WO2020026734A1 - 通信装置、通信方法及び通信プログラム - Google Patents

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WO2020026734A1
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ground station
base station
station
communication
ground
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大輝 松田
直紀 草島
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ソニー株式会社
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    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W48/00—Access restriction; Network selection; Access point selection
    • H04W48/16—Discovering, processing access restriction or access information

Definitions

  • the present disclosure relates to a communication device, a communication method, and a communication program. More specifically, the present invention relates to switching to a base station such as a non-ground station or a ground station to which a communication device is connected.
  • a base station such as a non-ground station or a ground station to which a communication device is connected.
  • ⁇ Mobile communication using wireless access technology such as cellular communication technology is known.
  • a wireless base station device (hereinafter, referred to as a base station device or a base station) to which a communication device is connected is switched with a movement of a communication device such as a cellular phone.
  • base stations for example, in addition to ground stations installed on the ground, non-ground stations in the sky such as artificial satellites are being studied.
  • a communication device in addition to wireless communication via a ground station by connecting to a ground station, wireless communication via a non-ground station by connecting to a non-ground station is being studied.
  • the present disclosure proposes a communication device, a communication method, and a communication program that can execute communication control according to a connection destination base station.
  • a communication device includes an acquisition unit that acquires information from a base station device, and a base station device to which a connection is to be made based on the acquired information.
  • a determination unit that determines whether the base station is a station; and a communication control unit that executes communication control of the non-ground station when the connection destination base station device is determined to be the non-ground station.
  • the obtaining unit obtains information from the base station device. Then, the determining unit determines, based on the acquired information, whether the connection destination base station device is a non-ground station or a ground station. Then, the communication control unit executes the communication control of the non-ground station when the base station device of the connection destination is determined to be the non-ground station, and thus can execute the communication control according to the base station of the connection destination.
  • communication control can be performed according to the connection destination base station.
  • the effects described here are not necessarily limited, and may be any of the effects described in the present disclosure.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a communication system according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a wireless network provided by a communication system.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an outline of satellite communication provided by a communication system. It is a figure showing an example of a cell which a satellite station comprises.
  • 1 is a diagram illustrating a configuration example of a management device according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of a non-ground station according to an embodiment of the present disclosure.
  • 1 is a diagram illustrating a configuration example of a ground station according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of a relay station according to an embodiment of the present disclosure.
  • 1 is a diagram illustrating a configuration example of a communication device according to an embodiment of the present disclosure. It is a flowchart which shows an example of an initial connection process.
  • FIG. 11 is a sequence diagram illustrating a contention-based random access procedure.
  • FIG. 9 is a sequence diagram illustrating a non-contention based random access procedure.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of a storage unit and a control unit in the communication device.
  • FIG. 7 is a sequence diagram illustrating an example of an operation related to a switching process of the communication system.
  • a plurality of components having substantially the same function and configuration may be distinguished from each other by the same reference numeral followed by a different numeral.
  • distinguishing a plurality of the configuration communication as necessary device 50 1, 50 as 2 and 50 3 have a substantially the same function and structure.
  • only the same reference numeral is assigned.
  • the communication devices 50 1 , 50 2, and 50 3 they are simply referred to as the communication device 50.
  • Embodiment 2-1 Overall configuration of communication system 2-2. Configuration of management device 2-3. Configuration of base station 2-4. Configuration of relay station 2-5. Configuration of communication device 2-6. Initial connection process 2-7. Random access procedure 2-8. Necessity of switching process 2-9. Functional configuration of communication device 2-10. Switching process 2-11. Effect 3. Modification 3-1. Modification of system configuration 3-2. Other modifications 4.
  • LTE and NR are a type of cellular communication technology, and enable mobile communication of a terminal device by arranging a plurality of areas covered by a base station in a cell shape.
  • LTE includes LTE-A (LTE-Advanced), LTE-A Pro (LTE-Advanced Pro), and EUTRA (Evolved Universal Terrestrial Radio Access).
  • the NR includes NRAT (New Radio Access Technology) and FEUTRA (Further EUTRA).
  • the NR is a radio access technology (RAT: Radio Access Technology) of the next generation (fifth generation) of LTE.
  • RAT Radio Access Technology
  • the NR is a wireless access technology that can support various use cases including eMBB (Enhanced Mobile Broadband), mMTC (Massive Machine Type Communications), and URLLC (Ultra-Reliable and Low Latency Communications).
  • eMBB Enhanced Mobile Broadband
  • mMTC Massive Machine Type Communications
  • URLLC Ultra-Reliable and Low Latency Communications
  • NTN Non-Terrestrial Network
  • a wireless network is scheduled to be provided to terminal devices via base stations other than ground stations such as satellite stations and aircraft stations. Base stations other than the ground station are referred to as non-ground stations or non-ground base stations.
  • a wireless network provided by a ground station is called a terrestrial network (TN: Terrestrial @ Network).
  • a ground station (also referred to as a ground base station) refers to a base station (including a relay station) installed on the ground.
  • “Ground” is not only ground (land) but also ground, water, and water.
  • the communication system 1 includes a non-ground station, and provides wireless communication using a non-terrestrial network to a communication device.
  • the non-terrestrial network provided in the communication system 1 is not limited to a wireless network using a wireless access scheme defined by NR.
  • the non-terrestrial network provided in the communication system 1 may be a radio network of a radio access scheme other than NR, such as LTE, W-CDMA (Wideband Code Division Multiple Access), cdma2000 (Code Division Multiple Access 2000).
  • the concept of a base station includes a relay station (hereinafter, also referred to as a relay device).
  • the concept of a base station includes not only a structure having a function of the base station but also a device installed in the structure.
  • the structures are, for example, buildings such as high-rise buildings, houses, towers, station facilities, airport facilities, port facilities, stadiums, and the like.
  • the concept of a structure includes not only buildings but also non-building structures such as tunnels, bridges, dams, walls, steel poles, and facilities such as cranes, gates, and windmills.
  • the concept of a structure includes not only structures on the ground (on land) or underground, but also structures on the water such as a pier and a megafloat, and structures underwater such as an ocean observation facility.
  • the base station may be a movable base station.
  • the base station may be a device installed in a mobile unit or the mobile unit itself.
  • the moving object may be a mobile terminal such as a smartphone, a moving object that moves on the ground (land) (for example, a car, a bus, a truck, a train, a vehicle such as a linear motor car) or an underground (for example, A moving object (for example, a subway) that moves in a tunnel) may be used.
  • the moving object may be a moving object that moves on water (for example, a ship such as a passenger ship, a cargo ship, a hovercraft, or the like), or a moving object that moves in water (for example, a submarine, a submarine, an unmanned submarine, or the like) Submersible).
  • the moving object may be a moving object (for example, an airplane, an airship, an aircraft such as a drone) moving in the atmosphere, or a space moving object (for example, an artificial satellite, a spacecraft, a universe) moving outside the atmosphere. Station, or an artificial celestial body such as a spacecraft).
  • the LTE base station may be called eNodeB (Evolved Node B) or eNB.
  • the NR base station may be referred to as gNodeB or gNB.
  • a terminal device also referred to as a mobile station, a mobile station device, or a terminal
  • UE User @ Equipment
  • a terminal device is a type of communication device and is also referred to as a mobile station, a mobile station device, or a terminal.
  • the concept of a communication device includes not only a portable terminal device such as a mobile terminal but also a device installed in a structure or a mobile body, for example.
  • the concept of a communication device includes not only a terminal device but also a base station and a relay station.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a communication system 1 according to an embodiment of the present disclosure.
  • the communication system 1 includes a management device 10, a non-terrestrial base station (hereinafter simply referred to as a non-ground station) 20, a terrestrial base station (hereinafter simply referred to as a ground station) 30, and a relay device (hereinafter simply referred to as a relay station). And a communication device 50.
  • the communication system 1 provides a user with a wireless network capable of performing mobile communication by operating the wireless communication devices included in the communication system 1 in cooperation with each other.
  • the wireless communication device is a device having a wireless communication function, and corresponds to the non-ground station 20, the ground station 30, the relay station 40, and the communication device 50 in the example of FIG.
  • the communication system 1 may include a plurality of management devices 10, non-ground stations 20, ground stations 30, relay stations 40, and communication devices 50, respectively.
  • the communication system 1 includes management devices 10 1 , 10 2, and the like as the management device 10.
  • the communication system 1 includes, as a non-ground station 20 comprises a non-ground station 20 1, 20 2, etc., and a ground station 30 1, 30 2, etc. as the ground station 30.
  • the communication system 1 comprises a relay station 40 1, 40 2, etc. as the relay station 40, and a communication device 50 1, 50 2, 50 3, etc. as the communication device 50.
  • the management device 10 is a device that manages a wireless network.
  • the management device 10 is a device that functions as an MME (Mobility Management Entity) or an AMF (Access Management Mobility Management Function).
  • the management device 10 configures a core network CN.
  • the core network CN is, for example, EPC (Evolved @ Packet @ Core) or 5GC (5G @ Core @ network).
  • the management device 10 is connected to each of the plurality of non-ground stations 20 and the plurality of ground stations 30.
  • the management device 10 manages communication between the non-ground station 20 and the ground station 30.
  • the non-ground station 20 is a base station that wirelessly communicates with the communication device 50.
  • the non-ground station 20 1 is connected to the relay station 40 1, it is possible to wirelessly communicate with the communication device 50 via the relay station 40 1.
  • the non-ground station 20 is a base station that can float in the air or space.
  • the non-ground station 20 is a non-ground station device such as an aircraft station or a satellite station.
  • the aircraft station is a wireless communication device such as an aircraft that can float in the atmosphere.
  • the aircraft station may be, for example, a device mounted on an aircraft or the like, or may be the aircraft itself.
  • the concept of an aircraft includes not only heavy aircraft such as airplanes and gliders, but also light aircraft such as balloons and airships. Further, the concept of an aircraft includes not only heavy aircraft and light aircraft, but also rotary wing aircraft such as helicopters and autogyros.
  • the aircraft station (or the aircraft on which the aircraft station is mounted) may be an unmanned aerial vehicle such as a drone.
  • unmanned aerial vehicles also includes unmanned aerial systems (UAS) and unmanned aerial systems (tethered UAS).
  • unmanned aerial vehicles includes light unmanned aerial systems (LTA: Lighter than Air UAS) and heavy unmanned aerial systems (HTA: Heavier than Air UAS).
  • LTA Lighter than Air UAS
  • HTA Heavier than Air UAS
  • HAPs High Altitude UAS Platforms
  • a satellite station is a wireless communication device that can float outside the atmosphere.
  • the satellite station may be a device mounted on a space vehicle such as an artificial satellite or the space vehicle itself.
  • the satellites serving as satellite stations are low orbit (LEO), medium orbit (MEO), medium orbit (MEO), geostationary (Earth orbiting) GEO, and highly elliptical orbiting (HEO) satellites. Any of these may be used.
  • the satellite station may be a device mounted on a low orbit satellite, a middle orbit satellite, a geostationary satellite, or a high elliptical orbit satellite.
  • the ground station 30 is a base station that performs wireless communication with the communication device 50.
  • the ground station 30 1 is connected to the relay station 40 2, it is possible to wirelessly communicate with the communication device 50 via the relay station 40 2.
  • the ground station 30 may be a base station disposed on a structure on the ground, or may be a base station installed on a moving body moving on the ground.
  • the ground station 30 is an antenna installed in a structure such as a building and a signal processing device connected to the antenna.
  • the ground station 30 may be a structure or a mobile object itself.
  • the relay station 40 is a device that becomes a relay station of the base station.
  • Relay station 40 is a type of base station.
  • the relay station 40 relays communication between the non-ground station 20 and the communication device 50 or communication between the ground station 30 and the communication device 50.
  • Relay station 40 may be a ground station or a non-ground station.
  • the relay station 40 forms a radio access network RAN with the non-ground station 20 and the ground station 30.
  • the communication device 50 is, for example, a mobile phone, a smart device (smartphone or tablet), a PDA (Personal Digital Assistant), or a personal computer.
  • the communication device 50 may be an M2M (Machine to Machine) device or an IoT (Internet of Things) device.
  • the communication device 50 may be a wireless communication device installed in a moving object, or may be the moving object itself.
  • the communication device 50 may be a relay station that relays satellite communication, or may be a base station that receives satellite communication.
  • the communication device 50 supports both a terrestrial network and a non-terrestrial network. Therefore, the communication device 50 can communicate not only with the ground station device such as the ground station 30 but also with the non-ground station device such as the non-ground station 20.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a wireless network provided by the communication system 1.
  • the non-ground station 20 and the ground station 30 each constitute a cell.
  • a cell is an area where wireless communication is covered by a base station.
  • the cell constituted by the non-ground station 20 and the ground station 30 may be any of a macro cell, a micro cell, a femto cell, and a small cell.
  • the communication system 1 may be configured to manage a plurality of cells by a single base station, or may be configured to manage one cell by a plurality of base stations.
  • the ground station 30 1, 30 2 constitutes a terrestrial network TN1
  • ground station 30 3, 30 4, 30 5 constitute a terrestrial network TN 2.
  • the terrestrial network TN1 and the terrestrial network TN2 are terrestrial networks operated by a wireless communication company such as a telephone company, for example.
  • the terrestrial network TN1 and the terrestrial network TN2 may be operated by different radio carriers or may be operated by the same radio carrier.
  • the terrestrial network TN1 and the terrestrial network TN2 can be regarded as one terrestrial network.
  • the terrestrial network TN1 and the terrestrial network TN2 are each connected to a core network.
  • the ground station 30 constituting the terrestrial network TN2 is connected to the composed core network CN by the management apparatus 10 1 and the like.
  • the core network CN is EPC.
  • the core network CN is 5GC.
  • the core network CN is not limited to EPC or 5GC, and may be a core network of another radio access scheme.
  • the terrestrial network TN1 is not connected to the core network, but the terrestrial network TN1 may be connected to the core network CN. Further, the terrestrial network TN1 may be connected to a core network (not shown) different from the core network CN.
  • the core network CN includes a gateway device, a gateway exchange, and the like, and is connected to the public network PN via the gateway device.
  • the public network PN is, for example, a public data network such as the Internet, a regional IP network, a telephone network (a mobile telephone network, a fixed telephone network, etc.).
  • the gateway device is, for example, a server device connected to the Internet or a local IP network.
  • the gateway exchange is, for example, an exchange connected to a telephone company's telephone network.
  • the management device 10 1 may have a function as a gateway device or gateway exchange.
  • Each of the non-ground station 20 and the relay station 40 shown in FIG. 2 is a non-ground station device such as a satellite station or an aircraft station.
  • a group of satellite stations (or a single satellite station) constituting a non-terrestrial network is called a Spaceborne Platform.
  • a group of aircraft stations (or a single aircraft station) constituting the non-terrestrial network is called an airborne platform.
  • the non-ground station 20 2, relay station 40 1, and the relay station 40 2 constitute a space bones platform SBP1
  • non ground station 20 1 constitutes a space bones platform SBP2.
  • the non-ground station 20 3 constitutes the airborne platform ABP1.
  • the communication device 50 can communicate with both the ground station 30 and the non-ground station 20.
  • a communication device 50 1 can communicate with ground stations 30 constituting the terrestrial network TN1.
  • the communication device 50 1 can communicate with the non-ground station 20 constituting the spaces bones platform SBP1, SBP2.
  • the communication device 50 1 is a non-ground station 20 both communicate constituting the airborne platform ABP1.
  • the communication device 50 1 (in the example of FIG. 2 communication apparatus 50 2) another communication device 50 may be capable of communicating directly with.
  • the non-ground station 20 connects to a terrestrial network or a core network via the relay station 60.
  • Non ground station 20 constituting the spaces bones platform SBP1, SBP2 is connected to the terrestrial network TN1 through the relay station 60 1.
  • the space bone platform SBP1, SBP2, and non-ground stations 20 constituting the airborne platform ABP1 is connected to a core network CN through the relay station 60 2. Note that the non-ground stations 20 can directly communicate with each other without passing through the relay station 60.
  • the relay station 60 is, for example, an air station or an earth station.
  • the aviation station is a radio station installed on the ground or a moving body moving on the ground in order to communicate with the aircraft station.
  • An earth station is a radio station located on the earth (including the air) to communicate with a satellite station (space station).
  • the earth station may be a large earth station or a small earth station such as VSAT (Very Small Aperture Terminal).
  • the earth station may be a VSAT-controlled earth station (also called a master station or a HUB station) or a VSAT earth station (also called a slave station).
  • the earth station may be a radio station installed on a mobile body that moves on the ground.
  • an earth station mounted on a ship includes an earth station on board (ESV: Earth Stations on board Vessels).
  • the earth station may include an aircraft earth station installed on an aircraft (including a helicopter) and communicating with a satellite station.
  • the earth station may include an aeronautical earth station which is installed in a mobile body moving on the ground and communicates with an aircraft earth station via a satellite station.
  • the relay station 60 may be a portable mobile station that communicates with a satellite station or an aircraft station. The relay station 60 can be considered as a part of the communication system 1.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an outline of satellite communication provided by the communication system 1. Satellite stations are mainly divided into geostationary satellite stations and low-orbit satellite stations.
  • the geostationary satellite station is located at an altitude of approximately 35786 km and revolves around the earth at the same speed as the earth's rotation.
  • the non-ground station 20 1 which constitutes the space bones platform SBP2 is geostationary satellite station.
  • the relative speed of the geostationary satellite station with respect to the terrestrial communication device 50 is substantially zero, and the terrestrial communication device 50 observes it as if it were stationary.
  • Non ground station 20 1 communicates device 50 1, 50 3, 50 4, etc. and satellite communications located on the earth.
  • a low orbit satellite station is a satellite station that orbits at a lower altitude than a geostationary satellite station or a middle orbit satellite station.
  • the low orbit satellite station is, for example, a satellite station located at an altitude of 500 km to 2000 km.
  • the non-ground station 20 2, 20 3 of the space bones platform SBP1 is LEOS station.
  • the low orbit satellite constellation is formed by two or more (for example, tens to thousands) non-terrestrial stations 20 constituting the space bone platform SBP1.
  • the low-Earth orbit satellite station has a relative speed with respect to the terrestrial communication device 50 and is observed from the terrestrial communication device 50 as if it is moving.
  • Non ground station 20 2, 20 3 constitutes a cell, respectively, first communication device 50 located on the earth, 50 2, and 50 3 and the like and satellite communications.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a cell configured by a satellite station.
  • Figure 4 is the cell C2 to the non-ground station 20 3 which is a low orbit satellite station forms are shown.
  • a satellite station orbiting in a low orbit communicates with the ground communication device 50 with a predetermined directivity on the ground.
  • the angle R1 shown in FIG. 4 is 40 degrees.
  • the radius D1 of the cell C2 to the non-ground station 20 3 is formed, for example, 1000km.
  • Low earth orbit satellite stations move at a constant speed. If it becomes difficult for a low-Earth orbit satellite station to provide satellite communication to the terrestrial communication device 50, a subsequent low-Earth orbit satellite station provides satellite communication. For example in FIG.
  • a subsequent non-ground station 20 4 to provide a satellite communications.
  • the values of the angle R1 and the radius D1 are merely examples, and are not limited to the above.
  • the communication device 50 can perform wireless communication using a non-terrestrial network.
  • the non-ground station 20 and the relay station 40 of the communication system 1 constitute a non-terrestrial network.
  • the communication system 1 can extend the service to the communication device 50 located in an area that cannot be covered by the terrestrial network.
  • the communication system 1 can provide public safety communication and critical communication to a communication device 50 such as an IoT (Internet of Things) device or an MTC (Machine Type Communications) device.
  • IoT Internet of Things
  • MTC Machine Type Communications
  • the communication system 1 can realize service connection to an aircraft terminal device such as a passenger or a drone of an airplane and service connection to a mobile terminal device such as a ship or a train.
  • the communication system 1 can provide high-efficiency multicast services such as A / V content, group communication, IoT broadcast services, software download services, and emergency messages, and high-efficiency broadcast services.
  • the communication system 1 can also realize traffic offload between a terrestrial network and a non-terrestrial network. To realize these, it is desirable that the operation of the non-terrestrial network provided by the communication system 1 be integrated with the terrestrial network provided by the communication system 1 in an upper layer. Further, it is desirable that the non-terrestrial network provided by the communication system 1 has a common radio access scheme with the terrestrial network provided by the communication system 1.
  • the communication using the non-terrestrial network similarly to the communication using the terrestrial network, for example, the connection from the idle state to the base station to be connected or the non-ground station 20 to another non-ground station Switching of the connection-destination base station such as handover to 20 occurs.
  • the communication using the non-terrestrial network may increase the distance between the communication device 50 and the base station depending on the mode of the base station. Therefore, in the case of communication using a non-terrestrial network, the propagation delay of a signal may increase depending on the mode of the base station. For example, transmission from the non-ground station 20 to the communication device 50 has a larger propagation delay than transmission from the ground station 30 to the communication device 50. Moreover, the ground station 30 and the non-ground station 20 have different cell characteristics.
  • the non-ground station 20 is assumed to have a relatively high moving speed with respect to the communication device 50. Also, when the moving speed of the communication device 50 itself increases, the relative moving speed of the non-ground station 20 with respect to the communication device 50 may increase. If the relative moving speed is high, the communication device 50 will have an effect when selecting a cell.
  • the relative movement speed of the non-ground station 20 with respect to the communication device 50 may be high. Therefore, in the case of communication using a non-terrestrial network, there is a possibility that base station switching may occur more frequently than communication using a terrestrial network.
  • the non-terrestrial network is composed of a low-Earth-orbit satellite constellation composed of hundreds to thousands of low-Earth orbit satellites
  • the connection destination of the communication device 50 regardless of whether or not the communication device 50 moves.
  • the switching of the base station will occur repeatedly in a short time. This affects the cell selection on the communication device 50 side.
  • the relative speed between the ground station 30 and the communication device 50 may increase depending on the mode of the ground station 30 and the communication device 50. For example, when one or both of the ground station 30 and the communication device 50 are located inside a moving object that moves at high speed, the relative speed between the ground station 30 and the communication device 50 becomes high. Also in this case, there is a possibility that the switching of the base station to which the communication device 50 is connected repeatedly occurs in a short time. This affects the cell selection on the communication device 50 side.
  • the communication quality may be degraded. For example, it takes time to acquire data, packet loss occurs, seamless communication cannot be performed, or communication speed fluctuates greatly.
  • the communication device 50 cannot determine whether the connection destination base station is the ground station 30 or the non-ground station 20, the wireless communication with the connection destination base station fails. In addition, even when the communication device 50 can determine that the connection destination base station is the non-ground station 20, the communication control for the non-ground station 20 cannot be set, and the wireless communication with the non-ground station 20 fails. .
  • the communication device 50 determines whether the connection destination base station is the ground station 30 or the non-ground station 20, and implements communication control according to the connection destination base station. Specifically, the communication device 50 acquires information from the connection destination base station, and determines whether the connection destination base station is the non-ground station 20 or the ground station 30 based on the acquired information. The information to be acquired differs between the ground station 30 and the non-ground station 20, for example, information such as a wireless communication band, a synchronization signal (synchronization signal), system information (System Information), and a cell ID. Then, the communication device 50 executes communication control of the non-ground station 20 when the connection destination base station is determined to be the non-ground station 20. As a result, the communication device 50 can realize communication control according to the connection destination base station.
  • the management device 10 is a device that manages a wireless network.
  • the management device 10 is a device that manages communication between the non-ground station 20 and the ground station 30.
  • the core network is an EPC
  • the management device 10 is, for example, a device having a function as an MME (Mobility Management Entity).
  • the core network is 5GC
  • the management device 10 is, for example, a device having a function as an AMF (Access and Mobility Management Function).
  • the management device 10 may have a function of a gateway.
  • the management device 10 may have a function as an S-GW (Serving Gateway) or a P-GW (Packet Data Network Gateway).
  • the management device 10 may have a function as a UPF (User Plane Function). Note that the management device 10 does not necessarily need to be a device that configures the core network. For example, if the core network is a W-CDMA or cdma2000 core network, the management device 10 may be a device that functions as an RNC (Radio Network Controller).
  • RNC Radio Network Controller
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration example of the management device 10 according to the embodiment of the present disclosure.
  • the management device 10 includes a communication unit 11, a storage unit 12, and a control unit 13. Note that the configuration shown in FIG. 5 is a functional configuration, and the hardware configuration may be different from this. Further, the functions of the management device 10 may be distributed and implemented in a plurality of physically separated configurations. For example, the management device 10 may be configured by a plurality of server devices.
  • the communication unit 11 is a communication interface for communicating with another device.
  • the communication unit 11 may be a network interface or a device connection interface.
  • the communication unit 11 may be a LAN (Local Area Network) interface such as an NIC (Network Interface Card) or a USB interface configured by a USB (Universal Serial Bus) host controller, a USB port, and the like. Is also good.
  • the communication unit 11 may be a wired interface or a wireless interface.
  • the communication unit 11 functions as a communication unit of the management device 10.
  • the communication unit 11 communicates with the ground station 30 and the relay station 60 under the control of the control unit 13.
  • the storage unit 12 is a data readable / writable storage device such as a DRAM (Dynamic Random Access Memory), an SRAM (Static Random Access Memory), a flash memory, and a hard disk.
  • the storage unit 12 functions as a storage unit of the management device 10.
  • the storage unit 12 stores, for example, the connection state of the communication device 50.
  • the storage unit 12 stores the state of RRC (Radio Resource Control) and the state of ECM (EPS Connection Management) of the communication device 50.
  • the storage unit 12 may function as a home memory that stores the position information of the communication device 50.
  • the control unit 13 is a controller that controls each unit of the management device 10.
  • the control unit 13 is realized by a processor such as a CPU (Central Processing Unit) and an MPU (Micro Processing Unit).
  • the control unit 13 is realized by a processor executing various programs stored in a storage device inside the management apparatus 10 using a RAM (Random Access Memory) or the like as a work area.
  • the control unit 13 may be realized by an integrated circuit such as an ASIC (Application Specific Integrated Circuit) or an FPGA (Field Programmable Gate Array).
  • ASIC Application Specific Integrated Circuit
  • FPGA Field Programmable Gate Array
  • the communication system 1 includes, as base stations, a non-ground station 20 forming a non-terrestrial network, and a ground station 30 forming a terrestrial network. Each of the non-terrestrial stations 20 constituting the non-terrestrial network is movable. First, the configuration of the non-ground station 20 will be described.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration example of the non-ground station 20 according to the embodiment of the present disclosure.
  • the non-ground station 20 includes a wireless communication unit 21, a storage unit 22, and a control unit 23. Note that the configuration shown in FIG. 6 is a functional configuration, and the hardware configuration may be different from this. Further, the functions of the non-ground station 20 may be distributed and implemented in a plurality of physically separated configurations.
  • the wireless communication unit 21 is a wireless communication interface that performs wireless communication with another wireless communication device (for example, the communication device 50 or the relay station 60).
  • the wireless communication unit 21 supports one or a plurality of wireless access methods.
  • the wireless communication unit 21 supports both NR and LTE.
  • the wireless communication unit 21 may support W-CDMA and cdma2000 in addition to NR and LTE.
  • the wireless communication unit 21 includes a reception processing unit 211, a transmission processing unit 212, and an antenna 213.
  • the wireless communication unit 21 may include a plurality of reception processing units 211, transmission processing units 212, and a plurality of antennas 213.
  • each unit of the wireless communication unit 21 can be individually configured for each wireless access system.
  • the reception processing unit 211 and the transmission processing unit 212 may be configured separately for LTE and NR.
  • the reception processing unit 211 processes an uplink signal received via the antenna 213.
  • the reception processing unit 211 includes a radio reception unit 211a, a demultiplexing unit 211b, a demodulation unit 211c, and a decoding unit 211d.
  • the radio reception unit 211a performs down-conversion, removal of unnecessary frequency components, control of amplification level, quadrature demodulation, conversion to digital signals, removal of guard intervals, removal of frequency domain signals by fast Fourier transform for uplink signals. Perform extraction, etc.
  • the demultiplexing unit 211b separates an uplink channel and an uplink reference signal such as a PUSCH (Physical Uplink Shared Channel) and a PUCCH (Physical Uplink Control Channel) from the signal output from the radio reception unit 211a.
  • PUSCH Physical Uplink Shared Channel
  • PUCCH Physical Uplink Control Channel
  • the demodulation section 211c demodulates the received signal using a modulation scheme such as BPSK (Binary Phase Shift Keying) or QPSK (Quadrature Phase Shift keying) for the modulation symbol of the uplink channel.
  • the modulation method used by the demodulation unit 211c may be 16 QAM (Quadrature Amplitude Modulation), 64 QAM, 256 QAM, or the like.
  • the decoding unit 211d performs a decoding process on the demodulated coded bits of the uplink channel.
  • the decoded uplink data and uplink control information are output to the control unit 23.
  • the transmission processing unit 212 performs transmission processing of downlink control information and downlink data.
  • the transmission processing unit 212 includes an encoding unit 212a, a modulation unit 212b, a multiplexing unit 212c, and a wireless transmission unit 212d.
  • the encoding unit 212a encodes the downlink control information and the downlink data input from the control unit 23 using an encoding method such as block encoding, convolutional encoding, and turbo encoding.
  • the modulation unit 212b modulates the coded bits output from the coding unit 212a by a predetermined modulation method such as BPSK, QPSK, 16QAM, 64QAM, or 256QAM.
  • the multiplexing unit 212c multiplexes the modulation symbol of each channel and the downlink reference signal, and arranges the multiplexed symbol in a predetermined resource element.
  • the wireless transmission unit 212d performs various signal processing on the signal from the multiplexing unit 212c.
  • the wireless transmission unit 212d performs conversion to the time domain by fast Fourier transform, addition of a guard interval, generation of a baseband digital signal, conversion to an analog signal, quadrature modulation, up-conversion, removal of extra frequency components, Processing such as power amplification is performed.
  • the signal generated by transmission processing section 212 is transmitted from antenna 213.
  • the storage unit 22 is a data readable / writable storage device such as a DRAM, an SRAM, a flash memory, and a hard disk.
  • the storage unit 22 functions as a storage unit of the non-ground station 20.
  • the storage unit 22 stores the switching information.
  • the switching information is information used by the communication device 50 to switch the base station.
  • the switching information includes, for example, information such as resource information, trigger information, and timing advance information.
  • the resource information is information on wireless resources used by the connected communication device 50 to wirelessly communicate with a switching destination candidate base station configured to be movable.
  • the trigger information is information used by the communication device 50 to determine whether to switch the connection destination base station.
  • the timing advance information is information on timing advance for the communication device 50 to connect to the switching destination candidate base station.
  • the control unit 23 is a controller that controls each unit of the non-ground station 20.
  • the control unit 23 is realized by a processor such as a CPU (Central Processing Unit) and an MPU (Micro Processing Unit).
  • the control unit 23 is realized by a processor executing various programs stored in a storage device inside the non-ground station 20 using a RAM (Random Access Memory) or the like as a work area.
  • the control unit 23 may be realized by an integrated circuit such as an ASIC (Application Specific Integrated Circuit) or an FPGA (Field Programmable Gate Array).
  • the CPU, MPU, ASIC, and FPGA can all be considered as controllers.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration example of the ground station 30 according to the embodiment of the present disclosure.
  • the ground station 30 includes a wireless communication unit 31, a storage unit 32, a network communication unit 33, and a control unit 34. Note that the configuration shown in FIG. 7 is a functional configuration, and the hardware configuration may be different from this. Further, the functions of the ground station 30 may be distributed and implemented in a plurality of physically separated configurations.
  • the wireless communication unit 31 is a wireless communication interface that performs wireless communication with another wireless communication device (for example, the communication device 50).
  • the wireless communication unit 31 includes a reception processing unit 311, a transmission processing unit 312, and an antenna 313.
  • the configurations of the wireless communication unit 31, the reception processing unit 311, the transmission processing unit 312, and the antenna 313 are the same as those of the wireless communication unit 21, the reception processing unit 211, the transmission processing unit 212, and the antenna 213 of the non-ground station 20.
  • the storage unit 32 is a data readable / writable storage device such as a DRAM, an SRAM, a flash memory, and a hard disk.
  • the storage unit 32 functions as a storage unit of the ground station 30.
  • the configuration of the storage unit 32 is the same as that of the storage unit 22 of the non-ground station 20.
  • the network communication unit 33 is a communication interface for communicating with another device.
  • the network communication unit 33 is a LAN interface such as an NIC.
  • the network communication unit 33 may be a wired interface or a wireless interface.
  • the network communication unit 33 functions as a network communication unit of the ground station 30.
  • the network communication unit 33 communicates with the management device 10 and the relay station 60 under the control of the control unit 34.
  • the control unit 34 is a controller that controls each unit of the ground station 30.
  • the configuration of the control unit 34 is the same as the control unit 23 of the non-ground station 20.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration example of the relay station 40 according to the embodiment of the present disclosure.
  • the relay station 40 includes a wireless communication unit 41, a storage unit 42, a network communication unit 43, and a control unit 44. Note that the configuration shown in FIG. 8 is a functional configuration, and the hardware configuration may be different from this. Further, the functions of the relay station 40 may be distributed and implemented in a plurality of physically separated configurations.
  • the wireless communication unit 41 is a wireless communication interface that wirelessly communicates with another wireless communication device (for example, the non-ground station 20, the ground station 30, and the communication device 50).
  • the wireless communication unit 41 includes a reception processing unit 411, a transmission processing unit 412, and an antenna 413.
  • the configurations of the wireless communication unit 41, the reception processing unit 411, the transmission processing unit 412, and the antenna 413 are the same as those of the wireless communication unit 21, the reception processing unit 211, the transmission processing unit 212, and the antenna 213 of the non-ground station 20.
  • the storage unit 42 is a data readable / writable storage device such as a DRAM, an SRAM, a flash memory, and a hard disk.
