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JP2018121280A - Space communication system, communication system - Google Patents

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JP2018121280A JP2017012948A JP2017012948A JP2018121280A JP 2018121280 A JP2018121280 A JP 2018121280A JP 2017012948 A JP2017012948 A JP 2017012948A JP 2017012948 A JP2017012948 A JP 2017012948A JP 2018121280 A JP2018121280 A JP 2018121280A
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Abstract

【課題】人工衛星側においてＲＦ帯の信号の処理動作の負担を軽減させることにより、人工衛星自体のサイズ、重量、電力をコンパクトに抑える。【解決手段】地上に構築されたゲートウェイ２と、地上通信ネットワーク３とが、地球周回軌道を周回する人工衛星１を介して通信する際に、ゲートウェイ２において、ＲＦ帯域にある無線周波数信号を電気−光変換した光無線周波数信号を生成し、生成した光無線周波数信号を上記人工衛星に向けて出射し、人工衛星１において、ゲートウェイ２からの光無線周波数信号を受光し、受光した光無線周波数信号について帯域変換を施すことなくＲＦ帯のまま電気信号に変換することにより電気無線周波数信号を生成し、生成した電気無線周波数信号を電波として地上通信ネットワーク３へ発信し、地上通信ネットワーク３において、人工衛星１からの電気無線周波数信号を受信した上で、これをＲＦ帯からダウンコンバージョンする。【選択図】図１PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the size, weight, and power of an artificial satellite itself by reducing the load of processing operations of RF band signals on the artificial satellite side. SOLUTION: When a gateway 2 built on the ground and a ground communication network 3 communicate with each other via an artificial satellite 1 orbiting an earth orbit, the gateway 2 electrically transmits a radio frequency signal in an RF band. -The optical radio frequency signal optically converted is generated, the generated optical radio frequency signal is emitted toward the artificial satellite, the optical radio frequency signal from the gateway 2 is received in the artificial satellite 1, and the received optical radio frequency is received. An electric radio frequency signal is generated by converting the signal into an electric signal in the RF band without performing band conversion, and the generated electric radio frequency signal is transmitted to the ground communication network 3 as a radio wave. After receiving the electric radio frequency signal from the artificial satellite 1, this is down-converted from the RF band. [Selection diagram] Fig. 1

Description

本発明は、地上に構築されたゲートウェイと地上通信ネットワーク又は通信体とが、地球周回軌道を周回する人工衛星を介して通信する宇宙通信システム、通信システムに関するものである。   The present invention relates to a space communication system and a communication system in which a gateway built on the ground and a terrestrial communication network or a communication body communicate with each other via an artificial satellite orbiting the earth orbit.

近年において、宇宙空間における地球周回軌道を周回する人工衛星等により、地上に構築されたゲートウェイや地上通信ネットワークとの間で通信を行い、或いは地球上の地上局からの要求に従って地球上の２点間の中継通信を行う宇宙通信システムの実用化が進展している。この人工衛星との無線通信は、無線周波数帯域（ＲＦ）を利用して行われる。このＲＦとしては、様々な周波数が利用されており、周波数資源が逼迫して周波数割り当てが限られていることや、より高いデータレートを実現するために、より高い周波数に移行しており、今後Ｋａバンドの活用も見込まれている。例えば、Ｋａバンドの周波数帯は、アップリンクが３０ＧＨｚ、ダウンリンクが２０ＧＨｚである。さらに今後高いデータレートを実現するために、人工衛星とゲートウェイと間を光通信リンクに基づいて無線通信を行う方法も近年において研究されている。   In recent years, communication with a gateway or ground communication network built on the ground by artificial satellites orbiting the earth orbit in outer space, or two points on the earth according to the request from the ground station on the earth Practical use of space communication systems that perform relay communication between them is progressing. Wireless communication with the artificial satellite is performed using a radio frequency band (RF). As this RF, various frequencies are used, frequency resources are tight and frequency allocation is limited, and in order to realize a higher data rate, it is moving to a higher frequency. Utilization of Ka band is also expected. For example, the Ka band frequency band is 30 GHz for the uplink and 20 GHz for the downlink. In order to realize a higher data rate in the future, a method of performing wireless communication between an artificial satellite and a gateway based on an optical communication link has been recently studied.

このような光通信リンクを実現するため、人工衛星側において特段改変を施すことなく、従来通り人工衛星側には光変換／インターフェースを搭載する。図４は、従来のゲートウェイ７、人工衛星９間のアップリンクのブロック構成例を示している（例えば、非特許文献１参照。）。   In order to realize such an optical communication link, an optical conversion / interface is mounted on the artificial satellite side as usual without any particular modification on the artificial satellite side. FIG. 4 shows an example of an uplink block configuration between the conventional gateway 7 and the artificial satellite 9 (see, for example, Non-Patent Document 1).

ゲートウェイ７は、デマルチプレクサ７１、ＡＤコンバータ７２、フィルタ７３、逆フーリエ変換部７４、マルチプレクサ７５、符号化部７６、電気−光変換部７７、多重化処理部７８、望遠鏡８１が順に接続されている。また人工衛星９は、望遠鏡９１、逆多重化処理部９４、光−電気変換部９５、復号化部９６、デマルチプレクサ９７、フーリエ変換部９８、フィルタ９９、ＤＡコンバータ１００、マルチプレクサ１０１、周波数変換部１０２が順に接続されている。   In the gateway 7, a demultiplexer 71, an AD converter 72, a filter 73, an inverse Fourier transform unit 74, a multiplexer 75, an encoding unit 76, an electro-optical conversion unit 77, a multiplexing processing unit 78, and a telescope 81 are connected in this order. . The artificial satellite 9 includes a telescope 91, a demultiplexing processing unit 94, an optical-electric conversion unit 95, a decoding unit 96, a demultiplexer 97, a Fourier transform unit 98, a filter 99, a DA converter 100, a multiplexer 101, and a frequency conversion unit. 102 are connected in order.

ゲートウェイ７はデマルチプレクサ７１において多重化されたストリームを本来の複数のストリームに戻し、ＡＤコンバータ７２においてこれをＡＤ変換し、更にフィルタ７３を通過させることで余分な帯域を排除した後、逆フーリエ変換部７４において逆フーリエ変換を施した後、マルチプレクサ７５において複数のストリームを多重化して１つのストリームとする。次にこの１つのストリームとされた信号を符号化部７６において符号化し、電気−光変換部７７において電気信号を光信号に変換する処理を施し、多重化処理部７８において多重化し、更に望遠鏡８１を介してこの光信号を人工衛星９に向けて送信する。   The gateway 7 converts the stream multiplexed in the demultiplexer 71 back to a plurality of original streams, AD converts this in the AD converter 72, and further passes the filter 73 to eliminate an extra band, and then performs an inverse Fourier transform. After performing the inverse Fourier transform in the unit 74, the multiplexer 75 multiplexes a plurality of streams into one stream. Next, the signal made into one stream is encoded by the encoding unit 76, the electric-optical conversion unit 77 performs processing to convert the electric signal into an optical signal, is multiplexed by the multiplexing processing unit 78, and is further telescope 81. This optical signal is transmitted to the artificial satellite 9 via.

人工衛星９は、望遠鏡９１を介してゲートウェイ７からの光信号を受信し、逆多重化処理部９４において受信した光信号の逆多重化処理を行い、光−電気変換部９５においてこれを光−電気変換する。変換された電気信号は、復号化部９６において復号化処理を施し、デマルチプレクサ９７において多重化したデータストリームをフーリエ変換部９８においてフーリエ変換を施し、フィルタ９９を通過させた後に、ＤＡコンバータ１００においてＤＡ変換し、マルチプレクサ１０１において複数のストリームを多重化して１つのストリームとする。最後に周波数変換部１０２においてＫａバンドに周波数変換を施す。   The artificial satellite 9 receives the optical signal from the gateway 7 through the telescope 91, performs the demultiplexing process of the received optical signal in the demultiplexing processing unit 94, and converts the optical signal into the optical-electrical conversion unit 95. Convert electricity. The converted electrical signal is subjected to a decoding process in the decoding unit 96, a data stream multiplexed in the demultiplexer 97 is subjected to a Fourier transform in the Fourier transform unit 98, and after passing through the filter 99, the DA converter 100 DA conversion is performed, and the multiplexer 101 multiplexes a plurality of streams into one stream. Finally, the frequency conversion unit 102 performs frequency conversion on the Ka band.

即ち、このアップリンクでは、地上のゲートウェイ７において電気信号は光に変換され、ゲートウェイ７と人工衛星９とは光信号により通信する。光信号が人工衛星９に到達した場合には、増幅されて電気信号に変換された後、信号はオンボードで処理される。人工衛星９は、このようにして処理された信号をＲＦ帯へアップコンバージョンする。   That is, in this uplink, the electrical signal is converted into light in the ground gateway 7, and the gateway 7 and the artificial satellite 9 communicate with each other by the optical signal. When the optical signal reaches the artificial satellite 9, it is amplified and converted into an electric signal, and then the signal is processed on-board. The artificial satellite 9 up-converts the signal thus processed to the RF band.

図５は、従来のゲートウェイ７、人工衛星９間のダウンリンクのブロック構成例を示している。   FIG. 5 shows a block configuration example of a downlink between the conventional gateway 7 and the artificial satellite 9.

人工衛星９は、周波数変換部１２１、デマルチプレクサ１２２、ＡＤコンバータ１２３、フィルタ１２４、逆フーリエ変換部１２５、マルチプレクサ１２６、電気−光変換部１２７、多重化処理部１２８、望遠鏡１２９が順に接続されている。またゲートウェイ７は、望遠鏡１３１、逆多重化処理部１３２、光−電気変換部１３３、デマルチプレクサ１３４、フーリエ変換部１３５、フィルタ１３６、ＤＡコンバータ１３７、マルチプレクサ１３８が順に接続されている。   In the artificial satellite 9, a frequency converter 121, a demultiplexer 122, an AD converter 123, a filter 124, an inverse Fourier transformer 125, a multiplexer 126, an electro-optical converter 127, a multiplexing processor 128, and a telescope 129 are connected in this order. Yes. In the gateway 7, a telescope 131, a demultiplexing processing unit 132, an optical-electric conversion unit 133, a demultiplexer 134, a Fourier transform unit 135, a filter 136, a DA converter 137, and a multiplexer 138 are connected in order.

