(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地上無線通信システムと衛星通信システムを含み、前記地上無線通信システムの地上基地局および無線端末が使用する電波の周波数帯と前記衛星通信システムの衛星が照射する電波（以下ビームと称する）の周波数帯に重複がある周波数共用無線通信システムであって、
前記地上基地局が使用する周波数とその周波数の運用状態と当該地上基地局が位置する地域に照射される前記ビームの周波数とを対応付けた管理情報を保持する監視装置と、
前記監視装置から取得した前記管理情報に基づいて、前記ビームと周波数を共用し前記ビームの照射範囲に位置する前記地上基地局を選択し、選択した地上基地局に対して当該共用する周波数の使用の停止を指示する管理装置と、
を備えたことを特徴とする周波数共用無線通信システム。
【請求項２】
前記地上基地局に設置され、前記衛星通信システムの前記衛星が照射する前記ビームを受信し前記衛星に電波を送信するアンテナを備え、前記地上基地局から取得した当該地上基地局が使用する周波数と当該周波数の運用状態を、前記衛星通信システムの衛星通信回線を介して前記監視装置に通知する衛星端末を備えたことを特徴とする請求項１に記載の周波数共用無線通信システム。
【請求項３】
前記管理装置は、災害発生時に災害発生地域に位置する前記地上基地局に関わる前記管理情報を取得して、当該災害発生地域の前記地上基地局に対して前記指示を行うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の周波数共用無線通信システム。
【請求項４】
前記管理装置は、前記地上基地局から取得した災害発生地域に位置する前記地上基地局に関わる前記管理情報に基づいて使用する周波数の運用を停止している前記地上基地局の基地局数を検出し、検出した前記基地局数と災害の規模を判断するための基準である災害モード切替閾値に基づいて前記指示をするか否かを判定することを特徴とする請求項３に記載の周波数共用無線通信システム。
【請求項５】
地上無線通信システムと衛星通信システムを含み、前記地上無線通信システムの地上基地局および無線端末が使用する電波の周波数帯と前記衛星通信システムの衛星が照射する電波（以下ビームと称する）の周波数帯に重複がある周波数共用無線通信システムにおいて用いられる、前記地上無線通信システムの地上基地局に設置される衛星端末であって、
設置された前記地上基地局から当該地上基地局で使用される周波数と当該使用される周波数の運用状態とを取得するＭ２Ｍ機能部と、
前記Ｍ２Ｍ機能部が取得した前記使用される周波数と当該周波数の運用状態を含む衛星無線信号を伝送する電波を出力するアンテナと、
を備えたことを特徴とする衛星端末。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地上無線通信システムと衛星通信システムの周波数共用技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地震や津波などの大規模災害が発生した際に安否確認や情報伝達等を確実に行うための通信手段に対する関心が高まっている。災害等に強い通信手段として衛星通信サービスがあるが、一般的に衛星通信システムにおいて使用される周波数帯域は狭いため、同時に確保できる通信回線数は限られており、また、大容量あるいは高速な通信を行うこともできないことから、例えば災害時等で通信が集中している場合などでは、多くの使用者に確実な通信を提供することは困難であった。【０００３】
このような状況を解決するための方法として、異なる２つの通信システムにおいて周波数帯を共用する方法が提案されている。例えば特許文献１には、周波数帯を共用する既存通信システム（例えば衛星通信システム）と新規通信システム（例えば携帯電話システム）の復号システムにおいて、既存通信システムの受信機の近傍に配置されて既存通信システムで使用されている周波数を監視し、当該使用されている周波数を新規通信システムが使用すること禁止する禁止信号を新規通信システムの基地局あるいは端末に対して無線送信する禁止信号送信装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１１１９６８号公報（図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
衛星通信システムにおいては、送信する電波（ビーム）の照射範囲（スポット）を限られた範囲に限定し、複数のビームを使用して衛星通信システムのサービスエリア全体をカバーする、マルチビーム方式またはマルチスポットビーム方式と呼ばれる衛星通信方式の開発が進められている。マルチビーム方式の衛星通信システムでは、隣接するスポットでは異なる周波数が使用される。【０００６】
