(57)【要約】      （修正有）【課題】携帯電話が回線断となった時に、固定衛星通信方式または移動体衛星通信方式に切り変え、回線断となった呼を救済する衛星経由の非常災害時衛星経由携帯電話方式の提供。【解決手段】自然災害などにより地上携帯電話回線４７が断となったことが検出されると、基地局４１最上部に設置し、災害直後に大きな降雨減衰が同時に発生する確率は小さいと考えて設計した超小型地球局アンテナ５２、小出力送信機を使用した簡易型ＶＳＡＴ地球局内の衛星送受信装置に切り替えることで、該携帯電話呼を、携帯電話方式制御局４８または交換局４９との間に回線設定することで地上携帯電話回線の断を救済し、この際、商用電源の断になることも想定し、基地局に具備された太陽光発電装置５５を使用して電源を供給するように、スタンバイ制御回路５６で制御し、携帯電話/衛星回線用装置に給電することで通信を継続する災害用Ｓａｔ/Ｍｏｂ方式。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
携帯電話端末２２と、携帯電話基地局４１間で通信している地上携帯電話方式で、自然災害などが発生して、基地局の商用電源４０の断、基地局４１と制御局４８間の地上携帯電話回線網４７が断となったことが検出されると、
該携帯電話基地局４１の最上部に設置された衛星送受信装置において、従来のように大きな降雨マージンを考慮した平常時の回線設計から決定されたパラメーターにより設計された装置を使用するのではなく、災害直後に大きな降雨減衰が同時に発生する確率は小さいと考えて設計することで、大幅な回線パラメーター値の縮小を行い、超小型地球局アンテナ、小出力送信機の使用などを可能した簡易型ＶＳＡＴ地球局構成とした衛星送受信装置に切り替えることで、携帯電話呼を衛星送受信装置経由で携帯電話方式制御局４８または携帯電話方式交換局４９との間に回線設定し、該携帯電話方式制御局４８または携帯電話方式交換局４９で送信されてきた携帯電話方式回線制御信号の内容を解読し、送信携帯電話信号の中の回線制御信号の内容を解読し、携帯電話のサービスエリア、回線制御内容、端末番号など各種情報を解析して、地上網経由で適切なサービスエリアの相手先携帯電話と通信することを可能とすることで、災害などで回線断となったときの携帯電話端末呼を救済することを特徴とする非常災害時衛星経由携帯電話方式、
【請求項２】
携帯電話基地局には、太陽光発電装置による電源を具備しておき、地上携帯電話回線が断となったことが検出されると、スタンバイ制御回路５６の制御により、商用電源４０から太陽光発電装置５５に切り替え、ＵＨＦ帯送受信機４３、多重化装置４５、周波数変換器５０、Ｋｕ帯送受信機５１などに給電し、災害による商用電源４０の断を救済し、衛星経由で携帯電話呼を携帯電話方式制御局４８または携帯電話方式交換局４９の交換機に接続し、該交換機で携帯電話の接続信号を判定し、接続先を決定し、地上回線で相手先の携帯電話端末に送信することで通信を確保することを特徴とする非常災害時衛星経由携帯電話方式、
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
自然災害、人的災害などの非常災害時において、携帯電話の輻輳により、回線断が発生し、通信が不可能となることが大きな社会問題となっている。この発明では、携帯電話が回線断となった時に、固定衛星通信方式または移動体衛星通信方式に切り替え、回線断となった呼を救済する非常災害時での衛星経由の非常災害時衛星経由携帯電話（災害用Ｓａｔ/Ｍｏｂ）方式に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地震、台風、洪水などの自然災害、テロ、機器の操作ミスなどによる人的災害により、通信網の回線断または輻輳が発生している。特に、東日本地震により、広範囲に亘って固定電話、携帯電話の回線断が発生し社会活動に大きな障害を生じた。