人工衛星９は、周波数変換部１２１において周波数変換を施した後、デマルチプレクサ１２２において多重化されたストリームを本来の複数のストリームに戻し、ＡＤコンバータ１２３においてこれをＡＤ変換し、更にフィルタ１２４を通過させることで余分な帯域を排除した後、逆フーリエ変換部１２５において逆フーリエ変換を施し、マルチプレクサ１２６において複数のストリームを多重化して１つのストリームとする。次にこの１つのストリームとされた信号を電気−光変換部１２７において電気信号を光信号に変換する処理を施し、多重化処理部１２８において多重化し、更に望遠鏡１２９を介してこの光信号をゲートウェイ７に向けて送信する。   The artificial satellite 9 performs frequency conversion in the frequency conversion unit 121, returns the stream multiplexed in the demultiplexer 122 to a plurality of original streams, AD converts this in the AD converter 123, and further passes through the filter 124. In this way, after eliminating the extra band, the inverse Fourier transform unit 125 performs inverse Fourier transform, and the multiplexer 126 multiplexes a plurality of streams into one stream. Next, the signal converted into one stream is subjected to processing for converting the electrical signal into an optical signal in the electrical-optical conversion unit 127, multiplexed in the multiplexing processing unit 128, and further, the optical signal is transmitted through the telescope 129 to the gateway. Send to 7

ゲートウェイ７は、望遠鏡１３１を介して人工衛星９からの光信号を受信し、逆多重化処理部１３２において光信号の逆多重化処理を行い、光−電気変換部１３３においてこれを光−電気変換する。変換された電気信号は、デマルチプレクサ１３４において多重化したデータストリームをフーリエ変換部１３５においてフーリエ変換を施し、フィルタ１３６を通過させた後に、ＤＡコンバータ１３７においてＤＡ変換し、マルチプレクサ１３８において複数のストリームを多重化して１つのストリームとする。   The gateway 7 receives the optical signal from the artificial satellite 9 via the telescope 131, performs a demultiplexing process on the optical signal in the demultiplexing processing unit 132, and performs an optical-electrical conversion on the optical-electrical conversion unit 133. To do. The converted electric signal is subjected to Fourier transform in the data stream multiplexed in the demultiplexer 134 in the Fourier transform unit 135, passed through the filter 136, DA-converted in the DA converter 137, and a plurality of streams in the multiplexer 138. Multiplexed into one stream.

即ち、このダウンリンクでは、ユーザから受信したＲＦ帯のアップリンク信号を人工衛星９が受信し、これを先ず周波数変換部１２１においてダウンコンバージョンされ、光信号に変換されて地上のゲートウェイ７へと送られることとなる。   That is, in this downlink, the artificial satellite 9 receives the RF band uplink signal received from the user, and is first down-converted by the frequency conversion unit 121, converted into an optical signal, and transmitted to the ground gateway 7. Will be.

S. Dimitrov, B. Matuz, G. Liva, R. Barrios, R. Mata-Calvo and D. Giggenbach, "Digital modulation and coding for satellite optical feeder links," 2014 7th Advanced Satellite Multimedia Systems Conference and the 13th Signal Processing for Space Communications Workshop (ASMS/SPSC), Livorno, 2014, pp. 150-157.S. Dimitrov, B. Matuz, G. Liva, R. Barrios, R. Mata-Calvo and D. Giggenbach, "Digital modulation and coding for satellite optical feeder links," 2014 7th Advanced Satellite Multimedia Systems Conference and the 13th Signal Processing for Space Communications Workshop (ASMS / SPSC), Livorno, 2014, pp. 150-157.

上述した従来技術では、ＲＦ帯の信号を人工衛星側においてアップコンバージョン、又はダウンコンバージョンすることを前提としている。このため人工衛星９側においてこれらＲＦ帯の信号の処理動作に関する過度の負担を強いることとなる。即ち、このようなＲＦ帯の信号をＡＤコンバータを通じて人工衛星のオンボード上で処理を行う場合には、非常に複雑な構成とせざるを得なくなる。このため、人工衛星のサイズ、重量、電力がいきおい大きくなってしまうという問題点があった。   In the above-described conventional technology, it is assumed that the RF band signal is up-converted or down-converted on the artificial satellite side. For this reason, an excessive burden is imposed on the processing operation of these RF band signals on the artificial satellite 9 side. That is, when such an RF band signal is processed on the board of an artificial satellite through an AD converter, the configuration must be very complicated. For this reason, there has been a problem that the size, weight, and electric power of the artificial satellite are greatly increased.

そこで本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、地上に構築されたゲートウェイと地上通信ネットワーク又は通信体とが、地球周回軌道を周回する人工衛星を介して通信する宇宙通信システムにおいて、人工衛星側においてＲＦ帯の信号の処理動作の負担を軽減させることにより、人工衛星自体のサイズ、重量、電力をコンパクトに抑えることが可能な宇宙通信システムを提供することにある。   Therefore, the present invention has been devised in view of the above-described problems, and the object of the present invention is to provide an artificial circuit in which a gateway built on the ground and a terrestrial communication network or communication body orbit around the earth orbit. In a space communication system that communicates via a satellite, the size, weight, and power of the satellite itself can be kept compact by reducing the burden of RF band signal processing operations on the satellite side. Is to provide.

また、航空機等の飛翔体側においてＲＦ帯の信号の処理動作の負担を軽減させることにより、航空機自体のサイズ、重量、電力をコンパクトに抑えることが可能な通信システムを提供することにある。   Another object of the present invention is to provide a communication system capable of reducing the size, weight, and power of the aircraft itself by reducing the burden of the RF band signal processing operation on the side of the flying object such as an aircraft.

第１発明に係る宇宙通信システムは、地上に構築されたゲートウェイと、地上通信ネットワーク又は通信体とが、地球周回軌道を周回する人工衛星を介して通信する宇宙通信システムにおいて、上記ゲートウェイは、ＲＦ帯域にある無線周波数信号を電気−光変換した光無線周波数信号を生成する電気−光変換手段と、上記電気−光変換手段により生成された光無線周波数信号を上記人工衛星に向けて出射する出射手段とを有し、上記人工衛星は、上記ゲートウェイからの光無線周波数信号を受光する受光手段と、上記受光手段により受光された光無線周波数信号について帯域変換を施すことなくＲＦ帯のまま電気信号に変換することにより電気無線周波数信号を生成する光−電気変換手段と、上記光−電気変換手段により生成された電気無線周波数信号を電波として上記地上通信ネットワーク又は通信体へ発信する発信手段とを有し、上記地上通信ネットワーク又は通信体は、上記人工衛星からの電気無線周波数信号を受信した上で、これをＲＦ帯からダウンコンバージョンすることを特徴とする。   A space communication system according to a first aspect of the present invention is a space communication system in which a gateway constructed on the ground and a ground communication network or a communication body communicate via an artificial satellite that orbits the earth orbit. An electro-optical conversion means for generating an optical radio frequency signal obtained by electro-optical conversion of a radio frequency signal in a band, and an emission for emitting the optical radio frequency signal generated by the electro-optical conversion means toward the artificial satellite. And the artificial satellite receives an optical radio frequency signal from the gateway and an electrical signal in the RF band without performing band conversion on the optical radio frequency signal received by the light receiving unit. The optical-electrical conversion means for generating an electric radio frequency signal by converting into Transmitting means for transmitting a frequency signal as a radio wave to the terrestrial communication network or communication body. The terrestrial communication network or communication body receives the electric radio frequency signal from the artificial satellite and transmits it to the RF band. It is characterized by down-conversion.

第２発明に係る宇宙通信システムは、第１発明において、上記ゲートウェイは、上記出射手段から出射される光信号が上記人工衛星に到達するまでのフェージングに関するフェージング情報を予め取得しておき、当該フェージング情報を参照し、上記ＲＦ帯域にある無線周波数信号又はＲＦ帯域に変換前の信号に対してフェージングの影響を軽減するためのインターリーブ処理又は誤り訂正処理を施すことを特徴とする。   In the space communication system according to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the gateway acquires in advance fading information related to fading until the optical signal emitted from the emitting means reaches the artificial satellite, and the fading is performed. The information is referred to, and an interleave process or an error correction process for reducing the influence of fading is performed on the radio frequency signal in the RF band or the signal before being converted into the RF band.

第３発明に係る宇宙通信システムは、地上に構築されたゲートウェイと、地上通信ネットワーク又は通信体とが、地球周回軌道を周回する人工衛星を介して通信する宇宙通信システムにおいて、上記地上通信ネットワーク又は通信体は、ＲＦ帯域にある無線周波数信号を電波として上記人工衛星に向けて発信する発信手段を有し、上記人工衛星は、上記地上通信ネットワーク又は通信体からの無線周波数信号を受信する受信手段と、上記受信手段により受信された無線周波数信号について帯域変換を施すことなくＲＦ帯のまま光信号に変換することにより光無線周波数信号を生成する電気−光変換手段と、上記電気−光変換手段により生成された光無線周波数信号を上記ゲートウェイへ出射する出射手段とを有し、上記ゲートウェイは、上記人工衛星から受光した光無線周波数信号を電気信号に変換した上でこれをＲＦ帯からダウンコンバージョンすることを特徴とする。   A space communication system according to a third aspect of the present invention is a space communication system in which a gateway constructed on the ground and a ground communication network or a communication body communicate with each other via an artificial satellite that orbits the earth orbit. The communication body has transmission means for transmitting a radio frequency signal in the RF band as a radio wave toward the artificial satellite, and the artificial satellite receives the radio frequency signal from the ground communication network or the communication body. And an electro-optical converting means for generating an optical radio frequency signal by converting the radio frequency signal received by the receiving means into an optical signal in the RF band without performing band conversion, and the electro-optical converting means Emitting means for emitting to the gateway the optical radio frequency signal generated by Wherein the down-conversion it from RF band upon which converts the optical radio frequency signal received from the factory satellite into an electric signal.

