JPS6216632A - マルチビ−ム衛星通信方式 - 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】 「産業上の利用分野」 この発明は例えば１通話路１搬送ｍ（５ＣＰＣ。

Ｓｉｎｇｌｅ　Ｃａｒｒｉｅｒ　／　Ｃｈａｎｎｅｌ　
）を用いる移動衛星通信方式に適用され、地上の複数の
領域にそれぞれ各別のアンテナビームを通信衛星から照
射するマルチビーム通信方式に関する。

「従来の技術」 近年、通信衛星のアンテナ口径を大きくし、複数の給電
ホーンによりサービスエリアを複数に分割してカバーす
るマルチビーム衛星通信方式が注目されている。この方
式は一つのビームでサービスエリア全体をカバーするシ
ングルビーム方式より通信衛星の実効放射電力（ｅｉｒ
ｐ）を大きくできるため、地球局装置を簡易にすること
ができる利点を有する。しかし、従来のマルチビーム方
式では複数に分割されたサービスエリア（これをゾーン
と呼ぶ）に対応するアンテナの各給電ホーンに対して無
線機（電力増幅器）が固定的に接続されており、この電
力増幅器の出力値によって各ゾーンの無線回線数が固定
的に割り当てられることになる。このため移動局の所在
位置が変化し、−各ゾーンの′トラヒックが時間的に変
動することが予想される移動衛星通信ではそのゾーンに
おける予測される最大のトラヒック（回線使用率）に対
しても処理できるだけの無線回線を用意し、それだけ大
出力の電力増幅器を用いる必要があり、高価なものとな
り、しかもトラヒックが低下した状態では大容量の無線
回線の僅かしか利用されず、極めて無駄な使い方をして
いることになる。

「問題点を解決するための手段」 この発明ではトラヒックの低下したゾーンの送信信号電
力の一部をトラヒックが増加゛したゾーンに融通して使
用し、ト、ラヒツクが増加したゾーンの無線回線数を増
加させ、比較的小さい送信信号電力の無線機を用意し、
これを効率的に使用できるようにする。

このためこの発明では、各アンテナビームと対応した給
電ホーンにそれぞれ無線機が固定的に接続されると共に
、これら無線機の池に第２の無線機が設けられ、その第
２の無線機は、地上の特定局か、らの指令によりスイッ
チが制御されて、上記′給電ホー”ンの何れとも接続す
ることができるようにされる。上記地上の特定局では各
ゾーンごとの衛星回線のトラヒック状況（利用状況）を
監視し、そのトラヒックの増減に応じて上記スイッチを
制御する指令を通信衛星へ送信する。

「実施例」 以下図面を用いてこの発明の詳細な説明するが、説明を
わかりやすくするために、ここでは次のことを仮定する
。（１）地上の基地局と多数の移動局との間は通信衛星
を経由して１通話路１搬送波（５ＣＰＣ）’Ｊ式により
無線回線を設定する。（２）基地局及び通信衛星間のリ
ンクはシングルビームであり、通信衛星及び移動局間の
リンクは５ゾーンからなる５ビ一ム方式とする。

第１図はこの発明の実施例における通信衛星の構成を示
したものである。第１図において基地局と送受信する信
号入出力端子１は送受信分波器（グイプレクサ）２に接
続され、送受信分波器２の出力側は必要に応じて低雑音
増幅器３、周波数変換器４を通じて、各ゾーン対応の無
線機Ｔ　Ａ、〜ＴＡ５に接続される。各無線機Ｔ　Ａ、
〜ＴＡ５はそれぞれ帯域通過フィルタ５、〜５５、その
出力がそれぞれ供給される周波数変換器６１〜６５、こ
の出力がそれぞれ供給される送信電力増幅器７□〜７５
よりなる。送信用無線機Ｔ’　Ａ、〜ＴＡ５の出力側は
それぞれ後述する合波器８１〜８５を通じて送受信分波
器１３、〜１３５の入力側に接続される。送受信分波器
１３１〜１３．の送受信側は各ゾーンの移動局への信号
入出力端子１４１〜１゛４５に接続される。

