JP2908209B2 - 移動端末装置及びこれを用いた移動体衛星通信システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は移動端末装置及びこれを
用いた移動体衛星通信システムに関し、特に都市部を主
に移動する車両等に搭載され、移動に伴ないビル等の障
害物により見通しの良否（通信の可・不可）が変動する
静止型の通信衛星を通して相手先との間でメッセージ情
報や音声情報等のディジタル双方向無線通信を行う移動
端末装置と、これを用いた移動体衛星通信システムとに
関する。

【０００２】

【従来の技術】移動体衛星通信システムの中で最も歴史
が長く多数の実績を持つインマルサットでは、従来の海
上サービスに加えて陸上での使用が可能なインマルサッ
ト―Ｍ方式のサービスを開始した。このシステムでは音
声は４．８ｋｂｐｓの速度でディジタル化されている。

【０００３】一方、近年米国を中心に我が国でも使われ
つつある定型文をコード化して伝送するメッセージサー
ビスを提供する陸上移動体衛星通信システムがある。こ
のシステムはＫｕバンド（１４／１２ＧＨｚ）固定通信
用衛星を使用しているが、その通信速度は例えば５５ｂ
ｐｓと低速であり、ファクシミリや音声は扱っていな
い。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】音声通信の可能なイン
マルサットは国際的な通信サービスであるのでそのシス
テムは世界的なネットワークであり、システム使用料金
も非常に高価である。また、船舶用が主であり、陸上サ
ービスは単に可搬できるというものである。すなわち、
移動端末装置（移動局）を持ち運んだ先で固定して使用
できるといったものであり、走行する車両からは使用で
きない。走行する車両からメッセージ通信の可能な、Ｋ
ｕバンド固定通信用衛星を使用したシステムも実現して
いるが、これらの従来技術では高層ビルの建並ぶ都市内
ではシャドウイング（通信衛星の見通し不可）により使
用できない区間があるという共通の欠点がある。

【０００５】したがって本発明の目的は、都市内のビル
の密集地域のような通信衛星に対するシャドウイングが
頻繁に発生する地域における移動体衛星通信システムの
稼働率の向上を可能とする移動端末装置を提供するとと
もに、この移動端末装置を用いてメッセージ通信および
音声通信の両方を全国的な広域に亘って経済的にサービ
ス可能とする移動体衛星通信システムを提供することに
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の移動端末装置
は；陸上の移動体に搭載され、前記移動体の移動に伴い
固定障害物により見通しの良否が変動する静止型の通信
衛星を通して相手先とディジタル双方向無線通信を行う
移動端末装置において；前記通信衛星との間で電波信号
によりディジタルデータの送受信を行う無線送受信手段
と；マンマシンインタフェースを有し前記ディジタルデ
ータと入出力情報との相互変換を行う入出力手段と；前
記移動体の移動範囲内の前記通信衛星との通信が可能な
位置および不可能な位置を示す見通し地図情報をあらか
じめ設定した見通し地図データベースと；無線位置測定
システムからの信号に基づき前記移動体の現在位置を検
出する位置検出手段と；前記移動体の移動方向および速
度を検出する移動検出手段と；前記位置検出手段および
前記移動検出手段の検出出力に基づいて前記見通し地図
データベースを参照し移動に従って前記通信衛星との通
信が可能となる開始時刻および持続時間を示す通信可能
時間帯を予測する通信可能予測手段と；前記入出力手段
より入力されディジタルデータ化された前記相手先へ送
信すべき情報を一時蓄積する送信情報蓄積手段と；前記
通信可能予測手段により予測された前記通信可能時間帯
において前記送信情報蓄積手段に蓄積されたディジタル
データを順次読出し前記無線送受信手段を介して前記通
信衛星へ送信する送信制御手段とを備えている。

【０００７】本発明の他の移動端末装置は；陸上の移動
体に搭載され、前記移動体の移動に伴い固定障害物によ
り見通しの良否が変動する静止型の通信衛星を通して相
手先とディジタル双方向無線通信を行う移動端末装置に
おいて；前記移動体の移動方向前方部に設けられ前記通
信衛星からの電波信号を受信する第１のアンテナと、前
記移動体の移動方向後方部に設けられ前記通信衛星との
間で電波信号を送受信する第２のアンテナと、前記第１
のアンテナで受信した前記通信衛星からの電波信号の電
界強度を検出する電界強度検出手段とを有し、前記通信
衛星との間で電波信号によりディジタルデータの送受信
を行う無線送受信手段と；マンマシンインタフェースを
有し前記ディジタルデータと入出力情報との相互変換を
行う入出力手段と；前記移動体の移動方向および速度を
検出する移動検出手段と；前記電界強度検出手段および
前記移動検出手段の検出出力に基づいて前記第２のアン
テナによる前記通信衛星との通信が可能となる開始時刻
および持続時間を示す通信可能時間帯を予測する通信可
能予測手段と；前記入出力手段より入力されディジタル
データ化された前記相手先へ送信すべき情報を一時蓄積
する送信情報蓄積手段と；前記通信可能予測手段により
予測された前記通信可能時間帯において前記送信情報蓄
積手段に蓄積されたディジタルデータを順次読出し前記
無線送受信手段を介して前記通信衛星へ送信する送信制
御手段とを備えている。

【０００８】また、上記移動端末装置の各々において、
前記送信制御手段が、前記移動体の移動に伴い変動する
前記通信衛星に対する前記通信可能時間帯を統計処理し
て算出した所定の許容待ち時間以内に所定の通信可能確
率が得られる単位通信時間をあらかじめ設定し、前記通
信衛星への送信ディジタルデータを前記単位通信時間で
送信可能なパケット単位に分割して送信および再送制御
を行う構成とすることができる。

【０００９】あるいはまた、上記移動端末装置の各々に
おいて、前記入出力手段が、音声を入力しアナログ信号
に変換する音声入力手段と、前記音声入力手段からのア
ナログ信号を所定の符号化則に則りディジタル信号に変
換する符号化手段と、ディジタル信号を前記所定の符号
化則に則りアナログ信号に逆変換する復号化手段と、前
記復号化手段からのアナログ信号を音声に変換し出力す
る音声出力手段と、文字，数字および記号データを入力
するキー入力手段と、文字，数字および記号データを可
視表示する表示手段とを有し、音声情報および定型文を
コード化したメッセージ情報の通信を可能とする構成と
することができる。さらに、前記符号化手段が前記所定
の符号化則として、前記通信衛星との無線回線上のビッ
トレートと同一のビットレートの第１の符号化則および
これより通話品質は劣るがビットレートの低い第２の符
号化則を有し；前記送信制御手段が、前記通信可能予測
手段により予測された前記通信可能時間帯内に前記第１
の符号化則に則りディジタルデータ化された音声情報が
送信可能か判定し、送信可能な場合は前記符号化手段に
対し前記第１の符号化則を指定し、送信不可能な場合は
前記第２の符号化則を指定し、いずれの符号化則が選択
されたか示す符号化則選択情報とともに、前記符号化手
段により変換され前記送信情報蓄積手段に蓄積された音
声情報のディジタルデータを選択された符号化則にかか
わらず常に前記第１の符号化則のビットレートと同一の
ビットレートで前記通信衛星に送信する構成とすること
ができる。さらに、前記無線送受信手段が受信したディ
ジタルデータのビットレートを変換する手段を有し；前
記復号化手段が前記所定の符号化則として、前記第１の
符号化則および前記第２の符号化則を有し；前記送信制
御手段により前記符号化手段の符号化則として前記第２
の符号化則が選択された場合に、前記相手先により前記
第２の符号化則に則りディジタルデータ化され前記第１
の符号化則のビットレートと同一のビットレートで変調
された電波信号を前記通信衛星から受信すると、前記無
線送受信手段が復調したディジタルデータのビットレー
トを前記第２の符号化則のビットレートに変換し、前記
復号化手段が前記第２の符号化則に則り前記ディジタル
データのアナログ化を行う構成とすることができる。

【００１０】あるいはまた、上記移動端末装置の各々に
おいて、前記無線送受信手段が前記通信衛星からの電波
信号の電界強度を検出する電界強度検出手段を有し；前
記送信制御手段が、前記電界強度検出手段の出力に基づ
き前記通信衛星からの信号のＳＮ比があらかじめ決めら
れた基準値よりも低下したことを検出すると、前記送信
情報蓄積手段からのディジタルデータの読出しビットレ
ートを低下させ、読出しビットレートの低下を示す情報
とともに前記通信衛星に送信する構成とすることができ
る。さらに、受信した無線搬送波信号の帯域を狭めＳＮ
比を向上させる狭帯域フィルタと、受信したディジタル
データのビットレートを変換する手段とを有し；前記送
信制御手段により前記読出しビットレートの低下が行わ
れた場合に、前記相手先によりビットレートの低下が行
われたディジタルデータにより変調された電波信号を前
記通信衛星から受信すると、前記狭帯域フィルタを通し
て前記ディジタルデータを復調しビットレートを復旧さ
せる構成とすることができる。

