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SATELLITE-GROUND LASER COMMUNICATION PERFORMANCE SIMULATOR

Patent code P110006011
File No. S2010-0563-N0
Posted date Nov 28, 2011
Application number P2010-107649
Publication number P2011-239102A
Patent number P5526432
Date of filing May 7, 2010
Date of publication of application Nov 24, 2011
Date of registration Apr 25, 2014
Inventor
  • (In Japanese)荘司 洋三
  • (In Japanese)高山 佳久
  • (In Japanese)豊嶋 守生
  • (In Japanese)岡本 英二
  • (In Japanese)山下 善稔
Applicant
  • (In Japanese)国立研究開発法人情報通信研究機構
  • (In Japanese)国立大学法人 名古屋工業大学
Title SATELLITE-GROUND LASER COMMUNICATION PERFORMANCE SIMULATOR
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide more accurate simulation of receiving performance of a satellite-ground laser communication, especially while considering a case where a propagation path is blocked due to cloud or the like or changed due to atmospheric fluctuations.
SOLUTION: A satellite-ground laser communication performance simulator hourly determines which one of the following predefined four states: A to D meets a state transition between the respective states by using predetermined Markov models: the state A in a short continuous receiving time when optical communication signals are receivable; the state B in a long continuous receiving time when the optical communication signals are receivable; the state C in a short continuous non-receiving time when the optical communication signals are non-receivable; and the state D in a long continuous non-receiving time when the optical communication signals are non-receivable.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)



近年において、地球規模の高速通信ネットワーク構築の手段として、衛星と地上局間において光通信を行う、いわゆる衛星-地上間光通信が注目されている。この衛星-地上間光通信は、電波による通信と比較して秘匿性が高く、通信機器が小型、軽量で低消費電力であっても実現可能であり、更には超高速で通信を行うことができるという利点がある。





しかしながら、衛星から地上局にレーザ光を送信し続けるという非常に精密な技術が必要となる。特に衛星と地上局間において雲が存在する場合には、衛星から送信されたレーザ光が雲によって遮蔽される場合もある。また、大気のゆらぎによって受光電力や偏光状態などが変動し、これが衛星-地上間の伝搬路状態に影響し、その結果、受信信号の品質が著しく低下してしまうという問題点があった。





ちなみに、電波を用いた衛星-地上間通信では、シャドウイング等による伝搬路変動を考慮に入れた伝搬路モデルが提案されている(例えば、非特許文献1参照。)。これに対して、衛星-地上間光通信では、かかる大気ゆらぎ等による伝搬路の変化を考慮した伝搬路モデルとしなければならないが、従来においてかかるモデルは未だ十分に検討されていないのが現状であった。

Field of industrial application (In Japanese)



本発明は、衛星-地上間光通信の受信特性をシミュレートするための衛星-地上間光通信特性シミュレータ及び方法、並びにこの受信特性に応じた擬似的な出力光を生成する擬似出力光生成装置及び方法に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
衛星-地上間光通信の受信特性をシミュレートするための衛星-地上間光通信特性シミュレータにおいて、
上記光通信の信号を受信可能であってその連続受信時間が短い状態A、上記光通信の信号を受信可能であってその連続受信時間が長い状態B、上記光通信の信号を受信不能であってその連続受信不能時間が短い状態C、上記光通信の信号を受信可能であってその連続受信不能時間が長い状態D、の4状態が予め定義されるとともに、上記状態Aから上記状態Cへの状態遷移確率PAC、上記状態Cから上記状態Aへの状態遷移確率PCA、上記状態Aから上記状態Bへの状態遷移確率PAB=1-PAC、上記状態Cから上記状態Dへの状態遷移確率PCD=1-PCA、上記状態Bから上記状態Cへの状態遷移確率PBC、上記状態Dから上記状態Aへの状態遷移確率PDA、上記状態Bを繰り返す確率PBB=1-PBC、上記状態Dを繰り返す確率PDD=1-PDA、により各状態間の状態遷移が定義され、更に上記状態遷移確率PAC、PCA、PBC、PDAが予め設定されたマルコフモデルを使用して上記状態A~Dの何れの状態であるかを時間毎に求める演算手段と、
上記状態A又は状態Bである場合には受信可能であり、状態C又は状態Dである場合には受信不能である旨の出力を上記時間毎に行う出力手段とを備えること
を特徴とする衛星-地上間光通信特性シミュレータ。

【請求項2】
 
上記演算手段は、実際に受信すべき上記光信号の受信可能レベルに応じて予め決定されている上記状態遷移確率PAC、PCA、PBC、PDAを用いること
を特徴とする請求項1記載の衛星-地上間光通信特性シミュレータ。

【請求項3】
 
上記演算手段は、実際に受信すべき上記光信号の受信可能レベルが、ほぼ同時間率で上記受信可能と上記受信不能が生じるように設定されていることを仮定した場合に、上記状態遷移確率PAC、PCAが、上記状態遷移確率PBC、PDAよりも高く設定されている上記状態遷移確率を用いること
を特徴とする請求項2記載の衛星-地上間光通信特性シミュレータ。