上述の従来の周波数共用方法を適用した周波数共用無線通信システムでは禁止信号送信装置から禁止信号が既存通信システム基地局あるいは端末に送信される。上述のマルチビーム方式の衛星通信システムを既存通信システムとし、例えば携帯電話システムを新規通信システムとした場合、禁止信号は衛星通信システムのスポットの境界を意識しないため、１つのスポットで検出された周波数について送信された禁止信号は、異なる周波数を使用する別のスポットにまで到達する。このとき、この別のスポットの範囲において携帯電話システムが禁止信号で指定された周波数を用いていた場合、衛星通信システムが禁止信号で指定された周波数とは別の周波数を使用しているのにもかかわらず、携帯電話システムにおいて当該周波数の使用が禁止されてしまい、周波数の利用効率が低くなってしまうという問題があった。【０００７】
この発明は上記の問題を解決するためになされたものであり、マルチビーム方式の衛星通信システムと地上無線通信システムが周波数帯を共用する周波数共用無線通信システムにおいて、周波数の利用効率を改善することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明の周波数共用無線通信システムは、地上無線通信システムと衛星通信システムを含み、地上無線通信システムの地上基地局および無線端末が使用する電波の周波数帯と衛星通信システムの衛星が照射する電波（以下ビームと称する）の周波数帯に重複がある周波数共用無線通信システムであって、地上基地局が使用する周波数とその周波数の運用状態と当該地上基地局が位置する地域に照射されるビームの周波数とを対応付けた管理情報を保持する監視装置と、監視装置から取得した管理情報に基づいて、衛星通信システムのビームと周波数を共用し当該ビームの照射範囲に位置する地上基地局を選択し、選択した地上基地局に対して当該共用する周波数の使用の停止を指示する管理装置と、備えるようにしたものである。【０００９】
この発明の衛星端末は、地上無線通信システムと衛星通信システムを含み、地上無線通信システムの地上基地局および無線端末が使用する電波の周波数帯と衛星通信システムの衛星が照射する電波（以下ビームと称する）の周波数帯に重複がある周波数共用無線通信システムにおいて用いられる、地上無線通信システムの地上基地局に設置される衛星端末であって、設置された地上基地局から当該地上基地局で使用される周波数と当該使用される周波数の運用状態とを取得するＭ２Ｍ機能部と、Ｍ２Ｍ機能部が取得した使用される周波数と当該周波数の運用状態を含む衛星無線信号を伝送する電波を出力するアンテナと、を備えるようにしたものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、衛星通信システムの１つビームが使用する周波数を当該ビームのスポット（照射範囲）にある地上無線通信システムが使用することを禁止するとともに、当該ビームとは異なる周波数を使用するビームのスポットにある地上無線通信システムにおいては当該の禁止された周波数を使用することが可能となり、周波数共用無線通信システムにおける周波数の利用効率を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明の実施の形態１に関わる周波数共用無線通信システムの構成の一例を示すブロック図である。
【図２】実施の形態１の衛星専用端末の設置位置の一例を示す模式図である。
【図３】実施の形態１の携帯基地局および衛星専用端末の構成の一例を示すブロック図である。
【図４】実施の形態１の携帯基地局の状態を監視装置に報告する手順の一例を示すシーケンス図である。
【図５】実施の形態１の携帯基地局状態に含まれる情報の一例を示す表である。
【図６】実施の形態１の監視装置の管理情報の一例を示す表である。
【図７】実施の形態１の携帯基地局の状態を監視装置に報告する手順の一例を示すシーケンス図である。
【図８】実施の形態１の災害発生時における管理装置の携帯基地局の状態を取得する手順の一例を示すシーケンス図である。
【図９】実施の形態１の管理装置の災害発生時の処理のフローを示すフローチャートである。
【図１０】実施の形態１の災害発生時における監視装置の管理情報の一例を示す表である。
【図１１】実施の形態１の携帯基地局のサービス停止処理のフローを示すフローチャートである。
【図１２】実施の形態１の災害発生時における管理装置の携帯基地局の状態を取得する手順の一例を示すシーケンス図である。
【図１３】実施の形態１の周波数共用無線通信システムにおける周波数の使用を停止する形態基地局と停止しない携帯基地局を示す模式図である。
