(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
サービスエリア全体がマルチビームでカバーされ、サービスエリア内に基地局が１局のみ存在する、または、ユーザ局〜衛星間のサービスリンクと基地局〜衛星間のフィーダリンクでそれぞれ異なる周波数帯を使用する、スルーリピータ衛星によるユーザ局間直接接続方法において、
基地局が各ユーザ局に対して通信用無線チャネルと共通化された制御用無線チャネルを割り当て、
ユーザ局は割り当てられた通信用無線チャネルにおいて情報信号と制御信号で構成されるフレームを連続的に送信し、
通信用無線チャネルは衛星上で２分岐され、相手ユーザ局と基地局にそれぞれ送信され、
相手ユーザ局では通信用無線チャネルにおいて受信したフレームを分解して情報信号を取り出し、
基地局では制御信号を取り出し、
基地局は、共通化された制御用無線チャネルにおいて各ユーザ局への制御信号で構成されるフレームを送信し、
各ユーザ局は受信フレームの中から自局宛てフレームを取り出すことにより、ユーザ局〜基地局間での制御信号の授受を可能とし、
情報信号は衛星を１度経由するのみでユーザ局間での授受を可能とすることを特徴とするユーザ局間直接接続方法。
【請求項２】
前記制御用無線チャネルは３以上のユーザ局に対して共通化される請求項１記載のユーザ局間直接接続方法。
【請求項３】
少なくとも衛星と地上の基地局とを有し、サービスエリア全体がマルチビームでカバーされ、サービスエリア内に基地局が１局のみ存在する、または、ユーザ局〜衛星間のサービスリンクと基地局〜衛星間のフィーダリンクでそれぞれ異なる周波数帯を使用する、スルーリピータ衛星によるユーザ局間直接接続システムにおいて、
基地局は各ユーザ局に対して通信用無線チャネルと共通化された制御用無線チャネルを割り当てる手段と、該共通化された制御用無線チャネルにより各ユーザ局への制御信号で構成されるフレームを送信する手段と、各ユーザ局から衛星経由で送信される情報信号と制御信号のうち制御信号を取り出す手段とを有し、
衛星は各ユーザ局から送信される情報信号と制御信号をふくむ通信用無線チャネルを２分岐して、相手ユーザ局と基地局にそれぞれ送信する手段を有し、
ユーザ局〜基地局間での制御信号の授受を可能とすると共に、情報信号は衛星を１度経由するのみでユーザ局間での授受を可能とすることを特徴とするユーザ局間直接接続システム。
【請求項４】
サービスエリア全体がマルチビームでカバーされ、サービスエリア内に基地局が１局のみ存在する、または、ユーザ局〜衛星間のサービスリンクと基地局〜衛星間のフィーダリンクでそれぞれ異なる周波数帯を使用する、衛星局において、
該衛星は、基地局が各ユーザ局に対して割り当てる通信用無線チャネルと共通化された制御用無線チャネルを各ユーザ局に配信する手段と、
ユーザ局から送信される、情報信号と制御信号をふくむ通信用無線チャネルを２分岐して、相手ユーザ局と基地局にそれぞれ送信する手段とを有することを特徴とする衛星局。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、衛星通信方法、衛星通信システム及び衛星局に関し、特にユーザ局間通信時に生じる伝播遅延を低減し、通信品質を改善することの可能なユーザ局間接続方法、ユーザ局間直接接続システム及び衛星局に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のスルーリピータ衛星による衛星通信システムでは、サービスエリア全体がマルチビームでカバーされ、サービスエリア内に基地局は１局のみ存在し、ユーザ局〜基地局間のサービスリンクと基地局〜衛星間のフィーダリンクでは異なる周波数帯を使用している。このような衛星通信システムにおいて通信を確立するためには、音声やデータなどのユーザ情報を転送する役割を担う情報信号をユーザ局間で授受するだけでなく、通信中に基地局からユーザ局の維持管理やネットワークサービス提供を行うための情報を転送する役割を担う制御信号をユーザ局〜基地局間で授受する必要がある。ユーザ局負荷の軽減、制御の容易さなどを考慮し、必要に応じて基地局が各ユーザ局に無線チャネルを割り当て、その無線チャネルを各ユーザ局が占有するＦＤＭＡ／ＳＣＰＣ方式が採用されており、送受信チャネルはＦＤＤで分割されている。また、無線チャネルはフレーム化されており、情報信号と制御信号で構成されるフレームを移動局〜基地局間で連続的に送受信している。
