JP2024055309A - COMMUNICATION DEVICE AND COMMUNICATION METHOD - Google Patents

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Abstract

Figure 2024055309000001

【課題】 なりすましによる傍受を防止するための暗号鍵を、他の通信システムを利用することなく送信側と受信側で共有する。
【解決手段】 対流圏よりも高い高度である対流圏外に含まれる第1の高度を移動する第1対流圏外移動体4に中継される第1対流圏外通信回線6で、暗号化ユーザデータを通信する第1対流圏外通信部33と、暗号化ユーザデータを第1対流圏外通信部33が通信する前に、第2の高度を移動する第2対流圏外移動体5に中継される第2対流圏外通信回線8で、暗号装置15が使用する暗号鍵および暗号化ユーザデータを通信相手1が復号する際に使用する復号鍵の少なくとも1つを含む通信制御データを通信相手1と通信し、通信相手1が使用する暗号鍵および暗号化ユーザデータを復号装置15が復号する際に使用する復号鍵の少なくとも1つを含む通信制御データを通信相手1と通信する第2対流圏外通信部33とを備えた。
【選択図】 図2

Figure 2024055309000001

An encryption key for preventing interception by spoofing is shared between a sending side and a receiving side without using another communication system.
[Solution] The system includes a first extra-troposphere communication unit 33A that communicates encrypted user data over a first extra-troposphere communication line 6 that is relayed to a first extra-troposphere mobile body 4 moving at a first altitude that is included outside the troposphere, which is an altitude higher than the troposphere, and a second extra-troposphere communication unit 33B that communicates communication control data with a communication partner 1/2 , the communication control data including at least one of an encryption key used by an encryption device 15 and a decryption key used by the communication partner 1/2 when decrypting the encrypted user data, and the encryption key used by the communication partner 1/2 and at least one of the decryption keys used by the decryption device 15 when decrypting the encrypted user data, over a second extra-troposphere communication line 8 that is relayed to a second extra-troposphere mobile body 5 moving at a second altitude before the first extra-troposphere communication unit 33A communicates the encrypted user data.
[Selected figure] Figure 2

Description

本開示は、人工衛星あるいは成層圏を移動する移動体で中継される通信回線で通信する通信装置および通信方法に関する。 This disclosure relates to a communication device and a communication method that communicates over a communication line relayed by an artificial satellite or a mobile object moving in the stratosphere.

移動体通信では、陸上ではない場所も含めた通信可能エリアの拡張技術が注目されている。そのために、静止衛星(GEO、geostationary orbit)、低軌道衛星(LEO、low Earth orbit)および高高度疑似衛星(HAPS、High Altitude Platform Station)と地上の移動体通信ネットワークとを統合するシステムが検討されている。静止衛星、低軌道衛星および高高度疑似衛星は、それぞれ高度が異なるため、地上との通信では、通信経路長の違いにより伝送速度および遅延時間が異なる。現状では、静止衛星、低軌道衛星および高高度疑似衛星のそれぞれで、それぞれの長所を生かした通信システムが展開されている。静止衛星、低軌道衛星および高高度疑似衛星を使用する通信サービスは、現状は、それぞれ提供者が異なり、互いに分離された通信ネットワークとなっている。 In mobile communications, technology to expand communication areas to include locations that are not on land is attracting attention. To this end, systems are being considered that integrate geostationary satellites (GEO, geostationary orbit), low Earth orbit satellites (LEO, low Earth orbit), and high altitude platform station (HAPS, high altitude pseudo satellites) with terrestrial mobile communications networks. Since geostationary satellites, low Earth orbit satellites, and high altitude pseudo satellites are all at different altitudes, the transmission speed and delay time for communications with the ground differ depending on the length of the communication path. Currently, communication systems are being deployed that make use of the advantages of each of geostationary satellites, low Earth orbit satellites, and high altitude pseudo satellites. Currently, communication services that use geostationary satellites, low Earth orbit satellites, and high altitude pseudo satellites are provided by different providers and are separated from each other in communication networks.

衛星通信は、一つの衛星から提供される通信可能エリアが広く同報性に優れる。一方、衛星通信は広大な通信可能エリアを有するため、なりすまし端末により通信が傍受される可能性があるという課題がある。 Satellite communications has excellent broadcasting capabilities, with a wide coverage area provided by a single satellite. However, because satellite communications has such a large coverage area, there is a problem that communications may be intercepted by spoofed terminals.

権限のない認証要求者が信号を追跡するのを防止するために、認証にガード用スポットビームを使用する手法が提案されている(特許文献1参照)。広域性や同報性を特徴とする衛星通信では、第三者による電波を傍受する行為を防ぐことが難しく、信号のスクランブル化や暗号化が一般的な対策手法となっている。例えば、衛星通信を主目的とするものではないもが、端末識別情報を保護することを目的とする暗号化手法が提案されている(特許文献2参照)。 A method has been proposed that uses guard spot beams for authentication to prevent unauthorized persons requesting authentication from tracking signals (see Patent Document 1). With satellite communications, which are characterized by their wide-area and broadcast nature, it is difficult to prevent third parties from intercepting radio waves, so signal scrambling and encryption are common countermeasures. For example, an encryption method has been proposed that aims to protect terminal identification information, although it is not primarily intended for satellite communications (see Patent Document 2).

特許第5976774号Patent No. 5976774 特表2020-532235Special table 2020-532235

人工衛星や高高度疑似衛星を用いた衛星通信において、なりすまし端末により通信が傍受されることを防止するために暗号化を実施する際には、送信側と受信側で暗号鍵をどのようにして共有するかという課題がある。暗号鍵を共有する方法としては、例えば地上回線などで暗号鍵を送り、ユーザが暗号鍵を入力する方法などが考えられる。地上回線(携帯電話網、地上無線中継網を含む)への接続が難しい僻地、離島および移動体での利用も想定されるため、他の通信システムを使った暗号鍵の共有が難しい場合があり、暗号鍵の共有方法に課題がある。 In satellite communications using artificial satellites or high-altitude pseudo satellites, when implementing encryption to prevent communications from being intercepted by spoofed terminals, there is an issue of how to share an encryption key between the sender and receiver. One possible method for sharing an encryption key is to send the encryption key over a terrestrial line and have the user enter the encryption key. However, as it is anticipated that this will be used in remote areas, islands, and mobile devices where it is difficult to connect to terrestrial lines (including mobile phone networks and terrestrial wireless relay networks), it may be difficult to share the encryption key using other communication systems, and there are issues with how to share the encryption key.

本開示は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、他の通信システムを利用することなく送信側と受信側で暗号鍵を共有することを可能にし、暗号化されたユーザデータを通信できる通信装置および通信方法を得ることを目的とする。 The present disclosure has been made to solve the problems described above, and aims to provide a communication device and a communication method that enable a sender and a receiver to share an encryption key without using another communication system, and that can communicate encrypted user data.

この開示に係る通信装置は、対流圏よりも高い高度である対流圏外を移動する移動体である対流圏外移動体に搭載された中継局である対流圏外中継局に中継される通信回線である対流圏外通信回線であって、対流圏外に含まれる第1の高度を移動する対流圏外移動体である第1対流圏外移動体に搭載された対流圏外中継局である第1対流圏外中継局に中継される対流圏外通信回線である第1対流圏外通信回線で、通信するデータであるユーザデータを暗号化した暗号化ユーザデータを通信相手と通信する第1対流圏外通信部と、送信するユーザデータを暗号鍵により暗号化して暗号化ユーザデータを生成する暗号装置と、受信した暗号化ユーザデータを復号鍵により復号してユーザデータを生成する復号装置と、暗号化ユーザデータを第1対流圏外通信部が通信する前に、第1の高度と異なる対流圏外に含まれる第2の高度を移動する対流圏外移動体である第2対流圏外移動体に搭載された対流圏外中継局である第2対流圏外中継局に中継される対流圏外通信回線である第2対流圏外通信回線で、暗号化ユーザデータを通信相手と通信するために通信されるデータである通信制御データであって、暗号装置が使用する暗号鍵および暗号装置が生成した暗号化ユーザデータを通信相手が復号する際に使用する復号鍵の少なくとも1つを含む通信制御データを通信相手と通信し、通信相手が使用する暗号鍵および通信相手が生成した暗号化ユーザデータを復号装置が復号する際に使用する復号鍵の少なくとも1つを含む通信制御データを通信相手と通信する第2対流圏外通信部とを備えたものである。 The communication device according to the present disclosure is an extra-troposphere communication line that is a communication line relayed to an extra-troposphere relay station that is a relay station mounted on an extra-troposphere mobile body that is a mobile body moving outside the troposphere at an altitude higher than the troposphere, and the first extra-troposphere communication line that is an extra-troposphere communication line relayed to a first extra-troposphere relay station that is an extra-troposphere relay station mounted on a first extra-troposphere mobile body that is an extra-troposphere mobile body moving at a first altitude included outside the troposphere, the first extra-troposphere communication line is an extra-troposphere communication line that is relayed to a first extra-troposphere relay station that is an extra-troposphere relay station mounted on a first extra-troposphere mobile body that is an extra-troposphere mobile body moving at a first altitude included outside the troposphere, and the first extra-troposphere communication unit communicates encrypted user data that is user data to be communicated with a communication partner, an encryption device that encrypts the user data to be transmitted with an encryption key to generate encrypted user data, a decryption device that decrypts the received encrypted user data with a decryption key to generate user data, and a decryption device that transmits the encrypted user data to the first extra-troposphere communication line. The communication control data is data communicated to communicate encrypted user data with a communication partner on a second extra-troposphere communication line that is relayed to a second extra-troposphere relay station that is an extra-troposphere relay station mounted on a second extra-troposphere mobile body that is an extra-troposphere mobile body that moves at a second altitude outside the troposphere different from the first altitude before the communication unit communicates, and the communication control data includes at least one of an encryption key used by the encryption device and a decryption key used by the communication partner when decrypting encrypted user data generated by the encryption device, and a second extra-troposphere communication unit communicates with the communication partner communication control data including an encryption key used by the communication partner and at least one of a decryption key used by the decryption device when decrypting encrypted user data generated by the communication partner.

この開示に係る通信方法は、対流圏よりも高い高度である対流圏外を移動する移動体である対流圏外移動体に搭載された中継局である対流圏外中継局に中継される通信回線である対流圏外通信回線であって、対流圏外に含まれる第1の高度を移動する対流圏外移動体である第1対流圏外移動体に搭載された対流圏外中継局である第1対流圏外中継局に中継される対流圏外通信回線である第1対流圏外通信回線で、通信されるデータであるユーザデータを暗号化した暗号化ユーザデータを通信相手と通信する第1対流圏外通信部と、送信するユーザデータを暗号鍵により暗号化して暗号化ユーザデータを生成する暗号装置と、受信した暗号化ユーザデータを復号鍵により復号してユーザデータを生成する復号装置と、第1の高度と異なる対流圏外に含まれる第2の高度を移動する対流圏外移動体である第2対流圏外移動体に搭載された対流圏外中継局である第2対流圏外中継局に中継される対流圏外通信回線である第2対流圏外通信回線で通信相手と通信する第2対流圏外通信部とを有する通信装置および通信相手の一方に接続する通信端末である要求元通信端末と、通信装置および通信相手の他方に接続する通信端末である要求先通信端末の間で通信する通信方法である。
通信方法は、要求元通信端末から要求先通信端末との通信開始要求を、通信装置および通信相手の一方が受信する手順と、暗号装置がユーザデータを暗号化して暗号化ユーザデータを生成する際に使用する暗号鍵である自暗号鍵および自暗号鍵により暗号化した暗号化ユーザデータを通信相手が復号する際に使用する復号鍵である相手復号鍵の少なくとも1つを、第2対流圏外通信部で通信相手と通信する手順と、通信相手がユーザデータを暗号化して暗号化ユーザデータを生成する際に使用する暗号鍵である相手暗号鍵および相手暗号鍵で暗号化した暗号化ユーザデータを復号装置が復号する際に使用する復号鍵である自復号鍵の少なくとも1つを、第2対流圏外通信部で通信相手と通信する手順と、要求元通信端末からのユーザデータを、暗号装置が自暗号鍵で暗号化する、あるいは通信相手が相手暗号鍵で暗号化して、暗号化ユーザデータを生成する手順と、暗号化された要求元通信端末からの暗号化ユーザデータを、第1対流圏外通信部が第1対流圏外通信回線で通信相手と通信する手順と、通信相手が受信した暗号化ユーザデータを、通信相手が相手復号鍵で復号する、あるいは通信装置が受信した暗号化ユーザデータを、暗号装置が自復号鍵で復号して、要求元通信端末からのユーザデータを生成する手順と、復号された要求元通信端末からのユーザデータを通信相手あるいは通信装置が要求先通信端末に送る手順と、要求先通信端末からのユーザデータを、通信相手が相手暗号鍵で暗号化する、あるいは暗号装置が自暗号鍵で暗号化して、暗号化ユーザデータを生成する手順と、暗号化された要求先通信端末からの暗号化ユーザデータを、第1対流圏外通信回線で通信相手と通信する手順と、第1対流圏外通信部が受信した暗号化ユーザデータを、復号装置が自復号鍵で復号する、あるいは通信相手が相手復号鍵で復号して、要求先通信端末からのユーザデータを生成する手順と、復号された要求先通信端末からのユーザデータを通信装置あるいは通信相手が要求元通信端末に送る手順とを備えたものである。
The communication method according to the present disclosure is an extra-troposphere communication line that is a communication line relayed to an extra-troposphere relay station that is a relay station mounted on an extra-troposphere mobile body that is a mobile body moving outside the troposphere at an altitude higher than the troposphere, and includes a first extra-troposphere communication unit that communicates encrypted user data, which is data to be communicated, with a communication partner, and a communication unit that encrypts the user data to be transmitted using an encryption key and transmits the encrypted user data to a communication partner. The communication method includes a communication device having an encryption device that generates user data, a decryption device that decrypts received encrypted user data using a decryption key to generate user data, and a second extra-troposphere communication unit that communicates with a communication partner via a second extra-troposphere communication line that is an extra-troposphere communication line relayed to a second extra-troposphere relay station that is an extra-troposphere relay station mounted on a second extra-troposphere mobile body that is an extra-troposphere mobile body moving at a second altitude included outside the troposphere that is different from the first altitude, and a requesting communication terminal that is a communication terminal connected to one of the communication partners, and a requested communication terminal that is a communication terminal connected to the communication device and the other of the communication partners.
The communication method includes a procedure in which one of the communication device and the communication counterpart receives a request to start communication with the request destination communication terminal from a request source communication terminal; a procedure in which at least one of a self encryption key which is an encryption key used by the encryption device when encrypting user data to generate encrypted user data and a counterpart decryption key which is a decryption key used by the communication counterpart when decrypting the encrypted user data encrypted with the self encryption key is communicated with the communication counterpart by the second extra-troposphere communication unit; a procedure in which at least one of a counterpart encryption key which is an encryption key used by the communication counterpart when encrypting user data to generate encrypted user data and a self decryption key which is a decryption key used by the decryption device when decrypting the encrypted user data encrypted with the counterpart encryption key is communicated with the communication counterpart by the second extra-troposphere communication unit; a procedure in which the encryption device encrypts user data from the request source communication terminal with its own encryption key or the communication counterpart encrypts it with the counterpart encryption key to generate encrypted user data; and a procedure in which the first extra-troposphere communication unit transmits the encrypted user data from the encrypted request source communication terminal to the first extra-troposphere communication unit. the communication device decrypts the encrypted user data received by the communication device with its own decryption key, thereby generating user data from the requesting communication terminal; the communication device or the communication device transmits the decrypted user data from the requesting communication terminal to the requested destination communication terminal; the communication device encrypts the user data from the requested destination communication terminal with its own encryption key, thereby generating encrypted user data; the communication device communicates the encrypted encrypted user data from the requested destination communication terminal with the communication device via a first extra-tropospheric communication line; the decryption device decrypts the encrypted user data received by the first extra-tropospheric communication unit with its own decryption key, thereby generating user data from the requested destination communication terminal; and the communication device or the communication device transmits the decrypted user data from the requested destination communication terminal to the requesting communication terminal.

この開示に係る通信装置および通信方法によれば、他の通信システムを利用することなく送信側と受信側で暗号鍵を共有することを可能にし、暗号化されたユーザデータを通信できる。 The communication device and communication method disclosed herein enable the sender and receiver to share an encryption key without using another communication system, enabling encrypted user data to be communicated.

実施の形態1に係る通信装置を含む衛星通信システムの概略構成を表す図である。1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a satellite communication system including a communication device according to a first embodiment. 実施の形態1に係る通信装置の構成を表す図である。1 is a diagram illustrating a configuration of a communication device according to a first embodiment. 実施の形態1に係る通信装置に接続する通信端末が通信相手に接続する通信端末と通信を開始して通信する通信方法のフローチャートである。1 is a flowchart of a communication method in which a communication terminal connected to the communication device according to the first embodiment starts communication with a communication terminal connected to a communication partner. 実施の形態1に係る通信装置に接続する通信端末が通信相手に接続する通信端末と通信を開始して通信する通信方法のフローチャートの続きである。11 is a continuation of the flowchart of the communication method in which a communication terminal connected to the communication device in accordance with the first embodiment starts communication with a communication terminal connected to a communication partner. 実施の形態1に係る通信装置に接続する通信端末が通信相手に接続する通信端末と通信する際に使用する暗号鍵および復号鍵を決める処理のフローチャートである。10 is a flowchart of a process for determining an encryption key and a decryption key to be used when a communication terminal connected to the communication device according to the first embodiment communicates with a communication terminal connected to a communication partner. 実施の形態1に係る通信装置に接続する通信端末が通信相手に接続する通信端末と通信する際に使用する暗号鍵および復号鍵を決める処理のフローチャートの続きである。11 is a continuation of the flowchart of the process of determining the encryption key and the decryption key to be used when a communication terminal connected to the communication device in accordance with the first embodiment communicates with a communication terminal connected to a communication partner. 実施の形態1に係る通信装置がユーザデータを暗号化して低軌道衛星に送信する処理のフローチャートである。5 is a flowchart of a process in which the communication device according to the first embodiment encrypts user data and transmits the encrypted data to a low-earth orbit satellite. 実施の形態1に係る通信装置の通信相手が受信した暗号化されたユーザデータを復号して通信端末に送信する処理のフローチャートである。10 is a flowchart of a process in which a communication party of a communication device according to the first embodiment decrypts encrypted user data received and transmits the decrypted data to a communication terminal. 実施の形態1に係る通信装置の通信相手がユーザデータを暗号化して低軌道衛星に送信する処理のフローチャートである。10 is a flowchart of a process in which a communication partner of a communication device according to the first embodiment encrypts user data and transmits the data to a low-earth orbit satellite. 実施の形態1に係る通信装置が受信した暗号化されたユーザデータを復号して通信端末に送信する処理のフローチャートである。5 is a flowchart of a process in which the communication device according to the first embodiment decrypts encrypted user data received and transmits the decrypted data to the communication terminal; 実施の形態1に係る通信装置が静止衛星に通信制御データを送信する処理のフローチャートである。5 is a flowchart of a process in which the communication device according to the first embodiment transmits communication control data to a geostationary satellite. 実施の形態1に係る通信装置の通信相手が通信制御データを受信する処理のフローチャートである。10 is a flowchart of a process in which a communication partner of a communication device according to the first embodiment receives communication control data. 実施の形態1に係る通信装置の通信相手が静止衛星に通信制御データを送信する処理のフローチャートである。10 is a flowchart of a process in which a communication partner of a communication device according to the first embodiment transmits communication control data to a geostationary satellite. 実施の形態1に係る通信装置が通信制御データを受信する処理のフローチャートである。5 is a flowchart of a process in which the communication device according to the first embodiment receives communication control data. 実施の形態2に係る通信装置を含む衛星通信システムの概略構成を表す図である。FIG. 13 is a diagram illustrating a schematic configuration of a satellite communication system including a communication device according to a second embodiment. 実施の形態2に係る通信装置の構成を表す図である。FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration of a communication device according to a second embodiment. 実施の形態2に係る通信装置に接続する通信端末が通信相手に接続する通信端末と通信を開始して通信する際のフローチャートである。13 is a flowchart when a communication terminal connected to a communication device according to a second embodiment starts communication with a communication terminal connected to a communication partner. 実施の形態2に係る通信装置に接続する通信端末が通信相手に接続する通信端末と通信を開始して通信する際のフローチャートの続きである。13 is a continuation of the flowchart when a communication terminal connected to a communication device according to the second embodiment starts communication with a communication terminal connected to a communication partner. 実施の形態2に係る通信装置に接続する通信端末が通信相手に接続する通信端末と通信する際に使用する暗号鍵および復号鍵を決める処理のフローチャートである。13 is a flowchart of a process for determining an encryption key and a decryption key to be used when a communication terminal connected to a communication device according to a second embodiment communicates with a communication terminal connected to a communication partner. 実施の形態2に係る通信装置に接続する通信端末が通信相手に接続する通信端末と通信する際に使用する暗号鍵および復号鍵を決める処理のフローチャートの続きである。13 is a continuation of the flowchart of the process of determining the encryption key and the decryption key to be used when a communication terminal connected to a communication device in accordance with embodiment 2 communicates with a communication terminal connected to a communication partner. 実施の形態2に係る通信装置がユーザデータを暗号化して高高度疑似衛星に送信する処理のフローチャートである。10 is a flowchart of a process in which a communication device according to a second embodiment encrypts user data and transmits the encrypted data to a high altitude pseudosatellite. 実施の形態2に係る通信装置の通信相手が受信した暗号化されたユーザデータを復号して通信端末に送信する処理のフローチャートである。13 is a flowchart of a process in which a communication party of a communication device according to a second embodiment decrypts encrypted user data received and transmits the decrypted data to a communication terminal. 実施の形態2に係る通信装置の通信相手がユーザデータを暗号化して高高度疑似衛星に送信する処理のフローチャートである。10 is a flowchart of a process in which a communication partner of a communication device according to the second embodiment encrypts user data and transmits the data to a high altitude pseudosatellite. 実施の形態2に係る通信装置が受信した暗号化されたユーザデータを復号して通信端末に送信する処理のフローチャートである。13 is a flowchart of a process in which a communication device according to a second embodiment decrypts encrypted user data received and transmits the decrypted data to a communication terminal. 実施の形態2に係る通信装置が低軌道衛星に通信制御データを送信する処理のフローチャートである。11 is a flowchart of a process in which a communication device according to a second embodiment transmits communication control data to a low-earth orbit satellite. 実施の形態2に係る通信装置の通信相手が低軌道衛星に通信制御データを送信する処理のフローチャートである。13 is a flowchart of a process in which a communication partner of a communication device according to a second embodiment transmits communication control data to a low-earth orbit satellite. 実施の形態3に係る通信装置の構成を表す図である。FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration of a communication device according to a third embodiment. 実施の形態3に係る通信装置に接続する通信端末が通信相手に接続する通信端末と通信を開始して通信する際のフローチャートである。13 is a flowchart when a communication terminal connected to a communication device according to a third embodiment starts communication with a communication terminal connected to a communication partner. 実施の形態3に係る通信装置に接続する通信端末が通信相手に接続する通信端末と通信を開始して通信する際のフローチャートの続きである。13 is a continuation of the flowchart when a communication terminal connected to a communication device according to embodiment 3 starts communication with a communication terminal connected to a communication partner. 実施の形態4に係る通信装置の構成を表す図である。FIG. 13 is a diagram illustrating a configuration of a communication device according to a fourth embodiment. 実施の形態5に係る通信装置を含む衛星通信システムの概略構成を表す図である。FIG. 13 is a diagram illustrating a schematic configuration of a satellite communication system including a communication device according to a fifth embodiment. 実施の形態5に係る通信装置の構成を表す図である。FIG. 13 is a diagram illustrating a configuration of a communication device according to a fifth embodiment. 実施の形態5に係る通信装置に接続する通信端末が同じ高高度疑似衛星と通信する通信相手に接続する通信端末と通信を開始して通信する通信方法のフローチャートである。13 is a flowchart of a communication method in which a communication terminal connected to a communication device according to a fifth embodiment starts communication with a communication terminal connected to a communication partner communicating with the same high altitude pseudosatellite. 実施の形態5に係る通信装置に接続する通信端末が同じ高高度疑似衛星と通信する通信相手に接続する通信端末と通信を開始して通信する通信方法のフローチャートの続きである。13 is a continuation of the flowchart of the communication method in which a communication terminal connected to a communication device according to the fifth embodiment starts communication with a communication terminal connected to a communication partner communicating with the same high altitude pseudosatellite. 実施の形態5に係る通信装置に接続する通信端末が異なる高高度疑似衛星と通信する通信相手に接続する通信端末と通信を開始して通信する通信方法のフローチャートである。13 is a flowchart of a communication method in which a communication terminal connected to a communication device according to a fifth embodiment starts communication with a communication terminal connected to a communication partner that communicates with a different high altitude pseudosatellite. 実施の形態5に係る通信装置に接続する通信端末が異なる高高度疑似衛星と通信する通信相手に接続する通信端末と通信を開始して通信する通信方法のフローチャートの続きである。13 is a continuation of the flowchart of the communication method in which a communication terminal connected to a communication device according to the fifth embodiment starts communication with a communication terminal connected to a communication partner that communicates with a different high altitude pseudosatellite. 実施の形態5に係る通信装置に接続する通信端末が異なる高高度疑似衛星と通信する通信相手に接続する通信端末と通信する際に高高度疑似衛星が電波を受信してから異なる高高度疑似衛星が電波を放射するまでの手順を説明するフローチャートである。13 is a flowchart explaining a procedure from when a high altitude pseudo satellite receives radio waves to when the different high altitude pseudo satellite emits radio waves when a communication terminal connected to a communication device in accordance with a fifth embodiment communicates with a communication terminal connected to a communication partner that communicates with a different high altitude pseudo satellite. 実施の形態5に係る通信装置に接続する通信端末が異なる高高度疑似衛星と通信する通信相手に接続する通信端末と通信する際に異なる高高度疑似衛星が電波を受信してから高高度疑似衛星が電波を放射するまでの手順を説明するフローチャートである。13 is a flowchart explaining a procedure from when a communication terminal connected to a communication device in accordance with a fifth embodiment communicates with a communication terminal connected to a communication partner communicating with a different high altitude pseudo satellite to when the high altitude pseudo satellite receives radio waves and when the high altitude pseudo satellite emits radio waves. 実施の形態5に係る通信装置に接続する通信端末が地上通信ネットワークに接続する通信相手に接続する通信端末と通信を開始して通信する通信方法のフローチャートである。13 is a flowchart of a communication method in which a communication terminal connected to a communication device in accordance with embodiment 5 starts communication with a communication terminal connected to a communication partner connected to a ground communication network. 実施の形態5に係る通信装置に接続する通信端末が地上通信ネットワークに接続する通信相手に接続する通信端末と通信を開始して通信する通信方法のフローチャートの続きである。13 is a continuation of the flowchart of the communication method in which a communication terminal connected to a communication device in accordance with embodiment 5 starts communication with a communication terminal connected to a communication partner connected to a ground communication network. 実施の形態5に係る通信装置に接続する通信端末が地上通信ネットワークに接続する通信相手に接続する通信端末と通信する際に高高度疑似衛星が電波を受信してから暗号化ユーザデータが地上通信ネットワークを伝送されるまでの手順を説明するフローチャートである。13 is a flowchart explaining the procedure from when a high-altitude pseudo satellite receives radio waves to when encrypted user data is transmitted through the terrestrial communications network when a communication terminal connected to a communication device in accordance with embodiment 5 communicates with a communication terminal connected to a communication partner connected to a terrestrial communications network. 実施の形態5に係る通信装置に接続する通信端末が地上通信ネットワークに接続する通信相手に接続する通信端末と通信する際に暗号化ユーザデータが地上通信ネットワークを伝送されてから高高度疑似衛星が電波を放射するまでの手順を説明するフローチャートである。13 is a flowchart explaining the procedure from when encrypted user data is transmitted through a terrestrial communication network to when a high altitude pseudo satellite emits radio waves when a communication terminal connected to a communication device in accordance with embodiment 5 communicates with a communication terminal connected to a communication partner connected to a terrestrial communication network.

実施の形態1.
実施の形態1に係る衛星通信システムの概略構成を図1に示す。衛星通信システム100は、地球局1、1、ネットワーク2、2、通信端末3、3、低軌道衛星4、4および静止衛星5を有する。通信端末3は、ネットワーク2を介して地球局1に接続する。通信端末3は、ネットワーク2を介して地球局1に接続する。地球局1と地球局1は、同じ構成である。すべての地球局、あるいは特定しない地球局は地球局1と表記する。ネットワーク2、通信端末3、低軌道衛星4などに関しても同様である。地球局1は、地球表面に固定されていてもよいし、地面、水面、地中、水中、空中を移動するものでもよい。
Embodiment 1.
A schematic configuration of a satellite communication system according to a first embodiment is shown in Fig. 1. The satellite communication system 100 includes earth stations 11 , 12 , networks 21 , 22 , communication terminals 31 , 32 , low-earth orbit satellites 41 , 42 , and a geostationary satellite 5. The communication terminal 31 connects to the earth station 11 via the network 21. The communication terminal 32 connects to the earth station 12 via the network 22. The earth stations 11 and 12 have the same configuration. All earth stations, or an unspecified earth station, are referred to as an earth station 1. The same applies to the network 2, the communication terminal 3, the low-earth orbit satellite 4, and the like. The earth station 1 may be fixed to the surface of the earth, or may move on the ground, on the water surface, underground, underwater, or in the air.

衛星通信システム100では、通信端末3と通信端末3とが、低軌道衛星4、4で中継される衛星通信回線と静止衛星5で中継される衛星通信回線とを使用して通信する。ネットワーク2は、LAN(Local Area Network)でもよいし、WAN(Wide Area Network)でもよい。ネットワーク2は、専用ネットワークでもよいし、公衆ネットワークでもよい。ネットワーク2に関しても同様である。地球局1に接続する通信端末3は、複数である。地球局1に接続する通信端末3は、複数である。ここでは、地球局1に接続する通通信端末3が、地球局1に接続する通信端末3と通信を開始し、通信する場合で説明する。 In the satellite communication system 100, the communication terminal 3-1 and the communication terminal 3-2 communicate using a satellite communication line relayed by low-earth orbit satellites 4-1 and 4-2 and a satellite communication line relayed by a geostationary satellite 5. The network 2-1 may be a LAN (Local Area Network) or a WAN (Wide Area Network). The network 2-1 may be a dedicated network or a public network. The same applies to the network 2-2 . There are multiple communication terminals 3-1 connected to the earth station 1-1 . There are multiple communication terminals 3-2 connected to the earth station 1-2 . Here, a case will be described in which the communication terminal 3-1 connected to the earth station 1-1 starts communication with the communication terminal 3-2 connected to the earth station 1-2 , and communicates with them.

地球局1と地球局1は、低軌道衛星4、4で中継される低軌道衛星通信回線6、6と低軌道衛星間通信回線7により通信可能である。低軌道衛星通信回線6は、地球局1と低軌道衛星4の間の通信に使用される衛星通信回線である。低軌道衛星通信回線6は、地球局1と低軌道衛星4の間の通信に使用される衛星通信回線である。低軌道衛星間通信回線7は、低軌道衛星4と低軌道衛星4とを結ぶ衛星間通信回線である。なお、低軌道衛星4と低軌道衛星4との間に別の低軌道衛星4が介在する場合は、低軌道衛星間通信回線7は複数になる。低軌道衛星4と低軌道衛星4とが同一の場合は、低軌道衛星間通信回線7を介さないで、地球局1と地球局1とは通信する。 The earth station 1-1 and the earth station 1-2 can communicate with each other through low-earth orbit satellite communication links 6-1 and 6-2 relayed by low-earth orbit satellites 4-1 and 4-2 , and a low-earth orbit inter-satellite communication link 7. The low-earth orbit satellite communication link 6-1 is a satellite communication link used for communication between the earth station 1-1 and the low-earth orbit satellite 4-1 . The low-earth orbit satellite communication link 6-2 is a satellite communication link used for communication between the earth station 1-2 and the low-earth orbit satellite 4-2 . The low-earth orbit inter-satellite communication link 7 is an inter-satellite communication link connecting the low-earth orbit satellites 4-1 and 4-2 . If another low-earth orbit satellite 4- N is interposed between the low-earth orbit satellites 4-1 and 4-2 , there will be a plurality of low-earth orbit inter-satellite communication links 7. If the low-earth orbit satellites 4-1 and 4-2 are the same, the earth station 1-1 and the earth station 1-2 communicate with each other without going through the low-earth orbit inter-satellite communication link 7.

地球局1と地球局1は、静止衛星5で中継される静止衛星通信回線8、8を使用して通信可能である。静止衛星通信回線8は、地球局1と静止衛星5の間の通信に使用される衛星通信回線である。静止衛星通信回線8は、地球局1と静止衛星5の間の通信に使用される衛星通信回線である。通信相手は、通信装置である地球局1が通信する相手の通信装置である。地球局1の通信相手は、地球局1である。地球局1の通信相手は、地球局1である。 Earth station 1-1 and earth station 1-2 can communicate using geostationary satellite communication links 8-1 and 8-2 relayed by geostationary satellite 5. Geostationary satellite communication link 8-1 is a satellite communication link used for communication between earth station 1-1 and geostationary satellite 5. Geostationary satellite communication link 8-2 is a satellite communication link used for communication between earth station 1-2 and geostationary satellite 5. The communication partner is a communication device with which earth station 1, which is a communication device, communicates. The communication partner of earth station 1-1 is earth station 1-2 . The communication partner of earth station 1-2 is earth station 1-1 .

低軌道衛星通信回線6、6と低軌道衛星間通信回線7には、暗号化されたデータ(ユーザデータ)などが通信される。静止衛星通信回線8、8には、暗号化されたユーザデータを復号するための復号鍵など、低軌道衛星通信回線6、6および低軌道衛星間通信回線7で通信されるデータなどを利用するために必要な情報が通信される。本開示に係る衛星通信システムでは、2種類の衛星通信回線を使用することで、通信端末3と通信端末3の間でされる通信が、第3者に傍受されることを防止している。静止衛星通信回線8、8には、通信の対象であるユーザデータは通信されない。低軌道衛星通信回線6、6と低軌道衛星間通信回線7で通信されるユーザデータは、暗号化されている。静止衛星通信回線8、8または低軌道衛星通信回線6、6の何れか1つを傍受しても、通信端末3または通信端末3が通信するユーザデータを復号して得ることはできない。実施の形態1では、暗号化の方式は、データを暗号化する際に使用する暗号鍵と、暗号化されたデータを復号する際に使用する復号鍵とが同じである共通鍵暗号方式である。 Encrypted data (user data) and the like are communicated through the low-earth orbit satellite communication lines 6 1 , 6 2 and the low-earth orbit satellite communication line 7. Information necessary for using data communicated through the low- earth orbit satellite communication lines 6 1 , 6 2 and the low-earth orbit satellite communication line 7 , such as a decryption key for decrypting encrypted user data, is communicated through the geostationary satellite communication lines 8 1 , 8 2. In the satellite communication system according to the present disclosure, the communication between the communication terminal 3 1 and the communication terminal 3 2 is prevented from being intercepted by a third party by using two types of satellite communication lines. The user data that is the subject of the communication is not communicated through the geostationary satellite communication lines 8 1 , 8 2. The user data communicated through the low-earth orbit satellite communication lines 6 1 , 6 2 and the low-earth orbit satellite communication line 7 is encrypted. Even if one of the geostationary satellite communication lines 8 1 , 8 2 or the low-earth orbit satellite communication lines 6 1 , 6 2 is intercepted, the user data communicated by the communication terminal 3 1 or the communication terminal 3 2 cannot be decrypted and obtained. In the first embodiment, the encryption method is a common key encryption method in which the encryption key used to encrypt data is the same as the decryption key used to decrypt the encrypted data.

図2を参照して、地球局1の構成を説明する。地球局1は、アンテナ装置11、11、周波数変換器12、12、変復調器13、13、データ処理装置14、暗号装置15、ネットワークインタフェース部16(ネットワークIF部と略す)を有する。データ処理装置14は、衛星通信インタフェース部50(衛星通信IF部と略す)、回線制御部51、追尾制御部52、衛星位置管理部53、系列制御部54、暗号鍵復号鍵管理部55、暗号装置制御部56、通信制御データ処理部57およびデータ記憶部58を有する。アンテナ装置11、11に共通な事項は、アンテナ装置11の符号をつけて記述する。周波数変換器12などに関しても同様である。なお、通信装置としての地球局1は、アンテナ装置11、11を含まないものと考えることもできる。 The configuration of the earth station 1 will be described with reference to Fig. 2. The earth station 1 has antenna devices 11A , 11B , frequency converters 12A , 12B , modems 13A , 13B , a data processing device 14, an encryption device 15, and a network interface section 16 (abbreviated as network IF section). The data processing device 14 has a satellite communication interface section 50 (abbreviated as satellite communication IF section), a line control section 51, a tracking control section 52, a satellite position management section 53, a sequence control section 54, an encryption key/decryption key management section 55, an encryption device control section 56, a communication control data processing section 57, and a data storage section 58. Items common to the antenna devices 11A , 11B will be described with the reference numeral of the antenna device 11. The same applies to the frequency converter 12, etc. It is possible to consider that the earth station 1 as a communication device does not include the antenna devices 11A , 11B .

アンテナ装置11は、機械的に指向方向が変更されるアンテナである。アンテナ装置11は、送信信号を増幅する増幅器、受信信号を増幅する増幅器およびアンテナの指向方向を変更する機構部も含む。アンテナ装置11は、例えば低軌道衛星4との間で電波を送受信する。アンテナ装置11は、例えば静止衛星5との間で電波を送受信する。アンテナ装置11は、電気的に指向方向を変更するフェーズドアレイアンテナでもよい。アンテナ装置11は、機械的に指向方向を変更する機構で支持されるフェーズドアレイアンテナでもよい。フェーズドアレイアンテナは、受信アンテナ装置と送信アンテナ装置とが別装置になるものもある。 The antenna device 11 is an antenna whose direction of orientation is mechanically changed. The antenna device 11 also includes an amplifier for amplifying a transmission signal, an amplifier for amplifying a reception signal, and a mechanism for changing the direction of orientation of the antenna. The antenna device 11A transmits and receives radio waves to and from, for example, a low-orbit satellite 4. The antenna device 11B transmits and receives radio waves to and from, for example, a geostationary satellite 5. The antenna device 11 may be a phased array antenna whose direction of orientation is electrically changed. The antenna device 11 may be a phased array antenna supported by a mechanism for mechanically changing the direction of orientation. In some phased array antennas, the receiving antenna device and the transmitting antenna device are separate devices.

周波数変換器12は、アンテナ装置11が送信する送信信号を電波の周波数に変換し、アンテナ装置11が受信した受信信号の周波数を中間周波数あるいはベースバンド信号の周波数に変換する。周波数変換器12は、アンテナ装置11が送信する送信信号を電波の周波数に変換し、アンテナ装置11が受信した受信信号の周波数を中間周波数あるいはベースバンド信号の周波数に変換する。変復調器13は、変調した送信信号を周波数変換器12に出力し、周波数変換器12から入力される受信信号を復調する。変復調器13は、変調した送信信号を周波数変換器12に出力し、周波数変換器12から入力される受信信号を復調する。アンテナ装置11、周波数変換器12および変復調器13を、A系列の衛星通信部33と呼ぶ。アンテナ装置11、周波数変換器12および変復調器13を、B系列の衛星通信部33と呼ぶ。通信装置としての地球局1がアンテナ装置11、11を含まない場合には、周波数変換器12および変復調器13が、衛星通信部33である。周波数変換器12および変復調器13が、衛星通信部33である。 The frequency converter 12A converts the frequency of the transmission signal transmitted by the antenna device 11A to a radio wave frequency, and converts the frequency of the reception signal received by the antenna device 11A to an intermediate frequency or a baseband signal frequency. The frequency converter 12B converts the frequency of the transmission signal transmitted by the antenna device 11B to a radio wave frequency, and converts the frequency of the reception signal received by the antenna device 11B to an intermediate frequency or a baseband signal frequency. The modem 13A outputs the modulated transmission signal to the frequency converter 12A and demodulates the reception signal input from the frequency converter 12A . The modem 13B outputs the modulated transmission signal to the frequency converter 12B and demodulates the reception signal input from the frequency converter 12B . The antenna device 11A , the frequency converter 12A , and the modem 13A are referred to as the A-series satellite communication unit 33A . The antenna device 11B , the frequency converter 12B , and the modem 13B are referred to as the B-series satellite communication unit 33B . When the earth station 1 serving as a communication device does not include the antenna devices 11A and 11B , the frequency converter 12A and the modem 13A constitute the satellite communication section 33A . The frequency converter 12B and the modem 13B constitute the satellite communication section 33B .

周波数変換器12、12と変復調器13、13との間にスイッチを設け、周波数変換器12と変復調器13とが接続され、周波数変換器12と変復調器13とが接続された状態をとれるようにしてもよい。複数のチャネルを同時に処理できる装置であれば、周波数変換器12、12を1台の周波数変換器にしてもよい。変復調器13、13を、1台の変復調器にしてもよい。 A switch may be provided between the frequency converters 12A , 12B and the modulator-demodulators 13A , 13B so that the frequency converter 12A and the modulator-demodulator 13B are connected, and the frequency converter 12B and the modulator-demodulator 13A are connected. If the device can process multiple channels simultaneously, the frequency converters 12A , 12B may be combined into a single frequency converter. The modulator-demodulators 13A , 13B may be combined into a single modulator-demodulator.

データ処理装置14は、変復調器13または変復調器13の何れか一方から入力される暗号化されたユーザデータを、暗号装置15により復号させる。データ処理装置14は、復号されたユーザデータあるいは暗号化されていないデータを、ネットワークIF部16に出力する。データ処理装置14は、ネットワークIF部16から入力される送信データを、暗号化が必要な場合は暗号装置15により暗号化させる。データ処理装置14は、暗号装置15が暗号化した送信データあるいは暗号化しない送信データを、データの種別に応じて変復調器13または変復調器13に出力する。暗号装置15は、送信するユーザデータを暗号鍵により暗号化して暗号化ユーザデータを生成する暗号装置である。暗号装置15は、受信した暗号化ユーザデータを復号鍵により復号してユーザデータを生成する復号装置でもある。 The data processing device 14 causes the encryption device 15 to decrypt encrypted user data input from either the modulator/demodulator 13A or the modulator/demodulator 13B . The data processing device 14 outputs the decrypted user data or unencrypted data to the network IF unit 16. The data processing device 14 causes the encryption device 15 to encrypt the transmission data input from the network IF unit 16 if encryption is required. The data processing device 14 outputs the transmission data encrypted by the encryption device 15 or the transmission data not encrypted to the modulator/demodulator 13A or the modulator/demodulator 13B depending on the type of data. The encryption device 15 is an encryption device that encrypts user data to be transmitted using an encryption key to generate encrypted user data. The encryption device 15 is also a decryption device that decrypts received encrypted user data using a decryption key to generate user data.

データ処理装置14に2個の端子を設け、2個の端子と変復調器13、13とを切替えて接続できるスイッチを設けてもよい。2個の端子を、A系列の端子とB系列の端子と呼ぶ。スイッチは、A系列の端子が変復調器13に接続し、かつB系列の端子が変復調器13に接続する状態と、A系列の端子が変復調器13に接続し、かつB系列の端子が変復調器13に接続する状態との何れかの状態をとる。スイッチの状態は、切り替えることができる。 The data processing device 14 may be provided with two terminals and a switch capable of selectively connecting the two terminals to the modulator/demodulators 13A and 13B . The two terminals are called an A-series terminal and a B-series terminal. The switch is in one of two states: the A-series terminal is connected to the modulator/demodulator 13A and the B-series terminal is connected to the modulator/demodulator 13B , and the A-series terminal is connected to the modulator/demodulator 13B and the B-series terminal is connected to the modulator/demodulator 13A . The state of the switch can be switched.

ネットワークIF部16は、ネットワーク2から入力される通信端末3が送信するユーザデータをデータ処理装置14に出力する。ネットワークIF部16は、データ処理装置14が出力する通信端末3が受信すべきユーザデータを、ネットワーク2を介して通信端末3に出力する。ネットワークIF部16は、ユーザデータを通信端末とやりとりする端末接続部である。 The network IF unit 16 outputs user data that is input from the network 2 and transmitted by the communication terminal 3 to the data processing device 14. The network IF unit 16 outputs user data that is output by the data processing device 14 and that should be received by the communication terminal 3 to the communication terminal 3 via the network 2. The network IF unit 16 is a terminal connection unit that exchanges user data with the communication terminal.

衛星通信IF部50は、衛星通信部33、33との間でパケットをやり取りする。衛星通信IF部50は、暗号装置制御部56、通信制御データ処理部57およびネットワークIF部16との間でもデータをやり取りする。 The satellite communication IF unit 50 exchanges packets with the satellite communication units 33 A and 33 B. The satellite communication IF unit 50 also exchanges data with the encryption device control unit 56, the communication control data processing unit 57, and the network IF unit 16.

回線制御部51は、衛星通信部33、33のそれぞれについて、中継される衛星、送信周波数、受信周波数、変復調方式および誤り訂正方式を管理する。衛星通信部33では、送信および受信で同じ変復調方式および同じ誤り訂正方式を使用する。変復調方式および誤り訂正方式としては、例えばデジタルテレビ放送の公開標準規格や移動通信システムの公開標準規格で規定された方式の適用が考えられる。追尾制御部52は、アンテナ装置11、11が中継される衛星が存在する方向を向くように、アンテナ装置11、11を制御する。低軌道衛星4は地球表面に対して移動するので、地球局1と通信可能な低軌道衛星4は時間の経過とともに変化する。追尾制御部52は、低軌道衛星4をハンドオーバすることも制御する。低軌道衛星4をハンドオーバする際には、回線制御部51も動作して、衛星通信部33、33の何れか低軌道衛星4と通信する系列で、中継される衛星、送信周波数、受信周波数、変復調方式および誤り訂正方式を変更する。衛星位置管理部53は、低軌道衛星4および静止衛星5の軌道データを外部から入手する。衛星位置管理部53は、決められた周期で軌道データを基にアンテナ装置11、11が追尾する衛星の位置を決定する。 The line control unit 51 manages the relayed satellite, transmission frequency, reception frequency, modulation/demodulation method, and error correction method for each of the satellite communication units 33A and 33B . The satellite communication unit 33 uses the same modulation/demodulation method and the same error correction method for transmission and reception. As the modulation/demodulation method and the error correction method, for example, the method specified in the public standard of digital television broadcasting or the public standard of mobile communication systems can be applied. The tracking control unit 52 controls the antenna devices 11A and 11B so that the antenna devices 11A and 11B face in the direction of the relayed satellite. Since the low-earth orbit satellite 4 moves relative to the surface of the earth, the low-earth orbit satellite 4 that can communicate with the earth station 1 changes over time. The tracking control unit 52 also controls the handover of the low-earth orbit satellite 4. When the low-earth orbit satellite 4 is handed over, the line control unit 51 also operates to change the relayed satellite, transmission frequency, reception frequency, modulation/demodulation method, and error correction method in the series of either the satellite communication unit 33A or 33B that communicates with the low-earth orbit satellite 4. The satellite position management unit 53 obtains orbit data of the low-earth orbit satellite 4 and the geostationary satellite 5 from an external source. The satellite position management unit 53 determines the positions of the satellites tracked by the antenna devices 11A and 11B based on the orbit data at a set period.

