JPH1051367A - 衛星通信システム - Google Patents
衛星通信システムInfo
- Publication number
- JPH1051367A JPH1051367A JP20333996A JP20333996A JPH1051367A JP H1051367 A JPH1051367 A JP H1051367A JP 20333996 A JP20333996 A JP 20333996A JP 20333996 A JP20333996 A JP 20333996A JP H1051367 A JPH1051367 A JP H1051367A
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- JP
- Japan
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- satellite
- antenna
- earth station
- communication system
- earth
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 地球局アンテナの追尾機能を不要とし、さら
に地球局と衛星との通信リンク確立のための特別の作業
を不要とすることにより、簡単な構成の地球局でグロー
バルな双方向マルチメディア通信を実現する。 【解決手段】 地球局に任意の方向に向けられる指向性
アンテナを備え、さらに指向性アンテナのビーム径内に
常に最低１個存在するように周回衛星を複数個配置して
構成する。
に地球局と衛星との通信リンク確立のための特別の作業
を不要とすることにより、簡単な構成の地球局でグロー
バルな双方向マルチメディア通信を実現する。 【解決手段】 地球局に任意の方向に向けられる指向性
アンテナを備え、さらに指向性アンテナのビーム径内に
常に最低１個存在するように周回衛星を複数個配置して
構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、地球周回軌道上の
周回衛星を介して、任意の地球局（地球上のユーザ端
末）が相互に通信する衛星通信システムに関する。
周回衛星を介して、任意の地球局（地球上のユーザ端
末）が相互に通信する衛星通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】周回衛星を用いた衛星通信システムに
は、Ｌ帯（1.6GHz/1.5GHz)を使用し、地球局に無指向性
アンテナを採用しているイリジウム(Iridium) がある
（参考文献：Peter A. Swan, "Definitive Disaster Co
mmunications Suport-The IRIDIUMWay", 46th Internat
ional Astronautical Congress, IAF-95-M.3.03, 1995)
。このイリジウムは、通信リンク確立に際してユーザ
は衛星位置を意識することなく通信できるのでユーザの
利便性は高い。しかし、使用周波数帯がＬ帯であるの
で、高速かつ大容量の情報を伝達するマルチメディアサ
ービスを提供するには限界がある。
は、Ｌ帯（1.6GHz/1.5GHz)を使用し、地球局に無指向性
アンテナを採用しているイリジウム(Iridium) がある
（参考文献：Peter A. Swan, "Definitive Disaster Co
mmunications Suport-The IRIDIUMWay", 46th Internat
ional Astronautical Congress, IAF-95-M.3.03, 1995)
。このイリジウムは、通信リンク確立に際してユーザ
は衛星位置を意識することなく通信できるのでユーザの
利便性は高い。しかし、使用周波数帯がＬ帯であるの
で、高速かつ大容量の情報を伝達するマルチメディアサ
ービスを提供するには限界がある。
【０００３】これに対して、使用周波数帯をＫa 帯（30
GHz/20GHz)としたテレデシック(Teledesic) がある（参
考文献： T. Griffin, "International Regulatory of
Non-Geostationary Satellite Systems", 46th Interna
tional Astronautical Congress, IAF-95-M.1.07, 199
5、INTERNATIONAL TELECOMUNICATION UNION DocumentCP
M 95/37-E,1995) 。このテレデシックは、地球局に指向
性アンテナを使用することにより、周回衛星による高速
かつ大容量の情報の伝送が可能になっている。しかし、
地球局と衛星間の通信に際し、衛星からのビームを地球
上の固定された地域に向け続け、地球局は軌道上を移動
する衛星を追尾することで通信リンクが確保される。し
たがって、地球局には衛星追尾機能を有するアンテナが
必要になる。さらに、衛星を追尾中の地球局アンテナ
は、既にＫa 帯を使用している静止衛星に対して電波を
照射する可能性があり、静止衛星との周波数干渉が避け
られない。すなわち、既存の静止衛星システムとの周波
数共存が困難になる問題点がある。
GHz/20GHz)としたテレデシック(Teledesic) がある（参
考文献： T. Griffin, "International Regulatory of
Non-Geostationary Satellite Systems", 46th Interna
tional Astronautical Congress, IAF-95-M.1.07, 199
5、INTERNATIONAL TELECOMUNICATION UNION DocumentCP
M 95/37-E,1995) 。このテレデシックは、地球局に指向
性アンテナを使用することにより、周回衛星による高速
かつ大容量の情報の伝送が可能になっている。しかし、
地球局と衛星間の通信に際し、衛星からのビームを地球
上の固定された地域に向け続け、地球局は軌道上を移動
する衛星を追尾することで通信リンクが確保される。し
たがって、地球局には衛星追尾機能を有するアンテナが
必要になる。さらに、衛星を追尾中の地球局アンテナ
は、既にＫa 帯を使用している静止衛星に対して電波を
照射する可能性があり、静止衛星との周波数干渉が避け
られない。すなわち、既存の静止衛星システムとの周波
数共存が困難になる問題点がある。
【０００４】一方、マルチメディアサービスは、光ファ
イバを媒体とする方法が考えられている。しかし、国内
はもちろん地球全域に光ファイバを敷設するには相当の
期間と費用を要する。この点から、グローバルなマルチ
メディア社会を実現するには、網構成の柔軟性を有する
衛星通信システムが有望になっている。図３は、衛星Ｖ
ＯＤ（Video on Demand)システムとして実現されている
非対称衛星通信システムの構成を示す（参考文献：K.Oh
ata, K.Araki, H.Mizuno, "Multimedia Services Exper
iment Using Satellite and Terrestrial Network", 46
th International Astronautical Congress, IAF-95-M.
