JPS5847338A

JPS5847338A - 衛星通信方式

Info

Publication number: JPS5847338A
Application number: JP56144774A
Authority: JP
Inventors: Gakuo Atsugi; 岳夫厚木; Shuichi Samejima; 鮫島　秀一
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1981-09-16
Filing date: 1981-09-16
Publication date: 1983-03-19
Also published as: JPS6027214B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明に時分割多元接続方式を用いる衛星通信において
、各地球局の送出する信号が衛星中継器上で重ならない
よう制御し、２かつ、この制御情報に従局の発呼要求に
対するバースト割り当て情報を含ませた通信方式、すな
わち同期制御とバーストの割り当てを同時に行５通信方
式に関するものである。

バースト同期方式には、各地球局が、自局送信バースト
を衛星折返しで絶え子受信いその受信タイミングの変化
を検出し補正することにより送信タイミングを制御する
クローズトループ同期方式と、ある特定の地球局力為ら
タイミングに関する情報を受けるだけで、各地球局は自
局送信バーストを折返し受信しないオープンループ同期
方式がある。また、従来のオープンループ同期方式は。

衛星が公称位置にある時の各地球局の割当てられたバー
スト位置に対する送信タイミングを地球局の地理的位置
により、あらかじめ計算しておき。

この送信タイミングにより、各地球局が衛星中継器に信
号を送出し１通信を行う方式と、複数の特定地球局（測
距局）が周期的に衛星の測距を行い。

何屋までの距離（測距情報）を求め、基準局はこの測距
情報を集中的に処理し、またこの測距情報を従局に送り
、従局はこの測距情報を基に、自局から衛星までの′＃
離を計算して割当てられ次バースト位置に対する送信タ
イミングを決定する方式に分類される。

前者は衛星の位置変動（ドリフト）に対してバーストの
送信タイミングの制御は行わないため。

衛星のドリフトによる衛星中継器上のバースト位置のず
れにバースト間のガードタイムを大きく゛とることで吸
収しなければならない。そのため、同期精度が悪く、フ
レーム使用効率が低いという欠点があった。後者ば、衛
星までの距離測定を行うことによりバーストの送信タイ
ミングを制御するため同期精度は良く、フレーム使用効
率も高いが。

衛星の測距を行う複数の側距局が必ず必要であり。

システムが大規模になる欠点があった。

一方１日本の様な比較的狭い地域に地球局がある８合に
に、？Ｉ＃星のドリフトによる各地球局から見た衛星の
視線方向の位置変動、すなわち距緒変化はほぼ同様とみ
なせるため、どの地球局から見ても、衛星のドリフトに
よる衛星までの距離の変化量には、大きな差はない。従
って、測距局は１局で十分な同期精度が得られると考え
られる。

また、従来の要求割り当て時分割多元接続（ＤＡ−ＴＤ
ＭＡ）　方式ＴｆＪ、　ハーストノ１１１ｖ当テに。

基準局がバーストの使用状態を監視し９発呼要求がある
と空きバーストを捜し、空きバースト（例えば第２図の
データバーストＤｉ）ｆ見つけるとこのバーストの位置
情報をバースト番号（データバーストＤｉ）として発呼
要求のちった局へ送る方式であり、この割り当てられた
゛バーストの位置情報と同期制御情報とは全く別のもの
として扱っていた。すなわち基準局は従局に対して同期
制御情報と割り当てバーストの位置情報の２種、類の情
報を送っていた。そして、従局はこれら２つの情報によ
り自局バーストの送信タイミングを決定していた。この
場合の従局の割り当てられた自局バーストに対する送信
タイミング決定回路の１例をブロック図で第４図に示す
。第４図において、４５は受信信号、４６は同期バース
ト検出器、４３ニ基準局からの測距情報の受信器、４４
は基準局からの割り当てバースト位置情報、４８は゛測
距情報より従局における基準タイミング（基準局の同期
バースト送信タイミングに相当する）情報を求める処理
回路、４９は加算器、５０ばカウンタ、５１は従局の自
局バースト送信タイミングである０従来の方式では同期
制御情報とバース１位置情報を全く別のものとして扱っ
ていたため、第４図に示すように４３．４４の２つの受
信器が必要であった。

しかし、同期制御情報とバースト位置情報に共に時間を
単位として表わせるものであるので、同期制御情報とバ
ースト位置情報を加えたものを、従局に対する回肪割り
当て情報とすることにより。

