JP7747005B2 - 通信装置及び通信方法、並びに通信システム - Google Patents

Description

本明細書で開示する技術（以下、「本開示」とする）は、地上の端末から無線送信されたフレームを受信する通信装置及び通信方法、並びに、端末と受信局からなる通信システムに関する。

無線センサネットワークにおいて、人や物に無線センサー端末を付与し、センサーから取得した情報を定期的に送信することで、新たなサービスの創出が可能になる。例えば、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）付きの無線センサー端末を高齢者や子供に装着し、位置情報を定期的に送信することで見守りサービスが可能となる。

このようなＩｏＴ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆ Ｔｈｉｎｇｓ）向けの無線通信システムでは、さまざまな人・物に付与された多くの無線センサー端末との通信を可能にする必要があり、広域通信を可能にする長距離伝送と基地局１台あたりで多くの端末と通信可能にする多端末収容が重要となる。近年、ＩｏＴ向け無線通信方式として有力視されているＬＰＷＡ（Ｌｏｗ Ｐｏｗｅｒ Ｗｉｄｅ Ａｒｅａ）では、長距離伝送・多端末収容を実現可能にしており、端末と地上に設置した受信局間で数ｋｍ～数百ｋｍの長距離伝送を実現している（例えば、特許文献１を参照のこと）。しかし、受信局の設置は用地確保やクラウド接続のためのネットワーク敷設などが必要であり、コスト及び時間がかかるため、通信サービスの低コスト化や通信エリア拡大の妨げとなっている。

一方、近年、民間企業による宇宙開発が盛んに行われており、従来は衛星の打ち上げに数百億円が必要であったが、１０分の１～１００分の１にコスト削減を目指して開発が進んでいる。また、衛星の小型化も進んでおり、これにより複数の衛星を一度に打ち上げ、コンステレーションを構築することで、地球全体を網羅するようなサービスの実現が検討されている。

衛星サービスの実現に伴い、ＬＰＷＡの通信エリアを拡大する方法として、衛星に受信機を搭載し、地上の端末が送信した電波を衛星上で受信する方法が考えられる。ＬＰＷＡは、地上でも数百ｋｍの通信を実現しており、低軌道衛星であれば十分に通信可能であると考えられる。また、低軌道衛星は地球上を周回するので、ＩｏＴのような数分～数日に１回データを送信するようなユースケースでは、少ない衛星数で地球全体を網羅することが可能である。したがって、地上に多くの受信局を設置するよりも、衛星に受信機を搭載する方がコスト削減となり、通信サービスの低コスト化や素早い通信エリア拡大が期待できる。また、地上では受信局を設置困難な海洋からも情報を取得可能となり新たなサービスの提供も可能となる。

特開２０１９－１９３３０６号公報

３ＧＰＰ ＴＲ ３８．８１１ Ｖ１５．１．０

本開示の目的は、所定の軌道で地球上を周回して地上の端末からフレームを受信する衛星受信局として動作する通信装置及び通信方法、並びに、地上の端末と衛星受信局からなる通信システムを提供することにある。

本開示の第１の側面は、所定の軌道で地球上を周回し、地上の端末からフレームを受信する衛星受信局の１つとして動作し、
前記端末からフレームを受信処理する受信部と、
前記端末からフレーム受信時のフレーム受信情報と、前記端末のフレーム送信間隔と、周辺の衛星受信局の位置関係に基づいて、前記端末が次に送信するフレームの受信に適した衛星受信局を判定する判定部と、
を具備する通信装置である。

フレーム受信情報は、フレーム受信時の周波数誤差推定結果及び伝搬遅延推定結果を含む。または、フレーム受信情報は、前記端末の位置情報を含む。

また、第１の側面に係る通信装置は、周辺の衛星受信局とフレーム受信情報を交換する。この場合、前記判定部は、さらに周辺の衛星受信局からのフレーム受信情報に基づいて、前記端末が次に送信するフレームの受信に適した衛星受信局を判定する。

第１の側面に係る通信装置は、周辺の衛星受信局からのフレーム受信情報に基づいて前記受信対象端末リストに追加した端末の情報を、前記周辺の衛星受信局に通知する。また、第１の側面に係る通信装置は、周辺の衛星受信局からの前記通知に基づいて、自局の受信対象端末リストから該当する端末の情報を削除する。

第１の側面に係る通信装置は、前記判定部が前記端末から次に送信されるフレームの受信に適していると判定した周辺の衛星受信局に対して受信対象端末登録を通知するとともに、前記周辺の衛星受信局に対して受信対象端末登録を通知した端末を自局の受信対象から外す。また、第１の側面に係る通信装置は、周辺の衛星受信局から受信対象端末登録が通知された端末を自局の受信対象とする。

フレーム受信情報が前記端末から通知されるフレーム送信間隔を含む場合、前記判定部は、フレーム送信間隔とフレーム受信時の周波数誤差推定結果に基づいて、前記端末から次に送信されるフレームの受信予想時刻を推定し、フレームの受信予想時刻と周辺の衛星受信局の位置関係に基づいて、前記端末が次に送信するフレームの受信に適した衛星受信局を判定する。

また、本開示の第２の側面は、所定の軌道で地球上を周回し、地上の端末からフレームを受信する衛星受信局として動作する通信方法であって、
前記端末からフレームを受信処理する受信ステップと、
前記端末からフレーム受信時のフレーム受信情報と、前記端末のフレーム送信間隔と、周辺の衛星受信局の位置関係に基づいて、前記端末が次に送信するフレームの受信に適した衛星受信局を判定する判定ステップと、
を有する通信方法である。

また、本開示の第３の側面は、地上に設置された端末と、それぞれ所定の軌道で地球上を周回する複数の衛星受信局からなり、
前記複数の衛星受信局はそれぞれ、前記端末からフレームを受信処理する受信部と、前記端末からフレーム受信時のフレーム受信情報と前記端末のフレーム送信間隔と、周辺の衛星受信局の位置関係に基づいて前記端末が次に送信するフレームの受信に適した衛星受信局を判定する判定部を具備する、
通信システムである。

但し、ここで言う「システム」とは、複数の装置（又は特定の機能を実現する機能モジュール）が論理的に集合した物のことを言い、各装置や機能モジュールが単一の筐体内にあるか否かは特に問わない。

本開示によれば、衛星受信局として動作して、地上の端末の無線リソースの情報を効率的に取得し不要な受信及び復調処理を抑制して端末からフレームを受信する通信装置及び通信方法、並びに、地上の端末と、不要な受信及び復調処理を抑制して端末からフレームを受信する衛星受信局からなる通信システムを提供することができる。

なお、本明細書に記載された効果は、あくまでも例示であり、本開示によりもたらされる効果はこれに限定されるものではない。また、本開示が、上記の効果以外に、さらに付加的な効果を奏する場合もある。

本開示のさらに他の目的、特徴や利点は、後述する実施形態や添付する図面に基づくより詳細な説明によって明らかになるであろう。

図１は、ＬＰＷＡ無線通信システムの構成例を示した図である。 図２は、端末と受信局間の通信シーケンス例を示した図である。 図３は、端末１００の機能的構成例を示した図である。 図４は、受信局２００の機能的構成例を示した図である。 図５は、フレームの構成例を示した図である。 図６は、フレーム送信に用いる無線リソース、プリアンブル及び同期情報、スクランブルパターンの生成方法を示した図である。 図７は、衛星受信局を使用したＬＰＷＡ無線通信システムの構成例を示した図である。 図８は、端末と衛星受信局間の通信シーケンス例を示した図である。 図９は、端末と衛星受信局間の通信シーケンス例（第１の実施例）を示した図である。 図１０は、衛星受信局１０００の機能的構成例を示した図である。 図１１は、フレーム受信情報フレームのデータ部分のフレーム構成例（第１の実施例）を示した図である。 図１２は、端末が行う処理動作を示したフローチャートである。 図１３は、衛星受信局が通知フレームを受信するための処理手順（第１の実施例）を示したフローチャートである。 図１４は、衛星受信局がデータフレームを受信するための処理手順（第１の実施例）を示したフローチャートである。 図１５は、衛星受信局がフレーム受信情報フレームを受信するための処理手順（第１の実施例）を示したフローチャートである。 図１６は、衛星の高度が６００ｋｍ、周波数が２ＧＨｚの場合の周波数誤差と伝搬遅延の時間変化の一例を示した図である。 図１７は、フレーム受信情報フレームのデータ部分のフレーム構成例（第２の実施例）を示した図である。 図１８は、衛星受信局がフレーム受信情報フレームを受信するための処理手順（第２の実施例）を示したフローチャートである。 図１９は、端末と衛星受信局間の通信シーケンス例（第３の実施例）を示した図である。 図２０は、受信対象端末リスト登録通知フレームのデータ部分のフレーム構成例を示した図である。 図２１は、衛星受信局がフレーム受信情報フレームを受信するための処理手順（第３の実施例）を示したフローチャートである。 図２２は、衛星受信局が受信対象端末リスト登録通知フレームを受信するための処理手順を示したフローチャートである。 図２３は、端末と衛星受信局間の通信シーケンス例（第４の実施例）を示した図である。 図２４は、フレーム受信情報フレームのデータ部分のフレーム構成例（第４の実施例）を示した図である。 図２５Ａは、衛星受信局がフレーム受信情報フレームを受信するための処理手順（第４の実施例）を示したフローチャートである。 図２５Ｂは、衛星受信局がフレーム受信情報フレームを受信するための処理手順（第４の実施例）を示したフローチャートである。 図２６は、衛星受信局が保持している隣接衛星受信局情報リストの一例を示した図である。 図２７は、端末と衛星受信局間の通信シーケンス例（第５の実施例）を示した図である。 図２８は、受信対象端末登録フレームのデータ部分のフレーム構成例を示した図である。 図２９は、衛星受信局が通知フレームを受信するための処理手順（第５の実施例）を示したフローチャートである。 図３０は、衛星受信局がデータフレームを受信するための処理手順（第５の実施例）を示したフローチャートである。 図３１は、衛星受信局が受信対象端末リスト登録フレームを受信するための処理手順を示したフローチャートである。 図３２は、端末が任意にデータフレームを送信可能なシステムにおける、端末と受信局間の通信シーケンス例を示した図である。 図３３は、衛星受信局を使用したＬＰＷＡ無線通信システムの構成例（第６の実施例）を示した図である。 図３４は、端末と衛星受信局間の通信シーケンス例（第６の実施例）を示した図である。 図３５は、衛星受信局３５００の機能的構成例を示した図である。 図３６は、データフレームの構成例を示した図である。 図３７は、受信対象無線リソース情報通知フレームのデータ部分のフレーム構成例を示した図である。 図３８は、端末が行う処理動作を示したフローチャートである。 図３９は、衛星受信局が初回データフレームを受信するための処理動作を示したフローチャートである。 図４０は、衛星受信局が通常データフレームを受信するための処理手順を示したフローチャートである。 図４１は、衛星受信局が受信対象無線リソース情報通知フレームを受信するための処理手順を示したフローチャートである。

以下、図面を参照しながら本開示について、以下の順に従って説明する。

Ａ．前提とするシステム
Ｂ．衛星受信局を使用したシステム構成
Ｃ．第１の実施例
Ｃ－１．通信シーケンス例
Ｃ－２．装置構成
Ｃ－３．フレーム構成
Ｃ－４．端末の処理動作
Ｃ－５．衛星受信局の処理動作
Ｄ．第２の実施例
Ｄ－１．フレーム構成例
Ｄ－２．フレーム受信情報フレームの受信動作
Ｅ．第３の実施例
Ｅ－１．通信シーケンス例
Ｅ－２．フレーム構成例
Ｅ－３．衛星受信局の処理動作
Ｆ．第４の実施例
Ｆ－１．通信シーケンス例
Ｆ－２．フレーム構成例
Ｆ－３．隣接衛星受信局情報リスト
Ｇ．第５の実施例
Ｇ－１．通信シーケンス例
Ｇ－２．フレーム構成例
Ｇ－３．衛星受信局の処理動作
Ｈ．効果
Ｉ．第６の実施例
Ｉ－１．システム構成
Ｉ－２．通信シーケンス例
Ｉ－３．装置構成
Ｉ－４．フレーム構成例
Ｉ－５．端末の処理動作
Ｉ－６．衛星受信局の処理動作
Ｉ－７．効果

Ａ．前提とするシステム
無線通信システムにおいて、受信局は、端末が送信したデータを復調するためには、変調方式、変調レート、符号、暗号鍵といった復調に必要な情報や、データ送信に使用する無線リソース（時刻・周波数）を、端末毎に知っている必要がある。

ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）のような双方向通信が可能な無線通信システムでは、データ送信前に端末と受信局間で必要な情報を交換するシグナリングを行うことで、受信局は端末にデータを送信する無線リソース（時刻・周波数）を指定し、それ以降は指定した無線リソース（時刻・周波数）で送信されているデータ内に格納されている変調方式や変調レートを用いて復調を行うことができる。

これに対し、ＩｏＴ向けの無線通信方式であるＬＰＷＡでは、シグナリングを行うことは端末の消費電力の観点から望ましくない。また、端末から受信局への一方向通信しかサポートされていない場合には、シグナリングは成立しない。そこで、ＬＰＷＡ無線通信システムにおいて、端末がデータ送信に使用する無線リソースを受信局側で把握する方法について考察する。

図１には、ＬＰＷＡ無線通信システムの構成例を模式的に示している。同図に示す例では、システムは、受信局と複数の端末で構成される。端末は、搭載するセンサーなどでセンシングした情報を定期的に送信する送信機である。受信局は、端末が送信したデータを受信し、復調処理を行う。また、受信局は、必要に応じて復調結果（ユーザデータ）をクラウド上のアプリケーションサーバ（図示しない）に送信する。図１に示す無線通信システムでは、システム内（受信局と各端末間）で時刻同期していることを前提とする。時刻同期する方法としてＧＰＳ情報を用いることなどが考えられる。

図２には、図１に示したシステム内での端末と受信局間の通信シーケンス例を示している。

まず、端末は、自身のＩＤを通知するため、通知フレームを送信する（ＳＥＱ２０１）。通知フレームの送信には、あらかじめシステム内で通知フレーム送信用に割り当てられている無線リソース（時刻・周波数）の中からランダムに選択したものを用いる。

受信局は、通知フレーム送信用の無線リソースに対して、通知フレームの受信及び復調処理を実行する（ＳＥＱ２０２）。そして、受信局は、復調処理に成功した場合には、通知フレームから取得したＩＤを受信対象端末リストに登録する（ＳＥＱ２０３）。

端末は、あらかじめシステム内で決められた規則（後述）に基づいて、自分のＩＤを用いてもデータフレームを送信する無線リソース（時刻・周波数）及びデータフレーム生成に必要な符号を算出して、データフレームを生成し送信する（ＳＥＱ２０４）。

ここでは、通知フレーム送信からデータフレーム送信までの時間は十分に短く、次に送信されるデータフレームは同一衛星受信局で受信できると仮定する。

受信局は、自分の受信対象端末リストに登録されているＩＤを用いて、端末と同じ規則に基づいて、端末のＩＤから端末がデータフレームを送信する無線リソース（時刻・周波数）及びデータフレームの復調に必要な符号を算出して、データフレームを受信し復調する（ＳＥＱ２０５）。また、受信局は、必要に応じて復調結果（ユーザデータ）をクラウド上のアプリケーションサーバ（図示しない）に送信する。

図３には、図１に示したシステムにおいて端末として動作する通信装置１００（以下、端末１００とする）の機能的構成例を示している。図示の端末１００は、無線通信部１０１と、無線制御部１０２と、フレーム生成部１０３と、センサー１０４と、無線資源決定部１０５と、記憶部１０６を備えている。なお、受信局が地上局又は衛星受信局のいずれであっても、端末１００の機能的構成は同一でよい。

無線通信部１０１は、無線信号の送信を行う。無線通信部１０１は、無線制御部１０２からの制御により、フレーム生成部１０３で生成されたフレームを無線信号に変換して送信する。

無線制御部１０２は、無線資源決定部１０５から得られる送信時刻及び送信周波数でフレームを送信するように、無線通信部１０１を制御する。

フレーム生成部１０３は、端末１００が送信するフレームを生成する。フレーム生成部１０３は、フレーム生成に必要なプリアンブル、同期情報、及びスクランブルパターンを、無線資源決定部１０５から取得する。また、フレーム生成部１０３は、フレームのペイロードに、例えばセンサー部１０４が取得したセンサー情報を記載する。

センサー１０４は、端末１００の外部又は内部情報を取得するセンサーであり、例えば温度センサーや加速度センサーなどである。

無線資源決定部１０５は、記憶部１０６から得た端末１００自身のＩＤ及び初期値を用いて、フレームを送信する無線リソース（時刻・周波数）や、フレーム生成に必要なフレーム生成に必要なプリアンブル、同期情報、及びスクランブルパターンを生成する。

記憶部１０６は、無線資源を決定するために必要な情報である端末１００自身のＩＤと初期値を保持する。もちろん、記憶部１０６はその他の情報を保持していてもよい。

図４には、図１に示したシステムにおいて受信局として動作する通信装置２００（以下、受信局２００とする）の機能的構成例を示している。図示の受信局２００は、無線通信部２０１と、無線制御部２０２と、フレーム検出・復調部２０３と、無線資源決定部２０４と、記憶部２０５を備えている。図示の受信局２００は、地上に設置された地上局を想定している。

