(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
静止通信衛星から送信された電波を受信して得られた受信信号の中から前記静止通信衛星に対して時分割多重化されたディジタル信号を同期語とともに周期的に送信した送信元である親局の同期語を抽出する同期語抽出手段と、
前記同期語抽出手段の抽出による同期語と特定の送信元である親局を示す同期語とが同期状態にあるか否かを、前記抽出された同期語による検出パルスと、前記特定の送信元である親局を示す同期語の検出パルスとの発生タイミングが一致するか否かによって判定する同期語判定手段と、
前記同期語判定手段により肯定の判定が得られたときに前記受信信号に対応した電波を送信した静止通信衛星を、複数の静止通信衛星の中から目的の静止通信衛星として捕捉する衛星捕捉手段とを備えてなる衛星捕捉装置。
【請求項２】
請求項１に記載の衛星捕捉装置において、
静止通信衛星から送信された電波を受信して得られた受信電波の強度を検出する電波強度検出手段を備え、
前記衛星捕捉手段は、目的の静止通信衛星を捕捉したときに前記電波強度検出手段の検出による電波強度が最大となる方向にアンテナの位置を制御してなることを特徴とする衛星捕捉装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、衛星捕捉装置に係り、特に、静止通信衛星を使用した通信システムにおいて目的の衛星を捕捉するに好適な衛星捕捉装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、静止通信衛星を使用した通信システムにおいては、複数の静止通信衛星の中から目的の静止通信衛星を選択して捕捉するに際して、例えば、特開平６−３５０４９８号公報に記載されているように、各静止通信衛星から送信される電波を受信し、受信電波の強度を検出し、検出した電波強度が最大となるアンテナ方向を検出することにより、静止通信衛星を捕捉することが行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術では、アンテナが目的の静止通信衛星の近傍を指向していることを前提として、受信電波の電波強度を監視することによって衛星を補足するようにしているため、目的の静止通信衛星に関するおおよその位置が分からないときには目的の静止通信衛星を捕捉するのに時間を要することになる。例えば、親局からの信号を車両などに搭載された子局が静止通信衛星を介して受信する場合、受信電波の電波強度を検出する方法では、静止通信衛星の位置がわからないときには、電波強度が最大となるアンテナ方向を検出する走査を何度も行わなければならない。すなわち、従来技術では、広い範囲を走査して、複数の静止通信衛星の中から目的の静止通信衛星を迅速に捕捉することについては十分配慮されておらず、狭い範囲、例えば、アンテナを約５度の範囲に走査して衛星を捕捉する方法を採用しているため、アンテナが目的の静止通信衛星の近傍を指向していないときには目的の静止通信衛星を捕捉するのに時間を要することになる。一方、従来技術で広い範囲を単に走査すると、目的以外の静止通信衛星を捕捉することが繰り返され、目的の静止通信衛星を捕捉するのに時間を要することになる。
【０００４】
本発明の課題は、広い範囲を走査して複数の静止通信衛星の中から目的の静止通信衛星を自動的に選択して捕捉することができる衛星捕捉装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明は、静止通信衛星から送信された電波を受信して得られた受信信号の中から前記静止通信衛星に対して時分割多重化されたディジタル信号を同期語とともに周期的に送信した送信元である親局の同期語を抽出する同期語抽出手段と、前記同期語抽出手段の抽出による同期語と特定の送信元である親局を示す同期語とが同期状態にあるか否かを、前記抽出された同期語による検出パルスと、前記特定の送信元である親局を示す同期語の検出パルスとの発生タイミングが一致するか否かによって判定する同期語判定手段と、前記同期語判定手段により肯定の判定結果が得られたときに前記受信信号に対応した電波を送信した静止通信衛星を、複数の静止通信衛星の中から目的の静止通信衛星として捕捉する衛星捕捉手段とを備えてなる衛星捕捉装置を構成したものである。
【００１１】
