(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の信号経路を提供するビーム形成回路網を備えるマルチビーム衛星システムをキャリブレーションする装置であって、
前記複数の信号経路のうちの1つの試験経路から抽出される第１信号と前記複数の信号経路のうちの１つの参照経路から抽出される第２信号とから、前記参照経路に対する前記試験経路の位相シフトおよび振幅シフトを決定するキャリブレーションプロセッサを備え、前記第１信号および第２信号はキャリブレーショントーンに対応しており、
前記キャリブレーションプロセッサは、前記試験経路と前記参照経路についての前記位相シフトおよび振幅シフトを検出するために、および前記試験経路と前記参照経路についての前記位相シフトおよび振幅シフトを比較するために、前記第１信号と前記第２信号との相関をとるように構成されているか、または、前記第１信号および前記第２信号のそれぞれと第３信号との相関をとるように構成されており、前記第３信号は前記キャリブレーショントーンに対応しており、
前記キャリブレーションプロセッサが、前記マルチビーム衛星システムの動作周波数範囲内の任意の周波数の信号に対する前記試験経路の位相オフセットおよび振幅オフセットを計算できるように、少なくとも2つの異なる周波数の少なくとも2つのキャリブレーショントーンについて前記参照経路に対する前記試験経路の位相シフトおよび振幅シフトを決定するようにさらに構成されており、
前記試験経路および前記参照経路においてキャリブレーショントーンの周波数を変換するデジタル信号プロセッサをさらに備え、前記少なくとも2つのキャリブレーショントーンが、2つの異なる周波数に変換された少なくとも2つのキャリブレーショントーンを含む、装置。
【請求項２】
キャリブレーショントーンを前記試験経路および前記参照経路に注入する手段をさらに備え、前記少なくとも2つのキャリブレーショントーンが、注入時に異なる周波数の2つのキャリブレーショントーンを含む、請求項1に記載の装置。
【請求項３】
前記複数の経路から試験経路を選択する手段をさらに備え、前記試験経路選択手段が、前記複数の経路からなる経路のグループから各経路の位相オフセットおよび振幅オフセットを決定することができるように、特定の注入周波数および特定の周波数変換のキャリブレーショントーンに対して、前記経路のグループから各経路を前記試験経路として順次選択するように構成されている、請求項2に記載の装置。
【請求項４】
複数の入力部および複数の出力部を有するビーム形成回路網を備え、前記経路のグループが、特定の入力部を通る全ての経路、または特定の出力部を通る全ての経路から選択される、請求項3に記載の装置。
【請求項５】
前記ビーム形成回路網が、前記少なくとも2つの異なる周波数の前記少なくとも2つのキャリブレーショントーンに対して前記試験経路について決定された相対的な位相シフトおよび振幅シフトに基づいて、前記試験経路に補正をかけるように構成されている、請求項1から4のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
決定された位相シフトおよび振幅シフトを地上局に送信するトランスミッタと、決定された位相シフトおよび振幅シフトに基づく、前記ビーム形成回路網に適用される補正値を前記地上局から受信するレシーバとをさらに備える、請求項1から5のいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
ビーム形成回路網に信号を転送するビームスプリッタと、
前記ビーム形成回路網からの信号を増幅する増幅器と、
キャリブレーショントーンを前記ビームスプリッタに注入するカプラと、
前記試験経路からの前記信号を前記増幅器から前記キャリブレーションプロセッサに転送する切換部とをさらに備え、前記試験経路が前記ビームスプリッタから前記増幅器までの経路を含む、請求項1から6のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
ビーム形成回路網に対する信号を増幅する増幅器と、
前記ビーム形成回路網から受信した信号を組み合わせる信号コンバイナと、
前記増幅器における試験経路にキャリブレーショントーンを注入する切換部と、
前記試験経路からの前記信号を前記信号コンバイナから前記キャリブレーションプロセッサに転送する手段とをさらに備え、前記試験経路が前記増幅器から前記信号コンバイナまでの経路を含む、請求項1から6のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
請求項1から8のいずれか一項に記載の装置を備えるマルチビーム衛星システム。
【請求項１０】
請求項9に記載のマルチビーム衛星システムと、前記マルチビーム衛星システムから位相シフト計測値および振幅シフト計測値を受信し、前記複数の信号経路のうちのある経路に対する補正値を計算し、前記補正値を前記マルチビーム衛星システムに送信するように構成された地上局とを備えるシステム。
【請求項１１】
前記決定された位相シフトおよび振幅シフト、ならびに前記複数の経路において非線形の位相特性および振幅特性を有する機器によって導入された位相シフトおよび振幅シフトに対する、前記決定された位相シフトおよび振幅シフトに基づく補正値を調整する手段をさらに含む、請求項10に記載のシステム。
【請求項１２】
複数の信号経路を提供するビーム形成回路網を有するマルチビーム衛星システムをキャリブレーションする方法であって、
前記複数の経路のうちの1つの試験経路から第１信号を抽出し、前記複数の経路のうちの1つの参照経路から第２信号を抽出するステップであって、前記第１信号および前記第２信号は、キャリブレーショントーンに対応するステップと、
前記抽出された２つの信号から前記参照経路に対する前記試験経路の位相シフトおよび振幅シフトを決定するステップとを含み、
前記試験経路の位相シフトおよび振幅シフトを決定する前記ステップは、前記試験経路と前記参照経路についての前記位相シフトおよび振幅シフトを検出するために、および前記試験経路と前記参照経路についての前記位相シフトおよび振幅シフトを比較するために、前記第１信号と前記第２信号との相関をとるステップ、または、前記第１信号および前記第２信号のそれぞれと第３信号との相関をとるステップであって前記第３信号は前記キャリブレーショントーンに対応しているステップを含み、
信号の前記抽出と相対的な位相シフトおよび振幅シフトの前記決定とは、マルチビーム衛星システムの動作周波数範囲内の任意の周波数の信号に対する前記試験経路の位相オフセットおよび振幅オフセットを、決定された位相シフトおよび振幅シフトから計算できるように、異なる周波数の少なくとも2つのキャリブレーショントーンについて実行するステップを含み、
前記試験経路および前記参照経路においてキャリブレーショントーンの周波数を変換するステップをさらに含み、異なる周波数の前記少なくとも2つのキャリブレーショントーンが、別の周波数に変換された2つのキャリブレーショントーンを含む、方法。
【請求項１３】
信号を前記抽出するステップが、異なる周波数の少なくとも2つのキャリブレーショントーンのうちの第1のキャリブレーショントーンに対応して信号を抽出するステップと、次に、異なる周波数の前記少なくとも2つのキャリブレーショントーンのうちの第2のキャリブレーショントーンに対応して信号を抽出するステップとを含む、請求項12に記載の方法。
