Q/Vバンドのような高い周波数帯(ミリ波)を利用する場合、最大の敵は**「雨」**です。Q/VバンドはKaバンドに比べても水分による電波吸収(降雨減衰)が劇的に大きく、豪雨時には信号が完全に遮断されるリスクがあります。

これを克服するために不可欠な技術が、**AUPC(Adaptive Uplink Power Control:適応送信電力制御)**です。


1. AUPCの仕組み

AUPCは、衛星と地上局の間のリンク品質をリアルタイムで監視し、降雨などによる減衰を打ち消すように送信電力を動的に調整するシステムです。

  1. モニタリング: 地上局が衛星からのビーコン信号や、ループバック信号(自局が送って衛星で折り返された信号)のCNR(搬送波対雑音比)を測定します。

  2. 減衰量の計算: 晴天時の基準値と比較し、現在どれだけ電波が弱まっているか(dB単位)を算出します。

  3. 電力補正: 減衰した分だけ、アップコンバータ(BUC)や高出力増幅器(HPA)の出力を上げます。


2. Q/VバンドにおけるAUPCの重要性

Q/Vバンドでは、減衰量が数十dBに達することもあり、従来の固定電力送信では「晴天時は過剰出力、雨天時は通信断」という極端な状況になります。

特徴 固定電力送信 AUPC 導入時
電力効率 常に最大出力のため、電気代と熱負荷が高い 必要な時だけ出力を上げるため効率的
干渉リスク 隣接衛星への干渉(ASI)を引き起こしやすい 最小限の電力で通信するため干渉を抑制
回線可用性 弱い雨でも通信が途切れる可能性あり 激しい雨でも粘り強く通信を維持

3. AUPCとセットで使われる「ACM」

AUPC単体では、増幅器の限界(飽和点)を超えた減衰には対処できません。そのため、通常は**ACM(Adaptive Coding and Modulation:適応符号変調)**と組み合わせて運用されます。

  • AUPC(ハードウェア制御): 送信「パワー」を上げる。

  • ACM(ソフトウェア制御): 変調方式を「効率重視(256APSK)」から「堅牢性重視(QPSK)」へ切り替え、データの冗長性を高める。

Q/Vバンドの戦略:

まずはAUPCで電力を補正し、それでも足りない場合にACMで通信速度を落として回線を維持する、という2段構えの対策が標準的です。


4. システム構成上の注意点

AUPCを実装する場合、前述の WORK Microwave などのコンバータには以下の機能が求められます。

  • 高速なゲイン調整: 降雨の変化に追従するため、0.1dBステップでの精密かつ迅速なゲイン制御。

  • 外部センサー連携: 雨量計や水分計からのデータを取り込むインターフェース。

  • 非線形歪みの管理: 電力を上げた際、増幅器(HPA)が飽和して信号が歪まないよう、バックオフ(余裕)を正確に管理する必要があります。


次のステップとして、より具体的な構成要素を深掘りしますか?

  • 「Q/Vバンドで使われる高効率な GaN(窒化ガリウム)増幅器 の特性」

  • 「降雨減衰を回避するための サイト・ダイバーシティ(地上局を2箇所に置く手法)」

  • 「AUPC制御アルゴリズムの具体的な計算式」

興味のあるトピックがあれば教えてください。

 

 

出典:Google Gemini

 

 

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