第４発明に係る宇宙通信システムは、第３発明において、上記地上通信ネットワーク又は通信体は、上記出射手段から出射される光信号が上記ゲートウェイに到達するまでのフェージングに関するフェージング情報を予め取得しておき、当該フェージング情報を参照し、上記ＲＦ帯域にある無線周波数信号又はＲＦ帯域に変換前の信号に対してフェージングの影響を軽減するためのインターリーブ処理又は誤り訂正処理を施すことを特徴とする。   In a space communication system according to a fourth invention, in the third invention, the ground communication network or the communication body obtains in advance fading information related to fading until an optical signal emitted from the emitting means reaches the gateway. In addition, with reference to the fading information, interleaving processing or error correction processing for reducing the influence of fading is performed on the radio frequency signal in the RF band or the signal before conversion into the RF band.

第５発明に係る通信システムは、地上に構築されたゲートウェイと、地上通信ネットワーク又は車両、船舶何れかからなる通信体とが、航空機としての通信体を介して通信する通信システムにおいて、上記ゲートウェイは、ＲＦ帯域にある無線周波数信号を電気−光変換した光無線周波数信号を生成する電気−光変換手段と、上記電気−光変換手段により生成された光無線周波数信号を上記航空機としての通信体に向けて出射する出射手段とを有し、上記航空機としての通信体は、上記ゲートウェイからの光無線周波数信号を受光する受光手段と、上記受光手段により受光された光無線周波数信号について帯域変換を施すことなくＲＦ帯のまま電気信号に変換することにより電気無線周波数信号を生成する光−電気変換手段と、上記光−電気変換手段により生成された電気無線周波数信号を電波として上記地上通信ネットワーク又は通信体へ発信する発信手段とを有し、上記地上通信ネットワーク又は通信体は、上記航空機等の飛翔する通信体からの電気無線周波数信号を受信した上で、これをＲＦ帯からダウンコンバージョンすることを特徴とする。   A communication system according to a fifth aspect of the present invention is a communication system in which a gateway constructed on the ground and a communication body consisting of either a ground communication network or a vehicle or a ship communicate via a communication body as an aircraft. , An electro-optical conversion means for generating an optical radio frequency signal obtained by electro-optical conversion of a radio frequency signal in the RF band, and an optical radio frequency signal generated by the electro-optical conversion means for the communication body as the aircraft And the communication body as the aircraft performs a band conversion on the optical radio frequency signal received by the light receiving unit and the light receiving unit receiving the optical radio frequency signal from the gateway. A photoelectric conversion means for generating an electric radio frequency signal by converting it into an electric signal without changing the RF band; Transmitting means for transmitting the electric radio frequency signal generated by the conversion means to the ground communication network or the communication body as a radio wave, and the ground communication network or the communication body is an electric power from a flying communication body such as the aircraft. The radio frequency signal is received and then down-converted from the RF band.

第６発明に係る通信システムは、地上に構築されたゲートウェイと、地上通信ネットワーク又は車両、船舶何れかからなる通信体とが、航空機としての通信体を介して通信する通信システムにおいて、上記地上通信ネットワーク又は通信体は、ＲＦ帯域にある無線周波数信号を電波として上記航空機としての通信体に向けて発信する発信手段を有し、上記航空機としての通信体は、上記地上通信ネットワーク又は通信体からの無線周波数信号を受信する受信手段と、上記受信手段により受信された無線周波数信号について帯域変換を施すことなくＲＦ帯のまま光信号に変換することにより光無線周波数信号を生成する電気−光変換手段と、上記電気−光変換手段により生成された光無線周波数信号を上記ゲートウェイへ出射する出射手段とを有し、上記ゲートウェイは、上記航空機としての通信体から受光した光無線周波数信号を電気信号に変換した上でこれをＲＦ帯からダウンコンバージョンすることを特徴とする。   A communication system according to a sixth aspect of the present invention is a communication system in which a gateway constructed on the ground and a communication body composed of either a ground communication network or a vehicle or a ship communicate with each other via a communication body as an aircraft. The network or the communication body has a transmission means for transmitting a radio frequency signal in the RF band as a radio wave to the communication body as the aircraft, and the communication body as the aircraft receives from the ground communication network or the communication body. Receiving means for receiving a radio frequency signal, and electro-optical converting means for generating an optical radio frequency signal by converting the radio frequency signal received by the receiving means into an optical signal in the RF band without performing band conversion. And emission means for emitting the optical radio frequency signal generated by the electro-optical conversion means to the gateway. And, wherein the gateway is characterized by down-conversion from RF band this on the optical radio frequency signal received is converted into an electric signal from the communication member as the aircraft.

上述した構成からなる本発明によれば、フォワードリンクにおいて、ゲートウェイにおけるＲＦ送信部においてＲＦ帯域に変換された後、そのまま人工衛星を介して地上通信ネットワークに至るまでＲＦ帯のまま伝送されることとなる。人工衛星においては、このＲＦ帯域の信号を光−電気変換するところまでは実行するものの、これを周波数変換する処理動作は特段行うことは無い。このため、人工衛星側においてＲＦ帯の信号の処理動作の負担を軽減させることにより、人工衛星自体のサイズ、重量、電力をコンパクトに抑えることが可能となる。   According to the present invention having the above-described configuration, in the forward link, after being converted into the RF band by the RF transmission unit in the gateway, the RF band is transmitted as it is through the artificial satellite to the ground communication network. Become. In the artificial satellite, the RF band signal is executed up to the optical-electrical conversion, but the processing operation for frequency conversion of the signal is not particularly performed. For this reason, it is possible to reduce the size, weight, and power of the artificial satellite itself by reducing the burden of the RF band signal processing operation on the artificial satellite side.

同様にリバースリンクにおいて、地上通信ネットワークにおけるＲＦ送信部においてＲＦ帯域に変換された後、そのまま人工衛星を介してゲートウェイに至るまでＲＦ帯のまま伝送されることとなる。人工衛星においては、このＲＦ帯域の信号を光−電気変換するところまでは実行するものの、これを周波数変換する処理動作は特段行うことは無い。このため、人工衛星側においてＲＦ帯の信号の処理動作の負担を軽減させることにより、人工衛星自体のサイズ、重量、電力をコンパクトに抑えることが可能となる。   Similarly, in the reverse link, after being converted into the RF band by the RF transmission unit in the ground communication network, the RF band is transmitted as it is through the artificial satellite to the gateway. In the artificial satellite, the RF band signal is executed up to the optical-electrical conversion, but the processing operation for frequency conversion of the signal is not particularly performed. For this reason, it is possible to reduce the size, weight, and power of the artificial satellite itself by reducing the burden of the RF band signal processing operation on the artificial satellite side.

また人工衛星の代替として航空機を利用する場合においても同様に、航空機等の飛翔する通信体側においてＲＦ帯の信号の処理動作の負担を軽減させることにより、航空機自体のサイズ、重量、電力をコンパクトに抑えることが可能な通信システムを提供することが可能となる。   Similarly, when an aircraft is used as an alternative to an artificial satellite, the size, weight, and power of the aircraft itself can be reduced by reducing the burden of RF band signal processing operations on the flying communication body side such as an aircraft. It is possible to provide a communication system that can be suppressed.

本発明を適用した宇宙通信システムの全体構成を示す図である。It is a figure which shows the whole structure of the space communication system to which this invention is applied. ゲートウェイから人工衛星を介して地上通信ネットワークに対して信号を送信するフォワードリンクのブロック構成図である。It is a block block diagram of the forward link which transmits a signal with respect to a terrestrial communication network via a satellite from a gateway. 地上通信ネットワークから人工衛星を介してゲートウェイに対して信号を送信するリバースリンクのブロック構成図である。It is a block block diagram of the reverse link which transmits a signal with respect to a gateway via a satellite from a ground communication network. 従来のゲートウェイ、人工衛星間のアップリンクのブロック構成例を示す図である。It is a figure which shows the block structural example of the uplink between the conventional gateway and an artificial satellite. 従来のゲートウェイ、人工衛星間のダウンリンクのブロック構成例を示す図である。It is a figure which shows the block structural example of the downlink between the conventional gateway and an artificial satellite.

以下、本発明を実施するための形態として、地上に構築されたゲートウェイと地上通信ネットワーク又は通信体とが、地球周回軌道を周回する人工衛星を介して通信する宇宙通信システムについて、図面を参照しながら詳細に説明する。   Hereinafter, as a mode for carrying out the present invention, a space communication system in which a gateway built on the ground and a terrestrial communication network or communication body communicate via an artificial satellite orbiting the earth orbit will be described with reference to the drawings. However, it explains in detail.

図１は、本発明を適用した宇宙通信システム１０の全体構成を示している。この宇宙通信システム１０は、地球における周回軌道を周回する人工衛星１と、地上に構築されたゲートウェイ２と、地上に設置された地上通信ネットワーク３又は対流圏、成層圏を移動する車両、船舶、航空機等に取り付けられ、或いは人間が保持する通信体４とを備えている。   FIG. 1 shows the overall configuration of a space communication system 10 to which the present invention is applied. This space communication system 10 includes an artificial satellite 1 that orbits the earth, a gateway 2 constructed on the ground, a ground communication network 3 installed on the ground or a troposphere, vehicles moving in the stratosphere, ships, aircraft, etc. Or a communication body 4 held by a human.

人工衛星１は、地球の自転周期と一致する軌道周期をもつ地球周回軌道としての対地同期軌道である静止衛星（GEO：Geostationary Earth Orbit）を周回し、或いは地球の自転周期とは無関係に回る地球低軌道（LEO: Low Earth Orbit）や中軌道（MEO: Medium Earth Orbit）等を周回する。この人工衛星１は、いかなる用途に基づいて打ち上げられたものであってもよい。   The artificial satellite 1 orbits a geostationary satellite (GEO: Geostationary Earth Orbit) as an earth-orbiting orbit having an orbital period that coincides with the earth's rotation period, or rotates independently of the earth's rotation period. Orbit around the Low Earth Orbit (LEO), Medium Earth Orbit (MEO), etc. This artificial satellite 1 may be launched based on any application.

