JP3221682B2

JP3221682B2 - 接続する衛星の選択

Info

Publication number: JP3221682B2
Application number: JP50140795A
Authority: JP
Inventors: キユマール，ビノ
Original assignee: アルカテル・モビル・コミユニカシオン・フランス
Priority date: 1993-06-07
Filing date: 1994-06-07
Publication date: 2001-10-22
Anticipated expiration: 2016-10-22
Also published as: ES2132408T3; FI955838A; AU678488B2; WO1994029969A1; DE69417745T2; AU6973794A; EP0702865B1; DE69417745D1; DK0702865T3; FR2706230A1; CA2164435C; CA2164435A1; RU2117393C1; ATE178747T1; JPH08511663A; FI955838A0; CN1125022A; FR2706230B1; US5777577A; EP0702865A1

Description

【発明の詳細な説明】本発明は接続する衛星の選択に関する。

本発明の分野は無線通信の分野であり、より詳細に
は、端末が、無線通信網によって提供されるサービスを
受けるため無線波により衛星に接続される衛星無線通信
網の分野である。

該網は、複数の衛星が通常複数の軌道面上で地球の回
りを周回するように考案されているので、端末はある瞬
間において、少なくとも１つのいわゆる近接衛星にアク
セスすることができる。ここで、端末と複数の近接衛星
の間で実際に無線伝送を確立することができるものと想
定する。さらに、端末はこれらの衛星に対し同期を得て
いるものとする。端末からログオン（prise de contac
t）と呼ばれる処理で通信網にアクセスしようとする場
合、近接衛星のうちから接続する衛星を選択しなければ
ならない。また、この接続する衛星は移動するため、そ
の軌道の移動中、端末との伝送が中断し、中断の瞬間
に、衛星の切り換えと呼ばれる、別の衛星を該端末に割
り当てるという問題が生じる。

この２種類の問題は、たとえば、GSMシステムという
名前で知られている汎ヨーロッパデジタル型無線通信シ
ステム等の地上無線通信システムにおいて、似たような
形で生じる。この場合通信は、無線信号を伝播する通信
チャネルにより端末と基地局との間を往来する。このよ
うなシステムは、端末から基地局へ向けての送信または
基地局から端末へ向けての送信のために設けられた複数
のチャネルを含む。

これらチャネルのうちは、通信を確立できるようにす
るため制御チャネルを送信する基地局を介し、端末がシ
ステムにアクセスできるようにする常時発信される制御
チャンネルがある。したがって端末は、システム内で自
身の存在を宣言できるようにするための情報を取得する
ため、制御チャネルを識別しなければならない。これら
情報のうちでは同期情報がとくに重要である。同期手順
について言及するのが習慣となっているのはこの理由に
よる。

GSMの勧告4.08および5.08にも示されている同期に関
して一般的に採用されている方法は、２段階に分けて実
行される。第１段階では、受信に充てられたチャネル全
てについてその出力を測定する。次に端末は最も強い出
力で受信したチャンネルに対して同期を試みる。同期で
きなかった場合、実際に同期できるまで、受信出力の大
きい順に他のチャネルに対し同期を試みる。

この方法は、チャネルの出力が大きければ大きいほど
接続が良くなるため、地上システムにおいては非常に適
している。また、初回の近似においては、該出力が大き
ければ大きいほど端末と基地局の間の距離が短くなるの
で、システムの性能が最適化される傾向がある。

衛星システムの場合、種々の近接衛星によって発信さ
れる信号は端末において同じ規模の減衰をうけるため、
この方法は不適当である。また、システムの性能の優劣
においては、端末と基地局の間の距離がその第一要因で
はない。

また、地上網においても、すでに基地局に接続されて
いる端末自身が発信した余りに低出力の信号を受け取る
場合、その端末の接続を別の基地局に移す。この手順は
英語では「handover」という用語で知られている。この
目的のため、通常、複数の基準を用いて新しい基地局を
選択する割り当て装置を設ける。この基準には、端末を
取り囲む種々の隣接基地局から送られ端末が受信する出
力レベル等がある。端末を既に過負荷になっている基地
局に割り当てるのを防止するため、該隣接基地局の使用
可能チャンネル数を反映する追加的基準を考慮すること
も多い。

