JP6760388B2 - 基地局決定プログラム、装置、及び方法 - Google Patents

Description

開示の技術は、基地局決定プログラム、基地局決定装置、及び基地局決定方法に関する。

従来、予め定められた複数の拠点の各々に配置された基地局と、任意の位置に存在する通信端末との間で、通信を行う技術が存在する。基地局と通信端末との間で確実な通信を行おうとする場合には、衛星通信等を使用することが考えられるが、衛星通信を使用した通信システムは高価である。そこで、安価に長距離の通信を行うために、電離層での電波の反射を利用した通信方式が使用されている。

電離層反射を利用する通信方式では、電離層の状況に応じて通信品質が変わるため、確実な通信が実現できない場合がある。そこで、電離層反射を利用する通信方式において、通信の確実性を向上させるための技術が提案されている。

例えば、航空機搭載用短波無線機などで良好な通信状態を確保するための技術が提案されている。この技術では、無線機に設定された周波数を用いた場合の当該無線機がある自局位置からの有効通信エリアを、電離層の季節及び時刻に応じた状態情報並びに地形情報等のデータベース情報を利用して計算する。一方、自局の座標データ、及び相手局の座標データが入力されると、自局と通信相手局との間での通信に適した電波の周波数を計算して、その周波数を無線機に自動的に設定する。

また、伝送品質の悪い短波回線を使って、陸上固定局と航空機、艦船のような広いサービスエリアを比較的早い速度で移動する移動局とがデータ伝送を行う際の伝送品質を保つための技術が提案されている。この技術では、固定局から移動局にデータを送信する場合には、移動体の行動位置毎に過去長期間に亘って収集した季節、時間、地域、周波数、電力等をパラメータとする最適周波数のデータから、最適な送信所を選択する。

特開平７−３２２３５２号公報 特開昭５５−１４７８４２号公報

電離層の季節及び時刻に応じた状態情報等を利用する従来技術では、自局と通信相手局との間での通信に適した電波の周波数を無線機に自動的に設定している。しかし、自局からの通信が失敗した場合には、通信相手局へ情報を送信することができなくなり、通信の確実性が低下する。

また、移動体の行動位置毎に過去長期間に亘って収集した季節、時間、地域、周波数、電力等をパラメータとする最適周波数のデータを使用する従来技術では、広い地域に分散配置した送信所のうちから、最適な送信所を選択している。しかし、移動体の行動位置によっては、十分な通信実績が得られていない位置も存在する可能性があり、このような位置の移動体を通信先とする場合には、適切な送信所を選択できない可能性がある。

開示の技術は、一つの側面として、通信実績が乏しい位置の通信端末に対しても、確実性の高い通信を行うことができる基地局を決定する技術を提供することを目的とする。

開示の技術は、一つの態様として、通信端末の位置情報を取得する。また、予め記憶部に記憶された複数の基地局の各々の位置情報と、取得した前記通信端末の位置情報とに基づいて、前記通信端末と通信を行う基地局を決定する。前記通信端末と通信を行う基地局は、前記複数の基地局のうち、通信を行う時間帯に、短波帯の所定周波数の電波が電離層で反射するか、又は反射しないかを示す反射特性が経度情報に基づいて変わる地点を前記通信端末の位置との間に含む基地局以外の基地局を基地局候補とし、該基地局候補から決定する。

開示の技術は、一つの側面として、通信実績が乏しい位置の通信端末に対しても確実性の高い通信を行うことができる基地局を決定する技術を提供することができる、という効果を有する。

本実施形態に係る通信システムの概略を説明するための図である。 電離層反射による通信の電波特性を説明するための図である。 電文のデータフォーマットの一例を示す図である。 ＡＣＫのデータフォーマットの一例を示す図である。 本実施形態に係る基地局決定装置の機能ブロック図である。 通信記録テーブルの一例を示す図である。 基地局テーブルの一例を示す図である。 通信端末を搭載した船舶及び各基地局の位置における昼夜の区別を説明するための図である。 通信品質テーブルの一例を示す図である。 通信士テーブルの一例を示す図である。 本実施形態に係る基地局決定装置として機能するコンピュータの概略構成を示すブロック図である。 基地局決定装置と基地局と通信端末との間の情報のやり取りを示すシーケンス図である。 基地局決定処理の一例を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して開示の技術に係る実施形態の一例を詳細に説明する。

図１に示すように、本実施形態に係る通信システム１００は、基地局決定装置１０と、基地局３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄ、３０Ｅ、３０Ｆと、移動体である船舶４２に搭載された通信端末４０とを含む。なお、以下では、基地局３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄ、３０Ｅ、３０Ｆを区別なく説明する場合には、単に「基地局３０」と表記する。また、図１では、通信システム１００に含まれる基地局３０が６台、通信端末４０が１台の例を示しているが、基地局３０及び通信端末４０の数は、図１の例に限定されない。

基地局決定装置１０は、データセンタ等のクラウド上に設けられるサーバやパーソナルコンピュータ等の情報処理装置である。基地局３０は、沿岸部などに設けられた漁業組合等の施設に配置される通信機能を備えた情報処理装置である。基地局３０と基地局決定装置１０との間は、インターネット等のネットワークを介して相互に接続される。また、基地局３０と通信端末４０との間では、電離層での短波帯の周波数（約３〜３０ＭＨｚ）の電波の反射を利用した無線通信が行われる。

