JPH10150397A - 送信電力制御方法及び送信電力制御システム - Google Patents
送信電力制御方法及び送信電力制御システムInfo
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- JPH10150397A JPH10150397A JP8308552A JP30855296A JPH10150397A JP H10150397 A JPH10150397 A JP H10150397A JP 8308552 A JP8308552 A JP 8308552A JP 30855296 A JP30855296 A JP 30855296A JP H10150397 A JPH10150397 A JP H10150397A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
- Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
- Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks
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- Transmitters (AREA)
- Radio Relay Systems (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 地球局での受信レベルを一定にして地球局で
の安定した受信を実現する。 【解決手段】 人工衛星１７のＰＬＬ受信機５で得られ
る上り回線２のＰＬＬ誤差電圧１０からドップラシフト
を求め、人工衛星１７と地球局１との間の相対速度を計
算する。これにより、人工衛星１７から地球局１を見た
アンテナ角を計算し、この時の地球局１と人工衛星１７
との間の距離及びアンテナ利得を基に、地球局１での受
信レベルが一定となるように下り回線３の送信電力を制
御する。 【効果】 地球局での安定した受信を確保できると共
に、地上での電力束密度を能動的に制御できるので、デ
ータの伝送の効率化が図れる。
の安定した受信を実現する。 【解決手段】 人工衛星１７のＰＬＬ受信機５で得られ
る上り回線２のＰＬＬ誤差電圧１０からドップラシフト
を求め、人工衛星１７と地球局１との間の相対速度を計
算する。これにより、人工衛星１７から地球局１を見た
アンテナ角を計算し、この時の地球局１と人工衛星１７
との間の距離及びアンテナ利得を基に、地球局１での受
信レベルが一定となるように下り回線３の送信電力を制
御する。 【効果】 地球局での安定した受信を確保できると共
に、地上での電力束密度を能動的に制御できるので、デ
ータの伝送の効率化が図れる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は送信電力制御方法及
び送信電力制御システムに関し、特に地球局との間で送
受信を行う周回軌道上の衛星における送信電力制御方法
及び送信電力制御システムに関する。
び送信電力制御システムに関し、特に地球局との間で送
受信を行う周回軌道上の衛星における送信電力制御方法
及び送信電力制御システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】人工衛星における従来の送信電力の制御
方式が特開昭５８―１２４４１号公報や特開昭６２―８
４６２８号公報に記載されている。これらは、人工衛星
に搭載された姿勢センサにより得られる地球幅の情報に
基づく人工衛星から地球を見た時の地球視野角により、
人工衛星の送信電力を制御する方式である。周回軌道に
よって地球視野角が変化するので、この変化に応じて送
信電力を制御するのである。
方式が特開昭５８―１２４４１号公報や特開昭６２―８
４６２８号公報に記載されている。これらは、人工衛星
に搭載された姿勢センサにより得られる地球幅の情報に
基づく人工衛星から地球を見た時の地球視野角により、
人工衛星の送信電力を制御する方式である。周回軌道に
よって地球視野角が変化するので、この変化に応じて送
信電力を制御するのである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の送信電
力制御方式では、通信を行う地球局までの距離及びアン
テナ角が求められないので、送信電力を最適に制御する
ことができない。
力制御方式では、通信を行う地球局までの距離及びアン
テナ角が求められないので、送信電力を最適に制御する
ことができない。
【０００４】ところで、周回軌道上の人工衛星から地球
