(57)【要約】【課題】地上にマルチビームを形成する通信衛星を介して基地局から移動局に対して衛星放送する際に、移動局において生じるビーム切替処理を短縮するとともに、ビーム切替時の放送データ受信欠落することのない衛星通信方法、及びその方法に用いる基地局及び移動局を得ることを目的とする。【解決手段】移動局４は、放送回線６ａによりデータパケット７を受信し、さらに切替可情報パケット８を受信する。移動局４は、切替可情報パケット８を受信すると、受信周波数を一時的にｆ４に切り替えることによって、周辺放送エリアの放送信号を受信し、受信信号強度やビット誤り率などの回線品質を測定し、放送回線６ａと放送回線６ｂの回線品質を比較して回線切替制御を行う。【選択図】　　　　図３
2004128630.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地上にマルチビームを形成する通信衛星を介して、基地局から移動局に対して放送を行う衛星放送方法において、上記基地局からデータパケットを送信するとともに、周期的に切替可情報パケットを連続して送信し、この切替可情報パケットを受信した移動局は、この切替可情報パケットの送信期間に、在圏する放送エリアの周辺放送エリアの放送回線の回線品質を測定し、この測定結果に基づいて放送回線の切替を行うことを特徴とする衛星放送方法。
【請求項２】
地上にマルチビームを形成する通信衛星を介して、移動局へ放送送信を行う送信部と、入力されたコンテンツデータからデータパケットを生成するデータパケット生成部と、このデータパケット生成部により生成したデータパケット、又は上記移動局がビームを切り替えるための連続した切替可情報パケットを上記送信部に送出するパケット送出部と、このパケット送出部に対して、周期的に上記切替可情報パケットの送出を指示するパケット制御部とを備えたことを特徴とする基地局。
【請求項３】
地上にマルチビームを形成する通信衛星を介して、基地局から送信される放送の受信を行う受信部と、この受信部により受信した信号からコンテンツデータを再生出力するとともに、切替可情報パケットを検知する受信信号処理部と、この受信信号処理部からの切替可情報パケット受信の通知により、上記受信部に対して、在圏する放送エリアの周辺放送エリアの放送回線に切り替えて回線品質を測定するように指示するとともに、測定結果に基づいて受信する放送回線を指示する回線切替制御部とを備えたことを特徴とする移動局。
【請求項４】
地上にマルチビームを形成する通信衛星を介して、基地局から送信される放送の受信を行う受信部と、この受信部により受信した信号からコンテンツデータを再生出力するとともに、切替可情報パケットを検知する受信信号処理部と、ＧＰＳ受信機により算出した位置情報から在圏する放送エリアを特定し、上記受信信号処理部からの切替可情報パケット受信の通知により、上記受信部に対して、上記特定した放送エリアの放送回線に切り替えるよう指示する回線切替制御部とを備えたことを特徴とする移動局。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、地上にマルチビームを形成する通信衛星を介して基地局から移動局へ放送送信する衛星放送方法、及びその方法に用いる基地局及び移動局に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
軌道上の通信衛星を介して地上へ放送送信する方法として、シングルビーム方式とマルチビーム方式とがある。シングルビーム方式では１ビームで地上の広範囲をカバーするために地表面で実効放射電力が小さくなるが、１ビーム内で回線制御が可能である。これに対して、マルチビーム方式の場合には、実効放射電力を高くできるものの、各ビームごとに回線周波数が割り振られるため、移動体がビームエリア間を移動する際に回線の切り替えが必要となる。
【０００３】
このようなマルチビーム方式を利用した従来の衛星通信方法として、例えば特開平０９−２１４４１４号公報に記載されたものがある。該公報には、複数ビームの回線品質又はＧＰＳ位置情報に基づいて、移動局がビーム切替の必要性を判断し、ビーム切替が必要な場合には、移動局からビーム切替要求信号を通信衛星に対して送信するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来のマルチビーム衛星通信においては、移動局が放送受信中に回線品質の測定を行うために別途受信機を要するという問題点があるとともに、このような受信機を有しない場合には放送データの受信欠落が生じるという問題点があった。また、ビーム切替要求信号を送信するために送信系を有しており、この従来技術を、放送目的の衛星通信に適用することは困難であるという問題点もあった。
【０００５】
