JPS59138133A - 太陽妨害除去衛星通信方式 - Google Patents

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】 本発明は静止衛星を用いて通信等を行う際に、地球局ア
ンテナの主ビームが太陽の方を向いたときに発生する太
陽妨害を解決する衛星通信システム構成法に関する０ 静止衛星軌道（Ｇｅｏｓｔａｔｉｏｎａｒｙ　５ａｔｅ
ｌｌｉｔｅＯｒｂｉｔ　、以下ＧＳＯと言う０）にはす
でに１００個以上の衛星が打上げられており、通信、放
送等に使用されている。このようなＧＳＯ上の衛星は、
春分と秋分のころ、太陽−衛星−地球の順に一直線上に
並ぶ時があり、この時地球局アンテナの主ビームが太陽
の方を向くことになる。

地球局ではパラメトリック増幅器のような低雑音増幅器
を具備して衛星からの微弱な電波を検出している。従っ
て、地球局アンテナの主ビーム内に太陽が入ると、太陽
雑音が通常の地球局受信系システム雑音温匿よシ桁外れ
に大きいために、信号対雑音比（Ｓ／Ｎ）が低下して１
通信は不可能になる。即ち、通信回線が断の状態となる
。

このような太陽妨害は、その発生時刻が予知できるため
に、従来は、その時刻が近づくと新しく生起する呼（ト
ラフィック）は閉そくするか、国際回線等では海底ケー
ブルに切替えるなどの対策をとっている。

また、予備衛星を持っているシステムでは、妨害のある
間は一度回線を断にしてから予備衛星に切替えることに
よって妨害を避けている。

以上の方法は、いずれも一時的に回線が断の状態になる
のであるが、回線断を生じてもあまり支障のない通信シ
ステム、たとえば電話伝送とか一部の画像伝送等におい
ては、一般に、太陽妨害に対しては、予備地球局を設け
るなどの積極的な対策は特にとられていない。

しかし、データ通信、パケット通信等においては回線断
が生じると、情報を再送する必要を生じるため、なるべ
く回線瞬断の少ない衛星システム示必要であるので、発
生の予測できる太陽妨害による回線断の時間は零にする
ことが望ましい。

本発明は、ＧＳＯ上に所定の間隔を置いて、複数の静止
衛星を設け、地球上においては、一つのサービスエリア
中に回線の無瞬断切替えが可能な複数の地球局を設け、
特定の衛星とサービスエリア中の特定の地球局とからな
る衛星通信が、太陽妨害にょシ回Ｉｖｌｌｉｌｒとなる
ときには、該サービスエリア内の他の地球局と他の衛星
とで通信回線を設定し、前記特定の地球局から前記他の
地球局へ、無瞬断の切替えを行ない、太陽妨害による通
信回線断を回避し、通信を継続し、当該回線が再び太陽
妨害を受けるときは〜同様の手順により使用衛星と使用
地球局を変えることによ多通信回線の断を回避する方法
を提供するものである。

本発明は、予備衛星を有する衛星通信において、他の利
用目的で地球局が同一エリア内に２局設けられている衛
星通信、例えば、降雨減衰による通信回線断を回避する
ために、主地球局の他にサイトダイパーシティ地球局を
有するようなシステムに対しては非常に僅かな変更で適
用が可能である。

たとえは、１４／ＩＩＧ　Ｈｚ　、　３０／２０Ｇ　Ｈ
ｚ帯のような降雨減衰の大きい周波数帯を用いる衛星シ
ステムでは、降雨減衰による回線断時間（回線不稼動時
間）を少なくするために主地球局から数１０ｋｍ離して
サイトダイパーシティ地球局を設は降雨の少ない地球局
で送受信している。これを活用して太陽妨害時には、た
とえば現用衛星に主地球局を対向させる一系統を構成し
、予備衛星にサイトダイパーシティ地球局を対向させる
一系統を構成しくまたはその逆の組合せ）、太陽妨害の
発生する直前に、使用中の系統から他の系統へ無瞬断で
切替えて通信することによシ回線断の生じない通信を行
うなどがその例である０ 固定衛星業務用周波数帯として配分されている周波数の
うち、６／４ＧＨｚ帯は、国際、国内通信用に使用され
てきており、ＧＳＯの混雑が熾烈になってきている。こ
のため打上げられる衛星の数が制限され、大きな容量な
伝送することが出来ない。このため、新しい周波数帯と
して、１４／１１ＧＨｚ、３０／２０ＧＨｚ帯の使用が
活発になってきている。

このような高い周波数帯では、降雨による信号の減衰が
大きいため、回線不稼動率を小さく保つために、主地球
局とは別に１０〜２０　、ｋｍ離れた地点にサイトダイ
パーシティ局を設置して、降雨が主地球局の地域で生じ
た場合、信号の送受信をサイトダイパーシティ局で行う
ように切替えを行う方式が考えられている。このような
切替えを行うと、剛域は精々数ｋｍ　　の塊となってい
ることが多く、２地点同時降雨の確率が小さいために、
降雨による断時間を１桁程度少なくできる。

