CN104756408B - 通信终端 - Google Patents

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CN104756408B CN201380054425.4A CN201380054425A CN104756408B CN 104756408 B CN104756408 B CN 104756408B CN 201380054425 A CN201380054425 A CN 201380054425A CN 104756408 B CN104756408 B CN 104756408B
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Abstract

本发明的通信方法包括：随机选择用于对发送数据进行CDMA扩频的扩频码信道的扩频码信道选择步骤(S109)；随机选择对CDMA扩频后的发送数据进行发送的时隙信道的时隙信道选择步骤(S110)；随机选择对CDMA扩频后的发送数据进行发送的频率信道的频率信道选择步骤(S111)；以及以在时隙信道选择步骤(S110)中选择的时隙信道、在频率信道选择步骤(S111)中选择的频率信道所对应的频率、以及在扩频码信道选择步骤(S109)中选择的扩频码信道对CDMA扩频后的发送数据进行发送的发送步骤(S114)。

Description

通信终端
技术领域
本发明涉及通信方法、通信终端、基站及通信系统。
背景技术
作为适用于在基站与多个通信终端进行通信的无线通信系统的卫星通信接入方式，已知有将时隙ALOHA(Slotted-ALOHA)与CDMA(Code Division Multiple Access：码分多址连接)方式相组合的方式。
该卫星通信方式中，发送侧的通信终端使利用单独分配的扩频码进行了扩频的发送数据与时间轴上的时隙同步，来以特定的时隙间隔进行发送，接收侧的基站利用与发送侧相同的扩频码对接收数据进行解扩，从而提取所需的数据。
利用这两个接入方式的组合，从而即使多个通信终端以相同的时隙发送数据包，只要扩频码不同，则基站就能从接收信号中提取数据。因此，发生因从多个通信终端发送的数据包的冲突导致基站无法从接收信号中提取数据的情况的概率得以降低。
然而，在多个通信终端使用相同的扩频码以相同的时隙发送数据包的情况下，数据包依然会发生冲突，从而无法从各数据包中提取数据。
专利文献1公开了以下技术：为了减少数据包冲突的发生，基站向各终端装置通知延迟时间信息，各通信终端基于从基站获取到的延迟时间信息对发送时刻进行调整。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2004－289717号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
在专利文献1所公开的接入方式中，可选择(调整)的通信资源限定于发送数据的延迟时间。因此，若接入的通信终端数增加，则无法避免多个通信终端的发送数据的冲突。因此，若通信终端的数量增加，则再送频度会增加，吞吐量降低。
设想在发生大规模灾害时，多个受灾人几乎同时从自己的通信终端发送求救消息的情况。然而，若采用现有的卫星通信接入方式，则会如上述那样，难以提高通信的吞吐量。
本发明为了解决上述问题而完成，其目的在于提供一种能提高经由卫星的基站与通信终端之间的通信吞吐量的通信方法、通信终端、基站及通信系统。
此外，本发明的另一目的在于在发生灾害时，多个受灾人能发送求救消息。
解决技术问题所采用的技术手段
为了实现上述目的，本发明的通信方法用于经由卫星将CDMA扩频后的发送数据发送给基站的通信终端，其特征在于，包括：随机选择用于对发送数据进行CDMA扩频的扩频码信道的扩频码信道选择步骤；随机选择对进行了CDMA扩频后的发送数据进行发送的时隙信道的时隙信道选择步骤；随机选择对进行了CDMA扩频后的发送数据进行发送的频率信道的频率信道选择步骤；以及以在时隙信道选择步骤中选择的时隙信道、在频率信道选择步骤中选择的频率信道所对应的频率、以及在扩频码信道选择步骤中选择的扩频码信道来发送CDMA扩频后的发送数据的发送步骤。
发明效果
根据本发明，能抑制多个通信终端同时发送的数据的冲突，能起到提高通信的成功概率、即吞吐量的效果，并能防止通信线路陷入拥堵状态。
附图说明
图1是表示本发明实施方式1的通信系统(通信终端、基站、卫星)的示意图。
图2是本发明实施方式1的通信终端的功能框图。
图3是表示本发明实施方式1的通信终端的接入方式的组合的图。
图4是表示本发明实施方式1的通信终端的发送处理的流程图。
图5是表示本发明实施方式1的通信终端的发送处理中、与接入方式的组合的选择有关的处理的流程图。
图6是本发明实施方式1的变形例的通信终端的功能框图。
图7A是本发明的实施方式1、2、5的通信终端中、为了选择接入方式的组合而参照的、由表格存储部所存储的、通常所使用的表格。
图7B是本发明的实施方式1、2、5的通信终端中、为了选择接入方式的组合而参照的、由表格存储部所存储的、用于选择相对较早的时隙信道的表格。
图7C是本发明的实施方式1、2、5的通信终端中、为了选择接入方式的组合而参照的、由表格存储部所存储的、用于选择相对较晚的时隙信道的表格。
图8是本发明实施方式2的通信终端的功能框图。
图9是表示本发明实施方式2的通信终端的发送处理的流程图。
图10是本发明实施方式3的通信终端的功能框图。
图11是表示本发明实施方式3的基站的功能框图(通信系统的示意图)。
图12A是表示从本发明实施方式3的中心(重心)的信息中获得的预定区域(圆形)的图。
图12B是表示从本发明实施方式3的中心(重心)的信息中获得的预定区域(四边形)的图。
图12C是表示从本发明实施方式3的中心(重心)的信息中获得的预定区域(多个圆形的集合体)的图。
图13A是表示从本发明实施方式3的多个点和半径或对角线距离的信息中获得的预定区域(三角形)的图。
图13B是表示从本发明实施方式3的多个点和半径或对角线距离的信息中获得的预定区域(四边形)的图。
图13C是表示从本发明实施方式3的多个点和半径或对角线距离的信息中获得的预定区域(圆形)的图。
图13D是表示从本发明实施方式3的多个点和半径或对角线距离的信息中获得的预定区域(环形)的图。
图14A示出从本发明实施方式3的多个坐标信息中获得的预定区域，是表示周围被连结多个点而成的边界线包围的区域(大致四边形)的图。
图14B示出从本发明实施方式3的多个坐标信息中获得的预定区域，是表示周围被连结多个点而成的边界线包围的区域(云形)的图。
图15A示出从本发明实施方式3的位置信息中获得的多个预定区域，是表示预定区域在其区域内包含其它预定区域(圆形-圆形)的示例的图。
图15B示出从本发明实施方式3的位置信息中获得的多个预定区域，是表示预定区域在其区域内包含其它预定区域(云形-四边形)的示例的图。
图15C示出从本发明实施方式3的位置信息中获得的多个预定区域，是表示预定区域在其区域内包含其它预定区域(多个圆形的集合体-圆形)的示例的图。
图16是本发明实施方式4的通信终端的功能框图。
图17是本发明实施方式4的变形例的通信终端的功能框图。
图18A是本发明的实施方式4的通信终端中、为了选择接入方式的组合而参照的、由表格存储部所存储的、通常使用的表格。
图18B是本发明的实施方式4的通信终端中、为了选择接入方式的组合而参照的、由表格存储部所存储的、登录了所有可选择的时隙信道的表格。
图18C是本发明的实施方式4的通信终端中、为了选择接入方式的组合而参照的、由表格存储部所存储的、登录了相对较早的时隙信道的表格。
图18D是本发明的实施方式4的通信终端中、为了选择接入方式的组合而参照的、由表格存储部所存储的、登录了相对较晚的时隙信道的表格。
图19A是本发明的实施方式4的变形例的通信终端中、为了选择接入方式的组合而参照的、由表格存储部所存储的、通常使用的表格。
图19B是本发明的实施方式4的变形例的通信终端中、为了选择接入方式的组合而参照的、由表格存储部所存储的、登录了所有可选择的时隙信道的表格。
图19C是本发明的实施方式4的变形例的通信终端中、为了选择接入方式的组合而参照的、由表格存储部存储的、仅登录了可选择的相对较早的时隙信道的表格。
图19D是本发明的实施方式4的变形例的通信终端中、为了选择接入方式的组合而参照的、由表格存储部所存储的、仅登录了可选择的相对较晚的时隙信道的表格。
图20是本发明实施方式5的通信终端的功能框图。
图21是本发明实施方式5的变形例的通信终端的功能框图。
图22A示出本发明实施方式5的通信终端的概率设定部所设定的概率分布，是表示本终端位于预定区域内的情况的图表。
图22B示出本发明实施方式5的通信终端的概率设定部所设定的概率分布，是表示无法判断本终端位于预定区域内还是预定区域外的情况的图表。
图22C示出本发明实施方式5的通信终端的概率设定部所设定的概率分布，是表示本终端位于预定区域外的情况的图表。
图23是表示本发明实施方式6的通信终端的发送处理的流程图。
图24是表示本发明实施方式6的通信终端的发送处理中、与接入方式的组合的选择有关的处理的流程图。
具体实施方式
在以往的时隙ALOHA方式那样的随机接入方式中，通信终端使发送数据的发送时刻与时间轴上的时隙同步，来以特定的时隙间隔开始发送。此外，需要使用用于使发送时刻与时隙相匹配的同步信号，该同步信号从基站发送给各通信终端。然而，本发明的实施方式的通信系统在发生大规模灾害时，从通信终端从基站接收到求救服务开始信号的时刻起，统一由通信终端发送求救消息，因此，本系统不采用可能会因发送数据的冲突等而导致传输延迟的时隙ALOHA方式。因此，在以下实施方式中，提出了利用CDMA(Code DivisionMultiple Access：码分多址连接)/FDMA(Frequency Division Multiple Access：频分多址连接)/TDMA(Time Division Multiple Access：时分多址连接)的组合的随机接入方法。
实施方式1
下面，参照图1～图7对本发明的实施方式1进行说明。另外，图中，相同标号表示相同或相当的部分，并省略其详细说明。
本发明的实施方式1涉及以下内容：1)经由卫星在基站与多个通信终端之间进行通信的通信系统、2)经由卫星将CDMA扩频后的发送数据作为返回链路信号发送给基站的通信终端、3)经由卫星与多个通信终端进行通信的基站、4)经由卫星将CDMA扩频后的发送数据发送给基站的通信终端所使用的通信方法。
首先，参照图1，对实施方式1的通信系统进行说明。如图1所示，本实施方式的通信系统100包括多个卫星1、基站2、多个通信终端3、以及多个GPS(Global PositioningSystem：全球定位系统)卫星4。图1中，示出了一个卫星1和一个GPS卫星4。
多个卫星1由对基站2与通信终端3的无线通信进行中继的卫星1构成。各卫星1由准天顶卫星构成，在预定的轨道上环绕。至少一个卫星1存在于特定的地区上空。
基站2经由卫星1与通信终端3进行无线通信。更详细而言，基站2利用前向链路通信线路17并经由卫星1向通信终端3配送前向链路信号。此外，经由卫星1接收利用返回链路通信线路18从通信终端3发送过来的返回链路信号。
