JP4697478B2

JP4697478B2 - 移動体通信システム、これに用いる回線管理局、移動体通信基地局及び移動局

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Publication number: JP4697478B2
Application number: JP2007283337A
Authority: JP
Inventors: 裕尾崎; 誠也井上
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2007-10-31
Filing date: 2007-10-31
Publication date: 2011-06-08
Anticipated expiration: 2027-10-31
Also published as: JP2009111834A

Description

この発明は、衛星を介した要求時回線割当多元接続方式のＤＡＭＡ衛星通信システムにより提供される予約回線の割り当てを受け、予約回線の周波数帯域を移動体通信基地局及び移動局に割り当てて移動体通信を行う移動体通信システム、これに用いる回線管理局、移動体通信基地局及び移動局に関するものである。

衛星通信分野においては、古くは１対１の衛星通信装置間での固定方式の通信から、要求時回線割当多元接続方式（以下「ＤＡＭＡ方式」と呼ぶ。また、ＤＡＭＡ衛星通信システムとはこの方式を用いた衛星通信システムをいうものとする。ＤＡＭＡは、ＤｅｍａｎｄＡｓｓｉｇｎｍｅｎｔＭｕｌｔｉｐｌｅＡｃｃｅｓｓの略である。）の衛星通信、さらにはイリジウム計画等のＣＤＭＡ或いはＦＤＭＡ方式を用いた衛星携帯電話による通信が案出されるに至っている。ＤＡＭＡ衛星通信システムは、広域性かつ公共性の観点から、複数の子局が衛星通信を利用できるようにするために、通信方式を共通化し、子局からの回線割り当て要求時に制御局により通信回線を割り当て、即時に、子局間での衛星通信を行ない、通信が終了すると、割り当てていた通信回線を別の子局間での衛星通信に利用できるよう開放する通信システムである。一般的に、このＤＡＭＡ衛星通信システムの通信方式では、複数の子局と制御局との間で制御信号（例えば、回線割当要求信号や通信終了信号等）の送受信を行うための共通制御回線（以下「ＣＳＣ回線」と呼ぶ。）と、子局間での通信のために要求に応じて割り当てられる要求時割当通信回線とが用いられる。要求時割当通信回線では、連続波による同期通信が行われるのが一般的であり、回線割当要求に対する制御局からの回線割当応答に引続き子局間の通信が開始するものである。このような要求時割当通信回線に加えて、予め定めた回線の割り当てを受けることができる固定的な通信回線を含むＤＡＭＡ衛星通信システムを構成することもでき、特許文献１には、その一例が開示されている。

特許文献１に記載のＤＡＭＡ衛星通信システムによれば、制御局に備えるＤＡＭＡ制御部において、ＣＳＣ回線を介して任意の発呼子局からの回線割当要求信号を受信すると、空き通信回線を検索して発呼子局にＣＳＣ回線を介して通信回線を指示することにより要求時回線割当方式による回線割当機能を有するとともに、一対の子局間で相互通信可能な一対の通信回線を登録し、登録されたいずれか一方の子局からの回線割当要求信号を受信すると、当該一対の子局に登録された通信回線を指示することにより、通信回線の固定的な回線割当方式による回線割当機能を有するように構成されている。このような構成によって、要求時回線割当による通信回線と固定的な割当による通信回線とを、１つの制御局が制御するＤＡＭＡ衛星通信システムにて提供することができる。

特開平１０−３２７０９４号公報

上述のように、従来のＤＡＭＡ衛星通信システムにおいては、要求時回線割当による通信回線と、予め固定的に登録した通信回線とを併存させることができるものの、ＤＡＭＡ衛星通信システムの提供を受ける子局は、ＣＳＣ回線と通信回線の通信方式に合致したものでなければならず、移動体衛星通信ネットワーク等の他の衛星通信ネットワークへの通信サービスの提供面において拡張性を高めることができないという問題点があった。より具体的には、例えば、ヘリコプターに搭載した通信装置が衛星を介して地上の基地局と通信を行う場合には、ヘリコプターの回転翼による送受信波の遮断や反射の影響を抑制するために、ヘリコプターからの送信波は間欠的にバースト波で送信され、基地局からの送信波は時間ダイバーシチ方式により送信されており、このような通信をＤＡＭＡ衛星通信システムにおいて行うことはできないという問題点があった。同様な問題は、他の移動体通信についても、回線制御の方式や通信方式がＤＡＭＡ衛星通信システムとは異なる方式を使用するものは、別の衛星通信ネットワークシステムを構築せざるを得ず、衛星通信における周波数利用の観点からは非効率となっているとも考えられ、限られた周波数帯域をいかに有効利用するかが課題となっていた。

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、衛星を介した要求時回線割当多元接続方式のＤＡＭＡ衛星通信システムにより提供される予約回線の割り当てを受け、予約回線の周波数帯域を移動体通信基地局及び移動局に割り当てて移動体通信を行う移動体通信システム、これに用いる回線管理局、移動体通信基地局及び移動局を得ることを目的とする。

請求項１の発明に係る移動体通信システムは、衛星を経由する通信サービスを行うＤＡＭＡ衛星通信システムが提供する予約回線の割り当てを回線管理局により受け、この予約回線の周波数帯域を移動体通信基地局と移動局との間の通信に割り当てて通信サービスを提供する移動体通信システムにおいて、上記回線管理局は、上記ＤＡＭＡ衛星通信システムのＣＳＣ回線により上記ＤＡＭＡ衛星通信システムの制御局との間の通信を行う第１のＤＡＭＡ通信部と、この第１のＤＡＭＡ通信部へ予約回線の割り当てを要求する予約要求を出力する予約端末装置と、予約された予約回線の周波数帯域を上記移動体通信基地局と上記移動局との通信回線に割り当てる回線管理装置とを具備し、上記移動体通信基地局は、上記回線管理局により割り当てられた通信回線により上記移動局との間で通信を行う移動体通信部と、上記予約回線の通信開始時刻に上記回線管理局から送信される通信開始指令に基づいて上記移動体通信部から上記移動局へ送信する通信開始信号を出力する第１の回線制御回路とを具備し、上記移動局は、上記回線管理局により割り当てられた通信回線により上記移動体通信基地局との間で通信を行う通信部と、上記移動体通信基地局からの上記通信開始信号を受けたことに基づいて、上記移動体通信基地局への送信を開始させる第２の回線制御回路とを具備したものである。

