(57)【要約】【課題】  ジャミングを受けた通信衛星と通信する受信端末側で通信周波数の切換を行うことなく、ジャミングによる妨害を回避することのできる衛星通信サービスを提供する。【解決手段】  地上局から通信衛星に対し複数の周波数チャンネルにて送信されるアップリンク信号に対し、いずれかの周波数チャンネルに対応したジャミング信号が混入した場合に、ジャミング信号の混入した周波数チャンネルを他の周波数チャンネルに切換えてアップリンク信号を送信し、切換った周波数チャンネルをジャミング信号の混入した周波数チャンネルの対応するダウンリンク信号に周波数変換して、通信衛星からユーザ受信端末にダウンリンクする。【選択図】        図２
2006279494.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力した受信信号を並列に接続された２系統の経路に分配する分配器と、
上記分配器で一方の経路に分配された信号を周波数変換する第１のダウンコバータと、
上記第１のダウンコバータで周波数変換された信号を、互いに周波数の異なる複数チャンネルに分波する分波器と、
上記分配器で他方の経路に分配された信号を、上記分波器で分波されるいずれかの特定チャンネルのダウンリンク周波数に対応させて周波数変換する第２のダウンコバータと、
上記第１のダウンコンバータからの特定チャンネルの信号を非選択とし、上記第２のダウンコンバータからの上記特定チャンネルに対応したダウンリンク周波数の信号を選択して出力するスイッチと、
を備えた衛星搭載中継器。
【請求項２】
入力した受信信号を並列に接続された２系統の経路に分配する分配器と、
上記分配器で一方の経路に分配された信号を、互いに周波数の異なる複数チャンネルに分配する分波器と、
上記分波器で分波された信号をそれぞれ周波数変換する第１のダウンコバータと、
上記分配器で他方の経路に分配された信号を、上記分波器で分波されるいずれかの特定チャンネルのダウンリンク周波数に対応させて周波数変換する第２のダウンコバータと、
上記第１のダウンコンバータからの特定チャンネルの信号を非選択とし、上記第２のダウンコンバータからの上記特定チャンネルに対応したダウンリンク周波数の信号を選択して出力するスイッチと、
を備えた衛星搭載中継器。
【請求項３】
受信信号を増幅する増幅器と、
増幅器の増幅信号を２分配する分配器と、
上記分配器で分配された一方の信号を、周波数の固定された所定の周波数の信号に周波数変換する第１のダウンコンバータと、
上記第１のダウンコンバータで周波数変換された信号を、互いに周波数の異なる複数チャンネルの信号に分波し、各チャンネルの対応するチャンネルポートに出力する第１の分波器と、
上記分配器で分配された他方の信号を、互いに周波数が異なり上記各チャンネルと周波数の異なる他の複数チャンネルの信号に分波する第２の分波器と、
上記第２の分波器で分波された信号を、上記第１の分波器で分波されるいずれかの特定チャンネルの周波数に対応させて、それぞれ周波数変換する第２のダウンコバータと、
上記第２のダウンコンバータで周波数変換されたそれぞれの信号を、上記第１の分波器における上記特定チャンネルの対応するチャンネルポートに出力するスイッチマトリクスと、
上記第１の分波器から出力される特定チャンネルに対応したチャンネルポートの出力信号かもしくは上記スイッチマトリクスから出力される特定チャンネルに対応したチャンネルポートの出力信号のいずれか一方を選択して出力するとともに、上記第１の分波器から出力される特定チャンネル以外のチャンネルポートの出力信号を選択して出力するスイッチと、
上記スイッチの各出力信号を増幅する高出力増幅器と、
上記高出力増幅器で増幅された各出力信号を合波する合波器と、
を備えた衛星搭載中継器。
【請求項４】
受信信号を増幅する増幅器と、
上記増幅器の増幅信号を２分配する分配器と、
上記分配器で分配された一方の信号を、互いに周波数の異なる複数チャンネルの信号に分波する第１の分波器と、
上記第１の分波器で分波された各信号を、各チャンネル毎に周波数の固定された所定の周波数の信号に周波数変換し、各チャンネル毎に対応するチャンネルポートに出力する複数の第１のダウンコンバータと、
上記分配器で分波された他方の信号を、互いに周波数が異なり上記チャンネルと周波数の異なる他の複数チャンネルの信号に分波する第２の分波器と、
上記第２の分波器で分波された信号を、第１の分波器で分波されるいずれかの特定チャンネルの周波数に対応させて、それぞれ周波数変換する第２のダウンコバータと、
上記第２のダウンコンバータで周波数変換されたそれぞれの信号を、第１の分波器における上記特定チャンネルの対応するチャンネルポートに出力するスイッチマトリクスと、
上記特定チャンネルに対応した第１のダウンコバータからチャンネルポートに出力される出力信号かもしくは上記スイッチマトリクスから出力される特定チャンネルに対応したチャンネルポートの出力信号の、いずれか一方を選択して出力するとともに、上記特定チャンネルに以外に対応して上記第１のダウンコバータからチャンネルポートに出力される信号を選択して出力するスイッチと、
上記スイッチの各出力信号を増幅する高出力増幅器と、
上記高出力増幅器で増幅された各出力信号を合波する合波器と、
を備えた衛星搭載中継器。
【請求項５】
上記分波器と上記スイッチとの間に、信号レベルをモニタする検波器を設けたことを特徴とする請求項１もしくは請求項２に記載の衛星搭載中継器。