局への下り回線において、人工衛星のアンテナ利得の変
動及び人工衛星と地球局との間の距離の変動により地球
局の受信レベルは常に変化する。このため、しばしば受
信レベルの急激な変化により、地球局の受信機のロック
が外れてデータの利得に支障をきたしているという欠点
がある。
局への下り回線において、人工衛星のアンテナ利得の変
動及び人工衛星と地球局との間の距離の変動により地球
局の受信レベルは常に変化する。このため、しばしば受
信レベルの急激な変化により、地球局の受信機のロック
が外れてデータの利得に支障をきたしているという欠点
がある。
【０００５】また、電波法における地上での電力束密度
の規定を満足させる必要がある。この地上での電力束密
度は、人工衛星の送信電力，地上と人工衛星との間の距
離及びデータの伝送レートで決定される。そして、電力
束密度に対する送信電力と伝送レートは相反する関係に
ある。すなわち、送信電力を小さくすればするほど、あ
るいは伝送レートを大きくすればするほど電力束密度は
小さくなる。一方、回線マージンの点からすると、ある
送信電力値で伝送できる伝送レートには限りがある。こ
れまでは、能力的に地上での電力束密度を最適に制御で
きなかったため、電力束密度を最適に制御できる条件下
で伝送できる最大の伝送レートが実現できず、データの
効率的な伝送ができないという欠点があった。
の規定を満足させる必要がある。この地上での電力束密
度は、人工衛星の送信電力，地上と人工衛星との間の距
離及びデータの伝送レートで決定される。そして、電力
束密度に対する送信電力と伝送レートは相反する関係に
ある。すなわち、送信電力を小さくすればするほど、あ
るいは伝送レートを大きくすればするほど電力束密度は
小さくなる。一方、回線マージンの点からすると、ある
送信電力値で伝送できる伝送レートには限りがある。こ
れまでは、能力的に地上での電力束密度を最適に制御で
きなかったため、電力束密度を最適に制御できる条件下
で伝送できる最大の伝送レートが実現できず、データの
効率的な伝送ができないという欠点があった。
【０００６】本発明は上述した従来技術の欠点を解決す
るためになされたものであり、その目的は地球局での受
信レベルを一定にして地球局での安定した受信を実現で
きる送信電力制御方法及び送信電力制御システムを提供
することである。
るためになされたものであり、その目的は地球局での受
信レベルを一定にして地球局での安定した受信を実現で
きる送信電力制御方法及び送信電力制御システムを提供
することである。
【０００７】また本発明の他の目的は、電波法の地上で
の電力束密度規定を容易に満足させることにより伝送デ
ータのデータレートを大きくすることのできる送信電力
制御方法及び送信電力制御システムを提供することであ
る。
の電力束密度規定を容易に満足させることにより伝送デ
ータのデータレートを大きくすることのできる送信電力
制御方法及び送信電力制御システムを提供することであ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明による送信電力制
御方法は、地球局との間で送受信を行う周回軌道上の衛
星における送信電力制御方法であって、前記地球局との
距離を算出する距離算出ステップと、この算出した距離
における電波の自由空間損失であるスパンロスを算出す
るスパンロス算出ステップと、この算出したスパンロス
及び前記地球局への送信電力レベル並びに送信アンテナ
利得値に応じて前記地球局での受信レベルを算出する受
信レベル算出ステップと、この算出した受信レベルが一
定になるように前記地球局への送信電力レベルを制御す
る制御ステップとを含むことを特徴とする。
御方法は、地球局との間で送受信を行う周回軌道上の衛
星における送信電力制御方法であって、前記地球局との
距離を算出する距離算出ステップと、この算出した距離
における電波の自由空間損失であるスパンロスを算出す
るスパンロス算出ステップと、この算出したスパンロス
及び前記地球局への送信電力レベル並びに送信アンテナ
利得値に応じて前記地球局での受信レベルを算出する受
信レベル算出ステップと、この算出した受信レベルが一
定になるように前記地球局への送信電力レベルを制御す
る制御ステップとを含むことを特徴とする。
【０００９】本発明による送信電力制御システムは、地
球局との間で送受信を行う周回軌道上の衛星における送
信電力制御システムであって、前記地球局との距離を算
出する距離算出手段と、この算出した距離における電波
の自由空間損失であるスパンロスを算出するスパンロス
算出手段と、この算出したスパンロス及び前記地球局へ
の送信電力レベル並びに送信アンテナ利得値に応じて前
