JP2001177463A - Satellite communication system utilizing un-stationary satellite - Google Patents

Satellite communication system utilizing un-stationary satellite

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JP2001177463A
JP2001177463A JP36138299A JP36138299A JP2001177463A JP 2001177463 A JP2001177463 A JP 2001177463A JP 36138299 A JP36138299 A JP 36138299A JP 36138299 A JP36138299 A JP 36138299A JP 2001177463 A JP2001177463 A JP 2001177463A
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satellite
zone
communication
packet
mobile terminal
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Tadashi Yano
正 矢野
Susumu Matsui
進 松井
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To simplify the processing required for routing revision of a communi cation packet on a satellite on the occurrence of path switching due to move ment of the satellite in a satellite communication system utilizing an un- stationary satellite. SOLUTION: A ground is divided virtually into a plurality of zones, a zone ID denoting a zone to which a communication destination belongs is included in a header of a communication packet delivered in the satellite communication system. As a processing on the occurrence of hand-off due to the movement of the satellite, a routing table in which a transmission channel and a destination satellite or the like are set in cross-reference with the zone ID is rewritten and communication packets by each satellite are routed by using this routing table.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は複数の周回衛星を利
用することによりグローバルな通信サービスを提供でき
る衛星通信システムに関するもので、特に一つまたは複
数の衛星を経由して移動端末間あるいは移動端末と地球
局の通信を実現する衛星通信システムにおける通信パケ
ットのルーティングに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a satellite communication system capable of providing a global communication service by using a plurality of orbiting satellites, and more particularly, to a mobile terminal or a mobile terminal via one or a plurality of satellites. The present invention relates to routing of communication packets in a satellite communication system that realizes communication between a satellite and an earth station.

【0002】[0002]

【従来の技術】PDC、GSM方式などを用いた従来の
地上のセルラ通信では、移動端末が移動したときには基
地局の切り替え(ハンドオフ)を行い、通信を継続した
ま移動することができる。このときには基地局を制御し
ている交換ノードまでの通信経路(パス)について変化
することなく通信が行われ、中継されるノードも大きく
変わることがない。このため通信相手先をいったん特定
し通信パスが設定されれば、中継されるノードが変化す
ることは少なく、パケット通信を行う場合においても同
じ通信相手先へのルーティングが変化することも少な
い。
2. Description of the Related Art In conventional terrestrial cellular communication using the PDC, GSM, or the like, when a mobile terminal moves, a base station is switched (hand-off), and the mobile terminal can move while continuing communication. At this time, communication is performed without changing the communication path (path) to the switching node controlling the base station, and the relayed node does not change significantly. Therefore, once a communication partner is specified and a communication path is set, the relayed node rarely changes, and even when performing packet communication, routing to the same communication partner rarely changes.

【0003】また、静止衛星を利用した衛星通信システ
ムでも、静止衛星は地上局に対して相対移動しないた
め、静止衛星を交換ノードとして見た場合にはルーティ
ングが変化することはない。
Further, even in a satellite communication system using a geostationary satellite, since the geostationary satellite does not move relative to the ground station, the routing does not change when the geostationary satellite is viewed as an exchange node.

【0004】また、周回軌道衛星を用いたネットワーク
としてIRIDIUM、ICO方式などによる衛星携帯
電話のサービスが知られている。衛星携帯電話のサービ
スを実現するための従来技術として、特開平6−181
456号公報に見られるように論理チャネルにより呼処
理を行う方式がある。
[0004] As a network using an orbiting satellite, a service of a satellite portable telephone according to the IRIDIUM, ICO system or the like is known. As a prior art for realizing a service of a satellite mobile phone, Japanese Patent Laid-Open Publication No.
There is a method of performing call processing using a logical channel as disclosed in Japanese Patent Publication No. 456/456.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来技術
における論理チャネルを割り当てる方式では、パケット
通信を行うときには一つの端末から同時に複数の相手先
にパケット送信するためには複数の数のチャネル割り当
てが必要なこと、システム内の衛星が移動してハンドオ
フを行う場合にセル内の全ての端末が関係している論理
チャネルに対する処理が必要で、ハンドオフ時の処理が
重くなるといった問題点が考えられる。
However, in the above-described method of allocating logical channels in the prior art, when performing packet communication, a plurality of channels must be allocated in order to simultaneously transmit a packet from one terminal to a plurality of destinations. The necessity is that when a satellite in the system moves and performs handoff, there is a problem that processing for a logical channel to which all terminals in the cell are related is required, and processing at the time of handoff becomes heavy.

【0006】また、多数の低軌道周回衛星(LEO)を
使用し、グローバルなサービスを提供できるネットワー
クでは、移動端末と移動端末の上空に位置して移動端末
と通信可能な衛星との間で無線リンクを確立し、通信相
手先の移動端末と無線リンクを張っている衛星との間
は、衛星間通信によって接続することにより通信が可能
となる。
In a network that can provide a global service by using a large number of low orbiting satellites (LEOs), a wireless communication is established between a mobile terminal and a satellite located above the mobile terminal and capable of communicating with the mobile terminal. A link is established, and communication is possible between the mobile terminal of the communication partner and a satellite that establishes a wireless link by connecting by satellite communication.

【0007】しかし、周回衛星は静止衛星と異なり時々
刻々と衛星が軌道上を移動するために、通信の開始時に
移動端末が無線リンクを張っていた衛星は時間の経過と
ともに軌道上を移動し、やがてサービスが可能な仰角よ
りも低くなり使用できなくなる。この場合には同一軌道
面あるいは他の軌道面衛星の中でサービス可能な仰角よ
りも高い位置に存在する他の衛星に対して無線リンクを
張り直して、同時に通信相手先の移動端末と無線リンク
を張っている衛星との通信パスについても張り替える必
要がある。
However, orbiting satellites are different from geostationary satellites in that the satellites move in orbit every moment, so that the satellite whose mobile terminal has established a radio link at the start of communication moves in orbit with the passage of time. Eventually, the service will be lower than the elevation angle that can be used and it will not be usable. In this case, the wireless link is re-established to another satellite located at a position higher than the elevation angle that can be serviced in the same orbit plane or another orbit plane satellite, and at the same time, the wireless link is established with the mobile terminal of the communication partner. It is also necessary to change the communication path with the satellite that has been set up.

【0008】このような処理は、周回衛星では衛星側が
移動するために切り替えの発生したサービスエリアに属
していた全ての移動端末について同時に発生する。この
ため、各衛星のパケット通信で使用するルーティングテ
ーブルの更新が頻繁に起こり、またそれに伴う制御メッ
セージが大量に発生してしまう。
[0008] Such processing occurs simultaneously for all mobile terminals belonging to the service area where switching has occurred because the satellite moves in the orbiting satellite. For this reason, the routing table used in the packet communication of each satellite is frequently updated, and a large number of control messages are generated accordingly.

【0009】衛星の打ち上げ時に各衛星に搭載できる資
源は、重量および寸法の制約より制限され、衛星は地上
より遠く離れた場所に存在するために、資源の補充や修
理はきわめてコストが高い。このため、衛星の設計につ
いては信頼性をあげるためにネットワークの制御につい
ては簡易な方式が望ましい。
The resources that can be loaded on each satellite at the time of launching the satellite are limited by weight and size restrictions, and since the satellite is located far from the ground, replenishment and repair of resources are extremely expensive. For this reason, it is desirable to use a simple system for controlling the network in order to improve the reliability of the satellite design.

