(57)【要約】【課題】地上の基地局と端末とが衛星を介して通信するシステムにおいて、端末側で衛星からの受信電力を測定し、その受信電力と衛星の軌道情報を用いて前記端末の送信電力を算出し、衛星や基地局に負荷をかけることなく、端末側で送信電力制御を可能とする。【解決手段】端末２は、地上の基地局と衛星を介して通信可能とし、各衛星の軌道情報を計算する衛星軌道情報算出部２ｅと、計算した衛星軌道に基づいて追尾可能な衛星を検索し、検索した２つ以上の衛星を同時に追尾できるようにアンテナ２ｉを制御するアンテナ制御部２ｂと、追尾する衛星からの受信電力を算出する受信電力算出部２ａと、前記衛星軌道情報及び受信電力に基づいて端末２の送信電力を算出する送信電力算出部２ｈとを備える。端末２は、送信電力算出部２ｈの送信電力算出値に基づいて各衛星に対する送信電力の制御を行う。【選択図】図２
2005268973.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地上の基地局と、端末とが衛星を介して通信する衛星通信システムにおいて、各衛星の軌道を計算する衛星軌道計算手段と、該計算した衛星軌道に基づいて追尾可能な衛星を検索し、該検索した２つ以上の衛星を同時に追尾する衛星追尾手段と、該追尾する衛星からの受信電力を測定する受信電力測定手段と、前記衛星軌道及び受信電力に基づいて前記端末の送信電力を制御する送信電力制御手段とを備えていることを特徴とする衛星通信システム。
【請求項２】
前記受信電力測定手段によって測定された前記追尾可能な衛星の受信電力に基づいて、通信を切り替える衛星を決定するハンドオーバー手段を備えていることを特徴とする請求項１に記載の衛星通信システム。
【請求項３】
前記ハンドオーバー手段は、前記追尾可能な衛星の中で前記受信電力測定手段によって測定された受信電力が最大となった衛星に通信を切り替えることを特徴とする請求項２に記載の衛星通信システム。
【請求項４】
前記ハンドオーバー手段は、通信を切り替える衛星を決定した場合、前記基地局に対して、ハンドオーバーする旨のメッセージを送信した後、前記衛星に通信を切り替えることを特徴とする請求項２に記載の衛星通信システム。
【請求項５】
地上の基地局と衛星を介して通信するための衛星通信端末において、各衛星の軌道を計算する衛星軌道計算手段と、該計算した衛星軌道に基づいて追尾可能な衛星を検索し、該検索した２つ以上の衛星を同時に追尾する衛星追尾手段と、該追尾する衛星からの受信電力を測定する受信電力測定手段と、前記衛星軌道及び受信電力に基づいて前記衛星通信端末の送信電力を制御する送信電力制御手段とを備えていることを特徴とする衛星通信端末。
【請求項６】
前記受信電力測定手段によって測定された前記追尾可能な衛星の受信電力に基づいて、通信を切り替える衛星を決定するハンドオーバー手段を備えていることを特徴とする請求項５に記載の衛星通信端末。
【請求項７】
地上の基地局と、端末とが衛星を介して通信する衛星通信システムの送信電力制御方法において、各衛星の軌道を計算する衛星軌道計算ステップと、該計算した衛星軌道に基づいて追尾可能な衛星を検索し、該検索した２つ以上の衛星を同時に追尾する衛星追尾ステップと、該追尾する衛星からの受信電力を測定する受信電力測定ステップと、前記衛星軌道及び受信電力に基づいて前記端末の送信電力を制御する送信電力制御ステップとを有することを特徴とする送信電力制御方法。
【請求項８】
前記受信電力測定ステップにおいて測定された前記追尾可能な衛星の受信電力に基づいて、通信を切り替える衛星を決定するハンドオーバーステップを有することを特徴とする請求項７に記載の送信電力制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、衛星通信システム、衛星通信端末、及び送信電力制御方法、より詳細には、地上の基地局と端末が衛星を介して通信を行う衛星通信システムの送信電力制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在利用されている衛星通信システムとして、静止衛星を利用する衛星通信システムと周回衛星を利用する衛星通信システムとが存在する。この周回衛星を利用する衛星通信システムには、携帯電話などの低速通信サービスを行うシステムと、データ伝送などの高速通信サービスを行うシステムとが存在する。
