(57)【要約】【課題】携帯電話を用いたネットワークは基地局の設置エリアの制限を受けるため、利用範囲が限られる。携帯・衛星デュアルの専用端末は、大きさ、重量などの面で携帯電話端末に対しデメリットとなっている。【解決手段】衛星通信基地局装置１に接続切り替え装置５を設け、衛星通信端末局装置３に衛星フェムトセル接続装置７及びフェムトセル装置８を設け、衛星通信回線の一部を携帯電話利用端末９での通信に割り当て、携帯電話圏外からの携帯電話利用端末での通信を可能にする衛星通信システムである。【選択図】図１
2012114704.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信衛星局装置を介して衛星通信回線が接続可能な衛星通信基地局装置および衛星通信端末局装置を備え、前記衛星通信端末局装置には、携帯電話利用端末の携帯電話基地局であるフェムトセル装置と、このフェムトセル装置からの信号と衛星通信利用端末からの信号を合成して衛星通信端末局端末に送ると共に、前記衛星通信端末局端末からの信号を前記フェムトセル装置と衛星通信利用端末に分離する衛星フェムトセル接続装置とを設け、前記衛星通信基地局装置には、携帯電話網からの信号と社内通信網からの信号を合成して衛星通信基地局端末に送ると共に、前記衛星通信基地局端末からの信号を前記携帯電話網と前記社内通信網に分離する接続切り替え装置を設けてなる衛星通信システム。
【請求項２】
前記衛星通信端末局装置は、衛星通信端末局装置の利用位置が前記携帯電話利用端末の圏内か圏外かを識別すると共にスループットを判断する圏内・圏外・スループット識別装置を設け、その情報を前記衛星通信基地局装置に通知することにより、前記衛星通信基地局装置は複数の前記衛星通信端末局装置に対して割り当て回線を制御するようにした請求項１に記載の衛星通信システム。
【請求項３】
前記衛星フェムトセル接続装置には利用端末の識別機能を設け、登録外の携帯電話利用端末のアクセスに対しては衛星通信回線への加入を拒むようにした請求項１または請求項２に記載の衛星通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、携帯電話利用端末の無線通信の利用エリアを拡大するため、衛星通信回線が利用できるようにした衛星通信システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
都市部を中心に活発に利用されている携帯電話網は、ユーザが直接操作する携帯電話利用端末と固定基地局間との通信により、POINT  TO  POINTの接続を実現している。その通話エリアは都市部から郊外へと拡大しているが、エリアの拡大には基地局設置が伴うために、地域全体をカバーするためには大規模な基地局投資が必要となる。
【０００３】
一方、通信衛星を介した衛星通信と、地上の基地局を介したセルラ通信との両通信が可能な携帯型のデュアルモード形移動電話端末により、通話エリアを拡大できるようにしたものもある。
このようなデュアルモード形移動電話端末において、通信衛星を介して他の端末と衛星通信を行なう衛星通信用移動電話端末と、地上の基地局を介して他の端末とセルラ通信を行なうセルラ通信用移動電話端末とを有し、両移動電話端末の間のインターフェースを変換するインターフェース変換手段を設けて、種々のセルラ通信方式のセルラ通信用移動電話端末が衛星通信にも利用できるようにしたものが知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】再公表特許ＷＯ９８／３９８５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１は衛星回線と携帯回線を共用するデュアル端末に関するもので、これは衛星通信サービスと携帯電話サービスの両方に加入することができる、いわば専用端末の実現に係わるものである。
