(57)【要約】【課題】簡単な構成により制御情報の伝達の高速化と衛星通信システムの拡張性、柔軟性および開発効率を向上させた衛星通信装置を提供する。【解決手段】中央制御局で制御される衛星通信回線を用いてデータ転送を行う衛星通信装置において、衛星通信装置１００のＣＳＣモデム５１および複数のデータモデム５２−１〜５２−ｎと、ＬＡＮシステム７０のルータ６０間とのインタフェースを変換するアダプタ５４との間を標準的なＬＡＮインタフェースであるＨＵＢ５５で接続し、ＣＳＣモデム５１および複数のデータモデム５２−１〜５２−ｎとアダプタ５４との間の情報の送受をＨＵＢ５５を介して行う。【選択図】  図１
2004153419.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中央制御局で制御される衛星通信回線を用いてデータ転送を行う衛星通信装置において、
前記中央制御局との間で送受される制御情報の変復調を行う制御情報モデムと、
前記衛星通信回線を介して送受されるデータの変復調を行う複数のデータモデムと、
前記衛星通信回線とＬＡＮシステムとの間のインタフェースを変換するアダプタと、
前記制御情報モデムおよび前記複数のデータモデムと前記アダプタとを接続するＬＡＮインタフェースと
を具備することを特徴とする衛星通信装置。
【請求項２】
前記衛星通信回線を介して転送されるデータは音声データおよびＩＰデータを含む
ことを特徴とする請求項１記載の衛星通信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、衛星通信システムにおける地球局用の衛星通信装置に関し、特に、簡単な構成により制御情報の伝達の高速化と衛星通信システムの拡張性、柔軟性および開発効率を向上させた衛星通信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、通信衛星を介して複数の地球局間でメッシュ状網に通信を実施する場合においては、周波数の有効利用を図るためにＤＡＭＡ（Ｄｅｍａｎｄ  Ａｓｓｉｇｎｍｅｎｔ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）方式が採用されている。
【０００３】
このＤＡＭＡ方式は通信衛星を使って電話回線を確立する衛星電話回線システムで利用されてきた。
【０００４】
ところで、最近のＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）データ伝送の需要が高まるにつれて、従来の衛星電話回線システムにＩＰデータ伝送をアプリケーションよって必要なデータ転送速度で伝送可能に構成した次世代の衛星通信システムの実現が求められている。
【０００５】
このような衛星通信システムを実現するためには、従来の電話回線システムの回線制御装置（親ＤＡＭＡ）による集中監視制御機能を衛星通信システムに付加する必要がある。そして地球局である衛星通信装置がこの衛星通信装置を構成する各衛星通信用変復調装置やその他の通信用ユニット毎に相互に制御情報の送受を可能とする機能が要求される。
【０００６】
さて、従来の衛星電話回線システムの地球局である衛星通信装置では、衛星通信用変復調装置（データモデム）と電話用交換機とが各々に接続されているので、データモデムが複数台設置されている場合でも、各データモデム間の制御情報の送受を行わなくても通信が可能なように構成されている。
【０００７】
例えば、自局（発信局）のデータモデムは、衛星通信回線が確立されていないアイドル時に中央制御局に設置された回線制御装置から共通線信号（ＣＳＣ信号：Ｃｏｍｍｏｎ  Ｓｉｇｎａｌｌｉｎｇ  Ｃｈａｎｅｌ）の下り回線で送信されたパケット形式の制御情報を連続信号で受信する。
【０００８】
そして相手局（着信局）と通信をしたい時にＣＳＣ上り回線をランダムにアクセスして、通信要求信号（捕捉信号）をパケット形式で中央制御局の回線制御装置へ送信し、通信要求信号を受信した中央制御局の回線制御装置は衛星回線の空き周波数があれば発信局と着信局のそれぞれに送信周波数を割り当てることにより発信局と着信局との衛星通信回線が確立される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の衛星電話回線システムにおいては、発信局と着信局とで確立された衛星通信回線を使って通信が開始されると、発信局と着信局間の回線周波数とＣＳＣ回線周波数とは異なるため、中央制御局の回線制御装置は発信局と着信局間の回線制御が困難となり、通信トラフィックの増減による通信速度の変更や、災害時等における優先回線の設定等の通信統制が難しくなる。
