(57)【要約】【課題】  マルチビーム衛星を使用する衛星通信において、送信、受信においてビーム数及びカバレッジの大きさが異なる場合であっても、通信断が生じることのない、ビーム間ハンドオーバの技術を提供することを目的とする。【解決手段】  マルチビーム衛星を介して他の通信装置と通信を行う移動端末１１０は、自己の位置を位置情報として取得する端末側位置情報検出部と、ビームカバレッジエリア情報を記憶する端末側エリア記憶部と、端末側位置情報検出部が検出した位置情報と端末側エリア記憶部が記憶するビームカバレッジエリア情報とに基づいてビーム内における自己の位置をビーム内位置として特定し、特定したビーム内位置に基づいて、管理局１２０にビーム間ハンドオーバを要求するハンドオーバ要求を生成する端末側制御部と、前記端末側制御部が生成したハンドオーバ要求を前記マルチビーム衛星を介して管理局１２０に送信する端末側通信部とを備えた。【選択図】        図５
2006211404.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のビームを使用して通信を中継するマルチビーム衛星を介することにより、前記マルチビーム衛星による通信に使用する通信チャネルの管理を行う管理局と通信を行う衛星通信用端末において、
自己の位置を取得位置として取得する位置取得部と、
前記マルチビーム衛星へ信号を送信するための送信チャネルを切り替えることなく前記マルチビーム衛星に信号を受信させることが可能な地球側の範囲を示す送信可能エリアを複数記憶するとともに、前記マルチビーム衛星から信号を受信するための受信チャネルを切り替えることなく前記マルチビーム衛星から信号を受信することが可能な地球側の範囲を示す受信可能エリアを複数記憶する端末側エリア記憶部と、
前記端末側エリア記憶部が記憶する前記複数の送信可能エリアと前記複数の受信可能エリアとを対象として前記位置取得部が取得した前記取得位置の対応する位置をエリア内位置として特定し、特定した前記エリア内位置に基づいて、第１の送信チャネルから第２の送信チャネルへの切り替えを求める送信チャネル切替要求と、前記第１の受信チャネルから第２の受信チャネルへの切り替えを求める受信チャネル切替要求との少なくともいずれかを含む切替要求を生成する要求生成部と、
前記要求生成部が生成した前記切替要求を前記マルチビーム衛星を介して前記管理局に送信する端末側通信部と
を備えたことを特徴とする衛星通信用端末。
【請求項２】
前記端末側通信部は、
前記位置取得部が取得した前記取得位置を前記マルチビーム衛星を介して前記管理局に送信することを特徴とする請求項１記載の衛星通信用端末。
【請求項３】
前記要求生成部は、
前記送信チャネル切替要求を含む前記切替要求を生成する場合に、前記第１の送信チャネルに対応する第１送信チャネル対応信号と前記第２の送信チャネルに対応する第２送信チャネル対応信号とを前記端末側通信部により前記マルチビーム衛星に向けて送信させることにより、前記マルチビーム衛星を介して前記第１送信チャネル対応信号と前記第２送信チャネル対応信号とを前記管理局に受信させることを特徴とする請求項１記載の衛星通信用端末。
【請求項４】
前記管理局は、
前記第１の受信チャネルに対応する第１受信チャネル対応信号を前記マルチビーム衛星に送信し、
前記端末側通信部は、
前記管理局が送信した前記第１受信チャネル対応信号を前記マルチビーム衛星を介して受信し、受信した前記第１受信チャネル対応信号の受信レベルを測定し、
前記要求生成部は、
前記端末側通信部が測定した前記受信レベルと、特定した前記エリア内位置とに基づいて、前記第１の受信チャネルから前記第２の受信チャネルへの切り替えを求める前記受信チャネル切替要求を含む前記切替要求を生成することを特徴とする請求項１記載の衛星通信用端末。
【請求項５】
前記管理局は、
前記第１の受信チャネルに対応する第１受信チャネル対応信号と前記第２の受信チャネルに対応する第２受信チャネル対応信号とを前記記マルチビーム衛星に送信し、
前記端末側通信部は、
前記管理局が送信した前記第１受信チャネル対応信号と前記第２受信チャネル対応信号とを前記マルチビーム衛星を介して受信し、受信した前記第１受信チャネル対応信号と前記第２受信チャネル対応信号との受信レベルを比較し、
前記要求生成部は、
前記端末側通信部が比較した前記受信レベルの比較結果と、特定した前記エリア内位置とに基づいて、前記第１の受信チャネルから前記第２の受信チャネルへの切り替えを求める前記受信チャネル切替要求を含む前記切替要求を生成することを特徴とする請求項１記載の衛星通信用端末。
【請求項６】
複数のビームを使用して通信を中継するマルチビーム衛星を介して通信を行う衛星通信用端末の使用する通信チャネルの管理を行う管理局において、
前記マルチビーム衛星へ信号を送信するための送信チャネルを切り替えることなく前記マルチビーム衛星に信号を受信させることが可能な地球側の範囲を示す送信可能エリアを複数記憶するとともに、前記マルチビーム衛星から信号を受信するための受信チャネルを切り替えることなく前記マルチビーム衛星から信号を受信することが可能な地球側の範囲を示す受信可能エリアを複数記憶する局側エリア記憶部と、
第１の送信チャネルから第２の送信チャネルへの切り替えを求める送信チャネル切替要求と第１の受信チャネルから第２の受信チャネルへの切り替えを求める受信チャネル切替要求との少なくともいずれかを含む切替要求と、前記衛星通信用端末の位置とを前記衛星通信用端末から前記マルチビーム衛星を介して受信する局側通信部と、
前記局側通信部が受信した前記衛星通信用端末の位置と、前記局側エリア記憶部が記憶する前記複数の送信可能エリアと、前記局側エリア記憶部が記憶する前記複数の受信可能エリアとに基づいて、前記局側通信部が受信した前記切替要求を認めるかどうかを判定し、前記切替要求を認める判定をした場合に、前記切替要求に応答する要求許可を生成する要求判定部と
を備え、
前記局側通信部は、