【0010】本発明の目的は、周回衛星を複数使用した
通信ネットワークにおいて、該衛星の移動に伴ってパス
切り替えが発生した場合のルーティングテーブル切替処
理の処理量を削減することができる衛星通信システムを
提供することにある。
An object of the present invention is to provide a satellite communication system capable of reducing a processing amount of a routing table switching process when a path switching occurs due to movement of a satellite in a communication network using a plurality of orbiting satellites. To provide.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに本発明では、複数の周回衛星、複数の移動端末、及
び地上ネットワークとの接続機能を持つ複数の地球局か
ら構成される周回衛星ネットワーク内を流れる通信パケ
ットのルーティングを行う衛星通信システムにおいて、
各周回衛星に隣接する複数の周回衛星と衛星間通信を行
う機能と移動体端末あるいは地球局と通信を行う機能と
を設け、ルーティングされるべき通信パケットに、当該
通信パケットの到着先を示す情報として、地球上表面を
仮想的に区切った地域(ゾーン)の中で当該通信パケッ
トの到着先が属する地域を特定するためのゾーン情報を
含めておく。
According to the present invention, there is provided an orbiting satellite comprising a plurality of orbiting satellites, a plurality of mobile terminals, and a plurality of earth stations having a function of connecting to a terrestrial network. In a satellite communication system that routes communication packets flowing in a network,
A function of performing inter-satellite communication with a plurality of orbiting satellites adjacent to each orbiting satellite and a function of communicating with a mobile terminal or an earth station are provided, and a communication packet to be routed includes information indicating an arrival destination of the communication packet. In this case, zone information for specifying an area to which the destination of the communication packet belongs in an area (zone) virtually dividing the surface on the earth is included.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】本発明による衛星通信システムの
一実施形態について説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of a satellite communication system according to the present invention will be described.

【0013】本実施形態の衛星通信システムにおいて
は、衛星が少なくとも1つ以上のビームを地球上に投影
し、1つの衛星から複数のゾーンと通信を行う。また、
衛星が該当ゾーンに対してサービスが可能な位置にいる
場合には該当するビームの指向性を制御して同じビーム
でサービスを行う。これにより衛星はゾーンにあわせて
通信サービスを提供することが可能となる。衛星が移動
し該当するゾーンに対してサービスが不可能になった場
合には、同一軌道面の他の衛星あるいは異なる軌道の衛
星が移動してきて、該当するゾーンに対して次の衛星が
サービスを継続して行う。
In the satellite communication system of this embodiment, a satellite projects at least one beam onto the earth, and one satellite communicates with a plurality of zones. Also,
When the satellite is located at a position where service can be provided to the corresponding zone, the directivity of the corresponding beam is controlled to perform service using the same beam. This allows the satellite to provide communication services in accordance with the zone. If a satellite moves and cannot provide service to the zone, another satellite in the same orbit or a satellite in a different orbit will move, and the next satellite will provide service to the zone. Continue to do so.

【0014】各衛星には、パケットのルーティングを行
うためのルーティングテーブルを備えられており、該ル
ーティングテーブルを用いて、パケット中に含まれるパ
ケットの到着先のゾーンを示すゾーンIDから次の転送
するチャネルを決定し、隣接する衛星に対して衛星間通
信を利用してパケットの転送を行う。このルーティング
テーブルは、衛星が時間ともに移動するにつれて定期的
に書き換えられるものとする。
Each satellite is provided with a routing table for routing a packet, and the next transfer is performed from the zone ID indicating the destination zone of the packet included in the packet using the routing table. A channel is determined, and packets are transferred to adjacent satellites using inter-satellite communication. This routing table is assumed to be periodically rewritten as the satellite moves with time.

【0015】本実施形態の衛星通信システムでは、上記
ルーティングテーブルの計算で必要となる当該衛星通信
システム内の全衛星の位置を、衛星の軌道のパラメータ
から計算して予測するか、あるいは衛星の航法を制御し
ている地上局より衛星の位置に関する情報を得る。この
ようにしてリアルタイムあるいは一定時間後までの衛星
に位置を一定時間間隔で計算することにより、時間毎に
各ゾーンに対してサービス行う衛星を決定する。さら
に、計算された衛星の座標より、ある時間毎に、ある衛
星から他の衛星に向けてパケットを送る場合に使用すべ
き通信パスとして、例えば最短経路で到達するパスを決
定し、該決定したパスに基づいて各衛星から目的とする
ゾーン向けのパケットを送出する衛星間リンクチャネル
を決定する。
In the satellite communication system of the present embodiment, the positions of all the satellites in the satellite communication system required for the calculation of the routing table are calculated from the orbital parameters of the satellites, or are predicted. Information about the position of the satellite is obtained from the ground station controlling the satellite. In this way, by calculating the positions of the satellites in real time or up to a certain time later at fixed time intervals, the satellite to be serviced for each zone is determined for each time. Further, based on the calculated coordinates of the satellites, a communication path to be used when a packet is transmitted from a certain satellite to another satellite at a certain time interval is determined, for example, a path arriving via the shortest path, and the determined communication path is determined. An inter-satellite link channel for transmitting a packet for a target zone from each satellite is determined based on the path.

【0016】このように本実施形態の衛星通信システム
では、ある時間間隔で決定したパスを実現するルーティ
ングテーブルを各衛星に分配し、衛星はルーティングテ
ーブルを時間毎に切り替えることにより、パケットに含
まれる通信相手先にゾーンIDにもとづいてパケットを
目的の衛星までルーティングすることが可能となる。
As described above, in the satellite communication system of the present embodiment, the routing table for realizing the path determined at a certain time interval is distributed to each satellite, and the satellite is included in the packet by switching the routing table every time. The packet can be routed to the communication destination based on the zone ID to the target satellite.

【0017】また、本実施形態の通信衛星システム内に
は、移動端末の位置を管理するための位置レジスタを設
ける。位置レジスタには、移動端末の属するゾーンID
を記憶し、当該移動端末の位置の問い合わせがあった場
合には、該当するゾーンIDを答え、移動端末よりゾー
ンIDの更新要求があった場合には、ゾーンIDを更新
する。
Further, a position register for managing the position of a mobile terminal is provided in the communication satellite system of the present embodiment. The location register contains the zone ID to which the mobile terminal belongs.
When there is an inquiry about the position of the mobile terminal, the corresponding zone ID is answered. When there is a zone ID update request from the mobile terminal, the zone ID is updated.

【0018】各衛星は、上記で計算された衛星位置の情
報に基づいて共通チャネル、例えば止まり木チャネル
(BCCH)をゾーンに合わせたビームで送信する。こ
のBCCHにはゾーンIDを含ませておく。
Each satellite transmits a common channel, for example, a perch channel (BCCH), based on the satellite position information calculated as described above, using a beam corresponding to the zone. This BCCH contains a zone ID.

【0019】地上の移動端末は、このBCCHを受信す
ることにより、自身がどのゾーンに属しているかを知
り、ゾーンの移動やあるいは通信可能な衛星が変化した
ことを知ることが可能となる。移動端末は電源投入時等
によりBCCHの受信が可能になった場合や、端末の属
しているゾーンが変わったことを検出した場合、あるい
は、一定時間毎には、上記位置レジスタに対してゾーン
IDを登録する。
By receiving the BCCH, the terrestrial mobile terminal can know which zone it belongs to, and can know that the zone has moved or the communicable satellite has changed. When the mobile terminal can receive the BCCH due to power-on or the like, or when it detects that the zone to which the terminal belongs has changed, or at regular time intervals, the mobile station receives the zone ID from the position register. Register

【0020】また、移動端末がゾーンIDが変化したこ
とを検出した場合には、通信相手先に変更したゾーンI
Dを通知し、前記の通信相手は以後新しいゾーンIDを
付加して通信する構成としても良い。
When the mobile terminal detects that the zone ID has changed, the mobile terminal changes the zone ID to the communication partner.
D may be notified, and the communication partner may perform communication by adding a new zone ID thereafter.

【0021】移動端末は、通信の開始時あるいはパケッ
トの送信時に上記位置レジスタに対して、通信相手先が
存在するゾーンIDを問い合わせ、パケットに上記ゾー
ンIDを付加して送信する。
At the start of communication or when transmitting a packet, the mobile terminal inquires of the position register about the zone ID where the communication partner exists, and transmits the packet with the zone ID added thereto.

【0022】移動端末とリンクを張っている衛星は、該
移動端末から受信したパケットに含まれる通信相手先の
属するゾーンIDと当該衛星が格納しているルーティン
グテーブルとから衛星間通信によって転送に使用するチ
ャネルを知ることができ、これを繰り返しながら通信相
手先がリンクを張っている衛星にまでパケットを転送す
る。通信相手先の移動端末とリンクを張っている衛星
は、その衛星がサービスを行っているゾーン向けのパケ
ットであること検出し、通信相手先とのリンクを使用し
てパケットを転送する。
The satellite linking the mobile terminal is used for transfer by inter-satellite communication based on the zone ID to which the communication partner belongs contained in the packet received from the mobile terminal and the routing table stored in the satellite. The packet to be transmitted is transmitted to the satellite to which the communication partner is linked while repeating this. A satellite that has a link with the mobile terminal of the communication partner detects that the packet is directed to a zone in which the satellite serves, and transfers the packet using the link with the communication partner.

