(57)【要約】【課題】通信を行う通信端末の数を増加させることができるゲートウェイを得ること。【解決手段】通信端末からの送信要求の数を監視する通信状態監視部４１３と、フレームを複数のＭＡＣスロットに分割し、送信要求の数がしきい値以下の場合に異なるフレーム間で同一番号のＭＡＣスロットが同一端末に割当てられる第１の上り割当てにより通信端末へ送信時間を割当て、送信要求の数が前記しきい値を超える場合に異なるフレーム間で同一番号のＭＡＣスロットが複数の端末に割当てられる第２の上り割当てにより通信端末へ送信時間を割当てる送受信制御部と、送信時間の割当て結果を通信端末へ送信する無線送信部３５と、を備える。【選択図】図４
2016119556.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信端末から受信した送信要求の数を監視する監視部と、
時分割多重接続における繰り返し周期であるフレームを複数のスロットに分割し、前記送信要求の数がしきい値以下の場合に異なる前記フレーム間で同一位置の前記スロットが同一端末に割当てられる第１の上り割当てにより前記通信端末へ送信時間を割当て、前記送信要求の数が前記しきい値を超える場合に異なる前記フレーム間で同一位置の前記スロットが複数の端末に割当てられる第２の上り割当てにより前記通信端末へ送信時間を割当てる制御部と、
送信時間の割当て結果を前記通信端末へ送信する送信部と、
を備えることを特徴とするゲートウェイ。
【請求項２】
送信するデータの宛先の数を監視する監視部と、
時分割多重接続における繰り返し周期であるフレームを複数のスロットに分割し、前記宛先の数がしきい値以下の場合に異なる前記フレーム間で同一位置の前記スロットが同一端末に割当てられる第１の下り割当てにより前記通信端末へ受信時間を割当て、前記宛先の数が前記しきい値を超える場合に異なる前記フレーム間で同一位置の前記スロットが複数の端末に割当てられる第２の下り割当てにより前記通信端末へ受信時間を割当てる制御部と、
受信時間の割当て結果を前記通信端末へ送信する送信部と、
を備えることを特徴とするゲートウェイ。
【請求項３】
前記監視部は、さらに、送信するデータの宛先の数を監視し、
前記制御部は、前記宛先の数が前記しきい値以下の場合に異なる前記フレーム間で同一位置の前記スロットが同一端末に割当てられる第１の下り割当てにより前記通信端末へ受信時間を割当て、前記宛先の数が前記しきい値を超える場合に異なる前記フレーム間で同一位置の前記スロットが複数の端末に割当てられる第２の下り割当てにより前記通信端末へ受信時間を割当て、
前記送信部は、さらに受信時間の割当て結果を前記通信端末へ送信する、
ことを特徴とする請求項１に記載のゲートウェイ。
【請求項４】
前記ゲートウェイは、周波数多重および時分割多重接続により前記通信端末へ送信時間および受信時間を割当てることを特徴とする請求項３に記載のゲートウェイ。
【請求項５】
前記通信端末が音声通信を行う場合、前記宛先の数が前記しきい値以下であるか否かに基づいて音声通信を行う前記通信端末へ送信するデータに施す音声コーデックの音声コーデックレートである下り音声コーデックレートを決定し、前記送信要求の数が前記しきい値以下であるか否かに基づいて音声通信を行う前記通信端末から送信されるデータに施す音声コーデックの音声コーデックレートである上り音声コーデックレートを決定する受信音声コーデック制御部、を備え、
前記下り音声コーデックレートに基づいて前記通信端末へ送信する音声データに対して音声コーデックを実施することを特徴とする請求項３または４に記載のゲートウェイ。
【請求項６】
前記制御部は、前記第２の上り割当てでは、複数のフレームごとに、フレーム内の位置が同一の前記スロットを異なる端末の送信時間に割当て、前記第２の下り割当てでは、複数のフレームごとに、フレーム内の位置が同一の前記スロットを異なる端末の受信時間に割当てることを特徴とする請求項３、４または５に記載のゲートウェイ。
【請求項７】
前記制御部は、前記スロットを第１のスロットとし、前記第２の上り割当てでは、前記第１のスロットが分割された第２のスロット単位で前記通信端末へ送信時間を割当て、前記第２の下り割当てでは、前記第２のスロット単位で前記通信端末へ受信時間を割当てることを特徴とする請求項３、４または５に記載のゲートウェイ。
【請求項８】
送信時間として前記通信端末に割当てられている時刻に前記通信端末から信号を受信したか否かを監視する受信監視部、を備え、
時分割多重接続における繰り返し周期であるフレーム前記第２の上り割当ておよび前記第２の下り割当てを実施しているときに、前記受信監視部による監視結果に基づいて、前記通信端末である第１の端末に送信時間として割当てられている時刻に前記第１の端末から信号を受信し、前記通信端末であり前記第１の端末と前記フレーム内の位置が同一の前記スロットを送信時間として割当てられている第２の端末から前記第２の端末に割当てられている送信時間に信号を受信したと判断した場合、前記第１の端末に送信時間として割当てられている送信時間で前記第２の端末宛ての信号を送信するとともに前記第２の端末が音声通信を行っている場合に前記第２の端末へ送信する音声データに施す下り音声コーデックレートを増加させることを特徴とする請求項３から７のいずれか１つに記載のゲートウェイ。
【請求項９】
前記ゲートウェイは、衛星中継器を介して前記通信端末と通信を行うことを特徴とする請求項１から８のいずれか１つに記載のゲートウェイ。
【請求項１０】
請求項１、３から９のいずれか１つに記載のゲートウェイから送信時間を割当てられ、送信時間の割当て結果を前記ゲートウェイから受信する通信端末であって、
前記割当て結果に基づいて音声コーデックレートを決定し、決定した音声コーデックレートにより音声コーデックを施して前記ゲートウェイへ音声データを送信することを特徴とする通信端末。
【請求項１１】
請求項３から８のいずれか１つに記載のゲートウェイから送信時間および受信時間を割当てられ、送信時間および受信時間の割当て結果を前記ゲートウェイから受信する通信端末であって、
受信時間として自端末に割当てられている時刻に自端末宛て以外の信号を受信したか否かを監視する受信監視部、を備え、
前記ゲートウェイから時分割多重接続における繰り返し周期であるフレーム間で同一位置のスロットが複数の端末に割当てられる上り割当てにより送信時間が割当てられ、フレーム間で同一位置の前記スロットが複数の端末に割当てられる下り割当てにより受信時間が割当てられ前記上り割当てで前記スロットを共有する前記複数の端末と前記下り割当てで前記スロットを共有する前記複数の端末とが同一であるときに、前記受信監視部による監視結果に基づいて、フレーム内の前記スロットの位置が自端末に受信時間として割当てられている位置と同一の前記スロットに対応する時刻でありかつ自端末に受信時間として割当てられていない時刻において、フレーム内の前記スロットの位置が自端末に送信時間として割当てられている位置と同一の前記スロットであり自端末に送信時間として割当てられていない時刻で前記ゲートウェイへデータを送信するとともに音声通信中である場合には送信する音声データに施す上り音声コーデックレートを増加させることを特徴とする通信端末。
【請求項１２】
複数の通信端末と、
ゲートウェイと、
前記通信端末と前記ゲートウェイとの通信を中継する衛星中継器と、
を備え、
前記ゲートウェイは、
前記通信端末から受信した送信要求の数を監視する監視部と、
時分割多重接続における繰り返し周期であるフレームを複数のスロットに分割し、前記送信要求の数がしきい値以下の場合に異なる前記フレーム間で同一位置の前記スロットが同一端末に割当てられる第１の上り割当てにより前記通信端末へ送信時間を割当て、前記送信要求の数が前記しきい値を超える場合に異なる前記フレーム間で同一位置の前記スロットが複数の端末に割当てられる第２の上り割当てにより前記通信端末へ送信時間を割当てる制御部と、
送信時間の割当て結果を前記割当て結果に対応する前記通信端末へ送信する送信部と、
を備えることを特徴とする衛星通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、時分割多重接続により通信リソースを割当てるゲートウェイ、通信端末および衛星通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
人工衛星などを用いて、地球上の２点間で通信を行う衛星通信システムが導入されている。衛星通信システムは、地球上の通信機器から送信された信号を人工衛星に搭載された中継器である衛星中継器が中継することによって実現される。すなわち、衛星通信システムは、衛星中継器が地球上の通信機器から送信された信号を受信し、当該信号を地球上の別の通信機器に送信することによって実現される。
【０００３】
近年では、地上の通信機器の小型化と大容量化を実現するため、地域ごとに異なるビームでデータ伝送を行うマルチビームデータ伝送が運用されている。複数の狭域ビームを用いることにより、衛星中継器のアンテナ利得を高くすることができるため、信号対雑音電力比が向上し、地上の通信機器の小型化と大容量化を実現することができる。
【０００４】
