(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信相手局から送信されたタイムアライメント情報に基づいて送信タイミングを調整する通信端末の制御方法であって、
前記タイムアライメント情報に基づいて、該通信端末のアンテナ指向性及び送信電力レベルの少なくとも一方と、前記通信相手局である基地局と当該通信端末との通信を中継する衛星へのアンテナ仰角とを制御する、ことを特徴とする通信端末制御方法。
【請求項２】
請求項１記載の通信端末制御方法であって、
前記アンテナ指向性は、前記タイムアライメント量が大きいほど強め、前記送信電力レベルは、前記タイムアライメント量が大きいほど増加させる、ことを特徴とする通信端末制御方法。
【請求項３】
請求項１又は２記載の通信端末制御方法であって、
前記タイムアライメント情報から、前記衛星への衛星仰角を算出し、アンテナ仰角を該算出された衛星仰角に一致させる、ことを特徴とする通信端末制御方法。
【請求項４】
通信相手局から送信されたタイムアライメント情報に基づいて送信タイミングを調整する通信端末と通信を行う少なくとも１つの前記通信相手局である基地局と、
前記通信相手局である基地局と当該通信端末との通信を中継する衛星と、を有する移動通信システムであって、
前記通信端末は、
前記タイムアライメント情報に基づいて、該通信端末のアンテナ指向性を制御する指向性制御手段と、
前記タイムアライメント情報に基づいて、該通信端末の送信電力レベルを制御する送信電力制御手段とを有し、
前記指向性制御手段は、
前記タイムアライメント情報と衛星仰角との対応関係についてのテーブルを保持するテーブル保持部と、
前記テーブル保持部の保持するテーブルを用いて、前記タイムアライメント情報から衛星仰角を求め、該衛星仰角に基づいて、アンテナ仰角を制御する仰角制御部とを有する、ことを特徴とする移動通信システム。
【請求項５】
通信相手局から送信されたタイムアライメント情報に基づいて送信タイミングを調整する通信端末と通信を行う少なくとも１つの前記通信相手局である基地局と、
前記通信相手局である基地局と当該通信端末との通信を中継する衛星と、を有する移動通信システムであって、
前記通信端末は、
前記タイムアライメント情報に基づいて、該通信端末のアンテナ指向性を制御する指向性制御手段と、
前記タイムアライメント情報に基づいて、該通信端末の送信電力レベルを制御する送信電力制御手段とを有し、
前記指向性制御手段は、
前記タイムアライメント情報と緯度との対応関係についてのテーブルを保持するテーブル保持部と、
前記テーブル保持部の保持するテーブルを用いて、前記タイムアライメント情報から自局緯度を求め、該求められた自局緯度から衛星仰角を算出する衛星仰角算出部と、
前記衛星仰角算出部によって算出された衛星仰角に基づいて、アンテナ仰角を制御する仰角制御部とを有する、ことを特徴とする移動通信システム。
【請求項６】
請求項４又は５記載の移動通信システムであって、
前記指向性制御手段は、前記タイムアライメント量が大きいほどアンテナ指向性を強め、
前記送信電力制御手段は、前記タイムアライメント量が大きいほど送信電力を増加させる、ことを特徴とする移動通信システム。
【請求項７】
通信相手局から送信されたタイムアライメント情報に基づいて送信タイミングを調整する通信端末装置であって、
前記タイムアライメント情報に基づいて、該通信端末のアンテナ指向性を制御する指向性制御手段と、
前記タイムアライメント情報に基づいて、該通信端末の送信電力レベルを制御する送信電力制御手段とを有し、
前記指向性制御手段は、
前記タイムアライメント情報と、前記通信相手局である基地局と当該通信端末との通信を中継する衛星への衛星仰角と、の対応関係についてのテーブルを保持するテーブル保持部と、
前記テーブル保持部の保持するテーブルを用いて、前記タイムアライメント情報から衛星仰角を求め、該衛星仰角に基づいて、アンテナ仰角を制御する仰角制御部とを有する、ことを特徴とする通信端末装置。
【請求項８】
通信相手局から送信されたタイムアライメント情報に基づいて送信タイミングを調整する通信端末装置であって、
前記タイムアライメント情報に基づいて、該通信端末のアンテナ指向性を制御する指向性制御手段と、
前記タイムアライメント情報に基づいて、該通信端末の送信電力レベルを制御する送信電力制御手段とを有し、
前記指向性制御手段は、
前記タイムアライメント情報と緯度との対応関係についてのテーブルを保持するテーブル保持部と、
前記テーブル保持部の保持するテーブルを用いて、前記タイムアライメント情報から自局緯度を求め、該求められた自局緯度から、前記通信相手局である基地局と当該通信端末との通信を中継する衛星への衛星仰角を算出する衛星仰角算出部と、
前記衛星仰角算出部によって算出された衛星仰角に基づいて、アンテナ仰角を制御する仰角制御部とを有する、ことを特徴とする通信端末装置。
【請求項９】
請求項７又は８記載の通信端末装置であって、
前記指向性制御手段は、前記タイムアライメント量が大きいほどアンテナ指向性を強め、
前記送信電力制御手段は、前記タイムアライメント量が大きいほど送信電力を増加させることを特徴とする通信端末装置。
