JPH0946286A

JPH0946286A - 衛星通信地球局における送信電力制御装置

Info

Publication number: JPH0946286A
Application number: JP7197236A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Ichiyanagi; 和弘一柳
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1995-08-02
Filing date: 1995-08-02
Publication date: 1997-02-14
Also published as: US5867769A

Abstract

(57)【要約】【課題】衛星通信地球局における送信電力制御装置に
関し、従来よりも一層高品位の回線品質を維持可能とす
ることを目的とする。【解決手段】受信系２０を介して得たアンテナ２から
の受信信号を参照して、送信系３０を介しアンテナ２か
ら出力される送信信号の送信電力レベルを決定して制御
する送信電力制御装置１０に対し、制御状態監視／判定
手段４０を付加する。該手段４０は該装置１０内の制御
状態を監視し、この制御状態に応じて最適な送信電力レ
ベルの制御を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は衛星通信地球局にお
ける送信電力制御装置に関する。衛星通信は１つの衛星
を介して複数の地球局同士が信号の送受信を行うもので
あるから、他の通信回線に重大な妨害を与えぬよう、各
地球局からの送信電力は厳しく管理されなければならな
い。

【０００２】また衛星通信は空間伝搬路を通じて行われ
るものであるから、光ファイバ通信等とは異なり、その
回線品質は衛星と地球局との間の気象条件に著しく左右
される。このために各地球局からの送信電力は、気象条
件の変動に応じた制御が行われなければならない。本発
明は上記の送信電力の制御を行う送信電力制御装置につ
いて述べる。

【０００３】

【従来の技術】図１５は従来の送信電力制御装置を含む
衛星通信地球局の一例を示す図である。本図において参
照番号１は衛星通信地球局（以下、単に地球局とも称
す）であり、その一部に送信電力制御装置１０が内蔵さ
れる。この装置１０は、受信系２０および送信系３０を
介して、外部装置に接続する。外部装置とは、図示す
る、衛星５に対向するアンテナ２と、ドリフトする衛星
５に対してアンテナ２のビームを追尾させるアンテナ駆
動部（トラッキング部）３と、アンテナ２からの受信信
号およびアンテナ２への送信信号を切り分ける分波器４
である。

【０００４】受信系２０においては、アンテナ２からの
受信信号を、低雑音増幅器２１にて増幅したのち、これ
を分配器２２にて、本来の受信再生信号（例えば７０MH
z ）を得る第１系統と、送信電力制御を行うための受信
信号例えば衛星からのビーコン信号を抽出する第２系統
とに分配する。上記第１系統には信号用受信周波数変換
器２３が設けられ、上記第２系統には、例えば１２．７
５GHz のビーコン信号を抽出してダウンコンバートする
ビーコン用受信周波数変換器２４が設けられる。

【０００５】一方、送信系３０においては、送信原信号
を入力し送信信号の送信電力レベルを可変に制御するた
めの可変減衰器３１例えば電圧可変減衰器と、送信電力
レベル制御されたその送信信号をアップリンク用の周波
数に上げる送信周波数変換器３２と、この変換器３２の
出力を電力増幅してアンテナ２に供給する送信電力増幅
器３３とが設けられる。

【０００６】さて本発明に係る送信電力制御装置１０に
ついて見ると、この装置１０は、受信系２０より得た受
信信号例えばビーコン信号の受信特性検出部１１と、こ
の検出部１１からの検出出力を増幅する増幅器１３、例
えば演算増幅器と、を含んでなり、この増幅出力の変化
に応じて前述した可変減衰器３１での減衰量を変化させ
ている。

【０００７】前述したように、衛星通信における回線品
質は、衛星５と地球局１のアンテナ２との間の気象条
件、例えば降雨状況に、影響される。例えば強い雨のと
きは降雨減衰が大であるから、大きな送信電力をもって
アンテナ２より送信信号を放射しなければならない。逆
に例えば弱い雨のときは、小さな送信電力に落してアン
テナ２より送信信号を放射しなければならない。大きい
送信電力のままだと、他の通信回線に妨害を与えるから
である。

【０００８】この場合、送信電力の制御を行うに当り、
そのレベルをどのように定めるかが問題となるが、この
送信電力制御装置１０では、アンテナ２より受信したダ
ウンリンク側受信信号の受信レベルの変動を検出して、
アップリンク側送信信号の送信レベルを推定するという
方法を採用している。ダウンリンクもアップリンクも常
にほぼ同一の気象条件下にあることに着目したものであ
る。

【０００９】送信電力のレベルを制御する要因は他にも
ある。送信電力のレベルは送信系３０の温度変動の影
響、特に前述した送信周波数変換器３２および送信電力
増幅器３３での温度変動の影響を受け易いので、これら
変換器３２および増幅器３３の周囲温度を温度検出器１
４において検出し、これを、加算器１２例えば電圧加算
器に印加して、前述した受信特性検出部１１からの検出
出力に加え合わせるようにする。これにより一層高精度
な送信電力制御が実現される。この受信特性検出部１１
は、代表的な具体例としては受信信号の受信レベルを検
出するレベル検出器である。あるいは受信信号のいわゆ
るキャリア対ノイズ比（Ｃ／Ｎ）を検出するＣ／Ｎ検出
器である。あるいはこれらレベル検出器とＣ／Ｎ検出器
の双方を具備するものである。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来構成の送
信電力制御装置は、受信特性検出部１１により検出した
受信系２０での受信信号の特性をそのまま送信系３０に
帰還しているのみであり、一層高品位の回線品質を維持
したいという要求に応じられないという問題がある。

