JP6185037B2 - アンテナ制御装置及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、アンテナ制御装置及びプログラムに関する。

周波数帯域を繰り返し利用して地上端末との間で相互通信を行う衛星搭載用マルチビームアンテナ装置が知られていた（例えば、特許文献１参照）。
［先行技術文献］
［特許文献］
［特許文献１］特開２００９−１７１３０８号公報

地震等の災害が発生して、地上の無線通信システムに障害が発生した場合等に、通信障害が発生したエリアにおける通信を支援するシステムを提供することが望ましい。

本発明の第１の態様によれば、カバーエリアが互いに隣接する第１のビーム、第２のビーム及び第３のビームを含む複数のビームを放射するマルチビームアンテナを制御するアンテナ制御装置であって、複数のビームに対する無線周波数帯の割り当て状態を、第１のビームに第１の無線周波数帯が割り当てられ、第２のビームに第２の無線周波数帯が割り当てられ、第３のビームに第３の無線周波数帯が割り当てられた第１の状態から、第１のビームに第１の無線周波数帯及び第３の無線周波数帯が割り当てられ、第２のビームに第２の無線周波数帯が割り当てられ、第３のビームに第２の無線周波数帯が割り当てられた第２の状態に切り替える、アンテナ制御装置が提供される。

上記アンテナ制御装置は、上記第２の状態において、上記第２の無線周波数帯が割り当てられた上記第２のビーム及び上記第２の無線周波数帯が割り当てられた上記第３のビームに同一の通信信号を伝送させてよい。上記アンテナ制御装置は、上記第３のビームに上記第３の無線周波数帯が割り当てられている上記第１の状態において、上記第３のビームによってカバーされる、上記第３の無線周波数帯を用いるカバーエリアに上記第３の無線周波数帯を利用する通信端末が在圏している場合に、上記第３のビームに上記第２の無線周波数帯を追加で割り当て、上記通信端末が上記第３の無線周波数帯から上記第２の無線周波数帯へ周波数ハンドオーバした後に、上記第３のビームへの上記第３の無線周波数帯の割り当てを解除して、上記第２の状態に切り替えてよい。

本発明の第２の態様によれば、カバーエリアが互いに隣接する第１のビーム、第２のビーム及び第３のビームを含む複数のビームを放射するマルチビームアンテナを制御するアンテナ制御装置であって、複数のビームに対する無線周波数帯の割り当て状態を、第１のビームに第１の無線周波数帯が割り当てられ、第２のビームに第２の無線周波数帯が割り当てられ、第３のビームに第３の無線周波数帯が割り当てられた第１の状態から、第１のビームに第１の無線周波数帯及び第２の無線周波数帯が割り当てられ、第２のビームに第２の無線周波数帯が割り当てられ、第３のビームに第３の無線周波数帯が割り当てられた第２の状態に切り替えるアンテナ制御装置が提供される。

上記アンテナ制御装置は、上記第２の状態において、上記第２の無線周波数帯が割り当てられた上記第１のビーム及び上記第２の無線周波数帯が割り当てられた上記第２のビームに同一の通信信号を伝送させてよい。

上記アンテナ制御装置は、ビーム間協調送受信を用いて上記同一の通信信号を伝送させてよい。ビーム間協調送受信とは、例えば、ＣｏＭＰ（Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｄ Ｍｕｌｔｉ−Ｐｏｉｎｔ）である。上記アンテナ制御装置は、上記第２の状態における上記第２のビーム及び上記第３のビームの送信電力を、上記第１の状態における上記第２のビーム及び上記第３のビームの送信電力よりも低くさせてよい。

上記アンテナ制御装置は上記マルチビームアンテナを有する衛星局であってよく、上記アンテナ制御装置は、地上に配置された基地局から受信した上記第１の無線周波数帯の信号、上記第２の無線周波数帯の信号及び上記第３の無線周波数帯の信号のうち、上記第２の無線周波数帯の信号を複製することにより、上記複数のビームに対する無線周波数帯の割り当て状態を上記第１の状態から上記第２の状態に切り替えてよい。

上記マルチビームアンテナは衛星局に設置されてよく、上記アンテナ制御装置は地上に配置された基地局であってよく、上記アンテナ制御装置は、上記衛星局によって上記第１の無線周波数帯の信号とされる信号、上記第２の無線周波数帯の信号とされる信号及び上記第３の無線周波数帯の信号とされる信号を上記衛星局に送信し、上記アンテナ制御装置は、上記衛星局によって上記第１の無線周波数帯の信号とされる信号、上記第２の無線周波数帯の信号とされる信号及び上記第３の無線周波数帯の信号とされる信号のうち、上記第２の無線周波数帯の信号とされる信号を複製して上記衛星局に送信することにより、上記衛星局に、上記複数のビームに対する無線周波数帯の割り当て状態を上記第１の状態から上記第２の状態に切り替えさせてよい。

