昭和54年版 通信白書

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5 衛星通信の研究

(1) 通信方式

 郵政省電波研究所鹿島支所においては,50年度以来,離島通信,非常災害通信あるいは移動通信等,小規模地球局衛星通信に有効な周波数拡散ランダム接続(SSRA)通信方式の改良について研究を進めている。従来のSSRA通信方式の欠点は,同時通信可能局数が少ないことであるが,改良方式では,誤り訂正符号の導入等により,同時通信可能局数の増大が期待される。改良型SSRA装置は53年度に製作され,54年度から実験用中容量静止通信衛星(CS)による実験が開始される。
 また,ミリ波(Kバンド)とセンチ波(Cバンド)切換方式による時分割多元接続(TDMA)通信について検討し,降雨時における回線断の特性を明らかにし,また,簡易化TDMA方式についての考察を行ったが,これらについても,今後により実験を行うことを検討している。
 一方,技術試験衛星<2>型(ETS-<2>「きく2号」)にとう載した発振器による電波伝搬実験は,当初の予定の半年間を延長して一年間実施され,53年5月8日をもって終了した。取得された資料はKバンドからC,Sバンドにわたり多彩なものとなり,興味ある結果が多く得られた。これらの結果は実験用静止通信衛星(ECS)計画をはじめ,降雨減衰シミュレータによる実験に活用され,各種ミリ波衛星通信方式の研究開発が行われる。

(2) 管 制

 郵政省電波研究所鹿島支所では,人工衛星の運用管制技術に関する実験と研究を行って来たが,実験用中容量静止通信衛星(CS)及び実験用中型放送衛星(BS)の管制に関しては,既に習得した基礎技術に加えて,小型で高精度の衛星軌道決定プログラム(KODS)の開発が行われた。この方式は,小型コンピュータによる短時間処理ができる扱いやすいものである。これらの技術,研究を生かして,CS及びBSの運用管制実験を行っている。
 将来の衛星運用管制システムについては,その省力化と高性能化が望まれる。このために電離層観測衛星運用管制システムを改修,拡張し,移動衛星のみならず静止衛星も同時に運用管制ができるシステムを開発し,近く打上げ予定の実験用静止通信衛星(ECS-b)によって実験を行うために,施設の整備調整が進められている。
 さらに,低高度の移動衛星を対象として,データの中継を効率的に行うため,静止衛星を中継局として利用する追跡型データ中継衛星システム(TDRSS)についての調査研究が行われた。

(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,宇宙通信において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,更に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つながる。
 このため,システムの基礎実験は51年度から始まり,有効性が確かめられつつある。また,宇宙開発事業団(NASDA)の協力を得て,56年度打上げ予定の技術試験衛星(ETS-<3>)を利用してレーザ光の伝搬特性を含めたシステムの総合実験のための地上施設の整備を進めている。

(4) ミリ波通信

 ミリ波を衛星通信に利用しようとする場合,電波伝搬上の最も大きな問題は降雨減衰と交差偏波識別度の劣化である。
 降雨減衰は,電波伝搬路上の降雨域の各部分において電波の受ける減衰の積分効果として現れるものであるが,この現象を一層詳細に究明するため,郵政省電波研究所では,新方式の降雨レーダを同鹿島支所に設置し,技術試験衛星<2>型(ETS-<2>「きく2号」)をはじめとする一連の各種通信衛星実験に備えるとともに交差偏波識別度の劣化問題についてETS-<2>によるミリ波伝搬実験を行った。
 ETS-<2>は,我が国最初の静止衛星であるが,この衛星は,53年度に打上げを予定していた実験用静止通信衛星(ECS)のために,静止軌道への投入技術の習得等を目的としてNASDAで計画されたが,郵政省はこれを用いてECSの予備実験を行うためビーコン送信機のとう載をNASDAに依頼し,電波研究所では,ETS-<2>から送信される3波(1.7GHz,11.5GHz,34.5GHz)の位相のそろったビーコン電波を利用して,52年5月9日から53年5月8日まで実験を行った。
 本実験の特徴は,広い周波数範囲の電波を対象とした伝搬実験であるとともに,降雨レーダを駆使して雨域構造と電波伝搬特性の関係を正確には握し,ECS計画で行うスペースダイバシチ実験の貴重な資料を得ることであったが,特に,52年8月は例年になく降雨が多く,降雨とミリ波伝搬特性について予想以上の豊富なデータが取得でき,また,台風が近くを通過したため,台風時の伝搬特性ばかりでなく地上局の運用等についても貴重な経験を得た。
 これは,通信回線の設計等に重要な意味をもつ減衰の累積確率,継続時間率等,また,35GHz帯では世界で初めての注目すべきデータも得られ,所期の目的を十分に達成した。
 取得データの解析も進み,近くデータブックを含む実験報告書が出版されることになり,関係方面から大きな期待が寄せられている。

(5) 小型船舶・航空機等との通信

 大洋にある船舶,航空機との通信には,主として,短波帯の電波が使用されている。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であり,また,急激な通信量の増大に対処することが困難であることから,航空管制通信,船舶通信等においては,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,すなわち航空衛星,海事衛星システムが検討され,一部利用され始めている。
 我が国においても航空・海上技術衛星の技術的な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技術的なバックアップ体制及びミッション検討体制をつくり,53年度は通信系システム設計,アクセス方式及びデータ収集方式の検討,遭難信号の伝送方式,Lバンド電波の伝搬特性の調査並びに衛星とう載用トランスポンダEM開発着手に先だつ重要部分の試作及び検討を行った。
 なお,54年度には船上設備の試作を,55年度には同設備を利用してのLバンド電波の伝搬実験及び衛星とう載用トランスポンダEMの開発に着手する予定である。

(6) コンピュータネットワークシステム

 衛星を利用したコンピュータネットワークにおける多元接続方式として,ランダムアクセスパケット交換網方式を取り上げ,システムを安定に運用するための制御について,理論的解析を行った。また,ネットワーク方式の評価を行うためのシミュレーションプログラムを作成した。

(7) 静止衛星最適配置に関するソフトウェア

 静止衛星による国際通信,国内通信は今後ますます発展すると予測されている。このため静止衛星軌道上に適切に衛星を配置し,軌道を有効に利用することが必要となってきている。この静止軌道上に収容できる衛星の数は,衛星システムの間の干渉量で定まるが,任意の許容しうる干渉量のもと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具体的手法を実現するため,本ソフトウェアを開発した。

 

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