JP7708098B2 - 衛星局装置、及び通信方法 - Google Patents

Description

本開示は、通信装置、非静止衛星、地上局、及び通信方法に関する。

近年、広域カバレッジ、接続安定性などの通信パフォーマンスに関する要求の高まりから、空中や宇宙に浮遊する装置から無線ネットワークが提供される非地上波ネットワーク（NTN：Non-Terrestrial Network）の検討が開始されている。非地上波ネットワークを使用する通信の例として、非静止の衛星局（例えば、低軌道衛星や中軌道衛星等の静止衛星）や航空機局を介した端末装置と地上局（例えば、Gateway）の通信が挙げられる。

R1-1913131, Thales, "Considerations on satellite beam management, control loops and feeder link switch over," 3GPP TSG RAN1 Meeting#99, Reno, USA, November, 2019.

非静止の衛星局や航空機局は、地上の端末から見て上空を高速で移動するように見える。そのため、非静止の衛星局や航空機局を介した通信では、衛星局や航空機局による地上局の切り替えが頻繁に行われる。非静止の衛星局や航空機局を介した通信の場合、地上局の切り替えがスムーズに行われないと、高い通信パフォーマンスが実現されない可能性がある。

そこで、本開示では、高い通信パフォーマンスを実現可能な通信装置、非静止衛星、地上局、及び通信方法を提案する。

上記の課題を解決するために、本開示に係る一形態の通信装置は、非静止衛星を介して複数の地上局のうちの少なくとも１つと通信する通信装置であって、接続先の地上局の切り替えに必要となる所定の情報を切り替え処理前に予め取得する取得部と、前記所定の情報に基づいて接続先の地上局を切り替える通信制御部と、を備える。

本開示の実施形態に係る通信システムの構成例を示す図である。 通信システムが提供する無線ネットワークの一例を示す図である。 通信システムが提供する衛星通信の概要を示す図である。 非静止衛星が構成するセルの一例を示す図である。 本開示の実施形態に係る管理装置の構成例を示す図である。 本開示の実施形態に係る地上局の構成例を示す図である。 本開示の実施形態に係る衛星局の構成例を示す図である。 本開示の実施形態に係る端末装置の構成例を示す図である。 地上局切り替え時の問題点を説明するための図である。 ハンドオーバー手続きによる地上局切り替えを説明するための図である。 シームレス地上局切り替えを説明するための図である。 初期接続処理の一例を示すフローチャートである。 コンテンションベースランダムアクセス手続きを示す図である。 非コンテンションベースランダムアクセス手続きを示す図である。 ２ステップランダムアクセス手続きを示す図である。 送受信処理（Grant Based）の一例を示すシーケンス図である。 送受信処理（Configured Grant）の一例を示すシーケンス図である。 別の衛星局が必要情報の通知に関与る場合の一例である。 切り替え処理のシーケンス例１を示す図である。 切り替え処理のシーケンス例２を示す図である。 切り替え処理のシーケンス例３を示す図である。 切り替え処理のシーケンス例４を示す図である。

以下に、本開示の実施形態について図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の各実施形態において、同一の部位には同一の符号を付することにより重複する説明を省略する。

また、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する複数の構成要素を、同一の符号の後に異なる数字を付して区別する場合もある。例えば、実質的に同一の機能構成を有する複数の構成を、必要に応じて端末装置４０_１、４０_２、及び４０_３のように区別する。ただし、実質的に同一の機能構成を有する複数の構成要素の各々を特に区別する必要がない場合、同一符号のみを付する。例えば、端末装置４０_１、４０_２、及び４０_３を特に区別する必要が無い場合には、単に端末装置４０と称する。

また、以下に示す項目順序に従って本開示を説明する。
１．はじめに
２．通信システムの構成
２－１．通信システムの全体構成
２－２．管理装置の構成
２－３．地上局の構成
２－４．衛星局の構成
２－５．端末装置の構成
３．地上局の切り替えについて
３－１．従来のハンドオーバーを適用した場合の課題
３－２．シームレス切り替えをする場合の課題
４．通信システムの基本動作
４－１．初期接続処理
４－２．ランダムアクセス手続き
４－３．送受信処理（Grant Based）
４－４．送受信処理（Configured Grant）
５．地上局の切り替え
５－１．処理の概要
５－２．必要情報の例
５－３．必要情報の通知手段
５－４．切り替え通知
５－５．切り替え通知後の端末装置の処理
５－６．衛星局と地上局間の通知手段
６．シーケンス例
６－１．シーケンス例１
６－２．シーケンス例２
６－３．シーケンス例３
６－４．シーケンス例４
７．変形例
８．むすび

＜＜１．はじめに＞＞
ＬＴＥ（Long Term Evolution）、ＮＲ（New Radio）等の無線アクセス技術（ＲＡＴ：Radio Access Technology）が３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）で検討されている。ＬＴＥ及びＮＲは、セルラー通信技術の一種であり、基地局がカバーするエリアをセル状に複数配置することで端末装置の移動通信を可能にする。このとき、単一の基地局は複数のセルを管理してもよい。

なお、以下の説明では、「ＬＴＥ」には、ＬＴＥ－Ａ（LTE-Advanced）、ＬＴＥ－Ａ Ｐｒｏ（LTE-Advanced Pro）、及びＥＵＴＲＡ（Evolved Universal Terrestrial Radio Access）が含まれるものとする。また、ＮＲには、ＮＲＡＴ（New Radio Access Technology）、及びＦＥＵＴＲＡ（Further EUTRA）が含まれるものとする。なお、単一の基地局は複数のセルを管理してもよい。以下の説明において、ＬＴＥに対応するセルはＬＴＥセルと呼称され、ＮＲに対応するセルはＮＲセルと呼称される。

ＮＲは、ＬＴＥの次の世代（第５世代）の無線アクセス技術（ＲＡＴ）である。ＮＲは、ｅＭＢＢ（Enhanced Mobile Broadband）、ｍＭＴＣ（Massive Machine Type Communications）及びＵＲＬＬＣ（Ultra-Reliable and Low Latency Communications）を含む様々なユースケースに対応できる無線アクセス技術である。ＮＲは、これらのユースケースにおける利用シナリオ、要求条件、及び配置シナリオなどに対応する技術フレームワークを目指して検討されている。

さらに、ＮＲでは、広域カバレッジ、接続安定性などの要求の高まりから、非地上波ネットワーク（NTN：Non-Terrestrial Network）の検討が開始されている。非地上波ネットワークでは、衛星局や航空機局等の地上局以外の基地局を介して、端末装置に無線ネットワークが提供されることが予定されている。この地上局以外の基地局は、非地上局又は非地上基地局と称される。地上局により提供される無線ネットワークは地上波ネットワーク（TN：Terrestrial Network）と称される。地上波ネットワークと非地上波ネットワークとを同一の無線アクセス方式とすることで、地上波ネットワーク及び非地上波ネットワークの統合的な運用が可能となる。

なお、非地上波ネットワークにおける非静止衛星（例えば、低軌道衛星、中軌道衛星）は上空を高速で移動しており、衛星が接続する地上局（例えば、Gateway）の切り替えが発生する可能性がある。地上局の切り替えが発生した場合、端末と衛星との間の伝搬路が切り替わる。そのため、端末と衛星は効率的に地上局を切り替える手段が必要となる。

非地上局のうち、中軌道衛星、低軌道衛星、ＨＡＰＳ（High Altitude Platform Station）などの無線局は、地上の端末から見て上空を高速で移動するように見える。特に低軌道衛星は上空を高速移動しているので、低軌道衛星が地上に形成するセルも同様に高速で移動している。そのため、衛星が接続する地上局の切り替えが頻繁に発生する可能性がある。端末も衛星及び地上局の再同期を頻繁に行わなければならなくなる可能性がある。こうなると、衛星を介した通信がスムーズ行われない可能性がある。

そこで、本実施形態では以下の手段によりこの問題を解決する。

例えば、本実施形態の通信システムは、端末装置が非静止衛星を介して地上局と通信するBent-pipe（Transparent）型の移動衛星通信システムである。通信システムが備える非静止衛星又は地上局は、端末装置に対して、接続先の地上局の切り替えに必要となる情報（以下、必要情報という。）を切り替え処理前に予め送信する。そして、端末装置は、必要情報に基づいて接続先の地上局を切り替える。

これにより、端末装置は、事前に取得した必要情報に基づいて地上局の切り替えをスムーズに行えるようになるので、通信システムは、高い通信パフォーマンス（例えば、高い接続安定性）を実現できる。

なお、本開示の実施形態において、地上局（地上基地局ともいう。）とは、地上に設置される基地局（中継局を含む。）のことをいう。「地上」は、地上（陸上）のみならず、地中、水上、水中も含む広義の地上である。なお、以下の説明において、「地上局」の記載は、「Gateway」と置き換えてもよい。

以上、本実施形態の概要を述べたが、以下、本実施形態に係る通信システムを詳細に説明する。

＜＜２．通信システムの構成＞＞
通信システム１は、Bent-pipe（Transparent）型の移動衛星通信システムである。通信システム１は、ＬＴＥ、ＮＲ等の無線アクセス技術を使ったセルラー通信システムであり、地上の端末装置に対して、衛星局を介した無線通信を提供する。通信システム１が使用する無線アクセス方式は、ＬＴＥ、ＮＲに限定されず、Ｗ－ＣＤＭＡ（Wideband Code Division Multiple Access）、ｃｄｍａ２０００（Code Division Multiple Access 2000）等の他の無線アクセス方式であってもよい。

以下、通信システム１の構成を具体的に説明する。

＜２－１．通信システムの全体構成＞
図１は、本開示の実施形態に係る通信システム１の構成例を示す図である。通信システム１は、管理装置１０と、地上局２０と、衛星局３０と、端末装置４０と、を備える。通信システム１は、通信システム１を構成する各無線通信装置が連携して動作することで、ユーザに対し、移動通信が可能な無線ネットワークを提供する。本実施形態の無線ネットワークは、例えば、無線アクセスネットワークとコアネットワークとで構成される。なお、本実施形態において、無線通信装置は、無線通信の機能を有する装置のことであり、図１の例では、地上局２０、衛星局３０、及び端末装置４０が該当する。

通信システム１は、管理装置１０、地上局２０、衛星局３０、及び端末装置４０をそれぞれ複数備えていてもよい。図１の例では、通信システム１は、管理装置１０として管理装置１０_１、１０_２等を備えており、地上局２０として地上局２０_１、２０_２等を備えている、また、通信システム１は、衛星局３０として衛星局３０_１、３０_２等を備えており、端末装置４０として端末装置４０_１、４０_２、４０_３等を備えている。

図２は、通信システム１が提供する無線ネットワークの一例を示す図である。地上局２０（衛星局３０）及び基地局６０はセルを構成する。セルとは無線通信がカバーされるエリアである。セルは、マクロセル、マイクロセル、フェムトセル、及びスモールセルの何れであってもよい。なお、通信システム１は、単一の基地局（衛星局）で複数のセルを管理するよう構成されていてもよいし、複数の基地局で１つのセルを管理するよう構成されていてもよい。

図２の例では、基地局６０_１、６０_２は地上波ネットワークＴＮ１を構成し、基地局６０_３、６０_４、６０_５は地上波ネットワークＴＮ２を構成する。地上波ネットワークＴＮ１及び地上波ネットワークＴＮ２は、例えば、電話会社等の無線通信事業者により運営されるネットワークである。地上波ネットワークＴＮ１及び地上波ネットワークＴＮ２は、異なる無線通信事業者により運営されてもよいし、同じ無線通信事業者により運営されてもよい。地上波ネットワークＴＮ１と地上波ネットワークＴＮ２とを１つの地上波ネットワークとみなすことも可能である。

地上波ネットワークＴＮ１と地上波ネットワークＴＮ２はそれぞれコアネットワークに接続される。図２の例では、地上波ネットワークＴＮ２を構成する基地局６０は、例えば、管理装置１０_１等により構成されるコアネットワークＣＮに接続される。地上波ネットワークＴＮ２の無線アクセス方式がＬＴＥなのであれば、コアネットワークＣＮはＥＰＣである。また、地上波ネットワークＴＮ２の無線アクセス方式がＮＲなのであれば、コアネットワークＣＮは５ＧＣである。勿論、コアネットワークＣＮは、ＥＰＣや５ＧＣに限られず、他の無線アクセス方式のコアネットワークであってもよい。なお、図２の例では、地上波ネットワークＴＮ１はコアネットワークに接続されていないが、地上波ネットワークＴＮ１はコアネットワークＣＮに接続されてもよい。また、地上波ネットワークＴＮ１は、コアネットワークＣＮとは異なる不図示のコアネットワークに接続されてもよい。

コアネットワークＣＮはゲートウェイ装置や関門交換機等を備え、ゲートウェイ装置を介して公衆ネットワークＰＮに接続されている。公衆ネットワークＰＮは、例えば、インターネット、地域ＩＰ網、電話網（携帯電話網、固定電話網等）、等の公衆データネットワークである。ゲートウェイ装置は、例えば、インターネットや地域ＩＰ網等に繋がるサーバ装置である。関門交換機は、例えば、電話会社の電話網に繋がる交換機である。管理装置１０_１がゲートウェイ装置や関門交換機としての機能を有していてもよい。

図２に示す衛星局３０、５０、及び航空機局７０は、何れも、衛星局や航空機局等の非地上局である。非地上波ネットワークを構成する衛星局群（又は衛星局）はスペースボーンプラットフォーム（Spaceborne Platform）と称される。また、非地上波ネットワークを構成する航空機局群（又は航空機局）はエアボーンプラットフォーム（Airborne Platform）と称される。図２の例では、衛星局３０_１、３０_２、３０_３がスペースボーンプラットフォームＳＢＰ１を構成し、衛星局５０_１がスペースボーンプラットフォームＳＢＰ２を構成する。また、航空機局７０_３がエアボーンプラットフォームＡＢＰ１を構成する。

端末装置４０は、地上局と非地上局の双方と通信可能である。図２の例では、端末装置４０_１は、地上波ネットワークＴＮ１を構成する地上局と通信可能である。また、端末装置４０_１は、スペースボーンプラットフォームＳＢＰ１、ＳＢＰ２を構成する非地上局と通信可能である。また、端末装置４０_１は、エアボーンプラットフォームＡＢＰ１を構成する非地上局とも通信可能である。なお、端末装置４０_１は、他の端末装置４０（図２の例では端末装置４０_２）と直接通信可能であってもよい。

衛星局３０等の非地上局は、中継局を介して地上波ネットワーク又はコアネットワークと接続可能であってもよい。非地上局は中継局を介さずに非地上局同士で直接通信することも可能である。

中継局は、例えば、航空局や地球局である。航空局は、航空機局と通信を行うために、地上又は地上を移動する移動体に設置された無線局である。また、地球局は、衛星局（宇宙局）と通信するために、地球（空中を含む。）に位置する無線局である。地球局は、大型地球局であってもよいし、ＶＳＡＴ（Very Small Aperture Terminal）等の小型地球局であってもよい。なお、地球局は、ＶＳＡＴ制御地球局（親局、ＨＵＢ局ともいう。）であってもよいし、ＶＳＡＴ地球局（子局ともいう。）であってもよい。また、地球局は、地上を移動する移動体に設置される無線局であってもよい。例えば、船舶に搭載される地球局として、船上地球局（ESV：Earth Stations on board Vessels）が挙げられる。また、地球局には、航空機（ヘリコプターを含む。）に設置され、衛星局と通信する航空機地球局が含まれていてもよい。また、地球局には、地上を移動する移動体に設置され、衛星局を介して航空機地球局と通信する航空地球局が含まれていてもよい。なお、中継局は、衛星局や航空機局と通信する携帯移動可能な無線局であってもよい。中継局は通信システム１の一部とみなすことが可能である。

スペースボーンプラットフォームＳＢＰ１、ＳＢＰ２を構成する各装置は、端末装置４０と衛星通信を行う。衛星通信とは、衛星局と通信装置との無線通信のことである。図３は、通信システム１が提供する衛星通信の概要を示す図である。衛星局は、主に、静止衛星局と低軌道衛星局とに分けられる。

静止衛星局は、高度およそ３５７８６ｋｍに位置し、地球の自転速度と同じ速度で地球を公転する。図３の例であれば、スペースボーンプラットフォームＳＢＰ２を構成する衛星局５０_１が静止衛星局である。静止衛星局は地上の端末装置４０との相対速度がほぼ０であり、地上の端末装置４０からは静止しているかのように観測される。衛星局５０_１は、地球上に位置する端末装置４０_１、４０_３、４０_４等と衛星通信を行う。

低軌道衛星局は、静止衛星局や中軌道衛星局に比べて低い高度で周回する衛星局である。低軌道衛星局は、例えば、高度５００ｋｍから２０００ｋｍの間に位置する衛星局である。図３の例であれば、スペースボーンプラットフォームＳＢＰ１を構成する衛星局３０_２、３０_３が低軌道衛星局である。なお、図３には、スペースボーンプラットフォームＳＢＰ１を構成する衛星局として衛星局３０_２と衛星局３０_３の２つしか示されていない。しかしながら、実際には、スペースボーンプラットフォームＳＢＰ１を構成する衛星局は、２以上（例えば、数十から数千）の衛星局３０によって低軌道衛星コンステレーションが形成されている。低軌道衛星局は、静止衛星局とは異なり、地上の端末装置４０との相対速度があり、地上の端末装置４０からは移動しているかのように観測される。衛星局３０_２、３０_３はそれぞれセルを構成し、地球上に位置する端末装置４０_１、４０_３、４０_４等と衛星通信を行う。