また、受信出力という基準も、英語で「changeover」
という手順である既に接続されている端末に新しい衛星
を割り当てるかどうかを決定する作業には採用できない
ことに留意する必要がある。その理由は前記に述べた通
りである。

したがって本発明は、衛星による無線通信網への端末
のログオン時に衛星を選択すること、ならびに現在の衛
星との接続が維持できない時、別の衛星を該端末に割り
当てることを可能にする手段を提供することである。

この目的は、衛星の信号の出力ではなく衛星の視認可
能時間、すなわち端末と当該衛星との間で伝送があった
場合その伝送が中断されるまでの時間を決定基準として
採用することにより達成される。

したがって、複数の軌道周回衛星を含む無線通信シス
テムの端末用の衛星選択装置が実現される。該装置は、
端末が同期を得た各近接衛星に対するその端末の位置に
応じて位置情報を決定する測定手段と、位置情報から各
衛星の視認可能時間を推定するための推定手段と、推定
した視認可能時間が最も長い衛星を選択するための選択
手段とを含む。

また、複数の軌道周回衛星を含む無線通信システムの
端末用の位置決め装置と、衛星を該端末に割り当てるた
めの割り当て装置も実現される。端末は近接衛星に対す
る同期を得ているので、該装置は、端末が同期を得た各
近接衛星に対するその端末の位置に応じて位置情報を決
定する測定手段と、位置情報から各近接衛星の視認可能
時間を推定するための推定手段と、推定した視認可能時
間が最も長い衛星のうちの少なくとも２つについての推
定視認可能時間を割り当て装置に伝送するための伝送手
段とを含む。

また、端末が同期を得た近接衛星のうち１つを該端末
に割り当てる目的のための、複数の軌道周回衛星を含む
無線通信システムの割り当て装置も実現される。この割
り当て装置の第１の実施態様によれば、端末は、各近接
衛星に対する該端末の位置に応じて位置情報を決定する
測定手段と、位置情報から各衛星の視認可能時間を推定
するための推定手段と、近接衛星のうちの少なくとも２
つについての推定視認可能時間を割り当て装置に伝送す
るための伝送手段とを含むので、該装置はとくに、端末
によって伝送された推定視認可能時間に応じて衛星を選
択する。本割り当て装置の第２の実施態様によれば、端
末は、各近接衛星に対する同端末の位置に応じて位置情
報を決定する測定手段と、近接衛星のうちの少なくとも
２つについての位置情報を割り当て装置に伝送するため
の伝送手段とを含むので、該装置はとくに、推定視認可
能時間に応じて衛星を選択するため、端末によって伝送
される位置情報から近接衛星の視認可能時間を推定する
ための推定手段を含む。

各々の衛星が異なる搬送波を発信する時の好ましい方
法は、位置情報として最初の時点に該搬送波のドップラ
ー偏移を生成するような測定手段を実現することであ
る。

このようにして、位置情報を得るのに適した手段が実
現される。

第１の選択肢は、想定する装置の如何に関わらず、最
初の時点におけるドップラー偏移の値の増加関数として
推定視認可能時間を選択することから成る。

第２の選択肢は、測定手段がさらに、最初の時点から
測定時間だけ間隔をとった第２時点においてドップラー
偏移の値を生成し、最初の時点と第２の時点とにおける
ドップラー偏移の差と測定時間の比に最初の時点でのド
ップラー偏移の符号を付したものとして形状係数（tact
eur de form）が定義され、推定視認可能時間が形状係
数の逆数の増加関数であるようにすることから成る。

第３の選択肢は、測定手段がさらに、第２時点におい
てドップラー偏移の値を生成し、最初の時点と第２の時
点とにおけるドップラー偏移の和と差の割合として形状
係数が定義され、推定視認可能時間が形状係数の増加関
数であるようにすることから成る。

第４の選択肢は、測定手段がさらに最初の時点から測
定時間だけ間隔をとった第２時点においてドップラー偏
移の値を生成し、関数がドップラー偏移を示し、とくに
最初の時点と第２の時点とにおけるドップラー偏移の値
により消失の瞬間が決定され、推定視認可能時間が最初
の時点と消失の瞬間との差を意味するようにすることか
ら成る。

