(57)【要約】【課題】通信衛星を介した双方向無線通信システムにおける地球局のアンテナの角度調整において、作業者の削減と作業効率の改善を図る。【解決手段】複数の地球局１０と、中継局としての通信衛星３と、地球局に通信衛星と通信する際の回線を割り当てる管制局２とを備え、一の地球局が他の地球局と双方向無線通信を行う双方向無線通信システム１であって、管制局は、地球局と通信衛星の位置情報に基づいて地球局のアンテナ角度を調整するための制御信号を生成して地球局へ送信し、地球局は、管制局から制御信号を受信すると、制御信号に従って自アンテナ１１の角度調整を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の地球局と、中継局としての通信衛星と、前記地球局に前記通信衛星と通信する際の回線を割り当てる管制局とを備え、一の地球局が他の地球局と双方向無線通信を行う双方向無線通信システムであって、
前記管制局は、前記地球局と前記通信衛星の位置情報に基づいて前記地球局のアンテナ角度を調整するための制御信号を生成して前記地球局へ送信し、
前記地球局は、前記管制局から前記制御信号を受信すると、該制御信号に従って自アンテナの角度調整を行うことを特徴とする双方向無線通信システム。
【請求項２】
地球局が通信衛星を介して他の地球局と双方向無線通信を行うにあたって、各々の地球局に対して前記通信衛星と通信する際の回線を割り当てる管制局であって、
前記地球局の一つと前記通信衛星の位置情報に基づいて該地球局のアンテナ角度を調整するための制御信号を生成して該地球局へ送信することを特徴とする管制局。
【請求項３】
管制局によって割り当てられた回線を使用し、通信衛星を中継局として他の地球局と双方向無線通信を行う地球局であって、
前記管制局から自アンテナの角度を調整するための制御信号を受信すると、該制御信号に従って自アンテナの角度調整を行うことを特徴とする地球局。
【請求項４】
前記管制局から調整後の自アンテナ角度を保存するための制御信号を受信すると、前記受信した自アンテナの角度を調整するための制御信号を保存し、調整後のアンテナ角度を維持することを特徴とする請求項３に記載の地球局。
【請求項５】
前記自アンテナの角度調整中において、前記制御信号に対する応答信号を前記管制局に対して返送しないことを特徴とする請求項３又は４に記載の地球局。
【請求項６】
前記アンテナの角度調整中に、前記管制局から信号を受信できなくなった場合に、自アンテナを調整前の角度へ戻すことを特徴とする請求項３、４又は５に記載の地球局。
【請求項７】
前記制御信号を、仰角、方位角又は偏波角のいずれかの角度情報として読み取り、読み取った角度情報に基づいて前記アンテナの角度調整を行うことを特徴とする請求項３乃至６のいずれかに記載の地球局。
【請求項８】
複数の地球局と、中継局としての通信衛星と、前記地球局に前記通信衛星と通信する際の回線を割り当てる管制局とを備え、一の地球局が、他の地球局と双方向無線通信を行う双方向無線通信システムにおける地球局のアンテナ角度調整方法であって、
前記管制局において、前記地球局と前記通信衛星の位置情報に基づいて前記地球局のアンテナ角度を調整するための制御信号を生成して前記地球局へ送信し、
該制御信号を受信した地球局において、該制御信号に従って自アンテナの角度調整を行うことを特徴とする地球局のアンテナ角度調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、双方向無線通信システムにおける地球局のアンテナ角度調整方法等に関する。
【背景技術】
【０００２】
通信衛星を介した双方向無線通信システムの一つとして、ＶＳＡＴ（Very Small Aperture Terminal：超小型地球局）システムが知られている。ＶＳＡＴシステムでは、通信衛星に搭載されている中継器（トランスポンダ）を地上の多数のＶＳＡＴ局が共同で使用し、ＶＳＡＴ局同士（１対１又は１対Ｎ）の音声／ＩＰ通信を可能とする。
【０００３】
