JPH08213945A - 衛星通信システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来例に比較して伝搬損失が小さくかつ高品
質の衛星通信サービスを提供することができ、しかも複
雑な構成の衛星通信局を必要としない衛星通信システム
を提供する。 【構成】 第１の軌道高度にある複数の周回軌道のそれ
ぞれに複数の第１の通信衛星を配置して上記各第１の通
信衛星にそれぞれ第１の衛星通信局を設ける一方、第１
の軌道高度よりも高い第２の軌道高度にある複数の周回
軌道のそれぞれに複数の第２の通信衛星を配置して各第
２の通信衛星にそれぞれ第２の衛星通信局を設けるとと
もに、移動又は半固定で使用される複数の小型端末と、
固定で使用される複数の大型端末とを地球局として設け
る。ここで、各第１の衛星通信局は、複数の小型端末の
少なくとも１つと通信を行う一方、各第２の衛星通信局
は、複数の大型端末の少なくとも１つと通信を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、衛星通信システムに関
する。

【０００２】

【従来の技術】最近、低軌道地球周回衛星や中高度軌道
周回衛星を使った全世界的通信ネットワークシステム
が、数多く検討開発されている。そのうちのいくつか
は、近い将来軌道上に展開されて実運用される予定であ
る。代表的なシステムとして、イリジウム、インマルサ
ットのプロジェクト２１、テレデシック（コーリング）
システムなどがある。これらのシステムでは隣接衛星間
の通信に電波を用いている。一方、光を使った衛星間通
信には電波の場合と比べて多くの特長があり、将来の衛
星通信システムには衛星間光通信が利用されるであろ
う。

【０００３】例えば、第１の従来例の文献（E.F.Tuckほ
か,“THE CALLING^SM NETWORK:A GLOBAL WIRELESS COMMU
NICATION SYSTEM",International Journal of Satellit
e Comunications,Vol.12,pp.45-61,1994年）において
は、高度７００ｋｍに８４０機の衛星を配置し、移動体
から大型端末までを対象に幅広い通信サービスを提供す
ることが開示されている。

【０００４】また、第２の従来例の文献（J.M.Ruddyほ
か,“CONCEPT FOR A COST/TECHNOLOGY-DRIVEN MOBILE S
ATELLITE COMMUNICATIONS (MOBILSATCOM) SYSTEM",13th
AIAAInternational Satellite Systems Conference,p
p.720-730,1991年）においては、１９２機の低軌道周回
衛星を用いて、移動体通信サービスを提供し、１つの静
止衛星を用いてデータを中継することが開示されてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記第１の従来例にお
いては、衛星通信に必要な通信機能を８４０機すべてに
搭載しているので、多機能で複雑な構成を有する多数の
衛星局が必要になり、衛星通信システムのコストがきわ
めて高くなる。

【０００６】上記第２の従来例においては、きわめて高
い高度に配置される静止衛星を用いて通信を行うため
に、伝搬遅延が大きくなり、すべての通信が１つの静止
衛星に集中するので、大容量の通信サービスを行うこと
が難しいという問題点があった。

【０００７】通信サービスの水準が上がっていくにつれ
て、地上の建物や地形によるシャドウイングで生じる通
信回線の途絶を減らさなければならなくなり、要求され
る衛星の最小仰角が高くなる。さらにルーティングや回
線割り当ての冗長性確保や衛星ダイバーシティを実現す
るために、２機以上の衛星による連続カバレッジが必要
になる。このため、必要な衛星数が大幅に増加する。た
とえば、衛星高度７５０ｋｍ、最小仰角３０度で２衛星
以上による全世界的連続カバレッジを得るためには、約
６００機の衛星が必要になる。もしも全ての衛星に全て
の通信機能、すなわちユーザー端末との通信、ゲートウ
ェイ局に対するフィーダリンク、および周辺４衛星以上
との衛星間通信の機能を搭載すると、多数の衛星全てが
大型で重くなってしまう。また、数十回の衛星間中継が
必要で、ネットワーク構成や最適なルーティングの選択
が複雑になる。また、経路上の全ての衛星上での信号処
理で生じる伝送遅延も大きくなる。これらの問題は、衛
星高度を高くすることによって緩和される。しかしなが
ら、その結果として、ユーザー端末と衛星との間の距離
が増加し、自由空間伝搬損失が大きくなって、ユーザー
端末のサイズや出力を大きくする必要があるという問題
点があった。

【０００８】本発明の目的は以上の問題点を解決し、従
来例に比較して伝搬損失が小さくかつ高品質の衛星通信
サービスを提供することができ、しかも複雑な構成の衛
星通信局を必要としない衛星通信システムを提供するこ
とにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に係る請求項１記
載の衛星通信システムは、所定の第１の軌道高度にある
複数の周回軌道のそれぞれに複数の第１の通信衛星を配
置して上記各第１の通信衛星にそれぞれ第１の衛星通信
局を設ける一方、上記第１の軌道高度よりも高い所定の
第２の軌道高度にある複数の周回軌道のそれぞれに複数
の第２の通信衛星を配置して上記各第２の通信衛星にそ
れぞれ第２の衛星通信局を設けるとともに、移動又は半
固定で使用される複数の小型端末と、固定で使用される
複数の大型端末とを地球局として設けた衛星通信システ
ムであって、上記各第１の衛星通信局は、上記複数の小
型端末の少なくとも１つと通信を行うとともに、同一の
周回軌道内の前後の第１の通信衛星の第１の衛星通信
局、及び上記複数の第２の衛星通信局の少なくとも１つ
と通信を行うための第１の通信手段と、上記第１の通信
手段による２つの通信の信号を中継交換する第１の中継
交換手段とを備え、上記各第２の衛星通信局は、上記複
数の大型端末の少なくとも１つと通信を行うとともに、
同一の周回軌道内の前後の第２の通信衛星の第２の衛星
通信局、隣接する周回軌道の第２の通信衛星の第２の衛
星通信局、及び上記複数の第１の衛星通信局の少なくと
も１つと通信を行うための第２の通信手段と、上記第２
の通信手段による２つの通信の信号を中継交換する第２
の中継交換手段とを備え、上記各小型端末は、上記複数
の第１の衛星通信局の少なくとも１つと通信を行うため
の第３の通信手段を備え、上記各大型端末は、上記複数
の第２の衛星通信局の少なくとも１つと通信を行うため
の第４の通信手段を備えたことを特徴とする。

