(57)【要約】【課題】データを送信するタイミングを調整することによって、データが基地局に到達する時間を制御する。【解決手段】通信衛星を介してデータを基地局２００へ送信するデータ通信装置３００において、送信するデータが基地局２００に到達する送信タイミングを指定するデータ送信指示を基地局２００から受信する通信部３１０と、データ送信指示から、送信タイミングを抽出する制御部３３０と、測位するための測位信号を受信し、測位信号に基づいて自己の位置を特定する測位位置情報を生成する測位部３６０と、測地位置情報と基地局位置情報とを用いて、送信タイミングに基地局２００にデータが到達するように、データを送信する送信時刻を算出するタイミング調整部３４０とを備え、制御部３３０は、タイミング調整部３４０が算出した送信時刻を入力し、送信時刻のタイミングでデータを送信することを通信部３１０へ指示する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基地局から送信されるデータ送信指示に基づいて、通信衛星を介してデータを基地局へ送信するデータ通信装置において、
送信するデータが上記基地局に到達する送信タイミングを指定するデータ送信指示を上記基地局から上記通信衛星を介して受信する通信部と、
上記データ送信指示を入力し、入力したデータ送信指示から、上記送信タイミングを抽出する制御部と、
測位するための測位信号を受信し、受信した測位信号に基づいて自己の位置を特定する測位位置情報を生成する測位部と、
上記基地局の位置を特定する基地局位置情報を記録する基地局位置情報記録部と、
上記制御部が抽出した送信タイミングと、上記測位部が生成した測位位置情報と、上記基地局位置情報記録部に記録された基地局位置情報とを入力し、上記測地位置情報と上記基地局位置情報とを用いて、上記送信タイミングに基地局にデータが到達するように、データを送信する送信時刻を算出するタイミング調整部と
を備え、
上記制御部は、上記タイミング調整部が算出した送信時刻を入力し、上記送信時刻のタイミングでデータを送信することを上記通信部へ指示することを特徴とするデータ通信装置。
【請求項２】
上記通信部は、所定のサイズを一つのフレームとする複数のフレームから構成されるフレーム列を受信し、
上記データ送信指示は、上記送信タイミングと上記データ通信装置を示す識別子とを含み、上記フレーム列を構成する一つのフレームに挿入され、
上記データ通信装置は、さらに、
上記通信部が受信した上記フレーム列を入力し、入力したフレーム列から自己の識別子を含むフレームを検出し、検出したフレームを上記制御部へ出力する検出部を備えることを特徴とする請求項１記載のデータ通信装置。
【請求項３】
上記タイミング調整部は、上記基地局位置情報と上記測位位置情報とから、上記通信衛星を経由する上記基地局と自己のとの間の距離を算出し、算出した距離を用いて、送信したデータが基地局に到達する到達時間を算出し、算出した到達時間と上記送信タイミングとから送信時刻を算出することを特徴とする請求項１または２記載のデータ通信装置。
【請求項４】
上記測位部は、測位信号として、ＧＰＳ信号を受信することを特徴とする請求項１から３いずれかに記載のデータ通信装置。
【請求項５】
上記測位部は、上記制御部が送信タイミングを抽出する度に、上記測位位置情報を生成することを特徴とする請求項１から４いずれかに記載のデータ通信装置。
【請求項６】
上記データ通信装置は、さらに、
データを記録するデータ記録部と、
上記データ記録部に記録されたデータを用いて、送信する送信データを生成するデータ生成部とを備え、
上記制御部は、上記データ生成部へ送信データを生成する指示を通知し、上記通知によって上記データ生成部が生成した送信データを送信することを上記通信部へ指示すること特徴とする請求項１から５いずれかに記載のデータ通信装置。
【請求項７】
上記通信衛星は、準天頂衛星であり、
上記通信部は、上記準天頂衛星から測位信号を受信することを特徴とする請求項１から６いずれかに記載のデータ通信装置。
【請求項８】
上記準天頂衛星は、上記測位信号を補正する補正信号の送信と中継し、
上記通信部は、上記準天頂衛星が中継した補正信号を受信することを特徴とする請求項７記載のデータ通信装置。
【請求項９】
基地局から送信されるデータ送信指示に基づいて、通信衛星を介してデータ通信装置がデータを基地局へ送信するデータ通信方法において、
上記基地局の位置を特定する基地局位置情報を入力し、
送信するデータが上記基地局に到達する送信タイミングを指定するデータ送信指示を上記基地局から上記通信衛星を介して受信し、
受信したデータ送信指示から、上記送信タイミングを抽出し、
測位するための測位信号を受信し、
受信した測位信号に基づいて自己の位置を特定する測位位置情報を生成し、
上記測地位置情報と上記基地局位置情報とを用いて、上記送信タイミングに基地局にデータが到達するように、データを送信する送信時刻を算出し、
上記送信時刻のタイミングでデータを送信することを特徴とするデータ通信方法。