ゲートウェイ２は、プロトコルトランスレータ、シグナル変換器として構成されるものであり、ネットワーク間において互いにプロトコルが異なるものであっても互いに相互接続が可能なように処理を行うデバイスである。このゲートウェイ２は光地上局（ＯＧＳ）２０を介して光信号を人工衛星１との間で送受信する。   The gateway 2 is configured as a protocol translator and a signal converter, and is a device that performs processing so that mutual connection is possible even if the protocols differ from one network to another. The gateway 2 transmits and receives optical signals to and from the artificial satellite 1 via an optical ground station (OGS) 20.

地上通信ネットワーク３は、例えば基地局を中心に他の通信端末と有線又は無線により通信を行うネットワークである。ここでいう他の通信端末とは、例えばパーソナルコンピュータ、携帯電話、スマートフォン、タブレット型端末、ウェアラブル端末等である。   The terrestrial communication network 3 is a network that performs wired or wireless communication with other communication terminals around a base station, for example. The other communication terminals here are, for example, personal computers, mobile phones, smartphones, tablet terminals, wearable terminals, and the like.

次にこれら人工衛星１、ゲートウェイ２、地上通信ネットワーク３の詳細なブロック構成について説明をする。   Next, detailed block configurations of the artificial satellite 1, the gateway 2, and the terrestrial communication network 3 will be described.

図２は、ゲートウェイ２から人工衛星１を介して地上通信ネットワーク３に対して信号を送信するフォワードリンクのブロック構成を示している。   FIG. 2 shows a block configuration of a forward link that transmits a signal from the gateway 2 to the terrestrial communication network 3 via the artificial satellite 1.

人工衛星１は、光受信部１１と、この光受信部１１に接続される光増幅部１２と、光増幅部１２に接続される光−電気変換部１３と、光−電気変換部１３に接続されるフィルタ１４と、フィルタ１４に接続される発信部１５とを備えている。   The artificial satellite 1 is connected to an optical receiver 11, an optical amplifier 12 connected to the optical receiver 11, an optical-electric converter 13 connected to the optical amplifier 12, and an optical-electric converter 13. And a transmitter 15 connected to the filter 14.

ゲートウェイ２は、符号化部２１と、符号化部２１に接続されるインターリーバー２２と、インターリーバー２２に接続されるＲＦ送信部２３と、ＲＦ送信部２３に接続される電気−光変換部２４と、電気−光変換部２４に接続される増幅部２５とを備え、この増幅部２５は、ＯＧＳ２０に接続される。   The gateway 2 includes an encoding unit 21, an interleaver 22 connected to the encoding unit 21, an RF transmission unit 23 connected to the interleaver 22, and an electro-optical conversion unit 24 connected to the RF transmission unit 23. And an amplification unit 25 connected to the electro-optical conversion unit 24, and the amplification unit 25 is connected to the OGS 20.

地上通信ネットワーク３は、アンテナ３１と、フィルタ３２と、ＲＦ受信部３３とを備えている。   The terrestrial communication network 3 includes an antenna 31, a filter 32, and an RF receiver 33.

人工衛星１における光受信部１１は、ＯＧＳ２０から発信された光無線周波数信号を受信する望遠鏡又はレンズ等により構成されている。光受信部１１は、受信した光無線周波数信号を望遠鏡又はレンズ等を介して例えば光ファイバに結合させ、これを光増幅部１２に向けて伝送する。   The optical receiver 11 in the artificial satellite 1 is configured by a telescope, a lens, or the like that receives an optical radio frequency signal transmitted from the OGS 20. The optical receiving unit 11 couples the received optical radio frequency signal to, for example, an optical fiber via a telescope or a lens, and transmits this to the optical amplifying unit 12.

光増幅部１２は、光受信部１１を介して伝送されてくる光無線周波数信号を増幅する。この光増幅部１２は、例えば光ファイバ増幅器（ＯＦＡ）で構成されていてもよいし、いわゆる半導体光増幅器（ＳＯＡ）により構成されていてもよい。光増幅部１２は、必ずしも必須のデバイスではなく省略するようにしてもよい。ちなみに、光受信部１１から光ファイバを介さずに直接この光増幅部１２に光結合可能な光結合系を構築するようにしてもよい。   The optical amplifier 12 amplifies the optical radio frequency signal transmitted through the optical receiver 11. The optical amplifying unit 12 may be composed of, for example, an optical fiber amplifier (OFA) or a so-called semiconductor optical amplifier (SOA). The optical amplification unit 12 is not necessarily an essential device and may be omitted. Incidentally, an optical coupling system that can be optically coupled directly from the optical receiving unit 11 to the optical amplifying unit 12 without using an optical fiber may be constructed.

光−電気変換部１３は、光増幅部１２において光増幅された光無線周波数信号を電気無線周波数信号に変換するためのデバイスであり、例えばフォトダイオードで構成されている。光−電気変換部１３は、変換した電気無線周波数信号をフィルタ１４に出力する。   The photoelectric conversion unit 13 is a device for converting the optical radio frequency signal optically amplified by the optical amplification unit 12 into an electric radio frequency signal, and is configured by a photodiode, for example. The opto-electric conversion unit 13 outputs the converted electric radio frequency signal to the filter 14.

フィルタ１４は、光−電気変換部１３から送られてくる電気無線周波数信号のうち、余分な帯域をカットし、これを発信部１５へ供給する。   The filter 14 cuts an extra band in the electric radio frequency signal sent from the opto-electric converter 13 and supplies it to the transmitter 15.

発信部１５は、いわゆる指向性アンテナ等で構成されており、フィルタ１４から供給される電気無線周波数信号を電波に変換した上で、これを地上に構築された地上通信ネットワーク３又は対流圏、成層圏を移動する通信体４に無線により送信する。   The transmitting unit 15 is configured by a so-called directional antenna or the like, and after converting the electric radio frequency signal supplied from the filter 14 into radio waves, the terrestrial communication network 3 constructed on the ground or the troposphere and stratosphere It transmits to the moving communication body 4 by radio.

ゲートウェイ２における符号化部２１は、これから送信しようとする送信信号データについて、誤り訂正符号化及び変調を施す。符号化部２１は、符号化等を施した送信信号データをインターリーバー２２へ送信する。   The encoding unit 21 in the gateway 2 performs error correction encoding and modulation on transmission signal data to be transmitted. The encoding unit 21 transmits the transmission signal data subjected to encoding and the like to the interleaver 22.

インターリーバー２２は、この符号化された送信信号データにつきインターリーブ処理を施す。インターリーバー２２は、このインターリーブ処理を施した送信信号データをＲＦ送信部２３へ送信する。   The interleaver 22 performs an interleaving process on the encoded transmission signal data. The interleaver 22 transmits the transmission signal data subjected to the interleaving process to the RF transmission unit 23.

ＲＦ送信部２３は、インターリーバー２２から出力された送信信号データをＲＦ帯域にある無線周波数信号に変換する。ＲＦ送信部２３は、この無線周波数信号を電気−光変換部２４へ出力する。   The RF transmitter 23 converts the transmission signal data output from the interleaver 22 into a radio frequency signal in the RF band. The RF transmitter 23 outputs this radio frequency signal to the electro-optical converter 24.

電気−光変換部２４は、このＲＦ送信部２３から送られてきた無線周波数信号を電気−光変換するためのデバイスとして構成されている。この電気−光変換部２４は、例えばＫａ帯域にある無線周波数信号を電気−光変換可能なレーザダイオード（ＬＤ）や、マッハツェンダ変調器（ＭＺＭ）等を利用するようにしてもよい。電気−光変換部２４は、この電気−光変換することにより生成した光無線周波数信号を増幅部２５へ出力する。なお、このＲＦ帯への変換はＫａバンドに限定されるものではなく、他の帯域とされていてもよい。   The electro-optical converter 24 is configured as a device for electro-optical conversion of the radio frequency signal transmitted from the RF transmitter 23. The electro-optical converter 24 may use, for example, a laser diode (LD) capable of electro-optical conversion of a radio frequency signal in the Ka band, a Mach-Zehnder modulator (MZM), or the like. The electro-optical converter 24 outputs the optical radio frequency signal generated by this electro-optical conversion to the amplifier 25. The conversion to the RF band is not limited to the Ka band, but may be another band.

増幅部２５は、電気−光変換部２４により生成された光無線周波数信号を増幅する。この増幅部においても同様に光ファイバ増幅器（ＯＦＡ）、半導体光増幅器（ＳＯＡ）を用いてもよい。増幅部２５は、増幅した光無線周波数信号をＯＧＳ２０へ出力する。   The amplifying unit 25 amplifies the optical radio frequency signal generated by the electro-optical converting unit 24. In this amplifying unit, an optical fiber amplifier (OFA) or a semiconductor optical amplifier (SOA) may be used similarly. The amplifying unit 25 outputs the amplified optical radio frequency signal to the OGS 20.

ＯＧＳ２０は、この増幅部２５から送られてきた光無線周波数信号を人工衛星１に向けて出射するための光地球局である。このＯＧＳ２０から出射される光ビームは指向性を持っているため、人工衛星１に向けて照射方向を制御するための制御装置や、人工衛星１に向けて到達可能な光束に調整するための望遠鏡等が実装されている。   The OGS 20 is an optical earth station for emitting the optical radio frequency signal transmitted from the amplifying unit 25 toward the artificial satellite 1. Since the light beam emitted from the OGS 20 has directivity, a control device for controlling the irradiation direction toward the artificial satellite 1 and a telescope for adjusting the light beam to reach the artificial satellite 1. Etc. are implemented.

地上通信ネットワーク３におけるアンテナ３１は、人工衛星１における発信部１５から発信されてきた電波を受信する。このアンテナ３１は受信した電波に含められている電気無線周波数信号をフィルタ３２へ出力する。   The antenna 31 in the terrestrial communication network 3 receives radio waves transmitted from the transmission unit 15 in the artificial satellite 1. The antenna 31 outputs an electric radio frequency signal included in the received radio wave to the filter 32.

フィルタ３２は、アンテナ３１からの電気無線周波数信号から余分な帯域をカットし、これをＲＦ受信部３３へ供給する。   The filter 32 cuts an extra band from the electric radio frequency signal from the antenna 31 and supplies it to the RF receiver 33.