【００１０】また、請求項２記載の衛星通信システム
は、請求項１記載の衛星通信システムにおいて、上記第
１の軌道高度は７００ｋｍから２０００ｋｍまでの範囲
のうちの１つの高度に設定される一方、上記第２の軌道
高度は１２００ｋｍから２０００ｋｍまでの範囲又は１
００００ｋｍから２００００ｋｍまでの範囲のうちの１
つの高度に設定されることを特徴とする。

【００１１】さらに、請求項３記載の衛星通信システム
は、請求項１又は２記載の衛星通信システムにおいて、
上記第１の衛星通信局と上記別の第１の衛星通信局との
間の通信、上記第２の衛星通信局と上記別の第２の衛星
通信局との間の通信、及び上記第１の衛星通信局と上記
第２の衛星通信局との間の通信は、光衛星通信方法で行
う一方、上記第１の衛星通信局と上記小型端末との間の
通信、及び上記第２の衛星通信局と上記大型端末との間
の通信は、無線衛星通信方法で行うことを特徴とする。

【００１２】またさらに、請求項４記載の衛星通信シス
テムは、請求項１又は２記載の衛星通信システムにおい
て、上記第１の衛星通信局と上記別の第１の衛星通信局
との間の通信、上記第２の衛星通信局と上記別の第２の
衛星通信局との間の通信、上記第１の衛星通信局と上記
第２の衛星通信局との間の通信、上記第１の衛星通信局
と上記小型端末との間の通信、及び上記第２の衛星通信
局と上記大型端末との間の通信は、無線衛星通信方法で
行うことを特徴とする。

【００１３】

【作用】請求項１記載の衛星通信システムにおいては、
上記各第１の衛星通信局の第１の通信手段は、上記複数
の小型端末の少なくとも１つと通信を行うとともに、同
一の周回軌道内の前後の第１の通信衛星の第１の衛星通
信局、及び上記複数の第２の衛星通信局の少なくとも１
つと通信を行い、その第１の中継交換手段は、上記第１
の通信手段による２つの通信の信号を中継交換する。ま
た、上記各第２の衛星通信局の第２の通信手段は、上記
複数の大型端末の少なくとも１つと通信を行うととも
に、同一の周回軌道内の前後の第２の通信衛星の第２の
衛星通信局、隣接する周回軌道の第２の通信衛星の第２
の衛星通信局、及び上記複数の第１の衛星通信局の少な
くとも１つと通信を行い、その第２の中継交換手段は、
上記第２の通信手段による２つの通信の信号を中継交換
する。さらに、上記各小型端末は、上記複数の第１の衛
星通信局の少なくとも１つと通信を行う。またさらに、
上記各大型端末は、上記複数の第２の衛星通信局の少な
くとも１つと通信を行う。

【００１４】請求項２記載の衛星通信システムにおいて
は、好ましくは、上記第１の軌道高度は７００ｋｍから
２０００ｋｍまでの範囲のうちの１つの高度に設定され
る一方、上記第２の軌道高度は１２００ｋｍから２００
０ｋｍまでの範囲又は１００００ｋｍから２００００ｋ
ｍまでの範囲のうちの１つの高度に設定される。これに
よって、バンレアレン帯における強い放射線によって通
信において障害が生じることを防止するとともに、大気
によるドラッグを回避することができる。

【００１５】請求項３記載の衛星通信システムにおいて
は、好ましくは、上記第１の衛星通信局と上記別の第１
の衛星通信局との間の通信、上記第２の衛星通信局と上
記別の第２の衛星通信局との間の通信、及び上記第１の
衛星通信局と上記第２の衛星通信局との間の通信は、光
衛星通信方法で行う一方、上記第１の衛星通信局と上記
小型端末との間の通信、及び上記第２の衛星通信局と上
記大型端末との間の通信は、無線衛星通信方法で行う。

【００１６】請求項４記載の衛星通信システムにおいて
は、好ましくは、上記第１の衛星通信局と上記別の第１
の衛星通信局との間の通信、上記第２の衛星通信局と上
記別の第２の衛星通信局との間の通信、上記第１の衛星
通信局と上記第２の衛星通信局との間の通信、上記第１
の衛星通信局と上記小型端末との間の通信、及び上記第
２の衛星通信局と上記大型端末との間の通信は、無線衛
星通信方法で行う。

【００１７】

【実施例】以下、図面を参照して本発明に係る実施例に
ついて説明する。図１は、本発明に係る一実施例の衛星
通信システムの構成を示す斜視図である。図１に示すよ
うに、この衛星通信システムは、第１層の周回通信衛星
１と第２層の周回通信衛星２とを備えた、２つの異なっ
た軌道高度をもった２層構成の通信衛星の配置を有す
る。なお、この明細書において、通信衛星を衛星と略
す。この衛星配置は、低高度周回軌道と中高度周回軌道
の衛星配置の利点を組み合わせたものであり、下層であ
る第１層の周回衛星１には小型のユーザー端末３３，３
４，３５，３６に対してサービスを行なう例えば数百機
の衛星の衛星通信局１１１乃至１１３，１２１乃至１２
３，１３１乃至１３４，１４１乃至１４４，１５１乃至
１５４，１６１乃至１６３を配置する一方、上層である
第２層の周回衛星２には、第１層の周回衛星１の衛星通
信局から他の周回軌道面内の衛星の衛星通信局や地上の
ゲートウェイ局３１にデータを中継する例えば数十機の
衛星通信局２１１，２１２，２２１，２２２，２３１，
２３２を配置する。この衛星配置では全ての衛星間のデ
ータリンクに衛星間光通信を用いており、下層である第
１層の周回衛星１を小型化することができる。上層であ
る第２層の周回衛星２は複雑で大型になってしまうが、
必要な数はきわめて少ないというという特長を有する。
なお、本実施例においては、地上局と衛星通信局との間
の通信は無線衛星通信方法で行う一方、同一の層又は異
なる層の２つの衛星通信局との間の通信は光衛星通信方
法で行う。

【００１８】まず、本実施例の衛星通信システムの構成
について以下に詳細に説明する。図１に示すように、好
ましくは高度７００ｋｍ乃至２０００ｋｍの範囲のうち
の所定の高度にありいわゆる低高度周回軌道である第１
の周回軌道１１乃至１６に、低層である第１層の周回衛
星１が周回するように配置され、当該第１層の周回衛星
１は、第１層の衛星通信局１１１乃至１１３，１２１乃
至１２３，１３１乃至１３４，１４１乃至１４４，１５
１乃至１５４，１６１乃至１６３の各衛星を含む。本実
施例では、周回軌道１１には衛星通信局１１１乃至１１
３の各衛星が配置され、周回軌道１２には衛星通信局１
２１乃至１２３の各衛星が配置され、周回軌道１３には
衛星通信局１３１乃至１３４の各衛星が配置される。さ
らに、周回軌道１４には衛星通信局１４１乃至１４４の
各衛星が配置され、周回軌道１５には衛星通信局１５１
乃至１５４の各衛星が配置され、周回軌道１６には衛星
通信局１６１乃至１６３の各衛星が配置される。

