5 衛星通信の研究：昭和58年版通信白書

（1）通信方式
　ＣＳについては実験開始後5年を経過し，57年度はそれらの実験をまとめて「実験用通信衛星「さくら」-4年間の成果」を郵政省より発行した。
　またＢＳに関しては55年6月，ＴＶ放送の実験は終了したが，57年1月運用停止まで伝搬実験，電力制御実験，管制実験等を行いＢＳ-2への有効な資料を残しつつＢＳ実験を終了した。
　ＣＳ実験は基本実験をほぼ終了し，57年度は主として経年変化データの取得を目的とした実験，ＳＣＰＣ実験，スペクトラム拡散実験，ＴＤＭＡ（時分割多元接続方式）波とＦＭ波の共通増幅実験等や新しく追加された実験，すなわちマイクロ波・準ミリ波間周波数切替ＴＤＭＡ実験，ＳＳ／ＴＤＭＡ（衛星切替えＴＤＭＡ）シミュレーション実験，超小型局の実験等を行った。
　また，東北大学とのコンピュータネットワーク実験，警察庁や国鉄の公共業務の実験，電気事業連合会のＦＡＸ伝送実験，新聞協会の紙面電送実験は57年度をもってほとんど終了し，3年間にわたる実験の報告をまとめた。この実験で培われた衛星通信技術は58年2月に打ち上げられた実用通信衛星の利用（主として公共事業関係）に役立てられた。
（2）管　制
　電波研究所鹿島支所では，静止衛星のＣＳ，周回衛星ＩＳＳ-ｂ及びＩＳＩＳ-I，IIの運用管制を行うとともに，ＥＴＳ-III，ＡＳＴＲＯ-Ｂ，ＳＥＯ等を追跡し，衛星管制技術に関する調査・研究を行った。
　ＣＳ関係では，前年度に引き続き1局の測距データとＫバンド自動追尾アンテナの角度データによる軌道決定のほか，改良した小局折返し方式による2局と同等な測距データにより，軌道決定を行った。軌道制御実験として，自動追尾アンテナの角度データの変化から制御時を決め，簡易な方法により東西方向軌道保持実験を実施した。搭載デスパンアンテナの特性測定として，今年度も姿勢傾斜による2次元パターンの測定を行い，経年変化を調査したほか，蝕時のアンテナパターンにつき，温度変化の影響を調べ，ほとんど影響のないことを確認した。ＣＳは打上げ以来5年を経過し，搭載燃料が乏しくなったため，57年1月以降燃料消費量の多い南北方向軌道制御を中止した。このため軌道傾斜角が増加し，57年度末には約1度になった。軌道傾斜角の増加は搭載アンテナの指向方向に影響を与えるので，姿勢制御及びデスパンアンテナの制御による指向方向制御の検討を行った。さらに衛星の中継器，バッテリ，サーマルシールド等の経年変化について調査を行っている。
　ＩＳＳ-ｂは，発生電力の低下により，57年5月にテレメトリデータ伝送が，また6月にはビーコン電波送信も困難となり，2万1，584周回を最後に実質的な運用を終了した。ビーコン電波のドップラ偏移測定による軌道決定及び地磁気センサデータによる姿勢決定の研究に良好な結果が得られた。
　また，9月のＥＴＳ-III打上げ時の追跡及び58年2月のＡＳＴＲＯ-Ｂ打上げ時の支援を行ったほか，その後も追跡を行いドップラデータを取得し軌道決定の研究を行っている。
　衛星管制技術に関しては，人工衛星の打上げ増加に伴う軌道の有効利用のため，受動的な方法による軌道決定の調査研究を行っている。周回衛星については，ドップラ偏移測定による軌道決定を，静止衛星に対しては超長基線電波干渉計（ＶＬＢＩ）による研究を進めている。ＶＬＢＩ法は高精度，高感度という特徴があり，衛星と位置が正確に求められている準星を交互に観測すれば，さらに高精度のデータが得られ，軌道決定精度も向上する。
（3）高精度姿勢検出及び制御
　衛星通信，科学探査等の分野における通信需要の増大と通信形態の多様化に伴って，宇宙通信にもミリ波帯の高利得アンテナやマイクロ波帯のマルチスポットアンテナが用いられるようになると，電波のビーム幅が狭くなるので，従来以上に精度のよい姿勢検出と制御が必要となる。高精度の姿勢制御ができれば電波ビームを狭めることにより，周波数の空間的再利用が可能となるので，電波の有効利用にもっながる。また，宇宙空間での光通信や静止衛星からの高分解能の地球観測での絶対位置校正も可能となり，種々の波及効果が期待できる。
　57年9月に打ち上げられた技術試験衛星<3>型（ＥＴＳ-III）を利用した地上-衛星間レーザ光伝送実験は成功し，レーザを利用した衛星の姿勢決定システムの有効性を実証できた。本実験は58年度も継続されている。
（4）マルチビームアンテナの研究
