JP6351535B2 - 管理装置、コアネットワーク装置、地上基地局、無線通信システムおよび無線リソース割当方法 - Google Patents

Description

本発明は、地上無線通信システムおよび衛星通信システムで周波数帯を共用する無線通信システムにおける管理装置、コアネットワーク装置、地上基地局、無線通信システムおよび無線リソース割当方法に関する。

近年、地震や津波などの大規模災害が発生した際に安否確認や情報伝達などを確実に行うための通信手段の関心が高まっており、その１つの手段として衛星通信システムが注目されている。また、海上または山岳地帯などの地形的要因、または災害などによる通信インフラの倒壊および停電などの要因により、地上無線通信システム、例えば、携帯電話システムを利用できないエリアを衛星通信システムでカバーすることで、災害時に確実に通信手段を確保可能な地上無線通信システムと衛星通信システムを統合したシステムが検討されている。

このようなシステムでは、地上無線通信システムと衛星通信システムで同一周波数帯を共用し、周波数利用効率を向上させる技術が利用されている。しかしながら、地上無線通信システムと衛星通信システムとの間では干渉の影響が大きいという課題がある。また、災害時に地上無線通信システムを利用できないサービスエリアでは衛星通信システムに通信が集中し、輻輳が発生するという課題があった。

このような課題の解決方法として、下記特許文献１では、地上無線通信システムにおいて移動機と無線通信を行う地上基地局、および衛星通信システムにおいて移動機と衛星を介した無線通信を行う衛星基地局へ、干渉を回避して無線リソースを割り当てる技術が開示されている。基地局制御装置は、地上基地局と衛星基地局が周波数同期した状態では、同一周波数帯を分割した複数の分割周波数帯を各々が使用する周波数帯が互いに重ならないように地上基地局および衛星基地局へ割り当て、地上基地局と衛星基地局が周波数同期および時間同期した状態では、同一周波数帯を分割した複数の分割周波数帯での時間スロットを各々が使用する周波数帯および時間帯が互いに重ならないように地上基地局および衛星基地局へ割り当てる。基地局制御装置は、地上基地局の通信トラヒックと衛星基地局の通信トラヒックの比率に応じて周波数リソースおよび時間リソースなどの無線リソースの割当率を制御する。

特許第５４７８６８８号公報

しかしながら、上記従来の技術によれば、基地局制御装置は、地上基地局と衛星基地局の通信トラヒックの比率に応じて無線リソースの割り当てを変更している。この制御では、災害発生後に衛星基地局の通信トラヒックが急増してから無線リソースの割り当てを変更するため、衛星通信システムでの輻輳を抑制できない、という問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、地上無線通信システムと衛星通信システムが周波数帯を共用する無線通信システムにおいて、輻輳を抑制しつつ無線リソースの割り当てを制御できる管理装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の管理装置は、有線回線による通信回線および衛星通信システムを構成する衛星経由の衛星回線による通信回線で地上無線通信システムを構成する地上基地局と接続して複数の地上基地局との間の通信経路を監視するコアネットワーク装置から取得した、地上基地局とコアネットワーク装置との間の通信経路で使用されている通信回線の情報を記憶する記憶部を備える。また、管理装置は、記憶部に記憶されている、地上基地局とコアネットワーク装置との間の通信経路で使用されている通信回線の情報に基づいて、無線通信で使用する周波数帯域を共用する地上無線通信システムおよび衛星通信システムへの無線リソースの割り当てを制御する周波数割当制御部を備える。

本発明によれば、地上無線通信システムと衛星通信システムが周波数帯を共用する無線通信システムにおいて、輻輳を抑制しつつ無線リソースの割り当てを制御できる、という効果を奏する。

実施の形態１にかかる地上無線通信システムおよび衛星通信システムから構成される周波数共用無線通信システムの構成例を示す図 実施の形態１にかかる地上基地局および衛星用端末の構成例を示すブロック図 実施の形態１にかかるコアネットワーク装置および管理装置の構成例を示すブロック図 実施の形態１にかかる地上基地局およびコアネットワーク装置においてパス監視を開始および終了する手順の一例を示すシーケンス図 実施の形態１にかかるコアネットワーク装置のパス管理テーブルの構成例を示す図 実施の形態１にかかる管理装置の割当判定テーブルの構成例を示す図 実施の形態１にかかる地上基地局および衛星基地局の装置起動後の地上無線通信システムおよび衛星通信システムへの無線リソース割り当ての一例を示す図 実施の形態１にかかる地上基地局がパス断の検出によりパスの切り替えを開始する手順の一例を示すシーケンス図 実施の形態１にかかる地上基地局と衛星基地局の災害発生後の地上無線通信システムおよび衛星通信システムへの無線リソース再割当の一例を示す図 実施の形態１にかかる管理装置において主回線からバックアップ回線へのパス切り替え時の無線リソース再割当判定処理の一例を示すフローチャート 実施の形態１にかかる地上基地局におけるサービス停止処理の一例を示すフローチャート 実施の形態１にかかるコアネットワーク装置が主回線の通信回線復旧の検出によりパスの切り替えを開始する手順の一例を示すシーケンス図 実施の形態１にかかる管理装置においてバックアップ回線から主回線へのパス切り替え時の無線リソース再割当判定処理の一例を示すフローチャート 実施の形態１にかかる地上基地局、衛星用端末、コアネットワーク装置および管理装置において一部の構成を実現する制御回路を示す図 実施の形態２にかかる地上基地局および衛星用端末の構成例を示すブロック図 実施の形態２にかかる地上基地局とコアネットワーク装置においてパス監視を開始する手順の一例を示すシーケンス図 実施の形態２にかかるコアネットワーク装置のパス管理テーブルの構成例を示す図 衛星用端末における送信周期判定処理の手順の一例を示すフローチャート 実施の形態２にかかるコアネットワーク装置において主回線のパス断検出および無線リソース再割当処理の手順の一例を示すシーケンス図 実施の形態２にかかるコアネットワーク装置において主回線のパス断検出の処理の一例を示すフローチャート 実施の形態３にかかるコアネットワーク装置および管理装置の構成例を示すブロック図 実施の形態３にかかるコアネットワーク装置の割当判定テーブルの一例を示す図 実施の形態３にかかるコアネットワーク装置から管理装置に送信されるパス監視情報通知の一例を示す図 実施の形態３にかかるコアネットワーク装置における無線リソース再割当判定の処理の一例を示すフローチャート 実施の形態４にかかる無線リソース再割当の一例を示す図

以下に、本発明の実施の形態にかかる管理装置、コアネットワーク装置、地上基地局、無線通信システムおよび無線リソース割当方法を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。以下の説明において、地上無線通信システムとして３ＧＰＰ（３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ）などで規定される携帯電話システムを前提に説明するが、本発明はこれに限定されない。

実施の形態１．
本実施の形態では、コアネットワーク装置が、地上基地局とコアネットワーク装置との間のパス状態を監視し、管理装置が、パスの切り替えの割合で無線リソース割当を決定することで、輻輳を抑制して地上無線通信システムと衛星通信システム間で適切に無線リソースを再割当できる方法について説明する。
図１は、本発明の実施の形態１にかかる地上無線通信システムおよび衛星通信システムから構成される周波数共用無線通信システム５０の構成例を示す図である。無線通信システムである周波数共用無線通信システム５０において、地上基地局１０ａ，１０ｂ，１０ｃから送信される地上無線信号１２ａ，１２ｂ，１２ｃによって、携帯電話システムである地上無線通信システムのサービスエリア１１ａ，１１ｂ，１１ｃが構築されている。地上無線通信システムを構成する地上基地局１０ａ，１０ｂ，１０ｃでは、地上基地局１０ａと移動機３０ａとは地上無線信号１２ａで接続されている。地上基地局１０ｃと移動機３０ｃとは地上無線信号１２ｃで接続されている。地上基地局１０ｂはサービスエリア１１ｂ内に移動してきた移動機と地上無線信号１２ｂで接続する。周波数共用無線通信システム５０では、地上無線通信システムの地上無線信号１２と衛星通信システムのサービスリンクの衛星無線信号２２ｂは、同一周波数帯を共用している。

以降の説明において、地上基地局１０ａ，１０ｂ，１０ｃを区別しないときは地上基地局１０と称することがある。同様に、サービスエリア１１ａ，１１ｂ，１１ｃを区別しないときはサービスエリア１１と称することがあり、地上無線信号１２ａ，１２ｂ、１２ｃを区別しないときは地上無線信号１２と称することがあり、移動機３０ａ，３０ｃを区別しないときは移動機３０と称することがある。

移動機３０は、ここでは、地上無線通信システムおよび衛星通信システムの両方と通信可能な無線端末とするが、どちらか一方の通信システムでのみ通信可能な無線端末でも、周波数共用無線通信システム５０を利用することが可能である。

コアネットワーク装置１３は、地上基地局１０と移動機３０の呼制御および認証を行う装置であり、さらに、地上基地局１０と管理装置１５との間の通信を中継する装置である。地上基地局１０とコアネットワーク装置１３との間は、有線接続された有線回線１４により接続される。ここで、有線回線１４は、障害発生時以外に使用される通信回線であり、主回線とも呼ぶ。コアネットワーク装置１３は、地上基地局１０と有線回線１４による通信回線で接続し、また、地上基地局１０と衛星通信システムを構成する衛星２０経由の衛星回線による通信回線で接続し、複数の地上基地局１０とコアネットワーク装置１３との間のパスである通信経路を監視する。

管理装置１５は、地上無線通信システムと衛星通信システムの各装置の管理および共用する周波数割り当ての制御を行う装置である。管理装置１５は、地上基地局１０とコアネットワーク装置１３との間のパスである通信経路で使用されている通信回線の情報に基づいて、無線通信で使用する周波数帯域を共用する地上無線通信システムおよび衛星通信システムへの無線リソースの割り当てを制御する。通信回線の情報とは、地上基地局１０とコアネットワーク装置１３との間で、有線回線１４が使用されているのかまたは衛星回線が使用されているのかを示す情報である。なお、管理装置１５は、周波数共用無線通信システム５０内で１つの装置でよいが、これに限定されるものではなく、各々の通信システムで異なる装置として構成されてもよい。管理装置１５は、複数の地上基地局１０とコアネットワーク装置１３との間のパスである通信経路で使用されている通信回線の情報に基づいて、無線通信で使用する周波数帯域を共用する地上無線通信システムおよび衛星通信システムへの無線リソースの割り当てを制御する。

