JPH0756953B2 - Mobile satellite communication system - Google Patents
Mobile satellite communication systemInfo
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- JPH0756953B2 JPH0756953B2 JP18475689A JP18475689A JPH0756953B2 JP H0756953 B2 JPH0756953 B2 JP H0756953B2 JP 18475689 A JP18475689 A JP 18475689A JP 18475689 A JP18475689 A JP 18475689A JP H0756953 B2 JPH0756953 B2 JP H0756953B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、移動体衛星通信方式に関し、特に移動局から
の送受信信号を中継するときに移動体通信衛星からの出
力電力は電波法の電力束密度規定によって制限される
が、電波法を遵守しながら出力電力を従来よりも増加さ
せることが可能な移動体衛星通信方式に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a mobile satellite communication system, and in particular, when relaying a transmission / reception signal from a mobile station, the output power from the mobile communication satellite is the power of the Radio Law. The present invention relates to a mobile satellite communication system capable of increasing output power while complying with the Radio Law, although it is limited by the bundle density regulation.
［従来の技術］ 従来のこの種の移動体衛星通信方式は、FDMA（Frequenc
y Division Multiple Access）方式や、TDMA（Time Div
ision Multiple Access）方式等が多用されていた。[Prior Art] The conventional mobile satellite communication system of this type is based on FDMA (Frequenc
y Division Multiple Access) method and TDMA (Time Div)
The ision Multiple Access) method was often used.
従来のこの種の移動体衛星通信方式は、第２図に示す装
置構成で運用されていた。The conventional mobile satellite communication system of this type has been operated with the device configuration shown in FIG.
すなわち、第２図において、移動局１ではアンテナ11
と、送受信システム12と、スペクトラム拡散装置13とを
設けて、移動局１の全体の送信スペクトラムが第４図ま
たは第５図に示すようにされる。That is, in FIG.
, A transmission / reception system 12 and a spread spectrum device 13 are provided so that the entire transmission spectrum of the mobile station 1 is as shown in FIG. 4 or FIG.
この第４図または第５図に示す送信スペクトラムを有す
る移動局１からの送信信号はアンテナ11から移動体通信
衛星２に向けて送信され、移動体通信衛星２のアンテナ
21を経て中継器22で周波数変換と電力増幅が行われた後
に、アンテナシステム23から出力される。このアンテナ
システム23から出力された信号は、地球局３のアンテナ
システム31および送受信システム32で受信復調される。The transmission signal from the mobile station 1 having the transmission spectrum shown in FIG. 4 or 5 is transmitted from the antenna 11 to the mobile communication satellite 2, and the antenna of the mobile communication satellite 2 is transmitted.
After being subjected to frequency conversion and power amplification in the repeater 22 via 21, it is output from the antenna system 23. The signal output from the antenna system 23 is received and demodulated by the antenna system 31 and the transmission / reception system 32 of the earth station 3.
また、反対に移動局１に向けての信号送信も、地球局３
の送受信システム32およびアンテナシステム31から、移
動体通信衛星２に向けて送信される。このときの地球局
３からの送信スペクトラムは第４図および第５図のよう
にされる。移動体通信衛星２では、この信号をアンテナ
システム23で受信して中継器22で周波数変換し、電力増
幅した後にアンテナ21を経由して移動局１へ向けて送信
される。このときの移動体通信衛星２からの送信スペク
トラムは第４図および第５図に示すようになる。On the contrary, the signal transmission to the mobile station 1 is also performed by the earth station 3
Is transmitted from the transmission / reception system 32 and the antenna system 31 to the mobile communication satellite 2. The transmission spectrum from the earth station 3 at this time is as shown in FIGS. 4 and 5. In the mobile communication satellite 2, this signal is received by the antenna system 23, frequency-converted by the repeater 22, power-amplified, and then transmitted to the mobile station 1 via the antenna 21. The transmission spectrum from the mobile communication satellite 2 at this time is as shown in FIGS. 4 and 5.
