(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
割り当てられた複数の通信チャネルを記憶する通信チャネル記憶テーブル、子局からの通信要求に対して上記通信チャネル記憶テーブルから通信チャネルを選択する回線制御部、及びこの回線制御部により選択した通信チャネルにより衛星を介して子局と通信する送受信装置を有する第１及び第２の地球局と、この第１と第２の地球局に対して通信チャネルを割り当てる通信チャネル管理装置とを備え、上記通信チャネル管理装置は、上記第１の地球局が通信異常となったときに、上記第１の地球局に割り当てた通信チャネルを上記第２の地球局に割り当てることを特徴とする衛星通信装置。
【請求項２】
上記第２の地球局は、割り当てられた複数の通信チャネルにおいて通信する信号を変復調する第１の変復調器と、上記第１の地球局が通信異常となったときに、上記通信チャネル管理装置から割り当てられる通信チャネルにおいて通信する信号を変復調する第２の変復調器とを具備したことを特徴とする請求項１に記載の衛星通信装置。
【請求項３】
上記第１の地球局に割り当てられた通信チャネルは、帯域幅の狭い低速通信チャネルと、帯域幅の広い高速通信チャネルとから構成され、上記通信チャネル管理装置は、上記第１の地球局が通信異常となったときに、上記第１の地球局に割り当てた通信チャネルのうち高速通信チャネルを上記第２の地球局に割り当てることを特徴とする請求項１に記載の衛星通信装置。
【請求項４】
第１の衛星通信経路を介して子局と通信する第１の地球局と、第２の衛星通信経路を介して子局と通信する第２の地球局と、これらの第１及び第２の地球局に対して通信チャネルを割り当てる通信チャネル管理装置とを備え、上記第１及び第２の地球局はそれぞれ、割り当てられた複数の通信チャネルを記憶する通信チャネル記憶テーブル、子局からの通信要求に対して上記通信チャネル記憶テーブルから通信チャネルを選択する回線制御部、及びこの回線制御部により選択した通信チャネルにより衛星を介して子局と通信する送受信装置を具備し、上記通信チャネル管理装置は、上記第１の衛星通信経路に通信異常が生じたときに、上記第１の地球局に割り当てた通信チャネルを上記第２の地球局に割り当てることを特徴とする衛星通信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、衛星を介して子局と通信する複数の地球局において、それぞれ使用する通信チャネルを通信状態に応じて割り当てる衛星通信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図７は従来の衛星通信装置の全体を示す構成図である。図７において、１は第１の地球局、２は第２の地球局、３は地球局１及び地球局２と移動体との間の通信信号を中継する衛星である。４及び５は衛星３を介して地球局１と通信する複数の子局である。子局４及び子局５としては、建物に据え付けられた通信端末のような固定端末や、航空機に搭載した通信端末や、船舶に搭載した通信端末や、自動車に搭載した通信端末や携帯端末等、いわゆる移動体端末である場合がある。また、子局４及び子局５は、これらの端末が１種類の通信端末ではなく、例えば子局４が固定端末、子局５が携帯端末というような複合的な場合もある。
【０００３】
衛星３は中継用通信機として動作する。図８には、地球局１及び地球局２に割り当てられる通信チャネルを示す。図８において、６及び８は帯域幅の狭い低速通信チャネル、７及び９は帯域幅の広い高速通信チャネルである。地球局２はバックアップ用であるので、全ての通信チャネルが図８（ａ）のように地球局１に対して割り当てられている。なお、通信チャネルのうちのどの通信チャネルを使用するかは、地球局１によって決められる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
地球局１の通信系統に故障が発生すると、衛星３を介して地球局１と子局４及び子局５との間で通信が不可能となるので、地球局１に換えて、図８（ｂ）に示すように地球局２に通信チャネルを割り当てる。通信チャネルを割り当てられた地球局２は衛星３を介して子局４及び子局５と通信する。また子局４及び子局５は、手動又は自動により通信先の地球局を地球局２に変更する。このように地球局１から地球局２に切り換えると、子局４及び子局５の通信を一斉に地球局２に移行する必要があり、通信回線制御が混雑し、子局と地球局との間の通信中断期間が長くなってしまうという問題点がある。
