JP4575182B2 - 衛星通信用端末及び管理局 - Google Patents
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Description
複数のビームを使用して通信を中継するマルチビーム衛星を介することにより、前記マルチビーム衛星による通信に使用する通信チャネルの管理を行う管理局と通信を行う衛星通信用端末において、
自己の位置を取得位置として取得する位置取得部と、
前記マルチビーム衛星へ信号を送信するための送信チャネルを切り替えることなく前記マルチビーム衛星に信号を受信させることが可能な地球側の範囲を示す送信可能エリアを複数記憶するとともに、前記マルチビーム衛星から信号を受信するための受信チャネルを切り替えることなく前記マルチビーム衛星から信号を受信することが可能な地球側の範囲を示す受信可能エリアを複数記憶する端末側エリア記憶部と、
前記端末側エリア記憶部が記憶する前記複数の送信可能エリアと前記複数の受信可能エリアとを対象として前記位置取得部が取得した前記取得位置の対応する位置をエリア内位置として特定し、特定した前記エリア内位置に基づいて、第1の送信チャネルから第2の送信チャネルへの切り替えを求める送信チャネル切替要求と、前記第1の受信チャネルから第2の受信チャネルへの切り替えを求める受信チャネル切替要求との少なくともいずれかを含む切替要求を生成する要求生成部と、
前記要求生成部が生成した前記切替要求を前記マルチビーム衛星を介して前記管理局に送信する端末側通信部と
を備えたことを特徴とする。
図5〜図10を用いて実施の形態1を説明する。実施の形態1は、図4に示すように送信、受信においてビーム数及びカバレッジの大きさが異なる場合において、移動端末が自身の位置情報を取得し、取得した位置情報に基づき、上り回線についてビーム間ハンドオーバを要求する実施形態である。位置情報を用いて上り回線のビーム間ハンドオーバを要求する点が特徴である。
(1)移動端末110は、端末側制御部115(要求生成部)、端末側位置情報検出部116(位置取得部)、端末側アンテナ117、端末側通信部118、端末側エリア記憶部119を備える。
(2)端末側通信部118は、端末側送受信部111、端末側復調部112、端末側変調部113、及び端末側通信信号処理部114を備える。
(1)端末側エリア記憶部119は、図4に示す「エリアR1〜エリアR5」のそれぞれに対応して「送信可能エリア」を複数記憶している。「送信可能エリア」とは、準天頂衛星140へ信号を送信するための送信チャネルを切り替えることなく準天頂衛星140に信号を受信させることが可能な地球側の範囲を示す。また、端末側エリア記憶部119は、「エリアT1、エリアT2」のそれぞれに対応して、「受信可能エリア」を複数記憶している。「受信可能エリア」とは、準天頂衛星140から信号を受信するための受信チャネルを切り替えることなく準天頂衛星140から信号を受信することが可能な地球側の範囲を示す。図4に「送信可能エリア」、「受信可能エリア」と「エリアR1〜エリアR5」、「エリアT1、エリアT2」との対応を示している。「送信可能エリア」、及び「受信可能エリア」は、準天頂衛星140の使用するビーム名、ビーム形状、及び準天頂衛星140の軌道、地図情報などから得ることができる。「受信可能エリア」あるいは「受信可能エリア」をビームカバレッジエリア情報という場合がある。
(2)端末側位置情報検出部116は、端末の地球上の位置を検出する機能を有する。本実施の形態1では、端末側位置情報検出部116はGPS衛星160からの測位情報に基づき位置を測位する。しかしこれに限らず、ビームの大きさに応じて、例えば、市町村単位の位置を手入力で受け付けても構わない。
(3)端末側制御部115は、端末の位置情報と、端末側エリア記憶部119が記憶する「送信可能エリア」と、「受信可能エリア」とに基づき、H/O(ハンドオーバ)要求を行うべきか否かの判定を行う。要求を行うと判定した場合は、H/O要求を生成して端末側通信信号処理部114へ出力する。また、受信信号からH/O許可を受けた場合、端末側復調部112、端末側変調部113に周波数変更を指示する。