記地球局での受信レベルを算出する受信レベル算出手段
と、この算出した受信レベルが一定になるように前記地
球局への送信電力レベルを制御する制御手段とを含むこ
とを特徴とする。
球局との間で送受信を行う周回軌道上の衛星における送
信電力制御システムであって、前記地球局との距離を算
出する距離算出手段と、この算出した距離における電波
の自由空間損失であるスパンロスを算出するスパンロス
算出手段と、この算出したスパンロス及び前記地球局へ
の送信電力レベル並びに送信アンテナ利得値に応じて前
記地球局での受信レベルを算出する受信レベル算出手段
と、この算出した受信レベルが一定になるように前記地
球局への送信電力レベルを制御する制御手段とを含むこ
とを特徴とする。
【００１０】要するに本発明では、算出した衛星と地球
局との距離における電波の自由空間損失であるスパンロ
ス及び地球局への送信電力レベル並びに送信アンテナ利
得値に応じて地球局での受信レベルを算出し、この算出
した受信レベルが一定になるように地球局への送信電力
レベルを制御しているのである。
局との距離における電波の自由空間損失であるスパンロ
ス及び地球局への送信電力レベル並びに送信アンテナ利
得値に応じて地球局での受信レベルを算出し、この算出
した受信レベルが一定になるように地球局への送信電力
レベルを制御しているのである。
【００１１】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。
て図面を参照して説明する。
【００１２】図１は本発明による送信電力制御システム
の実施の形態を示すブロック図であり、人工衛星に搭載
された送受信機等が示されている。一方、図２は地球、
人工衛星及び地球局の位置関係を示す図である。
の実施の形態を示すブロック図であり、人工衛星に搭載
された送受信機等が示されている。一方、図２は地球、
人工衛星及び地球局の位置関係を示す図である。
【００１３】図２を参照すると、人工衛星１７は、地球
１９の周回軌道２８上を、速度２９（Ｖ０）で飛行して
いる。このとき、地表面からの人工衛星１７までの距離
すなわち衛星高度２２はｈである。また、人工衛星１７
のアンテナ４と地球局１との距離２３はＲであり、アン
テナ４と地球局１との角度、すなわちアンテナ角２４は
θである。さらにまた、地球局１の地球１９に対する水
平線２６と、地球局１と人工衛星１７とを結ぶ線とのな
す角、すなわち仰角２５はδである。なお、１８は衛星
アンテナパターン、２１は地球半径（Ｅｒ）、２０は地
心である。
１９の周回軌道２８上を、速度２９（Ｖ０）で飛行して
いる。このとき、地表面からの人工衛星１７までの距離
すなわち衛星高度２２はｈである。また、人工衛星１７
のアンテナ４と地球局１との距離２３はＲであり、アン
テナ４と地球局１との角度、すなわちアンテナ角２４は
θである。さらにまた、地球局１の地球１９に対する水
平線２６と、地球局１と人工衛星１７とを結ぶ線とのな
す角、すなわち仰角２５はδである。なお、１８は衛星
アンテナパターン、２１は地球半径（Ｅｒ）、２０は地
心である。
【００１４】図１を参照すると、地球局１よりの上り回
線信号２は、人工衛星１７のアンテナ４で受信され、送
受共用回路３２を経て、ＰＬＬ受信機５の低雑音増幅器
７で増幅され、周波数変換器８に入力される。周波数変
換器８では、局発発振器１１からの信号で低雑音増幅器
７からの信号を中間周波数２７に変換した後、位相検波
器９に出力する。位相検波器９は、中間周波数２７とＰ
ＬＬ受信機５のベストロック周波数との位相差成分をＰ
ＬＬ受信機５の誤差電圧信号１０として、局発発振器１
１に出力すると共に、オンボードコンピュータ１２にも
出力する。
線信号２は、人工衛星１７のアンテナ４で受信され、送
受共用回路３２を経て、ＰＬＬ受信機５の低雑音増幅器
７で増幅され、周波数変換器８に入力される。周波数変
換器８では、局発発振器１１からの信号で低雑音増幅器
７からの信号を中間周波数２７に変換した後、位相検波
器９に出力する。位相検波器９は、中間周波数２７とＰ
ＬＬ受信機５のベストロック周波数との位相差成分をＰ
ＬＬ受信機５の誤差電圧信号１０として、局発発振器１
１に出力すると共に、オンボードコンピュータ１２にも
出力する。
【００１５】局発発振器１１は、誤差電圧信号１０によ
り、中間周波数２７が常に一定になるように発振周波数
が制御される。誤差電圧信号１０は、ＰＬＬ受信機５の
ベストロック周波数よりのずれ（ｆｓ）を表しており、
この周波数のずれ（ｆｓ）と、誤差信号電圧１０の関係
は、予めオンボードコンピュータ１２のメモリに記録し
てある。ここで、ベストロック周波数とは、受信信号の
