JPS6367779B2

JPS6367779B2 -

Info

Publication number: JPS6367779B2
Application number: JP56039195A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Tsunoda
Original assignee: Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1981-03-18
Filing date: 1981-03-18
Publication date: 1988-12-27
Also published as: JPS57152737A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は衛星通信方式とくに衛星通信を用いた
データ伝送方式に関する。

衛星によるデータ伝送方式として、現在廣く用
いられているものにSCPC｛Single Channel Per
Carrier：シングルチヤネルパーキヤリア）方式
がある。これは、衛星トランスポンダの伝送帯域
を周波数の異なる複数の衛星チヤンネルに分割
し、システム内のあるＡ局からあるＢ局へのデー
タ伝送に対しては１つの衛星チヤンネルを割当
て、Ａ局は、その衛星チヤンネル周波数のRFキ
ヤリアをPSK変調して送出し、Ｂ局は復調器を
この周波数にセツトし衛星を介して伝送されたデ
ータを受信復調する。勿論、システム内のＣ局か
らＤ局への別のデータ伝送に対しては、別の周波
数の衛星チヤンネルを割当て、上と同様な方法に
より、ＡからＢへの伝送と同時にＣからＤへの伝
送を行うことができる。こうして、SCPC方式を
用い、システム内の任意の局から別の任意の局に
データ伝送を行うことができるが、上述のよう
に、これらSCPC方式によるデータ回線はプレア
サインメント運用（すなわち伝送先を予め定めた
回線運用）に適している。しかしこれは逆に、Ａ
局が急にＣ局にデータ伝送したくても、前もつて
Ａ局からＣ局へのデータヅ回線が準備されていな
ければＡ局から勝手にＣ局にデータを伝送できな
いという欠点にもなつている。

これに対し、衛星通信のもつ特性をもつとよく
活用できる方式として、衛星通信によるパケツト
データ伝送方式がある。これはまず、伝送すべき
データを一定長のブロツクに分割し、これに宛
先・出所等の情報を含むヘツダを付加して一定の
フオーマツトをもつパケツトと呼ばれる情報単位
に変換する。各地球局はパケツトとほぼ同じ長さ
をもつ同一周波数のバースト状のキヤリアをこの
パケツトを用いてPSK変調し、これを衛星の同
じ伝送帯域にむけて送出する。衛星は各地球局か
らのこれらPSKパケツトを受信し、これをその
ままダウンリンクに折返えす。各地球局は、衛星
のこの伝送帯域を受信復調することによつて、す
べての局からのパケツトを得られるが、この中か
ら自局宛のヘツダを含むパケツトを選出して地上
回線に送出する。このような方式をとることによ
り、システム内の任意の地球局から他の任意の地
球局に自由にデータ伝送を行うことが可能とな
り、衛星通信のもつマルチプルアクセス性および
放送性の特徴をフルに発揮した高効率のデータ伝
送方式とすることができる。

しかしながら、この方式にも下記のような困難
な問題がある。

第１に、各地球局から出されるパケツトが衛星
の同一の伝送帯域を通るとき、お互いが重ならな
いようにするために、各局から送出されるパケツ
トのタイミングに対し複雑なタイミングコントロ
ールが必要である。このタイミングコントロール
を行なわず、そのかわり、他のパケツトと重なつ
た場合には、これを何等かの方法で検出し、同じ
パケツトを再送するいわゆるアロハ方式もあるが
回線効率を高くするには不適当である。

第２に、これらのパケツトは、同じ周波数の
RFキヤリアを一般にPSK変調して伝送される
が、これを復調するためには、同期検波用のキヤ
リアを各受信パケツト信号から短時間内に抽出発
生するバーストモード用のキヤリア再生回路と、
また同様にデータをサンプルするためのクロツク
を各受信パケツト信号から短時間内に抽出発生す
るバーストモード用のビツトタイミング再生回路
とをもつバーストモード用の復調器が必要であ
る。またさらに上記バーストモード用の復調器を
正しく動作させるために、各パケツトのはじめの
部分にキヤリア再生用およびビツトタイミング再
生用の特別なプリアンブル信号をつける必要があ
る。こられは一般に変復調器の構成を複雑にし、
BER特性を劣化し、また信号のオーバヘツド
（データを伝送するために付加しなければならな
い余分のビツト）を増加するという欠点を有して
いる。