基站2经由地面网络14与卫星跟踪控制中心15以及服务中心16相连。地面网络14是基于例如TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol：传输控制协议/网际协议)等协议进行数据传输的通信网络。卫星跟踪控制中心15经由地面网络14与基站2之间收发用于追踪卫星1的轨道的卫星跟踪信息。服务中心16经由地面网络14获取基站2所接收到的、从通信终端3发送来的各种数据，并将配送给通信终端3的各种数据发送给基站2。
通信终端3经由卫星1与基站2进行无线通信。通信终端3包括通信终端3A、通信终端3B、以及通信终端3C。下面，将通信终端3A～3C统称为通信终端3，有时也将通信终端3A～3C中的某一个称为通信终端3。另外，通信终端3的数量不限于三个。
通信终端3以接收到从基站2发送的前向链路信号为触发，向基站2发送返回链路信号。分别从通信终端3A、通信终端3B、通信终端3C发送的返回链路信号使用各自独立的返回链路通信线路18被发送给卫星1，在卫星1中整合后传输给基站2。
GPS卫星4将包含位置信息、时刻信息的GPS信号19发送给通信终端3。另外，卫星1也可以具有GPS卫星4的功能。
前向链路通信线路17是供基站2经由卫星1将前向链路信号发送给通信终端3的通信路径。返回链路通信线路18是供通信终端3经由卫星1将返回链路信号发送给基站2的通信路径。GPS信号19是由GPS卫星4发送、由通信终端3接收的包含GPS信息(位置信息及时刻信息)的信号。
接着，参照图2，对通信终端3的功能结构进行详细说明。如图2所示，通信终端3包括卫星通信用天线(通信终端侧卫星通信用天线)3s、GPS用天线3g、接收部6、发送部7、信息获取部8、扩频码生成部9、随机选择部10、双工器20、数据输出端子21、发送数据处理部22、数据输入端子23、发送时刻生成部32、存储部96、显示部97、操作部98、以及控制部99。图2中示出了存储部96、显示部97、操作部98、控制部99，但在图6、图8、图10、图16、图17、图20、图21的通信终端3的框图中，省略了它们的图示。此外，在上述图6等所示的通信终端3中，可以是由控制部99控制各构成要素的结构，也可以是各构成要素适当具备控制部99的功能的结构。
卫星通信用天线3s对通过前向链路通信线路17从基站2发送过来的前向链路信号进行接收。卫星通信用天线3s通过返回链路通信线路18向基站2发送返回链路信号。
GPS用天线3g对从GPS卫星4发送过来的GPS信号19进行接收，并输出到信息获取部8。
接收部6包括无线接收部24、QPSK解调部25、纠错解码部26、以及TDM分离部27，对前向链路信号进行解调并输出。
无线接收部24对经由卫星通信用天线3s和双工器20提供的前向链路信号进行低噪声放大，并提供给QPSK解调部25。
QPSK解调部25将由无线接收部24提供的前向链路信号解调为QPSK调制波(基带信号)，并提供给纠错解码部26。
纠错解码部26利用附加在前向链路信号中的冗余位进行纠错解码，获取原来的信息数据。
TDM分离部27利用TDM(Time Division Multiplex：时分复用)对发往本终端的通信数据或控制数据经过时分复用后得到的发送数据进行时间轴分离，由此来获取发往本终端的接收数据，并将其输出给接收数据输出端子21。
发送部7包括CDMA扩频部11、TDMA处理部12、BPSK调制部33、FDMA处理部13、以及无线发送部34，对由发送数据处理部22提供的发送数据进行调制，并经由双工器20从卫星通信用天线3s进行发送。
CDMA扩频部11将从发送数据处理部22接收到的发送数据与由扩频码生成部9生成的扩频码(正交码)相乘，从而对发送数据进行CDMA扩频。
TDMA处理部12根据由CDMA扩频部11进行了CDMA扩频的发送数据的发送时隙对该发送数据进行延迟。
BPSK(Binary Phase Shift Keying：二进制相移键控)调制部33根据从TDMA处理部12输出的发送数据使载波的相位进行离散变化，转换成适合传输的电信号。即，对发送数据实施BPSK调制。
FDMA处理部13对从BPSK调制部33输出的发送数据信号进行频率转换。
无线发送部34对从FDMA处理部13输出的发送数据信号进行功率放大，并经由双工器20从卫星通信用天线3s进行发送。
信息获取部8包括GPS接收部28和GPS信号处理部29，经由GPS用天线3g接收GPS信号19。
GPS信号接收部28经由GPS用天线3g接收来自GPS卫星4的GPS信号19。
GPS信号处理部29对GPS信号19进行处理，对位置信息和时刻信息进行解码，并向发送时刻生成部32发送时刻信息。
扩频码生成部9对从发送时刻生成部32输出的码片时钟扩频码开始时刻进行响应，并生成扩频码。
随机选择部10随机选择扩频码生成部9所使用的扩频码信道，并通知给扩频码生成部9。此外，随机选择部10随机选择作为TDMA处理部12使发送数据延迟的时间的基础的时隙信道，并通知给TDMA处理部12。此外，随机选择部10还随机选择FDMA处理部13进行频率转换的频率信道并通知给FDMA处理部13。
双工器20将经由卫星通信用天线3s从通信卫星接收到的信号提供给接收部6，并将由发送部7提供的发送信号提供给卫星通信用天线3s。
发送数据处理部22包括数据生成部30以及纠错编码部31，生成被附加了纠错码的发送数据，并提供给CDMA扩频部11。
数据生成部30与由发送时刻生成部32提供的数据时钟信号同步地生成发送对象的数据(发送数据)。
纠错编码部31对纠错编码时钟以及数据时钟信号进行响应，对从数据生成部30输出的发送数据附加同步位、控制位等，以使得多个通信终端3之间的通信同步，从而生成突发(burst)格式的发送数据，并进一步附加冗余位来进行纠错编码，然后输出给CDMA扩频部11。
存储部96由ROM(Read Only Memory：只读存储器)、RAM(Random Access Memory：随机存储器)、硬盘装置等构成，对各种数据及各种程序进行存储。
显示部97接收由控制部99提供的图像信息，在进行加工处理后，在预定的同步时刻将其转换为图像信号进行显示。显示部97由液晶显示器、有机EL(Electro-Luminescence：电致发光)显示器等构成。此外，也可以是具备触摸开关功能的触摸面板那样将输入功能与显示功能相组合的装置。
操作部98接受来自通信终端3的用户的各种操作、指示。操作部98对来自用户的输入信号进行处理，并将处理后的输入信号提供给控制部99。操作部98例如由通信终端3所搭载的输入按钮、触摸面板等构成。
控制部99由CPU(Central Processing Unit：中央处理器)等构成，进行信号处理并控制各部分的动作。特别是在本实施方式中，控制部99对接收部6输出到数据输出端子21的前向链路信号进行响应，通过信号处理生成发送数据，并经由数据输入端子23向发送数据处理部22提供发送数据。控制部99对各部分的动作时刻进行控制。另外，图中，示出了采用独立结构的控制部99，但控制部99也可以兼具其它结构的功能。例如，控制部99也可以兼具扩频码生成部9、随机选择部10、发送数据处理部22、发送时刻生成部32的功能。
接着，参照图2，对通信终端3经由卫星1向基站2发送数据的动作进行说明。
接收部6在经由卫星通信用天线3s、双工器20接收到前向链路信号后，对该信号进行解码，并将前向链路信号输出到数据输出端子21。控制部99对接收到前向链路信号的情况进行响应，生成发送对象的数据，并经由数据输入端子23提供给发送数据处理部22。
发送数据处理部22的数据生成部30对从数据输入端子23输入的数据附加同步位、控制位等从而转换为预定的突发格式的数据，并将其提供给纠错编码部31。纠错编码部31对从数据生成部30获取到的发送数据进行纠错编码。
由发送数据处理部22生成的发送数据被提供给发送部7的CDMA扩频部11。
CDMA扩频部11将发送数据与由扩频码生成部9生成的扩频码(正交码)相乘，从而对发送数据进行CDMA扩频。TDMA处理部12根据发送由CDMA扩频部11进行了CDMA扩频的发送数据的时隙来使该发送数据延迟。BPSK调制部33根据发送数据使载波的相位离散地变化，将其转换为适合传输的电信号。FDMA处理部13对由BPSK调制部33进行了相位调制的发送数据信号进行频率转换。无线发送部34对从FDMA处理部13获取到的发送数据信号实施功率放大等，并经由双工器20及卫星通信用天线3s将发送数据信号发送给基站2。
发送时刻生成部32为了在多个通信终端3之间使扩频码开始时刻等同步，生成与从GPS信号处理部29获取到的时刻信号同步的时钟信号和时刻信号。
数据生成部30和纠错编码部31对从发送时刻生成部32输出的数据时钟信号以及纠错编码时钟进行响应，转换为对发送数据附加了同步位、控制位等的预先决定的突发格式的数据，以使得多个通信终端3之间的通信同步，并附加冗余位来进行纠错编码。
此外，发送时刻生成部32为了在多个通信终端3之间使扩频码开始时刻同步，生成包含用于生成扩频码的码片时钟、以及扩频码开始时刻信号等的发送时刻信号。扩频码生成部9从多个(L个)扩频码中随机选择一个扩频码，对与GPS时刻信号同步的码片时钟以及扩频码开始时刻信号进行响应来生成所选择的扩频码。其结果，能在多个通信终端3之间使多个通信终端3发送给卫星1的CDMA信号的扩频码的码片时钟以及扩频码开始时刻同步。因此，只要多个通信终端3与卫星1的距离大致相同，则在卫星1的应答器上，各通信终端3所发送的CDMA信号的扩频信号的码片时钟与扩频码开始时刻同步。
即，通信终端3包括从GPS卫星4获取GPS信号的信息获取部8，利用由发送时刻生成部32根据GPS信息所包含的时刻信息而生成的扩频码开始时刻，由扩频码生成部9生成扩频码。另外，通信终端3的随机选择部10不仅随机选择并提供扩频码生成部9所使用的扩频码信道，还随机选择并提供作为TDMA处理部12使发送数据延迟的时间的基础的时隙信道、以及随机选择并提供FDMA处理部13进行频率转换的频率信道。
由CDMA扩频部11进行了CDMA扩频后的发送数据由TDMA处理部12根据从随机选择部10获取到的时隙信道进行时间延迟，从而使得以该时隙进行发送。之后，发送数据经BPSK调制部33进行BPSK调制，并由FDMA处理部13将其频率转换为与从随机选择部10输入的频率信道相对应的频率后，由无线发送部34进行功率放大等，经由双工器20，并使用返回链路通信线路18从无线通信用天线3s作为发送突发(burst)信号(返回链路信号)被发送给卫星1。
在实施方式1的通信系统中，各通信终端3使用由随机选择部10随机设定的扩频码信道、时隙信道、以及频率信道的组合(利用CDMA/FDMA/TDMA的随机接入中的“接入方式的组合”)。
图3示出了通信终端3A选择扩频码A、频率CH1、时隙1的组合、通信终端3B选择扩频码B、频率CH3、时隙2的组合、通信终端3C选择扩频码C、频率CH2、时隙2的组合的示例。如图3所示，时隙的发送时刻及扩频码的码片时刻与GPS时刻信号同步。
另外，在图3所示的示例中，通信终端3A～3C的接入方式的组合互不相同，因此卫星1中不会发生发送数据的冲突。
由此，实施方式1的通信终端3根据由随机选择部10随机选择的接入方式的组合来决定接入到卫星1的信道。因此，即使多个通信终端3同时接入卫星1，各通信终端3发送的数据发生冲突的概率也较低。此外，无法通信的概率较低，吞吐量较高。而且，线路达到拥堵状态从而导致通信终端3与基站2无法通信的可能性较低。该效果的程度会根据随机选择部10所能选择的扩频码信道的数量、时隙信道的数量、频率信道的数量、以及同时进行通信的通信终端3的数量而产生变动。因此，只要根据所要求的“接入方式的组合不一致的概率”来分别设定扩频码信道、时隙信道、频率信道各自的数量即可。
