JP2002026791A - データ通信端末装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 有効接続範囲内の衛星を選択して効率的な衛
星捕捉を実現でき、衛星捕捉時間を短縮できるデータ通
信端末装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 所定時間における衛星位置情報である衛
星軌道要素情報とゲートウェイ基地局位置情報もしくは
自位置を示す端末位置情報とに基づいて衛星の仰角およ
び方位を示す衛星位置情報１４を算出する衛星軌道予測
部４と、端末・衛星間の接続可能範囲とゲートウェイ基
地局・衛星間の接続可能範囲とが重複した範囲である有
効接続範囲をゲートウェイ基地局位置情報および端末位
置情報に基づいて算出する有効範囲算出部１８と、算出
された有効接続範囲を衛星捕捉条件として格納する衛星
捕捉条件格納部１５と、衛星位置情報と衛星捕捉条件と
に基づいて通信に適した衛星を選択する衛星選択部５と
を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ゲートウェイ基地
局を介して衛星とメッセージ通信を行うデータ通信端末
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、衛星通信は、１つの衛星でカバー
できる通信可能区域が広く、高周波数帯を利用した広帯
域伝送（高速伝送）が可能であることから、広く利用さ
れている。

【０００３】図１０は、周回衛星を介してゲートウェイ
基地局とメッセージ通信を行う一般的なデータ通信端末
装置を示すブロック図である。

【０００４】図１０において、２５は電波の送受信を行
うアンテナ、２６は高周波信号処理を行うＲＦ/ＩＦ
部、２７は変復調等のベースバンド信号処理を行うベー
スバンド部、２８はシステム全体制御およびプログラム
を実行するマイクロコントローラ、２９はプログラムと
してのシステムタスクを格納するプログラム格納メモ
リ、３０は各タスクで処理されるデータを格納するデー
タ格納メモリ、３８はユーザ設定等の各種データ入力に
用いられる入力部である。マイクロコントローラ２８
は、タスク制御プログラム３１を実行することにより、
プロトコルタスク３２、送信タスク３３、受信タスク３
４、検波タスク３５、衛星捕捉タスク３６、電源制御な
どを処理するその他のタスク３７を必要に応じて実行す
る。

【０００５】従来のデータ通信端末装置における衛星選
択方法では、衛星捕捉タスク３６を用いて、データ通信
端末装置から見える範囲の衛星の中で最初に見つけたも
のを選択して通信を行うようにしていた。例えばこの衛
星捕捉タスク３６の処理として、図１１、図１２に示す
ようなものがある。図１１は、検波するチャネルをあら
かじめ設定されたテーブルを参照してサーチする方法を
示すフローチャートであり、衛星のダウンリンクチャネ
ル情報がダウンリンクチャネル情報テーブルに記憶され
ている場合の衛星捕捉方法を示す。このダウンリンクチ
ャネル情報は衛星から受信することにより定期的に得ら
れる情報であり、その衛星のダウンリンクチャネル情報
と、他衛星のダウンリンクチャネル情報とが含まれる。
図１２は、全チャネルからランダムにサーチする方法を
示すフローチャートであり、衛星のダウンリンクチャネ
ル情報がダウンリンクチャネル情報テーブル内に記憶さ
れていない場合の衛星捕捉方法を示し、データ通信端末
装置が初めて使用される場合やデータ通信端末装置内の
データが初期化された場合、また、ダウンリンクチャネ
ル情報を衛星から受信してある時間以上経過している場
合に使用される。図１１、図１２の方法の双方とも、チ
ャネルの検波の成功・失敗によって捕捉する衛星を選択
している。

【０００６】まず図１１の方法について説明する。図１
１において、まず、ダウンリンクチャネル情報テーブル
参照位置を示すインデックスが０に初期化され（Ｓ
１）、インデックスで示されるダウンリンクチャネル情
報テーブルに格納されたチャネル番号が取得される（Ｓ
２）。次に、そのチャネル番号に対応した周波数での検
波が行われ（Ｓ３）、成功すれば、その周波数での衛星
捕捉を続ける。ここで、検波とは或る周波数における電
波の復調動作を行うことで、電波が存在すれば成功、存
在しなければ失敗となる。検波が失敗した場合、そのチ
ャネルを使用している衛星が上空にいないと判定し、イ
ンデックスをカウントアップし（Ｓ４）、ダウンリンク
チャネル情報テーブルの最後まで使用したか否かをチェ
ックする（Ｓ５）。まだ検波を行っていないチャネルが
あれば、ステップＳ２へと戻る。衛星の存在が確認でき
なければ、ダウンリンクチャネル情報テーブルの終了ま
で上記を繰り返すことになる。なお、図１１のステップ
Ｓ３の処理は検波タスク３５の実行結果により判定され
る。