このように携帯電話サービスをその通話エリアを意識せず利用するためには、ユーザは携帯電話サービスと衛星通信サービスの両方に加入する専用端末を用いる必要があり、一般的にこれらの専用端末は通常の携帯電話端末と比較して、大きく、重く、高価であることが問題である。
【０００６】
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あり、通常の携帯電話端末を携帯電話圏外でも用いることができるようにした衛星通信システムを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の衛星通信システムは、通信衛星局装置を介して衛星通信回線が接続可能な衛星通信基地局装置および衛星通信端末局装置を備え、衛星通信端末局装置には、携帯電話利用端末の携帯電話基地局であるフェムトセル装置と、このフェムトセル装置からの信号と衛星通信利用端末からの信号を合成して衛星通信端末局端末に送ると共に、衛星通信端末局端末からの信号をフェムトセル装置と衛星通信利用端末に分離する衛星フェムトセル接続装置とを設け、衛星通信基地局装置には、携帯電話網からの信号と社内通信網からの信号を合成して衛星通信基地局端末に送ると共に、衛星通信基地局端末からの信号を携帯電話網と社内通信網に分離する接続切り替え装置を設けてなるものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明は、利用者は携帯電話圏内では、携帯電話利用端末を用いて携帯電話サービスを利用でき、携帯電話圏外においては、同じ携帯電話利用端末を用いて衛星通信回線を介してサービスに加入することができる。そのため、この発明では専用の電話利用端末を用いる必要がなく、小型で軽く、また安価な電話利用端末が使用できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明の実施の形態１の衛星通信システムの構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１で使用される接続切り替え装置の内部構成を示す図である。
【図３】この発明の実施の形態１で使用される衛星フェムトセル接続装置の内部構成を示す図である。
【図４】この発明の実施の形態２の衛星通信システムの構成図である。
【図５】この発明の実施の形態３の衛星通信システムの構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１における衛星通信システムを図１〜図３に基づいて説明する。図１はこの発明の衛星通信システムの全体構成を示す図、図２は接続切り替え装置の内部構成を示す図、図３は衛星フェムトセル接続装置の内部構成を示す図である。
図１において、衛星通信システムは、地上に設けられる衛星通信基地局装置１と、高度数１００ｋｍの上空に設けられる衛星などの通信衛星局装置と、地上において可搬される衛星通信端末局装置３とで構成され、これらで衛星通信回線を構築し、衛星通信基地局装置１に接続される社内通信網１０と衛星通信端末局装置３に接続される衛星通信利用端末１１との間の通信を可能としている。
【００１１】
衛星通信基地局装置１の内部は、衛星通信基地局端末４と接続切り替え装置５とで構成されており、接続切り替え装置５は、社内通信網１０と携帯電話網１２の信号の分離多重の経路選択を行っており、ＯＵＴＢＯＵＮＤ（ネットワークから外部へのデータ通信）方向には社内通信網１０と携帯電話網１２からの信号を合成し、ひとつまたは複数の伝送信号に変換し、衛星通信基地局端末４に入力している。またＩＮＢＯＵＮＤ（外部からネットワークへのデータ通信）方向には衛星通信基地局端末４からの信号を分離し、社内通信網１０または携帯電話網１２のそれぞれの通信網に出力している。
