JPH0884100A - 衛星通信システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】冗長系通信衛星を有する衛星通信システムを提
供する。 【構成】この衛星通信システムは、現用の通信衛星１Ａ
および予備の通信衛星１Ｂを通信路の一部として地球局
２Ａと２Ｂの間で相互に通信する。地球局２Ａおよび２
Ｂは、監視制御部により現用の通信衛星１Ａの障害を検
出すると、衛星切替部により通信路を予備の通信衛星１
Ｂを通る経路に切り替える。即ち、地球局２Ａおよび２
Ｂは、上記衛星切替部が上記監視制御部から通信衛星１
Ａの障害の検出を示す障害検出信号を受けると、アンテ
ナ２３の指向方向を通信衛星１Ａの方向から通信衛星１
Ｂの方向に向ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は通信衛星を通信路に含ん
で複数の地球局の間で相互に通信する衛星通信システム
に関し、特に上記通信衛星に障害が発生した場合に通信
路の早期復旧を可能とする衛星通信システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の衛星通信システムについ
て図５の構成図を参照して説明する。この衛星通信シス
テムでは、好ましくは静止軌道に打上げられた通信衛星
１Ａを通信路（衛星通信回線）の一部として、複数の地
球局の間，ここでは代表として示した地球局４Ａと４Ｂ
との間で相互に通信する。地球局４Ａおよび４Ｂは、通
信切替部６Ａおよび６Ｂを介して、それぞれ地上通信網
に接続される。この衛星通信システムでは、通信衛星１
Ａに障害が発生すると、通信切替部６Ａおよび６ｂが、
通信路を予備系である地上局５Ａ，地上回線７および地
上局５Ｂからなる地上回線網に切り替え、通信路を復旧
させる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の衛星通
信システムは、通信衛星に障害が発生した場合、この通
信衛星の復旧を待つことにより衛星通信回線による通信
を回復できるが、この復旧には長大な時間を必要とする
場合が多く、重要な上記衛星通信回線の長期通信途絶に
よる損害および波及効果が大きいという課題があった。

【０００４】また、この衛星通信システムでは、災害発
生時には、通信衛星の障害により通信路を予備の地上回
線網に切り替えようとしてもその地上回線網用設備も損
傷を受けている可能性が高く、重要な通信回線全てが断
となって通信が行えない事態が発生するという問題があ
った。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の衛星通信システ
ムは、通信衛星を通信路の一部として複数の地球局の間
で相互に通信する衛星通信システムにおいて、前記地球
局が、前記通信路の一部をなす現用の前記通信衛星の障
害を検出する監視制御部と、前記障害の検出があると前
記通信路を予備の前記通信衛星を通る経路に切り替える
衛星切替部とを備える。

【０００６】前記衛星通信システムの一つは、前記地球
局が、前記通信衛星との間で無線信号を送受信するアン
テナを備え、前記衛星切替部が、前記監視制御部から前
記障害の検出を示す障害検出信号を受けると前記アンテ
ナの指向方向を現用の前記通信衛星の方向から予備の前
記通信衛星の方向に向ける構成をとることができる。

【０００７】前記衛星通信システムの別の一つは、前記
地球局が、現用の前記通信衛星との間で無線信号を送受
信する第１の通信用アンテナと、予備の前記通信衛星と
の間で前記無線信号を送受信する第２の通信用アンテナ
とを備え、前記衛星切替部が、前記監視制御部から前記
障害の検出を示す障害検出信号を受けると前記無線信号
の送受信を前記第１の通信用アンテナから前記第２の通
信用アンテナに切リ替えさせる構成をとることができ
る。

【０００８】

【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。

【０００９】図１は本発明による第１の実施例の構成図
である。

【００１０】この衛星通信システムは、好ましくは静止
軌道上に打ち上げられ，ほぼ同じ特性を有する通信衛星
１Ａと１Ｂとを通信路，つまり衛星通信回線として用
い、地球局２Ａと２Ｂとを代表として示した複数の地球
局の間で相互に通信する。通信衛星１Ａと１Ｂとは、ほ
ぼ同じ特性を有し、冗長系を構成する。いま、通信衛星
１Ａを現用とする場合には、地球局２Ａおよび２Ｂのア
ンテナ２３の各各は、通信衛星１Ａをそれぞれ指向して
おり、通信衛星１Ａとの間で無線信号を送受信する。

