JP5069784B2 - Satellite communication system - Google Patents
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この発明は、携帯電話利用端末の無線通信の利用エリアを拡大するため、衛星通信回線が利用できるようにした衛星通信システムに関するものである。 The present invention relates to a satellite communication system in which a satellite communication line can be used in order to expand a wireless communication use area of a mobile phone terminal.
都市部を中心に活発に利用されている携帯電話網は、ユーザが直接操作する携帯電話利用端末と固定基地局間との通信により、POINT TO POINTの接続を実現している。その通話エリアは都市部から郊外へと拡大しているが、エリアの拡大には基地局設置が伴うために、地域全体をカバーするためには大規模な基地局投資が必要となる。 Mobile phone networks that are actively used mainly in urban areas realize point-to-point connections through communication between mobile phone terminals directly operated by users and fixed base stations. The call area is expanding from the urban area to the suburbs, but since the expansion of the area involves the installation of base stations, a large-scale base station investment is required to cover the entire region.
一方、通信衛星を介した衛星通信と、地上の基地局を介したセルラ通信との両通信が可能な携帯型のデュアルモード形移動電話端末により、通話エリアを拡大できるようにしたものもある。
このようなデュアルモード形移動電話端末において、通信衛星を介して他の端末と衛星通信を行なう衛星通信用移動電話端末と、地上の基地局を介して他の端末とセルラ通信を行なうセルラ通信用移動電話端末とを有し、両移動電話端末の間のインターフェースを変換するインターフェース変換手段を設けて、種々のセルラ通信方式のセルラ通信用移動電話端末が衛星通信にも利用できるようにしたものが知られている(特許文献1参照)。
On the other hand, there is also a portable dual-mode mobile telephone terminal capable of expanding both a satellite communication via a communication satellite and a cellular communication via a terrestrial base station so that the call area can be expanded.
In such a dual mode mobile telephone terminal, a satellite communication mobile telephone terminal that performs satellite communication with another terminal via a communication satellite, and a cellular communication terminal that performs cellular communication with another terminal via a ground base station. A mobile telephone terminal having an interface conversion means for converting an interface between the two mobile telephone terminals so that mobile telephone terminals for cellular communication of various cellular communication systems can be used for satellite communication. It is known (see Patent Document 1).
特許文献1は衛星回線と携帯回線を共用するデュアル端末に関するもので、これは衛星通信サービスと携帯電話サービスの両方に加入することができる、いわば専用端末の実現に係わるものである。
このように携帯電話サービスをその通話エリアを意識せず利用するためには、ユーザは携帯電話サービスと衛星通信サービスの両方に加入する専用端末を用いる必要があり、一般的にこれらの専用端末は通常の携帯電話端末と比較して、大きく、重く、高価であることが問題である。
Patent Document 1 relates to a dual terminal sharing a satellite line and a mobile line, which relates to the realization of a dedicated terminal that can subscribe to both a satellite communication service and a mobile phone service.
Thus, in order to use the mobile phone service without being aware of the calling area, the user needs to use a dedicated terminal that subscribes to both the mobile phone service and the satellite communication service. The problem is that it is larger, heavier and more expensive than ordinary mobile phone terminals.
この発明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あり、通常の携帯電話端末を携帯電話圏外でも用いることができるようにした衛星通信システムを提供することを目的とするものである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a satellite communication system in which a normal mobile phone terminal can be used even outside the mobile phone range. is there.
この発明の衛星通信システムは、通信衛星局装置を介して衛星通信回線が接続可能な衛星通信基地局装置および衛星通信端末局装置を備え、衛星通信端末局装置には、携帯電話利用端末の携帯電話基地局であるフェムトセル装置と、このフェムトセル装置に入力された携帯電話利用端末からの信号と衛星通信利用端末からの信号を合成して衛星通信端末局端末に送ると共に、衛星通信端末局端末からの信号をフェムトセル装置と衛星通信利用端末に分離する衛星フェムトセル接続装置とを設け、衛星通信基地局装置には、携帯電話網からの信号と社内通信網からの信号を合成して衛星通信基地局端末に送ると共に、衛星通信基地局端末からの信号を携帯電話網と社内通信網に分離する接続切り替え装置を設け、衛星フェムトセル接続装置及び接続切り替え装置は、それぞれ信号検出回路と、この信号検出回路で検出された信号によって経路を切替える切替え回路と、信号検出回路で検出された信号に含まれる接続先情報から宛先を検出する宛先検出回路を備えてなるものである。 The satellite communication system of the present invention includes a satellite communication base station device and a satellite communication terminal station device to which a satellite communication line can be connected via a communication satellite station device. A femtocell device that is a telephone base station, and a signal from a mobile phone terminal input to the femtocell device and a signal from a satellite communication terminal are combined and sent to the satellite communication terminal station. A satellite femtocell connection device that separates the signal from the terminal into a femtocell device and a satellite communication terminal is provided, and the satellite communication base station device combines the signal from the mobile phone network and the signal from the in-house communication network. and sends the satellite communication base station terminal, a connection switching apparatus for separating a signal from the satellite communication base station terminal to a mobile telephone network and in-house communication networks provided, satellite femtocell connection device and The connection switching device includes a signal detection circuit, a switching circuit that switches a path according to a signal detected by the signal detection circuit, and a destination detection circuit that detects a destination from connection destination information included in the signal detected by the signal detection circuit Is provided .
