JPH0738610B2 - 周回衛星の送信装置 - Google Patents

周回衛星の送信装置

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JPH0738610B2
JPH0738610B2 JP5040118A JP4011893A JPH0738610B2 JP H0738610 B2 JPH0738610 B2 JP H0738610B2 JP 5040118 A JP5040118 A JP 5040118A JP 4011893 A JP4011893 A JP 4011893A JP H0738610 B2 JPH0738610 B2 JP H0738610B2
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JP
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日出 縄田
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/14Relay systems
    • H04B7/15Active relay systems
    • H04B7/204Multiple access
    • H04B7/2041Spot beam multiple access

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Radio Relay Systems (AREA)
  • Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)
  • Transmitters (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、本発明は衛星で中継す
る通信方式に利用する。本発明は地上の一つの点に対し
て移動する衛星(周回衛星)に搭載して利用する。特
に、複数の周回衛星を用いて音声およびデータなどの通
信を行う場合のフレーム信号送信方式に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】通信衛星を介して通信を行う多元接続の
通信システムは、静止軌道上にある静止衛星を用いて行
うことが一般的であるが、周回衛星群を用いて通信する
システムも1950年代の衛星通信の黎明期より提案さ
れている。
【0003】近年、衛星打ち上げ用ロケットの大型化に
伴い、大型の衛星に小型の衛星を抱き合わせて打ち上げ
る技術が確立したことや、小型衛星の打ち上げを目的と
したロケットが開発されたことなどから、小型衛星の打
ち上げが経済的に行えるようになってきた。これに伴
い、小型衛星を利用した複数の、低高度軌道や中高度軌
道の周回衛星による衛星通信システムが脚光を浴びてき
ている。このような衛星通信システムは、静止衛星を用
いるシステムに比し、伝送遅延が少なくなることや送受
信ターミナルの小型化が図れる、などの利点を持つ。例
えば「日経コミュニケーション 日経BP社刊 199
1年10月21日号、No.112 31頁〜32頁」
に示されているような、米国モトローラ社のイリジウム
計画などが周回衛星群を用いたシステムの例としてあげ
られる。
【0004】図4は低高度周回衛星群による衛星通信シ
ステムの構成図である。ここで、101〜103は周回
衛星、104〜107は周回衛星101〜103の各々
に対する通信可能領域に最低1個づつ存在するネットワ
ーク制御局であり、また衛星の通信チャンネルを加入者
網と接続したり、課金管理を行ったり、ネットワーク加
入者の管理を行ったりする関門局の役目もしている。こ
の中で特にネットワーク制御局107はネットワーク全
体を統制する、ネットワーク基準局でもある。また、通
信端末108はネットワークに参加している通信者が自
由に持ち歩けたり乗り物に搭載させたりできる小型の通
信端末、109は加入者網である。
【0005】各周回衛星101〜103は、スポットビ
ームを照射する衛星であり、地表面上は、このスポット
ビーム毎にセルを形成している。周回衛星群を用いた衛
星通信が衛星セルラと呼ばれる由縁はここにある。地上
のセルラでよく知られているように、各セルはいくつか
の異なる周波数の繰り返しを使い、周波数の有効利用を
計っている。また、スポットビームを用いていることに
より、衛星電力の有効利用にも貢献している。ここで、
注意しておきたいのは、各セルの中心点と周回衛星との
距離が、セル毎に異なっていることである。
【0006】図5は図4に示す低高度周回衛星群による
衛星通信システムの時間変化を示す図である。すなわ
ち、時間が経過したことにより周回衛星が移動して、周
回衛星102のセルA2の中に位置していた通信端末1
08は、周回衛星101のセルC1の中に位置すること
になっている。
【0007】図6は図5に示す低高度周回衛星群による
衛星通信システムの時間変化を示す図である。今度は、
周回衛星が移動してはいるが使用衛星は変わっておら
ず、周回衛星101のセルC1の中に位置していた通信
端末108は、同じ周回衛星101のセルB1の中に位
置している。
【0008】このように、低高度周回衛星群による衛星