【請求項６】
上記請求項１から請求項５のいずれかに記載の衛星搭載中継器を備えた通信衛星。
【請求項７】
地上局から衛星に対し複数の周波数チャンネルを有して送信されるアップリンク信号に対し、いずれかの周波数チャンネルに対応したジャミング信号が混入した場合に、ジャミング信号の混入した周波数チャンネルを他の周波数チャンネルに切換えてアップリンク信号を送信するチャンネル切換ステップと、
上記チャンネル切換ステップにて切換った周波数チャンネルを、上記ジャミング信号の混入した周波数チャンネルの対応するダウンリンク信号に周波数変換し、周波数変換した信号を衛星から地上端末にダウンリンクする周波数変換ステップと、
を備えた衛星通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、地上局から通信衛星にアップリンクされる信号を中継して、地上端末にダウンリンクするための衛星搭載中継器、通信衛星、および衛星通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の通信衛星において、ある特定の放送サービスのＰＲＣ（パラレルプライムレートチャンネル）搬送波を他の周波数に再位置決めして、特定の搬送波位置決めにおいて故意（ジャミング）または偶然の干渉を回避する方法が知られている。
【０００３】
【特許文献１】特表２００１−５０５００９号公報（例えば、第３５〜３６頁参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ジャミングによる通信衛星の通信不良を回避するために、通信衛星と地上局（ユーザ送信局もしくは放送局）間で通信中の周波数チャンネルを別のチャンネルに変更した場合、通信衛星の中継により衛星通信サービスの提供を受けているユーザの受信端末（ユーザ受信局）についても、同様にして他の周波数チャンネルに周波数変換を行う必要がある。
したがって、ジャミングが発生した場合は、上記衛星通信サービスの提供を受けているユーザの受信端末に対して、ジャミングを受けた衛星以外の他の衛星との通信や携帯電話通信などの他の通信手段を通じて他の周波数チャンネルへの切換えを指示する必要がある。
このような、他の通信手段を用いて周波数切換え指示を行うサービス形態は不便であり、他の通信手段を用いることのない、より利便性の良い通信切換え方法が望まれていた。
【０００５】
この発明は係る課題を解決するために成されたものであって、ジャミングを受けた衛星からダウンリンク信号を受信するユーザの受信端末側で、通信周波数の切換を行うことなく、ジャミングによる妨害を回避することのできる衛星通信サービスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明による衛星搭載中継器は、入力した受信信号を並列に接続された２系統の経路に分配する分配器と、上記分配器で一方の経路に分配された信号を周波数変換する第１のダウンコバータと、上記第１のダウンコバータで周波数変換された信号を、互いに周波数の異なる複数チャンネルに分波する分波器と、上記分配器で他方の経路に分配された信号を、上記分波器で分波されるいずれかの特定チャンネルのダウンリンク周波数に対応させて周波数変換する第２のダウンコバータと、上記第１のダウンコンバータからの特定チャンネルの信号を非選択とし、上記第２のダウンコンバータからの上記特定チャンネルに対応したダウンリンク周波数の信号を選択して出力するスイッチと、を備えたものである。
【０００７】
また、入力した受信信号を並列に接続された２系統の経路に分配する分配器と、上記分配器で一方の経路に分配された信号を、互いに周波数の異なる複数チャンネルに分配する分波器と、上記分波器で分波された信号をそれぞれ周波数変換する第１のダウンコバータと、上記分配器で他方の経路に分配された信号を、上記分波器で分波されるいずれかの特定チャンネルのダウンリンク周波数に対応させて周波数変換する第２のダウンコバータと、上記第１のダウンコンバータからの特定チャンネルの信号を非選択とし、上記第２のダウンコンバータからの上記特定チャンネルに対応したダウンリンク周波数の信号を選択して出力するスイッチとを備えたものであっても良い。
【０００８】
また、受信信号を増幅する増幅器と、増幅器の増幅信号を２分配する分配器と、上記分配器で分配された一方の信号を、周波数の固定された所定の周波数の信号に周波数変換する第１のダウンコンバータと、上記第１のダウンコンバータで周波数変換された信号を、互いに周波数の異なる複数チャンネルの信号に分波し、各チャンネルの対応するチャンネルポートに出力する第１の分波器と、上記分配器で分配された他方の信号を、互いに周波数が異なり上記各チャンネルと周波数の異なる他の複数チャンネルの信号に分波する第２の分波器と、上記第２の分波器で分波された信号を、上記第１の分波器で分波されるいずれかの特定チャンネルの周波数に対応させて、それぞれ周波数変換する第２のダウンコバータと、上記第２のダウンコンバータで周波数変換されたそれぞれの信号を、上記第１の分波器における上記特定チャンネルの対応するチャンネルポートに出力するスイッチマトリクスと、上記第１の分波器から出力される特定チャンネルに対応したチャンネルポートの出力信号かもしくは上記スイッチマトリクスから出力される特定チャンネルに対応したチャンネルポートの出力信号のいずれか一方を選択して出力するとともに、上記第１の分波器から出力される特定チャンネル以外のチャンネルポートの出力信号を選択して出力するスイッチと、上記スイッチの各出力信号を増幅する高出力増幅器と、上記高出力増幅器で増幅された各出力信号を合波する合波器と、を備えたものであっても良い。
