(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基地局と通信端末との通信において前記通信端末が受信する周波数に隣接する周波数を下り方向通信信号に用いる、ＴＤＤ伝送の下り方向通信信号が送信されるタイミングの情報を取得するＴＤＤ情報取得部と、
前記ＴＤＤ伝送の下り方向通信信号が送信されるタイミングの情報を用いて、前記通信端末が受信するフォワードリンク信号に、前記ＴＤＤ伝送の下り方向通信信号による干渉が生じているか否かを判定するＴＤＤ干渉判定部と、
前記ＴＤＤ伝送の下り方向通信信号による干渉が生じていると判定される場合に、前記ＴＤＤ伝送の下り方向通信信号が送信されない時間に前記通信端末が受信できるタイミングで、前記通信端末に送信する情報を前記フォワードリンク信号で前記基地局から送信する基地局送信部と、
を備え、
前記ＴＤＤ干渉判定部は、前記通信端末が受信する前記フォワードリンク信号の、前記ＴＤＤ伝送の下り方向通信信号が送信される時間のＣ／Ｎ比と、前記ＴＤＤ伝送の下り方向通信信号が送信されない時間のＣ／Ｎ比とから、前記干渉が生じているか否かを判定する通信システム。
【請求項２】
基地局と通信端末との通信において前記通信端末が受信する周波数に隣接する周波数を下り方向通信信号に用いる、ＴＤＤ伝送の下り方向通信信号が送信されるタイミングの情報を取得するＴＤＤ情報取得部と、
前記ＴＤＤ伝送の下り方向通信信号が送信されるタイミングの情報を用いて、前記通信端末が受信するフォワードリンク信号に、前記ＴＤＤ伝送の下り方向通信信号による干渉が生じているか否かを判定するＴＤＤ干渉判定部と、
前記ＴＤＤ伝送の下り方向通信信号による干渉が生じていると判定される場合に、前記ＴＤＤ伝送の下り方向通信信号が送信されない時間に前記通信端末が受信できるタイミングで、前記通信端末に送信する情報を前記フォワードリンク信号で前記基地局から送信する基地局送信部と、
を備え、
前記基地局送信部は、前記ＴＤＤ伝送の下り方向通信信号による干渉が生じていると判定される場合に、前記ＴＤＤ伝送のフレーム周期の間に、前記通信端末に送信する情報を繰り返し送信し、前記通信端末は、前記ＴＤＤ伝送の下り方向通信信号が送信されない時間に前記フォワードリンク信号を受信する通信システム。
【請求項３】
前記基地局送信部は、前記ＴＤＤ伝送の下り方向通信信号による干渉が生じていると判定される場合に、前記ＴＤＤ伝送のフレーム周期の間に、前記通信端末に送信する情報を繰り返し送信し、前記通信端末は、前記ＴＤＤ伝送の下り方向通信信号が送信されない時間に前記フォワードリンク信号を受信する、請求項１に記載の通信システム。
【請求項４】
前記通信端末が受信する前記フォワードリンク信号は、前記ＴＤＤ伝送の下り方向通信信号の前記通信端末における信号強度より、信号強度が小さい請求項１から３のいずれか１項に記載の通信システム。
【請求項５】
前記基地局と前記通信端末は、衛星を介して通信し、前記ＴＤＤ伝送は、地上通信端末と地上通信基地局との間の直接伝送である、請求項１から４のいずれか１項に記載の通信システム。
【請求項６】
基地局と通信端末との通信において前記通信端末が受信する周波数に隣接する周波数を下り方向通信信号に用いる、ＴＤＤ伝送の下り方向通信信号が送信されるタイミングの情報を取得するＴＤＤ情報取得ステップと、
前記ＴＤＤ伝送の下り方向通信信号が送信されるタイミングの情報を用いて、前記通信端末が受信するフォワードリンク信号に、前記ＴＤＤ伝送の下り方向通信信号による干渉が生じているか否かを判定するＴＤＤ干渉判定ステップと、
前記ＴＤＤ伝送の下り方向通信信号による干渉が生じていると判定される場合に、前記ＴＤＤ伝送の下り方向通信信号が送信されない時間に前記通信端末が受信できるタイミングで、前記通信端末に送信する情報を前記フォワードリンク信号で前記基地局から送信する基地局送信ステップと、
を備え、
前記ＴＤＤ干渉判定ステップでは、前記通信端末が受信する前記フォワードリンク信号の、前記ＴＤＤ伝送の下り方向通信信号が送信される時間のＣ／Ｎ比と、前記ＴＤＤ伝送の下り方向通信信号が送信されない時間のＣ／Ｎ比とから、前記干渉が生じているか否かを判定する通信方法。
【請求項７】
基地局と通信端末との通信において前記通信端末が受信する周波数に隣接する周波数を下り方向通信信号に用いる、ＴＤＤ伝送の下り方向通信信号が送信されるタイミングの情報を取得するＴＤＤ情報取得ステップと、
前記ＴＤＤ伝送の下り方向通信信号が送信されるタイミングの情報を用いて、前記通信端末が受信するフォワードリンク信号に、前記ＴＤＤ伝送の下り方向通信信号による干渉が生じているか否かを判定するＴＤＤ干渉判定ステップと、
前記ＴＤＤ伝送の下り方向通信信号による干渉が生じていると判定される場合に、前記ＴＤＤ伝送の下り方向通信信号が送信されない時間に前記通信端末が受信できるタイミングで、前記通信端末に送信する情報を前記フォワードリンク信号で前記基地局から送信する基地局送信ステップと、
を備え、
前記基地局送信ステップでは、前記ＴＤＤ伝送の下り方向通信信号による干渉が生じていると判定される場合に、前記ＴＤＤ伝送のフレーム周期の間に、前記通信端末に送信する情報を繰り返し送信し、前記通信端末は、前記ＴＤＤ伝送の下り方向通信信号が送信されない時間に前記フォワードリンク信号を受信する通信方法。
【請求項８】
前記基地局送信ステップでは、前記ＴＤＤ伝送の下り方向通信信号による干渉が生じていると判定される場合に、前記ＴＤＤ伝送のフレーム周期の間に、前記通信端末に送信する情報を繰り返し送信し、前記通信端末は、前記ＴＤＤ伝送の下り方向通信信号が送信されない時間に前記フォワードリンク信号を受信する、請求項６に記載の通信方法。
【請求項９】
前記基地局送信ステップでは、前記フォワードリンク信号を衛星を介して前記通信端末に送信する、請求項６から８のいずれか１項に記載の通信方法。
【請求項１０】
基地局と通信端末との通信において前記通信端末が受信する周波数に隣接する周波数を下り方向通信信号に用いる、ＴＤＤ伝送の下り方向通信信号が送信されるタイミングの情報を取得するＴＤＤ情報取得部と、
前記ＴＤＤ伝送の下り方向通信信号が送信されるタイミングの情報を用いて、前記通信端末が受信するフォワードリンク信号に、前記ＴＤＤ伝送の下り方向通信信号による干渉が生じているか否かを判定するＴＤＤ干渉判定部と、
前記ＴＤＤ干渉判定部で前記干渉が生じていると判定される場合に、前記フォワードリンク信号に前記ＴＤＤ伝送の下り方向通信信号による干渉が生じていることを示す、干渉有信号を含むリターンリンク信号を前記基地局へ送信する通信端末送信部と、
前記ＴＤＤ伝送の下り方向通信信号が送信されない時間に前記フォワードリンク信号を受信する通信端末受信部と、
を備え、
前記ＴＤＤ干渉判定部は、前記通信端末が受信する前記フォワードリンク信号の、前記ＴＤＤ伝送の下り方向通信信号が送信される時間のＣ／Ｎ比と、前記ＴＤＤ伝送の下り方向通信信号が送信されない時間のＣ／Ｎ比とから、前記干渉が生じているか否かを判定する通信端末。
【請求項１１】
前記ＴＤＤ伝送は、地上通信端末と地上通信基地局との間の直接伝送であり、
前記通信端末送信部は、衛星を介して前記リターンリンク信号を前記基地局へ送信し、
前記通信端末受信部は、前記基地局が送信する前記フォワードリンク信号を衛星を介して受信する、請求項１０に記載の通信端末。
【請求項１２】
通信端末にフォワードリンク信号を送信する基地局であって、
前記通信端末が受信するフォワードリンク信号に、ＴＤＤ伝送の下り方向通信信号による干渉が生じていることを示す干渉有信号を含むリターンリンク信号を、前記通信端末から受信する基地局受信部と、
前記干渉有信号を含むリターンリンク信号を、前記通信端末から受信した場合に、前記ＴＤＤ伝送の下り方向通信信号が送信されない時間に前記通信端末が受信できるタイミングで、前記通信端末に送信する情報を前記フォワードリンク信号で送信する基地局送信部と、
を備え、
前記基地局送信部は、前記干渉有信号を含むリターンリンク信号を、前記通信端末から受信した場合に、前記ＴＤＤ伝送のフレーム周期の間に、前記通信端末に送信する情報を繰り返し送信する基地局。
【請求項１３】
前記基地局送信部は、前記フォワードリンク信号を衛星を介して前記通信端末に送信し、
前記基地局受信部は、前記通信端末が送信する前記リターンリンク信号を前記衛星を介して受信する、請求項１２に記載の基地局。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ショートメッセージの送受信などの双方向通信に好適な通信システム、通信方法、通信端末および基地局に関する。
【背景技術】
【０００２】
