(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の通信衛星を介してダイバーシチ方式の通信を行う衛星通信システムであって、
基地局と、
前記基地局と、前記複数の通信衛星を介して通信可能な移動局とを備え、
前記移動局は、前記複数の通信衛星に対し、ＣＲＣコードを含む制御信号を送信し、
前記基地局は、前記複数の通信衛星を介した前記制御信号の受信時刻および受信した前記ＣＲＣコードに基づき、前記複数の通信衛星を介した前記移動局への各伝送路における遅延量を取得し、前記各伝送路における遅延量に応じて、前記移動局での前記ダイバーシチ方式での遅延がないようにタイミング調整を行って通信信号を送信し、
ユーザの異なる複数の前記移動局をさらに備え、
前記基地局は、同一伝送チャネルにおいてユーザの異なる一の前記移動局から他の前記移動局へ通信を切り替える場合、切り替え前の前記移動局の前記伝送路における遅延量が、切り替え後の前記移動局の前記伝送路における遅延量よりも大きい場合に、切り替え後の通信開始時を遅らせる、
衛星通信システム。
【請求項２】
前記基地局は、前記複数の通信衛星を介した各伝送路を示すパイロット信号を、各伝送路ごとに異なる周波数で送信し、
前記移動局は、前記パイロット信号をそれぞれ対応する周波数帯域で受信する、
請求項１に記載の衛星通信システム。
【請求項３】
前記基地局は、前記複数の通信衛星を介した各伝送路を示すパイロット信号を、各伝送路ごとに時分割送信し、
前記移動局は、前記パイロット信号をそれぞれ対応するタイミングで受信する、
請求項１に記載の衛星通信システム。
【請求項４】
前記パイロット信号は、前記通信信号におけるユーザデータ区間に挿入される、
請求項３に記載の衛星通信システム。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の衛星通信システムに用いられる、
基地局。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれかに記載の衛星通信システムに用いられる、
移動局。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は衛星通信システムおよびそれに用いられる基地局、移動局に関し、特に、ダイバーシチ方式での通信が行われる衛星通信システムおよびそれに用いられる基地局、移動局に関する。
【背景技術】
【０００２】
陸上移動通信では、データ通信用パケットチャネルの高速化が、多値符号や空間多重などの新方式システムの導入によって進められている。衛星通信においても、商用サービスにおいてパケットチャネルがサポートされているが、今後さらなるブロードバンド化への要求は高まっていくと考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−３２４９６０号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】ブロードバンド複数衛星ＭＩＭＯシステムの提案（山下史洋，小林聖，上羽正純，梅比良正弘、２００５年電子情報通信学会総合大会、Ｂ−３−３、２００５年３月）
【非特許文献２】Ｓ．Ｍ．Ａｌａｍｏｕｔｉ，“Ａ  Ｓｉｍｐｌｅ  Ｔｒａｎｓｍｉｔ  Ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ  Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ  ｆｏｒ  Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，”ＩＥＥＥ  ＪＳＡＣ，Ｖｏｌ．１６，Ｎｏ．８，Ｏｃｔ．１９９８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
