JPS60217742A - Ｓｓ−ｔｄｍａ衛星回線割当て方式 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明はＳＳ−ＴＤＭＡ方式において、通信速度の異る
各種の回線を柔軟かつ効率良く回線割当てを行う方式に
関するものである。

（従来の技術） 地球上の一定の地域を衛星からの複数のビームで照射し
各ビーム区域内の地球局相互間の通信を衛星上のマトリ
クススイッチを介して時分割多元接続により行い、かつ
地球局相互間の需要に応じて回線割当てを行うＳＳ−Ｔ
ＤＭＡ方式では、マトリクススイッチの接続モードを一
定のシーケンスで切替え、これを一定の周期すなわち基
本フレーム周期で繰返し、回線需要の発生した地球局相
互間に、各々の地球局が属しているビーム区域間を接続
するようなマトリクススイッチの接続モードに対応する
タイミングでデータバーストを送受させることにより回
線割当てを行い、該地球局相互間の通信を実現する。

第１図は本発明の適用される５Ｓ−ＴＤＭＡ方式の概念
図であり、通信衛星内部の構成とこれに対応する地球局
の関係を示している。第１図において、ｌは衛星に搭載
されたマルチビームアンテナで、−例として４個のビー
ム２を発生し、それぞれは地上の限定された４個のビー
ム区域３（Ａ、Ｂ、ＣおよびＤ）を照射する。また、ｌ
は各ビーム区域内の地球局４から放射された電波を受信
する。地球局４の中の特定の局を同期の基準となる基準
局４ａとし、他を従局４ｂとする。ｌで受信された各ビ
ーム区域Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄ内の地球局４ａおよび４ｂから
の電波はそれぞれのビーム区域に対応した４個の受信器
５　（ＲＡ、　ＲＢ、　Ｒｅ。

ＲＤ　）により増幅される。一方、アンテナｌから各ビ
ーム区域を照射すべき電力はそれぞれのビーム区域に対
応した４個の送信器６　（ＴＡ、　ＴＢ。

ＴＣ：、　Ｔ［ｌ　）より供給される。これらの受信器
５と送信器６を接続するために、マトリクススイッチ７
が設けられ、制御回路８により制御され、接続すべき受
信器と送信器の組合せを示す接続モードを、８に記憶さ
れた切替えパターンに従って一定の時間的順序により、
基本フレームを周期として切替える。

第２図は、第１図の構成概念に対応したマトリクススイ
ッチの切替パターンの一例である。切替パターンの周期
、すなわち基本フレーム周期（Ｔ）は各地球局間の通信
を行うためのデータブロック９と、基準局と衛星の間の
基本フレーム周期の同期を確立、維持するためと、基準
局から従局　への同期の基準を与えるために基準局が送
信する同期バーストを伝送するための制御ブロックｌＯ
に大別できる。例えばビーム区域Ａ内の地球局からビー
ム区域Ｃ内の地球局へ通信用のデータバーストを送信す
るには、第２図の中のデータブロック９のうち受信器Ｒ
Ａと送信器ＴＣがが接続されている８ｄと記したデータ
ブロックに対してデータバーストを送信することにより
目的が達せられる。割当て回線の通信速度はサービスの
形態により様々であるが各地球局間の需要に応じて各種
の通信速度を持った回線を割当てることができるような
システムが一般的である。

各地球局間の需要に応じて割当て回線の通信速度を変え
る公知の方法としては以下に示す２つの方法がある。

第１の方法は割当て回線の必要とする通信速度にかかわ
らず基本フレーム毎にデータバーストを送受し、データ
バーストのうち復調等のために用いられるプリアンプル
部を除いた通信情報が含まれるデータ部の長さを割当て
回線の必要とする通信速度に対応して増減させる方法で
ある。すなわち、高速の回線を割当てる場合は、基本フ
レーム毎にデータ部の長いデータバーストを送受するこ
とにより基本フレーム毎に送受する通信情報を多くして
、通信速度の高い回線を実現し、低速の回線を割当てる
場合は、基本フレーム毎にデータ部の短いデータバース
トを送受することにより基本フレーム毎に送受する通信
情報を少なくして通信速度の低い回線を実現する。第３
図は送信器の６のＴＡに着目して回線割当ての一例を示
したもので、第２図のマトリクススイッチの切替シーケ
ンスを１２個の基本フレームにわたって示しており、９
はデータブロック、１０は制御ブロック、１１は受信器
５のＲＢを送信器６のＴＡに接続するモードになってい
るデータブロックである。１２゜１３は共にビーム区域
３のＢからＡへ接続する回線に対応したデータバースト
であり、１２は比較的長いデータバーストで１３は比較
的短いデータバーストとなっており、各各高速、低速の
回線割当ての一例である。