【００１１】したがって本発明は、回線品質を従来に比
べて一層高品位に維持可能な、衛星通信地球局における
送信電力制御装置を提供することを目的とするものであ
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】図１は本発明に係る送信
電力制御装置の基本構成を示す図である。本図におい
て、図１５で説明したのと同様の構成要素には、同一の
参照番号あるいは記号を付して示す（以下、同じ）。し
たがって本図で新たに示される構成要素は、制御状態監
視／判定手段４０である。

【００１３】制御状態監視／判定手段４０は、送信電力
制御装置１０内における制御状態をまず監視する。そし
てその監視した制御状態に応じた最適な送信電力レベル
を判定し、この判定結果に基づく制御信号を送信系３０
に出力して、送信電力レベルをその最適値に設定する。

【００１４】

【発明の実施の形態】図２は本発明に係る第１実施例の
概要を示す図である。本発明の第１実施例によれば、送
信電力制御装置１０の受信特性検出部１１を、第１受信
特性検出器１５と第２受信特性検出器１６とにより構成
する。一方、制御状態監視／判定手段４０は、検出出力
切換部４１によって構成する。この検出出力切換部４１
は、通常時は、第１受信特性検出器１５および第２受信
特性検出器１６の一方からの検出出力を、図１に示した
制御信号として送信系３０に印加する。このとき検出出
力切換部４１は、これら検出器１５，１６からの各検出
出力の値が予め定めた正常な範囲から外れたか否か監視
する。そして、その範囲から外れたものと判定したとき
は、検出器１５および検出器１６の他方からの検出出力
に切換えて、上記の制御信号とする。

【００１５】なお、後の具体例で述べるとおり、上記の
第１受信特性検出器１５は例えば既述のＣ／Ｎ検出器で
あり、また、上記の第２受信特性検出器１６は例えば既
述のレベル検出器である。通常時にどちらの検出器を使
用するかはユーザの自由である。この第１実施例による
意義は次の点にある。上述した従来の送信電力制御装置
１０では、Ｃ／Ｎ検出器またはレベル検出器に障害が発
生した場合、送信信号の送信電力が著しく変化する可能
性がある。この送信電力が増加する方向に、Ｃ／Ｎ検出
器またはレベル検出器の障害が発生した場合には、電波
法違反となるばかりでなく、送信電力増幅器３３におい
て相互変調積（ＩＭ）によるスプリアス発生の原因とな
り、他の通信回線に重大な妨害を与えることになる。ま
た、その送信電力が減少する方向にＣ／Ｎ検出器または
レベル検出器の障害が発生した場合には、自地球局対相
手地球局の通信において、その通信回線が成り立たなく
なってしまう。

【００１６】かくして第１実施例によれば、受信特性検
出部１１に障害が発生しても、従来よりも高い回線品質
を維持できる。図３は本発明に係る第２実施例の概要を
示す図である。本発明の第２実施例によれば、図１に示
した制御状態監視／判定手段４０を、変化量監視部４２
と制御量制限部４３とにより構成する。

【００１７】変化量監視部４２は、まず受信特性検出部
１１からの検出出力を周期的にサンプリングする。な
お、この検出部１１からの検出出力は、前述したＣ／Ｎ
検出器からの検出出力であっても、前述したレベル検出
器からの検出出力であっても構わない。そしてこの変化
量監視部４２は、今回サンプリングした値と前回サンプ
リングした値との間の変化量を算出する。さらに、その
変化量が、予め定めた正常な範囲内にあるか否かを監視
する。この監視結果は制御量制限部４３に与えられる。

【００１８】制御量制限部４３は、上記の監視結果によ
り、前記の変化量が前記の予め定めた正常な範囲外にあ
ると判定すると、図１の制御信号によって指定すべき、
送信電力レベルの制御量の大きさを低減するように、予
め定めた正常な制御量に制限する。この第２実施例によ
る意義は次の点にある。上述した従来の送信電力制御装
置１０において、Ｃ／Ｎ検出器またはレベル検出器から
の検出出力は、受信信号の地球局１への着信レベルに依
存するが、この着信レベルはダウンリンクの降雨状況に
より大幅に変動する。さらにＣ／Ｎ検出器またはレベル
検出器自身の誤差も加わって、その変動は一層大きなも
のとなる。しかしながら、上述した従来の送信電力装置
１０では、Ｃ／Ｎ検出器またはレベル検出器からの検出
出力をそのまま加算器１２に出力しているため、その検
出出力が異常に大きくなると、送信電力レベルの急激な
変動が起こることになる。かかる急激な送信電力の変動
は通信の相手先地球局においてその復調器でのロック外
れの原因となる可能性がある。

【００１９】かくして第２実施例によれば、そのような
過大な検出出力が発生したとしても、これにそのまま応
答することなく、送信電力レベルの制御量を小さく制限
した制御信号をもって送信系３０に与えることができ、
従来よりも高い回線品質が維持される。図４は本発明に
係る第３実施例の概要を示す図である。本発明の第３実
施例によれば、図１に示した制御状態監視／判定手段４
０を、降雨状況監視部４４と可変制御周期設定部４５と
により構成する。

【００２０】降雨状況監視部４４は、受信特性検出部１
１からの検出出力を監視する。この検出部１１は例えば
既述したＣ／Ｎ検出器あるいはレベル検出器であり、そ
の検出出力は、アンテナ２と衛星５との間の空間伝搬路
における降雨状況を鋭敏に検知している。すなわち、そ
の検出出力は強い雨なのか、弱い雨もしくは晴天なのか
を表している。この監視部４４は、そのような降雨状況
を監視するものである。