また、静止通信衛星から送信された電波を受信して得られた受信電波の強度を検出する電波強度検出手段を備えた場合、前記衛星捕捉手段は、目的の静止通信衛星を捕捉したときに前記電波強度検出手段の検出による電波強度が最大となる方向にアンテナの位置を制御するよう構成することができる。
【００１２】
本発明によれば、広い範囲を走査している過程で、静止通信衛星から送信された電波を受信したときに、静止通信衛星に対して時分割多重化されたデジタル信号を同期語とともに周期的に送信した送信元の同期語を抽出し、抽出した同期語と特定の送信元を示す同期語とが同期状態にあるか否かを、抽出された同期語による検出パルスと、特定の送信元である親局を示す同期語の検出パルスとの発生タイミングが一致するか否かによって判定し、肯定の判定結果が得られたときには、電波を送信した静止通信衛星を目的の静止通信衛星として捕捉するようにしているため、広い範囲を走査し、複数の静止通信衛星の中から目的の静止通信衛星を自動的に選択して捕捉することができ、目的の静止通信衛星を迅速に捕捉することが可能になる。
【００１６】
また、目的の静止通信衛星が捕捉されたときには、受信電波の強度を検出し、検出された電波強度が最大になるように、アンテナの位置を制御することで、目的の静止通信衛星に対して電波強度が最大となる方向にアンテナを指向させることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の参考例を示す衛星捕捉装置のブロック構成図、図２は衛星通信システムのブロック構成図である。図１および図２において、赤道上空３６、０００ｋｍの静止軌道上に、例えば、４台の静止通信衛星１０、１２、１４、１６が配置されているときに、子局１８と親局２０との間で目的の静止通信衛星１２を介して通信を行うに際して、子局１８には、図１に示すように、衛星捕捉装置を含む通信装置が設置されている。
【００１８】
子局１８に設置された通信装置は、アンテナ２２、低雑音増幅器２４、アンテナ駆動部２６、衛星捕捉制御部２８、電波強度測定部３０、フィルタ３２、復調器３４、位相同期回路３６、内部発振器３８を備えて構成されている。
【００１９】
アンテナ２２は、広範囲に渡って走査可能に、例えば、４５度の範囲に渡って走査可能にアンテナ駆動部２６によって支持されており、各静止通信衛星１０、１２、１４、１６から電波が送信されたときにはアンテナ２２の位置（指向）に応じて電波を受信するようになっている。アンテナ２２の受信による受信信号は低雑音増幅器２４で増幅された後、フィルタ３２に入力されるようになっている。
【００２０】
フィルタ３２は受信信号の中から目的の周波数成分のみの信号を抽出し、抽出された信号を電波強度測定部３０と復調器３４に出力するようになっている。電波強度測定部３０は、フィルタ３２の出力信号から電波強度を測定し、測定結果を衛星捕捉制御部２８に出力するようになっている。
【００２１】
一方、復調器３４は、フィルタ３２の出力信号から送信元の情報として、受信クロック信号（受信クロック）を再生し、位相同期回路３６に出力する情報抽出手段またはクロック抽出手段として構成されている。位相同期回路３６には受信クロック信号の他に内部発振器３８から内部クロック信号が入力されている。内部クロック信号は、特定の送信元である親局２０のクロック（クロック信号）と同じ周波数のクロックとして設定されており、位相同期回路３６は、受信クロック信号と内部クロック信号とが同期するか否かを判定し、判定結果を衛星捕捉制御部２８に出力するクロック判定手段として構成されている。
【００２２】
衛星捕捉制御部２８は、位相同期回路３６の同期状態を監視し、電波強度測定部３０の測定による電波強度が一定の強度を超えたことを条件として、受信クロック信号と内部クロック信号とが同期したときには、アンテナ２２の方向に目的の静止通信衛星１２が存在すると判断し、受信電波強度が最大となる方向にアンテナを移動させた後、停止させるための駆動指令を生成し、この駆動指令をアンテナ駆動部２６に出力するようになっている。アンテナ駆動部２６は、例えば、モータ、ギアなどを備え、駆動指令にしたがってアンテナを指定の方向に駆動させるように構成されている。すなわち、衛星捕捉制御部２８とアンテナ駆動部２６は衛星捕捉手段として構成されている。
【００２３】
次に、本参考例における衛星捕捉装置の作用を図３のフローチャートにしたがって説明する。まず、アンテナ駆動部２６の駆動によってアンテナ２２の方向が制御され（ステップＳ１）、アンテナ２２により受信された電波の電波強度が電波強度測定部３０によって測定され、測定結果が衛星捕捉制御部２８に入力され（ステップＳ２）、電波強度が一定の強度を超えたか否かの判定が行われる（ステップＳ３）。このとき電波強度が一定の強度を超えてないときには、いずれの静止通信衛星からの電波も受信していないとしてステップＳ１の処理に戻る。