地上セルラー通信システムなどの地上無線通信システムにおいて、無線基地局から移動端末に向けた下り方向フレームと、移動端末から無線基地局に向けた上り方向フレームとを、所定の間隔ごとに交互に送信する時分割複信方式（Time Division Duplex：以下ではＴＤＤと称する）がある。ＴＤＤ方式では、各無線基地局が送信する下り方向フレームの送信タイミングを同期させることが重要である。一般的に、各無線基地局が送信する下り方向フレームの送信タイミングを同期させるためには、ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星からの受信信号などに基づいて生成された高精度なクロック源が用いられる。そして、上り方向フレームおよび下り方向フレームは所定のフレーム周期で繰り返される（例えば、特許文献１参照）。【０００３】
特許文献１では、所定のフレーム周期が５ｍｓｅｃとなっている。この周期で上り方向フレームおよび下り方向フレームが繰り返される。また、ＴＤＤ方式を用いたＷｉＭＡＸでは、フレーム周期を５ｍｓｅｃとして、下り方向フレームの長さを約３．３ｍｓｅｃ、上り方向フレームの長さを約１．５ｍｓｅｃに設定したものがある（例えば、特許文献２）。同じく、フレーム周期が５ｍｓｅｃとし、下り方向フレームと上り方向フレームの長さの比を５：３とするものもある（例えば、非特許文献１）。【０００４】
一方、準天頂衛星を用いた双方向通信システムに関する基礎検討が開示され、準天頂衛星やＧＰＳ衛星を利用して、安否情報などの極めて短いメッセージを衛星（準天頂衛星）経由で送信することが想定されている（例えば、非特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−３０１１３４号公報
【特許文献２】特開２０１１−２５０１４４号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】今田諭志  著  「ＷｉｒｅｌｅｓｓＭＡＮ−Ａｄｖａｎｃｅｄ技術概要」一般財団法人日本ＩＴＵ協会  ＩＴＵジャーナル  Ｖｏｌ．４２  Ｎｏ．９（２０１２，９）  Ｐ．１４，１５
【非特許文献２】亀田卓、末松憲治、山形文啓、小熊博、高木直、坪内和夫  共著  「準天頂衛星を用いたロケーション・ショートメッセージ双方向通システムのための無線アクセス方式の基礎検討」電子情報通信学会  信学技報  ２０１２年５月、Ｐ．３５−４０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
例えば、非特許文献２に示されるような準天頂衛星を用いる双方向通信システムにおいて、双方向通信の衛星通信端末が使用している端末ダウンリンク周波数帯に隣接する周波数帯が、特許文献１などに示されるようなＴＤＤ方式を用いる地上セルラー通信システムに割り当てられている場合、地上セルラー通信システムの地上通信基地局が地上通信端末に送信する下り方向の信号の帯域外信号が、双方向通信の衛星通信端末が使用している端末ダウンリンク周波数帯に干渉する可能性がある。その場合、衛星通信端末が衛星からの端末ダウンリンク信号を正常に受信できなくなるおそれがある。つまり、所定の周波数帯の下り方向信号を使用する通信システムとその周波数帯と隣接する他の周波数帯をＴＤＤ方式の下り方向信号に使用する他の通信システムの下り方向信号とが干渉する可能性があるという課題がある。【０００８】
この発明は、上述のような事情に鑑みてなされたもので、基地局から通信端末への所定の周波数帯のフォワードリンク信号を使用する通信システムにおいて、フォワードリンク信号に隣接する周波数帯をＴＤＤ方式の下り方向通信信号に使用する他の通信システムの下り方向通信信号の干渉を避けることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る通信システムは、基地局と通信端末との通信を行うものであって、ＴＤＤ情報取得部、ＴＤＤ干渉判定部および基地局送信部を備える。ＴＤＤ情報取得部は、基地局と通信端末との通信において通信端末が受信する周波数に隣接する周波数を下り方向通信信号に用いる、ＴＤＤ伝送の下り方向通信信号が送信されるタイミングの情報を取得する。ＴＤＤ干渉判定部は、ＴＤＤ伝送の下り方向通信信号が送信されるタイミングの情報を用いて、通信端末が受信するフォワードリンク信号に、ＴＤＤ伝送の下り方向通信信号による干渉が生じているか否かを判定する。基地局送信部は、ＴＤＤ伝送の下り方向通信信号による干渉が生じていると判定される場合に、ＴＤＤ伝送の下り方向通信信号が送信されない時間に通信端末が受信できるタイミングで、通信端末に送信する情報をフォワードリンク信号で基地局から送信する。 ＴＤＤ干渉判定部は、通信端末が受信するフォワードリンク信号の、ＴＤＤ伝送の下り方向通信信号が送信される時間のＣ／Ｎ比と、ＴＤＤ伝送の下り方向通信信号が送信されない時間のＣ／Ｎ比とから、干渉が生じているか否かを判定する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ＴＤＤ伝送の下り方向通信信号による干渉が生じていると判定される場合に、ＴＤＤ伝送の下り方向通信信号が送信されない時間に通信端末が受信できるタイミングで、通信端末に送信する情報をフォワードリンク信号で基地局から送信するので、フォワードリンク信号に隣接する周波数帯をＴＤＤ方式の下り方向通信信号に使用する他の通信システムの下り方向信号の干渉を避けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１に係る通信システムの構成を示す概念図である。
【図２】通信システム同士の干渉を示す模式図である。
【図３】実施の形態１に係るデータ通信の動作の概略を示すフローチャートである。
【図４】実施の形態１に係る干渉回避タイミングを示す図である。
【図５】実施の形態１に係る通信端末の構成例を示すブロック図である。
【図６】実施の形態１に係るゲート信号の例を示すタイミングチャートである。
【図７】実施の形態１に係る基地局の構成例を示すブロック図である。
【図８】実施の形態１に係る通常フレームと連送フレームの構造を示す図である。
【図９】実施の形態１に係る連送スロットの構造を示す図である。
【図１０】実施の形態１に係る受信連送フレームとゲート信号の関係を示す図である。
【図１１】実施の形態１に係る通信システムの信号ダイアグラムである。
【図１２】実施の形態１に係る端末側通信処理の動作の一例を示すフローチャートである。
【図１３】実施の形態１に係るＴＤＤ干渉判定の動作の一例を示すフローチャートである。
【図１４】実施の形態１に係る基地局受信の動作の一例を示すフローチャートである。
【図１５】実施の形態１に係る基地局送信の動作の一例を示すフローチャートである。
【図１６】実施の形態１に係る連送スロット受信の動作の一例を示すフローチャートである。
【図１７】本発明の実施の形態２に係る基地局の構成例を示すブロック図である。
【図１８】実施の形態２に係る通信端末の構成例を示すブロック図である。
【図１９】実施の形態２に係る基地局の送信フレーム及び通信端末の受信フレームの関係を示す図である。
【図２０】実施の形態２に係る基地局および通信端末の衛星までの距離を示す模式図である。
【図２１】実施の形態２に係る遅延時間設定の動作の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して詳細に説明する。なお図中、同一または同等の部分には同一の符号を付す。
【００１３】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る通信システムの構成を示す概念図である。実施の形態１に係る通信システムは、通信端末１、基地局２および非静止衛星３から構成される。通信システムにおいて基地局２は、通信端末１へ非静止衛星３（以下、衛星３と略すことがある）を介してフォワードリンク回線８で送信する。通信端末１は、基地局２から送信される信号を受信し、基地局２へ衛星３を介してリターンリンク回線９で送信する。通信システムには１または複数の通信端末１が含まれるが、図１では代表して１台を示す。
【００１４】
基地局２から通信端末１に送信されるデータには、通信端末１に対する個別の通信データあるいは制御データが含まれる。複数の通信端末１に共通の制御データを含んでもよい。基地局２は地上ネットワーク５を介してサービスセンタ６および衛星追跡管制センタ７と接続されている。サービスセンタ６は、基地局２経由で、通信端末１とメッセージを送受信して、サービスを提供する。
【００１５】