衛星通信システムでは、衛星２０から送信される衛星ビームによって衛星通信システムのサービスエリア２１が構築される。衛星基地局２３は、衛星２０とフィーダリンクの回線による衛星無線信号２２ａを介して接続される。また、地上基地局１０とコアネットワーク装置１３との間の有線回線１４のバックアップ回線で衛星回線を利用するため、地上基地局１０ａ，１０ｂ，１０ｃは、衛星用端末３１ａ，３１ｂ，３１ｃと接続する。衛星用端末３１ａ〜３１ｃは、衛星２０とサービスリンクの回線による衛星無線信号２２ｂで接続される。

以降の説明において、衛星用端末３１ａ，３１ｂ，３１ｃを区別しないときは衛星用端末３１と称することがある。

なお、地上基地局１０、コアネットワーク装置１３、有線回線１４、管理装置１５および衛星基地局２３間の接続は、例えば、ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）ネットワーク、ＡＴＭ（Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｍｏｄｅ）ネットワークなどの接続方法により構築されるが、これらに限定されるものでない。実施の形態１では、ＩＰネットワークによる接続を前提として説明する。

図２は、実施の形態１にかかる地上基地局１０および衛星用端末３１の構成例を示すブロック図である。

地上基地局１０において、有線インターフェース（以下、ＩＦ（Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）とする）部１００は、有線回線１４によりコアネットワーク装置１３および管理装置１５と接続する第１の有線インターフェースである。有線ＩＦ部１０１は、衛星用端末３１と有線により接続する第２の有線インターフェースである。監視機能部１０２は、有線ＩＦ部１００，１０１の接続状態を監視し、コアネットワーク装置１３との間の通信経路の切り替えを行う。アンテナ（以下、ＡＮＴ（Ａｎｔｅｎｎａ）とする）部１０７は、移動機３０と地上無線信号１２の電波を送受信する。無線ＩＦ部１０３は、地上無線信号１２の送受信処理を行う。通信制御部１０４は、移動機３０と無線接続のための制御を行う。電源部１０５は、地上基地局１０内の各構成に電源を供給する。記憶部１０６は、地上基地局１０の運用に必要な内部情報を記憶する。

衛星用端末３１において、有線ＩＦ部２００は、地上基地局１０と有線により接続する。バッテリー部２０１は、衛星用端末３１の各構成に電力供給を行う。ＡＮＴ部２０５は、衛星２０とサービスリンク上の衛星無線信号２２ｂを送受信する。無線ＩＦ部２０２は、衛星無線信号２２ｂの送受信処理を行う。通信制御部２０３は、衛星通信における無線接続のための制御を行う。記憶部２０４は、衛星用端末３１の動作に必要な内部情報を記憶する。なお、バッテリー部２０１は災害時などの非常用電源として用いられるようにして、通常時は地上基地局１０の電源部１０５または外部の電源装置から電力供給を受けるようにしてもよい。

実施の形態１では、地上基地局１０とコアネットワーク装置１３との間の有線回線１４のバックアップ回線を、地上基地局１０の外部に設置された衛星用端末３１を介した衛星回線とする。なお、衛星用端末３１を地上基地局１０の外部に設置する構成は一例であり、衛星用端末３１が保有する衛星通信機能を地上基地局１０に内蔵してもよい。

図３は、実施の形態１にかかるコアネットワーク装置１３および管理装置１５の構成例を示すブロック図である。

コアネットワーク装置１３において、有線ＩＦ部３００は、複数の地上基地局１０、衛星基地局２３および管理装置１５と接続する。監視機能部３０１は、地上基地局１０および衛星基地局２３とコアネットワーク装置１３との間のパスの監視を行い、パス確立状態を管理装置１５に通知する。呼制御部３０２は、移動機３０と、地上基地局１０または衛星基地局２３を介して呼制御および認証の処理を行う。電源部３０３は、コアネットワーク装置１３の各構成に電源を供給する。記憶部３０４は、コアネットワーク装置１３の運用に必要な内部情報を記憶する。なお、有線ＩＦ部３００は、例えば、インターフェースボードなどのインターフェース機能を有するデバイスであるインターフェースカード１枚で構成されてもよいし、複数枚のインターフェースカードで構成されてもよい。また、本実施の形態においてコアネットワーク装置１３は、パス監視を行う監視機能部３０１を内蔵しているが、ルータなどの外部装置として実現することも可能である。また、コアネットワーク装置１３が仮想装置として構成される場合は、複数の仮想装置を集積する形態で構成してもよい。

地上基地局１０とコアネットワーク装置１３とが有線回線１４および衛星通信システムを構成する衛星２０経由の衛星回線で接続されている。監視機能部３０１は、複数の地上基地局１０とコアネットワーク装置１３との間のパスである通信経路を監視する。

また、記憶部３０４は、監視機能部３０１が監視した結果である複数の地上基地局１０との間の通信経路で使用されている通信回線の情報を記憶する。監視機能部３０１は、記憶部３０４に記憶されている複数の地上基地局１０との間の通信経路で使用されている通信回線の情報を管理装置１５へ通知する。

周波数共用無線通信システム５０において、伝送路網の物理的な構成が通信回線であり、伝送路網の論理的な通信経路がパスである。地上基地局１０およびコアネットワーク装置１３は、主回線である有線回線１４またはバックアップ回線である衛星回線のいずれかの通信回線で確立したパスを用いて通信を行う。

管理装置１５において、有線ＩＦ部４００は、コアネットワーク装置１３と接続する。無線リソース割当制御部４０１は、地上無線通信システムおよび衛星通信システムへの無線リソースの割り当てを制御する。電源部４０２は、管理装置１５の各構成に電源を供給する。記憶部４０３は、管理装置１５の運用に必要な内部情報を記憶する。

具体的に、記憶部４０３は、コアネットワーク装置１３から取得された、地上基地局１０とコアネットワーク装置１３との間の通信経路であるパスで使用されている通信回線の情報を記憶する。

また、無線リソースの割り当てを制御する無線リソース割当制御部４０１は、記憶部４０３に記憶されている、地上基地局１０とコアネットワーク装置１３との間のパスである通信経路で使用されている通信回線の情報に基づいて、無線通信で使用する周波数帯域を共用する地上無線通信システムおよび衛星通信システムへの無線リソースの割り当てを制御する周波数割当制御部である。

つづいて、地上基地局１０の監視機能部１０２が、有線ＩＦ部１００および有線回線１４を介して、コアネットワーク装置１３の監視機能部３０１と、地上基地局１０とコアネットワーク装置１３との間のパスが確立しているか否かを判定するためのパス監視を開始および終了する手順について説明する。図４は、実施の形態１にかかる地上基地局１０およびコアネットワーク装置１３においてパス監視を開始および終了する手順の一例を示すシーケンス図である。

地上基地局１０、衛星基地局２３および管理装置１５において装置起動後、地上基地局１０の通信制御部１０４および衛星基地局２３は、装置運用に必要となる周波数帯域などの運用情報を取得するための運用情報取得の通知を管理装置１５へ送信する（ステップＳＴ１００）。

地上基地局１０および衛星基地局２３から運用情報取得の通知を受けた管理装置１５は、無線リソース割当制御部４０１が記憶部４０３に格納されている地上基地局１０の運用情報と衛星基地局２３の運用情報の配信を行う（ステップＳＴ１０１）。

地上基地局１０では、運用情報の取得に成功すると、通信制御部１０４および監視機能部１０２が、運用情報に含まれている利用する周波数情報、送信電力情報、パス監視を行う上位装置であるコアネットワーク装置１３との接続情報を用いて携帯電話サービスを開始する。コアネットワーク装置１３との接続情報とは、例えば、コアネットワーク装置１３のＩＰアドレスなどの情報である。また、衛星基地局２３は、運用情報の取得に成功すると、地上基地局１０の運用情報に加えて、さらに運用情報に含まれる衛星基地局２３についての運用情報である、衛星ビーム配置、ビーム毎の周波数割り当て、電力割り当てなどの衛星通信サービスに特有の情報を用いて衛星通信サービスを開始する。

地上基地局１０の監視機能部１０２は、取得した運用情報を用いてサービス開始可能な状態となると、地上基地局１０とコアネットワーク装置１３との間の通信経路であるパスを監視するためにパス確立を開始する（ステップＳＴ１０２）。パス監視の手段として代表的なものに、トランスポート層のプロトコルであるＳＣＴＰ（Ｓｔｒｅａｍ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）などがあるが、これに限定されるものではない。以降の説明において使用されるパス確立要求、パス確立応答、パス監視要求およびパス監視応答の各メッセージはＳＣＴＰに基づくものとする。また、パス確立要求、パス確立応答、パス監視要求およびパス監視応答をまとめて監視信号と称することがある。

地上基地局１０の監視機能部１０２は、コアネットワーク装置１３との主回線である有線回線１４と接続する有線ＩＦ部１００の地上系のパス情報１、バックアップ回線である衛星用端末３１と接続する有線ＩＦ部１０１の衛星系のパス情報２を含むパス確立要求を生成し、コアネットワーク装置１３の監視機能部３０１へ送信する（ステップＳＴ１０３）。実施の形態１におけるパス情報１，２は各有線ＩＦ部のＩＰアドレスを前提に説明するが、これに限定されるものではない。また、コアネットワーク装置１３の監視機能部３０１では、地上基地局１０との間の地上系の通信回線と衛星系の通信回線とにおいてどちらが主回線でどちらがバックアップ回線かの判断について、パス確立要求を受信した通信回線にかかるパス情報を主回線と判断する方法、また、パスを確立した順序により主回線を判断する方法などがあるが、これらに限定されるものではない。

パス確立要求を受信したコアネットワーク装置１３の監視機能部３０１は、地上基地局１０の監視機能部１０２へパス確立要求の応答であるパス確立応答を生成して送信し（ステップＳＴ１０４）、パス確立が完了すると（ステップＳＴ１０５）、記憶部３０４に格納されているパス管理テーブルのパス監視情報に受信したパス情報を登録する（ステップＳＴ１０６）。

