JP3576986B2 - ユーザ局間直接接続方法、ユーザ局間直接接続システム及び衛星局 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、衛星を介して複数のユーザ局間で電話などの無線通信を行うために利用されるユーザ局間直接接続方法、ユーザ局間直接接続システム及び衛星局に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、衛星通信を利用する電話サービスにおいては、音声やデータのような情報信号がユーザ局間で授受される。また、ユーザ局の不正利用を防止する必要があるので、衛星との間で通信を行う無線基地局を備え、無線基地局において認証管理,課金管理,状況把握,維持管理などを行っている。
【0003】
すなわち、無線基地局の制御によりユーザ局に対するネットワークサービスが提供される。従って、各ユーザ局と無線基地局との間で必要な制御信号が授受されることにより通信が成立する。
このような衛星通信システムにおいては、無線基地局からのユーザ局の制御が容易であることが重要である。また、ユーザ局の負担を軽減するために送受信機能を簡素化する必要もある。
【0004】
このため、呼が発生する毎にユーザ局の上下回線のそれぞれに図2に示すような無線チャネルを割り当て、各ユーザ局,衛星局及び無線基地局が割り当てられた無線チャネルを占有して通信を行うFDMA(Frequency Division Multiple Access)/SCPC(Single Carrier Per Channel)方式が採用されている。FDMA/SCPC方式では、制御信号と情報信号とで構成される信号フレームが無線チャネルを介して伝送される。
【0005】
従来の衛星通信システムは、図3に示すように構成されている。この衛星通信システムでは、ユーザ局と衛星局との間の通信に利用する無線周波数帯と、衛星局と基地局との間の通信に利用する無線周波数帯とが異なっている。また、各局は無線周波数帯の中で割り当てられた無線チャネルを占有し、その無線チャネルを介して情報信号及び制御信号を含む信号フレームを連続的に授受する。
【0006】
図3においては、ユーザ局4とユーザ局5とが通信する場合に、ユーザ局4から送信された信号がユーザ局5に届く過程が示されている。
すなわち、ユーザ局4はユーザ局5宛の情報信号8と基地局6宛の制御信号9とで構成される信号フレームを割り当てられた無線チャネルに対応する周波数f11で送信する。
【0007】
衛星局7は、ユーザ局が使用する無線周波数帯と基地局が使用する無線周波数帯との周波数変換を行うスルーリピータとして動作する。従って、衛星局7はユーザ局4の送信した信号フレームを、周波数f11の無線チャネルに対応する別の周波数帯の周波数f12に変換して基地局6に送信する。
【0008】
基地局6では、衛星局7から受信した信号フレームから情報信号8と制御信号9とを分離する。分離された制御信号9は基地局6で処理される。また、分離された情報信号8はユーザ局5宛の制御信号10と合成され、ユーザ局5に割り当てられた無線チャネルに対応する周波数f22で衛星局7に送信される。
衛星局7では、周波数f22で基地局6から送信された信号フレームの周波数を、ユーザ局5に割り当てられた無線チャネルに対応する周波数f21に変換し、その信号フレームをユーザ局5に送信する。
【0009】
ユーザ局5がユーザ局4に対して信号を送信する場合にも上記と同様の動作により、通信の中継が実施される。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
図3に示すように、従来の衛星通信システムにおいては、ユーザ局間で伝送される情報信号が衛星局を必ず2回経由してから相手に到達する。すなわち、情報信号の伝搬遅延時間には、ユーザ局と衛星局との間の伝搬遅延時間だけでなく衛星局と基地局との間の往復時間が追加される。
【0011】
伝搬遅延時間の増大は、通信の品質に悪影響を及ぼす。特に、リアルタイム性が要求される音声通信などにおいては、遅延の発生によりユーザ局間の円滑な会話が妨げられる。このため、伝搬遅延時間の改善が強く要望されている。
例えば、衛星局が一方のユーザ局から受信した信号フレームを基地局を中継することなく他方のユーザ局に直接送信すれば、信号フレームが衛星局を経由する回数が1回になるので、伝搬遅延時間が短縮される。
【0012】
ところが、一方のユーザ局が送信した信号フレームを他方のユーザ局が直接受信する場合には、ユーザ局の受信した信号フレームに基地局宛の制御信号(図3の制御信号9に相当)も含まれているので、ユーザ局の受信制御に基地局宛の制御信号が悪影響を及ぼすという問題が生じる。また、FDMA/SCPCであるため移動局は受信機を1つしか持たないので同時に異なる無線チャネルを受信できない。
【0013】