【０００３】
上記高速通信サービスを行う衛星通信システムでは、各サービスエリアに対して基地局と多数の固定端末が存在し、衛星を介して基地局と端末が通信を行う形態をとる通信システムが考えられている。このような通信システムでは、１つのサービスエリアが、小さいエリアで数１０ｋｍから、大きいエリアになると数１００ｋｍにおよぶものもある。この高速通信サービスを行うためには、基地局及び端末は常にアンテナを衛星方向に向けて電波を受信しながら通信を行わなければならない。アンテナを衛星方向に向けて衛星を追尾する方法としては、例えば、基地局および端末が、衛星軌道を計算してアンテナを動作させて衛星を追尾する方法、あるいは、基地局が衛星の軌道を計算してその衛星軌道情報を端末に通知し、端末が基地局からの衛星軌道情報に従ってアンテナを動かして衛星を追尾する方法などが用いられている。
【０００４】
周回衛星を使用した衛星通信システムでは、各端末側から送信された送信電力が、衛星の受信アンテナで一定になるように設計されている。これは、衛星または基地局が各端末に対して、端末側の送信電力が小さい時には送信電力を上げるように、あるいは、端末側の送信電力が大きい時には送信電力を下げるようにメッセージを送信し、閉ループの送信電力制御を行っている。
【０００５】
図１５は、従来の端末−衛星間で行う送信電力制御の端末側の処理の流れを説明するためのフロー図である。
まず、端末は、衛星からの電力制御メッセージを受信し（ステップＳ１０１）、受信した電力制御メッセージを解析し（ステップＳ１０２）、そのメッセージに従って送信電力（本例ではＸｄＢｍ）をアップまたはダウンさせて（ステップＳ１０３）、送信電力を制御する（ステップＳ１０４）。
【０００６】
図１６は、従来の端末−衛星間で行う送信電力制御の衛星側の処理の流れを説明するためのフロー図である。
まず、衛星は、各端末から受信した電力（すなわち各端末の送信電力）を測定し（ステップＳ１１１）、測定した受信電力を予め設定している基準電力と比較処理し（ステップＳ１１２）、その結果、基準電力との差分を算出し（ステップＳ１１３）、算出した差分情報を含む電力制御メッセージを作成し（ステップＳ１１４）、作成した電力制御メッセージを各端末に対して送信する（ステップＳ１１５）。
【０００７】
また、図１７は、従来の衛星通信システムにおいて段階的に衛星の切り替えを行う際の端末と衛星の位置関係の一例を示す図で、図中、１０１は衛星、１０２は端末、１０３ａ，１０３ｂは通信状態の衛星１０１がカバーするサービスエリアを示す。サービスエリア１０３ａ，１０３ｂには、それぞれ複数の端末１０２が配置されている。衛星１０１はサービスエリア１０３ｂに含まれる端末１０２と通信した後、矢印の向きに軌道上を周回し、サービスエリア１０３ａに含まれる端末１０２と通信を行う。すなわち、サービスエリア１０３ａに含まれる端末１０２側から見ると、通信状態にあった衛星が移動していくため、次の衛星（本例では衛星１０１）に切り替えて通信を行っていくが、サービスエリア１０３ａに他のサービスエリア（本例ではサービスエリア１０３ｂ）の端末１０２が重複して含まれているような場合、サービスエリア１０３ａの端末１０２は、段階的に衛星の切り替えを行っている。
【０００８】
図１８は、従来の衛星通信システムにおいてハンドオーバー時の端末と衛星の位置関係の一例を示す図で、図中、１０１ａは現在通信している衛星、１０１ｂは通信可能な衛星を示す。本例に示すように、端末１０２は、現在通信中の衛星１０１ａから、通信可能な衛星１０１ｂに切り替えて（ハンドオーバー）通信を行う。
【０００９】
