(57)【要約】【課題】本発明は、放送衛星の規模の増大を抑えつつ、所要のサービス時間率を確保することができる放送衛星の送信電力制御方法及びそのシステムを提供することを目的とする。【解決手段】所定時間間隔で収集される降雨データから複数エリアそれぞれの降雨減衰補償量を算出し、エリア毎の降雨減衰補償量をもとにアレー放射素子の位相及び振幅値データを生成し、アレー放射素子の位相及び振幅値データに基づいて放送衛星のフェーズドアレーアンテナの放射パターンを変化させる放送衛星の送信電力制御方法において、所定時間間隔で収集される降雨データから複数エリアそれぞれの所定時間間隔内で降雨減衰補償量を上回る降雨が発生した場合に補償するための短時間変動マージン量を算出し、エリア毎に降雨減衰補償量に短時間変動マージン量を加算した補償量をもとにアレー放射素子の位相及び振幅値データを作成する。【選択図】      図１
2005072702.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定時間間隔で収集される降雨データから複数エリアそれぞれの降雨減衰補償量を算出し、前記エリア毎の降雨減衰補償量をもとにアレー放射素子の位相及び振幅値データを生成し、前記アレー放射素子の位相及び振幅値データに基づいて放送衛星のフェーズドアレーアンテナの放射パターンを変化させる放送衛星の送信電力制御方法において、
前記所定時間間隔で収集される降雨データから複数エリアそれぞれの所定時間間隔内で前記降雨減衰補償量を上回る降雨が発生した場合に補償するための短時間変動マージン量を算出し、
前記エリア毎に前記降雨減衰補償量に前記短時間変動マージン量を加算した補償量をもとに前記アレー放射素子の位相及び振幅値データを作成することを特徴とする放送衛星の送信電力制御方法。
【請求項２】
所定時間間隔で収集される降雨データから複数エリアそれぞれの降雨減衰補償量を算出する降雨減衰補償量算出手段と、前記エリア毎の降雨減衰補償量をもとにアレー放射素子の位相及び振幅値データを生成する衛星制御情報算出手段を有し、前記アレー放射素子の位相及び振幅値データに基づいて放送衛星のフェーズドアレーアンテナの放射パターンを変化させる放送衛星の送信電力制御システムにおいて、
前記所定時間間隔で収集される降雨データから複数エリアそれぞれの所定時間間隔内で前記降雨減衰補償量を上回る降雨が発生した場合に補償するための短時間変動マージン量を算出する短時間変動マージン量算出手段と、
前記エリア毎に前記降雨減衰補償量に前記短時間変動マージン量を加算した補償量を得る加算手段を有し、
前記衛星制御情報算出手段は前記加算手段からのエリア毎の補償量をもとに前記アレー放射素子の位相及び振幅値データを作成することを特徴とする放送衛星の送信電力制御システム。
【請求項３】
請求項２記載の放送衛星の送信電力制御システムにおいて、
前記降雨減衰補償量算出手段及び短時間変動マージン量算出手段それぞれは、サービス時間率に応じた降雨減衰補償量及び短時間変動マージン量それぞれを算出し、
前記加算手段で得たエリア毎の補償量の総和と放送衛星の残電力とに応じて前記降雨減衰補償量算出手段及び短時間変動マージン量算出手段のサービス時間率を制御するサービス時間率制御手段を
有することを特徴とする放送衛星の送信電力制御システム。
【請求項４】
請求項３記載の放送衛星の送信電力制御システムにおいて、
前記サービス時間率制御手段は、放送衛星が地球の影に入る食に応じて前記サービス時間率を制御することを特徴とする放送衛星の送信電力制御システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は放送衛星の送信電力制御方法及びそのシステムに関し、放送衛星の送信電力を各エリアの気象に応じて制御する放送衛星の送信電力制御方法及びそのシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在稼働している衛星放送システムでは、放送衛星の送信電力は固定とされており、等価等方輻射電力（ＥＩＲＰ）は常に一定となっている。この場合、豪雨時には降雨減衰により受信地点における受信電界強度が低下して、適正なレベルの衛星放送電波を受信することができなくなる。
【０００３】
このような問題を解決するために、降雨減衰地域に対する送信電力を他の地域に対して増大させ、降雨減衰地域においても降雨の影響を受けていない地域と同程度の受信レベルが得られるよう放送衛星の送信電力を制御する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