【００１９】また、第１層の周回衛星１よりは高い高度
であって、好ましくは高度１２００ｋｍ乃至２０００ｋ
ｍの範囲又は１００００ｋｍ乃至２００００ｋｍの範囲
であって、より好ましくは高度１００００ｋｍから２０
０００ｋｍまでの範囲のうちの所定の高度にありいわゆ
る中高度周回軌道である第２層の周回軌道２１乃至２３
に、高層である第２層の周回衛星２が周回するように配
置され、当該第２層の周回衛星２は、第２層の衛星通信
局２１１，２１２，２２１，２２２，２３１，２３２の
各衛星を含む。なお、第１層の周回衛星１の軌道高度が
１２００ｋｍ以上のときは、第２層の周回衛星２の軌道
高度は１０，０００ｋｍ以上に設定することが好まし
い。本実施例では、周回軌道２１には衛星通信局２１
１，２１２の各衛星が配置され、周回軌道２２には衛星
通信局２２１，２２２の各衛星が配置され、周回軌道２
３には衛星通信局２３１，２３２の各衛星が配置され
る。

【００２０】本実施例において、衛星システムの周回衛
星を２０００ｋｍから１００００ｋｍまでの軌道高度の
周回軌道に衛星通信局の衛星を配置することは好ましく
ない。なぜならば、この高度ではバンアレン帯の強い放
射線によって、衛星通信局の機器や太陽電池が障害を受
けたり劣化したりするからである。また、大気によるド
ラッグのため７００ｋｍ以下の高度の周回軌道に配置す
ることも不適当である。このため、第１層の周回衛星１
のための低高度周回軌道の軌道高度としては、好ましく
は７００ｋｍから２０００ｋｍまでが適当であり、第２
層の周回衛星２のための中高度周回軌道の軌道高度とし
ては、好ましくは１２００ｋｍから２００００ｋｍま
で、より好ましくは１００００ｋｍから２００００ｋｍ
までが適当である。

【００２１】本実施例においては、多数の通信衛星を２
つの異なる軌道高度をもつ地球周回軌道に投入保持し、
２層構成の衛星配置にして衛星間通信で全ての衛星を結
び、全世界的な通信ネットワークを構成して、地球上の
全ての地域に対して連続的な通信、放送、測位等のサー
ビスを提供する。ここで、第１層と第２層の周回衛星
１，２のどちらにも、その層に含まれる衛星群だけで、
地上の全ての地域で連続的に１機又はそれ以上の衛星通
信局の衛星が必要な仰角以上にとどまって、衛星通信の
サービスを提供できるように衛星を配置する。

【００２２】一方、地球１００上には、大型の衛星通信
用端末の地球局として、ゲートウェイ局３１と大型固定
端末３２が設けられ、ゲートウェイ局３１と大型固定端
末３２はそれぞれ、通信を行う衛星を追尾するために機
械的に駆動する比較的大きな口径を有するパラボラアン
テナ３１ａ，３２ａを備える。これらの大型の端末３
１，３２は、第２層の周回衛星２の衛星通信局と通信を
行うために、音声、データ又はそれらの周波数又は時分
割多重信号などのベースバンド信号に従って所定の中間
周波の搬送波信号を変調するとともに、変調信号を復調
してベースバンド信号に変換する変復調器と、上記搬送
波信号を周波数変換して例えば準ミリ波又はミリ波など
の周波数帯の所定の衛星通信周波数の無線信号に変換し
て送信するとともに、アンテナで受信した無線信号を受
信して所定の中間周波の信号に変換を行う無線送受信機
とを備える。ここで、ゲートウェイ局３１は、地上に設
けられた中継交換機４０を介して地上のネットワーク４
１乃至４３に接続される。

【００２３】ゲートウェイ局３１は、例えば、通信路３
３１を介して衛星通信局２１１に接続されるとともに、
通信路３３１ａを介して衛星通信局２２１に接続され
る。また、大型固定端末３２は、例えば、通信路３３２
を介して衛星通信局２３２に接続される。すなわち、ゲ
ートウェイ３１と大型固定端末３２は、自由空間損失が
比較的大きい通信路を介して、第２層の周回衛星２の衛
星通信局と通信を行う。

【００２４】また、地球１００上には、小型の衛星通信
用ユーザ端末の地球局として、移動可能であるが通信時
に固定するいわゆる半固定で用いられる小型端末３３，
３４と、人間が携帯して移動することができるパーソナ
ルハンドヘルド端末である携帯端末３５と、自動車や船
舶、飛行機などの移動体に設けられた移動体端末３６と
が設けられ、端末３３乃至３６は、衛星の追尾をしない
アンテナ又は電気的に高速に衛星を追尾することができ
るフェーズドアレイアンテナ３３ａ乃至３６ａを備え
る。これらの小型の端末３３乃至３６は、第１層の周回
衛星１の衛星通信局と通信を行うために、音声、データ
などのベースバンド信号に従って所定の中間周波の搬送
波信号を変調するとともに、変調信号を復調してベース
バンド信号に変換する変復調器と、上記搬送波信号を周
波数変換して例えば準ミリ波又はミリ波などの周波数帯
の所定の衛星通信周波数の無線信号に変換して送信する
とともに、アンテナで受信した無線信号を受信して所定
の中間周波の信号に変換を行う無線送受信機とを備え
る。

【００２５】小型端末３３は、例えば、通信路３３３を
介して衛星通信局１１１に接続されるとともに、通信路
３３３ａを介して衛星通信局１１２に接続される。ま
た、小型端末３４は、例えば、通信路３３４を介して衛
星通信局１１１に接続されるとともに、通信路３３４ａ
を介して衛星通信局１１２に接続される。さらに、携帯
端末３５は、例えば、通信路３３５を衛星通信局１３１
に接続されるとともに、通信路３３５ａを介して衛星通
信局１４４に接続される。移動体端末３６は、例えば、
通信路３３６を介して衛星通信局１４３に接続されると
ともに、通信路３３６を介して衛星通信局１５３に接続
される。従って、これら小型の端末３３乃至３６は、ゲ
ートウェイ３１と大型固定端末３２の衛星通信路３３
１，３３１ａ，３３２に比較して自由空間損失が小さい
通信路を介して、第１層の周回衛星１の衛星通信局と通
信を行う。