系列制御部54は、ネットワーク2を介して接続する通信端末3ごとに、端末管理用データ(C-plane)とユーザーデータ(U-plane)を衛星通信部33、33をどちらで通信するかを制御する。C-planeとU-planeを分離することは、第5世代移動通信システム(5G:5th Generation mobile communication systems)と同様である。本開示に係る通信装置では、C-planeを通信する衛星通信回線とU-planeを通信する衛星通信回線とを別にしている。 The series control unit 54 controls which of the satellite communication units 33A and 33B is used to communicate terminal management data (C-plane) and user data (U-plane) for each communication terminal 3 connected via the network 2. Separating the C-plane and the U-plane is similar to 5th generation mobile communication systems (5G). In the communication device according to the present disclosure, the satellite communication line for communicating the C-plane and the satellite communication line for communicating the U-plane are separate.

端末管理用データは、通信制御データを含む。通信制御データは、暗号化ユーザデータを通信装置が通信相手と通信するために通信されるデータである。系列制御部54は、暗号化ユーザデータをU-plane側の衛星通信部33により通信し、通信制御データをC-plane側の衛星通信部33により通信するように制御する通信制御部である。 The terminal management data includes communication control data. The communication control data is data communicated so that the communication device can communicate encrypted user data with the communication partner. The series control unit 54 is a communication control unit that controls the communication of encrypted user data by the satellite communication unit 33 on the U-plane side and the communication control data by the satellite communication unit 33 on the C-plane side.

通信装置である地球局1に接続する通信端末3を、自通信端末と呼ぶ。自通信端末の中の何れかの通信端末3が通信する相手の通信端末3を、相手通信端末と呼ぶ。相手通信端末は他の地球局1(通信相手)に接続する。暗号鍵復号鍵管理部55は、自通信端末ごとにかつ系列ごとに、使用する暗号鍵を管理する。暗号鍵は、自通信端末が送信するユーザデータを暗号化する際に使用する暗号鍵である。暗号鍵復号鍵管理部55は、相手通信端末ごとにかつ系列ごとに、使用する復号鍵を管理する。復号鍵は、相手通信端末が送信する暗号化ユーザデータを復号する際に使用する復号鍵である。 A communication terminal 3 connected to an earth station 1, which is a communication device, is called the local communication terminal. A communication terminal 3 with which one of the local communication terminals 3 communicates is called a partner communication terminal. The partner communication terminal connects to another earth station 1 (communication partner). The encryption key and decryption key management unit 55 manages the encryption key to be used for each local communication terminal and for each series. The encryption key is the encryption key used when encrypting user data transmitted by the local communication terminal. The encryption key and decryption key management unit 55 manages the decryption key to be used for each partner communication terminal and for each series. The decryption key is the decryption key used when decrypting encrypted user data transmitted by the partner communication terminal.

暗号鍵復号鍵管理部55は、通信端末3ごとに暗号鍵を決めて管理する。共通鍵暗号方式なので、暗号鍵は復号鍵でもある。暗号装置制御部56は、暗号装置15に暗号鍵および暗号化の対象のデータを与えて暗号化させる。暗号装置制御部56は、暗号装置15に復号鍵および復号の対象のデータを与えて復号させる。通信制御データ処理部57は、通信制御データを解釈して他の制御部を通信制御データに指示された動作をさせる。また、通信制御データ処理部57は、通信相手に送信する通信制御データを作成する。 The encryption key/decryption key management unit 55 determines and manages an encryption key for each communication terminal 3. Since a common key encryption method is used, the encryption key is also the decryption key. The encryption device control unit 56 provides the encryption key and the data to be encrypted to the encryption device 15 to encrypt the data. The encryption device control unit 56 provides the decryption key and the data to be decrypted to the encryption device 15 to decrypt the data. The communication control data processing unit 57 interprets the communication control data and causes other control units to perform the operations instructed by the communication control data. The communication control data processing unit 57 also creates communication control data to be sent to the communication partner.

データ記憶部58は、地球局1が動作するために必要なデータを記憶する。データ記憶部58は、通信中衛星80、80、受信周波数81、81、送信周波数82、82、変復調方式83、83、誤り訂正方式84、84、自局位置85、衛星位置86、86、衛星存在方向87、87、使用系列88、暗号鍵89および復号鍵90を記憶する。 The data storage unit 58 stores data necessary for the operation of the earth station 1. The data storage unit 58 stores communicating satellites 80A , 80B , receiving frequencies 81A , 81B , transmitting frequencies 82A , 82B, modulation/demodulation methods 83A , 83B , error correction methods 84A , 84B , the station's position 85, satellite positions 86A , 86B , satellite directions 87A , 87B , a system used 88, an encryption key 89, and a decryption key 90.

通信中衛星80は、衛星通信部33が使用する通信回線が中継される衛星を記憶するデータである。通信中衛星80は、衛星通信部33が使用する通信回線が中継される衛星を記憶するデータである。受信周波数81は、アンテナ装置11が受信する電波の周波数である。受信周波数81は、アンテナ装置11が受信する電波の周波数である。送信周波数82は、アンテナ装置11が送信する電波の周波数である。送信周波数82は、アンテナ装置11が送信する電波の周波数である。周波数変換器12は、受信周波数81および送信周波数82を参照して周波数を変換する。周波数変換器12は、受信周波数81および送信周波数82を参照して周波数を変換する。通信中衛星80、80、受信周波数81、81および送信周波数82、82は、回線制御部51により設定される。 The communicating satellite 80A is data that stores a satellite through which the communication line used by the satellite communication unit 33A is relayed. The communicating satellite 80B is data that stores a satellite through which the communication line used by the satellite communication unit 33B is relayed. The receiving frequency 81A is the frequency of radio waves received by the antenna device 11A . The receiving frequency 81B is the frequency of radio waves received by the antenna device 11B . The transmitting frequency 82A is the frequency of radio waves transmitted by the antenna device 11A . The transmitting frequency 82B is the frequency of radio waves transmitted by the antenna device 11B . The frequency converter 12A converts the frequency by referring to the receiving frequency 81A and the transmitting frequency 82A . The frequency converter 12B converts the frequency by referring to the receiving frequency 81B and the transmitting frequency 82B . The communicating satellites 80 A and 80 B , the receiving frequencies 81 A and 81 B and the transmitting frequencies 82 A and 82 B are set by the line control unit 51 .

変復調方式83は、変復調器13で使用する変復調方式を記憶するデータである。変復調方式83は、変復調器13で使用する変復調方式を記憶するデータである。誤り訂正方式84は、変復調器13で使用する誤り訂正方式を記憶するデータである。誤り訂正方式84は、変復調器13で使用する誤り訂正方式を記憶するデータである。 The modulation/demodulation method 83A is data for storing the modulation/demodulation method used by the modulator/demodulator 13A . The modulation/demodulation method 83B is data for storing the modulation/demodulation method used by the modulator/demodulator 13B . The error correction method 84A is data for storing the error correction method used by the modulator/demodulator 13A . The error correction method 84B is data for storing the error correction method used by the modulator/demodulator 13B .

自局位置85は、地球局1が存在する位置である。地球局1が移動しない場合は、自局位置85は変化しない値になる。地球局1が移動する場合は、地球局1が搭載された移動体の位置が自局位置85になる。移動体の位置は、地球局1の外部から入力される。衛星位置86は、現時点および決められた範囲の将来の時点での通信中衛星80が存在する位置である。衛星位置86は、現時点および決められた範囲の将来の時点での通信中衛星80が存在する位置である。衛星位置86、86は、衛星位置管理部53が設定する。衛星位置管理部53は決められた周期で動作し、動作した時点から決められた範囲の将来の時点までの衛星位置86、86を設定する。衛星存在方向87は、自局位置85から衛星位置86に向かう方向である。衛星存在方向87は、自局位置85から衛星位置86に向かう方向である。追尾制御部52は、アンテナ装置11の指向方向が衛星存在方向87と一致するようにアンテナ装置11を制御する。追尾制御部52は、アンテナ装置11の指向方向が衛星存在方向87と一致するようにアンテナ装置11を制御する。 The own station position 85 is the position where the earth station 1 is located. If the earth station 1 does not move, the own station position 85 is a value that does not change. If the earth station 1 moves, the position of the mobile body on which the earth station 1 is mounted becomes the own station position 85. The position of the mobile body is input from outside the earth station 1. The satellite position 86A is the position where the communicating satellite 80A is located at the present time and at a future time within a predetermined range. The satellite position 86B is the position where the communicating satellite 80B is located at the present time and at a future time within a predetermined range. The satellite positions 86A and 86B are set by the satellite position management unit 53. The satellite position management unit 53 operates at a predetermined period and sets the satellite positions 86A and 86B from the time of operation to a future time within a predetermined range. The satellite existence direction 87A is the direction from the own station position 85 to the satellite position 86A . The satellite existence direction 87B is the direction from the own station position 85 to the satellite position 86B . The tracking control unit 52 controls the antenna device 11A so that the pointing direction of the antenna device 11A coincides with the satellite presence direction 87A . The tracking control unit 52 controls the antenna device 11B so that the pointing direction of the antenna device 11B coincides with the satellite presence direction 87B .

使用系列88は、通信端末3ごとに、C-planeとU-planeのそれぞれを衛星通信部33、33をどちらで通信するかを表すデータである。地球局1に接続可能な通信端末3の想定する最大数を変数Nmaxで表す。使用系列88は個数が2*Nmax個のデータである。暗号鍵89は、通信端末3ごとにかつ系列ごとに、暗号化の際に使用する暗号鍵を記憶するデータである。暗号鍵89は、個数が2*Nmax個のデータである。復号鍵90は、相手通信端末ごとにかつ系列ごとに、相手通信端末が送信した暗号化ユーザデータを復号する際に使用する復号鍵を記憶するデータである。1個の通信端末3が同時に通信する通信端末3の想定する最大数を変数KMAXで表す。復号鍵90は、個数が2*Kmax*Nmax個のデータである。共通鍵暗号方式なので、暗号鍵で暗号化したデータを復号する復号鍵は暗号鍵と同じである。使用系列は、全通信端末3がU-PlaneとC-Planeのそれぞれを衛星通信部33、33のどちらで通信するかを切り替えるデータとしてもよい。 The usage sequence 88 is data indicating which of the satellite communication units 33A and 33B is used for communication on the C-plane and the U-plane for each communication terminal 3. The assumed maximum number of communication terminals 3 that can be connected to the earth station 1 is represented by the variable Nmax . The usage sequence 88 is data having a number of 2* Nmax . The encryption key 89 is data for storing an encryption key used for encryption for each communication terminal 3 and for each sequence. The encryption key 89 is data having a number of 2* Nmax . The decryption key 90 is data for storing a decryption key used for decrypting encrypted user data transmitted by the other communication terminal for each other communication terminal and for each sequence. The assumed maximum number of communication terminals 3 with which one communication terminal 3 communicates simultaneously is represented by the variable KMAX . The decryption key 90 is data having a number of 2* Kmax * Nmax . Since it is a common key cryptosystem, the decryption key for decrypting data encrypted with an encryption key is the same as the encryption key. The usage sequence may be data for switching whether all communication terminals 3 use the satellite communication units 33A and 33B for communication in the U-Plane and C-Plane, respectively.

データ記憶部58は、端末接続部に接続する通信端末である自通信端末ごとに、暗号装置15が使用する暗号鍵を記憶する暗号鍵記憶部である。なお、暗号装置15が使用する暗号鍵は、暗号鍵89としてデータ記憶部58に記憶される。データ記憶部58は、暗号装置15が暗号鍵で暗号化したデータを復号する復号鍵である対応復号鍵を自通信端末ごとに記憶する対応復号鍵記憶部でもある。共通鍵暗号方式を使用するので、暗号鍵で暗号化したデータを復号する復号鍵である対応復号鍵は、暗号鍵と同じである。そのため、対応復号鍵は、暗号鍵89としてデータ記憶部58に記憶される。データ記憶部58は、受信した暗号化ユーザデータを暗号装置15が復号する際に使用する復号鍵である使用復号鍵を、暗号化ユーザデータの送信元の通信端末ごとに記憶する使用復号鍵記憶部でもある。使用復号鍵は、復号鍵90としてデータ記憶部58に記憶される。 The data storage unit 58 is an encryption key storage unit that stores the encryption key used by the encryption device 15 for each of its own communication terminals that are communication terminals connected to the terminal connection unit. The encryption key used by the encryption device 15 is stored in the data storage unit 58 as an encryption key 89. The data storage unit 58 is also a corresponding decryption key storage unit that stores, for each of its own communication terminals, a corresponding decryption key that is a decryption key for decrypting data encrypted by the encryption device 15 with an encryption key. Since a common key encryption method is used, the corresponding decryption key that is a decryption key for decrypting data encrypted with an encryption key is the same as the encryption key. Therefore, the corresponding decryption key is stored in the data storage unit 58 as the encryption key 89. The data storage unit 58 is also a usage decryption key storage unit that stores, for each communication terminal that is the source of the encrypted user data, a usage decryption key that is a decryption key used by the encryption device 15 when decrypting received encrypted user data. The usage decryption key is stored in the data storage unit 58 as a decryption key 90.

データ処理装置14においては、ネットワークIF部16からのC-planeのパケットは、通信制御データ処理部57に転送される。衛星通信IF部50は、通信制御データ処理部57からC-planeのパケットを受け取った場合は、パケットのヘッダに記載された送信元のアドレスに対応する通信端末3の使用系列88においてC-planeの側に設定された系列の変復調器13(13または13)にパケットを出力する。パケットのヘッダに記載された送信元のアドレスに対応する通信端末3を、送信元通信端末と呼ぶ。パケットのヘッダに記載された送信先のアドレスに対応する通信端末3を、送信先通信端末と呼ぶ。 In the data processing device 14, the C-plane packet from the network IF unit 16 is transferred to the communication control data processing unit 57. When the satellite communication IF unit 50 receives a C-plane packet from the communication control data processing unit 57, it outputs the packet to the modem 13 ( 13A or 13B) of the series set on the C-plane side in the usage series 88 of the communication terminal 3 corresponding to the source address written in the packet header. The communication terminal 3 corresponding to the source address written in the packet header is called the source communication terminal. The communication terminal 3 corresponding to the destination address written in the packet header is called the destination communication terminal.

衛星通信IF部50は、ネットワークIF部16からU-planeのパケットを受け取った場合は、送信元通信端末の使用系列88においてU-planeの側に設定された系列の変復調器13(13または13)にパケットを出力する。なお、U-planeのユーザデータ(パケット)は暗号化する必要があるので、暗号装置制御部56は、暗号鍵89において送信元通信端末のU-planeの側に記憶された暗号鍵で暗号装置15にユーザデータを暗号化させて暗号化ユーザデータを生成する。衛星通信IF部50は、暗号化ユーザデータを送信元通信端末の使用系列88においてU-planeの側に設定された系列の変復調器13(13または13)に出力する。 When the satellite communication IF unit 50 receives a U-plane packet from the network IF unit 16, it outputs the packet to the modem 13 ( 13B or 13A ) of the series set on the U-plane side in the usage series 88 of the source communication terminal. Since the U-plane user data (packet) needs to be encrypted, the encryption device control unit 56 causes the encryption device 15 to encrypt the user data with the encryption key stored on the U-plane side of the source communication terminal in the encryption key 89 to generate encrypted user data. The satellite communication IF unit 50 outputs the encrypted user data to the modem 13 ( 13B or 13A ) of the series set on the U-plane side in the usage series 88 of the source communication terminal.

衛星通信IF部50は、送信元通信端末の使用系列88においてC-planeの側に設定された系列の変復調器13(13または13)からパケットを受信した場合は、通信制御データ処理部57に転送する。通信制御データ処理部57は、C-planeのパケット(通信制御データ)を解釈して通信制御データで指示される処理を自分でするか、他の処理部に処理させる。 When the satellite communication IF unit 50 receives a packet from the modem 13 ( 13A or 13B ) of the series set on the C-plane side in the usage series 88 of the source communication terminal, it transfers it to the communication control data processing unit 57. The communication control data processing unit 57 interprets the C-plane packet (communication control data) and performs the processing instructed by the communication control data by itself or has another processing unit perform the processing.

衛星通信IF部50は、送信元通信端末の使用系列88においてU-planeの側に設定された系列の変復調器13(13または13)からパケット(暗号化ユーザデータ)を受信した場合は、暗号装置制御部56に転送する。暗号装置制御部56は、復号鍵90から送信元通信端末の使用系列88においてU-planeの側に記憶された復号鍵を取得し、取得した復号鍵を使用して暗号装置15に復号させユーザデータを生成する。ユーザデータは、ネットワークIF部16を介して送信元通信端末に送られる。 When the satellite communication IF unit 50 receives a packet (encrypted user data) from the modem 13 ( 13B or 13A ) of the system set on the U-plane side in the usage system 88 of the source communication terminal, it transfers the packet to the encryption device control unit 56. The encryption device control unit 56 obtains the decryption key stored on the U-plane side in the usage system 88 of the source communication terminal from the decryption key 90, and has the encryption device 15 decrypt the data using the obtained decryption key to generate user data. The user data is sent to the source communication terminal via the network IF unit 16.

暗号鍵復号鍵管理部55および通信制御データ処理部57の機能を説明する際には、通信開始要求を送った通信端末を要求元通信端末と呼び、通信開始要求で通信相手に指定されている通信端末を要求先通信端末と呼ぶ。 When explaining the functions of the encryption key/decryption key management unit 55 and the communication control data processing unit 57, the communication terminal that sent the communication start request is called the requesting communication terminal, and the communication terminal specified as the communication partner in the communication start request is called the requested communication terminal.

暗号鍵復号鍵管理部55は、要求元通信端末あるいは地球局1から通信開始要求を受信した際に暗号鍵を決めて、暗号鍵89に記憶させる。 When the encryption key/decryption key management unit 55 receives a communication start request from the requesting communication terminal or the earth station 1, it determines an encryption key and stores it in the encryption key 89.

暗号鍵復号鍵管理部55は、要求元通信端末からの通信開始要求を受信すると、暗号鍵89において使用系列88でU-Plane側の要求元通信端末の暗号鍵が記憶されているかどうかをチェックする。記憶されていない場合は、暗号鍵復号鍵管理部55は、暗号鍵を決める。暗号鍵復号鍵管理部55は、決めた暗号鍵を使用系列88でU-Plane側の要求元通信端末の暗号鍵として暗号鍵89に記憶させる。ある端末の暗号鍵とは、その端末が送信するユーザデータを暗号化する際に使用する暗号鍵である。 When the encryption key and decryption key management unit 55 receives a communication start request from the requesting communication terminal, it checks whether the encryption key of the requesting communication terminal on the U-Plane side is stored in the encryption key 89 in the usage sequence 88. If it is not stored, the encryption key and decryption key management unit 55 decides on an encryption key. The encryption key and decryption key management unit 55 stores the decided encryption key in the encryption key 89 in the usage sequence 88 as the encryption key of the requesting communication terminal on the U-Plane side. The encryption key of a certain terminal is the encryption key used when encrypting user data transmitted by that terminal.

暗号鍵復号鍵管理部55は、他の地球局1(通信相手)から送信された通信開始要求の通信制御データを受信した場合は、通信開始要求の通信制御データに含まれる要求元通信端末の復号鍵を、使用系列88でU-Plane側の要求元通信端末の復号鍵として復号鍵90に記憶させる。ある端末の復号鍵とは、その端末が送信するユーザデータが暗号化された暗号化ユーザデータを復号する際に使用する復号鍵である。そして、暗号鍵復号鍵管理部55は、通信開始要求で指定された要求先通信端末の暗号鍵が暗号鍵89において使用系列88でU-Plane側に記憶されているかどうかをチェックする。記憶されていない場合は、暗号鍵復号鍵管理部55は、暗号鍵を決める。暗号鍵復号鍵管理部55は、決めた暗号鍵を使用系列88でU-Plane側の要求先通信端末の暗号鍵として暗号鍵89に記憶させる。 When the encryption key decryption key management unit 55 receives communication control data of a communication start request transmitted from another earth station 1 (communication partner), it stores the decryption key of the requesting communication terminal included in the communication control data of the communication start request in the decryption key 90 as the decryption key of the requesting communication terminal on the U-Plane side in the usage sequence 88. The decryption key of a certain terminal is the decryption key used when decrypting encrypted user data in which the user data transmitted by that terminal is encrypted. Then, the encryption key decryption key management unit 55 checks whether the encryption key of the requested communication terminal specified in the communication start request is stored on the U-Plane side in the usage sequence 88 in the encryption key 89. If it is not stored, the encryption key decryption key management unit 55 determines an encryption key. The encryption key decryption key management unit 55 stores the determined encryption key in the encryption key 89 as the encryption key of the requested communication terminal on the U-Plane side in the usage sequence 88.

暗号鍵復号鍵管理部55は、他の地球局1(通信相手)から送信された通信開始受諾の通信制御データを受信した場合は、通信開始受諾の通信制御データに含まれる要求先通信端末の対応復号鍵を、使用系列88でU-Plane側の要求先通信端末の復号鍵として復号鍵90に記憶させる。 When the encryption key/decryption key management unit 55 receives communication control data for accepting the start of communication transmitted from another earth station 1 (communication partner), it stores the corresponding decryption key of the requested communication terminal included in the communication control data for accepting the start of communication in the decryption key 90 in the usage sequence 88 as the decryption key of the requested communication terminal on the U-Plane side.

暗号鍵復号鍵管理部55は、要求元通信端末の暗号鍵が暗号鍵記憶部に記憶されていない場合は、暗号鍵および対応復号鍵を決め、決めた暗号鍵を要求元通信端末の暗号鍵として暗号鍵記憶部に記憶させ、決めた対応復号鍵を要求元通信端末の対応復号鍵として対応復号鍵記憶部に記憶させる。 If the encryption key of the requesting communication terminal is not stored in the encryption key storage unit, the encryption key/decryption key management unit 55 determines an encryption key and a corresponding decryption key, stores the determined encryption key in the encryption key storage unit as the encryption key of the requesting communication terminal, and stores the determined corresponding decryption key in the corresponding decryption key storage unit as the corresponding decryption key of the requesting communication terminal.

暗号鍵復号鍵管理部55は、通信開始要求の通信制御データを受信した際に、受信した通信制御データに含まれる要求元通信端末の対応復号鍵を要求元通信端末の使用復号鍵として使用復号鍵記憶部に記憶させ、要求先通信端末の暗号鍵が暗号鍵記憶部に記憶されていない場合は、暗号鍵および対応復号鍵を決め、決めた暗号鍵を要求先通信端末の暗号鍵として暗号鍵記憶部に記憶させ、決めた対応復号鍵を要求先通信端末の対応復号鍵として対応復号鍵記憶部に記憶させる。 When the encryption key and decryption key management unit 55 receives communication control data for a communication start request, it stores the corresponding decryption key of the requesting communication terminal included in the received communication control data in the usage decryption key storage unit as the usage decryption key of the requesting communication terminal, and if the encryption key of the requested communication terminal is not stored in the encryption key storage unit, it determines an encryption key and a corresponding decryption key, stores the determined encryption key in the encryption key storage unit as the encryption key of the requested communication terminal, and stores the determined corresponding decryption key in the corresponding decryption key storage unit as the corresponding decryption key of the requested communication terminal.

暗号鍵復号鍵管理部55は、通信開始受諾の通信制御データを受信した際に、受信した通信制御データに含まれる要求先通信端末の対応復号鍵を要求先通信端末の使用復号鍵として使用復号鍵記憶部に記憶させる。 When the encryption key and decryption key management unit 55 receives communication control data for accepting the start of communication, it stores the corresponding decryption key of the requested communication terminal included in the received communication control data in the usage decryption key storage unit as the usage decryption key of the requested communication terminal.

通信制御データ処理部57は、要求元通信端末からの通信開始要求の通信制御データを受信した場合は、要求元通信端末、要求先通信端末および暗号鍵復号鍵管理部55が決めた要求元通信端末の暗号鍵を含む通信開始要求の通信制御データを作成して、衛星通信IF部50に出力する。衛星通信IF部50は、使用系列88でC-Plane側の変復調器13に通信制御データを出力する。ここで、ある端末の暗号鍵は、その端末が送信するユーザデータを暗号化する際に使用する暗号鍵である。使用系列88でC-Plane側の変復調器13を含む衛星通信部33は、通信開始要求の通信制御データを通信相手と通信する。 When the communication control data processing unit 57 receives communication control data of a communication start request from a requesting communication terminal, it creates communication control data of the communication start request including the requesting communication terminal, the requested communication terminal, and the encryption key of the requesting communication terminal determined by the encryption key/decryption key management unit 55, and outputs it to the satellite communication IF unit 50. The satellite communication IF unit 50 outputs the communication control data to the modem 13 on the C-Plane side via the usage series 88. Here, the encryption key of a certain terminal is the encryption key used when encrypting user data transmitted by that terminal. The satellite communication unit 33 including the modem 13 on the C-Plane side via the usage series 88 communicates the communication control data of the communication start request with the communication partner.

通信制御データ処理部57は、通信相手から送信された通信開始要求の通信制御データを受信した場合は、要求元通信端末、要求先通信端末および要求先通信端末の暗号鍵を含む通信開始受諾の通信制御データを作成して、衛星通信IF部50に出力する。衛星通信IF部50は、使用系列88でC-Plane側の変復調器13に通信制御データを出力する。使用系列88でC-Plane側の変復調器13を含む衛星通信部33は、通信開始受諾の通信制御データを通信相手と通信する。 When the communication control data processing unit 57 receives communication control data of a communication start request sent from the communication partner, it creates communication control data of communication start acceptance including the requesting communication terminal, the requested communication terminal, and the encryption key of the requested communication terminal, and outputs it to the satellite communication IF unit 50. The satellite communication IF unit 50 outputs the communication control data to the C-Plane side modem 13 via the usage series 88. The satellite communication unit 33 including the C-Plane side modem 13 via the usage series 88 communicates the communication control data of communication start acceptance with the communication partner.

通信制御データ処理部57は、自通信端末である要求元通信端末から通信相手にネットワークを介して接続された通信端末である要求先通信端末との通信開始要求を受信した際に、要求元通信端末、要求先通信端末および要求元通信端末の対応暗号鍵を含む通信開始要求の通信制御データを生成し、通信相手から通信開始要求の通信制御データを受信した際に、要求先通信端末の対応暗号鍵を含む通信開始受諾の通信制御データを生成する通信制御データ生成部である。 The communication control data processing unit 57 is a communication control data generation unit that generates communication control data for a communication start request including the requesting communication terminal, the requested communication terminal, and the corresponding encryption key of the requesting communication terminal when it receives a communication start request from its own communication terminal, the requesting communication terminal, which is a communication terminal connected to the communication partner via a network, and generates communication control data for a communication start acceptance including the corresponding encryption key of the requested communication terminal when it receives the communication control data for the communication start request from the communication partner.

動作を説明する。図3および図4は、地球局1に接続する通信端末3が地球局1に接続する通信端末3と通信する通信方法の概略手順を説明するフローチャートである。図3に、ステップS08までの処理を図示し、図4にステップS09からの処理を図示する。地球局1および地球局1において、系列AがU-Planeであり、系列BがC-Planeであるとする。ステップS01で、通信端末3が通信端末3と通信する通信開始要求を地球局1に送信し、地球局1のネットワークIF部16が受信する。ステップS02で、地球局1および地球局1が通信端末3と通信端末3との間の通信に使用する暗号鍵および復号鍵を決めてデータ記憶部58に記憶する。S02の処理は、図5および図6に示すフローチャートで説明する。ここでは、地球局1が通信装置であり、地球局1が通信相手であるとして説明する。地球局1が通信装置であり、地球局1が通信相手であるとしてもよい。 The operation will be described. Figures 3 and 4 are flow charts for explaining the outline of the procedure of the communication method in which the communication terminal 31 connected to the earth station 11 communicates with the communication terminal 32 connected to the earth station 12. Figure 3 illustrates the process up to step S08, and Figure 4 illustrates the process from step S09. In the earth station 11 and the earth station 12 , it is assumed that the series A is the U-Plane and the series B is the C-Plane. In step S01, the communication terminal 31 transmits a communication start request to the earth station 11 to communicate with the communication terminal 32 , and the network IF unit 16 of the earth station 11 receives it. In step S02, the earth station 11 and the earth station 12 determine the encryption key and the decryption key to be used for the communication between the communication terminal 31 and the communication terminal 32 , and store them in the data storage unit 58. The process of S02 will be explained with reference to the flow charts shown in Figures 5 and 6. Here, the explanation will be given assuming that the earth station 11 is the communication device and the earth station 12 is the communication partner. Earth station 12 may be the communications device and earth station 11 may be the communication partner.

S01は、要求元通信端末から要求先通信端末との通信開始要求を地球局1が受信する手順である。S02は、通信装置(地球局1)が有する暗号装置15がユーザデータを暗号化して暗号化ユーザデータを生成する際に使用する暗号鍵である自暗号鍵CKおよび自暗号鍵により暗号化した暗号化ユーザデータを通信相手(地球局1)が復号する際に使用する復号鍵である相手復号鍵CKを決める手順と、通信相手がユーザデータを暗号化して暗号化ユーザデータを生成する際に使用する暗号鍵である相手暗号鍵CKおよび相手暗号鍵で暗号化した暗号化ユーザデータを復号装置が復号する際に使用する復号鍵である自復号鍵CKを決める手順とを含む。 Step S01 is a procedure in which the earth station 1.1 receives a request from a request source communication terminal to start communication with a request destination communication terminal. Step S02 includes a procedure for determining an own encryption key CK1 , which is an encryption key used by the encryption device 15 of the communication device (earth station 1.1 ) when encrypting user data to generate encrypted user data, and a counterpart decryption key CK1, which is a decryption key used by the communication partner (earth station 1.2 ) when decrypting the encrypted user data encrypted with the own encryption key, and a procedure for determining a counterpart encryption key CK2 , which is an encryption key used by the communication partner when encrypting user data to generate encrypted user data, and a procedure for determining an own decryption key CK2, which is a decryption key used by the decryption device when decrypting the encrypted user data encrypted with the counterpart encryption key.

ステップS03以降が、通信端末3と通信端末3の間でユーザデータおよび通信制御データを通信する処理である。S03からステップS05が、通信端末3から通信端末3へユーザデータUDを送信する手順である。ステップS06からステップS08が、通信端末3から通信端末3へユーザデータUDを送信する手順である。ステップS09からステップS11が、通信端末3または地球局1から地球局1へ通信制御データCCを送信する手順である。ステップS12からステップS14が、通信端末3または地球局1から地球局1へ通信制御データCCを送信する手順である。S03からS05の処理と、S06からS08の処理と、S09からS11の処理と、S12からS14の処理とは、並行して実行される。 Step S03 and the following are processes for communicating user data and communication control data between the communication terminal 3-1 and the communication terminal 3-2 . Steps S03 to S05 are procedures for transmitting user data UD -1 from the communication terminal 3-1 to the communication terminal 3-2 . Steps S06 to S08 are procedures for transmitting user data UD -2 from the communication terminal 3-2 to the communication terminal 3-1 . Steps S09 to S11 are procedures for transmitting communication control data CC -1 from the communication terminal 3-1 or the earth station 1-1 to the earth station 1-2 . Steps S12 to S14 are procedures for transmitting communication control data CC- 2 from the communication terminal 3-2 or the earth station 1-2 to the earth station 1-1 . The processes from S03 to S05, the processes from S06 to S08, the processes from S09 to S11, and the processes from S12 to S14 are executed in parallel.

S03で、通信端末3が通信端末3に送信するユーザデータUDを、地球局1が暗号化ユーザデータCDに変換し、低軌道衛星4に向けて電波RUとして放射する。ステップS04で、低軌道衛星4が電波RUを受信して、電波RUを周波数変換し増幅して電波RCとして放射する。電波RCを低軌道衛星4が受信して、電波RCを周波数変換し増幅して電波RDとして放射する。ステップS05で、地球局1が電波RDを受信し、電波RDを復調および復号してユーザデータUDを生成する。地球局1は、ユーザデータUDを通信端末3に送信する。S03の処理は、図7に示すフローチャートで説明する。S05の処理は、図8に示すフローチャートで説明する。 In step S03, the earth station 11 converts the user data UD1 transmitted from the communication terminal 31 to the communication terminal 32 into encrypted user data CD1 , and transmits the data as radio waves RU1 toward the low-earth orbit satellite 41. In step S04, the low-earth orbit satellite 41 receives the radio waves RU1 , frequency-converts and amplifies the radio waves RU1 , and transmits the radio waves as radio waves RC1 . The low-earth orbit satellite 42 receives the radio waves RC1 , frequency-converts and amplifies the radio waves RC1 , and transmits the radio waves as radio waves RD2 . In step S05, the earth station 12 receives the radio waves RD2 , and demodulates and decodes the radio waves RD2 to generate the user data UD1 . The earth station 12 transmits the user data UD1 to the communication terminal 32. The process in step S03 will be described with reference to the flowchart shown in FIG. 7. The process in step S05 will be described with reference to the flowchart shown in FIG. 8.

ステップS06で、通信端末3が通信端末3に送信するユーザデータUDを、地球局1が暗号化ユーザデータCDに変換し、低軌道衛星4に向けて電波RUとして放射する。ステップS07で、低軌道衛星4が電波RUを受信して、電波RUを周波数変換し増幅して電波RCとして放射する。電波RCを低軌道衛星4が受信して、電波RCを周波数変換し増幅して電波RDとして放射する。ステップS08で、地球局1が電波RDを受信し、電波RDを復調および復号してユーザデータUDを生成する。地球局1は、ユーザデータUDを通信端末3に送信する。S06の処理は、図9に示すフローチャートで説明する。S08の処理は、図10に示すフローチャートで説明する。 In step S06, the earth station 12 converts the user data UD2 transmitted from the communication terminal 32 to the communication terminal 31 into encrypted user data CD2 , and transmits the data as radio waves RU2 toward the low-earth orbit satellite 42. In step S07, the low-earth orbit satellite 42 receives the radio waves RU2 , frequency-converts and amplifies the radio waves RU2, and transmits the radio waves RC2 . The low-earth orbit satellite 41 receives the radio waves RC2 , frequency-converts and amplifies the radio waves RC2 , and transmits the radio waves RD1 . In step S08, the earth station 11 receives the radio waves RD1 , and demodulates and decodes the radio waves RD1 to generate user data UD2 . The earth station 11 transmits the user data UD2 to the communication terminal 31. The process of S06 will be described with reference to the flowchart shown in FIG. 9. The process of S08 will be described with reference to the flowchart shown in FIG. 10.

ステップS09で、地球局1が地球局1に送信する通信制御データCCを、地球局1が静止衛星5に向けて電波RUC1として放射する。ステップS10で、静止衛星5が電波RUC1を受信して、電波RUC1を周波数変換し増幅して電波RDC2として放射する。ステップS11で、地球局1が電波RDC2を受信し、電波RDC2を復調して通信制御データCCを生成する。地球局1は、通信制御データCCを処理して通信端末3と通信端末3の間の通信を制御する。S09の処理は、図11に示すフローチャートで説明する。S11の処理は、図12に示すフローチャートで説明する。 In step S09, the earth station 11 transmits the communication control data CC1 to the earth station 12 as radio waves RU C1 to the geostationary satellite 5. In step S10, the geostationary satellite 5 receives the radio waves RU C1 , frequency-converts and amplifies the radio waves RU C1 , and transmits them as radio waves RD C2 . In step S11, the earth station 12 receives the radio waves RD C2 , demodulates the radio waves RD C2 , and generates communication control data CC1 . The earth station 12 processes the communication control data CC1 to control the communication between the communication terminal 31 and the communication terminal 32. The process of S09 will be described with reference to the flowchart shown in FIG. 11. The process of S11 will be described with reference to the flowchart shown in FIG. 12.

ステップS12で、地球局1が地球局1に送信する通信制御データCCを、地球局1が静止衛星5に向けて電波RUC2として放射する。ステップS13で、静止衛星5が電波RUC2を受信して、電波RUC2を周波数変換し増幅して電波RDC1として放射する。ステップS14で、地球局1が電波RDC1を受信し、電波RDC1を復調して通信制御データCCを生成する。地球局1は、通信制御データCCを処理して通信端末3と通信端末3の間の通信を制御する。S12の処理は、図13に示すフローチャートで説明する。S14の処理は、図14に示すフローチャートで説明する。 In step S12, the earth station 12 transmits the communication control data CC2 to the earth station 11 , which is then radiated as radio waves RU- C2 by the earth station 12 toward the geostationary satellite 5. In step S13, the geostationary satellite 5 receives the radio waves RU- C2 , frequency-converts and amplifies the radio waves RU- C2 , and radiates them as radio waves RD- C1 . In step S14, the earth station 11 receives the radio waves RD- C1 , demodulates the radio waves RD- C1 , and generates communication control data CC -2 . The earth station 11 processes the communication control data CC -2 to control the communication between the communication terminal 3-1 and the communication terminal 3-2 . The process of S12 will be described with reference to the flowchart shown in FIG. 13. The process of S14 will be described with reference to the flowchart shown in FIG. 14.

図5および図6を参照して、S02において、地球局1および地球局1が、通信端末3と通信端末3との間の通信に使用する暗号鍵および復号鍵を決めてデータ記憶部58に記憶する処理の手順を説明する。ステップS21で、地球局1のデータ処理装置14において、通信端末3からの通信開始要求が、通信制御データ処理部57に転送される。ステップS22で、通信制御データ処理部57に起動された暗号鍵復号鍵管理部55が、暗号鍵89で通信端末3のU-Plane側(系列A)の暗号鍵が設定されているかチェックする。暗号鍵が設定されていない(S22でNO)場合は、ステップS23で、暗号鍵復号鍵管理部55は、通信端末3のU-Plane側(系列A)の暗号鍵CKを決める。暗号鍵復号鍵管理部55は、決めた暗号鍵CKを暗号鍵89に記憶させる。S23の実行後および暗号鍵89で通信端末3のU-Plane側(系列A)の暗号鍵が設定されている(S22でYES)場合は、ステップS24へ進む。暗号鍵CKは、地球局1が使用する自暗号鍵である。暗号鍵CKは、地球局1が使用する相手復号鍵でもある。 5 and 6, the procedure of the process in S02 in which the earth station 1.1 and earth station 1.2 decide the encryption key and decryption key to be used for the communication between the communication terminal 3.1 and the communication terminal 3.2 and store them in the data storage unit 58 will be described. In step S21, in the data processing device 14 of the earth station 1.1 , a communication start request from the communication terminal 3.1 is transferred to the communication control data processing unit 57. In step S22, the encryption key/decryption key management unit 55 started by the communication control data processing unit 57 checks whether the encryption key of the U-Plane side (series A) of the communication terminal 3.1 is set in the encryption key 89. If the encryption key is not set (NO in S22), in step S23, the encryption key/decryption key management unit 55 decides the encryption key CK1 of the U-Plane side (series A) of the communication terminal 3.1 . The encryption key/decryption key management unit 55 stores the decided encryption key CK1 in the encryption key 89. After execution of S23, and if the encryption key 89 of the communication terminal 3-1 on the U-Plane side (series A) is set (YES in S22), proceed to step S24. The encryption key CK1 is the local encryption key used by the earth station 1-1 . The encryption key CK1 is also the remote decryption key used by the earth station 1-2 .

S24で、地球局1の通信制御データ処理部57は、通信端末3、通信端末3および、通信端末3の暗号鍵CK(復号鍵でもある)を含む通信開始要求の通信制御データCCを生成し、衛星通信IF部50に送信する。なお、暗号鍵CKは、暗号鍵89から取得される。ステップS25で、衛星通信IF部50は、通信制御データCCを通信端末3のC-Plane側(系列B)である衛星通信部33に送信する。ステップS26で、地球局1の衛星通信部33は、通信制御データCCを電波RUとして静止衛星5に向けて放射する。具体的には、地球局1の衛星通信部33が有する変復調器13が通信制御データCCで変調して送信信号SSを生成する。周波数変換器12が送信信号SSを周波数変換する。アンテナ装置11が静止衛星5に向けて、周波数変換された送信信号SSを電波RUとして放射する。 In step S24, the communication control data processing unit 57 of the earth station 1 1 generates communication control data CC 1 for a communication start request including the encryption key CK 1 (also a decryption key) of the communication terminal 3 1 , the communication terminal 3 2 , and the communication terminal 3 1, and transmits it to the satellite communication IF unit 50. The encryption key CK 1 is obtained from the encryption key 89. In step S25, the satellite communication IF unit 50 transmits the communication control data CC 1 to the satellite communication unit 33 B , which is the C-Plane side (series B) of the communication terminal 3 1. In step S26, the satellite communication unit 33 B of the earth station 1 1 radiates the communication control data CC 1 as radio waves RU 1 toward the geostationary satellite 5. Specifically, the modem 13 B of the satellite communication unit 33 B of the earth station 1 1 modulates the communication control data CC 1 to generate a transmission signal SS 1 . The frequency converter 12B converts the frequency of the transmission signal SS1 . The antenna device 11B radiates the frequency-converted transmission signal SS1 toward the geostationary satellite 5 as radio waves RU1 .

ステップS27で、静止衛星5は電波RUを受信し、周波数変換し増幅して電波RDを放射する。ステップS28で、地球局1の衛星通信部33が電波RDを受信して、通信制御データCCを生成する。通信制御データCCを受信した衛星通信IF部50が、通信制御データCCを通信制御データ処理部57に転送する。ステップS29で、通信制御データ処理部57が通信制御データCCから要求元通信端末である通信端末3と復号鍵CKとを取り出し、暗号鍵復号鍵管理部55を起動する。 In step S27, the geostationary satellite 5 receives the radio wave RU1 , frequency converts and amplifies it, and emits the radio wave RD1 . In step S28, the satellite communication unit 33B of the earth station 12 receives the radio wave RD1 and generates communication control data CC1 . The satellite communication IF unit 50 that has received the communication control data CC1 transfers the communication control data CC1 to the communication control data processing unit 57. In step S29, the communication control data processing unit 57 extracts the communication terminal 31 , which is the requesting communication terminal, and the decryption key CK1 from the communication control data CC1 , and starts the encryption key/decryption key management unit 55.

ステップS30で、暗号鍵復号鍵管理部55は、通制御データCCから取り出された復号鍵CKを、通信端末3のU-Plane側(系列A)の使用復号鍵として復号鍵90に記憶させる。ステップS31で、暗号鍵復号鍵管理部55が要求先通信端末である通信端末3のU-Plane側(系列A)の暗号鍵が暗号鍵89で設定されているかチェックする。暗号鍵が設定されていない(S31でNO)場合は、ステップS32で、暗号鍵復号鍵管理部55は、通信端末3のU-Plane側(系列A)の暗号鍵CKを決める。暗号鍵復号鍵管理部55は、決めた暗号鍵CKを暗号鍵89に記憶させる。S32の実行後および暗号鍵89で通信端末3のU-Plane側(系列A)の暗号鍵が設定されている(S31でYES)場合は、ステップS33へ進む。暗号鍵CKは、地球局1が使用する相手暗号鍵である。暗号鍵CKは、地球局1が使用する自復号鍵でもある。 In step S30, the encryption key decryption key management unit 55 stores the decryption key CK1 extracted from the communication control data CC1 in the decryption key 90 as the decryption key to be used on the U-Plane side (series A) of the communication terminal 31. In step S31, the encryption key decryption key management unit 55 checks whether the encryption key on the U-Plane side (series A) of the communication terminal 32 , which is the request destination communication terminal, is set in the encryption key 89. If the encryption key is not set (NO in S31), in step S32, the encryption key decryption key management unit 55 determines the encryption key CK2 on the U-Plane side (series A) of the communication terminal 32. The encryption key decryption key management unit 55 stores the determined encryption key CK2 in the encryption key 89. After execution of S32 and if the encryption key on the U-Plane side (series A) of the communication terminal 32 is set in the encryption key 89 (YES in S31), the process proceeds to step S33. The encryption key CK2 is a peer encryption key used by the earth station 12. The encryption key CK2 is also an own decryption key used by the earth station 11 .

S33で、地球局1の通信制御データ処理部57は、通信端末3、通信端末3および、暗号鍵89から取得した通信端末3の暗号鍵CK(復号鍵でもある)を含む通信開始受諾の通信制御データCCを生成し、衛星通信IF部50に送信する。ステップS34で、衛星通信IF部50は、通信制御データCCを通信端末3のC-Plane側(系列B)である衛星通信部33に送信する。ステップS35で、地球局1の衛星通信部33は、通信制御データCCを電波RUとして静止衛星5に向けて放射する。具体的には、地球局1の衛星通信部33が有する変復調器13が通信制御データCCで変調して送信信号SSを生成する。周波数変換器12が送信信号SSを周波数変換する。アンテナ装置11が静止衛星5に向けて、周波数変換された送信信号SSを電波RUとして放射する。 In step S33, the communication control data processing unit 57 of the earth station 1 2 generates communication control data CC 2 for accepting the start of communication, including the communication terminal 3 1 , the communication terminal 3 2 , and the encryption key CK 2 (also a decryption key) of the communication terminal 3 2 acquired from the encryption key 89, and transmits it to the satellite communication IF unit 50. In step S34, the satellite communication IF unit 50 transmits the communication control data CC 2 to the satellite communication unit 33 B , which is the C-Plane side (series B) of the communication terminal 3 1. In step S35, the satellite communication unit 33 B of the earth station 1 2 radiates the communication control data CC 2 as radio waves RU 2 toward the geostationary satellite 5. Specifically, the modem 13 B of the satellite communication unit 33 B of the earth station 1 2 generates a transmission signal SS 2 by modulating it with the communication control data CC 2. The frequency converter 12 B converts the frequency of the transmission signal SS 2 . The antenna device 11B radiates the frequency-converted transmission signal SS2 as a radio wave RU2 toward the geostationary satellite 5.

ステップS36で、静止衛星5は電波RUを受信し、周波数変換し増幅して電波RDを放射する。ステップS37で、地球局1の衛星通信部33が電波RDを受信して、通信制御データCCを生成する。通信制御データCCを受信した衛星通信IF部50が通信制御データ処理部57に転送する。 In step S36, the geostationary satellite 5 receives the radio waves RU2 , converts the frequency, amplifies them, and emits radio waves RD2 . In step S37, the satellite communication unit 33B of the earth station 11 receives the radio waves RD2 and generates communication control data CC2 . The satellite communication IF unit 50 that has received the communication control data CC2 transfers it to the communication control data processing unit 57.

ステップS38で、通信制御データ処理部57が通信制御データCCから要求先通信端末である通信端末3と復号鍵CKとを取り出し、暗号鍵復号鍵管理部55を起動する。ステップS39で、暗号鍵復号鍵管理部55は復号鍵CKを、通信端末3のU-Plane側(系列A)の復号鍵として復号鍵90に記憶させる。 In step S38, the communication control data processing unit 57 extracts the communication terminal 32 , which is the request destination communication terminal, and the decryption key CK2 from the communication control data CC2 , and starts the encryption key/decryption key management unit 55. In step S39, the encryption key/decryption key management unit 55 stores the decryption key CK2 in the decryption key 90 as the decryption key for the U-Plane side (series A) of the communication terminal 32 .