無線通信部２０１は、無線信号の受信を行う。無線通信部２０１は、無線制御部２０２からの制御により、電波を受信し、無線信号へと変換し、フレーム検出・復調部２０３へ渡す。

無線制御部２０２は、無線資源決定部２０４から得られる受信時刻及び受信周波数でフレームを受信するように、無線通信部２０１を制御する。

フレーム検出・復調部２０３は、受信信号からフレームを検出し復調する。具体的には、フレーム検出・復調部２０３は、無線資源決定部２０４から取得したプリアンブル、同期情報、及びスクランブルパターンから既知パターンを生成し、受信信号と既知パターンとの相関値を計算し、相関値が一定以上の値となる場合にフレームを検出したと判定する。そして、フレーム検出・復調部２０３は、フレーム検出に成功した場合に、受信信号からフレームに該当する部分の信号を取り出し、スクランブルを解除した後、ペイロードを取り出し、誤り訂正符号の復号化処理、ＣＲＣ（ＣｙｃｌｉｃＲｅｄｕｎｄａｎｃｙ Ｃｏｄｅ）を用いた誤り検出を行う。フレーム検出・復調部２０３は、フレームの復調に成功した場合、復調されたデータを上位層（図示しない）に通知する。

無線資源決定部２０４は、記憶部２０５から得た端末１００のＩＤ及び初期値を用いて、端末１００がフレームを送信する無線リソース（時刻・周波数）や、フレーム復調に必要なプリアンブル、同期情報、及びスクランブルパターンを生成する。

記憶部２０５は、無線資源を決定するために必要な情報である端末１００のＩＤと初期値を保持する。また、記憶部２０５は、受信局２００が受信対象とする端末１００のＩＤを保持した受信対象端末リストを保持する。

図５には、図１に示したシステム内で使用されるフレームの構成例を示している。フレームは、ＩＤ、ＤＡＴＡ、及びＣＲＣの各フィールドを含む。端末から送信される通知フレーム及びデータフレームはともに、図５に示したフレーム構成であるものとする。

ＩＤフィールドには、送信元である端末１００の固有の識別子であるＩＤが格納される。ＤＡＴＡフィールドには、送信データが格納される。データフレームの場合には、センサー１０４から取得したデータなどが格納される。通知フレームの場合には、通知フレーム送信からデータフレーム送信までの送信間隔や、定期的に送信されるデータフレームの送信間隔などが格納される。ＣＲＣフィールドには、ＩＤフィールドとＤＡＴＡフィールドに格納された情報に対して計算したＣＲＣ値が格納される。受信側では、ＣＲＣ値を用いて復調成功判定が行われる。

上記のＩＤ、ＤＡＴＡ、及びＣＲＣを連結した系列に対して、誤り訂正（Ｆｏｒｗａｒｄ Ｅｒｒｏｒ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ：ＦＥＣ）符号化や順番の並べ替え（インタリーブ）を行って、ペイロードを生成する。さらにペイロードの先頭に、フレーム検出と同期獲得に使用する既知パターンであるプリアンブルと同期情報を連結した後、ビット毎にスクランブルパターンとの排他的論理和（ＸＯＲ）をとることによって、フレームが生成される。

フレーム送信に用いる無線リソース（時刻・周波数）、フレーム生成に必要なプリアンブル及び同期情報、スクランブルパターンの生成方法について、図６を参照しながら説明する。

システム内には、フレーム送信に用いる無線リソース（時刻・周波数）、フレーム生成に必要なプリアンブル及び同期情報、スクランブルパターンの生成方法をそれぞれ決定するための各規則１～４が、あらかじめ決定されている。フレーム送信に用いる時刻（Ｔｉｍｅ）は、規則１に時刻算出用の２つの初期値Ｓｅｅｄ（Ｔ）－１とＳｅｅｄ（Ｔ）－２を入力することで決定される。フレーム送信に用いる周波数（Ｆｒｅｑ）は、規則２に周波数算出用の２つの初期値Ｓｅｅｄ（Ｆ）－１とＳｅｅｄ（Ｆ）－２を入力することで決定される。プリアンブル及び同期情報（Ｐｒｅａｍｂｌｅ／Ｓｙｎｃ）は、規則３にプリアンブル及び同期情報算出用の２つの初期値Ｓｅｅｄ（Ｐ）－１とＳｅｅｄ（Ｐ）－２を入力することで決定される。スクランブルパターンは、規則４にスクランブルパターン用の２つの初期値Ｓｅｅｄ（Ｓ）－１とＳｅｅｄ（Ｓ）－２を入力することで決定される。

各初期値は、あらかじめシステム内で決まっており、端末１００内の記憶部１０６及び受信局２００内の記憶部２０５にそれぞれ保持されている。データフレーム送信時には、各２つ目の初期値（Ｓｅｅｄ（Ｔ）－２、Ｓｅｅｄ（Ｆ）－２、Ｓｅｅｄ（Ｐ）－２、Ｓｅｅｄ（Ｓ）－２）に、データフレームの送信元の端末１００の固有の識別子であるＩＤをそれぞれ入力する。一方、通知フレーム送信時には、各２つ目の初期値（Ｓｅｅｄ（Ｔ）－２、Ｓｅｅｄ（Ｆ）－２、Ｓｅｅｄ（Ｐ）－２、Ｓｅｅｄ（Ｓ）－２）に、あらかじめ通知フレーム用に割り当てられているいくつかの初期値からランダムに選択し、入力される。

この方法を用いることで、端末１００から受信局２００へ端末ＩＤを通知するだけで、フレーム送信に用いる無線リソース（時刻・周波数）及びフレーム復調に必要な情報を得ることができる。

Ｂ．衛星受信局を使用したシステム構成
図７には、衛星受信局を使用したＬＰＷＡ無線通信システムの構成例を模式的に示している。同図に示す例では、地上に設置された複数の受信局（以下、「地上局」とする）と、地球上を周回する複数の衛星受信局（以下、単に「衛星受信局」とも言う）と、地上に散在する無数の端末で構成される。システム内では、すべての端末及び受信局が時刻同期していることを前提とする。時刻同期する方法としてＧＰＳ情報を用いることなどが考えられる。なお、各衛星受信局は、例えば、極近傍の上空を通過する極軌道に近く、衛星の軌道面に入射する太陽からの光の角度が同じになり、赤道を常に同じ現地時間で通過する太陽同期軌道で地球上を周回する。

端末は、搭載するセンサーなどでセンシングした情報を定期的に送信する送信機である。衛星受信局は、端末が送信したデータを受信し、復調処理を行う。また、衛星受信局は、必要に応じて復調結果（ユーザデータ）をクラウド上のアプリケーションサーバ（図示しない）に送信する。また、衛星受信局は衛星間通信を可能とする。衛星受信局間の通信方式は限定されないが、常時接続及び高速通信であることが望ましい。地上局は衛星受信局と通信を行う送受信機である。衛星受信局と地上局間の通信方式は限定されないが、高速通信であることが望ましい。

地上受信局の場合、端末が静止端末又は移動範囲が狭い場合、端末が送信したデータ（電波）を受信可能な受信局は常に同じである。よって、端末は電源オンしたときとそれ以降は数日に１回程度の低頻度で通知フレームを送信すれば問題ない。

一方、低軌道衛星は衛星軌道上を毎秒数ｋｍの速さで移動し続けているので、端末が送信したデータを受信可能な受信局は固定されない。例えば、ある端末が通知フレームを送信したときに衛星受信局７０１が受信可能である場合、その端末が位置する場所が衛星受信局７０１の受信可能範囲７１１である間は、衛星受信局７０１はその端末が送信したデータフレームを受信し復調することができる。一方、時間が経過し、その端末が位置する場所が衛星受信局７０１の受信可能範囲７１１から外れ、同じ衛星軌道上の後続の衛星受信局７０２の受信可能範囲７１２となった場合には、衛星受信局７０１はその端末が送信したデータフレームを受信し復調することができない。

但し、図７に示す例では、衛星軌道上で隣接する衛星受信局７０１と衛星受信局７０２のそれぞれの受信可能範囲７１１と受信可能範囲７１２が重複しないようなネットワーク設計であるとする。衛星受信局７０１と衛星受信局７０２は、例えば同一軌道を周回しているが、隣接軌道を周回していてもよい。

図８には、衛星軌道上で隣接する衛星受信局７０１及び衛星受信局７０２と端末８０１間の通信シーケンス例を示している。衛星受信局７０１と衛星受信局７０２は、それぞれ衛星軌道上を毎秒数ｋｍの速さで移動し続けているので、端末８０１が位置する場所が衛星受信局７０１の受信可能範囲７１１となる時間帯と、衛星受信局７０１の受信可能範囲７１１から外れて衛星受信局７０２の受信可能範囲７１２となる時間帯がある。

まず、端末８０１は、自身のＩＤを通知するため、通知フレームを送信（ブロードキャスト）する（ＳＥＱ８０１）。通知フレームの送信には、あらかじめシステム内で通知フレーム送信用に割り当てられている無線リソース（時刻・周波数）を用いる。この時点で、端末８０１は衛星受信局７０１の受信可能範囲７１１にいる。したがって、衛星受信局７０１は、通知フレーム送信用の無線リソースに対して、通知フレームの受信及び復調処理を実行して（ＳＥＱ８１１）、通知フレームから取得したＩＤを受信対象端末リストに登録する（ＳＥＱ８１２）。一方、端末８０１からの通知フレームは衛星受信局７０２には届かないので、衛星受信局７０２は、端末８０１のＩＤを受信対象端末リストに登録しない。

次いで、端末８０１は、あらかじめシステム内で決められた規則１～４に基づいて、自分のＩＤからデータフレームを送信する無線リソース（時刻・周波数）及びデータフレーム生成に必要な符号を算出して、データフレームを生成し送信（ブロードキャスト）する（ＳＥＱ８０２）。

衛星受信局７０１は、受信対象端末リストに登録されているＩＤを用いて、端末８０１と同じ規則１～４に基づいて、端末のＩＤから端末８０１がデータフレームを送信する無線リソース（時刻・周波数）及びデータフレームの復調に必要な符号を算出して、データフレームを受信し復調する（ＳＥＱ８１３）。

さらに、端末８０１は、あらかじめシステム内で決められた規則１～４に基づいて、自分のＩＤから次のデータフレームを送信する無線リソース（時刻・周波数）及びデータフレーム生成に必要な符号を算出して、次のデータフレームを生成し送信（ブロードキャスト）する（ＳＥＱ８０３）。

衛星受信局７０１は、受信対象端末リストに登録されているＩＤを用いて、端末８０１と同じ規則１～４に基づいて、端末のＩＤから端末８０１がデータフレームを送信する無線リソース（時刻・周波数）及びデータフレームの復調に必要な符号を算出して、データフレームの受信及び復調処理を試みる（ＳＥＱ８１４）。しかしながら、端末８０１が位置する場所が受信可能範囲７１１から外れて衛星受信局７０２の受信可能範囲７１２となっているため、端末８０１からのデータフレームの復調処理に失敗する。また、端末８０１からのデータフレームは衛星受信局７０２に届くが、衛星受信局７０２は、端末８０１のＩＤを受信対象端末リストに登録していないので、端末８０１からのデータフレームの受信・復調処理を行わない。

図８に示したような、各衛星受信局の衛星軌道上の移動により端末のデータフレームをいずれの衛星受信局も受信できなくなるという事態を回避するために、端末が高頻度で通知フレームを送信すればよいが、端末の消費電力の観点、及び無線リソースの利用効率の観点から望ましくない。また、衛星受信局が受信可能領域から外れた端末に対して受信・復調処理を実行するのは、衛星受信局のリソース使用効率の観点から望ましくない。

そこで、本開示では、衛星受信局が衛星軌道上を移動することを考慮することで、端末が通知フレームを高頻度で送信しなくても、端末がデータフレーム送信時にその端末が位置する場所を受信可能範囲とする衛星受信局がその端末を受信対象とする方法について提案する。

Ｃ．第１の実施例
第１の実施例として、図７に示したようなシステム構成において、複数の衛星受信局間でフレーム受信情報を共有して、端末が位置する場所を受信可能範囲とする衛星受信局がその端末を受信対象とする方法について説明する。

Ｃ－１．通信シーケンス例
図９には、本開示に係る方法を適用する場合の衛星受信局７０１及び衛星受信局７０２と端末８０１間の通信シーケンス例を示している。衛星受信局７０１と衛星受信局７０２は、それぞれ衛星軌道上を毎秒数ｋｍの速さで移動し続けているので、端末８０１が位置する場所が衛星受信局７０１の受信可能範囲７１１となる時間帯と、衛星受信局７０１の受信可能範囲７１１から外れて衛星受信局７０２の受信可能範囲７１２となる時間帯がある。

まず、端末８０１は、自身のＩＤを通知するため、通知フレームを送信（ブロードキャスト）する（ＳＥＱ９０１）。端末８０１は、通知フレームの送信には、あらかじめシステム内で通知フレーム送信用に割り当てられている無線リソース（時刻・周波数）を用いる。

この時点で、端末８０１は衛星受信局７０１の受信可能範囲７１１にいる。したがって、衛星受信局７０１は、通知フレーム送信用の無線リソースに対して、通知フレームの受信及び復調処理を実行して（ＳＥＱ９１１）、通知フレームから取得したＩＤを受信対象端末リストに登録する（ＳＥ９１２）。

そして、衛星受信局７０１は、端末８０１から受信した通知フレームに関するフレーム受信情報を、同じ衛星軌道上の後続に位置する衛星受信局７０２に送信する（ＳＥＱ９１３）。フレーム受信情報は、通知フレームの送信元の端末ＩＤ、データ送信間隔、通知フレームの受信時に測定した周波数誤差推定結果及び伝搬遅延推定結果を含む。衛星受信局が通知フレームを受信する処理手順については後述する（図１３を参照されたい）。

一方、端末８０１からの通知フレームは衛星受信局７０２には届かないので、衛星受信局７０２は、端末８０１のＩＤを受信対象端末リストに登録しない。また、衛星受信局７０２は、同じ衛星軌道上の前方に位置する衛星受信局７０１から受信したフレーム受信情報に基づいて、端末８０１を自身の受信対象端末リストに登録すべきか否かを判定する（ＳＥＱ９２１）。衛星受信局がフレーム受信情報フレームを受信する処理手順並びに具体的な判定条件については後述する（図１５を参照されたい）。図９に示す通信シーケンス例では、端末８０１が次にデータフレームを送信するタイミングではまだ端末８０１が位置する場所が受信可能範囲７１２の外であることなど、判定条件を満たしていないことから、衛星受信局７０２は端末８０１を受信対象端末リストに登録しない。

次いで、端末８０１は、あらかじめシステム内で決められた規則１～４に基づいて、自分のＩＤからデータフレームを送信する無線リソース（時刻・周波数）及びデータフレーム生成に必要な符号を算出して、データフレームを生成し送信（ブロードキャスト）する（ＳＥＱ９０２）。

衛星受信局７０１は、受信対象端末リストに登録されているＩＤを用いて、端末８０１と同じ規則１～４に基づいて、端末のＩＤから端末８０１がデータフレームを送信する無線リソース（時刻・周波数）及びデータフレームの復調に必要な符号を算出して、データフレームを受信し復調する（ＳＥＱ９１４）。そして、衛星受信局７０１は、端末８０１から受信したデータフレームに関するフレーム受信情報を、同じ衛星軌道上の後続に位置する衛星受信局７０２に送信する（ＳＥＱ９１５）。衛星受信局がデータフレームを受信する処理手順については後述する（図１４を参照されたい）。

衛星受信局７０２は、同じ衛星軌道上の前方に位置する衛星受信局７０１から受信したフレーム受信情報に基づいて、端末８０１を自身の受信対象端末リストに登録すべきか否かを判定する（ＳＥＱ９２２）。ここでは、端末８０１が位置する場所が次のデータフレームの送信タイミングでは受信可能範囲７１２内であるなど、判定条件を満たすことから、衛星受信局７０２は端末８０１を受信対象端末リストに登録する。

さらに、端末８０１は、あらかじめシステム内で決められた規則１～４に基づいて、自分のＩＤから次のデータフレームを送信する無線リソース（時刻・周波数）及びデータフレーム生成に必要な符号を算出して、次のデータフレームを生成し送信（ブロードキャスト）する（ＳＥＱ９０３）。

衛星受信局７０１は、受信対象端末リストに登録されているＩＤを用いて、端末８０１と同じ規則１～４に基づいて、端末のＩＤから端末８０１がデータフレームを送信する無線リソース（時刻・周波数）及びデータフレームの復調に必要な符号を算出して、データフレームの受信及び復調処理を試みる（ＳＥＱ９１６）。しかしながら、端末８０１が位置する場所が受信可能範囲７１１から外れて衛星受信局７０２の受信可能範囲７１２となっているため、端末８０１からのデータフレームの復調処理に失敗する。

また、端末８０１からのデータフレームは衛星受信局７０２に届く。衛星受信局７０２は、端末８０１から受信したフレーム受信情報に基づいて端末８０１のＩＤを自身の受信対象端末リストに登録しているので、端末８０１と同じ規則１～４に基づいて、端末のＩＤから端末８０１がデータフレームを送信する無線リソース（時刻・周波数）及びデータフレームの復調に必要な符号を算出して、データフレームの受信及び復調処理を試みる。そして、端末８０１が位置する場所が受信可能範囲７１２内であることから、衛星受信局７０２は端末８０１からのデータフレームの復調処理に成功する（ＳＥＱ９２４）。