【００２６】第１層の周回衛星１の衛星通信局１１１乃
至１１３，１２１乃至１２３，１３１乃至１３４，１４
１乃至１４４，１５１乃至１５４，１６１乃至１６３は
それぞれ、同一周回軌道面内の前後の衛星の衛星通信局
と、第２層の周回衛星２の衛星通信局２１１，２１２，
２２１，２２２，２３１，２３２と光衛星間通信を行う
ための光衛星通信用送受信機と、地上の小型の端末３３
乃至３６と無線通信を行うための無線衛星通信用送受信
機と、これらの送受信機に接続されて２つの通信の信号
の中継交換を行う信号中継交換機とを備える。ここで、
例えば、衛星通信局１１１は、通信路３３３，３３４ａ
を介してそれぞれ小型端末３３，３４に接続され、さら
には、通信路４１１を介して衛星通信局１１２に接続さ
れるとともに、通信路５１１を介して衛星通信局２１１
に接続される。また、例えば、衛星通信局１３１は、通
信路３３５を介して携帯端末３５に接続されるととも
に、通信路４３１を介して衛星通信局１３２に接続され
る。従って、第１層の周回衛星１の衛星通信局１１１乃
至１１３，１２１乃至１２３，１３１乃至１３４，１４
１乃至１４４，１５１乃至１５４，１６１乃至１６３
は、地上の小型の端末間の中継交換機能と、第１層と第
２層の周回衛星１，２の衛星通信局との間の中継交換機
能とを有する。

【００２７】第２層の周回衛星２の衛星通信局２１１，
２１２，２２１，２２２，２３１，２３２はそれぞれ、
同一周回軌道面内の前後の衛星の衛星通信局、及び隣接
する周回軌道の衛星の衛星通信局と通信を行うための光
衛星通信用送受信機と、第１層の周回衛星１の衛星通信
局と通信を行うための光衛星通信用送受信機と、地上の
大型の端末３１，３２と通信を行うための無線衛星通信
用送受信機と、これらの送受信機に接続され２つの通信
の信号の中継交換を行う中継交換機とを備える。第２層
の周回衛星２の衛星通信局は、その下にある数本の第１
層の周回衛星１の周回軌道上の衛星通信局に対するデー
タ中継を受け持ち、それらの第１層の周回衛星１の周回
軌道上の衛星通信局と光衛星間通信を行う。ここで、例
えば、衛星通信局２１１は、通信路３３１を介してゲー
トウェイ局３１に接続されるとともに、通信路５１１，
５１２を介してそれぞれ衛星通信局１１１，１２１に接
続され、さらには、通信路６１１，６１６を介してそれ
ぞれ２１２，２２１に接続される。また、例えば、衛星
通信局２２１は、通信路３３１ａを介してゲートウェイ
局３１に接続されるとともに、通信路５１３，５１４を
介してそれぞれ衛星通信局１３３，１４２に接続され、
さらには、通信路６１５，６１６，６１７を介してそれ
ぞれ衛星通信局２３２，２２２，２１１に接続される。
従って、第２層の周回衛星２の衛星通信局２１１，２１
２，２２１，２２２，２３１，２３２は、地上の通信ネ
ットワーク４１乃至４３との接続を行なうゲートウェイ
局３１との間のフィーダリンク機能を有するとともに、
大型の固定端末３２とに間に大容量の通信回線を提供す
る。

【００２８】小型のユーザー端末同士間で通信を行なう
場合、両方の小型の端末が第１層の周回衛星１のうちの
１つの衛星通信局のカバレッジ内に入っていれば、その
衛星通信局で中継して直接相手の端末と回線を結ぶ。例
えば、図５に示すように、小型端末３３は、通信路３３
３を介して衛星通信局１１１に接続され、さらに、衛星
通信局１１１は通信路３３４ａを介して小型端末３４に
接続される。

【００２９】また、双方の小型の端末に対してサービス
を行なう２つの衛星通信局が同一の周回軌道面内にある
場合には、周回軌道面内の衛星間通信を経て回線を結
ぶ。例えば、図１において、小型端末３４が衛星通信局
１１１のカバレッジから離れて衛星通信局１１２のカバ
レッジに入っている場合、図６に示すように、小型端末
３３は通信路３３３を介して衛星通信局１１１に接続さ
れ、さらに、衛星通信局１１１は通信路４１１を介して
衛星通信局１１２に接続される。さらには、衛星通信局
１１２は通信路３３４を介して小型端末３４に接続され
る。

【００３０】さらに、１つの小型の端末から通信を行い
たい相手方の小型の端末が他の周回軌道面内の衛星のカ
バレッジ内にある場合には、第１層の周回衛星１の衛星
通信局から一旦第２層の周回衛星２の衛星通信局に送
り、第２層の周回衛星２の２つの衛星通信局間で中継
し、相手方の小型の端末に接続可能な第１層の周回衛星
１の衛星通信局を経由して回線を結ぶ。例えば、図７に
示すように、小型端末３３は、通信路３３３を介して衛
星通信局１１１に接続され、衛星通信局１１１は通信路
５１１を介して衛星通信局２１１に接続される。さら
に、衛星通信局２１１は通信路６１６を介して衛星通信
局２２１に接続され、衛星通信局２２１は通信路５１
３、衛星通信局１３３、通信路４３２、衛星通信局１３
２、通信路４３１を介して衛星通信局１３１に接続され
る。さらには、衛星通信局１３１は、通信路３３５を介
して携帯端末３５に接続される。

【００３１】さらには、小型のユーザー端末が他のネッ
トワーク内の相手と通信する場合や、大型の端末と通信
する場合には、すぐ上の第１層の周回衛星１の衛星通信
局、その周回軌道の上の第２層の周回衛星２の衛星通信
局を経由して、相手局の上の第２層の周回衛星２の衛星
通信局まで光衛星間通信で結んで、さらに、ゲートウェ
イ局３１や大型固定端末３２とデータを送受信する。前
者の場合、例えば、図８に示すように、小型端末３３は
通信路３３３を介して衛星通信局１１１に接続され、衛
星通信局１１１は通信路５１１を介して衛星通信局２１
１に接続される。さらに、衛星通信局２１１は通信路３
３１を介してゲートウェイ局３１に接続され、当該ゲー
トウェイ局３１から中継交換機４０を介して地上のネッ
トワーク４１に接続される。また、後者の場合は、例え
ば、図８に示すように、小型端末３３は通信路３３３を
介して衛星通信局１１１に接続され、衛星通信局１１１
は通信路５１１、衛星通信局２１１、通信路６１６、衛
星通信局２２１、通信路６１５を介して衛星通信局２３
２に接続される。さらには、衛星通信局２３２は通信路
３３２を介して大型端末３２に接続される。