【請求項１４】
キャリブレーショントーンを前記試験経路および前記参照経路に注入するステップをさらに含み、異なる周波数の前記少なくとも2つのキャリブレーショントーンが、前記試験経路および前記参照経路に注入する時に異なる周波数の2つのキャリブレーショントーンを含む、請求項12または13に記載の方法。
【請求項１５】
特定の注入周波数および特定の周波数変換のキャリブレーショントーンに対して、前記複数の経路からなる経路のグループから各経路の位相および振幅を決定することができるように、前記経路のグループから各経路を前記試験経路として順次選択するステップをさらに含む、請求項14に記載の方法。
【請求項１６】
前記経路のグループが、特定の入力部を通ってビーム形成回路網に至る全ての経路、またはビーム形成回路網から出て特定の出力部を通る全ての経路から選択される、請求項15に記載の方法。
【請求項１７】
異なる周波数の前記少なくとも2つのキャリブレーショントーンに対して前記試験経路の決定された相対的な位相シフトおよび振幅シフトに基づいて、前記ビーム形成回路網に補正をかけるステップをさらに含む、請求項12から16のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
決定された位相シフトおよび振幅シフトを地上局に送信するステップと、前記地上局から前記補正値を受信するステップとをさらに含む、請求項17に記載の方法。
【請求項１９】
前記決定された位相シフトおよび振幅シフト、ならびに前記複数の経路における非線形の機器によって導入される振幅シフトおよび位相シフトに対する、前記決定された位相シフトおよび振幅シフトに基づいて決定された補正値を調整するステップをさらに含む、請求項18に記載の方法。
【請求項２０】
プロセッサによって実行されるとき、請求項12から19のいずれか一項に記載の方法を前記プロセッサに実行させる命令を含むコンピュータプログラム。
【請求項２１】
複数の信号経路を提供するビーム形成回路網を備えるマルチビーム衛星システムをキャリブレーションする装置であって、
前記複数の経路のうちの試験経路においてキャリブレーショントーンを含む信号を第1の周波数から第2の周波数に変換するデジタル信号プロセッサと、
前記試験経路から抽出されたキャリブレーショントーンと参照キャリブレーション信号との相関をとることによって、前記試験経路から抽出された第１信号と参照経路から抽出された第２信号とから、前記試験経路の位相シフトおよび振幅シフトを決定するキャリブレーションプロセッサとを含み、
前記第１信号および第２信号はキャリブレーショントーンに対応しており、
前記キャリブレーションプロセッサは、前記試験経路と前記参照経路についての前記位相シフトおよび振幅シフトを検出するために、および前記試験経路と前記参照経路についての前記位相シフトおよび振幅シフトを比較するために、前記第１信号と前記第２信号との相関をとるように構成されているか、または、前記第１信号および前記第２信号のそれぞれと第３信号との相関をとるように構成されており、前記第３信号は前記キャリブレーショントーンに対応しており、
前記キャリブレーションプロセッサが、異なる周波数の少なくとも2つのキャリブレーショントーンに対する、前記試験経路の位相シフトおよび振幅シフトを決定するようにさらに構成されており、また前記デジタル信号プロセッサが、前記少なくとも2つのキャリブレーショントーンに対して決定された相対的な前記位相シフトおよび振幅シフトに基づいて前記試験経路に補正をかけるように構成されており、
前記デジタル信号プロセッサは、前記試験経路および前記参照経路においてキャリブレーショントーンの周波数を変換するように較正されており、前記少なくとも2つのキャリブレーショントーンが、2つの異なる周波数に変換された少なくとも2つのキャリブレーショントーンを含む、装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ビーム形成回路網を備える衛星システムのためのキャリブレーション装置およびキャリブレーション方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
干渉のない通信サービスを提供するために、ビーム間の必要なアイソレーションを有する多重ナロービーム(multiple narrow beam)を提供する多くの商用衛星が設計されている。これらのマルチビーム衛星システムのいくつかは、多数の給電要素に対応する多数のルートに沿って入力信号をルーティングし、必要なビームを形成するために各ルートに沿ってビームウェイト(beamweight)(振幅と位相の両方)を設定する。さらに、多重ビームは多数の給電要素によって受信され、各給電要素が受信した信号の位相と振幅が調整されてから、それらの信号が組み合わされて転送される。
【０００３】
それぞれの給電要素に対する信号間で必要とされる相対位相と相対振幅を設定しそれを維持するには、ビームにウェイトをかける前に、それぞれのビームに対して異なる信号間の位相オフセットと振幅オフセットをすべて取り除くために、衛星ペイロード(satellite payload)を通る信号経路のキャリブレーションが必要である。周波数変換、フィルタリング、および増幅に用いられる機器、ならびに時間遅延を生ずる伝送経路のケーブルは、その伝送経路における振幅差異および位相差異の主たる原因である。打ち上げ前にシステムがキャリブレーションされても、経時変化および温度変化によって、伝送経路の振幅差異および位相差異がさらに引き起こされる可能性がある。そのため衛星システムでは、時々機内でキャリブレーションすることが必要とされている。
【０００４】
機内でシステムをキャリブレーションするいくつかの従来技術システムが開発されてきたが、これらのシステムの多くは、十分なキャリブレーションを可能にしていない。例えば、従来技術システムは、システム動作帯域幅の全ての周波数に対するキャリブレーションを可能にしていない。また、必要なビームを常に実現することを確実にするために、衛星システムの動作周波数帯域の任意の周波数において、正確なキャリブレーションがかけられることも重要である。
【０００５】
本発明は、こうした背景においてなされた。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によれば、複数の信号経路を提供するビーム形成回路網を備えるマルチビーム衛星システムをキャリブレーションする装置が提供され、本装置は、試験経路から抽出されるキャリブレーショントーンと参照キャリブレーション信号との相関をとることによって、複数の経路のうちの試験経路の位相シフトおよび振幅シフトを決定するキャリブレーションプロセッサを備え、キャリブレーションプロセッサは、マルチビーム衛星システムの動作周波数範囲内の任意の周波数の信号に対する試験経路の位相オフセットおよび振幅オフセットを計算できるように、少なくとも2つの異なる周波数の少なくとも2つのキャリブレーショントーンに対して試験経路の位相シフトおよび振幅シフトを決定するように構成されている。
【０００７】