準天頂衛星やＧＰＳ（Global Positioning System）衛星を利用して、安否情報などの極めて短いメッセージを衛星（準天頂衛星）経由で送信する構想が、非特許文献２の「あらまし」に開示されている。このような短いメッセージを、ロケーション・ショートメッセージともいうが、以下、ショートメッセージと称する。
【００１６】
ショートメッセージを用いるサービスの一例として、災害時等において、被災者のユーザ端末（携帯端末）から発信された位置情報を含んだ救難メッセージ、緊急メッセージ、救難信号などを、リターンリンク回線９によりサービスセンタ６へ伝送することが挙げられる。サービスセンタ６においては、受信したショートメッセージに対し、フォワードリンク回線８により、そのユーザ端末に返信メッセージを送信するサービスが考えられる。本実施の形態に係る通信システムは、ショートメッセージを送受信するサービスを行う。
【００１７】
衛星追跡管制センタ７は、基地局２に対し、衛星３の衛星軌道情報等を送信する。通信端末１は、例えば救難メッセージに自端末の位置情報を含めるために、ＧＰＳ衛星４から位置情報、時刻情報（時間情報）を含むＧＰＳ信号１０を受信している。なお、ＧＰＳ衛星４は、ＧＰＳ測位機能を持つ準天頂衛星を含んでもよい。
【００１８】
衛星３を経由して通信を行う通信システムとは別に、地上通信端末１１と地上通信基地局１２から構成される時分割複信（ＴＤＤ）方式の地上無線通信システムがある。地上通信システムの地上通信端末１１と地上通信基地局１２は、ＴＤＤ方式で通信する。地上通信基地局１２から地上通信端末１１へのＴＤＤ下り方向通信信号１３は、通信端末１が受信するフォワードリンク回線８の周波数に隣接する周波数を用いている。実施の形態１では、地上基地局１２からの下り方向通信信号１３の影響を受ける場所に通信端末１がある場合を想定する。
【００１９】
地上通信基地局１２は、ＧＰＳ衛星４からＧＰＳ信号１０を受信して基準の時刻を取得し、ＴＤＤ方式の通信フレームをその基準の時刻に同期させている。通信端末１は、ＧＰＳ衛星４からＧＰＳ信号１０を受信して基準の時刻を取得する。通信端末１は、ＧＰＳ信号１０を受信して、それに同期する地上通信基地局１２が送信する下り方向通信信号１３のタイミングを知ることができる。
【００２０】
地上通信基地局１２が送信する下り方向通信信号１３の周波数は、通信端末１が受信するフォワードリンク回線８の周波数に隣接する。そこで、地上通信基地局１２が送信する下り方向通信信号１３の信号強度が、通信端末１が受信するフォワードリンク回線８の信号強度と同程度以上の場所に通信端末１がある場合、下り方向通信信号１３の干渉を受ける。
【００２１】
図２は、通信システム同士の干渉を示す模式図である。地上通信基地局１２が送信するＴＤＤ伝送（ＴＤＤ下り方向通信信号１３）に割り当てられた周波数帯域は、通信端末１が受信するフォワードリンク回線８（衛星通信ダウンリンク）に割り当てられた周波数帯域に隣接する。図２では、ＴＤＤの周波数帯域が衛星通信の周波数帯域の下に割り当てられている。ＴＤＤ伝送の下り方向通信信号１３のスペクトラムは、衛星通信ダウンリンクの割当帯域にはみ出している。
【００２２】
一般に、衛星通信ダウンリンクの地上における信号強度は、地上無線通信に比べて小さい。地上通信基地局１２から送信する信号強度は、地上通信端末１１の受信能力をカバーするために、地上通信端末１１が送信する信号の強度より大きい。そのため、周波数が隣接していると、通信端末１では受信するフォワードリンク回線８の信号に地上通信基地局１２からの下り方向通信信号１３の干渉が生じる可能性がある。一方、地上通信基地局１２では、アンテナの指向性が地上（水平より下）を向いているので、衛星３からのダウンリンクの影響をほとんど受けない。ここでは、通信端末１が受信するフォワードリンク回線８（衛星通信ダウンリンク）の信号強度が、地上通信基地局１２の下り方向通信信号１３の通信端末１における信号強度より小さいことを想定する。
【００２３】
地上通信端末１１が送信する上り方向通信信号１４（図１参照）は、地上通信基地局１２が送信する下り方向通信信号１３より弱い。また、地上通信基地局１２が常時周期的に下り方向通信信号１３を送信しているのに対して、地上通信端末１１が位置登録と通信を行うとき以外は上り方向通信信号１４は送信されない。したがって、地上通信端末１１が通信端末１の極めて近くで送信するとき以外は、地上無線通信システムの上り方向通信信号１４は、通信端末１にほとんど影響を及ぼさない。
【００２４】
実施の形態１では、通信端末１が受信するフォワードリンク回線８の信号（以下、フォワードリンク信号という）に、地上通信基地局１２（ＴＤＤ伝送）の下り方向通信信号１３による干渉（以下、ＴＤＤ干渉ともいう）を受けているか否かを判定する。そして、干渉を受けていると判定される場合に、ＴＤＤ伝送の下り方向通信信号１３が送信されない時間に通信端末１が受信できるタイミングで、通信端末１に送信する情報をフォワードリンク信号で基地局２から送信する。
【００２５】
図３は、実施の形態１に係るデータ通信の動作の概略を示すフローチャートである。通信端末１は、基地局２へのデータ送信を待機する（ステップＳ０１；ＮＯ）。基地局２へデータ送信する場合（ステップＳ０１；ＹＥＳ）、受信するフォワードリンク信号に、ＴＤＤ方式を用いる他の通信システム（ＴＤＤ伝送）の下り方向通信信号１３による干渉の有無を判定する（ステップＳ０２）。干渉がないと判定される場合は（ステップＳ０２；ＮＯ）、通常のリターンリンク回線９の信号（リターンリンク信号）を送出する（ステップＳ０３）。
【００２６】
ＴＤＤ伝送の下り方向通信信号１３による干渉ありと判断される場合（ステップＳ０２；ＹＥＳ）、干渉を回避する送受信処理を行う（ステップＳ０４）。すなわち、ＴＤＤ伝送の下り方向通信信号１３が送信されない時間に通信端末１が受信できるタイミングで、通信端末１に送信する情報をフォワードリンク信号で基地局２から送信する。通信端末１は、ＴＤＤ伝送の下り方向通信信号１３が送信されない時間に、フォワードリンク信号を受信して、受信データとして送出する（ステップＳ０５）。
【００２７】
干渉回避送受信処理（ステップＳ０４）の詳細動作として、例えば以下のように処理を行う。通信端末１は、リターンリンク信号（送信データ）にＴＤＤ干渉有フラグをオン（有意）として乗せて、基地局２へ送信する。基地局２はＴＤＤ干渉有フラグがオン（有意）であるリターンリンク信号を受信すると、例えば、ＴＤＤ伝送のフレーム周期の間に、通信端末１に送信する情報を繰り返し送信する。具体的には、ＴＤＤ伝送の下り方向通信信号１３が送信されない時間に２回以上繰り返されるように、ＴＤＤ伝送のフレーム周期の間に繰り返し送信する。通信端末１では、ＴＤＤ伝送の下り方向通信信号１３が送信されない時間には干渉がないので、その間に繰り返しのうち少なくとも１つを受信することができる。
【００２８】
図４は、実施の形態１に係る干渉回避タイミングを示す図である。地上通信基地局１２は、地上通信端末１１との無線通信において、ＴＤＤ方式で動作し、ＧＰＳ時刻信号に同期して、下り方向送信区間３ｍｓｅｃ、上り方向受信区間２ｍｓｅｃをフレーム周期５ｍｓｅｃごとに繰り返す。地上通信端末１１は、地上通信基地局１２とは逆に、下り方向受信区間３ｍｓｅｃ、上り方向送信区間２ｍｓｅｃを、フレーム周期５ｍｓｅｃごとに繰り返す。なお、地上通信端末１１は、ＧＰＳ時刻信号に同期したフレームタイミングを地上通信基地局１２から取得することができる。
【００２９】
通信端末１は、地上通信基地局１２から下り方向通信信号１３が送信されていない時間、すなわち、地上通信基地局１２の受信区間（地上通信端末１１の送信区間）２ｍｓｅｃに、フォワードリンク信号を受信することができる。基地局２が、ＴＤＤ伝送のフレーム周期の受信可能時間に通信端末１が受信できるように、通信端末１に送信する情報を送信すれば、通信端末１は干渉を回避して受信できる。
【００３０】
通信端末１は、ＧＰＳ衛星４からＧＰＳ信号１０を受信して、ＧＰＳ時刻信号に同期するＴＤＤ伝送のフレーム周期（図４の例では５ｍｓｅｃ）を生成する。通信端末１は、ＧＰＳ時刻信号に同期するＴＤＤ伝送のフレーム周期を、ＴＤＤ伝送の下り方向通信信号１３による干渉の有無を判定するのに用いる。
【００３１】
図５は、実施の形態１に係る通信端末の構成例を示すブロック図である。通信端末１は大きく分けて、通信端末受信部１０１、干渉判定部１０２、時刻信号取得部１０７、通信端末送信部１０３、送受切換器１０５、衛星通信アンテナ１０４およびＧＰＳアンテナ１０６を備える。通信端末受信部１０１は、フォワードリンク信号を受信して受信データをデータ出力端子１０９より出力する。時刻信号取得部１０７は、ＧＰＳ信号１０を受信して、ＧＰＳ時刻信号を生成する。干渉判定部１０２は、受信するフォワードリンク信号に、ＴＤＤ方式を用いる他の通信システム（ＴＤＤ伝送）の下り方向通信信号１３による干渉があるか否かを、ＧＰＳ時刻信号を用いて判定する。通信端末送信部１０３は、ＴＤＤ伝送の下り方向通信信号１３による干渉の有無を含むリターンリンク回線９の信号（以下、リターンリンク信号という）を発生して、衛星通信アンテナ１０４から送信する。