実用化された衛星通信システムの一例として衛星携帯電話システムがある。衛星携帯電話システムは、衛星搭載中継器を介して各通信端末の信号を中継することから、災害時など地上の通信手段が機能停止した場合の代替通信手段として有効である。衛星携帯電話システムでは、時分割多重接続であるＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）が用いられることがある。また、周波数利用効率を向上させ、通信端末収容数を増大させるため、複数の周波数を用いたＴＤＭＡであり、複数の通信端末の送受信データを時間および周波数で多重するＭＦ−ＴＤＭＡ（Ｍｕｌｔｉ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ−Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）方式を採用する衛星携帯電話システムも実用化されている。非特許文献１には、ＭＦ−ＴＤＭＡ方式が開示されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】ＥＴＳＩ  ＴＳ  （Ｅｕｒｏｐｅａｎ  Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  Ｓｔａｎｄａｒｄｓ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ）  １０１  ３７６−５−２  Ｖ３．３．１，２０１２年１２月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記非特許文献１に記載の技術では、１フレームを複数のＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）スロットで構成し、１フレーム内の各ＭＡＣスロットを通信端末へ割当てている。一般に、ＭＦ−ＴＤＭＡを用いる衛星通信システムでは、通信端末へＭＡＣスロットを割当てるゲートウェイを備える。ＭＦ−ＴＤＭＡを用いる衛星通信システムでは、ゲートウェイは、衛星通信システムを用いて通信を行う通信端末が増加すると、増加した通信端末に対しても１フレーム内でＭＡＣスロットを割当てることになる。このため、衛星通信システムを用いて通信を行う通信端末を増加させる際に、増加させることができる通信端末の数に限界があるという問題がある。
【０００７】
特に、大規模災害が発生した場合、多数のユーザが音声による安否確認のために通信端末である携帯電話を利用することが想定されるため、より多くの通信端末を同時接続できることが望ましい。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、通信を行う通信端末の数を増加させることができるゲートウェイを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、通信端末から受信した送信要求の数を監視する監視部と、時分割多重接続における繰り返し周期であるフレームを複数のスロットに分割し、前記送信要求の数がしきい値以下の場合に異なる前記フレーム間で同一位置の前記スロットが同一端末に割当てられる第１の上り割当てにより前記通信端末へ送信時間を割当て、前記送信要求の数が前記しきい値を超える場合に異なる前記フレーム間で同一位置の前記スロットが複数の端末に割当てられる第２の上り割当てにより前記通信端末へ送信時間を割当てる制御部と、送信時間の割当て結果を前記通信端末へ送信する送信部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、衛星通信システムを利用して通信を行う通信端末の数を増加させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態１にかかる衛星通信システムの構成例を示す図
【図２】実施の形態１の端末の構成例を示す図
【図３】実施の形態１の処理回路のハードウェア構成の一例を示す図
【図４】実施の形態１のゲートウェイの構成例を示す図
【図５】実施の形態１の１フレームごとに端末へ割当てるＭＡＣスロットを選択する場合のＭＡＣスロットの割当て例を示す図
【図６】実施の形態１のＴＤＭＡの時間多重数の変更処理手順の一例を示すフローチャート
【図７】実施の形態１の時間多重数を増加させた後の端末への送信リソースの割当て例を示す図
【図８】実施の形態１の送信リソースの割当結果を通知する情報エレメントの一例を示す図
【図９】実施の形態１の時間多重数を増加させた後の端末への送信リソースの割当ての別の例を示す図
【図１０】実施の形態１の図９に示した割当てを行った場合の割当結果の通知方法の一例を示す図
【図１１】実施の形態２にかかる端末の構成例を示す図
【図１２】実施の形態２にかかるゲートウェイの構成例を示す図
【図１３】実施の形態２の端末が音声コーデックレートを決定する手順の一例を示すフローチャート
【図１４】実施の形態１によりＭＡＣスロットを割当てた場合の送信タイミングと音声コーデックレートの一例を示す図
【図１５】実施の形態２の信号の送信タイミングと音声コーデックレートの一例を示す図
【図１６】実施の形態２の端末の優先度の一例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明の実施の形態にかかるゲートウェイ、通信端末および衛星通信システムを図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１３】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかる衛星通信システムの構成例を示す図である。本実施の形態の衛星通信システムは、人工衛星６に搭載される中継器であり１つ以上のビームを形成可能な衛星中継器２と、衛星中継器２と無線接続可能な通信端末である端末１−１〜１−ｍと、衛星中継器２と無線接続可能であり、公衆網４に有線で接続するゲートウェイ３とを備える。なお、ｍは２以上の整数である。
【００１４】
公衆網４は、本実施の形態のゲートウェイ３が、端末１−１〜１−ｍに対して、衛星通信システムの外部への接続を行うサービス、例えばインターネット接続または音声通話などのサービスを提供する場合に用いられる。衛星通信システムの外部へ接続せずに、通信が完結する場合にはゲートウェイ３は公衆網４と接続していなくてもよい。
【００１５】
衛星中継器２は、指向方向の異なる複数のビームを形成可能である。衛星中継器２は、同時に複数のビームを照射可能な構成であってもよいし、一度に形成可能なビームは１つであり指向する方向を変更することにより複数のビームを形成可能な構成であってもよい。また、ここでは、送信ビームと受信ビームは同一形状のビームであるとし、以下ビームは送信ビームでもあり受信ビームでもあるとして説明する。図１の例では、衛星中継器２が形成可能なビームの数をｎ個としている。衛星中継器２は、ｎ個のビーム内すなわちビームのフットプリント５−１〜５−ｎ内に存在する端末１−１〜１−ｍから受信した無線信号を、フットプリント５−ｎ内に存在するゲートウェイ３へ送信する。なお、図１では、フットプリント５−１〜５−（ｎ−１）内に端末１−１〜１−ｍが存在する例を示しているが、フットプリント５−ｎ内に端末１−１〜１−ｍのうちの１つ以上が存在してもよい。また、衛星中継器２は、ゲートウェイ３から受信した無線信号を端末１−１〜１−ｍへ送信する。すなわち、衛星中継器２は、端末１−１〜１−ｍとゲートウェイ３との間の通信を中継する。
【００１６】
ゲートウェイ３は、衛星中継器２を介して通信を行う端末１−１〜１−ｍに対して、送信および受信のための無線リソースを割当てる。具体的には、本実施の形態では、ゲートウェイ３は、ＭＦ−ＴＤＭＡ方式により無線リソースを割り当てる、すなわち周波数および通信時間帯を端末１−１〜１−ｍに割り当てる。ＭＦ−ＴＤＭＡ方式では、第１のスロットであるＭＡＣスロットと呼ばれるスロット単位で端末１−１〜１−ｍに通信時間帯を割当てる。以下、本実施の形態では、端末１−１〜１−ｍからの送信に割当てられたＭＡＣスロットを送信ＭＡＣスロットとよび、端末１−１〜１−ｍにおける受信に割当てられたＭＡＣスロットを受信ＭＡＣスロットと呼ぶ。本実施の形態では、端末１−１〜１−ｍに対する無線リソースの割当てにおいて、通信を要求する端末の数によって、時間多重数を変更する。時間多重数とは一回の割当てで、同じ周波数帯を割当てることが可能な端末の数、すなわちＴＤＭＡにおいて無線リソースを割当て可能な端末の数を意味する。本実施の形態の通信時間帯の割当て方法の詳細については後述する。ゲートウェイ３は、各端末１−１〜１−ｍの送信リソースおよび受信リソースの割当情報を、衛星中継器２を介して通信端末１−１〜１−ｍへ通知する。なお、ゲートウェイ３が端末１−１〜１−ｍへ割当てたＭＡＣスロットを通知する際には、フレーム内の第１のスロットであるＭＡＣスロットの位置を示す番号であるＭＡＣスロット番号が用いられるとする。フレームは、時分割多重接続における繰り返し周期である。
【００１７】
図２は、本実施の形態の端末１−１の構成例を示す図である。端末１−２〜１−ｍは、端末１−１と同様の構成を有する。端末１−１は、送信するデータを生成するデータ生成部１１と、データ生成部１１により生成されたデータが格納される送信バッファ１２と、送信バッファ１２から読み出したデータを符号化する符号化部１３と、符号化されたデータを変調する変調部１４と、変調されたデータを無線信号として送信する無線送信部１５とを備える。端末１−１は、さらに、無線信号を受信し、受信した信号を電気信号として出力する無線受信部１６と、無線受信部１６から出力される信号を復調する復調部１７と、復調後の信号を復号して復号結果すなわち復号後のデータを出力する復号部１８と、復号後のデータが格納される受信バッファ１９と、受信バッファ１９から読み出したデータを音声として再生するデータ再生部２０とを備える。
【００１８】
