(57)【要約】【課題】ＵＷＢ方式を用いて、同報通信が可能なシステムを提供するとともに、周波数の利用効率を向上させ、さらに、地球側の通信端末にコストアップを生じない衛星通信システムを提供することを目的とする。【解決手段】無線信号を人工衛星に送信する送信側地球局と、該送信側地球局からの無線信号を受信して、受信した無線信号をユーザ端末に送信する人工衛星と、該人工衛星から送信された無線信号を受信するユーザ端末とからなる衛星通信システムであって、前記人工衛星がＵＷＢ方式の広帯域信号を前記ユーザ端末に送信することにより、同報通信が可能で、地球側の通信端末にコストアップを生じない衛星通信システムを提供する。【選択図】      図４
2004247864.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線信号を人工衛星に送信する送信側地球局と、該送信側地球局からの無線信号を受信して、受信した無線信号をユーザ端末に送信する人工衛星と、該人工衛星から送信された無線信号を受信するユーザ端末とからなる衛星通信システムであって、前記人工衛星がＵＷＢ方式の広帯域信号を前記ユーザ端末に送信する衛星通信システム。
【請求項２】
前記ＵＷＢ方式の広帯域信号が、既存の衛星通信に用いる無線信号波に重畳されて送信されている請求項１に記載された衛星通信システム。
【請求項３】
前記ＵＷＢ方式の広帯域信号の周波数帯域幅が既存の衛星通信に用いる無線信号の周波数帯域幅以下である請求項１または請求項２に記載された衛星通信システム。
【請求項４】
前記送信側地球局から前記人工衛星に前記ＵＷＢ方式の広帯域信号が送信されるとともに、前記人工衛星が受信した前記広帯域信号を中継することにより前記ユーザ端末に送信する請求項１から請求項３のいずれかに記載された衛星通信システム。
【請求項５】
前記人工衛星が前記送信側地球局から送信された既存の衛星通信に用いる無線信号を復調するとともに、該復調したデータを変調してＵＷＢ方式の広帯域信号を生成し、該生成したＵＷＢの広帯域信号を前記ユーザ端末に送信する請求項１から請求項３のいずれかに記載された衛星通信システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、広帯域信号を無線通信に利用する技術に関し、特に、人工衛星等を利用した衛星通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＵＷＢ（Ｕｌｔｒａ  Ｗｉｄｅ  Ｂａｎｄ）通信は、微弱で非常に周波数帯域の広い信号を用いて、高速通信を実現する技術であり、このＵＷＢ通信を実現する方法の１つにＩＲ方式（Ｉｍｐｕｌｓｅ  Ｒａｄｉｏ：インパルス方式）がある。ＩＲ方式に用いられるインパルス信号は、パルス幅が微小であるため、その周波数特性は、非常に広帯域なものとなる。このため、地上における無線装置を利用してＵＷＢ通信を行う場合には、既存の無線システムが利用している周波数帯域をも利用することになる。そのため、既存システムとの信号の干渉を考慮して、ＦＣＣ（Ｆｅｄｅｒａｌ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ：連邦通信委員会）  では、ＵＷＢ通信の周波数帯域を３．１ＧＨｚから１０．６ＧＨｚに、この帯域で通信アプリケーションに用いるＵＷＢ信号のＥＩＲＰ（Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ  Ｉｓｏｔｒｏｐｉｃａｌｌｙ  Ｒａｄｉａｔｅｄ  Ｐｏｗｅｒ：等価等方輻射電力）を−４１．３ｄＢｍ／ＭＨｚに制限している（非特許文献１参照。）。
【０００３】
