WO2022163122A1 - 通信管理装置及び通信管理方法 - Google Patents

Abstract

地上受信局と衛星受信局を組み合わせた片方向無線システムにおいて各端末の受信処理を行う受信局を管理する通信管理装置を提供する。　地上受信局及び衛星受信局を含む無線システムにおいて、端末と受信局間の片方向通信を管理する通信管理装置は、各端末の受信処理を行う地上受信局及び衛星受信局を管理する管理部を具備する。前記管理部は、受信時における端末の移動予測に基づいて端末の受信処理を行う地上受信局を決定し、地上受信局及び衛星受信局で端末からの無線信号を受信可能な場合には地上受信局を優先して端末の受信処理を行うように決定する。

Description

通信管理装置及び通信管理方法

　本明細書で開示する技術（以下、「本開示」とする）は、端末と受信局からなる片方向無線システムにおいて、各端末の受信処理を行う受信局を管理する通信管理装置及び通信管理方法に関する。

　ＩＯＴ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ　ｏｆ　ｔｈｉｎｇｓ）では、従来は情報が取り難かった山間部や海上の情報を取得できることが期待されている。観測を行うことで環境変化の把握や災害の防止が可能になると期待されている。山間部や海上のＩＯＴ端末から遍くデータ収集するためには、受信局の設置が課題となる。山間部などでは都市部に比べて端末数が少なくなることが予想されるため、少ない端末のために受信局を設置・運用するコストが大きくなるためである。また、海上などでは受信局の設置自体が困難である。

　そこで、主に低軌道衛星に受信局を搭載した衛星受信局を使った無線システムが検討されている（例えば、特許文献１を参照のこと）。長距離通信が可能なＩＯＴ向け無線技術が登場したこと、小型衛星の打ち上げ費用が低価格化したことから、衛星受信局の現実性が増している。

　衛星受信局が現実的になったとは言え、小型衛星では宇宙空間での運用上、温度や放射線に対する対応が必須であり、地上受信局と比較すれば処理能力に制約が大きい。例えば、衛星受信局で収容できる端末数に制約が生じることになり、衛星受信局のみで無線システムを構築するとコスト増大を招来し、端末の利用料が高くなる。このため、地上受信局と衛星受信局を組み合わせることで、低コストで地球上のあらゆる場所から情報を取得可能な無線システムを構築することが可能となる。

ＷＯ２０１９／０９７８５５

　本開示の目的は、地上受信局と衛星受信局を組み合わせた片方向無線システムにおいて各端末の受信処理を行う受信局を管理する通信管理装置及び通信管理方法を提供することにある。

　本開示は、上記課題を参酌してなされたものであり、その第１の側面は、地上受信局及び衛星受信局を含む無線システムにおいて、端末と受信局間の片方向通信を管理する通信管理装置であって、
　各端末の受信処理を行う地上受信局及び衛星受信局を管理する管理部を具備する、通信管理装置である。

　前記管理部は、地上受信局及び衛星受信局で端末からの無線信号を受信可能な場合に、地上受信局を優先して端末の受信処理を行うように決定する。

　また、前記管理部は、受信時における端末の移動予測に基づいて端末の受信処理を行う地上受信局を決定する。

　また、前記管理部は、端末からの優先処理要求に基づいて受信処理を行う地上受信局を決定するようにしてもよい。

　また、前記管理部は、端末からの優先処理要求に基づいて受信処理を行う地上受信局を決定する。

　また、前記管理部は、受信予想時刻における衛星受信局の予測位置に基づいて、端末の受信処理を行う衛星受信局を決定する。

　また、本開示の第２の側面は、地上受信局及び衛星受信局を含む無線システムにおいて、端末と受信局間の片方向通信を管理する通信管理方法であって、
　各端末の受信処理を行う地上受信局及び衛星受信局を決定するステップを有する、通信管理方法である。

　また、本開示の第３の側面は、端末と地上受信局及び衛星受信局からなる片方向無線システムにおいて、地上受信局が受信処理を行う端末を管理する通信管理装置であって、
　各端末の受信処理を行う地上受信局を管理する管理部と、
　衛星受信局が受信処理を行う端末を管理する他の通信管理装置と通信する管理装置間通信部と、
を具備する通信管理装置である。

　また、本開示の第４の側面は、端末と地上受信局及び衛星受信局からなる片方向無線システムにおいて、衛星受信局が受信処理を行う端末を管理する通信管理装置であって、
　各端末の受信処理を行う衛星受信局を管理する管理部と、
　地上受信局が受信処理を行う端末を管理する他の通信管理装置と通信する管理装置間通信部と、
を具備する通信管理装置である。

　本開示によれば、地上受信局と衛星受信局を組み合わせた片方向無線システムにおいて各端末の受信処理を地上受信局と衛星受信局のいずれで行うかを決定する通信管理装置及び通信管理方法を提供することができる。

　なお、本明細書に記載された効果は、あくまでも例示であり、本開示によりもたらされる効果はこれに限定されるものではない。また、本開示が、上記の効果以外に、さらに付加的な効果を奏する場合もある。

　本開示のさらに他の目的、特徴や利点は、後述する実施形態や添付する図面に基づくより詳細な説明によって明らかになるであろう。

図１は、片方向無線システム１００の構成例を示した図である。 図２は、無線システム１００の動作例を示した図である。 図３は、無線システム１００の動作例を示した図である。 図４は、地上局サーバー１２１が登録判定を行う処理手順を示した不チャートである。 図５は、衛星局サーバー１４１が端末を衛星局データベースに登録するための処理手順を示したフローチャートである。 図６は、端末が実施するフレーム送信シーケンスを示した図である。 図７は、受信局の受信可能端末を登録処理するためのフレーム交換シーケンスを示した図である。 図８は、複数のサーバー８０１及び８０２間で協調制御するフレーム交換シーケンスを示した図である。 図９は、端末９０１からのＤＴフレームの報告をサーバー９０３で収集するためのフレーム交換シーケンスを示した図である。 図１０は、端末が実行する処理動作を示したフローチャートである。 図１１は、受信局が実行する処理動作を示したフローチャートである。 図１２は、地上局サーバーが実行する処理動作を示したフローチャートである。 図１３は、衛星局サーバーが実行する処理動作を示したフローチャートである。 図１４は、端末として動作する通信装置１４００の機能的構成例を示した図である。 図１５は、受信局として動作する通信装置１５００の機能的構成例を示した図である。 図１６は、サーバーとして動作するコンピュータ１６００の機能的構成例を示した図である。

　以下、図面を参照しながら本開示について、以下の順に従って説明する。

Ａ．概要
Ｂ．システム構成
Ｃ．片方向無線システムにおける通信動作
Ｄ．登録処理
Ｅ．登録処理に関する拡張例
Ｆ．装置構成
Ｇ．装置動作

Ａ．概要
　衛星受信局と地上受信局を組み合わせた無線システムを実現するためには、各端末の受信処理をどの受信局で行うかを決定する方法が必要となる。衛星受信局は広い受信範囲を持つが収容台数に制約がある、一方、地上受信局は受信エリアが限定されるが需要が見込める地域（例えば都市部）には複数の受信局を比較的容易に設置することが可能性である。また、低軌道衛星は高速で移動するため衛星受信局の受信エリアは時間とともに変化するのに対して、地上受信局の受信エリアは固定的であり時間によって変化することはない。したがって、どの受信局でどの端末の受信処理を行うか効率的に決定するための協調動作を実現することで、所望の無線システムを実現することが可能となる。

　また、山間部や海上に設置する端末は数か月～数年動作する端末が必要となるため、端末の低消費電力化が求められている。低消費電力化を実現する無線方式として、端末が定期的に送信のみを行う片方向通信の無線方式が有効である。端末は受信処理を行う必要がなく。受信動作時の電力消費をなくすることができるためである。例えば３ＧＰＰ（Ｔｈｉｒｄ　Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ　Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ　Ｐｒｏｊｅｃｔ）やＷＬＡＮ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ　Ｌｏｃａｌ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｋ）といった従来の無線方式では、基地局からの制御信号を用いて端末と基地局の送受信方法を調整して、端末の送信先を事前に決定する方法が行われていた。これに対し、端末が受信動作を行わない片方向無線システムでは、従来とは異なる方法によって端末と受信局が協調動作を行うことが必要となる。

　そこで、本開示では、受信範囲の大きさや性質（経時変化するかなど）、受信範囲内の端末の収容台数に相違がある地上受信局と衛星受信局を組み合わせた片方向無線システムにおいて、端末の受信処理をどの受信局で行うかを決定する方法について提案する。