第２の方法はデータバーストの長さを通信速度にかかわ
らず一定とし、高速の回線に対しては基本フレーム内の
所要の接続モードのタイミングに１個または複数のデー
タバーストを送受することにより所要の情報伝送速度を
確保し、一方低速の回線に対しては基本フレームの整数
倍（Ｎ倍）から成るマルチフレームを形成しマルチフレ
ーム内の数個（ｎ個、ｌ　＜　ｎ　＜　Ｎ　）の基本フ
レームに１回データバーストを送受することにより、等
測的に基本フレーム毎の情報伝送速度を減少させて低速
の回線を実現する。ちなみにデータバーストの長さは最
も使用頻度の高い通信速度の回線に対して、基本フレー
ム毎に１回データバーストを送受すれば良いように設定
するのが一般的である。

第４図は送信器６のＴＡに着目して第２図に示したマト
リクススイッチの切替シーケンスを１２個の基本フレー
ムにわたって示したもので、９はデータブロック、１０
は制御ブロック、１１は受信器５のＲＢを送信器６のＴ
Ａに接続するモードになっているデータブロックである
。１４　、１５は同じ長さのデータバーストで、共にビ
ーム区域３のＢからＡへ接続する回線に対応したデータ
バーストであり、１４は基本フレーム毎に送受され１５
は６個の基本フレームに１回送受・され、各々高速、低
速の回線に対応した回線割当ての一例である。また１６
は低速の回線を割当てた基本フレームのデータバースト
送受信タイミングに対応したデータバーストを送受しな
い基本フレームの該タイミングを示している。

以上述べた第１の方法では、通信速度の低い回線を割当
てる場合、プリアンプル部に比ベデータ部が小さくなり
、結果的に基本フレーム全体で情報伝送に用いる時間的
割合が小さくなり、フレームの利用効率が低下するとい
う欠点を有していた。また第２の方法ではこのような問
題はないがＳＳ−ＴＤＭＡ方式では基本フレームの特定
のタイミングに着目するとどの基本フレームも該タイミ
ングにおけるマトリクススイッチの接続モードは同じで
あるので、第４図の例で１５のデータバーストによって
通信速度の低い回線を割当てた場合、１８ではマトリク
ススイッチは１５のデータバーストが送受されるタイミ
ングと同様、受信器５のＲＢから送信器６のＴＡへ接続
されているため、１６のタイミングはビーム区域３のＢ
からＡへの回線割当てにしか用いることが出来ず、さら
にすでに１５のデータバーストによって該タイミングの
使用されている基本フレームが存在するため、１６を用
いて回線割当てを行う場合、割当て回線の通信速度につ
いても１５によって割当てた回線の影響を受けることに
なり、１８を回線割当てのタイミングとして用いる自由
度が著しく低下する。

すなわち、第２の方法では通信速度の低い回線を割当て
る度に、第４図の１６に示したような、回線割当てに際
して著しく自由度の低いタイミングが増加し、結果的に
全体のフレーム利用効率が低下するという欠点を有して
いた。

（発明の課題） 本発明はこのような欠点を解決するため、基本フレーム
内に通信速度の低い回線を割当てるための専用のデータ
ブロックを設け、この部分だけ衛星上のマトリクススイ
ッチによる接続モードを基本フレーム毎に変えられるよ
うにし、低速の回線を柔軟かつ効率良く割当てることが
できるようにしたもので以下詳細に説明する。

