JP5952345B2

JP5952345B2 - Satellite relay equipment

Info

Publication number: JP5952345B2
Application number: JP2014125667A
Authority: JP
Inventors: 佐藤　康弘; 康弘佐藤
Original assignee: SoftBank Corp
Current assignee: SoftBank Corp
Priority date: 2014-06-18
Filing date: 2014-06-18
Publication date: 2016-07-13
Anticipated expiration: 2034-06-18
Also published as: JP2016005194A

Description

本発明は、衛星用中継装置に関する。 The present invention relates to a satellite relay device.

近年、大規模災害の際の通信手段として衛星携帯電話が注目されている。衛星携帯電話の利便性の課題として、屋内や飛行機、船舶など衛星が見えない場所では使用することができないという問題がある。衛星電話の屋内での使用を可能にする方法の１つとして、無線中継装置（レピータ）を利用する方法がある。一般に、レピータは信号の増幅の過程で熱雑音も増幅する。衛星は、衛星携帯電話からの信号を受信する際、レピータによって輻射された熱雑音も受信する。ここで、衛星は地球半球規模のエリアからの信号を受信するため、エリア内のレピータの数も多大となる。衛星側では、これらの多数のレピータから輻射される熱雑音が累積されて影響を及ぼすため、信号の受信に支障が生じてしまう。 In recent years, satellite mobile phones have attracted attention as communication means in the event of a large-scale disaster. A problem with the convenience of satellite mobile phones is that they cannot be used indoors, in airplanes, or in places where the satellite is not visible. One method for enabling the use of a satellite phone indoors is to use a radio relay device (repeater). In general, a repeater also amplifies thermal noise in the process of signal amplification. When the satellite receives a signal from the satellite mobile phone, it also receives thermal noise radiated by the repeater. Here, since the satellite receives a signal from an area of the earth hemisphere scale, the number of repeaters in the area becomes large. On the satellite side, thermal noise radiated from many of these repeaters is accumulated and affects, so that reception of signals is hindered.

中継装置における雑音発生の緩和に関しては、例えば特許文献１に記載がある。特許文献１には、リピータの内部に無線通信装置を組込み、この組込み装置の逆方向リンク信号をリピータの逆方向リンク内に送出することにより、リピータの利得を相対的に一定に維持することが記載されている。 Regarding the mitigation of noise generation in the relay device, there is a description in Patent Document 1, for example. In Patent Document 1, a wireless communication device is incorporated in a repeater, and a reverse link signal of the built-in device is transmitted into the reverse link of the repeater, thereby maintaining the gain of the repeater relatively constant. Have been described.

特表２００６−５０５１４６号公報JP-T-2006-505146

しかし、特許文献１に記載された無線通信装置では、衛星のように多大な数のレピータからの信号を受信する場合には、雑音の累積が多大になることを十分に防止することができなかった。 However, the wireless communication device described in Patent Literature 1 cannot sufficiently prevent the accumulation of noise when receiving signals from a large number of repeaters such as a satellite. It was.

そこで、本発明の目的は、衛星側で、雑音の累積が多大になることを防止することが可能な、衛星用中継装置を得ることである。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a satellite relay device that can prevent a large amount of noise from being accumulated on the satellite side.

本発明に係る衛星用中継装置は、携帯端末からの入力信号を受信する第１のアンテナと、
前記入力信号を所定の増幅率で増幅する増幅器と、
前記増幅器で増幅された出力信号を通信衛星に向けて送信する第２のアンテナと、
前記入力信号の電力を測定し、前記増幅率で増幅後の出力信号の電力が、前記通信衛星での受信に必要な最小電力以上であるか否かを判定する、入力電力測定器と、
前記入力電力測定器において、前記増幅後の出力信号の電力が前記最小電力未満と判定された場合には、前記増幅器による前記入力信号の増幅を行わないように制御する送信信号制御器と、を備えたものである。 A satellite relay device according to the present invention includes a first antenna that receives an input signal from a mobile terminal,
An amplifier for amplifying the input signal at a predetermined amplification rate;
A second antenna for transmitting the output signal amplified by the amplifier toward a communication satellite;
Measuring the power of the input signal, and determining whether the power of the output signal amplified by the amplification factor is equal to or higher than the minimum power required for reception by the communication satellite; and
In the input power measuring device, when it is determined that the power of the amplified output signal is less than the minimum power, a transmission signal controller that controls the amplifier not to amplify the input signal; It is provided.

