WO2015114729A1 - 移動通信システム及び基地局制御装置 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a mobile communication system capable of performing communication using a mobile station apparatus and a base station control apparatus used in the mobile communication system.
- an integrated mobile communication system (hereinafter referred to as “integrated mobile communication system”) that can use a terrestrial cellular mobile communication system via a cellular base station located on the ground and a satellite mobile communication system via an artificial satellite in a common area.
- integrated mobile communication system Is known (Non-Patent Document 1). Further, the document 1 discloses a frequency sharing type integrated mobile communication system that uses the same frequency band between a terrestrial cellular mobile communication system and a satellite mobile communication system used in a common area, a terrestrial cellular mobile communication system, and a satellite.
- a frequency-separated integrated mobile communication system that separates frequency bands used in each mobile communication system is disclosed.
- the frequency sharing type integrated mobile communication system disclosed in the non-cited document 1 since the same frequency band is used between the terrestrial cellular mobile communication system and the satellite mobile communication system, the frequency utilization efficiency is high. Interference is likely to occur between the terrestrial cellular mobile communication system and the satellite mobile communication system. On the other hand, in the frequency-separated integrated mobile communication system, since frequency bands used by the terrestrial cellular mobile communication system and the satellite mobile communication system are separated, interference hardly occurs, but frequency use efficiency is poor. Further, in the integrated mobile communication system of the non-cited document 1, in the event of a failure in a part of the terrestrial cellular base station, the terrestrial cellular base station is concentrated on the use of mobile communication via artificial satellites. There is a possibility that the mobile communication service using the mobile phone cannot be provided.
- a mobile communication system is a mobile communication system that can use a terrestrial cellular mobile communication system and a satellite mobile communication system, and a terrestrial cellular base station that can wirelessly communicate with a mobile station apparatus, and an artificial satellite A satellite base station that can wirelessly communicate with a mobile station device via the communication relay device, and a base station control device that controls the terrestrial cellular base station and the satellite base station.
- the same frequency band is used for wireless communication between the terrestrial cellular base station and the satellite communication relay apparatus and the mobile station apparatus. used.
- the base station controller allocates radio resources used by the terrestrial cellular base station and radio resources used by the satellite base station in the common area so as not to overlap each other, and Control is performed so that the radio resources allocated to the satellite base station are more than usual during an emergency when a failure occurs in part.
- a base station control apparatus is a mobile communication system that can use a terrestrial cellular mobile communication system and a satellite mobile communication system.
- a satellite base station capable of wireless communication with a mobile station apparatus is controlled via a satellite communication relay apparatus.
- the same frequency band is used for wireless communication between the terrestrial cellular base station and the satellite communication relay apparatus and the mobile station apparatus. used.
- the base station control device allocates the radio resources used in the terrestrial cellular base station and the radio resources used in the satellite base station in the common area so as not to overlap each other, In an emergency where a part of the base station fails, control is performed so that more radio resources are allocated to the satellite base station than in normal times.
- the frequency utilization efficiency is improved by using the same frequency band for wireless communication between the mobile station devices and the terrestrial cellular base station and satellite communication relay devices. Can be improved.
- radio resources used in terrestrial cellular base stations and radio resources used in satellite base stations are allocated so as not to overlap each other, thereby avoiding interference between terrestrial cellular mobile communication systems and satellite mobile communication systems. can do.
- the base station controller is configured so that a time slot used in the terrestrial cellular base station and a time used in the satellite base station in a state where the terrestrial cellular base station and the satellite base station in the common area are in time synchronization.
- the slots may be allocated so as not to overlap each other, and the allocation ratio of time slots allocated to the satellite base station in the emergency may be controlled to be larger than normal. In this case, since the same frequency within the same frequency band can be used in the terrestrial cellular base station and the satellite base station in the common area, the frequency utilization efficiency can be further improved. Further, by assigning time slots used for the same frequency in each base station so as not to overlap each other, interference between the terrestrial cellular mobile communication system and the satellite mobile communication system can be avoided.
- the allocation rate of the time slots allocated to the satellite base station in the emergency is set larger than that in normal times.
- communication in the terrestrial cellular base station in which a failure has occurred in the common area can be covered by the satellite communication system in an emergency.
- a mobile communication service using a mobile station apparatus of a mobile communication system and a satellite mobile communication system can be reliably provided.
- the base station controller is used in the terrestrial cellular base station among a plurality of divided frequency bands obtained by dividing the same frequency band in a state where the terrestrial cellular base station and the satellite base station in the common area are frequency-synchronized. So that the divided frequency band to be used and the divided frequency band used by the satellite base station do not overlap each other, and the allocation rate of the divided frequency band to be assigned to the satellite base station in the emergency is larger than normal You may control. In this case, by assigning the divided frequency bands used in the same frequency band in each base station in the common area so as not to overlap each other, interference between the terrestrial cellular mobile communication system and the satellite mobile communication system is more reliably ensured. Can be avoided.
- the allocation rate of the divided frequency band allocated to the satellite base station in the emergency is set larger than that in normal times.
- a mobile communication service using a mobile station apparatus of a communication system and a satellite mobile communication system can be reliably provided.
- the base station control device includes the divided frequency bands in a plurality of divided frequency bands obtained by dividing the same frequency band in a state where the terrestrial cellular base station and the satellite base station in the common area are time-synchronized and frequency-synchronized.
- Time slots in the divided frequency band used in the terrestrial cellular base station and time slots in the divided frequency band used in the satellite base station are assigned so as not to overlap each other. You may control to make the allocation rate of the time slot in the division
- the time slot allocation rate in the divided frequency band allocated to the satellite base station in the emergency is made larger than that in normal times.
- a mobile communication service using a mobile station apparatus of a communication system and a satellite mobile communication system can be reliably provided.
- the base station control device controls the allocation rate of the radio resource according to a ratio of communication traffic in the terrestrial cellular base station and communication traffic in the satellite base station in the emergency or normal time. Also good. In this case, by controlling the radio resource allocation rate according to the communication traffic ratio of each base station, the frequency utilization efficiency in the same frequency band is further improved while ensuring communication between each base station and the mobile station apparatus. Can be made.
- the area where the satellite communication relay device can communicate with the mobile station device is a single beam area corresponding to the beam in the directional direction of the antenna of the communication relay device, and the single beam area is: A plurality of areas of the terrestrial cellular base station may be included.
- the area where the communication relay device of the artificial satellite can communicate with the mobile station device is a plurality of beam areas that are spatially shifted from each other corresponding to beams of different directivity directions of the antenna of the communication relay device.
- Each of the plurality of beam areas may include a plurality of areas of the terrestrial cellular base station.
- the base station control apparatus may execute the control of the radio resource allocation rate for each beam area independently of each other in the emergency or normal time. In this case, a failure occurred in the beam area in the emergency while improving frequency use efficiency of each of the terrestrial cellular mobile communication systems via a plurality of terrestrial cellular base stations included in each of the plurality of beam areas in normal times. Since communication with a terrestrial cellular base station can be covered by a satellite communication system, communication in each of a plurality of beam areas can be reliably provided.
- the mobile communication system further includes a communication relay device for the artificial satellite
- the satellite base station includes: a base station device connected to a core network; and the base station device and the communication relay device for the artificial satellite.
- a frequency for converting between a frequency used in the base station device and a frequency for satellite communication used for communication (feeder link) with the communication relay device of the artificial satellite The satellite communication relay device has a frequency used for communication with the mobile station device when relaying communication between the mobile station device and the satellite base station, and the satellite base station. Frequency conversion means for performing conversion between the frequency for satellite communication used for communication with the satellite.
- the communication quality in the radio communication is improved by using a satellite communication frequency suitable for the radio communication path for the radio communication between the communication relay device of the artificial satellite and the satellite base station. Therefore, it is possible to improve the communication quality of the entire satellite mobile communication system via the artificial satellite.
- the terrestrial cellular mobile communication system and the satellite mobile communication system may have the same radio transmission system.
- a single wireless transmission method may be implemented as a wireless transmission method used for a mobile station device capable of wireless communication using the terrestrial cellular mobile communication method and the satellite mobile communication method, the mobile station device is simply configured. be able to.
- the terrestrial cellular mobile communication system and the satellite mobile communication system may have different radio transmission systems.
- the radio transmission method suitable for communication with the satellite communication relay device can be used as the radio transmission method of the satellite mobile communication method, the communication quality of the satellite mobile communication method can be improved.
- the frequency utilization efficiency is improved while avoiding interference between the terrestrial cellular mobile communication system and the satellite mobile communication system, and a failure occurs in a part of the terrestrial cellular base stations in the common area.
- FIG. 1 is an explanatory diagram showing an example of the overall configuration of a mobile communication system according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 2A to FIG. 2C are explanatory diagrams showing configuration examples of a satellite station area (beam area) in which the communication relay device of the artificial satellite communicates with the mobile station device on the ground.
- 3A to 3C are an overall configuration diagram and an explanatory diagram of radio resource allocation showing an example of radio resource allocation control in normal times of the mobile communication system according to the present embodiment, respectively.
- 4A and 4B are an overall configuration diagram and an explanatory diagram of radio resource allocation showing another example of radio resource allocation control in normal times of the mobile communication system according to the present embodiment, respectively.
- FIG. 5B are an overall configuration diagram and an explanatory diagram of radio resource allocation showing still another example of radio resource allocation control in normal times of the mobile communication system according to the present embodiment, respectively.
- FIG. 6A is an overall configuration diagram showing still another example of radio resource allocation control in normal times of the mobile communication system according to the present embodiment, and FIGS. 6B and 6C are explanatory diagrams of radio resource allocation in this example, respectively. is there.
- FIG. 7A is an overall configuration diagram showing still another example of radio resource allocation control in normal times of the mobile communication system according to the present embodiment, and FIGS. 7B and 7C are explanatory diagrams of radio resource allocation in this example, respectively. is there.
- FIG. 6A is an overall configuration diagram showing still another example of radio resource allocation control in normal times of the mobile communication system according to the present embodiment, and FIGS. 7B and 7C are explanatory diagrams of radio resource allocation in this example, respectively. is there.
- FIGS. 9A to 9D are examples of normal and emergency radio resource (time slot) allocation control in a common area when a satellite used for satellite mobile communication has a single beam antenna configuration in the mobile communication system of this embodiment.
- FIG. 10A to FIG. 10D show another example of normal and emergency radio resource (time slot) allocation control in a common area when a satellite used for satellite mobile communication has a single beam antenna configuration in the mobile communication system of this embodiment. It is a figure which shows an example.
- FIGS. 11D show still another example of radio resource (time slot) allocation control during normal time and emergency in a common area when an artificial satellite used for satellite mobile communication has a single beam antenna configuration in the mobile communication system of this embodiment.
- FIG. 12A to 12C are examples of normal and emergency radio resource (time slot) allocation control in a common area when a satellite used for satellite mobile communication has a multi-beam antenna configuration in the mobile communication system of this embodiment.
- FIG. 13A to FIG. 13C show other examples of normal and emergency radio resource (time slot) allocation control in a common area when a satellite used for satellite mobile communication has a multi-beam antenna configuration in the mobile communication system of this embodiment. It is a figure which shows an example.
- FIG. 14A to 14C show still another example of normal and emergency radio resource (time slot) allocation control in a common area when a satellite used for satellite mobile communication has a multi-beam antenna configuration in the mobile communication system of this embodiment. It is a figure which shows the example of.
- FIG. 15 is an explanatory diagram showing an example of the overall configuration of a mobile communication system according to still another embodiment of the present invention.
- 16A to 16C are explanatory diagrams of radio resource allocation in the mobile communication system according to the embodiment of FIG.
- FIG. 1 is an explanatory diagram showing an example of the overall configuration of a mobile communication system (mobile phone system) according to an embodiment of the present invention.
- the mobile communication system of this embodiment is a mobile communication system that can use a terrestrial cellular mobile communication system via a terrestrial cellular base station and a satellite mobile communication system via an artificial satellite.
- the mobile communication system of the present embodiment includes a base station (hereinafter referred to as “terrestrial cellular base station”) 20 capable of wireless communication with a mobile station apparatus 10 via a terrestrial cellular mobile communication system, and an artificial satellite 40.
- the satellite base station 30 capable of wireless communication with the mobile station device 10 via the communication relay device 41, the base station device 21 of the terrestrial cellular base station 20, the base station device 31 of the satellite base station 30, and the base station control device 50 are respectively
- the core network 60 is connected via a wired communication line (not shown) such as a dedicated line or a general-purpose line.
- the same wireless transmission method and the same frequency band are used for the wireless communication between each of the terrestrial cellular base station 20 and the communication relay device 41 of the artificial satellite 40 and the mobile station device 10.
- a wireless transmission method for example, a third generation mobile communication system (3G) communication method such as WCDMA (registered trademark) (Wideband Code Division Multiple Access) or CDMA-2000, LTE (Long Term Evolution) or LTE-Advanced A communication system, a 4th generation mobile phone communication system, and the like can be employed.
- the frequency band for wireless communication (service link) with the mobile station apparatus 10 is, for example, the MSS band (uplink 1980 to 2010 MHz and downlink 2170 to 2220 MHz) standardized by IMT (International Mobile Telecommunication) -2000.
- a frequency band of a predetermined band (for example, 30 MHz) can be assigned.
- the frequency band for wireless communication (feeder link) between the communication relay device 41 of the artificial satellite 40 and the ground satellite base station 30 is, for example, the Ku band (uplink 14 GHz and downlink 12 GHz) standardized by IMT-2000. ) Can be assigned a predetermined frequency band.
- the mobile station device 10 is a mobile phone, a smart phone, a mobile personal computer having a mobile communication function, or the like, and is also called a user device (UE), a mobile device, or a mobile communication terminal.
- the mobile station apparatus 10 can use a terrestrial cellular mobile communication system and a satellite mobile communication system.
- the mobile station device 10 is capable of wireless communication with the terrestrial cellular base station 20 (hereinafter referred to as “ground station area”) 200 and the communication repeater 41 of the artificial satellite 40 (hereinafter referred to as “satellite station”).
- the area cellular communication system and the satellite mobile communication system can be used when the area 400 is located in an overlapping area.
- the mobile station apparatus 10 can use the satellite mobile communication system when it is outside the ground station area 200 and in the area within the satellite station area 400.