さらに、衛星局がユーザ局及び基地局の両方に信号フレームを送信するために、ユーザ局−衛星局間の通信に用いる無線周波数帯と、衛星局−基地局間の通信に用いる無線周波数帯とを同じ周波数帯に割り当てる場合には、次の問題が発生する。すなわち、全サービスエリア内には基地局が1カ所しか存在しないので、サービスエリアがマルチビームでカバーされている場合には、基地局が存在する特定ビームのエリア内でなければユーザ局間の通信はできない。
【0014】
従って、信号フレーム内の情報信号及び制御信号は、それぞれ定められた相手との間で授受される必要があり、相手先の違いに応じて途中で通信経路を変更しなければならない。
本発明は、上記のような衛星通信システムを利用する場合に、情報信号の伝搬遅延時間を短縮可能なユーザ局間直接接続方法、ユーザ局間直接接続システム及び衛星局を提供することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】
請求項1は、各ユーザ局を管理する無線基地局と、各ユーザ局との間並びに前記無線基地局との間でそれぞれ無線通信を行う衛星局とで構成される通信システムを用いて複数のユーザ局間を衛星通信で接続するためのユーザ局間直接接続方法であって、第1のユーザ局から、前記無線基地局宛の第1の制御信号と第2のユーザ局宛の第1の情報信号とを含む第1の信号フレームが前記衛星局に向けて送信された場合に、前記衛星局では、前記第1の信号フレームから前記第1の制御信号と第1の情報信号とを分離し、前記衛星局では、少なくとも前記第1の制御信号を前記無線基地局宛に送信するとともに分離された第1の情報信号を一時的に蓄積してから第2のユーザ局宛に送信し、前記衛星局では、第2のユーザ局宛の第2の制御信号を前記無線基地局から受け取った場合には、前記第2の制御信号と前記第1の情報信号とを合成して第2のユーザ局宛に送信することを特徴とする。
【0016】
なお、請求項1においてはユーザ局と衛星局との間の通信に使用される無線周波数帯と、衛星局と無線基地局との間の通信に使用される無線周波数帯とが異なるように割り当てられるか、あるいは、サービスエリアがマルチビームでカバーされ無線基地局が1カ所しか存在しない通信システムを用いることを想定している。また、ユーザ局毎に無線チャネルが割り当てられ、ユーザ局は割り当てられた無線チャネルを占有して情報信号と制御信号とで構成される信号フレームを連続的に授受することを想定している。
【0017】
請求項1においては、各ユーザ局から送信された情報信号は、衛星局を1回だけ経由して相手のユーザ局に届くことになる。従って、情報信号の伝搬遅延時間を短縮することが可能である。
請求項2は、複数のユーザ局間を衛星通信で接続するために、各ユーザ局を管理する無線基地局と、各ユーザ局との間並びに前記無線基地局との間でそれぞれ無線通信を行う衛星局とで構成されるユーザ局間直接接続システムであって、前記衛星局には、第1のユーザ局から、前記無線基地局宛の第1の制御信号と第2のユーザ局宛の第1の情報信号とを含む第1の信号フレームを受信した場合に、前記第1の信号フレームから前記第1の制御信号と第1の情報信号とを分離する手段と、少なくとも前記第1の制御信号を前記無線基地局宛に送信する手段と、分離された第1の情報信号を一時的に蓄積してから第2のユーザ局宛に送信する手段と、第2のユーザ局宛の第2の制御信号を前記無線基地局から受け取った場合には、前記第2の制御信号と前記第1の情報信号とを合成して第2のユーザ局宛に送信する手段とを設け、前記無線基地局には前記衛星局からの第1の制御信号を受信する手段と、第2のユーザ局宛の第2の制御信号を前記衛星局に送信する手段とを設けたことを特徴とする。
【0018】
なお、請求項2においてはユーザ局と衛星局との間の通信に使用される無線周波数帯と、衛星局と無線基地局との間の通信に使用される無線周波数帯とが異なるように割り当てられるか、あるいは、サービスエリアがマルチビームでカバーされ無線基地局が1カ所しか存在しない通信システムを用いることを想定している。また、ユーザ局毎に無線チャネルが割り当てられ、ユーザ局は割り当てられた無線チャネルを占有して情報信号と制御信号とで構成される信号フレームを連続的に授受することを想定している。
【0019】
請求項2のシステムを用いる場合には、各ユーザ局から送信された情報信号は、衛星局を1回だけ経由して相手のユーザ局に届くことになる。従って、情報信号の伝搬遅延時間を短縮することが可能である。
請求項3は、複数のユーザ局間を衛星通信で接続するために利用され、各ユーザ局との間並びにユーザ局を管理する無線基地局との間でそれぞれ無線通信が可能な衛星局であって、第1のユーザ局から、前記無線基地局宛の第1の制御信号と第2のユーザ局宛の第1の情報信号とを含む第1の信号フレームを受信した場合に、前記第1の信号フレームから前記第1の制御信号と第1の情報信号とを分離する手段と、少なくとも前記第1の制御信号を前記無線基地局宛に送信する手段と、分離された第1の情報信号を一時的に蓄積してから前記第2のユーザ局宛に送信する手段と、前記第2のユーザ局宛の第2の制御信号を前記無線基地局から受け取った場合には、前記第2の制御信号と前記第1の情報信号とを合成して第2のユーザ局宛に送信する手段とを設けたことを特徴とする。