2.04, 1995) 。これは、低速のフォワードリンクは地上
回線、高速のリターンリンクは衛星回線を用いるもので
ある。
イバを媒体とする方法が考えられている。しかし、国内
はもちろん地球全域に光ファイバを敷設するには相当の
期間と費用を要する。この点から、グローバルなマルチ
メディア社会を実現するには、網構成の柔軟性を有する
衛星通信システムが有望になっている。図３は、衛星Ｖ
ＯＤ（Video on Demand)システムとして実現されている
非対称衛星通信システムの構成を示す（参考文献：K.Oh
ata, K.Araki, H.Mizuno, "Multimedia Services Exper
iment Using Satellite and Terrestrial Network", 46
th International Astronautical Congress, IAF-95-M.
2.04, 1995) 。これは、低速のフォワードリンクは地上
回線、高速のリターンリンクは衛星回線を用いるもので
ある。
【０００５】図において、地球局２０は、ポータブル地
球局２１、端末２２、モデム２３により構成される。ユ
ーダが端末２２で番組を選択すると、その番組選択信号
がモデム２３と電話網２４を介してＶＯＤセンタ２５へ
伝えられる。ＶＯＤセンタ２５は、サーバ２６および蓄
積ビデオソース２７を有し、指定された番組の映像信号
を衛星中継局２８へ送信する。衛星中継局２８はこの映
像信号を衛星２９に向けて発信する。ユーザは、衛星中
継局２８から発信され、衛星２９を介して送られてきた
映像信号をポータブル地球局２１で受信し、端末２２で
指定した番組を観るという構成になっている。
球局２１、端末２２、モデム２３により構成される。ユ
ーダが端末２２で番組を選択すると、その番組選択信号
がモデム２３と電話網２４を介してＶＯＤセンタ２５へ
伝えられる。ＶＯＤセンタ２５は、サーバ２６および蓄
積ビデオソース２７を有し、指定された番組の映像信号
を衛星中継局２８へ送信する。衛星中継局２８はこの映
像信号を衛星２９に向けて発信する。ユーザは、衛星中
継局２８から発信され、衛星２９を介して送られてきた
映像信号をポータブル地球局２１で受信し、端末２２で
指定した番組を観るという構成になっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】非対称衛星通信システ
ムは、データベースへアクセスし、データをダウンロー
ドする利用形態で有効である。しかし、マルチメディア
サービスでは、データベースへのアップロードまたは情
報発信という利用形態もあり、同一ユーザがデータベー
スへのアップロードとダウンロードの双方を行うことが
できるシステムが必要である。すなわち、現行の非対称
衛星通信システムの適用領域の拡大を図るには、地上網
を利用している低速フォワードリンクにも衛星回線を適
用し、伝送路を高速化および大容量化することが必要で
ある。
ムは、データベースへアクセスし、データをダウンロー
ドする利用形態で有効である。しかし、マルチメディア
サービスでは、データベースへのアップロードまたは情
報発信という利用形態もあり、同一ユーザがデータベー
スへのアップロードとダウンロードの双方を行うことが
できるシステムが必要である。すなわち、現行の非対称
衛星通信システムの適用領域の拡大を図るには、地上網
を利用している低速フォワードリンクにも衛星回線を適
用し、伝送路を高速化および大容量化することが必要で
ある。
【０００７】また、現行の非対称衛星通信システムは静
止衛星を使用しており、極地域を含むグローバルなマル
チメディアサービスを提供することはできない。また、
現行の非対称衛星通信システムを含む固定衛星通信サー
ビスでは、Ｋu 帯（14GHz/12GHz)が広く使用されている
が、Ｋu 帯の帯域幅は偏波を考慮しても１ＧHzである。
このため、大量の情報を高速で伝送する必要があるマル
チメディア通信では、Ｋu 帯の７倍の帯域幅を有し、高
速化および大容量化が可能なＫa 帯（30GHz/20GHz)の利
用が不可欠である。
止衛星を使用しており、極地域を含むグローバルなマル
チメディアサービスを提供することはできない。また、
現行の非対称衛星通信システムを含む固定衛星通信サー
ビスでは、Ｋu 帯（14GHz/12GHz)が広く使用されている
が、Ｋu 帯の帯域幅は偏波を考慮しても１ＧHzである。
このため、大量の情報を高速で伝送する必要があるマル
チメディア通信では、Ｋu 帯の７倍の帯域幅を有し、高
速化および大容量化が可能なＫa 帯（30GHz/20GHz)の利
用が不可欠である。