図7を参照して、S03の通信端末3が通信端末3に送信するユーザデータUDを地球局1が暗号化ユーザデータCDに変換し、低軌道衛星4に向けて電波RUとして放射する処理の手順を説明する。ステップS41で、通信端末3に送信するユーザデータUDを通信端末3が地球局1に送信して、地球局1のネットワークIF部16が受信する。ステップS42で、地球局1のネットワークIF部16がユーザデータUDをデータ処理装置14に出力する。ステップS43で、暗号装置制御部56が暗号鍵89を参照して、通信端末3の暗号鍵CKを取得する。ステップS44で、暗号装置制御部56がユーザデータUDを暗号鍵CKで暗号化するように暗号装置15に指示して、暗号装置15が暗号化ユーザデータCDを生成する。S44が、要求元通信端末からのユーザデータを暗号装置が自暗号鍵CKで暗号化して暗号化ユーザデータを生成する手順である。 7, the procedure of the process in which the earth station 1.1 converts the user data UD.1 to be transmitted from the communication terminal 3.1 to the communication terminal 3.2 in S03 into encrypted user data CD.1 and radiates the data as radio waves RU.1 toward the low-earth orbit satellite 4.1 will be described. In step S41, the communication terminal 3.1 transmits the user data UD.1 to be transmitted to the communication terminal 3.2 to the earth station 1.1 , and the network IF unit 16 of the earth station 1.1 receives the user data UD.1. In step S42, the network IF unit 16 of the earth station 1.1 outputs the user data UD.1 to the data processing device 14. In step S43, the encryption device control unit 56 refers to the encryption key 89 and obtains the encryption key CK.1 of the communication terminal 3.1 . In step S44, the encryption device control unit 56 instructs the encryption device 15 to encrypt the user data UD.1 with the encryption key CK.1 , and the encryption device 15 generates encrypted user data CD.1 . Step S44 is a procedure in which the encryptor encrypts the user data from the requesting communication terminal with its own encryption key CK1 to generate encrypted user data.

ステップS45で、暗号装置制御部56が暗号化ユーザデータCDを通信端末3のU-Plane側である衛星通信部33に入力する。ステップS46で、地球局1の衛星通信部33が暗号化ユーザデータCDを電波RUとして低軌道衛星4に向けて放射する。具体的には、地球局1の衛星通信部33が有する変復調器13が、暗号化ユーザデータCDで変調して送信信号SSを生成する。周波数変換器12が、送信信号SSを周波数変換する。アンテナ装置11が、周波数変換された送信信号SSを低軌道衛星4に向けて電波RUとして放射する。 In step S45 , the encryption device control unit 56 inputs the encrypted user data CD1 to the satellite communication unit 33A on the U-Plane side of the communication terminal 31. In step S46, the satellite communication unit 33A of the earth station 11 radiates the encrypted user data CD1 as radio waves RU1 toward the low-earth orbit satellite 41. Specifically, the modem 13A of the satellite communication unit 33A of the earth station 11 modulates the encrypted user data CD1 to generate a transmission signal SS1 . The frequency converter 12A converts the frequency of the transmission signal SS1 . The antenna device 11A radiates the frequency-converted transmission signal SS1 toward the low-earth orbit satellite 41 as radio waves RU1 .

図8を参照して、S05で、地球局1が電波RDを受信し、電波RDを復調および復号して生成したユーザデータUDを通信端末3に送信する処理の手順を説明する。ステップS51で、地球局1の衛星通信部33が電波RDを受信して、暗号化ユーザデータCDを生成する。具体的には、地球局1の衛星通信部33が有するアンテナ装置11が、電波RDを受信して受信信号RSを生成する。周波数変換器12が、受信信号RSを周波数変換する。変復調器13が、周波数変換された受信信号RSを復調して暗号化ユーザデータCDを生成する。 8, the procedure of the process in which the earth station 12 receives the radio wave RD2 , demodulates and decodes the radio wave RD2 to generate user data UD1 and transmits it to the communication terminal 32 in S05 will be described. In step S51, the satellite communication unit 33A of the earth station 12 receives the radio wave RD2 and generates encrypted user data CD1 . Specifically, the antenna device 11A of the satellite communication unit 33A of the earth station 12 receives the radio wave RD2 and generates a reception signal RS2 . The frequency converter 12A converts the frequency of the reception signal RS2 . The modem 13A demodulates the frequency-converted reception signal RS2 to generate encrypted user data CD1 .

ステップS52で、衛星通信部33は、生成した暗号化ユーザデータCDを衛星通信IF部50に出力する。ステップS53で、地球局1の暗号装置制御部56は、復号鍵90を参照して、通信端末3の復号鍵CKを取得する。ステップS54で、暗号装置制御部56が暗号化ユーザデータCDを復号鍵CKで復号するように暗号装置15に指示して、暗号装置15がユーザデータUDを生成する。ステップS55で、データ処理装置14が、ユーザデータUDをネットワークIF部16およびネットワーク2を介して通信端末3に送信し、通信端末3が受信する。 In step S52, the satellite communication unit 33A outputs the generated encrypted user data CD1 to the satellite communication IF unit 50. In step S53, the encryption device control unit 56 of the earth station 12 refers to the decryption key 90 and obtains the decryption key CK1 of the communication terminal 31. In step S54, the encryption device control unit 56 instructs the encryption device 15 to decrypt the encrypted user data CD1 with the decryption key CK1 , and the encryption device 15 generates user data UD1 . In step S55, the data processing device 14 transmits the user data UD1 to the communication terminal 32 via the network IF unit 16 and the network 22 , and the communication terminal 32 receives it.

S54が、通信相手が受信した暗号化ユーザデータを、通信相手が相手復号鍵で復号してユーザデータを生成する手順である。S55が、相手復号鍵で復号されたユーザデータを通信相手が要求先通信端末に送る手順である。 S54 is the procedure in which the communication partner decrypts the encrypted user data received by the communication partner with the partner's decryption key to generate user data. S55 is the procedure in which the communication partner sends the user data decrypted with the partner's decryption key to the request destination communication terminal.

図9を参照して、S06で、通信端末3が通信端末3に送信するユーザデータUDを地球局1が暗号化ユーザデータCDに変換し、低軌道衛星4に向けて電波RUとして放射する処理の手順を説明する。図9は、図7と同様である。ステップS61で、通信端末3に送信するユーザデータUDを通信端末3が地球局1に送信して、地球局1のネットワークIF部16が受信する。ステップS62で、地球局1のネットワークIF部16がユーザデータUDをデータ処理装置14に出力する。ステップS63で、暗号装置制御部56が暗号鍵89を参照して、通信端末3の暗号鍵CKを取得する。ステップS64で、暗号装置制御部56がユーザデータUDを暗号鍵CKで暗号化するように暗号装置15に指示して、暗号装置15が暗号化ユーザデータCDを生成する。S63が、要求先通信端末からのユーザデータを通信相手が相手暗号鍵で暗号化して暗号化ユーザデータを生成する手順である。 9, the procedure of the process in which the earth station 12 converts the user data UD2 to be transmitted from the communication terminal 32 to the communication terminal 31 into encrypted user data CD2 and radiates the data as radio waves RU2 toward the low-earth orbit satellite 42 in S06 will be described. FIG. 9 is the same as FIG. 7. In step S61, the communication terminal 32 transmits the user data UD2 to be transmitted to the communication terminal 31 to the earth station 12 , and the network IF unit 16 of the earth station 12 receives the user data UD2. In step S62, the network IF unit 16 of the earth station 12 outputs the user data UD2 to the data processing device 14. In step S63, the encryption device control unit 56 refers to the encryption key 89 and obtains the encryption key CK2 of the communication terminal 32. In step S64, the encryption device control unit 56 instructs the encryption device 15 to encrypt the user data UD2 with the encryption key CK2 , and the encryption device 15 generates encrypted user data CD2 . Step S63 is a procedure in which the communication partner encrypts the user data from the request destination communication terminal with the partner's encryption key to generate encrypted user data.

ステップS65で、衛星通信IF部50が暗号化ユーザデータCDをU-Plane側である衛星通信部33に入力する。ステップS66で、衛星通信部33が暗号化ユーザデータCDを電波RUとして低軌道衛星4に向けて放射する。具体的には、地球局1の衛星通信部33が有する変復調器13が、暗号化ユーザデータCDで変調して送信信号SSを生成する。周波数変換器12が、送信信号SSを周波数変換する。アンテナ装置11が、周波数変換された送信信号SSを低軌道衛星4に向けて電波RUとして放射する。 In step S65, the satellite communication IF unit 50 inputs the encrypted user data CD2 to the satellite communication unit 33A on the U-Plane side. In step S66, the satellite communication unit 33A radiates the encrypted user data CD2 as radio waves RU2 toward the low-earth orbit satellite 42. Specifically, the modem 13A of the satellite communication unit 33A of the earth station 12 modulates the encrypted user data CD2 to generate a transmission signal SS2 . The frequency converter 12A converts the frequency of the transmission signal SS2 . The antenna device 11A radiates the frequency-converted transmission signal SS2 toward the low-earth orbit satellite 42 as radio waves RU2 .

図10を参照して、S08で、地球局1が電波RDを受信し、電波RDを復調および復号して生成したユーザデータUDを通信端末3に送信する処理の手順を説明する。図10は、図8と同様である。ステップS71で、地球局1の衛星通信部33が電波RDを受信して、暗号化ユーザデータCDを生成する。具体的には、地球局1の衛星通信部33が有するアンテナ装置11が電波RDを受信して受信信号RSを生成する。周波数変換器12が受信信号RSを周波数変換する。変復調器13が周波数変換された受信信号RSを復調して、暗号化ユーザデータCDを生成する。 With reference to Fig. 10, the procedure of the process in S08 in which the earth station 1.1 receives the radio wave RD.1 , demodulates and decodes the radio wave RD.1 to generate user data UD.2 and transmits it to the communication terminal 3.1 will be described. Fig. 10 is similar to Fig. 8. In step S71, the satellite communication unit 33.A of the earth station 1.1 receives the radio wave RD.1 and generates encrypted user data CD.2 . Specifically, the antenna device 11.A of the satellite communication unit 33.A of the earth station 1.1 receives the radio wave RD.1 and generates a received signal RS.1 . The frequency converter 12.A converts the frequency of the received signal RS.1 . The modem 13.A demodulates the frequency-converted received signal RS.1 and generates encrypted user data CD.2 .

ステップS72で、衛星通信部33は、生成した暗号化ユーザデータCDを衛星通信IF部50に出力する。ステップS73で、地球局1の暗号装置制御部56は、復号鍵90を参照して、通信端末3の復号鍵CKを取得する。ステップS74で、暗号装置制御部56が暗号化ユーザデータCDを復号鍵CKで復号するように暗号装置15に指示して、暗号装置15がユーザデータUDを生成する。ステップS75で、データ処理装置14が、ユーザデータUDをネットワークIF部16およびネットワーク2を介して通信端末3に送信し、通信端末3が受信する。 In step S72, the satellite communication unit 33A outputs the generated encrypted user data CD2 to the satellite communication IF unit 50. In step S73, the encryption device control unit 56 of the earth station 11 refers to the decryption key 90 to obtain the decryption key CK2 of the communication terminal 32. In step S74, the encryption device control unit 56 instructs the encryption device 15 to decrypt the encrypted user data CD2 with the decryption key CK2 , and the encryption device 15 generates user data UD2 . In step S75, the data processing device 14 transmits the user data UD2 to the communication terminal 31 via the network IF unit 16 and the network 21 , and the communication terminal 31 receives it.

S74が、第1対流圏外通信部が受信した暗号化ユーザデータを、復号装置が自復号鍵で復号してユーザデータを生成する手順である。S75が、自復号鍵で復号されたユーザデータを要求元通信端末に送る手順である。 S74 is a procedure in which the decryption device decrypts the encrypted user data received by the first extratroposphere communication unit with its own decryption key to generate user data. S75 is a procedure in which the user data decrypted with its own decryption key is sent to the requesting communication terminal.

図11を参照して、S09で、地球局1が地球局1に送信する通信制御データCCを、地球局1が静止衛星5に向けて電波RUC1として放射する処理の手順を説明する。ステップS80で、通信端末3との通信に関する通信制御要求を通信端末3が地球局1に送信して、地球局1のネットワークIF部16が受信する。ステップS81で、ネットワークIF部16が通信制御要求をデータ処理装置14に出力する。ステップS82で、データ処理装置14で通信制御要求が通信制御データ処理部57に入力される。ステップS83で、通信制御データ処理部57は、通信制御要求を基に通信制御データCCを生成する。なお、通信制御データ処理部57は、通信端末3からの通信制御要求に基づかない通信制御データCCを生成する場合がある。その場合は、S83から処理が開始する。 11, the procedure of the process in which the earth station 11 transmits the communication control data CC1 to the earth station 12 as radio waves RU C1 toward the geostationary satellite 5 in S09 will be described. In step S80, the communication terminal 31 transmits a communication control request regarding communication with the communication terminal 32 to the earth station 11 , and the network IF unit 16 of the earth station 11 receives the communication control request. In step S81, the network IF unit 16 outputs the communication control request to the data processing device 14. In step S82, the data processing device 14 inputs the communication control request to the communication control data processing unit 57. In step S83, the communication control data processing unit 57 generates the communication control data CC1 based on the communication control request. Note that the communication control data processing unit 57 may generate communication control data CC1 that is not based on the communication control request from the communication terminal 31. In that case, the process starts from S83.

ステップS84で、地球局1の通信制御データ処理部57は、通信制御データCCを衛星通信IF部50に出力する。ステップS85で、衛星通信IF部50は、通信端末3のC-Plane側である衛星通信部33に通信制御データCCを出力する。ステップS86で、地球局1の衛星通信部33は、通信制御データCCを電波RUC1として静止衛星5に向けて放射する。具体的には、地球局1の衛星通信部33が有する変復調器13が通信制御データCCで変調して送信信号SSを生成する。周波数変換器12が送信信号SSを周波数変換する。アンテナ装置11が、周波数変換された送信信号SSを静止衛星5に向けて電波RUC1として放射する。 In step S84, the communication control data processing unit 57 of the earth station 1 1 outputs the communication control data CC 1 to the satellite communication IF unit 50. In step S85, the satellite communication IF unit 50 outputs the communication control data CC 1 to the satellite communication unit 33 B on the C-Plane side of the communication terminal 3 1. In step S86, the satellite communication unit 33 B of the earth station 1 1 radiates the communication control data CC 1 as radio waves RU C 1 toward the geostationary satellite 5. Specifically, the modem 13 B of the satellite communication unit 33 B of the earth station 1 1 modulates the communication control data CC 1 with the communication control data CC 1 to generate a transmission signal SS 1. The frequency converter 12 B converts the frequency of the transmission signal SS 1. The antenna device 11 B radiates the frequency-converted transmission signal SS 1 toward the geostationary satellite 5 as radio waves RU C 1 .

図12を参照して、S11で、地球局1が電波RDC2を受信し、電波RDC2を復調して生成した通信制御データCCを処理して、通信端末3と通信端末3の間の通信を制御する手順を説明する。ステップS87で、地球局1の衛星通信部33が電波RDC2を受信して、通信制御データCCを生成する。具体的には、地球局1の衛星通信部33が有するアンテナ装置11が、電波RDC2を受信して受信信号RSを生成する。周波数変換器12が、受信信号RSを周波数変換する。変復調器13が、周波数変換された受信信号RSを復調して通信制御データCCを生成する。ステップS88で、通信制御データCCを受信した衛星通信IF部50が通信制御データ処理部57に転送する。ステップS89で、地球局1の通信制御データ処理部57は、通信制御データCCに基づき通信端末3と通信端末3の間の通信を制御する。 12, the procedure will be described in which, in S11, the earth station 12 receives the radio wave RD C2 , demodulates the radio wave RD C2 , and processes the generated communication control data CC2 to control the communication between the communication terminal 32 and the communication terminal 31. In step S87, the satellite communication unit 33B of the earth station 12 receives the radio wave RD C2 and generates the communication control data CC1 . Specifically, the antenna device 11B of the satellite communication unit 33B of the earth station 12 receives the radio wave RD C2 and generates the reception signal RS2 . The frequency converter 12B converts the frequency of the reception signal RS2 . The modem 13B demodulates the frequency-converted reception signal RS2 and generates the communication control data CC1 . In step S88, the satellite communication IF unit 50 receives the communication control data CC1 and transfers it to the communication control data processing unit 57. In step S89, the communication control data processing unit 57 of the earth station 12 controls the communication between the communication terminal 31 and the communication terminal 32 on the basis of the communication control data CC1 .

図13を参照して、S12で、地球局1が地球局1に送信する通信制御データCCを、地球局1が静止衛星5に向けて電波RUC2として放射する処理の手順を説明する。図13は、図11と同様である。ステップS90で、通信端末3との通信に関する通信制御要求を通信端末3が地球局1に送信して、地球局1のネットワークIF部16が受信する。ステップS91で、ネットワークIF部16が通信制御要求をデータ処理装置14に出力する。ステップS92で、データ処理装置14で通信制御要求が通信制御データ処理部57に入力される。ステップS93で、通信制御データ処理部57は、通信制御要求を基に通信制御データCCを生成する。なお、通信制御データ処理部57は、通信端末3からの通信制御要求に基づかない通信制御データCCを生成する場合がある。その場合は、S93から処理が開始する。 With reference to Fig . 13, the procedure of the process in which the earth station 12 transmits the communication control data CC2 to the earth station 11 as radio waves RU- C2 toward the geostationary satellite 5 in S12 will be described. Fig. 13 is the same as Fig. 11. In step S90, the communication terminal 32 transmits a communication control request regarding communication with the communication terminal 31 to the earth station 12 , and the network IF unit 16 of the earth station 12 receives it. In step S91, the network IF unit 16 outputs the communication control request to the data processing device 14. In step S92, the data processing device 14 inputs the communication control request to the communication control data processing unit 57. In step S93, the communication control data processing unit 57 generates the communication control data CC2 based on the communication control request. Note that the communication control data processing unit 57 may generate communication control data CC2 that is not based on the communication control request from the communication terminal 32. In that case, the process starts from S93.

ステップS94で、地球局1の通信制御データ処理部57は、通信制御データCCを衛星通信IF部50に出力する。ステップS95で、衛星通信IF部50は、通信端末3のC-Plane側である衛星通信部33に通信制御データCCを出力する。ステップS96で、地球局1の衛星通信部33は、通信制御データCCを電波RUC2として静止衛星5に向けて放射する。具体的には、地球局1の衛星通信部33が有する変復調器13が通信制御データCCで変調して送信信号SSを生成する。周波数変換器12が送信信号SSを周波数変換する。アンテナ装置11が、周波数変換された送信信号SSを静止衛星5に向けて電波RUC2として放射する。 In step S94, the communication control data processing unit 57 of the earth station 12 outputs the communication control data CC2 to the satellite communication IF unit 50. In step S95, the satellite communication IF unit 50 outputs the communication control data CC2 to the satellite communication unit 33B on the C-Plane side of the communication terminal 32. In step S96, the satellite communication unit 33B of the earth station 12 radiates the communication control data CC2 as radio waves RUC2 toward the geostationary satellite 5. Specifically, the modem 13B of the satellite communication unit 33B of the earth station 12 modulates the communication control data CC2 with the communication control data CC2 to generate a transmission signal SS2 . The frequency converter 12B converts the frequency of the transmission signal SS2 . The antenna device 11B radiates the frequency-converted transmission signal SS2 toward the geostationary satellite 5 as radio waves RUC2 .

図14を参照して、S14で、地球局1が電波RDC1を受信し、電波RDC1を復調して生成した通信制御データCCを処理して、通信端末3と通信端末3の間の通信を制御する手順を説明する。ステップS97で、地球局1の衛星通信部33が電波RDC1を受信して、通信制御データCCを生成する。具体的には、地球局1の衛星通信部33が有するアンテナ装置11が、電波RDC1を受信して受信信号RSを生成する。周波数変換器12が、受信信号RSを周波数変換する。変復調器13が、周波数変換された受信信号RSを復調して通信制御データCCを生成する。ステップS98で、通信制御データCCを受信した衛星通信IF部50が通信制御データ処理部57に転送する。ステップS99で、地球局1の通信制御データ処理部57は、通信制御データCCに基づき通信端末3と通信端末3の間の通信を制御する。 14, the procedure will be described in which the earth station 1.1 receives the radio wave RD C1 , demodulates the radio wave RD C1 , and processes the generated communication control data CC2 to control the communication between the communication terminal 3.1 and the communication terminal 3.2 in step S97. The satellite communication unit 33.B of the earth station 1.1 receives the radio wave RD C1 and generates the communication control data CC2 . Specifically, the antenna device 11.B of the satellite communication unit 33.B of the earth station 1.1 receives the radio wave RD C1 and generates the reception signal RS1 . The frequency converter 12.B converts the frequency of the reception signal RS1 . The modem 13.B demodulates the frequency-converted reception signal RS1 and generates the communication control data CC2 . In step S98, the satellite communication IF unit 50 receives the communication control data CC2 and transfers it to the communication control data processing unit 57. In step S99, the communication control data processing unit 57 of the earth station 1-1 controls the communication between the communication terminal 3-1 and the communication terminal 3-2 on the basis of the communication control data CC -2 .

地球局1は、ユーザデータは暗号化して低軌道衛星通信回線6で通信する。地球局1は、ユーザデータを暗号化するための暗号鍵および復号鍵は、静止衛星通信回線8で通信する。そのため、低軌道衛星通信回線6で通信するユーザデータを傍受されても、暗号化されているので、ユーザデータの内容が知られることはない。暗号鍵および復号鍵は、静止衛星通信回線8で通信するので、ユーザデータが通信される低軌道衛星通信回線6を傍受されても、暗号鍵および復号鍵が漏れることはない。静止衛星通信回線8ではユーザデータは通信されないので、静止衛星通信回線8を傍受されても、ユーザデータの内容を知られることはない。なお、この実施の形態1では、共通鍵暗号方式を使用するので、暗号鍵と復号鍵は同じである。暗号方式は、公開鍵暗号方式、ハイブリッド暗号方式でもよい。 The earth station 1 encrypts the user data and communicates it over the low-earth orbit satellite communication line 6. The earth station 1 communicates the encryption key and decryption key for encrypting the user data over the geostationary satellite communication line 8. Therefore, even if the user data communicated over the low-earth orbit satellite communication line 6 is intercepted, the contents of the user data will not be known because it has been encrypted. Since the encryption key and decryption key are communicated over the geostationary satellite communication line 8, the encryption key and decryption key will not be leaked even if the low-earth orbit satellite communication line 6 over which the user data is communicated is intercepted. Since the user data is not communicated over the geostationary satellite communication line 8, the contents of the user data will not be known even if the geostationary satellite communication line 8 is intercepted. In this embodiment 1, since a common key encryption method is used, the encryption key and the decryption key are the same. The encryption method may be a public key encryption method or a hybrid encryption method.

ところで、衛星通信システムは、広域性、同報性および耐災性を特徴とする通信システムである。広域性や同報性といった特徴があるために、衛星通信事業者によっては、周波数、変復調方式、誤り訂正方式、伝送速度および符号化率などの無線通信に関する情報を非公開にしている。無線通信に関する情報を非公開にしたとしても、第三者による信号の傍受は衛星が持つ通信可能エリアの範囲内であれば広範囲で実施可能である。なりすましによる傍受を防ぐには、データのスクランブル化や暗号化などの対策をとる必要がある。 Meanwhile, satellite communication systems are characterized by their wide-area coverage, broadcasting capability, and disaster resistance. Because of these features, some satellite communication operators do not disclose information about wireless communication, such as the frequency, modulation/demodulation method, error correction method, transmission speed, and coding rate. Even if information about wireless communication is not disclosed, third parties can still intercept signals over a wide area within the communication area of the satellite. To prevent interception by spoofing, measures such as scrambling or encrypting data must be taken.

データの暗号方式には、一般的には公開鍵暗号方式と共通鍵暗号方式の2つの方式がある。公開鍵暗号方式では、暗号化に使用する暗号鍵と復号の際に使用する復号鍵とが異なる。公開鍵暗号方式では、暗号鍵(公開鍵)で暗号化したデータを、復号鍵(秘密鍵)で復号する。公開鍵暗号方式は、復号鍵を共有する必要がなく、公開鍵が漏洩してもデータの復号はできない。公開鍵暗号方式は、復号に必要な計算量が大きく処理に時間がかかる。一方、共通鍵暗号方式は、暗号化の際に使用する暗号鍵と、復号の際に使用する復号鍵が同じ暗号方式である。共通鍵暗号方式は、公開鍵暗号方式と比較して必要とする計算機資源が小さく、処理時間が短い。暗号鍵であり復号鍵でもある共通鍵を、送信者と受信者の間で共有する際に共通鍵(暗号鍵)が漏洩する可能性がある。 There are two general methods for encrypting data: public key cryptography and symmetric key cryptography. In public key cryptography, the encryption key used for encryption is different from the decryption key used for decryption. In public key cryptography, data encrypted with an encryption key (public key) is decrypted with a decryption key (private key). In public key cryptography, there is no need to share the decryption key, and data cannot be decrypted even if the public key is leaked. Public key cryptography requires a large amount of calculations for decryption, and takes a long time to process. On the other hand, symmetric key cryptography is an encryption method in which the encryption key used for encryption and the decryption key used for decryption are the same. Symmetric key cryptography requires fewer computer resources and takes less time to process than public key cryptography. When a symmetric key, which is both an encryption key and a decryption key, is shared between the sender and receiver, there is a possibility that the symmetric key (encryption key) may be leaked.

衛星通信は、地上回線(携帯電話網、地上無線中継網を含む)の接続が難しい僻地、離島および移動体などでの利用も想定される。そのため、衛星通信では、地上通信システムを使った共通鍵暗号方式の暗号鍵および復号鍵である共通鍵の共有が難しい場合があり、共通鍵の共有方法に課題がある。成層圏を移動する移動体で中継される通信回線を使用する通信システムにおいても、共通鍵の共有方法に課題がある。 Satellite communications are also expected to be used in remote areas, islands, and mobile devices where it is difficult to connect to terrestrial lines (including mobile phone networks and terrestrial radio relay networks). For this reason, in satellite communications, it can be difficult to share a common key, which is the encryption key and decryption key for a common key cryptography method using a terrestrial communications system, and there are issues with how to share the common key. Even in communications systems that use communication lines relayed by mobile devices moving in the stratosphere, there are issues with how to share the common key.

本開示に係る通信装置である地球局1は、地上のインフラ設備(地上通信システム)を必要としない。地球局1は、移動体通信システムにおいて通信可能エリアの拡大を容易に実現できる。地球局1は、特許文献1のようなガード用スポットビームを使用する必要が無い。 The earth station 1, which is a communication device according to the present disclosure, does not require terrestrial infrastructure (terrestrial communication system). The earth station 1 can easily expand the communication area in a mobile communication system. The earth station 1 does not need to use a guard spot beam as in Patent Document 1.

地球局1は、他の通信システムを利用することなく送信側と受信側で暗号鍵(復号鍵を含む)を共有できる。地球局1は、暗号化されたユーザデータを通信できる。 Earth station 1 allows the sender and receiver to share an encryption key (including a decryption key) without using other communication systems. Earth station 1 can communicate encrypted user data.

暗号鍵および復号鍵は要求元通信端末ごとに決めているので、暗号鍵および復号化鍵の中で外部に知られた(漏れた)ものがあっても、すべての通信が傍受されることにはならない。通信を開始するごとに暗号鍵および復号鍵を決めるので、ある通信端末である時に使用していた暗号鍵および復号化鍵が漏れたとしても、次に通信する際には別の暗号鍵および復号鍵を使用するので、漏れた復号鍵では通信する暗号化されたユーザデータを復号できず、通信するデータの内容が外部に知られることはない。 Encryption keys and decryption keys are determined for each requesting communication terminal, so even if some of the encryption keys and decryption keys are known (leaked) to the outside, not all communications will be intercepted. Since encryption keys and decryption keys are determined each time communication begins, even if the encryption key and decryption key used at one time on a certain communication terminal are leaked, different encryption keys and decryption keys will be used the next time communication is made, so the leaked decryption key cannot decrypt the encrypted user data being communicated, and the contents of the communicated data will not be known to the outside.

低軌道衛星通信回線6と静止衛星通信回線8を使用したが、成層圏を移動する高高度疑似衛星で中継される高高度疑似衛星通信回線を使用してもよい。高高度疑似衛星は、成層圏を移動する移動体である成層圏移動体である。成層圏移動体として、高高度疑似衛星とは異なるものを使用してもよい。静止衛星よりも低い2個以上の異なる高度を移動する通信衛星で中継される2種類以上の衛星通信回線を使用してもよい。少なくとも3種類の対流圏外通信回線の中から、2種類の対流圏外通信回線を選択して第1対流圏外通信回線および第2対流圏外通信回線として使用してもよい。 Although a low-orbit satellite communication link 6 and a geostationary satellite communication link 8 are used, a high-altitude pseudo satellite communication link relayed by a high-altitude pseudo satellite moving in the stratosphere may also be used. A high-altitude pseudo satellite is a stratospheric mobile body that is a mobile body that moves in the stratosphere. A stratospheric mobile body other than a high-altitude pseudo satellite may also be used. Two or more types of satellite communication links relayed by communication satellites moving at two or more different altitudes lower than a geostationary satellite may also be used. Two types of extra-troposphere communication links may be selected from at least three types of extra-troposphere communication links and used as the first extra-troposphere communication link and the second extra-troposphere communication link.

対流圏外通信回線などの用語について説明する。対流圏外は、地球表面からの高度が対流圏よりも高い高度である。対流圏外は、地球表面に近い順に、成層圏、中間圏、熱圏、外気圏および宇宙空間を含む。対流圏外に含まれる高度を移動する移動体が、対流圏外移動体である。対流圏外に含まれる第1の高度を移動する対流圏外移動体が、第1対流圏外移動体である。対流圏外に含まれる第1の高度とは異なる第2の高度を移動する対流圏外移動体が、第2対流圏外移動体である。対流圏外移動体に搭載された中継局が、対流圏外中継局である。第1対流圏外移動体に搭載された対流圏外中継局が、第1対流圏外中継局である。第2対流圏外移動体に搭載された対流圏外中継局が、第2対流圏外中継局である。対流圏外中継局で中継される通信回線が、対流圏外通信回線である。第1対流圏外中継局で中継される対流圏外通信回線が、第1対流圏外通信回線である。第2対流圏外中継局で中継される対流圏外通信回線が、第2対流圏外通信回線である。 The terms "outside the troposphere" and "communication lines outside the troposphere" will be explained. "Outside the troposphere" refers to an altitude higher than the troposphere from the Earth's surface. "Outside the troposphere" includes the stratosphere, mesosphere, thermosphere, exosphere, and outer space, in order of proximity to the Earth's surface. A mobile body moving at an altitude included in the outside troposphere is an outside troposphere mobile body. An outside troposphere mobile body moving at a first altitude included in the outside troposphere is a first outside troposphere mobile body. An outside troposphere mobile body moving at a second altitude different from the first altitude included in the outside troposphere is a second outside troposphere mobile body. A relay station mounted on an outside troposphere mobile body is an outside troposphere relay station. An outside troposphere relay station mounted on a first outside troposphere mobile body is a first outside troposphere relay station. An outside troposphere relay station mounted on a second outside troposphere mobile body is a second outside troposphere relay station. A communication line relayed by an outside troposphere relay station is an outside troposphere communication line. The extra-troposphere communication line relayed at the first extra-troposphere relay station is the first extra-troposphere communication line. The extra-troposphere communication line relayed at the second extra-troposphere relay station is the second extra-troposphere communication line.

対流圏外移動体が移動する高度ごとに、1種類の対流圏外通信回線が存在する。少なくとも3種類の対流圏外通信回線とは、対流圏外に含まれる少なくとも3個の互いに異なる高度をそれぞれ移動する対流圏外移動体に搭載された対流圏外中継局でそれぞれ中継される対流圏外通信回線である。使用する2種類の対流圏外通信回線の中で、暗号化したユーザデータを通信する対流圏外通信回線が、第1対流圏外通信回線である。第1対流圏外通信回線で通信する前に、ユーザデータを暗号化する際に使用する暗号鍵、暗号化されたユーザデータを復号する復号鍵を通信相手と通信する対流圏外通信回線が、第2対流圏外通信回線である。 There is one type of extra-troposphere communication line for each altitude at which the extra-troposphere mobile body moves. The at least three types of extra-troposphere communication lines are extra-troposphere communication lines that are relayed by extra-troposphere relay stations mounted on extra-troposphere mobile bodies that move at at least three mutually different altitudes included in the troposphere. Of the two types of extra-troposphere communication lines used, the extra-troposphere communication line that communicates encrypted user data is the first extra-troposphere communication line. The extra-troposphere communication line that communicates with the communication partner an encryption key used to encrypt user data and a decryption key to decrypt the encrypted user data before communication via the first extra-troposphere communication line is the second extra-troposphere communication line.

対流圏外通信回線を選択することは、対流圏外通信回線を中継する中継局が搭載された対流圏外移動体を選択することである。第1対流圏外移動体および第2対流圏外移動体のそれぞれは、対流圏外に含まれる少なくとも3個の互いに異なる高度をそれぞれ移動する少なくとも3種類の対流圏外移動体の中から選択された対流圏外移動体であってもよい。 Selecting an extra-troposphere communication line means selecting an extra-troposphere mobile body equipped with a relay station that relays the extra-troposphere communication line. Each of the first extra-troposphere mobile body and the second extra-troposphere mobile body may be an extra-troposphere mobile body selected from at least three types of extra-troposphere mobile bodies that move at at least three mutually different altitudes included outside the troposphere.

第1対流圏外移動体および第2対流圏外移動体のそれぞれは、成層圏を移動する移動体である成層圏移動体と、静止衛星と、静止衛星よりも低い高度であって互いに異なる少なくとも2個の高度をそれぞれ移動する人工衛星とを含む対流圏外移動体集合の中から選択された対流圏外移動体であるようにしてもよい。 Each of the first extra-tropospheric mobile body and the second extra-tropospheric mobile body may be an extra-tropospheric mobile body selected from a set of extra-tropospheric mobile bodies including a stratospheric mobile body that is a mobile body that moves in the stratosphere, a geostationary satellite, and an artificial satellite that moves at least two altitudes that are lower than the geostationary satellite and different from each other.

地球局1においては、低軌道衛星通信回線6および低軌道衛星間通信回線7が、第1対流圏外通信回線である。静止衛星通信回線8が、第2対流圏外通信回線である。衛星通信部33が、ユーザデータを暗号化した暗号化ユーザデータを第1対流圏外通信回で通信相手と通信する第1対流圏外通信部である。衛星通信部33が、暗号装置が使用する暗号鍵(自暗号鍵)および暗号装置が生成した暗号化ユーザデータを通信相手が復号する際に使用する復号鍵(相手復号鍵)の少なくとも1つを含む通信制御データを通信相手と通信し、通信相手が使用する暗号鍵(相手暗号鍵)および通信相手が生成した暗号化ユーザデータを復号装置が復号する際に使用する復号鍵(自復号鍵)の少なくとも1つを含む通信制御データを通信相手と通信する第2対流圏外通信部である。 In the earth station 1, the low-earth orbit satellite communication line 6 and the low-earth orbit inter-satellite communication line 7 are the first extra-troposphere communication line. The geostationary satellite communication line 8 is the second extra-troposphere communication line. The satellite communication unit 33A is the first extra-troposphere communication unit that communicates encrypted user data obtained by encrypting user data with the communication partner in the first extra-troposphere communication circuit. The satellite communication unit 33B is the second extra-troposphere communication unit that communicates communication control data with the communication partner, including at least one of an encryption key (own encryption key) used by the encryption device and a decryption key (own decryption key) used by the communication partner when decrypting the encrypted user data generated by the encryption device, and communicates communication control data with the communication partner, including at least one of an encryption key (own encryption key) used by the communication partner and a decryption key (own decryption key) used by the decryption device when decrypting the encrypted user data generated by the communication partner.

第1対流圏外通信回線を静止衛星通信回線8にし、第2対流圏外通信回線を低軌道衛星通信回線6および低軌道衛星間通信回線7にしてもよい。 The first extra-troposphere communication line may be a geostationary satellite communication line 8, and the second extra-troposphere communication line may be a low-earth orbit satellite communication line 6 and a low-earth orbit inter-satellite communication line 7.

対流圏外通信回線で通信する場合には、データ記憶部58が記憶する通信中衛星80には、衛星通信部33が使用する対流圏外通信回線を中継する中継局が搭載された対流圏外移動体が記憶される。通信中衛星80には、衛星通信部33が使用する対流圏外通信回線を中継する中継局が搭載された対流圏外移動体が記憶される。 When communicating via a non-troposphere communication line, the communicating satellite 80A stored in the data storage unit 58 is an extra-troposphere mobile body equipped with a relay station that relays the extra-troposphere communication line used by the satellite communication unit 33A . The communicating satellite 80B is an extra-troposphere mobile body equipped with a relay station that relays the extra-troposphere communication line used by the satellite communication unit 33B .

通信方法においては、図5に示すS26~S28が、自暗号鍵および相手復号鍵の少なくとも1つを、第2対流圏外通信部で通信相手と通信する手順である。図6に示すS35~S37が、相手暗号鍵および自復号鍵の少なくとも1つを、第2対流圏外通信部で通信相手と通信する手順である。図7に示すS46が、自暗号鍵で暗号化された暗号化ユーザデータを、第1対流圏外通信部が第1対流圏外通信回線で通信相手に送信する手順である。図8に示すS51が、第1対流圏外通信回線で送信した暗号化ユーザデータを、通信相手が受信する手順である。図9に示すS66が、相手暗号鍵で暗号化された暗号化ユーザデータを、第1対流圏外通信回線で通信相手が送信する手順である。図10に示すS71が、第1対流圏外通信回線で通信相手が送信した暗号化ユーザデータを、第1対流圏外通信部が受信する手順である。 In the communication method, steps S26 to S28 shown in FIG. 5 are steps for communicating at least one of the own encryption key and the other party's decryption key with the communication partner through the second extra-troposphere communication unit. Steps S35 to S37 shown in FIG. 6 are steps for communicating at least one of the other party's encryption key and the own decryption key with the communication partner through the second extra-troposphere communication unit. Step S46 shown in FIG. 7 is a step in which the first extra-troposphere communication unit transmits encrypted user data encrypted with the own encryption key to the communication partner through the first extra-troposphere communication line. Step S51 shown in FIG. 8 is a step in which the communication partner receives the encrypted user data transmitted through the first extra-troposphere communication line. Step S66 shown in FIG. 9 is a step in which the communication partner transmits encrypted user data encrypted with the other party's encryption key through the first extra-troposphere communication line. Step S71 shown in FIG. 10 is a step in which the first extra-troposphere communication unit receives the encrypted user data transmitted by the communication partner through the first extra-troposphere communication line.

アンテナ装置11、11を含まない地球局1である通信装置は、2個の変復調器13、13と、2個の周波数変換器12、12とを備える。系列制御部54は、一方の周波数変換器12および一方の変復調器13を第1対流圏外通信部として使用されるように割り当て、他方の周波数変換器12および他方の変復調器13を第2対流圏外通信部として使用されるように割り当てる系列割当部である。 The communication device, which is an earth station 1 not including antenna devices 11A , 11B , includes two modulator-demodulators 13A , 13B and two frequency converters 12A , 12B . The sequence control unit 54 is a sequence allocation unit that assigns one frequency converter 12 and one modulator-demodulator 13 to be used as a first extra-troposphere communication unit, and assigns the other frequency converter 12 and the other modulator-demodulator 13 to be used as a second extra-troposphere communication unit.

系列制御部54は、一方の変復調器13に暗号化ユーザデータを変調および復調させ、一方の周波数変換器12に第1対流圏外通信回線で使用される周波数と変復調器12で処理される信号の周波数との間で周波数変換させる。系列制御部54は、他方の変復調器13に通信制御データを変調および復調させ、他方の周波数変換器12に第2対流圏外通信回線で使用される周波数と変復調器13で処理される信号の周波数との間で周波数変換させる。 The series control unit 54 causes one of the modems 13 to modulate and demodulate the encrypted user data, and causes one of the frequency converters 12 to perform frequency conversion between the frequency used in the first extratroposphere communication line and the frequency of the signal processed by the modem 12. The series control unit 54 causes the other of the modems 13 to modulate and demodulate the communication control data, and causes the other of the frequency converters 12 to perform frequency conversion between the frequency used in the second extratroposphere communication line and the frequency of the signal processed by the modem 13.

追尾制御部52は、一方の周波数変換器12と接続する一方のアンテナ装置11が第1対流圏外移動体を追尾するように制御し、他方の周波数変換器12と接続する他方のアンテナ装置11が第2対流圏外移動体を追尾するように制御する。 The tracking control unit 52 controls one antenna device 11 connected to one frequency converter 12 to track a first extratroposphere moving object, and controls the other antenna device 11 connected to the other frequency converter 12 to track a second extratroposphere moving object.

地球局1は共通鍵暗号方式を使用するので、第2対流圏外通信部は、暗号装置が生成した暗号化ユーザデータを通信相手が復号する際に使用する復号鍵を含む通信制御データを通信相手と通信し、通信相手が生成した暗号化ユーザデータを復号装置が復号する際に使用する復号鍵を含む通信制御データを通信する。秘密鍵暗号方式を使用する場合は、第2対流圏外通信部は、暗号装置が使用する暗号鍵を含む通信制御データを通信相手と通信し、通信相手が使用する暗号鍵を含む通信制御データを通信相手と通信する。 Since the earth station 1 uses a common key cryptosystem, the second extra-troposphere communication unit communicates with the communication partner communication control data including a decryption key used by the communication partner when decrypting the encrypted user data generated by the encryption device, and communicates communication control data including a decryption key used by the decryption device when decrypting the encrypted user data generated by the communication partner. When using a secret key cryptosystem, the second extra-troposphere communication unit communicates with the communication partner communication control data including an encryption key used by the encryption device, and communicates with the communication partner communication control data including an encryption key used by the communication partner.

第2対流圏外通信部は、暗号装置が使用する暗号鍵および暗号装置が生成した暗号化ユーザデータを通信相手が復号する際に使用する復号鍵の少なくとも1つを含む通信制御データを通信相手と通信し、通信相手が使用する暗号鍵および通信相手が生成した暗号化ユーザデータを復号装置が復号する際に使用する復号鍵の少なくとも1つを含む通信制御データを第2対流圏外通信回線で通信相手と通信するものであればよい。 The second extra-troposphere communication unit may communicate with the communication partner communication control data including at least one of an encryption key used by the encryption device and a decryption key used by the communication partner when decrypting encrypted user data generated by the encryption device, and communicate with the communication partner communication control data including at least one of an encryption key used by the communication partner and a decryption key used by the decryption device when decrypting encrypted user data generated by the communication partner via the second extra-troposphere communication line.

無線通信システム100では、暗号鍵および復号鍵は送信元通信端末ごとに地球局1で決める。送信元通信端末と送信先通信端末の組ごとに、暗号鍵および復号鍵を決めてもよい。端末によらず同じ暗号鍵と復号鍵を使用し、時間帯により、暗号鍵と復号鍵を変更するようにしてもよい。セキュリティの点で許容できる場合には、地球局ごとに使用する暗号鍵と復号鍵を決めてもよい。暗号方式および暗号鍵および復号鍵を決める単位および変更する周期は、必要なセキュリティレベルが確保できるものであれば、どのように決めてもよい。 In the wireless communication system 100, the encryption key and decryption key are determined by the earth station 1 for each source communication terminal. The encryption key and decryption key may be determined for each pair of source communication terminal and destination communication terminal. The same encryption key and decryption key may be used regardless of the terminal, and the encryption key and decryption key may be changed depending on the time of day. If acceptable from a security standpoint, the encryption key and decryption key to be used may be determined for each earth station. The encryption method, unit for determining the encryption key and decryption key, and the period for changing the encryption key and decryption key may be determined in any way as long as the required security level is ensured.

送信元通信端末と送信先通信端末の組ごとに暗号鍵および復号鍵を決める場合には、送信先通信端末からのユーザデータを通信相手が暗号化する際に使用する暗号鍵を、送信元通信端末が接続する地球局1が決めてもよい。その場合には、地球局1が通信相手の地球局1と通信する通信開始要求の通信制御データには、暗号装置が生成した暗号化ユーザデータを通信相手が復号する際に使用する復号鍵と、通信相手が使用する暗号鍵とが含まれる。この通信開始要求の通信制御データは、暗号装置が使用する暗号鍵および暗号装置が生成した暗号化ユーザデータを通信相手が復号する際に使用する復号鍵の少なくとも1つを含む通信制御データであり、かつ、通信相手が使用する暗号鍵および通信相手が生成した暗号化ユーザデータを復号装置が復号する際に使用する復号鍵の少なくとも1つを含む通信制御データである。 When determining an encryption key and a decryption key for each pair of a source communication terminal and a destination communication terminal, the earth station 1 to which the source communication terminal is connected may determine the encryption key used by the communication partner when encrypting user data from the destination communication terminal. In this case, the communication control data of the communication start request in which the earth station 1 communicates with the communication partner earth station 1 includes the decryption key used by the communication partner when decrypting the encrypted user data generated by the encryption device, and the encryption key used by the communication partner. This communication control data of the communication start request is communication control data that includes at least one of the encryption key used by the encryption device and the decryption key used by the communication partner when decrypting the encrypted user data generated by the encryption device, and also includes at least one of the encryption key used by the communication partner and the decryption key used by the decryption device when decrypting the encrypted user data generated by the communication partner.

地球局1では、暗号化ユーザデータを第1対流圏外通信部で通信し、通信制御データは第2対流圏外通信部で通信する。通信制御データを暗号化して通信してもよい。暗号化ユーザデータおよび暗号化した通信制御データを、何らかの方法で第1対流圏外通信部および第2対流圏外通信部に割り振って通信するようにしてもよい。 At the earth station 1, encrypted user data is communicated by the first extra-troposphere communication unit, and communication control data is communicated by the second extra-troposphere communication unit. The communication control data may be encrypted and communicated. The encrypted user data and encrypted communication control data may be allocated to the first extra-troposphere communication unit and the second extra-troposphere communication unit in some manner for communication.

通信相手は、本開示に係る通信装置でなくてもよい。通信相手は、例えば地上通信ネットワークに接続した通信装置でもよい。 The communication partner does not have to be a communication device according to the present disclosure. The communication partner may be, for example, a communication device connected to a terrestrial communication network.

この開示に係る通信装置は、暗号化ユーザデータを第1対流圏外通信回線で通信し、通信制御データは第2対流圏外通信回線で通信するものであればよい。暗号化ユーザデータを通信する通信経路に、第1対流圏外通信回線でない部分があってもよい。通信制御データを通信する通信経路に、第2対流圏外通信回線でない部分があってもよい。 The communication device according to this disclosure may communicate encrypted user data over a first extra-troposphere communication line and communicate communication control data over a second extra-troposphere communication line. The communication path over which encrypted user data is communicated may have a portion that is not the first extra-troposphere communication line. The communication path over which communication control data is communicated may have a portion that is not the second extra-troposphere communication line.