図５は、実施の形態１にかかるコアネットワーク装置１３のパス管理テーブルの構成例を示す図である。パス管理テーブルは、複数の地上基地局１０の地上基地局識別子に関連付けて、パス状態と、パス種別と、パス情報と、を含むパス監視情報を記憶する。地上基地局識別子は、複数の地上基地局１０について、コアネットワーク装置１３とパス確立した各地上基地局１０を一意に識別できる識別子である。パス状態は、各地上基地局１０との間でパス確立しているか否かを示す情報である。パス種別は、パス確立している場合に主回線かバックアップ回線かを示す情報である。パス情報は、主回線およびバックアップ回線の識別子および確立可能なパス数を示す情報である。例えば、地上基地局識別子１の地上基地局１０では、有線ＩＦ部のＩＰアドレスが「１０．１．１．１」のパス情報１の主回線および有線ＩＦ部のＩＰアドレスが「１０．２．１．１」のパス情報２のバックアップ回線の２種類のパスの確立が可能であり、現在はパス情報１の主回線でパスが確立していることを示す。

地上基地局１０の監視機能部１０２は、コアネットワーク装置１３の監視機能部３０１からパス確立応答を受信し（ステップＳＴ１０４）、パス確立が完了すると（ステップＳＴ１０５）、パスの状態を監視するパス監視を開始する（ステップＳＴ１０７）。

現在はパス情報１の主回線でパスが確立していることから、地上基地局１０の監視機能部１０２は、周期的にパスを監視するための監視信号であるパス監視要求を生成し、有線ＩＦ部１００より有線回線１４経由で、コアネットワーク装置１３の監視機能部３０１へ周期的に送信する（ステップＳＴ１０８）。前述のようにＳＣＴＰによる監視の場合、監視機能部１０２は、宛先をコアネットワーク装置１３、送信元を自装置とし、種別がパス監視のためのＨＥＡＲＴＢＥＡＴを示す情報を含むパケットであるパス監視要求を生成して送信する。

コアネットワーク装置１３の監視機能部３０１は、パス監視要求を受信すると、パス監視要求への応答であるパス監視応答を生成し、有線回線１４経由で地上基地局１０の監視機能部１０２へ送信する（ステップＳＴ１０９）。前述のようにＳＣＴＰによる監視の場合、監視機能部３０１は、宛先を地上基地局１０、送信元を自装置とし、種別がＨＥＡＲＴＢＥＡＴに対するパスが正常であることの応答であるＨＥＡＲＴＢＥＡＴ ＡＣＫを示す情報を含むパケットであるパス監視応答を生成して送信する。

これにより、地上基地局１０の監視機能部１０２およびコアネットワーク装置１３の監視機能部３０１では、パス監視要求およびパス監視応答が送受信されたことにより、地上基地局１０とコアネットワーク装置１３との間でパスが確立していることを確認できる（ステップＳＴ１１０）。地上基地局１０の監視機能部１０２は、周期的にパス監視要求を送信することで、パス確立状態を監視する。

コアネットワーク装置１３の監視機能部３０１は、パス監視が開始されたため、記憶部３０４のパス管理テーブルのパス監視情報を更新し（ステップＳＴ１１１）、パス監視情報を含むパス監視情報通知を生成し、管理装置１５の無線リソース割当制御部４０１へ送信する（ステップＳＴ１１２）。

管理装置１５の無線リソース割当制御部４０１は、コアネットワーク装置１３からパス監視情報通知を受信すると、パス監視情報通知に含まれるパス監視情報に基づいて、記憶部４０３に格納されている割当判定テーブルの割当判定情報を更新する。具体的に、管理装置１５の無線リソース割当制御部４０１では、パス監視情報通知に含まれるパス監視情報に基づいて、割当判定情報として、後述するパス情報１およびパス情報２を含むパス数の情報を更新する。

図６は、実施の形態１にかかる管理装置１５の割当判定テーブルの構成例を示す図である。割当判定テーブルには、複数の地上基地局１０がバックアップ回線として接続する衛星回線のビーム番号と関連付けて、複数の地上基地局１０とコアネットワーク装置１３との間で確立している主回線およびバックアップ回線におけるパス数が含まれている。また、割当判定テーブルには、無線リソース再割当を判定する際に使用する閾値である判定閾値と、無線リソース再割当判定後の手順を開始する再割当方法と、無線リソース再割当時にアクセス規制を設定するか否かおよびアクセス規制を設定する場合のアクセス種別の情報を含むアクセス規制情報が含まれている。アクセス規制を設定する場合のアクセス種別は、例えば、「１．全サービスのアクセス規制率を８０％に設定」、「２．パケット通信サービスのアクセス規制率を１００％に設定」などの項目を設定する。

ここでは、管理装置１５において、地上基地局１０の識別子と地上基地局１０に接続される衛星用端末３１とが在圏する衛星ビームの衛星ビーム番号の対応が事前に設定されることを前提としているが、これに限定されるものではなく、衛星用端末３１が取得した衛星ビーム番号をパス監視要求やバックアップ回線を通じてコアネットワーク装置１３または管理装置１５へ通知してもよく、主回線およびバックアップ回線のＩＰアドレスの生成時または地上基地局１０の識別子の生成時に、衛星ビーム番号に関する情報をＩＰアドレスまたは地上基地局１０の識別子を通知する情報に付与する方法を採用してもよい。

地上基地局１０において運用停止などによりパス切断を開始する場合（ステップＳＴ１１３）、地上基地局１０の監視機能部１０２は、通信経路であるパスの切断を要求するパス切断要求を生成し、有線ＩＦ部１００より有線回線１４経由で、コアネットワーク装置１３の監視機能部３０１に送信する（ステップＳＴ１１４）。前述のようにＳＣＴＰによる監視の場合、監視機能部１０２は、宛先をコアネットワーク装置１３、送信元を自装置とし、種別がパス切断のためのＳＨＵＴＤＯＷＮを示す情報を含むパケットであるパス切断要求を生成して送信する。

コアネットワーク装置１３の監視機能部３０１は、パス切断要求への応答であるパス切断応答を生成し、有線回線１４経由で地上基地局１０の監視機能部１０２へ送信し（ステップＳＴ１１５）、記憶部３０４に格納されているパス管理テーブルのパス監視情報からパス切断にかかる地上基地局１０のパス情報を削除する（ステップＳＴ１１６）。前述のようにＳＣＴＰによる監視の場合、監視機能部３０１は、宛先を地上基地局１０、送信元を自装置とし、種別がＳＨＵＴＤＯＷＮに対する切断承認の応答であるＳＨＵＴＤＯＷＮ ＡＣＫを示す情報を含むパケットであるパス切断応答を生成して送信する。

図７は、実施の形態１にかかる地上基地局１０および衛星基地局２３の装置起動後の地上無線通信システムおよび衛星通信システムへの無線リソース割り当ての一例を示す図である。管理装置１５の無線リソース割当制御部４０１は、周波数共用無線通信システム５０で共用可能な全周波数帯域４０のうち、地上無線通信システムの地上基地局１０に周波数帯域４１ａの無線リソースを割り当て、衛星通信システムの衛星基地局２３の衛星ビーム番号１には周波数帯域４１ｂの無線リソースを割り当てる。特に記載しない場合、地上基地局１０は衛星通信システムの衛星ビーム番号１の衛星無線信号照射エリアに存在していることとする。

つづいて、地上基地局１０の監視機能部１０２が、パス断の検出によりパスの切り替えを開始する手順について説明する。図８は、実施の形態１にかかる地上基地局１０がパス断の検出によりパスの切り替えを開始する手順の一例を示すシーケンス図である。

地上基地局１０の監視機能部１０２は、周期的にパス監視要求を生成し、コアネットワーク装置１３の監視機能部３０１へ送信する（ステップＳＴ２００）。

地上基地局１０の監視機能部１０２は、災害発生時における有線回線１４の切断、装置の倒壊または停電により正常に通信を行うことができない状況が発生すると、パス監視要求を複数回再送してもパス監視要求へのパス監視応答を受信できないため、通信経路であるパスが切断されたとしてパス断を検出する（ステップＳＴ２０１）。地上基地局１０の監視機能部１０２は、例えば、パス監視要求を複数回再送してもパス監視応答を受信できない回数が規定された閾値を超えた場合、パス断を検出するものとする。

パス断を検出した地上基地局１０の監視機能部１０２は、パス情報２にかかるバックアップ回線である衛星回線を利用したパスの確立およびパスの監視を行うためにパスの切り替えを開始する（ステップＳＴ２０２）。地上基地局１０の監視機能部１０２は、パス監視要求を生成し、これまで有線ＩＦ部１００へ送信していたパス監視要求を、有線ＩＦ部１０１から衛星用端末３１へ送信する（ステップＳＴ２０３）。

衛星用端末３１では、有線ＩＦ部２００が地上基地局１０の有線ＩＦ部１０１から送信されたパス監視要求を受信すると、通信制御部２０３が、無線ＩＦ部２０２を介して衛星回線にパス監視要求を送信するため、衛星基地局２３とコアネットワーク装置１３との衛星回線の確立を行う（ステップＳＴ２０４）。

衛星用端末３１の通信制御部２０３は、衛星回線確立後、地上基地局１０から受信したパス監視要求を、無線ＩＦ部２０２から衛星２０および衛星基地局２３を介して衛星回線からコアネットワーク装置１３へ送信する（ステップＳＴ２０５）。

コアネットワーク装置１３の監視機能部３０１は、有線ＩＦ部３００で受信したパス監視要求がバックアップ回線の衛星回線経由であったことからパスの切り替えの発生を検出する（ステップＳＴ２０６）。コアネットワーク装置１３の監視機能部３０１は、パス監視応答を生成し、パス監視要求を受信した経路であるバックアップ回線へパス監視応答を送信する（ステップＳＴ２０７）。これにより、地上基地局１０とコアネットワーク装置１３との間で、バックアップ回線の衛星回線によるパス確立が完了する（ステップＳＴ２０８）。

地上基地局１０の監視機能部１０２は、コアネットワーク装置１３の監視機能部３０１からバックアップ回線の衛星回線を介してパス監視応答を受信し（ステップＳＴ２０７）、パス確立が完了すると（ステップＳＴ２０８）、パス切り替え後の通信回線を使用してパス監視を継続する（ステップＳＴ２０９）。地上基地局１０の監視機能部１０２は、パス監視要求を生成し、衛星回線からコアネットワーク装置１３の監視機能部３０１へ送信する（ステップＳＴ２１０）。

コアネットワーク装置１３の監視機能部３０１は、衛星回線からパス監視要求を受信すると、パス監視応答を生成し、パス監視応答を衛星回線から地上基地局１０の監視機能部１０２へ送信する（ステップＳＴ２１１）。

