JP7501779B2

JP7501779B2 - 衛星通信システム、送信電力制御方法、送信電力制御装置及びプログラム

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Publication number: JP7501779B2
Application number: JP2023504928A
Authority: JP
Inventors: 耕一原田; 史洋山下; 大樹柴山
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2021-03-09
Filing date: 2021-03-09
Publication date: 2024-06-18
Anticipated expiration: 2041-03-09
Also published as: US20240235663A9; JPWO2022190218A1; US20240137114A1; WO2022190218A1

Description

本発明は、衛星通信システム、送信電力制御方法、送信電力制御装置、及びプログラムに関する。

スター型衛星通信システムにおける基地局（親局、ＨＵＢ局）は、複数の端末局（子局、ＶｅｒｙＳｍａｌｌＡｐｅｒｔｕｒｅＴｅｒｍｉｎａｌ：ＶＳＡＴ）と通信するために安定的に運用される必要がある。そのため、基地局は、降雨減衰による衛星受信レベルを補正して衛星到達レベルを一定にする送信電力制御（ＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎＰｏｗｅｒＣｏｎｔｒｏｌ：ＴＰＣ）機能を備える。

例えば、非特許文献１および非特許文献２には、基地局に送信電力制御機能を搭載した衛星通信システムが開示されている。送信電力制御機能は、降雨等により減衰した分だけ送信出力を増加して信号を送信する。送信電力制御機能には、制御可能な範囲の最大値としてＴＰＣ設定値が設定されており、従来のＴＰＣ設定値は固定値として設定されている。

松井他，"離島衛星通信システムおよび災害対策衛星通信システムにおいて，高い保守性と可用性を実現する無線信号処理装置，"ＮＴＴ技術ジャーナル，ｐ４６－４９，２０２０年３月． "衛星通信システム固定型衛星通信システム"，日本無線株式会社，［２０２１年２月８日検索］，インターネット<URL:http://www.jrc.co.jp/jp/product/lineup/satellite_network_system/index.html>

従来の衛星通信システムでは、ＴＰＣ設定値を設定して運用を開始した後は、設定したＴＰＣ設定値が適切な値なのかどうかの確認、分析や判断はされていない。送信機の送信能力のうち、降雨減衰補償のためにＴＰＣの最大制御量（ＴＰＣ設定値）を大きく設定すれば、その分、晴天時に出力可能な電力（基準送信電力）は小さく設定する必要がある。

そのため、ＴＰＣ設定値が必要以上の値に設定されている場合、晴天時に出力可能な電力（基準送信電力）を必要以上に制限している状態となり、送信機としては有効な使い方になっていない場合がある。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、適切なＴＰＣ設定値を設定して、送信機の効率的な使用が可能な衛星通信システム、送信電力制御方法、送信電力制御装置及びプログラムを提供することを目的とする。

第１の観点は、通信衛星と、前記通信衛星と信号を送受信する衛星通信地球局とを備える衛星通信システムに関連する。
前記衛星通信地球局は、
前記通信衛星に到達する送信信号のレベルを一定にする送信電力制御の制御量（以下、ＴＰＣ制御量）を出力する送信電力制御装置と、
基準送信電力に前記ＴＰＣ制御量に応じた電力を加えた送信電力で前記送信信号を出力する送信系装置と、を備える。
前記送信電力制御装置は、
制御周期毎に、前記通信衛星から受信した受信信号の減衰量が大きいほど前記送信電力を増加させる前記ＴＰＣ制御量を前記送信系装置へ出力し、前記ＴＰＣ制御量はＴＰＣ設定値以下である、制御部と、
前記制御周期毎に、前記ＴＰＣ制御量を蓄積するデータ蓄積部と、
前記蓄積されたＴＰＣ制御量のうち、上位所定割合を除き最も大きい前記ＴＰＣ制御量を、ＴＰＣ適正設定値として抽出する適正値抽出部と、
前記ＴＰＣ設定値と前記ＴＰＣ適正設定値との差が大きいほど前記基準送信電力を増加させる基準送信電力増加信号を、前記送信系装置へ出力し、かつ、前記ＴＰＣ設定値を前記ＴＰＣ適正設定値で更新する更新部と、を備える。