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、地上にマルチビームを形成する通信衛星を介して基地局から移動局に対して衛星放送する際に、移動局において生じるビーム切替処理を短縮するとともに、ビーム切替時の放送データ受信欠落することのない衛星通信方法、及びその方法に用いる基地局及び移動局を得ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明に係る衛星放送方法は、地上にマルチビームを形成する通信衛星を介して、基地局から移動局に対して放送を行う衛星放送方法において、上記基地局からデータパケットを送信するとともに、周期的に切替可情報パケットを連続して送信し、この切替可情報パケットを受信した移動局は、この切替可情報パケットの送信期間に、在圏する放送エリアの周辺放送エリアの放送回線の回線品質を測定し、この測定結果に基づいて放送回線の切替を行うものである。
【０００７】
請求項２の発明に係る基地局は、地上にマルチビームを形成する通信衛星を介して、移動局へ放送送信を行う送信部と、入力されたコンテンツデータからデータパケットを生成するデータパケット生成部と、このデータパケット生成部により生成したデータパケット、又は上記移動局がビームを切り替えるための連続した切替可情報パケットを上記送信部に送出するパケット送出部と、このパケット送出部に対して、周期的に上記切替可情報パケットの送出を指示するパケット制御部とを備えたものである。
【０００８】
請求項３の発明に係る移動局は、地上にマルチビームを形成する通信衛星を介して、基地局から送信される放送の受信を行う受信部と、この受信部により受信した信号からコンテンツデータを再生出力するとともに、切替可情報パケットを検知する受信信号処理部と、この受信信号処理部からの切替可情報パケット受信の通知により、上記受信部に対して、在圏する放送エリアの周辺放送エリアの放送回線に切り替えて回線品質を測定するように指示するとともに、測定結果に基づいて受信する放送回線を指示する回線切替制御部とを備えたものである。
【０００９】
請求項４の発明に係る移動局は、地上にマルチビームを形成する通信衛星を介して、基地局から送信される放送の受信を行う受信部と、この受信部により受信した信号からコンテンツデータを再生出力するとともに、切替可情報パケットを検知する受信信号処理部と、ＧＰＳ受信機により算出した位置情報から在圏する放送エリアを特定し、上記受信信号処理部からの切替可情報パケット受信の通知により、上記受信部に対して、上記特定した放送エリアの放送回線に切り替えるよう指示する回線切替制御部とを備えたものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
この発明の実施の形態１に係る衛星放送方法、その方法に用いる基地局及び移動局を図１〜図５によって説明する。図１は実施の形態１に係る衛星放送方法における装置の全体構成を示す構成図である。図１において、１は通信衛星、２ａ、２ｂはそれぞれ通信衛星１からのマルチビームにより形成される放送エリア、３は基地局、４は移動局である。また５ａ及び５ｂは基地局３から通信衛星１へのアップリンク（それぞれキャリア周波数ｆ１、ｆ２）回線であり、６ａ及び６ｂは、それぞれ放送エリア２ａ及び２ｂに対応する通信衛星からの放送回線（それぞれキャリア周波数ｆ３、ｆ４）である。また、アップリンク回線と放送回線との関係は、アップリンク回線５ａと放送回線６ａとが対に、アップリンク回線５ｂと放送回線６ｂとが対になっている。なお、アップリンク回線が１本で、放送回線を複数とする場合もある。この場合、基地局３から通信衛星１へのアップリンク回線５ａに対して、通信衛星１から放送エリアへの放送回線６ａ、６ｂを対応付ける（この場合、以下のアップリンク回線５ｂをアップリンク回線５ａと読みかえればよい）。
【００１１】
通信衛星１は、例えば、特定地域の概ね天頂方向に順次飛来する非静止型の通信衛星であり、この特定地域を包含する通信エリアに対してマルチビームを形成するものである。この通信衛星は、例えば３基の通信衛星群を形成し、各１基ずつ順次、特定地域の所定仰角範囲に８時間滞留して通信サービスを提供することによって、常時、通信を確保するものである。上記の所定仰角範囲とは、例えば仰角７０度〜９０度（天頂）のような仰角範囲をいうが、この仰角範囲は個々の通信衛星システムによって設定されるものである。また、通信衛星１のような概ね天頂方向に飛来する衛星は、例えば、周期２４時間、軌道傾斜角４５度、離心率０．１３９、アポジ高度４１６５０ｋｍ、ペリジ高度２９９３０ｋｍを軌道に有する楕円軌道衛星が挙げられる。図２は、このような軌道を航行する衛星の直下点が地表面上に描く軌跡の一例を示しており、準天頂衛星と呼ばれることがある。また、通信衛星の台数の多少は、それぞれの通信衛星システムにおいて設定されるものである。
【００１２】
