WO2017159085A1 - 通信端末装置、地上セルラー基地局及び移動通信システム - Google Patents

通信端末装置、地上セルラー基地局及び移動通信システム Download PDF

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WO2017159085A1
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communication system
satellite
terrestrial cellular
base station
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藤井　輝也
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ソフトバンク株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a mobile communication system, a communication terminal device and a terrestrial cellular base station in the mobile communication system.
  • terrestrial system via a cellular base station placed on the ground
  • satellite system via artificial satellites.
  • Communication terminal devices that can be used in the same area are known (see, for example, Non-Patent Document 1 and Patent Document 1).
  • a communication terminal apparatus is a communication terminal apparatus shared by a terrestrial cellular mobile communication system and a satellite mobile communication system, and is a terrestrial cellular mobile communication system and satellite mobile communication that use the same frequency band.
  • Storage means for storing time slot allocation information of radio resources allocated to the system so as not to overlap each other on the time axis, terrestrial cellular mobile communication system and satellite according to the area where the communication terminal device is located
  • Transmission / reception means for performing radio communication by selecting one of the mobile communication methods, and when the communication terminal device is in the area of the terrestrial cellular mobile communication system, based on time slot allocation information of the radio resource, In the downlink to the communication terminal device, the time slot allocated to the terrestrial cellular mobile communication system.
  • a terrestrial cellular base station is a terrestrial cellular base station capable of wireless communication with a communication terminal apparatus in a mobile communication system including a terrestrial cellular mobile communication system and a satellite mobile communication system, and has the same frequency band.
  • Storage means for storing time slot allocation information of radio resources allocated so as not to overlap each other on the time axis for the terrestrial cellular mobile communication system and satellite mobile communication system in which Based on transmission / reception means for performing wireless communication with a communication terminal apparatus in the area and the terrestrial cellular mobile communication system, and on the downlink to the communication terminal apparatus in the area of the own station, based on time slot allocation information of the radio resource All time slots allocated to a terrestrial cellular mobile communication system and the satellite mobile communication system The satellite movement using all of the time slots allocated to the terrestrial cellular mobile communication system in the uplink from the communication terminal device located in the area of the local station using at least a part of the allocated time slots Control means for controlling not to use the time slot allocated to the communication system.
  • the downlink in the area of the terrestrial cellular mobile communication system not only all of the time slots allocated to the terrestrial cellular mobile communication system but also allocated to the satellite mobile communication system. At least a portion of the time slot being used.
  • the frequency utilization factor of the downlink in a terrestrial cellular mobile communication system can be improved.
  • the signal strength from the satellite mobile communication system is extremely weaker than the signal from the terrestrial cellular mobile communication system. Even if the slot is used, the influence of interference from the satellite mobile communication system can be reduced to a negligible level.
  • the uplink in the area of the terrestrial cellular mobile communication system uses all the time slots assigned to the terrestrial cellular mobile communication system and does not use the time slots assigned to the satellite mobile communication system.
  • the uplink signal of the terrestrial cellular mobile communication system is interfering with the uplink signal of the satellite mobile communication system.
  • the radio resource of the satellite mobile communication system that is controlled to switch between the uplink and the downlink in the area of the terrestrial cellular mobile communication system is a time slot that is easy to control, control is performed to switch the frequency. Compared to the case, switching control of radio resources is easier.
  • the control means is assigned to the terrestrial cellular mobile communication system in a downlink to the communication terminal apparatus when the communication terminal apparatus is in the area of the terrestrial cellular mobile communication system. It may be controlled to use all of the time slots that are present and all of the time slots assigned to the satellite mobile communication system. Further, in the terrestrial cellular base station, the control means includes all of the time slots allocated to the terrestrial cellular mobile communication system and the satellite movement in the downlink to the communication terminal device located in the area of the own station. You may control to use all the time slots currently allocated to the communication system. According to these communication terminal devices and the terrestrial cellular base station, by using all the time slots allocated to the satellite mobile communication system in the downlink of the area of the terrestrial cellular mobile communication system, The frequency utilization rate in the downlink can be further increased.
  • the control means uses the satellite used in a downlink to the communication terminal apparatus in the area of the terrestrial cellular mobile communication system according to a downlink traffic amount in the area of the terrestrial cellular mobile communication system. You may control to change the number of time slots currently allocated to the mobile communication system. Further, in the terrestrial cellular base station, the control means uses the satellite mobile communication system used in the downlink to the communication terminal device in the area according to the downlink traffic amount to the communication terminal device in the area of the local station. Control may be made so as to change the number of time slots allocated to.
  • the number of time slots allocated to the satellite mobile communication system used in the area is set.
  • the frequency utilization rate in the downlink of the terrestrial cellular mobile communication system can be increased so as to cope with an increase in traffic volume.
  • the number of time slots assigned to the satellite mobile communication system used in the area is reduced, thereby reducing the downlink of the terrestrial cellular mobile communication system.
  • the influence of the downlink signal of the satellite mobile communication system can be reduced.
  • a mobile communication system is a mobile communication system including a terrestrial cellular mobile communication system and a satellite mobile communication system, a terrestrial cellular base station capable of wireless communication with a communication terminal device, and an artificial satellite.
  • ADVANTAGE OF THE INVENTION while being able to share with a terrestrial cellular mobile communication system and a satellite mobile communication system, while avoiding the interference between both systems by the simple switching control of a radio
  • the frequency utilization factor can be improved.
  • Explanatory drawing which shows an example of the whole structure of the mobile communication system which can be utilized using the communication terminal device which concerns on embodiment of this invention.
  • the block diagram which shows the example of 1 structure of the communication terminal device which concerns on this embodiment.
  • the flowchart which shows an example of the selection / switching process of the ground system and satellite system in the communication terminal device which concerns on this embodiment.
  • Explanatory drawing which shows the mode of interference from a satellite system to a ground system when the communication terminal device is performing the communication of a downlink.
  • the graph which shows an example of the change of the received power from each of a ground system and a satellite system with respect to the position of the communication terminal device of FIG. 4A.
  • Explanatory drawing which shows the mode of interference from a ground system to a satellite system when the communication terminal device is performing uplink communication.
  • Explanatory drawing which shows an example of allocation of the time slot in the mobile communication system of this embodiment, and the use of the allocated time slot in the downlink and the uplink.
  • Explanatory drawing which shows the other example of allocation of the time slot in the mobile communication system of this embodiment, and the proper use in the downlink and uplink of the allocated time slot.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram showing an example of the overall configuration of a mobile communication system (mobile phone system) that can be used by using a communication terminal device according to an embodiment of the present invention.
  • the communication terminal apparatus 10 of the present embodiment can use a ground system (terrestrial cellular mobile communication system) via a terrestrial cellular base station and a satellite system (satellite mobile communication system) via an artificial geostationary satellite.
  • the communication operation mode when the communication terminal apparatus 10 performs communication using the ground system is referred to as “terrestrial communication mode”, and the communication terminal apparatus 10 performs communication using the satellite system.
  • the communication operation mode at the time of going is called “satellite communication mode”.
  • the case where the artificial satellite used in the satellite mobile communication system is a geostationary satellite hereinafter referred to as “artificial geostationary satellite” will be described. Artificial satellites such as satellites and quasi-zenith satellites may be used.
  • the mobile communication system of the present embodiment includes a base station (hereinafter referred to as “terrestrial cellular base station”) 20 capable of wireless communication with a communication terminal device 10 via a ground system, and an artificial stationary station that is a satellite relay station.
  • a satellite base station 30 capable of wireless communication with the communication terminal device 10 via the communication relay device 41 of the satellite 40 is provided.
  • the base station device 21 of the terrestrial cellular base station 20, the base station device 31 of the satellite base station 30, and the base station control device 50 that controls each base station are respectively connected via wired communication lines such as dedicated lines and general-purpose lines. Connected to the core network 60.
  • the same wireless transmission method and the same frequency band are used for wireless communication between the communication terminal device 10 and the communication relay devices 41 of the terrestrial cellular base station 20 and the artificial geostationary satellite 40.
  • a wireless transmission method for example, a third generation mobile communication system (3G) communication method such as WCDMA (registered trademark) (Wideband Code Division Multiple Access) or CDMA-2000, LTE (Long Term Evolution) or LTE-Advanced A communication system, a 4th generation mobile phone communication system, and the like can be employed.
  • the frequency band for wireless communication (service link) with the communication terminal apparatus 10 is, for example, in the MSS band (uplink 1980 to 2010 MHz and downlink 2170 to 2200 MHz) standardized by IMT (International Mobile Telecommunication) -2000.
  • a frequency band of a predetermined band (for example, 30 MHz) can be assigned. Further, as a frequency band of wireless communication (feeder link) between the communication relay device 41 of the artificial geostationary satellite 40 and the ground satellite base station 30, for example, a frequency in a predetermined band in the Ku band (up 14 GHz and down 12 GHz). Bands can be assigned.
  • the communication terminal device 10 is a mobile phone, a smart horn, a mobile personal computer having a mobile communication function, or the like, and is also called a user device (UE), a mobile device, a mobile station device, or a portable communication terminal.
  • the communication terminal apparatus 10 is, for example, an area (hereinafter referred to as “satellite”) that is capable of wireless communication with an area (hereinafter referred to as “ground station area”) 200 capable of wireless communication with the terrestrial cellular base station 20 and a communication relay apparatus 41 of the artificial geostationary satellite 40. Station area ”))
  • the ground system and the satellite system can be used.
  • the communication terminal apparatus 10 preferentially uses the terrestrial system.
  • the communication terminal device 10 can use the satellite system when it is outside the ground station area 200 and within the satellite station area 400 area.
  • the terrestrial cellular base station 20 includes a base station device 21, an antenna, and the like, and can communicate with the communication terminal device 10 at a frequency f0 within the predetermined frequency band described above using a predetermined wireless transmission method (modulation method). it can.
  • a wide area macro base station that covers a macro cell that is a wide area with a normal radius of several hundreds to several kilometers, or an area smaller than an area covered by a wide area macro base station ( For example, a small base station provided so as to cover a pico cell or a femto cell may be used.
  • Macro base stations are called “macro cell base stations”, “Macro e-Node B”, etc., and small base stations are sometimes called “small cell base stations”, “micro cell base stations”.