第２の観点は、通信衛星に到達する送信信号のレベルを一定にするための送信電力制御方法に関連する。
送信電力制御方法は、
制御周期毎に、前記通信衛星から受信した受信信号の減衰量が大きいほど送信電力を増加させる送信電力制御の制御量（以下、ＴＰＣ制御量）を送信系装置へ出力し、前記ＴＰＣ制御量はＴＰＣ設定値以下であり、前記送信系装置は基準送信電力に前記ＴＰＣ制御量に応じた電力を加えた前記送信電力で前記送信信号を出力する、制御工程と、
前記制御周期毎に、前記ＴＰＣ制御量を蓄積するデータ蓄積工程と、
前記蓄積されたＴＰＣ制御量のうち、上位所定割合を除き最も大きい前記ＴＰＣ制御量を、ＴＰＣ適正設定値として抽出する適正値抽出工程と、
前記ＴＰＣ設定値と前記ＴＰＣ適正設定値との差が大きいほど前記基準送信電力を増加させる基準送信電力増加信号を、前記送信系装置へ出力し、かつ、前記ＴＰＣ設定値を前記ＴＰＣ適正設定値で更新する更新工程と、を備える。

第３の観点は、通信衛星に到達する送信信号のレベルを一定にするための送信電力制御装置に関連する。
送信電力制御装置は、
制御周期毎に、前記通信衛星から受信した受信信号の減衰量が大きいほど送信電力を増加させる送信電力制御の制御量（以下、ＴＰＣ制御量）を送信系装置へ出力し、前記ＴＰＣ制御量はＴＰＣ設定値以下であり、前記送信系装置は基準送信電力に前記ＴＰＣ制御量に応じた電力を加えた前記送信電力で前記送信信号を出力する、制御部と、
前記制御周期毎に、前記ＴＰＣ制御量を蓄積するデータ蓄積部と、
前記蓄積されたＴＰＣ制御量のうち、上位所定割合を除き最も大きい前記ＴＰＣ制御量を、ＴＰＣ適正設定値として抽出する適正値抽出部と、
前記ＴＰＣ設定値と前記ＴＰＣ適正設定値との差が大きいほど前記基準送信電力を増加させる基準送信電力増加信号を、前記送信系装置へ出力し、かつ、前記ＴＰＣ設定値を前記ＴＰＣ適正設定値で更新する更新部と、を備える。

第４の観点は、コンピュータを上述した送信電力制御装置として機能させるプログラムに関連する。

本発明によれば、過剰に設定されたＴＰＣ設定値を適正に低減し、ＴＰＣ設定値を低減した分、送信系装置の基準送信電力を増加させることができる。これにより晴天時の送信出力を高めることができ、送信機の効率的な使用が可能となる。

本発明の実施の形態に係る衛星通信システムの概要を説明するための概念図である。本発明の実施の形態に係る衛星通信地球局が有する機能の概要を例示するブロック図である。衛星通信地球局における基本的な送信電力制御処理を説明するためのフローチャートである。本発明の実施の形態に係る送信電力制御装置が有する機能の概要を例示するブロック図である。データ蓄積部におけるデータ蓄積処理について例示するフローチャートである。適正値抽出部および更新部における処理の概要について説明するためのフローチャートである。データ出力処理およびデータ集計処理による処理の結果出力されるＴＰＣ記録データの一例を示す図である。データ集計部におけるデータ出力処理について例示するフローチャートである。データ集計部におけるデータ集計処理について例示するフローチャートである。ＴＰＣ適正設定値決定部における処理について例示するフローチャートである。更新部における処理について例示するフローチャートである。衛星通信地球局および送信電力制御装置のハードウェア構成例を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。但し、以下に示す実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数にこの発明が限定されるものではない。また、以下に示す実施の形態において説明する構造等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、この発明に必ずしも必須のものではない。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。

実施の形態．
１．衛星通信システム
図１は、本発明の実施の形態に係る衛星通信システムの概要を説明するための概念図である。図１に示す衛星通信システム１は、複数の衛星通信地球局２（基地局３、端末局４）が通信衛星５を介して無線通信を行うシステムである。衛星通信システム１は、例えばスター型衛星通信システムである。スター型衛星通信システムでは、送受信号が常時、ＨＵＢ局である基地局３（親局）を経由する。端末局４（子局）はＶＳＡＴである。通信衛星５は、送信元の端末局４から受信した信号を基地局３へ送信し、基地局３から受信した信号を送信先の端末局４へ送信する。

図１において、実線矢印は、端末局４から基地局３への信号を示す。破線矢印は、基地局３から端末局４への信号を示す。実線矢印６および破線矢印７で示すように、通信衛星５と衛星通信地球局２との間では、降雨減衰により信号レベルが低下しうる。

そのため、衛星通信地球局２は、通信衛星５に到達する送信信号のレベルを一定にする送信電力制御（ＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎＰｏｗｅｒＣｏｎｔｒｏｌ：ＴＰＣ）を実行する。送信電力制御は、通信衛星５から受信した信号のレベル低下に応じて送信機出力を増加させる。

２．衛星通信地球局
２－１．送信電力制御（ＴＰＣ）の基本処理
図２および図３を参照して、通信衛星５と信号を送受信する衛星通信地球局２における送信電力制御の基本処理について説明する。図２は、本発明の実施の形態に係る衛星通信地球局２が有する機能の概要を例示するブロック図である。