請求項２の発明に係る回線管理局は、衛星を経由する通信サービスを行うＤＡＭＡ衛星通信システムが提供する予約回線の割り当てを受け、移動体通信基地局と移動局との間の通信に割り当てて通信サービスを提供する移動体通信システムの回線管理局において、上記ＤＡＭＡ衛星通信システムのＣＳＣ回線により上記ＤＡＭＡ衛星通信システムの制御局との間の通信を行う第１のＤＡＭＡ通信部と、この第１のＤＡＭＡ通信部へ予約回線の割り当てを要求する予約要求を出力する予約端末装置と、予約された通信回線の帯域を上記移動体通信基地局と上記移動局との通信回線に割り当てる回線管理装置とを備え、上記回線管理装置は上記予約回線の通信開始時刻に上記移動体通信基地局へ送信する通信開始指令を生成するものである。

請求項３の発明に係る移動体通信基地局は、衛星を経由する通信サービスを行うＤＡＭＡ衛星通信システムが提供する予約回線の割り当てを回線管理局により受け、この予約回線の周波数帯域から通信回線の割り当てを受けて移動局との間で通信を行う移動体通信基地局において、上記ＤＡＭＡ衛星通信システムのＣＳＣ回線により上記ＤＡＭＡ衛星通信システムの制御局との間の通信を行う第１のＤＡＭＡ通信部により、予約回線の割り当てを要求する予約要求を送信することにより、予約回線の割り当てを受ける上記回線管理局により、割り当てられた通信回線により上記移動局との間で通信を行う移動体通信部と、上記予約回線の通信開始時刻に上記回線管理局から送信される通信開始指令に基づいて上記通信部から上記移動局へ送信する通信開始信号を出力する第１の回線制御回路とを備えたものである。

請求項４の発明に係る移動局は、衛星を経由する通信サービスを行うＤＡＭＡ衛星通信システムが提供する予約回線の割り当てを回線管理局により受け、この予約回線の周波数帯域から通信回線の割り当てを受けて移動体通信基地局との間で通信を行う移動局において、上記ＤＡＭＡ衛星通信システムのＣＳＣ回線により上記ＤＡＭＡ衛星通信システムの制御局との間の通信を行う第１のＤＡＭＡ通信部により、予約回線の割り当てを要求する予約要求を送信することにより、予約回線の割り当てを受ける上記回線管理局により、割り当てられた通信回線により上記移動体通信基地局との間で通信を行う通信部と、上記予約回線の通信開始時刻に上記回線管理局から送信される通信開始指令に基づいて上記移動体通信基地局から送信される通信開始信号を受けたことにより、上記移動体通信基地局への送信を開始させる第２の回線制御回路とを備えたものである。

請求項５の発明に係る移動体通信システムは、衛星を経由する通信サービスを行うＤＡＭＡ衛星通信システムが提供する予約回線の割り当てを回線管理局により受け、この予約回線の周波数帯域を移動体通信基地局と移動局との間の通信に割り当てて通信サービスを提供する移動体通信システムにおいて、上記回線管理局は、上記ＤＡＭＡ衛星通信システムのＣＳＣ回線により上記ＤＡＭＡ衛星通信システムの制御局との間の通信を行う第１のＤＡＭＡ通信部と、この第１のＤＡＭＡ通信部へ、予約回線の割り当てを要求する予約要求及び要求時割当回線の割り当てを要求する回線割当要求を出力する予約端末装置と、予約された予約回線の周波数帯域を上記移動体通信基地局と上記移動局との通信回線に割り当てる回線管理装置とを具備し、上記移動体通信基地局は、上記回線管理局により割り当てられた通信回線により上記移動局との間で通信を行う移動体通信部と、上記ＤＡＭＡ衛星通信システムの子局との間で上記要求時割当回線により通信を行う第２のＤＡＭＡ通信部と、上記予約回線の通信開始時刻に上記回線管理局から送信される通信開始指令に基づいて上記移動体通信部から上記移動局へ送信する通信開始信号を出力する第１の回線制御回路とを具備し、上記移動局は、上記回線管理局により割り当てられた通信回線により上記移動体通信基地局との間で通信を行う通信部と、上記移動体通信基地局からの上記通信開始信号を受けたことに基づいて、上記移動体通信基地局への送信を開始させる第２の回線制御回路とを具備したものである。

請求項６の発明に係る移動体通信基地局は、衛星を経由する通信サービスを行うＤＡＭＡ衛星通信システムが提供する予約回線の割り当てを回線管理局により受け、この予約回線の周波数帯域から通信回線の割り当てを受けて移動局との間で通信を行う移動体通信基地局において、上記ＤＡＭＡ衛星通信システムのＣＳＣ回線により上記ＤＡＭＡ衛星通信システムの制御局との間の通信を行う第１のＤＡＭＡ通信部により、予約回線の割り当てを要求する予約要求を送信することにより、予約回線の割り当てを受ける上記回線管理局により、割り当てられた通信回線により上記移動局との間で通信を行う移動体通信部と、上記第１のＤＡＭＡ通信部により、要求時割当回線の割り当てを要求する回線割当要求を送信することにより、要求時割当回線の割り当てを受ける上記回線管理局により、要求割当された上記ＤＡＭＡ衛星通信システムの要求時割当回線により、上記ＤＡＭＡ衛星通信システムの子局との間で通信を行う第２のＤＡＭＡ通信部と、上記予約回線の通信開始時刻に上記回線管理局から送信される通信開始指令に基づいて上記通信部から上記移動局へ送信する通信開始信号を出力する第１の回線制御回路とを備えたものである。

