JPS62188436A

JPS62188436A - 衛星通信地球局の切替方式

Info

Publication number: JPS62188436A
Application number: JP61029424A
Authority: JP
Inventors: Yuji Goto; 祐二後藤
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1986-02-13
Filing date: 1986-02-13
Publication date: 1987-08-18

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）本発明は衛星通信地球局の切替方式に係り、特に送信電
力制御を行なうための基準信号（以下、「パイロット信
号」という）を発生する特定地球局の切替方式に関する
。

（従来の技術）衛星通信、特に準ミリ波帯等の高い周波数帯を用いる衛
星通信では降雨等による電波の減衰（降雨減衰）が大き
いので、衛星を介した安定的通信の確保を目的とした送
信電力制御方式が採用されている。この送信電力制御方
式は降雨減衰に応じて自局の道徳電力を制御し、もって
衛星における実効等方放射電力（ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ　
１ｓｏｔｒｏｐｉｃａｌｌｙ　ｒ−ａｄｉａｔｅｄ　ｐ
ｏｗｅｒ　）を一定にしようとするもので、複数の地球
局の中の１つの地球局を基準局（親局）として特定し概
路次の如く行なわれる。

即ち、親局は、まず、晴天時に衛星が出力するビーコン
信号を受信してその受信レベル値または搬送波対雑音電
力比を求めて衛星における実効等方放射電力を所定値に
するパイロット信号の送信レベル基準値を得る較正を行
ない、次いで降雨時にビーコン信号と衛星で折り返した
パイロット信号の各受信レベル値または各搬送波対雑音
電力比を比較して降雨減衰を考慮したパイロット信号の
送信レベルを決定する。一方、他の地球局（子局）は衛
星を介したパイクツｌ−信号の受信レベルから自局にお
ける降雨減衰を判断して送信レベルを決定する。なお、
この送信電力制御方式はアップリンクにおける措置であ
り、ダウンリンクにおける降雨減衰に対しては親局が送
信するパイロット信号を用いてＡＧＣ（自動利得制御）
をかけ、減衰を補償することが行なわれる。つまり、親
局は衛星通信を安定的に行なわせる要となっている。

（発明が解決しようとする問題点）ところで、従来の衛星通信では特定の１地球局のみを親
局として配置するものであるが、親局の重要性に鑑み親
局の機能を有する地球局を少なくとも更にもう１つ配置
する必要性が指摘されている。即ち、例えば２つの特定
地球局Ａ、同Ｂを設け、両者は同時には親局になり得す
いずれか一方が親局となり、降雨減衰の程度に応じて両
者間で親局の機能を切り替えるようにするのである。

閏って、特定地球局Ａ、同Ｂは画成が同一となる快い地
域内ではなく、ある程度隔離した異なる地域に配置する
必要があるが、このとき間穎となるのが特定地球局Ａ、
同Ｂ間での切替方式である。

降ｍ減衰の程度に応じて両者間で切り替えを行なうので
あるから、両者間に衛星を介在しない通信回線を設ける
のは趣旨に反するので除外するとして、衛星を介した切
替制御信号の送受信を両特定地球局間で行なう切替方式
では満足な結果が得られない、即ち、この方式によれば
、降雨条件によっては切替制御信号を受信できない危険
性が想定されるので切り替えの確実性を保証できない。

また装置には特性にばらつき等があるので切替時に衛星
における実効等方放射電力にレベル変動等の過渡応答を
生じさせずに一定となるようにするのが困難であり、安
定性の面でも問題がある。

従って、親局である一方の特定地球局が送信するパイロ
ット信号を他方の特定地球局が監視し、その受信レベル
に応じて他方の特定地球局が親局となるように各特定地
球局を構成する必要がある。

つまり、各特定地球局は親局として動作する主局の機能
と主局と交替可能に待機する副局の機能とを備えた構成
とするのである。

ここで、副局の機能としてｒ主局と交替可能に待機する
」とは切替時に衛星における実効等方放射電力にレベル
変動等の過渡応答を生じさせずに一定となるようにスタ
ンバイしていることを意味するので、副局の動作におい
ても主局の動作と同様に衛星折り返し信号を用いて自局
における降雨減衰の状態を監視している必要がある。