【請求項１０】
基地局から送信されるデータ送信指示に基づいて、準天頂衛星を介してデータ通信装置がデータを基地局へ送信するデータ通信システムにおいて、
基地局は、
データを到着するタイミングを特定する送信タイミングを指定して、データを送信することを指示するデータ送信指示を作成するタイミング指定部と、
上記タイミング指定部が作成したデータ送信指示を上記準天頂衛星を介して送信し、上記データ送信指示に対応して送信されたデータを上記準天頂衛星を介して受信する通信インタフェース部と
を備え、
上記データ通信装置は、
送信するデータが上記基地局に到達する送信タイミングを指定するデータ送信指示を上記基地局から上記準天頂衛星を介して受信する通信部と、
上記データ送信指示を入力し、入力したデータ送信指示から、上記送信タイミングを抽出する制御部と、
測位するための測位信号を受信し、受信した測位信号に基づいて自己の位置を特定する測位位置情報を生成する測位部と、
上記基地局の位置を特定する基地局位置情報を記録する基地局位置情報記録部と、
上記制御部が抽出した送信タイミングと、上記測位部が生成した測位位置情報と、上記基地局位置情報記録部に記録された基地局位置情報とを入力し、上記測地位置情報と上記基地局位置情報とを用いて、上記送信タイミングに基地局にデータが到達するように、データを送信する送信時刻を算出するタイミング調整部と
を備え、
上記制御部は、上記タイミング調整部が算出した送信時刻を入力し、上記送信時刻のタイミングで上記準天頂衛星を介してデータを送信することを上記通信部へ指示することを特徴とするデータ通信システム。
【請求項１１】
上記データ通信装置は、電力計を含む計器を接続し、
上記データ記録部は、上記計器からメータ値を入力し、入力したメータ値をに記録し、
上記制御部は、所定のタイミングで、上記データ記録部に記録されたメータ値を送信することを上記通信部へ指示することを特徴とする請求項１記載のデータ通信装置。
【請求項１２】
上記データ記録部は、緊急通報のデータを入力し、入力したデータを記録するとともに、
上記制御部は、上記緊急通報を直ちに送信することを上記通信部へ指示することを特徴とする請求項１記載のデータ通信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、通信衛星を用いて、基地局とデータを通信するデータ通信装置およびデータ通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
通信衛星を用いて、基地局と端末とがデータを通信する場合、端末から送信したデータが基地局へ到達する所要時間は、端末と基地局との間の距離に応じて異なる。従って、複数の端末から基地局へデータが送信される場合、それぞれの所要時間は、端末と基地局との間の距離に応じて異なることになる。
所定のサイズを一フレームとし、複数のフレームから構成されるフレーム列を用いてデータを送受信する場合を考える。複数の端末は、データを送信するフレームが指定され、指定されたフレームの範囲に送信データを送信することになるが、端末によって基地局に送信データが到達する時間が異なる。このため、一フレームの両端の部分は、他の端末から送信されたデータと重なる可能性がある（非特許文献１，２５−２６頁）。このため、ガードタイムと呼ばれる、データ領域として使用しない部分を設定していた。また、ガードタイムの領域を少なくするため、基地局において、端末から送信されたデータの受信タイミングから端末位置を計算して、端末に対して送信タイミングを制御する情報（タイムアライメント）を送信していた。
【０００３】
【非特許文献１】
Ｓバンドを用いる国内移動衛星通信システム  標準規格  ＡＲＩＢ  ＳＴＤ−Ｔ４９  ３．０版，  平成１３年５月  ３．０版第１刷発行，  発行所社団法人電波産業会
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、フレームにガードバントを設定していたため、データ領域を有効に使用できなかった。また、一つのフレームで送信できる情報量が少なくなっていた。
一方、基地局から送信タイミングを指示する場合（タイムアライメントを送信する場合）でも、まず、端末からフレーム（データ）を一度受信し、受信したフレームを用いてタイムアライメントを計算する必要があった。
このため、基地局からポーリングアクセスする場合、基地局では、「アクセス→応答（フレーム受信）→タイミング指示→情報受信」という動作が必要となり、タイミングを指示しない場合の動作、「アクセス→情報受信」の動作に比べ２倍の時間が必要となっていた。さらに、端末が移動体の場合、タイムアライメントが変化するため、長い通信はできなかった。
【０００５】
そこで、この発明は、端末においてデータを送信するタイミングを調整することによって、データが基地局に到達する時間を制御することを目的とする。