通信系统100由于具有上述特性，因此适用于通信终端3经由卫星1相互发送包含个人识别信息(ID信息)以及位置信息的安全状态信息等较短消息(也可以称为短信、shortmessage、定位短信。下面称为短消息)的用途。
作为使用短消息的服务的一个示例，例如有在发生灾害等时，服务中心16从多个通信终端3接收包含识别信息和位置信息等的求救消息的情况。下面，以这种情况为例，对各通信终端3的动作进行说明。
该情况下，服务中心16指示基站2向受灾人的通信终端3发送前向链路信号。基站2对指示进行响应，经由前向链路通信线路17向受灾人的通信终端3发送前向链路信号。
通信终端3对通过前向链路通信线路17从基站2发送过来的前向链路信号进行接收。通信终端3以接收到前向链路信号为触发，经由返回链路通信线路18向基站2发送包含自身的位置信息、求救消息、紧急消息、以及求救信号等的返回链路信号(发送信号)。基站2经由地面网络14将接收到的返回链路信号发送给服务中心16。服务中心16接收返回链路信号。由此，服务中心16能获取受灾人的信息。此外，接收到包含受灾人信息的短消息的服务中心16能通过前向链路通信线路17向发送该短消息的通信终端3发送包含ACK信号的回复消息。
参照图4和图5，对实施方式1的通信方法进行说明。图4是通信终端3的发送处理的流程图。本发送处理是通信终端3经由卫星1向基站2发送经CDMA扩频后的发送数据的处理。
图4中，在通信终端3的电源接通后，控制部99启动信息获取部8，经由GPS用天线3g接收GPS信号19(步骤S101)。此外，控制部99启动接收部6，从而经由卫星通信用天线3s接收来自基站2的前向链路信号(步骤S102)。通常情况下，通信终端3的电源是接通的。然而，也可以是根据需要使通信终端3的电源接通的结构。
通信终端3判定是否发送数据(步骤S103)。是否发送数据的判定例如以如下方式进行。在发生灾害时，服务中心16开始求救消息服务，经由地面网络14向基站2发送通知已开始服务这一意思的控制数据(将其称为“求救服务开始信号”。在用途并非求救消息服务的情况下，也可以简称为“服务开始信号”)。基站2将求救服务开始信号作为前向链路信号上的控制数据发送给所有通信终端3。
在上述步骤S102中，控制部99根据从TDM分离部27接收到的接收数据判定前向链路信号中是否包含求救消息服务开始信号(服务开始信号)。在判断为前向链路信号中包含求救消息服务开始信号(服务开始信号)的情况下，判定操作部98所具备的求救消息发送按钮(输入按钮)是否被按下(步骤S103)。控制部99在判定发送按钮被按下的情况下(步骤S103：是)，使处理进入步骤S109。另一方面，在判定为发送按钮未被按下的情况下(步骤S103：否)，使处理返回到步骤S101。求救消息发送按钮可以不是物理按钮，而是显示在显示部97所具备的触摸面板式的显示部或与通信终端3相连的触摸面板式的显示部中的按钮。此外，也可以通过向操作部98所具备的音频输入部或与通信终端3相连的音频输入装置输入想要发送求救消息这一意思的音频来发送指示。将它们统称为“输入单元”。
控制部99在接收到求救消息服务开始信号且判定为求救消息发送按钮被按下的情况下，判定为发送数据(步骤S103：是)。另外，控制部99生成包含存储部96所存储的个人识别信息(ID信息)、信息获取部8所获取到的位置信息在内的安全状态信息等短消息，并经由数据输入端子23将所生成的短消息提供给数据处理部22。发送数据处理部22对所提供的短消息附加同步数据等，并进一步附加纠错编码，然后输出到发送部7。
另外，在步骤S103中，控制部99也可以不判定求救消息按钮发送按钮是否被按下，而对求救消息服务开始信号的接收进行响应来判定为发送数据。该情况下，通信终端3也可以不搭载求救消息按钮发送按钮本身。
随机选择部10随机选择L个扩频码信道中的一个(步骤S109)。这也可以称为随机选择用于对发送数据进行CDMA扩频的扩频码信道的扩频码信道选择步骤。接着，随机选择部10随机选择M个时隙信道中的一个(步骤S110)。这也可以称为随机选择对进行了CDMA扩频后的发送数据进行发送的时隙信道的时隙信道选择步骤。另外，随机选择部10随机选择N个频率信道中的一个(步骤S111)。这也可以称为随机选择对进行了CDMA扩频后的发送数据进行发送的频率信道的频率信道选择步骤。
发送部7根据随机选择部10所选择的接入方式的组合，将由发送数据处理部22提供的发送数据作为CDMA/FDMA/TDMA信号，经由卫星通信用天线3s发送给卫星1(步骤S114)。这是以在时隙信道选择步骤中选择的时隙信道、在频率信道选择步骤中选择的频率信道所对应的频率、以及在扩频码信道选择步骤中选择的扩频码信道发送经CDMA扩频后的发送数据的发送步骤。
图4所示的流程图的一系列处理中，该发送步骤可以认为是如下处理：以通信终端3接收到经由卫星1从基站2发送过来的前向链路信号的情况为触发，将发送数据作为返回链路信号发送给基站2。
步骤S109～S111以及S114的处理是随机选择部10与发送部7协同发送经发送数据处理部22进行了处理等后的短消息的处理。另外，步骤S114的处理也包含用于通过发送时刻生成部32在多个通信终端3中同步地发送进行了CDMA扩散后的发送数据的同步步骤。
若将步骤S109～S111以及S114替换为处理步骤，则如下所示。
步骤S109是利用由扩频码信道选择步骤随机选择的扩频码对发送数据进行CDMA扩频的CDMA扩频步骤(CDMA扩频部11)。
步骤S110是以由时隙信道选择步骤随机选择的时隙信道对由CDMA扩频步骤进行了CDMA扩频后的发送数据进行发送，由此来进行延迟的延迟步骤(TDMA处理部12)。
步骤S111是将在延迟步骤中进行了延迟的发送数据频率转换为由频率信道选择步骤随机选择的频率信道所对应的频率的频率转换步骤(FDMA处理部13)。
步骤S114是对通过CDMA扩频步骤进行了CDMA扩频、通过延迟步骤进行了延迟、且通过频率转换步骤进行了频率转换后的发送数据进行发送的发送步骤(无线发送部34)。
图5是表示实施方式1的通信终端3的发送处理的前处理的流程图。
步骤S201相当于图4所示的步骤S109，是由随机选择部10随机选择用于对发送数据进行CDMA扩频的扩频码信道的扩频码信道选择步骤。步骤S202相当于图4所示的步骤S110，是由随机选择部10随机选择对发送数据进行发送的时隙信道的时隙信道选择步骤。步骤S203相当于图4所示的步骤S111，是由随机选择部10随机选择对发送数据进行发送的频率信道的频率信道选择步骤。扩频码信道选择步骤(步骤S201)、时隙信道选择步骤(步骤S202)、频率信道选择步骤(步骤S203)的各个处理步骤的顺序任意。
步骤S205是由随机选择部10决定所选择的一个扩频码信道、一个时隙信道、一个频率信道的接入方式的组合的处理。并且，在步骤S205中，将所选择的扩频码信道通知给扩频码生成部9，将所选择的时隙信道通知给TDMA处理部12，将所选择的频率信道通知给FDMA处理部13。
另一方面，在步骤S205之后，由发送部7执行的处理如下。
首先，CDMA扩频部11执行利用所选择的扩频码信道对发送数据进行CDMA扩频的CDMA扩频步骤。
接着，TDMA处理部12执行以所选择的时隙信道发送进行了CDMA扩频的发送数据，由此来使发送数据延迟的延迟步骤。
最后，FDMA处理部13执行将通过上述延迟步骤延迟后的发送数据频率转换为与所选择的频率信道相对应的频率的频率转换步骤，然后无线发送部34执行对通过延迟步骤进行了延迟、通过频率转换步骤进行了频率转换的发送数据进行发送的发送步骤。
这里，对步骤S201、S202、S203进行更详细的说明。步骤S201的处理中，随机选择部10随机选择扩频码信道中的一个。这相当于从扩频码生成部9所能生成的L个(多个)扩频码中随机选择一个。作为扩频码，例如考虑正交Gold码，所能选择的彼此正交的编码数L为1024。
另外，由扩频码生成部9生成的扩频码被控制成在码片级下与GPS时刻信号同步，且在卫星应答器上，从各通信终端3发送来的扩频码彼此正交。这里，扩频码并不特别限定于正交编码，也可以是Gold编码或M系列等非正交编码。然而，若使用正交编码，则编码之间几乎不会相互干扰，而在使用非正交编码的情况下，编码间的相互干扰会变大。
在步骤S202的处理中，从多个(M个)频率信道中随机选择一个频率信道。例如，假设通信终端3使用返回链路通信线路18进行发送的发送数据的信息传输速度设为50bps，若进行码率1/2的纠错编码来扩频到1024倍，则码片速率为50bps×2×1024＝102.4kcps。因此，CDMA扩频后的BPSK调制波的所需频带宽度约为200kHz。即，由于这成为一个频率信道的带宽，因此若将能利用的整个频带设为约5MHz，则所能选择的频率信道数量为25。
在步骤S203的处理中，随机选择部10从多个(N个)时隙中随机选择一个时隙。
信道的总数为L×N×M个。因此，即使多个通信终端3几乎同时发送发送数据(短消息)，数据包冲突的概率也较小。因此，能获得吞吐量高、再送处理较少的通信系统。
接下来，参照图6，说明随机选择部10的变形例。
如图6所述，变形例1的随机选择部10由组合选择部35以及组合设定部(表格存储部)36构成。在图3所示的通信终端3中，随机选择部10从所设定的数据中单独选择扩频码信道、时隙信道、频率信道，而在图6所示的通信终端3中，组合选择部35基于图7A所示的“表格存储部(组合设定部)36所存储的表格”随机选择接入方式的组合。在随机选择部10内，组合设定部36进行将表格信息(组合信息)发送给组合选择部35的处理。
由此，在基于图7A所示的“表格存储部(组合设定部)36所存储的表格”的情况下，实施方式1的通信方法中，扩频码信道选择步骤、频率信道选择步骤以及时隙信道选择步骤从预先设定的由扩频码信道、频率信道、以及时隙信道的组合构成的表格中随机进行选择。
如图7A所示的表格中以不重复的方式储存有随机选择部10能随机选择的“扩频码信道”、“频率信道”、“时隙信道”的三个项目的各信道的组合。此外，对各个组合赋予了选择编号。表格的最后一列等的NNN、MMM、LLL、KKK可以均为正整数，且分别为不同的数。另外，时隙信道项目的信道#1、信道#2、···、信道#KKK按照时间序列由早到晚进行排列。
在图6所示的通信终端3接收到前向链路信号(求救消息服务开始信号)从而需要随机选择部10选择“扩频码信道”、“频率信道”、“时隙信道”时，组合选择部35从设定(存储)在组合设定部(表格存储部)36中的选择编号中随机选择一个，其结果，分别随机选择“扩频码信道”、“频率信道”、“时隙信道”。
例如，通过由图1所示的通信终端3A选择选择编号004，通信终端3B选择选择编号001，通信终端3C选择选择编号002，从而能在多个通信终端3之间选择“扩频码信道”、“频率信道”、“时隙信道”这三个项目不完全一致的接入方式的组合。选择编号NNN的数量越大，则能选择三个项目均不同的接入方式的组合的可能性越高。
另外，图6所示的通信终端3同时执行图4所示的步骤S109、S110、S111的三个处理步骤。即，图5所示的步骤S201、S202、S203的三个处理步骤同时执行。设定(存储)在组合设定部(表格存储部)36中的表格既可以保存多个通信终端3相同的部分，也可以保存每个通信终端3不同的部分。