【００１０】
この通信統制の困難性を回避するために、ＣＳＣ信号専用の変復調を行うＣＳＣモデムを装備し、常に中央制御局が各地球局の衛星通信回線を制御できるような制御回線の確立を保証して、如何なる時でも通信統制が行えるようにした構成が提案されている。
【００１１】
図４は、このように構成した衛星通信システムにおける地球局となる衛星通信装置の構成概略図を示すブロック図である。
【００１２】
図４において、この衛星通信装置１は、図示しない通信衛星との間の電波の送受信を行うパラボラアンテナ１０、パラボラアンテナ１０の鏡面の対面中央部に設置され、送受信電波の入出力を行う偏分波器（ＯＭＴ：Ｏｒｔｈｏ  Ｍｏｄｅ  Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）２０、送受信用電波の周波数変換を行う周波数変換部３０、ＩＦ（Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号の分配および合成を行うＩＦ合成分配部４０、送受信するデータの変復調を行う変復調部５０を具備して構成され、この衛星通信装置１は、ルータ６０を経由してＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）システム７０に接続されている。
【００１３】
ここで、周波数変換部３０は、ローノイズアンプ（ＬＮＡ：Ｌｏｗ  Ｎｏｉｓ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）３１、ダウンコンバータ（Ｄ／Ｃ）３２、アップコンバータ（Ｕ／Ｃ）３３、大電力増幅器（ＨＰＡ：Ｈｉｇｈ  Ｐｏｗｅｒ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）３４を具備して構成され、ローノイズアンプ３１は、偏分波器２０で分配された受信信号を増幅し、ダウンコンバータ３２でＩＦ信号にダウンコンバートして、ＩＦ合成分配部４０に入力させ、また、アップコンバータ３３は、ＩＦ合成分配部４０から出力されたＩＦ信号をアップコンバートし、これを大電力増幅器３４で増幅して偏分波器２０に送信信号として出力する。
【００１４】
また、ＩＦ合成分配部４０は、ミキサー４１，４２、例えば１０ＭＨｚの局部発振器４３、ＩＦ分配器４４、ＩＦ合成器４５を具備して構成され、周波数変換部３０の出力と局部発振器４３の出力とをミキサー４１でミキシングすることによりＩＦ信号に変換し、このＩＦ信号をＩＦ分配器４４で分配して変復調部５０に出力し、また、変復調部５０から出力されたＩＦ信号をＩＦ合成器４５で合成した後、ミキサー４２で局部発振器４３の出力とミキシングすることによりアップコンバートして周波数変換部３０へ出力する。
【００１５】
変復調部５０は、ＣＳＣ信号の変復調を行なうＣＳＣモデム５１、送受信するデータの変復調を行う複数のデータモデム５２−１〜５２−ｎ、制御装置５３、複数のデータモデム５２−１〜５２−ｎに対応して設けられた複数のアダプタ５４−１〜５４−ｎ、ＬＡＮインターフェースを構成するスイッチングＨＵＢ５５を具備して構成される。
【００１６】
このような構成において、ＬＡＮシステム７０と衛星通信回線との接続は次のように行われる。
【００１７】
ＬＡＮシステム７０から伝送されたＩＰデータはルータ６０、変復調部５０のスイッチングＨＵＢ５５を経由して複数のアダプタ５４−１〜５４−ｎのうちの選択されたアダプタ、例えば、アダプタ５４−２に入力される。
【００１８】
このアダプタ５４−２に入力されたＩＰデータは対応するデータモデム５２−２に入力され、これによりＬＡＮシステム７０と衛星通信回線との接続が制御される。
【００１９】
すなわち、この場合において、ＬＡＮシステム７０から衛星回線を介して自局（発信局）と相手局（着信局）との通信を実施する場合について考えると、ＬＡＮシステム７０から送られてきた通信要求の信号は、ＩＰパケット形式で自局のルータ６０、変復調部５０のスイッチングＨＵＢ５５を経由してアダプタ５４−２に送られる。
【００２０】
アダプタ５４−２に送られた通信要求信号は、このアダプタ５４−２に対応したデータモデム５１−２を介してＩＦ合成分配部４０、周波数変換部３０、偏分波器２０、パラボラアンテナ１０を経由して通信衛星の図示しない中継器、地球局である図示しない中央制御局（以下、中央制御局という）へと送信される。
【００２１】
この通信要求信号を受信した中央制御局は、中央制御局の図示しない回線制御装置から通信を要求した自局とこの自局が通信を希望する相手局に対して通信衛星回線の設定チャネルの要求信号を出力する。