　本開示によれば、例えば端末移動予測及び優先処理要求に基づいて、地上受信局を端末の受信局に決定することができる。また、本開示によれば、ある端末からの無線信号を地上受信局と衛星受信局の双方が受信可能な場合には、地上受信局を優先して端末の受信局に決定して登録処理を行うことによって、地上受信局と衛星受信局の協調的な受信動作を実現することができる。また、本開示によれば、受信予測時刻における衛星受信局の予測位置に基づいて衛星受信局を端末の受信局に決定して登録処理を行う。本開示によれば、地上受信局と衛星受信局を効率的に協調させた受信動作を実現することができる。

Ｂ．システム構成
　図１には、地上局及び衛星局を組み合わせた片方向無線システム１００の構成例を示している。図示の無線システム１００は、受信局と端末で構成される。

　端末１０１及び１０２はそれぞれ、センサーを搭載した送信端末である。センサーは、用途に応じて、温度センサー、位置センサーなどが使われる。各端末１０１及び１０２はそれぞれ、センサーで取得した情報を所定の時間間隔（例えば、３分に１回）で無線通信を行う。

　なお、端末１０１及び１０２は、地上や海上、上空などに固定されて移動しない場合と、人が携帯したり、ロボットやドローンなどの移動体装置や自動車、船舶などに搭載されたりして移動する場合が想定される。

　地上受信局１１１は、地上に設置された受信局であり、後述する地上局サーバー１２１を介して指示された端末の無線信号を受信する。図１では、便宜上、１台の地上受信局１１１のみを描いているが、地上に２台以上の地上受信局が設置されていてもよい。

　衛星受信局１３１及び衛星受信局１３２はそれぞれ、地上数百ｋｍ程度の低軌道で地球上を周回する低軌道衛星に搭載された受信局である。各衛星受信局１３１及び１３２は、後述する衛星局サーバー１４１から指示された端末の無線信号を受信する。図１では、便宜上、２台の衛星受信局のみを描いているが、３台以上の衛星受信局が端末の受信範囲を周回していてもよい。

　衛星制御局１５１は、衛星受信局１３１及び衛星受信局１３２をそれぞれ搭載する低軌道衛星の運行制御を行う制御局であり、端末１０１及び１０２が使用する無線方式とは異なる専用の無線回線で低軌道衛星と通信を行う。図１では、便宜上、１台の衛星制御局のみを描いているが、２台以上の衛星制御局が設置されていてもよい。

　地上局サーバー１２１は、地上に設置された地上受信局（地上受信局１１１を含む）を制御するサーバーであり、各地上受信局に対して受信すべき端末の指示を行う。地上局サーバー１２１は、各地上受信局が受信すべき端末を、端末ＩＤと地上受信局ＩＤの組み合わせとして地上局データベース（図１には図示しない）に登録しておく。

　衛星局サーバー１４１は、低軌道衛星に搭載された衛星受信局（衛星受信局１３１及び衛星受信局１３２を含む）を制御するサーバーであり、各衛星受信局に対して受信すべき端末の指示を行う。衛星局サーバー１４１は、各衛星受信局が受信すべき端末を、端末ＩＤと衛星受信局ＩＤの組み合わせとして衛星局データベース（図１には図示しない）に登録しておく。なお、衛星局サーバー１４１と各衛星受信局間の通信には、衛星制御局１５１が介在することを想定しているが、衛星局サーバー１４１が各衛星受信局と直接通信を行うようにしてもよい。

　地上局サーバー１２１及び衛星局サーバー１４１は、受信すべき端末の割り当てを協調する制御、すなわちサーバー間協調を行う。例えば衛星局サーバー１４１は、地上局サーバー１２１との協調動作によって、衛星局データベースの管理を行うことができる。サーバー間協調によって、各端末の受信処理を地上受信局又は衛星受信局のいずれで行うかを効率的に決定することができる。同様に、地上局サーバー１２１は、衛星局サーバー１４１との協調動作によって、地上局データベースの管理を行うことができる。

　なお、地上局サーバー１２１及び衛星局サーバー１４１間、地上局サーバー１２１と各地上受信局間、及び衛星局サーバー１４１と衛星制御局１５１間でそれぞれ使用される通信方式は任意であり、例えば光通信などの高速通信で接続されていてもよい。

　また、地上局サーバー１２１はいずれかの地上受信局と物理的に一体でもよく、衛星局サーバー１４１はいずれかの衛星制御局と物理的に一体でもよい。あるいは、地上局サーバー１２１の機能と衛星局サーバー１４１の機能が、物理的に一体となった装置上でともに実現されてもよい。また、衛星局サーバー１４１と衛星制御局１５１の機能が、物理的に一体となった装置上でともに実現されてもよい。

Ｃ．片方向無線システムにおける通信動作
　まず、本実施形態において想定している基本的な通信シーケンスについて、図６～図９を参照しながら説明する。

　図６には、端末６０１が実施するフレーム送信シーケンスを示している。端末６０１は、取得したセンサー情報などを記載したＤＴ（Ｄａｔａ）フレームの送信予定時刻に先立って、受信局へのアソシエーション（又は、受信局に対してＤＴフレームの受信）を要求するＡＲ（Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ　Ｒｅｑｕｅｓｔ）フレームを送信する。

　端末６０１を受信範囲とする受信局６０２は、ＡＲフレームを受信することができ、ＡＲフレームを受信した端末６０１をＤＴフレームの受信対象とすることができる。ＡＲフレームは、端末ＩＤ、ＡＲフレームからＤＴフレームまでの送信時間間隔、端末の大まかな位置情報などを含んでいる。したがって、受信局６０２は受信したＡＲフレームから取り出した情報に基づいて、その後に端末から送られてくるＤＴフレームを受信処理することができる。なお、ＡＲフレームは、優先処理要求の有無を示す情報（優先フラグ）をさらに含んでいてもよいが、この点の詳細については後述に譲る。

　図７には、受信局７０２の受信可能端末を登録処理するためのフレーム交換シーケンスを示している。

　端末は、ＤＴフレーム（図７では図示しない）の送信に先立ち、ＡＲフレームを送信する（同上）。端末７０１を受信範囲とする受信局７０２は、ＡＲフレームを受信すると、サーバー７０３に対して、端末７０１の端末ＩＤと端末の大まかな位置情報を含んだＡＲリクエストを送信する。受信局７０２が地上受信局であれば地上局サーバーにＡＲリクエストを送信し、衛星受信局であれば衛星局サーバーにＡＲリクエストを送信する。

　サーバー７０３は、ＡＲリクエストに応答して、端末７０１を要求元の受信局７０２の受信対象に登録すべきか否か（すなわち、受信局７０２が端末７０１の受信処理を行うか否か）を登録判定する。複数の受信局が同じ端末に対するＡＲリクエストを送信した場合には、サーバー７０３は、例えば端末７０１と最小距離となる受信局を選択する。但し、登録判定処理の詳細については後述に譲る。そして、サーバー７０３は、受信局７０２に対して登録の判定結果に関する情報を含んだＡＲレスポンスを返信する。受信局７０２は、ＡＲレスポンスを受信して、登録されたことが分かった場合（すなわち、自局が端末７０１の受信処理を行うことが決定された場合）には、ＡＲフレームを受信してから所定の送信時間間隔が経過した後に、端末７０１からのＤＴフレームの受信処理を行う。

　図８には、複数のサーバー８０１及び８０２間で協調制御するフレーム交換シーケンスを示している。各サーバー８０１及び８０２は、それぞれ受信局の受信対象端末をデータベースで管理する機能を備えているが、具体的にはサーバー８０１が地上局サーバーに相当し、サーバー８０２が衛星局サーバーに相当する。

　サーバー８０２は、受信局（衛星受信局：図８には図示しない）からＡＲリクエストを受信すると、サーバー８０１に対して、登録リクエスト（Ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ　Ｒｅｑｕｅｓｔ）を送信する。登録リクエストには、ＡＲリクエストで伝達された端末ＩＤなど、ＡＲリクエストに関する情報が含まれる。サーバー８０１は、受信した登録リクエストに含まれる端末ＩＤが既に登録されているか否かを確認する。サーバー８０１は、自身で管理するデータベース８１１に該当端末が登録されていない場合には、サーバー８０２に登録を許可する登録レスポンス（Ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ　Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）を返す。そして、サーバー８０２は、登録レスポンスを受信すると、該当端末をその受信局の受信対象としてデータベース８１２に登録する。