本発明の第３の態様によれば、コンピュータを、上記アンテナ制御装置として機能させるためのプログラムが提供される。

なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。

アンテナ制御装置２００の一例を概略的に示す。 アンテナ制御装置２００による無線周波数帯の割り当て状態３０２を例示する。 アンテナ制御装置２００による無線周波数帯の割り当て状態３０４を例示する。 アンテナ制御装置２００による無線周波数帯の割り当て状態３０６を例示する。 アンテナ制御装置２００による無線周波数帯の割り当て状態３０８を例示する。 割り当て状態３０２を実現している場合のアンテナ制御装置２００を概略的に示す。 割り当て状態３０８を実現している場合のアンテナ制御装置２００を概略的に示す。 衛星局として機能するアンテナ制御装置２００の機能構成の一例を概略的に示す。 割り当て状態３０８を実現している場合のアンテナ制御装置２００を概略的に示す。 フィーダリンク局として機能するアンテナ制御装置２００の機能構成の一例を概略的に示す。 アンテナ制御装置２００による無線周波数帯の割り当て状態３１０を例示する。 アンテナ制御装置２００による無線周波数帯の割り当て状態３１２を例示する。 アンテナ制御装置２００による無線周波数帯の割り当て状態３１４を例示する。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１は、アンテナ制御装置２００の一例を概略的に示す。本実施形態に係るアンテナ制御装置２００は、複数のビームを放射するマルチビームアンテナを制御する。

アンテナ制御装置２００は、例えば、マルチビームアンテナを有する衛星１００に搭載される。また、アンテナ制御装置２００は、地上に配置されて、衛星１００が有するマルチビームアンテナを遠隔制御する基地局であってもよい。このように、地上に配置されて衛星１００を遠隔制御する基地局は、フィーダリンク局と呼ばれる場合がある。

衛星１００は、複数のビーム１０２を形成する。平常時、複数のビーム１０２のそれぞれには、隣接するビームと異なる無線周波数帯が割り当てられてよい。また、複数のビーム１０２の一部の複数のビームには、同一の無線周波数帯が割り当てられてよい。このように、衛星１００は、同一の無線周波数帯を繰り返し利用することによって周波数利用効率を向上できる。

図２は、アンテナ制御装置２００による無線周波数帯の割り当て状態３０２を例示する。カバーエリア１０、カバーエリア２０、カバーエリア３０、カバーエリア４０、カバーエリア５０、カバーエリア６０及びカバーエリア７０のそれぞれは、衛星１００が出力する第１のビーム、第２のビーム、第３のビーム、第４のビーム、第５のビーム、第６のビーム及び第７のビームのそれぞれによってカバーされるエリアを示す。

無線周波数帯８０は、アンテナ制御装置２００が複数のビームに割り当てる周波数帯の一例を示す。図２に例示する無線周波数帯８０は、第１の無線周波数帯ｆ１、第２の無線周波数帯ｆ２、第３の無線周波数帯ｆ３、第４の無線周波数帯ｆ４、第５の無線周波数帯ｆ５、第６の無線周波数帯ｆ６及び第７の無線周波数帯ｆ７を含む。なお、ここでは、無線周波数帯８０が７つの無線周波数帯を含む例を挙げているが、これに限らず、他の数であってもよい。すなわち、アンテナ制御装置２００が割り当てる周波数帯は、７ビーム繰返しに限らず、他の繰り返し数であってもよい。また、「第１」から「第７」は、無線周波数帯を区別する目的で使用しており、無線周波数帯の周波数の高低の順を示すものではない。

図２に示す通り、割り当て状態３０２は、第１のビームにｆ１、第２のビームにｆ２、第３のビームにｆ３、第４のビームにｆ４、第５のビームにｆ５、第６のビームにｆ６、第７のビームにｆ７が割り当てられている状態を示す。アンテナ制御装置２００は、平常時において、割り当て状態３０２のように、複数のビームのそれぞれに、隣接するビームと異なる無線周波数帯を割り当ててよい。

図３は、アンテナ制御装置２００による無線周波数帯の割り当て状態３０４を例示する。割り当て状態３０４は、図３に示す通り、第１のビームにｆ１及びｆ３、第２のビームにｆ２、第３のビームにｆ２、第４のビームにｆ４、第５のビームにｆ５、第６のビームにｆ６、第７のビームにｆ７が割り当てられている状態を示す。割り当て状態３０４は、カバーエリア１０における通信の支援が望まれる場合に、アンテナ制御装置２００が実現する割り当て状態であってよい。

アンテナ制御装置２００は、例えば、カバーエリア１０において地震等の災害が発生して、カバーエリア１０内の無線基地局に障害が発生した場合等に、無線周波数帯の割り当て状態を割り当て状態３０２から割り当て状態３０４に切り替える。これにより、カバーエリア１０をカバーする第１のビームに対して割り当てられる無線周波数帯を増加することができ、カバーエリア１０における通信を支援することができる。