Ｃ－２．装置構成
フレーム受信情報を共有するシステムでも、端末の構成は図３と同じでよいので、このＣ項では端末の構成についての説明を省略する。

図１０には、フレーム受信情報を共有するシステムにおける衛星受信局１０００の機能的構成例を示している。衛星受信局１０００は、図７に示した衛星軌道のいずれかで地球上を周回する低軌道衛星に搭載して用いられる。衛星受信局１０００は、ＬＰＷＡ部１２００と衛星間通信部１３００を備えている。

ＬＰＷＡ部１２００は、地上の端末が送信したフレームを受信する。ＬＰＷＡ部１２００は、図４に示した受信局２００と同一の構成要素については図４と同じ参照番号を付けている。ＬＰＷＡ部１２００内はさらに対象端末判定部２０６を備えている。対象端末判定部２０６は、同じ衛星軌道上の前方にいる衛星受信局から受信したフレーム受信情報に基づいて、該当端末を自身の受信対象端末リストに登録すべきか否かを判定する。また、フレーム検出・復調部２０３は、受信した通知フレーム又はデータフレームの送信元の端末ＩＤ、フレーム送信間隔、通知フレームの受信時に測定した周波数誤差推定結果及び伝搬遅延推定結果を、衛星間通信部１３００側のフレーム生成部１３０３に出力する。

衛星間通信部１３００は、無線通信部１３０１と、無線制御部１３０２と、フレーム生成部１３０３と、フレーム検出・復調部１３０４を備えている。

無線通信部１３０１は、無線信号の送受信を行う。無線通信部１３０１は、無線制御部１３０２からの制御により、電波を受信し、無線信号へ変換し、フレーム検出・復調部１３０４に渡す。また、無線通信部１３０１は、無線制御部１３０２からの制御により、フレーム生成部１３０３で生成されたフレームを無線信号に変換し、送信する。

無線制御部１３０２は、衛星受信局間でフレームを送受信できるように、無線通信部１３０１を制御する。

フレーム生成部１３０３は、ＬＰＷＡ部１２００側のフレーム検出・復調部２０３から取得したフレーム受信情報をデータに格納して、所定のフォーマットに応じたフレームを生成する。

フレーム検出・復調部１３０４は、無線通信部１３０１の受信信号からフレームを検出し復調する。フレーム検出・復調部１３０４は、フレームの復調に成功した場合、受信したデータすなわちフレーム受信情報を対象端末判定部２０６に渡す。

Ｃ－３．フレーム構成
この項では、本開示に係るＬＰＷＡ無線通信システムで使用されるフレーム構成について説明する。但し、端末から衛星受信局に送信される通知フレーム及びデータフレームは、図５に示したフレーム構成と同じなので、ここでは詳細な説明を省略する。

図１１には、フレーム受信情報フレームのデータ部分のフレーム構成例を示している。データ部分以外のフォーマットは、使用する通信方式に応じたものとする。フレーム受信情報フレームは、衛星受信局が端末から受信したフレームに関するフレーム受信情報を、同じ衛星軌道上の後続の衛星受信局に通知するフレームである。

ｎＳＴＡフィールドには、データ部分に格納されているフレーム受信情報（Ｆｒａｍｅ Ｒｘ Ｉｎｆｏ）の個数が格納される。ｎＳＴＡフィールドの後に、ｎＳＴＡフィールドに記載された個数分のＦｒａｍｅ Ｒｘ Ｉｎｆｏフィールドが続く。各Ｆｒａｍｅ Ｒｘ Ｉｎｆｏフィールドには各端末から受信したフレームに関するフレーム受信情報が格納される。図１１に示すフレーム構成例では、ｎＳＴＡフィールドには値ｎを示す情報が格納され、ｎ個のＦｒａｍｅ Ｒｘ Ｉｎｆｏフィールドが格納されている。

各Ｆｒａｍｅ Ｒｘ Ｉｎｆｏフィールドは、ＩＤフィールドと、Ｆｔｙｐｅフィールドと、Ｆｒｅｑ．Ｅｒｒｏｒフィールドと、Ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ Ｄｅｌａｙフィールドと、Ｄａｔａ Ｔｘ Ｉｎｔｅｒｖａｌフィールドと、Ｎｅｘｔ Ｄａｔａ Ｔｘ Ｉｎｔｅｒｖａｌフィールドをそれぞれ含む。

ＩＤフィールドには、受信したフレームの送信元の端末のＩＤ（端末ＩＤ）が格納される。Ｆｔｙｐｅフィールドには、受信したフレームの種類を示す値が格納される。具体的には、Ｆｔｙｐｅフィールドに格納された値が０のときには通知フレームを示し、１のときにはデータフレームを示す。Ｆｒｅｑ．Ｅｒｒｏｒフィールドには、受信したフレームの周波数誤差推定結果が格納される。Ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ Ｄｅｌａｙフィールドには、受信したフレームの伝搬遅延推定結果が格納される。Ｄａｔａ Ｔｘ Ｉｎｔｅｒｖａｌフィールドには、データフレーム送信間隔が格納される。Ｎｅｘｔ Ｄａｔａ Ｔｘ Ｉｎｔｅｒｖａｌフィールドには次のデータフレームが送信されるまでの時間が格納される。Ｆｔｙｐｅが０、つまり通知フレームを受信したときのみ、Ｎｅｘｔ Ｄａｔａ Ｔｘ Ｉｎｔｅｒｖａｌフィールドが付加される。

Ｃ－４．端末の処理動作
図１２には、端末が行う処理動作をフローチャートの形式で示している。

端末は、まず電源オン直後又は前回通知フレームを送信してからα時間経過したか否かを判定する（ステップＳ１２０１）。通知フレームの送信間隔αはあらかじめ設定されているものとする。

電源オン直後又は前回通知フレームを送信してからα時間経過すると（ステップＳ１２０１のＹｅｓ）、端末は通知フレームの送信処理を実行する。

通知フレームを送信する場合、端末は、まず、通知フレームの送信に使用する無線リソース（時刻、周波数）、フレーム生成に必要なプリアンブル及び同期情報、スクランブルパターンなどの情報を、上述した規則１～４に基づいて算出する（ステップＳ１２０２）。

次いで、端末は、ステップＳ１２０２で算出したプリアンブル及び同期情報、スクランブルパターンを用いて、通知フレームを生成する（ステップＳ１２０３）。

次いで、端末は、ステップＳ１２０２で算出した送信時刻になったか否かを判定する（ステップＳ１２０４）。そして、通知フレームの送信時刻が到来すると（ステップＳ１２０４のＹｅｓ）、端末は、ステップＳ１２０２で算出した送信周波数を用いて、ステップＳ１２０３で生成した通知フレームを送信する（ステップＳ１２０５）。

一方、電源オン直後又は前回通知フレームを送信してからα時間経過していない場合（ステップＳ１２０１のＮｏ）、並びに通知フレームを送信した後に、端末は、前回データフレームを送信してからβ時間経過したか否かを判定する（ステップＳ１２０６）。

前回データフレームを送信してからβ時間経過した場合（ステップＳ１２０６のＹｅｓ）、端末は、データフレームの送信に使用する無線リソース（時刻・周波数）、フレーム生成に必要なプリアンブル及び同期情報、スクランブルパターンなどの情報を、規則１～４に基づいて算出する（ステップＳ１２０７）。

次いで、端末は、ステップＳ１２０７で算出したプリアンブル及び同期情報、スクランブルパターンを用いて、データフレームを生成する（ステップＳ１２０８）。

次いで、端末は、ステップＳ１２０７で算出した送信時刻になったか否かを判定する（ステップＳ１２０９）。そして、送信時刻が到来すると（ステップＳ１２０９のＹｅｓ）、端末は、ステップＳ１２０７で算出した送信周波数を用いて、ステップＳ１２０８で生成したデータフレームを送信する（ステップＳ１２１０）。

前回データフレームを送信してからβ時間経過していない場合（ステップＳ１２０６のＮｏ）、並びにデータフレームを送信した後に、ステップＳ１２０１に戻り、端末は通知フレームの送信を繰り返し実行する。

Ｃ－５．衛星受信局の処理動作
本開示では、衛星受信局は、通知フレームの受信処理とデータフレームの受信処理、フレーム受信情報フレームの送受信処理を並行して実施可能であるとする。

図１３には、衛星受信局が通知フレームを受信するための処理手順をフローチャートの形式で示している。

まず、衛星受信局は、受信対象端末リストを参照して、登録されている端末から通知フレームを受信する無線リソース（時刻・周波数）及び通知フレーム復調に必要な情報を、上述した規則１～４に基づいて算出する（ステップＳ１３０１）。

次いで、衛星受信局は、ステップＳ１３０１で算出した通知フレーム受信時刻になったか否かを判定する（ステップＳ１３０２）。通知フレーム受信時刻が到来すると（ステップＳ１３０２のＹｅｓ）、衛星受信局は、ステップＳ１３０１で算出したプリアンブル及び同期情報を用いて該当端末からの通知フレームを検出し（ステップＳ１３０３）、ステップＳ１３０１で算出したスクランブルパターンを用いて受信した通知フレームを復調する（ステップＳ１３０４）。そして、衛星受信局は、通知フレームの復調に成功したか否かを判定する（ステップＳ１３０５）。

ここで、通知フレームの復調に成功した場合には（ステップＳ１３０５のＹｅｓ）、衛星受信局は、受信した通知フレームに格納されている端末ＩＤ、データ送信間隔などの情報を、受信対象端末リストに登録する（ステップＳ１３０６）。

次いで、衛星受信局は、通知フレームに格納されている端末ＩＤ、データ送信間隔、及びステップＳ１３０３～Ｓ１３０４で通知フレームを検出及び復調処理する際に算出した周波数誤差推定結果及び伝搬遅延推定結果、さらには通知フレーム送信からデータフレーム送信までの送信間隔を用いて、フレーム受信情報フレームを生成する（ステップＳ１３０７）。

その後、衛星受信局は、同じ衛星軌道上の後続の衛星受信局に、フレーム受信情報フレームを送信する（ステップＳ１３０８）。

一方、通知フレームの復調に失敗した場合には（ステップＳ１３０５のＮｏ）、衛星受信局は、受信対象端末リストへの登録、フレーム受信情報フレームの送信を行わない。

図１３に示した処理手順では、衛星受信局は通知フレームを受信する度にフレーム受信情報フレームを送信するようになっているが、衛星受信局は通知フレームを複数受信してからまとめてフレーム受信情報フレームを送信するようにしてもよい。

図１４には、衛星受信局がデータフレームを受信するための処理手順をフローチャートの形式で示している。但し、衛星受信局は、受信対象端末リストに登録されている端末毎に並列してデータフレームの受信処理を実行可能であるとする。

まず、衛星受信局は、受信対象端末リストから端末ＩＤなどの対象端末の情報を取得して（ステップＳ１４０１）、対象端末からデータフレームを受信する無線リソース（時刻・周波数）、及びデータフレーム復調に必要なプリアンブル、同期情報、スクランブルパターンを、上述した規則１～４に基づいて算出する（ステップＳ１４０２）。

次いで、衛星受信局は、ステップＳ１４０２で算出したデータフレーム受信時刻になったか否かを判定する（ステップＳ１４０３）。データフレーム受信時刻が到来すると（ステップＳ１４０３のＹｅｓ）、衛星受信局は、ステップＳ１４０２で算出したプリアンブル及び同期情報を用いて該当端末からのデータフレームを検出し（ステップＳ１４０４）、ステップＳ１４０２で算出したスクランブルパターンを用いて受信したデータフレームを復調する（ステップＳ１４０５）。そして、衛星受信局は、データフレームの復調に成功したか否かを判定する（ステップＳ１４０６）。

ここで、データフレームの復調に成功した場合には（ステップＳ１４０６のＹｅｓ）、衛星受信局は、データ送信間隔、及びステップＳ１４０４～Ｓ１４０５でデータフレームを検出及び復調処理する際に算出した周波数誤差推定結果及び伝搬遅延推定結果を用いて、フレーム受信情報フレームを生成する（ステップＳ１４０７）。

その後、衛星受信局は、同じ衛星軌道上の後続の衛星受信局に、フレーム受信情報フレームを送信する（ステップＳ１４０８）。

一方、データフレームの復調に失敗した場合には（ステップＳ１４０６のＮｏ）、衛星受信局は、フレーム受信情報フレームの送信を行わない。

図１４に示した処理手順では、衛星受信局はデータフレームを受信する度にフレーム受信情報フレームを送信するようになっているが、衛星受信局はデータフレームを複数受信してからまとめてフレーム受信情報フレームを送信するようにしてもよい。

図１５には、衛星受信局がフレーム受信情報フレームを受信するための処理手順をフローチャートの形式で示している。

まず、衛星受信局は、フレーム受信情報フレームを受信したか否かを判定する（ステップＳ１５０１）。そして、衛星受信局は、フレーム受信情報フレームを受信したときには（ステップＳ１５０１のＹｅｓ）、その受信フレームを復調処理して（ステップＳ１５０２）、復調処理に成功したか否かを判定する（ステップＳ１５０３）。

衛星受信局は、フレーム受信情報フレームの復調処理に成功した場合には（ステップＳ１５０３のＹｅｓ）、そのフレーム受信情報フレームに格納されているフレーム受信情報数を示すｎＳＴＡを取得して（ステップＳ１５０４）、フレーム受信情報数だけ、以降の各フレーム受信情報（Ｆｒａｍｅ Ｒｘ Ｉｎｆｏ）の処理を繰り返し実行する。

衛星受信局は、まず、周波数誤差推定結果（Ｆｒｅｑ．Ｅｒｏｒ）と伝搬遅延推定結果（Ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ Ｄｅｌａｙ）から、通知フレーム又はデータフレームが同一の衛星受信局で受信可能な残時間を推定する（ステップＳ１５０５）。

次いで、ステップＳ１５０５で推定した受信可能残時間とデータ送信間隔に基づいて、次に該当端末から送信されるデータフレームが同一の衛星受信局で受信可能か否かを判定する（ステップＳ１５０６）。ここで、データ送信間隔には、Ｆｔｙｐｅが０すなわち受信フレームが通知フレームだった場合にはＮｅｘｔ Ｄａｔａ Ｔｘ Ｉｎｔｅｒｖａｌフィールドに格納されている値を使用し、Ｆｔｙｐｅが１すなわち受信フレームがデータフレームだった場合にはＤａｔａ Ｔｘ Ｉｎｔｅｒｖａｌフィールドに格納されている値を使用する。

そして、次に該当端末から送信されるデータフレームが同一の衛星受信局で受信可能である場合には（ステップＳ１５０６のＹｅｓ）、衛星受信局は、ステップＳ１５０５に戻って、次のフレーム受信情報（Ｆｒａｍｅ Ｒｘ Ｉｎｆｏ）の処理を繰り返し実行する。

一方、次に該当端末から送信されるデータフレームが同一の衛星受信局で受信不可能な場合には（ステップＳ１５０６のＮｏ）、衛星受信局は、当該フレーム受信情報（Ｆｒａｍｅ Ｒｘ Ｉｎｆｏ）に格納されている端末ＩＤ、データ送信間隔を自身の受信対象端末リストに登録した後（ステップＳ１５０７）、ステップＳ１５０５に戻って、次のフレーム受信情報（Ｆｒａｍｅ Ｒｘ Ｉｎｆｏ）の処理を繰り返し実行する。

図１５に示したフローチャート中のステップＳ１５０５における周波数誤差推定及び伝搬遅延推定について補足しておく。図１６には、衛星の高度が６００ｋｍ、周波数が２ＧＨｚの場合の周波数誤差と伝搬遅延の時間変化の一例を示している。図１６は、端末の頭上を衛星が通過する場合の例であり、１台の端末に対して衛星受信局は、０～６分の６分間受信可能であるとする。周波数誤差の算出には、３ＧＰＰ ＴＲ ３８．８１１ Ｖ１５．１．０（非特許文献１）に記載されているモデルを参照した。図１６に示す例では、３分目に衛星受信局がちょうど端末の頭上にあり、伝搬遅延が最小になるとともに周波数誤差の符号が反転する。

端末からの受信フレームの周波数誤差推定結果及び伝搬遅延推定結果を図１６のチャートと比較することで、端末からのフレームを受信可能な６分間のうちいずれの時刻に該当するかを割り出すことができる。また、衛星受信局が端末の頭上を所定速度で一方向に移動する際、割り出した時刻に該当する端末と衛星受信局との相対的な位置関係を推定することができる。

例えば、データ送信間隔が３分、フレーム受信情報フレームで通知された周波数誤差推定結果が３０ｋＨｚ、伝搬遅延推定結果が２．５ミリ秒の場合、受信可能な６分間のうち２分目に相当する。したがって、次のデータフレームは受信可能な６分間のうち５分目に相当するので、同一の衛星受信局では受信可能である。

一方、データ送信間隔が３分、フレーム受信情報フレームにて通知された周波数誤差推定結果が－３０ｋＨｚ、伝搬遅延推定結果が２．５ミリ秒の場合、受信可能な６分間のうち５分目に相当する。したがって、次のデータフレームは受信可能な６分間を経過した時刻に相当するので、同一受信局では受信不可能である。このように、衛星受信局が衛星軌道上を一方向に移動することを考慮すると、周波数誤差と伝搬遅延を組み合わせることで、端末からのフレームを受信した衛星受信局で受信可能な残り時間を推定することが可能である。