地球局がネットワークIF部16を有さず、地球局が通信相手の地球局とユーザデータを通信してもよい。 The earth station may not have a network IF unit 16 and may communicate user data with the other earth station.

要求元通信端末は、通信装置および通信相手の一方に接続する通信端末である。要求先通信端末は、通信装置および通信相手の他方に接続する通信端末である。通信装置は、暗号装置(復号装置でもある)、第1対流圏外通信部および第2対流圏外通信部を有する。この開示に係る通信方法は、以下の手順を有するものであればよい。
(ア)要求元通信端末から要求先通信端末との通信開始要求を、通信装置および通信相手の一方が受信する手順。
(イ)暗号装置がユーザデータを暗号化して暗号化ユーザデータを生成する際に使用する暗号鍵である自暗号鍵および自暗号鍵により暗号化した暗号化ユーザデータを通信相手が復号する際に使用する復号鍵である相手復号鍵の少なくとも1つを、第2対流圏外通信部で通信相手と通信する手順。
(ウ)通信相手がユーザデータを暗号化して暗号化ユーザデータを生成する際に使用する暗号鍵である相手暗号鍵および相手暗号鍵で暗号化した暗号化ユーザデータを復号装置が復号する際に使用する復号鍵である自復号鍵の少なくとも1つを、第2対流圏外通信部で通信相手と通信する手順。
(エ)要求元通信端末からのユーザデータを、暗号装置が自暗号鍵で暗号化する、あるいは通信相手が相手暗号鍵で暗号化して、暗号化ユーザデータを生成する手順。
(オ)暗号化された要求元通信端末からの暗号化ユーザデータを、第1対流圏外通信部が第1対流圏外通信回線で通信相手と通信する手順。
(カ)通信相手が受信した暗号化ユーザデータを、通信相手が相手復号鍵で復号する、あるいは通信装置が受信した暗号化ユーザデータを、暗号装置が自復号鍵で復号して、要求元通信端末からのユーザデータを生成する手順。
(キ)復号された要求元通信端末からのユーザデータを通信相手あるいは通信装置が要求先通信端末に送る手順。
(ク)要求先通信端末からのユーザデータを、通信相手が相手暗号鍵で暗号化する、あるいは暗号装置が自暗号鍵で暗号化して、暗号化ユーザデータを生成する手順。
(ケ)暗号化された要求先通信端末からの暗号化ユーザデータを、第1対流圏外通信回線で通信相手と通信する手順。
(コ)第1対流圏外通信部が受信した暗号化ユーザデータを、復号装置が自復号鍵で復号する、あるいは通信相手が相手復号鍵で復号して、要求先通信端末からのユーザデータを生成する手順。
(サ)復号された要求先通信端末からのユーザデータを通信装置あるいは通信相手が要求元通信端末に送る手順。
以上のことは、他の実施の形態にもあてはまる。
The requesting communication terminal is a communication terminal connected to one of the communication device and the communication partner. The requested communication terminal is a communication terminal connected to the other of the communication device and the communication partner. The communication device has an encryption device (also a decryption device), a first extra-troposphere communication unit, and a second extra-troposphere communication unit. The communication method according to this disclosure may include the following procedure.
(A) A procedure in which either the communication device or the communication partner receives a request from a request source communication terminal to start communication with a request destination communication terminal.
(i) A procedure for communicating with a communication partner via a second extra-troposphere communication unit at least one of a self-encryption key, which is an encryption key used by the encryption device when encrypting user data to generate encrypted user data, and a partner-decryption key, which is a decryption key used by the communication partner when decrypting encrypted user data encrypted using the self-encryption key.
(c) A procedure for communicating with a communication partner via a second extra-troposphere communication unit at least one of a partner encryption key, which is an encryption key used by the communication partner when encrypting user data to generate encrypted user data, and a self-decryption key, which is a decryption key used by the decryption device when decrypting encrypted user data encrypted with the partner encryption key.
(iv) A procedure in which the encryptor encrypts user data from a requesting communications terminal with its own encryption key, or the communications partner encrypts the data with the communications partner's encryption key, to generate encrypted user data.
(E) A procedure in which the first extra-troposphere communication unit communicates encrypted user data from the encrypted request source communication terminal with a communication partner via the first extra-troposphere communication line.
(f) A procedure in which the communication partner decrypts encrypted user data received by the communication partner using the communication partner's decryption key, or the encryption device decrypts encrypted user data received by the communication device using its own decryption key, to generate user data from the requesting communication terminal.
(g) A procedure in which the communication partner or communication device transmits the decrypted user data from the requesting communication terminal to the requested communication terminal.
(h) A procedure in which the communication partner encrypts user data from a request destination communication terminal with the partner's encryption key, or the encryption device encrypts the data with its own encryption key, to generate encrypted user data.
(i) A procedure for communicating encrypted user data from the encrypted requested communication terminal with a communication partner via a first extratroposphere communication line.
(J) A procedure in which the decryption device decrypts the encrypted user data received by the first extratroposphere communication unit using its own decryption key, or the communication partner decrypts it using the partner's decryption key, to generate user data from the requested communication terminal.
(k) A procedure in which a communication device or a communication partner sends the decrypted user data from a requested communication terminal to a requesting communication terminal.
The above also applies to the other embodiments.

実施の形態2.
実施の形態2は、実施の形態1を基に、対流圏外に含まれる3個以上の高度を移動する移動体の中から選んだ2個の高度の移動体で中継される通信回線を利用するようにし、暗号鍵および復号鍵を管理する方式を公開鍵暗号方式に変更した実施の形態である。
Embodiment 2.
The second embodiment is based on the first embodiment, but uses a communication line relayed by two mobile objects at altitudes selected from among three or more mobile objects that are outside the troposphere and move at altitudes, and changes the method for managing the encryption key and decryption key to a public key encryption method.

実施の形態2に係る衛星通信システムの概略構成を、図15に示す。図15について、実施の形態1の場合の図1とは異なる点を説明する。衛星通信システム100Cは、地球局1C、1Cを変更しており、高高度疑似衛星9、9を有する。高高度疑似衛星9、9は、HAPS(High Altitude Platform Station)とも呼ばれる。高高度疑似衛星9は、高度20km程度を飛行し、地球表面で直径100km程度の範囲に存在する地球局と通信できる。高高度疑似衛星9は、互いに通信可能である。数10個の高高度疑似衛星9が成層圏で通信ネットワークを構成することで、日本全国において高高度疑似衛星9で中継される通信回線で通信可能になる。人工衛星または高高度疑似衛星9は、地球の対流圏よりも高い高度である対流圏外を移動する移動体である対流圏外移動体である。 A schematic configuration of a satellite communication system according to the second embodiment is shown in FIG. 15. The differences between FIG. 1 and FIG. 1 of the first embodiment will be described with reference to FIG. 15. The satellite communication system 100C has earth stations 1C.sub.1 and 1C.sub.2 changed and has high altitude pseudosatellites 9.sub.1 and 9.sub.2 . The high altitude pseudosatellites 9.sub.1 and 9.sub.2 are also called HAPS (High Altitude Platform Station). The high altitude pseudosatellite 9 flies at an altitude of about 20 km and can communicate with earth stations present in a range of about 100 km in diameter on the earth's surface. The high altitude pseudosatellites 9 can communicate with each other. By forming a communication network in the stratosphere with several tens of high altitude pseudosatellites 9, communication can be made throughout Japan through communication lines relayed by the high altitude pseudosatellites 9. The artificial satellite or high altitude pseudosatellite 9 is an extratropospheric mobile object that moves outside the troposphere, which is at an altitude higher than the earth's troposphere.

地球局1Cと地球局1Cは、高高度疑似衛星9、9で中継される高高度疑似衛星通信回線21、21と高高度疑似衛星間通信回線22により通信可能である。高高度疑似衛星通信回線21は、地球局1Cと高高度疑似衛星9の間の通信に使用される通信回線である。高高度疑似衛星通信回線21は、地球局1Cと高高度疑似衛星9の間の通信に使用される通信回線である。高高度疑似衛星間通信回線22は、高高度疑似衛星9と高高度疑似衛星9とを結ぶ通信回線である。なお、高高度疑似衛星9と高高度疑似衛星9との間に別の高高度疑似衛星9が介在する場合は、高高度疑似衛星間通信回線22は複数になる。高高度疑似衛星9と高高度疑似衛星9とが同一の場合は、高高度疑似衛星間通信回線22を介さないで、地球局1Cと地球局1Cとは通信する。高高度疑似衛星通信回線21および高高度疑似衛星間通信回線22は、対流圏外移動体に搭載された中継局である対流圏外移動局で中継される通信回線である対流圏外通信回線である。 The earth station 1C -1 and earth station 1C- 2 can communicate with each other through high altitude pseudosatellite communication links 21-1 and 21-2 relayed by high altitude pseudosatellites 9-1 and 9-2 , and a high altitude inter-pseudosatellite communication link 22. The high altitude pseudosatellite communication link 21-1 is a communication link used for communication between the earth station 1C -1 and the high altitude pseudosatellite 9-1 . The high altitude pseudosatellite communication link 21-2 is a communication link used for communication between the earth station 1C -2 and the high altitude pseudosatellite 9-2 . The high altitude inter-pseudosatellite communication link 22 is a communication link connecting the high altitude pseudosatellite 9-1 and the high altitude pseudosatellite 9-2 . When another high altitude pseudosatellite 9- N is interposed between the high altitude pseudosatellite 9-1 and the high altitude pseudosatellite 9-2 , the number of high altitude inter-pseudosatellite communication links 22 becomes multiple. When the high altitude pseudo satellite 9-1 and the high altitude pseudo satellite 9-2 are the same, the earth station 1C- 1 and the earth station 1C -2 communicate with each other without passing through the high altitude inter-pseudo satellite communication link 22. The high altitude pseudo satellite communication link 21 and the high altitude inter-pseudo satellite communication link 22 are extratropical communication links that are communication links relayed by an extratropical mobile station that is a relay station mounted on an extratropical mobile body.

図16を参照して、地球局1Cの構成を説明する。図16は、実施の形態2に係る通信装置(地球局1C)の構成を表す図である。図16について、実施の形態1の場合の図2とは異なる点を説明する。地球局1Cは、衛星選択入力部59を有し、回線制御部51C、暗号装置15C、追尾制御部52C、衛星位置管理部53C、暗号鍵復号鍵管理部55C、通信制御データ処理部57Cおよびデータ記憶部58Cを変更している。 The configuration of earth station 1C will be described with reference to Figure 16. Figure 16 is a diagram showing the configuration of a communication device (earth station 1C) according to embodiment 2. Regarding Figure 16, differences from Figure 2 in the case of embodiment 1 will be described. Earth station 1C has a satellite selection input unit 59, and has modified line control unit 51C, encryption device 15C, tracking control unit 52C, satellite position management unit 53C, encryption key/decryption key management unit 55C, communication control data processing unit 57C, and data storage unit 58C.

暗号装置15Cは、公開鍵暗号方式により暗号化および復号する点で、共通鍵暗号方式を使用する暗号装置15とは異なる。 Cryptographic device 15C differs from cryptographic device 15, which uses a common key cryptosystem, in that it encrypts and decrypts using a public key cryptosystem.

地球局1Cでは、衛星通信部33、33のそれぞれで通信に使用する対流圏外移動体の種別をユーザが選択して入力する。衛星選択入力部59は、ユーザが入力する対流圏外移動体の種別を受け付ける。データ記憶部58Cは、移動体種別92、92も有する。移動体種別92には、衛星通信部33が通信する対流圏外移動体の種別を記憶する。移動体種別92には、衛星通信部33が通信する対流圏外移動体の種別を記憶する。対流圏外移動体の種別は、静止衛星、低軌道衛星および高高度疑似衛星の何れかである。なお、中軌道衛星、異なる高度の複数の低軌道衛星なども利用可能な場合は、利用可能なすべての種別の対流圏外移動体について、それらを区別できるように移動体種別を決めておく。 In the earth station 1C, the user selects and inputs the type of the extratropospheric mobile object to be used for communication by each of the satellite communication units 33A and 33B . The satellite selection input unit 59 accepts the type of the extratropospheric mobile object input by the user. The data storage unit 58C also has mobile object types 92A and 92B . The mobile object type 92A stores the type of the extratropospheric mobile object with which the satellite communication unit 33A communicates. The mobile object type 92B stores the type of the extratropospheric mobile object with which the satellite communication unit 33B communicates. The type of the extratropospheric mobile object is any of a geostationary satellite, a low-orbit satellite, and a high-altitude pseudo satellite. In addition, when a medium-orbit satellite or a plurality of low-orbit satellites at different altitudes can be used, the mobile object types are determined in advance so that all available types of extratropospheric mobile objects can be distinguished from each other.

回線制御部51Cは、衛星通信部33、33のそれぞれについて、移動体種別92、92を参照して、中継される対流圏外移動体、送信周波数および受信周波数を管理する。追尾制御部52Cは、アンテナ装置11、11が中継される対流圏外移動体が存在する方向を向くように、アンテナ装置11、11を制御する。追尾制御部52Cは、高高度疑似衛星9も追尾できる。高高度疑似衛星9は、地球表面の決められた地点の上空を飛行する。地球局1Cが移動しない場合には、地球局1Cと通信可能な高高度疑似衛星9は決まっている。 The line control unit 51C manages the relayed extratropical mobile object, transmission frequency, and reception frequency for each of the satellite communication units 33A , 33B by referring to the mobile object types 92A , 92B . The tracking control unit 52C controls the antenna devices 11A , 11B so that they face the direction of the relayed extratropical mobile object. The tracking control unit 52C can also track the high altitude pseudo satellite 9. The high altitude pseudo satellite 9 flies above a predetermined point on the Earth 's surface. When the earth station 1C does not move, the high altitude pseudo satellite 9 that can communicate with the earth station 1C is determined.

衛星位置管理部53Cは、第1対流圏外移動体および第2対流圏外移動体として使用することが可能な対流圏外移動体の軌道データを外部から入手する。衛星位置管理部53Cは、移動体種別92、92で指定される種別の対流圏外移動体について、通信中衛星80、80を決める。衛星位置管理部53Cは、決められた周期で動作し、通信中衛星80、80について、軌道データを基に動作した時点から決められた範囲の将来の時点までの位置を決め、決めた位置を衛星位置94、94に設定する。 The satellite position management unit 53C obtains from the outside orbit data of extra-tropospheric mobile bodies that can be used as the first extra-tropospheric mobile body and the second extra-tropospheric mobile body. The satellite position management unit 53C determines communicating satellites 80A , 80B for the extra-tropospheric mobile bodies of the types designated by the mobile body types 92A , 92B . The satellite position management unit 53C operates at a determined cycle, and determines the positions of the communicating satellites 80A , 80B from the time of operation based on the orbit data to a future time within a determined range, and sets the determined positions as satellite positions 94A , 94B .

データ記憶部58Cは、復号鍵89C、使用暗号鍵90Cおよび対応暗号鍵91Cを記憶する。復号鍵89Cは、通信端末3ごとにかつ系列ごとに、使用する復号鍵を記憶するデータである。復号鍵は、秘密鍵とも呼ばれる。復号鍵89Cは、個数が2*Nmax個のデータである。復号鍵で復号できる暗号化したデータを暗号化する際に使用される暗号鍵を、復号鍵に対応する対応暗号鍵と呼ぶ。対応暗号鍵は、公開鍵とも呼ばれる。対応暗号鍵91Cは、復号鍵89Cに記憶された復号鍵ごとに対応暗号鍵を記憶するデータである。対応暗号鍵91Cは、個数が2*Nmax個のデータである。使用暗号鍵90Cは、相手通信端末ごとにかつ系列ごとに、使用する暗号鍵を記憶するデータである。相手通信端末の使用暗号鍵は、相手通信端末が接続する地球局1Cでは相手通信端末の対応暗号鍵である。使用暗号鍵90Cは、個数が2*Kmax*Nmax個のデータである。 The data storage unit 58C stores a decryption key 89C, an encryption key in use 90C, and a corresponding encryption key 91C. The decryption key 89C is data that stores a decryption key to be used for each communication terminal 3 and for each series. The decryption key is also called a secret key. The decryption key 89C is data of 2*N max pieces. An encryption key used when encrypting encrypted data that can be decrypted with the decryption key is called a corresponding encryption key corresponding to the decryption key. The corresponding encryption key is also called a public key. The corresponding encryption key 91C is data that stores a corresponding encryption key for each decryption key stored in the decryption key 89C. The corresponding encryption key 91C is data of 2* N max pieces. The encryption key in use 90C is data that stores an encryption key to be used for each communication terminal and for each series. The encryption key in use of the communication terminal ...

データ記憶部58Cは、端末接続部に接続する通信端末である自通信端末ごとに、受信した暗号化ユーザデータを復号する復号鍵を記憶する復号鍵記憶部である。なお、暗号装置15Cが使用する復号鍵は、復号鍵89Cとしてデータ記憶部58Cに記憶される。データ記憶部58Cは、復号装置である暗号装置15Cが復号鍵で復号するデータを暗号化する暗号鍵である対応暗号鍵を、自通信端末ごとに記憶する対応暗号鍵記憶部である。対応暗号鍵は、対応暗号鍵91Cとしてデータ記憶部58Cに記憶される。データ記憶部58Cは、送信先の通信端末ごとに、暗号装置15Cが使用する暗号鍵である使用暗号鍵を記憶する使用暗号鍵記憶部である。なお、暗号装置15Cが使用する暗号鍵は、使用暗号鍵90Cとしてデータ記憶部58Cに記憶される。 The data storage unit 58C is a decryption key storage unit that stores a decryption key for decrypting the received encrypted user data for each of its own communication terminals that are communication terminals connected to the terminal connection unit. The decryption key used by the encryption device 15C is stored in the data storage unit 58C as decryption key 89C. The data storage unit 58C is a corresponding encryption key storage unit that stores, for each of its own communication terminals, a corresponding encryption key that is an encryption key for encrypting data that the encryption device 15C, which is a decryption device, decrypts with the decryption key. The corresponding encryption key is stored in the data storage unit 58C as corresponding encryption key 91C. The data storage unit 58C is a usage encryption key storage unit that stores, for each of the destination communication terminals, a usage encryption key that is an encryption key used by the encryption device 15C. The encryption key used by the encryption device 15C is stored in the data storage unit 58C as usage encryption key 90C.

暗号鍵復号鍵管理部55Cは、通信端末3ごとに復号鍵および対応暗号鍵を決めて管理する。暗号鍵復号鍵管理部55Cは、要求元通信端末から通信開始要求を受信した際に、送信元通信端末ごとに復号鍵および対応暗号鍵を決める。暗号鍵復号鍵管理部55Cは、決めた復号鍵および対応暗号鍵を、復号鍵89Cおよび対応暗号鍵91Cに記憶させる。暗号鍵復号鍵管理部55Cは、通信相手(地球局1C)から通信開始要求を受信した際に、通信開始要求に含まれる暗号鍵を、要求元通信端末ごとの使用暗号鍵として、使用暗号鍵90Cに記憶させる。 The encryption key/decryption key management unit 55C determines and manages a decryption key and a corresponding encryption key for each communication terminal 3. When the encryption key/decryption key management unit 55C receives a communication start request from a requesting communication terminal, it determines a decryption key and a corresponding encryption key for each sending communication terminal. The encryption key/decryption key management unit 55C stores the determined decryption key and corresponding encryption key in the decryption key 89C and the corresponding encryption key 91C. When the encryption key/decryption key management unit 55C receives a communication start request from the communication partner (earth station 1C), it stores the encryption key included in the communication start request in the encryption key in use 90C as the encryption key in use for each requesting communication terminal.

暗号鍵復号鍵管理部55Cは、要求元通信端末から通信開始要求を受信すると、復号鍵89Cにおいて使用系列88でU-Plane側の要求元通信端末の復号鍵が記憶されているかどうかをチェックする。記憶されていない場合は、暗号鍵復号鍵管理部55Cは、復号鍵と対応暗号鍵を決める。暗号鍵復号鍵管理部55Cは、決めた複合鍵を使用系列88でU-Plane側の要求元通信端末の復号鍵として復号鍵89Cに記憶させる。暗号鍵復号鍵管理部55Cは、決めた対応暗号鍵を使用系列88でU-Plane側の要求元通信端末の対応暗号鍵として対応暗号鍵91Cに記憶させる。 When the encryption key decryption key management unit 55C receives a communication start request from the requesting communication terminal, it checks whether the decryption key of the requesting communication terminal on the U-Plane side is stored in the decryption key 89C in the usage sequence 88. If it is not stored, the encryption key decryption key management unit 55C determines the decryption key and the corresponding encryption key. The encryption key decryption key management unit 55C stores the determined compound key in the decryption key 89C in the usage sequence 88 as the decryption key of the requesting communication terminal on the U-Plane side. The encryption key decryption key management unit 55C stores the determined corresponding encryption key in the corresponding encryption key 91C in the usage sequence 88 as the corresponding encryption key of the requesting communication terminal on the U-Plane side.

暗号鍵復号鍵管理部55Cは、他の地球局1C(通信相手)から送信された通信開始要求の通信制御データを受信した場合は、通信開始要求の通信制御データに含まれる要求元通信端末の対応暗号鍵を、使用系列88でU-Plane側の要求元通信端末の使用暗号鍵として使用暗号鍵90Cに記憶させる。そして、暗号鍵復号鍵管理部55Cは、通信開始要求で指定された要求先通信端末の復号鍵が復号鍵89Cにおいて使用系列88でU-Plane側に記憶されているかどうかをチェックする。記憶されていない場合は、暗号鍵復号鍵管理部55Cは、復号鍵と対応暗号鍵を決める。暗号鍵復号鍵管理部55Cは、決めた複合鍵を使用系列88でU-Plane側の要求先通信端末の復号鍵として復号鍵89Cに記憶させる。暗号鍵復号鍵管理部55Cは、決めた対応暗号鍵を使用系列88でU-Plane側の要求先通信端末の対応暗号鍵として対応暗号鍵90Cに記憶させる。 When the encryption key decryption key management unit 55C receives communication control data of a communication start request transmitted from another earth station 1C (communication partner), it stores the corresponding encryption key of the request source communication terminal included in the communication control data of the communication start request in the usage sequence 88 as the usage encryption key of the request source communication terminal on the U-Plane side in the usage sequence 88 in the usage encryption key 90C. Then, the encryption key decryption key management unit 55C checks whether the decryption key of the request destination communication terminal specified in the communication start request is stored on the U-Plane side in the usage sequence 88 in the decryption key 89C. If it is not stored, the encryption key decryption key management unit 55C determines the decryption key and the corresponding encryption key. The encryption key decryption key management unit 55C stores the determined composite key in the decryption key 89C as the decryption key of the request destination communication terminal on the U-Plane side in the usage sequence 88. The encryption key decryption key management unit 55C stores the determined corresponding encryption key in the usage sequence 88 in the usage sequence 88 in the corresponding encryption key 90C as the corresponding encryption key of the request destination communication terminal on the U-Plane side.

暗号鍵復号鍵管理部55Cは、他の地球局1C(通信相手)から送信された通信開始受諾の通信制御データを受信した場合は、通信開始受諾の通信制御データに含まれる要求先通信端末の対応暗号鍵を、使用系列88でU-Plane側の要求先通信端末の使用暗号鍵として使用暗号鍵90Cに記憶させる。 When the encryption key decryption key management unit 55C receives communication control data for accepting the start of communication transmitted from another earth station 1C (communication partner), it stores the corresponding encryption key of the requested communication terminal included in the communication control data for accepting the start of communication in the encryption key usage sequence 88 in the encryption key usage 90C as the encryption key usage of the requested communication terminal on the U-Plane side.

暗号鍵復号鍵管理部55Cは、要求元通信端末の復号鍵が復号鍵記憶部に記憶されていない場合は、暗号鍵および対応暗号鍵を決め、決めた復号鍵を要求元通信端末の復号鍵として復号鍵記憶部に記憶させ、決めた対応暗号鍵を要求元通信端末の対応暗号鍵として対応暗号鍵記憶部に記憶させる。
暗号鍵復号鍵管理部55Cは、通信開始要求の通信制御データを受信した際に、受信した通信制御データに含まれる要求元通信端末の対応暗号鍵を、要求元通信端末の使用暗号鍵として使用暗号鍵記憶部に記憶させ、要求先通信端末の復号鍵が復号鍵記憶部に記憶されていない場合は、復号鍵および対応暗号鍵を決め、決めた復号鍵を要求先通信端末の復号鍵として復号鍵記憶部に記憶させ、決めた対応暗号鍵を要求先通信端末の対応暗号鍵として対応暗号鍵記憶部に記憶させる。
暗号鍵復号鍵管理部55Cは、通信開始受諾の通信制御データを受信した際に、受信した通信制御データに含まれる要求先通信端末の対応暗号鍵を、要求先通信端末の使用暗号鍵として使用暗号鍵記憶部に記憶させる。
If the decryption key of the requesting communication terminal is not stored in the decryption key memory unit, the encryption key decryption key management unit 55C determines an encryption key and a corresponding encryption key, stores the determined decryption key in the decryption key memory unit as the decryption key of the requesting communication terminal, and stores the determined corresponding encryption key in the corresponding encryption key memory unit as the corresponding encryption key of the requesting communication terminal.
When the encryption key/decryption key management unit 55C receives communication control data for a communication start request, it stores the corresponding encryption key of the requesting communication terminal included in the received communication control data in the usage encryption key memory unit as the usage encryption key of the requesting communication terminal, and if the decryption key of the requested communication terminal is not stored in the decryption key memory unit, it determines a decryption key and a corresponding encryption key, stores the determined decryption key in the decryption key memory unit as the decryption key of the requested communication terminal, and stores the determined corresponding encryption key in the corresponding encryption key memory unit as the corresponding encryption key of the requested communication terminal.
When the encryption key decryption key management unit 55C receives communication control data accepting the start of communication, it stores the corresponding encryption key of the requested communication terminal contained in the received communication control data in the encryption key usage memory unit as the encryption key usage of the requested communication terminal.

通信制御データ処理部57Cは、要求元通信端末からの通信開始要求の通信制御データを受信した場合は、要求元通信端末、要求先通信端末および暗号鍵復号鍵管理部55Cが決めた要求元通信端末の対応暗号鍵を含む通信開始要求の通信制御データを作成して、衛星通信IF部50に出力する。衛星通信IF部50は、使用系列88でC-Plane側の変復調器13に通信制御データを出力する。 When the communication control data processing unit 57C receives communication control data of a communication start request from a requesting communication terminal, it creates communication control data of the communication start request including the requesting communication terminal, the requested communication terminal, and the corresponding encryption key of the requesting communication terminal determined by the encryption key/decryption key management unit 55C, and outputs it to the satellite communication IF unit 50. The satellite communication IF unit 50 outputs the communication control data to the modem 13 on the C-Plane side via the usage series 88.

通信制御データ処理部57Cは、通信相手から送信された通信開始要求の通信制御データを受信した場合は、要求元通信端末、要求先通信端末および要求先通信端末の対応暗号鍵を含む通信開始受諾の通信制御データを作成して、衛星通信IF部50に出力する。衛星通信IF部50は、使用系列88でC-Plane側の変復調器13に通信制御データを出力する。 When the communication control data processing unit 57C receives communication control data of a communication start request sent from the communication partner, it creates communication control data of communication start acceptance including the requesting communication terminal, the requested communication terminal, and the corresponding encryption key of the requested communication terminal, and outputs it to the satellite communication IF unit 50. The satellite communication IF unit 50 outputs the communication control data to the modem 13 on the C-Plane side via the usage series 88.

通信制御データ処理部57Cは、自通信端末である要求元通信端末から通信相手にネットワークを介して接続された通信端末である要求先通信端末との通信開始要求を受信した際に、要求元通信端末、要求先通信端末および要求元通信端末の対応暗号鍵を含む通信開始要求の通信制御データを生成し、通信相手から通信開始要求の通信制御データを受信した際に、要求先通信端末の対応暗号鍵を含む通信開始受諾の通信制御データを生成する通信制御データ生成部である。 The communication control data processing unit 57C is a communication control data generation unit that generates communication control data for a communication start request including the requesting communication terminal, the requested communication terminal, and the corresponding encryption key of the requesting communication terminal when it receives a communication start request from its own communication terminal, the requesting communication terminal, which is a communication terminal connected to the communication partner via a network, and generates communication control data for a communication start acceptance including the corresponding encryption key of the requested communication terminal when it receives the communication control data for the communication start request from the communication partner.

動作を説明する。図17および図18は、地球局1Cに接続する通信端末3が地球局1Cに接続する通信端末3と通信する際の概略手順を説明するフローチャートである。図17に、ステップS08Cまでの処理を図示し、図18にステップS09Cからの処理を図示する。地球局1Cおよび地球局1Cにおいて、系列Aの衛星通信部33が高高度疑似衛星9で中継される通信回線で通信し、系列Bの衛星通信部33が低軌道衛星4で中継される通信回線で通信する。地球局1Cおよび地球局1Cにおいて、系列AがU-Planeであり、系列BがC-Planeであるとする。各地球局1Cで、各通信端末に対してU-Planeを系列Aまたは系列Bの一方とし、C-Planeを他方とすればよい。 The operation will be described. Figures 17 and 18 are flow charts for explaining the outline of the procedure when the communication terminal 3 1 connected to the earth station 1C 1 communicates with the communication terminal 3 2 connected to the earth station 1C 2. Figure 17 illustrates the process up to step S08C, and Figure 18 illustrates the process from step S09C. In the earth station 1C 1 and the earth station 1C 2 , the satellite communication unit 33 A of the series A communicates through a communication line relayed by the high altitude pseudo satellite 9, and the satellite communication unit 33 B of the series B communicates through a communication line relayed by the low orbit satellite 4. In the earth station 1C 1 and the earth station 1C 2 , the series A is U-Plane, and the series B is C-Plane. In each earth station 1C, the U-Plane may be one of the series A and series B for each communication terminal, and the C-Plane may be the other.

無線通信システム100Cでは、高高度疑似衛星9が第1対流圏外移動体である。低軌道衛星4が、第2対流圏外移動体である。高高度疑似衛星通信回線21および高高度疑似衛星間通信回線22が、第1対流圏外通信回線である。低軌道衛星通信回線6および低軌道衛星間通信回線が、第2対流圏外通信回線である。衛星通信部33が、第1対流圏外通信部である。衛星通信部33が、第2対流圏外通信部である。第1対流圏外通信回線および第2対流圏外通信回線は、対流圏外に含まれる少なくとも3個の互いに異なる高度をそれぞれ移動する対流圏外移動体に搭載された対流圏外中継局でそれぞれ中継される少なくとも3種類の対流圏外通信回線の中から選択された対流圏外通信回線である。 In the wireless communication system 100C, the high altitude pseudo satellite 9 is the first extra-troposphere mobile body. The low orbit satellite 4 is the second extra-troposphere mobile body. The high altitude pseudo satellite communication link 21 and the high altitude inter-pseudo satellite communication link 22 are the first extra-troposphere communication link. The low orbit satellite communication link 6 and the low orbit inter-satellite communication link are the second extra-troposphere communication link. The satellite communication unit 33A is the first extra-troposphere communication unit. The satellite communication unit 33B is the second extra-troposphere communication unit. The first extra-troposphere communication link and the second extra-troposphere communication link are extra-troposphere communication links selected from at least three types of extra-troposphere communication links respectively relayed at extra-troposphere relay stations mounted on extra-troposphere mobile bodies moving at at least three mutually different altitudes included in the troposphere.

ステップS01で、通信端末3が通信端末3と通信する通信開始要求を地球局1Cに送信し、地球局1CのネットワークIF部16が受信する。ステップS02Cで、地球局1Cおよび地球局1Cが通信端末3と通信端末3との間の通信に使用する暗号鍵および復号鍵を決めてデータ記憶部58Cに記憶する。S02Cの処理は、図19および図20に示すフローチャートで説明する。S02Cの処理は、静止衛星5ではなく低軌道衛星4で中継される点で、S02の処理とは異なる。また、S02Cの処理は、公開鍵暗号方式の暗号鍵および復号鍵を決める点でも異なる。 In step S01, the communication terminal 3.1 transmits a communication start request to the earth station 1C.1 to communicate with the communication terminal 3.2 , and the network IF unit 16 of the earth station 1C.1 receives the request. In step S02C, the earth stations 1C.1 and 1C.2 determine an encryption key and a decryption key to be used for communication between the communication terminals 3.1 and 3.2 , and store the determined keys in the data storage unit 58C. The process of S02C will be described with reference to the flowcharts shown in Figs. 19 and 20. The process of S02C differs from the process of S02 in that the communication is relayed by a low-orbit satellite 4, not a geostationary satellite 5. The process of S02C also differs in that an encryption key and a decryption key for a public key cryptosystem are determined.

ステップS03C以降が、通信端末3と通信端末3の間でユーザデータおよび通信制御データを通信する処理である。S03CからステップS05Cが、通信端末3から通信端末3へユーザデータUDを送信する手順である。ステップS06CからステップS08Cが、通信端末3から通信端末3へユーザデータUDを送信する手順である。ステップS09CからステップS11が、通信端末3または地球局1Cから地球局1Cへ通信制御データCCを送信する手順である。S11は、地球局1の場合と同じ処理である。ステップS12CからステップS14が、通信端末3または地球局1Cから地球局1Cへ通信制御データCCを送信する手順である。S14は、地球局1の場合と同じ処理である。S03CからS05Cの処理と、S06CからS08Cの処理と、S09CからS11の処理と、S12CからS14の処理とは、並行して実行される。 Step S03C and after are the process of communicating user data and communication control data between communication terminal 3-1 and communication terminal 3-2 . Steps S03C to S05C are the procedure of transmitting user data UD -1 from communication terminal 3-1 to communication terminal 3-2 . Steps S06C to S08C are the procedure of transmitting user data UD -2 from communication terminal 3-2 to communication terminal 3-1 . Steps S09C to S11 are the procedure of transmitting communication control data CC -1 from communication terminal 3-1 or earth station 1C-1 to earth station 1C-2. S11 is the same process as in the case of earth station 1-1. Steps S12C to S14 are the procedure of transmitting communication control data CC-2 from communication terminal 3-2 or earth station 1C -2 to earth station 1C- 1 . S14 is the same process as in the case of earth station 1-1 . The process from S03C to S05C, the process from S06C to S08C, the process from S09C to S11, and the process from S12C to S14 are executed in parallel.

S03CからS05Cの処理は、高高度疑似衛星9で中継される点が異なるが、S03からS05の処理と同様である。S06CからS08Cの処理は、高高度疑似衛星9で中継される点が異なるが、S06からS08の処理と同様である。S09CからS11の処理は、低軌道衛星4で中継される点が異なるが、S09からS11の処理と同様である。S12CからS14の処理は、低軌道衛星4で中継される点が異なるが、S12からS14の処理と同様である。 The processing from S03C to S05C is similar to the processing from S03 to S05, except that it is relayed by a high altitude pseudo satellite 9. The processing from S06C to S08C is similar to the processing from S06 to S08, except that it is relayed by a high altitude pseudo satellite 9. The processing from S09C to S11 is similar to the processing from S09 to S11, except that it is relayed by a low altitude satellite 4. The processing from S12C to S14 is similar to the processing from S12 to S14, except that it is relayed by a low altitude satellite 4.

S03Cで、通信端末3が通信端末3に送信するユーザデータUDを、地球局1Cが暗号化ユーザデータCDに変換し、高高度疑似衛星9に向けて電波RUとして放射する。ステップS04Cで、高高度疑似衛星9が電波RUを受信して、電波RUを周波数変換し増幅して電波RCとして放射する。電波RCを高高度疑似衛星9が受信して、電波RCを周波数変換し増幅して電波RDとして放射する。ステップS05Cで、地球局1Cが電波RDを受信し、電波RDを復調および復号してユーザデータUDを生成する。地球局1Cは、ユーザデータUDを通信端末3に送信する。S03Cの処理は、図21に示すフローチャートで説明する。S05Cの処理は、図22に示すフローチャートで説明する。 In step S03C, the earth station 1C1 converts the user data UD1 transmitted from the communication terminal 31 to the communication terminal 32 into encrypted user data CD1 , and transmits the data as radio waves RU1 toward the high altitude pseudo satellite 91. In step S04C, the high altitude pseudo satellite 91 receives the radio waves RU1 , frequency-converts and amplifies the radio waves RU1 , and transmits the radio waves as radio waves RC1 . The high altitude pseudo satellite 92 receives the radio waves RC1 , frequency-converts and amplifies the radio waves RC1, and transmits the radio waves as radio waves RD2 . In step S05C, the earth station 1C2 receives the radio waves RD2 , and demodulates and decodes the radio waves RD2 to generate the user data UD1 . The earth station 1C2 transmits the user data UD1 to the communication terminal 32. The process in step S03C will be described with reference to the flowchart shown in FIG. 21. The process in step S05C will be described with reference to the flowchart shown in FIG. 22.

ステップS06Cで、通信端末3が通信端末3に送信するユーザデータUDを、地球局1Cが暗号化ユーザデータCDに変換し、高高度疑似衛星9に向けて電波RUとして放射する。ステップS07Cで、高高度疑似衛星9が電波RUを受信して、電波RUを周波数変換し増幅して電波RCとして放射する。電波RCを高高度疑似衛星9が受信して、電波RCを周波数変換し増幅して電波RDとして放射する。ステップS08Cで、地球局1Cが電波RDを受信し、電波RDを復調および復号してユーザデータUDを生成する。地球局1Cは、ユーザデータUDを通信端末3に送信する。S06Cの処理は、図23に示すフローチャートで説明する。S08Cの処理は、図24に示すフローチャートで説明する。 In step S06C, the earth station 1C2 converts the user data UD2 transmitted from the communication terminal 32 to the communication terminal 31 into encrypted user data CD2 , and transmits the data as radio waves RU2 toward the high altitude pseudo satellite 91. In step S07C, the high altitude pseudo satellite 92 receives the radio waves RU2 , frequency-converts and amplifies the radio waves RU2 , and transmits the radio waves as radio waves RC2 . The high altitude pseudo satellite 91 receives the radio waves RC2 , frequency-converts and amplifies the radio waves RC2, and transmits the radio waves as radio waves RD1 . In step S08C, the earth station 1C1 receives the radio waves RD1 , and demodulates and decodes the radio waves RD1 to generate user data UD2 . The earth station 1C1 transmits the user data UD2 to the communication terminal 31. The process of S06C will be described with reference to the flowchart shown in FIG. 23. The process of S08C will be described with reference to the flowchart shown in FIG. 24.

ステップS09Cで、地球局1Cが地球局1Cに送信する通信制御データCCを、地球局1Cが低軌道衛星4に向けて電波RUC1として放射する。ステップS10Cで、低軌道衛星4が電波RUC1を受信して、電波RUC1を周波数変換し増幅して電波RDC1として放射する。低軌道衛星4が電波RDC1を受信して、電波RDC1を周波数変換し増幅して電波RDC2として放射する。S11で、地球局1Cが電波RDC2を受信し、電波RDC2を復調して通信制御データCCを生成する。地球局1Cは、通信制御データCCを処理して通信端末3と通信端末3の間の通信を制御する。S09Cの処理は、図25に示すフローチャートで説明する。 In step S09C, the earth station 1C1 transmits the communication control data CC1 to the earth station 1C2 , which is then radiated as radio waves RUC1 by the earth station 1C1 toward the low-earth orbit satellite 41. In step S10C, the low-earth orbit satellite 41 receives the radio waves RUC1 , frequency-converts and amplifies the radio waves RUC1 , and radiates them as radio waves RDC1 . The low-earth orbit satellite 42 receives the radio waves RDC1 , frequency-converts and amplifies the radio waves RDC1 , and radiates them as radio waves RDC2 . In S11, the earth station 1C2 receives the radio waves RDC2 , demodulates the radio waves RDC2 , and generates the communication control data CC1 . The earth station 1C2 processes the communication control data CC1 to control the communication between the communication terminal 31 and the communication terminal 32. The process in S09C will be described with reference to the flow chart shown in FIG. 25.

ステップS12Cで、地球局1Cが地球局1Cに送信する通信制御データCCを、地球局1Cが低軌道衛星4に向けて電波RUC2として放射する。ステップS13Cで、低軌道衛星4が電波RUC2を受信して、電波RUC2を周波数変換し増幅して電波RDC2として放射する。低軌道衛星4が電波RDC2を受信して、電波RDC2を周波数変換し増幅して電波RDC1として放射する。ステップS14で、地球局1Cが電波RDC1を受信し、電波RDC1を復調して通信制御データCCを生成する。地球局1Cは、通信制御データCCを処理して通信端末3と通信端末3の間の通信を制御する。S12Cの処理は、図26に示すフローチャートで説明する。 In step S12C, the earth station 1C2 transmits the communication control data CC2 to the earth station 1C1 , which is then radiated as radio waves RU- C2 by the earth station 1C2 toward the low-earth orbit satellite 4-2 . In step S13C, the low-earth orbit satellite 4-2 receives the radio waves RU- C2 , frequency-converts and amplifies the radio waves RU- C2 , and radiates them as radio waves RD- C2 . The low-earth orbit satellite 4-1 receives the radio waves RD- C2 , frequency-converts and amplifies the radio waves RD- C2 , and radiates them as radio waves RD- C1 . In step S14, the earth station 1C1 receives the radio waves RD- C1 , demodulates the radio waves RD- C1 , and generates communication control data CC -2 . The earth station 1C1 processes the communication control data CC -2 to control the communication between the communication terminal 3-1 and the communication terminal 3-2 . The process of S12C will be described with reference to the flow chart shown in FIG. 26.

図19および図20を参照して、S02Cにおいて、衛星通信システム100Cにおいて、地球局1および地球局1が、通信端末3と通信端末3との間の通信に使用する復号鍵および暗号鍵を決めてデータ記憶部58Cに記憶する処理の手順を説明する。図19および図20について、衛星通信システム100の場合の図5および図6とは異なる点を説明する。静止衛星5で中継される静止衛星通信回線8ではなく、低軌道衛星4で中継される低軌道衛星通信回線6および低軌道衛星間通信回線7で通信開始要求および通信開始受諾の通信制御データを通信するので、ステップS26C、S27C、S28CおよびステップS35C、S36C、S37Cを変更している。地球局1Cが有する暗号鍵復号鍵管理部55Cは、送信元通信端末ごとに暗号鍵ではなく復号鍵を管理するので、ステップS22C、S23C、S24C、S29C、S30C、S31C、S32C、S33C、S38C、S39Cを変更している。 With reference to Figures 19 and 20, the procedure of processing in S02C in which earth station 1-1 and earth station 1-2 determine the decryption key and encryption key to be used for communication between communication terminal 3-1 and communication terminal 3-2 and store them in data storage unit 58C in satellite communication system 100C will be described. Regarding Figures 19 and 20, the difference from Figures 5 and 6 in the case of satellite communication system 100 will be described. Since communication control data for a communication start request and communication start acceptance is communicated not through geostationary satellite communication line 8 relayed by geostationary satellite 5 but through low-earth orbit satellite communication line 6 relayed by low-earth orbit satellite 4 and low-earth orbit inter-satellite communication line 7, steps S26C, S27C, S28C and steps S35C, S36C, S37C have been changed. An encryption key/decryption key management section 55C in the earth station 1C manages decryption keys instead of encryption keys for each source communication terminal, and therefore steps S22C, S23C, S24C, S29C, S30C, S31C, S32C, S33C, S38C and S39C are modified.

ステップS21で、地球局1Cのデータ処理装置14において通信端末3からの通信開始要求が、通信制御データ処理部57Cに転送される。ステップS22Cで、通信制御データ処理部57Cに起動された暗号鍵復号鍵管理部55Cが、復号鍵89Cで通信端末3のU-Plane側(系列A)の復号鍵が設定されているかチェックする。復号鍵が設定されていない(S22CでNO)場合は、ステップS23Cで、暗号鍵復号鍵管理部55Cは、通信端末3のU-Plane側(系列A)の復号鍵DKと対応暗号鍵CKを決める。暗号鍵復号鍵管理部55Cは、決めた復号鍵DKを復号鍵89Cに記憶させ、対応暗号鍵CKを対応暗号鍵91Cに記憶させる。S23Cの実行後および復号鍵89Cで通信端末3のU-Plane側(系列A)の復号鍵が設定されている(S22CでYES)場合は、ステップS24Cへ進む。 In step S21, the data processing device 14 of the earth station 1C1 transfers a communication start request from the communication terminal 3.1 to the communication control data processing unit 57C. In step S22C, the encryption key/decryption key management unit 55C started by the communication control data processing unit 57C checks whether the decryption key of the U-Plane side (series A) of the communication terminal 3.1 is set in the decryption key 89C. If the decryption key is not set (NO in S22C), in step S23C, the encryption key/decryption key management unit 55C determines the decryption key DK1 and the corresponding encryption key CK1 of the U-Plane side (series A) of the communication terminal 3.1 . The encryption key/decryption key management unit 55C stores the determined decryption key DK1 in the decryption key 89C and stores the corresponding encryption key CK1 in the corresponding encryption key 91C. After execution of S23C and if the decryption key for the U-Plane side (series A) of the communication terminal 31 is set in the decryption key 89C (YES in S22C), the process proceeds to step S24C.

S24Cで、地球局1Cの通信制御データ処理部57Cは、通信端末3、通信端末3および、対応暗号鍵91Cから取得した通信端末3の対応暗号鍵CKを含む通信開始要求の通信制御データCCを生成し、衛星通信IF部50に送信する。ステップS25で、衛星通信IF部50は、通信制御データCCを通信端末3のC-Plane側(系列A)である衛星通信部33に送信する。ステップS26Cで、地球局1Cの衛星通信部33は、通信制御データCCを電波RUとして低軌道衛星4に向けて放射する。具体的には、地球局1Cの衛星通信部33が有する変復調器13が通信制御データCCで変調して送信信号SSを生成する。周波数変換器12が送信信号SSを周波数変換する。アンテナ装置11が、周波数変換された送信信号SSを低軌道衛星4に向けて電波RUとして放射する。 In step S24C, the communication control data processing unit 57C of the earth station 1C1 generates communication control data CC1 of a communication start request including the corresponding encryption key CK1 of the communication terminal 31 , the communication terminal 32 , and the communication terminal 31 acquired from the corresponding encryption key 91C , and transmits it to the satellite communication IF unit 50. In step S25, the satellite communication IF unit 50 transmits the communication control data CC1 to the satellite communication unit 33A , which is the C-Plane side (series A) of the communication terminal 31. In step S26C, the satellite communication unit 33A of the earth station 1C1 radiates the communication control data CC1 as radio waves RU1 toward the low-orbit satellite 41. Specifically, the modem 13A of the satellite communication unit 33A of the earth station 1C1 modulates the communication control data CC1 to generate a transmission signal SS1 . The frequency converter 12A converts the frequency of the transmission signal SS1 . The antenna device 11A radiates the frequency-converted transmission signal SS1 toward the low earth orbit satellite 41 as a radio wave RU1 .