【０００３】
図３に従来のスルーリピータ衛星による衛星通信システムの構成、図４に無線チャネル構成例を示す。
【０００４】
ユーザ局Ａとユーザ局Ｂとのユーザ局間通信時に、ユーザ局Ａに無線チャネルＥ、ユーザ局Ｂに無線チャネルＦが基地局から割り当てられている場合、
ユーザ局Ａは無線チャネルＥにおいてユーザ局Ｂに対する情報信号１２と基地局に対する制御信号１０で構成されるフレームを連続的に送信する。無線チャネルＥは衛星上でユーザ局〜衛星間サービスリンクの周波数帯から基地局〜衛星間フィーダリンクの周波数帯に周波数変換され、基地局に送信される。基地局はユーザ局Ａが送信した前記フレームを受信した場合、受信フレームを情報信号１２と制御信号１０に分解し、無線チャネルＦにおいて情報信号１２と基地局からユーザ局Ｂに対する制御信号０２により再構成されたフレームを連続的に送信する。無線チャネルＦは衛星上で基地局〜衛星間フィーダリンクの周波数帯からユーザ局〜衛星間サービスリンクの周波数帯に周波数変換され、ユーザ局Ｂに送信される。制御信号１０は基地局内で処理される。
【０００５】
また、ユーザ局Ｂは無線チャネルＦにおいてユーザ局Ａに対する情報信号２１と基地局に対する制御信号２０で構成されるフレームを連続的に送信する。
【０００６】
無線チャネルＦは衛星上でユーザ局〜衛星間サービスリンクの周波数帯から衛星〜基地局間フィーダリンクの周波数帯に周波数変換され、基地局に送信される。
【０００７】
基地局はユーザ局Ｂが送信した前記フレームを受信した場合、受信フレームを情報信号２１と制御信号２０に分解し、無線チャネルＥにおいて情報信号２１と基地局からユーザ局Ａに対する制御信号０１により再構成されたフレームを連続的に送信する。無線チャネルＥは衛星上で衛星〜基地局間フィーダリンクの周波数帯からユーザ局〜衛星間サービスリンクの周波数帯に周波数変換され、ユーザ局Ａに送信される。制御信号２０は基地局内で処理される。
【０００８】
このような構成とすることにより、ユーザ局間通信の確立と同時に、通信中における基地局からユーザ局の維持管理、ネットワークサービス提供が可能となる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記のようなユーザ局間接続方式では、ユーザ局Ａから送信されたユーザ局間で有意な情報信号が、ユーザ局Ｂに到達するまでに基地局を必ず経由することにより、衛星を２度経由することとなり、伝播遅延が大きくなる。これにより、リアルタイム性の求められる音声などの通信品質劣化を引き起こしている。伝播遅延を低減し、通信品質を改善するためには、情報信号が基地局を経由せずに、衛星を１度だけ経由してユーザ局間で直接授受されればよい。
【００１０】
しかし、従来のシステムでは、ユーザ局〜基地局間のサービスリンクと基地局〜衛星間のフィーダリンクでは異なる周波数帯を使用している。衛星はユーザ局〜衛星間サービスリンクの周波数帯と基地局〜衛星間フィーダリンクの周波数帯を相互変換する機能しか持たない、などの理由により、ユーザ局間で情報信号を基地局を経由せずに衛星を１度だけ経由して直接授受することができない。
【００１１】
ここで、ユーザ局〜基地局間のサービスリンクと基地局〜衛星間のフィーダリンクで同じ周波数帯を使用することにしたとしても、両ユーザ局と基地局が同一ビームに存在する場合以外は、情報信号を基地局を経由せずに衛星を１度だけ経由してユーザ局間で直接授受し、かつ、ユーザ局〜基地局間で制御信号を授受することはできない。
【００１２】
一方、通信資源の有効利用や経済性の観点から、ＦＤＭＡ／ＳＣＰＣをベースに設計された従来システムとの整合性を考慮する必要がある。