また、前記入力電力測定器において、前記増幅後の出力信号の電力が前記最小電力よりも大きいと判定された場合には、
前記送信信号制御器は、前記増幅後の出力信号の電力が前記最小電力と等しくなるように、前記増幅器の増幅率を調節するようにしてもよい。 In the input power measuring device, when it is determined that the power of the amplified output signal is larger than the minimum power,
The transmission signal controller may adjust the amplification factor of the amplifier so that the power of the amplified output signal becomes equal to the minimum power.

また、前記送信信号制御器は、前記増幅後の出力信号の電力が前記最小電力未満と判定された場合には、衛星用中継装置の電源をオフにするようにしてもよい。 The transmission signal controller may turn off the power of the satellite relay device when it is determined that the power of the amplified output signal is less than the minimum power.

また、前記送信信号制御器は、前記増幅後の出力信号の電力が前記最小電力未満と判定された場合には、前記増幅器の増幅率を下げるようにしてもよい。 The transmission signal controller may lower the amplification factor of the amplifier when it is determined that the power of the amplified output signal is less than the minimum power.

本発明によれば、衛星側で、雑音の累積が多大になることを防止することが可能な、衛星用中継装置を得ることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the satellite relay apparatus which can prevent that accumulation of noise becomes large on the satellite side can be obtained.

本発明の実施の形態による、衛星用中継装置を含む衛星通信システムの概略を示す図。The figure which shows the outline of the satellite communication system containing the relay apparatus for satellites by embodiment of this invention. 本発明の実施の形態による、衛星用中継装置の概略を示す図。The figure which shows the outline of the relay apparatus for satellites by embodiment of this invention.

次に、本発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。
（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態による衛星用中継装置１を含む衛星通信システムの概略を示す図である。衛星用中継装置１は、屋内で衛星携帯電話を使用するために用いられる屋内用レピータである。衛星携帯電話２を屋内で使用する際には、衛星用中継装置１を介して通信することにより、通信衛星３との間での無線通信が可能となる。 Next, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(Embodiment)
FIG. 1 is a diagram schematically showing a satellite communication system including a satellite relay device 1 according to an embodiment of the present invention. The satellite relay device 1 is an indoor repeater used to use a satellite mobile phone indoors. When the satellite mobile phone 2 is used indoors, wireless communication with the communication satellite 3 is possible by communicating via the satellite relay device 1.

図２は、衛星用中継装置１の概略を示す図である。図２に示すように、衛星用中継装置１は、アンテナ１１，１２、デュプレクサ１３，１４、増幅器１５，１６、入力電力測定器１７、送信信号制御器１８を含んでいる。アンテナ１１，１２は、建物の屋根などに取り付けられる。アンテナ１１，１２は１つのアンテナで構成されていてもよい。 FIG. 2 is a diagram showing an outline of the satellite relay device 1. As shown in FIG. 2, the satellite relay device 1 includes antennas 11 and 12, duplexers 13 and 14, amplifiers 15 and 16, an input power measuring device 17, and a transmission signal controller 18. The antennas 11 and 12 are attached to the roof of a building. The antennas 11 and 12 may be composed of one antenna.

