WO2021199217A1 - 衛星通信システムにおける送信電波確認方法、可搬局装置および送信電波確認プログラム - Google Patents

衛星通信システムにおける送信電波確認方法、可搬局装置および送信電波確認プログラム Download PDF

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WO2021199217A1
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polarization
satellite
station device
control signal
signal
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PCT/JP2020/014704
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原田　耕一
正樹 嶋
柴山　大樹
山下　史洋
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日本電信電話株式会社
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
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    • H04B7/15—Active relay systems
    • H04B7/185—Space-based or airborne stations; Stations for satellite systems
    • H04B7/1851—Systems using a satellite or space-based relay
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/14—Relay systems
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    • H—ELECTRICITY
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    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
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    • H04B7/15—Active relay systems
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    • H04B7/18528—Satellite systems for providing two-way communications service to a network of fixed stations, i.e. fixed satellite service or very small aperture terminal [VSAT] system
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    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Definitions

  • the present invention relates to a technique for confirming a transmitted radio wave when a portable earth station device is initially connected to a communication satellite in a satellite communication system when it is impossible to contact a satellite communication operator due to a wide-area large-scale disaster or the like.
  • the VSAT (Very Small Aperture Terminal) system is known as a satellite communication system equipped with a portable earth station device.
  • the VSAT system uses a portable small VSAT earth station device equipped with an ultra-small aperture antenna, and can communicate from a place where a communication satellite can be captured, so that it is used for securing communication in the event of a disaster.
  • a portable earth station device referred to as a portable station device
  • UAT uplink access test
  • the operator of the portable station device adjusts the transmission level and the polarization angle of the portable station device while receiving instructions from the operator of the satellite operator using a mobile phone or a satellite mobile phone (for example).
  • a mobile phone or a satellite mobile phone for example.
  • the transmission level of the test signal (UAT signal) transmitted from the portable station device by the control station device that controls the setting and operation of the entire system such as a plurality of portable station devices and base station devices constituting the satellite communication system.
  • Operation of the portable station equipment by monitoring the polarization angle, etc. and remotely adjusting the transmission level and polarization angle of the portable station equipment using a dedicated control line (CSC (Common Signaling Channel) line).
  • CSC Common Signaling Channel
  • the present invention is a transmission radio wave in a satellite communication system that can complete UAT by receiving and confirming a signal transmitted by a portable station device by satellite return even when UAT with a satellite communication operator cannot be performed. It is an object of the present invention to provide a confirmation method, a portable station device, and a transmission radio wave confirmation program.
  • the present invention is a transmission radio wave confirmation method in a satellite communication system including a portable station device, wherein the portable station device is used as a communication satellite with a first polarization of a specified transmission level for a test signal and a control signal.
  • the test signal and the control signal received at the satellite return meet the predetermined conditions by starting the transmission of the test signal and the control signal at a transmission level lower than the predetermined value. It is characterized in that the control process of raising the transmission level to a predetermined value is executed while confirming the above.
  • a transmission unit that transmits a test signal and a control signal to a communication satellite with a first polarization of a specified transmission level, and a transmission unit from the communication satellite to the first polarization.
  • the receiving unit that receives the test signal and the control signal transmitted by folding back at the second polarization orthogonal to the polarization of 1 and the test signal and the control signal of the first polarization are predetermined.
  • the transmission level is determined in advance by starting the transmission at a transmission level lower than the above value and checking whether the test signal and the control signal received by the satellite return meet the predetermined conditions. It is characterized by having a control unit that raises the value to the specified value.
  • the transmitted radio wave confirmation program of the present invention is characterized in that the computer executes the process executed by the transmitted radio wave confirmation method.
  • the transmitted radio wave confirmation method, the portable station device, and the transmitted radio wave confirmation program in the satellite communication system according to the present invention receive the signal transmitted by the portable station device by satellite return even when UAT with the satellite communication carrier cannot be performed. UAT can be completed by confirming.
  • FIG. 1 shows an example of the satellite communication system 100 according to the present embodiment.
  • the portable station device 101 functions as a master station device corresponding to the control station device and the base station device of the normal VSAT system
  • the portable station device 102 is a slave station corresponding to the VSAT earth station device of the normal VSAT system. It is a device.
  • the portable station device 101 of the master station device and the portable station device 102 of the slave station device construct a private network by PP communication or P-MP communication, and do not have an operation system by a control station device or the like.
  • the satellite communication system 100 has a configuration. For example, in the satellite communication system 100 of FIG.
  • the slave station device (portable station device 102) is a master station synchronized with a control signal transmitted from the master station device (portable station device 101) via the communication satellite 103. Communicate with the device. Even when there are a plurality of slave station devices similar to the portable station device 102, communication can be performed under the control of the master station device in the same manner.
  • the satellite communication system 100 includes a plurality of portable earth station devices (in FIG. 1, the portable station device 101 and the portable station device 102), and is used as long as it can be captured by the communication satellite 103. Because it can be done, it is effective for securing communication in the event of a disaster.
  • an uplink access test UAT
  • UAT is performed to confirm that the satellite acquisition status and transmission output are appropriate without affecting other satellite communication users. It is necessary to perform a confirmation adjustment work called.
  • UAT is performed at the initial operation, and if the consent of the satellite operator is obtained, it is not necessary to perform UAT at the subsequent operation, but the portable station device is used.
  • FIG. 2 shows a configuration example in the case of a normal UAT, and in a normal satellite communication system 800 including a portable station device 801, a base station device 802, a communication satellite 803, and a satellite operator 804, the portable station device
  • the operator of the portable station device 801 adjusts the transmission level and polarization angle of the UAT signal (test signal) while the operator of the 801 communicates with the operator of the satellite operator 804 by mobile phone or satellite mobile phone.
  • FIG 3 shows another configuration example in the case of a normal UAT, and when the operation is performed without an operator of the portable station device 801, the operator of the control station device 805 is in contact with the operator of the satellite operator 804.
  • the portable station device 801 was remotely controlled by the control signal (CSCO signal) from the base station device 802, and the transmission level and polarization angle of the UAT signal transmitted by the portable station device 801 were adjusted.
  • CSCO signal control signal
  • the satellite communication system 100 even if UAT cannot be performed with a satellite communication carrier due to a wide area large-scale disaster or the like, one of a plurality of portable station devices.
  • the control signal can be received by the return of the communication satellite 103, and adjustment and confirmation similar to those of a normal UAT can be performed.
  • the UAT includes two confirmation processes, a process of confirming the UAT signal and a process of confirming the control signal, and when each signal meets a predetermined condition, the UAT is completed and the operation is started.
  • NS Since the portable station device 101 saves the UAT result together with the antenna direction and the polarization angle state when the UAT is completed, it can be used as evidence that the portable station device 101 has started operation based on an appropriate UAT result. can.
  • the portable station device 101 that operates as a master station device performs UAT after the adjustment of the antenna direction toward the communication satellite 103 is completed for each operation, but the portable station device 102 that operates as a slave station device 102.
  • UAT is performed by the conventional method at the time of initial operation (when the device is used for the first time), it is sufficient to adjust the antenna direction at the next operation. It is not necessary to carry out UAT for each operation.
  • the portable station device 102 is a normal VSAT earth station, receives a control signal (CSCO signal) transmitted by the portable station device 101 of the master station device instead of the base station device 802, and receives a beacon of the communication satellite 103.
  • the antenna direction is adjusted by the signal and the control signal of the portable station device 101, and the operation can be performed without UAT.
  • the portable station device 101 transmits a UAT signal and a control signal (CSCO signal) as a master station device to the communication satellite 103 after the adjustment of the antenna direction is completed. Since the communication satellite 103 returns each signal received from the portable station device 101 after frequency conversion and transmits it to the ground, the portable station device 101 returns the UAT signal and the control signal transmitted by itself by returning the communication satellite 103. It can be received and the adjustment confirmation similar to that of a normal UAT can be performed.
  • the uplink line from the ground to the satellite for example, 14 GHz band
  • the downlink line from the satellite to the ground for example, 12 GHz band
  • Each portable station device transmits a UAT signal and a control signal tailored to the satellite operator using a channel assigned in advance by the satellite operator. For example, polarization (V polarization transmission, etc.), frequency (f1 GHz, etc.), level ( ⁇ dBm, etc.) and the like are determined as information on the UAT signal combined with the satellite operator in advance. Similarly, as control signal information previously combined with the satellite operator, polarization (V polarization transmission), center frequency (f1 GHz, etc.), band (xxkHz, etc.), level ( ⁇ dBm, etc.), radio wave type (xxK0G1D, etc.) Etc. have been decided.