- the terrestrial cellular base station 20 includes a base station device 21, an antenna, and the like, and can communicate with the mobile station device 10 at a frequency f0 within the predetermined frequency band described above using a predetermined wireless transmission method (modulation method). it can.
- a wide area macro base station that covers a macro cell that is a wide area with a normal radius of several hundreds to several kilometers, or an area smaller than an area covered by a wide area macro base station ( For example, a small base station provided so as to cover a pico cell or a femto cell may be used.
- Macro base stations are called “macro cell base stations”, “Macro e-Node B”, “MeNB”, etc., and small base stations are “pico cell base stations”, “femto base stations”, “Home e-Node B”. ”And“ Home eNB ”.
- the satellite base station 30 includes a base station device 31, a frequency conversion device 32, an antenna, and the like similar to the base station device 21 of the terrestrial cellular base station 20, and may be called a “feeder link station”.
- the satellite base station 30 uses a predetermined wireless transmission method (modulation method) similar to that of the terrestrial cellular base station 20, converts the frequency f0 to the frequency fc for satellite communication, and communicates with the communication relay device 41 of the artificial satellite 40. It can be carried out.
- the frequency conversion device 32 When the frequency conversion device 32 relays communication between the base station device 31 and the communication relay device 41 of the artificial satellite 40, the frequency f0 used by the base station device 31 and the communication relay device 41 of the artificial satellite 40 It functions as a frequency conversion means for converting between the frequency fc for satellite communication used in the communication.
- the communication relay device 41 of the artificial satellite 40 has frequency conversion means for performing non-regenerative frequency conversion relay.
- This frequency conversion means uses a frequency f0 used for communication with the mobile station device 10 and a satellite used for communication with the satellite base station 30 when relaying communication between the mobile station device 10 and the satellite base station 30. Conversion to and from the communication frequency fc is performed.
- the communication relay device 41 can convert the frequency fc of the signal received from the satellite base station 30 to f0 and communicate with the mobile station device 10 at the frequency f0.
- the base station control device 50 allocates radio resources (frequency, time slot) for the terrestrial cellular base station 20 and the satellite base station 30 corresponding to a common area in which at least a part of the area capable of radio communication with the mobile station device 10 overlaps. Can be controlled. That is, the base station controller 50 performs control to allocate radio resources used in the terrestrial cellular base station 20 and radio resources used in the satellite base station 30 so as not to overlap each other. In addition, the base station control device 50 performs control so that more radio resources are allocated to the satellite base station 30 than in normal times in an emergency when a part of the terrestrial cellular base station 20 fails due to a disaster or the like.
- the base station controller 50 controls the allocation rate of radio resources allocated to the satellite base station 30 to be larger than normal in an emergency when a part of the terrestrial cellular base station 20 fails due to a disaster or the like. .
- These controls can be performed, for example, by transmitting predetermined control data from the base station controller 50 to the terrestrial cellular base station 20 and the satellite base station 30.
- the “allocation rate” of radio resources allocated to the satellite base station 30 is the radio resource allocated to the satellite base station 30 among the radio resources allocated to the entire terrestrial cellular base station 20 and the satellite base station 30 in the common area. It is a ratio.
- the mobile station device 10 is configured using hardware such as a computer device having a CPU, a memory, and the like, and a wireless communication unit, for example.
- the mobile station device 10 is connected to the terrestrial cellular base station 20 and the satellite base station 30 by executing a predetermined program. Wireless communication and the like can be performed.
- the terrestrial cellular base station 20 and the satellite base station 30 are configured using hardware such as a computer device having a CPU, a memory, an external communication interface unit for a core network, a wireless communication unit, and the like, and a predetermined program is executed. By doing so, it is possible to perform wireless communication with the mobile station device 10 and communication with the core network side.
- the base station control device 50 is configured using, for example, a computer device having a CPU, a memory, and the like, and an external communication interface unit for the core network, and a predetermined program is executed so that the terrestrial cellular base station 20 and the satellite base The station 30 can be controlled.
- FIG. 2A to FIG. 2C are explanatory diagrams showing configuration examples of a satellite station area (beam area) in which the communication relay device 41 of the artificial satellite 40 communicates with the mobile station device 10 on the ground.
- FIG. 2A shows an example in which the artificial satellite 40 has a single beam antenna configuration.
- the satellite station area in which the communication relay device 41 of the artificial satellite 40 can communicate with the mobile station device 10 is a single beam area 400 corresponding to the beam 410 indicating the direction of the antenna of the communication relay device 41.
- the communication relay device 41 can communicate with the mobile station device 10 located in the beam area 400 at the frequency f0.
- the satellite station area where the communication relay device 41 of the artificial satellite 40 can communicate with the mobile station device 10 is spatially mutually corresponding to the beams 410A, 410B, 410C indicating a plurality of different directivity directions of the antenna of the communication relay device 41.
- the plurality of beam areas 400A, 400B, and 400C are shifted. In the illustrated example, the number of beam areas is three, but the number of beam areas may be two or four or more. A plurality of beam areas may be arranged so as to cover the whole of Japan including remote islands.
- the same frequency can be repeatedly reused by a plurality of different beams 410A, 410B, 410C, so that the frequency utilization rate is improved (the number of simultaneously accommodated users is increased). be able to. Also, the antenna gain can be increased.
- 2B shows an example in which the same frequency f0 is repeated for each beam
- FIG. 2C shows an example in which the same frequency f0 is repeated for every two beams.
- the number of beams at which the same frequency is repeated is set in accordance with, for example, the directivity of the beam (sidelobe characteristics or the like). The smaller the number of repetitions of the beam that repeats the same frequency, the better the frequency utilization rate.
- FIG. 3A) and FIG. 3B are an overall configuration diagram and an explanatory diagram of radio resource allocation showing an example of radio resource allocation control in normal times of the mobile communication system according to the present embodiment, respectively.
- the artificial satellite 40 has a single beam antenna configuration, and a plurality of ground station areas 200 overlap in a single satellite station area (beam area) 400.
- the predetermined same frequency band shared by the terrestrial cellular mobile communication system and satellite mobile communication system of this example is divided into a plurality of divided frequency bands, and each divided frequency band can be assigned as a radio resource.
- f0, f1, f2, and f3 indicate the center frequencies of four consecutive divided frequency bands, respectively.
- 3A and 3B show the case where the number of divided frequency bands is four, the number of divided frequency bands is not limited to this example.
- the number of divided frequency bands is divided into seven divided frequency bands. Also good.
- the divided frequency bands having center frequencies of f0, f1, f2, f3,... Are appropriately omitted and referred to as frequencies f0, f1, f2, f3,.
- the base station controller 50 synchronizes the frequency of the terrestrial cellular base station 20 and the satellite base station 30 with each other so that the terrestrial cellular base station 20 and the satellite base station 30 do not interfere with each other.
- control is performed so that the divided frequency band used by the terrestrial cellular base station 20 and the divided frequency band used by the satellite base station 30 are not overlapped with each other.
- the frequencies f0 and f1 are allocated to the radio resources of the terrestrial cellular mobile communication system by the terrestrial cellular base station 20
- the frequencies f2 and f3 are allocated to the radio resources of the satellite mobile communication system by the satellite base station 30.
- the mobile station device 10 communicates with the terrestrial cellular base station 20 at the frequencies f0 and f1, and the satellite base at the frequencies f2 and f3. Communicate with station 30. Thereby, the interference between a terrestrial cellular mobile communication system and a satellite mobile communication system can be avoided more reliably.
- the base station control device 50 determines the predetermined radio communication frame in the same frequency band according to the ratio of the communication traffic in the terrestrial cellular base station 20 and the communication traffic in the satellite base station 30. You may control the allocation rate of the radio
- FIG. 4A and FIG. 4B are an overall configuration diagram and an explanatory diagram of radio resource allocation showing another example of radio resource allocation control in normal times of the mobile communication system according to the present embodiment, respectively.
- the artificial satellite 40 has a single beam antenna configuration, and a plurality of ground station areas 200 overlap in a single satellite station area (beam area) 400. It is. Also, a predetermined radio communication frame shared by the terrestrial cellular mobile communication system and satellite mobile communication system of this example is divided into a plurality of time slots, and each time slot can be assigned as a radio resource.
- 4A and 4B show the case where the number of time slots is four, the number of time slots is not limited to this example.
- the base station controller 50 synchronizes the terrestrial cellular base station 20 and the satellite base station 30 with each other in time so that the terrestrial cellular base station 20 and the satellite base station 30 do not interfere with each other.
- control is performed so that the time slot used in the terrestrial cellular base station 20 and the time slot used in the satellite base station 30 are not overlapped with each other.
- time slots T0 and T2 are allocated to radio resources of the terrestrial cellular mobile communication system by the terrestrial cellular base station 20
- time slots T1 and T3 are allocated to radio resources of the satellite mobile communication system by the satellite base station 30. Assign.
- the mobile station device 10 communicates with the terrestrial cellular base station 20 in the time slots T0 and T2, and in the time slots T1 and T3. Communicate with the satellite base station 30. Thereby, the interference between a terrestrial cellular mobile communication system and a satellite mobile communication system can be avoided more reliably.
- the base station controller 50 determines the radio resource (time) in the predetermined radio communication frame according to the ratio of the communication traffic in the terrestrial cellular base station 20 and the communication traffic in the satellite base station 30.
- Slot) allocation rate may be controlled. For example, when the communication traffic in the terrestrial cellular base station 20 is larger than the communication traffic in the satellite base station 30, the time slots T0, T1, T2 are allocated to the radio resources of the terrestrial cellular mobile communication system by the terrestrial cellular base station 20, and vice versa. In this case, the time slot T0 is allocated to the radio resource of the terrestrial cellular mobile communication system by the terrestrial cellular base station 20. In this way, by controlling the allocation rate of radio resources (time slots) according to the ratio of communication traffic between the base stations 20 and 30, while ensuring communication between the base stations 20 and 30 and the mobile station apparatus 10, The frequency utilization efficiency in the same frequency band can be further improved.
- FIG. 5A and FIG. 5B are an overall configuration diagram and an explanatory diagram of radio resource allocation showing still another example of radio resource allocation control in the normal time of the mobile communication system according to the present embodiment, respectively.
- the artificial satellite 40 has a single beam antenna configuration, and a plurality of ground station areas 200 overlap in a single satellite station area (beam area) 400.
- a predetermined radio communication frame shared by the terrestrial cellular mobile communication system and satellite mobile communication system of this example is divided into a plurality of frequencies and time slots, and a combination of each frequency and time slot can be assigned as a radio resource.
- 5A and 5B show the case where the number of frequencies is three and the number of time slots is four, the number of frequencies and time slots is not limited to this example.
- the base station controller 50 synchronizes the terrestrial cellular base station 20 and the satellite base station 30 with each other in time and frequency so that the terrestrial cellular base station 20 and the satellite base station 30 do not interfere with each other.
- radio resources frequency and time slots used by the terrestrial cellular base station 20 and radio resources (frequency and time) used by the satellite base station 30 Slot) is assigned so as not to overlap each other. For example, as shown in FIG. 5B, time slots T0 to T3 at frequency f0 and time slots T0 and T1 at frequency f1 are allocated to radio resources of the terrestrial cellular mobile communication system by terrestrial cellular base station 20.
- time slots T2 and T3 at the frequency f1 and time slots T0 to T3 at the frequency f2 are allocated to the radio resources of the satellite mobile communication system by the satellite base station 30.
- the mobile station apparatus 10 can transmit the radio resources for the above-mentioned terrestrial cellular base station (time slots T0 to T3 at frequency f0, frequency communication with the terrestrial cellular base station 20 in time slots T0, T1) at f1, and satellites in the radio resources for the satellite base stations (time slots T2, T3 at frequency f1, time slots T0 to T3 at frequency f2) Communicates with the base station 30.
- the interference between a terrestrial cellular mobile communication system and a satellite mobile communication system can be avoided more reliably.
- the base station control apparatus 50 determines the 12 radio communication frames in the predetermined range according to the ratio of the communication traffic in the terrestrial cellular base station 20 and the communication traffic in the satellite base station 30. You may control the allocation rate of a radio
- two radio resources are allocated to radio resources of the terrestrial cellular mobile communication system by the terrestrial cellular base station 20.
- the allocation rate of radio resources (frequency, time slot) according to the communication traffic ratio of each base station 20, 30, communication between each base station 20, 30 and the mobile station apparatus 10 is ensured.
- the frequency utilization efficiency in the same frequency band can be further improved.
- FIG. 6A is an overall configuration diagram showing still another example of radio resource allocation control in a normal state of the mobile communication system according to the present embodiment.
- 6B and 6C are explanatory diagrams of radio resource allocation in this example.
- the artificial satellite 40 has a multi-beam antenna configuration, and a plurality of ground station areas 200A and 200B are provided in a plurality of satellite station areas (beam areas) 400A and 400B, respectively.
- This is an example of overlapping.
- three ground station areas 200A overlap the first satellite station area 400A
- two ground station areas 200B overlap the second satellite station area 400B.
- the description of the parts common to the example of FIG. 3 is omitted.
- the base station control apparatus 50 controls the allocation rate of radio resources (frequency) independently of each other for each of the satellite station areas (beam areas) 400A and 400B. Specifically, the base station controller 50 synchronizes the frequency of the terrestrial cellular base station 20A and the satellite base station 30 with each other so that the terrestrial cellular base station 20A and the satellite base station 30 do not interfere with each other. , The division frequency band used in the terrestrial cellular base station 20A and the division frequency band used in the first beam 410A of the satellite base station 30 are assigned so as not to overlap each other. For example, as shown in FIG.
- frequencies f0, f1, and f2 are allocated to radio resources of the terrestrial cellular mobile communication system by the terrestrial cellular base station 20A, and the satellite mobile communication system via the first beam 410A by the satellite base station 30 is allocated.
- the frequency f3 is allocated to the radio resource.
- the base station controller 50 synchronizes the frequency of the terrestrial cellular base station 20B and the satellite base station 30 with each other, and in a predetermined radio communication frame so that the terrestrial cellular base station 20B and the satellite base station 30 do not interfere with each other. Control is performed so that the division frequency band used in the terrestrial cellular base station 20B and the division frequency band used in the second beam 410B of the satellite base station 30 are not overlapped with each other. For example, as shown in FIG. 6C, frequencies f0 and f1 are allocated to radio resources of the terrestrial cellular mobile communication system by the terrestrial cellular base station 20B, and the radio of the satellite mobile communication system is transmitted by the satellite base station 30 via the second beam 410B. The frequencies f2 and f3 are assigned to the resources.