本装置は、キャリブレーショントーンを試験経路に注入する手段をさらに備えることができ、少なくとも2つのキャリブレーショントーンは、注入時に異なる周波数の2つのキャリブレーショントーンを含むことができる。本装置は、試験経路においてキャリブレーショントーンの周波数を変換するデジタル信号プロセッサをさらに備えることができ、少なくとも2つのキャリブレーショントーンは、2つの異なる周波数に変換された2つのキャリブレーショントーンを含むことができる。
【０００８】
本装置はまた、複数の信号経路から試験経路を選択する手段を備えることができ、試験経路選択手段は、経路のグループから各経路の位相オフセットおよび振幅オフセットを決定することができるように特定の注入周波数および特定の周波数変換のキャリブレーショントーンに対して、複数の経路である経路のグループから各経路を試験経路として順次選択するように構成されている。本装置は、複数の入力部および複数の出力部を有するビーム形成回路網を備えることができ、経路のグループは、特定の入力部を通る全ての経路、または特定の出力部を通る全ての経路から選択することができる。ビーム形成回路網は、少なくとも2つの異なる周波数の少なくとも2つのキャリブレーショントーンに対して試験経路について決定された位相シフトおよび振幅シフトに基づいて、上記試験経路に補正をかけるように構成することができる。
【０００９】
したがって、本発明によって、任意の初期周波数および任意の周波数変換に対して任意の経路の位相シフトおよび振幅シフトを決定することができる。そのため、衛星ペイロードは、ビームウェイトをかける前に、それぞれのビームに対するそれぞれの信号の位相オフセットおよび振幅オフセットをすべて取り除くことができる。
【００１０】
参照キャリブレーション信号は、上記複数の経路のうちの参照経路から抽出されるキャリブレーショントーンを含むことができる。あるいは、参照キャリブレーション信号は、試験経路から抽出されるキャリブレーショントーンの周波数におけるピュアなキャリブレーショントーンを含むことができる。
【００１１】
さらに本装置は、決定された位相シフトおよび振幅シフトを地上局に送信するトランスミッタと、決定された位相シフトおよび振幅シフトに基づく、ビーム形成回路網に適用される補正値を地上局から受信するレシーバとを備えることができる。
【００１２】
衛星通信システムのフォワードリンクに対しては、本装置は、ビーム形成回路網に信号を転送するビームスプリッタと、ビーム形成回路網からの信号を増幅する増幅器と、キャリブレーショントーンをビームスプリッタに注入するカプラと、試験経路からの上記信号を増幅器からキャリブレーションプロセッサに転送する切換部とを備えることができ、上記試験経路は上記ビームスプリッタから上記増幅器までの経路を含む。
【００１３】
衛星通信システムのリターンリンクに対しては、本装置は、ビーム形成回路網に対する信号を増幅する増幅器と、ビーム形成回路網から受信した信号を組み合わせる信号コンバイナと、増幅器における試験経路にキャリブレーショントーンを注入する切換部と、試験経路からの上記信号を上記信号コンバイナからキャリブレーションプロセッサに転送する手段とを備えることができ、上記試験経路は上記増幅器から上記信号コンバイナまでの経路を含む。
【００１４】
本発明によれば、上記装置を備えるマルチビーム衛星システムも提供される。
【００１５】
本発明によれば、マルチビーム衛星システムと、マルチビーム衛星システムから位相シフト計測値および振幅シフト計測値を受信し、所定周波数の信号に対する補正値を計算し、その補正値をマルチビーム衛星システムに送信するように構成された地上局とを備える衛星通信システムも提供される。
【００１６】
本システムは、決定された位相シフトおよび振幅シフト、ならびに複数の経路において非線形の位相特性および振幅特性を有する機器によって導入された振幅オフセットおよび位相オフセットに対して決定された位相シフトおよび振幅シフトに基づく補正値を調整する手段を含むことができる。
【００１７】
本発明によれば、複数の信号経路を提供するビーム形成回路網を有するマルチビーム衛星システムをキャリブレーションする方法も提供され、本方法は、複数の経路のうちの試験経路からキャリブレーショントーンを抽出するステップと、抽出されたキャリブレーショントーンと参照キャリブレーション信号との相関をとることによって、そのキャリブレーショントーンに対して試験経路の位相シフトおよび振幅シフトを決定するステップとを含み、マルチビーム衛星システムの動作周波数範囲内の任意の周波数の信号に対する試験経路の位相オフセットおよび振幅オフセットを、決定された位相シフトおよび振幅シフトから計算できるように、キャリブレーショントーンは、異なる周波数の少なくとも2つのキャリブレーショントーンを含む。
【００１８】
キャリブレーショントーンを抽出するステップは、異なる周波数の少なくとも2つのキャリブレーショントーンのうちの第1のキャリブレーショントーンを抽出するステップと、次に、異なる周波数の少なくとも2つのキャリブレーショントーンのうちの第2のキャリブレーショントーンを抽出するステップとを含むことができる。
【００１９】
本方法は、キャリブレーショントーンを試験経路に注入するステップをさらに含むことができ、異なる周波数の少なくとも2つのキャリブレーショントーンは、注入時に異なる周波数の2つのキャリブレーショントーンを含むことができる。本方法は、試験経路において、キャリブレーショントーンの周波数を変換するステップをさらに含むことができ、異なる周波数の少なくとも2つのキャリブレーショントーンは、2つの別の周波数に変換されたキャリブレーショントーンを含むことができる。
【００２０】
本方法は、特定の注入周波数および特定の周波数変換のキャリブレーショントーンに対して、経路のグループから各経路の位相シフトおよび振幅シフトを決定することができるように、複数の経路である経路のグループから各経路を試験経路として順次選択するステップをさらに含むことができる。経路のグループは、特定の入力部を通ってビーム形成回路網に至る全ての経路、またはビーム形成回路網から出て特定の出力部を通る全ての経路から選択することができる。
【００２１】
本方法は、複数の経路のうちの参照経路からキャリブレーショントーンを抽出するステップと、抽出されたキャリブレーショントーンを上記参照キャリブレーション信号の1つとして、試験経路からの上記抽出キャリブレーショントーンに対して提供するステップとをさらに含むことができる。あるいは、キャリブレーション参照信号は、試験経路から抽出されるキャリブレーショントーンのうちの1つの周波数におけるピュアなキャリブレーショントーンを含むことができる。
【００２２】
本方法は、異なる周波数の少なくとも2つのキャリブレーショントーンに対して決定された位相シフトおよび振幅シフトに基づいて、ビーム形成回路網に補正をかけるステップをさらに含むことができる。
【００２３】
加えて、本方法は、決定された位相シフトおよび振幅シフトを地上局に送信するステップと、地上局から上記補正値を受信するステップとをさらに含むことができる。さらに、本方法は、決定された位相シフトおよび振幅シフト、ならびに複数の経路における非線形の機器によって導入された振幅シフトおよび位相シフトに対して決定された位相シフトおよび振幅シフトに基づいて決定される補正値を調整するステップを含むことができる。