  • FIG. 4 shows an example of the Ku-BAND uplink channel.
  • the vertical axis indicates the level (dBm) and the horizontal axis indicates the frequency (GHz).
  • dBm level
  • GHz frequency
  • FIG. 4 shows an image of a UAT signal and a control signal
  • a predetermined band is similarly assigned to a communication signal (communication of user data such as a telephone call).
  • the uplink radio wave transmitted from the portable station device 101 to the communication satellite 103 is, for example, 14 GHz V-polarized wave, and is turned back by the communication satellite 103 and transmitted to the portable station device 101. It is assumed that the radio wave of the link has H polarization of 12 GHz, for example.
  • the signal transmitted or received between the ground and the satellite has a different user for each polarization even if the frequency is the same, correct polarization adjustment is important.
  • FIG. 5 shows a configuration example of the portable station device 101 (master station device).
  • the portable station device 101 includes an antenna (ANT) 200, a partial demultiplexer (OMT (V / H)) 201, a transmission / reception demultiplexer (TX / RX) 202, a transmitter (BUC) 203, and a low noise amplifier (LNB). It has a -V) 204, a low noise amplifier (LNB-H) 205, a distributor (DIV) 206, a modulator / demodulator (MODEM) 207, an antenna drive unit 208, and an automatic capture control unit 209.
  • FIG. 5 shows an example in which the transmission system has V polarization and the reception system has H polarization in opposite directions.
  • the polarization in the facing direction is polarization with respect to the traveling direction of the radio wave, and in the present embodiment, the V polarization of the radio wave transmitted from the portable station device 101 to the communication satellite 103 is in the facing direction.
  • the radio waves transmitted from the communication satellite 103 to the portable station device 101 have H polarization in the opposite direction.
  • the V polarization corresponds to the first polarization
  • the H polarization orthogonal to the V polarization corresponds to the second polarization.
  • the ANT 200 is an antenna such as a parabolic dish, has an antenna drive mechanism for adjusting the direction by controlling the antenna drive unit 208, and transmits and receives radio waves to and from the communication satellite 103.
  • ANT is an abbreviation for ANTenna.
  • the OMT (V / H) 201 is a demultiplexer that separates a V-polarized signal and an H-polarized signal, and functions in both transmission and reception. For example, the signal received by the ANT200 is output to the TX / RX202 and the LNB-V204, and the signal transmitted from the TX / RX202 is output to the ANT200.
  • OMT is an abbreviation for Ortho Mode Transducer.
  • TX / RX202 is a transmission / reception demultiplexer that separates a transmission signal and a reception signal.
  • BUC203 is a transmitter that integrates, for example, a function of frequency-converting a 1.2 GHz band signal output by MODEM 207 into a 14 GHz band and a high power amplification function.
  • BUC is an abbreviation for Block Up Converter.
  • the LNB-V204 is a low-noise amplifier that has a function of amplifying a V-polarized 12 GHz band signal received by the ANT200 with low noise and further converting the frequency to, for example, a 1.2 GHz band.
  • LNB is an abbreviation for Low Noise Block converter.
  • the LNB-H205 is a low-noise amplifier that has a function of amplifying an H-polarized 12 GHz band signal received by the ANT200 with low noise and further converting the frequency to, for example, a 1.2 GHz band.
  • the ANT200 to LNB-V204 and LNB-H205 correspond to the receiving unit.
  • DIV206 is a distributor that divides the input signal into two and outputs it. DIV is an abbreviation for DIVider.
  • MODEM 207 is a modulation / demodulation device, for example, which modulates and transmits a data signal at a communication speed of 384 kbit / s, receives a modulated signal at a communication speed of 1.5 Mbit / s, and demodulates the data signal.
  • MODEM is an abbreviation for MOdulator-DE Modulator.
  • MODEM 207 and BUC 203 to ANT 200 correspond to the transmission unit.
  • the antenna drive unit 208 operates the antenna drive mechanism of the ANT 200 based on the command of the automatic capture control unit 209, and adjusts the three directions of the azimuth angle, the elevation angle, and the polarization angle.
  • the azimuth is the angle from true north to the east (corresponding to longitude) about the antenna
  • the elevation angle is the angle from the horizontal plane to the upper side
  • the polarization angle is the angle between the horizontal plane and the polarization plane of the incoming radio wave.
  • the automatic acquisition control unit 209 has a computer function for executing a program stored in advance by the control unit 301, and executes automatic acquisition of the communication satellite 103 and adjustment confirmation during operation.
  • the automatic capture control unit 209 controls the transmission level of the BUC 203 of the portable station device 101, controls the modulation / demodulation process of the MODEM 207, controls the antenna drive unit 208, and the like.
  • the automatic acquisition control unit 209 includes a control unit 301, a direction sensor 302, a position sensor 303, MON-H304, MON-V305, and a satellite DB 306.
  • the control unit 301 operates based on a program stored in advance, and cooperates with each unit of the direction sensor 302, the position sensor 303, the MON-H304, the MON-V305, and the satellite DB306, and the antenna direction by the antenna drive unit 208. And carry out UAT.
  • the control unit 301 also adjusts the transmission level of the BUC 203, controls the MODEM 207 (transmits a CW (Continuous Wave), specifies a modulation / demodulation method, etc.).
  • the azimuth sensor 302 is a sensor that measures the azimuth angle (east longitude) of the ANT200.
  • the azimuth sensor 302 measures the current azimuth angle of the ANT 200 obtained from the antenna driving unit 208 based on the information obtained from the compass or the like.
  • the azimuth corresponds to longitude.
  • the position sensor 303 is a sensor that measures the installation location (latitude / longitude) of the portable station device 101.
  • GPS Global Positioning System
  • the position sensor 303 is a sensor that measures the installation location (latitude / longitude) of the portable station device 101.
  • GPS Global Positioning System
  • the MON-H304 is composed of a measuring device (for example, a spectrum analyzer) capable of measuring the reception level and frequency, and measures the reception level and frequency of the H-polarized signal output from the DIV 206.
  • a measuring device for example, a spectrum analyzer
  • the MON-V305 is composed of a measuring instrument (for example, a spectrum analyzer) capable of measuring the reception level and frequency, and obtains the reception level and frequency of the V-polarized signal output from the LNB-V204. taking measurement.
  • a measuring instrument for example, a spectrum analyzer
  • the satellite DB 306 is a database composed of storage media such as a hard disk and memory. For example, as satellite information of a plurality of communication satellites including the communication satellite 103, position information (east longitude, etc.) of each satellite, beacon signal information (polarization, frequency, etc.) and the like are stored. Further, the satellite DB 306 contains UAT signal information (polarization, frequency, level, etc.) previously matched with the satellite operator, and control signal information (polarization, center frequency, band, level, etc.) previously matched with the satellite operator. The radio wave model, etc.) is also stored.
  • UAT signal information polarization, frequency, level, etc.
  • control signal information polarization, center frequency, band, level, etc.
  • the satellite communication system 100 is mainly a technique related to UAT performed after the adjustment of the antenna direction is completed, a detailed description of the antenna direction adjustment method will be omitted, but the control unit of the automatic acquisition control unit 209 will be omitted.
  • the 301 measures the installation location (latitude and longitude) of the ANT 200 acquired from the position sensor 303 and the orientation (east longitude) of the ANT 200 acquired from the orientation sensor 302, and the antenna drive unit 208 measures the azimuth angle, elevation angle, and deviation of the ANT 200.
  • the three directions of the wave angle are controlled, and the ANT 200 is adjusted so as to be in the direction of the target communication satellite (communication satellite 103) stored in the satellite DB 306.
  • the portable station device 101 can adjust the antenna direction and perform UAT as the master station device based on the program stored in advance in the control unit 301 of the automatic acquisition control unit 209. can.
  • FIG. 6 shows a configuration example of the portable station device 102 (slave station device).
  • the portable station device 102 of the slave station device includes an antenna (ANT) 400, a demultiplexer (OMT (V / H)) 401, a transmitter (BUC) 402, a low noise amplifier (LNB-H) 403, and a modulation / demodulation device. It has (MODEM) 404, an antenna drive unit 405, and an automatic capture control unit 406.