また、位置決め装置の変形例によれば、端末は近接衛
星に対し同期を得ているので、この装置は各近接衛星に
対する端末の位置に応じて位置情報を決定する測定手段
と、位置情報を割り当て装置に伝送するための伝送手段
とを含む。

さらに、各衛星は異なる搬送波を発信するので、位置
情報は該搬送波のドップラー偏移である。

本発明は、添付図面を参照して行う以下の説明を読む
ことにより、より正確に理解されよう。

第１図は、本発明による測定手段が使用する基準信号
の例を示す図である。

第２図は、該測定手段の実施に必要な要素を示す図で
ある。

第３図は、該測定手段の一実施態様において使用され
る適当なフィルタの入力信号および出力信号の形状を示
す図である。

第４図は、端末と近接衛星との構成を示す図である。

第５図は、時間の経過に伴うドップラー偏移の変化曲
線を示す図である。

第６図は、端末と近接衛星とを結んだ、端末の基準三
面体を示す図である。

第７図は、近接衛星の最小仰角に対応する該三面体の
うちの１つの面を示す図である。

ここでは、例として「LEO」と呼ばれる低軌道周回衛
星を使用するシステムを参照することにする。とくにグ
ローバルスター（Globalstar）という名称で知られてい
るシステムがこれに該当する。

そのようなシステムの原理は、端末と基地局との間の
中継局として、たとえば1390km程度の高度をたとえば7.
2km/秒の速度で移動する衛星を使用することである。

したがって衛星は、基地局からの無線信号を受信しこ
れを搬送波により端末に向けて再送信する。衛星の役割
は、周波数の置換を行う他は基地局から受け取る信号を
そのまま送信するだけの「ミラー」という単純な役割で
ある。

上記で既に言及したが、重要な点は、衛星の視認可能
時間すなわち端末が衛星を使用できる時間を推定するこ
とである。使用時間は、たとえば衛星の地平線消失また
は所与の値に達した時の仰角を限定とする。

好適な方法は、衛星から送信された搬送波のドップラ
ー偏移を端末内で測定することにある。

以下、この変移の測定方法について説明する。

第１図について説明する。搬送波は信号パケットを伝
播する。パケットとは、一定の持続時間Ｔ内の信号の媒
体である。ここでは、この信号は、基準信号であり、時
間の経過とともに一次関数的に変化する。パケットの開
始時を時間ｔの原点とするとき、該信号の瞬間周波数ｆ
は以下の式で表すことができる。

信号は一定の振幅であると仮定され、当然のことなが
らアナログでもデジタルでも表すことができる。

第２図は、種々の可能な実施態様のうちの一実施態様
において必要な受信機の要素を示す図である。したがっ
て該受信機は、既知のように、搬送波を受信するための
アンテナＡを含む。そのアンテナに続いて、通常、低ノ
イズ増幅器である増幅器LNAがある。

受信機はまた、増幅器LNAの出力信号と、たとえば電
圧で制御される発振器である局部発振器VCOの出力信号
を受信する混合器Ｍも含む。該発振器は、機能を後記す
る制御回路CCによって制御される。混合器の出力側は、
出力信号として中間周波数IF信号を発生するバンドパス
フィルタBPに接続される。該バンドパスフィルタは、通
常の側波帯および位相歪みの除去の基準に則って実現さ
れる。同フィルタの中心周波数および通過周波帯はその
後に定義される。

受信機は、理論周波数f_Tと呼ぶ、ドップラー偏移がな
い非常に正確な中間周波数で作動するようになってい
る。

ここで、搬送波がドップラー偏移をうけるとすると、
中間周波数信号の周波数はf_T−Δｆとf_T＋Δｆの間で変
化する。ここでΔｆは、f_Tに等しい周波数を発生させる
局部発振器VCOの制御値に対するドップラー偏移の振幅
を表す。したがって、低減フイルタの中心周波数として
f_Tに等しい値を選択し、通過帯域として２・Δｆだけ増
加させた信号の通過帯域を選択する。

本発明によれば、受信機は基準信号に適合した３つの
フィルタ、すなわち − 理論周波数f_Tを中心とする第１フィルタMF1 − 理論周波数f_Tからドップラー偏移振幅分を減じた周
波数、すなわちf_T−Δｆを中心とする第２フィルタMF2 − 理論周波数f_Tにドップラー偏移振幅分を加えた周波
数、すなわちf_T＋Δｆを中心とする第３フィルタMF3 を含む。