この原因は、地上回線網の切断、携帯電話基地局の電源断、通信機器の障害によるものが多発したためである。現代社会の携帯電話などの通信インフラへの依存度が高まっていりことを考慮すると、回線断を少なくすることが望まれる。地上回線は、このような自然災害、人的災害による回線障害には根本的に脆弱であることが問題である。
【０００３】
一方、赤道上３６００ｋｍの静止衛星軌道を使用する固定衛星通信方式、または、移動体衛星通信方式は、このような自然災害、人的災害の影響を受ける割合が低く、災害対策として有効である。
現在多く使用されている固定衛星通信方式では、１４/１２ＧＨｚ（Ｋｕ）帯の周波数を使用した超小型アンテナ端末（ＶＳＡＴ)方式が多数実用化されている。Ｋｕ帯は、降雨減衰大きく、一般的に使用されているＶＳＡＴ方式では、年間不稼働率約０．５％を確保するために、適切な降雨マージンを見込み、この結果、大きなアンテナ直径、大出力送信機を使用しており、規模が大きく、高価なシステムとなっている。
非常災害用のＶＳＡＴ方式では、災害発生後に大きな降雨減衰が発生する確率は小さいものと考え、また、発生しても、しばらく待機することで雨域が移動して行くことを考えると、従来のような大きな降雨マージンは必要ないと考えられ、これによって、超小型の地球局装置で非常時の通信を確保できるものと考えられる。
この結果、超小型の地球局装置を携帯電話基地局の一部に設置しておき、災害発生時に携帯電話の周波数を、Ｋｕ帯周波数に変換し、衛星通信経由で所定の受信地球局に信号を送信し、非常通信を行うことが可能となる。
【０００４】
現在使用可能な衛星通信方式は、ＪＣＳＡＴ社のＫｕ帯衛星通信方式、ＮＴＴがサービスしているＬ帯（１．６/１．５GHz帯）移動体衛星通信方式などが存在している。
図１に、Ｋｕ帯衛星通信方式の構成のブロックダイアグラムを示している。図に示すように、静止軌道上の衛星１を使用して、送信地球局２の送信機３から上り回線信号４を衛星１に送信し、衛星１で周波数変換・増幅された下り回線５を受信地球局６で受信し、受信機で復調する。地球局２，６は送信と受信が可能で、双方向通信を行うことが可能である。衛星１は、静止軌道上に存在しているために、地上の災害の影響を受けず、地球局２，６は電話局の局舎屋上などの安全な固定点に設置されており、震度８程度の地震に対しても被害を受けないように設計されており、洪水などのその他の自然災害、テロなどの人災に対しても問題ない。これによって、衛星通信方式は、災害に対して大きな耐性を有しているものと考えられる。
この発明での説明では、Ｋｕ帯衛星通信帯域を使用する例を説明するが、移動体衛星などが使用するＬ帯衛星通信方式でも変換周波数が異なるだけで本発明の実施は可能である。
【０００５】
図２は、一般的な携帯電話方式の通信構成例を示す。携帯電話方式では、電話局８の交換機９に接続される基地局１０のサービスエリア内の複数の携帯電話端末１１，１２，１３の間で双方向通信を行っている。災害時には、基地局装置１０の電源障害、基地局と交換局間の回線断、交換局の機器障害などが発生することで通信回線は断となる。
このような携帯電話方式での障害が発生しても、衛星通信回線は障害の被害が軽微である場合が多い。このために、非常災害時には処理できない携帯電話方式の呼を、Ｋｕ帯衛星通信方式に切り替えて使用できれば、回線復旧が可能となり、非常回線の設定も可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平７−１３５４１２、「携帯通信用ターミナル」：イスラエルのアダム・リヴァン氏の特許で、移動体衛星通信方式における携帯ターミナルを提供し、折りたたみ式カバンの中に収容されたアンテナに接続された送信機/受信機とパーソナルコンピューターからなり、水平面に対してアンテナの指向方向を選択できる保持手段を含む構成となっている。本発明の災害用Ｓａｔ/Ｍｏｂ方式とは異なる特許である。