一方で、人工衛星を利用した衛星通信では、その人工衛星を見通すすべての地球局において、通信を行うことができるという利点がる。この特徴は、２地点間接続（一元接続）に対して、マルチプルアクセス（多元接続）と呼ばれ、衛星通信の大きな利点となっている。しかし、多元接続が可能であるといっても、同じ周波数の信号を同じ時刻に送信すると、信号相互に干渉が起きてしまう。そこで、干渉を回避して多元接続を実現する方法として、地球局ごとにキャリア周波数を変える周波数分割多元接続方式（ＦＤＭＡ：Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）や、地球局ごとに時間を分割して決まった時間に自局からの信号を送出する時分割多元接続方式（ＴＤＭＡ：Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）、各地球局にそれぞれ固有の符号系列を割り当てて、拡散した信号を送出する符号分割多元接続方式（ＣＤＭＡ：Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）等が用いられている（非特許文献２参照。）。
【０００４】
【非特許文献１】
ＦＣＣ  ＦＣＣ０２−４８「ＦＩＲＳＴ  ＲＥＰＯＲＴ  ＡＮＤ  ＯＲＤＥＲ」  Ａｐｐｅｎｄｉｘ  Ｄ「Ｃｈａｎｇｅｓ  ｔｏ  ｔｈｅ  Ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎｓ」（第１０２−１１３頁）
【非特許文献２】
平田康夫、伊藤泰彦、阿部宗男共著、「衛星通信の基礎と応用」、培風館  １９９６年５月２２日、ｐ．８３−８９
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述のように、地上におけるＵＷＢ通信には、既存システムとの干渉の問題や送信電力が低いという問題あるいは利用できる場所が制限させるといった問題があった。しかも、ＦＣＣの規定によれば、通信用アプリケーションにおいて屋外で利用可能なＵＷＢ機器はｈａｎｄ  ｈｅｌｄ（手持ち）型に制限されており、さらに、屋外で利用可能なＵＷＢ機器については、屋内で利用可能なＵＷＢ機器よりも帯域外の輻射電力、すなわち、送信電力をさらに低く抑えることが必要である。このため、ＵＷＢ方式の広帯域通信に関しては、通信距離の制約を受け、現在、その通信距離は、数ｍ程度で通信速度も数十Ｍｂｐｓ程度となっている。ＵＷＢ方式は、信号の干渉問題から、長距離伝送には好ましくなく、ユビキタス時代においては、Ｐ  ｔｏ  Ｐ（Ｐｏｉｎｔ  ｔｏ  Ｐｏｉｎｔ：一対一）の通信に向けて期待できるが、広い地域での同報通信の実現が困難であるという問題があった。
【０００６】
また、ＦＤＭＡ方式を用いる衛星通信システムにおいては、各地球局には、他の地球局からの搬送波が干渉を起こさないように互いに異なる周波数が割り当てられるが、搬送波間の重なりを避けるために、割り当てられる各周波数間にカードバンドを設けることが必要である。そのため、周波数の利用効率が悪いという問題があった。また、無線信号の中継を行う人工衛星においては、各地球局から送信されてきた無線信号を搬送波ごとに分離した後、これを中継器（トランスポンダ）で増幅し、合成した後、地球に向けて送信を行う。したがって、地球局から人工衛星への信号と同じように、周波数の利用効率が悪いという問題があった。さらに、人工衛星から送信された無線信号を受信する地球側の通信端末においては、衛星専用の受信設備を必要とするため、大幅なコストアップにつながるという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであって、ＵＷＢ方式を用いて、同報通信が可能なシステムを提供するとともに、周波数の利用効率を向上させ、さらに、地球側の通信端末にコストアップを生じない衛星通信システムを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明は、以下の手段を提案している。