【請求項１０】
通信相手局から送信されたタイムアライメント情報に基づいて送信タイミングを調整する通信端末を制御するためのプログラムであって、
前記通信端末に、
前記タイムアライメント情報に基づいて、該通信端末のアンテナ指向性を制御する指向性制御手順、及び、
前記タイムアライメント情報に基づいて、該通信端末の送信電力レベルを制御する送信電力制御手順を実行させ、
前記指向性制御手順は、前記タイムアライメント情報と、前記通信相手局である基地局と当該通信端末との通信を中継する衛星への衛星仰角と、の対応関係についてのテーブルを用いて、前記タイムアライメント情報から衛星仰角を求め、該衛星仰角に基づいてアンテナ仰角を制御する、ことを特徴とするプログラム。
【請求項１１】
通信相手局から送信されたタイムアライメント情報に基づいて送信タイミングを調整する通信端末を制御するためのプログラムであって、
前記通信端末に、
前記タイムアライメント情報に基づいて、該通信端末のアンテナ指向性を制御する指向性制御手順、及び、
前記タイムアライメント情報に基づいて、該通信端末の送信電力レベルを制御する送信電力制御手順を実行させ、
前記指向性制御手順は、前記タイムアライメント情報と緯度との対応関係についてのテーブルを用いて、前記タイムアライメント情報から緯度を求め、該緯度から、前記通信相手局である基地局と当該通信端末との通信を中継する衛星への衛星仰角を算出し、該算出させた衛星仰角に基づいて、アンテナ仰角を制御する、ことを特徴とするプログラム。
【請求項１２】
請求項１０又は１１記載のプログラムであって、
前記指向性制御手順は、前記タイムアライメント量が大きいほどアンテナ指向性を強め、
前記送信電力制御手順は、前記タイムアライメント量が大きいほど送信電力を増加させる、ことを特徴とするプログラム。
【請求項１３】
請求項１０乃至１２のいずれか一項記載のプログラムが格納された記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主に、移動局である通信端末が基地局から送信されたタイムアライメント情報に基づいて送信タイミングを調整する移動通信システムに関し、特に、通信端末がタイムアライメント情報を用いてアンテナ指向性及び送信電力レベルの少なくとも一方を制御する通信端末制御方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ディジタル無線通信を行う移動通信システムにおいては、一般的に、基地局は通信する通信端末とのタイムアライメントを測定し、測定されたタイムアライメント情報を通信端末へ伝達し、通信端末は受信したタイムアライメント情報に基づいて送信タイミングを調整する。
【０００３】
ここでタイムアライメント情報とは、移動局である通信端末と該通信端末と無線通信している基地局との間の時間軸上のずれのことであり、通常、基地局が通信端末における送信タイミングと基地局における受信タイミングとから算出し、通信端末に知らせる。このように、タイムアライメント情報は、時間に関する数値情報であり、例えば「何シンボル遅れている」、「何ｍｓ進んでいる」といった内容を有する。
【０００４】
タイムアライメントに基づく制御の様子を図７のシーケンス図に、タイムアライメント情報の一例を図８に、それぞれ示す。
【０００５】
ところで、移動通信システムにおける従来の通信端末においては、受信信号のレベルに応じて、アンテナの指向性及び送信電力レベルを制御する機能が知られている。
【０００６】
上記制御は、受信レベルが弱い（低い）場合に、アンテナの指向性を強め（指向する角度を狭め）、及び／又は、送信電力を増加させることによって、干渉波を抑制し、通信品質（例えば、ＳＩＲ、伝搬損失など）を向上させることを目的とするものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の通信端末におけるアンテナ指向性制御及び送信電力制御は、受信レベルに基づいて制御を行うため、通信端末と基地局との地理的な距離に関する情報が反映されないという問題を生じ得る。
【０００８】
即ち、受信レベルとは、主に電波が実際に通った空間路におけるフェージングなどの影響を反映したものであり、両局間距離とはかならずしも対応関係にあるものではない。
【０００９】
前述のような通信品質を向上させるという目的に鑑みれば、通信端末における上記のようなアンテナの指向性や送信電力の制御には、基地局との間の伝搬環境についてのフェージングなどの変動的な要素だけでなく、地理的距離などの定常的な要素も考慮されるべきである。
【００１０】
又、フェージングのような変動的な要素をパラメータとする従来の制御方法では、一時的な変動にも反応してしまうため、頻繁な制御が必要となり、処理量が増え、送受信状態が不安定になる恐れが生じると共に、通信端末の電力が必要以上に消費されることになり得る。
【００１１】
本発明はこのような課題を解決するために為されたものであり、通信端末と基地局との距離にほぼ比例すると考えられるタイムアライメント情報を用いてアンテナ指向性及び送信電力レベルの制御を行う通信端末制御方法及び装置を提供することを目的とする。