- the mobile station device 10 communicates with the terrestrial cellular base station 20A at frequencies f0, f1, and f2, and the satellite base at frequency f3. Communicate with station 30.
- the mobile station device 10 communicates with the terrestrial cellular base station 20B at frequencies f0 and f1, and at frequencies f2 and f3. Communicate with the satellite base station 30.
- the base station control device 50 responds to the ratio of the communication traffic in the terrestrial cellular base station 20 and the communication traffic in the satellite base station 30 for each of the satellite station areas (beam areas) 400A and 400B.
- the allocation rate of radio resources (frequency) in a predetermined radio communication frame in the same frequency band may be controlled.
- the frequencies f0, f1 In the opposite case, f2 is assigned, and frequency f0 is assigned to the radio resource of the terrestrial cellular base station 20A for the terrestrial cellular mobile communication system.
- the frequencies f0, f1, and f2 are assigned to the radio resources of the terrestrial cellular mobile communication system by the terrestrial cellular base station 20B, and vice versa.
- the frequency f0 is allocated to the radio resource of the terrestrial cellular mobile communication system by the terrestrial cellular base station 20B.
- FIG. 7A is an overall configuration diagram showing still another example of radio resource allocation control in the normal time of the mobile communication system according to the present embodiment.
- 7B and 7C are explanatory diagrams of radio resource allocation in this example.
- the artificial satellite 40 has a multi-beam antenna configuration, and a plurality of ground station areas 200A and 200B are provided in a plurality of satellite station areas (beam areas) 400A and 400B, respectively. This is an example of overlapping. In this example, the description of the parts common to the examples of FIGS. 4 and 6 is omitted.
- the base station control device 50 controls the allocation rate of radio resources (time slots) for each satellite station area (beam area) 400A, 400B independently of each other. Specifically, the base station controller 50 synchronizes the terrestrial cellular base station 20A and the satellite base station 30 with each other in time, and prevents the terrestrial cellular base station 20A and the satellite base station 30 from interfering with each other. , The time slot used in the terrestrial cellular base station 20A and the time slot used in the first beam 410A of the satellite base station 30 are controlled so as not to overlap each other. For example, as shown in FIG.
- time slots T0, T1, and T2 are assigned to radio resources of the terrestrial cellular mobile communication system by the terrestrial cellular base station 20A, and the satellite mobile communication via the first beam 410A by the satellite base station 30 is performed.
- a time slot T3 is allocated to the radio resource of the scheme.
- the base station controller 50 synchronizes the terrestrial cellular base station 20B and the satellite base station 30 with each other in time so that the terrestrial cellular base station 20B and the satellite base station 30 do not interfere with each other in a predetermined radio communication frame. Control is performed so that the time slot used in the terrestrial cellular base station 20B and the time slot used in the second beam 410B of the satellite base station 30 are not overlapped with each other. For example, as shown in FIG. 7C, time slots T0 and T1 are allocated to radio resources of the terrestrial cellular base station 20B by the terrestrial cellular base station 20B, and the satellite base station 30 performs the satellite mobile communication system via the second beam 410B. Time slots T2 and T3 are allocated to radio resources.
- the mobile station device 10 communicates with the terrestrial cellular base station 20A in time slots T0, T1, and T2, and in the time slot T3. Communicate with the satellite base station 30.
- the mobile station apparatus 10 communicates with the terrestrial cellular base station 20B in the time slots T0 and T1, and the time slot T2 It communicates with the satellite base station 30 at T3. Thereby, the interference between the terrestrial cellular mobile communication system and the satellite mobile communication system can be avoided more reliably for each of the satellite station areas (beam areas) 400A and 400B.
- the base station control device 50 responds to the ratio of the communication traffic in the terrestrial cellular base station 20 and the communication traffic in the satellite base station 30 for each of the satellite station areas (beam areas) 400A and 400B. Then, the allocation rate of radio resources (time slots) in a predetermined radio communication frame in the same frequency band may be controlled. For example, when the communication traffic in the terrestrial cellular base station 20A is larger than the communication traffic in the satellite base station 30, as shown in FIG. 7B, the time slots T0 and T1 are assigned to the radio resources of the terrestrial cellular mobile communication system by the terrestrial cellular base station 20A.
- time slot T0 is assigned to the radio resource of the terrestrial cellular base station 20A for the terrestrial cellular mobile communication system.
- the time slots T0, T1, T2 are assigned to the radio resources of the terrestrial cellular mobile communication system by the terrestrial cellular base station 20B, and vice versa.
- the time slot T0 is allocated to the radio resource of the terrestrial cellular mobile communication system by the terrestrial cellular base station 20B.
- FIG. 8A is an overall configuration diagram showing still another example of radio resource allocation control in the normal time of the mobile communication system according to the present embodiment.
- 8B and 8C are explanatory diagrams of radio resource allocation in this example, respectively.
- the artificial satellite 40 has a multi-beam antenna configuration, and a plurality of ground station areas 200A and 200B are provided in a plurality of satellite station areas (beam areas) 400A and 400B, respectively. This is an example of overlapping. In this example, the description of the parts common to the examples of FIGS. 5 to 7 is omitted.
- the base station control device 50 performs control of the allocation rate of radio resources (frequency and time slot) independently for each of the satellite station areas (beam areas) 400A and 400B. Specifically, the base station control apparatus 50 performs predetermined synchronization so that the terrestrial cellular base station 20A and the satellite base station 30 do not interfere with each other while the terrestrial cellular base station 20A and the satellite base station 30 are time-synchronized and frequency-synchronized.
- radio resources (frequency, time slot) used by the terrestrial cellular base station 20A and radio resources used by the first beam 410A of the satellite base station 30 (Frequency, time slot) is assigned so as not to overlap each other.
- time slots T0 to T3 at the frequency f0 and time slots T0 and T1 at the frequency f1 are allocated to radio resources of the terrestrial cellular mobile communication system by the terrestrial cellular base station 20A.
- time slots T2 and T3 at frequency f1 and time slots T0 to T3 at frequency f2 are allocated to the radio resources of the satellite mobile communication system via the first beam 410A by the satellite base station 30.
- the base station controller 50 synchronizes the terrestrial cellular base station 20B and the satellite base station 30 with each other in time and frequency so that the terrestrial cellular base station 20B and the satellite base station 30 do not interfere with each other.
- radio resources frequency, time slot
- radio resources frequency, used in the second beam 410B of the satellite base station 30.
- Time slot is assigned so as not to overlap each other. For example, as shown in FIG.
- the radio resource of the terrestrial cellular mobile communication system by the terrestrial cellular base station 20B includes the time slots T0 to T3 at the frequency f0 and the time slots T0 and T1 at the frequency f1 and the time at the frequency f2. Slots T0 and T1 are assigned. On the other hand, the time slots T2 and T3 at the frequency f1 and the time slots T2 and T3 at the frequency f2 are allocated to the radio resources of the satellite mobile communication system via the second beam 410B by the satellite base station 30.
- the mobile station device 10 uses the radio resources for the terrestrial cellular base station (time slots T0 to T3 at frequency f0, frequency communicate with the terrestrial cellular base station 20A in time slots T0, T1) at f1 and satellites in the radio resources for the satellite base stations (time slots T2, T3 at frequency f1, time slots T0-T3 at frequency f2) Communicates with the base station 30. Further, in the common area where the second satellite station area (beam area) 400B and the ground station area 200B overlap, the mobile station device 10 transmits radio resources for the terrestrial cellular base station (time slots T0 to T3 at the frequency f0).
- the base station controller 50 responds to the ratio of communication traffic in the terrestrial cellular base station 20 and communication traffic in the satellite base station 30 for each of the satellite station areas (beam areas) 400A and 400B. Then, the allocation rate of radio resources (frequency and time slot) in a radio communication frame in a predetermined range of the same frequency band may be controlled. For example, when the communication traffic in the terrestrial cellular base station 20A is larger than the communication traffic in the satellite base station 30, ten radio resources (for example, frequencies f0 and f1) are added to the radio resources of the terrestrial cellular mobile communication system by the terrestrial cellular base station 20A. Time slots T0 to T3 and time slots T0, T1) at frequency f2.
- two radio resources are allocated to radio resources of the terrestrial cellular mobile communication system by the terrestrial cellular base station 20A.
- eight radio resources for example, frequencies f0 and f1 are added to the radio resources of the terrestrial cellular mobile communication system by the terrestrial cellular base station 20B.
- Time slots T0 to T3 are allocated.
- four radio resources for example, time slots T0 to T3 at the frequency f0 are allocated to radio resources of the terrestrial cellular mobile communication system by the terrestrial cellular base station 20B.
- FIG. 9 is a diagram showing an example of normal and emergency radio resource (frequency) allocation control in a common area when an artificial satellite used for satellite mobile communication has a single beam antenna configuration in the mobile communication system of the present embodiment. is there.
- parts similar to those in FIGS. 3A and 3B described above are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
- 9A and 9B are an overall configuration diagram and an explanatory diagram of radio resource (frequency) allocation showing an example of radio resource (frequency) allocation control in normal times of the mobile communication system of the present embodiment, respectively.
- the base station controller 50 is used in the divided frequency band and the satellite base station 30 used by the terrestrial cellular base station 20 so that the terrestrial cellular base station 20 and the satellite base station 30 do not interfere with each other in the common area.
- segmentation frequency band made mutually is performed.
- the frequencies f0, f1, and f2 are assigned to the radio resources, and the radio resources of the satellite mobile communication system by the satellite base station 30 are allocated. Is assigned a frequency f3.
- FIGS. 9C and 9D are an overall configuration diagram illustrating an example of radio resource (frequency) allocation control in the event of a failure in one of the two terrestrial cellular base stations 20 of the mobile communication system according to the present embodiment. It is explanatory drawing of radio
- a failure occurs in one of the terrestrial cellular base stations 20 marked with x in the figure due to a disaster such as an earthquake, and the communication traffic of the terrestrial cellular mobile communication system by the terrestrial cellular base station 20 is reduced. The ratio is low. Therefore, the base station controller 50 performs control so as to decrease the number of divided frequency bands allocated to the terrestrial cellular mobile communication system and increase the number of divided frequency bands allocated to the satellite mobile communication system.
- the frequency f0 is allocated to the radio resource of the terrestrial cellular mobile communication system
- the frequencies f1, f2, and f3 are allocated to the radio resource of the satellite mobile communication system.
- FIG. 10 shows another example of normal and emergency radio resource (time slot) allocation control in a common area when an artificial satellite used for satellite mobile communication has a single beam antenna configuration in the mobile communication system of this embodiment.
- FIG. 10 the same parts as those in FIGS. 4A and 4B described above are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
- FIG. 10A and FIG. 10B are an overall configuration diagram and an explanatory diagram of radio resource (time slot) allocation showing an example of radio resource (time slot) allocation control in normal times of the mobile communication system of the present embodiment, respectively.
- the base station controller 50 is used in the time slot used in the terrestrial cellular base station 20 and the satellite base station 30 so that the terrestrial cellular base station 20 and the satellite base station 30 do not interfere in the common area.
- the control is performed so that the time slots are not overlapped with each other.
- time slots T0, T1, and T2 are assigned to the radio resources, and the satellite mobile communication system radio by the satellite base station 30 is allocated.
- a time slot T3 is allocated to the resource. Thereby, the frequency utilization efficiency used for mobile communication is improved.
- FIG. 10C and FIG. 10D are overall configuration diagrams showing an example of radio resource (time slot) allocation control in the event of an emergency when one of the two terrestrial cellular base stations 20 of the mobile communication system of this embodiment has failed.
- FIG. 6 is an explanatory diagram of radio resource (time slot) allocation.
- the base station control device 50 controls to decrease the number of time slots allocated to the terrestrial cellular mobile communication system and increase the number of time slots allocated to the satellite mobile communication system.
- time slot T0 is allocated to radio resources of the terrestrial cellular mobile communication system
- time slots T1, T2, and T3 are allocated to radio resources of the satellite mobile communication system.
- FIG. 11 shows still another example of normal and emergency radio resource (time slot) allocation control in a common area when a satellite used for satellite mobile communication has a single beam antenna configuration in the mobile communication system of this embodiment.
- FIG. 11 parts similar to those in FIGS. 5A and 5B described above are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
- 11A and 11B are an overall configuration diagram and an explanatory diagram of radio resource (frequency and time slot) allocation showing an example of radio resource (frequency and time slot) allocation control in normal times of the mobile communication system of this embodiment, respectively. is there.
- the base station controller 50 is used in the radio resources and the satellite base station 30 used by the terrestrial cellular base station 20 so that the terrestrial cellular base station 20 and the satellite base station 30 do not interfere in a common area. Control to allocate wireless resources so as not to overlap each other.
- the terrestrial cellular mobile communication system and satellite mobile communication are allocated to the radio resources of each method. Thereby, the frequency utilization efficiency used for mobile communication is improved.
- FIG. 11C and FIG. 11D each illustrate an example of allocation control of radio resources (frequency and time slot) in an emergency when a failure occurs in one of the two terrestrial cellular base stations 20 of the mobile communication system of this embodiment. It is a block diagram and explanatory drawing of radio
- an emergency in this example, due to a disaster such as an earthquake, one of the terrestrial cellular base stations 20 marked with x in the figure has failed, and the terrestrial cellular base station 20 performs communication in the terrestrial cellular mobile communication system. I can't. In such a case, communication in the fault area is secured by satellite communication.
- the base station controller 50 reduces the number of radio resources allocated to the terrestrial cellular mobile communication system and increases the number of radio resources allocated to the satellite mobile communication system in order to cope with satellite communication traffic that increases in the failure area.
- two radio resources time slots T0 and T1 at frequency f0
- 10 radio resources are allocated to the radio resources of the satellite mobile communication system.
- Time slots T2 and T3 at frequency f0 and time slots T0 to T3 at frequencies f1 and f2 are allocated.
- FIG. 12 is a diagram showing an example of normal and emergency radio resource (frequency) allocation control in a common area when an artificial satellite used for satellite mobile communication has a multi-beam antenna configuration in the mobile communication system of this embodiment. is there.
- the same reference numerals are given to the same portions as those in FIGS. 6A and 6B described above, and the description thereof is omitted.