要するに、第１の実施例に係る方法では、各衛星受信局は、端末から受信したフレームの周波数誤差推定結果と伝搬遅延推定結果を含むフレーム受信情報を共有し、周波数誤差推定結果と伝搬遅延推定結果と、フレーム送信間隔と、隣接衛星受信局の位置関係に基づいて、該当端末から次に送信されるデータフレームが同一の衛星受信局で受信可能か否かを判定する。

第１の実施例によれば、衛星受信局が同一軌道上の後続の衛星受信局にフレーム受信情報を送信することで、端末が頻繁に通知フレームを送信しなくても、端末が次にデータフレームを送信するときに、その端末が位置する場所を受信可能範囲とする衛星受信局がその端末からのデータフレームを受信し復調することを可能にすることができる。

Ｄ．第２の実施例
上記第１の実施例では、衛星受信局間で、端末から受信したフレームの周波数誤差推定結果と伝搬遅延推定結果を通知して、該当端末から送信されるデータフレームが同一の衛星受信局で受信可能か否かを判定する方法について説明した。これに対し、第２の実施例では、端末がＧＰＳ受信機を搭載している場合に、衛星受信局間で端末の位置座標（緯度・経度）を通知することで、該当端末から送信されるデータフレームが同一の衛星受信局で受信可能か否かを判定する方法について説明する。

Ｄ－１．フレーム構成例
図１７には、端末の位置座標を通知する場合のフレーム受信情報フレームのデータ部分のフレーム構成例を示している。データ部分以外のフォーマットは、使用する通信方式に応じたものとする。上述したように、フレーム受信情報フレームは、衛星受信局が端末から受信したフレームに関するフレーム受信情報を、同じ衛星軌道上の後続の衛星受信局に通知するフレームである。

ｎＳＴＡフィールドには、データ部分に格納されているフレーム受信情報（Ｆｒａｍｅ Ｒｘ Ｉｎｆｏ）の個数が格納される。ｎＳＴＡフィールドの後に、ｎＳＴＡフィールドに記載された個数分のＦｒａｍｅ Ｒｘ Ｉｎｆｏフィールドが続く。各Ｆｒａｍｅ Ｒｘ Ｉｎｆｏフィールドには各端末から受信したフレームに関するフレーム受信情報が格納される。図１７に示すフレーム構成例では、ｎＳＴＡフィールドには値ｎを示す情報が格納され、ｎ個のＦｒａｍｅ Ｒｘ Ｉｎｆｏフィールドが格納されている。

各Ｆｒａｍｅ Ｒｘ Ｉｎｆｏフィールドは、ＩＤフィールドと、Ｆｔｙｐｅフィールドと、Ｌｏｎｇｉｔｕｄｅフィールドと、Ｌａｔｉｔｕｄｅフィールドと、Ｆｒａｍｅ Ｒｘ Ｔｉｍｅフィールドと、Ｄａｔａ Ｔｘ Ｉｎｔｅｒｖａｌフィールドと、Ｎｅｘｔ Ｄａｔａ Ｔｘ Ｉｎｔｅｒｖａｌフィールドをそれぞれ含む。

ＩＤフィールドには、受信したフレームの送信元の端末のＩＤ（端末ＩＤ）が格納される。Ｆｔｙｐｅフィールドには、受信したフレームの種類を示す値が格納される。具体的には、Ｆｔｙｐｅフィールドに格納された値が０のときには通知フレームを示し、１のときにはデータフレームを示す。Ｌｏｎｇｉｔｕｄｅフィールドには、端末が位置する緯度が格納される。Ｌａｔｉｔｕｄｅフィールドには、端末が位置する経度が格納される。Ｆｒａｍｅ Ｒｘ Ｔｉｍｅフィールドには、端末からフレームを受信した時刻が格納される。Ｄａｔａ Ｔｘ Ｉｎｔｅｒｖａｌフィールドには、データフレーム送信間隔が格納される。Ｎｅｘｔ Ｄａｔａ Ｔｘ Ｉｎｔｅｒｖａｌフィールドには次のデータフレームが送信されるまでの時間が格納される。Ｆｔｙｐｅが０、つまり通知フレームを受信したときのみ、Ｎｅｘｔ Ｄａｔａ Ｔｘ Ｉｎｔｅｒｖａｌフィールドが付加される。

Ｄ－２．フレーム受信情報フレームの受信動作
図１８には、衛星受信局がフレーム受信情報フレームを受信するための処理手順をフローチャートの形式で示している。

まず、衛星受信局は、フレーム受信情報フレームを受信したか否かを判定する（ステップＳ１８０１）。そして、衛星受信局は、フレーム受信情報フレームを受信したときには（ステップＳ１８０１のＹｅｓ）、その受信フレームを復調処理して（ステップＳ１８０２）、復調処理に成功したか否かを判定する（ステップＳ１８０３）。

衛星受信局は、フレーム受信情報フレームの復調処理に成功した場合には（ステップＳ１８０３のＹｅｓ）、そのフレーム受信情報フレームに格納されているフレーム受信情報数を示すｎＳＴＡを取得して（ステップＳ１８０４）、フレーム受信情報数だけ、以降の各フレーム受信情報（Ｆｒａｍｅ Ｒｘ Ｉｎｆｏ）の処理を繰り返し実行する。

まず、端末の位置座標とその端末からのフレーム受信時刻から、通知フレーム又はデータフレームが同一の衛星受信局で受信可能な残時間を推定する（ステップＳ１８０５）。

次いで、ステップＳ１８０５で推定した受信可能残時間とデータ送信間隔に基づいて、次に該当端末から送信されるデータフレームが同一の衛星受信局で受信可能か否かを判定する（ステップＳ１８０６）。ここで、データ送信間隔には、Ｆｔｙｐｅが０すなわち受信フレームが通知フレームだった場合にはＮｅｘｔ Ｄａｔａ Ｔｘ Ｉｎｔｅｒｖａｌフィールドに格納されている値を使用し、Ｆｔｙｐｅが１すなわち受信フレームがデータフレームだった場合にはＤａｔａ Ｔｘ Ｉｎｔｅｒｖａｌフィールドに格納されている値を使用する。

そして、次に該当端末から送信されるデータフレームが同一の衛星受信局で受信可能である場合には（ステップＳ１８０６のＹｅｓ）、衛星受信局は、ステップＳ１８０５に戻って、次のフレーム受信情報（Ｆｒａｍｅ Ｒｘ Ｉｎｆｏ）の処理を繰り返し実行する。

一方、次に該当端末から送信されるデータフレームが同一の衛星受信局で受信不可能な場合には（ステップＳ１８０６のＮｏ）、衛星受信局は、当該フレーム受信情報（Ｆｒａｍｅ Ｒｘ Ｉｎｆｏ）に格納されている端末ＩＤ、データ送信間隔を自身の受信対象端末リストに登録した後（ステップＳ１８０７）、ステップＳ１８０５に戻って、次のフレーム受信情報（Ｆｒａｍｅ Ｒｘ Ｉｎｆｏ）の処理を繰り返し実行する。

衛星受信局は、ＬＰＷＡで受信したデータを地上に送信するため、衛星通信で地上局と通信を行う必要がある。そのため、一般的に衛星受信局はＧＰＳなどで自身の位置座標を把握している。

また、衛星コンステレーションを構築する場合、同一衛星軌道上を周回する衛星受信局の情報を保持している。例えば、衛星軌道上の前方の衛星とは６分間隔で地上の同一点を通過する、といった情報を持っているとする。

具体的には、フレーム受信情報フレームを受信した時刻が１２：００、端末がデータフレームで通知した位置情報が受信可能範囲になる時刻１２：０５、フレーム受信時刻が１１：５８の場合、通知フレーム又はデータフレームを受信した衛星受信局での受信可能残時間は７分となる。データ送信間隔が３分の場合、次のデータフレームは同一受信局で受信可能である。

一方、フレーム受信情報フレームを受信した時刻が１２：００、端末がデータフレームで通知した位置情報が受信可能範囲になる時刻１２：０１、フレーム受信時刻が１１：５９の場合、通知フレーム又はデータフレームを受信した衛星受信局での受信可能残時間は２分となる。データ送信間隔が３分の場合、次のデータフレームは同一受信局で受信不可能である。

このように、低軌道衛星は衛星軌道上を一方向に進み、またコンステレーションによって各衛星受信局の位置関係が把握可能であることを考慮すると、端末が通知する位置情報とフレームを受信した時刻から、フレームを受信した受信局で受信可能な残り時間を推定することが可能である。

Ｅ．第３の実施例
第１の実施例（図９に示した通信シーケンス例）では、衛星受信局７０１は、端末８０１が位置する場所が自身の受信可能範囲７１１を通り過ぎた後も、端末８０１を自身の受信対象端末リストに登録したままであり、端末８０１からのデータフレームに対して不要な受信・復調処理を実行してしまう。これに対し、第３の実施例では、衛星受信局が、自身の受信可能範囲から通り過ぎた端末に対して不要な受信・復調処理を実行しないようにする方法について説明する。

Ｅ－１．通信シーケンス例
図１９には、第３の実施例に係る方法を適用する場合の衛星受信局７０１及び衛星受信局７０２と端末８０１間の通信シーケンス例を示している。衛星受信局７０１と衛星受信局７０２は、それぞれ衛星軌道上を毎秒数ｋｍの速さで移動し続けているので、端末８０１が位置する場所が衛星受信局７０１の受信可能範囲７１１となる時間帯と、衛星受信局７０１の受信可能範囲７１１から外れて衛星受信局７０２の受信可能範囲７１２となる時間帯がある。

まず、端末８０１は、自身のＩＤを通知するため、通知フレームを送信（ブロードキャスト）する（ＳＥＱ１９０１）。端末８０１は、通知フレームの送信には、あらかじめシステム内で通知フレーム送信用に割り当てられている無線リソース（時刻・周波数）を用いる。

この時点で、端末８０１は衛星受信局７０１の受信可能範囲７１１にいる。したがって、衛星受信局７０１は、通知フレーム送信用の無線リソースに対して、通知フレームの受信及び復調処理を実行して（ＳＥＱ１９１１）、通知フレームから取得したＩＤを受信対象端末リストに登録する（ＳＥ１９１２）。そして、衛星受信局７０１は、端末８０１から受信した通知フレームに関するフレーム受信情報を、同じ衛星軌道上の後続に位置する衛星受信局７０２に送信する（ＳＥＱ１９１３）。フレーム受信情報は、通知フレームの送信元の端末ＩＤ、データ送信間隔、該当端末の位置座標、通知フレームの受信時刻を含む。衛星受信局７０１は、図１３に示した処理手順に従って、通知フレームの受信・復調、及び通知フレームの送信処理を行う。

一方、端末８０１からの通知フレームは衛星受信局７０２には届かないので、衛星受信局７０２は、端末８０１のＩＤを受信対象端末リストに登録しない。また、衛星受信局７０２は、同じ衛星軌道上の前方に位置する衛星受信局７０１からのフレーム受信情報フレームを受信処理して、端末８０１を自身の受信対象端末リストに登録すべきか否かを判定する（ＳＥＱ１９２１）。衛星受信局がフレーム受信情報フレームを受信する処理手順については後述する（図２１を参照のこと）。ここでは、衛星受信局７０２は、周波数誤差推定結果と伝搬遅延推定結果に基づいて推定した受信可能残時間とデータ送信間隔から、端末８０１から次に送信されるデータフレームが受信不可能であると判定して、端末８０１を自身の受信対象端末リストに登録しない。

次いで、端末８０１は、あらかじめシステム内で決められた規則１～４に基づいて、自分のＩＤからデータフレームを送信する無線リソース（時刻・周波数）及びデータフレーム生成に必要な符号を算出して、データフレームを生成し送信（ブロードキャスト）する（ＳＥＱ１９０２）。

衛星受信局７０１は、受信対象端末リストに登録されているＩＤを用いて、端末８０１と同じ規則１～４に基づいて、端末のＩＤから端末８０１がデータフレームを送信する無線リソース（時刻・周波数）及びデータフレームの復調に必要な符号を算出して、データフレームを受信し復調する（ＳＥＱ１９１４）。そして、衛星受信局７０１は、端末８０１から受信したデータフレームに関するフレーム受信情報を、同じ衛星軌道上の後続に位置する衛星受信局７０２に送信する（ＳＥＱ１９１５）。衛星受信局７０１は、図１４に示した処理手順に従って、データフレームの受信・復調、及び通知フレームの送信処理を行う。

衛星受信局７０２は、同じ衛星軌道上の前方に位置する衛星受信局７０１からのフレーム受信情報フレームを受信処理して、端末８０１を自身の受信対象端末リストに登録すべきか否かを判定する（ＳＥＱ１９２２）。衛星受信局がフレーム受信情報フレームを受信する処理手順については後述する（図２１を参照のこと）。ここでは、衛星受信局７０２は、周波数誤差推定結果と伝搬遅延推定結果に基づいて推定した受信可能残時間とデータ送信間隔から、端末８０１から次に送信されるデータフレームが衛星受信局７０２で受信可能であると判定して、端末８０１を受信対象端末リストに登録する（ＳＥＱ１９２３）。

そして、衛星受信局７０２は、同じ衛星軌道上の前方に位置する衛星受信局７０１に対して、受信対象端末リスト登録通知フレームを送信して、端末８０１を受信対象端末リストに登録したことを通知する（ＳＥＱ１９２４）。衛星受信局７０１は、衛星受信局７０２から受信対象端末リスト登録通知フレームを受信すると、自身の受信対象端末リストから端末８０１のエントリを削除する（ＳＥＱ１９１６）。

さらに、端末８０１は、あらかじめシステム内で決められた規則１～４に基づいて、自分のＩＤから次のデータフレームを送信する無線リソース（時刻・周波数）及びデータフレーム生成に必要な符号を算出して、次のデータフレームを生成し送信（ブロードキャスト）する（ＳＥＱ１９０３）。

この時点で、端末８０１が位置する場所は衛星受信局７０１の受信可能範囲７１１の外となっている。衛星受信局７０１は、既に端末８０１を自身の受信対象端末リストから削除しているので、端末８０１からのデータフレームに対して不要な受信・復調処理を行わない。

また、衛星受信局７０２は、衛星受信局７０１から受信したフレーム受信情報に基づいて端末８０１のＩＤを自身の受信対象端末リストに登録しているので、端末８０１と同じ規則１～４に基づいて、端末のＩＤから端末８０１がデータフレームを送信する無線リソース（時刻・周波数）及びデータフレームの復調に必要な符号を算出して、データフレームの受信及び復調処理を試み、復調に成功する（ＳＥＱ１９２５）。

図１９に示した通信シーケンス例によれば、衛星受信局７０１は、同じ衛星軌道上の後続の衛星受信局７０２からの通知により、端末８０１が自身の受信可能範囲７１１から通り過ぎた後に不要な受信・復調処理を実行しないようにすることができる。

Ｅ－２．フレーム構成例
図２０には、受信対象端末リスト登録通知フレームのデータ部分のフレーム構成例を示している。データ部分以外のフォーマットは、使用する通信方式に応じたものとする。図１９に示したように、受信対象端末リスト登録通知フレームは、衛星受信局が、同じ衛星軌道上の前方の衛星受信局から受信したフレーム受信情報に基づいて端末を自身の受信対象端末リストに登録したことを通知するフレームである。

ｎＳＴＡフィールドには、データ部分に格納されている端末ＩＤ（ＳＴＡ Ｒｘ ＩＤ）の個数が格納される。ｎＳＴＡフィールドの後に、ｎＳＴＡフィールドに記載された個数分のＳＴＡ ＩＤフィールドが続く。各ＳＴＡ ＩＤフィールドには、受信対象端末リストに登録した端末ＩＤの情報が格納される。

Ｅ－３．衛星受信局の処理動作
図２１には、衛星受信局がフレーム受信情報フレームを受信するための処理手順をフローチャートの形式で示している。

まず、衛星受信局は、フレーム受信情報フレームを受信したか否かを判定する（ステップＳ２１０１）。そして、衛星受信局は、フレーム受信情報フレームを受信したときには（ステップＳ２１０１のＹｅｓ）、その受信フレームを復調処理して（ステップＳ２１０２）、復調処理に成功したか否かを判定する（ステップＳ２１０３）。

衛星受信局は、フレーム受信情報フレームの復調処理に成功した場合には（ステップＳ２１０３のＹｅｓ）、そのフレーム受信情報フレームに格納されているフレーム受信情報数を示すｎＳＴＡを取得して（ステップＳ２１０４）、フレーム受信情報数だけ、以降の各フレーム受信情報（Ｆｒａｍｅ Ｒｘ Ｉｎｆｏ）の処理を繰り返し実行する。

まず、周波数誤差推定結果（Ｆｒｅｑ．Ｅｒｏｒ）と伝搬遅延推定結果（Ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ Ｄｅｌａｙ）から、通知フレーム又はデータフレームが同一の衛星受信局で受信可能な残時間を推定する（ステップＳ２１０５）。

次いで、ステップＳ２１０５で推定した受信可能残時間とデータ送信間隔に基づいて、次に該当端末から送信されるデータフレームが同一の衛星受信局で受信可能か否かを判定する（ステップＳ２１０６）。ここで、データ送信間隔には、Ｆｔｙｐｅが０すなわち受信フレームが通知フレームだった場合にはＮｅｘｔ Ｄａｔａ Ｔｘ Ｉｎｔｅｒｖａｌフィールドに格納されている値を使用し、Ｆｔｙｐｅが１すなわち受信フレームがデータフレームだった場合にはＤａｔａ Ｔｘ Ｉｎｔｅｒｖａｌフィールドに格納されている値を使用する。