【０００５】
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、複数の通信経路を有効に利用して、通信チャネルの再配分や共有を行う衛星通信装置を得ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明に係る衛星通信装置は、割り当てられた複数の通信チャネルを記憶する通信チャネル記憶テーブル、子局からの通信要求に対して上記通信チャネル記憶テーブルから通信チャネルを選択する回線制御部、及びこの回線制御部により選択した通信チャネルにより衛星を介して子局と通信する送受信装置を有する第１及び第２の地球局と、この第１と第２の地球局に対して通信チャネルを割り当てる通信チャネル管理装置とを備え、上記通信チャネル管理装置は、上記第１の地球局が通信異常となったときに、上記第１の地球局に割り当てた通信チャネルを上記第２の地球局に割り当てるものである。
【０００７】
請求項２の発明に係る衛星通信装置は、請求項１の発明に係る衛星通信装置において、割り当てられた複数の通信チャネルにおいて通信する信号を変復調する第１の変復調器と、上記第１の地球局が通信異常となったときに、上記通信チャネル管理装置から割り当てられる通信チャネルにおいて通信する信号を変復調する第２の変復調器とを具備したものである。
【０００８】
請求項３の発明に係る衛星通信装置は、請求項１の発明に係る衛星通信装置において、上記第１の地球局に割り当てられた通信チャネルは、帯域幅の狭い低速通信チャネルと、帯域幅の広い高速通信チャネルとから構成され、上記通信チャネル管理装置は、上記第１の地球局が通信異常となったときに、上記第１の地球局に割り当てた通信チャネルのうち高速通信チャネルを上記第２の地球局に割り当てるものである。
【００１０】
請求項４の発明に係る衛星通信装置は、第１の衛星通信経路を介して子局と通信する第１の地球局と、第２の衛星通信経路を介して子局と通信する第２の地球局と、これらの第１及び第２の地球局に対して通信チャネルを割り当てる通信チャネル管理装置とを備え、上記第１及び第２の地球局はそれぞれ、割り当てられた複数の通信チャネルを記憶する通信チャネル記憶テーブル、子局からの通信要求に対して上記通信チャネル記憶テーブルから通信チャネルを選択する回線制御部、及びこの回線制御部により選択した通信チャネルにより衛星を介して子局と通信する送受信装置を具備し、上記通信チャネル管理装置は、上記第１の衛星通信経路に通信異常が生じたときに、上記第１の地球局に割り当てた通信チャネルを上記第２の地球局に割り当てるものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
この発明の実施の形態１に係る衛星通信装置を図１から図４によって説明する。図１は実施の形態１に係る衛星通信装置の構成を示すブロック図である。図２は実施の形態１に係る衛星通信装置に記憶される通信チャネル記憶テーブルの模式図であり、図３は実施の形態１に係る衛星通信装置における周波数割り当てを示す模式図である。また、図４は実施の形態１に係る衛星通信装置における周波数割り当ての別の例を示す模式図である。
【００１２】
図１において、３は中継機を有する衛星であり、４及び５は子局である。１０は、衛星３を介して子局４又は子局５と通信する第１の地球局であり、１１は衛星３を介して子局４又は子局５と通信する第２の地球局である。子局４及び子局５には、通信する地球局の優先順位が定められているものとし、地球局１０及び地球局１１の回線状態が良好で、通信トラフィックに余裕がある場合には、地球局１０は衛星３を介して主に子局４と通信し、地球局１１は衛星３を介して主に子局５と通信するものである。１２は地球局１０及び地球局１１に通信チャネルの割り当てを行なう通信チャネル管理装置であり、１３は地球局１０及び地球局１１を接続する地上通信網である。地球局１０及び地球局１１において、１４は衛星３との間で電波を送受信するアンテナ、１５は衛星３を介して子局４及び子局５と通信する通信信号を変復調し、高周波信号処理を行なう送受信装置である。１６は送受信装置１５を制御し、通信信号を処理する回線制御装置であり、１７は通信チャネルの割当て状態を記憶する通信チャネル記憶テーブルである。送受信装置１５内において、１８は回線制御装置１６からの通信信号を変調する変調器、１９は通信信号を高周波変換するアップコンバータ、２０は高出力増幅器、２１は低雑音増幅器、２２は受信した通信信号を低周波変換するダウンコンバータ、２３は受信信号を復調する復調器であり、２４は高出力増幅器２０からの送信信号をアンテナ１４へ、アンテナ１４からの受信信号を低雑音増幅器２１へ伝送する給電回路である。
