JPS62500765A - 衛星通信システム - 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】 衛星通信システム 本発明は複数の地球衛星を有する衛星通信システムであって、前記複数地球衛星 はザイクリツクな順序でほぼ同じ天空個所に現われ、少なくとも１つの送信地球 無線局及び少なくとも１つの受信地球無線局と無線通信動作中相互に交替するよ うにしたものに関する。

衛星を介しての無線伝送方式では有効信号の通信伝送が連続的に且途切れなく行 なわれることが肝要である。さらにデジタル信号の伝送の際就中、衛星区間の地 球端末部での均一な伝送速度が精確な時間クロック（同期）のため重要である。

静止衛星システムの場合無線区間の幾何学的構成の点で殆ど変わるものがなく、 従って、そのようなシステムは無線及び伝送技術上従来形式で作動され得る。

ところが、次のような衛星無線システムすなわち当該無線システムにて衛星がそ の地球無線局の可視領域内にその周回（回転）時間の一部にわたってのみとどま り、所定の時点及び所定の天空個所にて同じ通信機能の他の衛星にとって代わら 扛る無線システム（Ｗａｄｓｗｏｒｔｈ、　Ｄ、　ｖ、　Ｚ、　：　Ｌｏｎｇｉ ｔｕｄｅ　ｒｅｕｓｅｐｌａｎｄｏｕｂｌｅｓ　ｃｏｍｒｎｕｎｉｃａｔｉｏｎ 　５ａｔｅｌｌｉｔｅ　ｃａｐａｃｉｔｙ　ｏｆｇｅｏｓｔａｔｉｏｎａｒｙ　 ａｒｃ　；　８．　ＩＡＪＡＡ　Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ、○ｒｌａｎｄ。

Ｆｌｏｒｉｄａ　１　９８０　＋ Ｄｏｎｄｌ、Ｐ、：　Ｌｏｏｐｕｓ　ｅｒｓｃｈｌｉｅＢｔ　ｄｅｍ　５ａｔｅ ｌｌｉｔｅｎｆｕｎｋｅｉｎｅ　ｎｅｕｅ　Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ、　（衛星無線 に１つの新たなディメンションを究明、開拓する）　ＮＴＺ　−Ａｒｃｈｉｖ　 ５（１９８３）第１２巻、第５２７−’＋３ｓ頁）では一方から他方の衛星への 通信機能の切換えに問題が起こる、例えば、２つの交代し合う衛星の送信間で時 間的交差（重なり合い）が衛星から地球局へ向っての伝送区間（ダウンリンク） で回避さるべきものであるのに起るという危険がある。これらの問題の原因は次 の点にある、即ち相互に交代し合う２つの衛星が精確に同じ幾何学的個所に位置 し得す、さらに、切換時点に対しての偏差及び幾らかの軌道偏差を受忍しなけれ ばならないという点にある。

本発明の課題は地上無線局の地上インターフェース間の交代し合う衛星を介して も連続的有効信号伝送を行ない得る衛星通信システムを提供することにある。

上記課題の解決のため本発明によれば送信地球無線局は切換装置を有し、該切換 装置によって、全伝送時間に比して比較的短い時間中デジタル有効信号の送信が 中断され、前記切換装置はある衛星から次の衛星へ伝送の切換えと共に作動され 、更に送信地球無線局は少なくとも１つの送信バッファメモリを有し受信地球無 線局は少なくとも１つの受信バッファメモリを有し前記送信バッファメモリは前 記切換装置とデジタル有効信号に対する源との間に配置されており、衛星を介し てのデジタル有効信号の伝送かもとの伝送に比して幾らか高められた速度で行な われるのである。本発明の他の構成を従属請求項に記載しである。

本発明の１実施例を第１図を用いて説明する。

第１図中、送信地上無線局１２と受信地上無線局２２の設けられた地表湾曲部１ が示しである。その上に 方には６つの衛星位置を以てシンボリックｚ１衛星飛行軌道の関連部分が示して あシ、その際２は交代させられるべき衛星、４は交代させる衛星、３は反転点に 達した衛星である。矢印は１３によっては衛星に向っての無線領域（アップリン ク）、２３によっては衛星から地上に向っての無線領域（ダウンリンク）を示す 。

地球無線局の下方には送信バッファメモリ、１１、受信バッファメモリ２１、及 び地上通信網に対するインターフェース１０．２０が示しである。その場合送信 バッファメモリ１１と送信地球無線局１２との間の接続路中には切換スイッチ１ ５が挿入接続されており、この切換スイッチは送信バッファメモリ１１の代わシ に擬似ランダム発生器１４の出力側を地球無線局と接続できる。切換スイッチ１ ５の制御は送信地球無線局から制御線路１６を介して行なわれる。

