Ku帯・L帯衛星通信・放送方式の稼動率改善のための各種ダイバーシテイ方式の研究

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13650422
• 研究機関: 北海道工業大学
• 研究代表者: 初田 健 北海道工業大学, 工学部, 教授 (10198757)
• 研究分担者: 青木 由直 北海道大学, 電子情報工学専攻, 教授 (90001180)
• キーワード: 衛星通信方式 / サテライトダイバーシテイ(Sat.D)方式 / 降雨・降雪減衰特性 / 時間遅延ダイバーシテイ(TDD)方式 / GPS信号 / Ku(14 / 12GHz)帯 / L(2GHz)帯

研究概要

Ku(14/12GHz)帯でのSat.D方式の効果の実験、適用法、さらにL(2GHz)帯の移動通信方式の設計に必要な電波伝搬特性および劣化補償のための各種方策について研究を実施した。
(1)L帯での移動体放送方式の設計に必要な時間遅延ダイバーシテイ(TDD)方式の研究
信号減衰による回線品質劣化の新しい補償法として、時間遅延させた2信号を合成して稼働率を向上させる新しい方法として時間遅延ダイバーシテイ(TDD)方式を新しく考案し、この方式構成について測定実験、データ処理を行った。測定は、小樽(8月)、旭川(10月)市内でGPS衛星を用い、データを収集し、エクセルによる処理プログラムを作成し、特性解析を行った。最適な遅延時間は、仰角依存性があり、仰角約45°で3〜6分、準天頂衛星(仰角約80°)で15〜30秒であることことを明らかにした。改善効果は約2倍の稼働率改善となっている。今年度の結果は2004年6月のIEEE AP-S(アンテナ伝搬シンポジューム)、8月の仙台のISAP(国際APシンポジューム)に発表の予定である。
(2)L帯での移動体放送方式の設計のためのサテライトダイバーシテイ(Sat.D)方式の研究
静止衛星を用いて移動体受信機で、高品質のデジタルラジオ放送が受信できる方式を想定し、静止衛星からの信号の遮蔽特性を補償する1方法として、Sat.D方式を検討している。GPSの測定データを使用して、特定の衛星軌道を想定した範囲内の信号を取出すことで擬似静止衛星からの信号と考え解析を行なった。改善効果は約2倍の稼働率改善となっている。詳細なデータを得て、(1)と比較する。
(3)Ku帯での回線稼働率改善のためのサテライトダイバーシテイ(Sat.D)方式の研究
Ku帯でのSat.D方式は、同じ敷地にアンテナを2基設置して信号強度の大きい信号に切替て通信を継続し、回線稼働率の改善を図るものである。これまで7衛星を用いて測定を継続し、長期データが得られている。これまでは、スペクトラムアナライザーを使用した測定を実施してきたが、衛星数が増加すると、高価な測定系となる。このため、1GHz帯の受信機のIF信号をA/D変換し、PCに取り込む測定系を開発した。今後、より詳細で長期のSat.D方式の特性を明らかにする実験を継続する。これらの結果は、8月のISAPに発表の予定である。

研究成果

• [文献書誌] Takeshi Hatsuda, Masayosi Yoneta: "Communication Capacity Assessment of F-GTS System for Ku- and Ka-bands"Proc.20th AIAA Communications Satellite Systems Conference. Vol.1, No.114. 1-9 (2003)
• [文献書誌] Takeshi Hatsuda, Daisuke Utada, Takuya Tsukahara: "MEASURED RESULTS OF TIME DELAYED DIVERSITY (TDD) SYSTEM CHARACTERISTICS FOR MOBILE BROADCAST SATELLITE SYSTEM"2003 IEEE AP-S International Symposium. Vol.3. 117-120 (2003)
• [文献書誌] 初田 健, 歌川大輔, 塚原拓也, 橋本和也, 増田淳子, 村上 潤: "Lバンド移動体放送衛星用時間遅延ダイバーシティ(TDD)方式の提案とGPS測定法による測定結果"電子情報通信学会技術報告、衛星通信研究会. SAT2003-86. 1-6 (2003)
• [文献書誌] 初田 健: "2.45GHzと5.8GHz帯における太陽発電衛星(SPS)と地上無線業務/固定衛星業務との電波干渉評価の一検討"電子情報通信学会技術報告、衛星通信研究会. SAT2003-91. 1-6 (2003)
• [文献書誌] 井上直基, 初田 健: "北海道統合通信網の構築のためのサテライト・ダイバーシティ(sat.D)方式の新測定法と測定結果"電子情報通信学会技術報告、衛星通信研究会. SAT2003-87. 1-5 (2003)
• [文献書誌] T.Hatsuda, Y.Aoki, H.Echigo, F.Takahata, Y.Maekawa, K.Fujisaki: "Ku-Band Long Distance Site-Diversity (SD) Characteristics by Using New Measuring System"IEEE Trans.on AP (Antenna and Propagation). Vol.52, No.6. (2004)
• [文献書誌] 初田 健: "2.45GHzと5.8GHz帯における太陽発電衛星(SPS)と地上無線/固定衛星業務との電波干渉評価"北海道工業大学研究紀要. 32号. 119-124 (2004)
• [文献書誌] 初田 健, 歌川大輔, 塚原拓也, 橋本和也, 増田淳子, 村上 潤: "Lバンド移動体放送衛星用時間遅延ダイバーシティ(TDD)方式の提案とGPS法による測定結果"北海道工業大学研究紀要. 32号. 113-118 (2004)
• [文献書誌] 井上直基, 初田 健: "北海道統合通信網の構築のためのサテライト・ダイバーシティ(Sat.D)方式の新測定法と測定結果"北海道工業大学研究紀要. 32号. 217-222 (2004)