【００２４】
すなわち、目的の静止通信衛星１２以外の静止通信衛星からの電波を受信したときには、受信クロック信号の周波数は内部クロック信号の周波数とは一致しないため、位相同期回路３６において、両者の位相同期は確立しないとの否定の判定が行われ、この判定結果が衛星捕捉制御部２８に出力され、ステップＳ１の処理に戻る。この場合、捕捉している静止通信衛星が目的の静止通信衛星１２ではないと判断し、アンテナ２２の方向を再び制御して、目的の静止通信衛星１２を捕捉するための走査を継続する。
【００２５】
一方、電波強度が一定の強度を超えたときには、いずれかの静止衛星からの電波を受信したとして、電波強度が最大となる方向にアンテナ２２の方向を制御するとともに（ステップＳ４）、フィルタ３２の出力信号を復調器３４で再生して受信クロック信号を生成し（ステップＳ５）、同期回路３６において受信クロック信号と内部クロック信号とが同期するか否かの判定を行う（ステップＳ６）。このとき、目的の静止通信衛星１２からの電波を受信したときには、親局２０からの信号を受信したことになり、受信クロック信号と内部クロック信号の周波数がほぼ同一周波数であるため、位相同期回路３６において位相同期が確立し、位相同期回路３６から衛星捕捉制御部２８に対して両者の位相同期が確立したとして肯定の判定結果が出力される。これにより、衛星捕捉制御部２８は、目的の静止通信衛星１２からの電波を受信したとして、電波強度が最大となる方向にアンテナ２２を指向させた後アンテナを停止させ、目的の静止通信衛星１２の捕捉を終了する。
【００２６】
本参考例によれば、静止通信衛星から送信された電波を受信したときに、受信信号の中から送信元の情報として受信クロック信号（受信クロック）を抽出し、受信クロック信号と内部クロック信号とが同期したときには、電波を送信した静止通信衛星を目的の静止通信衛星１２として捕捉するようにしたため、広い範囲を走査し、複数の静止通信衛星の中から目的の静止通信衛星を自動的に選択して捕捉することができ、目的の静止通信衛星１２を迅速に捕捉することが可能になる。
【００２７】
次に、本発明の実施形態を図４にしたがって説明する。本実施形態は、図１に示す位相同期回路３６、内部発振器３８の代わりに、フレーム同期回路４０を設けたものであり、他の構成は図１のものと同様である。ただし、親局２０から時分割多重化されたデジタル信号が同期語、例えば、１６ビットのデータ列で構成された情報が周期的に送信されることを条件として、復調器３４からは時分割多重化されたデジタル信号が再生されるようになっており、復調器３４はＴＤＭ（時分割）フレームごとに同期語を抽出する同期語抽出手段として構成されている。
【００２８】
フレーム同期回路４０は、復調器３４の抽出による同期語と特定の送信元を示す同期語とが同期状態にあるか否かを判定する同期語判定手段として、図５に示すように、同期語検出回路４２、論理積回路４４、フレームカウンタ４６を備えて構成されている。同期語検出回路４２は、図６に示すように、復調器３４の抽出によるＴＤＭフレームごとに同期語を検出したときには検出パルスを論理積回路４２に出力するようになっている。フレームカウンタ４６は、親局２０から送信される同期語の発生周期、例えば、４０ｍｓごとに、検出予想パルスを論理積回路４４に出力するようになっている。論理積回路４４は同期語検出回路４２からの検出パルスとフレームカウンタ４６から出力される検出予想パルスとの論理積を求め、論理積の条件が成立したときには両者が同期状態にあるとしてリセットパルスをフレームカウンタ４６に出力するようになっている。そしてフレームカウンタ４６は、リセットパルスによってリセットされたときに受信信号に含まれる同期語と特定の送信元を示す同期語、すなわち親局２０から送信された信号の同期語とが同期状態にあるとして、フレーム同期情報を衛星捕捉制御部２８に出力するようになっている。
【００２９】
次に、本実施形態における衛星捕捉装置の作用を図７のフローチャートにしたがって説明する。アンテナ２２の方向が制御され、電界強度が一定の強度を超えたことを条件に、受信された電波の電界強度が最大となる方向にアンテナ２２の方向が制御されるまでの過程は、前記参考例と同様であり（ステップＳ１１〜Ｓ１４）、受信強度が一定の強度を超えたときには、復調器３４の抽出による受信データ列が抽出され、フレーム同期を判定するための情報の取得が行われ（ステップＳ１５）、取得された情報を基に同期状態にあるか否かの判定が行われる（ステップＳ１６）。