【0023】本発明の他の実施形態を以下に図を用いて
詳細説明する。
Another embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0024】図1は本発明を用いた衛星通信システムの
一実施形態における構成例を示す図である。本実施形態
の衛星通信システムは、複数の周回衛星(101)、複
数の地球局(102)、複数の移動端末(103)、及
び位置レジスタ(HLR)(104)を備えて構成され
る。105は、本実施形態における移動端末間の通信パ
スの例を示している。移動端末(103)から送信され
たパケットは前記の移動端末に対してサービスを行って
いる衛星(101)で受信された後に、衛星間通信を利
用して到着先の移動端末に対してサービスを行っている
衛星まで転送された後に、移動端末に対して転送され
る。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration example in one embodiment of a satellite communication system using the present invention. The satellite communication system according to the present embodiment includes a plurality of orbiting satellites (101), a plurality of earth stations (102), a plurality of mobile terminals (103), and a location register (HLR) (104). Reference numeral 105 denotes an example of a communication path between mobile terminals in the present embodiment. After the packet transmitted from the mobile terminal (103) is received by the satellite (101) serving the mobile terminal, the service is provided to the destination mobile terminal using inter-satellite communication. The data is transferred to the mobile terminal after being transferred to the transmitting satellite.

【0025】衛星(101)は、地球の上空に低軌道
(高度600km〜2000km)あるいは中軌道(高
度2000km〜20000km)に配置される。衛星
の軌道面は複数あり、一つの軌道面には少なくとも一つ
以上の衛星が配置される。前記衛星は多数配置されるこ
とにより全世界的なエリアをカバーして通信サービスを
提供する。
The satellite (101) is arranged in a low orbit (altitude 600 km to 2000 km) or a medium orbit (altitude 2000 km to 20000 km) above the earth. There are a plurality of satellite orbit planes, and at least one or more satellites are arranged in one orbit plane. The satellites are arranged in large numbers to provide a communication service covering a worldwide area.

【0026】衛星(101)は、地上の地球局(10
2)あるいは移動端末(103)などの地上装置と無線
通信を行い、第1の衛星が移動することにより地上装置
が第1の衛星のサービスの範囲外となったときには、前
記の地上装置の上空にやってきた第2の衛星と地上装置
との間で無線リンクを張り、通信を継続して行うよう構
成されている。
The satellite (101) is connected to an earth station (10) on the ground.
2) Alternatively, wireless communication is performed with a terrestrial device such as a mobile terminal (103), and when the first satellite moves and the terrestrial device is out of the service range of the first satellite, the above-mentioned terrestrial device is over- A wireless link is established between the second satellite that has arrived at and the ground equipment, and communication is continued.

【0027】衛星(101)は、地上装置との通信だけ
でなく、隣接する複数の衛星と衛星間通信を行う機能を
持ち、第1の移動端末から受信した通信パケットは衛星
間通信を利用して複数の衛星を経由することにより、第
1の衛星と異なる衛星と無線リンクを張っている第2の
地上装置との通信が可能である。衛星と端末間の無線リ
ンクは複数の独立した無線リンクが確立できるようにF
DMA、TDMA、CDMAなどの多元接続方式が使用
される。
The satellite (101) has a function of performing not only communication with the ground equipment but also inter-satellite communication with a plurality of adjacent satellites, and communication packets received from the first mobile terminal use inter-satellite communication. By passing through a plurality of satellites, it is possible to communicate with a second terrestrial device that has a wireless link to a satellite different from the first satellite. The radio link between the satellite and the terminal is set so that multiple independent radio links can be established.
A multiple access scheme such as DMA, TDMA, CDMA, etc. is used.

【0028】地球局(102)は、地上の他のネットワ
ークあるいは衛星を利用した他のネットワークへの接続
機能(ゲートウェイ機能)を持ち、1つあるいは複数の
衛星(101)との通信が可能であり、地球局間の通信
機能や、移動端末からの通信パケットを公衆電話回線あ
るいはインターネットなど他の網へ転送したり、あるい
は衛星(101)に転送する機能をもつ。地球局(10
2)は通信機能の他に衛星の遠隔測定、追尾、軌道・姿
勢の制御などの官制局としての機能を持つ構成としても
良い。
The earth station (102) has a function of connecting to another network on the ground or another network using a satellite (gateway function), and can communicate with one or more satellites (101). It has a communication function between earth stations, a function to transfer a communication packet from a mobile terminal to another network such as a public telephone line or the Internet, or a function to transfer to a satellite (101). Earth station (10
2) In addition to the communication function, the configuration having a function as a government control station such as remote measurement, tracking, orbit / attitude control of the satellite may be adopted.

【0029】位置レジスタ(HLR)(104)は、当
該衛星通信システム内の移動端末の位置の管理、加入者
の情報をデータベースとして保持するもので、例えば、
地上のネットワークを介した地球局や他の網との通信イ
ンターフェースを備えたワークステーション等のコンピ
ュータシステムで構成される。図1の例では位置レジス
タは1つだけであるが、衛星通信システム内に複数存在
しても良い。
The location register (HLR) (104) manages the location of the mobile terminal in the satellite communication system and holds the subscriber information as a database.
It is composed of a computer system such as a workstation having a communication interface with an earth station or another network via a terrestrial network. In the example of FIG. 1, there is only one position register, but a plurality of position registers may exist in the satellite communication system.

【0030】移動端末(103)は、衛星(101)を
通し他の移動端末や、地球局(102)を通じての他の
ネットワークの端末やサーバへの通信機能を持つ。移動
端末は、通信開始あるいは通信パケット送信するにあた
って、送信相手先の端末が属している地球上の区域(ゾ
ーン)を示すゾーンIDを位置レジスタ(104)に問
い合わせ、その結果得られたゾーンIDをパケット内に
含めて、衛星へパケット送信する機能を持つ。このゾー
ン及びゾーンIDについては以下で詳細説明する。
The mobile terminal (103) has a function of communicating with other mobile terminals via the satellite (101) and terminals and servers of other networks via the earth station (102). When starting communication or transmitting a communication packet, the mobile terminal inquires the position register (104) of a zone ID indicating an area (zone) on the earth to which the terminal of the transmission destination belongs, and returns the zone ID obtained as a result. It has the function of transmitting packets to the satellite, including them in the packet. The zone and the zone ID will be described in detail below.

【0031】また、移動端末(103)の代わって地球
局(102)に、通信相手先のゾーンを示すゾーンID
を位置レジスタ(104)に問い合わせる機能を持たせ
たり、あるいは、通信の開始時あるいは通信パケットの
送信時に、以後一定時間あるいは経由する地球局あるい
は衛星より相手先がいないこと通知されるまで、このゾ
ーンIDを付加してパケット送信する構成としても良
い。
In addition, a zone ID indicating a communication partner zone is provided to the earth station (102) in place of the mobile terminal (103).
To the location register (104), or until the start of communication or the transmission of a communication packet until a notification from the earth station or satellite passing therethrough that there is no other party exists for a certain period of time. A configuration in which an ID is added and a packet is transmitted may be adopted.

【0032】図2は仮想的に地上を区切ったゾーンの様
子を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a state of a zone virtually dividing the ground.

【0033】図2に示す例では、ゾーン(202〜20
5)は衛星(201)のサービス範囲内であり、衛星か
らビームが1本以上割り当てられ、ゾーン内の複数の移
動端末と衛星との通信が可能である。この仮想的なゾー
ンは衛星が移動しても固定されており、衛星(201)
のサービス範囲内にあるときには衛星のビームはゾーン
の形状と衛星の位置に合わしてビームの形状を制御して
送信されている。
In the example shown in FIG. 2, the zones (202 to 20)
5) is within the service range of the satellite (201), one or more beams are allocated from the satellite, and communication with a plurality of mobile terminals in the zone and the satellite is possible. This virtual zone is fixed even if the satellite moves, and the satellite (201)
When the satellite is within the service range, the beam of the satellite is transmitted while controlling the shape of the beam according to the shape of the zone and the position of the satellite.