通信システムにおいて継続して通信を行おうとする場合
に、周回衛星が通信者に対して移動しているので、通信
中に周回衛星と通信端末との距離が時々刻々変化し、信
号の伝搬遅延もこれにともない変化する。
【0009】また、通信端末が移動していく場合も同様
にセルが変わるが、周回衛星が移動したと考えてなんら
問題ない。
【0010】さて、多元接続の通信システムでは通常、
システムに参加している地球局、すなわち通信端末が、
各種の制御信号を受けたり送信信号のタイミングを作っ
たりするために、全て同じフレームに同期することが求
められる。そのため、システムに参加している通信端末
は共通のチャンネルを受信し、この中にフレーム周期毎
に挿入されている、ユニークワードと呼ばれるフレーム
信号を検出し、検出信号を用いて同期をとる方法が用い
られる。
【0011】図7は受信フレーム同期回路のブロック構
成図であり、簡単な一例を示している。端末内で持つク
ロック信号により作られるフレーム周期のカウンタに、
受信信号より検出したフレーム信号の検出タイミングで
リセットをかけ、同期をとっている。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来例の周回
衛星の送信装置では、上述した低高度周回衛星群による
衛星通信システムにおいて継続して通信を行おうとする
場合に、周回衛星が通信者に対して移動しているので、
通信中に周回衛星と通信端末との距離が時間と共に変化
し、フレーム信号の伝搬遅延が変化する。
【0013】図3は従来例の周回衛星の送信装置の送信
するフレーム信号に対する同期状態を示す図である。図
3に示すように、周回衛星がフレーム信号をただ単に送
信しているだけでは、受信したフレーム信号と、通信端
末内のカウンタで生成しているフレーム周期とが時間と
共に大きくズレてしまい、通信端末内でのフレーム同期
が適切にとれない問題点が生じる。
【0014】本発明は前記の問題点を解決するもので、
安定したフレーム同期を確立でき、かつ地上で受信され
るフレーム信号と通信端末内で生成するフレーム信号と
のズレを必要最小限に抑えることができる周回衛星の送
信装置を提供することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明は、M個(Mは2
以上の整数)の入力端子と、一定の周期でフレーム同期
信号を生成するフレーム生成器と、前記M個の入力端子
に与えられる送信データについて前記フレーム同期信号
に基づきそれぞれフレーム信号を構成するM個の合成器
と、このM個の合成器の出力をそれぞれ変調入力として
M個の放射方向の異なるスポットビームを出力する送信
器とを備えた周回衛星の送信装置において、前記M個の
合成器と前記M個の送信器との間にそれぞれ挿入された
M個の遅延回路を備え、この遅延回路の遅延時間は直下
に向けたスポットビームについては大きく、斜め方向の
スポットビームについては小さく設定されたことを特徴
とする。
【0016】また、本発明は、前記遅延回路は前記送信
器の出力するM個のスポットビームが地上に作るセルの
中心点とその周回衛星との距離に反比例する遅延時間を
対応するM個の合成器の出力にそれぞれ与える手段を含
むことができる。
【0017】
【作用】周回衛星の送信装置で直下に向けたスポットビ
ームについては大きい遅延時間を与え斜め方向のスポッ
トビームについては小さい遅延時間を与えて調整された
フレーム信号を送信することにより、衛星上の中継点で
各セルに対する遅延時間が実質的に均一に調節される。
したがって、安定したフレーム同期を確立でき、かつ地
上で受信されるフレーム信号と通信端末内で生成するフ
レーム信号とのズレを必要最小限に抑えることができ
る。
【0018】
【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。
【0019】図1は本発明一実施例周回衛星の送信装置
のブロック構成図である。図1において、周回衛星の送
信装置1は、M個(Mは2以上の整数)の入力端子10
と、一定の周期でフレーム同期信号を生成するフレーム
生成器2と、M個の入力端子10に与えられる送信デー
タについて前記フレーム同期信号に基づきそれぞれフレ
ーム信号を構成するM個の合成器3と、M個の合成器3
の出力をそれぞれ変調入力としてM個の放射方向の異な
るスポットビームを出力する送信器8とを備える。
【0020】ここで本発明の特徴とするところは、M個
の合成器3とM個の送信器8との間にそれぞれ挿入され
たM個の遅延回路6を備え、遅延回路6の遅延時間は直
下に向けたスポットビームについては大きく、斜め方向
のスポットビームについては小さく設定されたことにあ
る。
【0021】また、遅延回路6は送信器8の出力するM
個のスポットビームが地上に作るセルの中心点とその周
回衛星との距離に反比例する遅延時間を対応するM個の
合成器3の出力にそれぞれ与える手段を含む。
【0022】このような構成の周回衛星の送信装置の動
作について説明する。
【0023】図2は周回衛星の送信装置の送信するフレ
ーム信号に対する同期状態を示す図である。図1におい
て、送信装置1は、それぞれM個のスポットビームを照
射しており、その各々に対して送信器8を有している。
フレーム生成器2において生成されたシステム固有のフ