例如，在主动地想要对(作为通信系统整体的)每个通信终端3进行通信的时间设置差异的情况下，可以准备能从时隙信道中的相对较早的部分进行随机选择的表格。这在不使用表格的情况下也一样。即，图2所示的随机选择部10在选择时隙信道时，从相对较早的部分中进行随机选择即可。相反，也可以准备能从时隙信道中的相对较晚的部分进行随机选择的表格。这在不使用表格的情况下也一样。即，图2所示的随机选择部10在选择时隙信道时，从相对较晚的部分中进行随机选择即可。
图7B、7C所示的表格是想要对每个通信终端3的通信开始时间设置差异的情况的示例。如图7B所示，通过设定仅能从时隙信道相对较早的信道#1、信道#2中进行选择的表格，使得利用该表格的通信终端3必然能相对较早地进行通信。同样，如图7c所示，通过设定仅能从时隙信道相对较晚的信道#3、信道#4中进行选择的表格，使得利用该表格的通信终端3必然能相对较晚地进行通信。另外，图7B、7C中，所能选择的时隙数量为4(即，KKK＝4的情况)，图7B、图7C中，分别示出了选择两个时隙信道数的情况，但这仅仅是一个例子。
即，实施方式1的通信终端3在想要较早地通信的情况下，与其它情况相比，能提高随机选择部10能从相对较早的时隙信道中选择发送发送数据的时隙的概率。同样，在想要较晚地通信的情况下，与其它情况相比，能提高随机选择部10能从相对较晚的时隙信道中选择发送发送数据的时隙的概率。换言之，可以认为在实施方式1的通信终端3是想要较早地进行通信的通信终端3的情况下，与其它情况相比，随机选择部10从所能选择的范围内的时隙信道中的相对较早的部分中随机选择发送部7对发送数据进行发送的时隙。同样，可以认为在是想要较晚地进行通信的通信终端3的情况下，与其它情况相比，随机选择部10从所能选择的范围内的时隙信道中的相对较晚的部分中随机选择作为发送部7使发送数据延迟的时间的基础的时隙。
这里，对使用表格信息时的随机选择部10的选择处理进行说明。
在多个通信终端3中没有想要较早地进行通信的通信终端3的情况下，组合设定部36将图7A所示的表格的信息(组合信息)提供给组合选择部35即可。此外，在多个通信终端3中有想要较早地进行通信的通信终端3的情况下，该通信终端3的组合设定部36将图7B所示的表格的信息(组合信息)提供给组合选择部35即可。此外，在多个通信终端3中有想要较晚地进行通信的通信终端3的情况下，该通信终端3的组合设定部36将图7C所示的表格的信息(组合信息)提供给组合选择部35即可。
另外，在将图7B所示的表格信息提供给组合选择部35的情况下，可以在该通信终端3(也包括具有多个通信终端3的情况)以外的通信终端3中，将图7C所示的表格信息提供给组合选择部35，也可以将通常使用的图7A所示的表格信息提供给组合选择部35。当然，在将图7C所示的表格信息提供给组合选择部35的情况下，可以在该通信终端3(也包括具有多个通信终端3的情况)以外的通信终端3中，将图7B所示的表格信息提供给组合选择部35，也可以将通常使用的图7A所示的表格信息提供给组合选择部35。
实施方式2
参照图8、图9，对本发明的实施方式2进行说明。实施方式2是主动对(作为通信系统整体的)每个通信终端3进行通信的时间设置差异的通信系统的示例。另外，实施方式2中，对与实施方式1相同的部分标注相同的标号。
如图8所示，通信终端3还包括位置信息获取部37、以及判断处理部38。
位置信息获取部37从信息获取部8获取本终端的位置信息(本终端位置数据)，并提供给随机选择部10。位置信息获取部37与信息获取部8(GPS信号处理部29)相连。具体而言，位置信息获取部37获取GPS信号处理部29所处理的GPS位置信息。
判断处理部38根据位置信息获取部37所获取到的本终端的位置信息判定本终端的位置是否位于预定区域内，并将该判定结果通知给组合设定部(表格存储部)36。
即，随机选择部10根据从外部获取到的位置信息(从GPS信息中获取到的位置信息)来判定通信终端3的位置。
随机选择部10由组合选择部35、组合设定部(表格存储部)36、以及判断处理部38构成。可以将位置信息获取部37内置在随机选择部10中。另外，位置信息获取部37也可以利用从GPS卫星4接收GPS信号19以外的方式获取本终端的位置信息。例如，可以从与通信终端3相连的外部设备获取位置信息，也可以获取从通信终端3的操作部98输入的位置信息。
在图8所示的通信终端3中，位置信息获取部37从GPS信号处理部29获取GPS位置信息，并对本终端的位置进行解析，并将本终端的位置信息提供给判断处理部38。判断处理部38在内部存储器中存储有表示预定区域的区域信息(范围信息)。
判断处理部38基于从位置信息获取部37获取到的本终端的位置信息以及所存储的区域信息，生成表示本终端位于预定区域内还是预定区域外的本终端区域内外信息，并提供给组合设定部36。
组合设定部36在由判断处理部38提供的本终端区域内外信息表示本终端的位置位于预定区域内的情况下，将能选择相对较早的发送时隙的表格的信息(组合信息)发送给组合选择部35。这种表格的信息例如是图7B所示的表格。由此，位于预定区域内的通信终端3的早期通信的可能性相对较高，位于预定区域外的通信终端3的早期通信的可能性相对较低。
另一方面，组合设定部36在本终端区域内外信息表示本终端的位置位于预定区域外的情况下，将能选择相对较晚的时隙的表格的信息发送给组合选择部35。这种表格的信息例如是图7C所示的表格。由此，位于预定区域外的通信终端3的早期通信的可能性较低，本终端的位置位于预定区域内的通信终端3的早期通信的可能性较高。另外，组合设定部36在本终端的位置位于预定区域外的情况下，可以将通常使用的表格的信息发送给组合选择部35。通常使用的表格的信息例如是图7A所示的表格。
判断处理部38预先存储的表示预定区域的区域信息是表示在通信终端3存在于该预定区域内的情况下，与存在于该预定区域外的情况相比，早期通信的必要性较高的区域的信息。本实施方式2中，对判断处理部38预先保存有表示预定区域的区域信息的终端装置3进行说明，而在后述的实施方式3中，将对从外部获取区域信息的通信终端3进行说明。
由此，从判断处理部38获取到本终端区域内外信息的组合设定部36根据本终端区域内外信息将上述那样的表格信息(组合信息)提供给组合选择部35。组合选择部35从获取到的表格信息中随机选择扩频码信道、频率信道、时隙信道的组合的其中一个(在使用图7所示的表格的情况下为选择编号)。然后，组合选择部35将所选择的扩频码信道发送给扩频码生成部9，将所选择的时隙信道发送给TDMA处理部12，将所选择的频率信道发送给FDMA处理部13。
参照图9，对实施方式2的通信方法进行说明。图9是表示实施方式2的通信终端3的发送处理的流程图。
该流程图表示经由卫星1将进行了CDMA扩频的发送数据发送给基站2的通信终端3所执行的通信方法。另外，步骤S101、S102、S103、S109～S111、S114与图5所示相同。
在步骤S103的处理后(在省略步骤S103的情况下，为步骤S102的处理后)，位置信息获取部37执行获取通信终端3的所在地的通信终端位置获取步骤。
接着，判断处理部38基于来自位置信息获取部37的本终端位置信息、以及组合设定部36预先保存的区域信息，判断本终端3是否位于预定区域内(步骤S106)。
在判断处理部38判断本终端的位置在预定区域内的情况下(步骤S106：是)，组合设定部36进行设定，以提高在时隙信道的选择中选择到相对较早的时隙信道的概率(步骤S108A)。
例如，判断处理部38进行控制，使得组合设定部36将图7B所示的表格提供给组合选择部35。
另一方面，在判断本终端的位置在预定区域外的情况下(步骤S106：否)，组合设定部36进行设定，以提高在时隙信道的选择中选择到相对较晚的时隙信道的概率(步骤S108B)。例如，判断处理部38在步骤S108A中进行控制，使得组合设定部36将图7B所示的表格提供给组合选择部35，在步骤108B中进行控制，使得组合设定部36将图7A或图7C所示的表格提供给组合选择部35。或者，判断处理部38在步骤S108A中进行控制，使得组合设定部36将图7A所示的表格提供给组合选择部35，在步骤108B中进行控制，使得组合设定部36将图7C所示的表格提供给组合选择部35。
接着，在步骤S109中，执行扩频码信道的随机选择。
接着，步骤S110中，随机选择部10随机选择时隙信道中的一个。
步骤S110的时隙信道选择步骤是如下那样的处理：在通信终端3的所在地在预定区域内的情况下，与其它情况相比，能选择相对较早的时隙信道的概率提高，而通信终端3的所在地在预定区域外的情况下，与其它情况相比，能选择相对较晚的时隙信道的概率提高。此外，步骤S110的时隙信道选择步骤是如下那样的处理：在通信终端3的所在地在预定区域内的情况下，与其它情况相比，从所能选择的范围内的时隙信道中的相对较早的部分中随机进行选择，而通信终端3的所在地在预定区域外的情况下，与其它情况相比，从所能选择的范围内的时隙信道中的相对较晚的部分中随机进行选择。
接着，在步骤S111中选择一个频率信道，在步骤S112中，随机选择部10将所选择的扩频码信道、时隙信道、频率信道决定为接入方式的一个组合。接着，执行步骤S114，以在时隙信道选择步骤中选择的时隙信道、在频率信道选择步骤中选择的频率信道所对应的频率、以及在扩频码信道选择步骤中选择的扩频码信道发送经CDMA扩频后的发送数据。
另外，本实施方式中，通过由组合选择部35选择一个组合来同时执行步骤S109～S111。
实施方式3
接着，参照图10～图15对本发明的实施方式3进行说明。实施方式2中，对通信终端3的判断处理部38预先保存有表示预定区域的区域信息的情况进行了说明。而在本实施方式3中，对判断处理部38从外部、特别是从基站2获取区域信息的通信终端3进行说明。另外，实施方式3中，对与实施方式1和2相同的部分标注相同的标号。
如图10所示，与实施方式2同样，实施方式3的通信终端3中，随机选择部10根据从GPS信息中获取到的位置信息来判断本终端的位置。即，通信终端3具备从卫星1或GPS卫星4获取GPS信息的信息获取部8，信息获取部8从GPS信息中获取位置信息。
通信终端3包括对基站2所发送的前向链路信号进行接收的接收部6、以及发送返回链路信号的发送部7。
实施方式3的通信终端3还包括广播信息获取部39。广播信息获取部39获取通过TDM分离部27从接收数据中分离出的由基站2发送的表示预定区域的区域信息，并将其提供给判断处理部38。这里，由于从基站2向多个终端3配送相同的信息，因此区域信息也可以称为“广播信息”。
如图11所示，实施方式3的基站2的基本结构与其它实施方式的基站2相同。
如图所示，基站2包括基站发送部2t、基站接收部2r、地面接口部41、数据生成部42、控制信息发送部44、数据处理部53、以及双工器48。
基站发送部2t将作为多个通信终端3向基站2发送返回链路信号的触发的前向链路信号发送给多个通信终端3。基站发送部2t由TDM多路复用部43、纠错编码部45、QPSK调制部46、以及无线发送部(基站侧发送部)47构成。TDM多路复用部43对从数据生成部42获取到的发送数据(区域信息等)、从控制信息发送部44获取到的控制数据(卫星轨道信息等)进行TDM多路复用。纠错编码部45对由TDM多路复用部43进行了TDM多路复用的发送数据进行纠错编码。QPSK调制部46在由纠错编码部45对发送数据进行了纠错编码后，对纠错编码后的发送数据实施QPSK调制。无线发送部47在将由QPSK调制部46进行了QPSK调制后的发送数据频率转换为RF频率后，进行大功率放大。