【０００７】
【特許文献２】特表２００３−５２９２７１、「単一のボタン駆動による非常電話」：米国のボリング氏等の特許で、緊急時専用セルラー電話で、単一のボタンを押すことで、非常時応答センタの非常時担当職員と連絡が取り、全二重音声通信を確立するものである。本発明の災害用Ｓａｔ/Ｍｏｂ方式とは異なる特許である。
【０００８】
【特許文献３】特開平０５−８３１８９、「移動通信における位置通知方式」：移動体衛星通信方式における移動体の位置通知に関し、移動局の測位端末器が検出した位置情報を回線制御局に通知し、回線制御局のホームメモリに格納する構成により位置情報を経済的に提供することを目的とする。本発明の災害用Ｓａｔ/Ｍｏｂ方式とは異なる特許である。
【発明の概要】
【０００９】
携帯電話方式が、災害などで回線断となったことが検出されると、携帯電話の周波数をＫｕ帯衛星通信方式の周波数に周波数変換して、簡易型ＶＳＡＴ地球局から適切な接続を行うための地球局に信号を送信し、この回線を使用して、相手先の携帯電話方式の顧客に信号を伝送する。
この際に、従来のＫｕ帯の衛星通信地球局は、各装置が高価であるために、システム的観点から、回線パラメーター、装置コストを考慮して低コスト設計が必要となる。また、降雨減衰が発生することで、衛星からの信号強度が通信を継続するに必要な所定の信号電力帯雑音電力比（Ｃ／Ｎ）を満足しないことがあり、このときは回線断となり、システムの信頼度が低下するために、何らかの方法で稼働率を向上させる必要がある。
【００１０】
このための低コスト対策としては、従来のように大きな降雨マージンを考慮して、大型アンテナや大電力送信装置を使用した平常時の回線設計を行うのではなく、災害直後に大きな降雨減衰が同時に発生する確率は小さいと考え、大幅な回線パラメーター値の縮小（例えば、超小型のアンテナ、小出力の送信機の使用など）を考慮した構成とする。
携帯電話方式は、通常は携帯電話周波数を使用して通信しているが、非常災害などにより、この周波数が使用できないことが確認されると、Ｋｕ帯衛星通信方式の周波数に切り替えられ、この周波数で衛星にアクセスし、監視制御用地球局に信号を送信し、ここで携帯電話の接続信号をはんてい検出し、接続先の適切なサービスエリアを判定し、地上回線で相手先の携帯電話端末に送信することで携帯電話の通信を確保する。
災害地域で、本発明の災害用Ｓａｔ/Ｍｏｂ方式を具備していないサービスエリアとは通信不可能であるが、災害地域から遠隔で、地上回線が被害を受けていない多数の携帯端末宛の通信は設定可能であり、安否情報などの送受信が可能となる。
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
発明が解決する必要のある課題は、以下にまとめることが出来る。
(１) 災害用Ｓａｔ/Ｍｏｂ方式で使用する地球局のコストアップの対策
非常災害時に、災害地の携帯電話の９００MHz帯の周波数を、Ｋｕ帯衛星周波数に変換し、これを監視制御用地球局に信号を送信するときに、Ｋｕ帯地球局のコストが大幅に高価であると、システムの経済性へのインパクトが多きすぎるために導入が困難となり、地球局の低コスト化が必要である。
（２）非常災害時時のＫｕ帯衛星通信方式の地球局規模の見込み
