A New Proposal and Demonstration of Highly Efficient System Control for Dramatically Increasing the Throughput of Multibeam Satellite Communication System

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100を超える多ビーム数で地上を照射する衛星と、300を超える地上のユーザー端末などから構成されるマルチビーム衛星通信においてシステム全体を統合する新方式を目指した。そのため、当該年度も前年度に引き続き、通信衛星を用いた大規模な実証実験を行うことなく、システムの有効性を実証し評価できる汎用衛星シミュレーターの開発を継続した。各ビームの周波数帯域は繰り返しビーム数によって一意に決まる。そこで、繰り返しビーム数と各ビームに割り当てる電力を調整できるシミュレータとした。本シミュレータを用いることで各ユーザーのスループットを算出できる。総電力5[W]、総周波数帯域幅35[MHz]とし、繰り返しビーム数2、総ビーム数8としてシステム全体のスループプットを求めるシミュレーションを実施した。ビーム毎に異なる中心周波数、周波数帯域幅、電力の3つのパラメータを変化させて、最適化手法Adamを用い総スループットが最大となるように1000回の試行により3つのパラメータを最適化した。その結果、この中で、総スループットが低かった中心周波数の組み合わせは、西日本を覆う5つのビーム7で同一周波数を用いるものであった。一方、スループットが高かった周波数の組み合わせは、いずれも同一周波数を使用するビーム同士が離れているものであった。総ビーム数が8、繰り返しビーム数が2としたとき、合計127通り存在し、隣接するビームで同じ中心周波数を用いるとビーム間干渉が大きくなる。以上より、総スループットに最も大きな影響を与えたパラメータはビーム毎の中心周波数、つまりビーム間干渉であることが明らかとなった。また、総ビーム数が8の中で、最大と最小のスループットの差は1.8倍となっている。ユーザ間のスループットに差が生じるため、各ビームの中に存在する衛星通信ユーザを考慮したパラメーター最適化が必要なことが明らかとなった。