なお、カバーエリア１０内の無線基地局は、例えば、ＧＳＭ（登録商標）（Ｇｌｏｂａｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）等の第２世代移動通信システム、ＷＣＤＭＡ（登録商標）（Ｗｉｄｅｂａｎｄ Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）及びＣＤＭＡ２０００（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ ２０００）等の第３世代移動通信システム、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）等の第３．９世代移動通信システム、ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ等の第４世代移動通信システム、及び第４世代移動通信システム以降の通信方式のいずれかに準拠した無線基地局であってよい。

アンテナ制御装置２００は、同一の無線周波数帯が割り当てられた第２のビーム及び第３のビームに同一の通信信号を送信させてよい。アンテナ制御装置２００は、ビーム間協調送受信技術を利用して、同一の無線周波数帯が割り当てられた第２のビーム及び第３のビームに同一の通信信号を送信させてよい。

これにより、カバーエリア２０とカバーエリア３０とが重複するエリアに位置する通信端末４００は、第２のビームの通信信号と第３のビームの通信信号とを合成することにより、受信信号強度を高めることができる。通信端末４００は、衛星通信可能な端末であれば、どのような端末であってもよく、例えば携帯電話である。カバーエリア２０とカバーエリア３０とが重複するエリアは、第２のビーム及び第３のビームのエッジに位置するので、それぞれのエリアの中心付近に位置する場合に比べて信号の受信強度は弱くなるところ、本実施形態に係るアンテナ制御装置２００によれば、上述したように、受信信号強度を高めることができる。

図４は、アンテナ制御装置２００による無線周波数帯の割り当て状態３０６を例示する。図４に示す通り、割り当て状態３０６は、第１のビームにｆ１、第２のビームにｆ２、第３のビームにｆ２及びｆ３、第４のビームにｆ４、第５のビームにｆ５、第６のビームにｆ６、第７のビームにｆ７が割り当てられている状態を示す。

アンテナ制御装置２００は、割り当て状態３０２においてカバーエリア３０に通信端末４００が在圏しているときに、無線周波数帯の割り当て状態を割り当て状態３０４に切り替える場合、一旦、割り当て状態３０６に切り替えてから、割り当て状態３０４に切り替えてよい。例えば、ｆ３を利用する通信端末４００が在圏している場合に、アンテナ制御装置２００は、まず、カバーエリア３０をカバーする第３のビームにｆ２を追加で割り当てる。次に、アンテナ制御装置２００は、通信端末４００がｆ３からｆ２へ周波数ハンドオーバした後に、第３のビームへのｆ３の割り当てを解除する。そして、アンテナ制御装置２００は、第１のビームにｆ３を割り当てることにより、割り当て状態３０４への切り替えを完了させる。

割り当て状態３０２においてカバーエリア３０に通信端末４００が在圏している状態で割り当て状態３０４に切り替えると、第３のビームに割り当てられる無線周波数帯がｆ３からｆ２に切り替わって、通信端末４００の通信が切断されてしまう場合がある。これに対して、本実施形態に係るアンテナ制御装置２００は、割り当て状態３０２から割り当て状態３０６を経て割り当て状態３０４に切り替えるので、通信端末４００の通信が切断されてしまうことを防止できる。

図５は、アンテナ制御装置２００による無線周波数帯の割り当て状態３０８を例示する。図５に示す通り、割り当て状態３０８は、第１のビームにｆ１及びｆ３からｆ７が割り当てられ、第２のビームから第７のビームにｆ２が割り当てられている状態を示す。

アンテナ制御装置２００は、例えば、カバーエリア１０において地震等の災害が発生して、地上の無線通信システムに障害が発生した場合等に、無線周波数帯の割り当て状態を割り当て状態３０２から割り当て状態３０８に切り替えてよい。そして、アンテナ制御装置２００は、同一の無線周波数帯が割り当てられた第２のビームから第７のビームに同一の通信信号を送信させてよい。これにより、カバーエリア２０からカバーエリア７０に通信を実行できる環境を提供しつつ、カバーエリア１０における通信帯域を大幅に増強することができる。

図６は、割り当て状態３０２を実現している場合のアンテナ制御装置２００を概略的に示す。図６は、アンテナ制御装置２００が衛星局として機能する場合を例示する。

アンテナ制御装置２００は、受信アンテナ１１０及びマルチビームアンテナ１３０を有する。受信アンテナ１１０は、フィーダリンク局１５０からフィーダリンク１６０を介して、第１のビームから第７のビーム用の信号を受信する。ここでは、フィーダリンク局１５０が、これら７つのビーム用の信号として、第１の無線周波数帯Ｆ１、第２の無線周波数帯Ｆ２、第３の無線周波数帯Ｆ３、第４の無線周波数帯Ｆ４、第５の無線周波数帯Ｆ５、第６の無線周波数帯Ｆ６及び第７の無線周波数帯Ｆ７の信号を送信する場合を例示する。Ｆ１からＦ７は、ｆ１からｆ７とは異なる無線周波数帯であってよい。例えば、Ｆ１からＦ７は１０ＧＨｚ帯であり、ｆ１からｆ７は２ＧＨｚ帯である。なお、Ｆ１からＦ７は、ｆ１からｆ７と同じ無線周波数帯であってもよい。

