JPS63304729A - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、通信衛星を利用して映像信号、音声信号、
地球局間の業務用連絡信号を通信する衛星通信方式に関
する。

（従来の技術） 通信衛星の一利用方法としてテレビジョン信号の伝送が
あげられる。その中でも、車載地球局、可搬型地球局を
用いてニュース現場で取材した映像をそのまま衛星通信
回線を介して放送局に送込む通信形態があるが、この通
信形態はサテライト・ニュース・ギャザリング（ＳＮＧ
）と称され、米国では急速に普及されている。

このＳＮＧ通信の場合、テレビジョン信号（テレビジョ
ン映像信号及び音声信号）の他に、回線設定のための連
絡回線や、現場でニュース編集を行なうのに放送局側の
ディレクタと連絡を取合う連絡回線が運用上不可欠とな
っている。このような業務連絡用通信回線を設定する方
式としては、現在下記の２方式が米国等にて実用に供さ
れている。

（１）周波数分割多重方式により、テレビジョン信号通
信回線と業務連絡用回線を通信衛星の同一中継器内に収
容する方式（以下、同一中継器利用方式と称する）。

（２）　　テレビジョン信号回線と業務連絡用通信回線
を通信衛星の異なる中継器に収納する方式（以下、個別
中継器利用方式と称する）。この場合、業務連絡用通信
回線は多回線を同一中継器に収容できるので、異なるテ
レビジョン信号用中継器利用者が連絡回線用中継器を共
用することがある。

まず、同一中継器利用方式について、第４図に同方式の
衛星中継器上の周波数配置を示し、第５図に衛星通信地
球局の構成を示して説明する。

すなわちこの方式では、第４図に示すように、中継器帯
域幅のほぼ中央にテレビジョン信号通信回線帯域を設定
し、その下側帯に業務連絡用通信回線を設定して通信を
行なうようになっている。

第５図において、テレビジョン信号の送信系では、音声
信号を音声変調器１１で所定の送信形態に変調した後、
多重化器１２で映像信号に重畳してテレビジョン信号を
生成し、このテレビジョン信号をＦＭ変調器１３でＦＭ
変調する。そして、このＦＭ変調されたテレビジョン信
号をテレビジョン信号オン・オフスイッチ回路１４、合
成器１５を介して送信周波数変換器１６に入力し、この
変換器１６によって搬送波に重畳する。さらに、この搬
送波を電力増幅器１７で増幅して送受分波器１８を介し
てアンテナ１９から通信衛星（図示せず）に向けて送出
するようになっている。また、連絡回線用送信系では、
連絡信号を連絡回線変調器２０で所定の送信形態に変調
した後、さらに連絡回線周波数変調器２１て周波数変調
して合成器１５に送り、テレビジョン信号送信系に混合
するようになっている。

一方、受信系では、アンテナ１９で受けた通信波信号を
送受分波器１８を介して低雑音増幅器２２で増幅した後
、受信周波数変換器２３で周波数変換し、この信号を分
配器２４でテレビジョン信号系と連絡回線系とに分配す
る。そして、テレビジョン信号系では、ＦＭ復調器２５
でＦＭ波を復調し、この復調信号を多重分離器２６で映
像信号と音声信号とに分離し、音声信号については音声
復調器２７て元の音声信号に復調してそれぞれを受信テ
レビジョン信号の映像信号、音声信号として取出すよう
になっている。また、連絡回線系では、連絡回線周波数
変換器２８で中間周波数に変換した後、連絡回線復調器
２９で連絡信号を復調して取出すようになっている。

ここで、連絡回線系については送信周波数変換器及び電
力増幅器をテレビジョン信号送信系のものを共用してい
るため不要である。また、受信周波数変換器２３もテレ
ビジョン信号受信系と共用しているため不要である。