(4)端末側通信信号処理部114は、移動端末110の通信信号を処理し、H/O要求と通信信号の重畳を行い、送信信号を生成する。受信信号から通信信号とH/O許可、割当て送信チャネルを分離し端末側制御部115に出力する。
(5)端末側復調部112、端末側変調部113は、周波数の変更、及び送受信信号の変復調を行う。
(6)端末側送受信部111は、送受信信号の増幅、周波数変換(IF周波数とRF周波数との変換)を行う。
(7)端末側アンテナ117は、準天頂衛星140に信号を送信し、準天頂衛星140からの信号を受信する。
(1)管理局120は、局側アンテナ127、局側通信部128、要求判定部129、及び局側エリア記憶部130を備える。
(2)局側通信部128は、局側送受信部121、局側復調部122、局側変調部123、局側通信信号処理部124を備える。
(3)要求判定部129は、局側制御部125、位置/ビームエリア情報処理部126を備える。
(1)局側エリア記憶部130は、端末側エリア記憶部119と同様に、図4に示す「エリアR1〜エリアR5」のそれぞれに対応する「送信可能エリア」を複数記憶し、また、「エリアT1、エリアT2」のそれぞれに対応する「受信可能エリア」を複数記憶している(ビームカバレッジエリア情報)。前記のように「送信可能エリア」及び「受信可能エリア」は、準天頂衛星140の使用するビーム名、ビーム形状、及び準天頂衛星140の軌道、地図情報などから得ることができる。局側エリア記憶部130は、移動端末110の端末側エリア記憶部119が記憶している「送信可能エリア」、「受信可能エリア」よりも精度が高い。
(2)位置/ビームエリア情報処理部126は、移動端末110からのH/O要求に基づき、通知された端末位置と、局側エリア記憶部130が記憶するより正確なビームカバレッジエリア情報を基にH/Oの必要性を判断する。「H/Oを必要」と判断した場合にH/O許可(要求許可)を発行する。
(3)局側制御部125は、移動端末110からのH/O要求を受け、位置/ビームエリア情報処理部126に判定依頼を出力する。局側制御部125は、位置/ビームエリア情報処理部126の判定結果に基づき、登録テーブルの更新を行うと共に、周波数チャネル(割当送信チャネル)、H/O許可情報を局側通信信号処理部124に出力する。また、局側復調部122及び局側変調部123に、周波数変更を指示する。
(4)局側通信信号処理部124は、通信信号を処理すると共に受信信号から通信信号とH/O要求情報を分離し、局側制御部125に出力する。また、H/O許可、チャネル周波数指示情報と通信信号の重畳を行い、送信信号を生成する。
(5)局側復調部122、局側変調部123は、周波数の変更、及び送受信信号の変復調を行う。
(6)局側送受信部121は、送受信信号の増幅、周波数変換(IF周波数とRF周波数との)を行う。
(7)局側アンテナ127は、準天頂衛星140に信号を送信し、準天頂衛星140からの信号を受信する。
(2)移動端末110の端末側制御部115は、現在エリアR1において使用している送信チャネル(第1の送信チャネル)からエリアR2で使用するための送信チャネル(第2の送信チャネル)への切替要求(送信チャネル切替要求)を示すハンドオーバ要求を生成する。端末側制御部115は、生成したハンドオーバ要求を位置情報(取得位置)とともに、端末側通信部118を介して管理局120に送信する(S102)。例えばスター型のネットワークの場合、移動端末110は管理局120の一例としてGW(ゲートウェイ)局にこれらを送信する。分散型のネットワークの場合は、管理局120の一例として通信管理を実施する局へ、位置情報とエリアR1からエリアR2へのハンドオーバ要求(送信チャネル切替要求)を送る。