　このようなサーバー間協調制御により、サーバー８０１又はサーバー８０２のいずれか一方の配下の受信局の受信対象に端末を登録することができる。また、サーバー８０２からサーバー８０１に登録リクエストを送信するという手順により、サーバー８０１の配下の受信局を優先して受信対象端末の登録処理を行うことができる。

　図９には、端末９０１からのＤＴフレームの報告をサーバー９０３で収集するためのフレーム交換シーケンスを示している。但し、図９では、端末９０１は受信局９０２の受信可能範囲に存在し、サーバー９０３は既に受信局９０２が端末９０１の受信処理を行うことを決定しているものとする。端末９０１は、ＡＲフレームを送信してから（図９では図示しない）所定の送信時間間隔でＤＴフレームを送信する。受信局９０２は、サーバー９０３からのＡＲレスポンスの指示（図９には図示しない）に従って、端末９０１からのＤＴフレームを受信処理した後に、サーバー９０３に対してＤＴフレームの報告（ＤＴ　Ｉｎｆｏ．）を行う。サーバー９０３は、図示しない他の複数の受信局からもＤＴフレームの報告を受け取ることができ、多数のＤＴフレームの報告を収集することができる。

　続いて、無線システム１００における具体的な動作例について説明する。図２及び図３には、図１に示した無線システム１００の動作例をそれぞれ示している。但し、図２は主にサーバーによる各受信局の登録処理に関する通信シーケンス例を示し、図３は図２に示した登録処理結果に基づいて各端末の受信処理に関する通信シーケンス例を示している。図２及び図３に示す動作例では、図６～図９に示した通信シーケンスで使用したＡＲフレーム、ＤＴフレーム、ＡＲリクエスト及びＡＲレスポンス、登録リクエスト及び登録レスポンスなどの各フレームが適宜使用される。

　端末１０１及び１０２はそれぞれ、ＡＲフレームを定期的（例えば、３分に１回）に送信する。ＡＲフレームは、受信局に対してＤＴフレームの受信を要求する信号である。ＡＲフレームには、送信元の端末の固有情報である端末ＩＤと、端末の大まかな位置情報が含まれている。位置情報は端末のＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ　Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ）／ＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ　Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ　Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ　Ｓｙｓｔｅｍ）受信機などから取得する。取得した位置情報を例えば１００メートル精度の大まかな位置情報とすることで送信する情報を削減する。送信する情報を減らすことでＡＲフレームの受信成功率を高めることが可能となる。なお、ＡＲフレームには、端末ＩＤと、端末の大まかの位置情報の他に、ＡＲフレームとＤＴフレームの送信時間間隔に関する情報が含まれているものとする。

　ＡＲフレームを受信した受信局は、ＡＲフレームに含まれる端末ＩＤと大まかな位置情報を、サーバーへ伝達する。このとき、受信局は、自局の固有情報である受信局ＩＤと受信局位置情報も伝達する。この処理をＡＲリクエストと呼ぶ。なお、ＡＲリクエストには、受信したＡＲフレームに含まれる情報とＡＲフレームを受信した時刻を受信したＡＲフレーム数だけリスト化したものを含めてもよい。また、地上受信局の場合には、ＡＲリクエストに自局の位置情報を含めてもよい。

　図２に示す通信シーケンス例では、端末１０１からのＡＲフレームは、地上受信局１１１と衛星受信局１３１に届くが、衛星受信局１３２には届かない。したがって、地上受信局１１１は地上局サーバー１２１にＡＲリクエストを行い、衛星受信局１３１は衛星局サーバー１４１にＡＲリクエストを行うが、衛星受信局１３２はＡＲリクエストを行わない。また、端末１０２からのＡＲフレームは衛星受信局１３１及び衛星受信局１３２に届くが、地上受信局１１１には届かない。したがって、衛星受信局１３１及び衛星受信局１３２はそれぞれ衛星局サーバー１４１にＡＲリクエストを行うが、地上受信局１１１はＡＲリクエストを行わない。

　受信局からＡＲリクエストを受信したサーバーは、登録処理を行う。登録処理は、ＡＲリクエストで伝達された端末ＩＤの端末からのＤＴフレームをどの受信局で受信するかを決定する処理である。図２に示す通信シーケンス例では、地上局サーバー１２１は地上受信局１１１からＡＲリクエストを受信して登録処理を起動し、衛星局サーバー１４１は衛星受信局１３１及び衛星受信局１３２からＡＲリクエストを受信して登録処理を起動する。登録処理は、地上局サーバー１２１と衛星局サーバー１４１間のサーバー間協調により、図２中の処理ステップＳ２０１～Ｓ２０５により実施されるが、詳細については、後続のＤ項に譲る。ここでは、地上局サーバー１２１は、地上受信局１１１が端末１０１の受信処理を行うことを決定し、衛星局サーバー１４１は、衛星受信局１３１が端末１０２の受信処理を行うことを決定したものとする。

　登録処理を行ったサーバーは、受信局に対して応答処理を行う。この処理をＡＲレスポンスと呼ぶ。ＡＲレスポンスには、受信局が受信すべき端末ＩＤが含まれるものとする。図２に示す例では、地上局サーバー１２１は、ＡＲリクエストの送信元の地上受信局１１１に対して、端末１０１の端末ＩＤを含んだＡＲレスポンスを送信する。また、衛星局サーバー１４１は、ＡＲリクエストの送信元の衛星受信局１３１に対して端末１０２の端末ＩＤを含んだＡＲレスポンスを送信するが、衛星受信局１３２に対しては端末１０２の端末ＩＤを含まないＡＲレスポンスを送信する。

　受信局は、サーバーからのＡＲレスポンスに含まれる端末ＩＤに該当する端末からのＤＴフレームの受信処理を行う。図３に示す通信シーケンス例では、地上受信局１１１は、地上局サーバー１２１からのＡＲレスポンスで端末ＩＤが示された端末１０１からのＤＴフレームの受信処理を行う。また、衛星受信局１３１は、衛星局サーバー１４１からのＡＲレスポンスで端末ＩＤが示された端末１０１からのＤＴフレームの受信処理を行う。なお、該当端末に対する受信処理に使用する無線リソースに関する情報（送信時刻、送信周波数、符号など）は、例えば端末ＩＤを使って一意に計算できるものとする。

　そして、端末の受信処理を行った受信局は、受信したＤＴフレームに含まれる端末ＩＤとセンサー情報を、サーバーに報告する。図３に示す通信シーケンス例では、地上受信局１１１は地上局サーバー１２１に対してＤＴフレームの報告（ＤＴ　Ｉｎｆｏ．）を行い、衛星受信局１３１は衛星サーバー１４１に対してＤＴフレームの報告（ＤＴ　Ｉｎｆｏ．）を行う。また、衛星受信局１３２は、衛星局サーバー１４１からのＡＲリクエストで端末１０２の受信処理が指示されなかったので（又は、端末１０２によるＤＴフレームの送信時刻ではＤＴフレームを受信できないので）、端末１０２の受信処理を行わない。

　上述した手順により、地上の端末１０１及び端末１０２で取得したセンサー情報を、地上局サーバー１２１及び衛星サーバー１４１の各々で収集することが可能となる。

Ｄ．登録処理
　このＤ項では、上記Ｃ項で言及した、図２中の処理ステップＳ２０１～Ｓ２０５により実施される登録処理について詳細に説明する。

処理ステップＳ２０１：
　地上局サーバー１２１は、図４に示す処理手順に従って、地上局データベースへの登録判定を実施する。

　ここでは、地上局サーバー１２１は、地上受信局１１１と端末１０１の位置情報から、地上受信局１１１と端末１０１間の距離Ｄ［ｋｍ］を算出するものとする。上述したように、地上受信局１１１の位置情報は、地上受信局１１１から地上局サーバー１２１に送信されるＡＲリクエストに含まれている。また、端末１０１の大まかな位置情報がＡＲフレームに含まれ、ＡＲリクエストを介して地上受信局１１１から地上局サーバー１２１に報告される。

　また、地上局サーバー１２１は、端末１０１の移動を考慮して、地上受信局１１１と端末１０１間の距離を設定するものとする。端末１０１はＡＲフレームの送信時刻からＤＴフレームの送信時刻の間に移動する可能性があり、この場合は地上受信局が端末からのＤＴフレームを受信する際に上記の距離Ｄ［ｋｍ］よりも離れてしまう。このため、地上局サーバー１２１は、端末１０１の移動を考慮した距離Ｄｅｌｔａ－Ｄ［ｋｍ］を設定する。端末１０１の移動とは、例えば端末１０１を携帯する人の移動や、端末１０１を搭載する移動体装置の移動などである。