【０００７】次に、図１２の方法を説明する。図１２に
おいて、まずカウンタが０に初期化され（Ｓ１１）、チ
ャネルがランダムに選択される（Ｓ１２）。次に、選択
されたチャネルでの検波が行われ（Ｓ１３）、検波が成
功した場合はその周波数での衛星捕捉を続ける。失敗し
た場合は、カウンタがカウントアップされ（Ｓ１４）、
最大チャネル数（Ｎ）以内であれば、ステップＳ１２へ
戻る。図１２のステップＳ１３の処理は、図１１のステ
ップＳ３の処理同様、検波タスク３５の実行結果により
判定される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
データ通信端末装置における衛星選択方法では、最初に
検波したチャネルの衛星を選択するため、通常は、捕捉
中の衛星がデータ通信端末装置からの可視範囲外に移動
するか又は遮蔽物、雑音等の影響によって捕捉不可能と
なった場合のみに衛星を別衛星に切り替える再捕捉動作
を行うことになる。また、捕捉した衛星がゲートウェイ
基地局に接続されていない場合は通信ができないため、
データ通信端末装置は接続を諦めようとするが、従来の
衛星捕捉方法では、図１１に示すようにダウンリンクチ
ャネル情報テーブルを参照しているので、最初に捕捉し
た衛星がゲートウェイ基地局の未接続衛星であっても繰
り返し捕捉してしまい、データ通信端末装置が実際に通
信可能なゲートウェイ基地局の接続衛星を捕捉するのに
時間がかかり、可視時間が短い周回衛星を利用する衛星
通信システムとしては非常に効率の悪い衛星捕捉方法と
なる可能性がある。

【０００９】このデータ通信端末装置では、端末・衛星
間の接続可能範囲とゲートウェイ基地局・衛星間の接続
可能範囲とが重複した範囲である有効接続範囲内の衛星
を選択することが要求されている。

【００１０】本発明は、この要求を満たすため、有効接
続範囲内の衛星を選択して効率的な衛星捕捉を実現する
ことができ、衛星捕捉に要する時間を短縮することがで
きるデータ通信端末装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明のデータ通信端末装置は、ゲートウェイ基地局
を介して衛星とメッセージ通信を行うデータ通信端末装
置であって、所定時間における衛星位置情報である衛星
軌道要素情報とゲートウェイ基地局位置情報もしくは自
位置を示す端末位置情報とに基づいて衛星の仰角および
方位を示す衛星位置情報を算出する衛星軌道予測部と、
端末・衛星間の接続可能範囲とゲートウェイ基地局・衛
星間の接続可能範囲とが重複した範囲である有効接続範
囲をゲートウェイ基地局位置情報および端末位置情報に
基づいて算出する有効範囲算出部と、算出された有効接
続範囲を衛星捕捉条件として格納する衛星捕捉条件格納
部と、衛星位置情報と衛星捕捉条件とに基づいて通信に
適した衛星を選択する衛星選択部とを有する構成を備え
ている。

【００１２】これにより、有効接続範囲内の衛星を選択
して効率的な衛星捕捉を実現することができ、衛星捕捉
に要する時間を短縮することができるデータ通信端末装
置が得られる。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載のデータ
通信端末装置は、ゲートウェイ基地局を介して衛星とメ
ッセージ通信を行うデータ通信端末装置であって、所定
時間における衛星位置情報である衛星軌道要素情報とゲ
ートウェイ基地局位置情報もしくは自位置を示す端末位
置情報とに基づいて衛星の仰角および方位を示す衛星位
置情報を算出する衛星軌道予測部と、端末・衛星間の接
続可能範囲とゲートウェイ基地局・衛星間の接続可能範
囲とが重複した範囲である有効接続範囲をゲートウェイ
基地局位置情報および端末位置情報に基づいて算出する
有効範囲算出部と、算出された有効接続範囲を衛星捕捉
条件として格納する衛星捕捉条件格納部と、衛星位置情
報と衛星捕捉条件とに基づいて通信に適した衛星を選択
する衛星選択部とを有することとしたものである。

【００１４】この構成により、有効接続範囲内の衛星を
衛星位置情報に基づいて容易に選択することができるの
で、効率的な衛星捕捉を実現することができ、衛星捕捉
に要する時間を短縮することができるという作用を有す
る。

【００１５】請求項２に記載のデータ通信端末装置は、
請求項１に記載のデータ通信端末装置において、自位置
を検出して自位置を示す情報である端末位置情報を出力
する端末位置情報出力部と、端末位置情報出力部からの
端末位置情報に基づいて端末位置情報を更新する端末位
置情報更新部とを備えることとしたものである。

【００１６】この構成により、データ通信端末装置が頻
繁に移動する場合にも、容易に新たな端末位置情報を取
得することができるので、効率的な衛星捕捉を実現する
ことができ、衛星捕捉に要する時間を短縮することがで
きるという作用を有する。

【００１７】請求項３に記載のデータ通信端末装置は、
請求項１または２に記載のデータ通信端末装置におい
て、衛星捕捉条件格納部は、送信データ長に基づくデー
タ送信時間の閾値と衛星の仰角の閾値との少なくともい
ずれかの閾値を格納し、衛星選択部は、少なくともいず
れかの閾値および有効接続範囲に基づいて通信に適した
衛星を選択することとしたものである。

【００１８】この構成により、データ通信端末装置が建
物などの遮蔽環境にある場合でも、その環境を考慮した
衛星選択を行うことができるので、効率的な衛星捕捉を
実現することができ、衛星捕捉に要する時間を短縮する
ことができるという作用を有する。

【００１９】請求項４に記載のデータ通信端末装置は、
請求項３に記載のデータ通信端末装置において、衛星捕
捉条件格納部は、データ送信時間の閾値と衛星の仰角の
閾値とを衛星の上昇時と下降時とで異なる閾値として格
納することとしたものである。