この発明は、利用者は携帯電話圏内では、携帯電話利用端末を用いて携帯電話サービスを利用でき、携帯電話圏外においては、同じ携帯電話利用端末を用いて衛星通信回線を介してサービスに加入することができる。そのため、この発明では専用の電話利用端末を用いる必要がなく、小型で軽く、また安価な電話利用端末が使用できる。 In the present invention, a user can use a mobile phone service using a mobile phone terminal within a mobile phone range, and subscribe to a service via a satellite communication line using the same mobile phone terminal outside the mobile phone range. be able to. Therefore, it is not necessary to use a dedicated telephone terminal in the present invention, and a small, light and inexpensive telephone terminal can be used.
実施の形態1.
以下、この発明の実施の形態1における衛星通信システムを図1〜図3に基づいて説明する。図1はこの発明の衛星通信システムの全体構成を示す図、図2は接続切り替え装置の内部構成を示す図、図3は衛星フェムトセル接続装置の内部構成を示す図である。
図1において、衛星通信システムは、地上に設けられる衛星通信基地局装置1と、高度数100kmの上空に設けられる衛星などの通信衛星局装置2と、地上において可搬される衛星通信端末局装置3とで構成され、これらで衛星通信回線を構築し、衛星通信基地局装置1に接続される社内通信網10と衛星通信端末局装置3に接続される衛星通信利用端末11との間の通信を可能としている。
Embodiment 1 FIG.
Hereinafter, the satellite communication system in Embodiment 1 of this invention is demonstrated based on FIGS. FIG. 1 is a diagram showing the overall configuration of a satellite communication system according to the present invention, FIG. 2 is a diagram showing the internal configuration of a connection switching device, and FIG. 3 is a diagram showing the internal configuration of a satellite femtocell connection device.
In FIG. 1, a satellite communication system includes a satellite communication base station apparatus 1 provided on the ground, a communication
衛星通信基地局装置1の内部は、衛星通信基地局端末4と接続切り替え装置5とで構成されており、接続切り替え装置5は、社内通信網10と携帯電話網12の信号の分離多重の経路選択を行っており、OUTBOUND(ネットワークから外部へのデータ通信)方向には社内通信網10と携帯電話網12からの信号を合成し、ひとつまたは複数の伝送信号に変換し、衛星通信基地局端末4に入力している。またINBOUND(外部からネットワークへのデータ通信)方向には衛星通信基地局端末4からの信号を分離し、社内通信網10または携帯電話網12のそれぞれの通信網に出力している。
The inside of the satellite communication base station apparatus 1 is composed of a satellite communication
衛星通信基地局端末4は、衛星通信用の回線制御装置、符号復号化器、秘匿装置、変復調器、周波数変換機、電力増幅器、アンテナ装置などから構成され、通信衛星局装置2と無線によって接続される。通信衛星局装置2は人工衛星であり、衛星通信基地局装置1や衛星通信端末局装置3の地球局からの無線信号の周波数を変換して中継している。
The satellite communication
衛星通信端末局装置3は、衛星通信基地局装置1から離れた場所にて衛星通信基地局装置1との通信を行うための衛星通信端末局装置である。衛星通信端末局装置3の内部は、衛星通信端末局端末6と衛星フェムトセル(femto cell)接続装置7とフェムトセル装置8とで構成されており、衛星通信端末局端末6の内部は衛星通信基地局端末4と同様な構成である。
The satellite communication
衛星フェムトセル接続装置7は、信号の分離多重の経路選択を行っており、INBOUND(外部からネットワークへのデータ通信)方向には、衛星通信利用端末11からの信号と携帯電話利用端末9からフェムトセル装置8を経由してきた信号を多重・合成し、ひとつまたは複数の伝送信号に変換し、衛星通信端末局端末6に送る機能を有する。またOUTBOUND(ネットワークから外部へのデータ通信)方向には衛星通信端末局端末6からの信号を、フェムトセル装置8に送る信号と衛星通信利用端末11に送る信号に分離するための機能を有している。
The satellite
フェムトセル装置8は、携帯電話利用端末9との通信を実現する狭い範囲の限られたエリアをカバーする基地局設備であり、そのフェムトセルエリア内で携帯電話利用端末9との接続が可能である。更にフェムトセル装置8は、衛星フェムトセル接続装置7と接続することで、衛星通信回線を介して携帯電話網12への接続が可能である。携帯電話利用端末9は、携帯電話通話エリアであれば携帯電話網に直接接続し、携帯電話通話エリア圏外ではフェムトセル装置8と接続することで、本衛星通信システムを経由して携帯電話網12への接続を行う。
The femtocell
次に本システムの特徴である接続切り替え装置5と衛星フェムトセル接続装置7について詳細な構成および動作を説明する。
