(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
各ユーザ局を管理する無線基地局と、各ユーザ局との間並びに前記無線基地局との間でそれぞれ無線通信を行う衛星局とで構成される通信システムを用いて複数のユーザ局間を衛星通信で接続するためのユーザ局間直接接続方法であって、
第１のユーザ局から、前記無線基地局宛の第１の制御信号と第２のユーザ局宛の第１の情報信号とを含む第１の信号フレームが前記衛星局に向けて送信された場合に、
前記衛星局では、前記第１の信号フレームから前記第１の制御信号と第１の情報信号とを分離し、
前記衛星局では、少なくとも前記第１の制御信号を前記無線基地局宛に送信するとともに分離された第１の情報信号を一時的に蓄積してから第２のユーザ局宛に送信し、
前記衛星局では、第２のユーザ局宛の第２の制御信号を前記無線基地局から受け取った場合には、前記第２の制御信号と前記第１の情報信号とを合成して第２のユーザ局宛に送信する
ことを特徴とするユーザ局間直接接続方法。
【請求項２】
複数のユーザ局間を衛星通信で接続するために、各ユーザ局を管理する無線基地局と、各ユーザ局との間並びに前記無線基地局との間でそれぞれ無線通信を行う衛星局とで構成されるユーザ局間直接接続システムであって、
前記衛星局には、第１のユーザ局から、前記無線基地局宛の第１の制御信号と第２のユーザ局宛の第１の情報信号とを含む第１の信号フレームを受信した場合に、前記第１の信号フレームから前記第１の制御信号と第１の情報信号とを分離する手段と、少なくとも前記第１の制御信号を前記無線基地局宛に送信する手段と、分離された第１の情報信号を一時的に蓄積してから第２のユーザ局宛に送信する手段と、第２のユーザ局宛の第２の制御信号を前記無線基地局から受け取った場合には、前記第２の制御信号と前記第１の情報信号とを合成して第２のユーザ局宛に送信する手段とを設け、前記無線基地局には前記衛星局からの第１の制御信号を受信する手段と、第２のユーザ局宛の第２の制御信号を前記衛星局に送信する手段とを設けた
ことを特徴とするユーザ局間直接接続システム。
【請求項３】
複数のユーザ局間を衛星通信で接続するために利用され、各ユーザ局との間並びにユーザ局を管理する無線基地局との間でそれぞれ無線通信が可能な衛星局であって、
第１のユーザ局から、前記無線基地局宛の第１の制御信号と第２のユーザ局宛の第１の情報信号とを含む第１の信号フレームを受信した場合に、前記第１の信号フレームから前記第１の制御信号と第１の情報信号とを分離する手段と、
少なくとも前記第１の制御信号を前記無線基地局宛に送信する手段と、
分離された第１の情報信号を一時的に蓄積してから前記第２のユーザ局宛に送信する手段と、
前記第２のユーザ局宛の第２の制御信号を前記無線基地局から受け取った場合には、前記第２の制御信号と前記第１の情報信号とを合成して第２のユーザ局宛に送信する手段と
を設けた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、衛星を介して複数のユーザ局間で電話などの無線通信を行うために利用されるユーザ局間直接接続方法、ユーザ局間直接接続システム及び衛星局に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、衛星通信を利用する電話サービスにおいては、音声やデータのような情報信号がユーザ局間で授受される。また、ユーザ局の不正利用を防止する必要があるので、衛星との間で通信を行う無線基地局を備え、無線基地局において認証管理，課金管理，状況把握，維持管理などを行っている。
【０００３】
すなわち、無線基地局の制御によりユーザ局に対するネットワークサービスが提供される。従って、各ユーザ局と無線基地局との間で必要な制御信号が授受されることにより通信が成立する。
このような衛星通信システムにおいては、無線基地局からのユーザ局の制御が容易であることが重要である。また、ユーザ局の負担を軽減するために送受信機能を簡素化する必要もある。
【０００４】
このため、呼が発生する毎にユーザ局の上下回線のそれぞれに図２に示すような無線チャネルを割り当て、各ユーザ局，衛星局及び無線基地局が割り当てられた無線チャネルを占有して通信を行うＦＤＭＡ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）／ＳＣＰＣ（Ｓｉｎｇｌｅ  Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｐｅｒ  Ｃｈａｎｎｅｌ）方式が採用されている。ＦＤＭＡ／ＳＣＰＣ方式では、制御信号と情報信号とで構成される信号フレームが無線チャネルを介して伝送される。