これにより、地上基地局１０の監視機能部１０２およびコアネットワーク装置１３の監視機能部３０１では、地上基地局１０とコアネットワーク装置１３の間で衛星回線によるパスが確立していることを確認できる（ステップＳＴ２１２）。

コアネットワーク装置１３の監視機能部３０１は、パス切り替え後のパス監視が開始されたため、記憶部３０４のパス管理テーブルのパス監視情報を更新し（ステップＳＴ２１３）、パス監視情報を含むパス監視情報通知を生成し、管理装置１５の無線リソース割当制御部４０１へ送信する（ステップＳＴ２１４）。すなわち、コアネットワーク装置１３の監視機能部３０１は、複数の地上基地局１０とコアネットワーク装置１３との間のパスである通信経路で使用している更新された通信回線の情報を管理装置１５へ通知する。

管理装置１５の無線リソース割当制御部４０１は、コアネットワーク装置１３からパス監視情報通知を受信すると、パス監視情報通知に含まれるパス監視情報に基づいて、記憶部４０３に格納されている割当判定テーブルの割当判定情報を更新し、無線リソース再割当判定処理を行う（ステップＳＴ２１５）。無線リソース割当制御部４０１は、コアネットワーク装置１３から取得した、地上基地局１０とコアネットワーク装置１３との間の通信経路であるパスで使用されている更新された通信回線の情報に基づいて、地上無線通信システムおよび衛星通信システムへの無線リソースの割り当てを変更するか否かを判定し、無線リソースの割り当てを制御する。無線リソース再割当の処理については後述する。

管理装置１５の無線リソース割当制御部４０１は、無線リソース再割当を行った場合は、無線リソース再割当情報およびアクセス規制の情報を含む運用情報更新を生成し、地上基地局１０および衛星基地局２３へ運用情報更新を指示する（ステップＳＴ２１６）。

図９は、実施の形態１にかかる地上基地局１０と衛星基地局２３の災害発生後の地上無線通信システムおよび衛星通信システムへの無線リソース再割当の一例を示す図である。管理装置１５の無線リソース割当制御部４０１は、共用可能な全周波数帯域４０のうち、地上無線通信システムの地上基地局１０には周波数帯域４１ａ’、すなわち無線リソースを割り当てず、衛星通信システムの衛星基地局２３の衛星ビーム番号１に周波数帯域４１ｂ’を割り当てる。管理装置１５の無線リソース割当制御部４０１は、衛星ビーム番号１に周波数共用無線通信システム５０で利用可能な全周波数帯域４０の無線リソースを集中させることで、衛星回線の無線容量を増加させる。

管理装置１５の無線リソース割当制御部４０１による無線リソース再割当内容は、事前に記憶部４０３に登録された複数の無線リソース割当ケースから選択してもよく、パス情報１のパス数とパス情報２のパス数の比率により無線リソース再割当量を決定してもよい。無線リソース割当ケースとは、有線回線１４が使用できる場合、または有線回線１４が使用できない場合など、想定される通信状態に対して予め設定された、共用可能な全周波数帯域４０のうち、地上無線通信システムの地上基地局１０に割り当てる周波数帯域の比率、および衛星通信システムの衛星基地局２３の各衛星ビーム番号に割り当てる周波数帯域の比率の情報である。また、パス情報１のパス数とパス情報２のパス数の比率により無線リソース再割当量を決定するとは、例えば、無線リソース再割当の際の主回線のパス情報１のパス数が３００、バックアップ回線のパス情報２のパス数が７００の場合、地上無線通信システムの地上基地局１０に共用可能な全周波数帯域４０の３０％、衛星通信システムの衛星基地局２３の衛星ビーム番号１に共用可能な全周波数帯域４０の７０％とする。実施の形態１では、無線リソース再割当について、管理装置１５の記憶部４０３において事前に図９に示す無線リソース割当ケースが登録されていたものとする。

管理装置１５から運用情報更新の指示を受信した地上基地局１０の通信制御部１０４はサービス停止、すなわち停波する（ステップＳＴ２１７）。

管理装置１５から運用情報更新の指示を受信した衛星基地局２３は、無線リソース割当情報を更新する（ステップＳＴ２１８）。そして、衛星基地局２３は、衛星ビーム番号１に割り当てられた周波数帯域４１ｂ’を利用してサービスエリアを再構築する。

図１０は、実施の形態１にかかる管理装置１５において主回線からバックアップ回線へのパス切り替え時の無線リソース再割当判定処理の一例を示すフローチャートである。

管理装置１５の無線リソース割当制御部４０１は、コアネットワーク装置１３の監視機能部３０１から受信したパス監視情報通知より、パスの切り替えが発生した衛星ビーム番号の情報を取得する（ステップＳ１００）。

管理装置１５の無線リソース割当制御部４０１は、パスの切り替えが発生したパス情報により記憶部４０３の割当判定テーブルにおいてパスの切り替えが発生した衛星ビーム番号の割当判定情報のパス情報を更新し、主回線についてのパス情報１のパス数と判定閾値との比較を行う（ステップＳ１０１）。

管理装置１５の無線リソース割当制御部４０１は、パスの切り替えが発生した衛星ビーム番号のパス情報１のパス数が判定閾値未満の場合（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ）、衛星ビーム番号１の配下の地上基地局１０が災害などの要因によりサービス継続不可と判定し、地上無線通信システムと衛星通信システムの無線リソース再割当を開始する（ステップＳ１０２）。管理装置１５の無線リソース割当制御部４０１は、例えば、前述のように無線リソース割当ケースが登録されている場合、主回線が正常に使用できる状態、すなわちパス情報１のパス数が判定閾値以上の状態では、地上無線通信システムで利用する周波数帯域および衛星通信システムで利用する周波数帯域を、パス情報１のパス数が判定閾値以上の状態において使用する無線リソース割当ケースとして登録されていた図７に示す割当で運用することを決定する。管理装置１５の無線リソース割当制御部４０１は、災害発生などによって無線リソース再割当する場合、すなわち、パス情報１のパス数が判定閾値未満になった場合、地上無線通信システムで利用する周波数帯域および衛星通信システムで利用する周波数帯域を、パス情報１のパス数が判定閾値未満になった場合に使用する無線リソース割当ケースとして登録されていた図９に示す割当に変更する。または、管理装置１５の無線リソース割当制御部４０１は、パス情報１のパス数が判定閾値未満になった場合、前述のように、その時点のパス情報１のパス数とパス情報２のパス数の比率により無線リソース再割当量を決定してもよい。なお、管理装置１５の無線リソース割当制御部４０１は、パスの切り替えが発生した衛星ビーム番号のパス情報１のパス数が判定閾値以上の場合（ステップＳ１０１：Ｎｏ）、無線リソース再割当をせずに処理を終了する。

無線リソース再割当を開始する場合、管理装置１５の無線リソース割当制御部４０１は、衛星通信システムにアクセス規制を設定するか判定する（ステップＳ１０３）。管理装置１５の無線リソース割当制御部４０１は、無線リソース再割当時に衛星ビーム番号１のサービスエリアの特徴、例えば、サービスエリアが都市部ではユーザからのアクセス集中が想定されるため、割当判定情報にアクセス規制情報を設定する場合（ステップＳ１０３：Ｙｅｓ）、地上基地局１０および衛星基地局２３に送信する運用情報更新の指示にアクセス規制情報を設定する（ステップＳ１０４）。アクセス規制情報は、全サービスまたは音声やパケット通信などの個々のサービス毎に設定してもよく、アクセス規制の割合を設定可能としてもよい。なお、管理装置１５の無線リソース割当制御部４０１は、衛星通信システムにアクセス規制を設定しない場合（ステップＳ１０３：Ｎｏ）、ステップＳ１０４の処理を省略してステップＳ１０５の処理へ進む。

管理装置１５の無線リソース割当制御部４０１は、無線リソース再割当情報およびアクセス規制の情報を含む運用情報更新を生成すると、衛星ビーム番号１に対する運用情報更新を衛星基地局２３へ指示する（ステップＳ１０５）。同様に、管理装置１５の無線リソース割当制御部４０１は、運用情報更新を衛星ビーム番号１の配下の地上基地局１０へ指示する（ステップＳ１０６）。

図１１は、実施の形態１にかかる地上基地局１０におけるサービス停止処理の一例を示すフローチャートである。地上基地局１０の通信制御部１０４は、管理装置１５から無線リソース割当無しおよびサービス停止の運用情報更新を受信すると、通信中の移動機３０と地上基地局１０のサービスエリア１１に在圏する移動機３０に対してサービス利用不可であることを通知するためにアクセス規制を開始する（ステップＳ２００）。地上基地局１０の通信制御部１０４は、ステップＳ２０１において、通信中の全ての移動機３０が呼解放するまで待機し（ステップＳ２０１：Ｎｏ）、通信中の全ての移動機３０が呼解放すると（ステップＳ２０１：Ｙｅｓ）、電力放射を停波してサービスの運用を停止する（ステップＳ２０２）。

このように、図４および図８のフローチャートの処理の手順に従えば、周波数共用無線通信システム５０では、地上基地局１０とコアネットワーク装置１３との間のパスの切り替え状態を監視することで、災害時に発生する主回線のパスの切り替えを契機にして無線リソース再割当をすることができる。

つぎに、地上無線通信システムが復旧した場合のパスの切り替えの手順について説明する。図１２は、実施の形態１にかかるコアネットワーク装置１３が主回線の通信回線復旧の検出によりパスの切り替えを開始する手順の一例を示すシーケンス図である。

コアネットワーク装置１３の監視機能部３０１は、イーサネット（登録商標）などの規格に基づくパス再確立の処理により地上基地局１０との間の主回線である有線回線１４によるパスが復旧（ステップＳＴ３００）してパス復旧を検出すると（ステップＳＴ３０１）、パス監視要求を生成し、主回線である有線回線１４から、地上基地局１０の監視機能部１０２へパス監視要求を送信する（ステップＳＴ３０２）。

地上基地局１０の監視機能部１０２は、コアネットワーク装置１３から有線ＩＦ部１００を介してパス監視要求を受信することでパスの切り替えを検出し（ステップＳＴ３０３）、バックアップ回線である衛星回線から主回線である有線回線１４へのパスの切り替えを開始する（ステップＳＴ３０４）。