【００３２】さらに、ゲートウェイ局３１と大型固定端
末３２と通信を行う場合は、例えば、図９に示すよう
に、ゲートウェイ局３１は通信路３３１を介して衛星通
信局２１１に接続され、衛星通信局２１１は通信路６１
６、衛星通信局２２１、通信路６１５を介して衛星通信
局２３２に接続され、さらに、衛星通信局２３２は通信
路３３２を介して大型端末３２に接続される。

【００３３】本実施例において、地球上のすべての地点
でかつすべての時刻で少なくとも２機の通信衛星が所望
の仰角以上に存在して通信が可能である範囲を得るため
に、言い換えれば、２衛星の連続カバレッジを得るため
に必要な衛星数が図２に図示されいる。図２から明らか
なように、必要な衛星数は、衛星の軌道高度や、要求さ
れる最小仰角に強く依存する。また、図２に示すよう
に、必要な衛星数は軌道高度が低いほど多くなり、軌道
高度が１００００ｋｍでは数十機以下で済むものの、軌
道高度７５０ｋｍでは数百から２千機必要になるといこ
とがわかる。

【００３４】衛星通信局と地上局間の通信及び衛星通信
局間の衛星間通信に関するリンクパラメータも衛星の軌
道高度に依存する。表１に、衛星の軌道高度が７５０ｋ
ｍ、２０００ｋｍ及び２００００ｋｍのときに対する通
信パラメータを、比較のために示す。ここでは、最小の
仰角を１０度と仮定している。軌道高度７５０ｋｍにつ
いては最小の仰角３０度の場合についての通信パラメー
タもあわせて示す。なお、衛星通信局における衛星間通
信端末の捕捉追尾系ジンバルのアジマス軸方向は、天頂
方向（すなわち、反地球方向）に設定している。

【００３５】

【表１】

【００３６】表１に示すように、衛星通信局と地上局と
のリンクについては、衛星の軌道高度が低いほど、自由
空間損失が小さくなるという利点がある。このことは、
アンテナ径や送信電力を減らして小型化する必要があ
る、移動体端末やパーソナル端末のような小型の端末に
とっては最も重要な特長である。しかしながら、衛星通
信局の衛星が要求される最小の仰角以上にとどまってい
る時間（すなわち、可視時間）は軌道高度が低いほど短
くなり、地上局の端末から見た衛星の角速度もずっと大
きくなる。このため、頻繁なハンドオーバーや高速の追
尾が必要になり、地上局の端末のアンテナの追尾系に対
する要求が厳しくなる。例えば、移動体端末３６のフェ
ースドアレイアンテナなどを使ってビーム方向を電気的
に制御するような小型の端末に関してはほとんど問題に
ならないが、ゲートウェイ局３１や大容量の通信を行な
う大型固体端末３２など、機械的に駆動する口径が大き
なアンテナに対しては非常に負荷が大きい。従って、小
型の端末に対しては軌道高度を低くとることが必要であ
るが、高ゲインアンテナと高出力の送信機をもった大型
固定端末３２やゲートウェイ局３１に対しては、比較的
高い軌道高度が望ましい。

【００３７】同一層の衛星通信局の衛星間通信に関して
も、軌道高度が低いほど衛星間距離が短く、自由空間損
失が小さくなる。しかしながら、隣接する周回軌道面内
の衛星とのリンクについては、捕捉追尾系に関する要求
条件が緩くなり、捕捉追尾機構の小型・軽量化につなが
るという点で、比較的高い軌道高度のほうが望ましい。
その理由は以下の通りである。 （ａ）まず第１に、隣接する衛星の運動角速度は小さ
い。図３と図４にはそれぞれ、同一方向及び逆方向に周
回軌道上で公転する周回軌道間の通信リンクに関する経
過時間に対する相手衛星の方位角の変化率を示す。極上
空付近ですれ違う互いに逆回転する衛星通信局の衛星間
では、表１に示す上限の値のように非常に大きくなる。
軌道高度７５０ｋｍの場合の表１に示す角速度では追尾
は不可能である。 （ｂ）第２に、軌道高度が高いほど、互いに逆回転する
周回軌道間での相手衛星の可視時間が長い。このこと
は、逆回転する周回軌道間にも安定した通信リンクを張
ることができるということを意味する。 （ｃ）第３に、同一周回軌道面内の衛星間通信におい
て、軌道高度が高いほど、衛星の軌道保持誤差によって
生じる相手衛星の相対的な運動が小さい。将来、高出力
のレーザー光源が開発されれば、自由空間損失の増加は
あまり問題にならなくなるため、衛星間通信に関しても
軌道高度が比較的高い周回軌道が好ましい。

【００３８】自由空間遅延時間については、軌道高度が
低いほど短くなる。例えば、中高度周回衛星を使って地
球の裏側まで通信をする場合の自由空間遅延は、低高度
周回衛星を使った場合の約２倍になる。従って、衛星の
軌道高度は、必要衛星数、地上局の端末に対するリンク
特性、衛星通信局間通信のリンク特性、伝搬遅延時間を
考慮して決める必要がある。

【００３９】より好ましい実施例においては、下層であ
る第１層の周回衛星１の軌道高度として７５０ｋｍを仮
定し、上層である第２層の周回衛星２の軌道高度として
２０００ｋｍ又は１００００ｋｍを仮定している。これ
らの各層に対する軌道パラメータと通信リンクパラメー
タを表２に示す。

【００４０】

【表２】

【００４１】表２から明らかなように、第１層の周回衛
星１は移動体等に対してシャドウイングの少ない通信を
提供するために、３０度の最小仰角が必要になるが、ゲ
ートウェイ局３１や大型固定端末３２は、シャドウイン
グの少ない立地を選択して設置することができるので、
最小仰角を１０度程度まで下げることができる。このた
め、第１層の周回衛星１に比較して重くて複雑で高価な
第２層の周回衛星２の数を減らすことができる。例え
ば、軌道高度２０００ｋｍの場合は５６機の衛星を用い
て全世界的な２衛星カバレッジが実現でき、軌道高度１
００００ｋｍの場合は１６機の衛星を用いて全世界的な
２衛星カバレッジが実現できる。第１層の周回衛星１に
ついては５９８機必要になるが、その衛星通信局は、ゲ
ートウェイ局３１や大型固定端末３２に対する大容量の
通信を行なわず、光を使った衛星間通信を行なうため、
小型化が可能である。

