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 - Google Patents
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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、Very Small Aperture Terminal: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(Transmission Power Control: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。
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。
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。
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。
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。
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(Transmission Power Control: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。
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(Low Noise Converter:LNC)、分配器21(Divider:DIV)、ビーコン受信機22(Beacon Receiver:BCN-R)、および送信電力制御装置23(Transmission Power Controller: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(UP Converter:UP-CONV)、および大電力増幅器26(High Power Amplifier: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。
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。
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。
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
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 (7)
- 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。
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JP2010212768A (ja) | 2009-03-06 | 2010-09-24 | Toshiba Corp | 送信電力制御装置及び送信電力制御方法 |
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JP2003518347A (ja) | 1999-11-03 | 2003-06-03 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 通信システムの送信局における電力制御 |
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