図１７及び図１８に示すように、周回衛星を使用した衛星通信システムでは、衛星が地球の周りを常に周回しているため、１つの衛星の使用時間は限られており、通信を途絶えさせないためには、次々に通信する衛星を切り替えなければならない。特に、低軌道の周回衛星を使用したシステムでは、約１０〜２０分程度しか１つの衛星を利用することができず、通信を途切れさせないためには通信可能な衛星に次々と通信を切り替えなければならない。このため、上記衛星通信システムでは、１つのサービスエリアで通信可能な衛星を最低２個は必ず確保できるようなシステム構成としている。このような衛星通信システムでは、端末が衛星と通信するために、端末側のアンテナを衛星の方向に向ける必要がある。従って、通信する衛星を切り替える場合、現在通信中の衛星と、次に通信する衛星の最低２個の衛星を捕捉しなければならないため、通常、２個のアンテナ、もしくは、２個の衛星を捕捉可能なアンテナシステムを備えている。
【００１０】
また、図１９は、従来の衛星通信システムにおいて端末の設定環境と衛星の位置関係の一例を示す図である。このように、個々の端末１０２の設置環境は一様に同じではなく、設置場所によっては、晴天や、雨雲１０５による小雨、大雨の場合や、建物１０４などの影響で通信環境が悪くなるなど、端末１０２は様々な環境下におかれている。通常、通信品質の監視は図示しない基地局側で行われており、基地局は端末からの受信データのエラー率などから全体的な通信品質を把握しているため、特定の場所だけの環境は考慮していない場合がある、そのため、衛星の切り替えを行った場合、必ずしも通信環境の良好な状態とは限らず、衛星を切り替えた直後、すなわち、現在通信している衛星１０１ａから通信可能な衛星１０１ｂに切り替えた直後に、切り替えた衛星１０１ｂとの通信が途絶えたりしていた。
【００１１】
従来の端末−衛星間で行う送信電力制御に関し、例えば、特許文献１では、衛星の受信アンテナ利得、移動体端末の送信アンテナ利得、及び衛星−移動体端末間の伝搬損失から、移動体端末の送信電力制御を行って消費電力を節約できるようにしたものが開示されている。
【特許文献１】特開平５−１７５８９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上述した閉ループの電力制御の場合、急激に通信環境が変化した場合や、衛星の切り替え時または切り替え直後において閉ループの電力制御では追いつかず、通信が困難になりやすく、通信が途絶えたりしていた。
また、電力制御の追従性を向上させるため、端末側のみで送信電力制御を行う場合、複雑な計算や制御が行われていたため、端末側の構成が複雑になっていた。
さらに、通信が困難になり、通信が途絶えたりした場合、端末側が通信環境（すなわち、衛星からの受信レベルなど）を測定して通信状態を判定し、端末側が主導となって自主的に衛星を切り替えたり、端末側が基地局に指示をだして衛星の切り替えを行うようにしなければならない。
【００１３】
本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたものであり、地上の基地局と端末とが衛星を介して通信する衛星通信システムにおいて、端末側で衛星からの受信電力を測定し、その測定した受信電力と衛星の軌道情報を用いて簡単な計算で端末の送信電力を算出することにより、衛星や基地局に負荷をかけることなく、端末側で送信電力制御を可能とすること、
端末側で通信状態が良好な衛星を検索してハンドオーバーを行うことにより、基地局の負荷を軽減して、通信が途絶えることのない良好な通信状態を実現すること、を目的としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するために、第１の技術手段は、地上の基地局と、端末とが衛星を介して通信する衛星通信システムにおいて、各衛星の軌道を計算する衛星軌道計算手段と、該計算した衛星軌道に基づいて追尾可能な衛星を検索し、該検索した２つ以上の衛星を同時に追尾する衛星追尾手段と、該追尾する衛星からの受信電力を測定する受信電力測定手段と、前記衛星軌道及び受信電力に基づいて前記端末の送信電力を制御する送信電力制御手段とを備えていることを特徴としたものである。
【００１５】
