衛星通信用データ伝送システム
【課題】周波数帯域幅を抑えつつ、大容量な高速通信を実現する。
【解決手段】この発明は、データ中継衛星２に搭載され、人工衛星１と地上局２０〜２２との間のデータ伝送の中継を行うための衛星通信用データ伝送システムであって、人工衛星１からのデータを衛星間リンクアンテナ部３で受信して、それを、データ分割処理部５で複数の並列データに分割した後に、各地上局２０〜２２に対応させて設けられた複数の送信機部７０，７１，７２に１つずつ入力し、それを、ビーム形成回路部８でビーム形成して、マルチビームアンテナ部９から、各地上局２０〜２２に向けて放射する。各地上局２０〜２２で受信された並列データは、地上管制局１２でひとつの直列データに合成されて、元のデータに戻される。
【解決手段】この発明は、データ中継衛星２に搭載され、人工衛星１と地上局２０〜２２との間のデータ伝送の中継を行うための衛星通信用データ伝送システムであって、人工衛星１からのデータを衛星間リンクアンテナ部３で受信して、それを、データ分割処理部５で複数の並列データに分割した後に、各地上局２０〜２２に対応させて設けられた複数の送信機部７０，７１，７２に１つずつ入力し、それを、ビーム形成回路部８でビーム形成して、マルチビームアンテナ部９から、各地上局２０〜２２に向けて放射する。各地上局２０〜２２で受信された並列データは、地上管制局１２でひとつの直列データに合成されて、元のデータに戻される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、人工衛星に搭載されて通信装置として用いられる衛星通信用データ伝送システムに関し、より詳細には、他の人工衛星から地上局へデータ伝送を行う際のデータの中継を行うための人工衛星に搭載して、通信容量を増加させるために、送信データの空間多重および並列伝送を行う衛星通信用データ伝送システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
データ中継を行う従来の典型的な人工衛星は、衛星間リンクアンテナと、衛星間リンクアンテナから供給されるデータを受信する衛星間リンク受信機部と、衛星間リンクアンテナへデータを送信する衛星間リンク送信機部と、衛星間リンク受信機部で受信したデータを地上局へ送信する送信機部と、地上局からのデータを受信する受信機部と、衛星と地上局間でデータ伝送を行うアンテナとを備えている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−２４７０７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載のような従来技術には次のような課題があった。
【０００５】
従来の人工衛星は上記のように構成されて、人工衛星間の通信を介してデータの中継を行っているが、衛星通信に割り当てられている周波数帯域幅によって、その伝送容量は限られてしまう。
【０００６】
他の人工衛星からデータ中継衛星に送られるデータ量が数Gbps〜数十Gbpsに至る場合、リアルタイムに伝送するためには、使用帯域幅も数GHz〜数十GHz必要となることから、周波数上の制限等の課題が残されている。
【０００７】
この課題に対して、データ中継衛星にマルチビーム形成アンテナを搭載し、同一のデータを複数の地上局に伝送する方法が考えられている。この方法では、特定の地上局との通信環境が悪い場合においても、他の地上局によって補うことができるため、平均ＳＮ比を改善することができ、伝送容量の改善を図ることができる。
【０００８】
しかしながら、ＳＮ比の改善による伝送容量の改善効果はわずかであるため、数十Gbpsを超えるデータをリアルタイムに伝送することは難しい。そのため、更なる伝送容量の改善が必要である。
【０００９】
この発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、周波数帯域幅を抑えつつ、大容量な高速通信を可能とする衛星通信用データ伝送システムを得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明は、人工衛星−地上局間のデータの中継を行うための衛星通信用データ伝送システムであって、少なくとも１つのマルチビームアンテナを有し、複数の地上局との間でデータの送受信を行うマルチビームアンテナ部と、他の人工衛星との間でデータの送受信を行うための衛星間リンクアンテナと、前記マルチビームアンテナ部で前記地上局からの信号を受信したときに、当該信号の受信処理を行う受信機部と、前記受信機部で受信処理された前記信号が入力され、当該信号を前記他の人工衛星に送信するために前記衛星間リンクアンテナへ供給する衛星間リンク送信機部と、前記衛星間リンクアンテナで前記他の人工衛星からのデータを受信したときに、当該データの受信処理を行う衛星間リンク受信機部と、前記衛星間リンク受信機部で受信処理された前記データを分割することによって得られる各分割データがそれぞれ入力され、当該分割データに対して、各前記地上局に送信するための送信処理を行う複数の送信機部と、前記衛星間リンク受信機部と前記送信機部との間に設けられ、前記衛星間リンク受信機部で受信処理された前記データを、前記送信機部の個数に応じた数に分割して前記分割データを生成し、各前記分割データをそれぞれ各前記送信機部に供給するデータ分割処理部と、各前記送信機部からの各前記分割データが入力され、各前記地上局の位置に応じた方向にビーム方向を制御して、各前記分割データを前記マルチビームアンテナ部に供給するビーム形成回路部とを備え、前記他の人工衛星から送信されてくるデータを前記衛星間リンクアンテナで受信して、それを前記データ分割処理部により複数の分割データに分割した後に、当該分割データを前記マルチビームアンテナ部により各前記地上局に対して並列に送信することを特徴とする衛星通信用データ伝送システムである。
【発明の効果】
【００１１】
この発明は、人工衛星−地上局間のデータの中継を行うための衛星通信用データ伝送システムであって、少なくとも１つのマルチビームアンテナを有し、複数の地上局との間でデータの送受信を行うマルチビームアンテナ部と、他の人工衛星との間でデータの送受信を行うための衛星間リンクアンテナと、前記マルチビームアンテナ部で前記地上局からの信号を受信したときに、当該信号の受信処理を行う受信機部と、前記受信機部で受信処理された前記信号が入力され、当該信号を前記他の人工衛星に送信するために前記衛星間リンクアンテナへ供給する衛星間リンク送信機部と、前記衛星間リンクアンテナで前記他の人工衛星からのデータを受信したときに、当該データの受信処理を行う衛星間リンク受信機部と、前記衛星間リンク受信機部で受信処理された前記データを分割することによって得られる各分割データがそれぞれ入力され、当該分割データに対して、各前記地上局に送信するための送信処理を行う複数の送信機部と、前記衛星間リンク受信機部と前記送信機部との間に設けられ、前記衛星間リンク受信機部で受信処理された前記データを、前記送信機部の個数に応じた数に分割して前記分割データを生成し、各前記分割データをそれぞれ各前記送信機部に供給するデータ分割処理部と、各前記送信機部からの各前記分割データが入力され、各前記地上局の位置に応じた方向にビーム方向を制御して、各前記分割データを前記マルチビームアンテナ部に供給するビーム形成回路部とを備え、前記他の人工衛星から送信されてくるデータを前記衛星間リンクアンテナで受信して、それを前記データ分割処理部により複数の分割データに分割した後に、当該分割データを前記マルチビームアンテナ部により各前記地上局に対して並列に送信することを特徴とする衛星通信用データ伝送システムであるので、周波数帯域幅を抑えつつ、大容量な高速通信が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明の実施の形態１による衛星通信用データ伝送システムの構成を示す構成図である。