ここで、電離層反射を利用した通信では、通信を行う基地局３０や通信端末４０の位置の経度に応じて、電波特性が異なる場合がある。これは、経度の相違によって、その地点が昼か夜かの相違があるためである。なお、ここでは、日の出から日の入りまでを昼、日の入りから日の出までを夜とする。

昼と夜とでは電離層の状態が異なるため、電離層反射を利用した通信状態も異なる。具体的には、図２に示すように、短波帯の中でも比較的低い周波数の電波は、Ｆ層で反射する前に、昼間は電子密度が濃くなるＤ層で減衰するため、電離層反射による通信が困難となるが、夜間はＤ層が消滅することにより、良好な通信が可能となる。一方、短波帯の中でも比較的高い周波数の電波は、昼間は密度の濃くなるＦ層でよく反射するため、通信状態も良好であるが、夜間はＦ層の電子密度の低下により、電波が電離層を突き抜けてしまい、通信不良が生じる。そのため、基地局３０の位置における昼夜の区別と、通信端末４０の位置における昼夜の区別とが異なる場合には、基地局３０及び通信端末４０のいずれに対しても適切となる周波数を設定することが困難であり、通信品質が低下する。

そこで、本実施形態では、基地局決定装置１０が、通信端末４０へ電文を送信する基地局３０として、昼夜の区別が、電文の送信先である通信端末４０の位置における昼夜の区別と同じである基地局３０を決定する。

基地局３０は、通信端末４０へ電文を送信する場合、基地局決定装置１０へ、電文送信依頼を送信する。電文送信依頼には、送信先である通信端末４０の識別情報、基地局３０（自機）の識別情報である基地局ＩＤ、及び送信したい電文が含まれる。なお、本実施形態では、通信端末４０の識別情報として、通信端末４０を搭載した船舶４２の識別情報である船舶ＩＤを用いる。

ここで、図３に、電文のデータフォーマットの一例を示す。図３の例では、電文は、電文の識別情報である電文ＩＤ、電文種別、及び電文長（電文のデータサイズ）を含むヘッダ部と、電文の内容を示すデータ部とを含む。なお、電文種別とは、定時報告、緊急通信、気象情報、警報等の電文の内容に応じた種別である。

また、基地局３０は、基地局決定装置１０から送信された電文送信指示を受信した場合には、電文送信指示で指定された通信端末４０へ、指定された電文を、指定された通信条件で送信する。基地局３０は、通信端末４０へ電文を送信すると、その通信端末４０から所定時間内にＡＣＫを受信したか否かに応じて、通信端末４０への電文の送信が成功したか失敗したかを示す通信結果を基地局決定装置１０へ送信する。

具体的には、基地局３０は、通信端末４０からＡＣＫを受信した場合には、電文の送信が成功した旨の通信結果を基地局決定装置１０へ送信する。電文の送信が成功した旨の通信結果は、例えば、送信した電文の電文ＩＤ、電文送信時の通信条件（転送速度及び周波数）、自機の基地局ＩＤ、電文の送信日時、送信先の通信端末４０を搭載した船舶４２の船舶ＩＤ、通信状況等を含む。通信状況は、例えば、基地局３０でＡＣＫを受信した際の受信強度、通信端末４０から送信されたＡＣＫに含まれる情報などとすることができる。ＡＣＫには、例えば、通信端末４０で電文を受信した際の受信強度、受信日時、電文を受信した際の船舶４２の位置等の情報が含まれる。なお、船舶４２の位置は、船舶４２に搭載されたGlobal Positioning System（ＧＰＳ）などの測位システムで測位された緯度及び経度で表される位置情報を用いることができる。

図４にＡＣＫの一例を示す。図４の例では、どの電文に対するＡＣＫであるかを示す電文ＩＤ、ＡＣＫであることを示す識別子、電文長、ＡＣＫを送信した通信端末４０を搭載した船舶の船舶ＩＤ、緯度、経度、グリニッジ標準時刻（ＧＭＴ）等の情報を含む。

また、基地局３０は、所定時間を経過しても通信端末４０からＡＣＫを受信しない場合には、電文の送信が失敗した旨の通信結果を基地局決定装置１０へ送信する。電文の送信が失敗した旨の通信結果は、送信に失敗した電文の電文ＩＤ、及び送信先の通信端末４０を搭載した船舶４２の船舶ＩＤを含む。

基地局決定装置１０は、図に示すように、機能的には、取得部１２と、抽出部１４と、決定部１６とを含む。また、基地局決定装置１０の所定の記憶領域には、通信記録テーブル２２と、基地局テーブル２４と、通信実績データベース（ＤＢ）２６とが記憶される。なお、抽出部１４及び決定部１６は、開示の技術の決定部の一例である。

取得部１２は、通信端末４０の各々の位置を示す位置情報を取得する。なお、本実施形態においては、通信端末４０を搭載した船舶の位置情報と、通信端末４０の位置情報とは同一であるものとする。具体的には、取得部１２は、各基地局３０から各通信端末４０へ向けて、所定パターンの電文を定期的に送信させ、その電文の送信についての通信結果から、各通信端末４０の位置情報を取得する。

より具体的には、取得部１２は、例えば、電文を送信する際の転送速度及び周波数を含む通信条件を指定して、定期的な位置情報取得のための電文を通信端末４０へ送信させるための電文送信指示を各基地局３０へ送信する。各基地局３０は、電文送信指示で指定された通信条件で電文をブロードキャストする。この電文を受信した通信端末４０は、電文の送信元の基地局３０へ、例えば図４に示すようなＡＣＫを返し、基地局３０は、基地局決定装置１０へ通信結果を送信する。上述したように、基地局３０から送信される通信結果には、通信端末４０から送信されたＡＣＫの情報が含まれており、このＡＣＫには、通信端末４０を搭載した船舶４２の位置情報が含まれる。したがって、取得部１２は、通信結果を受信することにより、通信端末４０の位置情報を取得することができる。