図2は接続切り替え装置5の構成を示し、図2(a)はOUTBOUND信号の処理の構成、図2(b)はINBOUND信号の処理の構成を示す。
まず、図2(a)に示すように、社内通信網10または携帯電話網12からのそれぞれの入力信号は、その入力信号が信号検出回路51で検出される。信号検出回路51は、入力信号に付されたフラグから接続先の情報を認識し、切替え回路52に切り替え信号を送る。切替え回路52は入力信号の接続先情報に基づいて経路を切り替え、次に宛先検出回路53は入力信号に含まれる接続先情報から宛先を検出し、宛先情報付加回路54に送る。
Next, a detailed configuration and operation of the connection switching device 5 and the satellite
FIG. 2 shows the configuration of the connection switching device 5, FIG. 2 (a) shows the configuration of OUTBOUND signal processing, and FIG. 2 (b) shows the configuration of INBOUND signal processing.
First, as shown in FIG. 2 (a), each input signal from the in-
宛先情報付加回路54は、接続先情報から宛先情報を生成して独自のフラグを付与し、合わせてその他の情報を付加して、その信号が受信側で何処に振り向けられるかの区別が付く形で、社内通信網10と携帯電話網12からのそれぞれの信号は多重・合成され、OUTBOUND信号を生成する。
多重・合成の方法は1つの連続する信号列として多重される場合、異なる周波数軸上の複数の信号として合成される場合、それぞれが異なる符号を付与された上でその符号を基に拡散された状態で合成される場合、またこれらの組み合わせなどによって行われる。
The destination
Multiplexing / combining methods are multiplexed as one continuous signal sequence, and when combined as multiple signals on different frequency axes, each is given a different code and then spread based on that code. When it is synthesized in a state, it is performed by a combination thereof.
次に、図2(b)に示すように、INBOUND側の信号は衛星通信基地局端末4からの信号を同じように衛星フェムトセル接続装置7で付与されたフラグを基に分離し、社内通信網10または携帯電話網12に出力する。
即ち、衛星通信基地局端末4から接続切り替え装置5に入力された信号から、宛先検出回路55はフラグの宛先情報を検出し、その情報に基づいて切替え回路56を切り替え、社内通信網10または携帯電話網12に分離して出力する。
Next, as shown in FIG. 2 (b), the signal on the INBOUND side separates the signal from the satellite communication
That is, the
図3は衛星フェムトセル接続装置7の構成を示し、図3(a)はINBOUND信号の処理の構成、図3(b)はOUTBOUND信号の処理の構成を示す。なお、衛星フェムトセル接続装置7は接続切り替え装置5と同じ機能で同様な動作を行なう。
まず、図3(a)に示すように、携帯電話利用端末9からフェムトセル装置8を介して入力される信号または衛星通信利用端末11からの信号は、その入力信号が信号検出回路71で検出される。信号検出回路71は、入力信号に付されたフラグから接続先の情報を認識し、切替え回路72に切り替え信号を送る。切替え回路72は接続先情報に基づいて入力信号の経路を切り替え、次に宛先検出回路73は入力信号に含まれる接続先情報から宛先を検出し、宛先情報付加回路74に送る。
3 shows the configuration of the satellite
First, as shown in FIG. 3A, a signal input from the
宛先情報付加回路74は、接続先情報から宛先情報を生成して独自のフラグを付与し、合わせてその他の情報(位置情報など)を付加して、その信号が受信側で何処に振り向けられるかの区別が付く形で、携帯電話利用端末9と衛星通信利用端末11からのそれぞれ
の信号は多重・合成され、INBOUND信号を生成する。
多重・合成の方法は1つの連続する信号列として多重される場合、異なる周波数軸上の複数の信号として合成される場合、それぞれが異なる符号を付与された上でその符号を基に拡散された状態で合成される場合、またこれらの組み合わせなどによって行われる。
The destination information addition circuit 74 generates destination information from the connection destination information, adds a unique flag, adds other information (position information, etc.) together, and where the signal is directed to the receiving side. Thus, the signals from the mobile
Multiplexing / combining methods are multiplexed as one continuous signal sequence, and when combined as multiple signals on different frequency axes, each is given a different code and then spread based on that code. When it is synthesized in a state, it is performed by a combination thereof.