【図２】この発明の実施の形態２による衛星通信用データ伝送システムの構成を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る衛星通信用データ伝送システムの構成を示す構成図である。図中、１は、地上局との通信を行う他の人工衛星、２はこの発明の衛星通信用データ伝送システムを搭載したデータ中継衛星、２０，２１，２２は地上局である。また、１２は、地上局２０，２１，２２で受信した複数の分割されたデータを、ひとつの直列データに合成するための地上管制局である。
【００１４】
データ中継衛星２に搭載された、この発明の衛星通信用データ伝送システムは、図１に示すように、衛星間リンクアンテナ部３と、衛星間リンク受信機部４と、データ分割処理部５と、周波数変換部６と、送信機部７０，７１，７２と、ビーム形成回路部８と、マルチビームアンテナ部９と、受信機部１０と、衛星間リンク送信機部１１とから構成されており、この構成により、人工衛星１と地上局２０，２１，２２との間のデータ伝送の中継を行う。
【００１５】
衛星間リンクアンテナ部３は、自身を搭載するデータ中継衛星２とは別の人工衛星１との間のデータ伝送を行うためのアンテナである。衛星間リンク受信機部４は、衛星間リンクアンテナ部３で受信した人工衛星１からのデータが供給されるものである。また、衛星間リンク送信機部１１は、人工衛星１に送信すべき地上局２０，２１，２２からのデータを衛星間リンクアンテナ部３へ送信するためのものである。データ分割処理部５は、衛星間リンク受信機部４から供給されるデータを送信機部７０，７１，７２に応じた数に分割して、周波数変換部６に供給するためのものである。周波数変換部６は、分割されたそれらの複数のデータの周波数を変換して送信機部７０，７１，７２に供給するものであり、送信機部７０，７１，７２は、データ分割処理部５から供給されるデータをそれぞれビーム形成回路部８に送信するためのものである。送信機部７０，７１，７２の個数としては、地上局２０，２１，２２と同数個設けるのが望ましい。その理由としては、各送信機部７０，７１，７２は、各地上局２０，２１，２２に対応して設けられることが望ましいためである。すなわち、各送信機部７０，７１，７２は、各地上局２０，２１，２２に対して、１対１対応になるように設けられている。
【００１６】
また、ビーム形成回路部８は、送信機部７０，７１，７２からデータを受け取り、地上局２０，２１，２２の位置に応じた方向にビーム方向を制御して、それらのデータをマルチビームアンテナ部９へ供給するものである。また、ビーム形成回路部８は、マルチビームアンテナ部９で受信した地上局２０，２１，２２からの信号をビーム形成回路部８を介して受信機部１０へ供給することも行う。
【００１７】
マルチビームアンテナ部９は、ビーム形成回路部８で形成された複数のビームを地上局２０，２１，２２に送信するとともに、地上局２０，２１，２２からの信号を受信するマルチビームアンテナから構成されている。受信機部１０は、マルチビームアンテナ部９で受信され、ビーム形成回路部８を介して供給される、地上局２０，２１，２２からの信号を受信し、それらの信号を、周波数変換部６を介して、衛星間リンク送信機部１１に送信するものである。
【００１８】
次に、動作について説明する。まずはじめに、人工衛星１からの信号を地上局２０〜２２へ中継する動作について説明する。
【００１９】
図１において、人工衛星１は、地上局２０，２１，２２に送るための大容量データを含む信号を送信する。この信号は、周波数がデータ伝送速度よりも十分大きい周期を持つ電磁波をキャリアとしたものである。
【００２０】
人工衛星１から送信された、この信号は、衛星間リンクアンテナ部３により受信される。衛星間リンクアンテナ部３により受信された信号は、衛星間リンク受信機部４で復調される。
【００２１】
復調されたデータは、データ分割処理部５によって、送信機部７０〜７２の個数と同数か、あるいは、送信機部７０〜７２の個数よりも少ない個数の、複数の並列データに分割される。通常は、送信機部７０〜７２の個数と同数に分割されるが、例えば、データ量が少ない場合には、送信機部７０〜７２をすべて用いなくても十分に高速なデータ伝送が行えるので、その場合には送信機部７０〜７２の一部のみを用いればよいので、並列データの個数が、使用する一部の送信機部７０〜７２の個数と同数になるように、データの分割を行う。
【００２２】
データ分割処理部５によって分割されたデータは、周波数変換部６で周波数変換される。周波数変換部６では、隣接する地上局２０〜２２間で互いに受信ビームの周波数が異なる値になるように、対応する送信機部７０，７１，７２の送信周波数を、互いに異なる複数の周波数に切り替える。これにより、各地上局２０〜２２が、隣接する他の地上局２０〜２２に向けて送信された信号を誤って受信してしまうことを防止することができる。
【００２３】
周波数変換部６で周波数変換された並列データは、１つずつ、それぞれ異なる送信機部７０〜７２に入力され、各送信機部７０〜７２によって、並列に変調が行われる（送信処理）。
【００２４】
こうして得られた各変調信号は、ビーム形成回路部８に入力され、それぞれ異なるビーム形状となるように、変調信号の励振分布が変更されるとともに、地上局２０，２１，２２のそれぞれの位置に応じた方向にビーム方向が制御される。具体的には、予め地上局２０〜２２の位置は判っているため、当該位置情報に基づいて、ビーム形成回路部８により、各地上局２０〜２２に対応する通信ビームの指向方向が計算され、コマンド信号として変調信号とともに、マルチビームアンテナ部９に出力される。
【００２５】
ビーム形成回路部８から出力された変調信号とコマンド信号はともにマルチビームアンテナ部９へ入力される。マルチビームアンテナ部９は、ビーム形成回路部８からの当該コマンド信号に基づき、地上局２０〜２２の方向にビームが形成されるように、通信ビームの指向方向を切り替え、当該変調信号を各地上局２０〜２２に向けて放射する。地上局２０〜２２に向けて放射された各ビームは、それぞれ、地上局２０〜２２において異なるデータとして受信される。
【００２６】