【００２１】可変制御周期設定部４５は、降雨状況監視
部４４による監視結果を得て、図１に示した制御信号の
出力周期すなわち、送信電力レベルの制御周期を可変に
設定する。その可変の仕方は次のとおりである。降雨状
況が強い雨であるときは、上記の制御周期を短くする。
逆に、その降雨状況が弱い雨もしくは晴天であるとき
は、その制御周期を長くする。

【００２２】この第３実施例による意義は次の点にあ
る。上述した従来の送信電力制御装置１０おいては、晴
天時も降雨時も、制御信号の出力の仕方に差はない。し
かし晴天時には、低雑音増幅器、ビーコン用周波数変換
器、Ｃ／Ｎ検出器またはレベル検出器の誤差成分が送信
電力制御に大きく影響を与える。一方、実験的事実によ
り、晴天時と降雨時とで制御信号の出力の仕方に差をも
たせた方がよいことが分かった。その要因は、受信系２
０での低雑音増幅器２１等自身が有する誤差成分と、受
信特性検出部１１を構成するＣ／Ｎ検出器自身あるいは
レベル検出器自身が有する誤差成分にある。

【００２３】降雨状況下においてはその降雨を表す検出
出力は、晴天時における検出出力からかなりずれてい
る。そのため降雨状況下においてはその誤差成分は目立
たない。ところが晴天時においては、検出出力のレベル
が小さいことから、その誤差成分が無視できなくなる。
この場合、上述した制御周期（クロックレート）を上げ
れば上げる程、その誤差成分が大になることが判明し
た。

【００２４】かくして第３実施例においては、降雨時に
あるときは、従来どおり例えば１秒間隔のサンプリング
とし、晴天時には例えば３秒間隔のサンプリングとし
て、制御周期を、降雨時と晴天時とで差をもたせ、それ
ぞれ短くそして長く可変とする。図５は本発明に係る第
４実施例の概要を示す図である。本図において、受信特
性検出部１１を構成するＣ／Ｎ検出器１７からの第１検
出出力（受信信号のキャリア対ノイズ比Ｃ／Ｎ）と、レ
ベル検出器１８からの第２検出出力（受信信号の受信レ
ベル）は、特性監視部４６により監視される。

【００２５】上記第１検出出力（Ｃ／Ｎ）はテーブル検
索部４７内の受信レベルテーブルへ入力され、上記第２
検出出力（レベル）はレベル判定部４８へ入力される。
受信レベルテーブルは、種々の異なるＣ／Ｎの値にそれ
ぞれ対応させて、各Ｃ／Ｎの値のもとで存在し得る受信
レベルの最大値（ＭＡＸ）および最小値（ＭＩＮ）を予
め格納している。

【００２６】テーブル検索部４７は第１検出出力（Ｃ／
Ｎ）が与えられると、これに対応する受信レベルの最大
値（ＭＡＸ）および最小値（ＭＩＮ）を、レベル判定部
４８に出力する。レベル判定部４８は、監視部４６から
の第２検出出力がそのＭＡＸおよびＭＩＮの範囲から外
れたものと判定したときは、送信系３０での送信電力レ
ベルの制御を停止する。

【００２７】この第４実施例による意義は次の点にあ
る。アンテナ駆動部３または低雑音増幅器２１の故障時
に、そのまま放置すると、受信信号のレベル低下が発生
し、送信電力制御装置１０は、自由空間において降雨減
衰が発生しているものと誤って判断し、不必要に大きな
送信電力補償を行ってしまう。このような場合、通信衛
星上のトランスポンダに規定以上の電力が到達すること
になり、トランスポンダ上で必要以上の混変調歪みを発
生する原因となる。

【００２８】かくして第４実施例によれば、そのような
事態を引き起こす前に、送信電力レベルの制御を中止し
てしまうことができる。この第４実施例は次のような事
実に着目している。一般に、アンテナ２の直径や低雑音
増幅器２１の特性が決まると、このようなアンテナ２や
低雑音増幅器２１に固有の、晴天時における、Ｃ／Ｎ対
受信レベルの特性が計算によって求まることが知られて
いる。つまり、Ｃ／Ｎを決めるとこれに対応する受信レ
ベルが計算により求まる。この計算により得た値を真値
とすると、これに正および負の誤差分を加えて、最大値
（ＭＡＸ）および最小値（ＭＩＮ）が求まる。これらの
値が受信レベルテーブルに予め格納されるのである。な
お、上記の誤差分は、地球局システムが変わると異なる
値をとるので、予めマニュアルでシステム毎に測定して
おく必要がある。

【００２９】

【実施例】図６は本発明に係る第１実施例の具体例を示
す図である。本図において、図２の第１および第２受信
特性検出器１５および１６は、それぞれＣ／Ｎ検出器１
７およびレベル検出器１８として示されている。また図
２の検出出力切換部４１は、第１スイッチ（ＳＷ１）５
１、第２スイッチ（ＳＷ２）５２、しきい値回路５３お
よび加算器５４として示されている。

【００３０】しきい値回路５３は、受信系２０からの受
信信号が正常な通信状態のときに有するＣ／Ｎ（キャリ
ア対ノイズ比）値の範囲を第１のしきい値として有す
る。また、その受信信号が正常な通信状態のときに有す
るレベル値の範囲を、第２しきい値として有している。
しきい値回路５３は、また、第１スイッチ５１および第
２スイッチ５２のいずれか一方のみを択一的に導通させ
る開閉信号を出力する。