第２の技術手段は、第１の技術手段において、前記受信電力測定手段によって測定された前記追尾可能な衛星の受信電力に基づいて、通信を切り替える衛星を決定するハンドオーバー手段を備えていることを特徴としたものである。
【００１６】
第３の技術手段は、第２の技術手段において、前記ハンドオーバー手段は、前記追尾可能な衛星の中で前記受信電力測定手段によって測定された受信電力が最大となった衛星に通信を切り替えることを特徴としたものである。
【００１７】
第４の技術手段は、第２の技術手段において、前記ハンドオーバー手段は、通信を切り替える衛星を決定した場合、前記基地局に対して、ハンドオーバーする旨のメッセージを送信した後、前記衛星に通信を切り替えることを特徴としたものである。
【００１８】
第５の技術手段は、地上の基地局と衛星を介して通信するための衛星通信端末において、各衛星の軌道を計算する衛星軌道計算手段と、該計算した衛星軌道に基づいて追尾可能な衛星を検索し、該検索した２つ以上の衛星を同時に追尾する衛星追尾手段と、該追尾する衛星からの受信電力を測定する受信電力測定手段と、前記衛星軌道及び受信電力に基づいて前記衛星通信端末の送信電力を制御する送信電力制御手段とを備えていることを特徴としたものである。
【００１９】
第６の技術手段は、第５の技術手段において、前記受信電力測定手段によって測定された前記追尾可能な衛星の受信電力に基づいて、通信を切り替える衛星を決定するハンドオーバー手段を備えていることを特徴としたものである。
【００２０】
第７の技術手段は、地上の基地局と、端末とが衛星を介して通信する衛星通信システムの送信電力制御方法において、各衛星の軌道を計算する衛星軌道計算ステップと、該計算した衛星軌道に基づいて追尾可能な衛星を検索し、該検索した２つ以上の衛星を同時に追尾する衛星追尾ステップと、該追尾する衛星からの受信電力を測定する受信電力測定ステップと、前記衛星軌道及び受信電力に基づいて前記端末の送信電力を制御する送信電力制御ステップとを有することを特徴としたものである。
【００２１】
第８の技術手段は、第７の技術手段において、前記受信電力測定ステップにおいて測定された前記追尾可能な衛星の受信電力に基づいて、通信を切り替える衛星を決定するハンドオーバーステップを有することを特徴としたものである。
【発明の効果】
【００２２】
地上の基地局と端末とが衛星を介して通信する衛星通信システムにおいて、端末側で衛星からの受信電力を測定し、その測定した受信電力と衛星の軌道情報を用いて簡単な計算で端末の送信電力を算出することができるため、衛星や基地局に負荷をかけることなく、端末側で送信電力制御を行うことができる。これにより、端末側のみ（開ループ）で送信電力制御を行うので電力制御の追従性がよくなる。
また、端末側で通信状態が良好な衛星を検索してハンドオーバーを行うことができるため、基地局の負荷を軽減して、通信が途絶えることのない良好な通信状態を実現することができる。また、端末側が衛星からの電波受信状況を監視するため、基地局側の負荷を軽減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
（実施例）
図１は、本発明の一実施形態である衛星通信システムの構成例を示す図で、図中、１ａ，１ｂ，１ｃ…は衛星、２は端末局（しばしば、単に端末という）、３はサービスエリアを示す。尚、各サービスエリア３には少なくとも１つの基地局４が配置され、この基地局４と複数の端末局２とが衛星１ａ，１ｂ，１ｃ…（しばしば、衛星１で代表する）のいずれかを介して通信する。
全世界をサービスエリアとする周回衛星を利用した衛星通信システムにおいて、全世界をカバーするため、１つのサービスエリア３に対して常に最低２つの衛星１が通信可能な状態にあり、１つのサービスエリア３に対して基地局４と多数の端末局２が配置されている。端末局２は、例えばビルまたは家の屋上などに設置される固定式の端末であって、全方位からの電波の送受信ができるような可動式のアンテナを備え、このアンテナによって２つ以上の衛星１を同時に追尾できるように構成されている。
【００２４】