これらの地上局２０〜２２で受信されたデータは、地上管制局１２へ伝送される。地上管制局１２では、地上局２０〜２２で受信したこれらのデータを、ひとつの直列データに合成する。データを合成して直列データに変換する際、その合成する順序を予め定めておく必要がある。しかしながら、複数の地上局２０〜２２から地上管制局１２に送られるデータは、再送などによる遅延が考えられ、常に同一の順序で伝送されるとは限らない。従って、本実施の形態１においては、パケット伝送のように、並列データにそれぞれヘッダ情報を付加しておき、当該ヘッダ情報に合成する順序の情報を示しておくことで対処する。地上管制局１２は、このヘッダ情報に含まれた合成する順序に関する情報に基づき、各並列データをひとつの直列データに合成していき、データ分割処理部５による分割前の元のデータに戻す。
【００２７】
なお、地上局２０〜２２から地上管制局１２への伝送手段として、電気信号を送信するメタルケーブルの他に、光ファイバを用いて伝送を行う光通信を用いることができる。光ファイバは、伝搬による光信号の損失が小さいことから、長距離伝送に向いており、これにより、地上局２０〜２２間の距離を大きくとることができるため、マルチビームアンテナ部９のビーム間干渉を抑えることが期待できる。
【００２８】
以上の構成により、本実施の形態１によれば、他の人工衛星１から送られてくるデータを受信し、複数のデータに分割した後、複数の地上局２０〜２２に対して並列に伝送し、地上局２０〜２２側に設けられた地上管制局１２で合成し直列データに変換することで、元のデータに戻すようにしたので、周波数帯域幅を抑えつつ、大容量の高速な通信を行うことができる。
【００２９】
なお、上記の説明においては、低軌道衛星である人工衛星１からデータ中継衛星２へのデータ伝送に用いるものとして、電波を用いた通信について説明したが、それに限定されるものではなく、大容量データ伝送を行うため、衛星間の通信に光を用いた方式を適用することも可能である。
【００３０】
衛星間のデータ伝送に光を用いた場合、低軌道衛星である人工衛星１から放射される光信号を受光するため、衛星間リンクアンテナ部３は集光用レンズアンテナを用い、衛星間リンク受信機部４は光検出器、例えばフォトダイオードを用いる。
【００３１】
また、衛星間リンク送信機部１１は、光源および光変調器、光増幅器、コリメータレンズを備えることで実現できる。
【００３２】
次に、地上局２０〜２２からの信号を人工衛星１に中継する動作について説明する。図１において、地上局２０〜２２は、人工衛星１に送るための信号を送信する。マルチビームアンテナ部９は、これらの信号を受信して、受信機部１０に供給する。受信機部１０は、それらの信号を復調（受信処理）して、周波数変換部６に送信する。周波数変換部６は、受信機部１０からのそれらの信号の周波数を、人工衛星１に送信するための周波数に切り替えるための周波数変換を行い、その後に、衛星間リンク送信機部１１に送信する。衛星間リンク送信機部１１は、当該信号を、衛星間リンクアンテナ部３から人工衛星１に向けて放射する。こうして、地上局２０〜２２からの信号は、人工衛星１に受信される。
【００３３】
以上のように、この発明の本実施の形態１に係る衛星通信用データ伝送システムにおいては、他の人工衛星である人工衛星１からの信号を地上局２０〜２２へ中継する際に、人工衛星１から送られてくるデータを受信し、データ分割処理部５で、それらを複数のデータに分割した後、それらを、マルチビームアンテナ部９から、複数の地上局２０〜２２に対して並列に伝送し、地上局２０〜２２側に設けられた地上管制局１２において、ひとつの直列データに合成するようにしたので、周波数帯域幅を抑えつつ、高速に、大容量データの通信が可能となる。一般に、高ＳＮ比の環境化において、伝送容量Ｃ[bit]は、帯域幅Ｂ[Hz]の場合、Ｃ＝Ｂlog2(Ｓ／Ｎ)と表される。送信データをＫ個に分割し、全送信信号電力を一定と考えた場合、ＳＮ比は１／Ｋとなり、伝送容量Ｃ’は、Ｃ’＝ＫＢlog2(Ｓ／ＮＫ)となり、ＳＮ比が十分高い場合、Ｃ’＞Ｃとなり、伝送容量が増加する。
【００３４】
実施の形態２．
図２は、この発明の実施の形態２に係る衛星通信用データ伝送システムの構成を示す構成図である。図中、１３は受信機用アンテナ部である。他の構成は、基本的に、図１の実施の形態１の構成と基本的に同じであるため、同一符号を付して示し、ここではその説明を省略する。なお、図１の構成との違いは、図２の構成においては、受信機用アンテナ部１３が追加されており、地上局２０〜２１からの信号は受信機用アンテナ部１３が受信して受信機部１０へ送信する構成となっており、マルチビームアンテナ部９は地上局２０〜２１への送信のみを行い、受信は行わない点である。従って、図２の構成においては、図１のマルチビームアンテナ部９が２つに分割され、一方を送信用マルチビームアンテナ（すなわち、図２のマルチビームアンテナ部９）とし、もう一方を受信機用アンテナ（すなわち、図２の受信機用アンテナ部１３）とした構成といえる。これにより、図２の構成においては、マルチビームアンテナ部９と受信機部１０とは接続されていない。また、図２においては、受信機用アンテナ部１３で受信した信号のうち、一部の特定の信号が、受信機部１０を介して、データ分割処理部５に入力される構成となっている点も、図１と異なる。
【００３５】
さらに、図２においては、データ分割処理部５と送信機部７０〜７１間が複数の信号線で接続されており、同様に、ビーム形成回路部８とマルチビームアンテナ部９間が複数の信号線で接続されており、これらの点も、図１の構成とは異なる。しかしながら、複数の信号線で必ずしも接続する必要はなく、この点においては、図１と同じ構成としてもよい。
【００３６】
上述したように、本実施の形態２では、受信機用アンテナ部１３が追加されたため、図２に示すように、衛星通信用データ伝送システムは、衛星間リンクアンテナ部３と、衛星間リンク受信機部４と、データ分割処理部５と、周波数変換部６と、送信機部７０，７１，７２と、ビーム形成回路部８と、マルチビームアンテナ部９と、受信機部１０と、衛星間リンク送信機部１１と、受信機用アンテナ部１３とから構成されており、この構成により、人工衛星１と地上局２０，２１，２２との間のデータの中継を行う。
【００３７】
次に、動作について説明する。まずはじめに、人工衛星１からの信号を地上局２０〜２２へ中継する動作について説明する。
【００３８】
図２において、人工衛星１は、地上局に送るための大容量データを含む信号を送信する。この信号は、衛星間リンクアンテナ部３により受信される。衛星間リンクアンテナ部３により受信された信号は、衛星間リンク受信機部４で復調される。
【００３９】
復調されたデータは、データ分割処理部５によって、送信機部７０，７１，７２の個数に応じた複数の並列データに分割される。すなわち、送信機部７０，７１，７２の個数と同数か、あるいは、それより少ない個数に分割する。また、本実施の形態２においては、この並列データは、データ中継衛星２と地上局２０〜２２間の伝送路の状況に応じて、適応的にデータ量が制御される。すなわち、伝送路が混み合っている場合には、各並列データ１つずつに含まれるデータ量の値を少なくし、伝送路が混み合っていない平常時には、各並列データのデータ量を多くする。具体的には、伝送路の混み具合を判定するための閾値を予め設けておき、その閾値未満の場合には、各並列データ１つに含まれるデータ量の上限値を予め設定した第１の値にし、一方、その閾値以上の場合には、各並列データ１つに含まれるデータ量の上限値を予め設定した第２の値（但し、第２の値は、第１の値よりも小さい値）に切り替える。また、上限値の切り替えは、上記のような２段階ではなく、３段階以上にしてもよい。なお、その場合には、段階の個数に応じて、閾値を２以上用意しておく。