請求項１に係る発明は、無線信号を人工衛星に送信する送信側地球局と、該送信側地球局からの無線信号を受信して、受信した無線信号をユーザ端末に送信する人工衛星と、該人工衛星から送信された無線信号を受信するユーザ端末とからなる衛星通信システムであって、前記人工衛星がＵＷＢ方式の広帯域信号を前記ユーザ端末に送信する衛星通信システムを提案している。
【０００９】
この発明によれば、送信側地球局から送信した無線信号を受信した人工衛星がＵＷＢ方式の広帯域信号をユーザ端末に送信する構成であるため、各地球局が地上でＵＷＢ方式の広帯域信号をやりとりする場合と比べて、既存サービスで使用する無線信号との干渉問題を軽減することができる。また、ユーザ端末には、ＵＷＢ信号用のデバイスを備えた通信端末を用いることができるため、特別な機能を搭載することなくＵＷＢ通信を実現することができる。
【００１０】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載された衛星通信システムについて、前記ＵＷＢ方式の広帯域信号が、既存の衛星通信に用いる無線信号波に重畳されて送信されている衛星通信システムを提案している。
【００１１】
この発明によれば、人工衛星から受信側地球局に送信されるＵＷＢ方式の広帯域信号が、既存の衛星通信に用いる無線信号波に重畳されて送信されるため、周波数の利用効率を向上することができる。
【００１２】
請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載された衛星通信システムについて、前記ＵＷＢ方式の広帯域信号の周波数帯域幅が既存の衛星通信に用いる無線信号の周波数帯域幅以下である衛星通信システムを提案している。
【００１３】
この発明によれば、人工衛星から受信側地球局に送信されるＵＷＢ方式の広帯域信号の周波数帯域幅が既存の衛星通信に用いる無線信号の周波数帯域幅以下であるため、他のサービスで使用する無線信号との干渉問題をさらに軽減することができる。
【００１４】
請求項４に係る発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載された衛星通信システムについて、前記送信側地球局から前記人工衛星に前記ＵＷＢ方式の広帯域信号が送信されるとともに、前記人工衛星が受信した前記広帯域信号を中継することにより前記ユーザ端末に送信する衛星通信システムを提案している。
【００１５】
この発明によれば、送信側地球局から人工衛星にＵＷＢ方式の広帯域信号が送信されるとともに、人工衛星が受信した広帯域信号を中継することによりユーザ端末に送信するため、広い地域で、高速の同報性通信を実現することができる。
【００１６】
請求項５に係る発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載された衛星通信システムについて、前記人工衛星が前記送信側地球局から送信された既存の衛星通信に用いる無線信号を復調するとともに、該復調したデータを変調してＵＷＢ方式の広帯域信号を生成し、該生成したＵＷＢの広帯域信号を前記ユーザ端末に送信する請求項１または請求項３のいずれかに記載された衛星通信システムを提案している。
【００１７】
この発明によれば、人工衛星が送信側地球局から送信された既存の衛星通信に用いる無線信号を復調するとともに、復調したデータを変調してＵＷＢ方式の広帯域信号を生成し、生成したＵＷＢの広帯域信号をユーザ端末に送信するため、送信側地球局に特別な送信設備を設ける必要がなく、広い地域で、高速の同報性通信を実現することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態に係る衛星通信システムについて図１から図１０を参照して詳細に説明する。