(3)管理局120(GW局あるいは通信管理を実施する局等)は、局側通信部128を介して移動端末110から位置情報とハンドオーバ要求を受信する。管理局120の要求判定部129では、位置/ビームエリア情報処理部126が、局側通信部128の受信した移動端末110の位置と局側エリア記憶部130の保有するより正確なビームカバレッジエリア情報とをもとに、移動端末110にハンドオーバの許可を与えるかどうかを判定する(S103)。なお、移動端末はスター型ネットワークの場合はGW局と衛星を介して通信を行うことし、分散型ネットワークの場合は他の通信相手と通信を行うこととする。
(4)位置/ビームエリア情報処理部126は、ハンドオーバの許可を与えると判定した場合、要求許可を発行し、局側制御部125に出力する。
(5)局側制御部125は、位置/ビームエリア情報処理部126から要求許可を入力すると、端末送信チャネル割当登録テーブルの更新を行う(S104)。また、H/O許可、チャネル周波数指示(割当送信チャネル)とを局側通信信号処理部124に出力する。
(6)局側通信信号処理部124は、H/O許可(要求許可)、チャネル周波数指示(割り当て送信チャネル)とを入力すると通信信号との重畳を行い、送信信号を生成する。局側通信部128は局側通信信号処理部124の生成した送信信号を局側変調部123、局側送受信部121を介して準天頂衛星140に向け送信する(S105)。
(7)移動端末110は、管理局120が送信したH/O許可(要求許可)とチャネル周波数指示(割当送信チャネル)とを準天頂衛星140経由で端末側通信部118により受信する。そして、端末側制御部115はチャネル周波数指示(割当送信チャネル)に従って割当送信チャネルへチャネルを切り替える(S106)。
(8)管理局120では移動端末110の割当送信チャネルの送信にともない、局側制御部125が、局側復調部122に周波数変更を指示する(S107)。
図11〜図13を用いて実施の形態2を説明する。実施の形態2のシステムは図5のマルチビーム衛星通信システム1000と同様である。実施の形態2は、送受で形の異なる図4のビームカバレッジにおいて、移動端末210が位置情報を取得する機能を有し、所定のTDMA(Time Division Multiple Access)スロットに比較用の2波を送信可能な機能を有し、位置bに存在する場合である。実施の形態2は、実施の形態1と同様に、位置情報を用いて上り回線のビーム間ハンドオーバを要求する。実施の形態1と異なるのは、所定のTDMAスロットに管理局が受信レベルを比較するための比較用の2波を送信可能な機能を有する点である。また、移動端末から管理局に位置情報を送信しない点である。後述する図12に示すように、位置情報を送信する代わりに、移動端末から管理局にレベル判定要求を送信する。
(1)端末側制御部215は、受信信号からバースト信号の送出の指示を管理局220から受けた場合に端末側変調部213に対してバースト信号送出制御を行う。
(2)端末側変調部213は、端末側制御部215からの制御によりバースト動作を行う。
(1)局側制御部225(要求判定部)は、移動端末210からH/O要求及びレベル判定要求を受けると、移動端末210に対するバースト信号送出指示の信号を局側通信信号処理部224へ出力し、局側復調部222へバースト受信信号レベル測定を指示する。そして、バースト受信信号のレベル比較からH/Oの許可判定を行い、この判定結果に基づき端末割当送信チャネル登録テーブルの更新を行うと共に、周波数チャネル(割当送信チャネル)・H/Oの指示情報を局側通信信号処理部224に出力する。
(2)局側復調部222は、バースト受信レベルの測定を行う。
(1)移動端末210は、実施の形態1と同様に、取得した位置情報とカバレッジエリア情報とから境界領域(位置bを含むエリアR1とエリアR2の重複領域)に入ったと判断する(S201)。
(2)そして、移動端末210の端末側制御部215は、端末側通信部218、準天頂衛星230を介して管理局220にハンドオーバ要求及びキャリアレベルの判定を要求する(S202)。
(3)管理局220の局側制御部225は、キャリアレベルの判定要求に応答して、バースト波送信指示を局側通信部228、準天頂衛星230を介して移動端末210に送信する(S203)。