【００３１】しきい値回路５３が今、Ｃ／Ｎ検出器１７
の側、すなわち第１スイッチ５１を選択しているものと
する。そうするとＣ／Ｎ検出器１７で検出した受信信号
が加算器５４を介して、前述した加算器１２に至り、制
御信号となる。ここで何らかの異常により、Ｃ／Ｎ検出
器１７からのＣ／Ｎ値が、通常あり得ない値であること
を、上記の第１のしきい値により、しきい値回路５３が
検出すると、第１スイッチ５１を閉とする。これと同時
に、しきい値回路５３は、レベル検出器１８からの受信
信号の検出レベルが正常な値にあることを、上記の第２
のしきい値により、検確認した上で、第２スイッチ５２
を開とし、以降、この検出レベルをもって、上記の制御
信号となす。その後、Ｃ／Ｎ検出器１７からの異常なＣ
／Ｎ値の原因を調べ修復する。

【００３２】もし、レベル検出器１８からの検出レベル
が通常あり得ない値となったことを、しきい値回路５３
が検出したときには、第２スイッチ５２を閉じ、前述と
同様の操作により、第１スイッチ５１の方を開く。図７
は本発明に係る第２実施例の具体例を示す図である。本
図において、６１はディジタル信号処理部であり、この
ディジタル信号処理部６１はソフトウェア処理により、
図３に示した変化量監視部４２の機能に相当する変化量
監視プロセスＰ１と、同じく図３に示した制御量制限部
４３の機能に相当する制御量制限プロセスＰ２とを実行
する。

【００３３】受信特性検出部１１からの検出出力（アナ
ログ）は、クロック発生器６８からのクロック周期で、
Ａ／Ｄ変換器６２によりサンプリングされ、かつ、ディ
ジタル信号に変換される。このディジタル信号は第１Ｉ
／Ｏポート６３に入力される。ディジタル信号処理部６
１の中心をなすＣＰＵ６４は、メモリ部６５と協働し
て、上記の変化量監視プロセスＰ１と、制御量制限プロ
セスＰ２とを実行し、その演算結果を第２Ｉ／Ｏポート
６６に出力する。Ｄ／Ａ変換器６７は、この第２Ｉ／Ｏ
ポート６６に出力されたディジタル信号を、クロック遅
延器６９からのクロックでサンプリングし、かつ、アナ
ログ信号に変換する。このアナログ信号は、送信系３０
への前述した制御信号となる。

【００３４】降雨状況に応じて、その制御信号の送出周
期、すなわち制御周期が変化させられても、Ａ／Ｄ変換
器６２での処理と、Ｄ／Ａ変換器６７での処理との間に
は常に完全な同期がとれていなければならない。このた
めに、これら変換器６２および６７には、同一のクロッ
ク発生器６８（クロック周期は可変とする）から与える
のが都合がよい。しかし、変換器６２と変換器６７との
各処理の間には、ＣＰＵ６４による演算時間分の処理遅
延が与えられなければならない。このために、クロック
遅延器６９が設けられる。

【００３５】図８は図７におけるディジタル信号処理部
６１の動作例を示すフローチャートである。本図におい
て、Ｐ１は前述した変化量監視プロセスに相当し、Ｐ２
は前述した制御量制限プロセスに相当する。上記プロセ
スＰ１およびＰ２のために、図７のメモリ部６５は予め
４つのメモリＭ０，Ｍ１，Ｍ２およびＭ３に区分してお
く。

【００３６】（ｉ）メモリＭ０には、各制御周期での送
信電力レベルの制御量の大きさの最大値Ａを格納する。
（ii）メモリＭ１には、各制御周期毎にＣＰＵ６４によ
り演算された制御量の処理結果を格納する。（iii ）メ
モリＭ２には、各制御周期毎に、Ａ／Ｄ変換器６２より
読み込んだ、受信特性検出部１１からの検出出力を格納
する。

【００３７】（iv）メモリＭ３には、前回の制御周期に
おける処理結果であるメモリＭ１の値と今回の読込み検
出出力との比較結果に応じて、−１または＋１を格納す
る。具体的には、Ｍ２＜Ｍ１ならば＋１を、Ｍ２＞Ｍ１
ならば−１を、それぞれ比較の都度、メモリＭ３に格納
する。図８を参照すると、ステップＳ１では、メモリＭ０に上
記のＡを、メモリＭ１には０を格納する。最初は処理結
果がないから、Ｍ１＝０となる。

【００３８】ステップＳ２では、第１Ｉ／Ｏポート６２
から読み込んだ検出出力を、メモリＭ２に格納する。ス
テップＳ３では、今回サンプリングした値（メモリＭ２
の値）と、前回サンプリングした値（メモリＭ１の値）
との差分、すなわち、これらの値の変化量を算出する。

【００３９】ステップＳ４では、０≧Ｍ２−Ｍ１でない
とき（Ｎｏ）、すなわち、変化量が正方向に推移してい
るときは、メモリＭ３に−１を格納し、ステップＳ５で
は、０≧Ｍ２−Ｍ１であるとき（Ｙｅｓ）、すなわち変
化量が負方向に推移しているときは、メモリＭ３に＋１
を格納する。ステップＳ６では、上記の変化量がメモリ
Ｍ０に格納されている最大値Ａを超えるか否かチェック
する。