現状では対衛星移動局は１対１の通信が一般的であるが、ブロードバンド化を図るための方式として複数通信衛星をマルチアンテナに見立て、ダイバーシチ方式での通信を実現する方法がある（非特許文献１、２参照）。その他にも衛星通信システムにおいてダイバーシチ方式を適用する事例は開示されているが（特許文献１参照）、衛星通信でダイバーシチ方式を実現するためには、通信を経由する衛星間の遅延量を測定する仕組みや、それらの衛星との伝送路を推定する仕組みが必要である。しかし、従来はこれらの仕組みについて具体的には示されていなかった。
【０００６】
本発明では衛星間の遅延量を測定する仕組み、およびそれらの衛星との伝送路を推定する仕組みを示し、ダイバーシチ方式を実現可能な衛星通信システム、基地局および移動局の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一の態様は、複数の通信衛星を介してダイバーシチ方式の通信を行う衛星通信システムであって、基地局と、前記基地局と、前記複数の通信衛星を介して通信可能な移動局とを備え、前記移動局は、前記複数の通信衛星に対し、ＣＲＣコードを含む制御信号を送信し、前記基地局は、前記複数の通信衛星を介した前記制御信号の受信時刻および受信した前記ＣＲＣコードに基づき、前記複数の通信衛星を介した前記移動局への各伝送路における遅延量を取得し、前記各伝送路における遅延量に応じて、前記移動局での前記ダイバーシチ方式での遅延がないようにタイミング調整を行って通信信号を送信し、ユーザの異なる複数の前記移動局をさらに備え、前記基地局は、同一伝送チャネルにおいてユーザの異なる一の前記移動局から他の前記移動局へ通信を切り替える場合、切り替え前の前記移動局の前記伝送路における遅延量が、切り替え後の前記移動局の前記伝送路における遅延量よりも大きい場合に、切り替え後の通信開始時を遅らせる。
【００１０】
また、本発明にかかる基地局および移動局は、上述の衛星通信システムに用いられる基地局および移動局である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の一の態様によれば、複数の通信衛星を介してダイバーシチ方式の通信を行う衛星通信システムであって、基地局と、前記基地局と、前記複数の通信衛星を介して通信可能な移動局とを備え、前記移動局は、前記複数の通信衛星に対し、ＣＲＣコードを含む制御信号を送信し、前記基地局は、前記複数の通信衛星を介した前記制御信号の受信時刻および受信した前記ＣＲＣコードに基づき、前記複数の通信衛星を介した前記移動局への各伝送路における遅延量を取得し、前記各伝送路における遅延量に応じて、前記移動局での前記ダイバーシチ方式での遅延がないようにタイミング調整を行って通信信号を送信し、ユーザの異なる複数の前記移動局をさらに備え、前記基地局は、同一伝送チャネルにおいてユーザの異なる一の前記移動局から他の前記移動局へ通信を切り替える場合、切り替え前の前記移動局の前記伝送路における遅延量が、切り替え後の前記移動局の前記伝送路における遅延量よりも大きい場合に、切り替え後の通信開始時を遅らせることにより、移動局において、各伝送路における遅延量を考慮された通信ができ、衛星通信システムにおけるダイバーシチ方式の通信が可能となる。
【００１４】
また、本発明にかかる基地局および移動局によれば、上述の衛星通信システムに用いられる基地局および移動局であることにより、伝送路の推定、および各伝送路における遅延量の取得が可能となり、ダイバーシチ方式での通信が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施の形態１にかかる衛星通信システムの構成を示す図である。
【図２】実施の形態１にかかる衛星通信システムにおいて、移動局から通信衛星へ送信される制御信号の受信パケットを示す図である。
【図３】実施の形態２にかかる衛星通信システムにおいて、基地局から移動局へ送信される、パイロット信号を含むデータフレームの様子を示す図である。
【図４】実施の形態３にかかる衛星通信システムにおいて、基地局から移動局へ送信される、パイロット信号を含むデータフレームの様子を示す図である。
【図５】実施の形態３にかかる衛星通信システムにおいて、基地局から移動局へ送信される、パイロット信号を含むデータフレームの様子を示す図である。