【００１１】本発明の移動体衛星通信システムは；静止
軌道上で静止している通信衛星と；移動に伴い固定障害
物により前記通信衛星に対する見通しの良否が変動する
地域を移動する上記構成の移動端末装置と；前記通信衛
星を常時見通し、前記通信衛星を通して前記移動端末装
置との間でディジタルデータ化された情報の双方向無線
通信を行う固定局とを備え；前記移動端末装置が、入力
情報をディジタルデータ化し蓄積するとともに、移動に
伴う前記通信衛星の見通しの変動に応じた通信可能時間
帯を予測し、予測した前記通信可能時間帯において蓄積
した情報を前記通信衛星を介して前記固定局に順次送信
する。

【００１２】また、上記移動体衛星通信システムにおい
て；前記移動端末装置および前記固定局の各々が、前記
移動端末装置の移動に伴い変動する前記通信衛星に対す
る前記通信可能時間帯を統計処理して算出した所定の許
容待ち時間以内に所定の通信可能確率が得られる単位通
信時間をあらかじめ設定し、前記通信衛星を通した相手
先への送信ディジタルデータを前記単位通信時間で送信
可能なパケット単位に分割して送信制御および送信不達
時の再送制御を行う構成とすることができる。

【００１３】あるいはまた、上記移動体衛星通信システ
ムにおいて；前記移動端末装置および前記固定局の各々
が、前記通信衛星との無線回線上のビットレートと同一
のビットレートの第１の符号化則およびこれより通話品
質は劣るがビットレートの低い第２の符号化則のうちい
ずれか選択された符号化則に則り音声情報のアナログ信
号とディジタルデータとの間の符号化および復号化の相
互変換を行う手段と、前記ディジタルデータのビットレ
ートを変換する手段とを有し；前記移動端末装置が前記
通信可能時間帯内に前記第１の符号化則に則りディジタ
ルデータ化された音声情報が送信可能か判定するととも
に判定結果を前記固定局に通知し、送信不可能な場合に
前記移動端末装置および前記固定局の各々が前記第２の
符号化則に則って符号化されたディジタルデータを前記
第１の符号化則のビットレートに変換し通信所要時間を
短縮して送信し受信側で前記第２の符号化則のビットレ
ートに戻して復号化する構成とすることができる。

【００１４】あるいはまた、上記移動体衛星通信システ
ムにおいて；前記移動端末装置および前記固定局の各々
が、前記通信衛星との無線回線上の無線搬送波信号の帯
域を狭めＳＮ比を向上させる狭帯域フィルタと、ディジ
タルデータのビットレートを変換する手段とを有し；前
記移動端末装置が前記通信衛星からの電波信号の電界強
度が所定レベル以下であるか判定するとともに判定結果
を前記固定局に通知し、所定レベル以下の場合に前記移
動端末装置および前記固定局の各々が前記ディジタルデ
ータの前記無線回線上のビットレートを低下させて送信
し受信側で前記狭帯域フィルタを通してＳＮ比を向上さ
せてからビットレートを復旧する構成とすることができ
る。

【００１５】また、上記各構成の移動体衛星通信システ
ムにおいて；前記固定局が、ユーザごとに設けられ情報
の入出力を行う複数のユーザ端局と、公衆網を通して前
記複数のユーザ端局と接続され前記通信衛星との間で電
波信号によりディジタルデータ化された情報の送受信を
行う基地局とで構成され；前記通信衛星と前記公衆網と
に接続し、前記基地局を通した前記ユーザ端局，前記ユ
ーザ端局の通信相手先である前記移動端末装置，および
前記通信衛星相互間の通信回線の管理，制御を行う網管
理局を備えることができる。

【００１６】

【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。

【００１７】図１は本発明の一実施例のシステム構成図
であり、複数のユーザが貨物輸送用のトラック等の車両
の運行管理をそれぞれ行う運輸業務用情報通信システム
に適用した例を示す。図１において本実施例の移動体衛
星通信システムは、広域のサービスエリア全域をカバー
し電波信号によりディジタルデータ化されたメッセージ
や音声等の通信情報の中継を行う静止型の通信衛星２０
と、通信衛星２０に対する見通し障害の発生する都市部
や山間部を含む長中距離を走行するユーザＡ，Ｂ，Ｃ，
Ｄ所有の車両に移動端末装置をそれぞれ搭載した移動局
１１，１２，１３，１４と、通信衛星２０に対する見通
しが常時確保された基地局３０，３１，３２，３３，３
４と、隣接する基地局３０を介してシステム全体の通信
回線（チャンネル）を管理，制御する網管理局４０と、
ユーザ端局として機能しユーザＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ各々が自
社の車両の行先・貨物集配指示等の運行管理をそれぞれ
行う運行管理センター５１，５２，５３，５４と、各基
地局，網管理局，および各運行管理センター間を接続し
通信情報を転送する公衆網６０とを備えている。この公
衆網６０としては、アナログ信号を伝送する電話網で
も、ディジタル信号を伝送するデータ網でもどちらでも
利用可能である。なお、ユーザＤは自社専用の基地局３
４を有しており、公衆網６０を介さずに直接運行管理セ
ンター５４と接続している。また通常の場合、運行管理
センター５１〜５３はそれぞれ接続される基地局３０〜
３３があらかじめ指定されている。ここでは原則として
公衆網６０における通信費が最安価になるように基地局
を選定しており、運行管理センター５１，５２，５３の
各々に対し基地局３１，３２，３３の各々が指定されて
いるものとする。これら基地局３０〜３３には他のユー
ザの運行管理センター（図示せず）を公衆網６０経由で
接続しそれぞれ共同利用することが可能である。また、
各ユーザは移動局を１つだけではなく複数設けることが
できる。

【００１８】図２は本発明の移動端末装置の一実施例を
示すブロック構成図であり、図１の実施例の移動局１１
〜１４に用いられる。図２において本実施例の移動端末
装置１００は、車両の進行方向前方部に取付けられ通信
衛星２０を追尾しＫｕバンド（１４／１２ＧＨｚ）の電
波信号を受信する第１のアンテナ１１０と、アンテナ１
１０を通して通信衛星２０からのＫｕバンドの信号を受
信する第１の受信部１１１と、受信部１１１で受信した
信号の電界強度を検出する第１の電界強度検出回路１１
２と、車両の進行方向後方部に取付けられ通信衛星２０
を追尾しＫｕバンドの電波信号を送受信する第２のアン
テナ１２０と、アンテナ１２０を通して通信衛星２０か
らのＫｕバンドの信号を受信する第２の受信部１２１
と、受信部１２１で受信した信号の電界強度を検出する
第２の電界強度検出回路１２２と、受信部１２１で受信
したベースバンドの信号（ディジタルデータ）を一時蓄
積する受信バッファメモリ１２３と、図示していないＧ
ＰＳ衛星からの位置計測のための電波信号をアンテナ１
３０を通して受信するＧＰＳ受信機１３１と、ＧＰＳ受
信機１３１の受信信号に基づき車両の現在位置の計算を
行う位置計算回路１３２と、車両の走行する道路並びに
周辺の建物，丘陵等の道路環境に関する地図のデータと
このデータ（位置および高さ）に対応した電界強度検出
回路１１２（または１２２）による通信衛星２０からの
電波の受信電界強度データ（見通し情報）とを併せて記
憶した地図・シャドウイング・データベース１３３と、
車両の走行速度および速度変化を検出するジャイロスコ
ープ等を用いた速度・加速度センサー１３８と、車両の
走行方向を検出する磁気コンパス等を用いた方位センサ
ー１３９と、送信信号（ディジタルデータ）を一時蓄積
する送信バッファメモリ１４０と、送信バッファメモリ
１４０からのベースバンドの信号をＫｕバンドの信号と
しアンテナ１２０から送信させる送信部１４１と、第１
および第２の受信部１１１，１２１と送信部１４１とに
おける受信・送信周波数を決定するための周波数シンセ
サイザー１５０と、受信部１２１および送信部１４１間
でアンテナ１２０を共用するための送受共用器１５１
と、プログラム制御のマイクロコンピュータを有し装置
全体を制御し各種データおよび信号の処理を行う制御部
１６０と、トーン信号を発生するトーン信号発生回路１
６１と、音声信号のディジタル・アナログ変換を行う音
声デコーダ１７０と、トーン信号発生回路１６１および
音声デコーダ１７０からの信号を合成するトーン合成回
路１７１と、音声信号のアナログ・ディジタル変換を行
う音声エンコーダ１７２と、スピーカ１８１，マイクロ
ホン１８２，表示装置１８３およびキーボード１８４を
有し使用者（車両運転者等）とのマンマシンインタフェ
ースをとり音声情報およびメッセージ情報を入出力する
入出力部１８０と、ファクシミリ信号を送受信するファ
クシミリ端末１９０とを備えている。なお、ユーザの都
合によりファクシミリ端末１９０は設けなくてもよい。