【００２０】この構成により、地平線から有効接続範囲
に到達するまでに長時間を要する衛星上昇時と、有効接
続範囲にすでに到達している衛星下降時とで異なる環境
条件を設定することにより、衛星上昇時には有効接続範
囲に入る直前に仰角閾値を設定し、衛星下降時には有効
接続範囲を脱する直前に仰角閾値を設定することができ
るので、効率的な衛星捕捉を実現することができ、衛星
捕捉に要する時間を短縮することができ、省電力化が図
れるという作用を有する。

【００２１】以下、本発明の実施の形態について、図１
〜図１０を用いて説明する。

【００２２】（実施の形態１）本発明の実施の形態１に
よるデータ通信端末装置の全体構成は従来の技術と同
様、図１０に示す構成であり、その説明は省略する。本
実施の形態が従来の技術と異なるところは、マイクロコ
ントローラ２８の構成、すなわちマイクロコントローラ
２８がプログラム格納メモリ２９の各プログラム３１〜
３７を実行することにより実現される機能実現手段であ
る。

【００２３】図１は、本発明の実施の形態１によるデー
タ通信端末装置を構成するマイクロコントローラ２８に
おける機能実現手段を示す機能ブロック図である。

【００２４】図１において、１は捕捉衛星が捕捉不可能
となった時の衛星の方位毎の仰角を記憶していくことで
使用環境を学習していく使用環境学習部、２は衛星捕捉
処理を開始するかどうかを判定する開始条件判定部、４
は或る時間における全ての衛星の位置を予測する衛星軌
道予測部、５は或る時間における全衛星の中から通信に
最も適した衛星を選択する衛星選択部、６は衛星選択部
５によって選択された衛星のチャネルの検波を行う検波
部である。検波部６における検波は検波タスク３５の実
行により実現される。また、７は前回の捕捉衛星の位置
情報（前回捕捉衛星情報）７ａが格納される前回捕捉衛
星情報格納部、８はデータ通信端末装置の使用環境にお
ける方位毎の衛星が沈む仰角を示す使用環境情報８ａが
格納される使用環境情報格納部、９は捕捉中の衛星の仰
角・方位などの位置情報である捕捉衛星情報９ａが格納
された捕捉衛星情報格納部、１１は全ての衛星の軌道要
素情報１１ａが格納された軌道要素情報格納部、１２は
自位置を示す端末位置情報１２ａが格納される端末装置
情報格納部、１３はデータ送信の際の送信先となるゲー
トウェイ基地局の位置を示すゲートウェイ基地局位置情
報１３ａが格納されたゲートウェイ基地局位置情報格納
部、１４は全ての衛星の或る時間における位置情報であ
る衛星位置情報１４ａが格納された衛星位置情報格納
部、１５は衛星を選択する条件となる衛星捕捉条件１５
ａが格納された衛星捕捉条件格納部、１６は衛星選択部
５によって選択された衛星番号（捕捉衛星番号）１６ａ
が格納される捕捉衛星番号格納部、１７は衛星番号ごと
にその衛星の使用しているチャネル番号（衛星チャンネ
ル情報）１７ａが格納された衛星チャネル情報格納部、
１８は端末位置情報１２ａとゲートウェイ基地局位置情
報１３ａとに基づいて衛星捕捉条件１５ａを算出する有
効範囲算出部である。

【００２５】このように構成されたデータ通信端末装置
について、その動作を図２〜図４を用いて説明する。図
２（ａ）、（ｂ）はデータ通信端末装置２２とゲートウ
ェイ基地局２３との位置関係と衛星２４の移動軌跡とを
示す有効接続範囲説明図であり、図３は図２の軌跡を時
間軸と衛星仰角で表わすタイミング図、図４は衛星２４
の移動例を示す移動図である。

【００２６】図２〜図４において、１９はデータ通信端
末装置２２とゲートウェイ基地局（ＧＷＹ）２３との両
方が衛星２４に接続可能な有効接続範囲、２０はデータ
通信端末装置２２と衛星２４の通信が可能な端末接続範
囲、２１はゲートウェイ基地局２３と衛星２４の通信が
可能なゲートウェイ基地局接続範囲である。

【００２７】図２において、周回衛星２４は地球表面か
らほぼ一定の高度を保って移動しているが、データ通信
端末装置２２から衛星の動きを観測した場合、衛星２４
は地平線から上昇し、データ通信端末装置２２に最も近
い距離の時に最大の高さとなり地平線へ沈んでいく。従
って、データ通信端末装置２２から見た衛星位置は、デ
ータ通信端末装置２２と地平線を結ぶ線を基準（仰角０
度）とし、データ通信端末装置２２の真上を仰角９０度
とする衛星仰角とデータ通信端末装置２２から衛星２４
を見た方位角により決定されることになる。データ通信
端末装置２２を基準にして衛星２４の移動軌跡を説明す
ると、図３に示すように、時間ｔ０に衛星２４はＡ点か
ら上昇し始めるが、まだゲートウェイ基地局２３との接
続範囲２１に入っていないため、データ通信端末装置２
２とは接続可能であるがゲートウェイ基地局２３との通
信はできない状態にある。衛星２４を介してデータ通信
端末装置２２が実際にゲートウェイ基地局２３と通信可
能になるのは衛星がａ点（時間ｔ１）のゲートウェイ基
地局接続可能範囲２１に入ってからデータ通信端末装置
２２から見えなくなるｂ点（時間ｔ２）までの間とな
る。したがって、データ通信端末装置接続可能範囲２０
とゲートウェイ基地局接続可能範囲２１とが重なる時間
帯（有効接続範囲１９、ａ−ｂ間）にある衛星が最も通
信に適した衛星であるといえる。