ｌ従局に対して１　”）の情報で回線割ジ当て制御を行
うと同時に同期制御も行うことができると考えられる。

本発明に、ＴＤＭＡ方式の基準局が測距局を兼ね。

衛星が公称位置にある場合とドリフトにより公称位置か
らす入念場合の同期バーストの受信タイミングの時間差
を測距情報とし、かっこの測距情報に割り当てるバース
トの位置情報を加えて、各従局の送信タイミング制御情
報とし、従局は同期バーストの受信タイミングを基準と
し、こつ制御情報を用いて送信タイミングを決定するこ
とを特徴とし、その目的は１回線割り当て制御を行うと
一同時に同期制御も行うことにより、従局の割り当てら
れたバーストに対する送信タイミング、の決定回路を簡
易化することにある。第１図は本発明における測距方法
を示す為の基準局における同期バーストの送受信タイミ
ング図を示し、横軸は時間軸である。１に基準局の送信
する同期バースト、２は衛星が公称位置にある時の基準
局の受信同期バースト、３は衛星が公称位置よりずれた
時の基準局の受信同期パース）、　　ｔｔ４（１１基準
局の同期バースト送信タイミング、ｔｒｒＬｓｎ基準局
における衛星が公称位置にある時の同期バースト受信タ
イミング、ｔｒｄ６は衛星が公称位置よりずれた時の基
茎部における同期バースト受信タイミングである。

ただし、受信タイミングとは、第２図に示す同期バース
トの構成要素であるユニークワードの検出により決定す
る。

本発明における測距情報を以下に説明する。送信タイミ
ング図４と受信タイミング’７７１５０時間差Δｔｎ８
は、地球局の地理的位置により一義的に決定されるため
、あらかじめこの値を求めておき。

衛星が公称位置よりずれた時の同期バーストの受信タイ
ミングｔｒｄ６と送信タイミングｔｔ４０時間差Δｔ、
１９とΔｔｎの差Δｔｉ＝Δｔ、１−Δｔｎ７を測距情
報とする。今、地球局から見た衛星のドリフトによる公
称位置からの変動距離をΔｄとし、光速をＣとすれば、
ΔｄはΔｄ＝Δｔｉ／２Ｃで表わされる。

従って本発明の測距情報は衛星の公称位置からの変動距
離と等価なものであり、地球局と衛星間の距離を求める
従来の測距方法に比べて簡易な方法である。

第２図は、フレームの構成を示したもので１は同期バー
スト、Ｄ６（ｉ＝１〜ｎ）はデータノく一ストである。

本方式のバーストの要求割り当てについて説明する。従
局より発呼要求があると、先ず空きバーストを捜す。・
今、データバーストのｉ番目のバーストＤｉが窒いてい
たとすると、同期バースト１に対するデータバーストＤ
ｉの位置情報４１に測距情報７を加え、これを割り当て
るデータバーストＤ・の修正位置情報（制御情報）　ｔ
Ｄｉとする。

この制御情報ｔＤｉは測距を行なうたびに更新し。

対応する各従局に周期的に（例えば衛星を介して）送信
する。第３図は同期バーストの構成を示したもので、１
０ハキャリア再生符号、１１はクロック再生符号、１２
はユニークワード、１３ハ共通信号線である。本方式に
おいてに、制御情報ｔＤｉを共通信号１ｆｉＪ１３に乗
せて、各従局に対して個別に送る。第５図は従局におけ
る送信タイミング決定回路のブロック図を示したもので
ある。２１は復調後の受信信号、１４は同期バースト検
出器、１５に共通線信号の受信器、１６はカウンタ、１
７は加算器、２３は衛星が公称位置にある時の従局にお
ける同期バースト受信タイミングと基準局の同期バース
ト送信タイミングとの時間差情報の設定回路、２０は従
局のバースト送信パルスである。

従局の送信タイミング決定回路の動作を以下に示す０衛星が公称位置にある時の従局における同期バースト受
信タイミングと基準局の同期バースト送信タイミングの
時間差は基準局と従局の地理的位置により一義的に決す
るものであり、この値をあらかじめ２３に設定しておく
ｏ復調後の受信信号２】から共通線信号受信器１５によ
り基準局からの自局の制御情報ｔＤｉ４２ｆ取り出し、
この制御情報４２に衛星が公称位置にある時の従局にお
ける同期バースト受信タイミングと基準局の同期バース
ト送信タイミングとの時間差情報１８ヲ加算器１７によ
り加え、従局の修正された送信バースト位置情報１９を
得る。この情報１９によりカウンタ１６　の初′期値を
設定する。一方、同期バースト検出器１４により、同期
バースト中のユニークワード１２を検出い同期バースト
受信パルス２２ヲ得る。このパルス２２によりカウンタ
１６ヲリセツトし、自局のバースト送信ノくシス２０ヲ
得て。