レーム同期信号4は、送信データ5と合成器3において
生成され、その出力7は遅延回路6に送られる。遅延回
路6では、各々のスポットビームに対応した固定遅延を
与えて出力する。この固定遅延の与え方については次に
述べる。
【0024】図8は低高度周回衛星群による衛星通信シ
ステムのセルの移動を示す図である。いま、図8に示す
ように、地上の通信端末に対してセルがA→B→C→…
→Gと移動したとする。このときの通信端末の周回衛星
との距離は、長→短→長と変化していることが分かる。
図3は、このときに衛星から送出されるフレーム信号に
対して、スポットビーム毎に遅延時間の調整を行わなか
ったときのタイミングを表す原理図である。図3中で、
フレーム番号はセルAを作るスポットビームが送出し
ているフレーム信号を受信し、同様にフレーム番号は
セルBを作るスポットビームが、以下同様にフレーム番
号はセルGを作るスポットビームが各々送出している
フレーム信号を受信していることを示している。周回衛
星と地上の通信端末との距離が時間と共に変化したと
き、受信されたフレーム信号と自局内で生成しているフ
レームとが、伝搬遅延量の差だけズレることになり安定
したフレーム同期がとれないことを示している。
【0025】図2は、周回衛星から送出されるフレーム
信号に対して、スポットビーム毎に遅延量(遅延時間)
の調整を行ったときのタイミングを表した原理図であ
る。図3と同様に、フレーム番号からフレーム番号
は各々セルAからセルGを作るスポットビームが送出し
ているフレーム信号を受信しているものとしている。周
回衛星の遅延時間は、周回衛星とスポットビームが照射
して作る地上でのセルの中心点との距離が短いほど多く
し、長いほど少なくしている。このように調整すること
によって、セル中央部で受信するフレーム信号は、自局
内で生成するフレームと同期がとれるために、安定した
フレーム同期がとれる。この場合、同一セルの内部で生
ずる遅延時間は、その遅延時間を受信フレーム信号の1
シンボル内に抑えるようにセルを分割すれば、不都合は
生じない。
【0026】また、受信したフレーム信号をバーストを
送信するタイミング信号として利用することを考えれ
ば、そのズレがバースト信号間のガードタイム内であれ
ば実用上、問題は生じない。すなわち、実用上問題が生
じない程度まで同一セルの内部で生ずる遅延時間を抑え
れば足りる。遅延回路6において、各々スポットビーム
に対応した固定遅延を与えられた出力9は、送信器8に
おいて、変調、増幅された後、スポットビーム毎に地上
に向けて出力される。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、安定し
たフレーム同期を確立でき、かつ地上で受信されるフレ
ーム信号と通信端末内で生成するフレーム信号とのズレ
を必要最小限に抑えることができる優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明一実施例フレーム信号送信装置のブロッ
ク構成図。
【図2】本発明の周回衛星の送信装置の送信するフレー
ム信号に対する同期状態を示す図。
【図3】従来例の周回衛星の送信装置の送信するフレー
ム信号に対する同期状態を示す図。
【図4】低高度周回衛星群による衛星通信システムの構
成図。
【図5】図4に示す低高度周回衛星群による衛星通信シ
ステムの時間変化を示す図。
【図6】図5に示す低高度周回衛星群による衛星通信シ
ステムの時間変化を示す図。
【図7】受信フレーム同期回路のブロック構成図。
【図8】低高度周回衛星群による衛星通信システムのセ
ルの移動を示す図。
【符号の説明】
1 送信装置 2 フレーム生成器 3 合成器 4 フレーム同期信号 5 送信データ 6 遅延回路 7、9 出力 8 送信器 10 入力端子 101〜103 衛星(周回衛星) 104〜107 ネットワーク制御局 108 通信端末 A〜G、A1 〜G1 、A2 〜A2 、A3 〜G3 セル

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 M個(Mは2以上の整数)の入力端子
    と、一定の周期でフレーム同期信号を生成するフレーム
    生成器と、前記M個の入力端子に与えられる送信データ
    について前記フレーム同期信号に基づきそれぞれフレー
    ム信号を構成するM個の合成器と、このM個の合成器の
    出力をそれぞれ変調入力としてM個の放射方向の異なる
    スポットビームを出力する送信器とを備えた周回衛星の
    送信装置において、 前記M個の合成器と前記M個の送信器との間にそれぞれ
    挿入されたM個の遅延回路を備え、 この遅延回路の遅延時間は直下に向けたスポットビーム
    については大きく、斜め方向のスポットビームについて
    は小さく設定されたことを特徴とする周回衛星の送信装
    置。
  2. 【請求項2】 前記遅延回路は前記送信器の出力するM
    個のスポットビームが地上に作るセルの中心点とその周
    回衛星との距離に反比例する遅延時間を対応するM個の
    合成器の出力にそれぞれ与える手段を含む請求項1記載
    の周回衛星の送信装置。
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