上記のように、同一中継器利用方式の地球局は、上記回
路装置をテレビジョン信号通信系と連絡回線通信系を共
用して使用するため、後述する個別中継器利用方式に比
べてその構成が極めて簡単であり、小型化に供し得ると
いう利点を有する。しかしながら、この同一中継器利用
方式では、テレビジョン信号通信回線と連絡回線を周波
数分割多重方式によって通信衛星の同一中継器を共有し
ているため、中継器用電力増幅器の非直線性によって生
じる混変調妨害が相互の信号に劣化を与える。

第６図にテレビジョン信号、連絡信号による高次混変調
成分の発生する様子を示す。図中ｆＴＶはテレビジョン
信号搬送波を、ｆｃｌ、ｆＣ２は連絡信号搬送波を示し
、また　（２ｆＴＶ−ｆｃｌ）　、　　（２ｆＴＶ−ｆ
Ｃ２）、　　（ｆＴＶ＋ｆｃ１−ｆＣ２）、　　（ｆＴ
Ｖ−ｆ　Ｃ１＋　ｆ　Ｃ２）は中継器用電力増幅器の非
直線性により生じる３次混変調歪成分である。

このような混変調歪によるテレビジョン信号の信号対妨
害波比の劣化や、図中には示していないが、中継器帯域
外に発生する５次以上の混変調歪成分の他の中継器への
妨害を緩和するためには、中継器電力増幅器の動作点を
下げる必要がある。

したがって、多波増幅の場合、単一増幅方式に比べて衛
星中継器出力を下げる必要があるため、衛星通信受信局
のアンテナを大きくする必要がある。

次に、個別中継器利用方式について、第７図に同方式の
衛星中継器上の周波数配置を示し、第８図に衛星通信地
球局の構成を示して説明する。尚、第８図において第５
図と同一部分には同一符号を付して示す。

すなわちこの方式では、第７図に示すように、テレビジ
ョン信号通信回線と業務連絡用通信回線の各帯域をそれ
ぞれ別の中継器による帯域に設定するため、同一中継器
利用方式のようなテレビジョン信号と連絡信号の混変調
歪による劣化が生じない。したがって、テレビジョン信
号用中継器は飽和領域で動作させることができるので、
衛星通信用地球局のアンテナは同一中継器利用方式に比
べて小さくすることができるという利点を有する。

しかしながら、この方式の地球局は、テレビジョン信号
と連絡信号について電力増幅器を共用した場合には両者
の３次混変調歪成分が別の通信回線に割当てられた周波
数帯域に落込むため、別個電力増幅器を準備する必要が
ある。

このため、同方式の地球局は、第８図に示すように、連
絡回線送信周波数変換器３０、連絡回線電力増幅器３１
Ｓ電力合成器３２、連絡回線受信周波数変換器３３が同
一中継器利用方式に比べて余分に設けられている。この
場合、電力増幅器は地球局全体の構成中で重量、消費電
力の占めるウェイトが大きいので、小型、軽量、低消費
電力が運用上きびしく要求される移動局（車載局及び分
割して運搬・展開が可能な可搬局）を利用する通信系で
は同方式を実現する上で大きな障害となっている。

（発明が解決しようとする問題点） 以上述べたように、従来の実用に供されている衛星通信
方式では、以下のような問題を有している。

（１）　　同一中継器利用方式では、中継器を周波数分
割して利用することによって生じる中継器の非直線性に
よる信号劣化を避けるため、中継器を飽和領域から下げ
て動作させなければならない。このため、衛星からの送
信電力が低下するので、これを補償するために受信地球
局の空中線を大きくする必要がある。

（２）　　個別中継器利用方式では、テレビジョン信号
に関しては中継器を単一信号で専有するので中継器を飽
和領域で動作させることができ、衛星の送信電力を下げ
る必要がないため、受信地球局の空中線を小さくするこ
とができる。しかしながら、送信地球局はテレビジョン
信号と連絡信号とで個別に電力増幅器、電力合成器等を
／＄備する必要があり、重量、消費電力の増加を招いて
いる。