【００２４】
本発明によれば、プロセッサによって実行される場合、上記の方法をそのプロセッサに実行させる命令を含むコンピュータプログラムも提供される。
【００２５】
次に、本発明の実施形態を添付図面の図1から図11を参照して、例として説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明を実施することができる通信システムを示す図である。
【図２】衛星通信システムであるマルチビーム衛星システムにおけるフォワードリンクおよびリターンリンクのいくつかの構成要素を示す概略図である。
【図３】一実施形態によるマルチビーム衛星システムの構成要素を通る信号の経路、およびキャリブレーショントーンの経路を概略的に示す図である。
【図４】マルチビーム衛星システムの任意の動作周波数に対する補正値を決定する方法を示す図である。
【図５】非線形の構成要素を有するマルチビーム衛星システムにおける、マルチビーム衛星システムの任意の動作周波数に対する補正値を決定する方法を示す図である。
【図６】測定が行われる異なる経路および異なる周波数を示す図である。
【図７】マルチビーム衛星システムのキャリブレーションを行うためのデータを収集するプロセスを示す図である。
【図８】マルチビーム衛星システムのキャリブレーションを行うためのデータを収集するプロセスを示す図である。
【図９】マルチビーム衛星システムのキャリブレーションを行うためのデータを収集するプロセスを示す図である。
【図１０】別の実施形態によるマルチビーム衛星システムの構成要素を通る信号の経路、およびキャリブレーショントーンの経路を概略的に示す図である。
【図１１】さらに別の実施形態によるマルチビーム衛星システムの構成要素を通る信号の経路、およびキャリブレーショントーンの経路を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
図1に関しては、通信システムは、マルチビーム衛星システム1、システムオペレータ地上局2、および複数の衛星通信加入者位置3を含む。マルチビーム衛星システム1は、地上局2から信号を受信し、その信号を処理して、その信号の情報を複数の加入者位置3に送信する。マルチビーム衛星システム1はまた、加入者位置3から信号を受信し、情報を処理して、その信号の情報を地上局2に転送することもできる。地上局2はまた、衛星を制御するために、すなわち、衛星を制御するため、衛星と制御局の間で命令およびデータを転送するために使用される場合もある。さらにマルチビーム衛星システムは、地上局2に対して情報を送受信する代わりに、情報を別の衛星に転送することも可能であり、また情報を加入者位置に直接転送することもできる。
【００２８】
図2を参照すると、マルチビーム衛星システム1は、フォワードリンクおよびリターンリンクを含んでいる。フォワード方向では、複数の周波数チャネルを含む信号入力が地上局2からレシーバ4で受信され、処理のためダウンコンバータ5によってベースバンドへダウンコンバートされる。次に、受信信号入力が、1つまたは複数の信号スプリッタ6によって分けられ、ビーム形成回路網を形成するデジタル信号プロセッサ(DSP)7に転送される。デジタル信号プロセッサ7は、加入者位置3に対して必要なビームを形成するために、受信入力信号を処理しルーティングする。必要なビームは、複数のルートに沿って信号をルーティングし、必要なビームを形成するためルートごとに信号の位相と振幅を設定することによって生成される。次に、デジタル信号プロセッサ7からの出力信号が、アップコンバータ8によって動作RF周波数帯にアップコンバートされ、増幅器9によって増幅され、マルチ給電アンテナリフレクターサブシステム10によって、選択されたユーザダウンリンクビームとして送信される。増幅器9は、複数のマルチポート増幅器を含むことができ、そのそれぞれがルートの一部として機能する。マルチ給電アンテナリフレクターサブシステム10は、複数の給電要素10aを含むことができ、デジタル信号プロセッサ7において信号がルーティングされる各ルートごとに1つある。
【００２９】
いくつかの実施形態では、デジタル信号プロセッサは、複数のデジタル信号プロセッサモジュールを含むことができる。各モジュールは、スプリッタ6からの信号の一部を処理する。各デジタル信号プロセッサモジュール7は、入力信号の一部に対して、A/D変換、ビームに対するチャネルのルーティング、動作周波数プランニングおよび周波数再利用をサポートするための周波数マッピング(周波数変換を含む)、チャネルビーム形成、ならびにD/A変換を提供することができる。
【００３０】
同様にリターン方向では、信号入力は、マルチ給電アンテナリフレクターサブシステム10のうちの複数ある別々の給電要素10aによって受信され、別々のルートに沿って増幅器11へルーティングされる。信号は次に増幅器11によって増幅され、処理のためダウンコンバータ12によってベースバンドへダウンコンバートされる。次に、ダウンコンバートされた信号はデジタル信号プロセッサ(DSP)13によって処理され、コンバイナ14によって組み合わされ、アップコンバータ15によって地上局2への伝送に適した周波数にアップコンバートされ、トランスミッタ16によって送信される。増幅器11は、経路ごとに低ノイズ増幅器を含むことができる。
【００３１】
いくつかの実施形態では、デジタル信号プロセッサ13は複数のモジュールを含むことができ、各モジュールは給電要素の一部からの信号を処理するように構成される。各デジタル信号プロセッサモジュールは、ベースバンド信号のA/D変換、ビーム形成、およびD/A変換を提供する。また、デジタル信号プロセッサモジュール13は、アンチエリアシングフィルタ、局部発振器周波数で信号をミキシングするためのミキサー、ゲインコントロール機能、およびバンドパスフィルタを提供することもできる。
【００３２】
図示されていないが、図2のマルチ給電アンテナリフレクターサブシステム10は、リフレクターごとの給電要素とダイプレクサを含むことができる。また、同一の地上局に対して信号を受信するレシーバ4と信号を送信するトランスミッタ16が、別々の構成要素として図示されているが、それらが同一の構成要素の一部を形成することもできる。
【００３３】
ビームの形成は、特定の給電要素に対する信号の位相および振幅が別の給電要素に対する信号の位相および振幅に対して相対的に設定される方法に基づいているため、衛星ペイロードを通じて信号に取り込まれ得る各経路の位相オフセットと振幅オフセットを知ることが重要である。通常、フォワード経路のデジタル信号プロセッサは、少数の入力部と、多数の給電要素へのルートを定義する多数の出力部を有する。したがって、フォワード伝送リンクは、複数あり得る伝送経路を含み、各経路は、デジタル信号プロセッサへの特定の入力部と、デジタル信号プロセッサから給電要素への特定のルートとによって定義される。同様に、リターンリンクでは、デジタル信号プロセッサは、多数の給電要素に対応する多数の入力部と、コンバイナへの少数の出力部とを有する。したがって、リターンリンクは複数あり得る経路を有し、各経路は、特定の給電要素からのルートとコンバイナへの出力部とによって定義される。
【００３４】