【図１４】災害発生時における衛星通信の無線リソース再構成によるビーム再配置を示す模式図である。
【図１５】実施の形態１の周波数共用無線通信システムにおける携帯基地局と衛星性専用端末の一変形例の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、この発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。ただし、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、以下の説明では、地上無線通信システムとして３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）等で仕様が規定される携帯電話システムを前提に説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、その他の地上無線通信システムであってもよい。また、以下の説明における衛星通信システムは、複数の電波（衛星ビーム）を使用し、それぞれの衛星ビームの照射範囲（スポット）が組み合わされて衛星通信システムのサービスエリア全体をカバーするマルチビーム方式であるものとする。
以下の説明で参照する図面においては、同一もしくは相当する部分には同一の符号を付している。
【００１３】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に関わる衛星通信ステムと地上無線通信システムが周波数を共用する周波数共用無線通信システムの構成の一例を示すブロック図である。図１において、携帯基地局１０（１０ａ〜１０ｃ）から送信される信号によって携帯電話システムのサービスエリア１１（１１ａ〜１１ｃ）が生成される。今、図１の例では携帯基地局１０ａと携帯端末３０ａは携帯電話システムの地上無線信号（携帯信号）１２ａで接続され、携帯基地局１０ｃと携帯端末３０ｃが携帯信号１２ｃで接続されている。
なお、携帯端末３０は携帯電話システムと衛星通信システムの両方で使用可能な無線端末であってもよいし、それぞれの通信システムで専用の端末が使用されてもよい。
【００１４】
管理装置１５は携帯電話システムと衛星通信システムで共用する周波数の管理をする管理装置１５である。また、コアネットワーク（ＣＮ）装置１３は、携帯基地局１０と携帯端末３０の呼制御を行うとともに、管理装置１５と携帯基地局１０間の通信を中継する装置である。なお、この実施の形態のコアネットワーク装置１３は、後述する衛星基地局２３と衛星専用端末（衛星端末）３１の呼制御と、後述する監視装置２４と衛星基地局２３間の通信の中継も行うこととするが、コアネットワーク（ＣＮ）装置１３はそれぞれの通信システムで異なる装置としてもよい。
【００１５】
衛星通信システムでは、衛星２０から送信される電波（衛星ビーム）によって衛星通信システムのサービスエリア２１が生成され、衛星２０と衛星通信システムの地上基地局である衛星基地局２３はフィーダリンクの衛星無線信号（衛星信号）２２ａで接続される。  携帯基地局１０の近傍に設置され、携帯基地局１０の位置における衛星ビームを特定するとともに、携帯基地局１０の稼働状態を監視する衛星専用端末３１（３１ａ〜３１ｃ）は、衛星２０とサービスリンクの衛星無線信号２２ｂで接続される。なお、以降では衛星専用端末３１をＭ２Ｍ（Machien-to-Machine）端末とも称す。
この実施の形態の周波数共用無線通信システムでは、携帯電話システムの地上無線信号１２を伝送する電波の周波数帯と、衛星通信システムのサービスリンクの衛星無線信号２２ｂを伝送する電波（衛星ビーム）の周波数帯に重複があり、携帯電話システムと衛星通信システムが周波数を共用している。
【００１６】
監視装置２４は衛星２０および衛星基地局２３を介して衛星専用端末３１から報告される携帯基地局１０の稼働状態に基づいて、それぞれの携帯基地局１０で使用される周波数および衛星ビームの情報を蓄積して各システムの周波数の運用状態を監視し、管理装置１５に対してこれらの情報を提供する。
なおこの発明は、上述のコアネットワーク装置１３、管理装置１５、携帯基地局１０、衛星基地局２３および監視装置２４の間に必要な相互の接続方法を限定するものではなく、例えばＩＰ（Internet Protocol）ネットワークで接続するなどすればよい。ここではＩＰネットワークで接続されているものとする。
【００１７】