【００１３】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、サービスエリア全体がマルチビームでカバーされ、サービスエリア内に基地局が１局のみ存在する、または、ユーザ局〜衛星間のサービスリンクと基地局〜衛星間のフィーダリンクでそれぞれ異なる周波数帯を使用する、スルーリピータ衛星による衛星通信システムにおいて、ユーザ局間通信時の情報信号は基地局を経由せずに衛星を１度だけ経由してユーザ局間で直接授受することにより伝播遅延を低減し、通信品質を改善すると同時に、基地局からユーザ局の維持管理、ネットワークサービス提供を行うことの可能なユーザ局間直接接続方式を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明のひとつの特徴は、サービスエリア全体がマルチビームでカバーされ、サービスエリア内に基地局が１局のみ存在する、または、ユーザ局〜衛星間のサービスリンクと基地局〜衛星間のフィーダリンクでそれぞれ異なる周波数帯を使用する、スルーリピータ衛星によるユーザ局間直接接続方法において、基地局が各ユーザ局に対して通信用無線チャネルと共通化された制御用無線チャネルを割り当て、ユーザ局は割り当てられた通信用無線チャネルにおいて情報信号と制御信号で構成されるフレームを連続的に送信し、通信用無線チャネルは衛星上で２分岐され、相手ユーザ局と基地局にそれぞれ送信され、相手ユーザ局では通信用無線チャネルにおいて受信したフレームを分解して情報信号を取り出し、基地局では制御信号を取り出し、基地局は、共通化された制御用無線チャネルにおいて各ユーザ局への制御信号で構成されるフレームを送信し、各ユーザ局は受信フレームの中から自局宛てフレームを取り出すことにより、ユーザ局〜基地局間での制御信号の授受を可能とし、情報信号は衛星を１度経由するのみでユーザ局間での授受を可能とするユーザ局間直接接続方法にある。
【００１５】
本発明の別の特徴は、少なくとも衛星と地上の基地局とを有し、サービスエリア全体がマルチビームでカバーされ、サービスエリア内に基地局が１局のみ存在する、または、ユーザ局〜衛星間のサービスリンクと基地局〜衛星間のフィーダリンクでそれぞれ異なる周波数帯を使用する、スルーリピータ衛星によるユーザ局間直接接続システムにおいて、基地局は各ユーザ局に対して通信用無線チャネルと共通化された制御用無線チャネルを割り当てる手段と、該共通化された制御用無線チャネルにより各ユーザ局への制御信号で構成されるフレームを送信する手段と、各ユーザ局から衛星経由で送信される情報信号と制御信号のうち制御信号を取り出す手段とを有し、衛星は各ユーザ局から送信される情報信号と制御信号をふくむ通信用無線チャネルを２分岐して、相手ユーザ局と基地局にそれぞれ送信する手段を有し、ユーザ局〜基地局間での制御信号の授受を可能とすると共に、情報信号は衛星を１度経由するのみでユーザ局間での授受を可能とするユーザ局間直接接続システムにある。
【００１６】
本発明の更に別の特徴は、サービスエリア全体がマルチビームでカバーされ、サービスエリア内に基地局が１局のみ存在する、または、ユーザ局〜衛星間のサービスリンクと基地局〜衛星間のフィーダリンクでそれぞれ異なる周波数帯を使用する、スルーリピータ衛星において、該衛星は、基地局が各ユーザ局に対して割り当てる通信用無線チャネルと共通化された制御用無線チャネルを各ユーザ局に配信する手段と、ユーザ局から送信される、情報信号と制御信号をふくむ通信用無線チャネルを２分岐して、相手ユーザ局と基地局にそれぞれ送信する手段とを有する衛星局にある。
【００１７】
なお、制御用無線チャネルは２つのユーザ局ばかりでなく３以上のユーザ局に対して共通化することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１、図２を用いて本発明の実施形態例について説明する。
【００１９】
ユーザ局Ｉ（３２）には通信用無線チャネルＫ、ユーザ局Ｊには通信用無線チャネルＬが個別に割当てられ、基地局（３０）からユーザ局への制御信号送信用として共通化された制御用無線チャネルＭが割当てられる。
【００２０】
ユーザ局Ｉ（３２）は、通信用無線チャネルＫにおいてユーザ局Ｊ（３４）に対する情報信号１２と基地局（３０）に対する制御信号１０で構成されるフレームを連続的に送信する。情報信号１２には、“ユーザ局Ｊ（３４）へのユーザ情報”が記され、制御信号１０には、“基地局（３０）に対する制御内容”が記されている。通信用無線チャネルは衛星（３６）上で経路が２分岐されており、一方は衛星〜基地局間フィーダリンクの周波数帯に周波数変換され、基地局（３０）に送信される。もう一方は、ユーザ局Ｊ（３４）に割り当てた通信用無線チャネルＬのユーザ局〜衛星間サービスリンクの周波数帯の周波数に周波数変換され、ユーザ局Ｊ（３４）に送信される。したがって、前記情報信号１２と制御信号１０で構成されるフレームはユーザ局Ｊ（３４）と基地局にそれぞれ送信される。ユーザ局Ｊ（３４）ではこのフレームを受信した場合にフレーム中の情報信号１２を取り出し、基地局（３０）ではこのフレームを受信した場合にフレーム中の制御信号１０を取り出す。