前記要求判定部が生成した前記要求許可を前記マルチビーム衛星を介して前記衛星通信用端末に送信することを特徴とする管理局。
【請求項７】
複数のビームを使用して通信を中継するマルチビーム衛星を介して通信を行う衛星通信用端末の使用する通信チャネルの管理を行う管理局において、
前記マルチビーム衛星へ信号を送信するための第１の送信チャネルから第２の送信チャネルへの切り替えを求める送信チャネル切替要求と、前記第１の送信チャネルに対応する第１送信チャネル対応信号と、前記第２の送信チャネルに対応する第２送信チャネル対応信号とを送信する前記衛星通信用端末から、前記送信チャネル切替要求と、前記第１送信チャネル対応信号と、前記第２送信チャネル対応信号とを前記マルチビーム衛星を介して受信し、受信した前記第１送信チャネル対応信号と前記第２送信チャネル対応信号との受信レベルを比較する局側通信部と、
前記局側通信部が比較した前記受信レベルの比較結果に基づいて、前記局側通信部が受信した前記送信チャネル切替要求を認めるかどうかを判定し、前記送信チャネル切替要求を認める判定をした場合に、前記送信チャネル切替要求に応答する要求許可を生成する要求判定部と
を備え、
前記局側通信部は、
前記要求判定部が生成した要求許可を前記マルチビーム衛星を介して前記衛星通信用端末に送信することを特徴とする管理局。
【請求項８】
複数のビームを使用して通信を中継するマルチビーム衛星を介して通信を行う衛星通信用端末の使用する通信チャネルの管理を行う管理局において、
前記衛星通信用端末が前記マルチビーム衛星から信号を受信するための第１の受信チャネルに対応する第１受信チャネル対応信号と第２の受信チャネルに対応する第２受信チャネル対応信号とを前記マルチビーム衛星を介して前記衛星通信用端末に送信するとともに、前記第１受信チャネル対応信号と前記第２受信チャネル対応信号とを受信した前記衛星通信用端末から前記マルチビーム衛星を介して前記第１の受信チャネルから前記第２の受信チャネルへの切り替えを求める受信チャネル切替要求を受信する局側通信部と
前記局側通信部が前記受信チャネル切替要求を受信した場合に、前記受信チャネル切替要求を認める要求許可を生成する要求判定部と
を備え、
前記局側通信部は、
前記要求判定部が生成した要求許可を前記マルチビーム衛星を介して前記衛星通信用端末に送信することを特徴とする管理局。
【請求項９】
複数のビームを使用して通信を中継するマルチビーム衛星を介することにより、前記マルチビーム衛星による通信に使用する通信チャネルの管理を行う管理局と通信を行う衛星通信用端末において、
自己の位置を取得位置として取得する位置取得部と、
前記マルチビーム衛星へ信号を送信するための送信チャネルを切り替えることなく前記マルチビーム衛星に信号を受信させることが可能な地球側の範囲を示す送信可能エリアを複数記憶する端末側エリア記憶部と、
前記端末側エリア記憶部が記憶する前記複数の送信可能エリアを対象として前記位置取得部が取得した前記取得位置の対応する位置をエリア内位置として特定し、特定した前記エリア内位置に基づいて、第１の送信チャネルから第２の送信チャネルへの切り替えを求める送信チャネル切替要求を生成する要求生成部と、
前記要求生成部が生成した前記送信チャネル切替要求を前記マルチビーム衛星を介して前記管理局に送信する端末側通信部と
を備えたことを特徴とする衛星通信用端末。
【請求項１０】
複数のビームを使用して通信を中継するマルチビーム衛星を介して通信を行う衛星通信用端末の使用する通信チャネルの管理を行う管理局において、
前記マルチビーム衛星へ信号を送信するための送信チャネルを切り替えることなく前記マルチビーム衛星に信号を受信させることが可能な地球側の範囲を示す送信可能エリアを複数記憶する局側エリア記憶部と、
第１の送信チャネルから第２の送信チャネルへの切り替えを求める送信チャネル切替要求と、前記衛星通信用端末の位置とを前記衛星通信用端末から前記マルチビーム衛星を介して受信する局側通信部と、
前記局側通信部が受信した前記衛星通信用端末の位置と、前記局側エリア記憶部が記憶する前記複数の送信可能エリアとに基づいて、前記局側通信部が受信した前記送信チャネル切替要求を認めるかどうかを判定し、前記送信チャネル切替要求を認める判定をした場合に、前記送信チャネル切替要求に応答する要求許可を生成する要求判定部と
を備え、
前記局側通信部は、
前記要求判定部が生成した前記要求許可を前記マルチビーム衛星を介して前記衛星通信用端末に送信することを特徴とする管理局。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マルチビームを使用する移動体衛星通信システムにおける、ビーム間ハンドオーバに関する。
【背景技術】
【０００２】
マルチビームを使用する移動体衛星通信システムにおける、移動するユーザ端末（移動端末ともいう）との回線のビーム間ハンドオーバの概念を図１に示す。図１は、ユーザ端末を搭載した端末搭載車両がビームエリア１からビームエリア３の方向に移動する状態を示す。端末搭載車両に搭載されたユーザ端末は、ビーム間を移動する場合、ハンドオーバを行う。
【０００３】
移動するユーザ端末は、現在通信を行っているビームのエリアから他のエリアに移動する場合、ビームを切替えることで通信を継続する。
【０００４】
従来のビーム間ハンドオーバ技術の形態を図２に示す。ビーム＃１、ビーム＃２、及びビーム＃３がある。それぞれのビームエリアにおいて、上り回線ビームエリアと下り回線ビームエリアがほぼ同じ広さで重なる。例えば、ビーム＃１エリアでは、「上り回線ビームエリア」は破線で示す円の範囲である。また、「下り回線ビームエリア」は実線で示す円の範囲である。使用する周波数は、ビーム毎及び回線毎に異なる周波数を使用する。例えばビーム＃１エリアでは、Ｆ１が上り回線の周波数、ｆ１が下り回線の周波数である。現在、移動端末は端末搭載車両に搭載され、ビーム＃１エリアに位置し、時間の経過とともにビーム＃２エリアに移動するとする。
【０００５】