　例えば、端末１０１の移動速度をｖ［ｋｍ／ｈ］と仮定した場合、Ｄｅｌｔａ－Ｄ［ｋｍ］＝ｖ［ｋｍ／ｈ］×Ｔ［ｓｅｃ］と決めることができる。ここで、Ｔ［ｓｅｃ］はＡＲフレームとＤＴフレームの送信時間間隔である。端末の想定する移動速度ｖはサービスとして決定してもよい。例えば車移動に対してサービスを提供する場合、ｖ＝６０［ｋｍ／ｈ］である。そして、ｖ＝６０ｋｍ／ｈ及びＴ＝６０［ｓｅｃ］の場合には、端末１０１の移動を考慮した距離はＤｅｌｔａ－Ｄ＝１［ｋｍ］となる。

　また、地上局サーバー１２１は、地上受信局１１１の受信可能エリア半径Ｓｅｒｖｉｃｅ－Ｄ［ｋｍ］を決定する。例えば、地上局サーバー１２１は、地上受信局１１１を設置したときに事前検証を行った結果に基づいて、Ｓｅｒｖｉｃｅ－Ｄ［ｋｍ］を決定する。Ｓｅｒｖｉｃｅ－Ｄ［ｋｍ］は地上受信局毎に異なる値でもよい。以下では、ｎ番目の地上受信局（地上受信局＃ｎ）のＳｅｒｖｉｃｅ－Ｄ［ｋｍ］をＳｅｒｖｉｃｅ－Ｄ＿ｎ［ｋｍ］と表記する。

　図４に示すフローチャートを参照しながら、地上局サーバー１２１による登録判定処理について説明する。図示のフローチャートは、地上局サーバー１２１が、ｍ番目の端末（端末＃ｍ）からのＤＴフレームを受信処理する地上受信局＃ｎを決定する手順を示している。

　まず、地上局サーバー１２１は、すべての端末の登録を初期化して、いずれの端末についても受信局が設定されていない状態にする（ステップＳ４０１）。具体的には、端末＃ｍに対する受信局ＩＤを未設定とし、すべての端末について受信可能フラグを０に設定する。

　次いで、地上局サーバー１２１は、地上受信局＃ｎからＡＲリクエストを受信すると（ＡＲリクエスト＝ｎ）（ステップＳ４０２）、そのＡＲリクエストに含まれる端末ＩＤ＝ｍを選択して（ステップＳ４０３）、その端末＃ｍの大まかな位置情報を取得する。地上局サーバー１２１は、端末ＩＤ＝ｍが含まれるＡＲリクエストから、ＤＴフレームまでの送信時間間隔Ｔ［ｓｅｃ］、受信局ＩＤ、及び受信局位置情報を取得する。そして、端末ＩＤ＝ｍが含まれるＡＲリクエストが複数存在する場合には、地上局サーバー１２１は、以下の処理をそれぞれのＡＲリクエストに対して実行する。

　地上局サーバー１２１は、端末＃ｍと地上受信局＃ｎの距離Ｄ［ｋｍ］を算出する（ステップＳ４０４）。次いで、地上局サーバー１２１は、その端末＃ｍの移動を考慮した距離Ｄｅｌｔａ－Ｄ［ｋｍ］を算出する（ステップＳ４０５）。

　次いで、地上局サーバー１２１は、ｎ番目の地上受信局（地上受信局＃ｎ）の受信可能範囲Ｓｅｒｖｉｃｅ－Ｄ＿ｎ［ｋｍ］を算出する（ステップＳ４０６）。そして、地上局サーバー１２１は、端末＃ｍが地上受信局＃ｎの受信可能範囲か否かを判定する（ステップＳ４０７）。Ｄｅｌｔａ－Ｄ［ｋｍ］＋Ｄ［ｋｍ］＜Ｓｅｒｖｉｃｅ－Ｄ＿ｎ［ｋｍ］であれば、端末＃ｍは地上受信局＃ｎの受信可能範囲ということになる。

　端末＃ｍが地上受信局＃ｎの受信可能範囲の場合には（ステップＳ４０７のＹｅｓ）、地上局サーバー１２１は、最小のＤｅｌｔａ－Ｄ［ｋｍ］＋Ｄ［ｋｍ］（すなわち、Ｍｉｎ［Ｄｅｌｔａ－Ｄ＋Ｄ］）となる受信局であることを確認して（ステップＳ４０８）、その受信局の受信局ＩＤ（この場合はｎ）を保持するとともに端末＃ｍの受信可能フラグを"１"とする（ステップＳ４０９）。

　地上局サーバー１２１は、上記の処理を、受信したすべてのＡＲリクエスト及びすべての端末に対して繰り返し実施する（ステップＳ４１０のＮｏ）。処理中のＡＲリクエストにまだ未処理の端末ＩＤが残っている場合には、ｍに１を加算して（ステップＳ４１１）、ステップＳ４０３に戻って上記の処理を繰り返し実行する。また、未処理のＡＲリクエストが残っている場合にはｎに１を加算して（ステップＳ４１２）、ステップＳ４０２に戻って上記の処理を繰り返し実行する。

　そして、受信したすべてのＡＲリクエスト及びすべての端末に対して上記の処理が終了すると（ステップＳ４１０のＹｅｓ）、地上局サーバー１２１は、端末がＤＴフレームを送信する際に、最も近傍に存在する地上受信局の受信局ＩＤを求めることができる。また、いずれの地上受信局の受信可能範囲外となる端末は、受信可能フラグが"０"となる。

処理ステップＳ２０２：
　再び図２を参照して、地上局サーバー１２１による登録処理に関する説明を続ける。処理ステップＳ２０２では、地上局サーバー１２１は、処理ステップＳ２０１で受信可能フラグが"１"の端末を地上局データベースに登録する。登録では、端末ＩＤと地上受信局ＩＤの組み合わせとして登録する。

処理ステップＳ２０３：
　衛星受信局１３１及び衛星受信局１３２も、端末１０２からＡＲフレームを受信すると、衛星局サーバー１４１にＡＲリクエストを送信して、ＡＲフレームに含まれる端末ＩＤと大まかな位置情報を伝達する。衛星局サーバー１４１は、衛星受信局１３１及び衛星受信局１３２の少なくともいずれかからＡＲリクエストを受信すると、地上局データベースを管理する地上局サーバー１２１に対して登録リクエストを送信する。登録リクエストには、ＡＲリクエストで伝達された端末ＩＤなど、衛星局サーバーが衛星受信局から受信したＡＲリクエストに関する情報が含まれる。

　地上局サーバー１２１は、衛星局サーバー１４１から登録リクエストを受信すると、その登録リクエストに含まれる端末ＩＤが地上局データベースに登録されているか否かを確認する。そして、地上局データベースに登録されていない端末ＩＤに対して、処理ステップＳ２０１と同様に、図４に示した処理手順に従って、判定処理を実施する。

処理ステップＳ２０４：
　処理ステップＳ２０３において、衛星局サーバー１４１からの登録リクエストで問い合わせされた端末ＩＤについて登録判定を行うと、いずれかの地上受信局で受信可能な端末は受信可能フラグが"１"となり、いずれの地上受信局の受信可能範囲外となる端末は受信可能フラグが"０"となる結果が得られる。

　地上局サーバー１２１は、処理ステップＳ２０３で受信可能フラグが"１"となった端末（すなわち、いずれかの衛星受信局でＡＲフレームを受信できた端末のうち、地上受信局でも受信可能なもの）を、地上局データベースに追加登録する。追加登録では、端末ＩＤと地上受信局ＩＤの組み合わせとして登録する（同上）。

処理ステップＳ２０５：
　地上局サーバー１２１は、処理ステップＳ２０１又は処理ステップＳ２０３で受信可能フラグが"０"となった端末情報を、登録レスポンスとして衛星局サーバー１４１に報告する。衛星局サーバー１４１は、登録レスポンスに含まれる端末を衛星局データベースに登録処理を行う。

　図５には、処理ステップＳ２０５において、衛星局サーバー１４１が、地上局サーバー１２１から受信した登録レスポンスに含まれる、受信可能フラグが"０"となった端末情報に基づいて、端末を衛星局データベースに登録するための処理手順をフローチャートの形式で示している。