  • FIG. 6 shows an example in which the transmission system has V polarization and the reception system has H polarization in the opposite direction.
  • the portable station device 102 has the same configuration as the normal portable station device 801 and communicates with the base station device 802 to establish synchronization and transmits / receives communication signals.
  • the base station device 802 does not function due to a wide area disaster or the like, it is connected to another portable station device (in this embodiment, the portable station device 101) that operates as a master station device instead of the base station device 802. It is possible to communicate control signals to establish synchronization and send and receive communication signals.
  • the portable station device 102 which is a slave station device, performs a remote UAT with the master station device (portable station device 101) at the time of introduction, and if the consent of the satellite operator is obtained, the next operation is performed. From time to time, the implementation of UAT is exempted by synchronizing with the control signal (CSCO signal) from the master station device after the automatic direction adjustment of the antenna.
  • CSCO signal control signal
  • the ANT400, OMT (V / H) 401, BUC402, LNB-H403, MODEM404 and the antenna drive unit 405 are the ANT200, OMT (V / H) 201, BUC203, LNB-H205, MODEM207 described with reference to FIG. And has the same function as the antenna drive unit 208.
  • the automatic capture control unit 406 includes a control unit 501, a direction sensor 502, and a position sensor 503.
  • the directional sensor 502 and the position sensor 503 have the same functions as the directional sensor 302 and the position sensor 303 of the automatic capture control unit 209 described with reference to FIG.
  • the purpose of the control unit 501 is to store the direction of the ANT 400 in advance based on the installation location (latitude and longitude) of the ANT 400 acquired from the position sensor 503 and the current direction (longitude) of the ANT 400 acquired from the azimuth sensor 502.
  • the three directions of the azimuth, elevation, and polarization angle of the ANT 400 to be adjusted are calculated so as to be the direction of the communication satellite 103, and the direction of the ANT 400 is adjusted by the antenna drive unit 405.
  • the control unit 501 receives a control signal (CSCO signal) from the portable station device 101 of the master station device via MODEM 404, and establishes synchronization.
  • CSCO signal control signal
  • the portable station device 102 of the slave station device establishes the adjustment of the antenna direction and the synchronization with the portable station device 101 of the master station device, and the portable station device 101 or another portable station. Communication with the device is possible.
  • FIG. 7 shows an example of the confirmation and adjustment processing of the UAT signal.
  • the process of FIG. 7 is performed between the portable station device 101 and the communication satellite 103, and is stored in advance in the control unit 301 of the automatic acquisition control unit 209 of the portable station device 101 shown in FIG. Is executed by.
  • step S101 the operator of the portable station device 101 completes the adjustment of the antenna direction.
  • the satellite communication system 100 according to the present embodiment is mainly a technique related to UAT performed after the antenna direction adjustment is completed, a detailed description of the antenna direction adjustment method will be omitted, but for example, the automatic acquisition control unit 209.
  • the control unit 301 is the target communication satellite 103 stored in the satellite DB 306 based on the installation location (latitude and longitude) of the ANT 200 acquired from the position sensor 303 and the current azimuth angle of the ANT 200 acquired from the azimuth sensor 302.
  • the three directions of the azimuth, elevation, and polarization angle of the ANT200 to be installed are calculated so as to be in the direction (longitudinal) of, and the direction of the ANT200 is adjusted by the antenna driving unit 208.
  • step S102 the control unit 301 of the portable station device 101 starts UAT.
  • step S103 the control unit 301 refers to the satellite DB 306, outputs CW from MODEM 207 at a predetermined frequency of the UAT signal, and outputs V from BUC 203 to the communication satellite 103 at a predetermined level lower than the specified level.
  • a polarized UAT signal is transmitted (transmission processing).
  • the communication satellite 103 frequency-converts the UAT signal transmitted from the portable station device 101, turns it back, and transmits it to the ground. At the time of folding back, the UAT signal is converted from V-polarized wave to H-polarized wave.
  • step S104 the control unit 301 receives the UAT signal of H polarization in the facing direction received from the communication satellite 103 in the return direction by the MON-H304 (reception processing), and the frequency of the UAT signal is predetermined. It is determined whether or not it is a frequency, and if the reception of the UAT signal at the specified frequency can be confirmed, the process proceeds to step S105, and if it cannot be confirmed, the process returns to step S103 and the same process is repeated until the UAT signal can be confirmed. .. If the UAT signal cannot be confirmed for a certain period of time, an error notification may be sent to the operator.
  • step S105 the control unit 301 controls the BUC 203 to raise the UAT signal to a specified level and transmit it to the communication satellite 103.
  • step S106 the portable station device 101 measures the reception level Cd of the H-polarized UAT signal in the opposite direction of the UAT signal received from the communication satellite 103 in the return direction.
  • step S107 the control unit 301 receives the leakage level of the UAT signal received from the communication satellite 103 in the reverse direction to the V polarization in the reverse direction by the MON-V305, and measures the leakage level Cx.
  • step S108 the control unit 301 calculates the cross polarization discrimination degree XPD according to the equation (1).
  • XPD Cd-Cx ... (1)
  • the control unit 301 determines whether or not the cross polarization discrimination degree XPD is equal to or higher than a predetermined threshold value (for example, XPD ⁇ 25 dB), and if XPD ⁇ 25 dB, the process proceeds to step S110, and XPD ⁇ In the case of 25 dB, it is determined that the adjustment of the antenna direction is incomplete, and the process proceeds to step S109 (control process).
  • a predetermined threshold value for example, XPD ⁇ 25 dB
  • step S109 the control unit 301 determines that the adjustment of the antenna direction is incomplete in step S108, so the antenna direction is readjusted, and the process returns to step S101 to execute the same process.
  • step S110 the control unit 301 controls MODEM207 and BUC203 to stop the transmission of the UAT signal (wave stop).
  • step S111 the control unit 301 confirms with the MON-H304 that the UAT signal received from the communication satellite 103 in return has stopped, and proceeds to the process of (A).
  • the portable station device 101 receives the UAT signal transmitted by the portable station device 101 itself by returning the communication satellite 103 even when UAT with the satellite communication carrier cannot be performed. , It is possible to confirm the adjustment of the transmission level and the polarization as in the case of a normal UAT. Here, since the portable station device 101 has completed the confirmation of the UAT signal, the control signal confirmation process is performed next.
  • FIG. 8 shows an example of the confirmation and adjustment processing of the control signal.
  • the process of FIG. 8 is performed between the portable station device 101 and the communication satellite 103, and is stored in advance in the control unit 301 of the automatic acquisition control unit 209 of the portable station device 101 shown in FIG. Is executed by.
  • the control unit 301 refers to the satellite DB 306, outputs a control signal (CSCO signal) previously applied to the satellite operator from the MODEM 207, and outputs a predetermined level lower than the operation level from the BUC 203 (a predetermined level (CSCO signal)).
  • CSCO signal control signal
  • the signal is transmitted to the communication satellite 103 in V polarization (transmission processing) at a level 10 dB lower than the operation level).
  • the communication satellite 103 frequency-converts the control signal transmitted from the portable station device 101, turns it back, and transmits it to the ground. At the time of turning back, the control signal is converted from V-polarized light to H-polarized wave.
  • step S113 the control unit 301 receives the control signal of H polarization in the facing direction received from the communication satellite 103 in the return direction by the MON-H304 (reception processing), and the frequency (center frequency) and band of the control signal. To measure.
  • step S114 the control unit 301 determines whether or not the frequency and band of the control signal measured in step S113 match the information (specified value) of the control signal applied to the satellite operator, and if they match. If yes, the process proceeds to step S115, and if they do not match, the process proceeds to step S122 (control process).
  • step S115 the control unit 301 measures the leakage level of the H polarization in the front direction to the V polarization in the opposite direction included in the signal received by the MON-H 304 from the communication satellite 103 in the return direction.
  • the V polarization control signal is not measured, but if the polarization adjustment is not performed accurately, the V polarization control signal is generated. It is measured.
  • step S116 the control unit 301 determines the presence or absence of the V polarization control signal in the reverse direction measured in step S115, and if there is no V polarization control signal, proceeds to the process of step S117 and proceeds to the process of V polarization. If there is a control signal, the process proceeds to step S122. If the level of the V-polarization control signal to be measured is less than a preset threshold value, it may be determined that there is no V-polarization control signal.