【００４２】以上のように構成された衛星通信システム
においては、各通信リンクに対して都合のよい特性を選
択的に利用することができる。例えば、小型の端末３３
乃至３６との通信では、通信路の距離が比較的短い第１
層の周回衛星１の衛星通信局を使って自由空間損失を小
さくすることができ、ゲートウェイ局３１や大型固定端
末３２との通信や衛星通信局間の衛星間通信では、第２
層の周回衛星２の衛星通信局を使って相対的な運動の角
速度を小さくして可視時間を長くとることができる。ま
た、第２層の周回衛星２の軌道高度として、例えば１０
０００ｋｍといった比較的高い軌道高度を採用した場合
には、自由空間伝搬遅延時間が長くなってしまうが、た
とえ地球の裏側までデータを送ったとしても、静止衛星
を使って１ホップの中継をするよりも遅延時間は小さ
い。この点で、静止衛星による中継を行なう従来のＭＯ
ＢＩＬＳＡＴＣＯＭのようなシステムよりも優れてい
る。例えば、遅延時間を小さくしたい場合は、第２層の
周回衛星２の軌道高度として２０００ｋｍ程度を選べば
よい。但し、必要な第２層の周回衛星２の衛星数は増加
する。

【００４３】次いで、２層間の衛星間通信について以下
に説明する。一例として、下層である第１層の周回衛星
１の軌道高度を７５０ｋｍに設定し、上層である第２層
の周回衛星２の軌道高度を２０００ｋｍ又は１００００
ｋｍに設定した場合において、２層間の衛星間通信特性
について評価を行った。その評価結果を表２に示す。

【００４４】表２から明らかなように、地上局から見て
最小仰角１０度以上の条件で、最低１つの衛星以上の連
続カバレッジが得られるように、第２層の周回衛星２を
配置した場合には、任意の第１層の周回衛星１は、その
衛星の上側の半球内に少なくとも１機以上の第２層の周
回衛星２を常に見ることができる。従って、全ての第１
層の周回衛星１の衛星通信局について、第２層の周回衛
星２の衛星通信局との衛星間通信が常時利用することが
可能である。一方、第２層の周回衛星２からは数本の第
１層の周回衛星１の周回軌道を見ることができるので、
第２層の周回衛星２の衛星通信局は、第１層の周回衛星
１の各周回軌道の中の数機の衛星の衛星通信局と通信が
可能である。

【００４５】衛星間通信用アンテナの方位角軸は、周回
軌道面に垂直な方向に向ける。この方向に向けるのは、
衛星の相対運動の周回軌道面内の成分が周回軌道面に垂
直な方向の成分に比べて大きいためであり、この軸の方
向に通信の相手方の衛星が来ることがないため、いわゆ
るジンバルロックが回避できる。この場合の衛星間通信
端末のアンテナ駆動の範囲及び角度変化率を表２に示し
ている。

【００４６】表２から明らかなように、方位角及び仰角
の変化率については、表１に示した層内の衛星間通信に
おける方位角の変化率よりもかなり小さく、追尾が容易
である。追尾範囲に関しては、仰角の追尾範囲が層内の
衛星間通信の場合よりも広くなるが、仰角方向にある程
度広範囲の追尾が必要なことにかわりはなく、追尾機構
に要求される性能もほぼ同じである。従って、２層間の
衛星間通信端末は、ジンバル軸の配置方向が異なる以外
は層内の隣接する周回軌道面間の衛間通信に使用する端
末と同じ仕様でよく、容易に実現できる。

【００４７】下層である第１層の周回衛星１に搭載する
層間通信のための衛星間通信端末のアンテナを向ける方
向を、その衛星の上側半球（すなわち、地球の反対側の
半球）内に制限した追尾機構を使用した場合でも、４０
分以上の連続可視時間が得られ、安定した衛星間接続が
確保できる。また、接続する衛星の衛星通信局を切り換
える際にも、同一周回軌道面内の他の衛星の衛星通信局
経由で接続されているために、通信が途絶することはな
い。

【００４８】小型のユーザー端末に高品質の通信を提供
するためには衛星の軌道高度は低くとる必要があるが、
必要な衛星数が増加する。従来の単一の軌道高度の衛星
配置では、全ての衛星に全ての通信機能、すなわちユー
ザー端末との通信、ゲートウェイ局に対するフィーダリ
ンク、及び周辺４衛星以上との衛星間通信の機能を搭載
する必要があり、多数の衛星全てが大型で重くなってし
まったが、２層構成にした本実施例の衛星通信システム
においては、第１層の周回衛星１に配置される衛星の衛
星通信局は、地上局の小型の端末に対する通信機能と、
３台の衛星間通信装置しかもたないため、簡略化・小型
化できる。第２層の周回衛星２は第１層の周回衛星１に
比較して、重くて複雑になるけれども、その衛星の数は
ずっと少なくて済むため、衛星システム全体のコストを
大幅に低減することが可能である。

【００４９】本実施例の衛星通信システムにおける衛星
配置は、低高度周回軌道と中高度周回軌道の衛星配置の
利点を組み合わせたものであり、各通信リンクに対して
都合のよい特性を選択的に利用することができる。例え
ば、小型の端末との通信では下層である第１層の周回衛
星１の衛星通信局を使って自由空間損失を小さくするこ
とができ、ゲートウェイ局３１や大容量の大型固定端末
３２との通信では、上層である第２層の周回衛星２の衛
星通信局を使うことにより、相対的な運動の角速度を小
さくして追尾を容易にし、可視時間も長くとることがで
きる。同一周回軌道面内以外の衛星間通信についても、
上層である第２層の周回衛星２を使うことにより、追尾
のためのアンテナ駆動速度を小さくすることができ、こ
れにより、従来に比較して捕捉・追尾機構を簡略化でき
る。

【００５０】本実施例の衛星通信システムにおいては、
端末の特性に応じて適した軌道高度の衛星を選択して利
用できるだけではなく、音声通信等の比較的低速の通信
では、同一の端末でどちらの層の周回衛星１，２の衛星
通信局でも利用できるため、冗長性が高くなり、移動通
信における建物等によるシャドウイングの影響を低減し
て通信可能時間率を高めることができる。また、小型で
比較的安価に打ち上げられる下層の衛星を増やすだけ
で、同一地点に対してサービスを行なう衛星数を容易に
増やすことができ、以下に示す衛星ダイバーシティも実
現できる。