【０００９】
また、この発明による衛星通信方法は、地上局から衛星に対し複数の周波数チャンネルを有して送信されるアップリンク信号に対し、いずれかの周波数チャンネルに対応したジャミング信号が混入した場合に、ジャミング信号の混入した周波数チャンネルを他の周波数チャンネルに切換てアップリンク信号を送信するチャンネル切換ステップと、
チャンネル切換ステップにて切換った周波数チャンネルを、ジャミング信号の混入した周波数チャンネルの対応するダウンリンク信号に周波数変換し、周波数変換した信号を衛星から地上端末にダウンリンクする周波数変換ステップとを備えたものであっても良い。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、地上ユーザの受信端末に対する周波数切換え指示を行うことなく、ハイジャックあるいはジャミングによる衛星と地上ユーザの受信端末との通信妨害を防止することができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１による通信衛星と地上局のシステム構成を示す図である。
図において、通信衛星搭載中継器１は通信衛星２に搭載される。通信衛星搭載中継器１は地上局（ユーザ送信局またはユーザ放送局）３からのアップリンク信号を受信し、受信信号を中継して、一般ユーザの所持する地上受信端末局（ユーザ受信局）４や、地上モニタ端末局５にダウンリンクする。
これによって、通信衛星２と地上局３、および通信衛星２と地上受信端末局４との衛星通信が行われ、地上局３から、地上受信端末局４および地上モニタ端末局５に対して通信情報を放送することができる。地上局３は、周波数の異なる複数の信号を合波して成る複数チャンネルの送信信号を、通信衛星搭載中継器１にアップリンクする。地上局３は衛星放送のコンテンツを配信する放送ユーザや、テレビ会議などを利用する一般企業ユーザが利用する。
なお、各チャンネルの信号は互いに周波数が重ならないように所定の周波数間隔を有して周波数分離されている。
【００１２】
地上受信端末局４は、通信衛星搭載中継器１からダウンリンクされる周波数の異なる複数の周波数の信号を合波して成る複数チャンネルの送信信号を受信する。地上受信端末局４は、ダウンリンク信号の中から、所定周波数にて対応するチャンネルの信号のみを受信する。
【００１３】
通信衛星２と管制局７の間では、通信アンテナ８を介して、通信衛星２の動作状態を監視するためのテレメトリ情報（Ｓ２）や、通信衛星２の動作を制御するためのコマンド情報（Ｓ１）などが授受される。管制局７は、通信衛星２から受信するテレメトリ情報に基づいて、コマンド情報を生成し、生成したコマンド情報を通信衛星２に送信したり、地上局３の通信周波数の制御やチャンネル切換えを行うなどの通信管制や衛星管制などを行う。
【００１４】
ジャミングモニタ部６は、通信衛星２からダウンリンクされ地上モニタ端末局５で受信した受信情報に基づいて、通信衛星２からダウンリンクされる送信情報をモニタする。ジャミングモニタ部６はこの受信情報のモニタ結果に基づいて、通信衛星２から送信されるアップリンク信号中に、ジャミングやハイジャックが生じているか否かを判断する。
この際、通信衛星２からのダウンリンクの受信情報を監視員がモニタすることによって、ジャミングやハイジャックの発生を判断する。
勿論、地上受信端末局４を利用して、通信衛星２のダウンリンク信号を受信した一般ユーザから苦情を受けることによって、ジャミングやハイジャックの発生を認知しても良い。
【００１５】
いずれにせよ、ジャミングモニタ部６は、モニタ結果に基づいてジャミングやハイジャックの発生を検知すると、管制局７に対してジャミングやハイジャックの発生を通報する。同時に、ジャミングやハイジャックの発生した異常発生チャンネルの情報や周波数情報などのジャミングチャンネル情報（Ｓ３）を、管制局７に対して通報する。
なお、地上局３がアップリンクする各チャンネルとその周波数帯との対応関係は、予め管制局７のチャンネル情報テーブル（図示せず）にテーブル化されている。
【００１６】
管制局７は、通報を受けたジャミングチャンネル情報をチャンネル情報テーブルに記憶する。また、異常発生チャンネルのチャンネル数を、チャンネル情報テーブルに記憶して常に把握しておく。
同様にして、地上局３がアップリンクし、通信衛星搭載中継器１で中継されて、地上受信端末局４に配信されるダウンリンク信号についても、各チャンネルとその周波数帯との対応関係は、予めチャンネル情報テーブル（図示せず）にテーブル化されている。
特に、アップリンクとダウンリンクは対になっているので、アップリンクのチャンネルとダウンリンクのチャンネルは対応付けられて、チャンネル情報テーブルに格納されている。
【００１７】
管制局７は、ジャミングやハイジャックが発生したことを示す通報を受信すると、同時に受信したジャミングチャンネル情報に基づいて、地上局３に対して、アップリンクとして送信する周波数の切換処理を行わせる切換え指令（Ｓ４）を送る。この切換処理では、異常発生チャンネルのみを、予めチャンネル情報テーブルに設定された他の周波数のチャンネルに切換えることにより行われる。