この衛星折り返し信号を監視信号と呼ぶことにすれば、
監視信号としては特定の１チヤネルに形成した試験用信
号または特定の１チヤネルに挿入される通信用信号もし
くは両信号を用いれば良い。

ところで、副局の動１￥−において、監視信号を常時送
信する方式にすると、衛星での使用電力の増大を招来す
るという問題点がある。

本発明は上述した従来の要藷に応えるべくなされたもの
で、その目的は衛星での消費電力を増大させることなく
主局と副局の切り替えを確実に行なうことができ、かつ
切替時に大きな過渡応答を発生せずに円滑な切り替えが
できる衛星通信地球局の切替方式を提供することにある
。　　。

（問題点を解決するための手段）本発明の衛星通信地球局の切替方式は上記目的を達成す
るために次の如き構成を有する。

即ち、本発明の衛星通信地球局の切替方式は、衛星にお
ける実効等方放射電力を降雨減衰に′拘らず一定に制御
するための基準信号を送信する主局の機能と該主局と交
替可能に待機するための監視信号を送信する副局の機能
とを具備する地球局を少なくとも２つの異なる地域Ａ、
同Ｂに配置し、地域Ａの地球局と地域Ｂの地球局間でそ
の主局機能の切り替えを行な、う衛星通信地球局の切替
方式であって：　前記地球局は、衛星が送信するビーコ
ン信号を受信するビーコン信号受信手段と；前記ビーコ
ン信号受信手段の出力を受けてビーコン信号の受信レベ
ル値または搬送波対雑音電力比を検出する第１の検出手
段と；　晴天時における前記第１の検出手段の検出出力
を記録する記録手段と；　前記記録手段の出力と前記第
１の検出手段の出力を比較する比較手段と；　主局機能
における前記基準信号または副局機能における前記監視
信号を発生する信号発生手段と；　前記信号発生手段の
出力を衛星へ向けて送信する送信手段と；　衛星で折り
返された前記基準信号または前記監視信号を受信する折
り返し信号受信手段と；前記折り返し信号受信手段の出
力を受けて受信信号の受信レベル値または搬送波対雑音
電力比を検出する第２の検出手段と；　制御モードを主
局の場合に較正モードとし、副局の場合に較正モードと
推定モードとを適宜な時間間隔で交互に繰り返すことを
なすモード切替制御の動作と、較正モード時において前
記信号発生手段を制御して前記基準信号または前記監視
信号のいずれか一方の信号を発生させる動作と、前記比
較手段と前記第２の検出手段の各出力を受けて自局の降
雨減衰の状態と基準信号の受信状態とを判定し、その判
定結果に基づき前記信号発生手段に同一の信号を継続し
て発生させ、あるいは池の信号に切り替えて発生させる
主局・副局切替制御の動作と、前記制御モードが較正モ
ードであるか推定モードであるかを示す切替信号を発生
する動作とを行なう制御手段と；　前記第２の検出手段
の出力と前記切替信号とを受けて該切替信号が較正モー
ドのとき第２の検出手段の出力を通過させ、切替信号が
推定モードのとき第２の検出手段の出力通過を禁止する
切替手段と；　前記切替手段の出力と前記第１の検出手
段の出力とを受けて前記送信手段の送信電力を制御する
送信電力制御手段と；　を備えていることを特徴とする
。

（１ヤ　　　用　）次に、上記の如き構成を有する本発明の衛星通信地球局
の切替方式の作用を説明する。

まず初期設定として地域Ａの地球局（局Ａ）が主局、地
域Ｂの地球局（局Ｂ）が副局にそれぞれ設定しであると
する。つまり、局Ａでは制御手段が信号発生手段に基準
信号を発生させ、かつ切替信号を較正モードにして切替
手段を通過状態にしている。−力場Ｂでは制御手段が制
御モードを監視信号を発生させる較正モードと監視信号
を発生させない推定モードとを適宜な時間間隔で交互に
繰り返すモード切替制御をしているので、切替手段は監
視信号が発生する較正モードの期間通過状態となり、推
定モード時は通過禁止状態となるようになっている。そ
して、両局において、晴天時における第１の検出手段の
検出出力を記録手段へ記録しておく。次いで、通常の運
用において、局Ａでは切替手段の出力、つまり第２の検
出手段の出力と比較手段の出力とを比較して送信手段の
送信電力を制御する送信電力制御手段の動作が行なわれ
る。この制御はフィードバック制御であるので、送信系
で生ずる利得変動等に基づく誤差を十分な制御精度で補
償し、衛星における実効等方放射電力を一定にする制御
が確実に行なえる。