　衛星局サーバー１４１は、まず、衛星受信局が該当端末からＡＲフレームを受信した時刻を取り出す（ステップＳ５０１）。

　次いで、衛星局サーバー１４１は、該当端末がＤＴフレームを送信するまでの時刻を取り出す（ステップＳ５０２）。

　次いで、衛星局サーバー１４１は、ステップＳ５０１で取得したＡＲフレームの受信時刻に、ステップＳ５０２で取得したＤＴフレームを送信するまでの時刻を加算して、ＤＴフレームの受信予想時刻を算出する（ステップＳ５０３）。

　次いで、衛星局サーバー１４１は、ステップＳ５０４で算出したＤＴフレームの受信予想時刻における、衛星局サーバー１４１が管理している各衛星受信局の位置を算出する（ステップＳ５０４）。受信局を搭載した各低軌道衛星は、衛星制御局１５１の運行制御下で、あらかじめ決められた低軌道に沿って所定速度で地球上を周回しており、低軌道衛星の現在位置と軌道上の周回速度と受信予想時刻までの残り時間に基づいて、受信予想時刻における衛星受信局の位置を算出することができる。

　次いで、衛星局サーバー１４１は、管理している各衛星受信局と該当端末との距離を算出して、最小距離となる衛星受信局を、該当端末からのＤＴフレームを受信する衛星受信局に決定する（ステップＳ５０５）。

　そして、衛星局サーバー１４１は、該当端末の端末ＩＤと、ステップＳ５０５で決定した衛星受信局の受信局ＩＤとを組み合わせて、衛星局データベースに登録して（ステップＳ５０６）、本処理を終了する。

　したがって、処理ステップＳ２０５では、図５に示した処理手順に従って、いずれの地上受信局の受信可能範囲外となる端末を、受信可能ないずれかの衛星受信局が受信処理を行うように、衛星局サーバー１４１によって衛星局データベースへの登録処理が実施される。

　上記の処理ステップＳ２０１～Ｓ２０５に従えば、地上受信局と衛星受信局で受信可能な端末に関しては、地上受信局を優先して地上局サーバー１２１で登録処理が行われるように、サーバー間協調制御が実現される。

Ｅ．登録処理に関する拡張例
　上記Ｄ項で説明した登録処理では、サーバー間協調制御により、各受信局が受信できる可能性が高いと予測される端末を優先的に受信対象として登録するようになっている。このため、図４に示したフローチャートでは、端末から最小距離となる受信局を探索してデータベースに登録処理が実施される。これに対し、このＥ項では、優先的に登録処理を行う端末を扱えるようにする拡張例について説明する。

　例えば防災目的でサービス契約される端末（以下、「優先端末」とも呼ぶ）などは、他の端末よりも優先的に地上受信局で受信処理されるように、登録されるように扱うことが望ましい。

　優先端末は、サービス契約に基づき、ＡＲフレームに優先フラグを設定するようにする。例えば、優先端末は優先フラグを"１"に設定して優先端末であることを示し、未契約の端末は優先フラグを"０"に設定する。そして、図４に示したフローチャート中のステップＳ４０６において、Ｄｅｌｔａ－Ｄ［ｋｍ］＋Ｄ［ｋｍ］－Ｘ［ｋｍ］＜Ｓｅｒｖｉｃｅ－Ｄ［ｋｍ］を判定式に用いて、端末が地上受信局の受信可能範囲か否かを判定する。この判定式では、優先端末と地上受信局との実際の距離よりも見かけ上Ｘ［ｋｍ］だけ短くして判定が行われる。これにより、地上受信局が優先端末を受信可能と判定され易くなり、優先フラグを設定した端末は優先的に地上受信局が受信処理を行うように地上局データベースに登録され易くすることが可能である。

Ｆ．装置構成
　この項では、本開示が適用される無線システム１００において、端末、受信局、及びサーバーとして動作する各装置の構成について説明する。

Ｆ－１．端末の構成例
　図１４には、図１に示した無線システムにおいて端末として動作する通信装置１４００（以下、端末１４００とする）の機能的構成例を示している。図示の端末１４００は、無線通信部１４０１と、無線制御部１４０２と、フレーム生成部１４０３と、センサー１４０４と、無線資源決定部１４０５と、記憶部１４０６を備えている。なお、端末１４００の受信処理を行う受信局が地上局又は衛星受信局のいずれであっても、端末１４００の機能的構成は同一でよい。

　無線通信部１４０１は、無線信号の送信を行う。ここで言う無線信号は、ＡＲフレーム及びＤＴフレームの無線信号を含む。無線通信部１４０１は、無線制御部１４０２からの制御により、フレーム生成部１４０３で生成されたフレームを無線信号に変換して送信する。

　無線制御部１４０２は、無線資源決定部１４０５から得られる送信時刻及び送信周波数でフレームを送信するように、無線通信部１４０１を制御する。

　フレーム生成部１４０３は、端末１４００が送信するフレームを生成する。フレーム生成部１４０３は、フレーム生成に必要なプリアンブル、同期情報、及びスクランブルパターンを、無線資源決定部１４０５から取得する。フレーム生成部１４０３は、例えば、センサー部１４０４が取得したセンサー情報を通知するＤＴフレームや、受信局に対してＤＴフレームの受信を要求するＡＲフレームを生成する。フレーム生成部１４０３は、ＤＴフレームのペイロードにはセンサー情報を記載する。また、フレーム生成部１４０３は、ＡＲフレームには端末ＩＤ、ＡＲフレームからＤＴフレームの送信時間間隔、端末の大まかな位置情報などを含める。また、ＡＲフレームには、優先処理要求の有無を示す情報（優先フラグ）をさらに含めてもよい。

　センサー１４０４は、端末１４００の外部又は内部情報を取得するセンサーであり、例えば温度センサーや位置センサー、加速度センサーなどである。

　無線資源決定部１４０５は、記憶部１４０６から得た情報を用いて、フレームを送信する無線リソース（時刻・周波数）や、フレーム生成に必要なフレーム生成に必要なプリアンブル、同期情報、及びスクランブルパターンを生成する。

　記憶部１４０６は、無線資源を決定するために必要な情報（例えば、無線資源を計算するためのシードとなる値など）を保持する。また、記憶部１４０６は、センサー部１４０４が取得したセンサー情報を一時保持する。もちろん、記憶部１４０６はその他の情報を保持していてもよい。

Ｆ－２．受信局の構成例
　図１５には、図１に示した無線システムにおいて受信局として動作する通信装置１５００（以下、受信局１５００とする）の機能的構成例を示している。図示の受信局１５００は、通信部１５０１と、通信制御部１５０２と、フレーム検出・復調部１５０３と、無線資源決定部１５０４と、記憶部１５０５と、フレーム処理部１５０６を備えている。

　なお、受信局１５００は、地表に設置される地上受信局と、低軌道衛星に搭載される衛星受信局の双方を含むものとする。地表と上空など設置環境や、接続先のサーバー（地上局サーバーと衛星局サーバー）の違い、あるいはその他の要因により、詳細な構造の相違はあり得るが、端末やサーバーとのフレーム交換シーケンスは基本的に同じであり、概略的な機能的構成は地上受信局と衛星受信局とで共通であるとする。

　通信部１５０１は、通信制御部１５０２の制御下で、端末からの無線信号（ＡＲフレーム及びＤＴフレーム）の受信と、サーバー（地上局サーバー又は衛星局サーバー）との通信を行う。サーバーとの通信は、有線通信を想定しているが、無線通信を用いることもできる。要するに、通信部１５０１は、端末との無線通信機能と、サーバーとの通信機能を備えているものとする（但し、衛星受信局の場合には、サーバーとの通信機能は、衛星制御局を介在したサーバーとの通信機能とする）。

　通信部１５０１は、端末からの無線信号の受信時には、通信制御部１５０２からの制御により、電波を受信し、無線信号へと変換し、フレーム検出・復調部１５０３へ渡す。また、通信部１５０１は、サーバーとの通信時には、通信制御部１５０２の制御下で、フレーム処理部１５０６が生成したフレーム（ＡＲリクエストやＤＴ　Ｉｎｆｏ．など）のサーバーへの送信処理と、サーバーからのフレームを受信して、フレーム処理部１５０６に渡す。

　通信制御部１５０２は、図６、図７、図８に示したような、端末からの無線信号の受信シーケンスや、サーバーとのフレーム交換シーケンスを実現するように、通信部１５０１及びフレーム処理部１５０６を制御する。また、通信制御部１５０２は、無線資源決定部１５０４から得られる受信時刻及び受信周波数でフレームを受信するように、通信部１５０１による無線信号の受信動作を制御する。