これら適合フィルタによりたとえば表面音響波フィル
タを構成することができる。

この場合について、同一の時間尺度で、そのようなフ
ィルタの入力信号Ｘと出力信号の包絡線Ｙを第３図に示
した。

同フィルタは伝播時間T_pを有し当業者にとっては既知
の形状が減衰sinx/xであるような出力信号を発生するの
で、ピーク値がA_cであって、同ピーク値A_cから所与の値
A_d（たとえば20dB）を減じた値の振幅において測定した
幅がT_cであるような主ローブ（lobe）を有する。

主ローブの形状の特性を表す形状係数Ｗを決定する。
ピーク値A_c、該ローブに含まれているエネルギ、または
該ローブの幅T_cを選択することができる。ここでは例と
して、幅T_cに対するピーク値A_cの割合、すなわちＷ＝A_c/T_c を選択する。

各適合フィルタMF1、MF2、MF3は、同調周波数に対し
Δｆだけずれた基準信号に対応する入力信号が、対応す
る主ロープが検出できるような検出しきい値S_dより大き
な形状係数Ｗを生み出すようにするための通過帯域幅を
有する。

受信機はさらに、第２図に例示するような補正回路CO
RRを含む。該回路は、各々第１形状係数W₁、第２形状係
数W₂、および第３形状係数W₃を計算するのに適した第１
フィルタMF1、第２フィルタMF2、および第３フィルタMF
3の出力信号を受信する。値が検出しきい値S_dよりも少
ない形状係数は、強制的に０にされる。補正回路CORR
は、制御回路に向けて、のような変位信号SHを発する。

実際は、対応する形状係数を加味した適合フィルタの
中心周波数の共通重心の反対側である。また、理論周波
数f_Tと中間周波数における信号周波数との差を示すもの
であれば、共通重心に比例する値またはその他の種類の
値を適用するように選択することができる。

今、測定し補正しようとしているのは、仮定により本
来信号パケットが現れる搬送波のドップラー偏移である
ことに留意されたい。

また、持続時間Ｔの信号パケットＴが、反復周期T_rに
より定期的に発信されることにも留意されたい。

このようにして制御回路CCにより、搬送波がドップラ
ー偏移の影響を受けていないとき中間周波数IFの信号が
周波数f_Tになるよう、局部発振器VCOが制御される。制
御回路は、少なくともＴ＋T_rに等しい第１待ち時間の
後、D₁の値をもがＤつ変位信号SHを受信する。次に該回
路は、局部発振器VCOがD₁だけ増加した周波数を発生す
るよう、該発振器を制御する。

次に制御回路は、変位信号SHの次の値D₂を読むため、
第２待ち時間の間待機し、再度局部発振器VCOを補正し
て、該発振器がD₂だけ増加した周波数を発生するように
する。以下これが繰り返されるので、ｎ番目の待ち時間
後には、変位信号SHの値はD_nとなる。

D_nが、本応用例において充分とされる補正しきい値
S_c、たとえば100Hzよりも小さい時には、ドップラー偏
移は補正され、その値Ｄは、となる。

ここまでは、３つの適応フィルタを使うようにした。
ところが多くの場合、ドップラー偏移Δｆの振幅による
理由から、入力信号が±Δｆだけ変移した基準信号に対
応する時、形状係数が検出しきい値S_dよりも大きくなる
よう通過帯域幅が計算された理論周波数f_Tに中心を合わ
せた、１つの適合フィルターを実現するだけでよい。

この場合、制御回路CCは、搬送波がドップラー偏移の
影響を受けていないとき中間周波数IFの信号が周波数f_T
になるよう、局部発振器VCOを制御する。

今度は補正回路CORRは、変位信号SHとして唯１つの適
合フィルタからの形状係数を発生する。

第１待ち時間の後、形状係数の値はW_T0となる。する
と制御回路CCは、中間周波数をΔf/2だけ低くし第２待
ち時間の後形状係数の値W_m0を記録するよう、局部発振
器VCOを制御する。次に制御回路CCは、中間周波数をΔf
/2だけ高くし第３待ち時間の後形状係数の値WM0を記録
するよう、局部発振器VCOを制御する。