衛星携帯電話２から送信されるアップリンク信号は、アンテナ（第１のアンテナ）１１で受信され、デュプレクサ１３に入力される。デュプレクサ１３は、ハイパスフィルタおよびローパスフィルタを用いて、衛星携帯電話２から送信されたアップリンク信号と衛星携帯電話２に送信されるダウンリンク信号を分波して出力する機能を有する。デュプレクサ１３から出力されたアップリンク信号は、入力電力測定器１７に入力される。入力電力測定器１７の動作については後述する。入力電力測定器１７を通った信号は、増幅器１５へ入力される。 The uplink signal transmitted from the satellite mobile phone 2 is received by the antenna (first antenna) 11 and input to the duplexer 13. The duplexer 13 has a function of demultiplexing and outputting an uplink signal transmitted from the satellite mobile phone 2 and a downlink signal transmitted to the satellite mobile phone 2 using a high-pass filter and a low-pass filter. The uplink signal output from the duplexer 13 is input to the input power measuring device 17. The operation of the input power measuring device 17 will be described later. The signal that has passed through the input power meter 17 is input to the amplifier 15.

増幅器１５では、入力されたアップリンク信号がＹａ倍に増幅され、デュプレクサ１４に出力される。デュプレクサ１４は、デュプレクサ１３と同様にアップリンク信号とダウンリンク信号を分波して出力する。デュプレクサ１４から出力されたアップリンク信号は、アンテナ１２へ入力される。アンテナ（第２のアンテナ）１２は、増幅されたアップリンク信号を通信衛星３に向けて送信する。 In the amplifier 15, the input uplink signal is amplified Ya times and output to the duplexer 14. Similar to the duplexer 13, the duplexer 14 demultiplexes and outputs the uplink signal and the downlink signal. The uplink signal output from the duplexer 14 is input to the antenna 12. The antenna (second antenna) 12 transmits the amplified uplink signal toward the communication satellite 3.

ここで、アンテナ１２から通信衛星３へ送信される信号の実効輻射電力をＸワット、アンテナ１１で受信した衛星携帯電話２からの信号の電力をＺワット、とすると、以下の関係が成り立つ。
Ｚ＝Ｘ／Ｙ …（１）
ここで、Ｙは、アンテナ１１で受信された信号がアンテナ１２から送信されるまでの間に衛星用中継装置から得た総合利得である。総合利得Ｙは、増幅器１５で得られる利得Ｙａから、伝送中に生じる損失分が差し引かれたものであり、基本的に衛星用中継装置１によって決まっている一定の値である。 Here, if the effective radiant power of the signal transmitted from the antenna 12 to the communication satellite 3 is X watts and the power of the signal from the satellite mobile phone 2 received by the antenna 11 is Z watts, the following relationship is established.
Z = X / Y (1)
Here, Y is the total gain obtained from the satellite relay device until the signal received by the antenna 11 is transmitted from the antenna 12. The total gain Y is obtained by subtracting a loss generated during transmission from the gain Ya obtained by the amplifier 15, and is basically a constant value determined by the satellite relay device 1.

一方、通信衛星３から送信されるダウンリンク信号は、アンテナ１２で受信され、デュプレクサ１４に入力される。デュプレクサ１４から出力されたダウンリンク信号は、増幅器１６へ入力される。増幅器１６では、入力されたダウンリンク信号がＹｂ倍に増幅され、デュプレクサ１３に出力される。デュプレクサ１３から出力されたダウンリンク信号は、アンテナ１１へ入力される。アンテナ１１は、増幅されたダウンリンク信号を衛星携帯電話２に向けて送信する。 On the other hand, the downlink signal transmitted from the communication satellite 3 is received by the antenna 12 and input to the duplexer 14. The downlink signal output from the duplexer 14 is input to the amplifier 16. In the amplifier 16, the input downlink signal is amplified Yb times and output to the duplexer 13. The downlink signal output from the duplexer 13 is input to the antenna 11. The antenna 11 transmits the amplified downlink signal toward the satellite mobile phone 2.