信号入出力端子１４１〜１４５は図に示してないがこの
通信衛星のマルチビームアンテナの各給電ホーンの対応
するものに接続される。

送受信分波器１３□〜１３５の出力側はそれぞれ、受信
用無線機ＲＡ１〜ＲＡ５に接続される。受信用無線機Ｒ
Ａ１〜ＲＡ、はそれぞれ低雑音増幅器１５゜〜１５６、
・その出力が供給される周波数変換器１６１〜１６ｓ４
その出力が供給される帯域通過フィルタ１９１〜１９．
から構成されている。受信用無線機ＲＡ１〜ＲＡ５の出
力側は電力合成器２０．周波数変換器２１、送信電力増
幅器２２を順次通じて送受信分波器２の入力側に接“続
される。

この発明においては第２の送信用無線機５１１が設けら
れ、この送信用無線機５１ｉはマルチビームアンテナの
給電ホーンの任意のものに接続することができる。送信
用無線機５１ｉは周波数変換器４の出力側に接続され、
帯域通過フィルタ５６、その出力が供給される訃波数変
換器６６、その出力が供給される送信電力増幅器７６か
ら構成される。

各送信電力増幅器７１〜７５と送受信分波器１３１〜１
３５との間に合波器８１〜８５がそれぞれ挿入さ　　　
　゛れる。その合波器８．〜８５と第２の送信用無線機
５１ｊの出力側との間にスイッチ回路９が接続され、ス
イッチ回路９内の各スイッチ素子１０□〜１０５は第２
の送信用無線機５１ｉと合波器８□〜８５とを接続した
り１．・その接続を切断したりすることかできる。第２
の送信用無線機５１ｉと対応し、第２の帯域通過フィル
タ１９１１が設けられ、帯域通過フィルタ１９６と周波
数変換器１６１〜１６５の出力側とがスイッチ回路１７
のスイッチ素子］８．〜１８５でそれぞれ接続又は切断
される。スイッチ回路９゜１７中の各スイッチ素子はス
イッチ制御回路１１により制御され、その制御指令は端
子１２を通じて基地局から供給される。

第２図に各無線機が用いる５ｃｐｃ信号波の周波数配置
の関係例を示す。各缶線機Ｔ　Ａ１〜Ｔ　Ａ５゜５１１
と対応し１周波数群Ａ−Ｆがそれぞれ割り当てられる。

これら周波数群Ａ−Ｆと対応し、帯域通過フィルタ５１
〜５６及び１９１〜１９６の１勇過帯域はそれぞれ周波
数群Ａ−Ｆとされる。なお各周波数群にはそれぞれ複数
のｓ　ｃ　ｐ　ｃ　（＝号波が配列されている。

動　　作 最初に基地局から移動局への送信について説明する３、
第１図において基地局からの信号波は端子１に入力し、
送受信分波器２、低雑音増幅器３、Ｉｉ１波数変換器４
を経由して第２図に示す周波数配列の中間川波数に変換
され、帯域ｉｍ通過ィルタ５、〜５６に入力される。第
１図中のフィルタ５、は第２図中の周波数群Ａを通過さ
せ、フィルタ５２・〜５６は各々周波数群Ｂ−Ｆをｉｍ
過させる。その各々の出力は周波数変換器６、〜６６の
各々に入力され、同一周波数関係を保って低い川波数に
変換されて送信電力増幅器７１〜７６の各々に加えられ
る。ここで送信電力増幅器７６の出力はスイッチ回路９
に入力する。スイッチ回路９では制御回路１１からの制
御信号によりスイッチ素子１０．〜１０５のどれか一つ
がＯＮ（導通）とされると、送信電力増幅器７６の出力
はそのＯＮとされたスイッチ素子と接続された合波器（
８，〜８５の一つ）に導かれ、その合波器に対応するゾ
ーンへの無線回線数が増・幅器７６の出力値より得られ
る回線数だけ増加することになる。なおゾーン数は端子
］４１〜１４５の各々に対応して存在し、制御回路１１
は端子１２に入力する基地局からの指令信号によってス
イッチ素子の選択制御を行う。