次に、図3(b)に示すように、OUTBOUND側の信号は衛星通信端末局端末6からの信号を同じように接続切替え装置5で付与されたフラグを基に分離し、携帯電話利用端末9または衛星通信利用端末11に出力する。
即ち、衛星通信端末局端末6から衛星フェムトセル接続装置7に入力された信号から、宛先検出回路75はフラグの宛先情報を検出し、その情報に基づいて切替え回路76を切り替え、フェムトセル装置8(最終的には携帯電話利用端末9)または衛星通信利用端末11に分離して出力する。
Next, as shown in FIG. 3B, the signal on the OUTBOUND side is similarly separated from the signal from the satellite communication
That is, the
接続切り替え装置5と衛星フェムトセル接続装置7は、これらの信号以外にもお互いの通信環境の健全性や秘匿に係わる信号、端末側の位置情報、携帯電話利用端末9の識別情報、通信環境の健全性に係わる信号などの通信を行っており、例えばフェムトセル装置8と携帯電話利用端末9との接続が出来ない場合や、携帯電話利用端末9が携帯電話網で使用されている時には接続切り替え装置5から携帯電話網12に対して何らかの通知を行う。
In addition to these signals, the connection switching device 5 and the satellite
また、降雨などの影響により衛星通信基地局装置1と通信衛星局装置2との間で通信回線が確立できない時には、衛星通信基地局端末4から接続切り替え装置5にその情報が送られ、社内通信網10または携帯電話網12は本システムが利用できない状態であることを認識する。
In addition, when a communication line cannot be established between the satellite communication base station apparatus 1 and the communication
衛星通信端末局装置3は1つに限られず、複数の端末局が同時に加入することができる。複数の衛星通信端末局装置3に対する識別は衛星通信端末局端末6と衛星通信基地局端末4間で行われ、利用可能な衛星通信端末局装置3の数の制限内で複数の衛星通信端末局装置3を利用できる。
The satellite communication
このように実施の形態1の発明は、衛星通信端末局装置3にフェムトセル装置8と衛星フェムトセル接続装置7を付加することで、携帯電話利用端末利用者は、携帯電話圏外においては、専用端末を用いることなく、同じ携帯電話利用端末を用いて衛星通信回線を介して衛星通信サービスに加入することができる。
As described above, the invention of the first embodiment adds the
実施の形態2.
次に、この発明の実施の形態2における衛星通信システムを図4に基づいて説明する。図4はこの発明の実施の形態2における衛星通信システムの全体構成を示す図である。
図4において、衛星通信端末局装置3に、その利用位置が携帯電話利用端末9の圏内か圏外かどうかを識別すると共に、スループットが大きいか小さいかを検出する圏内・圏外・スループット識別装置13を装備するようにしたものである。その他の構成は実施の形態1の図1に示す構成と同じに付き、同一または相当部分には同じ符号を付して説明を省略する。
Next, a satellite communication system according to
In FIG. 4, the satellite communication
圏内・圏外・スループット識別装置13は、携帯電話用の基地局(図示省略)からの受信信号レベルにて圏内・圏外を識別し、圏内であれば、空きチャネルの数が多ければスループットが大きく、空きチャネルの数が少なければスループットが小さいと判断する。
圏内・圏外・スループット識別装置13が検出した情報は、衛星通信端末局装置6から通信衛星局装置2を介して衛星通信基地局装置1に通知する。衛星通信基地局装置1は、衛星通信基地局端末4が有する回線制御装置により、圏内・圏外・スループット識別装置
13から送られた情報を基に複数の衛星通信端末局装置3に対して割り当て回線を制御する。
The area / out-of-range / throughput identifying device 13 identifies the out-of-range / out-of-range based on the received signal level from the mobile phone base station (not shown). If the number of free channels is small, it is determined that the throughput is small.