周波数が、フェーズロック受信機（ＰＬＬ受信機）が内
蔵している基準周波数と同じ周波数を指す。したがっ
て、ベストロック周波数は、ＰＬＬ受信機からの誤差電
圧（受信周波数とベストロック周波数との差を表す）は
ゼロとなり、受信機が最も受信し易い周波数となる。
り、中間周波数２７が常に一定になるように発振周波数
が制御される。誤差電圧信号１０は、ＰＬＬ受信機５の
ベストロック周波数よりのずれ（ｆｓ）を表しており、
この周波数のずれ（ｆｓ）と、誤差信号電圧１０の関係
は、予めオンボードコンピュータ１２のメモリに記録し
てある。ここで、ベストロック周波数とは、受信信号の
周波数が、フェーズロック受信機（ＰＬＬ受信機）が内
蔵している基準周波数と同じ周波数を指す。したがっ
て、ベストロック周波数は、ＰＬＬ受信機からの誤差電
圧（受信周波数とベストロック周波数との差を表す）は
ゼロとなり、受信機が最も受信し易い周波数となる。
【００１６】オンボードコンピュータ１２には、地球局
１よりの送信周波数（ｆｔ）及びベストロック周波数
（ｆｂ）のデータも記録されている。オンボードコンピ
ュータ１２は、誤差電圧信号１０から、ベストロック周
波数（ｆｂ）の周波数のずれ（（ｆｓ）を求めることに
より、式（１）より人工衛星１７での受信周波数（ｆ
ｒ）を計算する。
１よりの送信周波数（ｆｔ）及びベストロック周波数
（ｆｂ）のデータも記録されている。オンボードコンピ
ュータ１２は、誤差電圧信号１０から、ベストロック周
波数（ｆｂ）の周波数のずれ（（ｆｓ）を求めることに
より、式（１）より人工衛星１７での受信周波数（ｆ
ｒ）を計算する。
【００１７】ｆｒ＝ｆｂ＋ｆｓ…（１） さらに、受信周波数（ｆｒ）と地球局１よりの送信周波
数（ｆｔ）の差、すなわち、ドップラシフト周波数（ｆ
ｄ）を、式（２）により計算する。
数（ｆｔ）の差、すなわち、ドップラシフト周波数（ｆ
ｄ）を、式（２）により計算する。
【００１８】ｆｄ＝ｆｔ−ｆｒ…（２） 次に、ドップラ周波数（ｆｄ）と、地球局１の送信周波
数（ｆｒ）及び光速（ｃ＝３×１０5 ｋｍ／ｈ）を用い
て、式（３）により、地球局１と軌道上２８を移動する
人工衛星１７との間の相対速度（Ｖｄ）が計算される。
数（ｆｒ）及び光速（ｃ＝３×１０5 ｋｍ／ｈ）を用い
て、式（３）により、地球局１と軌道上２８を移動する
人工衛星１７との間の相対速度（Ｖｄ）が計算される。
【００１９】Ｖｄ＝（Ｃ×ｆｄ）／ｆｔ…（３） 一方、軌道上２８の人工衛星１７の速度２９（Ｖｏ）
は、予めオンボードコンピュータ１２に記録された衛星
高度２２（ｈ），地球半径２１（Ｅｒ＝６３７８ｋｍ）
及び万有引力定数（μ＝３９８６０３ｋｍ3 ／ｓｅ
ｃ2 ）を用いて式（４）により計算される。
は、予めオンボードコンピュータ１２に記録された衛星
高度２２（ｈ），地球半径２１（Ｅｒ＝６３７８ｋｍ）
及び万有引力定数（μ＝３９８６０３ｋｍ3 ／ｓｅ
ｃ2 ）を用いて式（４）により計算される。
【００２０】Ｖｏ＝｛μ／（Ｅｒ＋ｈ）｝1/2 …（４） 上記で求めた人工衛星１７と地球局１との相対速度（Ｖ
ｄ）及び速度２９（Ｖｏ）により、人工衛星１７と地心
２０とを結ぶ直線と、人工衛星１７と地球局１とを結ぶ
直線のなす角、すなわち人工衛星１７のアンテナ角２４
（θ）が式（５）により計算される。
ｄ）及び速度２９（Ｖｏ）により、人工衛星１７と地心
２０とを結ぶ直線と、人工衛星１７と地球局１とを結ぶ
直線のなす角、すなわち人工衛星１７のアンテナ角２４
（θ）が式（５）により計算される。
【００２１】θ＝ａｒｃｃｏｓ（Ｖｄ／Ｖｏ）…（５） アンテナ角（θ）から式（６）により、地球局１の地球
１９に対する水平線２６と、地球局１と人工衛星１７と
を結ぶ線とのなす角、すなわち地球局１の仰角２５
（δ）が求められる。
１９に対する水平線２６と、地球局１と人工衛星１７と
を結ぶ線とのなす角、すなわち地球局１の仰角２５
（δ）が求められる。
【００２２】 δ＝ａｒｃｓｉｎ［｛（Ｅｒ＋ｈ）／Ｅｒ｝・ｓｉｎθ］−９０…（６） 上記仰角２５（δ）より、地球局１と人工衛星１７との
間の距離２３（Ｒ）が式（７）により計算される。
間の距離２３（Ｒ）が式（７）により計算される。
【００２３】 Ｒ＝−Ｅｒｓｉｎδ＋（ｈ2 ＋２Ｅｒｈ＋Ｅｒ2 ｓｉｎ2 δ）1/2 …（７） オンボードコンピュータ１２は式（７）で計算された距
離２３（Ｒ）により、下り回線３のスパンロスを求め
る。
離２３（Ｒ）により、下り回線３のスパンロスを求め
る。
【００２４】スパンロスとは、一般に、電波がある距離
を伝搬する時の損失を指す。ここでは、衛星と地球局と
の間の電波の自由空間損失である。この自由空間損失Ｌ