【００４０】
データ分割処理部５によって分割された各並列データは、それぞれ、異なる送信機部７０〜７２に入力され、並列に変調が行われる（送信処理）。
【００４１】
これらの変調信号は、ビーム形成回路部８に入力され、それぞれ異なるビーム形状となるように位相が変更される。また、ここで、各地上局２０〜２２の位置に応じた方向にビーム方向が制御される。
【００４２】
このビーム形成回路部８から出力される信号は、マルチビームアンテナ部９へ入力され、地上局２０〜２２に向けて放射される。地上局２０〜２２に向けて放射されたビームは、複数の地上局２０〜２２において、異なるデータとして受信される。
【００４３】
これらの地上局２０〜２２で受信されたデータは、地上管制局１２へ伝送され、そこでひとつの直列データに合成される。なお、実施の形態１でも述べたが、地上管制局１２で、データを合成して直列データに変換する際、その合成する順序を定めておく必要があるが、しかしながら、複数の地上局２０〜２２から地上管制局１２に送られるデータは、再送などによる遅延が考えられ、常に同一の順序で伝送されるとは限らない。従って、本実施の形態においても、実施の形態１と同様に、パケット伝送のように、データにそれぞれヘッダ情報を付加し、順序の情報を示しておくことで対処すればよい。
【００４４】
一方、地上局２０〜２２からデータ中継衛星２に対して、地上局２０〜２２とデータ中継衛星２との間の伝送路状況の情報が伝送され、受信機用アンテナ部１３で受信される。受信機用アンテナ部１３で受信されたデータは、受信機部１０で復調され、データ分割処理部５にフィードバックされる。データ分割処理部５は、受信機部１０から送信されてきた伝送路状況の情報に基づいて、地上局２０〜２２との伝送路の状態に応じて、適応的にデータ量を制御して、上記のデータの分割処理を行う。これにより、データ伝送速度を適応的に変化させることができる。
【００４５】
次に、地上局２０〜２２からの信号を人工衛星１に中継する動作について説明する。図２において、地上局２０〜２２は、人工衛星１に送るための信号を送信する。受信機用アンテナ部１３は、これらの信号を受信して、受信機部１０に供給する。受信機部１０は、それらの信号を復調して（受信処理）、周波数変換部６に送信する。周波数変換部６は、受信機部１０からの信号を受信して、周波数変換を行った後に、衛星間リンク送信機部１１に送信する。衛星間リンク送信機部１１は、衛星間リンクアンテナ部３から当該信号を人工衛星１に対して放射する。こうして、地上局２０〜２２からの信号は、人工衛星１により受信される。
【００４６】
他の構成および動作については、上記の実施の形態１と基本的に同じであるため、上記の実施の形態１の説明を参照することとし、ここでは説明を省略する。
【００４７】
以上の構成により、本実施の形態２によれば、上記の実施の形態１と同様の効果が得られるとともに、さらに、本実施の形態２においては、データ中継衛星２から地上局２０〜２２にデータを伝送する際に、データ中継衛星２と複数の地上局２０〜２２間の伝送路の状況をデータ分割処理部５にフィードバックさせるようにしたので、伝送路の状態に応じてデータ量及び／又はデータ伝送速度を適応的に変化させることができるので、効率的にデータ伝送を行うことが可能となる。これより、大容量なデータ伝送システムが得られる。
【００４８】
なお、本実施の形態２では、上記の実施の形態１と同様、低軌道衛星である人工衛星１とデータ中継衛星２間に光伝送を用いることが可能であることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００４９】
１ 人工衛星、２ データ中継衛星、３ 衛星間リンクアンテナ部、４ 衛星間リンク受信機部、５ データ分割処理部、６ 周波数変換部、８ ビーム形成回路部、９ マルチビームアンテナ部、１０ 受信機部、１１ 衛星間リンク送信機部、１２ 地上管制局、１３ 受信機用アンテナ部、２０，２１，２２ 地上局、７０，７１，７２ 送信機部。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、人工衛星に搭載されて通信装置として用いられる衛星通信用データ伝送システムに関し、より詳細には、他の人工衛星から地上局へデータ伝送を行う際のデータの中継を行うための人工衛星に搭載して、通信容量を増加させるために、送信データの空間多重および並列伝送を行う衛星通信用データ伝送システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
データ中継を行う従来の典型的な人工衛星は、衛星間リンクアンテナと、衛星間リンクアンテナから供給されるデータを受信する衛星間リンク受信機部と、衛星間リンクアンテナへデータを送信する衛星間リンク送信機部と、衛星間リンク受信機部で受信したデータを地上局へ送信する送信機部と、地上局からのデータを受信する受信機部と、衛星と地上局間でデータ伝送を行うアンテナとを備えている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−２４７０７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載のような従来技術には次のような課題があった。
【０００５】
従来の人工衛星は上記のように構成されて、人工衛星間の通信を介してデータの中継を行っているが、衛星通信に割り当てられている周波数帯域幅によって、その伝送容量は限られてしまう。
【０００６】
他の人工衛星からデータ中継衛星に送られるデータ量が数Gbps〜数十Gbpsに至る場合、リアルタイムに伝送するためには、使用帯域幅も数GHz〜数十GHz必要となることから、周波数上の制限等の課題が残されている。
【０００７】
この課題に対して、データ中継衛星にマルチビーム形成アンテナを搭載し、同一のデータを複数の地上局に伝送する方法が考えられている。この方法では、特定の地上局との通信環境が悪い場合においても、他の地上局によって補うことができるため、平均ＳＮ比を改善することができ、伝送容量の改善を図ることができる。
【０００８】
しかしながら、ＳＮ比の改善による伝送容量の改善効果はわずかであるため、数十Gbpsを超えるデータをリアルタイムに伝送することは難しい。そのため、更なる伝送容量の改善が必要である。
【０００９】