  • step S117 the control unit 301 determines whether or not the transmission level of the control signal being transmitted is lower than the operation level, and if the transmission level is less than the operation level, proceeds to the process of step S118, and the transmission level ⁇ . If it is an operation level, the process proceeds to step S119 (control process).
  • step S118 the control unit 301 controls the BUC 203 to raise the transmission level of the control signal by 2 dB and transmits it to the communication satellite 103, and returns to the process of step S113.
  • step S119 the control unit 301 receives the control signal of H polarization in the facing direction received from the communication satellite 103 in the return direction by the MON-H304, and receives the frequency (center frequency) and band of the operation level control signal. Make a measurement.
  • step S120 the control unit 301 determines whether or not the frequency and band of the operation level control signal measured in step S119 match the information (specified value) of the control signal applied to the satellite operator. If they match, the process proceeds to step S121, and if they do not match, the process proceeds to step S122 (control process).
  • step S121 the control unit 301 completes the UAT started in step S102 of FIG. 7, and obtains each measured value of the UAT signal measured in steps S106, S107, and S108 and each measured value of the control signal measured in step S119.
  • the evidence of UAT is saved in the satellite DB 306 and the operation is started (control processing).
  • step S122 when the control unit 301 determines NO in steps S114, S116 and S120, it controls MODEM207 and BUC203 to stop the transmission of the control signal (wave stop).
  • step S123 the control unit 301 confirms with the MON-H304 that the control signal received from the communication satellite 103 in return has stopped, and returns to the process (B) of FIG. 7 in order to re-execute the UAT.
  • the portable station device 101 returns the UAT signal and the control signal transmitted by the portable station device 101 itself to the communication satellite 103 even when UAT with the satellite communication operator cannot be performed.
  • the portable station device 101 according to the present embodiment gradually raises the transmission level of the control signal by 2 dB while confirming whether or not it matches the control signal information applied to the satellite operator. Operation can be started without affecting satellite communication users. Further, in the present embodiment, it is possible to measure both V-polarized light and H-polarized light by turning back the communication satellite 103, and confirm that the polarization in the opposite direction (back-polarized light) is not affected. can.
  • the program corresponding to the processing described with reference to FIGS. 7 and 8 may be executed on the computer.
  • the program may be recorded on a storage medium and provided, or may be provided through a network.
  • the transmission radio wave confirmation method, the portable station device, and the transmission radio wave confirmation program in the satellite communication system according to the present invention can be performed by the portable station even when UAT with the satellite communication carrier cannot be performed.
  • the UAT can be completed by receiving the UAT signal transmitted by the device by satellite loopback and confirming it.

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Abstract