図４は、非静止衛星が構成するセルの一例を示す図である。図４には、低軌道衛星局である衛星局３０_２が形成するセルＣ２が示されている。低軌道を周回する衛星局は、地上に所定の指向性を持って地上の端末装置４０と通信を行う。例えば、図４に示す角度Ｒ１は４０°である。図４の場合、衛星局３０_２が形成するセルＣ２の半径Ｄ１は、例えば、１０００ｋｍである。低軌道衛星局は、一定の速度をもって移動する。低軌道衛星局が地上の端末装置４０に衛星通信を提供することが困難になった場合には、後続の低軌道衛星局（neighbor satellite station）が衛星通信を提供する。図４の例の場合、衛星局３０_２が地上の端末装置４０に衛星通信を提供することが困難になった場合は、後続の衛星局３０_３が衛星通信を提供する。なお、上記した角度Ｒ１及び半径Ｄ１の値はあくまで一例であり上記に限られない。

中軌道、低軌道衛星は、上述の通り上空を非常に高速なスピードで軌道上を移動しており、例えば高度６００ｋｍにある低軌道衛星の場合は、７．６ｋｍ／Ｓのスピードで軌道上を移動している。低軌道衛星は半径数１０ｋｍ～数１００ｋｍのセル（またはビーム）を地上に形成するが、衛星の移動にあわせて地上に形成されたセルも移動するため、地上の端末装置は移動していなくても、ハンドオーバーが必要となる場合がある。例えば、地上に形成されたセル直径が５０ｋｍで地上の端末装置が移動していないケースを想定した場合、約６～７秒でハンドオーバーが発生する。

上述したように、端末装置４０は非地上波ネットワークを使った無線通信が可能である。また、通信システム１の衛星局３０は、非地上波ネットワークを構成する。これにより、通信システム１は、地上波ネットワークがカバーできないエリアに位置する端末装置４０へサービスを拡張することが可能になる。例えば、通信システム１は、ＩｏＴ（Internet of Things）デバイスやＭＴＣ（Machine Type Communications）デバイス等の通信装置に対し、パブリックセーフティ通信やクリティカル通信を提供することが可能になる。また、非地上波ネットワークを使用することによりサービス信頼性や復帰性が向上するので、通信システム１は、物理攻撃又は自然災害に対するサービスの脆弱性を低減することが可能になる。また、通信システム１は、飛行機の乗客やドローンなど航空機端末装置へのサービス接続や船や電車などの移動体端末装置へのサービス接続を実現できる。その他、通信システム１は、Ａ／Ｖコンテンツ、グループ通信、ＩｏＴブロードキャストサービス、ソフトウェアダウンロードサービス、緊急メッセージなどの高効率マルチキャストサービス、高効率ブロードキャストサービス等の提供を実現できる。さらに、通信システム１は、地上波ネットワークと非地上波ネットワーク間のトラフィックオフロードも実現できる。これらの実現のため、通信システム１が提供する非地上波ネットワークは、通信システム１が提供する地上波ネットワークと、上位層で運用統合がなされることが望ましい。また、通信システム１が提供する非地上波ネットワークは、通信システム１が提供する地上波ネットワークと、無線アクセス方式が共通であることが望ましい。

なお、図中の装置は、論理的な意味での装置と考えてもよい。つまり、同図の装置の一部が仮想マシン（VM：Virtual Machine）、コンテナ（Container）、ドッカー（Docker）などで実現され、それらが物理的に同一のハードウェア上で実装されてもよい。

また、本実施形態において地上局は、基地局と言い換えることができる。衛星局は、中継局と言い換えることができる。衛星局が基地局としての機能を備えるのであれば、衛星局は、基地局と言い換えることができる。

なお、ＬＴＥの基地局は、ｅＮｏｄｅＢ（Evolved Node B）又はｅＮＢと称されることがある。また、ＮＲの基地局は、ｇＮｏｄｅＢ又はｇＮＢと称されることがある。また、ＬＴＥ及びＮＲでは、端末装置（移動局、又は端末ともいう。）はＵＥ（User Equipment）と称されることがある。なお、端末装置は、通信装置の一種であり、移動局、移動局、又は端末とも称される。

本実施形態において、通信装置という概念には、携帯端末等の持ち運び可能な移動体装置（端末装置）のみならず、構造物や移動体に設置される装置も含まれる。構造物や移動体そのものを通信装置とみなしてもよい。また、通信装置という概念には、端末装置のみならず、基地局及び中継装置も含まれる。通信装置は、処理装置及び情報処理装置の一種である。また、通信装置は、送信装置又は受信装置と言い換えることが可能である。

以下、通信システム１を構成する各装置の構成を具体的に説明する。なお、以下に示す各装置の構成はあくまで一例である。各装置の構成は、以下に示す構成とは異なっていてもよい。

＜２－２．管理装置の構成＞
次に、管理装置１０の構成を説明する。

管理装置１０は、無線ネットワークを管理する装置である。例えば、管理装置１０は地上局２０の通信を管理する装置である。コアネットワークがＥＰＣなのであれば、管理装置１０は、例えば、ＭＭＥ（Mobility Management Entity）としての機能を有する装置である。また、コアネットワークが５ＧＣなのであれば、管理装置１０は、例えば、ＡＭＦ（Access and Mobility Management Function）及び／又はＳＭＦ（Session Management Function）としての機能を有する装置である。勿論、管理装置１０が有する機能は、ＭＭＥ、ＡＭＦ、及びＳＭＦに限られない。例えば、コアネットワークが５ＧＣなのであれば、管理装置１０は、ＮＳＳＦ（Network Slice Selection Function）、ＡＵＳＦ（Authentication Server Function）、ＵＤＭ（Unified Data Management）としての機能を有する装置であってもよい。また、管理装置１０は、ＨＳＳ（Home Subscriber Server）としての機能を有する装置であってもよい。

なお、管理装置１０はゲートウェイの機能を有していてもよい。例えば、コアネットワークがＥＰＣなのであれば、管理装置１０は、Ｓ－ＧＷ（Serving Gateway）やＰ－ＧＷ（Packet Data Network Gateway）としての機能を有していてもよい。また、コアネットワークが５ＧＣなのであれば、管理装置１０は、ＵＰＦ（User Plane Function）としての機能を有していてもよい。なお、管理装置１０は必ずしもコアネットワークを構成する装置でなくてもよい。例えば、コアネットワークがＷ－ＣＤＭＡ（Wideband Code Division Multiple Access）やｃｄｍａ２０００（Code Division Multiple Access 2000）のコアネットワークであるとする。このとき、管理装置１０はＲＮＣ（Radio Network Controller）として機能する装置であってもよい。

図５は、本開示の実施形態に係る管理装置１０の構成例を示す図である。管理装置１０は、通信部１１と、記憶部１２と、制御部１３と、を備える。なお、図５に示した構成は機能的な構成であり、ハードウェア構成はこれとは異なっていてもよい。また、管理装置１０の機能は、複数の物理的に分離された構成に分散して実装されてもよい。例えば、管理装置１０は、複数のサーバ装置により構成されていてもよい。

通信部１１は、他の装置と通信するための通信インタフェースである。通信部１１は、ネットワークインタフェースであってもよいし、機器接続インタフェースであってもよい。例えば、通信部１１は、ＮＩＣ（Network Interface Card）等のＬＡＮ（Local Area Network）インタフェースであってもよいし、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）ホストコントローラ、ＵＳＢポート等により構成されるＵＳＢインタフェースであってもよい。また、通信部１１は、有線インタフェースであってもよいし、無線インタフェースであってもよい。通信部１１は、管理装置１０の通信手段として機能する。通信部１１は、制御部１３の制御に従って地上局２０等と通信する。

記憶部１２は、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）、ＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）、フラッシュメモリ、ハードディスク等のデータ読み書き可能な記憶装置である。記憶部１２は、管理装置１０の記憶手段として機能する。記憶部１２は、例えば、端末装置４０の接続状態を記憶する。例えば、記憶部１２は、端末装置４０のＲＲＣの状態やＥＣＭの状態を記憶する。記憶部１２は、端末装置４０の位置情報を記憶するホームメモリとして機能してもよい。

制御部１３は、管理装置１０の各部を制御するコントローラ（controller）である。制御部１３は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）等のプロセッサにより実現される。例えば、制御部１３は、管理装置１０内部の記憶装置に記憶されている各種プログラムを、プロセッサがＲＡＭ（Random Access Memory）等を作業領域として実行することにより実現される。なお、制御部１３は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の集積回路により実現されてもよい。ＣＰＵ、ＭＰＵ、ＡＳＩＣ、及びＦＰＧＡは何れもコントローラとみなすことができる。

＜２－３．地上局の構成＞
次に、地上局２０の構成を説明する。

地上局２０は、端末装置４０と衛星局３０を介して無線通信する無線通信装置である。なお、地上局２０は、衛星局３０を介さずに、端末装置４０と通信するよう構成されていてもよい。

地上局２０は通信装置の一種である。より具体的には、地上局２０は、無線基地局（Base Station、Node B、eNB、gNB、など）或いは無線アクセスポイント（Access Point）に相当する装置である。地上局２０は、無線リレー局であってもよい。また、地上局２０は、ＲＲＨ（Remote Radio Head）と呼ばれる光張り出し装置であってもよい。また、地上局２０は、ＦＰＵ（Field Pickup Unit）等の受信局であってもよい。また、地上局２０は、無線アクセス回線と無線バックホール回線を時分割多重、周波数分割多重、或いは、空間分割多重で提供するＩＡＢ（Integrated Access and Backhaul）ドナーノード、或いは、ＩＡＢリレーノードであってもよい。

なお、地上局２０が使用する無線アクセス技術は、セルラー通信技術であってもよいし、無線ＬＡＮ技術であってもよい。勿論、地上局２０が使用する無線アクセス技術は、これらに限定されず、他の無線アクセス技術であってもよい。例えば、地上局２０が使用する無線アクセス技術は、ＬＰＷＡ通信技術であってもよい。勿論、地上局２０が使用する無線通信は、ミリ波を使った無線通信であってもよい。また、地上局２０が使用する無線通信は、電波を使った無線通信であってもよいし、赤外線や可視光を使った無線通信（光無線）であってもよい。

地上局２０は、端末装置４０とＮＯＭＡ（Non-Orthogonal Multiple Access）通信が可能であってもよい。ここで、ＮＯＭＡ通信は、非直交リソースを使った通信（送信、受信、或いはその双方）のことである。なお、地上局２０は、他の地上局２０とＮＯＭＡ通信可能であってもよい。

なお、地上局２０は、基地局－コアネットワーク間インタフェース（例えば、S1 Interface等）を介してお互いに通信可能であってもよい。このインタフェースは、有線及び無線のいずれであってもよい。また、基地局は、基地局間インタフェース（例えば、X2 Interface、S1 Interface等）を介して互いに通信可能であってもよい。このインタフェースは、有線及び無線のいずれであってもよい。

なお、基地局（基地局ともいう。）という概念には、ドナー基地局のみならず、リレー基地局（中継局、或いは中継局ともいう。）も含まれる。また、基地局という概念には、基地局の機能を備えた構造物（Structure）のみならず、構造物に設置される装置も含まれる。

構造物は、例えば、高層ビル、家屋、鉄塔、駅施設、空港施設、港湾施設、スタジアム等の建物である。なお、構造物という概念には、建物のみならず、トンネル、橋梁、ダム、塀、鉄柱等の構築物（Non-building structure）や、クレーン、門、風車等の設備も含まれる。また、構造物という概念には、陸上（狭義の地上）又は地中の構造物のみならず、桟橋、メガフロート等の水上の構造物や、海洋観測設備等の水中の構造物も含まれる。基地局は、情報処理装置と言い換えることができる。

地上局２０は、ドナー局であってもよいし、リレー局（中継局）であってもよい。また、地上局２０は、固定局であってもよいし、移動局であってもよい。移動局は、移動可能に構成された無線通信装置（例えば、基地局）である。このとき、地上局２０は、移動体に設置される装置であってもよいし、移動体そのものであってもよい。例えば、移動能力（Mobility）をもつリレー局は、移動局としての地上局２０とみなすことができる。また、車両、ドローン、スマートフォンなど、もともと移動能力がある装置であって、基地局の機能（少なくとも基地局の機能の一部）を搭載した装置も、移動局としての地上局２０に該当する。

ここで、移動体は、スマートフォンや携帯電話等のモバイル端末であってもよい。また、移動体は、陸上（狭義の地上）を移動する移動体（例えば、自動車、自転車、バス、トラック、自動二輪車、列車、リニアモーターカー等の車両）であってもよいし、地中（例えば、トンネル内）を移動する移動体（例えば、地下鉄）であってもよい。

また、移動体は、水上を移動する移動体（例えば、旅客船、貨物船、ホバークラフト等の船舶）であってもよいし、水中を移動する移動体（例えば、潜水艇、潜水艦、無人潜水機等の潜水船）であってもよい。

なお、移動体は、大気圏内を移動する移動体（例えば、飛行機、飛行船、ドローン等の航空機）であってもよい。

また、地上局２０は、地上に設置される地上基地局（地上局）であってもよい。例えば、地上局２０は、地上の構造物に配置される基地局であってもよいし、地上を移動する移動体に設置される基地局であってもよい。より具体的には、地上局２０は、ビル等の構造物に設置されたアンテナ及びそのアンテナに接続する信号処理装置であってもよい。勿論、地上局２０は、構造物や移動体そのものであってもよい。「地上」は、陸上（狭義の地上）のみならず、地中、水上、水中も含む広義の地上である。なお、地上局２０は、地上基地局に限られない。例えば、地上局２０は、航空機局であってもよい。衛星局３０から見れば、地球に位置する航空機局も地上局とみなすことができる。

航空機局は、航空機等、大気圏内を浮遊可能な無線通信装置である。航空機局は、航空機等に搭載される装置であってもよいし、航空機そのものであってもよい。なお、航空機という概念には、飛行機、グライダー等の重航空機のみならず、気球、飛行船等の軽航空機も含まれる。また、航空機という概念には、重航空機や軽航空機のみならず、ヘリコプターやオートジャイロ等の回転翼機も含まれる。なお、航空機局（又は、航空機局が搭載される航空機）は、ドローン等の無人航空機であってもよい。

なお、無人航空機という概念には、無人航空システム（UAS：Unmanned Aircraft Systems）、つなぎ無人航空システム（tethered UAS）も含まれる。また、無人航空機という概念には、軽無人航空システム（LTA：Lighter than Air UAS）、重無人航空システム（HTA：Heavier than Air UAS）が含まれる。その他、無人航空機という概念には、高高度無人航空システムプラットフォーム（HAPs：High Altitude UAS Platforms）も含まれる。

地上局２０のカバレッジの大きさは、マクロセルのような大きなものから、ピコセルのような小さなものであってもよい。勿論、地上局２０のカバレッジの大きさは、フェムトセルのような極めて小さなものであってもよい。また、地上局２０はビームフォーミングの能力を有していてもよい。この場合、地上局２０はビームごとにセルやサービスエリアが形成されてもよい。

図６は、本開示の実施形態に係る地上局２０の構成例を示す図である。地上局２０は、無線通信部２１と、記憶部２２と、制御部２３と、を備える。なお、図６に示した構成は機能的な構成であり、ハードウェア構成はこれとは異なっていてもよい。また、地上局２０の機能は、複数の物理的に分離された構成に分散して実装されてもよい。

無線通信部２１は、他の無線通信装置（例えば、端末装置４０）と無線通信するための信号処理部である。無線通信部２１は、制御部２３の制御に従って動作する。無線通信部２１は１又は複数の無線アクセス方式に対応する。例えば、無線通信部２１は、ＮＲ及びＬＴＥの双方に対応する。無線通信部２１は、ＮＲやＬＴＥに加えて、Ｗ－ＣＤＭＡやｃｄｍａ２０００に対応していてもよい。また、無線通信部２１は、ＨＡＲＱ（Hybrid Automatic Repeat reQuest）等の自動再送技術に対応していてもよい。

無線通信部２１は、受信処理部２１１、送信処理部２１２、アンテナ２１３を備える。無線通信部２１は、受信処理部２１１、送信処理部２１２、及びアンテナ２１３をそれぞれ複数備えていてもよい。なお、無線通信部２１が複数の無線アクセス方式に対応する場合、無線通信部２１の各部は、無線アクセス方式毎に個別に構成されうる。例えば、受信処理部２１１及び送信処理部２１２は、ＬＴＥとＮＲとで個別に構成されてもよい。また、アンテナ２１３は複数のアンテナ素子（例えば、複数のパッチアンテナ）で構成されていてもよい。この場合、無線通信部２１は、ビームフォーミング可能に構成されていてもよい。無線通信部２１は、垂直偏波（Ｖ偏波）と水平偏波（Ｈ偏波）とを使用した偏波ビームフォーミングが可能に構成されていてもよい。

受信処理部２１１は、アンテナ２１３を介して受信された上りリンク信号の処理を行う。例えば、受信処理部２１１は、上りリンク信号に対して、ダウンコンバート、不要な周波数成分の除去、増幅レベルの制御、直交復調、デジタル信号への変換、ガードインターバル（サイクリックプレフィックス）の除去、高速フーリエ変換による周波数領域信号の抽出等を行う。そして、受信処理部２１１は、これらの処理が行われた信号から、ＰＵＳＣＨ（Physical Uplink Shared Channel）、ＰＵＣＣＨ（Physical Uplink Control Channel）等の上りリンクチャネル及び上りリンク参照信号を分離する。また、受信処理部２１１は、上りリンクチャネルの変調シンボルに対して、ＢＰＳＫ（Binary Phase Shift Keying）、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase shift Keying）等の変調方式を使って受信信号の復調を行う。復調に使用される変調方式は、１６ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）、６４ＱＡＭ、又は２５６ＱＡＭであってもよい。この場合、コンステレーション上の信号点は必ずしも等距離である必要はない。コンステレーションは、不均一コンステレーション（NUC：Non Uniform Constellation）であってもよい。そして、受信処理部２１１は、復調された上りリンクチャネルの符号化ビットに対して、復号処理を行う。復号された上りリンクデータ及び上りリンク制御情報は制御部２３へ出力される。