【００３２】
通信端末受信部１０１は、無線受信部１１０、搬送波再生部１１１、ＱＰＳＫ復調部１１２、ＵＷ検出部１１４、誤り訂正復号部１１５および受信処理部１１７から構成される。通信端末送信部１０３は、データ生成部１２２、誤り訂正符号化部１２４、ＣＤＭＡ拡散部１２５、ＢＰＳＫ変調部１２６および無線送信部１２７から構成される。干渉判定部１０２は、受信エラー検出部１１６、受信エラー判定部１１８、ゲート信号発生部１１９、Ｃ／Ｎ検出部１１３およびＴＤＤ干渉判定部１２１から構成される。時刻信号取得部１０７は、ＧＰＳ受信機１２３およびＧＰＳ信号処理部１２０を含む。
【００３３】
通信端末１は、基地局２からのフォワードリンク信号を、衛星通信アンテナ１０４で受信し、送受切換器１０５（duplexer）により送信信号から分離する。分離したフォワードリンク信号を、無線受信部１１０で低雑音増幅等したのち、ＱＰＳＫ復調部１１２において、搬送波再生部１１１からの再生搬送波を用いて、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）変調波がＩＱ同期検波により復調される。ＱＰＳＫ復調された後のＩチャネルおよびＱチャネル振幅データは、３分岐されて、Ｃ／Ｎ検出部１１３、ＵＷ（ユニークワード）検出部１１４および誤り訂正復号部１１５に渡される。
【００３４】
ＵＷ検出部１１４では、ＩチャネルおよびＱチャネル振幅データの正負符号ビットにより、伝送路データフォーマット内のＵＷ（ユニークワード）を検出して、フレーム同期を取る。誤り訂正復号部１１５では、時間スロット単位で完結している誤り訂正符号化されたデータの復号を、時間スロットごとに行う。誤り訂正復号部１１５の出力データは２分岐されて、受信エラー検出部１１６および受信処理部１１７に渡される。
【００３５】
受信エラー検出部１１６では、誤り訂正復号後のデータを用いて、ＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）符号などにより受信エラーの有無を検出する。受信エラー判定部１１８において、受信エラーが一定以上の頻度で発生していると判定された場合は、受信エラー多発信号をゲート信号発生部１１９に出力する。
【００３６】
通信端末１は、時刻信号取得部１０７で、ＧＰＳ時刻信号を取得する。時刻信号取得部１０７は例えば、ＧＰＳ受信機１２３、ＧＰＳ信号処理部１２０から構成される。ＧＰＳ衛星４からのＧＰＳ信号１０（図１参照）は、ＧＰＳアンテナ１０６を経由してＧＰＳ受信機１２３で受信される。ＧＰＳ信号１０は、ＧＰＳ信号処理部１２０において信号処理されて、ＧＰＳ時刻信号とＧＰＳ位置データが求められる。
【００３７】
ゲート信号発生部１１９では、受信エラー多発信号が有意であれば、ＧＰＳ時刻信号に同期したゲート信号を発生する。ゲート信号は、ＴＤＤ伝送の下り方向通信信号１３が送信されていない時間をオンで示す信号である。
【００３８】
図６は、実施の形態１に係るゲート信号の例を示すタイミングチャートである。図６の上段に示す、１秒周期のＧＰＳ時刻信号に同期して、ゲート信号は、まず、３ｍｓｅｃの間オフになり、次の２ｍｓｅｃの間がオンとなって、以降５ｍｓｅｃ周期でこれを繰り返す。ゲート信号がオフの区間はＴＤＤ伝送の下り通信信号が送信される時間（ＴＤＤ干渉ありの可能性がある）であり、ゲート信号がオンの区間はＴＤＤ伝送の下り通信信号が送信されない時間（ＴＤＤ干渉なし）を示す。
【００３９】
ゲート信号は、図４に示される地上通信基地局１２のＴＤＤフレームタイミングと同期している。なお、地上通信基地局１２のＴＤＤフレームタイミングおよびＴＤＤフレームがどのようにＧＰＳ時刻信号に同期しているかについてＴＤＤフレームの情報は、予め、通信端末１に記憶されているか、あるいは、基地局２からフォワードリンク回線８を介して、通信端末１にダウンロードされているものとする。例えば、ＴＤＤフレームの情報がゲート信号発生部１１９に記憶されている場合、ゲート信号発生部１１９がＴＤＤ情報取得部である。フォワードリンク回線８を介してＴＤＤフレーム情報を取得する場合は、通信端末受信部１０１はＴＤＤ情報取得部である。
【００４０】
図６は、ＴＤＤ伝送の下り通信信号の開始（位相）が、ＧＰＳ時刻信号の立ち上がりに一致している場合を示す。一般にはＴＤＤフレームとＧＰＳ時刻信号の位相が一致しているとは限らない。例えば、ＧＰＳ時刻信号の立ち上がりから一定の時間遅れて、ＴＤＤフレームが開始する場合もあり得る。ＴＤＤフレームの情報には、ＴＤＤフレーム周期、下り通信信号の時間、上り通信信号の時間およびＧＰＳ時刻信号に対する位相の情報が含まれる。ゲート信号発生部１１９は、ＴＤＤフレームの情報に基づいて、ＧＰＳ時刻信号に対するゲート信号の位相を設定する。
【００４１】
なお厳密には、通信端末１で観測するＴＤＤ伝送の下り通信信号は、地上通信基地局１２が送信するタイミングから、その距離に応じた時間だけ遅れている。しかし、ＴＤＤ伝送には上り下りの遅延時間があるので、一般には遅延時間が問題にならない距離範囲で用いられる。したがって、ゲート信号発生部１１９では、ＴＤＤフレームの情報に基づいて、ＧＰＳ時刻信号に同期してゲート信号を発生すればよい。あるいは、ＴＤＤフレームに遅延時間を考慮したガードタイムが設けられる場合がある。その場合は、ガードタイムをその前のゲート信号のオフ時間またはオン時間に含めればよい。
【００４２】
ゲート信号発生部１１９は、発生したゲート信号を搬送波再生部１１１、Ｃ／Ｎ検出部１１３および受信処理部１１７に送る。搬送波再生部１１１は、連続的な受信フォワードリンク信号のうち、ゲート信号発生部１１９からのゲート信号がオンになった区間のみから搬送波の位相誤差を検出することによって、位相誤差の少ない連続的な搬送波を再生する。そして、ＱＰＳＫ復調部１１２に再生した搬送波を渡す。Ｃ／Ｎ検出部１１３では、ゲート信号発生部１１９からのゲート信号がオンの区間およびオフの区間（すなわち、ＴＤＤ干渉を受けている区間）のそれぞれのＣ／Ｎ比（搬送波電力対雑音電力比）をＩチャネルおよびＱチャネル振幅データにより個別に検出する。Ｃ／Ｎ比は、例えば、ＩチャネルおよびＱチャネルの振幅データの平均及び分散を用いることにより、容易に検出できる。
【００４３】
干渉判定部１０２は、ゲート信号を用いてＴＤＤ干渉の有無を判定する。Ｃ／Ｎ検出部１１３は、ゲート信号がオンの区間のＩＱ振幅データから、ゲート信号オン時のＣ／Ｎ＝〔Ｃ／Ｎ〕ＯＮを算出する。同様に、Ｃ／Ｎ検出部１１３は、ゲート信号がオフの区間のＩＱ振幅データから、ゲート信号オフ時のＣ／Ｎ＝〔Ｃ／Ｎ〕ＯＦＦを算出する。
【００４４】
ＴＤＤ干渉判定部１２１は、例えば、〔Ｃ／Ｎ〕ＯＮ−〔Ｃ／Ｎ〕ＯＦＦが所定の閾値より大きいかどうか判定し、閾値より大きければＴＤＤ干渉有と判定する。また所定の閾値以下ならＴＤＤ干渉無と判定する。例えば、ゲート信号がオンの区間はＴＤＤ干渉がないので、〔Ｃ／Ｎ〕ＯＮ＝１０ｄＢであり、ゲート信号がオフの区間でＴＤＤ干渉があるために、〔Ｃ／Ｎ〕ＯＦＦ＝５ｄＢであったとする。〔Ｃ／Ｎ〕ＯＮ−〔Ｃ／Ｎ〕ＯＦＦ＝５ｄＢであり、閾値を３ｄＢとすると、両者の差が所定の閾値より大きいので、ＴＤＤ干渉ありと判定する。
【００４５】
ＴＤＤ干渉判定部１２１において、ゲート信号がオンの区間のＣ／Ｎ比とオフの区間のＣ／Ｎ比を比較し、所定の条件が満たされれば、ＴＤＤ干渉ありと判定する。そして、ＴＤＤ干渉有信号を有意としてデータ生成部１２２と受信処理部１１７に渡す。なお、ＴＤＤ干渉ありと判定する所定の条件は、通信システムごとに干渉が問題となる程度から設定される。
【００４６】
通信端末１が送信する、例えばショートメッセージなどの送信データは、データ入力端子１０８に入力される。データ生成部１２２は、データ入力端子１０８に入力された送信データに、同期ビット、制御ビットなどを付加して所定のバーストフォーマットに変換する。このとき、ＴＤＤ干渉判定部１２１からのＴＤＤ干渉有信号が有意であれば、データ生成部１２２において、制御ビットの１つであるＴＤＤ干渉有フラグを有意とする。
【００４７】