【００４０】ステップＳ７では、Ｍ０＞｜Ｍ２−Ｍ１｜
でないとき（Ｎｏ）、すなわち上記変化量が正常な範囲
を超えているので、変化量が正に推移しているときは
（Ｍ３＝−１）、メモリＭ１の値に、−Ｍ０（−Ａ）倍
した値を加えて、Ｍ１へリライトする。ステップＳ８で
は、Ｍ０＞｜Ｍ２−Ｍ１｜であり（Ｙｅｓ）、正常であ
るから、メモリＭ２の値をそのままメモリＭ１に移し替
える。

【００４１】ステップＳ９では、かくして得られたメモ
リＭ１のデータを、制御信号を定めるための値として、
Ｉ／Ｏポート６７より出力する。図９は本発明に係る第
３実施例の具体例を示す図である。本図において、７１
はディジタル信号処理部、８０は可変クロック生成部で
あり、ソフトウェア処理を主体として、図４に示した降
雨状況監視部４４の機能と、可変制御周期設定部４５の
機能とを実現する。なお、ディジタル信号処理部７１内
の構成要素７２，７３，７４，７５，７６および７７
は、図７に示した構成要素６２，６３，６４，６５，６
６および６７とそれぞれ等価である。ただし、図９の場
合は、第３Ｉ／Ｏポート７８が新たに加わっている。こ
の第３Ｉ／Ｏポート７８からの出力に従って、可変クロ
ック生成部８０より、長くまたは短く調整される既述の
制御周期に見合う可変のクロックが出力され、これのク
ロックレート従ってＣＰＵ７４が動作する。

【００４２】可変クロック生成部８０は例えば図示する
ような構成であり、最も高いクロックレートのクロック
発生器８４を、高速、中速および低速のクロックレート
に変換する第１、第２および第３クロック分周器８１，
８２および８３が設けられる。これら分周器８１，８２
および８３の各クロック出力はそれぞれ対応する第１、
第２および第３スイッチ（ＳＷ１，ＳＷ２およびＳＷ
３）８５，８６および８７により択一的に選択される。
どのスイッチ（８５，８６，８７）を選択するかは、ラ
ッチ回路８８の出力によって定められる。ラッチ回路８
８には、ディジタル信号処理部７１で決定され、かつ、
第３Ｉ／Ｏポート７８から出力された制御周期に見合う
選択信号、を受信しこれの選択信号に基づき、スイッチ
８５，８６および８７のうちの１つを選択する。

【００４３】なお、Ａ／Ｄ変換器７２はクロック発生器
８４からの最も早いクロックレートで受信特性検出部１
１からの検出出力を読み込むようにし、出力側のＤ／Ａ
変換器７７で制御周期を可変にしている。つまり、クロ
ック生成部８０からの可変クロックは、Ｄ／Ａ変換器７
７にのみ与えるようにしている。ディジタル信号処理部
７１は、可変クロック生成部８０から所望のクロックレ
ートのクロックを得るために、２つのプロセスＰ３およ
びＰ４を実行する。１つは降雨状況監視プロセスＰ３で
あり、もう１つは可変制御周期設定プロセスＰ４であ
る。処理部７１からの処理結果は、Ｄ／Ａ変換器７７へ
与えられる可変レートのクロックのタイミングで送出さ
れる。

【００４４】図１０は図９におけるディジタル信号処理
部７１の動作例を示すフローチャト（その１）、図１１
は図９におけるディジタル信号処理部７１の動作例を示
すフローチャート（その２）である。本図において、上
記の降雨状況監視プロセスＰ３は主として図１０に属
し、上記の可変制御周期設定プロセスＰ４は主として図
１１に属する。

【００４５】上記プロセスＰ３およびＰ４のために、図
９のメモリ部７５は予め４つのメモリＭ４，Ｍ５，Ｍ６
およびＭ７に区分しておく。（ｉ）メモリＭ４には、今回サンプリングした受信特性
検出部１１からの検出出力の値と前回サンプリングした
検出出力との差分の大きさに応じて、クロックレートを
変更すべきか否かを決める際の判定基準値Ｂを格納す
る。

【００４６】（ii）メモリＭ５には、クロック分周器８
１（高速）からクロック分周器８３（低速）までのうち
のどのクロックを選択すべきかを決める選択パラメータ
（０，１および２）を格納する。（iii ）メモリＭ６には前回のサンプリング（制御周
期）において得た検出出力を格納する。

【００４７】（iv）メモリＭ７には今回のサンプリング
（制御周期）において得た検出出力を格納する。図１０を参照すると、ステップＳ１では、メモリＭ４に
は前述の判定基準値Ｂを格納し、メモリＭ５には初期値
として選択パラメータの「０」（高速）を格納する。メ
モリＭ６は、最初だから０である。

【００４８】ステップＳ２では、図９の第１Ｉ／Ｏポー
ト７２から読み取った検出出力をメモリＭ７に格納す
る。ステップＳ３では、メモリＭ６の値（前回）とメモ
リＭ７の値（今回）との差分が、メモリＭ４内の基準値
Ｂより大か小か判断する。ステップＳ４では、Ｂより小
であれば（弱い雨か晴天）、選択パラメータを１下げて
（低速側へ）、メモリＭ５に格納する。

【００４９】ステップＳ５では、Ｂより大であれば（強
い雨）であれば、選択パラメータを１上げて（高速側
へ）、メモリＭ５に格納する。図１１に移りステップＳ
６では、選択パラメータが高速クロックレートの限界に
来ているか否か調べる。ステップＳ７では、高速クロッ
クレートの限界に達しているので（Ｙｅｓ）、メモリＭ
５に表示されるクロックレートは最高速のままにしてお
く。ステップＳ８では、メモリＭ５のデータを、第３Ｉ
／Ｏポート７７より出力し、既述の制御信号を定める。