取得部１２は、受信した通信結果に含まれる情報を、例えば、図６に示すような通信記録テーブル２２の各項目に対応付けて記憶する。図６の例では、通信記録テーブル２２は、定期的な位置情報取得のための電文の「電文ＩＤ」、指定した通信条件（「転送速度」及び「周波数」）、電文を送信した基地局３０の「基地局ＩＤ」、及び電文の「送信日時」の項目が含まれる。また、通信記録テーブル２２には、各基地局３０と通信端末４０との間の「通信状況」が、各通信端末４０を搭載した船舶４２の船舶ＩＤに対応付けて記憶される。図６では、「通信状況」として、基地局３０でのＡＣＫの受信強度と、通信端末４０での電文の受信強度、受信日時、及び受信位置とが順に記憶された例を示している。

なお、通信記録テーブル２２には、定期的な位置情報取得のための電文以外の電文の送信についての通信結果の情報も記憶するようにしてもよい。

抽出部１４は、基地局３０から送信された電文送信依頼を受信する。そして、抽出部１４は、複数の基地局３０の各々の位置と、電文の送信先の通信端末４０の位置とに基づいて、複数の基地局３０から、電文を送信させる基地局３０の候補である基地局候補を抽出する。

具体的には、抽出部１４は、各基地局３０の位置情報及び設備情報を含む基地局情報が記憶された基地局テーブル２４を参照して、複数の基地局３０の各々の位置情報を取得する。

ここで、図７に、基地局テーブル２４の一例を示す。図７の例では、各レコード（各行）が１つの基地局情報に相当する。各基地局情報は、「基地局ＩＤ」、その基地局３０の緯度及び経度で表される「位置情報」、その基地局３０で使用される通信機器の「通信機器型名」、その通信機器により送信可能な電波の周波数を示す「バンド」等の項目を含む。「バンド」の情報としては、周波数毎に、その周波数の電波を送信可能か否か、及びその電波を送信する通信機器の特性を示す情報が記憶されている。図７の例では、その周波数の電波を送信可能な場合を「１」又は「２」で表している。また、「２」の場合は、その周波数の電波の送信強度が強い、送信角度を調整可能等、その周波数の電波を送信する通信機器の性能が高いことを表している。

また、抽出部１４は、通信記録テーブル２２を参照して、電文送信依頼に基づく電文を基地局３０から送信する送信予定日時における、電文の送信先の通信端末４０の位置を推定する。例えば、抽出部１４は、通信記録テーブル２２から、送信先の通信端末４０を搭載した船舶４２の船舶ＩＤに対応付けて記憶された「通信状況」に含まれる受信位置を時系列に地図上に配置した船舶４２の経路から、通信端末４０の位置を推定することができる。なお、通信端末４０から送信されるＡＣＫに、通信端末４０での電文受信時の潮流や海温情報等も含まれる場合には、これらの情報も通信端末４０の位置推定に用いるようにしてもよい。

抽出部１４は、電文の送信予定日時において、基地局３０の位置と通信端末４０の位置との間に、経度情報に基づく電波特性が変わる地点が含まれる基地局３０以外の基地局３０を基地局候補として抽出する。具体的には、抽出部１４は、電文の送信予定日時における、通信端末４０の推定位置での昼夜の区別を判定する。この判定は、例えば、各地点における年月日毎の日の出時刻及び日の入り時刻を定めたテーブル等を参照して行うことができる。より具体的には、抽出部１４は、電文の送信予定日時が、日の出時刻から日の入り時刻までに含まれる場合には「昼」、日の入り時刻から日の出時刻までに含まれる場合には「夜」と判定することができる。

抽出部１４は、複数の基地局３０の各々の位置についても同様に、電文の送信予定日時における、各基地局３０での昼夜の区別を判定する。そして、抽出部１４は、昼夜の区別が、通信端末４０の推定位置における昼夜の区別と同一である基地局３０を、基地局候補として抽出する。

例えば、電文の送信予定日時における各地点の昼夜の区別が図８に示す状態であるとする。図８の例では、通信端末４０の推定位置は、昼夜の区別が夜である地点で構成されるエリア（以下、「夜エリア」とも言う）に含まれる。また、基地局３０Ｄ、３０Ｅ、３０Ｆの位置も夜エリアに含まれる。一方、基地局３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃの位置は、昼夜の区別が昼である地点で構成されるエリア（以下、「昼エリア」とも言う）に含まれる。この場合、抽出部１４は、基地局３０Ｄ、３０Ｅ、３０Ｆを、基地局候補として抽出する。

また、抽出部１４は、抽出した基地局候補のうち、電文の送信予定日時から所定時間内に、通信端末４０の推定位置が含まれるエリアとは昼夜の区別が異なるエリアに入る可能性がある基地局候補を除外して、最終的な基地局候補を抽出する。図８において、例えば、基地局３０Ｄが、電文の送信予定日時から所定時間内に昼エリアに入る場合、抽出部１４は、基地局３０Ｄを基地局候補から除外し、最終的な基地局候補として、基地局３０Ｅ、３０Ｆを抽出する。抽出部１４は、抽出した基地局候補の基地局ＩＤを決定部１６に通知する。