【００２８】本実施の形態においては、データ通信端末
装置２２が実際に登録されるゲートウェイ基地局２３の
位置情報だけでなく、データ通信端末装置２２の移動範
囲に複数のゲートウェイ基地局が存在し得ることも考慮
して、複数のゲートウェイ基地局位置情報をデータ通信
端末装置２２内のゲートウェイ基地局位置情報格納部１
３に登録できるような構成とし、外部から設定される端
末位置情報１２ａと複数のゲートウェイ基地局位置情報
とからデータ通信端末装置・ゲートウェイ基地局間の距
離を有効範囲算出部１８にて計算し、衛星２４が通信に
適した有効接続範囲１９内にあるか否かを判定し、結果
を衛星捕捉条件格納部１５に格納している。

【００２９】以下、図１を使用して衛星捕捉処理を説明
する。

【００３０】開始条件判定部２は、捕捉衛星情報９ａを
参照し、開始条件判定を行う。

【００３１】”衛星を捕捉していない””現在捕捉中の
衛星が可視範囲外（例えば地平線下）に移動”を開始条
件として、捕捉中の衛星が存在しない場合、または、捕
捉衛星が可視範囲外である場合は別衛星に切り替える必
要があるとし、衛星捕捉処理を続ける。まず、衛星軌道
要素情報１１ａを元に衛星軌道予測部４において全ての
衛星位置の予測を行う。軌道予測方法は、或る時間にお
ける衛星の位置情報を示すパラメータ群が軌道要素情報
１１ａとして与えられているが、この衛星軌道要素情報
１１ａは衛星からのデータ受信時にプロトコルタスク３
２によりその内容は随時更新されていく。次に、予測す
る時間をパラメータとして座標変換を行うことにより、
衛星のＸＹＺ座標が算出される。この結果と端末位置情
報１２ａ（またはゲートウェイ基地局位置情報１３ａ）
を元に衛星の仰角及び方位が算出される。ここで算出さ
れた全衛星位置は、衛星位置情報格納部１４に格納され
る。次に、衛星選択部５によって通信に適した衛星が選
択されるが、衛星選択部５ではゲートウェイ基地局に接
続されている衛星を確実に捕捉するために、”データ通
信端末装置と衛星の接続可能範囲とゲートウェイ基地局
と衛星の接続可能範囲とが重なる範囲”を条件として衛
星を選択する。即ち、衛星捕捉条件１５ａには、端末位
置情報１２ａとゲートウェイ基地局位置情報１３ａとを
もとに有効範囲算出部１８にて計算されたデータが格納
されており、この計算データと衛星位置情報１４ａとを
比較して条件に従った衛星を選択し、選択した衛星番号
を捕捉衛星番号格納部１６に格納する。次に、検波部６
において、衛星チャネル情報格納部１７に格納された情
報１７ａと捕捉衛星番号１６ａをもとに、衛星を捕捉す
るためのチャネル番号を取得し、そのチャネルでの検波
を行う。検波が成功すれば、そのチャネルでの衛星捕捉
を続ける。失敗した場合、従来の技術で示した衛星捕捉
処理が行われる。

【００３２】ここで、有効範囲算出部１８での有効範囲
算出方法の一例を図４を用いて説明する。検波タスク実
行時にダウンリンクチャネル情報テーブルに格納される
衛星２４の位置情報（緯度、経度、高度等）１４ａとデ
ータ通信端末装置２２にあらかじめ設定されたゲートウ
ェイ基地局位置情報１３ａおよび入力部３８により設定
される端末位置情報１２ａとを用いて、有効範囲算出部
１８により、２点間の距離を算出する一般的な計算によ
りデータ通信端末装置２２と衛星２４との距離Ｄｓｔお
よびゲートウェイ基地局２３と衛星との距離Ｄｇｗｙを
算出する。続いて、次式（１）、（２）を用いて、デー
タ通信端末装置２２に設定された端末接続範囲２０（例
えば、端末接続範囲半径データＲｓｔ）およびゲートウ
ェイ基地局接続範囲２１（例えば、ゲートウェイ基地局
接続範囲半径データＲｇｗｙ）の比較を行う。

【００３３】Ｒｓｔ−Ｄｓｔ≧０・・・・（１） Ｒｇｗｙ−Ｄｇｗｙ≧０・・・・（２） この２条件（１）、（２）を同時に満たす場合を有効接
続範囲１９に衛星２４があると判定し、どちらか一方の
条件でも満たさない場合は有効接続範囲１９内に衛星２
４はないと判定する。