  • the storage unit 42 functions as a storage unit of the relay station 40.
  • the configuration of the storage unit 42 is the same as the storage unit 22 of the non-ground station 20.
  • the network communication unit 43 is a communication interface for communicating with another device.
  • the network communication unit 43 is a LAN interface such as an NIC.
  • the network communication unit 43 may be a wired interface or a wireless interface.
  • the network communication unit 43 functions as a network communication unit of the relay station 40.
  • the network communication unit 43 communicates with the non-ground station 20 and the ground station 30 under the control of the control unit 44.
  • the control unit 44 is a controller that controls each unit of the relay station 40.
  • the configuration of the control unit 44 is the same as the control unit 23 of the non-ground station 20.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration example of the communication device 50 according to the embodiment of the present disclosure.
  • the communication device 50 includes a wireless communication unit 51, a storage unit 52, a network communication unit 53, an input / output unit 54, and a control unit 55.
  • the configuration shown in FIG. 9 is a functional configuration, and the hardware configuration may be different from this. Further, the functions of the communication device 50 may be distributed and implemented in a plurality of physically separated configurations.
  • the wireless communication unit 51 is a wireless communication interface that wirelessly communicates with another wireless communication device (for example, the non-ground station 20, the ground station 30, and the relay station 40).
  • the wireless communication unit 51 supports one or a plurality of wireless access methods.
  • the wireless communication unit 51 supports both NR and LTE.
  • the wireless communication unit 51 may support W-CDMA and cdma2000 in addition to NR and LTE.
  • the wireless communication unit 51 includes a reception processing unit 511, a transmission processing unit 512, and an antenna 513.
  • the wireless communication unit 51 may include a plurality of reception processing units 511, transmission processing units 512, and a plurality of antennas 513.
  • each unit of the wireless communication unit 51 can be individually configured for each wireless access system.
  • the reception processing unit 511 and the transmission processing unit 512 may be individually configured with LTE and NR.
  • the reception processing unit 511 performs processing of a downlink signal received via the antenna 513.
  • the reception processing unit 511 includes a wireless reception unit 511a, a demultiplexing unit 511b, a demodulation unit 511c, and a decoding unit 511d.
  • the radio reception unit 511a performs down-conversion, removal of unnecessary frequency components, control of amplification level, quadrature demodulation, conversion to digital signals, removal of guard intervals, and removal of frequency domain signals by fast Fourier transform from downlink signals. Perform extraction, etc.
  • the demultiplexing unit 511b separates a downlink channel, a downlink synchronization signal, and a downlink reference signal from the signal output from the radio reception unit 511a.
  • the downlink channel is, for example, a channel such as PBCH (Physical Broadcast Channel), PDSCH (Physical Downlink Shared Channel), and PDCCH (Physical Downlink Control Channel).
  • PBCH Physical Broadcast Channel
  • PDSCH Physical Downlink Shared Channel
  • PDCCH Physical Downlink Control Channel
  • the demodulation section 211c demodulates a received signal using a modulation scheme such as BPSK, QPSK, 16QAM, 64QAM, or 256QAM for a downlink channel modulation symbol.
  • the decoding unit 511d performs a decoding process on the demodulated coded bits of the downlink channel.
  • the decoded downlink data and downlink control information are output to the control unit 23.
  • the transmission processing unit 512 performs transmission processing of uplink control information and uplink data.
  • the transmission processing unit 512 includes an encoding unit 512a, a modulation unit 512b, a multiplexing unit 512c, and a wireless transmission unit 512d.
  • the encoding unit 512a encodes the uplink control information and the uplink data input from the control unit 55 using an encoding method such as block encoding, convolutional encoding, and turbo encoding.
  • the modulation unit 512b modulates the coded bits output from the coding unit 512a by a predetermined modulation method such as BPSK, QPSK, 16QAM, 64QAM, or 256QAM.
  • the multiplexing unit 512c multiplexes the modulation symbol of each channel and the uplink reference signal and arranges the multiplexed symbol in a predetermined resource element.
  • the wireless transmission unit 512d performs various kinds of signal processing on the signal from the multiplexing unit 512c.
  • the wireless transmission unit 512d performs conversion to the time domain by inverse fast Fourier transform, addition of a guard interval, generation of a baseband digital signal, conversion to an analog signal, quadrature modulation, up-conversion, and removal of extra frequency components. And processing such as power amplification.
  • the signal generated by the transmission processing unit 512 is transmitted from the antenna 513.
  • the storage unit 52 is a data readable / writable storage device such as a DRAM, an SRAM, a flash memory, and a hard disk.
  • the storage unit 52 functions as a storage unit of the communication device 50.
  • the storage unit 52 stores the switching information.
  • the switching information is information obtained from the non-ground station 20, the ground station 30, or the relay station 40, and is used by the communication device 50 to switch the base station.
  • the switching information includes, for example, information such as resource information, trigger information, and timing advance information.
  • the resource information, trigger information, and timing advance information will be described later in detail.
  • the network communication unit 53 is a communication interface for communicating with another device.
  • the network communication unit 53 is a LAN interface such as an NIC.
  • the network communication unit 53 may be a wired interface or a wireless interface.
  • the network communication unit 53 functions as a network communication unit of the communication device 50.
  • the network communication unit 53 communicates with another device under the control of the control unit 55.
  • the input / output unit 54 is a user interface for exchanging information with a user.
  • the input / output unit 54 is an operation device for a user to perform various operations, such as a keyboard, a mouse, operation keys, and a touch panel.
  • the input / output unit 54 is a display device such as a liquid crystal display (Liquid Crystal Display) and an organic EL display (Organic Electroluminescence Display).
  • the input / output unit 54 may be an audio device such as a speaker or a buzzer.
  • the input / output unit 54 may be a lighting device such as an LED (Light Emitting Diode) lamp.
  • the input / output unit 54 functions as input / output means (input means, output means, operation means, or notification means) of the communication device 50.
  • the control unit 55 is a controller that controls each unit of the communication device 50.
  • the control unit 55 is realized by a processor such as a CPU and an MPU.
  • the control unit 55 is realized by a processor executing various programs stored in a storage device inside the communication device 50 using a RAM or the like as a work area.
  • the control unit 55 may be realized by an integrated circuit such as an ASIC or an FPGA.
  • the CPU, MPU, ASIC, and FPGA can all be considered as controllers.
  • the initial connection process is a process for transitioning from an idle state (RRC_IDLE) in which the communication device 50 is not connected to any cell to a connection state (RRC_CONNECTED) in which connection with any cell is established.
  • RRC_IDLE an idle state
  • RRC_CONNECTED connection state
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating an example of the initial connection process.
  • the initial connection process described below is executed, for example, when the power of the communication device 50 is turned on.
  • the communication device 50 in the idle state performs a cell search.
  • the cell search includes the steps of detecting a synchronization signal and decoding PBCH.
  • the communication device 50 detects a synchronization signal of the cell (step S101).
  • the control unit 55 in the communication device 50 performs downlink synchronization with the cell based on the detected synchronization signal.
  • the control unit 55 attempts to decode the PBCH and obtains MIB (Master Information Block) which is a part of system information (step S102).
  • MIB Master Information Block
  • the system information is information for notifying the setting in the cell transmitting the system information.
  • the system information includes, for example, information on access to cells, information on cell selection, information on other RATs and other systems, and the like.
  • the system information includes MIB and SIB (System ⁇ Information ⁇ Block).
  • the MIB is information on a physical layer necessary for receiving the SIB and the like, and is information on a fixed payload size broadcast by the PBCH.
  • the MIB includes a downlink system bandwidth, a part of a system frame number, SIB scheduling information, and the like.
  • SIB is system information other than MIB, and is broadcast by PDSCH.
  • the system information can be classified into, for example, first system information, second system information, and third system information.
  • the first system information and the second system information include information on access to a cell, information on obtaining other system information, and information on cell selection.
  • information included in MIB is the first system information.
  • the information contained in SIB1 and SIB2 of the SIB is the second system information.
  • the remaining system information is the third system information.
  • the system information is broadcast from the NR cell.
  • Physical channels carrying system information may be transmitted in slots or minislots.
  • a minislot is defined by a smaller number of symbols than the number of symbols in the slot.
  • the control unit 55 in the communication device 50 acquires the second system information based on the MIB (that is, the first system information) (Step S103).
  • the second system information includes SIB1 and SIB2.
  • SIB1 is scheduling information of cell access control information and system information other than SIB1.
  • the SIB1 includes cell access information, cell selection information, maximum uplink transmission power information, TDD setting information, system information cycle, system information mapping information, SI (System Information) window length, and the like.
  • the SIB2 includes connection prohibition information, radio resource setting information common to cells (Radio Resource Configuration Common), uplink carrier information, and the like.
  • the cell-wide radio resource setting information includes cell-specific PRACH (Physical Random Access Channel) and RACH (Random Access Channel) setting information.
  • control unit 55 If the control unit 55 cannot acquire the system information necessary for establishing a link, the control unit 55 in the communication device 50 determines that access to the cell is prohibited. For example, when all of the first system information and the second system information cannot be obtained, the control unit 55 determines that access to the cell is prohibited. In this case, the control unit 55 ends the initial connection processing.
  • the control unit 55 executes a random access procedure (Random Access Procedure) based on the first system information and / or the second system information (step S104).
  • the random access procedure may be referred to as a RACH procedure (Random @ Access @ Channel @ Procedure) or an RA procedure (RA @ Procedure).
  • RRC_IDLE idle state
  • RRC_CONNECTED connected state
  • Random access procedure Next, a random access procedure will be described.
  • the random access procedure is executed for purposes such as “RRC connection setup” from an idle state to a connected state (or inactive state), and “request for state transition” from an inactive state to a connected state.
  • the random access procedure is also used for the purpose of “scheduling request” for requesting resources for uplink data transmission and “timing advance adjustment” for adjusting uplink synchronization.
  • the random access procedure is executed in the case of “on-demand SI request” for requesting system information that has not been transmitted, “beam recovery” for restoring a disconnected beam connection, “handover” for switching connected cells, and the like.
  • RRC connection setup is an operation executed when the communication device 50 connects to the base station in response to the occurrence of traffic or the like. Specifically, this is an operation of passing information (for example, UE context) related to connection from the base station to the communication device 50.
  • the UE context is managed by predetermined communication device identification information (for example, C-RNTI) specified by the base station.
  • C-RNTI communication device identification information
  • the “request for state transition” is an operation in which the communication device 50 requests a state transition from the inactive state to the connected state in response to the occurrence of traffic or the like.
  • the transition to the connection state allows the communication device 50 to transmit and receive unicast data to and from the base station.
  • the “scheduling request” is an operation in which the communication device 50 makes a resource request for uplink data transmission according to the occurrence of traffic or the like. After successfully receiving the scheduling request, the base station allocates PUSCH resources to the communication device 50. Note that the scheduling request is also made by the PUCCH.
  • Timing advance adjustment is an operation for adjusting an error between downlink and uplink frames caused by a propagation delay.
  • the communication device 50 transmits the PRACH at the timing adjusted to the downlink frame.
  • the base station can recognize the propagation delay with the communication device 50, and can instruct the communication device 50 of the value of the timing advance in the message 2 or the like.
  • the “on-demand SI request” is an operation for requesting the base station to transmit system information when the communication device 50 needs system information that has not been transmitted for the purpose of overhead of the system information or the like.
  • Beam recovery is an operation for issuing a return request when the communication quality deteriorates due to movement of the communication device 50 or interruption of the communication path by another object after the beam is established.
  • the base station receiving this request tries to connect to the communication device 50 using a different beam.
  • “Handover” is an operation of switching the connection from a connected cell (serving cell) to a cell adjacent to the cell (neighbor cell) due to a change in radio wave environment such as movement of the communication device 50.
  • the communication device 50 that has received the handover command from the base station issues a connection request to the neighbor cell specified by the handover command.
  • the random access procedure includes a contention based random access procedure (Contention based random access procedure) and a non-contention based random access procedure (non-contention based random access procedure).
  • a contention-based random access procedure Contention based random access procedure
  • a non-contention based random access procedure non-contention based random access procedure
  • the random access procedure described below is a random access procedure on the assumption that the RAT supported by the communication system 1 is LTE. However, the random access procedure described below is also applicable when the RAT supported by the communication system 1 is other than LTE.
  • the contention-based random access procedure is a random access procedure performed by the communication device 50.
  • FIG. 11 is a sequence diagram showing a contention-based random access procedure.
  • the contention-based random access procedure is a four-step procedure that starts with the transmission of the random access preamble from the communication device 50, as shown in FIG.
  • the contention-based random access procedure includes the steps of transmitting a random access preamble (Msg1), receiving a random access response (Msg2), transmitting a message (Msg3), and receiving a conflict resolution message (Msg4).
  • the control unit 55 in the communication device 50 randomly selects a preamble sequence to be used from a plurality of predetermined preamble sequences. Then, the control unit 55 transmits a message (Msg1: Random Access Preamble) including the selected preamble sequence to the connection destination base station (Step S201). At this time, the base station may be the non-ground station 20 or the ground station 30. In the following description, it is assumed that the base station to which the control unit 55 transmits the random access preamble is the non-ground station 20. The random access preamble is transmitted on PRACH.
  • the control unit 23 of the non-ground station 20 Upon receiving the random access preamble, the control unit 23 of the non-ground station 20 transmits a random access response (Msg2: Random Access Response) to the communication device 50.
  • This random access response is transmitted using, for example, PDSCH.
  • the control unit 55 in the communication device 50 receives the random access response (Msg2) transmitted from the base station (Step S202).
  • the random access response includes one or a plurality of random access preambles that the base station can receive, and UL (Up @ Link) resources corresponding to the random access preambles (hereinafter, referred to as uplink grants).
  • the random access response includes TC-RNTI (Temporary Cell Radio Network Network Temporary Identifier) which is an identifier unique to communication device 50 temporarily allocated to communication device 50 by the base station.
  • TC-RNTI Temporary Cell Radio Network Network Temporary Identifier
  • the control unit 55 of the communication device 50 determines whether or not the received information includes the random access preamble transmitted in step S201. When the random access preamble is included, the control unit 55 extracts an uplink grant corresponding to the random access preamble transmitted in step S201 from the uplink grant included in the random access response. Then, the control unit 55 transmits a UL message (Msg3: Scheduled @ Transmission) using the resource scheduled by the extracted uplink grant (step S203). The transmission of the message (Msg3) is performed using the PUSCH.
  • the message (Msg3) includes an RRC (Radio ⁇ Resource ⁇ Control) connection request RRC message.
  • the message (Msg3) includes the identifier of the communication device 50.
  • a random access preamble randomly selected by the communication device 50 is used for the procedure. Therefore, at the same time when the communication device 50 transmits the random access preamble, another communication device 50 may transmit the same random access preamble to the non-ground station 20. Therefore, the control unit 23 of the non-ground station 20 receives the identifier transmitted by the communication device 50 in step S203, recognizes which communication device 50 has a preamble conflict, and resolves the conflict.
  • the control unit 23 transmits a conflict solution (Msg4: Contention @ Resolution) to the communication device 50 selected by the conflict solution.
  • the conflict resolution (Msg4) includes the identifier transmitted by the control unit 55 in step S203.
  • the contention resolution (Msg4) includes an RRC message of RRC connection setup.
  • the control unit 55 receives the contention resolution message (Msg4) transmitted from the base station (Step S204).
  • the control unit 55 of the communication device 50 compares the identifier transmitted in step S203 with the identifier received in step S204. If the identifiers do not match, the control unit 55 repeats the random access procedure from step S201. If the identifiers match, the control unit 55 performs an RRC connection operation, and transitions from the idle state (RRC_IDLE) to the connected state (RRC_CONNECTED). The control unit 55 uses the TC-RNTI obtained in step S202 as a C-RNTI (Cell Radio Network Temporary Identifier) in subsequent communication. After the transition to the connection state, the control unit 55 transmits an RRC message of the completion of the RRC connection setup to the base station. The RRC connection setup completion message is also referred to as message 5. Through this series of operations, the communication device 50 connects to the base station.
  • RRC connection setup completion message is also referred to as message 5.
  • the contention-based random access procedure shown in FIG. 11 is a four-step random access procedure.
  • the communication system 1 can also support a two-step random access procedure as a contention-based random access procedure.
  • the control unit 55 of the communication device 50 transmits the message (Msg3) shown in step S203 together with the transmission of the random access preamble.
  • the control unit 23 of the non-ground station 20 transmits a random access response (Msg2) and a contention solution (Msg4) as those responses. Since the random access procedure is completed in two steps, the communication device 50 can quickly connect to the non-ground station 20.
  • the non-contention based random access procedure is a random access procedure performed by the base station.
  • FIG. 12 is a sequence diagram showing a non-contention based random access procedure.
  • the non-contention based random access procedure is a three-step procedure that starts with the transmission of the random access preamble assignment from the base station.
  • the non-contention based random access procedure includes the steps of receiving a random access preamble assignment (Msg0), transmitting a random access preamble (Msg1), and receiving a random access response (Msg2).
  • Msg0 random access preamble assignment
  • Msg1 transmitting a random access preamble
  • Msg2 random access response
  • the base station is assumed to be the non-ground station 20, but the base station may be the ground station 30.
  • the control unit 55 of the communication device 50 randomly selects a preamble sequence. However, in the non-contention based random access procedure, the non-ground station 20 assigns a separate random access preamble to the communication device 50.
  • the control unit 55 of the communication device 50 receives the random access preamble assignment (Msg0: RA PreamblesignAssignment) from the non-ground station 20 (Step S301).
  • the control unit 55 of the communication device 50 performs random access to the non-ground station 20 using the random access preamble assigned in step S301. That is, the control unit 55 of the communication device 50 transmits the assigned random access preamble (Msg1: Random Access Preamble) to the non-ground station 20 via the PRACH (step S302).
  • Msg1 Random Access Preamble
  • the control unit 23 of the non-ground station 20 receives the random access preamble (Msg1) from the communication device 50. Then, the control unit 23 transmits a random access response (Msg2: Random @ Access @ Response) to the random access preamble to the communication device 50 (Step S303).
  • the random access response includes, for example, information on an uplink grant corresponding to the received random access preamble.
  • the control unit 55 of the communication device 50 Upon receiving the random access response (Msg2), the control unit 55 of the communication device 50 performs an RRC connection operation, and transitions from an idle state (RRC_IDLE) to a connected state (RRC_CONNECTED).
  • the collision of the preamble is hard to occur.
  • the random access procedure on the assumption that the RAT supported by the communication system 1 is LTE has been described. Note that the above random access procedure is applicable to RATs other than LTE.
  • the random access procedure on the assumption that the RAT supported by the communication system 1 is NR will be described in detail.
  • the step of Msg1 corresponds to step S201 shown in FIG. 11 and step S302 shown in FIG.
  • the step of Msg2 corresponds to step S202 shown in FIG. 11 and step S303 shown in FIG.
  • the step of Msg3 corresponds to step S203 shown in FIG.
  • the step of Msg4 corresponds to Step S204 shown in FIG.
  • NR-PRACH NR Physical Random Access Channel
  • NR-PRACH is configured using a Zadoff-Chu sequence or an M sequence.
  • a plurality of preamble formats are defined as the NR-PRACH format.
  • the preamble format is defined by a combination of parameters such as a PRACH subcarrier interval, a transmission bandwidth, a sequence length, the number of symbols used for transmission, the number of transmission repetitions, a cyclic prefix (CP) length, and a guard period length.
  • CP cyclic prefix
  • guard period length a guard period length
  • the type of sequence (Zadoff-Chu sequence or M sequence) used for NR-PRACH transmission may be specified by the preamble format.
  • the types of NR-PRACH preamble sequences are numbered. The number of the type of preamble sequence is called a preamble index.
  • the setting related to the NR-PRACH is made to the communication device 50 in the idle state by the system information. Further, for the communication device 50 in the connected state, the setting regarding the NR-PRACH is made by dedicated RRC signaling.
  • the control unit 55 of the communication device 50 transmits the NR-PRACH using a physical resource (NR-PRACH occasion) that can transmit the NR-PRACH.
  • the physical resource is indicated by a setting related to the NR-PRACH.
  • the control unit 55 of the communication device 50 selects one of the physical resources and transmits the NR-PRACH. Further, when the communication device 50 is in the connected state, the control unit 55 transmits NR-PRACH using NR-PRACH resources.
  • the NR-PRACH resource is a combination of the NR-PRACH preamble and its physical resource.
  • the base station can indicate the NR-PRACH resource to the communication device 50. At this time, the base station may be the non-ground station 20 or the ground station 30. In the following description of the NR random access procedure, it is assumed that the base station is the non-ground station 20.
  • the NR-PRACH is also transmitted when the random access procedure fails.
  • the control unit 55 of the communication device 50 waits for the transmission of the NR-PRACH for a standby period calculated from the backoff value (backoff indicator, BI).
  • the backoff value may be different depending on the terminal category of the communication device 50 or the priority of the generated traffic.
  • a plurality of backoff values are notified, and the communication device 50 selects a backoff value to be used according to the priority.
  • the communication device 50 increases the transmission power of the NR-PRACH as compared with the initial transmission. This procedure is called power ramping (Power @ Ramping).
  • the NR random access response is transmitted using NR-PDSCH (NR Physical Downlink Shared Channel).
  • the NR-PDSCH including the random access response is scheduled by the NR-PDCCH (NR Physical Downlink Control Channel) in which the CRC (Cyclic Redundancy Check) is scrambled by the RA-RNTI.
  • the NR-PDCCH is transmitted on a common control subband.
  • the NR-PDCCH is arranged in a CSS (Common Search Space).
  • the value of the RA-RNTI Random Access Radio Network Temporary Identifier
  • the transmission resources of the NR-PRACH are, for example, time resources (slots or subframes) and frequency resources (resource blocks).
  • the NR-PDCCH may be arranged in a search space associated with the NR-PRACH linked to the random access response. Specifically, the search space in which the NR-PDCCH is located is set in association with the preamble of the NR-PRACH and / or the physical resource on which the NR-PRACH was transmitted. The search space in which the NR-PDCCH is arranged is set in association with a preamble index and / or an index of a physical resource.
  • NR-PDCCH is NR-SS (NR Synchronization signal) and QCL (Quasi co-location).
  • the NR random access response is MAC (Medium Access Control) information.
  • the NR random access response includes at least an uplink grant for transmitting the NR message 3, a timing advance value used for adjusting uplink frame synchronization, and a TC-RNTI value.
  • the NR random access response includes the PRACH index used for NR-PRACH transmission corresponding to the random access response. Further, the random access response of the NR includes information on the backoff used for waiting for the transmission of the PRACH.
  • the control unit 23 of the non-ground station 20 transmits a random access response on the NR-PDSCH.
  • the control unit 55 of the communication device 50 determines whether or not the transmission of the random access preamble has been successful, based on information included in the random access response. When determining that the transmission of the random access preamble has failed, the control unit 55 performs a process of transmitting the NR message 3 (Msg3) according to the information included in the random access response. On the other hand, if the transmission of the random access preamble has failed, the control unit 55 determines that the random access procedure has failed, and performs NR-PRACH retransmission processing.
  • Msg3 NR message 3
  • the NR random access response may include a plurality of uplink grants for transmitting NR message 3 (Msg3).
  • the control unit 55 of the communication device 50 can select one resource for transmitting the message 3 (Msg3) from a plurality of uplink grants.
  • the NR message 3 (Msg3) is transmitted by NR-PUSCH (NR Physical Uplink Shared Channel).
  • the NR-PUSCH is transmitted using the resource indicated by the random access response.
  • the NR message 3 includes an RRC connection request message.
  • the format of the NR-PUSCH is indicated by a parameter included in the system information. For example, the parameter determines whether to use OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) or DFT-s-OFDM (Discrete Fourier Transform Spread OFDM) as the format of the NR-PUSCH.
  • OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing
  • DFT-s-OFDM Discrete Fourier Transform Spread OFDM
  • the control unit 23 of the non-ground station 20 shifts to a transmission process of conflict resolution (Msg4).
  • Msg4 transmission process of conflict resolution
  • the control unit 23 attempts to receive the NR message 3 again at least for a predetermined period.
  • the control unit 23 instructs the communication device 50 to retransmit the message 3.
  • the control unit 23 transmits an instruction to retransmit the message 3 using a downlink resource after a predetermined number of slots (or subframes or radio frames) from the resource instructed to transmit the message 3.
  • NR-PDSCH containing the retransmitted random access response is scheduled by the NR-PDCCH with the CRC scrambled by the RA-RNTI.
  • RA-RNTI the same value as the value of RA-RNTI used in the initial transmission is used. That is, it is determined based on the transmission resource of NR-PRACH corresponding to the random access response.
  • the value of RA-RNTI is determined based on information for identifying initial transmission and retransmission in addition to the transmission resource of NR-PRACH.
  • NR-PDCCH is arranged in CSS (common search space).
  • the NR-PDSCH including the retransmitted random access response is scheduled by the NR-PDCCH in which the CRC is scrambled by the TC-RNTI or C-RNTI included in the random transmission response transmitted in the initial transmission.
  • an instruction by NR-PDCCH used for the instruction for retransmission of message 3 is given.
  • the NR-PDCCH is an uplink grant.
  • the retransmission resource of the message 3 is indicated by DCI (Downlink Control Information) of the NR-PDCCH.
  • the control unit 55 of the communication device 50 retransmits the message 3 based on the instruction of the uplink grant.
  • the control unit 23 of the non-ground station 20 attempts to receive the message 3 on the retransmission resource specified in advance.
  • the control unit 55 of the communication device 50 includes the message 3 using the retransmission resource designated in advance. Transmit the NR-PUSCH.
  • the control unit 55 of the communication device 50 uses the pre-instructed retransmission resource corresponding to the negative acknowledgment to transmit the NR- Transmit PUSCH.
  • the information of “resource for retransmission specified in advance” is included in, for example, system information or a random access response.
  • the control unit 55 of the communication device 50 determines that the random access procedure is Assuming that the transmission has failed, the NR-PRACH is retransmitted.
  • the transmission beam of the communication device 50 used for retransmission of the NR message 3 may be different from the transmission beam of the communication device 50 used for the initial transmission of the message 3. Note that if neither the NR contention resolution nor the instruction to retransmit the message 3 can be received within the predetermined period, the control unit 55 of the communication device 50 determines that the random access procedure has failed, and determines that the random access procedure has failed. Perform retransmission processing.
  • the predetermined period is set by, for example, system information.
  • the NR contention resolution is transmitted using the NR-PDSCH.
  • the NR-PDSCH with contention resolution is scheduled by the NR-PDCCH with the CRC scrambled by the TC-RNTI or C-RNTI.
  • the NR-PDCCH is transmitted on a common control subband.
  • the NR-PDCCH is arranged in a USS (User equipment specific Search Space). Note that the NR-PDCCH may be arranged in the CSS.
  • the control unit 55 of the communication device 50 transmits an acknowledgment (ACK) to the non-ground station 20 when the NR-PDSCH including the contention resolution is normally received. Thereafter, the communication device 50 determines that the random access procedure has succeeded, and shifts to the connection state (RRC_CONNECTED). On the other hand, when receiving a negative acknowledgment (NACK) for the NR-PDSCH from the communication device 50 or when there is no response, the control unit 23 of the non-ground station 20 retransmits the NR-PDSCH including the contention resolution. . When the control unit 55 of the communication device 50 cannot receive the NR contention solution (Msg4) within a predetermined period, it considers that the random access procedure has failed, and performs a retransmission process of the random access preamble (Msg1).
  • Msg4 NR contention solution
  • Msg1 retransmission process of the random access preamble
  • the communication device 50 for which the random access procedure has succeeded transitions to the connected state (RRC_CONNECTED). Note that, in the communication system 1, as the communication device 50 and the base station move, the connected base station is switched, for example, handover is performed even in the connected communication device 50.
  • the communication device 50 in the idle state detects the connection destination base station, and if it cannot determine whether the connection destination base station is the ground station 30 or the non-ground station 20, the communication device 50 between the connection destination base station Wireless communication fails. Further, even when the communication base station 50 can determine that the connection destination base station is the non-ground station 20, the communication control for the non-ground station 20 cannot be set, and the wireless communication with the connection destination base station fails. I do. Therefore, in the present disclosure, a method of executing communication control according to the connection destination base station on the communication device 50 side is required.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating a configuration example of the storage unit 52 and the control unit 55 in the communication device 50.
  • the storage unit 52 is an area for storing various information.
  • the storage unit 52 is, for example, an area for storing determination information 521 for determining whether the connection destination base station is the ground station 30 or the non-ground station 20.
  • the control unit 55 includes an acquisition unit 551, a determination unit 552, and a communication control unit 553.
  • Each block (the acquisition unit 551, the determination unit 552, and the communication control unit 553) that configures the control unit 55 is a functional block that indicates the function of the control unit 55. These functional blocks may be software blocks or hardware blocks.
  • each of the functional blocks described above may be one software module realized by software (including a microprogram), or may be one circuit block on a semiconductor chip (die).
  • each functional block may be one processor or one integrated circuit.
  • the configuration method of the functional block is arbitrary.
  • the control unit 55 may be configured by a functional unit different from the above-described functional block.
  • the acquisition unit 551 acquires the determination information from the connection destination base station.
  • the connection destination base station is, for example, the non-ground station 20 or the ground station 30 before the start of the initial connection process for starting communication with the communication device 50.
  • the information is, for example, a wireless communication band used for wireless communication between the connection destination base station and the communication device 50.
  • the acquisition unit 551 exemplifies the case of acquiring information from the connection destination base station.
  • the identification information such as the wireless communication band for the non-ground station 20 or the ground station 30 is stored in the storage unit 52 in advance. You can leave it.
  • the determining unit 552 determines whether the connection destination base station is the non-ground station 20 or the ground station 30 based on the acquired information.
  • the communication control unit 553 executes communication control for the ground station 30 when the connection destination base station is determined to be the ground station 30.
  • the communication control for the ground station 30 is communication control using communication parameters when the communication device 50 performs wireless communication with the ground station 30.
  • the communication control unit 553 executes communication control for the non-ground station 20 when the connection destination base station is determined to be the non-ground station 20.
  • the communication control for the non-ground station 20 is communication control using communication parameters when the communication device 50 performs wireless communication with the non-ground station 20.
  • the communication control unit 553 sets communication parameters based on the determination information acquired from the connection destination base station, and executes communication control based on the set communication parameters.
  • the communication control unit 553 sets communication parameters based on the determination information acquired from the connection destination base station.
  • the communication control unit 553 may store the communication parameters for the ground station 30 or the non-ground station 20 in the storage unit 52, and may set the communication parameters stored in the storage unit 52, and the communication parameters may be changed as appropriate. is there.
  • the determining unit 552 determines whether the connected base station is the ground station 30 or the non-ground station 20 at the time of initial access to the connected base station from the idle state. Note that the determination unit 552 exemplifies the case from the idle state to the time of initial access. However, for example, the determination unit 552 is also applicable to the case of a handover in which the base station during communication after the initial access is switched to a different base station.
  • the determination unit 552 uses, for example, a band used for wireless communication used by the connected base station as the determination information of the connected base station.
  • the band used by the non-ground station 20 for radio communication is, for example, the S band (2 to 4 GHz band) and the Ka band (27 to 40 GHz band).
  • the band used by the wireless communication is information that can determine whether the connection destination base station is the ground station 30 or the non-ground station 20.
  • the determining unit 552 determines that the connected base station is the non-ground station 20 when the used band of the wireless communication of the connected base station is the used band of the wireless communication for the non-ground station 20.
  • the determination unit 552 determines that the base station of the connection destination is the ground station 30 when the usage band of the wireless communication of the base station of the connection destination is other than the usage band of the wireless communication for the non-ground station 20.
  • the S band and the Ka band are exemplified as the bands used by the non-ground station 20 for wireless communication.
  • the present invention is not limited to these bands, and may be a part of the S band or the Ka band or a band different from the S band or the Ka band, and can be appropriately changed.
  • the determination unit 552 exemplifies a case in which the base station of the connection destination is the non-ground station 20 or the ground station 30 using the band used by the wireless communication as the determination information of the non-ground station 20.
  • the present invention is not limited to the band used for wireless communication, and for example, a synchronization signal (SS: Synchronization @ Signal) may be used instead of the band used for wireless communication, and can be changed as appropriate.
  • SS Synchronization @ Signal
  • the acquisition unit 551 acquires the SS from the connection destination base station.
  • the SS is, for example, a synchronization signal used for cell search and is associated with the physical ID of the cell of the base station. Therefore, it is possible to determine whether the connected base station is the ground station 30 or the non-ground station 20. Information.
  • the SS of the non-ground station 20 is different from the subcarrier spacing (Subcarrier spacing) used in the SS of the ground station 30. For example, the SS subcarrier interval of the non-ground station 20 is wider than the SS subcarrier interval of the ground station 30.
  • the subcarrier interval is defined as 15 kHz or 30 kHz, and when the wireless communication band of the ground station 30 exceeds 6 GHz, the subcarrier interval is defined as 120 kHz or 240 kHz. are doing.
  • the subcarrier interval is defined as, for example, 120 kHz, 240 kHz, or 480 kHz. That is, the sub-carrier interval of each SS wireless communication band of the non-ground station 20 is defined to be different from the sub-carrier interval of each SS wireless communication band of the ground station 30.
  • the determination unit 552 can determine whether the connection destination base station is the non-ground station 20 or the ground station 30 by referring to the subcarrier interval for each SS wireless communication band.
  • the determining unit 552 determines that the connected base station is the non-ground station 20 when the SS acquired from the connected base station is the SS of the non-ground station 20. In addition, when the SS acquired from the connection destination base station is the SS of the ground station 30, the determination unit 552 determines that the connection destination base station is the ground station 30.