他方、一般の商用の固定衛星業務では衛星に障害が生じ
た場合に、長時間の回線断が生じなないように、ＧＳＯ
上には現用衛星の他に予備衛星が打上げられている。

第１図は、従来の１４／１１ＧＨｚ、３０／２０ＧＨｚ
帯等の降雨減衰の大きい周波数帯を用いる衛星通倍力式
の構成例を示している。

ＧＳＯ上には現用衛星１および予備衛星２が配置されて
いる。地球局のＡエリア（例えば東京エリア）には主地
球局３と、ここから１０〜２０ｋｍ離れた地点にサイト
ダイパーシティ地球局４が設置され、主地球局３とサイ
トダイパーシティ地球局４との間はエントランス線５で
接続されている。同様にＢエリア（例えば札幌エリア）
には主地球局６とサイトダイパーシティ地球局７が設置
され、エントランス線８で結ばれている。

第１図の例では、Ａエリアは降雨がないので主地球局３
が送受信を行っているが、Ｂエリアでは主地球局６の附
近に降雨１８があるために、切替えが行われ、サイトダ
イパーシティ地球局７が送受信を行っていることを示し
ている。

このように降雨減衰が生じても、サイトダイパーシティ
地球局への切替えにより、加入者９と同１０間の通話は
断となることなく、交換機１１゜１２を通して衛星回線
により実施することができる。第１図の例では、すべて
の地球局さ、４゜６．７のアンテナ１３．１４．１５．
１６は当然現用衛星１を向いている。

第２図は本発明の実施例で、今Ａエリアの主地球局３と
Ｂエリアの主地球局６の間で送受信を行っている場合、
主地球局３と衛星１、太陽１７が同一線上に並び、アン
テナ１３が太陽の方を向くため主地球局３の太陽雑音が
増加して、主地球局６との間の通信が出来なくなる例に
ついて考える。この時、Ａエリアのサイトダイパーシテ
ィ局４とＢエリアのサイトダイパーシティ局７は、従来
は現用衛星１をむいておシ、降雨時以外は使用されない
のが普通である。

本発明は、太陽妨害の発生した時には、このサイトダイ
パーシティ局４と同７を予備衛星２に向けて太陽妨害に
基づく回線断の無い通信を継続するところに特徴を有し
ている。

この発明の詳細な動作としては、まず、太陽妨害の発生
が予測される時刻の数１０分前までにＡエリアのサイト
ダイパーシティ局４とＢエリアのサイトダイパーシティ
局７は予備衛星２の方向に主ビームを向け、予備衛星２
も動作可能な状態にしておく。そして、太陽妨害の発生
する数分前に主地球局３−衛星１−主地球局６の回線は
、サイトダイパーシティ局４−衛星２−サイトダイパー
シティ局７の回線に瞬時に切替える。この切替技術は通
常の無瞬断サイトダイパーシティ技術と同じ技術を使用
して行うことができる。この時、衛星を用いて通信を行
っているトラフィックは、瞬断等の品質劣化を全く受け
ずに通信を継続するとと′が出来る。

一般に２衛星間の軌道間隔は、マイクロ波の場合で３〜
５度、準ミリ波帝の場合は２〜４度が必要で、そのよう
に設定されている。

一方、軌道間隔１度を太陽が横切る時間は２４（時間）
×６０（分）／３６０（度）＝４分であるから、当該衛
星が太陽妨害を受け、次に隣の衛星が太陽妨害を受ける
までに約８分〜２０分の時間的余裕がある。

地上から見た太陽の視角は約０．５度であるので、軌道
間隔が２度程度以上あれば、両衛里が同時に太陽妨害を
受けることはなく、十分余裕をもって切替えを行うこと
が出来る。

現用衛星１が太陽妨害を受けた後は、予備衛星２が第３
図に示すように太陽妨害に入る。この場合は、第３図に
示すように、予備衛星２が太陽妨害に入る直前に、前の
手順と逆に現用衛星１を使用する回線（主地球局３−衛
星１−生地球局６）に切替えて使用する。この後、サイ
トダイパーシティ局４のアンテナ１４およびサイトダイ
パーシティ局７のアンテナ１６を現用衛星１に向は直し
ておけば、本来のサイトダイパーシティ局の役割に戻る
。

この結果、従来のサイトダイパーシティ局の使い方を変
更するのみで、特別な装置の付加なしに、太陽妨害を避
けることができる。

この方法は従来のサイトダイパーシティ用多元接続装置
などを利用することができ、無瞬断の通信を継続できる
ので、瞬断を許容できないデータ通信、パケット通信に
対して効果がある。