【００２１】
ユーザ局Ｊ（３４）は、通信用無線チャネルＬにおいてユーザ局Ｉ（３２）に対する情報信号２１と基地局（３０）に対する制御信号２０で構成されるフレームを連続的に送信する。情報信号２１には、“ユーザ局Ｉ（３２）へのユーザ情報”が記され、制御信号２０には、“基地局（３０）に対する制御内容”が記されている。通信用無線チャネルは衛星（３６）上で２分岐されており、一方は衛星〜基地局間フィーダリンクの周波数帯に周波数変換され、基地局（３０）に送信される。もう一方は、ユーザ局Ｉ（３２）に割り当てた通信用無線チャネルＫのユーザ局〜衛星間サービスリンクの周波数帯の周波数に周波数変換され、ユーザ局Ｉ（３２）に送信される。したがって、前記情報信号１２と制御信号１０で構成されるフレームはユーザ局Ｉ（３２）と基地局にそれぞれ送信される。ユーザ局Ｉ（３２）ではこのフレームを受信した場合にフレーム中の情報信号２１を取り出し、基地局（３０）ではこのフレームを受信した場合にフレーム中の制御信号２０を取り出す。
【００２２】
基地局（３０）は、ユーザ局Ｉ（３２）、ユーザ局Ｊ（３４）に対する制御信号が発生した場合、共通化した制御用無線チャネルにおいて制御信号０１または制御信号０２で構成されるフレームを連続的に送信する。制御信号０１には、“ユーザ局Ｉ（３２）の識別子”と“ユーザ局Ｉ（３２）に対する制御内容”が記され、制御信号０２には“ユーザ局Ｊ（３４）の識別子”と“ユーザ局Ｊ（３４）に対する制御内容”が記されている。制御用無線チャネルＭは衛星（３６）上で衛星〜基地局間フィーダリンクの周波数帯からユーザ局〜衛星間サービスリンクの周波数帯に周波数変換され、送信される。ユーザ局Ｉ（３２）は制御用無線チャネルＭにおいて受信したフレームを解析し、“ユーザ局Ｉ（３２）の識別子”が記された制御信号０１のみを取り出す。ユーザ局Ｊ（３４）は制御用無線チャネルＭにおいて受信したフレームを解析し、“ユーザ局Ｊ（３４）の識別子”が記された制御信号０２のみを取り出す。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によれば、サービスエリア全体がマルチビームでカバーされ、サービスエリア内に基地局が１局のみ存在する、または、ユーザ局〜衛星間のサービスリンクと基地局〜衛生間のフィーダリンクでそれぞれ異なる周波数帯を使用する、スルーリピータ衛星による衛星通信システムにおいて、ユーザ局間通信時に、情報信号を基地局を経由せずに衛星を１度だけ経由してユーザ局間で直接授受することにより、伝播遅延を従来の約半分に低減可能であり、ユーザ局〜固定端末間通信と同程度の通信品質を提供することが可能となる。また、制御信号をユーザ局〜基地局間で授受する構成とすることで、従来と同様に通信中における基地局からユーザ局の維持管理、ネットワークサービス提供が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態例のシステム構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態例に関して、通信用無線チャネルおよび制御用無線チャネルの構成例を示す図である。
【図３】従来のスルーリピータによる衛星通信システムのシステム構成を示す図である。
【図４】従来のスルーリピータによる衛星通信システムの無線チャネル構成例を示す図である。
【符号の説明】
１０、０１、０２、２０  制御信号
１２、２１  情報信号
３０  基地局
３２、３４  ユーザ局
３６  衛星局
【図１】
0003644393.tif 000002
【図２】
0003644393.tif 000003
【図３】
0003644393.tif 000004
【図４】
0003644393.tif 000005