【００１３】
子局４及び子局５としては、建物に据え付けられた通信端末のような固定端末や、航空機に搭載した通信端末や、船舶に搭載した通信端末や、自動車に搭載した通信端末や携帯端末等、いわゆる移動体端末である場合がある。また、子局４及び子局５は、これらの端末が１種類の通信端末ではなく、例えば子局４が固定端末、子局５が携帯端末というような複合的な場合もある。
【００１４】
子局４及び子局５は、地球局選択の優先順位により、又は手動により地球局１０又は地球局１１へ衛星を介して通信要求する。図１においては、子局４は地球局１０を優先し、子局５は地球局１１を優先して通信する。子局４及び子局５からの通信要求は、地球局１０及び地球局１１との間で通信に使用する通信チャネルを要求するものである。この通信要求には、子局の認証情報なども含まれており、地球局１０及び地球局１１内の回線制御装置１６において、子局の認証情報を確認し、通信チャネルを割り当てる。通信チャネルが割り当てられると子局と地球局との間で衛星を介して通信が行われる。なお、衛星３は通信信号を中継しており、通信信号を周波数変換し、増幅して送受信する中継機を有している。
【００１５】
子局４及び子局５からの通信信号は衛星３を介してアンテナ１４により受信され、給電回路２４により低雑音増幅器２１に入力される。低雑音増幅器２１は受信信号を低雑音増幅してダウンコンバータ２２へ入力し、ダウンコンバータ２２は受信信号を低周波変換する。低周波変換された受信信号は復調器２３において復調され回線制御装置１６を経由して地上系通信網１３上の出力先へ出力される。逆に地上系通信網から子局４及び子局５へ送信する通信信号は、回線制御装置１６、送受信装置１５、アンテナ１４を経て送信され、衛星３を介して子局４及び子局５で受信される。この送信信号は、送受信装置１５内において、変調器１８で変調され、アップコンバータ１９で高周波変換され、高出力増幅器２０で高出力増幅される。変調器１８及び復調器２３は通信チャネル数に応じて複数用意されており、通信チャネルの割当てにより各変調器１８及び復調器２３が動作するよう回線制御装置１６から指令される。
【００１６】
通信チャネル記憶テーブル１７は、図２に示すような通信チャネルの情報を記憶している。図２においては、通信チャネルは１２チャネルから構成されており、それぞれの通信チャネルにはｆ１からｆ１２までの周波数が定められている。子局４及び子局５と地球局１０及び地球局１１との間で通信する信号には、制御信号や、音声信号、画像信号、データ信号などの信号があり、それぞれ伝播する情報量が異なる。通信する信号の情報量に併せて、低速又は高速通信チャネルが選択できるように、各通信チャネルの帯域幅（速度）を通信チャネル記憶テーブル１７に記憶する。また、通信チャネル記憶テーブル１７は、通信チャネルが割り当てられている地球局を記憶しており、回線制御装置１６は、この割当情報が自局である通信チャネルのみを選択して通信チャネルを子局に割り当てることができる。また、通信チャネル記憶テーブル１７には、子局に既に割り当て、使用中であるかどうかを記憶する。回線制御装置１６は、この通信チャネルの使用状況を確認し、空いている通信チャネルを新たに通信要求してきた子局に割り当てる。
【００１７】
地球局１０及び地球局１１への通信チャネルは、初期状態において、例えば図３に示すように割り当てる。図３（ａ）において、６及び８は帯域幅が狭い低速通信チャネルであり、７及び９は帯域幅が広い高速通信チャネルであり、地球局１０には低速通信チャネル６と高速通信チャネル７とが、地球局１１には低速通信チャネル８と高速通信チャネル９とが割り当てられている。
【００１８】
地球局１０に通信装置の故障や衛星３との送受信経路における通信障害等が生じ、子局４と地球局１０との間の通信ができなくなると、地球局１０は通信チャネル管理装置１２へ通信異常信号を通知する。通信チャネル管理装置１２は通信異常信号の通知前の通信チャネル記憶テーブル１７の内容を記憶しており、地球局１０に割り当てられていた通信チャネルを地球局１１へ割り当てる。地球局１１は、通信チャネル管理装置１２からの通信チャネル割当てにしたがって通信チャネル記憶テーブル１７の割当情報を変更し、地球局１０に割り当てられていた通信チャネルを自局に割り当てられたことを記憶する。図３（ｂ）は地球局１０に通信異常が生じたときの通信チャネルの割当て状態を示すものであり、低速通信チャネル６及び７、高速通信チャネル８及び９の全てが地球局１１に割り当てられることを示す。
