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公開番号2025153245
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-10
出願番号2024055624
出願日2024-03-29
発明の名称衛星間光通信における光通信装置およびドップラシフト補償方法
出願人日本電気株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H04B 10/118 20130101AFI20251002BHJP(電気通信技術)
要約【課題】送信側および受信側の協働により効率的なドップラシフト補償を達成できる光通信装置を提供する。
【解決手段】第1衛星(A)に搭載され、第2衛星(B)との間で光通信を行う光通信装置(10A)であって、第2衛星との間で信号光の送受信を行う光送受信部(103A～109A)と、光送受信部による信号光の送受信により第2衛星との間でドップラシフト補償を実行する処理部(101A)と、を備え、処理部が、第2衛星に対する光捕捉追尾を確立した後、第2衛星との間でドップラシフト補償方式を決定し、ドップラシフト補償方式に従って第2衛星との間でドップラシフト周波数の補償を分担する。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
第１衛星に搭載され、第２衛星との間で光通信を行う光通信装置であって、
前記第２衛星との間で信号光の送受信を行う光送受信部と、
前記光送受信部による信号光の送受信により前記第２衛星との間でドップラシフト補償を実行する処理部と、
を備え、
前記処理部が、
前記第２衛星に対する光捕捉追尾を確立した後、前記第２衛星との間でドップラシフト補償方式を決定し、
前記ドップラシフト補償方式に従って前記第２衛星との間でドップラシフト周波数の補償を分担する、
ことを特徴とする光通信装置。
続きを表示（約 1,900 文字）【請求項２】
前記ドップラシフト補償方式は、前記ドップラシフト周波数を前記第２衛星で補償できる場合は前記第２衛星が前記ドップラシフト補償を担当し、前記第２衛星で補償できない場合は前記光送受信部が送信光の周波数を変更可能な第１周波数範囲内で前記ドップラシフト補償を担当する方式であることを特徴とする請求項１に記載の光通信装置。
【請求項３】
前記ドップラシフト補償方式は、前記ドップラシフト周波数の大きさに依存して前記第１衛星と前記第２衛星との間のドップラシフト補償の分担を決定する方式であることを特徴とする請求項１に記載の光通信装置。
【請求項４】
前記光送受信部が送信光の周波数を第１周波数範囲内で変更可能であり、
前記第２衛星が受信光を第２周波数範囲内で受信可能であり、
前記処理部が、
前記第２衛星へ前記ドップラシフト周波数を通知し、
前記第２衛星から前記第２周波数範囲を含む分担可否を受信すると、前記第１周波数範囲および前記第２周波数範囲に基づいて前記第１衛星の第１補償分担値と前記第２衛星の第２補償分担値とを算出し、
前記第２補償分担値を前記第２衛星へ送信し、
前記第１補償分担値に従ってドップラシフト補償を実行する、
ことを特徴とする請求項３に記載の光通信装置。
【請求項５】
前記処理部が、前記第２周波数範囲以下を示す第１閾値と前記第１周波数範囲を示す第２閾値とを用意し、
前記ドップラシフト周波数が前記第１閾値より小さければ、前記ドップラシフト補償を実行しないで前記第２衛星のドップラシフト補償に任せ、
前記ドップラシフト周波数が前記第１閾値以上前記第２閾値以下であれば、前記第２補償分担値を前記第２衛星へ送信し、前記第１補償分担値により前記ドップラシフト補償の分担分を実行する、
ことを特徴とする請求項４に記載の光通信装置。
【請求項６】
前記第２衛星に対する光捕捉追尾を確立した後であって前記ドップラシフト補償の完了前では、前記光送受信部による通信は信号光の強度変調により行われることを特徴とする請求項１－５のいずれか１項に記載の光通信装置。
【請求項７】
第１衛星に搭載され、第２衛星との間で光通信を行う光通信装置におけるドップラシフト補償方法であって、前記光通信装置が前記第２衛星との間で信号光の送受信を行う光送受信部と、前記光送受信部による信号光の送受信により前記第２衛星との間でドップラシフト補償を実行する処理部と、を備え、
前記処理部が、
前記第２衛星に対する光捕捉追尾を確立した後、前記第２衛星との間でドップラシフト補償方式を決定し、
前記ドップラシフト補償方式に従って前記第２衛星との間でドップラシフト周波数の補償を分担する、
ことを特徴とするドップラシフト補償方法。
【請求項８】
前記ドップラシフト補償方式は、前記ドップラシフト周波数を前記第２衛星で補償できる場合は前記第２衛星が前記ドップラシフト補償を担当し、前記第２衛星で補償できない場合は前記光送受信部が送信光の周波数を変更可能な第１周波数範囲内で前記ドップラシフト補償を担当する方式であることを特徴とする請求項７に記載のドップラシフト補償方法。
【請求項９】
相対速度で航行する第１衛星と第２衛星との間で光通信を行う光通信システムであって、
前記第１衛星が送信光の周波数を第１周波数範囲で変更可能であり、前記第２衛星が受信光の周波数を第２周波数範囲で変更可能であり、
前記第１衛星と前記第２衛星との間で光捕捉追尾が確立した後、前記第１衛星と前記第２衛星との間でドップラシフト補償方式を決定し、
前記ドップラシフト補償方式に従って前記第１衛星と前記第２衛星との間でドップラシフト周波数の補償を分担する、
ことを特徴とする光通信システム。
【請求項１０】
第１衛星に搭載され、第２衛星との間で光通信を行う光通信装置としてコンピュータを機能させるプログラムであって、前記光通信装置が前記第２衛星との間で信号光の送受信を行う光送受信部を備え、
前記第２衛星に対する光捕捉追尾を確立した後、前記第２衛星との間でドップラシフト補償方式を決定する機能と、
前記ドップラシフト補償方式に従って前記第２衛星との間でドップラシフト周波数の補償を分担する機能と、
