JPH0787420B2 - 移動体衛星通信回線制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は移動体衛星通信回線制御方法に係り、特にマル
チビーム移動体衛星通信方式における共通制御チャネル
の基地局内受信機の有効利用を行う移動体衛星通信回線
制御方法に関する。

通信衛星の搭載アンテナの利得の向上は、地球局の小型
化が非常に重要な課題である。搭載アンテナの利得向上
はアンテナの大型化によりアンテナ放射ビーム幅を狭く
することによって得られる。しかし、ビーム幅がサービ
スエリアより狭い場合には複数のビームで全サービスエ
リアをカバーするマルチビーム方式をとる必要がある。
衛星を用いた移動通信方式としては、一つの基地局と全
移動機との無線回線を通信衛星を介して構成し、地上通
信網には基地局を介して接続する方式が一般的な方式と
して提案されている。マルチビーム衛星通信方式はいわ
ば、各ビームがセルラ方式をとる自動車電話方式の各無
線ゾーンに相当し、基地局全て、一つの基地局に集約し
たような構成をとる。

〔従来の技術〕

第５図は従来の受信機の構成図を示す。同図は自動車電
話方式で用いられている構成を一つの基地局を用いる衛
星通信方式に適応した場合の回線制御関連の構成で、移
動局から基地局方向（リターン）の共通制御チャネルを
３ビーム間で共通に３チャネル配置した時の基地局内受
信機の構成例である。

同図において、１は衛星、2aは第１ビーム、2bは第２ビ
ーム、3cは第３ビーム、３は第１ビーム用フォーワード
制御チャネル、４は第２ビーム用フォーワード制御チャ
ネル、５は第３ビーム用フォーワード制御チャネル、６
はリターンランダムアクセス用チャネル、7a,7bは基地
局向け応答信号専用チャネル、８は基地局、9a〜9cは第
１〜第３ビーム用フォワード制御チャネル送信機、10a
〜10cは第１から第３ビーム用ランダムアクセス用受信
機、11a〜11c及び12a〜12cは第１から第３ビーム用応答
信号専用受信機、13は回線制御部、14は交換局、15は公
衆網である。

同図の構成は基地局８から移動局向け（フォワード）制
御チャネル3,4,5はビーム2a,2b,2c毎にそれぞれ１チャ
ネル配置し、リターン制御チャネル6,7a,7bの３チャネ
ルのうち、ランダムアクセス用チャネル６は各ビーム共
通に１チャネル配置し、応答信号用チャネル7a,7bは各
ビーム共通に２チャネル配置した例である。

同図において、移動局からランダムアクセス用チャネル
あるいは応答用チャネルにより送信された信号を基地局
８において受信するには、基地局８の制御チャネル用受
信機は１ビーム当たり３台（10a,11a,12a），（10b,11
b,12b），（10c,11c,12c）必要となり、合計９台必要と
なる。

〔発明が解決しようとする課題〕

一般に、移動通信の無線チャネルはフォワードチャネル
とリターンチャネルが一対で配置される。従って、フォ
ワードチャネルをビーム毎に１チャネル配置し、リター
ンチャネルをビーム数分配置した場合、基地局に設置さ
れる制御チャネル用受信機台数はビーム数の２乗とな
る。

その結果、上記の従来方式では３ビームであるので受信
機台数は９台となり、ビーム数の多いシステムでは受信
機台数が多くなり、基地局の設備費用が嵩む。

本発明は上記の点に鑑みなされたもので、ビーム数が多
いマルチビーム移動体衛星通信方式であっても基地局に
設置される制御チャネル用受信機台数が少なくても、移
動局からの送信信号の受信効率を低下させることなく受
信することが可能な移動体衛星通信回線制御方法を提供
することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は本発明の原理説明図を示す。本発明はサービス
エリアを複数のアンテナビームで分割し、一つの基地局
105と多数の移動局間の制御チャネルの構成する場合
に、移動局104から基地局105方向の制御チャネルを複数
ビーム101、102、103共通に異なる周波数のチャネルを
複数チャネル107、108配置し、複数制御チャネルをラン
ダムアクセス用チャネル107と基地局105の要求に応じて
移動局104が応答信号を送信する応答用チャネル108に区
別して制御する移動体衛星通信回線制御方法において、
位置登録及び移動局104から基地局105への発信に基づく
発呼要求信号のビーム情報に従って基地局105がビーム
情報101の移動局104に応答用チャネル108と応答信号の
要求を指示すると同時に、移動局104からの応答信号を
基地局105が受信するときのみ基地局105は応答用チャネ
ル108に用いる応答信号用受信機106を移動局104の属す
るビーム101に１又は、複数割り当て、ビーム101の移動
局104からの応答用チャネル108を該当する応答信号用受
信機106に切替えて応答信号を受信する。