［発明が解決しようとする課題］ 上述した従来の移動体衛星通信方式では、移動局の簡素
化が望まれているれども、電波法の電力束密度規定を厳
守するために、移動体通信衛星からの送信出力の上限が
制限されている。そのために、次のような問題点が生じ
ている。[Problems to be Solved by the Invention] In the above-described conventional mobile satellite communication system, although it is desired to simplify the mobile station, in order to strictly comply with the power flux density regulation of the Radio Law, the mobile communication satellite The upper limit of the transmission output from is limited. Therefore, the following problems have occurred.
移動局のアンテナは通信回線を設立させるためにある程
度のアンテナ利得を有するアンテナを装着することが必
要となり、アンテナシステムが複雑で高価となり、ユー
ザ負担が増大する。The antenna of the mobile station needs to be equipped with an antenna having a certain degree of antenna gain in order to establish a communication line, which makes the antenna system complicated and expensive, and increases the burden on the user.
高性能（低雑音）受信機が必要となり、ユーザ負担が増
大する。A high performance (low noise) receiver is required, increasing the burden on the user.
FMDA方式の場合には、移動体通信衛星の送信機からのイ
ンタモジュレーションを低減させるために、送信機をバ
ックオフして使用するので、電力使用効率が悪い。In the case of the FMDA method, the transmitter is backed off and used in order to reduce the intermodulation from the transmitter of the mobile communication satellite, so that the power use efficiency is poor.
TDMA方式の場合には、ディジタル変調出力スペクトラム
がSinX/Xとなるため、搬送波周波数付近の電力束密度が
最大となり、周波数利用効率が悪い。In the case of the TDMA method, since the digital modulation output spectrum is SinX / X, the power flux density near the carrier frequency becomes maximum, and the frequency utilization efficiency is poor.
［課題を解決するための手段］ 本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたもので、低価
格化、電力使用効率の向上、および周波数利用効率の向
上を目的とし、この目的を達成するために、異なるデー
タ伝送速度でデータを送受信する複数の移動局と、移動
局の信号を中継する移動体通信衛星と、移動体通信衛星
の信号を送受信する地球局との間の移動体衛星通信方式
であって、移動局および地球局がそれぞれ定められた異
なる周波数でスタガ配列されて運用され、かつスペクト
ラム拡散装置を設けるように構成されている。[Means for Solving the Problems] The present invention has been made in view of the above problems, and aims to reduce the cost, improve the power usage efficiency, and improve the frequency usage efficiency, and achieve this object. Mobile satellite communication between a plurality of mobile stations that transmit and receive data at different data transmission rates, a mobile communication satellite that relays signals from the mobile station, and an earth station that transmits and receives signals from the mobile communication satellite. In the system, a mobile station and an earth station are staggered and operated at different frequencies, and a spread spectrum device is provided.
［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。[Embodiment] An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第１図は、本発明による移動体衛星通信方式の一実施例
を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a mobile satellite communication system according to the present invention.
第１図において、移動局１では小型のアンテナ11と、そ
れぞれ定められた異なる周波数でスタガ配列して運用で
きる周波数切換え手段を有する送受信システム12と、ス
ペクトラム拡散装置13とを設けて、移動局１の全体の送
信スペクトラムが第３図に示すようにされる。In FIG. 1, the mobile station 1 is provided with a small antenna 11, a transmission / reception system 12 having frequency switching means that can be operated by staggering at different defined frequencies, and a spread spectrum device 13, The entire transmission spectrum of is shown in FIG.
この第３図に示す送信スペクトラムを有する移動局１か
らの送信信号はアンテナ11から移動体通信衛星２に向け
て送信され、移動体通信衛星２のアンテナ21を経て中継
器22で周波数変換と電力増幅が行われた後に、アンテナ
システム23から出力される。このアンテナシステム23か
ら出力された信号は、地球局３のアンテナシステム31、
送受信システム32、およびスペクトラム拡散装置33で受
信復調される。The transmission signal from the mobile station 1 having the transmission spectrum shown in FIG. 3 is transmitted from the antenna 11 to the mobile communication satellite 2, and passes through the antenna 21 of the mobile communication satellite 2 and the frequency conversion and the power by the relay 22. After being amplified, it is output from the antenna system 23. The signal output from the antenna system 23 is the antenna system 31 of the earth station 3,
Reception and demodulation are performed by the transmission / reception system 32 and the spread spectrum device 33.