【００１１】この衛星通信システムは、割当られた周波
数帯を用い，例えば地球局２Ａおよび２Ｂから通信衛星
１Ａおよび１Ｂへのアップリンクに６ＧＨＺ帯，通信衛
星１Ａおよび１Ｂから地球局２Ａおよび２Ｂへのダウン
リンクに４ＧＨＺ帯のアナログまたはデイジタルの上記
無線信号を用いて通信する。地球局２Ａおよび２Ｂの送
信する無線信号は、映像信号および音声信号を含むアナ
ログ信号とデジタル信号とからなる地上通信網からの入
力信号と、自局で生成するアナログ信号またはデジタル
信号を用いる監視信号とで多重変調されている。また、
通信衛星１Ａおよび１Ｂは、地球局２Ａおよび２Ｂとの
間に上記とほぼ同じ周波数帯のビーコン信号を送受信で
き、このビーコン信号はアンテナ２３の方位角および仰
角制御にも用いられる。

【００１２】地球局２Ａは、通信衛星１Ａからダウンリ
ンクの無線信号を受け、地球局２Ｂへの地上通信網から
の入力信号に対応するアナログ信号およびデジタル信号
と、地球局２Ｂの生成した監視信号とを復調・再生す
る。いま、現用の通信衛星１Ａに障害が発生すると、地
球局２Ａの再生する監視信号に消失等の異常が生じる。
地球局２Ａは、再生した監視信号に異常を検出すると、
通信衛星１Ａが本当に障害になっているかどうかを確認
する。これらの通信衛星１Ａの異常検出動作は、地球局
２Ｂにおいても同様に実行されることになる。なお、本
実施例の地球局２Ａは、監視信号の異常検出によって通
信衛星１Ａの障害検出を行っているが、通信衛星１Ａか
ら受ける無線信号のうちの適切な信号を障害検出を行う
信号用に選択してよいことは勿論である。

【００１３】通信衛星１Ａの障害を確認すると、地球局
２Ａおよび２Ｂは、アンテナ２３の指向方向を通信衛星
１Ａの方向から予備の通信衛星１Ｂの方向に向け、通信
路を通信衛星１Ｂを通る経路に切り替えて衛星通信回線
を復旧させる。

【００１４】図２は本実施例に用いた地球局２Ａの詳細
ブロック図である。

【００１５】この地球局２Ａは、地上通信網からアナロ
グ信号である映像信号および音声信号とデジタル信号と
を映像端局装置１０１，音声端局装置１０２および搬送
端局装置１０３にそれぞれ入力する。映像端局装置１０
１，音声端局装置１０２および搬送端局装置１０３は、
映像信号，音声信号およびデジタル信号を衛星通信回線
用に適するベースバンド信号にそれぞれ処理したあと、
ＦＭ変調等の変調を施して周波数が互いに異なる中間周
波数信号とする。

【００１６】また、監視制御部２１の比較回路２１１は
監視信号で変調した上記とは異なる周波数の中間周波数
信号を生じる。上記監視信号は、アナログ信号の場合に
は予め定めた周波数，例えば１ｋＨｚのトーン信号，デ
ジタル信号の場合には１，０の組み合わせによる一定パ
ターンで構成されたＩＤ（通信相手局認識）信号を用い
る。

【００１７】映像端局装置１０１，音声端局装置１０
２，搬送端局装置１０３および比較回路２１１からの各
中間周波数信号は、送信合成装置１０４で周波数合成さ
れる。送信合成装置１０４からの中間周波数信号は、送
信装置１０５で周波数変換されたあと、増幅されて周波
数分割多重された上記アップリンク周波数の無線信号と
される。この無線信号は、アップリンクの無線信号とダ
ウンリンクの無線信号とを分離する給電装置１０９およ
びアンテナ２３を介し、通信衛星１Ａに送信される。