従来のビーム間ハンドオーバ技術（例えば特許文献１）では、図３に示すように、移動端末は、本来の通信の時間スロット（周波数ｆ１、タイムスロット＃１）と異なる時間帯（タイムスロット＃２）に他のビームの周波数（ｆ２）を受信し、それぞれの受信レベルを測定する。受信周波数ｆ２の受信信号レベルが大きい場合、移動端末は、ビーム＃２エリアに移動していると判断し、通信を管理する局に別のタイムスロットでハンドオーバを要求する。通信を管理する局は、ビーム＃２エリアで使用する周波数、タイムスロットを当該端末に割当て、通信の継続を保障する。
【特許文献１】特開平８−７９１５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図４は、送信、受信においてビーム数及びカバレッジの大きさが異なる場合を示す。Ｒ１〜Ｒ５は、地球側から送信した信号をマルチビーム衛星が受信することのできる地球側の送信範囲を示す「衛星受信ビームカバレッジエリア」である。この「衛星受信ビームカバレッジエリア」をエリアＲ１、エリアＲ２等ともいう。Ｔ１、Ｔ２は、マルチビーム衛星が送信した信号を受信することができる地球側の範囲を示す「衛星送信ビームカバレッジエリア」である。この「衛星送信ビームカバレッジエリア」をエリアＴ１、エリアＴ２ともいう。エリアＴ１（下り回線）では、マルチビーム衛星から送信される下り回線の信号の周波数はｆ１とし、エリアＴ２（下り回線）では、ｆ２とする。また、エリアＲ１〜Ｒ５（上り回線）では、マルチビーム衛星に送信する上り回線の信号の周波数は、それぞれ周波数Ｆ１〜周波数Ｆ５とする。
【０００７】
図４に示すように、送信、受信においてビーム数及びカバレッジの大きさが異なる場合、下り回線のレベル測定のみでは移動端末自身の上り回線のビーム位置が不明である。このため、移動端末はハンドオーバを要求するタイミングを逸し、その結果、通信断が生じ、通信の継続が保障されないという問題があった。
【０００８】
本発明は、マルチビーム衛星を使用する衛星通信において、送信、受信においてビーム数及びカバレッジの大きさが異なる場合であっても、通信断が生じることのない、ビーム間ハンドオーバの技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の衛星通信用端末は、
複数のビームを使用して通信を中継するマルチビーム衛星を介することにより、前記マルチビーム衛星による通信に使用する通信チャネルの管理を行う管理局と通信を行う衛星通信用端末において、
自己の位置を取得位置として取得する位置取得部と、
前記マルチビーム衛星へ信号を送信するための送信チャネルを切り替えることなく前記マルチビーム衛星に信号を受信させることが可能な地球側の範囲を示す送信可能エリアを複数記憶するとともに、前記マルチビーム衛星から信号を受信するための受信チャネルを切り替えることなく前記マルチビーム衛星から信号を受信することが可能な地球側の範囲を示す受信可能エリアを複数記憶する端末側エリア記憶部と、
前記端末側エリア記憶部が記憶する前記複数の送信可能エリアと前記複数の受信可能エリアとを対象として前記位置取得部が取得した前記取得位置の対応する位置をエリア内位置として特定し、特定した前記エリア内位置に基づいて、第１の送信チャネルから第２の送信チャネルへの切り替えを求める送信チャネル切替要求と、前記第１の受信チャネルから第２の受信チャネルへの切り替えを求める受信チャネル切替要求との少なくともいずれかを含む切替要求を生成する要求生成部と、
前記要求生成部が生成した前記切替要求を前記マルチビーム衛星を介して前記管理局に送信する端末側通信部と
を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明により、マルチビーム衛星を使用する衛星通信において、送信、受信においてビーム数及びカバレッジの大きさが異なる場合であってもビーム間ハンドオーバを行うことが可能となり、通信断が生じることなく通信の安定した継続を保証することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
背景技術でも述べたように、従来、マルチビーム衛星を使用する移動体衛星通信システムでは、移動するユーザ端末の受信レベルの測定／評価からビームの特定を行い、通信の相手方（基地局等）にビーム名称を連絡することで通信を確立していた。
【００１２】
しかし、従来技術では、図４で示したように、上り回線と下り回線でビーム数が異なりサービスエリアの大きさが異なる場合、受信レベルの測定／評価する方式では送信ビームの特定ができず、他のビームに変更する要求（ビーム間ハンドオーバのタイミング要求）が出来ない。
【００１３】
それに対し、以下の実施の形態では、移動するユーザ端末の位置情報を基にした制御を行う。この位置情報から、自局端末（ユーザ端末）がどのビーム内に所在するか、また、ビーム内のどのような位置か（中心か、ビームエッジか等）を把握する。自局端末は、位置情報と進行方向からビームの移行をした方がよいかどうかを判断する。他のビームに移行する方が通信の継続が有効と判断した場合、ユーザ端末はビーム間ハンドオーバ要求を管理局に発する。通信相手の管理局は、この要求に基づき、ビームを選択して、新しいビームにより通信を継続する。
【００１４】
本実施の形態は、マルチビーム衛星通信システムに不可欠で重要なビーム間ハンドオーバ技術を提供する。この技術により、通信の安定な継続を保証することができる。以下に実施の実施の形態１〜実施の形態４を説明する。なお、実施の形態１〜実施の形態４では、図４に示す、送信、受信においてビーム数及びカバレッジの大きさが異なる。
【００１５】
実施の形態１．
図５〜図１０を用いて実施の形態１を説明する。実施の形態１は、図４に示すように送信、受信においてビーム数及びカバレッジの大きさが異なる場合において、移動端末が自身の位置情報を取得し、取得した位置情報に基づき、上り回線についてビーム間ハンドオーバを要求する実施形態である。位置情報を用いて上り回線のビーム間ハンドオーバを要求する点が特徴である。