端末１−１は、さらに、音声コーデックレートの制御、送受信の制御などを行う通信制御部２１を備える。通信制御部２１は、送信バッファ１２に蓄積したデータ量を管理するバッファ管理部２１１と、無線回線の品質を測定する回線品質測定部２１２と、音声コーデックレートを制御する音声コーデック制御部２１３と、受信バッファ１９に格納された自端末に対する送信リソースの割当情報に基づき、符号化部１３および変調部１４に対して符号化方式、変調方式、送信周波数、送信ＭＡＣスロット番号を通知するとともにデータを送信するタイミングを無線送信部１５へ指示する送受信制御部２１４と、再送制御を行う再送制御部２１５とを備える。送受信制御部２１４は、さらに、受信バッファ１９に格納された受信リソースの割当情報に基づき、自端末に割り当てられた受信ＭＡＣスロット番号の時刻で受信を行うよう無線受信部１６を制御し、復号部１８、復調部１７に対して復号方式、復調方式を通知し、無線送信部１５へ送信周波数、送信ＭＡＣスロット番号を通知してデータを送信するタイミングを制御する。なお、送信ＭＡＣスロット番号は、送信リソースとして端末１−１〜１−ｍに各々割当てられたＭＡＣスロット番号を示し、受信ＭＡＣスロット番号は、端末１−１〜１−ｍに受信リソースとして割当てられたＭＡＣスロット番号を示す。
【００１９】
通信制御部２１は、例えば、図３に示したハードウェア構成の処理回路として実現される。図３は、処理回路のハードウェア構成の一例を示す図である。通信制御部２１を構成する各構成要素は、例えば、図３に示すプロセッサ１０１がメモリ１０２に記憶されたプログラムを実行することにより、実現される。また、複数のプロセッサおよび複数のメモリが連携して上記機能を実現してもよい。また、通信制御部２１の機能のうちの一部を電子回路として実装し、他の部分をプロセッサ１０１およびメモリ１０２を用いて実現するようにしてもよい。また、符号化部１３、変調部１４、無線送信部１５、無線受信部１６、復調部１７および復号部１８のうちの１つ以上を、同様にプロセッサ１０１がメモリ１０２に記憶されたプログラムを実行することにより、実現されるように構成してもよい。また、符号化部１３、変調部１４、無線送信部１５、無線受信部１６、復調部１７および復号部１８のうちの１つ以上を実現するためのプロセッサおよびメモリは、通信制御部２１を実現するプロセッサおよびメモリと同一であってもよいし、別のプロセッサおよびメモリであってもよい。
【００２０】
図４は、本実施の形態のゲートウェイ３の構成例を示す図である。本実施の形態のゲートウェイ３は、公衆網４から受信したデータが格納される送信バッファ３１と、送信バッファ３１から読み出したデータを符号化する符号化部３２と、符号化されたデータを変調する変調部３３と、変調されたデータを周波数および時間で多重する多重部３４と、多重されたデータを無線信号として送信する送信部である無線送信部３５とを備える。ゲートウェイ３は、さらに、無線信号を受信し、受信した信号を電気信号として出力する無線受信部３６と、無線受信部３６から出力される信号を周波数および時間帯で分離する分離部３７と、分離後の信号を復調する復調部３８と、復調後の信号を復号して復号結果すなわち復号後のデータを出力する復号部３９と、復号後のデータが格納される受信バッファ４０とを備える。
【００２１】
ゲートウェイ３は、さらに、音声コーデックレートの制御、送受信の制御などを行う通信制御部４１を備える。通信制御部４１は、送信バッファ３１に蓄積したデータ量を管理するバッファ管理部４１１と、無線回線の品質を測定する回線品質測定部４１２と、受信バッファ４０に格納された送信要求の数からゲートウェイ３がデータを受信すべき端末の数を算出し、送信バッファ３１に格納されたデータの宛先から、ゲートウェイ３がデータを送信すべき端末の数を算出し、データを送信または受信すべき端末の数がしきい値を超えた場合、ＴＤＭＡにおける時間多重数を増加させる監視部である通信状態監視部４１３と、音声コーデックレートを制御する音声コーデック制御部４１４と、各端末に割り当てられた送信リソースおよび受信リソースの割当情報を管理し、割当情報に基づいて各端末へ送信するデータの符号化方式、変調方式を符号化部３２、変調部３３へ通知するとともに各端末の受信周波数、受信ＭＡＣスロット番号を多重部３４に通知し、各端末から受信するデータの復号方式、復調方式を復号部３９、復調部３８へ通知するとともに各端末の送信周波数、送信ＭＡＣスロット番号を多重部３４に通知する制御部である送受信制御部４１５と、再送制御を行う再送制御部４１６とを備える。
【００２２】
通信制御部４１は、例えば、図３に示したハードウェア構成として実現される。通信制御部４１を構成する各構成要素は、プロセッサ１０１がメモリ１０２に記憶されたプログラムを実行することにより、実現される。また、複数のプロセッサおよび複数のメモリが連携して上記機能を実現してもよい。また、通信制御部４１の機能のうちの一部を電子回路として実装し、他の部分をプロセッサ１０１およびメモリ１０２を用いて実現するようにしてもよい。また、符号化部３２、変調部３３、多重部３４、無線送信部３５、無線受信部３６、分離部３７、復調部３８および復号部３９のうちの１つ以上を、同様にプロセッサ１０１がメモリ１０２に記憶されたプログラムを実行することにより、実現されるように構成してもよい。また、符号化部３２、変調部３３、多重部３４、無線送信部３５、無線受信部３６、分離部３７、復調部３８および復号部３９のうちの１つ以上を実現するためのプロセッサおよびメモリは、通信制御部４１を実現するプロセッサおよびメモリと同一であってもよいし、別のプロセッサおよびメモリであってもよい。
【００２３】
次に、本実施の形態の衛星通信システムにおいて、端末１−１が衛星中継器２を介してゲートウェイ３へデータを送信する手順について説明する。端末１−２〜１−ｍがデータを送信する手順も端末１−１の手順と同様である。端末１−１のバッファ管理部２１１は、送信バッファ１２に蓄積されたデータ量が存在し、かつデータの送信に用いる時間および周波数を示す送信リソースの割当情報をゲートウェイ３から受信していない場合、送信要求を生成する。送信要求には、該送信要求の送信元すなわちこの場合は端末１−１の識別情報が格納される。バッファ管理部２１１は、生成した送信要求を符号化部１３へ出力する。符号化部１３は、送信要求を符号化して、変調部１４へ出力する。変調部１４は、符号化された送信要求を変調し、無線送信部１５へ出力する。無線送信部１５は、変調された送信要求を無線信号として衛星中継器２へ送信する。衛星中継器２は、端末１−１から受信した送信要求をゲートウェイ３へ送信する。
【００２４】
なお、端末１−１が送信要求の送信に用いる送信リソースすなわち送信要求の送信に用いる時間および周波数は、ランダムアクセスチャネルを用いる。ランダムアクセスチャネルは、衛星中継器２のビームに在圏する端末１−１〜１−ｍが共通して利用可能な周波数および時間帯である。ランダムアクセスチャネルの周波数および時間帯は、ゲートウェイが決定する。ゲートウェイ３は、ランダムアクセスチャネルの周波数および時間帯を、衛星中継器２を介して報知信号として送信する。端末１−１〜１−ｍは、この報知信号を受信することにより、ランダムアクセスチャネルの周波数および時間帯を把握することができる。また、送信要求に施される符号化方式および変調方式は、予め決められた方式を用いればよく、端末１−１〜１−ｍおよびゲートウェイ３には、送信要求に施される符号化方式および変調方式があらかじめ設定されているとする。これにより、ゲートウェイ３では、受信した送信要求の復号および復調を実施することができる。また、ゲートウェイ３から通知することにより、送信要求に施される符号化方式および変調方式を変更可能としてもよい。
【００２５】
ゲートウェイ３の無線受信部３６は、衛星中継器２を介して端末１−１から送信された無線信号を受信して電気信号として分離部３７へ出力する。分離部３７は、送受信制御部４１５から通知される各端末に割当てられた送信周波数および送信ＭＡＣスロット番号に基づいて無線受信部３６から出力された信号を周波数および時間で分離し、端末１−１〜１−ｍごとに該端末１−１〜１−ｍが送信した信号を得る。分離部３７は、分離した信号を復調部３８へ出力する。また、分離部３７は、ランダムアクセスチャネルで受信した信号を復調部３８へ出力する。復調部３８は、送受信制御部４１５から指示される端末１−１〜１−ｍごとの復調方式に基づいて、分離部３７から出力された信号を復調し、復調結果を復号部３９へ出力する。復号部３９は、送受信制御部４１５から指示される端末１−１〜１−ｍごとの復号方式に基づいて、復調部３８から出力された信号を復号し、復号結果を受信バッファ４０へ格納する。復調部３８、復号部３９は、ランダムアクセスチャネルで受信した信号については、上述した予め定められた方式に従って復調、復号を実施する。以上の処理により、ランダムアクセスチャネルで端末１−１から送信された送信要求は、復号結果として受信バッファ４０に格納される。また、送受信制御部４１５は、端末１−１から通信の終了を示す情報を受信すると、受信バッファ４０から端末１−１の送信要求を削除する。なお、受信バッファ４０には、送信要求以外の端末１−１〜１−ｍから送信されたデータも復号結果として格納されるが、送信要求であるか否かは、例えばヘッダ情報などにより識別可能であるとする。
【００２６】
送受信制御部４１５は、受信バッファ４０へ格納された送信要求に基づき、該送信要求の送信元の端末１−１に対して送信リソースを割当てる。送信リソースとは周波数、時間を含む。送信リソースの割当ての際には、送受信制御部４１５は、通信中または送信要求を受信している端末１−１〜１−ｍの数に応じて各通信中または送信要求を受信している端末１−１〜１−ｍへ送信リソースを割当てる。送信リソースの割当て方法については後述する。送受信制御部４１５は、送信リソースを割り当てた結果を送信リソースの割当情報として保持するとともに符号化部３２へ出力する。また、送受信制御部４１５は、送信リソースを割当て結果に基づいて、端末１−１からの送信に用いる符号化方式、変調方式、送信電力など、データを送信するのに要する情報を決定し、これらの情報を送信リソースの割当情報に含めてもよい。ここでは、送信リソースの割当情報に、符号化方式、変調方式が含まれる例を説明する。
【００２７】