【0034】各ゾーンの形状は通信トラヒックに合わせ
て不均一な大きさでも良く、一般的に通信トラヒックの
多い地域ではゾーンの面積を小さくしても良い。図2の
他のゾーンは衛星(201)以外の他の衛星によってサ
ービスされている。各ゾーンには、ゾーンに固有のID
(ゾーンID)が付加されおり、他のゾーンと論理的に
区別されている。
The shape of each zone may be non-uniform according to the communication traffic, and generally the area of the zone may be reduced in an area where there is a lot of communication traffic. The other zones in FIG. 2 are served by satellites other than satellite (201). Each zone has a unique ID for the zone
(Zone ID) is added, and is logically distinguished from other zones.

【0035】図3は、上述したように設定されたゾーン
(303〜308)上を第1の衛星(301)が移動す
る場合の様子を示す図である。図3(A)〜(C)にお
いて衛星(301)は図の右から左へ移動するものとす
る。
FIG. 3 is a diagram showing a state where the first satellite (301) moves on the zones (303 to 308) set as described above. 3A to 3C, the satellite (301) moves from right to left in the drawing.

【0036】図3(A)においてゾーン(303〜30
6)は既に衛星(301)のサービス範囲内にあり、衛
星からのビームを割り当てられてゾーン内の移動端末と
衛星(301)は通信可能な状態にある。この状態から
さらに、衛星が図の右から左に移動しゾーン(305)
の上空付近に来た状態を示しているのが図3(B)であ
る。
In FIG. 3A, the zones (303 to 30)
6) is already within the service range of the satellite (301), the beam from the satellite is allocated, and the mobile terminal in the zone and the satellite (301) can communicate. From this state, the satellite moves from right to left in the figure and moves to zone (305).
FIG. 3B shows a state in which the vehicle has come near the sky.

【0037】図3(B)が示す状態では、衛星の移動に
ともないゾーン(307)、(308)も衛星(30
1)のサービス範囲内に入り、衛星からのビームが割り
当てられている様子を示している。図3(B)において
も、衛星(301)は、衛星側の位置とゾーンの位置関
係に基づいて衛星に搭載されているビームの形状、指向
性を操作することによりゾーン(303)〜(306)
の形状に合わせて照射する。
In the state shown in FIG. 3B, the zones (307) and (308) are also moved with the satellite (30) as the satellite moves.
It shows a state in which the beam from the satellite is allocated within the service range of 1). In FIG. 3B as well, the satellite (301) operates the zones (303) to (306) by operating the shape and directivity of the beam mounted on the satellite based on the positional relationship between the position of the satellite and the zone. )
Irradiation according to the shape of.

【0038】さらに衛星(301)が移動した場合に
は、図3(C)に示すようにゾーン(303)、(30
4)は衛星(301)のサービス仰角以下になり、衛星
(301)からのサービスを受けられるなくなる。ゾー
ン(303)、(304)に対して第2の衛星(30
2)がサービス範囲に入っていくることにより、これら
のゾーンでは新たに移動してきた衛星(302)を通じ
て継続してサービスを受ける。また、第1の衛星(30
1)でゾーン(304)、(305)に対してサービス
を行っていたビームは、衛星(301)が移動すること
によって、新たにサービスは範囲に入ってきたゾーンに
対してサービスを行う。
Further, when the satellite (301) moves, as shown in FIG. 3C, the zones (303), (30)
4) becomes smaller than the service elevation angle of the satellite (301), and the service from the satellite (301) cannot be received. For the zones (303) and (304), the second satellite (30
As 2) enters the service range, these zones will continue to receive service through the newly moved satellite (302). In addition, the first satellite (30
The beam that has been providing service to the zones (304) and (305) in 1) provides a new service to the zone that has entered the range by the movement of the satellite (301).

【0039】図4は本実施形態の衛星に搭載される通信
システムの構成例を示すブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration example of a communication system mounted on a satellite according to this embodiment.

【0040】本例の通信システムは、移動端末との通信
を行う移動端末用リンク、衛星間通信を行う衛星間通信
用リンク、地球局との通信を行う地球局用リンク、パケ
ットのルーティングを行うスイッチング装置(40
7)、及び当該通信システムの各種制御を行うCPU
(419)及びメモリ(418)を備えて構成される。
The communication system of the present embodiment performs a link for a mobile terminal for performing communication with a mobile terminal, a link for an inter-satellite communication for performing an inter-satellite communication, a link for an earth station for performing a communication with an earth station, and routing of packets. Switching device (40
7) and a CPU for performing various controls of the communication system
(419) and a memory (418).

【0041】移動端末用リンクは、移動端末用の通信機
器(401)〜(406)を複数組備える。ここで、
(401)は移動端末からの無線信号を受信する受信用
のアンテナを示し、(402)は受信アンテナ用ビーム
の形成回路であり、(403)は受信した電波信号をデ
ジタル信号に変換する復号器である。さらに、(40
4)は移動端末向けの送信アンテナであり、(405)
は送信アンテナ用のビーム形成回路であり、(406)
は送信用の変調器である。移動端末用の送受信アンテナ
(401)、(404)は共用しても良い。
The mobile terminal link includes a plurality of mobile terminal communication devices (401) to (406). here,
(401) indicates a receiving antenna for receiving a radio signal from a mobile terminal, (402) is a receiving antenna beam forming circuit, and (403) is a decoder for converting a received radio signal into a digital signal. It is. Furthermore, (40
4) is a transmitting antenna for the mobile terminal, and (405)
Is a beam forming circuit for the transmitting antenna, and (406)
Is a modulator for transmission. The transmitting / receiving antennas (401) and (404) for the mobile terminal may be shared.

【0042】ビーム形成回路(402)、(405)は
地上のゾーンに合わせてアンテナからのビームを形成す
るための回路であり、CPU(419)は一定時間毎に
衛星の位置と地上のゾーンとの位置関係からビームの広
がりや方向を計算し、この結果に基づいてビームを制御
するための信号をビーム形成回路(402)、(40
5)に送り、地上のゾーンに合わせた形状のビームを発
生させる。
The beam forming circuits (402) and (405) are circuits for forming a beam from the antenna in accordance with the zone on the ground, and the CPU (419) controls the position of the satellite and the zone on the ground at regular intervals. The beam spread and direction are calculated from the positional relationship of the beamformer, and based on the result, a signal for controlling the beam is supplied to the beam forming circuits (402) and (40).
5) to generate a beam shaped according to the zone on the ground.

【0043】地球局用リンクは通信機器(408)〜
(413)を備える。ここで、(411)は地球局から
の無線信号を受信する受信用のアンテナを、(412)
は受信用のビーム形成回路を、(413)受信した電波
信号をデジタル信号に変換する復調器を示す。(40
8)は地球局への送信用のアンテナを示し、(409)
は送信信号用のビーム形成回路を示し、(410)送信
用の変調器を示す。
The earth station link is a communication device (408) to
(413). Here, (411) is a receiving antenna for receiving a radio signal from the earth station, and (412)
Denotes a beam forming circuit for reception and (413) a demodulator for converting a received radio signal into a digital signal. (40
8) indicates an antenna for transmission to the earth station, and (409)
Denotes a beam forming circuit for a transmission signal, and (410) denotes a modulator for transmission.

【0044】CPU(419)は一定時間毎に衛星の位
置と地球局の位置関係からビームの方向を計算し、この
結果に基づいてビームを制御するための信号をビーム形
成回路(412)、(409)におくり、地球局の方向
に向けたビームを発生させる。
The CPU (419) calculates the direction of the beam from the positional relationship between the satellite and the earth station at regular time intervals, and outputs a signal for controlling the beam based on the calculation result to the beam forming circuit (412). 409) to generate a beam directed toward the earth station.

【0045】衛星間通信用リンクは衛星間通信を行うた
めの通信機器(414)〜(417)を、衛星間通信行
うべき隣接衛星とのリンクの数だけ備える。ここで、
(414)は衛星間通信を行うための送信アンテナであ
り、(415)は変調器である。また、(416)は衛
星間通信用の受信アンテナであり、(417)は変調器
である。
The inter-satellite communication links are provided with communication devices (414) to (417) for performing inter-satellite communication by the number of links with adjacent satellites for inter-satellite communication. here,
(414) is a transmitting antenna for performing inter-satellite communication, and (415) is a modulator. Also, (416) is a receiving antenna for inter-satellite communication, and (417) is a modulator.