R は、 ＬR ［ｄＢ］＝１０ｌｏｇ（４πＲ／λ）2 …（８） ＝３２．４５＋２０ｌｏｇｆ＋２０ｌｏｇＲ …（９） である。なお、式（９）においてｆは回線の使用周波数
［ＭＨｚ］，式（８）においてλは波長［Ｋｍ］であ
る。
を伝搬する時の損失を指す。ここでは、衛星と地球局と
の間の電波の自由空間損失である。この自由空間損失Ｌ
R は、 ＬR ［ｄＢ］＝１０ｌｏｇ（４πＲ／λ）2 …（８） ＝３２．４５＋２０ｌｏｇｆ＋２０ｌｏｇＲ …（９） である。なお、式（９）においてｆは回線の使用周波数
［ＭＨｚ］，式（８）においてλは波長［Ｋｍ］であ
る。
【００２５】また、衛星と地球局との距離Ｒ［Ｋｍ］
は、 Ｒ＝［ｒ2 ＋Ｅｒ2 −２ｒＥｒ ・ｓｉｎ｛δ＋ｓｉｎ-1（Ｅｒ／ｒ・ｃｏｓδ）｝］1/2 …（１０） ＝−Ｅｒ・ｓｉｎδ＋｛ｈ2 ＋２Ｅｒｈ＋Ｅｒ2 ｓｉｎ2 δ｝1/2 である。なお、式（１０）において、衛星の高度ｈ＝５
５０［Ｋｍ］，地球の半径Ｅｒ＝６３７８［Ｋｍ］であ
り、ｒ＝ｈ＋Ｅｒである。
は、 Ｒ＝［ｒ2 ＋Ｅｒ2 −２ｒＥｒ ・ｓｉｎ｛δ＋ｓｉｎ-1（Ｅｒ／ｒ・ｃｏｓδ）｝］1/2 …（１０） ＝−Ｅｒ・ｓｉｎδ＋｛ｈ2 ＋２Ｅｒｈ＋Ｅｒ2 ｓｉｎ2 δ｝1/2 である。なお、式（１０）において、衛星の高度ｈ＝５
５０［Ｋｍ］，地球の半径Ｅｒ＝６３７８［Ｋｍ］であ
り、ｒ＝ｈ＋Ｅｒである。
【００２６】送信機６の出力につながるパワーモニタ回
路３０は、送信機６の送信出力レベルを示すモニタ電圧
３１を、オンボードコンピュータ１２に出力する。オン
ボードコンピュータ１２には、モニタ電圧３１に対する
送信出力レベルの変換テーブルが予め記録されており、
入力されたモニタ電圧３１に対応する送信機６の送信出
力レベルを求める。
路３０は、送信機６の送信出力レベルを示すモニタ電圧
３１を、オンボードコンピュータ１２に出力する。オン
ボードコンピュータ１２には、モニタ電圧３１に対する
送信出力レベルの変換テーブルが予め記録されており、
入力されたモニタ電圧３１に対応する送信機６の送信出
力レベルを求める。
【００２７】また、オンボードコンピュータ１２には、
アンテナ４のアンテナ角（θ）に対する送信アンテナ利
得値が予め記録されており、上記計算で求められたアン
テナ角４（θ）に対応する送信アンテナ利得値が抽出さ
れる。最後に、下り回線３のスパンロス，送信機６の送
信出力レベル及びアンテナ４の送信アンテナ利得値を用
いて、地球局１における受信レベルがオンボードコンピ
ュータ１２により計算される。
アンテナ４のアンテナ角（θ）に対する送信アンテナ利
得値が予め記録されており、上記計算で求められたアン
テナ角４（θ）に対応する送信アンテナ利得値が抽出さ
れる。最後に、下り回線３のスパンロス，送信機６の送
信出力レベル及びアンテナ４の送信アンテナ利得値を用
いて、地球局１における受信レベルがオンボードコンピ
ュータ１２により計算される。
【００２８】ここで、図１中のオンボードコンピュータ
の動作について、図３のフローチャートを参照して説明
する。
の動作について、図３のフローチャートを参照して説明
する。
【００２９】図３において、オンボードコンピュータ
は、まずベストロック周波数（ｆｂ）及びベストロック
周波数からのずれ周波数（ｆｓ）を基に受信周波数（ｆ
ｒ）を求める（ステップ３１）。次に、この求めた受信
周波数（ｆｒ）と送信周波数（ｆｔ）との差、すなわち
ドップラシフト周波数（ｆｄ）を求める（ステップ３
２）。さらに、この求めたドップラシフト周波数（ｆ
ｄ）及び送信周波数（ｆｔ）並びに光速度により地球局
と人工衛星との相対速度（Ｖｄ）を求める（ステップ３
３）。
は、まずベストロック周波数（ｆｂ）及びベストロック
周波数からのずれ周波数（ｆｓ）を基に受信周波数（ｆ
ｒ）を求める（ステップ３１）。次に、この求めた受信
周波数（ｆｒ）と送信周波数（ｆｔ）との差、すなわち
ドップラシフト周波数（ｆｄ）を求める（ステップ３
２）。さらに、この求めたドップラシフト周波数（ｆ
ｄ）及び送信周波数（ｆｔ）並びに光速度により地球局
と人工衛星との相対速度（Ｖｄ）を求める（ステップ３
３）。
【００３０】また、人工衛星の速度（Ｖ０）を求めてお
き、地球局と人工衛星との相対速度（Ｖｄ）と人工衛星
の速度（Ｖ０）とに基づいてアンテナ角θを求める（ス
テップ３４）。この求めたアンテナ角θから仰角δを求
める（ステップ３５）。
き、地球局と人工衛星との相対速度（Ｖｄ）と人工衛星
の速度（Ｖ０）とに基づいてアンテナ角θを求める（ス
テップ３４）。この求めたアンテナ角θから仰角δを求
める（ステップ３５）。
【００３１】この求めた仰角と衛星高度及び地球半径に
より、地球局と人工衛星との距離Ｒを求める（ステップ