【００１２】
衛星通信基地局端末４は、衛星通信用の回線制御装置、符号復号化器、秘匿装置、変復調器、周波数変換機、電力増幅器、アンテナ装置などから構成され、通信衛星局装置２と無線によって接続される。通信衛星局装置２は人工衛星であり、衛星通信基地局装置１や衛星通信端末局装置３の地球局からの無線信号の周波数を変換して中継している。
【００１３】
衛星通信端末局装置３は、衛星通信基地局装置１から離れた場所にて衛星通信基地局装置１との通信を行うための衛星通信端末局装置である。衛星通信端末局装置３の内部は、衛星通信端末局端末６と衛星フェムトセル（ｆｅｍｔｏ  ｃｅｌｌ）接続装置７とフェムトセル装置８とで構成されており、衛星通信端末局端末６の内部は衛星通信基地局端末４と同様な構成である。
【００１４】
衛星フェムトセル接続装置７は、信号の分離多重の経路選択を行っており、ＩＮＢＯＵＮＤ（外部からネットワークへのデータ通信）方向には、衛星通信利用端末１１からの信号と衛星通信端末局端末９からフェムトセル装置８を経由してきた信号を多重・合成し、ひとつまたは複数の伝送信号に変換し、衛星通信端末局端末６に送る機能を有する。またＯＵＴＢＯＵＮＤ（ネットワークから外部へのデータ通信）方向には衛星通信端末局端末
６からの信号を、フェムトセル装置８に送る信号と衛星通信利用端末１１に送る信号に分離するための機能を有している。
【００１５】
フェムトセル装置８は、携帯電話利用端末９との通信を実現する狭い範囲の限られたエリアをカバーする基地局設備であり、そのフェムトセルエリア内で携帯電話利用端末９との接続が可能である。更にフェムトセル装置８は、衛星フェムトセル接続装置７と接続することで、衛星通信回線を介して携帯電話網１２への接続が可能である。携帯電話利用端末９は、携帯電話通話エリアであれば携帯電話網に直接接続し、携帯電話通話エリア圏外ではフェムトセル装置８と接続することで、本衛星通信システムを経由して携帯電話網１２への接続を行う。
【００１６】
次に本システムの特徴である接続切り替え装置５と衛星フェムトセル接続装置７について詳細な構成および動作を説明する。
図２は接続切り替え装置５の構成を示し、図２（ａ）はＯＵＴＢＯＵＮＤ信号の処理の構成、図２（ｂ）はＩＮＢＯＵＮＤ信号の処理の構成を示す。
まず、図２（ａ）に示すように、社内通信網１０または携帯電話網１２からのそれぞれの入力信号は、その入力信号が信号検出回路５１で検出される。信号検出回路５１は、入力信号に付されたフラグから接続先の情報を認識し、切替え回路５２に切り替え信号を送る。切替え回路５２は入力信号の接続先情報に基づいて経路を切り替え、次に宛先検出回路５３は入力信号に含まれる接続先情報から宛先を検出し、宛先情報付加回路５４に送る。
【００１７】
宛先情報付加回路５４は、接続先情報から宛先情報を生成して独自のフラグを付与し、合わせてその他の情報を付加して、その信号が受信側で何処に振り向けられるかの区別が付く形で、社内通信網１０と携帯電話網１２からのそれぞれの信号は多重・合成され、ＯＵＴＢＯＵＮＤ信号を生成する。
多重・合成の方法は１つの連続する信号列として多重される場合、異なる周波数軸上の複数の信号として合成される場合、それぞれが異なる符号を付与された上でその符号を基に拡散された状態で合成される場合、またこれらの組み合わせなどによって行われる。
【００１８】
次に、図２（ｂ）に示すように、ＩＮＢＯＵＮＤ側の信号は衛星通信基地局端末４からの信号を同じように衛星フェムトセル接続装置７で付与されたフラグを基に分離し、社内通信網１０または携帯電話網１２に出力する。