ＲＦ受信部３３は、フィルタ３２から供給されてきた電気無線周波数信号を低帯域の信号にダウンコンバージョンする。ダウンコンバージョンされた信号情報は、その後段において読み取られ、保存され、表示され、或いは適宜送受信されることとなる。なお、このダウンコンバージョンは必須ではなくオプションであってもよい。ＲＦ受信部３３後には、地上通信ネットワーク３で用いた、インターリーバー３５と符号化部３４と同じ方法を用いて、インターリーバーをほどき、誤り訂正復号化を行い、受信信号データの通信品質を確保することが可能になる。   The RF receiver 33 down-converts the electric radio frequency signal supplied from the filter 32 into a low-band signal. The down-converted signal information is read, stored, displayed, or appropriately transmitted / received at the subsequent stage. This down conversion is not essential and may be optional. After the RF receiver 33, using the same method as the interleaver 35 and the encoder 34 used in the terrestrial communication network 3, the interleaver is unwound, error correction decoding is performed, and the communication quality of the received signal data is improved. It becomes possible to secure.

なお、この地上通信ネットワーク３においては、このようなアンテナ３１、フィルタ３２、ＲＦ受信部３３の構成を基地局において全て実装させるようにしてもよいし、基地局との間で信号を送受信する端末装置側にその全部又は一部を実装させるようにしてもよい。   In the terrestrial communication network 3, all of the configurations of the antenna 31, the filter 32, and the RF receiving unit 33 may be implemented in the base station, or a terminal that transmits and receives signals to and from the base station. You may make it mount all or one part on the apparatus side.

また図１に示す形態では、人工衛星１から電波に重畳された電気無線周波数信号を受信する対象をあくまで地上通信ネットワーク３とする場合を例にとり説明をしたが、これに限定されるものではない。地上通信ネットワーク３の代替として通信体４を用いる場合も同様であり、例えば船舶、車両、航空機においてアンテナ３１、フィルタ３２、ＲＦ受信部３３の構成が少なくとも実装されており、上述と同様の処理動作を実行することとなる。通信体４を人間が所持する場合も同様であるが、かかる場合においてこの通信体４は、例えばパーソナルコンピュータ、携帯電話、スマートフォン、タブレット型端末、ウェアラブル端末等で構成されている。   In the embodiment shown in FIG. 1, the case where the target for receiving the electric radio frequency signal superimposed on the radio wave from the artificial satellite 1 is the terrestrial communication network 3 is described as an example. However, the present invention is not limited to this. . The same applies to the case where the communication body 4 is used as an alternative to the ground communication network 3. For example, at least a configuration of the antenna 31, the filter 32, and the RF reception unit 33 is implemented in a ship, a vehicle, and an aircraft, and processing operations similar to those described above are performed. Will be executed. The same applies to the case where a human body possesses the communication body 4. In this case, the communication body 4 is configured by, for example, a personal computer, a mobile phone, a smartphone, a tablet terminal, a wearable terminal, or the like.

次に図２に示すフォワードリンクにおける処理動作方法について説明をする。   Next, the processing operation method in the forward link shown in FIG. 2 will be described.

ゲートウェイ２において送信信号データは、符号化部２１において誤り訂正符号化や各種変調が施され、インターリーバー２２においてインターリーブ処理が施される。このインターリーブ処理が施された送信信号データは、ＲＦ送信部２３においてＲＦ帯域にある高周波域の無線周波数信号に変換される。このとき送信信号データは、Ｋａバンドの周波数帯にまで周波数変換するようにしてもよい。またＫａバンドに限らず、他の帯域に周波数変換するようにしてもよい。   Transmission signal data in the gateway 2 is subjected to error correction coding and various modulations in the encoding unit 21, and interleaved in the interleaver 22. The transmission signal data subjected to the interleaving process is converted into a radio frequency signal in a high frequency band in the RF band by the RF transmission unit 23. At this time, the transmission signal data may be frequency-converted to the Ka band frequency band. Further, the frequency conversion is not limited to the Ka band, and may be performed to another band.

このようにして得られた無線周波数信号は、電気−光変換部２４において電気−光変換された光無線周波数信号となる。電気−光変換部２４においてＬＤやＭＺＭを適用することにより、ＲＦ帯にある無線周波数信号であっても高精度に電気−光変換を行うことが可能となる。光無線周波数信号は、増幅部２５を通過し、ＯＧＳ２０から人工衛星１に向けて出射されることとなる。   The radio frequency signal thus obtained is an optical radio frequency signal that has been subjected to electro-optical conversion in the electro-optical conversion unit 24. By applying LD or MZM in the electro-optical conversion unit 24, it is possible to perform electro-optical conversion with high accuracy even for a radio frequency signal in the RF band. The optical radio frequency signal passes through the amplifying unit 25 and is emitted from the OGS 20 toward the artificial satellite 1.

人工衛星１に到達した光無線周波数信号は、光受信部１１を介して受信されて光増幅部１２において増幅され、光−電気変換部１３において電気無線周波数信号に変換される。電気無線周波数信号は、フィルタ１４を通過した後、発信部１５を介して電波として地上通信ネットワーク３へ送られる。この人工衛星１に到達してから発信部１５を介して発信されるまでの間、電気無線周波数信号並びに光無線周波数信号は、何れもＲＦ帯域とされている。即ち、この人工衛星１においては帯域変換を施すことなくＲＦ帯域のまま、これら電気無線周波数信号並びに光無線周波数信号を通過させて、地上通信ネットワーク３へ発信することとなる。   The optical radio frequency signal that has reached the artificial satellite 1 is received via the optical receiver 11, amplified by the optical amplifier 12, and converted into an electric radio frequency signal by the optical-electric converter 13. After passing through the filter 14, the electric radio frequency signal is sent to the terrestrial communication network 3 as a radio wave via the transmitter 15. The electric radio frequency signal and the optical radio frequency signal are both in the RF band from the time when the artificial satellite 1 is reached until it is transmitted via the transmitter 15. In other words, the artificial satellite 1 transmits the electric radio frequency signal and the optical radio frequency signal to the terrestrial communication network 3 while maintaining the RF band without performing band conversion.

地上通信ネットワーク３に送られた電気無線周波数信号は、アンテナ３１、フィルタ３２を介してＲＦ受信部３３に送られ、ここで初めてＲＦ帯域から通常の帯域までダウンコンバージョンされることとなる。ダウンコンバージョンは必須ではなくオプションとされていてもよい。   The electric radio frequency signal sent to the terrestrial communication network 3 is sent to the RF receiving unit 33 via the antenna 31 and the filter 32, and is down-converted from the RF band to the normal band for the first time. Down-conversion is not essential and may be optional.

即ち、図２に示すフォワードリンクにおいては、ゲートウェイ２におけるＲＦ送信部２３においてＲＦ帯域に変換された後、そのまま人工衛星１を介して地上通信ネットワーク３に至るまでＲＦ帯のまま伝送されることとなる。人工衛星１においては、このＲＦ帯域の信号を光−電気変換するところまでは実行するものの、これを周波数変換する処理動作は特段行うことは無い。このため、人工衛星１側においてＲＦ帯の信号の処理動作の負担を軽減させることにより、人工衛星１自体のサイズ、重量、電力をコンパクトに抑えることが可能となる。   That is, in the forward link shown in FIG. 2, after being converted into the RF band by the RF transmission unit 23 in the gateway 2, the RF band is transmitted as it is through the artificial satellite 1 to the ground communication network 3. Become. Although the artificial satellite 1 executes the process up to the photoelectric conversion of the RF band signal, there is no particular processing operation for frequency conversion of the signal. For this reason, it is possible to reduce the size, weight, and power of the artificial satellite 1 itself by reducing the burden of the RF band signal processing operation on the artificial satellite 1 side.

なお、ゲートウェイ２は、出射される光信号が人工衛星に到達するまでの大気揺らぎやフェージングに関するフェージング情報を予め取得しておくようにしてもよい。そして、ゲートウェイ２は、当該フェージング情報を参照し、ＲＦ帯域にある無線周波数信号に対して、或いはＲＦ帯域に変換される前の送信信号データに対してフェージングの影響を軽減するためのインターリーブ処理又は誤り訂正処理を施すようにしてもよい。このフェージングの影響を軽減するためのインターリーブ処理は、ＲＦ帯域に変換される前の送信信号データに対してインターリーバー２２により行うようにしてもよい。また、このフェージングや大気揺らぎを予め計測し、計測した情報に基づいてこのフェージング等の影響を軽減するためのインターリーブ処理又は誤り訂正を施すようにしてもよい。なお、この計測した大気揺らぎに基づくインターリーブ処理又は誤り訂正は、必須ではなく、必要に応じて省略するようにしてもよい。ＲＦ受信部３３後には、ゲートウェイ２で用いた、インターリーバー２２と符号化部２１と同じ方法を用いて、インターリーバーをほどき、誤り訂正復号化を行い、受信信号データの通信品質を確保することが可能になる。   Note that the gateway 2 may acquire in advance fading information related to atmospheric fluctuations and fading until the emitted optical signal reaches the artificial satellite. The gateway 2 refers to the fading information, and performs interleaving processing for reducing the influence of fading on the radio frequency signal in the RF band or transmission signal data before being converted to the RF band. Error correction processing may be performed. The interleave processing for reducing the influence of fading may be performed by the interleaver 22 on the transmission signal data before being converted into the RF band. Further, this fading and atmospheric fluctuation may be measured in advance, and interleaving processing or error correction for reducing the influence of this fading or the like may be performed based on the measured information. The interleaving process or error correction based on the measured atmospheric fluctuation is not essential and may be omitted as necessary. After the RF receiving unit 33, the interleaver is unwound and error correction decoding is performed using the same method as the interleaver 22 and the encoding unit 21 used in the gateway 2, and the communication quality of the received signal data is ensured. It becomes possible.