同時に管制局７は、通信衛星２に対して、異常発生チャンネルのみを予め設定された他の周波数チャンネルに切換るためのチャンネル切換コマンドを、コマンド情報（Ｓ１）に含めて送信する。チャンネル切換コマンドは、切換えを行う異常発生チャンネルを特定チャンネルとし、特定チャンネルを他の周波数の変更チャンネルに変更する指令を与えるものである。
【００１８】
なお、チャンネル切換コマンドにおける各変更チャンネルとその周波数帯との対応関係は、事前にチャンネル情報テーブルにテーブル化されており、また変更チャンネルの最大チャンネル数が事前に決まっている。
管制局７は、新規に異常発生チャンネルが発生した場合に、異常発生チャンネルのチャネル数と変更チャンネルの最大チャンネル数に基づいて、新たな変更チャンネルのチャンネル割当数を求める。求めた変更チャンネルのチャンネル割当数が最大チャンネル数を超えない場合は、変更チャンネルのテーブル情報を用いて、新たにチャンネルを割当てる未使用の変更チャンネルの割当先とその周波数情報とを決定し、変更チャンネルのチャンネル割当数の更新値と割当て先の変更チャンネルをチャンネル情報テーブルに記憶する。
【００１９】
例えば、チャンネル情報テーブルを参照して、現在の異常発生チャンネルのチャンネル数が２チャンネル、変更チャンネルのチャンネル割当数が２チャンネル、その割当てたチャンネル番号がＣＨ１、ＣＨ２（未使用がＣＨ３、ＣＨ４）、変更チャンネルの最大チャンネル数が４チャンネルであることが判明したと仮定する。ここで新規に異常発生チャンネルが発生した場合、管制局７は、変更チャンネルのチャンネル数が新たに３となりその最大チャンネル数を超えないことを確認すると、変更チャンネルとして新規に未使用のＣＨ３を割当てる。管制局７は、チャンネル情報テーブルに対し、変更チャンネルの割当数が３、割当て先の変更チャンネルがＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨ３であることを新たに記憶させる。
【００２０】
図２は、通信衛星搭載中継器１の構成を示す図である。
図において、通信衛星搭載中継器１は、受信アンテナ１１と、低雑音増幅器（ＬＮＡ）１２と、二分配器（Ｈ）１３と、第１のダウンコンバータであるダウンコンバータ（Ｄ／Ｃ）１４と、周波数固定発振器１５と、第１の分波器である分波器１６と、第２の分波器である分波器１７と、周波数シンセサイザ１８と、第２のダウンコンバータであるダウンコンバータ１９と、スイッチマトリクス（ＳＷ）２０と、スイッチ２１と、高出力増幅器（ＴＷＴＡ；ｔｒａｖｅｌｉｎｇ  ｗａｖｅ  ｔｕｂｅ  ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）２２と、合波器（マルチプレクサ）２３と、送信アンテナ２４、制御部２５とを備えて構成される。制御部２５は、地球局３からのコマンド情報に含まれるチャンネル切換コマンドに基づいて、周波数シンセサイザ１８、スイッチマトリクス２０、スイッチ２１を制御する。
この構成では、通常系２８を通過する通常経路と並列に、チャンネル切換を行うための拡張系２９を有する迂回経路を接続したことを特徴としている。
【００２１】
受信アンテナ１１は、地上局３から送信された、例えば１ＧＨｚ〜２０ＧＨｚの高周波帯域内における所定帯域（例えばＣバンドと称される６ＧＨｚ帯、Ｋｕバンドと称される１４ＧＨｚ帯など）のＲＦ信号（高周波信号）を受信する。
低雑音増幅器１２は、受信アンテナ１１の受信信号を低雑音増幅する。二分配器１３は、通常系２８と拡張系２９の２系統に受信信号を電力分配する。
一方の通常系２８は所定の多チャンネル（通常チャネル）の通信情報を中継処理する。他方の拡張系２９は上記通常チャンネルの周波数領域とは重ならない、異なる周波数領域から成る拡張チャンネルの通信情報を中継処理する。通常チャネルは、例えば１０〜２０チャンネル、拡張チャネルは例えば２〜５チャンネルのチャンネル数を有し、拡張チャネルは通常チャネルよりもチャンネル数が少ない。
ただし、拡張チャネルのチャンネル数は、想定される同時ジャミング数やシステム構成に依存して適宜設定すれば良く、勿論１チャンネルでも良いことは言うまでもない。
【００２２】
二分配器１３で通常系２８に分配された受信信号は、ダウンコンバータ１４で周波数変換されダウンリンク周波数にダウンコンバートされる。ダウンコンバータ１４は、周波数固定発振器１５で生成される固定周波数の局発信号と、分配された受信信号とを、周波数混合することによって周波数変換を行う。
【００２３】
分波器１６はダウンコンバータ１４で周波数変換された信号を、複数の通常チャンネルにそれぞれ分波するフィルタ回路を備えている。分波器１６は、例えば周波数の異なる１０〜２０チャンネルの信号にそれぞれ分波し、分波された各信号を、対応する通常系２８の各出力ポートに分配する。
【００２４】
二分配器１３で拡張系２９に分配された受信信号は分波器１７に入力される。分波器１７は入力した受信信号を、複数の拡張チャンネルにそれぞれ分波する。分波器１７は、例えば周波数が異なる２〜５チャンネルの信号にそれぞれ分波し、分波された各信号を対応する出力ポートに分配する。
【００２５】
分波器１７で分波されて各チャネル毎に分波された信号は、ダウンコンバータ１９に入力される。ダウンコンバータ１９は、各チャネル毎に分波された信号を、それぞれ個別に周波数変換して、ダウンリンク周波数にダウンコンバートする。ダウンコンバータ１９は、周波数シンセサイザ１８で生成される各拡張チャンネル毎の局発信号と、分波器１７で分配された各受信信号とを周波数混合することによって、各チャンネル毎に周波数変換を行う。