図２は、この実施の形態の衛星専用端末３１の携帯基地局１０への設置例を示す模式図である。携帯信号１２と衛星信号２２ｂで同一周波数を使用している場合、お互いの電波が干渉することにより通信品質の劣化が発生する。特に、衛星専用端末３１が衛星２０から受信する衛星の信号は、携帯基地局１０が送信する信号からの強い干渉により衛星通信を行うことができない。そのため、この例では衛星専用端末３１を携帯基地局１０からの信号が届かない上部に設置することで、携帯基地局１０の信号有効エリアと衛星通信の信号有効３０１を分離する。衛星専用端末３１のアンテナ２０５は、携帯基地局１０のアンテナ１０５の指向性と、それぞれの有効エリアの境界に生じる干渉領域を考慮して、例えば衛星専用端末３１の上部などに設置する。なお、衛星２０では携帯端末３０が送信した電波を受信するため、携帯信号１２の電波と衛星信号２２ｂの電波が干渉する可能性がある。この対策としては、衛星専用端末３１の送信出力が携帯端末３０の送信出力よりも十分大きくなるように設計することが考えられる。
【００１８】
図３は、この実施の形態の携帯基地局１０と衛星専用端末３１の構成の一例を示すブロック図である。携帯基地局１０は、一般的な携帯電話システムの基地局と同様の構成を備えており、コアネットワーク装置１３、管理装置１５、監視装置２４と接続するため有線ＩＦ（インターフェース）部１００と、携帯端末３０と携帯信号１２の電波を送受信するＡＮＴ部（アンテナ）１０５、携帯信号１２の送受信処理を行う無線ＩＦ部１０１と、無線接続のための無線制御を行う無線制御部１０２と、携帯基地局１０に電源を供給する電源部１０３と、携帯基地局１０の稼働に必要な内部情報を蓄積する記憶装置１０４を備えている。
【００１９】
また、衛星専用端末３１は、衛星専用端末３１に電力供給を行うバッテリー部２００と、衛星２０と衛星信号２２ｂの電波を送受信するＡＮＴ部（アンテナ）２０５、衛星信号２２ｂの送受信処理を行う無線ＩＦ部２０１と、衛星通信における無線接続のための制御を行う無線制御部２０２と、周期的に携帯基地局１０の稼働状態として使用する周波数と当該周波数の運用状態の情報を携帯基地局１０の無線制御部１０２より取得し、衛星２０を介して監視装置２４に報告する機能を有するＭ２Ｍ機能部２０３と、携帯基地局１０に関する情報、在圏する衛星ビームの情報および衛星専用端末３1の稼働に必要な内部情報を蓄積する記憶装置２０４を備える。なお、バッテリー部２００は災害時等の非常用電源として用いられるようにして、通常時は地上携帯基地局の電源部１０３から電力供給を受けるなど、他の方法で電力供給が行われるようにしてもよい。
【００２０】
また、監視装置２４、管理装置１５はプロセッサと記憶装置、メモリ等の周辺回路を備えたコンピュータ（サーバ装置）と、プロセッサ上で実行されるプログラムによって実現することが可能である。
【００２１】
なお、この実施の形態では、携帯基地局１０が使用する周波数等の情報を携帯基地局１０の無線制御部１０２から取得するようにしているが、記憶装置１０４に保存された情報を取得するようにしてもよい。なお、この発明は携帯基地局１０と衛星専用端末３１間の接続方法を限定するものではない。携帯基地局１０と衛星専用端末３１間の接続方法としては、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）などの汎用インターフェース、あるいは専用インターフェースなど種々の方法が考えられる。
【００２２】
次に、この実施の形態の周波数共用無線通信システムの動作を説明する。まず、衛星専用端末３１から監視装置２４が携帯基地局１０の稼働状態を収集する処理について説明する。監視装置２４による携帯基地局１０の稼働状態の収集の手順には、衛星専用端末３１主導で監視装置２４に報告する手順と、監視装置２４主導で衛星専用端末３１に対して携帯基地局１０の稼働状態の報告を要求し、この要求を受けた衛星専用端末３１が監視装置２４に対して稼働状態を報告する手順の２通りがある。
【００２３】
図４は、衛星専用端末３１主導で監視装置２４に報告する手順を示すシーケンス図である。なお、コアネットワーク装置１３と衛星基地局２３間の手順についてはこの発明を適用する個々の衛星通信システムにおいて定義される手順を用いればよく、図４のシーケンス図においては省略することとしている。なお、以降で参照する他のシーケンス図においても同様にコアネットワーク装置１３と衛星基地局２３間の手順については省略している。
【００２４】
まず、衛星専用端末３１では衛星２０から衛星信号を受信（ＳＴ１００）すると、無線制御部２０２が衛星信号の内部に含まれるシステム情報から衛星ビーム情報を取得し、在圏ビーム情報として記憶装置２０４に格納（在圏ビーム情報更新）する（ＳＴ１０１）。なお、衛星信号ここで、衛星ビーム情報とは衛星から照射される衛星ビームの周波数と帯域幅を示す情報である。