３６）。そして、この求めた距離Ｒからスパンロスを求
める（ステップ３７）。
より、地球局と人工衛星との距離Ｒを求める（ステップ
３６）。そして、この求めた距離Ｒからスパンロスを求
める（ステップ３７）。
【００３２】最後に、スパンロス、送信出力レベル及び
送信アンテナ利得値から地球局における受信レベルを求
める（ステップ３８）。
送信アンテナ利得値から地球局における受信レベルを求
める（ステップ３８）。
【００３３】次に、オンボードコンピュータは、予め定
義された受信レベルとなるような送信機６の出力レベル
を指定する信号を制御信号発生器１３に出力する。制御
信号発生器１３は、出力レベル指定信号に基づき、送信
機５の可変減衰器１５に制御信号を出す。可変減衰器１
５は、送信機６の出力レベルが所定のレベルになるよう
に電力増幅器１６の入力レベルを制御する。
義された受信レベルとなるような送信機６の出力レベル
を指定する信号を制御信号発生器１３に出力する。制御
信号発生器１３は、出力レベル指定信号に基づき、送信
機５の可変減衰器１５に制御信号を出す。可変減衰器１
５は、送信機６の出力レベルが所定のレベルになるよう
に電力増幅器１６の入力レベルを制御する。
【００３４】人工衛星１７が起動２８を移動するにつれ
て、当然アンテナ角（θ），距離（Ｒ）及び仰角（δ）
も変化する。しかし、上記処理をクローズドループで繰
返すことにより、地球局１での受信レベルを一定にする
ことができ、地球局１での安定した受信が可能となる。
て、当然アンテナ角（θ），距離（Ｒ）及び仰角（δ）
も変化する。しかし、上記処理をクローズドループで繰
返すことにより、地球局１での受信レベルを一定にする
ことができ、地球局１での安定した受信が可能となる。
【００３５】さらに、予めオンボードコンピュータ１２
に、電波法で地上での仰角に応じて定義されている電力
束密度規格値を記録しておくことにより、同規定を容易
に満足させることも可能なため、送信電力を制御しない
方式に比べ、伝送データのデータレートを大きくするこ
とができる。
に、電波法で地上での仰角に応じて定義されている電力
束密度規格値を記録しておくことにより、同規定を容易
に満足させることも可能なため、送信電力を制御しない
方式に比べ、伝送データのデータレートを大きくするこ
とができる。
【００３６】すなわち、電波法においては、ＲＲ（Ｒａ
ｄｉｏ Ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎｓ）第２８条第４節及び
第１５条、付録第３０号に、衛星から地球への送信に対
し、地表面での電力束密度が規定されている。この規定
では、地表面への入射角（δ）＝仰角によって異なる値
が定義されている。
ｄｉｏ Ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎｓ）第２８条第４節及び
第１５条、付録第３０号に、衛星から地球への送信に対
し、地表面での電力束密度が規定されている。この規定
では、地表面への入射角（δ）＝仰角によって異なる値
が定義されている。
【００３７】一方、地表面の電力束密度（Ｐｆ）は、式
（１１）で求められる。
（１１）で求められる。
【００３８】 Ｐｆ＝Ｐｔｘ＋Ｌｔ＋Ｇａ＋１０ｌｏｇ（１／４πＲ2 ）…（１１） なお、式（１１）において、Ｐｔｘは衛星の送信機の送
信出力レベル，Ｌｔは送信機と衛星アンテナとの間のケ
ーブル等によるフィーダ損失，Ｇａは衛星アンテナ利
得，Ｒは入射角（δ）における衛星と地球との距離であ
る。
信出力レベル，Ｌｔは送信機と衛星アンテナとの間のケ
ーブル等によるフィーダ損失，Ｇａは衛星アンテナ利
得，Ｒは入射角（δ）における衛星と地球との距離であ
る。
【００３９】上述したように、本システムでは、δ，Ｐ
ｔｘ，Ｌｔ，Ｇａ，Ｒの値が全て分かっているので、衛
星からの実際の電力束密度の値が計算できることにな
る。そこで、予め衛星のオンボードコンピュータ１２に
電力束密度の規格を記録させておき、上記の計算結果と
比較することで、規格を満足しているかどうかが時々刻
々と分かる。そして、もし規格値を越えている場合は、
送信機の送信出力レベルを変えることにより、規格値を
満足する方向に自動制御できることになる。
ｔｘ，Ｌｔ，Ｇａ，Ｒの値が全て分かっているので、衛
星からの実際の電力束密度の値が計算できることにな
る。そこで、予め衛星のオンボードコンピュータ１２に
電力束密度の規格を記録させておき、上記の計算結果と
比較することで、規格を満足しているかどうかが時々刻
々と分かる。そして、もし規格値を越えている場合は、
送信機の送信出力レベルを変えることにより、規格値を