Information detected by the within-range / out-of-service / throughput identifying device 13 is notified from the satellite communication
例えば衛星通信基地局装置1は、携帯電話圏内で高いスループットが得られている地域の衛星通信端末局装置3に対しては極端に割り当て回線量を制限し、逆に携帯電話圏外の衛星通信端末局装置3に対しては大きな割り当て回線量を確保するなどの動作を行う。
For example, the satellite communication base station apparatus 1 extremely restricts the allocated line amount for the satellite communication
以上のように実施の形態2の発明は、衛星通信端末局装置3に装備される圏内・圏外・スループット識別装置13にて衛星通信端末局装置3が携帯電話利用端末9の圏内であるか圏外であるかの識別を行い、圏外のときだけ衛星通信回線を構築することが可能であり、衛星通信基地局装置1、通信衛星局装置2および衛星通信端末局装置3で構築される衛星通信回線を効率よく運用することができる。
また、複数の衛星通信端末局装置3それぞれに対して同時に衛星通信回線を用意する必要が無くなることから衛星通信接続料金の低減などの効果が得られる。
As described above, the invention of the second embodiment is based on whether the satellite communication
In addition, since it is not necessary to prepare satellite communication lines for each of the plurality of satellite
実施の形態3.
次に、この発明の実施の形態3における衛星通信システムを図5に基づいて説明する。図5はこの発明の実施の形態3における衛星通信システムの全体構成を示す図である。
図5において、衛星通信端末局装置3の衛星フェムトセル接続装置7に利用端末識別のための識別機能14を持たせたものである。その他の構成は実施の形態1の図1に示す構成と同じに付き、同一または相当部分には同じ符号を付して説明を省略する。
Next, a satellite communication system according to
In FIG. 5, the satellite
衛星フェムトセル接続装置7の端末識別機能14は、携帯電話端末の識別を行い、事前に登録された携帯電話利用端末9以外のグループ外携帯電話利用端末15からの接続要求に対して衛星通信回線への接続を防ぎ、予め登録した利用者だけが衛星通信回線を利用できる専用線としての運用を実現するための機能である。
例えば、端末識別機能14は、事前に利用を許可する携帯電話利用端末9の番号情報をメモリに保存しておき、フェムトセル装置8を経由して携帯電話利用端末から送られてくる番号情報とメモリ内の番号情報を照合し、番号情報が一致すればアクセスを許可し、一致する番号情報がメモリ内にない場合はアクセスを拒否する。こうして、事前に登録した利用端末以外の端末15からのアクセスに対しては、圏外通知・通話中通知などの手段により衛星通信回線の割り当てを行わないようにする。
The
For example, the
以上のように実施の形態3の発明は、衛星通信端末局装置3の運用場所近くに居る、携帯電話利用端末9または15を持ったユーザが同じ携帯電話サービスを利用している場合、事前に登録された携帯電話利用端末9以外のグループ外携帯電話利用端末15を持ったユーザが本ネットワークを用いて、携帯電話ネットワークに加入することを防ぐ効果が得られる。
As described above, the invention of the third embodiment is applied in advance when a user who has a
1:衛星通信基地局装置、 2:通信衛星局装置
3:衛星通信端末局装置、 4:衛星通信基地局端末、
5:接続切り替え装置、 6:衛星通信端末局端末、
7:衛星フェムトセル接続装置、 8:フェムトセル装置、
9:携帯電話利用端末、 10:社内通信網、
11:衛星通信利用端末、 12:携帯電話網、
13:圏内・圏外・スループット識別装置、 14:端末識別機能
15:グループ外携帯電話利用端末、
51、71:信号検出回路、 52、72:切替え回路、
53、73:宛先検出回路、 54、74:宛先情報付加回路、
55、75:宛先検出回路、 56、76:切替え回路。
1: Satellite communication base station device 2: Communication satellite station device 3: Satellite communication terminal station device 4: Satellite communication base station device
5: Connection switching device, 6: Satellite communication terminal station terminal,
7: Satellite femtocell connection device, 8: Femtocell device,
9: Mobile phone terminal, 10: In-house communication network,
11: Terminal using satellite communication, 12: Mobile phone network,
13: Within-range / out-of-range / throughput identification device, 14: terminal identification function, 15: non-group mobile phone terminal,
51, 71: signal detection circuit, 52, 72: switching circuit,
53, 73: Destination detection circuit, 54, 74: Destination information addition circuit,
55, 75: Destination detection circuit, 56, 76: Switching circuit.
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