【００１６】
図５は、実施の形態１におけるマルチビーム衛星通信システム１０００の構成を示す。マルチビーム衛星通信システム１０００は、移動端末１１０（衛星通信用端末の一例）、管理局１２０、マルチビーム衛星である準天頂衛星１４０、移動車両１５０、及びＧＰＳ衛星１６０とを備える。なお、マルチビーム衛星は準天頂衛星を想定する。しかしこれに限らず、静止衛星等の他の衛星システムでも構わない。準天頂衛星については後述する。
【００１７】
移動端末１１０は、準天頂衛星１４０を介してマルチビームによる衛星通信を行う。管理局１２０は、準天頂衛星１４０によるマルチビーム衛星通信を管理する。管理局１２０は、準天頂衛星１４０による通信に使用する通信チャネルの管理等を行う。準天頂衛星１４０は、複数のビームを使用して通信を中継する。移動車両１５０は、移動端末１１０を搭載する。ＧＰＳ衛星１６０は測位情報を送信する。移動端末１１０はＧＰＳ衛星１６０の送信する測位情報を受信し、自己の位置を測定する。ＧＰＳ衛星１６０は１機のみを示しているが便宜のためであり、移動端末１１０は４機以上のＧＰＳ衛星から測位情報を受信して測位する。
【００１８】
図６〜図８を用いて、図５のマルチビーム衛星である「準天頂衛星」について説明する。
【００１９】
「準天頂衛星」とは、通常の静止衛星に比べて高緯度地方において高い仰角の衛星をいい、高い仰角が得られることから静止衛星に比較して、建物等の遮蔽等の影響が少なく、通信場所が随時に変わる移動体の通信に適している。
【００２０】
図６は、準天頂衛星の軌道の一例をあらわしている。この例の準天頂衛星は、赤道面から約４５度の傾斜角になるように遠地点で約４０、０００ｋｍ、近地点で約３２、０００ｋｍの上空を地球の自転に合わせて１日に１周回する。また、準天頂衛星は、昇交点赤経（赤道面との交点）において１２０度ずつ離れるように準天頂衛星１０、準天頂衛星２０及び準天頂衛星３０の３機が配置される。しかしこれに限らず、軌道、及び機数の配置は、この例と異なる方式でも構わない。
【００２１】
図７は、地上を固定して考えた場合に、図６における準天頂衛星の軌道を示している。図７に示すように、準天頂衛星１０、準天頂衛星２０、準天頂衛星３０は、会合点６０を交点とする「８の字」を描くように周回する。３機の準天頂衛星は、８時間ずつ交代するように、切れ目なく日本上空に位置する。図７に示す状態において、準天頂衛星２０は「８の字の上部の軌道」（日本を囲む部分）に入る。準天頂衛星２０は、会合点６０を通過し「８の字の上部の軌道」に入り再び会合点６０に戻るまでに８時間を要する。また、このとき準天頂衛星１０は「８の字の上部の軌道」から出て、準天頂衛星２０と入れ替わり会合点６０を通過し準天頂衛星３０の位置に向かう。準天頂衛星１０は会合点６０から図の準天頂衛星３０の位置に到達するまで８時間かかる。また、このとき、準天頂衛星３０は会合点６０に向かうが、準天頂衛星３０の位置から会合点６０に到達するまでに８時間を要する。したがって、８時間ごとに、「８の字の上部の軌道」には準天頂衛星１０、準天頂衛星２０、準天頂衛星３０のいずれかが入れ替わりで存在する。日本では、「８の字の上部の軌道」に存在する準天頂衛星からの信号を高仰角受信することができる。
【００２２】
図８（出典：ｗｗｗ２．ｃｒｌ．ｇｏ．ｊｐ／ｋａ／ｃｏｎｔｒｏｌ／ｅｆｓａｔ／ｉｎｄｅｘ−Ｊ．ｈｔｍｌ）は、準天頂衛星１０が高仰角であることを、静止衛星との比較において示す図である。静止衛星は仰角が４８度以下と小さいため、ビルなどに電波がさえぎられる。これに対して、準天頂衛星１０は仰角が６０度以上（図８では６０度以上とあるが、７０度以上も可能である）と大きいため、ビルの谷間でも電波が遮られることが少ない。
【００２３】
図９を使用して、移動端末１１０と管理局１２０の構成を説明をする。図９は移動端末１１０、管理局１２０の構成を示す。
【００２４】
まず、移動端末１１０の構成を説明する。
（１）移動端末１１０は、端末側制御部１１５（要求生成部）、端末側位置情報検出部１１６（位置取得部）、端末側アンテナ１１７、端末側通信部１１８、端末側エリア記憶部１１９を備える。
（２）端末側通信部１１８は、端末側送受信部１１１、端末側復調部１１２、端末側変調部１１３、及び端末側通信信号処理部１１４を備える。
【００２５】
次に各構成要素の機能を説明する。
（１）端末側エリア記憶部１１９は、図４に示す「エリアＲ１〜エリアＲ５」のそれぞれに対応して「送信可能エリア」を複数記憶している。「送信可能エリア」とは、準天頂衛星１４０へ信号を送信するための送信チャネルを切り替えることなく準天頂衛星１４０に信号を受信させることが可能な地球側の範囲を示す。また、端末側エリア記憶部１１９は、「エリアＴ１、エリアＴ２」のそれぞれに対応して、「受信可能エリア」を複数記憶している。「受信可能エリア」とは、準天頂衛星１４０から信号を受信するための受信チャネルを切り替えることなく準天頂衛星１４０から信号を受信することが可能な地球側の範囲を示す。図４に「送信可能エリア」、「受信可能エリア」と「エリアＲ１〜エリアＲ５」、「エリアＴ１、エリアＴ２」との対応を示している。「送信可能エリア」、及び「受信可能エリア」は、準天頂衛星１４０の使用するビーム名、ビーム形状、及び準天頂衛星１４０の軌道、地図情報などから得ることができる。「受信可能エリア」あるいは「受信可能エリア」をビームカバレッジエリア情報という場合がある。
（２）端末側位置情報検出部１１６は、端末の地球上の位置を検出する機能を有する。本実施の形態１では、端末側位置情報検出部１１６はＧＰＳ衛星１６０からの測位情報に基づき位置を測位する。しかしこれに限らず、ビームの大きさに応じて、例えば、市町村単位の位置を手入力で受け付けても構わない。