また、反対に移動局１に向けての信号送信も、地球局３
からスペクトラム拡散装置33を経てそれぞれ定められた
異なる周波数でスタガ配列して運用できる周波数切換え
手段を有する送受信システム32とアンテナシステム31か
ら、移動体通信衛星２に向けて送信される。このときの
地球局３からの送信スペクトラムは第３図のようにされ
る。On the contrary, the signal transmission to the mobile station 1 is also performed by the earth station 3
Is transmitted to the mobile communication satellite 2 from the transmission / reception system 32 and the antenna system 31 which have frequency switching means capable of staggered arrangement and operation at respective different frequencies via the spread spectrum device 33. The transmission spectrum from the earth station 3 at this time is as shown in FIG.
移動体通信衛星２では、この信号をアンテナシステム23
で受信して中継器22で周波数変換し、電力増幅した後に
アンテナ21を経由して移動局１へ向けて送信される。こ
のときの移動体通信衛星２からの送信スペクトラムは第
３図に示すようになる。In the mobile communication satellite 2, this signal is transmitted to the antenna system 23.
Is received, is frequency-converted by the repeater 22, is power-amplified, and is then transmitted to the mobile station 1 via the antenna 21. The transmission spectrum from the mobile communication satellite 2 at this time is as shown in FIG.
移動体通信衛星２から移動局１に送信された信号は、移
動局１のアンテナ11、送受信システム12、およびスペク
トラム拡散装置13で受信復調されるが、移動体通信衛星
２からの送信出力は、後述する地表面における電力束密
度（PFD）によって制約されるため、移動局１で音声通
信や低速のデータ通信を行うためには３〜10dB程度のア
ンテナ利得がアンテナ11に必要である。このアンテナ利
得がわずかでも低減することによって、システムの簡素
化、ユーザ負担の軽減になる。The signal transmitted from the mobile communication satellite 2 to the mobile station 1 is received and demodulated by the antenna 11, the transmission / reception system 12, and the spread spectrum device 13 of the mobile station 1, but the transmission output from the mobile communication satellite 2 is Since the mobile station 1 is constrained by the power flux density (PFD) on the ground surface, which will be described later, the antenna 11 needs to have an antenna gain of about 3 to 10 dB in order to perform voice communication and low-speed data communication. By reducing the antenna gain even slightly, the system is simplified and the burden on the user is reduced.
地表面における電力束密度（PFD）は、次式によって示
される。The power flux density (PFD) at the ground surface is given by the following equation.
PFD＝Ｐ（dBw）-Ｗ（dB）-Ｌ（dB） ここでＰ（dBw）は送信出力（dBw）、Ｗ（dB）はスペク
トラム拡散率、Ｌ（dB）は伝搬損失である。PFD値を規
定値以下にするためには、送信出力を低減するか、スペ
クトラム拡散率を向上するかのいずれかである。本発明
ではこのスペクトラム拡散率を最大限にするために、従
来のFDMA方式やTDMA方式より改善したものである。PFD = P (dBw) -W (dB) -L (dB) Here, P (dBw) is a transmission output (dBw), W (dB) is a spread spectrum rate, and L (dB) is a propagation loss. In order to keep the PFD value below the specified value, either the transmission power is reduced or the spread spectrum ratio is improved. The present invention is an improvement over the conventional FDMA method or TDMA method in order to maximize the spread spectrum ratio.
第４図および第５図は、それぞれ従来のFDMA方式および
TDMA方式のスペクトラムである。本発明によるものと従
来方式によるものとを、同一送信出力でかつ同一周波数
帯域幅内で比較したものを第６図に示す。4 and 5 show the conventional FDMA method and the conventional FDMA method, respectively.
This is the spectrum of the TDMA method. FIG. 6 shows a comparison between the present invention and the conventional method at the same transmission output and within the same frequency bandwidth.