  • the determination unit 552 determines the ground station 30 or the non-ground station 20 using the SS having different subcarrier intervals for each wireless communication band as the determination information has been illustrated.
  • an SS of resource mapping (Resource @ Mapping) may be used instead of this SS, and can be changed as appropriate.
  • PSS Primary @ Synchronization @ Signal
  • SSS Secondary @ Synchronization @ Signal
  • PSS is, for example, a main synchronization signal for detecting timing synchronization and local ID used for cell search
  • SSS is, for example, a sub-synchronization signal for detecting frame synchronization and cell group ID used for cell search.
  • the arrangement of the PSS and SSS in the resource mapping for the non-ground station 20 is defined to be different from the arrangement of the PSS and SSS in the resource mapping for the ground station 30. Therefore, the SS of the resource mapping is information that can determine whether the connection destination base station is the ground station 30 or the non-ground station 20.
  • the determination unit 552 determines whether the connection destination base station is the ground station 30 or the non-ground station 20 with reference to the SS in the resource mapping.
  • the determination unit 552 determines that the connection destination base station is the ground station 30 or the non-ground station 20 using the SSs having different subcarrier intervals has been illustrated.
  • an SS having a different sequence such as an M-sequence (M-sequence) or a ZC (Zadoff-Chu) sequence may be used instead, and can be changed as appropriate.
  • M-sequence M-sequence
  • ZC Zadoff-Chu sequence
  • the PSS in the SS of the ground station 30 is configured as a first ZC sequence
  • the SSS is configured as a first M sequence
  • the PSS in the SS in the non-ground station 20 is configured as a second ZC sequence different from the first ZC sequence.
  • the ZC sequence and the SSS are configured by a second M sequence different from the first M sequence. Therefore, the sequence in the SS of the non-ground station 20 is defined to be different from the sequence in the SS of the ground station 30. Therefore, the sequence in the SS is information that can determine whether the connection destination base station is the ground station 30 or the non-ground station 20.
  • the determining unit 552 refers to the SSs having different sequences, and determines whether the connection destination base station is the ground station 30 or the non-ground station 20.
  • the determination unit 552 exemplifies a case in which the base station of the connection destination is the non-ground station 20 or the ground station 30 using the band used by the wireless communication as the determination information of the non-ground station 20.
  • the discrimination information is not limited to the band used for wireless communication.
  • SIB may be used instead of the band used for wireless communication, and can be changed as appropriate.
  • the acquisition unit 551 acquires the SIB from the connection destination base station.
  • the SIB is information for establishing communication in the cell of the connection destination base station.
  • the SIBxx for the non-ground station 20 is defined differently from the SIB for the ground station 30. Therefore, the SIB is information that can determine whether the connection destination base station is the ground station 30 or the non-ground station 20.
  • the determining unit 552 determines that the connected base station is the non-ground station 20 when the SIB acquired from the connected base station is the SIBxx for the non-ground station 20. If the SIB acquired from the connection-destination base station is the SIB for the ground station 30, the determination unit 552 determines that the connection-destination base station is the ground station 30. When receiving the SIBxx from the connection-destination base station, the communication control unit 553 attempts connection with the non-ground station 20 using the SIBxx.
  • the SIB for the ground station 30 may be defined by adding information for the non-ground station 20 to the SIB for the ground station 30, It can be changed as appropriate.
  • the SIBxx for the non-ground station 20 adds, for example, additional information for the non-ground station 20 to the SIB for the ground station 30.
  • the additional information includes a flag of the non-ground station 20, a RACH (Random Access Channel) setting (RACH configuration), a measurement setting (Measurement configuration), a signal waveform (Waveform), a modulation method (Modulation), and the like.
  • the determining unit 552 determines whether the connection destination base station is the non-ground station 20 or the ground station 30 with reference to the additional information in the SIB. In this case, when receiving the SIBxx from the connection destination base station, the communication control unit 553 refers to the additional information for the non-ground station 20 in the SIBxx and attempts a connection with the non-ground station 20.
  • the determination unit 552 determines whether the connection destination base station is the ground station 30 or the non-ground station 20 by using, for example, a cell ID (Cell @ ID) instead of the band used by the wireless communication as the determination information. And may be changed as appropriate.
  • a cell ID Cell @ ID
  • the acquisition unit 551 acquires the cell ID from the connection destination base station.
  • the cell ID of the non-ground station 20 is defined to be different from the cell ID of the ground station 30. Therefore, the cell ID is information that can determine whether the connection destination base station is the ground station 30 or the non-ground station 20.
  • the determination unit 552 determines that the connection-destination base station is the non-ground station 20. If the cell ID acquired from the connection-destination base station is the cell ID of the ground station 30, the determination unit 552 determines that the connection-destination base station is the ground station 30.
  • the determination unit 552 refers to the wireless communication band of the connection destination base station, and determines that the connection destination base station is the non-ground station 20 when the wireless communication band is the S band or the Ka band. The case where it does is illustrated. However, even when the wireless communication band of the connection destination is the S band, the determination unit 552 sequentially refers to, for example, the SS, the SIB, and the cell ID, and uses any of these SS, SIB, or the cell ID to connect to the base station. May be determined as a non-ground station 20, and can be changed as appropriate.
  • the acquisition unit 551 acquires information on the non-ground station 20 when it is determined that the connection destination base station is the non-ground station 20.
  • the information on the non-ground station 20 includes information on the altitude of the non-ground station 20, information on the moving speed of the non-ground station 20, information on the orbit of the non-ground station 20, information on the moving route of the non-ground station 20, non-ground station. Information on the 20 types, configuration information necessary for control switching, and the like.
  • the acquisition unit 551 acquires information about the non-ground station 20 from the connected base station that is the non-ground station 20. Further, since the acquisition unit 551 stores the bandwidth used by the connection-destination base station in the storage unit 52 in advance, the acquisition bandwidth may be acquired from the storage unit 52.
  • the information on the altitude of the non-ground station 20 is, for example, information on the altitude at which the non-ground station 20 is located in the sky.
  • the information on the altitude includes, for example, an absolute value of the altitude, an index corresponding to the altitude, for example, type information of the non-ground station 20 such as a GEO satellite, a Non-GEO satellite, a MEO satellite, an LEO satellite, and an artificial satellite, This is information including type information of the non-ground station 20 such as a drone.
  • the base station of GEO satellite is a base station such as an artificial satellite orbiting the earth
  • the base station of LEO is a base station such as an artificial satellite orbiting the earth in low orbit
  • the base station of MEO is an earth base station between GEO and LEO. Is a base station such as an artificial satellite that orbits in a medium orbit.
  • the information on the moving speed of the non-ground station 20 is, for example, information on the speed at which the non-ground station 20 moves.
  • the information on the moving speed is, for example, information including an absolute value of the moving speed, an index corresponding to the moving speed, information indicating whether the vehicle is stationary or moving, information on a moving route, a moving time, and the like.
  • the information on the orbit of the non-ground station 20 is, for example, information on the orbit of the non-ground station 20 orbiting the earth.
  • the information on the orbit is information including, for example, the absolute value of the orbit, the index corresponding to the orbit, the inclination angle of a satellite having a predetermined directivity with respect to the ground, and the like.
  • the information on the movement route of the non-ground station 20 is, for example, information on the route on which the non-ground station 20 moves.
  • the information on the movement route is information including a map of the movement route on which the non-ground station 20 moves, information identifying whether the non-ground station 20 moves regularly or irregularly, and the like.
  • the information on the type of the non-ground station 20 includes, for example, type information of a base station such as GEO, Non-GEO, MEO, LEO, drone, airplane, balloon, and the size and transmittable power amount of the non-ground station 20.
  • the configuration information necessary for control switching is, for example, information such as RACH settings for non-ground stations and measurement settings.
  • the above-described determination unit 552 determines whether the connection destination base station is the non-ground station 20 or the ground station 30 by using, for example, the band used for wireless communication of the connection destination base station, SIB, cell ID, or the like. The case where the determination is made is illustrated. However, the determination unit 552 may determine whether the connected base station is a non-ground station or a ground station using the information on the non-ground station 20 or the ground station 30 acquired from the connected base station. It can be changed as appropriate.
  • the information on the non-ground station 20 includes information on the altitude of the non-ground station 20, information on the moving speed of the non-ground station 20, information on the orbit of the non-ground station 20, information on the moving route of the non-ground station 20, non-ground
  • the information includes the type of the station 20 and information necessary for control switching.
  • the communication control unit 553 executes communication control for the non-ground station 20 or the ground station 30 based on the information acquired by the acquisition unit 551.
  • the communication control unit 553 implicitly (implicit) performs communication control for the ground station 30 based on the information acquired by the acquisition unit 551. May be switched to
  • the communication control unit 553 may directly (Explicit) switch the acquired information as communication control for the ground station 30.
  • the communication control unit 553 indirectly performs communication control for the non-ground station 20 based on the information acquired by the acquisition unit 551. You may switch. Further, the communication control unit 553 may directly switch the acquired information as communication control for the non-ground station 20.
  • the communication control unit 553 executes communication control of the ground station 30 when it is determined that the connection destination base station is the ground station 30.
  • the communication control unit 553 executes communication control of the non-ground station 20.
  • For communication control for example, cell selection (cell selection criteria), measurement setting (Measurement configuration), RACH setting, signal waveform (Waveform), multi-access scheme, and modulation coding scheme (MCS: Modulation and Coding Scheme) are used. There is control.
  • the communication control includes control using CQI (Channel Quality Indicator), HARQ (Hybrid Automatic Repeat Request), power control (Power control), tracking area (Tracking area), sub-PRB (Physical Resource Block), and the like. is there.
  • Cell selection is communication control in which the communication device 50 selects a cell using a calculation formula.
  • the calculation formula for the non-ground station 20 is different from the calculation formula for the ground station 30.
  • the calculation formula for the non-ground station 20 is, for example, the type of the non-ground station 20, the altitude of the non-ground station 20, the moving speed of the non-ground station 20, and the orbit of the non-ground station 20 in addition to the calculation terms of the ground station 30.
  • NTN is a non-terrestrial network.
  • the acquisition unit 551 acquires a calculation formula for the ground station 30 or a calculation formula and parameters for the non-ground station 20 from the connection destination base station.
  • Srxlev Q rxlevmeas - the (Q rxlevmin + Q rxlevminoffset) -P compensation -Qoffset temp + Q NTN and (number 1)
  • Squal Q qualmeas- (Q qualmin + Q qualminoffset )-Qoffset temp + Q NTN (Equation 2).
  • Srxlev is a cell reception level value (Cell selection RX level value (dB)
  • Squal is a cell quality value (Cell selection quality value (dB)).
  • Q rxlevmeas is a measured cell RX level value (RSRP: Reference Signal Received Power) as a measurement result.
  • Q qualmeas is a measured cell selection quality value (Measured cell selection quality value (RSRQ: Reference Signal Received Quality).
  • Q rxlevmin is a minimum received level value (Minimum required RX level in the cell (dBm))
  • Q qualmin is the minimum cell quality value (Minimum required quality level in the cell (dB))
  • Q rxlevminminoffset is the first offset (offset value indicating the minimum reception level value in consideration of the cell reception level value) Offset to the signaled Q qualmin taken into account in the Srxlev evaluation.
  • Q qualminoffset is a second offset value (Offset to the signaled Q qualmin taken) indicating an offset value with respect to the minimum cell quality value in consideration of the cell quality value.
  • .P compensation is, .Qoffset temp is information (If the UE supports the additionalPmax in the NS-PmaxList, if present, in SIB1) is, be temporarily applied to the cell A third offset indicating an offset value (Offset temporarily applied to a cell (dB)).
  • Equation 1 the calculation formula for the non-ground station 20 is not limited to Equations 1 and 2, and for example, under the conditions of Srxlev> 0, Squal> 0 and S NTN > 0, S NTN (Cell selection value for NTN (dB)) may be added to Equations 1 and 2, and may be changed as appropriate. Note that the unit is not limited to dB.
  • the communication control unit 553 executes communication control such as cell selection for the non-ground station 20 using a calculation formula for the non-ground station 20. I do.
  • the communication control unit 553 executes communication control such as cell selection for the ground station 30 using the calculation formula for the ground station 30. .
  • the measurement setting is, for example, communication control for measuring the radio wave intensity of the received signal of the communication device 50.
  • the measurement settings for the non-ground station 20 are different from the measurement settings for the ground station 30.
  • the measurement settings for the non-ground station 20 may be, for example, the type of the non-ground station 20, the altitude of the non-ground station 20, the moving speed of the non-ground station 20, the orbit of the non-ground station 20, etc.
  • the acquisition unit 551 acquires a measurement setting for the ground station 30 or a measurement setting for the non-ground station 20 from the connection destination base station.
  • the communication control unit 553 executes communication control such as measurement setting for the ground station 30 when it is determined that the connection destination base station is the ground station 30. In addition, when it is determined that the connection destination base station is the non-ground station 20, the communication control unit 553 executes communication control such as measurement setting for the non-ground station 20.
  • the RACH setting is, for example, a random access communication control executed when the communication device 50 establishes communication with the base station at the time of transmission or handover or when resynchronization is performed.
  • the RACH setting for the non-ground station 20 is different from the RACH setting for the ground station 30.
  • the RACH setting for the non-ground station 20 can be defined to be completely different from the RACH setting for the ground station 30, or by adding correction information to the RACH setting for the ground station 30.
  • the cell range of the non-ground station 20 is wider in accordance with the altitude of the non-ground station 20 than the cell range of the ground station 30.
  • the RACH setting for the non-ground station 20 sets a longer guard time than the RACH setting for the ground station 30.
  • the acquisition unit 551 acquires a RACH setting for the ground station 30 or a RACH setting for the non-ground station 20 from the connection destination base station.
  • the number of random access preambles is increased as compared with the RACH setting for the ground station 30.
  • the preamble is a signal transmitted first when the communication device 50 performs random access.
  • the communication device 50 transmits a preamble randomly selected from a plurality of preambles.
  • the number of random access preamble sequences is increased as compared with the RACH setting for the ground station 30.
  • the preamble sequence is a sequence when the communication device 50 first transmits a preamble when performing random access.
  • the step size of the random access power ramping (Power @ Ramping) is made larger than that for the RACH setting for the ground station 30.
  • the power ramping step size is the step size of the transmission power when the transmission power is increased and the preamble is retransmitted when the communication device 50 cannot receive a random response to the random access from the base station.
  • the window size (Response Window Size) of the random access response is made larger than that in the RACH setting for the ground station 30.
  • the window size of the random access response is a size when the communication device 50 adjusts the monitoring period until the communication device 50 receives the random access response from the base station.
  • the RACH setting for the non-ground station 20 exemplifies a case where the step size of the random access power ramping is increased or the size of the response window of the random access is increased as compared with the RACH setting for the ground station 30. .
  • the RACH setting for the non-ground station 20 may be smaller than the RACH setting for the ground station 20 in the power ramping step size and the response window size, and can be changed as appropriate.
  • the RACH setting for the non-ground station 20 reduces the number of random access preambles and preamble sequences compared to the RACH setting for the ground station 20. And may be changed as appropriate.
  • the parameters in the RACH setting for example, the case where the number of random access preambles, the step size of random access power ramping, and the size of the response window of random access are changed is illustrated.
  • the present invention is not limited to these parameters, and for example, configuration information such as parameters such as time-frequency resources for random access may be changed, and may be changed as appropriate.
  • the communication control unit 553 executes communication control such as RACH setting for the ground station 30 when it is determined that the connection destination base station is the ground station 30.
  • the communication control unit 553 executes communication control such as RACH setting for the non-ground station 20.
  • the signal waveform is, for example, a signal waveform used when communicating with a connection destination base station such as OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) or PAPR (Peak-to-Average Power Ratio).
  • PAPR is an index indicating the magnitude of the transmission power at the peak, and is a ratio between the maximum transmission power of the modulated signal and the average transmission power. By lowering the PAPR, the power consumption of the communication device 50 can be reduced.
  • the signal waveform for the non-ground station 20 has a longer propagation distance and a lower PAPR than the signal waveform for the ground station 30, for example, so that, for example, DFT-s-OFDM (DFT-spread-OFDM) ) And so on.
  • the signal waveform for the non-ground station 20 may be switched according to the propagation distance between the non-ground station 20 and the communication device 50, the type of the non-ground station 20, the frequency band used, and the like. Can be changed.
  • the signal waveform for the non-ground station 20 is, for example, OFDM when the frequency band used is the Ka band and DFT-s-OFDM when the frequency band is the S band.
  • the acquisition unit 551 acquires a signal waveform for the ground station 30 or a signal waveform for the non-ground station 20 from the connection destination base station.
  • Index Modulation that obtains a higher reception power than OFDM may be used.
  • the index modulation is a modulation degree obtained by dividing a band by a modulated wave. Therefore, the signal waveform for the non-ground station 20 may be different from the signal waveform for the ground station 30 in terms of Index @ Modulation.
  • the communication control unit 553 switches to a signal waveform for the ground station 30 and executes communication control.
  • the communication control unit 553 switches to a signal waveform for the non-ground station 20 and executes communication control.
  • the multi-access scheme for the non-ground station 20 is different from the multi-access scheme for the ground station 30 that reduces interference between subcarriers such as FBMC (Filter Bank Multiple Access) that is resistant to Doppler shift. Use etc.
  • the acquisition unit 551 acquires a multi-access scheme for the ground station 30 or a multi-access scheme for the non-ground station 20 from the connection destination base station.
  • the communication control unit 553 switches to the multi-access method for the ground station 30 and executes communication control.
  • the communication control unit 553 switches to the multi-access scheme for the non-ground station 20 and executes communication control.
  • MCS is information obtained by indexing a modulation / coding scheme.
  • the communication device 50 communicates with the non-ground station 20
  • the MCS for the non-ground station 20 uses, for example, a lower-order modulation scheme or an MCS that uses a lower code rate than the MCS for the ground station 30.
  • the acquisition unit 551 acquires the MCS for the ground station 30 or the MCS for the non-ground station 20 from the connection destination base station.
  • the communication control unit 553 performs communication control by switching to the MCS for the ground station 30.
  • the communication control unit 553 switches to the MCS for the non-ground station 20 and executes communication control.
  • the CQI is information obtained by indexing channel quality indicating a measurement result of reception quality.
  • the CQI for the non-ground station 20 is, for example, a CQI different from the CQI for the ground station 30.
  • the acquisition unit 551 acquires a CQI for the ground station 30 or a CQI for the non-ground station 20 from the connection destination base station.
  • the communication control unit 553 switches to the QCI for the ground station 30 and executes communication control.
  • the communication control unit 553 switches to the QCI for the non-ground station 20 and executes communication control.
  • the communication control unit 553 prepares an MCS table and a CQI table for the ground station 30 and an MCS table and a CQI table for the non-ground station 20, and sets the ground station 30 and the non-ground
  • the table of the station 20 may be switched, and can be changed as appropriate.
  • the communication control unit 553 prepares an MCS index and a CQI index for the ground station 30. Then, when the connection destination base station is the non-ground station 20, the communication control unit 553 calculates the MCS / CQI index of the non-ground station 20 by calculating (MCS / CQI index-2) for the ground station 30. Can be changed as appropriate.
  • HARQ is communication control using both ARQ for automatically retransmitting data when an error occurs in a communication path and FEC (Feedforward @ Error @ Correct) for error correction.
  • FEC Freedforward @ Error @ Correct
  • the communication device 50 communicates with the non-ground station 20
  • the acquisition unit 551 acquires HARQ for the ground station 30 or HARQ for the non-ground station 20 from the connection destination base station.
  • the communication control unit 553 determines that the connection destination base station is the ground station 30, the communication control unit 553 switches to HARQ for the ground station 30 and executes communication control.
  • the communication control unit 553 switches to HARQ for the non-ground station 20 and executes communication control.
  • Transmission power control is communication control of the transmission power of the communication device 50.
  • the communication device 50 communicates with the non-ground station 20, for example, the traveling speed of the non-ground station 20 is high, and the propagation distance between the non-ground station 20 and the communication device 50 is long, so that the propagation delay is large. A case is assumed. Therefore, in the transmission power control for the non-ground station 20, for example, the step size of the transmission power amount is increased as compared with the transmission power control for the ground station 30.
  • the acquisition unit 551 acquires the transmission power control for the ground station 30 or the transmission power control for the non-ground station 20 from the connection destination base station.
  • the communication control unit 553 determines that the connection destination base station is the ground station 30, the communication control unit 553 switches to transmission power control for the ground station 30 and executes communication control. When it is determined that the connection destination base station is the non-ground station 20, the communication control unit 553 switches to the transmission power control for the non-ground station 20 and executes the communication control.
  • the tracking area is an area that the communication device 50 follows.
  • the tracking area list for the non-ground station 20 is different from the tracking area list for the ground station 30.
  • the tracking area for the non-ground station 20 is such that when the non-ground station 20 is a UAS (Unmanned ⁇ Aircraft Systems) such as a low-orbit satellite, a middle-orbit satellite, or a drone, the non-ground station 20 can be used even if the communication device 50 is not moving. Since it is moving, it is necessary to switch the tracking area. Therefore, for example, in the tracking area list for the non-ground station 20, it is assumed that the non-ground station 20 moves on a predetermined track, and the non-ground station 20 on the track is preferentially included.
  • the acquisition unit 551 acquires a tracking area list for the ground station 30 or a tracking area list for the non-ground station 20 from the connection destination base station.
  • the communication control unit 553 determines that the connection destination base station is the ground station 30 and the communication control unit 553 switches to the tracking area list for the ground station 30 and executes communication control.
  • the communication control unit 553 switches to the tracking area list for the non-ground station 20 and executes communication control.
  • Sub-PRB is, for example, a time-frequency resource allocation unit in LTE.
  • the acquisition unit 551 acquires a Sub-PRB for the ground station 30 or a Sub-PRB for the non-ground station 20 from the connection destination base station.
  • the communication control unit 553 switches to the sub-PRB for the ground station 30 and executes communication control.
  • the communication control unit 553 switches to the Sub-PRB for the non-ground station 20 and executes communication control.
  • FIG. 14 is a sequence diagram illustrating an example of an operation related to a switching process of the communication system 1.
  • the switching process is a process in which the communication device 50 determines whether the connection destination base station is the ground station 30 or the non-ground station 20, and switches to communication control corresponding to the connection destination base station.
  • the communication device 50 when the communication device 50 receives the SS, MIB, and SIB from the connected base station (non-ground station 20) in the idle state (step S401), the communication device 50 detects the connected base station (step S401A). When detecting the connection destination base station, the communication device 50 determines whether the connection destination base station is the ground station 30 or the non-ground station 20 based on the wireless use band of the connection destination base station (step S402). ). Note that, for example, the communication device 50 determines that the connected base station is the non-ground station 20 because the wireless used band of the connected base station is the wireless used band of the non-ground station 20.
  • the communication device 50 When it is determined that the connection destination base station is the non-ground station 20, the communication device 50 performs communication control for the non-ground station 20 based on information acquired from the connection destination base station non-ground station 20. Switching is performed (step S403). Then, the communication device 50 transmits the random access preamble to the non-ground station 20 which is the connection destination base station (step S404).
  • the non-ground station 20 When receiving the random access preamble, the non-ground station 20 transmits a random access response (Msg2) to the random access preamble to the communication device 50 (step S405). Upon receiving the random access response, the communication device 50 transmits a message (Msg3) for the random access response to the non-ground station 20 (step S406). Upon receiving the message (Msg3), the non-ground station 20 transmits a message (Msg4: Contention @ Resolution) for contention resolution to the message (Msg3) to the communication device 50 (step S407). Further, the non-ground station 20 transmits DCI to the communication device 50 (step S408). The communication device 50 starts wireless communication with the non-ground station 20 based on the conflict resolution message and the DCI (step S409).
  • the processing of steps S404 to S407 is, for example, the processing of the contention-based random access procedure shown in FIG.
  • the communication device 50 When the communication device 50 receives the SS, MIB, and SIB from the ground station 30 that is another connection destination base station during communication with the non-ground station 20 (step S410), the communication device 50 returns to the other connection destination base station.
  • the station is detected (step S410A).
  • the base station of the other connection destination is the ground station 30 or the non-ground station based on the wireless use band of the base station of the other connection destination. 20 is determined (step S411).
  • the base station of the other connection destination is determined to be the ground station 30.
  • the communication device 50 switches to the communication control for the ground station 30 based on the information obtained from the ground station 30 as the base station of the connection destination. (Step S412). Then, the communication device 50 transmits the random access preamble to the ground station 30, which is another connection destination base station (step S413).
  • the ground station 30 transmits a random access response (Msg2) to the random access preamble to the communication device 50 (step S414).
  • the communication device 50 transmits a message (Msg3) for the random access response to the ground station 30 (step S415).
  • the ground station 30 transmits a message (Msg4: Contention @ Resolution) for contention resolution to the message (Msg3) to the communication device 50 (step S416).
  • the processing in steps S413 to S416 is, for example, the processing of the contention-based random access procedure shown in FIG.
  • the ground station 30 transmits DCI to the communication device 50 (step S417).
  • the communication device 50 starts wireless communication with the ground station 30 based on the conflict resolution message and the DCI (step S418).
  • the communication device 50 in the idle state detects the connection-target base station, and switches to the communication control for the non-ground station 20 when the connection-target base station is determined to be the non-ground station 20. Then, the communication device 50 switches to communication control for the non-ground station 20 and establishes wireless communication with the non-ground station 20 through a random access procedure. As a result, the communication device 50 can realize communication control according to the non-ground station 20 which is the connection destination base station.
  • the communication device 50 detects a new connection destination base station during communication with the non-ground station 20, and when the new connection destination base station is determined to be the ground station 30, for example, Switch to communication control for Then, the communication device 50 switches to communication control for the ground station 30 and establishes wireless communication with the ground station 30 through a random access procedure. As a result, the communication device 50 can realize communication control according to the ground station 30 which is a new connection destination base station.
  • the base station to be connected is determined to be the ground station 30, and The case of switching to the communication control for 30 has been exemplified.
  • the communication device 50 in the idle state detects SS, MIB, or SIB from the ground station 30 that is a new connection destination base station
  • the connection destination base station is determined to be the ground station 30.
  • the communication device 50 may switch to the communication control for the ground station 30 when the base station of the new connection destination is determined to be the ground station 30, and can be changed as appropriate.
  • the communication apparatus 50 When the communication device 50 detects the SS, MIB, or SIB from the non-ground station 20 which is a new connection destination base station during communication with the ground station 30, the communication apparatus 50 sets the new connection destination base station to the non-ground station. 20, the communication control may be switched to the communication control for the non-ground station 20, and may be changed as appropriate.
  • the communication device 50 can also realize dual connectivity (DC: Dual Connectivity) that enables simultaneous communication by connecting to both the ground station 30 and the non-ground station 20.
  • DC Dual Connectivity
  • the non-ground station 20 may be a satellite station, an aircraft station, or the like.
  • the communication control for the aircraft station is performed instead of the communication control for the satellite station.
  • the communication control may be switched to the communication control described above, and can be changed as appropriate.
  • the communication device 50 acquires information from a base station, and determines whether the connected base station is the non-ground station 20 or the ground station 30 based on the acquired information. Further, the communication device 50 executes communication control of the non-ground station 20 when the connection destination base station is determined to be the non-ground station 20. As a result, the communication device 50 can execute communication control according to the connection destination base station.
  • the communication device 50 executes the communication control of the non-ground station 20 based on the information acquired from the connected base station when it is determined that the connected base station is the non-ground station 20. As a result, the communication device 50 can execute the communication control of the non-ground station 20 using the information acquired from the connected non-ground station 20.
  • the communication device 50 acquires the SIB defined for the ground station 30 and the SIB defined for the non-ground station 20 from the connection destination base station. Further, the communication device 50 determines whether the connection destination base station is the non-ground station 20 or the ground station 30 based on the SIB. As a result, the communication device 50 can determine the connection destination base station using the SIB.
  • the SIB defined for the non-ground station 20 adds information used for communication control of the non-ground station 20 to the SIB defined for the ground station 30. As a result, the communication device 50 can easily determine the connection destination base station using the SIB.
  • the communication device 50 obtains an SS having a different subcarrier interval between the ground station 30 and the non-ground station 20 from the connected base station, and, based on the SS, determines whether the connected base station is the non-ground station 20 or the ground station 30. It is determined whether there is. As a result, the communication device 50 can determine the connection destination base station using the SS.
  • the communication device 50 acquires a cell ID for identifying the ground station 30 or the non-ground station 20 from the connected base station, and determines whether the connected base station is the non-ground station 20 or the ground station 30 based on the cell ID. Is determined. As a result, the communication device 50 can determine the connection destination base station using the cell ID.
  • the communication device 50 determines whether the connected base station is the non-ground station 20 or the ground station 30 based on the radio band used by the connected base station. As a result, the communication device 50 can determine the connection destination base station using the used wireless band.
  • the communication device 50 acquires information on the altitude at which the non-ground station 20 is located from the connection-destination base station, and if the connection-destination base station is determined to be the non-ground station 20, the acquired altitude of the non-ground station 20 is acquired.
  • the communication control of the non-ground station 20 is executed based on the information on As a result, the communication device 50 can execute communication control of the non-ground station 20 using information on the altitude of the non-ground station 20.
  • the communication device 50 is used for communication control of the non-ground station 20, for example, the flag of the non-ground station 20, RACH setting, measurement setting, communication format, multi-access format, MCS, CQI, HARQ, transmission power control, Sub-
  • the configuration information such as the PRB is acquired from the connected base station. Further, when the connection destination base station is determined to be the non-ground station 20, the communication device 50 executes communication control of the non-ground station 20 based on the acquired configuration information. As a result, the communication device 50 can execute communication control of the non-ground station 20 using the configuration information of the non-ground station 20.
  • the communication device 50 acquires the number of RACH preambles for the non-ground station 20 that is different from the number of RACH preambles for the ground station 30 from the connected base station.
  • the communication device 50 executes communication control of the non-ground station 20 based on the acquired number of RACH preambles for the non-ground station 20 when the connection destination base station is determined to be the non-ground station 20.
  • the communication device 50 can execute communication control for the non-ground station 20 with the number of RACH preambles for the non-ground station 20.
  • the communication device 50 acquires the number of RACH sequences for the non-ground station 20 different from the number of RACH sequences for the ground station 30 from the connected base station.
  • the communication device 50 executes communication control of the non-ground station 20 based on the acquired number of RACH sequences for the non-ground station 20 when the connection destination base station is determined to be the non-ground station 20.
  • the communication device 50 can execute communication control for the non-ground station 20 with the number of RACH preamble sequences for the non-ground station 20.
  • the communication device 50 connects the power ramping step amount for controlling the power related to the preamble retransmission of the RACH for the non-ground station 20 and the power ramping step amount for controlling the power related to the preamble retransmission of the RACH for the ground station 30 which is different. Obtain from the previous base station. When the base station of the connection destination is determined to be the non-ground station 20, the communication device 50 performs the non-terrestrial based on the acquired power ramping step amount for controlling the power related to the retransmission of the preamble of the RACH for the non-ground station 20. The communication control of the station 20 is executed. As a result, the communication device 50 can execute the communication control for the non-ground station 20 with the step amount of the power ramping of the RACH for the non-ground station 20.
  • the communication device 50 acquires, from the connection destination base station, the size of the window for monitoring the random access response to the RACH for the non-ground station 20 that is different from the size of the window for monitoring the random access response to the RACH for the ground station 30.
  • the communication device 50 communicates with the non-ground station 20 based on the acquired window size for monitoring the random access response to the RACH for the non-ground station 20 when the connection destination base station is determined to be the non-ground station 20. Execute control.
  • the communication device 50 can execute communication control for the non-ground station 20 with a window size for monitoring a random access response of the RACH for the non-ground station 20.
  • the communication device 50 acquires from the connection destination base station configuration information used for the RACH for the non-ground station 20 that is different from the configuration information used for the RACH for the ground station 30.
  • the communication device 50 executes communication control of the non-ground station 20 based on the acquired configuration information for the non-ground station 20 when the connection destination base station is determined to be the non-ground station 20.
  • the communication device 50 can execute the communication control for the non-ground station 20 with the configuration information used for the RACH for the non-ground station 20.
  • the communication device 50 acquires the MCS for the non-ground station 20 different from the MCS for the ground station 30 from the connection destination base station.
  • the communication device 50 executes communication control of the non-ground station 20 based on the acquired MCS for the non-ground station.
  • the communication device 50 can execute communication control for the non-ground station 20 using the MCS for the non-ground station 20.
  • the communication device 50 acquires a CQI for the non-ground station 20 different from the CQI for the ground station 30 from the connection destination base station.
  • the communication device 50 executes communication control of the non-ground station 20 based on the acquired CQI for the non-ground station 20 when the connection destination base station is determined to be the non-ground station 20.
  • the communication device 50 can execute communication control for the non-ground station 20 using the CQI for the non-ground station 20.
  • the communication device 50 obtains, from the connection destination base station, a step amount for controlling the transmission power for the non-ground station 20 having a different step amount for controlling the transmission power for the ground station 30.
  • the communication device 50 executes the communication control of the non-ground station 20 based on the acquired step amount for controlling the transmission power for the non-ground station 20. .
  • the communication device 50 can execute communication control for the non-ground station 20 with transmission power control for the non-ground station 20.
  • the communication device 50 acquires the Sub-PRB for the non-ground station 20 having a different Sub-PRB for the ground station 30 from the connection destination base station.
  • the communication device 50 executes the communication control of the non-ground station 20 based on the acquired Sub-PRB for the non-ground station 20.
  • the communication device 50 can execute communication control for the non-ground station 20 using the Sub-PRB for the non-ground station 20.
  • the communication device 50 acquires the moving speed information on the speed at which the non-ground station moves from the connected base station.
  • the communication device 50 executes communication control of the non-ground station 20 based on the acquired moving speed information of the non-ground station 20 when the connection destination base station is determined to be the non-ground station 20.