次に該回路は、３つの値W_T0、W_m0、W_M0のうちでどれ
が最も大きいかを調べる。これをW_T1とし、この値を発
生した周波数F₁を同調周波数に最も近い周波数とみな
す。

今度は制御回路CCは、局地発振器VCOが中間周波数F₁
−Δf/4を発生するよう、該発振器を制御する。第４待
ち時間が終了すると、該回路は変位信号の値W_m1を記録
する。次に該回路は、３つの値W_T1、W_m1、W_M1のうちで
どれが最も大きいかを調べる。これをW_T2とする。この
値を発生した周波数F₂を同調周波数に最も近い周波数と
みなす。

同様にして、中間周波数F₂±Δf/8を得るよう局部発
振器VCOを制御する。このようにして、ステップ毎に周
波数幅を２で割っておこなう連続近似によりこの調査を
行い、Δf/2ⁿが、本応用例において充分とされる補正し
きい値S_c、たとえば100Hzよりも小さくなるようなF_nを
求める。

するとドップラー偏移は補正され、その値Ｄは、Ｄ＝F_n−f_T となる。

以上、表面音響波技術と呼ばれる技術により実現され
る１つまたは３つの適合フィルタをもつ、ドップラー偏
移補正装置について説明した。この例を選択したのは、
とくに、中間周波数が10から数10MHz程度の場合、当業
者にとってはよく知られている例であるからである。

当業者であれば、これらのフィルタは、デジタル信号
処理装置を用いたデジタル技術により実現可能であるこ
とは容易に理解できよう。この実施例は、チャネル間の
間隔がたとえば30kHzである狭帯域と呼ばれるシステム
の場合に特に適している。その場合、ベースバンドの信
号を直接処理するため、中間周波数として０を選択する
ことができる。

また、適合フィルタと補正回路全体はユニットの形態
とすることもできる。これを分析回路と呼ぶことにす
る。

また、時間の経過にともない周波数が一次関数的に変
化する信号として、基準信号について説明したが、これ
は当然のことながら単なる一例であり、多くの別の変形
規則を用いることができ、信号の処理がデジタル方式で
あるならばなおさら容易である。

さらに、ドップラー偏移の推定が可能な分析回路を、
単数または複数のフィルタを用いて実現した。また、と
くに、たとえば高速フーリエ変換を用いたスペクトル分
析など別の方法が存在するが、当業者にとってはよく知
られているのでこれ以上は詳述しない。

また、反復周期Trの逆数である信号パケット反復周波
数は、搬送波との間に比例関係が存在するが、該周波数
は非常に小さい数値であるので、ドップラー効果による
影響ははるかに小さい。したがって第１段階において
は、前記説明のように、適合フィルタの出力側において
相前後する２つの主ローブの間隔を測定することによ
り、該反復周波数を得ることができる。このようにし
て、基地局の時間基準についての良好な近似が得られ、
局部発振器VCOが該基準を採用するよう、制御回路CCを
用いて該発振器を補正する。

そうすれば、前記に説明したようなドップラー偏移の
推定を行うことができる。該偏移には実質上もはや基地
局および端末の時間基準の変移による誤差はない。

端末内に設置されたドップラー偏移測定手段について
は説明したので、第４図を参照してシステムの特殊な構
成について説明することにする。例として示した該図に
おいて、南北軸をもつ地球、端末Ｔ、および２つの軌道
O1、O2の略図を示した。また、候補となる３つの近接衛
星、すなわち第１軌道O1上の第１衛星S1および第２衛星
S2と、第２軌道O2上の第３衛星S3も示した。

ドップラー偏移は、端末に対する衛星の仰角、すなわ
ち地球に対する接線であって端末を通る線と、端末と衛
星とを結ぶ直線との間の角度に依存する。他方、衛星は
通常、消失の瞬間に相当する最小仰角より大きい仰角で
利用することになっている。