  • the satellite base station 30 includes a base station device 31, a frequency conversion device 32, an antenna, and the like similar to the base station device 21 of the terrestrial cellular base station 20, and may be referred to as a “feeder link station”.
  • the satellite base station 30 communicates with the communication repeater 41 of the artificial geostationary satellite 40 by converting the frequency f0 to the frequency fc for satellite communication using a predetermined wireless transmission method (modulation method) similar to the terrestrial cellular base station 20. It can be performed.
  • the frequency conversion device 32 relays communication between the base station device 31 and the communication relay device 41 of the artificial geostationary satellite 40.
  • the frequency f0 used in the base station device 31 and the communication relay device of the artificial geostationary satellite 40 are relayed. It functions as a frequency conversion means for performing conversion between the frequency fc for satellite communication used for communication with 41.
  • the communication relay device 41 of the artificial geostationary satellite 40 has frequency conversion means for performing non-regenerative frequency conversion relay.
  • This frequency conversion means uses a frequency f0 used for communication with the communication terminal device 10 and a satellite used for communication with the satellite base station 30 when relaying communication between the communication terminal device 10 and the satellite base station 30. Conversion to and from the communication frequency fc is performed.
  • the communication relay device 41 can convert the frequency fc of the signal received from the satellite base station 30 to f0 and communicate with the communication terminal device 10 at the frequency f0.
  • the base station control device 50 allocates radio resources (frequency, time slot) for the terrestrial cellular base station 20 and the satellite base station 30 corresponding to a common area where at least a part of the area capable of wireless communication with the communication terminal device 10 overlaps. Can be controlled. That is, the base station controller 50 performs control to allocate radio resources used in the terrestrial cellular base station 20 and radio resources used in the satellite base station 30 so as not to overlap each other. Further, the base station controller 50 increases the radio resources (for example, time slots) allocated to the satellite base station 30 in an emergency when a part of the terrestrial cellular base station 20 fails due to a disaster or the like. It can also be controlled.
  • the base station controller 50 increases the allocation rate of radio resources (eg, time slots) allocated to the satellite base station 30 in an emergency when a part of the terrestrial cellular base station 20 fails due to a disaster or the like. Control to do. These controls can be performed, for example, by transmitting predetermined control data from the base station controller 50 to the terrestrial cellular base station 20 and the satellite base station 30.
  • the “allocation rate” of radio resources allocated to the satellite base station 30 is the radio resource allocated to the satellite base station 30 among the radio resources allocated to the entire terrestrial cellular base station 20 and the satellite base station 30 in the common area. It is a ratio.
  • the base station controller 50 assigns the radio resource time slot used in the terrestrial cellular base station 20 and the radio resource time slot used in the satellite base station 30 so as not to overlap each other. Take control.
  • the radio resource time slot is a time interval obtained by dividing a radio communication frame having a predetermined time length by a predetermined number, and is a basic unit for temporal allocation control of the radio resource. For example, when the radio communication frame of the radio resource allocated to the entire terrestrial cellular base station 20 and the satellite base station 30 is divided into eight or ten, the terrestrial cellular for eight or ten time slots in the radio communication frame.
  • the base station 20 and the satellite base station 30 are assigned so as not to overlap each other.
  • the allocation information of the radio resources (time slots) allocated to the terrestrial system and the satellite system is sent from the base station controller 50 to the terrestrial cellular base station 20 and the satellite base station 30, respectively. Stored in a storage device. Based on the radio resource (time slot) allocation information, the terrestrial cellular base station 20 and the satellite base station 30 perform downlink and uplink communications with the communication terminal device 10, respectively. The radio resource (time slot) allocation information is sent from the terrestrial cellular base station 20 and the satellite base station 30 to the communication terminal device 10 and stored in the storage device of the communication terminal device 10, for example. Based on the radio resource (time slot) allocation information, the communication terminal apparatus 10 performs downlink and uplink communications with the terrestrial cellular base station 20 and the satellite base station 30, respectively.
  • the communication terminal device 10 is configured using hardware such as a computer device having a CPU, a memory, and the like, and a wireless communication unit, for example.
  • the communication terminal device 10 is connected to the terrestrial cellular base station 20 and the satellite base station 30 by executing a predetermined program. Wireless communication and the like can be performed.
  • the terrestrial cellular base station 20 and the satellite base station 30 are configured by using hardware such as a computer device having a CPU, a memory, etc., an external communication interface unit for the core network 60, a wireless communication unit, and the like. By being executed, wireless communication with the communication terminal device 10 and communication with the core network 60 side can be performed.
  • the base station control device 50 is configured by using, for example, a computer device having a CPU, a memory, and the like, and an external communication interface unit for the core network 60, and by executing a predetermined program, the terrestrial cellular base station 20 and the satellite The base station 30 can be controlled.
  • the communication terminal device 10, the terrestrial cellular base station 20, and the satellite base station 30 of the present embodiment are time-synchronized with each other with a predetermined time accuracy (for example, 1 ⁇ s or less) so as to correspond to the time slot allocation control of the radio resource. Yes.
  • This time synchronization can be performed, for example, by accessing a predetermined time server or receiving a signal from a GPS satellite.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of the communication terminal device 10 according to the present embodiment.
  • the configuration of the communication terminal device 10 is not limited to the configuration of FIG. 2, but can be used for the terrestrial system and the satellite system, and can correspond to the time slot allocation control of the radio resources in the terrestrial system and the satellite system. If it is.
  • the communication terminal device 10 includes a first antenna 11 used for wireless communication with the terrestrial cellular base station 20 in the ground system, and a second antenna 12 used for wireless communication with the artificial geostationary satellite 40 in the satellite system. And an antenna changeover switch (SW) 181 as an antenna changeover means.
  • the first antenna 11 is, for example, a linear antenna corresponding to the vertical polarization of the ground system
  • the second antenna 12 is a helical antenna or a patch antenna corresponding to the circular polarization of the satellite system.
  • the antenna changeover switch 181 switches between the first antenna 11 and the second antenna 12 according to the selected ground system or satellite system.
  • the communication terminal apparatus 10 includes a baseband unit 13 as a common baseband processing means, and a storage device 14 as a storage means for storing a system parameter group used for the baseband unit 13.
  • the baseband unit 13 is configured to receive a downlink reception signal R and an uplink transmission signal based on a system parameter group including values set in advance for each of a plurality of types of system parameters defined in common for the ground system and the satellite system. Process T is performed.
  • the baseband unit 13 modulates transmission data in a predetermined time slot based on a predetermined radio transmission scheme (for example, a radio transmission scheme specified by 3GPP LTE or LTE-Advanced), thereby transmitting an uplink transmission signal. T is generated, or a process of acquiring data by demodulating the received signal R in a predetermined time slot of the downlink is executed.
  • a predetermined radio transmission scheme for example, a radio transmission scheme specified by 3GPP LTE or LTE-Advanced
  • the storage device 14 stores a first system parameter group optimized for the ground system and a second system parameter group optimized for the satellite system as system parameter groups used for the baseband unit 13.
  • the plurality of types of system parameters are, for example, a modulation scheme, an error correction code coding rate, a maximum number of retransmissions during retransmission control, and a transmission / reception buffer amount for storing transmission / reception data.
  • the storage device 14 stores allocation information of radio resources (time slots) allocated to the above-described ground system and satellite system.
  • the communication terminal device 10 includes power amplification means 15 that amplifies the power of each of the reception signal R input to the baseband unit 13 and the transmission signal T output from the baseband unit 13.
  • the power amplifying means 15 of this configuration example includes a common low noise received power amplifier (hereinafter referred to as “received power amplifier”) 151 used for power amplification of the received signal R of each of the ground system and the satellite system, and the ground system.
  • a first transmission power amplifier 152 used for power amplification of the transmission signal T and a second transmission power amplifier 153 used for power amplification of the transmission signal T of the satellite system are included.
  • the first transmission power amplifier 152 amplifies the power of the transmission signal T of the ground system so that the transmission power becomes 0.2 [W], for example.
  • the second transmission power amplifier 153 amplifies the power of the transmission signal T of the satellite system so that the transmission power becomes 1 [W], for example.
  • the first antenna 11 and the first transmission power amplifier 152 are components 10A dedicated to the ground system, and the second antenna 12 and the second transmission power amplifier 153 are configurations dedicated to the satellite system. Element 10B.
  • the path of the reception signal R received by the antennas 11 and 12 and the path of the transmission signal T toward the antennas 11 and 12 are separated by a DUP (Duplexer: duplexer) 171. Further, the path of the transmission signal T passing through the first transmission power amplifier 152 and the path of the transmission signal T passing through the second transmission power amplifier 153 are switched by transmission path switching switches (SW) 182 and 183.
  • DUP Duplexer: duplexer
  • the communication terminal device 10 includes a selection unit that selects one of the ground system and the satellite system, and a first system stored in the storage device 14 according to the ground system or the satellite system selected by the selection unit.
  • a control device 16 as control means for controlling the parameter group or the second system parameter group to be used in the baseband unit 13.
  • the control device 16 is composed of, for example, a CPU and a memory such as a RAM and a ROM, and functions as the control means by reading and executing a predetermined control program.
  • the control device 16 in the present embodiment also functions as a selection unit that selects either the terrestrial system or the satellite system based on a base station identifier or received power included in a common control signal described later.
  • the communication terminal device 10 may include a display unit such as a liquid crystal panel having a touch panel function connected to the control device 16 and an operation unit such as an operation button.
  • a display unit or an operation unit may be used as the selection unit so that the user can arbitrarily select either the ground system or the satellite system.
  • the reception signal R in the predetermined time slot of the downlink from the terrestrial cellular base station 20 received by the first antenna 11 is received.
  • the baseband unit 13 After being amplified by the power amplifier 151, the baseband unit 13 performs processing so as to obtain original data based on the first system parameter group.
  • the transmission signal T in a predetermined uplink time slot generated from the transmission target data in the baseband unit 13 based on the first system parameter group is predetermined by the first transmission power amplifier 152 for the terrestrial system. After being amplified to power (for example, 0.2 [W]), it is transmitted from the first antenna 11 toward the terrestrial cellular base station 20 in a predetermined time slot.
  • the received signal R of the predetermined downlink time slot received from the artificial geostationary satellite 40 received by the second antenna 12 is amplified by the reception power amplifier 151 and then the baseband.
  • the unit 13 is processed to obtain original data based on the second group of system parameters.