【００１９】
このように地球局１０に通信異常が生じても、地球局１０に割り当てられていら通信チャネルは地球局１１へ割り当てられるので、子局４及び子局５と地球局との間の通信チャネルは通信異常時においても確保される。ここで、子局５については、地球局１１と継続して通信を行っており、子局４を地球局１０から地球局１１へ切り換えるだけでよいので、この切り換えの際の回線制御処理が少なく、従って子局４の通信中断の期間を短くすることができる。
【００２０】
また、地球局１１においては、割り当てられた通信チャネルの数が増えるので、送受信装置１５内の動作させる変復調器を増加させる。ここで云う変復調器とは、図１における変調器１８と復調器２３を合わせたものである。上述のとおり、地球局１１における回線制御装置１６は、通信チャネルの割当てにより各変調器１８及び復調器２３が動作するよう指令するが、以下のように変復調器の機能させることもできる。図１に示される変復調器を、変調器１８が２系統、復調器が２系統あると想定し、地球局１１の回線制御装置１６は、地球局１０の通信が正常である場合には＃１系統を動作させ、地球局１０に通信異常が生じ、地球局１０に割り当てられていた通信チャネルが地球局１１へ割り当てられると、＃２系統も動作させる。なお、送受信装置内の変復調器以外の構成部分は＃１系統と＃２系統の動作に依存せず、割り当てられる通信チャネルに対応できるものとする。なお、＃１系統と＃２系統は動作する通信チャネルの周波数帯域を共通とし、互いに冗長となるように構成すれば、地球局１１内の変復調異常に対応するための相互の切換えと、上記の地球局１０の通信異常時の割当て追加に対応するための両系統の同時動作との２種類の機能を共通のハードウェアにより実現することができる。これらの冗長系の切換えや両系統の同時動作は、回線制御装置１６からの指令により制御する。
【００２１】
地球局１１に通信異常が生じた場合にも、同様な通信チャネルの割当て変更を行うことができる。すなわち、地球局１１から通信異常が通信チャネル管理装置１２に通知され、地球局１１に割り当てていた通信チャネルを地球局１０に割り当てる。地球局１０は通信チャネル記憶テーブル１７を変更し、＃２系統の変復調器を動作させる。
【００２２】
図４には、地球局１０に通信異常が生じた場合に、地球局１１に割り当てられる通信チャネルの別の形態を示すものである。すなわち、地球局１０の通信異常時に地球局１１には低速通信チャネル８と、高速通信チャネル７及び９を割り当てる。変調器１８、復調器２３などの装置の設置制限や、回線制御装置１６における回線処理能力の制限により、割り当てられる通信チャネルに限界がある場合に、地球局１０から引き継ぐ通信チャネルを限定する場合も生じる。高速通信チャネルは帯域幅が広く、通信周波数の占有幅が広いので、これらを優先し、通信周波数の有効利用を図る。
【００２３】
実施の形態２．
この発明の実施の形態２に係る衛星通信装置を図５によって説明する。図５は実施の形態２に係る衛星通信装置の通信チャネルの割当てを示す模式図である。図５においては、地球局１０には低速通信チャネル６が割り当てられており、地球局１１には低速通信チャネル８が割り当てられている。高速通信チャネル７及び９は、地球局１０及び地球局１１からの通信チャネル割当要求信号に基づいて通信チャネル管理装置１２がその都度割り当て、通信が終了すると、地球局１０及び地球局１１から通信チャネルの開放信号を通信チャネル管理装置１２に通知されると開放される。また、通信チャネル管理装置１２は、地球局１０及び地球局１１から通信異常が通知された場合にも、その通信異常を通知した地球局に割り当てた高速通信チャネルを開放する。このように通信チャネルの割当てを行うことにより、例えば地球局１０が通信異常の場合、地球局１１で割り当てることができる通信チャネルは低速通信チャネル８と、高速通信チャネル７及び９となる。地球局１１と通信している子局５は通信を継続しており、地球局１０の通信異常のために地球局５へ切り換えられる子局は子局４のみであるので、切り換えに要する通信回線制御の処理が少なく通信中断の期間を短縮することができる。
【００２４】
実施の形態３．