この発明は上記のような問題を解決するためになされた
もので、電力増幅器、電力合成器を個々の信号に対して
設けることなくかつ送信電力の低下を招くことなく、個
別に中継器を利用することができ、これによって送信側
、受信側とも小型のアンテナを使用することができ、移
動地球局に好適な衛星通信方式を提供することを目的と
する。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 上シ己目的を達成するためにこの発明に係る衛星通信方
式は、通信衛星による中継器を通じて地球局間で映像信
号のベースバンドに音声信号を重畳してなるテレビジョ
ン信号及び連絡信号を送受信するものにおいて、前記通
信衛星に設けられ前記テレビジョン信号を中継する第１
の中継器と、前記通信衛星に設けられ前記連絡信号を中
継する第２の中継器と、前記地球局に設けられ前記テレ
ビジョン信号の送信中には前記連絡信号を映像信号のベ
ースバンドに重畳して前記第１の中継器へ送信し、テレ
ビジョン信号送信停止時には前記連絡１２号をテレビジ
ョン信号の送信系に入力し該送信系の送信周波数を切換
えて第２の中継器へ送信する送信切換手段と、前記地球
局に設けられ前記テレビジョン信号送信中の地球局と通
信するとき前記第１の中継器から送られてくるテレビジ
ョン信号を受信して該テレビジョン信号から映像信号の
ベースバンドに重畳される連絡信号を分離し、前記テレ
ビジョン信号送信停止中の地球局と通信するとき前記第
２の中継器から送られてくる連絡信号を前記テレビジョ
ン信号の受信系で受信する受信切換手段とを具備して構
成される。

（作用） 上記構成による衛星通信方式は、テレビジョン信号送信
時には連絡信号を映像信号のベースバンドに重畳して送
信して第１の中継器を通じて他の地球局へ送り、テレビ
ジョン信号送信停止時には連絡信号をテレビジョン信号
の送信系に入力し、この送信系の送信周波数を切換えて
送信し、第２の中継器を通じて他の地球局へ送るので、
地球局においてテレビジョン信号と連絡信号とで個別に
電力増幅器、電力合成器等を阜備する必要がなく、重量
、消費電力の低減を図ることができる。また、中継器を
周波数分割せず、個別に有するため、中継器の非直線性
による信号劣化が少なく、中継器を飽和領域から下げて
動作させる必要もなく、受信地球局の空中線は小さくて
よい。

（実施例） 以下、第１図を参照してこの発明の一実施例を説明する
。

第１図はこの発明に係る衛星通信地球局の構成を示すも
のである。第１図において第５図及び第８図と同一部分
には同一符号を付して示し、ここでは異なる部分につい
て述べる。

まず、送信系において、連絡回線変調器２０で変、凋さ
れた連絡信号は第１の切換スイッチ３４によって前記連
絡回線周波数変換器２１またはテレビジョン信号送信系
の多重化器１２に選択的に送られるようになっている。

また、送信周波数変換器１６には第２の切換スイッチ４
２によってＦＭ変調器１３から出力されるテレビジョン
信号または連絡回線周波数変換器２１から出力される連
絡信号が選択的に入力されるようになっている。さらに
、前記連絡回線復調器２９には第３の切換スイッチ４３
によって連絡回線受信周波数変換器３３から出力される
連絡信号または多重分離器２６から出力されるテレビジ
ョン（を号か選択的にベカされるようになっている。

二こで、上記第１乃至第３の切換スイッチ３４〜３０は
、それぞれ地球局がテレビジョン信号を送信している期
間は全て接点ａ側に倒され、また地球局がテレビジョン
信号の送信を休止して連絡回線による交信のみを行なっ
ている期間は設定す側に倒されるものとする。

上記構成において、以下その動作について説明する。

まず、テレビジョン信号の送信中に連絡信号を送出する
場合について述べる。この連絡信号は連絡回線変調器２
０で変１週された後、第１の切換スイッチ３４に送られ
る。この第１の切換スイッチ３４はテレビジョン信号送
信時には接点ａ側に倒されているので、変調された連絡
信号は多重化器１２に送うレ、映像信号のベースバンド
に音声変調信号と共に多重化される。