  • the transmission signal T in a predetermined uplink time slot generated from the transmission target data in the baseband unit 13 based on the second system parameter group is predetermined by the second transmission power amplifier 153 for the satellite system. And then transmitted from the second antenna 12 toward the artificial geostationary satellite 40 in a predetermined time slot.
  • the first or second system optimized using the dedicated antennas 11 and 12 according to the mobile communication system selected from the ground system and the satellite system. Since the parameter group can be used in the baseband unit 13, wireless communication corresponding to the wireless transmission environment of the selected mobile communication system becomes possible. Moreover, the ground system and the satellite system can be easily switched by switching the antennas 11 and 12 and the system parameter group. In addition, since the baseband unit 13 that processes the reception signal R and the transmission signal T based on the system parameter group can be shared by the ground system and the satellite system, the ground system and the satellite system each have a dedicated baseband unit. Compared to the configuration, the configuration can be simplified.
  • dedicated transmission power amplifiers 152 and 153 can be used according to the mobile communication system selected from the terrestrial system and the satellite system, so that the gain of the amplifier is adjusted. Therefore, it is possible to amplify the power of the transmission signal T corresponding to the radio transmission environment of the selected mobile communication system, and it is possible to use an optimum power amplifier with low power consumption in consideration of power efficiency. Further, since the reception power amplifier 151 can be shared by both the ground system and the satellite system, a simpler configuration can be achieved.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating an example of selection / switching processing of the ground system and the satellite system in the communication terminal apparatus according to the present embodiment.
  • the ground system is selected (S102) and switched to the ground system antenna 11 and the first system parameter group.
  • Pth1 a predetermined first threshold value
  • the received power received from the artificial geostationary satellite 40 of the satellite system is larger than a predetermined second threshold Pth2 (S105).
  • the base station identifier in the common control signal included in the received signal is received (S106), and the reception is performed based on the base station identifier.
  • the signal is a satellite system received signal (S107).
  • reception by the satellite system is continued (S108).
  • the system is switched to the ground system (S102).
  • step S103 when the reception power of the ground system is larger than the first threshold value Pth1 (YES in S103), reception in the ground system is continued (S109).
  • a base station identifier in the common control signal included in the received signal is received (S110), and based on the base station identifier, it is determined whether the received signal is a received signal of the ground system (S111). ).
  • reception by the ground system is continued (S112).
  • the satellite system is switched (S104).
  • a terrestrial system with a more stable wireless transmission environment during normal use can be preferentially used, and a received signal from the terrestrial system becomes weak for some reason. In the event of a satellite system.
  • step S103 it is determined in step S103 whether or not the received power received from the terrestrial cellular base station 20 of the terrestrial system is greater than the first threshold value Pth1. However, it may be determined whether the received power is equal to or greater than the first threshold value Pth1.
  • step S105 it is determined whether or not the received power received from the artificial geostationary satellite 40 of the satellite system is greater than the second threshold Pth2, but whether or not the received power is greater than or equal to the second threshold Pth2. You may judge.
  • the satellite system of the present embodiment is an example in the case where the artificial geostationary satellite 40 has a single beam antenna configuration.
  • the satellite station area 400 in which the communication relay device 41 of the artificial geostationary satellite 40 can communicate with the communication terminal device 10 is a single beam area corresponding to the beam 410 indicating the direction of the antenna of the communication relay device 41.
  • the artificial geostationary satellite 40 may have a multi-beam antenna configuration.
  • the satellite station area 400 in which the communication relay device 41 of the artificial geostationary satellite 40 can communicate with the communication terminal device 10 is spatially mutually associated with beams indicating a plurality of different directivity directions of the antenna of the communication relay device 41. A plurality of beam areas are shifted.
  • FIG. 4A is an explanatory diagram showing a state of interference from the satellite system to the ground system when the communication terminal apparatus 10 is performing downlink communication
  • FIG. 4B is a diagram illustrating the position of the communication terminal apparatus 10 in FIG. 4A. It is a graph which shows an example of the change of the received power from each of a ground system and a satellite system.
  • Sgd and Psgd indicate the desired ground wave and its received power from the terrestrial cellular base station 20 to the communication terminal apparatus 10 in the terrestrial communication mode in the terrestrial station area 200, respectively.
  • Igd and Pigd are respectively the terrestrial cellular base station 20 3 shows the ground interference wave and its received power from the communication terminal device 10 in the satellite communication mode in the satellite station area 400 to the communication terminal device 10.
  • Ssd and Pssd in the figure indicate the desired satellite wave and its received power from the communication relay device 41 of the artificial geostationary satellite 40 to the communication terminal device 10 in the satellite communication mode in the satellite station area 400, respectively.
  • the propagation loss between the communication relay device 41 of the artificial geostationary satellite 40 and the communication terminal device 10 is extremely large (for example, 50 dB) compared to the propagation loss between the terrestrial cellular base station 20 and the communication terminal device 10. Bigger than that) Therefore, the received power Pis of the satellite interference wave Is received from the communication relay device 41 of the artificial geostationary satellite 40 in the ground station area 200 is extremely small.
  • the received power Pis of the satellite interference wave Is from the communication repeater 41 of the artificial geostationary satellite 40 is slightly larger than the thermal noise power Pn.
  • the reception quality of the downlink (for example, SINR: desired signal power Psgd (thermal noise power) Pn + interference signal power (Pisd) ratio) is slightly degraded.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram showing the state of interference from the ground system to the satellite system when the communication terminal apparatus 10 performs uplink communication.
  • Ssu is an uplink desired satellite wave from the communication terminal device 10 in the satellite communication mode to the communication relay device 41 of the artificial geostationary satellite 40
  • Igu is from the communication terminal device 10 in the ground station area 200 to the artificial geostationary satellite.
  • 40 is an uplink terrestrial interference wave to 40 communication relay devices 41.
  • the number of communication terminal devices 10 in the ground communication mode that are simultaneously communicating using the ground system corresponds to the number of ground cellular base stations 20 existing in the satellite station area 400.
  • the uplink interference power from the terrestrial system received by the communication repeater 41 of the artificial geostationary satellite 40 is the sum of the powers of the terrestrial interference waves Igu from the plurality of communication terminal devices 10 that simultaneously use the terrestrial system. . Therefore, the uplink interference power received by the communication relay apparatus 41 is much larger than the power of the uplink satellite desired wave Ssu from the communication terminal apparatus 10 using the satellite system.
  • the communication terminal device 10 when the communication terminal device 10 is located in the ground station area 200 of the ground system, all the time slots assigned to the ground system and the satellite system are assigned to the downlink to the communication terminal device 10.
  • the time slot assigned to the satellite system is used on the uplink from the communication terminal apparatus 10 using all of the time slots assigned to the ground system. Yes.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram showing an example of time slot allocation in the mobile communication system of the present embodiment and how to use the allocated time slot in the downlink and uplink.
  • the case is shown in which the number of time slots allocated by time-sharing the radio frame is 8, but the number of radio frames divided (per radio frame) The number of time slots) may be 7 or less, or 9 or more.
  • the time slots T1 to T3, T5, and T6 are allocated to the ground system, and the other time slots T4, T7, and T8 are allocated to the satellite system.
  • the time slot allocation is limited to the illustrated example. Not.
  • time slots T4, T7 and T8 allocated to the satellite system are used. Further, in the uplink wireless communication from the communication terminal apparatus 10 of the ground system to the ground cellular base station 20, the time slots T1 to T3, T5, and T6 allocated to the ground system are used. In contrast, in downlink wireless communication from the terrestrial cellular base station 20 of the terrestrial system to the communication terminal device 10, all of the time slots T1 to T3, T5 and T6 allocated to the terrestrial system and the satellite system are allocated. Part of the time slots T4, T7 and T8 that are being used (in the example shown, time slots T7 and T8). Thereby, it is possible to improve the frequency utilization rate (throughput) of the downlink of the ground system having a large traffic volume.
  • control may be performed so that a part of the time slot allocated to the satellite system is used according to the downlink traffic amount. For example, when the amount of traffic on the downlink is small, control is performed so that the time slots T1 to T3, T5, and T6 assigned to the ground system are used without using the time slots assigned to the satellite system. If the amount of downlink traffic increases, it may be controlled to further use a part of the time slots T4, T7 and T8 allocated to the satellite system.
  • the time slot T1 assigned to the terrestrial system is assigned to the downlink in the ground station area 200 of the terrestrial system by properly using the time slot when using the terrestrial system shown in FIG. ⁇ Not only all of T3, T5 and T6 but also a part of the time slots T4, T7 and T8 allocated to the satellite system.
  • the frequency utilization factor of the downlink in the ground system can be improved.
  • the signal strength from the satellite system is extremely weak compared to the signal from the ground system, so even if the time slot assigned to the satellite system is used, The influence of interference can be reduced to a level that can be ignored.
  • the uplink in the ground station area 200 all the time slots T1 to T3, T5 and T6 allocated to the ground system are used, and the time slots T4, T7 and T8 allocated to the satellite system are not used. . Thereby, it is possible to avoid the uplink signal of the ground system from interfering with the uplink signal of the satellite system. Moreover, since the radio resource of the satellite system that is controlled to switch between the uplink and the downlink in the ground station area 200 is a time slot that is easy to control, compared to a case where control is performed to switch the frequency. Radio resource switching control is easy.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram showing another example of time slot assignment and proper use of the assigned time slot in the downlink and uplink in the mobile communication system of the present embodiment.
  • the time slots T4, T7 and T8 allocated to the satellite system are used. Yes.
  • the uplink wireless communication from the communication terminal apparatus 10 of the ground system to the ground cellular base station 20 of the terrestrial system to the ground cellular base station 20 all of the time slots T1 to T3, T5 and T6 allocated to the ground system are used.
  • all of the time slots T1 to T3, T5 and T6 allocated to the terrestrial system and the satellite system are allocated.
  • All of the time slots T4, T7 and T8 being used are used. Thereby, it is possible to improve the frequency utilization rate (throughput) of the downlink of the ground system having a large traffic volume.
  • control may be performed so that the time slot allocated to the satellite system is used according to the downlink traffic amount. For example, when the amount of traffic on the downlink is small, control is performed so that the time slots T1 to T3, T5, and T6 assigned to the ground system are used without using the time slots assigned to the satellite system. When the amount of downlink traffic increases, the time slots T4, T7, and T8 allocated to the satellite system may be further used.