ステップS27Cで、低軌道衛星4は電波RUを受信し、周波数変換し増幅して電波RDを放射する。低軌道衛星4が電波RDを受信して、電波RDを周波数変換し増幅して電波RDとして放射する。ステップS28Cで、地球局1Cの衛星通信部33が電波RDを受信して、通信制御データCCを生成する。通信制御データCCを受信した衛星通信IF部50が通信制御データ処理部57Cに転送する。ステップS29Cで、通信制御データ処理部57Cが通信制御データCCから要求元通信端末である通信端末3と暗号鍵CKとを取り出し、暗号鍵復号鍵管理部55Cを起動する。 In step S27C, the low-earth orbit satellite 41 receives the radio wave RU1 , frequency converts and amplifies it, and radiates the radio wave RD1 . The low-earth orbit satellite 42 receives the radio wave RD1 , frequency converts and amplifies it , and radiates it as radio wave RD2 . In step S28C, the satellite communication unit 33A of the earth station 1C2 receives the radio wave RD2 and generates communication control data CC1 . The satellite communication IF unit 50 that receives the communication control data CC1 transfers it to the communication control data processing unit 57C. In step S29C, the communication control data processing unit 57C extracts the communication terminal 31, which is the requesting communication terminal, and the encryption key CK1 from the communication control data CC1 , and starts the encryption key/decryption key management unit 55C.

ステップS30Cで、暗号鍵復号鍵管理部55Cは、通制御データCCから取り出された暗号鍵CKを、通信端末3のU-Plane側(系列A)の使用暗号鍵として使用暗号鍵90Cに記憶させる。ステップS31Cで、暗号鍵復号鍵管理部55Cが要求先通信端末である通信端末3のU-Plane側(系列A)の復号鍵が復号鍵89Cで設定されているかチェックする。復号鍵が設定されていない(S31CでNO)場合は、ステップS32Cで、暗号鍵復号鍵管理部55Cは、通信端末3のU-Plane側(系列A)の復号鍵DKと対応暗号鍵CKを決める。暗号鍵復号鍵管理部55Cは、決めた復号鍵DKを復号鍵89Cに記憶させ、対応暗号鍵CKを対応暗号鍵91Cに記憶させる。S32Cの実行後および復号鍵89Cで通信端末3のU-Plane側(系列A)の復号鍵が設定されている(S31CでYES)場合は、ステップS33Cへ進む。 In step S30C, the encryption key decryption key management unit 55C stores the encryption key CK1 extracted from the communication control data CC1 in the encryption key to be used 90C as the encryption key to be used on the U-Plane side (series A) of the communication terminal 31. In step S31C, the encryption key decryption key management unit 55C checks whether the decryption key on the U-Plane side (series A) of the communication terminal 32 , which is the request destination communication terminal, is set as the decryption key 89C. If the decryption key is not set (NO in S31C), in step S32C, the encryption key decryption key management unit 55C determines the decryption key DK2 and the corresponding encryption key CK2 on the U-Plane side (series A) of the communication terminal 32. The encryption key decryption key management unit 55C stores the determined decryption key DK2 in the decryption key 89C and stores the corresponding encryption key CK2 in the corresponding encryption key 91C. After execution of S32C and if the decryption key for the U-Plane side (series A) of the communication terminal 32 is set in the decryption key 89C (YES in S31C), the process proceeds to step S33C.

S33Cで、地球局1Cの通信制御データ処理部57Cは、通信端末3、通信端末3および、対応暗号鍵91Cから取得した通信端末3の対応暗号鍵CKを含む通信開始受諾の通信制御データCCを生成し、衛星通信IF部50に送信する。ステップS34で、衛星通信IF部50は、通信制御データCCを通信端末3のC-Plane側(系列A)である衛星通信部33に送信する。ステップS35Cで、地球局1Cの衛星通信部33は、通信制御データCCを電波RUとして低軌道衛星4に向けて放射する。具体的には、地球局1Cの衛星通信部33が有する変復調器13が通信制御データCCで変調して送信信号SSを生成する。周波数変換器12が送信信号SSを周波数変換する。アンテナ装置11が、周波数変換された送信信号SSを低軌道衛星4に向けて電波RUとして放射する。 In step S33C, the communication control data processing unit 57C of the earth station 1C2 generates communication control data CC2 for accepting the start of communication, including the corresponding encryption key CK2 of the communication terminal 31 , the communication terminal 32 , and the corresponding encryption key 91C of the communication terminal 32, and transmits the communication control data CC2 to the satellite communication IF unit 50. In step S34, the satellite communication IF unit 50 transmits the communication control data CC2 to the satellite communication unit 33A , which is the C-Plane side (series A) of the communication terminal 31. In step S35C, the satellite communication unit 33A of the earth station 1C2 radiates the communication control data CC2 as radio waves RU2 toward the low-orbit satellite 42. Specifically, the modem 13A of the satellite communication unit 33A of the earth station 1C2 modulates the communication control data CC2 to generate a transmission signal SS2 . The frequency converter 12A converts the frequency of the transmission signal SS2 . The antenna device 11A radiates the frequency-converted transmission signal SS2 toward the low earth orbit satellite 42 as a radio wave RU2 .

ステップS36Cで、低軌道衛星4は電波RUを受信し、周波数変換し増幅して電波RDを放射する。低軌道衛星4が電波RDを受信して、電波RDを周波数変換し増幅して電波RDとして放射する。ステップS37Cで、地球局1Cの衛星通信部33が電波RDを受信して、通信制御データCCを生成する。通信制御データCCを受信した衛星通信IF部50が通信制御データ処理部57Cに転送する。ステップS38Cで、通信制御データ処理部57Cが通信制御データCCから要求先通信端末である通信端末3と暗号鍵CKとを取り出し、暗号鍵復号鍵管理部55Cを起動する。ステップS39で、暗号鍵復号鍵管理部55Cは暗号鍵CKを、通信端末3のU-Plane側(系列A)の暗号鍵として使用暗号鍵90Cに記憶させる。 In step S36C, the low-earth orbit satellite 42 receives the radio wave RU2 , converts the frequency, amplifies it, and radiates the radio wave RD2 . The low-earth orbit satellite 41 receives the radio wave RD2 , converts the frequency of the radio wave RD2 , amplifies it, and radiates it as the radio wave RD1 . In step S37C, the satellite communication unit 33A of the earth station 1C1 receives the radio wave RD1 and generates the communication control data CC2 . The satellite communication IF unit 50 that received the communication control data CC2 transfers it to the communication control data processing unit 57C. In step S38C, the communication control data processing unit 57C extracts the communication terminal 32 , which is the request destination communication terminal, and the encryption key CK2 from the communication control data CC2, and starts the encryption key decryption key management unit 55C. In step S39, the encryption key decryption key management unit 55C stores the encryption key CK2 in the encryption key used 90C as the encryption key of the U-Plane side (series A) of the communication terminal 32 .

図21を参照して、S03Cの通信端末3が通信端末3に送信するユーザデータUDを地球局1Cが暗号化ユーザデータCDに変換し、高高度疑似衛星9に向けて電波RUとして放射する処理の手順を説明する。図21について、地球局1の場合の図7と異なる点を説明する。 21, the procedure of the process in which the earth station 1C1 converts user data UD1 to be transmitted from the communication terminal 31 of S03C to the communication terminal 32 into encrypted user data CD1 and radiates the data as radio waves RU1 toward the high altitude pseudo satellite 91 will be described. The points in FIG. 21 that differ from FIG. 7 in the case of the earth station 11 will be described.

地球局1Cは、送信元通信端末ごとに暗号鍵を決めて管理する。地球局1Cは、送信元通信端末ごとに復号鍵を決めて管理する。ステップS43Cで、暗号装置制御部56Cが使用暗号鍵90Cを参照して、通信端末3の暗号鍵CKを取得する。ステップS44Cで、暗号装置制御部56CがユーザデータUDを暗号鍵CKで暗号化するように暗号装置15Cに指示して、暗号装置15Cが暗号化ユーザデータCDを生成する。 The earth station 1C determines and manages an encryption key for each source communication terminal. The earth station 1C determines and manages a decryption key for each source communication terminal. In step S43C, the encryption device control unit 56C refers to the encryption key in use 90C and obtains the encryption key CK2 of the communication terminal 32. In step S44C, the encryption device control unit 56C instructs the encryption device 15C to encrypt the user data UD1 with the encryption key CK2 , and the encryption device 15C generates encrypted user data CD1 .

ステップS46Cで、地球局1Cの衛星通信部33が暗号化ユーザデータCDを電波RUとして高高度疑似衛星9に向けて放射する。具体的には、地球局1Cの衛星通信部33が有する変復調器13が、暗号化ユーザデータCDで変調して送信信号SSを生成する。周波数変換器12が、送信信号SSを周波数変換する。アンテナ装置11が、周波数変換された送信信号SSを高高度疑似衛星9に向けて電波RUとして放射する。 In step S46C, the satellite communication unit 33A of the earth station 1C1 radiates the encrypted user data CD1 as radio waves RU1 toward the high altitude pseudo satellite 91. Specifically, the modem 13A of the satellite communication unit 33A of the earth station 1C1 generates a transmission signal SS1 by modulating the encrypted user data CD1 . The frequency converter 12A converts the frequency of the transmission signal SS1 . The antenna device 11A radiates the frequency-converted transmission signal SS1 toward the high altitude pseudo satellite 91 as radio waves RU1 .

図22を参照して、S05Cで、地球局1Cが電波RDを受信し、電波RDを復調および復号して生成したユーザデータUDを通信端末3に送信する処理の手順を説明する。図22について、地球局1の場合の図8と異なる点を説明する。 22, a process procedure will be described in which the earth station 1C2 receives radio waves RD2 , demodulates and decodes the radio waves RD2 , generates user data UD1 , and transmits the generated data to the communication terminal 32. The differences between the process shown in FIG. 22 and the process shown in FIG. 8 for the earth station 11 will be described.

ステップS53Cで、地球局1Cの暗号装置制御部56Cは、復号鍵89Cを参照して、通信端末3の復号鍵DKを取得する。ステップS54Cで、暗号装置制御部56Cが暗号化ユーザデータCDを復号鍵DKで復号するように暗号装置15Cに指示して、暗号装置15CがユーザデータUDを生成する。 In step S53C, the encryption device control unit 56C of the earth station 1C2 refers to the decryption key 89C and acquires the decryption key DK2 of the communication terminal 32. In step S54C, the encryption device control unit 56C instructs the encryption device 15C to decrypt the encrypted user data CD1 with the decryption key DK2 , and the encryption device 15C generates user data UD1 .

図23を参照して、S06Cで、通信端末3が通信端末3に送信するユーザデータUDを地球局1Cが暗号化ユーザデータCDに変換し、高高度疑似衛星9に向けて電波RUとして放射する処理の手順を説明する。図23は、図21と同様である。図23について、地球局1の場合の図9と異なる点を説明する。 With reference to Fig. 23, a process procedure will be described in which the earth station 1C2 converts user data UD2 transmitted from the communication terminal 32 to the communication terminal 31 into encrypted user data CD2 in S06C and radiates the data as radio waves RU2 toward the high altitude pseudo satellite 92. Fig. 23 is similar to Fig. 21. Regarding Fig. 23, the differences from Fig. 9 in the case of the earth station 11 will be described.

ステップS63Cで、暗号装置制御部56Cが使用暗号鍵90Cを参照して、通信端末3の暗号鍵CKを取得する。ステップS64Cで、暗号装置制御部56CがユーザデータUDを暗号鍵CKで暗号化するように暗号装置15Cに指示して、暗号装置15Cが暗号化ユーザデータCDを生成する。 In step S63C, the encryption device control unit 56C refers to the encryption key in use 90C and obtains the encryption key CK1 of the communication terminal 3.1 . In step S64C, the encryption device control unit 56C instructs the encryption device 15C to encrypt the user data UD2 with the encryption key CK1 , and the encryption device 15C generates encrypted user data CD2 .

ステップS66Cで、衛星通信部33が暗号化ユーザデータCDを電波RUとして高高度疑似衛星9に向けて放射する。具体的には、地球局1Cの衛星通信部33が有する変復調器13が、暗号化ユーザデータCDで変調して送信信号SSを生成する。周波数変換器12が、送信信号SSを周波数変換する。アンテナ装置11が、周波数変換された送信信号SSを高高度疑似衛星9に向けて電波RUとして放射する。 In step S66C, the satellite communication unit 33A radiates the encrypted user data CD2 as radio waves RU2 toward the high altitude pseudo satellite 92. Specifically, the modem 13A of the satellite communication unit 33A of the earth station 1C2 generates a transmission signal SS2 by modulating the encrypted user data CD2 . The frequency converter 12A converts the frequency of the transmission signal SS2 . The antenna device 11A radiates the frequency-converted transmission signal SS2 toward the high altitude pseudo satellite 92 as radio waves RU2 .

図24を参照して、S08Cで、地球局1Cが電波RDを受信し、電波RDを復調および復号して生成したユーザデータUDを通信端末3に送信する処理の手順を説明する。図24は、図22と同様である。図24について、地球局1の場合の図10と異なる点を説明する。 With reference to Fig. 24, the procedure of the process in S08C in which the earth station 1C1 receives the radio wave RD1 , demodulates and decodes the radio wave RD1 to generate user data UD2 and transmits it to the communication terminal 31 will be described. Fig. 24 is similar to Fig. 22. Regarding Fig. 24, the differences from Fig. 10 in the case of the earth station 11 will be described.

ステップS73Cで、地球局1Cの暗号装置制御部56Cは、復号鍵89Cを参照して、通信端末3の復号鍵DKを取得する。ステップS74Cで、暗号装置制御部56Cが暗号化ユーザデータCDを復号鍵DKで復号するように暗号装置15Cに指示して、暗号装置15CがユーザデータUDを生成する。 In step S73C, the encryption device control unit 56C of the earth station 1C1 refers to the decryption key 89C and acquires the decryption key DK1 of the communication terminal 31. In step S74C, the encryption device control unit 56C instructs the encryption device 15C to decrypt the encrypted user data CD2 with the decryption key DK1 , and the encryption device 15C generates user data UD2 .

図25を参照して、S09Cで、地球局1Cが地球局1Cに送信する通信制御データCCを、地球局1Cが低軌道衛星4に向けて電波RUC1として放射する処理の手順を説明する。図25について、地球局1の場合の図11とは異なる点を説明する。 25, a process procedure will be described in which the earth station 1C1 transmits the communication control data CC1 to the earth station 1C2 in S09C as radio waves RUC1 to the low earth orbit satellite 41. The points in FIG. 25 that are different from FIG. 11 for the earth station 1C1 will be described.

ステップS86Cで、地球局1Cの衛星通信部33は、通信制御データCCを電波RUC1として低軌道衛星4に向けて放射する。具体的には、地球局1Cの衛星通信部33が有する変復調器13が通信制御データCCで変調して送信信号SSを生成する。周波数変換器12が送信信号SSを周波数変換する。アンテナ装置11が、周波数変換された送信信号SSを低軌道衛星4に向けて電波RUC1として放射する。 In step S86C, the satellite communication unit 33A of the earth station 1C1 radiates the communication control data CC1 as radio waves RUC1 toward the low earth orbit satellite 41. Specifically, the modem 13A of the satellite communication unit 33A of the earth station 1C1 modulates the communication control data CC1 to generate a transmission signal SS1 . The frequency converter 12A converts the frequency of the transmission signal SS1 . The antenna device 11A radiates the frequency-converted transmission signal SS1 toward the low earth orbit satellite 41 as radio waves RUC1 .

図26を参照して、S12Cで、地球局1Cが地球局1Cに送信する通信制御データCCを、地球局1Cが低軌道衛星4に向けて電波RUC2として放射する処理の手順を説明する。図26は、図25と同様である。図26について、地球局1の場合の図13とは異なる点を説明する。 With reference to Fig. 26, the procedure of processing in S12C in which the earth station 1C2 transmits communication control data CC2 to the earth station 1C1 as radio waves RUC2 to the low earth orbit satellite 42 will be described . Fig . 26 is similar to Fig. 25. Regarding Fig. 26, the differences from Fig. 13 in the case of the earth station 11 will be described.

ステップS96Cで、地球局1Cの衛星通信部33は、通信制御データCCを電波RUC2として低軌道衛星4に向けて放射する。具体的には、地球局1Cの衛星通信部33が有する変復調器13が通信制御データCCで変調して送信信号SSを生成する。周波数変換器12が送信信号SSを周波数変換する。アンテナ装置11が、周波数変換された送信信号SSを低軌道衛星4に向けて電波RUC2として放射する。 In step S96C, the satellite communication unit 33A of the earth station 1C2 radiates the communication control data CC2 as radio waves RUC2 toward the low-earth orbit satellite 42. Specifically, the modem 13A of the satellite communication unit 33A of the earth station 1C2 modulates the communication control data CC2 to generate a transmission signal SS2 . The frequency converter 12A converts the frequency of the transmission signal SS2 . The antenna device 11A radiates the frequency-converted transmission signal SS2 toward the low-earth orbit satellite 42 as radio waves RUC2 .

地球局1Cは、ユーザデータは暗号化して高高度疑似衛星通信回線21で通信する。地球局1Cは、ユーザデータを暗号化するための暗号鍵および復号鍵は、低軌道衛星通信回線6で通信する。そのため、高高度疑似衛星通信回線21で通信するユーザデータを傍受されても暗号化されているので、ユーザデータの内容が知られることはない。暗号鍵および復号鍵は、低軌道衛星通信回線6で通信するので、ユーザデータが通信される高高度疑似衛星通信回線21を傍受されても、暗号鍵および復号鍵が漏れることはない。低軌道衛星通信回線6ではユーザデータは通信されないので、低軌道衛星通信回線6を傍受されても、ユーザデータの内容を知られることはない。 The earth station 1C encrypts the user data and communicates it over the high-altitude pseudo satellite communication line 21. The earth station 1C communicates the encryption key and decryption key for encrypting the user data over the low-altitude satellite communication line 6. Therefore, even if the user data communicated over the high-altitude pseudo satellite communication line 21 is intercepted, the contents of the user data will not be known because it has been encrypted. Since the encryption key and decryption key are communicated over the low-altitude satellite communication line 6, the encryption key and decryption key will not be leaked even if the high-altitude pseudo satellite communication line 21 over which the user data is communicated is intercepted. Since user data is not communicated over the low-altitude satellite communication line 6, the contents of the user data will not be known even if the low-altitude satellite communication line 6 is intercepted.

地球局1Cは、地上のインフラ設備を必要としない。地球局1Cは、移動体通信システムにおいて通信可能エリアの拡大を容易に実現できる。 Earth station 1C does not require terrestrial infrastructure facilities. Earth station 1C can easily expand the communication area in a mobile communication system.

地球局1Cは、他の通信システムを利用することなく送信側と受信側で暗号鍵(復号鍵を含む)を共有できる。地球局1Cは、暗号化されたユーザデータを通信できる。 Earth station 1C allows the sender and receiver to share an encryption key (including a decryption key) without using other communication systems. Earth station 1C can communicate encrypted user data.

地球局1Cでは、公開鍵暗号方式を使用しており、復号鍵(秘密鍵)を通信することはない。地球局1Cでは、共通鍵暗号方式を使用する地球局1よりも、復号鍵をより安全に管理できる。 Earth station 1C uses public key cryptography and does not communicate the decryption key (private key). Earth station 1C can manage the decryption key more securely than earth station 1, which uses common key cryptography.

地球局1Cでは、対流圏外に含まれる少なくとも3個の高度を移動する対流圏外移動体に搭載された中継局で中継される少なくとも3種類の対流圏外通信回線の中から第1対流圏外通信回線と第2対流圏外通信回線を選択できるので、第1対流圏外通信回線または第2対流圏外通信回線に異常がある場合に、他の対流圏外通信回線を使用して通信できる。 The earth station 1C can select a first extra-troposphere communication line and a second extra-troposphere communication line from at least three types of extra-troposphere communication lines relayed by relay stations mounted on extra-troposphere mobile bodies moving at at least three altitudes included in the troposphere, so that if there is a malfunction in the first extra-troposphere communication line or the second extra-troposphere communication line, communication can be performed using the other extra-troposphere communication line.

実施の形態3.
実施の形態3は、1組のフェーズドアレイアンテナ装置および衛星通信部を時分割で使用するように実施の形態2を変更した実施の形態である。衛星通信システム100Dでは、地球局1Dを変更している。図27を参照して、地球局1Dの構成を説明する。図27は、実施の形態3に係る通信装置(地球局1D)の構成を表す図である。図27について、実施の形態2の場合の図16とは異なる点を説明する。実施の形態1あるいは他の実施の形態を、1組のフェーズドアレイアンテナ装置および衛星通信部を時分割で使用するように変更してもよい。
Embodiment 3.
The third embodiment is an embodiment in which the second embodiment is modified so that a set of a phased array antenna device and a satellite communication unit are used in a time-division manner. In a satellite communication system 100D, the earth station 1D is modified. The configuration of the earth station 1D will be described with reference to Fig. 27. Fig. 27 is a diagram showing the configuration of a communication device (earth station 1D) according to the third embodiment. Regarding Fig. 27, the points different from Fig. 16 in the second embodiment will be described. The first embodiment or other embodiments may be modified so that a set of a phased array antenna device and a satellite communication unit are used in a time-division manner.

地球局1Dは、アンテナ装置11、11の替わりに、受信アンテナ装置17および送信アンテナ装置18を有する。受信アンテナ装置17および送信アンテナ装置18は、フェーズドアレイアンテナである。フェーズドアレイアンテナは、電気的に指向方向を高速に変更できる。受信アンテナ装置17および送信アンテナ装置18は、通信中衛星80に格納された対流圏外移動体(対流圏外移動体A)を追尾する期間と、通信中衛星80に格納された対流圏外移動体(対流圏外移動体B)を追尾する期間とを交互に有する。対流圏外移動体Aを追尾する期間では、対流圏外移動体Aに搭載された中継局で中継される対流圏外通信回線Aで、地球局1Dは通信する。対流圏外移動体Bを追尾する期間では、対流圏外移動体Bに搭載された中継局で中継される対流圏外通信回線Bで、地球局1Dは通信する。地球局1Dでは、対流圏外移動体Aは高高度疑似衛星9であり、対流圏外移動体Bは低軌道衛星4である。地球局1Dでは、対流圏外移動体Aは高高度疑似衛星9であり、対流圏外移動体Bは低軌道衛星4である。対流圏外移動体Aおよび対流圏外移動体Bは、少なくとも2種類の対流圏外移動体から2種類の対流圏外通移動体を選択すればよい。対流圏外移動体Aおよび対流圏外移動体Bを、入れ替えてもよい。 The earth station 1D has a receiving antenna device 17 and a transmitting antenna device 18 instead of the antenna devices 11A and 11B . The receiving antenna device 17 and the transmitting antenna device 18 are phased array antennas. The phased array antenna can electrically change its direction of orientation at high speed. The receiving antenna device 17 and the transmitting antenna device 18 alternate between a period in which they track an extratropospheric mobile object (extratropospheric mobile object A) stored in the communicating satellite 80A and a period in which they track an extratropospheric mobile object (extratropospheric mobile object B) stored in the communicating satellite 80B . During the period in which they track the extratropospheric mobile object A, the earth station 1D communicates through an extratropospheric communication line A relayed by a relay station mounted on the extratropospheric mobile object A. During the period in which they track the extratropospheric mobile object B, the earth station 1D communicates through an extratropospheric communication line B relayed by a relay station mounted on the extratropospheric mobile object B. In the earth station 1D1 , the extra-tropospheric mobile body A is a high-altitude pseudo satellite 91 , and the extra-tropospheric mobile body B is a low-earth orbit satellite 41. In the earth station 1D2 , the extra-tropospheric mobile body A is a high-altitude pseudo satellite 92 , and the extra-tropospheric mobile body B is a low-earth orbit satellite 42. The extra-tropospheric mobile body A and the extra-tropospheric mobile body B may be selected from at least two types of extra-tropospheric mobile bodies. The extra-tropospheric mobile body A and the extra-tropospheric mobile body B may be interchanged.

地球局1Dは、時分割で動作できるように、時分割制御部60および送信バッファ34、34を追加し、周波数変換器12D、変復調器13D、衛星通信IF部50D、追尾制御部52Dおよびデータ記憶部58Dを変更している。受信アンテナ装置17、送信アンテナ装置18、周波数変換器12Dおよび変復調器13Dは、1組の衛星通信部33Dを構成する。衛星通信部33Dは、時分割で衛星通信部33または衛星通信部33として動作する。 To enable the earth station 1D to operate in a time-division manner, a time-division control unit 60 and transmission buffers 34A and 34B are added, and the frequency converter 12D, the modem 13D, the satellite communication IF unit 50D, the tracking control unit 52D, and the data storage unit 58D are modified. The receiving antenna unit 17, the transmitting antenna unit 18, the frequency converter 12D, and the modem 13D constitute a set of satellite communication unit 33D. The satellite communication unit 33D operates in a time-division manner as satellite communication unit 33A or satellite communication unit 33B .

衛星通信部33Dが衛星通信部33として動作する期間では、地球局1Dでは高高度疑似衛星通信回線21で通信するように衛星通信部33Dが動作し、地球局1Dでは高高度疑似衛星通信回線21で通信するように衛星通信部33Dが動作する。 During the period when the satellite communication unit 33D operates as the satellite communication unit 33A , the satellite communication unit 33D operates to communicate through the high altitude pseudo satellite communication line 21-1 at the earth station 1D-1, and the satellite communication unit 33D operates to communicate through the high altitude pseudo satellite communication line 21-2 at the earth station 1D -2 .

衛星通信部33Dが衛星通信部33として動作する期間では、地球局1Dでは低軌道衛星通信回線6で通信するように衛星通信部33Dが動作し、地球局1Dでは低軌道衛星通信回線6で通信するように衛星通信部33Dが動作する。衛星通信部33Dは、受信アンテナ装置17および送信アンテナ装置18を含まないものと考えてもよい。 During the period when the satellite communication unit 33D operates as the satellite communication unit 33B , the satellite communication unit 33D operates so as to communicate with the earth station 1D1 via the low earth orbit satellite communication link 61 , and the satellite communication unit 33D operates so as to communicate with the earth station 1D2 via the low earth orbit satellite communication link 62. The satellite communication unit 33D may be considered not to include the receiving antenna device 17 and the transmitting antenna device 18.

時分割制御部60は、受信アンテナ装置17、送信アンテナ装置18、周波数変換器12Dおよび変復調器13Dを時分割で動作するように制御する。追尾制御部52Dは、対流圏外通信回線Aで通信する期間では、受信アンテナ装置17および送信アンテナ装置18が対流圏外移動体Aを追尾するように制御する。追尾制御部52Dは、対流圏外通信回線Bで通信する期間では、受信アンテナ装置17および送信アンテナ装置18が対流圏外移動体Bを追尾するように制御する。 The time-division control unit 60 controls the receiving antenna device 17, the transmitting antenna device 18, the frequency converter 12D, and the modem 13D to operate in a time-division manner. The tracking control unit 52D controls the receiving antenna device 17 and the transmitting antenna device 18 to track the extratropical mobile object A during the period when communication is performed via the extratropical communication line A. The tracking control unit 52D controls the receiving antenna device 17 and the transmitting antenna device 18 to track the extratropical mobile object B during the period when communication is performed via the extratropical communication line B.

データ処理装置14Dは、データ処理装置14と同様に動作する。変復調器13Dが時分割で動作するので、データ処理装置14Dからの出力と変復調器13Dとの間には、送信バッファ34、34を設ける。 The data processor 14D operates in the same manner as the data processor 14. Since the modulator/demodulator 13D operates in a time-division multiplexing manner, transmission buffers 34A and 34B are provided between the output from the data processor 14D and the modulator/demodulator 13D.

受信アンテナ装置17は、複数の素子受信アンテナ61を有する受信アンテナ部62と、素子受信アンテナ61が受信する素子受信信号を処理する素子受信信号処理部63とを有する。送信アンテナ装置18は、複数の素子送信アンテナ64を有する送信アンテナ部65と、素子送信アンテナ64が送信する素子送信信号を生成する素子送信信号生成部66とを有する。 The receiving antenna device 17 has a receiving antenna section 62 having multiple element receiving antennas 61, and an element receiving signal processing section 63 that processes element receiving signals received by the element receiving antennas 61. The transmitting antenna device 18 has a transmitting antenna section 65 having multiple element transmitting antennas 64, and an element transmitting signal generating section 66 that generates element transmitting signals transmitted by the element transmitting antennas 64.

素子受信信号処理部63は、出力端子67と、合成回路68と、素子受信アンテナ61ごとに設けられた受信モジュール69とを有する。出力端子67は、周波数変換器12Dに接続する。すなわち、受信アンテナ装置17は、周波数変換器12Dに接続する。受信モジュール69には、素子受信アンテナ61が電波を受信して生成する素子受信信号が入力される。複数の受信モジュール69が出力する信号は、合成回路68で合成されて出力端子67から出力される。 The element reception signal processing unit 63 has an output terminal 67, a synthesis circuit 68, and a reception module 69 provided for each element reception antenna 61. The output terminal 67 is connected to the frequency converter 12D. In other words, the reception antenna device 17 is connected to the frequency converter 12D. The element reception signal generated by the element reception antenna 61 upon receiving radio waves is input to the reception module 69. The signals output by the multiple reception modules 69 are synthesized by the synthesis circuit 68 and output from the output terminal 67.

素子送信信号生成部66は、入力端子70と、分配回路71と、素子送信アンテナ64ごとに設けられた送信モジュール72とを有する。入力端子70は、周波数変換器12Dに接続する。すなわち、送信アンテナ装置18は、周波数変換器12Dに接続する。入力端子70に入力される送信信号は、分配回路71で分配されて複数の送信モジュール72に入力される。送信モジュール72が出力する素子送信信号は素子送信アンテナ64に入力される。素子送信アンテナ64は、入力される素子送信信号を電波として空間に放射する。 The element transmission signal generating unit 66 has an input terminal 70, a distribution circuit 71, and a transmission module 72 provided for each element transmission antenna 64. The input terminal 70 is connected to the frequency converter 12D. That is, the transmission antenna device 18 is connected to the frequency converter 12D. The transmission signal input to the input terminal 70 is distributed by the distribution circuit 71 and input to multiple transmission modules 72. The element transmission signal output by the transmission module 72 is input to the element transmission antenna 64. The element transmission antenna 64 radiates the input element transmission signal into space as a radio wave.

素子受信信号処理部63は、それぞれの素子受信アンテナ61が出力する素子受信信号を、素子受信アンテナ61ごとに位相を変化させて合成する。位相の変化量は、指向方向、その素子受信アンテナ61の受信アンテナ部62全体の中での位置および受信周波数に応じて決められる。複数の素子受信信号の位相を変化させて合成することで、受信アンテナ部62は指向性を持ち、指向方向(受信方向)からの電波を受信することができる。受信アンテナ部62は、静止したままでその指向方向を変化させることができる。アンテナが静止したままで指向方向を変化させることを、電子的に指向方向を変化させるという。電子的に指向方向を変化させるため、受信モジュール69は、移相器73と増幅器74を有する。移相器73が変化させる位相の量(移相量)は、追尾制御部52Dから入力される。 The element reception signal processing unit 63 synthesizes the element reception signals output by each element reception antenna 61 by changing the phase for each element reception antenna 61. The amount of phase change is determined according to the direction of orientation, the position of the element reception antenna 61 in the entire reception antenna unit 62, and the reception frequency. By changing the phase of multiple element reception signals and synthesizing them, the reception antenna unit 62 has directionality and can receive radio waves from the direction of orientation (reception direction). The reception antenna unit 62 can change its direction of orientation while remaining stationary. Changing the direction of orientation while the antenna remains stationary is called electronically changing the direction of orientation. To change the direction of orientation electronically, the reception module 69 has a phase shifter 73 and an amplifier 74. The amount of phase change (phase shift amount) by which the phase shifter 73 changes is input from the tracking control unit 52D.

複数の素子送信アンテナ63のそれぞれが放射する電波の位相を制御することで、送信アンテナ部65は決められた指向方向(送信方向)に電波を放射できる。各素子送信アンテナ3に入力する素子送信信号の位相は、その素子送信アンテナ64の送信アンテナ部65全体の中での位置と送信周波数に応じて決められる。素子送信信号生成部66は、送信周波数の電波を決められた指向方向に放射できるような素子送信信号を生成する。生成された素子送信信号を、対応する素子送信アンテナ3が電波として空間に放射する。送信モジュール72は、移相器75と増幅器76を有する。移相器75の移相量は、追尾制御部52Dから入力される。 By controlling the phase of the radio waves emitted by each of the multiple element transmitting antennas 63, the transmitting antenna unit 65 can emit radio waves in a determined directional direction (transmission direction). The phase of the element transmitting signal input to each element transmitting antenna 3 is determined according to the position of that element transmitting antenna 64 within the entire transmitting antenna unit 65 and the transmission frequency. The element transmitting signal generating unit 66 generates an element transmitting signal that can emit radio waves of the transmission frequency in a determined directional direction. The corresponding element transmitting antenna 3 emits the generated element transmitting signal into space as a radio wave. The transmitting module 72 has a phase shifter 75 and an amplifier 76. The amount of phase shift of the phase shifter 75 is input from the tracking control unit 52D.

送信バッファ34、34は、変復調器13Dが時分割で動作するために送信データを一時的に保存するバッファである。送信バッファ34は、対流圏外移動体Aで中継される対流圏外通信回線で送信される送信データをバッファする。送信バッファ34は、対流圏外移動体Bで中継される対流圏外通信回線で送信される送信データをバッファする。 The transmission buffers 34A and 34B are buffers for temporarily storing transmission data so that the modem 13D operates in a time-division manner. The transmission buffer 34A buffers transmission data transmitted through an extra-troposphere communication line relayed by an extra-troposphere mobile body A. The transmission buffer 34B buffers transmission data transmitted through an extra-troposphere communication line relayed by an extra-troposphere mobile body B.

衛星通信IF部50Dは、暗号装置15Cが暗号化したユーザデータあるいは暗号化しない通信制御データを、データの種別に応じて送信バッファ34または送信バッファ34に出力する。衛星通信IF部50Dは、暗号化ユーザデータを送信バッファ34に出力する。衛星通信IF部50Dは、通信制御データを送信バッファ34に出力する。衛星通信部33Dは、衛星通信部33として動作する期間は、送信バッファ34から送信データを取り込む。衛星通信部33Dは、衛星通信部33として動作する期間は、送信バッファ34から送信データを取り込む。変復調器13Dが復号したデータは、衛星通信IF部50Dに入力される。衛星通信IF部50Dは、データパケットに格納されているパケット種別により、暗号化ユーザデータか通信制御データかを判断する。 The satellite communication IF unit 50D outputs the user data encrypted by the encryption device 15C or the communication control data that is not encrypted to the transmission buffer 34A or the transmission buffer 34B according to the type of data. The satellite communication IF unit 50D outputs the encrypted user data to the transmission buffer 34A . The satellite communication IF unit 50D outputs the communication control data to the transmission buffer 34B . The satellite communication unit 33D takes in the transmission data from the transmission buffer 34A while operating as the satellite communication unit 33A . The satellite communication unit 33D takes in the transmission data from the transmission buffer 34B while operating as the satellite communication unit 33B . The data decoded by the modem 13D is input to the satellite communication IF unit 50D. The satellite communication IF unit 50D judges whether the data packet is encrypted user data or communication control data based on the packet type stored in the data packet.

データ記憶部58Dは、時分割制御データ93も有する。時分割制御データ93は、衛星通信部33Dおよび追尾制御部52Dが時分割で動作する期間などを表すデータである。時分割制御部60および追尾制御部52Dは、時分割制御データ93を参照して、受信アンテナ装置17、送信アンテナ装置18、周波数変換器12Dおよび変復調器13Dを時分割で動作するように制御する。 The data storage unit 58D also has time-division control data 93. The time-division control data 93 is data that indicates the period during which the satellite communication unit 33D and the tracking control unit 52D operate in a time-division manner. The time-division control unit 60 and the tracking control unit 52D refer to the time-division control data 93 and control the receiving antenna device 17, the transmitting antenna device 18, the frequency converter 12D, and the modem 13D to operate in a time-division manner.

時分割制御部60は、時分割で高高度疑似衛星通信回線21および低軌道衛星通信回線6で通信するように、周波数変換器12Dおよび変復調器13Dを制御する。第1対流圏外通信回線である高高度疑似衛星通信回線21で通信する期間(第1通信期間)では、時分割制御部60は、周波数変換器12Dが高高度疑似衛星通信回線21で使用される周波数と変復調器13Dで処理される信号の周波数との間で周波数変換するように制御する。なお、変復調器13Dが復調した信号は、バッファせずに衛星通信IF部50Dに入力される。第1通信期間では、時分割制御部60は、変復調器13Dが変調するデータを送信バッファ34から取得するように制御する。第1通信期間は、変復調器13Dおよび周波数変換器12Dが第1対流圏外通信部として使用される期間である。また、第1通信期間での、受信アンテナ装置17、送信アンテナ装置18、周波数変換器12Dおよび変復調器13Dは、衛星通信部33を構成すると考えることができる。 The time division control unit 60 controls the frequency converter 12D and the modem 13D so as to communicate in a time division manner through the high altitude pseudo satellite communication line 21 and the low earth orbit satellite communication line 6. During a period (first communication period) during which communication is performed through the high altitude pseudo satellite communication line 21, which is the first extratroposphere communication line, the time division control unit 60 controls the frequency converter 12D to convert between the frequency used in the high altitude pseudo satellite communication line 21 and the frequency of the signal processed by the modem 13D. The signal demodulated by the modem 13D is input to the satellite communication IF unit 50D without buffering. During the first communication period, the time division control unit 60 controls the data modulated by the modem 13D to be obtained from the transmission buffer 34A . The first communication period is a period during which the modem 13D and the frequency converter 12D are used as the first extratroposphere communication unit. Also, the receiving antenna device 17, the transmitting antenna device 18, the frequency converter 12D and the modem 13D in the first communication period can be considered to constitute a satellite communication section 33A .

第2対流圏外通信回線である低軌道衛星通信回線7で通信する期間(第2通信期間)では、時分割制御部60は、周波数変換器12Dが低軌道衛星通信回線7で使用される周波数と変復調器13Dで処理される信号の周波数との間で周波数変換するように制御する。第2通信期間では、時分割制御部60は、変復調器13Dが変調するデータを送信バッファ34から取得するように制御する。第2通信期間は、変復調器13Dおよび周波数変換器12Dが第2対流圏外通信部として使用される期間である。また、第2通信期間での、受信アンテナ装置17、送信アンテナ装置18、周波数変換器12Dおよび変復調器13Dは、衛星通信部33を構成すると考えることができる。 During a period (second communication period) during which communication is performed using the low-earth orbit satellite communication line 7, which is the second extratroposphere communication line, the time-division control unit 60 controls the frequency converter 12D to convert between the frequency used in the low-earth orbit satellite communication line 7 and the frequency of the signal processed by the modem 13D. During the second communication period, the time-division control unit 60 controls the frequency converter 12D to obtain data modulated by the modem 13D from the transmission buffer 34B . The second communication period is a period during which the modem 13D and the frequency converter 12D are used as the second extratroposphere communication unit. In addition, the receiving antenna device 17, the transmitting antenna device 18, the frequency converter 12D, and the modem 13D during the second communication period can be considered to constitute the satellite communication unit 33B .

追尾制御部52Dは、第1通信期間では受信アンテナ装置17および送信アンテナ装置18が第1対流圏外移動体である高高度疑似衛星9を追尾するように制御し、第2通信期間では受信アンテナ装置17および送信アンテナ装置18が第1対流圏外移動体である第2対流圏外移動体を追尾するように制御する。 The tracking control unit 52D controls the receiving antenna device 17 and the transmitting antenna device 18 to track the high altitude pseudo satellite 9, which is the first extratroposphere mobile body, during the first communication period, and controls the receiving antenna device 17 and the transmitting antenna device 18 to track the second extratroposphere mobile body, which is the first extratroposphere mobile body, during the second communication period.

追尾制御部52Dは、第1通信期間では、衛星存在方向87、受信周波数81および各素子受信アンテナ61の受信アンテナ部62全体の中での配置に基づき、その素子受信アンテナ61が受信する素子受信信号を処理する受信モジュール69が有する移相器73の移相量を計算し、計算した移相量で位相を変化させるように各受信モジュール69を制御する。ここで、衛星存在方向87には、高高度疑似衛星9が存在する方向が格納されている。受信周波数81および送信周波数82には、高高度疑似衛星通信回線21で使用される受信周波数および送信周波数が格納されている。 In the first communication period, the tracking control unit 52D calculates the phase shift amount of the phase shifter 73A of the receiving module 69A that processes the element receiving signal received by the element receiving antenna 61 based on the satellite existence direction 87A , the receiving frequency 81A , and the arrangement of each element receiving antenna 61 in the entire receiving antenna unit 62, and controls each receiving module 69A to change the phase by the calculated phase shift amount. Here, the satellite existence direction 87A stores the direction in which the high altitude pseudo satellite 9 exists. The receiving frequency 81A and the transmitting frequency 82A store the receiving frequency and transmitting frequency used in the high altitude pseudo satellite communication line 21.

追尾制御部52Dは、第1通信期間では、衛星存在方向87、送信周波数82および各素子送信アンテナ63の送信アンテナ部64全体の中での配置に基づき、その素子送信アンテナ63へ入力される素子送信信号を出力する送信モジュール72が有する移相器75の移相量を計算し、計算した移相量で位相を変化させるように各送信モジュール72を制御する。 In the first communication period, the tracking control unit 52D calculates the amount of phase shift of the phase shifter 75 of the transmitting module 72A that outputs the element transmission signal input to the element transmitting antenna 63 based on the satellite presence direction 87A , the transmission frequency 82A , and the arrangement of each element transmitting antenna 63 within the entire transmitting antenna unit 64, and controls each transmitting module 72A to change the phase by the calculated amount of phase shift.

追尾制御部52Dは、第2通信期間では、衛星存在方向87、受信周波数81および各素子受信アンテナ61の受信アンテナ部62全体の中での配置に基づき、その素子受信アンテナ61が受信する素子受信信号を処理する受信モジュール69が有する移相器73の移相量を計算し、計算した移相量で位相を変化させるように各受信モジュール69を制御する。ここで、衛星存在方向87には、低軌道衛星4が存在する方向が格納されている。受信周波数81および送信周波数82には、低軌道通信回線6で使用される受信周波数および送信周波数が格納されている。 In the second communication period, the tracking control unit 52D calculates the phase shift amount of the phase shifter 73B of the receiving module 69B that processes the element receiving signal received by the element receiving antenna 61 based on the satellite presence direction 87B , the receiving frequency 81B, and the arrangement of each element receiving antenna 61 within the entire receiving antenna unit 62, and controls each receiving module 69B to change the phase by the calculated phase shift amount. Here, the satellite presence direction 87B stores the direction in which the low earth orbit satellite 4 exists. The receiving frequency 81B and the transmitting frequency 82B store the receiving frequency and the transmitting frequency used in the low earth orbit communication line 6.

追尾制御部52Dは、第2通信期間では、衛星存在方向87、送信周波数82および各素子送信アンテナ63の送信アンテナ部64全体の中での配置に基づき、その素子送信アンテナ63へ入力される素子送信信号を出力する送信モジュール72が有する移相器75の移相量を計算し、計算した移相量で位相を変化させるように各送信モジュール72を制御する。 In the second communication period, the tracking control unit 52D calculates the amount of phase shift of the phase shifter 75B of the transmitting module 72B that outputs the element transmission signal input to the element transmitting antenna 63 based on the satellite presence direction 87B , the transmission frequency 82B, and the arrangement of each element transmitting antenna 63 within the entire transmitting antenna unit 64, and controls each transmitting module 72B to change the phase by the calculated amount of phase shift.

動作を説明する。図28および図29は、地球局1Dに接続する通信端末3が地球局1Dに接続する通信端末3と通信する際の概略手順を説明するフローチャートである。図28および図29について、無線通信システム100Cの場合の図17および図18とは異なる点を説明する。 28 and 29 are flow charts for explaining an outline of a procedure when a communication terminal 3-1 connected to an earth station 1D- 1 communicates with a communication terminal 3-2 connected to an earth station 1D -2 . Regarding Figs. 28 and 29, the points different from Figs. 17 and 18 in the case of the wireless communication system 100C will be explained.

時分割で動作するので、第1通信期間ではS03CからS05Cの処理と、S06CからS08Cの処理とが並行して実行される。第2通信期間では、S09CからS11の処理と、S12CからS14の処理とが並行して実行される。 Because it operates in a time-division manner, during the first communication period, the processes from S03C to S05C and the processes from S06C to S08C are executed in parallel. During the second communication period, the processes from S09C to S11 and the processes from S12C to S14 are executed in parallel.

地球局1Dから地球局1Dへの通信に関しては、S03CとS09Cの間に、第1通信期間が終了したかどうかをチェックするステップS15を追加している。第1通信期間が終了していない(S15でNO)場合は、S03Cへ戻る。第1通信期間が終了している(S15でYES)場合は、S09Cへ進む。S11の次に、第2通信期間が終了したかどうかをチェックするステップS16を追加している。第2通信期間が終了していない(S16でNO)場合は、S09Cへ戻る。第1通信期間が終了している(S16でYES)場合は、S03Cへ戻る。 Regarding the communication from earth station 1D- 1 to earth station 1D- 2 , step S15 is added between S03C and S09C to check whether the first communication period has ended. If the first communication period has not ended (NO in S15), return to S03C. If the first communication period has ended (YES in S15), proceed to S09C. After S11, step S16 is added to check whether the second communication period has ended. If the second communication period has not ended (NO in S16), return to S09C. If the first communication period has ended (YES in S16), return to S03C.

S03Cでの動作などは、地球局1Cの動作を説明する図19から図26のフローチャートと同様である。ただし、衛星通信部33を、第1通信期間での衛星通信部33Dに読み替える。衛星通信部33を、第1通信期間での衛星通信部33Dに読み替える。 The operation in S03C is similar to that in the flowcharts of Figures 19 to 26 which explain the operation of the earth station 1C, except that satellite communication unit 33A is replaced with satellite communication unit 33D in the first communication period, and satellite communication unit 33B is replaced with satellite communication unit 33D in the first communication period.

地球局1Dから地球局1Dへの通信に関しては、S06CとS12Cの間に、第1通信期間が終了したかどうかをチェックするステップS17を追加している。第1通信期間が終了していない(S17でNO)場合は、S06Cへ戻る。第1通信期間が終了している(S17でYES)場合は、S12Cへ進む。S14の次に、第2通信期間が終了したかどうかをチェックするステップS18を追加している。第2通信期間が終了していない(S18でNO)場合は、S12Cへ戻る。第1通信期間が終了している(S18でYES)場合は、S06Cへ戻る。 Regarding the communication from earth station 1D2 to earth station 1D1 , step S17 is added between S06C and S12C to check whether the first communication period has ended. If the first communication period has not ended (NO in S17), return to S06C. If the first communication period has ended (YES in S17), proceed to S12C. After S14, step S18 is added to check whether the second communication period has ended. If the second communication period has not ended (NO in S18), return to S12C. If the first communication period has ended (YES in S18), return to S06C.