【００１８】地球局２Ａは、また、地球局２Ｂの送信す
る無線信号に基づいて通信衛星１Ａが送信したダウンリ
ンクの無線信号を、アンテナ２３および給電装置１０９
を介して受信装置１０７に受ける。受信装置１０７はこ
の無線信号を低雑音増幅器で増幅したあと中間周波数信
号に変換し、受信分波装置１０６はこの中間周波数信号
を送信合成装置１０４が供給されると同様の中間周波数
信号に分波する。

【００１９】これら分波された中間周波数信号は、対応
する映像端局装置１０１，音声端局装置１０２，搬送端
局装置１０３および監視制御部２１にそれぞれ供給され
る。映像端局装置１０１，音声端局装置１０２および搬
送端局装置１０３は、供給された中間周波数信号を映像
信号，音声信号およびデジタル信号にそれぞれ復調し、
これら復調された信号をさらにベースバンド信号処理し
て地上通信網に出力する。また、監視制御部２１は、供
給された中間周波数信号を復調して監視信号を再生す
る。

【００２０】さて、監視制御部２１では、比較回路２１
１が、上述のとおり監視信号を生成するとともに、この
生成監視信号と受信分波装置１０６から供給された中間
周波数信号から再生した再生監視信号とを比較して再生
監視信号の異常を検出する。この異常検出事項は、上記
監視信号がアナログ信号の場合には上記トーン信号の周
波数異常等、上記監視信号がデジタル信号の場合には上
記ＩＤ信号の誤り等である。また、検出回路２１２は、
受信分波装置１０６からの中間周波数信号のレベルを検
出し、この地球局２Ａが通信衛星１Ａから受けるべき無
線信号の受信なし等を示す上記中間周波数信号の異常を
検出する。比較回路２１１および検出回路２１２は、上
記再生監視信号および上記中間周波数信号の異常を検出
すると、異常検出信号をそれぞれ生じる。

【００２１】監視制御部２１は、また、自地球局２Ａの
故障情報を地球局故障監視装置１０８から衛星故障監視
装置２１３に受ける。衛星故障監視装置２１３は、比較
回路２１１および検出回路２１２から上記異常検出信号
の少くとも一つを受け、しかも自地球局２Ａの故障情報
から自地球局２Ａの設備に異常がないと判断すると、通
信衛星１Ａが本当に障害であるかどうかの確認を通信衛
星１Ａを用いた折り返し通信により行う。

【００２２】即ち、衛星故障監視装置２１３は、自地球
局２Ａの送信する無線信号に基づいて通信衛星１Ａが送
信したダウンリンクの無線信号を受信装置１０７に受け
させ、自地球局２Ａの比較回路２１１の生成した生成監
視信号に対応する中間周波数信号を受信分波装置１０６
から比較回路２１１および検出回路２１２に供給させ
る。比較回路２１１および検出回路２１２は、上記中間
周波数信号から監視信号およびこの中間周波数信号の異
常検出をそれぞれ行う。この場合にも再び、比較回路２
１１および検出回路２１２が異常検出信号を生じると、
衛星故障監視装置２１３は、通信衛星１Ａが本当に障害
であると判断し、衛星切替部２２のアンテナ制御装置２
２２に障害検出信号を出力する。

【００２３】なお、上記折り返し通信において、自局の
送信する無線信号に基づいて通信衛星１Ａが送信するダ
ウンリンクの無線信号を（地球局２Ａが）受信する場合
には、通信相手局（地球局２Ｂ）の受信する無線信号と
同一周波数で受信する必要がある。このため、折り返し
通信時には、衛星故障監視装置２１３がチャネル切り替
え信号を受信装置１０７に送出し、受信周波数を通信相
手局の受信周波数に切り替える。また、受信装置１０
７，受信分波装置１０６および監視制御部２１に通信相
手局の受信信号を常に監視させる機能を設けてもよい。