送信処理部２１２は、下りリンク制御情報及び下りリンクデータの送信処理を行う。例えば、送信処理部２１２は、制御部２３から入力された下りリンク制御情報及び下りリンクデータを、ブロック符号化、畳み込み符号化、ターボ符号化等の符号化方式を用いて符号化を行う。そして、送信処理部２１２は、符号化ビットをＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭ、２５６ＱＡＭ等の所定の変調方式で変調する。この場合、コンステレーション上の信号点は必ずしも等距離である必要はない。コンステレーションは、不均一コンステレーションであってもよい。そして、送信処理部２１２は、各チャネルの変調シンボルと下りリンク参照信号とを多重化し、所定のリソースエレメントに配置する。そして、送信処理部２１２は、多重化した信号に対して、各種信号処理を行う。例えば、送信処理部２１２は、高速フーリエ変換による時間領域への変換、ガードインターバル（サイクリックプレフィックス）の付加、ベースバンドのデジタル信号の生成、アナログ信号への変換、直交変調、アップコンバート、余分な周波数成分の除去、電力の増幅等の処理を行う。送信処理部２１２で生成された信号は、アンテナ２１３から送信される。

アンテナ２１３は、電流と電波を相互に変換するアンテナ装置（アンテナ部）である。アンテナ２１３は、１つのアンテナ素子（例えば、１つのパッチアンテナ）で構成されていてもよいし、複数のアンテナ素子（例えば、複数のパッチアンテナ）で構成されていてもよい。アンテナ２１３が複数のアンテナ素子で構成される場合、無線通信部２１は、ビームフォーミング可能に構成されていてもよい。例えば、無線通信部２１は、複数のアンテナ素子を使って無線信号の指向性を制御することで、指向性ビームを生成するよう構成されていてもよい。なお、アンテナ２１３は、デュアル偏波アンテナであってもよい。アンテナ２１３がデュアル偏波アンテナの場合、無線通信部２１は、無線信号の送信にあたり、垂直偏波（Ｖ偏波）と水平偏波（Ｈ偏波）とを使用してもよい。そして、無線通信部２１は、垂直偏波と水平偏波とを使って送信される無線信号の指向性を制御してもよい。

記憶部２２は、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、フラッシュメモリ、ハードディスク等のデータ読み書き可能な記憶装置である。記憶部２２は、地上局２０の記憶手段として機能する。

制御部２３は、地上局２０の各部を制御するコントローラ（controller）である。制御部２３は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）等のプロセッサにより実現される。例えば、制御部２３は、地上局２０内部の記憶装置に記憶されている各種プログラムを、プロセッサがＲＡＭ（Random Access Memory）等を作業領域として実行することにより実現される。なお、制御部２３は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の集積回路により実現されてもよい。ＣＰＵ、ＭＰＵ、ＡＳＩＣ、及びＦＰＧＡは何れもコントローラとみなすことができる。

制御部２３は、取得部２３１と、受信部２３２と、送信部２３３と、通信制御部２３４と、を備える。制御部２３を構成する各ブロック（取得部２３１～通信制御部２３４）はそれぞれ制御部２３の機能を示す機能ブロックである。これら機能ブロックはソフトウェアブロックであってもよいし、ハードウェアブロックであってもよい。例えば、上述の機能ブロックが、それぞれ、ソフトウェア（マイクロプログラムを含む。）で実現される１つのソフトウェアモジュールであってもよいし、半導体チップ（ダイ）上の１つの回路ブロックであってもよい。勿論、各機能ブロックがそれぞれ１つのプロセッサ又は１つの集積回路であってもよい。制御部２３は上述の機能ブロックとは異なる機能単位で構成されていてもよい。機能ブロックの構成方法は任意である。

＜２－４．衛星局の構成＞
次に、衛星局３０の構成を説明する。

衛星局３０は、地上局２０と端末装置４０との通信を中継する中継局である。なお、衛星局３０は、端末装置４０に基地局の機能を提供する基地局であってもよい。

衛星局３０は、大気圏外を浮遊可能な無線通信装置である。衛星局３０は、人工衛星等の宇宙移動体に搭載される装置であってもよいし、宇宙移動体そのものであってもよい。宇宙移動体は、大気圏外を移動する移動体である。宇宙移動体としては、人工衛星、宇宙船、宇宙ステーション、探査機等の人工天体が挙げられる。

なお、衛星局３０となる衛星は、低軌道（LEO：Low Earth Orbiting）衛星、中軌道（MEO：Medium Earth Orbiting）衛星、静止（GEO：Geostationary Earth Orbiting）衛星、高楕円軌道（HEO：Highly Elliptical Orbiting）衛星の何れであってもよい。勿論、衛星局は、低軌道衛星、中軌道衛星、静止衛星、又は高楕円軌道衛星に搭載される装置であってもよい。

図７は、本開示の実施形態に係る衛星局３０の構成例を示す図である。衛星局３０は、無線通信部３１と、記憶部３２と、制御部３３と、を備える。なお、図７に示した構成は機能的な構成であり、ハードウェア構成はこれとは異なっていてもよい。また、衛星局３０の機能は、複数の物理的に分離された構成に分散して実装されてもよい。

無線通信部３１は、他の無線通信装置（例えば、地上局２０、端末装置４０、衛星局５０、他の衛星局３０）と無線通信する無線通信インタフェースである。無線通信部３１は１又は複数の無線アクセス方式に対応する。例えば、無線通信部３１は、ＮＲ及びＬＴＥの双方に対応する。無線通信部３１は、ＮＲやＬＴＥに加えて、Ｗ－ＣＤＭＡやｃｄｍａ３０００に対応していてもよい。無線通信部３１は、受信処理部３１１、送信処理部３１２、アンテナ３１３を備える。無線通信部３１は、受信処理部３１１、送信処理部３１２、及びアンテナ３１３をそれぞれ複数備えていてもよい。なお、無線通信部３１が複数の無線アクセス方式に対応する場合、無線通信部３１の各部は、無線アクセス方式毎に個別に構成されうる。例えば、受信処理部３１１及び送信処理部３１２は、ＬＴＥとＮＲとで個別に構成されてもよい。受信処理部３１１、送信処理部３１２、及びアンテナ３１３の構成は、上述の受信処理部３１１、送信処理部３１２、及びアンテナ３１３の構成と同様である。なお、無線通信部３１は、無線通信部２１と同様に、ビームフォーミング可能に構成されていてもよい。

記憶部３２は、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、フラッシュメモリ、ハードディスク等のデータ読み書き可能な記憶装置である。記憶部３２は、衛星局３０の記憶手段として機能する。

制御部３３は、衛星局３０の各部を制御するコントローラである。制御部３３は、例えば、ＣＰＵ、ＭＰＵ等のプロセッサにより実現される。例えば、制御部３３は、衛星局３０内部の記憶装置に記憶されている各種プログラムを、プロセッサがＲＡＭ等を作業領域として実行することにより実現される。なお、制御部３３は、ＡＳＩＣやＦＰＧＡ等の集積回路により実現されてもよい。ＣＰＵ、ＭＰＵ、ＡＳＩＣ、及びＦＰＧＡは何れもコントローラとみなすことができる。

制御部３３は、取得部３３１と、受信部３３２と、送信部３３３と、通信制御部３３４と、を備える。制御部３３を構成する各ブロック（取得部３３１～通信制御部３３４）はそれぞれ制御部３３の機能を示す機能ブロックである。これら機能ブロックはソフトウェアブロックであってもよいし、ハードウェアブロックであってもよい。例えば、上述の機能ブロックが、それぞれ、ソフトウェア（マイクロプログラムを含む。）で実現される１つのソフトウェアモジュールであってもよいし、半導体チップ（ダイ）上の１つの回路ブロックであってもよい。勿論、各機能ブロックがそれぞれ１つのプロセッサ又は１つの集積回路であってもよい。制御部３３は上述の機能ブロックとは異なる機能単位で構成されていてもよい。機能ブロックの構成方法は任意である。

＜２－５．端末装置の構成＞
次に、端末装置４０の構成を説明する。

端末装置４０は、地上局２０、衛星局３０、５０、基地局６０、航空機局７０等の他の通信装置と無線通信する無線通信装置である。端末装置４０は、例えば、携帯電話、スマートデバイス（スマートフォン、又はタブレット）、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、パーソナルコンピュータである。また、端末装置４０は、通信機能が具備された業務用カメラといった機器であってもよいし、ＦＰＵ（Field Pickup Unit）等の通信機器が搭載されたバイクや移動中継車等であってもよい。また、端末装置４０は、Ｍ２Ｍ（Machine to Machine）デバイス、又はＩｏＴ（Internet of Things）デバイスであってもよい。

なお、端末装置４０は、地上局２０とＮＯＭＡ通信が可能であってもよい。また、端末装置４０は、地上局２０と通信する際、ＨＡＲＱ等の自動再送技術を使用可能であってもよい。端末装置４０は、他の端末装置４０とサイドリンク通信が可能であってもよい。端末装置４０は、サイドリンク通信を行う際も、ＨＡＲＱ等の自動再送技術を使用可能であってもよい。なお、端末装置４０は、他の端末装置４０との通信（サイドリンク）においてもＮＯＭＡ通信が可能であってもよい。また、端末装置４０は、他の通信装置（例えば、地上局２０、及び他の端末装置４０）とＬＰＷＡ通信が可能であってもよい。また、端末装置４０が使用する無線通信は、ミリ波を使った無線通信であってもよい。なお、端末装置４０が使用する無線通信（サイドリンク通信を含む。）は、電波を使った無線通信であってもよいし、赤外線や可視光を使った無線通信（光無線）であってもよい。

また、端末装置４０は、移動体装置であってもよい。移動体装置は、移動可能な無線通信装置である。このとき、端末装置４０は、移動体に設置される無線通信装置であってもよいし、移動体そのものであってもよい。例えば、端末装置４０は、自動車、バス、トラック、自動二輪車等の道路上を移動する車両（Vehicle）、或いは、当該車両に搭載された無線通信装置であってもよい。なお、移動体は、モバイル端末であってもよいし、陸上（狭義の地上）、地中、水上、或いは、水中を移動する移動体であってもよい。また、移動体は、ドローン、ヘリコプター等の大気圏内を移動する移動体であってもよいし、人工衛星等の大気圏外を移動する移動体であってもよい。

端末装置４０は、同時に複数の基地局または複数のセルと接続して通信を実施してもよい。例えば、１つの基地局が複数のセル（例えば、ｐＣｅｌｌ、sＣｅｌｌ）を介して通信エリアをサポートしている場合に、キャリアアグリゲーション（CA：Carrier Aggregation）技術やデュアルコネクティビティ（DC：Dual Connectivity）技術、マルチコネクティビティ（MC：Multi-Connectivity）技術によって、それら複数のセルを束ねて地上局２０と端末装置４０とで通信することが可能である。或いは、異なる地上局２０のセルを介して、協調送受信（CoMP：Coordinated Multi-Point Transmission and Reception）技術によって、端末装置４０とそれら複数の地上局２０が通信することも可能である。

図８は、本開示の実施形態に係る端末装置４０の構成例を示す図である。端末装置４０は、無線通信部４１と、記憶部４２と、制御部４３と、を備える。なお、図８に示した構成は機能的な構成であり、ハードウェア構成はこれとは異なっていてもよい。また、端末装置４０の機能は、複数の物理的に分離された構成に分散して実装されてもよい。

無線通信部４１は、他の無線通信装置（例えば、地上局２０、及び他の端末装置４０）と無線通信するための信号処理部である。無線通信部４１は、制御部４３の制御に従って動作する。無線通信部４１は、受信処理部４１１と、送信処理部４１２と、アンテナ４１３とを備える。無線通信部４１、受信処理部４１１、送信処理部４１２、及びアンテナ４１３の構成は、地上局２０の無線通信部２１、受信処理部２１１、送信処理部２１２及びアンテナ２１３と同様であってもよい。また、無線通信部４１は、無線通信部２１と同様に、ビームフォーミング可能に構成されていてもよい。

記憶部４２は、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、フラッシュメモリ、ハードディスク等のデータ読み書き可能な記憶装置である。記憶部４２は、端末装置４０の記憶手段として機能する。

制御部４３は、端末装置４０の各部を制御するコントローラである。制御部４３は、例えば、ＣＰＵ、ＭＰＵ等のプロセッサにより実現される。例えば、制御部４３は、端末装置４０内部の記憶装置に記憶されている各種プログラムを、プロセッサがＲＡＭ等を作業領域として実行することにより実現される。なお、制御部４３は、ＡＳＩＣやＦＰＧＡ等の集積回路により実現されてもよい。ＣＰＵ、ＭＰＵ、ＡＳＩＣ、及びＦＰＧＡは何れもコントローラとみなすことができる。

制御部４３は、取得部４３１と、受信部４３２と、送信部４３３と、通信制御部４３４と、を備える。制御部４３を構成する各ブロック（取得部４３１～通信制御部４３４）はそれぞれ制御部４３の機能を示す機能ブロックである。これら機能ブロックはソフトウェアブロックであってもよいし、ハードウェアブロックであってもよい。例えば、上述の機能ブロックが、それぞれ、ソフトウェア（マイクロプログラムを含む。）で実現される１つのソフトウェアモジュールであってもよいし、半導体チップ（ダイ）上の１つの回路ブロックであってもよい。勿論、各機能ブロックがそれぞれ１つのプロセッサ又は１つの集積回路であってもよい。制御部４３は上述の機能ブロックとは異なる機能単位で構成されていてもよい。機能ブロックの構成方法は任意である。

＜＜３．地上局の切り替えについて＞＞
以上、通信システム１の構成について説明したが、次に、移動衛星通信における地上局の切り替えについての課題を説明する。本実施形態では、移動衛星通信として、非静止衛星を使用したBent-pipe（Transparent）型の衛星通信を考える。

Bent-pipe（Transparent）型の通信では、衛星局が接続する地上局（Gateway）に切り替えが発生する場合がある。図９は、地上局切り替え時の問題点を説明するための図である。具体的には、図９は、衛星局３０_２の移動に伴い、地上局の切り替えが発生する様子を示している。図９の例では、衛星局３０_２は、電波の反射、増幅、周波数変換等を行っている。衛星局３０_２と地上局２０_１、２０_２との間のリンクがFeeder linkであり、衛星局３０_２と端末装置４０_１との間のリンクがService linkである。

地上局の切り替えが発生した場合、図９に示すように、Feeder linkの経路が切り替わる。例えば、図９の例では、衛星局３０_２が地上局２０_１と接続している時、端末装置４０_１は、チャネルｈ_０＋ｈ_１を使用してコアネットワークに接続するが、衛星局３０_２が地上局を地上局２０_２に切り替えると、端末装置４０_１は、チャネルｈ_０＋ｈ_２を使用してコアネットワークに接続する。

地上局の切り替えが発生した場合、図９に示すように、チャネル状態が切り替わることになるため、スムーズな切り替えに対応する対策が必要となる。

＜３－１．従来のハンドオーバーを適用した場合の課題＞
この課題を解決する手段の一つとして、端末装置４０_１が従来のハンドオーバー手続きを実行することにより、地上局２０_１から地上局２０_２に接続を切り替える方法が想起される。

図１０は、ハンドオーバー手続きによる地上局切り替えを説明するための図である。図１０の例では、１又は複数の衛星局３０によって複数のセル（図１０に示すセルＣ１、Ｃ２、Ｃ３）が形成されている。そして、１つのセル（図１０の例ではセルＣ２）に複数の端末装置４０が位置している。

この場合、衛星局３０が形成するセルのハンドオーバーに加えて、衛星局３０が接続先の地上局２０を切り替える場合にもハンドオーバーが発生するため、ハンドオーバー手続きが頻繁に発生する。特に、衛星局３０は、センサーのような多数のＩｏＴ端末と通信することも検討されているため、例えば図１０に示すように１つのセルに多数の端末装置４０が位置している場合、大量のランダムアクセスが発生する可能性がある。さらに、ハンドオーバー中はデータ通信を一旦ストップする必要がある。

＜３－２．シームレス切り替えをする場合の課題＞
また、ハンドオーバー手続きを実施せずに、接続先地上局を切り替える手段の一つとして、切り替え前の地上局が保持する接続情報（Context）を、切り替え先地上局に引き継ぐ方法が想起される。

図１１は、シームレス地上局切り替えを説明するための図である。この場合、接続情報を地上局２０間で引き継ぐことにより、端末装置４０は同一の地上局２０に接続し続けているように動作をすることが可能となるため、ランダムアクセスの実施が不要となり、ハンドオーバーを実施する必要がなくなる。

しかし、地上局２０の切り替えが発生した場合、端末装置４０と衛星局３０間のリンク（Service link）は切り替え前と後で同一の伝搬路であるものの、地上局２０と端末装置４０間のリンク（Feeder link）は切り替え前と後で異なる伝搬路になる。すなわち、端末装置４０から見ると、同じ衛星局３０に継続して接続しているように見える一方で、Feeder linkは切り替わっているため、Feeder linkの切り替えにより発生する伝搬路の変化に対応する必要がある。課題としては以下の（１）～（３）が挙げられる。

（１）Feeder link接続先切り替え中の送信
接続先切り替え中は、基地局および端末がデータを送受信することができない期間があるため、切り替え中のハンドリングが必要となる。

（２）Timing advanceの更新
接続先切り替え前、後では、Timing advanceの値を変更する必要がある。接続先の距離差によっては、値を大きく変更する必要がある。

（３）送信タイミング再同期
接続先切り替え前、後では、送信タイミングの再同期を実施する必要がある。接続先の距離差によっては、値を大きく変更する必要がある。

＜＜４．通信システムの基本動作＞＞
以上、地上局の切り替えについての課題を説明したが、本課題を解決する通信システム１の動作を説明する前に、通信システム１の基本的な動作について説明する。まず、初期接続処理を説明する。