地上基地局１０の監視機能部１０２は、パス監視要求へのパス監視応答を生成し、有線ＩＦ部１００から主回線である有線回線１４を介して、コアネットワーク装置１３の監視機能部３０１へ送信する（ステップＳＴ３０５）。

コアネットワーク装置１３の監視機能部３０１は、有線回線１４から有線ＩＦ部３００を介してパス監視応答を受信することでパスの切り替えを検出する（ステップＳＴ３０６）。以降は、地上基地局１０の監視機能部１０２とコアネットワーク装置１３の監視機能部３０１との間で主回線である有線回線１４によるパス監視を行う。

パスの切り替えにより、これまでパス監視に使用されていたバックアップ回線である衛星回線は、地上基地局１０とコアネットワーク装置１３との間のパス監視要求およびパス監視応答の送受信が停止するため、自動的に切断される（ステップＳＴ３０７）。なお、地上基地局１０またはコアネットワーク装置１３から明示的に衛星回線の切断手順を開始してもよい。

パスの切り替え処理が完了すると、地上基地局１０の監視機能部１０２は、主回線の有線回線１４を用いたパス監視を再開させ（ステップＳＴ３０８）、パス監視要求を生成し、有線ＩＦ部１００からコアネットワーク装置１３の監視機能部３０１へパス監視要求を送信する（ステップＳＴ３０９）。

コアネットワーク装置１３の監視機能部３０１は、地上基地局１０の監視機能部１０２から有線回線１４を介してパス監視要求を受信すると、パス監視応答を生成し、有線回線１４を介して地上基地局１０の監視機能部１０２へ送信する（ステップＳＴ３１０）。

これにより、地上基地局１０の監視機能部１０２およびコアネットワーク装置１３の監視機能部３０１では、地上基地局１０とコアネットワーク装置１３の間で主回線の有線回線１４により正常に通信を行うことができる、すなわち、パスが確立していることを確認できる（ステップＳＴ３１１）。

コアネットワーク装置１３の監視機能部３０１は、正常にパスの切り替え後のパス監視が開始されたため、記憶部３０４のパス管理テーブルのパス監視情報を更新し（ステップＳＴ３１２）、パス監視情報を含むパス監視情報通知を生成し、管理装置１５の無線リソース割当制御部４０１へ送信する（ステップＳＴ３１３）。

管理装置１５の無線リソース割当制御部４０１は、コアネットワーク装置１３からパス監視情報通知を受信すると、パス監視情報通知に含まれるパス監視情報に基づいて、記憶部４０３に格納されている割当判定テーブルの割当判定情報を更新し、無線リソース再割当判定処理を行う（ステップＳＴ３１４）。

管理装置１５の無線リソース割当制御部４０１は、無線リソース再割当を行った場合は、無線リソース再割当情報およびアクセス規制の情報を含む運用情報更新を生成し、地上基地局１０および衛星基地局２３へ運用情報更新を指示する（ステップＳＴ３１５）。

管理装置１５の無線リソース割当制御部４０１は、地上基地局１０とコアネットワーク装置１３との間の有線回線１４が復旧したことを契機に無線リソース再割当を決定した場合、図７に示す無線リソース再割当を行う。すなわち、管理装置１５の無線リソース割当制御部４０１は、図７に示す無線リソース割当を災害などの要因によって図９に示す無線リソース割当に変更した後、無線リソース割当を変更した災害などの要因が解消した場合、変更前の図７に示す無線リソース割当に戻す。

管理装置１５から運用情報更新の指示を受信した地上基地局１０の通信制御部１０４は、無線リソース割当情報を更新し（ステップＳＴ３１６）、周波数帯域４１ａを用いてサービスエリア１１を再構築してサービスを再開する（ステップＳＴ３１７）。

管理装置１５から運用情報更新の指示を受信した衛星基地局２３は、無線リソース割当情報を更新する（ステップＳＴ３１８）。そして、衛星基地局２３は、衛星ビーム番号１に割り当てる周波数帯域を周波数帯域４１ｂ’から周波数帯域４１ｂに変更してサービスエリアを再構築する。

なお、上記の手順では、主回線の復旧はコアネットワーク装置１３の監視機能部３０１が検出しているが、地上基地局１０の監視機能部１０２が、バックアップ回線を使用したパス監視を実行中に、主回線に対してもパス監視要求を定期的に転送することで、主回線の復旧時に有線回線１４から受信したパス監視応答のパス情報から判断してもよい。

図１３は、実施の形態１にかかる管理装置１５においてバックアップ回線から主回線へのパス切り替え時の無線リソース再割当判定処理の一例を示すフローチャートである。

管理装置１５の無線リソース割当制御部４０１は、コアネットワーク装置１３の監視機能部３０１から受信したパス監視情報通知より、パスの切り替えが発生した衛星ビーム番号の情報を取得する（ステップＳ３００）。

管理装置１５の無線リソース割当制御部４０１は、パスの切り替えが発生したパス情報により記憶部４０３の割当判定テーブルの割当判定情報のパス情報を更新し、主回線についてのパス情報１のパス数と判定閾値との比較を行う（ステップＳ３０１）。

管理装置１５の無線リソース割当制御部４０１は、パス情報１のパス数が判定閾値以上の場合（ステップＳ３０１：Ｙｅｓ）、衛星ビーム番号１の配下の地上基地局１０がサービス継続できない状態から復旧したと判定し、地上無線通信システムと衛星通信システムの無線リソース再割当を開始する。無線リソース再割当の内容は、図７に示す無線リソースの内容である。なお、管理装置１５の無線リソース割当制御部４０１は、パス情報１のパス数が判定閾値未満の場合（ステップＳ３０１：Ｎｏ）、無線リソース再割当をせずに処理を終了する。

無線リソース再割当を開始する場合、管理装置１５の無線リソース割当制御部４０１は、衛星通信システムにアクセス規制を設定済みか判定する（ステップＳ３０２）。管理装置１５の無線リソース割当制御部４０１は、衛星通信システムにアクセス規制を設定済みの場合（ステップＳ３０２：Ｙｅｓ）、衛星基地局２３に送信する運用情報更新の指示にアクセス規制解除を設定する（ステップＳ３０３）。実施の形態１では、地上基地局１０のサービスを停止させているため、図１３に示すフローチャートの処理では、衛星通信システムに対してのみアクセス規制設定を判定しているが、地上基地局１０がサービスを継続しており、さらにアクセス規制が適用されている場合は、地上基地局１０への運用情報更新の指示にアクセス規制解除を設定する。なお、管理装置１５の無線リソース割当制御部４０１は、衛星通信システムにアクセス規制が設定されていない場合（ステップＳ３０２：Ｎｏ）、ステップＳ３０３の処理を省略してステップＳ３０４の処理へ進む。

管理装置１５の無線リソース割当制御部４０１は、無線リソース再割当情報およびアクセス規制解除の情報を含む運用情報更新を生成すると、衛星ビーム番号１への運用情報更新を衛星基地局２３へ指示する（ステップＳ３０４）。同様に、管理装置１５の無線リソース割当制御部４０１は、運用情報更新を衛星ビーム番号１の配下の地上基地局１０へ指示する（ステップＳ３０５）。

このように、図１２のフローチャートの処理の手順に従えば、周波数共用無線通信システム５０では、地上基地局１０とコアネットワーク装置１３との間の主回線の接続が復旧した場合においても、パスの切り替え状態を監視することで、主回線のパスの切り替えを契機にして無線リソース再割当をすることができる。

ここで、図２および図３に示す地上基地局１０、衛星用端末３１、コアネットワーク装置１３および管理装置１５のブロック図の各構成を実現するハードウェア構成について説明する。地上基地局１０において、有線ＩＦ部１００，１０１および無線ＩＦ部１０３はインターフェースカード、監視機能部１０２はＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等から構成される電子回路、通信制御部１０４はモデム、電源部１０５は電源回路、記憶部１０６はメモリ、ＡＮＴ部１０７は信号を送受信するアンテナ素子である。また、衛星用端末３１において、有線ＩＦ部２００および無線ＩＦ部２０２はインターフェースカード、バッテリー部２０１は蓄電池、通信制御部２０３はモデム、記憶部２０４はメモリ、ＡＮＴ部２０５は信号を送受信するアンテナ素子である。また、コアネットワーク装置１３において、有線ＩＦ部３００はインターフェースカード、監視機能部３０１および呼制御部３０２は電子回路、電源部３０３は電源回路、記憶部３０４はメモリである。また、管理装置１５において、有線ＩＦ部４００はインターフェースカード、無線リソース割当制御部４０１は電子回路、電源部４０２は電源回路、記憶部４０３はメモリである。

なお、図２および図３に示す地上基地局１０、衛星用端末３１、コアネットワーク装置１３、および管理装置１５において、一部の構成はソフトウェアにより構成してもよい。図１４は、実施の形態１にかかる地上基地局１０、衛星用端末３１、コアネットワーク装置１３および管理装置１５において一部の構成を実現する制御回路９０を示す図である。地上基地局１０、衛星用端末３１、コアネットワーク装置１３および管理装置１５において一部の構成は、プロセッサ９１がメモリ９２に記憶された各構成用のプログラムを実行することにより実現され、データ入力回路である入力部９３およびデータ出力回路である出力部９４により他の構成との間でデータの受け渡しを行う。プロセッサ９１、メモリ９２、入力部９３および出力部９４は、システムバス９５により接続されている。複数のプロセッサ９１および複数のメモリ９２が連携して図２または図３のブロック図に示す各構成の機能を実行してもよい。管理装置１５については、ＣＰＵ、記憶部、メモリ、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）などを具備したコンピュータと、ＣＰＵ上で動作するプログラムにより実現できる。なお、以降の実施の形態で説明する地上基地局、衛星用端末、コアネットワーク装置および管理装置の各装置の一部の構成については、同様に図１４に示す制御回路９０により実現することができる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、周波数共用無線通信システム５０では、地上基地局１０とコアネットワーク装置１３との間のパス状態を衛星ビーム毎に監視し、災害時に主回線である有線回線１４が不通となったことをバックアップ回線である衛星回線にパスの切り替えを行うことで検知し、管理装置１５がパスの切り替えの割合により無線リソース割当を決定することとした。これにより、ユーザからのトラヒック集中による輻輳が発生する前に無線リソース割当の変更が可能となり、輻輳を抑制して地上無線通信システムと衛星通信システム間で適切に無線リソースを再割当することができる。また、周波数共用無線通信システム５０における周波数の利用効率を改善することができる。