現在使用されているJCSAT衛星を使用することを仮定したときの移動体基地局に設置する地球局の規模を算定する必要がある。これには、具体的な回線パラメーターを使用して、回線設計を行い、所要の地球局規模を想定することが必要となる。
（３）非常災害時のＫｕ帯衛星通信方式の衛星使用料金の低コスト化
非常災害時に衛星を使用するために、衛星中継器をＪＳＡＴなどから使用量を支払って使用の権利を確保しておく必要があるが、プリアサイン方式で回線を予約しておくと膨大な回線使用料金が掛かり、実用的でない。この低コスト化が必要である。
（４）非常災害時の携帯電話周波数のＫｕ帯衛星周波数への変換方法
非常災害時時に、携帯電話の９００MHz帯の周波数を、Ｋｕ帯衛星周波数に変換する必要があるが、このときの非常通信用のプロトコル、変換方法などが必要となる。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の発明が解決しようとする課題に対する手段としては、以下を適用している。
(１) 非常災害が発生に使用する地球局のコストアップの対策
現在多く使用されている固定衛星通信方式では、Ｋｕ帯の周波数を使用したＶＳＡＴ方式が多数実用化されている。Ｋｕ帯は、降雨減衰大きく、一般的に使用されているＶＳＡＴ方式では、年間不稼働率約０．５％を確保するために、大きな降雨マージンが必要となり、この結果、１〜２ｍの大きなアンテナ直径の地球局アンテナ、２〜１０Ｗ出力の大出力送信機を使用しており、規模が大きく、高価なシステムとなっている。
このような設計を行うのは、１年中に亘って、このシステムを利用するために夏期３ヶ月の台風などの大きな降雨マージンを考慮し、確実に降雨減衰対策を実施した結果である。
一方、非常災害用のＶＳＡＴ方式では、災害発生後の特定の限定された時間帯のみに使用されることが考えられる。このような災害後の限られた時間に大きな降雨減衰が発生する同時確率は小さいものと考える。また、降雨が発生しても、しばらく待機することで雨域が移動して行くことを考えると、従来のような大きな降雨マージンは必要ないと考えられ、これによって、超小型の地球局装置で非常時の通信を確保できるものと考えられる。
大規模な非常災害時には、従来であれば回線が完全に断になり、通信が不可能である状態が、多少の回線不稼動が生じても、緊急時の大部分の時間帯で通信が確保できることが重要であるとの考え方を採用したものである。
このような大きな降雨マージンを考慮しない回線では、地球局アンテナは小型化が可能であり、送信機出力も低下することが可能となり、これによって、システムの低コスト化が可能である。
以上の結果、低コストの超小型の地球局装置を携帯電話基地局の上部に設置しておき、災害発生時に携帯電話の信号を受け、この周波数をＫｕ帯周波数に変換し、衛星通信経由で所定の受信地球局に信号を送信し、非常通信を行うことが可能となる。
【００１３】
（２）非常災害時時のＫｕ帯衛星通信方式の地球局規模の見込み
地球局パラメーターは、使用する衛星の性能（衛星アンテナ利得、送信出力など）によって変動するが、代表的なKu帯の衛星として、JCSAT衛星を仮定し、回線設計を行うことで、Ｋｕ帯衛星通信方式の地球局規模を推定できる。
回線設計の１例として、初田、小園、鈴木：「無線・衛星・移動体通信）（丸善）の第９章にVSAT方式の回線設計例が示されている。この本の計算に使用した衛星は、ＪＳＡＴの古い衛星であるので、現在運用中のJCSAT-5A、４A、３Aなどの最新の衛星諸元を使用して再計算する。
図3は、本発明の災害用Ｓａｔ/Ｍｏｂ方式で使用する地球局・衛星間の回線設計の一例を示す。主要な回線パラメーターの選択根拠は下記の通りである。
（１）地球局送信出力は２Ｗであり、送受信機はすでに市販されているＯＤＵ（アウトドアユニット）の製品を使用する。