【０００５】
従来の衛星通信システムは、図３に示すように構成されている。この衛星通信システムでは、ユーザ局と衛星局との間の通信に利用する無線周波数帯と、衛星局と基地局との間の通信に利用する無線周波数帯とが異なっている。また、各局は無線周波数帯の中で割り当てられた無線チャネルを占有し、その無線チャネルを介して情報信号及び制御信号を含む信号フレームを連続的に授受する。
【０００６】
図３においては、ユーザ局４とユーザ局５とが通信する場合に、ユーザ局４から送信された信号がユーザ局５に届く過程が示されている。
すなわち、ユーザ局４はユーザ局５宛の情報信号８と基地局６宛の制御信号９とで構成される信号フレームを割り当てられた無線チャネルに対応する周波数ｆ１１で送信する。
【０００７】
衛星局７は、ユーザ局が使用する無線周波数帯と基地局が使用する無線周波数帯との周波数変換を行うスルーリピータとして動作する。従って、衛星局７はユーザ局４の送信した信号フレームを、周波数ｆ１１の無線チャネルに対応する別の周波数帯の周波数ｆ１２に変換して基地局６に送信する。
【０００８】
基地局６では、衛星局７から受信した信号フレームから情報信号８と制御信号９とを分離する。分離された制御信号９は基地局６で処理される。また、分離された情報信号８はユーザ局５宛の制御信号１０と合成され、ユーザ局５に割り当てられた無線チャネルに対応する周波数ｆ２２で衛星局７に送信される。
衛星局７では、周波数ｆ２２で基地局６から送信された信号フレームの周波数を、ユーザ局５に割り当てられた無線チャネルに対応する周波数ｆ２１に変換し、その信号フレームをユーザ局５に送信する。
【０００９】
ユーザ局５がユーザ局４に対して信号を送信する場合にも上記と同様の動作により、通信の中継が実施される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
図３に示すように、従来の衛星通信システムにおいては、ユーザ局間で伝送される情報信号が衛星局を必ず２回経由してから相手に到達する。すなわち、情報信号の伝搬遅延時間には、ユーザ局と衛星局との間の伝搬遅延時間だけでなく衛星局と基地局との間の往復時間が追加される。
【００１１】
伝搬遅延時間の増大は、通信の品質に悪影響を及ぼす。特に、リアルタイム性が要求される音声通信などにおいては、遅延の発生によりユーザ局間の円滑な会話が妨げられる。このため、伝搬遅延時間の改善が強く要望されている。
例えば、衛星局が一方のユーザ局から受信した信号フレームを基地局を中継することなく他方のユーザ局に直接送信すれば、信号フレームが衛星局を経由する回数が１回になるので、伝搬遅延時間が短縮される。
【００１２】
ところが、一方のユーザ局が送信した信号フレームを他方のユーザ局が直接受信する場合には、ユーザ局の受信した信号フレームに基地局宛の制御信号（図３の制御信号９に相当）も含まれているので、ユーザ局の受信制御に基地局宛の制御信号が悪影響を及ぼすという問題が生じる。また、ＦＤＭＡ／ＳＣＰＣであるため移動局は受信機を１つしか持たないので同時に異なる無線チャネルを受信できない。
【００１３】
さらに、衛星局がユーザ局及び基地局の両方に信号フレームを送信するために、ユーザ局−衛星局間の通信に用いる無線周波数帯と、衛星局−基地局間の通信に用いる無線周波数帯とを同じ周波数帯に割り当てる場合には、次の問題が発生する。すなわち、全サービスエリア内には基地局が１カ所しか存在しないので、サービスエリアがマルチビームでカバーされている場合には、基地局が存在する特定ビームのエリア内でなければユーザ局間の通信はできない。
【００１４】
従って、信号フレーム内の情報信号及び制御信号は、それぞれ定められた相手との間で授受される必要があり、相手先の違いに応じて途中で通信経路を変更しなければならない。
本発明は、上記のような衛星通信システムを利用する場合に、情報信号の伝搬遅延時間を短縮可能なユーザ局間直接接続方法、ユーザ局間直接接続システム及び衛星局を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