特に、基地局の位置と端末の位置とを用いてタイミングを調整する方式を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るデータ通信装置は、基地局から送信されるデータ送信指示に基づいて、通信衛星を介してデータを基地局へ送信するデータ通信装置において、
送信するデータが上記基地局に到達する送信タイミングを指定するデータ送信指示を上記基地局から上記通信衛星を介して受信する通信部と、
上記データ送信指示を入力し、入力したデータ送信指示から、上記送信タイミングを抽出する制御部と、
測位するための測位信号を受信し、受信した測位信号に基づいて自己の位置を特定する測位位置情報を生成する測位部と、
上記基地局の位置を特定する基地局位置情報を記録する基地局位置情報記録部と、
上記制御部が抽出した送信タイミングと、上記測位部が生成した測位位置情報と、上記基地局位置情報記録部に記録された基地局位置情報とを入力し、上記測地位置情報と上記基地局位置情報とを用いて、上記送信タイミングに基地局にデータが到達するように、データを送信する送信時刻を算出するタイミング調整部と
を備え、
上記制御部は、上記タイミング調整部が算出した送信時刻を入力し、上記送信時刻のタイミングでデータを送信することを上記通信部へ指示することを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１の通信システムの構成の一例を示す図である。
基地局２００とデータ通信装置（端末）３００とは、通信衛星１００を介してデータを送受信する。
また、データ通信装置３００は、ＧＰＳ衛星１１０から測位信号（ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）信号）を受信する。
なお、図１では、測位信号を発信する衛星として、ＧＰＳ信号を発信するＧＰＳ衛星１１０を一例として用いたが、これに限られることはない。測位信号は、位置を特定する位置情報を測位できる信号であればよく、また、測位信号を発信する衛星であればＧＰＳ衛星に限られることはない。
データ通信装置３００は、移動体であっても、固定された端末であってもよい。
図１では、説明を容易にするため、データ通信装置３００を一つしか表していないが、基地局２００は、複数のデータ通信装置３００とデータを送受信する。
【０００８】
図２は、基地局２００とデータ通信装置３００の構成の一例を表した図である。
また、図２では、データ通信装置３００から基地局２００へ送信されるデータを利用するデータ利用装置４００を示している。なお、図２の構成では、データ利用装置４００から、「複数のデータ通信装置３００からデータを収集し、収集したデータを、データ利用装置４００へ送信せよ」という依頼があった場合を一例として説明する。
【０００９】
まず、基地局２００の構成を説明する。
基地局２００は、通信部（通信インタフェース部）２１０、ポーリングテーブル２２０、フレームタイミング制御部（タイミング指定部）２３０、データ処理部２４０、データメモリ２５０、データ通知部２６０を備える。
通信部２１０は、データ通信装置３００とデータを送受信（通信）する。
ポーリングテーブル２２０は、複数のデータ通信装置３００からデータを収集する順番を指定するテーブルである。例えば、複数のデータ通信装置３００それぞれを識別する識別子と、識別子に対応させて、データを収集する順番、データを収集する周期等の項目を格納する。図３は、ポーリングテーブル２２０の一例を示した図である。図３では、複数のデータ通信装置３００として、端末Ａ、端末Ｂ、端末Ｃとを示している。
フレームタイミング制御部２３０は、上記ポーリングテーブル２２０に基づいて、データ通信装置３００に対して、データを送信するデータ送信指示を作成し、通信部２１０を介して送信する。
データ送信指示は、複数のフレームから構成されるフレーム列を用いて送信する。一つのフレームは所定のサイズからなり、同じサイズの複数のフレームがフレーム列を構成する。
【００１０】
データ処理部２４０は、通信部２１０が受信したデータを入力し、データを解析して、データメモリ２５０へ格納する。
データメモリ２５０は、データを格納する記憶領域である。図４は、データメモリ２５０の一例を示した図である。ＩＤに対応させてデータを格納する。
データ通知部２６０は、データメモリ２５０へ格納されたデータをデータ利用装置４００へ通知（送信）する。データを通知するタイミングは、予め取り決めたタイミング（定期的）であってもよいし、データ利用端末４００から要求が有った場合に通知する場合であってもよい。
【００１１】
次に、データ通信装置３００の構成を説明する。
データ通信装置３００は、通信部３１０、検出部３２０、制御部３３０、タイミング調整部３４０、基地局位置情報記録部３５０、測位部３６０、データ生成部３７０、データ記録部３８０を備える。
通信部３１０は、基地局２００とデータを送受信（通信）する。
検出部３２０は、基地局２００から送信されるフレーム列を通信部３１０を介して入力し、入力したフレーム列から所望のデータを検出する。例えば、自己のデータ通信装置３００に関連するデータを検出する。