【００５０】ステップＳ９では、選択パラメータが低速
クロックレートの限界に来ているか否か調べる。ステッ
プＳ１０では、選択パラメータが低速の限界に来ている
ので（Ｙｅｓ）、メモリＭ５に表示されるクロックレー
トを最低速のままにしておく。なお、ステップＳ９でＮ
ｏのときは、ステップＳ８では、選択パラメータを＋１
した値（ステップＳ５）でメモリＭ５を書き換える。

【００５１】ステップＳ１１では、メモリＭ７の値（今
回）を、メモリＭ６の値（前回）に書き込む。なお、今
回の制御周期において、制御信号を決めるデータは、メ
モリＭ６に格納されているデータ（前回）を用い、今回
得た値が次回のデータとして用いられる。図１２は本発
明に係る第４実施例の具体例を示す図である。本図にお
いて、９１はディジタル信号処理部であり、メモリ部９
２、受信レベルテーブル９０、ＣＰＵ９３、第１、第２
および第３Ｉ／Ｏポート９４，９５および９６を有して
いる。

【００５２】このディジタル信号処理部９１内では、図
５の各機能部（４６，４７および４８）に対応させて、
特性監視プロセス（Ｐ５）と、テーブル検索プロセス
（Ｐ６）と、レベル判定プロセス（Ｐ７）とがソフトウ
ェア処理により実行される。図１３は図１２におけるデ
ィジタル信号処理部９１の動作例を示すフローチャート
である。本図において、上記のプロセスＰ５，Ｐ６およ
びＰ７に属する範囲を、これらの記号によって示す。な
お、メモリ部９２の構成は次のとおりである。

【００５３】受信レベルテーブル９０は、一例として次
の内容である。Ｃ／Ｎ＝６８に対し、受信レベルのＭＡＸ＝１８，ＭＩ
Ｎ＝１４。Ｃ／Ｎ＝６９に対し、受信レベルのＭＡＸ＝１９，ＭＩ
Ｎ＝１５。Ｃ／Ｎ＝７０に対し、受信レベルのＭＡＸ＝２０，ＭＩ
Ｎ＝１６。Ｃ／Ｎ＝７１に対し、受信レベルのＭＡＸ＝２１，ＭＩ
Ｎ＝１８。

【００５４】（ｉ）メモリＭ８は、Ｃ／Ｎ（第１検出出
力）を格納する。（ii）メモリＭ９は、検出部１１からの各Ｃ／Ｎ値に対
応した受信レベルの最大値（ＭＡＸ）を格納する。（iii ）メモリＭ１０は、検出部１１からの各Ｃ／Ｎ値
に対応した受信レベルの最小値（ＭＩＮ）を格納する。

【００５５】（iv）メモリＭ１１は、検出部１１からの
受信レベル（第２検出出力）を格納する。ステップＳ１おいて、読み込んだＣ／Ｎ値をメモリＭ８
に格納する。ステップＳ２において、そのメモリＭ８内
のＣ／Ｎ値に対応する受信レベルの最大値（ＭＡＸ）を
テーブル９０から検索して、メモリＭ９に格納する。

【００５６】ステップＳ３において、そのメモリＭ８内
のＣ／Ｎ値に対応する受信レベルの最小値（ＭＩＮ）を
テーブル９０から検索してメモリＭ１０に格納する。ス
テップＳ４において、検出部１１からの受信レベルを、
メモリＭ１１に格納する。ステップＳ５において、メモ
リＭ１０とＭ１１とＭ９の内容について大小比較する。
Ｍ１０＜Ｍ１１＜Ｍ９になっていれば（Ｙｅｓ）、正常
である。逆にこの関係が満たされないとき、つまり読み
込んだ受信レベル（Ｍ１１）が、ＭＡＸ（Ｍ９）とＭＩ
Ｎ（Ｍ１０）の間に入っていなければ異常である。

【００５７】ステップＳ６にて、第３Ｉ／Ｏポート９６
より、送信系３０に対する送信電力レベルの制御を停止
する。図１４は受信特性検出部１１の一例を示す図であ
る。本図において、受信特性検出部１１は、図６に示し
たＣ／Ｎ検出器１７とレベル検出器１８とを一体に構成
したものに相当する。参照番号１１１はＡＧＣ回路であ
る。ただしこのＡＧＣ回路１１１は、受信特性検出部１
１として特別に設けたものではなく、受信系２０をなす
基本回路群の１つとして、もともとこの受信系２０内に
内蔵されているものを流用することができる。

【００５８】ＡＧＣ回路１１１からのＡＧＣ制御された
受信信号は、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１１２に印
加され、ここで所定のノイズ帯域のみを抽出する。さら
に検波器１１３を通して、ノイズ検出器１１４によりノ
イズレベルＮＬを検出する。一方、ＡＧＣ回路１１１内
のＡＧＣ成分（キャリアレベルを一定にするための帰還
信号）を取り出せば、これがレベル検出器（１８）によ
るレベル検出結果ＬＶとなる。