図２は、図１に示した端末局２の内部構成例を示すブロック図で、端末局２は、受信電力算出部２ａ，アンテナ制御部２ｂ，送信信号処理部２ｃ，受信信号処理部２ｄ，衛星軌道情報算出部２ｅ，ハンドオーバー判定部２ｆ，ハンドオーバー要求部２ｇ，送信電力算出部２ｈ，アンテナ２ｉを備えている。
アンテナ２ｉは全方位からの電波の送受信ができるような可動式であって、２つ以上の衛星１を同時に追尾できるように構成されている。受信電力算出部２ａは各衛星１から受信したＲＦ信号の受信信号の電力レベルを測定する。アンテナ制御部２ｂは衛星軌道情報算出部２ｅからの各衛星１の位置情報（すなわち、衛星軌道情報）を元に追尾可能な衛星１を検索し、検索した２個以上の衛星方向にアンテナ２ｉを向けて追尾するように制御する。
【００２５】
送信信号処理部２ｃは、端末局２から送信するデータまたはメッセージをＲＦ信号に変換して衛星１に対して送信する。受信信号処理部２ｄは、端末局２で受信したＲＦ信号を復調し、ベースバンド処理を行いメッセージまたはデータに戻す。
【００２６】
衛星軌道情報算出部２ｅは、端末局２に蓄積されている各衛星の軌道情報または基地局４から送られてくる各衛星の軌道情報から、現在通信している衛星１の位置（衛星軌道）を算出すると共に、ハンドオーバー後に追尾する衛星１の位置を算出する。すなわち、現在通信中の衛星を含む通信可能な衛星１と端末局２間の距離を算出する。
【００２７】
ハンドオーバー判定部２ｆは、受信電力算出部２ａで算出された通信可能な衛星１の受信電力を元にハンドオーバーを行うべき衛星１の判定を行う。ハンドオーバー要求部２ｇは、ハンドオーバー判定部２ｆでハンドオーバーを行うと判定された場合、基地局４に対して、ハンドオーバーをする旨のメッセージを作成する。
【００２８】
送信電力算出部２ｈは、後述する式（１）乃至（３）に基づいて、受信電力算出部２ａで算出された受信信号の電力レベルから基本送信電力レベルＢを算出し、衛星軌道情報算出部２ｅで算出された端末局−衛星間の距離から減衰量γを算出し、上記基本送信電力レベルＢと減衰量γから各衛星１に対して送信する信号の送信出力電力レベル（送信電力）Ｂ′を算出する。これにより、端末局２は各衛星１に対する送信電力の制御を行う。
【００２９】
以下、本発明が適用される端末局２の送信電力制御方法について図３乃至図５に基づいて詳細に説明する。
図３は端末局２と衛星１間の基準距離Ｌにおける端末局２の受信電力レベルと送信電力レベルの関係の一例を示す図である。図４は図３に示す受信電力レベルと送信電力レベルの関係に基づいて算出される端末局２の送信電力レベルとその受信電力レベルの関係の一例を示す図である。図５は端末局２における送信電力の制御処理の一例を説明するためのフロー図である。
【００３０】
図３に示すように、送信電力算出部２ｈは、任意の２点の受信電力レベルＸ，Ｙ（単位：ｄＢｍ，Ｘ＜Ｙ）に対応する送信電力レベルα、β（単位：ｄＢｍ，α＞β）を設定値としてそれぞれ持っており、図４に示すように、受信電力算出部２ａにより受信電力レベルＡ（単位：ｄＢｍ）が算出された場合、対応する基本送信電力レベルＢ（単位：ｄＢｍ）は下記の式（１）から算出される。
【００３１】
基本送信電力レベルＢ  ＝    α  −（Ａ−Ｘ）×（α−β）÷（Ｙ−Ｘ）…式（１）
但し、Ｘ，Ｙ（Ｘ＜Ｙ）：任意の２点の受信電力レベル、α，β（α＞β）：受信電力レベルＸ，Ｙに対応する送信電力レベル
【００３２】
更に、衛星軌道情報算出部２ｅから算出される衛星と端末局間の距離に対する減衰量γは下記の式（２）から算出され、送信出力電力レベル（送信電力）Ｂ′を式（３）により算出する。
【００３３】
減衰量γ＝（Ｄ−Ｌ）×減衰率  …式（２）
送信電力Ｂ′＝基本送信電力レベルＢ＋減衰量γ  …式（３）
但し、Ｄ：端末局と衛星間の算出距離、Ｌ：端末局と衛星間の基準距離
【００３４】
図５において、まず、端末局２は、現在通信中の衛星１からの受信電力を測定し（ステップＳ１）、測定した受信電力に対する基本送信電力を上記式（１）に基づいて計算し（ステップＳ２）、衛星１と端末局２間の算出距離に対する減衰量を上記式（２）から計算し（ステップＳ３）、基本送信電力及び減衰量、すなわち上記式（３）に基づいて送信電力を計算し（ステップＳ４）、この計算結果に従って上記衛星１に対する送信電力を制御する（ステップＳ５）。