【0020】
請求項3の衛星局を用いる場合には、各ユーザ局から送信された情報信号は、衛星局を1回だけ経由して相手のユーザ局に届くことになる。従って、情報信号の伝搬遅延時間を短縮することが可能である。
【0021】
【発明の実施の形態】
本発明のユーザ局間直接接続方法、ユーザ局間直接接続システム及び衛星局の1つの実施の形態について図1を参照しながら説明する。この形態は全ての請求項に対応する。図1は、実施例の通信システムの構成を示すブロック図である。
【0022】
図1に示すように、この通信システムは基地局15及び衛星局16を備えている。衛星通信が可能なユーザ局13,14は、衛星局16を介して他のユーザ局(14,13)との間で無線通信することができる。
また、各ユーザ局13,14は、所定の無線周波数帯の中で割り当てられた無線チャネルを占有し、その無線チャネルを介して情報信号及び制御信号を含む信号フレームを連続的に授受する。
【0023】
基地局15は、多数のユーザ局(13,14)のそれぞれに関する認証管理,課金管理,状況把握,維持管理などを行う。
なお、この例ではユーザ局13,14と衛星局16との間の通信に使用される無線周波数帯と、衛星局16と基地局15との間の通信に使用される無線周波数帯とが異なるように割り当てられた通信システムを想定しているが、共通の無線周波数帯を用いてユーザ局13,14と衛星局16との間の通信並びに衛星局16と基地局15との間の通信を行うこともできる。また、広いサービスエリアをマルチビームでカバーする場合であっても、単一の基地局15で全てのサービスエリアを管理することを想定している。
【0024】
図1においては、ユーザ局13とユーザ局14とが通信する場合に、ユーザ局13から送信された信号がユーザ局14に届く過程が示されている。
ユーザ局13は、ユーザ局14宛の情報信号17と基地局15宛の制御信号18とで構成される信号フレームを割り当てられた無線チャネルに対応する周波数f11で送信する。
【0025】
衛星局16は、各ユーザ局(13)から送信された信号フレームを受信すると、その信号フレームに含まれる情報信号17と制御信号(基地局宛)18とを分離する。また、衛星局16は分離された制御信号18をユーザ局13の無線チャネルに対応する周波数f12で基地局15に送信する。
【0026】
また、分離された情報信号17は送信のタイミングに合わせるために衛星局16上で一旦蓄積される。そして、情報信号17は基地局15を経由することなく、衛星局16から相手のユーザ局14に直接送信される。
一方、基地局15は衛星局16から送信される制御信号18を受信するとともにユーザ局14宛の制御信号20をユーザ局14に割り当てられた無線チャネルに対応する周波数f22で衛星局16に送信する。
【0027】
衛星局16は、ユーザ局14宛の制御信号20を基地局15から受け取った場合には、蓄積された情報信号17と基地局15から受信した制御信号20とを同一の信号フレーム上に合成する。そして、衛星局16はユーザ局14に割り当てられた無線チャネルに対応する周波数f21でユーザ局14に送信する。
なお、ユーザ局14宛の制御信号20は常時発生するわけではない。衛星局16は制御信号20を受信していない場合には、その受信を待つことなく、情報信号17をユーザ局14宛に直接送信する。
【0028】
ユーザ局14がユーザ局13に信号を送信する場合には、図1と逆の経路を介して、上記と同様の動作によりユーザ局14から送信された情報信号がユーザ局13で受信される。
【0029】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、ユーザ局間通信における情報信号は基地局を経由することなく、衛星を一度経由するだけでユーザ局間で直接授受される。従って、伝搬時間の短縮が可能となる。
【0030】
その結果、ユーザ局間通信での会話を円滑にする効果が得られる、またこの発明ではユーザ局が授受する通信用フレーム構成に変更が生じないため、ユーザ局の機器は従来のものをそのまま利用できる。従って、機器更新等が不要であり経済的である。また、従来通り宛先の異なる信号を同一フレーム上に配置可能であるため周波数の有効利用が図れるという点で効果的である。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例の通信システムの構成を示すブロック図である。
【図2】FDMA/SCPC方式の無線チャネル割り当てを示すタイムチャートである。