一方、局Ｂでは推定モード時の比較手段の入力は第１の
検出手段の出力のみであるから、この推定モード時の送
信電力制御は受信ビーコン信号にのみ依存したものとな
り、較正モード時にのみ局Ａと同様の動作が行なわれる
。つまり、局Ｂは衛星電力の消費を増大させずに自局の
送信電力制御の所要の制御精度の確保を図るのである。

以上の動（’Ｉ−過程において、局Ａでは比較手段と第
２の検出手段の各出力を受ける制御手段が自局の降雨減
衰の状態と折り返し基準信号の受信状態を判定し、その
結果主局の動作を継続することが困難と判定した場合に
は信号発生手段へ基準信号の発生停止と監視信号発生の
指示を出し、副局の動１ヤへ移行する。一方、局Ｂでは
比較手段と第２の検出手段の各出力を受ける制御手段が
自局の降雨減衰の状態と局Ａ送信に係る基準信号の受信
状態を判定し、その結果降雨減衰の状態が良好で基準信
号の受信がない場合には信号発生手段へ監視信号の発生
停止と基準信号発生の指示を出し主局の動作へ移行する
。また、自局の降雨減衰の状態が悪く基準信号の受信が
ない場合にはそのまま副局の動作を継続する。

なお、以上の説明において、監視信号とは特定の１チヤ
ネルに特に設けた試験用信号または特定のチャネルを使
用する通信用信号あるいは両信号を指す。以上のように
、本発明の衛星通信地球局の切替方式によれば、衛星に
おける実効等方放射電力を降雨減衰に拘らず一定に制御
するための基準信号を送信する主局の機能と該主局と交
替可能に待機するための監視信号を発生する副局の機能
とを具備する地球局を少なくとも２つの異なる地域Ａ、
同Ｂに配置し、地域Ａの地球局と地域Ｂの地球局間でそ
の主局機能の切り替えを行なう際に、副局である地球局
は監視信号によって主局である地球局と同程度の制御精
度で自局の送信電力制御を行なうようにしたので、切替
時に大きな過渡応答を生じさせずに衛星における実効等
方放射電力を一定に制御することができる。

また、副局である地球局では監視信号を発生させる較正
モードと監視信号を発生しない推定モードとで動作をす
るようになされ、較正モードの期間は短くできるので、
監視信号送信に基づく衛星電力の消費を最少限度に抑制
できるという優れた効果が得られる。

（実　施　例）以下、本発明の実施例を添は図面を参照して説明する。

添付図は本発明の一実施例に係る衛星通信地球局を示し
、Ｓ　ＣＰ　Ｃ（５ＩＮＧＬＥ　ＣＨＡＮＥＬ　ＰＥＲ
ＣＡＲＲＩＥＲ）方式において特定地球局として機能す
る場合の構成を示している。

この地球局は図中左端中央部に示す送受信共用のアンテ
ナ装置１と、図中下端側に示す受信系と、図中上端側に
示す送信系と、図中右端側に示す送信電力制御系とから
構成される。

受信系はアンテナ装置１の受信信号が入力される低雑音
増幅器１０と、低雑音増幅器１０の出力を受信周波数変
換器１２およびビーコン受信器１３からなるビーコン信
号受信手段と受信周波数変換器１４、中間周波増幅器１
５、および分配器１６を介したパイロット受信器１７か
らなる折り返し信号受信手段とに分配する分配器１１と
、分配器１６へパイロット受信器１７と並列に接続され
相手局からの通信用信号を受信復調してチャネル受信出
力ＲＸ　　ＯＵＴを送出する受信ユニット群１８１・・
・１８．とで基本的に構成される。