また、音声コーデック制御部４１４は、ＴＤＭＡの時間多重数に基づいて、音声コーデックレート、すなわちゲートウェイ３から端末１−１〜１−ｍへ送信する際の音声コーデック後の音声通信データのビットレートを決定する。音声コーデックレートの決定方法については後述する。端末１−１から受信した送信要求が音声通信の送信要求であった場合、送受信制御部４１５は、音声コーデック制御部４１４により決定された音声コーデックレートも送信リソースの割当情報に含めてもよい。
【００２８】
符号化部３２は、送受信制御部３６から出力された端末１−１に対する送信リソースの割当情報を符号化し、変調部３３が符号化後の送信リソースの割当情報を変調する。多重部３４は、変調された送信リソースの割当情報を他の信号と周波数および時間で多重する。無線送信部３５は、送信リソースの割当情報が多重された信号を無線信号として衛星中継器２へ送信する。衛星中継器２は、ゲートウェイ３から受信した送信リソースの割当情報を端末１−１へ送信する。
【００２９】
なお、音声通信のように双方向通信が想定される場合、送受信制御部４１５は、端末１−１からの送信要求に対して送信リソースを割当てる際に、端末１−１がゲートウェイ３から信号を受信するための受信リソースも割り当ててもよい。送信リソースの割当てとともに受信リソースの割当てを行った場合には、送信リソースの割当情報と同様に受信リソースの割当情報も衛星中継器２経由で端末１−１へ送信する。また、音声通信の場合、音声コーデック制御部４１４が、ゲートウェイ３から端末１−１〜１−ｍへ向かう方向の音声コーデックレートを決定する。そして、送受信制御部４１５は、受信リソースの割当情報に、音声コーデックレートを含めてもよい。
【００３０】
また、送信リソースの割当情報を送信するための符号化方式と変調方式は、予め決められた方式を用いればよく、端末１−１〜１−ｍおよびゲートウェイ３には、割当情報に施される符号化方式および変調方式があらかじめ設定されているとする。これにより、端末１−１では、受信した送信リソースの割当情報の復号および復調を実施することができる。受信リソースの割当情報についても同様に、予め決められた方式を用いればよい。また、ゲートウェイ３から通知することにより、送信リソースおよび受信リソースの割当情報に施される符号化方式および変調方式を変更可能としてもよい。
【００３１】
端末１−１の無線受信部１６は、衛星中継器２を介してゲートウェイ３から送信リソースの割当情報を無線信号として受信し、電気信号として復調部１７へ出力する。復調部１７は、無線受信部１６から出力される信号を復調して復号部１８へ出力し、復号部１８は、復調部１７から出力された信号を復号し、復号結果すなわち送信リソースの割当情報を受信バッファ１９に格納する。このようにして、受信バッファ１９に、送信リソースの割当情報が格納される。以降、受信バッファ１９に格納された送信リソースの割当情報に基づき、送受信部制御２１４は、符号化部１３、変調部１４に、符号化方式、変調方式を指示し、無線送信部１５へ送信周波数、送信ＭＡＣスロットを指示する。符号化部１３、変調部１４および無線送信部１５は、送受信部制御２１４からの指示に基づいて動作する。これにより、送信バッファ１２に格納されたデータが、衛星中継器２を介してゲートウェイ３へ送信される。また、音声通信を行う場合には、送受信部制御２１４は、送信リソースの割当情報に基づいて音声コーデックレートを決定し音声コーデック制御部２１３へ通知する。音声コーデック制御部２１３は、データ生成部１１へ音声コーデックレートを指示し、データ生成部１１は、音声コーデック制御部２１３から指示された音声コーデックレートで音声データに対して音声コーデックを実施する。
【００３２】
なお、端末１−１は、受信リソースの割当情報を受信した場合も、同様に、無線受信部１６、復調部１７および復号部１８の処理を行って、受信リソースの割当情報を受信バッファ１９に格納する。そして、送受信部制御２１４は、受信バッファ１９に格納された受信リソースの割当情報に基づき、復号部１８、復調部１７および無線受信部１６を制御する。また、音声通信の場合には、送受信部制御２１４は、受信リソースの割当情報に基づいて受信における音声コーデックレートを決定し音声コーデック制御部２１３へ通知する。音声コーデック制御部２１３は、データ再生部２０へ受信における音声コーデックレートを指示し、データ再生部２０は、音声コーデック制御部２１３から指示された音声コーデックレートで受信バッファ１９に格納された音声データをデコードして再生する。
【００３３】
ここで、本実施の形態のゲートウェイ３における端末への送信リソースの割当て方法について説明する。本実施の形態では、周波数および時間の割当て方法として、システム帯域を複数のサブチャネルに分割し、サブチャネル単位で端末へ周波数を割当て、ＴＤＭＡフレームとよばれるフレームを構成する複数のＭＡＣスロットのうちから端末へ割当てるＭＡＣスロットを選択する例について説明する。
【００３４】
本実施の形態では、ゲートウェイ３は、ＭＡＣスロットを割当てる際に、１つ以上のフレームごとに、端末へ割当てるＭＡＣスロットを選択する。具体的には、送受信制御部４１５は、送信要求のあった端末の数がしきい値以下の場合は、１フレームごとに端末からの送信のためにＭＡＣスロットを割り当てる。すなわち、送信要求のあった端末の数がしきい値以下の場合はフレーム間で同一位置のＭＡＣスロットが同一端末に割当てられる第１の上り割当てにより端末１−１〜１−ｍへ送信時間を割当てる。一方、送受信制御部４１５は、送信要求のあった端末の数がしきい値を超えた場合は、ＴＤＭＡの時間多重数を増加させる割当て方法により端末へ送信リソースを割当てる。すなわち、時間多重数がしきい値を超える場合、異なるフレーム間で同一位置のＭＡＣスロットが複数の端末に割当てられる第２の上り割当てにより端末へ送信時間を割当てる。ＴＤＭＡの時間多重数を増加させた場合の割当て方法は、詳細については後述するが、例えば、複数フレームごとに端末にＭＡＣスロットを割り当てる方法、１フレームごとに端末にＭＡＣスロットを分割した第２のスロットであるタイムスロットを割当てる方法などである。なお、送信要求のあった端末の数とは、ゲートウェイ３が送信要求を受信した端末のうちこれから送信を行う端末および送信要求を受信した後に通信を継続中の端末のことを意味し、ゲートウェイ３がデータを受信すべき端末ということもできる。以下、ゲートウェイ３がデータを受信すべき端末を、ゲートウェイ３が受信すべき端末と略す。
【００３５】
また、ゲートウェイ３は、公衆網４から受信して送信バッファ３１に格納されたデータの宛先を参照することにより、宛先の端末の数を求める。この宛先の端末の数は、ゲートウェイ３がデータを送信すべき端末の数に相当する。以下、ゲートウェイ３がデータを送信すべき端末を、ゲートウェイ３が送信すべき端末と略す。
【００３６】
図５は、１フレームごとに端末へ割当てるＭＡＣスロットを選択する場合のＭＡＣスロットの割当て例を示す図である。送信要求のあった端末の数がしきい値以下の場合は、図５に示すように、１フレームごとに端末にＭＡＣスロットを割り当てる。図５では、１つのサブチャネルの２フレームを図示しており、１フレームは８つのＭＡＣスロットで構成されている。図５の例では、１フレーム内のＭＡＣスロットの位置を示すＭＡＣスロット番号は、１フレーム内の１番左から右へ順に、０，１，２，３，４，５，６，７である。なお、図５では、ＭＡＣスロット番号ｉ（ｉ＝０，１，２，３，４，５，６，７）をＭＡＣスロット＃ｉと記載する。また、ＭＡＣスロットは、３つのタイムスロットで構成される。図５では、フレーム＃０とフレーム＃１の２フレームを図示している。
【００３７】
また、図５の例では、１フレームを８つの端末に割り当てる例を示している。これら８つの端末は、端末１−１〜１−ｍのうちの８つであり、８つの端末の端末番号を＃０，＃１，＃２，＃３，＃４，＃５，＃６，＃７とする。図５では、各ＭＡＣスロットを示す矩形のなかに該ＭＡＣスロットを割当てた端末の端末番号を記載している。図５に示すように、１フレームごとに割当てを行う場合、フレーム＃０内のＭＡＣスロットの割当てとフレーム＃１のＭＡＣスロットの割当ては同一である。このため、１つのサブチャネルについて、送信リソースを割り当てることができる端末の最大数は、１フレームを構成するＭＡＣスロットの数、すなわち図５の例では８つである。サブチャネルの数をＫfとして、全サブチャネルでフレームの構成が同一であるとすると、サブチャネルとＭＡＣスロットを用いて割当てることができる最大の端末の数は８×Ｋfである。したがって、８×Ｋfより多い数の端末から送信要求を受信している場合、送信要求を受信している全ての端末には、送信リソースを割当てることができない。
【００３８】
本実施の形態におけるフレームの構成は全サブチャネルで同一であるとする。しかし、時間方向のＭＡＣスロットの割当を行うフレーム単位の変更はサブチャネル毎に異なってもよい。例えば、端末の優先度を２種類以上に分類し、同一の優先度を有する端末を同一のサブチャネルに割り当てることで、特定の優先度を有する端末に割当てたサブチャネルのみＭＡＣスロットの割当を行うフレーム単位を変更することができる。すなわち、ｉ番目のサブチャネルで割当て可能な端末の数をＫtｉとすると、割当て可能な端末の数は以下の式（１）のようになる。本実施の形態では、１サブチャネルあたりで割当て可能な端末の数であるＫｔｉをＴＤＭＡの時間多重数とよぶ。
【００３９】
【数１】
2016119556.tif 000003
【００４０】