【００１９】図３は図１の実施例の基地局、網管理局、
運行管理センターの各々の詳細構成および相互間の接続
を示す図である。

【００２０】各基地局３０〜３４は、Ｋｕバンド無線送
受信設備についてはすべて同一の構成であり、通信衛星
２０との間でアンテナ３１０を通して信号の送受信を行
う衛星回線送受信装置３２０と、バッファメモリ３４０
を有し運行管理センターおよび通信衛星２０（移動局）
間の送受信信号の蓄積，変換処理を行う信号処理装置３
３０とを備えているが、公衆網６０とのインタフェース
をとり運行管理センターとの間の発着信制御を行う公衆
網インタフェース装置３５０については網管理局４０や
運行管理センターと同一の場所に併設される場合（基地
局３０，３４）には設けなくてもよい。

【００２１】網管理局４０は、公衆網６０とのインタフ
ェースをとり運行管理センターとの間の発着信制御を行
う公衆網インタフェース装置４１０と、併設された基地
局３０の衛星回線送受信装置３２０，信号処理装置３３
０と接続され通信衛星２０の無線通信回線上におけるす
べての移動局１１〜１４のチャンネル使用状況を正確に
把握して空きチャンネルを移動局１１〜１４および基地
局３０〜３４に指示し移動局１１〜１４および運行管理
センター５１〜５４間の通信の発呼接続制御，着呼接続
制御，終話制御を行うとともに、呼課金情報を課金記録
装置４３０に記録する衛星回線制御装置４２０とを備え
ている。

【００２２】各運行管理センター５１〜５４はユーザ端
局として基本的な装置構成はすべて同一であるが、ユー
ザの必要に応じて端末の種類を変更することができる。
図３においては、ユーザＡの運行管理センター５１にお
けるユーザ端局装置５００の構成を示している。このユ
ーザ端局装置５００は、公衆網６０とのインタフェース
をとり発着信制御を行う公衆網インタフェース装置５１
０と、パソコン等のデータ通信端末５３０と、電話端末
５４０と、ファクシミリ端末５５０と、音声信号のアナ
ログ・ディジタル相互変換を行うエンコーダ・デコーダ
を有し、公衆網インタフェース装置５１０を通してこれ
ら端末（５３０〜５５０）と網管理局４０および基地局
３０〜３３との間の通信を制御する通信制御部５２０と
を備えている。なお、ユーザＤの運行管理センター５４
は、公衆網インタフェース装置５１０を設けなくてもよ
く、通信制御部５２０と自社専用の基地局３４の信号処
理装置３３０とが直接接続されている。

【００２３】次に図１から図３まで参照して動作を説明
する。なお、移動局―通信衛星―基地局間の無線回線の
構成および制御方法は、適切な周知の技術で実現するこ
とができるので詳細な説明は省略する各ユーザＡ〜Ｄは
それぞれ自社の運行管理センター５１〜５４で都市内や
都市間を移動する自社車両（移動局１１〜１４）の貨物
の集荷，配送を管理しており、ユーザ端局装置５００を
用いて車両に搭載された移動端末装置１００との間で通
信を行い、運転者や作業者に作業指示を出したり、逆に
作業報告を受けとる。通信する情報は定型文が多いので
コード化したメッセージを主体とするが、より詳細な情
報を連絡する場合、あるいは緊急に音声連絡する必要が
生じた場合は音声にても通信する。

【００２４】各移動局１１〜１４はあらかじめ地図・シ
ャドウイング・データベース１３３にどの地点でシャド
ウイング（ビル影等による通信衛星２０の見通し不良＝
通信不能）が生じるか否かの見通し地図情報を記憶して
おく。この見通し地図情報としては、他の車両により作
成されたデータや自己の車両による自己学習データを使
用する。自己学習データは次のようにして得られる。車
両の走行に従い、移動端末装置１００は、ＧＰＳ受信機
１３１で受信したＧＰＳ衛星からの信号に基づき位置計
算回路１３２により自己の現在位置を算出し（ＧＰＳ衛
星を用いた位置測定技術は周知であり詳細説明は省
略）、制御部１６０でこの現在位置情報を速度・加速度
センサー１３８および方位センサー１３９の出力に基づ
き順次補完するとともに、第１のアンテナ１１０を通し
て受信部１１１で受信した通信衛星２０からの無線電波
（制御チャンネル）の電界強度を電界強度検出回路１１
２により順次検出する。一方、地図・シャドウイング・
データベース１３３はあらかじめ車両の走行範囲の地図
情報を持っている。制御部１６０は、地図・シャドウイ
ング・データベース１３３に対し、位置計算回路１３２
からの現在位置情報に対応する地図情報上の地点ごとに
電界強度検出回路１１２からの通信衛星２０との通信が
可能か否かを示す受信電界強度データ（見通し情報）を
付加し見通し地図情報として記憶させる。これによる学
習効果としてどこでシャドウイングが生起するかのマッ
ピングができる。このように受信系を２つ備えているこ
とにより、第１のアンテナ１１０，受信部１１１，およ
び電界強度検出回路１１２を用いて地図・シャドウイン
グ・データベース１３３のデータ（見通し地図情報）を
作成しながら、第２のアンテナ１２０，受信部１２１，
および送信部１４１を用いて通信衛星２０との間で通信
情報の送受信を行うことができる。なお、通信衛星２０
からの無線電波の電界強度の検出は第２のアンテナ１２
０，受信部１２１，および電界強度検出回路１２２によ
ることも可能であり、第１の受信系の障害時の代替手段
となる。また逆に、第２の受信系の障害時に第１の受信
系により通信衛星２０との通信を代替することができ
る。

【００２５】また、各移動局１１〜１４は２つのアンテ
ナ１１０，１２０の間隔を適切に設定することにより、
車両走行に従う電界強度の変化、すなわち通信衛星２０
に対する見通しの変化の先読みができる。制御部１６０
は、速度・加速度センサー１３８および方位センサー１
３９の出力から車両の走行速度ベクトルを算出し、アン
テナ１１０，１２０間の距離に応じて以後のどの時刻か
らどのくらいの時間、通信可能な見通し窓（通信可能時
間帯）があるか予測する。例えば、移動局１０の車両を
長尺の貨物トラックとすると、車両前方部の第１のアン
テナ１１０および車両後方部の第２のアンテナ１２０間
の距離を約６ｍ以上とすることができるので、時速４０
ｋｍの走行時でも通信衛星２０との電波信号の送受信に
０．５秒以上の時間差を確保できる。したがって、移動
局１０がビル街を走行し通信衛星２０に対する見通しの
良否が頻繁に変化する際、電界強度検出回路１１２の検
出結果を参照し前方部の第１のアンテナ１１０における
通信衛星２０に対する見通しが良状態から不良状態に変
化しても、０．５秒以内の通信ならば、後方の第２のア
ンテナ１２０を用いて通信することができる。なお、こ
のように２つのアンテナ１１０，１２０を用いて通信衛
星２０に対する見通しの変化の先読みを行うことによ
り、後に説明する地図・シャドウイング・データベース
１３３を用いた通信可能時間帯の予測精度を高めること
ができる。

【００２６】まず、移動局から発呼する場合の本システ
ムの動作を、ユーザＡにおいて、移動局１１から運行管
理センター５１へ発呼する場合を例に説明する。

【００２７】移動局１１は、制御用のフォワードリンク
チャンネル（網管理局４０―基地局３０―通信衛星２０
―移動局１１）での通信チャンネル指示に従って、使用
すべきチャンネルを選択し、当該チャンネルで通信路を
設定し、そのリターンリンク（移動局１１―通信衛星２
０―基地局３１―公衆網６０―運行管理センター５１）
で通信情報を送る。そして通信用のフォワードリンクチ
ャンネル（運行管理センター５１―公衆網６０―基地局
３１―通信衛星２０―移動局１１）で運行管理センター
５１からの通信情報を受ける。通信衛星２０を介した無
線通信のためのチャンネル構成は例えば次のようなもの
である。