制御部３３０は、検出部３２０が検出したデータを入力し、タイミング調整部３４０、データ生成部３７０へ処理の指示を出力するとともに、処理した結果を取得し、基地局２００へデータを送信する制御を行う。
【００１２】
タイミング調整部３４０は、基地局の位置を特定する基地局位置情報と、自己の位置を特定する測位位置情報と、衛星の軌道情報とを用いて、データが基地局へ到達する到達時間を算出し、到達時間とを用いて、データを送信（発信）する送信時刻を算出する。衛星の軌道情報は、測位信号に含まれている場合もあるし、予めデータ通信装置３００に通知され、記憶領域（例えば、基地局位置情報記録部３５０に記録する）に記憶されている場合もある。
基地局位置情報記録部３５０は、基地局の位置を特定する基地局位置情報を記録する。基地局位置情報は、既知の情報であり、あらかじめ記録される。
測位部３６０は、測位信号を受信し、自己の位置を特定する測位位置情報を生成する。また、測位部３６０は、測位信号を補正する補正信号を受信し、測位信号を補正して測位位置情報を生成する。補正信号は、基準局（図１では示していない）から送信される情報である。測位部３６０は、基準局から補正信号を受信する。測位位置情報の生成については、受信した測位信号に基づいて所定の手順によって生成される。測位位置情報の生成については、ここでは説明を省略する。
【００１３】
データ生成部３７０は、データ記録部３８０に記憶されたデータを用いて、基地局へ送信するデータを生成する。
データ記録部３８０は、データを記録する。記録するデータは、データ通信装置３００によって収集されるデータ、データ通信装置３００に関するデータ等であり、データ利用装置４００が要望するデータが記録される。記録されるデータは、外部から入力されるデータであってもよいし、データ通信装置３００に関するデータを記録する場合（データ通信装置３００が定期的（自動的）に記録するデータでもよい）であってもよい。外部から入力される場合は、通信網（無線、有線を問わない）を介して入力される場合、利用者によって入力装置（キー、キーボード、ボタン等）を用いて入力される場合等がある。データ通信装置３００に関するデータを記録する場合は、例えば、データ通信装置３００に備えられている計器等のデータを収集する手段を有し、上記手段によって、データを収集し、格納する。
【００１４】
図５は、基地局２００とデータ通信装置３００との間で送受信されるデータの一例を表した図である。
図５（Ａ），（Ｄ）は、一つのサイズが所定のサイズであり、同じサイズの複数のフレームから構成されるフレーム列を示している。（Ａ）は、基地局送信フレーム列９１０を示し、（Ｄ）は、データ通信装置送信フレーム列９２０を示す。符号９１１から９１５及び９２１から９２６は、複数のフレームそれぞれを示す。
図５（Ｂ）は、フレーム９１１が、基地局２００がデータ通信装置３００へ、データの送信を指示するデータ送信指示のフレームである場合の一例を示している。
図５（Ｃ）は、フレーム９２４が、データ送信指示に基づいて、データ通信装置３００がデータを送信した内容である。
フレーム９１１、フレーム９２４は、ヘッダ、ＩＤ（識別子）、データ領域から構成される例を示す。ヘッダは、同期信号など通信に必要な情報をする。ＩＤは、データ通信装置３００を特定する識別子を設定する。データ領域は、送信する側が設定する情報である。なお、ここでは、説明を容易にするためにＩＤとデータ領域とを分けて示しているが、データ領域内にＩＤを含める場合であってもよい。また、図５（Ｂ）、図５（Ｃ）では、説明を簡単にするため、一つのフレームの末端に設定される、末端を示すマーク等については省略している。
【００１５】
図５の例では、フレーム９１１は、ＩＤに識別子が設定されたデータ通信装置３００に対して、フレーム９２４においてデータを送信することを指示した例である。フレーム９２４は、上記指示に基づいて、ＩＤに設定された識別子によって指定されたデータ通信装置３００が指定されたフレームにデータを送信した例である。
また、基地局２００は、所定のチャネルにおいて、図５に示した複数のフレームから構成されるフレーム列９００を前提にデータ通信装置３００と通信する。従って、基地局２００とデータ通信装置３００とは、所定のフレームに対応するように（データがフレームに規定したタイミングに合うように）、タイミングを合わせてデータを送信することになる。
基地局２００が送信するフレーム列のチャネルの一例としては、制御チャネルが挙げられる。制御チャネルを用いて、複数のデータ通信装置３００からデータを収集する場合、各データ通信装置３００に対して制御チャネルのフレーム列を用いてポーリングを行ない、データを収集する。
【００１６】
次に、動作を説明する。
まず、基地局２００の動作を説明する。