ビーコン受信器１３はビーコン受信信号ａを検出器３０
へ出力するとともに、アンテナ装置１ヘアンテナの向き
を衛星方向へ指向させる制御信号すを出力する。一方、
パイロット受信器１７は基準信号であるパイロット信号
と試験用信号（この実施例では監視信号として試験用信
号のみを用いる）を受信し、折り返し受信信号Ｃを検出
器３１へ出力するとともに、自動周波数制御信号ＡＦＣ
を受信周波数変換器１４へ、また自動利得制御信号ＡＧ
Ｃを中間周波増幅器１５へそれぞれ出力する。ここに、
パイロット信号は主局である池の特定地球局が送信した
もの、あるいは主局である自局が送信し衛星で折り返さ
れたものである。

また試験用信号は副局である自局が送信し衛星で折り返
されたものである。

一方、送信系は信号発生手段としてのパイロット信号発
生器２０と、チャネル送信人力ＴＸ　　ＩＮを変調し、
各チャネル周波数に対応した中間周波信号を発生する送
信ユニット群２１１・・・２１１と、これら送信ユニッ
ト群２１１〜２１．とパイロット信号発生器２０との各
出力を電力合成する合成器２２と、合成器２２の出力を
アンテナ装置１へ伝達する送信手段としての中間周波増
幅器２３、送信周波数変換器２４および送信電力増幅器
２５とで基本的に構成される。

ここに、パイロット信号発生器２０は、５ＣＰＣ方式の
基準周波数を与え、かつ送信電力制御の基準信号となる
パイロット信号または監視信号としての試験用信号のい
ずれか一方を発生する。

この切替制御は論理器３５からの制御信号ｄにより行な
われる。さらに、送信電力制御系は、制御手段としての
前記論理器３５と、ビーコン受信信号ａを受けてその受
信レベル値あるいは搬送波対雑音電力比を検出する第１
の検出手段としての前記検出器３０と、折り返し受信信
号Ｃを受けてその受信レベル直あるいは搬送波対雑音電
力比を検出し、その検出出力を前記論理器３５と切替手
段としての保持器３２とへ送出する第２の検出手段とし
ての検出器３１と、論理器３５からの制御卸信号ｅを受
けて検出器３０の一方の出力を記録する記録手段として
の記録器３６と、検出器３０の一方の出力と記録器３６
の出力とを比較し、その結果出力を論理器３５へ送出す
る比較手段としての比較器３７と、検出器３０の他方の
出力と保持器３２の出力を受けて前記送信手段の中間周
波増幅器２３の利得制御をする送信電力制御手段として
の比較器３３および送信電力制御器３４とで基本的に構
成される。論理器３５は、制御モードを較正モードと推
定モードとに切り替えるモード切替制御の動作と、制御
信号ｅを出力して記録器３６に晴天時における検出器３
０の一方の出力を記録させる動作と、制御信号ｄを出力
してパイロ・ソト信号発生器２０にパイロット信号と試
験用信号とのいずれか一方を発生させるとともに、比較
器３７の出力と検出器３１の一方の出力を受けて自局の
降雨減衰の状況を判断し、それに基づきパイロット信号
発生器２０に同一信号を継続して発生させあるいは他の
信号を切り替えて発生させることを行なう主局・副局の
切替制御の動作と、制御モードが較正モードであるか推
定モードであるかを示す切替信号ｆ’ｆ；５１．持器３
２へ出力する動作とを主として行なう。保持器３２は切
替信号ｆが較正モードのとき検出器３１の他方の出力を
そのまま通過させて比較器３３へ伝達し、切替信号ｆが
推定モードのとき検出器３１の他方の出力を保持し、比
較器３３への伝達を禁止する。

以上の構成において、２つの異なる地域に配置される特
定地球局Ａ、同同量間親局機能の切り替え、即ち特定地
球局Ａまたは同Ｂにおける主局の機能と副局の機能の切
替動作を説明する。

まず、初期設定として、論理器３５に制御ｎ信号ｄを出
力させパイロット信号発生器２０にパイロット信号と試
験用信号のいずれか一方の信号を発生させる０例えば特
定地球局Ａが主局としてパイロット信号を発生し、特定
地球局Ｂが副局として試験用信号を発生する。このとき
、特定地球局Ａでは論理器３５が制御モードとして較正
モードを選択し、保持器３２を通過状態に設定する。