【請求項4】
 
衛星-地上間光通信の受信特性に応じた擬似的な出力光を生成する擬似出力光生成装置において、
上記光通信の信号を受信可能であってその連続受信時間が短い状態A、上記光通信の信号を受信可能であってその連続受信時間が長い状態B、上記光通信の信号を受信不能であってその連続受信不能時間が短い状態C、上記光通信の信号を受信可能であってその連続受信不能時間が長い状態D、の4状態が予め定義されるとともに、上記状態Aから上記状態Cへの状態遷移確率PAC、上記状態Cから上記状態Aへの状態遷移確率PCA、上記状態Aから上記状態Bへの状態遷移確率PAB=1-PAC、上記状態Cから上記状態Dへの状態遷移確率PCD=1-PCA、上記状態Bから上記状態Cへの状態遷移確率PBC、上記状態Dから上記状態Aへの状態遷移確率PDA、上記状態Bを繰り返す確率PBB=1-PBC、上記状態Dを繰り返す確率PDD=1-PDA、により各状態間の状態遷移が定義され、更に上記状態遷移確率PAC、PCA、PBC、PDAが予め設定されたマルコフモデルを使用して上記状態A~Dの何れの状態であるかを時間毎に求める演算手段と、
上記状態A又は状態Bである場合には高出力光を生成し、上記状態C又は状態Dである場合には低出力光を生成することを上記時間毎に行う出力光生成手段とを備えること
を特徴とする擬似出力光生成装置。

【請求項5】
 
上記演算手段は、実際に受信すべき上記光信号の受信可能レベルに応じて予め決定されている上記状態遷移確率PAC、PCA、PBC、PDAを用いること
を特徴とする請求項4記載の擬似出力光生成装置。

【請求項6】
 
上記演算手段は、実際に受信すべき上記光信号の受信可能レベルが、ほぼ同時間率で上記受信可能と上記受信不能が生じるように設定されていることを仮定した場合に、上記状態遷移確率PAC、PCAが、上記状態遷移確率PBC、PDAよりも高く設定されている上記状態遷移確率を用いること
を特徴とする請求項5記載の擬似出力光生成装置。

【請求項7】
 
衛星-地上間光通信の受信特性をシミュレートするための衛星-地上間光通信特性シミュレーション方法において、
上記光通信の信号を受信可能であってその連続受信時間が短い状態A、上記光通信の信号を受信可能であってその連続受信時間が長い状態B、上記光通信の信号を受信不能であってその連続受信不能時間が短い状態C、上記光通信の信号を受信可能であってその連続受信不能時間が長い状態D、の4状態が予め定義されるとともに、上記状態Aから上記状態Cへの状態遷移確率PAC、上記状態Cから上記状態Aへの状態遷移確率PCA、上記状態Aから上記状態Bへの状態遷移確率PAB=1-PAC、上記状態Cから上記状態Dへの状態遷移確率PCD=1-PCA、上記状態Bから上記状態Cへの状態遷移確率PBC、上記状態Dから上記状態Aへの状態遷移確率PDA、上記状態Bを繰り返す確率PBB=1-PBC、上記状態Dを繰り返す確率PDD=1-PDA、により各状態間の状態遷移が定義され、更に上記状態遷移確率PAC、PCA、PBC、PDAが予め設定されたマルコフモデルを使用して上記状態A~Dの何れの状態であるかを時間毎に求め、
上記状態A又は状態Bである場合には受信可能であり、状態C又は状態Dである場合には受信不能である旨の出力を上記時間毎に行うこと
を特徴とする衛星-地上間光通信特性シミュレーション方法。

【請求項8】
 
衛星-地上間光通信の受信特性に応じた擬似的な出力光を生成する擬似出力光生成方法において、
上記光通信の信号を受信可能であってその連続受信時間が短い状態A、上記光通信の信号を受信可能であってその連続受信時間が長い状態B、上記光通信の信号を受信不能であってその連続受信不能時間が短い状態C、上記光通信の信号を受信可能であってその連続受信不能時間が長い状態D、の4状態が予め定義されるとともに、上記状態Aから上記状態Cへの状態遷移確率PAC、上記状態Cから上記状態Aへの状態遷移確率PCA、上記状態Aから上記状態Bへの状態遷移確率PAB=1-PAC、上記状態Cから上記状態Dへの状態遷移確率PCD=1-PCA、上記状態Bから上記状態Cへの状態遷移確率PBC、上記状態Dから上記状態Aへの状態遷移確率PDA、上記状態Bを繰り返す確率PBB=1-PBC、上記状態Dを繰り返す確率PDD=1-PDA、により各状態間の状態遷移が定義され、更に上記状態遷移確率PAC、PCA、PBC、PDAが予め設定されたマルコフモデルを使用して上記状態A~Dの何れの状態であるかを時間毎に求め、
上記状態A又は状態Bである場合には高出力光を生成し、上記状態C又は状態Dである場合には低出力光を生成することを上記時間毎に行うこと
を特徴とする擬似出力光生成方法。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2010107649thum.jpg
State of application right Registered
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