  • the communication device 50 can execute communication control for the non-ground station 20 using the moving speed information for the non-ground station 20.
  • the communication device 50 obtains, from the connection-destination base station, movement route information on the route on which the non-ground station 20 moves.
  • the communication device 50 executes communication control of the non-ground station 20 based on the acquired movement route information of the non-ground station 20 when the connection destination base station is determined to be the non-ground station 20.
  • the communication device 50 can execute communication control for the non-ground station 20 using the movement route information for the non-ground station 20.
  • the communication device 50 identifies the type of the non-ground station 20 and acquires, for example, type information such as GEO, Non-GEO, MEO, LEO, drone, airplane, balloon, etc. from the connection destination base station.
  • the communication device 50 performs communication control of the non-ground station 20 based on the acquired type information of the non-ground station 20 when the connection destination base station is determined to be the non-ground station 20.
  • the communication device 50 can execute communication control for the non-ground station 20 using the type information for the non-ground station 20.
  • the non-ground station 20, the ground station 30, and the relay station 40 support cellular communication systems such as W-CDMA, cdma2000, LTE, and NR.
  • the cellular communication system supported by the non-ground station 20, the ground station 30, and the relay station 40 is not limited to the above-described cellular communication system, and for example, supports other cellular communication systems such as UMB (Ultra-Mobile Broadband). Is also good.
  • these devices may support other wireless communication systems such as a short-range wireless communication system, a close proximity wireless communication system, or a wireless LAN (Local Area Network) system, in addition to the cellular communication system.
  • the low-Earth satellite constellation is formed by the plurality of non-Earth stations 20, but the satellite constellation formed by the plurality of non-Earth stations 20 is limited to the low-Earth satellite constellation. I can't.
  • the satellite constellation formed by the plurality of non-ground stations 20 may be a satellite constellation such as a mid-orbit satellite constellation, a geostationary satellite constellation, and the like.
  • a single base station forms a single cell.
  • a plurality of base stations may cooperate to form a single cell, and may be changed as appropriate.
  • the trigger information is information used by the communication device 50 to determine whether to switch the connection destination base station.
  • the trigger information is, for example, information used by the communication device 50 to determine whether or not to switch the connection destination base station using information on the received power (for example, RSRP, RSRQ, or the like).
  • the trigger information may be a determination threshold (first trigger value) related to a measured value of power (RSRP, RSRQ, etc.) received from a connected base station, or a difference between two measured values of power. It may be a value (second trigger value).
  • the trigger information is not limited to information (for example, a first trigger value, a second trigger value, etc.) used for switching determination using received power information.
  • the trigger information may be movement information of a device related to connection switching.
  • the movement information is, for example, information including at least one of the current position, the moving direction, and the moving speed of the device related to the connection switching.
  • the device related to the connection switching is, for example, at least one device among the communication device 50, the connected base station, and the switching destination candidate base station.
  • the communication device 50 determines, based on the movement information of the communication device 50 itself and / or the movement information of the base station connected to the communication device 50, the end of a cell formed by the base station connected to the communication device 50 (hereinafter, referred to as a cell edge). It is determined whether it is within a predetermined distance from the cell edge.) At this time, the movement information may be information on the current positions of the communication device 50 and the connected base station. When the communication device 50 is within a predetermined distance from the cell edge, the communication device 50 determines that the current time is the base station switching timing. Then, the communication device 50 executes a connection destination switching process (for example, a handover process).
  • a connection destination switching process for example, a handover process
  • the determination of the switching timing of the connection destination may be based on prediction. For example, the communication device 50 predicts the time until the communication device 50 reaches the cell edge based on the movement information of the communication device 50 itself and / or the movement information of the base station connected to the communication device 50. At this time, the movement information may include information on the current position, the moving direction, and the moving speed of the communication device 50 and the connected base station. If the communication device 50 and the connected base station are moving regularly, the movement information may include information on the movement route of the communication device 50 and the connected base station. If the predicted time is shorter than the predetermined time, the communication device 50 determines that the current time is the connection switching timing. Then, the communication device 50 executes a connection destination switching process (for example, a handover process).
  • a connection destination switching process for example, a handover process
  • the determination of the switching timing of the connection destination may be based on the movement information of the base station as the switching destination candidate. For example, the non-ground station 20 determines whether the communication device 50 is in a cell formed by the switching destination candidate base station based on the movement information of the switching destination candidate base station. If so, the non-ground station 20 determines that the current time is the switching timing of the connection destination. Then, the communication device 50 executes a connection destination switching process (for example, a handover process).
  • a connection destination switching process for example, a handover process.
  • the devices (the management device 10, the non-ground station 20, etc.) on the wireless network side to manage the switching timing of the base station of the communication device 50.
  • the communication device 50 can also switch the base station at the optimal timing at each time.
  • the switching information obtained by the communication device 50 includes, in addition to the switching information of the switching destination candidate base station, a base station that is expected to become a switching destination candidate after being connected to the switching destination candidate base station.
  • resource information For example, the communication device 50 acquires, from the connected base station, first switching information used for switching the connection to the first base station (the next base station) that is a switching destination candidate.
  • the communication device 50 also connects the second switching information used for switching the connection to the second base station (the second base station) that is a switching destination candidate after connecting to the first base station. It may be obtained from the inside base station.
  • the switching information includes third switching information used for switching connection to a third base station (a third base station) that is a switching destination candidate after connecting to the second base station. It may be.
  • the switching information may include resource information for connecting to the base station three or more ahead.
  • the base station being connected to the communication device 50 may be selected from the first base station, the second base station, and the third base station from among the plurality of base stations based on the movement information of the other base stations. May be determined.
  • the base station may also determine a base station three or more ahead.
  • the communication device 50 can smoothly switch the connection even when the switching occurs frequently at short intervals. As a result, the communication device 50 can maintain high communication quality.
  • control device that controls the management device 10, the non-ground station 20, the ground station 30, the relay station 40, or the communication device 50 of the present embodiment may be realized by a dedicated computer system or a general-purpose computer system.
  • a communication program for executing the above operations is stored and distributed on a computer-readable recording medium such as an optical disk, a semiconductor memory, a magnetic tape, and a flexible disk.
  • the control device is configured by installing the program in a computer and executing the above-described processing.
  • the control device may be a device (for example, a personal computer) external to the management device 10, the non-ground station 20, the ground station 30, the relay station 40, or the communication device 50.
  • the control device may be a device (eg, the control unit 13, the control unit 23, the control unit 34, the control unit 44, or the control unit 55) inside the non-ground station 20, the ground station 30, the relay station 40, or the communication device 50. ).
  • the communication program may be stored in a disk device provided in a server device on a network such as the Internet, and may be downloaded to a computer. Further, the above functions may be realized by cooperation between an OS (Operating System) and application software. In this case, a portion other than the OS may be stored in a medium and distributed, or a portion other than the OS may be stored in a server device and downloaded to a computer.
  • OS Operating System
  • each device shown in the drawings are functionally conceptual, and do not necessarily need to be physically configured as shown in the drawings. That is, the specific form of distribution / integration of each device is not limited to the illustrated one, and all or a part thereof may be functionally or physically distributed / arranged in an arbitrary unit according to various loads and usage conditions. Can be integrated and configured.
  • the communication device 50 determines whether the connection destination base station is the non-ground station 20 or the ground station 30, and determines whether the connection destination base station is the non-ground If it is determined that the station is the station 20, communication control for the non-ground station 20 is executed. As a result, even when the base station to be connected is the ground station 30 or the non-ground station 20, communication control suitable for the ground station to be connected can be realized.
  • An acquiring unit for acquiring information from the base station device Based on the acquired information, a determination unit that determines whether the connected base station device is a non-ground station or a ground station, A communication control unit that executes communication control of the non-ground station when the connection destination base station apparatus is determined to be the non-ground station.
  • the communication control unit When the connection-destination base station device is determined to be the non-ground station, based on information acquired from the connection-destination base station device in the acquisition unit, executes the communication control of the non-ground station, The communication device according to (1).
  • the acquisition unit Obtain system information defined for the ground station and system information defined for the non-ground station from the connection destination base station device, The determination unit includes: Based on the system information, determine whether the connection destination base station device is the non-ground station or the ground station, The communication device according to (1) or (2).
  • the system information defined for the non-ground station is information obtained by adding information used for communication control of the non-ground station to the system information defined for the ground station, The communication device according to (3).
  • the acquisition unit Obtain the preamble number of the random access for the non-ground station different from the preamble number of the random access for the ground station from the connection destination base station apparatus,
  • the communication control unit When the connection-destination base station device is determined to be the non-ground station, based on the obtained preamble number of the random access for the non-ground station, executes the communication control of the non-ground station, The communication device according to any one of (1) to (4).
  • the acquisition unit Acquiring the sequence number of the random access for the non-ground station different from the sequence number of the random access for the ground station from the connected base station apparatus,
  • the communication control unit When the connection-destination base station device is determined to be the non-ground station, based on the obtained random access sequence number for the non-ground station, executes communication control of the non-ground station, The communication device according to any one of (1) to (5).
  • the acquisition unit The step amount of controlling the power of the preamble retransmission of the random access for the non-ground station is different from the step amount of controlling the power of the preamble retransmission of the random access for the ground station.
  • the communication control unit When the connection-destination base station device is determined to be the non-ground station, based on the obtained step amount of controlling the power related to the preamble retransmission of the random access for the non-ground station, the communication control of the non-ground station Run, The communication device according to any one of (1) to (6).
  • the acquisition unit Obtain a size of a window for monitoring a response to the random access for the non-ground station different from a size of a window for monitoring a response to the random access for the ground station from the connection destination base station apparatus,
  • the communication control unit When the connection-destination base station apparatus is determined to be the non-ground station, the communication control of the non-ground station is performed based on the size of a window for monitoring a response to the acquired random access for the non-ground station.
  • the communication device according to any one of (1) to (7).
  • the acquisition unit The configuration information used for the random access for the non-ground station different from the configuration information used for the random access for the ground station is obtained from the connected base station apparatus, The communication control unit, When the connection-destination base station device is determined to be the non-ground station, based on the obtained configuration information for the non-ground station, executes communication control of the non-ground station, The communication device according to any one of (1) to (8).
  • the acquisition unit Obtain synchronization signals having different subcarrier intervals between the ground station and the non-ground station from the connected base station apparatus, The determination unit includes: Based on the synchronization signal, determine whether the connection destination base station device is the non-ground station or the ground station, The communication device according to any one of (1) to (10).
  • the acquisition unit Acquiring identification information for identifying the ground station or the non-ground station from the connected base station device, The determination unit includes: Based on the identification information, determine whether the connection destination base station device is the non-ground station or the ground station, The communication device according to any one of (1) to (11).
  • the acquisition unit Obtaining information about the altitude at which the non-ground station is located from the connection destination base station apparatus, The communication control unit, When the connection-destination base station device is determined to be the non-ground station, based on the obtained information on the altitude of the non-ground station, executes the communication control of the non-ground station, The communication device according to any one of (1) to (12).
  • the acquisition unit Acquiring configuration information used for communication control of the non-ground station from the connected base station apparatus, The communication control unit, When the connection-destination base station device is determined to be the non-ground station, based on the acquired configuration information, executes communication control of the non-ground station, The communication device according to any one of (1) to (13).
  • the acquisition unit Obtain a modulation and coding scheme for the non-ground station different from the modulation and coding scheme for the ground station from the connection destination base station apparatus,