（発明の構成および作用） 本発明では基本フレーム内の一部に低い通信速度の回線
を割当てるための専用のデータブロックを設け、この部
分だけ衛星上のマトリクススイッチによる接続モードを
基本フレーム毎に変えられるようにする。第５図は本発
明の適用例を示したもので、Ｎ＋１個の基本フレームを
、第３図、第４図と同様に送信器６のＴＡに着目して示
している。９はデータブロックでマトリクススイッチは
８ａではゾーンＤから、８ｂではゾーンＣから、９Ｃで
はゾーンＢから各々ゾーンＡに接続するモードとなって
おり、ｌＯは制御ブロックでマトリクススイッチはこの
例ではゾーンＡの折返しモードとなっている。１７は本
発明による低速回線割当て用の専用データブロックで、
９，１０の一般のデータブロック及び制御ブロックでは
マトリクススイッチは基本フレーム毎に同じ接続モード
を繰返している、すなわち切替パターンが一定であるの
に対し基本フレーム毎に接続モードを変えることができ
るようにし、さらにｌ−Ｎの基本フレームにおける接続
モードをＮ個の基本フレームを周期として繰返すように
する。したがって特定の接続モード、例えばＲＣ＋　Ｔ
ＡはＮ個の基本フレーム毎にｎ回（Ｏ≦ｎ　＜　Ｎ　）
存在し、このｎをゾーン間の低速の回線に対するトラヒ
ックに従って変化させることができる。ここでＮ個の基
本フレームをまとめて回線割当てフレームと呼ぶことに
する。第６図の例はＮを１２とした場合に送信器６のＴ
Ａのデータブロックに着目し、マトリクススイッチの接
続モードの一連のシーケンスを２つの回線割当てフレー
ムにわたって示したもので１８は回線割当てフレーム、
１８は本発明による低速回線割当て用のデータブロック
で、第６図の例では２つのブロックを持ち、他を一般の
データブロック２０としている。一般のデータブロック
２０におけるマトリクススイッチの接続モード例２１の
ＲＢ→ＴＡが基本フレーム毎に存在するのに対し、低速
回線割当て用データブロック１８の接続モード例２２の
ＲＢ−ＴＡは１２個の基本フレームから成る回線割当て
フレーム毎に２個の基本フレームに存在する。

ここでビーム区域３のＢからＡに、基本フレーム毎にデ
ータバーストを送受する事により割当てることのできる
回線の通信速度をＲｈｉｔ　／ｓとし、通信速度がＲ／
６”／Ｓの回線を割当てることを想定すると、一般のデ
ータブロック２０における接続モード例２１を用いた場
合、第６図に例示するように１２個の基本フレームから
成る回線割当てフレーム中２個のフレームでデータバー
ストラ送受すれば必要にして十分であるが、この場合、
データバーストを送受しない残りの１０個の基本フレー
ムの該ブロックについてはビーム区域３のＢからＡにデ
ータバーストを送受する回線にしか使用できないのに対
し、１８の低速回線割当て用データブロックにおける２
２の接続モード例を用いれば通信速度に関しては必要に
して十分であり、かつ本発明によりデータバーストを送
受しない基本フレームの該データブロックにおけるマト
リクススイッチの接続モードは基本フレーム毎に変える
ことができるので他のビーム区域間の回線割当てに使用
できる。２３　、２４の接続モードについても同様に考
えることができ、２３はビーム区域３のＣからＡにＲ／
２”／’８　、２４はビーム区域３のＤからＡにＲ／１
２”／ｓの通信速度を持った回線を割当てるのに必要十
分な接続モードの繰返し回数となっている。また前述し
たように１８の低速回線割当て用データブロックは基本
フレーム毎にマトリクススイッチの接続モードを変える
ことができるので第６図に例示したように、２２と２３
の２種類の接続モードを基本フレームの同一のタイミン
グを持つデータブロックに混在させることができ、効率
良く低速回線を割当てることができる。