そして、次に該当端末から送信されるデータフレームが同一の衛星受信局で受信可能である場合には（ステップＳ２１０６のＹｅｓ）、衛星受信局は、ステップＳ２１０５に戻って、次のフレーム受信情報（Ｆｒａｍｅ Ｒｘ Ｉｎｆｏ）の処理を繰り返し実行する。

一方、次に該当端末から送信されるデータフレームが同一の衛星受信局で受信不可能な場合には（ステップＳ２１０６のＮｏ）、衛星受信局は、当該フレーム受信情報（Ｆｒａｍｅ Ｒｘ Ｉｎｆｏ）に格納されている端末ＩＤ、データ送信間隔を自身の受信対象端末リストに登録し（ステップＳ２１０７）、次いで受信対象端末リスト登録通知フレーム（図２０を参照のこと）に該当端末の端末ＩＤを追加した後（ステップＳ２１０８）、ステップＳ２１０５に戻って、次のフレーム受信情報（Ｆｒａｍｅ Ｒｘ Ｉｎｆｏ）の処理を繰り返し実行する。

ステップＳ２１０１で受信したフレーム受信情報フレームに格納されているｎＳＴＡ個のすべてのフレーム受信情報に対して処理を完了すると、衛星受信局は、受信対象端末リスト登録通知フレームを送信する必要があるか否かを判定する（ステップＳ２１０９）。そして、受信対象端末リスト登録通知フレームを送信する必要がある場合には（ステップＳ２１０９のＹｅｓ）、衛星受信局は、格納されている受信対象端末リスト登録ＩＤの個数をｎＳＴＡに格納して、受信対象端末リスト登録通知フレームを送信する（ステップＳ２１１０）。

図２２には、衛星受信局が受信対象端末リスト登録通知フレームを受信するための処理手順をフローチャートの形式で示している。

まず、衛星受信局は、受信対象端末リスト登録通知フレームを受信したか否かを判定する（ステップＳ２２０１）。そして、衛星受信局は、受信対象端末リスト登録通知フレームを受信したときには（ステップＳ２２０１のＹｅｓ）、その受信フレームを復調処理して（ステップＳ２２０２）、復調処理に成功したか否かを判定する（ステップＳ２２０３）。

衛星受信局は、受信対象端末リスト登録通知フレームの復調処理に成功した場合には（ステップＳ２２０３のＹｅｓ）、その受信対象端末リスト登録通知フレームに格納されているＳＴＡ ＩＤフィールドの個数を示すｎＳＴＡを取得して（ステップＳ２２０４）、ｎＳＴＡ数だけ、以降の各ＳＴＡ ＩＤフィールドの処理を繰り返し実行する。この繰り返し処理では、受信対象端末リスト登録通知フレームに格納された端末ＩＤのエントリを自身の受信対象端末リストから削除する（ステッＳ２２０５）。

衛星受信局は、図２２に示した処理手順に従って受信対象端末リスト登録通知フレームを処理することによって、同じ衛星軌道上の後続の衛星受信局で新たに受信対象となった端末を、自身の受信対象端末リストから削除することができる。

したがって、第３の実施例に係る通信シーケンスによれば、衛星受信局は、自身の受信可能範囲を通り過ぎた端末に対する不要な受信・復調処理を実行しないようにすることができる。

Ｆ．第４の実施例
上述した第１の実施例では、ある衛星受信局の受信対象となっている端末が次にデータフレームを送信するときには、その端末が位置する場所が自身又は同じ衛星軌道上で次の周回順となる衛星受信局の受信可能範囲になることを前提としている（例えば、図９に示した通信シーケンス例を参照のこと）。

しかしながら、端末のデータ送信間隔が数時間など長い場合、その端末が次にデータフレームを送信するときには、その端末を受信対象とする衛星受信局より同じ衛星軌道上で数個（２個以上）後方の衛星受信局の受信可能範囲に移動していることも想定される。

そこで、第４の実施例では、端末のデータ送信間隔において同じ衛星軌道上で数個（２個以上）先の衛星受信局の受信可能範囲に移動している場合であっても、適切な衛星受信局がデータフレームを受信できる方法について説明する。

Ｆ－１．通信シーケンス例
図２３には、第４の実施例に係る方法を適用する場合の衛星受信局７０１～７０３と端末８０１間の通信シーケンス例を示している。衛星受信局７０１～７０３は、それぞれ衛星軌道上を毎秒数ｋｍの速さで移動し続けているので、端末８０１が位置する場所が衛星受信局７０１の受信可能範囲７１１となる時間帯と、衛星受信局７０１の受信可能範囲７１１から外れて衛星受信局７０２の受信可能範囲７１２となる時間帯と、衛星受信局７０２の受信可能範囲７１２から外れて衛星受信局７０３の受信可能範囲７１３となる時間帯がある。

端末８０１は、あらかじめシステム内で決められた規則１～４に基づいて、自分のＩＤからデータフレームを送信する無線リソース（時刻・周波数）及びデータフレーム生成に必要な符号を算出して、データフレームを生成し送信（ブロードキャスト）する（ＳＥＱ２３０１）。

端末８０１は衛星受信局７０１の受信可能範囲７１１にいて、衛星受信局７０１は自身の受信対象端末リストに端末８０１を登録しているとする。したがって、衛星受信局７０１は、受信対象端末リストに登録されているＩＤを用いて、端末８０１と同じ規則１～４に基づいて、端末のＩＤから端末８０１がデータフレームを送信する無線リソース（時刻・周波数）及びデータフレームの復調に必要な符号を算出して、データフレームを受信し復調する（ＳＥＱ２３１１）。ここでは、衛星受信局７０１はデータフレームの受信及び復調に成功したとする。

そして、衛星受信局７０１は、端末８０１から受信したデータフレームに関するフレーム受信情報を、同じ衛星軌道上の後続に位置する衛星受信局７０２に送信する（ＳＥＱ２３１２）。フレーム受信情報は、データフレームを受信した端末ＩＤ、周波数誤差推定結果、伝搬遅延推定結果、受信した衛星受信局ＩＤなどの情報を含む。

衛星受信局７０２は、同じ衛星軌道上の前方に位置する衛星受信局７０１からのフレーム受信情報フレームを受信処理して、端末８０１を自身の受信対象端末リストに登録すべきか否かを判定する（ＳＥＱ２３２１）。ここでは、衛星受信局７０２は、周波数誤差推定結果と伝搬遅延推定結果に基づいて推定した受信可能残時間とデータ送信間隔から、端末８０１から次に送信されるデータフレームが受信不可能であると判定して、端末８０１を自身の受信対象端末リストに登録しない。

次いで、衛星受信局７０２は、受信したフレーム受信情報に基づいて、同じ衛星軌道上の後続に位置する衛星受信局７０３にこのフレーム受信情報を送信すべきか否かを判定する（ＳＥＱ２３２２）。そして、衛星受信局７０２は、判定結果に基づいて、フレーム受信情報を衛星受信局７０３に送信する（ＳＥＱ２３２３）。

衛星受信局７０３は、同じ衛星軌道上の前方に位置する衛星受信局７０２からのフレーム受信情報フレームを受信処理して、端末８０１を自身の受信対象端末リストに登録すべきか否かを判定する（ＳＥＱ２３３１）。ここでは、衛星受信局７０３は、周波数誤差推定結果と伝搬遅延推定結果に基づいて推定した受信可能残時間とデータ送信間隔から、端末８０１から次に送信されるデータフレームが衛星受信局７０３で受信可能であると判定して、端末８０１を受信対象端末リストに登録する（ＳＥＱ２３３２）。

そして、衛星受信局７０３は、端末８０１からのデータフレームを受信した衛星受信局７０１に対して、受信対象端末リスト登録通知フレームを送信して、端末８０１を受信対象端末リストに登録したことを通知する（ＳＥＱ２３３３）。衛星受信局７０１は、衛星受信局７０２から受信対象端末リスト登録通知フレームを受信すると、自身の受信対象端末リストから端末８０１のエントリを削除する（ＳＥＱ２３１３）。

さらに、端末８０１は、あらかじめシステム内で決められた規則１～４に基づいて、自分のＩＤから次のデータフレームを送信する無線リソース（時刻・周波数）及びデータフレーム生成に必要な符号を算出して、次のデータフレームを生成し送信（ブロードキャスト）する（ＳＥＱ２３０２）。

この時点で、端末８０１が位置する場所は衛星受信局７０１の受信可能範囲７１１及び衛星受信局７０２の受信可能範囲７１２の外となっている。衛星受信局７０１は、既に端末８０１を自身の受信対象端末リストから削除しているので、端末８０１からのデータフレームに対して不要な受信・復調処理を行わない。また、衛星受信局７０２は、自身の受信対象端末リストに端末８０１を登録していないので、端末８０１からのデータフレームに対して受信・復調処理を行わない。

また、衛星受信局７０３は、衛星受信局７０２から受信したフレーム受信情報に基づいて端末８０１のＩＤを自身の受信対象端末リストに登録しているので、端末８０１と同じ規則１～４に基づいて、端末のＩＤから端末８０１がデータフレームを送信する無線リソース（時刻・周波数）及びデータフレームの復調に必要な符号を算出して、データフレームの受信及び復調処理を試み、復調に成功する（ＳＥＱ２３３４）。

図２３に示した通信シーケンス例によれば、端末８０１が次にデータフレームを送信するときに、端末８０１を受信対象とする衛星受信局７０１より２個後方の衛星受信局７０３の受信可能範囲７１３に移動しているが、衛星受信局７０３が端末８０１からの次のデータフレームを受信することができる。また、衛星受信局７０１は、同じ衛星軌道上の後続の衛星受信局７０３からの通知により、端末８０１が自身の受信可能範囲７１１から通り過ぎた後に不要な受信・復調処理を実行しないようにすることができる。

Ｆ－２．フレーム構成
図２４には、フレーム受信情報フレームのデータ部分のフレーム構成例を示している。データ部分以外のフォーマットは、使用する通信方式に応じたものとする。フレーム受信情報フレームは、衛星受信局が端末から受信したフレームに関するフレーム受信情報を、同じ衛星軌道上の後続の衛星受信局に通知するフレームである。

ｎＳＴＡフィールドには、データ部分に格納されているフレーム受信情報（Ｆｒａｍｅ Ｒｘ Ｉｎｆｏ）の個数が格納される。ｎＳＴＡフィールドの後に、ｎＳＴＡフィールドに記載された個数分のＦｒａｍｅ Ｒｘ Ｉｎｆｏフィールドが続く。各Ｆｒａｍｅ Ｒｘ Ｉｎｆｏフィールドには各端末から受信したフレームに関するフレーム受信情報が格納される。図２４に示すフレーム構成例では、ｎＳＴＡフィールドには値ｎを示す情報が格納され、ｎ個のＦｒａｍｅ Ｒｘ Ｉｎｆｏフィールドが格納されている。

各Ｆｒａｍｅ Ｒｘ Ｉｎｆｏフィールドは、ＩＤフィールドと、Ｆｔｙｐｅフィールドと、Ｆｒｅｑ．Ｅｒｒｏｒフィールドと、Ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ Ｄｅｌａｙフィールドと、Ｄａｔａ Ｔｘ Ｉｎｔｅｒｖａｌフィールドと、Ｎｅｘｔ Ｄａｔａ Ｔｘ Ｉｎｔｅｒｖａｌフィールドと、Ｄａｔａ Ｒｘ ＳＡＴ ＩＤをそれぞれ含む。

ＩＤフィールドには、受信したフレームの送信元の端末のＩＤ（端末ＩＤ）が格納される。Ｆｔｙｐｅフィールドには、受信したフレームの種類を示す値が格納される。具体的には、Ｆｔｙｐｅフィールドに格納された値が０のときには通知フレームを示し、１のときにはデータフレームを示す。Ｆｒｅｑ．Ｅｒｒｏｒフィールドには、受信したフレームの周波数誤差推定結果が格納される。Ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ Ｄｅｌａｙフィールドには、受信したフレームの伝搬遅延推定結果が格納される。Ｄａｔａ Ｔｘ Ｉｎｔｅｒｖａｌフィールドには、データフレーム送信間隔が格納される。Ｎｅｘｔ Ｄａｔａ Ｔｘ Ｉｎｔｅｒｖａｌフィールドには次のデータフレームが送信されるまでの時間が格納される。Ｆｔｙｐｅが０、つまり通知フレームを受信したときのみ、Ｎｅｘｔ Ｄａｔａ Ｔｘ Ｉｎｔｅｒｖａｌフィールドが付加される。Ｄａｔａ Ｒｘ ＳＡＴ ＩＤフィールドには、該当するフレームを受信した衛星受信局のＩＤ（ＳＡＴ ＩＤ）が格納される。

Ｆ－３．フレーム受信情報フレームの受信動作
図２５Ａ及び図２５Ｂには、衛星受信局がフレーム受信情報フレームを受信するための処理手順をフローチャートの形式で示している。

まず、衛星受信局は、フレーム受信情報フレームを受信したか否かを判定する（ステップＳ２５０１）。そして、衛星受信局は、フレーム受信情報フレームを受信したときには（ステップＳ２５０１のＹｅｓ）、その受信フレームを復調処理して（ステップＳ２５０２）、復調処理に成功したか否かを判定する（ステップＳ２５０３）。

衛星受信局は、フレーム受信情報フレームの復調処理に成功した場合には（ステップＳ２５０３のＹｅｓ）、そのフレーム受信情報フレームに格納されているフレーム受信情報数を示すｎＳＴＡを取得して（ステップＳ２５０４）、フレーム受信情報数だけ、以降の各フレーム受信情報（Ｆｒａｍｅ Ｒｘ Ｉｎｆｏ）の処理を繰り返し実行する。

衛星受信局は、フレーム受信情報の処理として、まず、周波数誤差推定結果（Ｆｒｅｑ．Ｅｒｏｒ）と伝搬遅延推定結果（Ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ Ｄｅｌａｙ）から、通知フレーム又はデータフレームが同一の衛星受信局で受信可能な残時間を推定する（ステップＳ２５０５）。

次いで、ステップＳ２５０５で推定した受信可能残時間とデータ送信間隔に基づいて、次に該当端末から送信されるデータフレームが同一の衛星受信局で受信可能か否かを判定する（ステップＳ２５０６）。ここで、データ送信間隔には、Ｆｔｙｐｅが０すなわち受信フレームが通知フレームだった場合にはＮｅｘｔ Ｄａｔａ Ｔｘ Ｉｎｔｅｒｖａｌフィールドに格納されている値を使用し、Ｆｔｙｐｅが１すなわち受信フレームがデータフレームだった場合にはＤａｔａ Ｔｘ Ｉｎｔｅｒｖａｌフィールドに格納されている値を使用する。

そして、次に該当端末から送信されるデータフレームが同一の衛星受信局で受信可能である場合には（ステップＳ２５０６のＹｅｓ）、衛星受信局は、ステップＳ２５０５に戻って、次のフレーム受信情報（Ｆｒａｍｅ Ｒｘ Ｉｎｆｏ）の処理を繰り返し実行する。

一方、次に該当端末から送信されるデータフレームが同一の衛星受信局で受信不可能な場合には（ステップＳ２５０６のＮｏ）、衛星受信局は、ステップＳ２５０５で推定した受信可能残時間とデータ送信間隔に基づいて、次に該当端末から送信されるデータフレームを自局が受信可能か否かをさらに判定する（ステップＳ２５０７）。

そして、次に該当端末から送信されるデータフレームを自局が受信可能な場合には（ステップＳ２５０７のＹｅｓ）、衛星受信局は、当該フレーム受信情報（Ｆｒａｍｅ Ｒｘ Ｉｎｆｏ）に格納されている端末ＩＤ、データ送信間隔を自身の受信対象端末リストに登録し（ステップＳ２５０８）、次いで受信対象端末リスト登録通知フレームに該当端末の端末ＩＤを追加した後（ステップＳ２５０９）、ステップＳ２５０５に戻って、次のフレーム受信情報（Ｆｒａｍｅ Ｒｘ Ｉｎｆｏ）の処理を繰り返し実行する。

一方、次に該当端末から送信されるデータフレームを自局が受信不可能な場合には（ステップＳ２５０７のＮｏ）、衛星受信局は、同じ衛星軌道上の後続の衛星受信局へ送信用のフレーム受信情報フレームに当該フレーム受信情報を追加した後（ステップＳ２５１０）、ステップＳ２５０５に戻って、次のフレーム受信情報（Ｆｒａｍｅ Ｒｘ Ｉｎｆｏ）の処理を繰り返し実行する。

ステップＳ２５０１で受信したフレーム受信情報フレームに格納されているｎＳＴＡ個のすべてのフレーム受信情報に対して処理を完了すると、衛星受信局は、受信対象端末リスト登録通知フレームを送信する必要があるか否かを判定する（ステップＳ２５１１）。そして、受信対象端末リスト登録通知フレームを送信する必要がある場合には（ステップＳ２５１１のＹｅｓ）、衛星受信局は、格納されている受信対象端末リスト登録ＩＤの個数をｎＳＴＡに格納して、受信対象端末リスト登録通知フレームを送信する（ステップＳ２５１２）。