可搬局装置を備える衛星通信システムにおける送信電波確認方法であって、可搬局装置は、テスト信号および制御信号を指定された送信レベルの第１の偏波で通信衛星に送信する送信処理と、通信衛星から第１の偏波に直交する第２の偏波で折り返して送信されるテスト信号および制御信号を受信する受信処理と、第１の偏波のテスト信号および制御信号を予め決められた値よりも低い送信レベルで送信を開始して、衛星折り返しで受信するテスト信号および制御信号が予め決められた条件に合致しているか否かを確認しながら、送信レベルを予め決められた値まで上げる制御処理とを実行する。これにより、衛星通信事業者とのＵＡＴが実施できない場合でも、可搬局装置が送信するＵＡＴ信号を衛星折り返しで受信して確認を行う事によりＵＡＴを完了することができる。

Description

衛星通信システムにおける送信電波確認方法、可搬局装置および送信電波確認プログラム
　本発明は、広域大規模災害などにより衛星通信事業者と連絡不能時の衛星通信システムにおいて、可搬型の地球局装置が通信衛星に初期接続する際の送信電波を確認する技術に関する。
　可搬型の地球局装置を備える衛星通信システムとして、ＶＳＡＴ（Very Small Aperture Terminal）システムが知られている。ＶＳＡＴシステムは、超小型の開口型アンテナを備える可搬型の小型のＶＳＡＴ地球局装置を用い、通信衛星が捕捉可能な場所から通信できるため、災害時の通信確保等に活用されている。しかし、可搬型の地球局装置（可搬局装置と称する）を設置する場合、運用開始前に、目的の通信衛星に対するアンテナ方向の調整後、正しいアンテナ方向で目的の通信衛星に接続されていることを確認するためのアップリンクアクセステスト（ＵＡＴ）の実施が必要である。従来のＵＡＴでは、可搬局装置の運用者が携帯電話や衛星携帯で衛星事業者のオペレータから指示を受けながら、可搬局装置の送信レベルおよび偏波角などの調整を行っていた（例えば、非特許文献１参照）。或いは、衛星通信システムを構成する複数の可搬局装置、基地局装置などシステム全体の設定や動作を制御する制御局装置が可搬局装置から送信されるテスト信号（ＵＡＴ信号）の送信レベルおよび偏波角などをモニタし、専用の制御回線（ＣＳＣ（Common Signalling Channel）回線）を用いて可搬局装置の送信レベルおよび偏波角を遠隔操作で調整することにより、可搬局装置の運用者を不要にするリモートＵＡＴが行われていた（例えば、特許文献１参照）。
特開２０１２－１７５２１７号公報
アップリンクアクセステスト手順（平成２１年１０月／スカパーＪＳＡＴ株式会社）
　従来技術では、広域大規模災害などにより衛星事業者のオペレータと連絡が取れない場合や、制御局装置によるリモートＵＡＴの機能を網羅していないシステムの場合、可搬局装置のＵＡＴの実施ができないという問題がある。ところが、広域大規模災害時における可搬局装置の運用は必要であり、衛星通信事業者とのＵＡＴが実施できない場合でも、他の無線通信利用者に影響を与えずに、衛星捕捉状態や送信出力などが適正であることを確認する技術が求められている。
　本発明は、衛星通信事業者とのＵＡＴが実施できない場合でも、可搬局装置が送信する信号を衛星折り返しで受信して確認を行うことによりＵＡＴを完了することができる衛星通信システムにおける送信電波確認方法、可搬局装置および送信電波確認プログラムを提供することを目的とする。
　本発明は、可搬局装置を備える衛星通信システムにおける送信電波確認方法であって、前記可搬局装置は、テスト信号および制御信号を指定された送信レベルの第１の偏波で通信衛星に送信する送信処理と、前記通信衛星から前記第１の偏波に直交する第２の偏波で折り返して送信される前記テスト信号および前記制御信号を受信する受信処理と、前記第１の偏波の前記テスト信号および前記制御信号を予め決められた値よりも低い送信レベルで送信を開始して、衛星折り返しで受信する前記テスト信号および前記制御信号が予め決められた条件に合致しているか否かを確認しながら、前記送信レベルを予め決められた値まで上げる制御処理とを実行することを特徴とする。
　また、本発明は、衛星通信システムで用いる可搬局装置において、テスト信号および制御信号を指定された送信レベルの第１の偏波で通信衛星に送信する送信部と、前記通信衛星から前記第１の偏波に直交する第２の偏波で折り返して送信される前記テスト信号および前記制御信号を受信する受信部と、前記第１の偏波の前記テスト信号および前記制御信号を予め決められた値よりも低い送信レベルで送信を開始して、衛星折り返しで受信する前記テスト信号および前記制御信号が予め決められた条件に合致しているか否かを確認しながら、前記送信レベルを予め決められた値まで上げる制御部とを有することを特徴とする。
　また、本発明の送信電波確認プログラムは、前記送信電波確認方法で実行する処理をコンピュータに実行させることを特徴とする。
　本発明に係る衛星通信システムにおける送信電波確認方法、可搬局装置および送信電波確認プログラムは、衛星通信事業者とのＵＡＴが実施できない場合でも、可搬局装置が送信する信号を衛星折り返しで受信して確認を行うことによりＵＡＴを完了することができる。
本実施形態に係る衛星通信システムの一例を示す図である。 通常のＵＡＴの場合の構成例を示す図である。 通常のＵＡＴの場合の他の構成例を示す図である。 Ｋｕ－ＢＡＮＤのアップリンクチャネルの一例を示す図である。 可搬局装置（親局装置）の構成例を示す図である。 可搬局装置（子局装置）の構成例を示す図である。 ＵＡＴ信号の確認調整処理の一例を示す図である。 制御信号の確認調整処理の一例を示す図である。
　以下、図面を参照して本発明に係る衛星通信システムにおける送信電波確認方法、可搬局装置および送信電波確認プログラムの実施形態について説明する。
　図１は、本実施形態に係る衛星通信システム１００の一例を示す。ここで、本実施形態では、例えば、次のような衛星通信システム１００を想定する。可搬局装置１０１は、通常のＶＳＡＴシステムの制御局装置および基地局装置に相当する親局装置として機能し、可搬局装置１０２は、通常のＶＳＡＴシステムのＶＳＡＴ地球局装置に相当する子局装置である。そして、親局装置の可搬局装置１０１と子局装置の可搬局装置１０２は、Ｐ－Ｐ通信、またはＰ－ＭＰ通信によるプライベートネットワークを構築し、制御局装置などによるオペレーションシステムを持たない構成の衛星通信システム１００である。例えば図１の衛星通信システム１００では、子局装置（可搬局装置１０２）は、通信衛星１０３を介して親局装置（可搬局装置１０１）から送信される制御信号に同期して親局装置と通信を行う。なお、可搬局装置１０２と同様の子局装置が複数ある場合でも同様に親局装置の制御により通信を行うことができる。
　図１において、衛星通信システム１００は、複数の可搬型の地球局装置（図１では、可搬局装置１０１と可搬局装置１０２）を備え、通信衛星１０３が捕捉可能な場所であれば使用できるため、災害時の通信確保等に有効である。しかし、可搬局装置の初期運用を行う場合、他の衛星通信利用者へ影響を与えることなく、衛星捕捉状態と送信出力などが適正であることを確認するためのアップリンクアクセステスト（ＵＡＴ）と呼ばれる確認調整作業を行う必要がある。なお、可搬局装置を子局装置として用いる場合は、初期運用時にＵＡＴを実施し、衛星事業者の了解が得られれば、その後の運用時にはＵＡＴを行う必要がないが、可搬局装置を親局装置として用いる場合は、運用毎にＵＡＴを実施する必要がある。例えば、図２は、通常のＵＡＴの場合の構成例を示し、可搬局装置８０１、基地局装置８０２、通信衛星８０３および衛星事業者８０４を備える通常の衛星通信システム８００において、可搬局装置８０１の運用者が携帯電話や衛星携帯で衛星事業者８０４のオペレータと連絡を取りながら、可搬局装置８０１の運用者自身がＵＡＴ信号（テスト信号）の送信レベルおよび偏波角の調整を行っていた。或いは、図３は、通常のＵＡＴの場合の他の構成例を示し、可搬局装置８０１の運用者無しで行う場合、制御局装置８０５のオペレータが衛星事業者８０４のオペレータと連絡を取りながら、基地局装置８０２からの制御信号（ＣＳＣＯ信号）によりリモートで可搬局装置８０１を制御し、可搬局装置８０１が送信するＵＡＴ信号の送信レベルおよび偏波角の調整が行われていた。
　これに対して、図１に示す本実施形態に係る衛星通信システム１００では、広域大規模災害などにより衛星通信事業者との間でＵＡＴが実施できない場合でも、複数の可搬局装置の１つの可搬局装置自身（図１では可搬局装置１０１）が親局装置として基地局装置や制御局装置の動作を行い、衛星事業者の代わりに可搬局装置１０１自身が送信するＵＡＴ信号および制御信号を通信衛星１０３の折り返しで受信して、通常のＵＡＴと同様の調整や確認を行うことができる。ここで、ＵＡＴは、ＵＡＴ信号を確認する処理と、制御信号を確認する処理の２つの確認処理を含み、各信号が予め決められた条件に合致する場合にＵＡＴが完了し、運用が開始される。なお、可搬局装置１０１は、ＵＡＴ完了時に、アンテナ方向および偏波角状態とともにＵＡＴ結果を保存するので、適正なＵＡＴ結果に基づいて可搬局装置１０１の運用を開始したエビデンスとすることができる。