【００３４】図４は衛星２４が時間ｔ＝ｔ０からｔ＝ｔ
４にかけて移動する例を示しているが、夫々の時間毎の
衛星２４とデータ通信端末装置２２、ゲートウェイ基地
局２３との距離Ｄｓｔ、Ｄｇｗｙを、 ｔ＝ｔ１：Ｄｓｔ＝ａ、Ｄｇｗｙ＝ｂ ｔ＝ｔ２：Ｄｓｔ＝ｃ、Ｄｇｗｙ＝ｄ ｔ＝ｔ３：Ｄｓｔ＝ｅ、Ｄｇｗｙ＝ｆ とすると、 ｔ＝ｔ１：Ｒｓｔ−Ｄｓｔ＝Ｒｓｔ−ａ≧０、Ｒｇｗｙ
−Ｄｇｗｙ＝Ｒｇｗｙ−ｂ≦０ ｔ＝ｔ２：Ｒｓｔ−Ｄｓｔ＝Ｒｓｔ−ｃ≧０、Ｒｇｗｙ
−Ｄｇｗｙ＝Ｒｇｗｙ−ｄ≧０ ｔ＝ｔ３：Ｒｓｔ−Ｄｓｔ＝Ｒｓｔ−ｅ≦０、Ｒｇｗｙ
−Ｄｇｗｙ＝Ｒｇｗｙ−ｆ≧０ となり、ｔ＝ｔ２のときのみに衛星２４が有効接続範囲
１９内にあると判定される。

【００３５】以上のように本実施の形態によれば、所定
時間における衛星位置情報である衛星軌道要素情報１１
ａとゲートウェイ基地局位置情報１３ａもしくは自位置
を示す端末位置情報１２ａとに基づいて衛星の仰角およ
び方位を示す衛星位置情報１４ａを算出する衛星軌道予
測部４と、端末・衛星間の接続可能範囲とゲートウェイ
基地局・衛星間の接続可能範囲とが重複した範囲である
有効接続範囲をゲートウェイ基地局位置情報１３ａおよ
び端末位置情報１２ａに基づいて算出する有効範囲算出
部１８と、算出された有効接続範囲を衛星捕捉条件とし
て格納する衛星捕捉条件格納部１５と、衛星位置情報と
衛星捕捉条件とに基づいて通信に適した衛星を選択する
衛星選択部５とを設けたことにより、有効接続範囲内の
衛星を衛星位置情報に基づいて容易に選択することがで
きるので、効率的な衛星捕捉を実現することができ、衛
星捕捉に要する時間を短縮することができる。

【００３６】（実施の形態２）実施の形態１においては
端末位置情報１２ａを入力部３８からユーザが任意に設
定する構成としているが、この手法は、データ通信端末
装置２２（図２参照）がほとんど動かない状態では一度
位置情報を設定するだけで良いが、データ通信端末装置
２２が移動体に設置された場合、いちいち設定をやり直
す必要がある上に、移動中連続して動作させる場合、有
効接続範囲１９の設定精度が劣化する可能性がある。本
発明の実施の形態２によるデータ通信端末装置は、この
ような不具合を是正するものである。

【００３７】図５は本発明の実施の形態２によるデータ
通信端末装置を示すブロック図である。

【００３８】図５において、アンテナ２５、ＲＦ／ＩＦ
部２６、ベースバンド部２７、マイクロコントローラ２
８、プログラム格納メモリ２９、データ格納メモリ３
０、タスク制御プログラム３１、プロトコルタスク３
２、送信タスク３３、受信タスク３４、検波タスク３
５、衛星捕捉タスク３６、その他のタスク３７、入力部
３８は図１０と同様のものなので、同一符号を付し、説
明は省略する。３９はＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉ
ｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）衛星から送られる電波
を受信するためのアンテナ、４０はＧＰＳ信号の受信処
理を行う端末位置情報出力部としてのＧＰＳ受信回路で
ある。ＧＰＳ受信回路４０から出力される受信信号は、
プログラム格納メモリ２９に格納されているＧＰＳタス
ク４１により処理され、データ通信端末装置の位置情報
（端末位置情報）を得る。この端末位置情報を用いて、
端末位置情報更新部（図示せず）は、端末位置情報格納
部１２に格納されている端末位置情報を更新する。な
お、ＧＰＳ受信機による位置情報獲得動作以外の動作は
実施の形態１と同様であり、説明を省略する。

【００３９】以上のように本実施の形態によれば、デー
タ通信端末装置２２の位置情報を入力部３８から任意に
設定するのではなく、ＧＰＳ受信回路４０の信号から得
られるデータ通信端末装置２２の位置情報を自動的に端
末位置情報格納部１２（図１参照）に設定することで、
連続的な移動条件下でも高精度の有効接続範囲１９（図
２参照）の設定が可能となる。

【００４０】（実施の形態３）本発明の実施の形態３に
よるデータ通信端末装置の全体構成は図５（実施の形態
２）又は図１０（従来の技術）に示す構成であり、その
説明は省略する。本実施の形態が実施の形態２又は従来
の技術と異なるところは、マイクロコントローラ２８の
構成である。

【００４１】図６は、本発明の実施の形態３によるデー
タ通信端末装置を構成するマイクロコントローラ２８を
示す機能ブロック図である。本実施の形態では、アンテ
ナ指向特性の影響およびビル等の遮蔽環境の影響により
明らかに低仰角の衛星とは通信ができない状況で、不必
要な衛星捕捉動作を行わないようにすることを目的とし
ている。