つぎに移動局から基地局への送信について説明する。こ
こではスイッチ回路９及び１７の各スイッチ素子は連動
して動作（例えばスイッチ素子１０、がＯＮのときスイ
ッチ素子１８１がＯＮ）するものとする。また端子１４
１に第２図の周波数群Ｆの信号波も入力するとする。（
スイッチ素子１０１がＯＮのときに対応。）端子１４．
〜１４５がらの各信号波は低雑音増幅器１５１〜１５６
、周波数変換器１６□〜１６５を各々経由して第２図に
示した周波数配列をもつ中間川波数に変換される。周波
数変換器１６、〜１６５の各出力は２分岐され、一方は
帯域通過フィルタ１９□〜１９５に入力される。

帯域通過フィルタ１９□から周波数群Ａの信号波が、帯
域通過フィルタ１９゜〜１９５の各々から周波数群Ｂ−
Ｅの信号波が出力される。周波数変換器１６□〜１６５
の２分岐された各能力の出力はスイッチ回路１７に入力
される。スイッチ回路１７ではこの例ではスイッチ素子
１８１のみがＯＮとなっているから、帯域通過フィルタ
１９６の出力には周波数群Ｆのイ言号波が出力される。

フィルタ１９□〜１９６の出力は電力合成器２０で合成
され、周波数変換器２１、電力増幅器２２、送受信分波
器２を経由して端子１に出力される。

スイッチ制御指令の生成 先に述べたように、第１図中の制御回路１１は端子１２
に入力する基地局からの指令信号によって第１図のスイ
ッチ回路９，１７のスイッチ素子のどれかをＯＮに制御
する。以下ではこのスイッチ制御の情報検出を説明する
。

第３図は基地局の構成の一部を示したものである。交換
機からの制御信号および通話信号はそれぞれ制御回線情
報入出力端子３０および通話回線イ言号入出力端子３１
１〜３１Ｎを介して回線制御装置３２に入力される。回
線制御装置３２では端子３０からの制御信号にもとづい
て１発呼要求のあった地上縦の加入者の通話信号を該当
移動局で受信できるように、また該当移動局の通話信号
を地上網の加入者が受信できるように衛星回線を設定す
るための制御信号を生成する機能を有する。回線制御装
置３２は各ゾーンへの、また各ゾーンからの制御信号を
送受信するための制御回線変復調回路３３１〜３３Ｍと
、通話信号を送受信する通話回線変復調回路３５１〜３
５Ｎに接続され、制御回緑変復調回路３３１〜３３Ｍは
それぞれ発振器３４、〜３４Ｍの出力により、回線制御
装置３２からの制御信号について変調して入出力端子３
７１〜３７Ｍに出力し、また入出力端子３７１〜３７Ｍ
からの信号を復調して回線制御装置３２へ供給する。同
様に通話回線変復調回路３５１〜３５Ｎはシンセサイザ
３６１〜３６Ｎからの出力を入力して入出力端子３８１
〜３８Ｎに対し、信号を出力し、またこれら端子からの
信号を回線制御装置３２へ供給する。

回線制御装置３２からは、シンセサイザ制御回路３９に
制御信号を入力し、設定すべき衛星回線のチャネル番号
（第２図中の５ｃｐｃ信号波の周波数に対応する番号）
がシンセサイザ制御回路３９より出力され、シンセサイ
ザ３６．〜３６Ｎが制御される。