- FIG. 12A is an overall configuration diagram showing an example of radio resource (frequency) allocation control in two common areas adjacent to each other in the mobile communication system of the present embodiment.
- FIG. 12B is an explanatory diagram of radio resource (frequency) allocation in the first common area where the ground station area 200A and the first satellite station area 400A in the normal state overlap.
- FIG. 12C is an explanatory diagram of radio resource (frequency) allocation in the second common area where the ground station area 200B and the second satellite station area 400B in an emergency state overlap.
- the first common area in the normal state of FIG. 12A is, for example, a non-disaster area, and the ratio of communication traffic of the terrestrial cellular mobile communication system by the terrestrial cellular base station 20A is high. Therefore, as shown in FIG. 12B, the frequencies f0, f1, and f2 are assigned to the radio resources of the terrestrial cellular mobile communication system, and the frequency f3 is assigned to the radio resources of the satellite mobile communication system by the satellite base station 30.
- the second common area in the emergency state of FIG. 12A is a disaster occurrence area (stricken area) in which a disaster such as an earthquake has occurred, for example, and a fault occurs in one of the ground cellular base stations 20B.
- the communication of the mobile station apparatus 10 in the failure area is covered by the satellite mobile communication system. Therefore, as shown in FIG. 12C, the frequency f0 is allocated to the radio resource of the terrestrial cellular mobile communication system, and the frequencies f1, f2, and f3 are allocated to the radio resource of the satellite mobile communication system.
- the mobile communication service using the mobile station device 10 is more maintained while maintaining the frequency utilization efficiency used for mobile communication in the second common area in the emergency state where a failure has occurred in the terrestrial cellular base station 20B.
- normal communication can be maintained in the first common area where no disaster has occurred.
- FIG. 13 shows another example of normal and emergency radio resource (time slot) allocation control in a common area when an artificial satellite used for satellite mobile communication has a multi-beam antenna configuration in the mobile communication system of this embodiment.
- FIG. 13 the same parts as those in FIGS. 7A and 7B described above are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
- FIG. 13A is an overall configuration diagram illustrating an example of radio resource (time slot) allocation control in two common areas adjacent to each other in the mobile communication system of the present embodiment.
- FIG. 13B is an explanatory diagram of radio resource (time slot) allocation in the first common area where the ground station area 200A and the first satellite station area 400A in the normal state overlap.
- FIG. 13C is an explanatory diagram of radio resource (time slot) allocation in the second common area in which the ground station area 200B and the second satellite station area 400B in an emergency state overlap.
- the first common area in the normal state of FIG. 13A is, for example, a non-disaster area, and the ratio of communication traffic of the terrestrial cellular mobile communication system by the terrestrial cellular base station 20A is high. Therefore, as shown in FIG. 13B, time slots T0, T1, and T2 are allocated to radio resources of the terrestrial cellular mobile communication system, and time slot T3 is allocated to radio resources of the satellite mobile communication system by the satellite base station 30.
- the second common area in the emergency state of FIG. 13A is a disaster occurrence area (stricken area) where a disaster such as an earthquake has occurred, for example, and a fault occurs in one of the terrestrial cellular base stations 20B.
- the communication of the mobile station apparatus 10 in the failure area is covered by the satellite mobile communication system. Therefore, as shown in FIG. 13C, time slot T0 is allocated to radio resources of the terrestrial cellular mobile communication system, and time slots T1, T2, and T3 are allocated to radio resources of the satellite mobile communication system.
- the mobile communication service using the mobile station device 10 is more maintained while maintaining the frequency utilization efficiency used for mobile communication in the second common area in the emergency state where a failure has occurred in the terrestrial cellular base station 20B.
- FIG. 14 is still another example of normal and emergency radio resource (time slot) allocation control in a common area when an artificial satellite used for satellite mobile communication has a multi-beam antenna configuration in the mobile communication system of this embodiment.
- FIG. 14 the same parts as those in FIGS. 8A and 8B described above are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
- FIG. 14A is an overall configuration diagram showing an example of radio resource (frequency and time slot) allocation control in two common areas adjacent to each other in the mobile communication system of the present embodiment.
- FIG. 14B is an explanatory diagram of radio resource (frequency and time slot) allocation in the first common area where the ground station area 200A and the first satellite station area 400A in the normal state overlap.
- FIG. 14C is an explanatory diagram of radio resource (frequency and time slot) allocation in the second common area in which the ground station area 200B and the second satellite station area 400B in an emergency state overlap.
- the first common area in the normal state of FIG. 14A is, for example, a non-disaster occurrence area.
- the communication traffic of the terrestrial cellular mobile communication system by the terrestrial cellular base station 20A and the communication traffic of the satellite mobile communication system by the satellite base station 30 are It is equivalent. Therefore, as shown in FIG. 14B, six radio resources (time slots T0 to T3 at frequency f0 and time slots T0 and T1 at frequency f1) are allocated to radio resources of the terrestrial cellular mobile communication system. Also, six radio resources (time slots T2 and T3 at frequency f1 and time slots T0 to T3 at frequency f2) are allocated to the radio resources of the satellite mobile communication system by the satellite base station 30.
- the second common area in the emergency state of FIG. 14A is a disaster occurrence area (stricken area) where a disaster such as an earthquake has occurred, for example, and a fault occurs in one of the terrestrial cellular base stations 20B.
- the communication of the mobile station apparatus 10 in the failure area is covered by the satellite mobile communication system. Therefore, as shown in FIG. 14C, two radio resources (time slots T0 and T1 at frequency f0) are allocated to the radio resources of the terrestrial cellular mobile communication system, and 10 radio resources are allocated to the radio resources of the satellite mobile communication system. (Time slots T2 and T3 at frequency f0 and time slots T0 to T3 at frequencies f1 and f2) are allocated. As a result, the mobile communication service using the mobile station device 10 is more maintained while maintaining the frequency utilization efficiency used for mobile communication in the second common area in the emergency state where a failure has occurred in the terrestrial cellular base station 20B. Certainly available.
- FIG. 15 is a schematic configuration diagram showing an example of the overall configuration of a mobile communication system according to still another embodiment of the present invention.
- the radio base station 20 and the mobile station apparatus 10 use the radio transmission method A corresponding to the terrestrial cellular base station for the radio communication, and the satellite base station via the communication relay apparatus 41 of the artificial satellite 40.
- a wireless transmission system B corresponding to a satellite base station different from the wireless transmission system A is used.
- FIG. 15 the same parts as those of FIG.
- the terrestrial cellular base station 20 communicates with the mobile station apparatus 10 at the frequency f0 using a predetermined radio transmission method A corresponding to the terrestrial cellular base station.
- the satellite base station 30 uses a radio transmission system B corresponding to the satellite base station different from the radio transmission system A, converts the frequency f0 into a frequency fc for satellite communication, and communicates with the communication relay device 41 of the artificial satellite 40. Communicate.
- FIG. 4 when the control is performed to assign the time slot used in the terrestrial cellular base station 20 and the time slot used in the satellite base station 30 so as not to overlap each other, as shown in FIG.
- the terrestrial cellular base station-compatible radio transmission scheme A is used for communication between the terrestrial cellular base station 20 and the mobile station apparatus 10 via the radio resources of the time slots T0 and T2.
- the radio transmission method B corresponding to the satellite base station is used.
- the radio transmission method A corresponding to the terrestrial cellular base station is used.
- the radio transmission method B corresponding to the satellite base station is used.
- radio resources (frequency and time slot) used in the terrestrial cellular base station 20 and radio resources (frequency and time slot) used in the satellite base station 30 do not overlap each other.
- the terrestrial cellular base station radio resources time slots T0 to T3 at frequency f0, time slots T0 and T1 at frequency f1 are used.
- the radio transmission method A corresponding to the terrestrial cellular base station is used.
- the radio transmission system B corresponding to the station is used.
- the mobile station apparatus 10 includes a radio apparatus compatible with both the radio transmission system A compatible with the terrestrial cellular base station and the radio transmission system B compatible with the satellite base station.
- a wireless transmission system A corresponding to a terrestrial cellular base station for example, a communication system of a third generation mobile communication system (3G) such as WCDMA (registered trademark), a communication system of a fourth generation mobile phone of LTE or LTE-Advanced, etc.
- 3G third generation mobile communication system
- WCDMA registered trademark
- a communication system of a fourth generation mobile phone of LTE or LTE-Advanced etc.
- AMC adaptive Modulation and Coding
- the radio transmission method of the satellite mobile communication method in the satellite base station 30 can be a radio transmission method suitable for communication with the communication relay device of the artificial satellite, the communication quality of the satellite mobile communication method is improved. be able to.
- the wireless transmission method A is used for wireless communication between the satellite base station 30 and the mobile station device 10 via the communication relay device 41 of the artificial satellite 40.
- Wireless transmission method B may be used.
- the radio resource allocation control as shown in FIGS. 9 to 14 may be used to perform switching control of radio resource allocation in an emergency.
- the base station control device 50 is connected to the core network 60 as a device independent of the base stations 20 and 30.
- the base station control device 50 is not connected to the terrestrial cellular base station 20 or the satellite base station 30. You may comprise so that the station control apparatus 50 may be incorporated and provided.
- the terrestrial cellular base station 20 or the satellite base station 30 may be configured to have the function of the base station controller 50.
- the mobile station device 10 located in the common area can communicate with both the terrestrial cellular mobile communication system and the satellite mobile communication system. You may control to give priority to communication. For example, a threshold for communicable received power is set in the mobile station device 10 in advance, and if the received power of the terrestrial cellular mobile communication system is equal to or higher than the threshold, control is performed so that communication is performed using the terrestrial cellular mobile communication system May be. In addition, which communication method the mobile station apparatus 10 selects with priority may be controlled by means such as changing the threshold value by the base station control apparatus 50.
- the processing steps and components in the base station control device 50, the terrestrial cellular base station 20, the satellite base station 30, the communication relay device 41, the wireless LAN router 70, etc. described in this specification are the above-described means, It can be implemented by various means. For example, these processing steps and components may be implemented in hardware, firmware, software, or a combination thereof.
- a processing unit used to realize the above steps and components in an entity for example, various wireless communication devices, NodeBs, servers, gateways, exchanges, computers, hard disk drive devices, or optical disk drive devices
- an entity for example, various wireless communication devices, NodeBs, servers, gateways, exchanges, computers, hard disk drive devices, or optical disk drive devices
- ASIC application specific IC
- DSP digital signal processor
- DSPD digital signal processor
- PLD programmable logic device
- FPGA field programmable gate array
- processor controller, microcontroller, microprocessor, electronic device, other electronic unit designed to perform the functions described herein, a computer, or combinations thereof It may be implemented in.
- firmware and / or software implementation means such as processing units used to implement the above components may be programs (eg, procedures, functions, modules, instructions) that perform the functions described herein. , Etc.).
- any computer / processor readable medium that specifically embodies firmware and / or software code is means such as a processing unit used to implement the steps and components described herein. May be used to implement
- the firmware and / or software code may be stored in a memory, for example, in a control device, and executed by a computer or processor.
- the memory may be implemented inside the computer or processor, or may be implemented outside the processor.
- the firmware and / or software code may be, for example, random access memory (RAM), read only memory (ROM), nonvolatile random access memory (NVRAM), programmable read only memory (PROM), electrically erasable PROM (EEPROM) ), FLASH memory, floppy disk, compact disk (CD), digital versatile disk (DVD), magnetic or optical data storage, etc. Good.
- the code may be executed by one or more computers or processors, and may cause the computers or processors to execute the functional aspects described herein.
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Abstract
地上セルラー移動通信方式と衛星移動通信方式との間の干渉を回避しつつ周波数利用効率の向上を図るとともに、地上セルラー基地局の一部に障害が発生した非常時に移動局装置を用いた移動通信サービスをより確実に提供することができる移動通信システム及び基地局制御装置を提供する。地上セルラー基地局20及び人工衛星40の通信中継装置41それぞれと移動局装置10との間の無線通信に同一周波数帯が使用される。また、地上セルラー移動通信方式と衛星移動通信方式とを利用可能な共通エリアにおける地上セルラー基地局20で使用される無線リソースと衛星基地局30で使用される無線リソースとを互いに重ならないように割り当て、地上セルラー基地局20の一部に障害が発生した非常時に、衛星基地局30に割り当てる無線リソースを平常時よりも多くする。
Description
本発明は、移動局装置を用いた通信を行うことができる移動通信システム並びにその移動通信システムに用いられる基地局制御装置に関するものである。
従来、地上に配置されたセルラー基地局を介した地上セルラー移動通信方式と人工衛星を介した衛星移動通信方式とを共通エリアで利用可能な統合型の移動通信システム(以下「統合移動通信システム」という。)が知られている(非特許文献1)。また、同文献1には、共通エリアで用いられる地上セルラー移動通信方式と衛星移動通信方式との間で同一周波数帯を利用する周波数共用型の統合移動通信システムと、地上セルラー移動通信方式及び衛星移動通信方式それぞれで利用する周波数帯を分離する周波数分離型の統合移動通信システムとが開示されている。
蓑輪 正、外6名、「安心・安全のための地上/衛星統合移動通信システム」、電子情報通信学会論文誌B、Vol.J91-B、No.12、pp.1629-1640、2008/12.