図１において、基地局３は、通信衛星１を介して、移動局４に音声や映像等のデータを放送する。ここに云う放送とは、音楽や映像等の同時受信のための送信、及び広く片方向にコンテンツ送信するような形態の通信をも含むものとする。移動局４は通信衛星１によって形成される放送エリア２ａ、２ｂ内を自由に移動するものであり、本発明は、移動局４の移動によって生じる放送回線の切り替えを考慮する。図３は放送回線の切替の際の送受信内容を示す模式図である。図３において、７は映像や音声等のデータパケットであり、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３・・・の順に基地局３から送信する。８は受信側である地上局４へ通信回線の切り替えを指示する切替可情報パケットである。
【００１３】
基地局３はデータパケットＰ１、Ｐ２、Ｐ３をアップリンク回線５ａ（周波数ｆ１）により送信し、通信衛星１により放送回線６ａ（周波数ｆ３）により、放送エリア２ａへ送信される。また、基地局３はデータパケットＰ１、Ｐ２、Ｐ３をアップリンク回線５ｂ（周波数ｆ２）により送信し、通信衛星１により放送回線６ｂ（周波数ｆ４）により、放送エリア２ｂへ送信される。基地局３は所定の周期で切替可情報パケット８を連続して送信する。移動局４は、放送エリア２ａに在圏しているときには、放送回線６ａによりデータパケット７を受信し、さらに切替可情報パケット８を受信する。移動局４は、切替可情報パケット８を受信すると、受信周波数を一時的にｆ４に切り替えることによって、周辺放送エリアの放送信号を受信し、受信信号強度やビット誤り率などの回線品質を測定する。放送回線６ａと放送回線６ｂの回線品質を比較して回線切替制御を行う。例えば、放送回線６ａが良好であれば受信周波数をｆ３に戻し、放送回線６ｂが良好であれば受信周波数をｆ４のまま維持する等の制御を行う。これらの回線品質の測定、比較、回線切り替え制御を切替可情報パケット８が連続して送信されている期間Ｔ内に行う。また、１回目の切替可情報パケットを受信した際の期間Ｔの中では、回線品質の測定を行い、その後、データパケットＰ４、Ｐ５、・・・を元の放送エリア２ａで受信しつつ、回線品質の比較等の処理を行い、次の切替可情報パケットを受信したときに、受信周波数をｆ３からｆ４に切り替え、放送エリア２ｂに対応する放送回線６ｂにてその後のデータパケットの受信を行うという処理も可能である。このように切替可情報パケット８を基地局３から送信している期間内に移動局４側において放送回線の切り替え（受信周波数の切り替え）を行うので、有意データ情報であるデータパケット７を受信欠落することがない。なお、切替可情報パケット８は、そのパケットデータとして、基地局３からの送信がデータパケット７でないことを示す識別記号が含まれるものであればよい。換言すれば、切替可情報パケット８に含まれる記号によって、移動局４が切替処理を行う期間にあるということが判別できればよい。
【００１４】
次に基地局の構成について説明する。図４は基地局の構成を示す構成図である。図４において、９は送信アンテナ、１０は送信アンテナ９を介して通信衛星１へアップリンク送信する送信部、１１は送信部１０へ送信するデータパケットを送出するパケット送出部、１２は切替可情報パケットの送出をパケット送出部に指示するパケット制御部であり、１３はコンテンツデータからデータパケットを生成するデータパケット生成部である。
【００１５】
次に基地局３の動作について図４により説明する。音楽や映像等のコンテンツデータはデータパケット生成部１３に入力される。データパケット生成部１３は、入力されたコンテンツデータからデータパケット７を生成して出力し、ストリーム系のデータ等に対しては必要に応じて時間軸圧縮してデータパケットを生成する。パケット送出部１１は、データパケット送信期間中は、データパケット生成部１３からのデータパケット７を送信部１０へ出力する。パケット制御部１２は切替可情報パケット８を送信するタイミングを時間計測し、所定のタイミングとなったときに、切替可情報パケット８を送出するようにパケット送出部１１に指示する。この指示を受けたパケット送出部１１はデータパケット７の送出を止めて、切替可情報パケット８を連続して送信部１０へ送出する。なお、切替可情報パケット８を送信する時間間隔が長すぎると、移動局４が急速に移動する場合に切替可情報パケット８を受信することなく周辺の放送エリアに移動してしまい、放送データの受信欠落を生じる。また逆に切替可情報パケット８を送信する時間間隔が短かすぎると、放送される信号に占めるデータパケット量が減少し、データの時間圧縮率が高くなってしまう。従って、切替可情報パケット８を送信するタイミング（時間間隔）は、送信するコンテンツデータ、さらには送信対象となる移動局４の種類に合わせて、所定のタイミングとする。このタイミングは、パケット制御部において、例えばコンテンツデータの情報量に合わせて可変としてもよいし、ルックアップテーブルを準備して、情報量に対応するタイミングを設定するようにしてもよい。