【００２８】移動局数（５万台）の加入者に見合った充
分なチャンネル数、例えば２００チャンネル分を収容す
るＦＤＭＡ・ＳＣＰＣ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉ
ｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ・Ｓｉｎｇ
ｌｅ Ｃｈａｎｎｅｌ Ｐｅｒ Ｃａｒｒｉｅｒ）方式
では、１０ＫＨｚ間隔、１２，２００，０００＋ｎ×１
０ＫＨｚ（ｎ＝１，２，…，２００）のフォワードリン
ク用の２００波の無線搬送波と、１４，２００，０００
＋ｎ×１０ＫＨｚのリターンリンク用の２００波の無線
搬送波とを使用する。そして、第１のチャンネルとして
は“ｎ＝１”の１２，２００，０１０ＫＨｚ（フォワー
ドリンク用）と１４，２００，０１０ＫＨｚ（リターン
リンク用）とを使う。同様に第２チャンネルには“ｎ＝
２”、第３チャンネルには“ｎ＝３”の組合わせを通話
チャンネルとして使用する。そのうちの特定チャンネル
は制御チャンネルとして、待合わせ時，着信制御時，発
呼制御時に使用する。移動局１１〜１４および基地局３
１〜３４は、制御チャンネルを通じて網管理局４０から
指定された“ｎ＝ｍ”のチャンネルを用いて、各々のベ
ースバンド信号の無線搬送波をＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａ
ｔｕａｒｅ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）
変調して各アンテナから送信し、また、相手からの無線
搬送波を受信し復調する。

【００２９】なお、チャンネル構成の他の方式として、
フォワードリンク用にＴＤＭ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉ
ｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ）方式、リターンリンク用に
ＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐ
ｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）方式を使用することができる。さ
らに他の方式として、電波干渉に強いＣＤＭＡ（Ｃｏｄ
ｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎｅ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅ
ｓｓ）方式を使用することができる。

【００３０】移動局１１（移動端末装置１００）では、
制御部１６０が、位置計算回路１３２，速度・加速度セ
ンサー１３８，および方位センサー１３９の各出力から
現在位置の認識および今後の時間経過に伴う移動先位置
の予測を行い、地図・シャドウイング・データベース１
３３を参照して地図情報上のそれらの位置に対応する見
通し情報から通信衛星２０との通信が可能となる開始時
刻および持続時間を示す通信可能時間帯を予測するとと
もに、この予測情報を入出力部１８０の表示装置１８３
に表示する。このとき、通信衛星２０との通信が可能と
なる場所を示す通信可能地帯の情報も同時に表示するこ
とができる。

【００３１】なお、通信可能時間帯の予測にあたって、
前に説明したように、車両前方部の第１のアンテナ１１
０を用いて車両後方部の第２のアンテナ１２０の通信衛
星２０に対する見通しの先読みを行い、地図・シャドウ
イング・データベース１３３を参照して得た通信可能時
間帯の予測精度を高めることができる。また、車両の移
動速度が低速ならば、地図・シャドウイング・データベ
ース１３３を用いずに第１のアンテナ１１０を用いた先
読みだけで通信可能時間帯を予測することができる。

【００３２】車両運転者等の利用者は、表示装置１８３
の表示内容を目視により確認して送信すべき情報が一定
の待ち時間以内に送信完了することができるか判定し、
できる場合はキーボード１８４を操作して所望のメッセ
ージ情報のコードをキー入力するか、プレストーク用の
ボタンを押してからマイクロホン１８２により音声情報
を入力する。あるいは、ファクシミリ端末１９０を操作
しファクシミリ情報を入力する。一定の待ち時間以内に
送信完了することができないと判定した場合は、できる
ようになる場所まで移動してから上記操作を行う。この
とき、表示装置１８３に通信可能地帯が表示されていれ
ば、どの方向へどのくらい移動すればよいか直ちに知る
ことができる。

【００３３】マイクロホン１８２に入力された音声情報
はアナログ信号に変換され、音声エンコーダ１７２によ
り情報量の圧縮を受け通常時は４．８ｋｂｐｓのビット
レート（コーデック速度）を有するディジタルデータ
（以下データ）に変換される。ところで、運輸業務用無
線通信の場合、ユーザの要求する通信トラフィックとし
ては、音声通信の平均保留時間が３０秒、１時間当りの
平均最繁時通信回数が３回以下程度である。したがっ
て、音声通信を行う場合は約３０秒間持続する通信可能
時間帯（見通し窓）があればほとんどの要求を満足させ
ることができる。通常の場合、通信内容は定型的であ
り、３０秒間程度の音声情報（１４４，０００ビット＝
１８，０００バイト）は４００バイト以下のメッセージ
情報で代行させることができる。この場合、通信衛星２
０に対する通信情報量（トランスポンダ占有時間）が１
／４５以下となり、高額なトランスポンダの使用効率が
その分だけ高められることになるとともに、見通し窓が
狭くても通信可能となる。また、メッセージ通信の場合
は、通信衛星２０との無線回線上の信号伝送速度をより
低速にすることができ、３００ｂｐｓとすると、４００
バイトでも約１１秒で伝送することができる。本例にお
いては、音声データの伝送速度は４．８ｋｂｐｓ、メッ
セージその他のデータの伝送速度は３００ｂｐｓとす
る。

【００３４】制御部１６０は、音声エンコーダ１７２，
キーボード１８４，あるいはファクシミリ端末１９０か
らの送信データの他に、速度・加速度センサー１３８，
方位センサー１３９，位置計算回路１３２，または図示
していない各種センサー（例えば運搬荷物の重量を測定
する重量センサー）等からの運行管理センター５１で必
要とされるデータを送信バッファメモリ１４０に順次格
納する。また、制御部１６０には、都市部内等の所定走
行範囲ごとの通信可能時間帯を統計処理して算出した所
定の許容待ち時間以内に所定の通信可能確率が得られる
単位通信時間の値があらかじめ設定されている。制御部
１６０は、予測した通信可能時間帯の開始時刻になると
その持続時間以内に送信バッファメモリ１４０に蓄積し
た情報種別ごとのデータが通信衛星２０へ送信完了でき
るか判定し、可能ならば送信部１４１へ送信許可信号を
出力し送信バッファメモリ１４０からのデータ読出しを
指示する。その通信可能時間帯内で送信完了することが
不可能ならば、以降の所定時間以内に散在する複数の通
信可能時間帯に亘って上記単位通信時間対応にデータを
分割し送信を複数回行うことによって送信完了すること
ができるか判定し、可能ならば単位通信時間の値を含め
て送信許可信号を送信部１４１へ出力する。なお、この
単位通信時間の値はあらかじめ送信部１４１へ通知して
おくようにすることができる。制御部１６０は、データ
分割しても所定時間以内に送信完了することができない
と判定した場合は、送信不能の旨を表示装置１８３に表
示しトーン信号発生回路１６１によるトーン音をスピー
カ１８１から出力して利用者に報知する。

【００３５】送信部１４１は、送信許可信号を受信する
と送信バッファメモリ１４０から当該情報のデータを順
次読出し、誤り訂正用信号を付加し運行管理センター５
１宛ての１つのパケットとして情報種別に応じた伝送速
度で無線搬送波を変調し通信衛星２０へ送信する。この
とき単位通信時間が指定されていると、この単位通信時
間以内で送信可能なパケット長となるように送信バッフ
ァメモリ１４０内のデータを情報種別対応の一定バイト
数ごとに分割して読出し、それぞれパケット化して通信
衛星２０へ送信する（例えば単位通信時間が１秒とする
と、音声情報の場合約６００バイト、メッセージ情報の
場合は約３０バイト）。なお、音声情報のデータ分割送
信が行われても受信側のバッファメモリにより再結合す
ることにより、疑似的なリアルタイムの音声通信を行う
ことができる。一方、通信可能と予測した時間内に送信
部１４１から通信衛星２０へ送信したデータが正常に相
手先の基地局３１まで転送できたか否かの判定は、通信
衛星２０経由の基地局３１からのパケット単位の応答を
受信部１２１および制御部１６０を通して確認すること
により行われる。応答がない場合は、送信部１４１は当
該パケットを再送する。このため送信部１４１は、途中
破棄したパケットデータの頭から再送できるように、送
信バッファメモリ１４０内の読出し済みデータのうち送
信相手先による正常受信が確認でき送信完了としたパケ
ット相当部分のみ消去する。