上記非引用文献1に開示されている周波数共用型の統合移動通信システムでは、地上セルラー移動通信方式と衛星移動通信方式との間で同一周波数帯を利用するため、周波数の利用効率は高いが、地上セルラー移動通信方式と衛星移動通信方式との間で干渉が発生しやすい。一方、周波数分離型の統合移動通信システムでは、地上セルラー移動通信方式と衛星移動通信方式とで利用する周波数帯を分離するため干渉は発生しにくいが、周波数の利用効率が悪い。
また、上記非引用文献1の統合移動通信システムにおいて、地上セルラー基地局の一部に障害が発生した非常時には、人工衛星を介した移動通信の利用に集中してしまうことにより、地上セルラー基地局を用いた移動通信サービスを提供することができないおそれがある。
また、上記非引用文献1の統合移動通信システムにおいて、地上セルラー基地局の一部に障害が発生した非常時には、人工衛星を介した移動通信の利用に集中してしまうことにより、地上セルラー基地局を用いた移動通信サービスを提供することができないおそれがある。
本発明の一態様に係る移動通信システムは、地上セルラー移動通信方式と衛星移動通信方式とを利用可能な移動通信システムであって、移動局装置と無線通信可能な地上セルラー基地局と、人工衛星の通信中継装置を介して移動局装置と無線通信可能な衛星基地局と、前記地上セルラー基地局と前記衛星基地局とを制御する基地局制御装置と、を備える。ここで、地上セルラー移動通信方式と衛星移動通信方式とを利用可能な共通エリアにおいて前記地上セルラー基地局及び前記人工衛星の通信中継装置それぞれと移動局装置との間の無線通信に同一周波数帯が使用される。そして、前記基地局制御装置は、前記共通エリアにおける前記地上セルラー基地局で使用される無線リソースと前記衛星基地局で使用される無線リソースとを互いに重ならないように割り当て、該地上セルラー基地局の一部に障害が発生した非常時に、該衛星基地局に割り当てる無線リソースを平常時よりも多くするように制御する。
また、本発明の他の態様に係る基地局制御装置は、地上セルラー移動通信方式と衛星移動通信方式とを利用可能な移動通信システムにおいて、移動局装置と無線通信可能な地上セルラー基地局と人工衛星の通信中継装置を介して移動局装置と無線通信可能な衛星基地局とを制御する。ここで、地上セルラー移動通信方式と衛星移動通信方式とを利用可能な共通エリアにおいて前記地上セルラー基地局及び前記人工衛星の通信中継装置それぞれと移動局装置との間の無線通信に同一周波数帯が使用される。そして、本態様に係る基地局制御装置は、前記共通エリアにおける前記地上セルラー基地局で使用される無線リソースと前記衛星基地局で使用される無線リソースとを互いに重ならないように割り当て、該地上セルラー基地局の一部に障害が発生した非常時に、該衛星基地局に割り当てる無線リソースを平常時よりも多くするように制御する。
これらの移動通信システム及び基地局制御装置によれば、地上セルラー基地局及び人工衛星の通信中継装置それぞれと移動局装置との間の無線通信に同一周波数帯が使用されることにより、周波数利用効率の向上を図ることができる。
更に、地上セルラー基地局で使用される無線リソースと衛星基地局で使用される無線リソースとを互いに重ならないように割り当てることにより、地上セルラー移動通信方式と衛星移動通信方式との間の干渉を回避することができる。
また、地上セルラー基地局の一部に障害が発生した非常時に、衛星基地局に割り当てる無線リソースを平常時よりも多くする。これにより、平常時において地上セルラー移動通信方式の周波数利用効率の向上を図りつつ、非常時には、共通エリア内で障害が発生した地上セルラー基地局での通信を衛星通信システムでカバーできるので、地上セルラー移動通信方式及び衛星移動通信方式の移動局装置を用いた移動通信サービスをより確実に提供することができる。
また、本発明の他の態様に係る基地局制御装置は、地上セルラー移動通信方式と衛星移動通信方式とを利用可能な移動通信システムにおいて、移動局装置と無線通信可能な地上セルラー基地局と人工衛星の通信中継装置を介して移動局装置と無線通信可能な衛星基地局とを制御する。ここで、地上セルラー移動通信方式と衛星移動通信方式とを利用可能な共通エリアにおいて前記地上セルラー基地局及び前記人工衛星の通信中継装置それぞれと移動局装置との間の無線通信に同一周波数帯が使用される。そして、本態様に係る基地局制御装置は、前記共通エリアにおける前記地上セルラー基地局で使用される無線リソースと前記衛星基地局で使用される無線リソースとを互いに重ならないように割り当て、該地上セルラー基地局の一部に障害が発生した非常時に、該衛星基地局に割り当てる無線リソースを平常時よりも多くするように制御する。
これらの移動通信システム及び基地局制御装置によれば、地上セルラー基地局及び人工衛星の通信中継装置それぞれと移動局装置との間の無線通信に同一周波数帯が使用されることにより、周波数利用効率の向上を図ることができる。
更に、地上セルラー基地局で使用される無線リソースと衛星基地局で使用される無線リソースとを互いに重ならないように割り当てることにより、地上セルラー移動通信方式と衛星移動通信方式との間の干渉を回避することができる。
また、地上セルラー基地局の一部に障害が発生した非常時に、衛星基地局に割り当てる無線リソースを平常時よりも多くする。これにより、平常時において地上セルラー移動通信方式の周波数利用効率の向上を図りつつ、非常時には、共通エリア内で障害が発生した地上セルラー基地局での通信を衛星通信システムでカバーできるので、地上セルラー移動通信方式及び衛星移動通信方式の移動局装置を用いた移動通信サービスをより確実に提供することができる。
前記基地局制御装置は、前記共通エリアにおける前記地上セルラー基地局と前記衛星基地局とが時間同期した状態で、該地上セルラー基地局で使用される時間スロットと該衛星基地局で使用される時間スロットとを互いに重ならないように割り当て、前記非常時に該衛星基地局に割り当てる時間スロットの割り当て率を平常時よりも大きくするように制御してもよい。
この場合、前記共通エリアの地上セルラー基地局と衛星基地局において同一周波数帯内の同一周波数を使用することができるため、周波数利用効率を更に高めることできる。また、各基地局において同一周波数に使用される時間スロットを互いに重ならないように割り当てることにより、地上セルラー移動通信方式と衛星移動通信方式との間の干渉を回避することができる。しかも、前記非常時に衛星基地局に割り当てる時間スロットの割り当て率を平常時よりも大きくする。これにより、平常時において地上セルラー移動通信方式の周波数利用効率の向上を図りつつ、非常時には、共通エリア内で障害が発生した地上セルラー基地局での通信を衛星通信システムでカバーできるので、地上セルラー移動通信方式及び衛星移動通信方式の移動局装置を用いた移動通信サービスを確実に提供することができる。
この場合、前記共通エリアの地上セルラー基地局と衛星基地局において同一周波数帯内の同一周波数を使用することができるため、周波数利用効率を更に高めることできる。また、各基地局において同一周波数に使用される時間スロットを互いに重ならないように割り当てることにより、地上セルラー移動通信方式と衛星移動通信方式との間の干渉を回避することができる。しかも、前記非常時に衛星基地局に割り当てる時間スロットの割り当て率を平常時よりも大きくする。これにより、平常時において地上セルラー移動通信方式の周波数利用効率の向上を図りつつ、非常時には、共通エリア内で障害が発生した地上セルラー基地局での通信を衛星通信システムでカバーできるので、地上セルラー移動通信方式及び衛星移動通信方式の移動局装置を用いた移動通信サービスを確実に提供することができる。
前記基地局制御装置は、前記共通エリアにおける前記地上セルラー基地局と前記衛星基地局とが周波数同期した状態で、前記同一周波数帯を分割した複数の分割周波数帯のうち該地上セルラー基地局で使用される分割周波数帯と該衛星基地局で使用される分割周波数帯とを互いに重ならないように割り当て、前記非常時に該衛星基地局に割り当てる分割周波数帯の割り当て率を平常時よりも大きくするように制御してもよい。
この場合、前記共通エリアの各基地局において同一周波数帯内で使用される分割周波数帯を互いに重ならないように割り当てることにより、地上セルラー移動通信方式と衛星移動通信方式との間の干渉をより確実に回避することができる。しかも、前記非常時に衛星基地局に割り当てる分割周波数帯の割り当て率を平常時よりも大きくする。これにより、平常時において地上セルラー移動通信方式の周波数利用効率の向上を図りつつ、非常時には共通エリア内で障害が発生した地上セルラー基地局での通信を衛星通信システムでカバーできるので、地上セルラー移動通信方式及び衛星移動通信方式の移動局装置を用いた移動通信サービスを確実に提供することができる。
この場合、前記共通エリアの各基地局において同一周波数帯内で使用される分割周波数帯を互いに重ならないように割り当てることにより、地上セルラー移動通信方式と衛星移動通信方式との間の干渉をより確実に回避することができる。しかも、前記非常時に衛星基地局に割り当てる分割周波数帯の割り当て率を平常時よりも大きくする。これにより、平常時において地上セルラー移動通信方式の周波数利用効率の向上を図りつつ、非常時には共通エリア内で障害が発生した地上セルラー基地局での通信を衛星通信システムでカバーできるので、地上セルラー移動通信方式及び衛星移動通信方式の移動局装置を用いた移動通信サービスを確実に提供することができる。
前記基地局制御装置は、前記共通エリアにおける前記地上セルラー基地局と前記衛星基地局とが時間同期及び周波数同期した状態で、前記同一周波数帯を分割した複数の分割周波数帯において、該分割周波数帯をそれぞれ時間分割し、該地上セルラー基地局で使用される分割周波数帯での時間スロットと該衛星基地局で使用される分割周波数帯での時間スロットとを互いに重ならないように割り当て、前記非常時に該衛星基地局に割り当てる分割周波数帯での時間スロットの割り当て率を平常時よりも大きくするように制御してもよい。
この場合、前記共通エリアの各基地局において同一周波数帯内で使用される分割周波数帯での時間スロットを互いに重ならないように割り当てることにより、地上セルラー移動通信方式と衛星移動通信方式との間の干渉をより確実に回避することができる。しかも、前記非常時に衛星基地局に割り当てる分割周波数帯での時間スロットの割り当て率を平常時よりも大きくする。これにより、平常時において地上セルラー移動通信方式の周波数利用効率の向上を図りつつ、非常時には共通エリア内で障害が発生した地上セルラー基地局での通信を衛星通信システムでカバーできるので、地上セルラー移動通信方式及び衛星移動通信方式の移動局装置を用いた移動通信サービスを確実に提供することができる。
この場合、前記共通エリアの各基地局において同一周波数帯内で使用される分割周波数帯での時間スロットを互いに重ならないように割り当てることにより、地上セルラー移動通信方式と衛星移動通信方式との間の干渉をより確実に回避することができる。しかも、前記非常時に衛星基地局に割り当てる分割周波数帯での時間スロットの割り当て率を平常時よりも大きくする。これにより、平常時において地上セルラー移動通信方式の周波数利用効率の向上を図りつつ、非常時には共通エリア内で障害が発生した地上セルラー基地局での通信を衛星通信システムでカバーできるので、地上セルラー移動通信方式及び衛星移動通信方式の移動局装置を用いた移動通信サービスを確実に提供することができる。
また、前記基地局制御装置は、前記非常時又は平常時に、前記地上セルラー基地局における通信トラフィックと前記衛星基地局における通信トラフィックとの比率に応じて、前記無線リソースの割り当て率の制御を行ってもよい。
この場合、各基地局の通信トラフィックの比率に応じて無線リソースの割り当て率を制御することにより、各基地局と移動局装置との通信を確保しつつ前記同一周波数帯における周波数利用効率を更に向上させることができる。
この場合、各基地局の通信トラフィックの比率に応じて無線リソースの割り当て率を制御することにより、各基地局と移動局装置との通信を確保しつつ前記同一周波数帯における周波数利用効率を更に向上させることができる。
また、前記人工衛星の通信中継装置が移動局装置と通信可能なエリアは、前記通信中継装置のアンテナの指向方向のビームに対応した単一のビームエリアであり、前記単一のビームエリアは、前記地上セルラー基地局のエリアを複数含んでもよい。
この場合、平常時においてビームエリアに含まれる複数の地上セルラー基地局を介した地上セルラー移動通信方式それぞれの周波数利用効率の向上を図りつつ、非常時にはビームエリア内で障害が発生した地上セルラー基地局での通信を衛星通信システムでカバーできるので、前記ビームエリアにおける通信をより確実に提供することができる。
この場合、平常時においてビームエリアに含まれる複数の地上セルラー基地局を介した地上セルラー移動通信方式それぞれの周波数利用効率の向上を図りつつ、非常時にはビームエリア内で障害が発生した地上セルラー基地局での通信を衛星通信システムでカバーできるので、前記ビームエリアにおける通信をより確実に提供することができる。
また、前記人工衛星の通信中継装置が移動局装置と通信可能なエリアは、前記通信中継装置のアンテナの互いに異なる複数の指向方向のビームに対応した互いに空間的にずれた複数のビームエリアであり、前記複数のビームエリアはそれぞれ、前記地上セルラー基地局のエリアを複数含んでもよい。ここで、前記基地局制御装置は、前記非常時又は平常時に、前記ビームエリアごとに前記無線リソースの割り当て率の制御を互いに独立に実行してもよい。
この場合、平常時において複数のビームエリアそれぞれに含まれる複数の地上セルラー基地局を介した地上セルラー移動通信方式それぞれの周波数利用効率の向上を図りつつ、前記非常時にはビームエリア内で障害が発生した地上セルラー基地局での通信を衛星通信システムでカバーできるので、複数のビームエリアそれぞれにおける通信を確実に提供することができる。
この場合、平常時において複数のビームエリアそれぞれに含まれる複数の地上セルラー基地局を介した地上セルラー移動通信方式それぞれの周波数利用効率の向上を図りつつ、前記非常時にはビームエリア内で障害が発生した地上セルラー基地局での通信を衛星通信システムでカバーできるので、複数のビームエリアそれぞれにおける通信を確実に提供することができる。
また、前記移動通信システムは、前記人工衛星の通信中継装置を更に備え、前記衛星基地局は、コアネットワークに接続された基地局装置と、前記基地局装置と前記人工衛星の通信中継装置との間の通信を中継するときに、前記基地局装置で使用される周波数と前記人工衛星の通信中継装置との通信(フィーダリンク)に使用される衛星通信用の周波数との間の変換を行う周波数変換手段とを有し、前記人工衛星の通信中継装置は、移動局装置と前記衛星基地局との通信を中継するときに、前記移動局装置との通信に使用される周波数と前記衛星基地局との通信に使用される前記衛星通信用の周波数との間の変換を行う周波数変換手段を有してもよい。