＜４－１．初期接続処理＞
初期接続処理は、端末装置４０の無線接続状態を未接続状態（未Connected状態）から接続状態（Connected状態）に遷移させるための処理である。未接続状態は、例えば、RRC_IDLEやRRC_INACTIVEである。RRC_IDLEは、端末装置が何れのセルとも接続されていないアイドル状態のことであり、Idle modeとも呼ばれる。また、RRC_INACTIVEは、ＮＲで新たに規定された非アクティブ状態を示す無線接続状態であり、Inactive modeとも呼ばれる。なお、非接続状態には、Lightning modeが含まれていてもよい。また、接続状態は、例えば、RRC_CONNECTEDである。RRC_CONNECTEDは、端末装置が何れかのセルと接続が確立されている接続状態のことであり、CONNECTED modeとも呼ばれる。

図１２は、初期接続処理の一例を示すフローチャートである。以下、図１２を参照しながら、初期接続処理を説明する。以下に示す初期接続処理は、例えば、端末装置４０に電源が投入された場合に実行される。以下の説明では、端末装置４０が接続する基地局は地上局２０であるものとする。以下の処理は、衛星局３０を介して、端末装置４０と地上局２０との間で実行される。

まず、未接続状態の端末装置４０は、セルサーチを行う。セルサーチは、セルのＰＣＩ（Physical Cell ID）を検出し、時間及び周波数同期を得るためのＵＥ（User Equipment）向けの手順である。本実施形態のセルサーチには、同期信号の検出とＰＢＣＨの復号の工程が含まれる。端末装置４０の受信部４３２は、セルの同期信号を検出する（ステップＳ１１）。

受信部４３２は、検出した同期信号に基づいて、セルと下りリンクでの同期を行う。そして、下りリンクの同期確立後、受信部４３２は、ＰＢＣＨの復号を試み、システム情報の一部であるＭＩＢ（Master Information Block）を取得する（ステップＳ１２）。

システム情報は、当該システム情報を送信するセルにおける設定を報知する情報である。システム情報には、例えば、セルへのアクセスに関する情報、セル選択に関する情報、他ＲＡＴや他システムに関する情報等が含まれる。システム情報には、ＭＩＢとＳＩＢ（System Information Block）とが含まれる。ＭＩＢは、ＳＩＢ等を受信するのに必要な物理層の情報であり、ＰＢＣＨによって報知される固定のペイロードサイズの情報である。ＭＩＢには、システムフレーム番号の一部、少なくともＳＩＢ１および初期接続のためのＭｓｇ．２／４およびページングおよびブロードキャストＳＩメッセージのサブキャリア間隔の情報、サブキャリアオフセットの情報、ＤＭＲＳタイプＡの位置の情報、少なくともＳＩＢ１のためのＰＤＣＣＨ設定、セル禁止（cell barred）の情報、周波数内再選択の情報、等が含まれる。ＳＩＢは、ＭＩＢ以外のシステム情報であり、ＰＤＳＣＨによって報知される。

なお、システム情報は、第１のシステム情報と第２のシステム情報と第３のシステム情報に分類することができる。第１のシステム情報及び第２のシステム情報には、セルへのアクセスに関する情報、その他のシステム情報の取得に関する情報、及びセル選択に関する情報が含まれる。ＭＩＢに含まれる情報が第１のシステム情報である。また、ＳＩＢのうちのＳＩＢ１に含まれる情報が第２のシステム情報である。残りのシステム情報が第３のシステム情報である。

ＮＲにおいても、システム情報はＮＲセルから報知される。システム情報を運ぶ物理チャネルは、スロット又はミニスロットで送信されてもよい。ミニスロットとは、スロットのシンボル数よりも少ないシンボル数で定義される。ミニスロットでシステム情報を運ぶ物理チャネルが送信されることで、ビームスイープに必要な時間が短縮されて、オーバヘッドを縮小することができる。ＮＲの場合、第１のシステム情報は、ＮＲ－ＰＢＣＨで送信され、第２のシステム情報は、ＮＲ－ＰＢＣＨとは異なる物理チャネルで送信される。

端末装置４０の取得部４３１は、ＭＩＢ（すなわち、第１のシステム情報）に基づき、第２のシステム情報を取得する（ステップＳ１３）。上述したように、第２のシステム情報は、ＳＩＢ１とＳＩＢ２とで構成される。

ＳＩＢ１は、セルのアクセス規制情報とＳＩＢ１以外のシステム情報のスケジューリング情報である。ＳＩＢ１には、ＮＲであれば、セル選択に関する情報（例えば、cellSelectionInfo）、セルアクセスに関連する情報（例えば、cellAccessRelatedInfo）、接続確立失敗制御に関する情報（例えば、connEstFailureControl）、ＳＩＢ１以外のシステム情報のスケジューリング情報（例えば、si-SchedulingInfo）、サービングセルの設定、などが含まれる。サービングセルの設定は、セル固有のパラメータが含まれており、下りリンク設定、上りリンク設定、ＴＤＤ設定情報、などが含まれている。上りリンク設定の中にＲＡＣＨ設定、などが含まれる。また、LTEであれば、ＳＩＢ１には、セルのアクセス情報、セル選択情報、最大上りリンク送信電力情報、TDD設定情報、システム情報の周期、システム情報のマッピング情報、ＳＩ（System Information）窓の長さ等が含まれる。

また、ＳＩＢ２には、ＮＲであれば、セル再選択情報（例えば、cellReselectionInfoCommon）、セル再選択サービング周波数情報（例えば、cellReselectionServingFreqInfo）が含まれる。ＬＴＥであれば、ＳＩＢ２には、接続禁止情報、セル共通の無線リソース設定情報（radioResourceConfigCommon）、上りリンクキャリア情報等が含まれる。セル共通の無線リソース設定情報の中には、セル共通のＰＲＡＣＨ（Physical Random Access Channel）及びＲＡＣＨ（Random Access Channel)の設定情報が含まれる。

なお、取得部４３１がリンクの確立に必要なシステム情報を取得できなかった場合、端末装置４０の制御部４３は、そのセルへのアクセスは禁止されていると判断する。例えば、第１のシステム情報を取得できなかった場合、制御部４３は、そのセルへのアクセスは禁止されていると判断する。この場合、制御部４３は、初期接続処理を終了する。

システム情報を取得できた場合、制御部４３は、第１のシステム情報及び／又は第２のシステム情報に基づき、ランダムアクセス手続き（Random Access Procedure）を実行する（ステップＳ１４）。ランダムアクセス手続きは、ＲＡＣＨ手続き（Random Access Channel Procedure）やＲＡ手続き（RA Procedure）と称されることがある。ランダムアクセス手続きの完了により、端末装置４０は未接続状態から接続状態に遷移する。

＜４－２．ランダムアクセス手続き＞
次に、ランダムアクセス手続きについて説明する。ランダムアクセス手続きは、アイドル状態から接続状態（又は非アクティブ状態）への「ＲＲＣ接続セットアップ」、非アクティブ状態から接続状態への「状態遷移の要求」等の目的で実行される。また、ランダムアクセス手続きは、上りリンクデータ送信のためのリソース要求を行う「スケジューリングリクエスト」、上りリンクの同期を調整する「タイミングアドバンス調整」の目的でも使用される。その他、ランダムアクセス手続きは、送信されていないシステム情報を要求する「オンデマンドＳＩ要求」、途切れたビーム接続を復帰させる「ビームリカバリー」、接続セルを切り替える「ハンドオーバー」等の場合に実行される。

「ＲＲＣ接続セットアップ」は、トラフィックの発生などに応じて端末装置４０が地上局２０に接続する際に実行される動作である。具体的には、地上局２０から端末装置４０に対して接続に関する情報（例えば、ＵＥコンテキスト）を渡す動作である。ＵＥコンテキストは、地上局２０から指示された所定の通信装置識別情報（例えば、Ｃ－ＲＮＴＩ）で管理される。端末装置４０は、この動作を終えると、アイドル状態から非アクティブ状態、又は、アイドル状態から接続状態へ状態遷移する。

「状態遷移の要求」は、端末装置４０が、トラフィックの発生などに応じて非アクティブ状態から接続状態への状態遷移の要求を行う動作である。接続状態に遷移することで、端末装置４０は地上局２０とユニキャストデータの送受信を行うことができる。

「スケジューリングリクエスト」は、端末装置４０が、トラフィックの発生などに応じて上りリンクデータ送信のためのリソース要求を行う動作である。地上局２０は、このスケジューリングリクエストを正常に受信した後、通信装置にＰＵＳＣＨのリソースを割り当てる。なお、スケジューリングリクエストはＰＵＣＣＨによっても行われる。

「タイミングアドバンス調整」は、伝搬遅延によって生じる下りリンクと上りリンクのフレームの誤差を調整するための動作である。端末装置４０は、下りリンクフレームに調整されたタイミングでＰＲＡＣＨ（Physical Random Access Channel）を送信する。これにより、地上局２０は、端末装置４０との伝搬遅延を認識することができ、メッセージ２などでタイミングアドバンスの値をその端末装置４０に指示することができる。

「オンデマンドＳＩ要求」は、システム情報のオーバヘッド等の目的で送信されていないシステム情報が端末装置４０にとって必要であった場合に、地上局２０へシステム情報の送信を要求する動作である。

「ビームリカバリー」は、ビームが確立された後に端末装置４０の移動や他の物体による通信経路の遮断などで、通信品質が低下した場合に、復帰要求を行う動作である。この要求を受けた地上局２０は、異なるビームを用いて端末装置４０と接続を試みる。

「ハンドオーバー」は、端末装置４０の移動など電波環境の変化などにより接続しているセル（サービングセル）からそのセルと隣接しているセル（ネイバーセル）へ接続を切り替える動作である。地上局２０からハンドオーバーコマンドを受信した端末装置４０は、ハンドオーバーコマンドによって指定されたネイバーセルに接続要求を行う。

ランダムアクセス手続きにはコンテンションベースランダムアクセス手続き（Contention based Random Access Procedure）と非コンテンションベースランダムアクセス手続き（Non-contention based Random Access Procedure）とがある。最初に、コンテンションベースランダムアクセス手続きについて説明する。

なお、以下で説明するランダムアクセス手続きは、通信システム１がサポートするＲＡＴがＬＴＥであることを想定したランダムアクセス手続きである。しかしながら、以下で説明するランダムアクセス手続きは、通信システム１がサポートするＲＡＴがＬＴＥ以外の場合にも適用可能である。

（コンテンションベースランダムアクセス手続き）
コンテンションベースランダムアクセス手続きは、端末装置４０主導で行われるランダムアクセス手続きである。図１３は、コンテンションベースランダムアクセス手続きを示す図である。コンテンションベースランダムアクセス手続きは、図１３に示すように、端末装置４０からのランダムアクセスプリアンブルの送信から始まる４ステップの手続きである。コンテンションベースランダムアクセス手続きには、ランダムアクセスプリアンブル（Message 1）の送信、ランダムアクセス応答（Message 2）の受信、メッセージ（Message 3）の送信、そして競合解決のメッセージ（Message 4）の受信の工程が含まれる。

まず、端末装置４０は、予め決められた複数のプリアンブル系列の中から使用するプリアンブル系列をランダムに選択する。そして、端末装置４０は、選択したプリアンブル系列を含むメッセージ（Message 1：Random Access Preamble）を接続先の地上局２０に送信する（ステップＳ１０１）。ランダムアクセスプリアンブルは、ＰＲＡＣＨで送信される。

地上局２０の制御部２３は、ランダムアクセスプリアンブルを受信すると、それに対するランダムアクセス応答（Message 2：Random Access Response）を端末装置４０に送信する。このランダムアクセス応答は、例えばＰＤＳＣＨを用いて送信される。端末装置４０は、地上局２０から送信されたランダムアクセス応答（Message 2）を受信する（ステップＳ２０２）。ランダムアクセス応答には、地上局２０が受信できた１又は複数のランダムアクセスプリアンブルや、当該ランダムアクセスプリアンブルに対応するＵＬ（Up Link）のリソース（以下、上りリンクグラントという。）が含まれる。また、ランダムアクセス応答には、地上局２０が端末装置４０に一時的に割り当てた端末装置４０に固有の識別子であるＴＣ－ＲＮＴＩ（Temporary Cell Radio Network Temporary Identifier）が含まれる。

端末装置４０は、地上局２０からランダムアクセス応答を受信すると、その受信情報にステップＳ１０１で送信したランダムアクセスプリアンブルが含まれるか否かを判別する。ランダムアクセスプリアンブルが含まれる場合、端末装置４０は、当該ランダムアクセス応答に含まれる上りリンクグラントの中から、ステップＳ１０１で送信したランダムアクセスプリアンブルに対応する上りリンクグラントを抽出する。そして、端末装置４０は、抽出した上りリンクグラントによってスケジュールされたリソースを使って、ＵＬのメッセージ（Message 3：Scheduled Transmission）の送信を行なう（ステップＳ１０３）。メッセージ（Message 3）の送信は、ＰＵＳＣＨを使って行われる。メッセージ（Message 3）には、ＲＲＣ（Radio Resource Control）接続要求のためのＲＲＣメッセージが含まれる。また、メッセージ（Message 3）には端末装置４０の識別子が含まれる。

コンテンションベースランダムアクセス手続きでは、端末装置４０がランダムに選択したランダムアクセスプリアンブルが手続きに用いられる。そのため、端末装置４０がランダムアクセスプリアンブルを送信すると同時に、他の端末装置４０が同じランダムアクセスプリアンブルを地上局２０に送信してしまう場合が起こり得る。そこで、地上局２０の制御部２３は、ステップＳ１０３で端末装置４０が送信した識別子を受信することで、どの端末装置間でプリアンブルの競合が発生したかを認識して競合解決する。制御部２３は、競合解決により選択した端末装置４０に対して、競合解決（Message 4：Contention Resolution）を送信する。競合解決（Message 4）には、ステップＳ１０３で端末装置４０が送信した識別子が含まれる。また、競合解決（Message 4）には、ＲＲＣ接続セットアップのＲＲＣメッセージが含まれる。端末装置４０は、地上局２０から送信された競合解決のメッセージ（Message 4）を受信する（ステップＳ１０４）。

端末装置４０は、ステップＳ１０３で送信した識別子とステップＳ１０４で受信した識別子とを比較する。識別子が一致しない場合、端末装置４０は、ステップＳ１０１からランダムアクセス手続をやり直す。識別子が一致する場合、端末装置４０は、ＲＲＣ接続動作を行い、アイドル状態（RRC_IDLE）から接続状態（RRC_CONNECTED）に遷移する。端末装置４０はステップＳ１０２で取得したＴＣ－ＲＮＴＩをＣ－ＲＮＴＩ（Cell Radio Network Temporary Identifier）として以後の通信で使用する。接続状態に遷移した後、端末装置４０は、ＲＲＣ接続セットアップ完了のＲＲＣメッセージを地上局２０に送信する。ＲＲＣ接続セットアップ完了のメッセージはメッセージ５とも称される。この一連の動作によって、端末装置４０は、地上局２０と接続する。

なお、図１３に示したコンテンションベースランダムアクセス手続きは、４ステップのランダムアクセス手続き（4-step RACH）である。しかしながら、通信システム１は、コンテンションベースランダムアクセス手続きとして、２ステップのランダムアクセス手続き（2-step RACH）をサポートすることも可能である。例えば、端末装置４０は、ランダムアクセスプリアンブルの送信とともに、ステップＳ１０３で示したメッセージ（Message 3）の送信も行う。そして、地上局２０の制御部２３がそれらの応答としてランダムアクセス応答（Message 2）及び競合解決（Message 4）の送信を行う。２ステップでランダムアクセス手続きが完了するので、端末装置４０は地上局２０に素早く接続できる。

（非コンテンションベースランダムアクセス手続）
次に、非コンテンションベースランダムアクセス手続きについて説明する。非コンテンションベースランダムアクセス手続きは、基地局主導で行われるランダムアクセス手続きである。図１４は、非コンテンションベースランダムアクセス手続きを示す図である。非コンテンションベースランダムアクセス手続きは、地上局２０からのランダムアクセスプリアンブル割り当ての送信から始まる３ステップの手続きである。非コンテンションベースランダムアクセス手続きには、ランダムアクセスプリアンブル割り当て（Message 0）の受信、ランダムアクセスプリアンブル（Message 1）の送信、ランダムアクセス応答（Message 2）の受信の工程が含まれる。

コンテンションベースランダムアクセス手続きでは、端末装置４０がプリアンブル系列をランダムに選択した。しかし、非コンテンションベースランダムアクセス手続きでは、地上局２０が、端末装置４０に個別のランダムアクセスプリアンブルを割り当てる。端末装置４０は、地上局２０から、ランダムアクセスプリアンブルの割り当て（Message 0：RA Preamble Assignment）を受信する（ステップＳ２０１）。

端末装置４０は、ステップＳ３０１で割り当てられたランダムアクセスプリアンブルを用いて、地上局２０に対してランダムアクセスを実行する。すなわち、端末装置４０は、割り当てられたランダムアクセスプリアンブル（Message 1：Random Access Preamble）をＰＲＡＣＨにて地上局２０に送信する（ステップＳ２０２）。

地上局２０の制御部２３は、ランダムアクセスプリアンブル（Message 1）を端末装置４０から受信する。そして、制御部２３は、当該ランダムアクセスプリアンブルに対するランダムアクセス応答（Message 2：Random Access Response）を端末装置４０に送信する（ステップＳ３０３）。ランダムアクセス応答には、例えば、受信したランダムアクセスプリアンブルに対応する上りリンクグラントの情報が含まれる。端末装置４０は、ランダムアクセス応答（Message 2）を受信すると、ＲＲＣ接続動作を行い、アイドル状態（RRC_IDLE）から接続状態（RRC_CONNECTED）に遷移する。