請求項１乃至請求項４に記載の発明によれば、回線管理局により、ＤＡＭＡ衛星通信システムの予約回線の割り当てを受け、移動体通信基地局と移動局との間の通信回線を割り当て、回線管理局からの通信開始指令に基づいて移動体通信基地局と移動局との間の通信を行うので、移動局がＤＡＭＡ衛星通信システムからの直接的な制御を受けることがなく、衛星通信を成立させることができる。

請求項５又は請求項６に記載の発明によれば、請求項１乃至請求項４に記載の発明が奏する効果に加え、移動体通信基地局が要求時割当回線による通信を行うＤＡＭＡ通信部を有するので、移動局から送信される送信信号を、ＤＡＭＡ衛星通信システムの子局へ送信することができる。

実施の形態１

この発明の実施の形態１に係る移動体通信システムを図１乃至図９を用いて説明する。図１はこの発明の実施の形態１に係る移動体通信システムを含む衛星通信システムの構成を表す構成図である。図１において、１はＤＡＭＡ衛星通信システムにおいて回線割当や開放等の回線制御を行う制御局、２はＤＡＭＡ衛星通信システムの子局、３は通信衛星、４は制御局１と複数の子局２との間で共通して制御信号を送受信するＣＳＣ回線であり、５は子局２間での通信回線である。６は移動体通信のための回線管理局であり、７は移動体通信基地局、８は移動局である。移動局８は、例えばヘリコプターや、航空機、船舶、自動車などがある。９は移動体通信基地局７から移動局８へ通信衛星３を介して送信する通信回線、１０は移動局８から移動通信基地局７へ通信衛星３を介して送信する通信回線である。

次に、図２により割り当てられる回線について説明する。図２は実施の形態１に係る衛星通信システムにおける周波数割当を示す模式図である。図２（ａ）はＤＡＭＡ衛星通信システムにおいて割り当てられる回線を表している。制御局１と複数の子局２との間の制御信号は定められたＣＳＣ回線４にて送受信されており、子局２から制御局１への送信は上りＣＳＣ回線（周波数ｆ１）、制御局１から子局２への送信は下りＣＳＣ回線（ｆ２）において行われる。子局２は、上りＣＳＣ回線４により、通信回線の割り当てを要求する回線割当要求信号を制御局１へ送信し、制御局１において空き回線をサーチし子局間の通信回線５を割り当てる。割り当てられた通信回線５の回線情報は、下りＣＳＣ回線４により回線割当応答信号として制御局１から子局２へ送信される。ここで割り当てられる通信回線５は、要求時割当回線であり、図２（ａ）に示す周波数ｆ３、ｆ４、ｆ５、ｆ６の通信回線である。子局間で双方向に通信を行うために、ｆ３とｆ４を一対の通信回線として割り当てる。割り当てを受けた子局間では、即時に通信が開始される。また、ＤＡＭＡ衛星通信システムでは、予め回線を予約しておき、所定の期間、予約された通信回線を子局間で専有する予約回線の使用も可能であり、図２（ａ）に示すｆ７やｆ８は予約回線である。予約回線を希望する子局２はＣＳＣ回線４により、通信開始時刻と通信終了時刻を指定する予約を制御局１に対して申し込み、制御局１は予約回線として割り当てる回線があるかどうかＤＡＭＡ通信帯域をサーチし、空き回線があれば予約を受け付け、指定された通信開始時刻と通信終了時刻との間、その予約回線を当該子局が使用できるよう確保する。ｆ７、ｆ８等の予約回線は一方向であっても良いし、その帯域Ｂ中で双方向の通信ができるように２分割されていてもよい。

次に移動体通信システムがＤＡＭＡ衛星通信システムに対して通信回線の割り当てを要求し、割り当てを受けた通信回線で移動体通信を行うことについて説明する。図２（ａ）における予約回線（ｆ７、ｆ８等）の割り当てを回線管理局６から申し込む。この予約回線割り当ての申し込みはＤＡＭＡ衛星通信システムのＣＳＣ回線４により行う。回線管理局６は予約回線の割り当てを受けると図２（ｂ）に示すように利用帯域Ｂ中を自由に分割して通信回線を作成する。図２（ｂ）において、ｆ９、ｆ１１は帯域幅が狭く通信速度が遅い回線であり、ｆ１０、ｆ１２は帯域幅が広く通信速度が速い回線である。移動体通信の用途にもよるが、移動局８と移動体通信基地局７との間の通信を考慮したときに同速度の双方向通信とする場合と、異速度の双方向通信とする場合がある。異速度の双方向通信は、いわゆる非対称通信とも呼ばれるが、図１のようなヘリコプターを用いる移動体通信において、ヘリコプター（移動体８）から撮像した映像・音声及び制御信号を移動体通信基地局７へ伝送し、移動体通信基地局７からヘリコプター（移動体８）へは音声・制御信号を伝送するような場合に、移動体８から移動体通信基地局７への回線は広帯域、移動体通信基地局７から移動体８への回線は狭帯域とするとより効率的な回線利用ができる。この場合、図２（ｂ）におけるｆ９を移動体通信基地局７からヘリコプター（移動体８）への送信回線、ｆ１０を移動体８から移動体通信基地局７への送信回線として割り当て、ｆ１１とｆ１２は別のヘリコプター（移動体８）と移動体通信基地局７との間の通信回線として割り当てる。

また、回線管理局６は複数の予約回線の割り当てを受けて、より広い帯域をより多くの移動局８と移動体通信基地局７との間の通信に割り当てることができる。図２（ｃ）は、ｆ７及びｆ８の予約回線の割り当てを回線管理局６が受けて２×Ｂの通信帯域を確保し、この通信帯域に、より数多くの移動体用の通信回線を割り当てたものである。