【００３６】この送信動作中に電界強度検出回路１１２
がシャドウイングを検出すると、制御部１６０は送信許
可信号の出力を停止し、送信部１４１は送信バッファメ
モリ１４０からのデータの読出しおよび通信衛星２０へ
の送信を一時停止する。電界強度検出回路１１２による
シャドウイングの検出がなくなり再度通信可能状態にな
ると、制御部１６０は送信許可信号を再度出力し、送信
部１４１は送信バッファメモリ１４０からのデータ読出
しを再開し、いまだ通信衛星２０における受信確認がさ
れていないパケットから送信を再開する。

【００３７】都市部における通信可能時間，確率（場所
率）等の実態の一例として、最近の東京都市内の走行実
験結果（全行程２００ｋｍ、Ｌバンド（ＥＴＳ―Ｖ）お
よびＫバンド（ＢＳ―３ｂ）使用）を以下に示す。（参
考文献：（イ）１９９３年電子情報通信学会秋季大会
（９月５日）講演論文集，Ｂ―１６３，鈴木他，「都市
内でのＬバンド移動体衛星通信の待ち時間を考慮した稼
働率の評価」、（ロ）同上，Ｂ―１７９，吉本他，「都
市内でのＫｕバンド衛星移動受信実験結果」） （１）車両の平均移動速度を１５ｋｍ／ｈとして、所定
受信電力を確保できる見通し継続時間長１秒の窓は距離
長約４ｍに相当し、これ以上の見通しが継続する場所率
は約６０％である。同様に、１０秒（約４０ｍ），３０
秒（約１２０ｍ）以上の見通し窓の場所率はそれぞれ約
５２％，約４０％である。 （２）車両の平均移動速度を１５ｋｍ／ｈとして、１０
秒（約４０ｍ）以上遮へい（シャドウイング）が継続す
る場所率は約３０％である。同様に、３０秒（約１２０
ｍ），７０秒（約２９０ｍ）以上遮へいが継続する場所
率はそれぞれ約２０％，１０％以下である。 （３）見通し場所率は通信衛星の位置と車両の移動方向
とにより異る。東京からの方位角１６３度のＥＴＳ―Ｖ
に対し、東西方向＋−２０度以内の道路においては約６
１％、南北方向＋−２０度以内の道路においては約９０
％となる。方位角２２５度のＢＳ―３ｂに対しては、東
西方向＋−２０度以内の道路においては約６９％、南北
方向＋−２０度以内の道路においては約８４％となる。 （４）通信を開始してから見通し窓に行き当たるまでに
待てる時間（最大許容待ち時間）を考慮すると通信可能
となる確率（場所率）が増加する。最大許容待ち時間を
考慮したパケットの時間長別通信可能場所率の概略値を
表１に示す。

【００３８】

【表１】

【００３９】表１より、時間長１秒のパケットなら７０
秒待てば９０％、５分待てばほぼ１００％通信可能とな
り、時間長１０秒のパケットでも５分待てば９０％、１
５分待てばほぼ１００％通信可能となることが分る。

【００４０】次に、音声情報のディジタルデータ化時の
ビットレート（デコーダ速度）変更による通信可能性の
向上について説明する。音声エンコーダ１７２は、通常
使用するビットレート（デコーダ速度）４．８ｋｂｐｓ
の第１の符号化則の他に、通話品質は劣ってもデータ
（ビット）量が半分ですむ２．４ｋｂｐｓの第２の符号
化則を備えている。したがって、通話品質の劣化を覚悟
すれば、２．４ｋｂｐｓで符号化したデータを一たん蓄
積し４．８ｋｂｐｓで符号化したデータと同一の伝送速
度で通信衛星２０との間で通信することにより通信所要
時間を半分に短縮し、通信可能の確率をその分だけ高め
ることができる。利用者が入出力部１８０を操作して符
号化則切替え許可を入力しておくことにより、所望の音
声通話時間（通常時、約３０秒間）が確保できないこと
が予測される場合、制御部１６０は音声エンコーダ１７
２を制御し２．４ｋｂｐｓで符号化させ、送信バッファ
メモリ１４０に格納させる。送信部１４１は、送信バッ
ファメモリ１４０からのデータ読出しを通常時と同じ
４．８ｋｂｐｓで行い、制御部１６０から送られた２．
４ｋｂｐｓ符号化則で符号化されたことを示す情報とと
もにパケット化して送信する。なお、音声エンコーダ１
７２のデコーダ速度を４．８ｋｂｐｓのままとし、制御
部１６０により送信バッファメモリ１４０内のデータを
２．４ｋｂｐｓフォーマットに加工するようにしても同
様の効果が得られる。

【００４１】次に、送信バッファメモリ１４０のデータ
読出し時のビットレート変更による通信可能性の向上に
ついて説明する。ビル影によるシャドウイングがないと
きでも降雨等の影響により通信衛星２０との間の電波信
号の電界強度が悪化しＳＮ比が低下する。利用者が入出
力部１８０を操作して読出し速度低下許可を入力してお
くことにより、制御部１６０は、電界強度検出回路１１
２（あるいは１２２）の出力により通信衛星２０からの
受信信号のＳＮ比があらかじめ定められた基準値よりも
低下していることを検出すると、読出し速度低下指示信
号を送信部１４１へ出力する。送信部１４１は、送信バ
ッファメモリ１４０からのデータ読出しのビットレート
を所定の比率（例えば１／２）分低下させ、ビットレー
ト低下比率を示す情報とともにパケット化して送信す
る。これにより通信所要時間は延びるが、通信衛星２０
との間の無線回線上の無線搬送波の帯域はビットレート
低下比率に応じて狭くなり、ＳＮ比が向上して通信可能
の確率を高めることができる。特に、９．６ｋｂｐｓや
６．６ｋｂｐｓ等の高速なビットレートで伝送する無線
回線を使用する移動体衛星通信システムに用いた場合に
効果が顕著となる。

【００４２】移動局１１から送信された電波信号は、通
信衛星２０で中継され網管理局４０により指定された基
地局３１のアンテナ３１０を通して衛星回線送受信装置
３２０で受信される。衛星回線送受信装置３２０は無線
搬送波信号の狭帯域フィルタを備えており、移動局１１
からの受信信号中にビットレート低下比率を示す情報を
検出した場合は狭帯域フィルタを通してＳＮ比を向上さ
せてから、ビットレートの低下がない場合は狭帯域フィ
ルタを通さずにディジタルデータに復調し信号処理装置
３３０へ出力する。信号処理装置３３０は、このデータ
を一たんバッファメモリ３４０に蓄積し複数パケットに
分割されていれば１つにまとめ、移動局１１側のビット
レート低下比率に反比例した読出し速度でバッファメモ
リ３４０からデータを読出してビットレートを元に戻
す。また、信号処理装置３３０は、移動端末装置１００
と同様の４．８ｋｂｐｓの符号化則および２．４ｋｂｐ
ｓの符号化則を有しディジタル信号およびアナログ信号
相互間の変換を行う音声デコーダおよび音声エンコーダ
（ともに図示せず）を備えており、移動局１１からの受
信信号中に２．４ｋｂｐｓ符号化則で符号化されたこと
を示す情報を検出した場合は２．４ｋｂｐｓのビットレ
ートでバッファメモリ３４０からのデータ読出しおよび
復号化を行い、２．４ｋｂｐｓでない場合は４．８ｋｂ
ｐｓのビットレートでバッファメモリ３４０からのデー
タ読出しおよび復号化を行う。信号処理装置３３０によ
り復元されたメッセージ情報，音声情報，あるいはファ
クシミリ情報等の各種信号は、公衆網インタフェース装
置３５０により公衆網６０に適した信号形式（ディジタ
ル信号あるいはアナログ信号）に変換され公衆網６０を
通して指定された宛先の運行管理センター５１へ発信，
転送される。なお、公衆網６０上における各ユーザ対応
の運行管理センター５１〜５３の加入者番号はあらかじ
め各基地局３０〜３３に登録されている。

【００４３】運行管理センター５１のユーザ端局装置５
００では、通信制御部５２０が公衆網インタフェース装
置５１０を通して基地局３１からの各種信号を受信し、
情報種別に応じてデータ通信端末５３０，電話端末５４
０，あるいはファクシミリ端末５５０のいずれかを選択
し出力させる。