ここで、アンテナ１２から通信衛星３へ送信されるアップリンク信号の実効輻射電力Ｘには、衛星によって決まっている必要電力Ｘｍｉｎがある。すなわち、アップリンク信号の電力ＸがＸｍｉｎに満たない場合には、通信衛星３との通信は行えない。 Here, the effective radiated power X of the uplink signal transmitted from the antenna 12 to the communication satellite 3 includes a required power Xmin determined by the satellite. That is, when the power X of the uplink signal is less than Xmin, communication with the communication satellite 3 cannot be performed.

したがって本実施形態では、衛星用中継装置１は、アップリンク信号の電力ＸがＸｍｉｎに満たない場合には、通信衛星３へ向けてアップリンク信号を送信しない。
すなわち、
衛星携帯電話からの入力信号の電力Ｚ×総合利得Ｙ＜Ｘｍｉｎ …（２）
の場合には、アップリンク信号を送信しない。 Therefore, in this embodiment, the satellite relay device 1 does not transmit an uplink signal to the communication satellite 3 when the power X of the uplink signal is less than Xmin.
That is,
Input signal power Z from satellite mobile phone x total gain Y <Xmin (2)
In this case, the uplink signal is not transmitted.

具体的には、入力電力測定器１７において、衛星携帯電話２からの入力信号の電力Ｚを測定し、上記の式（２）の関係が成り立つか否かを判定する。ここで、上述のように、総合利得ＹとＸｍｉｎはあらかじめ決まっている値である。 Specifically, the input power measuring device 17 measures the power Z of the input signal from the satellite mobile phone 2 and determines whether or not the relationship of the above equation (2) is established. Here, as described above, the total gains Y and Xmin are predetermined values.

入力電力測定器１７において、式（２）の関係が成り立つと判定された場合には、送信信号制御器１８は、増幅器１５で衛星携帯電話２からの入力信号（アップリンク信号）が、増幅されないように制御する。制御の具体的な方法としては、例えば、衛星用中継装置１の電源をオフにしてもよい。または、増幅器１５の増幅率を下げてもよい。そのほか、増幅器１５から増幅信号が出力されないようにできる方法であれば採用することができる。 When the input power measuring device 17 determines that the relationship of Expression (2) is established, the transmission signal controller 18 does not amplify the input signal (uplink signal) from the satellite mobile phone 2 by the amplifier 15. To control. As a specific control method, for example, the power of the satellite relay device 1 may be turned off. Alternatively, the amplification factor of the amplifier 15 may be lowered. In addition, any method that can prevent an amplified signal from being output from the amplifier 15 can be employed.

また、衛星用中継装置１は、信号の待機中は電源をオフにし、衛星携帯電話２から入力信号を受信した時点で一度電源をオンにして入力信号の電力Ｚを測定し、測定の結果、信号の増幅を行わない場合には電源をオフにするか、増幅器１５の増幅率を下げるようにしてもよい。また、信号待機中も電源をオンにし、入力信号の増幅を行わない場合にのみ、電源をオフにするか、増幅器１５の増幅率を下げるようにしてもよい。 In addition, the satellite relay device 1 turns off the power supply during signal standby, turns on the power supply once when receiving the input signal from the satellite mobile phone 2, and measures the power Z of the input signal. When the signal is not amplified, the power may be turned off or the amplification factor of the amplifier 15 may be lowered. Further, the power may be turned off or the amplification factor of the amplifier 15 may be lowered only when the power is turned on during signal standby and the input signal is not amplified.