次に制御局１、子局２、回線管理局６、移動体通信基地局７、および移動局８の構成について、図３乃至図６に基づき説明する。図３は制御局１の構成を表す機能ブロック図である。図３において、１１は送信する音声信号やデータ信号を誤り訂正符号化する誤り訂正符号化回路、１２は誤り訂正符号化された送信信号をフレーム化するフレーム生成回路、１３はフレーム生成回路１２によりフレーム化された送信信号を変調する通信回線変調器、１４は通信回線変調器１３により変調された送信信号を増幅等する送信機である。送信信号はアンテナ共用器１５及びアンテナ１６を介して通信衛星３へ送信される。一方、受信信号はアンテナ１６及びアンテナ共用器１５を介して受信機１７へ入力され、低雑音増幅される。１８は受信信号を復調する通信回線復調器、１９は復調された受信信号をデフレーム化するフレーム処理回路であり、２０はデフレーム化された受信信号データ列について誤り訂正復号を行う誤り訂正復号回路であり、この誤り訂正復号回路２０により音声信号やデータ信号が出力される。音声信号が圧縮符号化されている場合には、さらに伸長処理が行われる。また、２１は子局２からの回線割当要求信号を受けて空き通信回線をサーチし、通信回線（要求時割当回線及び予約回線）の割り当てを行う回線割当制御装置である。回線割当制御装置２１からの制御信号は、ＣＳＣ回線変調器２２により変調して送信機１４へ出力され、アンテナ共用器１５及びアンテナ１６を介して通信衛星３へ送信し、受信する子局２からの制御信号は、アンテナ１６及びアンテナ共用器１５を介して受信機１７へ入力され、ＣＳＣ回線復調器２３により復調して回線割当制御装置２１に入力する。

図４は子局２の構成を表す機能ブロック図であり、図４において、２４は制御局１へ送信する回線割当要求信号を生成し、制御局１からの回線割当応答信号に基づき通信回線を設定する回線制御回路であり、２５は送信する制御信号を変調するＣＳＣ回線変調器、２６は受信した制御信号を復調するＣＳＣ回線復調器である。図４において図３と同一の符号を付した部品及び回路は、図３におけるそれらの部品及び回路と同等又は相当する部品である。

制御局１と子局２との間での制御信号の送受信はＣＳＣ回線４により行うが、制御局１から送信する制御信号は連続波として送出されており、子局２から送信する制御信号はバースト波として送出されている。したがって、図３における制御局１のＣＳＣ回線変調器２２は連続波を変調して送出し、ＣＳＣ回線復調器２３はバースト波を復調するものとする。また図４における子局２のＣＳＣ回線変調器２５はバースト波を変調して送出し、ＣＳＣ回線復調器２６は連続波を復調するものとする。

次に回線管理局６と移動体通信基地局７の構成について図５により説明する。図５は回線管理局６と移動体通信基地局７の構成を示す機能ブロック図である。図５に示す回線管理局６において、２７は予約回線の申込みを行う予約端末装置であり、２８はＤＡＭＡ衛星通信システムとのＣＳＣ回線による通信を行うＤＡＭＡ通信部、２９は予約申込み信号等の制御信号を生成する制御信号処理回路、３０は送信する制御信号をバースト変調するＣＳＣ回線変調器、３１は受信した制御信号を連続波として復調するＣＳＣ回線復調器である。制御信号処理回路２９は、受信した制御信号に基づき必要な情報（例えば予約状況情報や予約完了通知など）を出力する。３２は制御信号を増幅等する送信機、送信機３２が出力する送信信号はアンテナ共用器３３及びアンテナ３４を介して通信衛星３へ送信される。３５はアンテナ３４及びアンテナ共用器３３を介して受信する受信信号を低雑音増幅する受信機であり、受信機３５により受信した制御信号はＣＳＣ回線復調器３１へ入力される。３６は予約端末装置２７により予約した通信回線の周波数帯域を移動体用に回線割当する回線管理装置である。移動体通信基地局７において、３７は回線管理局６の回線管理装置３６による通信回線の割当及び通信開始指令に基づき、移動局８との間の通信を行うべく自局の回線を制御する回線制御回路であり、３８は移動局８との間で通信を行う移動体通信部である。移動体通信部３８において、３９は送信する音声・データ信号と制御信号とを多重化する多重化回路、４０は多重化された送信信号について誤り訂正符号化する誤り訂正符号化回路、４１は送信信号をフレーム化するフレーム生成回路、４２は移動局８において時間ダイバーシチ受信するために送信信号をダイバーシチデータに変換するダイバーシチデータ生成回路、４３は送信信号を連続波として変調する変調器である。移動体基地局７からの送信信号を時間ダイバーシチ化しておくことは、移動体がヘリコプタである場合に有効である。送信信号の形式については後述するが、このようなダイバーシチ化が必要のない移動体通信では、ダイバーシチデータ生成回路４２は不要となる。４４は移動局８から送信され通信衛星３を介して受信した受信信号を復調する復調器であり、復調器４４により復調された受信信号は、フレーム処理回路４５及び誤り訂正復号回路４６によりフレーム処理及び誤り訂正復号される。４７は映像・音声信号と制御応答信号を分離する分離化回路であり、制御応答信号は回線制御回路３７へ入力される。移動体通信部３８からの送信信号は送信機４８、アンテナ共用器４９及びアンテナ５０を介して通信衛星３へ送信され、移動局８から送信され通信衛星３を介して受信する信号はアンテナ５０、アンテナ共用器４９及び受信機５１を介して、移動体通信部３８に入力される。なお、移動局８との間で送受信する信号は、映像、音声、データ信号等であり、移動体通信システムの用途に応じて適宜定められるものとする。