【００５９】Ｃ／Ｎ検出器（１７）としての検出結果Ｃ
／Ｎは、前述のノイズレベルＮＬとレベル検出結果ＬＶ
との差分を、オペアンプ１１５でとることにより得られ
る。以上述べた４つの実施例は、送信電力制御装置１０
内にそれぞれ単独で導入される必要は全くない。むしろ
これら４つの実施例の少なくとも２つを組み合せて導入
する方が好ましい。できれば、４つの実施例を全て組み
合せて導入する。この場合、制御状態監視／判定手段４
０の中心をなす、既述のディジタル信号処理部６１，７
１および９１は、単一のディジタル信号処理部で実現す
る。ただし、各実施例対応の処理プログラムを全て内蔵
しておく必要があり、これら処理プログラムは順番に繰
り返し実行される。

【００６０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、従
来よりも一層高品位の回線品質を維持可能な送信電力制
御装置が実現される。（１）第１実施例によれば、地球局を構成する各構成要
素の中で比較的故障が生じ易い受信特性検出部１１での
信頼性を飛躍的に向上させることができる。

【００６１】（２）第２実施例によれば、制御信号によ
って指定された送信電力レベルの制御量が過大になるこ
とに起因して生ずる、相手先地球局での故障（復調器で
のロック外れ）が防止される。（３）第３実施例によれば、降雨時と晴天時とでそれぞ
れ区分した最適な制御周期によって、送信電力レベルを
制御できる。

【００６２】（４）第４実施例によれば、アンテナ駆動
部および受信系内の低雑音増幅器のいずれかで発生した
故障も発見でき、そのような故障発生時には直ちに、送
信信号の送出を中止したりあるいは予め定めた規定の
レベルに固定して送信信号を送出し続けることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る送信電力制御装置の基本構成を示
す図である。