本発明の実施形態に係る衛星通信システムは、図１に示すように、送信側地球局１と、人工衛星２と、受信側地球局３と、ユーザ端末４とにより構成されている。送信側地球局１は、人工衛星２に対して、無線信号を送信（以下、フィーダーリンクと呼ぶ）する無線局である。本実施形態において、送信側地球局１から送信される無線信号は、１）ＦＤＭＡやＴＤＭＡ等の多元接続を用いた既存の衛星通信に用いる無線信号の場合と、２）ＦＤＭＡやＴＤＭＡ等の多元接続を用いた既存の衛星通信に用いる無線信号とＵＷＢ信号との重畳信号である場合、３）ＵＷＢ信号に帯域制限を設けた信号である場合、４）ＵＷＢ信号である場合、５）ＦＤＭＡやＴＤＭＡ等の多元接続を用いた既存の衛星通信に用いる無線信号とＵＷＢ信号に帯域制限を設けた信号との重畳信号である場合とが想定される。
【００１９】
人工衛星２は、送信側地球局１から送信されてきた無線信号を受信するとともに、受信した無線信号を処理して、ユーザ端末４に処理した無線信号を送信（以下、ダウンリンクと呼ぶ）する。本実施形態において、人工衛星２から送信される無線信号は、前記１）の場合は、送信側地球局１から送信されたＦＤＭＡやＴＤＭＡ等の多元接続を用いた既存の衛星通信に用いる無線信号から復調されたデータをＵＷＢ方式の無線信号に変調した信号、ＦＤＭＡやＴＤＭＡ等の多元接続を用いた既存の衛星通信に用いる無線信号とＵＷＢ信号との重畳信号、ＵＷＢ信号に帯域制限を設けた信号、ＦＤＭＡやＴＤＭＡ等の多元接続を用いた既存の衛星通信に用いる無線信号とＵＷＢ信号に帯域制限を設けた信号との重畳信号であり、前記２）乃至５）の場合には、送信側地球局１から送信された無線信号を中継し送信される信号となる。
【００２０】
受信側地球局３は、既存の衛星通信に関する無線信号を人工衛星２から受信し、各種のサービスを実現するものである。また、ユーザ端末４は、ＵＷＢ信号用のデバイスが搭載された通信端末であり、人工衛星２から送信されるＵＷＢ信号を受信し、高速通信を実現する。
【００２１】
図２は、既存の人工衛星に搭載されている通信機器の基本系統図である。この図から、既存の人工衛星に搭載されている通信機器は、受信アンテナ１１と、ＬＮＡ（Ｌｏｗ  Ｎｏｉｓｅ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ：低雑音増幅器）１２と、周波数変換部１３と、各周波数帯域ごとに設けられた複数のＢＰＦ（Ｂａｎｄ  Ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ：バンドパスフィルタ）１４と、Ｕ／Ｃ（Ｕｐ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ：アップコンバータ）１５と、ＨＰＡ（Ｈｉｇｈ  Ｐｏｗｅｒ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ：電力増幅器）１６と、ＭＵＸ（ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ：合成回路）１７と、送信アンテナ１８とから構成されている。
【００２２】
受信アンテナ１１は、地上の送信側地球局１から送信された無線信号を受信するためのアンテナである。ＬＮＡ１２は、受信アンテナ１１が受信した微弱な無線信号を増幅するための増幅器である。なお、地上の送信側地球局１から送信されてくる無線信号は、微弱であるため、増幅器には、雑音の少ない低雑音増幅器が用いられている。
【００２３】
周波数変換部１３は、ＬＮＡ１２において増幅された受信信号の周波数帯域を人工衛星２から地上の受信側地球局３へ送信する際の送信周波数帯域、または、別の周波数帯域に変換する。具体的には、周波数変換部１３内に変換の基準となる信号（ローカル信号）を発生する局部発振器と非線形素子であるミキサーを備えており、入力信号とローカル信号とをミキサーによって乗ずることにより、周波数変換された信号を得ることができる。本実施形態の場合には、例えば、６ＧＨｚ帯の受信信号を４ＧＨｚ帯の信号に、１４ＧＨｚ帯の受信信号を１２ＧＨｚ帯または４ＧＨｚ帯の信号に変換する。
