JPH0787418B2 - 制御チャネル構成方法 - Google Patents

制御チャネル構成方法

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JPH0787418B2
JPH0787418B2 JP2181197A JP18119790A JPH0787418B2 JP H0787418 B2 JPH0787418 B2 JP H0787418B2 JP 2181197 A JP2181197 A JP 2181197A JP 18119790 A JP18119790 A JP 18119790A JP H0787418 B2 JPH0787418 B2 JP H0787418B2
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晴雄 近藤
泰樹 西
日登志 駒形
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    • Y02DCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00Reducing energy consumption in communication networks
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  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Radio Relay Systems (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は制御チャネル構成方法に係り、一つ又は複数の
無線基地局と多数の移動局との間に、衛星に搭載してあ
る中継器およびマルチビームアンテナを介して通信チャ
ネルを接続する移動体衛星通信方式の制御チャネル構成
方法に関する。
〔従来の技術〕
現在、マルチビーム移動体衛星通信方式については未だ
実用化されておらず、制御チャネル構成についての発表
例は見当たらないのでここでは移動体通信として代表的
なセルラ自動車電話方式の制御チャネル構成について説
明する。
セルラ式の自動車電話方式の制御チャネル構成には移動
局と無線基地局間の送受信周波数を一対として、1つ
の無線基地局がカバーする無線ゾーン毎に異なる周波数
のチャネルを配置する方式と、複数の無線ゾーンに同
一周波数のチャネルを配置する複局同時送信方式とがあ
る。
上記2つ方式の制御チャネル構成をマルチビーム移動体
衛星通信方式に適応した場合について説明する。
先ず、ビーム毎に異なる周波数のチャネルを配置する
方式では、制御チャネルはトラヒックの少ないビームで
あっても最低1チャネルは配置する必要がある。また、
トラヒックが多いビームでは複数の制御チャネル配置す
る場合も生じる。従って、サービスエリア全体で制御チ
ャネルがビーム数分あれば良い場合でも、トラヒックの
分布状況によっては、制御チャネルがビーム数以上必要
になる。
次に複数のビーム内で同一周波数の制御チャネルを複
数チャネル配置する方式は周波数においては複数ビーム
間で共通に利用されるため分割損は生じない。しかし、
複局同時送信方式では複数ビームに同一情報を同時に伝
送する。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかるに、ビーム毎に異なる周波数のチャネルを配置す
る方式で制御エリア全体では所要制御チャネルがビーム
数分あればよい場合であっても、ビーム間にトラヒック
分布が存在すると、トラヒックの多いビームと少ないビ
ームでは制御チャネルの使用率が異なる。その結果、ト
ラヒックの多いビームでは制御チャネル数が増え、制御
チャネルがビーム数以上必要となる場合が生じる。
一方、複数のビーム内で同一周波数の制御チャネルを複
数チャネル配置する方式では、トラヒックが最も多いビ
ームに必要な制御チャネル数と同数の制御チャネルを全
ビームに配置する必要があり、衛星電力が損なわれる欠
点がある。
特に移動局向けの制御チャネルは、移動局アンテナを小
型化する必要性から移動局アンテナのG/T(アンテナ利
得対雑音温度比)が低く、基地局向けの制御チャネルに
比較して大量の衛星電力を必要とする。
本発明は上記の点に鑑みなされたもので、マルチビーム
移動体衛星通信方式の制御チャネル構成として、ビーム
毎に異なる周波数の制御チャネルを配置する方式、ある
いは複数のビームに対して同一周波数の制御チャネルを
複数配置する方式を用いる場合の欠点を除去し、衛星電
力と周波数を有効利用できる制御チャネル構成方法を提
供することを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