【００１２】
なお、従来、タイムアライメント情報は、もっぱら送信タイミングの調整に用いられ、処理されるレイヤーの異なるアンテナ指向性制御や送信電力制御に用いられることはなかった。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係る通信端末制御方法は、通信相手局から送信されたタイムアライメント情報に基づいて送信タイミングを調整する通信端末の制御方法であって、前記タイムアライメント情報に基づいて、該通信端末のアンテナ指向性及び送信電力レベルの少なくとも一方と、前記通信相手局である基地局と当該通信端末との通信を中継する衛星へのアンテナ仰角とを制御する方法を採る。
【００１４】
この方法において、タイムアライメント情報とは、通信端末と該通信端末と無線通信している基地局との間の時間軸上のずれのことであり、通信端末と基地局との地理的距離にほぼ比例すると考えられる。
また、通信端末と基地局との通信を中継する衛星を用いることを前提とするこの方法において、基地局と衛星との距離は固定的であるため、タイムアライメント情報は、実質的に、通信端末と衛星との間の距離にほぼ比例すると考えられる。
さらに、この方法において、仰角の制御とは、アンテナの受信ピークを衛星の方向へ向ける制御であり、指向性制御の一種であるといえる。実際の仰角制御は、例えば機械的、若しくは電気的に行うことができる。
【００１５】
この方法によれば、通信端末と衛星との間の距離にほぼ比例すると考えられるタイムアライメント情報を用いることによって、アンテナ仰角制御及び／若しくは送信電力制御を安定的に行うことができるため、通信品質を向上させるという制御の目的を実現できると共に、送受信状態を安定させ、又、消費電力を低減することができる。
【００１６】
本発明の請求項２に係る通信端末制御方法は、請求項１に係る方法において、前記アンテナ指向性は、前記タイムアライメント量が大きいほど強め、前記送信電力レベルは、前記タイムアライメント量が大きいほど増加させる方法を採る。
【００１７】
この方法によれば、通信する両局間の距離が離れているほど干渉波の影響を受けやすくなることに鑑み、タイムアライメント量が大きく、通信端末が基地局から離れていると推定される場合に、アンテナ指向性を強め及び／若しくは送信電力を増やすことによって干渉波を抑制することができ、通信品質の向上を図ることができる。
【００２２】
本発明の請求項３に係る通信端末制御方法は、請求項１又は２に係る方法において、前記タイムアライメント情報から、前記衛星への衛星仰角を算出し、アンテナ仰角を該算出された衛星仰角に一致させる方法を採る。
【００２３】
この方法によれば、予めテーブルを保持することが不要となると共に、より精度の高い値に基づいて仰角の制御を行うことができる。
【００２７】
本発明の請求項４に係る移動通信システムは、通信相手局から送信されたタイムアライメント情報に基づいて送信タイミングを調整する通信端末と通信を行う少なくとも１つの前記通信相手局である基地局と、前記通信相手局である基地局と当該通信端末との通信を中継する衛星とを有する移動通信システムであって、前記通信端末は、前記タイムアライメント情報に基づいて、該通信端末のアンテナ指向性を制御する指向性制御手段と、前記タイムアライメント情報に基づいて、該通信端末の送信電力レベルを制御する送信電力制御手段とを有し、前記指向性制御手段は、前記タイムアライメント情報と衛星仰角との対応関係についてのテーブルを保持するテーブル保持部と、前記テーブル保持部の保持するテーブルを用いて、前記タイムアライメント情報から衛星仰角を求め、該衛星仰角に基づいて、アンテナ仰角を制御する仰角制御部とを有する、構成を採る。
【００２８】
この構成において、タイムアライメント情報とは、通信端末と該通信端末と無線通信している基地局との間の時間軸上のずれのことであり、通信端末と基地局との地理的距離にほぼ比例すると考えられる。
また、通信端末と基地局との通信を中継する衛星を用いることを前提とするこの構成において、基地局と衛星との距離は固定的であるため、タイムアライメント情報は、実質的に、通信端末と衛星との間の距離にほぼ比例すると考えられる。
【００２９】
この構成によれば、通信端末と衛星との間の距離にほぼ比例すると考えられるタイムアライメント情報を用いることによって、アンテナ仰角制御及び／若しくは送信電力制御を安定的に行うことができるため、通信品質を向上させるという制御の目的を実現できると共に、送受信状態を安定させ、又、消費電力を低減することができる。
更に、仰角の値を予め保持しておくことによって、仰角を算出する処理工程が不要となる。