【図６】実施の形態４にかかる衛星通信システムの、異なるユーザに対する通信処理を示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
＜Ａ．実施の形態１＞
衛星通信システムにおいてダイバーシチ方式の通信を実現するためには、異なる伝送路を経て、基地局から移動局へ電波を送信する必要がある。すなわち、異なる通信衛星を経由して、基地局から移動局へ電波が送信される必要がある。
【００１７】
このとき、経由するそれぞれの通信衛星から送信するシンボルが、同時に移動局で受信されなければならない。すなわち異なる伝送路における伝送路遅延量（それぞれの伝送路の遅延の差）を予め知る必要がある。
【００１８】
＜Ａ−１．構成＞
図１に示すように、本発明に係る衛星通信システムは、基地局１０１、１０２と、基地局１０１、１０２と通信可能な通信衛星１０３、１０４と、通信衛星１０３、１０４と通信可能な移動局２０１、２０２とを備える。当該システムは、複数の通信衛星１０３、１０４を介することで、移動局２０１、２０２において、ダイバーシチ方式の受信が可能な衛星通信システムである。
【００１９】
＜Ａ−２．動作＞
移動局２０１、２０２から複数の通信衛星１０３、１０４に対し、制御信号を送信する。ここで、基地局１０１、１０２と移動局２０１、２０２との伝送路遅延量を測定するための専用チャネルは設けない。
【００２０】
基地局１０１、１０２は、通信衛星１０３、１０４を介して、移動局２０１、２０２から送信された制御信号を受信するが、その信号がどの移動局からの信号であるかを識別する必要がある。そのために、受信した制御信号のパケットに付加されているＣＲＣ（Ｃｙｃｌｉｃ  Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ  Ｃｈｅｃｋ）コードを用いる。ＣＲＣコードに基づいて、移動局２０１、２０２それぞれを識別する（図２参照）。
【００２１】
それぞれの制御信号の基地局１０１、１０２における受信時刻に基づく、移動局２０１から基地局１０１、１０２までの遅延ｔpd11、ｔpd12、および移動局２０２から基地局１０１、１０２までの遅延ｔpd21、ｔpd22（図２参照）から、伝送路遅延量を算出する。具体的には、遅延ｔpd11と遅延ｔpd12との差と、移動局２０１とを関連付け、また遅延ｔpd21と遅延ｔpd22との差と、移動局２０２とを関連付けることにより、移動局２０１、２０２における伝送路遅延量を取得する。
【００２２】
伝送路遅延量の取得の後、基地局１０１、１０２から移動局２０１、２０２に対し、２つの通信衛星１０３、１０４を介して、ダイバーシチ方式で通信を行う。基地局１０１、１０２では、あらかじめ取得した伝送路遅延量に基づいて、移動局２０１、２０２各々でのダイバーシチ方式での遅延が無いようにタイミング調整を行って、移動局２０１、２０２に対し、通信衛星１０３、１０４を介した電波を送信する。
【００２３】
＜Ａ−３．効果＞
本発明にかかる実施の形態１によれば、複数の通信衛星１０３、１０４を介してダイバーシチ方式の通信を行う衛星通信システムであって、基地局１０１、１０２と、基地局１０１、１０２と、複数の通信衛星１０３、１０４を介して通信可能な移動局２０１、２０２とを備え、移動局２０１、２０２は、複数の通信衛星１０３、１０４を介して基地局１０１、１０２に対し、ＣＲＣコードを含む制御信号を送信し、基地局１０１、１０２は、複数の通信衛星１０３、１０４からの制御信号の受信時刻および受信したＣＲＣコードに基づき、複数の通信衛星１０３、１０４を介した移動局２０１、２０２への各伝送路における遅延量を取得し、各伝送路における遅延量に応じて通信信号を送信することで、移動局２０１、２０２において特別な処理を必要とすることなく、各伝送路における伝送路遅延量を考慮された通信ができ、衛星通信システムにおけるダイバーシチ方式の通信が可能となる。
【００２４】