（３）端末側制御部１１５は、端末の位置情報と、端末側エリア記憶部１１９が記憶する「送信可能エリア」と、「受信可能エリア」とに基づき、Ｈ／Ｏ（ハンドオーバ）要求を行うべきか否かの判定を行う。要求を行うと判定した場合は、Ｈ／Ｏ要求を生成して端末側通信信号処理部１１４へ出力する。また、受信信号からＨ／Ｏ許可を受けた場合、端末側復調部１１２、端末側変調部１１３に周波数変更を指示する。
（４）端末側通信信号処理部１１４は、移動端末１１０の通信信号を処理し、Ｈ／Ｏ要求と通信信号の重畳を行い、送信信号を生成する。受信信号から通信信号とＨ／Ｏ許可、割当て送信チャネルを分離し端末側制御部１１５に出力する。
（５）端末側復調部１１２、端末側変調部１１３は、周波数の変更、及び送受信信号の変復調を行う。
（６）端末側送受信部１１１は、送受信信号の増幅、周波数変換（ＩＦ周波数とＲＦ周波数との変換）を行う。
（７）端末側アンテナ１１７は、準天頂衛星１４０に信号を送信し、準天頂衛星１４０からの信号を受信する。
【００２６】
次に、管理局１２０の構成を説明する。
（１）管理局１２０は、局側アンテナ１２７、局側通信部１２８、要求判定部１２９、及び局側エリア記憶部１３０を備える。
（２）局側通信部１２８は、局側送受信部１２１、局側復調部１２２、局側変調部１２３、局側通信信号処理部１２４を備える。
（３）要求判定部１２９は、局側制御部１２５、位置／ビームエリア情報処理部１２６を備える。
【００２７】
次に構成要素の機能を説明する。
（１）局側エリア記憶部１３０は、端末側エリア記憶部１１９と同様に、図４に示す「エリアＲ１〜エリアＲ５」のそれぞれに対応する「送信可能エリア」を複数記憶し、また、「エリアＴ１、エリアＴ２」のそれぞれに対応する「受信可能エリア」を複数記憶している（ビームカバレッジエリア情報）。前記のように「送信可能エリア」及び「受信可能エリア」は、準天頂衛星１４０の使用するビーム名、ビーム形状、及び準天頂衛星１４０の軌道、地図情報などから得ることができる。局側エリア記憶部１３０は、移動端末１１０の端末側エリア記憶部１１９が記憶している「送信可能エリア」、「受信可能エリア」よりも精度が高い。
（２）位置／ビームエリア情報処理部１２６は、移動端末１１０からのＨ／Ｏ要求に基づき、通知された端末位置と、局側エリア記憶部１３０が記憶するより正確なビームカバレッジエリア情報を基にＨ／Ｏの必要性を判断する。「Ｈ／Ｏを必要」と判断した場合にＨ／Ｏ許可（要求許可）を発行する。
（３）局側制御部１２５は、移動端末１１０からのＨ／Ｏ要求を受け、位置／ビームエリア情報処理部１２６に判定依頼を出力する。局側制御部１２５は、位置／ビームエリア情報処理部１２６の判定結果に基づき、登録テーブルの更新を行うと共に、周波数チャネル（割当送信チャネル）、Ｈ／Ｏ許可情報を局側通信信号処理部１２４に出力する。また、局側復調部１２２及び局側変調部１２３に、周波数変更を指示する。
（４）局側通信信号処理部１２４は、通信信号を処理すると共に受信信号から通信信号とＨ／Ｏ要求情報を分離し、局側制御部１２５に出力する。また、Ｈ／Ｏ許可、チャネル周波数指示情報と通信信号の重畳を行い、送信信号を生成する。
（５）局側復調部１２２、局側変調部１２３は、周波数の変更、及び送受信信号の変復調を行う。
（６）局側送受信部１２１は、送受信信号の増幅、周波数変換（ＩＦ周波数とＲＦ周波数との）を行う。
（７）局側アンテナ１２７は、準天頂衛星１４０に信号を送信し、準天頂衛星１４０からの信号を受信する。
【００２８】
次に動作を説明する。送受で形の異なる図４のビームカバレッジにおいて、移動端末１１０は自己の位置を取得する機能を有しており、位置ｂに存在し、上り回線におけるエリアＲ１からエリアＲ２へのビーム間ハンドオーバを要求する場合である。図１０を参照して説明する。
【００２９】
移動端末１１０の端末側位置情報検出部１１６は、ＧＰＳ衛星１６０からの測位情報により自己の位置を取得する。また、前記のように、ＧＰＳに限らずビームの大きさに応じて市町村単位の位置の手動入力を受け付けて位置を取得しても構わない。
【００３０】
（１）移動端末１１０において、端末側制御部１１５は、端末側エリア記憶部１１９が記憶する複数の「送信可能エリア」と複数の「受信可能エリア」とを対象として、端末側位置情報検出部１１６が取得した位置が、「送信可能エリア」あるいは「受信可能エリア」のどの位置に対応するかを特定する。特定した位置を「エリア内位置」という。端末側制御部１１５は、特定したエリア内位置とエリア内位置の時間変化（進行方向）とから、境界領域（位置ｂを含むエリアＲ１とエリアＲ２の重複する領域）に入ったと判定する（Ｓ１０１）。
（２）移動端末１１０の端末側制御部１１５は、現在エリアＲ１において使用している送信チャネル（第１の送信チャネル）からエリアＲ２で使用するための送信チャネル（第２の送信チャネル）への切替要求（送信チャネル切替要求）を示すハンドオーバ要求を生成する。端末側制御部１１５は、生成したハンドオーバ要求を位置情報（取得位置）とともに、端末側通信部１１８を介して管理局１２０に送信する（Ｓ１０２）。例えばスター型のネットワークの場合、移動端末１１０は管理局１２０の一例としてＧＷ（ゲートウェイ）局にこれらを送信する。分散型のネットワークの場合は、管理局１２０の一例として通信管理を実施する局へ、位置情報とエリアＲ１からエリアＲ２へのハンドオーバ要求（送信チャネル切替要求）を送る。
（３）管理局１２０（ＧＷ局あるいは通信管理を実施する局等）は、局側通信部１２８を介して移動端末１１０から位置情報とハンドオーバ要求を受信する。管理局１２０の要求判定部１２９では、位置／ビームエリア情報処理部１２６が、局側通信部１２８の受信した移動端末１１０の位置と局側エリア記憶部１３０の保有するより正確なビームカバレッジエリア情報とをもとに、移動端末１１０にハンドオーバの許可を与えるかどうかを判定する（Ｓ１０３）。なお、移動端末はスター型ネットワークの場合はＧＷ局と衛星を介して通信を行うことし、分散型ネットワークの場合は他の通信相手と通信を行うこととする。
（４）位置／ビームエリア情報処理部１２６は、ハンドオーバの許可を与えると判定した場合、要求許可を発行し、局側制御部１２５に出力する。