基地局２００のフレームタイミング制御部２３０は、ポーリングテーブル２２０を用いて、フレーム列へデータ送信指示を設定する。ＩＤへデータを送信することを指示するデータ通信装置３００の識別子を設定するとともに、データ送信指示には、データの種類や送信するフレームの指定等のデータを設定する。図５では、フレーム９１４において、データを受信するように、フレーム９１１のデータ領域にデータ送信指示を設定した例を示した。同様に、フレーム９１５のデータ領域にデータを受信するように、フレーム９１２のデータ領域にデータ送信指示を設定することができる。
フレームタイミング制御部２３０は、上記データ送信指示をフレームに設定して（フレームのタイミングにあわせて）送信することを通信部２１０に指示する。
【００１７】
通信部２１０は、データ送信指示をフレーム列のフレームに設定して送信する。また、通信部２１０は、フレーム列のＩＤをチェックし、上記データ送信指示に対応してデータが送信されたフレームを検出し、検出したフレームをデータ処理部２４０へ渡す。データ処理部２４０は、フレームからデータを抽出し、抽出したデータをデータメモリ２５０へ格納する。
データ通知部２６０は、データメモリ２５０に格納されたデータをデータ利用装置４００へ送信する。
以上が基地局２００の動作である。
【００１８】
次に、データ通信装置３００の動作を図６〜図８を用いて説明する。
図６は、データ通信装置３００の動作の一例を示すフローチャート図である。
図７は、データ生成処理の動作の一例を示すフローチャート図である。
図８は、タイミング調整処理の動作の一例を示すフローチャート図である。
基地局３００の通信部３１０は、フレーム列を受信し、検出部３２０へ出力する。
検出部３２０は、フレーム列を監視し（Ｓ１１）、自己のＩＤが設定されているフレームを検出する（Ｓ１２でＹｅｓ）。検出したフレームのデータ領域に設定されたデータ送信指示を制御部３３０へ出力する。
制御部３３０は、検出部３２０からデータ送信指示を入力し、上記データ送信指示を解析して、生成するデータ、及び、データを送信するフレームのタイミングを検出する（Ｓ１３）。
次に、制御部３３０は、データ生成部３７０へ送信するデータの生成を指示するとともに、タイミング調整部３４０へタイミングの調整を指示する（Ｓ１４）。
データ生成部３７０とタイミング調整部３４０とは並行して処理を実施する。
【００１９】
データ生成部３７０の処理は、制御部３３０からの指示を受け（Ｓ２１）、データ記録部３８０に記録されたデータを読み出し（Ｓ２２）、読み出したデータを編集する（Ｓ２３）。編集する形式は、予め決められた形式に基づいて行なう。また、データ送信指示によって、送信するデータの種類が指示されている場合は、指示に基づいてデータを編集する。データ生成部３７０は、編集したデータを制御部３３０へ渡す。
【００２０】
タイミング調整部３４０は、制御部３３０から、データを送信するフレームの指定（送信タイミング）を通知されるとともに、タイミングを調整する指示を受け付け（Ｓ３１）、測位部３６０へ自己の位置を測位することを指示する。
測位部３６０は、測位信号（ＧＰＳ信号）を受信し（Ｓ３２）、受信した測位信号に基づいて、自己（データ通信装置３００）の位置を特定する測位位置情報を生成する（Ｓ３３）。この際、基準局から補正信号を受信し、補正信号を用いて位置情報を補正する。生成した測位位置情報をタイミング調整部３４０へ渡す。
【００２１】
タイミング調整部３４０は、基地局位置情報を基地局位置情報記録部３５０から読み出す（Ｓ３４）。また、測位部３６０から測位位置情報を受け取る。また、衛星の軌道情報を入手する。衛星の軌道情報は、測位信号から抽出する場合、あるいは、予め記憶されている場合がある。タイミング調整部３４０は、基地局位置情報と測位位置情報と衛星の軌道情報とから、基地局２００と自己のデータ通信装置３００との距離を算出する。上記距離は、基地局２００から通信衛星１００を経由して自己のデータ通信装置３００へ到達する距離である。算出した距離を用いて、送信したデータが基地局２００へ到達する到達時間を算出する。算出した到達時間と制御部３３０から通知された送信タイミングとから、データを送信する（発信する）送信時刻を算出する（Ｓ３５）。算出した送信時刻を制御部３３０へ通知する（Ｓ３６）。
【００２２】
制御部３３０は、データ生成部３７０が生成したデータと、タイミング調整部３４０が算出した送信時刻を用いて、送信するデータ、及び、ＩＤ等のデータを用いて、送信するフレームのデータを作成する（Ｓ１６）。ヘッダへ所定のデータを設定し、ＩＤへ自己のデータ通信装置３００を特定する識別子を設定し、データ領域へデータ生成部３７０が生成したデータを設定する。このようにして一つのフレームに相当するデータを設定し、通信部３１０へ送信を指示する。具体的には、一つのフレームに相当するメモリ（制御部３３０、通信部３１０とがアクセスできる記憶領域）へ上記３つのデータを書き込み（設定し）、通信部３１０へメモリに書きこまれたデータの送信を指示する。
通信部３１０は、送信時刻のタイミングで送信データを送信する（Ｓ１７）。