（２）地球局アンテナを９０ｃｍと設定し、基地局構造物（アンテナの鉄塔）の最上部の設置可能なサイズとしている。
（３）衛星中継器の送信機出力は、１００Ｗと仮定する。ＪＳＡＴ衛星の仕様値は、ＪＳＡＴ−２Ａが１２０Ｗ，ＪＳＡＴ−３Ａが１２７Ｗ，ＪＳＡＴ−５Ａが１１０Ｗなどであり、少なくとも１００Ｗが保証されているものと考えられる。
（４）所要Ｃ／Ｎは、２相ＰＳＫを使用したときに、誤り率Ｐｅ＝１０−６での所要Ｃ／Ｎ＝１０．６ｄＢに、固定劣化量＝１．３ｄＢ，システムマージン＝１．６ｄＢを見込んで、所要Ｃ／Ｎ＝１３．５ｄＢとしている。
（５）誤り訂正利得は,ビタビの誤り訂正方式の実績値を使用することを仮定している。
以上の回線設計の結果から、降雨マージンは-０．２ｄＢとなるが、晴天時に使用することを考慮した本発明の特徴から、降雨マージンは小さいが、装置パラメーターへの負担を軽減できることが可能となる。
上記（４）のように、システムマージン＝１．6ｄＢを見込んでいるので、降雨が無ければ、システムは余裕を持って運用されている。
これにより、９０ｃｍのアンテナを基地局の最上部に設置して衛星にアクセスすることが可能となる。オフセット型パラボラアンテナを使用すると、必要なアンテナ床設置面積は１ｍｘ５０ｃｍ程度の面積となり、基地局最上部はスペース的に十分な空間が存在するものと考えられる。
９０ｃｍのオフセット型パラボラアンテナは、ＢＳサービス開始当初のＢＳ受信装置などで使用されており、これらを活用することで、低コストで取得可能である。
（３）非常災害時のＫｕ帯衛星通信方式の衛星使用料金の見込み
非常災害時に、衛星を使用するための衛星中継器の使用権利をＪＳＡＴから確保しておく必要がある。しかし、非常災害は頻繁に発生するものではなく、年に数回程度の定期点検のための利用を考慮しておけば十分と考えられる。この中には、定期的な災害訓練などの数年に１回の使用も含まれると考える。このような使用頻度の少ない使用例では、デマンドアサイン方式で契約することで、回線使用料は常時使用のシステムと比べて、少ない使用料が可能である。ＪＳＡＴ−５Ａは、ＮＴＴが使用する衛星で、Ｋｕ帯中継器８台を搭載しており、非常災害時への使用は有効である。
【００１４】
（４）非常災害時の携帯電話周波数のＫｕ帯衛星周波数への変換方法
非常災害時時に、携帯電話の９００MHz帯の周波数の信号を、Ｋｕ帯衛星周波数に変換して、制御局などの地球局アンテナへ転送する必要がある。このとき、衛星回線では相手局に達するまでに遅延時間が０．２５sec存在するために、この値を考慮して回線設定する必要がある。すでに、現在実用化している固定衛星間通信や、Ｌ帯移動体通信のサービスでは、遅延時間を考慮した通信プロトコルを使用している。このような通信プロトコルを参考にして非常通信用の回線構成を設定することも可能である。
本発明では、携帯電話の９００MHz帯の周波数の携帯電話信号を、Ｋｕ帯衛星周波数に変換して、制御局まで伝送し、ここで、相手先のホームサービスエリア、端末番号などの回線制御信号を解析して、携帯電話の相手先の端末までの回線を探索することで、所定の相手先サービスエリア、相手先を特定することが可能となり、地上回線で相手先サービスエリアまで伝送し、相手端末との呼設定を確立し、通話を開始することで、災害によって回線が途絶えている端末以外の端末への接続を可能とする。
災害では近隣の市町村が災害の被害を受けていると想定すると、必ずしもすべての携帯電話呼の回線設定できるとは限らない。しかし、被害地から離れた大都市の制御局を経由した電話回線通話は比較的回線が設定される確率は高いものと予想され、これらに人々と災害地の通信に有効であろう。