本発明の請求項５に係る移動通信システムは、通信相手局から送信されたタイムアライメント情報に基づいて送信タイミングを調整する通信端末と通信を行う少なくとも１つの前記通信相手局である基地局と、前記通信相手局である基地局と当該通信端末との通信を中継する衛星とを有する移動通信システムであって、前記通信端末は、前記タイムアライメント情報に基づいて、該通信端末のアンテナ指向性を制御する指向性制御手段と、前記タイムアライメント情報に基づいて、該通信端末の送信電力レベルを制御する送信電力制御手段とを有し、前記指向性制御手段は、前記タイムアライメント情報と緯度との対応関係についてのテーブルを保持するテーブル保持部と、前記テーブル保持部の保持するテーブルを用いて、前記タイムアライメント情報から自局緯度を求め、該求められた自局緯度から衛星仰角を算出する衛星仰角算出部と、前記衛星仰角算出部によって算出された衛星仰角に基づいて、アンテナ仰角を制御する仰角制御部とを有する、構成を採る。
この構成において、タイムアライメント情報とは、通信端末と該通信端末と無線通信している基地局との間の時間軸上のずれのことであり、通信端末と基地局との地理的距離にほぼ比例すると考えられる。
また、通信端末と基地局との通信を中継する衛星を用いることを前提とするこの構成において、基地局と衛星との距離は固定的であるため、タイムアライメント情報は、実質的に、通信端末と衛星との間の距離にほぼ比例すると考えられる。
さらに、この構成において、仰角の制御とは、アンテナの受信ピークを衛星の方向へ向ける制御であり、指向性制御の一種であるといえる。実際の仰角制御は、例えば機械的、若しくは電気的に行うことができる。
この構成によれば、通信端末と衛星との間の距離にほぼ比例すると考えられるタイムアライメント情報を用いることによって、アンテナ仰角制御及び／若しくは送信電力制御を安定的に行うことができるため、通信品質を向上させるという制御の目的を実現できると共に、送受信状態を安定させ、又、消費電力を低減することができる。
更に、仰角を逐一算出することによって、例えば予め概略値を保持しておく場合よりも、精度を向上させることができる。
【００３０】
本発明の請求項６に係る移動通信システムは、請求項４又は５に係るシステムにおいて、前記指向性制御手段は、前記タイムアライメント量が大きいほどアンテナ指向性を強め、前記送信電力制御手段は、前記タイムアライメント量が大きいほど送信電力を増加させる構成を採る。
【００３１】
この構成によれば、通信する両局間の距離が離れているほど干渉波の影響を受けやすくなることに鑑み、タイムアライメント量が大きく、通信端末が基地局から離れていると推定される場合に、アンテナ指向性を強め及び／若しくは送信電力を増やすことによって干渉波を抑制することができ、通信品質の向上を図ることができる。
【００４３】
本発明の請求項７に係る通信端末装置は、通信相手局から送信されたタイムアライメント情報に基づいて送信タイミングを調整する通信端末装置であって、前記タイムアライメント情報に基づいて、該通信端末のアンテナ指向性を制御する指向性制御手段と、前記タイムアライメント情報に基づいて、該通信端末の送信電力レベルを制御する送信電力制御手段とを有し、前記指向性制御手段は、前記タイムアライメント情報と、前記通信相手局である基地局と当該通信端末との通信を中継する衛星への衛星仰角と、の対応関係についてのテーブルを保持するテーブル保持部と、前記テーブル保持部の保持するテーブルを用いて、前記タイムアライメント情報から衛星仰角を求め、該衛星仰角に基づいて、アンテナ仰角を制御する仰角制御部とを有する、構成を採る。
【００４４】
この構成において、タイムアライメント情報とは、通信端末と該通信端末と無線通信している基地局との間の時間軸上のずれのことであり、通信端末と基地局との地理的距離にほぼ比例すると考えられる。
また、通信端末と基地局との通信を中継する衛星を用いることを前提とするこの構成において、基地局と衛星との距離は固定的であるため、タイムアライメント情報は、実質的に、通信端末と衛星との間の距離にほぼ比例すると考えられる。
さらに、この構成において、仰角の制御とは、アンテナの受信ピークを衛星の方向へ向ける制御であり、指向性制御の一種であるといえる。実際の仰角制御は、例えば機械的、若しくは電気的に行うことができる。
【００４５】
この構成によれば、通信端末と衛星との間の距離にほぼ比例すると考えられるタイムアライメント情報を用いることによって、アンテナ仰角制御及び／若しくは送信電力制御を安定的に行うことができるため、通信品質を向上させるという制御の目的を実現できると共に、送受信状態を安定させ、又、消費電力を低減することができる。
更に、仰角の値を予め保持しておくことによって、仰角を算出する処理工程が不要となる。
本発明の請求項８に係る通信端末装置は、通信相手局から送信されたタイムアライメント情報に基づいて送信タイミングを調整する通信端末装置であって、前記タイムアライメント情報に基づいて、該通信端末のアンテナ指向性を制御する指向性制御手段と、前記タイムアライメント情報に基づいて、該通信端末の送信電力レベルを制御する送信電力制御手段とを有し、前記指向性制御手段は、前記タイムアライメント情報と緯度との対応関係についてのテーブルを保持するテーブル保持部と、前記テーブル保持部の保持するテーブルを用いて、前記タイムアライメント情報から自局緯度を求め、該求められた自局緯度から、前記通信相手局である基地局と当該通信端末との通信を中継する衛星への衛星仰角を算出する衛星仰角算出部と、前記衛星仰角算出部によって算出された衛星仰角に基づいて、アンテナ仰角を制御する仰角制御部とを有する、構成を採る。