  • the time slots shown in FIG. 7 are selectively used in the downlink and uplink, so that in the downlink in the ground station area 200 of the ground system, the time slots T1 to T3, T5, and Not only all of T6 but also all of time slots T4, T7 and T8 assigned to the satellite system are used.
  • the frequency utilization factor (throughput) of the downlink in the ground system can be improved.
  • the influence of interference from the satellite system can be reduced to a level that can be ignored, and the uplink signal of the ground system can be reduced. It is possible to avoid interference with upstream signals, and it is easier to control the switching of radio resources as compared with the case of controlling to switch the frequency.
  • the frequency utilization rate (throughput) in the downlink of the ground system is increased. Can be increased.
  • the communication terminal device 10 can be shared by the terrestrial system and the satellite system, and the downlink of the terrestrial system can be avoided while avoiding interference between the two systems by simple radio resource switching control.
  • the frequency utilization rate (throughput) can be improved.
  • processing steps described in this specification and the components of the mobile communication system, base station, communication terminal device (user terminal device, mobile station), and router device can be implemented by various means.
  • these steps and components may be implemented in hardware, firmware, software, or a combination thereof.
  • means such as a processing unit used to realize the above steps and components in an entity Is one or more application specific ICs (ASICs), digital signal processors (DSPs), digital signal processors (DSPDs), programmable logic devices (PLDs), field programmable gate arrays (FPGAs) May be implemented in a processor, controller, microcontroller, microprocessor, electronic device, other electronic unit designed to perform the functions described herein, a computer, or combinations thereof .
  • ASICs application specific ICs
  • DSPs digital signal processors
  • DSPDs digital signal processors
  • PLDs programmable logic devices
  • FPGAs field programmable gate arrays
  • each unit used to realize the above components includes a program (for example, a procedure, a function, a module, an instruction, etc.) that executes the functions described in this specification. ).
  • any computer / processor readable medium that specifically embodies firmware and / or software code is means such as a processing unit used to implement the steps and components described herein. May be used to implement
  • firmware and / or software code may be stored in a memory and executed by a computer or a processor, for example, in a control device or a storage device.
  • the memory may be implemented inside the computer or processor, or may be implemented outside the processor.
  • the firmware and / or software code may be, for example, random access memory (RAM), read only memory (ROM), nonvolatile random access memory (NVRAM), programmable read only memory (PROM), electrically erasable PROM (EEPROM) ), FLASH memory, floppy disk, compact disk (CD), digital versatile disk (DVD), magnetic or optical data storage, etc. Good.
  • the code may be executed by one or more computers or processors, and may cause the computers or processors to perform the functional aspects described herein.

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Abstract

地上セルラー移動通信システム及び衛星移動通信システムに共用することができるとともに、無線リソースの簡易な切り替え制御により、両システム間の干渉を回避しつつ地上セルラー移動通信システムの下り回線における周波数利用率を改善することができる通信端末装置、地上セルラー基地局及び移動通信システムを提供する。通信端末装置が地上セルラー移動通信システムのエリアに在圏するとき、下り回線では地上セルラー移動通信システムに割り当てられている時間スロットの全部と衛星移動通信システムに割り当てられている時間スロットの少なくとも一部とを用い、上り回線では地上セルラー移動通信システムに割り当てられている時間スロットの全部を用い衛星移動通信システムに割り当てられている時間スロットを用いない。

Description

通信端末装置、地上セルラー基地局及び移動通信システム
　本発明は、移動通信システム並びにその移動通信システムにおける通信端末装置及び地上セルラー基地局に関するものである。
　従来、地上に配置されたセルラー基地局を介した地上セルラー移動通信システム（以下、適宜「地上システム」と略す。）と、人工衛星を介した衛星移動通信システム（以下、適宜「衛星システム」と略す。）とを同一エリアで利用可能な通信端末装置が知られている（例えば非特許文献１及び特許文献１参照）。
特開２０１４－０６４２１９号公報
蓑輪　正、外６名、「安心・安全のための地上／衛星統合移動通信システム」、電子情報通信学会論文誌Ｂ、Ｖｏｌ．Ｊ９１－Ｂ、Ｎｏ．１２、ｐｐ．１６２９－１６４０、２００８／１２．
　上記地上システム及び衛星システムに共用することができる通信端末装置では、無線リソースの簡易な切り替え制御によって両システム間の干渉を回避しつつ地上システムの下り回線における周波数利用率を改善することが課題となっている。
　本発明の一態様に係る通信端末装置は、地上セルラー移動通信システムと衛星移動通信システムとに共用される通信端末装置であって、同一周波数帯が使用される地上セルラー移動通信システム及び衛星移動通信システムに対して時間軸上で互いに重複しないように割り当てられた無線リソースの時間スロットの割り当て情報を記憶する記憶手段と、当該通信端末装置の在圏するエリアに応じて地上セルラー移動通信方式及び衛星移動通信方式のいずれかを選択して無線通信を行う送受信手段と、当該通信端末装置が前記地上セルラー移動通信システムのエリアに在圏するとき、前記無線リソースの時間スロットの割り当て情報に基づいて、当該通信端末装置への下り回線では前記地上セルラー移動通信システムに割り当てられている時間スロットの全部と前記衛星移動通信システムに割り当てられている時間スロットの少なくとも一部とを用い、当該通信端末装置からの上り回線では前記地上セルラー移動通信システムに割り当てられている時間スロットの全部を用い前記衛星移動通信システムに割り当てられている時間スロットを用いないように制御する制御手段と、を備える。