【0046】衛星間の通信方式としては電波による方式
のほかに光信号による衛星間通信でも良い。光信号によ
る衛星間通信ではアンテナ(414)、(416)の代
わりに光アンテナを、変調器(415)の代わりに半導
体レーザなどの光源と光の方向を制御する機構などから
構成し、復調器(417)の代わりにフォトダイオード
などの光信号検出器、受信光信号の追尾機構等を備えて
構成する。
As a communication method between satellites, besides a method using radio waves, communication between satellites using optical signals may be used. In inter-satellite communication using optical signals, an optical antenna is used instead of the antennas (414) and (416), and a light source such as a semiconductor laser and a mechanism for controlling the direction of light are used instead of the modulator (415). Instead of (417), an optical signal detector such as a photodiode, a tracking mechanism for a received optical signal, and the like are provided.

【0047】スイッチング装置(407)は、それぞれ
移動端末用リンク、地球局用リンク、衛星間通信用リン
クから受信したパケットに含まれているヘッダの情報に
基づいて送出するリンクを決定し、対応するリンクにパ
ケットを送出する。
The switching device (407) determines a link to be transmitted based on the information of the header included in the packet received from the link for the mobile terminal, the link for the earth station, and the link for the inter-satellite communication, respectively. Sends a packet on the link.

【0048】CPU(419)は、自衛星の位置と地上
のゾーンあるいは地球局との位置関係を定期的に計算
し、各ゾーンあるいは地球局とビームを形成するための
信号をビーム形成回路(402)、(405)、(40
9)、(412)に送ることによりをビーム制御し、ま
た自衛星の位置から受信パケットの転送方向を決めるル
ーティングテーブルの配布を受けたりあるいは自身で作
成や編集をおこない、スイッチング装置(407)を制
御して受信パケットの転送チャネルを決定する機能など
の制御機能をもつ。
The CPU (419) periodically calculates the positional relationship between the position of its own satellite and a terrestrial zone or earth station, and outputs a signal for forming a beam with each zone or earth station to a beam forming circuit (402). ), (405), (40)
9) and (412) to perform beam control, receive the distribution of a routing table for determining the transfer direction of the received packet from the position of the own satellite, or create or edit the switching device by itself, and configure the switching device (407). It has a control function such as a function of controlling and determining a transfer channel of a received packet.

【0049】メモリ(418)はビームを作成すべき必
要な地上のゾーンの構成やルーティングテーブルなどが
格納されている。
The memory (418) stores a configuration of a terrestrial zone required to create a beam, a routing table, and the like.

【0050】次に、本実施形態の衛星通信システムで使
用するルーティング方法の一例について説明する。
Next, an example of a routing method used in the satellite communication system of the present embodiment will be described.

【0051】図5(a)は衛星(101)に搭載されて
いるメモリ(418)に格納されるルーティングテーブ
ルの例である。ここで、図中の符号(501)はパケッ
トの到着先の移動端末あるいは地球局が属しているゾー
ンIDを示し、(502)は前記のゾーンIDを持った
パケットを転送すべきチャネルのID番号を示す。送信
チャネルID(502)には、自衛星でサービスを行っ
ているゾーンIDに対してはそのことを示すチャネル番
号が付加されている。
FIG. 5A shows an example of a routing table stored in the memory (418) mounted on the satellite (101). Here, reference numeral (501) in the figure indicates a zone ID to which a mobile terminal or an earth station to which a packet arrives, and (502) is an ID number of a channel to which a packet having the zone ID is to be transferred. Is shown. To the transmission channel ID (502), a channel number indicating the fact is added to the zone ID serving the own satellite.

【0052】具体的には、ゾーンIDは全衛星で共通な
ものであり、パケット中の目的地のゾーンIDが自衛星
でサービスを行っている場合には、図4に示す通信シス
テムの移動端末用リンクあるいは地球局用リンクのチャ
ネル番号が示され、他の衛星でサービスを行っている場
合には、図4に示す通信システムの衛星間通信用リンク
で使用しているチャネル番号が示されている。
Specifically, the zone ID is common to all the satellites, and when the zone ID of the destination in the packet provides service on its own satellite, the mobile terminal of the communication system shown in FIG. The channel number of the satellite link or the earth station link is shown. If the service is provided by another satellite, the channel number used by the inter-satellite communication link of the communication system shown in FIG. 4 is shown. I have.

【0053】図5(b)、図5(c)に、ルーティング
テーブルの他の構成例を示す。図5(b)はゾーンID
とそのゾーンIDに対してサービスを行っている衛星と
の対応付けを示すルーティングテーブルを示し、図中の
符号(503)は前記のパケットの到着先を示すゾーン
IDを示し、(504)はゾーンID(503)に対し
て通信サービスを行っている衛星の番号を示している。
図5(c)は前記の衛星番号とこの衛星に向けたパケッ
ト転送をする場合に使用すべきチャネル番号(送信チャ
ネルID)を示している。この送信チャネルID(50
6)には衛星間通信を利用してパケットを転送する場合
に、隣接衛星のどの衛星にパケット転送するかを示す情
報が含まれている。
FIGS. 5B and 5C show other examples of the configuration of the routing table. FIG. 5B shows the zone ID.
And a routing table showing the correspondence between the zone ID and the satellite that is providing service. Reference numeral (503) in the figure indicates a zone ID indicating the destination of the packet, and (504) indicates a zone. The number of the satellite providing the communication service to the ID (503) is shown.
FIG. 5C shows the satellite number and the channel number (transmission channel ID) to be used when transferring packets to this satellite. This transmission channel ID (50
6) includes information indicating to which satellite of the adjacent satellite the packet is to be transferred when the packet is transferred using the inter-satellite communication.

【0054】図6に、本実施形態の衛星通信システム内
で使用されるパケットのフォーマットの例を示す。
FIG. 6 shows an example of a packet format used in the satellite communication system of the present embodiment.

【0055】本例の通信パケットのフォーマットには、
パケットの到着先の移動端末あるいは地球局が属するゾ
ーンID(601)、パケットの到着先の移動端末を示
すID(602)、パケットの送信元を示す移動端末の
ID(603)、パケットの転送に使用しているコネク
ションを区別するためのID(604)、及びユーザデ
ータ(605)が含まれている。
The format of the communication packet of this example is as follows.
Zone ID (601) to which the mobile terminal or earth station to which the packet arrives, ID (602) indicating the mobile terminal to which the packet arrives, ID (603) of the mobile terminal indicating the source of the packet, and packet transfer An ID (604) for distinguishing the connection being used and user data (605) are included.

【0056】図7に、衛星(101)のスイッチング装
置(407)が、受信したパケットをルーティングする
ときの処理フローの一例を示す。
FIG. 7 shows an example of a processing flow when the switching device (407) of the satellite (101) routes received packets.

【0057】端末用リンク、衛星間通信用リンク、地球
局用リンクから受信されたパケットは、スイッチング装
置(407)に入ると(ステップ701)、パケットに
含まれるDestination Zone ID(601)のフィール
ドを参照(ステップ702)して、図5のルーティング
テーブルを検索する(ステップ703)。
When the packet received from the terminal link, the inter-satellite communication link, and the earth station link enters the switching device (407) (step 701), the destination zone ID (601) field included in the packet is set in the switching device (407). With reference to (Step 702), the routing table of FIG. 5 is searched (Step 703).

【0058】検索の結果から、参照しているゾーンID
が自衛星でサービスしているものか、他の衛星でサービ
スしているかを判断し(ステップ704)、他の衛星で
サービス中のゾーンIDならば、メモリ(418)に格
納されているルーティングテーブルにより、どのチャネ
ルを使用してパケットを転送すべきかを決定し(ステッ
プ705)、衛星間通信を利用して次に経由する衛星に
パケットを転送する(ステップ706)。
From the result of the search, the zone ID referred to
It is determined whether the satellite is being serviced by its own satellite or another satellite (step 704). If the zone ID is being served by another satellite, the routing table stored in the memory (418) is determined. Then, it is determined which channel should be used to transfer the packet (step 705), and the packet is transferred to the next satellite via the inter-satellite communication (step 706).