図８は、従来の放送衛星の送信電力制御システムの一例のブロック構成図を示す。同図中、地上設備１０において、降雨データ収集部１２は、例えばアメダスデータ、降雨レーダ、有人観測点などから収集された所定時間（例えばＮ分間）毎の降雨量の降雨データを降雨分布算出部１４に供給する。
【０００５】
降雨分布算出部１４はこの降雨データから全国の降雨分布を算出する。降雨減衰補償量算出部１６は、全国の降雨分布をもとに降雨減衰補償量を算出して衛星制御情報算出部１８に供給する。衛星制御情報算出部１８は、降雨減衰補償量をもとに送信ＥＩＲＰ制御に必要なアレー放射素子の位相及び振幅値を算出する。
【０００６】
コマンド送信部２０は、衛星制御情報算出部１８から供給されたアレー放射素子の位相及び振幅値データを衛星伝搬路に適した方式で変調して衛星設備３０に向けて送信する。一方、映像及び音声データは、情報送信部２２で衛星伝搬路に適した変調方式で変調され衛星設備３０に向けて送信される。
【０００７】
衛星設備３０において、コマンド受信部３２では、地上設備１０のコマンド送信部２０から送信された変調波を受信してアレー放射素子の位相及び振幅値データを復調する。復調されたアレー放射素子の位相及び振幅値データは移相器及び減衰器制御部３４に供給され、移相器及び減衰器制御部３４は、そのデータをもとにアレー構成の移相器３６及び減衰器３８を制御する。
【０００８】
一方、情報受信部４０では、変調された映像及び音声信号を分配増幅器４２に供給する。移相器３６，減衰器３８，分配増幅器４２，ＴＷＴＡ（進行波管増幅器）４４は、反射鏡４６と共にフェーズドアレーアンテナを構成している。分配増幅器４２で増幅された映像及び音声信号はアレー構成の減衰器３８において振幅調整され、さらに、アレー構成の移相器３６において位相調整され、アレー放射素子としてのアレー構成ＴＷＴＡ４４に供給され、任意の放射パターンとして全国へ放射される。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００１−２４４８６７号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、降雨量は時々刻々変化し、それに伴い降雨減衰量も時々刻々変化するため、放送衛星の送信電力の制御はリアルタイムで行うことが望ましい。しかし、現実的には、降雨データを収集し解析するのに所定時間を要するために、放送衛星の送信電力の制御をリアルタイムで行うことはできず、上記所定時間間隔で放送衛星の電力制御を行わざるを得ない。
【００１１】
この場合、放送衛星の電力制御を行う所定時間間隔内において降雨減衰量が変動して所要のＣ／Ｎ（Ｃａｒｒｉｅｒ  ｔｏ  Ｎｏｉｓｅ  ｒａｔｉｏ）を確保できなくなる場合があり、衛星放送のサービス時間率が低下するという問題があった。
【００１２】
本発明は、上記の点に鑑みなされたもので、放送衛星の規模の増大を抑えつつ、所要のサービス時間率を確保することができる放送衛星の送信電力制御方法及びそのシステムを提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、所定時間間隔で収集される降雨データから複数エリアそれぞれの所定時間間隔内で降雨減衰補償量を上回る降雨が発生した場合に補償するための短時間変動マージン量を算出し、
エリア毎に降雨減衰補償量に短時間変動マージン量を加算した補償量をもとにアレー放射素子の位相及び振幅値データを作成することにより、
放送衛星の電力制御を行う所定時間間隔内において降雨減衰量が変動しても所要のＣ／Ｎを確保でき、放送衛星の規模の増大を抑えつつ、所要のサービス時間率を確保することができる。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、所定時間間隔で収集される降雨データから複数エリアそれぞれの所定時間間隔内で降雨減衰補償量を上回る降雨が発生した場合に補償するための短時間変動マージン量を算出する短時間変動マージン量算出手段と、
エリア毎に降雨減衰補償量に前記短時間変動マージン量を加算した補償量を得る加算手段を有し、
衛星制御情報算出手段は加算手段からのエリア毎の補償量をもとにアレー放射素子の位相及び振幅値データを作成することにより、
放送衛星の電力制御を行う所定時間間隔内において降雨減衰量が変動しても所要のＣ／Ｎを確保でき、放送衛星の規模の増大を抑えつつ、所要のサービス時間率を確保することができる。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、降雨減衰補償量算出手段及び短時間変動マージン量算出手段それぞれは、サービス時間率に応じた降雨減衰補償量及び短時間変動マージン量それぞれを算出し、