時間の関数としてのドップラー偏移の状態は、地球上
のある定点における衛星の仰角によって変わる。該仰角
を変化させると、たとえば20゜というような最小仰角に
ついて、最大周波数f_Mと最小時間T_mを一方とし最小周波
数f_mと最大時間T_Mをもう一方とする２つの端点の間を変
化する、当業者にとっては既知の曲線群が得られる。な
おこの最大時間は消失の瞬間に相当する。また、f_mとf_M
は同一の絶対値をもつが符号が逆であることがわかる。

これらの曲線全てに共通な点はただ１つであり、その
座標は（T_m＋T_M）/2、（f_m＋f_M）/2である。この特異性
の直接の結果として、ある時点と一定時間を経た次の時
点の計２つの時点でのドップラー偏移の値がわかれば、
衛星がどちらの曲線上に位置しているのかがわかる、と
いえる。

第５図には、時間の経過に伴うドップラー偏移の値を
示す曲線のうちの２つを示した。第１曲線C1は第１軌道
O1に対応するもので、点（T_m1、f_M1）と点（T_M1、f_m1）
の間を変化し、第２曲線C2は第２軌道O2に対応するもの
で、点（T_m2、f_M2）と点（T_M2、f_m2）の間を変化する。

第１軌道上にある衛星の利用可能時間（T_M1−T_m1）の
方が、第２軌道上にある衛星の利用可能時間（T_M2−
T_m2）よりも長いことは、すぐに理解できよう。

視認可能時間は、曲線の左側部分にあればあるほどす
なわち変移量が多くなればなるほど、長くなる。したが
って初回の近似においては、変移が大きければ大きいほ
ど視認可能時間が長くなるということがいえる。したが
って、たとえば等式関数などのドップラー偏移量の増加
関数として、推定視認可能時間を決定する推定手段を設
けることが可能である。

また、この曲線から、変移量が＋のときは、変移が大
きければ大きいほどその傾きは小さくなることがわか
る。したがって別の近似法として、傾きを逆にしたもの
に変移の正負記号を付けたものを形状係数とすると視認
可能時間は該形状係数の逆数に比例して増加するという
ことから成る近似を行うことができる。傾きは、ある時
点と一定の測定時間を経た次の時点の都合２つの時点で
のドップラー偏移の測定値を外挿することにより求め
る。

前記に説明した２つの近似を組み合せる第３の方法と
して、傾きに対する測定時間中の変移の平均値の割合を
計算することにより視認可能時間を推定することが可能
である。

いずれの場合も、選択されるのはS2の衛星である。そ
の理由は、該衛星が端末に対する垂直線に比較的近い軌
道上に位置し、同端末から比較的離れており、同端末に
接近するからである。

次に、より正確であるが同時により複雑な方法につい
て説明する。

仰角が最小仰角E₀より大きいとした場合の、軌道上の
任意の１点にある衛星の仰角ε（ｔ）は、軸Tzが垂直線
である端末を中心とする基準三面体Txyzを示す第６図
と、高度Ｈの該垂直線に対し直角な面を表す第７図を参
照して、以下のように表すことができる。

衛星は全てある高度Ｈのところを周回する。その結
果、あり得る軌道の集合体は地球を中心とする球をな
す。E₀が最小仰角を表すとしたとき、端末から見た場
合、該集合体は、開先角度π/2−E₀の円錐と該球との交
点によって決められる球形ドーム部分に限定される。

たとえば第１軌道O1のように、ある特定の軌道に視点
を置いた場合、以下のような概念を採用する。

− γ：同軌道における最大仰角 − H_i:最小仰角E₀に相当する球形ドーム部分上の軌道
上の２点の弦からの端末Ｔの距離 − ω：原点を通る直線と、最小仰角E0に相当する球形
ドーム部分上の軌道上の２点とを通る直線との間の角度 − d:軸Ozからの同弦の距離 − l:同弦の半分の長さ − R:最小仰角E₀時の球形ドーム部分の半径、すなわち
ｄの最大値 − Ω：衛星の角速度 − v:衛星の線速度 − c:無線の伝播速度 − p:搬送波の周波数 − D:ドップラー偏移量したがって、ｄ＝H tan（π/2−γ）＝H/tan（γ）Ｒ＝H tan（π/2−E₀）＝H/tan（E₀） cos（π/2−γ）＝H/H_i＝sin（γ）よって： H_i＝H/sin（γ）よって：と書くことができる。

