(57)【要約】【課題】静止衛星から地上の異なる複数のエリアのユーザ局への回線品質が、降雨等により影響を受けた際に、動的に対応可能にする衛星通信方法およびシステムを提供する。【解決手段】静止衛星１１、地上の異なるエリアに設置された複数のユーザ局１２ａ〜１２ｎ、フィーダリンク局１３および衛星追跡管制局１４により構成され、これらユーザ局１２ａ〜１２ｎ、フィーダリンク局１３および衛星追跡管制局１４は、地上の光ファイバ網１５によりリンクされ、各ユーザ１２ａ〜１２ｎにおける通信のＢＥＲ等による静止衛星１１の送信リソースをユーザ局１２から衛星追跡管制局１４を介して最適配分する。【選択図】図１   
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
静止衛星からマルチスポットビームにより、地上の異なるエリアに設置された複数のユーザ局に情報を配信する衛星通信方法において、
前記複数のユーザ局が設置されたエリアの降雨減衰をモニタすることと、該降雨減衰モニタにより得られた情報に基づいて動的に降雨補償を行うこととを備えることを特徴とする衛星通信方法。
【請求項２】
前記降雨減衰のモニタは、前記各ユーザ局におけるビットエラー率（ＢＥＲ）等の回線品質のモニタにより行うことを特徴とする請求項１に記載の衛星通信方法。
【請求項３】
前記降雨減衰のモニタは、前記各ユーザが設置されたエリアにおける降雨量の測定により行うことを特徴とする請求項１に記載の衛星通信方法。
【請求項４】
静止衛星からアンテナを介して地上の異なるエリアに設置された複数のユーザ局に情報を配信する衛星通信システムにおいて、
地上に設置された衛星追跡管制局およびフィーダリンク局を備え、前記衛星追跡管制局、前記複数のユーザ局および前記フィーダリンク局は、地上の通信網を介してリンクされ、前記衛星追跡管制局は、前記通信網を介して前記各ユーザ局からの要求を受けて前記静止衛星から前記各ユーザ局への送信リソースの最適化を行うことを特徴とする衛星通信システム。
【請求項５】
前記各ユーザ局は、回線品質モニタを備え、降雨等の影響により回線品質の劣化情報を前記衛星追跡管制局へ送信することを特徴とする請求項４に記載の衛星通信システム。
【請求項６】
前記各ユーザ局は、トラフィック量をモニタし、該モニタ結果を直接又は前記衛星追跡管制局を介して前記静止衛星へ送信して最適伝送速度の配分を要求することを特徴とする請求項４に記載の衛星通信システム。
【請求項７】
前記通信網は、光ファイバ網であることを特徴とする請求項４、５又は６に記載の衛星通信システム。
【請求項８】
静止衛星からアンテナを介して地上の異なるエリアに設置された複数のユーザ局に情報を配信する衛星通信システムにおいて、
地上に設置された衛星追跡管制局およびフィーダリンク局を備え、前記衛星追跡管制局、前記複数のユーザ局および前記フィーダリンク局は、地上の通信網を介してリンクされ、
前記ユーザ局は、回線品質を監視し、回線品質が劣化した場合には、前記衛星追跡管制局に送信電力を増加させる要求を出し、
前記衛星追跡管制局は、前記ユーザ局からの要求も配慮して、各地域への最適な送信電力を配分するように制御することを特徴とする衛星通信システム。
【請求項９】
静止衛星からアンテナを介して地上の異なるエリアに設置された複数のユーザ局に情報を配信する衛星通信システムにおいて、
地上に設置された衛星追跡管制局およびフィーダリンク局を備え、前記衛星追跡管制局、前記複数のユーザ局および前記フィーダリンク局は、地上の通信網を介してリンクされ、
前記ユーザ局は、自身のトラフィック量をモニタして、トラフィック量が増加してきた場合には、前記衛星追跡管制局に伝送速度を高速化させる要求を出し、