この発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、周波数帯域幅を抑えつつ、大容量な高速通信を可能とする衛星通信用データ伝送システムを得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明は、人工衛星−地上局間のデータの中継を行うための衛星通信用データ伝送システムであって、少なくとも１つのマルチビームアンテナを有し、複数の地上局との間でデータの送受信を行うマルチビームアンテナ部と、他の人工衛星との間でデータの送受信を行うための衛星間リンクアンテナと、前記マルチビームアンテナ部で前記地上局からの信号を受信したときに、当該信号の受信処理を行う受信機部と、前記受信機部で受信処理された前記信号が入力され、当該信号を前記他の人工衛星に送信するために前記衛星間リンクアンテナへ供給する衛星間リンク送信機部と、前記衛星間リンクアンテナで前記他の人工衛星からのデータを受信したときに、当該データの受信処理を行う衛星間リンク受信機部と、前記衛星間リンク受信機部で受信処理された前記データを分割することによって得られる各分割データがそれぞれ入力され、当該分割データに対して、各前記地上局に送信するための送信処理を行う複数の送信機部と、前記衛星間リンク受信機部と前記送信機部との間に設けられ、前記衛星間リンク受信機部で受信処理された前記データを、前記送信機部の個数に応じた数に分割して前記分割データを生成し、各前記分割データをそれぞれ各前記送信機部に供給するデータ分割処理部と、各前記送信機部からの各前記分割データが入力され、各前記地上局の位置に応じた方向にビーム方向を制御して、各前記分割データを前記マルチビームアンテナ部に供給するビーム形成回路部とを備え、前記他の人工衛星から送信されてくるデータを前記衛星間リンクアンテナで受信して、それを前記データ分割処理部により複数の分割データに分割した後に、当該分割データを前記マルチビームアンテナ部により各前記地上局に対して並列に送信することを特徴とする衛星通信用データ伝送システムである。
【発明の効果】
【００１１】
この発明は、人工衛星−地上局間のデータの中継を行うための衛星通信用データ伝送システムであって、少なくとも１つのマルチビームアンテナを有し、複数の地上局との間でデータの送受信を行うマルチビームアンテナ部と、他の人工衛星との間でデータの送受信を行うための衛星間リンクアンテナと、前記マルチビームアンテナ部で前記地上局からの信号を受信したときに、当該信号の受信処理を行う受信機部と、前記受信機部で受信処理された前記信号が入力され、当該信号を前記他の人工衛星に送信するために前記衛星間リンクアンテナへ供給する衛星間リンク送信機部と、前記衛星間リンクアンテナで前記他の人工衛星からのデータを受信したときに、当該データの受信処理を行う衛星間リンク受信機部と、前記衛星間リンク受信機部で受信処理された前記データを分割することによって得られる各分割データがそれぞれ入力され、当該分割データに対して、各前記地上局に送信するための送信処理を行う複数の送信機部と、前記衛星間リンク受信機部と前記送信機部との間に設けられ、前記衛星間リンク受信機部で受信処理された前記データを、前記送信機部の個数に応じた数に分割して前記分割データを生成し、各前記分割データをそれぞれ各前記送信機部に供給するデータ分割処理部と、各前記送信機部からの各前記分割データが入力され、各前記地上局の位置に応じた方向にビーム方向を制御して、各前記分割データを前記マルチビームアンテナ部に供給するビーム形成回路部とを備え、前記他の人工衛星から送信されてくるデータを前記衛星間リンクアンテナで受信して、それを前記データ分割処理部により複数の分割データに分割した後に、当該分割データを前記マルチビームアンテナ部により各前記地上局に対して並列に送信することを特徴とする衛星通信用データ伝送システムであるので、周波数帯域幅を抑えつつ、大容量な高速通信が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明の実施の形態１による衛星通信用データ伝送システムの構成を示す構成図である。
【図２】この発明の実施の形態２による衛星通信用データ伝送システムの構成を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る衛星通信用データ伝送システムの構成を示す構成図である。図中、１は、地上局との通信を行う他の人工衛星、２はこの発明の衛星通信用データ伝送システムを搭載したデータ中継衛星、２０，２１，２２は地上局である。また、１２は、地上局２０，２１，２２で受信した複数の分割されたデータを、ひとつの直列データに合成するための地上管制局である。
【００１４】
データ中継衛星２に搭載された、この発明の衛星通信用データ伝送システムは、図１に示すように、衛星間リンクアンテナ部３と、衛星間リンク受信機部４と、データ分割処理部５と、周波数変換部６と、送信機部７０，７１，７２と、ビーム形成回路部８と、マルチビームアンテナ部９と、受信機部１０と、衛星間リンク送信機部１１とから構成されており、この構成により、人工衛星１と地上局２０，２１，２２との間のデータ伝送の中継を行う。
【００１５】
衛星間リンクアンテナ部３は、自身を搭載するデータ中継衛星２とは別の人工衛星１との間のデータ伝送を行うためのアンテナである。衛星間リンク受信機部４は、衛星間リンクアンテナ部３で受信した人工衛星１からのデータが供給されるものである。また、衛星間リンク送信機部１１は、人工衛星１に送信すべき地上局２０，２１，２２からのデータを衛星間リンクアンテナ部３へ送信するためのものである。データ分割処理部５は、衛星間リンク受信機部４から供給されるデータを送信機部７０，７１，７２に応じた数に分割して、周波数変換部６に供給するためのものである。周波数変換部６は、分割されたそれらの複数のデータの周波数を変換して送信機部７０，７１，７２に供給するものであり、送信機部７０，７１，７２は、データ分割処理部５から供給されるデータをそれぞれビーム形成回路部８に送信するためのものである。送信機部７０，７１，７２の個数としては、地上局２０，２１，２２と同数個設けるのが望ましい。その理由としては、各送信機部７０，７１，７２は、各地上局２０，２１，２２に対応して設けられることが望ましいためである。すなわち、各送信機部７０，７１，７２は、各地上局２０，２１，２２に対して、１対１対応になるように設けられている。
【００１６】
また、ビーム形成回路部８は、送信機部７０，７１，７２からデータを受け取り、地上局２０，２１，２２の位置に応じた方向にビーム方向を制御して、それらのデータをマルチビームアンテナ部９へ供給するものである。また、ビーム形成回路部８は、マルチビームアンテナ部９で受信した地上局２０，２１，２２からの信号をビーム形成回路部８を介して受信機部１０へ供給することも行う。
【００１７】
マルチビームアンテナ部９は、ビーム形成回路部８で形成された複数のビームを地上局２０，２１，２２に送信するとともに、地上局２０，２１，２２からの信号を受信するマルチビームアンテナから構成されている。受信機部１０は、マルチビームアンテナ部９で受信され、ビーム形成回路部８を介して供給される、地上局２０，２１，２２からの信号を受信し、それらの信号を、周波数変換部６を介して、衛星間リンク送信機部１１に送信するものである。
【００１８】
次に、動作について説明する。まずはじめに、人工衛星１からの信号を地上局２０〜２２へ中継する動作について説明する。
【００１９】