したがって、仰角ε（ｔ）は区間〔π/2−ω/2、π/2
＋ω/2〕の間、時間とともに変化する。

ドップラー偏移量Ｄは、Ｄ＝v/c・ｐ・sin（γ）・cos（ε（t,γ））によって得られる。

ε_０＝π/2−ω/2とすると、仰角ε（ｔ、γ）の値
は、 ε（t,γ）＝ε_０＋Ω・ｔとなる。

初回測定時と初回からある既知の測定時間後に行う２
回目の測定時の、都合２つのドップラー偏移の値がわか
れば、想定する軌道上の最大仰角γを求めることがで
き、したがって、時間の経過に伴う変移Ｄの全体形状が
わかる。この段階になれば、消失の瞬間T_Mを求めるこ
と、ならびに該消失点と２回目の変移の測定が行われた
時間との差である視認可能時間を推定することは容易で
ある。

したがって、このようにして視認可能時間を求めるた
めの推定手段を設けることが可能である。

また、視認可能時間を求めるには、連続する２つの変
移の値を知るだけで十分であることがわかる。したがっ
て、第１の入力が初回変移測定値に相当し第２の入力が
２回目の変移測定値に相当する、たとえばメモリのよう
な２つの入力をもつ表であって、表の中の任意の升目が
対応する視認可能時間を表すような表を設けることが可
能である。

該表は、前記に説明した等式を用いて数値を記入する
ことが可能であるが、経験的に作成することも可能であ
る。予想される種々の状況について実地で一連の測定を
行うことができる。

結論として、測定手段は端末内に配置しなければなら
ないことがわかる。推定手段は必ずしもたとえばマイク
ロプロセッサ、デジタル信号処理装置などから構成しな
くてもよい。

第１の選択肢によれば、該推定手段は端末内に配置す
ることができ、またたとえば制御回路を用いて実現する
ことができる。この場合、システムの任意の場所に位置
する割り当て装置に視認可能時間を伝送するための伝送
手段を設ける。なお、該伝送手段は、端末内にすでに設
けてある送信回路を用いて実現することが可能である。

第２の選択肢によれば、該推定手段をとくに割り当て
装置内など別の場所に配置することができる。この場
合、位置決め情報を割り当て装置に伝送するための伝送
手段を設ける。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平４−207530（ＪＰ，Ａ) 欧州特許出願公開283302（ＥＰ，Ａ２) 欧州特許出願公開421698（ＥＰ，Ａ２) 英国特許出願公開2170672（ＧＢ，Ａ) ＦｏｕｒｔｈＩＥＥＣＯＮＦＥＲＥＮＣＥＯＮＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮＳ，21 Ａｐｒｉｌ 1993，Ｍａｎｃｈｅｓｔｅｒ，ＧＢｐａｇｅｓ 306−311 ＭＡＺＥＬＬＡｅｔａｌ．”ＭｕｌｔｉｐｌｅＡｃｃｅｓｓＴｅｃｈｎｉｑｕｅｓａｎｄＳｐｅｃｔｒｕｍＵｔｉｌｉｓａｔｉｏｎｏｆｔｈｅＧＬＯＢＡＬＳＴＡＲＭｏｂｉｌｅＳａｔｅｌｌｉｔｅＳｙｓｔｅｍ" (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04B 7/14 - 7/22