基地局３は、送信電力制御を司る装置として、アンテナ１０（ＡＮＴ）、給電分波部１１、受信系装置１２、変復調装置１３、送信系装置１４を備える。受信系装置１２は、低雑音周波数変換器２０（ＬｏｗＮｏｉｓｅＣｏｎｖｅｒｔｅｒ：ＬＮＣ）、分配器２１（Ｄｉｖｉｄｅｒ：ＤＩＶ）、ビーコン受信機２２（ＢｅａｃｏｎＲｅｃｅｉｖｅｒ：ＢＣＮ－Ｒ）、および送信電力制御装置２３（ＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎＰｏｗｅｒＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒ：ＴＰＣ）を備える。変復調装置１３は、モデム２４を備える。送信系装置１４は、送信周波数変換器２５（ＵＰＣｏｎｖｅｒｔｅｒ：ＵＰ－ＣＯＮＶ）、および大電力増幅器２６（ＨｉｇｈＰｏｗｅｒＡｍｐｌｉｆｉｅｒ：ＨＰＡ）を備える。

アンテナ１０は、給電分波部１１に接続する。給電分波部１１は、受信系装置１２に接続する。受信系装置１２は、変復調装置１３および送信系装置１４に接続する。送信系装置１４は、給電分波部１１に接続する。

アンテナ１０および給電分波部１１は、送受両系の装置である。アンテナ１０は、通信衛星５から送られてくる１２ＧＨｚ帯の信号を受信し、給電分波部１１へ出力する。給電分波部１１は、アンテナ１０から入力した信号を分波し受信系装置１２へ出力する。図２では受信系の信号をＨ偏波で示す。

また、図２では送信系の信号をＶ偏波で示す。給電分波部１１は、送信系装置１４から入力した１４ＧＨｚ帯の信号を合成し、アンテナ１０へ出力する。アンテナ１０は、給電分波部１１から入力した１４ＧＨｚ帯の信号を通信衛星５へ向けて送信する。

受信系装置１２は、給電分波部１１から入力した信号を分配する。主信号は変復調装置１３へ出力される。また、受信系装置１２は、分配されたビーコン信号に基づいて計算された送信電力制御の制御量（以下、ＴＰＣ制御量）を送信系装置１４へ出力する。

送信系装置１４は、基準送信電力にＴＰＣ制御量に応じた電力を加えた送信電力で送信信号を出力する。なお、基準送信電力は、降雨減衰のない晴天時の送信電力に相当する。基準送信電力は、基準送信電力にＴＰＣ制御量に応じた電力を加えた送信電力が、送信系装置１４の送信能力を超えないように設定される。

受信系装置１２および送信系装置１４における送信電力制御処理についてより詳細に説明する。図３は、衛星通信地球局２における基本的な送信電力制御処理を説明するためのフローチャートである。送信電力制御処理は、制御周期毎に実行される。制御周期は例えば数秒～数十秒である。ＴＰＣ２３には、ビーコン受信レベルの基準値およびＴＰＣ設定値が予め設定されている。ビーコン受信レベルの基準値は、晴天時におけるビーコン受信レベルに基づく。ＴＰＣ設定値は、ＴＰＣ２３が出力するＴＰＣ制御量の最大値である。

まず、ステップＳ１００において、図２のＬＮＣ２０は、１２ＧＨｚ帯の信号を１ＧＨｚ帯の信号へ周波数変換し、ＤＩＶ２１へ出力する。

次に、ステップＳ１１０において、ＤＩＶ２１は、信号を２つに分配する。通信相手の衛星通信地球局２（例えば端末局４）からの主信号はモデム２４へ分配される。通信衛星５からのビーコン信号はＢＣＮ－Ｒ２２へ分配される。

次に、ステップＳ１２０において、ＢＣＮ－Ｒ２２は、ビーコン受信レベルを測定し、測定値をＴＰＣ２３へ出力する。

次に、ステップＳ１３０において、ＴＰＣ２３は、ビーコン受信レベルの基準値と測定値との差（減衰量）を計算する。

次に、ステップＳ１４０において、ＴＰＣ２３は、通信衛星５に到達する送信信号のレベルを一定にするために、減衰量に応じて、送信電力を増幅させる送信レベル量（ＴＰＣ制御量）を計算する。ＴＰＣ制御量はＵＰ－ＣＯＮＶ２５へ出力される。ＴＰＣ制御量は、０からＴＰＣ設定値までの範囲内で計算され、例えば晴天時は０であり、天候が悪いほどＴＰＣ設定値に近い値である。