図１において、人工衛星１は、地上局２０，２１，２２に送るための大容量データを含む信号を送信する。この信号は、周波数がデータ伝送速度よりも十分大きい周期を持つ電磁波をキャリアとしたものである。
【００２０】
人工衛星１から送信された、この信号は、衛星間リンクアンテナ部３により受信される。衛星間リンクアンテナ部３により受信された信号は、衛星間リンク受信機部４で復調される。
【００２１】
復調されたデータは、データ分割処理部５によって、送信機部７０〜７２の個数と同数か、あるいは、送信機部７０〜７２の個数よりも少ない個数の、複数の並列データに分割される。通常は、送信機部７０〜７２の個数と同数に分割されるが、例えば、データ量が少ない場合には、送信機部７０〜７２をすべて用いなくても十分に高速なデータ伝送が行えるので、その場合には送信機部７０〜７２の一部のみを用いればよいので、並列データの個数が、使用する一部の送信機部７０〜７２の個数と同数になるように、データの分割を行う。
【００２２】
データ分割処理部５によって分割されたデータは、周波数変換部６で周波数変換される。周波数変換部６では、隣接する地上局２０〜２２間で互いに受信ビームの周波数が異なる値になるように、対応する送信機部７０，７１，７２の送信周波数を、互いに異なる複数の周波数に切り替える。これにより、各地上局２０〜２２が、隣接する他の地上局２０〜２２に向けて送信された信号を誤って受信してしまうことを防止することができる。
【００２３】
周波数変換部６で周波数変換された並列データは、１つずつ、それぞれ異なる送信機部７０〜７２に入力され、各送信機部７０〜７２によって、並列に変調が行われる（送信処理）。
【００２４】
こうして得られた各変調信号は、ビーム形成回路部８に入力され、それぞれ異なるビーム形状となるように、変調信号の励振分布が変更されるとともに、地上局２０，２１，２２のそれぞれの位置に応じた方向にビーム方向が制御される。具体的には、予め地上局２０〜２２の位置は判っているため、当該位置情報に基づいて、ビーム形成回路部８により、各地上局２０〜２２に対応する通信ビームの指向方向が計算され、コマンド信号として変調信号とともに、マルチビームアンテナ部９に出力される。
【００２５】
ビーム形成回路部８から出力された変調信号とコマンド信号はともにマルチビームアンテナ部９へ入力される。マルチビームアンテナ部９は、ビーム形成回路部８からの当該コマンド信号に基づき、地上局２０〜２２の方向にビームが形成されるように、通信ビームの指向方向を切り替え、当該変調信号を各地上局２０〜２２に向けて放射する。地上局２０〜２２に向けて放射された各ビームは、それぞれ、地上局２０〜２２において異なるデータとして受信される。
【００２６】
これらの地上局２０〜２２で受信されたデータは、地上管制局１２へ伝送される。地上管制局１２では、地上局２０〜２２で受信したこれらのデータを、ひとつの直列データに合成する。データを合成して直列データに変換する際、その合成する順序を予め定めておく必要がある。しかしながら、複数の地上局２０〜２２から地上管制局１２に送られるデータは、再送などによる遅延が考えられ、常に同一の順序で伝送されるとは限らない。従って、本実施の形態１においては、パケット伝送のように、並列データにそれぞれヘッダ情報を付加しておき、当該ヘッダ情報に合成する順序の情報を示しておくことで対処する。地上管制局１２は、このヘッダ情報に含まれた合成する順序に関する情報に基づき、各並列データをひとつの直列データに合成していき、データ分割処理部５による分割前の元のデータに戻す。
【００２７】
なお、地上局２０〜２２から地上管制局１２への伝送手段として、電気信号を送信するメタルケーブルの他に、光ファイバを用いて伝送を行う光通信を用いることができる。光ファイバは、伝搬による光信号の損失が小さいことから、長距離伝送に向いており、これにより、地上局２０〜２２間の距離を大きくとることができるため、マルチビームアンテナ部９のビーム間干渉を抑えることが期待できる。
【００２８】
以上の構成により、本実施の形態１によれば、他の人工衛星１から送られてくるデータを受信し、複数のデータに分割した後、複数の地上局２０〜２２に対して並列に伝送し、地上局２０〜２２側に設けられた地上管制局１２で合成し直列データに変換することで、元のデータに戻すようにしたので、周波数帯域幅を抑えつつ、大容量の高速な通信を行うことができる。
【００２９】
なお、上記の説明においては、低軌道衛星である人工衛星１からデータ中継衛星２へのデータ伝送に用いるものとして、電波を用いた通信について説明したが、それに限定されるものではなく、大容量データ伝送を行うため、衛星間の通信に光を用いた方式を適用することも可能である。
【００３０】
衛星間のデータ伝送に光を用いた場合、低軌道衛星である人工衛星１から放射される光信号を受光するため、衛星間リンクアンテナ部３は集光用レンズアンテナを用い、衛星間リンク受信機部４は光検出器、例えばフォトダイオードを用いる。
【００３１】
また、衛星間リンク送信機部１１は、光源および光変調器、光増幅器、コリメータレンズを備えることで実現できる。
【００３２】
次に、地上局２０〜２２からの信号を人工衛星１に中継する動作について説明する。図１において、地上局２０〜２２は、人工衛星１に送るための信号を送信する。マルチビームアンテナ部９は、これらの信号を受信して、受信機部１０に供給する。受信機部１０は、それらの信号を復調（受信処理）して、周波数変換部６に送信する。周波数変換部６は、受信機部１０からのそれらの信号の周波数を、人工衛星１に送信するための周波数に切り替えるための周波数変換を行い、その後に、衛星間リンク送信機部１１に送信する。衛星間リンク送信機部１１は、当該信号を、衛星間リンクアンテナ部３から人工衛星１に向けて放射する。こうして、地上局２０〜２２からの信号は、人工衛星１に受信される。
【００３３】
以上のように、この発明の本実施の形態１に係る衛星通信用データ伝送システムにおいては、他の人工衛星である人工衛星１からの信号を地上局２０〜２２へ中継する際に、人工衛星１から送られてくるデータを受信し、データ分割処理部５で、それらを複数のデータに分割した後、それらを、マルチビームアンテナ部９から、複数の地上局２０〜２２に対して並列に伝送し、地上局２０〜２２側に設けられた地上管制局１２において、ひとつの直列データに合成するようにしたので、周波数帯域幅を抑えつつ、高速に、大容量データの通信が可能となる。一般に、高ＳＮ比の環境化において、伝送容量Ｃ[bit]は、帯域幅Ｂ[Hz]の場合、Ｃ＝Ｂlog2(Ｓ／Ｎ)と表される。送信データをＫ個に分割し、全送信信号電力を一定と考えた場合、ＳＮ比は１／Ｋとなり、伝送容量Ｃ’は、Ｃ’＝ＫＢlog2(Ｓ／ＮＫ)となり、ＳＮ比が十分高い場合、Ｃ’＞Ｃとなり、伝送容量が増加する。
【００３４】
実施の形態２．