【００４４】一方、運行管理ンター５１から移動局１１
への情報伝達は上記と逆ルートで行われる。データ通信
端末５３０，電話端末５４０，あるいはファクシミリ端
末５５０への入力情報に応じた信号が公衆網６０を通し
て基地局３１へ転送され、ディジタルデータ化されてバ
ッファメモリ３４０に一時蓄積される。このとき、音声
情報の符号化は通常の場合４．８ｋｂｐｓ符号化則を用
い、移動局１１からの受信信号が２．４ｋｂｐｓ符号化
則で符号化されていた場合は２．４ｋｂｐｓ符号化則を
用いる。信号処理装置３３０は衛星回線送受信装置３２
０を制御し、バッファメモリ３４０から順次データを読
出しパケット化して無線搬送波を変調し通信衛星２０へ
送出する。なお、単位通信時間が指定されている場合
は、データの読出しを所定バイト単位に分割し複数のパ
ケットとする。また、移動局１１からの受信信号がビッ
トレート低下処理されていた場合はバッファメモリ３４
０からの読出しビットレートを低下させる。移動局１１
からのパケット単位の正常受信応答がなければ、当該パ
ケットを再送する。

【００４５】移動局１１は通信衛星２０を通した基地局
３１からの無線搬送波信号を狭帯域フィルタを内蔵する
受信部１２１で受信し、送信時に送信バッファメモリ１
４０の読出しビットレート低下処理を行った場合は狭帯
域フィルタを通してＳＮ比を向上させてから、行わなか
った場合は狭帯域フィルタを通さずにディジタルデータ
に復調し受信バッファメモリ１２３へ一たん蓄積し、複
数パケットに分割されていれば１つにまとめる。制御部
１６０は、送信時に送信バッファメモリ１４０の読出し
ビットレート低下処理を行った場合はその低下比率に反
比例した読出し速度で受信バッファメモリ１２３からデ
ータを読出してビットレートを元に戻し、情報種別に応
じて出力先を選択する。データが音声情報の場合は、音
声デコーダ１７０により送信時と同一の符号化則に基づ
き復号化（アナログ信号化）され入出力部１８０のスピ
ーカ１８１より音声として出力される。メッセージ情報
およびファクシミリ情報は、表示装置１８３およびファ
クシミリ端末１９０よりそれぞれ出力される。

【００４６】なお、発呼，着呼，終話および各種警報等
の利用者への報知のためのトーン信号はトーン信号発生
回路１６１で作られトーン合成回路１７１により音声信
号と同一のスピーカ１８１に出力される。

【００４７】網管理局４０は、通信衛星２０のチャンネ
ル上の通信を監視し移動局１１あるいは基地局３１（運
行管理センター５１）のいずれかからの終話を検出する
と、当該通信チャンネルの使用終了信号を両者に送出
し、移動局１１および基地局３１は当該チャンネルの使
用を停止して制御チャンネルでの受信（待機）状態に戻
るとともに、網管理局４０は割りあて用の空きチャンネ
ルリストに当該チャンネルを登録する。また、網管理局
４０は必要な課金情報を課金記録装置４３０に記録して
おく。

【００４８】次に、運行管理センター５１から移動局１
１へ発呼する場合の動作を説明する。運行管理センター
５１のユーザ端局装置５００は公衆網６０を通して網管
理局４０へ発呼し、移動局１１に対する発呼要求を行
う。網管理局４０の衛星回線制御装置４２０は移動局１
１からの発呼のときと同様な方法で基地局３１に対する
チャンネル制御を行うとともに、運行管理センター５１
に対し基地局３１への接続を指示する。運行管理センタ
ー５１は公衆網６０を通して基地局３１へ発呼し直し、
接続後、通信信号を送出する。以後の動作は移動局１１
からの発呼の場合と同様である。

【００４９】以上説明したように、各ユーザの運行管理
センターの管理者と移動局の車両運転者等との間でメッ
セージ通信および音声通信を行うことができる。

【００５０】なお、本実施例においては通信衛星２０の
無線回線の搬送波周波数帯をＫｕバンド（１４／１２Ｇ
Ｈｚ）としたが、他の周波数帯を用いてもよい。また、
音声データ、メッセージデータの伝送ビットレートもそ
れぞれ４．８ｋｂｐｓ、３００ｂｐｓに限定せず他のビ
ットレートを用いることができる。また、現在位置を検
出するための無線位置測定システムとして、複数の衛星
から時刻および軌道データを含む電波信号を発信し高精
度測位が可能なＮＡＶＳＴＡＲ／ＧＰＳ（ｎａｖｉｇａ
ｔｉａｏｎ ｓａｔｅｌｌｉｔｅ ｔｉｍｅ ａｎｄ
ｒａｎｇｉｎｇ／ｇｌｏｂａｌ ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎ
ｇ ｓｙｓｔｅｍ）システムを使用したが、それぞれ適
切な受信機および位置計算回路を備えることにより、地
上の複数のサインポストから位置信号電波を発信するＡ
ＶＭシステム（ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｖｅｈｉｃｌｅ
ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ：車両位置等自動
表示システム）や、ロランＣ等の電波航法システムを使
用することができる。

【００５１】

【発明の効果】本発明の移動端末装置は、移動に伴い固
定障害物により見通しの良否が変動する静止型の通信衛
星との通信が可能となる開始時刻および持続時間を示す
通信可能時間帯を予測する通信可能予測手段として、位
置検出手段および移動検出手段による現在位置および今
後の時間経過に伴う移動先位置情報に基づいて見通し地
図データベースにあらかじめ設定された通信衛星との通
信可能・不可能な位置を示す見通し地図情報を参照し通
信可能時間帯を予測する第１の手段か、移動方向前方部
に設けられた第１のアンテナによる通信衛星からの受信
信号の電界強度検出による移動方向後方部に設けられた
第２のアンテナにおける通信可能時間帯の先読みを行う
第２の手段かのいずれか一方、あるいは両方を備え、デ
ィジタルデータ化されたメッセージや音声等の送信すべ
き情報を送信情報蓄積手段に一時蓄積しておき、通信可
能予測手段により予測された通信可能時間帯において送
信情報蓄積手段に蓄積されたディジタルデータを順次読
出し通信衛星を介して相手先へ送信するので、都市内の
ビルの密集地域のような通信衛星に対するシャドウイン
グが頻繁に発生する地域における移動体衛星通信システ
ムの稼働率（通信可能確率）を向上させることができ
る。なお、通信可能予測手段として上記第１の手段と第
２の手段とを併せ持つことにより相手先と情報通信を行
いながら地図データベースを自己学習により作成するこ
とができる。

【００５２】また、本発明の移動端末装置は、移動に伴
い変動する通信可能時間帯を統計処理して算出した所定
の許容待ち時間以内に所定の通信可能確率が得られる単
位通信時間をあらかじめ設定しておき、送信ディジタル
データをこの単位通信時間で送信可能なパケット単位に
分割して送信および再送制御を行うことにより、通信可
能確率をより一層高めることができる。

【００５３】また、本発明の移動端末装置は、音声信号
のアナログ・ディジタル変換を行う符号化手段が通常使
用されるビットレートの第１の符号化則およびこれより
通話品質は劣るがビットレートの低い第２の符号化則を
有し、予測された通信可能時間帯内に第１の符号化則に
よりディジタルデータ化された音声情報が送信不可能な
場合は第２の符号化則により音声情報をディジタルデー
タ化し送信情報蓄積手段からの読出しは第１の符号化則
のビットレートで行うことにより、通信所要時間を短縮
し通信可能確率をさらに高めることができる。さらに、
通信衛星からの受信側にバッファメモリ等のビットレー
トを変換する手段を備え、音声信号のディジタル・アナ
ログ変換を行う復号化手段にも上記第１の符号化則およ
び第２の符号化則を有することにより、相手先により第
２の符号化則によりディジタル化され第１の符号化則の
ビットレートで時間短縮されて送信されたデータを元の
ビットレートに戻し正常に音声変換することができ、相
手先からの通信可能確率を高めることができる。

【００５４】また、本発明の移動端末装置は、通信衛星
からの電波信号の電界強度を検出する電界強度検出手段
を有し、通信衛星からの信号のＳＮ比が基準値よりも低
下したことを検出すると、送信情報蓄積手段からのディ
ジタルデータの読出しビットレートを低下させて送信す
ることにより、通信衛星との無線回線上の無線搬送波信
号の帯域を狭めＳＮ比を向上させて通信可能確率をさら
に高めることができる。さらに、受信側に狭帯域フィル
タと、バッファメモリ等のビットレートを変換する手段
とを有することにより、相手先によりビットレートの低
下したディジタルデータにより変調された無線搬送波を
狭帯域フィルタを通してＳＮ比を向上させてから復調し
ビットレートを復旧させることができ、相手先からの通
信可能確率を高めることができる。