【図3】従来例の通信システムの構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
13,14 ユーザ局
15 基地局
16 衛星局
17 情報信号
18 制御信号(基地局宛)
20 制御信号(ユーザ局宛)
f11,f12,f21,f22 周波数
Claims (3)
- 各ユーザ局を管理する無線基地局と、各ユーザ局との間並びに前記無線基地局との間でそれぞれ無線通信を行う衛星局とで構成される通信システムを用いて複数のユーザ局間を衛星通信で接続するためのユーザ局間直接接続方法であって、
第1のユーザ局から、前記無線基地局宛の第1の制御信号と第2のユーザ局宛の第1の情報信号とを含む第1の信号フレームが前記衛星局に向けて送信された場合に、
前記衛星局では、前記第1の信号フレームから前記第1の制御信号と第1の情報信号とを分離し、
前記衛星局では、少なくとも前記第1の制御信号を前記無線基地局宛に送信するとともに分離された第1の情報信号を一時的に蓄積してから第2のユーザ局宛に送信し、
前記衛星局では、第2のユーザ局宛の第2の制御信号を前記無線基地局から受け取った場合には、前記第2の制御信号と前記第1の情報信号とを合成して第2のユーザ局宛に送信する
ことを特徴とするユーザ局間直接接続方法。 - 複数のユーザ局間を衛星通信で接続するために、各ユーザ局を管理する無線基地局と、各ユーザ局との間並びに前記無線基地局との間でそれぞれ無線通信を行う衛星局とで構成されるユーザ局間直接接続システムであって、
前記衛星局には、第1のユーザ局から、前記無線基地局宛の第1の制御信号と第2のユーザ局宛の第1の情報信号とを含む第1の信号フレームを受信した場合に、前記第1の信号フレームから前記第1の制御信号と第1の情報信号とを分離する手段と、少なくとも前記第1の制御信号を前記無線基地局宛に送信する手段と、分離された第1の情報信号を一時的に蓄積してから第2のユーザ局宛に送信する手段と、第2のユーザ局宛の第2の制御信号を前記無線基地局から受け取った場合には、前記第2の制御信号と前記第1の情報信号とを合成して第2のユーザ局宛に送信する手段とを設け、前記無線基地局には前記衛星局からの第1の制御信号を受信する手段と、第2のユーザ局宛の第2の制御信号を前記衛星局に送信する手段とを設けた
ことを特徴とするユーザ局間直接接続システム。 - 複数のユーザ局間を衛星通信で接続するために利用され、各ユーザ局との間並びにユーザ局を管理する無線基地局との間でそれぞれ無線通信が可能な衛星局であって、
第1のユーザ局から、前記無線基地局宛の第1の制御信号と第2のユーザ局宛の第1の情報信号とを含む第1の信号フレームを受信した場合に、前記第1の信号フレームから前記第1の制御信号と第1の情報信号とを分離する手段と、
少なくとも前記第1の制御信号を前記無線基地局宛に送信する手段と、
分離された第1の情報信号を一時的に蓄積してから前記第2のユーザ局宛に送信する手段と、
前記第2のユーザ局宛の第2の制御信号を前記無線基地局から受け取った場合には、前記第2の制御信号と前記第1の情報信号とを合成して第2のユーザ局宛に送信する手段と
を設けたことを特徴とする衛星局。
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JP2001057194A JP3576986B2 (ja) | 2001-03-01 | 2001-03-01 | ユーザ局間直接接続方法、ユーザ局間直接接続システム及び衛星局 |
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JP2002261673A JP2002261673A (ja) | 2002-09-13 |
JP3576986B2 true JP3576986B2 (ja) | 2004-10-13 |
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ID=18917110
Family Applications (1)
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JP2001057194A Expired - Lifetime JP3576986B2 (ja) | 2001-03-01 | 2001-03-01 | ユーザ局間直接接続方法、ユーザ局間直接接続システム及び衛星局 |
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2001
- 2001-03-01 JP JP2001057194A patent/JP3576986B2/ja not_active Expired - Lifetime
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