【００３５】
図６は、端末側で切り替える衛星を決定する際の端末の動作例を説明するためのフロー図である。図７は、端末側で切り替える衛星を決定する際の基地局と端末間のシーケンスを示す図である。図７に示すシーケンスは、図６に示す処理フローをより具体的に説明したものである。尚、本例では、衛星をａ，ｂ，ｃ，…，ｚで示し、端末をＡ，Ｂ，Ｃ，…，Ｚで示すものとする。
【００３６】
図６において、各端末（Ａ〜Ｚ）は、衛星ａを使用している状態にあり、基地局からハンドオーバーメッセージ（衛星切り替え指示）を受信すると（ステップＳ１１）、追尾可能な衛星の数ｎを算出し（ステップＳ１２）、追尾可能な衛星の軌道位置を算出する（ステップＳ１３）。次に、各端末（Ａ〜Ｚ）は、アンテナを制御して衛星（本例では衛星ｂ）の追尾を行い（ステップＳ１４）、追尾する衛星ｂの受信レベル（受信電力Ｐｂ）を測定する（ステップＳ１５）。尚、上記ステップＳ１２とステップＳ１３は順序が前後してもよい。さらに、各端末（Ａ〜Ｚ）は、受信可能な衛星があるかどうか判断し（ステップＳ１６）、受信可能な衛星（本例では衛星ｃ）があった場合（図中有の場合）、上記ステップＳ１３に戻り処理を繰り返す。また、上記ステップＳ１６において、受信可能な衛星がない場合（図中無の場合）、上記ステップＳ１５で測定した受信レベル測定結果に基づいて切替先衛星（本例では衛星ｘ）を決定し（ステップＳ１７）、基地局に対して衛星ｘに切り替える旨のハンドオーバー実行メッセージを送信する（ステップＳ１８）。
【００３７】
図７において、基地局は、例えば、衛星ａを使用している各端末（Ａ〜Ｚ）に対して、ｍ時ｎ分までに通信を切り替えるように要求する旨のハンドオーバーメッセージを送信する。各端末（Ａ〜Ｚ）は、基地局からのハンドオーバーメッセージを受信すると、追尾可能な衛星を検索して、その追尾可能な衛星ｂに対してアンテナを向けて、衛星ｂからの受信電力Ｐｂを測定する。更に、追尾可能な衛星がある場合は、その衛星ｃに対してアンテナを向けて、衛星ｃからの受信電力Ｐｃを測定する。このように、追尾可能な衛星の数ｎだけ受信電力Ｐｎを測定する。
【００３８】
次に、各端末（Ａ〜Ｚ）は、上記測定結果から受信電力の一番大きい衛星（本例では衛星ｘ）に通信を切り替えることを決定し、基地局に対して衛星ｘに切り替える旨のハンドオーバー実行メッセージを送信する。各端末（Ａ〜Ｚ）は、実行メッセージを送信した後に上記ハンドオーバーメッセージの時刻（ｍ時ｎ分）までに衛星ｘに通信を切り替える。最後に、各端末（Ａ〜Ｚ）は、ハンドオーバーが完了したことを示すハンドオーバー完了メッセージを基地局に送信する。
【００３９】
図８は、端末側で切り替える衛星を決定する際の基地局の動作例を説明するためのフロー図である。尚、本例では、衛星をａ，ｂ，ｃ，…，ｚで示し、端末をＡ，Ｂ，Ｃ，…，Ｚで示すものとする。
まず、基地局は、現在通信している衛星ａの通信可能時間が残り少なくなると、追尾可能な衛星の数ｎを算出し（ステップＳ２１）、アンテナを制御して追尾可能な衛星を追尾して受信状態にする（ステップＳ２２）。そして、各端末（Ａ〜Ｚ）に衛星ａでの通信が途絶える時刻（ｍ時ｎ分）を記したハンドオーバー要求メッセージを送信する（ステップＳ２３）。基地局は、各端末（Ａ〜Ｚ）から衛星ｘに切り替える旨のハンドオーバー実行メッセージを受信し（ステップＳ２４）、更に、各端末（Ａ〜Ｚ）でハンドオーバー完了後に、各端末（Ａ〜Ｚ）からハンドオーバー完了メッセージを受信し（ステップＳ２５）、上記衛星ａとの通信を終了させる（ステップＳ２６）。
【００４０】
図９は、基地局側で切り替える衛星を決定する際の端末の動作例を説明するためのフロー図である。図１０は、基地局側で切り替える衛星を決定する際の基地局と端末間のシーケンスを示す図である。図１０に示すシーケンスは、図９に示す処理フローをより具体的に説明したものである。尚、本例では、衛星をａ，ｂ，ｃ，…，ｚで示し、端末をＡ，Ｂ，Ｃ，…，Ｚで示すものとする。