このテレジョン映像及び音声信号、連絡信号が多重化さ
れた信号は、ＦＭ変調器１３でＦＭ変調され、さらに第
２の切換スイッチ４２を介して送信周波数変換器１６で
マイクロ波帯の周波数に変換された後、電力増幅器１７
で所定の電力まで増幅され、アンテナ１９を介して衛星
に向けて送出される。したがって、地球局がテレビジョ
ン信号を送信している期間では、連絡信号はテレビジョ
ン信号にベースバンドで多重化されているので、電力増
幅器１７はテレビジョン信号側と連絡回線とで共用され
ることになる。しかしながら、従来の同一中継器利用方
式と異なり、中継器を通る搬送波が１波であるため、中
継器の動作点を下げる必要は全くない。

一方、地球局がテレビジョン信号の送信を休止している
期間では、第１及び第２の切換スイッチ３４、３５は共
に接点す側に倒されているので、送信周波数変換器１６
、電力増幅器１７は連絡回線用送信器として動作するテ
レビジョン信号と連絡回線信号では、伝送帯域幅が異な
るため、それに応じて送信電力を変える必要があるが、
これは通常の衛星通信地球局の電力増幅器１７に備わっ
ている送信電力制御器を制御して行なう。

連絡回線の受信系については、テレビジョン信号の送信
を行なっている局と交信する場合、連絡信号がテレビジ
ョン信号のベースバンドに重畳されているので、第３の
切換スイッチ４３を接点ａ側に倒して多重分離器２６で
連絡信号を分離抽出すればよい。また、テレビジョン信
号の送信を行なっていない局と交信する場合には、連絡
信号はそのまま送信されてくるので、第３の切換スイッ
チ４３を接点す側に倒して連絡回線受信周波数変換器３
３で得られる連絡信号を導出するようにすればよい。

したがって、上記構成による衛星通信方式によれば、従
来の個別中継器利用方式の衛星通信地球局が２系統につ
いて電力増幅器を具備する必要があるという欠点を是正
し、かつ同一中継器利用方式の欠点である衛星中継器の
送信電力の低下を防止することができる。このため、送
信側、受信側共アンテナに小型のものを使用することが
でき、またその構成も簡単であることから、移動地球局
にとっては極めてを効なものとなる。

ここで、上記実施例では、テレビジョン信号の音声信号
と連絡信号をそれぞれ別の副搬送波として映像信号のベ
ースバンドに多重化したが、この方式ではベースバンド
の帯域が広がってしまうことになる。これを改善するた
めには、連絡信号を音声信号の副搬送波として重畳すれ
ばよい。第２図にその構成を示す。尚、第２図において
第１図と同一部分には同一符号を付して示す。

すなわち、送信側では、切換スイッチ３７、副搬送波変
調器３８、多重化器３９を設け′、テレビジョン信号送
信時には切換スイッチ３８．３５を接点ａ側に倒して連
絡信号を副搬送波変調器３８に導出し、この変調器３８
によって連絡信号を副搬送波で変調した後、多重化器３
９で音声信号に重畳する。テレビジョン信号送信停止時
には切換スイッチ３８．３５を接点す側に倒して連絡信
号を連絡信号変調器２０に導出し、以下上記実施例と同
様に連絡信号周波数変換器２１、切換スイッチ３５を介
して送信周波数変換器１Ｂへ送るようにしている。

一方、受信側では切換スイッチ４０、副搬送波復調器４
１、多重分離器４２を設け、テレビジョン信号送信地球
局からの連絡信号を受信する場合には、切換スイッチ４
０を接点ａ側に切換えて、多重分離器４２で分離される
連絡信号を副搬送波復調器４［で復調して取出す。また
、テレビジョン信号を送信していない地球局からの連絡
信号を受信する場合には、切換スイッチ４０を接点す側
に切換えて、連絡信号復調器２９で復調される連絡信号
を取出すようにしている。

ところで、衛星通信方式ではテレビジョン信号における
音声信号を高品位化するため、ＰＣＭ信号に変換して通
信することが考えられているが、この場合には第３図に
示すように構成することによって連絡信号も高品位化し
て通信することかできる。第３図において第１図と同一
部分には同一符号を付して示す。