〔作用〕

本発明は基地局105からの要求に従って移動局104が応答
信号を送信する応答用チャネルの応答信号用受信機106
を複数ビーム共同で使用するため、回線制御部からのビ
ーム番号をもつビーム情報に基づき、移動局104が応答
信号を送信する時に限り、基地局105でビーム情報に該
当するビームに切り替えることにより当該移動局104の
属するビーム101に該当する応答用チャネルの電波を応
答信号用受信器106で受信する。これにより複数のビー
ムで基地局105側に設けられた応答信号用受信器106を共
用することができる。

〔実施例〕

第２図は移動局の発信及び移動局への着信時の移動局と
基地局８間の制御信号送受信シーケンスの一例を示す。
同図中、第５図と同一部分には同一符号を用いる。同図
中（Ａ）は移動局の発信シーケンス、（Ｂ）は移動局の
着信シーケンスを示す。

移動局発信の場合（Ａ）には、移動局はランダムアクセ
ス用チャネル６で発呼要求信号16を送信する。次に基地
局は発呼要求信号16を受信すると発呼要求信号16のビー
ム情報を基に移動局の位置するビームを決定する19。そ
して基地局８は該当ビームの移動局へ応答用チャネル7a
の情報を付加したチャネル切替え要求信号17aを送信す
ると共に基地局側の応答信号用受信機のビーム切替えタ
イマのカウントを開始し20a、切替え待ち時間21経過後
に応答信号18が基地局に到達する時系列的直前でビーム
を切り替えて応答信号18を受信する22a。

また、移動局への着信の場合（Ｂ）は基地局８は回線制
御局部13の位置登録メモリに蓄積されている加入者デー
タから該当移動局の位置するビームを決定25し、ビーム
番号を付加した着信信号23を該当ビームのフォワードチ
ャネル５で移動局へ送信する。同時に基地局８は応答信
号用受信機の切替えタイマのカウントを開始し20b、切
替え待ち時間21経過後、応答信号24が基地局８に到達す
る時系列的直前にビームを切り替えて応答信号24を受信
する。そして、以下同図（Ａ）に示す移動局発信の場合
と同一シーケンス制御信号の送受信を行う。

第３図は移動局と基地局８間の制御信号送受信のタイム
チャートを示す。同図中、第２図および、第５図は同一
部分には同一符号を付しその説明を省略する。第３図
（Ａ）は移動局の発信時のタイムチャートで、同図
（Ｂ）は移動局の着信時のタイムチャートである。

同図（Ａ）の場合は基地局８がランダムアクセス用チャ
ネル６で発呼要求信号16を受信すると、発呼要求信号16
に含まれるビーム番号をもっているビーム情報からチャ
ネル切り替え要求信号17aの送信するビームを決定す
る。さらに、基地局８は前記ビーム情報に該当するフォ
ワード制御チャネル５で移動局にチャネル切り替え要求
信号17aを送信すると共に、タイマのカウントを開始す
る20a。基地局８は切替え待ち時間21（往復の伝搬遅延
時間＋移動局の処理時間）経過後、移動局のビーム内の
位置による制御信号の伝送時間の変動分Δt26を考慮
し、21aのタイミングで応答信号受信機を切り替えて応
答信号18を受信する。

同図（Ｂ）の場合は移動局の位置するビームがどのビー
ムであるか前記ビーム情報によって既にわかっているの
で、第５図に示す第３ビーム2cの制御チャネル５から移
動局に応答用チャネル7aを指示するデータを付加して着
信信号23を送信する。さらに、基地局８は移動局発信と
同様のタイムスケジュールで制御信号の送受信を行う。

第４図は本発明の一実施例の基地局の制御チャネル用受
信機構成図を示す。同図中、第１図、第２図、第３図、
第５図等と同一部分には同一記号を付し、その説明を省
略する。回線制御部13は移動局がビーム間を移動時に行
う位置登録データの蓄積、受信制御信号の分析、制御信
号の送受信制御を行う。

送信ビーム切り替え制御部31は回線制御部13からのビー
ム情報に基づき、要求信号27をビーム切替え器28aを制
御してフォワード制御チャネル用送信機9a,9b,9cのいず
れかへ供給する。