このように、非コンテンションベースランダムアクセス手続きでは、地上局２０がランダムアクセスプリアンブルをスケジュールするので、プリアンブルの衝突が起こり辛い。

（ＮＲのランダムアクセス手続きの詳細）
以上、通信システム１がサポートするＲＡＴがＬＴＥであることを想定したランダムアクセス手続きについて説明した。なお、上記のランダムアクセス手続きはＬＴＥ以外のＲＡＴにも適用可能である。以下、通信システム１がサポートするＲＡＴがＮＲであることを想定したランダムアクセス手続きについて詳細に述べる。なお、以下の説明では、図１３又は図１４に示したMessage 1からMessage 4に関する４つのステップをそれぞれ詳細に説明する。Message 1のステップは、図１３に示すステップＳ１０１、図１４に示すステップＳ２０２に対応する。Message 2のステップは、図１３に示すステップＳ１０２、図１４に示すステップＳ２０３に対応する。Message 3のステップは、図１３に示すステップＳ１０３に対応する。Message 4のステップは、図１３に示すステップＳ１０４に対応する。

ＮＲのランダムアクセスプリアンブル（Message 1）
ＮＲでは、ＰＲＡＣＨはＮＲ－ＰＲＡＣＨ（NR Physical Random Access Channel）と呼ばれる。ＮＲ－ＰＲＡＣＨは、Zadoff-Chu系列を用いて構成される。ＮＲでは、ＮＲ－ＰＲＡＣＨのフォーマットとして、複数のプリアンブルフォーマットが規定される。プリアンブルフォーマットは、ＰＲＡＣＨのサブキャリア間隔、送信帯域幅、系列長、送信に用いられるシンボル数、送信繰り返し数、ＣＰ（Cyclic Prefix）長、ガードピリオド長等のパラメータの組み合わせで規定される。ＮＲ－ＰＲＡＣＨのプリアンブル系列の種類は、番号付けされている。プリアンブル系列の種類の番号は、プリアンブルインデックスと呼称される。

ＮＲでは、アイドル状態の端末装置４０に対して、システム情報によってＮＲ－ＰＲＡＣＨに関する設定がなされる。さらに、接続状態の端末装置４０に対して、専用ＲＲＣシグナリングによってＮＲ－ＰＲＡＣＨに関する設定がなされる。

端末装置４０は、ＮＲ－ＰＲＡＣＨが送信可能な物理リソース（ＮＲ－ＰＲＡＣＨオケージョン（Occasion））を使ってＮＲ－ＰＲＡＣＨを送信する。物理リソースは、ＮＲ－ＰＲＡＣＨに関する設定によって指示される。端末装置４０は、物理リソースのうちの何れかを選択して、ＮＲ－ＰＲＡＣＨを送信する。さらに、端末装置４０が接続状態にある場合、端末装置４０は、ＮＲ－ＰＲＡＣＨリソースを用いてＮＲ－ＰＲＡＣＨを送信する。ＮＲ－ＰＲＡＣＨリソースは、ＮＲ－ＰＲＡＣＨプリアンブル及びその物理リソースの組み合わせである。地上局２０は、ＮＲ－ＰＲＡＣＨリソースを端末装置４０に対して指示することができる。

なお、ＮＲ－ＰＲＡＣＨは、ランダムアクセス手続きが失敗した際にも送信される。端末装置４０は、ＮＲ－ＰＲＡＣＨを再送する際に、バックオフの値（バックオフインディケータ、ＢＩ）から算出される待機期間、ＮＲ－ＰＲＡＣＨの送信を待機する。なお、バックオフの値は、端末装置４０の端末カテゴリや発生したトラフィックの優先度によって異なってもよい。その際、バックオフの値は複数通知され、端末装置４０が優先度によって用いるバックオフの値を選択する。また、ＮＲ－ＰＲＡＣＨの再送を行う際に、端末装置４０は、ＮＲ－ＰＲＡＣＨの送信電力を初送と比較して上げる。この手続きは、パワーランピングと呼称される。

ＮＲのランダムアクセス応答（Message 2）
ＮＲのランダムアクセス応答は、ＮＲ－ＰＤＳＣＨ（NR Physical Downlink Shared Channel）を使って送信される。ランダムアクセス応答を含むＮＲ－ＰＤＳＣＨは、ＲＡ－ＲＮＴＩによってＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）がスクランブルされたＮＲ－ＰＤＣＣＨ（NR Physical Downlink Control Channel）によってスケジュールされる。ＮＲ－ＰＤＣＣＨは、共通制御サブバンドで送信される。ＮＲ－ＰＤＣＣＨは、ＣＳＳ（Common Search Space）に配置される。なお、ＲＡ－ＲＮＴＩ（Random Access Radio Network Temporary Identifier）の値は、そのランダムアクセス応答に対応するＮＲ－ＰＲＡＣＨの送信リソースに基づいて決定される。ＮＲ－ＰＲＡＣＨの送信リソースは、例えば、時間リソース（スロット又はサブフレーム）、及び、周波数リソース（リソースブロック）である。なお、ＮＲ－ＰＤＣＣＨは、ランダムアクセス応答に紐づくＮＲ－ＰＲＡＣＨに対応付けられたサーチスペースに配置されてもよい。具体的には、ＮＲ－ＰＤＣＣＨが配置されるサーチスペースは、ＮＲ－ＰＲＡＣＨのプリアンブル及び／又はＮＲ－ＰＲＡＣＨが送信された物理リソースに関連付けられて設定される。ＮＲ－ＰＤＣＣＨが配置されるサーチスペースは、プリアンブルインデックス、及び／又は、物理リソースのインデックスに関連付けられて設定される。ＮＲ－ＰＤＣＣＨは、ＮＲ－ＳＳ（NR Synchronization signal）とＱＣＬ（Quasi co-location）である。

ＮＲのランダムアクセス応答は、ＭＡＣ（Medium Access Control）の情報である。ＮＲのランダムアクセス応答には、少なくとも、ＮＲのメッセージ３を送信するための上りリンクグラント、上りリンクのフレーム同期を調整するために用いられるタイミングアドバンスの値、ＴＣ－ＲＮＴＩの値、が含まれる。また、ＮＲのランダムアクセス応答には、そのランダムアクセス応答に対応するＮＲ－ＰＲＡＣＨ送信に用いられたＰＲＡＣＨインデックスが含まれる。また、ＮＲのランダムアクセス応答には、ＰＲＡＣＨの送信の待機に用いられるバックオフに関する情報が含まれる。

地上局２０の制御部２３は、ランダムアクセス応答をＮＲ－ＰＤＳＣＨで送信する。端末装置４０は、ランダムアクセス応答に含まれる情報から、ランダムアクセスプリアンブルの送信が成功したか否かの判断を行う。ランダムアクセスプリアンブルの送信が失敗したと判断した場合、端末装置４０は、ランダムアクセス応答に含まれる情報に従ってＮＲのメッセージ３（Message 3）の送信処理を行う。一方、ランダムアクセスプリアンブルの送信が失敗した場合、端末装置４０は、ランダムアクセス手続きが失敗したと判断し、ＮＲ－ＰＲＡＣＨの再送処理を行う。

なお、ＮＲのランダムアクセス応答には、ＮＲのメッセージ３（Message 3）を送信するための上りリンクグラントが複数含まれていてもよい。端末装置４０は、複数の上りリンクグラントからメッセージ３（Message 3）を送信するリソースを１つ選択することができる。これにより、異なる端末装置４０で、同じＮＲのランダムアクセス応答を受信した場合における、ＮＲのメッセージ３（Message 3）送信の衝突を緩和することができる。結果として、通信システム１は、より安定的なランダムアクセス手続きを提供することができる。

ＮＲのメッセージ３（Message 3）
ＮＲのメッセージ３（Message 3）は、ＮＲ－ＰＵＳＣＨ（NR Physical Uplink Shared Channel）によって送信される。ＮＲ－ＰＵＳＣＨは、ランダムアクセス応答によって指示されたリソースを用いて送信される。ＮＲのメッセージ３には、ＲＲＣ接続要求メッセージが含まれる。ＮＲ－ＰＵＳＣＨのフォーマットは、システム情報に含まれるパラメータによって指示される。例えば、パラメータにより、ＮＲ－ＰＵＳＣＨのフォーマットとして、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）及びＤＦＴ－ｓ－ＯＦＤＭ（Discrete Fourier Transform Spread OFDM）の何れを使用するか決定される。

ＮＲのメッセージ３を正常に受信した場合、地上局２０の制御部２３は、競合解決（Message 4）の送信処理に移行する。一方、ＮＲのメッセージ３を正常に受信できなかった場合、制御部２３は、少なくとも所定の期間、再度ＮＲのメッセージ３の受信を試みる。

メッセージ３の再送の指示及び送信リソースの別の一例として、メッセージ３の再送の指示に用いられるＮＲ－ＰＤＣＣＨによる指示が挙げられる。そのＮＲ－ＰＤＣＣＨは、上りリンクグラントである。そのＮＲ－ＰＤＣＣＨのＤＣＩ（Downlink Control Information）によって、メッセージ３の再送のリソースが指示される。端末装置４０は、その上りリンクグラントの指示に基づいて、メッセージ３の再送を行う。

なお、所定の期間内にＮＲの競合解決の受信が成功しなかった場合、端末装置４０は、ランダムアクセス手続きが失敗したとみなし、ＮＲ－ＰＲＡＣＨの再送処理を行う。なお、ＮＲのメッセージ３の再送に用いられる端末装置４０の送信ビームは、そのメッセージ３の初送に用いられた端末装置４０の送信ビームと異なってもよい。なお、所定期間のうちに、ＮＲの競合解決及びメッセージ３の再送の指示の何れも受信できなかった場合、端末装置４０は、ランダムアクセス手続きが失敗したとみなし、ＮＲ－ＰＲＡＣＨの再送処理を行う。その所定期間は、例えば、システム情報によって設定される。

ＮＲの競合解決（Message 4）
ＮＲの競合解決は、ＮＲ－ＰＤＳＣＨを使って送信される。競合解決を含むＮＲ－ＰＤＳＣＨは、ＴＣ－ＲＮＴＩ又はＣ－ＲＮＴＩによってＣＲＣがスクランブルされたＮＲ－ＰＤＣＣＨによってスケジュールされる。ＮＲ－ＰＤＣＣＨは、ＵＳＳ（User equipment specific Search Space）に配置される。なお、ＮＲ－ＰＤＣＣＨは、ＣＳＳに配置されてもよい。

端末装置４０は、競合解決を含むＮＲ－ＰＤＳＣＨを正常に受信した場合、地上局２０に対して肯定応答（ACK）を送信する。以降、端末装置４０は、ランダムアクセス手続きが成功したとみなし、接続状態（RRC_CONNECTED）に移行する。一方、端末装置４０からＮＲ－ＰＤＳＣＨに対する否定応答（NACK）を受信した場合、又は、無応答であった場合、地上局２０の制御部２３は、その競合解決を含むＮＲ－ＰＤＳＣＨを再送する。端末装置４０は、所定期間のうちにＮＲの競合解決（Message 4）を受信できなかった場合、ランダムアクセス手続きが失敗したとみなし、ランダムアクセスプリアンブル（Message 1）の再送処理を行う。

（本実施形態におけるＮＲの２－ＳＴＥＰ ＲＡＣＨ）
次に、ＮＲの２－ＳＴＥＰ ＲＡＣＨプロシージャ（以下、２ステップランダムアクセス手続きという。）の一例を示す。図１５は、２ステップランダムアクセス手続きを示す図である。２ステップランダムアクセス手続きは、メッセージＡ（ステップＳ３０１）とメッセージＢ（ステップＳ３０２）の２ステップで構成される。一例として、メッセージＡには、従来の４ステップランダムアクセス手続き（４－ＳＴＥＰ ＲＡＣＨプロシージャ）のメッセージ１（プリアンブル）とメッセージ３を含み、メッセージＢには、従来の４ステップランダムアクセス手続きのメッセージ２とメッセージ４を含む。また、一例として、メッセージＡはプリアンブル（ＰＲＡＣＨともいう。）とＰＵＳＣＨで構成され、メッセージＢはＰＤＳＣＨで構成される。

２ステップのランダムアクセス手続きになることにより、従来の４ステップランダムアクセス手続きと比べてより低遅延でランダムアクセス手続きを完了することが可能となる。

メッセージＡに含まれるプリアンブルとＰＵＳＣＨは、それぞれの送信リソースが紐づいて設定されてもよいし、独立のリソースで設定されてもよい。

送信リソースが紐づいて設定される場合は、例えば、プリアンブルの送信リソースが決定された場合、一意に、または複数の候補となりうるＰＵＳＣＨの送信リソースが決定される。一例として、ＰＲＡＣＨオケージョンのプリアンブルとＰＵＳＣＨオケージョン間の時間および周波数オフセットは、１つの値で定められる。また別の一例として、ＰＲＡＣＨオケージョンのプリアンブルとＰＵＳＣＨオケージョン間の時間および周波数オフセットは、プリアンブルごとに異なる値が定められる。オフセットの値は、仕様で決定してもよいし、地上局２０が準静的に設定をしてもよい。時間および周波数オフセットの値の一例として、例えば、所定の周波数によって定義される。例えば、アンライセンスバンド（例えば、５ＧＨｚ帯、バンド４５）において、時間オフセットの値は０または０に近い値に設定することができる。これにより、ＰＵＳＣＨの送信前にＬＢＴ（Listen Before Talk）を省略することが可能となる。

一方で、独立のリソースで設定される場合は、仕様でプリアンブルとＰＵＳＣＨのそれぞれの送信リソースを決定してもよいし、準静的に地上局２０がリソースを設定してもよいし、または別の情報から決定されてもよい。別の情報としては、例えばスロットフォーマット情報（例えば、Slot Format Indicatorなど）、ＢＷＰ（Band Width Part）情報、プリアンブル送信リソース情報、スロットインデックス（Slot Index）、リソースブロックインデックス（Resource Block Index）などが挙げられる。また、独立のリソースで設定される場合は、１つのメッセージＡを構成するプリアンブルとＰＵＳＣＨ間の紐づけは、ＰＵＳＣＨのペイロードやＰＵＳＣＨに含まれるＵＣＩによって基地局に通知されてもよいし、ＰＵＳＣＨの送信物理パラメータ（例えば、ＰＵＳＣＨのスクランブル系列や、ＤＭＲＳシーケンスおよび／またはパターンや、ＰＵＳＣＨの送信アンテナポート）によって基地局に通知されてもよい。

また、プリアンブルとＰＵＳＣＨの送信リソースの設定方法は、紐づいて設定される場合と、独立のリソースで設定される場合と、を切り替えられてもよい。例えば、ライセンスバンドにおいては独立のリソースで設定される場合が適用されてもよく、アンライセンスバンドにおいては送信リソースが紐づいて設定される場合が適用されてもよい。

＜４－３．送受信処理（Grant Based）＞
次に、端末装置４０から地上局２０へのデータの送信（アップリンク）について説明する。アップリンクのデータ送信は、「送受信処理（Grant Based）」と「送受信処理（Configured Grant）」に分けられる。最初に、「送受信処理（Grant Based）」について説明する。

送受信処理（Grant Based）は、端末装置４０が地上局２０からの動的なリソースアロケーション（Grant）を受けてデータを送信する処理である。図１６は、送受信処理（Grant Based）の一例を示すシーケンス図である。以下、図１６を参照しながら、送受信処理（Grant Based）を説明する。以下に示す送受信処理（Grant Based）は、例えば、端末装置４０が、地上局２０と接続状態（RRC_CONNECTED）となった場合に実行される。

まず、端末装置４０の取得部４３１は、送信データを取得する（ステップＳ４０１）。例えば、取得部４３１は、端末装置４０が有する各種プログラムが他の通信装置（例えば、地上局２０）に送信するデータとして生成したデータを送信データとして取得する。

取得部４３１が送信データを取得したら、端末装置４０の送信部４３３は、地上局２０に対してリソースの割り当て要求を送信する（ステップＳ４０２）。

地上局２０の受信部２３２は、端末装置４０からリソースの割り当て要求を受信する。そして、地上局２０の通信制御部２３４は、端末装置４０に割り当てるリソースを決定する。そして、地上局２０の送信部２３３は、端末装置４０に割り当てたリソースの情報を端末装置４０に送信する（ステップＳ４０３）。

端末装置４０の受信部４３２は、地上局２０からリソース情報を受信して記憶部４２に格納する。端末装置４０の送信部４３３は、リソース情報に基づいてデータを地上局２０に送信する（ステップＳ４０４）。

地上局２０の受信部２３２は、端末装置４０からデータを取得する。受信が完了したら、地上局２０の送信部２３３は、端末装置４０に対して応答データ（例えば、肯定応答）を送信する（ステップＳ４０５）。応答データの送信が完了したら、地上局２０及び端末装置４０は送受信処理（Grant Based）を終了する。

＜４－４．送受信処理（Configured Grant）＞
次に「送受信処理（Configured Grant）」について説明する。

送受信処理（Configured Grant）は、Configured Grant送信を使った端末装置４０から地上局２０へのデータの送信処理である。ここで、Configured Grant送信とは、通信装置が他の通信装置からの動的なリソースアロケーション（Grant）を受信することなく、予め他の通信装置から指示された使用可能な周波数および時間リソースから、通信装置が適当なリソースを利用して送信することを示す。すなわち、Configured Grant送信は、ＤＣＩに、Grantを含まずに、データ送信を実施することを示す。Configured Grant送信は、Data transmission without grantやGrant-free、Semi persistent Schedulingなどとも呼ばれる。

Configured Grant送信の場合、地上局２０は、端末装置４０が選択可能な周波数および時間リソースの候補を事前に指定する。この主な目的としては、シグナリングオーバーヘッドの削減による、端末装置４０の省電力化や低遅延通信がある。

Grant Basedの送受信処理では、地上局２０が端末装置４０に対して、アップリンクやサイドリンクで使用するリソースを通知する。これにより、端末装置４０は、他の端末装置４０とのリソース競合が発生せずに通信をすることができる。しかしながら、この方法では、通知によるシグナリングのオーバヘッドが発生してしまう。