アンテナ制御装置２００は、例えば、受信アンテナ１１０が受信したＦ１の信号をｆ１の信号に周波数変換して第１のビームに、Ｆ２の信号をｆ２の信号に周波数変換して第２のビームに、Ｆ３の信号をｆ３の信号に周波数変換して第３のビームに、Ｆ４の信号をｆ４の信号に周波数変換して第４のビームに、Ｆ５の信号をｆ５の信号に周波数変換して第５のビームに、Ｆ６の信号をｆ６の信号に周波数変換して第６のビームに、Ｆ７の信号をｆ７の信号に周波数変換して第７のビームに割り当てて、マルチビームアンテナ１３０に出力させる。

図７は、割り当て状態３０８を実現している場合のアンテナ制御装置２００を概略的に示す。図７も、アンテナ制御装置２００が衛星局として機能する場合を例示する。

アンテナ制御装置２００は、受信アンテナ１１０が受信したＦ１からＦ７の信号を、例えば周波数変換する等してｆ１からｆ７の信号とし、ｆ１からｆ７の信号のうち、ｆ１及びｆ３からｆ７の信号を第１のビームに割り当て、かつ、ｆ２の信号を複製して、ｆ２の信号を第２のビームから第７のビームのそれぞれに割り当てて、マルチビームアンテナ１３０に出力させる。このように、衛星局として機能するアンテナ制御装置２００は、例えば、フィーダリンク局１５０から受信した信号を周波数変換して、適宜複製することによって、無線周波数帯の割り当て状態を切り替える。なお、アンテナ制御装置２００は、フィーダリンク局１５０から受信した信号を適宜複製してから周波数変換してもよい。また、アンテナ制御装置２００は、フィーダリンク局１５０から受信した信号を周波数変換せずに、適宜複製してもよい。

図８は、衛星局として機能するアンテナ制御装置２００の機能構成の一例を概略的に示す。アンテナ制御装置２００は、通信信号受信部２０２、制御情報受信部２０４、信号調整部２０６及びビーム出力部２０８を有する。

通信信号受信部２０２は、フィーダリンク局１５０から通信信号を受信する。制御情報受信部２０４は、フィーダリンク局１５０から制御情報を受信する。制御情報は、複数のビームに対する無線周波数帯の割り当てに関する情報を含んでよい。例えば、制御情報は、複数のビームのうち、無線周波数帯の割り当てを増加するビームを指定する情報を含む。また、例えば、制御情報は、予め登録された、割り当て状態３０２、割り当て状態３０４及び割り当て状態３０６等の割り当て状態を指定する情報を含む。

フィーダリンク局１５０は、例えば、地上のあるエリアにおいて通信を支援する必要が生じた場合に、当該エリアをカバーするビームへの無線周波数帯の割り当てを増加するための制御情報をアンテナ制御装置２００に送信する。地上のあるエリアにおいて通信を支援する必要が生じた場合とは、地震等の災害によって当該エリアに設置された無線基地局に障害が発生した場合を含んでよい。また、例えば、大規模なイベントの開催等によって、地上のあるエリアに多数の携帯電話の所有者が集中した場合を含んでよい。

信号調整部２０６は、通信信号受信部２０２が受信した信号を周波数変換してよく、制御情報受信部２０４が受信した制御情報に従って、周波数変換した信号を調整する。例えば、信号調整部２０６は、制御情報受信部２０４が無線周波数帯の割り当てを増加するビームとして第１のビームを指定する制御情報を受信した場合、第２のビームから第７のビームの少なくともいずれかに割り当てられている無線周波数帯を第１のビームに追加で割り当てる。また、信号調整部２０６は、第２のビームから第７のビームに対する、第１のビームに追加で割り当てた無線周波数帯の割り当てを解除してよい。また、信号調整部２０６は、第２のビームから第７のビームのうち、無線周波数帯の割り当てがなくなったビームに対して、第２のビームから第７のビームのうちのいずれかに割り当てられている無線周波数帯を割り当ててよい。

また、例えば、制御情報受信部２０４が割り当て状態３０６を指定する制御情報を受信した場合、信号調整部２０６は、ｆ１及びｆ３からｆ７の信号を第１ビームに割り当て、ｆ２の信号を複製して、第２のビームから第７のビームに割り当てる。

信号調整部２０６は、無線周波数帯の割り当てを増やさないビームの１チャンネル当たりの送信電力を、無線周波数帯の割り当てを増やすビームの１チャンネル当たりの送信電力よりも低くしてよい。例えば、割り当て状態３０２から割り当て状態３０８に切り替える場合、信号調整部２０６は、第２のビームから第７のビームの１チャンネル当たりの送信電力を、第１のビームの１チャンネル当たりの送信電力よりも低くする。