この場合、人工衛星の通信中継装置と衛星基地局との間の無線通信に、その無線通信の経路に好適な衛星通信用の周波数を用いることにより当該無線通信における通信品質が向上する。従って、人工衛星を介した衛星移動通信方式全体の通信品質を向上させることができる。
この場合、人工衛星の通信中継装置と衛星基地局との間の無線通信に、その無線通信の経路に好適な衛星通信用の周波数を用いることにより当該無線通信における通信品質が向上する。従って、人工衛星を介した衛星移動通信方式全体の通信品質を向上させることができる。
また、前記地上セルラー移動通信方式及び前記衛星移動通信方式は互いに無線伝送方式が同じであってもよい。
この場合、地上セルラー移動通信方式及び衛星移動通信方式の無線通信が可能な移動局装置に用いる無線伝送方式として、単一の無線伝送方式を実装すればよいので、移動局装置を簡易に構成することができる。
この場合、地上セルラー移動通信方式及び衛星移動通信方式の無線通信が可能な移動局装置に用いる無線伝送方式として、単一の無線伝送方式を実装すればよいので、移動局装置を簡易に構成することができる。
また、前記地上セルラー移動通信方式及び前記衛星移動通信方式は互いに無線伝送方式が異なってもよい。
この場合、特に衛星移動通信方式の無線伝送方式として、人工衛星の通信中継装置との通信に好適な無線伝送方式を用いることができるため、衛星移動通信方式の通信品質を向上させることができる。
この場合、特に衛星移動通信方式の無線伝送方式として、人工衛星の通信中継装置との通信に好適な無線伝送方式を用いることができるため、衛星移動通信方式の通信品質を向上させることができる。
本発明によれば、地上セルラー移動通信方式と衛星移動通信方式との間の干渉を回避しつつ周波数利用効率の向上を図るとともに、共通エリア内の地上セルラー基地局の一部に障害が発生した非常時に、地上セルラー移動通信方式及び衛星移動通信方式の移動局装置を用いた移動通信サービスを確実に提供することができる、という効果を奏する。
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
なお、各図は本発明の内容を理解でき得る程度に形状、大きさ及び位置関係を概略的に示してあるに過ぎず、従って、本発明は各図で例示された形状、大きさ及び位置関係のみに限定されるものではない。また、後述において例示する数値は、本発明の好適な例に過ぎず、従って、本発明は例示された数値に限定されるものではない。
なお、各図は本発明の内容を理解でき得る程度に形状、大きさ及び位置関係を概略的に示してあるに過ぎず、従って、本発明は各図で例示された形状、大きさ及び位置関係のみに限定されるものではない。また、後述において例示する数値は、本発明の好適な例に過ぎず、従って、本発明は例示された数値に限定されるものではない。
図1は、本発明の実施形態に係る移動通信システム(携帯電話システム)の全体構成の一例を示す説明図である。本実施形態の移動通信システムは、地上のセルラー基地局を介した地上セルラー移動通信方式と人工衛星を介した衛星移動通信方式とを利用可能な移動通信システムである。
図1において、本実施形態の移動通信システムは、地上セルラー移動通信方式を介して移動局装置10と無線通信可能な基地局(以下「地上セルラー基地局」という。)20と、人工衛星40の通信中継装置41を介して移動局装置10と無線通信可能な衛星基地局30と、地上セルラー基地局20の基地局装置21、衛星基地局30の基地局装置31及び基地局制御装置50はそれぞれ、専用回線や汎用回線等からなる図示しない有線通信回線を介してコアネットワーク60に接続されている。
地上セルラー基地局20及び人工衛星40の通信中継装置41それぞれと移動局装置10との間の無線通信には、同一無線伝送方式及び同一周波数帯が使用されている。無線伝送方式としては、例えば、WCDMA(登録商標)(Wideband Code Division Multiple Access)やCDMA-2000等の第3世代移動通信システム(3G)の通信方式、LTE(Long Term Evolution)やLTE-Advancedの通信方式、第4世代携帯電話の通信方式などを採用することができる。また、上記移動局装置10との間の無線通信(サービスリンク)の周波数帯としては、例えば、IMT(International Mobile Telecommunication)-2000で規格されたMSS帯(上り1980~2010MHz及び下り2170~2220MHz)における所定帯域(例えば30MHz)の周波数帯を割り当てることができる。また、人工衛星40の通信中継装置41と地上の衛星基地局30との間の無線通信(フィーダリンク)の周波数帯としては、例えば、IMT-2000で規格されたKu帯(上り14GHz及び下り12GHz)における所定帯域の周波数帯を割り当てることができる。
移動局装置10は、携帯電話機、スマートフォン、移動通信機能を有する携帯パソコン等であり、ユーザ装置(UE)、移動機、携帯型の通信端末とも呼ばれている。移動局装置10は、地上セルラー移動通信方式と衛星移動通信方式とを利用することができる。例えば、移動局装置10は、地上セルラー基地局20と無線通信可能なエリア(以下「地上局エリア」という。)200及び人工衛星40の通信中継装置41と無線通信可能なエリア(以下「衛星局エリア」という。)400が重複しているエリアに在圏しているときに、地上セルラー移動通信方式と衛星移動通信方式とを利用することができる。また、移動局装置10は、地上局エリア200の圏外であって衛星局エリア400の圏内のエリアに在圏しているときには、衛星移動通信方式を利用することができる。
地上セルラー基地局20は、基地局装置21やアンテナ等を有し、所定の無線伝送方式(変調方式)を用いて前述の所定周波数帯域内の周波数f0で移動局装置10と通信を行うことができる。地上セルラー基地局20としては、例えば、通常の半径数百m乃至数km程度の広域エリアであるマクロセルをカバーする広域のマクロ基地局や、広域のマクロ基地局がカバーするエリアよりも小さなエリア(例えばピコセルやフェムトセル)をカバーするように設けられた小型基地局などが挙げられる。マクロ基地局は、「マクロセル基地局」、「Macro e-Node B」、「MeNB」等と呼ばれ、小型基地局は、「ピコセル基地局」、「フェムト基地局」、「Home e-Node B」、「Home eNB」と呼ばれる場合もある。
衛星基地局30は、地上セルラー基地局20の基地局装置21と同様な基地局装置31、周波数変換装置32、アンテナなどを有し、「フィーダリンク局」と呼ばれたりする場合もある。衛星基地局30は、地上セルラー基地局20と同様な所定の無線伝送方式(変調方式)を用い、周波数f0を衛星通信用の周波数fcに変換して人工衛星40の通信中継装置41と通信を行うことができる。周波数変換装置32は、基地局装置31と人工衛星40の通信中継装置41との間の通信を中継するときに、基地局装置31で使用される周波数f0と人工衛星40の通信中継装置41との通信に使用される衛星通信用の周波数fcとの間の変換を行う周波数変換手段として機能する。
人工衛星40の通信中継装置41は、非再生周波数変換中継を行う周波数変換手段を有する。この周波数変換手段は、移動局装置10と衛星基地局30との通信を中継するときに、移動局装置10との通信に使用される周波数f0と衛星基地局30との通信に使用される衛星通信用の周波数fcとの間の変換を行う。例えば、通信中継装置41は、衛星基地局30から受信した信号の周波数fcをf0に変換し、周波数f0で移動局装置10と通信を行うことができる。
基地局制御装置50は、移動局装置10と無線通信可能なエリアの少なくとも一部が重複する共通エリアに対応する地上セルラー基地局20及び衛星基地局30について無線リソース(周波数、時間スロット)の割り当てを制御することができる。すなわち、基地局制御装置50は、地上セルラー基地局20で使用される無線リソースと衛星基地局30で使用される無線リソースとを互いに重ならないように割り当てる制御を行う。また、基地局制御装置50は、災害などにより地上セルラー基地局20の一部に障害が発生した非常時に、衛星基地局30に割り当てる無線リソースを平常時よりも多くするように制御する。例えば、基地局制御装置50は、災害などにより地上セルラー基地局20の一部に障害が発生した非常時に、衛星基地局30に割り当てる無線リソースの割り当て率を平常時よりも大きくするように制御する。これらの制御は、例えば基地局制御装置50から地上セルラー基地局20及び衛星基地局30に所定の制御データを送信することにより行うことができる。ここで、衛星基地局30に割り当てる無線リソースの「割り当て率」とは、共通エリアにおいて地上セルラー基地局20及び衛星基地局30の全体に割り当てる無線リソースのうち、衛星基地局30に割り当てる無線リソースの割合である。
移動局装置10は、例えばCPUやメモリ等を有するコンピュータ装置、無線通信部などのハードウェアを用いて構成され、所定のプログラムが実行されることにより地上セルラー基地局20及び衛星基地局30との間の無線通信等を行うことができる。また、地上セルラー基地局20及び衛星基地局30は、例えばCPUやメモリ等を有するコンピュータ装置、コアネットワークに対する外部通信インターフェース部、無線通信部などのハードウェアを用いて構成され、所定のプログラムが実行されることにより、移動局装置10との間の無線通信やコアネットワーク側との通信を行ったりすることができる。また、基地局制御装置50は、例えばCPUやメモリ等を有するコンピュータ装置、コアネットワークに対する外部通信インターフェース部を用いて構成され、所定のプログラムが実行されることにより、地上セルラー基地局20及び衛星基地局30の制御を行うことができる。
図2A~図2Cはそれぞれ人工衛星40の通信中継装置41が地上の移動局装置10と通信する衛星局エリア(ビームエリア)の構成例を示す説明図である。
図2Aは、人工衛星40がシングルビームアンテナ構成を有する場合の例である。人工衛星40の通信中継装置41が移動局装置10と通信可能な衛星局エリアは、通信中継装置41のアンテナの指向方向を示すビーム410に対応した単一のビームエリア400になっている。通信中継装置41はビームエリア400に在圏する移動局装置10と周波数f0で通信することができる。
図2Aは、人工衛星40がシングルビームアンテナ構成を有する場合の例である。人工衛星40の通信中継装置41が移動局装置10と通信可能な衛星局エリアは、通信中継装置41のアンテナの指向方向を示すビーム410に対応した単一のビームエリア400になっている。通信中継装置41はビームエリア400に在圏する移動局装置10と周波数f0で通信することができる。
また、図2B及び図2Cの例はそれぞれ、人工衛星40がマルチビームアンテナ構成を有する場合の例である。人工衛星40の通信中継装置41が移動局装置10と通信可能な衛星局エリアは、通信中継装置41のアンテナの互いに異なる複数の指向方向を示すビーム410A,410B,410Cに対応した互いに空間的にずれた複数のビームエリア400A,400B,400Cになっている。なお、図示の例ではビームエリアの数が3つの場合について示しているが、ビームエリアの数は2つでもよいし、4以上であってもよい。また、離島を含めて日本全土をくまなくカバーするように複数のビームエリアを配置してもよい。
図2B及び図2Cに示すマルチビームアンテナ構成の場合は、互いに異なる複数のビーム410A,410B,410Cで同一周波数を繰り返し再利用できることから、周波数利用率の向上(同時収容ユーザ数の増大)を図ることができる。また、アンテナ利得を大きくすることができる。ここで、図2Bは同一周波数f0を1ビーム毎に繰り返している例を示し、図2Cは同一周波数f0を2ビーム毎に繰り返している例を示している。同一周波数を何ビーム毎に繰り返すかは、例えばビームの指向性(サイドローブ特性等)に応じて設定される。同一周波数を繰り返すビームの繰り返し数が小さいほど周波数利用率は向上する。
図3A)及び図3Bはそれぞれ、本実施形態に係る移動通信システムの平常時における無線リソースの割り当て制御の一例を示す全体構成図及び無線リソース割り当ての説明図である。本例は、人工衛星40がシングルビームアンテナ構成を有し、単一の衛星局エリア(ビームエリア)400内に複数の地上局エリア200が重なっている例である。また、本例の地上セルラー移動通信方式及び衛星移動通信方式で共用される所定の同一周波数帯は複数の分割周波数帯に分割され、各分割周波数帯を無線リソースとして割り当てることができる。図中のf0,f1,f2,f3は連続する4つの分割周波数帯の中心周波数をそれぞれ示している。なお、図3A及び図3Bでは、分割周波数帯の数が4つの場合について示しているが、分割周波数帯の数はこの例に限定されるものではなく、例えば7つの分割周波数帯に分割してもよい。また、本明細書では、中心周波数がf0,f1,f2,f3、・・・の分割周波数帯を、適宜、省略して周波数f0,f1,f2,f3、・・・という。
図3A及び図3Bにおいて、基地局制御装置50は、地上セルラー基地局20と衛星基地局30とを互いに周波数同期させ、地上セルラー基地局20と衛星基地局30とが干渉しないように、所定の無線通信フレームにおいて、地上セルラー基地局20で使用される分割周波数帯と衛星基地局30で使用される分割周波数帯とを互いに重ならないように割り当てる制御を行う。例えば、図3Bに示すように、地上セルラー基地局20による地上セルラー移動通信方式の無線リソースに周波数f0,f1を割り当て、衛星基地局30による衛星移動通信方式の無線リソースに周波数f2,f3を割り当てる。単一の衛星局エリア(ビームエリア)400と地上局エリア200とが重なる共通エリアにおいて、移動局装置10は、周波数f0,f1で地上セルラー基地局20と通信し、周波数f2,f3で衛星基地局30と通信する。これにより、地上セルラー移動通信方式と衛星移動通信方式との間の干渉をより確実に回避することができる。
また、図3A)及び図3Bにおいて、基地局制御装置50は、地上セルラー基地局20における通信トラフィックと衛星基地局30における通信トラフィックとの比率に応じて、前記同一周波数帯の所定の無線通信フレームにおける無線リソース(周波数)の割り当て率の制御を行ってもよい。例えば、地上セルラー基地局20における通信トラフィックが衛星基地局30における通信トラフィックよりも大きい場合は、地上セルラー基地局20による地上セルラー移動通信方式の無線リソースに周波数f0,f1,f2を割り当て、逆の場合は、地上セルラー基地局20による地上セルラー移動通信方式の無線リソースに周波数f0を割り当てる。このように各基地局20,30の通信トラフィックの比率に応じて無線リソース(周波数)の割り当て率を制御することにより、各基地局20、30と移動局装置10との通信を確保しつつ前記同一周波数帯における周波数利用効率を更に向上させることができる。