この構成において、タイムアライメント情報とは、通信端末と該通信端末と無線通信している基地局との間の時間軸上のずれのことであり、通信端末と基地局との地理的距離にほぼ比例すると考えられる。
また、通信端末と基地局との通信を中継する衛星を用いることを前提とするこの構成において、基地局と衛星との距離は固定的であるため、タイムアライメント情報は、実質的に、通信端末と衛星との間の距離にほぼ比例すると考えられる。
さらに、この構成において、仰角の制御とは、アンテナの受信ピークを衛星の方向へ向ける制御であり、指向性制御の一種であるといえる。実際の仰角制御は、例えば機械的、若しくは電気的に行うことができる。
この構成によれば、通信端末と衛星との間の距離にほぼ比例すると考えられるタイムアライメント情報を用いることによって、アンテナ仰角制御及び／若しくは送信電力制御を安定的に行うことができるため、通信品質を向上させるという制御の目的を実現できると共に、送受信状態を安定させ、又、消費電力を低減することができる。
更に、仰角を逐一算出することによって、例えば予め概略値を保持しておく場合よりも、精度を向上させることができる。
【００４６】
本発明の請求項９に係る通信端末装置は、請求項７又は８に係る装置において、前記指向性制御手段は、前記タイムアライメント量が大きいほどアンテナ指向性を強め、前記送信電力制御手段は、前記タイムアライメント量が大きいほど送信電力を増加させる構成を採る。
【００４７】
この構成によれば、通信する両局間の距離が離れているほど干渉波の影響を受けやすくなることに鑑み、タイムアライメント量が大きく、通信端末が基地局から離れていると推定される場合に、アンテナ指向性を強め及び／若しくは送信電力を増やすことによって干渉波を抑制することができ、通信品質の向上を図ることができる。
【００５９】
本発明の請求項１０に係るプログラムは、通信相手局から送信されたタイムアライメント情報に基づいて送信タイミングを調整する通信端末を制御するためのプログラムであって、前記通信端末に、前記タイムアライメント情報に基づいて、該通信端末のアンテナ指向性を制御する指向性制御手順、及び、前記タイムアライメント情報に基づいて、該通信端末の送信電力レベルを制御する送信電力制御手順を実行させ、前記指向性制御手順は、前記タイムアライメント情報と、前記通信相手局である基地局と当該通信端末との通信を中継する衛星への衛星仰角と、の対応関係についてのテーブルを用いて、前記タイムアライメント情報から衛星仰角を求め、該衛星仰角に基づいてアンテナ仰角を制御する、構成を採る。
【００６０】
このプログラムにおいて、タイムアライメント情報とは、通信端末と該通信端末と無線通信している基地局との間の時間軸上のずれのことであり、通信端末と基地局との地理的距離にほぼ比例すると考えられる。
また、このプログラムにおいて、仰角の制御とは、アンテナの受信ピークを衛星の方向へ向ける制御であり、指向性制御の一種であるといえる。実際の仰角制御は、例えば機械的、若しくは電気的に行うことができる。
【００６１】
このプログラムによれば、通信端末と衛星との間の距離にほぼ比例すると考えられるタイムアライメント情報を用いることによって、アンテナ仰角制御及び／若しくは送信電力制御を安定的に行うことができるため、通信品質を向上させるという制御の目的を実現できると共に、送受信状態を安定させ、又、消費電力を低減することができる。
更に、仰角の値を予め保持しておくことによって、仰角を算出する処理工程が不要となる。
本発明の請求項１１に係るプログラムは、通信相手局から送信されたタイムアライメント情報に基づいて送信タイミングを調整する通信端末を制御するためのプログラムであって、前記通信端末に、前記タイムアライメント情報に基づいて、該通信端末のアンテナ指向性を制御する指向性制御手順、及び、前記タイムアライメント情報に基づいて、該通信端末の送信電力レベルを制御する送信電力制御手順を実行させ、前記指向性制御手順は、前記タイムアライメント情報と緯度との対応関係についてのテーブルを用いて、前記タイムアライメント情報から緯度を求め、該緯度から、前記通信相手局である基地局と当該通信端末との通信を中継する衛星への衛星仰角を算出し、該算出させた衛星仰角に基づいて、アンテナ仰角を制御する、構成を採る。
このプログラムにおいて、タイムアライメント情報とは、通信端末と該通信端末と無線通信している基地局との間の時間軸上のずれのことであり、通信端末と基地局との地理的距離にほぼ比例すると考えられる。
また、このプログラムにおいて、仰角の制御とは、アンテナの受信ピークを衛星の方向へ向ける制御であり、指向性制御の一種であるといえる。実際の仰角制御は、例えば機械的、若しくは電気的に行うことができる。
このプログラムによれば、通信端末と衛星との間の距離にほぼ比例すると考えられるタイムアライメント情報を用いることによって、アンテナ仰角制御及び／若しくは送信電力制御を安定的に行うことができるため、通信品質を向上させるという制御の目的を実現できると共に、送受信状態を安定させ、又、消費電力を低減することができる。