地球局1Dは、時分割で通信する点を除き、地球局1Cと同様に動作して、同様の効果が得られる。
地球局1Dは、他の通信システムを利用することなく送信側と受信側で暗号鍵(復号鍵を含む)を共有できる。地球局1Dは、暗号化されたユーザデータを通信できる。暗号鍵を通信する第2対流圏外通信回線と暗号化ユーザデータを通信する第1対流圏外通信回線とを別にしているので、どちらか一方だけを傍受されてもユーザデータの内容が知られることがない。
The earth station 1D operates in the same manner as the earth station 1C, except that it communicates in a time-division manner, and can provide the same effects.
The earth station 1D allows the sender and receiver to share an encryption key (including a decryption key) without using another communication system. The earth station 1D can communicate encrypted user data. Since the second extra-troposphere communication line for communicating the encryption key and the first extra-troposphere communication line for communicating the encrypted user data are separate, the contents of the user data will not be revealed even if only one of them is intercepted.

フェーズドアレイアンテナである受信アンテナ装置17および送信アンテナ装置18を使用するので、機械的に駆動される2個のアンテナ装置を使用する場合よりも、地球局のサイズをコンパクトにできる。 By using the receiving antenna device 17 and the transmitting antenna device 18, which are phased array antennas, the size of the earth station can be made more compact than when two mechanically driven antenna devices are used.

実施の形態4.
実施の形態4は、互いに独立に変更できる2方向に電波を送受信する1組のフェーズドアレイアンテナを使用するように実施の形態2を変更した実施の形態である。暗号方式は、共通鍵暗号方式に変更している。衛星通信システム100Eでは、地球局1Eを変更している。図30を参照して、地球局1Eの構成を説明する。図30は、実施の形態4に係る通信装置(地球局1E)の構成を表す図である。図30について、実施の形態2の場合の図16とは異なる点を説明する。
Embodiment 4.
The fourth embodiment is an embodiment in which the second embodiment is modified so as to use a pair of phased array antennas for transmitting and receiving radio waves in two directions that can be changed independently of each other. The encryption method is changed to a common key encryption method. In the satellite communication system 100E, the earth station 1E is changed. The configuration of the earth station 1E will be described with reference to Fig. 30. Fig. 30 is a diagram showing the configuration of a communication device (earth station 1E) according to the fourth embodiment. Regarding Fig. 30, the points different from Fig. 16 in the second embodiment will be described.

地球局1Eは、アンテナ装置11、11の替わりに、受信アンテナ装置17Eおよび送信アンテナ装置18Eを有する。受信アンテナ装置17Eおよび送信アンテナ装置18Eは、フェーズドアレイアンテナである。受信アンテナ装置17Eは、互いに独立に変更できる2方向からの電波を受信する。送信アンテナ装置18Eは、互いに独立に変更できる2方向へ電波を送信する。地球局1Eは、データ処理装置14Eが有する追尾制御部52Eを変更している。 The earth station 1E has a receiving antenna device 17E and a transmitting antenna device 18E instead of the antenna devices 11A and 11B . The receiving antenna device 17E and the transmitting antenna device 18E are phased array antennas. The receiving antenna device 17E receives radio waves from two directions that can be changed independently of each other. The transmitting antenna device 18E transmits radio waves in two directions that can be changed independently of each other. The earth station 1E has a modified tracking control unit 52E in the data processing device 14E.

受信アンテナ装置17Eは、複数の素子受信アンテナ61を有する受信アンテナ部62と、素子受信アンテナ61が受信する素子受信信号を処理する素子受信信号処理部63Eとを有する。 The receiving antenna device 17E has a receiving antenna section 62 having multiple element receiving antennas 61, and an element receiving signal processing section 63E that processes the element receiving signals received by the element receiving antennas 61.

素子受信信号処理部63Eは、出力端子67、67と、合成回路68、68と、1個の素子受信アンテナ61に対して2個ずつ設けられた受信モジュール69、69とを有する。受信モジュール69、69のそれぞれには、素子受信アンテナ61が電波を受信して生成する素子受信信号が入力される。複数の受信モジュール69が出力する信号は、合成回路68で合成されて出力端子67から出力される。出力端子67は、周波数変換器12に接続する。複数の受信モジュール69が出力する信号は、合成回路68で合成されて出力端子67から出力される。出力端子67は、周波数変換器12に接続する。受信モジュール69は、移相器73と増幅器74を有する。受信モジュール69は、移相器73と増幅器74を有する。各移相器73、73での移相量は制御できる。各増幅器74、74の増幅率は制御できる。 The element reception signal processing unit 63E has output terminals 67A , 67B , synthesis circuits 68A , 68B , and two reception modules 69A , 69B provided for each element reception antenna 61. An element reception signal generated by the element reception antenna 61 receiving radio waves is input to each of the reception modules 69A , 69B . The signals output from the multiple reception modules 69A are synthesized by the synthesis circuit 68A and output from the output terminal 67A . The output terminal 67A is connected to the frequency converter 12A . The signals output from the multiple reception modules 69B are synthesized by the synthesis circuit 68B and output from the output terminal 67B . The output terminal 67B is connected to the frequency converter 12B . The reception module 69A has a phase shifter 73A and an amplifier 74A . The reception module 69B has a phase shifter 73B and an amplifier 74B . The amount of phase shift in each of the phase shifters 73A and 73B can be controlled. The amplification factor of each of the amplifiers 74A and 74B can be controlled.

素子受信信号処理部63Eにおいて、出力端子67、合成回路68および受信モジュール69を系列Aの素子受信信号処理部63Eと呼ぶ。出力端子67、合成回路68および受信モジュール69を系列Bの素子受信信号処理部63Eと呼ぶ。 In the element received signal processing unit 63E, the output terminal 67A , the combining circuit 68A , and the receiving module 69A are referred to as the series A element received signal processing unit 63E. The output terminal 67B , the combining circuit 68B , and the receiving module 69B are referred to as the series B element received signal processing unit 63E.

受信アンテナ装置17Eは、各移相器73での移相量を制御することで、電子的に変更できる第1受信方向からの第1受信周波数の受信信号を出力する。受信アンテナ装置17Eは、各移相器73での移相量を制御することで、第1受信方向とは独立に電子的に変更できる第2受信方向からの第1受信周波数とは異なる第2受信周波数の受信信号を出力する。 The receiving antenna device 17E outputs a receiving signal of a first receiving frequency from a first receiving direction that can be electronically changed by controlling the amount of phase shift in each phase shifter 73 A. The receiving antenna device 17E outputs a receiving signal of a second receiving frequency different from the first receiving frequency from a second receiving direction that can be electronically changed independently of the first receiving direction by controlling the amount of phase shift in each phase shifter 73 B.

受信アンテナ装置17Eは、異なる2方向から周波数が異なる電波を受信する。受信アンテナ装置17Eは、2系列の受信アンテナ装置17Eを有すると考えることができる。系列Aの受信アンテナ装置17Eは、受信アンテナ部62と系列Aの素子受信信号処理部63Eとから構成される。系列Bの受信アンテナ装置17Eは、受信アンテナ部62と系列Bの素子受信信号処理部63Eとから構成される。 The receiving antenna device 17E receives radio waves with different frequencies from two different directions. The receiving antenna device 17E can be considered to have two series of receiving antenna devices 17E. The receiving antenna device 17E of series A is composed of a receiving antenna section 62 and a series A element receiving signal processing section 63E. The receiving antenna device 17E of series B is composed of a receiving antenna section 62 and a series B element receiving signal processing section 63E.

送信アンテナ装置18Eは、複数の素子送信アンテナ64を有する送信アンテナ部65と、素子送信アンテナ64が送信する素子送信信号を生成する素子送信信号生成部66Eとを有する。 The transmitting antenna device 18E has a transmitting antenna section 65 having a plurality of element transmitting antennas 64, and an element transmitting signal generating section 66E that generates element transmitting signals transmitted by the element transmitting antennas 64.

素子送信信号生成部66Eは、入力端子70、70と、分配回路71、71と、1個の素子送信アンテナ64に対して2個ずつ設けられた送信モジュール72、72とを有する。入力端子70は、周波数変換器12に接続する。入力端子70に入力される送信信号は、分配回路71で分配されて複数の送信モジュール72に入力される。入力端子70は、周波数変換器12に接続する。入力端子70に入力される送信信号は、分配回路71で分配されて複数の送信モジュール72に入力される。送信モジュール72、72が出力する素子送信信号は、素子送信アンテナ64に入力される。素子送信アンテナ64は、入力される素子送信信号を電波として空間に放射する。送信モジュール72は、移相器75と増幅器76を有する。送信モジュール72は、移相器75と増幅器76を有する。各移相器75、75での移相量は制御できる。各増幅器76、76の増幅率は制御できる。 The element transmission signal generating unit 66E has input terminals 70A and 70B , distribution circuits 71A and 71B , and two transmission modules 72A and 72B provided for each element transmission antenna 64. The input terminal 70A is connected to the frequency converter 12A . The transmission signal input to the input terminal 70A is distributed by the distribution circuit 71A and input to the multiple transmission modules 72A . The input terminal 70B is connected to the frequency converter 12B . The transmission signal input to the input terminal 70B is distributed by the distribution circuit 71B and input to the multiple transmission modules 72B . The element transmission signals output by the transmission modules 72A and 72B are input to the element transmission antenna 64. The element transmission antenna 64 radiates the input element transmission signal into space as a radio wave. The transmission module 72A has a phase shifter 75A and an amplifier 76A . The transmitting module 72B has a phase shifter 75B and an amplifier 76B . The amount of phase shift in each of the phase shifters 75A and 75B can be controlled. The amplification factor of each of the amplifiers 76A and 76B can be controlled.

素子送信信号生成部66Eにおいて、入力端子70、分配回路71および送信モジュール72を、系列Aの素子送信信号生成部66Eと呼ぶ。入力端子70、分配回路71および送信モジュール72を、系列Bの素子送信信号生成部66Eと呼ぶ。 In the element transmission signal generation unit 66E, the input terminal 70A , distribution circuit 71A , and transmission module 72A are referred to as the series A element transmission signal generation unit 66E. The input terminal 70B , distribution circuit 71B , and transmission module 72B are referred to as the series B element transmission signal generation unit 66E.

送信アンテナ装置18Eは、各移相器75での移相量を制御することで、電子的に変更できる第1送信方向へ第1送信周波数の電波を放射できる。送信アンテナ装置18Eは、各移相器75での移相量を制御することで、第1送信方向とは独立に電子的に変更できる第2送信方向へ第2送信周波数の電波を放射できる。 The transmitting antenna device 18E can radiate radio waves of a first transmission frequency in a first transmission direction that can be electronically changed by controlling the amount of phase shift in each phase shifter 75 A. The transmitting antenna device 18E can radiate radio waves of a second transmission frequency in a second transmission direction that can be electronically changed independently of the first transmission direction by controlling the amount of phase shift in each phase shifter 75 B.

送信アンテナ装置18Eは、異なる2方向へ周波数が異なる電波を送信する。送信アンテナ装置18Eは、2系列の送信アンテナ装置18Eを有すると考えることができる。系列Aの送信アンテナ装置18Eは、送信アンテナ部64と系列Aの素子送信信号生成部66Eとから構成される。系列Bの送信アンテナ装置18Eは、送信アンテナ部64と系列Bの素子送信信号生成部66Eとから構成される。 The transmitting antenna device 18E transmits radio waves with different frequencies in two different directions. The transmitting antenna device 18E can be considered to have two series of transmitting antenna devices 18E. The transmitting antenna device 18E of series A is composed of a transmitting antenna unit 64 and a series A element transmission signal generation unit 66E. The transmitting antenna device 18E of series B is composed of a transmitting antenna unit 64 and a series B element transmission signal generation unit 66E.

系列Aの受信アンテナ装置17Eおよび送信アンテナ装置18E、周波数変換器12および変復調器13は、1組の衛星通信部33Eを構成すると考えることができる。系列Bの受信アンテナ装置17Eおよび送信アンテナ装置18E、周波数変換器12および変復調器13は、1組の衛星通信部33Eを構成すると考えることができる。 The receiving antenna device 17E and transmitting antenna device 18E of series A, the frequency converter 12A , and the modulator/demodulator 13A can be considered to constitute a set of satellite communication unit 33E A. The receiving antenna device 17E and transmitting antenna device 18E of series B, the frequency converter 12B , and the modulator/demodulator 13B can be considered to constitute a set of satellite communication unit 33E B.

衛星存在方向87、87には、対流圏外移動体Aおよび対流圏外移動体Bが存在する方向が記憶される。ここでは、地球局1Eおよび地球局1Eにおいて、系列AがU-Planeであり、系列BがC-Planeであるとしている。U-Planeではユーザデータを通信するので、対流圏外移動体Aは第1対流圏外移動体である。対流圏外移動体Bは第2対流圏外移動体である。なお、系列AがC-Planeであり、系列BがU-Planeである場合には、対流圏外移動体Aが第2対流圏外移動体であり、対流圏外移動体Bが第1対流圏外移動体である。対流圏外移動体Aおよび対流圏外移動体Bは、異なる種類であればよい。例えば、対流圏外移動体Aが静止衛星5であり、対流圏外移動体Bが高高度疑似衛星9であってもよい。 The satellite existence directions 87A and 87B store the directions in which the extratropospheric mobile body A and the extratropospheric mobile body B exist. Here, in the earth station 1E1 and the earth station 1E2 , it is assumed that the sequence A is the U-Plane and the sequence B is the C-Plane. Since user data is communicated in the U-Plane, the extratropospheric mobile body A is the first extratropospheric mobile body. The extratropospheric mobile body B is the second extratropospheric mobile body. In addition, when the sequence A is the C-Plane and the sequence B is the U-Plane, the extratropospheric mobile body A is the second extratropospheric mobile body and the extratropospheric mobile body B is the first extratropospheric mobile body. The extratropospheric mobile body A and the extratropospheric mobile body B may be of different types. For example, the extratropospheric mobile body A may be a geostationary satellite 5 and the extratropospheric mobile body B may be a high altitude pseudo satellite 9.

受信周波数81および送信周波数82には、第1対流圏外通信回線で使用される受信周波数および送信周波数が記憶される。つまり、受信周波数81には第1受信周波数が記憶され、送信周波数82には、第1送信周波数が記憶される。受信周波数81および送信周波数82には、第1対流圏外通信回線で使用される受信周波数および送信周波数が記憶される。つまり、受信周波数81には第2受信周波数が記憶され、送信周波数82には、第2送信周波数が記憶される。 The reception frequency and transmission frequency used in the first extra-troposphere communication line are stored in the reception frequency 81A and the transmission frequency 82A . That is, the first reception frequency is stored in the reception frequency 81A , and the first transmission frequency is stored in the transmission frequency 82A . The reception frequency and transmission frequency used in the first extra-troposphere communication line are stored in the reception frequency 81B and the transmission frequency 82B . That is, the second reception frequency is stored in the reception frequency 81B , and the second transmission frequency is stored in the transmission frequency 82B .

地球局1Eでは、回線制御部51Cは、第1受信周波数および第1送信周波数に第1対流圏外通信回線の受信周波数および送信周波数をそれぞれ設定し、第2受信周波数および第2送信周波数に第2対流圏外通信回線の受信周波数および送信周波数をそれぞれ設定する周波数設定部である。 In the earth station 1E, the line control unit 51C is a frequency setting unit that sets the first reception frequency and the first transmission frequency to the reception frequency and transmission frequency of the first extra-troposphere communication line, respectively, and sets the second reception frequency and the second transmission frequency to the reception frequency and transmission frequency of the second extra-troposphere communication line, respectively.

追尾制御部52Eは、受信アンテナ装置17Eおよび送信アンテナ装置18Eが対流圏外移動体Aおよび対流圏外移動体Bを追尾するように制御する。すなわち、追尾制御部52Eは、第1受信方向および第1送信方向が、対流圏外移動体Aが存在する方向と一致するように制御する。対流圏外移動体Aが存在する方向は、衛星存在方向87に記憶されている。追尾制御部52Eは、第2受信方向および第2送信方向が、対流圏外移動体Bが存在する方向と一致するように制御する。対流圏外移動体Bが存在する方向は、衛星存在方向87に記憶されている。 The tracking control unit 52E controls the receiving antenna device 17E and the transmitting antenna device 18E to track the extra-troposphere mobile body A and the extra-troposphere mobile body B. That is, the tracking control unit 52E controls the first receiving direction and the first transmitting direction to match the direction in which the extra-troposphere mobile body A exists. The direction in which the extra-troposphere mobile body A exists is stored in the satellite presence direction 87A . The tracking control unit 52E controls the second receiving direction and the second transmitting direction to match the direction in which the extra-troposphere mobile body B exists. The direction in which the extra-troposphere mobile body B exists is stored in the satellite presence direction 87B .

具体的には、追尾制御部52Eは、以下のように制御する。
(a)追尾制御部52Eは、対流圏外移動体Aが存在する方向と第1受信方向とが一致するように、各受信モジュール69が有する移相器73の移相量を計算して、計算した移相量を移相器73に入力する。追尾制御部52Eは、各受信モジュール69での移相量を、第1受信方向、第1受信周波数、各受信モジュール69が処理する素子受信信号を出力する素子受信アンテナ61の受信アンテナ部62全体の中での配置に基づき計算する。
Specifically, the tracking control unit 52E performs control as follows.
(a) The tracking control unit 52E calculates the amount of phase shift of the phase shifter 73A of each receiving module 69A so that the direction in which the extratroposphere moving body A exists coincides with the first receiving direction, and inputs the calculated amount of phase shift to the phase shifter 73A . The tracking control unit 52E calculates the amount of phase shift in each receiving module 69A based on the first receiving direction, the first receiving frequency, and the arrangement, within the entire receiving antenna unit 62, of the element receiving antennas 61 that output the element receiving signals processed by each receiving module 69A .

(b)追尾制御部52Eは、対流圏外移動体Aが存在する方向と第1送信方向とが一致するように、各送信モジュール72が有する移相器75の移相量を計算して、計算した移相量を移相器75に入力する。追尾制御部52Eは、各送信モジュール72での移相量を、第1送信方向、第1送信周波数、各送信モジュール72が処理する素子受信信号を出力する素子送信アンテナ63の送信アンテナ部64全体の中での配置に基づき計算する。 (b) The tracking control unit 52E calculates the amount of phase shift of the phase shifter 75A of each transmitting module 72A so that the direction in which the extra-troposphere moving body A exists coincides with the first transmitting direction, and inputs the calculated amount of phase shift to the phase shifter 75A . The tracking control unit 52E calculates the amount of phase shift in each transmitting module 72A based on the first transmitting direction, the first transmitting frequency, and the arrangement, within the entire transmitting antenna unit 64, of the element transmitting antennas 63 that output the element received signals processed by each transmitting module 72A .

(c)追尾制御部52Eは、対流圏外移動体Bが存在する方向と第2受信方向とが一致するように、各受信モジュール69が有する移相器73の移相量を計算して、計算した移相量を移相器73に入力する。追尾制御部52Eは、各受信モジュール69での移相量を、第2受信方向、第2受信周波数、各受信モジュール69が処理する素子受信信号を出力する素子受信アンテナ61の受信アンテナ部62全体の中での配置に基づき計算する。 (c) The tracking control unit 52E calculates the amount of phase shift of the phase shifter 73B of each receiving module 69B so that the direction in which the extratroposphere moving body B exists coincides with the second receiving direction, and inputs the calculated amount of phase shift to the phase shifter 73B . The tracking control unit 52E calculates the amount of phase shift in each receiving module 69B based on the second receiving direction, the second receiving frequency, and the arrangement, within the entire receiving antenna unit 62, of the element receiving antennas 61 that output the element receiving signals processed by each receiving module 69B .

(d)追尾制御部52Eは、対流圏外移動体Bが存在する方向と第2送信方向とが一致するように、各送信モジュール72が有する移相器75の移相量を計算して、計算した移相量を移相器75に入力する。追尾制御部52Eは、各送信モジュール72での移相量を、第2送信方向、第2送信周波数、各送信モジュール72が処理する素子受信信号を出力する素子送信アンテナ63の送信アンテナ部64全体の中での配置に基づき計算する。 (d) The tracking control unit 52E calculates the amount of phase shift of the phase shifter 75B of each transmitting module 72B so that the direction in which the extra-troposphere moving body B exists coincides with the second transmitting direction, and inputs the calculated amount of phase shift to the phase shifter 75B . The tracking control unit 52E calculates the amount of phase shift in each transmitting module 72B based on the second transmitting direction, the second transmitting frequency, and the arrangement, within the entire transmitting antenna unit 64, of the element transmitting antennas 63 that output the element received signals processed by each transmitting module 72B .

地球局1Eは、地球局1Cと同様に動作して、同様の効果が得られる。なお、共通鍵暗号方式を使用する点で、地球局1Eは、地球局1Cとは異なる。また、地球局1Cの動作を説明する図17から図26のフローチャートにおいて、衛星通信部33、33を衛星通信部33E、33Eに読み替える。 The earth station 1E operates in the same manner as the earth station 1C, and provides the same effects. However, the earth station 1E differs from the earth station 1C in that it uses a common key cryptosystem. Also, in the flowcharts of Figures 17 to 26 which explain the operation of the earth station 1C, the satellite communication units 33A and 33B are replaced with satellite communication units 33EA and 33EB .

地球局1Eは、他の通信システムを利用することなく送信側と受信側で暗号鍵(復号鍵を含む)を共有できる。地球局1Eは、暗号化されたユーザデータを通信できる。暗号鍵を通信する第2対流圏外通信回線と暗号化ユーザデータを通信する第1対流圏外通信回線とを別にしているので、どちらか一方だけを傍受されてもユーザデータの内容が知られることがない。 Earth station 1E allows the sender and receiver to share an encryption key (including a decryption key) without using other communication systems. Earth station 1E can communicate encrypted user data. Since the second extra-troposphere communication line for communicating the encryption key and the first extra-troposphere communication line for communicating the encrypted user data are separate, the contents of the user data will not be known even if only one of them is intercepted.

フェーズドアレイアンテナである受信アンテナ装置17Eおよび送信アンテナ装置18Eを使用するので、機械的に駆動される2個のアンテナ装置を使用する場合よりも、地球局のサイズをコンパクトにできる。 By using the receiving antenna unit 17E and the transmitting antenna unit 18E, which are phased array antennas, the size of the earth station can be made more compact than when two mechanically driven antenna units are used.

受信アンテナ装置17Eは、独立に制御できる2方向から受信した電波の受信信号を出力できる。送信アンテナ装置18Eは、独立に制御できる2方向へ電波を送信できる。そのため、受信アンテナ装置17Eおよび送信アンテナ装置18Eは、時分割での制御が不要である。地球局1Eでは、地球局1Dよりも受電アンテナ装置および送電アンテナ装置の制御が簡単になる。受信アンテナ装置17Eおよび送信アンテナ装置18Eは、ユーザデータと通信制御データを常に並列に通信できる。 The receiving antenna device 17E can output a reception signal of radio waves received from two directions that can be controlled independently. The transmitting antenna device 18E can transmit radio waves in two directions that can be controlled independently. Therefore, the receiving antenna device 17E and the transmitting antenna device 18E do not require time-division control. In the earth station 1E, control of the receiving antenna device and the transmitting antenna device is simpler than in the earth station 1D. The receiving antenna device 17E and the transmitting antenna device 18E can always communicate user data and communication control data in parallel.

実施の形態5.
実施の形態5は、高高度疑似衛星が他の高高度疑似衛星とは通信しない場合で、共通鍵暗号方式に変更した実施の形態2に係る通信装置(地球局)で通信する場合である。図31は、実施の形態5に係る通信装置を含む衛星通信システムの概略構成を表す図である。図31について、実施の形態2の場合の図15とは異なる点を説明する。
Embodiment 5.
In the fifth embodiment, a high altitude pseudosatellite does not communicate with other high altitude pseudosatellites, but communicates with the communication device (earth station) according to the second embodiment, which has been changed to a common key cryptosystem. Figure 31 is a diagram showing a schematic configuration of a satellite communication system including a communication device according to the fifth embodiment. The points in Figure 31 that are different from Figure 15 in the second embodiment will be described.

衛星通信システム100Fは、地球局1F、1F、1Fを変更しており、高高度疑似衛星9は、他の高高度疑似衛星9とは通信しない。衛星通信システム100Fは、地上コアネットワーク40、地上コアネットワーク装置41、41、地上ネットワーク42、42、静止衛星地上局43、低軌道衛星地上局44、高高度疑似衛星地上局45、45および地球局46を有する。地球局1Fには、ネットワーク2を介して通信端末3が接続する。 In the satellite communication system 100F, earth stations 1F1 , 1F2 , and 1F3 have been changed, and a high altitude pseudo satellite 9 does not communicate with other high altitude pseudo satellites 9. The satellite communication system 100F has a terrestrial core network 40, terrestrial core network devices 411 , 412 , terrestrial networks 421 , 422 , a geostationary satellite earth station 43, a low earth orbit satellite earth station 44, high altitude pseudo satellite earth stations 451 , 452 , and an earth station 46. A communication terminal 33 is connected to the earth station 1F3 via a network 23 .

地球局46には、ネットワーク2を介して通信端末3が接続する。地球局46は、対流圏外通信回線で通信するためのアンテナ装置を有しない。地球局46は、暗号装置を有し、地球局1Fが暗号化した暗号化ユーザデータを復号でき、地球局1Fが復号できる暗号化ユーザデータを生成できる。 A communication terminal 3-4 is connected to the earth station 46 via a network 2-4 . The earth station 46 does not have an antenna device for communication through an extratroposphere communication line. The earth station 46 has an encryption device and can decrypt encrypted user data encrypted by the earth station 1F and generate encrypted user data that can be decrypted by the earth station 1F.

地球局1Fは、地球局1F、1Fおよび地球局46と通信可能である。地球局1Fは、低軌道衛星通信回線6を使用して低軌道衛星4と通信する。地球局1Fは、高高度疑似衛星通信回線21を使用して高高度疑似衛星9と通信する。地球局1Fは、静止衛星通信回線8を使用して静止衛星5と通信する。地球局1Fは、低軌道衛星通信回線6を使用して低軌道衛星4と通信する。地球局1Fは、高高度疑似衛星通信回線21を使用して高高度疑似衛星9と通信する。 The earth station 1F 1 can communicate with the earth stations 1F 2 , 1F 3 and the earth station 46. The earth station 1F 2 communicates with the low-earth orbit satellite 4 1 using the low-earth orbit satellite communication link 6 2. The earth station 1F 2 communicates with the high-earth orbit pseudo satellite 9 1 using the high-earth orbit pseudo satellite communication link 21 2. The earth station 1F 3 communicates with the geostationary satellite 5 using the geostationary satellite communication link 8 3. The earth station 1F 3 communicates with the low-earth orbit satellite 4 2 using the low-earth orbit satellite communication link 6 3. The earth station 1F 3 communicates with the high-earth orbit pseudo satellite 9 2 using the high-earth orbit pseudo satellite communication link 21 3 .

地上コアネットワーク40は、地上に敷設された大容量の通信回線のネットワークである。地上コアネットワーク装置41、41は、地上コアネットワーク40と他の地上ネットワーク42、42とをそれぞれ接続する。地上ネットワーク42には、静止衛星地上局43、低軌道衛星地上局44および高高度疑似衛星地上局45が接続している。地上ネットワーク42には、高高度疑似衛星地上局45および地球局46が接続している。 The terrestrial core network 40 is a network of large-capacity communication lines laid on the ground. The terrestrial core network devices 41.sub.1 and 41.sub.2 connect the terrestrial core network 40 to other terrestrial networks 42.sub.1 and 42.sub.2 , respectively. The terrestrial network 42.sub.1 is connected to a geostationary satellite ground station 43, a low-earth orbit satellite ground station 44, and a high-altitude pseudo satellite ground station 45.sub.1 . The terrestrial network 42.sub.2 is connected to a high-altitude pseudo satellite ground station 45.sub.2 and an earth station 46.

静止衛星地上局43は、地上ネットワーク42(地上コアネットワーク40を介するものも含む)に接続する通信装置(地球局46など)と静止衛星5とを通信可能にする。静止衛星地上局43は、静止衛星通信回線8を使用して静止衛星5と通信する。低軌道衛星地上局44は、地上ネットワーク42に接続する通信装置と低軌道衛星4とを通信可能にする。低軌道衛星地上局44は、低軌道衛星通信回線6を使用して低軌道衛星4と通信可能にする。高高度疑似衛星地上局45は、地上ネットワーク42に接続する通信装置と高高度疑似衛星9とを通信可能にする。高高度疑似衛星地上局45は、高高度疑似衛星通信回線21を使用して高高度疑似衛星9と通信する。高高度疑似衛星地上局45は、地上ネットワーク42に接続する通信装置と高高度疑似衛星9とを通信可能にする。高高度疑似衛星地上局45は、高高度疑似衛星通信回線21を使用して高高度疑似衛星9と通信する。 The geostationary satellite ground station 43 enables communication between communication devices (such as earth stations 46) connected to the terrestrial network 42 (including those via the terrestrial core network 40) and the geostationary satellite 5. The geostationary satellite ground station 43 communicates with the geostationary satellite 5 using a geostationary satellite communication line 8-4 . The low-orbit satellite ground station 44 enables communication between communication devices connected to the terrestrial network 42 and the low-orbit satellite 4. The low-orbit satellite ground station 44 enables communication with the low-orbit satellite 4-1 using a low-orbit satellite communication line 6-4 . The high-orbit pseudosatellite ground station 45-1 enables communication between communication devices connected to the terrestrial network 42 and the high-orbit pseudosatellite 9-1 . The high-orbit pseudosatellite ground station 45-1 communicates with the high-orbit pseudosatellite 9-1 using a high-orbit pseudosatellite communication line 21-4 . The high-orbit pseudosatellite ground station 45-2 enables communication between communication devices connected to the terrestrial network 42 and the high-orbit pseudosatellite 9-2 . The high altitude pseudolite ground station 45 2 communicates with the high altitude pseudolite 9 2 using the high altitude pseudolite communication link 21 5 .

低軌道衛星地上局44が存在するので、地球局46と地球局1Fは、低軌道衛星通信回線6を使用して、通信するユーザデータを暗号化する暗号鍵および復号する復号鍵を通信できる。 Because there is a low-earth-orbit satellite ground station 44, earth station 46 and earth station 1F can use the low-earth-orbit satellite communication line 6 to communicate an encryption key for encrypting and a decryption key for decrypting the user data to be communicated.

地球局1Fは、公開鍵暗号方式を使用するように地球局1Cを変更している。図32を参照して、地球局1Fの構成を説明する。図32は、実施の形態5に係る通信装置(地球局1F)の構成を表す図である。図32について、実施の形態2の場合の図16とは異なる点を説明する。地球局1Fは、暗号装置15、暗号鍵復号鍵管理部55、通信制御データ処理部57およびデータ記憶部58Fを変更している。暗号装置15、暗号鍵復号鍵管理部55、通信制御データ処理部57は、地球局1が有するものと同様である。 Earth station 1F modifies earth station 1C so that it uses a public key cryptosystem. The configuration of earth station 1F will be described with reference to FIG. 32. FIG. 32 is a diagram showing the configuration of a communication device (earth station 1F) according to embodiment 5. Regarding FIG. 32, the differences from FIG. 16 in embodiment 2 will be described. Earth station 1F modifies the encryption device 15, encryption key and decryption key management unit 55, communication control data processing unit 57, and data storage unit 58F. The encryption device 15, encryption key and decryption key management unit 55, and communication control data processing unit 57 are the same as those possessed by earth station 1.

データ記憶部58Fは、復号鍵89C、使用暗号鍵90Cおよび対応暗号鍵91Cを有さず、暗号鍵89および復号鍵90を有する。データ記憶部58Fは、データ記憶部58と比較すると、移動体種別92、92が追加されている。 The data storage unit 58F does not have a decryption key 89C, an encryption key in use 90C, or a corresponding encryption key 91C, but has an encryption key 89 and a decryption key 90. Compared to the data storage unit 58, the data storage unit 58F has moving object types 92A and 92B added thereto.

動作を説明する。まず、地球局1Fに接続する通信端末3が、地球局1Fに接続する通信端末3と通信する場合を説明する。地球局1Fと地球局1Fは、同じ高高度疑似衛星9と通信する。図33と図34が、地球局1Fに接続する通信端末3が、地球局1Fに接続する通信端末3と通信する概略手順を説明するフローチャートである。図33に、ステップS08Fまでの処理を図示し、図34にステップS09Cからの処理を図示する。なお、図34に示すS09C以降の処理は、図18と同じである。 The operation will be described. First, a case will be described in which a communication terminal 31 connected to an earth station 1F1 communicates with a communication terminal 32 connected to an earth station 1F2 . The earth station 1F1 and the earth station 1F2 communicate with the same high altitude pseudo satellite 91. Figures 33 and 34 are flow charts for explaining an outline of a procedure in which a communication terminal 31 connected to an earth station 1F1 communicates with a communication terminal 32 connected to an earth station 1F2 . Figure 33 illustrates the process up to step S08F, and Figure 34 illustrates the process from step S09C. The process from S09C shown in Figure 34 onwards is the same as that in Figure 18.

地球局1Fおよび地球局1Fにおいて、系列Aの衛星通信部33が高高度疑似衛星9で中継される通信回線で通信し、系列Bの衛星通信部33が低軌道衛星4で中継される通信回線で通信する。地球局1Fおよび地球局1Fにおいて、系列AがU-Planeであり、系列BがC-Planeであるとする。 In earth station 1F1 and earth station 1F2 , satellite communication unit 33A of series A communicates through a communication line relayed by high altitude pseudo satellite 9, and satellite communication unit 33B of series B communicates through a communication line relayed by low earth orbit satellite 4. In earth station 1F1 and earth station 1F2 , series A is assumed to be the U-Plane and series B is assumed to be the C-Plane.

図33および図34について、地球局1Cの場合の図17および図18とは異なる点を説明する。ステップS02Fで、地球局1Fおよび地球局1Fが通信端末3と通信端末3との間の通信に使用する暗号鍵および復号鍵を決めてデータ記憶部58に記憶する。S02Fの処理は、S02Cと比較すると、共通鍵暗号方式による暗号鍵を決める点だけが相違する。S02Fの処理は、静止衛星通信回線8の替わりに低軌道衛星通信回線7を使用する点以外は、S02の処理と同様である。 Regarding Figures 33 and 34, the differences from Figures 17 and 18 in the case of the earth station 1C will be described. In step S02F, the earth station 1F1 and earth station 1F2 determine the encryption key and decryption key to be used for the communication between the communication terminal 31 and the communication terminal 32 , and store them in the data storage unit 58. The process of S02F differs from S02C only in that an encryption key according to a common key cryptosystem is determined. The process of S02F is the same as the process of S02, except that a low-earth orbit satellite communication link 7 is used instead of a geostationary satellite communication link 8.

ステップS03Fで、共通鍵暗号方式で暗号化した、通信端末3からの暗号化ユーザデータCDを、地球局1Fが高高度疑似衛星9に向けて電波RUとして放射する。ステップS04Fで、高高度疑似衛星9が電波RUを受信して、電波RUを周波数変換し増幅して電波RDとして放射する。ステップS05Fで、地球局1Fが電波RDを受信し、電波RDを復調および復号してユーザデータUDを生成する。地球局1Fは、ユーザデータUDを通信端末3に送信する。S03Fの処理は、S03Cとほぼ同じである。S03Fは、共通鍵暗号方式を使用する点が、S03Cとは異なる。S05Fの処理は、S05Cとほぼ同じである。S05Fは、共通鍵暗号方式を使用する点が、S05Cとは異なる。 In step S03F, the earth station 1F1 transmits the encrypted user data CD1 from the communication terminal 31 , encrypted by the common key cryptosystem, as radio waves RU1 toward the high altitude pseudo satellite 91. In step S04F, the high altitude pseudo satellite 91 receives the radio waves RU1 , frequency converts and amplifies the radio waves RU1 , and transmits them as radio waves RD2 . In step S05F, the earth station 1F2 receives the radio waves RD2 , demodulates and decodes the radio waves RD2 to generate user data UD1 . The earth station 1F2 transmits the user data UD1 to the communication terminal 32. The process of S03F is almost the same as S03C. S03F differs from S03C in that it uses a common key cryptosystem. The process of S05F is almost the same as S05C. S05F differs from S05C in that it uses a common key cryptosystem.

ステップS06Fで、共通鍵暗号方式で暗号化した、通信端末3からの暗号化ユーザデータCDを、地球局1Fが高高度疑似衛星9に向けて電波RUとして放射する。ステップS07Fで、高高度疑似衛星9が電波RUを受信して、電波RUを周波数変換し増幅して電波RDとして放射する。ステップS08Fで、地球局1Fが電波RDを受信し、電波RDを復調および復号してユーザデータUDを生成する。地球局1Fは、ユーザデータUDを通信端末3に送信する。S06Fの処理は、S06Cとほぼ同じである。S06Fは、共通鍵暗号方式を使用する点、高高度疑似衛星9に向けて電波RUを放射する点が、S06Cとは異なる。S08Fの処理は、S08Cとほぼ同じである。S08Fは、共通鍵暗号方式を使用する点が、S08Cとは異なる。 In step S06F, the earth station 1F2 transmits the encrypted user data CD2 from the communication terminal 32 , encrypted by the common key cryptosystem, as radio waves RU2 toward the high altitude pseudo satellite 91. In step S07F, the high altitude pseudo satellite 91 receives the radio waves RU2 , frequency converts and amplifies the radio waves RU2 , and transmits them as radio waves RD1 . In step S08F, the earth station 1F1 receives the radio waves RD1 , demodulates and decodes the radio waves RD1 to generate user data UD2 . The earth station 1F1 transmits the user data UD2 to the communication terminal 31. The process of S06F is almost the same as S06C. S06F differs from S06C in that it uses the common key cryptosystem and that it transmits radio waves RU2 toward the high altitude pseudo satellite 91. The process of S08F is almost the same as S08C. S08F differs from S08C in that it uses a common key cryptosystem.

地球局1Fおよび地球局1Fが通信制御データを通信する処理は、地球局1Cおよび地球局1Cが通信制御データを通信する処理と同様である。地球局1Fおよび地球局1Fが低軌道衛星4だけに中継されて通信する点が異なる。ステップS10Fで、低軌道衛星4が電波RUC1を受信して、電波RUC1を周波数変換し増幅して電波RDC2として放射する。ステップS11Fで、地球局1Fが低軌道衛星4が放射する電波RDC2を受信し、電波RDC2を復調して通信制御データCCを生成する。地球局1Fは、通信制御データCCを処理して通信端末3と通信端末3の間の通信を制御する。 The process of the earth station 1F1 and earth station 1F2 communicating communication control data is similar to the process of the earth station 1C1 and earth station 1C2 communicating communication control data. The difference is that the earth station 1F1 and earth station 1F2 communicate only by relaying to the low-earth orbit satellite 41. In step S10F, the low-earth orbit satellite 41 receives the radio wave RUC1 , frequency converts and amplifies the radio wave RUC1 , and radiates it as a radio wave RD- C2 . In step S11F, the earth station 1F2 receives the radio wave RD- C2 radiated by the low-earth orbit satellite 41 , demodulates the radio wave RD- C2 , and generates communication control data CC- 1 . The earth station 1F2 processes the communication control data CC -1 to control the communication between the communication terminal 31 and the communication terminal 32 .

ステップS12Fで、地球局1Fが地球局1Fに送信する通信制御データCCを、地球局1Fが低軌道衛星4に向けて電波RUC2として放射する。ステップS13Fで、低軌道衛星4が電波RUC2を受信して、電波RUC2を周波数変換し増幅して電波RDC1として放射する。 In step S12F, the earth station 1F2 transmits the communication control data CC2 to the earth station 1F1 , which is then radiated as radio waves RUC2 by the earth station 1F2 toward the low earth orbit satellite 41. In step S13F, the low earth orbit satellite 42 receives the radio waves RUC2 , frequency-converts and amplifies the radio waves RUC2 , and radiates them as radio waves RDC1 .

高高度疑似衛星9が他の高高度疑似衛星9とは通信しない場合も、1個の高高度疑似衛星9の通信可能エリアに内に存在する2個の地球局1Fの間で高高度疑似衛星通信回線21を使用して、暗号化ユーザデータを通信できる。 Even if a high altitude pseudo satellite 9 does not communicate with other high altitude pseudo satellites 9, encrypted user data can be communicated between two earth stations 1F that exist within the communication area of one high altitude pseudo satellite 9 using a high altitude pseudo satellite communication line 21.

次に、地球局1Fに接続する通信端末3が、異なる高高度疑似衛星と通信する地球局1Fに接続する通信端末3と通信する場合を説明する。ここで、地球局1Fは、高高度疑似衛星9と通信する。地球局1Fは、高高度疑似衛星9と通信する。高高度疑似衛星9と高高度疑似衛星9とは、直接は通信できない。 Next, a case will be described in which a communication terminal 31 connected to an earth station 1F1 communicates with a communication terminal 33 connected to an earth station 1F3 which communicates with a different high altitude pseudo satellite. Here, the earth station 1F1 communicates with a high altitude pseudo satellite 91. The earth station 1F3 communicates with a high altitude pseudo satellite 92. The high altitude pseudo satellites 91 and 92 cannot communicate directly with each other.

図35と図36が、地球局1Fに接続する通信端末3が、異なる高高度疑似衛星と通信する地球局1Fに接続する通信端末3と通信する概略手順を説明するフローチャートである。図35に、ステップS08Fまでの処理を図示し、図36にステップS09Cからの処理を図示する。なお、図36に示すS09C以降の処理は、図18と同様である。図36では、地球局1Cではなく、地球局1Fが各手順を実施する点が、図18とは異なる。 Figures 35 and 36 are flow charts for explaining the outline of the procedure in which a communication terminal 3_1 connected to an earth station 1F_1 communicates with a communication terminal 3_3 connected to an earth station 1F_3 which communicates with a different high altitude pseudosatellite. Figure 35 shows the process up to step S08F, and Figure 36 shows the process from step S09C. The process from S09C onwards shown in Figure 36 is the same as that shown in Figure 18. Figure 36 differs from Figure 18 in that the earth station 1F_3 , not the earth station 1C_2 , carries out each procedure.

図35について、図33とは異なる点を説明する。ステップS04Gで、暗号化ユーザデータCDは、高高度疑似衛星9、高高度疑似衛星地上局45、地上ネットワーク42、地上コアネットワーク装置41、地上コアネットワーク40、地上コアネットワーク装置41、地上ネットワーク42、高高度疑似衛星地上局45を経由して、高高度疑似衛星9に到達する。高高度疑似衛星9は、暗号化ユーザデータCDを通信するための電波RDを放射する。S04Gの処理は、図37に示すフローチャートで説明する。 Regarding Fig. 35, differences from Fig. 33 will be described. In step S04G, the encrypted user data CD1 passes through the high altitude pseudo satellite 91 , the high altitude pseudo satellite ground station 451 , the terrestrial network 421 , the terrestrial core network device 411 , the terrestrial core network 40, the terrestrial core network device 412 , the terrestrial network 422 , and the high altitude pseudo satellite ground station 452 , and arrives at the high altitude pseudo satellite 92. The high altitude pseudo satellite 92 emits radio waves RD2 for communicating the encrypted user data CD1 . The processing of S04G will be described with reference to the flowchart shown in Fig. 37.

ステップS05Gで、地球局1Fが電波RDを受信し、電波RDを復調および復号してユーザデータUDを生成する。地球局1Fは、ユーザデータUDを通信端末3に送信する。S05Gは、S05Fと同じ処理である。S05Gは、地球局1Fが実施する点、通信端末3に送信する点だけが、S05Fとは異なる。 In step S05G, the earth station 1F3 receives the radio wave RD2 , and demodulates and decodes the radio wave RD2 to generate user data UD1 . The earth station 1F3 transmits the user data UD1 to the communication terminal 33. S05G is the same process as S05F. S05G differs from S05F only in that it is performed by the earth station 1F3 and that it is transmitted to the communication terminal 33 .

ステップS06Gで、通信端末3が通信端末3に送信するユーザデータUDを、地球局1Fが暗号化ユーザデータCDに変換し、高高度疑似衛星9に向けて電波RUとして放射する。S06Gは、S06Fと同じ処理である。S06Gは、地球局1Fが実施する点、ユーザデータUDを通信端末3が送信する点だけが、S06Fとは異なる。 In step S06G, the earth station 1F3 converts the user data UD2 transmitted from the communication terminal 33 to the communication terminal 31 into encrypted user data CD2 , and transmits the data as radio waves RU2 to the high altitude pseudo satellite 92. S06G is the same process as S06F. S06G differs from S06F only in that it is performed by the earth station 1F3 and that the user data UD2 is transmitted by the communication terminal 33 .

ステップS07Gで、暗号化ユーザデータCDは、高高度疑似衛星9、高高度疑似衛星地上局45、地上ネットワーク42、地上コアネットワーク装置41、地上コアネットワーク40、地上コアネットワーク装置41、地上ネットワーク42、高高度疑似衛星地上局45を経由して、高高度疑似衛星9に到達する。高高度疑似衛星9は、暗号化ユーザデータCDを通信するための電波RDを放射する。S07Gの処理は、図38に示すフローチャートで説明する。 In step S07G, the encrypted user data CD2 passes through the high altitude pseudo satellite 92 , the high altitude pseudo satellite ground station 452 , the terrestrial network 422 , the terrestrial core network device 412 , the terrestrial core network 40, the terrestrial core network device 411 , the terrestrial network 421 , and the high altitude pseudo satellite ground station 451 , and reaches the high altitude pseudo satellite 91. The high altitude pseudo satellite 91 emits radio waves RD1 for communicating the encrypted user data CD2 . The processing of S07G will be described with reference to the flowchart shown in FIG.

図37を参照して、S04Gにおいて、暗号化ユーザデータCDを通信するために、電波RUを高高度疑似衛星9が受信してから、高高度疑似衛星9が電波RDを放射するまでの処理を説明する。ステップS101で、高高度疑似衛星9が電波RUを受信して、電波RUを周波数変換し増幅して電波RDとして放射する。ステップS102で、高高度疑似衛星地上局45が電波RDを受信し、電波RDを復調して暗号化ユーザデータCDを生成する。 37, the process from when the high altitude pseudo satellite 9 1 receives the radio wave RU 1 to when the high altitude pseudo satellite 9 2 emits the radio wave RD 2 in order to communicate the encrypted user data CD 1 in S04G will be described. In step S101, the high altitude pseudo satellite 9 1 receives the radio wave RU 1 , frequency converts and amplifies the radio wave RU 1 , and emits it as radio wave RD 1. In step S102, the high altitude pseudo satellite ground station 45 1 receives the radio wave RD 1 and demodulates the radio wave RD 1 to generate the encrypted user data CD 1 .