例えば、割り当て状態３０２では、７つのビームに合計で７チャンネルが含まれることになり、割り当て状態３０８では、７つのビームに合計で１２チャンネルが含まれることになる。ここで、１チャンネル当たりの送信電力を等しくすると、割り当て状態３０２に対して割り当て状態３０８はおよそ２倍の送信電力を必要とする。これに対して、信号調整部２０６は、割り当て状態３０８において、第２のビームから第７のビームの１チャンネル当たりの送信電力を、第１のビームの１チャンネル当たりの送信電力よりも低くする。

信号調整部２０６は、例えば、無線周波数帯の割り当てを増やすビームの１チャンネル当たりの送信電力を変更せずに、無線周波数帯の割り当てを増やさないビームの１チャンネル当たりの送信電力を、３ｄＢ等、予め定められた割合で低下させる。また、信号調整部２０６は、平常時における割り当て状態の総送信電力と等しくなるように、無線周波数帯の割り当てを増やさないビームの１チャンネル当たりの送信電力を低下させてもよい。また、信号調整部２０６は、予め設定された最大電力よりも低くなるように、無線周波数帯の割り当てを増やさないビームの１チャンネル当たりの送信電力を低下させてもよい。

これにより、カバーエリア１０の通信品質を低下させることなく衛星の消費電力を低減することができる。衛星通信の場合、衛星が利用できる電力には限りがあることから、信号調整部２０６による送信電力調整は特に効果的である。

図９は、割り当て状態３０８を実現している場合のアンテナ制御装置２００を概略的に示す。図９は、アンテナ制御装置２００がフィーダリンク局として機能する場合を例示する。アンテナ制御装置２００は、衛星１００に出力させる信号を生成する。

アンテナ制御装置２００は、割り当て状態３０８を実現するべく、Ｆ１からＦ７の信号のうち、Ｆ２の信号を複製して、Ｆ１及びＦ３からＦ７の信号を第１のビーム用に、Ｆ２を第２のビームから第７のビーム用に、フィーダリンク１６０を介して衛星１００に送信する。衛星１００は、アンテナ制御装置２００が送信した信号を受信アンテナ１１０によって受信する。そして、衛星１００は、受信した信号を周波数変換して、マルチビームアンテナ１３０によって複数のビームを出力する。

図１０は、フィーダリンク局として機能するアンテナ制御装置２００の機能構成の一例を概略的に示す。アンテナ制御装置２００は、通信信号生成部２１２、エリア情報受信部２１４、信号調整部２１６及び信号出力部２１８を有する。

通信信号生成部２１２は、衛星１００に送信する通信信号を生成する。エリア情報受信部２１４は、地上の複数のエリアの情報を示すエリア情報を受信する。エリア情報受信部２１４は、例えば、インターネットを介してエリア情報を受信する。

エリア情報は、例えば、各エリアの災害の発生状況を含む。また、エリア情報は、各エリアにおける地上の無線通信システムの障害発生状況を含んでよい。また、エリア情報は、各エリアにおけるイベントの開催情報を含んでよい。また、エリア情報は、各エリアの人口密度を含んでよい。また、エリア情報は、複数のビームによってカバーされる複数のエリアのそれぞれに対する通信端末４００の在圏状況を含んでよい。

信号調整部２１６は、エリア情報受信部２１４が受信したエリア情報に基づいて、通信信号生成部２１２が生成した信号を調整する。信号出力部２１８は、信号調整部２１６によって調整された信号を、衛星１００に送信する。

例えば、信号調整部２１６は、エリア情報が、カバーエリア１０の地上の無線通信システムに障害が発生したことを示す場合、第１のビームに対する無線周波数帯の割り当てを増やす。例えば、信号調整部２１６は、無線周波数帯の割り当て状態を割り当て状態３０８に切り替えるべく、通信信号生成部２１２が生成したＦ１からＦ７の信号のうち、Ｆ１及びＦ３からＦ７を第１のビームに割り当て、Ｆ２の信号を複製して、第２のビームから第７のビームに割り当てるべく調整する。

また、信号調整部２１６は、通信端末４００が在圏しているカバーエリアをカバーする一のビームに割り当てられている無線周波数帯を、一の無線周波数帯から他の無線周波数帯に切り替える場合、通信端末４００の通信が切断されないように無線周波数帯を切り替えてよい。例えば、信号調整部２１６は、当該カバーエリアに、一旦、他の無線周波数帯を追加して、通信端末４００が一の無線周波数帯から他の無線周波数帯に周波数ハンドオーバした後に、一の無線周波数帯の割り当てを解除するように信号を調整する。