次に移動局８の構成について図６により説明する。図６は移動局８の構成を示す機能ブロック図である。図６において、５２は移動局８から送信する映像・音声信号と制御応答信号を多重化する多重化回路、５３は送信信号を誤り訂正符号化する誤り訂正符号化回路、５４は送信信号をフレーム化するフレーム生成回路である。５５はフレーム化された送信信号からバースト信号を生成するバースト生成回路、５６はバースト信号を変調する変調器である。移動局８がヘリコプターである場合には、ヘリコプター本体（回転翼下）に搭載された通信装置と通信衛星３との伝送路が回転翼の回転により間欠的に遮断される。５７は回転翼による送信波の遮断タイミングが入力され、遮断のない期間を示す送信タイミング信号を生成してバースト生成回路５５及び変調器５６へ出力する送信タイミング発生回路である。送信信号は送信機５８により増幅され、アンテナ共用器５９及びアンテナ６０を介して、通信衛星３へ送信し、受信信号はアンテナ６０、アンテナ共用器５９を介して受信し、受信機６１により低雑音増幅される。６２は受信信号をダイバーシチ合成するダイバーシチ合成回路であり、ダイバーシチ合成された受信信号を復調器６３により復調し、フレーム処理回路６４及び誤り訂正復号回路６５によりフレーム処理及び誤り訂正復号する。６６は受信信号に含まれる制御信号と音声・データ信号とを分離する分離化回路であり、制御信号は回線制御回路６７へ出力される。なお、多重化回路５２、誤り訂正符号化回路５３、フレーム生成回路５４、バースト生成回路５５、変調器５６、送信タイミング発生回路５７、ダイバーシチ合成回路６２、復調器６３、フレーム処理回路６４、誤り訂正復号回路６５、及び分離化回路６６により通信部６８が構成されている。

以上のように構成された回線管理局６、移動体通信基地局７及び移動局８の動作について、図７により説明する。図７は回線管理局６、移動体通信基地局７及び移動局８による回線制御処理の流れを示す処理シーケンス図である。図７において、回線管理局６の予約端末装置２７は、ステップＳ１により予約状況問合せ要求を回線管理装置３６へ送出し、回線管理装置３６はこの要求をＤＡＭＡ通信部２８へ送出する。ＤＡＭＡ通信部２８はこの要求に基づき制御信号である予約状況問合せ信号を生成し、ステップＳ２においてＣＳＣ回線４により送信する。予約状況問合せ信号は、予約状況問合せであることを示す制御コード及び回線管理局の局番号を含む信号とする。制御局１が予約状況問合せ信号をＣＳＣ回線４により受信すると、回線割当制御装置２１は予約回線の予約状況データ（例えば１週間の予約回線ごとの予約有無を記述したデータ）を作成し、予約状況応答信号を生成する。予約状況応答信号は、予約状況問合せの応答であることを示す制御コード、回線管理局の局番号、及び予約状況データを含むものとする。ステップＳ３により、制御局１はＣＳＣ回線４により予約状況応答信号を送信する。回線管理局６のＤＡＭＡ通信部２８は予約状況応答信号を受信すると、この信号に含まれる予約状況データをステップＳ４において回線管理装置３６へ送出し、回線管理装置３６は予約状況データを予約端末装置２７へ出力する。予約端末装置２７は予約状況データを画面等に表示し、操作者による予約入力があると予約要求を生成し、ステップＳ５により回線管理装置３６へ送出し、回線管理装置３６は予約要求をＤＡＭＡ通信部２８へ出力し、ＤＡＭＡ通信部２８は予約要求信号を生成し、ステップＳ６においてＣＳＣ回線４により送信する。予約要求信号は、予約要求であることを示す制御コード及び回線管理局の局番号、予約回線番号、通信開始・終了時刻を表わす記述を含む信号とする。制御局１は予約要求信号をＣＳＣ回線４により受信すると、回線割当制御装置２１にて、予約回線の番号と、局番号、通信開始・終了時刻を関連付けて記憶することにより、予約処理を行う。予約処理が完了すると、回線割当制御装置２１は予約通知信号を生成する。この予約通知信号は、予約通知信号であることを示す制御コード、回線管理局の局番号を含むものとする。ステップＳ７により、制御局１はＣＳＣ回線４により予約通知信号を送信する。回線管理局６のＤＡＭＡ通信部２８は予約通知信号を受信すると、ステップＳ８において予約通知を回線管理装置３６へ送出し、回線管理装置３６はこの通知を予約端末装置２７へ送出する。予約端末装置２７は予約完了した旨を画面等に表示する。回線管理装置３６は、予約回線番号に基づき、予約された周波数帯域内で移動体通信用の通信回線９及び１０の割当処理を行う。なお、予約回線番号と周波数帯域との関係は回線管理装置３６において既知のものであるとする。通信回線９及び１０は、例えば、図２（ｂ）に示すような移動体通信基地局７から移動局８への送信回線に中心周波数ｆ９の回線を、移動局８から移動体通信基地局７への送信回線に中心周波数ｆ１０の回線を割り当てる。回線管理装置３６は通信回線の割当処理の後、ステップＳ９により回線設定指令を移動体通信基地局７及び移動局８へ送出し、移動体通信基地局７及び移動局８は回線を設定し、設定が完了したことを示す設定確認通知をステップＳ１０により回線管理装置３６へ送出する。回線設定指令は、移動局番号、通信回線情報（中心周波数、帯域幅）を含む指令であり、設定確認通知は、移動局番号、確認した旨の制御コードを含むものとし、回線設定指令及び設定確認通知は、公衆回線網やインターネット等の地上ネットワークや専用線により、移動体通信基地局７及び移動局８と、回線管理局６との間で送受信するものとする。

通信開始時刻に到達すると、ＤＡＭＡ衛星通信システムの制御局１は、予約回線の通信開始を指示する開始通知信号を生成し、ステップＳ１１においてＣＳＣ回線４により送信する。回線管理局６のＤＡＭＡ通信部２８は開始通知信号を受信し、開始通知を回線管理装置３６へステップＳ１２により送出する。回線管理装置３６は、開始通知に基づき通信開始を指示する制御コードを含む通信開始指令を生成し、ステップＳ１３により移動体通信基地局７へ送出する。この通信開始指令、後述の開始確認通知、通信終了指令及び終了確認通知は、地上ネットワークや専用線により、移動体通信基地局７と回線管理局６との間で送受信するものとする。移動体通信基地局７は通信開始指令を受信すると、回線制御回路３７において移動局８へ通信開始を指示する制御コードを含む通信開始信号を生成し、ステップＳ１４において、通信衛星３を介した通信回線９により通信開始信号を移動局８へ送信する。移動局８は、通信開始時刻前に受信系回路を動作状態に移行させ通信開始信号を受信し、通信開始信号を受信したことを示す制御コードを含む開始確認信号を生成し、ステップＳ１５において、通信衛星３を介した通信回線１０により移動体通信基地局７へ送信する。移動体通信基地局７は、開始確認信号を受信すると、移動局８側との通信開始の確認がとれたことを示す制御コードを含む開始確認通知を生成し、ステップＳ１６により回線管理局６の回線管理装置３６へ送出する。この後、移動体通信基地局７と移動局８との間で通信衛星３を介した通信が通信回線９及び１０を用いて行われる。