伝送経路におけるケーブル、ならびに周波数変換、フィルタリング、および増幅に用いられる機器は、経路における時間遅延ならびに振幅差異および位相差異を生ずる。別々の経路が、別々の機器と別々のケーブルを含むことがあるため、ある経路における信号の位相シフトおよび振幅シフトが、別の経路の位相シフトおよび振幅シフトと異なる場合がある。例えば、第1のスプリッタを通って第1の入力部に至り、第1のデジタル信号プロセッサモジュール7に向かい、その後第1の出力部を通って第1のマルチポート増幅器9に至る、フォワードリンクにおける信号の位相および振幅が、第2のスプリッタを通って第2の入力部に至り、リターン経路の第2のデジタル信号プロセッサモジュールに向かい、その後第2の出力部を通って第2のマルチポート増幅器に至る信号の位相および振幅とは異なる場合がある。
【００３５】
本システムは、各経路の位相シフトおよび振幅シフトを決定するために、打ち上げ前に周囲温度でキャリブレーションされる。しかし、一度衛星が打ち上げられると、各経路の位相シフトは、温度変化、環境の影響、伝送経路の冗長構成における変化、および経時変化によって変化する可能性がある。したがって、本システムを時々キャリブレーションし直す必要がある。その場合に、軌道におけるペイロードキャリブレーションの結果を、地上での初期キャリブレーションの結果と比べると、温度または時期に起因するドリフトが見られることがある。
【００３６】
本システムは、経路における位相シフトおよび振幅シフトを決定するための、キャリブレーションサブシステム17を備える。以下に、フォワード経路のスプリッタ6から増幅器9までの経路と、リターン経路の増幅器11からコンバイナ14までの経路の位相オフセットおよび振幅オフセットを決定するためのキャリブレーションサブシステムを説明する。しかし、これが一例に過ぎず、キャリブレーション経路がより少数またはより多数の構成要素を含むことができる点を理解されたい。
【００３７】
フォワード経路では、キャリブレーションサブシステム17は、キャリブレーショントーンをスプリッタ6に挿入し、そのキャリブレーショントーンを増幅器9の選択された出力部から抽出して、信号の位相オフセットおよび振幅オフセットを決定する。以下により詳細に説明するように、位相オフセットおよび振幅オフセットは、別の経路に対して相対的に決定するか、またはピュアなキャリブレーション信号(pure calibration signal)に対して決定することができる。また、いくつかの異なる周波数に対して経路の位相測定と振幅測定を繰り返して、マルチビーム衛星システムの任意の動作周波数に対する結果を推定できるようにすることもできる。それらの結果は地上局2に送られ、地上局2は、伝送経路への適用が必要な所与の周波数における補正値を計算する。補正を実施せよとの求める命令が、マルチビーム衛星システム1に返される。例えば、その命令は、デジタル信号プロセッサ7に直接返すことができ、またキャリブレーションサブシステム17を介して返すこともできる。補正は、デジタル信号プロセッサ7のビーム形成回路網における位相ウェイトおよび振幅ウェイトを調整することによって適用される。
【００３８】
リターン経路では、キャリブレーションサブシステム17は、キャリブレーショントーンを増幅器11への入力部に挿入する。次にキャリブレーションサブシステムは、キャリブレーショントーンをコンバイナ14から抽出して、経路における位相シフトおよび振幅シフトを決定する。この場合も同様に、位相シフトおよび振幅シフトは、別の経路に対して相対的に決定するか、またはピュアなキャリブレーション信号に対して決定することができる。また、いくつかの異なる周波数に対して経路の位相測定および振幅測定を繰り返して、任意の動作周波数に対する結果を推定できるようにすることもできる。同様に、測定結果が地上局2に送られ、地上局2は、伝送経路の特定の周波数の信号への適用が必要な補正値を計算する。伝送経路の補正を実施せよとの命令は、マルチビーム衛星システムに返される。例えば、命令は、デジタル信号プロセッサ13に直接返すことができ、またキャリブレーションサブシステム17を介して返すこともできる。補正は、リターン経路のデジタル信号プロセッサ13のビーム形成回路網における位相ウェイトおよび振幅ウェイトを調整することによって適用される。
【００３９】
次に図3を参照して、本発明の第1の実施形態によるシステムの信号の流れを説明する。キャリブレーションサブシステム17は、フォワード参照経路およびフォワード試験経路の相対的位相測定および相対的振幅測定のためのフォワードキャリブレーション部18、測定用の経路を選択するための選択切換部19、リターン参照経路およびリターン試験経路における信号の相対的位相測定および相対的振幅測定のためのリターンキャリブレーション部20、増幅器11に対して選択された経路にリターン経路のキャリブレーショントーンを注力する注入切換部21、および共通の周波数ジェネレータ部(FGU)22を備える。フォワードキャリブレーション部18とリターンキャリブレーション部20は、参照経路と試験経路の信号の相関をとって相対的位相オフセットと相対的振幅オフセットを検出するプロセッサを備えることができる。選択切換部19および注入切換部21を実装するために、任意のタイプの適切なカプラおよびスイッチを用いることができる。カプラは、キャリブレーショントーンをスプリッタ6に注入し、また参照経路および試験経路からキャリブレーショントーンを含む信号を抽出するために用いることもできる。経路から信号を抽出するカプラは、選択切換部19およびリターンキャリブレーション部20に含むことができる。
【００４０】
フォワード経路では、フォワードキャリブレーション部18による命令に基づいて、周波数ジェネレータ部22が、適切な周波数のキャリブレーショントーンを発生させる。通常、フォワード経路のトラフィックに使用されていない周波数チャネルがキャリブレーショントーン用に選択される。キャリブレーショントーンはスプリッタ6に提供され、スプリッタ6は、デジタル信号プロセッサ7の選択された入力部につながっている、スプリッタ6の選択された出力部にキャリブレーショントーンを挿入する。通常、デジタル信号プロセッサ7は、少なくとも2つの入力部を有し、信号およびキャリブレーショントーンを、マルチポート増幅器9を介して、マルチ給電アンテナリフレクターサブシステム10における120個の別々の給電要素10aに向けてルーティングする。選択切換部19は、増幅器9の出力から参照経路における信号と試験経路における信号を選択し、フォワードキャリブレーション部18が2経路のキャリブレーショントーン間の振幅差と位相差を決定できるように、選択された信号をフォワードキャリブレーション部18に転送する。参照経路は、デジタル信号プロセッサへの第1の入力部と、デジタル信号プロセッサから、マルチビームアンテナサブシステムの第1の給電要素までのルートとを含む経路であってもよい。試験経路は、デジタル信号プロセッサ7への第1の入力部と、マルチビームアンテナサブシステム10の第2の給電要素につながっている出力部とを通る経路として最初は選択されてもよい。
【００４１】