【００２６】
周波数シンセサイザ１８は、各拡張チャンネル毎の分波器１７の周波数に基づいて、各拡張チャンネル毎の局発信号の発振周波数を制御する。制御部２５は、チャンネル切換コマンドに含まれる変更チャンネルと所望のダウンリンク周波数に対応して周波数シンセサイザ１８の発振周波数を設定する。所望のダウンリンク周波数は、チャンネル切換を行った特定チャンネルを、通常使用しているダウンリンク周波数に一致させるように適宜設定される。
【００２７】
スイッチマトリクス２０は、複数の入力ポートと複数の出力ポートを有し、任意の入力ポートを任意の出力ポートに１対１で接続する。図３はスイッチマトリクス２０の構成例を示す図である。図において、スイッチマトリクス２０は、複数の入力ポートにそれぞれ接続された分配器５１と、複数の出力ポートにそれぞれ接続されたスイッチ５２で構成される。分配器５１は入力ポート数分配置され、スイッチ５２は出力ポート数分配置される。各分配器５１の出力ポート数と各スイッチ５２の入力ポート数は一致している。
【００２８】
各分配器５１は、入力信号を出力ポート数分の出力信号に分配し、分配した信号をそれぞれのスイッチ５２に入力する。図３（ｂ）に示す例では、分配器５１は入力信号を１４分配する。分配器５１の出力信号は１４個のスイッチの各入力ポートにそれぞれ接続される。
【００２９】
各スイッチ５２は、各分配器５１から入力ポートに入力される全ての信号の中から、いずれか一つを選択して出力ポートに出力する。図３（ｃ）に示すように、各スイッチ５２はダブルポールスイッチ（ＤＰＳＴ）などの２点スイッチを、１つの出力ポートを起点としてトーナメント式に複数接続し、トーナメントの枝の末端が入力ポートを成している。スイッチ５２の入力ポートには、各分配器５１の出力ポートのいずれか一つが接続される。各分配器５１の分配信号は、それぞれ異なるスイッチ５２のいずれか一つの入力ポートに入力される。すなわち、スイッチ５２は、各分配器５１への入力信号を、全スイッチ５２の出力ポート中のいずれか一つのポートに対して、互いに重複なしで出力するように、入力ポートと出力ポート間の接続切換を行う。
【００３０】
制御部２５はチャンネル切換コマンドに基づいてスイッチマトリクス２０に対して接続切換制御指令を送る。スイッチマトリクス２０は、制御部２５からの接続切換制御指令に基づいて接続の切換が制御される。ここでは、変更チャンネルに対応した各入力ポートと、特定チャンネルに対応した各出力ポートをそれぞれ選択する。
【００３１】
図３（ａ）の例では、分配器５１とスイッチ５２を介在して、入力ポートＡ１を出力ポートＢ１と出力ポートＢ１４に接続した配線例を示しており、出力ポートＢ２〜１３への配線の図示は省略している。また、分配器５１とスイッチ５２を介在して、入力ポートＡ４を出力ポートＢ１と出力ポートＢ１４に接続した配線例を示しており、出力ポートＢ２〜１３への配線の図示は省略している。入力ポートＡ２、Ａ３についても配線例を省略している。スイッチマトリクス２０は、４ポートある入力ポートを、１４ポートある出力ポートの中の互いに異なるポートに接続するように、４個の分配器５１と、１４個のスイッチ５２を備えている。
【００３２】
ここで、例えばスイッチマトリクス２０が制御部２５からの接続切換制御指令を受けて、入力ポートＡ１、２、３、４を、それぞれ出力ポートＢ１、５、１０、１４に接続する場合について説明する。
この場合、入力ポートＡ１に対応した分配器５１の分配信号Ｄ１を、スイッチ５２の入力ポートＥ１に入力する。スイッチ５２では、入力ポートＥ１を出力ポートＢ１に接続するように各２点スイッチの接続を切換える。こうして入力ポートＡ１が出力ポートＢ１に接続される。
また、入力ポートＡ４に対応した分配器５１の分配信号Ｄ１４を、スイッチ５２の入力ポートＥ１４に入力する。スイッチ５２では、入力ポートＥ１を出力ポートＢ１４に接続するように各２点スイッチの接続を切換える。こうして入力ポートＡ４が出力ポートＢ１４に接続される。
同様にして、入力ポートＡ２を出力ポートＢ５に接続し、入力ポートＡ３を出力ポートＢ１０に接続して、各入力ポートがいずれかの拡張系２８の出力ポートに接続されるように、各スイッチ５２の切換が行われる。
【００３３】
次に、図２において、スイッチマトリクス２０の各出力ポートはスイッチ２１に接続される。また、分波器１６から各分波された信号を出力する出力ポートは、スイッチ２１に接続される。スイッチ２１は、ダブルポールスイッチなどの２状態を切換えるスイッチを用いる。スイッチ２１は、制御部２５からのチャンネル切換コマンドに基づいて、通常系２８の各出力ポートと拡張系２９の各出力ポートとのいずれか一方を選択して、選択した出力ポートを各高出力増幅器２２に接続する。
【００３４】
出力増幅器２２は、スイッチ２１の出力信号を所定の送信電力に増幅処理する。各高出力増幅器２２は合波器２３に接続される。合波器２３は各高出力増幅器２２の出力信号を周波数混合して合波し、合波した信号を送信アンテナ２４に出力する。送信アンテナ２４は、地上における所定の通信領域に向けて、合波器２３で合波された信号を空間に放射する。
【００３５】
