と合
わせて、基準発振器６に対する補正も考慮し制御装置１
３は送信ローカル発生器９に対して制御を行なう。
【００１４】
【発明の効果】以上説明したように本発明の衛星通信装
置は、衛星側での受信の際のドップラー効果を考慮した
送信周波数補正を行っており、衛星側受信においてすべ
ての地上からの周波数が一定となり、衛星側でのドップ
ラー効果を考慮したチャンネル間隔や周波数走査の範囲
を広げる必要がなくなり、周波数の有効利用や効率的な
通信を実現することができる。さらに衛星通信装置内の
基準発振器の誤差を補正することにより高精度の発振器
が不要となり装置コストを低減することができる。
置は、衛星側での受信の際のドップラー効果を考慮した
送信周波数補正を行っており、衛星側受信においてすべ
ての地上からの周波数が一定となり、衛星側でのドップ
ラー効果を考慮したチャンネル間隔や周波数走査の範囲
を広げる必要がなくなり、周波数の有効利用や効率的な
通信を実現することができる。さらに衛星通信装置内の
基準発振器の誤差を補正することにより高精度の発振器
が不要となり装置コストを低減することができる。
【図１】本発明の一実施例の衛星通信装置の構成を示す
ブロック図
ブロック図
【図２】衛星通信システムにおけるドップラー効果によ
る周波数の変化を表す概念図
る周波数の変化を表す概念図
【図３】周回人工衛星信号のドップラー効果による受信
周波数変化図
周波数変化図
【図４】基準発振器誤差にともなう実際の衛星通信装置
での受信周波数曲線図
での受信周波数曲線図
１ 衛星通信装置 ２ アンテナ切替え部 ３ 増幅器 ４ 受信ミクサー ５ 受信周波数測定部 ６ 基準発振器 ７ 変調器 ８ 受信ローカル信号発生器 ９ 送信ローカル信号発生器 １０ 送信ミクサー １１ 電力増幅器 １２ アンテナ部 １３ 制御装置 １４ 人工衛星
Claims (1)
- 【請求項１】 人工衛星からのダウンリンク信号周波数
を測定する受信周波数測定部と、受信周波数測定値より
ドップラー効果による周波数ずれを算出し、この結果と
正規の受信周波数および送信周波数の値より送信周波数
補正値を決定し補正した送信周波数情報を出力する制御
部と、前記制御部からの指定に基づき補正した送信周波
数により送信を行なう送信部とからなり、人工衛星にお
ける受信の際ドップラー効果を打ち消すように送信周波
数を制御し送信する場合において、人工衛星からのダウ
ンリンク信号の周波数測定値の判定においてドップラー
周波数の変化率より人工衛星の最接近を判定し、その時
点における受信周波数測定値と正規の受信周波数の差か
ら基準周波数の誤差を求め、その結果を送信周波数補正
値算出に反映させるようにした衛星通信装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2998993A JPH06244763A (ja) | 1993-02-19 | 1993-02-19 | 衛星通信装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2998993A JPH06244763A (ja) | 1993-02-19 | 1993-02-19 | 衛星通信装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06244763A true JPH06244763A (ja) | 1994-09-02 |
Family
ID=12291368
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2998993A Pending JPH06244763A (ja) | 1993-02-19 | 1993-02-19 | 衛星通信装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06244763A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009177656A (ja) * | 2008-01-28 | 2009-08-06 | Kenwood Corp | 衛星通信端末及び受信方法 |
| JP2009201143A (ja) * | 1996-09-30 | 2009-09-03 | Qualcomm Inc | 通信システムのタイミングおよび周波数を事前補正する方法および装置 |
| JP2011024158A (ja) * | 2009-07-21 | 2011-02-03 | Ihi Aerospace Co Ltd | 通信装置 |
| WO2019181810A1 (ja) * | 2018-03-22 | 2019-09-26 | 国立大学法人 東京大学 | 通信システム、及び受信装置 |
-
1993
- 1993-02-19 JP JP2998993A patent/JPH06244763A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009201143A (ja) * | 1996-09-30 | 2009-09-03 | Qualcomm Inc | 通信システムのタイミングおよび周波数を事前補正する方法および装置 |
| JP2009177656A (ja) * | 2008-01-28 | 2009-08-06 | Kenwood Corp | 衛星通信端末及び受信方法 |
| JP2011024158A (ja) * | 2009-07-21 | 2011-02-03 | Ihi Aerospace Co Ltd | 通信装置 |
| WO2019181810A1 (ja) * | 2018-03-22 | 2019-09-26 | 国立大学法人 東京大学 | 通信システム、及び受信装置 |
| JP2019169792A (ja) * | 2018-03-22 | 2019-10-03 | 国立大学法人 東京大学 | 通信システム、及び受信装置 |
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