【００５５】また、本発明の移動端末装置は、通信可能
予測手段が通信可能時間帯とともに通信衛星との通信が
可能となる場所を示す通信可能地帯を予測し、これら通
信可能時間帯および通信可能地帯の情報を入出力手段に
可視表示することにより、利用者が通信可能となる時間
および場所を容易に認識でき迅速に対応することが可能
となる。

【００５６】本発明の移動体衛星通信システムは、上記
通信可能予測手段および送信情報蓄積手段を有する移動
端末装置と、通信衛星を常時見通し通信衛星を通して移
動端末装置との間でディジタルデータ化された情報の双
方向無線通信を行う固定局とを備えており、移動端末装
置がビルの密集する都市部等の固定障害物により通信衛
星に対する見通しの良否が頻繁に変動する地域を移動し
ながら固定局と通信する際に、ディジタルデータ化し蓄
積したメッセージや音声等の情報を予測した通信可能時
間帯において固定局へ順次送信するので、稼働率（通信
可能確率）を高め移動端末装置の移動中使用可能な地域
を拡大し、メッセージ通信および音声通信の両方を全国
的な広域に亘って経済的にサービスすることができる。

【００５７】また、本発明の移動体衛星通信システム
は、移動端末装置および固定局の各々が、送信データを
あらかじめ設定した上記単位通信時間で送信可能なパケ
ット単位に分割して送信制御および送信不達時の再送制
御を行うことにより、相互の通信可能確率をより一層高
めることができる。

【００５８】また、本発明の移動体衛星通信システム
は、移動端末装置が予測した通信可能時間帯内に音声情
報を上記第１の符号化則によりデータ化したのでは送信
不可能と判定した場合に判定結果を固定局に通知し、移
動端末装置および固定局の各々が上記第２の符号化則に
よりデータ化しそのビットレートを第１の符号化則のビ
ットレートに変換し通信所要時間を短縮して送信し、受
信側でビットレートを戻して復号することにより、相互
の通信可能確率をさらに高めることができる。

【００５９】また、本発明の移動体衛星通信システム
は、移動端末装置が通信衛星からの電波信号の電界強度
が所定レベル以下であると判定した場合に判定結果を固
定局に通知し、移動端末装置および固定局の各々が無線
回線上のデータのビットレートを低下させて送信し、受
信側で狭帯域フィルタを通してＳＮ比を向上させてから
ビットレートを復旧することにより、相互の通信可能確
率をさらに高めることができる。

【００６０】さらに、本発明の移動体衛星通信システム
は、固定局がユーザごとに設けられ情報の入出力を行う
複数のユーザ端局と、公衆網を通して複数のユーザ端局
と接続され通信衛星との間で電波信号によりディジタル
データ化された情報の送受信を行う基地局とで構成さ
れ、通信衛星と公衆網とに接続し基地局を通したユーザ
端局，移動端末装置，および通信衛星相互間の通線回線
の管理，制御を行う網管理局を備えることにより、ユー
ザの基地局の経費負担を抑え、より一層の広域化，経済
化をはかることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のシステム構成図である。

【図２】本発明の移動端末装置の一実施例を示すブロッ
ク構成図である。

【図３】図１の実施例の基地局、網管理局、運行管理セ
ンターの詳細構成および相互間の接続を示す図である。

【符号の説明】

１１，１２，１３，１４ 移動局 ２０ 通信衛星 ３０，３１，…，３４ 基地局 ４０ 網管理局 ５１，５２，５３，５４ 運行管理センター ６０ 公衆網 １００ 移動端末装置 １１０，１２０，１３０ アンテナ １１１，１２１ 受信部 １１２，１２２ 電界強度検出回路 １２３ 受信バッファメモリ １３１ ＧＰＳ受信機 １３２ 位置計算回路 １３３ 地図・シャドウイング・データベース １３８ 速度・加速度センサー １３９ 方位センサー １４０ 送信バッファメモリ １４１ 送信部 １６０ 制御部 １７０ 音声デコーダ １７２ 音声エンコーダ １８０ 入出力部 ３２０ 衛星回線送受信装置 ３３０ 信号処理装置 ３４０ バッファメモリ ３５０，４１０，５１０ 公衆網インタフェース装置 ５００ ユーザ端局装置

フロントページの続き (72)発明者 長谷 良裕 東京都小金井市貫井北町４−２−１ 郵 政省通信総合研究所内 (72)発明者 井澤 一朗 東京都港区麻布台１−６−19 郵政省郵 政研究所内 (72)発明者 森田 英夫 東京都港区芝五丁目７番１号 日本電気 株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H04B 7/24 - 7/26 102 H04Q 7/00 - 7/38 H04B 7/15