基站接收部2r从多个通信终端3接收利用由扩频码开始时刻生成的扩频码进行了CDMA扩频后的返回链路信号，该扩频码开始时刻根据从卫星1或GPS信息中获得的时刻信息来生成得到、且在多个通信终端3之间同步。基站接收部2r由无线接收部(基站侧接收部)49、CDMA解扩部50、BPSK解调部51、以及纠错解码部52构成。无线接收部49在不增加从双工器48获取到的返回链路信号所包含的噪音的情况下进行放大，将进行了所谓的低噪声放大后的信号提供给CDMA解扩部50。CDMA解扩部50将由无线接收部49提供的进行了低噪声放大的接收信号频率转换为IF频率信号，并从接收到的CDMA信号中获取码片时钟以及扩频码开始时刻，从而进行CDMA解扩。BPSK解调部51对由基站2的CDMA解扩部50进行了解扩的信号进行BPSK解调。纠错解码部52对由BPSK解调部51进行了BPSK解调的信号进行纠错编码。
双工器48使前向链路信号的发送和返回链路信号的接收所公用的卫星通信用天线(基站侧卫星通信用天线)2s的接收路径与发送路径电分离。地面接口部41经由地面网络14接收由服务中心16发送的用于发送给通信终端3的数据。此外，地面接口部41同样地经由地面网络14接收由卫星跟踪控制中心15发送的数据(主要是卫星的轨道信息)。数据生成部42从地面接口部41接收发送给各个通信终端3的数据，对各个通信终端3生成发送数据。控制信息发送部44将控制数据(卫星轨道信息等)发送给TDM多路复用部43。
数据处理部53根据由纠错解码部52进行了纠错解码的信号形成输出到服务中心16的数据，并将其发送给地面接口部41。经数据处理部53处理后的数据从地面接口部41经由地面网络14发送给服务中心16。
区域信息部40将成为基站2发送给通信终端3的表示预定区域的区域信息的基础的信息发送给服务中心16。服务中心16经由地面网络14将从区域信息部40获取到的区域信息发送给基站2。
在从区域信息部40发送来的信息并非是在通信终端3接收时能用作表示预定区域的区域信息的情况下，例如在仅仅是受灾地的地名的情况下，服务中心16所具备的区域信息生成部(区域信息转换部)16e将从区域信息部40获取到的信息转换为通信终端3所能使用的区域信息，然后发送给基站2即可。另外，基站2也可以具备区域信息生成部16e。
接着，参照图12～图15，对预定区域进行说明。图12～图15是表示从基站2通过前向链路通信线路17配送给通信终端3的、从区域信息中导出的预定区域的图。这些图中所示的黑点“●”是根据从区域信息中获取到的纬度和经度的坐标而确定的点。此外，图中所示的斜线区域是根据从区域信息中获取到的纬度和经度的坐标而形成的预定区域。图12A是表示根据获取到的中心(重心)的坐标形成的圆形的预定区域E的图。图12B是表示根据获取到的中心(重心)的坐标形成的四边形的预定区域E的图。图12C是表示根据获取到的多个中心(重心)的坐标形成的由多个圆形构成的预定区域E的图。图13A是表示根据获取到的顶点的坐标形成的三角形的预定区域E的图。图13B是表示根据获取到的顶点的坐标形成的四边形的预定区域E的图。图13C是表示根据获取到的圆周上三个点的坐标形成的圆形的预定区域E的图。图13D是表示从根据获取到的圆周上三点的坐标形成的圆形中去除包含在该圆形内的圆形区域(该圆形区域也根据所提供的圆周上三点的信息而形成)后得到的、环形(Donuts)的预定区域E的图。图14A、图14B是表示根据所提供的多个点的坐标信息形成的预定区域E的图。
此外，图15A是表示根据获取到的圆周上三点的坐标形成的圆形的预定区域E1、以及从包含该预定区域E1的圆形(该圆形也根据获取到的圆周上三点的坐标形成)的区域中将区域E1去除后得到的预定区域E2的图。图15B是表示根据获取到的多个坐标形成的预定区域E2、以及包含在该预定区域E2中的四边形(该四边形根据获取到的顶点的坐标形成)的预定区域E1的图。图15C是表示根据获取到的多个中心(重心)的坐标形成的由多个圆形构成的预定区域E2、以及根据获取到的中心(重心)的坐标形成的圆形的预定区域E1的图。
如图11所示，由区域信息部40提供的信息由数据生成部42基于预定的条件而转换为包含表示预定区域的区域信息的发送数据，然后由基站发送部2t实施信号处理，并作为前向链路信号发送给通信终端3。
接收到该前向链路信号的通信终端3从接收到的前向链路信号中获取预定区域的信息。通信终端3的随机选择部10在通信终端3的位置在预定区域内的情况下，与其它情况相比，提高了能从相对较早的时隙信道中选择发送部7对发送数据进行发送的时隙的概率。另外，通信终端3的随机选择部10在通信终端3的位置在预定区域外的情况下，与其它情况相比，也可以降低能从相对较早的时隙信道中选择发送部7对发送数据进行发送的时隙的概率。
然后，利用通信终端3的随机选择部10所选择的接入方式的组合(扩频码信道、时隙信道、频率信道)将返回链路信号发送给基站2。返回链路信号经由基站2的卫星通信用天线2s被接收，由基站接收部2r及数据处理部53进行处理，然后从地面接口部41经由地面网络14发送给服务中心16。因此，服务中心16能从多个通信终端3获取信息。在将实施方式3的通信系统100(基站2、通信终端3)应用于对包含个人识别信息(ID信息)、位置信息的安全状态信息等短消息进行发送的服务等的情况下，服务中心16能获取包含通信终端3或其使用者的个人识别信息(ID信息)、位置信息的安全状态信息。
另外，在将实施方式3的通信系统100(基站2、通信终端3)应用于对包含个人识别信息(ID信息)、位置信息的安全状态信息等短消息进行发送的服务等的情况下，预定区域指发生灾害时的受灾地区等。因此，区域信息部40将受灾地的信息作为区域信息发送给服务中心16。然而，在该受灾地的信息并非在通信终端3接收时能用作表示预定区域的区域信息的情况下，例如在仅仅是受灾地的地名的情况下，如图14所述，需要服务中心16所具备的区域信息生成部(区域信息转换部)16e对来自区域信息部40的信息进行转换，然后发送给基站2。这里，经区域信息生成部(区域信息转换部)16e转换后的信息称为基于预定条件而设定的预定区域的信息。
预定条件例如可以举出：“在从区域信息部40发送给服务中心16(区域信息生成部16e)的信息为地名的情况下，将其转换为用于利用由纬度和经度坐标所表示的一个点来表示该地名所属的地区内存在的政府机构、地标等著名建筑物的地址、位置的位置信息。”、“在从区域信息部40发送给服务中心16(区域信息生成部16e)的信息为地名的情况下，将其转换为用于利用由纬度和经度坐标所表示的多个点来形成包含该地名所属的地区内存在的政府机构、地标等著名建筑物的地址在内的区域的位置信息。”等。
在前者的情况下，被转换为用于利用由纬度和经度坐标所表示的一个点来表示著名建筑物的地址、位置的位置信息的“用于利用一个点来表示的位置信息”由数据生成部42生成为包含“用于利用一个点来表示的位置信息”的发送数据。由数据生成部42生成的发送数据被基站发送部2t作为前向链路信号发送给各通信终端3。然后，接收到前向链路信号的通信终端3利用TDM分离部27将位置信息分离，并提供给广播信息获取部39。然后，根据一点的位置信息计算出基于预定的条件而设定的预定区域。
在根据一点的位置信息计算基于预定的条件而设定的预定区域的情况下，通信终端3的判断处理部38或广播信息获取部39计算出如图12A所示那样以一点为圆的中心(重心)的预定区域E、如图12B所示那样以一点为四边形的重心(中心)的预定区域E(也可以是以一点为多边形的重心(中心)的预定区域E)等。另外，也可以事先决定预定区域E的半径、对角线距离或面积的信息，并由通信终端3的判断处理部38或广播信息获取部39进行存储。此外，也可以由区域信息部40或区域信息生成部(区域信息转换部)16e设定预定区域E的半径、对角线的距离或面积的信息，并在前向链路信号中与位置信息一起发送。
在后者的情况下，被转换为用于利用由纬度和经度的坐标表示的多个点来表示著名建筑物的地址所表示的区域的位置信息的“用于利用多个点来表示的位置信息”经由地面接口部41在数据生成部42中生成为包含“用于利用多个点来表示的位置信息”的发送数据，基站发送部2t将作为位置信息的多个点的位置信息以前向链路信号的形式发送给各通信终端3。然后，接收到前向链路信号的通信终端3利用TDM分离部27将位置信息分离，并提供给广播信息获取部39。然后，根据多个点的位置信息计算基于预定的条件而设定的预定区域。
在根据多个点的位置信息计算基于预定的条件而设定的预定区域的情况下，通信终端3的判断处理部38或广播信息获取部39计算出如图12C所示那样以一个点为圆的中心(重心)的多个圆形构成的预定区域E、如图13A所示那样以多个点(三点)为三角形的顶点的预定区域E、如图13B所示那样以多个点(四点)为四边形的顶点的预定区域E(也可以是以获取到的多个点为顶点的多边形的预定区域E)、如图13C所示那样多个点(三点)位于圆周上的圆形的预定区域E、如图13D所示那样从多个点(三点)位于圆周上的圆形中将包含在该圆形内的圆形(该圆形也由位于圆周上的多个点(三点)形成)去除后的环形的预定区域E、如图14A、14B所示那样周围被连结多个点而成的边界线包围的预定区域E等。另外，也可以事先决定预定区域E的半径、面积等信息，并由通信终端3的判断处理部38或广播信息获取部39进行存储。此外，也可以由区域信息部40或区域信息生成部(区域信息转换部)16e设定预定区域E的半径、面积等信息，并在前向链路信号中与位置信息一起发送。
根据如上述那样决定的预定区域(预定区域E)，判断处理部38与实施方式2同样，在实施方式3的通信终端3中，也生成表示本终端的位置在预定区域(预定区域E)内、还是在预定区域外的本终端区域内外信息，并将其提供给组合设定部36。
组合设定部36在从判断处理部38获取到的本终端区域内外信息表示本终端的位置在预定区域(预定区域E)内的情况下，组合设定部36将与本终端的位置在预定区域外的情况相比、提高组合选择部35从相对较早的时隙信道中选择对发送数据进行发送的时隙的可能性的表格信息发送给组合选择部35。
另一方面，在本终端区域内外信息表示本终端的位置在预定区域(预定区域E)外的情况下，组合设定部36将与本终端的位置在预定区域内的情况相比、组合选择部35能从相对较晚的时隙信道中选择对发送数据进行发送的时隙的表格信息发送给组合选择部35。由此，本终端的位置在预定区域(预定区域E)外的通信终端3的早期通信的可能性较低，因此能提高本终端的位置位于预定区域(预定区域E)内的通信终端3的早期通信的可能性。
由此，由于实施方式3的通信终端3执行上述处理，因此，对于本终端的位置在预定区域(预定区域E)内的情况和除此以外的情况下，实施方式3的通信终端3能够在多个通信终端3之间变更发送返回链路信号的时隙的选择范围。此外，预定区域E是“利用前向链路信号发送了位置信息、且根据该位置信息所表示的一点的位置信息并基于预定的条件而设定的区域”或“利用前向链路信号发送了位置信息、且根据该位置的信息所表示的两点以上的位置信息并基于预定的条件而设定的区域”。