本発明の目的は上述の従来の欠点を除去した衛
星データ伝送方式を提供するにある。

本発明の方式は、複数の第１の局と、少くとも
１つの第２の局とのデータ伝送を通信衛星を介し
て行う衛星データ伝送方式であつて、前記第１の
局からの情報は前記第１の局ごとに異なる周波数
のキヤリアをPSK変調して前記第２の局の伝送
し、前記第２の局において前記伝送された情報を
蓄積記憶し、前記蓄積記憶された情報を読み出し
て前記第２の局の連続キヤリアを時分割PSK変
調して前記第１の局に伝送する。

次に図面を参照して本発明を詳細に説明する。

第１図は本発明の一実施例を示すブロツク図で
ある。本実施例は複数（ｎ個）の比較的小規模の
地球局（以後小局）１―１，１―２，…，１―
ｋ，…，１―ｎと、通信衛星２と１つの比較的大
規模の地球局（以後大局）３より構成されている
衛星通信システムである。

任意の小局１―ｋは送信方向に対してはパケツ
ト送信端末１１、SCPC送信部１２および空中部
１３から構成され、伝送すべきデータはパケツト
送信端末１１において宛先出所等の情報を含むヘ
ツダをもつ予め定めた形式のパケツトに変換され
SCPC送信部１２、空中線部１３を介し、その局
に割り当てられたSCPC用の衛星チヤンネル周波
数のキヤリアをPSK変調して通信衛星２に向つ
て送出される。通信衛星２においてこれら各小局
からのSCPCパケツトはSCPC用トランスポンダ
２１で共通に増幅され、ダウンリンクに折返えさ
れる。これらSCPCパケツトはそれぞれ異なる衛
星チヤネル（異なる周波数）で伝送されるので時
間的に重なつてもパケツト相互間の衝突妨害は起
らない。

さて、ダウンリンクの前記SCPCパケツトは、
大局３において、空中線部３１を介して入力さ
れ、予め割当てられているSCPCの各衛星チヤン
ネルを受信するSCPC受信部３２―１，３２―
２，…，３２―ｋ，…，３２―ｎで受信復調さ
れ、その出力は各出力ライン３３０―１〜３３０
―ｎを介してパケツト蓄積処理部３３に供給され
る。

これと共に、この大局３から小局に伝送すべき
データは、パケツト送信端末３４において、前記
端末１１におけると同様に、宛先出所等の情報を
含むヘツダもつ予め定めた形式のパケツトに変換
され、端末３４の出力ライン３３０―ｎ＋１を介
し前記パケツト蓄積処理部３３に供給される。

第２図はパケツト蓄積処理部３３の詳細を示す
ブロツク図である。前記各出力ライン３３０―１
〜３３０―ｎおよび３３０―ｎ＋１から供給され
た各パケツトは、それぞれの出力ラインに接続さ
れている入力レジスタ３３１―１〜３３１―ｎお
よび３３１―ｎ＋１にそれぞれ格納される。ある
任意の入力レジスタ３３１―ｋに対するパケツト
の格納が完了すると、読出し制御回路３３２は直
ちにこのレジスタ３３１―ｋに格納されたパケツ
トのヘツダの、宛先部分を読み出して解読し、も
しこの宛先が小局向けである場合にはこのレジス
タ３３１―ｋのパケツト全体を読み出しこれを
TDMパケツト用バツフア３３３に転送格納す
る。またもしその宛先が大局向け（つまり自局向
け）である場合にはこのレジスタ３３１―ｋのパ
ケツト全体を読み出しこれを受信端末パケツト用
バツフア３３４に転送格納する。こうしてTDM
用バツフア３３３につきつぎに格納された小局向
け宛先のヘツダをもつパケツトは、TDM送信部
３６から供給されるTDM送信用クロツク３６０
を用い先入れ先出し規則（FIFO）に従つて先に
格納されたパケツトの先頭のビツトからつきつぎ
に１ビツトづつ出力ライン３３７に読み出され、
TDM送信部３６に供給される。また同様に受信
端末バツフア３３４に格納された大局向け宛先の
ヘツダをもつパケツトは、パケツト受信端末３５
から供給されるクロツク３５０を用いてFIFOに
従つて出力ライン３３８に読み出され、パケツト
受信端末３５に供給される。パケツト受信端末３
５に供給されたパケツトはここで必要な処理を受
けて地上回線に送出される。