Claims (15)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 陸上の移動体に搭載され、前記移動体の
   移動に伴い固定障害物により見通しの良否が変動する静
   止型の通信衛星を通して相手先とディジタル双方向無線
   通信を行う移動端末装置において、 前記通信衛星との間で電波信号によりディジタルデータ
   の送受信を行う無線送受信手段と、 マンマシンインタフェースを有し前記ディジタルデータ
   と入出力情報との相互変換を行う入出力手段と、 前記移動体の移動範囲内の前記通信衛星との通信が可能
   な位置および不可能な位置を示す見通し地図情報をあら
   かじめ設定した見通し地図データベースと、 無線位置測定システムからの信号に基づき前記移動体の
   現在位置を検出する位置検出手段と、 前記移動体の移動方向および速度を検出する移動検出手
   段と、 前記位置検出手段および前記移動検出手段の検出出力に
   基づいて前記見通し地図データベースを参照し移動に従
   って前記通信衛星との通信が可能となる開始時刻および
   持続時間を示す通信可能時間帯を予測する通信可能予測
   手段と、 前記入出力手段より入力されディジタルデータ化された
   前記相手先へ送信すべき情報を一時蓄積する送信情報蓄
   積手段と、 前記通信可能予測手段により予測された前記通信可能時
   間帯において前記送信情報蓄積手段に蓄積されたディジ
   タルデータを順次読出し前記無線送受信手段を介して前
   記通信衛星へ送信する送信制御手段と、 を備えることを特徴とする移動端末装置。
2. 【請求項２】 陸上の移動体に搭載され、前記移動体の
   移動に伴い固定障害物により見通しの良否が変動する静
   止型の通信衛星を通して相手先とディジタル双方向無線
   通信を行う移動端末装置において、 前記移動体の移動方向前方部に設けられ前記通信衛星か
   らの電波信号を受信する第１のアンテナと、前記移動体
   の移動方向後方部に設けられ前記通信衛星との間で電波
   信号を送受信する第２のアンテナと、前記第１のアンテ
   ナで受信した前記通信衛星からの電波信号の電界強度を
   検出する電界強度検出手段とを有し、前記通信衛星との
   間で電波信号によりディジタルデータの送受信を行う無
   線送受信手段と、 マンマシンインタフェースを有し前記ディジタルデータ
   と入出力情報との相互変換を行う入出力手段と、 前記移動体の移動方向および速度を検出する移動検出手
   段と、 前記電界強度検出手段および前記移動検出手段の検出出
   力に基づいて前記第２のアンテナによる前記通信衛星と
   の通信が可能となる開始時刻および持続時間を示す通信
   可能時間帯を予測する通信可能予測手段と、 前記入出力手段より入力されディジタルデータ化された
   前記相手先へ送信すべき情報を一時蓄積する送信情報蓄
   積手段と、 前記通信可能予測手段により予測された前記通信可能時
   間帯において前記送信情報蓄積手段に蓄積されたディジ
   タルデータを順次読出し前記無線送受信手段を介して前
   記通信衛星へ送信する送信制御手段と、 を備えることを特徴とする移動端末装置。
3. 【請求項３】 前記送信制御手段が、前記移動体の移動
   に伴い変動する前記通信衛星に対する前記通信可能時間
   帯を統計処理して算出した所定の許容待ち時間以内に所
   定の通信可能確率が得られる単位通信時間をあらかじめ
   設定し、前記通信衛星への送信ディジタルデータを前記
   単位通信時間で送信可能なパケット単位に分割して送信
   および再送制御を行うことを特徴とする請求項１または
   ２記載の移動端末装置。
4. 【請求項４】 前記入出力手段が、音声を入力しアナロ
   グ信号に変換する音声入力手段と、前記音声入力手段か
   らのアナログ信号を所定の符号化則に則りディジタル信
   号に変換する符号化手段と、ディジタル信号を前記所定
   の符号化則に則りアナログ信号に逆変換する復号化手段
   と、前記復号化手段からのアナログ信号を音声に変換し
   出力する音声出力手段と、文字，数字および記号データ
   を入力するキー入力手段と、文字，数字および記号デー
   タを可視表示する表示手段とを有し、音声情報および定
   型文をコード化したメッセージ情報の通信を可能とする
   ことを特徴とする請求項１または２記載の移動端末装
   置。
5. 【請求項５】 前記符号化手段が前記所定の符号化則と
   して、前記通信衛星との無線回線上のビットレートと同
   一のビットレートの第１の符号化則およびこれより通話
   品質は劣るがビットレートの低い第２の符号化則を有
   し、 前記送信制御手段が、前記通信可能予測手段により予測
   された前記通信可能時間帯内に前記第１の符号化則に則
   りディジタルデータ化された音声情報が送信可能か判定
   し、送信可能な場合は前記符号化手段に対し前記第１の
   符号化則を指定し、送信不可能な場合は前記第２の符号
   化則を指定し、いずれの符号化則が選択されたか示す符
   号化則選択情報とともに、前記符号化手段により変換さ
   れ前記送信情報蓄積手段に蓄積された音声情報のディジ
   タルデータを選択された符号化則にかかわらず常に前記
   第１の符号化則のビットレートと同一のビットレートで
   前記通信衛星に送信することを特徴とする請求項４記載
   の移動端末装置。
6. 【請求項６】 前記無線送受信手段が受信したディジタ
   ルデータのビットレートを変換する手段を有し、 前記復号化手段が前記所定の符号化則として、前記第１
   の符号化則および前記第２の符号化則を有し、 前記送信制御手段により前記符号化手段の符号化則とし
   て前記第２の符号化則が選択された場合に、前記相手先
   により前記第２の符号化則に則りディジタルデータ化さ
   れ前記第１の符号化則のビットレートと同一のビットレ
   ートで変調された電波信号を前記通信衛星から受信する
   と、前記無線送受信手段が復調したディジタルデータの
   ビットレートを前記第２の符号化則のビットレートに変
   換し、前記復号化手段が前記第２の符号化則に則り前記
   ディジタルデータのアナログ化を行うことを特徴とする
   請求項５記載の移動端末装置。
7. 【請求項７】 前記無線送受信手段が前記通信衛星から
   の電波信号の電界強度を検出する電界強度検出手段を有
   し、 前記送信制御手段が、前記電界強度検出手段の出力に基
   づき前記通信衛星からの信号のＳＮ比があらかじめ決め
   られた基準値よりも低下したことを検出すると、前記送
   信情報蓄積手段からのディジタルデータの読出しビット
   レートを低下させ、読出しビットレートの低下を示す情
   報とともに前記通信衛星に送信することを特徴とする請
   求項１または２記載の移動端末装置。
8. 【請求項８】 前記無線送受信手段が、受信した無線搬
   送波信号の帯域を狭めＳＮ比を向上させる狭帯域フィル
   タと、受信したディジタルデータのビットレートを変換
   する手段とを有し、 前記送信制御手段により前記読出しビットレートの低下
   が行われた場合に、前記相手先によりビットレートの低
   下が行われたディジタルデータにより変調された電波信
   号を前記通信衛星から受信すると、前記狭帯域フィルタ
   を通して前記ディジタルデータを復調しビットレートを
   復旧させることを特徴とする請求項７記載の移動端末装
   置。
9. 【請求項９】 前記通信可能予測手段が前記通信衛星と
   の通信が可能となる前記通信可能時間帯とともに、前記
   通信衛星との通信が可能となる場所を示す通信可能地帯
   を予測し、前記入出力手段が前記通信可能時間帯および
   前記通信可能地帯の情報を可視表示することを特徴とす
   る請求項１または２記載の移動端末装置。
10. 【請求項１０】 前記無線送受信手段が、前記移動体の
    移動方向前方部に設けられ前記通信衛星からの電波信号
    を受信する第１のアンテナと、前記移動体の移動方向後
    方部に設けられ前記通信衛星との間で電波信号を送受信
    する第２のアンテナと、前記第１のアンテナで受信した
    前記通信衛星からの電波信号の電界強度を検出する電界
    強度検出手段とを有し、 前記移動体の移動範囲内の地図情報を前記見通し地図デ
    ータベースにあらかじめ設定し、移動するに従って前記
    位置検出手段により検出された現在位置に対応する前記
    地図情報上の位置ごとに前記電界強度検出手段の検出出
    力に基づく前記通信衛星との通信が可能か否かを示す見
    通し情報を付加して前記見通し地図情報を作成し、前記
    通信衛星との情報送受信は前記第２のアンテナにより行
    うことを特徴とする請求項１記載の移動端末装置。
11. 【請求項１１】 静止軌道上で静止している通信衛星
    と、 移動に伴い固定障害物により前記通信衛星に対する見通
    しの良否が変動する地域を移動する請求項１または２記
    載の移動端末装置と、 前記通信衛星を常時見通し、前記通信衛星を通して前記
    移動端末装置との間でディジタルデータ化された情報の
    双方向無線通信を行う固定局と、 を備え、 前記移動端末装置が、入力情報をディジタルデータ化し
    蓄積するとともに、移動に伴う前記通信衛星の見通しの
    変動に応じた通信可能時間帯を予測し、予測した前記通
    信可能時間帯において蓄積した情報を前記通信衛星を介
    して前記固定局に順次送信することを特徴とする移動体
    衛星通信システム。
12. 【請求項１２】 前記移動端末装置および前記固定局の
    各々が、前記移動端末装置の移動に伴い変動する前記通
    信衛星に対する前記通信可能時間帯を統計処理して算出
    した所定の許容待ち時間以内に所定の通信可能確率が得
    られる単位通信時間をあらかじめ設定し、前記通信衛星
    を通した相手先への送信ディジタルデータを前記単位通
    信時間で送信可能なパケット単位に分割して送信制御お
    よび送信不達時の再送制御を行うことを特徴とする請求
    項１１記載の移動体衛星通信システム。
13. 【請求項１３】 前記移動端末装置および前記固定局の
    各々が、前記通信衛星との無線回線上のビットレートと
    同一のビットレートの第１の符号化則およびこれより通
    話品質は劣るがビットレートの低い第２の符号化則のう
    ちいずれか選択された符号化則に則り音声情報のアナロ
    グ信号とディジタルデータとの間の符号化および復号化
    の相互変換を行う手段と、前記ディジタルデータのビッ
    トレートを変換する手段とを有し、 前記移動端末装置が前記通信可能時間帯内に前記第１の
    符号化則に則りディジタルデータ化された音声情報が送
    信可能か判定するとともに判定結果を前記固定局に通知
    し、送信不可能な場合に前記移動端末装置および前記固
    定局の各々が前記第２の符号化則に則って符号化された
    ディジタルデータを前記第１の符号化則のビットレート
    に変換し通信所要時間を短縮して送信し受信側で前記第
    ２の符号化則のビットレートに戻して復号化することを
    特徴とする請求項１１記載の移動体衛星通信システム。
14. 【請求項１４】 前記移動端末装置および前記固定局の
    各々が、前記通信衛星との無線回線上の無線搬送波信号
    の帯域を狭めＳＮ比を向上させる狭帯域フィルタと、デ
    ィジタルデータのビットレートを変換する手段とを有
    し、 前記移動端末装置が前記通信衛星からの電波信号の電界
    強度が所定レベル以下であるか判定するとともに判定結
    果を前記固定局に通知し、所定レベル以下の場合に前記
    移動端末装置および前記固定局の各々が前記ディジタル
    データの前記無線回線上のビットレートを低下させて送
    信し受信側で前記狭帯域フィルタを通してＳＮ比を向上
    させてからビットレートを復旧することを特徴とする請
    求項１１記載の移動体衛星通信システム。
15. 【請求項１５】 前記固定局が、ユーザごとに設けられ
    情報の入出力を行う複数のユーザ端局と、公衆網を通し
    て前記複数のユーザ端局と接続され前記通信衛星との間
    で電波信号によりディジタルデータ化された情報の送受
    信を行う基地局とで構成され、 前記通信衛星と前記公衆網とに接続し、前記基地局を通
    した前記ユーザ端局，前記ユーザ端局の通信相手先であ
    る前記移動端末装置，および前記通信衛星相互間の通信
    回線の管理，制御を行う網管理局を備えたことを特徴と
    する請求項１１，１２，１３または１４記載の移動体衛
    星通信システム。