【００３０】
すわち、復調器３４の抽出による受信データ列が順次フレーム同期回路４０に入力されると、同期語検出回路４２によって同期語が検出され、同期語が検出されるごとに検出パルスが出力され、この検出パルスとフレームカウンタ４６から出力される検出予想パルスの発生タイミングが一致するか否かの判定が論理積回路４４によって行われる。この場合、目的の静止通信衛星１２以外の静止通信衛星からの電波を再生したときには、この再生による同期語を検出しても、検出パルスの発生タイミングと検出予想パルスの発生タイミングが異なるため、論理積回路４４の論理積の条件が成立せず、すなわち同期状態が確立することはなく、フレーム同期情報として衛星捕捉制御部２８には同期が確立しない旨の信号が入力され、ステップＳ１１の処理に戻る。そして、アンテナ２２の方向を再び制御して、目的の静止通信衛星１２を捕捉するための走査が継続される。
【００３１】
一方、検出パルスと検出予想パルスの発生タイミングが一致したときには論理積回路４４によって論理積の条件が満たされたとしてリセットパルスがフレームカウンタ４６に出力され、フレームカウンタ４６からは、フレーム同期情報として、受信信号から抽出した同期語と特定の送信元を示す同期語とが同期状態にあることを示す信号が出力され、捕捉している静止通信衛星を目的の静止通信衛星１２として捕捉し、電界強度が最大になった時点でアンテナ２２に対する駆動を停止する。
【００３２】
本実施形態によれば、送信元の情報として、時分割多重化されたデジタル信号に含まれる同期語を抽出し、抽出した同期語と特定の送信元を示す同期語とが同期状態にあるときには、現時点で捕捉している静止通信衛星を目的の静止通信衛星として捕捉するようにしたため、広い範囲を走査し、複数の静止通信衛星の中から目的の静止通信衛星１２を自動的に選択して捕捉することができ、目的の静止通信衛星を迅速に捕捉することが可能になる。
【００３３】
次に、本発明の他の参考例を図８にしたがって説明する。
【００３４】
本参考例は、図１に示す位相同期回路３６、内部発振器３８の代わりに、誤り訂正回路４８を設けたものであり、他の構成は図１のものと同様である。ただし、復調器３４は、特定の送信元を示す親局２０から誤り訂正用の冗長情報を含むデジタル信号が送信されることを条件として、誤り訂正用の冗長情報を含むデジタル信号を再生するとともにデジタル信号に含まれる冗長情報を抽出する冗長情報抽出手段として構成されている。
【００３５】
誤り訂正回路４８は、復調器３４の抽出による冗長情報と特定の送信元を示す冗長情報、すなわち親局２０の送信による冗長情報とが一致するか否かを判定する冗長情報判定手段として、図９に示すように、誤り訂正復号回路５０、誤り訂正再符号化回路５２、誤り計数回路５４を備えて構成されている。
【００３６】
誤り訂正復号回路５０は、復調器３４から出力される受信データ列に含まれている誤り訂正用冗長情報、例えば、チェックＳＵＭなどの誤り訂正用ビットに対して所定の誤り訂正処理を行い、伝送誤りを訂正した訂正データを生成し、このデータを訂正済データ列として誤り訂正再符号化回路５２に出力するようになっている。誤り訂正再符号化回路５２は、訂正済データ列に含まれる誤り訂正用冗長情報に対して再符号化するための処理を施し、再符号化されたデータ列を再符号化データ列として誤り計数回路５４に出力するようになっている。誤り計数回路５４は、再符号化データ列に含まれる誤り訂正用冗長情報と受信データ列に含まれる誤り訂正用冗長情報とを比較し、この比較結果から誤りの個数を計数し、誤りの個数がわずかなときには両者の冗長情報は一致していることを示す信号を衛星捕捉制御部２８に出力し、誤りの個数が多く設定値を超えているときには両者の冗長情報は不一致であることを示す信号を衛星捕捉制御部２８に出力するようになっている。
【００３７】
次に、本参考例における衛星捕捉装置の作用を図１０のフローチャートにしたがって説明する。
【００３８】