実施の形態２．
地上基地局から衛星用端末への監視信号の送信方法は実施の形態１で説明した方法に限定されない。実施の形態２では、実施の形態１とは異なる、衛星用端末のパス確立要求およびパス監視要求の取得方法、衛星用端末の衛星回線へのパス確立要求およびパス監視要求の送信方法、およびコアネットワーク装置のパス監視方法について説明する。なお、地上基地局および衛星基地局への無線リソース再割当処理は実施の形態１と同様である。

図１５は、実施の形態２にかかる地上基地局１０ｄおよび衛星用端末３１ｄの構成例を示すブロック図である。

地上基地局１０ｄは、図２に示す実施の形態１の地上基地局１０から、有線ＩＦ部１０１を削除し、有線ＩＦ部１００に替えて有線ＩＦ部１００ａを備えている。地上基地局１０ｄでは、有線ＩＦ部１００ａを介して、コアネットワーク装置１３および管理装置１５と有線回線１４により接続し、さらに、衛星用端末３１ｄと有線ＩＦ部１００ａにより接続している。衛星用端末３１ｄは、図２に示す実施の形態１の衛星用端末３１の構成に、衛星回線へのパス監視要求の監視と送信契機の調整を行う監視機能部２０６を追加している。その他の構成は実施の形態１と同様である。また、図１に示す周波数共用無線通信システム５０の構成において、地上基地局１０を地上基地局１０ｄに置き換え、衛星用端末３１を衛星用端末３１ｄに置き換えることで、同様の周波数共用無線通信システムを構成することができる。

図１６は、実施の形態２にかかる地上基地局１０ｄとコアネットワーク装置１３においてパス監視を開始する手順の一例を示すシーケンス図である。

地上基地局１０ｄ、衛星基地局２３および管理装置１５が装置起動後、地上基地局１０ｄの通信制御部１０４および衛星基地局２３は、装置運用に必要となる周波数帯域などの運用情報を取得するための運用情報取得の通知を管理装置１５へ送信する（ステップＳＴ４００）。

地上基地局１０ｄおよび衛星基地局２３から運用情報取得の通知を受けた管理装置１５は、無線リソース割当制御部４０１が記憶部４０３に格納されている地上基地局１０ｄの運用情報と衛星基地局２３の運用情報の配信を行う（ステップＳＴ４０１）。ステップＳＴ４００およびステップＳＴ４０１の処理は、図４に示すステップＳＴ１００およびステップＳＴ１０１の処理と同様である。

地上基地局１０ｄの監視機能部１０２は、サービス開始可能な状態となると、地上基地局１０ｄとコアネットワーク装置１３との間のパス監視のためにパス確立を開始する（ステップＳＴ４０２）。

地上基地局１０ｄの監視機能部１０２は、コアネットワーク装置１３との主回線である有線回線１４と接続する有線ＩＦ部１００ａのパス情報を含むパス確立要求を生成し、コアネットワーク装置１３の監視機能部３０１へ送信する（ステップＳＴ４０３）。

パス確立要求を受信したコアネットワーク装置１３の監視機能部３０１は、地上基地局１０ｄの監視機能部１０２へパス確立応答を生成して送信し（ステップＳＴ４０４）、有線回線１４によるパス確立が完了すると（ステップＳＴ４０５）、記憶部３０４に格納されているパス管理テーブルのパス監視情報に受信したパス情報を登録する（ステップＳＴ４０６）。

図１７は、実施の形態２にかかるコアネットワーク装置１３のパス管理テーブルの構成例を示す図である。パス管理テーブルには、パス状態、パス種別、パス情報の各情報が含まれ、コアネットワーク装置１３とパス確立した地上基地局１０ｄを一意に識別できる識別子に関連付けられる。さらに、実施の形態２にかかるパス管理テーブルには、コアネットワーク装置１３の監視機能部３０１において、監視機能部３０１が備えるパス断検出タイマを用いて主回線のパス断検出を行うためのタイマ値が含まれている。パス断検出タイマは、監視機能部３０１において、パス断検出タイマ値で規定された期間、主回線からパス監視要求を受信しない場合に主回線のパス断検出を判定する際に使用する、監視機能部３０１が備えるタイマである。コアネットワーク装置１３の監視機能部３０１は、パス確立要求を受信するとパス確立要求が有線回線１４経由か衛星回線経由かを判別してパス情報との対応付けを行う。衛星回線から送信されるパス確立要求およびパス監視要求は、衛星基地局２３とコアネットワーク装置１３との間に確立されたＩＰトンネル内を転送されるため、コアネットワーク装置１３の監視機能部３０１では、経路を判定することが可能である。

ここで、地上基地局１０ｄの監視機能部１０２がパス確立要求を有線ＩＦ部１００ａからコアネットワーク装置１３へ送信した場合（ステップＳＴ４０３）、有線ＩＦ部１００ａはコアネットワーク装置１３とともに衛星用端末３１ｄと接続しているため、衛星用端末３１ｄは、地上基地局１０ｄから送信されたパス確立要求を受信する（ステップＳＴ４０７）。

有線ＩＦ部２００よりパス確立要求を受信した衛星用端末３１ｄでは、監視機能部２０６においてパス確立要求の送信判定をしてから無線ＩＦ部２０２を介して衛星回線へ送信するため、通信制御部２０３が、衛星基地局２３との間で衛星回線を確立する（ステップＳＴ４０８）。衛星回線を確立後、衛星用端末３１ｄの監視機能部２０６は、地上基地局１０ｄから受信したパス確立要求を、無線ＩＦ部２０２から衛星２０、衛星基地局２３を介してコアネットワーク装置１３へ送信する（ステップＳＴ４０９）。

コアネットワーク装置１３の監視機能部３０１は、有線ＩＦ部３００で受信したパス確立要求は衛星回線経由であったので、パス確立応答を生成し、衛星回線経由で地上基地局１０ｄへ送信する（ステップＳＴ４１０）。コアネットワーク装置１３の監視機能部３０１は、衛星回線によるパス確立が完了すると（ステップＳＴ４１１）、記憶部３０４に格納されているパス管理テーブルにおいて既に登録済みの地上基地局１０ｄについてのパス監視情報に、衛星回線の情報を追加で登録する（ステップＳＴ４１２）。

地上基地局１０ｄの監視機能部１０２は、コアネットワーク装置１３の監視機能部３０１からパス確立応答を衛星回線経由で受信し（ステップＳＴ４１０）、衛星回線によるパス確立を完了すると（ステップＳＴ４１１）、パス監視を開始する（ステップＳＴ４１３）。

地上基地局１０ｄの監視機能部１０２は、周期的にパス監視要求を生成し、コアネットワーク装置１３の監視機能部３０１へ周期的に送信する（ステップＳＴ４１４）。

コアネットワーク装置１３の監視機能部３０１は、パス監視要求を受信すると、パス監視応答を生成し、地上基地局１０ｄの監視機能部１０２へ送信する（ステップＳＴ４１５）。

これにより、地上基地局１０ｄの監視機能部１０２およびコアネットワーク装置１３の監視機能部３０１では、地上基地局１０ｄとコアネットワーク装置１３の間で有線回線１４によりパスが確立していることを確認できる（ステップＳＴ４１６）。地上基地局１０ｄの監視機能部１０２は、周期的にパス監視要求を送信することで、パス確立状態を監視する。

衛星用端末３１ｄの監視機能部２０６は、地上基地局１０ｄの監視機能部１０２からパス監視要求を受信すると（ステップＳＴ４１７）、衛星回線のトラヒック抑制のため、地上基地局１０ｄがパス監視要求を送信する送信周期である第１の周期よりも長い送信周期である第２の周期で送信するための送信周期判定を行う（ステップＳＴ４１８）。

衛星用端末３１ｄの監視機能部２０６は、送信周期判定において送信可能と判定すると、地上基地局１０ｄから受信したパス監視要求を、衛星回線を介してコアネットワーク装置１３の監視機能部３０１へ送信する（ステップＳＴ４１９）。

コアネットワーク装置１３の監視機能部３０１は、パス監視要求を受信すると、パス監視応答を生成し、衛星回線経由で地上基地局１０ｄの監視機能部１０２へ送信する（ステップＳＴ４２０）。

これにより、地上基地局１０ｄの監視機能部１０２およびコアネットワーク装置１３の監視機能部３０１では、地上基地局１０ｄとコアネットワーク装置１３の間で衛星回線によりパスが確立していることを確認できる（ステップＳＴ４２１）。

図１８は、衛星用端末３１ｄにおける送信周期判定処理の手順の一例を示すフローチャートである。

衛星用端末３１ｄの監視機能部２０６は、地上基地局１０ｄの監視機能部１０２からパス監視要求を受信すると（ステップＳ４００）、送信周期タイマが実行中か否かを確認する（ステップＳ４０１）。

ここで、送信周期タイマは衛星回線のトラヒック抑制のために使用する、監視機能部２０６が備えるタイマである。衛星用端末３１ｄの監視機能部２０６は、送信周期タイマの満了前に受信したパス監視要求については、廃棄して衛星回線に送信しない制御を行う。衛星用端末３１ｄの監視機能部２０６は、送信周期タイマが実行されていない場合は、送信周期タイマに関わらずパス監視要求を衛星回線へ送信する。

衛星用端末３１ｄの監視機能部２０６は、送信周期タイマが実行中の場合（ステップＳ４０１：Ｙｅｓ）、送信周期タイマによる待機時間が満了しているか否かを確認する（ステップＳ４０２）。衛星用端末３１ｄの監視機能部２０６は、待機時間が満了していない場合（ステップＳ４０２：Ｎｏ）、受信したパス監視要求を廃棄する（ステップＳ４０３）。

衛星用端末３１ｄの監視機能部２０６は、送信周期タイマが実行中ではない場合（ステップＳ４０１：Ｎｏ）、または送信周期タイマの待機時間が満了の場合（ステップＳ４０２：Ｙｅｓ）、衛星回線に、地上基地局１０ｄから受信したパス監視要求を送信する（ステップＳ４０４）。衛星用端末３１ｄの監視機能部２０６は、送信周期タイマが実行中でなかったときは送信周期タイマを実行し、送信周期タイマが実行中のときは送信周期タイマを初期化後に再開する（ステップＳ４０５）。

図１８に示すフローチャートの処理では、監視信号としてパス監視要求のみを対象としているが、パス確立要求などに対して適用してもよい。また、送信周期タイマのタイマ値の情報は、管理装置１５が、衛星基地局２３から衛星無線信号を利用して通知してもよいが、これに限定されるものではない。