　フレーム検出・復調部１５０３は、通信部１５０１が受信した無線信号からフレームを検出し復調する。具体的には、フレーム検出・復調部１５０３は、無線資源決定部１５０４から取得したプリアンブル、同期情報、及びスクランブルパターンから既知パターンを生成し、受信信号と既知パターンとの相関値を計算し、相関値が一定以上の値となる場合にフレームを検出したと判定する。そして、フレーム検出・復調部１５０３は、フレーム検出に成功した場合に、受信信号からフレームに該当する部分の信号を取り出し、スクランブルを解除した後、ペイロードを取り出し、誤り訂正符号の復号化処理、ＣＲＣ（Ｃｙｃｌｉｃ　Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ　Ｃｏｄｅ）を用いた誤り検出を行う。フレーム検出・復調部１５０３は、フレームの復調に成功した場合、復調されたデータ（センサー情報）を記憶部１５０５に一時的に保持する。

　無線資源決定部１５０４は、記憶部１５０５から得た端末のＩＤ及び初期値を用いて、端末がフレーム（ＤＴフレームなど）を送信する無線リソース（時刻・周波数）や、フレーム復調に必要なプリアンブル、同期情報、及びスクランブルパターンを生成する。

　記憶部１５０５は、無線資源を決定するために必要な情報である端末１００のＩＤと初期値を保持する。また、記憶部１５０５は、受信したＡＲフレームに記載された端末ＩＤや、受信したＤＴフレームに記載されたセンサー情報、ＡＲレスポンスに含まれる（ＤＴフレームの受信対象となる）端末ＩＤなどの情報を一時的に保持する。

　フレーム処理部１５０６は、通信制御部１５０２の制御下で、サーバーと交換するフレームの処理を行う。例えば、フレーム処理部１５０６は、端末からＡＲフレームを受信したことに応答して、サーバーに送信するＡＲリクエストを生成して、通信部１５０１に渡す。また、フレーム処理部１５０６は、通信部１５０１がサーバーから受信したＡＲレスポンスを処理する。また、フレーム処理部１５０６は、端末からのＤＴフレームで取得したセンサー情報をサーバーに伝達するためのＤＴ　Ｉｎｆｏ．を生成して、通信部１５０１に渡す。

Ｆ－３．サーバーの構成例
　図１６には、サーバー（地上局サーバー又は衛星局サーバー）として機能するコンピュータ１６００の構成例を示している。ここでは、コンピュータ１６００は、サーバーの一連の処理を実行するプログラムがインストールされることによって、サーバーとして動作することを想定している。以下、コンピュータ１６００の各構成要素について説明する。

　ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）１６０１は、バス１６１０を介して、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）１６０２、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）１６０３、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）１６０４、及び入出力インターフェース１６０５の各部と相互接続されている。

　ＣＰＵ１６０１は、ＲＯＭ１６０２やＨＤＤ１６０４からＲＡＭ１６０３にロードしたプログラムを実行して、実行中の作業データをＲＡＭ１６０３に一時的に保持しながら、さまざまな処理を実現することができる。ＣＰＵ１６０１が実行するプログラムには、ＲＯＭ１６０２に格納された基本入出力プログラムや、ＨＤＤ１６０４にインストールされたオペレーティングシステム（ＯＳ）及びアプリケーションプログラムが挙げられる。ＯＳはアプリケーションプログラムの実行環境を提供する。また、アプリケーションプログラムは、地上局サーバー用のアプリケーションプログラム及び衛星局サーバー用のアプリケーションプログラムを含むものとする。ＯＳによって提供される実行環境下で、ＣＰＵ１６０１が地上局サーバー用のアプリケーションプログラムを実行することによって、コンピュータ１６００は地上局サーバーとして動作し、衛星局サーバー用のアプリケーションプログラムを実行することによって、コンピュータ１６００は衛星局サーバーとして動作する。

　ＲＯＭ１６０２は、基本入出力プログラムや装置情報などを恒久的に格納する読み出し専用メモリである。ＲＡＭ１６０３は、ＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ　ＲＡＭ）などの揮発性メモリで構成され、ＣＰＵ１６０１の作業領域として使用される。ＨＤＤ１６０４は、ユニット内に固定された１又は複数枚の磁気ディスクを記録媒体とする大容量の記憶装置であり、プログラムやデータをファイル形式で保存する。ＨＤＤの代わりに、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ　Ｓｔａｔｅ　Ｄｒｉｖｅ）を使用してもよい。

　入出力インターフェース１６０５には、出力部１６１１、入力部１６１２、通信部１６１３、ドライブ１６１４などのさまざまな入出力デバイスが接続されている。出力部１６１１は、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ　Ｃｒｙｓｔａｌ　Ｄｉｓｐｌａｙ）やスピーカ、プリンタなどで構成され、例えばＣＰＵ１６０１によるプログラムの実行結果を出力する。入力部１６１２は、キーボードや、マウス、マイクなどで構成され、ユーザからの指示を受け付ける。

　通信部１６１３は、所定の通信規約に則った、有線又は無線の通信インターフェースを備えており、外部装置とのデータ通信を行う。コンピュータ１６００が地上局サーバーとして動作する場合には、通信部１６１３は、地上受信局や、衛星局サーバーとして動作する他のコンピュータとの通信を行う。また、コンピュータ１６００が衛星局サーバーとして動作する場合には、通信部１６１３は、衛星受信局（但し、衛星制御局を経由する場合がある）や、地上局サーバーとして動作する他のコンピュータとの通信を行う。

　また、通信部１６１３は、インターネットなどの広域ネットワークに接続されている。通信部１６１３を使って、インターネット上のダウンロードサイトから、例えば、地上局サーバー用又は衛星局サーバー用のアプリケーションプログラムをダウンロードして、コンピュータ１６００にインストールすることができる。

　ドライブ１６１４は、リムーバブル記録媒体１６１５を装填して、リムーバブル記録媒体１６１５からの読み出し処理、及びリムーバブル記録媒体１６１５への書き込み処理（但し、書き込み可能な記録媒体の場合）を行う。リムーバブル記録媒体１６１５は、プログラムやデータなどをファイル形式で記録している。例えば、地上局サーバー用又は衛星局サーバー用のアプリケーションプログラムなどのパッケージソフトウェアを格納したリムーバブル記録媒体１６１５をドライブ１６１４に装填して、コンピュータ１６００にインストールすることができる。リムーバブル記録媒体１６１５として、例えば、フレキシブルディスク、ＣＤ－ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ　Ｄｉｓｃ　Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）、ＭＯ（Ｍａｇｎｅｔｏ　Ｏｐｔｉｃａｌ）ディスク、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ　Ｄｉｓｃ）、磁気ディスク、半導体メモリなどが挙げられる。

Ｇ．装置動作
　このＧ項では、片方向無線システムを構成する端末、受信局、及びサーバーの各々が実行する動作について説明する。

Ｇ－１．端末の動作
　図１０には、端末が実行する処理手順をフローチャートの形式で示している。

　端末は、ＡＲフレームの送信時刻が到来するまで待機する（ステップＳ１００１のＮｏ）。例えば、所定の時間間隔で端末内のセンサー１４０４がセンシングを行うなど、センサー情報を取得するイベントが発生したときに、ＡＲフレームの送信タイミングとなる。

　そして、端末は、ＡＲフレームの送信時刻が到来すると（ステップＳ１００１のＹｅｓ）、ＡＲフレームを生成して、無線送信する（ステップＳ１００２）。ＡＲフレームには、端末の端末ＩＤや大まかな位置情報、ＡＲフレームからＤＴフレームの送信時間間隔などが含まれる。また、ＡＲフレームは優先処理要求に関する情報を含んでいてもよい。

　その後、ＡＲフレームからＤＴフレームの送信時間間隔が経過すると（ステップＳ１００３のＹｅｓ）、端末は、ＤＴフレームを生成して、無線送信する（ステップＳ１００４）。

　端末は、動作が終了するまで（例えば、端末の使用が終わるまで）（ステップＳ１００５のＮｏ）、ステップＳ１００１に戻って、上記の処理を繰り返し実行する。

Ｇ－２．受信局の動作
　図１１には、受信局が実行する処理手順をフローチャートの形式で示している。受信局は、地上受信局と衛星受信局に大別されるが、どちらも基本的には図１１に示す処理手順に従って動作するものとする。

　受信局は、いずれかの端末からＡＲフレームを受信すると（ステップＳ１１０１のＹｅｓ）、サーバーにＡＲリクエストを送信する（ステップＳ１１０２）。ここで、地上受信局であれば地上局サーバーにＡＲリクエストを送信し、衛星受信局であれば衛星局サーバーにＡＲリクエストを送信する。ＡＲリクエストには、ステップＳ１１０１で受信したＡＲフレームの送信元の端末の端末ＩＤと大まかな位置情報が含まれる。