次いで、衛星受信局は、同じ衛星軌道上の後続の衛星受信局へフレーム受信情報フレームを送信する必要があるか否かを判定する（ステップＳ２５１３）。そして、受信対象端末リスト登録通知フレームを送信する必要がある場合には（ステップＳ２５１３のＹｅｓ）、衛星受信局は、格納されている受信対象端末リスト登録ＩＤの個数をｎＳＴＡに格納して、フレーム受信情報フレームを送信する（ステップＳ２５１４）。

Ｆ－３．隣接衛星受信局情報リスト
図２６には、衛星受信局が保持している隣接衛星受信局情報リストの一例を示している。図示の隣接衛星受信局情報リストは、衛星受信局が同じ衛星軌道上を周回している各隣接衛星受信局の情報を登録している。各隣接衛星受信局のエントリは、自局からの相対位置と、衛星受信局を識別する衛星ＩＤと、自局との間隔を格納している。ここで、相対位置は、自局に対し同じ衛星軌道上の何番目に位置する衛星であるかを示す情報である。マイナスは衛星軌道上の前方、プラスは衛星軌道上の後方を示す。相対位置０は自局を示す。また、間隔は、自局との位置間隔を示す情報である。マイナスは衛星軌道上の前方、プラスは衛星軌道上の後方を示す。間隔０は自局を示す。

例えば、図１６と図２６に示した例においては、データ送信間隔が１０ｍｉｎ、フレーム受信情報フレームにて通知された周波数誤差推定結果が－３０ｋＨｚ、伝搬遅延推定結果が２．５ミリ秒、フレームを受信した衛星受信局の衛星ＩＤが５０２の場合、次のデータフレームは自局が受信可能である。

一方、例えば、データ送信間隔が１０ｍｉｎ、フレーム受信情報フレームにて通知された周波数誤差推定結果が－３０ｋＨｚ、伝搬遅延推定結果が２．５ミリ秒、フレームを受信した衛星受信局の衛星ＩＤが５０３の場合、次のデータフレームは同一の衛星受信局でも自局でも受信不可能であり、後続の衛星受信局にフレーム受信情報を送信する必要がある。

第４の実施例によれば、端末が頻繁に通知フレームを送信する必要はなく、端末の長いデータ送信間隔において数個先の衛星受信局の受信可能範囲に移動している場合であっても、該当端末を受信可能範囲とする衛星受信局が該当端末からのデータフレームを受信及び復調処理することが可能になる。

Ｇ．第５の実施例
上述した第１、第３、及び第４の実施例では、各衛星受信局は受信したフレーム受信情報を処理する必要があるため、衛星受信局の処理量が増大する可能性がある。そこで、第５の実施例では、通知フレーム又はデータフレームを受信した衛星受信局が次のデータフレームを受信する衛星受信局を判定する方法について説明する。

Ｇ－１．通信シーケンス例
図２７には、第５の実施例に係る方法を適用する場合の衛星受信局７０１～７０３と端末８０１間の通信シーケンス例を示している。衛星受信局７０１～７０３は、それぞれ衛星軌道上を毎秒数ｋｍの速さで移動し続けているので、端末８０１が位置する場所が衛星受信局７０１の受信可能範囲７１１となる時間帯と、衛星受信局７０１の受信可能範囲７１１から外れて衛星受信局７０２の受信可能範囲７１２となる時間帯と、衛星受信局７０２の受信可能範囲７１２から外れて衛星受信局７０３の受信可能範囲７１３となる時間帯がある。

端末８０１は、あらかじめシステム内で決められた規則１～４に基づいて、自分のＩＤからデータフレームを送信する無線リソース（時刻・周波数）及びデータフレーム生成に必要な符号を算出して、データフレームを生成し送信（ブロードキャスト）する（ＳＥＱ２７０１）。

端末８０１は衛星受信局７０１の受信可能範囲７１１にいて、衛星受信局７０１は自身の受信対象端末リストに端末８０１を登録しているとする。したがって、衛星受信局７０１は、受信対象端末リストに登録されているＩＤを用いて、端末８０１と同じ規則１～４に基づいて、端末のＩＤから端末８０１がデータフレームを送信する無線リソース（時刻・周波数）及びデータフレームの復調に必要な符号を算出して、データフレームを受信し復調する（ＳＥＱ２７１１）。ここでは、衛星受信局７０１はデータフレームの受信及び復調に成功したとする。

そして、衛星受信局７０１は、データフレーム受信時の端末ＩＤ、周波数誤差推定結果、伝搬遅延推定結果、隣接する衛星受信局情報に基づいて、端末８０１から次に送信されるデータフレームを衛星受信局７０３が受信可能であると判定して（ＳＥＱ２７１２）、受信対象端末登録フレームを衛星受信局７０３に送信する（ＳＥＱ２７１３）。

衛星受信局７０３は、衛星受信局７０１から受信した受信対象端末登録フレームに格納されている端末ＩＤとデータ送信間隔を、自身の受信対象端末リストに登録する（ＳＥＱ２７３１）。

また、衛星受信局７０１は、端末８０１から次に送信されるデータフレームを自局で受信不可能であると判定したので（ＳＥＱ２７１２）、自身の受信対象端末リストから端末８０１のエントリを削除する（ＳＥＱ２７１４）。

その後、時間が経過して、端末８０１が次のデータフレームを生成し送信（ブロードキャスト）する（ＳＥＱ２７０２）。

この時点で、端末８０１が位置する場所は衛星受信局７０１の受信可能範囲７１１及び衛星受信局７０２の受信可能範囲７１２の外となっている。衛星受信局７０１は、既に端末８０１を自身の受信対象端末リストから削除しているので、端末８０１からのデータフレームに対して不要な受信・復調処理を行わない。また、衛星受信局７０２は、自身の受信対象端末リストに端末８０１を登録していないので、端末８０１からのデータフレームに対して受信・復調処理を行わない。

また、衛星受信局７０３は、衛星受信局７０１から受信した受信対象端末登録フレームに基づいて端末８０１のＩＤを自身の受信対象端末リストに登録しているので、端末８０１と同じ規則１～４に基づいて、端末のＩＤから端末８０１がデータフレームを送信する無線リソース（時刻・周波数）及びデータフレームの復調に必要な符号を算出して、データフレームの受信及び復調処理を試み、復調に成功する（ＳＥＱ２７３２）。

図２７に示した通信シーケンス例によれば、端末８０１が次にデータフレームを送信するときに、端末８０１を受信対象とする衛星受信局７０１より２個後ろの衛星受信局７０３の受信可能範囲７１３に移動しているが、衛星受信局７０１による受信可能な衛星受信局の判定処理に基づいて、衛星受信局７０３が端末８０１からの次のデータフレームを受信することができる。また、衛星受信局７０１は、同じ衛星軌道上の後続の衛星受信局７０３からの通知により、端末８０１が自身の受信可能範囲７１１から通り過ぎた後に不要な受信・復調処理を実行しないようにすることができる。

Ｇ－２．フレーム構成例
図２８には、受信対象端末登録フレームのデータ部分のフレーム構成例を示している。データ部分以外のフォーマットは、使用する通信方式に応じたものとする。受信対象端末登録フレームは、衛星受信局が、同じ衛星軌道上の後続の衛星受信局に対して、該当端末の受信対象端末リストへの登録を指示するフレームである。

ｎＳＴＡフィールドには、データ部分に格納されている端末情報（ＳＴＡ Ｉｎｆｏ）の個数が格納される。ｎＳＴＡフィールドの後に、ｎＳＴＡフィールドに記載された個数分のＳＴＡ Ｉｎｆｏフィールドが続く。各ＳＴＡ Ｉｎｆｏフィールドには、送信先の衛星受信局に対して受信対象端末リストへの登録を指示する端末に関する端末情報が格納される。図２８に示すフレーム構成例では、ｎＳＴＡフィールドには値ｎを示す情報が格納され、ｎ個のＳＴＡ Ｉｎｆｏフィールドが格納されている。

各ＳＴＡ Ｉｎｆｏフィールドは、ＩＤフィールドと、Ｄａｔａ Ｔｘ Ｉｎｔｅｒｖａｌフィールドをそれぞれ含む。ＩＤフィールドには、受信対象となる端末のＩＤが格納される。Ｄａｔａ Ｔｘ Ｉｎｔｅｒｖａｌフィールドには、該当端末のデータフレーム送信間隔が格納される。

Ｇ－３．衛星受信局の処理動作
図２９には、衛星受信局が通知フレームを受信するための処理手順をフローチャートの形式で示している。

まず、衛星受信局は、受信対象端末リストを参照して、登録されている端末から通知フレームを受信する無線リソース（時刻・周波数）及び通知フレーム復調に必要な情報を、上述した規則１～４に基づいて算出する（ステップＳ２９０１）。

次いで、衛星受信局は、ステップＳ２９０１で算出した通知フレーム受信時刻になったか否かを判定する（ステップＳ２９０２）。通知フレーム受信時刻が到来すると（ステップＳ２９０２のＹｅｓ）、衛星受信局は、ステップＳ２９０１で算出したプリアンブル及び同期情報を用いて該当端末からの通知フレームを検出し（ステップＳ２９０３）、ステップＳ２９０１で算出したスクランブルパターンを用いて受信した通知フレームを復調する（ステップＳ２９０４）。そして、衛星受信局は、通知フレームの復調に成功したか否かを判定する（ステップＳ２９０５）。通知フレームの復調に失敗した場合には（ステップＳ２９０５のＮｏ）、ステップＳ２９０１に戻り、衛星受信局は次の通知フレームの受信を試みる。

一方、通知フレームの復調に成功した場合には（ステップＳ２９０５のＹｅｓ）、衛星受信局は、受信した通知フレームに格納されている端末ＩＤ、データ送信間隔に基づいて、次に送信されるデータフレームを受信可能な衛星受信局を判定する（ステップＳ２９０６）。そして、衛星受信局は、該当端末から次に送信されるデータフレームを自局で受信可能か否かを判定する（ステップＳ２９０７）。

ここで、該当端末から次に送信されるデータフレームを衛星受信局自身で受信可能である場合には（ステップＳ２９０７のＹｅｓ）、衛星受信局は、受信した通知フレームに格納されている端末ＩＤ、データ送信間隔などの情報を、受信対象端末リストに登録する（ステップＳ２９０８）。

該当端末から次に送信されるデータフレームを衛星受信局自身で受信可能でない場合には（ステップＳ２９０７のＮｏ）、衛星受信局は、受信対象端末登録フレームを生成し（ステップＳ２９０９）、該当端末から次に送信されるデータフレームを受信可能な他の衛星受信局にその受信対象端末登録フレームを送信する（ステップＳ２９１０）。

次いで、衛星受信局は、該当端末が自身の受信対象端末リストに存在するか否かを確認し（ステップＳ２９１１）、存在する場合には（ステップＳ２９１１のＹｅｓ）、自身の受信対象端末リストから該当端末のエントリを削除する（ステップＳ２９１２）。

図３０には、衛星受信局がデータフレームを受信するための処理手順をフローチャートの形式で示している。但し、衛星受信局は、受信対象端末リストに登録されている端末毎に並列してデータフレームの受信処理を実行可能であるとする。

まず、衛星受信局は、受信対象端末リストから端末ＩＤなどの対象端末の情報を取得して（ステップＳ３００１）、対象端末からデータフレームを受信する無線リソース（時刻・周波数）及びデータフレーム復調に必要な情報を、上述した規則１～４に基づいて算出する（ステップＳ３００２）。

次いで、衛星受信局は、ステップＳ３００２で算出したデータフレーム受信時刻になったか否かを判定する（ステップＳ３００３）。データフレーム受信時刻が到来すると（ステップＳ３００３のＹｅｓ）、衛星受信局は、ステップＳ３００２で算出したプリアンブル及び同期情報を用いて該当端末からのデータフレームを検出し（ステップＳ３００４）、ステップＳ３００２で算出したスクランブルパターンを用いて受信したデータフレームを復調する（ステップＳ３００５）。そして、衛星受信局は、データフレームの復調に成功したか否かを判定する（ステップＳ３００６）。データフレームの復調に失敗した場合には（ステップＳ３００６のＮｏ）、ステップＳ３００１に戻り、衛星受信局は次の通知フレームの受信を試みる。

一方、データフレームの復調に成功した場合には（ステップＳ３００６のＹｅｓ）、衛星受信局は、そのデータフレームに格納されている端末ＩＤ、データ送信間隔に基づいて、次に送信されるデータフレームを受信可能な衛星受信局を判定する（ステップＳ３００７）。そして、衛星受信局は、該当端末から次に送信されるデータフレームを自局で受信可能か否かを判定する（ステップＳ３００８）。

ここで、該当端末から次に送信されるデータフレームを衛星受信局自身で受信可能である場合には（ステップＳ３００８のＹｅｓ）、衛星受信局は、受信したデータフレームに格納されている端末ＩＤ、データ送信間隔などの情報を、受信対象端末リストに登録する（ステップＳ３００９）。

該当端末から次に送信されるデータフレームを衛星受信局自身で受信可能でない場合には（ステップＳ３００８のＮｏ）、衛星受信局は、受信対象端末登録フレームを生成し（ステップＳ３０１０）、該当端末から次に送信されるデータフレームを受信可能な他の衛星受信局にその受信対象端末登録フレームを送信する（ステップＳ３０１１）。

そして、衛星受信局は、該当端末が自身の受信対象端末リストに存在するか否かを確認し（ステップＳ３０１２）、存在する場合には（ステップＳ３０１２のＹｅｓ）、自身の受信対象端末リストから該当端末のエントリを削除する（ステップＳ３０１３）。

図３１には、衛星受信局が受信対象端末リスト登録フレームを受信するための処理手順をフローチャートの形式で示している。

まず、衛星受信局は、受信対象端末リスト登録フレームを受信したか否かを判定する（ステップＳ３１０１）。そして、衛星受信局は、受信対象端末リスト登録フレームを受信したときには（ステップＳ３１０１のＹｅｓ）、その受信フレームを復調処理して（ステップＳ３１０２）、復調処理に成功したか否かを判定する（ステップＳ３１０３）。

衛星受信局は、受信対象端末リスト登録フレームの復調処理に成功した場合には（ステップＳ３１０３のＹｅｓ）、その受信対象端末リスト登録フレームに格納されているＳＴＡ Ｉｎｆｏフィールドの個数を示すｎＳＴＡを取得して（ステップＳ２２０４）、ｎＳＴＡ数だけ、以降の各ＳＴＡ Ｉｎｆｏフィールドの処理を繰り返し実行する。この繰り返し処理では、ＳＴＡ Ｉｎｆｏフィールドに格納されている端末ＩＤ及びデータフレーム送信間隔といった端末情報を自身の受信対象端末リストに登録する（ステッＳ３１０５）。

衛星受信局は、図３１に示した処理手順に従って受信対象端末リスト登録フレームを処理することによって、新たに受信対象となった端末を自身の受信対象端末リストに登録することができる。

したがって、第５の実施例によれば、端末が頻繁に通知フレームを送信する必要はなく、端末の長いデータ送信間隔において数個先の衛星受信局の受信可能範囲に移動している場合であっても、該当端末を受信可能範囲とする衛星受信局が該当端末からのデータフレームを受信及び復調処理することが可能になる。

Ｈ．効果
このＨ項では、上述した第１乃至第５の実施例によってもたらされる効果についてまとめておく。第１乃至第５の実施例によれば、以下の（１）及び（２）のような効果を得ることができる。

（１）端末は通知フレームを頻繁に送信する必要がない。端末から定期的に送信されるデータフレームを受信可能な衛星受信局が受信及び復調することが可能である。
（２）衛星受信局が、自身の受信可能範囲を通り過ぎた端末に対する不要な受信及び復調を実行しないようにすることができる。

上記（１）及び（２）よりさらに以下の効果につながる。

（３）端末の低消費電力化及び低コスト化
（４）受信局当たりの収容台数の増加
（５）システムで必要な受信局数の削減
（６）通信サービスの低コスト化

Ｉ．第６の実施例
上記の第１乃至第５の実施例では、端末が通知フレームを送信した後にデータフレームを送信するという通信シーケンスで、衛星受信局は基本的には通知フレームを受信した端末を受信対象とする。これに対し、第６の実施例では、端末は、通知フレームを送信しないで、データフレームを送信する。

図３２には、端末が任意にデータフレームを送信可能なシステムにおける、端末と受信局間の通信シーケンス例を示している。受信局は、端末がデータフレームを送信する無線リソースが分からない。ここで言う無線リソースは、送信時刻、送信周波数、及び送信に用いる符号を含む。このため、受信局は、すべての無線リソース（時刻、周波数、符号）に対して、受信及び復調処理を行う必要がある。

しかしながら、すべての無線リソースに対して受信及び復調処理を実行すると、受信局において受信処理に要するリソース（メモリ使用量、演算量など）が膨大となり、受信局の高コスト化、サイズの大型化、消費電力の増大といった問題が生じる。特に、低軌道衛星に受信局を搭載するような場合、受信局を小型化及び低消費電力化する必要がある。

これに対し、第６の実施例では、端末はデータフレームに次回のデータフレームの送信に関する情報を付加する。そして、衛星受信局側では、データフレームに付加された情報に基づいて次回のデータフレームの受信及び復調処理を実行する無線リソースの管理を行う。したがって、第６の実施例によれば、衛星受信局は、受信及び復調処理を実行する無線リソースを限定することができ、受信局の低コスト化、小型化、及び低消費電力化を実現し易くなる。