図５では、１フレームが８つのＭＡＣスロットで構成される図を示しているが、１フレームを構成するＭＡＣスロットの数はこの例に限定されない。ＭＡＣスロットを非特許文献１に記載されているＭＦ−ＴＤＭＡのＭＡＣスロットの最小単位である５ｍｓとし、１フレームを４０ｍｓとすると、１フレームを構成するＭＡＣスロットの数は４０／５＝８０である。さらに、ゲートウェイ３と端末１−１〜１−ｍとの通信で使用可能な帯域幅を３０ＭＨｚとし、サブチャネルの帯域幅を非特許文献１に記載されているＭＦ−ＴＤＭＡの最小単位である３１．２５ｋＨｚであるとすると、送信リソースを割当て可能な端末の数は３０ＭＨｚ÷３１．２５ｋＨｚ×８＝７６８０となる。したがって、この場合、７６８０より多い数の端末から送信要求を受信している場合、送信要求を受信している全ての端末には、送信リソースを割当てることができない。
【００４１】
本実施の形態では、送信要求を受信している端末の数がしきい値を超えると、ＴＤＭＡの時間多重数を変更する。また、端末の受信リソースの割当てについても同様であり、ゲートウェイ３が送信すべき端末の数が、しきい値以下の場合には１フレームごとにＭＡＣスロットを割当て、ゲートウェイ３が送信すべき端末の数が、しきい値を超えると、ＴＤＭＡの時間多重数を変更する。
【００４２】
図６は、ＴＤＭＡの時間多重数の変更処理手順の一例を示すフローチャートである。ゲートウェイ３では、はじめは、ゲートウェイ３が送信すべき端末の数、およびゲートウェイ３が受信すべき端末の数がともにしきい値以下であり、受信リソース、送信リソースともに１フレームごとにＭＡＣスロットを割当てているとする。具体的には、図５に例示したように、フレーム＃０とフレーム＃１において、同一のＭＡＣスロット番号のＭＡＣスロットは、同一の端末に割当てられる。すなわち、どのフレームでも、同一のＭＡＣスロット番号のＭＡＣスロットは、同一の端末に割当てられている。
【００４３】
図６に示すように、ゲートウェイ３の通信状態監視部４１３は、受信バッファ４０に格納されている送信要求の数、すなわちゲートウェイ３が受信すべき端末の数Ｎｒを求める（ステップＳ１）。次に、ゲートウェイ３の通信状態監視部４１３は、送信バッファ３に格納されているデータの宛先の数、すなわちゲートウェイ３が送信すべき端末の数Ｎｓを求める（ステップＳ２）。なお、ステップＳ１、ステップＳ２の実施は、この順でなくてもよく、ステップＳ２を先に実施してもよく、ステップＳ１とステップＳ２を同時に実施してもよい。
【００４４】
通信状態監視部４１３は、ＮｒまたはＮｓがしきい値を超えたか否かを判断する（ステップＳ３）。Ｎｒがしきい値以下かつＮｓがしきい値以下の場合（ステップＳ３  Ｎｏ）、ステップＳ１へ戻る。ＮｒまたはＮｓがしきい値を超えた場合（ステップＳ３  Ｙｅｓ）、通信状態監視部４１３は、ＴＤＭＡの時間多重数を変更する（ステップＳ４）。そして、通信状態監視部４１３は、変更後のＴＤＭＡの時間多重数を送受信制御部４１５および音声コーデック制御部４１４へ通知する。具体的には、通信状態監視部４１３は、Ｎｒがしきい値を超えた場合には、端末への送信リソースの割当てにおける時間多重数を変更し、Ｎｓがしきい値を超えた場合には、端末への受信リソースの割当てにおける時間多重数を変更し、ＮｒとＮｓの両方がしきい値を超えた場合には、端末への送信および受信リソースの割当てにおける時間多重数を変更する。なお、ここでは、端末の送信リソースとして割当するサブチャネルと端末の受信リソースとして割当するサブチャネルとは、異なっているとする。すなわち、１つのサブチャネルを端末の受信と送信との両方に割り当てることはないとしている。なお、１つのサブチャネルを端末の受信と送信との両方に割り当てる場合には、ステップＳ３の判定では、ＮｒとＮｓの合計がしきい値を超えたか否かを判定すればよい。
【００４５】
ステップＳ３の判断に用いるしきい値は、１フレームのＴＤＭＡの時間多重数と、割り当て可能なサブチャネル数とを乗算した値とすることができる。上述した、３０ＭＨｚを３１．２５ｋＨｚのサブチャネルに分解し、４０ｍｓのフレームを５ｍｓのＭＡＣスロットで多重する例では、しきい値は７６８０である。また、公衆網４から受信したデータ、すなわち送信バッファ３１に格納されたデータに音声通信のデータが含まれる場合、コーデック制御部４１４は、通信状態監視部４１３から通知された変更後の時間多重数に応じて、端末１−１〜１−ｍがゲートウェイ３へ送信する方向とゲートウェイ３から端末１−１〜１−ｍが受信する方向とのうち時間多重数が変更された方向の音声コーデックレートを変更する。具体的には、時間多重数が多いほど音声コーデックレートを低下させればよく、例えば、時間多重数が変更前に比べて２倍になった場合、音声コーデックレートは半分にすればよい。または、音声通信以外の通信のデータが送信バッファ３１に含まれている場合、時間多重数に応じて音声コーデックレートを変更するのではなく、時間多重数を変更する前の音声通信を行う端末の数と、時間多重数を変更した後の音声通信を行う端末の数との比に応じて音声コーデックレートを変更してもよい。
【００４６】
そして、送受信制御部４１５は変更後の時間多重数が通知されると、変更後の時間多重数を用いて、端末に対して、リソース、すなわち送信リソースおよび受信リソースのうち少なくとも一方の割当てを行い、リソースの割当情報を端末へ通知し（ステップＳ５）、ステップＳ１へ戻る。リソースの割当情報を端末へ通知する際には、上述したように、衛星中継器２を介して端末へリソースの割当情報を送信する。
【００４７】
次に、ＴＤＭＡの時間多重数の具体的な変更方法について説明する。図７は、時間多重数を増加させた後の端末への送信リソースの割当て例を示す図である。図７の例では、図５の例と同様に１フレームが８つのＭＡＣスロットで構成され、ＭＡＣスロット番号の付与方法も図５の例と同様である。図７の例では、２フレームごとに送信リソースを端末へ割当てる。具体的には、フレーム＃０とフレーム＃１の２フレームを構成する８×２＝１６のＭＡＣスロットを各々異なる端末へ割当てている。図５の例と同様に、ＭＡＣスロットを示す矩形のなかには、該ＭＡＣスロットを割当てた端末の端末番号を記載している。
【００４８】
また、図７では、ゲートウェイ３が受信すべき端末の数が１６であり、これら１６の端末の端末番号を＃０，＃１，…，＃１５としている。図７の例では、フレーム＃０のＭＡＣスロット＃０，＃１，＃２，＃３，＃４，＃５，＃６，＃７は、端末番号＃０，＃２，＃４，＃６，＃８，＃１０，＃１２，＃１４の端末に各々割当てられ、フレーム＃１のＭＡＣスロット＃０，＃１，＃２，＃３，＃４，＃５，＃６，＃７は、端末番号＃１，＃３，＃５，＃７，＃９，＃１１，＃１３，＃１５の端末に各々割当てられている。図７では、図示していないが、フレーム＃１の後には、フレーム＃２，フレーム＃３，フレーム＃４，…が存在する。フレーム＃２，フレーム＃４，…、すなわち偶数（Ｅｖｅｎ）番号のフレームのＭＡＣスロット＃０，＃１，＃２，＃３，＃４，＃５，＃６，＃７は、フレーム＃０と同様に、端末番号＃０，＃２，＃４，＃６，＃８，＃１０，＃１２，＃１４の端末に各々割当てられる。また、フレーム＃３，フレーム＃５，…、すなわち奇数（Ｏｄｄ）番号のフレームのＭＡＣスロット＃０，＃１，＃２，＃３，＃４，＃５，＃６，＃７は、フレーム＃１と同様に、端末番号＃１，＃３，＃５，＃７，＃９，＃１１，＃１３，＃１５の端末に各々割当てられる。以上のように、図７の例では、２つのフレーム間で、フレーム内の同一位置のＭＡＣスロットを異なる端末に割り当てている。
【００４９】
次に、図７に示すように２フレームごとにＭＡＣスロットを端末へ割当てる場合の送信リソースの割当結果の通知方法について説明する。本実施の形態では、送信リソースの割当結果をＭＡＣ  ｓｌｏｔ  ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ  ＩＥ（Ｉｎｆｏｒａｍｔｉｏｎ  Ｅｌｅｍｅｎｔ）、Ｓｈａｒｅｄ  ＩＥ、Ｆｒａｍｅ  ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ  ＩＥの３つの情報エレメントを用いて通知する。これら３つの情報エレメントは送信リソースの割当情報に格納される。
【００５０】
図８は、送信リソースの割当結果を通知する情報エレメントの一例を示す図である。ＭＡＣ  ｓｌｏｔ  ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ  ＩＥは、図８に示すように、１フレーム内のＭＡＣスロット数と同数のビット数を有する。図８の例では、ＭＳＢ（Ｍｏｓｔ  Ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ  Ｂｉｔ）をＭＡＣスロット番号＃０に対応させ、以降ＬＳＢ（Ｌｅａｓｔ  Ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ  Ｂｉｔ）側へ順にＭＡＣスロット番号＃１，＃２，＃３，＃４，＃５，＃６，＃７に対応させている。図８の例では、ＭＡＣ  ｓｌｏｔ  ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ  ＩＥのうち、ビット値が０のＭＡＣスロットは非割当てＭＡＣスロットを示し、ビット値が１のＭＡＣスロットは割当てられたＭＡＣスロットを示す。Ｓｈａｒｅｄ  ＩＥは、ＭＡＣスロットを他の端末と共有しているかを示す情報であり、０ならば非共有、すなわち１フレームごとに端末にＭＡＣスロットが割当てられていること示し、１ならば共有、すなわち２フレームごとに端末にＭＡＣスロットが割当てられていること示す。Ｆｒａｍｅ  ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ  ＩＥは、Ｓｈａｒｅｄ  ＩＥが１の場合に、どのフレームのＭＡＣフレームが割当てられているかを示す情報である。図７の例では、Ｆｒａｍｅ  ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ  ＩＥの値は、偶数フレーム（Ｅｖｅｎ  ｆｒａｍｅ）のＭＡＣスロットが割当られている場合は０とし、奇数フレーム（Ｏｄｄ  ｆｒａｍｅ）のＭＡＣスロットが割当られている場合は１としている。なお、図８は、一例であり、送信リソースの割当結果を通知方法は、図８の例に限定されない。