前記衛星追跡管制局は、前記ユーザ局からの要求も配慮して、各地域への最適な送信電力を配分するように制御することを特徴とする衛星通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は衛星通信方法およびシステムに関し、特に放送衛星又は通信衛星を使用し、それぞれ降雨等の影響で回線品質が変化する地上の異なるエリアに設置された複数のサービスエリアに情報を高品質で送信する衛星通信方法およびシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、通信ニーズの増大と通信技術の発展に伴い種々の通信システムが開発されており、その中に放送衛星又は通信衛星を利用する衛星通信システムがある。現在、超高速インターネット社会の実現に向け、広域性、同報性、移動性、耐災害性といった衛星通信の特性を活かし、地上インフラと相互に補完し得るインターネット衛星の開発が進められている。衛星通信システムの利点の１つは、地上に大規模のインフラストラクチャ（インフラ）を整備することなく且つ地上の天然又は人工的な障害物による影響を余り受けることなく、広範囲のサービスエリアに対し高品質の情報通信サービスを比較的に安定して提供可能であることである。
【０００３】
斯かる放送衛星又は通信衛星を使用する通信技術は、各種の文献に開示されている。斯かる通信技術を開示する公知文献には、複数のスポットビームを放射するマルチビームアンテナを搭載した静止軌道上の通信衛星を使用する衛星通信方式が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。また、衛星を介し他ユーザ局間の通信において、情報が衛星を１回のみ経由するユーザ局間直接接続方法、ユーザ局間直接接続システムおよび衛星局が開示されている（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開昭６２−１９９１３０号公報（第３頁、第１図）
【特許文献２】特開２００２−２６１６７１号公報（第４頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
衛星通信の場合には、気象条件により通信品質が影響され易い。例えば、降雨時には、準ミリ波帯の電波を使用する衛星通信では、送信電力が雨滴に吸収されて減衰し、通信品質の劣化又は通信断が発生する。これを回避又は軽減するための従来技法は、サービスエリアの降雨状態を勘案し、予め送信電力を高く設定している。しかし、降雨量により電力が不足する場合には、晴天時に過剰な電力配分となっている場合がある。特に、高速通信に適する準ミリ波帯であるＫａ帯の通信の場合には、降雨減衰が大きく、大きなマージンが必要であるという課題があった。
【０００５】
また、ユーザ地域（サービスエリア）毎に通信容量が固定であり、トラフィック量の増減に対応できないという課題があった。例えば、公知文献（Dr. Richard  Gedney, Dr. William
Thesling and Mark Vanderaar, ”POWER AND SPECTRUM EFFICIENT ACCESS SERVICES USING
DYNAMIC LINKS”, 8th Ka Band Utilization Conference, September 25-27,
2002）によれば、ユーザ毎に電力、通信容量を増減する例が示されている。しかし、システムが複雑且つ大規模になり高価格になるという課題があった。
【０００６】
本発明は、従来技術の上述した課題に鑑みなされたものであり、サービスエリアの地域別に降雨減衰を補償でき且つ地域別に情報配信・回線設定を柔軟に対処可能な衛星通信方法およびシステムを提供することを主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前述に課題を解決するため、本発明による衛星通信方法およびシステムは、次のような特徴的な構成を採用している。
【０００８】
（１）静止衛星からマルチスポットビームにより、地上の異なるエリアに設置された複数のユーザ局に情報を配信する衛星通信方法において、
前記複数のユーザ局が設置されたエリアの降雨減衰をモニタすることと、該降雨減衰モニタにより得られた情報に基づいて動的に降雨補償を行う衛星通信方法。
【０００９】
（２）前記降雨減衰のモニタは、前記各ユーザ局におけるビットエラー率（ＢＥＲ）等の回線品質のモニタにより行う上記（１）に記載の衛星通信方法。
【００１０】
（３）前記降雨減衰のモニタは、前記各ユーザが設置されたエリアにおける降雨量の測定により行う上記（１）に記載の衛星通信方法。
【００１１】
（４）静止衛星からアンテナを介して地上の異なるエリアに設置された複数のユーザ局に情報を配信する衛星通信システムにおいて、