満足する方向に自動制御できることになる。
【００４０】要するに、本送信電力制御システムは、人
工衛星のＰＬＬ受信機で得られる地球局からの上り回線
信号のＰＬＬ誤差電圧に基づき上り回線信号のドップラ
シフト量を求め、このドップラシフト量より地球局と人
工衛星との間の相対速度を計算し、この相対速度より人
工衛星から地球局を見た時のアンテナ角を計算し、更に
アンテナ角から地球局と人工衛星との間の距離を計算す
ると共に、このアンテナ角から予め人工衛星に入力され
たアンテナのパターンデータからアンテナの利得値を求
め、これら地球局と人工衛星との間の距離及びアンテナ
の利得値に応じて、地球局での受信電力が一定になるよ
うに下り回線の送信電力を自動的に制御するのである。
工衛星のＰＬＬ受信機で得られる地球局からの上り回線
信号のＰＬＬ誤差電圧に基づき上り回線信号のドップラ
シフト量を求め、このドップラシフト量より地球局と人
工衛星との間の相対速度を計算し、この相対速度より人
工衛星から地球局を見た時のアンテナ角を計算し、更に
アンテナ角から地球局と人工衛星との間の距離を計算す
ると共に、このアンテナ角から予め人工衛星に入力され
たアンテナのパターンデータからアンテナの利得値を求
め、これら地球局と人工衛星との間の距離及びアンテナ
の利得値に応じて、地球局での受信電力が一定になるよ
うに下り回線の送信電力を自動的に制御するのである。
【００４１】つまり本発明では、人工衛星のＰＬＬ受信
機で得られる上り回線のＰＬＬ誤差電圧からドップラシ
フトを求め、人工衛星と地球局との間の相対速度を計算
し、これにより、人工衛星から地球局を見たアンテナ角
を計算し、この時の地球局と人工衛星との間の距離及び
アンテナ利得を基に、地球局での受信レベルが一定とな
るように下り回線の送信電力を制御することができるの
である。よって、地球局での安定した受信が確保できる
と共に、地上での電力束密度も能動的に制御できるの
で、データの伝送の効率化が図れる。
機で得られる上り回線のＰＬＬ誤差電圧からドップラシ
フトを求め、人工衛星と地球局との間の相対速度を計算
し、これにより、人工衛星から地球局を見たアンテナ角
を計算し、この時の地球局と人工衛星との間の距離及び
アンテナ利得を基に、地球局での受信レベルが一定とな
るように下り回線の送信電力を制御することができるの
である。よって、地球局での安定した受信が確保できる
と共に、地上での電力束密度も能動的に制御できるの
で、データの伝送の効率化が図れる。
【００４２】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、算出した
衛星と地球局との距離における電波の自由空間損失であ
るスパンロス及び地球局への送信電力レベル並びに送信
アンテナ利得値に応じて地球局での受信レベルを算出
し、この算出した受信レベルが一定になるように地球局
への送信電力レベルを制御することにより、地球局での
安定した受信を確保できると共に、地上での電力束密度
を能動的に制御できるので、データの伝送の効率化が図
れるという効果がある。
衛星と地球局との距離における電波の自由空間損失であ
るスパンロス及び地球局への送信電力レベル並びに送信
アンテナ利得値に応じて地球局での受信レベルを算出
し、この算出した受信レベルが一定になるように地球局
への送信電力レベルを制御することにより、地球局での
安定した受信を確保できると共に、地上での電力束密度
を能動的に制御できるので、データの伝送の効率化が図
れるという効果がある。
【図１】本発明の実施の形態による送信電力制御システ
ムの構成を示すブロック図である。
ムの構成を示すブロック図である。
【図２】地球、人工衛星及び地球局の位置関係を示す図
である。
である。
【図３】オンボードコンピュータの動作を示すフローチ
ャートである。
ャートである。
１ 地球局 ４ 衛星アンテナ ５ 受信機 ６ 送信機 ７ 低雑音増幅器 ８ 周波数変換器 ９ 位相検波器 １１ 局部発振器 １２ オンボードコンピュータ １３ 制御信号発生器 １４ 前置増幅器 １５ 可変減衰器 １６ 電力増幅器 １７ 人工衛星 １９ 地球 ３０ パワーモニタ回路 ３２ 送受共用回路
Claims (3)
- 【請求項１】 地球局との間で送受信を行う周回軌道上
の衛星における送信電力制御方法であって、前記地球局
との距離を算出する距離算出ステップと、この算出した
距離における電波の自由空間損失であるスパンロスを算
出するスパンロス算出ステップと、この算出したスパン
ロス及び前記地球局への送信電力レベル並びに送信アン
テナ利得値に応じて前記地球局での受信レベルを算出す
る受信レベル算出ステップと、この算出した受信レベル