更に、仰角を逐一算出することによって、例えば予め概略値を保持しておく場合よりも、精度を向上させることができる。
【００６２】
本発明の請求項１２に係るプログラムは、請求項１０又は１１に係るプログラムにおいて、前記指向性制御手順は、前記タイムアライメント量が大きいほどアンテナ指向性を強め、前記送信電力制御手順は、前記タイムアライメント量が大きいほど送信電力を増加させる構成を採る。
【００６３】
このプログラムによれば、通信する両局間の距離が離れているほど干渉波の影響を受けやすくなることに鑑み、タイムアライメント量が大きく、通信端末が基地局から離れていると推定される場合に、アンテナ指向性を強め及び／若しくは送信電力を増やすことによって干渉波を抑制することができ、通信品質の向上を図ることができる。
【００７４】
本発明の請求項１３に係る記録媒体は、請求項１０乃至１２のいずれか一項に係るプログラムが格納された構成を採る。
【００７５】
この構成によれば、通信品質を向上させるという制御の目的を実現できると共に、送受信状態を安定させ、又、消費電力を低減することができる。
【００７６】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
【００７７】
（実施の形態１）
まず、図１乃至４を用いて、本発明の実施の形態１について説明する。図１は、本実施形態に係る通信端末の概略構成図であり、図２は、本実施形態に係る通信端末制御方法の処理の流れを示すフローチャートであり、図３は、本実施形態に係るタイムアライメント量とアンテナ指向性の制御量との対応関係を示すグラフであり、図４は、本実施形態に係るタイムアライメント量と送信電力の制御量との対応関係を示すグラフである。
【００７８】
最初に、図１を用いて、本実施形態に係る通信端末装置の構成について説明する。図１において、通信端末装置１０１は、基地局１０２と無線通信を行い、基地局１０２から送信されたタイムアライメント情報を受信するものとする。
【００７９】
通信端末装置１０１は、テーブル保持部１０３と、最適化部１０４と、アンテナ指向性制御部１０５と、送信電力制御部１０６とを有する。
【００８０】
テーブル保持部１０３は、タイムアライメント値とアンテナ指向性との対応関係を例えばテーブルやグラフの形で保持する。該対応関係の一例を図３に示す。この対応関係を参照することによって、あるタイムアライメント量に対してアンテナの指向性をどの程度制御すればよいかを知ることができる。
【００８１】
テーブル保持部１０３は、更に、タイムアライメント値と送信電力レベルとの対応関係を例えばテーブルやグラフの形で保持する。該対応関係の一例を図４に示す。この対応関係を参照することによって、あるタイムアライメント量に対して送信電力レベルをどの程度制御すればよいかを知ることができる。
【００８２】
最適化部１０４は、タイムアライメント情報が受信された時に、テーブル保持部１０３が保持するタイムアライメント量とアンテナ指向性及び送信電力レベルとの対応関係を参照し、それぞれの制御量を決定する。制御量は零（ゼロ）でもよい。即ち、アンテナ指向性及び送信電力のいずれか一方のみを制御することも可能である。各制御量は、通信端末における消費電力がなるべく少なくて済むように決定されることが好ましい。
【００８３】
アンテナ指向性制御部１０５は、最適化部１０４からの指示に従って、アンテナの指向性を制御する。図３からも明らかなように、タイムアライメント量が大きい場合、即ち基地局における受信タイミングが通信端末における送信タイミングより遅れている場合、アンテナ指向性制御部１０５は角度を狭める。逆に、タイムアライメント量が小さい場合、即ち基地局における受信タイミングが通信端末における送信タイミングより進んでいる場合、アンテナ指向性制御部１０５は角度を広げる。
【００８４】
送信電力制御部１０６は、最適化部１０４からの指示に従って、送信電力のレベルを制御する。図４からも明らかなように、タイムアライメント量が大きい場合、即ち基地局における受信タイミングが通信端末における送信タイミングより遅れている場合、送信電力制御部１０６は送信電力レベルを上げる。逆に、タイムアライメント量が小さい場合、即ち基地局における受信タイミングが通信端末における送信タイミングより進んでいる場合、送信電力制御部１０６は送信電力レベルを下げる。
【００８５】
次いで、図２を用いて、本実施形態に係る通信端末制御方法の処理の流れを説明する。
【００８６】
まず、通信端末は基地局からのタイムアライメント情報を待機し（Ｓ２０１）、受信されると（Ｓ２０１の「Ｙｅｓ」）、最適化部１０４がテーブル保持部１０３に保持された対応関係を参照してアンテナ指向性及び送信電力レベルそれぞれの制御量を決定する（Ｓ２０２）。
【００８７】
各制御量が決定されると、アンテナ指向性制御部１０５及び送信電力制御部１０６はそれぞれ最適化部１０４から指示された制御量に基づいてアンテナ指向性及び送信電力レベルを制御する（Ｓ２０３）。
【００８８】