一方、特定地球局では論理器３５が制御モードとして試
験用信号を発生させる較正モードと試験用信号を発生し
ない推定モードとを適宜時間間隔で交・互に選択し、保
持器３２を通過状態と通過禁止状態とに交互に設定する
。但し、特定地球局Ｂにおける較正モードの発生頻度は
非常に少なく、例えば１日当り数回程度で、１回当りの
継続時間は１分以下であり、地球局設備や衛星での電力
使用に対する影響は殆ど無視できる程度である。

従って、特定地球局Ｂでは較正モードのとき論理器３５
が制御信号ｇをパイロット受信器１７へ出力し、折り返
し試験用信号のみを出力させるようにしている。そして
、両局において、論理器３５に制御信号ｅを出力させ晴
天時における検出器３０の一方の出力、つまりビーコン
信号の受信レベル値または搬送波対雑音電力比を記録器
３６へ記録しておく。次いで、通常の運用において、特
定地球局Ａでは保持器３２が通過状態であるから、比較
器３３では検出器３０．同３１の両出力の比較が行なわ
れ、その結果出力が送信電力制御器３４へ送出されるの
で、送信電力制御器３４は中間周波増幅器２３の利得制
御を行なう、この送信電力制御はフィードバック制御で
あるので、送信系で生ずる利得変動等に基づく誤差を十
分な制御精度で補償し、衛星における実効等方放射電力
を一定にする制御が確実に行なわれる。

一方、特定地球局Ｂでは、大部分の期間を推定モードで
行ない、制御精度の維持に必要な適宜な時間間隔で較正
モードで動作するようになっている。即ち、推定モード
では保持器３２は通過禁止状態であるから、パイロット
受信器１７はパイロット信号を出力するが、検出器３１
の他方の出力は比較器３３へは伝達されず、送信電力制
御は検出器３０の出力のみに基づきなされる。

また、較正モードではパイロット信号発生器２０に試験
用信号を発生させるとともに、保持器３２を通過状態に
し、かつパイロット受信器１７を試験用信号受信に設定
する。その結果、較正モードでの送信電力制御は折り返
し試験用信号に隔る検出器３１の他方の出力と検出器３
０の他方の出力とに基づき行なわれることとなり、特定
地球局Ａと同程度の精度で制御が行なわれることになる
。

このようにして、特定地球局Ｂでは推定モードと較正モ
ードの繰り返しにより送信電力制御がなされ、特定地球
局Ａと交替可能に待機するのである０以上の動作過程に
おいて、特定地球局Ａでは論理器３５が比較器３７の出
力を受けて自局の降雨条件と予め設定した降雨条件と比
較する。

そして、比較結果自局の降雨条件が予め設定した降雨条
件よりも悪くなり、検６出器３１の一方の出力、即ち折
り返しパイロット信号の受信出力がなくなると、論理器
３５はパイロット信号発生器２０にパイロット信号の発
生を停止させ副局としての動作に移行する。一方、特定
地球局Ｂでは、論理器３５が比較器３７の出力を受けて
自局の降雨条件と予め設定した降雨条件と比較しており
、また論理器３５へ入力される検出器３１の出力は通常
パイロット信号に係るものであるから、パイロット信号
の受信状態を判断し、パイロット信号の受信がない場合
で自局の降雨条件が予め設定した降雨条件よりも良い場
合には、特定地球局Ａはパイロット信号の送出を止めた
と判断し、パイロット信号発生器２０にパイロット信号
を発生させ主局としての動作に移行する。しかし、パイ
ロット信号の受信がなくとも自局の降雨条件が予め設定
した降雨条件よりも悪い場合には副局としての動１ヤを
継続する。

なお、以上説明した実施例では監視信号として試験用信
号を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく
、例えば論理器３５からパイロット受信器１７へ出力す
る制御信号ｅによってバイロフト受信器１７に特定のチ
ャネルの通信用信号を選択させるようにしても良い。