Configured Grant送信では、図１６の例におけるステップＳ４０２やステップＳ４０３の処理を削減できる。そのため、次世代の通信で求められる省電力化や低遅延通信において、リソース割り当て通知を行わないConfigured Grant送信は有力な技術候補として考えられる。なお、Configured Grant 送信における送信リソースは、使用可能な全帯域から選択してもよいし、あらかじめ地上局２０から指定されたリソースの中から選択してもよい。

図１７は、送受信処理（Configured Grant）の一例を示すシーケンス図である。以下、図１７を参照しながら、送受信処理（Configured Grant）を説明する。以下に示す送受信処理（Configured Grant）は、例えば、端末装置４０が、地上局２０と接続状態（RRC_CONNECTED）となった場合に実行される。

端末装置４０が接続状態となったら、地上局２０の通信制御部２３４は、端末装置４０に割り当てるリソースを決定する。そして、地上局２０の送信部２３３は、端末装置４０に割り当てたリソースの情報を端末装置４０に送信する（ステップＳ５０１）。

端末装置４０の受信部４３２は、地上局２０からリソース情報を受信して記憶部２２に格納する。そして、端末装置４０の取得部４３１は、発生した送信データを取得する（ステップＳ５０２）。例えば、取得部４３１は、端末装置４０が有する各種プログラムが他の通信装置に送信するデータとして生成したデータを送信データとして取得する。

そして、端末装置４０の送信部４３３は、リソース情報に基づいてデータを地上局２０に送信する（ステップＳ５０３）。

地上局２０の受信部２３２は、端末装置４０からデータを受信する。受信が完了したら、地上局２０の送信部２３３は、端末装置４０に対して応答データ（例えば、肯定応答）を送信する（ステップＳ５０４）。応答データの送信が完了したら、地上局２０及び端末装置４０は送受信処理（Configured Grant）を終了する。

＜＜５．地上局の切り替え＞＞
以上、通信システム１の基本的な動作について説明したが、次に、地上局２０の切り替えについて説明する。

なお、以下の説明において、具体例を示す際に、具体的な値を示して説明をしている箇所があるが、値はその例に寄らず、別の値を使用してもよい。

また、以下の説明において、リソースは、例えば、Frequency、Time、Resource Element（REG、CCE、CORESETを含む）、Resource Block、Bandwidth Part、Component Carrier、Symbol、Sub-Symbol、Slot、Mini-Slot、Subslot、Subframe、Frame、PRACH occasion、Occasion、Code、Multi-access physical resource、Multi-access signature、Subcarrier Spacing（Numerology）等を示す。勿論、リソースは、これらの例に限定されない。

また、以下の説明において、地上局２０は、基地局或いはGatewayと読み変えることが可能である。

また、以降の説明における衛星局３０は、ドローン、気球、飛行機など、通信装置として動作する非地上基地局装置に置き換えることが可能である。また、これに限定されず、地上基地局装置と端末装置間の通信でも、本技術を適用可能である。

＜５－１．処理の概要＞
まず、地上局２０の切り替えに関する処理の概要を説明する。

通信システム１は、Transparent（Bent-pipe）型の移動衛星通信システムである。通信システム１が備える端末装置４０は、衛星局３０と通信している。衛星局３０は、非静止衛星であり、地上局２０または端末装置４０からの電波を反射、増幅、周波数変換する。

衛星局３０は、接続している地上局２０から、別の地上局２０へと接続の切り替えを実施する。本実施形態では、端末装置４０が通信をしている衛星局３０は同じまま、接続先の地上局２０が切り替わるケースを想定する。

地上局２０の切り替えをスムーズにできるようにするため、端末装置４０は、地上局２０の切り替え処理前に、接続先の地上局の切り替えに必要となる情報（以下、必要情報という。）を取得しておく。必要情報は、例えば、データの送受信に必要となる情報（例えば、地上局２０に接続するための各種設定値）である。必要情報は、二以上の設定値であってもよい。端末装置４０は、取得した必要情報を保持する。

端末装置４０は、必要情報に基づいて接続先の地上局２０を切り替える。例えば、端末装置４０は、地上局２０または衛星局３０からの切り替え通知に基づいて、使用する設定値を他の設定値に切り替える。このとき、端末装置４０は、設定値を、ＲＲＣシグナリング（RRC signaling）やＤＣＩなどに基づき切り替えてもよい。

以下、地上局２０の切り替えに関する処理の詳細を説明する。

＜５－２．必要情報の例＞
最初に、必要情報の例を説明する。必要情報は、接続先の地上局２０の切り替えに必要となる情報である。端末装置４０の通信制御部４３４は、必要情報に基づいて地上局２０の切り替えに関する処理を実行する。端末装置４０は、必要情報を切り替え処理前に予め取得しておくことにより、スムーズな切り替えを実現する。

なお、必要情報は、端末装置４０のみならず、衛星局３０、及び／又は、切り替え先の地上局２０にも通知されてもよい。必要情報は、例えば、切り替え元の地上局２０から、端末装置４０、衛星局３０、及び／又は、切り替え先の地上局２０に通知される。

必要情報としては、以下の（１）～（３）が想起される。なお、必要情報には、以下に示す情報が複数含まれていてもよい。

（１）地上局２０の切り替えに関する情報
必要情報として、切り替え処理時に使用される切り替えに関する情報が想起される。ここで、切り替え処理は、例えば、切り替え元の地上局２０から切り替え先の地上局２０へのハンドオーバーである。切り替えに関する情報としては、以下の（１－１）～（１－５）が想起される。

（１－１）トリガ情報
切り替えに関する情報としては、地上局２０の切り替えを実施するためのトリガに関する情報が想起される。トリガに関する情報の具体例として、衛星局３０の位置情報、時間、軌道情報、高度情報、地球を１周するのに必要な時間情報、が想起される。また、トリガに関する情報として、受信品質に関する情報が想起される。受信品質に関する情報は、例えば、ＲＳＲＰ（Reference Signal Received Power）やＲＳＲＱ（Reference Signal Received Quality）である。端末装置４０は、トリガに関する情報で示される条件が満たされたら切り替え処理（例えば、ハンドオーバー）を開始する。例えば、端末装置４０は、接続中の衛星局３０の位置がトリガに関する情報で示される位置に達したら、地上局２０の切り替え処理を実行してもよい。また、端末装置４０は、地上局２０との通信品質がトリガに関する情報で示される受信品質より低下したら、地上局２０の切り替え処理を実行してもよい。端末装置４１０が地上局２０切り替えのトリガを事前に把握しておくことで、スムーズな地上局２０の切り替えが実現される。

（１－２）グループ識別情報
切り替えに関する情報として、衛星局３０（非静止衛星）に接続する複数の端末装置４０に共通のグループ識別情報が想起される。この場合、端末装置４０は、グループ識別情報を使って得られる複数の端末装置４０に共通の情報に基づいて接続先の地上局を切り替える。グループ識別情報の具体例としては、地上局２０の切り替えを実施するためのUE－Common DCI用のGroup-RNTIが想起される。衛星通信の場合、一度に多くの端末装置４０に切り替えが発生すると想定されるが、このときに、多くの端末装置４０が一つ一つ異なる識別情報を使って地上局２０と通信したのでは、地上局２０の切り替えがスムーズに進まない可能性がある。しかしながら、多くの端末装置４０が共通の識別情報を使うことで、一度に多くの端末装置４０に切り替えが発生しても、スムーズな地上局２０の切り替えが実現される。

（１－３）切り替え先情報、又は切り替え順情報
切り替えに関する情報として、地上局２０の切り替え先に関する情報（以下、切り替え先情報という。）が想起される。この場合、端末装置４０は、切り替え先情報で示される地上局２０を切り替え先の地上局２０として切り替え処理を実行する。また、切り替えに関する情報として、地上局２０の切り替え順に関する情報（以下、切り替え順情報という。）が想起される。この場合、端末装置４０は、切り替え順情報で特定される地上局２０を切り替え先の地上局２０として切り替え処理を実行する。端末装置４０が事前に切り替え先を把握しておくことで、スムーズな地上局２０の切り替えが実現される。

（１－４）タイマー情報
切り替えに関する情報として、地上局２０の切り替えを実施するまでのタイマー情報が想起される。この場合、端末装置４０は、例えば、地上局２０から切り替え通知を受信後、タイマー情報で示されるタイミングまで待って切り替え処理を実行する。切り替えタイミングをコントロールすることで、システム全体としてスムーズな切り替えが実現する。

（１－５）通信停止情報
切り替えに関する情報として、地上局２０の切り替え中の通信停止に関する情報が想起される。通信停止に関する情報の具体例として、地上局２０の切り替え中の送受信停止の実施有無に関する情報が想起される。送受信停止の実施が有りとなっている場合、端末装置４０は、切り替え処理実施中に送受信の停止を実行する。また、通信停止に関する情報の具体例として、地上局２０の切り替え中の送受信停止の実施期間に関する情報が想起される。この場合、端末装置４０は、地上局２０の切り替え中、本情報で示される期間、送受信を停止する。予め、送受信の停止の有無、及び期間が分かるので、端末装置４０は、地上局２０の切り替えがあっても、スムーズにデータの送受信ができる。

（２）切り替え先の地上局２０の通信パラメータに関する情報
必要情報として、切り替え先の地上局２０の通信パラメータに関する情報（以下、パラメータ情報という。）が想起される。通信パラメータは、例えば、切り替え先の地上局２０にデータ送信する際に使用する送信パラメータである。

パラメータ情報として、例えば、切り替え先の地上局２０のタイミングアドバンスに関する情報、切り替え先の地上局２０の送信タイミング同期に関する情報、切り替え先の地上局２０の端末固有ＩＤ（C-RNTI）、切り替え先の地上局２０の帯域に関する情報が想起される。

端末装置４０は、パラメータ情報に基づいて、切り替え先の地上局２０と通信する。切り替え先の地上局２０と通信するための通信パラメータを予め取得するので、端末装置４０は、スムーズに地上局２０の切り替えができる。

（３）ランダムアクセスフォールバックに必要となる情報
必要情報として、地上局２０の切り替え後のランダムアクセスフォールバックに必要となる情報が挙げられる。ランダムアクセスフォールバックとは、地上局２０の切り替えに失敗した場合に、ランダムアクセスを実行して地上局２０に接続することをいう。

ランダムアクセスフォールバックに必要となる情報としては、以下の（ａ）～（ｆ）が挙げられる。
（ａ）切り替え先の地上局２０のＰＲＡＣＨ送信用のリソース
（ｂ）切り替え先の地上局２０のプリアンブルシーケンス
（ｃ）切り替え先の地上局２０のセルＩＤ
（ｄ）切り替え先の地上局２０のアップリンク／ダウンリンクキャリア周波数
（ｅ）切り替え先の地上局２０の帯域幅
（ｆ）切り替え先の地上局２０の無線リソースコンフィグレーション（Radio Resource Configuration）

端末装置４０は、地上局２０の切り替えに失敗した場合、例えば、ハンドオーバーに失敗した場合、或いはハンドオーバー後のデータ送信に失敗した場合、上記情報に基づいて、切り替え先の地上局２０にランダムアクセスする。これにより、端末装置４０は、スムーズに地上局２０を切り替えることができる。

＜５－３．必要情報の通知手段＞
次に、必要情報の通知手段について説明する。

必要情報は、例えば、地上局２０の送信部２３３または衛星局３０の送信部３３３が端末装置４０に通知してもよい。端末装置４０の取得部４３１は、地上局２０または衛星局３０から送信された必要情報を取得する。衛星局３０の取得部３３１が、地上局２０が送信した必要情報を取得してもよい。

必要情報の通知手段としては、以下の（１）～（４）が想起される。

（１）準静的通知
必要情報は、地上局２０と端末装置の初期接続中または後に、準静的に通知される。例えば、必要情報は、以下の（ａ）～（ｄ）に示すタイミング或いは手段で通知される。
（ａ）４ステップランダムアクセス手続きの4ステップ目のメッセージ
（ｂ）例えば、４ステップランダムアクセス手続きの２ステップ目のメッセージ
（ｃ）ランダムアクセス手続き後のＲＲＣシグナリング
（ｄ）システムインフォメーション

準静的に通知される情報は、切り替え先の地上局２０と通信するための各種設定情報であってもよい。設定情報は、通信パラメータであってもよい。なお、準静的に通知される情報は、端末装置４０が接続する可能性のある地上局２０全てに関する設定情報であってもよい。また、準静的に通知される情報は、２以上の地上局２０に関する設定情報であってもよい。

設定情報には、初期値とそれ以外の設定値が含まれていてもよい。このとき、端末装置４０は、最初に初期値を使用する。そして、端末装置４０は、地上局２０又は衛星局３０から切り替え通知を受信した場合、初期値以外の設定値に変更する。

（２）準静的に通知された情報の動的通知による切り替え
端末装置４０は、準静的に通知された必要情報を、動的な通知により切り替えてもよい。動的通知は、例えば、地上局２０又は衛星局３０により実行される。例えば、端末装置４０は、ＤＣＩやＭＡＣ ＣＥ（MAC Control Element）、ＲＲＣシグナリングなどで、準静的に通知された設定情報のうち、一つの設定値に切り替える。

なお、動的通知は、ＵＥ固有（UE-specific）な通知であってもよい。ＵＥとは、User Equipmentの略であり、本実施形態では、例えば、端末装置４０のことである。なお、動的通知は、マルチキャストやブロードキャストな通知であってもよい。また、動的通知は、ページングなど、他の通知で代用されてもよい。

なお、準静的通知の説明で示した設定情報のうち、いくつかの情報は、動的通知と一緒に通知されてもよい。

端末装置４０は、動的通知を受信後に、切り替え先の地上局２０とランダムアクセス手続きを実施してもよい。

（３）準静的に通知された情報のトリガによる切り替え
端末装置４０は、準静的に通知された必要情報を、あらかじめ通知されたトリガ情報に基づいて切り替えてもよい。トリガ情報は、時間情報であってもよい。例えば、端末装置４０は、地上局２０又は衛星局３０から、設定情報の切り替えタイミングを示す時間情報を予め取得する。端末装置４０は、時間情報が示す時間となったら、使用する設定情報を切り替え先の地上局２０に対応する他の設定情報に切り替える。

（４）準静的通知および動的通知の具体例
準静的通知及び／又は動的通知は、ＵＥ固有（UE-specific）な通知、マルチキャストな通知、ブロードキャストな通知のいずれかである。例えば、準静的通知及び／又は動的通知は、ＵＥ固有ＤＣＩ（UE-specific DCI）、ＵＥ共通ＤＣＩ（UE-common DCI）、ＵＥ固有ＲＲＣシグナリング（UE-specific RRC signaling）、ＵＥ共通ＲＲＣシグナリング（UE-common RRC signaling）、システムインフォメーション（System information）である。

＜５－４．切り替え通知＞
衛星局３０または地上局２０が、端末装置４０に設定情報の切り替えを通知する。なお、以下の説明では、設定情報の切り替え通知のことを、単に、切り替え通知という。切り替え通知の実行タイミングとしては、様々なタイミングを採用可能である。

例えば、衛星局３０または地上局２０は、地上局２０、衛星局３０および端末装置４０間の伝搬路遅延およびＤＣＩの再送を考慮して、地上局２０の切り替えタイミングと、端末が切り替え通知を受信するタイミングが同じ時間になるように、伝搬路遅延分だけ前の時間に地上局２０切り替え通知をする。このとき、衛星局３０または地上局２０は、端末装置４０のＡＣＫ／ＮＡＣＫ送信時間、通知の再送にかかる時間分、及び／又は、繰り返し通知（Repetition）の時間、を考慮して通知の実行タイミングを決定してもよい。

また、衛星局３０または地上局２０は、地上局２０切り替えを実施するまでのタイマー情報と同等の時間分前に端末装置４０が受信できるタイミングで、地上局２０切り替え通知を実行してもよい。

なお、衛星局３０と端末装置４０は、地上局２０の切り替え時に、複数の地上局２０と同時に接続をしてもよい。このとき、衛星局３０または地上局２０は、複数の地上局２０と同時接続をしている間に端末装置４０が地上局２０を切り替えられるように、端末装置４０に切り替え通知を送信する。

また、切り替え通知は、衛星局３０が、所定の位置に達したら設定情報を切り替えるよう指示するものであってもよい。このとき、端末装置４０は、衛星局３０が、通知された所定の位置に来たら、切り替えを実施する。

＜５－５．切り替え通知後の端末装置の処理＞
端末装置４０及び／又は衛星局３０は、地上局２０切り替え通知を受信した場合、切り替え元の地上局２０の設定から切り替え先の地上局２０の設定に変更する。以下の説明では、切り替え元の地上局２０のことを地上局Ａ、切り替え先の地上局２０のことを地上局Ｂということがある。

なお、切り替えに関する情報としてタイマー情報が通知された場合、端末装置４０及び／又は衛星局３０は、タイマー情報で示される時間後に設定情報を切り替えてもよい。端末装置４０及び／又は衛星局３０は、切り替え通知（例えば、ＤＣＩ通知など）を受信後、指定時間分のスロットやシンボル経過後から、通信パラメータを地上局Ｂの設定に変更する。

また、地上局２０の切り替え設定は、一部のパラメータでオーバーラップしてもよい。例えば、端末装置４０が設定を地上局Ａの接続から地上局Ｂの設定に切り替えるとき、端末装置４０は地上局Ａで設定されたＣ－ＲＮＴＩと地上局Ｂで設定されたＣ－ＲＮＴＩの両方を使用して、ＤＣＩを受信してもよい。

なお、端末装置４０が地上局２０を切り替える時に、端末装置４０から見て、送受信をしない区間が設けられていてもよい。例えば、地上局Ａから地上局Ｂに切り替えるとき、伝搬距離が切り替え時に長くなる場合がある。その場合、端末装置４０は送信タイミングをさらに前にずらさなければならないため、切り替え後にすぐに送受信できない場合がある。そのため、送受信を実施しない区間を設ける必要がある場合がある。このとき、衛星局３０が、地上局２０を切り替えるのに必要な時間の間はデータの送受信をしないようにしてもよい。