アンテナ２２の方向を制御し、受信電波の電界強度が一定の強度を超えたことを条件に電波強度が最大となる方向にアンテナ２２を制御するまでの処理は図１と同じであり（ステップＳ３１〜Ｓ３４）、電波強度が最大となる方向にアンテナ２２の方向を制御する過程で、復調器３４によって復調された受信データ列を順次誤り訂正回路４８に出力し、誤り訂正回路４８の動作状態を取得する（ステップＳ３５）。このとき、目的の静止通信衛星１２以外の静止通信衛星を捕捉しているときには、受信データ列には親局２０から送信される所定の誤り訂正用冗長情報が含まれていないため、誤り計数回路５４の計数値が設定値を超え、両者の冗長情報が不一致であることを示す信号が衛星捕捉制御器２８に出力される。これにより衛星捕捉制御器２８は誤り訂正回路４８が異常動作状態にあるとしてステップＳ３１の処理に戻り、アンテナ２２の方向を再度制御し、目的の静止通信衛星１２を捕捉するまでアンテナ２２の駆動を制御し、目的の静止通信衛星１２を捕捉するための走査が継続される。
【００３９】
一方、受信データ列の中に親局２０から送信された所定の誤り訂正用冗長情報が含まれているときには、伝送誤りが訂正された訂正データが再度符号化されても、再符号化されたデータと受信データに含まれる誤り用訂正用ビットとが一致する確率が高くなり、誤り計数回路５４からは両者の冗長情報が一致して旨の信号が衛星捕捉制御部２８に出力される。この結果、衛星捕捉制御部２８は誤り訂正回路５４が正常に動作しているとして、現時点で捕捉している静止通信衛星を目的の静止通信衛星１２として捕捉し、受信電波強度が最大となった時点でアンテナ２２に対する駆動を停止させる。
【００４０】
本参考例によれば、送信元の情報として、誤り訂正用冗長情報を抽出し、抽出した冗長情報と特定の送信元を示す冗長情報とが一致したときに目的の静止通信衛星を捕捉するようにしたため、広い範囲を走査し、複数の静止通信衛星の中から目的の静止通信衛星１２を自動的に選択して捕捉することができ、目的の静止通信衛星を迅速に捕捉することが可能になる。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、広い範囲を走査している過程で、静止通信衛星から送信された電波を受信したときに、静止通信衛星に対して時分割多重化されたデジタル信号を同期語とともに周期的に送信した送信元の同期語を抽出し、抽出した同期語と特定の送信元を示す同期語とが同期状態にあるか否かを、抽出された同期語による検出パルスと、特定の送信元である親局を示す同期語の検出パルスとの発生タイミングが一致するか否かによって判定し、肯定の判定結果が得られたときには、電波を送信した静止通信衛星を目的の静止通信衛星として捕捉するようにしているため、広い範囲を走査し、複数の静止通信衛星の中から目的の静止通信衛星を自動的に選択して捕捉することができ、目的の静止通信衛星を迅速に捕捉することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の参考例を示す装置のブロック構成図である。
【図２】  衛星通信システムの構成説明図である。
【図３】  参考例の作用を説明するためのフローチャートである。
【図４】  本発明に係る装置の実施形態を示すブロック構成図である。
【図５】  フレーム同期回路のブロック構成図である。
【図６】  フレーム同期回路の動作を説明するための波形図である。
【図７】  実施形態の作用を説明するためのフローチャートである。
【図８】  本発明に係る装置の他の参考例を示すブロック構成図である。
【図９】  誤り訂正回路のブロック構成図である。
【図１０】  本発明の他の参考例の作用を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
１０、１２、１４、１６  静止通信衛星
１８  子局
２０  親局
２２  アンテナ
２４  低雑音増幅器
２６  アンテナ駆動部
２８  衛星捕捉制御部
３０  電波強度測定部
３２  フィルタ
３４  復調器
３６  位相同期回路
３８  内部発振器
４０  フレーム同期回路
４２  同期語検出回路
４４  論理積回路
４６  フレームカウンタ
４８  誤り訂正回路
５０  誤り訂正復号回路
５２  誤り再符号化回路
５４  誤り計数回路
【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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【図９】
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【図１０】
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