　図１において、親局装置として動作する可搬局装置１０１は、運用毎に、通信衛星１０３に向けてアンテナ方向の調整完了後にＵＡＴを実施するが、子局装置として動作する可搬局装置１０２は、衛星事業者の了解が得られれば、初期運用時（初めて装置を使用する時）に従来の方法でＵＡＴを実施しておけば次回以降の運用時にはアンテナ方向の調整を行うだけでよく、運用毎にＵＡＴを実施する必要はない。可搬局装置１０２は、通常のＶＳＡＴ地球局であり、基地局装置８０２の代わりに親局装置の可搬局装置１０１が送信する制御信号（ＣＳＣＯ信号）を受信して、通信衛星１０３のビーコン信号と可搬局装置１０１の制御信号とにより、アンテナ方向を調整し、ＵＡＴ無しで運用可能となる。
　図１において、可搬局装置１０１は、アンテナ方向の調整完了後に、ＵＡＴ信号と親局装置としての制御信号（ＣＳＣＯ信号）を通信衛星１０３に送信する。通信衛星１０３は、可搬局装置１０１から受信する各信号を周波数変換後に折り返して地上に送信するので、可搬局装置１０１は、自身が送信するＵＡＴ信号および制御信号を通信衛星１０３の折り返しで受信し、通常のＵＡＴと同様の調整確認を行うことができる。なお、地上から衛星方向へのアップリンク回線（例えば１４ＧＨｚ帯）と衛星から地上方向へのダウンリンク回線（例えば１２ＧＨｚ帯）は、通信衛星１０３の衛星中継器（トランスポンダ）に応じて複数のチャネルを有し、各可搬局装置は、予め衛星事業者から割り当てられたチャネルを使用して衛星事業者に合わせたＵＡＴ信号および制御信号を送信する。例えば、予め衛星事業者と合わせたＵＡＴ信号の情報として、偏波（Ｖ偏波送信等）、周波数（ｆ１ＧＨｚ等）、レベル（βdBm等）などが決められている。同様に、予め衛星事業者と合わせた制御信号の情報として、偏波（Ｖ偏波送信）、中心周波数（ｆ１ＧＨｚ等）、帯域（ｘｘｋＨｚ等）、レベル（αdBm等）、電波型式（ｘｘＫ０Ｇ１Ｄ等）などが決められている。
　図４は、Ｋｕ－ＢＡＮＤのアップリンクチャネルの一例を示す。図４では、縦軸がレベル（ｄＢｍ）、横軸が周波数（ＧＨｚ）を示し、周波数ｆ１ＧＨｚでβｄＢｍのレベルのＵＡＴ信号と、中心周波数ｆ２ＧＨｚ、帯域（ＢＷ）がｘｘｋＨｚでαｄＢｍのレベルの制御信号とのそれぞれのイメージが示されている。なお、図４は、ＵＡＴ信号と制御信号のイメージを示しているが、通信信号（通話などユーザデータの通信）についても同様に予め決められた帯域が割り当てられている。また、本実施形態では、可搬局装置１０１から通信衛星１０３へ送信されるアップリンクの電波は例えば１４ＧＨｚのＶ偏波であり、通信衛星１０３で折り返して可搬局装置１０１へ送信されるダウンリンクの電波は例えば１２ＧＨｚのＨ偏波であるものとする。ここで、地上と衛星との間で送信または受信される信号は、同じ周波数であっても偏波ごとにユーザが異なるため、正しい偏波調整が重要である。
　図５は、可搬局装置１０１（親局装置）の構成例を示す。可搬局装置１０１は、アンテナ（ＡＮＴ）２００、偏分波器（ＯＭＴ（Ｖ／Ｈ））２０１、送受分波器（ＴＸ／ＲＸ）２０２、送信機（ＢＵＣ）２０３、低雑音増幅器（ＬＮＢ－Ｖ）２０４、低雑音増幅器（ＬＮＢ－Ｈ）２０５、分配器（ＤＩＶ）２０６、変復調装置（ＭＯＤＥＭ）２０７、アンテナ駆動部２０８および自動捕捉制御部２０９を有する。図５では、送信系はＶ偏波、受信系はＨ偏波がそれぞれ正対方向の偏波の例を示す。なお、正対方向の偏波は、電波の進行方向に対する偏波であり、本実施形態では、可搬局装置１０１から通信衛星１０３に送信される電波はＶ偏波が正対方向であり、通信衛星１０３から可搬局装置１０１に送信される電波はＨ偏波が正対方向である。ここで、Ｖ偏波が第１の偏波、Ｖ偏波に直交するＨ偏波が第２の偏波にそれぞれ対応する。
　ＡＮＴ２００は、パラボラ等のアンテナであり、アンテナ駆動部２０８の制御により方向調整を行うためのアンテナ駆動機構を有し、通信衛星１０３との間で無線電波の送信および受信を行う。なお、ＡＮＴはＡＮＴｅｎｎａの略である。
　ＯＭＴ（Ｖ／Ｈ）２０１は、Ｖ偏波の信号とＨ偏波の信号とを分離する偏分波器であり、送信および受信の双方向に機能する。例えば、ＡＮＴ２００が受信する信号は、ＴＸ／ＲＸ２０２およびＬＮＢ－Ｖ２０４に出力され、ＴＸ／ＲＸ２０２から送信される信号は、ＡＮＴ２００に出力される。なお、ＯＭＴは、Ortho Mode Transducerの略である。
　ＴＸ／ＲＸ２０２は、送信信号と受信信号とを分離する送受分波器である。
　ＢＵＣ２０３は、例えばＭＯＤＥＭ２０７が出力する１．２ＧＨｚ帯信号を１４ＧＨｚ帯に周波数変換する機能と、大電力増幅機能とが一体となった送信機である。なお、ＢＵＣはBlock Up Converterの略である。
　ＬＮＢ－Ｖ２０４は、ＡＮＴ２００で受信したＶ偏波の１２ＧＨｚ帯信号を低雑音で増幅し、さらに例えば１．２ＧＨｚ帯に周波数変換する機能が一体となった低雑音増幅器である。なお、ＬＮＢはLow Noise Block converterの略である。
　ＬＮＢ－Ｈ２０５は、ＡＮＴ２００で受信したＨ偏波の１２ＧＨｚ帯信号を低雑音で増幅し、さらに例えば１．２ＧＨｚ帯に周波数変換する機能が一体となった低雑音増幅器である。ここで、ＡＮＴ２００からＬＮＢ－Ｖ２０４およびＬＮＢ－Ｈ２０５は、受信部に対応する。
　ＤＩＶ２０６は、入力する信号を２つに分配して出力する分配器である。なお、ＤＩＶはDIViderの略である。
　ＭＯＤＥＭ２０７は、変復調装置であり、例えば３８４ｋｂｉｔ／ｓの通信速度でデータ信号を変調して送信し、１．５Ｍｂｉｔ／ｓの通信速度の変調信号を受信してデータ信号に復調する。なお、ＭＯＤＥＭは、MOdulator-DEModulatorの略である。ここで、ＭＯＤＥＭ２０７およびＢＵＣ２０３からＡＮＴ２００は、送信部に対応する。
　アンテナ駆動部２０８は、自動捕捉制御部２０９の指令に基づいてＡＮＴ２００のアンテナ駆動機構を動作させ、方位角、仰角および偏波角の３方向を調整する。なお、方位角はアンテナを中心として真北から東まわりの角度（経度に対応）、仰角は水平面から上方への角度、偏波角は水平面と到来する電波の偏波面との角度である。
　自動捕捉制御部２０９は、制御部３０１により予め格納されたプログラムを実行するコンピュータ機能を有し、通信衛星１０３の自動捕捉や運用時の調整確認など実行する。例えば、自動捕捉制御部２０９は、可搬局装置１０１のＢＵＣ２０３の送信レベルの制御、ＭＯＤＥＭ２０７の変復調処理の制御、アンテナ駆動部２０８の制御などを行う。
　図５において、自動捕捉制御部２０９は、制御部３０１、方位センサ３０２、位置センサ３０３、ＭＯＮ－Ｈ３０４、ＭＯＮ－Ｖ３０５および衛星ＤＢ３０６を有する。
　制御部３０１は、予め内部に記憶されたプログラムに基づいて動作し、方位センサ３０２、位置センサ３０３、ＭＯＮ－Ｈ３０４、ＭＯＮ－Ｖ３０５および衛星ＤＢ３０６の各部と連携して、アンテナ駆動部２０８によるアンテナ方向の調整やＵＡＴを実施する。また、制御部３０１は、ＢＵＣ２０３の送信レベルの調整や、ＭＯＤＥＭ２０７の制御（ＣＷ（Continuous Wave）の送信や変復調方式の指定など）なども行う。
　方位センサ３０２は、ＡＮＴ２００の方位角（東経）を計測するセンサである。例えば、方位センサ３０２は、方位磁針などから得られる情報に基づいて、アンテナ駆動部２０８から得られる現在のＡＮＴ２００の方位角を計測する。ここで、方位角は、経度に対応する。
　位置センサ３０３は、可搬局装置１０１の設置場所（緯度経度）を計測するセンサである。例えばＧＰＳ（Global Positioning System）などが利用される。
　ＭＯＮ－Ｈ３０４は、受信レベルと周波数を測定可能な測定器（例えばスペクトラムアナライザなど）で構成され、ＤＩＶ２０６から出力されるＨ偏波の信号の受信レベルと周波数を測定する。
　ＭＯＮ－Ｖ３０５は、ＭＯＮ－Ｈ３０４と同様に、受信レベルと周波数を測定可能な測定器（例えばスペクトラムアナライザなど）で構成され、ＬＮＢ－Ｖ２０４から出力されるＶ偏波の信号の受信レベルと周波数を測定する。
　衛星ＤＢ３０６は、ハードディスクやメモリなどの記憶媒体で構成されるデータベースである。例えば、通信衛星１０３を含む複数の通信衛星の衛星情報として、各衛星の位置情報（東経など）やビーコン信号の情報（偏波、周波数など）などが記憶されている。また、衛星ＤＢ３０６には、予め衛星事業者と合わせたＵＡＴ信号の情報（偏波、周波数、レベルなど）、予め衛星事業者と合わせた制御信号の情報（偏波、中心周波数、帯域、レベル、電波型式など）も記憶されている。