図４は、スイッチマトリクス２０と分波器１６とスイッチ２１の接続関係を示す図である。図中の図２と同一符号のものは説明を省く。また、説明の都合上、その他構成は記載を略している。図のスイッチマトリクス２０は２入力ポート、４出力ポートの例を示し、分波器１６は４チャンネルに分波する例を示している。なお、スイッチマトリクス２０の出力ポート数と分波器１６の分配数とを一致させておくことは言うまでもない。
図において、スイッチマトリクス２０の各出力ポート３１からの信号は、各スイッチ２１を介して合波器２３にそれぞれ入力される。分波器１６の各出力ポート３２からの信号は、各スイッチ２１を介して合波器２３にそれぞれ入力される。合波器２３はスイッチ２１の各出力信号を合波する。
【００３６】
スイッチ２１は、出力ポート（チャンネルポート）３１からの信号と出力ポート（チャンネルポート）３２からの信号のいずれか一方を選択して、合波器２３に出力する。この出力ポート３１と出力ポート３２の出力信号の選択は、チャンネル切換コマンドに基づいて、制御部２５によって行われる。
ここでは、スイッチ２１はチャンネル切換コマンドに基づいて、次のように、接続を切換える。
ジャミングなどの発生した特定チャンネルに対応した出力ポート３２を選択せずに、このポートが接続される変更チャンネルに対応した出力ポート３１を選択する。また、スイッチ２１は、特定チャンネル以外が対応する出力ポート３２を全て選択し、このポートが接続される出力ポート３１は選択しない。ジャミングなどが発生せず変換チャネルがない場合は、全ての出力ポート３２が選択される。
端的に言えば、スイッチ２１は迂回経路からチャンネル変換を行うべき変更チャンネルを選択し、通常経路からはチャンネル変換を要しない通常チャンネルを選択するように経路選択を行う。
【００３７】
図を用いて更に例示する。例えばジャミングの発生した特定チャンネルの出力信号は分波器１６の出力ポートＣ１に出力され、出力ポートＣ２〜Ｃ４に接続される他のチャンネルはジャミングを受けず、正常である場合を想定する。
この場合、スイッチ２１は出力ポートＢ１を選択し出力ポートＣ１を非選択として、出力ポートＢ１を合波器２３に接続する。また、スイッチ２１は出力ポートＢ２〜Ｂ４を非選択とし、出力ポートＣ２〜Ｃ４を選択として、出力ポートＣ２〜Ｃ４を合波器２３に接続する。
【００３８】
また別の例として、ジャミングの発生した特定チャンネルの出力信号が、分波器１６の出力ポートＣ２、Ｃ３に出力され、出力ポートＣ１、Ｃ４に接続される他のチャンネルは正常である場合を想定する。
この場合、スイッチ２１は出力ポートＢ２、Ｂ３を選択し出力ポートＣ２、Ｃ３を非選択として、出力ポートＢ２、Ｂ３を合波器２３に接続する。また、スイッチ２１は出力ポートＢ１、Ｂ４を非選択とし、出力ポートＣ１、Ｃ４を選択として、出力ポートＣ１、Ｃ４を合波器２３に接続する。
【００３９】
次に、この実施の形態１の特徴を成すチャンネル切換え動作について説明する。
図５はチャンネル切換え動作の一例を示す図である。図中の１Ｂ、２Ｂ、３Ｂ、１Ｅ、３Ｅ、５Ｅ、１ｂ、２ｂ、３ｂは、それぞれ通信チャンネルの周波数帯を模式的に示している。各周波数帯は互いに異なっており、また、通常チャンネルの１Ｂ、２Ｂ、３Ｂと、拡張チャンネルの１Ｅ、３Ｅ、５Ｅは、互いに周波数帯域が離れている。
ここでは、通常状態で、地上局３がアップリンク用のチャンネル２Ｂを利用して通信衛星２と通信を行い、地上受信端末局４がダウンリンク用のチャンネル２ｂを利用して通信衛星２と通信を行っている場合を想定する。管制局７は、利用中のチャンネルのアップリンクがチャンネル２Ｂ、ダウンリンクがチャンネル２ｂであることを、チャンネル情報テーブルにて一対の情報として把握している。
【００４０】
図において、通信衛星搭載中継器１がジャミングを受けた場合、次のようにチャンネル切換を実行する。
（１）チャンネル２Ｂがジャミング信号（またはハイジャック信号）を受けると、管制局７はジャミング信号を受けたチャンネル２Ｂを特定チャンネルに設定する。
ここでは、ジャミング電力が通信衛星搭載中継器１の低雑音増幅器１２、およびダウンコンバータ１４を飽和させるほど大きくなく、１波のジャミング信号によりそのチャンネルの通信が不可能となって、チャンネルがハイジャックされた場合を想定している。
（２）地上局３は管制局７の指示によって、地上局３からのアップリンクの特定チャンネル２Ｂを変更チャンネル３Ｅに切り替える処理を行う。
また、管制局７は通信衛星２の通信衛星搭載中継器１に対して、アップリンクの特定チャンネル２Ｂを変更チャンネル３Ｅに切り替えるとともに、変更チャンネル３Ｅに対応したダウンリンクのチャンネルを、チャンネル２ｂにする指示を行う。すなわち、管制局７は通信衛星搭載中継器１に対して、アップリンクがチャンネル３Ｅ、ダウンリンクがチャンネル２ｂとなるように指示する。管制局７は、通信衛星搭載中継器１のアップリンクが変更チャンネル３Ｅ、ダウンリンクがチャンネル２ｂであることを、チャンネル情報テーブルに記憶しておく。
（３）地上局３は通信衛星搭載中継器１に対して変更チャンネル３Ｅでアップリンクを送信し、通信衛星搭載中継器１は変更チャンネル３Ｅの受信信号を中継して、地上受信端末局４に対してチャンネル２ｂでダウンリンクを送信する。
以上説明したように、ジャミングを受けたときは、地上局３から通信衛星搭載中継器１へのアップリンクをいずれかの拡張チャンネルに切換えるとともに、通信衛星搭載中継器１の通信チャンネルのアップリンク周波数とダウンリンク周波数を同時に制御する。これによって、通信衛星搭載中継器１から地上受信端末局４へのダウンリンク周波数をそのまま利用して、地上局３から地上受信端末局４への通信中継ができるので、一般ユーザは地上受信端末局４の受信チャンネルを切換える必要がない。