将来的には、本発明の災害用Ｓａｔ/Ｍｏｂ方式が数多く導入されると、小さいサービルエリアをカバーする制御局が数多く存在するようになると、通信できる端末の数も増加することが期待される、
【発明の効果】
【００１５】
（１）非常災害が発生し、地上の携帯電話網が断となったときに、携帯電話の周波数をＫｕ帯衛星周波数に変換し、衛星経由で制御局または地方の交換局に回線を接続し、携帯電話の呼を相手先の地球局を経由して通信することを可能としており、これにより、非常災害時にも、一部の災害地域を除いて携帯電話通話を維持できることを特徴としている。
（２）Ｋｕ帯、Ｋａ帯などでの１０ＧＨｚを越えた周波数帯では、降雨による信号減衰が大きく、このために、大きな降雨マージンを見込んだ回線設計を実施するのが一般的であった。本発明では、災害発生後に、大きな降雨減衰が同時に発生することは少ないと考えて、降雨マージンをほとんど零とする設計を行っているために、小型の地球局を使用することが可能となり、基地局の最上部の設置することを可能としている。
（３）非常災害発生時に使用する本発明の災害用Ｓａｔ/Ｍｏｂ方式は、衛星回線を使用する頻度は、定期検査などの数年に１回程度の使用を除いて、災害が発生しなければ衛星回線は使用しないために、デマンドアサイン方式での使用を契約することで、回線使用料などの経費的な負担は少なくなる。
（４）本発明の災害用Ｓａｔ/Ｍｏｂ方式は、太陽光発電装置を付加しているために、商用電源が断になっても、通信を継続でき、災害発生直後の電源の問題を解決している。使用電源容量は、高周波出力２Ｗの地球局大電力送信機での電源消費電力は１０〜２０Ｗ程度、ＵＨＦ−Ku帯変換器などの使用電力もＩＣ化で数Ｗ以内と予想され、大きな消費電力は発生せず、自立的に通信が継続できる。
（５）基地局最上階に設置された災害用Ｓａｔ/Ｍｏｂ方式では、もし、自然災害(火災、洪水、地震など)、人的災害(テロなど)が発生し、地上回線が災害の被害を受けたとしても、災害用Ｓａｔ/Ｍｏｂ方式は被害を受けにくく、通信システムの安全性管理においてのシステム信頼性を向上することが可能である。
（６）本発明の災害用Ｓａｔ/Ｍｏｂ方式は、Ku帯の固定衛星通信方式を採用しているために、移動体衛星通信方式（例えば、ＮＴＴが運用しているＬバンド衛星携帯方式など）に比較して、中継器帯域が大幅に広く、呼の集中による回線輻輳が回避できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】Ｋｕ帯衛星通信方式の構成のブロックダイアグラムを示す。
【図２】一般的な携帯電話方式の通信構成例を示す。
【図３】本発明の災害用Ｓａｔ/Ｍｏｂ方式で使用する地球局・衛星間の回線設計の一例を示す。
【図４】本発明の災害用Ｓａｔ/Ｍｏｂ方式の構成例を示す。
【図５】本発明の災害用Ｓａｔ/Ｍｏｂ方式で使用する回路構成の一例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明では、携帯電話の基地局の最上階に、本発明の災害用Ｓａｔ/Ｍｏｂ方式で使用する地球局、周波数変換器、地球局制御装置などを設置し、災害発生時に、地上携帯方式から災害用Ｓａｔ/Ｍｏｂ方式に切り替えて、回線断を回避するものである。
災害が発生し、例えば、電源断などで地上携帯電話方式の通話が断となり、異常時の回線状態を検知すると、切り替え器によって災害用Ｓａｔ/Ｍｏｂ方式に切り替わる。
切り替わった後で、携帯電話からの呼は衛星回線経由で、制御局上のアンテナへの下り回線信号が送信される。制御局で、この信号の回線制御内容を解析し、相手先の適切なサービスなどを判定し、相手先端末を探索し、制御局からの地上網経由で相手先端末との回線設定を確立し、相手先との通話を可能とする。