  • the communication control unit When the connection-destination base station device is determined to be the non-ground station, based on the obtained modulation and coding scheme for the non-ground station, executes communication control of the non-ground station,
  • the communication device according to any one of (1) to (14).
  • the acquisition unit Obtain a channel quality indicator for the non-ground station different from the channel quality indicator for the ground station from the connected base station apparatus,
  • the communication control unit When the connection-destination base station device is determined to be the non-ground station, based on the acquired channel quality indicator for the non-ground station, executes communication control of the non-ground station,
  • the communication device according to any one of (1) to (15).
  • the acquisition unit The step amount of controlling the transmission power for the ground station is different from the step amount of controlling the transmission power for the non-ground station is obtained from the connection destination base station apparatus,
  • the communication control unit When the connection-destination base station device is determined to be the non-ground station, based on the acquired step amount of controlling the transmission power for the non-ground station, executes communication control of the non-ground station, The communication device according to any one of (1) to (16).
  • the determination unit includes: Based on the used radio band of the connection destination base station device, determine whether the connection destination base station device is the non-ground station or the ground station, The communication device according to any one of (1) to (17).
  • the acquisition unit Obtain moving speed information on the speed at which the non-ground station moves from the connection destination base station device, The communication control unit, When the connection-destination base station device is determined to be the non-ground station, based on the acquired moving speed information of the non-ground station, executes the communication control of the non-ground station, The communication device according to any one of (1) to (18).
  • the acquisition unit Obtain travel route information on the route on which the non-ground station travels from the connected base station device, The communication control unit, When the connection-destination base station device is determined to be the non-ground station, based on the obtained travel route information of the non-ground station, executes the communication control of the non-ground station, The communication device according to any one of (1) to (19).
  • the acquisition unit Acquiring type information for identifying the type of the non-ground station from the connection destination base station device, The communication control unit, When the connection-destination base station apparatus is determined to be the non-ground station, based on the obtained type information of the non-ground station, executes communication control of the non-ground station, The communication device according to any one of (1) to (20).
  • the communication device is Obtain information from the base station device, Based on the acquired information, determine whether the connection destination base station device is a non-ground station or a ground station, When the connection destination base station device is determined to be the non-ground station, executes communication control of the non-ground station, Communication method.
  • a computer included in the communication device An acquisition unit that acquires information from the base station device, Based on the acquired information, a determination unit that determines whether the connected base station device is a non-ground station or a ground station, A communication control unit that executes communication control of the non-ground station when the connection-destination base station device is determined to be the non-ground station; Communication program to function as

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Abstract

通信装置（５０）は、基地局装置から情報を取得する取得部（５５１）と、取得した情報に基づき、接続先の基地局装置が非地上局（２０）又は地上局（３０）であるかを判定する判定部（５５２）と、前記接続先の基地局装置が前記非地上局（２０）と判定された場合に、前記非地上局（２０）の通信制御を実行する通信制御部（５５３）と、を有する。

Description

通信装置、通信方法及び通信プログラム
　本開示は、通信装置、通信方法及び通信プログラムに関する。詳しくは、通信装置の接続先の非地上局又は地上局等の基地局に対する切替に関する。
　セルラー通信技術等の無線アクセス技術を使用した移動通信が知られている。このような無線アクセス技術では、セルラーフォン等の通信装置の移動に伴って、通信装置の接続先となる無線基地局装置（以下、基地局装置や基地局という。）の切り替えが行われる。また、基地局には、例えば、地上に設置される地上局の他に、例えば、人工衛星等の上空にある非地上局が検討されている。通信装置では、地上局と接続して地上局経由の無線通信の他に、非地上局と接続して非地上局経由の無線通信が検討されている。
PR-181393,　"Study　on　New　Radio　(NR)　to　support　non　terrestrial　networks,"　3GPP　TSG　RAN　Meeting　#80,　La　Jolla,　CA,　June,　2018.
　通信装置では、接続先の基地局が地上局又は非地上局であるかに応じて、地上局又は非地上局に応じた通信制御を実行することが検討されている。しかしながら、非地上局の通信制御の内容は、非地上局の特徴に応じて地上局の通信制御の内容と異なる。従って、通信装置では、接続先の基地局の通信制御の設定を間違えると、接続先の基地局との無線通信が確立できないことが想定される。
　そこで、本開示では、接続先の基地局に応じて通信制御を実行できる通信装置、通信方法及び通信プログラムを提案する。
　上記の課題を解決するために、本開示に係る一形態の通信装置は、基地局装置から情報を取得する取得部と、取得した情報に基づき、接続先の基地局装置が非地上局又は地上局であるかを判定する判定部と、前記接続先の基地局装置が前記非地上局と判定された場合に、前記非地上局の通信制御を実行する通信制御部とを有する。
　（作用）
　本開示に係る一形態の通信装置では、取得部は、基地局装置から情報を取得する。そして、判定部は、取得した情報に基づき、接続先の基地局装置が非地上局又は地上局であるかを判定する。そして、通信制御部は、接続先の基地局装置が非地上局と判定された場合に、非地上局の通信制御を実行するので、接続先の基地局に応じた通信制御を実行できる。
　本開示によれば、接続先の基地局に応じて通信制御を実行できる。なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。
本開示の実施形態に係る通信システムの構成例を示す図である。 通信システムが提供する無線ネットワークの一例を示す図である。 通信システムが提供する衛星通信の概要を示す図である。 衛星局が構成するセルの一例を示す図である。 本開示の実施形態に係る管理装置の構成例を示す図である。 本開示の実施形態に係る非地上局の構成例を示す図である。 本開示の実施形態に係る地上局の構成例を示す図である。 本開示の実施形態に係る中継局の構成例を示す図である。 本開示の実施形態に係る通信装置の構成例を示す図である。 初期接続処理の一例を示すフローチャートである。 コンテンションベースランダムアクセス手続きを示すシーケンス図である。 非コンテンションベースランダムアクセス手続きを示すシーケンス図である。 通信装置内の記憶部及び制御部の構成例を示す図である。 通信システムの切替処理に係る動作の一例を示すシーケンス図である。
　以下に、本開示の実施形態について図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の各実施形態において、同一の部位には同一の符号を付することにより重複する説明を省略する。
　また、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する複数の構成要素を、同一の符号の後に異なる数字を付して区別する場合もある。例えば、実質的に同一の機能構成を有する複数の構成を、必要に応じて通信装置５０１、５０２及び５０３のように区別する。ただし、実質的に同一の機能構成を有する複数の構成要素の各々を特に区別する必要がない場合、同一符号のみを付する。例えば、通信装置５０１、５０２及び５０３を特に区別する必要が無い場合には、単に通信装置５０と称する。
　また、以下に示す項目順序に従って本開示を説明する。
　　１．はじめに
　　２．実施形態
　　　２－１．通信システムの全体構成
　　　２－２．管理装置の構成
　　　２－３．基地局の構成
　　　２－４．中継局の構成
　　　２－５．通信装置の構成
　　　２－６．初期接続処理
　　　２－７．ランダムアクセス手続き
　　　２－８．切替処理の必要性
　　　２－９．通信装置の機能構成
　　　２－１０．切替処理
　　　２－１１．効果
　　３．変形例
　　　３－１．システム構成に関する変形例
　　　３－２．その他の変形例
　　４．むすび
（１．はじめに）
　ＬＴＥ（Long　Term　Evolution）、ＮＲ（New　Radio）等の無線アクセス技術が３ＧＰＰ（3rd　Generation　Partnership　Project）で検討されている。ＬＴＥ及びＮＲは、セルラー通信技術の一種であり、基地局がカバーするエリアをセル状に複数配置することで端末装置の移動通信を可能にする。なお、以下の説明では、「ＬＴＥ」には、ＬＴＥ－Ａ（LTE-Advanced）、ＬＴＥ－Ａ　Ｐｒｏ（LTE-Advanced　Pro）、及びＥＵＴＲＡ（Evolved　Universal　Terrestrial　Radio　Access）が含まれるものとする。また、ＮＲには、ＮＲＡＴ（New　Radio　Access　Technology）、及びＦＥＵＴＲＡ（Further　EUTRA）が含まれるものとする。
　ＮＲは、ＬＴＥの次の世代（第５世代）の無線アクセス技術（ＲＡＴ：Radio　Access　Technology）である。ＮＲは、ｅＭＢＢ（Enhanced　Mobile　Broadband）、ｍＭＴＣ（Massive　Machine　Type　Communications）及びＵＲＬＬＣ（Ultra-Reliable　and　Low　Latency　Communications）を含む様々なユースケースに対応できる無線アクセス技術である。ＮＲは、これらのユースケースにおける利用シナリオ、要求条件、及び配置シナリオなどに対応する技術フレームワークを目指して検討されている。
　さらに、ＮＲでは、広域カバレッジ、接続安定性などの要求の高まりから、非地上波ネットワーク（NTN：Non-Terrestrial　Network）の検討が開始されている。非地上波ネットワークでは、衛星局や航空機局等の地上局以外の基地局を介して、端末装置に無線ネットワークが提供されることが予定されている。この地上局以外の基地局は、非地上局又は非地上基地局と称される。地上局により提供される無線ネットワークは地上波ネットワーク（TN：Terrestrial　Network）と称される。地上波ネットワークと非地上波ネットワークとを同一の無線アクセス方式とすることで、地上波ネットワーク及び非地上波ネットワークの統合的な運用が可能となる。
　なお、本開示の実施形態において、地上局（地上基地局ともいう。）とは、地上に設置される基地局（中継局を含む。）のことをいう。「地上」は、地上（陸上）のみならず、地中、水上、水中も含む広義の地上である。
（２．実施形態）
　以下、本実施形態に係る通信システム１を説明する。通信システム１は、非地上局を備え、通信装置に対して非地上波ネットワークを使用した無線通信を提供する。なお、通信システム１が備える非地上波ネットワークは、ＮＲで規定される無線アクセス方式を使用した無線ネットワークに限られない。通信システム１が備える非地上波ネットワークは、ＬＴＥ、Ｗ－ＣＤＭＡ（Wideband　Code　Division　Multiple　Access）、ｃｄｍａ２０００（Code　Division　Multiple　Access　2000）等、ＮＲ以外の無線アクセス方式の無線ネットワークであってもよい。
　なお、以下の説明では、基地局（以下、基地局装置ともいう。）という概念には、中継局（以下、中継装置ともいう。）が含まれるものとする。また、基地局という概念には、基地局の機能を備えた構造物（Structure）のみならず、構造物に設置される装置も含まれる。構造物は、例えば、高層ビル、家屋、鉄塔、駅施設、空港施設、港湾施設、スタジアム等の建物である。なお、構造物という概念には、建物のみならず、トンネル、橋梁、ダム、塀、鉄柱等の構築物（Non-building　structure）や、クレーン、門、風車等の設備も含まれる。また、構造物という概念には、地上（陸上）又は地中の構造物のみならず、桟橋、メガフロート等の水上の構造物や、海洋観測設備等の水中の構造物も含まれる。
　また、基地局は、移動可能に構成された基地局であってもよい。例えば、基地局は、移動体に設置される装置であってもよいし、移動体そのものであってもよい。移動体は、スマートフォンなどのモバイル端末や、地上（陸上）を移動する移動体（例えば、自動車、バス、トラック、列車、リニアモーターカー等の車両）であってもよいし、地中（例えば、トンネル内）を移動する移動体（例えば、地下鉄）であってもよい。また、移動体は、水上を移動する移動体（例えば、旅客船、貨物船、ホバークラフト等の船舶）であってもよいし、水中を移動する移動体（例えば、潜水艇、潜水艦、無人潜水機等の潜水船）であってもよい。また、移動体は、大気圏内を移動する移動体（例えば、飛行機、飛行船、ドローン等の航空機）であってもよいし、大気圏外を移動する宇宙移動体（例えば、人工衛星、宇宙船、宇宙ステーション、探査機等の人工天体）であってもよい。
　なお、ＬＴＥの基地局は、ｅＮｏｄｅＢ（Evolved　Node　B）又はｅＮＢと称されることがある。また、ＮＲの基地局は、ｇＮｏｄｅＢ又はｇＮＢと称されることがある。また、ＬＴＥ及びＮＲでは、端末装置（移動局、移動局装置、又は端末ともいう。）はＵＥ（User　Equipment）と称されることがある。なお、端末装置は、通信装置の一種であり、移動局、移動局装置、又は端末とも称される。本開示の実施形態において、通信装置という概念には、携帯端末等の持ち運び可能な端末装置のみならず、例えば、構造物や移動体に設置される装置も含まれる。また、通信装置という概念には、端末装置のみならず、基地局及び中継局も含まれる。
［２－１．通信システムの全体構成］
　図１は、本開示の実施形態に係る通信システム１の構成例を示す図である。通信システム１は、管理装置１０と、非地上基地局（以下、単に非地上局と称する）２０と、地上基地局（以下、単に地上局と称する）３０と、中継装置（以下、単に中継局と称する）４０と、通信装置５０と、を備える。通信システム１は、通信システム１を構成する各無線通信装置が連携して動作することで、ユーザに対し、移動通信が可能な無線ネットワークを提供する。無線通信装置は、無線通信の機能を有する装置のことであり、図１の例では、非地上局２０、地上局３０、中継局４０、及び通信装置５０が該当する。
　通信システム１は、管理装置１０、非地上局２０、地上局３０、中継局４０、及び通信装置５０をそれぞれ複数備えていてもよい。図１の例では、通信システム１は、管理装置１０として管理装置１０１、１０２等を備えている。また、通信システム１は、非地上局２０として非地上局２０１、２０２等を備えており、地上局３０として地上局３０１、３０２等を備えている。また、通信システム１は、中継局４０として中継局４０１、４０２等を備えており、通信装置５０として通信装置５０１、５０２、５０３等を備えている。
　管理装置１０は、無線ネットワークを管理する装置である。例えば、管理装置１０は、ＭＭＥ（Mobility　Management　Entity）やＡＭＦ（Access　and　Mobility　Management　Function）として機能する装置である。管理装置１０は、コアネットワークＣＮを構成する。コアネットワークＣＮは、例えば、ＥＰＣ（Evolved　Packet　Core）や５ＧＣ（5G　Core　network）である。管理装置１０は、複数の非地上局２０及び複数の地上局３０それぞれと接続される。管理装置１０は、非地上局２０及び地上局３０の通信を管理する。
　非地上局２０は、通信装置５０と無線通信する基地局である。図１の例では、非地上局２０１は、中継局４０１と接続されており、中継局４０１を介して通信装置５０と無線通信することも可能である。本実施形態では、非地上局２０は、空中又は宇宙を浮遊可能な基地局である。例えば、非地上局２０は、航空機局や衛星局等の非地上局装置である。
　航空機局は、例えば、航空機等、大気圏内を浮遊可能な無線通信装置である。航空機局は、例えば、航空機等に搭載される装置であってもよいし、航空機そのものであってもよい。なお、航空機という概念には、飛行機、グライダー等の重航空機のみならず、気球、飛行船等の軽航空機も含まれる。また、航空機という概念には、重航空機や軽航空機のみならず、ヘリコプターやオートジャイロ等の回転翼機も含まれる。なお、航空機局（又は、航空機局が搭載される航空機）は、ドローン等の無人航空機であってもよい。なお、無人航空機という概念には、無人航空システム（UAS：Unmanned　Aircraft　Systems）、つなぎ無人航空システム（tethered　UAS）も含まれる。また、無人航空機という概念には、軽無人航空システム（LTA：Lighter　than　Air　UAS）、重無人航空システム（HTA：Heavier　than　Air　UAS）が含まれる。その他、無人航空機という概念には、高高度無人航空システムプラットフォーム（HAPs：High　Altitude　UAS　Platforms）も含まれる。
　衛星局は、大気圏外を浮遊可能な無線通信装置である。衛星局は、人工衛星等の宇宙移動体に搭載される装置であってもよいし、宇宙移動体そのものであってもよい。衛星局となる衛星は、低軌道（LEO：Low　Earth　Orbiting）衛星、中軌道（MEO：Medium　Earth　Orbiting）衛星、静止（GEO：Geostationary　Earth　Orbiting）衛星、高楕円軌道（HEO：Highly　Elliptical　Orbiting）衛星の何れであってもよい。勿論、衛星局は、低軌道衛星、中軌道衛星、静止衛星、又は高楕円軌道衛星に搭載される装置であってもよい。
　地上局３０は、通信装置５０と無線通信する基地局である。図１の例では、地上局３０１は、中継局４０２と接続されており、中継局４０２を介して通信装置５０と無線通信することも可能である。地上局３０は、地上の構造物に配置される基地局であってもよいし、地上を移動する移動体に設置される基地局であってもよい。例えば、地上局３０は、ビル等の構造物に設置されたアンテナ及びそのアンテナに接続する信号処理装置である。勿論、地上局３０は、構造物や移動体そのものであってもよい。
　中継局４０は、基地局の中継局となる装置である。中継局４０は、基地局の一種である。中継局４０は、非地上局２０と通信装置５０との通信、又は地上局３０と通信装置５０との通信を中継する。中継局４０は、地上局であってもよいし、非地上局であってもよい。中継局４０は非地上局２０及び地上局３０とともに無線アクセスネットワークＲＡＮを構成する。
　通信装置５０は、例えば、携帯電話、スマートデバイス（スマートフォン、又はタブレット）、ＰＤＡ（Personal　Digital　Assistant）、パーソナルコンピュータである。また、通信装置５０は、Ｍ２Ｍ（Machine　to　Machine）デバイス、又はＩｏＴ（Internet　of　Things）デバイスであってもよい。また、通信装置５０は、移動体に設置される無線通信装置であってもよいし、移動体そのものであってもよい。なお、通信装置５０は、衛星通信を中継する中継局であってもよいし、衛星通信を受信する基地局であってもよい。通信装置５０は、地上波ネットワークと非地上波ネットワークの双方に対応する。そのため、通信装置５０は、地上局３０等の地上局装置のみならず、非地上局２０等の非地上局装置とも通信可能である。
　図２は、通信システム１が提供する無線ネットワークの一例を示す図である。非地上局２０及び地上局３０はそれぞれセルを構成する。セルとは基地局により無線通信がカバーされるエリアである。非地上局２０及び地上局３０により構成されるセルは、マクロセル、マイクロセル、フェムトセル、及びスモールセルの何れであってもよい。なお、通信システム１は、単一の基地局で複数のセルを管理するように構成されていてもよいし、複数の基地局で１つのセルを管理するように構成されていてもよい。
　図２の例では、地上局３０１、３０２は地上波ネットワークＴＮ１を構成し、地上局３０３、３０４、３０５は地上波ネットワークＴＮ２を構成する。地上波ネットワークＴＮ１及び地上波ネットワークＴＮ２は、例えば、電話会社等の無線通信事業者により運営される地上波ネットワークである。地上波ネットワークＴＮ１及び地上波ネットワークＴＮ２は、異なる無線通信事業者により運営されてもよいし、同じ無線通信事業者により運営されてもよい。地上波ネットワークＴＮ１と地上波ネットワークＴＮ２とを１つの地上波ネットワークとみなすことも可能である。
　地上波ネットワークＴＮ１と地上波ネットワークＴＮ２はそれぞれコアネットワークに接続される。図２の例では、地上波ネットワークＴＮ２を構成する地上局３０は、管理装置１０１等により構成されるコアネットワークＣＮに接続される。地上波ネットワークＴＮ２の無線アクセス方式がＬＴＥなのであれば、コアネットワークＣＮはＥＰＣである。また、地上波ネットワークＴＮ２の無線アクセス方式がＮＲなのであれば、コアネットワークＣＮは５ＧＣである。勿論、コアネットワークＣＮは、ＥＰＣや５ＧＣに限られず、他の無線アクセス方式のコアネットワークであってもよい。なお、図２の例では、地上波ネットワークＴＮ１はコアネットワークに接続されていないが、地上波ネットワークＴＮ１はコアネットワークＣＮに接続されてもよい。また、地上波ネットワークＴＮ１は、コアネットワークＣＮとは異なる不図示のコアネットワークに接続されてもよい。
　コアネットワークＣＮはゲートウェイ装置や関門交換機等を備え、ゲートウェイ装置を介して公衆ネットワークＰＮに接続されている。公衆ネットワークＰＮは、例えば、インターネット、地域ＩＰ網、電話網（携帯電話網、固定電話網等）、等の公衆データネットワークである。ゲートウェイ装置は、例えば、インターネットや地域ＩＰ網等に繋がるサーバ装置である。関門交換機は、例えば、電話会社の電話網に繋がる交換機である。管理装置１０１がゲートウェイ装置や関門交換機としての機能を有していてもよい。
　図２に示す非地上局２０及び中継局４０は、何れも、衛星局や航空機局等の非地上局装置である。非地上波ネットワークを構成する衛星局群（又は単一の衛星局）はスペースボーンプラットフォーム（Spaceborne　Platform）と称される。また、非地上波ネットワークを構成する航空機局群（又は単一の航空機局）はエアボーンプラットフォーム（Airborne　Platform）と称される。図２の例では、非地上局２０２、中継局４０１、及び中継局４０２がスペースボーンプラットフォームＳＢＰ１を構成し、非地上局２０１がスペースボーンプラットフォームＳＢＰ２を構成する。また、非地上局２０３がエアボーンプラットフォームＡＢＰ１を構成する。
　通信装置５０は、地上局３０と非地上局２０の双方と通信可能である。図２の例では、通信装置５０１は、地上波ネットワークＴＮ１を構成する地上局３０と通信可能である。また、通信装置５０１は、スペースボーンプラットフォームＳＢＰ１、ＳＢＰ２を構成する非地上局２０と通信可能である。また、通信装置５０１は、エアボーンプラットフォームＡＢＰ１を構成する非地上局２０とも通信可能である。なお、通信装置５０１は、他の通信装置５０（図２の例では通信装置５０２）と直接通信可能であってもよい。
　非地上局２０は、中継局６０を介して地上波ネットワーク又はコアネットワークと接続する。スペースボーンプラットフォームＳＢＰ１、ＳＢＰ２を構成する非地上局２０は、中継局６０１を介して地上波ネットワークＴＮ１に接続する。また、スペースボーンプラットフォームＳＢＰ１、ＳＢＰ２、及びエアボーンプラットフォームＡＢＰ１を構成する非地上局２０は、中継局６０２を介してコアネットワークＣＮに接続する。なお、非地上局２０は中継局６０を介さずに非地上局２０同士で直接通信することも可能である。
　中継局６０は、例えば、航空局や地球局である。航空局は、航空機局と通信を行うために、地上又は地上を移動する移動体に設置された無線局である。また、地球局は、衛星局（宇宙局）と通信するために、地球（空中を含む。）に位置する無線局である。地球局は、大型地球局であってもよいし、ＶＳＡＴ（Very　Small　Aperture　Terminal）等の小型地球局であってもよい。なお、地球局は、ＶＳＡＴ制御地球局（親局、ＨＵＢ局ともいう。）であってもよいし、ＶＳＡＴ地球局（子局ともいう。）であってもよい。また、地球局は、地上を移動する移動体に設置される無線局であってもよい。例えば、船舶に搭載される地球局として、船上地球局（ESV：Earth　Stations　on　board　Vessels）が挙げられる。また、地球局には、航空機（ヘリコプターを含む。）に設置され、衛星局と通信する航空機地球局が含まれていてもよい。また、地球局には、地上を移動する移動体に設置され、衛星局を介して航空機地球局と通信する航空地球局が含まれていてもよい。なお、中継局６０は、衛星局や航空機局と通信する携帯移動可能な無線局であってもよい。中継局６０は通信システム１の一部とみなすことが可能である。
　スペースボーンプラットフォームＳＢＰ１、ＳＢＰ２を構成する各装置は、通信装置５０と衛星通信を行う。衛星通信とは、衛星局と通信装置５０との無線通信のことである。図３は、通信システム１が提供する衛星通信の概要を示す図である。衛星局は、主に、静止衛星局と低軌道衛星局とに分けられる。
　静止衛星局は、高度およそ３５７８６ｋｍに位置し、地球の自転速度と同じ速度で地球を公転する。図３の例であれば、スペースボーンプラットフォームＳＢＰ２を構成する非地上局２０１が静止衛星局である。静止衛星局は地上の通信装置５０との相対速度がほぼ０であり、地上の通信装置５０からは静止しているかのように観測される。非地上局２０１は、地球上に位置する通信装置５０１、５０３、５０４等と衛星通信を行う。
　低軌道衛星局は、静止衛星局や中軌道衛星局に比べて低い高度で周回する衛星局である。低軌道衛星局は、例えば、高度５００ｋｍから２０００ｋｍの間に位置する衛星局である。図３の例であれば、スペースボーンプラットフォームＳＢＰ１を構成する非地上局２０２、２０３が低軌道衛星局である。なお、図３には、スペースボーンプラットフォームＳＢＰ１を構成する衛星局として非地上局２０２と非地上局２０３の２つしか示されていない。しかしながら、実際には、スペースボーンプラットフォームＳＢＰ１を構成する衛星局は、２以上（例えば、数十から数千）の非地上局２０によって低軌道衛星コンステレーションが形成されている。低軌道衛星局は、静止衛星局とは異なり、地上の通信装置５０との相対速度があり、地上の通信装置５０からは移動しているかのように観測される。非地上局２０２、２０３はそれぞれセルを構成し、地球上に位置する通信装置５０１、５０２、５０３等と衛星通信を行う。
　図４は、衛星局が構成するセルの一例を示す図である。図４には、低軌道衛星局である非地上局２０３が形成するセルＣ２が示されている。低軌道を周回する衛星局は、地上に所定の指向性を持って地上の通信装置５０と通信を行う。例えば、図４に示す角度Ｒ１は４０°である。図４の場合、非地上局２０３が形成するセルＣ２の半径Ｄ１は、例えば、１０００ｋｍである。低軌道衛星局は、一定の速度をもって移動する。低軌道衛星局が地上の通信装置５０に衛星通信を提供することが困難になった場合には、後続の低軌道衛星局が衛星通信を提供する。図４の例の場合、非地上局２０３が地上の通信装置５０に衛星通信を提供することが困難になった場合は、後続の非地上局２０４が衛星通信を提供する。なお、上記した角度Ｒ１及び半径Ｄ１の値はあくまで一例であり上記に限られない。
　上述したように、通信装置５０は非地上波ネットワークを使った無線通信が可能である。また、通信システム１の非地上局２０及び中継局４０は、非地上波ネットワークを構成する。これにより、通信システム１は、地上波ネットワークがカバーできないエリアに位置する通信装置５０へサービスを拡張することが可能になる。例えば、通信システム１は、ＩｏＴ（Internet　of　Things）デバイスやＭＴＣ（Machine　Type　Communications）デバイス等の通信装置５０に対し、パブリックセーフティ通信やクリティカル通信を提供することが可能になる。また、非地上波ネットワークを使用することによりサービス信頼性や復帰性が向上するので、通信システム１は、物理攻撃又は自然災害に対するサービスの脆弱性を低減することが可能になる。また、通信システム１は、飛行機の乗客やドローンなど航空機端末装置へのサービス接続や船や電車などの移動体端末装置へのサービス接続を実現できる。その他、通信システム１は、Ａ／Ｖコンテンツ、グループ通信、ＩｏＴブロードキャストサービス、ソフトウェアダウンロードサービス、緊急メッセージなどの高効率マルチキャストサービス、高効率ブロードキャストサービス等の提供を実現できる。さらに、通信システム１は、地上波ネットワークと非地上波ネットワーク間のトラフィックオフロードも実現できる。これらの実現のため、通信システム１が提供する非地上波ネットワークは、通信システム１が提供する地上波ネットワークと、上位層で運用統合がなされることが望ましい。また、通信システム１が提供する非地上波ネットワークは、通信システム１が提供する地上波ネットワークと、無線アクセス方式が共通であることが望ましい。
　なお、非地上波ネットワークを使った通信の場合も、地上波ネットワークを使った通信と同様に、例えば、アイドル状態から接続先の基地局への接続や、非地上局２０から他の非地上局２０へのハンドオーバ等の接続先の基地局の切り替えが発生する。しかし、非地上波ネットワークを使った通信は、基地局の態様によっては、通信装置５０と基地局との間の距離が長くなる可能性がある。そのため、非地上波ネットワークを使った通信の場合、基地局の態様によっては信号の伝搬遅延が大きくなる可能性がある。例えば、非地上局２０から通信装置５０への送信は、地上局３０から通信装置５０への送信に比べて伝搬遅延が大きくなる。しかも、地上局３０と非地上局２０とではセルの特徴が異なる。
　また、非地上局２０は、例えば、人工衛星等の種類によっては、通信装置５０に対する相対的な移動速度が高速となることが想定される。また、通信装置５０自体の移動速度が高速になると、非地上局２０の通信装置５０に対する相対的な移動速度が高速になる可能性もある。相対的な移動速度が大きいと、通信装置５０側でセルを選択する際に影響が出る。
　また、上述したように、非地上局２０は、その種類によっては、通信装置５０に対する相対的な移動速度が高速となることが想定される。そのため、非地上波ネットワークを使った通信の場合、地上波ネットワークを使った通信に比べて、基地局の切り替えが多発する可能性がある。例えば、非地上波ネットワークが、数百～数千個の低軌道衛星で構成される低軌道衛星コンステレーションで構成される場合、通信装置５０の移動の有無に関わらず、通信装置５０の接続先となる基地局の切り替えが短い時間で繰り返し発生する可能性がある。通信装置５０側でセルを選択する際に影響が出る。
　また、地上波ネットワークを使った通信の場合も、地上局３０や通信装置５０の態様によっては、地上局３０と通信装置５０との相対速度が高速となる可能性がある。例えば、地上局３０及び通信装置５０の一方又は双方が、高速移動する移動体の内部に位置した場合、地上局３０と通信装置５０との相対速度が高速となる。この場合も、通信装置５０の接続先となる基地局の切り替えが短い時間で繰り返し発生する可能性がある。通信装置５０側でセルを選択する際に影響が出る。
　基地局の切替処理の失敗の可能性が高くなったり、又は接続先の基地局の切り替えが多発したりすると、通信の品質が低下する恐れがある。例えば、データの取得に時間がかかったり、パケットロスが発生したり、シームレスな通信ができなかったり、又は通信速度に大きな揺らぎが生じたりする。
　従って、通信装置５０は、接続先の基地局が地上局３０か非地上局２０かを判定できないと、接続先の基地局との間の無線通信が失敗する。また、通信装置５０は、接続先の基地局が非地上局２０と判定できた場合でも、非地上局２０用の通信制御を設定できず、非地上局２０との間の無線通信が失敗する。
　そこで、本実施形態では、通信装置５０側で接続先の基地局が地上局３０又は非地上局２０であるかを判定し、接続先の基地局に応じた通信制御を実現する。具体的には、通信装置５０が、接続先の基地局から情報を取得し、取得した情報に基づき、接続先の基地局が非地上局２０又は地上局３０であるかを判定する。取得する情報は、地上局３０と非地上局２０とで異なる、例えば、無線通信帯域、同期信号（synchronization　signal）、システム情報(System　Information)やセルＩＤ等の情報である。そして、通信装置５０は、接続先の基地局が非地上局２０と判定された場合に、非地上局２０の通信制御を実行する。その結果、通信装置５０は、接続先の基地局に応じた通信制御を実現できる。
　以下、本実施形態に係る通信システム１を構成する各装置の構成を具体的に説明する。
［２－２．管理装置の構成］
　管理装置１０は、無線ネットワークを管理する装置である。例えば、管理装置１０は非地上局２０、及び地上局３０の通信を管理する装置である。コアネットワークがＥＰＣなのであれば、管理装置１０は、例えば、ＭＭＥ（Mobility　Management　Entity）としての機能を有する装置である。また、コアネットワークが５ＧＣなのであれば、管理装置１０は、例えば、ＡＭＦ（Access　and　Mobility　Management　Function）としての機能を有する装置である。なお、管理装置１０はゲートウェイの機能を有していてもよい。例えば、コアネットワークがＥＰＣなのであれば、管理装置１０は、Ｓ－ＧＷ（Serving　Gateway）やＰ－ＧＷ（Packet　Data　Network　Gateway）としての機能を有していてもよい。また、コアネットワークが５ＧＣなのであれば、管理装置１０は、ＵＰＦ（User　Plane　Function）としての機能を有していてもよい。なお、管理装置１０は必ずしもコアネットワークを構成する装置でなくてもよい。例えば、コアネットワークがＷ－ＣＤＭＡやｃｄｍａ２０００のコアネットワークなのであれば、管理装置１０はＲＮＣ（Radio　Network　Controller）として機能する装置であってもよい。
　図５は、本開示の実施形態に係る管理装置１０の構成例を示す図である。管理装置１０は、通信部１１と、記憶部１２と、制御部１３と、を備える。なお、図５に示した構成は機能的な構成であり、ハードウェア構成はこれとは異なっていてもよい。また、管理装置１０の機能は、複数の物理的に分離された構成に分散して実装されてもよい。例えば、管理装置１０は、複数のサーバ装置により構成されていてもよい。