リターン経路では、リターンキャリブレーション部20による命令に基づいて、周波数ジェネレータ部22が、適切な周波数のキャリブレーショントーンを発生させ、注入切換部21に転送する。キャリブレーショントーンの周波数は、リターン方向のトラフィックと干渉しないように選択される。キャリブレーショントーンは次に、注入切換部21によって増幅器11の2つの入力部に挿入され、120個の別々の給電要素のうちの2つからの受信信号と組み合わされる。120個の給電要素からの信号およびキャリブレーショントーンは、増幅器11によって増幅され、リターン経路のデジタル信号プロセッサ13によって処理および組み合わされ、コンバイナ14によって組み合わされる。デジタル信号プロセッサの出力部のうちの2つから、次に、コンバイナで受信されたキャリブレーショントーンとトラフィック信号が抽出され、リターンキャリブレーション部20が、2経路のキャリブレーショントーン間の位相差および振幅差を決定する。参照経路は、マルチビームアンテナサブシステム10の第1の給電要素から出てデジタル信号プロセッサの第1の出力部を通る経路であってもよい。試験経路は、第2の給電要素から出てデジタル信号プロセッサの第2の出力部を通る経路として最初は選択されてもよい。
【００４２】
システムにおける全ての経路がキャリブレーションされることを確実にするために、フォワードリンクにおける選択切換部19、および注入切換部21は、新たな試験経路からのキャリブレーショントーンを選択し、また新たな試験経路にキャリブレーショントーンを注入するように構成されている。試験キャリブレーショントーン周波数で参照経路と比較される全ての経路の相対的位相差と相対的振幅差が計算できるように十分なデータが収集されるまで、測定を繰り返すことができる。いくつかの実施形態によれば、フォワードリンクでは、デジタル信号プロセッサへの所与の入力部に対して、位相測定および振幅測定をデジタル信号プロセッサから給電要素へのルートごとに行うことができる。また、給電要素への所与の出力部に対して、位相測定および振幅測定をデジタル信号プロセッサへの入力部ごとに行うことができる。同様に、リターンリンクでは、デジタル信号プロセッサからの所与の出力部に対して、位相測定および振幅測定を給電要素からデジタル信号プロセッサへのルートごとに行うことができ、また給電要素からデジタル信号プロセッサへの所与のルートに対して、位相測定および振幅測定をデジタル信号出力部ごとに行うことができる。様々な測定を図6、図7、図8、および図9に関して詳細に説明する。
【００４３】
上記のように、任意の動作周波数において、参照経路と比較される全ての経路の相対的位相差と相対的振幅差を計算できるように、2つの異なる周波数に対して測定を繰り返すこともできる。異なる周波数における測定を、図4および図5に関してより詳細に説明する。
【００４４】
図4を参照すると、周波数ω1のキャリブレーショントーンに対する2経路間の位相差はΔθ1である。従来技術では、周波数ω2のキャリブレーショントーンに対する2経路間の位相差もまたΔθ1であると想定されていた。これは、周波数変動が非常に小さいシステムでは十分な近似であり得る。しかし、様々な周波数のトラフィックを処理できなければならないシステムでは、この近似は十分ではない。単一周波数のキャリブレーション測定に基づいて補正がかけられる場合、適用される補正係数では、位相誤差を、システム動作帯域幅内の他の周波数において必要とされる限度内に抑えることができないことになる。本発明は、別の周波数ω2における位相差を決定することによってこの問題を解決する。図4に関しては、この周波数における位相差Δθ2が決定されている。ω1、ω2、Δθ1、およびΔθ2を用いて、任意の周波数における位相差を推定によって決定することができる。
【００４５】
位相差異は、周波数に依存する相対的時間遅延と周波数に依存しない相対的時間遅延との両方から形成されるため、図4は概略図に過ぎず、位相差異が必ずしも周波数に線形に依存するわけではないことを理解されたい。伝送経路の位相は、1)周波数に依存しない時間遅延のために周波数に比例する線形の成分、2)アップコンバータもしくはダウンコンバータの局所発振器信号の遅延または位相変化による一定の位相オフセット、3)フィルタ、増幅器、および他の任意の非線形デバイスなどの機器の、動作周波数、および周波数に依存する時間遅延により発生する非線形の成分、の3種類の成分を有すると考えることができる。かなり非線形な位相特性およびかなり非線形な振幅特性を有する構成要素が伝送経路に含まれている場合、非線形の構成要素に対する値は、図5に示されているように、その非線形の構成要素の機器データを参照することによって補正できる。
【００４６】
図5に関しては、伝送経路におけるフィルタの非線形性が、周波数に関して非常に非線形な、伝送経路の全体的な位相変動を引き起こしている。本発明によれば、2つの異なる周波数ω1、ω2において、単一経路に対する2つの測定値23a、24aが得られる。これらの測定値は、経路の位相シフトが周波数ω1においてΔθ1'であり、周波数ω2においてΔθ2'であることを示している。これらの測定値が、フィルタの非線形性によって影響されることが知られている。製造業者の機器データ、実験、またはシミュレーションから、フィルタによって導入される位相シフトが周波数ごとに分かる。そのため、地上局2では、周波数ω1、ω2におけるフィルタの位相シフトが参照され、図5に示されているように、測定値23aおよび24aが補正されて、補正された位相シフト23bおよび24bが得られる。これらの値から、経路に対して周波数ω3における予想位相シフト25aを得ることが望ましく、この予想移送シフトはフィルタによって加えられた位相シフトを考慮に入れている。予想位相シフトを得るために、周波数ω3における未補正の位相シフト25bを与える位相と周波数間の線形関係を想定して、その値が推定される。次にフィルタの位相シフトが参照され、補正後の位相シフト25aを与えるために未補正の位相シフト25bに加えられる。次に、基地局2は、ビーム形成回路網における経路に適用される補正後の位相シフト値25aを衛星ペイロードに返す。図5に示されているように、最初の2つの位相シフト計測値が補正なしで推定された場合(破線参照)、周波数ω3に対する予測値は不正確になる。
【００４７】
フィルタに対する補正を説明したが、任意の非線形デバイスまたは非線形デバイスのグループに対して補正をかけることができる点を理解されたい。補正は、非線形デバイスの機器データを参照することによって得ることができる。機器データは製造業者によって提供される場合があり、また打ち上げ前後の実験またはシミュレーションを通じて得ることができる。機器データは、地上局におけるメモリ内の参照用テーブルに記憶することができる。非線形デバイスの動作が温度に応じて変化する場合があるため、衛星ペイロードは温度センサを備えることもでき、温度センサが感知した温度を考慮して補正をかけることができる。
【００４８】
補正が地上局でかけられると述べたが、地上局に送られる前の測定値に補正をかけることもでき、同様に、地上局2から送られる予測値に対して、補正値を衛星ペイロード内で計算することも可能である。そのため機器データは、地上局で記憶されることに加えて、またはその代替として、衛星ペイロードのメモリ内に記憶されていてもよい。
【００４９】
さらに、図4および図5は、位相シフトを示しているに過ぎない。伝送経路における振幅シフトに対して、対応する計算を行うことができる点を理解されたい。
【００５０】