【００５１】
図７の例は、２つのフレームごとに、端末へＭＡＣスロットを割当てるようにしたが、３つ以上のフレームごとに、端末へＭＡＣスロットを割当てるようにしてもよい。具体的には、フレーム＃０のＭＡＣスロット＃０，＃１，＃２，＃３，＃４，＃５，＃６，＃７は、端末番号＃０，＃３，＃６，＃９，＃１２，＃１５，＃１８，＃２１の端末に各々割当て、フレーム＃１のＭＡＣスロット＃０，＃１，＃２，＃３，＃４，＃５，＃６，＃７は、端末番号＃１，＃４，＃７，＃１０，＃１３，＃１６，＃１９，＃２２の端末に各々割当て、フレーム＃２のＭＡＣスロット＃０，＃１，＃２，＃３，＃４，＃５，＃６，＃７は、端末番号＃２，＃５，＃８，＃１１，＃１４，＃１７，＃２０，＃２３の端末に各々割当てるといった割当てを行ってもよい。３つ以上のフレームごとにＭＡＣスロットを割当てる場合、すなわち３つ以上の端末でＭＡＣスロットを共有する場合、Ｆｒａｍｅ  ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ  ＩＥのビット数を、ＭＡＣスロットを共有する端末の数に応じて設定すればよい。例えば、４フレームごとに端末へＭＡＣスロットを割当てる場合、Ｆｒａｍｅ  ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ  ＩＥを２ビットとすればよい。
【００５２】
次に、ＴＤＭＡの時間多重数の変更方法の別の具体例について説明する。図９は、時間多重数を増加させた後の端末への送信リソースの割当ての別の例を示す図である。図７では、複数のフレームごとに端末へ割当てる、すなわち複数のフレームごとに端末のデータを時間多重する例を説明したが、図９の例では、１フレーム内のＭＡＣスロットを構成するタイムスロットを各々端末に割当てもよい。図９の例では、１つのＭＡＣスロットを構成する３つのタイムスロットのうち、先頭のタイムスロットと最後尾のタイムスロットとを異なる端末に割当てている。図９のタイムスロットを示す矩形のなかには、該タイムスロットを割当てた端末の端末番号を記載している。これにより、１ＭＡＣスロットあたり２つの端末への割当てを行うことができ、図５の割当ての例に比べ、割当て可能な端末の数を倍にすることができる。なお、図９の例では、１つのＭＡＣスロット内の真ん中のタイムスロットは空きとしているが、これは端末同士の伝搬遅延差に起因してタイムスロットの境界で信号が衝突し干渉となることを防ぐためである。しかし、端末同士の同期精度が十分に確保されており、ガードタイムの中で各端末の遅延差が吸収できる場合は、ユーザデータに干渉が生じないため、真ん中のタイムスロットを端末に割当ててもよい。この場合、１ＭＡＣスロットあたり３つの端末への割当てを行うことができる。
【００５３】
図１０は、図９に示した割当てを行った場合の割当結果の通知方法の一例を示す図である。図１０に示すように、各タイムスロットを端末へ割当てた場合、ＭＡＣ  ｓｌｏｔ  ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ  ＩＥでは、図８の例と同様に、フレーム内のＭＡＣスロットの番号を示し、Ｓｈａｒｅｄ  ＩＥは、ＭＡＣスロットを他の端末と共有しているか否かを示す。また、図８のＦｒａｍｅ  ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ  ＩＥの替わりに、タイムスロットの位置を指定するｓｌｏｔ  ｏｆｆｓｅｔ  ＩＥを通知する。ｓｌｏｔ  ｏｆｆｓｅｔ  ＩＥは、０の場合、ＭＡＣスロット内の１番目のタイムスロット（ｆｉｒｓｔ  ｓｌｏｔ）に割当てられていることを示し、１の場合、ＭＡＣスロット内の最後すなわち３番目のタイムスロット（ｔｈｉｒｄ  ｓｌｏｔ）に割当てられていることを示す。
【００５４】
以上、送信リソースの割当てにおける時間多重数の変更方法および変更後の割当結果の通知方法を説明したが、受信リソースの割当てにおける時間多重数の変更では、送信要求の数の替わりにデータの宛先の端末の数に基づいて時間多重数を変更するか否かを決定する。時間多重数を増加させた後の割当て方法および割当結果の通知方法は、上述した方法と同様である。すなわち、データの宛先の端末の数がしきい値以下の場合には、フレーム間で同一位置のＭＡＣスロットが同一端末に割当てられる第１の下り割当てにより端末１−１〜１−ｍへ受信時間を割当てる。データの宛先の端末の数がしきい値を超えた場合には、フレーム間で同一位置のＭＡＣスロットが複数の端末に割当てられる第２の下り割当てにより端末１−１〜１−ｍへ受信時間を割当てる。
【００５５】
また、上記の例では、しきい値が１つの例を説明したが、ゲートウェイ３が送信すべきまたは受信すべき端末すなわちゲートウェイ３が通信すべき端末の数を複数段階に分けて段階ごとに時間多重数を決定してもよい。ゲートウェイ３が通信すべき端末の数が第１のしきい値以下の場合には、図５に例示したように１フレームごとにＭＡＣスロットを割当て、ゲートウェイ３が通信すべき端末の数が第１のしきい値を超えて第２のしきい値以下の場合には、図７で示したように２フレームごとにＭＡＣスロットを割当て、第２のしきい値を超えて第３のしきい値以下の場合には、３フレームごとにＭＡＣスロットを割当てるというように、ゲートウェイ３が通信すべき端末の数が増えるに連れて時間多重数を増やすようにしてもよい。
【００５６】
また、時間多重数を変更した後、Ｎｒ、Ｎｓのうちいずれかがしきい値以下となった場合には、時間多重数を減少させるようにしてもよい。すなわち、Ｎｒ、Ｎｓのうちいずれかがしきい値以下となった場合、対応するリソースの割当てにおいて、１フレームごとにＭＡＣスロットを割当てる。
【００５７】
なお、送信リソースおよび受信リソースの割当て情報に音声コーデックレートを含めて通知しない場合、端末１−１〜１−ｍおよびゲートウェイ３では、例えばあらかじめ２種類の音声コーデックレートとして第１の値と第１の値よりレートの低い第２の値とを設定可能としておく。そして、送信リソースの割当結果の通知によりＭＡＣスロットが共有されていない場合は送信する際の音声コーデックレートとして第１の値を選択し、ＭＡＣスロットが共有されている場合、送信する際の音声コーデックレートとして第２の値を音声コーデックレートとして選択する。受信リソースの割当結果の通知によりＭＡＣスロットが共有されていない場合は再生する際の音声コーデックレートとして第１の値を選択し、ＭＡＣスロットが共有されている場合は音声コーデックレートとして第２の値を選択する。
【００５８】
以上説明したように、本実施の形態では、端末１−１〜１−ｍが衛星中継器２を介してゲートウェイ３とデータを送受信する過程において、ゲートウェイ３は通信すべき端末１−１〜１−ｍの数に応じて時間多重数を制御するよう指示することとした。このため、衛星通信システムを利用して通信を行う通信端末の数を増加させることができる。また、ゲートウェイ３は端末との間の通信が音声通信を含む場合には、音声コーデックレートについても通信すべき端末１−１〜１−ｍの数すなわち時間多重数に応じて変更するようにした。これにより、災害時などに多数のユーザが衛星携帯電話を同時に利用する場合に、遅延を低減させて、多数の端末が同時に音声通信を行うことができる。
【００５９】
なお、以上の例では、端末１−１〜１−ｍが同一の構成であるとして説明したが、端末１−１〜１−ｍのうち少なくとも一部が音声通話を行わないものであってもよい。
【００６０】
実施の形態２．
図１１は、本発明の実施の形態２にかかる端末１ａ−１の構成例を示す図である。図１２は、実施の形態２にかかるゲートウェイ３ａの構成例を示す図である。本実施の形態の衛星通信システムの構成は、図１のゲートウェイ３をゲートウェイ３ａに替え、端末１−１〜１−ｍを端末１ａ−１〜１ａ−ｍに替える以外は、実施の形態１の衛星システムの構成と同様である。端末１ａ−１〜１ａ−ｍは、衛星中継器２と無線接続可能な通信端末である。端末１ａ−２〜１ａ−ｍの構成は端末１ａ−１と同様である。以下、実施の形態１と同様の機能を有する構成要素は実施の形態１と同一の符号を付して重複する説明を省略する。以下、実施の形態１と異なる部分を説明する。
【００６１】
本実施の形態の端末１ａ−１の構成は、実施の形態１の端末１−１の通信制御部２１を通信制御部２１ａに替える以外は実施の形態１の端末１−１と同様である。通信制御部２１ａは、実施の形態１の通信制御部２１に、他の端末がデータを送信している状態であるか否かを監視する受信監視部２１６を追加し、音声コーデック制御部２１３および送受信制御部２１４の替わりに、音声コーデック制御部２１３ａおよび送受信制御部２１４ａを備える以外は、実施の形態１の通信制御部２１と同様である。音声コーデック制御部２１３ａ、送受信制御部２１４ａは、実施の形態１の音声コーデック制御部２１３、送受信制御部２１４と各々同様の動作を実施し、さらに後述する音声コーデックの決定にかかる動作を実施する。
【００６２】
通信制御部２１ａは、例えば、図３に示したハードウェア構成として実現される。通信制御部２１ａを構成する各構成要素は、プロセッサ１０１がメモリ１０２に記憶されたプログラムを実行することにより、実現される。また、複数のプロセッサおよび複数のメモリが連携して上記機能を実現してもよい。また、通信制御部２１ａの機能のうちの一部を電子回路として実装し、他の部分をプロセッサ１０１およびメモリ１０２を用いて実現するようにしてもよい。
【００６３】