このＶＳＡＴシステムでは、通信衛星の中継器が有する回線数に限りがあることから、ＤＡＭＡ（Demand Assigned Multiple Access）と呼ばれる多元接続方式を採用している。このＤＡＭＡ方式とは、発信局となるＶＳＡＴ局がそのときのトラフィックに応じて管制局に対して回線の割当てを要求し、管制局はその都度空き回線を発信局と着信局に割当て、通信が完了すると各ＶＳＡＴ局が回線を開放する方式である。この方式により限られた回線数を効率良く使うことができる。
【０００４】
回線割当て要求等のＶＳＡＴ局と管制局との通信は、ＣＳＣ（Common Signaling Channel）と呼ばれる制御専用の回線を使用して行われる。このＣＳＣは複数のＶＳＡＴ局で共用する回線であり、１回線（１周波数）を複数のＶＳＡＴ局が時分割で使用することにより、複数局からの管制局への接続を１周波数で行うことができる。
【０００５】
上記ＶＳＡＴシステムでは、例えば、特許文献１に記載のように、ＶＳＡＴ局の設置時にＵＡＴ（Uplink Access Test）と呼ばれる、管制局主導のアンテナ角度調整を含めた運用前試験が実施される。これは、対象のＶＳＡＴ局が適切な電波を送信していることを管制局で確認するためのものである。
【０００６】
上記ＵＡＴは、対象のＶＳＡＴ局で送出する電波を管制局側の受信器でモニタし、電話等の他の通信手段を使用して管制局からの指示に従い、ＶＳＡＴ局に配置された作業員がアンテナ角度と送信電力を適切に調整することによって行われる。
【０００７】
上記ＵＡＴにおけるアンテナ角度調整では、ＶＳＡＴ局の作業員が予めアンテナの仰角と方位角を衛星に合わせて調整しておき、管制局で測定したＶＳＡＴ局の電波の交差偏波識別度が規格内に収まるように、ＶＳＡＴ局の作業員がアンテナの偏波角を微調整する。送信電力調整では、管制局で測定したＶＳＡＴ局からの電力が規格内に収まるように、作業員がＶＳＡＴ局の送信電力値を調整する。また、ＶＳＡＴシステムでは、ＣＳＣを介して管制局から遠隔でＶＳＡＴ局の送信電力を調整する機能があり、送信電力調整を管制局で行うことも可能である。この場合には、ＶＳＡＴ局の作業員は不要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−１８３５８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記特許文献１に記載のＶＳＡＴシステムは、管制局側からＣＳＣを介して対象のＶＳＡＴ局の送信電力を操作する機能を有しているが、アンテナ角度を管制局側から操作する機能は有しておらず、ＵＡＴにおいては管制局側でＶＳＡＴ局の電波をモニタする者と、ＶＳＡＴ局のアンテナ調整を行う者とが離れた場所で連絡を取りながら作業を行う必要があり、複数の作業者が必要で、かつ作業効率が悪いという問題があった。
【００１０】
そこで、本発明は、通信衛星を介した双方向無線通信システムにおける地球局（上記ＶＳＡＴ局に相当）のアンテナの角度調整において、作業者の削減と作業効率の改善を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の双方向無線通信システムは、複数の地球局と、中継局としての通信衛星と、前記地球局に前記通信衛星と通信する際の回線を割り当てる管制局とを備え、一の地球局が他の地球局と双方向無線通信を行う双方向無線通信システムであって、前記管制局は、前記地球局と前記通信衛星の位置情報に基づいて前記地球局のアンテナ角度を調整するための制御信号を生成して前記地球局へ送信し、前記地球局は、前記管制局から前記制御信号を受信すると、前記制御信号に従って自アンテナの角度調整を行う。
【００１２】
また、本発明の管制局は、地球局が通信衛星を介して他の地球局と双方向無線通信を行うにあたって、各々の地球局に対して前記通信衛星と通信する際の回線を割り当てるものであって、前記地球局の一つと前記通信衛星の位置情報に基づいて該地球局のアンテナ角度を調整するための制御信号を生成して該地球局へ送信する。