地上に設置された衛星追跡管制局およびフィーダリンク局を備え、前記衛星追跡管制局、前記複数のユーザ局および前記フィーダリンク局は、地上の通信網を介してリンクされ、前記衛星追跡管制局は、前記通信網を介して前記各ユーザ局からの要求を受けて前記静止衛星から前記各ユーザ局への送信リソースの最適化を行う衛星通信システム。
【００１２】
（５）前記各ユーザ局は、回線品質モニタを備え、降雨等の影響により回線品質の劣化情報を前記衛星追跡管制局へ送信する上記（４）に記載の衛星通信システム。
【００１３】
（６）前記各ユーザ局は、トラフィック量をモニタし、該モニタ結果を直接又は前記衛星追跡管制局を介して前記静止衛星へ送信して最適伝送速度の配分を要求する上記（４）に記載の衛星通信システム。
【００１４】
（７）前記通信網は、光ファイバ網である上記（４）、（５）又は（６）に記載の衛星通信システム。
【００１５】
（８）静止衛星からアンテナを介して地上の異なるエリアに設置された複数のユーザ局に情報を配信する衛星通信システムにおいて、
地上に設置された衛星追跡管制局およびフィーダリンク局を備え、前記衛星追跡管制局、前記複数のユーザ局および前記フィーダリンク局は、地上の通信網を介してリンクされ、
前記ユーザ局は、回線品質を監視し、回線品質が劣化した場合には、前記衛星追跡管制局に送信電力を増加させる要求を出し、
前記衛星追跡管制局は、前記ユーザ局からの要求も配慮して、各地域への最適な送信電力を配分するように制御する衛星通信システム。
【００１６】
（９）静止衛星からアンテナを介して地上の異なるエリアに設置された複数のユーザ局に情報を配信する衛星通信システムにおいて、
地上に設置された衛星追跡管制局およびフィーダリンク局を備え、前記衛星追跡管制局、前記複数のユーザ局および前記フィーダリンク局は、地上の通信網を介してリンクされ、
前記ユーザ局は、自身のトラフィック量をモニタして、トラフィック量が増加してきた場合には、前記衛星追跡管制局に伝送速度を高速化させる要求を出し、
前記衛星追跡管制局は、前記ユーザ局からの要求も配慮して、各地域への最適な送信電力を配分するように制御する衛星通信システム。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の衛星通信方法およびシステムによると、各ビームに割り当てられた地域毎に回線品質に応じた最適な送信電力を配分して地域的な降雨減衰補償を行うことが可能である。また、地域毎にトラフィック量に応じた最適な伝送速度を配分することにより、動的且つ柔軟な情報配信および回線設定が可能である。更に、地域毎に送信電力、送信速度を配分する構成にしたことにより、ユーザ毎に配分する場合に比較してシステムが簡単になり、重量、電力等のリソース要求を大幅に軽減可能である。
【実施例１】
【００１８】
以下、本発明による衛星通信方法および衛星通信システムの好適実施例の構成および動作を、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１９】
先ず、図１は、本発明による衛星通信システムの好適実施例の構成を示す。この衛星通信システム１０は、宇宙の静止軌道に打ち上げられた静止衛星１１、地上の異なるエリアに設置された複数のユーザ局１２ａ〜１２ｎ（以下、これらユーザ局１２ａ〜１２ｎを総称する場合には、参照符号１２を使用する場合もある）、フィーダリンク局１３および衛星追跡管制局１４を備えている。
【００２０】
図１に示す衛星通信システム１０において、静止衛星１１は、例えば２．５ｍ級の口径を有するＫａバンドアンテナを備えている。各ユーザ局１２は、例えば１ｍ級の口径のアンテナを有する小型地球局（ＶＳＡＴ：Very Small Aperture Terminal）又は５０ｃｍ程度以下の口径のアンテナを有する超小型地球局（ＵＳＡＴ）からなる。これら複数のユーザ局１２、フィーダリンク局１３および衛星追跡管制局１４は、地上の通信網、例えば光ファイバ網１５とリンクしている。
【００２１】