が一定になるように前記地球局への送信電力レベルを制
御する制御ステップとを含むことを特徴とする送信電力
制御方法。 - 【請求項２】 地球局との間で送受信を行う周回軌道上
の衛星における送信電力制御システムであって、前記地
球局との距離を算出する距離算出手段と、この算出した
距離における電波の自由空間損失であるスパンロスを算
出するスパンロス算出手段と、この算出したスパンロス
及び前記地球局への送信電力レベル並びに送信アンテナ
利得値に応じて前記地球局での受信レベルを算出する受
信レベル算出手段と、この算出した受信レベルが一定に
なるように前記地球局への送信電力レベルを制御する制
御手段とを含むことを特徴とする送信電力制御システ
ム。 - 【請求項３】 前記距離算出手段は、前記地球局から前
記衛星への上り回線信号を位相同期ループ受信機で受信
した場合における誤差電圧に基づいて前記上り回線信号
のドップラシフト量を求める手段と、この求めたドップ
ラシフト量から前記地球局と前記衛星との相対速度を求
める手段と、この求めた相対速度及び前記衛星の速度を
基に前記距離を算出する手段とを含むことを特徴とする
請求項２記載の送信電力制御システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8308552A JPH10150397A (ja) | 1996-11-20 | 1996-11-20 | 送信電力制御方法及び送信電力制御システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8308552A JPH10150397A (ja) | 1996-11-20 | 1996-11-20 | 送信電力制御方法及び送信電力制御システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10150397A true JPH10150397A (ja) | 1998-06-02 |
Family
ID=17982414
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8308552A Pending JPH10150397A (ja) | 1996-11-20 | 1996-11-20 | 送信電力制御方法及び送信電力制御システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10150397A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016515357A (ja) * | 2013-03-13 | 2016-05-26 | ノースロップ グルマン システムズ コーポレーションＮｏｒｔｈｒｏｐ Ｇｒｕｍｍａｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ | 低地球周回軌道衛星通信システムにおける適応符号化変調 |
| JP2018515962A (ja) * | 2015-04-03 | 2018-06-14 | クアルコム，インコーポレイテッド | 対地球非静止衛星システムの干渉制限値の超過を回避するための方法および装置 |
-
1996
- 1996-11-20 JP JP8308552A patent/JPH10150397A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016515357A (ja) * | 2013-03-13 | 2016-05-26 | ノースロップ グルマン システムズ コーポレーションＮｏｒｔｈｒｏｐ Ｇｒｕｍｍａｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ | 低地球周回軌道衛星通信システムにおける適応符号化変調 |
| JP2018515962A (ja) * | 2015-04-03 | 2018-06-14 | クアルコム，インコーポレイテッド | 対地球非静止衛星システムの干渉制限値の超過を回避するための方法および装置 |
| US11146328B2 (en) | 2015-04-03 | 2021-10-12 | Qualcomm Incorporated | Method and apparatus for avoiding exceeding interference limits for a non-geostationary satellite system |
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