ステップS103で、高高度疑似衛星地上局45が、通信端末3への暗号化ユーザデータCDのパケットを地上ネットワーク42へ送信する。ステップS104で、暗号化ユーザデータCDのパケットは、地上ネットワーク42、地上コアネットワーク装置41、地上コアネットワーク40、地上コアネットワーク装置41、地上ネットワーク42を経由して、高高度疑似衛星地上局45に到達する。通信システム100Fの地上における通信ネットワーク(地上通信ネットワーク)において、通信端末3へのパケットは、高高度疑似衛星地上局45から高高度疑似衛星通信回線21を使用して通信されることは知られている。また、高高度疑似衛星地上局45から高高度疑似衛星地上局45への経路は何らかの方法で決められる。 In step S103, the high altitude pseudo satellite ground station 45 1 transmits a packet of encrypted user data CD 1 to the communication terminal 3 2 to the terrestrial network 42 1. In step S104, the packet of encrypted user data CD 1 passes through the terrestrial network 42 1 , the terrestrial core network device 41 1 , the terrestrial core network 40, the terrestrial core network device 41 2 , and the terrestrial network 42 2 to reach the high altitude pseudo satellite ground station 45 2. It is known that in the communication network (terrestrial communication network) on the ground of the communication system 100F, the packet to the communication terminal 3 2 is communicated from the high altitude pseudo satellite ground station 45 2 using the high altitude pseudo satellite communication line 21 3. Also, the route from the high altitude pseudo satellite ground station 45 1 to the high altitude pseudo satellite ground station 45 2 is determined by some method.

ステップS105で、高高度疑似衛星地上局45は、暗号化ユーザデータCDのパケットを電波RUとして高高度疑似衛星9に向けて放射する。ステップS106で、高高度疑似衛星9が電波RUを受信して、電波RUを周波数変換し増幅して電波RDとして放射する。 In step S105, the high altitude pseudo satellite ground station 452 radiates the packet of encrypted user data CD1 as radio waves RU1 toward the high altitude pseudo satellite 92. In step S106, the high altitude pseudo satellite 92 receives the radio waves RU1 , frequency-converts and amplifies the radio waves RU1 , and radiates them as radio waves RD2 .

図38を参照して、S07Gにおいて、暗号化ユーザデータCDを通信するために、電波RUを高高度疑似衛星9が受信してから、高高度疑似衛星9が電波RDを放射するまでの処理を説明する。ステップS111で、高高度疑似衛星9が電波RUを受信して、電波RUを周波数変換し増幅して電波RDとして放射する。ステップS112で、高高度疑似衛星地上局45が電波RDを受信し、電波RDを復調して暗号化ユーザデータCDを生成する。 38, the process from when the high altitude pseudo satellite 9 2 receives the radio wave RU 2 to when the high altitude pseudo satellite 9 1 emits the radio wave RD 1 in order to communicate the encrypted user data CD 2 in S07G will be described. In step S111, the high altitude pseudo satellite 9 2 receives the radio wave RU 2 , frequency converts and amplifies the radio wave RU 2 , and emits it as radio wave RD 2. In step S112, the high altitude pseudo satellite ground station 45 2 receives the radio wave RD 2 and demodulates the radio wave RD 2 to generate the encrypted user data CD 2 .

ステップS113で、高高度疑似衛星地上局45が、通信端末3への暗号化ユーザデータCDのパケットを地上ネットワーク42へ送信する。ステップS114で、暗号化ユーザデータCDのパケットは、地上ネットワーク42、地上コアネットワーク装置41、地上コアネットワーク40、地上コアネットワーク装置41、地上ネットワーク42を経由して、高高度疑似衛星地上局45に到達する。通信システム100Fの地上における通信ネットワークにおいて、通信端末3へのパケットは、高高度疑似衛星地上局45から高高度疑似衛星通信回線21を使用して通信されることは知られている。また、高高度疑似衛星地上局45から高高度疑似衛星地上局45への経路は何らかの方法で決められる。 In step S113, the high altitude pseudo satellite ground station 45 2 transmits a packet of encrypted user data CD 2 to the communication terminal 3 1 to the terrestrial network 42 2. In step S114, the packet of encrypted user data CD 2 passes through the terrestrial network 42 2 , the terrestrial core network device 41 2 , the terrestrial core network 40, the terrestrial core network device 41 1 , and the terrestrial network 42 1 to reach the high altitude pseudo satellite ground station 45 1. It is known that in the communication network on the ground of the communication system 100F, a packet to the communication terminal 3 1 is communicated from the high altitude pseudo satellite ground station 45 1 using the high altitude pseudo satellite communication line 21 1. Also, a route from the high altitude pseudo satellite ground station 45 2 to the high altitude pseudo satellite ground station 45 1 is determined by some method.

ステップS115で、高高度疑似衛星地上局45は、暗号化ユーザデータCDのパケットを電波RUとして高高度疑似衛星9に向けて放射する。ステップS116で、高高度疑似衛星9が電波RUを受信して、電波RUを周波数変換し増幅して電波RDとして放射する。 In step S115, the high altitude pseudosatellite ground station 45.1 radiates the packet of encrypted user data CD.2 as radio waves RU.1 toward the high altitude pseudosatellite 9.1 . In step S116, the high altitude pseudosatellite 9.1 receives the radio waves RU.1 , frequency-converts and amplifies the radio waves RU.1 , and radiates them as radio waves RD.1 .

高高度疑似衛星9が他の高高度疑似衛星9とは通信しない場合も、異なる高高度疑似衛星9の通信可能エリアに存在する2個の地球局1Fの間で、2個の高高度疑似衛星9と地上通信ネットワークとを経由する高高度疑似衛星通信回線21を含む通信経路で、暗号化ユーザデータを通信できる。 Even if a high altitude pseudo satellite 9 does not communicate with other high altitude pseudo satellites 9, encrypted user data can be communicated between two earth stations 1F that exist in the communication areas of different high altitude pseudo satellites 9 via a communication path that includes a high altitude pseudo satellite communication line 21 that passes through the two high altitude pseudo satellites 9 and the ground communication network.

次に、地球局1Fに接続する通信端末3が、地上通信ネットワークに接続する地球局46に接続する通信端末3と通信する場合を説明する。地球局1Fは、高高度疑似衛星9と通信する。地球局46は、高高度疑似衛星地上局45を経由する通信経路で高高度疑似衛星9と通信する。地球局46は、低軌道衛星地上局44を経由する通信経路で低軌道衛星4と通信する。 Next, a case will be described in which a communication terminal 31 connected to an earth station 1F1 communicates with a communication terminal 34 connected to an earth station 46 connected to a terrestrial communication network. The earth station 1F1 communicates with a high altitude pseudo satellite 91. The earth station 46 communicates with the high altitude pseudo satellite 91 via a communication path that passes through a high altitude pseudo satellite ground station 452. The earth station 46 communicates with a low altitude satellite 42 via a communication path that passes through a low altitude satellite ground station 44.

図39と図40が、地球局1Fに接続する通信端末3が、地上通信ネットワークに接続する地球局46に接続する通信端末3と通信する概略手順を説明するフローチャートである。図39に、ステップS08Fまでの処理を図示し、図40にステップS09Cからの処理を図示する。 39 and 40 are flow charts for explaining the outline of the procedure in which the communication terminal 3.1 connected to the earth station 1F.1 communicates with the communication terminal 3.4 connected to the earth station 46 connected to the terrestrial communication network. Fig. 39 shows the process up to step S08F, and Fig. 40 shows the process from step S09C.

図39および図40について、図33および図とは異なる点を説明する。ステップS02Hで、地球局1Fおよび地球局46が通信端末3と通信端末3との間の通信に使用する暗号鍵および復号鍵を決めてデータ記憶部58Fに記憶する。低軌道衛星通信回線6と地上通信ネットワークを含む通信経路で、地球局1Fおよび地球局46は復号鍵を通信する。 Regarding Figures 39 and 40, the points different from Figures 33 and 40 will be described. In step S02H, the earth station 1F1 and the earth station 46 determine an encryption key and a decryption key to be used for communication between the communication terminal 3-1 and the communication terminal 3-4 , and store them in the data storage unit 58F. The earth station 1F1 and the earth station 46 communicate the decryption key through a communication path including the low-earth orbit satellite communication line 6 and the terrestrial communication network.

ステップS04Hで、暗号化ユーザデータCDは、高高度疑似衛星9、高高度疑似衛星地上局45、地上ネットワーク42、地上コアネットワーク装置41、地上コアネットワーク40、地上コアネットワーク装置41、地上ネットワーク42を経由して、地球局46に到達する。S04Hの処理は、図41に示すフローチャートで説明する。 In step S04H, the encrypted user data CD1 passes through the high altitude pseudo satellite 91 , the high altitude pseudo satellite ground station 451 , the ground network 421 , the ground core network device 411 , the ground core network 40, the ground core network device 412 and the ground network 422 , and arrives at the earth station 46. The processing in S04H will be explained with reference to the flow chart shown in FIG.

ステップS05Hで、地球局46が暗号化ユーザデータCDを受信し、暗号化ユーザデータCDを復号してユーザデータUDを生成する。地球局46は、ユーザデータUDを通信端末3に送信する。 In step S05H, the earth station 46 receives the encrypted user data CD1 and decrypts the encrypted user data CD1 to generate user data UD1 . The earth station 46 transmits the user data UD1 to the communication terminal 34 .

ステップS06Hで、通信端末3が通信端末3に送信するユーザデータUDを、地球局46が暗号化ユーザデータCDに変換し、地上ネットワーク42に送信する。 In step S06H, the earth station 46 converts the user data UD2 transmitted from the communication terminal 3-4 to the communication terminal 3-1 into encrypted user data CD2 and transmits it to the ground network 42-2 .

ステップS07Hで、暗号化ユーザデータCDは、地上ネットワーク42、地上コアネットワーク装置41、地上コアネットワーク40、地上コアネットワーク装置41、地上ネットワーク42、高高度疑似衛星地上局45を経由して、高高度疑似衛星9に到達する。高高度疑似衛星9は、暗号化ユーザデータCDを通信するための電波RDを放射する。S07Hの処理は、図42に示すフローチャートで説明する。 In step S07H, the encrypted user data CD2 passes through the terrestrial network 422 , the terrestrial core network device 412 , the terrestrial core network 40, the terrestrial core network device 411 , the terrestrial network 421 , and the high altitude pseudo satellite ground station 451 to reach the high altitude pseudo satellite 91. The high altitude pseudo satellite 91 emits radio waves RD1 for communicating the encrypted user data CD2 . The processing of S07H will be described with reference to the flowchart shown in FIG.

ステップS10Hで、低軌道衛星4が電波RUC1を受信して、電波RUC1を周波数変換し増幅して電波RDC1として放射する。低軌道衛星4が電波RDC1を受信して、電波RDC1を周波数変換し増幅して電波RDC2として放射する。低軌道衛星地上局44が電波RDC1を受信し、復調して通信制御データCCを生成する。低軌道衛星地上局44が、通信制御データCCを地上ネットワーク42に送信する。通信制御データCCは、地上ネットワーク42、地上コアネットワーク装置41、地上コアネットワーク40、地上コアネットワーク装置41、地上ネットワーク42を経由して、地球局46に到達する。 In step S10H, the low-earth orbit satellite 41 receives the radio wave RU C1 , frequency-converts and amplifies the radio wave RU C1 , and radiates it as a radio wave RD C1 . The low-earth orbit satellite 42 receives the radio wave RD C1 , frequency-converts and amplifies the radio wave RD C1 , and radiates it as a radio wave RD C2 . The low-earth orbit satellite ground station 44 receives the radio wave RD C1 , demodulates it, and generates communication control data CC 1. The low-earth orbit satellite ground station 44 transmits the communication control data CC 1 to the terrestrial network 42 1. The communication control data CC 1 reaches the earth station 46 via the terrestrial network 42 1 , the terrestrial core network device 41 1 , the terrestrial core network 40, the terrestrial core network device 41 2 , and the terrestrial network 42 2 .

ステップS11Hで、地上ネットワーク42から地球局46が通信制御データCCを受信する。地球局46は、通信制御データCCを処理して通信端末3と通信端末3の間の通信を制御する。 In step S11H, the earth station 46 receives the communication control data CC1 from the terrestrial network 422. The earth station 46 processes the communication control data CC1 to control the communication between the communication terminal 3-1 and the communication terminal 3-4 .

ステップS12Hで、地球局46が地球局1に送信する通信制御データCCを、地球局46が地上ネットワーク42に送信する。ステップS13Hで、通信制御データCCは、地上ネットワーク42、地上コアネットワーク装置41、地上コアネットワーク40、地上コアネットワーク装置41、地上ネットワーク42を経由して、低軌道衛星地上局44に到達する。低軌道衛星地上局44は、通信制御データCCを、低軌道衛星地上局44が低軌道衛星4に向けて電波RUC2として放射する。低軌道衛星4が電波RUC2を受信して、電波RUC2を周波数変換し増幅して電波RDC1として放射する。 In step S12H, the earth station 46 transmits the communication control data CC2 to the earth station 11 to the terrestrial network 422. In step S13H, the communication control data CC2 passes through the terrestrial network 422 , the terrestrial core network device 412 , the terrestrial core network 40, the terrestrial core network device 411 , and the terrestrial network 421 , and reaches the low-earth orbit satellite ground station 44. The low-earth orbit satellite ground station 44 transmits the communication control data CC2 to the low-earth orbit satellite 41 as radio waves RU -C2 . The low-earth orbit satellite 41 receives the radio waves RU- C2 , frequency-converts and amplifies the radio waves RU- C2 , and transmits them as radio waves RD- C1 .

図41を参照して、S04Hにおいて、暗号化ユーザデータCDを通信するために、電波RUを高高度疑似衛星9が受信してから、地上通信ネットワークを地球局46に向けて伝送されるまでの処理を説明する。図41について、図37とは異なる点を説明する。 With reference to Fig. 41, the process from reception of radio wave RU1 by high altitude pseudo satellite 91 to transmission of encrypted user data CD1 through the terrestrial communication network to earth station 46 in S04H will be described. The points in Fig. 41 that differ from Fig. 37 will be described.

ステップS104Hで、暗号化ユーザデータCDのパケットは、地上ネットワーク42、地上コアネットワーク装置41、地上コアネットワーク40、地上コアネットワーク装置41、地上ネットワーク42を、地球局46に向けて伝送される。 In step S104H, the packet of encrypted user data CD 1 is transmitted through the terrestrial network 42 1 , the terrestrial core network device 41 1 , the terrestrial core network 40 , the terrestrial core network device 41 2 and the terrestrial network 42 2 toward the earth station 46 .

図42を参照して、S07Hにおいて、暗号化ユーザデータCDを通信するために、地球局46が地上ネットワーク42に暗号化ユーザデータCDを送信した後から、高高度疑似衛星9が電波RDを放射するまでの処理を説明する。図42について、図38とは異なる点を説明する。 With reference to Fig. 42, the process from when the earth station 46 transmits the encrypted user data CD2 to the ground network 421 in order to communicate the encrypted user data CD2 in S07H until the high altitude pseudo satellite 91 emits the radio wave RD1 will be described. Regarding Fig. 42, the points different from Fig. 38 will be described.

図42では、S111からS113までの手順が無く、S114から始まる。S114で、地球局46が送信した暗号化ユーザデータCDのパケットは、地上ネットワーク42、地上コアネットワーク装置41、地上コアネットワーク40、地上コアネットワーク装置41、地上ネットワーク42を経由して、高高度疑似衛星地上局45に到達する。S115およびS116は、図38と同じである。 In Fig. 42, the steps from S111 to S113 are omitted, and the process starts from S114. In S114, the packet of encrypted user data CD2 transmitted by the earth station 46 passes through the terrestrial network 422 , the terrestrial core network device 412 , the terrestrial core network 40, the terrestrial core network device 411 , and the terrestrial network 421 , and arrives at the high altitude pseudosatellite earth station 451. S115 and S116 are the same as in Fig. 38.

このように地球局1Fは、同じ高高度疑似衛星9と通信する地球局、異なる高高度疑似衛星9と通信する地球局、および地上通信ネットワークに接続し自装置だけでは高高度疑似衛星9とは通信できない地球局の何れとも、高高度疑似衛星通信回線21を含む通信経路で暗号化ユーザデータを通信できる。地球局1Fは、暗号化するための暗号鍵および復号するための復号鍵を、低軌道衛星通信回線6を含む通信経路で通信相手と通信できる。そのため、高高度疑似衛星通信回線21を含む通信経路で通信するユーザデータを傍受されても暗号化されているので、ユーザデータの内容が知られることはない。暗号鍵および復号鍵は、低軌道衛星通信回線6を含む通信経路で通信するので、ユーザデータが通信される高高度疑似衛星通信回線21を傍受されても、暗号鍵および復号鍵が漏れることはない。低軌道衛星通信回線6ではユーザデータは通信されないので、低軌道衛星通信回線6を傍受されても、ユーザデータの内容を知られることはない。 In this way, the earth station 1F can communicate encrypted user data over a communication path including the high altitude pseudosatellite communication line 21 with any of the earth stations communicating with the same high altitude pseudosatellite 9, earth stations communicating with different high altitude pseudosatellites 9, and earth stations connected to a terrestrial communication network that cannot communicate with the high altitude pseudosatellite 9 by itself. The earth station 1F can communicate an encryption key for encryption and a decryption key for decryption with the communication partner over a communication path including the low altitude satellite communication line 6. Therefore, even if the user data communicated over a communication path including the high altitude pseudosatellite communication line 21 is intercepted, the contents of the user data will not be known because it is encrypted. Since the encryption key and decryption key are communicated over a communication path including the low altitude satellite communication line 6, the encryption key and decryption key will not be leaked even if the high altitude pseudosatellite communication line 21 through which the user data is communicated is intercepted. Since the user data is not communicated over the low altitude satellite communication line 6, the contents of the user data will not be known even if the low altitude satellite communication line 6 is intercepted.

地球局1Fは、地上のインフラ設備を必要としない。地球局1Fは、移動体通信システムにおいて通信可能エリアの拡大を容易に実現できる。 The earth station 1F does not require any terrestrial infrastructure facilities. The earth station 1F can easily expand the communication area in a mobile communication system.

地球局1Fは、他の通信システムを利用することなく送信側と受信側で暗号鍵(復号鍵を含む)を共有できる。地球局1Fは、暗号化されたユーザデータを通信できる。 Earth station 1F allows the sender and receiver to share an encryption key (including a decryption key) without using other communication systems. Earth station 1F can communicate encrypted user data.

実施の形態1から実施の形態4の何れかに係る通信装置(地球局)も、同じ高高度疑似衛星9と通信する地球局、異なる高高度疑似衛星9と通信する地球局、および地上通信ネットワークに接続し自装置だけでは高高度疑似衛星9とは通信できない地球局の何れとも、高高度疑似衛星通信回線21を含む通信経路で暗号化ユーザデータを通信できる。 A communication device (earth station) according to any of the first to fourth embodiments can communicate encrypted user data with any of the earth stations communicating with the same high altitude pseudo satellite 9, with any of the earth stations communicating with different high altitude pseudo satellites 9, and with any of the earth stations connected to a terrestrial communication network that cannot communicate with the high altitude pseudo satellite 9 by itself, via a communication path including the high altitude pseudo satellite communication line 21.

暗号化ユーザデータを通信する第1対流圏外通信回線は、高高度疑似衛星通信回線21とは異なる対流圏外通信回線でもよい。暗号鍵などを通信する第2対流圏外通信回線は、低軌道衛星通信回線6とは異なる対流圏外通信回線でもよい。第1対流圏外通信回線および第2対流圏外通信回線は、高度が異なる2種類の対流圏外通信回線であればよい。 The first extra-troposphere communication line for communicating encrypted user data may be an extra-troposphere communication line different from the high-altitude pseudo satellite communication line 21. The second extra-troposphere communication line for communicating encryption keys and the like may be an extra-troposphere communication line different from the low-orbit satellite communication line 6. The first extra-troposphere communication line and the second extra-troposphere communication line may be two types of extra-troposphere communication lines having different altitudes.

以上、好ましい実施の形態等について詳説したが、上述した実施の形態等に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態等に種々の変形及び置換を加えることができる。 Although the preferred embodiments have been described above in detail, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and substitutions can be made to the above-described embodiments without departing from the scope of the claims.

以下、本開示の諸態様を付記としてまとめて記載する。 Various aspects of this disclosure are summarized below as appendices.

(付記1)
対流圏よりも高い高度である対流圏外を移動する移動体である対流圏外移動体に搭載された中継局である対流圏外中継局に中継される通信回線である対流圏外通信回線であって、前記対流圏外に含まれる第1の高度を移動する前記対流圏外移動体である第1対流圏外移動体に搭載された前記対流圏外中継局である第1対流圏外中継局に中継される前記対流圏外通信回線である第1対流圏外通信回線で、通信するデータであるユーザデータを暗号化した暗号化ユーザデータを通信相手と通信する第1対流圏外通信部と、
送信する前記ユーザデータを暗号鍵により暗号化して前記暗号化ユーザデータを生成する暗号装置と、
受信した前記暗号化ユーザデータを復号鍵により復号して前記ユーザデータを生成する復号装置と、
前記暗号化ユーザデータを前記第1対流圏外通信部が通信する前に、前記第1の高度と異なる前記対流圏外に含まれる第2の高度を移動する前記対流圏外移動体である第2対流圏外移動体に搭載された前記対流圏外中継局である第2対流圏外中継局に中継される前記対流圏外通信回線である第2対流圏外通信回線で、前記暗号化ユーザデータを前記通信相手と通信するために通信されるデータである通信制御データであって、前記暗号装置が使用する前記暗号鍵および前記暗号装置が生成した前記暗号化ユーザデータを前記通信相手が復号する際に使用する前記復号鍵の少なくとも1つを含む前記通信制御データを前記通信相手と通信し、前記通信相手が使用する前記暗号鍵および前記通信相手が生成した前記暗号化ユーザデータを前記復号装置が復号する際に使用する前記復号鍵の少なくとも1つを含む前記通信制御データを前記通信相手と通信する第2対流圏外通信部とを備えた通信装置。
(付記2)
ネットワークを介して接続する通信端末と前記ユーザデータをやりとりする端末接続部と、
前記端末接続部に接続する前記通信端末である自通信端末ごとに、前記暗号装置が使用する前記暗号鍵を記憶する暗号鍵記憶部と、
前記暗号装置が前記暗号鍵で暗号化したデータを復号する前記復号鍵である対応復号鍵を前記自通信端末ごとに記憶する対応復号鍵記憶部と、
受信した前記暗号化ユーザデータを前記暗号装置が復号する際に使用する前記復号鍵である使用復号鍵を、前記暗号化ユーザデータの送信元の前記通信端末ごとに記憶する使用復号鍵記憶部と、
前記自通信端末である要求元通信端末から、前記通信相手にネットワークを介して接続された前記通信端末である要求先通信端末との通信開始要求を受信した際に、前記要求元通信端末、前記要求先通信端末および前記要求元通信端末の前記対応復号鍵を含む通信開始要求の前記通信制御データを生成し、前記通信相手から前記通信開始要求の前記通信制御データを受信した際に、前記要求先通信端末の前記対応復号鍵を含む通信開始受諾の前記通信制御データを生成する通信制御データ生成部と、
前記要求元通信端末の前記暗号鍵が前記暗号鍵記憶部に記憶されていない場合は、前記暗号鍵および前記対応復号鍵を決め、決めた前記暗号鍵を前記要求元通信端末の前記暗号鍵として前記暗号鍵記憶部に記憶させ、決めた前記対応復号鍵を前記要求元通信端末の前記対応復号鍵として前記対応復号鍵記憶部に記憶させ、
前記通信開始要求の前記通信制御データを受信した際に、受信した前記通信制御データに含まれる前記要求元通信端末の前記対応復号鍵を前記要求元通信端末の前記使用復号鍵として前記使用復号鍵記憶部に記憶させ、前記要求先通信端末の前記暗号鍵が前記暗号鍵記憶部に記憶されていない場合は、前記暗号鍵および前記対応復号鍵を決め、決めた前記暗号鍵を前記要求先通信端末の前記暗号鍵として前記暗号鍵記憶部に記憶させ、決めた前記対応復号鍵を前記要求先通信端末の前記対応復号鍵として前記対応復号鍵記憶部に記憶させ、
前記通信開始受諾の前記通信制御データを受信した際に、受信した前記通信制御データに含まれる前記要求先通信端末の前記対応復号鍵を前記要求先通信端末の前記使用復号鍵として前記使用復号鍵記憶部に記憶させる暗号鍵復号鍵管理部とを備え、
前記第2対流圏外通信部は、前記通信開始要求の前記通信制御データおよび前記通信開始受諾の前記通信制御データを前記通信相手と通信する、付記1に記載の通信装置。
(付記3)
ネットワークを介して接続する通信端末と前記ユーザデータをやりとりする端末接続部と、
前記端末接続部に接続する前記通信端末である自通信端末ごとに、受信した前記暗号化ユーザデータを復号する前記復号鍵を記憶する復号鍵記憶部と、
前記復号装置が前記復号鍵で復号するデータを暗号化する前記暗号鍵である対応暗号鍵を、前記自通信端末ごとに記憶する対応暗号鍵記憶部と、
送信先の前記通信端末ごとに、前記暗号装置が使用する前記暗号鍵である使用暗号鍵を記憶する使用暗号鍵記憶部と、
前記自通信端末である要求元通信端末から前記通信相手にネットワークを介して接続された前記通信端末である要求先通信端末との通信開始要求を受信した際に、前記要求元通信端末、前記要求先通信端末および前記要求元通信端末の前記対応暗号鍵を含む通信開始要求の前記通信制御データを生成し、前記通信相手から前記通信開始要求の前記通信制御データを受信した際に、前記要求先通信端末の前記対応暗号鍵を含む通信開始受諾の前記通信制御データを生成する通信制御データ生成部と、
前記要求元通信端末の前記復号鍵が前記復号鍵記憶部に記憶されていない場合は、前記復号鍵および前記対応暗号鍵を決め、決めた前記復号鍵を前記要求元通信端末の前記復号鍵として前記復号鍵記憶部に記憶させ、決めた前記対応暗号鍵を前記要求元通信端末の前記対応暗号鍵として前記対応暗号鍵記憶部に記憶させ、
前記通信開始要求の前記通信制御データを受信した際に、受信した前記通信制御データに含まれる前記要求元通信端末の前記対応暗号鍵を、前記要求元通信端末の前記使用暗号鍵として前記使用暗号鍵記憶部に記憶させ、前記要求先通信端末の前記復号鍵が前記復号鍵記憶部に記憶されていない場合は、前記復号鍵および前記対応暗号鍵を決め、決めた前記復号鍵を前記要求先通信端末の前記復号鍵として前記復号鍵記憶部に記憶させ、決めた前記対応暗号鍵を前記要求先通信端末の前記対応暗号鍵として前記対応暗号鍵記憶部に記憶させ、
前記通信開始受諾の前記通信制御データを受信した際に、受信した前記通信制御データに含まれる前記要求先通信端末の前記対応暗号鍵を、前記要求先通信端末の前記使用暗号鍵として前記使用暗号鍵記憶部に記憶させる暗号鍵復号鍵管理部とを備え、
前記第2対流圏外通信部は、前記通信開始要求の前記通信制御データおよび前記通信開始受諾の前記通信制御データを前記通信相手と通信する、付記1に記載の通信装置。
(付記4)
前記暗号化ユーザデータを前記第1対流圏外通信部により通信し、前記通信制御データを前記第2対流圏外通信部により通信するように制御する通信制御部を備えた付記1から付記3の何れか1項に記載の通信装置。
(付記5)
前記第1対流圏外移動体および前記第2対流圏外移動体のそれぞれは、前記対流圏外に含まれる少なくとも3個の互いに異なる高度をそれぞれ移動する少なくとも3種類の前記対流圏外移動体の中から選択された前記対流圏外移動体である、付記1から付記4の何れか1項に記載の通信装置。
(付記6)
前記第1対流圏外移動体および前記第2対流圏外移動体のそれぞれは、成層圏を移動する移動体である成層圏移動体と、静止衛星と、静止衛星よりも低い前記対流圏外に含まれる高度であって互いに異なる少なくとも2個の高度をそれぞれ移動する人工衛星とを含む対流圏外移動体集合の中から選択された前記対流圏外移動体である、付記1から付記4の何れか1項に記載の通信装置。
(付記7)
2個の変復調器と、
2個の周波数変換器と、
一方の前記周波数変換器および一方の前記変復調器を前記第1対流圏外通信部として使用されるように割り当て、他方の前記周波数変換器および他方の前記変復調器を前記第2対流圏外通信部として使用されるように割り当てる系列割当部とを備え、
前記系列割当部は、
一方の前記変復調器に前記暗号化ユーザデータを変調および復調させ、
一方の前記周波数変換器に前記第1対流圏外通信回線で使用される周波数と前記変復調器で処理される信号の周波数との間で周波数変換させ、
他方の前記変復調器に前記通信制御データを変調および復調させ、
他方の前記周波数変換器に前記第2対流圏外通信回線で使用される周波数と前記変復調器で処理される信号の周波数との間で周波数変換させる、付記1から付記6の何れか1項に記載の通信装置。
(付記8)
変復調器と、
前記変復調器と接続した周波数変換器と、
前記変復調器および前記周波数変換器を、時分割で前記第1対流圏外通信部あるいは前記第2対流圏外通信部として使用されるように制御する時分割制御部とを備え、
前記時分割制御部は、
前記第1対流圏外通信部として使用される期間では、前記変復調器に前記暗号化ユーザデータを変調および復調させ、前記周波数変換器に前記第1対流圏外通信回線で使用される周波数と前記変復調器で処理される信号の周波数との間で周波数変換させ、
前記第2対流圏外通信部として使用される期間では、前記変復調器に前記通信制御データを変調および復調させ、前記周波数変換器に前記第2対流圏外通信回線で使用される周波数と前記変復調器で処理される信号の周波数との間で周波数変換させる、付記1から付記6の何れか1項に記載の通信装置。
(付記9)
2個のアンテナ装置と、
一方の前記周波数変換器と接続する一方の前記アンテナ装置が前記第1対流圏外移動体を追尾するように制御し、他方の前記周波数変換器と接続する他方の前記アンテナ装置が前記第2対流圏外移動体を追尾するように制御する追尾制御部とを備えた付記7に記載の通信装置。
(付記10)
電波を受信して素子受信信号を出力する複数の素子受信アンテナを有する受信アンテナ部と、複数の前記素子受信信号を処理して、電子的に変更できる第1受信方向からの第1受信周波数の受信信号を一方の前記周波数変換器に出力し、かつ前記第1受信方向とは独立に電子的に変更できる第2受信方向からの前記第1受信周波数とは異なる第2受信周波数の受信信号を他方の前記周波数変換器に出力する素子受信信号処理部とを有する受信アンテナ装置と、
素子送信信号がそれぞれ入力されて電波を送信する複数の素子送信アンテナを有する送信アンテナ部と、一方の前記周波数変換器が出力する第1送信周波数の送信信号および前記第1送信周波数とは異なる第2送信周波数の他方の前記周波数変換器が出力する送信信号が入力されて、電子的に変更できる第1送信方向へ前記第1送信周波数の電波を前記送信アンテナ部が送信し、かつ前記第1送信方向とは独立に電子的に変更できる第2送信方向へ前記第2送信周波数の電波を前記送信アンテナ部が送信するように、複数の前記素子送信アンテナにそれぞれ入力される複数の前記素子送信信号を生成する素子送信信号生成部とを有する送信アンテナ装置と、
前記第1受信周波数および前記第1送信周波数に前記第1対流圏外通信回線の受信周波数および送信周波数をそれぞれ設定し、前記第2受信周波数および前記第2送信周波数に前記第2対流圏外通信回線の受信周波数および送信周波数をそれぞれ設定する周波数設定部と、
前記第1受信方向および前記第1送信方向が前記第1対流圏外移動体を追尾するように制御し、前記第2受信方向および前記第2送信方向が前記第2対流圏外移動体を追尾するように制御する追尾制御部とを備えた付記7に記載の通信装置。
(付記11)
前記周波数変換器と接続したフェーズドアレイアンテナである受信アンテナ装置と、
前記周波数変換器と接続したフェーズドアレイアンテナである送信アンテナ装置と、
前記変復調器および前記周波数変換器が前記第1対流圏外通信部として使用される期間では、前記受信アンテナ装置および前記送信アンテナ装置が前記第1対流圏外移動体を追尾するように制御し、前記変復調器および前記周波数変換器が前記第2対流圏外通信部として使用される期間では、前記受信アンテナ装置および前記送信アンテナ装置が前記第2対流圏外移動体を追尾するように制御する追尾制御部とを備えた付記8に記載の通信装置。
(付記12)
対流圏よりも高い高度である対流圏外を移動する移動体である対流圏外移動体に搭載された中継局である対流圏外中継局に中継される通信回線である対流圏外通信回線であって、前記対流圏外に含まれる第1の高度を移動する前記対流圏外移動体である第1対流圏外移動体に搭載された前記対流圏外中継局である第1対流圏外中継局に中継される前記対流圏外通信回線である第1対流圏外通信回線で、通信されるデータであるユーザデータを暗号化した暗号化ユーザデータを通信相手と通信する第1対流圏外通信部と、送信する前記ユーザデータを暗号鍵により暗号化して前記暗号化ユーザデータを生成する暗号装置と、受信した前記暗号化ユーザデータを復号鍵により復号して前記ユーザデータを生成する復号装置と、前記第1の高度と異なる前記対流圏外に含まれる第2の高度を移動する前記対流圏外移動体である第2対流圏外移動体に搭載された前記対流圏外中継局である第2対流圏外中継局に中継される前記対流圏外通信回線である第2対流圏外通信回線で前記通信相手と通信する第2対流圏外通信部とを有する通信装置および前記通信相手の一方に接続する通信端末である要求元通信端末と、前記通信装置および前記通信相手の他方に接続する通信端末である要求先通信端末の間で通信する通信方法であって、
前記要求元通信端末から前記要求先通信端末との通信開始要求を、通信装置および通信相手の一方が受信する手順と、
前記暗号装置が前記ユーザデータを暗号化して前記暗号化ユーザデータを生成する際に使用する前記暗号鍵である自暗号鍵および前記自暗号鍵により暗号化した前記暗号化ユーザデータを前記通信相手が復号する際に使用する前記復号鍵である相手復号鍵の少なくとも1つを、前記第2対流圏外通信部で前記通信相手と通信する手順と、
前記通信相手が前記ユーザデータを暗号化して前記暗号化ユーザデータを生成する際に使用する前記暗号鍵である相手暗号鍵および前記相手暗号鍵で暗号化した前記暗号化ユーザデータを前記復号装置が復号する際に使用する前記復号鍵である自復号鍵の少なくとも1つを、前記第2対流圏外通信部で前記通信相手と通信する手順と、
前記要求元通信端末からの前記ユーザデータを、前記暗号装置が前記自暗号鍵で暗号化する、あるいは前記通信相手が前記相手暗号鍵で暗号化して、前記暗号化ユーザデータを生成する手順と、
暗号化された前記要求元通信端末からの前記暗号化ユーザデータを、前記第1対流圏外通信部が前記第1対流圏外通信回線で前記通信相手と通信する手順と、
前記通信相手が受信した前記暗号化ユーザデータを、前記通信相手が前記相手復号鍵で復号する、あるいは前記通信装置が受信した前記暗号化ユーザデータを、前記暗号装置が前記自復号鍵で復号して、前記要求元通信端末からの前記ユーザデータを生成する手順と、
復号された前記要求元通信端末からの前記ユーザデータを前記通信相手あるいは前記通信装置が前記要求先通信端末に送る手順と、
前記要求先通信端末からの前記ユーザデータを、前記通信相手が前記相手暗号鍵で暗号化する、あるいは前記暗号装置が前記自暗号鍵で暗号化して、前記暗号化ユーザデータを生成する手順と、
暗号化された前記要求先通信端末からの前記暗号化ユーザデータを、前記第1対流圏外通信回線で前記通信相手と通信する手順と、
前記第1対流圏外通信部が受信した前記暗号化ユーザデータを、前記復号装置が前記自復号鍵で復号する、あるいは前記通信相手が前記相手復号鍵で復号して、前記要求先通信端末からの前記ユーザデータを生成する手順と、
復号された前記要求先通信端末からの前記ユーザデータを前記通信装置あるいは前記通信相手が前記要求元通信端末に送る手順とを備えた通信方法。
(Appendix 1)
an extra-troposphere communication line which is a communication line relayed to an extra-troposphere relay station which is a relay station mounted on an extra-troposphere mobile body which is a mobile body moving outside the troposphere at an altitude higher than the troposphere, and a first extra-troposphere communication unit which communicates encrypted user data, which is user data to be communicated, with a communication partner in the first extra-troposphere communication line which is an extra-troposphere communication line relayed to a first extra-troposphere relay station which is an extra-troposphere relay station mounted on a first extra-troposphere mobile body which is the extra-troposphere mobile body moving at a first altitude included in the troposphere;
an encryption device that encrypts the user data to be transmitted using an encryption key to generate the encrypted user data;
a decryption device that decrypts the received encrypted user data using a decryption key to generate the user data;
a second extra-troposphere communication unit that communicates with the communication partner the communication control data, the communication control data including at least one of the encryption key used by the encryption device and the decryption key used by the communication partner when decrypting the encrypted user data generated by the encryption device, and the second extra-troposphere communication unit that communicates with the communication partner the communication control data including at least one of the encryption key used by the communication partner and the decryption key used by the decryption device when decrypting the encrypted user data generated by the communication partner, before the first extra-troposphere communication unit communicates the encrypted user data, the second extra-troposphere communication line that is relayed to a second extra-troposphere relay station that is the extra-troposphere relay station mounted on a second extra-troposphere mobile body that is the extra-troposphere mobile body moving at a second altitude included outside the troposphere that is different from the first altitude, before the first extra-troposphere communication unit communicates the encrypted user data, the communication control data including at least one of the encryption key used by the communication partner and the decryption key used by the decryption device when decrypting the encrypted user data generated by the communication partner.
(Appendix 2)
a terminal connection unit for exchanging the user data with a communication terminal connected via a network;
an encryption key storage unit configured to store the encryption key used by the encryption device for each of the communication terminals connected to the terminal connection unit;
a corresponding decryption key storage unit that stores, for each of the communication terminals, a corresponding decryption key that is the decryption key for decrypting data that is encrypted by the encryption device with the encryption key;
a usage decryption key storage unit that stores a usage decryption key, which is the decryption key used when the encryption device decrypts the received encrypted user data, for each of the communication terminals that are transmission sources of the encrypted user data;
a communication control data generation unit which, when receiving a communication start request from a request source communication terminal which is the communication terminal itself and a request destination communication terminal which is the communication terminal connected to the communication partner via a network, generates the communication control data of the communication start request including the request source communication terminal, the request destination communication terminal, and the corresponding decryption key of the request source communication terminal, and generates the communication control data of the communication start acceptance including the corresponding decryption key of the request destination communication terminal when receiving the communication control data of the communication start request from the communication partner;
if the encryption key of the request source communication terminal is not stored in the encryption key storage unit, determine the encryption key and the corresponding decryption key, store the determined encryption key in the encryption key storage unit as the encryption key of the request source communication terminal, and store the determined corresponding decryption key in the corresponding decryption key storage unit as the corresponding decryption key of the request source communication terminal;
when receiving the communication control data of the communication start request, storing the corresponding decryption key of the request source communication terminal included in the received communication control data as the used decryption key of the request source communication terminal in the used decryption key storage unit, and if the encryption key of the requested destination communication terminal is not stored in the encryption key storage unit, determining the encryption key and the corresponding decryption key, storing the determined encryption key in the encryption key storage unit as the encryption key of the requested destination communication terminal, and storing the determined corresponding decryption key in the corresponding decryption key storage unit as the corresponding decryption key of the requested destination communication terminal;
an encryption key/decryption key management unit that, when receiving the communication control data for accepting the start of communication, stores the corresponding decryption key of the requested communication terminal included in the received communication control data in the usage decryption key storage unit as the usage decryption key of the requested communication terminal,
The communication device according to claim 1, wherein the second extra-troposphere communication unit communicates the communication control data of the communication start request and the communication control data of the communication start acceptance with the communication partner.
(Appendix 3)
a terminal connection unit for exchanging the user data with a communication terminal connected via a network;
a decryption key storage unit configured to store the decryption key for decrypting the received encrypted user data for each of the communication terminals connected to the terminal connection unit;
a corresponding encryption key storage unit that stores, for each of the communication terminals, a corresponding encryption key that is the encryption key used to encrypt data to be decrypted by the decryption device with the decryption key;
an encryption key storage unit for storing an encryption key used by the encryption device for each of the communication terminals of the destination;
a communication control data generating unit which, when receiving a communication start request from a request source communication terminal which is the communication terminal itself with a request destination communication terminal which is the communication terminal connected to the communication partner via a network, generates the communication control data of the communication start request including the request source communication terminal, the request destination communication terminal, and the corresponding encryption key of the request source communication terminal, and generates the communication control data of the communication start acceptance including the corresponding encryption key of the request destination communication terminal when receiving the communication control data of the communication start request from the communication partner;
if the decryption key of the request source communication terminal is not stored in the decryption key storage unit, determine the decryption key and the corresponding encryption key, store the determined decryption key in the decryption key storage unit as the decryption key of the request source communication terminal, and store the determined corresponding encryption key in the corresponding encryption key storage unit as the corresponding encryption key of the request source communication terminal;
when receiving the communication control data of the communication start request, storing the corresponding encryption key of the request source communication terminal included in the received communication control data as the used encryption key of the request source communication terminal in the used encryption key storage unit, and if the decryption key of the requested destination communication terminal is not stored in the decryption key storage unit, determining the decryption key and the corresponding encryption key, storing the determined decryption key in the decryption key storage unit as the decryption key of the requested destination communication terminal, and storing the determined corresponding encryption key in the corresponding encryption key storage unit as the corresponding encryption key of the requested destination communication terminal;
an encryption key decryption key management unit that, when receiving the communication control data for accepting the start of communication, stores the corresponding encryption key of the requested communication terminal included in the received communication control data in the encryption key usage storage unit as the encryption key usage of the requested communication terminal;
The communication device according to claim 1, wherein the second extra-troposphere communication unit communicates the communication control data of the communication start request and the communication control data of the communication start acceptance with the communication partner.
(Appendix 4)
4. The communication device according to claim 1, further comprising a communication control unit that controls communication of the encrypted user data by the first extra-troposphere communication unit and communication of the communication control data by the second extra-troposphere communication unit.
(Appendix 5)
A communication device described in any one of Appendix 1 to Appendix 4, wherein each of the first extra-troposphere moving body and the second extra-troposphere moving body is an extra-troposphere moving body selected from at least three types of extra-troposphere moving bodies each moving at at least three different altitudes included outside the troposphere.
(Appendix 6)
A communication device described in any one of Appendix 1 to Appendix 4, wherein each of the first extra-troposphere mobile body and the second extra-troposphere mobile body is an extra-troposphere mobile body selected from a set of extra-troposphere mobile bodies including a stratospheric mobile body that is a mobile body that moves in the stratosphere, a geostationary satellite, and an artificial satellite that moves at at least two different altitudes that are lower than the geostationary satellite and are included in the troposphere.
(Appendix 7)
Two modems;
Two frequency converters;
a sequence allocation unit that allocates one of the frequency converters and one of the modulator/demodulators to be used as the first extra-troposphere communication unit, and allocates the other of the frequency converters and the other of the modulator/demodulators to be used as the second extra-troposphere communication unit,
The sequence allocation unit,
causing one of said modulators/demodulators to modulate and demodulate said encrypted user data;
causing one of the frequency converters to convert between a frequency used in the first extratroposphere communication line and a frequency of a signal to be processed by the modem;
causing the other of the modulators/demodulators to modulate and demodulate the communication control data;
7. The communication device according to claim 1, wherein the other frequency converter converts a frequency between a frequency used in the second extratroposphere communication line and a frequency of a signal processed by the modem.
(Appendix 8)
A modem;
a frequency converter connected to the modem;
a time division control unit that controls the modem and the frequency converter so as to be used as the first extra-troposphere communication unit or the second extra-troposphere communication unit in a time division manner,
The time division control unit is
During a period in which the first extra-troposphere communication unit is used, the modulator/demodulator is caused to modulate and demodulate the encrypted user data, and the frequency converter is caused to convert a frequency between a frequency used in the first extra-troposphere communication line and a frequency of a signal processed by the modulator/demodulator;
7. The communication device according to claim 1, wherein, during a period in which the device is used as the second extra-troposphere communication unit, the modem is caused to modulate and demodulate the communication control data, and the frequency converter is caused to perform frequency conversion between a frequency used in the second extra-troposphere communication line and a frequency of a signal processed by the modem.
(Appendix 9)
Two antenna devices;
A communication device as described in Appendix 7, comprising a tracking control unit that controls one of the antenna devices connected to one of the frequency converters to track the first extra-troposphere moving body, and controls the other of the antenna devices connected to the other frequency converter to track the second extra-troposphere moving body.
(Appendix 10)
a receiving antenna device having a receiving antenna section having a plurality of element receiving antennas that receive radio waves and output element receiving signals; and an element receiving signal processing section that processes the plurality of element receiving signals to output a receiving signal of a first receiving frequency from a first receiving direction that can be electronically changed to one of the frequency converters, and to output a receiving signal of a second receiving frequency different from the first receiving frequency from a second receiving direction that can be electronically changed independently of the first receiving direction to the other of the frequency converters;
a transmitting antenna device comprising: a transmitting antenna section having a plurality of element transmitting antennas each receiving an element transmitting signal and transmitting radio waves; and an element transmitting signal generating section which receives a transmitting signal of a first transmitting frequency output from one of the frequency converters and a transmitting signal of a second transmitting frequency different from the first transmitting frequency output from the other of the frequency converters, and generates a plurality of the element transmitting signals to be input to the plurality of element transmitting antennas, respectively, so that the transmitting antenna section transmits radio waves of the first transmitting frequency in a first transmitting direction that can be electronically changed, and the transmitting antenna section transmits radio waves of the second transmitting frequency in a second transmitting direction that can be electronically changed independently of the first transmitting direction;
a frequency setting unit that sets the first reception frequency and the first transmission frequency to a reception frequency and a transmission frequency of the first extra-troposphere communication line, respectively, and sets the second reception frequency and the second transmission frequency to a reception frequency and a transmission frequency of the second extra-troposphere communication line, respectively;
and a tracking control unit that controls the first receiving direction and the first transmitting direction to track the first extra-troposphere moving body, and controls the second receiving direction and the second transmitting direction to track the second extra-troposphere moving body.
(Appendix 11)
a receiving antenna device which is a phased array antenna connected to the frequency converter;
a transmitting antenna device which is a phased array antenna connected to the frequency converter;
A communication device as described in Appendix 8, comprising a tracking control unit that controls the receiving antenna device and the transmitting antenna device to track the first extra-troposphere moving body during a period when the modem and the frequency converter are used as the first extra-troposphere communication unit, and controls the receiving antenna device and the transmitting antenna device to track the second extra-troposphere moving body during a period when the modem and the frequency converter are used as the second extra-troposphere communication unit.
(Appendix 12)
The extra-troposphere communication line is a communication line relayed to an extra-troposphere relay station that is a relay station mounted on an extra-troposphere mobile body that is a mobile body moving outside the troposphere at an altitude higher than the troposphere, and the first extra-troposphere communication line is an extra-troposphere communication line relayed to a first extra-troposphere relay station that is an extra-troposphere relay station mounted on a first extra-troposphere mobile body that is the extra-troposphere mobile body moving at a first altitude included in the troposphere, the extra-troposphere communication line including a first extra-troposphere communication unit that communicates encrypted user data obtained by encrypting user data that is data to be communicated with a communication partner, and an encryption unit that encrypts the user data to be transmitted with an encryption key to generate the encrypted user data. a decryption device that decrypts the received encrypted user data by a decryption key to generate the user data, and a second extra-troposphere communication unit that communicates with the communication partner through a second extra-troposphere communication line that is the extra-troposphere communication line relayed to a second extra-troposphere relay station that is the extra-troposphere relay station mounted on a second extra-troposphere mobile body that is the extra-troposphere mobile body moving at a second altitude included outside the troposphere and different from the first altitude, and a communication method for communicating between a communication device, a requesting communication terminal that is a communication terminal connected to one of the communication partners, and a requested communication terminal that is a communication terminal connected to the communication device and the other of the communication partners,
a step of receiving a request to start communication with the request destination communication terminal from the request source communication terminal by one of the communication device and the communication counterpart;
a step of communicating at least one of a local encryption key, which is an encryption key used by the encryption device when encrypting the user data to generate the encrypted user data, and a remote decryption key, which is a decryption key used by the communication remote device when decrypting the encrypted user data encrypted by the local encryption key, with the communication remote device through the second extra-troposphere communication unit;
a step of communicating at least one of a counterpart encryption key, which is the encryption key used by the counterpart when encrypting the user data to generate the encrypted user data, and a local decryption key, which is the decryption key used by the decryption device when decrypting the encrypted user data encrypted with the counterpart encryption key, with the second extra-troposphere communication unit;
a step of encrypting the user data from the request source communication terminal with the encryption device's own encryption key or encrypting the user data from the communication terminal with the other communication terminal's encryption key to generate the encrypted user data;
a step of communicating the encrypted user data from the request source communication terminal by the first extra-troposphere communication unit with the communication partner via the first extra-troposphere communication line;
a step of the communication partner decrypting the encrypted user data received by the communication partner with the partner decryption key, or the encryption device decrypting the encrypted user data received by the communication device with its own decryption key to generate the user data from the request source communication terminal;
a step of transmitting the decrypted user data from the request source communication terminal to the request destination communication terminal by the communication partner or the communication device;
a step of encrypting the user data from the request destination communication terminal with the other communication party's encryption key or encrypting the user data with the encryption device's own encryption key to generate the encrypted user data;
a step of communicating the encrypted user data from the request destination communication terminal with the communication partner through the first extratroposphere communication line;
a step of decrypting the encrypted user data received by the first extratroposphere communication unit with the decryption key of the decryption device or the communication partner with the partner's decryption key to generate the user data from the request destination communication terminal;
a procedure in which the communication device or the communication partner transmits the decrypted user data from the requested communication terminal to the requesting communication terminal.