【００２４】
ＢＰＦ１４は、所定の周波数帯域の信号のみを通過させるフィルタであり、本実施形態においては、３０ＭＨｚから８０ＭＨｚ程度の帯域ごとに、周波数変換部１３から入力された信号を分割する。Ｕ／Ｃ１５は、入力した信号を高周波数帯の信号に周波数変換する装置であり、本実施形態においては、各ＢＰＦ１４に対応して設けられている。ＨＰＡ１６は、電力増幅器であり、Ｕ／Ｃ１５から入力された周波数帯域の信号を地上の受信側地球局３に送信するのに必要な電力にまで増幅する装置である。ＭＵＸ１７は、合成回路であり、各ＨＰＡから入力された信号を合成して送信アンテナ１８に出力する。また、送信アンテナ１８は、地上の受信側地球局３に無線信号を送信するためのアンテナである。なお、ＢＰＦ１４からＨＰＡ１６までの機器は、総称して中継器（トランスポンダ）と呼ばれる。
【００２５】
図２に示す従来の衛星通信システムにおいて、扱われる信号の周波数配列を図８に示す。この図に示すように、従来の衛星通信システムにおいて、扱われる信号の周波数帯域は、上りの周波数が１４ＧＨｚから１４．５ＧＨｚに分布しており、その帯域幅は５００ＭＨｚである。また、この帯域内は、３４ＭＨｚ、７２ＭＨｚ、７７ＭＨｚおよび１１２ＭＨｚの複数の帯域幅をもった信号に分かれており、それぞれ、ＢＰＦ１４により決定されるトランスポンダによって中継される。
【００２６】
送信側地球局１から受信した無線信号は、以下の方法により処理される。例えば、図８に示すチャンネル番号１−２の信号は、中心周波数１４．０４２５ＧＨｚ、帯域幅７７ＭＨｚの信号で、ＬＮＡ１２において増幅される。続いて、この信号は、周波数変換部１３により、４ＧＨｚ帯の信号に変換され、中心周波数４．０４２５ＧＨｚ、帯域幅７７ＭＨｚの信号になる。このとき、ＢＰＦ１は、中心周波数４．０４２５ＧＨｚ、帯域幅７７ＭＨｚの信号を通過させるような特性に設定されているため、チャンネル番号１−２の信号は、ＢＰＦ１を通過し、Ｕ／Ｃ１に送られる。なお、他のＢＰＦ（ＢＰＦ２からＢＰＦｎ）は、中心周波数４．０４２５ＧＨｚ、帯域幅７７ＭＨｚの信号を阻止する特性に設定されているため、チャンネル番号１−２の信号が他のＢＰＦを通過することはない。
【００２７】
ＢＰＦ１を通過したチャンネル番号１−２の信号は、Ｕ／Ｃ１で中心周波数１０．９９２５ＧＨｚ、１１．７４７５ＧＨｚまたは１２．５４７５ＧＨｚ、帯域幅７７ＭＨｚの信号に周波数変換され、ついで、ＨＰＡ１において増幅された後、ＭＵＸ１７で他の信号と合成されて、送信アンテナ１８より、地球に向けて送信される。チャンネル番号１−２以外の信号についても、同様の処理が行われことにより、それぞれ異なるトランスポンダによって中継される。こうして、人工衛星が受信する１４ＧＨｚから１４．５ＧＨｚに分布した上り周波数は、図８に示すように、例えば、１０．９５ＧＨｚから１１．７ＧＨｚに分布する下り周波数に変換される。
【００２８】
次に、本発明の第１の実施形態について、図３を用いて説明する。
第１の実施形態に係る衛星通信システムは、送信側地球局１から送信された既存の無線信号を人工衛星２が受信し、この信号をＵＷＢ信号に変換してユーザ端末４に送信するものである。本実施形態における人工衛星は、図３に示すように、受信アンテナ１１と、ＬＮＡ１２と、周波数変換部１３と、ＢＰＦ１４と、ダウンコンバータ２１と、復調器２２と、ＵＷＢ変調器２３と、ＨＰＡ１６と、送信アンテナ１８とから構成されている。なお、このうち、受信アンテナ１１、ＬＮＡ１２、周波数変換部１３、ＢＰＦ１４、ＨＰＡ１６および送信アンテナ１８については、その基本機能は、前述の通りであるため、説明は省略する。
【００２９】