本発明のいくつかの実施形態によれば、デジタル信号プロセッサ7、13によって行われる、信号の周波数変換を考慮した測定も行われる。信号の周波数が変化する場合、位相シフトと振幅シフトも変化するため、デジタル信号プロセッサにおける周波数変換も位相シフトに影響する。必要な位相シフトおよび振幅シフトの計算に周波数変換を考慮することによって、任意の初期周波数および任意の周波数変換に対して、正確な位相シフトおよび振幅シフトを決定することができる。2つの異なる初期キャリブレーショントーン周波数、および2つの異なる周波数変換に対して試験経路の位相シフトおよび振幅シフトを決定することによって、位相シフトおよび振幅シフトのどの部分が周波数変換の前に発生し、また位相シフトおよび振幅シフトのどの部分が周波数変換の後に発生したのか判定することも可能である。
【００５１】
次に、異なる周波数において測定を行うプロセスを図6から図9に関して説明する。本プロセスは、フォワードリンクに関してのみ説明する。しかし、リターンリンクに対して、対応する方法を使用可能であることは明白である。図6を参照すると、デジタル信号プロセッサは、M個の入力部と、N個の給電要素につながっているN個の出力部とを含んでいる。異なる経路に対する第1シーケンスの測定は、第1のキャリブレーショントーン周波数ωcal1、およびωDSP1への第1の周波数変換に対して行われる。次に、異なる経路に対する第2シーケンスの測定は、第2のキャリブレーショントーン周波数ωcal2、およびωDSP1への第1の周波数変換に対して行われる。最後に、異なる経路に対する第3シーケンスの測定は、第2のキャリブレーショントーン周波数ωcal2、およびωDSP2への第2の周波数変換に対して行われる。これらの測定によって、デジタル信号プロセッサ7の方へつながっている各経路の位相シフトおよび振幅シフトを任意の初期周波数に対して計算することができ、デジタル信号プロセッサ7から給電要素10aに向かってつながっている各経路の位相シフトおよび振幅シフトを任意の周波数変換に対して計算することができる。測定全体にわたって、参照経路は、図6に示されているように、デジタル信号プロセッサへの第1の入力部(m=1)および第1の給電要素(n=1)によって定義されることが想定されている。
【００５２】
次に図7に関して、第1シーケンスの測定を説明する。測定はステップS1で開始する。これらの測定は地上局2によって開始されてもよい。ステップS2では、周波数ジェネレータ部22が周波数ωcal1のキャリブレーショントーンを発生するように命令され、ステップS3では、フォワード経路のDSP7が信号を周波数ωDSP1に変換するように設定される。次にS4では、キャリブレーション部18が試験経路を選択し、それに従ってスプリッタ6および選択切換部21に命令を出す。通常、試験経路は、デジタル信号プロセッサへの第2の入力部(m=2)、および第2の給電要素への出力部(n=2)を含む経路として最初は選択される。試験経路および参照経路における信号が次に抽出され、選択切換部19からキャリブレーション部18に転送される。次にステップS5では、キャリブレーション部18が2つの信号におけるキャリブレーショントーン間の位相差および振幅差を決定する。入力部全ての位相差がステップS6でチェックされていない場合、すなわち入力部の番号mが最後の入力部の番号Mよりも小さい場合には、キャリブレーション部18は、ステップS7で、例えばmを1だけ増加させることによって新たな入力部を選択し、新たな入力部にキャリブレーショントーンを注入するようにスプリッタ6に命令する。次に、新たな試験経路に対してステップS5が繰り返される。
【００５３】
次に図8に関して、第2シーケンスの測定を説明する。測定はステップS9で開始する。ステップS10では、周波数ジェネレータ部22が、周波数ωcal2の新たなキャリブレーショントーンを発生するように命令され、ステップS11では、DSP7が信号を周波数ωDSP1に変換するように設定される。次にS12では、キャリブレーション部18が試験経路を選択する。試験経路は、デジタル信号プロセッサへの第2の入力部(m=2)、およびデジタル信号プロセッサから第2の給電要素につながっている第2の出力部(n=2)を含む経路として選択することができる。スプリッタは、デジタル信号プロセッサへの第2の入力部に対する信号にキャリブレーショントーンを挿入するように命令され、選択切換部19は、第2の給電要素へのルート上の信号をフォワードキャリブレーション部18に転送するように命令される。次にステップS13では、キャリブレーション部18が、キャリブレーショントーンである2つの信号間の位相差および振幅差を決定する。入力部全ての位相差がステップS14でチェックされていない場合、すなわち入力部の番号mが最後の入力部の番号Mよりも小さい場合には、キャリブレーション部18は、ステップS15で、例えばmを1だけ増加させることによって新たな入力部を選択し、新たな入力部にキャリブレーショントーンを注入するようにスプリッタに命令する。次に、新たな試験経路に対してステップS13が繰り返される。選択された給電要素に対して、全ての可能な経路の位相シフトおよび振幅シフトが、参照経路の位相シフトおよび振幅シフトと比較されると、単一の入力部から全ての給電要素への全経路の位相シフトおよび振幅シフトを測定するために、処理はステップS16に進む。ステップS16では、デジタル信号プロセッサ7への第1の入力部と、第2の給電要素へのルートを含む試験経路が選択される。次に処理は、第1の入力部から全ての給電要素への経路を通じてループし、ステップS17、S18、およびS19において経路間の位相差および振幅差を決定する。第1の入力部から全ての給電要素への経路の位相および振幅が参照経路と比較されると、すなわち、給電要素へのルートの番号nがルート全ての数Nと等しいと、第2シーケンスの測定はステップ20で終了する。
【００５４】
次に図9に関して、第3シーケンスの測定を説明する。測定はステップS21で開始する。ステップS22では、周波数ジェネレータ部22が、周波数ωcal2の新たなキャリブレーショントーンを発生するように命令され、ステップS23では、DSP7が信号を周波数ωDSP2に変換するように設定される。次にS24では、キャリブレーション部18が試験経路を選択する。試験経路は、デジタル信号プロセッサへの第1の入力部(m=1)、およびデジタル信号プロセッサから第2の給電要素へつながっている第2の出力部(n=2)を含む経路として選択することができる。試験経路および参照経路における信号が次に抽出されてキャリブレーション部18に転送され、ステップS25では、キャリブレーション部18が2経路からのキャリブレーショントーン間の位相差および振幅差を決定する。ステップS26で、第1の入力部および給電要素の全経路の位相差および振幅差がチェックされていない場合、すなわち給電要素へのルートの番号nが給電要素の全ての数Nよりも小さい場合には、キャリブレーション部18は、ステップS27で、例えばnを1だけ増加させることによって新たなルートを選択し、別の経路で信号を転送するように選択切換部19に命令する。次に、新たな試験経路に対してステップS25が繰り返される。第1の入力部から給電要素への全ての可能な経路の位相シフトおよび振幅シフトが、参照経路の位相シフトおよび振幅シフトと比較されると、処理はステップS28に進み第3シーケンスの測定は終了する。