請求項１は、各ユーザ局を管理する無線基地局と、各ユーザ局との間並びに前記無線基地局との間でそれぞれ無線通信を行う衛星局とで構成される通信システムを用いて複数のユーザ局間を衛星通信で接続するためのユーザ局間直接接続方法であって、第１のユーザ局から、前記無線基地局宛の第１の制御信号と第２のユーザ局宛の第１の情報信号とを含む第１の信号フレームが前記衛星局に向けて送信された場合に、前記衛星局では、前記第１の信号フレームから前記第１の制御信号と第１の情報信号とを分離し、前記衛星局では、少なくとも前記第１の制御信号を前記無線基地局宛に送信するとともに分離された第１の情報信号を一時的に蓄積してから第２のユーザ局宛に送信し、前記衛星局では、第２のユーザ局宛の第２の制御信号を前記無線基地局から受け取った場合には、前記第２の制御信号と前記第１の情報信号とを合成して第２のユーザ局宛に送信することを特徴とする。
【００１６】
なお、請求項１においてはユーザ局と衛星局との間の通信に使用される無線周波数帯と、衛星局と無線基地局との間の通信に使用される無線周波数帯とが異なるように割り当てられるか、あるいは、サービスエリアがマルチビームでカバーされ無線基地局が１カ所しか存在しない通信システムを用いることを想定している。また、ユーザ局毎に無線チャネルが割り当てられ、ユーザ局は割り当てられた無線チャネルを占有して情報信号と制御信号とで構成される信号フレームを連続的に授受することを想定している。
【００１７】
請求項１においては、各ユーザ局から送信された情報信号は、衛星局を１回だけ経由して相手のユーザ局に届くことになる。従って、情報信号の伝搬遅延時間を短縮することが可能である。
請求項２は、複数のユーザ局間を衛星通信で接続するために、各ユーザ局を管理する無線基地局と、各ユーザ局との間並びに前記無線基地局との間でそれぞれ無線通信を行う衛星局とで構成されるユーザ局間直接接続システムであって、前記衛星局には、第１のユーザ局から、前記無線基地局宛の第１の制御信号と第２のユーザ局宛の第１の情報信号とを含む第１の信号フレームを受信した場合に、前記第１の信号フレームから前記第１の制御信号と第１の情報信号とを分離する手段と、少なくとも前記第１の制御信号を前記無線基地局宛に送信する手段と、分離された第１の情報信号を一時的に蓄積してから第２のユーザ局宛に送信する手段と、第２のユーザ局宛の第２の制御信号を前記無線基地局から受け取った場合には、前記第２の制御信号と前記第１の情報信号とを合成して第２のユーザ局宛に送信する手段とを設け、前記無線基地局には前記衛星局からの第１の制御信号を受信する手段と、第２のユーザ局宛の第２の制御信号を前記衛星局に送信する手段とを設けたことを特徴とする。
【００１８】
なお、請求項２においてはユーザ局と衛星局との間の通信に使用される無線周波数帯と、衛星局と無線基地局との間の通信に使用される無線周波数帯とが異なるように割り当てられるか、あるいは、サービスエリアがマルチビームでカバーされ無線基地局が１カ所しか存在しない通信システムを用いることを想定している。また、ユーザ局毎に無線チャネルが割り当てられ、ユーザ局は割り当てられた無線チャネルを占有して情報信号と制御信号とで構成される信号フレームを連続的に授受することを想定している。
【００１９】
請求項２のシステムを用いる場合には、各ユーザ局から送信された情報信号は、衛星局を１回だけ経由して相手のユーザ局に届くことになる。従って、情報信号の伝搬遅延時間を短縮することが可能である。
請求項３は、複数のユーザ局間を衛星通信で接続するために利用され、各ユーザ局との間並びにユーザ局を管理する無線基地局との間でそれぞれ無線通信が可能な衛星局であって、第１のユーザ局から、前記無線基地局宛の第１の制御信号と第２のユーザ局宛の第１の情報信号とを含む第１の信号フレームを受信した場合に、前記第１の信号フレームから前記第１の制御信号と第１の情報信号とを分離する手段と、少なくとも前記第１の制御信号を前記無線基地局宛に送信する手段と、分離された第１の情報信号を一時的に蓄積してから前記第２のユーザ局宛に送信する手段と、前記第２のユーザ局宛の第２の制御信号を前記無線基地局から受け取った場合には、前記第２の制御信号と前記第１の情報信号とを合成して第２のユーザ局宛に送信する手段とを設けたことを特徴とする。
【００２０】
請求項３の衛星局を用いる場合には、各ユーザ局から送信された情報信号は、衛星局を１回だけ経由して相手のユーザ局に届くことになる。従って、情報信号の伝搬遅延時間を短縮することが可能である。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明のユーザ局間直接接続方法、ユーザ局間直接接続システム及び衛星局の１つの実施の形態について図１を参照しながら説明する。この形態は全ての請求項に対応する。図１は、実施例の通信システムの構成を示すブロック図である。