また、伝送路遅延量の測定のために専用チャネルを設けることなく、基地局１０１、１０２側で異なる通信衛星１０３、１０４を介した遅延差を吸収するように送信時間を調整し、ダイバーシチ方式での通信が可能となる。
【００２５】
また、本発明にかかる実施の形態１によれば、衛星通信システムにおいて用いられる、基地局１０１、１０２および移動局２０１、２０２を備えることで、移動局２０１、２０２において、各伝送路における伝送路遅延量を考慮された通信ができ、衛星通信システムにおけるダイバーシチ方式の通信が可能となる。
【００２６】
＜Ｂ．実施の形態２＞
＜Ｂ−１．構成＞
本実施の形態２に係る衛星通信システムの構成は、実施の形態１と同様であるので説明を省略する。
【００２７】
＜Ｂ−２．動作＞
移動局２０１、２０２において、２つの通信衛星１０３、１０４を介した伝送路の推定を独立にかつ同時に行うため、図３に示すように、同一チャネル内で周波数分割したパイロット信号を用いる。伝送路ごとに、異なる周波数のパイロット信号を使用する。
【００２８】
図３に示すのは、移動局２０１、２０２において、割り当てられた周波数帯域を２分割し、それぞれの周波数に応じたフィルタを通して、２つの通信衛星１０３、１０４との伝送路推定を同時に行うことができるように考慮したものである。
【００２９】
基地局１０１、１０２は移動局２０１、２０２に対し、ダイバーシチ方式での通信を行うことを予め通知し、伝送路ごとに異なる周波数を割り当てたパイロット信号を送信する。移動局２０１、２０２では、周波数帯域内の２つの信号を別々に受信処理できるように、それぞれの周波数に応じたフィルタを準備しておく。周波数帯域を２分割したパイロット信号（図３におけるｐｉｌｏｔ１およびｐｉｌｏｔ２）を用いて、２つの通信衛星１０３、１０４との伝送路を推定し、例えばＳｐａｃｅ−Ｔｉｍｅ  Ｃｏｄｉｎｇされた信号をデコードする。
【００３０】
＜Ｂ−３．効果＞
本発明にかかる実施の形態２によれば、衛星通信システムにおいて、基地局１０１、１０２は、複数の通信衛星１０３、１０４を介した各伝送路を示すパイロット信号を、各伝送路ごとに異なる周波数で送信し、移動局２０１、２０２は、パイロット信号をそれぞれ対応する周波数帯域で受信することで、パイロット信号ごとに異なる周波数帯域を使用することで、伝送速度に影響を与えることなく伝送路を推定し、ダイバーシチ方式での通信が可能となる。
【００３１】
また、本発明にかかる実施の形態２によれば、複数の通信衛星１０３、１０４を介してダイバーシチ方式の通信を行う衛星通信システムであって、基地局１０１、１０２と、基地局１０１、１０２と、複数の通信衛星１０３、１０４を介して通信可能な移動局２０１、２０２とを備え、基地局１０１、１０２は、複数の通信衛星１０３、１０４を介した各伝送路を示すパイロット信号を、各伝送路ごとに異なる周波数で送信し、移動局２０１、２０２は、パイロット信号をそれぞれ対応する周波数帯域で受信することで、パイロット信号ごとに異なる周波数帯域を使用することで、伝送速度に影響を与えることなく伝送路を推定し、ダイバーシチ方式での通信が可能となる。
【００３２】
＜Ｃ．実施の形態３＞
＜Ｃ−１．構成＞
本実施の形態３に係る衛星通信システムの構成は、実施の形態１と同様であるので説明を省略する。
【００３３】
＜Ｃ−２．動作＞
２つの通信衛星１０３、１０４を介した伝送路を推定する方法として、図４に示すように、基地局１０１、１０２から移動局２０１、２０２へ、時分割で交互にパイロット信号（ｐｉｌｏｔ１およびｐｉｌｏｔ２）を送信し、そのパイロット信号を用いて伝送路を推定する方法がある。
【００３４】
図５はさらに、通信信号におけるユーザデータ区間にも伝送路推定用のパイロット信号（ｐｉｌｏｔ１およびｐｉｌｏｔ２）を挿入し、一方が送信中であるときは他方が送信停止し、互いに干渉源とならないように送信する様子を示している。
【００３５】
基地局１０１、１０２から移動局２０１、２０２へ、ダイバーシチ方式での通信を行うこと、およびパイロット信号を送信するフレームタイミングを予め通知し、パイロット信号を時分割で送信する。移動局２０１、２０２では、通知されたフレームタイミングにおいて受信したパイロット信号を用いて伝送路を推定し、例えばＳｐａｃｅ−Ｔｉｍｅ  Ｃｏｄｉｎｇされた信号をデコードする。