【００５５】
したがって、デジタル信号プロセッサの方へつながっている経路における相対的位相シフトおよび相対的振幅シフトが2つの異なる周波数に対して測定され、デジタル信号プロセッサから給電要素に向かってつながっている経路における相対的位相シフトおよび相対的振幅シフトも2つの異なる周波数に対して測定される。したがって、任意の初期周波数および任意の周波数変換に対して任意の経路における位相シフトおよび振幅シフトを計算することができる。図6から図9に関して、具体的な経路である参照経路および初期試験経路を説明したが、参照経路および初期試験経路として任意の2経路を選択することができる点を理解されたい。
【００５６】
地上局2は、キャリブレーション部から受信した測定値に基づいてシステムをキャリブレーションするために、測定された位相シフトおよび振幅シフトを受信し、各経路に適用する必要がある位相補正値および振幅補正値を計算する。一度上記の測定値が得られれば、必要な位相補正値および振幅補正値を計算する方法は当業者には知られていることから、本明細書ではそれらの計算を詳細には説明しない。測定値は、個々の測定後に地上局に送ることができ、また図7から図9を参照して説明した全ての測定が完了した後に地上局に送ることもできる。
【００５７】
キャリブレーションサブシステム17の構成要素は、ハードウェアまたはソフトウェアまたはハードウェアとソフトウェアの組み合わせとして実装することができる点を理解されたい。
【００５８】
いくつかの場合では、キャリブレーショントーンを各経路に順次かける代わりに、全ての経路に同時にかけることができる。同様に、異なる周波数の2つのトーンを同時にかけることができる。
【００５９】
位相補正値および振幅補正値を見出すための計算が地上局で行われることを上記で説明したが、その計算を衛星内で行うことも可能である点を理解されたい。
【００６０】
図10を参照すると、別の実施形態が示されており、この実施形態では、キャリブレーショントーン用に選択するための予備の周波数チャネルがない場合、またはキャリブレーショントーンの周波数上にノイズがある場合に利点がもたらされる。この場合の実施形態では、フォワードキャリブレーション部18は、周波数ジェネレータ部22に接続された相関部26と比較部27を含む。さらに、リターンキャリブレーション部20は、周波数ジェネレータ部22に接続された相関部28と比較部29を含む。図示されている他の構成要素は、図3の構成要素と同じであるため、それらの構成要素の詳細な説明は省略する。フォワード相関部26は、フォワード経路のDSP7において試験経路および参照経路の信号が変換される周波数を有するように変換されたピュアなキャリブレーショントーンを受信する。相関部26は次に、フォワードリンクにおける試験信号および参照信号と、ピュアなキャリブレーショントーンとの相関をとり、試験信号および参照信号の位相シフトおよび振幅シフトを検出する。次に、試験信号および参照信号の位相シフトおよび振幅シフトが比較部27で比較されて、前と同様に相対的位相シフトおよび相対的振幅シフトが検出される。同様に、リターン相関部28は、リターン経路のDSP13によって試験経路および参照経路の信号が変換されている周波数を有するように変換されたピュアなキャリブレーショントーンを受信する。相関部28は次に、試験信号および参照信号と、ピュアなキャリブレーショントーンとの相関をとり、試験信号および参照信号の位相シフトおよび振幅シフトを検出する。次に、リターンリンクにおける試験経路および参照経路の位相シフトおよび振幅シフトが比較部29で比較されて、前と同様に相対的位相シフトおよび相対的振幅シフトが検出される。ピュアなキャリブレーショントーンに対して参照信号および試験信号の相関をとることによって、キャリブレーショントーンの周波数上のノイズおよび他のトラフィックの影響を最小にすることができる。
【００６１】
さらに別の実施形態が、図11に示されている。この実施形態では、試験経路に相対的な位相シフトと振幅シフトの代わりに、ある固定参照に相対的な試験経路の位相シフトと振幅シフトが検出される。固定参照は、デジタル信号プロセッサ7、13を通っていない、周波数ジェネレータ部22からのピュアなキャリブレーショントーンであってもよい。フォワードキャリブレーション部18は、周波数ジェネレータ部22に直接接続されており、選択部19は、試験経路である1つの経路からの信号だけをフォワードキャリブレーション部に転送するように構成されている。同様に、リターンキャリブレーション部20は、周波数ジェネレータ部に直接接続されており、注入部21は、試験経路である1つの経路だけにキャリブレーショントーンを注入するように構成されており、またリターンキャリブレーションユニット20は、試験経路からのキャリブレーショントーンだけを受信するように構成されている。図示されている他の構成要素は、図3の構成要素と同じであるため、それらの構成要素の詳細な説明は省略する。フォワードキャリブレーション部18およびリターンキャリブレーション部20は、抽出されたキャリブレーショントーンと、抽出されたキャリブレーショントーンと同じ周波数を有するように変換されたピュアなキャリブレーショントーンとの相関をとり、試験経路の位相シフトおよび振幅シフトを決定する。試験経路に対して決定された位相シフトと振幅シフトは、地上局がその試験経路の他の周波数における位相シフトと振幅シフトを計算できるように、地上局2に送られる。
【００６２】
伝送経路における非線形の構成要素によって導入された振幅オフセットおよび位相オフセットを補正する、図5に関して説明した方法は、図10および図11の実施形態においても使用可能であることを理解されたい。さらに、図6〜図9の方法は、図10および図11の実施形態においても使用可能である。図11の実施形態では、参照経路に相対的な位相オフセットおよび振幅オフセットの代わりに、固定参照に相対的な全経路の位相オフセットおよび振幅オフセットをステップS5、S13、S17、およびS25で決定するように、図6〜図9の方法が変更されることになる。
【００６３】
本発明の具体例を説明したが、本発明の範囲は添付の特許請求の範囲によって定義されており、それらの例には限定されない。したがって、当業者によって理解されるように、本発明は他の方法でも実施可能である。
【００６４】
例えば、本発明をマルチビーム衛星システムにおいて実施するように説明したが、本発明は、他の信号処理システムに使用することも可能である。
【符号の説明】
【００６５】
１  マルチビーム衛星システム
２  基地局
３  加入者位置
４  レシーバ
６  スプリッタ
９  増幅器
１１  増幅器
１３  デジタル信号プロセッサ
１４  コンバイナ
１６  トランスミッタ
１７  キャリブレーションサブシステム
１８  フォワードキャリブレーション部
１９  選択切換部
２０  フォワードキャリブレーション部
２１  注入切換部
２２  周波数ジェネレータ部
２７  比較部
２８  相関部
２９  比較部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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