【００４１】
図９において、各端末（Ａ〜Ｚ）は、衛星ａを使用している状態にあり、基地局からハンドオーバーメッセージ（衛星切り替え指示）を受信すると（ステップＳ３１）、追尾可能な衛星数ｎを算出し（ステップＳ３２）、追尾可能な衛星の軌道位置を算出する（ステップＳ３３）。次に、各端末（Ａ〜Ｚ）は、アンテナを制御して衛星（本例では衛星ｂ）の追尾を行い（ステップＳ３４）、追尾する衛星ｂの受信レベル（受信電力Ｐｂ）を測定する（ステップＳ３５）。尚、上記ステップＳ３２とステップＳ３３は順序が前後してもよい。さらに、各端末（Ａ〜Ｚ）は、受信可能な衛星があるかどうか判断し（ステップＳ３６）、受信可能な衛星（本例では衛星ｃ）があった場合（図中有の場合）、上記ステップＳ３３に戻り処理を繰り返す。また、上記ステップＳ３６において、受信可能な衛星がない場合（図中無の場合）、上記ステップＳ３５で測定した受信レベル測定結果を基地局に送信する（ステップＳ３７）。
【００４２】
図１０において、基地局は、例えば、衛星ａを使用している各端末（Ａ〜Ｚ）に対して、衛星を切り替えるように要求する旨のハンドオーバー要求メッセージを送信する。各端末（Ａ〜Ｚ）は、基地局からのハンドオーバーメッセージを受信すると、追尾可能な衛星を検索して、追尾可能な衛星ｂに対してアンテナを向けて、衛星ｂからの受信電力Ｐｂを測定する。更に、追尾可能な衛星がある場合は、その衛星ｃにアンテナを向けて、衛星ｃからの受信電力Ｐｃを測定する。そして、追尾可能な衛星の数ｎだけ受信電力Ｐｎを測定する。
【００４３】
各端末（Ａ〜Ｚ）は、上記受信電力の測定が終わると、その受信電力測定結果を基地局に送信する。基地局は、各端末（Ａ〜Ｚ）の測定結果から各衛星に対しての受信レベルの平均値が最大の衛星（本例では衛星ｘ）に切り替えるように決定する。また、衛星ｘでの通信が不可能な端末のために予備の衛星ｙを決定してもよい。基地局は、各端末（Ａ〜Ｚ）に対して衛星ｘに通信を切り替える旨のハンドオーバー実行メッセージを送信する。各端末（Ａ〜Ｚ）は、上記ハンドオーバー実行メッセージを受け取ると、一定時間内に衛星ｘに通信を切り替える。また、基地局は、衛星ｘに対し通信ができない各端末（Ａ′〜Ｚ′）に対して予備衛星ｙに通信を切り替える旨のハンドオーバー実行メッセージを送信する。各端末（Ａ′〜Ｚ′）は、上記ハンドオーバー実行メッセージを受け取ると、一定時間内に予備衛星ｙに通信を切り替える。
【００４４】
さらに、各端末（Ａ〜Ｚ），（Ａ′〜Ｚ′）は、上記衛星ｘあるいは予備衛星ｙに対しハンドオーバーを実行した後、ハンドオーバーが完了したことを示すハンドオーバー完了メッセージを基地局に送信する。
【００４５】
図１１は、基地局側で切り替える衛星を決定する際の基地局の動作例を説明するためのフロー図である。尚、本例では、衛星をａ，ｂ，ｃ，…，ｚで示し、端末をＡ，Ｂ，Ｃ，…，Ｚで示すものとする。
まず、基地局は、現在通信している衛星ａの通信可能時間が残り少なくなると、追尾可能な衛星数ｎを算出し（ステップＳ４１）、アンテナを制御して追尾可能な衛星を追尾して受信状態にする（ステップＳ４２）。そして、各端末（Ａ〜Ｚ）に衛星ａでの通信が途絶える時刻（ｍ時ｎ分）を記したハンドオーバー要求メッセージを送信する（ステップＳ４３）。基地局は、各端末（Ａ〜Ｚ）から追尾可能衛星の受信電力情報を含むメッセージを受信し、その追尾可能な衛星数がｎ台以上になったかどうか判断し（ステップＳ４４）、衛星数がｎ台未満の場合、ステップＳ４４でｎ台になるまで待機する。また、上記ステップＳ４４において、衛星数がｎ台以上となったとき、各端末（Ａ〜Ｚ）からの受信電力から各衛星（ｎ台以上）に対しての受信レベル平均値を算出して最大の衛星（本例では衛星ｘ）に切り替えるように決定する（ステップＳ４５）。また、衛星ｘでの通信が不可能な端末のために予備の衛星ｙを決定してもよい。
【００４６】
基地局は、各端末（Ａ〜Ｚ）から衛星ｘに切り替える旨のハンドオーバー実行メッセージを送信し（ステップＳ４６）、更に、各端末（Ａ〜Ｚ）でハンドオーバー完了後に、各端末（Ａ〜Ｚ）からハンドオーバー完了メッセージを受信し（ステップＳ４７）、上記衛星ａとの通信を終了させる（ステップＳ４８）。