即ち、衛星通信基地局端末４から接続切り替え装置５に入力された信号から、宛先検出回路５５はフラグの宛先情報を検出し、その情報に基づいて切替え回路５６を切り替え、社内通信網１０または携帯電話網１２に分離して出力する。
【００１９】
図３は衛星フェムトセル接続装置７の構成を示し、図３（ａ）はＩＮＢＯＵＮＤ信号の処理の構成、図３（ｂ）はＯＵＴＢＯＵＮＤ信号の処理の構成を示す。なお、衛星フェムトセル接続装置７は接続切り替え装置５と同じ機能で同様な動作を行なう。
まず、図３（ａ）に示すように、携帯電話利用端末９からフェムトセル装置８を介して入力される信号または衛星通信利用端末１１からの信号は、その入力信号が信号検出回路７１で検出される。信号検出回路７１は、入力信号に付されたフラグから接続先の情報を認識し、切替え回路７２に切り替え信号を送る。切替え回路７２は接続先情報に基づいて入力信号の経路を切り替え、次に宛先検出回路７３は入力信号に含まれる接続先情報から宛先を検出し、宛先情報付加回路７４に送る。
【００２０】
宛先情報付加回路７４は、接続先情報から宛先情報を生成して独自のフラグを付与し、合わせてその他の情報（位置情報など）を付加して、その信号が受信側で何処に振り向けられるかの区別が付く形で、携帯電話利用端末９と衛星通信利用端末１１からのそれぞれ
の信号は多重・合成され、ＩＮＢＯＵＮＤ信号を生成する。
多重・合成の方法は１つの連続する信号列として多重される場合、異なる周波数軸上の複数の信号として合成される場合、それぞれが異なる符号を付与された上でその符号を基に拡散された状態で合成される場合、またこれらの組み合わせなどによって行われる。
【００２１】
次に、図３（ｂ）に示すように、ＯＵＴＢＯＵＮＤ側の信号は衛星通信端末局端末６からの信号を同じように接続切替え装置５で付与されたフラグを基に分離し、携帯電話利用端末９または衛星通信利用端末１１に出力する。
即ち、衛星通信端末局端末６から衛星フェムトセル接続装置７に入力された信号から、宛先検出回路７５はフラグの宛先情報を検出し、その情報に基づいて切替え回路７６を切り替え、フェムトセル装置８（最終的には携帯電話利用端末９）または衛星通信利用端末１１に分離して出力する。
【００２２】
接続切り替え装置５と衛星フェムトセル接続装置７は、これらの信号以外にもお互いの通信環境の健全性や秘匿に係わる信号、端末側の位置情報、携帯電話利用端末９の識別情報、通信環境の健全性に係わる信号などの通信を行っており、例えばフェムトセル装置８と携帯電話利用端末９との接続が出来ない場合や、携帯電話利用端末９が携帯電話網で使用されている時には接続切り替え装置５から携帯電話網１２に対して何らかの通知を行う。
【００２３】
また、降雨などの影響により衛星通信基地局装置１と通信衛星局装置２との間で通信回線が確立できない時には、衛星通信基地局端末４から接続切り替え装置５にその情報が送られ、社内通信網１０または携帯電話網１２は本システムが利用できない状態であることを認識する。
【００２４】
衛星通信端末局装置３は１つに限られず、複数の端末局が同時に加入することができる。複数の衛星通信端末局装置３に対する識別は衛星通信端末局端末６と衛星通信基地局端末４間で行われ、利用可能な衛星通信端末局装置３の数の制限内で複数の衛星通信端末局装置３を利用できる。
【００２５】
このように実施の形態１の発明は、衛星通信端末局装置３にフェムトセル装置８と衛星フェムトセル接続装置９を付加することで、携帯電話利用端末利用者は、携帯電話圏外においては、専用端末を用いることなく、同じ携帯電話利用端末を用いて衛星通信回線を介して衛星通信サービスに加入することができる。
【００２６】
実施の形態２.