　本発明の他の態様に係る地上セルラー基地局は、地上セルラー移動通信システムと衛星移動通信システムとを含む移動通信システムにおける通信端末装置と無線通信可能な地上セルラー基地局であって、同一周波数帯が使用される地上セルラー移動通信システム及び衛星移動通信システムに対して時間軸上で互いに重複しないように割り当てられた無線リソースの時間スロットの割り当て情報を記憶する記憶手段と、自局のエリアに在圏する通信端末装置と地上セルラー移動通信方式で無線通信を行う送受信手段と、前記無線リソースの時間スロットの割り当て情報に基づいて、自局のエリアに在圏する通信端末装置への下り回線では前記地上セルラー移動通信システムに割り当てられている時間スロットの全部と前記衛星移動通信システムに割り当てられている時間スロットの少なくとも一部とを用い、自局のエリアに在圏する通信端末装置からの上り回線では前記地上セルラー移動通信システムに割り当てられている時間スロットの全部を用い前記衛星移動通信システムに割り当てられている時間スロットを用いないように制御する制御手段と、を備える。
　これらの通信端末装置及び地上セルラー基地局によれば、地上セルラー移動通信システムのエリアにおける下り回線では、地上セルラー移動通信システムに割り当てられている時間スロットの全部だけでなく、衛星移動通信システムに割り当てられている時間スロットの少なくとも一部を用いている。これにより、地上セルラー移動通信システムにおける下り回線の周波数利用率を改善することができる。また、地上セルラー移動通信システムのエリアにおける下り回線では、地上セルラー移動通信システムからの信号に比して衛星移動通信システムからの信号の強度が極めて弱いため、衛星移動通信システムに割り当てられている時間スロットを使用しても衛星移動通信システムからの干渉の影響を無視できる程度まで低減できる。
　一方、地上セルラー移動通信システムのエリアにおける上り回線では、その地上セルラー移動通信システムに割り当てられている時間スロットの全部を用い、衛星移動通信システムに割り当てられている時間スロットを用いない。これにより、地上セルラー移動通信システムの上り回線の信号が衛星移動通信システムの上りの信号に干渉するのを回避することができる。
　しかも、地上セルラー移動通信システムのエリアにおいて上り回線と下り回線とで切り替えるように制御している衛星移動通信システムの無線リソースが、制御が容易な時間スロットであるため、周波数を切り替えるように制御する場合に比して無線リソースの切り替え制御が容易である。
　前記通信端末装置において、前記制御手段は、当該通信端末装置が前記地上セルラー移動通信システムのエリアに在圏するときの当該通信端末装置への下り回線では、前記地上セルラー移動通信システムに割り当てられている時間スロットの全部と前記衛星移動通信システムに割り当てられている時間スロットの全部とを用いるように制御してもよい。
　また、前記地上セルラー基地局において、前記制御手段は、自局のエリアに在圏する通信端末装置への下り回線では、前記地上セルラー移動通信システムに割り当てられている時間スロットの全部と前記衛星移動通信システムに割り当てられている時間スロットの全部とを用いるように制御してもよい。
　これらの通信端末装置及び地上セルラー基地局によれば、地上セルラー移動通信システムのエリアの下り回線において、衛星移動通信システムに割り当てられている時間スロットの全部を用いることにより、地上セルラー移動通信システムの下り回線における周波数利用率をより高めることができる。
　前記通信端末装置において、前記制御手段は、前記地上セルラー移動通信システムのエリアにおける下り回線のトラフィック量に応じて、前記地上セルラー移動通信システムのエリアにおける当該通信端末装置への下り回線で用いる前記衛星移動通信システムに割り当てられている時間スロットの数を変化させるように制御してもよい。
　また、前記地上セルラー基地局において、前記制御手段は、自局のエリアにおける通信端末装置への下り回線のトラフィック量に応じて、そのエリアにおける通信端末装置への下り回線で用いる前記衛星移動通信システムに割り当てられている時間スロットの数を変化させるように制御してもよい。
　これらの通信端末装置及び地上セルラー基地局によれば、地上セルラー移動通信システムのエリアで下り回線のトラフィック量が多いときは、そのエリアで用いる衛星移動通信システムに割り当てられている時間スロットの数を増やすことにより、トラフィック量の増加に対応できるように地上セルラー移動通信システムの下り回線における周波数利用率を高めることができる。また、地上セルラー移動通信システムのエリアで下り回線のトラフィック量が少ないときは、そのエリアで用いる衛星移動通信システムに割り当てられている時間スロットの数を減らすことにより、地上セルラー移動通信システムの下り回線に対する衛星移動通信システムの下り信号の影響を低減できる。
　本発明の更に他の態様に係る移動通信システムは、地上セルラー移動通信システムと衛星移動通信システムとを含む移動通信システムであって、通信端末装置と無線通信可能な地上セルラー基地局と、人工衛星の通信中継装置を介して通信端末装置と無線通信可能な衛星基地局と、前記地上セルラー基地局及び前記衛星基地局を制御する基地局制御装置とを備え、その地上セルラー基地局は、前記態様のいずれかの地上セルラー基地局である。
　本発明によれば、地上セルラー移動通信システム及び衛星移動通信システムに共用することができるとともに、無線リソースの簡易な切り替え制御により両システム間の干渉を回避しつつ地上セルラー移動通信システムにおける下り回線の周波数利用率を改善することができる。
本発明の実施形態に係る通信端末装置を用いて利用可能な移動通信システムの全体構成の一例を示す説明図。 本実施形態に係る通信端末装置の一構成例を示すブロック図。 本実施形態に係る通信端末装置における地上システム及び衛星システムの選択・切替処理の一例を示すフローチャート。 通信端末装置が下り回線の通信を行っているときの衛星システムから地上システムへの干渉の様子を示す説明図。 図４Ａの通信端末装置の位置に対する地上システム及び衛星システムそれぞれからの受信電力の変化の一例を示すグラフ。 通信端末装置が上り回線の通信を行っているときの地上システムから衛星システムへの干渉の様子を示す説明図。 本実施形態の移動通信システムにおける時間スロットの割り当て及びその割り当てられた時間スロットの下り回線及び上り回線での使い分けの一例を示す説明図。 本実施形態の移動通信システムにおける時間スロットの割り当て及びその割り当てられた時間スロットの下り回線及び上り回線での使い分けの他の例を示す説明図。
　以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
　図１は、本発明の実施形態に係る通信端末装置を用いて利用可能な移動通信システム（携帯電話システム）の全体構成の一例を示す説明図である。本実施形態の通信端末装置１０は、地上のセルラー基地局を介した地上システム（地上セルラー移動通信システム）及び人工静止衛星を介した衛星システム（衛星移動通信システム）を利用することができる。
　なお、本実施形態において、通信端末装置１０が地上システムを利用して通信を行っているときの通信動作モードを「地上通信モード」といい、通信端末装置１０が衛星システムを利用して通信を行っているときの通信動作モードを「衛星通信モード」という。また、本実施形態では、衛星移動通信システムで用いられる人工衛星が静止衛星（以下「人工静止衛星」という。）の場合について説明するが、衛星移動通信システムには、人工静止衛星以外の非静止衛星や準天頂衛星などの人工衛星を用いてもよい。
　図１において、本実施形態の移動通信システムは、地上システムを介して通信端末装置１０と無線通信可能な基地局（以下「地上セルラー基地局」という。）２０と、衛星中継局である人工静止衛星４０の通信中継装置４１を介して通信端末装置１０と無線通信可能な衛星基地局３０とを備える。地上セルラー基地局２０の基地局装置２１と、衛星基地局３０の基地局装置３１と、各基地局を制御する基地局制御装置５０はそれぞれ、専用回線や汎用回線等からなる有線通信回線を介してコアネットワーク６０に接続されている。
　地上セルラー基地局２０及び人工静止衛星４０の通信中継装置４１それぞれと通信端末装置１０との間の無線通信には、同一無線伝送方式及び同一周波数帯が使用されている。無線伝送方式としては、例えば、ＷＣＤＭＡ（登録商標）（Wideband Code Division Multiple Access）やＣＤＭＡ－２０００等の第３世代移動通信システム（３Ｇ）の通信方式、ＬＴＥ（Long Term Evolution）やＬＴＥ－Ａｄｖａｎｃｅｄの通信方式、第４世代携帯電話の通信方式などを採用することができる。また、通信端末装置１０との間の無線通信（サービスリンク）の周波数帯としては、例えば、ＩＭＴ（International Mobile Telecommunication）－２０００で規格されたＭＳＳ帯（上り１９８０～２０１０ＭＨｚ及び下り２１７０～２２００ＭＨｚ）における所定帯域（例えば３０ＭＨｚ）の周波数帯を割り当てることができる。また、人工静止衛星４０の通信中継装置４１と地上の衛星基地局３０との間の無線通信（フィーダリンク）の周波数帯としては、例えば、Ｋｕ帯（上り１４ＧＨｚ及び下り１２ＧＨｚ）における所定帯域の周波数帯を割り当てることができる。
　通信端末装置１０は、携帯電話機、スマートホーン、移動通信機能を有する携帯パソコン等であり、ユーザ装置（ＵＥ）、移動機、移動局装置、携帯型の通信端末とも呼ばれている。通信端末装置１０は、例えば、地上セルラー基地局２０と無線通信可能なエリア（以下「地上局エリア」という。）２００及び人工静止衛星４０の通信中継装置４１と無線通信可能なエリア（以下「衛星局エリア」という。）４００が重複しているエリアに在圏しているときに、地上システムと衛星システムとを利用することができる。なお、この重複エリアでは、地上セルラー基地局２０からの信号の受信強度（受信電力）が大きいため、通信端末装置１０は地上システムを優先的に利用する。また、通信端末装置１０は、地上局エリア２００の圏外であって衛星局エリア４００の圏内のエリアに在圏しているときには、衛星システムを利用することができる。
　地上セルラー基地局２０は、基地局装置２１やアンテナ等を有し、所定の無線伝送方式（変調方式）を用いて前述の所定周波数帯域内の周波数ｆ０で通信端末装置１０と通信を行うことができる。地上セルラー基地局２０としては、例えば、通常の半径数百ｍ乃至数ｋｍ程度の広域エリアであるマクロセルをカバーする広域のマクロ基地局や、広域のマクロ基地局がカバーするエリアよりも小さなエリア（例えばピコセルやフェムトセル）をカバーするように設けられた小型基地局などが挙げられる。マクロ基地局は、「マクロセル基地局」、「Ｍａｃｒｏ　ｅ－Ｎｏｄｅ　Ｂ」、等と呼ばれ、小型基地局は、「スモールセル基地局」、「マイクロセル基地局」、と呼ばれる場合もある。
　衛星基地局３０は、地上セルラー基地局２０の基地局装置２１と同様な基地局装置３１、周波数変換装置３２、アンテナなどを有し、「フィーダリンク局」と呼ばれる場合もある。衛星基地局３０は、地上セルラー基地局２０と同様な所定の無線伝送方式（変調方式）を用い、周波数ｆ０を衛星通信用の周波数ｆｃに変換して人工静止衛星４０の通信中継装置４１と通信を行うことができる。周波数変換装置３２は、基地局装置３１と人工静止衛星４０の通信中継装置４１との間の通信を中継するときに、基地局装置３１で使用される周波数ｆ０と人工静止衛星４０の通信中継装置４１との通信に使用される衛星通信用の周波数ｆｃとの間の変換を行う周波数変換手段として機能する。
　人工静止衛星４０の通信中継装置４１は、非再生周波数変換中継を行う周波数変換手段を有する。この周波数変換手段は、通信端末装置１０と衛星基地局３０との通信を中継するときに、通信端末装置１０との通信に使用される周波数ｆ０と衛星基地局３０との通信に使用される衛星通信用の周波数ｆｃとの間の変換を行う。例えば、通信中継装置４１は、衛星基地局３０から受信した信号の周波数ｆｃをｆ０に変換し、周波数ｆ０で通信端末装置１０と通信を行うことができる。