決定部１６は、抽出部１４から抽出された基地局ＩＤが示す基地局候補から、予め定めた基準に基づいて、通信端末４０との通信が成功する可能性が高い基地局候補を絞り込む。予め定めた基準として、例えば、通信実績の有無や、通信設備の特性等を用いることができる。

例えば、決定部１６は、通信実績ＤＢ２６に記憶された通信実績を参照して、通信実績の有無を判断する。具体的には、決定部１６は、電文の送信先の通信端末４０の推定位置に相当する地点に対する通信実績であって、通信時期及び通信時間帯が電文の送信予定日時と類似する通信実績が存在するか否かを、基地局候補毎に判断する。

ここで、通信実績ＤＢ２６に記憶された通信実績の一例について説明する。通信実績ＤＢ２６には、例えば、図９に示すような、通信品質テーブル２６Ａを記憶しておくことができる。図９に示す通信品質テーブル２６Ａは、基地局３０毎、周波数毎、かつ通信時期（年月日）毎に、所定の緯度及び経度で特定される各地点について、その地点の通信端末４０との通信の品質を、通信を行った通信時間帯別に記憶したテーブルである。図９の例では、通信の品質を、通信強度を５段階で評価した評価値で表している。また、通信の品質の記録がない場合は、その通信時間帯において、その地点の通信端末４０との通信実績がないことを表す。このような通信品質テーブル２６Ａは、例えば、上述の通信記録テーブル２２に基づいて作成することができる。

決定部１６は、通信品質テーブル２６Ａにおいて、送信先の通信端末４０の推定位置に相当する地点について、通信時期及び通信時間帯が電文の送信予定日時と類似する通信実績が存在する基地局候補を特定する。通信時期が電文の送信予定日時に類似する場合とは、例えば、通信実績の通信時期の月日と、送信予定日時の月日とが同一又は差が所定範囲内（例えば、７日程度の差）の場合とすることができる。また、通信時間帯が電文の送信予定日時に類似する場合とは、例えば、通信時間帯が、送信予定日時又は送信予定日時の前後所定時間（例えば、１時間）以内となる時刻を含む場合とすることができる。

なお、通信記録テーブル２２に十分な通信記録を示すデータが記憶されておらず、この通信記録テーブル２２から作成した通信品質テーブル２６Ａの内容が充実していない場合も考えられる。そこで、通信実績ＤＢ２６に、例えば、図１０に示すような、通信士の経験に基づいて作成された通信士テーブル２６Ｂも記憶しておき、この通信士テーブル２６Ｂも、通信実績の有無の判断に用いる。図１０に示す通信士テーブル２６Ｂは、基地局３０毎、周波数毎、かつ通信時期毎に、各地点の通信端末４０との通信実績の有無を、通信を行った通信時間帯別に記憶したテーブルである。

決定部１６は、通信品質テーブル２６Ａに該当の通信実績が存在しない基地局候補について、通信士テーブル２６Ｂを参照し、送信先の通信端末４０の推定位置に相当する地点について、該当の通信実績が存在するか否かを確認する。決定部１６は、通信士テーブル２６Ｂに該当の通信実績が存在する基地局候補を特定する。

また、決定部１６は、各基地局候補について、通信実績が存在することが特定された通信品質テーブル２６Ａ又は通信士テーブル２６Ｂが、いずれの周波数についての通信実績を記憶したものであるかも特定する。

決定部１６は、基地局テーブル２４を参照して、通信実績が存在することが特定された基地局候補から、特定した周波数の電波を送信可能な通信設備を有している基地局候補に絞り込む。例えば、基地局ＩＤ＝Ａの基地局候補、及び基地局ＩＤ＝Ｂの基地局候補の各々について、４ＭＨｚの通信品質テーブル２６Ａに該当の通信実績が存在するとする。この場合、例えば、図７の基地局テーブル２４を参照すると、基地局ＩＤ＝Ａの基地局候補については、４ＭＨｚの電波を送信する通信設備を有していないため、基地局候補から除外される。一方、基地局ＩＤ＝Ｂの基地局候補については、４ＭＨｚの電波を送信する通信設備を有しているため、そのまま基地局候補として残る。

決定部１６は、最終的に絞り込まれた基地局候補から１つずつ選択し、選択した基地局候補を、電文送信依頼に応じて電文を送信する基地局３０として決定し、電文送信指示を送信する。電文送信指示は、送信先の通信端末４０を搭載した船舶４２の船舶ＩＤ、通信条件、及び送信する電文を含む。通信条件としては、通信品質テーブル２６Ａ又は通信士テーブル２６Ｂから特定された周波数を指定することができる。

決定部１６は、電文送信指示に応じて、電文の送信に失敗した旨の通信結果を基地局３０から受信した場合には、残りの基地局候補からの基地局３０の決定及び電文送信指示の送信を、終了条件を満たすまで繰り返す。終了条件は、例えば、電文の送信に成功した旨の通信結果を基地局３０から受信した場合、電文送信指示の送信の繰り返し回数が所定回数に到達した場合、全ての基地局候補に対して電文送信指示を送信済みとなった場合等とすることができる。

決定部１６は、終了条件を満たした際に基地局３０から送信された通信結果に基づいて、電文送信依頼を送信してきた基地局３０に、電文送信依頼に応じた電文の送信が成功したか失敗したかを示す通信結果を送信する。