通信終了時刻に到達すると、ＤＡＭＡ衛星通信システムの制御局１は、予約回線の通信終了を指示する終了通知信号を生成し、ステップＳ１７においてＣＳＣ回線４により送信する。回線管理局６のＤＡＭＡ通信部２８は終了通知信号を受信し、終了通知を回線管理装置３６へステップＳ１８により送出する。回線管理装置３６は、終了通知に基づき通信終了を指示する制御コードを含む通信終了指令を生成し、ステップＳ１９により移動体通信基地局７へ送出する。移動体通信基地局７は通信終了指令を受信すると、回線制御回路３７において移動局８へ通信終了を指示する制御コードを含む通信終了信号を生成し、ステップＳ２０において、通信衛星３を介した通信回線９により通信終了信号を移動局８へ送信する。移動局８は、通信終了信号を受信し、通信終了信号を受信したことを示す制御コードを含む終了確認信号を生成し、ステップＳ２１において、通信衛星３を介した通信回線１０により移動体通信基地局７へ送信する。この送信後、移動局８は送信系回路及び受信系回路をオフして回線を開放する。移動体通信基地局７は、終了確認信号を受信すると、送信系回路及び受信系回路をオフして回線を開放し、移動局８側との通信終了の確認がとれたことを示す制御コードを含む終了確認通知を生成し、ステップＳ２２により回線管理局６の回線管理装置３６へ送出する。

移動体通信基地局７と移動局８との間の通信衛星３を介した通信において送受信する信号について、移動体がヘリコプターである場合を例として図８及び図９に基づき説明する。図８は、移動局８から通信衛星３を介して移動体通信基地局７へ送信する信号を表わす模式図である。図８において、Ａ段は移動局８のフレーム生成回路５４において生成したフレーム化された送信信号であり、同期語（ＳＹＮＣ）と誤り訂正符号化された送信データとからなる。Ｂ段はバースト生成回路５５により生成されるバースト化された送信信号であり、Ａ段のフレーム化された送信信号を、Ｃ段に示す送信タイミング信号中の遮断開始タイミングにより切り出し、受信引き込み用のプリアンブルを先頭に付加したものである。Ｃ段はヘリコプターの回転翼が、搭載した通信装置と通信衛星との通信路を遮断するタイミングを表わしており、遮断期間と、遮断がなく送信が可能な期間とが繰り返される。Ｂ段に示すバースト化された送信信号は、Ｃ段に示す送信可能期間に通信衛星３へ送信される。図９は移動体通信基地局７から通信衛星３を介して移動局８へ送信する信号を表わす模式図である。図９のＤ段上は移動体通信基地局７のフレーム生成回路４１により生成したフレーム化された送信信号であり、同期語（ＳＹＮＣ）と誤り訂正符号化された送信データとからなる。ダイバーシチデータ生成回路４２は、フレーム化された送信信号をＤ段下に示すようにＤ（ｉ）、Ｄ（ｉ＋１）にブロック化し、Ｎ個前のブロックを加えてＥ段に示すダイバーシチデータを生成する。Ｅ段に示すダイバーシチデータは、連続波として送信され、移動局８のダイバーシチ合成回路６２において、受信信号とＮブロック分の遅延信号とが合成される。移動体に搭載した通信装置と通信衛星３との通信路を回転翼が間欠的に遮断するが、上記のようなダイバーシチ受信を行うことによって、移動局での受信欠落を低減化することができる。

以上のように、実施の形態１に示した通信方式による移動体通信システムでは、回線管理局６において、ＤＡＭＡ衛星通信システムの予約回線の割り当てを受け、この予約回線の帯域において、移動体通信システム用の通信回線を割り当てることによって、移動体通信基地局と移動局との間において、ＤＡＭＡ衛星通信システムの周波数帯域における衛星通信を行うことができる。また、この移動体通信システムは、移動局や移動体通信基地局がＤＡＭＡ衛星通信システムからの直接的な制御を受けることがなく、ＣＳＣ回線用モデムを持たなくても通信を成立させることができるので、バースト送受信やダイバーシチ送受信方式などの移動体通信特有の通信方式をもつ移動体通信への適用性が高く、通信装置規模の増大を抑制することができる。

実施の形態２

この発明の実施の形態２に係る移動体通信システムを図１０及び図１１を用いて説明する。図１０はこの発明の実施の形態２に係る移動体通信システムを含む衛星通信システムの構成を表す構成図である。図１０において、６９は移動体通信基地局７と子局２との間の通信回線である。図１０において図１と同一の符号を付した部品及び回路は図１におけるそれらの部品及び回路と同一又は相当するものとする。実施の形態２においては、実施の形態１において説明した移動体通信システムに加えて、移動体通信基地局７とＤＡＭＡ衛星通信システムの子局２との間の衛星通信ができるようにしたものである。回線管理局６により、制御局１へ通信回線の割り当てを要求し、割り当てられた通信回線を移動体通信基地局７へ通知する。この通知を受けて、移動体通信基地局７は子局２との間で通信回線６９により通信するものである。

図１１は実施の形態２に係る回線管理局６と移動体通信基地局７の構成を示す機能ブロック図である。図１１において、７０は移動体通信基地局７内に設けられ、ＤＡＭＡ衛星通信システムにより割り当てられる通信回線による送受信を行うＤＡＭＡ通信部である。ＤＡＭＡ通信部７０内の誤り訂正回路１１、フレーム生成回路１２、通信回線変調器１３、通信回線復調器１８、フレーム処理回路１９、誤り訂正復号回路２０は図３において同一の符号を付した回路と同一又は相当するものである。また、図１１において図５と同一の符号を付した部品及び回路は、図５における部品又は回路と同一又は相当するものとする。