　その後、受信局は、サーバーからＡＲレスポンスを受信すると（ステップＳ１１０３のＹｅｓ）、ＡＲレスポンスに端末ＩＤが含まれているか、すなわち端末からのＤＴフレームの受信処理を指示されたかどうかをチェックする（ステップＳ１１０４）。

　ここで、受信したＡＲレスポンスに端末ＩＤが含まれている場合には（ステップＳ１１０４のＹｅｓ）、該当する端末からのＤＴフレームの送信時刻が到来すると（ステップＳ１１０５のＹｅｓ）、受信局は、ＤＴフレームの受信処理を行い（ステップＳ１１０６）、さらにＤＴフレームに含まれているセンサー情報を伝達するためのＤＴ　Ｉｎｆｏ．をサーバーに送信する（ステップＳ１１０７）。

　受信局は、動作が終了するまで（例えば、受信局の使用が終わるまで）（ステップＳ１１０８のＮｏ）、ステップＳ１１０１に戻って、上記の処理を繰り返し実行する。

Ｇ－３．地上局サーバーの動作
　図１２には、地上局サーバーが実行する処理手順をフローチャートの形式で示している。図示の処理手順は、コンピュータ（図１６を参照のこと）に地上局サーバー用のアプリケーションプログラムをインストールして実行することによって実現される。但し、図１２では、説明の便宜上、地上受信局からＤＴ　Ｉｎｆｏ．を受信して端末のセンサー情報を収集する処理については省略する。

　地上局サーバーは、自身の管理下の地上受信局からＡＲリクエストを受信すると（ステップＳ１２０１のＹｅｓ）、そのＡＲリクエストに含まれる端末ＩＤに関して登録判定処理を行う（ステップＳ１２０２）。登録判定処理では、該当する端末と最小距離の地上受信局を探索して、いずれかの地上受信局で受信可能であれば受信可能フラグを"１"に設定し、受信可能でなければ受信可能フラグを"０"に設定する。登録判定処理は、上記の図４に示した処理手順に従って行われるので、ここでは詳細な説明を省略する。

　そして、地上局サーバーは、ステップＳ１２０２の登録判定処理で、受信可能フラグが"１"の端末を、端末ＩＤと地上受信局ＩＤの組み合わせとして地上局データベースに登録する（ステップＳ１２０３）。

　次いで、地上局サーバーは、ＡＲリクエストの送信元の地上受信局に、その地上受信局が受信処理を行うべき端末ＩＤを含んだＡＲレスポンスを送信する（ステップＳ１２０４）。

　また、地上局サーバーは、衛星局サーバーから登録リクエストを受信すると（ステップＳ１２０５のＹｅｓ）、その登録リクエストに含まれている端末ＩＤが地上局データベースに登録されているかどうかを確認し、さらに地上局サーバーが管理しているすべての地上受信局との登録判定処理を行う（ステップＳ１２０６）。登録判定処理は、上記の図４に示した処理手順に従って行われる。そして、地上局サーバーは、ステップＳ１２０６の処理で受信可能フラグが"１"になった端末を、端末ＩＤと地上受信局ＩＤの組み合わせとして地上局データベースに登録する（ステップＳ１２０７のＹｅｓ、ステップＳ１２０８）。

　また、地上局サーバーは、登録リクエストで問い合わされた端末ＩＤについて、ステップＳ１２０６で行った登録判定処理の結果、受信可能フラグが"０"となった場合には、その端末情報を含んだ登録レスポンスを衛星局サーバーに送信する（ステップＳ１２０９）。

　地上局サーバーは、動作が終了するまで（例えば、地上局サーバーとして動作するコンピュータの使用が終わるまで）（ステップＳ１２０１０のＮｏ）、ステップＳ１２０１に戻って、上記の処理を繰り返し実行する。

Ｇ－４．衛星局サーバーの動作
　図１３には、衛星局サーバーが実行する処理手順をフローチャートの形式で示している。図示の処理手順は、コンピュータ（図１６を参照のこと）に衛星局サーバー用のアプリケーションプログラムをインストールして実行することによって実現される。但し、図１３では、説明の便宜上、衛星受信局からＤＴ　Ｉｎｆｏ．を受信して端末のセンサー情報を収集する処理については省略する。

　衛星局サーバーは、自身の管理下の衛星受信局からＡＲリクエストを受信すると（ステップＳ１３０１のＹｅｓ）、地上局サーバーに登録リクエストを送信して（ステップＳ１３０２）、そのＡＲリクエストに含まれる端末ＩＤを衛星局データベースに登録してよいかどうかを問い合わせる。

　その後、衛星局サーバーは、地上局サーバーから登録レスポンスを受信すると（ステップＳ１３０３のＹｅｓ）、登録レスポンスには、受信可能フラグが"０"、すなわち衛星受信局で受信処理を行ってよい端末の情報が含まれている（ステップＳ１３０４のＹｅｓ）。そこで、衛星局サーバーは、受信した登録レスポンスに含まれている端末に対して図５に示した処理を実行して、衛星局データベースに登録する（ステップＳ１３０５）。衛星局データベースへの登録は、端末ＩＤと、図５に示した処理手順を実行して、その端末と最小距離となる衛星受信局の受信局ＩＤの組み合わせで行われる。

　次いで、衛星局サーバーは、ＡＲリクエストの送信元の衛星受信局に、その衛星受信局が受信処理を行うべき端末ＩＤを含んだＡＲレスポンスを送信する（ステップＳ１３０６）。

　衛生局サーバーは、動作が終了するまで（例えば、衛星局サーバーとして動作するコンピュータの使用が終わるまで）（ステップＳ１３０７のＮｏ）、ステップＳ１３０１に戻って、上記の処理を繰り返し実行する。

　以上、特定の実施形態を参照しながら、本開示について詳細に説明してきた。しかしながら、本開示の要旨を逸脱しない範囲で当業者が該実施形態の修正や代用を成し得ることは自明である。

　本明細書では、本開示を衛星受信局と地上受信局を組み合わせた無線システムに適用した実施形態を中心に説明してきたが、本開示の要旨はこれに限定されるものではない。端末の受信処理を行う優先度や通信特性、制約条件などが異なる複数種類の受信局を用いて構成される、さまざまなタイプの片方向無線システムに本開示を適用することによって、受信局同士の効率的な協調動作を実現して、適切な受信局を適応的に選択して受信処理を行うことが可能になる。

　要するに、例示という形態により本開示について説明してきたのであり、本明細書の記載内容を限定的に解釈するべきではない。本開示の要旨を判定するためには、特許請求の範囲を参酌すべきである。

　なお、本開示は、以下のような構成をとることも可能である。

（１）地上受信局及び衛星受信局を含む無線システムにおいて、端末と受信局間の片方向通信を管理する通信管理装置であって、
　各端末の受信処理を行う地上受信局及び衛星受信局を管理する管理部を具備する、通信管理装置。

（２）前記管理部は、地上受信局及び衛星受信局で端末からの無線信号を受信可能な場合に、地上受信局又は衛星受信局のいずれで受信処理を行うかを決定する、
上記（１）に記載の通信管理装置。

（３）前記管理部は、地上受信局を優先して端末の受信処理を行うように決定する、
上記（２）に記載の通信管理装置。

（４）前記管理部は、受信時における端末の移動予測に基づいて端末の受信処理を行う地上受信局を決定する、
上記（１）乃至（３）のいずれかに記載の通信管理装置。

（５）前記管理部は、端末からの優先処理要求に基づいて受信処理を行う地上受信局を決定する、
上記（１）乃至（４）のいずれかに記載の通信管理装置。

（５－１）前記管理部は、端末と地上受信局間の距離に基づいて端末の受信処理を行う地上受信局を決定する、
上記（５）に記載の通信管理装置。

（５－２）前記管理部は、移動予測に基づく端末と地上受信局間の距離に基づいて端末の受信処理を行う地上受信局を決定する、
上記（５－１）に記載の通信管理装置。

（５－３）前記管理部は、端末からの優先処理要求に基づいて短縮した前記距離に基づいて端末の受信処理を行う地上受信局を決定する、
上記（５－１）又は（５－２）のいずれかに記載の通信管理装置。

（６）前記管理部は、地上受信局が受信処理を行わない端末を、衛星受信局が受信処理するように決定する、
上記（１）乃至（５）のいずれかに記載の通信管理装置。

（７）前記管理部は、受信予想時刻における衛星受信局の予測位置に基づいて、端末の受信処理を行う衛星受信局を決定する、
上記（１）乃至（６）のいずれかに記載の通信管理装置。