ダウンコンバータ２１は、ＬＮＡ１２において増幅された信号を低周波数帯の信号に変換する装置である。一般に、高い周波数のままであると、後段の増幅や信号の取り扱いが困難であり、同じ周波数で増幅率を大きくすると発振のおそれがあるためである。復調器２２は、送信側地球局１から受信した既存の無線信号をディジタルデータに復調する。ＵＷＢ変調器２３は、後述するように、復調器２２から出力されたディジタルデータをＵＷＢ信号に変調する。
【００３０】
また、ＵＷＢ変調器２３は、インパルス無線方式、広帯域の周波数ホッピングスペクトル拡散方式あるいは広帯域の直接拡散スペクトル方式等に基づくものであれば、いずれを適用してもよい。
【００３１】
次に、本発明の第２の実施形態について、図４を用いて説明する。
第２の実施形態に係る衛星通信システムは、送信側地球局１から送信された既存の無線信号を人工衛星２が受信し、人工衛星２がこの既存信号にＵＷＢ信号を重畳させた信号を生成してユーザ端末４に送信するものである。本実施形態における人工衛星は、図４に示すように、既存の人工衛星２のシステムに、一部の周波数帯域の信号について、図３に示すような、ＵＷＢ変調のシステムを付加した構成となっている。
【００３２】
このシステムにおいては、ＵＷＢ信号を重畳してダウンリンクで送信されるディジタル信号に関するチャンネル以外の信号は、前記既存システムの処理と同様に人工衛星にて中継される。すなわち、図９に示すチャンネル番号１−２を用いて、ダウンリンク用ＵＷＢ信号が伝送される場合、チャンネル番号１−２の信号は、ＢＰＦ１を通過すると、ダウンコンバータ２１に送られ、ここで、ベースバンド帯域の信号に変換される。ベースバンド帯域に変換された信号は、復調器２２において、ディジタルデータに復調され、復調されたディジタルデータがＵＷＢ変調器２３において、さらに、ＵＷＢ信号に変調される。変調されたＵＷＢ信号は、ＨＰＡ１で増幅された後、ＭＵＸ１７で他の信号と重畳して出力される。
【００３３】
次に、本発明の第３の実施形態について、図５を用いて説明する。
第３の実施形態に係る衛星通信システムは、送信側地球局１から送信された既存の無線信号を人工衛星２が受信し、人工衛星２が衛星通信システムで使用する帯域内に収まるＵＷＢ信号をユーザ端末４に送信するものである。本実施形態における人工衛星は、図５に示すように、第２の実施形態に係る人工衛星通信システムに帯域制限フィルタ２４を加えた構成になっている。
【００３４】
次に、図９を用いて、本実施形態における周波数配列と、ＵＷＢ変調器２３の機能について説明すると、復調器２２から出力されたディジタルデータは、ＵＷＢ変調器２３に入力され、帯域制限フィルタ２４を通過後、図９の下り周波数に示すように、１０．９５ＧＨｚから１１．２ＧＨｚ、１１．７ＧＨｚから１１．９５ＧＨｚ、または、１２．５ＧＨｚから１２．７５ＧＨｚのそれぞれ２５０ＭＨｚの帯域幅を有するＵＷＢ信号に変調される。このＵＷＢ信号は、ＨＰＡ１６で増幅された後、送信アンテナ１８を介して、地球に向け送信される。なお、ＵＷＢ信号の単位周波数あたりの電力密度は既存システムのそれに比べて十分に小さいため、既存システムの通信に影響を与えることはない。
【００３５】
本実施形態においては、ＵＷＢ変調器２３の出力信号を帯域制限フィルタ２４に通すことにより、信号の周波数帯域幅を衛星通信の既存サービスで使用している帯域幅に制限することができる。なお、この構成以外でも、ＵＷＢ変調器２３の内部にあるパルス生成器が、衛星通信の既存サービスにおいて使用している周波数に限定した成分を有するパルス信号を発生することにより、上記の構成と同様に、信号の周波数帯域幅を衛星通信の既存サービスで使用する帯域幅に制限した信号を生成することもできる。この場合のシステム構成としては、図４に記載した構成と同様になる。
【００３６】
次に、本発明の第４の実施形態について、図６を用いて説明する。
