大気・電離層揺らぎが広帯域・高速Ka帯衛星通信に及ぼす影響の解析

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12750340
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 藤崎 清孝 九州大学, 大学院・システム情報科学研究院, 助教授 (20253487)
• Keywords: 衛星通信 / VSAT / Ka帯 / 信号減衰 / ビットエラー / 通信障害 / 降雨減衰 / 電波伝搬

Research Abstract

Ka帯を用いた大容量・高速な衛星通信を簡易なシステムで実現するための基礎研究として,昨年度に引き続き,今年度も以下の研究を行った.(1)伝搬路中の媒質を不均質乱流媒質とみなし,ランダム媒質中の多重散乱理論を適用して,ビーム波がスポットダンシング状態にある状況下で伝搬路媒質がビット誤り率に及ぼす影響の解析を行った.これまでに電離層媒質がKa帯に与える影響は少なく,主に大気乱流が影響を与えることが明らかになっているが,今回,より詳細に解析を行った結果,地上のアンテナの仰角が低くなるほどに,大気媒質中を伝搬する距離が長くなるため,乱流媒質の影響がより顕著となり,この大気乱流による損失を十分に考慮した回線設計が必要であることが示された.また,数値解析で用いる大気乱流の揺らぎ特性を評価する相関関数として,ガウス分布モデルとコロモゴルフ型乱流モデルの二つのモデルを用いて解析を行ったが,2つの結果は大きく異なっており,この伝搬問題の解析を行う場合には,大気乱流を表現しているコロモゴロフ型の乱流モデルを用いることが重要であることが明らかになった.実際の伝搬では,これ以外にも様々な要因が入り込んで来るため,今後,これらの影響を加えたより詳細な解析が必要となる.更に,(2)本研究室の所有する複数の衛星通信システムを用いて,様々な気象条件下のKu帯の伝搬データおよびひまわりやアメダスなどの気象情報を取得し,気象と電波伝搬状況との相関について評価を行った.実験で取得されたデータは膨大な量であり,現在も解析を進めている状況であるが,これまでに得られた結果より,気象データより伝搬状況を予測できる可能性があることが示された.これらのデータの解析は今後も引き続き行い,電波伝搬環境の気象予測の可能性について検討していく.

Research Products

• [Publications] K.Yamada, K.Fujisaki, M.Tateiba: "An evaluation of bit errors due to the atmospheric turbulence in Ka-band satellite communication"Progress in Electromagnetics Research Sympo. Proc.. 166 (2001)
• [Publications] K.Yamada, K.Fujisaki, M.Tateiba: "On the bit error due to the atmospheric turbulence in satellite communication"Proc. 2001 Korea-Japan AP/EMC/EMT Joint Conf.. 39-42 (2001)
• [Publications] 岩田, 石田, 藤崎, 立居場: "複数のVSATを用いた電波伝搬実験(III)"電気関係学会九州支部連合大会. 779 (2001)
• [Publications] 高木, 石田, 藤崎, 立居場: "VSAT衛星通信を用いた回線の高品質・高効率運用に関する検討(I)"電気関係学会九州支部連合大会. 780 (2001)
• [Publications] Z.B.Hasanuddin, Kteiba: "Uplink and downlink simultaneous measurement of rain attenuation in Kyushu of Japan for Ku-band"電気関係学会九州支部連合大会. 819 (2001)
• [Publications] 岩田, 桑山, 藤崎, 石田, 立居場: "VSAT衛星通信における伝搬特性の評価(V)"電子情報通信学会総合大会. (発表予定). (2002)