【００２４】衛星切替部２２のアンテナ制御装置２２２
は、上記障害検出信号を受けると駆動装置２２１に駆動
信号を出力する。駆動装置２２１は、この駆動信号を受
けるとアンテナ２３を駆動し、アンテナ２３の指向性を
現用の通信衛星１Ａの方向から予備の通信衛星１Ｂの方
向に向ける。なお、アンテナ２３の指向性制御は、周知
のごとく、アンテナ２３の指向方向を、まず、予め記憶
している通信衛星１Ｂの座標に粗調整し、この後、上記
ビーコン信号等を用いて精密調整する。

【００２５】上述した地球局２Ａの監視制御部２１およ
び衛星切替部２２による通信衛星１Ａの障害検出および
通信衛星１Ｂへの通信経路変更は地球局２Ｂにおいても
全く同様に行われる。従って、地球局２Ａと２Ｂとの間
の通信路は、現用の通信衛星１Ａに障害が生じると、予
備の通信衛星２Ｂを通信路に含む衛星通信回線に直ちに
しかも自動的に変更できる。

【００２６】図３は本発明による第２の実施例の構成図
である。

【００２７】この衛星通信システムは、図１の実施例と
ほぼ同じ構成であるが、１本のアンテナ２３のみを通信
衛星１Ａおよび２Ａとの間の無線信号送受信用にそれぞ
れ有する地球局２Ａおよび２Ｂに代え、通信衛星１Ａお
よび２Ａとの間に無線信号を送受信するために、２本の
アンテナ３２および３３をそれぞれ有する地球局３Ａお
よび地球局３Ｂを用いる。即ち、アンテナ３２の各各は
現用の通信衛星１Ａとの間の無線信号送受信専用に用
い、アンテナ３３の各各は予備の通信衛星１Ｂとの間の
無線信号送受信専用に用いる。このため、アンテナ３２
の指向性は通信衛星１Ａの方向に常に向けておき、アン
テナ３３の指向性は通信衛星１Ｂの方向に常に向けてお
く。

【００２８】地球局３Ａおよび３Ｂにおける通信衛星１
Ａの障害検出手段は地球局２Ａおよび２Ｂにおけるそれ
と同じであるが、上記通信路の経路変更を行う衛星切替
部はアンテナ３２および３３から送受信する無線信号の
供給および入力を制御する。即ち、地球局３Ａおよび３
Ｂは、上記監視制御部から通信衛星１Ａの障害検出を示
す障害検出信号を受けると、上記無線信号の送受信をア
ンテナ３２からアンテナ３３に切リ替え、この衛星通信
システムの通信路を通信衛星１Ａを含む通信路から通信
衛星１Ｂを含む通信路に変更し、衛星通信回線の復旧を
行う。この第２の実施例による衛星通信システムは、ア
ンテナ３２および３３の方位角および仰角駆動を行う必
要がないので、上記通信路の変更を素早く行うことがで
きるという効果がある。

【００２９】図４は本実施例に用いた地球局３Ａの詳細
ブロック図である。

【００３０】地球局３Ａにおいて、映像端局装置１０
１，音声端局装置１０２，搬送端局装置１０３，送信合
成装置１０４，送信装置１０５，受信分波装置１０６，
受信装置１０７，地球局故障監視装置１０８および監視
制御部２１は地球局２Ａと同じ回路であり、説明は省略
する。

【００３１】衛星切替部３１は、アンテナ制御装置３１
３および駆動装置３１２により、アンテナ３２の指向性
が通信衛星１Ａの方向になるようにアンテナ３２を駆動
制御し、アンテナ３３の指向性が通信衛星１Ｂの方向に
なるようにアンテナ３３を駆動制御している。また、給
電切替制御装置３１１に監視制御部２１の衛星故障監視
装置２１３から上記障害検出信号を受ける。この障害検
出信号を受けると、給電切替制御装置３１１は給電装置
１０９Ａおよび１０９Ｂの活性状態を反転する給電制御
信号を出力する。