【００５１】移動通信を行なう場合や周回衛星との通信
を行なう場合には、通信端末や衛星の移動とともに通信
路が建物等に遮られて回線が切れてしまうシャドウイン
グが起こる。単一の衛星と通信をしている場合には通信
が途絶することになり、再びその衛星か代りの衛星が見
えるようになるまで通信ができなくなるが、同一地点に
２機以上の衛星がサービスできるようにしておけば、通
信可能な衛星で最も条件のよいものと回線を接続するこ
とができるようになる。ただ単に、複数の衛星が見える
だけでは、切り換えの際に通信が切れてしまって再度接
続が必要になるが、衛星間通信を用いて衛星ダイバーシ
ティのためのネットワークを構成しておけば、リアルタ
イムで衛星の切り換えが可能で、回線が切れることのな
い連続した安定な通信サービスが提供できるようにな
る。同一地点に対してサービスを行なう衛星が多くなる
ほど、また、地上から見た衛星の分布に偏りがなく均一
に配置されているほど、衛星ダイバーシティの効果が顕
著になり、通信可能時間率が高くなる。

【００５２】さらに、自由空間遅延時間に関しては、第
２層の周回衛星２の軌道高度として１００００ｋｍとい
った高い軌道高度を採用した場合には、多少長くなって
しまうが、たとえ地球の裏側までデータを送ったとして
も、静止衛星を使って１ホップの中継をするよりも遅延
時間は小さい。この点で、静止衛星による中継を行なう
第２の従来例のＭＯＢＩＬＳＡＴＣＯＭのようなシステ
ムよりも優れている。遅延時間を小さくしたい場合は、
第２層の周回衛星２の軌道高度として２０００ｋｍ程度
を選べばよい。

【００５３】従来の１層構成のネットワークで軌道高度
を低くとった場合には、地球の裏側のような遠方と通信
する場合には数十回の衛星間通信が必要であり、全ての
衛星が２次元的に接続されているために、通信経路の選
択が複雑であったが、本実施例では、第１層の周回衛星
１内の経路は１次元であり、第２層の周回衛星２は軌道
高度が高くて衛星数が少くなるため、最適な通信経路が
容易に決定できることになり、衛星に搭載する中継交換
機能を簡略化しかつ高速化することができる。また、衛
星通信局における中継の回数そのものを減らすこともで
きる。その結果として、中継する衛星内でのデータ処理
及び交換に伴う伝送遅延が大幅に短縮できる。

【００５４】以上の実施例においては、地上局と衛星通
信局との間の通信は無線衛星通信方法で行う一方、２つ
の衛星通信局との間の通信は光衛星通信方法で行ってい
るが、本発明はこれに限らず、２つの衛星通信局との間
の通信を、例えば準ミリ波又はミリ波などの周波数帯を
用いた無線衛星通信方法で行ってもよい。

【００５５】

【発明の効果】以上詳述したように本発明に係る請求項
１記載の衛星通信システムによれば、所定の第１の軌道
高度にある複数の周回軌道のそれぞれに複数の第１の通
信衛星を配置して上記各第１の通信衛星にそれぞれ第１
の衛星通信局を設ける一方、上記第１の軌道高度よりも
高い所定の第２の軌道高度にある複数の周回軌道のそれ
ぞれに複数の第２の通信衛星を配置して上記各第２の通
信衛星にそれぞれ第２の衛星通信局を設けるとともに、
移動又は半固定で使用される複数の小型端末と、固定で
使用される複数の大型端末とを地球局として設けた衛星
通信システムであって、上記各第１の衛星通信局は、上
記複数の小型端末の少なくとも１つと通信を行うととも
に、同一の周回軌道内の前後の第１の通信衛星の第１の
衛星通信局、及び上記複数の第２の衛星通信局の少なく
とも１つと通信を行うための第１の通信手段と、上記第
１の通信手段による２つの通信の信号を中継交換する第
１の中継交換手段とを備え、上記各第２の衛星通信局
は、上記複数の大型端末の少なくとも１つと通信を行う
とともに、同一の周回軌道内の前後の第２の通信衛星の
第２の衛星通信局、隣接する周回軌道の第２の通信衛星
の第２の衛星通信局、及び上記複数の第１の衛星通信局
の少なくとも１つと通信を行うための第２の通信手段
と、上記第２の通信手段による２つの通信の信号を中継
交換する第２の中継交換手段とを備え、上記各小型端末
は、上記複数の第１の衛星通信局の少なくとも１つと通
信を行うための第３の通信手段を備え、上記各大型端末
は、上記複数の第２の衛星通信局の少なくとも１つと通
信を行うための第４の通信手段を備える。

【００５６】従来の単一の軌道高度の衛星配置では、比
較的低い軌道高度に衛星局を配置すると、非常に多数の
大型の衛星局が必要になる一方、比較的高い軌道高度に
衛星局を配置すると、伝搬損失が大きくなるという問題
があったが、本発明にように、２つの軌道高度を組み合
わせることにより、少数の大型衛星局と多数の小型衛星
局を用いて伝搬損失が小さくかつより高品質の衛星通信
サービスをより低いコストで提供することができる。ま
た、通信端末の特性に応じてより適した軌道高度の衛星
局を選択して利用することができる。さらに、同一の地
点に対する複数の衛星局によるサービスも容易であっ
て、例えば衛星ダイバーシティを用いてことができ、こ
の場合、より高品質な衛星通信サービスを提供すること
ができる。

【００５７】また、請求項２記載の衛星通信システムに
おいては、好ましくは、上記第１の軌道高度は７００ｋ
ｍから２０００ｋｍまでの範囲のうちの１つの高度に設
定される一方、上記第２の軌道高度は１２００ｋｍから
２０００ｋｍまでの範囲又は１００００ｋｍから２００
００ｋｍまでの範囲のうちの１つの高度に設定される。
これによって、バンレアレン帯における強い放射線によ
って通信において障害が生じることを防止するととも
に、大気によるドラッグを回避することができる。

【００５８】さらに、請求項３記載の衛星通信システム
においては、好ましくは、上記第１の衛星通信局と上記
別の第１の衛星通信局との間の通信、上記第２の衛星通
信局と上記別の第２の衛星通信局との間の通信、及び上
記第１の衛星通信局と上記第２の衛星通信局との間の通
信は、光衛星通信方法で行う一方、上記第１の衛星通信
局と上記小型端末との間の通信、及び上記第２の衛星通
信局と上記大型端末との間の通信は、無線衛星通信方法
で行う。これにより容易に衛星通信システムを実現でき
る。