誤り訂正符号化部１２４は、バーストフォーマットに誤り訂正データを付加して誤り訂正符号化する。誤り訂正符号化されたバーストフォーマットの送信データは、さらに、ＣＤＭＡ拡散部１２５において、図示しない直交符号発生部において発生させられた直交符号系列（例えば、直交ＧＯＬＤ符号）とモジュロ２加算されて、ＣＤＭＡのために拡散される。なお、誤り訂正符号は、典型的には、符号化率１／２の畳み込み符号であるが、これに限らない。
【００４８】
ＢＰＳＫ変調部１２６は、送信データで搬送波を例えばＢＰＳＫ（Binary Phase Shift Keying）変調する。無線送信部１２７は、変調した信号を電力増幅し、送受切換器１０５を経由して衛星通信アンテナ１０４から、リターンリンク回線９の送信バースト信号として、衛星３に向けて送信する。
【００４９】
基地局２は、通信端末１からＴＤＤ干渉有信号が有意なリターンリンク信号を受信すると、ＴＤＤ伝送の下り方向通信信号１３が送信されない時間、すなわちゲート信号がオンの時間に通信端末１が受信できるタイミングで、通信端末１に送信する情報をフォワードリンク信号に含めて送信する。通信端末１の受信処理部１１７は、ＵＷ検出部１１４からのフレーム同期信号によりフレーム同期を取って、ＴＤＤ干渉判定部１２１からのＴＤＤ干渉有信号が無意であれば通常の受信処理を行う。ＴＤＤ干渉有信号が有意であれば連送受信処理を行って得られた自端末宛の受信データを、データ出力端子１０９より出力する。
【００５０】
図７は、実施の形態１に係る基地局の構成例を示すブロック図である。衛星３経由（中継）で通信端末１から送信される信号は、衛星通信アンテナ２０３で受信され、送受切換器２０５を経由して、無線受信部２０７において低雑音増幅された後、ＩＦ周波数信号に周波数変換される。ＣＤＭＡ逆拡散部２０８は、受信ＣＤＭＡ信号からチップクロックおよび直交符号開始タイミングを捕捉して、ＣＤＭＡ逆拡散を行う。
【００５１】
基地局２のＢＰＳＫ復調部２０９が、ＣＤＭＡ逆拡散部２０８において逆拡散された信号をＢＰＳＫ復調した後、誤り訂正復号部２１０は誤り訂正復号する。データ処理部２１１は、誤り訂正復号されたデータから、サービスセンタ６に出力するデータを形成して、地上インタフェース部２０４に送信する。無線受信部２０７、ＣＤＭＡ逆拡散部２０８、ＢＰＳＫ復調部２０９、誤り訂正復号部２１０およびデータ処理部２１１は、基地局受信部２０１を構成する。地上インタフェース部２０４は、地上ネットワーク５経由でサービスセンタ６にデータを送信する。
【００５２】
干渉有信号検出部２０６は、各通信端末１から受信したバーストデータにおいて、制御ビットの一つであるＴＤＤ干渉有フラグが有意であるかどうかを検出（ＴＤＤ干渉有信号を検出）する。ＴＤＤ干渉有フラグが有意であることを検出した（ＴＤＤ干渉有信号を検出した）場合、そのバーストを送信した通信端末１の端末ＩＤとＴＤＤ干渉有の情報をＴＤＭ多重化部２１２に渡す。なお、端末ＩＤも、データ処理部２１１において、受信したバーストデータから抽出されたものである。
【００５３】
基地局２は、サービスセンタ６から地上ネットワーク５経由で基地局２に向けて送信された通信端末１に送信するデータを、地上インタフェース部２０４で受信する。また、地上インタフェース部２０４は、衛星追跡管制センタ７から地上ネットワーク５経由で基地局２に向けて送信されたデータ（主として衛星３の軌道情報）を受信する。ここでは基地局２とサービスセンタ６が異なる場所にあって、地上ネットワーク５で相互に通信する構成を想定している。基地局２がサービスセンタ６を兼ねる一体の構成であってもよい。
【００５４】
基地局２のデータ生成部２１３は、地上インタフェース部２０４から各通信端末１別に送信するデータを受信し、各通信端末１別に送信データを発生する。ＴＤＭ多重化部２１２は、制御情報送信部２１４から送信される制御データ（衛星軌道情報等）とともに、送信データをＴＤＭ多重化する。このとき、ＴＤＤ干渉有フラグが有意であった通信端末１に対してデータを送信する場合は、当該通信端末１宛のデータが含まれるフレームを、ＴＤＤ伝送のフレーム周期の間にそのデータを繰り返し送信する連送フレームとする。例えば、当該連送フレームの最初の連送スロットにおいて、当該通信端末１宛のデータがＴＤＤ伝送のフレーム周期の間に繰り返されるようにフォワードリンク信号のフレームを構成する。
【００５５】
誤り訂正符号化部２１５は、ＴＤＭ多重化されたデータに誤り訂正符号を付加し、誤り訂正符号化する。ＵＷ（ユニークワード）挿入部２１６は、誤り訂正符号化されたデータにフレーム周期ごとにユニークワードを挿入して送信データを生成する。なお、前述の誤り訂正符号は、典型的には符号化率１／２の畳み込み符号であるが、これに限らない。
【００５６】
ＱＰＳＫ変調部２１７は、送信データを例えばＱＰＳＫ変調する。無線送信部２１８は、変調した信号をＲＦ周波数に周波数変換したのち大電力増幅して、送受切換器２０５（duplexer）経由で衛星通信アンテナ２０３から、衛星３に向けて、フォワードリンク信号として送信する。データ生成部２１３、ＴＤＭ多重化部２１２、誤り訂正符号化部２１５、ＵＷ挿入部２１６、ＱＰＳＫ変調部２１７および無線送信部２１８は、基地局送信部２０２を構成する。
【００５７】
図８は、実施の形態１に係る通常フレームと連送フレームの構造を示す図である。図８の上段は通常フレームのＩチャネルとＱチャネルのフレーム構造を、下段は連送フレームのＩチャネルとＱチャネルのフレーム構造をそれぞれ示す。通信端末１がＴＤＤ干渉を受けている場合に、ＴＤＤ干渉フラグをオンとして送信データを基地局２に送信してきた時に、基地局２は、連続して送信している図８に示す通常フレームの中の一つを連送フレームに置き換えて、通信端末１宛にＡＣＫ／メッセージ信号を連送スロットにより送信する。
【００５８】
図８は、図７に示す基地局２のＵＷ挿入部２１６の出力信号を示しており、通常フレーム、連送フレームともフレーム持続時間（フレーム周期）を１秒としている。誤り訂正符号化部２１５で誤り訂正符号化されたＩチャネルとＱチャネルのデータは、ＵＷ挿入部２１６においてユニークワードがフレーム持続時間ごとにＩチャネルとＱチャネルに挿入されて、フレーム化されている。なお、ユニークワード部分には誤り訂正符号化を行わない。
【００５９】
図８において、制御信号Ｃおよびスロットごとに誤り訂正符号化は完結している。伝送路ビットレートは、例えば５０ｋｂｐｓであり、１スロット当たりの伝送ビット数は、ＩＱ合わせると５０ｋｂｐｓ×１６ｍｓｅｃ×２＝１６００ビットである。
【００６０】
通常フレームは、Ｉチャネル、Ｑチャネルとも例えば、ユニークワードＵＷ、制御信号Ｃおよびスロット１〜スロット６２の６２個のスロットから構成される。連送フレームは、ユニークワードＵＷ、制御信号Ｃおよび含まれるスロットの数とそれぞれの長さが、通常フレームと同じである。
【００６１】
連送フレームは、通常フレームのスロットの一部に代えて、同じデータを繰り返して送信する連送スロットを含む。図８の例では、スロット１＃からスロット５＃までの５スロットが連送スロットである。１つの連送スロットの長さは、通常フレームのスロットと同じである。連送フレーム内の連送スロットの位置は、固定であっても変化してもよい。
【００６２】
通信端末１がＴＤＤ干渉を受けていないと判定している場合には、すべての通常スロットと連送スロットを受信し、その中で、正常に誤り無く受信されたスロットで、かつ、自端末の端末ＩＤが検出されたスロットのデータを受信データとする。通信端末１がＴＤＤ干渉を受けていない場合は、連送スロットを受信しても連送受信処理しないので、正常にデータが受信されないため、当該データは破棄される。
【００６３】
通信端末１がＴＤＤ干渉を受けていると判定している場合は、フレーム内で定められた連送スロットの位置にあるスロットを受信して処理し、正常に誤り無く受信されたスロットで、かつ、自端末の端末ＩＤが検出されたスロットのデータを受信データとする。正常に受信できなかった場合は、当該フレームが連送フレームで無い可能性があるので、次のフレームを待つ。
【００６４】
なお、ここで、通信端末１がＴＤＤ干渉を受けていると判定している場合であっても、ユニークワードによるフレーム同期は取れているとしている。これは、通常、ユニークワード検出は誤りに対し耐性があるように（ある程度の誤りを許容できるように）設計され、かつ、フォワードリンク信号は連続モードで受信されるので、フレーム同期を保護することが可能であるためである。
【００６５】
図９は、実施の形態１に係る連送スロットの構造を示す図である。図９の上段は、通常フレームのスロット１を示す。図９の下段は、通常フレーム中のスロット１のデータを、５つの連送スロットで連送する場合を示す。通常フレームの１６ｍｓｅｃ長のスロット１を、１６個の１ｍｓｅｃ長サブスロットに分割し、それぞれのサブスロットを５連送して、前から順番に、スロット１＃からスロット５＃の５スロットに入れていくことにより、連送スロットを構成する。