図６は実施の形態３に係る衛星通信装置の構成を示すブロック図である。図６において、２５は子局４が優先的に通信する衛星であり、２６は子局５が優先的に通信する衛星である。これらの衛星２５及び衛星２６は、地球局１０及び地球局１１の双方を含む地域を送受信ビームのフットプリントに有している。その他、図６において図１と同一符号を付した回路は、実施の形態１における図１に示す回路の同一又は相当部分を示す。
【００２５】
図６において、地球局１０は衛星２５を介して子局４と通信している。これを第１の衛星通信経路とする。また、地球局１１は衛星２６を介して子局５と通信している。これを第２の衛星通信経路とする。地球局１０及び地球局１１がそれぞれ衛星２５及び衛星２６と通信するためには、衛星２５及び衛星２６の方向へそれぞれのアンテナを指向させる必要があるが、これは図６に図示しないアンテナ駆動制御装置により行う。子局４、衛星２５及び地球局１０からなる第１の衛星通信経路において、通信障害が生じた場合、子局４がさらに地球局との間で通信を行うためには、衛星２５を介して地球局１１と通信するか、衛星２６を介して地球局１０と通信するか、又は衛星２６を介して地球局１１と通信するかの３通りが考えられる。通信障害は地球局１０と衛星２５との間の伝播経路における気象条件により発生するものや、衛星２５及び地球局１０における装置の故障などの原因が考えられ、異常個所を特定する際に相当の時間を要するものである。したがって、第１の衛星通信経路上の通信異常が生じた場合、第１の衛星通信経路上の装置を使用することなく、子局４は衛星２６を介して地球局１１と通信することにより通信回線を早急に復帰することができる。
【００２６】
第１の衛星通信経路における通信異常が生じた場合、地球局１０は通信チャネル管理装置１２に通信異常を通知し、通信チャネル管理装置１２は地球局１０に割り当てていた通信チャネルを地球局１１に割り当てる。このように構成することにより、子局４が衛星２６を介して地球局１１と通信するようになった場合にも、通信回線を早期に復帰させることができるとともに、子局の切り換えに要する通信回線制御の処理が少なく、従って通信回線中断の期間を短縮することができる。
【００２７】
【発明の効果】
請求項１乃至請求項３に記載の発明によれば、第１の地球局と第２の地球局に通信チャネルを割り当てて子局との間で通信を行い、第１の地球局が通信異常となった場合に、第１の地球局に割り当てられていた通信チャネルを第２の地球局に割り当て、子局との通信を第１の地球局から第２の地球局に切り換えるので、通信経路を有効に利用して、地球局の切り換えの際の通信回線制御の処理が少なくすることができる。
【００２９】
請求項４に記載の発明によれば、第１の衛星通信経路と第２の衛星通信経路に通信チャネルを割り当てて子局との間で通信を行い、第１の衛星通信経路における通信異常に対して、第１の地球局に割り当てられていた通信チャネルを第２の地球局に割り当て、子局との通信を第１の衛星通信経路から第２の衛星通信経路に切り換えるので、通信経路を有効に利用して、地球局の切り換えの際の通信回線制御の処理が少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１に係る衛星通信装置の構成を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る衛星通信装置に記憶されるチャネル記憶テーブルの模式図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る衛星通信装置における周波数割り当てを示す模式図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係る衛星通信装置における周波数割り当ての別の例を示す模式図である。
【図５】実施の形態２に係る衛星通信装置の通信チャネルの割当てを示す模式図である。
【図６】実施の形態３に係る衛星通信装置の構成を示す模式図である。
【図７】従来の衛星通信装置の構成の一例を示す構成図である。
【図８】従来の衛星通信装置の通信チャネルの割当てを示す模式図である。
【符号の説明】
１０  第１の地球局
１１  第２の地球局
１２  通信チャネル管理装置
１５  送受信装置
１６  回線制御装置
１７  通信チャネル管理装置
【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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