100、100C、100D、100E、100F 衛星通信システム、
1、1、1、1C、1D、1E、1F 地球局(通信装置)、
2、2、2、2、2 ネットワーク、
3、3、3、3、3 通信端末、
4、4、4 低軌道衛星、
5 静止衛星
6、6、6、6、6 低軌道衛星通信回線、
7 低軌道衛星間通信回線、
8、8、8、8、8 静止衛星通信回線、
9、9、9 高高度疑似衛星、
11、11、11 アンテナ装置、
12、12、12、12D 周波数変換器、
13、13、13、13D 変復調器、
14、14C、14D、14E、14F データ処理装置、
15、15C 暗号装置(復号装置)、
16 ネットワークインタフェース部(ネットワークIF部、端末接続部)、
17、17E 受信アンテナ装置、
18、18E 送信アンテナ装置、
21、21、21、21、21、21 高高度疑似衛星通信回線、
22 高高度疑似衛星間通信回線、
33、33、33、33D 衛星通信部(第1対流圏外通信部、第2対流圏外通信部)、
33E、33E 衛星通信部(第1対流圏外通信部、第2対流圏外通信部)、
34、34、34 送信バッファ、
40 地上コアネットワーク、
41、41、41 地上コアネットワーク装置、
42、42、42 地上ネットワーク、
43 静止衛星地上局、
44 低軌道衛星地上局、
45、45、45 高高度疑似衛星地上局、
46 地球局、
50、50D 衛星通信インタフェース部(衛星通信IF部)、
51、51C 回線制御部(周波数設定部)、
52、52C、52D、52E 追尾制御部、
53、53C 衛星位置管理部、
54 系列制御部(通信制御部、系列割当部)、
55、55C 暗号鍵復号鍵管理部、
56、56C 暗号装置制御部、
57、57C 通信制御データ処理部(通信制御データ生成部)、
58、58E、58F データ記憶部(暗号鍵記憶部、対応復号鍵記憶部、使用復号鍵記憶部)、
58C、58D データ記憶部(復号鍵記憶部、対応暗号鍵記憶部、使用暗号鍵記憶部)、
59 衛星選択入力部、
60 時分割制御部、
61 素子受信アンテナ、
62 受信アンテナ部、
63、63E 素子受信信号処理部、
64 素子送信アンテナ、
65 送信アンテナ部、
66、66E 素子送信信号生成部、
67、67、67 出力端子、
68、68、68 合成回路、
69、69、69 受信モジュール、
70、70、70 入力端子、
71、71、71 分配回路、
72、72、72 送信モジュール、
73、73、73 移相器、
74、74、74 増幅器、
75、75、75 移相器、
76、76、76 増幅器、
80、80 通信中衛星、
81、81 受信周波数、
82、82 送信周波数、
83、83 変復調方式、
84、84 誤り訂正方式、
85 自局位置、
86、86 衛星位置、
87、87 衛星存在方向、
88 使用系列、
89 暗号鍵、
89C 復号鍵、
90 復号鍵、
90C 使用暗号鍵、
91C 対応暗号鍵、
92、92 移動体種別、
93 時分割制御データ。
100, 100C, 100D, 100E, 100F Satellite communication systems,
1, 1 1 , 1 2 , 1C, 1D, 1E, 1F Earth station (communication device),
2, 2 1 , 2 2 , 2 3 , 2 4 network,
3, 3 1 , 3 2 , 3 3 , 3 4 communication terminals,
4, 41 , 42 low earth orbit satellites,
5 Geostationary satellite 6, 61 , 62 , 63 , 64 Low Earth orbit satellite communication link,
7. Low Earth Orbit Satellite Communication Links;
8, 8 1 , 8 2 , 8 3 , 8 4 Geostationary satellite communication lines,
9, 91 , 92 high altitude pseudosatellites,
11, 11A , 11B antenna device,
12, 12A , 12B , 12D Frequency converter,
13, 13A , 13B , 13D Modulator/Demodulator,
14, 14C, 14D, 14E, 14F Data processing device,
15, 15C Encryption device (decryption device),
16 network interface unit (network IF unit, terminal connection unit),
17, 17E Receiving antenna device,
18, 18E transmitting antenna device,
21, 21 1 , 21 2 , 21 3 , 21 4 , 21 5 High altitude pseudo satellite communication line,
22 High altitude pseudosatellite inter-communication links;
33, 33A , 33B , 33D Satellite communication unit (first extra-troposphere communication unit, second extra-troposphere communication unit),
33E A , 33E B satellite communication unit (first extratroposphere communication unit, second extratroposphere communication unit),
34, 34A , 34B transmit buffer,
40 terrestrial core network,
41, 41 1 , 41 2 terrestrial core network device,
42, 42 1 , 42 2 terrestrial network,
43 geostationary satellite ground stations;
44 low-earth orbit satellite ground stations;
45, 45 1 , 45 2 high altitude pseudo satellite ground station,
46 Earth stations,
50, 50D satellite communication interface unit (satellite communication IF unit),
51, 51C line control unit (frequency setting unit),
52, 52C, 52D, 52E tracking control unit,
53, 53C satellite position management unit,
54 sequence control unit (communication control unit, sequence allocation unit),
55, 55C encryption key/decryption key management unit,
56, 56C encryption device control unit,
57, 57C communication control data processing unit (communication control data generating unit),
58, 58E, 58F data storage unit (encryption key storage unit, corresponding decryption key storage unit, used decryption key storage unit),
58C, 58D data storage unit (decryption key storage unit, corresponding encryption key storage unit, used encryption key storage unit),
59 satellite selection input unit,
60 time division control unit,
61 element receiving antenna,
62 receiving antenna unit,
63, 63E element receiving signal processing unit,
64 element transmitting antenna,
65 transmitting antenna unit,
66, 66E element transmission signal generating unit,
67, 67A , 67B output terminals,
68, 68A , 68B synthesis circuit,
69, 69A , 69B receiving modules,
70, 70A , 70B input terminals,
71, 71A , 71B distribution circuit,
72, 72A , 72B transmission modules,
73, 73A , 73B phase shifters,
74, 74A , 74B amplifiers;
75, 75A , 75B phase shifters,
76, 76A , 76B amplifiers;
80A , 80B : satellite in communication;
81A , 81B receiving frequency,
82A , 82B transmission frequency,
83A , 83B modulation and demodulation method,
84 A , 84 B error correction method,
85 own station position,
86 A , 86 B satellite positions,
87 A , 87 B satellite presence direction,
88 Series of use,
89 encryption key,
89C Decryption key,
90 Decryption key,
90C Encryption key used,
91C corresponding encryption key,
92 A , 92 B mobile object type,
93 Time sharing control data.

Claims (17)

対流圏よりも高い高度である対流圏外を移動する移動体である対流圏外移動体に搭載された中継局である対流圏外中継局に中継される通信回線である対流圏外通信回線であって、前記対流圏外に含まれる第1の高度を移動する前記対流圏外移動体である第1対流圏外移動体に搭載された前記対流圏外中継局である第1対流圏外中継局に中継される前記対流圏外通信回線である第1対流圏外通信回線で、通信するデータであるユーザデータを暗号化した暗号化ユーザデータを通信相手と通信する第1対流圏外通信部と、
送信する前記ユーザデータを暗号鍵により暗号化して前記暗号化ユーザデータを生成する暗号装置と、
受信した前記暗号化ユーザデータを復号鍵により復号して前記ユーザデータを生成する復号装置と、
前記暗号化ユーザデータを前記第1対流圏外通信部が通信する前に、前記第1の高度と異なる前記対流圏外に含まれる第2の高度を移動する前記対流圏外移動体である第2対流圏外移動体に搭載された前記対流圏外中継局である第2対流圏外中継局に中継される前記対流圏外通信回線である第2対流圏外通信回線で、前記暗号化ユーザデータを前記通信相手と通信するために通信されるデータである通信制御データであって、前記暗号装置が使用する前記暗号鍵および前記暗号装置が生成した前記暗号化ユーザデータを前記通信相手が復号する際に使用する前記復号鍵の少なくとも1つを含む前記通信制御データを前記通信相手と通信し、前記通信相手が使用する前記暗号鍵および前記通信相手が生成した前記暗号化ユーザデータを前記復号装置が復号する際に使用する前記復号鍵の少なくとも1つを含む前記通信制御データを前記通信相手と通信する第2対流圏外通信部とを備えた通信装置。
an extra-troposphere communication line which is a communication line relayed to an extra-troposphere relay station which is a relay station mounted on an extra-troposphere mobile body which is a mobile body moving outside the troposphere at an altitude higher than the troposphere, and a first extra-troposphere communication unit which communicates encrypted user data, which is user data to be communicated, with a communication partner in the first extra-troposphere communication line which is an extra-troposphere communication line relayed to a first extra-troposphere relay station which is an extra-troposphere relay station mounted on a first extra-troposphere mobile body which is the extra-troposphere mobile body moving at a first altitude included in the troposphere;
an encryption device that encrypts the user data to be transmitted using an encryption key to generate the encrypted user data;
a decryption device that decrypts the received encrypted user data using a decryption key to generate the user data;
a second extra-troposphere communication unit that communicates with the communication partner the communication control data, the communication control data including at least one of the encryption key used by the encryption device and the decryption key used by the communication partner when decrypting the encrypted user data generated by the encryption device, and the second extra-troposphere communication unit that communicates with the communication partner the communication control data including at least one of the encryption key used by the communication partner and the decryption key used by the decryption device when decrypting the encrypted user data generated by the communication partner, before the first extra-troposphere communication unit communicates the encrypted user data, the second extra-troposphere communication line that is relayed to a second extra-troposphere relay station that is the extra-troposphere relay station mounted on a second extra-troposphere mobile body that is the extra-troposphere mobile body moving at a second altitude included outside the troposphere that is different from the first altitude, before the first extra-troposphere communication unit communicates the encrypted user data, the communication control data including at least one of the encryption key used by the communication partner and the decryption key used by the decryption device when decrypting the encrypted user data generated by the communication partner.
ネットワークを介して接続する通信端末と前記ユーザデータをやりとりする端末接続部と、
前記端末接続部に接続する前記通信端末である自通信端末ごとに、前記暗号装置が使用する前記暗号鍵を記憶する暗号鍵記憶部と、
前記暗号装置が前記暗号鍵で暗号化したデータを復号する前記復号鍵である対応復号鍵を前記自通信端末ごとに記憶する対応復号鍵記憶部と、
受信した前記暗号化ユーザデータを前記暗号装置が復号する際に使用する前記復号鍵である使用復号鍵を、前記暗号化ユーザデータの送信元の前記通信端末ごとに記憶する使用復号鍵記憶部と、
前記自通信端末である要求元通信端末から、前記通信相手にネットワークを介して接続された前記通信端末である要求先通信端末との通信開始要求を受信した際に、前記要求元通信端末、前記要求先通信端末および前記要求元通信端末の前記対応復号鍵を含む通信開始要求の前記通信制御データを生成し、前記通信相手から前記通信開始要求の前記通信制御データを受信した際に、前記要求先通信端末の前記対応復号鍵を含む通信開始受諾の前記通信制御データを生成する通信制御データ生成部と、
前記要求元通信端末の前記暗号鍵が前記暗号鍵記憶部に記憶されていない場合は、前記暗号鍵および前記対応復号鍵を決め、決めた前記暗号鍵を前記要求元通信端末の前記暗号鍵として前記暗号鍵記憶部に記憶させ、決めた前記対応復号鍵を前記要求元通信端末の前記対応復号鍵として前記対応復号鍵記憶部に記憶させ、
前記通信開始要求の前記通信制御データを受信した際に、受信した前記通信制御データに含まれる前記要求元通信端末の前記対応復号鍵を前記要求元通信端末の前記使用復号鍵として前記使用復号鍵記憶部に記憶させ、前記要求先通信端末の前記暗号鍵が前記暗号鍵記憶部に記憶されていない場合は、前記暗号鍵および前記対応復号鍵を決め、決めた前記暗号鍵を前記要求先通信端末の前記暗号鍵として前記暗号鍵記憶部に記憶させ、決めた前記対応復号鍵を前記要求先通信端末の前記対応復号鍵として前記対応復号鍵記憶部に記憶させ、
前記通信開始受諾の前記通信制御データを受信した際に、受信した前記通信制御データに含まれる前記要求先通信端末の前記対応復号鍵を前記要求先通信端末の前記使用復号鍵として前記使用復号鍵記憶部に記憶させる暗号鍵復号鍵管理部とを備え、
前記第2対流圏外通信部は、前記通信開始要求の前記通信制御データおよび前記通信開始受諾の前記通信制御データを前記通信相手と通信する、請求項1に記載の通信装置。
a terminal connection unit for exchanging the user data with a communication terminal connected via a network;
an encryption key storage unit configured to store the encryption key used by the encryption device for each of the communication terminals connected to the terminal connection unit;
a corresponding decryption key storage unit that stores, for each of the communication terminals, a corresponding decryption key that is the decryption key for decrypting data that is encrypted by the encryption device with the encryption key;
a usage decryption key storage unit for storing a usage decryption key, which is the decryption key used when the encryption device decrypts the received encrypted user data, for each of the communication terminals that are transmission sources of the encrypted user data;
a communication control data generation unit which, when receiving a communication start request from a request source communication terminal which is the communication terminal itself and a request destination communication terminal which is the communication terminal connected to the communication partner via a network, generates the communication control data of the communication start request including the request source communication terminal, the request destination communication terminal, and the corresponding decryption key of the request source communication terminal, and generates the communication control data of the communication start acceptance including the corresponding decryption key of the request destination communication terminal when receiving the communication control data of the communication start request from the communication partner;
if the encryption key of the request source communication terminal is not stored in the encryption key storage unit, determine the encryption key and the corresponding decryption key, store the determined encryption key in the encryption key storage unit as the encryption key of the request source communication terminal, and store the determined corresponding decryption key in the corresponding decryption key storage unit as the corresponding decryption key of the request source communication terminal;
when receiving the communication control data of the communication start request, storing the corresponding decryption key of the request source communication terminal included in the received communication control data as the used decryption key of the request source communication terminal in the used decryption key storage unit, and if the encryption key of the requested destination communication terminal is not stored in the encryption key storage unit, determining the encryption key and the corresponding decryption key, storing the determined encryption key in the encryption key storage unit as the encryption key of the requested destination communication terminal, and storing the determined corresponding decryption key in the corresponding decryption key storage unit as the corresponding decryption key of the requested destination communication terminal,
an encryption key/decryption key management unit that, when receiving the communication control data for accepting the start of communication, stores the corresponding decryption key of the request destination communication terminal included in the received communication control data in the usage decryption key storage unit as the usage decryption key of the request destination communication terminal,
The communication device according to claim 1 , wherein the second extra-troposphere communication unit communicates the communication control data of the communication start request and the communication control data of the communication start acceptance with the communication partner.
ネットワークを介して接続する通信端末と前記ユーザデータをやりとりする端末接続部と、
前記端末接続部に接続する前記通信端末である自通信端末ごとに、受信した前記暗号化ユーザデータを復号する前記復号鍵を記憶する復号鍵記憶部と、
前記復号装置が前記復号鍵で復号するデータを暗号化する前記暗号鍵である対応暗号鍵を、前記自通信端末ごとに記憶する対応暗号鍵記憶部と、
送信先の前記通信端末ごとに、前記暗号装置が使用する前記暗号鍵である使用暗号鍵を記憶する使用暗号鍵記憶部と、
前記自通信端末である要求元通信端末から前記通信相手にネットワークを介して接続された前記通信端末である要求先通信端末との通信開始要求を受信した際に、前記要求元通信端末、前記要求先通信端末および前記要求元通信端末の前記対応暗号鍵を含む通信開始要求の前記通信制御データを生成し、前記通信相手から前記通信開始要求の前記通信制御データを受信した際に、前記要求先通信端末の前記対応暗号鍵を含む通信開始受諾の前記通信制御データを生成する通信制御データ生成部と、
前記要求元通信端末の前記復号鍵が前記復号鍵記憶部に記憶されていない場合は、前記復号鍵および前記対応暗号鍵を決め、決めた前記復号鍵を前記要求元通信端末の前記復号鍵として前記復号鍵記憶部に記憶させ、決めた前記対応暗号鍵を前記要求元通信端末の前記対応暗号鍵として前記対応暗号鍵記憶部に記憶させ、
前記通信開始要求の前記通信制御データを受信した際に、受信した前記通信制御データに含まれる前記要求元通信端末の前記対応暗号鍵を、前記要求元通信端末の前記使用暗号鍵として前記使用暗号鍵記憶部に記憶させ、前記要求先通信端末の前記復号鍵が前記復号鍵記憶部に記憶されていない場合は、前記復号鍵および前記対応暗号鍵を決め、決めた前記復号鍵を前記要求先通信端末の前記復号鍵として前記復号鍵記憶部に記憶させ、決めた前記対応暗号鍵を前記要求先通信端末の前記対応暗号鍵として前記対応暗号鍵記憶部に記憶させ、
前記通信開始受諾の前記通信制御データを受信した際に、受信した前記通信制御データに含まれる前記要求先通信端末の前記対応暗号鍵を、前記要求先通信端末の前記使用暗号鍵として前記使用暗号鍵記憶部に記憶させる暗号鍵復号鍵管理部とを備え、
前記第2対流圏外通信部は、前記通信開始要求の前記通信制御データおよび前記通信開始受諾の前記通信制御データを前記通信相手と通信する、請求項1に記載の通信装置。
a terminal connection unit for exchanging the user data with a communication terminal connected via a network;
a decryption key storage unit configured to store the decryption key for decrypting the received encrypted user data for each of the communication terminals connected to the terminal connection unit;
a corresponding encryption key storage unit that stores, for each of the communication terminals, a corresponding encryption key that is the encryption key used to encrypt data to be decrypted by the decryption device with the decryption key;
an encryption key storage unit for storing an encryption key used by the encryption device for each of the communication terminals of the destination;
a communication control data generating unit which, when receiving a communication start request from a request source communication terminal which is the communication terminal itself with a request destination communication terminal which is the communication terminal connected to the communication partner via a network, generates the communication control data of the communication start request including the request source communication terminal, the request destination communication terminal, and the corresponding encryption key of the request source communication terminal, and generates the communication control data of the communication start acceptance including the corresponding encryption key of the request destination communication terminal when receiving the communication control data of the communication start request from the communication partner;
if the decryption key of the request source communication terminal is not stored in the decryption key storage unit, determine the decryption key and the corresponding encryption key, store the determined decryption key in the decryption key storage unit as the decryption key of the request source communication terminal, and store the determined corresponding encryption key in the corresponding encryption key storage unit as the corresponding encryption key of the request source communication terminal;
when receiving the communication control data of the communication start request, storing the corresponding encryption key of the request source communication terminal included in the received communication control data as the used encryption key of the request source communication terminal in the used encryption key storage unit, and if the decryption key of the requested destination communication terminal is not stored in the decryption key storage unit, determining the decryption key and the corresponding encryption key, storing the determined decryption key in the decryption key storage unit as the decryption key of the requested destination communication terminal, and storing the determined corresponding encryption key in the corresponding encryption key storage unit as the corresponding encryption key of the requested destination communication terminal;
an encryption key decryption key management unit that, when receiving the communication control data for accepting the start of communication, stores the corresponding encryption key of the requested communication terminal included in the received communication control data in the encryption key usage storage unit as the encryption key usage of the requested communication terminal;
The communication device according to claim 1 , wherein the second extra-troposphere communication unit communicates the communication control data of the communication start request and the communication control data of the communication start acceptance with the communication partner.
前記暗号化ユーザデータを前記第1対流圏外通信部により通信し、前記通信制御データを前記第2対流圏外通信部により通信するように制御する通信制御部を備えた請求項1に記載の通信装置。 The communication device according to claim 1, further comprising a communication control unit that controls the communication of the encrypted user data by the first extratropical communication unit and the communication control data by the second extratropical communication unit. 前記第1対流圏外移動体および前記第2対流圏外移動体のそれぞれは、前記対流圏外に含まれる少なくとも3個の互いに異なる高度をそれぞれ移動する少なくとも3種類の前記対流圏外移動体の中から選択された前記対流圏外移動体である、請求項1から請求項4の何れか1項に記載の通信装置。 The communication device according to any one of claims 1 to 4, wherein each of the first extra-troposphere moving body and the second extra-troposphere moving body is an extra-troposphere moving body selected from at least three types of extra-troposphere moving bodies each moving at at least three mutually different altitudes included outside the troposphere. 前記第1対流圏外移動体および前記第2対流圏外移動体のそれぞれは、成層圏を移動する移動体である成層圏移動体と、静止衛星と、静止衛星よりも低い前記対流圏外に含まれる高度であって互いに異なる少なくとも2個の高度をそれぞれ移動する人工衛星とを含む対流圏外移動体集合の中から選択された前記対流圏外移動体である、請求項1から請求項4の何れか1項に記載の通信装置。 The communication device according to any one of claims 1 to 4, wherein each of the first extra-tropospheric mobile body and the second extra-tropospheric mobile body is an extra-tropospheric mobile body selected from a set of extra-tropospheric mobile bodies including a stratospheric mobile body that is a mobile body that moves in the stratosphere, a geostationary satellite, and an artificial satellite that moves at least two different altitudes that are lower than the geostationary satellite and are included in the troposphere. 2個の変復調器と、
2個の周波数変換器と、
一方の前記周波数変換器および一方の前記変復調器を前記第1対流圏外通信部として使用されるように割り当て、他方の前記周波数変換器および他方の前記変復調器を前記第2対流圏外通信部として使用されるように制御する系列割当部とを備え、
前記系列割当部は、
一方の前記変復調器に前記暗号化ユーザデータを変調および復調させ、
一方の前記周波数変換器に前記第1対流圏外通信回線で使用される周波数と前記変復調器で処理される信号の周波数との間で周波数変換させ、
他方の前記変復調器に前記通信制御データを変調および復調させ、
他方の前記周波数変換器に前記第2対流圏外通信回線で使用される周波数と前記変復調器で処理される信号の周波数との間で周波数変換させる、請求項1から請求項4の何れか1項に記載の通信装置。
Two modems;
Two frequency converters;
a sequence allocation unit that allocates one of the frequency converters and one of the modulator/demodulators to be used as the first extra-troposphere communication unit, and controls the other of the frequency converter and the other of the modulator/demodulator to be used as the second extra-troposphere communication unit,
The sequence allocation unit,
causing one of said modulators/demodulators to modulate and demodulate said encrypted user data;
causing one of the frequency converters to convert between a frequency used in the first extratroposphere communication line and a frequency of a signal to be processed by the modem;
causing the other of the modulators/demodulators to modulate and demodulate the communication control data;
5. The communication device according to claim 1, further comprising a second frequency converter for converting a frequency between a frequency used in the second extratropical communication line and a frequency of a signal processed by the modem.
2個の変復調器と、
2個の周波数変換器と、
一方の前記周波数変換器および一方の前記変復調器を前記第1対流圏外通信部として使用されるように割り当て、他方の前記周波数変換器および他方の前記変復調器を前記第2対流圏外通信部として使用されるように制御する系列割当部とを備え、
前記系列割当部は、
一方の前記変復調器に前記暗号化ユーザデータを変調および復調させ、
一方の前記周波数変換器に前記第1対流圏外通信回線で使用される周波数と前記変復調器で処理される信号の周波数との間で周波数変換させ、
他方の前記変復調器に前記通信制御データを変調および復調させ、
他方の前記周波数変換器に前記第2対流圏外通信回線で使用される周波数と前記変復調器で処理される信号の周波数との間で周波数変換させる、請求項5に記載の通信装置。
Two modems;
Two frequency converters;
a sequence allocation unit that allocates one of the frequency converters and one of the modulator/demodulators to be used as the first extra-troposphere communication unit, and controls the other of the frequency converter and the other of the modulator/demodulator to be used as the second extra-troposphere communication unit,
The sequence allocation unit,
causing one of said modulators/demodulators to modulate and demodulate said encrypted user data;
causing one of the frequency converters to convert between a frequency used in the first extratroposphere communication line and a frequency of a signal to be processed by the modem;
causing the other of the modulators/demodulators to modulate and demodulate the communication control data;
6. The communication device according to claim 5, further comprising: a second frequency converter for converting a frequency between a frequency used in the second extratropical communication line and a frequency of a signal processed by the modem.
変復調器と、
前記変復調器と接続した周波数変換器と、
前記変復調器および前記周波数変換器を、時分割で前記第1対流圏外通信部あるいは前記第2対流圏外通信部として使用されるように制御する時分割制御部とを備え、
前記時分割制御部は、
前記第1対流圏外通信部として使用される期間では、前記変復調器に前記暗号化ユーザデータを変調および復調させ、前記周波数変換器に前記第1対流圏外通信回線で使用される周波数と前記変復調器で処理される信号の周波数との間で周波数変換させ、
前記第2対流圏外通信部として使用される期間では、前記変復調器に前記通信制御データを変調および復調させ、前記周波数変換器に前記第2対流圏外通信回線で使用される周波数と前記変復調器で処理される信号の周波数との間で周波数変換させる、請求項1から請求項4の何れか1項に記載の通信装置。
A modem;
a frequency converter connected to the modem;
a time division control unit that controls the modem and the frequency converter so as to be used as the first extra-troposphere communication unit or the second extra-troposphere communication unit in a time division manner,
The time division control unit is
During a period when the signal is used as the first extra-troposphere communication unit, the modulator/demodulator is caused to modulate and demodulate the encrypted user data, and the frequency converter is caused to convert a frequency between a frequency used in the first extra-troposphere communication line and a frequency of a signal processed by the modulator/demodulator;
5. The communication device according to claim 1, wherein during a period in which the device is used as the second extra-troposphere communication unit, the modem is caused to modulate and demodulate the communication control data, and the frequency converter is caused to perform frequency conversion between a frequency used in the second extra-troposphere communication line and a frequency of a signal processed by the modem.
変復調器と、
前記変復調器と接続した周波数変換器と、
前記変復調器および前記周波数変換器を時分割で前記第1対流圏外通信部あるいは前記第2対流圏外通信部として使用されるように制御する時分割制御部とを備え、
前記時分割制御部は、
前記第1対流圏外通信部として使用される期間では、前記変復調器に前記暗号化ユーザデータを変調および復調させ、前記周波数変換器に前記第1対流圏外通信回線で使用される周波数と前記変復調器で処理される信号の周波数との間で周波数変換させ、
前記第2対流圏外通信部として使用される期間では、前記変復調器に前記通信制御データを変調および復調させ、前記周波数変換器に前記第2対流圏外通信回線で使用される周波数と前記変復調器で処理される信号の周波数との間で周波数変換させる、請求項5に記載の通信装置。
A modem;
a frequency converter connected to the modem;
a time division control unit that controls the modem and the frequency converter so as to be used as the first extra-troposphere communication unit or the second extra-troposphere communication unit in a time division manner,
The time division control unit is
During a period when the signal is used as the first extra-troposphere communication unit, the modulator/demodulator is caused to modulate and demodulate the encrypted user data, and the frequency converter is caused to convert a frequency between a frequency used in the first extra-troposphere communication line and a frequency of a signal processed by the modulator/demodulator;
6. The communication device according to claim 5, wherein during a period when the device is used as the second extra-troposphere communication unit, the modem is caused to modulate and demodulate the communication control data, and the frequency converter is caused to perform frequency conversion between a frequency used in the second extra-troposphere communication line and a frequency of a signal processed by the modem.
2個のアンテナ装置と、
一方の前記周波数変換器と接続する一方の前記アンテナ装置が前記第1対流圏外移動体を追尾するように制御し、他方の前記周波数変換器と接続する他方の前記アンテナ装置が前記第2対流圏外移動体を追尾するように制御する追尾制御部とを備えた請求項7に記載の通信装置。
Two antenna devices;
The communication device described in claim 7, further comprising a tracking control unit that controls one of the antenna devices connected to one of the frequency converters to track the first extra-troposphere moving body, and controls the other of the antenna devices connected to the other frequency converter to track the second extra-troposphere moving body.
2個のアンテナ装置と、
一方の前記周波数変換器と接続する一方の前記アンテナ装置が前記第1対流圏外移動体を追尾するように制御し、他方の前記周波数変換器と接続する他方の前記アンテナ装置が前記第2対流圏外移動体を追尾するように制御する追尾制御部とを備えた請求項8に記載の通信装置。
Two antenna devices;
The communication device described in claim 8, further comprising a tracking control unit that controls one of the antenna devices connected to one of the frequency converters to track the first extra-troposphere moving body, and controls the other of the antenna devices connected to the other frequency converter to track the second extra-troposphere moving body.
電波を受信して素子受信信号を出力する複数の素子受信アンテナを有する受信アンテナ部と、複数の前記素子受信信号を処理して、電子的に変更できる第1受信方向からの第1受信周波数の受信信号を一方の前記周波数変換器に出力し、かつ前記第1受信方向とは独立に電子的に変更できる第2受信方向からの前記第1受信周波数とは異なる第2受信周波数の受信信号を他方の前記周波数変換器に出力する素子受信信号処理部とを有する受信アンテナ装置と、
素子送信信号がそれぞれ入力されて電波を送信する複数の素子送信アンテナを有する送信アンテナ部と、一方の前記周波数変換器が出力する第1送信周波数の送信信号および前記第1送信周波数とは異なる第2送信周波数の他方の前記周波数変換器が出力する送信信号が入力されて、電子的に変更できる第1送信方向へ前記第1送信周波数の電波を前記送信アンテナ部が送信し、かつ前記第1送信方向とは独立に電子的に変更できる第2送信方向へ前記第2送信周波数の電波を前記送信アンテナ部が送信するように、複数の前記素子送信アンテナにそれぞれ入力される複数の前記素子送信信号を生成する素子送信信号生成部とを有する送信アンテナ装置と、
前記第1受信周波数および前記第1送信周波数に前記第1対流圏外通信回線の受信周波数および送信周波数をそれぞれ設定し、前記第2受信周波数および前記第2送信周波数に前記第2対流圏外通信回線の受信周波数および送信周波数をそれぞれ設定する周波数設定部と、
前記第1受信方向および前記第1送信方向が前記第1対流圏外移動体を追尾するように制御し、前記第2受信方向および前記第2送信方向が前記第2対流圏外移動体を追尾するように制御する追尾制御部とを備えた請求項7に記載の通信装置。
a receiving antenna device having a receiving antenna section having a plurality of element receiving antennas that receive radio waves and output element receiving signals; and an element receiving signal processing section that processes the plurality of element receiving signals to output a receiving signal of a first receiving frequency from a first receiving direction that can be electronically changed to one of the frequency converters, and to output a receiving signal of a second receiving frequency different from the first receiving frequency from a second receiving direction that can be electronically changed independently of the first receiving direction to the other of the frequency converters;
a transmitting antenna device comprising: a transmitting antenna section having a plurality of element transmitting antennas each receiving an element transmitting signal and transmitting radio waves; and an element transmitting signal generating section which receives a transmitting signal of a first transmitting frequency output from one of the frequency converters and a transmitting signal of a second transmitting frequency different from the first transmitting frequency output from the other of the frequency converters, and generates a plurality of the element transmitting signals to be input to the plurality of element transmitting antennas, respectively, so that the transmitting antenna section transmits radio waves of the first transmitting frequency in a first transmitting direction that can be electronically changed, and the transmitting antenna section transmits radio waves of the second transmitting frequency in a second transmitting direction that can be electronically changed independently of the first transmitting direction;
a frequency setting unit that sets the first reception frequency and the first transmission frequency to a reception frequency and a transmission frequency of the first extra-troposphere communication line, respectively, and sets the second reception frequency and the second transmission frequency to a reception frequency and a transmission frequency of the second extra-troposphere communication line, respectively;
The communication device of claim 7, further comprising a tracking control unit that controls the first receiving direction and the first transmitting direction to track the first extra-troposphere moving body, and controls the second receiving direction and the second transmitting direction to track the second extra-troposphere moving body.
電波を受信して素子受信信号を出力する複数の素子受信アンテナを有する受信アンテナ部と、複数の前記素子受信信号を処理して、電子的に変更できる第1受信方向からの第1受信周波数の受信信号を一方の前記周波数変換器に出力し、かつ前記第1受信方向とは独立に電子的に変更できる第2受信方向からの前記第1受信周波数とは異なる第2受信周波数の受信信号を他方の前記周波数変換器に出力する素子受信信号処理部とを有する受信アンテナ装置と、
素子送信信号がそれぞれ入力されて電波を送信する複数の素子送信アンテナを有する送信アンテナ部と、一方の前記周波数変換器が出力する第1送信周波数の送信信号および前記第1送信周波数とは異なる第2送信周波数の他方の前記周波数変換器が出力する送信信号が入力されて、電子的に変更できる第1送信方向へ前記第1送信周波数の電波を前記送信アンテナ部が送信し、かつ前記第1送信方向とは独立に電子的に変更できる第2送信方向へ前記第2送信周波数の電波を前記送信アンテナ部が送信するように、複数の前記素子送信アンテナにそれぞれ入力される複数の前記素子送信信号を生成する素子送信信号生成部とを有する送信アンテナ装置と、
前記第1受信周波数および前記第1送信周波数に前記第1対流圏外通信回線の受信周波数および送信周波数をそれぞれ設定し、前記第2受信周波数および前記第2送信周波数に前記第2対流圏外通信回線の受信周波数および送信周波数をそれぞれ設定する周波数設定部と、
前記第1受信方向および前記第1送信方向が前記第1対流圏外移動体を追尾するように制御し、前記第2受信方向および前記第2送信方向が前記第2対流圏外移動体を追尾するように制御する追尾制御部とを備えた請求項8に記載の通信装置。
a receiving antenna device having a receiving antenna section having a plurality of element receiving antennas that receive radio waves and output element receiving signals; and an element receiving signal processing section that processes the plurality of element receiving signals to output a receiving signal of a first receiving frequency from a first receiving direction that can be electronically changed to one of the frequency converters, and to output a receiving signal of a second receiving frequency different from the first receiving frequency from a second receiving direction that can be electronically changed independently of the first receiving direction to the other of the frequency converters;
a transmitting antenna device comprising: a transmitting antenna section having a plurality of element transmitting antennas each receiving an element transmitting signal and transmitting radio waves; and an element transmitting signal generating section which receives a transmitting signal of a first transmitting frequency output from one of the frequency converters and a transmitting signal of a second transmitting frequency different from the first transmitting frequency output from the other of the frequency converters, and generates a plurality of the element transmitting signals to be input to the plurality of element transmitting antennas, respectively, so that the transmitting antenna section transmits radio waves of the first transmitting frequency in a first transmitting direction that can be electronically changed, and the transmitting antenna section transmits radio waves of the second transmitting frequency in a second transmitting direction that can be electronically changed independently of the first transmitting direction;
a frequency setting unit that sets the first reception frequency and the first transmission frequency to a reception frequency and a transmission frequency of the first extra-troposphere communication line, respectively, and sets the second reception frequency and the second transmission frequency to a reception frequency and a transmission frequency of the second extra-troposphere communication line, respectively;
The communication device of claim 8, further comprising a tracking control unit that controls the first receiving direction and the first transmitting direction to track the first extra-troposphere moving body, and controls the second receiving direction and the second transmitting direction to track the second extra-troposphere moving body.
前記周波数変換器と接続したフェーズドアレイアンテナである受信アンテナ装置と、
前記周波数変換器と接続したフェーズドアレイアンテナである送信アンテナ装置と、
前記変復調器および前記周波数変換器が前記第1対流圏外通信部として使用される期間では、前記受信アンテナ装置および前記送信アンテナ装置が前記第1対流圏外移動体を追尾するように制御し、前記変復調器および前記周波数変換器が前記第2対流圏外通信部として使用される期間では、前記受信アンテナ装置および前記送信アンテナ装置が前記第2対流圏外移動体を追尾するように制御する追尾制御部とを備えた請求項9に記載の通信装置。
a receiving antenna device which is a phased array antenna connected to the frequency converter;
a transmitting antenna device which is a phased array antenna connected to the frequency converter;
The communication device described in claim 9, further comprising a tracking control unit that controls the receiving antenna device and the transmitting antenna device to track the first extra-troposphere moving body during a period when the modem and the frequency converter are used as the first extra-troposphere communication unit, and controls the receiving antenna device and the transmitting antenna device to track the second extra-troposphere moving body during a period when the modem and the frequency converter are used as the second extra-troposphere communication unit.
前記周波数変換器と接続したフェーズドアレイアンテナである受信アンテナ装置と、
前記周波数変換器と接続したフェーズドアレイアンテナである送信アンテナ装置と、
前記変復調器および前記周波数変換器が前記第1対流圏外通信部として使用される期間では、前記受信アンテナ装置および前記送信アンテナ装置が前記第1対流圏外移動体を追尾するように制御し、前記変復調器および前記周波数変換器が前記第2対流圏外通信部として使用される期間では、前記受信アンテナ装置および前記送信アンテナ装置が前記第2対流圏外移動体を追尾するように制御する追尾制御部とを備えた請求項10に記載の通信装置。
a receiving antenna device which is a phased array antenna connected to the frequency converter;
a transmitting antenna device which is a phased array antenna connected to the frequency converter;
The communication device described in claim 10, further comprising a tracking control unit that controls the receiving antenna device and the transmitting antenna device to track the first extra-troposphere moving body during a period when the modem and the frequency converter are used as the first extra-troposphere communication unit, and controls the receiving antenna device and the transmitting antenna device to track the second extra-troposphere moving body during a period when the modem and the frequency converter are used as the second extra-troposphere communication unit.
対流圏よりも高い高度である対流圏外を移動する移動体である対流圏外移動体に搭載された中継局である対流圏外中継局に中継される通信回線である対流圏外通信回線であって、前記対流圏外に含まれる第1の高度を移動する前記対流圏外移動体である第1対流圏外移動体に搭載された前記対流圏外中継局である第1対流圏外中継局に中継される前記対流圏外通信回線である第1対流圏外通信回線で、通信されるデータであるユーザデータを暗号化した暗号化ユーザデータを通信相手と通信する第1対流圏外通信部と、送信する前記ユーザデータを暗号鍵により暗号化して前記暗号化ユーザデータを生成する暗号装置と、受信した前記暗号化ユーザデータを復号鍵により復号して前記ユーザデータを生成する復号装置と、前記第1の高度と異なる前記対流圏外に含まれる第2の高度を移動する前記対流圏外移動体である第2対流圏外移動体に搭載された前記対流圏外中継局である第2対流圏外中継局に中継される前記対流圏外通信回線である第2対流圏外通信回線で前記通信相手と通信する第2対流圏外通信部とを有する通信装置および前記通信相手の一方に接続する通信端末である要求元通信端末と、前記通信装置および前記通信相手の他方に接続する通信端末である要求先通信端末の間で通信する通信方法であって、
前記要求元通信端末から前記要求先通信端末との通信開始要求を、通信装置および通信相手の一方が受信する手順と、
前記暗号装置が前記ユーザデータを暗号化して前記暗号化ユーザデータを生成する際に使用する前記暗号鍵である自暗号鍵および前記自暗号鍵により暗号化した前記暗号化ユーザデータを前記通信相手が復号する際に使用する前記復号鍵である相手復号鍵の少なくとも1つを、前記第2対流圏外通信部で前記通信相手と通信する手順と、
前記通信相手が前記ユーザデータを暗号化して前記暗号化ユーザデータを生成する際に使用する前記暗号鍵である相手暗号鍵および前記相手暗号鍵で暗号化した前記暗号化ユーザデータを前記復号装置が復号する際に使用する前記復号鍵である自復号鍵の少なくとも1つを、前記第2対流圏外通信部で前記通信相手と通信する手順と、
前記要求元通信端末からの前記ユーザデータを、前記暗号装置が前記自暗号鍵で暗号化する、あるいは前記通信相手が前記相手暗号鍵で暗号化して、前記暗号化ユーザデータを生成する手順と、
暗号化された前記要求元通信端末からの前記暗号化ユーザデータを、前記第1対流圏外通信部が前記第1対流圏外通信回線で前記通信相手と通信する手順と、
前記通信相手が受信した前記暗号化ユーザデータを、前記通信相手が前記相手復号鍵で復号する、あるいは前記通信装置が受信した前記暗号化ユーザデータを、前記暗号装置が前記自復号鍵で復号して、前記要求元通信端末からの前記ユーザデータを生成する手順と、
復号された前記要求元通信端末からの前記ユーザデータを前記通信相手あるいは前記通信装置が前記要求先通信端末に送る手順と、
前記要求先通信端末からの前記ユーザデータを、前記通信相手が前記相手暗号鍵で暗号化する、あるいは前記暗号装置が前記自暗号鍵で暗号化して、前記暗号化ユーザデータを生成する手順と、
暗号化された前記要求先通信端末からの前記暗号化ユーザデータを、前記第1対流圏外通信回線で前記通信相手と通信する手順と、
前記第1対流圏外通信部が受信した前記暗号化ユーザデータを、前記復号装置が前記自復号鍵で復号する、あるいは前記通信相手が前記相手復号鍵で復号して、前記要求先通信端末からの前記ユーザデータを生成する手順と、
復号された前記要求先通信端末からの前記ユーザデータを前記通信装置あるいは前記通信相手が前記要求元通信端末に送る手順とを備えた通信方法。
The extra-troposphere communication line is a communication line relayed to an extra-troposphere relay station that is a relay station mounted on an extra-troposphere mobile body that is a mobile body moving outside the troposphere at an altitude higher than the troposphere, and the first extra-troposphere communication line is an extra-troposphere communication line relayed to a first extra-troposphere relay station that is an extra-troposphere relay station mounted on a first extra-troposphere mobile body that is the extra-troposphere mobile body moving at a first altitude included in the troposphere, the extra-troposphere communication line including a first extra-troposphere communication unit that communicates encrypted user data obtained by encrypting user data that is data to be communicated with a communication partner, and an encryption unit that encrypts the user data to be transmitted with an encryption key to generate the encrypted user data. a decryption device that decrypts the received encrypted user data by a decryption key to generate the user data, and a second extra-troposphere communication unit that communicates with the communication partner through a second extra-troposphere communication line that is the extra-troposphere communication line relayed to a second extra-troposphere relay station that is the extra-troposphere relay station mounted on a second extra-troposphere mobile body that is the extra-troposphere mobile body moving at a second altitude included outside the troposphere and different from the first altitude, and a communication method for communicating between a communication device, a requesting communication terminal that is a communication terminal connected to one of the communication partners, and a requested communication terminal that is a communication terminal connected to the communication device and the other of the communication partners,
a step of receiving a request to start communication with the request destination communication terminal from the request source communication terminal by one of the communication device and the communication counterpart;
a step of communicating at least one of a local encryption key, which is an encryption key used by the encryption device when encrypting the user data to generate the encrypted user data, and a remote decryption key, which is a decryption key used by the communication remote device when decrypting the encrypted user data encrypted by the local encryption key, with the communication remote device through the second extra-troposphere communication unit;
a step of communicating at least one of a counterpart encryption key, which is the encryption key used by the counterpart when encrypting the user data to generate the encrypted user data, and a local decryption key, which is the decryption key used by the decryption device when decrypting the encrypted user data encrypted with the counterpart encryption key, with the second extra-troposphere communication unit;
a step of encrypting the user data from the request source communication terminal with the encryption device's own encryption key or encrypting the user data from the communication terminal with the other communication terminal's encryption key to generate the encrypted user data;
a step of communicating the encrypted user data from the request source communication terminal by the first extra-troposphere communication unit with the communication partner via the first extra-troposphere communication line;
a step of the communication partner decrypting the encrypted user data received by the communication partner with the partner decryption key, or the encryption device decrypting the encrypted user data received by the communication device with its own decryption key to generate the user data from the request source communication terminal;
a step of transmitting the decrypted user data from the request source communication terminal to the request destination communication terminal by the communication partner or the communication device;
a step of encrypting the user data from the request destination communication terminal with the other communication party's encryption key or encrypting the user data with the encryption device's own encryption key to generate the encrypted user data;
a step of communicating the encrypted user data from the request destination communication terminal with the communication partner through the first extratroposphere communication line;
a step of decrypting the encrypted user data received by the first extratroposphere communication unit with the decryption key of the decryption device or the communication counterpart with the counterpart decryption key to generate the user data from the request destination communication terminal;
a procedure in which the communication device or the communication partner transmits the decrypted user data from the request destination communication terminal to the request source communication terminal.
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