(4)移動端末210は、端末側通信部218によりバースト波送信指示を受信すると、端末側制御部215が端末側変調部213に対してバースト信号送出制御を行う。端末側変調部213は、エリアR1に対応するバースト波(第1送信チャネル対応信号)とエリアR2に対応するバースト波(第2送信チャネル対応信号)を送信する(S204)。図13は、移動端末210の現在の通信信号とバースト信号の関係を示す。エリアR1に対応するバースト波(第1送信チャネル対応信号)は現在の通信信号を用いるので、あらためて送信する必要はない。エリアR2に対応するバースト波は、現在使用している通信周波数F1と異なり、エリアR2のビーム用の周波数F2であり、短時間送出する。
(5)管理局220はバースト波を受信すると、局側復調部222が、バースト波の受信レベルの測定を行う(S205)。局側制御部225はバースト受信信号のレベル比較からH/Oの許可判定を行う。局側制御部225はINビーム(R2:周波数F2)のレベルが高い場合はハンドオーバを許可し、チャネルの再割当てを行う。ここで、R1は現在通信を行っているビームを示し、INビームとはR2を示す。局側制御部225は、この判定結果に基づき端末割当送信チャネル登録テーブルの更新を行う(S206)。
(6)以下、実施の形態1と同様に、管理局220は移動端末210にH/O許可、割り当てチャネルを送信する。移動端末210は、受信した割り当て送信チャネルに切り替える(S207〜S209)。
図14、図15を用いて実施の形態3を説明する。
実施の形態3は、送受で形の異なる図4のビームカバレッジにおいて、移動端末310が位置情報を取得する機能を持ち、TDM(Time Division Multiplexing)波のレベルを判定する機能を持ち、図4の位置aに存在する場合の実施形態である。
(1)端末側復調部212は、準天頂衛星340から受信する周波数f1(エリアT1の位置aにて受信)のTDM波のレベルを判定する。
(2)端末側制御部315は、取得した位置情報と端末側復調部212が測定した受信レベルとからH/O要求(下り回線に対する)を行うか否かの判定を行う。
前述のように、移動端末310がハンドオーバ要求を送信した後の動作は実施の形態1の場合と類似である。ただし、実施の形態1では移動端末は送信チャネルを切り替えたのに対して、実施の形態3では移動端末310は受信チャネルを切り替えることとなる。
(1)移動端末310の端末側制御部315は、位置情報およびTDMキャリアのレベル低下により境界領域に入ったと判断(S301)すると、現在エリアT1において使用している受信チャネル(第1の受信チャネル)からエリアT2で使用するための受信チャネル(第2の受信チャネル)への切替要求(受信チャネル切替要求)を示すハンドオーバ要求を生成する。そして端末側制御部315は、端末側通信部318を介して管理局320に位置情報とハンドオーバ要求とを送信する(S302)。
(2)管理局320は、より精度の高いビームカバレッジエリア情報から判断し、端末にハンドオーバを許可し、新たな受信チャネルを割り当てる(S303〜S306)。
図16、図17を用いて実施の形態4を説明する。送受で形の異なる図4のビームカバレッジにおいて、移動端末410が位置情報を取得する機能を持ち、TDM2波のレベルを判定する機能を持ち、図4の位置aに存在する場合の実施形態である。本実施の形態4は実施の形態3と同様に、下り回線のビーム間ハンドオーバを要求する実施形態である。
(1)端末側復調部412は、準天頂衛星340から受信する周波数f1のTDM波(第1受信チャネル対応信号)と周波数f2のTDM波(第2受信チャネル対応信号)の2波のレベルを測定する。
(2)端末側制御部415は、取得した位置情報と端末側復調部412が測定した2波の受信レベルとからH/O要求(下り回線に対する)を行うか否かの判定を行う。
Claims (2)
- 複数のビームを使用して通信を中継するマルチビーム衛星を介することにより、前記マルチビーム衛星による通信に使用する通信チャネルの管理を行う管理局と通信を行う衛星通信用端末において、