図３は、地上通信ネットワーク３から人工衛星１を介してゲートウェイ２に対して信号を送信するリバースリンクのブロック構成を示している。このリバースリンクにおいて、上述したフォワードリンクと同一の構成要素、部材に関しては同一の符号を付すことにより、以下での説明を省略する。   FIG. 3 shows a reverse link block configuration in which a signal is transmitted from the terrestrial communication network 3 to the gateway 2 via the artificial satellite 1. In this reverse link, the same components and members as those of the above-described forward link are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

人工衛星１は、受信部１６と、この受信部１６に接続されるフィルタ１７と、フィルタ１７に接続される電気−光変換部１８と、電気−光変換部１８に接続される光増幅部１２と、光増幅部１２に接続される光発信部３９とを備えている。   The artificial satellite 1 includes a receiving unit 16, a filter 17 connected to the receiving unit 16, an electro-optical converting unit 18 connected to the filter 17, and an optical amplifying unit 12 connected to the electro-optical converting unit 18. And an optical transmitter 39 connected to the optical amplifier 12.

ゲートウェイ２は、増幅部２５と、増幅部２５に接続される光−電気変換部２６と、光−電気変換部２６に接続されるＲＦ受信部２７とを備えている。   The gateway 2 includes an amplification unit 25, an optical-electric conversion unit 26 connected to the amplification unit 25, and an RF reception unit 27 connected to the optical-electric conversion unit 26.

地上通信ネットワーク３は、アンテナ３１と、アンテナ３１に接続されたフィルタ３２と、フィルタ３２に接続されたＲＦ送信部３６と、ＲＦ送信部３６に接続されたインターリーバー３５と、インターリーバー３５に接続された符号化部３４とを備えている。   The terrestrial communication network 3 is connected to the antenna 31, the filter 32 connected to the antenna 31, the RF transmission unit 36 connected to the filter 32, the interleaver 35 connected to the RF transmission unit 36, and the interleaver 35. The encoded unit 34 is provided.

人工衛星１における受信部１６は、地上通信ネットワーク３から発信された電気無線周波数信号を受信するアンテナ等により構成されている。受信部１６は、受信した電気無線周波数信号をフィルタ１７に向けて伝送する。   The receiving unit 16 in the artificial satellite 1 is configured by an antenna or the like that receives an electric radio frequency signal transmitted from the ground communication network 3. The receiving unit 16 transmits the received electrical radio frequency signal toward the filter 17.

フィルタ１７は、受信部１６から送られてくる電気無線周波数信号のうち、余分な帯域をカットし、これを電気−光変換部１８へ供給する。   The filter 17 cuts an extra band in the electric radio frequency signal transmitted from the receiving unit 16 and supplies this to the electro-optical conversion unit 18.

電気−光変換部１８は、フィルタ１７からの電気無線周波数信号を光無線周波数信号に変換するためのデバイスであり、例えばフォトダイオードで構成されている。電気−光変換部１８は、変換した光無線周波数信号を増幅部１２に出力する。電気−光変換部１８としてＬＤやＭＺＭを適用することにより、ＲＦ帯にある無線周波数信号であっても高精度に電気−光変換を行うことが可能となる。   The electro-optical conversion unit 18 is a device for converting an electric radio frequency signal from the filter 17 into an optical radio frequency signal, and is composed of, for example, a photodiode. The electro-optical converter 18 outputs the converted optical radio frequency signal to the amplifier 12. By applying LD or MZM as the electro-optical conversion unit 18, it is possible to perform electro-optical conversion with high accuracy even for a radio frequency signal in the RF band.

光増幅部１２は、電気−光変換部１８を介して伝送されてくる光無線周波数信号を増幅する。この光増幅部１２は、上述と同様に、光ファイバ増幅器（ＯＦＡ）や半導体光増幅器（ＳＯＡ）により構成されていてもよいが、必ずしも必須のデバイスではなく省略するようにしてもよい。光増幅部１２は、増幅した光無線周波数信号を光発信部３９に送る。   The optical amplifying unit 12 amplifies the optical radio frequency signal transmitted through the electro-optical converting unit 18. The optical amplifying unit 12 may be configured by an optical fiber amplifier (OFA) or a semiconductor optical amplifier (SOA) as described above, but may not be an essential device and may be omitted. The optical amplification unit 12 sends the amplified optical radio frequency signal to the optical transmission unit 39.

光発信部３９は、無線周波数信号をゲートウェイ２に向けて出射するための望遠鏡等で構成されている。この光発信部３９は、ＯＧＳ２０と同様に指向性を持つ光ビームの照射方向を制御するための制御装置等が実装されている。   The light transmitter 39 is configured by a telescope or the like for emitting a radio frequency signal toward the gateway 2. As in the OGS 20, the light transmission unit 39 is mounted with a control device for controlling the irradiation direction of a light beam having directivity.

ゲートウェイ２における増幅部２５は、ＯＧＳ２０を介して人工衛星１から受信した光無線周波数信号を増幅する。この増幅部においても同様に光ファイバ増幅器（ＯＦＡ）、半導体光増幅器（ＳＯＡ）を用いてもよい。増幅部２５は、増幅した光無線周波数信号を光−電気変換部２６へ出力する。なおＯＧＳ２０は、フォワードリンク、リバースリンク共に同一の機器を使用してもよいし、互いに異なる機器を使用するようにしてもよい。   The amplifying unit 25 in the gateway 2 amplifies the optical radio frequency signal received from the artificial satellite 1 via the OGS 20. In this amplifying unit, an optical fiber amplifier (OFA) or a semiconductor optical amplifier (SOA) may be used similarly. The amplification unit 25 outputs the amplified optical radio frequency signal to the photoelectric conversion unit 26. The OGS 20 may use the same device for both the forward link and the reverse link, or may use different devices.

光−電気変換部２６は、増幅部２５において光増幅された光無線周波数信号を電気無線周波数信号に変換するためのデバイスであり、例えばフォトダイオードで構成されている。光−電気変換部２６は、変換した電気無線周波数信号をＲＦ受信部２７へ出力する。   The photoelectric conversion unit 26 is a device for converting the optical radio frequency signal optically amplified by the amplification unit 25 into an electric radio frequency signal, and is configured by, for example, a photodiode. The opto-electric converter 26 outputs the converted electric radio frequency signal to the RF receiver 27.

ＲＦ受信部２７は、光−電気変換部２６から供給されてきた電気無線周波数信号を低帯域の信号にダウンコンバージョンする。ダウンコンバージョンされた信号情報は、その後段において読み取られ、保存され、表示され、或いは適宜送受信されることとなる。ＲＦ受信部２７後には、地上通信ネットワーク３で用いた、インターリーバー３５と符号化部３４と同じ方法を用いて、インターリーバーをほどき、誤り訂正復号化を行い、受信信号データの通信品質を確保することが可能になる。   The RF receiver 27 down-converts the electric radio frequency signal supplied from the opto-electric converter 26 into a low-band signal. The down-converted signal information is read, stored, displayed, or appropriately transmitted / received at the subsequent stage. After the RF receiver 27, using the same method as the interleaver 35 and the encoder 34 used in the terrestrial communication network 3, the interleaver is unwound, error correction decoding is performed, and the communication quality of the received signal data is improved. It becomes possible to secure.

地上通信ネットワーク３における符号化部３４は、これから送信しようとする送信信号データについて、誤り訂正符号化及び変調を施す。符号化部３４は、符号化等を施した送信信号データをインターリーバー３５へ送信する。   The encoding unit 34 in the terrestrial communication network 3 performs error correction encoding and modulation on transmission signal data to be transmitted. The encoding unit 34 transmits the transmission signal data subjected to encoding or the like to the interleaver 35.

インターリーバー３５は、この符号化された送信信号データにつきインターリーブ処理を施す。インターリーバー３５は、このインターリーブ処理を施した送信信号データをＲＦ送信部３６へ送信する。   The interleaver 35 performs an interleaving process on the encoded transmission signal data. The interleaver 35 transmits the transmission signal data subjected to the interleaving process to the RF transmission unit 36.

ＲＦ送信部３６は、インターリーバー３５から出力された送信信号データをＲＦ帯域にある電気無線周波数信号に変換する。ＲＦ送信部３６は、この電気無線周波数信号をフィルタ３２へと出力する。   The RF transmitter 36 converts the transmission signal data output from the interleaver 35 into an electric radio frequency signal in the RF band. The RF transmitter 36 outputs this electric radio frequency signal to the filter 32.

次に図３に示すリバースリンクにおける処理動作方法について説明をする。   Next, the processing operation method in the reverse link shown in FIG. 3 will be described.

地上通信ネットワーク３において送信信号データは、符号化部３４において誤り訂正符号化や各種変調が施され、インターリーバー３５においてインターリーブ処理が施される。このインターリーブ処理が施された送信信号データは、ＲＦ送信部３６においてＲＦ帯域にある高周波域の電気無線周波数信号に変換される。このとき送信信号データは、Ｋａバンドの周波数帯にまで周波数変換するようにしてもよい。またＫａバンドに限らず、他の帯域に周波数変換するようにしてもよい。このようにして得られた電気無線周波数信号は、フィルタ３２を通過し、更にアンテナ３１を介して人工衛星１に向けて発信されることとなる。   In the terrestrial communication network 3, transmission signal data is subjected to error correction coding and various modulations in the encoding unit 34, and subjected to interleave processing in the interleaver 35. The transmission signal data subjected to the interleaving process is converted into a high frequency electric radio frequency signal in the RF band by the RF transmitter 36. At this time, the transmission signal data may be frequency-converted to the Ka band frequency band. Further, the frequency conversion is not limited to the Ka band, and may be performed to another band. The electric radio frequency signal thus obtained passes through the filter 32 and is further transmitted toward the artificial satellite 1 via the antenna 31.

人工衛星１に到達した電気無線周波数信号は、受信部１６を介して受信されてフィルタ１７を通過し、電気−光変換部１８において光無線周波数信号に変換される。光無線周波数信号は、光増幅部１２において増幅された後、光発信部３９を介して光束としてゲートウェイ２へ送られる。この人工衛星１に到達してから光発信部３９を介して発信されるまでの間、電気無線周波数信号並びに光無線周波数信号は、何れもＲＦ帯域とされている。即ち、この人工衛星１においては帯域変換を施すことなくＲＦ帯域のまま、これら電気無線周波数信号並びに光無線周波数信号を通過させて、ゲートウェイ２へ発信することとなる。   The electric radio frequency signal that has reached the artificial satellite 1 is received via the receiver 16, passes through the filter 17, and is converted into an optical radio frequency signal by the electro-optical converter 18. The optical radio frequency signal is amplified by the optical amplifying unit 12 and then sent to the gateway 2 as a light beam via the optical transmission unit 39. The electric radio frequency signal and the optical radio frequency signal are both in the RF band from the time when they reach the artificial satellite 1 until they are transmitted through the optical transmitter 39. That is, in the artificial satellite 1, the electric radio frequency signal and the optical radio frequency signal are passed through the RF band without performing band conversion and transmitted to the gateway 2.