このパルス２０により自局バーストを送信する０以上説
明した本方式の動作原理の詳細を以下に説明する。第６
図はこの動作原理を示したタイミング図である。（α）
は衛星が公称位置−にある場合。

（β）に衛星が公称位置よりずれた場合を示している。

２４　、２５１’ｌｌ：それぞれ衛星が公、称位置にあ
る場合と公称位置よりずれた場合の衛星中継器上におけ
る同期バーストの受信タイミング、　２６．２７［それ
ぞれ衛星が公称位置にある場合と公称位置よりずれた場
合の従局における同期）ζ−ストの受信タイミング、２
８は衛星が公称位置にある場合の従局の割り当てられた
バースト送信タイミング、２９は衛星が公称位置よりず
れた時に同期制御を何もせず。

衛星が公称位置にある時の割り当てられたノ（−ストの
位置情報を用いた場合の従局の）（−スト送信タイミン
グ、３０は衛星が公称位置よりずれた時に基準局の測距
情報７′ｆ！：従局に割り当てられた）く−スト位置情
報４１に加えた制御情報４２を用いた場合の従局のバー
スト送信タイミング（本発明における送信タイミング）
、　　３１．３２．３３Ｈそれぞれ従局のバースト送信
タイミングが、　　２８，２９．３０の場合の衛星中継
器上における従局送信バーストの受信タイミングである
。先ず、衛星が公称位置にある場合に、従局の同期バー
スト受信タイミング２６　　と−基準局の同期バースト
送信タイミング（基準タイミング）３４との時間差１８
は、基準局と従局の地理的位置により定まり、既知の値
である。

従って、この場合従局は、同期バーストを受信すること
によＦ）基準タイミング３４ヲ知ることができ、基準局
からの制御情報４１により自局に割り当てられたバース
トに対する送信タイミング２８が分かる。今、仮に、衛
星が公称位置からずｎ。

地球局に近づいたとすると、従局における同期バースト
受信タイミングは２７となる。この場合。

上記１８の値を用いると、見かけの基準タイミング差３
５となり、衛星の変動による送信タイミングの変化分を
考Ｍしなければ、従局のバースト送信タイミング差２９
となり９割当てられたバースト位置３７に信号を送信で
きない０そこで１木刀式では測距情報７を加えた修正後
のバースト位置情報４２ヲこのときの見かけの基準タイ
ミング３５に加えたものを従局のバースト送信タイミン
グ３０とする。しかし、この場合基準局で見た衛星の変
動距離と従局で見た衛星の変動距離は、基準局と従局の
地理的位置の違いにより同じでになく、誤差δｔ４０が
生ずる。

今９日本の国内通信を対象とすると、その対象とする領
域は、東経１２３°〜１４６°、北緯２４°〜４６゜の
範囲である。衛星の位置保持精度を東西、南北方向にそ
れぞれ±０．１°、離心率’１　ｉ　ｘ　ｉｏ−’とし
。

基準局を広島（東経１３２．５°、北Ｓ３４．４°）に
置いたときの最大の同期誤差δ’ｍはδｔｍ娩±７μ冠
となる。従って、６４Ｋｂ／Ｓ以下の伝送速度のＴＤＭ
Ａ　　方式に対してぽ、バースト間のガードピットは１
ビツトで十分である。

以上説明した様に１本通信方式では、同期系の簡易化、
すなわち測距方法及び同期制御方法、（送信タイミング
制御法〕の簡易化とともに、この同期制御を回線の喪求
割り当て機能に含めることにより、従局の割り当てられ
たバーストに対する送信タイミング決定回路の簡易化を
はかることができる。