図４で、平常時には、災害用Ｓａｔ/Ｍｏｂ方式に切り替わり、携帯電話基地局１５に携帯電話端末２２または２３が携帯電話アンテナ２６にアクセスし、携帯電話交換機２８を経由して相手先の携帯電話基地局１６の携帯電話アンテナ２７から携帯電話端末２４または２５に呼が伝送される。
非常災害が発生すると、携帯電話アンテナ２６で受信された信号は周波数変換器３０に入力され、Ｋｕ帯に周波数変換され、地球局アンテナ３０から送信され、衛星２１の中継器で周波数変換・増幅され、相手先のサービスエリアの地球局アンテナ２９で受信され、周波数変換器３１でＵＨＦ帯に変換され、携帯電話アンテナ２７から相手先の携帯電話端末２４または２５に呼が伝送される。
災害用Ｓａｔ/Ｍｏｂ方式が稼動したときの災害時用の電源は、携帯電話基地局１５，１６の鉄塔の一部に取り付けられた太陽光発電パネル３２，３３で発生された直流電力が使用され、商用電源が断となっても回線は維持できる。
【実施例】
【００１８】
従来の携帯電話方式の災害時の回線救済対策のため、災害用Ｓａｔ/Ｍｏｂ方式を導入することで、問題点を解決している。
（１）平常時運用
ほとんどの時間帯での平常時運用は、図３で、携帯電話端末２２，２３が相手先の携帯電話端末２４または２５を呼ぶときには、携帯電話端末２２，２３の信号が、携帯基地局15，16に設置された携帯電話アンテナ２６で受信され、地上携帯電話交換機２８で相手先が選定され、携帯電話アンテナ２７から相手先電話２４，２５に送信され、通信が確立する。このときは、電源は商用電源が使用される。
（２）非常時運用
地震、台風などの自然災害が発生した時、または、商用電源断などの非常災害が発生した時には災害用Ｓａｔ/Ｍｏｂ方式に切り替わる。
電源は、太陽光発電パネル３２，３３で発生された直流電力が使用される。昼間に発電された電力は、蓄電池に蓄えられており、夜間でも災害救済が可能である。
携帯電話端末２２，２３の信号は、携帯電話アンテナ２６で受信された後で、周波数変換器３０でＫｕ帯にアップコンバートされ、地球局アンテナ３０から衛星２１に送信される。この信号は遠隔の制御局などの基地局２９などで受信される。基地局２９では、回線制御信号の内容を解読し、送信携帯電話信号の中の回線制御信号の内容を解読し、携帯電話の適切なサービスエリア、携帯電話回線制御、端末番号などを解析して地上網経由で相手先形態電話と通信することが可能となる。端末２４，２５に信号が送信され、該当する携携帯電話端末との通信が確立される。
【００１９】
図５は、本発明の災害用Ｓａｔ/Ｍｏｂ方式で使用する詳細な回路構成の一例を示す。平常時には、図５に示すように、携帯電話端末２２などからの信号は、携帯電話基地局４１の携帯電話アンテナ２６、分波器４２を経由してＵＨＦ帯送受信機４３，４４で受信され、多重化装置４５で多重化され、切り替え器４６で平常時回線に接続され、地上網４７で携帯電話方式制御局４８または携帯電話方式交換局４９などを経由して相手局まで接続される。
一方、災害時で地上網４７が障害となり、携帯電話基地局４１の商用電源４０も断となり、携帯の相手先に通信が不可能となった状態を想定する。このときには、本発明の災害用Ｓａｔ/Ｍｏｂ方式が作動する。商用電源は断となり、回線障害が発生すると、太陽光発電装置５５で発生された直流電力が使用される。太陽光発電装置５５で発生された直流電力によるスタンバイ制御回路５６により、回線障害を検出し、切り替え器４６で衛星回線に切り替えられる。このときの操作は、携帯電話端末２２などからの信号が、周波数変換器５０でＫｕ帯周波数に周波数変換され、Ｋｕ帯送受信機５１、衛星アンテナ52を経由して衛星２１に送信される。この信号は、携帯電話方式制御局４８の地球局アンテナ５３で受信され、回線制御信号の内容を解読し、送信携帯電話信号の中の回線制御信号の内容を解読し、携帯電話の適切なサービスエリア、携帯電話回線制御内容、端末番号などを解析して、地上網経由で適切なサービスエリア相手先携帯電話と通信することを可能とする。