在上述实施方式2、3中，对利用通信终端3位于预定区域(预定区域E)内还是预定区域外来变更时隙的可选择范围的通信方法、通信终端3、基站2及通信系统100进行了说明，但即使通信终端3的位置在预定区域内，也可以通过进一步将预定区域E分成预定区域E1和预定区域E2来变更时隙的可选择范围。由此，例如能根据受灾地区的受灾程度大小，来更细致地设定时隙信道的选择范围。
判断处理部38生成表示本终端的位置位于预定区域E1内，或是位于预定区域E2内的信息的本终端区域内外信息，并将该本终端区域内外信息提供给组合设定部36。组合设定部36在从判断处理部38获取到的本终端区域内外信息表示本终端的位置在预定区域E1内的情况下，组合设定部36将与本终端的位置在预定区域E2内的情况相比、提高从相对较早的时隙信道中选择对发送数据进行发送的时隙的可能性的表格信息发送给组合选择部35。另外，由于预定区域E1及预定区域E2通过将预定区域E分割而得到，因此对于时隙信道的随机选择，预定区域E1及预定区域E2与预定区域E1及预定区域E2以外的关系和预定区域E与预定区域E以外的关系相同。
接着，参照图15，对预定区域E1及预定区域E2的设定方法进行说明。预定区域E1和预定区域E2是“利用前向链路信号发送了位置信息、根据该位置信息所表示的两点以上的位置信息并基于预定的条件而设定的区域”。图15A是表示多个点(三点)位于圆周上的圆形的预定区域E1、以及从包含该圆形的预定区域E1的圆形(该圆形也由位于圆周上的多个点(三点)形成)的区域中将预定区域E1去除后得到的预定区域E2的示例。
图15B是表示从由多个点形成的预定区域中、将该预定区域所包含的四边形(该四边形也由顶点(四个点)形成)的预定区域E1去除后得到的预定区域E2、以及包含在该预定区域E2中的四边形的预定区域E1的示例。
图15C是表示以一个点为圆的中心(重心)的多个圆形所构成的预定区域中、将一个圆形设为预定区域E1、其余圆形构成预定区域E2的示例。
另外，预定区域E1、预定区域E2的半径、面积等信息可以事先决定，并由通信终端3的判断处理部38或广播信息获取部39存储，也可以由区域信息部40或区域信息生成部(区域信息转换部)16e设定预定区域E1、预定区域E2的半径、面积等信息，并在前向链路信号中与位置信息一起发送。
另外，在图13C、13D、图15A中，对若能获取三点(基于纬度和经度的坐标)、则能确定圆形的预定区域进行了说明。这是因为，通过将三点(例如(X1，Y1)，(X2，Y2)，(X3，Y3))分别代入下面的数学式1和数学式2所示的圆形的方程式中任一个的x和y中并对导出的联立方程式进行求解，则容易求得圆的中心坐标(a,b)及半径r。
[数学式1]
(x-a)2+(y-b)2＝r2
[数学式2]
x2+y2+fx+gy+h＝0
其中，f＝-2a g＝-2b h＝a2+b2-r2
如上所述，实施方式3的通信终端3接收从实施方式3的基站2发送过来的前向链路信号，并将根据从前向链路信号中获取到的区域信息所表示的一点的位置信息并基于预定的条件而设定得到的区域设为“预定区域(预定区域E)”此外，实施方式3的通信终端3接收从实施方式3的基站2发送过来的前向链路信号，并将根据从前向链路信号中获取到的区域信息所表示的两点以上的位置信息并基于预定的条件而设定得到的区域设为“预定区域(预定区域E)”
通过应用这种预定区域的指定方法，从而能进行与想要指定的区域的形状相对应的精细的范围指定。这里，想要指定的区域是指例如认为实际上发生了灾害的位置范围、或者认为存在较多因受灾而想要发送短消息的用户的通信终端3的地区等。
实施方式4
参照图16～图19，对本发明的实施方式4进行说明。实施方式1～3中，随机选择接入方式的组合的组合选择部35从由存储在组合设定部(表格存储部)36中的“扩频码信道”、“频率信道”、“时隙信道”的三个接入方式的组合、以及赋予每个该组合的选择编号所构成的表格中选择上述选择编号，从而随机决定“扩频码信道”、“频率信道”、“时隙信道”，但在实施方式4中，对仅“时隙信道”采用单独表格的方式进行说明。另外，实施方式4中，对与实施方式1～3相同的部分标注相同的标号。
如图16所示，时隙设定部(第二表格存储部)54对组合选择部35能随机选择“时隙信道”的表格进行设定(存储)。由此，实施方式4的组合设定部(表格存储部)36对能随机选择“扩频码信道”、“频率信道”的表格进行设定(存储)。此外，实施方式4中，由位置信息获取部37提供的本终端位置数据(本终端的位置信息)被提供给随机选择部10的时隙设定部(第二表格存储部)54。
如图16所示，实施方式4的通信终端3在实施方式2的通信终端3中增加了时隙设定部(第二表格存储部)54。此外，如图17所示，实施方式4的通信终端3也可以在实施方式3的通信终端3中增加时隙设定部(第二表格存储部)54。
图18和图19所示的表格中以不重复的方式储存有组合选择部35能随机选择的“扩频码信道”、“频率信道”、“时隙信道”的三个信道的组合。此外，对各个组合赋予了选择编号。表格的最后一列等的NNN、MMM、LLL、KKK可以均为正整数，且分别为不同的数。另外，时隙信道项目的信道#1、信道#2、...、信道#KKK以相对较早到较晚的顺序进行排列。
此外，图18A、图19A所示的表格是对组合设定部(表格存储部)36所存储的“扩频码信道”、“频率信道”的两个信道的组合进行储存的表格。图18B、图19B所示的表格是对时隙设定部(第二表格存储部)54所存储的“时隙信道”进行储存的表格。图18C是仅从图18B(图19B)所示的“时隙信道”的表格中提取出相对较早的时隙信道即信道#1、信道#2并进行储存的表格。图18D是仅从图18B(图19B)所示的“时隙信道”的表格中提取出相对较晚的时隙信道即信道#3、信道#4并进行储存的表格。图19C是以不重复的方式从图18C所示的表格的“时隙信道”项目的要素中提取出的所能选择的“时隙信道”编号的表格。图19D是以不重复的方式从图18D所示的表格的“时隙信道”项目的要素中提取出的所能选择的“时隙信道”编号的表格。由此，图19C、19D所示的表格中，选择编号的数量与时隙信道的数量一致。
因此，实施方式4的扩频码信道选择步骤以及频率信道选择步骤利用图18及图19所示的表格来随机选择扩频码信道及频率信道的组合。
如图16所示，位置信息获取部37从GPS信号处理部29获取GPS位置信息，并将本终端的位置信息输出到判断处理部38。判断处理部38生成表示本终端的位置在预定区域内还是区域外的信息、即本终端区域内外信息，并将其提供给时隙设定部54。
时隙设定部54在从判断处理部38获取到的本终端区域内外信息表示本终端的位置在预定区域内的情况下，向组合选择部35发送与本终端的位置在预定区域外的情况相比、提高组合选择部35从相对较早的时隙信道中选择对发送数据进行发送的时隙的可能性的表格信息(组合信息)。能从相对较早的时隙信道中选择时隙的表格信息例如是指图18C所示的表格。
另一方面，时隙设定部54在从判断处理部38获取到的本终端区域内外信息表示本终端的位置在预定区域外的情况下，将通常使用的表格信息发送给组合选择部35即可。通常使用的表格的信息例如是图18B所示的表格。
此外，时隙设定部54在本终端区域内外信息表示本终端的位置在预定区域外的情况下，向组合选择部35发送与本终端的位置在预定区域内的情况相比、提高组合选择部35从相对较晚的时隙信道中选择对发送数据进行发送的时隙的概率的表格信息。提高从相对较晚的时隙信道中选择对发送数据进行发送的时隙的概率的表格信息例如是图19D所示的表格。由此，本终端的位置位于预定区域外的通信终端3的早期通信的可能性变低，因此能提高本终端的位置位于预定区域内的通信终端3的早期通信的可能性。
组合设定部36将存储有“扩频码信道”、“频率信道”的组合的表格信息(组合信息)发送给组合选择部35。发送给组合选择部35的表格信息例如是图19A所示的表格。
由此，从判断处理部38获取到本终端区域内外信息的时隙设定部54根据本终端区域内外信息将上述那样的表格信息(组合信息)提供给组合选择部35。组合选择部35从获取到的表格信息中随机选择时隙信道。然后，组合选择部35将选择出的时隙信道发送给TDM处理部12。此外，组合选择部35无论本终端区域内外信息的内容如何，都根据从组合设定部36获取到的表格信息随机选择扩频码信道、频率信道的组合。然后，组合选择部35将所选择的扩频码信道发送给扩频码生成部9，将选择出的频率信道发送给FDM处理部13。
另外，判断处理部38预先存储的表示预定区域的区域信息是表示在通信终端3位于该预定区域内的情况下，与位于该预定区域外的情况相比，该通信终端3早期通信的必要性较高的区域的信息。在图16所示的通信终端3中，对组合设定部36预先保存有预定区域的信息的情况进行了说明，但在图17所示的通信终端3中，示出了从外部获取预定区域的信息的情况。另外，关于图17所示的广播信息获取部39、广播信息获取部39及判断处理部38的协作，由于与实施方式3的说明相同，因此省略说明。
接着，对图19所示的表格进行说明。图19所示的表格用来代替图18所示的表格。组合设定部36所保存的图19A所示的表格与图18A相同。此外，时隙设定部54所保存的图19B所示的表格与图18B相同。
图18C、18D与图18A、18B同样，组合选择部35从选择编号“001”～“NNN”的“NNN”个组合中随机进行选择。然而，根据由判断处理部38生成的本终端区域内外信息的内容，为了提高能从相对较早的时隙信道或较晚的时隙信道中选择时隙的概率而对所能选择的时隙进行限定的情况下，即使以不重复的方式将限定后的时隙登录到表格中并使选择编号的数量与限定后的时隙数量相一致，也不会有障碍。
因此，图19C、19D所示的表格使能选择的时隙编号的数量与选择编号的数量一致。另外，由于图19C、19D所示的表格中，所能选择的时隙为“信道#1”、“信道#2”这两个，因此选择编号也为“001”、“002”这两个，但并不限于此。
实施方式4中，作为用于根据通信终端3的位置来改变用于供组合选择部35选择时隙信道而参照的表格的结构，新设置了时隙设定部(第二表格存储部)54。由此，与汇总“扩频码信道”、“频率信道”、“时隙信道”这三个项目生成一个表格的情况相比，能进行自由度较高的“时隙信道”的设定。当然，“扩频码信道”、“频率信道”、“时隙信道”的表格制作本身也变得容易。
实施方式5
下面用图20～图22对本发明的实施方式5进行说明。实施方式5的通信终端3与其它实施方式的通信终端3的不同之处在于，依照概率分布特性来随机选择时隙信道。因此，实施方式5的通信终端3即使在需要根据本终端的位置来变更所能选择的时隙信道的情况下，随机选择部10也无需保存例如图7所示那样的表格并根据本终端的位置变更所参照的表格。另外，关于扩频码信道及频率信道的选择，实施方式5的通信终端3与实施方式1～4的通信终端3的基本动作相同。即，扩频码信道及频率信道由组合选择部35随机选择。
实施方式5的通信终端3的随机选择部10由组合选择部35、组合设定部(表格存储部)36、判断处理部38、概率分布存储部55、以及概率设定部56构成。概率设定部56基于从判断处理部38获取到的本终端区域内外信息向概率分布存储部55发送概率分布选择信息。此外，概率分布存储部55例如将图22所示那样的概率分布特性的信息提供给组合选择部35。