【００３２】いま、通信衛星１Ａをこの衛星通信システ
ムの現用通信路とする場合には、上記給電制御信号が給
電装置１０９Ａを活性化し、給電装置１０９Ｂを不活性
としている。活性化されている給電装置１０９Ａまたは
１０９Ｂは、送信装置１０５からの無線信号の全てを対
応するアンテナ３２または３３から通信衛星１Ａまたは
１Ｂに送信し、対応するアンテナ３２または３３を介し
て通信衛星１Ａまたは１Ｂから受けた無線信号を別の給
電装置の影響なしに受信装置１０７に供給する。また、
現用の通信衛星１Ａの障害を示す障害検出信号を受ける
と、給電切替装置３１１は給電装置１０９Ｂを活性化さ
せる給電制御信号を出力し、この結果、この衛星通信シ
ステムの通信路が通信衛星１Ｂを通る経路に変更され
る。

【００３３】なお、給電回路１０９Ａおよび１０９Ｂ
は、図１の実施例に用いた給電回路１０９に上記給電制
御信号に制御されるスイッチを組合せることにより実現
できる。また、この給電切替は、二つの給電装置１０９
Ａおよび１０９Ｂをそれぞれ給電装置１０９に替え、送
信装置１０５と二つの給電装置１０９との間に上記給電
制御信号で切替制御される第１のスイッチを備え、受信
装置１０７と二つの給電装置１０９との間に上記給電制
御信号で切替制御される第２のスイッチを備えることで
も達成できる。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、監視制御
部により通信路の一部をなす現用の通信衛星の障害を検
出し、この障害の検出があると衛星切替部により上記通
信路を予備の通信衛星を通る経路に切り替えるので、現
用の通信衛星に障害が発生しても、僅かな時間で重要な
衛星通信回線の復旧が行えるという効果がある。

【００３５】また、本発明は、地上回線網用設備も損傷
を受けている可能性が高い災害発生時にも、災害による
損傷を受けにくい衛星通信回線を確保できるという効果
がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による第１の実施例の構成図である。

【図２】第１の実施例に用いた地球局２Ａの詳細ブロッ
ク図である。

【図３】本発明による第２の実施例の構成図である。

【図４】第２の実施例に用いた地球局２Ａの詳細ブロッ
ク図である。

【図５】従来の衛星通信システムの構成図である。

【符号の説明】

１Ａ，１Ｂ 通信衛星 ２Ａ，２Ｂ，３Ａ，３Ｂ 地球局 ２１ 監視制御部 ２２，３１ 衛星切替部 ２３，３２，３３ アンテナ １０１ 映像端局装置 １０２ 音声端局装置 １０３ 搬送端局装置 １０４ 送信合成装置 １０５ 送信装置 １０６ 受信分波装置 １０７ 受信装置 １０８ 地球局故障監視装置 １０９，１０９Ａ，１０９Ｂ 給電装置 ２１１ 比較回路 ２１２ 検出回路 ２１３ 衛星故障監視装置 ２２１，３１２ 駆動装置 ２２２，３１３ アンテナ制御装置 ３１１ 給電切替制御装置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 通信衛星を通信路の一部として複数の地
   球局の間で相互に通信する衛星通信システムにおいて、 前記地球局が、前記通信路の一部をなす現用の前記通信
   衛星の障害を検出する監視制御部と、前記障害の検出が
   あると前記通信路を予備の前記通信衛星を通る経路に切
   り替える衛星切替部とを備えることを特徴とする衛星通
   信システム。
2. 【請求項２】 前記地球局が、前記通信衛星との間で無
   線信号を送受信するアンテナを備え、 前記衛星切替部が、前記監視制御部から前記障害の検出
   を示す障害検出信号を受けると前記アンテナの指向方向
   を現用の前記通信衛星の方向から予備の前記通信衛星の
   方向に向け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】 前記地球局が、現用の前記通信衛星との
   間で無線信号を送受信する第１の通信用アンテナと、予
   備の前記通信衛星との間で前記無線信号を送受信する第
   ２の通信用アンテナとを備え、 前記衛星切替部が、前記監視制御部から前記障害の検出
   を示す障害検出信号を受けると前記無線信号の送受信を
   前記第１の通信用アンテナから前記第２の通信用アンテ
   ナに切リ替えさせることを特徴とする請求項１記載の衛
   星通信システム。