（５）局側制御部１２５は、位置／ビームエリア情報処理部１２６から要求許可を入力すると、端末送信チャネル割当登録テーブルの更新を行う（Ｓ１０４）。また、Ｈ／Ｏ許可、チャネル周波数指示（割当送信チャネル）とを局側通信信号処理部１２４に出力する。
（６）局側通信信号処理部１２４は、Ｈ／Ｏ許可（要求許可）、チャネル周波数指示（割り当て送信チャネル）とを入力すると通信信号との重畳を行い、送信信号を生成する。局側通信部１２８は局側通信信号処理部１２４の生成した送信信号を局側変調部１２３、局側送受信部１２１を介して準天頂衛星１４０に向け送信する（Ｓ１０５）。
（７）移動端末１１０は、管理局１２０が送信したＨ／Ｏ許可（要求許可）とチャネル周波数指示（割当送信チャネル）とを準天頂衛星１４０経由で端末側通信部１１８により受信する。そして、端末側制御部１１５はチャネル周波数指示（割当送信チャネル）に従って割当送信チャネルへチャネルを切り替える（Ｓ１０６）。
（８）管理局１２０では移動端末１１０の割当送信チャネルの送信にともない、局側制御部１２５が、局側復調部１２２に周波数変更を指示する（Ｓ１０７）。
【００３１】
実施の形態１のマルチビーム衛星通信システムは、移動端末が取得した位置に基づいてビーム間ハンドオーバを行うので、送信、受信においてビーム数及びカバレッジの大きさが異なるマルチビーム衛星の場合であっても、通信断が生じることのないビーム間ハンドオーバが可能となる。
【００３２】
実施の形態２．
図１１〜図１３を用いて実施の形態２を説明する。実施の形態２のシステムは図５のマルチビーム衛星通信システム１０００と同様である。実施の形態２は、送受で形の異なる図４のビームカバレッジにおいて、移動端末２１０が位置情報を取得する機能を有し、所定のＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）スロットに比較用の２波を送信可能な機能を有し、位置ｂに存在する場合である。実施の形態２は、実施の形態１と同様に、位置情報を用いて上り回線のビーム間ハンドオーバを要求する。実施の形態１と異なるのは、所定のＴＤＭＡスロットに管理局が受信レベルを比較するための比較用の２波を送信可能な機能を有する点である。また、移動端末から管理局に位置情報を送信しない点である。後述する図１２に示すように、位置情報を送信する代わりに、移動端末から管理局にレベル判定要求を送信する。
【００３３】
図１１は、実施の形態２に係る移動端末２１０、管理局２２０の構成を示す。
【００３４】
移動端末２１０について説明する。移動端末２１０については、構成要素は実施の形態１の移動端末１１０と同様である。ただし、所定のＴＤＭＡスロットに比較用の２波を送信可能な機能を有することに対応して、実施の形態１に対して、端末側制御部２１５、端末側変調部２１３は、さらに、次のような機能を有する。
（１）端末側制御部２１５は、受信信号からバースト信号の送出の指示を管理局２２０から受けた場合に端末側変調部２１３に対してバースト信号送出制御を行う。
（２）端末側変調部２１３は、端末側制御部２１５からの制御によりバースト動作を行う。
【００３５】
管理局２２０について説明する。管理局２２０は移動端末２１０から位置情報を受信しない。このため、管理局２２０は、実施の形態１の管理局１２０が備えていた位置／ビームエリア情報処理部１２６及び局側エリア記憶部１３０を備えていない。しかし、これに限らず、管理局２２０は、移動端末２１０から位置情報を受信し、実施の形態１の管理局１２０が備えていた位置／ビームエリア情報処理部１２６及び局側エリア記憶部１３０を備えて、管理しても構わない。また、移動端末２１０が所定のＴＤＭＡスロットに比較用の２波を送信可能な機能を有することに対応して、局側制御部２２５及び局側復調部２２２は、さらに、次の機能を有する。
（１）局側制御部２２５（要求判定部）は、移動端末２１０からＨ／Ｏ要求及びレベル判定要求を受けると、移動端末２１０に対するバースト信号送出指示の信号を局側通信信号処理部２２４へ出力し、局側復調部２２２へバースト受信信号レベル測定を指示する。そして、バースト受信信号のレベル比較からＨ／Ｏの許可判定を行い、この判定結果に基づき端末割当送信チャネル登録テーブルの更新を行うと共に、周波数チャネル（割当送信チャネル）・Ｈ／Ｏの指示情報を局側通信信号処理部２２４に出力する。
（２）局側復調部２２２は、バースト受信レベルの測定を行う。
【００３６】
図１２を用いて動作を説明する。
（１）移動端末２１０は、実施の形態１と同様に、取得した位置情報とカバレッジエリア情報とから境界領域（位置ｂを含むエリアＲ１とエリアＲ２の重複領域）に入ったと判断する（Ｓ２０１）。
（２）そして、移動端末２１０の端末側制御部２１５は、端末側通信部２１８、準天頂衛星２３０を介して管理局２２０にハンドオーバ要求及びキャリアレベルの判定を要求する（Ｓ２０２）。
（３）管理局２２０の局側制御部２２５は、キャリアレベルの判定要求に応答して、バースト波送信指示を局側通信部２２８、準天頂衛星２３０を介して移動端末２１０に送信する（Ｓ２０３）。
（４）移動端末２１０は、端末側通信部２１８によりバースト波送信指示を受信すると、端末側制御部２１５が端末側変調部２１３に対してバースト信号送出制御を行う。端末側変調部２１３は、エリアＲ１に対応するバースト波（第１送信チャネル対応信号）とエリアＲ２に対応するバースト波（第２送信チャネル対応信号）を送信する（Ｓ２０４）。図１３は、移動端末２１０の現在の通信信号とバースト信号の関係を示す。エリアＲ１に対応するバースト波（第１送信チャネル対応信号）は現在の通信信号を用いるので、あらためて送信する必要はない。エリアＲ２に対応するバースト波は、現在使用している通信周波数Ｆ１と異なり、エリアＲ２のビーム用の周波数Ｆ２であり、短時間送出する。