【０００８】本発明は、従来は指向性アンテナを有する
地球局で周回衛星と通信する際に必要であった地球局ア
ンテナの追尾機能を不要とし、さらに地球局と衛星との
通信リンク確立のための特別の作業を不要とすることに
より、簡単な構成の地球局でグローバルな双方向マルチ
メディア通信が可能な衛星通信システムを提供すること
を目的とする。
地球局で周回衛星と通信する際に必要であった地球局ア
ンテナの追尾機能を不要とし、さらに地球局と衛星との
通信リンク確立のための特別の作業を不要とすることに
より、簡単な構成の地球局でグローバルな双方向マルチ
メディア通信が可能な衛星通信システムを提供すること
を目的とする。
【０００９】
【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、地球局に任意の方向に向けられる指向性アンテナ
を備え、さらに指向性アンテナのビーム径内に常に最低
１個存在するように周回衛星を複数個配置して構成され
る。これにより、天空の任意の方向に指向性アンテナを
向ければ、その後はアンテナを動かすことなく地球局と
周回衛星との通信リンクを確立することができる。すな
わち、天空のどの方向にも周回衛星が存在することにな
るので、指向性アンテナに追尾機能は不要となる。ま
た、指向性アンテナを用いることにより、高速かつ大容
量の情報を伝送することができる。
ムは、地球局に任意の方向に向けられる指向性アンテナ
を備え、さらに指向性アンテナのビーム径内に常に最低
１個存在するように周回衛星を複数個配置して構成され
る。これにより、天空の任意の方向に指向性アンテナを
向ければ、その後はアンテナを動かすことなく地球局と
周回衛星との通信リンクを確立することができる。すな
わち、天空のどの方向にも周回衛星が存在することにな
るので、指向性アンテナに追尾機能は不要となる。ま
た、指向性アンテナを用いることにより、高速かつ大容
量の情報を伝送することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の衛星通信システ
ムの実施形態を示す。図において、地球局１１はＫa 帯
の指向性アンテナ１２を備える。この指向性アンテナ１
２のビーム角度を23度とし、周回衛星１３の軌道高度を
700ｋｍとすると、軌道１４上でのアンテナビーム径１
５は約 300ｋｍとなる。本発明では、指向性アンテナ１
２を天空の任意の方向（図では鉛直方向）に向けたと
き、軌道１４上でのアンテナビーム径１５内に少なくと
も１機の周回衛星１３が配置されるようにする。すなわ
ち、周回衛星１３は軌道１４上に連続して配置される。
ムの実施形態を示す。図において、地球局１１はＫa 帯
の指向性アンテナ１２を備える。この指向性アンテナ１
２のビーム角度を23度とし、周回衛星１３の軌道高度を
700ｋｍとすると、軌道１４上でのアンテナビーム径１
５は約 300ｋｍとなる。本発明では、指向性アンテナ１
２を天空の任意の方向（図では鉛直方向）に向けたと
き、軌道１４上でのアンテナビーム径１５内に少なくと
も１機の周回衛星１３が配置されるようにする。すなわ
ち、周回衛星１３は軌道１４上に連続して配置される。
【００１１】ここで、軌道１４上でのアンテナビーム径
１５内に少なくとも１機の周回衛星１３が存在するため
に必要な衛星の数は、軌道高度 700ｋｍ相当の球の表面
積換算で求めると、10720 機となる。また、Ｋa 帯の指
向性アンテナ１２の利得20ｄＢ（アンテナ径10ｃｍ程
度）、送信電力10Ｗとすると、２Ｍb/s で送信可能な衛
星側アンテナビーム径は10ｋｍである。この10ｋｍのア
ンテナビーム径で地球全域をサービスエリアとするに
は、約 650万の衛星ビームが必要となる。本発明の衛星
通信システムを構成する際に、衛星１機当たりのビーム
数をテレデシックシステムと同じ 576とし、地球全域を
ビーム径10ｋｍのビームでカバーするのに必要な衛星の
数は、地球表面積とビームのカバーする面積の比から算
出して 11300機となる。
１５内に少なくとも１機の周回衛星１３が存在するため
に必要な衛星の数は、軌道高度 700ｋｍ相当の球の表面
積換算で求めると、10720 機となる。また、Ｋa 帯の指
向性アンテナ１２の利得20ｄＢ（アンテナ径10ｃｍ程
度）、送信電力10Ｗとすると、２Ｍb/s で送信可能な衛
星側アンテナビーム径は10ｋｍである。この10ｋｍのア
ンテナビーム径で地球全域をサービスエリアとするに
は、約 650万の衛星ビームが必要となる。本発明の衛星
通信システムを構成する際に、衛星１機当たりのビーム
数をテレデシックシステムと同じ 576とし、地球全域を
ビーム径10ｋｍのビームでカバーするのに必要な衛星の