前記加算手段で得たエリア毎の補償量の総和と放送衛星の残電力とに応じて前記降雨減衰補償量算出手段及び短時間変動マージン量算出手段のサービス時間率を制御するサービス時間率制御手段を有することにより、
各エリアで所要のサービス時間率を確保するために必要な最小限の電力を配分することができる。
【００１６】
請求項４に記載の発明では、サービス時間率制御手段は、放送衛星が地球の影に入る食に応じて前記サービス時間率を制御することにより、
食に応じて各エリアで所要のサービス時間率を確保するために必要な最小限の電力を配分することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の放送衛星の送信電力制御システムの一実施例のブロック構成図を示す。同図中、地上設備５０において、降雨データ収集部５２は、例えばアメダスデータ、降雨レーダ、有人観測点などから収集された所定時間（例えばＮ分間）毎の降雨量の降雨データを降雨減衰補償量算出部５４及び短時間変動マージン量算出部５５に供給する。
【００１８】
降雨減衰補償量算出部５４は、図２に実線で示すＮ分間降雨量と最大降雨減衰量との関係から所要Ｃ／Ｎを満たすために必要な降雨減衰補償量をエリア毎に算出し、図３に示す降雨減衰補償量テーブル５６を作成する。なお、図２には複数のサービス時間率に対応したＮ分間降雨量と最大降雨減衰量との関係を示しており、どのサービス時間率を用いるかは後述の制御部６０から指定される。
【００１９】
短時間変動マージン量算出部５５は、図４に実線で示すＮ分間降雨量と短時間変動マージン量との関係から短時間変動マージン量をエリア毎に算出し、図５に示す短時間変動マージン量テーブル５８を作成する。短時間変動マージン量は、任意のエリアで激しい降雨が発生した場合に降雨減衰補償量を上回る降雨減衰量が生じたとき、当該エリアでの受信Ｃ／Ｎが所要Ｃ／Ｎを満足できないおそれがあるため、その場合の受信Ｃ／Ｎを所要Ｃ／Ｎまで向上させるべく補償するために付加するマージンのことである。
【００２０】
なお、図４には複数のサービス時間率に対応したＮ分間降雨量と短時間変動マージン量との関係を示しており、どのサービス時間率を用いるかは後述の制御部６０から指定される。
【００２１】
ところで、各エリアを例えば直径１００ｋｍの円形とした場合、全国は１１２個のエリアで覆われ、降雨減衰補償量テーブル５６及び短時間変動マージン量テーブル５８それぞれは１１２エレメントから構成される。
【００２２】
制御部６０は、降雨減衰補償量テーブル５６と短時間変動マージン量テーブル５８それぞれからエリア毎に降雨減衰補償量と短時間変動マージン量を読み出して加算し図６に示す補償量テーブル６２を作成する。これにより、補償量テーブル６２には１１２エリア分の補償量が格納される。
【００２３】
また、制御部６０は、補償量テーブル６２をもとに送信電力総和を求め、この送信電力総和と放送衛星の残電力から既に指定しているサービス時間率を達成することができない場合には、降雨減衰補償量算出部５４及び短時間変動マージン量算出部５５それぞれに指定するサービス時間率を低下させ、達成可能なサービス時間率とする。
【００２４】
図７は、制御部６０が実行する処理の一実施例のフローチャートを示す。同図中、ステップＳ１０で補償量テーブル６２から読み出した各エリアの補償量に基準送信電力を加算して全エリアの総和を求め、これを送信電力総和Ｗｓとする。
【００２５】
次に、ステップＳ１２で放送衛星が地球の影に入る食であるか否かを判別する。食であればステップＳ１４で食の持続時間Ｔに応じた係数を乗算して放送衛星の残電力Ｗｒを補正して補正残電力Ｗｃを得てステップＳ１６に進む。この場合、持続時間Ｔが大なるほど補正残電力Ｗｃは小さい値となる。一方、食でなければステップＳ１５で、放送衛星の残電力Ｗｒから食で必要となる固定の基準電力を減算して補正残電力Ｗｃを得てステップＳ１６に進む。
【００２６】
ステップＳ１６では、補正残電力Ｗｃと送信電力総和Ｗｓとを比較し、Ｗｃ＜ＷｓであればステップＳ１８で指定サービス時間率を例えば１ランクだけ低下させる。例えば現在の指定サービス時間率が９９．８％であれば、これを９９．７％に低下させる。
【００２７】
Ｗｃ≧ＷｓであればステップＳ２０でＷｃ−Ｗｓが閾値以上か否かを判別し、閾値以上の場合のみステップＳ２２で指定サービス時間率を例えば１ランクだけ上昇させる。例えば現在の指定サービス時間率が９９．８％であれば、これを９９．９％に上昇させる。閾値未満の場合は指定サービス時間率の変更は行わない。