（５）管理局２２０はバースト波を受信すると、局側復調部２２２が、バースト波の受信レベルの測定を行う（Ｓ２０５）。局側制御部２２５はバースト受信信号のレベル比較からＨ／Ｏの許可判定を行う。局側制御部２２５はＩＮビーム（Ｒ２：周波数Ｆ２）のレベルが高い場合はハンドオーバを許可し、チャネルの再割当てを行う。ここで、Ｒ１は現在通信を行っているビームを示し、ＩＮビームとはＲ２を示す。局側制御部２２５は、この判定結果に基づき端末割当送信チャネル登録テーブルの更新を行う（Ｓ２０６）。
（６）以下、実施の形態１と同様に、管理局２２０は移動端末２１０にＨ／Ｏ許可、割り当てチャネルを送信する。移動端末２１０は、受信した割り当て送信チャネルに切り替える（Ｓ２０７〜Ｓ２０９）。
【００３７】
実施の形態２のマルチビーム衛星通信システムは、移動端末がバースト波を送信し、バースト波を受信した管理局がハンドオーバを認めるかどうかを判断するので、上り回線についてハンドオーバするべき回線選択の確実性を向上することができる。
【００３８】
実施の形態３．
図１４、図１５を用いて実施の形態３を説明する。
実施の形態３は、送受で形の異なる図４のビームカバレッジにおいて、移動端末３１０が位置情報を取得する機能を持ち、ＴＤＭ（Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）波のレベルを判定する機能を持ち、図４の位置ａに存在する場合の実施形態である。
【００３９】
実施の形態３は、位置情報とＴＤＭ波の受信レベルの測定結果とを用いて、下り回線のビーム間ハンドオーバを要求する実施形態である。本実施の形態３は、衛星の送信ビームのみのハンドオーバ（下り回線）に適用される。本実施形態３では、衛星の受信ビームのハンドオーバ（上り回線）には適用されない。すなわち、実施の形態１に対して、移動端末３１０が管理局３２０に対して下り回線のビーム間ハンドオーバを要求すること、及び移動端末３１０が位置情報に加え、さらに、受信信号の受信レベルをもとにハンドオーバ要求を行う点が異なる。従って、後述する図１５のシーケンス図は、移動端末３１０がハンドオーバ要求を送信した後の動作は実施の形態１の場合と類似である。実施の形態１では移動端末は送信チャネルを切り替えたのに対して、実施の形態３では移動端末３１０は受信チャネルを切り替えることとなる。
【００４０】
図１４は、実施の形態３に係る移動端末３１０、管理局３２０の構成を示す。
【００４１】
移動端末３１０について説明する。移動端末３１０については、構成要素は実施の形態１の移動端末１１０と同様である。ただし、ＴＤＭ波（第１受信チャネル対応信号）のレベルを判定する機能を有することに対応して、端末側制御部３１５、さらに、次のような機能を有する。
（１）端末側復調部２１２は、準天頂衛星３４０から受信する周波数ｆ１（エリアＴ１の位置ａにて受信）のＴＤＭ波のレベルを判定する。
（２）端末側制御部３１５は、取得した位置情報と端末側復調部２１２が測定した受信レベルとからＨ／Ｏ要求（下り回線に対する）を行うか否かの判定を行う。
【００４２】
管理局３２０について説明する。管理局３２０は、構成要素については実施の形態１の管理局１２０と同様である。ただし下り回線のビーム間ハンドオーバを要求を受信し処理することが異なる。
【００４３】
図１５は移動端末３１０と管理局３２０とのやりとりを示すシーケンス図である。
前述のように、移動端末３１０がハンドオーバ要求を送信した後の動作は実施の形態１の場合と類似である。ただし、実施の形態１では移動端末は送信チャネルを切り替えたのに対して、実施の形態３では移動端末３１０は受信チャネルを切り替えることとなる。
（１）移動端末３１０の端末側制御部３１５は、位置情報およびＴＤＭキャリアのレベル低下により境界領域に入ったと判断（Ｓ３０１）すると、現在エリアＴ１において使用している受信チャネル（第１の受信チャネル）からエリアＴ２で使用するための受信チャネル（第２の受信チャネル）への切替要求（受信チャネル切替要求）を示すハンドオーバ要求を生成する。そして端末側制御部３１５は、端末側通信部３１８を介して管理局３２０に位置情報とハンドオーバ要求とを送信する（Ｓ３０２）。
（２）管理局３２０は、より精度の高いビームカバレッジエリア情報から判断し、端末にハンドオーバを許可し、新たな受信チャネルを割り当てる（Ｓ３０３〜Ｓ３０６）。
【００４４】
実施の形態３のマルチビーム衛星通信システムは、位置情報を利用して下り回線のビーム間ハンドオーバを行うので、下り回線のビーム間ハンドオーバの確実性を高めることができる。
【００４５】
実施の形態４．
図１６、図１７を用いて実施の形態４を説明する。送受で形の異なる図４のビームカバレッジにおいて、移動端末４１０が位置情報を取得する機能を持ち、ＴＤＭ２波のレベルを判定する機能を持ち、図４の位置ａに存在する場合の実施形態である。本実施の形態４は実施の形態３と同様に、下り回線のビーム間ハンドオーバを要求する実施形態である。
【００４６】
実施の形態４は、実施の形態３に対して、移動端末４１０が管理局４２０に位置情報を送信しないこと、実施の形態３の移動端末３１０がＴＤＭ波の１波の受信レベルを測定したのに対して移動端末４１０はＴＤＭ２波の受信レベルを比較すること、及び管理局４２０は移動端末４１０からハンドオーバ要求を受信した場合に無条件で要求を認める点が異なる。
【００４７】
図１６は、実施の形態４に係る移動端末４１０、管理局４２０の構成を示す。
【００４８】
移動端末４１０について説明する。移動端末４１０については、構成要素は実施の形態３の移動端末３１０と同様である。ただし、ＴＤＭ波の２波レベルを判定する機能を有することに対応して、端末側復調部４１２、端末側制御部４１５は、さらに、次のような機能を有する。
（１）端末側復調部４１２は、準天頂衛星３４０から受信する周波数ｆ１のＴＤＭ波（第１受信チャネル対応信号）と周波数ｆ２のＴＤＭ波（第２受信チャネル対応信号）の２波のレベルを測定する。
（２）端末側制御部４１５は、取得した位置情報と端末側復調部４１２が測定した２波の受信レベルとからＨ／Ｏ要求（下り回線に対する）を行うか否かの判定を行う。