各制御が終了すると、新たなアンテナ指向性及び送信電力レベルにおいて送受信状態が良好であるか否かが判断され（Ｓ２０４）、良好でなければ（Ｓ２０４の「Ｎｏ」）制御量が再設定される（Ｓ２０２へ戻る）。状態が良好であり（Ｓ２０４の「Ｙｅｓ」）、通信が引き続き行われていれば（Ｓ２０５の「Ｎｏ」）、再びタイムアライメント情報を待機する（Ｓ２０１へ戻る）。
【００８９】
このように、本実施形態によれば、通信端末と基地局との間の地理的距離にほぼ比例すると考えられるタイムアライメント情報を用いることによって、アンテナ指向性性制御及び／若しくは送信電力制御を安定的に行うことができるため、通信品質を向上させるという制御の目的を実現できると共に、送受信状態を安定させ、又、消費電力を低減することができる。
【００９０】
又、通信する両局間の距離が離れているほど干渉波の影響を受けやすくなることに鑑み、タイムアライメント量が大きく、通信端末が基地局から離れていると推定される場合に、アンテナ指向性を強め及び／若しくは送信電力を増やすことによって干渉波を抑制することができ、通信品質の向上を図ることができる。
【００９１】
更に、アンテナ指向性の制御と送信電力の制御とを適切に組み合わせてタイムアライメントに応じた制御を行うことによって、通信端末の消費電力の低減を図ることができる。
【００９２】
（実施の形態２）
次いで、図５及び６を用いて、本発明の実施の形態２について説明する。本実施形態は、基地局と通信端末とが衛星を介して無線通信を行ういわゆる衛星通信システムに対して、本発明を適用した場合の態様を示すものである。
【００９３】
すなわち、本実施形態に係る通信端末装置は、通信端末と衛星間との距離にほぼ比例すると考えられるタイムアライメント情報を用いて、アンテナを衛星に向けるための仰角制御、及び／若しくは送信電力レベルの制御を行う。
【００９４】
ここで、仰角の制御とは、アンテナの受信ピークを衛星方向へ向ける制御であり、ピークの向きを変えることを目的とする指向性制御の一種であるといえる。実際の仰角の制御は、例えば、１）モータなどでアンテナ自体を機械的に動かす態様や、２）受信信号を合成処理するための複数（例えば３本）のアンテナにおいて、各受信信号への重み付け係数を変えることによってアンテナ・パターンを変える態様などが考えられる。
【００９５】
まず、図５を用いて、本実施形態の概略を説明する。図５は、本実施形態に係る衛星及び地球局とタイムアライメント量との関係について説明するための模式図である。
【００９６】
図５において、衛星Ｓは、赤道上空、高度３５，７８６ｋｍの静止衛星であり、固定局たる地球局（図示せず；以下、単に「基地局」という）と、移動局たる地球局（以下、単に「通信端末」という）Ｅとの間の無線通信を中継する。
【００９７】
基準位置Ｒは、衛星Ｓから等距離となる地球上の点を結んで成る環状の線であり、タイムアライメント情報において基準とする位置である。ここで、衛星Ｓと基準位置Ｒとの距離は任意である。衛星通信システムにおいては、固定局たる基地局と衛星との距離は固定的であるため、タイムアライメントは、移動局たる通信端末と衛星との間で問題となる。よって、上記のような基準位置を予め設定しておくことが必要となる。
【００９８】
すなわち、上記タイムアライメント量とは、通信端末Ｅの現在位置と衛星Ｓとの距離を光速で除算したものと、基準位置Ｒから衛星Ｓまでの距離を光速で除算したものとの差である。
【００９９】
よって、通信端末Ｅが図５に示す位置にいる場合の、通信端末Ｅと同じタイムアライメント量となる位置は、位置ＰＥのように表される。位置ＰＥも、衛星Ｓから等距離にある地球上の点から成る環状の線である。
【０１００】
本実施形態に係る通信端末装置は、実施の形態１に係る通信端末装置１０１と基本的には同様の構成を有し、但し、衛星通信に必要な装備を備えると共に、アンテナ指向性制御部１０５に代わり、アンテナ仰角制御部（図示せず）を有する。
【０１０１】
本実施形態に係る制御処理も、実施の形態１の図２に示すフローと同様であり、衛星Ｓから受信したタイムアライメント情報を用い、予め保持するテーブルを参照して、アンテナ仰角及び送信電力の少なくとも一方を制御する。
【０１０２】
又、本実施の形態に係る仰角制御においては、実施の形態１と同様にテーブルを参照することによる上記方法以外に、受信したタイムアライメント情報から実際の衛星仰角を算出し、該算出された仰角にアンテナの仰角を合わせるようにする制御方法も採り得る。
【０１０３】
以下、図６を用いて、上記仰角算出方法について説明する。図６は、衛星及び通信端末と地球との位置関係を示す模式図である。
【０１０４】
図６において、Ｅは移動局たる通信端末の現在位置、Ｏは地球の中心、Ｎは北極点、Ｍは衛星Ｓの直下点、αはオフセットビーム角、βは地球中心角、θは通信端末Ｅの衛星仰角、Δφは通信端末Ｅと衛星Ｓとの経度差、をそれぞれ示し、地球半径ＯＭは６，３７８ｋｍ、衛星高度ＭＳは３５，７８６ｋｍである。
【０１０５】
ここで、図５を用いて説明したように、タイムアライメント量は、通信端末Ｅの緯度に応じて変化することに鑑み、通信端末装置は、予めタイムアライメント量と緯度との関係を例えばテーブルの形で保持しているものとする。