図１９は、実施の形態２にかかるコアネットワーク装置１３において主回線のパス断検出および無線リソース再割当処理の手順の一例を示すシーケンス図である。

地上基地局１０ｄの監視機能部１０２は、周期的にパス監視要求を生成し、コアネットワーク装置１３の監視機能部３０１へ送信する（ステップＳＴ５００）。

パス監視要求を受信した衛星用端末３１ｄの監視機能部２０６は、図１８のフローチャートに示す送信周期判定の処理を行う（ステップＳＴ５０１）。衛星用端末３１ｄの監視機能部２０６は、送信周期タイマが実行中ではない、または送信周期タイマが満了していたときはパス監視要求をコアネットワーク装置１３の監視機能部３０１へ送信する（ステップＳＴ５０２）。この場合、コアネットワーク装置１３の監視機能部３０１がパス監視応答を生成し、衛星回線から地上基地局１０ｄの監視機能部１０２へ送信する（ステップＳＴ５０３）。これにより、地上基地局１０ｄの監視機能部１０２およびコアネットワーク装置１３の監視機能部３０１では、地上基地局１０ｄとコアネットワーク装置１３の間で衛星回線によるパスが確立していることを確認できる（ステップＳＴ５０４）。

一方、衛星用端末３１ｄの監視機能部２０６は、送信周期タイマが実行中で満了していないときは、受信したパス監視要求を廃棄する（ステップＳＴ５０５）。

コアネットワーク装置１３の監視機能部３０１は、災害発生時における有線回線１４の切断や装置の倒壊、停電により正常に通信を行うことができない状況が発生すると、有線回線１４からのパス監視要求を受信できず、衛星回線からのみパス監視要求を受信する。コアネットワーク装置１３の監視機能部３０１は、パス断検出タイマにおいて、主回線からのパス監視要求をパス管理テーブルによるパス断検出タイマ値が示す時間以上受信できない状態を検出すると、主回路のパスが遮断された、すなわち主回線のパス断を検出する（ステップＳＴ５０６）。コアネットワーク装置１３の監視機能部３０１は、パス断検出タイマを、パス監視要求を受信する毎に初期化して再開する。

コアネットワーク装置１３の監視機能部３０１は、パス断を検出した地上基地局１０ｄについて、記憶部３０４のパス管理テーブルのパス監視情報を更新し（ステップＳＴ５０７）、パス監視情報を含むパス監視情報通知を生成し、管理装置１５の無線リソース割当制御部４０１へ送信する（ステップＳＴ５０８）。

管理装置１５の無線リソース割当制御部４０１は、コアネットワーク装置１３からパス監視情報通知を受信すると、パス監視情報通知に含まれるパス監視情報に基づいて、記憶部４０３に格納されている割当判定テーブルの割当判定情報を更新し、無線リソース再割当判定処理を行う（ステップＳＴ５０９）。以降のステップＳＴ５１０からＳＴ５１２の処理は、実施の形態１の図８のフローチャートに示すステップＳＴ２１６からＳＴ２１８と同様である。

図２０は、実施の形態２にかかるコアネットワーク装置１３において主回線のパス断検出の処理の一例を示すフローチャートである。

コアネットワーク装置１３の監視機能部３０１は、地上基地局１０ｄの監視機能部１０２からパス監視要求を受信すると（ステップＳ５０１）、パス監視要求を受信した同じ通信回線を使用してパス監視応答を送信し（ステップＳ５０２）、パス監視要求を主回線から受信したか否かを確認する（ステップＳ５０３）。

コアネットワーク装置１３の監視機能部３０１は、パス監視要求を主回線から受信していた場合（ステップＳ５０３：Ｙｅｓ）、パス断検出タイマを開始する（ステップＳ５０４）。なお、コアネットワーク装置１３の監視機能部３０１は、パス断検出タイマ実行中はパス断検出タイマを初期化してから再開する。

コアネットワーク装置１３の監視機能部３０１は、パス監視要求を主回線から受信していない場合（ステップＳ５０３：Ｎｏ）、パス断検出タイマが満了しているか否かを確認する（ステップＳ５０５）。コアネットワーク装置１３の監視機能部３０１は、パス断検出タイマが満了していない場合（ステップＳ５０５：Ｎｏ）、ステップＳ５０１の処理へ戻る。

コアネットワーク装置１３の監視機能部３０１は、パス断検出タイマが満了していた場合（ステップＳ５０５：Ｙｅｓ）、主回線のパス断を検出したと判定し（ステップＳ５０６）、記憶部３０４のパス管理テーブルのパス監視情報を更新して（ステップＳ５０７）、管理装置１５へパス監視情報通知を送信する（ステップＳ５０８）。ここでは、パス断検出タイマは満了後、自動的に再開せずに満了した状態を維持する。

このように、図１６および図１９のフローチャートの処理の手順に従えば、周波数共用無線通信システム５０では、地上基地局１０ｄとコアネットワーク装置１３との間のパスの切り替え状態を監視することで、災害時に発生する主回線のパスの切り替えを契機にして無線リソースの再割当をすることができる。

地上基地局１０ｄが、パスである通信経路を監視するための信号である監視信号を、有線回線１４から第１の周期でコアネットワーク装置１３へ送信する。地上基地局１０ｄと接続する衛星用端末３１ｄが、地上基地局１０ｄから送信された監視信号を、衛星回線から第１の周期より長い第２の周期でコアネットワーク装置１３へ送信する。この場合において、コアネットワーク装置１３の監視機能部３０１は、有線回線１４における監視信号の受信状態および衛星回線における監視信号の受信状態に基づいて、地上基地局１０ｄとコアネットワーク装置１３との間の有線回線１４および衛星回線の接続状態を判定する。

以上説明したように、本実施の形態によれば、周波数共用無線通信システム５０では、地上基地局１０ｄとコアネットワーク装置１３との間のパス状態を衛星ビーム毎に監視し、災害時に主回線である有線回線１４が不通となったことを、有線回線１４および衛星回線による冗長経路でのパス監視要求の受信状況から検知し、管理装置１５がパスの切り替えの割合により無線リソース割当を決定することとした。これにより、コアネットワーク装置１３側で有線回線１４の不通を検知できることから、実施の形態１と比較して、さらに早く無線リソース割当の変更が可能となる。

実施の形態３．
実施の形態１，２では管理装置が無線リソース再割当判定を行っていた。実施の形態３では、コアネットワーク装置が無線リソース再割当判定を行う場合について説明する。

図２１は、実施の形態３にかかるコアネットワーク装置１３ａおよび管理装置１５ａの構成例を示すブロック図である。

コアネットワーク装置１３ａは、図３に示す実施の形態１のコアネットワーク装置１３の監視機能部３０１および記憶部３０４を監視機能部３０１ａおよび記憶部３０４ａに置き換えたものである。監視機能部３０１ａは、実施の形態１の機能に加えて、無線リソース割当判定の機能を追加したものである。記憶部３０４ａは、実施の形態１で説明したパス管理テーブルとともに、後述する割当判定テーブルを格納する。

管理装置１５ａは、図３に示す実施の形態１の管理装置１５の無線リソース割当制御部４０１を無線リソース割当制御部４０１ａに置き換えたものである。無線リソース割当制御部４０１ａは、実施の形態１の機能から、無線リソース割当判定の機能を削除したものである。

図２２は、実施の形態３にかかるコアネットワーク装置１３ａの割当判定テーブルの一例を示す図である。コアネットワーク装置１３ａの割当判定テーブルには、実施の形態１，２における管理装置１５の記憶部４０３で格納している図６に示す割当判定テーブルの割当判定情報のうち、無線リソース再割当判定に必要となる地上基地局１０とコアネットワーク装置１３ａとの間で確立中のパス数の情報および判定閾値の情報が含まれる。コアネットワーク装置１３ａの監視機能部３０１ａでは、記憶部３０４ａに格納されている図２２に示す割当判定テーブルの割当判定情報を用いることにより、実施の形態１，２の管理装置１５の無線リソース割当制御部４０１が担当していた無線リソース再割当判定を行うことができる。

図２３は、実施の形態３にかかるコアネットワーク装置１３ａから管理装置１５ａに送信されるパス監視情報通知の一例を示す図である。衛星ビーム番号ごとに、主回線およびバックアップ回線でパス確立している数を示すパス数、および登録している地上基地局１０の数および識別子を示すものである。

実施の形態１，２では地上基地局１０ごとのパス監視情報を管理装置１５に送信していたが、実施の形態３では、無線リソース再割当判定処理をコアネットワーク装置１３ａの監視機能部３０１ａで行う。そのため、コアネットワーク装置１３ａの監視機能部３０１ａが、無線リソース再割当対象となる地上基地局１０および衛星基地局２３の衛星ビーム番号を含むパス監視情報通知を管理装置１５ａへ送信する。これにより、管理装置１５ａの無線リソース割当制御部４０１ａは、無線リソース再割当制御の対象となる衛星基地局２３の衛星ビーム番号と、パス確立している主回線およびバックアップ回線のパス情報が取得でき、無線リソース再割当を行い、無線リソース再割当をした結果に基づく運用情報更新を、地上基地局１０および衛星基地局２３へ送信することができる。

図２４は、実施の形態３にかかるコアネットワーク装置１３ａにおける無線リソース再割当判定の処理の一例を示すフローチャートである。

コアネットワーク装置１３ａの監視機能部３０１ａにおけるパス断検出方法は実施の形態１，２の監視機能部３０１と同様である。コアネットワーク装置１３ａの監視機能部３０１ａは、地上基地局１０における主回線のパス断を検出すると（ステップＳ６０１）、記憶部３０４ａのパス管理テーブルにおいてパス断が検出された衛星ビーム番号のパス監視情報を更新し（ステップＳ６０２）、パス断が検出された衛星ビーム番号のパス情報１のパス数と判定閾値との比較を行う（ステップＳ６０３）。

コアネットワーク装置１３ａの監視機能部３０１ａは、パス断が検出された衛星ビーム番号のパス情報１のパス数が判定閾値未満の場合（ステップＳ６０３：Ｙｅｓ）、衛星ビーム番号１の配下の地上基地局１０が災害などの要因によりサービス継続不可と判定し、管理装置１５ａに対して地上無線通信システムと衛星通信システムの無線リソース再割当の開始を要求するためのパス監視情報通知を生成し（ステップＳ６０４）、パス監視情報通知を管理装置１５ａへ送信する（ステップＳ６０５）。なお、コアネットワーク装置１３ａの監視機能部３０１ａは、パス断が検出された衛星ビーム番号のパス情報１のパス数が判定閾値以上の場合（ステップＳ６０３：Ｎｏ）、ステップＳ６０１の処理に戻る。