図１１は、アンテナ制御装置２００による無線周波数帯の割り当て状態３１０を例示する。図１１に示す通り、割り当て状態３１０は、第１のビームにｆ１及びｆ２、第２のビームにｆ２、第３のビームにｆ３、第４のビームにｆ４、第５のビームにｆ５、第６のビームにｆ６、第７のビームにｆ７が割り当てられている状態を示す。割り当て状態３１０は、カバーエリア１０における通信の支援が望まれる場合に、アンテナ制御装置２００が実現する割り当て状態であってよい。

アンテナ制御装置２００は、例えば、カバーエリア１０において地震等の災害が発生して、地上の無線通信システムに障害が発生した場合等に、無線周波数帯の割り当て状態を割り当て状態３０２から割り当て状態３１０に切り替える。これにより、カバーエリア１０をカバーする第１のビームに対して割り当てられる無線周波数帯を増加することができ、カバーエリア１０における通信を支援することができる。

アンテナ制御装置２００は、同一の無線周波数帯が割り当てられた第１のビーム及び第２のビームに同一の通信信号を送信させてよい。アンテナ制御装置２００は、ビーム間協調送受信技術を利用して、同一の無線周波数帯が割り当てられた第１のビーム及び第２のビームに同一の通信信号を送信させてよい。

図１２は、アンテナ制御装置２００による無線周波数帯の割り当て状態３１２を例示する。割り当て状態３１２は、図１２に示す通り、第１のビームにｆ１からｆ７、第２のビームにｆ２、第３のビームにｆ３、第４のビームにｆ４、第５のビームにｆ５、第６のビームにｆ６、第７のビームにｆ７が割り当てられている状態を示す。

アンテナ制御装置２００は、例えば、カバーエリア１０において地震等の災害が発生して、地上の無線通信システムに障害が発生した場合等に、無線周波数帯の割り当て状態を割り当て状態３０２から割り当て状態３１２に切り替えてよい。これにより、カバーエリア２０からカバーエリア７０において通信を実行できる環境を提供しつつ、カバーエリア１０における通信帯域を増強することができる。

図１３は、アンテナ制御装置２００による無線周波数帯の割り当て状態３１４を例示する。割り当て状態３１４は、すべてのビームにｆ２が割り当てられた状態を示す。アンテナ制御装置２００は、ベースとなる無線周波数帯を複数のビームのすべてに割り当て、その他の無線周波数帯については、各エリアの状況に応じて割り当ててもよい。

例えば、アンテナ制御装置２００は、各エリアにおける通信トラフィックに応じて無線周波数帯を割り当てる。具体例として、カバーエリア１０における通信トラフィックが最も高く、カバーエリア３０、カバーエリア４０及びカバーエリア７０がそれに次いで高い場合には、アンテナ制御装置２００は、割り当て状態３１４が示すように、第１のビームにｆ１、ｆ５及びｆ６、第３のビームにｆ３、第４のビームにｆ４、第７のビームにｆ７を追加で割り当てる。

また、アンテナ制御装置２００は、各エリアにおける人口密度に応じて無線周波数帯を割り当ててもよい。すなわち、アンテナ制御装置２００は、ベースとなる無線周波数帯を複数のビームのすべてに割り当て、その他の無線周波数帯を、人口密度が高いエリアをカバーするビームに優先的に割り当ててよい。

上記実施形態では、衛星局として機能するアンテナ制御装置２００が、フィーダリンク局１５０から受信した制御情報に従ってマルチビームアンテナ１３０に出力させる信号を調整する例を挙げて説明したが、これに限らない。衛星局として機能するアンテナ制御装置２００は、エリア情報を受信して、エリア情報に基づいてマルチビームアンテナ１３０に出力させる信号を調整してもよい。

以上の説明において、アンテナ制御装置２００の各部は、ハードウエアにより実現されてもよく、ソフトウエアにより実現されてもよい。また、ハードウエアとソフトウエアとの組み合わせにより実現されてもよい。また、プログラムが実行されることにより、コンピュータが、アンテナ制御装置２００として機能してもよい。プログラムは、コンピュータ読み取り可能な媒体又はネットワークに接続された記憶装置から、アンテナ制御装置２００の少なくとも一部を構成するコンピュータにインストールされてよい。

コンピュータにインストールされ、コンピュータを本実施形態に係るアンテナ制御装置２００として機能させるプログラムは、ＣＰＵ等に働きかけて、コンピュータを、アンテナ制御装置２００の各部としてそれぞれ機能させる。これらのプログラムに記述された情報処理は、コンピュータに読込まれることにより、ソフトウエアとアンテナ制御装置２００のハードウエア資源とが協働した具体的手段として機能する。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

特許請求の範囲、明細書、及び図面中において示した装置、システム、プログラム、及び方法における動作、手順、ステップ、及び段階などの各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」などと明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、及び図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」などを用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。