　基地局制御装置５０は、通信端末装置１０と無線通信可能なエリアの少なくとも一部が重複する共通エリアに対応する地上セルラー基地局２０及び衛星基地局３０について無線リソース（周波数、時間スロット）の割り当てを制御することができる。すなわち、基地局制御装置５０は、地上セルラー基地局２０で使用される無線リソースと衛星基地局３０で使用される無線リソースとを互いに重ならないように割り当てる制御を行う。また、基地局制御装置５０は、災害などにより地上セルラー基地局２０の一部に障害が発生した非常時に、衛星基地局３０に割り当てる無線リソース（例えば時間スロット）を平常時よりも多くするように制御することもできる。例えば、基地局制御装置５０は、災害などにより地上セルラー基地局２０の一部に障害が発生した非常時に、衛星基地局３０に割り当てる無線リソース（例えば時間スロット）の割り当て率を平常時よりも大きくするように制御する。これらの制御は、例えば基地局制御装置５０から地上セルラー基地局２０及び衛星基地局３０に所定の制御データを送信することにより行うことができる。ここで、衛星基地局３０に割り当てる無線リソースの「割り当て率」とは、共通エリアにおいて地上セルラー基地局２０及び衛星基地局３０の全体に割り当てる無線リソースのうち、衛星基地局３０に割り当てる無線リソースの割合である。
　特に、本実施形態では、基地局制御装置５０は、地上セルラー基地局２０で使用される無線リソースの時間スロットと衛星基地局３０で使用される無線リソースの時間スロットとを互いに重ならないように割り当てる制御を行う。この無線リソースの時間スロットは、所定時間長の無線通信フレームを所定数で分割した時間間隔であり、前記無線リソースの時間的な割り当て制御の基本単位である。例えば、地上セルラー基地局２０及び衛星基地局３０の全体に割り当てる無線リソースの無線通信フレームが８分割又は１０分割されている場合、その無線通信フレーム内の８個又は１０個の時間スロットについて地上セルラー基地局２０と衛星基地局３０とで互いに重ならないように割り当てられる。
　上記地上システム及び衛星システムそれぞれに割り当てられた無線リソース（時間スロット）の割り当て情報は、基地局制御装置５０から地上セルラー基地局２０及び衛星基地局３０それぞれに送られ、各基地局２０、３０の記憶装置に記憶される。この無線リソース（時間スロット）の割り当て情報に基づいて、地上セルラー基地局２０及び衛星基地局３０はそれぞれ、通信端末装置１０との間で下り回線及び上り回線の通信を行う。また、上記無線リソース（時間スロット）の割り当て情報は、例えば、地上セルラー基地局２０及び衛星基地局３０から通信端末装置１０に送られ、通信端末装置１０の記憶装置に記憶される。この無線リソース（時間スロット）の割り当て情報に基づいて、通信端末装置１０は、地上セルラー基地局２０及び衛星基地局３０それぞれとの間で下り回線及び上り回線の通信を行う。
　通信端末装置１０は、例えばＣＰＵやメモリ等を有するコンピュータ装置、無線通信部などのハードウェアを用いて構成され、所定のプログラムが実行されることにより地上セルラー基地局２０及び衛星基地局３０との間の無線通信等を行うことができる。また、地上セルラー基地局２０及び衛星基地局３０は、例えばＣＰＵやメモリ等を有するコンピュータ装置、コアネットワーク６０に対する外部通信インターフェース部、無線通信部などのハードウェアを用いて構成され、所定のプログラムが実行されることにより、通信端末装置１０との間の無線通信やコアネットワーク６０側との通信を行ったりすることができる。また、基地局制御装置５０は、例えばＣＰＵやメモリ等を有するコンピュータ装置、コアネットワーク６０に対する外部通信インターフェース部を用いて構成され、所定のプログラムが実行されることにより、地上セルラー基地局２０及び衛星基地局３０の制御を行うことができる。
　本実施形態の通信端末装置１０、地上セルラー基地局２０及び衛星基地局３０は、前記無線リソースの時間スロットの割り当て制御に対応できるように所定の時間精度（例えば１μｓ以下）で互いに時間同期されている。この時間同期は、例えば所定の時刻サーバにアクセスしたりＧＰＳ衛星からの信号を受信したりすることにより行うことができる。
　図２は、本実施形態に係る通信端末装置１０の一構成例を示すブロック図である。なお、通信端末装置１０の構成は、図２の構成に限定されるものではなく、地上システム及び衛星システムに利用でき、地上システム及び衛星システムでの無線リソースの時間スロットの割り当て制御に対応できる構成であればよい。
　図２において、通信端末装置１０は、地上システムにおける地上セルラー基地局２０との無線通信に用いる第１のアンテナ１１と、衛星システムにおける人工静止衛星４０との無線通信に用いる第２のアンテナ１２と、アンテナ切替手段としてのアンテナ切替スイッチ（ＳＷ）１８１とを備える。第１のアンテナ１１は例えば地上システムの垂直偏波に対応する線状アンテナであり、第２のアンテナ１２は衛星システムの円偏波に対応するヘリカルアンテナまたはパッチアンテナである。アンテナ切替スイッチ１８１は、選択された地上システム又は衛星システムに応じて第１のアンテナ１１と第２のアンテナ１２とを切り替える。
　更に、通信端末装置１０は、共用のベースバンド処理手段としてのベースバンドユニット１３と、そのベースバンドユニット１３に用いるシステムパラメータ群を記憶する記憶手段としての記憶装置１４とを備える。ベースバンドユニット１３は、地上システム及び衛星システムに共通に定義された複数種類のシステムパラメータそれぞれについて予め設定された値からなるシステムパラメータ群に基づいて、下り回線の受信信号Ｒ及び上り回線の送信信号Ｔの処理を行う。
　ベースバンドユニット１３は、所定の無線伝送方式（例えば３ＧＰＰのＬＴＥやＬＴＥ－Ａｄｖａｎｃｅｄで規定されている無線伝送方式）に基づいて、所定の時間スロットの送信データを変調することにより上り回線の送信信号Ｔを生成したり、下り回線の所定の時間スロットの受信信号Ｒを復調してデータを取得する処理を実行する。このベースバンドユニット１３における処理に、地上システムに最適化された第１のシステムパラメータ群又は衛星システムに最適化された第２のシステムパラメータ群が用いられる。
　記憶装置１４は、ベースバンドユニット１３に用いるシステムパラメータ群として、地上システムに最適化された第１のシステムパラメータ群と、衛星システムに最適化された第２のシステムパラメータ群とを記憶する。複数種類のシステムパラメータは、例えば、変調方式、誤り訂正符号の符号化率、再送制御時の最大再送回数、送受信データを蓄積する送受信バッファー量である。また、記憶装置１４は、前述の地上システム及び衛星システムそれぞれに割り当てられた無線リソース（時間スロット）の割り当て情報を記憶する。
　また、通信端末装置１０は、ベースバンドユニット１３に入力される受信信号Ｒ及びベースバンドユニット１３から出力される送信信号Ｔそれぞれの電力を増幅する電力増幅手段１５を備える。本構成例の電力増幅手段１５は、地上システム及び衛星システムそれぞれの受信信号Ｒの電力増幅に使用される共用の低雑音受信電力増幅器（以下「受信電力増幅器」という。）１５１と、地上システムの送信信号Ｔの電力増幅に使用される第１の送信電力増幅器１５２と、衛星システムの送信信号Ｔの電力増幅に使用される第２の送信電力増幅器１５３とを有している。第１の送信電力増幅器１５２は、送信電力が例えば０．２［Ｗ］になるように地上システムの送信信号Ｔの電力を増幅する。また、第２の送信電力増幅器１５３は、送信電力が例えば１［Ｗ］になるように衛星システムの送信信号Ｔの電力を増幅する。
　図２の構成例では、第１のアンテナ１１及び第１の送信電力増幅器１５２が地上システム専用の構成要素１０Ａであり、第２のアンテナ１２及び第２の送信電力増幅器１５３が衛星システム専用の構成要素１０Ｂである。
　アンテナ１１，１２で受信された受信信号Ｒの経路とアンテナ１１，１２へ向かう送信信号Ｔの経路は、ＤＵＰ（Duplexer：送受共用器）１７１によって経路を分離される。また、第１の送信電力増幅器１５２を通過する送信信号Ｔの経路と第２の送信電力増幅器１５３を通過する送信信号Ｔの経路は、送信経路切替スイッチ（ＳＷ）１８２，１８３で切り替えられる。
　また、通信端末装置１０は、地上システム及び衛星システムのいずれかを選択する選択手段と、選択手段で選択された地上システム又は衛星システムに応じて、記憶装置１４に記憶されている第１のシステムパラメータ群又は第２のシステムパラメータ群をベースバンドユニット１３に用いるように制御する制御手段としての制御装置１６とを備える。制御装置１６は、例えばＣＰＵ及びＲＡＭやＲＯＭ等のメモリで構成され、所定の制御プログラムを読み込んで実行することにより、上記制御手段として機能する。また、本実施形態における制御装置１６は、後述の共通制御信号に含まれる基地局識別子や受信電力などに基づいて地上システム及び衛星システムのいずれかを選択する選択手段としても機能する。
　なお、通信端末装置１０は、制御装置１６に接続されたタッチパネル機能を有する液晶パネル等の表示部や操作ボタン等などの操作部を備えてもよい。この場合、地上システム及び衛星システムのいずれかをユーザが任意に選択できるように、上記選択手段として、表示部又は操作部を用いてもよい。
　図２の構成例の通信端末装置１０において、地上システムが選択された場合、第１のアンテナ１１で受信された地上セルラー基地局２０からの下り回線の所定の時間スロットの受信信号Ｒは、受信電力増幅器１５１で増幅された後、ベースバンドユニット１３において第１のシステムパラメータ群に基づいて元のデータを得るように処理される。また、ベースバンドユニット１３において第１のシステムパラメータ群に基づいて送信対象のデータから生成された上り回線の所定の時間スロットの送信信号Ｔは、地上システム用の第１の送信電力増幅器１５２で所定電力（例えば０．２［Ｗ］）に増幅された後、第１のアンテナ１１から地上セルラー基地局２０に向けて所定の時間スロットで送信される。
　一方、衛星システムが選択された場合、第２のアンテナ１２で受信された人工静止衛星４０からの下り回線の所定の時間スロットの受信信号Ｒは、受信電力増幅器１５１で増幅された後、ベースバンドユニット１３において第２のシステムパラメータ群に基づいて元のデータを得るように処理される。また、ベースバンドユニット１３において第２のシステムパラメータ群に基づいて送信対象のデータから生成された上り回線の所定の時間スロットの送信信号Ｔは、衛星システム用の第２の送信電力増幅器１５３で所定の電力（例えば１［Ｗ］）に増幅された後、第２のアンテナ１２から人工静止衛星４０に向けて所定の時間スロットで送信される。
　以上、図２の構成例の通信端末装置１０では、地上システム及び衛星システムから選択された移動通信システムに応じて、専用のアンテナ１１，１２を用いるとともに最適化された第１又は第２のシステムパラメータ群をベースバンドユニット１３で用いることができるため、選択された移動通信システムの無線伝送環境に対応した無線通信が可能になる。また、アンテナ１１，１２及びシステムパラメータ群の切り替えにより、地上システムと衛星システムとを容易に切り替えることができる。しかも、システムパラメータ群に基づいて受信信号Ｒ及び送信信号Ｔの処理を行うベースバンドユニット１３を、地上システム及び衛星システムに共用できるため、地上システム及び衛星システムそれぞれに専用のベースバンドユニットを備える構成に比して簡易な構成にすることができる。