なお、基地局候補から１つずつ選択して、電文送信依頼に応じて電文を送信する基地局３０として決定する際、優先度の高い基地局候補から順に選択するようにしてもよい。例えば、通信品質テーブル２６Ａに該当の通信実績が存在する基地局候補については、通信実績が示す通信の品質の評価値が高いほど優先度を高くすることができる。なお、通信士テーブル２６Ｂに該当の通信実績が存在する基地局候補については、通信品質テーブル２６Ａに規定された通信の品質のいずれかの評価値（例えば、最大値、最小値、中間の評価を示す値等）が付与されているものとして扱えばよい。また、基地局テーブル２６を参照して、基地局候補が有する通信設備の特性が高いほど優先度を高くしてもよい。

基地局決定装置１０は、例えば図１１に示すコンピュータ５０で実現することができる。コンピュータ５０は、Central Processing Unit（ＣＰＵ）５１と、一時記憶領域としてのメモリ５２と、不揮発性の記憶部５３とを備える。また、コンピュータ５０は、入出力装置５４と、記憶媒体５９に対するデータの読み込み及び書き込みを制御するRead/Write（Ｒ／Ｗ）部５５と、インターネット等のネットワークに接続される通信インターフェース（Ｉ／Ｆ）５６とを備える。ＣＰＵ５１、メモリ５２、記憶部５３、入出力装置５４、Ｒ／Ｗ部５５、及び通信Ｉ／Ｆ５６は、バス５７を介して互いに接続される。

記憶部５３は、Hard Disk Drive（ＨＤＤ）、Solid State Drive（ＳＳＤ）、フラッシュメモリ等によって実現できる。記憶媒体としての記憶部５３には、コンピュータ５０を基地局決定装置１０として機能させるための基地局決定プログラム６０が記憶される。基地局決定プログラム６０は、取得プロセス６２と、抽出プロセス６４と、決定プロセス６６とを有する。また、記憶部５３は、通信記録テーブル２２、基地局テーブル２４、及び通信実績ＤＢ２６の各々を構成する情報が記憶される情報記憶領域７０を有する。

ＣＰＵ５１は、基地局決定プログラム６０を記憶部５３から読み出してメモリ５２に展開し、基地局決定プログラム６０が有するプロセスを順次実行する。ＣＰＵ５１は、取得プロセス６２を実行することで、図５に示す取得部１２として動作する。また、ＣＰＵ５１は、抽出プロセス６４を実行することで、図５に示す抽出部１４として動作する。また、ＣＰＵ５１は、決定プロセス６６を実行することで、図５に示す決定部１６として動作する。また、ＣＰＵ５１は、情報記憶領域７０から情報を読み出して、通信記録テーブル２２、基地局テーブル２４、及び通信実績ＤＢ２６の各々をメモリ５２に展開する。これにより、基地局決定プログラム６０を実行したコンピュータ５０が、基地局決定装置１０として機能することになる。

なお、基地局決定プログラム６０により実現される機能は、例えば半導体集積回路、より詳しくはApplication Specific Integrated Circuit（ＡＳＩＣ）等で実現することも可能である。

次に、本実施形態に係る通信システム１００の作用について説明する。

まず、定期的なタイミングで、取得部１２が、電文を送信する際の転送速度及び周波数を含む通信条件を指定して、定期的な位置情報取得のための電文を通信端末４０へ送信させるための電文送信指示を各基地局３０へ送信する。そして、各基地局３０は、電文送信指示で指定された通信条件で電文をブロードキャストする。この電文を受信した通信端末４０は、電文の送信先の基地局３０へ、通信端末４０を搭載した船舶４２の位置情報を含むＡＣＫを返し、基地局３０は、基地局決定装置１０へ、このＡＣＫの情報を含む通信結果を送信する。取得部１２は、受信した通信結果に含まれる情報を、通信記録テーブル２２の各項目に対応付けて記憶する。これにより、通信端末４０の位置情報が取得される。

そして、基地局３０から通信端末４０へ、緊急かつ重要な電文を送信したい場合など、確実な電文の送信を行いたい場合には、基地局決定装置１０が、複数の基地局３０から、電文を送信する基地局３０を決定した上で、電文を送信させる処理が実行される。この処理における基地局決定装置１０と、基地局ＩＤ＝Ａの基地局３０Ａと、基地局ＩＤ＝Ｆの基地局３０Ｆと、船舶ＩＤ＝００１Ａの船舶４２に搭載された通信端末４０との間の情報のやり取りについて、図１２に示すシーケンス図を参照して、説明する。なお、基地局決定装置１０で実行される基地局決定処理の詳細については、後述の図１３を参照して詳細に説明する。

まず、船舶ＩＤ＝００１Ａの船舶４２に搭載された通信端末４０へ電文を送信したい基地局３０Ａが、船舶ＩＤ＝００１Ａ、基地局ＩＤ＝Ａ、及び送信したい電文を含む電文送信依頼を基地局決定装置１０へ送信する（Ｓ５）。

基地局決定装置１０では、電文送信依頼を受信すると、詳細を後述する基地局決定処理（Ｓ１０）が開始される。そして、基地局決定装置１０において、電文送信依頼に応じて電文を送信する基地局３０が決定される。ここでは、基地局３０Ｆが、電文送信依頼に応じて電文を送信する基地局３０として決定されるものとする。基地局決定装置１０は、基地局３０Ｆへ、船舶ＩＤ＝００１Ａ、通信条件、及び送信する電文を含む電文送信指示を送信する（Ｓ１９）。