図4A及び図4Bはそれぞれ、本実施形態に係る移動通信システムの平常時における無線リソースの割り当て制御の他の例を示す全体構成図及び無線リソース割り当ての説明図である。本例は、前述の図3の場合と同様に、人工衛星40がシングルビームアンテナ構成を有し、単一の衛星局エリア(ビームエリア)400内に複数の地上局エリア200が重なっている例である。また、本例の地上セルラー移動通信方式及び衛星移動通信方式で共用される所定の無線通信フレームは複数の時間スロットに分割され、各時間スロットを無線リソースとして割り当てることができる。なお、図4A及び図4Bでは、時間スロットの数が4つの場合について示しているが、時間スロットの数はこの例に限定されるものではない。
図4A及び図4Bにおいて、基地局制御装置50は、地上セルラー基地局20と衛星基地局30とを互いに時間同期させ、地上セルラー基地局20と衛星基地局30とが干渉しないように、所定の無線通信フレームにおいて、地上セルラー基地局20で使用される時間スロットと衛星基地局30で使用される時間スロットとを互いに重ならないように割り当てる制御を行う。例えば、図4Bに示すように、地上セルラー基地局20による地上セルラー移動通信方式の無線リソースに時間スロットT0,T2を割り当て、衛星基地局30による衛星移動通信方式の無線リソースに時間スロットT1,T3を割り当てる。単一の衛星局エリア(ビームエリア)400と地上局エリア200とが重なる共通エリアにおいて、移動局装置10は、時間スロットT0,T2で地上セルラー基地局20と通信し、時間スロットT1,T3で衛星基地局30と通信する。これにより、地上セルラー移動通信方式と衛星移動通信方式との間の干渉をより確実に回避することができる。
また、図4A及び図4Bにおいて、基地局制御装置50は、地上セルラー基地局20における通信トラフィックと衛星基地局30における通信トラフィックとの比率に応じて、前記所定の無線通信フレームにおける無線リソース(時間スロット)の割り当て率の制御を行ってもよい。例えば、地上セルラー基地局20における通信トラフィックが衛星基地局30における通信トラフィックよりも大きい場合は、地上セルラー基地局20による地上セルラー移動通信方式の無線リソースに時間スロットT0,T1,T2を割り当て、逆の場合は、地上セルラー基地局20による地上セルラー移動通信方式の無線リソースに時間スロットT0を割り当てる。このように各基地局20,30の通信トラフィックの比率に応じて無線リソース(時間スロット)の割り当て率を制御することにより、各基地局20、30と移動局装置10との通信を確保しつつ前記同一周波数帯における周波数利用効率を更に向上させることができる。
図5A及び図5Bはそれぞれ、本実施形態に係る移動通信システムの平常時における無線リソースの割り当て制御の更に他の例を示す全体構成図及び無線リソース割り当ての説明図である。本例は、前述の図3、4の場合と同様に、人工衛星40がシングルビームアンテナ構成を有し、単一の衛星局エリア(ビームエリア)400内に複数の地上局エリア200が重なっている例である。また、本例の地上セルラー移動通信方式及び衛星移動通信方式で共用される所定の無線通信フレームは複数の周波数及び時間スロットに分割され、各周波数及び時間スロットの組み合わせを無線リソースとして割り当てることができる。なお、図5A及び図5Bでは、周波数の数が3つで時間スロットの数が4つの場合について示しているが、周波数及び時間スロットの数はこの例に限定されるものではない。
図5A及び図5Bにおいて、基地局制御装置50は、地上セルラー基地局20と衛星基地局30とを互いに時間同期させるとともに周波数同期させ、地上セルラー基地局20と衛星基地局30とが干渉しないように、所定範囲の周波数及び時間スロットの組み合わせからなる無線通信フレームにおいて、地上セルラー基地局20で使用される無線リソース(周波数及び時間スロット)と衛星基地局30で使用される無線リソース(周波数及び時間スロット)とを互いに重ならないように割り当てる制御を行う。例えば、図5Bに示すように、地上セルラー基地局20による地上セルラー移動通信方式の無線リソースに、周波数f0での時間スロットT0~T3と周波数f1での時間スロットT0,T1とを割り当てる。一方、衛星基地局30による衛星移動通信方式の無線リソースに、周波数f1での時間スロットT2,T3と周波数f2での時間スロットT0~T3とを割り当てる。単一の衛星局エリア(ビームエリア)400と地上局エリア200とが重なる共通エリアにおいて、移動局装置10は、上記地上セルラー基地局用の無線リソース(周波数f0での時間スロットT0~T3、周波数f1での時間スロットT0,T1)で地上セルラー基地局20と通信し、上記衛星基地局用の無線リソース(周波数f1での時間スロットT2,T3、周波数f2での時間スロットT0~T3)で衛星基地局30と通信する。これにより、地上セルラー移動通信方式と衛星移動通信方式との間の干渉をより確実に回避することができる。
また、図5A及び図5Bにおいて、基地局制御装置50は、地上セルラー基地局20における通信トラフィックと衛星基地局30における通信トラフィックとの比率に応じて、前記所定範囲の無線通信フレームにおける12個の無線リソースの割り当て率の制御を行ってもよい。例えば、地上セルラー基地局20における通信トラフィックが衛星基地局30における通信トラフィックよりも大きい場合は、地上セルラー基地局20による地上セルラー移動通信方式の無線リソースに10個の無線リソース(例えば周波数f0,f1での時間スロットT0~T3及び周波数f2での時間スロットT0,T1)を割り当てる。逆の場合は、地上セルラー基地局20による地上セルラー移動通信方式の無線リソースに2個の無線リソース(例えば周波数f0での時間スロットT0,T1)を割り当てる。このように各基地局20,30の通信トラフィックの比率に応じて無線リソース(周波数、時間スロット)の割り当て率を制御することにより、各基地局20、30と移動局装置10との通信を確保しつつ前記同一周波数帯における周波数利用効率を更に向上させることができる。
図6Aは本実施形態に係る移動通信システムの平常時における無線リソースの割り当て制御の更に他の例を示す全体構成図である。また、図6B及び図6Cはそれぞれ本例における無線リソース割り当ての説明図である。本例は、前述の図3~5の場合とは異なり、人工衛星40がマルチビームアンテナ構成を有し、複数の衛星局エリア(ビームエリア)400A,400Bそれぞれに複数の地上局エリア200A,200Bが重なっている例である。図示の例では、第1の衛星局エリア400Aに3つの地上局エリア200Aが重なり、第2の衛星局エリア400Bに2つの地上局エリア200Bが重なっている。なお、本例において、前述の図3の例と共通する部分については説明を省略する。
図6A~図6Cにおいて、基地局制御装置50は、衛星局エリア(ビームエリア)400A,400Bごとに無線リソース(周波数)の割り当て率の制御を互いに独立に実行している。
具体的は、基地局制御装置50は、地上セルラー基地局20Aと衛星基地局30とを互いに周波数同期させ、地上セルラー基地局20Aと衛星基地局30とが干渉しないように、所定の無線通信フレームにおいて、地上セルラー基地局20Aで使用される分割周波数帯と衛星基地局30の第1のビーム410Aで使用される分割周波数帯とを互いに重ならないように割り当てる制御を行う。例えば、図6Bに示すように、地上セルラー基地局20Aによる地上セルラー移動通信方式の無線リソースに周波数f0,f1,f2を割り当て、衛星基地局30による第1のビーム410Aを介した衛星移動通信方式の無線リソースに周波数f3を割り当てる。
具体的は、基地局制御装置50は、地上セルラー基地局20Aと衛星基地局30とを互いに周波数同期させ、地上セルラー基地局20Aと衛星基地局30とが干渉しないように、所定の無線通信フレームにおいて、地上セルラー基地局20Aで使用される分割周波数帯と衛星基地局30の第1のビーム410Aで使用される分割周波数帯とを互いに重ならないように割り当てる制御を行う。例えば、図6Bに示すように、地上セルラー基地局20Aによる地上セルラー移動通信方式の無線リソースに周波数f0,f1,f2を割り当て、衛星基地局30による第1のビーム410Aを介した衛星移動通信方式の無線リソースに周波数f3を割り当てる。
また、基地局制御装置50は、地上セルラー基地局20Bと衛星基地局30とを互いに周波数同期させ、地上セルラー基地局20Bと衛星基地局30とが干渉しないように、所定の無線通信フレームにおいて、地上セルラー基地局20Bで使用される分割周波数帯と衛星基地局30の第2のビーム410Bで使用される分割周波数帯とを互いに重ならないように割り当てる制御を行う。例えば、図6Cに示すように、地上セルラー基地局20Bによる地上セルラー移動通信方式の無線リソースに周波数f0,f1を割り当て、衛星基地局30による第2のビーム410Bを介した衛星移動通信方式の無線リソースに周波数f2,f3を割り当てる。
第1の衛星局エリア(ビームエリア)400Aと地上局エリア200Aとが重なる共通エリアにおいて、移動局装置10は、周波数f0,f1,f2で地上セルラー基地局20Aと通信し、周波数f3で衛星基地局30と通信する。また、第2の衛星局エリア(ビームエリア)400Bと地上局エリア200Bとが重なる共通エリアにおいて、移動局装置10は、周波数f0,f1で地上セルラー基地局20Bと通信し、周波数f2,f3で衛星基地局30と通信する。これにより、衛星局エリア(ビームエリア)400A,400Bごとに、地上セルラー移動通信方式と衛星移動通信方式との間の干渉をより確実に回避することができる。
また、図6A~図6Cにおいて、基地局制御装置50は、衛星局エリア(ビームエリア)400A,400Bごとに、地上セルラー基地局20における通信トラフィックと衛星基地局30における通信トラフィックとの比率に応じて、前記同一周波数帯の所定の無線通信フレームにおける無線リソース(周波数)の割り当て率の制御を行ってもよい。例えば、地上セルラー基地局20Aにおける通信トラフィックが衛星基地局30における通信トラフィックよりも大きい場合は、図6Bに示すように地上セルラー基地局20Aによる地上セルラー移動通信方式の無線リソースに周波数f0,f1,f2を割り当て、逆の場合は、地上セルラー基地局20Aによる地上セルラー移動通信方式の無線リソースに周波数f0を割り当てる。また、地上セルラー基地局20Bにおける通信トラフィックが衛星基地局30における通信トラフィックよりも大きい場合は、地上セルラー基地局20Bによる地上セルラー移動通信方式の無線リソースに周波数f0,f1,f2を割り当て、逆の場合は、地上セルラー基地局20Bによる地上セルラー移動通信方式の無線リソースに周波数f0を割り当てる。これにより、衛星局エリア(ビームエリア)400A,400Bごとに、各基地局20A、20B、30と移動局装置10との通信を確保しつつ前記同一周波数帯における周波数利用効率を更に向上させることができる。
図7Aは本実施形態に係る移動通信システムの平常時における無線リソースの割り当て制御の更に他の例を示す全体構成図である。また、図7B及び図7Cはそれぞれ本例における無線リソース割り当ての説明図である。本例は、前述の図3~5の場合とは異なり、人工衛星40がマルチビームアンテナ構成を有し、複数の衛星局エリア(ビームエリア)400A,400Bそれぞれに複数の地上局エリア200A,200Bが重なっている例である。なお、本例において、前述の図4及び図6の例と共通する部分については説明を省略する。
図7A~図7Cにおいて、基地局制御装置50は、衛星局エリア(ビームエリア)400A,400Bごとに無線リソース(時間スロット)の割り当て率の制御を互いに独立に実行している。
具体的は、基地局制御装置50は、地上セルラー基地局20Aと衛星基地局30とを互いに時間同期させ、地上セルラー基地局20Aと衛星基地局30とが干渉しないように、所定の無線通信フレームにおいて、地上セルラー基地局20Aで使用される時間スロットと衛星基地局30の第1のビーム410Aで使用される時間スロットとを互いに重ならないように割り当てる制御を行う。例えば、図7Bに示すように、地上セルラー基地局20Aによる地上セルラー移動通信方式の無線リソースに時間スロットT0,T1,T2を割り当て、衛星基地局30による第1のビーム410Aを介した衛星移動通信方式の無線リソースに時間スロットT3を割り当てる。
具体的は、基地局制御装置50は、地上セルラー基地局20Aと衛星基地局30とを互いに時間同期させ、地上セルラー基地局20Aと衛星基地局30とが干渉しないように、所定の無線通信フレームにおいて、地上セルラー基地局20Aで使用される時間スロットと衛星基地局30の第1のビーム410Aで使用される時間スロットとを互いに重ならないように割り当てる制御を行う。例えば、図7Bに示すように、地上セルラー基地局20Aによる地上セルラー移動通信方式の無線リソースに時間スロットT0,T1,T2を割り当て、衛星基地局30による第1のビーム410Aを介した衛星移動通信方式の無線リソースに時間スロットT3を割り当てる。
また、基地局制御装置50は、地上セルラー基地局20Bと衛星基地局30とを互いに時間同期させ、地上セルラー基地局20Bと衛星基地局30とが干渉しないように、所定の無線通信フレームにおいて、地上セルラー基地局20Bで使用される時間スロットと衛星基地局30の第2のビーム410Bで使用される時間スロットとを互いに重ならないように割り当てる制御を行う。例えば、図7Cに示すように、地上セルラー基地局20Bによる地上セルラー移動通信方式の無線リソースに時間スロットT0,T1を割り当て、衛星基地局30による第2のビーム410Bを介した衛星移動通信方式の無線リソースに時間スロットT2,T3を割り当てる。
第1の衛星局エリア(ビームエリア)400Aと地上局エリア200Aとが重なる共通エリアにおいて、移動局装置10は、時間スロットT0,T1,T2で地上セルラー基地局20Aと通信し、時間スロットT3で衛星基地局30と通信する。また、第2の衛星局エリア(ビームエリア)400Bと地上局エリア200Bとが重なる共通エリアにおいて、移動局装置10は、時間スロットT0,T1で地上セルラー基地局20Bと通信し、時間スロットT2,T3で衛星基地局30と通信する。これにより、衛星局エリア(ビームエリア)400A,400Bごとに、地上セルラー移動通信方式と衛星移動通信方式との間の干渉をより確実に回避することができる。