【００５９】またさらに、請求項４記載の衛星通信シス
テムにおいては、好ましくは、上記第１の衛星通信局と
上記別の第１の衛星通信局との間の通信、上記第２の衛
星通信局と上記別の第２の衛星通信局との間の通信、上
記第１の衛星通信局と上記第２の衛星通信局との間の通
信、上記第１の衛星通信局と上記小型端末との間の通
信、及び上記第２の衛星通信局と上記大型端末との間の
通信は、無線衛星通信方法で行う。これにより容易に衛
星通信システムを実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る一実施例である衛星通信システ
ムの構成を示す外観図である。

【図２】 図１の衛星通信システムにおいて、最小の仰
角に対して必要な衛星の数を示すグラフである。

【図３】 衛星通信システムにおいて同方向の回転軌道
面間衛星間リンクにおける方位角の変化率の時間変化を
示すグラフである。

【図４】 衛星通信システムにおいて逆方向の回転軌道
面間衛星間リンクにおける方位角の変化率の時間変化を
示すグラフである。

【図５】 図１の衛星通信システムにおいて、小型端末
３３と小型端末３４との間の通信経路の一例を示す斜視
図である。

【図６】 図１の衛星通信システムにおいて、小型端末
３３と小型端末３４との間の通信経路の他の例を示す斜
視図である。

【図７】 図１の衛星通信システムにおいて、小型端末
３３と携帯端末３５との間の通信経路の一例を示す斜視
図である。

【図８】 図１の衛星通信システムにおいて、小型端末
３３と地上のネットワーク４１との間の通信経路の一
例、並びに、小型端末３３と大型固定端末３２との間の
通信経路の一例を示す斜視図である。

【図９】 図１の衛星通信システムにおいて、ゲートウ
ェイ局３１と大型固定端末３２との間の通信経路の一例
を示す斜視図である。

【符号の説明】

１…第１層の周回衛星、 ２…第２層の周回衛星、 １１，１２，１３，１４，１５，１６…第１層の周回軌
道、 ２１，２２，２３…第２層の周回軌道、 ３１…ゲートウェイ局、 ３２…大型固定端末、 ３３，３４…小型端末、 ３５…携帯端末、 ３６…移動体端末、 ３１ａ，３２ａ，３３ａ，３４ａ，３５ａ，３６ａ…ア
ンテナ、 ４０…中継交換機、 ４１，４２，４３，４３…ネットワーク、 １００…地球、 １１１，１１２，１１３，１２１，１２２，１２３，１
３１，１３２，１３３，１３４，１４１，１４２，１４
３，１４４，１５１，１５２，１５３，１５４，１６
１，１６２，１６３…第１層の衛星通信局、 ２１１，２１２，２２１，２２２，２３１，２３２…第
２層の衛星通信局、 ３３１，３３１ａ，３３２，３３３，３３３ａ，３３
４，３３４ａ，３３５，３３５ａ，３３６，３３６ａ…
地上通信局と第１層の衛星通信局との間の通信路、 ４１１，４１２，４２１，４２２，４３１，４３２，４
３３，４４１，４４２，４４３，４５１，４５２，４５
３，４６１，４６２…第１層の衛星通信局間の通信路、 ５１１，５１２，５１３，５１４，５１５，５１６…第
１層の衛星通信局と第２層の衛星通信局との間の通信
路、 ６１１，６１２，６１３，６１４，６１５，６１６，６
１７…第２層の衛星通信局間の通信路。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の第１の軌道高度にある複数の周回
   軌道のそれぞれに複数の第１の通信衛星を配置して上記
   各第１の通信衛星にそれぞれ第１の衛星通信局を設ける
   一方、上記第１の軌道高度よりも高い所定の第２の軌道
   高度にある複数の周回軌道のそれぞれに複数の第２の通
   信衛星を配置して上記各第２の通信衛星にそれぞれ第２
   の衛星通信局を設けるとともに、移動又は半固定で使用
   される複数の小型端末と、固定で使用される複数の大型
   端末とを地球局として設けた衛星通信システムであっ
   て、 上記各第１の衛星通信局は、 上記複数の小型端末の少なくとも１つと通信を行うとと
   もに、同一の周回軌道内の前後の第１の通信衛星の第１
   の衛星通信局、及び上記複数の第２の衛星通信局の少な
   くとも１つと通信を行うための第１の通信手段と、 上記第１の通信手段による２つの通信の信号を中継交換
   する第１の中継交換手段とを備え、 上記各第２の衛星通信局は、 上記複数の大型端末の少なくとも１つと通信を行うとと
   もに、同一の周回軌道内の前後の第２の通信衛星の第２
   の衛星通信局、隣接する周回軌道の第２の通信衛星の第
   ２の衛星通信局、及び上記複数の第１の衛星通信局の少
   なくとも１つと通信を行うための第２の通信手段と、 上記第２の通信手段による２つの通信の信号を中継交換
   する第２の中継交換手段とを備え、 上記各小型端末は、上記複数の第１の衛星通信局の少な
   くとも１つと通信を行うための第３の通信手段を備え、 上記各大型端末は、上記複数の第２の衛星通信局の少な
   くとも１つと通信を行うための第４の通信手段を備えた
   ことを特徴とする衛星通信システム。
2. 【請求項２】 上記第１の軌道高度は７００ｋｍから２
   ０００ｋｍまでの範囲のうちの１つの高度に設定される
   一方、上記第２の軌道高度は１２００ｋｍから２０００
   ｋｍまでの範囲又は１００００ｋｍから２００００ｋｍ
   までの範囲のうちの１つの高度に設定されることを特徴
   とする請求項１記載の衛星通信システム。
3. 【請求項３】 上記第１の衛星通信局と上記別の第１の
   衛星通信局との間の通信、上記第２の衛星通信局と上記
   別の第２の衛星通信局との間の通信、及び上記第１の衛
   星通信局と上記第２の衛星通信局との間の通信は、光衛
   星通信方法で行う一方、 上記第１の衛星通信局と上記小型端末との間の通信、及
   び上記第２の衛星通信局と上記大型端末との間の通信
   は、無線衛星通信方法で行うことを特徴とする請求項１
   又は２記載の衛星通信システム。
4. 【請求項４】 上記第１の衛星通信局と上記別の第１の
   衛星通信局との間の通信、上記第２の衛星通信局と上記
   別の第２の衛星通信局との間の通信、上記第１の衛星通
   信局と上記第２の衛星通信局との間の通信、上記第１の
   衛星通信局と上記小型端末との間の通信、及び上記第２
   の衛星通信局と上記大型端末との間の通信は、無線衛星
   通信方法で行うことを特徴とする請求項１又は２記載の
   衛星通信システム。