電文送信指示を受信した基地局３０Ｆは、電文送信指示で指定された通信端末４０へ、指定された電文を、指定された通信条件で送信する（Ｓ３１）。電文を受信した通信端末４０からは、ＡＣＫが基地局３０Ｆへ返送される（Ｓ３２）。

ＡＣＫを受信した基地局３０Ｆは、電文ＩＤ、電文送信時の通信条件、基地局ＩＤ＝Ｆ、電文の送信日時、船舶ＩＤ＝００１Ａ、ＡＣＫの情報を含む通信状況等を含む通信結果を基地局決定装置１０へ送信する（Ｓ３３）。この通信結果を受信した基地局決定装置１０は、電文送信依頼を送信してきた基地局３０Ａに、電文送信依頼に応じた電文の送信が成功した旨の通信結果を送信する（Ｓ２２）。

なお、基地局３０Ｆから通信端末４０への電文の送信が失敗した場合には、基地局決定装置１０では、電文の送信に失敗した旨の通信結果を基地局３０Ｆから受信する。そして、基地局決定装置１０は、残りの基地局候補からの基地局３０の決定及び電文送信指示の送信を、終了条件を満たすまで繰り返す。終了条件を満たすまで繰り返しても、通信端末４０への電文の送信が成功しない場合には、基地局決定装置１０は、基地局３０Ａに、電文送信依頼に応じた電文の送信が失敗した旨の通信結果を送信する。

次に、図１３を参照して、基地局決定装置１０で実行される基地局決定処理について説明する。図１３においても、図１２の場合と同様に、基地局ＩＤ＝Ａの基地局３０Ａから船舶ＩＤ＝００１Ａの船舶４２に搭載された通信端末４０へ電文を送信したい場合であって、基地局ＩＤ＝Ｆの基地局３０Ｆが基地局候補の１つとなる場合について説明する。基地局決定処理は、基地局決定装置１０が、基地局３０Ａから送信された電文送信依頼を受信すると、基地局決定装置１０において実行される。なお、図１３に示す基地局決定処理において、図１２に示すシーケンス図と同様の処理については、同一の符号を付してある。

ステップＳ１１で、抽出部１４が、例えば、通信記録テーブル２２から、基地局３０Ａから送信された電文送信依頼に含まれる船舶ＩＤ＝００１Ａに対応付けて記憶された受信状況に含まれる受信位置を取得する。そして、抽出部１４は、取得した受信位置を時系列に地図上に配置した経路から、電文の送信予定日時における、船舶ＩＤ＝００１Ａの船舶４２に搭載された通信端末４０の位置を推定する。

次に、ステップＳ１２で、抽出部１４が、各地点における年月日毎の日の出時刻及び日の入り時刻を定めたテーブル等を参照して、電文の送信予定日時における、上記ステップＳ１１で推定した通信端末４０の位置での昼夜の区別を判定する。ここでは、通信端末４０の推定位置は、図８に示すように、夜エリアに含まれると判定されたものとする。

次に、ステップＳ１３で、抽出部１４が、基地局テーブル２４を参照して、複数の基地局３０の各々の位置情報を取得する。そして、抽出部１４が、複数の基地局３０の各々の位置についても、上記ステップＳ１２の処理と同様に、電文の送信予定日時における昼夜の区別を判定する。そして、抽出部１４は、昼夜の区別が、上記ステップＳ１２で判定した通信端末４０の推定位置における昼夜の区別と同一である基地局３０を、基地局候補として抽出する。ここでは、電文の送信予定日時において夜エリアに存在する基地局３０Ｄ、３０Ｅ、３０Ｆが基地局候補として抽出されるものとする。

次に、ステップＳ１４で、抽出部１４が、抽出した基地局候補のうち、電文の送信予定日時から所定時間内に、通信端末４０の推定位置が含まれるエリアとは昼夜の区別が異なるエリアに入る可能性がある基地局候補を除外する。ここでは、基地局３０Ｄが、電文の送信予定日時から所定時間内に昼エリアに入るものとする。この場合、最終的な基地局候補として、基地局３０Ｅ、３０Ｆが抽出される。抽出部１４は、抽出した基地局候補の基地局ＩＤを決定部１６に通知する。

次に、ステップＳ１５で、決定部１６が、通信品質テーブル２６Ａ及び通信士テーブル２６Ｂを参照して、該当の通信実績が存在するか否かを、基地局候補毎に判断する。該当の通信実績とは、電文の送信先の通信端末４０の推定位置に相当する地点に対する通信実績であって、通信時期及び通信時間帯が電文の送信予定日時と類似する通信実績である。そして、決定部１６は、上記ステップＳ１４で抽出された基地局候補を、該当の通信実績が存在する基地局候補に絞り込む。また、決定部１６は、各基地局候補について、通信実績が存在することが特定された通信品質テーブル２６Ａ又は通信士テーブル２６Ｂが、いずれの周波数についての通信実績を記憶したものであるかも特定する。

次に、ステップＳ１６で、決定部１６が、基地局テーブル２４を参照して、通信実績が存在することが特定された基地局候補から、上記ステップＳ１５で特定した周波数の電波を送信可能な通信設備を有している基地局候補に絞り込む。