【００４９】
管理局４２０について説明する。管理局４２０は、位置情報を移動端末４１０から受信しないので、実施の形態２の管理局２２０と同様の構成である。ただし、前記のように管理局４２０は移動端末４１０からハンドオーバ要求を受信した場合は、無条件で要求を認める。また、管理局３２０と同様に、管理局４２０は下り回線のビーム間ハンドオーバの要求を受信し処理する。しかし、これに限らず、管理局４２０の構成において、移動端末４１０から位置情報を受信し、実施の形態１の管理局１２０が備えていた位置／ビームエリア情報処理部１２６及び局側エリア記憶部１３０を備えて、管理しても構わない。
【００５０】
図１７は移動端末４１０と管理局４２０とのやりとりを示すシーケンス図である。図１７を用いて、やりとりを簡単に説明する。移動端末４１０は、実施の形態３と同様、位置情報に基づき境界領域に入ったと判断し、２波についてＴＤＭキャリアを切替えてレベルを比較し、管理局４２０にハンドオーバを要求する（Ｓ４０１、Ｓ４０２）。管理局４２０は移動端末４１０からハンドオーバ要求を受信すると無条件に許可する（Ｓ４０３）。以降は実施の形態３と同様に、管理局４２０は移動端末４１０に新たな受信チャネルを割り当て、移動端末４１０割り当てられた割当受信チャネルに切り替える。
【００５１】
実施の形態４のマルチビーム衛星通信システムは、移動端末がＴＤＭ２波のレベルを比較判定し、下り回線のビーム間ハンドオーバを行うので、下り回線のビーム間ハンドオーバの確実性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】従来のマルチビームを使用するハンドオーバの概念を説明する図である。
【図２】従来のビーム間ハンドオーバの技術を説明する図である。
【図３】従来のビーム間ハンドオーバの技術におけるタイムスロットを示す図である。
【図４】従来における課題を説明するための図である。
【図５】実施の形態１におけるマルチビーム衛星通信システム１０００の構成図である。
【図６】実施の形態１における準天頂衛星を説明する図である。
【図７】実施の形態１における準天頂衛星を説明する図である。
【図８】実施の形態１における準天頂衛星を説明する図である。
【図９】実施の形態１における移動端末と管理局の構成を示す図である。
【図１０】実施の形態１における移動端末と管理局とのシーケンスを示す図である。
【図１１】実施の形態２における移動端末と管理局の構成を示す図である。
【図１２】実施の形態２における移動端末と管理局とのシーケンスを示す図である。
【図１３】実施の形態２におけるバースト信号を説明する図である。
【図１４】実施の形態３における移動端末と管理局の構成を示す図である。
【図１５】実施の形態３における移動端末と管理局とのシーケンスを示す図である。
【図１６】実施の形態４における移動端末と管理局の構成を示す図である。
【図１７】実施の形態４における移動端末と管理局とのシーケンスを示す図である。
【符号の説明】
【００５３】
１，２，３  ビームエリア、１０，２０，３０  準天頂衛星、６０  会合点、１１０  移動端末、１１１  端末側送受信部、１１２  端末側復調部、１１３  端末側変調部、１１４  端末側通信信号処理部、１１５  端末側制御部、１１６  端末側位置情報検出部、１１７  端末側アンテナ、１１８  端末側通信部、１１９  端末側エリア記憶部、１２０  管理局、１２１  局側送受信部、１２２  局側復調部、１２３  局側変調部、１２４  局側通信信号処理部、１２５  局側制御部、１２６  位置／ビームエリア情報処理部、１２７  局側アンテナ、１２８  局側通信部、１２９  要求判定部、１３０  局側エリア記憶部、１４０  準天頂衛星、１５０  移動車両、１６０  ＧＰＳ衛星、２１０  移動端末、２１１  端末側送受信部、２１２  端末側復調部、２１３  端末側変調部、２１４  端末側通信信号処理部、２１５  端末側制御部、２１６  端末側位置情報検出部、２１７  端末側アンテナ、２１８  端末側通信部、２１９  端末側エリア記憶部、２２０  管理局、２２１  局側送受信部、２２２  局側復調部、２２３  局側変調部、２２４  局側通信信号処理部、２２５  局側制御部、２２７  局側アンテナ、２２８  局側通信部、２３０  準天頂衛星、３１０  移動端末、３１１  端末側送受信部、３１２  端末側復調部、３１３  端末側変調部、３１４  端末側通信信号処理部、３１５  端末側制御部、３１６  端末側位置情報検出部、３１７  端末側アンテナ、３１８  端末側通信部、３１９  端末側エリア記憶部、３２０  管理局、３２１  局側送受信部、３２２  局側復調部、３２３  局側変調部、３２４  局側通信信号処理部、３２５  局側制御部、３２６  位置／ビームエリア情報処理部、３２７  局側アンテナ、３２８  局側通信部、３２９  要求判定部、３３０  局側エリア記憶部、３４０  準天頂衛星、４１０  移動端末、４１１  端末側送受信部、４１２  端末側復調部、４１３  端末側変調部、４１４  端末側通信信号処理部、４１５  端末側制御部、４１６  端末側位置情報検出部、４１７  端末側アンテナ、４１８  端末側通信部、４１９  端末側エリア記憶部、４２０  管理局、４２１  局側送受信部、４２２  局側復調部、４２３  局側変調部、４２４  局側通信信号処理部、４２５  局側制御部、４２７  局側アンテナ、４２８  局側通信部、４３０  準天頂衛星、１０００  マルチビーム衛星通信システム。
【図１】
2006211404.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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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