次に、ステップＳ１５０において、ＵＰ－ＣＯＮＶ２５は、基準送信電力にＴＰＣ制御量に応じた電力を加えて送信電力を制御し、信号を１４ＧＨｚ帯に周波数変換して、ＨＰＡ２６へ出力する。

次に、ステップＳ１６０において、ＨＰＡ２６は、１４ＧＨｚ帯の信号をＡＮＴ１０から通信衛星５に向けて送信するために送信電力を増幅して給電分波部１１へ出力する。

２－２．送信電力制御装置（ＴＰＣ）
衛星通信地球局２の送信能力のうち、降雨減衰補償のためにＴＰＣ制御量の最大値（ＴＰＣ設定値）を大きく設定すれば、その分、晴天時に出力可能な電力（基準送信電力）は小さく設定する必要がある。そのため、初期設定されたＴＰＣ設定値が必要以上の値に設定されている場合、晴天時に出力可能な電力（基準送信電力）を必要以上に制限している状態となり、送信機としては有効な使い方になっていない場合がある。

そこで、本実施形態のシステムでは、過剰に設定されたＴＰＣ設定値を適正値まで低減し、その低減分に応じて基準送信電力を高めて、送信機の効率的な使用を可能にすることとした。

以下、図４～図１１を参照して、本実施形態に係るＴＰＣ２３における特徴的処理について説明する。

図４は、本発明の実施の形態に係るＴＰＣ２３が有する機能の概要を例示するブロック図である。ＴＰＣ２３は、制御部３０、データ蓄積部３１、適正値抽出部３２、更新部３３を備える。コンソール２７はＴＰＣ２３に接続可能である。

制御部３０は、上述した図３のステップＳ１３０およびＳ１４０の処理を実行する。すなわち、ＴＰＣ２３は、通信衛星５から受信した受信信号の減衰量が大きいほど送信電力を増加させるＴＰＣ制御量を送信系装置１４へ出力する。上述したようにＴＰＣ制御量はＴＰＣ設定値以下である。

データ蓄積部３１は、上述した図３のステップＳ１４０の処理後に、データ蓄積処理２００（図３）を実行する。データ蓄積処理２００は、制御周期毎に、制御部３０により計算されたＴＰＣ制御量を蓄積する。

例えば、データ蓄積部３１は、制御周期毎にＴＰＣ制御量と制御時間（年月日と時刻）を記録する。制御周期（データの保存間隔）は例えば２０秒毎（設定変更可能）とする。データ蓄積部３１は、ＴＰＣ制御量を、０～０．５［ｄＢ］は０［ｄＢ］、０．５～１．５［ｄＢ］は１［ｄＢ］とし、以降同様に１ｄＢ単位に分類して、データを保存する。データ保存する単位は、設定できるようにしてもよい。

図５は、データ蓄積部３１におけるデータ蓄積処理２００について例示するフローチャートである。Ｔｓｅｔは、ＴＰＣ設定値であり例えば９ｄＢに設定されている。データの保存間隔を２０秒とした場合、フローは２０秒以内に終了する。

まずステップＳ２００において、図３のステップＳ１４０で計算されたＴＰＣ制御量が０．５［ｄＢ］以下であるか否かが判定される。ＴＰＣ制御量が０．５［ｄＢ］以下と判定された場合、保存するＴＰＣ制御量は０［ｄＢ］に設定される（ステップＳ２１０）。その後、ＴＰＣ制御量と制御時間（年月日と時刻）とが保存され（ステップＳ２２０）、データ蓄積処理２００は終了する。

一方、ステップＳ２００において、ＴＰＣ制御量が０．５［ｄＢ］より大きいと判定された場合、変数ｉに１［ｄＢ］が代入され（ステップＳ２３０）、ＴＰＣ制御量がｉ＋０．５［ｄＢ］以下であるか否かが判定される（ステップＳ２４０）。ＴＰＣ制御量がｉ＋０．５［ｄＢ］以下であると判定された場合、保存するＴＰＣ制御量はｉ［ｄＢ］に設定される（ステップＳ２５０）。その後、ＴＰＣ制御量と制御時間（年月日と時刻）とが保存され（ステップＳ２２０）、データ蓄積処理２００は終了する。

一方、ステップＳ２４０において、ＴＰＣ制御量がｉ＋０．５［ｄＢ］より大きいと判定された場合、変数ｉがＴｓｅｔ（ＴＰＣ設定値）と同じであるか否かが判定される（ステップＳ２６０）。変数ｉがＴｓｅｔと同じでないと判定された場合、変数ｉは１インクリメントされて（ステップＳ２７０）、ステップＳ２４０から処理が再開される。

一方、ステップＳ２６０において、変数ｉがＴｓｅｔと同じであると判定された場合、エラーデータと制御時間（年月日と時刻）とが保存され（ステップＳ２８０）、データ蓄積処理２００は終了する。