第４の実施形態に係る衛星通信システムは、送信側地球局１から送信された既存の無線信号、既存の無線信号にＵＷＢ信号またはＵＷＢ信号に帯域制限をかけた信号を重畳した信号あるいはＵＷＢ信号に帯域制限をかけた無線信号を人工衛星２が受信し、人工衛星２がこのような無線信号を中継してユーザ端末４に送信するものである。本実施形態における人工衛星は、図６に示すように、ＬＮＡ１２からの出力信号をＵＷＢ復調器２５において復調し、ディジタル信号を再生するとともに、さらに、復調されたディジタル信号をＵＷＢ変調器２３により、ＵＷＢ信号に変調して、ＭＵＸ１７において他の信号と合成するものである（図中、方式１）。
【００３７】
もうひとつの方式は、パルスタイミング検出器２６と、タイミング移相器２７と、パルス生成器２８とを備え、送信側地球局１から送信されてくるＵＷＢ信号のパルスタイミングをパルスタイミング検出器２６で検出し、検出したパルスタイミングをタイミング移相器２７で一定時間ずらすとともに、タイミングをずらしたパルス信号を入力し、パルス生成器２８において、ＵＷＢ信号となるパルスを生成し、ＭＵＸ１７において、他の信号と合成して送信を行うものである（図中、方式２）。
【００３８】
図７は、伝送データと、受信したＵＷＢ信号および送信するＵＷＢ信号の関係を示したものであるが、本例においては、基準のタイミング（図中、破線部）に対して、伝送データが「０」である場合には、オフセットを与えることなく、伝送データが「１」である場合は、オフセットを与えて、送信するＵＷＢ信号を示している。なお、受信したすべてのＵＷＢ信号は、その信号パルスを一定時間遅延させて送信される。
【００３９】
図１０は、ダウンリンクＵＷＢ信号の中心周波数（Ｃｅｎｔｅｒ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）を１２ＧＨｚ、帯域幅（Ｂａｎｄｗｉｄｔｈ）を５００ＭＨｚとした場合の諸元を示している。これによれば、送信アンテナの直径（Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ  Ａｎｔｅｎｎａ  Ｒａｄｉｕｓ）を１．２７ｍ、効率（Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ）を６０％とすると、送信アンテナ利得（Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ  Ａｎｔｅｎｎａ  Ｇａｉｎ）は４１．８ｄＢｉとなるが、ここで、ダウンリンクＵＷＢの送信電力（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｐｏｗｅｒ）を２０．３ｄＢＷ（＝１０８Ｗ）とすると、送信ＥＩＲＰ（Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ  Ｉｓｏｔｒｏｐｉｃａｌｌｙ  Ｒａｄｉａｔｅｄ  Ｐｏｗｅｒ）は６５．１ｄＢｍ／ＭＨｚとなる。ここで、降雨マージン（Ｒａｉｎ  Ｇａｉｎ）を３．０ｄＢとし、地球表面までの伝搬損失（Ｐａｔｈ  Ｌｏｓｓ  ｔｏ  ｅａｒｔｈ  ｓｕｒｆａｃｅ）を２０５．２ｄＢとすると、地球表面での電力密度（Ｐｏｗｅｒ  ｄｅｎｓｉｔｙ  ａｔ  ｅａｒｔｈ  ｓｕｒｆａｃｅ）は、−１４３．０ｄＢｍ／ＭＨｚとなる。
【００４０】
米国以外の地域において、地上系ＵＷＢ機器に許容される送信電力密度は未定であるが、地上系ＵＷＢ機器から一定距離以上離れた地点での電力密度が前記地球表面での電力密度を超えないように、ダウンリンクＵＷＢの送信電力を設定することが必要である。なお、参考として、上記諸元の場合に得られる信号伝送速度を図１０に載せたが、これから、１００Ｍｂｐｓを超える信号伝送速度が得られる場合もあることがわかる。
【００４１】
なお、本発明における衛星通信システムにおいては、地球上と同様のＵＷＢ方式を適用できるため、ユーザ端末については、地上系ＵＷＢ用デバイスを用いることが可能である。また、地上系ＵＷＢはＢｌｕｅｔｏｏｔｈや無線ＬＡＮの後継として期待されており、その利用の拡大から地上ＵＷＢ用デバイスの低価格化も期待できる。したがって、こうしたことが現実となれば、衛星ＵＷＢに用いるユーザ端末は、これまでの衛星通信用地球局の設備と比べて、大幅な低価格化が期待できる。