Ｉ－１．システム構成
図３３には、第６の実施例に係るＬＰＷＡ無線通信システムの構成例を模式的に示している。同図に示す例では、地上に設置された複数の受信局（以下、「地上局」とする）と、地球上を低軌道で周回する複数の低軌道衛星受信局（以下、単に「衛星受信局」とも言う）と、地上に散在する無数の端末で構成される。

端末は、搭載するセンサーなどでセンシングした情報を定期的に送信する送信機である。衛星受信局は、端末が送信したデータを受信し、復調処理を行う。また、衛星受信局は、必要に応じて復調結果（ユーザデータ）をクラウド上のアプリケーションサーバ（図示しない）に送信する。また、衛星受信局は衛星間通信を可能とする。衛星受信局間の通信方式は限定されないが、常時接続及び高速通信であることが望ましい。地上局は衛星受信局と通信を行う送受信機である。衛星受信局と地上局間の通信方式は限定されないが、高速通信であることが望ましい。

Ｉ－２．通信シーケンス例
図３３に示す例では、衛星受信局３３０１と衛星受信局３３０２は同じ衛星軌道上を周回する隣接衛星受信局である。衛星受信局３３０１と衛星受信局３３０２の衛星軌道上の移動に伴って、衛星受信局３３０１の受信可能範囲３３１１と衛星受信局３３０２の受信可能範囲３３１２もそれぞれ地上を移動する。

図３４には、受信可能範囲３３１１又は受信可能範囲３３１２のいずれかに含まれる端末３４０１と衛星受信局３３０１及び衛星受信局３３０２間の通信シーケンス例を示している。

まず、端末３４０１は、初回データフレームを送信（ブロードキャスト）する（ＳＥＱ３４０１）。

初回データフレームとは、端末３４０１が電源オンにした直後などに初めて送信する際のフレームを指す。端末３４０１は、衛星受信局３３０１及び３３０２が常時受信対象としている無線リソース（時刻、周波数、及び符号）を用いて送信する。また、端末３４０１は、初回データフレーム内に、次の通常データフレームの送信に用いる無線リソースの情報を格納している。

図３４に示す例では、端末３４０１が初回データフレームを送信した時点で、端末３４０１が位置する場所は衛星受信局３３０１の受信可能範囲３３１１であるので、衛星受信局３３０１は初回データフレームの受信及び復調に成功する（ＳＥＱ３４１１）。次いで、衛星受信局３３０１は、初回データフレームに格納されている次の通常データフレーム送信用の無線リソースに基づいて、次の通常データフレームが受信可能な衛星受信局を判定する。そして、衛星受信局３３０１自身が次の通常データフレームを受信可能であるので、衛星受信局３３０１は、端末３４０１の次に送信する通常データフレームの無線リソースの情報を自身の受信リストに登録する（ＳＥＱ３４１２）。

一方、端末３４０１が初回データフレームを送信した時点で、端末３４０１が位置する場所は衛星受信局３３０２の受信可能範囲３３１２の外であるので、衛星受信局３３０２は初回データフレームを受信できない。

次いで、端末３４０１は、初回データフレームに格納した無線リソースを用いて、通常データフレームを送信する（ＳＥＱ３４０２）。また、端末３４０１は、通常データフレーム内に、さらに次の通常データフレームの送信に用いる無線リソースの情報を格納している。

衛星受信局３３０１は、自身の受信リストに登録されている無線リソースに基づいて受信及び復調処理を実行することで、端末３４０１が送信した通常データフレームをピンポイントで受信及び復調することができる（ＳＥＱ３４１３）。一方、端末３４０１がこの通常データフレームを送信した時点で、端末３４０１が位置する場所は衛星受信局３３０２の受信可能範囲３３１２の外であるので、衛星受信局３３０２はこの通常データフレームを受信できない。

また、衛星受信局３３０１は、受信した通常データフレームに格納されているさらに次の通常データフレーム送信用の無線リソースに基づいて、次の通常データフレームが受信可能な衛星受信局を判定する。そして、衛星受信局３３０１自身がさらに次の通常データフレームを受信可能であるので、衛星受信局３３０１は自身の受信リストに端末３４０１を再び登録する（ＳＥＱ３４１４）。

次いで、端末３４０１は、前回の通常データフレームに格納した無線リソースを用いて、次の通常データフレームを送信する（ＳＥＱ３４０３）。また、端末３４０１は、通常データフレーム内に、さらに次の通常データフレームの送信に用いる無線リソースの情報を格納している。

衛星受信局３３０１は、自身の受信リストに登録されている無線リソースに基づいて受信及び復調処理を実行することで、端末３４０１が送信した通常データフレームをピンポイントで受信及び復調することができる（ＳＥＱ３４１５）。一方、端末３４０１がこの通常データフレームを送信した時点で、端末３４０１が位置する場所は衛星受信局３３０２の受信可能範囲３３１２の外であるので、衛星受信局３３０２はこの通常データフレームを受信できない。

また、衛星受信局３３０１は、受信した通常データフレームに格納されているさらに次の通常データフレーム送信用の無線リソースに基づいて、次の通常データフレームが受信可能な衛星受信局を判定する。そして、衛星受信局３３０１はさらに次の通常データフレームを受信不可能なので、受信可能な衛星受信局３３０２へ受信対象無線リソース情報通知フレームを送信する（ＳＥＱ３４１６）。

衛星受信局３３０２は、衛星受信局３３０１から受信した受信対象無線リソース情報通知フレームに格納されている無線リソースの情報を自身の受信リストに登録する（ＳＥＱ３４２１）。

次いで、端末３４０１は、前回の通常データフレームに格納した無線リソースを用いて、次の通常データフレームを送信する（ＳＥＱ３４０４）。

端末３４０１が次の通常データフレームを送信した時点で位置する場所が衛星受信局３３０２の受信可能範囲３３１２になっている。衛星受信局３３０２は、自身の受信リストに登録されている無線リソースに基づいて受信及び復調処理を実行することで、端末３４０１が送信した通常データフレームをピンポイントで受信及び復調することができる（ＳＥＱ３４２２）。一方、端末３４０１がこの通常データフレームを送信した時点で、端末３４０１が位置する場所は衛星受信局３３０１の受信可能範囲３３１２の外に移動しているので、衛星受信局３３０１はこの通常データフレームを受信できない。

なお、端末は、初回データフレームを、電源をオンにした直後だけでなく、定期的に送信するようにしてもよい。衛星受信局が通常データフレームの受信に失敗した場合でも、初回データフレームの受信に成功した時点から再度、衛星受信局の受信リストに登録されるようになるため、端末は定期的に初回データフレームを送信することが望ましい。

Ｉ－３．装置構成
第６に実施例でも、端末の構成は図３と同じでよいので、このＩ項では端末の構成についての説明を省略する。

図３５には、第６の実施例に係るシステムにおける衛星受信局３５００の機能的構成例を示している。衛星受信局３５００は、図３３に示した衛星軌道のいずれかで地球上を周回する低軌道衛星に搭載して用いられる。衛星受信局３５００は、ＬＰＷＡ部３５２０と衛星間通信部３５３０を備えている。

ＬＰＷＡ部３５２０は、地上の端末が送信したフレームを受信する。ＬＰＷＡ部３５２０は、図４に示した受信局２００と同一の構成要素については図４と同じ参照番号を付けている。ＬＰＷＡ部３５２０内はさらに受信可能受信局判定部３５２６を備えている。受信可能受信局判定部３５２６は、端末から受信したデータフレームに格納されている次回データフレーム送信情報に基づいて、次回データフレームを受信可能な受信局を判定する。

衛星間通信部３５３０は、無線通信部３５３１と、無線制御部３５３２と、フレーム生成部３５３３と、フレーム検出・復調部３５３４を備えている。

無線通信部３５３１は、無線信号の送受信を行う。無線通信部３５３は、無線制御部３５３２からの制御により、電波を受信し、無線信号へ変換し、フレーム検出・復調部３５３４に渡す。また、無線通信部３５３１は、無線制御部３５３２からの制御により、フレーム生成部３５３３で生成されたフレームを無線信号に変換し、送信する。

無線制御部３５３２は、衛星受信局間でフレームを送受信できるように、無線通信部３５３１を制御する。

フレーム生成部３５３３は、ＬＰＷＡ部３５２０側の受信可能受信局判定部３５２６から取得した、次回データフレーム送信情報を格納し、所定のフォーマットに応じたフレームを生成する。

フレーム検出・復調部３５３４は、無線通信部３５３１の受信信号からフレームを検出し復調する。フレーム検出・復調部３５３４は、フレームの復調に成功した場合、受信したデータをＬＰＷＡ部３５２０内の記憶部２０５に渡す。具体的には、同一軌道上の前方の衛星受信局から受信した受信対象端末の無線リソースの情報を、記憶部２０５内の受信リストに記憶する。

Ｉ－４．フレーム構成
図３６には、端末と衛星受信局間で送受信されるデータフレームの構成例を示している。但し、初回データフレームと通常データフレームのフレーム構成は同じであるものとする。データフレームは、ＩＤ、ＤＡＴＡ、Ｔｉｍｅ Ｉｎｔｅｒｖａｌ、Ｃｈ、Ｃｏｄｅ、及びＣＲＣの各フィールドを含む。

ＩＤフィールドには、送信元である端末１００の固有の識別子であるＩＤが格納される。ＤＡＴＡフィールドには、送信データが格納される。データフレームの場合には、センサー１０４から取得したデータなどが格納される。Ｔｉｍｅ Ｉｎｔｅｒｖａｌフィールドには、当該データフレームを送信してから、次回データフレームを送信するまでの送信間隔に関する情報が格納される。Ｃｈフィールドには、次回データフレームを送信する際に用いる周波数に関する情報が格納される。Ｃｏｄｅフィールドには、次回データフレームを送信する際に用いる符号に関する情報、具体的には、プリアンブル、同期情報（Ｓｙｎｃ）、及びスクランブルパターンを生成するのに必要な４つの初期値を示す情報が格納される。ＣＲＣフィールドには、ＩＤフィールド、ＤＡＴＡフィールド、Ｔｉｍｅ Ｉｎｔｅｒｖａｌフィールド、Ｃｈフィールド、及びＣｏｄｅフィールドに格納された情報に対して計算したＣＲＣ値が格納される。受信側では、ＣＲＣ値を用いて復調成功判定が行われる。

上記のＩＤ、ＤＡＴＡ、Ｔｉｍｅ Ｉｎｔｅｒｖａｌ、Ｃｈ、Ｃｏｄｅ、及びＣＲＣを連結した系列に対して、ＦＥＣ符号化や順番の並べ替え（インタリーブ）を行って、ペイロードを生成する。さらにペイロードの先頭に、フレーム検出と同期獲得に使用する既知パターンであるプリアンブルと同期情報を連結した後、ビット毎にスクランブルパターンとの排他的論理和（ＸＯＲ）をとることによって、フレームが生成される。

システム内には、フレーム生成に必要なプリアンブル及び同期情報、スクランブルパターンの生成方法をそれぞれ決定するための規則が、あらかじめ決定されている。フレーム生成に必要なプリアンブル及び同期情報、スクランブルパターンの生成方法は、図６に示した規則３及び規則４にそれぞれ従う。プリアンブル及び同期情報（Ｐｒｅａｍｂｌｅ／Ｓｙｎｃ）は、規則３にプリアンブル及び同期情報算出用の２つの初期値Ｓｅｅｄ（Ｐ）－１とＳｅｅｄ（Ｐ）－２を入力することで決定される。また、スクランブルパターンは、規則４にスクランブルパターン用の２つの初期値Ｓｅｅｄ（Ｓ）－１とＳｅｅｄ（Ｓ）－２を入力することで決定される。

各初期値は、あらかじめシステム内で決まっており、端末１００内の記憶部１０６及び衛星受信局３５００内の記憶部３５２５に保持されている。また、初回データフレームと通常データフレームでは使用可能な初期値が異なる。

図３７には、受信対象無線リソース情報通知フレームのデータ部分のフレーム構成例を示している。データ部分以外のフォーマットは、使用する通信方式に応じたものとする。受信対象無線リソース情報通知フレームは、衛星受信局が次回の通常データフレームを自身で受信できないと判定したときに受信可能な他の衛星受信局に対して次回の通常データフレーム送信用の無線リソースを通知するフレームである。

受信対象無線リソース情報通知フレームのデータ部分は、Ｒｘ Ｔｉｍｅフィールドと、Ｃｈフィールドと、Ｃｏｄｅフィールドを含む。Ｒｘ Ｔｉｍｅフィールドには、次回のデータフレームの受信時刻に関する情報が格納される。Ｃｈフィールドには、次回のデータフレームの受信周波数に関する情報が格納される。Ｃｏｄｅフィールドには、次回のデータフレームの受信符号に関する情報、具体的には、プリアンブル、同期情報（Ｓｙｎｃ）、及びスクランブルパターンを生成するのに必要な４つの初期値を示す情報が格納される。

Ｉ－５．端末の処理動作
図３８には、端末が行う処理動作をフローチャートの形式で死している。

まず、端末は、初回データフレームの送信に使用する無線リソース（時刻、周波数、符号）を決定する（ステップＳ３８０１）。

次いで、端末は、次回の通常データフレームの送信に使用する無線リソース（時刻、周波数、符号）を決定する（ステップＳ３８０２）。

次いで、端末は、初回データフレームを生成する（ステップＳ３８０３）。初回データフレームのＴｉｍｅ Ｉｎｔｅｒｖａｌ、Ｃｈ、Ｃｏｄｅの各フィールドには、ステップＳ３８０２で決定した、次回の通常データフレームの送信に使用する無線リソースの各情報を格納する。

そして、初回データフレームの送信時刻が到来すると（ステップＳ３８０４のＹｅｓ）、端末は、ステップＳ３８０１で算出した送信周波数を用いて、ステップＳ３８０３で生成した初回データフレームを送信する（ステップＳ３８０５）。

次いで、端末は、次々回に送信するフレームが初回データフレームか否かを判定する（ステップＳ３８０６）。

次々回に送信するフレームが初回データフレームでない場合には（ステップＳ３８０８のＮｏ）、端末は、次々回の通常データフレームの送信に使用する無線リソース（時刻、周波数、符号）を決定する（ステップＳ３８０７）。

次いで、端末は、通常データフレームを生成する（ステップＳ３８０８）。通常データフレームのＴｉｍｅ Ｉｎｔｅｒｖａｌ、Ｃｈ、Ｃｏｄｅの各フィールドには、ステップＳ３８０７で決定した、次の通常データフレームの送信に使用する無線リソースの各情報を格納する。但し、次に送信するデータフレームが初回データフレームの場合には（ステップＳ３８０６のＹｅｓ）、通常データフレームのＴｉｍｅ Ｉｎｔｅｒｖａｌ、Ｃｈ、Ｃｏｄｅの各フィールドを０詰めする。

そして、通常データフレームの送信時刻が到来すると（ステップＳ３８０９のＹｅｓ）、端末は、ステップＳ３８０２で算出した送信周波数を用いて、ステップＳ３８０３で生成した通常データフレームを送信する（ステップＳ３８１０）。

次いで、端末は、次回に送信するフレームが初回データフレームか否かを判定する（ステップＳ３８１１）。次回に送信するフレームが初回データフレームである場合には（ステップＳ３８１１のＹｅｓ）、ステップＳ３８０１に戻って、端末は、初回データフレームを送信するための処理を繰り返し実行する。また、次回に送信するフレームが初回データフレームでない場合には（ステップＳ３８１１のＮｏ）、ステップＳ３８０６に戻って、端末は、通常データフレームを送信するための処理を繰り返し実行する。

Ｉ－６．衛星受信局の処理動作
図３９には、衛星受信局が初回データフレームを受信するための処理動作をフローチャートの形式で示している。

まず、衛星受信局は、初回データフレームの送信に割り当てられたすべての周波数及び符号に対して受信及び復調処理を実行する（ステップＳ３９０１）。

そして、初回データフレームの受信及び復調処理に成功した場合には（ステップＳ３９０２のＹｅｓ）、衛星受信局は、復調に成功した初回データフレーム内のＴｉｍｅ Ｉｎｔｅｒｖａｌフィールドに格納されている送信間隔に基づいて、次回の通常データフレームの受信予想時刻を算出する（ステップＳ３９０３）。

次いで、衛星受信局は、次回の通常データフレームを受信可能な衛星受信局が自身であるか否かを判定する（ステップＳ３９０４）。

次回の通常データフレームを受信可能な衛星受信局が自身である場合には（ステップＳ３９０４のＹｅｓ）、衛星受信局は、ステップＳ３９０３で算出した受信予想時刻と初回データフレームに格納されている周波数及び符号を自身の受信リストに登録する（ステップＳ３９０５）。

一方、次回の通常データフレームを受信可能な衛星受信局が自身でない場合には（ステップＳ３９０４のＮｏ）、衛星受信局は、次回の通常データフレームを受信可能な衛星受信局へ、受信対象無線リソース情報通知フレームを送信する（ステップＳ３９０６）。

図３９に示したフローチャート中のステップＳ３９０３及びＳ３９０４の処理について、図１６を参照しながら説明する。

例えばステップＳ３９０２で復調処理に成功した初回データフレームの受信時刻が１２：００：０１．０２０、Ｔｉｍｅ Ｉｎｔｅｒｖａｌが００：０１：００．０００であった場合、次回の通常データフレームの受信予想時刻は１２：０１：０１．０２０となる。しかし、地上と衛星受信局間は数百ｋｍと距離が長いため、伝搬遅延が発生する。また、衛星受信局は移動するため、データフレーム毎に伝搬遅延量が異なることを考慮する必要がある。