【００４７】
図１２は、本発明に係わる基地局から端末に送信するメッセージの一例を示す図である。本例は、前述のハンドオーバー実行メッセージを示し、基地局から端末に送信されるもので、メッセージＩＤ、切り替える衛星番号、通信切り替え時刻などの情報が含まれている。
【００４８】
図１３は、本発明に係わる端末から基地局に送信するメッセージの一例を示す図である。本例は、前述の追尾可能衛星の受信電力情報を含むメッセージを示し、端末から基地局に送信されるもので、メッセージＩＤ、端末番号、追尾衛星数、衛星番号ｎ、対応する受信電力レベルＰｎ、衛星番号ｍ、対応する受信電力レベルＰｍ、・・・などの情報が含まれている。この衛星番号及び受信電力レベルの情報は追尾衛星数だけ記述される。
【００４９】
図１４は、本発明に係わる端末から衛星に送信するメッセージの一例を示す図である。本例に示すメッセージは、端末から衛星に送信されるもので、メッセージＩＤ、ハンドオーバー衛星番号、予備衛星番号、通信切り替え時刻などの情報が含まれている。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の一実施形態である衛星通信システムの構成例を示す図である。
【図２】図１に示した端末局の内部構成例を示すブロック図である。
【図３】端末局と衛星間の基準距離Ｌにおける端末局の受信電力レベルと送信電力レベルの関係の一例を示す図である。
【図４】図３に示す受信電力レベルと送信電力レベルの関係に基づいて算出される端末局の送信電力レベルとその受信電力レベルの関係の一例を示す図である。
【図５】端末局における送信電力の制御処理の一例を説明するためのフロー図である。
【図６】端末側で切り替える衛星を決定する際の端末の動作例を説明するためのフロー図である。
【図７】端末側で切り替える衛星を決定する際の基地局と端末間のシーケンスを示す図である。
【図８】端末側で切り替える衛星を決定する際の基地局の動作例を説明するためのフロー図である。
【図９】基地局側で切り替える衛星を決定する際の端末の動作例を説明するためのフロー図である。
【図１０】基地局側で切り替える衛星を決定する際の基地局と端末間のシーケンスを示す図である。
【図１１】基地局側で切り替える衛星を決定する際の基地局の動作例を説明するためのフロー図である。
【図１２】本発明に係わる基地局から端末に送信するメッセージの一例を示す図である。
【図１３】本発明に係わる端末から基地局に送信するメッセージの一例を示す図である。
【図１４】本発明に係わる端末から衛星に送信するメッセージの一例を示す図である。
【図１５】従来の端末−衛星間で行う送信電力制御の端末側の処理の流れを説明するためのフロー図である。
【図１６】従来の端末−衛星間で行う送信電力制御の衛星側の処理の流れを説明するためのフロー図である。
【図１７】従来の衛星通信システムにおいて段階的に衛星の切り替えを行う際の端末と衛星の位置関係の一例を示す図である。
【図１８】従来の衛星通信システムにおいてハンドオーバー時の端末と衛星の位置関係の一例を示す図である。
【図１９】従来の衛星通信システムにおいて端末の設定環境と衛星の位置関係の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００５１】
１ａ，１ｂ，１ｃ…衛星、２，１０２…端末局（端末）、２ａ…受信電力算出部、２ｂ…アンテナ制御部、２ｃ…送信信号処理部、２ｄ…受信信号処理部、２ｅ…衛星軌道情報算出部、２ｆ…ハンドオーバー判定部、２ｇ…ハンドオーバー要求部、２ｈ…送信電力算出部、３，１０３ａ，１０３ｂ…サービスエリア、４…基地局、１０１ａ…現在通信している衛星、１０１ｂ…通信可能な衛星、１０４…建物、１０５…雨雲。
【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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