【００４２】図６において、使用環境学習部１、開始条
件判定部２、衛星軌道予測部４、衛星選択部５、検波部
６、前回捕捉衛星情報格納部７、使用環境情報格納部
８、捕捉衛星情報格納部９、衛星軌道要素情報格納部１
１、端末位置情報格納部１２、ゲートウェイ基地局位置
情報格納部１３、衛星位置情報格納部１４、衛星捕捉条
件格納部１５、捕捉衛星番号格納部１６、衛星チャネル
情報格納部１７、有効範囲算出部１８は図１と同様のも
のなので、同一符号を付し、その説明は省略する。３は
データ送信を行う際に送信時間を算出する送信時間算出
部、１０はデータ送信する際の送信データ長１０ａを格
納する送信データ長格納部、４２は衛星の有効接続範囲
を衛星仰角により制限するための仰角閾値４２ａを格納
する仰角閾値格納部である。

【００４３】このように構成されたデータ通信端末装置
について、その動作を説明する。

【００４４】データ通信端末装置２２（図２参照）から
のデータ送信を行う際、プロトコルタスク３２（図５又
は図１０参照）によって送信データ長１０ａが設定さ
れ、送信データ長１０をもとに、送信時間算出部３にお
いて、データ送信時間の算出が行われる。これは、通信
エラーによる再送が発生しない場合の理想的な送信時間
であり、送信プロトコルのシーケンスをもとに概算さ
れ、衛星捕捉条件格納部１５にその結果が格納される。
また入力部３８により衛星仰角の最小値（閾値）を仰角
閾値格納部４２に設定し、捕捉対象にする衛星の仰角を
制限する。データ送信が行われようとする時、衛星軌道
予測部４によって全衛星の位置が算出され、仰角＞０の
衛星についてはその衛星が沈む時間も算出され、位置情
報格納部１４に格納される。次に、衛星選択部５におい
て、衛星捕捉条件１５ａと衛星位置情報１４ａとを比較
し、”データ通信端末装置と衛星との接続可能範囲と、
ゲートウェイ基地局と衛星と接続可能範囲とが重なる範
囲””衛星が沈むまでの時間＞データ送信時間””衛星
仰角＞仰角閾値”の３条件を満たす衛星の中から、最も
通信に適した衛星が選択され、結果が最適衛星番号格納
部１６に格納される。対応する衛星が見つからない場合
は、再度衛星捕捉処理を行うことになる。マイクロコン
トローラ２８は最適衛星番号１６ａを参照し、設定され
ていれば最適衛星を捕捉していると判定し、データ送信
を行う。設定されていなければ、データ送信を行わな
い。

【００４５】ここで、仰角閾値を時刻に換算する場合を
図７を用いて説明する。図７は衛星の軌跡を時間軸と衛
星仰角で表わすタイミング図である。図７に示すよう
に、仰角閾値をＨ度に設定した時、時刻ｔｈ１、ｔｈ２
に衛星（ｈ１、ｈ２）は仰角Ｈ度になることが衛星軌道
予測部４において算出されるので、仰角閾値Ｈ度の替わ
りに衛星軌道予測部４において算出した時刻を衛星捕捉
条件としても良い。また３条件の中に、”衛星が沈むま
での時間＞データ送信時間”および”衛星仰角＞仰角閾
値”を含むようにしたが、時間としては短いなどの理由
でデータ送信時間を考慮しなくても良い場合には、仰角
閾値の方だけを条件に含むようにしてもよい。

【００４６】以上のように本実施の形態によれば、衛星
捕捉条件格納部１５は、送信データ長に基づくデータ送
信時間の閾値と衛星の仰角の閾値４３ａとの少なくとも
いずれかの閾値を格納し、衛星選択部５は、少なくとも
いずれかの閾値および有効接続範囲１９（図２参照）に
基づいて通信に適した衛星を選択するようにしたことに
より、データ通信端末装置２２（２８）（図１、図２参
照）が建物などの遮蔽環境にある場合でも、その環境を
考慮した衛星選択を行うことができるので、効率的な衛
星捕捉を実現することができ、衛星捕捉に要する時間を
短縮することができる。

【００４７】（実施の形態４）図８は本発明の実施の形
態４によるデータ通信端末装置を構成するマイクロコン
トローラ２８を示す機能ブロック図である。実施の形態
１においては有効接続範囲１９（図２参照）にある衛星
を最も通信に適した衛星と判定していたが、実際にはも
うすぐ有効接続範囲１９に入りそうな衛星をあらかじめ
捕捉しておき、通信開始の準備をしておく方が更に効率
的な通信を行うことができる。これを実現するために実
施の形態３と同様に衛星仰角あるいは衛星到達時刻に対
して、有効接続範囲１９に入る直前を閾値に設定するこ
とが考えられるが、実施の形態３では衛星の仰角閾値を
衛星の上昇時と下降時とで区別していないため、データ
通信端末装置２２とゲートウェイ基地局２３の距離が離
れている場合、衛星が可視範囲にある限界まで捕捉する
ように閾値を設定すると、仰角閾値を超えてからかなり
時間が経過した後に有効接続範囲１９に衛星が入ること
になる。このため、本実施の形態では、衛星の上昇時と
下降時とで独立して仰角閾値を設定可能なように閾値テ
ーブルを設けている。

【００４８】図８において、使用環境学習部１、開始条
件判定部２、送信時間算出部３、衛星軌道予測部４、衛
星選択部５、検波部６、前回捕捉衛星情報格納部７、使
用環境情報格納部８、捕捉衛星情報格納部９、送信デー
タ長格納部１０、衛星軌道要素情報格納部１１、端末位
置情報格納部１２、ゲートウェイ基地局位置情報格納部
１３、衛星位置情報格納部１４、衛星捕捉条件格納部１
５、捕捉衛星番号格納部１６、衛星チャネル情報格納部
１７、有効範囲算出部１８は図６と同様のものなので、
同一符号を付し、その説明は省略する。４３は衛星の有
効接続範囲を衛星仰角により制限するための仰角閾値４
３ａ、４３ｂを格納する仰角閾値格納部（仰角閾値テー
ブル）である。