【００２５】
そして、衛星専用端末３１のＭ２Ｍ機能部２０３は、記憶装置２０４に携帯基地局１０の稼働状態を取得する周期を定めるタイマ値を保持しており、このタイマ値の周期ごと発生する状態取得タイマの満了を契機（状態報告契機）として（ＳＴ１０２）、携帯基地局１０に対して使用する周波数と周波数の運用状態を含む携帯基地局状態の通知を要求（状態要求）する（ＳＴ１０３）。携帯基地局１０は、衛星専用端末３１からの状態要求に対して携帯基地局状態を応答（状態応答）する（ＳＴ１０４）。図５にこの実施の形態における携帯基地局状態の一例を示す。携帯基地局状態は、個々の携帯基地局１０を一意に特定するためにそれぞれの携帯基地局に付される基地局識別子、当該携帯基地局１０が使用可能な周波数とその周波数の帯域幅、そして使用可能な周波数の運用状態を含んでいる。
【００２６】
携帯基地局状態応答を受信した衛星専用端末３１では、衛星専用端末３１と衛星基地局２３の間に衛星２０を経由する衛星通信回線を確立するため、無線制御部２０２が基地局２３およびコアネットワーク装置１３との間で呼接続処理を実行する（ＳＴ１０５）。衛星通信回線の確立後、衛星専用端末３１では、Ｍ２Ｍ機能部２０３が携帯基地局１０から取得した携帯基地局状態と衛星ビーム情報を含む状態報告を監視装置２４に対して送信し、状態報告は衛星２０、衛星基地局２３、コアネットワーク装置１３を経由して監視装置２４に届けられる（ＳＴ１０６）。
【００２７】
状態報告を受信した監視装置２４では、内部に保持する管理情報を受信した状態報告に基づいて更新（基地局状態更新）する（ＳＴ１０７）。図６に管理装置２４が保持する管理情報の一例を示す。この例では管理情報に、衛星専用端末３１が設置された携帯基地局１０の基地局識別子と基地局識別子に関連付けられた当該携帯基地局で使用可能な周波数とその周波数の帯域幅およびその運用状態、そして当該携帯基地局１０が在圏する衛星ビーム情報が格納されている。なお、この例では衛星ビーム情報を番号（衛星ビーム番号）で表している。衛星ビーム番号から当該の衛星ビームが使用する周波数と帯域が取得できるものとする。
【００２８】
ＳＴ１０６の処理による監視装置２４への状態報告の終了後、衛星専用端末３１の無線制御部２０２と衛星基地局２３、コアネットワーク装置１３間でＳＴ１０５の処理で確立した衛星通信回線の切断処理を行う（ＳＴ１０８）。
【００２９】
図７は監視装置２４主導での携帯基地局状態を取得する手順を示すシーケンス図である。図７においてＳＴ２００およびＳＴ２０１の処理はそれぞれ、図４に示したＳＴ１００およびＳＴ１０１の処理と同様である。
監視装置２４は衛星専用端末３１と同様に内部に携帯基地局１０の稼働状態を取得する周期を定めるタイマ値を保持しており、このタイマ値の周期で発生する状態取得タイマの満了を契機（状態取得契機）として（ＳＴ２０２）、衛星専用端末３１に対する携帯基地局状態と衛星ビーム情報を含む状態報告を要求するための状態要求をコアネットワーク装置１３に送信する（ＳＴ２０３）。状態要求を受信したコアネットワーク装置１３は、衛星基地局２３および衛星２０を経由して衛星専用端末３１に接続する衛星通信回線を確立する呼制御処理を実行（衛星通信回線確立）する（ＳＴ２０４）。
【００３０】
衛星通信回線を確立後、コアネットワーク装置１３は監視装置２４から受信した状態要求を衛星専用端末３１に対して送信し、この状態要求を受信した衛星専用端末３１ではＭ２Ｍ機能部２０３が携帯基地局１０に対して使用する周波数とその周波数の運用状態を含む携帯基地局状態を要求する（ＳＴ２０５）。状態要求を受信した携帯基地局１０では、衛星専用端末３１に対して携帯基地局状態を応答（状態応答）する（ＳＴ２０６）。
これ以降に行われるＳＴ２０７〜ＳＴ２０９の処理は図４を用いて説明したＳＴ１０７〜ＳＴ１０９の処理と同様である。
【００３１】
上記のように、図４または図７の手順によって、監視装置２４は周期的に携帯基地局１０の携帯基地局状態と当該携帯電話基地局１０が位置する衛星通信システムのスポットにおける衛星ビーム情報を取得することができる。
【００３２】
次に、管理装置１５が例えば災害発生時等に、無線通信システムで使用される周波数の携帯電話システムにおける使用を禁止する動作を説明する。図８はこの動作の手順を示すシーケンス図である。なお、ここでは災害発生を契機とした処理を例に説明する。
【００３３】