ゲートウェイ２に送られた光無線周波数信号は、ＯＧＳ２０を介して受信され、増幅部２５により増幅された後、光−電気変換部２６において電気無線周波数信号とされ、更にＲＦ受信部２７に送られて、ここで初めてＲＦ帯域から通常の帯域までダウンコンバージョンされることとなる。   The optical radio frequency signal sent to the gateway 2 is received via the OGS 20, amplified by the amplifying unit 25, converted into an electric radio frequency signal by the opto-electric converting unit 26, and further sent to the RF receiving unit 27. Thus, down conversion from the RF band to the normal band is performed for the first time here.

即ち、図３に示すリバースリンクにおいても、地上通信ネットワーク３におけるＲＦ送信部３６においてＲＦ帯域に変換された後、そのまま人工衛星１を介してゲートウェイ２に至るまでＲＦ帯のまま伝送されることとなる。人工衛星１においては、このＲＦ帯域の信号を光−電気変換するところまでは実行するものの、これを周波数変換する処理動作は特段行うことは無い。このため、人工衛星１側においてＲＦ帯の信号の処理動作の負担を軽減させることにより、人工衛星１自体のサイズ、重量、電力をコンパクトに抑えることが可能となる。   That is, even in the reverse link shown in FIG. 3, after being converted into the RF band by the RF transmission unit 36 in the ground communication network 3, the RF band is transmitted as it is to the gateway 2 through the artificial satellite 1. Become. Although the artificial satellite 1 executes the process up to the photoelectric conversion of the RF band signal, there is no particular processing operation for frequency conversion of the signal. For this reason, it is possible to reduce the size, weight, and power of the artificial satellite 1 itself by reducing the burden of the RF band signal processing operation on the artificial satellite 1 side.

なお、地上通信ネットワーク３又は通信体は、出射される光信号が人工衛星に到達するまでの大気揺らぎやフェージングに関するフェージング情報を予め取得しておくようにしてもよい。そして、地上通信ネットワーク３又は通信体は、当該フェージング情報を参照し、ＲＦ帯域にある無線周波数信号に対して、或いはＲＦ帯域に変換される前の送信信号データに対してフェージングの影響を軽減するためのインターリーブ処理及び誤り訂正処理を施すようにしてもよい。このフェージングの影響を軽減するためのインターリーブ処理は、ＲＦ帯域に変換される前の送信信号データに対してインターリーバー３５により行うようにしてもよい。また、このフェージングや大気揺らぎを予め計測し、計測した情報に基づいてこのフェージング等の影響を軽減するためのインターリーブ処理や誤り訂正を施すようにしてもよい。   The terrestrial communication network 3 or the communication body may acquire in advance fading information related to atmospheric fluctuations and fading until the emitted optical signal reaches the artificial satellite. Then, the terrestrial communication network 3 or the communication body refers to the fading information, and reduces the influence of fading on the radio frequency signal in the RF band or the transmission signal data before being converted to the RF band. Interleave processing and error correction processing may be performed. The interleaving process for reducing the influence of fading may be performed by the interleaver 35 on the transmission signal data before being converted into the RF band. Further, this fading and atmospheric fluctuation may be measured in advance, and interleaving processing and error correction for reducing the influence of this fading and the like may be performed based on the measured information.

また本発明においては、人工衛星１の代替として航空機等の飛翔体である航空機４を利用するようにしてもよい。航空機４は、人間が搭乗して操縦を行う有人航空機であってもよいが、これに限定されるものではなく無人航空機であってもよい。無人航空機は、いわゆる小型でかつ無人飛行が可能な航空機であり、代表的なものとしてはドローン（マルチコプター）であるが、これに限定されるものでは無く、無人ヘリコプター等で具現化されるものであってもよい。この航空機４は、衛星と異なり、大気圏内を航行するものである場合でもよい。このため、人工衛星１を航空機４に代替させる場合には、宇宙通信システムではなく、航空機４を用いた通信システムとなる。   In the present invention, an aircraft 4 which is a flying object such as an aircraft may be used as an alternative to the artificial satellite 1. The aircraft 4 may be a manned aircraft on which a human is boarded and operated, but is not limited to this and may be an unmanned aircraft. An unmanned aerial vehicle is a so-called small aircraft that can fly unmannedly. A typical example is a drone (multi-copter), but it is not limited to this, and it is embodied by an unmanned helicopter. It may be. Unlike the satellite, the aircraft 4 may be one that travels in the atmosphere. For this reason, when replacing the artificial satellite 1 with the aircraft 4, it is not a space communication system but a communication system using the aircraft 4.

航空機４は、ゲートウェイ２から地上通信ネットワーク３への通信の場合には、図２に示す光受信部１１、光増幅部１２、光−電気変換部１３、フィルタ１４が何れも実装されてなり、上述と同様の処理動作を実行することとなる。一方、地上通信ネットワーク３からゲートウェイ２への通信の場合には、図３に示す光増幅部１２、フィルタ１７、光変換部１８が航空機４内に実装されてなり、上述と同様の処理動作を実行することとなる。   In the case of communication from the gateway 2 to the terrestrial communication network 3, the aircraft 4 includes all of the optical receiver 11, the optical amplifier 12, the optical-electric converter 13, and the filter 14 shown in FIG. The same processing operation as described above is executed. On the other hand, in the case of communication from the terrestrial communication network 3 to the gateway 2, the optical amplifying unit 12, the filter 17, and the optical converting unit 18 shown in FIG. Will be executed.

その結果、航空機４側においてＲＦ帯の信号の処理動作の負担を軽減させることにより、航空機自体のサイズ、重量、電力をコンパクトに抑えることが可能な通信システムを提供することが可能となる。   As a result, it is possible to provide a communication system capable of reducing the size, weight, and power of the aircraft itself in a compact manner by reducing the burden of the RF band signal processing operation on the aircraft 4 side.

また本発明においては、人工衛星１とゲートウェイ２又は地上通信ネットワーク３間の通信を航空機４により中継させるようにしてもよい。かかる場合には、人工衛星１と航空機４との間で電気無線周波数信号又は光無線周波数信号の通信を行い、また航空機４とゲートウェイ２間で光無線周波数信号を通信し、航空機４と地上通信ネットワーク３との間で電気無線周波数信号を通信する。ゲートウェイ２から地上通信ネットワーク３、或いはら地上通信ネットワーク３からゲートウェイ２の通信の過程では、何れもＲＦ帯域とされている。   In the present invention, communication between the artificial satellite 1 and the gateway 2 or the ground communication network 3 may be relayed by the aircraft 4. In such a case, electrical radio frequency signals or optical radio frequency signals are communicated between the artificial satellite 1 and the aircraft 4, and optical radio frequency signals are communicated between the aircraft 4 and the gateway 2. An electric radio frequency signal is communicated with the network 3. In the process of communication from the gateway 2 to the terrestrial communication network 3 or from the terrestrial communication network 3 to the gateway 2, both are set to the RF band.

このとき、中継する航空機４は１つである場合に限定されるものではなく、複数の航空機４を介して中継させるものであってもよい。   At this time, the number of aircraft 4 to be relayed is not limited to one, but may be relayed via a plurality of aircraft 4.

また上述した実施の形態に限定されるものではなく、複数のゲートウェイ２、複数の地上通信ネットワーク３間で通信を行うようにしてもよいが、かかる場合には、波長多重通信（Wavelength Division Multiplex：ＷＤＭ）を用いるようにしてもよい。また変調方式はＯＦＤＭを利用するようにしてもよいが、これ以外の変調方式を利用するようにしてもよい。   Further, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and communication may be performed between a plurality of gateways 2 and a plurality of terrestrial communication networks 3. In such a case, wavelength division multiplexing (Wavelength Division Multiplex: WDM) may be used. Further, although the modulation method may use OFDM, other modulation methods may be used.

１ 人工衛星
２ ゲートウェイ
３ 地上通信ネットワーク
４ 通信体
１０ 宇宙通信システム
１１ 光受信部
１２ 光増幅部
１３ 光−電気変換部
１４ フィルタ
１５ 発信部
１６ 受信部
１７ フィルタ
１８ 光変換部
２０ ＯＧＳ
２１ 符号化部
２２ インターリーバー
２３ 送信部
２４ 電気−光変換部
２５ 増幅部
２６ 光−電気変換部
２７ 受信部
３１ アンテナ
３２ フィルタ
３３ 受信部
３４ 符号化部
３５ インターリーバー
３６ 送信部
３９ 光発信部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Artificial satellite 2 Gateway 3 Terrestrial communication network 4 Communication body 10 Space communication system 11 Optical receiver 12 Optical amplifier 13 Optical-electric converter 14 Filter 15 Transmitter 16 Receiver 17 Filter 18 Optical converter 20 OGS
21 Encoder 22 Interleaver 23 Transmitter 24 Electric-optical converter 25 Amplifier 26 Optical-electric converter 27 Receiver 31 Antenna 32 Filter 33 Receiver 34 Encoder 35 Interleaver 36 Transmitter 39 Optical transmitter

Claims (6)