このように、送信電力制御が実行されるたびに、ＴＰＣ制御量と制御時間はデータ蓄積部３１に記録される。

図６は、データ蓄積部３１により蓄積された多数のＴＰＣ制御量に基づいて実行される処理の概要について説明するためのフローチャートである。図６に示すデータ出力処理３００、データ集計処理４００、ＴＰＣ適正設定値決定処理５００、更新処理６００は、それぞれ独立した処理であり、オペレータがコンソール２７を用いて各処理の実行命令を入力した場合に実行される。

図７は、データ出力処理３００およびデータ集計処理４００による処理の結果出力されるＴＰＣ記録データの一例を示す図である。ここでは、データ蓄積部３１に蓄積時のＴＰＣ設定値は９［ｄＢ］とする。データ出力時に指定された期間は２０１９年６月から２０１９年１１月までとする。

確率は、ＴＰＣ制御量毎の縦の欄の合計／全ての欄の合計×１００［％］で表される。例えば、ＴＰＣ制御量が９［ｄＢ］である確率は、１５／７６９，８６６×１００＝０．００２［％］である。

累積確率は、ＴＰＣ制御量の大きい方から累積した確率である。例えば、ＴＰＣ制御量が９［ｄＢ］から７［ｄＢ］までの累積確率は、０．００２＋０．００３＋０．００７＝０．０１２［％］である。

適正値抽出部３２は、データ蓄積部３１に蓄積されたＴＰＣ制御量のうち、上位所定割合を除き最も大きい前記ＴＰＣ制御量を、ＴＰＣ適正設定値として抽出する。例えば、累積確率の閾値を０．０２［％］と指定する。閾値以上のＴＰＣ制御量は殆ど使用されていないと判断できる。適正なＴＰＣ設定値は、累積確率の閾値０．０２［％］を超えないＴＰＣ制御量が属する６［ｄＢ］である。このように、過剰に設定していたＴＰＣ設定値を認識できる。

データ出力処理３００およびデータ集計処理４００の結果として、コンソール２７は、図７に例示するように、指定期間内のＴＰＣ制御量、制御時間、制御確率、累積制御確率を一覧で出力する。なお、コンソール２７は、図７に例示した年月日と時間を検索キーとする出力の他、例えばＴＰＣ制御量が所定値以上であることを検索キーとする出力も可能である。

図８を参照して、データ出力処理３００（図６）について説明する。図８は、データ出力処理３００について例示するフローチャートである。データ出力処理３００は、オペレータがコンソール２７を用いて実行命令を出した場合に実行される。データ出力処理３００は、適正値抽出部３２のデータ集計部３４（図４）により実行される。初期設定情報の一例として、データ蓄積部３１に蓄積時のＴＰＣ設定値は９［ｄＢ］とする。データ出力時に指定された期間は２０１９年６月から２０１９年１１月までとする。Ｔｓｅｔは、ＴＰＣ設定値であり９［ｄＢ］に設定されている。初期設定情報は、コンソール２７により入力される。

ステップＳ３００において、変数ｍにコンソール２７で指定された出力開始年月が代入される。出力開始年月は例えば２０１９年６月である（図７）。変数ｎにコンソール２７で指定された出力終了年月が代入される。出力終了年月は例えば２０１９年１１月（図７）である。

次にステップＳ３１０において、変数ｉにＴｓｅｔ（ＴＰＣ設定値）が代入される。図８の例では、Ｔｓｅｔは９［ｄＢ］である。

次にステップＳ３２０において、ＴＰＣ制御量がｉ［ｄＢ］であるデータ数が計算される。

ステップＳ３３０において、データ数が記録される。

ステップＳ３４０において、変数ｉが０［ｄＢ］であるか否かが判定される。変数ｉが０でないと判定された場合、変数ｉは１デクリメントされて（ステップＳ３５０）、ステップＳ３２０から処理が再開される。

一方、ステップＳ３４０において、変数ｉが０であると判定された場合、変数ｍ（指定年月）について各ＴＰＣ制御量のデータ数の記録は終了する。

次にステップＳ３６０において、変数ｍが変数ｎ（出力終了年月）と同じであるか否かが判定される。変数ｍが変数ｎと同じでないと判定された場合、変数ｍは１ヶ月分インクリメントされて（ステップＳ３７０）、ステップＳ３１０から処理が再開される。

一方、ステップＳ３６０において、変数ｍが変数ｎと同じであると判定された場合、出力開始年月から出力終了年月までのすべてのデータについて、データ数の計算が完了する。その後、データ出力処理３００は終了し、データ集計処理４００（図６）が開始する。