また１木刀式は特に６４Ｋｂ／Ｓ以下の低速ＴＤＭＡに
対して、ガードピット＝ｌビットと同期精度の良い方式
を実現でき、有効である。

【図面の簡単な説明】

ｆＪｇ１図は基準局における同期バーストの送受信タイ
ミング図、第２図は、フレーム構成図、第３（２）に同
期バーストの構成図、第４図に従来の要求割当方式にお
ける従局における送信タイミング決定回路のブロック図
、第５図に従局における送信タイミング決定的１路のブ
ロック図、第６図は本発明方式の動作原理を説明する図
である。１・・・基準局の送信同期バースト、２・・・基準局に
おける衛星が公称位置にある時の受信同期バースト、３
・・・基準局における衛星が公称位−よりずれたときの
受信同期バースト、４・・・基準局の同期バースト送信
タイミング、５・・・基準局における衛星が公称位置に
あるときの同期バースト受信タイミング・　６・°・基
・茎部における衛星が公称位置よジずれた時の同期バー
スト受信タイミング、７・・・測距情報、８・・・衛星
が公称位置にある時の基準局における同期バーストの送
受信タイミング差、９・・・術￥が公称位置よりずれた
時の基準局における同期バーストの送受信タイミング差
、Ｄ７（ｊ＝１〜ｎ）・・・データバースト、４１・・
同期バースト１に対するデータバーストＤｉの位置情報
、１０・・・キャリア再生符号、１１・・・クロック再
生符号、　　１２・・・ユニークワード、１３・・・共
通信号線、１４・・・同期バースト検出器、１５・・・
共通巌信号受信器、１６・・・カウンタ。１７・・・加算器、１８・・・衛星が公称位置にあると
きの同期バースト受信タイミングと基準局の同期バース
ト送信タイミングの時間差情報、１９・・・従局の修正
された送信バースト位置情報、２０・・・バースト送信
パルス、２１・・・受信信号、２２・・・同期バースト
受信パルス、２３・・・衛星が公称位置にあると−きの
従局における同期バースト受信タイミングと基準局の同
期バースト送信タイミングとの時間差情報の設定回路、
４２・・・基準局からの制御情報（割り当てバースト位
置情報十同期制御情′４）、２４・・・衛星が公称位置
にあるときの衛星中継器上の同期バースト受信タイミン
グ、２５・・・衛星が公称位置よりずれたときの衛星中
継器上の同期バースト受信タイミング。２６・・・衛星が公称位置にあるときの従局における同
期バースト受信タイミング、２７・・・衛星が公称位置
よりずれたときの従局における同期バースト受信タイミ
ング、２８・・・衛星が公称位置にあるときの従局ツバ
−スト送信タイミング、１２９・・・衛星が公称位置よ
りずれたときに同期制御を何もせず、衛星が公称位置に
あるときの制御情報を用い之場合の従局の共＝スト送信
タイ、ミシグ、３０・・・衛星が公称位１ｄよジずれた
ときに、基準局の測距情報７を従局に割り当てられたバ
ースト位置情報４１に加えた制御情報を用いた場合の従
局のバースト送信タイミング（本発明における送信タイ
ミング）、３１・・・衛星が公称位置にあるときの衛星
中継器上におけるＲ　Ｆｊ４　送信バーストの受信タイ
ミング、３２・・・衛星が公称位置よりずれたときに同
期制御をしない場合の衛星中継器上における従局送信バ
ーストの受信タイミング、３３・・・衛星が公称位置よ
りずれたときの衛星中継器上における同期側倒）を行っ
た従局送信バーストの受信タイミング、３４・・・基準
タイミング（基準局の同期バースト送信タイミング）。３５・・・衛星が公称位置よりずれたことによ°る従局
での見かけの基準タイミング、３７・・・従局に割り当
てられたバースト位置、４０・・・同期制御を行ったと
きの従局の送信タイミング誤差、４′３・・・基準局か
らの測距情報の受信器、４４・・・割ｖ箔てられたバー
スト位置情報の受信器、４５・・・復調器からの受信信
号。４６・・・同期バースト検出器、４７・・・同期バース
ト検出パルス、４８・・・基準局からの測距情報により
従局における基準タイミング（基準局の同期バースト送
信タイミングに相当）情報を求める処理回路。４９・・・加算器、５０・・・カウンタ、５１・・・自
局バースト送信タイミングパルス、５２・・・同期制御
情報及び割り当てバースト位置情報により決定された送
信タイミング情報、５３・・・４８により求められた基
準タイミング情報、５４・・・同期制御情報、５５・・
・割り当てバースト位置情報。特許出願人日本電信電話公社特許出願代理人弁理士　山本恵− 尾３　図毛■

Claims

【特許請求の範囲】ひとつの基準局と限定された地域に存在する複数の従局
が相互の間で通信衛星を介して時分割多元接続方式（Ｔ
ＤＭＡ）により通信を行なうＶ両足通信方式において、
基準局が時間基準となる基準バースト信号ｔ−術星に向
けて送信するとともに、該基準バーストの衛星からの受
信タイミングの９．衛星が公称位置にある時と公称位置
からずれた時との変化量を測足し、基準局に従局の要求
に応じて割り当てたバースト位置情報に前記変化量を加
算して当該従局のバースト位置情報とし、基準局は当該
バースト位置情報を当該従局に送り、従局ａ。基準層の送出する基準バーストの衛星からの受信タイミ
ングと基準局から送られる前記バースト位置情報により
自局の送信タイミングを決定することにより１回、瞑の
割り当て制（転）を行なうこと全特徴とする衛星、＠１
ぼ方式。