　マルチビームアンテナは地上ユーザの送受信設備を簡易化・経済化するとともに，異なるビームで同一周波数を繰返し使用することにより通信容量の増大を図ることも可能とするため，今後の衛星通信に不可欠であるばかりでなく，衛星放送にも新しいサービスを提供する技術である。
　このアンテナは固定通信，放送，移動体通信等すべての衛星通信業務に適用できるが，アンテナの形式には，反射鏡形，レンズ形，アレー形，複合形等いろいろあり，サービスの形態や目的，使用周波数の違いに応じて使い分けられる。
　特に，移動体通信では隣接ビーム間の交差レベルを高く保つことが要求され，これにはアレー形マルチビームアンテナが適している。電波研究所では，移動体通信の一形態である低軌道観測衛星からのデータを中継するデータ中継衛星システムへの適用を目的として，2ＧＨz帯で19素子，19ビームのアレー形マルチビームアンテナの研究開発を行っている。これまでにアンテナの主要構成要素の研究が行われ，衛星搭載用薄形・軽量素子アンテナ，簡易で高性能なマルチビーム形成回路等が開発され性能の確認が行われた。今後，他の構成要素の製作と総合組立・調整を行い，58年度末までには，19ビームマルチビームアンテナが完成する予定である。
（5）航空・海上衛星技術の研究開発
　ア．航空・海上衛星技術の必要性及び経緯
　洋上にある船舶，航空機との通信には，主として短波帯の電波が利用されている。しかし，これらの周波数帯は，電波伝搬の状態により，回線が不安定となるため，データ通信等新たな通信需要にこたえることが困難であり，また，通信量の増大に対処することが周波数的に困難であることから，船舶通信，航空管制通信等においては，衛星通信により安定かつ高品質な回線を確保するシステム，すなわち，海事衛星，航空衛星が検討され，まず船舶通信を対象とした国際海事衛星システムの運用が開始された。
　さらに，我が国においては，小型船舶・航空機等との通信をねらいとして，小型アンテナでも受信可能な航空・海上衛星技術の検討が進められており，郵政省ではこれらに対処するため電波研究所において，53年度以後通信系システムについて種々の検討を進めるとともに衛星搭載用トランスポンダＢＢＭ（ブレッドボードモデル）の試作・検討並びに衛星模擬装置及び船上設備の試作等を行ってきた。
　また，トランスポンダシステム設計，衛星搭載用高能率直線化電力増幅器，衛星搭載用低雑音増幅器，航空機地球局用フェーズドアレイアンテナ等の開発を行うとともに，Ｌバンド電波による海上伝搬，通信実験を行ってきたが，57年度においては，衛星搭載用中間周波フィルター部の開発を行ったほか，船舶衛星通信で問題となる海面反射波によるフェージング特性を測定した。また，音声符号化装置の開発を行い，ディジタル通信方式の適用を開始した。
　一方，運輸省では，衛星を用いた測位等の航行援助システムの研究開発を行っている。
　これらのミッションは62年度打上げのＨ-Ｉロケット3段式試験機により，宇宙開発事業団のミッションである国産静止三軸バスとミッションとの統合を行い，技術試験衛星Ｖ型（ＥＴＳ-Ｖ）として打ち上げるための開発に着手することとなった。
　イ．衛星システムの概要
　　（ア）搭載ミッション機器
　　　Ａ中　継　器　　　対移動局用　　2台
　　　　　　　　　　　　対固定局用　　2台
　　　Ｂアンテナ　　　　対移動局用　　オフセットパラボラアンテナ
　　　　　　　　　　　　対固定局用　　ホーンアンテナ
　　　Ｃ重　　量　　　　約90ｋｇ
　　　Ｄ消費電力　　　　約500Ｗ
　　（イ）衛星バス　　　ＥＴＳ-Ｖ（国産三軸バス）
　　　Ａ形　　状　　　　Ｈ-1ロケット（3段式）フェアリングに収容可
　　　　　　　　　　　　能
　　　Ｂ重　　量　　　　静止軌道上　　約550ｋｇ
　　　Ｃ姿勢制御方式　　三軸制御方式
　　　Ｄ寿　　命　　　　約1.5年
　　　Ｅ発生電力　　　　約800Ｗ
　　（ホ）打上げ機　　　Ｈ-Ｉロケット（3段式）試験機
　　（エ）打上げ時期　　昭和62年度夏期
　　（オ）軌　　　道　　静止軌道
（6）　コンピュータ・ネットワーク
　情報化社会の進展及び情報処理技術の発展に伴い，遠隔地にあるコンピュータのデータを利用したいというような要望が強まっており，コンピュータ・ネットワークに対する関心が深まっている。コンピュータ・ネットワークの通信回線に衛星回線を用いると，地上局を設置するだけでどこからでもネットワークに参加できるため，地域格差のないネットワークを構成することができる。