すなわち、送信側では、音声信号は音声符号化器４３に
よってデジタル信号に変換され、多重器４４を介してデ
ジタル変調器４５でデジタル変調された後、多重器１２
によって映像信号に重畳される。このようなテレビジョ
ン信号送信系に対し、連絡信号送信系は連絡信号符号化
器４６、切換スイッチ４７、デジタル変調器４８、連絡
信号周波数変換器２１で構成される。ここで、テレビジ
ョン信号送信時には切換スイッチ４７．３５は接点ａ側
に倒される。このため、連絡信号は連絡信号符号化器４
６によってデジタル信号に変換された後、切換スイッチ
４７を介して多重化器４４に送られ、デジタル音声信号
に重畳される。また、テレビジョン信号送信停止時には
切換スイッチ４７．３５は接点す側に倒され、これによ
ってデジタル連絡信号は切換スイッチ４７を介してデジ
タル変調器４８でデジタル変調され、連絡信号周波数変
換器によって周波数変換された後、切換スイッチ３５を
介して送信周波数変換器１６に送られる。

一方、受信側では、多重分離器２６で分離されたデジタ
ル音声信号はデジタル復調器４９によって復調された後
、多重分離器５０でデジタル連絡信号が分離され、音声
復号化器５１で元のアナログ信号に変換して取出すよう
にしている。このようなテレビジョン信号受信系に対し
、連絡信号受信系では、デジタル復号器５２、切換スイ
ッチ５３、連絡信号復号化器５４が設けられている。ま
ず、テレビジョン信号送信地球局からの連絡信号を受信
する場合には、切換スイッチ５２を接点ａ側に切換えて
、多重分離器５０で分離されるデジタル連絡信号を連絡
信号復号化器５４に送り、元のアナログ信号に変換して
取出す。また、テレビジョン信号送信停止中の地球局か
らの連絡信号を受信する場合には、切換スイッチ５３を
接点す側に切換えて、デジタル復調器５２で復調される
デジタル連絡信号を連絡信号復号化器５４に送り、元の
アナログ信号に変換して取出すようにしている。

また、第３図においては、デジタル化された連絡信号を
デジタル音声信号に重畳する例を示したが、前記デジタ
ル化された連絡信号をテレビジョン映像信号の垂直また
は水平ブランキング期間に重畳する方法も実現可能であ
る。

この場合、送信側では第３図の切換スイッチ４７の接点
ａは多重化器１２に直接接続される。また、受信側では
切換スイッチ５３の接点ａ側が多重分離器２６に直接接
続される。

いずれの実施例も連絡信号の送受信のために送信周波数
変換器、電力増幅器、受信周波数変換器等が不要であり
、特に大型のアンテナが不要であり、移動地球局には極
めて有用なものである。

また、前記実施例はいずれも連絡回線が１つの場合につ
いて示したが、複数の連絡回線を具備する衛星通信方式
もこの発明を適用可能である。

すなイつち、第１図に示した第１の実施例の場合、連絡
信号変１月器２０、切換スイッチ３４、連絡信号復調器
２９、切換スイッチ３６を必要回線数に応じて設けるこ
とにより実現できる。

また、第２図に示した第２の実施例の場合は、テレビジ
ョン音声信号に多重化する連絡回線副搬送波を１（数代
することにより実現できる。すなわち、第２図において
、切換スイッチ３７、副搬送波変調器３８、連絡信号変
調器２０、連絡信号復調器２９、副搬送波復調器４１、
切換スイッチ４０を必要回線数に応して設ければよい。