　通信部１１は、他の装置と通信するための通信インタフェースである。通信部１１は、ネットワークインタフェースであってもよいし、機器接続インタフェースであってもよい。例えば、通信部１１は、ＮＩＣ（Network　Interface　Card）等のＬＡＮ（Local　Area　Network）インタフェースであってもよいし、ＵＳＢ（Universal　Serial　Bus）ホストコントローラ、ＵＳＢポート等により構成されるＵＳＢインタフェースであってもよい。また、通信部１１は、有線インタフェースであってもよいし、無線インタフェースであってもよい。通信部１１は、管理装置１０の通信手段として機能する。通信部１１は、制御部１３の制御に従って地上局３０や中継局６０と通信する。
　記憶部１２は、ＤＲＡＭ（Dynamic　Random　Access　Memory）、ＳＲＡＭ（Static　Random　Access　Memory）、フラッシュメモリ、ハードディスク等のデータ読み書き可能な記憶装置である。記憶部１２は、管理装置１０の記憶手段として機能する。記憶部１２は、例えば、通信装置５０の接続状態を記憶する。例えば、記憶部１２は、通信装置５０のＲＲＣ（Radio　Resource　Control）の状態やＥＣＭ（EPS　Connection　Management）の状態を記憶する。記憶部１２は、通信装置５０の位置情報を記憶するホームメモリとして機能してもよい。
　制御部１３は、管理装置１０の各部を制御するコントローラ（controller）である。制御部１３は、例えば、ＣＰＵ（Central　Processing　Unit）、ＭＰＵ（Micro　Processing　Unit）等のプロセッサにより実現される。例えば、制御部１３は、管理装置１０内部の記憶装置に記憶されている各種プログラムを、プロセッサがＲＡＭ（Random　Access　Memory）等を作業領域として実行することにより実現される。なお、制御部１３は、ＡＳＩＣ（Application　Specific　Integrated　Circuit）やＦＰＧＡ（Field　Programmable　Gate　Array）等の集積回路により実現されてもよい。ＣＰＵ、ＭＰＵ、ＡＳＩＣ、及びＦＰＧＡは何れもコントローラとみなすことができる。
［２－３．基地局の構成］
　次に、基地局の構成を説明する。通信システム１は、基地局として、非地上波ネットワークを構成する非地上局２０と、地上波ネットワークを構成する地上局３０と、を備える。非地上波ネットワークを構成する非地上局２０は何れも移動可能である。最初に非地上局２０の構成を説明する。
〔非地上局〕
　図６は、本開示の実施形態に係る非地上局２０の構成例を示す図である。非地上局２０は、無線通信部２１と、記憶部２２と、制御部２３と、を備える。なお、図６に示した構成は機能的な構成であり、ハードウェア構成はこれとは異なっていてもよい。また、非地上局２０の機能は、複数の物理的に分離された構成に分散して実装されてもよい。
　無線通信部２１は、他の無線通信装置（例えば、通信装置５０や中継局６０）と無線通信する無線通信インタフェースである。無線通信部２１は１又は複数の無線アクセス方式に対応する。例えば、無線通信部２１は、ＮＲ及びＬＴＥの双方に対応する。無線通信部２１は、ＮＲやＬＴＥに加えて、Ｗ－ＣＤＭＡやｃｄｍａ２０００に対応していてもよい。無線通信部２１は、受信処理部２１１、送信処理部２１２、アンテナ２１３を備える。無線通信部２１は、受信処理部２１１、送信処理部２１２、及びアンテナ２１３をそれぞれ複数備えていてもよい。なお、無線通信部２１が複数の無線アクセス方式に対応する場合、無線通信部２１の各部は、無線アクセス方式毎に個別に構成されうる。例えば、受信処理部２１１及び送信処理部２１２は、ＬＴＥとＮＲとで個別に構成されてもよい。
　受信処理部２１１は、アンテナ２１３を介して受信された上りリンク信号の処理を行う。受信処理部２１１は、無線受信部２１１ａと、多重分離部２１１ｂと、復調部２１１ｃと、復号部２１１ｄと、を備える。
　無線受信部２１１ａは、上りリンク信号に対して、ダウンコンバート、不要な周波数成分の除去、増幅レベルの制御、直交復調、デジタル信号への変換、ガードインターバルの除去、高速フーリエ変換による周波数領域信号の抽出等を行う。多重分離部２１１ｂは、無線受信部２１１ａから出力された信号から、ＰＵＳＣＨ（Physical　Uplink　Shared　Channel）、ＰＵＣＣＨ（Physical　Uplink　Control　Channel）等の上りリンクチャネル及び上りリンク参照信号を分離する。復調部２１１ｃは、上りリンクチャネルの変調シンボルに対して、ＢＰＳＫ（Binary　Phase　Shift　Keying）、ＱＰＳＫ（Quadrature　Phase　shift　Keying）等の変調方式を使って受信信号の復調を行う。復調部２１１ｃが使用する変調方式は、１６ＱＡＭ（Quadrature　Amplitude　Modulation）、６４ＱＡＭ、又は２５６ＱＡＭ等であってもよい。復号部２１１ｄは、復調された上りリンクチャネルの符号化ビットに対して、復号処理を行う。復号された上りリンクデータ及び上りリンク制御情報は制御部２３へ出力される。
　送信処理部２１２は、下りリンク制御情報及び下りリンクデータの送信処理を行う。送信処理部２１２は、符号化部２１２ａと、変調部２１２ｂと、多重部２１２ｃと、無線送信部２１２ｄと、を備える。
　符号化部２１２ａは、制御部２３から入力された下りリンク制御情報及び下りリンクデータを、ブロック符号化、畳み込み符号化、ターボ符号化等の符号化方式を用いて符号化を行う。変調部２１２ｂは、符号化部２１２ａから出力された符号化ビットをＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭ、２５６ＱＡＭ等の所定の変調方式で変調する。多重部２１２ｃは、各チャネルの変調シンボルと下りリンク参照信号とを多重化し、所定のリソースエレメントに配置する。無線送信部２１２ｄは、多重部２１２ｃからの信号に対して、各種信号処理を行う。例えば、無線送信部２１２ｄは、高速フーリエ変換による時間領域への変換、ガードインターバルの付加、ベースバンドのデジタル信号の生成、アナログ信号への変換、直交変調、アップコンバート、余分な周波数成分の除去、電力の増幅等の処理を行う。送信処理部２１２で生成された信号は、アンテナ２１３から送信される。
　記憶部２２は、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、フラッシュメモリ、ハードディスク等のデータ読み書き可能な記憶装置である。記憶部２２は、非地上局２０の記憶手段として機能する。記憶部２２は、切替情報を記憶する。切替情報は、通信装置５０が基地局の切り替えに使用する情報である。切替情報には、例えば、リソース情報、トリガ情報、タイミングアドバンス情報等の情報が含まれる。
　リソース情報は、接続中の通信装置５０が、移動可能に構成された切替先候補の基地局と無線通信するために用いる無線リソースに関する情報である。また、トリガ情報は、通信装置５０が接続先の基地局を切り替えるか否かを判定するために用いる情報である。また、タイミングアドバンス情報は、通信装置５０が切替先候補の基地局へ接続するためのタイミングアドバンスに関する情報である。リソース情報、トリガ情報、及びタイミングアドバンス情報については後に詳述する。
　制御部２３は、非地上局２０の各部を制御するコントローラ（controller）である。制御部２３は、例えば、ＣＰＵ（Central　Processing　Unit）、ＭＰＵ（Micro　Processing　Unit）等のプロセッサにより実現される。例えば、制御部２３は、非地上局２０内部の記憶装置に記憶されている各種プログラムを、プロセッサがＲＡＭ（Random　Access　Memory）等を作業領域として実行することにより実現される。なお、制御部２３は、ＡＳＩＣ（Application　Specific　Integrated　Circuit）やＦＰＧＡ（Field　Programmable　Gate　Array）等の集積回路により実現されてもよい。ＣＰＵ、ＭＰＵ、ＡＳＩＣ、及びＦＰＧＡは何れもコントローラとみなすことができる。
〔地上局〕
　次に、地上局３０の構成を説明する。図７は、本開示の実施形態に係る地上局３０の構成例を示す図である。地上局３０は、無線通信部３１と、記憶部３２と、ネットワーク通信部３３と、制御部３４と、を備える。なお、図７に示した構成は機能的な構成であり、ハードウェア構成はこれとは異なっていてもよい。また、地上局３０の機能は、複数の物理的に分離された構成に分散して実装されてもよい。
　無線通信部３１は、他の無線通信装置（例えば、通信装置５０）と無線通信する無線通信インタフェースである。無線通信部３１は、受信処理部３１１、送信処理部３１２、アンテナ３１３を備える。無線通信部３１、受信処理部３１１、送信処理部３１２、及びアンテナ３１３の構成は、非地上局２０の無線通信部２１、受信処理部２１１、送信処理部２１２及びアンテナ２１３と同様である。
　記憶部３２は、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、フラッシュメモリ、ハードディスク等のデータ読み書き可能な記憶装置である。記憶部３２は、地上局３０の記憶手段として機能する。記憶部３２の構成は、非地上局２０の記憶部２２と同様である。
　ネットワーク通信部３３は、他の装置と通信するための通信インタフェースである。例えば、ネットワーク通信部３３は、ＮＩＣ等のＬＡＮインタフェースである。ネットワーク通信部３３は、有線インタフェースであってもよいし、無線インタフェースであってもよい。ネットワーク通信部３３は、地上局３０のネットワーク通信手段として機能する。ネットワーク通信部３３は、制御部３４の制御に従って管理装置１０や中継局６０と通信する。
　制御部３４は、地上局３０の各部を制御するコントローラである。制御部３４の構成は、非地上局２０の制御部２３と同様である。
［２－４．中継局の構成］
　次に、中継局４０の構成を説明する。図８は、本開示の実施形態に係る中継局４０の構成例を示す図である。中継局４０は、無線通信部４１と、記憶部４２と、ネットワーク通信部４３と、制御部４４と、を備える。なお、図８に示した構成は機能的な構成であり、ハードウェア構成はこれとは異なっていてもよい。また、中継局４０の機能は、複数の物理的に分離された構成に分散して実装されてもよい。
　無線通信部４１は、他の無線通信装置（例えば、非地上局２０、地上局３０、及び通信装置５０）と無線通信する無線通信インタフェースである。無線通信部４１は、受信処理部４１１、送信処理部４１２、アンテナ４１３を備える。無線通信部４１、受信処理部４１１、送信処理部４１２、及びアンテナ４１３の構成は、非地上局２０の無線通信部２１、受信処理部２１１、送信処理部２１２及びアンテナ２１３と同様である。
　記憶部４２は、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、フラッシュメモリ、ハードディスク等のデータ読み書き可能な記憶装置である。記憶部４２は、中継局４０の記憶手段として機能する。記憶部４２の構成は、非地上局２０の記憶部２２と同様である。
　ネットワーク通信部４３は、他の装置と通信するための通信インタフェースである。例えば、ネットワーク通信部４３は、ＮＩＣ等のＬＡＮインタフェースである。ネットワーク通信部４３は、有線インタフェースであってもよいし、無線インタフェースであってもよい。ネットワーク通信部４３は、中継局４０のネットワーク通信手段として機能する。ネットワーク通信部４３は、制御部４４の制御に従って非地上局２０や地上局３０と通信する。
　制御部４４は、中継局４０の各部を制御するコントローラである。制御部４４の構成は、非地上局２０の制御部２３と同様である。
［２－５．通信装置の構成］
　次に、通信装置５０の構成を説明する。図９は、本開示の実施形態に係る通信装置５０の構成例を示す図である。通信装置５０は、無線通信部５１と、記憶部５２と、ネットワーク通信部５３と、入出力部５４と、制御部５５と、を備える。なお、図９に示した構成は機能的な構成であり、ハードウェア構成はこれとは異なっていてもよい。また、通信装置５０の機能は、複数の物理的に分離された構成に分散して実装されてもよい。
　無線通信部５１は、他の無線通信装置（例えば、非地上局２０、地上局３０、中継局４０）と無線通信する無線通信インタフェースである。無線通信部５１は１又は複数の無線アクセス方式に対応する。例えば、無線通信部５１は、ＮＲ及びＬＴＥの双方に対応する。無線通信部５１は、ＮＲやＬＴＥに加えて、Ｗ－ＣＤＭＡやｃｄｍａ２０００に対応していてもよい。無線通信部５１は、受信処理部５１１、送信処理部５１２、アンテナ５１３を備える。無線通信部５１は、受信処理部５１１、送信処理部５１２、及びアンテナ５１３をそれぞれ複数備えていてもよい。なお、無線通信部５１が複数の無線アクセス方式に対応する場合、無線通信部５１の各部は、無線アクセス方式毎に個別に構成されうる。例えば、受信処理部５１１及び送信処理部５１２は、ＬＴＥとＮＲとで個別に構成されてもよい。
　受信処理部５１１は、アンテナ５１３を介して受信された下りリンク信号の処理を行う。受信処理部５１１は、無線受信部５１１ａと、多重分離部５１１ｂと、復調部５１１ｃと、復号部５１１ｄと、を備える。
　無線受信部５１１ａは、下りリンク信号に対して、ダウンコンバート、不要な周波数成分の除去、増幅レベルの制御、直交復調、デジタル信号への変換、ガードインターバルの除去、高速フーリエ変換による周波数領域信号の抽出等を行う。多重分離部５１１ｂは、無線受信部５１１ａから出力された信号から、下りリンクチャネル、下りリンク同期信号、及び下りリンク参照信号を分離する。下りリンクチャネルは、例えば、ＰＢＣＨ(Physical　Broadcast　Channel)、ＰＤＳＣＨ（Physical　Downlink　Shared　Channel）、ＰＤＣＣＨ（Physical　Downlink　Control　Channel）等のチャネルである。復調部２１１ｃは、下りリンクチャネルの変調シンボルに対して、ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭ、２５６ＱＡＭ等の変調方式を使って受信信号の復調を行う。復号部５１１ｄは、復調された下りリンクチャネルの符号化ビットに対して、復号処理を行う。復号された下りリンクデータ及び下りリンク制御情報は制御部２３へ出力される。
　送信処理部５１２は、上りリンク制御情報及び上りリンクデータの送信処理を行う。送信処理部５１２は、符号化部５１２ａと、変調部５１２ｂと、多重部５１２ｃと、無線送信部５１２ｄと、を備える。
　符号化部５１２ａは、制御部５５から入力された上りリンク制御情報及び上りリンクデータを、ブロック符号化、畳み込み符号化、ターボ符号化等の符号化方式を用いて符号化を行う。変調部５１２ｂは、符号化部５１２ａから出力された符号化ビットをＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭ、２５６ＱＡＭ等の所定の変調方式で変調する。多重部５１２ｃは、各チャネルの変調シンボルと上りリンク参照信号とを多重化し、所定のリソースエレメントに配置する。無線送信部５１２ｄは、多重部５１２ｃからの信号に対して、各種信号処理を行う。例えば、無線送信部５１２ｄは、逆高速フーリエ変換による時間領域への変換、ガードインターバルの付加、ベースバンドのデジタル信号の生成、アナログ信号への変換、直交変調、アップコンバート、余分な周波数成分の除去、電力の増幅等の処理を行う。送信処理部５１２で生成された信号は、アンテナ５１３から送信される。
　記憶部５２は、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、フラッシュメモリ、ハードディスク等のデータ読み書き可能な記憶装置である。記憶部５２は、通信装置５０の記憶手段として機能する。記憶部５２は、切替情報を記憶する。切替情報は、非地上局２０、地上局３０、又は中継局４０から取得する情報であり、通信装置５０が基地局の切り替えに使用する。切替情報には、例えば、リソース情報、トリガ情報、タイミングアドバンス情報等の情報が含まれる。リソース情報、トリガ情報、及びタイミングアドバンス情報については後に詳述する。
　ネットワーク通信部５３は、他の装置と通信するための通信インタフェースである。例えば、ネットワーク通信部５３は、ＮＩＣ等のＬＡＮインタフェースである。ネットワーク通信部５３は、有線インタフェースであってもよいし、無線インタフェースであってもよい。ネットワーク通信部５３は、通信装置５０のネットワーク通信手段として機能する。ネットワーク通信部５３は、制御部５５の制御に従って、他の装置と通信する。
　入出力部５４は、ユーザと情報をやりとりするためのユーザインタフェースである。例えば、入出力部５４は、キーボード、マウス、操作キー、タッチパネル等、ユーザが各種操作を行うための操作装置である。又は、入出力部５４は、液晶ディスプレイ（Liquid　Crystal　Display）、有機ＥＬディスプレイ(Organic　Electroluminescence　Display)等の表示装置である。入出力部５４は、スピーカー、ブザー等の音響装置であってもよい。また、入出力部５４は、ＬＥＤ（Light　Emitting　Diode）ランプ等の点灯装置であってもよい。入出力部５４は、通信装置５０の入出力手段（入力手段、出力手段、操作手段又は通知手段）として機能する。
　制御部５５は、通信装置５０の各部を制御するコントローラである。制御部５５は、例えば、ＣＰＵ、ＭＰＵ等のプロセッサにより実現される。例えば、制御部５５は、通信装置５０内部の記憶装置に記憶されている各種プログラムを、プロセッサがＲＡＭ等を作業領域として実行することにより実現される。なお、制御部５５は、ＡＳＩＣやＦＰＧＡ等の集積回路により実現されてもよい。ＣＰＵ、ＭＰＵ、ＡＳＩＣ、及びＦＰＧＡは何れもコントローラとみなすことができる。
［２－６．初期接続処理］
　次に、通信システム１の動作について説明する。まず、初期接続処理を説明する。初期接続処理は、通信装置５０が何れのセルにも接続していないアイドル状態（RRC_IDLE）から、何れかのセルとの接続を確立した接続状態（RRC_CONNECTED）に遷移するための処理である。図１０は、初期接続処理の一例を示すフローチャートである。以下、図１０を参照しながら、初期接続処理を説明する。以下に示す初期接続処理は、例えば、通信装置５０に電源が投入された場合に実行される。
　まず、アイドル状態の通信装置５０は、セルサーチを行う。本実施形態のセルサーチには、同期信号の検出とＰＢＣＨの復号の工程が含まれる。通信装置５０は、セルの同期信号を検出する（ステップＳ１０１）。通信装置５０内の制御部５５は、検出した同期信号に基づいて、セルと下りリンクでの同期を行う。そして、下りリンクの同期確立後、制御部５５は、ＰＢＣＨの復号を試み、システム情報の一部であるＭＩＢ（Master　Information　Block）を取得する（ステップＳ１０２）。
　システム情報は、当該システム情報を送信するセルにおける設定を報知する情報である。システム情報には、例えば、セルへのアクセスに関する情報、セル選択に関する情報、他ＲＡＴや他システムに関する情報等が含まれる。システム情報には、ＭＩＢとＳＩＢ（System　Information　Block）とが含まれる。ＭＩＢは、ＳＩＢ等を受信するのに必要な物理層の情報であり、ＰＢＣＨによって報知される固定のペイロードサイズの情報である。ＭＩＢには、下りリンクのシステム帯域幅、システムフレーム番号の一部、ＳＩＢのスケジューリング情報等が含まれる。ＳＩＢは、ＭＩＢ以外のシステム情報であり、ＰＤＳＣＨによって報知される。
　なお、システム情報は、例えば、第１のシステム情報と、第２のシステム情報と、第３のシステム情報とに分類できる。第１のシステム情報及び第２のシステム情報には、セルへのアクセスに関する情報、その他のシステム情報の取得に関する情報、及びセル選択に関する情報が含まれる。ＬＴＥでは、ＭＩＢに含まれる情報が第１のシステム情報である。また、ＳＩＢのうちのＳＩＢ１及びＳＩＢ２に含まれる情報が第２のシステム情報である。残りのシステム情報が第３のシステム情報である。
　ＮＲにおいても、システム情報はＮＲセルから報知される。システム情報を運ぶ物理チャネルは、スロット又はミニスロットで送信されてもよい。ミニスロットとは、スロットのシンボル数よりも少ないシンボル数で定義される。ミニスロットでシステム情報を運ぶ物理チャネルが送信されることで、ビームスイープに必要な時間が短縮されて、オーバヘッドを縮小することができる。ＮＲの場合、第１のシステム情報は、ＮＲ－ＰＢＣＨで送信され、第２のシステム情報は、ＮＲ－ＰＢＣＨとは異なる物理チャネルで送信される。
　通信装置５０内の制御部５５は、ＭＩＢ（すなわち、第１のシステム情報）に基づき、第２のシステム情報を取得する（ステップＳ１０３）。上述したように、第２のシステム情報は、ＳＩＢ１とＳＩＢ２とで構成される。ＳＩＢ１は、セルのアクセス規制情報とＳＩＢ１以外のシステム情報のスケジューリング情報である。ＳＩＢ１には、セルのアクセス情報、セル選択情報、最大上りリンク送信電力情報、ＴＤＤ設定情報、システム情報の周期、システム情報のマッピング情報、ＳＩ(System　Information)窓の長さ等が含まれる。また、ＳＩＢ２には、接続禁止情報、セル共通の無線リソース設定情報（Radio　Resource　Configuration　Common）、上りリンクキャリア情報等が含まれる。セル共通の無線リソース設定情報の中には、セル共通のＰＲＡＣＨ（Physical　Random　Access　Channel）及びＲＡＣＨ（Random　Access　Channel)の設定情報が含まれる。
　なお、制御部５５がリンクの確立に必要なシステム情報を取得できなかった場合、通信装置５０内の制御部５５は、そのセルへのアクセスは禁止されていると判断する。例えば、第１のシステム情報及び第２のシステム情報の全てを取得できなかった場合、制御部５５は、そのセルへのアクセスは禁止されていると判断する。この場合、制御部５５は、初期接続処理を終了する。
　システム情報を取得できた場合、制御部５５は、第１のシステム情報及び／又は第２のシステム情報に基づき、ランダムアクセス手続き（Random　Access　Procedure）を実行する（ステップＳ１０４）。ランダムアクセス手続きは、ＲＡＣＨ手続き(Random　Access　Channel　Procedure)やＲＡ手続き(RA　Procedure)と称されることがある。ランダムアクセス手続きの完了により、通信装置５０はアイドル状態（RRC_IDLE）から接続状態（RRC_CONNECTED）に遷移する。
［２－７．ランダムアクセス手続き］
　次に、ランダムアクセス手続きについて説明する。ランダムアクセス手続きは、アイドル状態から接続状態（又は非アクティブ状態）への「ＲＲＣ接続セットアップ」、非アクティブ状態から接続状態への「状態遷移の要求」等の目的で実行される。また、ランダムアクセス手続きは、上りリンクデータ送信のためのリソース要求を行う「スケジューリングリクエスト」、上りリンクの同期を調整する「タイミングアドバンス調整」の目的でも使用される。その他、ランダムアクセス手続きは、送信されていないシステム情報を要求する「オンデマンドＳＩ要求」、途切れたビーム接続を復帰させる「ビームリカバリー」、接続セルを切り替える「ハンドオーバ」等の場合に実行される。
　「ＲＲＣ接続セットアップ」は、トラフィックの発生などに応じて通信装置５０が基地局に接続する際に実行される動作である。具体的には、基地局から通信装置５０に対して接続に関する情報（例えば、ＵＥコンテキスト）を渡す動作である。ＵＥコンテキストは、基地局から指示された所定の通信装置識別情報（例えば、Ｃ－ＲＮＴＩ）で管理される。通信装置５０は、この動作を終えると、アイドル状態から非アクティブ状態、又は、アイドル状態から接続状態へ状態遷移する。
　「状態遷移の要求」は、通信装置５０が、トラフィックの発生などに応じて非アクティブ状態から接続状態への状態遷移の要求を行う動作である。接続状態に遷移することで、通信装置５０は基地局とユニキャストデータの送受信を行うことができる。
　「スケジューリングリクエスト」は、通信装置５０が、トラフィックの発生などに応じて上りリンクデータ送信のためのリソース要求を行う動作である。基地局は、このスケジューリングリクエストを正常に受信した後、通信装置５０にＰＵＳＣＨのリソースを割り当てる。なお、スケジューリングリクエストはＰＵＣＣＨによっても行われる。
　「タイミングアドバンス調整」は、伝搬遅延によって生じる下りリンクと上りリンクのフレームの誤差を調整するための動作である。通信装置５０は、下りリンクフレームに調整されたタイミングでＰＲＡＣＨを送信する。これにより、基地局は、通信装置５０との伝搬遅延を認識することができ、メッセージ２などでタイミングアドバンスの値をその通信装置５０に指示することができる。
　「オンデマンドＳＩ要求」は、システム情報のオーバヘッド等の目的で送信されていないシステム情報が通信装置５０にとって必要であった場合に、基地局へシステム情報の送信を要求する動作である。
　「ビームリカバリー」は、ビームが確立された後に通信装置５０の移動や他の物体による通信経路の遮断などで、通信品質が低下した場合に、復帰要求を行う動作である。この要求を受けた基地局は、異なるビームを用いて通信装置５０との接続を試みる。
　「ハンドオーバ」は、通信装置５０の移動など電波環境の変化などにより接続しているセル（サービングセル）からそのセルと隣接しているセル（ネイバーセル）へ接続を切り替える動作である。基地局からハンドオーバコマンドを受信した通信装置５０は、ハンドオーバコマンドによって指定されたネイバーセルに接続要求を行う。
　ランダムアクセス手続きにはコンテンションベースランダムアクセス手続き（Contention　based　Random　Access　Procedure）と非コンテンションベースランダムアクセス手続き（Non-contention　based　Random　Access　Procedure）とがある。最初に、コンテンションベースランダムアクセス手続きについて説明する。
　なお、以下で説明するランダムアクセス手続きは、通信システム１がサポートするＲＡＴがＬＴＥであることを想定したランダムアクセス手続きである。しかしながら、以下で説明するランダムアクセス手続きは、通信システム１がサポートするＲＡＴがＬＴＥ以外の場合にも適用可能である。
〔コンテンションベースランダムアクセス手続き〕
　コンテンションベースランダムアクセス手続きは、通信装置５０主導で行われるランダムアクセス手続きである。図１１は、コンテンションベースランダムアクセス手続きを示すシーケンス図である。コンテンションベースランダムアクセス手続きは、図１１に示すように、通信装置５０からのランダムアクセスプリアンブルの送信から始まる４ステップの手続きである。コンテンションベースランダムアクセス手続きには、ランダムアクセスプリアンブル（Msg1）の送信、ランダムアクセス応答（Msg2）の受信、メッセージ（Msg3）の送信、そして競合解決のメッセージ（Msg4）の受信の工程が含まれる。
　まず、通信装置５０内の制御部５５は、予め決められた複数のプリアンブル系列の中から使用するプリアンブル系列をランダムに選択する。そして、制御部５５は、選択したプリアンブル系列を含むメッセージ（Msg1：Random　Access　Preamble）を接続先の基地局へ送信する（ステップＳ２０１）。このとき、基地局は、非地上局２０であってもよいし、地上局３０であってもよい。以下の説明では、制御部５５がランダムアクセスプリアンブルを送信する基地局は非地上局２０であるものとして説明する。ランダムアクセスプリアンブルは、ＰＲＡＣＨで送信される。
　非地上局２０の制御部２３は、ランダムアクセスプリアンブルを受信すると、それに対するランダムアクセス応答（Msg2：Random　Access　Response）を通信装置５０に送信する。このランダムアクセス応答は、例えばＰＤＳＣＨを用いて送信される。通信装置５０内の制御部５５は、基地局から送信されたランダムアクセス応答（Msg2）を受信する（ステップＳ２０２）。ランダムアクセス応答には、基地局が受信できた１又は複数のランダムアクセスプリアンブルや、当該ランダムアクセスプリアンブルに対応するＵＬ（Up　Link）のリソース（以下、上りリンクグラントという。）が含まれる。また、ランダムアクセス応答には、基地局が通信装置５０に一時的に割り当てた通信装置５０に固有の識別子であるＴＣ－ＲＮＴＩ（Temporary　Cell　Radio　Network　Temporary　Identifier）が含まれる。
　通信装置５０の制御部５５は、基地局からランダムアクセス応答を受信すると、その受信情報にステップＳ２０１で送信したランダムアクセスプリアンブルが含まれるか否かを判別する。ランダムアクセスプリアンブルが含まれる場合、制御部５５は、当該ランダムアクセス応答に含まれる上りリンクグラントの中から、ステップＳ２０１で送信したランダムアクセスプリアンブルに対応する上りリンクグラントを抽出する。そして、制御部５５は、抽出した上りリンクグラントによってスケジュールされたリソースを使って、ＵＬのメッセージ（Msg3：Scheduled　Transmission）の送信を行なう（ステップＳ２０３）。メッセージ（Msg3）の送信は、ＰＵＳＣＨを使って行われる。メッセージ（Msg3）には、ＲＲＣ(Radio　Resource　Control)接続要求のためのＲＲＣメッセージが含まれる。また、メッセージ（Msg3）には通信装置５０の識別子が含まれる。
　コンテンションベースランダムアクセス手続きでは、通信装置５０がランダムに選択したランダムアクセスプリアンブルが手続きに用いられる。そのため、通信装置５０がランダムアクセスプリアンブルを送信すると同時に、他の通信装置５０が同じランダムアクセスプリアンブルを非地上局２０に送信してしまう場合が起こり得る。そこで、非地上局２０の制御部２３は、ステップＳ２０３で通信装置５０が送信した識別子を受信することで、どの通信装置５０間でプリアンブルの競合が発生したかを認識して競合解決する。制御部２３は、競合解決により選択した通信装置５０に対して、競合解決（Msg4：Contention　Resolution）を送信する。競合解決（Msg4）には、ステップＳ２０３で制御部５５が送信した識別子が含まれる。また、競合解決（Msg4）には、ＲＲＣ接続セットアップのＲＲＣメッセージが含まれる。制御部５５は、基地局から送信された競合解決のメッセージ（Msg4）を受信する（ステップＳ２０４）。
　通信装置５０の制御部５５は、ステップＳ２０３で送信した識別子とステップＳ２０４で受信した識別子とを比較する。識別子が一致しない場合、制御部５５は、ステップＳ２０１からランダムアクセス手続をやり直す。識別子が一致する場合、制御部５５は、ＲＲＣ接続動作を行い、アイドル状態（RRC_IDLE）から接続状態（RRC_CONNECTED）に遷移する。制御部５５はステップＳ２０２で取得したＴＣ－ＲＮＴＩをＣ－ＲＮＴＩ（Cell　Radio　Network　Temporary　Identifier）として以後の通信で使用する。接続状態に遷移した後、制御部５５は、ＲＲＣ接続セットアップ完了のＲＲＣメッセージを基地局に送信する。ＲＲＣ接続セットアップ完了のメッセージはメッセージ５とも称される。この一連の動作によって、通信装置５０は、基地局と接続する。
　なお、図１１に示したコンテンションベースランダムアクセス手続きは、４ステップのランダムアクセス手続きである。しかしながら、通信システム１は、コンテンションベースランダムアクセス手続きとして、２ステップのランダムアクセス手続をサポートすることも可能である。例えば、通信装置５０の制御部５５は、ランダムアクセスプリアンブルの送信とともに、ステップＳ２０３で示したメッセージ（Msg3）の送信も行う。そして、非地上局２０の制御部２３がそれらの応答としてランダムアクセス応答（Msg2）及び競合解決（Msg4）の送信を行う。２ステップでランダムアクセス手続が完了するので、通信装置５０は非地上局２０に素早く接続できる。
〔非コンテンションベースランダムアクセス手続き〕
　次に、非コンテンションベースランダムアクセス手続きについて説明する。非コンテンションベースランダムアクセス手続きは、基地局主導で行われるランダムアクセス手続きである。図１２は、非コンテンションベースランダムアクセス手続きを示すシーケンス図である。非コンテンションベースランダムアクセス手続きは、基地局からのランダムアクセスプリアンブル割り当ての送信から始まる３ステップの手続きである。非コンテンションベースランダムアクセス手続きには、ランダムアクセスプリアンブル割り当て（Msg0）の受信、ランダムアクセスプリアンブル（Msg1）の送信、ランダムアクセス応答（Msg2）の受信の工程が含まれる。なお、以下のランダムアクセス手続きの説明では、基地局は非地上局２０であるものとするが、基地局は地上局３０であってもよい。
　コンテンションベースランダムアクセス手続きでは、通信装置５０の制御部５５がプリアンブル系列をランダムに選択した。しかし、非コンテンションベースランダムアクセス手続きでは、非地上局２０が、通信装置５０に個別のランダムアクセスプリアンブルを割り当てる。通信装置５０の制御部５５は、非地上局２０から、ランダムアクセスプリアンブルの割り当て（Msg0：RA　Preamble　Assignment）を受信する（ステップＳ３０１）。
　通信装置５０の制御部５５は、ステップＳ３０１で割り当てられたランダムアクセスプリアンブルを用いて、非地上局２０に対してランダムアクセスを実行する。すなわち、通信装置５０の制御部５５は、割り当てられたランダムアクセスプリアンブル（Msg1：Random　Access　Preamble）をＰＲＡＣＨにて非地上局２０に送信する（ステップＳ３０２）。
　非地上局２０の制御部２３は、ランダムアクセスプリアンブル（Msg1）を通信装置５０から受信する。そして、制御部２３は、当該ランダムアクセスプリアンブルに対するランダムアクセス応答（Msg2：Random　Access　Response）を通信装置５０に送信する（ステップＳ３０３）。ランダムアクセス応答には、例えば、受信したランダムアクセスプリアンブルに対応する上りリンクグラントの情報が含まれる。通信装置５０の制御部５５は、ランダムアクセス応答（Msg2）を受信すると、ＲＲＣ接続動作を行い、アイドル状態（RRC_IDLE）から接続状態（RRC_CONNECTED）に遷移する。
　このように、非コンテンションベースランダムアクセス手続きでは、基地局がランダムアクセスプリアンブルをスケジュールするので、プリアンブルの衝突が起こり辛い。
〔ＮＲのランダムアクセス手続きの詳細〕
　以上、通信システム１がサポートするＲＡＴがＬＴＥであることを想定したランダムアクセス手続きについて説明した。なお、上記のランダムアクセス手続きはＬＴＥ以外のＲＡＴにも適用可能である。以下、通信システム１がサポートするＲＡＴがＮＲであることを想定したランダムアクセス手続きについて詳細に述べる。なお、以下の説明では、図１１又は図１２に示したMsg1からMsg4に関する４つのステップをそれぞれ詳細に説明する。Msg1のステップは、図１１に示すステップＳ２０１、図１２に示すステップＳ３０２に対応する。Msg2のステップは、図１１に示すステップＳ２０２、図１２に示すステップＳ３０３に対応する。Msg3のステップは、図１１に示すステップＳ２０３に対応する。Msg4のステップは、図１１に示すステップＳ２０４に対応する。
〔ＮＲのランダムアクセスプリアンブル（Msg1）〕
　ＮＲでは、ＰＲＡＣＨはＮＲ－ＰＲＡＣＨ(NR　Physical　Random　Access　Channel)と呼ばれる。ＮＲ－ＰＲＡＣＨは、Zadoff-Chu系列又はM系列を用いて構成される。ＮＲでは、ＮＲ－ＰＲＡＣＨのフォーマットとして、複数のプリアンブルフォーマットが規定される。プリアンブルフォーマットは、ＰＲＡＣＨのサブキャリア間隔、送信帯域幅、系列長、送信に用いられるシンボル数、送信繰り返し数、ＣＰ（Cyclic　Prefix）長、ガードピリオド長等のパラメータの組み合わせで規定される。なお、プリアンブルフォーマットによって、ＮＲ－ＰＲＡＣＨの送信に用いられる系列のタイプ（Zadoff-Chu系列又はM系列）が指定されることがある。ＮＲ－ＰＲＡＣＨのプリアンブル系列の種類は、番号付けされている。プリアンブル系列の種類の番号は、プリアンブルインデックスと呼称される。
　ＮＲでは、アイドル状態の通信装置５０に対して、システム情報によってＮＲ－ＰＲＡＣＨに関する設定がなされる。さらに、接続状態の通信装置５０に対して、専用ＲＲＣシグナリングによってＮＲ－ＰＲＡＣＨに関する設定がなされる。
　通信装置５０の制御部５５は、ＮＲ－ＰＲＡＣＨが送信可能な物理リソース（ＮＲ－ＰＲＡＣＨオケージョン（Occasion））を使ってＮＲ－ＰＲＡＣＨを送信する。物理リソースは、ＮＲ－ＰＲＡＣＨに関する設定によって指示される。通信装置５０の制御部５５は、物理リソースのうちの何れかを選択して、ＮＲ－ＰＲＡＣＨを送信する。さらに、通信装置５０が接続状態にある場合、制御部５５は、ＮＲ－ＰＲＡＣＨリソースを用いてＮＲ－ＰＲＡＣＨを送信する。ＮＲ－ＰＲＡＣＨリソースは、ＮＲ－ＰＲＡＣＨプリアンブル及びその物理リソースの組み合わせである。基地局は、ＮＲ－ＰＲＡＣＨリソースを通信装置５０に対して指示することができる。このとき、基地局は非地上局２０であってもよいし、地上局３０であってもよい。以下のＮＲのランダムアクセス手続きの説明では、基地局は非地上局２０であるものとして説明する。
　なお、ＮＲ－ＰＲＡＣＨは、ランダムアクセス手続きが失敗した際にも送信される。通信装置５０の制御部５５は、ＮＲ－ＰＲＡＣＨを再送する際に、バックオフの値（バックオフインディケータ、ＢＩ）から算出される待機期間、ＮＲ－ＰＲＡＣＨの送信を待機する。なお、バックオフの値は、通信装置５０の端末カテゴリや発生したトラフィックの優先度によって異なってもよい。その際、バックオフの値は複数通知され、通信装置５０が優先度によって用いるバックオフの値を選択する。また、ＮＲ－ＰＲＡＣＨの再送を行う際に、通信装置５０は、ＮＲ－ＰＲＡＣＨの送信電力を初送と比較して上げる。この手続きは、パワーランピング（Power　Ramping）と呼称される。
〔ＮＲのランダムアクセス応答（Msg2）〕
　ＮＲのランダムアクセス応答は、ＮＲ－ＰＤＳＣＨ（NR　Physical　Downlink　Shared　Channel）を使って送信される。ランダムアクセス応答を含むＮＲ－ＰＤＳＣＨは、ＲＡ－ＲＮＴＩによってＣＲＣ（Cyclic　Redundancy　Check）がスクランブルされたＮＲ－ＰＤＣＣＨ（NR　Physical　Downlink　Control　Channel）によってスケジュールされる。ＮＲ－ＰＤＣＣＨは、共通制御サブバンドで送信される。ＮＲ－ＰＤＣＣＨは、ＣＳＳ（Common　Search　Space）に配置される。なお、ＲＡ－ＲＮＴＩ（Random　Access　Radio　Network　Temporary　Identifier）の値は、そのランダムアクセス応答に対応するＮＲ－ＰＲＡＣＨの送信リソースに基づいて決定される。ＮＲ－ＰＲＡＣＨの送信リソースは、例えば、時間リソース（スロット又はサブフレーム）、及び、周波数リソース（リソースブロック）である。なお、ＮＲ－ＰＤＣＣＨは、ランダムアクセス応答に紐づくＮＲ－ＰＲＡＣＨに対応付けられたサーチスペースに配置されてもよい。具体的には、ＮＲ－ＰＤＣＣＨが配置されるサーチスペースは、ＮＲ－ＰＲＡＣＨのプリアンブル及び／又はＮＲ－ＰＲＡＣＨが送信された物理リソースに関連付けられて設定される。ＮＲ－ＰＤＣＣＨが配置されるサーチスペースは、プリアンブルインデックス、及び／又は、物理リソースのインデックスに関連付けられて設定される。ＮＲ－ＰＤＣＣＨは、ＮＲ－ＳＳ（NR　Synchronization　signal）とＱＣＬ（Quasi　co-location）である。
　ＮＲのランダムアクセス応答は、ＭＡＣ（Medium　Access　Control）の情報である。ＮＲのランダムアクセス応答には、少なくとも、ＮＲのメッセージ３を送信するための上りリンクグラント、上りリンクのフレーム同期を調整するために用いられるタイミングアドバンスの値、ＴＣ－ＲＮＴＩの値、が含まれる。また、ＮＲのランダムアクセス応答には、そのランダムアクセス応答に対応するＮＲ－ＰＲＡＣＨ送信に用いられたＰＲＡＣＨインデックスが含まれる。また、ＮＲのランダムアクセス応答には、ＰＲＡＣＨの送信の待機に用いられるバックオフに関する情報が含まれる。