地上に構築されたゲートウェイと、地上通信ネットワーク又は通信体とが、地球周回軌道を周回する人工衛星を介して通信する宇宙通信システムにおいて、
上記ゲートウェイは、ＲＦ帯域にある無線周波数信号を電気−光変換した光無線周波数信号を生成する電気−光変換手段と、上記電気−光変換手段により生成された光無線周波数信号を上記人工衛星に向けて出射する出射手段とを有し、
上記人工衛星は、上記ゲートウェイからの光無線周波数信号を受光する受光手段と、上記受光手段により受光された光無線周波数信号について帯域変換を施すことなくＲＦ帯のまま電気信号に変換することにより電気無線周波数信号を生成する光−電気変換手段と、上記光−電気変換手段により生成された電気無線周波数信号を電波として上記地上通信ネットワーク又は通信体へ発信する発信手段とを有し、
上記地上通信ネットワーク又は通信体は、上記人工衛星からの電気無線周波数信号を受信した上で、これをＲＦ帯からダウンコンバージョンすること
を特徴とする宇宙通信システム。 In a space communication system in which a gateway built on the ground and a terrestrial communication network or communication body communicate via an artificial satellite that orbits the earth orbit,
The gateway includes: an electro-optical conversion unit that generates an optical radio frequency signal obtained by electro-optical conversion of a radio frequency signal in an RF band; and the optical radio frequency signal generated by the electro-optical conversion unit. Emitting means for emitting toward,
The artificial satellite receives an optical radio frequency signal from the gateway, and converts the optical radio frequency signal received by the light receiving means into an electric signal in the RF band without performing band conversion. Photoelectric conversion means for generating a radio frequency signal, and transmission means for transmitting the electric radio frequency signal generated by the photoelectric conversion means to the terrestrial communication network or communication body as a radio wave,
The space communication system, wherein the ground communication network or the communication body receives an electric radio frequency signal from the artificial satellite and down-converts it from the RF band. 上記ゲートウェイは、上記出射手段から出射される光信号が上記人工衛星に到達するまでのフェージングに関するフェージング情報を予め取得しておき、当該フェージング情報を参照し、上記ＲＦ帯域にある無線周波数信号又はＲＦ帯域に変換前の信号に対してフェージングの影響を軽減するためのインターリーブ処理又は誤り訂正処理を施すこと
を特徴とする請求項１記載の宇宙通信システム。 The gateway acquires in advance fading information related to fading until the optical signal emitted from the emitting means reaches the artificial satellite, refers to the fading information, and refers to the radio frequency signal or RF in the RF band. The space communication system according to claim 1, wherein interleave processing or error correction processing for reducing the influence of fading is performed on a signal before conversion into a band. 地上に構築されたゲートウェイと、地上通信ネットワーク又は通信体とが、地球周回軌道を周回する人工衛星を介して通信する宇宙通信システムにおいて、
上記地上通信ネットワーク又は通信体は、ＲＦ帯域にある無線周波数信号を電波として上記人工衛星に向けて発信する発信手段を有し、
上記人工衛星は、上記地上通信ネットワーク又は通信体からの無線周波数信号を受信する受信手段と、上記受信手段により受信された無線周波数信号について帯域変換を施すことなくＲＦ帯のまま光信号に変換することにより光無線周波数信号を生成する電気−光変換手段と、上記電気−光変換手段により生成された光無線周波数信号を上記ゲートウェイへ出射する出射手段とを有し、
上記ゲートウェイは、上記人工衛星から受光した光無線周波数信号を電気信号に変換した上でこれをＲＦ帯からダウンコンバージョンすること
を特徴とする宇宙通信システム。 In a space communication system in which a gateway built on the ground and a terrestrial communication network or communication body communicate via an artificial satellite that orbits the earth orbit,
The terrestrial communication network or the communication body has a transmission means for transmitting a radio frequency signal in the RF band to the artificial satellite as a radio wave,
The artificial satellite converts a radio frequency signal from the terrestrial communication network or communication body into an optical signal in the RF band without performing band conversion on the radio frequency signal received by the receiving unit. An electric-optical conversion means for generating an optical radio frequency signal, and an emission means for emitting the optical radio frequency signal generated by the electric-optical conversion means to the gateway,
The space communication system, wherein the gateway converts an optical radio frequency signal received from the artificial satellite into an electric signal and then down-converts the signal from the RF band. 上記地上通信ネットワーク又は通信体は、上記出射手段から出射される光信号が上記ゲートウェイに到達するまでのフェージングに関するフェージング情報を予め取得しておき、当該フェージング情報を参照し、上記ＲＦ帯域にある無線周波数信号又はＲＦ帯域に変換前の信号に対してフェージングの影響を軽減するためのインターリーブ処理又は誤り訂正処理を施すこと
を特徴とする請求項３記載の宇宙通信システム。 The terrestrial communication network or the communication body acquires in advance fading information related to fading until the optical signal emitted from the emitting means reaches the gateway, refers to the fading information, and wirelessly exists in the RF band. The space communication system according to claim 3, wherein interleave processing or error correction processing for reducing the influence of fading is performed on the frequency signal or the signal before conversion into the RF band. 地上に構築されたゲートウェイと、地上通信ネットワーク又は車両、船舶何れかからなる通信体とが、航空機としての通信体を介して通信する通信システムにおいて、
上記ゲートウェイは、ＲＦ帯域にある無線周波数信号を電気−光変換した光無線周波数信号を生成する電気−光変換手段と、上記電気−光変換手段により生成された光無線周波数信号を上記航空機としての通信体に向けて出射する出射手段とを有し、
上記航空機としての通信体は、上記ゲートウェイからの光無線周波数信号を受光する受光手段と、上記受光手段により受光された光無線周波数信号について帯域変換を施すことなくＲＦ帯のまま電気信号に変換することにより電気無線周波数信号を生成する光−電気変換手段と、上記光−電気変換手段により生成された電気無線周波数信号を電波として上記地上通信ネットワーク又は通信体へ発信する発信手段とを有し、
上記地上通信ネットワーク又は通信体は、上記航空機等の飛翔する通信体からの電気無線周波数信号を受信した上で、これをＲＦ帯からダウンコンバージョンすること
を特徴とする通信システム。 In a communication system in which a gateway constructed on the ground and a communication body composed of either a ground communication network or a vehicle or a ship communicate via a communication body as an aircraft,
The gateway includes an electro-optical conversion unit that generates an optical radio frequency signal obtained by electro-optical conversion of a radio frequency signal in an RF band, and the optical radio frequency signal generated by the electro-optical conversion unit as the aircraft. Emitting means for emitting toward the communication body,
The communication body as the aircraft converts the optical radio frequency signal received from the gateway into an electrical signal in the RF band without performing band conversion on the optical radio frequency signal received by the light receiving unit. And an optical-electrical conversion means for generating an electric radio frequency signal, and a transmission means for transmitting the electric radio frequency signal generated by the optical-electrical conversion means as a radio wave to the ground communication network or communication body,
The terrestrial communication network or the communication body receives an electric radio frequency signal from a flying communication body such as the aircraft and down-converts the signal from the RF band. 地上に構築されたゲートウェイと、地上通信ネットワーク又は車両、船舶何れかからなる通信体とが、航空機としての通信体を介して通信する通信システムにおいて、
上記地上通信ネットワーク又は通信体は、ＲＦ帯域にある無線周波数信号を電波として上記航空機としての通信体に向けて発信する発信手段を有し、
上記航空機としての通信体は、上記地上通信ネットワーク又は通信体からの無線周波数信号を受信する受信手段と、上記受信手段により受信された無線周波数信号について帯域変換を施すことなくＲＦ帯のまま光信号に変換することにより光無線周波数信号を生成する電気−光変換手段と、上記電気−光変換手段により生成された光無線周波数信号を上記ゲートウェイへ出射する出射手段とを有し、
上記ゲートウェイは、上記航空機としての通信体から受光した光無線周波数信号を電気信号に変換した上でこれをＲＦ帯からダウンコンバージョンすること
を特徴とする通信システム。 In a communication system in which a gateway constructed on the ground and a communication body composed of either a ground communication network or a vehicle or a ship communicate via a communication body as an aircraft,
The ground communication network or the communication body has a transmission means for transmitting a radio frequency signal in the RF band to the communication body as the aircraft as a radio wave,
The communication body as the aircraft includes a receiving means for receiving a radio frequency signal from the ground communication network or the communication body, and an optical signal in an RF band without performing band conversion on the radio frequency signal received by the receiving means. An optical-to-optical conversion means for generating an optical radio frequency signal by converting into an optical radio frequency signal; and an emission means for emitting the optical radio frequency signal generated by the electro-optical conversion means to the gateway;
The gateway converts the optical radio frequency signal received from the communication body as the aircraft into an electric signal and then down-converts the signal from the RF band.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210081964A (en) * 2019-12-24 2021-07-02 한국항공우주연구원 Stratosphere Airship
WO2022202875A1 (en) * 2021-03-24 2022-09-29 国立研究開発法人情報通信研究機構 Optical space communication management device, optical space communication system, and optical space communication management method
WO2023109488A1 (en) * 2021-12-14 2023-06-22 华为技术有限公司 Radio frequency signal amplification apparatus and method

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04157932A (en) * 1990-10-22 1992-05-29 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Relay system for radio communication system
JP2010016485A (en) * 2008-07-01 2010-01-21 National Institute Of Information & Communication Technology Space communication system
JP2010161674A (en) * 2009-01-09 2010-07-22 National Institute Of Information & Communication Technology Wireless communication system and method
US20160373188A1 (en) * 2015-06-22 2016-12-22 The Boeing Company Free space optical communications network with bent pipe channel and pilot channel

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04157932A (en) * 1990-10-22 1992-05-29 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Relay system for radio communication system
JP2010016485A (en) * 2008-07-01 2010-01-21 National Institute Of Information & Communication Technology Space communication system
JP2010161674A (en) * 2009-01-09 2010-07-22 National Institute Of Information & Communication Technology Wireless communication system and method
US20160373188A1 (en) * 2015-06-22 2016-12-22 The Boeing Company Free space optical communications network with bent pipe channel and pilot channel

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210081964A (en) * 2019-12-24 2021-07-02 한국항공우주연구원 Stratosphere Airship
KR102363351B1 (en) * 2019-12-24 2022-02-15 한국항공우주연구원 Stratosphere Airship
WO2022202875A1 (en) * 2021-03-24 2022-09-29 国立研究開発法人情報通信研究機構 Optical space communication management device, optical space communication system, and optical space communication management method
JPWO2022202875A1 (en) * 2021-03-24 2022-09-29
JP7786749B2 (en) 2021-03-24 2025-12-16 国立研究開発法人情報通信研究機構 Optical space communication management device, optical space communication system, and optical space communication management method
WO2023109488A1 (en) * 2021-12-14 2023-06-22 华为技术有限公司 Radio frequency signal amplification apparatus and method

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