また、第３図に示す第３の実施例の場合は、連絡信号符
号化器４Ｇ、連絡信号複合化器５４を必要回線数に応じ
て設けることにより実現できる。

［発明の効果コ 以上のようにこの発明によれば、電力増幅器、電力合成
器を個々の信号に対して設けることなくかつ衛星の同一
中継器をテレビジョン信号回線と業務用連絡回線で周波
数分割多重して利用することにより生じる衛星中継器の
送信電力の低下を招くことなく、個別に中継器を利用す
ることができ、これによって送信側、受信側とも小型の
アンテナを使用することができ、移動地球局に好適な衛
星通信方式を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る衛星通信方式の一実施例の地球
局の構成を示すブロック図、第２図及び第３図はそれぞ
れこの発明に係る他の実施例を示すブロック図、第４図
は従来の衛星通信方式の同一中継器利用方式の周波数配
置例を示す特性図、第５図は同方式の地球局の構成を示
すブロック図、第６図は同方式の衛星中継器の非直線性
によって生しる混変調歪成分について説明するための特
性図、第７図は従来の衛星通信方式の個別中継器利用方
式の周波数配置例を示す特性図、第８図は同方式の地球
局の構成を示すブロック図である。 １１・・・音声変調器、１２・・・多重化器、１３・・
・ＦＭ変調器、１６・・・送信周波数変換器、１７・・
・電力増幅器、１８・・・送受分波器、１９・・・アン
テナ、２０・・・連絡信号変調器、２１・・・連絡信号
周波数変換器、２２・・・低雑音増幅器、２３・・・受
信周波数変換器、２４・・・分配器、２５・・・ＦＭ復
調器、２Ｂ・・・多重化器、２７・・・音声復号器、２
８・・・連絡信号受信周波数変換器、２９・・・連絡信
号復号器、３４．３５．３８．３７．４０．４７．５３
・・・切換スイッチ、３８・・・副搬送波変調器、３９
・・・多重化器゛、４１・・・副搬送波復調器、４２・
・・多重化器、４３・・・音声符号化器、４４・・・多
重化器、４５・・・デジタル変調器、４６・・・連絡信
号符号化器、４８・・・デジタル変調器、４９・・・デ
ジタル復調器、５０・・・多重化器、５１・・・音声復
号化器、５２・・・デジタル復調器、５４・・・連絡信
号復号化器。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第４図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）通信衛星による中継器を通じて地球局間で映像信
   号のベースバンドに音声信号を重畳してなるテレビジョ
   ン信号及び連絡信号を送受信する衛星通信方式において
   、前記通信衛星に設けられ前記テレビジョン信号を中継
   する第１の中継器と、前記通信衛星に設けられ前記連絡
   信号を中継する第２の中継器と、前記地球局に設けられ
   前記テレビジョン信号の送信中には前記連絡信号を映像
   信号のベースバンドに重畳して前記第１の中継器へ送信
   し、テレビジョン信号送信停止時には前記連絡信号をテ
   レビジョン信号の送信系に入力し該送信系の送信周波数
   を切換えて第２の中継器へ送信する送信切換手段と、前
   記地球局に設けられ前記テレビジョン信号送信中の地球
   局と通信するとき前記第１の中継器から送られてくるテ
   レビジョン信号を受信して該テレビジョン信号から映像
   信号のベースバンドに重畳される連絡信号を分離し、前
   記テレビジョン信号送信停止中の地球局と通信するとき
   前記第２の中継器から送られてくる連絡信号を前記テレ
   ビジョン信号の受信系で受信する受信切換手段とを具備
   する衛星通信方式。
2. （２）前記送信切換手段は連絡信号を副搬送波で変調し
   て送信すべき音声信号に重畳する手段を備え、前記受信
   切換手段は受信した音声信号から副搬送波を分離して連
   絡信号を復調する手段を備えることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の衛星通信方式。
3. （３）前記送信切換手段は連絡信号をデジタル信号に変
   換して送信すべきデジタル音声信号に重畳する手段を備
   え、前記受信切換手段は受信したデジタル音声信号から
   デジタル連絡信号を分離してさらにアナログ信号に変換
   する手段を備えることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の衛星通信方式。
4. （４）前記送信切換手段は、連絡信号をデジタル信号に
   変換して送信すべきテレビジョン映像信号の垂直または
   水平ブランキング期間に重畳する手段を備え、前記送信
   切換手段は受信したテレビジョン映像信号からデジタル
   連絡信号を分離してさらにアナログ信号に変換する手段
   を備えることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   衛星通信方式。