　ここで、本実施形態に係る衛星通信システム１００は、アンテナ方向の調整完了後に行うＵＡＴに関する技術が主体なので、アンテナ方向の調整方法の詳細な説明は省略するが、自動捕捉制御部２０９の制御部３０１は、位置センサ３０３から取得するＡＮＴ２００の設置場所（緯度経度）と、方位センサ３０２から取得するＡＮＴ２００の方位（東経）とを測定しながら、アンテナ駆動部２０８によりＡＮＴ２００の方位角、仰角および偏波角の３方向を制御し、ＡＮＴ２００が衛星ＤＢ３０６に記憶されている目的の通信衛星（通信衛星１０３）の方向になるように調整する。
　このように、本実施形態に係る可搬局装置１０１は、自動捕捉制御部２０９の制御部３０１に予め記憶されたプログラムに基づいて、アンテナ方向の調整や親局装置としてＵＡＴを実施することができる。
　図６は、可搬局装置１０２（子局装置）の構成例を示す。子局装置の可搬局装置１０２は、アンテナ（ＡＮＴ）４００、偏分波器（ＯＭＴ（Ｖ／Ｈ））４０１、送信機（ＢＵＣ）４０２、低雑音増幅器（ＬＮＢ－Ｈ）４０３、変復調装置（ＭＯＤＥＭ）４０４、アンテナ駆動部４０５および自動捕捉制御部４０６を有する。図６では、送信系はＶ偏波、受信系はＨ偏波が正対方向の例を示す。
　なお、可搬局装置１０２は、通常の可搬局装置８０１と同様の構成であり、基地局装置８０２との間で制御信号の通信を行って同期を確立し、通信信号の送受信を行うが、広域災害時などで基地局装置８０２が機能しない場合、基地局装置８０２の代わりに親局装置として動作する他の可搬局装置（本実施形態では、可搬局装置１０１）との間で制御信号の通信を行って同期を確立し、通信信号の送受信を行うことができる。ここで、子局装置である可搬局装置１０２は、導入時に親局装置（可搬局装置１０１）との間でリモートＵＡＴを実施し、衛星事業者の了解を得られれば、次の運用時からはアンテナの自動方向調整後、親局装置からの制御信号（ＣＳＣＯ信号）に同期することで、ＵＡＴの実施は免除される。
　図６において、ＡＮＴ４００、ＯＭＴ（Ｖ／Ｈ）４０１、ＢＵＣ４０２、ＬＮＢ－Ｈ４０３、ＭＯＤＥＭ４０４およびアンテナ駆動部４０５は、図５で説明したＡＮＴ２００、ＯＭＴ（Ｖ／Ｈ）２０１、ＢＵＣ２０３、ＬＮＢ－Ｈ２０５、ＭＯＤＥＭ２０７およびアンテナ駆動部２０８と同様の機能を有する。自動捕捉制御部４０６は、制御部５０１、方位センサ５０２および位置センサ５０３を有する。なお、方位センサ５０２および位置センサ５０３は、図５で説明した自動捕捉制御部２０９の方位センサ３０２および位置センサ３０３と同様の機能を有する。
　制御部５０１は、位置センサ５０３から取得するＡＮＴ４００の設置場所（緯度経度）と、方位センサ５０２から取得するＡＮＴ４００の現在の方向（経度）とに基づいて、ＡＮＴ４００の方向が予め記憶されている目的の通信衛星１０３の方向になるように、調整すべきＡＮＴ４００の方位角、仰角および偏波角の３方向を計算し、アンテナ駆動部４０５によりＡＮＴ４００の方向を調整する。その後、制御部５０１は、ＭＯＤＥＭ４０４を介して、親局装置の可搬局装置１０１から制御信号（ＣＳＣＯ信号）を受信し、同期を確立する。
　このようにして、子局装置の可搬局装置１０２は、アンテナ方向の調整および親局装置の可搬局装置１０１との間の同期を確立し、可搬局装置１０１または他の可搬局装置との間で通信を行うことができる。
　次に、アンテナ方向の調整が完了後に行うＵＡＴの処理例について説明する。
　［ＵＡＴの処理例］
　図７は、ＵＡＴ信号の確認調整処理の一例を示す。なお、図７の処理は、可搬局装置１０１と通信衛星１０３との間で行われ、図５に示した可搬局装置１０１の自動捕捉制御部２０９の制御部３０１に予め記憶されたプログラムにより実行される。
　ステップＳ１０１において、可搬局装置１０１の運用者は、アンテナ方向の調整を完了する。ここで、本実施形態に係る衛星通信システム１００は、アンテナ方向の調整完了後に行うＵＡＴに関する技術が主体なので、アンテナ方向の調整方法の詳細な説明は省略するが、例えば、自動捕捉制御部２０９の制御部３０１は、位置センサ３０３から取得するＡＮＴ２００の設置場所（緯度経度）と、方位センサ３０２から取得するＡＮＴ２００の現在の方位角とに基づいて、衛星ＤＢ３０６に記憶されている目的の通信衛星１０３の方向（経度）になるように、設置すべきＡＮＴ２００の方位角、仰角および偏波角の３方向を計算し、アンテナ駆動部２０８によりＡＮＴ２００の方向を調整する。
　ステップＳ１０２において、可搬局装置１０１の制御部３０１は、ＵＡＴを開始する。
　ステップＳ１０３において、制御部３０１は、衛星ＤＢ３０６を参照して、ＭＯＤＥＭ２０７から予め決められたＵＡＴ信号の周波数でＣＷを出力し、ＢＵＣ２０３から規定レベルよりも低い予め決められたレベルで通信衛星１０３にＶ偏波のＵＡＴ信号を送信する（送信処理）。ここで、通信衛星１０３は、可搬局装置１０１から送信されるＵＡＴ信号を周波数変換して折り返し地上に送信する。なお、折り返し時に、ＵＡＴ信号は、Ｖ偏波からＨ偏波に変換される。
　ステップＳ１０４において、制御部３０１は、通信衛星１０３から折り返しで受信する正対方向のＨ偏波のＵＡＴ信号をＭＯＮ－Ｈ３０４で受信して（受信処理）、ＵＡＴ信号の周波数が予め決められた規定周波数であるか否かを判別し、ＵＡＴ信号の規定周波数での受信を確認できる場合はステップＳ１０５の処理に進み、確認できない場合はステップＳ１０３に戻ってＵＡＴ信号を確認できるまで同様の処理を繰り返す。なお、ＵＡＴ信号を一定時間確認できない場合は運用者にエラー通知を行うようにしてもよい。
　ステップＳ１０５において、制御部３０１は、ＢＵＣ２０３を制御してＵＡＴ信号を規定レベルまで上げて通信衛星１０３に送信する。
　ステップＳ１０６において、可搬局装置１０１は、通信衛星１０３から折り返しで受信するＵＡＴ信号の正対方向のＨ偏波のＵＡＴ信号の受信レベルＣｄを測定する。
　ステップＳ１０７において、制御部３０１は、通信衛星１０３から折り返しで受信するＵＡＴ信号の逆方向のＶ偏波への漏れ込みレベルをＭＯＮ－Ｖ３０５で受信して、漏れ込みレベルＣｘを測定する。
　ステップＳ１０８において、制御部３０１は、式（１）により、交差偏波識別度ＸＰＤを計算する。
ＸＰＤ＝Ｃｄ－Ｃｘ　・・・（１）
そして、制御部３０１は、交差偏波識別度ＸＰＤが予め決められた閾値以上（例えばＸＰＤ≧２５ｄＢ）であるか否かを判別し、ＸＰＤ≧２５ｄＢの場合はステップＳ１１０の処理に進み、ＸＰＤ＜２５ｄＢの場合はアンテナ方向の調整が不完全であると判断してステップＳ１０９の処理に進む（制御処理）。
　ステップＳ１０９において、制御部３０１は、ステップＳ１０８でアンテナ方向の調整が不完全であると判断されたので、アンテナ方向の再調整を行い、ステップＳ１０１の処理に戻って同様の処理を実行する。
　ステップＳ１１０において、制御部３０１は、ＭＯＤＥＭ２０７およびＢＵＣ２０３を制御して、ＵＡＴ信号の送信を停止する（停波）。
　ステップＳ１１１において、制御部３０１は、通信衛星１０３から折り返しで受信するＵＡＴ信号が停波したことをＭＯＮ－Ｈ３０４で確認し、（Ａ）の処理に進む。
　このようにして、本実施形態に係る可搬局装置１０１は、衛星通信事業者とのＵＡＴが実施できない場合でも、可搬局装置１０１自身が送信するＵＡＴ信号を通信衛星１０３の折り返しで受信し、通常のＵＡＴと同様に送信レベルや偏波の調整確認を行うことができる。ここで、可搬局装置１０１は、ＵＡＴ信号の確認を完了したので、次に制御信号の確認処理を行う。
　図８は、制御信号の確認調整処理の一例を示す。なお、図８の処理は、可搬局装置１０１と通信衛星１０３との間で行われ、図５に示した可搬局装置１０１の自動捕捉制御部２０９の制御部３０１に予め記憶されたプログラムにより実行される。
　ステップＳ１１２において、制御部３０１は、衛星ＤＢ３０６を参照して、ＭＯＤＥＭ２０７から予め衛星事業者に申請してある制御信号（ＣＳＣＯ信号）を出力し、ＢＵＣ２０３から運用レベルよりも低い予め決められたレベル（ここでは、運用レベルよりも１０ｄＢ低いレベル）で通信衛星１０３にＶ偏波で送信する（送信処理）。ここで、通信衛星１０３は、可搬局装置１０１から送信される制御信号を周波数変換して折り返し地上に送信する。なお、折り返し時に、制御信号は、Ｖ偏波からＨ偏波に変換される。
　ステップＳ１１３において、制御部３０１は、通信衛星１０３から折り返しで受信する正対方向のＨ偏波の制御信号をＭＯＮ－Ｈ３０４で受信して（受信処理）、制御信号の周波数（中心周波数）と帯域の測定を行う。