図２は、この発明の実施の形態２に係る衛星通信用データ伝送システムの構成を示す構成図である。図中、１３は受信機用アンテナ部である。他の構成は、基本的に、図１の実施の形態１の構成と基本的に同じであるため、同一符号を付して示し、ここではその説明を省略する。なお、図１の構成との違いは、図２の構成においては、受信機用アンテナ部１３が追加されており、地上局２０〜２１からの信号は受信機用アンテナ部１３が受信して受信機部１０へ送信する構成となっており、マルチビームアンテナ部９は地上局２０〜２１への送信のみを行い、受信は行わない点である。従って、図２の構成においては、図１のマルチビームアンテナ部９が２つに分割され、一方を送信用マルチビームアンテナ（すなわち、図２のマルチビームアンテナ部９）とし、もう一方を受信機用アンテナ（すなわち、図２の受信機用アンテナ部１３）とした構成といえる。これにより、図２の構成においては、マルチビームアンテナ部９と受信機部１０とは接続されていない。また、図２においては、受信機用アンテナ部１３で受信した信号のうち、一部の特定の信号が、受信機部１０を介して、データ分割処理部５に入力される構成となっている点も、図１と異なる。
【００３５】
さらに、図２においては、データ分割処理部５と送信機部７０〜７１間が複数の信号線で接続されており、同様に、ビーム形成回路部８とマルチビームアンテナ部９間が複数の信号線で接続されており、これらの点も、図１の構成とは異なる。しかしながら、複数の信号線で必ずしも接続する必要はなく、この点においては、図１と同じ構成としてもよい。
【００３６】
上述したように、本実施の形態２では、受信機用アンテナ部１３が追加されたため、図２に示すように、衛星通信用データ伝送システムは、衛星間リンクアンテナ部３と、衛星間リンク受信機部４と、データ分割処理部５と、周波数変換部６と、送信機部７０，７１，７２と、ビーム形成回路部８と、マルチビームアンテナ部９と、受信機部１０と、衛星間リンク送信機部１１と、受信機用アンテナ部１３とから構成されており、この構成により、人工衛星１と地上局２０，２１，２２との間のデータの中継を行う。
【００３７】
次に、動作について説明する。まずはじめに、人工衛星１からの信号を地上局２０〜２２へ中継する動作について説明する。
【００３８】
図２において、人工衛星１は、地上局に送るための大容量データを含む信号を送信する。この信号は、衛星間リンクアンテナ部３により受信される。衛星間リンクアンテナ部３により受信された信号は、衛星間リンク受信機部４で復調される。
【００３９】
復調されたデータは、データ分割処理部５によって、送信機部７０，７１，７２の個数に応じた複数の並列データに分割される。すなわち、送信機部７０，７１，７２の個数と同数か、あるいは、それより少ない個数に分割する。また、本実施の形態２においては、この並列データは、データ中継衛星２と地上局２０〜２２間の伝送路の状況に応じて、適応的にデータ量が制御される。すなわち、伝送路が混み合っている場合には、各並列データ１つずつに含まれるデータ量の値を少なくし、伝送路が混み合っていない平常時には、各並列データのデータ量を多くする。具体的には、伝送路の混み具合を判定するための閾値を予め設けておき、その閾値未満の場合には、各並列データ１つに含まれるデータ量の上限値を予め設定した第１の値にし、一方、その閾値以上の場合には、各並列データ１つに含まれるデータ量の上限値を予め設定した第２の値（但し、第２の値は、第１の値よりも小さい値）に切り替える。また、上限値の切り替えは、上記のような２段階ではなく、３段階以上にしてもよい。なお、その場合には、段階の個数に応じて、閾値を２以上用意しておく。
【００４０】
データ分割処理部５によって分割された各並列データは、それぞれ、異なる送信機部７０〜７２に入力され、並列に変調が行われる（送信処理）。
【００４１】
これらの変調信号は、ビーム形成回路部８に入力され、それぞれ異なるビーム形状となるように位相が変更される。また、ここで、各地上局２０〜２２の位置に応じた方向にビーム方向が制御される。
【００４２】
このビーム形成回路部８から出力される信号は、マルチビームアンテナ部９へ入力され、地上局２０〜２２に向けて放射される。地上局２０〜２２に向けて放射されたビームは、複数の地上局２０〜２２において、異なるデータとして受信される。
【００４３】
これらの地上局２０〜２２で受信されたデータは、地上管制局１２へ伝送され、そこでひとつの直列データに合成される。なお、実施の形態１でも述べたが、地上管制局１２で、データを合成して直列データに変換する際、その合成する順序を定めておく必要があるが、しかしながら、複数の地上局２０〜２２から地上管制局１２に送られるデータは、再送などによる遅延が考えられ、常に同一の順序で伝送されるとは限らない。従って、本実施の形態においても、実施の形態１と同様に、パケット伝送のように、データにそれぞれヘッダ情報を付加し、順序の情報を示しておくことで対処すればよい。
【００４４】
一方、地上局２０〜２２からデータ中継衛星２に対して、地上局２０〜２２とデータ中継衛星２との間の伝送路状況の情報が伝送され、受信機用アンテナ部１３で受信される。受信機用アンテナ部１３で受信されたデータは、受信機部１０で復調され、データ分割処理部５にフィードバックされる。データ分割処理部５は、受信機部１０から送信されてきた伝送路状況の情報に基づいて、地上局２０〜２２との伝送路の状態に応じて、適応的にデータ量を制御して、上記のデータの分割処理を行う。これにより、データ伝送速度を適応的に変化させることができる。
【００４５】
次に、地上局２０〜２２からの信号を人工衛星１に中継する動作について説明する。図２において、地上局２０〜２２は、人工衛星１に送るための信号を送信する。受信機用アンテナ部１３は、これらの信号を受信して、受信機部１０に供給する。受信機部１０は、それらの信号を復調して（受信処理）、周波数変換部６に送信する。周波数変換部６は、受信機部１０からの信号を受信して、周波数変換を行った後に、衛星間リンク送信機部１１に送信する。衛星間リンク送信機部１１は、衛星間リンクアンテナ部３から当該信号を人工衛星１に対して放射する。こうして、地上局２０〜２２からの信号は、人工衛星１により受信される。
【００４６】
他の構成および動作については、上記の実施の形態１と基本的に同じであるため、上記の実施の形態１の説明を参照することとし、ここでは説明を省略する。
【００４７】
以上の構成により、本実施の形態２によれば、上記の実施の形態１と同様の効果が得られるとともに、さらに、本実施の形態２においては、データ中継衛星２から地上局２０〜２２にデータを伝送する際に、データ中継衛星２と複数の地上局２０〜２２間の伝送路の状況をデータ分割処理部５にフィードバックさせるようにしたので、伝送路の状態に応じてデータ量及び／又はデータ伝送速度を適応的に変化させることができるので、効率的にデータ伝送を行うことが可能となる。これより、大容量なデータ伝送システムが得られる。
【００４８】
なお、本実施の形態２では、上記の実施の形態１と同様、低軌道衛星である人工衛星１とデータ中継衛星２間に光伝送を用いることが可能であることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００４９】
１ 人工衛星、２ データ中継衛星、３ 衛星間リンクアンテナ部、４ 衛星間リンク受信機部、５ データ分割処理部、６ 周波数変換部、８ ビーム形成回路部、９ マルチビームアンテナ部、１０ 受信機部、１１ 衛星間リンク送信機部、１２ 地上管制局、１３ 受信機用アンテナ部、２０，２１，２２ 地上局、７０，７１，７２ 送信機部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