【００４１】
チャンネル切換において、通信衛星搭載中継器１は次のように動作する。ここでは、アップリンクがチャンネル３Ｅ、ダウンリンクがチャンネル２ｂとなるように、アップリンク信号（チャンネル３Ｅ）を所望のダウンリンク信号（チャンネル２ｂ）に周波数変換する。
（１）通常系２８では、ダウンコンバータ１４にてチャンネル２Ｂのアップリンク信号と固定周波数発振器の発振信号とを周波数混合し、チャンネル２ｂのダウンリンク信号（周波数ｆ２ｂ）に周波数変換する。しかし、チャンネル２Ｂはジャミングを受けているので、スイッチ２１の切換によって、チャンネル２Ｂに対応した通常系２８のダウンリンク信号の出力は遮断される。
（２）拡張系２９では、チャンネル２Ｂの切換先の変更チャンネル３Ｅに対応したアップリンク信号が分波器１７に入力される。分波器１７は変更チャンネル３Ｅのアップリンク信号（周波数ｆ３Ｅ）をダウンコンバータ１９に入力する。
（３）制御部２５は、変更チャンネル３Ｅと所望のダウンリンクチャンネル２ｂに対応して、周波数シンセサイザ１８が発振する設定周波数をｆ３Ｅ−ｆ２ｂに設定する。
ダウンコンバータ１９は、変更チャンネル３Ｅのアップリンク信号と、周波数シンセサイザ１８の発振信号とを周波数混合して、周波数ｆ２ｂのダウンリンク信号に周波数変換する。
周波数変換されたダウンリンク信号は、その周波数がチャンネル２ｂに対応している。スイッチマトリクス２０およびスイッチ２１の切換によって経路選択が行われ、変更チャンネル３Ｅに対応した拡張系２９のダウンリンク信号（チャンネル２ｂに対応）が、高出力増幅器２２および合波器２３を介して送信アンテナ２４に出力される。
送信アンテナ２４は、変更チャンネル３Ｅを周波数変換したチャンネル２ｂに対応するダウンリンク信号を、地上端末局５に送信する。
【００４２】
上記説明では、１波のハイジャック信号を想定したが、複数波のハイジャック信号（またはジャミング信号）が発生した場合についても、拡張チャンネルの全チャンネル数に相当する分だけ変更チャンネルを生成することによって、同様にしてハイジャック信号を受けた通常チャンネルのチャンネル切換を行うことができる。
【００４３】
この実施の形態によれば、ジャミングやハイジャックなどによって、アップリンクに通信異常のチャンネルが発生しても、通信衛星搭載中継器１に迂回経路を設けて、アップリンクの異常発生チャンネルを別のチャンネルに切換え、切換先のチャンネルに対応するダウンリンクを異常発生前のチャンネルに対応させるように中継することにより、一般ユーザの所持する地上受信端末に対して周波数切換え指示を行うことなく、通信衛星と一般ユーザの地上受信端末との通信妨害を防止することができるという効果がある。
【００４４】
実施の形態２．
図６は実施の形態２による通信衛星搭載中継器１の構成を示す図である。図において、通信衛星搭載中継器１は通常系２８に複数のダウンコンバータ３０を備え、各ダウンコンバータ３０の前段に分波器１６を備えた構成を特徴としている。また、固定周波数発振器１５の発振信号は各ダウンコンバータ３０に共通に供給される。なお、図中の実施の形態１と同一符号のものは同一相当のものを示し、その他の構成については実施の形態１と同じである。
【００４５】
図において、低雑音増幅器１２で低雑音増幅された信号は、二分配器１３によって通常系２８と拡張系２９に分配される。通常系２８では、二分配器１３で分配された信号を、分波器１６によって複数チャンネルにそれぞれ分波する。各ダウンコンバータ３０は、固定周波数発振器１５の発振信号との周波数混合によって、分波器１６にて分波された各チャンネル毎の信号をそれぞれダウンリンク周波数に周波数変換する。スイッチ２１の選択処理によって、各ダウンコンバータ３０で周波数変換された信号の中から、ジャミングを受けていない所望チャンネルの信号が高出力増幅器２２に出力される。なお、拡張系２９の動作など、その他の動作については実施の形態１と同様である。
【００４６】
図７は図２で説明した通信衛星搭載中継器１に対して過大なジャミング電力が入力された場合の、通常系２８の機能停止の問題を説明するための図である。図７（ａ）はダウンコンバータ１４が飽和せず１チャンネルがジャミングを受けた場合を示す図であり、図７（ｂ）はダウンコンバータ１４が飽和して全チャンネルがジャミングを受けた場合を示す図である。図において、拡張系２９は図示を省略している。
【００４７】
図７（ａ）は、ジャミング電力がダウンコンバータ１４を飽和させるほど大きくなく、１波のジャミング信号によってそのチャンネルの通信が不可能となった例を示している。この場合は、拡張系２９にてジャミングを受けたチャンネルを別の拡張チャンネルに変更することによって、ジャミングによる通信異常を回避することができる。
【００４８】
しかし、図７（ｂ）に示すように、ジャミング電力がダウンコンバータ１４を飽和させるほど大きい場合、１波のジャミング信号によって全チャンネルの通信が不可能となる。この場合は、拡張系２９のチャンネル数に限りがあるので、ジャミングを受けた通常系２８のチャンネルを全て別の拡張チャンネルに変更することができず、ジャミングによる通信異常を回避することができない。
【００４９】