第1図は本発明の原理構成図である。サービスエリア1
が複数ビーム2により構成され、移動局4と基地局9と
の間でマルチビーム衛星3を介して通信を行うマルチビ
ーム移動体衛星通信方式の共通の制御チャネル構成方法
において、マルチビーム衛星3から移動局4方向には個
別の制御チャネル5をサービスエリア1の各ビーム2毎
に基地局9の送信機7から移動局4に配置し、移動局4
から衛星方向には各ビーム2共通の複数の制御チャネル
6を移動局4から基地局9の受信機8に配置する。
〔作用〕
本発明では移動局4は複数の衛星向け制御チャネルの中
から1チャネルをランダムに選択してアクセスするため
制御チャネルの使用率が平均化する。
〔実施例〕
第2図は本発明の一実施例のシステム構成図を示す。同
図において、11a〜11cはサービスエリア内の第1〜第3
ビーム、12は移動局と基地局との間の無線中継局として
のマルチビーム衛星、13aから13cはチャネルCH1番〜CH3
番の基地局向け制御チャネル、14〜16は第1ビームから
第3ビームの移動局向け制御チャネル、17a〜17cは第1
ビームから第3ビーム用基地局受信機、18は第1ビーム
〜第3ビーム用基地局送信機、19a〜19cはチャネルCH1
番からチャネルCH3番の信号識別器、20は基地局、21は
チャネル制御部、22は交換局である。
基地局方向のチャネル13aから13cは全ビーム内の移動局
が全てアクセスできるように、各ビームに3チャネルず
つ配置している。
移動局は各ビームに配置された基地局20から移動局向け
の制御チャネル14〜16と同一番号の制御チャネルだけで
なく他の番号のチャネルにもアクセスできるように制御
チャネルを配置している。
第3図は本発明の一実施例の移動局の構成図を示す。同
図において、33は移動局アンテナ、34は送受信用アンテ
ナ共用器、35は送信機、36は受信機、37は送信用シンセ
サイザ、38は受信用シンセサイザ、39はコントローラ、
40はオフフック信号、41は乱数発生器、42はハンドセッ
トである。
また、第2図、及び第3図において無線チャネルをSCPC
方式(シングルチャネルパーキャリア)またはTDMA方式
(時分割多元接続方式)とした場合、基地局20から移動
局向けのチャネルは3ビーム間で3チャネルを共用して
いる。また、TDMA方式では1チャネルに信号を時分割多
重にして伝送するため、送信機35には多重部が、受信機
36には分離部が必要となる。
移動局が第1ビーム11aにいると仮定して通信チャネル
の接続動作を説明する。移動局が発信を行う場合には加
入者が移動局のハンドセット42によってオフフック状態
にするとオフフック信号40がコントローラ39により検出
される。
コントローラ39はオフフック信号40を検出すると移動局
自体の属する第2図のビーム11aに配置された複数の基
地局向けチャネル13a〜13cの中から1チャネルをランダ
ムに選択し、送信用シセサイザ37を選択した制御チャネ
ルに合わせて発信要求信号を送信機35およびアンテナ共
用器34を介して基地局20に送信させる。複数チャネルの
中からランダムに1チャネルを選択する方法としては、
基地局20からチャネル番号を送信するか、あるいは移動
局内のメモリに予めチャネル番号を蓄積しておき、その
番号の中から適当な番号を乱数発生器41により発生させ
る方法が考えられる。
移動局から送信された信号(無線電波)は、第2図のマ
ルチビーム衛星12の第1のビーム用アンテナで受信され
た後、送信されて基地局20内の第1のビーム用の受信機
17aに信号が到着する。この際に、移動局が第2ビーム
と第3ビームの近傍に位置すると、マルチビーム衛星12
では第2ビーム用のアンテナと第3ビーム用のアンテナ
にも信号が入力され、基地局20の第2ビーム用受信機17
bと第3ビーム用受信機17cにおいても信号が復調される
ことがある。信号識別器19a〜19cはこれらの同一番号が
チャネル制御部21へ全て転送されるのを防ぐため、復調
信号の移動局番号を基に一つの信号のみを取り出すため
に設けられている。
チャネル制御部21は信号識別器19a〜19cから信号を受け
取ると、現在通信に使用されていない無線チャネルの中
から1つのチャネルを選択し、そのチャネル番号を基地
局20に転送する。基地局20はチャネル制御部21からチャ
ネル番号を入力すると移動局の属するビーム11aに配置
された第1ビームのCH1番移動局向け制御チャネル14に
より通信に用いる無線チャネルの番号を移動局に通知す
る。これにより移動局は第3図に示した送信用シンセサ
イザ37と受信用シンセサイザ38を上記通知された番号の
通信チャネルにそれぞれ切り換えて通話を開始する。
第4図は本発明の一実施例のSCPC方式を用いた場合の制
御チャネル構成を示す。同図は複数の基地局20が同時に