次に、ステップＳ１７で、決定部１６は、上記ステップＳ１６で絞り込まれた基地局候補の基地局ＩＤを記録したリストを作成する。この際、決定部１６は、基地局候補の絞込みに使用した通信品質テーブル２６Ａの評価値や、基地局候補が有する通信設備の特性に基づいて、各基地局候補に優先度を付与し、優先度の高い順にリストに記録する。ここでは、基地局３０Ｆの基地局ＩＤ＝Ｆ、基地局３０Ｅの基地局ＩＤ＝Ｅの順でリストに記録されたものとする。

次に、ステップＳ１８で、決定部１６は、上記ステップＳ１７で作成したリストの先頭から基地局候補を１つ選択し、選択した基地局候補を、電文送信依頼に応じて電文を送信する基地局３０として決定する。ここでは、リストの先頭の基地局ＩＤ＝Ｆが示す基地局３０Ｆが、電文送信依頼に応じて電文を送信する基地局３０として決定される。

次に、ステップＳ１９で、決定部１６が、船舶ＩＤ＝００１Ａ、通信条件、及び送信する電文を含む電文送信指示を、上記ステップＳ１８で電文送信依頼に応じて電文を送信する基地局３０として決定された基地局３０Ｆへ送信する。

次に、ステップＳ２０で、基地局３０Ｆから、電文の送信に成功した旨の通信結果を受信したか否かを判定する。電文の送信に成功した旨の通信結果を受信した場合には、処理はステップＳ２２へ移行し、基地局３０Ｆから受信した通信結果が、電文の送信に失敗した旨の通信結果である場合には、処理はステップＳ２３へ移行する。

ステップＳ２２では、決定部１６が、電文送信依頼を送信してきた基地局３０Ａに、電文送信依頼に応じた電文の送信が成功した旨の通信結果を送信し、基地局決定処理は終了する。なお、決定部１６は、本ステップで受信した通信結果に含まれる情報を、通信記録テーブル２２に記憶するようにしてもよい。

一方、ステップＳ２３では、決定部１６が、上記ステップＳ１７で作成したリストに、まだ電文送信依頼に応じて電文を送信する基地局３０として決定されていない基地局候補が存在するか否かを判定する。ここでは、まだ基地局３０Ｅがリストに残っているため、肯定判定されて、処理はステップＳ１８に戻る。基地局３０Ｅによっても、通信端末４０への電文の送信が成功しなかった場合には、上記ステップＳ２０で否定判定され、処理はステップＳ２３へ移行する。この場合、リストには、電文送信依頼に応じて電文を送信する基地局３０として次に決定すべき基地局候補が存在しないため、否定判定されて、処理はステップＳ２４へ移行する。

ステップＳ２４では、決定部１６が、電文送信依頼を送信してきた基地局３０Ａに、電文送信依頼に応じた電文の送信が失敗した旨の通信結果を送信し、基地局決定処理は終了する。

以上説明したように、本実施形態に係る基地局決定装置によれば、複数の基地局のうち、基地局の位置と、電文の送信先の通信端末の位置との間に、経度情報に基づく電波特性が変わる地点が含まれる基地局以外の基地局を、基地局候補として抽出する。すなわち、電文の送信予定時刻において、昼夜の区別が、送信先の通信端末の位置での昼夜の区別と同一の基地局を、基地局候補として抽出する。この基地局候補の中から、他の基地局からの電文送信依頼に応じて電文を送信する基地局を、通信実績を用いることなく決定することができる。そのため、通信実績が乏しい位置の通信端末に対しても、確実性の高い通信を行うことができる基地局を決定することができる。

また、基地局候補から、電文の送信予定時刻の所定時間以内に、昼夜の区別が異なるエリアに入る基地局候補を除外する。これにより、送信予定時刻においては、通信端末と昼夜の区別が同一であっても、電文の送信途中で昼夜の区別が異なってしまい、通信が遮断されてしまうような事態を低減することができる。

また、基地局候補を、通信実績の有無や通信設備の特性に基づいて絞り込むことで、より通信の確実性を向上させることができる基地局を決定することができる。

なお、上記実施形態では、昼夜の区別による基地局候補の抽出に加え、通信実績の有無に基づく絞り込み、及び通信設備の特性に基づく絞り込みの両方を行う場合について説明したが、これに限定されない。通信実績の有無に基づく絞り込み、及び通信設備の特性に基づく絞り込みは、行わなくてもよいし、いずれか一方だけを行うようにしてもよい。通信設備の特性に基づく絞り込みのみを行う場合には、該当の周波数を別途手段により特定してもよいし、通信品質テーブルや通信士テーブルを、該当の周波数を特定するためだけに用いるようにしてもよい。また、周波数によらず、基地局テーブルを参照して、特性の高い設備を有する基地局候補に絞り込むようにしてもよい。

また、通信実績の有無に基づく絞り込みとして、上記実施形態では、通信品質テーブル及び通信士管理テーブルの両方を用いる場合について説明したが、いずれか一方のテーブルのみを用いて、該当の通信実績の有無を判断するようにしてもよい。

また、上記実施形態において、通信記録テーブルを、基地局から電文を送信する際の通信条件を決定するために参照可能としてもよい。

具体的には、基地局３０は、電文の送信先である通信端末４０から、所定時間内にＡＣＫを受信しない場合には、通信条件問合せを基地局決定装置１０へ送信する。通信条件問合せには、電文の送信先である通信端末４０を搭載した船舶４２の船舶ＩＤ、基地局３０（自機）の基地局ＩＤ、及び電文の送信予定時刻の情報が含まれる。