検出部３２０が、自己のＩＤが設定されたフレームを検出するまで、制御部３３０は、処理開始の待ち状態となる（Ｓ１１、Ｓ１２でＮｏ）。
【００２３】
図９は、フレームのデータの利用状況を示した図である。
フレームＸは、従来のデータ送信においてガードタイムが設定されていた状況を示し、フレームＹは、タイミング調整をしてデータを送信することによって、フレームが有効に利用できることを示した図である。
データ通信装置３００からデータを送信する場合に、到達時間（所要時間）を算出して、所定の送信タイミングに合致するように、データを送信する（発信する）送信時刻を定めることにより、所定のフレームの範囲にデータがおさまり、他のデータ通信装置３００から送信されたデータと重なりあうことがなくなる。
【００２４】
すなわち、フレームＸでは、基地局２００がデータ通信装置３００から受信するデータは、一つのフレーム（指定されたフレーム）の範囲からずれることが発生していた。このため、一つのフレーム領域の両端にガードタイム（図９では、“Ｇ”で示した斜線部分）を設定する必要があった。これは、データ通信装置３００と基地局２００との距離によって、データが基地局２００において受信されるタイミングがずれるため必要だった領域である。
一方、フレームＹでは、タイミング調整をして送信タイミングを算出してデータを送信するため、基地局２００がデータ通信装置３００から受信するデータは、一つのフレーム（指定されたフレーム）の範囲におさまることになる。従って、データを受信するタイミングがずれることがなくなるため、ガードタイムを設定する必要なくなる。よって、一つのフレームにおいて、使用できる使用可能領域が増加することになるため通信できる情報量が増加する。
なお、フレームＹには、ガードタイムがない状態を表しているが、タイミング調整の精度によっては、ガードタイムを併用して基地局２００においてデータが重なることを防止することも可能である。
【００２５】
このように、タイミング調整をしてデータ通信装置３００からデータを送信することによって、送信することができるデータ量を増加させることが可能になる。
また、基地局２００は、データ送信指示を送信することによって、データ通信装置３００からデータを受信することが可能となり、タイミング調整のためのアクセスが必要なくなる。従って、基地局２００とデータ通信装置３００との間の通信量を削減することが可能なり、ネットワークを有効に利用することが可能となる。
また、データ通信装置３００が移動する場合であっても、データ通信装置３００からデータを送信するタイミングを、きめこまやかに調整することが可能となるため、長時間に亘って通信を継続することが可能となる。
【００２６】
実施の形態２．
実施の形態２では、通信衛星１００の一例として、準天頂衛星を用いた形態を説明する。
図１０は、実施の形態２の通信システムの構成の一例を示す図である。
図１０は、通信衛星１００の代わりに、準天頂衛星１２０を示している。さらに、測位における基準局５００を明示した（図１では省略）。また、基準局５００は、通信網６００を介して基地局２００と通信する。その他の構成要素は、図１と同様であるため説明を省略する。
また、基地局２００、データ通信装置３００の動作は、基本的には実施の形態１の動作と同様である。
【００２７】
ここで、準天頂衛星について説明する。
準天頂衛星は、赤道面から約４５度の傾斜角になるように地上３５８００ｋｍ上空を地球の自転に合わせて１日に１周回している。また、準天頂衛星は、一例として、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３機が配置されている。準天頂衛星は、赤道上を交点とする「８の字」を描くように周回している。３機の準天頂衛星は、軌道面を異にするが８時間ずつ交代するように、切れ目なく日本上空に位置している。また、地域を日本で考えた場合、仰角が７０度以上の準天頂衛星が常に存在することになる。切れ目なく日本上空に位置しているため、仰角が７０度以上の準天頂衛星が常に存在し、受信者が地上で準天頂衛星から電波を受ける際、ビルの谷間でも電波を遮られることがない。このような利点を有する。
【００２８】
図１０において、準天頂衛星１２０は、基地局２００とデータ通信装置３００とのデータ通信を仲介するとともに、測位信号（ＧＰＳ信号）を発信する。
また、準天頂衛星１２０は、補正信号の送信を仲介する。補正信号は、基準局５００から通信網６００を介して基地局２００に送信され、さらに、基地局２００に受信された補正信号は、基地局２００から送信（発信）され、準天頂衛星１２０によって仲介されて、データ通信装置３００へ到達する。