【００１６】
次に移動局４の構成について説明する。図５は移動局４の構成を示す構成図である。図５において、１４は受信アンテナ、１５は受信アンテナ１４を介して通信衛星１からの放送回線を受信する受信部、１６は受信信号からコンテンツデータを再生して出力するとともに、切替可情報パケット８を受信した際には、後述の回線切替制御部１７にその旨通知する受信信号処理部である。また受信信号処理部１６は、ストリーム系データ等に対して必要に応じて時間軸伸長して再生する。１７は切替可情報パケットが送信されている期間Ｔ中に、移動局３内での回線切り替えのための処理を制御する回線切替制御部である。
【００１７】
受信信号処理部１６は、切替可情報パケットの受信をそのパケット内の識別記号により検知し、切替可情報パケットを受信した旨を回線切替制御部１７に通知する。この通知を受けて、回線切替制御部１７は受信部１５に対して周辺の放送エリアに対応する受信周波数への変更を指示する。受信部１５は逐次受信周波数を切り替え、受信信号強度やビット誤り率等の回線品質の測定を行い、その結果を回線切替指示部１７へ出力する。回線切替制御部１７は回線品質を現在、在圏している放送エリアのものと比較し、回線切替が必要かどうかを回線品質の良悪等により判断する。回線切替制御部１７は、周辺の放送エリアとして測定した回線の品質が良ければ、その放送回線への切り替えを送信部１５に対して指示するが、この指示は、直ちに行っても良いし、次の切替可情報パケットの受信を待って行ってもよい。
【００１８】
実施の形態２．
実施の形態１においては、移動局４は周辺の放送エリアの放送回線品質を測定して回線切替の必要性を判断するものであったが、移動局４にＧＰＳ受信機を設けて移動局４の位置を算出し、放送エリアのカバレッジとの関係により、放送回線の切り替えを行うこともできる。
【００１９】
この場合、回線切替制御部１７は回線品質を測定せずに、ＧＰＳ受信機により算出した位置情報をもとに、在圏する放送エリアを特定する。この特定のための前提として、移動局４において、各放送エリアは既知のものであり、あるいは適宜更新されているものとする。切替可情報パケット８を受信信号処理部１６が確認し、回線切替制御部１７に通知すると、回線切替制御部１７は、その時点で在圏する放送エリアへの回線切替を送信部１５に指示する。なお、放送エリアが重複するエリアでは、重複する双方の放送回線の品質を切替可情報パケット受信後に測定し、良好な品質となる放送回線を選択するように回線切替制御するようにしてもよい。
【００２０】
【発明の効果】
この発明の請求項１乃至請求項３に係る発明によれば、切替可情報パケットを基地局から放送送信している期間中に、移動局側で周辺放送エリアでの回線品質測定、比較、回線切替処理を行うので、この処理中での放送データの受信欠落がなく回線切替処理を行うことができる。
【００２１】
この発明の請求項４係る発明によれば、ＧＰＳ受信機により在圏する放送エリアを特定するので、周辺放送エリアでの放送回線の回線品質測定を行う必要が無く、回線切替処理をより短時間に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１に係る衛星放送方法における装置の全体構成を示す構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る衛星放送方法における、通信衛星が地表面上に描く軌跡の一例を示す模式図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る衛星放送方法における、放送回線の切替の際の送受信内容を示す模式図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係る衛星放送方法に使用する基地局の構成を示す構成図である。
【図５】この発明の実施の形態１に係る衛星放送方法に使用する移動局の構成を示す構成図である。
【符号の説明】
１　通信衛星
２ａ、２ｂ　放送エリア
３　基地局
４　移動局
５ａ、５ｂ　アップリンク回線
６ａ、６ｂ　放送回線
７　データパケット
８　切替可情報パケット
９　送信アンテナ
１０　送信部
１１　パケット送出部
１２　パケット制御部
１３　データパケット生成部
１４　受信アンテナ
１５　受信部
１６　受信信号処理部
１７　回線切替制御部
【図１】
2004128630.tif 000003
【図２】
2004128630.tif 000004
【図３】
2004128630.tif 000005
【図４】
2004128630.tif 000006
【図５】
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