【００１３】
さらに、本発明の地球局は、管制局によって割り当てられた回線を使用し、通信衛星を中継局として他の地球局と双方向無線通信を行うものであって、前記管制局から自アンテナの角度を調整するための制御信号を受信すると、該制御信号に従って自アンテナの角度調整を行う。
【００１４】
また、本発明の地球局のアンテナ角度調整方法は、複数の地球局と、中継局としての通信衛星と、前記地球局に前記通信衛星と通信する際の回線を割り当てる管制局とを備え、一の地球局が、他の地球局と双方向無線通信を行う双方向無線通信システムにおける地球局のアンテナ角度調整方法であって、前記管制局において、前記地球局と前記通信衛星の位置情報に基づいて前記地球局のアンテナ角度を調整するための制御信号を生成して前記地球局へ送信し、該制御信号を受信した地球局において、該制御信号に従って自アンテナの角度調整を行う。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、地球局へ調整用の人員を配置することなく、管制局からの遠隔操作のみでアンテナ角度調整が可能となると共に、作業時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る双方向無線通信システムを示す構成図である。
【図２】図１のＶＳＡＴ局のアンテナの仰角調整要領を説明するための図である。
【図３】図１のＶＳＡＴ局のアンテナの方位角調整要領を説明するための図である。
【図４】図１のＶＳＡＴ局のアンテナの偏波角調整要領を説明するための図である。
【図５】本発明に係るＶＳＡＴ局のアンテナ角度調整方法を説明するためのフローチャートである。
【図６】図５に示したＶＳＡＴ局のアンテナ角度調整方法において、座標保存を実施する前に調整終了した場合を示すフローチャートである。
【図７】図５に示したＶＳＡＴ局のアンテナ角度調整方法において、アンテナ角度調整中にＶＳＡＴ局が管制局からＣＳＣ電波受信断を検出した場合を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
次に、本発明に係る双方向無線通信システムの一実施の形態について、図面を参照しながら説明する。尚、以下の説明においては、双方向無線通信システムとしてＶＳＡＴシステムを採用した場合について説明する。
【００１８】
図１は、本発明に係る双方向無線通信システムを示し、このシステム１は、管制局２と、通信衛星３と、ＶＳＡＴ局（地球局）１０とを備える。尚、ＶＳＡＴ局１０は複数存在するが、図示を省略している。
【００１９】
ＶＳＡＴ局１０は、電波の送受信を行うアンテナ１１と、通信衛星３から受信した電波を局内装置で使用する周波数帯に変換したり、データ処理装置から受信した信号を通信衛星へ送信する電波の周波数帯に変換する衛星回線送受信装置１２と、管制局２からの制御信号やＶＳＡＴ局１０同士の通信データの処理を行う機能と、ＣＳＣへの同期状態を監視する機能と、ＣＳＣが非同期となった場合にＣＳＣ受信断として検出する機能とを備え、管制局２からのアンテナ角度調整情報を一時記憶する一時記憶メモリと、最終的な角度情報を記憶し、電源の供給が停止しても記憶情報が揮発しない座標保存メモリとを備えるデータ処理装置１３と、アンテナ１１の仰角、方位角及び偏波角を調整するアンテナ角度調整装置１４とで構成される。同図では一例として、衛星回線送受信装置１２はアーム１７でアンテナ１１に固定され、アンテナ角度調整装置１４はポール１８に固定されている。
【００２０】
次に、対象となるＶＳＡＴ局１０のアンテナ１１の角度を調整する際の管制局２からの信号の流れについて、図１を参照しながら説明する。
【００２１】
管制局２から通信衛星３にアンテナ角度を調整するための制御信号をＣＳＣデータＤ１として送信する。通信衛星３は、管制局２から受信した制御信号を、ＣＳＣデータＤ２としてＶＳＡＴ局１０に送信する。ＶＳＡＴ局１０に到達した制御信号は、アンテナ１１を介して衛星回線送受信装置１２で受信される。