管理装置１５はある地域における災害発生を検出（ＳＴ３００）すると、図９のフローチャートに処理フローを示す災害モード処理を開始する。管理装置１５は、災害が発生した地域（災害エリア）における携帯基地局１０の稼働状態取得を取得する（ＳＴ１０）。ＳＴ１０処理により、管理装置１５は監視装置２４に対して災害エリアのスポットに照射される衛星ビームの衛星ビーム番号を指定して、災害エリア内にある携帯基地局１０の稼働状態の取得を要求（状態取得）する（ＳＴ３０１）。なお、管理装置１５は衛星通信システムの衛星ビーム番号とその衛星ビーム番号に対応する衛星ビームが照射されるスポットの地理的位置を知っているものとする。
【００３４】
状態取得を受信した監視装置２４は、衛星専用端末３１に対する状態要求をコアネットワーク装置１３に送信する。以降のＳＴ３０２〜ＳＴ３０８の処理は図７で説明したＳＴ２０３〜ＳＴ２０９の処理と同様である。なお、衛星回線の輻輳を回避するために災害エリア内にある衛星専用端末３１への状態要求は時間的に分散するようにスケジューリングされることが望ましい。また、監視装置２４が保持する管理情報における最新の基地局の状態に基づいて、指定された衛星ビーム番号で指定された周波数情報を利用していない携帯基地局の状態については要求しなくてもよい。
【００３５】
図１０にＳＴ３０７の処理によって監視装置１４が更新した災害時の管理情報の一例を示す。携帯基地局１０の運用状態が停止中である携帯基地局１０は損壊などにより対応する周波数帯の使用を停止しており、運用中はその周波数対が携帯基地局１０において継続して稼働していることを示している。監視装置２４は、状態取得の要求を行った全ての衛星専用端末３１から状態取得を完了すると、ＳＴ３０１の処理で状態取得を要求された災害エリアの携帯基地局に関する管理情報を管理装置１５に状態通知として送信する（ステップＳＴ３０９）。
【００３６】
状態通知を受信した管理装置１５は、災害エリア内で運用状態が停止中となっている携帯基地局１０の基地局数を検出して、災害の規模を判断する基準である災害モード切替閾値との比較を行い、災害モードに切り替えるか否かの判定処理を行う（ＳＴ３１０）。なお、シーケンス図におけるＳＴ３１０の処理は図９に示す処理フローのＳＴ１１の災害モード切替判定に対応する。災害モードへの切り替えを判定した場合、管理装置１５は監視装置２４から受信した状態通知に基づいて、災害エリアに対応する衛星通信システムのスポットにおいて、当該スポットで使用されている衛星ビームの周波数と同一の周波数を使用する携帯基地局１０を選択し、選択した携帯基地局１０に対して当該周波数の使用停止を指示するサービス停止指示を送信する（シーケンス図におけるＳＴ３１１、処理フローにおけるＳＴ１２）。なお、サービス停止指示の送信においては、１０に示した基地局識別子でサービス停止指示を送信する形態基地局１０を特定して送信する。そして、管理装置１５からのサービス停止指示を受信した携帯基地局１０はサービス停止処理を行う（ＳＴ３１２）。
なお、このようにすることで携帯電話システムが十分に機能している場合には、衛星通信システムが使用する周波数を携帯電話システムが継続して使用するようにするなどの制御が可能になる。
【００３７】
図１１は、携帯基地局１０が行うサービス停止処理の処理フローの詳細を示すフローチャートである。管理装置１５からサービス停止指示を受信した携帯基地局１０は、まず指定された周波数の停止が使用する周波数の全ての停止に該当するか否かを確認する（Ｓ２０）。使用する周波数を全て停止する場合（Ｓ２０のＮ）、セル規制を設定したシステム情報を当該携帯基地局のサービスエリア１１に送信する（Ｓ２４）。このシステム情報を受信した携帯端末３０は、他の携帯基地局１０または他通信システムへのセル再選択を行う。そして携帯基地局１０では、Ｓ２４のセル規制のシステム情報の送信を一定時間継続した後、全ての周波数の使用を停止（停波）する（Ｓ２５）。
【００３８】
一方、停止を指示された周波数が使用する周波数の全部ではない場合（Ｓ２０のＹ）、停止を指示された周波数以外の運用状況を確認する（Ｓ２１）。停止を指定されていない周波数で運用中の周波数がある場合（Ｓ２１のＹ）は停止を指示された周波数で通信中の携帯端末３０が存在するか否かを確認する（Ｓ２２）。停止を指示された周波数で通信中の携帯端末３０が存在する場合（Ｓ２２のＹ）、携帯基地局１０は、停止を指示されていない、運用中の周波数のセルに通信中の携帯端末３０をハンドオーバさせる（Ｓ２３）。その後、携帯基地局１０は、停止を指定された周波数のセルについて全ての周波数の運用停止を指定された場合と同様にセル規制処理（Ｓ２４）と指示された周波数の使用停止（停波）を行う（Ｓ２５）。なお、Ｓ２１でＮの場合とＳ２２でＮの場合も同様にＳ２４とＳ２５の処理を実施する。
【００３９】