【００２２】
自局および相手局は、この中央制御局から送信された設定チャネル（ＣＨ）の要求信号を受信するとＤＡＭＡシステムの接続シーケンスに従いＣＳＣモデム５１を経由して通信衛星回線の割り当てを受け、制御装置５３でＩＰデータ転送用の回線を設定する。
【００２３】
上記のような衛星通信装置１の構成によると、変復調部５０は、ＣＳＣモデム５１と複数のデータモデム５２−１〜５２−ｎとの間に制御装置５３を介して制御情報の制御を行っているために、中央制御局の回線制御装置から送信された制御情報がデータモデム５２−１〜５２−ｎへ伝送されるまでのレスポンス速度が遅くなるという欠点がある。
【００２４】
更に、データモデム５２−１〜５２−ｎに対応してアダプタ５４−１〜５４−ｎが設置されているために、データモデム設置台数分のアダプタ数が必要となり、変復調部５０の必要ユニット数が増大するという欠点がある。
【００２５】
そこで、このレスポンス速度が遅いということと変復調部５０の必要ユニット数が増大するという欠点を克服するために、図５に示すような衛星通信装置も提案されている。
【００２６】
なお、図５おいて、図４に示した装置と同様の機能を果たす部分には説明の便宜上図４で用いた符号と同一の符号を付する。
【００２７】
この図５に示す衛星通信装置２の基本動作は、図４に示した衛星通信装置１と略同一であるが、変復調部５０のＣＳＣモデム５１と複数のデータモデム５２−１〜５２−ｎとアダプタ５４との間をバス接続して、ＣＳＣモデム５１と複数のデータモデム５２−１〜５２−ｎおよびアダプタ５４との間の制御情報をＣＳＣモデム５１で集中管理制御を行うようにした点が図４に示した衛星通信装置１と異なる。
【００２８】
ところが、この図５に示した衛星通信装置２の構成によると、ＣＳＣモデム５１と複数のデータモデム５２−１〜５２−ｎおよびアダプタ５４との間に専用のバスインターフェースを備える必要があるため、標準的なインターフェースを構築することが困難となるという問題がある。
【００２９】
また、１つのユニット（この構成の場合はＣＳＣモデム５１）がバスを管理する主制御装置として動作させる必要があり、システムの拡張性・柔軟性が低下するという問題がある。
【００３０】
具体的には、標準的なＰＣ（パソコン）接続やＬＡＮインターフェースを有する機器の接続が容易にできないことから、開発環境の開発やメンテナンス等の効率化が図れないという問題があった。
【００３１】
このように、図４に示した変復調部５０のＣＳＣモデム５１とデータモデム５２−１〜５２−ｎとの間に制御装置５３を設けるという構成は、中央制御局の回線制御装置から送信された制御情報の伝達遅延が生じ、また、衛星通信装置の構成ユニット数が多くなるという問題を有し、図５に示したように変復調部５０のＣＳＣモデム５１とデータモデム５２−１〜５２−ｎおよびアダプタ５４との間に専用バスインターフェースを備えるという構成は、衛星通信システムの拡張性や柔軟性に欠け、開発効率が低下するといった問題があった。
【００３２】
そこで、この発明は、簡単な構成により制御情報の伝達の高速化と衛星通信システムの拡張性、柔軟性および開発効率を向上させた衛星通信装置を提供することを目的とする。
【００３３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、中央制御局で制御される衛星通信回線を用いてデータ転送を行う衛星通信装置において、前記中央制御局との間で送受される制御情報の変復調を行う制御情報モデムと、前記衛星通信回線を介して送受されるデータの変復調を行う複数のデータモデムと、前記衛星通信回線とＬＡＮシステムとの間のインタフェースを変換するアダプタと、前記制御情報モデムおよび前記複数のデータモデムと前記アダプタとを接続するＬＡＮインタフェースとを具備することを特徴とする。
【００３４】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記衛星通信回線を介して転送されるデータは音声データおよびＩＰデータを含むことを特徴とする。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る衛星通信装置の実施の形態を添付図面を参照して詳細に説明する。
【００３６】
図１は、本発明に係る衛星通信装置の一実施の形態を示すブロック図である。なお、図１において、図４および図５で示した構成と同様の機能を果たす部分には説明の便宜上同一の符号を付する。
【００３７】