【００２２】
衛星回線送受信装置１２で受信した制御信号は、データ処理装置１３で使用する周波数帯に変換され、ケーブル１５を介してデータ処理装置１３に出力される。データ処理装置１３は、衛星回線送受信装置１２からの制御信号をアンテナ角度を調整するための仰角、方位角及び偏波角の情報として読み取り、装置内の一時記憶メモリに記憶させる。このデータ処理装置１３は、記憶した仰角、方位角及び偏波角の情報をアンテナ角度調整装置１４を動作させるための制御信号に変換し、ケーブル１６を介してアンテナ角度調整装置１４に出力する。アンテナ角度調整装置１４は、データ処理装置１３からの制御信号によって、仰角、方位角及び偏波角を変更する。
【００２３】
この際、管制局２がＶＳＡＴ局１０からの送信電波の強弱をモニターし、電波の強度が所定値よりも低い場合には、調整されたアンテナ角度が適正でないと判断し、新たなアンテナ角度の調整が行われる。一方、モニターした電波の強度が所定値よりも高い場合には、調整されたアンテナ角度が適正であると判断し、管制局２から座標保存を意味する制御信号を送信し、ＶＡＳＴ局１０で受信した場合には、データ処理装置１３内の一時記憶メモリにおいて一時的に記憶された角度情報を、データ処理装置１３内の座標メモリに記憶されている角度情報に加算することで、調整完了後のアンテナ角度情報として保存する。これにより、次回より調整後の角度でアンテナ角度調整装置１４を起動することが可能となる。
【００２４】
次に、アンテナ角度調整装置１４における仰角、方位角及び偏波角の調整要領を以下に示す。
【００２５】
図２〜図４は、各々ＶＳＡＴ局１０のアンテナ１１の仰角θ１、方位角θ２、偏波角θ３の調整要領を示し、アンテナ角度調整装置１４は、これら３つの角度θ１〜θ３を矢印で示す範囲で調整することができる。尚、同図においては、制御信号を伝搬させるケーブル等を省略している。
【００２６】
本システム１において、角度調整用の制御信号は、管制局２からＶＳＡＴ局１０へ一方的に送信され、ＶＳＡＴ局１０は応答信号等を管制局２へ送出しない。これは、ＵＡＴはＶＳＡＴ局１０からの電波を無変調波にして実施されるため、ＶＳＡＴ局１０が管制局２へ制御信号を送出しなくともアンテナ１１の角度調整を可能とするためである。尚、ＶＳＡＴシステムでは、管制局２から遠隔でＶＳＡＴ局１０の電波を無変調波に変更したり、無変調波から変調波に変更したり、又は電波そのものの送出を停止するなどの機能は一般的に備わっているため、調整の度に無変調波から変調波に変更し、ＶＳＡＴ局１０からの応答を確認する方式とすることも可能である。
【００２７】
次に、本発明に係るＶＳＡＴ局１０のアンテナ角度調整方法の詳細について、図５〜図７に示すフローチャートを参照しながら説明する。尚、これらの図では、制御信号が経由する通信衛星３、アンテナ１１、衛星回線送受信装置１２を省略している。
【００２８】
図５は、管制局２がＶＳＡＴ局１０に対してアンテナ角度調整を実施した場合の動作の一例を示す。
【００２９】
ＶＳＡＴ局１０のデータ処理装置１３は、装置起動時にデータ処理装置１３の座標保存メモリに記憶された角度情報で、アンテナ角度調整装置１４の角度を設定する（ステップＳ１）。図５では仰角＋１０°、方位角−２０°、偏波角＋０°に設定されている状態からアンテナ角度調整が開始される。尚、角度の正負及び基準点は予め適当に設定されるものとする。
【００３０】
管制局２は、アンテナの仰角を２°大きくするための制御信号ＣＳ１をＶＳＡＴ局１０に送信する（ステップＳ２）。ＶＳＡＴ局１０で受信した制御信号は、データ処理装置１３で処理された後、一時記憶メモリに一時記憶され（ステップＳ３）、制御信号ＣＳ２でアンテナ角度調整装置１４を作動してＶＳＡＴ局１０のアンテナの仰角を２°大きくする（ステップＳ４）。
【００３１】
同様の手順に従い、各々２つの制御信号（ＣＳ３、４及びＣＳ５、６）によりアンテナ角度調整装置１４を作動してＶＳＡＴ局１０のアンテナの方位角を３°小さくし、偏波角を５°小さくする（ステップＳ５〜ステップＳ１０）。現状の角度が適正であれば、管制局２は座標保存の制御信号ＣＳ７をＶＳＡＴ局１０へ送信する（ステップＳ１１）。