なお第６図の例では２２と２３を同一のデータブロック
とし、２４を他のデータブロックに割当てているが本発
明により２２．２３．２４をすべて同一のデータブロッ
クに割当てることもできる。さらに第６図の例では低速
回線割当て用データブロックを２つとしているが低速回
線に対するトラヒックが多い場合は該ブロックを増加さ
せることにより対処できる。しかし極端な例として基本
フレーム内のすべてのデータブロックを低速回線割当て
用データブロックとした場合はすべてのデータブロック
について回線割当てフレームを形成するＮ個の基本フレ
ーム毎にマトリクススイッチの接続モードのシーケンス
を変えることになり、これは、基本フレーム長を回線割
当てフレーム長（ＮｘＴ）と同じ長さにしたのと等価で
あり、衛星上の制御回路８はＮｘＴの長さにわたるマト
リクススイッチの接続モードのシーケンスを蓄積する必
要があり、衛星上にメモリ容量の大きな制御回路を設置
しなくてはならない、衛星上に設置し得る装置の規模は
大きくなるにつれその信頼性、重量等が問題となり、ま
た規模自体も衛星の搭載能力により制限されるため、基
本フレーム長やマトリクススイッチの接続パターンのシ
ーケンスの長さや複雑さもおのずから制限されるが、こ
の制限の中で、できるだけ効率の良い回線割当てが可能
なフレーム構成としなくてはならない。本発明における
低速回線割当て用データブロックも基本的に、基本フレ
ームを無限に長くすることができないことを前提として
おり、衛星上に搭載可能な制御回路の規模を鑑み、低速
回線割当ての効率化を図り、ひいては基本フレーム全体
の利用効率向上を図るものであるが、低速回線に対する
トラヒック量や衛星上に搭載する装置規模等から決定さ
れる。

なお、低速回線とは、例えば、音声の１回線又はこれと
同等の速度のデータ回線をさすものとする。

以上説明した本発明を実現させるための衛星に搭載する
制御回路８の構成例を第７図に示す、３１は基準タイミ
ング発生器であって基本フレーム周期（Ｔ）の整数分の
１の周期（１）でパルスを発生する。このｔはマトリク
ススイッチの切替パターンにおける最も時間幅の短いブ
ロックの幅に相当するように設定されるのが一般的であ
る。３２は基本フレームパルス発生回路で３１からの入
力パルスを分周して基本フレーム周期毎にパルスを発生
する。３３は低速回線割当て用データブロック識別信号
発生回路で３１からの入力パルスを計数し、基本フレー
ムの一般のデータブロック９及び制御ブロック　１０に
対応する計数値に対しては出力３４のレベルは低レベル
となっており、低速回線割当て用データブロック１７に
対応する計数値に対しては出力３４のレベルが高レベル
になり、また３２からの入力パルスによって計数値をリ
セットするようになっている。３５は回線割当てフレー
ムパルス発生回路で３２からの入力パルスを分周して回
線割当てフレーム毎にパルスを発生する。３６はアドレ
スコントローラで計数回路を２つ持っており、一方の計
数回路（１）は３１からの人力パルスを計数し、計数値
は３２から入力される基本フレームパルスでリセットさ
れ、他方の計数回路（２）は３２から入力される基本フ
レームパルスを計数し、計数値は３５からの回線割当て
フレームパルスでリセットされる。また３Ｂは３３から
の入力信号３４が低レベルの時は計数回路（１）の計数
値に対応したアドレス信号３７を、３４が高レベルの時
は計数回路（１）、　（２）の２つの計数値に対応する
アドレス信号３７を出力するようになっている。

３８は切替パターンメモリでマトリクススイッチのｔ毎
の接続モードを第５図の８，１０に相当するブロック分
と１７のブロックについて回線割当てフレーム分だけ順
番に蓄積しており、これを３７のアドレス信号に従って
読出して、３８のマトリクススイッチに対するスイッチ
駆動信号を出力する。第８図は切替パターンメモリの構
成例を示したものでアドレス信号３７の入力に対して切
替パターンメモリ３８がマトリクススイッチ駆動信号３
８を出力する様子を示しており、４０は一般データブロ
ック及び制御ブロックにおける接続モードを蓄積してお
り、４１は低速回線割当て用ブロックの接続モードを蓄
積している。第８図の例では一般のデータブロック９及
び制御ブロック１０をｍ−３個、低速回線割当て用デー
タブロック　１７を３個とし、回線割当てフレームをＮ
個の基本フレームによって構成しており、４０のアドレ
スは、３６の計数回路（１）の計数値によって示され、
４１のアドレスは３６の計数回路（１）、　（２）の２
つの計数値によって示されるので３１３のマトリクスス
イッチ駆動信号は一般のデータブロック９と制御ブロッ
ク１０では４０に蓄積された接続モードによって構成さ
れ、低速回線割当て用データブロックは４１に蓄積され
た接続モードによって構成されている。マトリクススイ
ッチ７は３θに従って各スイッチ素子を開閉することに
より基本フレーム周期Ｔの整数倍（Ｎ倍）から成る回線
割当てフレーム周期ＴＸＮ分の切替パターンを実現する
ことができる。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明では従来の方式のように基
本フレーム毎に全く同一のマトリクススイッチの接続モ
ードの切替パターンを繰返すのではなく、基本フレーム
の一部に低速回線を割当てるための専用のデータブロッ
クを設けこのデータブロックに対しては基本フレーム毎
にマトリクススイッチの接続モードを変えられるように
し、さらに基本フレームの整数倍から成る回線割当てフ
レームを形成し、低速回線割当て用のデータブロックに
ついては回線割当てフレームを周期としてマトリクスス
イッチの接続モードの切替パターンを繰返すようにする
ことにより、低速回線の割当てを柔軟に効率良く行える
という利点がある。