（発明の効果）以上詳述したように、本発明の衛星通信地球局の切替方
式によれば、衛星における実効等方放射電力を降雨減衰
に拘らず一定に制御するための基準信号を送信する主局
の機能と該主局と交替可能に待機するための監視信号を
発生する副局の機能とを具備する地球局を少なくとも２
つの異なる地域Ａ、同日に配宜し、地域Ａの地球局と地
域Ｂの地球局間でその主局機能の切り替えを行なう際に
、副局である地球局は監視信号によって主局である地球
局と同程度の制御精度で自局の送信電力制御を行なうよ
うにしたので、切替時に大きな過渡応答を生じさせずに
衛星における実効等方放射電力を一定に制御することが
できる。

【図面の簡単な説明】添付図は本発明の一実施例に係る地球局の構成ブロック
図である。１・・・・・・アンテナ装置、１０・・・・・・低雑音
増幅器、１１・・・・・・分配器、　１２・・・・・・
受信周波数変換器、１３・・・・・・ビーコン受信器、
　１４・・・・・・受信周波数変換器、　　１５・・・
・・・中間周波増幅器、１６・・・・・・分配器、　　
１７・・・・・・パイロット受信器、１８１〜１８．・
・・・・・受信ユニット群、　２０・・・・・・パイロ
ット信号発生器、　２１１〜２１．・・・・・・送信ユ
ニット群、　２２・・・・・・合成器、　２３・・・・
・・中間周波増幅器、　２４・・・・・・送信周波数変
換器、２５・・・・・・送信電力増幅器、　３０．３１
・・・・・・検出器、　３２・・・・・・保持器、　３
３・・・・・・比較器、３４・・・・・・送信電力制御
器、　３５・・・・・・論理器、３６・・・・・・記録
器、　３７・・・・・・比較器。

Claims

【特許請求の範囲】

衛星における実効等方放射電力を降雨減衰に拘らず一定
に制御するための基準信号を送信する主局の機能と該主
局と交替可能に待機するための監視信号を送信する副局
の機能とを具備する地球局を少なくとも２つの異なる地
域Ａ、同Ｂに配置し、地域Ａの地球局と地域Ｂの地球局
間でその主局機能の切り替えを行なう衛星通信地球局の
切替方式であって；前記地球局は、衛星が送信するビー
コン信号を受信するビーコン信号受信手段と；前記ビー
コン信号受信手段の出力を受けてビーコン信号の受信レ
ベル値または搬送波対雑音電力比を検出する第１の検出
手段と；晴天時における前記第１の検出手段の検出出力
を記録する記録手段と；前記記録手段の出力と前記第１
の検出手段の出力を比較する比較手段と；主局機能にお
ける前記基準信号または副局機能における前記監視信号
を発生する信号発生手段と；前記信号発生手段の出力を
衛星へ向けて送信する送信手段と；衛星で折り返された
前記基準信号または前記監視信号を受信する折り返し信
号受信手段と；前記折り返し信号受信手段の出力を受け
て受信信号の受信レベル値または搬送波対雑音電力比を
検出する第２の検出手段と；制御モードを主局の場合に
較正モードとし、副局の場合に較正モードと推定モード
とを適宜な時間間隔で交互に繰り返すことをなすモード
切替制御の動作と、較正モード時において前記信号発生
手段を制御して前記基準信号または前記監視信号のいず
れか一方の信号を発生させる動作と、前記比較手段と前
記第２の検出手段の各出力を受けて自局の降雨減衰の状
態と基準信号の受信状態とを判定し、その判定結果に基
づき前記信号発生手段に同一の信号を継続して発生させ
、あるいは他の信号に切り替えて発生させる主局・副局
切替制御の動作と、前記制御モードが較正モードである
か推定モードであるかを示す切替信号を発生する動作と
を行なう制御手段と；前記第２の検出手段の出力と前記
切替信号とを受けて該切替信号が較正モードのとき第２
の検出手段の出力を通過させ、切替信号が推定モードの
とき第２の検出手段の出力通過を禁止する切替手段と；
前記切替手段の出力と前記第１の検出手段の出力とを受
けて前記送信手段の送信電力を制御する送信電力制御手
段と；を備えていることを特徴とする衛星通信地球局の
切替方式。