人工衛星−地上局間のデータの中継を行うための衛星通信用データ伝送システムであって、
少なくとも１つのマルチビームアンテナを有し、複数の地上局との間でデータの送受信を行うマルチビームアンテナ部と、
他の人工衛星との間でデータの送受信を行うための衛星間リンクアンテナと、
前記マルチビームアンテナ部で前記地上局からの信号を受信したときに、当該信号の受信処理を行う受信機部と、
前記受信機部で受信処理された前記信号が入力され、当該信号を前記他の人工衛星に送信するために前記衛星間リンクアンテナへ供給する衛星間リンク送信機部と、
前記衛星間リンクアンテナで前記他の人工衛星からのデータを受信したときに、当該データの受信処理を行う衛星間リンク受信機部と、
前記衛星間リンク受信機部で受信処理された前記データを分割することによって得られる各分割データがそれぞれ入力され、当該分割データに対して、各前記地上局に送信するための送信処理を行う複数の送信機部と、
前記衛星間リンク受信機部と前記送信機部との間に設けられ、前記衛星間リンク受信機部で受信処理された前記データを、前記送信機部の個数に応じた数に分割して前記分割データを生成し、各前記分割データをそれぞれ各前記送信機部に供給するデータ分割処理部と、
各前記送信機部からの各前記分割データが入力され、各前記地上局の位置に応じた方向にビーム方向を制御して、各前記分割データを前記マルチビームアンテナ部に供給するビーム形成回路部と
を備え、
前記他の人工衛星から送信されてくるデータを前記衛星間リンクアンテナで受信して、それを前記データ分割処理部により複数の分割データに分割した後に、当該分割データを前記マルチビームアンテナ部により各前記地上局に対して並列に送信する
ことを特徴とする衛星通信用データ伝送システム。
【請求項２】
前記マルチビームアンテナ部は、送信用マルチビームアンテナと受信用アンテナとから構成されていることを特徴とする請求項１に記載の衛星通信用データ伝送システム。
【請求項３】
隣接する地上局で受信される受信ビームの周波数が互いに異なるように、当該隣接する地上局に対応して設けられた前記送信機部の送信周波数を互いに異なる周波数に切り替えるための周波数変換部をさらに備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の衛星通信用データ伝送システム。
【請求項４】
前記データ分割処理部は、前記地上局との伝送路の状態に応じて、データ伝送速度を適応的に変化させる機能を備えていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の衛星通信用データ伝送システム。
【請求項５】
前記地上局は、前記地上局で受信した複数の分割データをひとつの直列データに合成するための地上管制局を備えていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の衛星通信用データ伝送システム。
【請求項１】
人工衛星−地上局間のデータの中継を行うための衛星通信用データ伝送システムであって、
少なくとも１つのマルチビームアンテナを有し、複数の地上局との間でデータの送受信を行うマルチビームアンテナ部と、
他の人工衛星との間でデータの送受信を行うための衛星間リンクアンテナと、
前記マルチビームアンテナ部で前記地上局からの信号を受信したときに、当該信号の受信処理を行う受信機部と、
前記受信機部で受信処理された前記信号が入力され、当該信号を前記他の人工衛星に送信するために前記衛星間リンクアンテナへ供給する衛星間リンク送信機部と、
前記衛星間リンクアンテナで前記他の人工衛星からのデータを受信したときに、当該データの受信処理を行う衛星間リンク受信機部と、
前記衛星間リンク受信機部で受信処理された前記データを分割することによって得られる各分割データがそれぞれ入力され、当該分割データに対して、各前記地上局に送信するための送信処理を行う複数の送信機部と、
前記衛星間リンク受信機部と前記送信機部との間に設けられ、前記衛星間リンク受信機部で受信処理された前記データを、前記送信機部の個数に応じた数に分割して前記分割データを生成し、各前記分割データをそれぞれ各前記送信機部に供給するデータ分割処理部と、
各前記送信機部からの各前記分割データが入力され、各前記地上局の位置に応じた方向にビーム方向を制御して、各前記分割データを前記マルチビームアンテナ部に供給するビーム形成回路部と
を備え、
前記他の人工衛星から送信されてくるデータを前記衛星間リンクアンテナで受信して、それを前記データ分割処理部により複数の分割データに分割した後に、当該分割データを前記マルチビームアンテナ部により各前記地上局に対して並列に送信する
ことを特徴とする衛星通信用データ伝送システム。
【請求項２】
前記マルチビームアンテナ部は、送信用マルチビームアンテナと受信用アンテナとから構成されていることを特徴とする請求項１に記載の衛星通信用データ伝送システム。
【請求項３】
隣接する地上局で受信される受信ビームの周波数が互いに異なるように、当該隣接する地上局に対応して設けられた前記送信機部の送信周波数を互いに異なる周波数に切り替えるための周波数変換部をさらに備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の衛星通信用データ伝送システム。
【請求項４】
前記データ分割処理部は、前記地上局との伝送路の状態に応じて、データ伝送速度を適応的に変化させる機能を備えていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の衛星通信用データ伝送システム。
【請求項５】
前記地上局は、前記地上局で受信した複数の分割データをひとつの直列データに合成するための地上管制局を備えていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の衛星通信用データ伝送システム。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１１−２３９３３０（Ｐ２０１１−２３９３３０Ａ）
【公開日】平成２３年１１月２４日（２０１１．１１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１１１０４０（Ｐ２０１０−１１１０４０）
【出願日】平成２２年５月１３日（２０１０．５．１３）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月２４日（２０１１．１１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月１３日（２０１０．５．１３）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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