１０ カバーエリア、２０ カバーエリア、３０ カバーエリア、４０ カバーエリア、５０ カバーエリア、６０ カバーエリア、７０ カバーエリア、８０ 無線周波数帯、１００ 衛星、１０２ ビーム、１１０ 受信アンテナ、１３０ マルチビームアンテナ、１５０ フィーダリンク局、１６０ フィーダリンク、２００ アンテナ制御装置、２０２ 通信信号受信部、２０４ 制御情報受信部、２０６ 信号調整部、２０８ ビーム出力部、２１２ 通信信号生成部、２１４ エリア情報受信部、２１６ 信号調整部、２１８ 信号出力部、３０２ 割り当て状態、３０４ 割り当て状態、３０６ 割り当て状態、３０８ 割り当て状態、３１０ 割り当て状態、３１２ 割り当て状態、３１４ 割り当て状態、４００ 通信端末

Claims (10)

1. カバーエリアが互いに隣接する第１のビーム、第２のビーム及び第３のビームを含む複数のビームを放射するマルチビームアンテナを制御するアンテナ制御装置であって、
   前記複数のビームに対する無線周波数帯の割り当て状態を、前記第１のビームに第１の無線周波数帯が割り当てられ、前記第２のビームに第２の無線周波数帯が割り当てられ、前記第３のビームに第３の無線周波数帯が割り当てられた第１の状態から、前記第１のビームに前記第１の無線周波数帯及び前記第３の無線周波数帯が割り当てられ、前記第２のビームに前記第２の無線周波数帯が割り当てられ、前記第３のビームに前記第２の無線周波数帯が割り当てられた第２の状態に切り替え、
   前記第２の状態において、前記第２の無線周波数帯が割り当てられた前記第２のビーム及び前記第２の無線周波数帯が割り当てられた前記第３のビームに同一の通信信号を伝送させる、アンテナ制御装置。
2. カバーエリアが互いに隣接する第１のビーム、第２のビーム及び第３のビームを含む複数のビームを放射するマルチビームアンテナを制御するアンテナ制御装置であって、
   前記複数のビームに対する無線周波数帯の割り当て状態を、前記第１のビームに第１の無線周波数帯が割り当てられ、前記第２のビームに第２の無線周波数帯が割り当てられ、前記第３のビームに第３の無線周波数帯が割り当てられた第１の状態から、前記第１のビームに前記第１の無線周波数帯及び前記第３の無線周波数帯が割り当てられ、前記第２のビームに前記第２の無線周波数帯が割り当てられ、前記第３のビームに前記第２の無線周波数帯が割り当てられた第２の状態に切り替え、
   前記第３のビームに前記第３の無線周波数帯が割り当てられている前記第１の状態において、前記第３のビームによってカバーされる、前記第３の無線周波数帯を用いるカバーエリアに前記第３の無線周波数帯を利用する通信端末が在圏している場合に、前記第３のビームに前記第２の無線周波数帯を追加で割り当て、前記通信端末が前記第３の無線周波数帯から前記第２の無線周波数帯へ周波数ハンドオーバした後に、前記第３のビームへの前記第３の無線周波数帯の割り当てを解除して、前記第２の状態に切り替える、請求項１に記載のアンテナ制御装置。
3. カバーエリアが互いに隣接する第１のビーム、第２のビーム及び第３のビームを含む複数のビームを放射するマルチビームアンテナを制御するアンテナ制御装置であって、
   前記複数のビームに対する無線周波数帯の割り当て状態を、前記第１のビームに第１の無線周波数帯が割り当てられ、前記第２のビームに第２の無線周波数帯が割り当てられ、前記第３のビームに第３の無線周波数帯が割り当てられた第１の状態から、前記第１のビームに前記第１の無線周波数帯及び前記第３の無線周波数帯が割り当てられ、前記第２のビームに前記第２の無線周波数帯が割り当てられ、前記第３のビームに前記第２の無線周波数帯が割り当てられた第２の状態に切り替え、
   前記第２の状態における前記第２のビーム及び前記第３のビームの少なくともいずれかの送信電力を、前記第１の状態における送信電力よりも低くさせる、アンテナ制御装置。
4. カバーエリアが互いに隣接する第１のビーム、第２のビーム及び第３のビームを含む複数のビームを放射するマルチビームアンテナを制御するアンテナ制御装置であって、
   前記複数のビームに対する無線周波数帯の割り当て状態を、前記第１のビームに第１の無線周波数帯が割り当てられ、前記第２のビームに第２の無線周波数帯が割り当てられ、前記第３のビームに第３の無線周波数帯が割り当てられた第１の状態から、前記第１のビームに前記第１の無線周波数帯及び前記第２の無線周波数帯が割り当てられ、前記第２のビームに前記第２の無線周波数帯が割り当てられ、前記第３のビームに前記第３の無線周波数帯が割り当てられた第２の状態に切り替え、
   前記第２の状態において、前記第２の無線周波数帯が割り当てられた前記第１のビーム及び前記第２の無線周波数帯が割り当てられた前記第２のビームに同一の通信信号を伝送させる、アンテナ制御装置。