また、当然のことながら、データ通信、パケット通信以
外の通信モードである電話、画像通信等に対しても、不
稼動率改善の効果がある。

太陽妨害の発生時間は、年平均０．０２％程度と言われ
ているが、年によってはこれよシも多い時間となる場合
もあシ、また多くの衛星を用いて回線を構成しているシ
ステムでは、次々と衛星が太陽妨害を受けるために、シ
ステム全体の太陽妨害時間は、大きな値となることが予
想されるが、本発明の適用によシ太陽妨害時間を無くす
ことができ、その寄与するところは大きいＯ 本発明では、サイトダイパーシティ局を太陽妨害を避け
るために用いているが、太陽妨害を避けている時に降雨
がある確率は非常に小さく、たとえ降雨があっても、例
えば第２図でサイトダイパーシティ局４，７が予備衛星
２の間で通信回線を設定したのち、直ちに主地球局３お
よび同６のそれぞれのアンテナ１３および同１５を予備
衛星２に向けて、もしサイトダイパーシティ局側に降雨
が生じた場合は、主地球局３、同６に切替えることによ
シサイトダイバーシティ切替を行うことができ、降雨に
よる回線断時間を小さくすることが可能である。

これらの切替操作を行うためには、制御装置の若干のプ
ログラムの追加等が必要なだけで、他の無線装置などの
追加は不要である。

本発明は、複数の静止衛星と複数の地球局を設けること
によシ、太陽妨害による回線断を回避できる利点がある
。

更に、既存の予備衛星やサイトダイパーシティ局を利用
して太陽妨害時に回線瞬断のない切替えを行うことによ
シ、大きな無線装置の追加、変更を行わずに本発明の適
用ができ、回線不稼動率を改善できるという利点がある
。

特にデータ通信、パケット通信等を行う場合は瞬断のな
い回線が必要であるが、本発明では、ＰＣＭ−ＴＤＭＡ
を用いるサイトダイパーシティ切替技術をそのまま適用
することができ、瞬断の無い通信を継続することが可能
である。

また、太陽妨害の生じた初期段階では、主地球局は現用
衛星、サイトダイノ（−シティ局は予ｇＮ衛星にアクセ
スしているが、太陽妨害力５主地球局で始まった時には
、サイトダイノ（−シティ局が予備衛星を用いてトラフ
ィックを処理しており、主地球局もす早く予備衛星にア
ンチ□すを向けることにより、降雨が生じてもサイトダ
イパーシティ切替えを行うことができ、降雨による回線
断時間は非常に短い時間とすることｌ）ｉできる。

この発明は主として固定衛星業務について説明したが、
放送衛星、海事衛星、データ中継衛星などが高い周波数
帯を用いる場合などに応用することが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のサイトダイノく−シテイ通信を行ってい
る衛星通信方式例を示す図、第２．第３図は本発明の太
陽妨害を避けるための衛星通信方式の実施例を示す図で
ある。 １・・・・・・・・・現用衛星、２・・・・・・・・・
予備衛星、３・・・・・・・・主地球局、４・・・・・
・・・・サイトダイパーシティ局、５・・・・・・・・
・エントランス線、６・・・・・・・・・主地球局、７
・・・・・・・・・サイトダイパーシティ局、８・・・
・・・・・・エントランス線、９．１０・・・・・・・
・・加入者、１１，１２・・・・・・・・・交換機、１
３・・・・・・・・・地球局３のアンテナ、１４・・・
・・・・・・地球局４のアンテナ、１５・・・・・・・
・・地球局６のアンテナ、１６・・・・・・・・・地球
局７のアンテナ、１７・・・・・・・・・太陽、１８・
・・・・・・・・降雨 代理人　弁理士　　本　　間　　　　　崇悴１図 第　２　図 悴３図 Ａエリア　　　　　　　　Ｂエリア

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 静止衛星軌道上に一定の間隔を置いて複数の静止衛星を
   有し、地球上の一つのエリア中に、回線の無瞬断切替え
   が可能な複数の地球局を有し、該複数の地球局のうち一
   つの地球局と前記複数の衛星のうち一つの衛星による衛
   星通信中、太陽妨害が予測されるときに、該太陽妨害発
   生前に、予め同一エリア内の他の地球局と前記複数の衛
   星のうち他の衛星とによる通信回線を設定し、前記一つ
   の地球局から前記他の地球局へ回線の無瞬断切替えを行
   い、太陽妨害による通信回線断を回避し、前記他の衛星
   を用いた通信回線が再び太陽妨害を受けるときは、再び
   、前記手順と同様の手順によシ、前記一つの衛星又はそ
   の他の衛星を用いた衛星通信回線への無瞬断切替えを行
   うことを特徴とする太陽妨害除去衛星通信方式。