【0059】自衛星でサービス中のゾーンIDであった
場合には、パケット中のDestination Terminal IDに
よって移動端末向けか、地球局向けのパケットかを判断
する(ステップ707)。その結果、移動端末向けのパ
ケットであった場合には、図5のルーティングテーブル
を利用して移動端末向けのチャネルを選択し(ステップ
708)、移動端末向けの送信アンテナ(404)から
パケットを送信する(ステップ709)。地球局向けの
パケットであった場合には、地球局向けのチャネルから
転送先のチャネルを選択し(ステップ710)、地球局
向けの送信アンテナ(408)からパケットを送信する
(ステップ711)。
If the zone ID is being served by its own satellite, it is determined whether the packet is for a mobile terminal or an earth station based on the Destination Terminal ID in the packet (step 707). As a result, if the packet is for the mobile terminal, a channel for the mobile terminal is selected using the routing table of FIG. 5 (step 708), and the packet is transmitted from the transmission antenna (404) for the mobile terminal. (Step 709). If the packet is intended for an earth station, a transfer destination channel is selected from the channels intended for the earth station (step 710), and the packet is transmitted from the transmission antenna (408) intended for the earth station (step 711).

【0060】次に、上記図5のルーティングテーブルを
作成する方法について述べる。
Next, a method for creating the routing table shown in FIG. 5 will be described.

【0061】本実施形態において衛星システムを制御し
ている地上の制御局は、衛星システムの官制を行ってい
る官制局か、あるいは各衛星にGPS(Global Positio
ningSystem)と呼ばれる位置判定システムを搭載させ各
衛星から報告させることで、現時点におけるシステム内
の全衛星の位置を把握することができる。軌道パラメー
タ(軌道長半径、昇降点赤経、軌道傾斜角、軌道裡心
率、近地点引数、平均近点離角)と現時点における衛星
の位置のデータにもとづいて、一定時間後の衛星の位置
を予測することができる。
In this embodiment, the terrestrial control station that controls the satellite system is a public control station that controls the satellite system, or a GPS (Global Positio) is assigned to each satellite.
By mounting a position determination system called ningSystem) and reporting from each satellite, the positions of all satellites in the system at the present time can be grasped. Predict the satellite position after a certain time based on the orbit parameters (orbital radius, elevating equatorial ascension, orbit inclination, orbital concentricity, perigee argument, average perigee declination) and the current satellite position data can do.

【0062】この予測された衛星の位置と予め定められ
たゾーンの位置情報から、各ゾーンにおいてそのサービ
ス仰角より高い仰角の衛星を抽出し、その中で仰角の一
番高い衛星がそのゾーンをサービスすることとする。こ
の結果得られる、時間帯、ゾーンID及びサービスを行
う衛星の関係を示すテーブルの一例が図8であり、(8
01)はゾーンIDを示し、(802)は時間を示し、
(803)はある時間においてゾーンをサービスしてい
る衛星の番号を示している。
A satellite having an elevation angle higher than the service elevation angle in each zone is extracted from the predicted satellite position and position information of a predetermined zone, and the satellite having the highest elevation angle serves the zone in the zone. I decided to. FIG. 8 shows an example of a table showing the relationship between the time zone, the zone ID, and the satellite performing the service, which is obtained as a result.
01) indicates a zone ID, (802) indicates time,
(803) indicates the number of the satellite serving the zone at a certain time.

【0063】図9は、上記の予測されたある時間におけ
る全衛星の衛星の位置データから、例えば第1の衛星か
ら第2の衛星に向かうパスとして最短経路、あるいは最
短時間で到着するようなパスを選択した場合に、各衛星
における転送用のチャネルを示すテーブルの一例を示
す。図9において、(901)はパケットの発衛星番号
を示し、(902)はパケットの着衛星番号を示し、
(903)は発衛星から着衛星に向けたパケットを送信
する時のチャネルの番号を示し、この情報には衛星間通
信で次にどの衛星にパケットを送るかを示す情報が含ま
れている。
FIG. 9 shows, based on the predicted position data of all the satellites at a certain time, for example, the shortest path as the path from the first satellite to the second satellite, or the path arriving in the shortest time. FIG. 6 shows an example of a table indicating a transfer channel in each satellite when is selected. In FIG. 9, (901) indicates the source satellite number of the packet, (902) indicates the destination satellite number of the packet,
(903) indicates a channel number when transmitting a packet from a source satellite to a destination satellite, and this information includes information indicating to which satellite a packet is to be transmitted next in inter-satellite communication.

【0064】ここで、発衛星(衛星A)と着衛星(衛星
B)はパスの最初と最後の衛星を示し、チャネル(90
3)は発衛星から着衛星へ向けたパケット転送におい
て、次に中継されるべき衛星へ向けたチャネル番号を示
している。中継された次に衛星(衛星C)では、この衛
星から上記着衛星へ向けて中継に使用するチャネル番号
を、当該衛星Cが発衛星で上記衛星Bが着衛星の場合に
使用すべきチャネル番号を使用していく。
Here, the originating satellite (satellite A) and the destination satellite (satellite B) indicate the first and last satellites of the path, respectively, and the channel (90)
3) indicates the channel number for the next satellite to be relayed in the packet transfer from the originating satellite to the destination satellite. The next satellite (satellite C) that has been relayed is the channel number used for relaying from this satellite to the destination satellite, and the channel number to be used when satellite C is the originating satellite and satellite B is the destination satellite. Will be used.

【0065】上記図8のテーブルから、ある時間におい
てあるゾーンにサービスしている衛星を決定し、この衛
星に向けてどのチャネルを使用してパケットを送信する
かを上記図9のテーブルから決定し、これを各衛星毎に
分割したのが上記図5の各衛星に格納されるルーティン
グテーブルに相当する。
From the table in FIG. 8, a satellite serving a certain zone at a certain time is determined, and which channel is used to transmit a packet to this satellite is determined from the table in FIG. This is divided for each satellite, which corresponds to the routing table stored in each satellite in FIG.

【0066】上記図8及び図9に示すテーブル及び上記
図5に示すルーティングテーブルの作成処理は例えば地
上の地球局で行い、該作成したルーティングテーブルを
各衛星に配布し、各衛星はあるタイミング信号あるいは
衛星に保持している時計のタイミング信号により時間毎
にルーティングテーブルを切り替えることで、衛星の移
動に対応して衛星上のルーティングテーブルを更新する
ことができる。
The process of creating the tables shown in FIGS. 8 and 9 and the routing table shown in FIG. 5 are performed, for example, by an earth station on the ground, and the created routing table is distributed to each satellite. Alternatively, by switching the routing table every time according to a timing signal of a clock held in the satellite, the routing table on the satellite can be updated in accordance with the movement of the satellite.

【0067】また、各衛星のルーティングテーブルの配
布には、ルーティングテーブル上の一つ前の状態とは異
なる部分のみを抽出して配布することにより制御用のト
ラヒックを削減することもできる。また、上記の処理は
各衛星で独自に処理することにより実現しても良い。
In distribution of the routing table of each satellite, control traffic can also be reduced by extracting and distributing only a portion of the routing table that is different from the previous state. Further, the above-described processing may be realized by independently processing each satellite.

【0068】次に、本実施形態の衛星通信システムにお
いて移動端末が位置登録を行う場合の処理例を示す。
Next, an example of processing when the mobile terminal performs location registration in the satellite communication system of the present embodiment will be described.

【0069】本実施形態の衛星通信システムにおいて衛
星は、地上の官制局あるいは衛星に搭載された時計から
現在の位置を推定し、サービスを行うゾーンIDを知る
ことができる。このことを利用して、図10に示す例の
様に衛星からゾーンに向けて、例えば各端末間で共通に
使用される共通チャネルを利用して、間欠的に送信され
る止まり木制御チャネル(BCCH)の内容にはゾーン
IDを含めることができる。
In the satellite communication system of the present embodiment, the satellite can estimate the current position from the ground control station or a clock mounted on the satellite and know the ID of the zone in which the service is performed. Taking advantage of this, the perch control channel (which is transmitted intermittently) from the satellite to the zone as in the example shown in FIG. 10 using, for example, a common channel commonly used among the terminals. The content of (BCCH) can include a zone ID.