一方、ヘツダの宛先が小局向けのパケツトは、
前述のようにして、出力ライン３３７を介し
TDM送信部３６に供給され、ここで連続したキ
ヤリアをPSK変調することにより連続モードの
TDM―PSKパケツトとして前記空中線部３１を
介して通信衛星２に向つて送出される。

こうして送出された連続モードのTDM―PSK
パケツトは通信衛星２のTDM用トランスポンダ
２２を介してダウンリンクに折返えされる。

多小局１―１〜１―ｎは各局の空中線部１３を
介して入力される前記TDM―PSKパケツトを
TDM―PSK受信部１４によつて受信復調し、さ
らに、パケツト受信端末１５において、これから
自局宛のヘツダをもつパケツトだけを選出し、必
要な処理を加えて地上回線に送出する。

このように、本実施例の方式においては、ある
小局から送出された他の小局向けのパケツトは、
SCPCチヤンネルを介しいつたん大局３に伝送さ
れる。これら各小局からランダムに送出されたパ
ケツトは、大局３のパケツト蓄積処理部３３にお
いて一時記憶され、到着順に従つて順次読み出す
ことにより、お互いに時間的に重ならないTDM
パケツトとして再び衛星２を介して小局に伝送さ
れ、宛先の小局において復調されたTDMパケツ
トの中からこの宛先をもつパケツトが端末１５に
より選出され、目的地に伝送されることになる。

このように、本実施例の方式においては、ある
小局から他の小局へデータを伝送する場合にも、
いつたん大局３を経由するという形態をとる。こ
れは一見複雑なように見えるが、下記のような
種々の優れた特徴をもつている。

まず、各小局１―１，…，１―ｎから大局に向
う回線は、それぞれ周波数の異なるSCPC方式を
用いているので、各小局は、他局に妨害を与える
ことなく全く独立に自由にパケツトを送出するこ
とができる。衛星のEIRP（実効放射電力）をなる
べく有効に利用するために、パケツトの送出時だ
けキヤリアを送出するバーストモードオペレーシ
ヨンの変調器を各送信側（小局）に用いることも
比較的簡単にでき、それ程大きな経済的負担にな
らない。一方これを受信する大局３においては、
Ｇ／Ｔの大きい大型のアンテナをもつ空中線部３
１を用いることにより、小局で受信するよりも充
分大きいＣ／Ｎで各局からのSCPCパケツトを受
信できるので各SCPC受信部３２―１〜３２―ｎ
はバーストモードで動作しても小局で用いる場合
に比しそれ程クリテイカルな性能を要求されない
ですむ。

次に、パケツト蓄積処理部３３は、すでに詳述
したように、ランダムに供給される大局宛または
小局宛のパケツトをつぎつぎに、その宛先に応じ
て受信端末用バツフア３３４またはTDMパケツ
ト用バツフア３３３に一時格納記憶し、後者につ
いては、こうして記憶されたパケツトをTDM送
信用のクロツクを用いて先着順に順次読み出すこ
とによりTDMパケツトを発生する。前記TDM
パケツト用バツフア３３３のオーバフローにさえ
注意すれば、TDM送信用クロツクは各局からの
パケツト送出のタイミングとは、無関係に独立に
選ぶことができ、複雑な時間制御を用いずに極め
て簡単にTDMパケツトを発生することができ
る。従来の方式と比較するとこれがいかに簡単で
あるかは、以下のようにして明らかになる。