【００４９】このように構成されたデータ通信端末装置
について、その動作を説明する。

【００５０】まず、入力部３８により、衛星仰角の最小
値（閾値）を衛星の上昇時と下降時とで区別して仰角閾
値テーブル４３に設定し、捕捉対象にする衛星の仰角を
制限する。その他は図６と同機能であるため説明を省略
する。次に、衛星選択部５において、衛星捕捉条件１５
ａと衛星位置情報１４ａとを比較し、”データ通信端末
装置と衛星の接続可能範囲とゲートウェイ基地局と衛星
の接続可能範囲とが重なる範囲””衛星が沈むまでの時
間＞データ送信時間””上昇衛星仰角＞仰角閾値４３
ａ””下降衛星仰角＞仰角閾値４３ｂ”の４条件を満た
す衛星の中から、最も通信に適した衛星が選択され、結
果が最適衛星番号格納部１６に格納される。対応する衛
星が見つからない場合は、再度衛星捕捉処理を行うこと
になる。マイクロコントローラ２８は最適衛星番号１６
ａを参照し、設定されていれば最適衛星を捕捉している
と判定し、データ送信を行う。設定されていなければ、
データ送信を行わない。

【００５１】図９は衛星の軌跡を時間軸と衛星仰角で表
わすタイミング図である。図９に示すように、衛星上昇
時の仰角閾値４３ａをＨｕｐ度、衛星下降時の仰角閾値
４３４ｂをＨｄｗｎ度に設定した時、時刻ｔｈ１に衛星
ｈ１は仰角Ｈｕｐ度になり、時刻ｔｈ２に衛星ｈ２は仰
角Ｈｄｗｎ度になることが衛星軌道予測部４において算
出される。この時、上昇時閾値が設定される時刻ｔｈ１
と有効接続範囲１９に入る時刻ｔ１との差分時刻を通信
準備時間に設定することにより、有効接続範囲１９に衛
星が入ると同時に通信を開始することができ、効率的な
通信が可能となる。

【００５２】以上のように本実施の形態によれば、衛星
捕捉条件格納部１５は、データ送信時間の閾値と衛星の
仰角の閾値とを衛星の上昇時と下降時とで異なる閾値と
して格納するようにしたことにより、地平線から有効接
続範囲１９（図２参照）に到達するまでに長時間を要す
る衛星上昇時と、有効接続範囲１９にすでに到達してい
る衛星下降時とで異なる環境条件を設定することによ
り、衛星上昇時には有効接続範囲１９に入る直前に仰角
閾値を設定し、衛星下降時には有効接続範囲１９を脱す
る直前に仰角閾値を設定することができるので、効率的
な衛星捕捉を実現することができ、衛星捕捉に要する時
間を短縮することができる。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように本発明の請求項１に
記載のデータ通信端末装置によれば、ゲートウェイ基地
局を介して衛星とメッセージ通信を行うデータ通信端末
装置であって、所定時間における衛星位置情報である衛
星軌道要素情報とゲートウェイ基地局位置情報もしくは
自位置を示す端末位置情報とに基づいて衛星の仰角およ
び方位を示す衛星位置情報を算出する衛星軌道予測部
と、端末・衛星間の接続可能範囲とゲートウェイ基地局
・衛星間の接続可能範囲とが重複した範囲である有効接
続範囲をゲートウェイ基地局位置情報および端末位置情
報に基づいて算出する有効範囲算出部と、算出された有
効接続範囲を衛星捕捉条件として格納する衛星捕捉条件
格納部と、衛星位置情報と衛星捕捉条件とに基づいて通
信に適した衛星を選択する衛星選択部とを有することに
より、有効接続範囲内の衛星を衛星位置情報に基づいて
容易に選択することができるので、効率的な衛星捕捉を
実現することができ、衛星捕捉に要する時間を短縮する
ことができるという有利な効果が得られる。

【００５４】請求項２に記載のデータ通信端末装置によ
れば、請求項１に記載のデータ通信端末装置において、
自位置を検出して自位置を示す情報である端末位置情報
を出力する端末位置情報出力部と、端末位置情報出力部
からの端末位置情報に基づいて端末位置情報を更新する
端末位置情報更新部とを備えたことにより、データ通信
端末装置が頻繁に移動する場合にも、容易に新たな端末
位置情報を取得することができるので、効率的な衛星捕
捉を実現することができ、衛星捕捉に要する時間を短縮
することができるという有利な効果が得られる。

【００５５】請求項３に記載のデータ通信端末装置によ
れば、請求項１または２に記載のデータ通信端末装置に
おいて、衛星捕捉条件格納部は、送信データ長に基づく
データ送信時間の閾値と衛星の仰角の閾値との少なくと
もいずれかの閾値を格納し、衛星選択部は、少なくとも
いずれかの閾値および有効接続範囲に基づいて通信に適
した衛星を選択することにより、データ通信端末装置が
建物などの遮蔽環境にある場合でも、その環境を考慮し
た衛星選択を行うことができるので、効率的な衛星捕捉
を実現することができ、衛星捕捉に要する時間を短縮す
ることができるという有利な効果が得られる。