【００３６】
＜Ｃ−３．効果＞
本発明にかかる実施の形態３によれば、衛星通信システムにおいて、基地局１０１、１０２は、複数の通信衛星１０３、１０４を介した各伝送路を示すパイロット信号を、各伝送路ごとに時分割送信し、移動局２０１、２０２は、パイロット信号をそれぞれ対応するタイミングで受信することで、異なる通信衛星１０３、１０４からの通信信号が重複することなく伝送路推定ができ、ダイバーシチ方式での通信が可能となる。
【００３７】
また、本発明にかかる実施の形態３によれば、衛星通信システムにおいて、パイロット信号は、通信信号におけるユーザデータ区間に挿入されることで、パイロット信号の送信可能時間の幅が広がり、異なる通信衛星１０３、１０４からの通信信号が重複することなく伝送路推定ができる。
【００３８】
また、本発明にかかる実施の形態３によれば、複数の通信衛星１０３、１０４を介してダイバーシチ方式の通信を行う衛星通信システムであって、基地局１０１、１０２と、基地局１０１、１０２と、複数の通信衛星１０３、１０４を介して通信可能な移動局２０１、２０２とを備え、基地局１０１、１０２は、複数の通信衛星１０３、１０４を介した各伝送路を示すパイロット信号を、各伝送路ごとに時分割送信し、移動局２０１、２０２は、パイロット信号をそれぞれ対応するタイミングで受信することで、異なる通信衛星１０３、１０４からの通信信号が重複することなく伝送路推定ができ、ダイバーシチ方式での通信が可能となる。
【００３９】
＜Ｄ．実施の形態４＞
＜Ｄ−１．構成＞
本実施の形態４に係る衛星通信システムの構成は、実施の形態１と同様であるので説明を省略する。
【００４０】
＜Ｄ−２．動作＞
パケット伝送では、伝送効率を上げるため伝送チャネルを複数ユーザで共有することがある。この伝送チャネルにおいて遅延量が異なる複数ユーザを収容するためには、時系列で送信データが重複しないようにしなければならない。
【００４１】
これを考慮するため、ユーザが異なるタイムフレームにおいては、その遅延量に応じて、送信しないフレームを空ける、または連続して送信する、ことを判断する機能を基地局１０１、１０２に設ける。ここでフレームとは、送信データ処理を行う最小単位とする。
【００４２】
具体的には、複数の移動局２０１、２０２に異なるユーザが存在する場合であって、図６に示すように、通信が開始され（ステップＳ１）、データ送信があったとき（ステップＳ２）、ユーザの変更があったか否かを判定する（ステップＳ３）。
【００４３】
ユーザが変更していない場合には、ステップＳ２に戻って引き続きデータ送信を行う。
ユーザが変更している場合には、変更前のユーザの伝送路遅延量と、変更後のユーザの伝送路遅延量とを比較する（ステップＳ４）。変更後のユーザの伝送路遅延量が大きいときは、ステップＳ２に戻って引き続きデータ送信を行う。変更前のユーザの伝送路遅延量が大きいときは、１フレーム分の無送信時間を確保する（ステップＳ５）。
【００４４】
＜Ｄ−３．効果＞
本発明にかかる実施の形態４によれば、衛星通信システムにおいて、ユーザの異なる複数の移動局２０１、２０２をさらに備え、基地局１０１、１０２は、同一伝送チャネルにおいてユーザの異なる一の移動局２０１、２０２から他の移動局２０１、２０２へ通信を切り替える場合、切り替える前後の移動局２０１、２０２の、各伝送路における遅延量に基づき、切り替え後の通信開始時を制御することで、送信データが衝突することなしに、ダイバーシチ方式による通信を継続することができる。
【符号の説明】
【００４５】
１０１，１０２  基地局、１０３，１０４  通信衛星、２０１，２０２  移動局。
【図１】
0005570186.tif 000002
【図２】
0005570186.tif 000003
【図３】
0005570186.tif 000004
【図４】
0005570186.tif 000005
【図５】
0005570186.tif 000006
【図６】
0005570186.tif 000007