基地局決定装置１０は、通信記録テーブル２２を参照して、問い合わせに対して最適な通信条件を取得する。例えば、基地局決定装置１０は、通信条件問合せに含まれる船舶ＩＤが示す船舶４２に搭載された通信端末４０への同時間帯の通信に関する通信記録が通信記録テーブル２２に記憶されている場合には、その通信時と同様の通信条件を取得する。より具体的には、基地局決定装置１０は、通信記録テーブル２２から、「基地局ＩＤ」が通信条件問合せに含まれる基地局ＩＤと同一で、「送信日時」が通信条件問合せに含まれる時刻を基準とした所定範囲内に含まれる通信記録を特定する。そして、基地局決定装置１０は、特定した通信記録に含まれる通信条件（「転送速度」及び「周波数」）を取得する。基地局決定装置１０は、複数の通信記録を特定した場合には、複数の通信記録の各々に含まれる複数の通信条件の各々を取得する。又は、基地局決定装置１０は、特定した通信記録のうち、「送信日時」が直近のものや、「通信状況」に含まれる受信位置が、電文の送信先の通信装置４０の推定位置に最も近いものを選択して取得してもよい。

基地局は、その基地局が有する通信設備に応じた複数種類の通信条件のうち、基地局決定装置から送信された通信条件に合致する通信条件、又は類似する通信条件を選択可能である。通信記録テーブルに基づいて通信条件を決定することで、過去に通信に成功した際の通信条件を使用することができ、電文の送信が成功する確率が高まる。また、適宜通信条件を変更しながら電文の送信を繰り返すことで、電文の送信が完了する確実性が向上する。

また、上記実施形態では、海上を移動する船舶に搭載された通信端末と基地局との通信を例に説明したが、これに限定されない。空を移動する飛行機などの移動体と基地局間の通信や、山、砂漠、広い工場等の陸地に存在する通信端末と基地局との間の通信にも、開示の技術を適用可能である。

また、上記実施形態では、通信端末と基地局との間の通信は、短波の周波数を使用した通信である場合を例に説明したが、電離層反射を利用した通信方式であれば、開示の技術の適用効果がある。

また、上記では、開示の技術に係るプログラムの一例である基地局決定プログラム６０が記憶部５３に予め記憶（インストール）されている態様を説明したが、これに限定されない。開示の技術に係るプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＵＳＢメモリ等の記憶媒体に記憶された形態で提供することも可能である。

１０ 基地局決定装置
１２ 取得部
１４ 抽出部
１６ 決定部
２２ 通信記録テーブル
２４ 基地局テーブル
２６ 通信実績データベース
２６Ａ 通信品質テーブル
２６Ｂ 通信士テーブル
３０ 基地局
４０ 通信端末
４２ 船舶
５０ コンピュータ
５１ ＣＰＵ
５２ メモリ
５３ 記憶部
５９ 記憶媒体
６０ 基地局決定プログラム
１００ 通信システム

Claims (7)

1. コンピュータに、
   通信端末の位置情報を取得し、
   予め記憶部に記憶された複数の基地局の各々の位置情報と、取得した前記通信端末の位置情報とに基づいて、前記複数の基地局のうち、通信を行う時間帯に、短波帯の所定周波数の電波が電離層で反射するか、又は反射しないかを示す反射特性が経度情報に基づいて変わる地点を前記通信端末の位置との間に含む基地局以外の基地局を基地局候補とし、該基地局候補から、前記通信端末と通信を行う基地局を決定する
   ことを含む処理を実行させる基地局決定プログラム。
2. 前記反射特性は、日の出又は日の入りに応じて変化する請求項１に記載の基地局決定プログラム。
3. 前記基地局候補は、該基地局候補の位置における、前記通信を行う時間帯が日の出から日の入りまでの昼か、日の入りから日の出までの夜かの昼夜の区別が、前記通信端末の位置における昼夜の区別と同じ基地局である請求項１又は請求項２に記載の基地局決定プログラム。
4. 前記基地局候補から、前記通信端末と通信を行う基地局を決定する際、前記通信端末との通信が成立する確実性を判断するための予め定めた基準に基づいて決定する請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の基地局決定プログラム。
5. 前記予め定めた基準として、各基地局候補と前記通信端末の位置に相当する地点との通信実績の有無を用い、通信時期及び通信時間帯が、前記通信を行う時間帯と類似する通信実績が存在する基地局候補を、前記通信端末と通信を行う基地局として決定する請求項４に記載の基地局決定プログラム。
6. 通信端末の位置情報を取得し、
   予め記憶部に記憶された複数の基地局の各々の位置情報と、取得した前記通信端末の位置情報とに基づいて、前記複数の基地局のうち、通信を行う時間帯に、短波帯の所定周波数の電波が電離層で反射するか、又は反射しないかを示す反射特性が経度情報に基づいて変わる地点を前記通信端末の位置との間に含む基地局以外の基地局を基地局候補とし、該基地局候補から、前記通信端末と通信を行う基地局を決定する、
   処理を実行する基地局決定装置。
7. コンピュータが、
   通信端末の位置情報を取得し、
   予め記憶部に記憶された複数の基地局の各々の位置情報と、取得した前記通信端末の位置情報とに基づいて、前記複数の基地局のうち、通信を行う時間帯、短波帯の所定周波数の電波が電離層で反射するか、又は反射しないかを示す反射特性が経度情報に基づいて変わる地点を前記通信端末の位置との間に含む基地局以外の基地局を基地局候補とし、該基地局候補から、前記通信端末と通信を行う基地局を決定する
   ことを含む処理を実行する基地局決定方法。