なお、端末装置４０の判断に基づいてデータの送受信をしないようにしてもよい。必要情報には、切り替え先の地上局２０までの伝搬距離に関する情報が含まれていてもよい。そして、端末装置４０は、伝搬距離に関する情報に基づいて、地上局２０の切り替え時に、所定期間、データを送信しないようにしてもよい。

また、端末装置４０は、設定変更後、地上局Ｂと下りリンク同期やランダムアクセスを実施してもよい。例えば、端末装置４０は、設定切り替え後にデータの送信に失敗することが想起される。また、端末装置４０は、衛星局３０または地上局２０からランダムアクセスへのフォールバックの通知を受信することが想起される。この場合、端末装置４０は、ランダムアクセスにフォールバックしてもよい。この場合に実行されるランダムアクセスは、コンテンションベースランダムアクセスであってもよいし、非コンテンションベース（コンテンションフリー）ランダムアクセスであってもよい。

ランダムアクセスを非コンテンションベースランダムアクセスとする場合、ランダムアクセスに必要となる情報は、必要情報として予め端末装置４０に通知されてもよい。この場合、端末装置４０は、事前に通知された情報に基づいてランダムアクセスをすることになるので、他の端末装置４０との衝突を回避することが可能となる。結果として、スムーズな地上局２０の切り替えが可能になる。

なお、端末装置４０は、下りリンク・上りリンクの周波数が変更となるときに、ランダムアクセスを実施してもよい。

＜５－６．衛星局と地上局間の通知手段＞
端末装置４０に通知した必要情報は、端末装置だけでなく、衛星局３０と地上局、または切り替え後の地上局２０で共有されてもよい。地上局Ａは、切り替え前の地上局２０であり、地上局Ｂは、切り替え後の地上局２０である。

このとき、衛星局３０、地上局Ａ及び／又は地上局Ｂが必要情報を生成してもよい。そして、生成された必要情報は、端末装置４０、衛星局３０、地上局Ａ及び／又は地上局Ｂに通知されてもよい。

なお、地上局２０の切り替えに直接関与しない別の衛星局が、地上局２０の切り替えに直接関与する衛星局３０及び地上局２０に必要情報を通知してもよい。図１８は、別の衛星局が必要情報の通知に関与する場合の一例である。図１８の例では、地上局２０_１が切り替え前の地上局（地上局Ａ）であり、地上局２０_２が切り替え後の地上局（地上局Ｂ）である。また、衛星局３０_２が、地上局２０の切り替えに直接関与する衛星局（以下、衛星局Ａという。）であり、地上局２０の切り替えに直接関与しない別の衛星局５０（以下、衛星局Ｂという。）である。図１８の例では、衛星局Ａは、非静止衛星であり、衛星局Ｂは静止衛星である。

図１８の例では、地上局Ａと衛星局Ａと端末装置４０がデータを送受信しており、衛星局Ａは接続先の地上局２０を地上局Ａから地上局Ｂに切り替えている。また、図１８の例では、切り替えに直接関与しない衛星局Ｂが別に存在しており、地上局Ａ、地上局Ｂ、及び衛星局Ａと通信が可能である。地上局Ａと地上局Ｂが、例えば有線バックホールで繋がっておらず、相互で通信ができないと仮定した場合、地上局Ａと地上局Ｂの間で情報を共有する手段が課題となる。衛星局Ａ経由で情報を共有することも考えられるが、衛星局Ａは軌道上を常に移動しており、地上局Ａ及び地上局Ｂと同時に通信ができない場合がある。そこで、地上局Ａ、地上局Ｂ、及び衛星局Ａと常に通信が可能な衛星局Ｂ（例えば、静止衛星）がこれらの装置に必要情報を通知することで、地上局２０と衛星局３０と間の通信リンクを安定して提供することが可能となる。

また、衛星局３０と地上局２０の間は、地上局２０の切り替えを実施するためのトリガ情報により、切り替え通知を相互に通知してもよい。通知としては、衛星から地上局２０への通知や、地上局２０から衛星への通知が考えられる。例えば、衛星局３０は地上局２０から切り替えに関するトリガを事前に受信しておき、トリガを検知したら、地上局２０に通知をする。また、衛星局３０は、地上局２０からのチャネル状態を測定できるような参照信号をMeasurementし、所定の値以下になったら、地上局２０切り替えを通知してもよい。

＜＜６．シーケンス例＞＞
以上、地上局２０の切り替えについて述べたが、以下、通信システム１が行う切り替え処理のシーケンス例を示す。以下の説明では、切り替え前の地上局２０のことを地上局Ａ、切り替え後の地上局２０のことを地上局Ｂという。

＜６－１．シーケンス例１＞
図１９は、切り替え処理のシーケンス例１を示す図である。本シーケンスは、地上局２０の切り替えトリガを、衛星局３０主導で実施するケースである。

まず、端末装置４０は、地上局Ａおよび衛星局３０と下りリンクの同期をとり（ステップＳ６０１）、システムインフォメーションを取得する（ステップＳ６０２）。そして、端末装置４０は、ランダムアクセスを実施し（ステップＳ６０３）、衛星局３０および地上局Ａと上りリンク同期をとる。端末装置４０は、ランダムアクセス中またはランダムアクセス後に、端末装置４０のケイパビリティ情報（以下、単にケイパビリティ情報という。）を衛星局３０及び地上局Ａに通知する（ステップＳ６０４）。

衛星局３０及び／又は地上局Ａは、必要情報を通知する（ステップＳ６０５）。このとき、衛星局３０及び／又は地上局Ａは、地上局Ａおよび地上局Ｂとの送受信に必要な情報の両方を通知する。また、衛星局３０は、最初に接続する地上局２０が地上局Ａであることの通知、もしくは初期値を端末装置４０に通知する。

端末装置４０および衛星局３０は、必要情報に含まれる地上局Ａの情報を設定する（ステップＳ６０６、Ｓ６０７）。そして、端末装置４０は、衛星局３０および地上局Ａとデータの送受信を実施する（ステップＳ６０８）。

衛星局３０は常に軌道上を移動しており（ステップＳ６０９）、地上局切り替えトリガが発生するかどうかの検知を実施する。切り替えトリガが発生したら（ステップＳ６１０）、衛星局３０は、地上局Ａに切り替えトリガ発生を通知する（ステップＳ６１１）。本シーケンス例では、衛星局３０が主導でトリガの検知を実施しているが、地上局２０または端末装置４０が主導で切り替えトリガの検知を実施してもよい。

地上局Ａは、切り替え先となる地上局Ｂに地上局２０切り替え要求を実施する（ステップＳ６１２）。要求に対し、地上局ＢはＡＣＫ／ＮＡＣＫを送信する（ステップＳ６１３）。本シーケンス例では、地上局Ｂが送信する応答はＡＣＫであるものとする。

また、地上局Ａは、保持しているコンテキスト情報を、地上局Ｂに通知する（ステップＳ６１４）。地上局Ｂは通知に対するＡＣＫ／ＮＡＣＫを送信する（ステップＳ６１５）。本シーケンス例では、地上局Ｂが送信する応答はＡＣＫであるものとする。

地上局Ａは衛星局３０および端末装置４０に、地上局２０切り替えを通知する（ステップＳ６１６）。通知を受信した衛星局３０および端末装置４０は、地上局Ｂ設定に切り替える（ステップＳ６１７、Ｓ６１８）。ここで、地上局Ｂは、必要情報を通知してもよい（ステップＳ６１９）。

地上局Ｂ、衛星局３０および端末装置４０は、地上局Ｂ設定を使用して、データの送受信を継続する（ステップＳ６２０）。

＜６－２．シーケンス例２＞
図２０は、切り替え処理のシーケンス例２を示す図である。本シーケンス例は、地上局２０の切り替えトリガを、端末装置４０主導で実施するケースである。

まず、端末装置４０は、地上局Ａおよび衛星局３０と下りリンクの同期をとり（ステップＳ７０１）、システムインフォメーションを取得する（ステップＳ７０２）。そして、端末装置４０は、ランダムアクセスを実施し（ステップＳ７０３）、衛星局３０および地上局Ａと上りリンク同期をとる。端末装置４０は、ランダムアクセス中またはランダムアクセス後に、ケイパビリティ情報を衛星局３０及び地上局Ａに通知する（ステップＳ７０４）。

衛星局３０は、端末装置４０に必要情報を通知する（ステップＳ７０５）。このとき、衛星局３０は、地上局Ａおよび地上局Ｂとの送受信に必要な情報の両方を通知する。また、衛星局３０は、最初に接続する地上局２０が地上局Ａであることの通知、もしくは初期値を端末装置４０に通知する。

端末装置４０および衛星局３０は、必要情報に含まれる地上局Ａの情報を設定する（ステップＳ７０６、Ｓ７０７）。そして、端末装置４０は、衛星局３０および地上局Ａとデータの送受信を実施する（ステップＳ７０８）。

衛星局３０は常に軌道上を移動しており（ステップＳ７０９）、地上局２０の切り替えトリガが発生するかどうかの検知を実施する。切り替えトリガが発生したら（ステップＳ７１０）、端末装置４０は、衛星局３０および地上局Ａに切り替えトリガ発生を通知する（ステップＳ７１１）。本シーケンス例では、端末装置４０が主導でトリガの検知を実施しているが、地上局２０または衛星局３０が主導で切り替えトリガの検知を実施してもよい。

地上局Ａは、切り替え先となる地上局Ｂに地上局２０切り替え要求を実施する（ステップＳ７１２）。要求に対し、地上局ＢはＡＣＫ／ＮＡＣＫを送信する（ステップＳ７１３）。本シーケンス例では、地上局Ｂが送信する応答はＡＣＫであるものとする。

また、地上局Ａは、保持しているコンテキスト情報を、地上局Ｂに通知する（ステップＳ７１４）。地上局Ｂは通知に対するＡＣＫ／ＮＡＣＫを送信する（ステップＳ７１５）。本シーケンス例では、地上局Ｂが送信する応答はＡＣＫであるものとする。

地上局Ａは衛星局３０および端末装置４０に、地上局２０切り替えを通知する（ステップＳ７１６）。通知を受信した衛星局３０および端末装置４０は、地上局Ｂ設定に切り替える（ステップＳ７１７、Ｓ７１８）。ここで、地上局Ｂは、必要情報を通知してもよい（ステップＳ７１９）。

地上局Ｂ、衛星局３０および端末装置４０は、地上局Ｂ設定を使用して、データの送受信を継続する（ステップＳ７２０）。

＜６－３．シーケンス例３＞
図２１は、切り替え処理のシーケンス例３を示す図である。本シーケンスは、地上局２０の切り替え後に、ランダムアクセスにフォールバックするケースである。

まず、端末装置４０は、地上局Ａおよび衛星局３０と下りリンクの同期をとり（ステップＳ８０１）、システムインフォメーションを取得する（ステップＳ８０２）そして、端末装置４０は、ランダムアクセスを実施し（ステップＳ８０３）、衛星局３０および地上局Ａと上りリンク同期をとる。端末装置４０は、ランダムアクセス中またはランダムアクセス後に、ケイパビリティ情報を衛星局３０及び地上局Ａに通知する（ステップＳ８０４）。

衛星局３０は、端末装置４０に必要情報を通知する（ステップＳ８０５）。このとき、衛星局３０は、地上局Ａおよび地上局Ｂとの送受信に必要な情報の両方を通知する。また、衛星局３０は、最初に接続する地上局２０が地上局Ａであることの通知、もしくは初期値を端末装置４０に通知する。また、必要情報には、ランダムアクセスフォールバックに必要となる情報が含まれる。

端末装置４０および衛星局３０は、必要情報に含まれる地上局Ａの情報を設定する（ステップＳ８０６、Ｓ８０７）。そして、端末装置４０は、衛星局３０および地上局Ａとデータの送受信を実施する（ステップＳ８０８）。

衛星局３０は常に軌道上を移動しており（ステップＳ８０９）、地上局２０切り替えトリガが発生するかどうかの検知を実施する。切り替えトリガが発生したら（ステップＳ８１０）、端末装置４０は、衛星局３０および地上局Ａに切り替えトリガ発生を通知する（ステップＳ８１１）。本シーケンス例では、端末装置４０が主導でトリガの検知を実施しているが、地上局２０または衛星局３０が主導で切り替えトリガの検知を実施してもよい。

地上局Ａは、切り替え先となる地上局Ｂに地上局２０切り替え要求を実施する（ステップＳ８１２）。要求に対し、地上局ＢはＡＣＫ／ＮＡＣＫを送信する（ステップＳ８１３）。本シーケンス例では、地上局Ｂが送信する応答はＡＣＫであるものとする。

地上局Ａは、保持しているコンテキスト情報を、地上局Ｂに通知する（ステップＳ８１４）。地上局Ｂは通知に対するＡＣＫ／ＮＡＣＫを送信する（ステップＳ８１５）。本シーケンス例では、地上局Ｂが送信する応答はＡＣＫであるものとする。

地上局Ａは衛星局３０および端末装置４０に、地上局２０切り替えを通知する（ステップＳ８１６）。通知を受信した衛星局３０および端末装置４０は、地上局Ｂ設定に切り替える（ステップＳ８１７、Ｓ８１８）。ここで、地上局Ｂは、必要情報を通知してもよい（ステップＳ８１９）。

地上局Ｂ、衛星局３０および端末装置４０は、地上局Ｂ設定を使用して、データの送受信を継続する（ステップＳ８２０）。ここで、本シーケンス例では、データの送信に失敗したものとする。

データの送信に失敗したら（ステップＳ８２１）、端末装置４０は、受信済みのランダムアクセスフォールバックに必要となる情報に基づいて、ランダムアクセスを実施する（ステップＳ８２２）。

ランダムアクセス手続き完了後（ステップＳ８２３）、端末装置４０は、再度地上局Ｂとの通信を実施する（ステップＳ８２４）。

＜６－４．シーケンス例４＞
図２２は、切り替え処理のシーケンス例４を示す図である。本シーケンスは、地上局２０の切り替えに関与しない別の衛星局５０が、地上局２０の切り替えに関与する衛星局３０及び地上局２０に情報を通知するケースである。別の衛星局５０は、典型的には静止衛星であるが、非静止衛星であってもよい。以下の説明では、地上局２０の切り替えに関与する衛星局３０のことを衛星局Ａ、地上局２０の切り替えに関与しない別の衛星局５０のことを衛星局Ｂという。

まず、衛星局Ｂは、地上局Ａおよび地上局Ｂから、それぞれの地上局２０との送受信に必要となる情報を取得する（ステップＳ９００ａ１、Ｓ９００ａ２）。そして、衛星局Ｂは、取得した地上局Ａおよび地上局Ｂとの送受信に必要となる情報を、衛星局Ａ、地上局Ａ及び／又は地上局Ｂに通知する（ステップＳ９００ｂ１、Ｓ９００ｂ２、Ｓ９００ｂ３）。なお、本シーケンス例では、衛星局Ｂは、これら動作を切り替え処理に先立ち予め実施しているが、これによらず、どのタイミングで実施をしてもよい。

次に、端末装置４０は、地上局Ａおよび衛星と下りリンクの同期をとり（ステップＳ９０１）、システムインフォメーションを取得する（ステップＳ９０２）。そして、端末装置４０は、ランダムアクセスを実施し（ステップＳ９０３）、衛星および地上局Ａと上りリンク同期をとる。端末装置４０は、ランダムアクセス中またはランダムアクセス後に、ケイパビリティ情報を衛星及び地上局Ａに通知する（ステップＳ９０４）。

衛星局Ａは、端末装置４０に必要情報を通知する（ステップＳ９０５）。このとき、衛星局Ａは、地上局Ａおよび地上局Ｂとの送受信に必要な情報の両方を通知する。また、衛星局Ａは、最初に接続する地上局２０が地上局Ａであることの通知、もしくは初期値を端末装置４０に通知する。

端末装置４０および衛星局Ａは、必要情報に含まれる地上局Ａの情報を設定する（ステップＳ９０６、Ｓ９０７）。そして、端末装置４０は、衛星および地上局Ａとデータの送受信を実施する（ステップＳ９０８）。

衛星局Ａは常に軌道上を移動しており（ステップＳ９０９）、地上局２０切り替えトリガが発生するかどうかの検知を実施する。地上局２０切り替えトリガが発生したら（ステップＳ９１０）、端末装置４０は、衛星局Ａおよび地上局Ａに切り替えトリガ発生を通知する（ステップＳ９１１）。本シーケンス例では、端末装置４０が主導でトリガの検知を実施しているが、地上局２０または衛星局Ａが主導で切り替えトリガの検知を実施してもよい。

地上局Ａは、衛星局Ｂを中継して、切り替え先となる地上局Ｂに地上局２０切り替え要求を実施する（ステップＳ９１２ａ、Ｓ９１２ｂ）。要求に対し、地上局Ｂは、衛星局Ｂを中継して、ＡＣＫ／ＮＡＣＫを送信する（ステップＳ９１３ａ、Ｓ９１３ｂ）。本シーケンス例では、地上局Ｂが送信する応答はＡＣＫであるものとする。

地上局Ａは、保持しているコンテキスト情報を、衛星局Ｂを中継し、地上局Ｂに通知する（ステップＳ９１４ａ、Ｓ９１４ｂ）。地上局Ｂは通知に対するＡＣＫ／ＮＡＣＫを、衛星局Ｂを中継して送信する（ステップＳ９１５ａ、Ｓ９１５ｂ）。本シーケンス例では、地上局Ｂが送信する応答はＡＣＫであるものとする。

地上局Ａは衛星局Ａおよび端末装置４０に、地上局２０切り替えを通知する（ステップＳ９０）。通知を受信した衛星局Ａおよび端末装置４０は、地上局Ｂ設定に切り替える（ステップＳ９０７、Ｓ９１８）。ここで、地上局２０切り替え時の送受信で必要となる情報を更新してもよい（ステップＳ９１９）。