自己の位置を取得位置として取得する位置取得部と、
前記マルチビーム衛星へ信号を送信するための送信チャネルを切り替えることなく前記マルチビーム衛星に信号を受信させることが可能な地球側の範囲を示す送信可能エリアを複数記憶するとともに、前記マルチビーム衛星から信号を受信するための受信チャネルを切り替えることなく前記マルチビーム衛星から信号を受信することが可能な地球側の範囲を示す受信可能エリアを複数記憶する端末側エリア記憶部と、
前記端末側エリア記憶部が記憶する前記複数の送信可能エリアと前記複数の受信可能エリアとを対象として前記位置取得部が取得した前記取得位置の対応する位置をエリア内位置として特定し、特定した前記エリア内位置に基づいて、第1の送信チャネルから第2の送信チャネルへの切り替えを求める送信チャネル切替要求と、第1の受信チャネルから第2の受信チャネルへの切り替えを求める受信チャネル切替要求との少なくともいずれかを含む切替要求を生成する要求生成部と、
前記管理局であって、前記端末側エリア記憶部が記憶する前記複数の送信可能エリア及び前記複数の受信可能エリアよりも高精度の前記複数の送信可能エリア及び前記複数の受信可能エリアを保有すると共に、前記切替要求が前記送信チャネル切替要求を含む場合には高精度の前記複数の送信可能エリアと前記取得位置とに基づいて前記切替要求を認めるかどうかを判定し、前記切替要求が前記受信チャネル切替要求を含む場合には高精度の前記複数の受信可能エリアと前記取得位置とに基づいて前記切替要求を認めるかどうかを判定する前記管理局に、前記取得位置と前記要求生成部が生成した前記切替要求とを前記マルチビーム衛星を介して送信する端末側通信部と
を備えたことを特徴とする衛星通信用端末。 - 複数のビームを使用して通信を中継するマルチビーム衛星を介して通信を行う衛星通信用端末の使用する通信チャネルの管理を行う管理局において、
前記マルチビーム衛星へ信号を送信するための送信チャネルを切り替えることなく前記マルチビーム衛星に信号を受信させることが可能な地球側の範囲を示す送信可能エリアを複数記憶するとともに、前記マルチビーム衛星から信号を受信するための受信チャネルを切り替えることなく前記マルチビーム衛星から信号を受信することが可能な地球側の範囲を示す受信可能エリアを複数記憶する局側エリア記憶部と、
前記衛星通信用端末であって、自己の位置を取得位置として取得し、かつ、前記局側エリア記憶部が記憶する複数の前記送信可能エリア及び複数の前記受信可能エリアよりも精度の劣る複数の前記送信可能エリア及び前記複数の受信可能エリアを保有すると共に、保有する前記複数の送信可能エリアと前記複数の受信可能エリアとを対象として前記取得位置の対応する位置をエリア内位置として特定し、特定した前記エリア内位置に基づいて、第1の送信チャネルから第2の送信チャネルへの切り替えを求める送信チャネル切替要求と第1の受信チャネルから第2の受信チャネルへの切り替えを求める受信チャネル切替要求との少なくともいずれかを含む切替要求を生成し、生成した前記切替要求と前記取得位置とを送信する前記衛星通信用端末から、前記切替要求と前記取得位置とを前記マルチビーム衛星を介して受信する局側通信部と、
前記局側通信部が受信した前記切替要求が前記送信チャネル切替要求を含む場合には前記局側エリア記憶部に記憶された前記複数の送信可能エリアと前記取得位置とに基づいて前記切替要求を認めるかどうかを判定し、前記切替要求が前記受信チャネル切替要求を含む場合には前記局側エリア記憶部に記憶された前記複数の受信可能エリアと前記取得位置とに基づいて前記切替要求を認めるかどうかを判定し、前記切替要求を認める判定をした場合に、前記切替要求に応答する要求許可を生成する要求判定部と
を備え、
前記局側通信部は、
前記要求判定部が生成した前記要求許可を前記マルチビーム衛星を介して前記衛星通信用端末に送信することを特徴とする管理局。
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