【００５６】請求項４に記載のデータ通信端末装置によ
れば、請求項３に記載のデータ通信端末装置において、
衛星捕捉条件格納部は、データ送信時間の閾値と衛星の
仰角の閾値とを衛星の上昇時と下降時とで異なる閾値と
して格納することにより、地平線から有効接続範囲に到
達するまでに長時間を要する衛星上昇時と、有効接続範
囲にすでに到達している衛星下降時とで異なる環境条件
を設定することができ、衛星上昇時には有効接続範囲に
入る直前に仰角閾値を設定し、衛星下降時には有効接続
範囲を脱する直前に仰角閾値を設定することができるの
で、効率的な衛星捕捉を実現することができ、衛星捕捉
に要する時間を短縮することができるという有利な効果
が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１によるデータ通信端末装
置を構成するマイクロコントローラにおける機能実現手
段を示す機能ブロック図

【図２】（ａ）データ通信端末装置とゲートウェイ基地
局との位置関係と衛星の移動軌跡とを示す有効接続範囲
説明図 （ｂ）データ通信端末装置とゲートウェイ基地局との位
置関係と衛星の移動軌跡とを示す有効接続範囲説明図

【図３】図２の軌跡を時間軸と衛星仰角で表わすタイミ
ング図

【図４】衛星の移動例を示す移動図

【図５】本発明の実施の形態２によるデータ通信端末装
置を示すブロック図

【図６】本発明の実施の形態３によるデータ通信端末装
置を構成するマイクロコントローラを示す機能ブロック
図

【図７】衛星の軌跡を時間軸と衛星仰角で表わすタイミ
ング図

【図８】本発明の実施の形態４によるデータ通信端末装
置を構成するマイクロコントローラを示す機能ブロック
図

【図９】衛星の軌跡を時間軸と衛星仰角で表わすタイミ
ング図

【図１０】周回衛星を介してゲートウェイ基地局とメッ
セージを行う一般的なデータ通信端末装置を示すブロッ
ク図

【図１１】検波するチャネルをあらかじめ設定されたテ
ーブルを参照してサーチする方法を示すフローチャート

【図１２】全チャネルからランダムにサーチする方法を
示すフローチャート

【符号の説明】

１ 使用環境学習部 ２ 開始条件判定部 ３ 送信時間算出部 ４ 衛星軌道予測部 ５ 衛星選択部 ６ 検波部 ７ 捕捉衛星情報格納部 ９ 捕捉衛星情報格納部 １１ 衛星軌道要素情報格納部 １２ 端末位置情報格納部 １３ ゲートウェイ基地局位置情報格納部 １４ 衛星位置情報格納部 １５ 衛星捕捉条件格納部 １８ 有効範囲算出部 １９ 有効接続範囲 ２０ 端末接続範囲 ２１ ゲートウェイ基地局接続範囲 ２２ データ通信端末装置 ２３ ゲートウェイ基地局 ２４ 周回衛星 ２５、３９ アンテナ ２６ ＲＦ／ＩＦ部 ２７ ベースバンド部 ２８ マイクロコントローラ ２９ プログラム格納メモリ ３０ データ格納メモリ ３８ 入力部 ４０ ＧＰＳ受信回路 ４２、４３ 仰角閾値格納部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ゲートウェイ基地局を介して衛星とメッセ
   ージ通信を行うデータ通信端末装置であって、所定時間
   における衛星位置情報である衛星軌道要素情報とゲート
   ウェイ基地局位置情報もしくは自位置を示す端末位置情
   報とに基づいて衛星の仰角および方位を示す衛星位置情
   報を算出する衛星軌道予測部と、端末・衛星間の接続可
   能範囲とゲートウェイ基地局・衛星間の接続可能範囲と
   が重複した範囲である有効接続範囲を前記ゲートウェイ
   基地局位置情報および前記端末位置情報に基づいて算出
   する有効範囲算出部と、前記算出された有効接続範囲を
   衛星捕捉条件として格納する衛星捕捉条件格納部と、前
   記衛星位置情報と前記衛星捕捉条件とに基づいて通信に
   適した衛星を選択する衛星選択部とを有することを特徴
   とするデータ通信端末装置。
2. 【請求項２】自位置を検出して自位置を示す情報である
   端末位置情報を出力する端末位置情報出力部と、前記端
   末位置情報出力部からの端末位置情報に基づいて前記端
   末位置情報を更新する端末位置情報更新部とを備えたこ
   とを特徴とする請求項１に記載のデータ通信端末装置。
3. 【請求項３】前記衛星捕捉条件格納部は、送信データ長
   に基づくデータ送信時間の閾値と衛星の仰角の閾値との
   少なくともいずれかの閾値を格納し、前記衛星選択部
   は、前記少なくともいずれかの閾値および前記有効接続
   範囲に基づいて前記通信に適した衛星を選択することを
   特徴とする請求項１または２に記載のデータ通信端末装
   置。
4. 【請求項４】前記衛星捕捉条件格納部は、前記データ送
   信時間の閾値と前記衛星の仰角の閾値とを衛星の上昇時
   と下降時とで異なる閾値として格納することを特徴とす
   る請求項３に記載のデータ通信端末装置。