図９を参照して、データ集計処理４００（図６）について説明する。図９は、データ集計処理４００について例示するフローチャートである。データ集計処理４００は、オペレータがコンソール２７を用いて実行命令を出した場合に実行される。データ集計処理４００は、データ出力処理３００が終了した後に、適正値抽出部３２のデータ集計部３４（図４）により実行される。初期設定情報の一例として、データ蓄積部３１に蓄積時のＴＰＣ設定値は９［ｄＢ］とする。Ｔｓｅｔは、ＴＰＣ設定値であり９ｄＢに設定されている。初期設定情報は、コンソール２７により入力される。

まずステップＳ４００において、変数ｉにＴｓｅｔ（ＴＰＣ設定値）が代入される。図９の例では、Ｔｓｅｔは９［ｄＢ］である。

次にステップＳ４０５において、ＴＰＣ制御量がｉ［ｄＢ］であるデータ数の合計が計算される。例えば、２０１９年６月から２０１９年１１月までのＴＰＣ制御量が９［ｄＢ］であるデータ数の合計は１５である。

ステップＳ４１０において、変数ｉが０であるか否かが判定される。変数ｉが０でないと判定された場合、変数ｉは１デクリメントされて（ステップＳ４１５）、ステップＳ４０５から処理が再開される。

一方、ステップＳ４１０において、変数ｉが０であると判定された場合、０からＴＰＣ設定値までの各ＴＰＣ制御量について、図９の合計欄の計算が完了する。

次にステップＳ４２０～Ｓ４５０において、確率と累積確率を計算する。
まずステップＳ４２０において、変数ｉにＴｓｅｔ（ＴＰＣ設定値）が代入される。図９の例では、Ｔｓｅｔは９［ｄＢ］である。

ステップＳ４２５において、ＴＰＣ制御量がｉである確率を計算する。例えばＴＰＣ制御量が９［ｄＢ］である確率は、１５／７６９，８６６×１００＝０．００２［％］である。

ステップＳ４３０において、変数ｉがＴｓｅｔ（ＴＰＣ設定値）と同じであるか否かが判定される。変数ｉがＴｓｅｔと同じであると判定された場合、累積確率にＴＰＣ制御量がＴｓｅｔ［ｄＢ］である確率を設定する（ステップＳ４３５）。図９の例では、ステップＳ４３５において設定される累積確率は、０．００２［％］である。

その後、変数ｉは１デクリメントされて（ステップＳ４４０）、ステップＳ４２５から処理が再開される。

一方、ステップＳ４３０において、変数ｉがＴｓｅｔと異なると判定された場合、累積確率にＴＰＣ制御量がｉ［ｄＢ］である確率を加算して、新たな累積確率とする。例えば、ｉ＝７［ｄＢ］における累積確率は、ｉ＝６［ｄＢ］までの累積確率０．００５［％］に、ＴＰＣ制御量が７［ｄＢ］である確率０．００７［％］を加算して、０．０１２［％］と算出される。

ステップＳ４５０において、変数ｉが０であるか否かが判定される。変数ｉが０でないと判定された場合、変数ｉを１デクリメントして（ステップＳ４４０）ステップＳ４２５から処理が再開される。一方、変数ｉが０であると判定された場合、すべてのデータについて確率および累積確率の計算が完了する。その後、データ集計処理４００は終了し、ＴＰＣ適正設定値決定処理５００（図６）が開始する。

上述したデータ出力処理３００およびデータ集計処理４００の処理結果として図７のＴＰＣ記録データが完成する。

図１０を参照して、ＴＰＣ適正設定値決定処理５００（図６）について説明する。図１０は、ＴＰＣ適正設定値決定処理５００について例示するフローチャートである。ＴＰＣ適正設定値決定処理５００は、オペレータがコンソール２７を用いて実行命令を出した場合に実行される。ＴＰＣ適正設定値決定処理５００は、データ集計処理４００が終了した後に、適正値抽出部３２のＴＰＣ適正設定値決定部３５（図４）により実行される。初期設定情報の一例として、Ｔｓｅｔは、ＴＰＣ設定値であり９ｄＢに設定されている。累積確率の閾値ｐは、０．０２［％］に設定されている。閾値ｐは、任意に設定可能であり、例えば０．１％や１％であってもよい。初期設定情報は、コンソール２７により入力される。

まずステップＳ５００において、変数ｉにＴｓｅｔ（ＴＰＣ設定値）が代入される。図１０の例では、Ｔｓｅｔは９［ｄＢ］である。

次にステップＳ５１０において、ｉ［ｄＢ］のＴＰＣ制御量に対応する累積確率が閾値ｐより大きいか否かが判定される。累積確率が閾値ｐ以下と判定された場合、変数ｉが０であるか否かが判定される（ステップＳ５２０）。変数ｉが０でないと判定された場合、変数ｉが１デクリメントされて（ステップＳ５３０）、ステップＳ５１０から処理が再開される。また、ステップＳ５２０において、変数ｉが０であると判定された場合、ＴＰＣ適正設定値決定処理５００は異常終了する。