すなわち、従来は、各局から送出されるパケツ
トが、衛星のトランスポンダを通過するとき、お
互いが重ならず、かつ、できるだけ間をあけない
ように各局のパケツト送出のタイミングコントロ
ールをする必要があるが、これは、(i)各局はお互
いに離れていて、他局が現在データを送出しよう
としているか否かを簡単に知る方法がない、(ii)衛
星からの距離が局によつて異なり、しかもその距
離が衛星の動きに応じて変化するという２つの理
由のために極めて複雑困難なものとなる。ところ
が、本実施例のように、いつたんこれらのパケツ
トを同じ場所に集めてしまうと、それらを互に重
ならないように、かつ間をあけないように衛星ト
ランスポンダを通過させることは上述のように極
めて容易となる。

さて次に、こうして直列に変換されたTDMパ
ケツトは、大局向けのパケツトを除き、再び衛星
２を介して各小局に伝送されるが、この伝送に対
してはバーストモードでなくて、連続したキヤリ
アをPSK変調する連続モードを使用することが
できる。そのため各小局のTDM―PSK受信部１
４に含まれる復調器は連続モード用の復調器でよ
いために、前述のキヤリア再生回路、ビツトタイ
ミング再生回路が簡単にかつその動作が確実にな
り、それだけBER性能を改善することができる。
これは数多い小局に対し、それだけ低いＧ／Ｔの
小型空中線の使用を許し、従つてシステム全体の
経済化に寄与することになる。

なお、小局から小局へのデータ伝送は、本実施
例によると上述のように２ホツプの衛星伝送とな
るが、データ伝送であるために、これによるおく
れはさして問題にならない。とくに、行政データ
通信網のように、地方（小局）と中央（大局）と
の間のトラフイツクが、地方（小局）と地方（小
局）との間のトラフイツクよりも圧倒的に多いデ
ータ通信網においては、多くのトラフイツクは１
ホツプですむ。

なお、以上の実施例においては、各局ごとにパ
ケツト送信端末をおき、伝送すべきデータを、ま
ず、パケツト形式に変換してから大局に伝送した
が、こうするかわりに各小局は生のままのデータ
を必要なヘツダ情報と共にSCPC回線を介して大
局に送り、大局において、このSCPC回線からの
受信情報を復調後、これを大局に設置した小局用
パケツト送信端末に供給し、該端末において伝送
された上記データおよびヘツド情報をもとにして
パケツトを作成し、これを発生順に前記パケツト
蓄積処理部３３に供給するという方法をとること
もできる。こうして前記各パケツト送信端末１１
を小局におくかわりに大局に集めて可能な部分を
共通に使用し、システム全体としての経済化を図
ることができる。

また、上の実施例では、小局から大局向けのパ
ケツト回線としてSCPC方式を使用したが、これ
はSCPC方式にかぎらず、他局からのパケツト送
出と、無関係に自局からのパケツトを大局に伝送
できる回線なら、例えばPSK―MCPC方式
（PSK変調された１つのキヤリアで複数のチヤン
ネルを伝送する方式）、またはその他の方式を用
いてもよい。

さらにまた、この実施例においては、SCPC方
式の信号を伝送する通信衛星２のトランスポンダ
２１と、TDM方式の信号を伝送する通信衛星２
のトランスポンダ２２とを別のものとしたが、勿
論同一トランスポンダの異なる伝送帯域を用いる
ようにすることもできる。

また、この実施例においてはパケツト蓄積処理
部３３は供給されたパケツトを、一時記憶し、そ
れを供給された時間の順番に従つて読み出し
TDM信号を作成したが、このように到着時間順
に並べるかわりに、予め定めたアルゴリズムにし
たがつて読み出し（例えば同一の小局向けデータ
をなるべく集めて読み出す等）伝送して、小局に
おける自局向けパケツト選出の負担を軽減するよ
うにすることもできる。