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】無線通信システムの端末（Ｔ）用の接続す
る衛星の選択装置であって、複数の軌道周回衛星を含ん
でおり、端末が同期を得た各近接衛星（S1、S2、S3）に
対する外端末の位置に応じて位置情報（Ｄ）を決定する
測定手段と、前記位置情報から前記各衛星の視認可能時
間を推定するための推定手段と、前記衛星のうちで推定
した視認可能時間が最も長い衛星（S2）を選択するため
の選択手段とを含むことを特徴とする、衛星の選択装
置。
【請求項２】無線通信システムの端末（Ｔ）用の位置決
め装置であって、複数の軌道周回衛星と該端末に衛星を
割り当てるための割り当て装置とを含んでおり、端末
（Ｔ）が近接衛星（S1、S2、S3）に対する同期を得て、
前記各近接衛星に対する同端末の位置に応じて位置情報
（Ｄ）を決定する測定手段と、前記位置情報から前記各
衛星の視認可能時間を推定するための推定手段と、同推
定視認可能時間が最も長い前記衛星のうちの少なくとも
２つについての推定視認可能時間を割り当て装置に伝送
するための伝送手段とを含むことを特徴とする、位置決
め装置。
【請求項３】無線通信システムの割り当て装置であっ
て、複数の軌道周回衛星を含んでおり、端末（Ｔ）が同
期を得た近接衛星（S1、S2、S3）のうち１つを該端末に
割り当てるよう構成されており、端末が、前記各近接衛
星に対する同端末の位置に応じて位置決定情報（Ｄ）を
決定する測定手段と、前記位置情報（Ｄ）から前記各近
接衛星の視認可能時間を推定するための推定手段と、前
記近接衛星のうちの少なくとも２つについての推定視認
可能時間を割り当て装置に伝送するための伝送手段とを
含み、該装置がとくに、前記端末によって伝送された前
記推定視認可能時間に応じて前記衛星を選択することを
特徴とする、割り当て装置。
【請求項４】無線通信システムの割り当て装置であっ
て、複数の軌道周回衛星を含んでおり、端末（Ｔ）が同
期を得た近接衛星（S1、S2、S3）のうち１つを該端末に
割り当てるように構成されており端末が、前記各近接衛
星に対する該端末の位置に応じて位置情報（Ｄ）を決定
する測定手段と、前記近接衛星のうちの少なくとも２つ
についての前記位置情報を前記割り当て装置に伝送する
ための伝送手段とを含み、該装置がとくに、推定視認可
能時間に応じて衛星を選択するため、前記端末によって
伝送される前記位置情報から前記近接衛星の視認可能時
間を推定するための推定手段を含むことを特徴とする、
割り当て装置。
【請求項５】前記各衛星が異なる搬送波を発信し、前記
測定手段が位置情報として最初の時点に該搬送波のドッ
プラー偏移（Ｄ）を生成することを特徴とする、請求の
範囲第１項から第４項のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】前記推定視認可能時間が該最初の時点にお
けるドップラー偏移（Ｄ）の値の増加関数であることを
特徴とする、請求の範囲第５項に記載の装置。
【請求項７】前記測定手段がさらに、前記最初の時点か
ら測定時間だけ間隔をとった第２時点においてドップラ
ー偏移（Ｄ）の値を生成し、前記最初の時点と第２の時
点とにおけるドップラー偏移の差と測定時間の比に前記
最初の時点でのドップラー偏移の符号を付したものとし
て形状係数が定義され、前記推定視認可能時間が前記形
状係数の逆数の増加関数であることを特徴とする、請求
の範囲第５項に記載の装置。
【請求項８】前記測定手段がさらに、第２時点において
ドップラー偏移（Ｄ）の値を生成し、前記最初の時点と
前記第２の時点とにおけるドップラー偏移の和と差の比
として形状係数が定義され、前記推定視認可能時間が前
記形状係数の増加関数であることを特徴とする、請求の
範囲第５項に記載の装置。
【請求項９】測定手段がさらに、前記最初の時点から測
定時間だけ間隔をとった第２の時点においてドップラー
偏移（Ｄ）の値を生成し、関数がドップラー偏移を示
し、とくに前記最初の時点と前記第２の時点とにおける
ドップラー偏移の値により消失の瞬間（T_M）が決定さ
れ、前記推定視認可能時間が前記消失の瞬間と前記第２
の時点との差であることを特徴とする、請求の範囲第５
項に記載の装置。
【請求項１０】無線通信システムの端末（Ｔ）用の位置
決め装置であって、複数の軌道周回衛星と該端末に割り
当てるための割り当て装置とを含んでおり、端末（Ｔ）
が近接衛星（S1、S2、S3）に対する同期を得て、前記各
近接衛星に対する端末の位置に応じて位置情報（Ｄ）を
決定する測定手段と、前記位置情報を前記割り当て装置
に伝送するための伝送手段とを含むことを特徴とする、
位置決め装置。
【請求項１１】各衛星が異なる搬送波を発信し、前記位
置情報が前記該搬送波のドップラー偏移であることを特
徴とする、請求の範囲第10項に記載の装置。