回線管理局６は、ＤＡＭＡ衛星通信システムへ予約回線の申込みをする際にＤＡＭＡ衛星通信システムから認識される回線管理局番号を用いているが、これに加えて別の子局番号を取得しているものとする。回線管理局６の予約端末装置２７は、操作者による要求時割当回線の取得要求が入力されると、回線管理装置３６へ当該要求を送出し、回線管理装置３６は制御信号処理回路２９へ当該要求を送出する。制御信号処理回路２９はＤＡＭＡ衛星通信システムの制御信号である回線割当要求信号を生成し、回線割当要求信号はＣＳＣ回線変調器３０、送信機３２、アンテナ３４を経て、ＣＳＣ回線４により送信される。回線割当要求信号は、制御コード、自局番号（上記の子局番号）、相手子局番号を含むものとする。制御局１は、ＣＳＣ回線４により回線割当要求信号を受信し、回線割当制御装置２１により空き回線をサーチし要求時割当回線を割り当てる。要求時割当回線は子局間での双方向通信が可能なように２つの通信回線、例えば図２（ａ）に示すｆ３、ｆ４が割り当てられる。回線割当制御装置２１は、制御コード、割り当てた要求時割当回線の回線情報（中心周波数及び帯域幅等）、子局番号を含む回線割当応答信号を生成する。回線割当応答信号は、図３に示す制御局１のＣＳＣ回線変調器２２、送信機１４、アンテナ１６を経て送信される。回線管理局６は、回線割当応答信号をＣＳＣ回線４により受信すると、制御信号処理回路２９により、割り当てられた要求時割当回線の情報を読み出し、当該情報は回線管理装置３６、予約端末装置２７へ伝送される。回線管理装置３６は、要求時割当回線の回線情報を含む回線割当通知を生成し移動体通信基地局７へ、公衆回線網やインターネット等の地上ネットワークや専用線により、送出する。移動体通信基地局７は回線割当通知を受信すると、回線制御回路３７により、要求時割当回線の回線情報に基づきＤＡＭＡ通信部７０の送信回線及び受信回線を設定する。

この要求時割当回線が設定されるとともに、同時に、移動体通信基地局７と移動局８との間の移動体衛星通信が、実施の形態１と同様に予約回線の割り当てを受けて確立しているものとする。移動体通信基地局７においては、移動局８からの映像・音声信号を受信し、分離化回路４７から出力しており、この分離化回路４７が出力する映像・音声信号は、ＤＡＭＡ通信部６９へ入力され、誤り訂正符号化、フレーム化等の処理を行って、送信機４８及びアンテナ５０を経て送信され、要求時割当回線の割当てを受けている相手子局において受信される。以上により、移動局８から送信される映像・音声信号は、移動体通信基地局７のみならず、ＤＡＭＡ衛星通信システムの子局へも中継送信することができ、さらには、移動体通信基地局７においてＣＳＣ回線によるＤＡＭＡ衛星通信システムの制御信号の送受信を行う必要がなく、移動体通信基地局の回路規模の増大を抑制することができる。回線管理局６は、上記の回線割当要求信号及び回線割当応答信号のほか、子局の動作状況を確認するヘルスチェック信号や、要求時割当回線の使用を終了する旨の回線終了信号等の制御信号を移動体通信基地局７に代わって、制御局１との間でＣＳＣ回線により送受信し、適宜、移動体通信基地局７へ応答内容を要求し、応答信号をＣＳＣ回線４により送信する。また、移動体通信基地局７から送信する要求時割当回線を同報送信回線とすれば、移動局８からの映像・音声信号を複数の子局２で受信することができる。

この発明の実施の形態１に係る移動体通信システムを含む衛星通信システムの構成を表す構成図である。この発明の実施の形態１に係る衛星通信システムにおける周波数割当を示す模式図である。この発明の実施の形態１に係る制御局の構成を表す機能ブロック図である。この発明の実施の形態１に係る子局の構成を表す機能ブロック図である。この発明の実施の形態１に係る回線管理局と移動体通信基地局の構成を示す機能ブロック図である。この発明の実施の形態１に係る移動局の構成を示す機能ブロック図である。この発明の実施の形態１に係る回線管理局、移動体通信基地局及び移動局による回線制御処理の流れを示す処理シーケンス図である。移動局から通信衛星を介して移動体通信基地局へ送信する信号を表わす模式図である。移動体通信基地局７から通信衛星３を介して移動局８へ送信する信号を表わす模式図である。この発明の実施の形態２に係る移動体通信システムを含む衛星通信システムの構成を表す構成図である。この発明の実施の形態２に係る回線管理局と移動体通信基地局の構成を示す機能ブロック図である。

符号の説明

１制御局
２子局
３通信衛星
４ＣＳＣ回線
５通信回線
６回線管理局
７移動体通信基地局
８移動局
９、１０通信回線
２１回線割当制御装置
２４回線制御回路（子局内）
２７予約端末装置
２８ＤＡＭＡ通信部（回線管理局内）
３６回線管理装置
３７回線制御回路（移動体通信基地局内）
３８移動体通信部
６７回線制御回路（移動局内）
６８通信部
６９通信回線
７０ＤＡＭＡ通信部（移動体通信基地局内）