【0070】図10は止まり木チャネルの内容の例であ
り、(1001)は止まり木チャネルを送信している衛
星の番号を示し、(1002)はゾーンIDを示し、
(1003)は位置登録後に位置登録が有効な時間を示
し、(1003)は衛星からの止まり木チャネルの送信
電力を示している。
FIG. 10 shows an example of the contents of the perch channel, where (1001) indicates the number of the satellite transmitting the perch channel, (1002) indicates the zone ID,
(1003) indicates the time during which the location registration is valid after the location registration, and (1003) indicates the transmission power of the perch channel from the satellite.

【0071】図11に移動端末が電源を投入してから位
置登録を行うまでの手順の一例を示す。
FIG. 11 shows an example of a procedure from when the mobile terminal turns on the power to when the mobile terminal performs location registration.

【0072】本処理例においては最初、ステップ110
1で電源投入を行なわれると、ステップ1102におい
て、初期化処理の中で位置登録を行っていない未登録の
状態に移動端末を設定し、ステップ1103で、衛星か
らの移動端末のいるゾーンに向けて送信されているBC
CHを移動端末が受信できるまで待つ。
In this processing example, first, at step 110
When the power is turned on in step 1, the mobile terminal is set to an unregistered state in which position registration has not been performed in the initialization processing in step 1102. In step 1103, the mobile terminal is set to the zone where the mobile terminal is located from the satellite. BC being sent
Wait until the mobile terminal can receive the CH.

【0073】BCCHが受信されると、ステップ110
4において、受信したBCCHに含まれているゾーンI
Dの情報と移動端末に記憶しているゾーンIDの情報と
を比較する。電源投入時の記憶ゾーンIDは初期化され
ており位置登録を行っていないことを示しているので、
必ず位置登録を行う。
When the BCCH is received, step 110
4, the zone I included in the received BCCH
The information of D is compared with the information of the zone ID stored in the mobile terminal. Since the storage zone ID at power-on has been initialized, indicating that location registration has not been performed,
Make sure to register the location.

【0074】受信したBCCHのゾーンIDと移動端末
に記憶しているゾーンIDとが異なる場合には、ステッ
プ1105において、位置レジスタ(104)に対して
位置登録を行う。何らかの理由で位置登録に失敗した場
合には(ステップ1106でYes)、ステップ1102
へ戻り、移動端末内の位置登録の情報を初期化してBC
CHを受信待ちの状態にする。位置登録に成功した場合
には、BCCH内に含まれている位置登録タイマの時間
だけタイマーをスタートし(ステップ1107)、記憶
ゾーンIDに位置登録したゾーンIDを設定する(ステ
ップ1108)。
If the zone ID of the received BCCH is different from the zone ID stored in the mobile terminal, the location is registered in the location register (104) in step 1105. If the location registration fails for some reason (Yes in step 1106), step 1102
To initialize the location registration information in the mobile terminal and
Set the CH to a reception waiting state. If the location registration is successful, the timer is started for the time of the location registration timer included in the BCCH (step 1107), and the zone ID whose location has been registered is set in the storage zone ID (step 1108).

【0075】ステップ1104において、BCCHに含
まれているゾーンIDが記憶しているゾーンIDと同じ
場合には、移動端末はゾーンを移動していないので位置
登録を行わなくて良い。しかし、ステップ1109で、
位置登録タイマーがタイムアウトしていると判断された
場合には、ステップ1105へ進み、再度位置登録を行
う。
If it is determined in step 1104 that the zone ID included in the BCCH is the same as the stored zone ID, the mobile terminal does not move in the zone and does not need to perform location registration. However, in step 1109,
If it is determined that the location registration timer has timed out, the process proceeds to step 1105, and location registration is performed again.

【0076】なお、上記移動端末の位置登録処理におい
て、通信中に一方の移動端末が移動することなどにより
ゾーンIDが変化した場合には、通信相手先に変更した
ゾーンIDを通知する処理を付加し、通知を受けた通信
相手が以後は変更後のゾーンIDを付加して通信する構
成としても良く、あるいは、変更後のゾーンIDで位置
登録を行い、通信相手先がHLRに問い合わせる構成と
しても良い。
In the location registration process of the mobile terminal, if the zone ID changes due to one of the mobile terminals moving during communication, a process of notifying the communication partner of the changed zone ID is added. Then, the notified communication partner may be configured to perform communication by adding the changed zone ID thereafter, or the communication partner may perform location registration with the changed zone ID and inquire the HLR. good.

【0077】[0077]

【発明の効果】本発明によれば、到着地域を示すゾーン
IDを通信パケット中に含ませておくことにより、衛星
の移動に伴って行われる衛星でのルーティング変更処理
を、ゾーンIDを用いたルーティングテーブルを変更す
ることで実現できるために、移動端末毎のルーティング
テーブルを変更する場合等に比較して処理量を軽くする
ことが可能となる。
According to the present invention, by including the zone ID indicating the arrival area in the communication packet, the routing change processing in the satellite performed with the movement of the satellite uses the zone ID. Since this can be realized by changing the routing table, the processing amount can be reduced as compared with a case where the routing table for each mobile terminal is changed.

【0078】したがって、本発明によれば、周回衛星を
複数使用した通信ネットワークにおいて、衛星の移動に
伴ってパス切り替えが発生した場合のルーティングテー
ブルの切替処理の処理量を削減することができる衛星通
信システムを提供することが可能となる。
Therefore, according to the present invention, in a communication network using a plurality of orbiting satellites, it is possible to reduce the processing amount of switching processing of a routing table when path switching occurs due to movement of a satellite. It becomes possible to provide a system.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施形態における衛星通信システム
の構成例を示すブロック構成図である。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of a satellite communication system according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明を適用した地上のゾーンの構成例を示す
説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a configuration example of a terrestrial zone to which the present invention is applied.

【図3】図3(A):衛星が移動する場合に地上のゾー
ンを切り替える様子を示す説明図である。 図3(B):衛星が移動する場合に地上のゾーンを切り
替える様子を示す説明図である。 図3(C):衛星が移動する場合に地上のゾーンを切り
替える様子を示す説明図である。
FIG. 3 (A) is an explanatory diagram showing a situation where a ground zone is switched when a satellite moves. FIG. 3B is an explanatory diagram showing a state where a zone on the ground is switched when a satellite moves. FIG. 3C is an explanatory diagram showing a state where a zone on the ground is switched when a satellite moves.

【図4】本発明を適用した衛星に搭載される通信機器の
構成例を示すブロック構成図である。
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration example of a communication device mounted on a satellite to which the present invention is applied.

【図5】図5(a):衛星に搭載されるルーティングテ
ーブルの一例を示す図表である。 図5(b):衛星に搭載されるルーティングテーブルの
他の例を示す図表である。 図5(c):衛星に搭載されるルーティングテーブルの
他の例を示す図表である。
FIG. 5A is a chart showing an example of a routing table mounted on a satellite. FIG. 5B is a chart showing another example of the routing table mounted on the satellite. FIG. 5C is a table showing another example of the routing table mounted on the satellite.

【図6】本発明を適用したパケットのフォーマット例を
示す説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a format example of a packet to which the present invention is applied.

【図7】衛星上でパケットルーティングする時のアルゴ
リズムの一例を示すフローチャートである。
FIG. 7 is a flowchart illustrating an example of an algorithm when performing packet routing on a satellite.

【図8】ゾーンに対してサービスを行う衛星を示すテー
ブルの一例を示す図表である。
FIG. 8 is a chart showing an example of a table indicating satellites serving a zone.

【図9】衛星間でパケット転送する時に使用するチャネ
ルを示すテーブルの一例を示す図表である。
FIG. 9 is a chart showing an example of a table indicating channels used when transferring packets between satellites.

【図10】止まり木チャネルの内容例を示す図表であ
る。
FIG. 10 is a chart showing an example of the contents of a perch channel.