【００３２】
制御信号ＣＳ７を受信したＶＳＡＴ局１０は、データ処理装置１３の一時記憶メモリに一時記憶した調整分の角度情報を座標保存メモリに加算することで、現在の角度を初期値とする（ステップＳ１２）。最後に、管制局２は調整終了の制御信号ＣＳ８をＶＳＡＴ局１０に送信する（ステップＳ１３）。制御信号ＣＳ８を受信したＶＳＡＴ局１０は、データ処理装置１３からアンテナ角度調整装置１４へ座標保存メモリに記憶された角度情報を制御信号ＣＳ９として出力し改めて設定する（ステップＳ１４）。その後、一時記憶メモリに保存されている角度情報をクリアする（ステップＳ１５）。
【００３３】
図６は、図５のステップＳ１１において、管制局２がＶＳＡＴ局１０からの送信電波の強弱をモニターした結果、現状のアンテナ角度が適正でないと判断し、座標保存を実施せずに調整終了した場合の動作の一例である。尚、図５と同様のステップ及び制御信号については、同様の参照番号を付して説明を省略する。
【００３４】
座標保存が実施される前（図５の制御信号ＣＳ７及びステップＳ１１まで）に、管制局２が調整終了の制御信号ＣＳ１１をＶＳＡＴ局１０に送信した場合（ステップＳ２１）、制御信号ＣＳ１１を受信したＶＳＡＴ局１０は、データ処理装置１３からアンテナ角度調整装置１４へ座標保存メモリに保存されている角度情報を読み出し（ステップＳ２２）、制御信号ＣＳ１２として出力し、調整前のアンテナ角度に戻す（ステップＳ２３）。その後、一時記憶メモリに保存されている角度情報をクリアしてアンテナ角度調整を終了する（ステップＳ２４）。
【００３５】
図７は、管制局２がＶＳＡＴ局１０のアンテナ角度調整中に、ＶＳＡＴ局１０が管制局２からのＣＳＣを受信不能となった場合の動作の一例である。尚、図５と同様のステップ及び制御信号については、同様の参照番号を付して説明を省略する。
【００３６】
ＶＳＡＴ局１０では、アンテナ角度被調整中にアンテナ角度の過制御等により管制局２とのＣＳＣ回線が不通となってしまった場合、データ処理装置１３は、管制局２からの制御信号を受信することができなくなりＣＳＣ受信断を検出する（ステップＳ３１）。すると、データ処理装置１３は、座標保存メモリに保存されている角度情報を読み出し（ステップＳ３２）、アンテナ角度調整装置１４へ制御信号ＣＳ１２として出力することで、調整前のアンテナ角度に戻り、管制局２とのＣＳＣ回線が通信可能となる（ステップＳ３３）。その後、一時記憶メモリに保存されている角度情報をクリアしてアンテナ角度調整を終了する（ステップＳ３４）。
【００３７】
以上より、アンテナ角度調整作業において、ＶＳＡＴ局１０へ調整用の人員を配置することなく、管制局２からの遠隔操作のみでアンテナ調整が可能となる。このように、管制局２からのみの操作で済むため、ＶＳＡＴ局１０内の作業者への指示時間が不要となり、作業時間を短縮することができる。
【００３８】
尚、上記実施の形態においては、双方向無線通信システムの一例としてＶＳＡＴシステムを採用した場合について説明したが、中継局としての通信衛星と管制局とを備え、複数の地球局の間で双方向無線通信を行う他のシステムにも本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００３９】
１  双方向無線通信システム
２  管制局
３  通信衛星
１０  ＶＳＡＴ局
１１  アンテナ
１２  衛星回線送受信装置
１３  データ処理装置
１４  アンテナ角度調整装置
１５、１６  ケーブル
１７  アーム
１８  ポール
θ１  仰角
θ２  方位角
θ３  偏波角
Ｄ１、Ｄ２  ＣＳＣデータ
【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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