従って、データ通信装置３００は、ＧＰＳ衛星１１０から発信されるＧＰＳ信号に加え、準天頂衛星１２０から発信されるＧＰＳ信号を受信することができるため、より確実に複数のＧＰＳ信号を受信することが可能になる。さらに、準天頂衛星１２０を介して補正信号を受信することが可能になるため、基準局５００から直接受信する場合に比べて、確実に補正信号を受信することが可能になる。よって、データ通信装置３００は、精度の高い測位位置情報を生成することが可能になる。また、精度の高い測位位置情報が生成することによって、データ通信装置３００から送信されるデータがより確実にフレームの範囲にあるように送信されるとともに、データ通信装置３００が移動している場合であっても、きめかまやかにデータを送信するタイミングを調整することが可能になるため、長時間の通信が可能になる。
【００２９】
実施の形態３．
実施の形態３では、宅配トラックからのデータを収集する場合の具体例について説明する。
図１１は、宅配トラックのデータを収集する通信システムの構成の一例を示す図である。
図１１では、データ通信装置３００として、トラックＡ３９１、トラックＢ３９２、トラックＣ３９３とを一例と示している。また、トラックＡ３９１、トラックＢ３９２、トラックＣ３９３とは、エリア７００の範囲を移動することを前提とする。エリア７００は、トラックの配送を管理する範囲等により決定される範囲である。また、通信衛星１００として、準天頂衛星１２０を用いない場合、基準局５００から補正信号が受信できる範囲が、エリア７００の範囲として設定されることもある。
図１及び図１０と同じ符号で示した構成要素は、図１及び図１０と同様であるため説明を省略する。また、トラックＡ３９１、トラックＢ３９２、トラックＣ３９３は、図２で示したデータ通信装置３００の構成要素を備える。
【００３０】
また、基地局２００、及び、トラックＡ３９１、トラックＢ３９２、トラックＣ３９３の動作も、実施の形態１および実施の形態２で説明した基地局、及び、データ通信装置３００の動作と同様であるため、説明を省略する。
データ利用装置４００としては、配送センター等が想定できる。
基地局２００は、トラックＡ３９１、トラックＢ３９２、トラックＣ３９３それぞれにデータ送信指示を通知するポーリングを行ない、各トラックからデータを受信することが可能となる。例えば、トラックから現在の位置、配送状況（配送済、未配送）、配送センターへ戻る時刻等のデータを収集し、その後の配送に役立てることが可能となる。各トラックのデータ記録部３８０へのデータの入力は、トラックの運転手が手動で入力する場合と、バーコードの読み取り等により、入力される場合とがある。
【００３１】
図１２は、基地局２００がポーリングする場合のフレーム列のフレームの構成の一例を示した図である。
基地局２００が、トラックＡ３９１、トラックＢ３９２、トラックＣ３９３の順番でポーリングし、同じ順番で、データを受信する基地局送信フレーム列９１０及びデータ通信装置送信フレーム列９２０の例を示している。フレーム９１１は、トラックＡ３９１へデータ送信指示を送信し、フレーム９２４は、トラックＡ３９１が送信したデータを受信する例である。同様に、トラックＢ３９２は、フレーム９１２とフレーム９２５、トラックＣ３９３は、フレーム９１３とフレーム９２６とを使用する。タイミングを調整して各トラックがデータを送信するため、各トラックから送信されるデータのフレームが重なり合うことを防止することができる。このため、送信することができるデータ量が増加する。このため、制御チャネルを用いて、情報の収集が可能となる。また、基地局２００からデータ送信指示を出すことによって、対応するデータの返信を受けられることになり、タイミング調整のための通信が必要なくなり、データの通信量を削減することが可能となる。また、通信衛星１００が移動する場合においても同様に、長時間の通信が可能となる。
【００３２】
実施の形態４．
実施の形態３では、データ通信装置３００として移動する移動体を用いた通信システムについて説明したが、移動しない端末であってもよい。
例えば、計器のメータ値を収集するシステムに適用することも可能である。図１１において、エリア７００が広大な場所に、点在する電力計（計器の一例）がある場合、人手によってメータ値を収集することはコストがかさむことになる。このような状況の場合に、図１１（あるいは図１）の通信システムを用いることによって、自動的に電力計等の計器のメータ値を収集することが可能となる。
この場合、計器側に、図２のデータ通信装置３００の構成で示した構成要素を設置するとともに、データ記録部３８０へデータを記録する処理（手順）を設置する。例えば、データ生成部３７０からの指示によりメータ値をデータ記録部３８０へ記録する処理を実施する。また、記録するタイミングは、定期的（データ送信指示がない場合、上記指示がある場合のどちらでもよい）でもよいし、基地局２００からデータ送信指示を受信したときでもよい。
データ送信指示がない場合、データ通信装置３００に送信タイミングを指定する送信タイミングテーブルを備え、送信タイミングテーブルに従って、データ（メータ値）基地局へを送信する。
例えば、図１のデータ通信装置３００を用いて説明すると、データ通信装置３００は、電力計を含む計器を接続し、データ記録部３８０は、計器からメータ値を入力し、入力したメータ値を記録する。