（８）地上受信局及び衛星受信局を含む無線システムにおいて、端末と受信局間の片方向通信を管理する通信管理方法であって、
　各端末の受信処理を行う地上受信局及び衛星受信局を決定するステップを有する、通信管理方法。

（９）端末と地上受信局及び衛星受信局からなる片方向無線システムにおいて、地上受信局が受信処理を行う端末を管理する通信管理装置であって、
　各端末の受信処理を行う地上受信局を管理する管理部と、
　衛星受信局が受信処理を行う端末を管理する他の通信管理装置と通信する管理装置間通信部と、
を具備する通信管理装置。

（１０）前記管理部は、地上受信局からの要求に応答して、地上受信局が端末の受信処理を行うかを決定して、決定した結果を返信する、
上記（９）に記載の通信管理装置。

（１１）前記管理部は、受信時における端末の移動予測に基づいて端末の受信処理を行う地上受信局を決定する、
上記（９）乃至（１０）のいずれかに記載の通信管理装置。

（１２）前記管理部は、端末からの優先処理要求に基づいて受信処理を行う地上受信局を決定する、
上記（９）乃至（１１）のいずれかに記載の通信管理装置。

（１３）前記管理装置間通信部は、前記管理部において地上受信局が受信処理を行うことを決定した端末に関する情報を前記他の通信管理装置に送信する、
上記（９）乃至（１２）のいずれかに記載の通信管理装置。

（１４）前記管理装置間通信部は、前記他の通信管理装置からの要求に応答して、前記情報を返信する、
上記（１３）に記載の通信管理装置。

（１５）端末と地上受信局及び衛星受信局からなる片方向無線システムにおいて、衛星受信局が受信処理を行う端末を管理する通信管理装置であって、
　各端末の受信処理を行う衛星受信局を管理する管理部と、
　地上受信局が受信処理を行う端末を管理する他の通信管理装置と通信する管理装置間通信部と、
を具備する通信管理装置。

（１６）前記管理部は、衛星受信局からの要求に応答して、衛星受信局が端末の受信処理を行うかを決定して、決定した結果を衛星受信局に返信する、
上記（１５）に記載の通信管理装置。

（１７）前記管理装置間通信部は、地上受信局が受信処理を行うことを決定した端末に関する情報を前記他の通信管理装置から受信し、
　前記管理部は、受信した前記情報に基づいて、衛星受信局が端末の受信処理を行うかを決定する、
上記（１５）又は（１６）のいずれかに記載の通信管理装置。

（１８）前記管理装置間通信部は、衛星受信局が受信可能な端末に関する情報を含んだ要求を前記他の通信管理装置に送信して、地上受信局が該当する端末の受信処理を行うことを決定したか否かに関する情報を含んだ返信を受信する、
上記（１５）乃至（１７）のいずれかにきさいの通信管理装置。

（１９）前記管理部は、受信予想時刻における衛星受信局の予測位置に基づいて、端末の受信処理を行う衛星受信局を決定する、
上記（１５）乃至（１８）のいずれかにきさいの通信管理装置。

　１００…無線システム、１０２、１０３…端末、１１１…地上受信局
　１２１…地上局サーバー、１３１、１３２…衛星受信局
　１４１…衛星局サーバー、１５１…衛星制御局
　６０１…端末、６０２…受信局
　７０１…端末、７０２…受信局、７０３…サーバー
　８０１、８０２…サーバー、８１１、８１２…データベース
　９０１…端末、９０２…受信局、９０３…サーバー
　１４００…通信装置（端末）、１４０１…無線通信部
　１４０２…無線制御部、１４０３…フレーム生成部
　１４０４…センサー、１４０５…無線資源決定部、１４０６…記憶部
　１５００…通信装置（受信局）、１５０１…通信部
　１５０２…通信制御部、１５０３…フレーム検出・復調部
　１５０４…無線資源決定部、１５０５…記憶部
　１５０６…フレーム処理部
　１６００…コンピュータ、１６０１…ＣＰＵ、１６０２…ＲＯＭ
　１６０３…ＲＡＭ、１６０４…ＨＤＤ
　１６０５…入出力インターフェース、１６１０…バス
　１６１１…出力部、１６１２…入力部、１６１３…通信部
　１６１４…ドライブ、１６１５…リムーバブル記録媒体

Claims (19)

1. 　地上受信局及び衛星受信局を含む無線システムにおいて、端末と受信局間の片方向通信を管理する通信管理装置であって、
   　各端末の受信処理を行う地上受信局及び衛星受信局を管理する管理部を具備する、通信管理装置。
2. 　前記管理部は、地上受信局及び衛星受信局で端末からの無線信号を受信可能な場合に、地上受信局又は衛星受信局のいずれで受信処理を行うかを決定する、
   請求項１に記載の通信管理装置。
3. 　前記管理部は、地上受信局を優先して端末の受信処理を行うように決定する、
   請求項２に記載の通信管理装置。
4. 　前記管理部は、受信時における端末の移動予測に基づいて端末の受信処理を行う地上受信局を決定する、
   請求項１かに記載の通信管理装置。
5. 　前記管理部は、端末からの優先処理要求に基づいて受信処理を行う地上受信局を決定する、
   請求項１に記載の通信管理装置。
6. 　前記管理部は、地上受信局が受信処理を行わない端末を、衛星受信局が受信処理するように決定する、
   請求項１に記載の通信管理装置。
7. 　前記管理部は、受信予想時刻における衛星受信局の予測位置に基づいて、端末の受信処理を行う衛星受信局を決定する、
   請求項１に記載の通信管理装置。
8. 　地上受信局及び衛星受信局を含む無線システムにおいて、端末と受信局間の片方向通信を管理する通信管理方法であって、
   　各端末の受信処理を行う地上受信局及び衛星受信局を決定するステップを有する、通信管理方法。
9. 　端末と地上受信局及び衛星受信局からなる片方向無線システムにおいて、地上受信局が受信処理を行う端末を管理する通信管理装置であって、
   　各端末の受信処理を行う地上受信局を管理する管理部と、
   　衛星受信局が受信処理を行う端末を管理する他の通信管理装置と通信する管理装置間通信部と、
   を具備する通信管理装置。
10. 　前記管理部は、地上受信局からの要求に応答して、地上受信局が端末の受信処理を行うかを決定して、決定した結果を返信する、
    請求項９に記載の通信管理装置。
11. 　前記管理部は、受信時における端末の移動予測に基づいて端末の受信処理を行う地上受信局を決定する、
    請求項９に記載の通信管理装置。
12. 　前記管理部は、端末からの優先処理要求に基づいて受信処理を行う地上受信局を決定する、
    請求項９に記載の通信管理装置。
13. 　前記管理装置間通信部は、前記管理部において地上受信局が受信処理を行うことを決定した端末に関する情報を前記他の通信管理装置に送信する、
    請求項９に記載の通信管理装置。
14. 　前記管理装置間通信部は、前記他の通信管理装置からの要求に応答して、前記情報を返信する、
    請求項１３に記載の通信管理装置。
15. 　端末と地上受信局及び衛星受信局からなる片方向無線システムにおいて、衛星受信局が受信処理を行う端末を管理する通信管理装置であって、
    　各端末の受信処理を行う衛星受信局を管理する管理部と、
    　地上受信局が受信処理を行う端末を管理する他の通信管理装置と通信する管理装置間通信部と、
    を具備する通信管理装置。
16. 　前記管理部は、衛星受信局からの要求に応答して、衛星受信局が端末の受信処理を行うかを決定して、決定した結果を衛星受信局に返信する、
    請求項１５に記載の通信管理装置。
17. 　前記管理装置間通信部は、地上受信局が受信処理を行うことを決定した端末に関する情報を前記他の通信管理装置から受信し、
    　前記管理部は、受信した前記情報に基づいて、衛星受信局が端末の受信処理を行うかを決定する、
    請求項１５に記載の通信管理装置。
18. 　前記管理装置間通信部は、衛星受信局が受信可能な端末に関する情報を含んだ要求を前記他の通信管理装置に送信して、地上受信局が該当する端末の受信処理を行うことを決定したか否かに関する情報を含んだ返信を受信する、
    請求項１５に記載の通信管理装置。
19. 　前記管理部は、受信予想時刻における衛星受信局の予測位置に基づいて、端末の受信処理を行う衛星受信局を決定する、
    請求項１５に記載の通信管理装置。

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