以上のように、本実施形態によれば、入力電力測定器１７において衛星携帯電話２からの入力信号の電力Ｚでは必要実効輻射電力Ｘｍｉｎが得られないと判断された場合には、送信信号制御器１８が、増幅器１５から増幅信号が出力されないように制御する。これにより、通信衛星３との通信が可能なアップリンク信号のみを増幅できるので、増幅に伴う雑音の累積が多大になることを防止することができる。 As described above, according to the present embodiment, when the input power measuring device 17 determines that the required effective radiant power Xmin cannot be obtained with the power Z of the input signal from the satellite mobile phone 2, the transmission signal control is performed. The unit 18 controls so that the amplified signal is not output from the amplifier 15. Thereby, since only the uplink signal which can communicate with the communication satellite 3 can be amplified, it is possible to prevent the accumulation of noise accompanying amplification from becoming large.

また、必要実効輻射電力がＸｍｉｎに満たない場合には、信号の増幅を行わないようにしたので、衛星用中継装置１における電力消費を低減することができる。 Further, when the required effective radiant power is less than Xmin, signal amplification is not performed, so that power consumption in the satellite relay device 1 can be reduced.

なお、本実施形態による衛星用中継装置１は、建造物の中で衛星携帯電話２を用いて通信を行う際に有用である。また、船舶や飛行機などの乗り物内で衛星携帯電話２を用いる場合等にも適用できる。 The satellite relay device 1 according to the present embodiment is useful when communication is performed using the satellite mobile phone 2 in a building. Further, the present invention can be applied to the case where the satellite mobile phone 2 is used in a vehicle such as a ship or an airplane.

（変形例）
上述のように、アップリンク信号の電力ＸがＸｍｉｎに満たない場合には、通信衛星３との通信は行えないが、逆に、電力ＸはＸｍｉｎワットあれば十分であり、あまり大きくなりすぎると、衛星側で信号の歪みなどが発生する原因となる。そこで、入力電力測定器１７において、アップリンク信号の電力ＸがＸｍｉｎより大きくなると判断された場合には、送信信号制御器１８において、電力ＸがＸｍｉｎとなるように、増幅器１５の増幅率を調節するようにしてもよい。 (Modification)
As described above, when the power X of the uplink signal is less than Xmin, communication with the communication satellite 3 cannot be performed, but conversely, it is sufficient that the power X is Xmin watts, and if the power X becomes too large. This may cause signal distortion on the satellite side. Therefore, when the input power measuring device 17 determines that the power X of the uplink signal is larger than Xmin, the transmission signal controller 18 adjusts the amplification factor of the amplifier 15 so that the power X becomes Xmin. You may make it do.

１衛星用中継装置、２衛星携帯電話、３通信衛星、１１，１２アンテナ、１３，１４デュプレクサ、１５，１６増幅器、１７入力電力測定器、１８送信信号制御器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Satellite relay apparatus, 2 Satellite mobile phone, 3 Communication satellite, 11,12 Antenna, 13,14 Duplexer, 15,16 Amplifier, 17 Input power measuring device, 18 Transmission signal controller

Claims

A first antenna for receiving an input signal from a mobile terminal;
An amplifier for amplifying the input signal at a predetermined amplification rate;
A second antenna for transmitting the output signal amplified by the amplifier toward a communication satellite;
Measuring the power of the input signal, and determining whether the power of the output signal amplified by the amplification factor is equal to or higher than the minimum power required for reception by the communication satellite; and
In the input power measuring device, when it is determined that the power of the amplified output signal is less than the minimum power, a transmission signal controller that controls the amplifier not to amplify the input signal; Equipped with a satellite relay device.

In the input power measuring device, when it is determined that the power of the amplified output signal is larger than the minimum power,
2. The satellite relay device according to claim 1, wherein the transmission signal controller adjusts an amplification factor of the amplifier so that power of the amplified output signal becomes equal to the minimum power. 3.

3. The transmission signal controller according to claim 1, wherein when the power of the output signal after amplification is determined to be less than the minimum power, the transmission signal controller turns off the power of the satellite relay device. The satellite relay device described.

3. The satellite according to claim 1, wherein the transmission signal controller reduces the amplification factor of the amplifier when it is determined that the power of the amplified output signal is less than the minimum power. 4. Relay device.