また、以上の実施例においては、複数の小局
と、１つの大局とによつて構成される衛星通信シ
ステムについて説明したが、数多くの小局と、小
数の複数の大局とがある場合にも殆んど同様に本
発明を適用することができる。すなわち、全系
を、各々が大局を一つづつ含む複数のサブグルー
プに分割し、各サブグループ内においては上に述
べたと同様な方法によりサブグループ内のデータ
伝送を行ない、各サブグループ間においてはその
サブグループに属する大局間でSCPCまたは
TDM伝送によるデータ交換を行なえばよい。す
なわち、サブグループＡのある小局Ａ１が、サブ
グループＢのある小局Ｂ１にデータを送る場合に
は、Ａ１よりのパケツトのヘツダの宛先にＢ１局
を指定する。このパケツトは、前述のようにして
サブグループＡの大局Ａ０局のパケツト蓄積処理
部に到達するが、そこでヘツダの宛先よりこれが
Ｂサブグループ内の小局宛であることが解読され
ると、このパケツトはＡ０局からＢ０局（サブグ
ループＢの大局）へのデータ回線（これはその必
要とするトラフイツク容量に応じてSCPC方式
TDM方式またはその他の方式を選ぶことができ
る）を通してＢ０局に伝送される。（すなわちこ
の場合のパケツト蓄積処理部の機能は、供給され
る各パケツトのヘツダの宛先を解続し、それが自
局のサブグループに属する場合には前述と同様に
処理するという機能をもつが、そのほかに、この
宛先が他のサブグループに属する場合には、自局
とそのサブグループの大局とを結ぶデータ回線に
むけて出力するという交換機能を更に追加して含
むことになる。）Ｂ０局においては、Ｂ０局のパ
ケツト蓄積処理部がこのＡ０―Ｂ０局間のデータ
回線から供給されるパケツトを、あたかもサブグ
ループＢの中の小局から伝送されたパケツトと同
様に取り扱かう。すなわち、前述のＢ１局宛のヘ
ツダをもつパケツトは、Ｂ０局のパケツト蓄積処
理部により、サブグループＢ内むけのTDM―
PSKに回線に送出されＢ１局のパケツト受信端
末で選択され目的地に到達することになる。

以上のように、本発明を用いると小数の大局と
多数の小局とを含む衛星通信システムにおいて、
各局が複雑な送出タイミングの制御を行うことな
くパケツトを用いて高効率のデータ伝送を行う衛
星データ伝送方式を提供することができる。

これにより衛星通信システムの高信頼化、経済
化を達成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の衛星データ伝送方式の一実施
例を示すブロツク図、および第２図は前記実施例
の中のパケツト蓄積処理部の詳細を示すブロツク
図である。図において、１―１，１―２，…，１―ｋ，
…，１―ｎ……小局、２……通信衛星、３……大
局、１１……パケツト送信端末、１２……SCPC
送信部、１３……空中線部、１４……TDM―
PSK受信部、１５……パケツト受信端末、２１
……SCPC用トランスポンダ、２２……TDM用
トランスポンダ、３１……空中線部、３２―１，
〜３２―ｎ……SCPC受信部、３３……パケツト
蓄積処理部、３４……パケツト送信端末、３５…
…パケツト受信端末、３６……TDM送信部、３
３０―１〜３３０―ｎ＋１……出力ライン、３３
１―１〜３３１―ｎ＋１……入力レジスタ、３３
２……読み出し制御回路、３３３……TDMパケ
ツト用バツフア、３３４……受信端末パケツト用
バツフア、３３７，３３８……出力ライン、３５
０……クロツク入力ライン、３６０……TDM送
信用クロツク入力ライン。

Claims

【特許請求の範囲】

１複数の第１の局と、少なくとも１つの第２の
局とのデータ伝送を通信衛星を介して行なう衛星
データ伝送方式において、前記第１の局からの情
報は前記第１の局ごとに異なる周波数のキヤリア
をPSK変調して前記第２の局に伝送し、前記第
２の局において前記伝送された情報を蓄積記憶
し、前記蓄積記憶された情報を読み出して前記第
２の局の連続キヤリアを時分割PSK変調して前
記第１の局に伝送することを特徴とする衛星デー
タ伝送方式。