【図11】移動端末が電源投入時から位置登録を行うと
きのアルゴリズムの一例を示すフローチャートである。
FIG. 11 is a flowchart illustrating an example of an algorithm when the mobile terminal performs location registration from power-on.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101…衛星 102…地球局 103…移動端末 104…位置レジスタ(HLR) 105…通信パス 201…通信衛星 202〜205…ゾーン 301…衛星 302〜308…ゾーン 401,404,408,411,414,416…ア
ンテナ 402,045,409,412…ビーム形成回路 403,413,417…復調器 406,410,415…変調器 407…スイッチング装置 418…メモリ 419…CPU。
101 satellite 102 earth station 103 mobile terminal 104 location register (HLR) 105 communication path 201 communication satellite 202-205 zone 301 satellite 302-308 zone 401, 404, 408, 411, 414, 416 ... Antennas 402,045,409,412 ... Beam forming circuits 403,413,417 ... Demodulators 406,410,415 ... Modulators 407 ... Switching devices 418 ... Memory 419 ... CPU.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】複数の周回衛星、複数の移動端末及び複数
の地球局から構成されるネットワーク内を流れる通信パ
ケットのルーティングを行う衛星通信システムにおい
て、 前記通信パケットのヘッダには、当該通信パケットの到
着先を示す情報として、地球上表面を仮想的に区切った
地域(以下、ゾーンと称する)の中で当該通信パケット
の到着先が属する地域を特定するためのゾーン情報が含
まれ、 前記周回衛星は、 他の周回衛星と衛星間通信を行う第1のリンク手段と、 前記移動端末あるいは前記地球局と通信を行う第2のリ
ンク手段と、 前記ゾーン情報を利用して通信パケットをルーティング
するルーティング手段とを備えることを特徴とする衛星
通信システム。
1. A satellite communication system for routing a communication packet flowing in a network including a plurality of orbiting satellites, a plurality of mobile terminals, and a plurality of earth stations, wherein a header of the communication packet includes a header of the communication packet. As the information indicating the destination, zone information for specifying an area to which the destination of the communication packet belongs in a region (hereinafter, referred to as a zone) virtually dividing the surface on the earth is included, and the orbiting satellite A first link means for performing inter-satellite communication with another orbiting satellite, a second link means for performing communication with the mobile terminal or the earth station, and a routing for routing a communication packet using the zone information. Satellite communication system comprising:
【請求項2】請求項1に記載の衛星通信システムにおい
て、 前記周回衛星のルーティング手段は、 前記ゾーン情報が取り得る値毎に、どの周回衛星との衛
星間通信チャネルを利用すれば通信パケットを目的とす
る相手先に届けることができるかを管理しているルーテ
ィングテーブルを格納している記憶手段と、 衛星間通信で受信した通信パケットの転送、あるいは自
衛星からの通信パケットを送信するときには、前記ルー
ティングテーブルを参照することにより、通信パケット
を送信すべき衛星間通信のチャネルを決定する衛星間通
信チャネル選択手段とをさらに有することを特徴とする
衛星通信システム。
2. The satellite communication system according to claim 1, wherein the orbiting satellite routing means, for each possible value of the zone information, transmits a communication packet to any orbiting satellite by using an inter-satellite communication channel. When storing the routing table that manages whether the packet can be delivered to the intended destination, and when transferring communication packets received by inter-satellite communication or transmitting communication packets from the own satellite, An inter-satellite communication channel selecting means for determining an inter-satellite communication channel to which a communication packet is to be transmitted by referring to the routing table.
【請求項3】請求項1または2に記載の衛星通信システ
ムにおいて、 前記移動端末が前記ゾーンのいずれに存在しているかを
管理するデータベースを格納する位置レジスタをさらに
有し、 前記移動端末及び前記地球局のいずれか一方は、通信相
手先のゾーンを示す前記ゾーン情報を前記位置レジスタ
に問い合わせる手段を有し、一定時間経過後あるいは相
手先がいないことが外部から通知されるまで、前記ゾー
ン情報を付加してパケット送信することを特徴とする衛
星通信システム。
3. The satellite communication system according to claim 1, further comprising: a position register storing a database for managing in which of said zones the mobile terminal is located, wherein One of the earth stations has a means for inquiring the location register of the zone information indicating the zone of the communication partner, and the zone information is transmitted after a predetermined time has elapsed or until it is externally notified that there is no other party. A satellite communication system characterized in that a packet transmission is performed by adding a packet.
【請求項4】請求項2に記載の衛星通信システムにおい
て、 当該衛星通信システム内の周回衛星の位置を計算して予
測する位置計算手段と、 前記予測結果に基づいて前記ゾーンとその上空に位置し
て該ゾーンと通信可能な周回衛星を決定する決定手段
と、 前記周回衛星内で得られる時間信号あるいは外部から与
えられた時間信号に基づいて、該周回衛星の前記記憶手
段に格納されている前記ルーティングテーブルを更新す
る更新手段とをさらに有することを特徴とする衛星通信
システム。
4. The satellite communication system according to claim 2, wherein: a position calculation means for calculating and predicting the position of the orbiting satellite in the satellite communication system; Determining means for determining an orbiting satellite that can communicate with the zone, and a time signal obtained in the orbiting satellite or a time signal given from the outside, stored in the storage means of the orbiting satellite. Updating means for updating the routing table.
【請求項5】請求項2に記載の衛星通信システムにおい
て、 前記各周回衛星毎に格納されるべき前記ルーティングテ
ーブルを予め作成するテーブル作成手段と、 前記各周回衛星毎に求めたルーティングテーブルを、該
当する周回衛星に配布するテーブル配布手段とをさらに
備え、 前記周回衛星は、前記配布されたルーティングテーブル
を受け付け、該受け付けたルーティングテーブルを自衛
星内で得られる時間信号あるいは外部からの時間信号に
応じて、その時点で格納されているルーティングテーブ
ルと切り替えるテーブル切替手段をさらに備えることを
特徴とする衛星通信システム。
5. The satellite communication system according to claim 2, wherein: a table creating means for previously creating the routing table to be stored for each orbiting satellite; and a routing table obtained for each orbiting satellite. Further comprising a table distribution means for distributing to the orbiting satellite, wherein the orbiting satellite receives the distributed routing table, and converts the received routing table into a time signal obtained in the satellite itself or a time signal from outside. A satellite communication system further comprising table switching means for switching to a routing table stored at that time in response.
【請求項6】請求項1または2に記載の衛星通信システ
ムにおいて、 前記移動端末が前記ゾーンのいずれに存在しているかを
管理するデータベースを格納する位置レジスタをさらに
有し、 前記周回衛星は、 地球表面に複数のビームを投影するビーム手段と、 前記複数のビームの各々を同時にあるいは時分割で、各
ビームに対応する前記ゾーンの形状に合わせて共通チャ
ネルを送信する共通チャネル送信手段とをさらに備え、 前記共通チャネル送信手段は、前記共通チャネルの情報
として、対応するゾーンに固有の情報として前記ゾーン
情報を含むものであり、 前記移動端末は、 前記周回衛星からの前記共通チャネルを受信することに
より、当該移動端末が位置するゾーンに固有の前記ゾー
ン情報を認識するゾーン認識手段と、 当該移動端末の電源の投入時、前記認識するゾーン情報
が変化した場合、および一定時間毎のうち、少なくとも
いずれか一つのタイミングで、前記認識したゾーン情報
に基づき、当該移動端末が属するゾーンの情報を前記位
置レジスタに対して登録する位置情報登録手段とを備え
ることを特徴とする衛星通信システム。
6. The satellite communication system according to claim 1, further comprising: a position register storing a database for managing in which zone the mobile terminal is located, wherein the orbiting satellite includes: Beam means for projecting a plurality of beams on the earth's surface, and common channel transmitting means for transmitting a common channel according to the shape of the zone corresponding to each of the plurality of beams simultaneously or in a time-division manner. The common channel transmitting means includes the zone information as information unique to a corresponding zone as the information on the common channel, and the mobile terminal receives the common channel from the orbiting satellite. A zone recognizing means for recognizing the zone information unique to a zone in which the mobile terminal is located; At the time of turning on the power, when the recognized zone information changes, and at least one of the constant time intervals, based on the recognized zone information, the information of the zone to which the mobile terminal belongs is based on the recognized zone information. A satellite communication system comprising: a position information registering unit that registers a position in a position register.
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