图20所示的通信终端3对应于实施方式2的通信终端3，仅由通信终端3判断本终端的位置是否在预定区域内。图21所示的通信终端3对应于实施方式3的通信终端3，由通信终端3从基站2获取信息来判断本终端的位置是否在预定区域内。图22是存储在概率分布存储部55中的、对于时隙信道的概率分布的特性图。图22A的特性是时隙信道相对越早则概率越高的分布，图22B的特性是无论时隙信道早还是晚、概率都相同的分布，图22C的特性是时隙信道相对越晚则概率越高的分布。
如上所述，像基于以往的时隙ALOHA方式的随机接入方式那样，使发送数据的发送时刻与时间轴上的时隙同步并以预定的时隙间隔开始发送这样的时隙选择方法不适用于本发明。下面，对能支持通信终端3一起发送求救消息(短消息)那样的服务的CDMA/FDMA/TDMA的随机接入方法中、选择不同时隙的方法进行说明。
例如，以如下方式选择发送数据的时隙。各通信终端3从产生发送请求的时间到经过了T时间为止的多个时隙中随机选择一个时隙。各通信终端3利用从GPS时刻信号中获取到的绝对时刻使时隙的时刻与发送时刻生成部32所产生的码片时钟及扩频码开始时刻同步，因此各通信终端3之间的时隙同步。
这里，将短消息的数据突发长度设为信息位125位。由于短消息所需的最低限度的信息是受灾人(通信终端3的持有者)的ID和位置信息，因此即使是这样少的位数也能构成消息。因此，一个突发的时间长度为125位/50bps＝2.5秒。若假设T＝30分钟，则时隙数为720。
接着，在基于CDMA/FDMA/TDMA的随机接入方法中，求出“将接入的通信终端3的数量设为N个、N个通信终端3中的某一个通信终端3随机选择一个扩频码信道、频率信道、时隙信道的组合并成功发送消息的概率Ps”。
上述概率Ps等价于“在整体上存在N个通信终端3的情况下(N为正整数)，某一个通信终端3随机选择扩频码信道、频率信道、时隙信道的一个组合时，其它N-1个通信终端3不选择与上述某一个通信终端3相同的组合的概率”。该概率在二项分布的“进行N次独立实验时的成功次数为k的概率”中，等价于k＝0时的情况，因此，二项分布在n较大的情况下，若遵从泊松分布，则结果该概率与泊松分布的k＝0的情况等价。即，若设为N：通信终端数、Nc：扩频码信道数、Nf：频率信道数、Nt：时隙信道数，则平均值λ由下面的数学式3表示。
[数学式3]
λ = N N c × N f × N t
因此，发送消息成功概率Ps由下面的数学式4表示。
[数学式4]
Ps＝exp(-λ)
这里，设Nc＝1024、Nf＝25、Nt＝720，若假设同时接入的通信终端数N＝100万，并将它们代入上式，则λ＝0.1356、Ps＝0.947，约95％的通信终端3中没有短消息的发送冲突，发送一次成功。
接着，考虑如下情况：虽然通信终端3发送了短消息，但通信终端3进行了将卫星线路的往返延迟时间(约0.5秒)与基站2的处理时间考虑在内的时间的待机，该情况下，在无法从基站2接收ACK信号时(即，在通信终端3中发生超时时)，也以最近的时隙再次发送短消息。下面，关于再送，考虑到进一步进行又一次再送的情况。这里，若将消息冲突的概率设为Pc，则消息冲突的概率Pc由下面的数学式5表示。
[数学式5]
P c = 1 - P s = 1 - exp ( - λ ) ≅ λ
因此，下面的数学式6成立。
[数学式6]
P c ≅ N N c × N f × N t
然而，在存在再送以及又一次再送的情况下，必须认为同时接入的通信终端3的数量N、即总通信量数增加。即，N个通信终端3进行的最初的消息发送中，总通信量数因第一次的冲突而增加为N/(1-Pc)。此外，在再送的情况下，总通信量数进一步增加为N/[(1-Pc)(1-Pc＾2)]。在又一次再送的情况下，认为总通信量数进一步增加为N/[(1-Pc)(1-Pc＾2)(1-Pc＾3)]。因此，在再送和又一次再送的情况下，下面的数学式7成立。
[数学式7]
P c ≅ N / [ ( 1 - P c ) ( 1 - P c 2 ) ( 1 - P c 3 ) ] N c × N f × N t
若进一步对数学式7进行改写，则得到下面的数学式8。
[数学式8]
λ ≅ N N c × N f × N t ≡ P c ( 1 - P c ) ( 1 - P c 2 ) ( 1 - P c 3 )
这是用于在进行再送、又一次再送的情况下，求得为了将一次消息发送中的冲突概率设为Pc所需的λ＝N/(Nc×Nf×Nt)的公式。数学式8中，例如若假设Pc＝0.2，则λ＝0.152。因此，若设λ＝0.152，则即使一个通信终端3又一次再送消息，消息冲突的概率也为Pc＾3，因此Pc＾3＝0.2＾3＝0.008。因此，通信终端3能以0.8％的消息损失率来通过随机接入发送消息。
此时，若将上述具体的参数Nc＝1024、Nf＝25、Nt＝720代入上式，则可同时接入的通信终端数N为N＝0.152×(1024×25×720)＝2,801,664，约280万台通信终端3能以0.8％的消息损失率同时接入。
接着，示出通信终端3的随机选择部10随机选择一个扩频码信道、一个频率信道、一个时隙信道的组合的具体方法。首先，产生0到1之间的均匀随机数Rnd。若将扩频码信道的总数设为Nc，则计算[Nc×Rnd+1]，取其整数部分，并作为随机选择出的一个扩频码信道。对于频率信道、时隙信道也同样。
概率设定部56基于从判断处理部38获得的本终端区域内外信息，在本终端的位置位于预定区域内的情况下，将表示用于提高相对较早的时隙信道的选择概率的概率分布的概率分布选择信息经由概率分布存储部55发送给组合选择部35。此时，组合选择部35例如能使用逆变换法作为用于选择时隙信道的随机数生成方法。逆变换法是通过进一步利用函数对得到的随机数(例如上述均匀随机数Rnd)进行变换来得到遵从所期望的概率分布的随机数的方法，通常是众所周知的。另外，这里，根据试验结果，将取该值的概率确定的变量设为概率变量时、表示概率变量与取该值的概率的对应关系的分布称为概率分布。
作为提高选择相对较早的时隙信道的概率的概率分布的示例，可以是所有时隙信道中、例如相对前半部分的时隙信道的概率相同、剩余后半部分的时隙信道的概率为0这样的概率分布。上述情况下，可仅从前半部分的相对较早的时隙信道中随机选择时隙信道。
接着，关于利用图7所示的表格、由组合选择部35随机选择扩频码信道、频率信道、时隙信道的接入方式的一个或两个以上组合的方式，对实施方式5与实施方式1～4的不同点和相似点进行说明。图7A的表格中，对扩频码信道、频率信道、时隙信道的接入方式的所有组合进行存储，并对各个组合赋予了选择编号。在图7B的表格中，存储有与图7A相同的扩频码信道、频率信道，但时隙信道仅存储了相对较早的信道#1和信道#2，并未存储相对较晚的信道#3和信道#4。在图7C的表格中，存储有与图7A相同的扩频码信道、频率信道，但时隙信道仅存储了相对较晚的信道#3和信道#4，并未存储相对较早的信道#1和信道#2。
在实施方式1～4的通信终端3中，组合选择部35参照从表格存储部36获取到的表格信息(组合信息)，并从中随机选择选择编号，从而随机选择接入方式的组合。通过选择选择编号，从而能随机选择各信道。并且，在需要对各个通信终端3设置进行发送的时隙的时间差的情况下，组合设定部36将预先设定的图7B、7C所示那样的表格信息(组合信息)提供给组合选择部35即可。即，使用上述图7B、7C的接入方式的组合的随机选择方法由于对所参照的表格信息(组合信息)进行变更，因此组合选择部35并不直接判断时隙的相对较早或相对较晚。与此相对，实施方式5的不同之处在于涉及：基于概率分布存储部55及概率设定部56的本终端区域内外信息来提高相对较早的时隙信道的选择概率的设定方法、或基于概率分布存储部55及概率设定部56的本终端区域内外信息来提高相对较晚的时隙信道的选择概率的设定方法。因此，关于时隙信道的选择方法，实施方式1～4的通信终端3参照表格信息(组合信息)来随机选择。而实施方式5的通信终端3的时隙信道的选择方法则利用概率分布特性对所能选择的时隙的范围设置限制，并在该限制范围内随机选择。另外，关于扩频码信道及频率信道的选择方法，实施方式1～4及实施方式5均参照表格信息(组合信息)来随机选择。
在实施方式5的通信终端3(图20或图21所示的通信终端3)中，表格存储部(组合设定部)36将图7A所示的表格信息(组合信息)提供给组合选择部35。组合选择部35基于从概率存储部55发送过来的概率分布特性的信息(图22所示)来从表格信息(组合信息)中随机选择时隙。由此，实施方式5的通信终端3在选择接入方式的组合时能获得与参照图7B、7C所示的表格的实施方式1～4的通信终端3相同的功能。另一方面，实施方式5的通信终端3与对图7A和图7B、7C的表格进行变更的其它实施方式相比，随机选择的时隙信道的范围变更的自由度更高。其理由在于，能通过计算来容易地变更图22所示的概率分布的直线斜率。因此，实施方式5中，无需像实施方式1～4的组合设定部36那样准备基本表格以外的表格，因此还能大幅削减通信终端3的存储器。当然，实施方式5的通信终端3也能应用于实施方式3中说明的预定区域E1及预定区域E2中的时隙信道的随机选择。
概率设定部56基于来自判断处理部38的本终端区域内外信息，在本终端位于预定区域内的情况下，向概率分布存储部55提供用于能够从所能选择的范围内的时隙信道中的相对较早的部分中随机选择时隙的概率分布选择信息。概率分布存储部55选择图22A所示的特性概率分布特性，并将该信息提供给组合选择部35。另一方面，在本终端位于预定区域外的情况下，向概率分布存储部55提供用于能够从所能选择的区域内的时隙信道中相对较晚的部分中随机选择时隙的概率分布选择信息。概率分布存储部55选择图22C的特性概率分布特性，并将该信息提供给组合选择部35。另外，在本终端位于预定区域外的情况下，向概率分布存储部55提供用于能够从所能选择的整个范围内的时隙信道中随机选择时隙的概率分布选择信息。该情况下，概率分布存储部55选择图22B的特性概率分布特性，并提供给组合选择部35。
如上所述，概率分布存储部55根据从概率设定部56获取到的概率分布选择信息将概率分布特性的信息提供给组合选择部35。因此，组合选择部35能利用从概率设定部56获取到的概率分布特性的信息，来根据图7A所示的表格对随机选择信道(时隙信道)的范围进行变更。根据图25所示的概率分布特性明确可知，通过使用该方法，从而在本终端、即通信终端3存在于预定区域内(例如受灾区域内)等情况下，能优选选择时隙相对较早的时隙信道来发送短消息。即，其它实施方式的组合设定部(表格存储部)36的功能(包含时隙设定部(第二表格存储部)54的功能)在实施方式5中能解释成通过使用概率分布存储部55、概率设定部56、组合设定部(表格存储部)36(所存储的表格仅为图7A所示的表格)而得以高性能化。
简而言之，实施方式5的通信终端3包括概率设定部56以及概率分布存储部55。概率设定部56基于来自判断处理部38的本终端区域内外信息向概率分布存储部55发送概率分布选择信息。概率分布存储部55基于来自概率设定部56的概率分布选择信息，选择对于时隙信道的概率分布的特性，并对该信息进行发送。例如，概率设定部56在本终端位于预定区域内的情况下，选择图22A的特性，在无法判断本终端位于预定区域内还是预定区域外时，选择图22B的特性，而在本终端不在预定区域内的情况下，选择图22C的特性。组合选择部35基于来自概率分布存储部55的概率分布特性来选择时隙信道。由此，例如在本终端存在于预定区域内的情况下，能提高相对较早的时隙信道的选择概率。