数は、地球表面積とビームのカバーする面積の比から算
出して 11300機となる。
【００１２】また、Ｋa 帯の指向性アンテナ１２の利得
30ｄＢとすると、軌道高度3000ｋｍに周回衛星を9800機
配置することにより、本発明の衛星通信システムを形成
することができる。本実施形態で示した 11000機程度の
周回衛星を実現可能な軌道として、例えば１日に地球を
ｘ周し、ｙ日後にもとの位置に戻るような円軌道を考え
る。このような軌道は回帰日数ｙ日の準回帰軌道と呼ば
れ、地球観測衛星に用いられている。この準回帰軌道を
用いて本発明の衛星通信システムを実現しようとする
と、回帰日数が同一で軌道高度の異なる複数の準回帰軌
道を用いることで可能となる。準回帰軌道を使用するこ
とにより、地球観測衛星とのミッション相乗りも可能と
なり、軌道資源の有効利用を図ることができる。その他
の軌道でも「地球局ビーム内に少なくとも１機の衛星が
存在する」という条件を満足する軌道であればよい。
30ｄＢとすると、軌道高度3000ｋｍに周回衛星を9800機
配置することにより、本発明の衛星通信システムを形成
することができる。本実施形態で示した 11000機程度の
周回衛星を実現可能な軌道として、例えば１日に地球を
ｘ周し、ｙ日後にもとの位置に戻るような円軌道を考え
る。このような軌道は回帰日数ｙ日の準回帰軌道と呼ば
れ、地球観測衛星に用いられている。この準回帰軌道を
用いて本発明の衛星通信システムを実現しようとする
と、回帰日数が同一で軌道高度の異なる複数の準回帰軌
道を用いることで可能となる。準回帰軌道を使用するこ
とにより、地球観測衛星とのミッション相乗りも可能と
なり、軌道資源の有効利用を図ることができる。その他
の軌道でも「地球局ビーム内に少なくとも１機の衛星が
存在する」という条件を満足する軌道であればよい。
【００１３】図２は、本発明の衛星通信システムにおけ
る回線接続例を示す。図において、地球局１１から送信
された信号は周回衛星１３−１に捕捉される。捕捉され
た信号は、関門局１６と通信リンク確立が可能な周回衛
星１３−３まで、衛星間通信により伝送される。周回衛
星１３−１から周回衛星１３−３までに経由する衛星数
は、地球局１１と関門局１６の位置関係に応じて随時設
定される。関門局１６は、地上網１７を介して接続先１
８へと信号を伝送する。なお、地上網１７は既存の衛星
網を使用してもよい。接続先１８は、本発明の衛星通信
システム内、地上固定網、移動通信網、または別の衛星
通信システムなど、すべてのネットワークが対象となり
うる。
る回線接続例を示す。図において、地球局１１から送信
された信号は周回衛星１３−１に捕捉される。捕捉され
た信号は、関門局１６と通信リンク確立が可能な周回衛
星１３−３まで、衛星間通信により伝送される。周回衛
星１３−１から周回衛星１３−３までに経由する衛星数
は、地球局１１と関門局１６の位置関係に応じて随時設
定される。関門局１６は、地上網１７を介して接続先１
８へと信号を伝送する。なお、地上網１７は既存の衛星
網を使用してもよい。接続先１８は、本発明の衛星通信
システム内、地上固定網、移動通信網、または別の衛星
通信システムなど、すべてのネットワークが対象となり
うる。
【００１４】なお、以上説明した実施形態では、現状か
ら使用周波数をＫa 帯としたが、衛星通信に使用する周
波数に関する国際電気通信連合の世界無線通信会議で衛
星通信へ割り当てる周波数に変更があれば、他の周波数
帯でも同様に本発明の衛星通信システムを構成すること
ができる。さらに、本発明の衛星通信システムは、静止
衛星方向とは異なる任意の一定方向に電波を発射するこ
とで通信が可能なため、静止衛星との周波数干渉を避け
ることができる。また、逆に地球局アンテナを静止衛星
方向に向けることにより、静止衛星と周回衛星とで同一
周波数帯を使用することができる。
ら使用周波数をＫa 帯としたが、衛星通信に使用する周
波数に関する国際電気通信連合の世界無線通信会議で衛
星通信へ割り当てる周波数に変更があれば、他の周波数
帯でも同様に本発明の衛星通信システムを構成すること
ができる。さらに、本発明の衛星通信システムは、静止
衛星方向とは異なる任意の一定方向に電波を発射するこ
とで通信が可能なため、静止衛星との周波数干渉を避け
ることができる。また、逆に地球局アンテナを静止衛星
方向に向けることにより、静止衛星と周回衛星とで同一
周波数帯を使用することができる。
【００１５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の衛星通信
システムは、ユーザが使用開始時に地球局アンテナを天