【０１０６】
すると、衛星Ｓを介して基地局からタイムアライメント情報を受信した通信端末Ｅは、自局の緯度ωを知ることができる。
【０１０７】
ここで、図６より、幾何学的に、仰角θは、
ｃｏｓθ＝｛（ＯＭ＋ＭＳ）／ＥＳ｝・ｓｉｎβ      ・・・式▲１▼
と表され、地球中心角βは、
ｃｏｓβ＝ｃｏｓω・ｃｏｓΔφ      ・・・式▲２▼
と表される。
【０１０８】
又、当該衛星通信システムのサービスエリアが、例えば図５に斜線で示すエリアに限定されているものとすると、経度差Δφはほぼ決定される。
【０１０９】
更に、通信端末〜衛星間距離ＥＳは、電波が光速で伝搬することに鑑み、通信端末Ｅが、衛星Ｓとのデータの送受信に要した時間に光速を乗算することによって求めることができる。
【０１１０】
よって、通信端末Ｅは、式▲２▼を用いて、自局緯度ωから地球中心角βを算出し、次いで、式▲１▼を用いて、地球中心角βから衛星仰角θを算出することができる。
【０１１１】
したがって、本実施形態は、アンテナの仰角を、上記のように求めた衛星仰角θに一致させるように制御する態様を採ることも可能である。
【０１１２】
このように、本実施形態によれば、通信端末と衛星との距離にほぼ比例すると考えられるタイムアライメント情報を用いることによって、アンテナ仰角制御及び／若しくは送信電力制御を安定的に行うことができるため、通信品質を向上させるという制御の目的を実現できると共に、送受信状態を安定させ、又、消費電力を低減することができる。
【０１１３】
なお、本実施形態に係る衛星通信システムが採用する衛星通信方式は任意でよく、例えば「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）」に準拠した通信方式を採用することが可能である。
【０１１４】
又、衛星Ｓが赤道上空の静止衛星であること、及び図５に示す図からも明らかなように、算出された所定の緯度及び経度を有し、基準位置Ｒに対して等しいタイムアライメント量を有する位置は、理論上、北半球と南半球との両方に存在することになる。この点については、例えば図５に斜線で示したエリアをサービスエリアとする、などのように、サービスエリアを一方の半球のみに存在するように設定することによって解決される。両半球にわたるエリアをサービスエリアとする場合、例えば、複数の衛星を用いたり、通信端末装置自体に各半球に合わせて仰角を切り替える手段を設けたりするなどの対策が必要となる。
【０１１５】
更に、本実施形態で述べた仰角制御は、実施の形態１に係る指向性制御を排除するものではなく、仰角の制御と共に、指向性の強弱を制御することも可能である。
【０１１６】
以上述べた実施の形態１及び２は、本発明の実施例にすぎず、本発明の実施は上記態様に限られるものではない。又、本発明は、従来の受信レベルよる制御を排除するものではなく、併存的に用いることも可能である。
【０１１７】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明の請求項１乃至３に係る通信端末制御方法によれば、従来は処理されるレイヤーが異なるため適用されることのなかった本来はタイミング制御のためのタイムアライメント情報に基づいて、仰角の制御をも含むアンテナ指向性、及び送信電力の少なくとも一方を制御することによって、通信品質を向上させるという両制御の目的を実現できると共に、送受信状態を安定させ、又、消費電力を低減することができる。
【０１１８】
又、本発明の請求項４乃至６に係る移動通信システム、請求項７乃至９に係る通信端末装置、請求項１０乃至１２に係るプログラム、及び請求項１３に係る記録媒体によれば、上記請求項１乃至３に係る方法を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る通信端末の概略構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る通信端末制御方法の処理の流れを示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施の形態１に係るタイムアライメント量とアンテナ指向性の制御量との対応関係を示すグラフである。
【図４】本発明の実施の形態１に係るタイムアライメント量と送信電力の制御量との対応関係を示すグラフである。
【図５】本発明の実施の形態２に係る衛星及び地球局とタイムアライメント量との関係について説明するための模式図である。
【図６】衛星及び通信端末と地球との位置関係を示す模式図である。
【図７】移動通信システムにおけるタイムアライメントに基づく制御の様子を示すシーケンス図である。
【図８】タイムアライメント情報の一例を示す図である。
【符号の説明】
１０１  通信端末
１０２  基地局
１０３  テーブル保持部
１０４  最適化部
１０５  アンテナ指向性制御部
１０６  送信電力制御部
【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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