　ステップＳ１１４において、制御部３０１は、ステップＳ１１３で測定した制御信号の周波数と帯域とが衛星事業者に申請した制御信号の情報（規定値）に合致しているか否かを判定し、合致している場合はステップＳ１１５の処理に進み、合致していない場合はステップＳ１２２の処理に進む（制御処理）。
　ステップＳ１１５において、制御部３０１は、通信衛星１０３から折り返しでＭＯＮ－Ｈ３０４が受信する信号に含まれる正対方向のＨ偏波の逆方向のＶ偏波への漏れ込みレベルを計測する。ここで、制御信号の偏波の調整が正確に行われている場合はＶ偏波の制御信号は計測されないが、偏波の調整が正確に行われていない場合はＶ偏波の制御信号が計測される。
　ステップＳ１１６において、制御部３０１は、ステップＳ１１５で計測した逆方向のＶ偏波の制御信号の有無を判定し、Ｖ偏波の制御信号が無い場合はステップＳ１１７の処理に進み、Ｖ偏波の制御信号が有る場合はステップＳ１２２の処理に進む。なお、計測するＶ偏波の制御信号のレベルが予め設定した閾値未満である場合にＶ偏波の制御信号が無いと判定してもよい。
　ステップＳ１１７において、制御部３０１は、送信している制御信号の送信レベルが運用レベル未満であるか否かを判定し、送信レベル＜運用レベルである場合はステップＳ１１８の処理に進み、送信レベル≧運用レベルである場合はステップＳ１１９の処理に進む（制御処理）。
　ステップＳ１１８において、制御部３０１は、ＢＵＣ２０３を制御して制御信号の送信レベルを２ｄＢ上げて通信衛星１０３に送信し、ステップＳ１１３の処理に戻る。
　ステップＳ１１９において、制御部３０１は、通信衛星１０３から折り返しで受信する正対方向のＨ偏波の制御信号をＭＯＮ－Ｈ３０４で受信して、運用レベルの制御信号の周波数（中心周波数）と帯域の測定を行う。
　ステップＳ１２０において、制御部３０１は、ステップＳ１１９で測定した運用レベルの制御信号の周波数と帯域とが衛星事業者に申請した制御信号の情報（規定値）に合致しているか否かを判定し、合致している場合はステップＳ１２１の処理に進み、合致していない場合はステップＳ１２２の処理に進む（制御処理）。
　ステップＳ１２１において、制御部３０１は、図７のステップＳ１０２で開始したＵＡＴを完了し、ステップＳ１０６、Ｓ１０７、Ｓ１０８で測定したＵＡＴ信号の各測定値およびステップＳ１１９で測定した制御信号の各測定値を衛星ＤＢ３０６にＵＡＴのエビデンスとして保存し、運用を開始する（制御処理）。
　ステップＳ１２２において、制御部３０１は、ステップＳ１１４、Ｓ１１６およびＳ１２０においてＮＯと判定された場合、ＭＯＤＥＭ２０７およびＢＵＣ２０３を制御して、制御信号の送信を停止する（停波）。
　ステップＳ１２３において、制御部３０１は、通信衛星１０３から折り返しで受信する制御信号が停波したことをＭＯＮ－Ｈ３０４で確認し、ＵＡＴを再実施するために図７の（Ｂ）の処理に戻る。
　このようにして、本実施形態に係る可搬局装置１０１は、衛星通信事業者とのＵＡＴが実施できない場合でも、可搬局装置１０１自身が送信するＵＡＴ信号および制御信号を通信衛星１０３の折り返しで受信し、通常のＵＡＴと同様に、図７で説明したＵＡＴ信号の送信レベルや偏波の調整確認と、図８で説明した制御信号の周波数、偏波および帯域の調整確認とを行うことができる。特に、本実施形態に係る可搬局装置１０１は、衛星事業者に申請した制御信号情報に合致しているか否かを確認しながら、制御信号の送信レベルを２ｄBずつ徐々に上げるので、他の衛星通信利用者へ影響を与えることなく、運用を開始することができる。また、本実施形態では、通信衛星１０３の折返しでＶ偏波およびＨ偏波の両偏波を測定し、逆方向の偏波（裏偏波）にも影響を与えないことを確認することができる。
　ここで、図７および図８で説明した処理に対応するプログラムをコンピュータで実行するようにしてもよい。また、プログラムは、記憶媒体に記録して提供されてもよいし、ネットワークを通して提供されてもよい。
　以上、実施形態で説明したように、本発明に係る衛星通信システムにおける送信電波確認方法、可搬局装置および送信電波確認プログラムは、衛星通信事業者とのＵＡＴが実施できない場合でも、可搬局装置が送信するＵＡＴ信号を衛星折り返しで受信して確認を行うことによりＵＡＴを完了することができる。
１００・・・衛星通信システム；１０１・・・可搬局装置（親局装置）；１０２・・・可搬局装置（子局装置）；１０３・・・通信衛星；２００，４００・・・ＡＮＴ；２０１，４０１・・・ＯＭＴ；２０２・・・ＴＸ／ＲＸ；２０３，４０２・・・ＢＵＣ；２０４・・・ＬＮＢ－Ｖ；２０５，４０３・・・ＬＮＢ－Ｈ；２０６・・・ＤＩＶ；２０７，４０４・・・ＭＯＤＥＭ；２０８，４０５・・・アンテナ駆動部；２０９，４０６・・・自動捕捉制御部；３０１，５０１・・・制御部；３０２，５０２・・・方位センサ；３０３，５０３・・・位置センサ；３０４・・・ＭＯＮ－Ｈ；３０５・・・ＭＯＮ－Ｖ；３０６・・・衛星ＤＢ；８００・・・衛星通信システム；８０１・・・可搬局装置；８０２・・・基地局装置；８０３・・・通信衛星；８０４・・・衛星事業者；８０５・・・制御局装置
 

Claims (5)

  1. 　可搬局装置を備える衛星通信システムにおける送信電波確認方法であって、
    　前記可搬局装置は、
    　テスト信号および制御信号を指定された送信レベルの第１の偏波で通信衛星に送信する送信処理と、
    　前記通信衛星から前記第１の偏波に直交する第２の偏波で折り返して送信される前記テスト信号および前記制御信号を受信する受信処理と、
    　前記第１の偏波の前記テスト信号および前記制御信号を予め決められた値よりも低い送信レベルで送信を開始して、衛星折り返しで受信する前記テスト信号および前記制御信号が予め決められた条件に合致しているか否かを確認しながら、前記送信レベルを予め決められた値まで上げる制御処理と
    　を実行することを特徴とする送信電波確認方法。
  2. 　請求項１に記載の送信電波確認方法において、
    　前記制御処理では、
    　前記第１の偏波の前記テスト信号の受信レベルと、前記第２の偏波の前記テスト信号の受信レベルとの交差偏波識別度を計算して、予め設定された閾値以上である場合、前記テスト信号を停止し、
    　前記第１の偏波の前記制御信号を運用レベルより低い送信レベルで前記通信衛星への送信を開始し、前記通信衛星から前記第１の偏波に直交する第２の偏波で折り返して送信される前記制御信号の周波数と帯域とがそれぞれ予め決められた規定値であること、且つ、前記第１の偏波の前記制御信号が受信されないこと、を確認しつつ、送信レベルが運用レベルになるまで前記制御信号の送信レベルを徐々に上げる処理を実行する
    　ことを特徴とする送信電波確認方法。
  3. 　衛星通信システムで用いる可搬局装置において、
    　テスト信号および制御信号を指定された送信レベルの第１の偏波で通信衛星に送信する送信部と、
    　前記通信衛星から前記第１の偏波に直交する第２の偏波で折り返して送信される前記テスト信号および前記制御信号を受信する受信部と、
    　前記第１の偏波の前記テスト信号および前記制御信号を予め決められた値よりも低い送信レベルで送信を開始して、衛星折り返しで受信する前記テスト信号および前記制御信号が予め決められた条件に合致しているか否かを確認しながら、前記送信レベルを予め決められた値まで上げる制御部と
    　を有することを特徴とする可搬局装置。
  4. 　請求項３に記載の可搬局装置において、
    　前記制御部は、
    　前記第１の偏波の前記テスト信号の受信レベルと、前記第２の偏波の前記テスト信号の受信レベルとの交差偏波識別度を計算して、予め設定された閾値以上である場合、前記テスト信号を停止し、
    　前記第１の偏波の前記制御信号を運用レベルより低い送信レベルで前記通信衛星への送信を開始し、前記通信衛星から前記第１の偏波に直交する第２の偏波で折り返して送信される前記制御信号の周波数と帯域とがそれぞれ予め決められた規定値であること、且つ、前記第１の偏波の前記制御信号が受信されないこと、を確認しつつ、送信レベルが運用レベルになるまで前記制御信号の送信レベルを徐々に上げる処理を実行する
    　ことを特徴とする可搬局装置。
  5. 　請求項１または２に記載の送信電波確認方法で行う処理をコンピュータに実行させることを特徴とする送信電波確認プログラム。
     
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