　特に、図２の構成例の通信端末装置１０では、地上システム及び衛星システムから選択された移動通信システムに応じて専用の送信電力増幅器１５２、１５３を用いることができるため、増幅器のゲインを調整することなく、選択された移動通信システムの無線伝送環境に対応した送信信号Ｔの電力増幅が可能になると共に、電力効率を考慮して消費電力の少ない最適な電力増幅器を利用できる。また、地上システム及び衛星システムの両方に受信電力増幅器１５１を共用できるため更に簡易な構成にすることができる。
　図３は、本実施形態に係る通信端末装置における地上システム及び衛星システムの選択・切替処理の一例を示すフローチャートである。
　図３において、通信端末装置１０の電源がＯＮされる（Ｓ１０１）と、地上システムが選択され（Ｓ１０２）、地上システム用のアンテナ１１及び第１のシステムパラメータ群に切り替えられる。次に、地上システムの地上セルラー基地局２０から受信した受信信号の電力（受信電力）が所定の第１の閾値Ｐｔｈ１より大きいか否かが判断される（Ｓ１０３）。地上システムの受信電力が第１の閾値Ｐｔｈ１以下の場合（Ｓ１０３でＮＯ）は、地上システムから衛星システムに切り替えられ（Ｓ１０４）、衛星システム用のアンテナ１２及び第２のシステムパラメータ群に切り替えられる。
　次に、衛星システムの人工静止衛星４０から受信した受信電力が所定の第２の閾値Ｐｔｈ２より大きいか否かが判断される（Ｓ１０５）。衛星システムの受信電力が第２の閾値Ｐｔｈ２より大きい場合（Ｓ１０５でＹＥＳ）は、受信信号に含まれる共通制御信号内の基地局識別子が受信され（Ｓ１０６）、その基地局識別子に基づいて当該受信信号が衛星システムの受信信号であるか否かが判断される（Ｓ１０７）。ここで、衛星システムの受信信号であると判断された場合（Ｓ１０７でＹＥＳ）は、衛星システムでの受信が継続される（Ｓ１０８）。一方、衛星システムの受信信号でないと判断された場合は（Ｓ１０７でＮＯ）、地上システムに切り替えられる（Ｓ１０２）。
　また、上記ステップＳ１０３において、地上システムの受信電力が第１の閾値Ｐｔｈ１よりも大きい場合（Ｓ１０３でＹＥＳ）は、地上システムでの受信が継続される（Ｓ１０９）。次に、受信信号に含まれる共通制御信号内の基地局識別子が受信され（Ｓ１１０）、その基地局識別子に基づいて当該受信信号が地上システムの受信信号であるか否かが判断される（Ｓ１１１）。ここで、地上システムの受信信号であると判断された場合（Ｓ１１１でＹＥＳ）は、地上システムでの受信が継続される（Ｓ１１２）。一方、地上システムの受信信号でないと判断された場合は（Ｓ１１１でＮＯ）、衛星システムに切り替えられる（Ｓ１０４）。
　上記図３の地上システム及び衛星システムの選択・切替処理によれば、通常時における無線伝送環境がより安定した地上システムを優先的に利用できるとともに、何らかの原因により地上システムからの受信信号が弱くなった場合に衛星システムへの自動切り替えが可能になる。
　なお、上記図３の地上システム及び衛星システムの選択・切替処理では、ステップＳ１０３において、地上システムの地上セルラー基地局２０から受信した受信電力が第１の閾値Ｐｔｈ１より大きいか否かを判断しているが、当該受信電力が第１の閾値Ｐｔｈ１以上か否かを判断してもよい。また、ステップＳ１０５において、衛星システムの人工静止衛星４０から受信した受信電力が第２の閾値Ｐｔｈ２より大きいか否かを判断しているが、当該受信電力が第２の閾値Ｐｔｈ２以上か否かを判断してもよい。
　本実施形態の衛星システムは、人工静止衛星４０がシングルビームアンテナ構成を有する場合の例である。人工静止衛星４０の通信中継装置４１が通信端末装置１０と通信可能な衛星局エリア４００は、通信中継装置４１のアンテナの指向方向を示すビーム４１０に対応した単一のビームエリアになっている。なお、衛星システムは、人工静止衛星４０がマルチビームアンテナ構成を有してもよい。この場合、人工静止衛星４０の通信中継装置４１が通信端末装置１０と通信可能な衛星局エリア４００は、通信中継装置４１のアンテナの互いに異なる複数の指向方向を示すビームに対応した互いに空間的にずれた複数のビームエリアになる。
　以上説明した構成の地上システム及び衛星システムを含む移動通信システムについて本願発明者が実験・検討を行った結果、下り回線の無線通信をする場合と上り回線の無線通信をする場合で、地上システムと衛星システムとの間の干渉が異なることがわかった。
　図４Ａは、通信端末装置１０が下り回線の通信を行っているときの衛星システムから地上システムへの干渉の様子を示す説明図であり、図４Ｂは、図４Ａの通信端末装置１０の位置に対する地上システム及び衛星システムそれぞれからの受信電力の変化の一例を示すグラフである。図中のＳｇｄ及びＰｓｇｄはそれぞれ地上セルラー基地局２０から地上局エリア２００内の地上通信モードの通信端末装置１０への地上希望波及びその受信電力を示し、Ｉｇｄ及びＰｉｇｄはそれぞれ地上セルラー基地局２０から衛星局エリア４００内の衛星通信モードの通信端末装置１０への地上干渉波及びその受信電力を示している。また、図中のＳｓｄ及びＰｓｓｄはそれぞれ、人工静止衛星４０の通信中継装置４１から衛星局エリア４００内の衛星通信モードの通信端末装置１０への衛星希望波及びその受信電力を示し、Ｉｓｄ及びＰｉｓｄはそれぞれ通信中継装置４１から地上局エリア２００内の地上通信モードの通信端末装置１０への衛星干渉波及びその受信電力を示している。
　図４において、人工静止衛星４０の通信中継装置４１と通信端末装置１０との間の伝搬損失は、地上セルラー基地局２０と通信端末装置１０との間の伝搬損失に比べて極めて大きい（例えば５０ｄＢ以上大きい）。そのため、地上局エリア２００で人工静止衛星４０の通信中継装置４１から受信する衛星干渉波Ｉｓの受信電力Ｐｉｓは極めて小さい。例えば、人工静止衛星４０の通信中継装置４１からの衛星干渉波Ｉｓの受信電力Ｐｉｓは、熱雑音電力Ｐｎよりも若干大きい程度である。従って、地上局エリア２００における地上システムからの下り回線で、衛星システムに割り当てられた無線リソースの時間スロットを利用しても、当該下り回線の受信品質（例えばＳＩＮＲ：希望信号電力Ｐｓｇｄ（熱雑音電力Ｐｎ＋干渉信号電力Ｐｉｓｄ）比）が若干劣化する程度である。
　図５は、通信端末装置１０が上り回線の通信を行っているときの地上システムから衛星システムへの干渉の様子を示す説明図である。図中のＳｓｕは衛星通信モードの通信端末装置１０から人工静止衛星４０の通信中継装置４１への上り回線の衛星希望波であり、Ｉｇｕは地上局エリア２００内の通信端末装置１０から人工静止衛星４０の通信中継装置４１への上り回線の地上干渉波である。
　図５において、地上システムを利用して同時に通信している地上通信モードの通信端末装置１０の数は、衛星局エリア４００内に存在する地上セルラー基地局２０の数に相当する。人工静止衛星４０の通信中継装置４１で受信される地上システムからの上り回線の干渉電力は、地上システムを同時に利用している複数の通信端末装置１０からの地上干渉波Ｉｇｕの電力の総和にある。そのため、通信中継装置４１で受信される上り回線の干渉電力は、衛星システムを利用している通信端末装置１０からの上り回線の衛星希望波Ｓｓｕの電力に比べてはるかに大きな値となり、当該上り回線の受信品質（例えばＳＩＮＲ：希望信号電力Ｐｓｓｕ対（熱雑音電力Ｐｎ＋干渉信号電力Ｐｉｇｕ）比）が大きく劣化するため、衛星システムの上り回線の通信ができない。従って、上り回線では、地上システムと衛星システムとで同じ時間スロットを使うことができない。
　そこで、本実施形態では、通信端末装置１０が地上システムの地上局エリア２００に在圏するとき、通信端末装置１０への下り回線では地上システムに割り当てられている時間スロットの全部と衛星システムに割り当てられている時間スロットの少なくとも一部とを用い、通信端末装置１０からの上り回線では地上システムに割り当てられている時間スロットの全部を用い衛星システムに割り当てられている時間スロットを用いないようにしている。
　図６は、本実施形態の移動通信システムにおける時間スロットの割り当て及びその割り当てられた時間スロットの下り回線及び上り回線での使い分けの一例を示す説明図である。なお、図６の例及び後述の図７の例ではそれぞれ、無線フレームを時分割して割り当てた時間スロットの数が８個の場合について示しているが、無線フレームの分割数（１無線フレーム当たりの時間スロットの個数）は７個以下でもよいし、９個以上であってもよい。また、図示の例では、時間スロットＴ１～Ｔ３、Ｔ５及びＴ６を地上システムに割り当て、その他の時間スロットＴ４、Ｔ７及びＴ８を衛星システムに割り当てているが、時間スロットの割り当ては図示の例に限定されない。
　図６において、衛星システムの衛星基地局３０と通信端末装置１０との間の下り回線及び上り回線の無線通信では、衛星システムに割り当てられている時間スロットＴ４、Ｔ７及びＴ８を使用している。また、地上システムの通信端末装置１０から地上セルラー基地局２０への上り回線の無線通信では、地上システムに割り当てられている時間スロットＴ１～Ｔ３、Ｔ５及びＴ６を使用している。これに対し、地上システムの地上セルラー基地局２０から通信端末装置１０への下り回線の無線通信では、地上システムに割り当てられている時間スロットＴ１～Ｔ３、Ｔ５及びＴ６の全部と、衛星システムに割り当てられている時間スロットＴ４、Ｔ７及びＴ８の一部（図示の例では時間スロットＴ７及びＴ８）とを使用している。これにより、トラフィック量が多い地上システムの下り回線の周波数利用率（スループット）を改善できる。
　なお、図６の地上システムの下り回線の無線通信において、下り回線のトラフィック量に応じて、衛星システムに割り当てられている時間スロットの一部を使用するように制御してもよい。例えば、下り回線のトラフィック量が少ない場合には、衛星システムに割り当てられている時間スロットを使用しないで、地上システムに割り当てられている時間スロットＴ１～Ｔ３、Ｔ５及びＴ６を使用するように制御し、下り回線のトラフィック量が増えた場合に、衛星システムに割り当てられている時間スロットＴ４、Ｔ７及びＴ８の一部を更に使用するように制御してもよい。
　以上、図６に示した地上システム利用時の時間スロットの下り回線及び上り回線での使い分けを行うことにより、地上システムの地上局エリア２００における下り回線では、地上システムに割り当てられている時間スロットＴ１～Ｔ３、Ｔ５及びＴ６の全部だけでなく、衛星システムに割り当てられている時間スロットＴ４、Ｔ７及びＴ８の一部を用いている。これにより、地上システムにおける下り回線の周波数利用率を改善することができる。また、地上局エリア２００における下り回線では、地上システムからの信号に比して衛星システムからの信号の強度が極めて弱いため、衛星システムに割り当てられている時間スロットを使用しても衛星システムからの干渉の影響を無視できる程度まで低減できる。
　一方、地上局エリア２００における上り回線では、その地上システムに割り当てられている時間スロットＴ１～Ｔ３、Ｔ５及びＴ６の全部を用い、衛星システムに割り当てられている時間スロットＴ４、Ｔ７及びＴ８を用いない。これにより、地上システムの上り回線の信号が衛星システムの上りの信号に干渉するのを回避することができる。