ここまで、携帯基地局の稼働状態の取得が成功した場合の動作について説明をしたが、稼働状態の取得に失敗した場合の動作を次に説明する。図１２は携帯基地局の稼働状態を取得する処理が、携帯基地局１０の倒壊などにより正常に完了しない場合の動作手順を説明するシーケンス図である。図１２において図８と同じ符号を付した処理は図８で説明した処理と同様である。状態要求をコアネットワーク装置１３に送信した監視装置２４は、状態応答を受信するまでの保護タイマとして状態報告待ちタイマのカウントを開始する（ＳＴ４００）。また、状態要求を受信したコアネットワーク装置１３は、衛星通信回線の確立完了までの保護タイマとして着信完了待ちタイマのカウントを開始する（ＳＴ４０１）。
【００４０】
衛星専用端末３１が通信不能となっている場合、衛星通信回線が確立されずに状態取得ができない状態となった場合、着信完了待ちタイマのカウントが満了（図におけるＴ．Ｏ）し、衛星通信回線の確立失敗による状態取得失敗を検知したコアネットワーク装置１３は状態取得失敗を設定した状態報告を監視装置２４に送信する（ＳＴ４０３）。この状態報告を受信した監視装置２４は、この状態報告に対応する携帯基地局１０において全ての周波数が停止中である判断して管理情報の更新を行う（ＳＴ４０４）。
【００４１】
以降の処理は図８の手順と同様であり、本手順を適用することで状態取得が不可な場合においても適切に携帯基地局１０の状態を更新することが可能となる。なお、衛星通信回線の確立失敗を衛星基地局２３が検知するようにするなど、必要に応じてこの手順を変更することも可能である。
【００４２】
図１３は、この実施の形態の周波数共用通信システムの衛星通信システムのスポットと携帯基地局のサービスエリアの配置と、使用される周波数の関係の一例を示す模式図である。図１３（ｃ）に示すように、衛星ビーム番号１のビームが使用されるスポットと、衛星ビーム番号２のビームが使用されるスポットがあり、それぞれのスポットに携帯基地局１０１のサービスエリア１１と携帯基地局１０１のサービスエリア１１１と携帯基地局１０2のサービスエリア１１2とがある。そして、図１３（ａ）、（ｂ）に示すように携帯基地局１０１と携帯基地局１０2はいずれもＸ［Ｈｚ］の周波数を使用しており、衛星ビーム番号１の周波数はＸ［Ｈｚ］の周波数、衛星ビーム番号２の周波数はＹ［Ｈｚ］である。なお、図１３（ｂ）において数字１、２が衛星ビーム番号を表している。
【００４３】
本発明のこの実施の形態によれば、上述のように動作するので、例えば災害発生時などに、衛星ビーム番号１のスポットにある携帯基地局１０１に対してはＸ［Ｈｚ］の周波数の使用停止を指示し、衛星ビーム番号２のスポットにある携帯基地局１０2に対してはＸ［Ｈｚ］の周波数の使用を禁止しないという制御を行うことが可能である。
【００４４】
図１４は、災害時において衛星通信システムのスポットの再構成により被災地に衛星通信の無線リソースを集中させた衛星ビーム配置について説明する模式図である。図１４において実線または破線の円がスポットを表しており、各スポットは１つの衛星ビームにより構成され、隣接するスポットの衛星ビームでは異なる周波数が使用されるとともに、周波数繰り返しにより隣接しないスポットの衛星ビームでは同じ周波数が使用される。また、太線で斜線のハッチングをした円は特定の衛星通信システムのサービスが提供されている特定の地域（エリア５０と称す）を示している。
【００４５】
図１４（ａ）は平時における衛星ビーム構成の一例である。今、衛星ビーム２１ａ（周波数ａ）のスポット、衛星ビーム２１ｂ（周波数ｂ）のスポット、衛星ビーム２１ｃ（周波数ｃ）、衛星ビーム２１ｄ（周波数ｄ）のスポットがあり、衛星ビーム２１ａ、２１ｂ、２１ｃのスポットでエリア５０に衛星通信ステムのサービスが提供されているものとする。
【００４６】
図１４（ｂ）は、このエリア５０において災害が発生した場合のスポット再配置後の衛星ビーム構成の一例であり、エリア５０に衛星通信システムの無線リソースを集中するため、衛星ビーム２１ａ、２１ｂ、２１ｃを新たに衛星ビーム２１ａ’（周波数ａ＋ｂ＋ｃ）として再構成した場合を示している。また、衛星通信システムの無線リソースを集中する場合、被災地に照射していた衛星ビームに追加して他の衛星ビームの無線リソースも使用することも可能である。
【００４７】
この実施の形態の周波数共用無線通信システムによれば、このような衛星ビームの再構成が行われるような場合においても、監視装置２４が衛星専用端末３１から衛星専用端末３１が設置された携帯基地局１０で使用される周波数と衛星専用端末が受信する衛星ビームの衛星ビーム情報を対応付けた管理情報を取得することができるので、変更後の衛星ビーム配置に対応して携帯基地局１０が使用する周波数を停止する制御を行うことが可能である。これにより、災害発生地域において周波数共用無線通信システムの無線通信システムが携帯電話システムと共用する周波数帯を優先して使用することができる。