　電波研究所では，54年度から小型地球局を設置した多数の低トラヒックユーザが，準ミリ波帯ＳＣＰＣチャンネルを用いて中央のコンピュータを使用する集中型コンピュータ・ネットワークのシステム開発を行ってきた。
　57年度は，56年度に引き続いて，ＣＳを用いて，集中型コンピュータ・ネットワーク実験を実施し，誤り回復方式の評価等，ネットワークの性能に関する評価を行った。
　一方，各地に分散設置されているコンピュータ間を対等に結ぶ分散型コンピュータ・ネットワークを念頭において，東北大学と共同で，分散制御型プロトコルによるネットワークの性能評価実験を実施し，回線制御を各局に分散させた場合の性能の評価を行った。（7）衛星の最適配置に関するソフトウェア
　衛星通信の発展に伴い，静止軌道上の通信衛星，放送衛星の数は増加し続けている。軌道の有効利用を図る上から，できるだけ狭い軌道間隔で衛星システム間の干渉規格を満足させることが望ましい。
　任意の許容し得る干渉量の下で軌道上の全衛星の平均的軌道間隔を最小にする最適化のプログラム「ＯＲＢＩＴ-1」及び「ＳＡＴＰＯＳ」がそれぞれ国際電電及び電電公社によって既に開発済みである。57年度には「ＯＲＢＩＴ-1」に改良を加えた「ＯＲＢＩＴ-2」が開発された。
（8）捜索救難衛星通信システムの研究
　現在の捜索救難通信システムは，地表伝搬波を用いているため，カバーレッジが限定され，発信位置の算出が困難な場合もある。一方，衛星利用の捜索救難衛星通信システムは，遭難時に非常用位置指示無線標識（ＥＰＩＲＢ）から送信された信号を衛星中継で地球局で受信し，遭難者の識別と発信位置の決定を行うもので，カバーレッジは地表全体となり，信頼性，応答時間，救助経費の点でも，現在のシステムよりも優れたものになると期待されている。
　このため，国際的な衛星利用の捜索救難システムを1990年から運用することを目標に研究開発が国際協力で進められ，電波研究所も国際電電の協力を得て，静止衛星システムの実験に参加してきた。その結果，現在の海事衛星システムを利用する場合，ＥＰＩＲＢの送信電力は1Ｗ程度で遭難信号の伝送が可能なことが明らかとなった。電波研究所のシステムは，近年急速に発展してきた周波数拡散方式を用いているが，諸外国と異なり，静止衛星と周回衛星の共用システムであり，周回衛星利用の場合は，衛星がビーコン波を受信するとき生ずるドップラー周波数からＥＰＩＲＢの位置を算出することができる。
（9）静止衛星による時刻及び周波数標準の供給
　高精度の時間と周波数の標準及び遠隔地間での時計精密同期が最近の基礎科学，通信，運輸，測地，地震予知，宇宙科学等の各分野で必要とされつつある。
　この情勢の下で，時刻及び周波数の国家標準をいかに精度よく，広い地域の一般利用者に供給し得るかが重要な問題となっている。従来の地上電波に代わり，静止衛星を用いた標準供給方式は広域性，通信の質，供給精度及び実現可能性の観点から最適と考えられる。
　電波研究所は，53年以来，実験用中型放送衛星（ＢＳ「ゆり」）を用い，そのデレビジョン信号を利用した時計比較及び周波数標準の供給システムについて検討と実験を行い，簡易な受信装置により0.1μｓの時計比較精度と，周波数では2×10-10ないし1×10-11の高精度利用が実現できることを確めた。
　57年度では，実用放送衛星ＢＳ-2を利用した実用システムと，気象衛星を利用したグローバルな時刻供給システムについて，調査検討を行った。
（10）静止衛星による高精度時刻比較
　前項の時刻及び周波数標準の供給よりも，高精度，高確度（ｎｓオーダ）の時刻比較が標準機関相互及び高度の利用者の間で必要性が高まっている。そのため，ＣＣＩＲやＵＲＳ<1>等の場でも高精度時刻比較への衛星利用の研究開発の促進が提唱されている。
　電波研究所では，衛星利用高精度時刻比較システムの実用化を目的として55年度以来，実験用中容量静止通信衛星（ＣＳ）を仲介とし，ＳＳＲＡ通信方式を用いた双方向伝送方式による時刻比較法について比較精度・確度向上への問題点解明のための予備実験を行っている。
　57年度は，車載局等小形地球局間で実験を行い，時刻比較精度1ｎｓ程度が得られ，また時刻比較確度向上のため共通時計法等により各地球局局内遅延の評価を行い，ｎｓオーダで測定できることを示した。

4 電離層観測衛星の運用　に戻る

6 宇宙通信の実用化の促進　に進む

昭和58年版 通信白書

5 衛星通信の研究

昭和58年版通信白書

5　衛星通信の研究