【００４２】
以上、図面を参照して本発明の実施形態について詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。例えば、本実施形態においては、人工衛星について、特に、限定を付すことなく説明をおこなってきたが、人工衛星の中でも、静止衛星を利用するシステムにおいては、定常的に、本システムを利用できるというメリットがある。また、静止衛星以外の人工衛星に関しては、定常的な利用には制限があるものの、ある一定期間、ある目的のために、本システムを利用するような場合に有効である。また、こうした点からは、人工衛星に限定されることなく、地球上空に浮かんでいるもの、たとえば、飛行機や飛行船などに、本システムを組み込んだものであってもよい。
【００４３】
また、本実施形態においては、人工衛星から直接、ユーザ端末に無線信号を送信する場合について説明したが、人工衛星から受信側地球局に無線信号を送信し、受信側地球局がユーザ端末に情報を配信するようなシステムであってもよい。
【００４４】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、ＵＷＢ信号を用いることにより、広い地域で、高速の同報通信を実現することができるという効果がある。また、衛星通信の既存信号に影響を与えることなくＵＷＢ信号を重畳でき、ガードバンドを利用して周波数の利用効率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る人工衛星通信システムの構成図である。
【図２】既存の人工衛星に搭載されている通信機器の基本系統図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る人工衛星内に備えられた通信システムの構成図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る人工衛星内に備えられた通信システムの構成図である。
【図５】本発明の第３の実施形態に係る人工衛星内に備えられた通信システムの構成図である。
【図６】本発明の第４の実施形態に係る人工衛星内に備えられた通信システムの構成図である。
【図７】本発明の第４の実施形態に係る伝送データと受信ＵＷＢ信号および送信ＵＷＢ信号の関係を示した構成図である。
【図８】従来の衛星通信システムにおいて、扱われる信号の周波数配列を示した図である。
【図９】本発明の実施形態において、扱われる信号の周波数配列を示した図である。
【図１０】本発明の実施形態における諸元を示した図である。
【符号の説明】
１・・・送信側地球局、２・・・人工衛星、３・・・受信側地球局、４・・・ユーザ端末、１１・・・受信アンテナ、１２・・・ＬＮＡ、１３・・・周波数変換部、１４・・・ＢＰＦ、１５・・・Ｕ／Ｃ、１６・・・ＨＰＡ、１７・・・ＭＵＸ、１８・・・送信アンテナ、２１・・・ダウンコンバータ、２２・・・復調器、２３・・・ＵＷＢ変調器、２４・・・帯域制限フィルタ、２５・・・ＵＷＢ復調器、２６・・・パルスタイミング検出器、２７・・・タイミング移相器、２８・・・パルス生成器、
【図１】
2004247864.tif 000003
【図２】
2004247864.tif 000004
【図３】
2004247864.tif 000005
【図４】
2004247864.tif 000006
【図５】
2004247864.tif 000007
【図６】
2004247864.tif 000008
【図７】
2004247864.tif 000009
【図８】
2004247864.tif 000010
【図９】
2004247864.tif 000011
【図１０】
2004247864.tif 000012