【００６６】
図１０は、実施の形態１に係る受信連送フレームとゲート信号の関係を示す図である。
通信端末１の受信処理部１１７が、ＴＤＤ干渉有信号が有意のときに、受信した連送スロットからサブスロットを抽出するタイミング図を示す。図１０に示すように、受信連送スロットのタイミングとゲート信号のタイミングの位相は一致していないが、ＴＤＤフレーム周期（５ｍｓｅｃ）と同じ時間に、同じデータ（サブスロット）が繰り返し送信されるので、ゲート信号がオンの区間に少なくとも１つのデータを受信できる。通信端末１ではフレーム同期は取れており、かつゲート信号はＧＰＳ時刻信号に同期して自端末で発生しているので、受信連送スロットとゲート信号の位相関係については、自端末で把握できる。
【００６７】
逆に言えば、基地局２は、受信連送スロットとゲート信号の位相が変化しても、ゲート信号がオンの時間に少なくとも１つのデータ（サブスロット）を受信できるように、ＴＤＤフレーム周期の時間に同じデータ（サブスロット）を繰り返し送信する。ゲート信号がオンの区間に２回以上繰り返されるように、ＴＤＤフレーム周期の時間に繰り返す数を決めればよい。図８の例では、ゲート信号のオンの区間が２ｍｓｅｃなので、その間に２回繰り返すようにサブスロットの長さを１ｍｓｅｃとして、ＴＤＤフレーム周期の時間５ｍｓｅｃに同じサブスロットを５回繰り返し送信（５連送）する。
【００６８】
連送スロットとゲート信号の位相が一致していなくても、５連送の周期とゲート信号の周期は同じで、ゲート信号がオンの区間に少なくとも１つのサブスロットが完全に含まれる。その結果、受信処理部１１７は、受信した連送スロットのサブスロットのうち、ゲート信号がオンで、かつ、全データがゲート信号のオン区間（ＴＤＤ干渉を受けていない区間）に含まれるサブスロットを１個抽出することができる。これにより、連送スロットに含まれるサブスロットのうち、ＴＤＤ干渉を受けていないサブスロットのみを抽出することが可能となる。なお、通信端末１の衛星通信アンテナ１０４から受信処理部１１７までの受信系の遅延時間は、受信処理部１１７において補正される。図１０の受信連送スロットとゲート信号間のタイミング関係は、衛星通信アンテナ１０４における受信連送スロットと地上通信基地局１２からのＴＤＤ干渉とのタイミング関係に一致しているものとしている。
【００６９】
図１１は、実施の形態１に係る通信システムの信号ダイアグラムである。図１１は、地上通信基地局１２から通信端末１にＴＤＤ干渉がある場合の、基地局２と通信端末１との間の信号ダイアグラムを示す。通信端末１は地上通信基地局１２からＴＤＤ干渉を受けている（ステップＳ１０）。通信端末１は救難メッセージなどのリターンリンク送信データを基地局２に送信することを決定する（ステップＳ１１）。通信端末１は基地局２からのフォワードリンク信号を受信する（ステップＳ１２）。通信端末１は、受信したフォワードリンク信号の復調信号を利用して自端末がＴＤＤ干渉を受けていることを検出し、ＴＤＤ干渉ありと判定する（ステップＳ１３）。
【００７０】
通信端末１は、基地局２に対し、リターンリンク送信データを送信する（ステップＳ１４）。当該送信データには、端末ＩＤと自端末の位置情報を少なくとも含み、また、自端末がＴＤＤ干渉を受けているかどうかを示すＴＤＤ干渉有フラグがオンに設定されている。基地局２は、受信した各通信端末１からのリターンリンク送信データのＴＤＤ干渉有フラグオン（有意）と端末ＩＤを検出する（ステップＳ１５）。ＴＤＤ干渉有フラグオン（有意）を検出すると、通信端末１宛に、連送フレーム中の予め定められた連送スロットを用いて、ＡＣＫ／メッセージ信号を生成する（ステップＳ１６）そして、生成したＡＣＫ／メッセージ信号を通信端末１に送信する（ステップＳ１７）。
【００７１】
なお、ＴＤＤ干渉有フラグがオフである端末に対しては、通常フレーム中のスロットもしくは、連送フレーム中の、連送スロット以外のスロットを用いて、ＡＣＫ／メッセージ信号を送信する。図１１に示すようにＡＣＫは、リターンリンク送信データ（ステップＳ１４）を受信したことを示す信号である。通信端末１は、順次受信する受信フレーム中の予め定められたスロットから、連送されたデータを受信する（ステップＳ１８）。このとき、受信したフレームが連送フレームでなく、通常フレームである場合は、データが正常に受信できないので、通信端末１は受信したデータを破棄し、次のフレームを待つ。
【００７２】
図１２は、実施の形態１に係る端末側通信処理の動作の一例を示すフローチャートである。図１２のフローチャートは、図３のフローチャートをより詳細にしたものである。通信端末１は、電源投入されるとＧＰＳ衛星４からのＧＰＳ信号１０を受信してＧＰＳ時刻信号を発生する（ステップＳ２０）。そして、データを送信するかどうかを判断する（ステップＳ２１）。例えば、ユーザが、通信端末１の操作により、データ送信を選択したかどうかを判断する。データを送信しない場合は（ステップＳ２１；ＮＯ）、ステップＳ２０に戻って、ＧＰＳ信号受信を繰り返す。データを送信する場合（ステップＳ２１；ＹＥＳ）、通信端末１の通信端末受信部１０１を立ち上げて、基地局２からのフォワードリンク信号を受信する（ステップＳ２２）。
【００７３】
次に、受信エラー判定部１１８は、誤り訂正復号後の受信データに受信エラーが多発しているかどうか判定し、受信エラーが多発していなければ（ステップＳ２３；ＮＯ）、地上通信基地局１２から干渉を受けていないと判定して、通常のリターンリンク信号を送信する（ステップＳ２７）。
【００７４】
受信エラーが多発している場合は（ステップＳ２３；ＹＥＳ）、ゲート信号発生部１１９がＧＰＳ信号処理部１２０からのＧＰＳ時刻信号に同期したゲート信号を発生する（ステップＳ２４）。そして、Ｃ／Ｎ検出部１１３は、ゲート信号を用いて、ＴＤＤ干渉があるかないかを判定する（ステップＳ２５）。
【００７５】
図１３は、実施の形態１に係るＴＤＤ干渉判定の動作の一例を示すフローチャートである。図１３は、図１２のＴＤＤ干渉判定（ステップＳ２５）の内容を示す。Ｃ／Ｎ検出部１１３は、ゲート信号オン時のＩＱ振幅データを収集し（ステップＳ４０）、これらのデータを用いて、ゲート信号オン時のＣ／Ｎ＝〔Ｃ／Ｎ〕ＯＮを算出する（ステップＳ４１）。同様に、Ｃ／Ｎ検出部１１３は、ゲート信号オフ時のＩＱ振幅データを収集し（ステップＳ４２）、これらのデータを用いて、ゲート信号オフ時のＣ／Ｎ＝〔Ｃ／Ｎ〕ＯＦＦを算出する（ステップＳ４３）。
【００７６】
ＴＤＤ干渉判定部１２１は、〔Ｃ／Ｎ〕ＯＮ−〔Ｃ／Ｎ〕ＯＦＦを計算して、これが所定の閾値より大きいかどうか判定し（ステップＳ４４）、これが所定の閾値より大きければ（ステップＳ４４；ＹＥＳ）、ＴＤＤ干渉有と判定する（ステップＳ４５）。また、所定の閾値以下ならば（ステップＳ４４；ＮＯ）、ＴＤＤ干渉無と判定する（ステップＳ４６）。
【００７７】
図１２のフローチャートに戻って、通信端末１は、ＴＤＤ干渉判定の結果ＴＤＤ干渉が無ければ（ステップＳ２６；ＮＯ）、通常の通信を行う（ステップＳ２７）。通信端末１の通信端末送信部１０３が衛星通信アンテナ１０４を介して、基地局２へリターンリンク回線９により基地局２へリターンリンク信号を送信して終了する。
【００７８】
ＴＤＤ干渉があると判定された場合は（ステップＳ２６；ＹＥＳ）、データ生成部１２２が送信データのＴＤＤ干渉有フラグをオン（有意）として（ステップＳ２８）、リターンリンク信号を送信する（ステップＳ２９）。
【００７９】
図１４は、実施の形態１に係る基地局受信の動作の一例を示すフローチャートである。基地局２は常時、リターンリンク信号を待ち受けている（ステップＳ５０、ステップＳ５１；ＮＯ）。リターンリンク信号を受信したら（ステップＳ５１；ＹＥＳ）、ＴＤＤ干渉有フラグが有意であるかどうか調べる（ステップＳ５２）。ＴＤＤ干渉有フラグが有意であれば（ステップＳ５２；ＹＥＳ）、そのリターンリンク信号を送信した通信端末１のＩＤを抽出し、通信端末ＩＤを記憶しその通信端末がＴＤＤ干渉を受けていることを示す連送フラグをオンにする（ステップＳ５３）。ＴＤＤ干渉有フラグにかかわらず（ステップＳ５２；ＮＯ／ステップＳ５３）、受信データをサービスセンタ６に地上ネットワーク５で送信する（ステップＳ５４）。そして、ステップＳ５０に戻って、リターンリンク信号を待ち受ける。
【００８０】