一方、ステップＳ５１０において、累積確率が閾値ｐより大きいと判定された場合、ｉ［ｄＢ］のＴＰＣ制御量がＴＰＣ適正設定値として決定される（ステップＳ５４０）。図１０の例では、累積確率は、ＴＰＣ制御量が９［ｄＢ］のとき０．００２［％］、８［ｄＢ］のとき０．００５［％］、７［ｄＢ］のとき０．０１２［％］、６［ｄＢ］のとき０．０２２［％］である。そのため、累積確率の閾値０．０２［％］を超えたＴＰＣ制御量６［ｄＢ］がＴＰＣ適正設定値であると把握、認識することができる。その後、ＴＰＣ適正設定値決定処理５００は正常終了し、更新処理６００（図６）が開始する。

このように、適正値抽出部３２は、蓄積されたＴＰＣ制御量それぞれを、大きさに応じて分類し、上位所定割合を除き最も大きいＴＰＣ制御量が属する分類の代表値を、ＴＰＣ適正設定値として抽出する。

図１１を参照して、更新処理６００（図６）について説明する。図１１は、更新処理６００について例示するフローチャートである。更新処理６００は、オペレータがコンソール２７を用いて実行命令を出した場合に実行される。更新処理６００は、ＴＰＣ適正設定値決定処理５００が正常終了した後に、更新部３３（図４）により実行される。初期設定情報としてＴＰＣ設定値を更新するか否かがコンソール２７から入力され、判定条件が成立する場合、ステップＳ６００の処理が開始される。

まずステップＳ６００において、ＴＰＣ２３は、ＴＰＣ設定値とＴＰＣ適正設定値との差が大きいほど基準送信電力を増加させる基準送信電力増加信号を、送信系装置１４へ出力する。送信系装置１４は、基準送信電力増加信号に応じて基準送信電力を増加させる（ステップＳ６１０）。

ステップＳ６２０において、ＴＰＣ２３は、ＴＰＣ適正設定値をＴＰＣ適正設定値で更新する。その後、更新処理６００は終了し、図６に示すフローは終了する。

以上説明したように、本実施形態のシステムによれば、ＴＰＣの動作を分析でき、さらに設定されているＴＰＣ設定値が適切であるかどうかの判断ができる。そして、過剰に設定されたＴＰＣ設定値を適正に低減し、ＴＰＣ設定値を低減した分、送信系装置１４の基準送信電力を増加させることができる。これにより晴天時の送信出力を高めることができ、送信機の効率的な使用が可能となる。

ところで、上述した実施の形態のシステムにおいては、送信電力制御装置２３を備える衛星通信地球局２の例として基地局３について説明したが、上述した構成は端末局４にも適用可能である。

（ハードウェア構成例）
図１２は、上述した実施の形態の衛星通信地球局２およびＴＰＣ２３が有する処理回路のハードウェア構成例を示す概念図である。上述した各機能は処理回路により実現される。一態様として、処理回路は、少なくとも１つのプロセッサ９１と少なくとも１つのメモリ９２とを備える。他の態様として、処理回路は、少なくとも１つの専用のハードウェア９３を備える。

処理回路がプロセッサ９１とメモリ９２とを備える場合、各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、又はソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアおよびファームウェアの少なくとも一方は、プログラムとして記述される。ソフトウェアおよびファームウェアの少なくとも一方は、メモリ９２に格納される。プロセッサ９１は、メモリ９２に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、各機能を実現する。

処理回路が専用のハードウェア９３を備える場合、処理回路は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、又はこれらを組み合わせたものである。各機能は処理回路で実現される。

衛星通信地球局２およびＴＰＣ２３が有する各機能は、それぞれ一部又は全部がハードウェアによって構成されてもよいし、プロセッサが実行するプログラムとして構成されてもよい。すなわち、衛星通信地球局２およびＴＰＣ２３はコンピュータとプログラムによっても実現でき、プログラムを記録媒体に記録することも、ネットワークを通して提供することも可能である。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

１衛星通信システム
２衛星通信地球局
３基地局
４端末局
５通信衛星
１０アンテナ
１１給電分波部
１２受信系装置
１３変復調装置
１４送信系装置
２０低雑音周波数変換器
２１分配器
２２ビーコン受信機
２３送信電力制御装置
２４モデム
２５送信周波数変換器
２６大電力増幅器
２７コンソール