この実施の形態では、図６に示すように、通常系２８の各ダウンコンバータ３０の前段に分波器１６を備えることによって、ダウンコンバータの飽和の問題を解消することを特徴とする。すなわち、この実施の形態による通信衛星搭載中継器１の通常系２８は、分波器１６にて通常系２８に分配されたアップリンク信号を複数チャンネルに分波した後、ダウンコンバータ３０にて分波された各信号の周波数変換を行う。
この場合、大電力の１波のジャミングを受けると、ジャミングを受けた周波数帯に対応した特定チャンネルについては、対応するダウンコンバータ３０が飽和する。
しかし、ジャミングを受けない周波数帯に対応する他のチャンネルについては、対応するダウンコンバータ３０が飽和することがない。
【００５０】
以上により、この実施の形態によれば、通常系２８のダウンコンバータ３０の前段に分波器１６を備えることによって、ジャミングを受けない通常チャンネルについては周波数を変更せず、ジャミングを受けた特定チャンネルについてのみ周波数を拡張チャンネルに変更することによって、大電力のジャミングに伴なったダウンコンバータ３０の飽和による通信異常を回避することができる。
【００５１】
実施の形態３．
図８は実施の形態２による通信衛星搭載中継器１の構成を示す図である。
この実施の形態では、図１で説明した実施の形態１の通信衛星搭載中継器１において、分波器１６とスイッチ２１との間に検波器４０を設け、分波器１６で分波された各チャンネルの電力をモニタすることを特徴とする。なお、図中の実施の形態１と同一符号のものは同一相当のものを示し、その他の構成については実施の形態１と同じである。
【００５２】
検波器４０は、分波器１６で分波された各チャンネルの信号レベル（電力レベル）を検波し、検波した信号レベルをモニタ情報として制御部２５に出力する。制御部２５は、検波器４０で検波されたモニタ情報を、通信アンテナ８を介して管制局７にテレメトリとして送信する。管制局７は、受信したテレメトリを解析して検波された信号レベルを検出する。
これによって、信号レベルが所定の閾値よりも大きくなったり、信号レベルのプロファイル（時間変化特性）が計画していた正規のアップリンクチャンネルのプロファイルと異なることを検知することによって、ジャミングやハイジャックの発生を検出することができる。
【００５３】
また、管制局７は、通信衛星搭載中継器１に対して一旦ジャミングやハイジャックが発生した後に、ジャミング信号が無くなった状態を検知することができる。管制局７は、拡張チャンネルに変更された特定チャンネルの信号レベルを検波器４０でモニタし、そのモニタ情報に基づいて特定チャンネルの信号レベルが所定の閾値よりも小さくなったことを検出する。これによって、管制局７はジャミング信号が無くなった状態を検知する。すなわち、地上局３はジャミングの発生した特定チャンネルに対してアップリンクを送信しておらず、特定チャンネルにはジャミング信号のみがアップリンクされているので、特定チャンネルの信号レベルの低下を観測することによって、ジャミング信号が無くなった状態を即座に検知することができる。
【００５４】
この実施の形態によれば、実施の形態１で説明したジャミングモニタ部６に加えて、通信衛星搭載中継器１において送信電力をモニタする検波器２２を備えているので、次のような効果がある。
（１）ジャミングモニタ部６によって、ジャミングの有無を判別することができる。
（２）検波器２２からのモニタ情報に基づいて、ジャミングの発生した特定チャンネルの信号レベルを観測することにより、ジャミングやハイジャックが無くなった状態を検知することができる。
これによって、ジャミングやハイジャックの消滅後、即座に通常の通信チャンネルに復帰することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】この発明の実施の形態１による通信衛星と地上局のシステム構成を示す図である。
【図２】この発明の実施の形態１による通信衛星搭載中継器の構成を示す図である。
【図３】この発明の実施の形態１によるスイッチマトリクスの構成を示す図である。
【図４】この発明の実施の形態１による通常系と拡張系の接続構成を示す図である。
【図５】この発明の実施の形態１によるチャンネル切換動作を説明する図である。
【図６】この発明の実施の形態２による通信衛星搭載中継器の構成を示す図である。
【図７】通信衛星搭載中継器の通常系におけるジャミングの課題を説明する図である。
【図８】この発明の実施の形態３による通信衛星搭載中継器の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００５６】
１  通信衛星搭載中継器、２  通信衛星、３  地上局、４  地上受信端末局、１３  二分配器、１４  ダウンコンバータ（第１のダウンコンバータ）、１５  周波数固定発振器、１６  分波器（第１の分波器）、１７  分波器（第２の分波器）、１８  周波数シンセサイザ、１９  ダウンコンバータ（第２のダウンコンバータ）、２０  スイッチマトリクス、２１  スイッチ、２２  高出力増幅器、２３  合波器、２５  制御部、２８  通常系、２９  拡張系、３０  ダウンコンバータ、４０  検波器。
【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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