図１５は、実施の形態１に係る基地局送信の動作の一例を示すフローチャートである。基地局２は、通信端末１に送信するデータを待ち受けている（ステップＳ６０、ステップＳ６１；ＮＯ）。通信端末１に送信するデータをサービスセンタ６から受信するか、または、基地局２の内部で生成すると（ステップＳ６１；ＹＥＳ）、その送信データの宛先の通信端末１に対応する連送フラグの状態を調べる（ステップＳ６２）。宛先の通信端末１の連送フラグがオフならば（ステップＳ６２；ＮＯ）、送信データから通常フレームを生成して（ステップＳ６３）、その通常フレームを含むフォワードリンク信号を通信端末１に送信する（ステップＳ６４）。そして、ステップＳ６０に戻って、送信するデータを待ち受ける。
【００８１】
宛先の通信端末１に対応する連送フラグがオンならば（ステップＳ６２；ＹＥＳ）、送信データから連送フレームを生成して（ステップＳ６５）、その連送フレームを含むフォワードリンク信号を通信端末１に送信する（ステップＳ６６）。そして、ステップＳ６０に戻って、送信するデータを待ち受ける。ＴＤＤ干渉を受けている通信端末１は、フォワードリンク信号（ＡＣＫ／メッセージ信号）を受信し（図１２のステップＳ３０）、連送スロット受信処理を行う（図１２のステップＳ３１）。
【００８２】
図１６は、実施の形態１に係る連送スロット受信の動作の一例を示すフローチャートである。図１６は、図１２の連送スロット受信（ステップＳ３１）の動作の内容を示す。受信処理部１１７は連送スロット１＃〜５＃について、ゲート信号がオンの区間で有効なサブスロットを抽出する（ステップＳ７０）。受信処理部１１７は、抽出したサブスロットの受信データを結合して１スロット分の受信データとする（ステップＳ７１）。受信処理部１１７は、結合された１スロット分の受信データが誤りなく正常に受信されたか、例えば、ＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）符号を用いてチェックする（ステップＳ７２）。受信データに誤りがあれば（ステップＳ７２；ＮＯ）、処理を終了する。受信データに誤りがなければ（ステップＳ７２；ＹＥＳ）、受信データの中から、自端末の端末ＩＤが検出できるかチェックする（ステップＳ７３）。検出できなければ（ステップＳ７３；ＮＯ）、処理を終了する。自端末の端末ＩＤが検出できた場合は（ステップＳ７３；ＹＥＳ）、自端末の受信データとしてデータ出力端子１０９から送出する（ステップＳ７４）。
【００８３】
図１２のフローチャートに戻って、ＴＤＤ干渉ありの場合に（ステップＳ２６；ＹＥＳ）、連送スロット受信して（ステップＳ３１）、端末側通信処理を終了する。通信端末１は、ゲート信号がオフの区間に受信していても構わない。ただし、ゲート信号がオフの区間ではＴＤＤ干渉が生じているので、その区間では受信エラーになって、結果的にゲート信号がオンの区間のデータが残ることになる。
【００８４】
このように実施の形態１に係る通信システムによれば、ＴＤＤ方式で動作する地上通信基地局１２が送信する下り方向の信号の帯域外信号が、双方向通信システムの通信端末１が使用している端末ダウンリンク周波数帯に干渉を生じている場合にも、双方向通信システムの通信端末１が衛星３からの端末ダウンリンク信号を受信することができる。
【００８５】
実施の形態１では、ＴＤＤフレームの情報が所与であることを想定したが、ＴＤＤフレームの情報の一部が不明の場合もあり得る。例えば、ＧＰＳ時刻信号に対するＴＤＤフレームの位相が不明の場合がある。その場合は、以下のようにしてＴＤＤフレームの位相を知ることができる。例えば、ＴＤＤフレームの周期の範囲で、異なる位相の複数のゲート信号を生成する。そして、ゲート信号の位相ごとに、ゲート信号がオンの区間とオフの区間のＣ／Ｎ比を検出して、その差をとる。ゲート信号がオンの区間とオフの区間のＣ／Ｎ比の差が最も大きい位相を採用する。さらに、はじめに設定した複数の位相のうち、Ｃ／Ｎ比の差が最も大きい位相の前後の位相の間をさらに分割して、それぞれの位相におけるゲート信号を生成する。そして、ゲート信号のオンの区間とオフの区間のＣ／Ｎ比の差が最も大きい位相を採用する。これを繰り返せば、位相の精度を向上できる。
【００８６】
また、ＴＤＤ伝送の下り通信信号の区間と上り通信信号の区間の比が不明の場合は、ゲート信号のオンの区間とオフの区間の比が異なる複数のゲート信号を生成する。そして、ゲート信号のオンの区間とオフの区間のＣ／Ｎ比の差が最も大きいオンの区間とオフの区間の比を採用する。位相の場合と同様に、オンの区間とオフの区間の比を細かくとれば、精度を向上できる。この場合、Ｃ／Ｎ検出部１１３は、ＴＤＤ情報取得部の一部である。
【００８７】
実施の形態１では、ゲート信号がオンのタイミングを基地局２が知らなくても、通信端末１で必ずデータを受信できるように、ＴＤＤフレーム周期の間、同じデータを繰り返し送信する。基地局２でゲート信号がオンの（ＴＤＤ伝送の下り通信信号が送信されない）タイミングがわかれば、そのタイミングに通信端末１に到達するようにデータを送信することができる。例えば、基地局２から通信端末１までの伝送遅延時間を計測し、ＧＰＳ時刻信号に同期するタイミングを伝送遅延時間ずらして、ゲート信号がオンのタイミングに通信端末１に到達するようにデータ（図９のサブスロット）を送信することができる。
【００８８】
基地局２から通信端末１までの伝送遅延時間がわからなくても、以下のように、ゲート信号がオンのタイミングに通信端末１に到達するようにデータを送信することができる。例えば、ゲート信号のオンの立ち上がりのタイミングに一致させて、立ち上がりタイミングを示す信号を、通信端末１からリターンリンク信号で送信する。基地局２では、その信号を受信したタイミングにＴＤＤフレームの周期で一致させて、通信端末１へのデータ（図９のサブスロット）を送信する。リターンリンク回線９とフォワードリンク回線８の伝送遅延時間が同じなら、ゲート信号がオンのタイミングに通信端末１に到達することになる。
【００８９】
リターンリンク回線９とフォワードリンク回線８の伝送遅延時間が違う場合、その差は、衛星３に起因して一定であると考えられる。そこで、予めリターンリンク回線９とフォワードリンク回線８の伝送遅延時間の差を計測しておいて、ゲート信号のオンの立ち上がりのタイミングの信号から伝送遅延時間の差だけずらせばよい。
【００９０】
実施の形態２．
実施の形態１では、通信端末１はユニークワードを用いて、基地局２からのフォワードリンク信号のフレーム同期を取っていた。それに対して、実施の形態２では、通信端末１は、ＧＰＳ時刻信号を用いてフレーム同期を取る。地上通信基地局１２からのＴＤＤ干渉が過大であると、受信したユニークワードに誤りが多く、ユニークワードを検出できない可能性がある。ユニークワードが検出できない場合、フォワードリンク信号のフレーム同期が取れない。実施の形態２に係る発明では、このような場合でもフレーム同期を取るために、ユニークワードの受信状況にかかわらず、時刻信号取得部２１９を用いてフォワードリンク信号のフレーム同期を取る。
【００９１】
図１７は、本発明の実施の形態２に係る基地局の構成例を示すブロック図である。実施の形態２の基地局は、図７に示す実施の形態１の構成に加えて、ＧＰＳアンテナ２２０、時刻信号取得部２１９および送信タイミング発生部２２３を備える。時刻信号取得部２１９は、ＧＰＳ受信機２２１およびＧＰＳ信号処理部２２２を含む。ＧＰＳ衛星４からのＧＰＳ信号１０（図１参照）は、ＧＰＳアンテナ２２０を経由してＧＰＳ受信機２２１で受信される。ＧＰＳ信号１０は、ＧＰＳ信号処理部２２２において信号処理されて、ＧＰＳ時刻信号が生成される。ＧＰＳ信号処理部２２２は、ＧＰＳ時刻信号を送信タイミング発生部２２３に入力する。
【００９２】
送信タイミング発生部２２３は、ＧＰＳ時刻信号に同期したフレーム同期信号およびクロック信号を発生し、ＴＤＭ多重化部２１２、誤り訂正符号化部２１５およびＵＷ挿入部２１６に送る。ＴＤＭ多重化部２１２、誤り訂正符号化部２１５およびＵＷ挿入部２１６では、フレーム同期信号とクロック信号により、ＧＰＳ時刻信号に同期した送信フレームを構成するＩチャネルおよびＱチャネルの伝送データを生成して、ＱＰＳＫ変調部２１７に渡す。また、地上インタフェース部２０４は、地上ネットワーク５経由で、衛星追跡管制センタ７より、衛星軌道情報を受信し、制御情報送信部２１４経由で、ＴＤＭ多重化部２１２に渡す。ＴＤＭ多重化部２１２では、送信フレーム中の制御情報の中に、衛星軌道情報を含める。
【００９３】
図１８は、実施の形態２に係る通信端末の構成例を示すブロック図である。実施の形態２の通信端末１は、実施の形態１の構成に加えて、フレーム同期信号発生部１２８を備える。ＧＰＳ信号処理部１２０は、ＧＰＳ衛星４から受信したＧＰＳ信号１０を処理して、自端末の位置情報を算出し、またＧＰＳ時刻信号を生成して、フレーム同期信号発生部１２８に渡す。
【００９４】