Claims

衛星を経由する通信サービスを行うＤＡＭＡ衛星通信システムが提供する予約回線の割り当てを回線管理局により受け、この予約回線の周波数帯域を移動体通信基地局と移動局との間の通信に割り当てて通信サービスを提供する移動体通信システムにおいて、上記回線管理局は、上記ＤＡＭＡ衛星通信システムのＣＳＣ回線により上記ＤＡＭＡ衛星通信システムの制御局との間の通信を行う第１のＤＡＭＡ通信部と、この第１のＤＡＭＡ通信部へ予約回線の割り当てを要求する予約要求を出力する予約端末装置と、予約された予約回線の周波数帯域を上記移動体通信基地局と上記移動局との通信回線に割り当てる回線管理装置とを具備し、上記移動体通信基地局は、上記回線管理局により割り当てられた通信回線により上記移動局との間で通信を行う移動体通信部と、上記予約回線の通信開始時刻に上記回線管理局から送信される通信開始指令に基づいて上記移動体通信部から上記移動局へ送信する通信開始信号を出力する第１の回線制御回路とを具備し、上記移動局は、上記回線管理局により割り当てられた通信回線により上記移動体通信基地局との間で通信を行う通信部と、上記移動体通信基地局からの上記通信開始信号を受けたことに基づいて、上記移動体通信基地局への送信を開始させる第２の回線制御回路とを具備したことを特徴とする移動体通信システム。
衛星を経由する通信サービスを行うＤＡＭＡ衛星通信システムが提供する予約回線の割り当てを受け、移動体通信基地局と移動局との間の通信に割り当てて通信サービスを提供する移動体通信システムの回線管理局において、上記ＤＡＭＡ衛星通信システムのＣＳＣ回線により上記ＤＡＭＡ衛星通信システムの制御局との間の通信を行う第１のＤＡＭＡ通信部と、この第１のＤＡＭＡ通信部へ予約回線の割り当てを要求する予約要求を出力する予約端末装置と、予約された通信回線の帯域を上記移動体通信基地局と上記移動局との通信回線に割り当てる回線管理装置とを備え、上記回線管理装置は上記予約回線の通信開始時刻に上記移動体通信基地局へ送信する通信開始指令を生成することを特徴とする回線管理局。
衛星を経由する通信サービスを行うＤＡＭＡ衛星通信システムが提供する予約回線の割り当てを回線管理局により受け、この予約回線の周波数帯域から通信回線の割り当てを受けて移動局との間で通信を行う移動体通信基地局において、上記ＤＡＭＡ衛星通信システムのＣＳＣ回線により上記ＤＡＭＡ衛星通信システムの制御局との間の通信を行う第１のＤＡＭＡ通信部により、予約回線の割り当てを要求する予約要求を送信することにより、予約回線の割り当てを受ける上記回線管理局により、割り当てられた通信回線により上記移動局との間で通信を行う移動体通信部と、上記予約回線の通信開始時刻に上記回線管理局から送信される通信開始指令に基づいて上記通信部から上記移動局へ送信する通信開始信号を出力する第１の回線制御回路とを備えたことを特徴とする移動体通信基地局。
衛星を経由する通信サービスを行うＤＡＭＡ衛星通信システムが提供する予約回線の割り当てを回線管理局により受け、この予約回線の周波数帯域から通信回線の割り当てを受けて移動体通信基地局との間で通信を行う移動局において、上記ＤＡＭＡ衛星通信システムのＣＳＣ回線により上記ＤＡＭＡ衛星通信システムの制御局との間の通信を行う第１のＤＡＭＡ通信部により、予約回線の割り当てを要求する予約要求を送信することにより、予約回線の割り当てを受ける上記回線管理局により、割り当てられた通信回線により上記移動体通信基地局との間で通信を行う通信部と、上記予約回線の通信開始時刻に上記回線管理局から送信される通信開始指令に基づいて上記移動体通信基地局から送信される通信開始信号を受けたことにより、上記移動体通信基地局への送信を開始させる第２の回線制御回路とを備えたことを特徴とする移動局。
衛星を経由する通信サービスを行うＤＡＭＡ衛星通信システムが提供する予約回線の割り当てを回線管理局により受け、この予約回線の周波数帯域を移動体通信基地局と移動局との間の通信に割り当てて通信サービスを提供する移動体通信システムにおいて、上記回線管理局は、上記ＤＡＭＡ衛星通信システムのＣＳＣ回線により上記ＤＡＭＡ衛星通信システムの制御局との間の通信を行う第１のＤＡＭＡ通信部と、この第１のＤＡＭＡ通信部へ、予約回線の割り当てを要求する予約要求及び要求時割当回線の割り当てを要求する回線割当要求を出力する予約端末装置と、予約された予約回線の周波数帯域を上記移動体通信基地局と上記移動局との通信回線に割り当てる回線管理装置とを具備し、上記移動体通信基地局は、上記回線管理局により割り当てられた通信回線により上記移動局との間で通信を行う移動体通信部と、上記ＤＡＭＡ衛星通信システムの子局との間で上記要求時割当回線により通信を行う第２のＤＡＭＡ通信部と、上記予約回線の通信開始時刻に上記回線管理局から送信される通信開始指令に基づいて上記移動体通信部から上記移動局へ送信する通信開始信号を出力する第１の回線制御回路とを具備し、上記移動局は、上記回線管理局により割り当てられた通信回線により上記移動体通信基地局との間で通信を行う通信部と、上記移動体通信基地局からの上記通信開始信号を受けたことに基づいて、上記移動体通信基地局への送信を開始させる第２の回線制御回路とを具備したことを特徴とする移動体通信システム。
衛星を経由する通信サービスを行うＤＡＭＡ衛星通信システムが提供する予約回線の割り当てを回線管理局により受け、この予約回線の周波数帯域から通信回線の割り当てを受けて移動局との間で通信を行う移動体通信基地局において、上記ＤＡＭＡ衛星通信システムのＣＳＣ回線により上記ＤＡＭＡ衛星通信システムの制御局との間の通信を行う第１のＤＡＭＡ通信部により、予約回線の割り当てを要求する予約要求を送信することにより、予約回線の割り当てを受ける上記回線管理局により、割り当てられた通信回線により上記移動局との間で通信を行う移動体通信部と、上記第１のＤＡＭＡ通信部により、要求時割当回線の割り当てを要求する回線割当要求を送信することにより、要求時割当回線の割り当てを受ける上記回線管理局により、要求割当された上記ＤＡＭＡ衛星通信システムの要求時割当回線により、上記ＤＡＭＡ衛星通信システムの子局との間で通信を行う第２のＤＡＭＡ通信部と、上記予約回線の通信開始時刻に上記回線管理局から送信される通信開始指令に基づいて上記通信部から上記移動局へ送信する通信開始信号を出力する第１の回線制御回路とを備えたことを特徴とする移動体通信基地局。