【図２】本発明に係る第１実施例の概要を示す図であ
る。

【図３】本発明に係る第２実施例の概要を示す図であ
る。

【図４】本発明に係る第３実施例の概要を示す図であ
る。

【図５】本発明に係る第４実施例の概要を示す図であ
る。

【図６】本発明に係る第１実施例の具体例を示す図であ
る。

【図７】本発明に係る第２実施例の具体例を示す図であ
る。

【図８】図７におけるディジタル信号処理部６１の動作
例を示すフローチャートである。

【図９】本発明に係る第３実施例の具体例を示す図であ
る。

【図１０】図９におけるディジタル信号処理部７１の動
作例を示すフローチャート（その１）である。

【図１１】図９におけるディジタル信号処理部７１の動
作例を示すフローチャート（その２）である。

【図１２】本発明に係る第４実施例の具体例を示す図で
ある。

【図１３】図１２におけるディジタル信号処理部９１の
動作例を示すフローチャートである。

【図１４】受信特性検出部１１の一例を示す図である。

【図１５】従来の送信電力制御装置を含む衛星通信地球
局の一例を示す図である。

【符号の説明】

１…衛星通信地球局２…アンテナ３…アンテナ駆動部４…分波器５…衛星１０…送信電力制御装置１１…受信特性検出部１５…第１受信特性検出器１６…第２受信特性検出器１７…Ｃ／Ｎ検出器１８…レベル検出器２０…受信系３０…送信系３１…可変減衰器４０…制御状態監視／判定手段４１…検出出力切換部４２…変化量監視部４３…制御量制限部４４…降雨状況監視部４５…可変制御周期設定部４６…特性監視部４７…テーブル検索部４８…レベル判定部５１…第１スイッチ５２…第２スイッチ５３…しきい値回路６１…ディジタル信号処理部７１…ディジタル信号処理部８０…可変クロック生成部９０…受信レベルテーブル９１…ディジタル信号処理部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アンテナ（２）からの受信信号を処理す
る受信系（２０）と、前記アンテナ（２）への送信信号を処理する送信系（３
０）と、前記受信系（２０）における前記受信信号の受信特性を
検出する受信特性検出部（１１）を含み、該受信特性の
変化に応じて前記送信系（３０）における前記送信信号
の送信電力レベルを変化させる送信電力制御装置（１
０）とを有する衛星通信地球局（１）において、前記送信電力制御装置（１０）内における制御状態を監
視し、該制御状態に応じた最適な前記送信電力レベルを
判定して、その判定結果に基づく制御信号により、該送
信電力レベルを変化させる制御状態監視／判定手段（４
０）を、前記送信電力制御装置（１０）に付加すること
を特徴とする、衛星通信地球局における送信電力制御装
置。
【請求項２】前記受信特性検出部（１１）を、第１受
信特性検出器（１５）および第２受信特性検出器（１
６）により構成し、前記制御状態監視／判定手段（４０）は、通常時は、第
１受信特性検出器（１５）および第２受信特性検出器
（１６）の一方からの検出出力をもって前記制御信号と
すると共に、前記検出出力の値が予め定めた正常な範囲
から外れたものと判定したとき、前記第１受信特性検出
器（１５）および第２受信特性検出器（１６）の他方か
らの検出出力に切り換えて前記制御信号とする検出出力
切換部（４１）から構成する請求項１に記載の送信電力
制御装置。
【請求項３】前記検出出力切換部（４１）は、前記第１受信特性検出器（１５）からの第１検出出力が
正常か異常かを判断する第１のしきい値と、前記第２受
信特性検出器（１６）からの第２検出出力が正常か異常
かを判断する第２のしきい値とを有し、その判断に応じ
たスイッチ開閉信号を出力するしきい値回路（５３）
と、前記第１検出出力を、前記スイッチ開閉信号により導通
させまたはしゃ断する第１スイッチ（５１）と、前記第２検出出力を、前記スイッチ開閉信号により導通
させまたはしゃ断する第２スイッチ（５２）と、を有
し、前記しきい値回路（５３）は、通常時において前記第１
検出出力および第２検出出力の一方を選択して、前記制
御信号となすと共に、当該検出出力が異常であると判断
されたときは、他方の検出出力に切り換えて、前記制御
信号とする請求項３に記載の送信電力制御装置。
【請求項４】前記受信特性検出部（１１）からの検出
出力を周期的にサンプリングし、今回サンプリングした
値と前回サンプリングした値との間の変化量を算出し
て、その変化量が予め定めた正常な範囲内にあるか否か
を監視する変化量監視部（４２）と、前記変化量が前記の予め定めた正常な範囲外となったと
き、前記制御信号によって指定すべき、前記送信電力レ
ベルの制御量の大きさを、予め定めた正常な制御量に制
限する制御量制限部（４３）とにより、前記制御状態監
視／判定手段（４０）を構成する請求項１に記載の送信
電力制御装置。
【請求項５】前記受信特性検出部（１１）からの検出
出力を周期的にサンプリングし、今回サンプリングした
値と前回サンプリングした値との間の変化量を算出し
て、その変化量が予め定めた正常な範囲内にあるか否か
を監視する変化量監視プロセス（Ｐ１）と、前記変化量が前記の予め定めた正常な範囲外となったと
き、前記制御信号によって指定すべき、前記送信電力レ
ベルの制御量の大きさを、予め定めた正常な制御量に制
限する制御量制限プロセス（Ｐ２）とを実行するディジ
タル信号処理部（６１）により、前記制御状態監視／判
定手段（４０）を構成する請求項１に記載の送信電力制
御装置。
【請求項６】前記受信特性検出部（１１）からの検出
出力を監視して、前記アンテナ（２）と衛星（５）との
間の空間伝搬路における降雨状況を監視する降雨状況監
視部（４４）と、前記降雨状況監視部（４４）により強い雨と判定された
ときは、前記制御信号による前記送信電力レベルの制御
周期を短くし、弱い雨もしくは晴天と判定されたとき
は、該制御信号による該送信電力レベルの制御周期を長
くする可変制御周期設定部（４５）とにより、前記制御
状態監視／判定手段（４０）を構成する請求項１に記載
の送信電力制御装置。
【請求項７】前記受信特性検出部（１１）からの検出
出力を監視して、前記アンテナ（２）と衛星（５）との
間の空間伝搬路における降雨状況を監視する降雨状況監
視プロセス（Ｐ３）と、前記降雨状況監視プロセス（Ｐ
３）により強い雨と判定されたときは、前記制御信号に
よる前記送信電力レベルの制御周期を短く設定し、弱い
雨もしくは晴天と判定されたときは、該制御信号による
該送信電力レベルの制御周期を長く設定する可変制御周
期設定プロセス（Ｐ４）と、を実行するディジタル信号
処理部（７１）と、前記可変制御周期設定プロセス（Ｐ４）により設定され
た前記制御周期に応じた可変レートのクロックを生成し
て、前記ディジタル信号処理部（７１）から出力される
処理結果の送出タイミングを定める可変クロック生成部
（８０）とにより、前記制御状態監視／判定手段（４
０）を構成する請求項１に記載の送信電力制御装置。
【請求項８】前記受信特性検出部（１１）内で検出さ
れた、前記受信信号のキャリア対ノイズ比（Ｃ／Ｎ）に
ついての第１検出出力と、該受信信号の受信レベルにつ
いての第２検出出力とをそれぞれ監視する特性監視部
（４６）と、種々の異なる前記Ｃ／Ｎの値にそれぞれ対応させて、各
該Ｃ／Ｎの値のもとで存在し得る各前記受信レベルの最
大値および最小値を予め格納する受信レベルテーブルを
含み、前記特性監視部（４６）からの前記第１検出出力
によって該受信レベルテーブルを検索して、対応する前
記受信レベルの最大値および最小値を出力するテーブル
検索部（４７）と、前記特性監視部（４６）からの前記第２検出出力が前記
受信レベルの最大値と最小値の範囲から外れたものと判
定したとき、前記送信系（３０）に対する前記送信電力
レベルの制御を停止するレベル判定部（４８）とによ
り、前記制御状態監視／判定手段（４０）を構成する請
求項１に記載の送信電力制御装置。
【請求項９】前記受信特性検出部（１１）内で検出さ
れた、前記受信信号のキャリア対ノイズ比（Ｃ／Ｎ）に
ついての第１検出出力と、該受信信号の受信レベルにつ
いての第２検出出力とをそれぞれ監視する特性監視プロ
セス（Ｐ５）と、種々の異なる前記Ｃ／Ｎの値にそれぞれ対応させて、各
該Ｃ／Ｎの値のもとで存在し得る各前記受信レベルの最
大値および最小値を予め格納する受信レベルテーブルを
含み、前記特性監視プロセス（Ｐ５）による前記第１検
出出力によって該受信レベルテーブルを検索して対応す
る前記受信レベルの最大値および最小値を出力するテー
ブル検索プロセス（Ｐ６）と、前記特性監視プロセス（Ｐ５）による前記第２検出出力
が前記受信レベルの最大値と最小値の範囲から外れたも
のと判定したとき、前記送信系（３０）に対する前記送
信電力レベルの制御を停止するレベル判定プロセス（Ｐ
７）とを実行するディジタル信号処理部（９１）によ
り、前記制御状態監視／判定手段（４０）を構成する請
求項１に記載の送信電力制御装置。