図示のシステムにおいて、短い時間窓（この時間窓中に２つの交代し合う衛星間 の一切換時魚が位置する）中、送信地球無線局が、例えば所定ビットパターンの 充填（スタッフ）信号を送信するか又は送信ポーズを挿入することにより、有効 信号伝送が中断される。この有効信号伝送の中断の間中、送信地球無線局１２の バッファメモリ１１中には、インターフェース１０を介して供給される有効信号 が中間記憶される。さらに、送信地球無線局１２により制御線路１６を介して切 換スイッチ１５が選択的に非作用接点に切換えられるか、それとも、擬似ランダ ム発生器１４の出力側の接続された接点に切換えられる。後者の場合において、 送信地球無線局１２を衛星２から衛星４へ切換える際送信地球無線局１２には擬 似ランダム発生器信号が供給される。受信地球無線局２２における信号にて時間 窓が到来すると、信号（これら信号は切換時点の少し前に先行飛行衛星２を介し て伝送されたものである）は受信パンツアメモリ２１から読出されて、インター フェース２０を介して中断せずに有効信号伝送が維持される。時間窓の終りにて 、有効信号伝送がこれから交代次の切換時間窓まで、両地上インターフェース１ ０゜２０を介しての場合より幾らか高速に経過する。この過程の際送信パンツア メモリ１１は緩慢に放電され、受信バッファメモリ２１は充電されて、次の時間 窓に対して衛星切換えのため準備がなされる。

上記方式は連続的信号伝送の際適用され得るのみならず、時分割多重アクセス（ ＴＤＭＡ　）の場合にも適用され得る。勿論、この場合別の問題も生じる、すな わち伝送開始における衛星の位置の不確定性の問題があルス（ＴＤＭＡ　７ｅ、 −スト）が、わずかな軌道偏差のため相互に、送信パルス間のわずかなガードタ イムに亘って重なり合うことが起こり得る。このことを防止する即ち、各送信地 球無線局に（ＴＤＭＡ　）基準局（これはそれぞれの衛星に搭載されていてもよ い）から、（ＴＤＭＡ　）アクセス時間フレーム中の時間的偏差及びそれの送信 パルスの所要の補正について情報が供給される時点までは上記手段、作用は継続 する。送、受信バッファメモリ１１．２１により、拡大されたが−ｒタイムの橋 絡に必要な付加的記憶容量も得られる。

送信パルス間のガードタイムの拡大（増大）はアクセス時間フレームの延伸又は 送信パルスの短縮により行なわれ得る。また両方式の組合せも同様に可能であ線 屑に最も近い場所位置を有する軌道上の衛星の場合、信号伝搬遅延をできるだけ 少なくするため、衛゛星の運動を補償する受信側の有効信号記憶を、切換時間窓 及び送信パルス間の延長されたガードタイムの橋絡のために用いることができる 。

このことは以下間々に説明する各段階で行なわれる。

第１の段階において、異なる地球無線局の送信・ξシフ間のガードタイムが、前 述の手段により拡大される。

それにより、関与する地球無線局の送信・々ラフアメモリ１１がなお一層充電さ れる、それは、比較的大きなガードタイムによって、有効信号が地上インターフ ェース１０を介した場合より比較的に小さい伝送速度で衛星へ送出されるからで ある。この過程は少なくとも基準局まで及びその逆の走行時間継続する。地上イ ンターフニス２０を介しての有効信号流の維持のため受信・ぐンファメモリはさ らに空にされる第２段階（これは夫々の衛星がその最も遠い個所、ポイントに到 達した時点まで継続する）では無線領域１３を介しての有効信号伝送速度は著し く高められて、送信・ぐラフアメモリ１１中に充電、ローＰされた有効信号と、 さらに地上インターフェース１ｏを介して供給された有効信号が、上記第２段階 の終りまで伝送され、この時点にて、本発明により生ぜしめられた、送信バッフ ァメモリ１１中の充電ローＰ状態が零になる。

第３段階（これは切換時間窓の始めまで継続する）では地上インターフェース１ ０．２０を介しての、衛星へ向っての無線領域１３での有効信号伝送速度は等し いか、又はほぼ等しく、その際そのような飛行の位線領域（ダウンリンク）２３ における有効信号伝送速度が、衛星へ向っての無線領域１３におけるより大とな る。それによって、各々の関与する地球無線局の受信・々ラフアメモリ２１は次 の程度に充電ローｒされる、即ち切換時間フレーム及び拡大されたガードタイム の橋絡の準備をする程度に充電ローＰされる。