本実施の形態のゲートウェイ３ａの構成は、実施の形態１のゲートウェイ３の通信制御部４１を通信制御部４１ａに替える以外は実施の形態１のゲートウェイ３と同様である。通信制御部４１ａは、実施の形態１の通信制御部４１に、ゲートウェイ３が送信すべき端末宛ての音声データを監視する受信監視部４１７を追加し、音声コーデック制御部４１４および送受信制御部４１５の替わりに、音声コーデック制御部４１４ａおよび送受信制御部４１５ａを備える以外は、実施の形態１の通信制御部４１と同様である。音声コーデック制御部４１４ａ、送受信制御部４１５ａは、実施の形態１の音声コーデック制御部４１４、送受信制御部４１５と各々同様の動作を実施し、さらに後述する音声コーデックの決定にかかる動作を実施する。
【００６４】
通信制御部４１ａは、例えば、図３に示したハードウェア構成として実現される。通信制御部４１ａを構成する各構成要素は、プロセッサ１０１がメモリ１０２に記憶されたプログラムを実行することにより、実現される。また、複数のプロセッサおよび複数のメモリが連携して上記機能を実現してもよい。また、通信制御部４１ａの機能のうちの一部を電子回路として実装し、他の部分をプロセッサ１０１およびメモリ１０２を用いて実現するようにしてもよい。
【００６５】
実施の形態１では、衛星通信システムにおいて、ゲートウェイ３は通信すべき端末の数が増えると時間多重数を増加し、音声コーデックレートを低下させたが、音声コーデックレートを低下させると音声が聞き取りにくくなることがある。一方、地上セルラの移動体通信では、音声コーデックレートを通信品質に応じて動的に変更することで、ベストエフォートで音声品質を向上するＡＭＲ（Ａｄａｐｔｉｖｅ  Ｍｕｌｔｉ  Ｒａｔｅ）方式が採用されている。しかしながら、地上セルラの移動体通信とは異なり衛星通信は伝搬路がほぼ変動しないため、実施の形態１のように周波数および時間を固定的に割り当てる場合は、ＡＭＲ方式を採用したとしても音声品質の向上効果は限定的である。そこで、本実施の形態では、端末１ａ−１が衛星中継器２を介してゲートウェイ３ａとデータを送受信する過程において、ゲートウェイ３ａが時間多重数を増加させた場合の音声品質を改善するために、端末１ａ−１以外の端末の通信状態に応じて音声コーデックレートを決定する。
【００６６】
図１３、１４、１５を用いて、本実施の形態の端末１ａ−１が音声コーデックレートの決定方法を説明する。図１３は、本実施の形態の端末１ａ−１が音声コーデックレートを決定する手順の一例を示すフローチャートである。また、図１４は、実施の形態１によりＭＡＣスロットを割当てた場合の送信タイミングと音声コーデックレートの一例を示す図である。また、図１５は、本実施の形態の信号の送信タイミングと音声コーデックレートの一例を示す図である。
【００６７】
図１４では、実施の形態１の端末１−１，１−２が、ゲートウェイ３と音声通信を行っている例を示し、図１５では、実施の形態２の端末１ａ−１，１ａ−２が、ゲートウェイ３ａと音声通信を行っている例を示している。また、図１４、１５では、時間多重数を増やす方法として、図７に示したように２フレームごとにＭＡＣスロットを割当てる方法を用いた例を示しており、端末１ａ−２，１−２には、下りのリソースすなわち端末の受信リソースとして、偶数フレームのＭＡＣスロット＃０が割当てられており、上りのリソースすなわち端末の送信リソースも、偶数フレームのＭＡＣスロット＃０が割当てられているとする。また、端末１ａ−１，１−１には、下りのリソースすなわち端末の受信リソースとして、奇数フレームのＭＡＣスロット＃０が割当てられており、上りのリソースすなわち端末の送信リソースも、奇数フレームのＭＡＣスロット＃０が割当てられているとする。すなわち、端末１−１，１−２は、上り、下りともにＭＡＣスロット＃０を共有しており、端末１ａ−１，１ａ−２は、上り、下りともにＭＡＣスロット＃０を共有している。
【００６８】
また、端末１ａ−１，１ａ−２は、音声コーデックレートを“ｈｉｇｈ”と“ｈｉｇｈ”の半分のレートである“ｌｏｗ”との２つを設定可能であり、１フレームごとに割当てが行われているときには、“ｈｉｇｈ”を設定し、２フレームごとに割当てが行われているときには、“ｌｏｗ”を設定する。この音声コーデックレートの変更方法は、実施の形態１と同様である。すなわち、ゲートウェイ３ａから受信リソースの割当情報および送信リソースの割当情報により、音声コーデックレートが端末１ａ−１，１ａ−２へ通知され、端末１ａ−１，１ａ−２は、この通知により音声コーデックレートが変更された場合に音声コーデックレートを“ｈｉｇｈ”から“ｌｏｗ”へ、または“ｌｏｗ”から“ｈｉｇｈ”へ変更する。また、図１５において、濃く色で塗られているＭＡＣスロットはデータが送信されているＭＡＣスロットを示す。図１４、１５の“×１”は、音声コーデックレート“ｌｏｗ”を示し、図１４、１５の“×２”は、音声コーデックレート“ｈｉｇｈ”を示す。
【００６９】
図１３に示すように、端末１ａ−１の受信監視部２１６は、現在の上りおよび下りのフレーム番号とＭＡＣスロット番号を管理し、現在時刻が自端末に割り当てられた受信ＭＡＣスロット番号の時刻であるかを判定する（ステップＳ１１）。受信ＭＡＣスロット番号は、送受信制御部２１４ａから現在時刻が自端末に割り当てられた受信ＭＡＣスロット番号の時刻ではない場合（ステップＳ１１  Ｎｏ）は処理を終了する。処理の終了後は、次の処理時刻に再度ステップＳ１１の判定を実施する。受信ＭＡＣスロット番号は、受信リソースの割当情報により通知される端末１ａ−１に割当てられたＭＡＣスロット番号である。図８の形式により割当て結果が通知される場合には、ＭＡＣ  ｓｌｏｔ  ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ  ＩＥとして通知される。すなわち、ステップＳ１では、現在のフレーム番号が自端末にＭＡＣスロットが割当てられているフレーム番号でない場合にも、ＭＡＣスロット番号が自端末に割当てられている番号と一致すれば、Ｙｅｓと判定する。
【００７０】
現在時刻が自端末に割り当てられた受信ＭＡＣスロット番号の時刻である場合（ステップＳ１１  Ｙｅｓ）、受信監視部２１６は、現在時刻が自端末に割り当てられた受信フレーム番号であるかを判定する（ステップＳ１２）。受信フレーム番号は、受信リソースの割当情報により通知される端末１ａ−１に割当てられたフレームの番号である。図８の形式により割当て結果が通知される場合には、Ｆｒａｍｅ  ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ  ＩＥに基づいて受信フレーム番号を求めることができる。現在時刻が自端末に割り当てられた受信フレーム番号の時刻でない場合（ステップＳ１２  Ｎｏ）、すなわち他の端末に現在のフレームが割り当てられている場合は、当該ＭＡＣスロットおよびフレームにおいて、自端末宛て以外の信号を検知したかを判定する（ステップＳ１３）。自端末宛て以外の信号を検知していない場合（ステップＳ１３  Ｎｏ）、受信監視部２１６は、他の端末は音声を発している状態、すなわち他の端末からゲートウェイ３ａへ向かう方向のリンクである上りリンクで信号を送信している状態と推定し、音声コーデックレートを“ｌｏｗ”に設定し（ステップＳ１８）、処理を終了する。
【００７１】
一方、自端末宛て以外の信号を検知した場合（ステップＳ１３  Ｙｅｓ）、ゲートウェイ３ａは、他の端末は音声を聞いている状態、すなわち他の端末が上りリンクで信号を送信していない状態と判定し、音声コーデックレートを“ｈｉｇｈ”に設定（ステップＳ１４）し、フレーム番号が自端末に割り当てられているフレーム番号であるか否かにかかわらず、直後の送信ＭＡＣスロットすなわち自端末に割当てられているＭＡＣスロット番号のＭＡＣスロットで信号を送信し（ステップＳ１５）、処理を終了する。具体的には、ステップＳ１４では、受信監視部２１６が、音声コーデックレートを“ｈｉｇｈ”に設定するように音声コーデック制御部２１３ａへ指示し、直後の、自端末にＭＡＣスロットが割当てられないフレーム番号の自端末に割り当てられている送信ＭＡＣスロットで信号を送信ように送受信部２１４ａへ指示する。そして、音声コーデック制御部２１３ａ、送受信部２１４ａは指示に従って動作を実施する。
【００７２】
このステップＳ１４の動作は、図１５におけるＴ１で行われる動作に相当する。図１５の例では、Ｔ１で端末１ａ−１は、ＭＡＣフレーム＃０を共有している端末１ａ−２に割当てられているフレーム＃０のＭＡＣスロット＃０において、他の端末すなわち端末１ａ−２へデータが送信されていることを検知し音声コーデックレートを“ｈｉｇｈ”に設定する。ステップＳ１５は、図１５のＴ２に相当する。Ｔ２すなわち端末１ａ−２に割当てられているフレーム＃０のＭＡＣスロット＃０で、端末１ａ−１が、データを送信する。
【００７３】
図１３の説明に戻り、現在時刻が自端末に割り当てられた受信フレーム番号である場合（ステップＳ１２  Ｙｅｓ）、受信監視部２１６は、直前の上り方向のフレームで自端末から信号を送信しているかを判定する（ステップＳ１６）。直前のフレームで自端末から信号を送信している場合（ステップＳ１６  Ｙｅｓ）、連続したフレームで信号を送信可能となるため、ステップＳ１４へ進む。ステップＳ１６、ステップＳ１４を経由したステップＳ１５の送信は、図１５のＴ３の送信に相当する。
【００７４】
一方、直前の上り方向のフレームで自端末から信号を送信していない場合（ステップＳ１６  Ｎｏ）、音声コーデックレートを“ｌｏｗ”に設定し（ステップＳ１７）、ステップＳ１５へ進み、割り当てられたＭＡＣスロットで信号を送信する。
【００７５】
図１５のＴ４では、端末１ａ−２が、データを受信していないので、端末１ａ−１は、ステップＳ１４で、Ｎｏと判定し、ステップＳ１８へ進み、音声コーデックレートを“ｌｏｗ”に設定している。
【００７６】