図１において、この衛星通信装置１００は、図示しない通信衛星との間の電波の送受信を行うパラボラアンテナ１０、パラボラアンテナ１０の鏡面の対面中央部に設置され、送受信電波の入出力を行う偏分波器（ＯＭＴ）２０、送受信用電波の周波数変換を行う周波数変換部３０、ＩＦ信号の分配および合成を行うＩＦ合成分配部４０、送受信するデータの変復調を行う変復調部５０を具備して構成され、この衛星通信装置１００は、ルータ６０を経由してＬＡＮシステム７０に接続される。
【００３８】
ここで、周波数変換部３０は、ローノイズアンプ（ＬＮＡ：Ｌｏｗ  Ｎｏｉｓ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）３１、ダウンコンバータ（Ｄ／Ｃ）３２、アップコンバータ（Ｕ／Ｃ）３３、大電力増幅器（ＨＰＡ：Ｈｉｇｈ  Ｐｏｗｅｒ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）３４を具備して構成される。
【００３９】
また、ＩＦ合成分配部４０は、ミキサー４１，４２、例えば１０ＭＨｚの局部発振器４３、ＩＦ分配器４４、ＩＦ合成器４５を具備して構成される。
【００４０】
また、変復調部５０は、ＣＳＣモデム５１、複数のデータモデム５２−１〜５２−ｎ、ＨＡＢ５５、アダプタ５４を具備して構成され、ＣＳＣモデム５１および複数のデータモデム５２−１〜５２−ｎはＨＵＢ５５に接続され、このＨＵＢ５５は、衛星通信回線とＬＡＮシステム７０とのルートを制御するルータ６０との間のインタフェースを変換するアダプタ５４と接続されている。
【００４１】
このような構成において、変復調部５０のＣＳＣモデム５１と複数のデータモデム５２−１〜５２−ｎおよびアダプタ５４と間を接続するＨＵＢ５５を、例えば、１００ＢＡＳＥ−ＴのＬＡＮインタフェースとすることで、変復調部５０の各ＣＳＣモデム５１および複数のデータモデム５２−１〜５２−ｎモデムとアダプタ５４と間のデータ転送速度を高速化し、制御情報等の高速伝送が可能となる。
【００４２】
すなわち、ＬＡＮシステム７０でのデータ伝送のスループットに着目すると、変復調部５０のＨＵＢ５５に１００ＢＡＳＥ−ＴのＬＡＮインタフェースを使用することにより、最大１００Ｍｂｓの伝送速度で制御信号およびＩＰデータの伝送が可能となり高速データ伝送が可能となる。
【００４３】
また、衛星回線の最大伝送速度が数十Ｍｂｓ程度の場合には、変復調部５０のＨＵＢ５５をスイッチングＨＵＢに置き換えることによりＬＡＮシステム７０内のデータ伝送衝突を低減させることができ、変復調部５０のＬＡＮインタフェース（ＨＵＢ５５）におけるトラフィックのボトルネックの回避が可能となる。
【００４４】
このように本実施の形態によれば、変復調部５０のＣＳＣモデム５１とデータモデム５２−１〜５２−ｎとアダプタ５４とをＬＡＮインタフェース（ＨＵＢ５５）で接続することにより、各ＣＳＣモデム５１およびデータモデム５１−１〜５２−ｎとアダプタとの組み合わせを任意として接続することが可能となる。
【００４５】
また、変復調部５０の一つのユニットを主制御装置として動作させる必要がなくなり、全て同等のユニットとして動作させることが可能となるので衛星通信システムの拡張性・柔軟性が向上する。
【００４６】
更に、この実施の形態の衛星通信装置１００によれば、ＬＡＮインターフェースをもったＰＣ（パソコン）であれば容易にに接続することができるので、衛星通信システム開発に際して、ＰＣを衛星通信システムの評価用機器として使用することも可能となる。
【００４７】
次に、この実施の形態の衛星通信装置１００を採用した場合における図示しない中央制御局の回線制御装置がＣＳＣ回線を用いて通信統制を実施する場合のチャネル（ＣＨ）変更制御例の概略を、図２および図３を用いて説明する。
【００４８】
図２は、衛星回線のＣＨ変更（周波数および伝送速度）のシーケンスを上から下の方向を時間軸として設定し、シーケンスの概略を示した図である。
【００４９】
また、図３は、図２のシーケンスを通信衛星の中継器上での周波数配列で示した概略図である。
【００５０】
Ａ局とＢ局間でデータ通信を行っている時に、Ａ局とＢ局以外の他局からの通信要求信号が中央制御局２００の回線制御装置２０１に入力された場合の中央制御局２００、Ａ局およびＢ局のシーケンスを時系列に図２を用いて説明する。
【００５１】
Ａ局とＢ局とはデータ通信中のため両局のデータモデム５２ａ，５２ｂはＣＳＣ信号を受信していない。
【００５２】
ここで、中央制御局２００は、他局からの通信要求を受けることにより、中央制御局２００の回線制御装置２０１がＣＳＣ回線を経由してＡ局およびＢ局のＣＳＣモデム５１ａ，５１ｂに対してＣＨ変更信号を送信する。