组合选择部35在利用图7A作为基本表格并基于概率分布特性选择时隙的情况下，选择对每个组合赋予的选择编号，因此自然就决定了扩频码信道和频率信道。即，组合选择部35随机选择一个扩频码信道、频率信道、时隙信道的组合。并且，组合选择部35将所选择的选择编号所包含的扩频码信道发送给扩频码生成部9，将频率信道发送给FDM处理部13，将时隙信道发送给TDM处理部12。另一方面，在使用图18B或图19B作为基本表格并基于概率分布特性选择时隙的情况下，由于扩频码信道及频率信道在表格上与时隙分离，因此从图18A或图19A中随机选择扩频码信道及频率信道即可。
实施方式5的通信终端3(尤其是图21所示的通信终端3)也从接收到的前向链路信号中获取预定区域的信息，随机选择部10在本终端位于预定区域内的情况下，与其它情况相比，从所能选择的范围内的时隙信道中相对较早的时间中随机选择对发送数据进行发送的时隙。另一方面，随机选择部10在本终端位于预定区域外的情况下，与其它情况相比，从所能选择的范围内的时隙信道中相对较晚的部分中随机选择对发送数据进行发送的时隙。
实施方式6
参照图24，对本发明的实施方式6进行说明。实施方式1～5中，以如下情况为前提：即，在无需进行再送或又一次再送的情况下，通信终端3仅发送一次返回链路信号。下面对实施方式6的通信终端3从最初起多次发送返回链路信号的情况进行说明。另外，利用图23及图24的流程图对实施方式6的通信方法进行说明，并省略实施方式6的通信终端3、基站2及通信系统100的结构的说明。
关于实施方式1～5的通信方法，对图4及图9所示的流程图的步骤S101、S102、S103、S109～S112及S114的各处理步骤进行了说明，而实施方式6的通信方法如图23所示，还添加了步骤S105、S107、S108、S113的处理步骤。图23所示的流程图基本上以通信终端3的随机选择部10的动作为中心。
如图23所示，判断处理部38设定1作为表示扩频码信道、时隙信道、频率信道的接入方式的组合数即信道组合数的值n(n为正整数)(步骤S105)。这意味着本终端的位置在预定区域外，且与本终端的位置在预定区域内的情况相比，无需提高用于成功进行早期通信的选择的可能性。
接着，判断处理部38根据来自位置信息获取部37的本终端位置信息、预先保存的预定区域的信息、或者来自广播信息获取部39的区域信息，判定本终端的位置是否在预定的区域内(步骤S106)。在判定为本终端的位置在预定区域内的情况下(步骤S106：是)，为了提高成功进行早期通信的可能性，将信道组合数n设定为2以上的值(步骤S107)。在随机选择部10使用图7A所示的表格的情况下，例如若信道组合数n为10，则选择10个图7A所示的选择编号及各信道的组合。并且，在步骤S108中，进行设定，以提高在时隙的选择中从相对较早的时隙信道中进行选择的概率。另一方面，在步骤S106中判定本终端的位置在预定区域外的情况下，跳过步骤S107、S108。
接着，在步骤S113中，判定是否选择了与信道组合数n相对应数量的扩频码信道、频率信道、时隙信道的接入方式的组合。在判定为未选择与信道组合数n相对应的数量的情况下，返回到步骤S112。即，重复n次步骤S112的处理。另一方面，在判定为已选择与信道组合数n相对应的数量的情况下，进入步骤S114。
发送部7利用随机选择部10所选择的接入方式的n个组合，将发送数据作为CDMA/FDMA/TDMA信号经由卫星1发送给基站2(步骤S114)。发送部7以组合数n作为次数来发送发送数据。即，执行n次以在时隙信道选择步骤中选择的时隙信道、在频率信道选择步骤中选择的频率信道所对应的频率、以及在扩频码信道选择步骤中选择的扩频码信道发送经CDMA扩频后的发送数据的发送步骤。
由此，实施方式6中，组合设定部36基于本终端区域内外信息，在本终端的位置在预定区域内的情况下，向组合选择部35发送将信道组合数n设定为2以上的值的信息。这是为了在本终端存在于受灾地区等的情况下，以多个信道的组合发送多次相同的消息，从而使短消息可靠地送达服务中心16。此外，时隙设定部54(实施方式5中为概率设定部56)基于本终端区域内外信息，在本终端的位置在预定区域内的情况下，向组合选择部35发送提高相对较早的时隙信道的选择概率的设定信息。这是为了在本终端存在于受灾地区等的情况下，提高能选择到相对较早的时隙的概率，从而使得服务中心16能尽早地获取到短消息。
图24是表示通信终端3的随机选择部10中随机选择扩频码信道、频率信道、时隙信道的组合中的一个、或与组合设定部36所设定的信道组合数n相应的个数的方式的图。步骤S201、S202、S203与图5所示的流程图相同。
在图24所示的步骤S304中，随机选择部10选择所选择的扩频码信道、频率信道、时隙信道的接入方式的一个组合，并将其存储到未图示的存储器中。在步骤S305中，随机选择部10以由组合设定部36设定的信道组合数n作为次数来重复步骤S201～S203、S304。步骤S306中，随机选择部10将存储在存储器中的接入方式的一个或多个组合通知给各部分。具体而言，将扩频码信道提供给扩频码生成部9，将频率信道提供给FDM处理部13，还将时隙信道提供给TDM处理部12。
以上，在本发明中，由通信终端3随机选择扩频码信道、频率信道、时隙信道的组合，并将发送数据作为CDMA/FDMA/TDMA信号经由卫星1发送给基站2，从而能抑制多个通信终端3同时发送的数据的冲突，从而能提高通信的成功概率、即吞吐量。此外，能获得可防止通信线路陷入拥堵状态的通信方法、通信终端3、基站2及通信系统100。
例如在上述实施方式中，也可以构成为不使用表格，取而代之将时隙信道的选择范围限定为信道1和信道2来随机选择。
例如可以不使用图7B的表格，而取而代之例如将时隙信道的选择范围限定为信道1和信道2，从而由选择部10在步骤S110中随机进行选择。同样，也可以不使用图7C的表格，而取而代之例如将时隙信道的选择范围限定为信道3和信道4，从而由选择部10在步骤S110中随机进行选择。
在不脱离本发明的广义精神与范围的情况下，可对本发明提出各种实施方式以及变形。另外，上述实施方式仅用来对本发明进行说明，而不对本发明的范围进行限定。即，本发明的范围由权利要求的范围来表示，而不是由实施方式来表示。并且，在权利要求的范围内及与其同等发明意义的范围内实施的各种变形也视为在本发明的范围内。
本申请基于2012年10月18日申请的日本专利申请2012-231053号，包含其说明书、权利要求、附图及摘要的内容。上述日本专利申请所公开的内容的整体均作为参照包含在本说明书中。
工业上的实用性
本发明优选适用于在基站与通信终端之间进行通信的无线通信系统、通信终端、基站、通信方法。
标号说明
1 卫星
2 基站
2s 卫星通信用天线(基站侧卫星通信用天线)
2t 基站发送部
2r 基站接收部
3 通信终端
3s 卫星通信用天线(通信终端侧卫星通信用天线)
3g GPS用天线
4 GPS卫星
6 接收部
7 发送部
8 信息获取部
9 扩频码生成部
10 随机选择部
11 CDMA扩频部
12 TDMA处理部
13 FDMA处理部
14 地面网络
15 卫星跟踪控制中心
16 服务中心
16e 区域信息生成部(区域信息转换部)
17 前向链路通信线路
18 返回链路通信线路
19 GPS信号
20 双工器
21 数据输出端子
22 发送数据处理部
23 数据输入端子
24 无线接收部
25 GPSK解调部
26 纠错解码部
27 TDM分离部
28 GPS接收部
29 GPS信号处理部
30 数据生成部
31 纠错编码部
32 发送时刻生成部
33 BPSK调制部
34 无线发送部
35 组合选择部
36 组合设定部(表格存储部)
37 位置信息获取部
38 判断处理部
39 广播信息获取部
40 区域信息部
41 地面接口部
42 数据生成部
43 TDM多路复用部
44 控制信息发送部
45 纠错编码部
46 QPSK调制部
47 无线发送部(基站侧发送部)
48 双工器
49 无线接收部(基站侧接收部)
50 CDMA解扩部
51 BPSK解调部
52 纠错解码部
53 数据处理部
54 时隙设定部(第二表格存储部)
55 概率分布存储部
56 概率设定部
96 存储部
97 显示部
98 操作部
99 控制部
100 通信系统

Claims (5)

1.一种通信终端，该通信终端经由卫星对经CDMA扩频后的发送数据进行发送，其特征在于，包括：
CDMA扩频部，该CDMA扩频部对发送数据进行CDMA扩频；
扩频码生成部，该扩频码生成部生成该CDMA扩频部进行CDMA扩频所使用的扩频码；
TDMA处理部，该TDMA处理部根据对由所述CDMA扩频部进行了CDMA扩频后的发送数据进行发送的时隙来使该发送数据延迟；
FDMA处理部，该FDMA处理部对由该TDMA处理部进行了延迟后的发送数据进行频率转换；以及
随机选择部，该随机选择部随机选择并指示所述扩频码生成部所使用的扩频码信道，随机选择并指示作为所述TDMA处理部使所述发送数据延迟的时间基础的时隙信道，随机选择并指示所述FDMA处理部进行频率转换的频率信道，
所述随机选择部在位于预定区域内的情况下，与其它情况相比，提高能从相对较早的时隙信道中选择作为所述TDMA处理部使发送数据延迟的时间基础的时隙的概率，以及/或者在位于预定区域外的情况下，与其它情况相比，降低能从相对较早的时隙信道中选择作为所述TDMA处理部使发送数据延迟的时间基础的时隙的概率。
2.一种通信终端，该通信终端经由卫星对经CDMA扩频后的发送数据进行发送，其特征在于，包括：
CDMA扩频部，该CDMA扩频部对发送数据进行CDMA扩频；
扩频码生成部，该扩频码生成部生成该CDMA扩频部进行CDMA扩频所使用的扩频码；
TDMA处理部，该TDMA处理部根据对由所述CDMA扩频部进行了CDMA扩频后的发送数据进行发送的时隙来使该发送数据延迟；
FDMA处理部，该FDMA处理部对由该TDMA处理部进行了延迟后的发送数据进行频率转换；以及
随机选择部，该随机选择部随机选择并指示所述扩频码生成部所使用的扩频码信道，随机选择并指示作为所述TDMA处理部使所述发送数据延迟的时间基础的时隙信道，随机选择并指示所述FDMA处理部进行频率转换的频率信道，
所述随机选择部在位于预定区域内的情况下，与其它情况相比，从所能选择的范围内的时隙信道中具有相对较早的时间的部分中随机选择作为所述TDMA处理部使发送数据延迟的时间基础的时隙，以及/或者在位于预定区域外的情况下，与其它情况相比，从所能选择的范围内的时隙信道中具有相对较晚的时间的部分中随机选择作为所述TDMA处理部使发送数据延迟的时间基础的时隙。
3.如权利要求1或2所述的通信终端，其特征在于，所述随机选择部从储存有多个扩频码信道、时隙信道、频率信道的组合的表格中随机选择扩频码信道、时隙信道以及频率信道的组合。
4.如权利要求1或2所述的通信终端，其特征在于，所述通信终端还包括获取位置信息的位置信息获取部，
所述随机选择部将从所述位置信息中获得的位置位于所述预定区域内的情况与其它情况进行比较。
5.如权利要求1或2所述的通信终端，其特征在于，所述通信终端还包括获取GPS信息的信息获取部，
所述扩频码生成部在根据从所述GPS信息中获得的时刻信息而生成的扩频码开始时刻生成扩频码，所述GPS信息由所述信息获取部获取得到。
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