このように、コアネットワーク装置１３ａの監視機能部３０１ａは、複数の地上基地局１０とコアネットワーク装置１３ａとの間のパスである通信経路で使用している更新された通信回線の情報に基づいて、管理装置１５ａにおいて地上無線通信システムおよび衛星通信システムへの無線リソースの割り当てを変更するか否かを判定し、判定した結果を管理装置１５ａへ通知する。

パス監視情報通知を受信した管理装置１５ａの無線リソース割当制御部４０１ａは、パス監視情報通知に含まれる地上基地局１０と衛星基地局２３に対して無線リソース再割当を行い、運用情報更新を指示する。

以上説明したように、本実施の形態によれば、コアネットワーク装置１３ａが無線リソース再割当判定を行うこととした。これにより、実施の形態１，２と同様の効果を得るとともに、コアネットワーク装置１３ａと管理装置１５ａとの間の信号量を低減する効果が得られる。

実施の形態４．
実施の形態１から３で説明した地上無線通信システムと衛星通信システムへの無線リソース再割当方法では、各システムで使用する無線リソースとして周波数帯域の再調整を行っていた。本実施の形態では、各システムにおいて送信電力を考慮した無線リソース割当を行う方法について説明する。

図２５は、実施の形態４にかかる無線リソース再割当の一例を示す図である。パス断検出および無線リソース再割当判定処理は、実施の形態１，２と同様である。

一般的に、移動機３０における、地上無線通信システムの地上基地局１０から送信された地上無線信号１２の受信電力と、衛星２０から送信された衛星ビームの衛星無線信号２２ｂの受信電力とを比較すると、地上無線信号１２の受信電力の方が大きい。また、移動機３０において、地上基地局１０と移動機３０との間の電波伝搬距離および衛星２０と移動機３０との間の電波伝搬距離の差から、地上基地局１０から送信された地上無線信号１２の受信電力の方が、衛星２０から送信された衛星無線信号２２ｂの受信電力よりも大きく、受信電力の電力差も大きい。そのため、衛星２０と通信を行う移動機３０では、地上基地局１０から送信された地上無線信号１２の受信電力が干渉となり、大きな影響を受ける。

そのため、管理装置１５は、災害発生時に地上無線通信システムで利用可能なサービスを、例えば、低い変調方式を使用する音声サービスまたはメッセージサービスに制限して通信に要求される品質を下げることで、地上基地局１０から送信される地上無線信号１２の送信電力を低減させる無線リソース再割当を行う。これにより、地上無線通信システムと衛星通信システム間の干渉を低減できる。

実施の形態４における無線リソース再割当の内容は、周波数共用無線通信システム５０で利用可能な全周波数帯４０のうち、地上無線システムの地上基地局１０には周波数帯域４１ａ’’と通常の送信電力４２から電力を低減した送信電力４２’’を無線リソースとして割り当て、衛星通信システムの衛星基地局２３の衛星ビーム番号１には周波数帯域４１ｂ’’を割り当てる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、周波数共用無線通信システム５０では、無線リソース再割当において、地上無線通信システムに対して、サービスを制限して通信の所要品質を下げることで、無線リソース再割当において送信電力を低減することとした。これにより、衛星通信システムへの干渉を低減することが可能となり、周波数共用無線通信システム５０における周波数利用効率を向上させることができる。

なお、実施の形態４では、管理装置１５による無線リソース再割当内容は周波数帯域および送信電力としているが、フレーム単位またはスロット単位などにより通信可能な時間帯を割り当てる際に用いる時間リソースを利用してもよい。管理装置１５の無線リソース割当制御部４０１は、無線リソースの割り当てにおいて、周波数帯域とともに、送信電力および時間リソースの一方または両方を制御対象とする。

以上のように、本発明にかかる周波数共用無線通信システム５０における無線リソース割当方法は、災害時において地上無線通信システムと衛星通信システムで周波数共用を行う周波数共用無線通信システムに有用である。

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ 地上基地局、１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，２１ サービスエリア、１２ａ，１２ｂ，１２ｃ 地上無線信号、１３，１３ａ コアネットワーク装置、１４ 有線回線、１５，１５ａ 管理装置、２０ 衛星、２２ａ，２２ｂ 衛星無線信号、２３ 衛星基地局、３０，３０ａ，３０ｃ 移動機、３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ 衛星用端末、１００，１００ａ，１０１，２００，３００，４００ 有線ＩＦ部、１０２，２０６，３０１，３０１ａ 監視機能部、１０３，２０２ 無線ＩＦ部、１０４，２０３ 通信制御部、１０５，３０３，４０２ 電源部、１０６，２０４，３０４，３０４ａ，４０３ 記憶部、１０７，２０５ ＡＮＴ部、２０１ バッテリー部、３０２ 呼制御部、４０１，４０１ａ 無線リソース割当制御部。

Claims (10)

1. 有線回線による通信回線および衛星通信システムを構成する衛星経由の衛星回線による通信回線で地上無線通信システムを構成する地上基地局と接続して複数の地上基地局との間の通信経路を監視するコアネットワーク装置から取得された、前記地上基地局と前記コアネットワーク装置との間の通信経路で使用されている通信回線の情報を記憶する記憶部と、
   前記記憶部に記憶されている、前記地上基地局と前記コアネットワーク装置との間の通信経路で使用されている通信回線の情報に基づいて、無線通信で使用する周波数帯域を共用する前記地上無線通信システムおよび前記衛星通信システムへの無線リソースの割り当てを制御する周波数割当制御部と、
   を備えることを特徴とする管理装置。
2. 前記周波数割当制御部は、前記コアネットワーク装置から取得した、前記地上基地局と前記コアネットワーク装置との間の通信経路で使用されている更新された通信回線の情報に基づいて、前記地上無線通信システムおよび前記衛星通信システムへの無線リソースの割り当てを変更するか否かを判定する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の管理装置。
3. 前記周波数割当制御部は、前記無線リソースの割り当てにおいて、周波数帯域とともに、送信電力および時間リソースの一方または両方を制御対象とする、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の管理装置。
4. 地上無線通信システムを構成する地上基地局と自装置が有線回線による通信回線および衛星通信システムを構成する衛星経由の衛星回線による通信回線で接続され、複数の地上基地局と自装置との間の通信経路を監視する監視機能部と、
   前記地上基地局と自装置との間の通信経路で使用されている通信回線の情報に基づいて無線通信で使用する周波数帯域を共用する前記地上無線通信システムおよび前記衛星通信システムへの無線リソースの割り当てを制御する管理装置へ前記監視機能部が通知するために、前記監視機能部が監視した結果である複数の地上基地局との間の通信経路で使用されている通信回線の情報を記憶する記憶部と、
   を備えることを特徴とするコアネットワーク装置。
5. 前記地上基地局が、通信経路を監視するための信号である監視信号を、前記有線回線から第１の周期で前記コアネットワーク装置へ送信し、前記地上基地局と接続する衛星用端末が、前記地上基地局から送信された前記監視信号を、前記衛星回線から前記第１の周期より長い第２の周期で前記コアネットワーク装置へ送信する場合、
   前記監視機能部は、前記有線回線における前記監視信号の受信状態および前記衛星回線における前記監視信号の受信状態に基づいて、前記地上基地局と自装置との間の前記有線回線および前記衛星回線の接続状態を判定する、
   ことを特徴とする請求項４に記載のコアネットワーク装置。
6. 前記監視機能部は、前記複数の地上基地局と自装置との間の通信経路で使用している更新された通信回線の情報を前記管理装置へ通知する、
   ことを特徴とする請求項４または５に記載のコアネットワーク装置。
7. 前記監視機能部は、前記複数の地上基地局と自装置との間の通信経路で使用している更新された通信回線の情報に基づいて、前記管理装置において前記地上無線通信システムおよび前記衛星通信システムへの無線リソースの割り当てを変更するか否かを判定し、判定した結果を前記管理装置へ通知する、
   ことを特徴とする請求項４または５に記載のコアネットワーク装置。
8. 有線回線による通信回線および衛星通信システムを構成する衛星経由の衛星回線による通信回線で地上無線通信システムを構成する自局と接続して自局を含む複数の地上基地局との間の通信経路を監視するコアネットワーク装置を経由して、自局と前記コアネットワーク装置との間の通信経路で使用されている通信回線の情報に基づいて無線通信で使用する周波数帯域を共用する前記地上無線通信システムおよび前記衛星通信システムへの無線リソースの割り当てを制御する管理装置と、前記有線回線により接続する第１の有線インターフェースと、
   前記衛星と前記衛星回線により接続する衛星用端末と、有線により接続する第２の有線インターフェースと、
   前記第１の有線インターフェースおよび前記第２の有線インターフェースの接続状態を監視し、前記コアネットワーク装置との間の通信経路の切り替えを行う監視機能部と、
   を備えることを特徴とする地上基地局。
9. 地上無線通信システムを構成する地上基地局と、
   前記地上基地局と有線回線による通信回線および衛星通信システムを構成する衛星経由の衛星回線による通信回線で接続し、複数の地上基地局と自装置との間の通信経路を監視するコアネットワーク装置と、
   前記複数の地上基地局と前記コアネットワーク装置との間の通信経路で使用されている通信回線の情報に基づいて、無線通信で使用する周波数帯域を共用する前記地上無線通信システムおよび前記衛星通信システムへの無線リソースの割り当てを制御する管理装置と、
   を備えることを特徴とする無線通信システム。
10. コアネットワーク装置が、地上無線通信システムを構成する地上基地局と有線回線による通信回線および衛星通信システムを構成する衛星経由の衛星回線による通信回線で接続し、複数の地上基地局と自装置との間の通信経路を監視する監視ステップと、
    管理装置が、複数の地上基地局と前記コアネットワーク装置との間の通信経路で使用されている通信回線の情報に基づいて、無線通信で使用する周波数帯域を共用する前記地上無線通信システムおよび前記衛星通信システムへの無線リソースの割り当てを制御する無線リソース割当ステップと、
    を含むことを特徴とする無線リソース割当方法。

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