Claims

通信衛星と、前記通信衛星と信号を送受信する衛星通信地球局とを備える衛星通信システムであって、
前記衛星通信地球局は、
前記通信衛星に到達する送信信号のレベルを一定にする送信電力制御の制御量（以下、ＴＰＣ制御量）を出力する送信電力制御装置と、
基準送信電力に前記ＴＰＣ制御量に応じた電力を加えた送信電力で前記送信信号を出力する送信系装置と、を備え、
前記送信電力制御装置は、
制御周期毎に、前記通信衛星から受信した受信信号の減衰量が大きいほど前記送信電力を増加させる前記ＴＰＣ制御量を前記送信系装置へ出力し、前記ＴＰＣ制御量はＴＰＣ設定値以下である、制御部と、
前記制御周期毎に、前記ＴＰＣ制御量を蓄積するデータ蓄積部と、
前記蓄積されたＴＰＣ制御量のうち、上位所定割合を除き最も大きい前記ＴＰＣ制御量を、ＴＰＣ適正設定値として抽出する適正値抽出部と、
前記ＴＰＣ設定値と前記ＴＰＣ適正設定値との差が大きいほど前記基準送信電力を増加させる基準送信電力増加信号を、前記送信系装置へ出力し、かつ、前記ＴＰＣ設定値を前記ＴＰＣ適正設定値で更新する更新部と、を備えること、
を特徴とする衛星通信システム。
前記適正値抽出部は、前記蓄積されたＴＰＣ制御量それぞれを、大きさに応じて分類し、上位所定割合を除き最も大きい前記ＴＰＣ制御量が属する分類の代表値を、ＴＰＣ適正設定値として抽出すること、
を特徴とする請求項１に記載の衛星通信システム。
通信衛星に到達する送信信号のレベルを一定にするための送信電力制御方法であって、
制御周期毎に、前記通信衛星から受信した受信信号の減衰量が大きいほど送信電力を増加させる送信電力制御の制御量（以下、ＴＰＣ制御量）を送信系装置へ出力し、前記ＴＰＣ制御量はＴＰＣ設定値以下であり、前記送信系装置は基準送信電力に前記ＴＰＣ制御量に応じた電力を加えた前記送信電力で前記送信信号を出力する、制御工程と、
前記制御周期毎に、前記ＴＰＣ制御量を蓄積するデータ蓄積工程と、
前記蓄積されたＴＰＣ制御量のうち、上位所定割合を除き最も大きい前記ＴＰＣ制御量を、ＴＰＣ適正設定値として抽出する適正値抽出工程と、
前記ＴＰＣ設定値と前記ＴＰＣ適正設定値との差が大きいほど前記基準送信電力を増加させる基準送信電力増加信号を、前記送信系装置へ出力し、かつ、前記ＴＰＣ設定値を前記ＴＰＣ適正設定値で更新する更新工程と、
を備えること特徴とする送信電力制御方法。
前記適正値抽出工程は、前記蓄積されたＴＰＣ制御量それぞれを、大きさに応じて分類し、上位所定割合を除き最も大きい前記ＴＰＣ制御量が属する分類の代表値を、ＴＰＣ適正設定値として抽出すること、
を特徴とする請求項３に記載の送信電力制御方法。
通信衛星に到達する送信信号のレベルを一定にするための送信電力制御装置であって、
制御周期毎に、前記通信衛星から受信した受信信号の減衰量が大きいほど送信電力を増加させる送信電力制御の制御量（以下、ＴＰＣ制御量）を送信系装置へ出力し、前記ＴＰＣ制御量はＴＰＣ設定値以下であり、前記送信系装置は基準送信電力に前記ＴＰＣ制御量に応じた電力を加えた前記送信電力で前記送信信号を出力する、制御部と、
前記制御周期毎に、前記ＴＰＣ制御量を蓄積するデータ蓄積部と、
前記蓄積されたＴＰＣ制御量のうち、上位所定割合を除き最も大きい前記ＴＰＣ制御量を、ＴＰＣ適正設定値として抽出する適正値抽出部と、
前記ＴＰＣ設定値と前記ＴＰＣ適正設定値との差が大きいほど前記基準送信電力を増加させる基準送信電力増加信号を、前記送信系装置へ出力し、かつ、前記ＴＰＣ設定値を前記ＴＰＣ適正設定値で更新する更新部と、
を備えることを特徴とする送信電力制御装置。
前記適正値抽出部は、前記蓄積されたＴＰＣ制御量それぞれを、大きさに応じて分類し、上位所定割合を除き最も大きい前記ＴＰＣ制御量が属する分類の代表値を、ＴＰＣ適正設定値として抽出すること、
を特徴とする請求項５に記載の送信電力制御装置。
コンピュータに実行され、前記コンピュータを請求項５又は６に記載の送信電力制御装置として機能させるプログラム。