このように、自端末宛て以外の信号の受信状況から他の端末が音声を発している状態か聞いている状態かを推定し、音声を聞いている状態の場合は、他の端末に割り当てられた上りのＭＡＣスロットを利用して信号を送信することで、図１４に示した例に比べて音声コーデックレートを増加させることができる。
【００７７】
また、音声コーデック制御部２１３ａは、音声コーデックレートを“ｈｉｇｈ”または“ｌｏｗ”に変更して信号を送信する際に、受信側で正しく信号を復調、復号するため、音声コーデックレートを識別する情報を音声データのヘッダに含めるようにしてもよい。例えば音声コーデックレートによって異なるユニークワードのパタンを用いることにより、受信側に音声コーデックレートを通知してもよい。
【００７８】
また、他の端末に割り当てられているＭＡＣスロットを利用して送信を行う場合、他の端末の会話状況によっては、信号が衝突する可能性がある。このため、他の端末に割り当てられているＭＡＣスロットを利用して送信するデータは重要度の低い情報としてもよい。例えば、他の端末に割り当てられているＭＡＣスロットを利用して送信するデータとして非特許文献１で開示されているｕｎｉｍｐｏｒｔａｎｔ  ｂｉｔを送信してもよい。また、自端末に割当てられているＭＡＣスロットが他の端末に利用されて信号が衝突した際のデータの欠落を防ぐため、自端末に割り当てられたＭＡＣスロットで同一の情報を複数回連送してもよい。ただし、常に連送すると無線リソースの浪費につながることから、自身宛てに信号を連続的に受信した直後の時間幅Ｔｃの間に送信する信号のみ連送を行うこととしてもよい。また、上述した時間幅Ｔｃは、端末１ａ−１〜１ａ−ｍとゲートウェイ３ａとの間の伝搬遅延差もしくは、相槌など短時間に発する音声の統計的平均値から求めてもよい。
【００７９】
なお、以上では、端末１ａ−１における動作を説明したが、ゲートウェイ３ａにおいても、端末１ａ−１以外の端末からの受信状況に基づいて、ゲートウェイ３ａから端末１ａ−１への送信に用いる音声コーデックレートを決定することができる。この場合、ゲートウェイ３ａの受信監視部４１７は、送信リソースを割当てている全端末の受信状況を監視し、端末に送信リソースを割当てたフレーム番号およびＭＡＣスロットで該端末からデータを受信した場合には該端末は音声を発信している状態と判断し、端末に送信リソースを割当てたフレーム番号およびＭＡＣスロットで該端末からデータを受信しなかった場合には該端末は音声を受信している状態と判断する。このため、受信監視部４１７は、データを受信しなかった端末である第１の端末へ送信するデータの音声コーデックレートを“ｈｉｇｈ”に設定するよう音声コーデック制御部４１４ａへ指示し、第１の端末とＭＡＣスロットを共有している第２の端末の受信リソースとして割当てたフレーム番号のＭＡＣスロットでデータを送信するよう送受信部４１５ａへ指示する。これにより、ゲートウェイ３ａが送信する下り方向の音声コーデックレートについても、上記の例と同様に実施の形態１に比べ音声コーデックレートを増加させることができる。
【００８０】
また、端末１ａ−１〜１ａ−ｍおよびゲートウェイ３ａが、ゲートウェイ３ａが送信リソースまたは受信リソースとして割当てたフレーム番号のＭＡＣスロットで送信を行う場合を１次利用とよび、他の端末にフレーム番号のＭＡＣスロットで送信を行う場合を２次利用とよぶとき、端末１ａ−１〜１ａ−ｍおよびゲートウェイ３ａは、２次利用と１次利用を区別するための識別情報をヘッダなどに付加してもよい。これにより、上記のステップＳ１３の判定において、１次利用であることを示す識別情報が付与されたデータを受信した場合には、自端末宛て以外の信号を検知したと判定することができる。同様に、ゲートウェイ３ａにおいても、自装置が端末１ａ−１〜１ａ−ｍからの送信のために割当てたフレーム番号およびＭＡＣスロットで対応する端末からデータを受信したか否かを判定することができる。また、送信信号にＣＲＣ（Ｃｙｃｌｉｃ  Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ  Ｃｈｅｃｋ）などの誤り検出符号を付与する場合は、誤り検出符号に端末の固有な識別子を多重することで、ステップＳ１３の判定において、誤り検出符号に多重された識別子を参照することで自端末宛て以外の信号を検知した否かの判定を行うことができる。
【００８１】
なお、図１４及び図１５では、２台の端末でＭＡＣスロットを共有する例を記載しているが、実施の形態１で述べたようにＭＡＣスロットを共有する端末の数は２に限定されない。３つ以上の端末でＭＡＣスロットを共有する場合、２次利用でＭＡＣスロットを利用する際に、端末間でデータの送信が重複して利用しないようにする必要がある。そこで、あらかじめ端末に優先度を定めておくことで、信号の衝突を防ぐことができる。図１６は、端末の優先度の一例を示す図である。図１６の例では、４フレームごとにＭＡＣフレームを割当てるとし、端末１ａ−１〜１ａ−ｍのうちの４台である端末番号＃０，＃１，＃２，＃３の端末でＭＡＣスロットを共有しているとする。図１６の例では、４フレーム内のフレームごとに、各端末の優先度を変えている。図１６に示した優先度は、値の小さいほど優先度が高い。第１の優先度は、端末番号＃０，＃１，＃２，＃３の４端末でＭＡＣスロットを共有する４フレームのうち、最初のフレームにおける優先度を示し、第２の優先度は、２番目のフレームの優先度を、第３の優先度は、３番目のフレームの優先度を、第４の優先度は、４番目のフレームの優先度を示す。優先度が０のフレームは、一次利用のフレームに対応する。図１６の例では、４フレームのうち、最初のフレームでは、端末番号＃０，＃１，＃２，＃３の順に各端末が優先されることを示している。また、端末番号＃０の端末は、１番目のフレーム、３番目のフレーム、２番目のフレーム、４番目のフレームの順に送信するフレームを選択することを意味する。
【００８２】
また、以上の説明では、実施の形態１の図７に示したように複数フレームごとにＭＡＣスロットを割当てる例を説明したが、実施の形態１の図９で示したように、タイムスロット単位で端末へリソースを割当てる場合にも、同様に、受信状況に応じて音声コーデックレートを決定することができる。この場合、自端末に割当てられたＭＡＣスロット内の自端末に割当てられていないタイムスロットの受信状況を監視することにより、ＭＡＣスロットを共有する端末が音声を発信しているか否かを判定することができる。そして、ＭＡＣスロットを共有する端末が音声を発信していると判定した場合に、端末は、音声コーデックレートを“ｈｉｇｈ”に設定し、音声を発信していると判定された端末すなわち自端末とＭＡＣスロットを共有している他の端末に割当てられたタイムスロットを用いて送信を行う。
【００８３】
以上説明したように、本実施の形態における衛星通信システムでは、端末１ａ−１〜１ａ−ｍが衛星中継器２を介してゲートウェイ３ａとデータを送受信する過程において、端末１ａ−１〜１ａ−ｍおよびゲートウェイ３ａの受信監視部は信号の受信状況から他の端末が音声を発信している状態か受信している状態かを判定し、音声を受信している状態の場合は、他の端末に割り当てられたＭＡＣスロットを２次利用して信号を送信するようにした。このため、実施の形態１に比べて音声コーデックレートを増加させることができる。
【００８４】
なお、以上の実施の形態では、衛星通信システムにおいて、ゲートウェイが端末へリソースを割当てる例を説明したが、各実施の形態のゲートウェイおよび端末の構成および動作は、ゲートウェイが端末との通信のために各端末へ時間および周波数を割当てる通信システムであれば衛星通信システム以外にも適用可能である。すなわち、各実施の形態のゲートウェイおよび端末の構成および動作は、ゲートウェイと端末との間の通信が衛星中継器を経由しない場合にも適用可能である。さらには、端末との通信のためにＴＤＭＡすなわち時間多重により各端末へ時間を割当てる通信システムにも適用可能である。
【００８５】
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【符号の説明】
【００８６】
１−１〜１−ｍ，１ａ−１〜１ａ−ｍ  端末、２  衛星中継器、３，３ａ  ゲートウェイ、４  公衆網、５−１〜５−ｎ  フットプリント、６  人工衛星、１１  データ生成部、１２，３１  送信バッファ、１３，３２  符号化部、１４，３３  変調部、１５，３５  無線送信部、１６，３６  無線受信部、１７，３８  復調部、１８，３９  復号部、１９，４０  受信バッファ、２０  データ再生部、２１，２１ａ，４１，４１ａ  通信制御部、３４  多重部、３７  分離部、１０１  プロセッサ、１０２  メモリ、２１１，４１１  バッファ管理部、２１２，４１２  回線品質測定部、２１３，２１３ａ，４１４，４１４ａ  音声コーデック制御部、２１４，２１４ａ，４１５，４１５ａ  送受信制御部、２１５，４１６  再送制御部、２１６，４１７  受信監視部、４１３  通信状態監視部。
【図１】
2016119556.tif 000004
【図２】
2016119556.tif 000005
【図３】
2016119556.tif 000006
【図４】
2016119556.tif 000007
【図５】
2016119556.tif 000008
【図６】
2016119556.tif 000009
【図７】
2016119556.tif 000010
【図８】
2016119556.tif 000011
【図９】
2016119556.tif 000012
【図１０】
2016119556.tif 000013
【図１１】
2016119556.tif 000014
【図１２】
2016119556.tif 000015
【図１３】
2016119556.tif 000016
【図１４】
2016119556.tif 000017
【図１５】
2016119556.tif 000018
【図１６】
2016119556.tif 000019