　非地上局２０の制御部２３は、ランダムアクセス応答をＮＲ－ＰＤＳＣＨで送信する。通信装置５０の制御部５５は、ランダムアクセス応答に含まれる情報から、ランダムアクセスプリアンブルの送信が成功したか否かの判断を行う。ランダムアクセスプリアンブルの送信が失敗したと判断した場合、制御部５５は、ランダムアクセス応答に含まれる情報に従ってＮＲのメッセージ３（Msg3）の送信処理を行う。一方、ランダムアクセスプリアンブルの送信が失敗した場合、制御部５５は、ランダムアクセス手続きが失敗したと判断し、ＮＲ－ＰＲＡＣＨの再送処理を行う。
　なお、ＮＲのランダムアクセス応答には、ＮＲのメッセージ３（Msg3）を送信するための上りリンクグラントが複数含まれていてもよい。通信装置５０の制御部５５は、複数の上りリンクグラントからメッセージ３（Msg3）を送信するリソースを１つ選択することができる。これにより、異なる通信装置５０で、同じＮＲのランダムアクセス応答を受信した場合における、ＮＲのメッセージ３（Msg3）送信の衝突を緩和することができる。結果として、通信システム１は、より安定的なランダムアクセス手続きを提供することができる。
〔ＮＲのメッセージ３（Msg3）〕
　ＮＲのメッセージ３（Msg3）は、ＮＲ－ＰＵＳＣＨ（NR　Physical　Uplink　Shared　Channel）によって送信される。ＮＲ－ＰＵＳＣＨは、ランダムアクセス応答によって指示されたリソースを用いて送信される。ＮＲのメッセージ３には、ＲＲＣ接続要求メッセージが含まれる。ＮＲ－ＰＵＳＣＨのフォーマットは、システム情報に含まれるパラメータによって指示される。例えば、パラメータにより、ＮＲ－ＰＵＳＣＨのフォーマットとして、ＯＦＤＭ（Orthogonal　Frequency　Division　Multiplexing）及びＤＦＴ－ｓ－ＯＦＤＭ（Discrete　Fourier　Transform　Spread　OFDM）の何れを使用するか決定される。
　ＮＲのメッセージ３を正常に受信した場合、非地上局２０の制御部２３は、競合解決（Msg4）の送信処理に移行する。一方、ＮＲのメッセージ３を正常に受信できなかった場合、制御部２３は、少なくとも所定の期間、再度ＮＲのメッセージ３の受信を試みる。一例として、制御部２３は、通信装置５０に対して、メッセージ３の再送の指示を行う。このとき、制御部２３は、メッセージ３の送信を指示したリソースから所定数のスロット（又はサブフレーム、無線フレーム）後の下りリンクリソースを用いて、メッセージ３の再送の指示を送信する。
　メッセージ３の再送及び送信リソースの指示の一例として、ランダムアクセス応答の再送による指示が挙げられる。再送されるランダムアクセス応答を含むＮＲ－ＰＤＳＣＨは、ＲＡ－ＲＮＴＩによってＣＲＣがスクランブルされたＮＲ－ＰＤＣＣＨによってスケジュールされる。ＲＡ－ＲＮＴＩの値には、初送で用いられたＲＡ－ＲＮＴＩの値と同じ値が用いられる。すなわち、そのランダムアクセス応答に対応するＮＲ－ＰＲＡＣＨの送信リソースに基づいて決定される。又は、ＲＡ－ＲＮＴＩの値は、ＮＲ－ＰＲＡＣＨの送信リソースに加えて初送と再送を識別する情報に基づいて決定される。ＮＲ－ＰＤＣＣＨは、ＣＳＳ（共通サーチスペース）に配置される。
　又は、その再送されるランダムアクセス応答を含むＮＲ－ＰＤＳＣＨは、初送で送信されたランダムアクセス応答に含まれるＴＣ－ＲＮＴＩ又はＣ－ＲＮＴＩによってＣＲＣがスクランブルされたＮＲ－ＰＤＣＣＨによってスケジュールされる。
　メッセージ３の再送の指示及び送信リソースの別の一例として、メッセージ３の再送の指示に用いられるＮＲ－ＰＤＣＣＨによる指示が挙げられる。そのＮＲ－ＰＤＣＣＨは、上りリンクグラントである。そのＮＲ－ＰＤＣＣＨのＤＣＩ（Downlink　Control　Information）によって、メッセージ３の再送のリソースが指示される。通信装置５０の制御部５５は、その上りリンクグラントの指示に基づいて、メッセージ３の再送を行う。
　ＮＲのメッセージ３を正常に受信できなかった後の処理の具体例として、非地上局２０の制御部２３が、事前に指示した再送用リソースにおいてメッセージ３の受信を試みることが挙げられる。通信装置５０の制御部５５は、所定期間内にメッセージ３の送信後に非地上局２０から競合解決が送信されなかった場合、その事前に指示された再送用リソースを用いて、メッセージ３を含んだＮＲ－ＰＵＳＣＨを送信する。
　又は、通信装置５０の制御部５５は、メッセージ３に対する否定応答（NACK）を受信した場合、その否定応答に対応する、事前に指示された再送用リソースを用いて、メッセージ３を含んだＮＲ－ＰＵＳＣＨを送信する。「事前に指示された再送用リソース」の情報は、例えば、システム情報、又は、ランダムアクセス応答に含まれる。
　なお、ＮＲのメッセージ３の再送回数が所定回を超えた場合、又は、所定の期間内にＮＲの競合解決の受信が成功しなかった場合、通信装置５０の制御部５５は、ランダムアクセス手続きが失敗したとみなし、ＮＲ－ＰＲＡＣＨの再送処理を行う。なお、ＮＲのメッセージ３の再送に用いられる通信装置５０の送信ビームは、そのメッセージ３の初送に用いられた通信装置５０の送信ビームと異なってもよい。なお、所定期間のうちに、ＮＲの競合解決及びメッセージ３の再送の指示の何れも受信できなかった場合、通信装置５０の制御部５５は、ランダムアクセス手続きが失敗したとみなし、ＮＲ－ＰＲＡＣＨの再送処理を行う。その所定期間は、例えば、システム情報によって設定される。
〔ＮＲの競合解決（Msg4）〕
　ＮＲの競合解決は、ＮＲ－ＰＤＳＣＨを使って送信される。競合解決を含むＮＲ－ＰＤＳＣＨは、ＴＣ－ＲＮＴＩ又はＣ－ＲＮＴＩによってＣＲＣがスクランブルされたＮＲ－ＰＤＣＣＨによってスケジュールされる。ＮＲ－ＰＤＣＣＨは、共通制御サブバンドで送信される。ＮＲ－ＰＤＣＣＨは、ＵＳＳ（User　equipment　specific　Search　Space）に配置される。なお、ＮＲ－ＰＤＣＣＨは、ＣＳＳに配置されてもよい。
　通信装置５０の制御部５５は、競合解決を含むＮＲ－ＰＤＳＣＨを正常に受信した場合、非地上局２０に対して肯定応答（ACK）を送信する。以降、通信装置５０は、ランダムアクセス手続きが成功したとみなし、接続状態（RRC_CONNECTED）に移行する。一方、通信装置５０からＮＲ－ＰＤＳＣＨに対する否定応答（NACK）を受信した場合、又は、無応答であった場合、非地上局２０の制御部２３は、その競合解決を含むＮＲ－ＰＤＳＣＨを再送する。通信装置５０の制御部５５は、所定期間のうちにＮＲの競合解決（Msg4）を受信できなかった場合、ランダムアクセス手続きが失敗したとみなし、ランダムアクセスプリアンブル（Msg1）の再送処理を行う。
　また、ランダムアクセス手続きが成功した通信装置５０は、接続状態（RRC_CONNECTED）に遷移する。尚、通信システム１では、通信装置５０や基地局の移動に伴い、接続状態の通信装置５０であっても、接続先の基地局の切り替え、例えば、ハンドオーバが行われる。
[２－８．切替処理の必要性]
　しかしながら、例えば、アイドル状態の通信装置５０は、接続先の基地局を検出し、接続先の基地局が地上局３０か非地上局２０かを判定できないと、接続先の基地局との間の無線通信が失敗する。また、通信装置５０は、接続先の基地局が非地上局２０と判定できた場合でも、非地上局２０用の通信制御を設定できず、接続先の基地局との間の無線通信に失敗する。そこで、本開示では、通信装置５０側で接続先の基地局に応じた通信制御を実行する方法が求められている。
[２－９．通信装置の機能構成]
　図１３は、通信装置５０内の記憶部５２及び制御部５５の構成例を示す図である。記憶部５２は、各種情報を記憶する領域である。記憶部５２は、例えば、接続先の基地局が地上局３０又は非地上局２０であるかを判定するための判別情報５２１を記憶する領域である。制御部５５は、取得部５５１と、判定部５５２と、通信制御部５５３とを有する。制御部５５を構成する各ブロック（取得部５５１、判定部５５２及び通信制御部５５３）はそれぞれ制御部５５の機能を示す機能ブロックである。これら機能ブロックはソフトウェアブロックであってもよいし、ハードウェアブロックであってもよい。例えば、上述の機能ブロックが、それぞれ、ソフトウェア（マイクロプログラムを含む。）で実現される１つのソフトウェアモジュールであってもよいし、半導体チップ（ダイ）上の１つの回路ブロックであってもよい。勿論、各機能ブロックがそれぞれ１つのプロセッサ又は１つの集積回路であってもよい。機能ブロックの構成方法は任意である。尚、制御部５５は上述の機能ブロックとは異なる機能単位で構成されていてもよい。
　取得部５５１は、接続先の基地局から判別情報を取得する。尚、接続先の基地局は、例えば、通信装置５０との通信を開始する初期接続処理開始前の非地上局２０や地上局３０等である。また、情報は、例えば、接続先の基地局と通信装置５０との間の無線通信に使用する無線通信帯域である。尚、取得部５５１は、接続先の基地局から情報を取得する場合を例示したが、非地上局２０又は地上局３０用の無線通信帯域等の識別情報を記憶部５２に事前に記憶しておいても良い。判定部５５２は、取得した情報に基づき、接続先の基地局が非地上局２０又は地上局３０であるかを判定する。
　通信制御部５５３は、接続先の基地局が地上局３０と判定された場合に、地上局３０用の通信制御を実行する。尚、地上局３０用の通信制御とは、通信装置５０が地上局３０と無線通信する際の通信パラメータを使用した通信制御である。通信制御部５５３は、接続先の基地局が非地上局２０と判定された場合に、非地上局２０用の通信制御を実行する。尚、非地上局２０用の通信制御とは、通信装置５０が非地上局２０と無線通信する際の通信パラメータを使用した通信制御である。通信制御部５５３は、接続先の基地局から取得した判別情報に基づき、通信パラメータを設定し、設定後の通信パラメータに基づき、通信制御を実行する。また、通信制御部５５３は、接続先の基地局から取得した判別情報に基づき、通信パラメータを設定する場合を例示した。しかしながら、通信制御部５５３は、地上局３０又は非地上局２０用の通信パラメータを記憶部５２に記憶しておき、記憶部５２に記憶中の通信パラメータを設定しても良く、適宜変更可能である。
〔判定部〕
　次に判定部５５２の詳細について説明する。判定部５５２は、アイドル状態から接続先の基地局との初期アクセス時に接続先の基地局が地上局３０又は非地上局２０であるかを判定する。尚、判定部５５２は、アイドル状態から初期アクセス時の場合を例示するが、例えば、初期アクセス以降の通信中の基地局から異なる基地局に切替えるハンドオーバ時の場合にも適用可能である。判定部５５２は、接続先の基地局の判別情報として、例えば、接続先の基地局が使用する無線通信の使用帯域を使用する。尚、説明の便宜上、非地上局２０の無線通信の使用帯域は、例えば、Ｓバンド（２～４ＧＨｚ帯）及びＫａバンド（２７～４０ＧＨｚ帯）等とし、地上局３０の無線通信の使用帯域は、例えば、ＳバンドやＫａバンド以外の帯域として事前に定義しておく。従って、無線通信の使用帯域は、接続先の基地局が地上局３０又は非地上局２０であるかを判別できる情報となる。判定部５５２は、接続先の基地局の無線通信の使用帯域が非地上局２０用の無線通信の使用帯域の場合、接続先の基地局が非地上局２０であると判定する。また、判定部５５２は、接続先の基地局の無線通信の使用帯域が非地上局２０用の無線通信の使用帯域以外の場合、接続先の基地局が地上局３０であると判定する。
　尚、説明の便宜上、非地上局２０の無線通信の使用帯域として、例えば、Ｓバンド及びＫａバンドを例示した。しかしながら、これらの帯域に限定されるものではなく、Ｓバンド又はＫａバンドの一部の帯域や、Ｓバンド又はＫａバンドと異なる帯域であっても良く、適宜変更可能である。
　また、判定部５５２は、非地上局２０の判別情報として無線通信の使用帯域を使用して接続先の基地局が非地上局２０又は地上局３０であるかを判定する場合を例示した。しかしながら、無線通信の使用帯域のみに限定されるものではなく、例えば、無線通信の使用帯域の代わりに同期信号（ＳＳ：Synchronization　Signal）を使用しても良く、適宜変更可能である。
　取得部５５１は、接続先の基地局からＳＳを取得する。ＳＳは、例えば、セルサーチに使用する同期信号であって、基地局のセルの物理ＩＤと紐付されているため、接続先の基地局が地上局３０又は非地上局２０であるかを判別できる情報である。しかも、非地上局２０のＳＳは、地上局３０のＳＳで使用するサブキャリア間隔（Subcarrier　spacing）と異なる。例えば、非地上局２０のＳＳのサブキャリア間隔は、地上局３０のＳＳのサブキャリア間隔に比較して広い。ＮＲの仕様として、例えば、地上局３０の無線通信帯域が６ＧＨｚ以下の場合、サブキャリア間隔は１５ｋＨｚ又は３０ｋＨｚ、地上局３０の無線通信帯域が６ＧＨｚを超える場合、サブキャリア間隔は１２０ｋＨｚ又は２４０ｋＨｚと定義している。これに対して、非地上局２０の無線通信帯域が６ＧＨｚ以下の場合、サブキャリア間隔を、例えば、１２０ｋＨｚ、２４０ｋＨｚ又は４８０ｋＨｚと定義する。つまり、非地上局２０のＳＳの無線通信帯域毎のサブキャリア間隔は、地上局３０のＳＳの無線通信帯域毎のサブキャリア間隔と異なるように定義する。その結果、判定部５５２は、ＳＳの無線通信帯域毎のサブキャリア間隔を参照することで、接続先の基地局が非地上局２０又は地上局３０であるかを判定できる。
　判定部５５２は、接続先の基地局から取得したＳＳが非地上局２０のＳＳの場合、接続先の基地局が非地上局２０であると判定する。また、判定部５５２は、接続先の基地局から取得したＳＳが地上局３０のＳＳの場合、接続先の基地局が地上局３０であると判定する。
　尚、説明の便宜上、判定部５５２は、判別情報として無線通信帯域毎のサブキャリア間隔が異なるＳＳを使用して地上局３０又は非地上局２０を判定する場合を例示した。しかしながら、このＳＳの代わりにリソースマッピング（Resource　Mapping）のＳＳを使用しても良く、適宜変更可能である。リソースマッピング内には、ＰＳＳ（Primary　Synchronization　Signal）と、ＳＳＳ(Secondary　Synchronization　Signal)とが配置されている。ＰＳＳは、例えば、セルサーチに使用するタイミング同期やローカルＩＤを検出する主同期信号、ＳＳＳは、例えば、セルサーチに使用するフレーム同期やセルグループＩＤを検出する副同期信号である。非地上局２０用のリソースマッピング内のＰＳＳ及びＳＳＳの配置構成は、地上局３０用のリソースマッピング内のＰＳＳ及びＳＳＳの配置構成と異なるように定義する。従って、リソースマッピングのＳＳは、接続先の基地局が地上局３０又は非地上局２０であるかを判別できる情報である。判定部５５２は、リソースマッピング内のＳＳを参照し、接続先の基地局が地上局３０又は非地上局２０であるかを判定する。
　また、判定部５５２は、サブキャリア間隔が異なるＳＳを使用して接続先の基地局が地上局３０又は非地上局２０であると判定する場合を例示した。しかしながら、例えば、Ｍ系列（M-sequence）やＺＣ（Zadoff-Chu）系列等のシーケンスが異なるＳＳを代用しても良く、適宜変更可能である。例えば、地上局３０のＳＳ内のＰＳＳを第１のＺＣ系列、ＳＳＳを第１のＭ系列で構成し、非地上局２０内のＳＳ内のＰＳＳを第１のＺＣ系列とは異なる第２のＺＣ系列、ＳＳＳを第１のＭ系列と異なる第２のＭ系列で構成する。従って、非地上局２０のＳＳ内のシーケンスは、地上局３０のＳＳ内のシーケンスと異なるように定義する。従って、ＳＳ内のシーケンスは、接続先の基地局が地上局３０又は非地上局２０であるかを判別できる情報である。判定部５５２は、シーケンスが異なるＳＳを参照し、接続先の基地局が地上局３０又は非地上局２０であるかを判定する。
　また、判定部５５２は、非地上局２０の判別情報として無線通信の使用帯域を使用して接続先の基地局が非地上局２０又は地上局３０であるかを判定する場合を例示した。しかしながら、判別情報として無線通信の使用帯域に限定されるものではなく、例えば、無線通信の使用帯域の代わりにＳＩＢを使用しても良く、適宜変更可能である。
　取得部５５１は、接続先の基地局からのＳＩＢを取得する。ＳＩＢは、接続先の基地局のセル内で通信を確立するための情報である。非地上局２０用のＳＩＢｘｘは、地上局３０用のＳＩＢと異なるように定義する。従って、ＳＩＢは、接続先の基地局が地上局３０又は非地上局２０であるかを判別できる情報である。
　判定部５５２は、接続先の基地局から取得したＳＩＢが非地上局２０用のＳＩＢｘｘの場合、接続先の基地局が非地上局２０であると判定する。また、判定部５５２は、接続先の基地局から取得したＳＩＢが地上局３０用のＳＩＢの場合、接続先の基地局が地上局３０であると判定する。また、通信制御部５５３は、接続先の基地局からＳＩＢｘｘを受信した場合、ＳＩＢｘｘを使用して非地上局２０との間の接続を試みる。
　また、非地上局２０用のＳＩＢｘｘは、地上局３０用のＳＩＢと全く異なる場合を例示したが、地上局３０用のＳＩＢに非地上局２０用の情報を追加して定義しても良く、適宜変更可能である。非地上局２０用のＳＩＢｘｘは、地上局３０用のＳＩＢに、例えば、非地上局２０用の追加情報を追加する。追加情報としては、非地上局２０のフラグ、ＲＡＣＨ(Random　Access　Channel)　設定（RACH　configuration）、測定設定（Measurement　configuration）、信号波形（Waveform）や変調方式（Modulation）等がある。判定部５５２は、ＳＩＢ内の追加情報を参照し、接続先の基地局が非地上局２０又は地上局３０であるかを判定する。この場合、通信制御部５５３は、接続先の基地局からＳＩＢｘｘを受信した場合、ＳＩＢｘｘ内の非地上局２０用の追加情報を参照し、非地上局２０との間の接続を試みる。
　また、判定部５５２は、判別情報として、例えば、無線通信の使用帯域の代わりにセルＩＤ（Cell　ID）を使用して接続先の基地局が地上局３０又は非地上局２０であるかを判定しても良く、適宜変更可能である。
　取得部５５１は、接続先の基地局からのセルＩＤを取得する。非地上局２０のセルＩＤは、地上局３０のセルＩＤと異なるように定義する。従って、セルＩＤは、接続先の基地局が地上局３０又は非地上局２０であるかを判別できる情報である。判定部５５２は、接続先の基地局から取得したセルＩＤが非地上局２０のセルＩＤの場合、接続先の基地局が非地上局２０であると判定する。また、判定部５５２は、接続先の基地局から取得したセルＩＤが地上局３０のセルＩＤの場合、接続先の基地局が地上局３０であると判定する。
　尚、説明の便宜上、判定部５５２は、接続先の基地局の無線通信帯域を参照し、無線通信帯域がＳバンド又はＫａバンドの場合に接続先の基地局が非地上局２０であると判定する場合を例示した。しかしながら、判定部５５２は、接続先の無線通信帯域がＳバンドの場合でも、例えば、ＳＳ、ＳＩＢ及びセルＩＤを順次参照し、これらのＳＳ、ＳＩＢ又はセルＩＤの何れかで接続先の基地局が非地上局２０であるかを判定しても良く、適宜変更可能である。
〔取得部〕
　次に取得部５５１の詳細について説明する。取得部５５１は、接続先の基地局が非地上局２０であると判定された場合に非地上局２０に関する情報を取得する。非地上局２０に関する情報は、非地上局２０の高度に関する情報、非地上局２０の移動速度に関する情報、非地上局２０の周回軌道に関する情報、非地上局２０の移動経路に関する情報、非地上局２０の種類に関する情報や制御切替えに必要な構成情報等である。尚、取得部５５１は、非地上局２０に関する情報を非地上局２０である接続先の基地局から取得する。また、取得部５５１は、接続先の基地局の使用帯域を事前に記憶部５２に記憶しているため、その使用帯域を記憶部５２から取得しても良い。
　非地上局２０の高度に関する情報とは、例えば、非地上局２０が上空で位置する高度に関する情報である。高度に関する情報とは、例えば、高度の絶対値、高度に対応するインデックス、例えば、ＧＥＯ衛星、Ｎｏｎ－ＧＥＯ衛星、ＭＥＯ衛星やＬＥＯ衛星等の非地上局２０の種別情報や、例えば、人工衛星やドローン等の非地上局２０の種別情報等を含む情報である。ＧＥＯ衛星の基地局は地球を周回する人工衛星等の基地局、ＬＥＯの基地局は地球を低軌道で周回する人工衛星等の基地局、ＭＥＯの基地局は、ＧＥＯとＬＥＯとの間で地球を中軌道で周回する人工衛星等の基地局である。
　非地上局２０の移動速度に関する情報とは、例えば、非地上局２０が移動する速度の情報である。移動速度に関する情報とは、例えば、移動速度の絶対値、移動速度に対応するインデックス、静止又は移動しているかを示す情報や、移動経路や移動時間等の情報等を含む情報である。非地上局２０の周回軌道に関する情報とは、例えば、非地上局２０が地球上を周回する軌道の情報である。周回軌道に関する情報とは、例えば、周回軌道の絶対値、周回軌道に対応するインデックス、地上に対して所定の指向性を有する衛星の傾斜角等の情報等を含む情報である。
　非地上局２０の移動経路に関する情報とは、例えば、非地上局２０が移動する経路の情報である。移動経路に関する情報には、非地上局２０が移動する移動経路のマップや、非地上局２０が規則的又は非規則的に移動するか否かを識別する情報等を含む情報である。非地上局２０の種類に関する情報とは、例えば、ＧＥＯ、Ｎｏｎ－ＧＥＯ、ＭＥＯ、ＬＥＯ、ドローン、飛行機、気球等の基地局の種別情報や、非地上局２０のサイズや送信可能電力量等の情報である。制御切替に必要な構成情報とは、例えば、非地上局用のＲＡＣＨ設定や、測定設定等の情報である。
　尚、前述した判定部５５２は、例えば、接続先の基地局の無線通信の使用帯域、ＳＩＢやセルＩＤ等を使用して接続先の基地局が非地上局２０又は地上局３０であるかを判定する場合を例示した。しかしながら、判定部５５２は、接続先の基地局から取得した非地上局２０又は地上局３０に関する情報を使用して、接続先の基地局が非地上局又は地上局であるかを判定しても良く、適宜変更可能である。非地上局２０に関する情報とは、非地上局２０の高度に関する情報、非地上局２０の移動速度に関する情報、非地上局２０の周回軌道に関する情報、非地上局２０の移動経路に関する情報、非地上局２０の種類に関する情報や制御切替えに必要な情報等である。
〔通信制御部〕
　次に通信制御部５５３の詳細について説明する。通信制御部５５３は、取得部５５１にて取得した情報に基づき、非地上局２０又は地上局３０用の通信制御を実行する。尚、通信制御部５５３は、接続先の基地局が地上局３０であると判定された場合、取得部５５１にて取得された情報に基づき、地上局３０用の通信制御に間接的（implicit）に切替えても良い。また、通信制御部５５３は、取得された情報を地上局３０用の通信制御として直接的(Explicit)に切り替えても良い。また、通信制御部５５３は、接続先の基地局が非地上局２０であると判定された場合、取得部５５１にて取得された情報に基づき、非地上局２０用の通信制御に間接的に切替えても良い。また、通信制御部５５３は、取得された情報を非地上局２０用の通信制御として直接的に切り替えても良い。
　通信制御部５５３は、接続先の基地局が地上局３０であると判定された場合、地上局３０の通信制御を実行する。通信制御部５５３は、接続先の基地局が非地上局２０であると判定された場合、非地上局２０の通信制御を実行する。尚、通信制御には、例えば、セル選択（Cell　selection　criteria）、測定設定（Measurement　configuration）、ＲＡＣＨ設定、信号波形（Waveform）、マルチアクセス方式、変調符号方式（ＭＣＳ：Modulation　and　Coding　Scheme）を使用した制御がある。更に、通信制御には、ＣＱＩ（Channel　Quality　Indicator）、ＨＡＲＱ（Hybrid　Automatic　Repeat　request）、電力制御（Power　control）、トラッキングエリア（Tracking　area）やｓｕｂ－ＰＲＢ（Physical　Resource　Block)等を使用した制御がある。
　セル選択は、計算式を使用して通信装置５０がセルを選択する通信制御である。非地上局２０用の計算式は、地上局３０用の計算式と異なる。非地上局２０用の計算式は、地上局３０の計算項の他に、例えば、非地上局２０の種類、非地上局２０の高度、非地上局２０の移動速度及び非地上局２０の周回軌道等の補正項QNTNを追加する。尚、ＮＴＮは非地上ネットワークである。取得部５５１は、接続先の基地局から地上局３０用の計算式又は非地上局２０用の計算式やパラメータ等を取得する。
　非地上局２０用の計算式は、Srxlev>0及びSqual>0の条件の下、Srxlev＝Qrxlevmeas－(Qrxlevmin＋Qrxlevminoffset)－Pcompensation－Qoffsettemp＋QNTNの（数１）と、Squal＝Qqualmeas－(Qqualmin＋Qqualminoffset)－Qoffsettemp＋QNTNの（数２）とで表現できる。尚、Srxlevはセル受信レベル値（Cell　selection　RX　level　value　(dB)）、Squalは、セル品質値（Cell　selection　quality　value　(dB)）である。Qrxlevmeasは、測定結果であるセル受信レベル値（Measured　cell　RX　level　value　(RSRP：Reference　Signal　Received　Power)）である。Qqualmeasは、測定結果であるセル品質値（Measured　cell　selection　quality　value　(RSRQ:Reference　Signal　Received　Quality)である。Qrxlevminは、最小の受信レベル値（Minimum　required　RX　level　in　the　cell　(dBm)）、Qqualminは、最小のセル品質値（Minimum　required　quality　level　in　the　cell　(dB)）である。Qrxlevminoffsetは、セル受信レベル値を考慮した最小の受信レベル値に対するオフセット値を示す第１のオフセット（Offset　to　the　signalled　Qrxlevmin　taken　into　account　in　the　Srxlev　evaluation）である。Qqualminoffsetは、セル品質値を考慮した最小のセル品質値に対するオフセット値を示す第２のオフセット値（Offset　to　the　signalled　Qqualmin　taken　into　account　in　the　Squal　evaluation）である。Pcompensationは、（If　the　UE　supports　the　additionalPmax　in　the　NS-PmaxList,　if　present,　in　SIB1）の情報である。Qoffsettempは、セルに一時的に適用するオフセット値を示す第３のオフセット（Offset　temporarily　applied　to　a　cell　(dB)）である。
　尚、非地上局２０用の計算式としては、数１及び数２に限定されるものではなく、例えば、Srxlev>0、Squal>0及びSNTN>0の条件の下、セル選択値としてSNTN（Cell　selection　value　for　NTN　(dB)）を数１及び数２に追加しても良く、適宜変更可能である。尚、単位はｄＢに限定されるものではない。
　通信制御部５５３は、接続先の基地局が非地上局２０であると判定された場合、非地上局２０用の計算式を使用して非地上局２０用のセル選択等の通信制御を実行する。また、通信制御部５５３は、接続先の基地局が地上局３０であると判定された場合、地上局３０用の計算式を使用して地上局３０用のセル選択等の通信制御を実行する。
　測定設定は、例えば、通信装置５０の受信信号の電波強度を測定する通信制御である。非地上局２０用の測定設定は、地上局３０用の測定設定と異なる。非地上局２０用の測定設定は、例えば、非地上局２０の種類、非地上局２０の高度、非地上局２０の移動速度、非地上局２０の周回軌道等に応じて、地上局３０用の測定設定に使用する測定値の平均化処理を変更する。非地上局２０用の測定設定は、例えば、非地上局２０が低軌道衛星又は中軌道衛星の場合、高速で移動するため、例えば、忘却係数の値を切替えることで、地上局２０用の測定設定に使用する測定値の平均化処理をより短い時間で実施することになる。取得部５５１は、接続先の基地局から地上局３０用の測定設定又は非地上局２０用の測定設定を取得する。
　通信制御部５５３は、接続先の基地局が地上局３０であると判定された場合、地上局３０用の測定設定等の通信制御を実行する。また、通信制御部５５３は、接続先の基地局が非地上局２０であると判定された場合、非地上局２０用の測定設定等の通信制御を実行する。
　ＲＡＣＨ設定は、例えば、通信装置５０が発信時やハンドオーバ等で基地局との通信を確立する場合や再同期を行う場合に実行されるランダムアクセスの通信制御である。非地上局２０用のＲＡＣＨ設定は、地上局３０用のＲＡＣＨ設定と異なる。非地上局２０用のＲＡＣＨ設定は、地上局３０用のＲＡＣＨ設定と全く異なるように、若しくは地上局３０用のＲＡＣＨ設定に補正情報を追加することで定義できる。例えば、非地上局２０のセル範囲は、地上局３０のセル範囲に比べて、非地上局２０の高度に応じて広くなる。しかも、非地上局２０と通信装置５０との間の距離が長くなるため、非地上局２０用のＲＡＣＨ設定は、地上局３０用のＲＡＣＨ設定に比較してガードタイムを長く設定することになる。取得部５５１は、接続先の基地局から地上局３０用のＲＡＣＨ設定又は非地上局２０用のＲＡＣＨ設定を取得する。
　また、非地上局２０用のＲＡＣＨ設定では、ランダムアクセスのプリアンブル数を地上局３０用のＲＡＣＨ設定に比較して多くする。尚、プリアンブルは、通信装置５０がランダムアクセスを実行する際に最初に送信する信号である。通信装置５０は、複数のプリアンブルからランダムに選択したプリアンブルを送信する。また、非地上局２０用のＲＡＣＨ設定では、ランダムアクセスのプリアンブルシーケンス数を地上局３０用のＲＡＣＨ設定に比較して多くする。尚、プリアンブルシーケンスは、通信装置５０がランダムアクセスを実行する際に最初にプリアンブルを送信する際のシーケンスである。また、非地上局２０用のＲＡＣＨ設定は、ランダムアクセスのパワーランピング（Power　Ramping）のステップサイズを地上局３０用のＲＡＣＨ設定に比較して大きくする。尚、パワーランピングのステップサイズは、通信装置５０がランダムアクセスに対するランダム応答を基地局から受信できない場合に送信電力を上げてプリアンブルを再送する際の送信電力のステップサイズである。また、非地上局２０用のＲＡＣＨ設定は、ランダムアクセス応答のウインドウサイズ（Response　Window　Size）を地上局３０用のＲＡＣＨ設定に比較して大きくする。尚、ランダムアクセス応答のウインドウサイズは、通信装置５０が基地局からランダムアクセス応答を受信するまでの監視期間を調整する際のサイズである。
　また、非地上局２０用のＲＡＣＨ設定は、地上局３０用のＲＡＣＨ設定に比較してランダムアクセスのパワーランピングのステップサイズを大きく、又は、ランダムアクセスの応答ウインドウのサイズを大きくする場合を例示した。しかしながら、例えば、非地上局２０がドローン等で地上局３０よりもセル範囲が狭くなる場合も想定される。この場合、非地上局２０用のＲＡＣＨ設定は、パワーランピングのステップサイズや応答ウインドウのサイズを地上局２０用のＲＡＣＨ設定に比較して小さくしても良く、適宜変更可能である。また、同様に、非地上局２０のセル範囲が狭くなくなる場合、非地上局２０用のＲＡＣＨ設定は、ランダムアクセスのプリアンブル数やプリアンブルシーケンス数を地上局２０用のＲＡＣＨ設定に比較して少なくしても良く、適宜変更可能である。
　尚、ＲＡＣＨ設定内のパラメータとして、例えば、ランダムアクセスのプリアンブル数、ランダムアクセスのパワーランピングのステップサイズや、ランダムアクセスの応答ウインドウのサイズを変更する場合を例示した。しかしながら、これらのパラメータに限定されるものではなく、例えば、ランダムアクセスの時間－周波数リソース等のパラメータ等の構成情報を変更しても良く、適宜変更可能である。
　通信制御部５５３は、接続先の基地局が地上局３０であると判定された場合、地上局３０用のＲＡＣＨ設定等の通信制御を実行する。また、通信制御部５５３は、接続先の基地局が非地上局２０であると判定された場合、非地上局２０用のＲＡＣＨ設定等の通信制御を実行する。
　信号波形（Waveform）は、例えば、ＯＦＤＭ（Orthogonal　Frequency　Division　Multiplexing）やＰＡＰＲ（Peak-to-Average　Power　Ratio）特性等の接続先の基地局と通信する際に使用する信号波形である。ＰＡＰＲは、ピーク時の送信電力の大きさを示す指標であって、変調信号の最大送信電力と平均送信電力との比である。ＰＡＰＲを下げることで、通信装置５０の消費電力を軽減できる。例えば、非地上局２０用の信号波形は、地上局３０用の信号波形に比較して、例えば、伝搬距離が長く、ＰＡＰＲが低くなるため、例えば、ＤＦＴ－ｓ－ＯＦＤＭ（DFT-spread-OFDM）等を採用する。また、非地上局２０用の信号波形では、非地上局２０と通信装置５０との間の伝搬距離、非地上局２０の種類、使用周波数帯等に応じて信号波形を切り替えても良く、適宜変更可能である。非地上局２０用の信号波形は、例えば、使用周波数帯がＫａバンドの場合はＯＦＤＭで、Ｓバンドの場合はＤＦＴ－ｓ－ＯＦＤＭ等とする。取得部５５１は、接続先の基地局から地上局３０用の信号波形又は非地上局２０用の信号波形を取得する。
　また、非地上局２０用の信号波形の場合、使用するサブキャリア数が従来のＯＦＤＭと比較して減少するため、ＯＦＤＭよりも大きな受信電力を得るIndex　Modulation（インデックス変調）を使用してもよい。インデックス変調とは、帯域を被変調波で割った変調度である。従って、非地上局２０用の信号波形は、地上局３０用の信号波形と異なるIndex　Modulationとしても良い。
　通信制御部５５３は、接続先の基地局が地上局３０であると判定された場合、地上局３０用の信号波形に切替えて通信制御を実行する。また、通信制御部５５３は、接続先の基地局が非地上局２０であると判定された場合、非地上局２０用の信号波形に切替えて通信制御を実行する。
　非地上局２０用のマルチアクセス方式は、例えば、ドップラーシフトに耐性のあるＦＢＭＣ（Filter　Bank　Multiple　Access）等のサブキャリア間の干渉を低減する、地上局３０用のマルチアクセス方式と異なるマルチアクセス方式等を使用する。取得部５５１は、接続先の基地局から地上局３０用のマルチアクセス方式又は非地上局２０用のマルチアクセス方式を取得する。
　通信制御部５５３は、接続先の基地局が地上局３０であると判定された場合、地上局３０用のマルチアクセス方式に切替えて通信制御を実行する。また、通信制御部５５３は、接続先の基地局が非地上局２０であると判定された場合、非地上局２０用のマルチアクセス方式に切替えて通信制御を実行する。
　ＭＣＳは、変調・符号方式をインデックス化した情報である。通信装置５０が非地上局２０と通信する場合、例えば、非地上局２０と通信装置５０との間の伝搬距離が長く、伝搬損失が大きい場合が想定される。そこで、非地上局２０用のＭＣＳは、例えば、地上局３０用のＭＣＳと比較して、より低い低次変調方式を使用するとか、より低いコードレートを使用するＭＣＳを採用する。取得部５５１は、接続先の基地局から地上局３０用のＭＣＳ又は非地上局２０用のＭＣＳを取得する。
　通信制御部５５３は、接続先の基地局が地上局３０であると判定された場合、地上局３０用のＭＣＳに切替えて通信制御を実行する。また、通信制御部５５３は、接続先の基地局が非地上局２０であると判定された場合、非地上局２０用のＭＣＳに切替えて通信制御を実行する。
　ＣＱＩは、受信品質の測定結果を示すチャネル品質をインデックス化した情報である。非地上局２０用のＣＱＩは、例えば、地上局３０用のＣＱＩと異なるＣＱＩである。取得部５５１は、接続先の基地局から地上局３０用のＣＱＩ又は非地上局２０用のＣＱＩを取得する。通信制御部５５３は、接続先の基地局が地上局３０であると判定された場合、地上局３０用のＱＣＩに切替えて通信制御を実行する。また、通信制御部５５３は、接続先の基地局が非地上局であると判定された場合、非地上局２０用のＱＣＩに切替えて通信制御を実行する。
　また、通信制御部５５３は、地上局３０用のＭＣＳテーブル及びＣＱＩテーブルと、非地上局２０用のＭＣＳテーブル及びＣＱＩテーブルとを準備し、接続先の基地局に応じて地上局３０及び非地上局２０のテーブルを切替えても良く、適宜変更可能である。
　また、通信制御部５５３は、地上局３０用のＭＣＳインデックス及びＣＱＩインデックスを準備する。そして、通信制御部５５３は、接続先の基地局が非地上局２０の場合、地上局３０用の（ＭＣＳ／ＣＱＩインデックス－２）の計算で非地上局２０のＭＣＳ／ＣＱＩインデックスを計算しても良く、適宜変更可能である。
　ＨＡＲＱは、通信経路にエラーが生じた場合に自動的にデータを再送するＡＲＱと、エラー訂正のＦＥＣ（Feedforward　Error　Correct)とを併用した通信制御である。通信装置５０が非地上局２０と通信する場合、例えば、非地上局２０と通信装置５０との間の伝搬遅延が大きく、ＨＡＲＱの送受信に時間がかかる場合が想定される。そこで、非地上局２０用のＨＡＲＱは、地上局３０用のＨＡＲＱの代わりに、例えば、ＨＡＲＱを送信せずにリピート回数を増やして、ＨＡＲＱ－ｌｅｓｓで送信する方法を採用する。取得部５５１は、接続先の基地局から地上局３０用のＨＡＲＱ又は非地上局２０用のＨＡＲＱを取得する。
　通信制御部５５３は、接続先の基地局が地上局３０であると判定された場合、地上局３０用のＨＡＲＱに切替えて通信制御を実行する。また、通信制御部５５３は、接続先の基地局が非地上局２０であると判定された場合、非地上局２０用のＨＡＲＱに切替えて通信制御を実行する。
　送信電力制御（Power　control）は、通信装置５０の送信電力の通信制御である。通信装置５０が非地上局２０と通信する場合、例えば、非地上局２０の移動速度が高速、かつ、非地上局２０と通信装置５０との間の伝搬距離が長くなるため、伝搬遅延が大きい場合が想定される。そこで、非地上局２０用の送信電力制御では、例えば、地上局３０用の送信電力制御と比較してより送信電力量のステップサイズを大きくする。取得部５５１は、接続先の基地局から地上局３０用の送信電力制御又は非地上局２０用の送信電力制御を取得する。
　通信制御部５５３は、接続先の基地局が地上局３０であると判定された場合、地上局３０用の送信電力制御に切替えて通信制御を実行する。また、通信制御部５５３は、接続先の基地局が非地上局２０であると判定された場合、非地上局２０用の送信電力制御に切替えて通信制御を実行する。
　トラッキングエリア（Tracking　area）は、通信装置５０が追従するエリアである。非地上局２０用のトラッキングエリアリストは、地上局３０用のトラッキングエリアリストと異なる。非地上局２０用のトラッキングエリアは、非地上局２０が低軌道衛星、中軌道衛星、ドローン等のＵＡＳ（Unmanned　Aircraft　Systems）の場合、通信装置５０が移動していなくても非地上局２０が移動しているため、追従エリアを切替える必要がある。従って、例えば、非地上局２０用のトラッキングエリアリストには、非地上局２０が所定の軌道上を移動することが想定されるため、その軌道上の非地上局２０が優先的に含まれる。取得部５５１は、接続先の基地局から地上局３０用のトラッキングエリアリスト又は非地上局２０用のトラッキングエリアリストを取得する。
　通信制御部５５３は、接続先の基地局が地上局３０であると判定された場合、地上局３０用のトラッキングエリアリストに切替えて通信制御を実行する。また、通信制御部５５３は、接続先の基地局が非地上局２０であると判定された場合、非地上局２０用のトラッキングエリアリストに切替えて通信制御を実行する。
　Ｓｕｂ－ＰＲＢは、例えば、ＬＴＥにおける時間周波数リソースの割当単位である。通信装置５０が非地上局２０と通信する場合、地上局３０に比較して通信距離が長いため、より大きな送信電力が必要となる場合が想定される。従って、非地上局２０用のＳｕｂ－ＰＲＢは、送信電力を確保する手段として、地上局３０用のＰＲＢサイズに比較して小さくする。例えば、地上局３０用のＳｕｂ－ＰＲＢは、１ＰＲＢ＝１２サブキャリアとした場合、非地上局２０用のＳｕｂ－ＰＲＢは、１ＰＲＢ＝６サブキャリアとする。取得部５５１は、接続先の基地局から地上局３０用のＳｕｂ－ＰＲＢ又は非地上局２０用のＳｕｂ－ＰＲＢを取得する。
　通信制御部５５３は、接続先の基地局が地上局３０であると判定された場合、地上局３０用のＳｕｂ－ＰＲＢに切替えて通信制御を実行する。また、通信制御部５５３は、接続先の基地局が非地上局２０であると判定された場合、非地上局２０用のＳｕｂ－ＰＲＢに切替えて通信制御を実行する。
〔２－１０．切替処理〕
　図１４は、通信システム１の切替処理に係る動作の一例を示すシーケンス図である。切替処理は、通信装置５０が接続先の基地局が地上局３０又は非地上局２０であるかを判定し、接続先の基地局に対応した通信制御に切替える処理である。