【００２２】
図１に示すように、この通信システムは基地局１５及び衛星局１６を備えている。衛星通信が可能なユーザ局１３，１４は、衛星局１６を介して他のユーザ局（１４，１３）との間で無線通信することができる。
また、各ユーザ局１３，１４は、所定の無線周波数帯の中で割り当てられた無線チャネルを占有し、その無線チャネルを介して情報信号及び制御信号を含む信号フレームを連続的に授受する。
【００２３】
基地局１５は、多数のユーザ局（１３，１４）のそれぞれに関する認証管理，課金管理，状況把握，維持管理などを行う。
なお、この例ではユーザ局１３，１４と衛星局１６との間の通信に使用される無線周波数帯と、衛星局１６と基地局１５との間の通信に使用される無線周波数帯とが異なるように割り当てられた通信システムを想定しているが、共通の無線周波数帯を用いてユーザ局１３，１４と衛星局１６との間の通信並びに衛星局１６と基地局１５との間の通信を行うこともできる。また、広いサービスエリアをマルチビームでカバーする場合であっても、単一の基地局１５で全てのサービスエリアを管理することを想定している。
【００２４】
図１においては、ユーザ局１３とユーザ局１４とが通信する場合に、ユーザ局１３から送信された信号がユーザ局１４に届く過程が示されている。
ユーザ局１３は、ユーザ局１４宛の情報信号１７と基地局１５宛の制御信号１８とで構成される信号フレームを割り当てられた無線チャネルに対応する周波数ｆ１１で送信する。
【００２５】
衛星局１６は、各ユーザ局（１３）から送信された信号フレームを受信すると、その信号フレームに含まれる情報信号１７と制御信号（基地局宛）１８とを分離する。また、衛星局１６は分離された制御信号１８をユーザ局１３の無線チャネルに対応する周波数ｆ１２で基地局１５に送信する。
【００２６】
また、分離された情報信号１７は送信のタイミングに合わせるために衛星局１６上で一旦蓄積される。そして、情報信号１７は基地局１５を経由することなく、衛星局１６から相手のユーザ局１４に直接送信される。
一方、基地局１５は衛星局１６から送信される制御信号１８を受信するとともにユーザ局１４宛の制御信号２０をユーザ局１４に割り当てられた無線チャネルに対応する周波数ｆ２２で衛星局１６に送信する。
【００２７】
衛星局１６は、ユーザ局１４宛の制御信号２０を基地局１５から受け取った場合には、蓄積された情報信号１７と基地局１５から受信した制御信号２０とを同一の信号フレーム上に合成する。そして、衛星局１６はユーザ局１４に割り当てられた無線チャネルに対応する周波数ｆ２１でユーザ局１４に送信する。
なお、ユーザ局１４宛の制御信号２０は常時発生するわけではない。衛星局１６は制御信号２０を受信していない場合には、その受信を待つことなく、情報信号１７をユーザ局１４宛に直接送信する。
【００２８】
ユーザ局１４がユーザ局１３に信号を送信する場合には、図１と逆の経路を介して、上記と同様の動作によりユーザ局１４から送信された情報信号がユーザ局１３で受信される。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、ユーザ局間通信における情報信号は基地局を経由することなく、衛星を一度経由するだけでユーザ局間で直接授受される。従って、伝搬時間の短縮が可能となる。
【００３０】
その結果、ユーザ局間通信での会話を円滑にする効果が得られる、またこの発明ではユーザ局が授受する通信用フレーム構成に変更が生じないため、ユーザ局の機器は従来のものをそのまま利用できる。従って、機器更新等が不要であり経済的である。また、従来通り宛先の異なる信号を同一フレーム上に配置可能であるため周波数の有効利用が図れるという点で効果的である。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の通信システムの構成を示すブロック図である。
【図２】ＦＤＭＡ／ＳＣＰＣ方式の無線チャネル割り当てを示すタイムチャートである。
【図３】従来例の通信システムの構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１３，１４  ユーザ局
１５  基地局
１６  衛星局
１７  情報信号
１８  制御信号（基地局宛）
２０  制御信号（ユーザ局宛）
ｆ１１，ｆ１２，ｆ２１，ｆ２２  周波数
【図１】
0003576986.tif 000002
【図２】
0003576986.tif 000003
【図３】
0003576986.tif 000004