携帯電話方式制御局４８の処理が輻輳したときは、携帯電話方式交換局４９でも上と同様の処理が可能であり、携帯電話の呼設定が可能である。
衛星通信の特徴により、携帯電話方式制御局４８のアンテナ５２または携帯電話方式交換局４９のアンテナ５３のいずれでも受信可能であるので、サービスエリアを含んだ適切な局に所属する基地局へ信号を配信することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
（１）これまで説明したように、非常災害時での回線輻輳のために使用できなかった携帯電話の回線が、災害用Ｓａｔ/Ｍｏｂ方式に切り替わり、自立電源で動作を継続し、衛星経由で相手先地球局へ情報伝送が可能となる。この結果、従来は回線断となっていた携帯電話の通話可能時間が増加する。
（２）従来のＫｕ帯衛星通信方式では、降雨減衰対策として、十分な降雨マージンを確保するように設計されるのが常識であったが、本発明による考え方によれば、降雨マージンをほとんど零とする設計としている。これは、災害が発生した後で、同時に大きな降雨減衰の発生する確率が小さいと想定して設計している。
このような考え方での設計は、非常時には地上回線が断となり使用できない時間帯でも、衛星使用により、例え若干の降雨による回線断があっても、それ以外の時間に衛星経由で携帯電話が使用できることが重要であるとの考え方である。
この考え方は、リアルタイムの必要性の少ない通信（例えば、インターネットの大容量アップリケーションのダウンロード、バックアップ回線など）に使用する超低コストのＫｕ帯衛星通信方式にも応用可能である。
（３）現在のＬ帯の移動体衛星業務衛星の中継器のチャネル数は非常に少なく、大量のチャネルの救済には使用限界がある。一方、ＪＳＡＴ３Ａ，４ＡなどのＫｕ帯固定衛星業務の衛星搭載中継器の数は30本前後と非常に多く、十分なチャネルを伝送可能な能力を有している。これにより、例えば東日本大地震のような広域災害が発生したときも、十分対処できる。
（4）中継器の使用に関しては、デマンドアサイン方式で、呼が発生したときに中継器を使用する契約とすることで、必要費用を削減でき、使用する帯域が狭いために費用は余りかからないと予想される。
【符号の説明】
【００２１】
１：衛星、２、６：地球局、3：送信機、４：地球局2からの上り回線信号、５：衛星１からの下り回線信号、７：受信機、８：移動体通信制御局、9：移動体通信用交換装置、１０：：移動体通信用基地局アンテナ、11，12，13：携帯電話端末、１５，１６：携帯電話基地局、21：衛星、２２，２３，２４，２５：携帯電話端末、２６，２７：携帯電話アンテナ、２８：地上携帯電話交換機、２９，３０：地球局アンテナ、３０，３１：周波数変換器、３２，３３：太陽光発電パネル、４０：商用電源、４１：携帯電話基地局、４２：分波器、４３，４４：ＵＨＦ帯送受信機、４５：多重化装置、４６：切り替え器、４７：地上携帯電話回線網、４８：携帯電話方式制御局、４９：携帯電話方式交換局、５０：周波数変換器、５１：Ｋｕ帯送受信機、52：基地局の地球局アンテナ、53：制御局の地球局アンテナ、5４：制御局の地球局アンテナ、５５：太陽光発電装置、５６：スタンバイ制御回路、
【図１】
2014053750.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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