別々の周波数の電波を用いるFDMA方式(周波数分割多元
接続方式)のうち1チャネル毎に一つの電波を用いるSC
PC方式を用いており、各ビームごとに周波数が異なる。
第4図(A)は移動局向け制御チャネルの構成を示して
おりCH1は第1ビームにCH2は第2ビームにCH3は第3ビ
ームに配置している。
第4図(B)は基地局向け制御チャネルの構成を示して
おりCH1′からCH3′は全ビームに3チャネルずつ配置し
ている。
移動局が基地局20に発呼要求信号を送信する場合には、
基地局向け制御チャネルであるCH1′からCH3′の中から
1チャネルをランダムに選択して移動局番号とビーム番
号を含むガードタイム53までの発呼要求信号51を送信す
る。発呼要求信号51を受信した基地局20は前記ビーム番
号に配置された移動局向け制御チャネルCH1,CH2,CH3に
より、応答信号50の通信用チャネル番号を移動局に送信
する。そして、移動局と基地局20は上記チャネル番号に
送受信チャネルを切り換えて通信を行う。
第5図は本発明の一実施例のTDMA方式を用いた場合の無
線チャネルの構成を示す。第5図の構成は通信用チャネ
ルと制御用チャネルを1チャネルに共用した例を示して
いる。
第5図(A)は移動局向け制御チャネルであり、C1
C2、C3は制御用スロット、T11〜T32は通信用スロットを
表し、CH1は第1ビームに、CH2は第2ビームに配置し、
CH3は第3ビームに配置している。
また、第5図(B)は移動局向け無線チャネルであり、
C1′、C2′、C3′は制御用スロトット、T11、T12
T21、T22、T31、T32は通信用スロットを表す。CH1′か
らCH3′は全ビーム共通に配置している。
移動局が基地局20に発呼要求信号を送信する場合には無
線チャネルCH1′からCH3′の制御用スロットC1′,C2′,
C3′の中から1スロットをランダムに選択して移動局番
号とビーム番号を送信する。基地局20は発呼要求信号を
受信すると、上記ビーム番号に配置された移動局向け無
線チャネル内の制御スロットにより、通信用チャネル番
号とスロット番号を移動局に送信する。次に移動局と基
地局20の送受信機のチャネル番号とスロット番号をそれ
ぞれ、上記通信用移動局のチャネル番号とスロット番号
に切り換えて通信を行う。
〔発明の効果〕
上記のように本発明によればランダムアクセス用制御チ
ャネルがトラヒック量の多いビームとトラヒック量の少
ないビーム間で共有されるため、基地局から移動局方向
のチャネルに比較してチャネル効率の低いランダムアク
セス用制御チャネルの平均使用率が高まり、衛星電力と
周波数の有効利用に有用である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の原理構成図、 第2図は本発明の一実施例のシステム構成図、 第3図は本発明の一実施例の移動局の構成図、 第4図は本発明の一実施例のSCPC方式を用いた場合の制
御チャネル構成図、 第5図は本発明の一実施例のTDMA方式を用いた場合の制
御チャネル構成図である。 1……サービスエリア、2……ビーム、3……マルチビ
ーム衛星、4……移動局、5……移動局向け制御チャネ
ル、6……基地局向け制御チャネル、7……送信機、8
……受信器、9……基地局、1−a……第1ビーム、11
−b……第2ビーム、11−c……第3ビーム、12……マ
ルチビーム衛星、13−a……CH1番基地局向け制御チャ
ネル、13−b……CH2番基地局向け制御チャネル、13−
c……CH3番基地局向け制御チャネル、14……第1ビー
ムのCH1番移動局向け制御チャネル、15……第2ビーム
のCH2番移動局向け制御チャネル、16……第3ビームのC
H3番移動局向け制御チャネル、20……基地局、21……チ
ャネル制御部、39……コントローラ、40……オフフック
信号、41……乱数発生器、42……ハンドセット。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】サービスエリアが複数ビームにより構成さ
    れ、移動局と基地局との間でマルチビーム衛星を介して
    通信を行うマルチビーム移動体衛星通信方式の共通の制
    御チャネル構成方法であって、 前記マルチビーム衛星から前記移動局方向には個別の制
    御チャネルをサービスエリアの各ビーム毎に前記基地局
    の送信機から移動局に配置し、 該移動局から該マルチビーム衛星方向には各ビーム共通
    の複数の制御チャネルを該移動局から該基地局の受信機
    に配置し、 該移動局は該複数の制御チャネルの中から1チャネルを
    ランダムに選択してアクセスを行うことを特徴とする制
    御チャネル構成方法。
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