各ビームに位置する移動局からの衛星１を経由して基地
局８に供給される電波は基地局８内の分配器35でビーム
毎に分離される。同図の例では第１ビーム2aの場合は第
１ビーム10aに、第２ビーム2bの場合は第２ビーム10b
に、第３ビーム2cの場合は第３ビーム10cにそれぞれ供
給される。

発呼要求等のランダムアクセス信号の場合には、ランダ
ムアクセス用受信機10a,10b,10cに供給されるべく、ア
ンテナ36で受信され、送受信共用機30を介して、分配器
35で分離されたビームをさらに分配器37a,37b,37cでラ
ンダムアクセス用と応答信号用とに分離され、それぞ
れ、ランダムアクセス用受信機10a,10b,10cで復調され
た信号の中から信号選択器34に供給され、誤りのない発
呼要求信号16を回線制御局13に中継する。

また、応答用チャネル7aの電波は回線制御部13からのビ
ーム情報に基づき、受信ビーム切り換え制御部32が所定
の時間にビーム切換え器28bを駆動し、また、ビーム情
報の該当ビームに該当する基地局８の応答用チャネルの
電波を分配器37a′〜37c′で分離させ、ビーム切替え器
28bに供給し、該当する応答信号用受信機33a,33bで復調
した応答信号18、24を回線制御部13へ中継する。

この様にして、基地局８からの指示で移動局から送信す
る制御信号を受信する応答用チャネルの応答信号用受信
機33a,33bを各ビームで共用し、該当ビームの移動局か
らの信号を受信する時のみ受信機を該当ビームに接続し
て用いる。

このため、ビーム数×リターン制御チャネル数分必要な
制御チャネル用受信機の台数が大幅に削減できる。

従来は、リターンチャネルを共通に配置するビーム数と
して、７ビームを想定した場合に受信機台数は１ビーム
あたり、７台必要となり、全ビームでは49台必要になる
が、本発明の方法では例えばランダムアクセス用チャネ
ル３チャネル、応答用チャネル４チャネルとした場合の
受信機台数はランダムアクセス用に３チャネル×７ビー
ム＝21台、応答信号専用に４台必要となり、受信機台数
を24台低減できることになる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、移動局から基地局向け制
御チャネルを複数ビーム間で、共通に複数チャネル配置
し、当該制御チャネルをランダムアクセス専用チャネル
と応答信号専用制御チャネルに用いる受信機を移動局が
応答信号を送信するときのみ基地局側で当該移動局が属
しているビームへ割り当てるように構成することによっ
て，基地局で設置する受信機の台数を低減することがで
きる。これにより、基地局の受信制御効率を下げること
なく少ない受信機で移動局からの信号を受信することが
でき、実用上有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理説明図、 第２図は移動局と基地局間の送受信シーケンスを示す
図、 第３図は基地局の信号送受信タイムチャート、 第４図は本発明の一実施例の基地局の制御チャネル用受
信機構成図、 第５図は従来方式による受信機構成図である。 １……衛星、2a,2b,2c……ビーム、３……第１ビーム用
フォワード制御チャネル、４……第２ビーム用フォワー
ド制御チャネル、５……第２ビーム用フォワード制御チ
ャネル、７……基地局向け応答信号専用チャネル、８…
…基地局、28a,28b……ビーム切替え器、10……ランダ
ムアクセス用受信機、33……応答信号用受信機、35……
分配機、101〜103……ビーム、104……移動局、105……
基地局、106……応答信号用受信機、107……ランダムア
クセス用受信機、108……応答用チャネル、109……ラン
ダム用チャネル。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】サービスエリアを複数のアンテナビームで
   分割し、一つの基地局と多数の移動局間の制御チャネル
   を構成する場合に、該移動局から該基地局方向の制御チ
   ャネルを複数ビーム共通に異なる周波数のチャネルを複
   数チャネル配置し、複数制御チャネルをランダムアクセ
   ス用チャネルと該基地局要求に応じて該移動局が応答信
   号を送信する応答用チャネルに区別して制御する移動体
   衛星通信回線制御方法において、 位置登録及び前記移動局から前記基地局への発信に基づ
   く発呼要求信号のビーム情報に従って前記基地局が該ビ
   ーム情報の移動局に前記応答用チャネルと応答信号の要
   求を指示すると同時に、該移動局からの応答信号を該基
   地局が受信するときのみ該基地局は該応答用チャネルに
   用いる応答信号受信機を該移動局の属するビームに１又
   は複数割り当て、 該ビームの移動局からの応答用チャネルを該当する応答
   信号用受信機に切替えて応答信号を受信することを特徴
   とする移動体衛星通信回線制御方法。