衛星３が準天頂衛星であり、かつＧＰＳ衛星機能を持つ場合には、ＧＰＳ信号処理部１２０は、衛星３からのＧＰＳ信号から衛星３の衛星軌道情報を取得することができる。この場合、ＧＰＳ信号の周波数は、ＴＤＤ干渉の周波数と異なっているので、ＴＤＤ干渉の影響なく衛星軌道情報を取得することができる。衛星軌道情報とは、人工衛星の軌道を表すパラメータのことであり、例えば、人工衛星の軌道要素として、元期、平均運動、離心率、軌道傾斜角、昇交点赤経、近地点離角、平均近点角がある。
【００９５】
衛星軌道情報は、基地局２から送信されるフォワードリンク信号の制御情報の中に含まれていてもよい。受信処理部１１７は、フォワードリンク信号の衛星軌道情報を分離して、フレーム同期信号発生部１２８に渡す。ただし、この場合、ＴＤＤ干渉が過大であれば、フォワードリンク信号から衛星軌道情報が正常に抽出できない場合もありうる。このため、フレーム同期信号発生部１２８は、衛星軌道情報を衛星３からのＧＰＳ信号から取得した衛星軌道情報または予め図示しないメモリに記憶されたデフォルト値を用いることもできる。
【００９６】
フレーム同期信号発生部１２８は、ＧＰＳ時刻信号、自端末の位置情報および衛星軌道情報から、基地局２が送信して衛星３経由で受信するであろうフォワードリンク信号に同期するフレーム同期信号を発生する。すなわち、基地局２の送信するフォワードリンク信号に、基地局２から衛星３を経由して通信端末１までの伝送遅延時間遅れて同期するフレーム同期信号を発生する。
【００９７】
図１９は、実施の形態２に係る基地局の送信フレーム及び通信端末の受信フレームの関係を示す図である。図１９の上段は、基地局２のＵＷ挿入部２１６が出力する伝送路信号（ＩチャネルおよびＱチャネルの信号）のフレーム構成を示す。ＩチャネルおよびＱチャネルのフォワードリンク信号のフレームは、ＧＰＳ時刻信号、例えば１ＰＰＳ（パルス／秒）信号に同期している。図１９の下段は、通信端末１の誤り訂正復号部１１５に入力する受信ＩチャネルおよびＱチャネルのフォワードリンク信号のフレーム構成を示す。基地局２から、ＧＰＳ時刻信号に同期して送信されたフォワードリンク信号のフレーム同期タイミングは、通信端末１において、ＧＰＳ時刻信号から遅延時間τ秒遅延して受信される。フレーム同期信号発生部１２８は、図１９の下段のフレーム同期信号タイミングを発生する。
【００９８】
図２０は、実施の形態２に係る基地局および通信端末の衛星までの距離を示す模式図である。衛星３は、地表面に対し衛星軌道上を時々刻々移動している。通信端末１のフレーム同期信号発生部１２８において、基地局２の位置Ｐは固定であるので、例えば、予めメモリに記憶しておいたものを読み出すことによって得ることができる。また、非静止衛星３の現在位置Ｓは、衛星軌道情報により算出できる。衛星軌道情報は、前述の３つの方法のいずれかによって得ることができる。
【００９９】
基地局２の位置Ｐと非静止衛星３の現在位置Ｓから、基地局２から非静止衛星３までの距離ａを求めることができる。同様に、非静止衛星３の現在位置Ｓと自端末の現在位置Ｑとから、衛星３から通信端末１までの距離ｂを求めることができる。フレーム同期信号発生部１２８は、光速をｃとして遅延時間τを「τ＝（ａ＋ｂ）／ｃ」の式により求めることができる。
【０１００】
なお、基地局２の送信側で発生する遅延時間、非静止衛星３のトランスポンダ上で発生する遅延時間、および通信端末１の受信側で発生する遅延時間は、フォワードリンク信号の伝送路データ１ビットの持続時間に比して、無視しうる程度に短いものとしている。しかし、無視できない場合でも、その遅延時間は、基地局２の送信側で発生する遅延時間および非静止衛星３のトランスポンダ上で発生する遅延時間は基地局２の送信側で補正することができる。また、通信端末１の受信側で発生する遅延時間は通信端末１の受信側で補正することができる。
【０１０１】
図２１は、実施の形態２に係る遅延時間設定の動作の一例を示すフローチャートである。フレーム同期信号発生部１２８は、予めメモリ内に記憶された基地局２の位置Ｐを読み出す（ステップＳ８０）。フレーム同期信号発生部１２８は、前述の３つの方法のいずれかにより取得した衛星軌道情報から非静止衛星３の位置Ｓを算出する（ステップＳ８１）。そして、基地局２の位置Ｐと非静止衛星３の位置Ｓとから、基地局２から非静止衛星３までの距離ａを算出する（ステップＳ８２）。
【０１０２】
次に、フレーム同期信号発生部１２８は、ＧＰＳ信号処理部１２０より、自端末の現在位置Ｑを入力し（ステップＳ８３）、非静止衛星３から自端末までの距離ｂを算出する（ステップＳ８４）。さらに、フレーム同期信号発生部１２８は、式「τ＝（ａ＋ｂ）／ｃ」により、遅延時間τを計算し（ステップＳ８５）、ＧＰＳ時刻信号から遅延時間τを遅延させたフレーム同期信号を発生する（ステップＳ８６）。通信端末受信部１０１は、フレーム同期信号発生部１２８でＧＰＳ時刻信号から発生したフレーム同期信号を用いて、フォワードリンク信号の同期を取る。
【０１０３】
このように、通信端末１の受信側において、フォワードリンク信号のユニークワードを検出することなくフレーム同期信号を発生できるので、実施の形態２に係る通信端末１は、通信端末１において、地上通信基地局１２よりＴＤＤ干渉を受けている場合にも、確実にフレーム同期を取ることができる。
【０１０４】
本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態および変形が可能とされるものである。また、上述した実施の形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。本発明の範囲は、実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして、特許請求の範囲内およびそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、本発明の範囲内とみなされる。
【０１０５】
本出願は、２０１２年１２月２０日に出願された、明細書、特許請求の範囲、図、および要約書を含む、日本国特許出願２０１２−２７８４０９号に基づく優先権を主張するものである。日本国特許出願２０１２−２７８４０９号の開示内容は参照により全体として本出願に含まれる。
【符号の説明】
【０１０６】
１  通信端末、１０１  通信端末受信部、１０２  干渉判定部、１０３  通信端末送信部、１０４  衛星通信アンテナ、１０５  送受切換器、１０６  ＧＰＳアンテナ、１０７  時刻信号取得部、１０８  データ入力端子、１０９  データ出力端子、１１０  無線受信部、１１１  搬送波再生部、１１２  ＱＰＳＫ復調部、１１３  Ｃ／Ｎ検出部、１１４  ＵＷ検出部、１１５  誤り訂正復号部、１１６  受信エラー検出部、１１７  受信処理部、１１８  受信エラー判定部、１１９  ゲート信号発生部、１２０  ＧＰＳ信号処理部、１２１  ＴＤＤ干渉判定部、１２２  データ生成部、１２３  ＧＰＳ受信機、１２４  誤り訂正符号化部、１２５  ＣＤＭＡ拡散部、１２６  ＢＰＳＫ変調部、１２７  無線送信部、１２８  フレーム同期信号発生部、２  基地局、２０１  基地局受信部、２０２  基地局送信部、２０３  衛星通信アンテナ、２０４  地上インタフェース部、２０５  送受切換器、２０６  干渉有信号検出部、２０７  無線受信部、２０８  ＣＤＭＡ逆拡散部、２０９  ＢＰＳＫ復調部、２１０  誤り訂正復号部、２１１  データ処理部、２１２  ＴＤＭ多重化部、２１３  データ生成部、２１４  制御情報送信部、２１５  誤り訂正符号化部、２１６  ＵＷ挿入部、２１７  ＱＰＳＫ変調部、２１８  無線送信部、２１９  時刻信号取得部、２２０  ＧＰＳアンテナ、２２１  ＧＰＳ受信機、２２２  ＧＰＳ信号処理部、２２３  送信タイミング発生部、３  非静止衛星（衛星）、４  ＧＰＳ衛星、５  地上ネットワーク、６  サービスセンタ、７  衛星追跡管制センタ、８  フォワードリンク回線、９  リターンリンク回線、１０  ＧＰＳ信号、１１  地上通信端末、１２  地上通信基地局、１３  下り方向通信信号、１４  上り方向通信信号。
【図１】
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【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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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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