　しかも、地上局エリア２００において上り回線と下り回線とで切り替えるように制御している衛星システムの無線リソースが、制御が容易な時間スロットであるため、周波数を切り替えるように制御する場合に比して無線リソースの切り替え制御が容易である。
　図７は、本実施形態の移動通信システムにおける時間スロットの割り当て及びその割り当てられた時間スロットの下り回線及び上り回線での使い分けの他の例を示す説明図である。
　図７において、衛星システムの衛星基地局３０と通信端末装置１０との間の下り回線及び上り回線の無線通信では、衛星システムに割り当てられている時間スロットＴ４、Ｔ７及びＴ８の全部を使用している。また、地上システムの通信端末装置１０から地上セルラー基地局２０への上り回線の無線通信では、地上システムに割り当てられている時間スロットＴ１～Ｔ３、Ｔ５及びＴ６の全部を使用している。これに対し、地上システムの地上セルラー基地局２０から通信端末装置１０への下り回線の無線通信では、地上システムに割り当てられている時間スロットＴ１～Ｔ３、Ｔ５及びＴ６の全部と、衛星システムに割り当てられている時間スロットＴ４、Ｔ７及びＴ８の全部とを使用している。これにより、トラフィック量が多い地上システムの下り回線の周波数利用率（スループット）を改善できる。
　なお、図７の地上システムの下り回線の無線通信において、下り回線のトラフィック量に応じて、衛星システムに割り当てられている時間スロットを使用するように制御してもよい。例えば、下り回線のトラフィック量が少ない場合には、衛星システムに割り当てられている時間スロットを使用しないで、地上システムに割り当てられている時間スロットＴ１～Ｔ３、Ｔ５及びＴ６を使用するように制御し、下り回線のトラフィック量が増えた場合に、衛星システムに割り当てられている時間スロットＴ４、Ｔ７及びＴ８の全部を更に使用するように制御してもよい。
　以上、図７に示した時間スロットの下り回線及び上り回線での使い分けを行うことにより、地上システムの地上局エリア２００における下り回線では、地上システムに割り当てられている時間スロットＴ１～Ｔ３、Ｔ５及びＴ６の全部だけでなく、衛星システムに割り当てられている時間スロットＴ４、Ｔ７及びＴ８の全部とを用いている。これにより、地上システムにおける下り回線の周波数利用率（スループット）を改善することができる。
　また、図６の例と同様に、衛星システムに割り当てられている時間スロットを使用しても衛星システムからの干渉の影響を無視できる程度まで低減できるとともに、地上システムの上り回線の信号が衛星システムの上りの信号に干渉するのを回避することができ、更に、周波数を切り替えるように制御する場合に比して無線リソースの切り替え制御が容易である。
　特に図７の例では、地上システムのエリアの下り回線において、衛星システムに割り当てられている時間スロットＴ４、Ｔ７及びＴ８の全部を用いることにより、地上システムの下り回線における周波数利用率（スループット）をより高めることができる。
　以上、本実施形態によれば、通信端末装置１０を地上システム及び衛星システムに共用することができるとともに、無線リソースの簡易な切り替え制御により両システム間の干渉を回避しつつ地上システムにおける下り回線の周波数利用率（スループット）を改善することができる。
　なお、本明細書で説明された処理工程並びに移動通信システム、基地局、通信端末装置（ユーザ端末装置、移動局）及びルータ装置の構成要素は、様々な手段によって実装することができる。例えば、これらの工程及び構成要素は、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、又は、それらの組み合わせで実装されてもよい。
　ハードウェア実装については、実体（例えば、各種無線通信装置、Ｎｏｄｅ Ｂ、通信端末装置、ハードディスクドライブ装置、又は、光ディスクドライブ装置）において上記工程及び構成要素を実現するために用いられる処理ユニット等の手段は、１つ又は複数の、特定用途向けＩＣ（ＡＳＩＣ）、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、デジタル信号処理装置（ＤＳＰＤ）、プログラマブル・ロジック・デバイス（ＰＬＤ）、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、電子デバイス、本明細書で説明された機能を実行するようにデザインされた他の電子ユニット、コンピュータ、又は、それらの組み合わせの中に実装されてもよい。
　また、ファームウェア及び／又はソフトウェア実装については、上記構成要素を実現するために用いられる各部は、本明細書で説明された機能を実行するプログラム（例えば、プロシージャ、関数、モジュール、インストラクション、などのコード）で実装されてもよい。一般に、ファームウェア及び／又はソフトウェアのコードを明確に具体化する任意のコンピュータ／プロセッサ読み取り可能な媒体が、本明細書で説明された上記工程及び構成要素を実現するために用いられる処理ユニット等の手段の実装に利用されてもよい。例えば、ファームウェア及び／又はソフトウェアコードは、例えば制御装置や記憶装置において、メモリに記憶され、コンピュータやプロセッサにより実行されてもよい。そのメモリは、コンピュータやプロセッサの内部に実装されてもよいし、又は、プロセッサの外部に実装されてもよい。また、ファームウェア及び／又はソフトウェアコードは、例えば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、不揮発性ランダムアクセスメモリ（ＮＶＲＡＭ）、プログラマブルリードオンリーメモリ（ＰＲＯＭ）、電気的消去可能ＰＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）、ＦＬＡＳＨメモリ、フロッピー（登録商標）ディスク、コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ）、磁気又は光データ記憶装置、などのような、コンピュータやプロセッサで読み取り可能な媒体に記憶されてもよい。そのコードは、１又は複数のコンピュータやプロセッサにより実行されてもよく、また、コンピュータやプロセッサに、本明細書で説明された機能性のある態様を実行させてもよい。
　また、本明細書で開示された実施形態の説明は、当業者が本開示を製造又は使用するのを可能にするために提供される。本開示に対するさまざまな修正は当業者には容易に明白になり、本明細書で定義される一般的原理は、本開示の趣旨又は範囲から逸脱することなく、他のバリエーションに適用可能である。それゆえ、本開示は、本明細書で説明される例及びデザインに限定されるものではなく、本明細書で開示された原理及び新規な特徴に合致する最も広い範囲に認められるべきである。
　１０　通信端末装置
　２０　地上セルラー基地局
　３０　衛星基地局
　４０　人工静止衛星
　４１　通信中継装置
　５０　基地局制御装置
　６０　コアネットワーク
　２００　地上局エリア
　４００　衛星局エリア
　４１０　ビーム

Claims (7)

  1. 　地上セルラー移動通信システムと衛星移動通信システムとに共用される通信端末装置であって、
    　同一周波数帯が使用される地上セルラー移動通信システム及び衛星移動通信システムに対して時間軸上で互いに重複しないように割り当てられた無線リソースの時間スロットの割り当て情報を記憶する記憶手段と、
    　当該通信端末装置の在圏するエリアに応じて地上セルラー移動通信方式及び衛星移動通信方式のいずれかを選択して無線通信を行う送受信手段と、
    　当該通信端末装置が前記地上セルラー移動通信システムのエリアに在圏するとき、前記無線リソースの時間スロットの割り当て情報に基づいて、当該通信端末装置への下り回線では前記地上セルラー移動通信システムに割り当てられている時間スロットの全部と前記衛星移動通信システムに割り当てられている時間スロットの少なくとも一部とを用い、当該通信端末装置からの上り回線では前記地上セルラー移動通信システムに割り当てられている時間スロットの全部を用い前記衛星移動通信システムに割り当てられている時間スロットを用いないように制御する制御手段と、を備えることを特徴とする通信端末装置。
  2. 　請求項１の通信端末装置において、
    　前記制御手段は、当該通信端末装置が前記地上セルラー移動通信システムのエリアに在圏するときの当該通信端末装置への下り回線では、前記地上セルラー移動通信システムに割り当てられている時間スロットの全部と前記衛星移動通信システムに割り当てられている時間スロットの全部とを用いるように制御することを特徴とする通信端末装置。
  3. 　請求項１の通信端末装置において、
    　前記制御手段は、前記地上セルラー移動通信システムのエリアにおける下り回線のトラフィック量に応じて、前記地上セルラー移動通信システムのエリアにおける当該通信端末装置への下り回線で用いる前記衛星移動通信システムに割り当てられている時間スロットの数を変化させるように制御することを特徴とする通信端末装置。
  4. 　地上セルラー移動通信システムと衛星移動通信システムとを含む移動通信システムにおける通信端末装置と無線通信可能な地上セルラー基地局であって、
    　同一周波数帯が使用される地上セルラー移動通信システム及び衛星移動通信システムに対して時間軸上で互いに重複しないように割り当てられた無線リソースの時間スロットの割り当て情報を記憶する記憶手段と、
    　自局のエリアに在圏する通信端末装置と地上セルラー移動通信方式で無線通信を行う送受信手段と、
    　前記無線リソースの時間スロットの割り当て情報に基づいて、自局のエリアに在圏する通信端末装置への下り回線では前記地上セルラー移動通信システムに割り当てられている時間スロットの全部と前記衛星移動通信システムに割り当てられている時間スロットの少なくとも一部とを用い、自局のエリアに在圏する通信端末装置からの上り回線では前記地上セルラー移動通信システムに割り当てられている時間スロットの全部を用い前記衛星移動通信システムに割り当てられている時間スロットを用いないように制御する制御手段と、を備えることを特徴とする地上セルラー基地局。
  5. 　請求項４の地上セルラー基地局において、
    　前記制御手段は、自局のエリアに在圏する通信端末装置への下り回線では、前記地上セルラー移動通信システムに割り当てられている時間スロットの全部と前記衛星移動通信システムに割り当てられている時間スロットの全部とを用いるように制御することを特徴とする地上セルラー基地局。
  6. 　請求項４の地上セルラー基地局において、
    　前記制御手段は、自局のエリアにおける通信端末装置への下り回線のトラフィック量に応じて、そのエリアにおける通信端末装置への下り回線で用いる前記衛星移動通信システムに割り当てられている時間スロットの数を変化させるように制御することを特徴とする地上セルラー基地局。
  7. 　地上セルラー移動通信システムと衛星移動通信システムとを含む移動通信システムであって、
    　通信端末装置と無線通信可能な地上セルラー基地局と、
    　人工衛星の通信中継装置を介して通信端末装置と無線通信可能な衛星基地局と、
    　前記地上セルラー基地局及び前記衛星基地局を制御する基地局制御装置とを備え、
    　前記地上セルラー基地局は、請求項４乃至６のいずれかの地上セルラー基地局であることを特徴とする移動通信システム。
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