を前記コンピュータに実現するプログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は衛星間光通信システムに係り、特に衛星間のドップラシフト補償技術に関する。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
電波や光を用いて衛星間で通信を行う場合、互いの衛星が相対的に移動することによりドップラシフトが発生する。このドップラシフトを補償する技術はこれまで多く提案されている。一般的には衛星の軌道情報に基づいてドップラシフトを算出し、光送信機がドップラ周波数を相殺するように送信レーザ光の周波数（波長）を制御する（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
国際公開第ＷＯ２０２０－１１０９５６号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ドップラシフトの補償には様々なケースが考えられる。たとえばノンコヒーレント方式の光通信であれば、受信側の低ノイズ増幅器に波長フィルタが必要であるために受信側での受信周波数シフトは困難である。これに対して、コヒーレント方式の場合は、受信側のローカル光源の周波数をシフトさせることにより対応可能である。ただしローカル光源で対応できる周波数範囲には限りがあり、ドップラシフトが大きい場合は受信機側だけで対応することが困難な場合もある。
【０００５】
このように受信側でのドップラシフト補償には限界があるものの対応可能な場合もある。上記背景技術では、受信側で対応可能であっても一律に送信側だけでドップラシフト補償を実行していた。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、送信側および受信側の協働により効率的なドップラシフト補償を達成できる光通信装置、ドップラシフト補償方法および光通信システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示における光通信装置は、第１衛星に搭載され、第２衛星との間で光通信を行う光通信装置であって、前記第２衛星との間で信号光の送受信を行う光送受信部と、前記光送受信部による信号光の送受信により前記第２衛星との間でドップラシフト補償を実行する処理部と、を備え、前記処理部が、前記第２衛星に対する光捕捉追尾を確立した後、前記第２衛星との間でドップラシフト補償方式を決定し、前記ドップラシフト補償方式に従って前記第２衛星との間でドップラシフト周波数の補償を分担する、ことを特徴とする。
本開示におけるドップラシフト補償方法は、第１衛星に搭載され、第２衛星との間で光通信を行う光通信装置におけるドップラシフト補償方法であって、前記光通信装置が前記第２衛星との間で信号光の送受信を行う光送受信部と、前記光送受信部による信号光の送受信により前記第２衛星との間でドップラシフト補償を実行する処理部と、を備え、前記処理部が、前記第２衛星に対する光捕捉追尾を確立した後、前記第２衛星との間でドップラシフト補償方式を決定し、前記ドップラシフト補償方式に従って前記第２衛星との間でドップラシフト周波数の補償を分担する、ことを特徴とする。
本開示における光通信システムは、相対速度で航行する第１衛星と第２衛星との間で光通信を行う光通信システムであって、前記第１衛星が送信光の周波数を第１周波数範囲で変更可能であり、前記第２衛星が受信光の周波数を第２周波数範囲で変更可能であり、前記第１衛星と前記第２衛星との間で光捕捉追尾が確立した後、前記第１衛星と前記第２衛星との間でドップラシフト補償方式を決定し、前記ドップラシフト補償方式に従って前記第１衛星と前記第２衛星との間でドップラシフト周波数の補償を分担する、ことを特徴とする。
本開示におけるプログラムは、第１衛星に搭載され、第２衛星との間で光通信を行う光通信装置としてコンピュータを機能させるプログラムであって、前記光通信装置が前記第２衛星との間で信号光の送受信を行う光送受信部を備え、前記第２衛星に対する光捕捉追尾を確立した後、前記第２衛星との間でドップラシフト補償方式を決定する機能と、前記ドップラシフト補償方式に従って前記第２衛星との間でドップラシフト周波数の補償を分担する機能と、を前記コンピュータに実現する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、送信側および受信側の協働により効率的なドップラシフト補償を達成できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
図１は本開示の一実施形態に係る光通信装置の概略的構成を例示するブロック図である。
図２は本開示に係る光通信装置を搭載した衛星間でのドップラシフト補償方式の第１例を示すシーケンス図である。
図３は本開示に係る光通信装置を搭載した衛星間でのドップラシフト補償方式の第２例を示すシーケンス図である。
図４は本開示に係る光通信装置における送信側および受信側のドップラシフト補償範囲の一例を示す模式図である。
図５は本開示の他の実施形態に係る光通信装置の概略的構成を例示するブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
＜実施形態の概要＞
本開示の一実施形態によれば、衛星間で光捕捉追尾を確立した後、ドップラシフト補償方式を決定し、そのドップラシフト補償方式に従って衛星間でドップラシフト周波数の補償を分担する。ドップラシフト補償方式としては、１）ドップラシフト周波数を受信側衛星で補償できる場合は受信側衛星がドップラシフト補償を担当し、補償できない場合は自局衛星が送信光の周波数を変更可能な第１周波数範囲内でドップラシフト補償を担当する方式、および２）ドップラシフト周波数の大きさに依存して衛星間のドップラシフト補償の分担を決定する方式がある。すなわち、受信側衛星で、あるいは送信側および受信側の双方の衛星でドップラシフト周波数の補償を分担する。これにより効率的なドップラシフト補償が可能となる。
（【００１１】以降は省略されています）

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