静止衛星１１の送信ビームは、マルチスポットビームであり、例えば図２に示す如く１２本のビームで日本全土をカバーしサービスエリアとする。衛星追跡管制局１４は、静止衛星１１の動作状態を監視し制御するものである。この衛星通信システム１０では、地球インフラと相互に補完し合い、光ファイバ網１５と等価なサービスを地球規模で提供することができる。
【００２２】
1つのビームは、例えば１２チャンネルで構成され、例えば９チャンネルをユーザ局１２に使用し、残りの３チャンネルをフィーダリンク局１３に使用する。各チャンネルは、例えば５５Ｍｂｐｓ程度の通信容量を有する。図３に概念的に示す如く、ビーム内を９地域に分割し、各地域をチャンネル１−１〜チャンネル３−３の９チャンネルによりカバーする。
【００２３】
各チャンネルの各地域内にあるユーザ局１２では、常にビット誤り率（ＢＥＲ：Bit  Error  Rate）等の回線品質をモニタ（監視）している。そして、降雨等の影響で回線品質が劣化した場合には、衛星追跡管制局１４に光ファイバ網１５を介して送信電力を増加させる要求を出す。衛星追跡管制局１４では、同一ビームの他のユーザ局１２および他のビームのユーザ局１２からの要求も併せて計算して、各地域への最適な送信電力を配分する。衛星追跡管制局１４から静止衛星１１に最適に配分された送信電力を出力するコマンドを送信することにより、地域的な降雨減衰補償を行う。また、衛星追跡管制局１４を介さず直接ユーザ局１２から静止衛星１１に送信要求を出してもよい。
【００２４】
１例として、１つのビームは、１２チャンネルで構成される。例えば、９チャンネルをユーザ局１２に使用し、３チャンネルをフィーダリンク局１３に使用することにする。各ユーザ局１２のトラフィック量は、常に増減している。各ユーザ局１２への伝送速度が固定であると、ユーザ局１２毎に通信容量の過不足が生じる。ユーザ局１２では、自身のトラフィック量をモニタして、トラフィック量が増加してきた場合には、衛星追跡管制局１４に光ファイバ網１５を介して伝送速度を高速化させる要求を出す。
【００２５】
衛星追跡管制局１４では、同一ビームの他のユーザ局１２および他のビームのユーザ局１２からの要求も併せて計算し、各地域への最適な伝送速度を配分する。衛星追跡管制局１４から静止衛星１１に最適に配分された伝送速度を出力するコマンドを送信することにより、各地域に対して動的且つ柔軟な情報配信・回線設定が可能である。また、衛星追跡管制局１４を介さず直接ユーザ局１２から静止衛星１１に送信要求を出してもよい。
【００２６】
以上、本発明による衛星通信方法および衛星通信システムの好適実施例の構成および動作を詳述した。しかし、斯かる実施例は、本発明の単なる例示に過ぎず、何ら本発明を限定するものではないことに留意されたい。本発明の要旨を逸脱することなく、特定用途に応じて種々の変形変更が可能であること、当業者には容易に理解できよう。
【００２７】
例えば、ビームの形状は、図２中には円形として示したが楕円等他の形状でも良い。また、回線品質のモニタにより降雨減衰をモニタする例を示したが、直接降雨量を計測してもよい。更に、ユーザ局と衛星追跡管制局との間は、地上インフラの光ファイバ網を介して通信する例を示したが、専用回線により通信してもよい。また、マルチスポットビームにより日本全土をカバーするアンテナビーム配置としたが、これ以外の方法で地域を限定してもよい。更にまた、ビームは、固定ビームとしたが、アクティブ・フェーズド・アレイ・アンテナ等による可動ビームでもよく、固定ビームおよび可動ビームを共用してもよい。更に、通信帯域は、Ｋａ帯に限定されず、Ｋｕ帯等であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明による衛星通信システムの好適実施例の構成図である。
【図２】本発明における静止衛星から地上の各サービスエリアへのビーム配置例を示す図である。
【図３】図２に示すビーム内のチャンネル分割を表す概念図である。
【符号の説明】
【００２９】
１０  衛星通信システム
１１  静止衛星
１２  ユーザ局
１３  フィーダリンク局
１４  衛星追跡管制局
１５  通信網（光ファイバ網）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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