このためシンセサイザ制御回路３９の出力を各ゾーン毎
の回線使用率検出回路４０で受信することにより、回線
使用率検出回路４０では使用されているチャネル番号と
未使用のチャネル番号とを知ることができ、各ゾーン毎
の回線使用率を検出することができる。この出力をスイ
ッチ制御指令生成回路４１に入力し、どのゾーンの回線
使用率が一番高いかを判定し、その使用率の高いゾーン
に、第１図中の第２の無線機５１ｊを割り当てるように
スイッチ制御指令を生成し、その制御指令は端子４２か
ら出力され、衛星監視制御装置（図示せず）に導かれる
。この衛星監視制御装置では、この情報を通信衛星に対
する池の各種指令信号と多重化して通信衛星に送信する
。

「発明の効果」 以上説明したように、第１図中のスイッチ回路９を制御
して送信電力増幅器７６の信号電力出力を端子１４１〜
１４５のどれかの端子に導くことができ、またスイッチ
回路１７をスイッチ回路９と連続して制御することによ
り、端子１４．〜１４５のどれかの端子からの信号波を
受信することができるから、各ゾーンのトラヒック状況
に応じて各ゾーンの無線回線数を変化させることができ
る。従って各ゾーンに固定されている無線機ＴＡ１〜Ｔ
Ａ５としてその送信電力の大きい高価なものを使用する
ことなく、無線機（無線回線）を効率に使用することが
できる。

なお以上の説明では５ビームで可変接続数が１の場合を
説明したが、ビーム数および回層接続数を増加した場合
にもこの発明を適用できることはもちろんである。また
この発明は移動衛星通信のみならず、一般にマルチビー
ム方式において、各ビームのゾーンにおけるトラヒック
が変動する場合に適用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例における通信衛星例の構成を
示すブロック図、第２図は第１図の動作を説明するため
の５ｃｐｃ信号波の周波数配列例を示す図、第３図は基
地局での各シー、ンごとの回線使用率□を求め制御指令
を作る例を示すブロック図である。 １：信号入出力端子、２：送受信分波器、３：低雑音増
幅器、４：周波数変換器、５．〜５６：帯域通過フィル
タ、６□〜６６：周波数変換器。 ７１〜７６：送信電力増幅器、８１〜８５：合波器、９
：スイッチ回路、１０□〜１０５：スイッチ素子、１１
：スイッチ制御回路、１２：スイッチ側軸回路の入力端
子、１３１〜１３５：送受信分波器、１４１〜１４５：
信号入出力端子、１５１〜１５５：低雑音増幅器、１６
１〜１６５：周波数変換器、１７：スイッチ回路、１８
、〜１８５：スイッチ素子、１９１〜１９６：帯域通過
フィルタ、゛２０：電力谷成器、２１：周波数変換器、
２２：送信電力増幅器、ＴＡ１〜ＴＡ５：ゾーンに固定
の無線機、５１ｉ：第２の無線機、３２：回線制御装置
、３９：シンセサイザ制御回路、４０：各□シーソｉの
回線使用率検出回路、４１：スイッチ制御指令生成回路
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）地上の複数の領域にそれぞれ異なるアンテナビー
   ムを通信衛星から照射するマルチビーム衛星通信方式に
   おいて、 上記通信衛星に、上記各アンテナビームの給電ホーンに
   それぞれ固定的に接続された無線機の他に、少くとも一
   つの第２の無線機が設けられ、その第２の無線機はスイ
   ッチにより上記各給電ホーンの任意のものと接続するこ
   とができ、そのスイッチは地上の特定局からの制御指令
   により制御されて、上記第２の無線機及び上記給電ホー
   ンの間の接続が制御され、 上記地上の特定局では衛星回線のトラヒック状況が上記
   各領域ごとにトラヒック監視回路で検出され、その検出
   に応じて上記制御指令が上記通信衛星へ送信されること
   を特徴とするマルチビーム衛星通信方式。