地上局Ｂ、衛星局Ａおよび端末装置４０は、地上局Ｂ設定を使用して、データの送受信を継続する（ステップＳ９２０）。

＜＜７．変形例＞＞
上述の実施形態は一例を示したものであり、種々の変更及び応用が可能である。

例えば、上述の実施形態は、端末装置４０は、衛星局３０を介して地上局２０を通信するものとしたが、端末装置４０は、航空機局を介して地上局２０と通信してもよい。この場合、上述の実施形態で登場する衛星局３０は、航空機局に読み替えてもよい。その他、上述の実施形態で登場する衛星局３０は、非地上局（非地上基地局）と読み替えることが可能である。

また、端末装置４０は、地上局（地上基地局）を介して地上局２０と通信してもよい。この場合、上述の実施形態で登場する衛星局３０は、地上局に読み替えてもよい。地上局には、端末装置が含まれていてもよい。その他、上述の実施形態で登場する衛星局３０は、基地局、端末装置、或いは中継局と読み替えることが可能である。

本実施形態の管理装置１０、地上局２０、衛星局３０、端末装置４０、を制御する制御装置は、専用のコンピュータシステムにより実現してもよいし、汎用のコンピュータシステムによって実現してもよい。

例えば、上述の動作を実行するための通信プログラムを、光ディスク、半導体メモリ、磁気テープ、フレキシブルディスク等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納して配布する。そして、例えば、該プログラムをコンピュータにインストールし、上述の処理を実行することによって制御装置を構成する。このとき、制御装置は、管理装置１０、地上局２０、衛星局３０、端末装置４０の外部の装置（例えば、パーソナルコンピュータ）であってもよい。また、制御装置は、管理装置１０、地上局２０、衛星局３０、端末装置４０の内部の装置（例えば、制御部１３、制御部２３、制御部３３、制御部４３）であってもよい。

また、上記通信プログラムをインターネット等のネットワーク上のサーバ装置が備えるディスク装置に格納しておき、コンピュータにダウンロード等できるようにしてもよい。また、上述の機能を、ＯＳ（Operating System）とアプリケーションソフトとの協働により実現してもよい。この場合には、ＯＳ以外の部分を媒体に格納して配布してもよいし、ＯＳ以外の部分をサーバ装置に格納しておき、コンピュータにダウンロード等できるようにしてもよい。

また、上記実施形態において説明した各処理のうち、自動的に行われるものとして説明した処理の全部又は一部を手動的に行うこともでき、あるいは、手動的に行われるものとして説明した処理の全部又は一部を公知の方法で自動的に行うこともできる。この他、上記文書中や図面中で示した処理手順、具体的名称、各種のデータやパラメータを含む情報については、特記する場合を除いて任意に変更することができる。例えば、各図に示した各種情報は、図示した情報に限られない。

また、図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部又は一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。

また、上述の実施形態は、処理内容を矛盾させない領域で適宜組み合わせることが可能である。また、上述の実施形態のフローチャートに示された各ステップは、適宜順序を変更することが可能である。

また、例えば、本実施形態は、装置またはシステムを構成するあらゆる構成、例えば、システムＬＳＩ（Large Scale Integration）等としてのプロセッサ、複数のプロセッサ等を用いるモジュール、複数のモジュール等を用いるユニット、ユニットにさらにその他の機能を付加したセット等（すなわち、装置の一部の構成）として実施することもできる。

なお、本実施形態において、システムとは、複数の構成要素（装置、モジュール（部品）等）の集合を意味し、全ての構成要素が同一筐体中にあるか否かは問わない。したがって、別個の筐体に収納され、ネットワークを介して接続されている複数の装置、及び、１つの筐体の中に複数のモジュールが収納されている１つの装置は、いずれも、システムである。

また、例えば、本実施形態は、１つの機能を、ネットワークを介して複数の装置で分担、共同して処理するクラウドコンピューティングの構成をとることができる。

＜＜８．むすび＞＞
以上説明したように、本開示の一実施形態によれば、端末装置４０は、接続先の地上局２０の切り替えに必要となる必要情報を切り替え処理前に予め取得し、必要情報に基づいて接続先の地上局を切り替えている。そのため、地上局２０の切り替えがスムーズに実行されるようになるので、通信システム１は、高い通信パフォーマンスを実現できる。

以上、本開示の各実施形態について説明したが、本開示の技術的範囲は、上述の各実施形態そのままに限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。また、異なる実施形態及び変形例にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

また、本明細書に記載された各実施形態における効果はあくまで例示であって限定されるものでは無く、他の効果があってもよい。

なお、本技術は以下のような構成も取ることができる。
（１）
非静止衛星を介して複数の地上局のうちの少なくとも１つに接続する通信装置であって、
接続先の地上局の切り替えに必要となる所定の情報を切り替え処理前に予め取得する取得部と、
前記所定の情報に基づいて接続先の地上局を切り替える通信制御部と、
を備える通信装置。
（２）
前記所定の情報には、前記切り替え処理時に使用される切り替えに関する情報が含まれ、
前記通信制御部は、前記切り替えに関する情報に基づいて接続先の地上局を切り替える、
前記（１）に記載の通信装置。
（３）
前記切り替えに関する情報には、前記非静止衛星に接続する複数の通信装置に共通のグループ識別情報が含まれ、
前記通信制御部は、前記グループ識別情報を使って得られる複数の通信装置に共通の情報に基づいて接続先の地上局を切り替える、
前記（２）に記載の通信装置。
（４）
前記切り替えに関する情報には、地上局の切り替え中の通信停止に関する情報が含まれ、
前記通信制御部は、前記通信停止に関する情報に基づいて、地上局の切り替え中の通信を停止する、
前記（２）又は（３）に記載の通信装置。
（５）
前記所定の情報には、切り替え先の地上局と前記非静止衛星を介して通信する際に使用する通信パラメータに関する情報が含まれ、
前記通信制御部は、前記通信パラメータに関する情報に基づいて、前記切り替え先の地上局と通信する、
前記（１）～（４）のいずれかに記載の通信装置。
（６）
前記通信パラメータに関する情報には、前記切り替え先の地上局と前記非静止衛星を介して通信する際のタイミングアドバンスに関する情報が含まれ、
前記通信制御部は、前記タイミングアドバンスに関する情報に基づいて、前記切り替え先の地上局と通信する、
前記（５）に記載の通信装置。
（７）
前記通信パラメータに関する情報には、前記切り替え先の地上局と前記非静止衛星を介して通信する際の送信タイミング同期に関する情報が含まれ、
前記通信制御部は、前記送信タイミング同期に関する情報に基づいて、前記切り替え先の地上局と通信する、
前記（５）又は（６）に記載の通信装置。
（８）
前記通信パラメータに関する情報には、前記切り替え先の地上局と通信するための端末固有ＩＤが含まれ、
前記通信制御部は、前記端末固有ＩＤに基づいて、前記切り替え先の地上局と通信する、
前記（５）～（７）のいずれかに記載の通信装置。
（９）
前記所定の情報には、切り替え先の基地局に接続するためのランダムアクセス手続きに関する情報が含まれ、
前記通信制御部は、前記切り替え先の基地局への切り替えが失敗した場合には、前記ランダムアクセス手続きに関する情報に基づいて、前記切り替え先の地上局へのランダムアクセスを実行する、
前記（１）～（８）のいずれかに記載の通信装置。
（１０）
前記所定の情報は、前記複数の地上局のうちの少なくとも１つへの初期接続中に、又は初期接続の後に、準静的に通知される情報である、
前記（１）～（９）のいずれかに記載の通信装置。
（１１）
前記準静的に通知される情報には、２以上の地上局それぞれに対応する複数の設定情報が含まれ、
前記通信制御部は、前記複数の設定情報の１つを使って切り替え元の地上局と通信するとともに、前記非静止衛星又は前記切り替え元の地上局から設定情報の切り替えの通知がなされた場合には、使用する設定情報を切り替え先の地上局に対応する他の設定情報に切り替える、
前記（１０）に記載の通信装置。
（１２）
前記切り替えの通知は、前記非静止衛星又は前記切り替え元の地上局からの動的な通知である、
前記（１１）に記載の通信装置。
（１３）
前記準静的に通知される情報には、２以上の地上局それぞれに対応する複数の設定情報が含まれ、
前記通信制御部は、前記複数の設定情報の１つを使って切り替え元の地上局と通信するとともに、予め通知されたトリガに基づいて、使用する設定情報を切り替え先の地上局に対応する他の設定情報に切り替える、
前記（１０）～（１２）に記載の通信装置。
（１４）
前記トリガは、時間情報であり、
前記通信制御部は、時間情報に基づいて、使用する設定情報を前記他の設定情報に切り替える、
前記（１３）に記載の通信装置。
（１５）
所定の情報には、切り替え先の地上局までの伝搬距離に関する情報が含まれ、
前記通信制御部は、前記伝搬距離に関する情報に基づいて、地上局の切り替え時に、所定期間、データを送信しない、
前記（１）～（１４）のいずれかに記載の通信装置。
（１６）
非静止衛星を介して複数の地上局のうちの少なくとも１つに接続する通信装置に対して、接続先の地上局の切り替えに必要となる所定の情報を切り替え処理前に予め送信する送信部と、
前記所定の情報を使用して行われる前記通信装置と切り替え先の地上局との通信を中継する通信制御部と、
を備える非静止衛星。
（１７）
非静止衛星を介して複数の地上局のうちの少なくとも１つに接続する通信装置と通信する通信制御部と、
前記通信装置に対して、接続先の地上局の切り替えに必要となる所定の情報を切り替え処理前に予め送信する送信部と、
を備える地上局。
（１８）
非静止衛星を介して複数の地上局のうちの少なくとも１つと通信する通信装置が実行する通信方法であって、
接続先の地上局の切り替えに必要となる所定の情報を切り替え処理前に予め取得し、
前記所定の情報に基づいて接続先の地上局を切り替える、
通信方法。
（１９）
非静止衛星が実行する通信方法であって、
非静止衛星を介して複数の地上局のうちの少なくとも１つに接続する通信装置に対して、接続先の地上局の切り替えに必要となる所定の情報を切り替え処理前に予め送信し、
前記所定の情報を使用して行われる前記通信装置と切り替え先の地上局との通信を中継する、
通信方法。
（２０）
地上局が実行する通信方法であって、
非静止衛星を介して複数の地上局のうちの少なくとも１つに接続する通信装置と通信し、
前記通信装置に対して、接続先の地上局の切り替えに必要となる所定の情報を切り替え処理前に予め送信する、
通信方法。

１ 通信システム
１０ 管理装置
２０ 地上局
３０、５０ 衛星局
４０ 端末装置
６０ 基地局
７０ 航空機局
１１ 通信部
２１、３１、４１ 無線通信部
１２、２２、３２、４２ 記憶部
１３、２３、３３、４３ 制御部
２１１、３１１、４１１ 受信処理部
２１２、３１２、４１２ 送信処理部
２１３、３１３、４１３ アンテナ
２３１、３３１、４３１ 取得部
２３２、３３２、４３２ 受信部
２３３、３３３、４３３ 送信部
２３４、３３４、４３４ 通信制御部

Claims (20)

1. 複数の地上局のうちの少なくとも１つに接続する、端末装置に基地局の機能を提供する衛星局装置であって、
   接続先の地上局の切り替えを実施する制御部と、
   前記接続先の地上局の切り替えに必要となる所定の情報を切り替え処理前に予め取得する取得部と、を備え、
   前記所定の情報には、前記切り替え処理時に使用される切り替えタイミングに関する情報が含まれ、
   前記制御部は、前記切り替えタイミングに関する情報に基づいて切り替えタイミングを決定する、
   衛星局装置。
2. 複数の地上局のうちの少なくとも１つに接続する衛星局装置であって、
   接続先の地上局の切り替えを実施する制御部と、
   前記接続先の地上局の切り替えに必要となる所定の情報を切り替え処理前に予め取得する取得部と、を備え、
   前記所定の情報には、切り替え先の地上局までの伝搬距離に関する情報が含まれ、
   前記制御部は、前記伝搬距離に関する情報に基づいて、地上局の切り替え時に、切り替えに必要な時間を含む所定期間、データを送信しない、
   衛星局装置。
3. 前記制御部は、伝搬距離が切り替え時に長くなると判断される場合に、地上局の切り替え時に、前記所定期間、データを送信しない、
   請求項２に記載の衛星局装置。
4. 前記衛星局装置は、ビームと対応付けられたセルを形成する、
   請求項１～３のいずれか１項に記載の衛星局装置。
5. 前記所定の情報には、前記切り替え処理時に使用される切り替えに関する情報が含まれる、
   請求項１～４のいずれか１項に記載の衛星局装置。
6. 前記所定の情報には、前記切り替えに関する情報として、前記切り替え処理時に使用される切り替え先の地上局に関する情報が含まれる、
   請求項５に記載の衛星局装置。
7. 前記衛星局装置は、非静止衛星を介して複数の地上局のうちの少なくとも１つに接続し、
   前記切り替えに関する情報には、前記非静止衛星に接続する複数の衛星局装置に共通のグループ識別情報が含まれ、
   前記制御部は、前記グループ識別情報を使って得られる複数の衛星局装置に共通の情報に基づいて接続先の地上局を切り替える、
   請求項５又は６に記載の衛星局装置。
8. 前記切り替えに関する情報には、地上局の切り替え中の通信停止に関する情報が含まれ、
   前記制御部は、前記通信停止に関する情報に基づいて、地上局の切り替え中の通信を停止する、
   請求項５～７のいずれか１項に記載の衛星局装置。
9. 前記衛星局装置は、非静止衛星を介して複数の地上局のうちの少なくとも１つに接続し、
   前記所定の情報には、切り替え先の地上局と前記非静止衛星を介して通信する際に使用する通信パラメータに関する情報が含まれ、
   前記制御部は、前記通信パラメータに関する情報に基づいて、前記切り替え先の地上局と通信する、
   請求項１～８のいずれか１項に記載の衛星局装置。
10. 前記通信パラメータに関する情報には、前記切り替え先の地上局と前記非静止衛星を介して通信する際のタイミングアドバンスに関する情報が含まれ、
    前記制御部は、前記タイミングアドバンスに関する情報に基づいて、前記切り替え先の地上局と通信する、
    請求項９に記載の衛星局装置。
11. 前記通信パラメータに関する情報には、前記切り替え先の地上局と前記非静止衛星を介して通信する際の送信タイミング同期に関する情報が含まれ、
    前記制御部は、前記送信タイミング同期に関する情報に基づいて、前記切り替え先の地上局と通信する、
    請求項９又は１０に記載の衛星局装置。
12. 前記通信パラメータに関する情報には、前記切り替え先の地上局と通信するための端末固有ＩＤが含まれ、
    前記制御部は、前記端末固有ＩＤに基づいて、前記切り替え先の地上局と通信する、
    請求項９～１１のいずれか１項に記載の衛星局装置。
13. 前記所定の情報には、切り替え先の基地局に接続するためのランダムアクセス手続きに関する情報が含まれ、
    前記制御部は、前記切り替え先の基地局への切り替えが失敗した場合には、前記ランダムアクセス手続きに関する情報に基づいて、前記切り替え先の地上局へのランダムアクセスを実行する、
    請求項１～１２のいずれか１項に記載の衛星局装置。
14. 前記所定の情報は、前記複数の地上局のうちの少なくとも１つへの初期接続中に、又は初期接続の後に、準静的に通知される情報である、
    請求項１～１３のいずれか１項に記載の衛星局装置。
15. 前記準静的に通知される情報には、２以上の地上局それぞれに対応する複数の設定情報が含まれ、
    前記制御部は、前記複数の設定情報の１つを使って切り替え元の地上局と通信するとともに、前記切り替え元の地上局から設定情報の切り替えの通知がなされた場合には、使用する設定情報を切り替え先の地上局に対応する他の設定情報に切り替える、
    請求項１４に記載の衛星局装置。
16. 前記切り替えの通知は、前記切り替え元の地上局からの動的な通知である、
    請求項１５に記載の衛星局装置。
17. 前記準静的に通知される情報には、２以上の地上局それぞれに対応する複数の設定情報が含まれ、
    前記制御部は、前記複数の設定情報の１つを使って切り替え元の地上局と通信するとともに、予め通知されたトリガに基づいて、使用する設定情報を切り替え先の地上局に対応する他の設定情報に切り替える、
    請求項１４～１６のいずれか１項に記載の衛星局装置。
18. 前記トリガは、時間情報であり、
    前記制御部は、時間情報に基づいて、使用する設定情報を前記他の設定情報に切り替える、
    請求項１７に記載の衛星局装置。
19. 複数の地上局のうちの少なくとも１つに接続する、端末装置に基地局の機能を提供する衛星局装置が実行する通信方法であって、
    接続先の地上局の切り替えを実施する制御ステップと、
    前記接続先の地上局の切り替えに必要となる所定の情報を切り替え処理前に予め取得する取得ステップと、を有し、
    前記所定の情報には、前記切り替え処理時に使用される切り替えタイミングに関する情報が含まれ、
    前記制御ステップでは、前記切り替えタイミングに関する情報に基づいて切り替えタイミングを決定する、
    通信方法。
20. 複数の地上局のうちの少なくとも１つに接続する衛星局装置が実行する通信方法であって、
    接続先の地上局の切り替えを実施する制御ステップと、
    前記接続先の地上局の切り替えに必要となる所定の情報を切り替え処理前に予め取得する取得ステップと、を有し、
    前記所定の情報には、切り替え先の地上局までの伝搬距離に関する情報が含まれ、
    前記制御ステップでは、前記伝搬距離に関する情報に基づいて、地上局の切り替え時に、前記切り替え処理に必要な時間を含む所定期間、データを送信しない、
    通信方法。