【００５３】
ＣＨ変更信号を受信したＡ局およびＢ局のＣＳＣモデム５１ａ，５１ｂはＨＵＢ５５を介してデータモデム５２ａ，５２ｂにＣＨ変更信号を高速に伝送するとともにＣＨ変更完了信号を中央制御局２００の回線制御装置２０１に送信する。
【００５４】
ＣＨ変更完了信号を受信した中央制御局２００の回線制御装置２０１はＣＨ変更確認信号をＡ局およびＢ局のＣＳＣモデム５１に送信し、両局がＣＨ変更完了したことを認識したという通知をする。
【００５５】
Ａ局およびＢ局のデータモデム５２ａ，５２ｂはＣＨ変更後、お互いに回線確認信号を送信してＣＨ変更後の通信を確認し、変更後のＣＨでデータ通信を再開する。
【００５６】
次に、図２に示されたシーケンスに対応した通信衛星の中継器での周波数配列の例を図３により説明する。
【００５７】
図３の（ａ）は横軸を使用可能な周波数帯域（ｆｍｉｎ〜ｆｍａｘ）として、Ａ局およびＢ局のＣＨ変更前の周波数帯１７，１８とＣ局およびＤ局が使用している周波数帯１５、１６の周波数配列を示している。
【００５８】
Ａ局およびＢ局が周波数帯１７，１８を使用してデータ通信中において、Ａ局およびＢ局とＣ局およびＤ局以外の新たな他局（Ｅ局）から、中央制御局２００に伝送速度の大きい（図３（ｂ）の周波数帯１９，２０）通信要求があった場合を想定する。
【００５９】
他局からの通信要求された周波数帯１９，２０はＡ局およびＢ局の周波数帯１７，１８と重複することから他局の通信要求通りにＣＨを割り当てることができない。
【００６０】
そこで中央制御局２００の回線制御装置２０１は、図３（ｃ）に示すようにＡ局およびＢ局の周波数帯１７，１８を周波数帯１７’，１８’にＣＨ変更要求をし、Ａ局およびＢ局のＣＨ変更後に他局の周波数帯１９，２０を配置するような制御を行う。
【００６１】
このような通信統制を実施するためには、地球局である衛星通信装置１００がデータ送信中等の如何なる時でもＣＳＣ回線を受信し、ＣＳＣ回線を介して受信した制御情報を通信中のデータモデムへ高速に伝送する機能が必要である。
【００６２】
中央制御局２００による通信統制はＣＨ変更以外にも回線の強制切断や、複数モデムの総合的な送信速度制御等の複雑なシステム制御や、地球局固有の制御情報を密接に各ユニットがやり取りする必要が生じるのが通常であり、高速かつ柔軟にこの通信を実現できることは、衛星通信装置１００としては重要なものである。
【００６３】
しかしながら、本発明の衛星通信装置１００によればデータ送信中等の如何なる時でもＣＳＣ回線を受信し、ＣＳＣ回線を介して受信した制御情報を通信中のデータモデムへ高速に伝送することができるので、これらの条件を満足することができる。
【００６４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、変復調部のＣＳＣモデムとデータモデムとアダプタとをＬＡＮインタフェースで接続するように構成したので、
１）各モデムおよびアダプタの組み合わせを任意として接続することが可能となる
２）変復調部の一つのユニットを主制御装置として動作させることが不要となり、全て同等のユニットとして動作させることが可能となるので衛星通信システムの拡張性・柔軟性が向上する
３）ＬＡＮインターフェースをもったＰＣ（パソコン）であれば容易に接続することができるので、衛星通信システム開発に際して、ＰＣを衛星通信システムの評価用機器として使用することも可能となる
等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る衛星通信装置の一実施の形態を示すブロック図である。
【図２】衛星回線のＣＨ変更（周波数および伝送速度）のシーケンスの一例を示すシーケンス図である。
【図３】図２のシーケンスを通信衛星の中継器上での周波数配列で示した概略図である。
【図４】衛星通信システムにおける地球局となる衛星通信装置の一例を示すブロック図である。
【図５】衛星通信システムにおける地球局となる衛星通信装置の他の例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０    パラボラアンテナ
２０    偏分波器
３０    周波数変換部
４０    ＩＦ合成分配部
５０    変復調部
６０    ルータ
７０    ＬＡＮシステム
【図１】
2004153419.tif 000003
【図２】
2004153419.tif 000004
【図３】
2004153419.tif 000005
【図４】
2004153419.tif 000006
【図５】
2004153419.tif 000007