次に、この発明の実施の形態２における衛星通信システムを図４に基づいて説明する。図４はこの発明の実施の形態２における衛星通信システムの全体構成を示す図である。
図４において、衛星通信端末局装置３に、その利用位置が携帯電話利用端末９の圏内か圏外かどうかを識別すると共に、スループットが大きいか小さいかを検出する圏内・圏外・スループット識別装置１３を装備するようにしたものである。その他の構成は実施の形態１の図１に示す構成と同じに付き、同一または相当部分には同じ符号を付して説明を省略する。
【００２７】
圏内・圏外・スループット識別装置１３は、携帯電話用の基地局（図示省略）からの受信信号レベルにて圏内・圏外を識別し、圏内であれば、空きチャネルの数が多ければスループットが大きく、空きチャネルの数が少なければスループットが小さいと判断する。
圏内・圏外・スループット識別装置１３が検出した情報は、衛星通信端末局装置６から通信衛星局装置２を介して衛星通信基地局装置１に通知する。衛星通信基地局装置１は、衛星通信基地局端末４が有する回線制御装置により、圏内・圏外・スループット識別装置
１３から送られた情報を基に複数の衛星通信端末局装置３に対して割り当て回線を制御する。
【００２８】
例えば衛星通信基地局装置１は、携帯電話圏内で高いスループットが得られている地域の衛星通信端末局装置３に対しては極端に割り当て回線量を制限し、逆に携帯電話圏外の衛星通信端末局装置３に対しては大きな割り当て回線量を確保するなどの動作を行う。
【００２９】
以上のように実施の形態２の発明は、衛星通信端末局装置３に装備される圏内・圏外・スループット識別装置１３にて衛星通信端末局装置３が携帯電話利用端末９の圏内であるか圏外であるかの識別を行い、圏外のときだけ衛星通信回線を構築することが可能であり、衛星通信基地局装置１、通信衛星局装置２および衛星通信端末局装置３で構築される衛星通信回線を効率よく運用することができる。
また、複数の衛星通信端末局装置３それぞれに対して同時に衛星通信回線を用意する必要が無くなることから衛星通信接続料金の低減などの効果が得られる。
【００３０】
実施の形態３.
次に、この発明の実施の形態３における衛星通信システムを図５に基づいて説明する。図５はこの発明の実施の形態３における衛星通信システムの全体構成を示す図である。
図５において、衛星通信端末局装置３の衛星フェムトセル接続装置７に利用端末識別のための識別機能１４を持たせたものである。その他の構成は実施の形態１の図１に示す構成と同じに付き、同一または相当部分には同じ符号を付して説明を省略する。
【００３１】
衛星フェムトセル接続装置７の端末識別機能１４は、携帯電話端末の識別を行い、事前に登録された携帯電話利用端末９以外のグループ外携帯電話利用端末１５からの接続要求に対して衛星通信回線への接続を防ぎ、予め登録した利用者だけが衛星通信回線を利用できる専用線としての運用を実現するための機能である。
例えば、端末識別機能１４は、事前に利用を許可する携帯電話利用端末９の番号情報をメモリに保存しておき、フェムトセル装置８を経由して携帯電話利用端末から送られてくる番号情報とメモリ内の番号情報を照合し、番号情報が一致すればアクセスを許可し、一致する番号情報がメモリ内にない場合はアクセスを拒否する。こうして、事前に登録した利用端末以外の端末１５からのアクセスに対しては、圏外通知・通話中通知などの手段により衛星通信回線の割り当てを行わないようにする。
【００３２】
以上のように実施の形態３の発明は、衛星通信端末局装置３の運用場所近くに居る、携帯電話利用端末９または１５を持ったユーザが同じ携帯電話サービスを利用している場合、事前に登録された携帯電話利用端末９以外のグループ外携帯電話利用端末１５を持ったユーザが本ネットワークを用いて、携帯電話ネットワークに加入することを防ぐ効果が得られる。
【符号の説明】
【００３３】
１：衛星通信基地局装置、                  ２：通信衛星局装置
３：衛星通信端末局装置、                  ４：衛星通信基地局端末、
５：接続切り替え装置、                    ６：衛星通信端末局端末、
７：衛星フェムトセル接続装置、            ８：フェムトセル装置、
９：携帯電話利用端末、                  １０：社内通信網、
１１：衛星通信利用端末、                  １２：携帯電話網、
１３：圏内・圏外・スループット識別装置、  １４：端末識別機能
１５：グループ外携帯電話利用端末、
５１、７１：信号検出回路、                ５２、７２：切替え回路、
５３、７３：宛先検出回路、                ５４、７４：宛先情報付加回路、
５５、７５：宛先検出回路、                ５６、７６：切替え回路。
【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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