第６図の破線が従来方式によるスペクトラムで、実線で
示したものが本発明によるスペクトラムである。破線の
ピーク値が約20dB高くなる。このために、地表波におけ
る電力束密度の規定値を厳守するためには、全体の送信
出力は、従来方式では本発明より約20dB以上低減する必
要があることを示している。The broken line in FIG. 6 is the spectrum according to the conventional method, and the solid line is the spectrum according to the present invention. The peak value of the broken line is about 20 dB higher. For this reason, in order to strictly adhere to the specified value of the power flux density in the surface wave, the total transmission output needs to be reduced by about 20 dB or more in the conventional method as compared with the present invention.
このことは、従来方式は移動局にとっては、より高利得
のアンテナシステムや高性能の送受信システムが必要に
なることを示している。This indicates that the conventional method requires a higher gain antenna system and a higher performance transmitting / receiving system for the mobile station.
また、移動局のチャンネルや容量も従来方式に較べて増
大させることが可能となるが、このためにはスペクトラ
ム拡散装置によって相互干渉しないように工夫する必要
がある。以下、干渉が無いように移動局および地球局が
それぞれ定められた異なる周波数でスタガ配列されて運
用するためのスペクトラム拡散装置について述べる。Further, the channel and capacity of the mobile station can be increased as compared with the conventional method, but for this purpose, it is necessary to devise a spread spectrum device so as not to interfere with each other. A spread spectrum device for operating a mobile station and an earth station by staggering them at different frequencies so as to avoid interference will be described below.
例えば、音声通信や低速のデータ通信に対してビット誤
り率を10-5を達成するために必要なS/Nを10dBとする
と、スペクトラム拡散に必要な処理利得Gp（dB）は、 Gp＝Mj＋［Lsys＋所要S/N］ で与えられる。ここで妨害余裕度Mj（dB）を10dB、スペ
クトラム拡散のための処理のためのシステム損失Lsys
（dB）を1dBと仮定すれば、処理利得Gp（dB）は21dB必
要となり、音声通信や低速のデータ通信のスペクトラム
拡散率の無線周波数帯域幅BWRF（Hz）は1MHzとすれば、
もとのデータレートＲ（bps）は、 で示され、約7.9Kbpsまでの伝送が可能である。このよ
うにすれば、たとえ同一周波数であってもスペクトラム
拡散装置のため相互に干渉無くデータ伝送が可能であ
る。For example, if the S / N required to achieve a bit error rate of 10 -5 is 10 dB for voice communication and low-speed data communication, the processing gain Gp (dB) required for spread spectrum is Gp = Mj + It is given by [Lsys + required S / N]. Here, the interference margin Mj (dB) is 10 dB, the system loss Lsys for processing for spread spectrum
If (dB) is assumed to be 1 dB, the processing gain Gp (dB) is required to be 21 dB, and if the radio frequency bandwidth B WRF (Hz) of the spread spectrum rate of voice communication or low-speed data communication is 1 MHz,
The original data rate R (bps) is , And transmission up to about 7.9 Kbps is possible. By doing so, even if the frequencies are the same, the spread spectrum devices allow data transmission without mutual interference.
［発明の効果］ 以上で説明したように、本発明は、異なるデータ伝送速
度でデータを送受信する複数の移動局と、移動局の信号
を中継する移動体通信衛星と、移動体通信衛星の信号を
送受信する地球局との間の移動体衛星通信方式であっ
て、移動局および地球局がそれぞれ定められた異なる周
波数でスタガ配列されて運用され、かつスペクトラム拡
散装置を設けるように構成したので、従来方式に比較し
て約2dB移動体通信衛星からの出力電力を増加できるの
で、次のような効果が得られる。[Effects of the Invention] As described above, the present invention provides a plurality of mobile stations that transmit and receive data at different data transmission rates, a mobile communication satellite that relays signals of the mobile stations, and a signal of the mobile communication satellite. It is a mobile satellite communication system with an earth station that transmits and receives, since the mobile station and the earth station are operated in a staggered arrangement at different defined frequencies, and configured to provide a spread spectrum device, Since the output power from the mobile communication satellite can be increased by about 2 dB compared with the conventional method, the following effects can be obtained.
移動局または地球局のアンテナを簡素化あるいは小型化
できる。The mobile or earth station antenna can be simplified or downsized.
移動体アンテナの簡素化によりユーザ負担が減少する。The burden on the user is reduced by simplifying the mobile antenna.