また、衛星ビーム２１ｄ（周波数ｄ）のスポットについては災害エリアに含まれないため、このスポットにある携帯基地局１０が周波数ｄを使用している場合にも、当該携帯基地局１０は周波数ｄの使用停止を指示されず、平時と同様に携帯電話システムが継続して周波数ｄを使用することができる。
【００４８】
なお、この実施の形態にて説明した衛星専用端末３１は、他の無線通信システムの機能を備えたものであってもよい。また、管理装置１５と監視装置２４は同一の装置として構成してもよい。
また、この実施の形態では携帯基地局１０が使用する周波数の運用状態を衛星専用端末３１が監視装置２４に報告するようにしたが、衛星専用端末３１が電源部１０３の状態を監視して、電源部１０３による電源供給がなされない場合に、携帯基地局１０の運用が停止していると判断するようにすることも可能である。
【００４９】
また、上述の実施の形態１の説明では、衛星専用端末３１が携帯基地局１０の稼働状態を監視装置２４に報告するようにしているが、図１５に示す衛星専用端末３１ｂおよび携帯基地局１０ｂのようにＭ２Ｍ機能部１０６を携帯基地局１０ｂが備えるように構成を変更し、携帯基地局１０ｂのＭ２Ｍ機能部１０６が衛星専用端末３１ｂから衛星ビーム情報を取得して、携帯基地局１０ｂが自ら携帯基地局１０ｂの稼働状態を監視装置２４に報告するようにしてもよい。このようにした場合の稼働情報を監視装置２４が取得するシーケンスについては、実施の形態１で説明したシーケンスを適宜変更すればよい。なおこの場合は、稼働状態を監視装置２４が取得するために使用した衛星通信回線は不要となるので、衛星通信システムの呼接続処理は不要である。
【００５０】
上述のように、この実施の形態の地上無線通信システムと衛星通信システムで周波数を共用する周波数共用無線通信システムでは、監視装置２４が地上無線通信システムの基地局の位置に照射される衛星通信システムの電波の周波数と当該の地上無線通信システムの基地局とこの基地局が使用する電波の周波数の運用状態を取得して、これらの情報を対応付けて管理する管理情報を保持し、管理装置１５が監視装置２４から管理情報を取得して、地上通信システムの基地局と当該基地局が位置する衛星通信システムのスポットに照射されるビームが同じ周波数を使用する場合に、当該基地局における当該周波数の使用を停止（禁止）するようにしたので、当該ビームとは異なる周波数を使用するビームのスポットにある地上無線通信システムにおいては当該の禁止された周波数を使用することが可能となり、周波数共用無線通信システムにおける周波数の利用効率を改善することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
以上のように、この発明の周波数共用無線通信システムおよび衛星端末は、地上無線通信システムと衛星通信システムが周波数を共用する無線通信システムにおいて、周波数の利用効率を改善することができる。
【符号の説明】
【００５２】
１０  携帯基地局、１１  携帯電話システムのサービスエリア、１２  地上無線信号、１３  コアネットワーク装置、１５  管理装置、２０  衛星、２１  衛星通信システムのサービスエリア、２２ａ  フィーダリンクの衛星無線信号、２２ｂ  サービスリンクの衛星無線信号、２３  衛星基地局、２４  監視装置、３０  携帯端末、３１  衛星専用端末、１００  有線ＩＦ部、１０１  無線ＩＦ部、１０２  無線制御部、１０３  電源部、１０４  記憶装置、１０５  ＡＮＴ部（アンテナ）、１０６  Ｍ２Ｍ機能部、２００  バッテリー部、２０１  無線ＩＦ部、２０２  無線制御部、２０３  Ｍ２Ｍ機能部、２０４  記憶装置、２０５  ＡＮＴ部（アンテナ）。
【図１】
0005980462.tif 000002
【図２】
0005980462.tif 000003
【図３】
0005980462.tif 000004
【図４】
0005980462.tif 000005
【図５】
0005980462.tif 000006
【図６】
0005980462.tif 000007
【図７】
0005980462.tif 000008
【図８】
0005980462.tif 000009
【図９】
0005980462.tif 000010
【図１０】
0005980462.tif 000011
【図１１】
0005980462.tif 000012
【図１２】
0005980462.tif 000013
【図１３】
0005980462.tif 000014
【図１４】
0005980462.tif 000015
【図１５】
0005980462.tif 000016