制御部３３０は、所定のタイミングで、上記データ記録部に記録されたメータ値を送信することを通信部３１０へ指示する。所定のタイミングは、一例として、制御部３３０が送信タイミングテーブルを備えることによって実現することができる。
【００３３】
このようにして、所定の計器等のデータを自動的に収集することが可能となり、計器等のメータ値を人手によって収集する場合に比べ、人件費を削減することが可能となる。
また、データ通信装置３００が移動しない場合であっても、衛星の移動に伴い衛星の軌道情報は変化するが、データを送信する度にタイミングを調整する（測位する）ことによって、精度の高い、きめこまやかなデータ送信が可能となる。
また、計器等に異常が発生した場合に、異常発生を通知する異常通知情報を発信する機能を備えることによって、人が計器等の場所へ出向くことなく、あるいは、人が異常を検出するまでの時間が経過することなく、異常が発生したことを検出することが可能となる。
【００３４】
実施の形態５．
また、実施の形態１から実施の形態４で説明した通信システムは、危機管理においても適用することが可能である。例えば、データ通信装置３００として、撮影装置を備えた自動車等を準備する。災害が発生した場合、データ通信装置３００は、現地の状況を映像で撮影し、撮影したデータを基地局２００からの送信データ指示に基づいて送信する。このような場合にも、データ通信装置３００が送信するタイミングを調整することによって、フレームのデータ領域を広く取ることが可能になる。また、制御チャネルを用いて、データ通信することによって、基地局２００から容易にポーリングすることが可能となる。
さらに、緊急時の緊急通報のように、基地局からの送信指示も、データ通信装置内のタイミングテーブルもないが、必要な場合に送信することも可能である。この場合は、データ利用装置側でタイミング調整を実施することになる。
データ記録部３８０に入力された緊急通報は、データ記録部３８０に記録されるとともに、緊急通報であることが、制御部３３０へ通知され、制御部３３０は、緊急通報を送信する指示を直ちに行う。
【００３５】
また、実施の形態１から実施の形態４で説明した通信システムは、データ通信装置３００において、緊急事態が発生した場合は、データ通信装置３００から緊急時のメッセージを送信することが可能である。基地局２００は、緊急時のメッセージを優先して受信する。このような場合にも、タイミングを調整して緊急時のメッセージを送信することにより、メッセージ内に含める情報量を多くすることが可能となる。また、複数の端末間のデータ通信同士の重なりを抑止することが可能となる。
【００３６】
【発明の効果】
この発明によれば、データ通信装置３００から基地局２００へデータを送信するタイミングを調整することによって、基地局２００にデータが到達する到達時間にデータを送信することが可能になる。このため、フレームに設置されていたガードタイムの領域をなくす、あるいは、削減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１の通信システムの構成の一例を示す図。
【図２】基地局２００とデータ通信装置３００の構成の一例を表した図。
【図３】ポーリングテーブル２００の一例を示した図。
【図４】データメモリ２５０の一例を示した図。
【図５】基地局２００とデータ通信装置３００との間で送受信されるデータの一例を表した図。
【図６】データ通信装置３００の動作の一例を示すフローチャート図。
【図７】データ生成処理の動作の一例を示すフローチャート図。
【図８】タイミング調整処理の動作の一例を示すフローチャート図。
【図９】フレームのデータの利用状況を示した図。
【図１０】実施の形態２の通信システムの構成の一例を示す図。
【図１１】宅配トラックのデータを収集する通信システムの構成の一例を示す図。
【図１２】基地局２００がポーリングする場合のフレーム列のフレームの構成の一例を示した図。
【符号の説明】
１００  通信衛星、１１０  ＧＰＳ衛星、１２０  準天頂衛星、２００  基地局、３００  データ通信装置、２１０  通信部、２２０  ポーリングテーブル、２３０  フレームタイミング制御部、２４０  データ処理部、２５０  データメモリ、２６０  データ通知部、３１０  通信部、３２０  検出部、３３０  制御部、３４０  タイミング調整部、３５０  基地局位置情報記録部、３６０  測位部、３７０  データ生成部、３８０  データ記録部、３９１  トラックＡ、３９２  トラックＢ、３９３  トラックＣ、４００  データ利用装置、５００  基準局、６００  通信網、７００  エリア、９００  フレーム列、９１０  基地局送信フレーム列、９１１〜９１５，９２１〜９２６  フレーム、９２０  データ通信装置送信フレーム列。
【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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