また、移動体通信衛星の送信機の飽和出力まで利用でき
るので電力使用効率が向上する。Moreover, since the saturated output of the transmitter of the mobile communication satellite can be used, the power use efficiency is improved.
更に、移動体通信衛星の送信スペクトラムがほぼ矩形と
なり、周波数利用効率が向上し、チャンネル容量を増加
することが可能となる。Further, the transmission spectrum of the mobile communication satellite becomes almost rectangular, the frequency utilization efficiency is improved, and the channel capacity can be increased.
第１図は、本発明による移動体衛星通信方式の一実施例
を示すブロック図、 第２図は、従来の移動体衛星通信方式を示すブロック
図、 第３図は、本発明による移動体衛星通信方式の動作を説
明するスペクトラム図、 第４図は、従来の移動体衛星通信方式の動作を説明する
スペクトラム図、 第５図は、従来の移動体衛星通信方式の動作を説明する
スペクトラム図、 第６図は、本発明および従来の移動体衛星通信方式の動
作を説明するスペクトラム図である。 １……移動局 ２……移動体通信衛星 ３……地球局 11……アンテナ 12……送受信システム 13……スペクトラム拡散装置 21……アンテナ 22……中継器 23……アンテナシステム 31……アンテナシステム 32……送受信システム 33……スペクトラム拡散装置FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a mobile satellite communication system according to the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing a conventional mobile satellite communication system, and FIG. 3 is a mobile satellite according to the present invention. FIG. 4 is a spectrum diagram for explaining the operation of the communication system, FIG. 4 is a spectrum diagram for explaining the operation of the conventional mobile satellite communication system, and FIG. 5 is a spectrum diagram for explaining the operation of the conventional mobile satellite communication system. FIG. 6 is a spectrum diagram for explaining the operation of the present invention and the conventional mobile satellite communication system. 1 ... Mobile station 2 ... Mobile communication satellite 3 ... Earth station 11 ... Antenna 12 ... Transmission / reception system 13 ... Spread spectrum device 21 ... Antenna 22 ... Repeater 23 ... Antenna system 31 ... Antenna System 32 …… Transceiver system 33 …… Spread spectrum device
Claims (1)
る複数の移動局と、該移動局の信号を中継する移動体通
信衛星と、該移動体通信衛星の信号を送受信する地球局
との間の移動体衛星通信方式であって、前記移動局およ
び前記地球局がそれぞれ定められた異なる周波数でスタ
ガ配列されて運用され、かつスペクトラム拡散装置を有
することを特徴とする移動体衛星通信方式。1. A plurality of mobile stations that transmit and receive data at different data transmission rates, a mobile communication satellite that relays signals of the mobile stations, and an earth station that transmits and receives signals of the mobile communication satellites. A mobile satellite communication system, characterized in that the mobile station and the earth station are operated in a staggered arrangement at respective different frequencies, and have a spread spectrum device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18475689A JPH0756953B2 (en) | 1989-07-19 | 1989-07-19 | Mobile satellite communication system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18475689A JPH0756953B2 (en) | 1989-07-19 | 1989-07-19 | Mobile satellite communication system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0350923A JPH0350923A (en) | 1991-03-05 |
| JPH0756953B2 true JPH0756953B2 (en) | 1995-06-14 |
Family
ID=16158794
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18475689A Expired - Lifetime JPH0756953B2 (en) | 1989-07-19 | 1989-07-19 | Mobile satellite communication system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0756953B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106921427A (en) * | 2015-12-25 | 2017-07-04 | 中兴通讯股份有限公司 | The access processing method and device of satellite communication network |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10336145A (en) | 1997-05-30 | 1998-12-18 | Toshiba Corp | Satellite broadcast system and broadcast satellite |
-
1989
- 1989-07-19 JP JP18475689A patent/JPH0756953B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106921427A (en) * | 2015-12-25 | 2017-07-04 | 中兴通讯股份有限公司 | The access processing method and device of satellite communication network |
| CN106921427B (en) * | 2015-12-25 | 2020-06-16 | 中兴通讯股份有限公司 | Access processing method and device for satellite communication network |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0350923A (en) | 1991-03-05 |
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