また、低速回線の割当て用のデータブロックは低速回線
に対するトラヒック量に従って設定することができ、衛
星上のマトリクススイッチ接続モ−ドを蓄積するメモリ
の容量の増加は最小限にすることが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の適用されるＳＳ−ＴＤＭＡ方式の概念
図、第２図は第１図の概念に対応したマトリクススイッ
チの切替パターンの一例、第３図は第１図の６のＴＡに
着目した回線割当ての一例、第４図は第１図の６のＴＡ
に着目した１２個の基本フレームにわたるマトリクスス
イッチの切替シーケンス、第５図は第１図の６のＴＡに
着目した本発明の適用例、第６図は第１図の６のＴＡに
着目した本発明の適用例を詳細に示したもの、第７図は
本発明を実現する衛星上制御回路の構成例、第８図は第
７図の３８の構成例である。 １−一一マルチビームアンテナ、 ２−ｍ＝放射ビーム、　３〜−−ビーム区域、４−−一
地球局、　５−ｍ−受信器、 ６−−−送信器、　７−−−マトリクススイツチ、８−
ｍ−制御回路、８−ｍ−データブロック、１Ｏ−−一制
御ブロック、 １１−−−５のＲＢと６のＴＡを接続するブロック、１
２、１３．１４．１５−−−３のＢからＡへのデータバ
ースト、 １１３−−−　１１でデータバーストのないタイミング
、１７、１９−ｍ−低速回線割当て用専用データブロッ
先 １８−ｍ−回線割当てフレーム、 ２０−−−一般のデータブロック。 ２１−−−　２０における接続モード、２２、２３．２
４−−−　１９における接続モード、３１−ｍ−基準タ
イミング発生器、 ３２−ｍ＝基本フレームパルス発生回路、３３−ｍ−低
速回線割当て用データブロック識別信号発生回路、 ３４−−−　３３の出力、 ３５−ｍ−回線割当てフレームパルス発生回路、３６−
−−アドレスコントローラ、 ３７−−−アドレス信号、 ３８−ｍ−切替パターンメモリ、 ３８−ｍ−マトリクススイッチ駆動信号、第２図 第４図 １４　１５ 第６図 第１頁の続き ［相］発明者　同板　定篤　横籟市武１丁通信研究所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 地球条の一定の地域に対して複数のアンテナビームを放
   射し、かつ、それぞれのビームが　当該地域内の異る区
   域を照射するように構成されたアンテナを搭載し、各ビ
   ーム間の接続モードを一定のシーケンスで切替えるマト
   リクススイッチを搭載した衛星を介して当該地域内の各
   地球局間を時分割多元接続するＳＳ−ＴＤＭＡ方式にお
   いて、各地球局が要求する種々の通信速度の回線に対応
   したデータバーストを、ＴＤＭＡの基本フレームの整数
   倍から成る回線割当てフレームを単位として割当てる場
   合に、基本フレームの一部に低速回線用のデータバース
   トを優先的に割当てるデータブロックを設け、このデー
   タブロックについては回線割当てフレームを周期として
   マトリックススイッチの接続モードの切替えシーケンス
   を設定することを特徴とするＳＳ−ＴＤＭＡ衛星回線割
   当て方式。