　通信装置５０は、例えば、アイドル状態で接続先の基地局（非地上局２０）からＳＳ、ＭＩＢ及びＳＩＢを受信した場合（ステップＳ４０１）、接続先の基地局を検出する（ステップＳ４０１Ａ）。通信装置５０は、接続先の基地局を検出した場合、接続先の基地局の無線使用帯域に基づき、接続先の基地局が地上局３０又は非地上局２０であるかを判定する（ステップＳ４０２）。尚、通信装置５０は、例えば、接続先の基地局の無線使用帯域が非地上局２０の無線使用帯域であるため、接続先の基地局が非地上局２０と判定することになる。
　通信装置５０は、接続先の基地局が非地上局２０であると判定された場合、接続先の基地局である非地上局２０から取得した情報に基づき、非地上局２０用の通信制御に切替える（ステップＳ４０３）。そして、通信装置５０は、ランダムアクセスプリアンブルを接続先の基地局である非地上局２０に送信する（ステップＳ４０４）。
　非地上局２０は、ランダムアクセスプリアンブルを受信した場合、ランダムアクセスプリアンブルに対するランダムアクセス応答（Msg2）を通信装置５０に送信する（ステップＳ４０５）。通信装置５０は、ランダムアクセス応答を受信すると、ランダムアクセス応答に対するメッセージ（Msg3）を非地上局２０に送信する（ステップＳ４０６）。非地上局２０は、メッセージ（Msg3）を受信すると、メッセージ（Msg3）に対する競合解決のメッセージ（Msg4：Contention　Resolution）を通信装置５０に送信する（ステップＳ４０７）。更に、非地上局２０は、ＤＣＩを通信装置５０に送信する（ステップＳ４０８）。通信装置５０は、競合解決のメッセージ及びＤＣＩに基づき、非地上局２０との間で無線通信を開始する（ステップＳ４０９）。尚、ステップＳ４０４～ステップＳ４０７の処理は、例えば、図１１に示すコンテンションベースランダムアクセス手続の処理である。
　また、通信装置５０は、非地上局２０との通信中に、他の接続先の基地局である地上局３０からＳＳ、ＭＩＢ及びＳＩＢを受信した場合（ステップＳ４１０）、他の接続先の基地局を検出する（ステップＳ４１０Ａ）。通信装置５０は、他の接続先の基地局を検出した場合（ステップＳ４１０Ａ）、他の接続先の基地局の無線使用帯域に基づき、他の接続先の基地局が地上局３０又は非地上局２０であるかを判定する（ステップＳ４１１）。尚、通信装置５０は、例えば、他の接続先の基地局の無線使用帯域が地上局３０の無線使用帯域であるため、他の接続先の基地局が地上局３０と判定することになる。
　通信装置５０は、他の接続先の基地局が地上局３０であると判定された場合、接続先の基地局である地上局３０から取得した情報に基づき、地上局３０用の通信制御に切替える（ステップＳ４１２）。そして、通信装置５０は、ランダムアクセスプリアンブルを他の接続先の基地局である地上局３０に送信する（ステップＳ４１３）。
　地上局３０は、ランダムアクセスプリアンブルを受信した場合、ランダムアクセスプリアンブルに対するランダムアクセス応答（Msg2）を通信装置５０に送信する（ステップＳ４１４）。通信装置５０は、ランダムアクセス応答を受信すると、ランダムアクセス応答に対するメッセージ（Msg3）を地上局３０に送信する（ステップＳ４１５）。地上局３０は、メッセージ（Msg3）を受信すると、メッセージ（Msg3）に対する競合解決のメッセージ（Msg4：Contention　Resolution）を通信装置５０に送信する（ステップＳ４１６）。尚、ステップＳ４１３～ステップＳ４１６の処理は、例えば、図１１に示すコンテンションベースランダムアクセス手続の処理である。更に、地上局３０は、ＤＣＩを通信装置５０に送信する（ステップＳ４１７）。通信装置５０は、競合解決のメッセージ及びＤＣＩに基づき、地上局３０との間で無線通信を開始する（ステップＳ４１８）。
　アイドル状態の通信装置５０は、接続先の基地局を検出し、接続先の基地局が非地上局２０と判定された場合に、非地上局２０用の通信制御に切替える。そして、通信装置５０は、非地上局２０用の通信制御に切替えてランダムアクセス手続を経て非地上局２０との間の無線通信を確立する。その結果、通信装置５０は、接続先の基地局である非地上局２０に応じた通信制御を実現できる。
　また、通信装置５０は、例えば、非地上局２０との通信中に新たな接続先の基地局を検出し、新たな接続先の基地局が地上局３０と判定された場合に、地上局３０用の通信制御に切替える。そして、通信装置５０は、地上局３０用の通信制御に切替えてランダムアクセス手続を経て地上局３０との間の無線通信を確立する。その結果、通信装置５０は、新たな接続先の基地局である地上局３０に応じた通信制御を実現できる。
　図１４に示す切替処理では、通信装置５０が非地上局２０との通信中に地上局３０からＳＳ、ＭＩＢやＳＩＢを検出した場合に接続先の基地局を地上局３０と判断し、地上局３０用の通信制御に切替える場合を例示した。しかしながら、アイドル状態の通信装置５０が新たな接続先の基地局である地上局３０からＳＳ、ＭＩＢやＳＩＢを検出した場合に接続先の基地局が地上局３０と判定する。そして、通信装置５０は、新たな接続先の基地局が地上局３０と判定された場合に地上局３０用の通信制御に切替えても良く、適宜変更可能である。
　また、通信装置５０が地上局３０との通信中に新たな接続先の基地局である非地上局２０からＳＳ，ＭＩＢやＳＩＢを検出した場合に、新たな接続先の基地局を非地上局２０と判断し、非地上局２０用の通信制御に切替えても良く、適宜変更可能である。
　また、通信装置５０は、地上局３０及び非地上局２０の双方と接続して同時に通信可能にするデュアルコネクティビティ（ＤＣ：Dual　Connectivity）を実現することも可能である。
　尚、非地上局２０は、衛星局又は航空機局等であってもよい。例えば、通信装置５０が衛星局と通信中に新たな接続先の基地局を検出し、接続先の基地局が航空機局と判定された場合に、衛星局用の通信制御の代わりに航空機局用の通信制御に切替えても良く、適宜変更可能である。
〔２－１１．効果〕
　本実施の形態の通信装置５０は、基地局から情報を取得し、取得した情報に基づき、接続先の基地局が非地上局２０又は地上局３０であるかを判定する。更に、通信装置５０は、接続先の基地局が非地上局２０と判定された場合に、非地上局２０の通信制御を実行する。その結果、通信装置５０は、接続先の基地局に応じて通信制御を実行できる。
　通信装置５０は、接続先の基地局が非地上局２０と判定された場合に、接続先の基地局から取得した情報に基づき、非地上局２０の通信制御を実行する。その結果、通信装置５０は、接続先の非地上局２０から取得した情報を使用して非地上局２０の通信制御を実行できる。
　通信装置５０は、地上局３０用に定義したＳＩＢ及び非地上局２０用に定義したＳＩＢを接続先の基地局から取得する。更に、通信装置５０は、ＳＩＢに基づき、接続先の基地局が非地上局２０又は地上局３０であるかを判定する。その結果、通信装置５０は、ＳＩＢを使用して接続先の基地局を判定できる。
　非地上局２０用に定義したＳＩＢは、地上局３０用に定義したＳＩＢに非地上局２０の通信制御に使用する情報を追加する。その結果、通信装置５０は、ＳＩＢを使用して接続先の基地局が判定し易くなる。
　通信装置５０は、地上局３０と非地上局２０とでサブキャリア間隔が異なるＳＳを接続先の基地局から取得し、ＳＳに基づき、接続先の基地局が非地上局２０又は地上局３０であるかを判定する。その結果、通信装置５０は、ＳＳを使用して接続先の基地局を判定できる。
　通信装置５０は、地上局３０又は非地上局２０を識別するセルＩＤを接続先の基地局から取得し、セルＩＤに基づき、接続先の基地局が非地上局２０又は地上局３０であるかを判定する。その結果、通信装置５０は、セルＩＤを使用して接続先の基地局を判定できる。
　通信装置５０は、接続先の基地局の使用無線帯域に基づき、接続先の基地局が非地上局２０又は地上局３０であるかを判定する。その結果、通信装置５０は、使用無線帯域を使用して接続先の基地局を判定できる。
　通信装置５０は、非地上局２０が位置する高度に関する情報を接続先の基地局から取得し、接続先の基地局が非地上局２０と判定された場合に、取得した非地上局２０の高度に関する情報に基づき、非地上局２０の通信制御を実行する。その結果、通信装置５０は、非地上局２０の高度に関する情報を使用して非地上局２０の通信制御を実行できる。
　通信装置５０は、非地上局２０の通信制御に使用する、例えば、非地上局２０のフラグ、ＲＡＣＨ設定、測定設定、通信形式、マルチアクセス形式、ＭＣＳ、ＣＱＩ、ＨＡＲＱ、送信電力制御やＳｕｂ－ＰＲＢ等の構成情報を接続先の基地局から取得する。更に、通信装置５０は、接続先の基地局が非地上局２０と判定された場合に、取得した構成情報に基づき、非地上局２０の通信制御を実行する。その結果、通信装置５０は、非地上局２０の構成情報を使用して非地上局２０の通信制御を実行できる。
　通信装置５０は、地上局３０用のＲＡＣＨのプリアンブル数と異なる非地上局２０用のＲＡＣＨのプリアンブル数を接続先の基地局から取得する。通信装置５０は、接続先の基地局が非地上局２０と判定された場合に、取得した非地上局２０用のＲＡＣＨのプリアンブル数に基づき、非地上局２０の通信制御を実行する。その結果、通信装置５０は、非地上局２０用のＲＡＣＨのプリアンブル数で非地上局２０用の通信制御を実行できる。
　通信装置５０は、地上局３０用のＲＡＣＨのシーケンス数と異なる非地上局２０用のＲＡＣＨのシーケンス数を接続先の基地局から取得する。通信装置５０は、接続先の基地局が非地上局２０と判定された場合に、取得した非地上局２０用のＲＡＣＨのシーケンス数に基づき、非地上局２０の通信制御を実行する。その結果、通信装置５０は、非地上局２０用のＲＡＣＨのプリアンブルシーケンス数で非地上局２０用の通信制御を実行できる。
　通信装置５０は、地上局３０用のＲＡＣＨのプリアンブル再送に係る電力を制御するパワーランピングのステップ量と異なる非地上局２０用のＲＡＣＨのプリアンブル再送に係る電力を制御するパワーランピングのステップ量を接続先の基地局から取得する。通信装置５０は、接続先の基地局が非地上局２０と判定された場合に、取得した非地上局２０用のＲＡＣＨのプリアンブル再送に係る電力を制御するパワーランピングのステップ量に基づき、非地上局２０の通信制御を実行する。その結果、通信装置５０は、非地上局２０用のＲＡＣＨのパワーランピングのステップ量で非地上局２０用の通信制御を実行できる。
　通信装置５０は、地上局３０用のＲＡＣＨに対するランダムアクセス応答を監視するウインドウのサイズと異なる非地上局２０用のＲＡＣＨに対するランダムアクセス応答を監視するウインドウのサイズを接続先の基地局から取得する。通信装置５０は、接続先の基地局が非地上局２０と判定された場合に、取得した非地上局２０用のＲＡＣＨに対するランダムアクセス応答を監視するウインドウのサイズに基づき、非地上局２０の通信制御を実行する。その結果、通信装置５０は、非地上局２０用のＲＡＣＨのランダムアクセス応答を監視するウインドウサイズで非地上局２０用の通信制御を実行できる。
　通信装置５０は、地上局３０用のＲＡＣＨに使用する構成情報と異なる非地上局２０用のＲＡＣＨに使用する構成情報を接続先の基地局から取得する。通信装置５０は、接続先の基地局が非地上局２０と判定された場合に、取得した非地上局２０用の構成情報に基づき、非地上局２０の通信制御を実行する。その結果、通信装置５０は、非地上局２０用のＲＡＣＨに使用する構成情報で非地上局２０用の通信制御を実行できる。
　通信装置５０は、地上局３０用のＭＣＳと異なる非地上局２０用のＭＣＳを接続先の基地局から取得する。通信装置５０は、接続先の基地局が非地上局２０と判定された場合に、取得した非地上局用のＭＣＳに基づき、非地上局２０の通信制御を実行する。その結果、通信装置５０は、非地上局２０用のＭＣＳで非地上局２０用の通信制御を実行できる。
　通信装置５０は、地上局３０用のＣＱＩと異なる非地上局２０用のＣＱＩを接続先の基地局から取得する。通信装置５０は、接続先の基地局が非地上局２０と判定された場合に、取得した非地上局２０用のＣＱＩに基づき、非地上局２０の通信制御を実行する。その結果、通信装置５０は、非地上局２０用のＣＱＩで非地上局２０用の通信制御を実行できる。
　通信装置５０は、地上局３０用の送信電力を制御するステップ量が異なる非地上局２０用の送信電力を制御するステップ量を接続先の基地局から取得する。通信装置５０は、接続先の基地局が非地上局２０と判定された場合に、取得した非地上局２０用の送信電力を制御するステップ量に基づき、非地上局２０の通信制御を実行する。その結果、通信装置５０は、非地上局２０用の送信電力制御で非地上局２０用の通信制御を実行できる。
　通信装置５０は、地上局３０用のＳｕｂ－ＰＲＢが異なる非地上局２０用のＳｕｂ－ＰＲＢを接続先の基地局から取得する。通信装置５０は、接続先の基地局が非地上局２０と判定された場合に、取得した非地上局２０用のＳｕｂ－ＰＲＢに基づき、非地上局２０の通信制御を実行する。その結果、通信装置５０は、非地上局２０用のＳｕｂ－ＰＲＢで非地上局２０用の通信制御を実行できる。
　通信装置５０は、非地上局が移動する速度に関する移動速度情報を接続先の基地局から取得する。通信装置５０は、接続先の基地局が非地上局２０と判定された場合に、取得した非地上局２０の移動速度情報に基づき、非地上局２０の通信制御を実行する。その結果、通信装置５０は、非地上局２０用の移動速度情報を使用して非地上局２０用の通信制御を実行できる。
　通信装置５０は、非地上局２０が移動する経路に関する移動経路情報を接続先の基地局から取得する。通信装置５０は、接続先の基地局が非地上局２０と判定された場合に、取得した非地上局２０の移動経路情報に基づき、非地上局２０の通信制御を実行する。その結果、通信装置５０は、非地上局２０用の移動経路情報を使用して非地上局２０用の通信制御を実行できる。
　通信装置５０は、非地上局２０の種別を識別する、例えば、ＧＥＯ、Ｎｏｎ－ＧＥＯ、ＭＥＯ、ＬＥＯ、ドローン、飛行機、気球等の種類情報を接続先の基地局から取得する。通信装置５０は、接続先の基地局が非地上局２０と判定された場合に、取得した非地上局２０の種類情報に基づき、非地上局２０の通信制御を実行する。その結果、通信装置５０は、非地上局２０用の種類情報を使用して非地上局２０用の通信制御を実行できる。
（３．変形例）
　上述の各実施形態はそれぞれ一例を示したものであり、種々の変更及び応用が可能である。
［３－１．システム構成に関する変形例］
　本実施の形態では、非地上局２０、地上局３０及び中継局４０は、Ｗ－ＣＤＭＡ、ｃｄｍａ２０００、ＬＴＥ、ＮＲ等のセルラー通信方式をサポートするものとした。しかし、非地上局２０、地上局３０及び中継局４０がサポートするセルラー通信方式は上記のセルラー通信方式に限られず、例えば、ＵＭＢ（Ultra-Mobile　Broadband）等の他のセルラー通信方式をサポートしてもよい。また、これらの装置は、セルラー通信方式以外にも、近距離無線通信方式、近接無線通信方式、又は無線ＬＡＮ（Local　Area　Network）方式などの他の無線通信方式をサポートしてもよい。
　また、上述の実施形態では、複数の非地上局２０によって低軌道衛星コンステレーションが形成されるものとしたが、複数の非地上局２０によって形成される衛星コンステレーションは低軌道衛星コンステレーションに限られない。複数の非地上局２０によって形成される衛星コンステレーションは、中軌道衛星コンステレーション、静止衛星コンステレーション等の衛星コンステレーションであってもよい。
　また、上述の実施形態では、例えば、単一の基地局が単一のセルを形成した。しかしながら、複数の基地局が協調して単一のセルを形成しても良く、適宜変更可能である。
　（Ｉ）トリガ情報は、通信装置５０が接続先の基地局を切り替えるか否かを判定するために用いる情報である。トリガ情報は、例えば、通信装置５０が受信電力の情報（例えば、RSRP、RSRQ等）を使って接続先の基地局を切り替えるか否かを判定するために用いる情報である。例えば、トリガ情報は、接続中の基地局からの受信した電力の測定値（RSRP、RSRQ等）に関する判別閾値（第１のトリガ値）であってもよいし、２つの電力の測定値の差分値（第２のトリガ値）であってもよい。
　なお、トリガ情報は、受信電力の情報を使って切替判定するために用いる情報（例えば、第１のトリガ値、第２のトリガ値等）に限られない。例えば、トリガ情報は、接続の切り替えに関係する装置の移動情報であってもよい。このとき、移動情報は、例えば、接続の切り替えに関係する装置の現在位置、移動方向、及び移動速度の少なくとも１つの情報を含む情報である。接続の切り替えに関係する装置は、例えば、通信装置５０、接続中の基地局、及び切替先候補の基地局の中の少なくとも１つの装置である。
　まず、通信装置５０は、通信装置５０自身の移動情報及び／又は通信装置５０に接続中の基地局の移動情報に基づき、通信装置５０が接続中の基地局が形成するセルの端（以下、単にセル端という。）から所定の距離内にいるか否か判別する。このとき、移動情報は通信装置５０及び接続中の基地局の現在位置の情報であってもよい。通信装置５０がセル端から所定の距離内にいる場合、通信装置５０は、現時点が基地局の切替タイミングであると判別する。そして、通信装置５０は、接続先の切替処理（例えば、ハンドオーバ処理）を実行する。
　なお、接続先の切替タイミングの判定は予測に基づくものであってもよい。例えば、通信装置５０は、通信装置５０自身の移動情報及び／又は通信装置５０に接続中の基地局の移動情報に基づき、通信装置５０がセル端に達するまでの時間を予測する。このとき、移動情報には、通信装置５０及び接続中の基地局の現在位置、移動方向、移動速度の情報が含まれていてもよい。また、通信装置５０及び接続中の基地局が規則的に移動しているのであれば、移動情報には、通信装置５０及び接続中の基地局の移動経路の情報が含まれていてもよい。予測した時間が所定の時間より短い場合、通信装置５０は、現時点が接続の切替タイミングであると判別する。そして、通信装置５０は、接続先の切替処理（例えば、ハンドオーバ処理）を実行する。
　また、接続先の切替タイミングの判別は切替先候補の基地局の移動情報に基づくものであってもよい。例えば、非地上局２０は、切替先候補の基地局の移動情報に基づき、通信装置５０が切替先候補の基地局が形成するセル内に入っているか判別する。入っている場合、非地上局２０は、現時点が接続先の切替タイミングであると判別する。そして、通信装置５０は、接続先の切替処理（例えば、ハンドオーバ処理）を実行する。
　切替情報にトリガ情報を含めることで、無線ネットワーク側の装置（管理装置１０、非地上局２０等）で通信装置５０の基地局の切替タイミングを管理することが容易になる。また、通信装置５０にとっても、その時々にあった最適なタイミングで基地局を切り替えることができる。
　また、通信装置５０が取得する切替情報には、切替先候補の基地局の切替情報に加えて、切替先候補の基地局に接続した後に、さらに切替先候補となることが想定される基地局の切替情報（例えば、リソース情報）が含まれていてもよい。例えば、通信装置５０は、切替先候補となる第１の基地局（１つ先の基地局）への接続の切り替えに用いられる第１の切替情報を接続中の基地局から取得する。それと同時に、通信装置５０は、第１の基地局に接続した後に切替先候補となる第２の基地局（２つ先の基地局）への接続の切り替えに用いられる第２の切替情報も接続中の基地局から取得してもよい。なお、切替情報には、第２の基地局に接続した後にさらに切替先候補となる第３の基地局（３つ先の基地局）への接続の切り替えに用いられる第３の切替情報が含まれていてもよい。切替情報には３つ以上先の基地局に接続するためのリソース情報が含まれていてもよい。
　このとき、通信装置５０に接続中の基地局は、他の基地局の移動情報に基づいて、複数の基地局の中から、第１の基地局、第２の基地局、第３の基地局となる基地局を判別してもよい。勿論、基地局は、３つ以上先の基地局も判別してもよい。
　次の切り替えに用いられる切替情報のみならず更に先の切替情報まで事前に取得することにより、切り替えが短い間隔で多発する場合にも、通信装置５０はスムーズに接続を切り替えることができる。結果として、通信装置５０は高い通信品質を保つことができる。
［３－２．その他の変形例］
　本実施形態の管理装置１０、非地上局２０、地上局３０、中継局４０、又は通信装置５０を制御する制御装置は、専用のコンピュータシステム、又は汎用のコンピュータシステムによって実現してもよい。
　例えば、上述の動作（例えば、初期接続処理や切替処理等）を実行するための通信プログラムを、光ディスク、半導体メモリ、磁気テープ、フレキシブルディスク等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納して配布する。そして、例えば、該プログラムをコンピュータにインストールし、上述の処理を実行することによって制御装置を構成する。このとき、制御装置は、管理装置１０、非地上局２０、地上局３０、中継局４０、又は通信装置５０の外部の装置（例えば、パーソナルコンピュータ）であってもよい。また、制御装置は、非地上局２０、地上局３０、中継局４０、又は通信装置５０の内部の装置（例えば、制御部１３、制御部２３、制御部３４、制御部４４、又は制御部５５）であってもよい。
　また、上記通信プログラムをインターネット等のネットワーク上のサーバ装置が備えるディスク装置に格納しておき、コンピュータにダウンロード等できるようにしてもよい。また、上述の機能を、ＯＳ（Operating　System）とアプリケーションソフトとの協働により実現してもよい。この場合には、ＯＳ以外の部分を媒体に格納して配布してもよいし、ＯＳ以外の部分をサーバ装置に格納しておき、コンピュータにダウンロード等できるようにしてもよい。
　また、上記実施形態において説明した各処理のうち、自動的に行われるものとして説明した処理の全部又は一部を手動的に行うこともでき、あるいは、手動的に行われるものとして説明した処理の全部又は一部を公知の方法で自動的に行うこともできる。この他、上記文書中や図面中で示した処理手順、具体的名称、各種のデータやパラメータを含む情報については、特記する場合を除いて任意に変更することができる。例えば、各図に示した各種情報は、図示した情報に限られない。
　また、図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部又は一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。
　また、上記してきた各実施形態は、処理内容を矛盾させない領域で適宜組み合わせることが可能である。また、上記してきた各実施形態のフローチャート又はシーケンス図に示された各ステップは、適宜順序を変更することが可能である。
（４．むすび）
　以上説明したように、本開示の一実施形態によれば、通信装置５０は、接続先の基地局が非地上局２０又は地上局３０であるかを判定し、接続先の基地局が非地上局２０であると判定された場合、非地上局２０用の通信制御を実行する。その結果、接続先の基地局が地上局３０や非地上局２０の場合でも、接続先の地上局に適した通信制御を実現できる。
　以上、本開示の各実施形態について説明したが、本開示の技術的範囲は、上述の各実施形態そのままに限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。また、異なる実施形態及び変形例にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
　また、本明細書に記載された各実施形態における効果はあくまで例示であって限定されるものでは無く、他の効果があってもよい。
　なお、本技術は以下のような構成も取ることができる。
（１）
　基地局装置から情報を取得する取得部と、
　取得した情報に基づき、接続先の基地局装置が非地上局又は地上局であるかを判定する判定部と、
　前記接続先の基地局装置が前記非地上局と判定された場合に、前記非地上局の通信制御を実行する通信制御部と
　を有する通信装置。
（２）
　前記通信制御部は、
　前記接続先の基地局装置が前記非地上局と判定された場合に、前記取得部にて前記接続先の基地局装置から取得した情報に基づき、前記非地上局の通信制御を実行する、
　前記（１）に記載の通信装置。
（３）
　前記取得部は、
　前記地上局用に定義したシステム情報及び前記非地上局用に定義したシステム情報を前記接続先の基地局装置から取得し、
　前記判定部は、
　前記システム情報に基づき、前記接続先の基地局装置が前記非地上局又は前記地上局であるかを判定する、
　前記（１）又は（２）に記載の通信装置。
（４）
　前記非地上局用に定義したシステム情報は、前記地上局用に定義したシステム情報に前記非地上局の通信制御に使用する情報を追加した情報である、
　前記（３）に記載の通信装置。
（５）
　前記取得部は、
　前記地上局用のランダムアクセスのプリアンブル数と異なる前記非地上局用のランダムアクセスのプリアンブル数を前記接続先の基地局装置から取得し、
　前記通信制御部は、
　前記接続先の基地局装置が前記非地上局と判定された場合に、取得した前記非地上局用のランダムアクセスのプリアンブル数に基づき、前記非地上局の通信制御を実行する、
　前記（１）～（４）の何れか一つに記載の通信装置。
（６）
　前記取得部は、
　前記地上局用のランダムアクセスのシーケンス数と異なる前記非地上局用のランダムアクセスのシーケンス数を前記接続先の基地局装置から取得し、
　前記通信制御部は、
　前記接続先の基地局装置が前記非地上局と判定された場合に、取得した前記非地上局用のランダムアクセスのシーケンス数に基づき、前記非地上局の通信制御を実行する、
　前記（１）～（５）の何れか一つに記載の通信装置。
（７）
　前記取得部は、
　前記地上局用のランダムアクセスのプリアンブル再送に係る電力を制御するステップ量と異なる前記非地上局用のランダムアクセスのプリアンブル再送に係る電力を制御するステップ量を前記接続先の基地局装置から取得し、
　前記通信制御部は、
　前記接続先の基地局装置が前記非地上局と判定された場合に、取得した前記非地上局用のランダムアクセスのプリアンブル再送に係る電力を制御するステップ量に基づき、前記非地上局の通信制御を実行する、
　前記（１）～（６）の何れか一つに記載の通信装置。
（８）
　前記取得部は、
　前記地上局用のランダムアクセスに対する応答を監視するウインドウのサイズと異なる前記非地上局用のランダムアクセスに対する応答を監視するウインドウのサイズを前記接続先の基地局装置から取得し、
　前記通信制御部は、
　前記接続先の基地局装置が前記非地上局と判定された場合に、取得した前記非地上局用のランダムアクセスに対する応答を監視するウインドウのサイズに基づき、前記非地上局の通信制御を実行する、
　前記（１）～（７）の何れか一つに記載の通信装置。
（９）
　前記取得部は、
　前記地上局用のランダムアクセスに使用する構成情報と異なる前記非地上局用のランダムアクセスに使用する構成情報を前記接続先の基地局装置から取得し、
　前記通信制御部は、
　前記接続先の基地局装置が前記非地上局と判定された場合に、取得した前記非地上局用の構成情報に基づき、前記非地上局の通信制御を実行する、
　前記（１）～（８）の何れか一つに記載の通信装置。
（１０）
　前記取得部は、
　前記地上局用の物理リソースブロック単位のサブキャリア数が異なる前記非地上局用の前記物理リソースブロック単位のサブキャリア数を前記接続先の基地局装置から取得し、
　前記通信制御部は、
　前記接続先の基地局装置が前記非地上局と判定された場合に、取得した前記非地上局用の前記物理リソースブロック単位のサブキャリア数に基づき、前記非地上局の通信制御を実行する、
　前記（１）～（９）の何れか一つに記載の通信装置。
（１１）
　前記取得部は、
　前記地上局と前記非地上局とでサブキャリア間隔が異なる同期信号を前記接続先の基地局装置から取得し、
　前記判定部は、
　前記同期信号に基づき、前記接続先の基地局装置が前記非地上局又は前記地上局であるかを判定する、
　前記（１）～（１０）の何れか一つに記載の通信装置。
（１２）
　前記取得部は、
　前記地上局又は前記非地上局を識別する識別情報を前記接続先の基地局装置から取得し、
　前記判定部は、
　前記識別情報に基づき、前記接続先の基地局装置が前記非地上局又は前記地上局であるかを判定する、
　前記（１）～（１１）の何れか一つに記載の通信装置。
（１３）
　前記取得部は、
　前記非地上局が位置する高度に関する情報を前記接続先の基地局装置から取得し、
　前記通信制御部は、
　前記接続先の基地局装置が前記非地上局と判定された場合に、取得した前記非地上局の高度に関する情報に基づき、前記非地上局の通信制御を実行する、
　前記（１）～（１２）の何れか一つに記載の通信装置。
（１４）
　前記取得部は、
　前記非地上局の通信制御に使用する構成情報を前記接続先の基地局装置から取得し、
　前記通信制御部は、
　前記接続先の基地局装置が前記非地上局と判定された場合に、取得した前記構成情報に基づき、前記非地上局の通信制御を実行する、
　前記（１）～（１３）の何れか一つに記載の通信装置。
（１５）
　前記取得部は、
　前記地上局用の変調・符号化方式と異なる前記非地上局用の変調・符号化方式を前記接続先の基地局装置から取得し、
　前記通信制御部は、
　前記接続先の基地局装置が前記非地上局と判定された場合に、取得した前記非地上局用の変調・符号化方式に基づき、前記非地上局の通信制御を実行する、
　前記（１）～（１４）の何れか一つに記載の通信装置。
（１６）
　前記取得部は、
　前記地上局用のチャネル品質指標と異なる前記非地上局用のチャネル品質指標を前記接続先の基地局装置から取得し、
　前記通信制御部は、
　前記接続先の基地局装置が前記非地上局と判定された場合に、取得した前記非地上局用のチャネル品質指標に基づき、前記非地上局の通信制御を実行する、
　前記（１）～（１５）の何れか一つに記載の通信装置。
（１７）
　前記取得部は、
　前記地上局用の送信電力を制御するステップ量が異なる前記非地上局用の前記送信電力を制御するステップ量を前記接続先の基地局装置から取得し、
　前記通信制御部は、
　前記接続先の基地局装置が前記非地上局と判定された場合に、取得した前記非地上局用の前記送信電力を制御するステップ量に基づき、前記非地上局の通信制御を実行する、
　前記（１）～（１６）の何れか一つに記載の通信装置。
（１８）
　前記判定部は、
　前記接続先の基地局装置の使用無線帯域に基づき、前記接続先の基地局装置が前記非地上局又は前記地上局であるかを判定する、
　前記（１）～（１７）の何れか一つに記載の通信装置。
（１９）
　前記取得部は、
　前記非地上局が移動する速度に関する移動速度情報を前記接続先の基地局装置から取得し、
　前記通信制御部は、
　前記接続先の基地局装置が前記非地上局と判定された場合に、取得した前記非地上局の移動速度情報に基づき、前記非地上局の通信制御を実行する、
　前記（１）～（１８）の何れか一つに記載の通信装置。
（２０）
　前記取得部は、
　前記非地上局が移動する経路に関する移動経路情報を前記接続先の基地局装置から取得し、
　前記通信制御部は、
　前記接続先の基地局装置が前記非地上局と判定された場合に、取得した前記非地上局の移動経路情報に基づき、前記非地上局の通信制御を実行する、
　前記（１）～（１９）の何れか一つに記載の通信装置。
（２１）
　前記取得部は、
　前記非地上局の種別を識別する種類情報を前記接続先の基地局装置から取得し、
　前記通信制御部は、
　前記接続先の基地局装置が前記非地上局と判定された場合に、取得した前記非地上局の種類情報に基づき、前記非地上局の通信制御を実行する、
　前記（１）～（２０）の何れか一つに記載の通信装置。
（２２）
　通信装置が、
　基地局装置から情報を取得し、
　取得した情報に基づき、接続先の基地局装置が非地上局又は地上局であるかを判定し、
　前記接続先の基地局装置が前記非地上局と判定された場合に、前記非地上局の通信制御を実行する、
　通信方法。
（２３）
　通信装置が有するコンピュータを、
　基地局装置から情報を取得する取得部、
　取得した情報に基づき、接続先の基地局装置が非地上局又は地上局であるかを判定する判定部、
　前記接続先の基地局装置が前記非地上局と判定された場合に、前記非地上局の通信制御を実行する通信制御部、
　として機能させるための通信プログラム。
　２０　非地上局
３０　地上局
５０　通信装置
５５　制御部
５５１　取得部
５５２　判定部
５５３　通信制御部

Claims (23)

  1. 　基地局装置から情報を取得する取得部と、
    　取得した情報に基づき、接続先の基地局装置が非地上局又は地上局であるかを判定する判定部と、
    　前記接続先の基地局装置が前記非地上局と判定された場合に、前記非地上局の通信制御を実行する通信制御部と
    　を有する通信装置。
  2. 　前記通信制御部は、
    　前記接続先の基地局装置が前記非地上局と判定された場合に、前記取得部にて前記接続先の基地局装置から取得した情報に基づき、前記非地上局の通信制御を実行する請求項１に記載の通信装置。
  3. 　前記取得部は、
    　前記地上局用に定義したシステム情報及び前記非地上局用に定義したシステム情報を前記接続先の基地局装置から取得し、
    　前記判定部は、
    　前記システム情報に基づき、前記接続先の基地局装置が前記非地上局又は前記地上局であるかを判定する請求項１又は２に記載の通信装置。
  4. 　前記非地上局用に定義したシステム情報は、前記地上局用に定義したシステム情報に前記非地上局の通信制御に使用する情報を追加した情報である請求項３に記載の通信装置。
  5. 　前記取得部は、
    　前記地上局用のランダムアクセスのプリアンブル数と異なる前記非地上局用のランダムアクセスのプリアンブル数を前記接続先の基地局装置から取得し、
    　前記通信制御部は、
    　前記接続先の基地局装置が前記非地上局と判定された場合に、取得した前記非地上局用のランダムアクセスのプリアンブル数に基づき、前記非地上局の通信制御を実行する請求項１又は２に記載の通信装置。
  6. 　前記取得部は、
    　前記地上局用のランダムアクセスのシーケンス数と異なる前記非地上局用のランダムアクセスのシーケンス数を前記接続先の基地局装置から取得し、
    　前記通信制御部は、
    　前記接続先の基地局装置が前記非地上局と判定された場合に、取得した前記非地上局用のランダムアクセスのシーケンス数に基づき、前記非地上局の通信制御を実行する請求項１又は２に記載の通信装置。
  7. 　前記取得部は、
    　前記地上局用のランダムアクセスのプリアンブル再送に係る電力を制御するステップ量と異なる前記非地上局用のランダムアクセスのプリアンブル再送に係る電力を制御するステップ量を前記接続先の基地局装置から取得し、
    　前記通信制御部は、
    　前記接続先の基地局装置が前記非地上局と判定された場合に、取得した前記非地上局用のランダムアクセスのプリアンブル再送に係る電力を制御するステップ量に基づき、前記非地上局の通信制御を実行する請求項１又は２に記載の通信装置。
  8. 　前記取得部は、
    　前記地上局用のランダムアクセスに対する応答を監視するウインドウのサイズと異なる前記非地上局用のランダムアクセスに対する応答を監視するウインドウのサイズを前記接続先の基地局装置から取得し、
    　前記通信制御部は、
    　前記接続先の基地局装置が前記非地上局と判定された場合に、取得した前記非地上局用のランダムアクセスに対する応答を監視するウインドウのサイズに基づき、前記非地上局の通信制御を実行する請求項１又は２に記載の通信装置。
  9. 　前記取得部は、
    　前記地上局用のランダムアクセスに使用する構成情報と異なる前記非地上局用のランダムアクセスに使用する構成情報を前記接続先の基地局装置から取得し、
    　前記通信制御部は、
    　前記接続先の基地局装置が前記非地上局と判定された場合に、取得した前記非地上局用の構成情報に基づき、前記非地上局の通信制御を実行する請求項１又は２に記載の通信装置。
  10. 　前記取得部は、
    　前記地上局用の物理リソースブロック単位のサブキャリア数が異なる前記非地上局用の前記物理リソースブロック単位のサブキャリア数を前記接続先の基地局装置から取得し、
    　前記通信制御部は、
    　前記接続先の基地局装置が前記非地上局と判定された場合に、取得した前記非地上局用の前記物理リソースブロック単位のサブキャリア数に基づき、前記非地上局の通信制御を実行する請求項１又は２に記載の通信装置。
  11. 　前記取得部は、
    　前記地上局と前記非地上局とでサブキャリア間隔が異なる同期信号を前記接続先の基地局装置から取得し、
    　前記判定部は、
    　前記同期信号に基づき、前記接続先の基地局装置が前記非地上局又は前記地上局であるかを判定する請求項１又は２に記載の通信装置。
  12. 　前記取得部は、
    　前記地上局又は前記非地上局を識別する識別情報を前記接続先の基地局装置から取得し、
    　前記判定部は、
    　前記識別情報に基づき、前記接続先の基地局装置が前記非地上局又は前記地上局であるかを判定する請求項１又は２に記載の通信装置。
  13. 　前記取得部は、
    　前記非地上局が位置する高度に関する情報を前記接続先の基地局装置から取得し、
    　前記通信制御部は、
    　前記接続先の基地局装置が前記非地上局と判定された場合に、取得した前記非地上局の高度に関する情報に基づき、前記非地上局の通信制御を実行する請求項１又は２に記載の通信装置。
  14. 　前記取得部は、
    　前記非地上局の通信制御に使用する構成情報を前記接続先の基地局装置から取得し、
    　前記通信制御部は、
    　前記接続先の基地局装置が前記非地上局と判定された場合に、取得した前記構成情報に基づき、前記非地上局の通信制御を実行する請求項１又は２に記載の通信装置。
  15. 　前記取得部は、
    　前記地上局用の変調・符号化方式と異なる前記非地上局用の変調・符号化方式を前記接続先の基地局装置から取得し、
    　前記通信制御部は、
    　前記接続先の基地局装置が前記非地上局と判定された場合に、取得した前記非地上局用の変調・符号化方式に基づき、前記非地上局の通信制御を実行する請求項１又は２に記載の通信装置。
  16. 　前記取得部は、
    　前記地上局用のチャネル品質指標と異なる前記非地上局用のチャネル品質指標を前記接続先の基地局装置から取得し、
    　前記通信制御部は、
    　前記接続先の基地局装置が前記非地上局と判定された場合に、取得した前記非地上局用のチャネル品質指標に基づき、前記非地上局の通信制御を実行する請求項１又は２に記載の通信装置。
  17. 　前記取得部は、
    　前記地上局用の送信電力を制御するステップ量が異なる前記非地上局用の前記送信電力を制御するステップ量を前記接続先の基地局装置から取得し、
    　前記通信制御部は、
    　前記接続先の基地局装置が前記非地上局と判定された場合に、取得した前記非地上局用の前記送信電力を制御するステップ量に基づき、前記非地上局の通信制御を実行する請求項１又は２に記載の通信装置。
  18. 　前記判定部は、
    　前記接続先の基地局装置の使用無線帯域に基づき、前記接続先の基地局装置が前記非地上局又は前記地上局であるかを判定する請求項１又は２に記載の通信装置。
  19. 　前記取得部は、
    　前記非地上局が移動する速度に関する移動速度情報を前記接続先の基地局装置から取得し、
    　前記通信制御部は、
    　前記接続先の基地局装置が前記非地上局と判定された場合に、取得した前記非地上局の移動速度情報に基づき、前記非地上局の通信制御を実行する請求項１又は２に記載の通信装置。
  20. 　前記取得部は、
    　前記非地上局が移動する経路に関する移動経路情報を前記接続先の基地局装置から取得し、
    　前記通信制御部は、
    　前記接続先の基地局装置が前記非地上局と判定された場合に、取得した前記非地上局の移動経路情報に基づき、前記非地上局の通信制御を実行する請求項１又は２に記載の通信装置。
  21. 　前記取得部は、
    　前記非地上局の種別を識別する種類情報を前記接続先の基地局装置から取得し、
    　前記通信制御部は、
    　前記接続先の基地局装置が前記非地上局と判定された場合に、取得した前記非地上局の種類情報に基づき、前記非地上局の通信制御を実行する請求項１又は２に記載の通信装置。
  22. 　通信装置が、
    　基地局装置から情報を取得し、
    　取得した情報に基づき、接続先の基地局装置が非地上局又は地上局であるかを判定し、
    　前記接続先の基地局装置が前記非地上局と判定された場合に、前記非地上局の通信制御を実行する、
    　通信方法。
  23. 　通信装置が有するコンピュータを、
    　基地局装置から情報を取得する取得部、
    　取得した情報に基づき、接続先の基地局装置が非地上局又は地上局であるかを判定する判定部、
    　前記接続先の基地局装置が前記非地上局と判定された場合に、前記非地上局の通信制御を実行する通信制御部、
    　として機能させるための通信プログラム。
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