5. ビーム間協調送受信を用いて前記同一の通信信号を伝送させる、請求項１又は４に記載のアンテナ制御装置。
6. カバーエリアが互いに隣接する第１のビーム、第２のビーム及び第３のビームを含む複数のビームを放射するマルチビームアンテナを制御するアンテナ制御装置であって、
   前記複数のビームに対する無線周波数帯の割り当て状態を、前記第１のビームに第１の無線周波数帯が割り当てられ、前記第２のビームに第２の無線周波数帯が割り当てられ、前記第３のビームに第３の無線周波数帯が割り当てられた第１の状態から、前記第１のビームに前記第１の無線周波数帯及び前記第２の無線周波数帯が割り当てられ、前記第２のビームに前記第２の無線周波数帯が割り当てられ、前記第３のビームに前記第３の無線周波数帯が割り当てられた第２の状態に切り替え、
   前記第２の状態における前記第２のビーム及び前記第３のビームの少なくともいずれかの送信電力を、前記第１の状態における送信電力よりも低くさせる、アンテナ制御装置。
7. 前記アンテナ制御装置は前記マルチビームアンテナを有する衛星局であり、
   前記アンテナ制御装置は、地上に配置された基地局から受信した前記第１の無線周波数帯の信号、前記第２の無線周波数帯の信号及び前記第３の無線周波数帯の信号のうち、前記第２の無線周波数帯の信号を複製することにより、前記複数のビームに対する無線周波数帯の割り当て状態を前記第１の状態から前記第２の状態に切り替える、請求項１から６のいずれか一項に記載のアンテナ制御装置。
8. カバーエリアが互いに隣接する第１のビーム、第２のビーム及び第３のビームを含む複数のビームを放射するマルチビームアンテナを制御するアンテナ制御装置であって、
   前記複数のビームに対する無線周波数帯の割り当て状態を、前記第１のビームに第１の無線周波数帯が割り当てられ、前記第２のビームに第２の無線周波数帯が割り当てられ、前記第３のビームに第３の無線周波数帯が割り当てられた第１の状態から、前記第１のビームに前記第１の無線周波数帯及び前記第３の無線周波数帯が割り当てられ、前記第２のビームに前記第２の無線周波数帯が割り当てられ、前記第３のビームに前記第２の無線周波数帯が割り当てられた第２の状態に切り替え、
   前記マルチビームアンテナは衛星局に設置され、
   前記アンテナ制御装置は地上に配置された基地局であり、
   前記アンテナ制御装置は、前記衛星局によって前記第１の無線周波数帯の信号とされる信号、前記第２の無線周波数帯の信号とされる信号及び前記第３の無線周波数帯の信号とされる信号を前記衛星局に送信し、
   前記アンテナ制御装置は、前記衛星局によって前記第１の無線周波数帯の信号とされる信号、前記第２の無線周波数帯の信号とされる信号及び前記第３の無線周波数帯の信号とされる信号のうち、前記第２の無線周波数帯の信号とされる信号を複製して前記衛星局に送信することにより、前記衛星局に、前記複数のビームに対する無線周波数帯の割り当て状態を前記第１の状態から前記第２の状態に切り替えさせる、アンテナ制御装置。
9. カバーエリアが互いに隣接する第１のビーム、第２のビーム及び第３のビームを含む複数のビームを放射するマルチビームアンテナを制御するアンテナ制御装置であって、
   前記複数のビームに対する無線周波数帯の割り当て状態を、前記第１のビームに第１の無線周波数帯が割り当てられ、前記第２のビームに第２の無線周波数帯が割り当てられ、前記第３のビームに第３の無線周波数帯が割り当てられた第１の状態から、前記第１のビームに前記第１の無線周波数帯及び前記第２の無線周波数帯が割り当てられ、前記第２のビームに前記第２の無線周波数帯が割り当てられ、前記第３のビームに前記第３の無線周波数帯が割り当てられた第２の状態に切り替え、
   前記マルチビームアンテナは衛星局に設置され、
   前記アンテナ制御装置は地上に配置された基地局であり、
   前記アンテナ制御装置は、前記衛星局によって前記第１の無線周波数帯の信号とされる信号、前記第２の無線周波数帯の信号とされる信号及び前記第３の無線周波数帯の信号とされる信号を前記衛星局に送信し、
   前記アンテナ制御装置は、前記衛星局によって前記第１の無線周波数帯の信号とされる信号、前記第２の無線周波数帯の信号とされる信号及び前記第３の無線周波数帯の信号とされる信号のうち、前記第２の無線周波数帯の信号とされる信号を複製して前記衛星局に送信することにより、前記衛星局に、前記複数のビームに対する無線周波数帯の割り当て状態を前記第１の状態から前記第２の状態に切り替えさせる、アンテナ制御装置。
10. コンピュータを、請求項１から９のいずれか一項に記載のアンテナ制御装置として機能させるためのプログラム。