以上述べたことに付は加えて、衛星間の切換時点は次のように選定され得る、即 ち作動接続さるべき衛星牛のほうが、遮断さるべき衛星より確実に遠方にあるよ うに選定されその場合、それにより生じる付加遅延が送信、Ｓンファメモリによ り全面的に又は部分的に補償され得る。

切換時間に対する両衛星２．４の半径方向間隔が十分大である場合であって、且 切換が、衛星に到来する信号に関して時間的に相応に時分割的に行なわれる場合 、作動接続された衛星牛を介して信号繰返しが行なわれ、これは受信地上無線局 にて同期のために使用され得る。

本発明の利点とするところは所定の軌道上を飛行する非静止衛星を有するシステ ムをも、既存の通信網中に統合化できることにある。

国際調査報告 ｌ“−２ｍＡｌ１””””ＰＣＴ／ＤＥ　８５１００：＋７４ＡＮＮＥＸ　Ｔｏ 　丁Ｒ１：　ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ　５ＥＡＲＣＨＲＥＰＯＲ，Ｔ　ＯＮ

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. １．複数の地球衛星を有する衛星通信システムであつて、前記複数地球衛星はサ イクリツクな順序でほぼ同じ天空個所に現われ、少なくとも１つの送信地球無線 局及び少なくとも１つの受信地球無線局と無線通信動作中相互に交替するように したものにおいて、送信地球無線局は切換装置を有し、該切換装置によつて、全 伝送時間に比して比較的短い時間中デジタル有効信号の送信が中断され、前記切 換装置はある衛星から次の衛星へ伝送の切換えと共に作動され、更に送信地球無 線局は少なくとも１つの送信バツフアメモリを有し受信地球無線局は少なくとも １つ受信バツフアメモリを有し前記送信バツフアメモリは前記切換装置とデジタ ル有効信号に対する源との間に配置されており、衛星を介してのデジタル有効信 号の伝送がもとの伝送に比して幾らか高められた速度で行なわれることを特徴と する衛星通信システム。
2. ２．両地球無線局にて夫々送信、受信バツフアメモリの両者が設けられている特 徴請求の範囲第１項記載のシステム。
3. ３．送信バツフアメモリの場合読出クロツクは書込クロツクに比してわずかに高 いクロツク周波数を有し、一方、受信バツフアメモリの場合書込クロツクは読出 クロツクより幾らか高いクロツク周波数を有する特許請求の範囲第１項又は第２ 項記載のシステム。
4. ４．切換装置は切換スイツチとして構成されており該切換スイツチは通常の動作 中デジタル有効信号を通過させるように構成され、一方ある衛星から次の衛星へ 切換えの際は所定の充填信号例えば所定のビツトパターン信号に対する発生器に 接続されるように構成されている特許請求の範囲第１項記載のシステム。
5. ５．時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）の行なわれる衛星通信システムにおいて、 次の衛星へ伝送の切換えの後直ちにＴＤＭＡ基準局からいずれの関与する送信地 上無線局にもアクセスフレームにて夫々の送信地上無線局の送信パルスの時間位 置の時間偏差及び必要な補正について情報が知らされるまで、個々の送信パルス （バースト）間で増大されたガードタイム（保護時間）が維持され、更に、送信 、受信バツフアメモリは当該時間中夫々別のメモリの接続によつて付加的記憶容 量を有するようにして、地球無線局間での、別の伝送装置への地上インターフエ ースを介しての連続的有効信号伝送が維持されるように構成されている特許請求 の範囲第１項記載のシステム。
6. ６．ガードタイムの増大がアクセスフレームの延伸によつて行なわれ得る特許請 求の範囲第４項記載のシステム。
7. ７．ガードタイムの増大が送信パルスの短縮によつて行なわれ得るように構成さ れている特許請求の範囲第４項記載のシステム。
8. ８．作動接続さるべき衛星（４）が、遮断さるべき衛星（２）より確実に遠方に あるように衛星間の切換時点が選定されそれによつて生じる付加遅延が、送信バ ツフアメモリにより少なくとも部分的に補償されるように構成されている特許請 求の範囲第１項又は第２項記載のシステム。
9. ９．切換時間に対する両衛星（２，４）の半径方向間隔距離が大であり、衛星に 到来する信号に対する時分割多重切換え構成は作動接続された衛星により行なわ れる信号繰返が受信地球無線局（２２）にて同期のために用いられるようになさ れている特許請求の範囲第７項記載のシステム。