【００２８】
なお、閾値は、例えば姿勢変動用電力などに基づいて決定される。また、ステップＳ１６，Ｓ２２におけるランクの低下／上昇は１ランクに限らず、数ランク単位で行っても良い。
【００２９】
図１に示す衛星制御情報算出部６４は、補償量テーブル６２からエリア毎の補償量を読み出し、これをもとに送信ＥＩＲＰ制御に必要なアレー放射素子の位相及び振幅値を算出する。
【００３０】
コマンド送信部６６は、衛星制御情報算出部６４から供給されたアレー放射素子の位相及び振幅値データを衛星伝搬路に適した方式で変調して衛星設備７０に向けて送信する。一方、映像及び音声データは、情報送信部６８で衛星伝搬路に適した変調方式で変調され衛星設備７０に向けて送信される。
【００３１】
衛星設備７０において、コマンド受信部７２では、地上設備５０のコマンド送信部６０から送信された変調データを受信してアレー放射素子の位相及び振幅値データを復調する。復調されたアレー放射素子の位相及び振幅値データは移相器及び減衰器制御部７４に供給され、移相器及び減衰器制御部７４は、そのデータをもとにアレー構成の移相器７６及び減衰器７８を制御する。
【００３２】
一方、情報受信部８０では、変調された映像及び音声信号を分配増幅器８２に供給する。移相器７６，減衰器７８，分配増幅器８２，ＴＷＴＡ８４は、反射鏡８６と共にフェーズドアレーアンテナを構成している。分配増幅器８２で増幅された映像及び音声信号はアレー構成の減衰器７８において振幅調整され、さらに、アレー構成の移相器７６において位相調整され、アレー放射素子としてのアレー構成ＴＷＴＡ８４に供給され、任意の放射パターンとして全国へ放射される。
【００３３】
本発明システムにおいては、放送衛星の電力制御を行う所定時間間隔内において降雨減衰量が変動しても所要のＣ／Ｎを確保でき、各エリアで所要のサービス時間率を確保するために必要な最小限の電力を配分することで放送衛星の消費電力量を削減することができ、放送衛星の規模の増大を押さえることができる。
【００３４】
なお、降雨減衰補償量算出部５４が請求項記載の降雨減衰補償量算出手段に対応し、衛星制御情報算出部６４が衛星制御情報算出手段に対応し、短時間変動マージン量算出部５５が短時間変動マージン量算出手段に対応し、制御部６０が加算手段及びサービス時間率制御手段に対応する。
【００３５】
【発明の効果】
上述の如く、請求項１，２に記載の発明によれば、放送衛星の電力制御を行う所定時間間隔内において降雨減衰量が変動しても所要のＣ／Ｎを確保でき、放送衛星の規模の増大を抑えつつ、所要のサービス時間率を確保することができる。
【００３６】
また、請求項３に記載の発明によれば、各エリアで所要のサービス時間率を確保するために必要な最小限の電力を配分することができる。
【００３７】
また、請求項４に記載の発明によれば、食に応じて各エリアで所要のサービス時間率を確保するために必要な最小限の電力を配分することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の放送衛星の送信電力制御システムの一実施例のブロック構成図である。
【図２】Ｎ分間降雨量と最大降雨減衰量との関係図である。
【図３】降雨減衰補償量テーブルを示す図である。
【図４】Ｎ分間降雨量と短時間変動マージン量との関係図である。
【図５】短時間変動マージン量テーブルを示す図である。
【図６】補償量テーブルを示す図である。
【図７】サービス時間率制御部が実行する処理の一実施例のフローチャートである。
【図８】従来の放送衛星の送信電力制御システムの一例のブロック構成図である。
【符号の説明】
５０  地上設備
５２  降雨データ収集部
５４  降雨減衰補償量算出部
５５  短時間変動マージン量算出部
５６  降雨減衰補償量テーブル
５８  短時間変動マージン量テーブル
６０  制御部
６２  補償量テーブル
６４  衛星制御情報算出部
６６  コマンド送信部
６８  情報送信部
７０  衛星設備
７２  コマンド受信部
７４  移相器及び減衰器制御部
７６  移相器
７８  減衰器
８０  情報受信部
８２  分配増幅器
８４  ＴＷＴＡ
８６  反射鏡
【図１】
2005072702.tif 000003
【図２】
2005072702.tif 000004
【図３】
2005072702.tif 000005
【図４】
2005072702.tif 000006
【図５】
2005072702.tif 000007
【図６】
2005072702.tif 000008
【図７】
2005072702.tif 000009
【図８】
2005072702.tif 000010