空の任意の方向にセットするだけで、地球全域において
衛星との通信リンクを常時確立することができる。ま
た、指向性アンテナの追尾機能が不要であり、さらにＫ
a 帯を使用することによりアンテナの小口径化が可能で
あるので、地球局を小型で簡単な構成にすることができ
る。また、指向性アンテナは、無指向性アンテナに比べ
て高い利得を得ることができるので、高速かつ大容量の
情報を伝送することができる。
システムは、ユーザが使用開始時に地球局アンテナを天
空の任意の方向にセットするだけで、地球全域において
衛星との通信リンクを常時確立することができる。ま
た、指向性アンテナの追尾機能が不要であり、さらにＫ
a 帯を使用することによりアンテナの小口径化が可能で
あるので、地球局を小型で簡単な構成にすることができ
る。また、指向性アンテナは、無指向性アンテナに比べ
て高い利得を得ることができるので、高速かつ大容量の
情報を伝送することができる。
【００１６】また、本発明の衛星通信システムは、静止
衛星と周回衛星とで同一周波数帯を使用することによ
り、既存の静止衛星システムとの周波数共用が可能とな
る。
衛星と周回衛星とで同一周波数帯を使用することによ
り、既存の静止衛星システムとの周波数共用が可能とな
る。
【図１】本発明の衛星通信システムの実施形態を示す
図。
図。
【図２】本発明の衛星通信システムにおける回線接続例
を示す図。
を示す図。
【図３】衛星ＶＯＤシステムとして実現されている非対
称衛星通信システムの構成を示す図。
称衛星通信システムの構成を示す図。
１１ 地球局 １２ 指向性アンテナ １３ 周回衛星 １４ 軌道 １５ アンテナビーム径 １６ 関門局 １７ 地上網 １８ 接続先
Claims (2)
- 【請求項１】 地球周回軌道上の周回衛星を介して、任
意の地球局どうしが通信する衛星通信システムにおい
て、 前記地球局は、任意の方向に向けられる指向性アンテナ
を備え、 前記周回衛星は、前記指向性アンテナのビーム径内に常
に最低１個存在するように複数個配置されたことを特徴
とする衛星通信システム。 - 【請求項２】 請求項１に記載の衛星通信システムにお
いて、 複数の周回衛星に静止衛星を加え、地球局との通信に静
止衛星と周回衛星とで同一周波数帯を使用する構成であ
ることを特徴とする衛星通信システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20333996A JPH1051367A (ja) | 1996-08-01 | 1996-08-01 | 衛星通信システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20333996A JPH1051367A (ja) | 1996-08-01 | 1996-08-01 | 衛星通信システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1051367A true JPH1051367A (ja) | 1998-02-20 |
Family
ID=16472392
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20333996A Pending JPH1051367A (ja) | 1996-08-01 | 1996-08-01 | 衛星通信システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1051367A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6226494B1 (en) * | 1997-09-23 | 2001-05-01 | Teledesic Llc | System and method for intermittent satellite communication with a fixed antenna |
-
1996
- 1996-08-01 JP JP20333996A patent/JPH1051367A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6226494B1 (en) * | 1997-09-23 | 2001-05-01 | Teledesic Llc | System and method for intermittent satellite communication with a fixed antenna |
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