図１６には、衛星の高度が６００ｋｍ、周波数が２ＧＨｚの場合の周波数誤差と伝搬遅延の時間変化の一例を示している。これは端末の頭上を衛星が通過する場合の例であり、１台の端末に対して衛星受信局は６分間受信可能であるとする。周波数誤差の算出には、３ＧＰＰ ＴＲ ３８．８１１ Ｖ１５．１．０（非特許文献１）に記載されているモデルを参照した。

例えば、データフレームの受信時の周波数誤差推定結果が４０ｋＨｚであったとする。その場合、伝搬遅延量は３．５ミリ秒、Ｔｉｍｅ Ｉｎｔｅｒｖａｌが００：０１：００．０００であった場合、次回の通常データフレームの受信ときの伝搬遅延量は２．５ミリ秒となる。したがって、次回の通常データフレームの受信予想時刻は１２：０１：０１．０１９となる。

続いて、次回通常データフレームが受信可能な衛星受信局が自身であるか否かを判定する。

例えば、図１６に示した例において、データフレーム受信時の周波数誤差推定結果が４０ｋＨｚ、Ｔｉｍｅ Ｉｎｔｅｒｖａｌが００：０１：００．０００であった場合、次回の通常データフレームを受信可能な衛星受信局は自身である。

一方、データフレーム受信時の周波数誤差推定結果が－４０ｋＨｚ、Ｔｉｍｅ Ｉｎｔｅｒｖａｌが００：０１：３０．０００であった場合、次回の通常データフレームを受信可能な衛星受信局は同じ衛星軌道を周回する１つ後方の衛星受信局となる。

図４０には、衛星受信局が通常データフレームを受信するための処理手順をフローチャートの形式で示している。但し、衛星受信局は、受信リストに登録されている受信対象無線リソース毎に本処理を実行するものとする。

まず、衛星受信局は、受信リストから受信対象の無線リソース（時刻、周波数、符号）を取得する（ステップＳ４００１）。そして、衛星受信局は、受信対象時刻になったか否かを判定する（ステップＳ４００２）。

受信対象時刻が到来すると（ステップＳ４００２のＹｅｓ）、衛星受信局は、受信対象周波数に対して、受信対象符号を用いて受信及び復調処理を実行する（ステップＳ４００３）。そして、衛星受信局は、通常データフレームの復調に成功したか否かを判定する（ステップＳ４００４）。

通常データフレームの復調に失敗した場合には（ステップＳ４００４のＮｏ）、衛星受信局は、後続の処理ステップをすべてスキップして、当該受信対象無線リソースにおける通常データフレームの受信処理を終了する。

一方、通常データフレームの復調に成功した場合には（ステップＳ４００４のＹｅｓ）、衛星受信局は、復調した通常データフレームに、次回の通常データフレームの送信に用いる無線リソースの情報が格納されているか否かを判定する（ステップＳ４００５）。

復調した通常データフレームに、次回の通常データフレームの送信に用いる無線リソースの情報が格納されていない場合には（ステップＳ４００５のＮｏ）、衛星受信局は、後続の処理ステップをすべてスキップして、当該受信対象無線リソースにおける通常データフレームの受信処理を終了する。

復調した通常データフレームに、次回の通常データフレームの送信に用いる無線リソースの情報が格納されている場合には（ステップＳ４００５のＹｅｓ）、衛星受信局は、当該通常データフレームの受信時刻と当該通常データフレームに格納されている送信間隔に基づいて、次の通常データフレームの受信予想時刻を算出する（ステップＳ４００６）。

次いで、衛星受信局は、次回の通常データフレームを受信可能な衛星受信局が自身であるか否かを判定する（ステップＳ４００７）。

次回の通常データフレームを受信可能な衛星受信局が自身である場合には（ステップＳ４００７のＹｅｓ）、衛星受信局は、ステップＳ４００６で算出した受信予想時刻と、ステップＳ４００３で復調した通常データフレームに格納されている周波数及び符号を自身の受信リストに登録する（ステップＳ４００８）。

また、次回の通常データフレームを受信可能な衛星受信局が自身でない場合には（ステップＳ４００７のＮｏ）、衛星受信局は、次回の通常データフレームを受信可能な衛星受信局へ、受信対象無線リソース情報通知フレームを送信する（ステップＳ４００９）。

図４１には、衛星受信局が受信対象無線リソース情報通知フレームを受信するための処理手順をフローチャートの形式で示している。

まず、衛星受信局は、他の衛星受信局から受信対象無線リソース情報通知フレームを受信したか否かを判定する（ステップＳ４１０１）。そして、受信対象無線リソース情報通知フレームを受信した場合には（ステップＳ４１０１のＹｅｓ）、衛星受信局は、受信対象無線リソース情報通知フレームを復調処理して（ステップＳ４１０２）、当該フレームの復調に成功したか否かを判定する（ステップＳ４１０３）。

受信対象無線リソース情報通知フレームの復調に成功した場合には（ステップＳ４１０３のＹｅｓ）、衛星受信局は、そのフレームが自局宛てか否かを判定する（ステップＳ４１０４）。

そして、復調した受信対象無線リソース情報通知フレームが自局宛ての場合には（ステップＳ４１０４のＹｅｓ）、衛星受信局は、当該フレームに格納されている情報を自身の受信リストに登録する（ステップＳ４１０５）。

また、復調した受信対象無線リソース情報通知フレームが自局宛てでない場合には（ステップＳ４１０４のＮｏ）、衛星受信局は、該当する衛星受信局へ、受信対象無線リソース情報通知フレームを転送する（ステップＳ４１０６）。

Ｉ－７．効果
このＩ項で説明した第６の実施例によってもたらされる効果についてまとめておく。第６の実施例によれば、以下の（１）及び（２）のような効果を得ることができる。

（１）端末と衛星受信局間で無線リソース割り当てのためのシグナリングの必要がなく、衛星受信局が受信及び復調処理を実行する無線リソースを限定することができる。
（２）端末と衛星受信局間で無線リソース割り当てのためのシグナリングの必要がなく、衛星受信局が移動し、端末が送信するデータフレームを受信可能な衛星受信局が変化した場合でも追従可能である。

上記（１）及び（２）よりさらに以下の効果につながる。

（３）端末の低消費電力化及び低コスト化
（４）受信局当たりの収容台数の増加
（５）受信局の小型化、低消費電力化
（６）システムで必要な受信局数の削減
（７）通信サービスの低コスト化

以上、特定の実施形態を参照しながら、本開示について詳細に説明してきた。しかしながら、本開示の要旨を逸脱しない範囲で当業者が該実施形態の修正や代用を成し得ることは自明である。

本明細書では、本開示をＬＰＷＡ通信方式に適用した実施形態を中心に説明してきたが、本開示の要旨はこれに限定されるものではない。本開示は、地上の端末と地球上を周回する衛星受信局の間で通信を行うさまざまなタイプの通信システムに同様に適用することができる。また、本明細書では、便宜上、特定の衛星コンステレーションに特化した実施形態について説明したが、他の衛星コンステレーションを使用する通信システムに対しても同様に本開示を適用することができ、任意の衛星受信局数にも対応することができる。

要するに、例示という形態により本開示について説明してきたのであり、本明細書の記載内容を限定的に解釈するべきではない。本開示の要旨を判断するためには、特許請求の範囲を参酌すべきである。

なお、本開示は、以下のような構成をとることも可能である。

（１）所定の軌道で地球上を周回し、地上の端末からフレームを受信する衛星受信局の１つとして動作し、
前記端末からフレームを受信処理する受信部と、
前記端末からフレーム受信時のフレーム受信情報と、前記端末のフレーム送信間隔と、周辺の衛星受信局の位置関係に基づいて、前記端末が次に送信するフレームの受信に適した衛星受信局を判定する判定部と、
を具備する通信装置。

（２）フレーム受信情報は、フレーム受信時の周波数誤差推定結果及び伝搬遅延推定結果を含む、
上記（１）に記載の通信装置。

（３）フレーム受信情報は、前記端末の位置情報を含む、
上記（１）に記載の通信装置。

（４）周辺の衛星受信局とフレーム受信情報を交換する、
上記（１）乃至（３）のいずれかに記載の通信装置。

（５）前記判定部は、さらに周辺の衛星受信局からのフレーム受信情報に基づいて、前記端末が次に送信するフレームの受信に適した衛星受信局を判定する、
上記（４）に記載の通信装置。

（６）次に送信するフレームを自局が受信可能と前記判定部が判定した端末の情報を受信対象端末リストに保持し、
前記受信対象端末リストに保持されている情報に基づいて端末が次に送信するフレームを受信処理する、
上記（５）に記載の通信装置。

（７）周辺の衛星受信局からのフレーム受信情報に基づいて前記受信対象端末リストに追加した端末の情報を、前記周辺の衛星受信局に通知する、
上記（６）に記載の通信装置。

（８）周辺の衛星受信局からの前記通知に基づいて、自局の受信対象端末リストから該当する端末の情報を削除する、
上記（７）に記載の通信装置。

（９）自局の識別情報を付けたフレーム受信情報を周辺の衛星受信局と交換し、
周辺の衛星受信局からのフレーム受信情報に基づいて前記受信対象端末リストに追加した端末の情報を、そのフレーム受信情報に識別情報が示された衛星受信局に通知する、
上記（７）に記載の通信装置。

（１０）前記判定部が前記端末から次に送信されるフレームの受信に適していると判定した周辺の衛星受信局に対して受信対象端末登録を通知する、
上記（１）に記載の通信装置。

（１１）前記周辺の衛星受信局に対して受信対象端末登録を通知した端末を自局の受信対象から外す、
上記（１０）に記載の通信装置。

（１２）周辺の衛星受信局から受信対象端末登録が通知された端末を自局の受信対象とする、
上記（１０）又は（１１）のいずれかに記載の通信装置。

（１３）フレーム受信情報は前記端末から通知されるフレーム送信間隔を含み、
前記判定部は、フレーム送信間隔とフレーム受信時の周波数誤差推定結果に基づいて、前記端末から次に送信されるフレームの受信予想時刻を推定する、
上記（１）に記載の通信装置。

（１４）前記判定部は、前記端末から次に送信されるフレームの受信予想時刻と周辺の衛星受信局の位置関係に基づいて、前記端末が次に送信するフレームの受信に適した衛星受信局を判定する、
上記（１３）に記載の通信装置。

（１５）次に送信するフレームを自局が受信可能と前記判定部が判定した端末を自局の受信対象とする、
上記（１４）に記載の通信装置。

（１６）端末が次に送信するフレームの受信に適していると判定した周辺の衛星受信局に対して、その端末のフレームを受信するための無線リソース情報を通知する、
上記（１４）に記載の通信装置。

（１７）周辺の衛星受信局から端末のフレームを受信するための無線リソース情報が通知されたことに応答して、該当する端末を自局の受信対象とする、
上記（１６）に記載の通信装置。

（１８）前記周辺の衛星受信局は、同一軌道を移動する衛星受信局及び隣接軌道を移動する衛星受信局のうち少なくとも一方を含む、
上記（１）乃至（１７）のいずれかに記載の通信装置。

（１９）所定の軌道で地球上を周回し、地上の端末からフレームを受信する衛星受信局として動作する通信方法であって、
前記端末からフレームを受信処理する受信ステップと、
前記端末からフレーム受信時のフレーム受信情報と、前記端末のフレーム送信間隔と、周辺の衛星受信局の位置関係に基づいて、前記端末が次に送信するフレームの受信に適した衛星受信局を判定する判定ステップと、
を有する通信方法。

（２０）地上に設置された端末と、それぞれ所定の軌道で地球上を周回する複数の衛星受信局からなり、
前記複数の衛星受信局はそれぞれ、前記端末からフレームを受信処理する受信部と、前記端末からフレーム受信時のフレーム受信情報と前記端末のフレーム送信間隔と、周辺の衛星受信局の位置関係に基づいて前記端末が次に送信するフレームの受信に適した衛星受信局を判定する判定部を具備する、
通信システム。

１００…端末、１０１…無線通信部、１０２…無線制御部
１０３…フレーム生成部、１０４…センサー
１０５…無線資源決定部、１０６…記憶部
２００…受信局、２０１…無線通信部、２０２…無線制御部
２０３…フレーム検出・復調部、２０４…無線資源決定部
２０５…記憶部
１０００…衛星受信局、１２００…ＬＰＷＡ部、１３００…衛星間通信部
１３０１…無線通信部、１３０２…無線制御部
１３０３…フレーム生成部、１３０４…フレーム検出・復調部
３５００…衛星受信局、３５２０…ＬＰＷＡ部
３５２６…受信可能受信局判定部
３５３１…無線通信部、３５３２…無線制御部
３５３３…フレーム生成部、３５３４…フレーム検出・復調部

Claims (20)

1. 所定の軌道で地球上を周回し、地上の端末からフレームを受信する衛星受信局の１つとして動作し、
   前記端末からフレームを受信処理する受信部と、
   前記端末から受信したフレームに関するフレーム受信情報と、前記フレーム受信情報に含まれる前記端末のフレーム送信間隔と、同じ軌道上の周辺の衛星受信局の位置関係に基づいて、前記端末が次に送信するフレームの受信に適した衛星受信局を判定する判定部と、
   を具備する通信装置。
2. 前記フレーム受信情報は、前記端末からのフレーム受信時の周波数誤差推定結果及び伝搬遅延推定結果を含む、
   請求項１に記載の通信装置。
3. フレーム受信情報は、前記端末の位置情報を含む、
   請求項１に記載の通信装置。
4. 周辺の衛星受信局とフレーム受信情報を交換する、
   請求項１に記載の通信装置。
5. 前記判定部は、さらに周辺の衛星受信局からのフレーム受信情報に基づいて、前記端末が次に送信するフレームの受信に適した衛星受信局を判定する、
   請求項４に記載の通信装置。
6. 次に送信するフレームを自局が受信可能と前記判定部が判定した端末の情報を受信対象端末リストに保持し、
   前記受信対象端末リストに保持されている情報に基づいて端末が次に送信するフレームを受信処理する、
   請求項５に記載の通信装置。
7. 周辺の衛星受信局からのフレーム受信情報に基づいて前記受信対象端末リストに追加した端末の情報を、前記周辺の衛星受信局に通知する、
   請求項６に記載の通信装置。
8. 周辺の衛星受信局からの前記通知に基づいて、自局の受信対象端末リストから該当する端末の情報を削除する、
   請求項７に記載の通信装置。
9. 自局の識別情報を付けたフレーム受信情報を周辺の衛星受信局と交換し、
   周辺の衛星受信局からのフレーム受信情報に基づいて前記受信対象端末リストに追加した端末の情報を、そのフレーム受信情報に識別情報が示された衛星受信局に通知する、
   請求項７に記載の通信装置。
10. 前記判定部が前記端末から次に送信されるフレームの受信に適していると判定した周辺の衛星受信局に対して受信対象端末登録を通知する、
    請求項１に記載の通信装置。
11. 前記周辺の衛星受信局に対して受信対象端末登録を通知した端末を自局の受信対象から外す、
    請求項１０に記載の通信装置。
12. 周辺の衛星受信局から受信対象端末登録が通知された端末を自局の受信対象とする、
    請求項１０に記載の通信装置。
13. 前記判定部は、前記端末のフレーム送信間隔と前記端末からのフレーム受信時の周波数誤差推定結果に基づいて、前記端末から次に送信されるフレームの受信予想時刻を推定する、
    請求項１に記載の通信装置。
14. 前記判定部は、前記端末から次に送信されるフレームの受信予想時刻と同じ軌道上の周辺の衛星受信局の位置関係に基づいて、前記端末が次に送信するフレームの受信に適した衛星受信局を判定する、
    請求項１３に記載の通信装置。
15. 次に送信するフレームを自局が受信可能と前記判定部が判定した端末を自局の受信対象とする、
    請求項１４に記載の通信装置。
16. 端末が次に送信するフレームの受信に適していると判定した同じ軌道上の周辺の衛星受信局に対して、その端末のフレームを受信するための無線リソース情報を通知する、
    請求項１４に記載の通信装置。
17. 周辺の衛星受信局から端末のフレームを受信するための無線リソース情報が通知されたことに応答して、該当する端末を自局の受信対象とする、
    請求項１６に記載の通信装置。
18. 前記周辺の衛星受信局は、隣接軌道を移動する衛星受信局をさらに含む、
    請求項１に記載の通信装置。
19. 所定の軌道で地球上を周回し、地上の端末からフレームを受信する衛星受信局として動作する通信方法であって、
    前記端末からフレームを受信処理する受信ステップと、
    前記端末から受信したフレームに関するフレーム受信情報と、前記フレーム受信情報に含まれる前記端末のフレーム送信間隔と、同じ軌道上の周辺の衛星受信局の位置関係に基づいて、前記端末が次に送信するフレームの受信に適した衛星受信局を判定する判定ステップと、
    を有する通信方法。
20. 地上に設置された端末と、それぞれ所定の軌道で地球上を周回する複数の衛星受信局からなり、
    前記複数の衛星受信局はそれぞれ、前記端末からフレームを受信処理する受信部と、前記端末から受信したフレームに関するフレーム受信情報と前記フレーム受信情報に含まれる前記端末のフレーム送信間隔と、同じ軌道上の周辺の衛星受信局の位置関係に基づいて前記端末が次に送信するフレームの受信に適した衛星受信局を判定する判定部を具備する、
    通信システム。