また、図7A~図7Cにおいて、基地局制御装置50は、衛星局エリア(ビームエリア)400A,400Bごとに、地上セルラー基地局20における通信トラフィックと衛星基地局30における通信トラフィックとの比率に応じて、前記同一周波数帯の所定の無線通信フレームにおける無線リソース(時間スロット)の割り当て率の制御を行ってもよい。例えば、地上セルラー基地局20Aにおける通信トラフィックが衛星基地局30における通信トラフィックよりも大きい場合は、図7Bに示すように地上セルラー基地局20Aによる地上セルラー移動通信方式の無線リソースに時間スロットT0,T1,T2を割り当て、逆の場合は、地上セルラー基地局20Aによる地上セルラー移動通信方式の無線リソースに時間スロットT0を割り当てる。また、地上セルラー基地局20Bにおける通信トラフィックが衛星基地局30における通信トラフィックよりも大きい場合は、地上セルラー基地局20Bによる地上セルラー移動通信方式の無線リソースに時間スロットT0,T1,T2を割り当て、逆の場合は、地上セルラー基地局20Bによる地上セルラー移動通信方式の無線リソースに時間スロットT0を割り当てる。これにより、衛星局エリア(ビームエリア)400A,400Bごとに、各基地局20A、20B、30と移動局装置10との通信を確保しつつ前記同一周波数帯における周波数利用効率を更に向上させることができる。
図8Aは本実施形態に係る移動通信システムの平常時における無線リソースの割り当て制御の更に他の例を示す全体構成図である。また、図8B及び図8Cはそれぞれ本例における無線リソース割り当ての説明図である。本例は、前述の図3~5の場合とは異なり、人工衛星40がマルチビームアンテナ構成を有し、複数の衛星局エリア(ビームエリア)400A,400Bそれぞれに複数の地上局エリア200A,200Bが重なっている例である。なお、本例において、前述の図5~図7の例と共通する部分については説明を省略する。
図8A~図8Cにおいて、基地局制御装置50は、衛星局エリア(ビームエリア)400A,400Bごとに無線リソース(周波数及び時間スロット)の割り当て率の制御を互いに独立に実行している。
具体的は、基地局制御装置50は、地上セルラー基地局20Aと衛星基地局30とを互いに時間同期させるとともに周波数同期させ、地上セルラー基地局20Aと衛星基地局30とが干渉しないように、所定範囲の周波数及び時間スロットの組み合わせからなる無線通信フレームにおいて、地上セルラー基地局20Aで使用される無線リソース(周波数、時間スロット)と衛星基地局30の第1のビーム410Aで使用される無線リソース(周波数、時間スロット)とを互いに重ならないように割り当てる制御を行う。例えば、図8Bに示すように、地上セルラー基地局20Aによる地上セルラー移動通信方式の無線リソースに、周波数f0での時間スロットT0~T3と周波数f1での時間スロットT0,T1とを割り当てる。一方、衛星基地局30による第1のビーム410Aを介した衛星移動通信方式の無線リソースに、周波数f1での時間スロットT2,T3と周波数f2での時間スロットT0~T3とを割り当てる。
具体的は、基地局制御装置50は、地上セルラー基地局20Aと衛星基地局30とを互いに時間同期させるとともに周波数同期させ、地上セルラー基地局20Aと衛星基地局30とが干渉しないように、所定範囲の周波数及び時間スロットの組み合わせからなる無線通信フレームにおいて、地上セルラー基地局20Aで使用される無線リソース(周波数、時間スロット)と衛星基地局30の第1のビーム410Aで使用される無線リソース(周波数、時間スロット)とを互いに重ならないように割り当てる制御を行う。例えば、図8Bに示すように、地上セルラー基地局20Aによる地上セルラー移動通信方式の無線リソースに、周波数f0での時間スロットT0~T3と周波数f1での時間スロットT0,T1とを割り当てる。一方、衛星基地局30による第1のビーム410Aを介した衛星移動通信方式の無線リソースに、周波数f1での時間スロットT2,T3と周波数f2での時間スロットT0~T3とを割り当てる。
また、基地局制御装置50は、地上セルラー基地局20Bと衛星基地局30とを互いに時間同期させるとともに周波数同期させ、地上セルラー基地局20Bと衛星基地局30とが干渉しないように、所定範囲の周波数及び時間スロットの組み合わせからなる無線通信フレームにおいて、地上セルラー基地局20Bで使用される無線リソース(周波数、時間スロット)と衛星基地局30の第2のビーム410Bで使用される無線リソース(周波数、時間スロット)とを互いに重ならないように割り当てる制御を行う。例えば、図8Cに示すように、地上セルラー基地局20Bによる地上セルラー移動通信方式の無線リソースに、周波数f0での時間スロットT0~T3と周波数f1での時間スロットT0,T1と周波数f2での時間スロットT0,T1とを割り当てる。一方、衛星基地局30による第2のビーム410Bを介した衛星移動通信方式の無線リソースに、周波数f1での時間スロットT2,T3と周波数f2での時間スロットT2,T3とを割り当てる。
第1の衛星局エリア(ビームエリア)400Aと地上局エリア200Aとが重なる共通エリアにおいて、移動局装置10は、上記地上セルラー基地局用の無線リソース(周波数f0での時間スロットT0~T3、周波数f1での時間スロットT0,T1)で地上セルラー基地局20Aと通信し、上記衛星基地局用の無線リソース(周波数f1での時間スロットT2,T3、周波数f2での時間スロットT0~T3)で衛星基地局30と通信する。また、第2の衛星局エリア(ビームエリア)400Bと地上局エリア200Bとが重なる共通エリアにおいて、移動局装置10は、上記地上セルラー基地局用の無線リソース(周波数f0での時間スロットT0~T3、周波数f1、f2での時間スロットT0,T1)で地上セルラー基地局20Bと通信し、上記衛星基地局用の無線リソース(周波数f1,f2での時間スロットT2,T3)で衛星基地局30と通信する。これにより、衛星局エリア(ビームエリア)400A,400Bごとに、地上セルラー移動通信方式と衛星移動通信方式との間の干渉をより確実に回避することができる。
また、図8A~図8Cにおいて、基地局制御装置50は、衛星局エリア(ビームエリア)400A,400Bごとに、地上セルラー基地局20における通信トラフィックと衛星基地局30における通信トラフィックとの比率に応じて、前記同一周波数帯の所定範囲の無線通信フレームにおける無線リソース(周波数及び時間スロット)の割り当て率の制御を行ってもよい。例えば、地上セルラー基地局20Aにおける通信トラフィックが衛星基地局30における通信トラフィックよりも大きい場合は、地上セルラー基地局20Aによる地上セルラー移動通信方式の無線リソースに10個の無線リソース(例えば周波数f0,f1での時間スロットT0~T3及び周波数f2での時間スロットT0,T1)を割り当てる。逆の場合は、地上セルラー基地局20Aによる地上セルラー移動通信方式の無線リソースに2個の無線リソース(例えば周波数f0での時間スロットT0,T1)を割り当てる。また、地上セルラー基地局20Bにおける通信トラフィックが衛星基地局30における通信トラフィックよりも大きい場合は、地上セルラー基地局20Bによる地上セルラー移動通信方式の無線リソースに8個の無線リソース(例えば周波数f0,f1での時間スロットT0~T3)を割り当てる。逆の場合は、地上セルラー基地局20Bによる地上セルラー移動通信方式の無線リソースに4個の無線リソース(例えば周波数f0での時間スロットT0~T3)を割り当てる。これにより、衛星局エリア(ビームエリア)400A,400Bごとに、各基地局20A、20B、30と移動局装置10との通信を確保しつつ前記同一周波数帯における周波数利用効率を更に向上させることができる。
次に、本実施形態の移動通信システムにおいて災害発生などによって共通エリアにおける地上セルラー基地局の一部に障害が発生した非常時における無線リソース割り当ての制御について説明する。
図9は、本実施形態の移動通信システムにおいて衛星移動通信に用いる人工衛星がシングルビームアンテナ構成を有する場合の共通エリアにおける平常時及び非常時の無線リソース(周波数)割り当て制御の一例を示す図である。なお、図9において、前述の図3A及び図3Bと同様な部分については同じ符号を付し、説明を省略する。
図9A及び図9Bはそれぞれ本実施形態の移動通信システムの平常時における無線リソース(周波数)の割り当て制御の一例を示す全体構成図及び無線リソース(周波数)割り当ての説明図である。平常時において、基地局制御装置50は、共通エリアにおいて地上セルラー基地局20と衛星基地局30とが干渉しないように、地上セルラー基地局20で使用される分割周波数帯と衛星基地局30で使用される分割周波数帯とを互いに重ならないように割り当てる制御を行う。特に、本例では、地上セルラー基地局20による地上セルラー移動通信方式の通信トラフィックの比率が高いので、無線リソースに周波数f0,f1,f2を割り当て、衛星基地局30による衛星移動通信方式の無線リソースに周波数f3を割り当てている。
一方、図9C及び図9Dはそれぞれ本実施形態の移動通信システムの2つの地上セルラー基地局20の一方に障害が発生した非常時における無線リソース(周波数)の割り当て制御の一例を示す全体構成図及び無線リソース(周波数)割り当ての説明図である。本例の非常時では、例えば地震などの災害により、図中の×印を付した地上セルラー基地局20の一方に障害が発生し、地上セルラー基地局20による地上セルラー移動通信方式の通信トラフィックの比率が低くなっている。そこで、基地局制御装置50は、地上セルラー移動通信方式に割り当てる分割周波数帯の数を減少させ、衛星移動通信方式に割り当てる分割周波数帯の数を増加させるように制御する。例えば、図9Dに示すように、地上セルラー移動通信方式の無線リソースに周波数f0を割り当て、衛星移動通信方式の無線リソースに周波数f1,f2,f3を割り当てる。これにより、移動通信に用いる周波数利用効率を維持しつつ、共通エリアにおいて移動局装置10を用いた移動通信サービスをより確実に利用できる。
図10は、本実施形態の移動通信システムにおいて衛星移動通信に用いる人工衛星がシングルビームアンテナ構成を有する場合の共通エリアにおける平常時及び非常時の無線リソース(時間スロット)割り当て制御の他の例を示す図である。なお、図10において、前述の図4A及び図4Bと同様な部分については同じ符号を付し、説明を省略する。
図10A及び図10Bはそれぞれ本実施形態の移動通信システムの平常時における無線リソース(時間スロット)の割り当て制御の一例を示す全体構成図及び無線リソース(時間スロット)割り当ての説明図である。平常時において、基地局制御装置50は、共通エリアにおいて地上セルラー基地局20と衛星基地局30とが干渉しないように、地上セルラー基地局20で使用される時間スロットと衛星基地局30で使用される時間スロットとを互いに重ならないように割り当てる制御を行う。特に、本例では、地上セルラー基地局20による地上セルラー移動通信方式の通信トラフィックの比率が高いので、無線リソースに時間スロットT0,T1,T2を割り当て、衛星基地局30による衛星移動通信方式の無線リソースに時間スロットT3を割り当てている。これにより、移動通信に用いる周波数利用効率を高めている。
一方、図10C及び図10Dはそれぞれ本実施形態の移動通信システムの2つの地上セルラー基地局20の一方に障害が発生した非常時における無線リソース(時間スロット)の割り当て制御の一例を示す全体構成図及び無線リソース(時間スロット)割り当ての説明図である。本例の非常時では、例えば地震などの災害により、図中の×印を付した地上セルラー基地局20の一方に障害が発生し、地上セルラー基地局20による地上セルラー移動通信方式の通信トラフィックの比率が低くなっている。そこで、基地局制御装置50は、地上セルラー移動通信方式に割り当てる時間スロットの数を減少させ、衛星移動通信方式に割り当てる時間スロットの数を増加させるように制御する。例えば、図10Dに示すように、地上セルラー移動通信方式の無線リソースに時間スロットT0を割り当て、衛星移動通信方式の無線リソースに時間スロットT1,T2,T3を割り当てる。これにより、移動通信に用いる周波数利用効率を維持しつつ、共通エリアにおいて移動局装置10を用いた移動通信サービスをより確実に利用できる。
図11は、本実施形態の移動通信システムにおいて衛星移動通信に用いる人工衛星がシングルビームアンテナ構成を有する場合の共通エリアにおける平常時及び非常時の無線リソース(時間スロット)割り当て制御の更に他の例を示す図である。なお、図11において、前述の図5A及び図5Bと同様な部分については同じ符号を付し、説明を省略する。
図11A及び図11Bはそれぞれ本実施形態の移動通信システムの平常時における無線リソース(周波数及び時間スロット)の割り当て制御の一例を示す全体構成図及び無線リソース(周波数及び時間スロット)割り当ての説明図である。平常時において、基地局制御装置50は、共通エリアにおいて地上セルラー基地局20と衛星基地局30とが干渉しないように、地上セルラー基地局20で使用される無線リソースと衛星基地局30で使用される無線リソースとを互いに重ならないように割り当てる制御を行う。特に、本例では、地上セルラー基地局20による地上セルラー移動通信方式の通信トラフィックと衛星基地局30による衛星移動通信方式の通信トラフィックの比率が同等であるので、地上セルラー移動通信方式及び衛星移動通信方式それぞれの無線リソースに同じ6個の無線リソースを割り当てている。これにより、移動通信に用いる周波数利用効率を高めている。
一方、図11C及び図11Dはそれぞれ本実施形態の移動通信システムの2つの地上セルラー基地局20の一方に障害が発生した非常時における無線リソース(周波数及び時間スロット)の割り当て制御の一例を示す全体構成図及び無線リソース(周波数及び時間スロット)割り当ての説明図である。本例の非常時では、例えば地震などの災害により、図中の×印を付した地上セルラー基地局20の一方に障害が発生し、地上セルラー基地局20による地上セルラー移動通信方式での通信ができない状況にある。このような場合、障害エリアの通信を衛星通信で確保する。先ず、障害エリアで増加する衛星通信トラフィックに対応するために基地局制御装置50は、地上セルラー移動通信方式に割り当てる無線リソースの数を減少させ、衛星移動通信方式に割り当てる無線リソースの数を増加させるように制御する。例えば、図11Dに示すように、地上セルラー移動通信方式の無線リソースに2個の無線リソース(周波数f0での時間スロットT0,T1)を割り当て、衛星移動通信方式の無線リソースに10個の無線リソース(周波数f0での時間スロットT2,T3及び周波数f1,f2での時間スロットT0~T3)を割り当てる。これにより、移動通信に用いる周波数利用効率を維持しつつ、共通エリアにおいて移動局装置10を用いた移動通信サービスをより確実に利用できる。
図12は、本実施形態の移動通信システムにおいて衛星移動通信に用いる人工衛星がマルチビームアンテナ構成を有する場合の共通エリアにおける平常時及び非常時の無線リソース(周波数)割り当て制御の一例を示す図である。なお、図12において、前述の図6A及び図6Bと同様な部分については同じ符号を付し、説明を省略する。
図12Aは本実施形態の移動通信システムの互いに隣り合う2つの共通エリアにおける無線リソース(周波数)の割り当て制御の一例を示す全体構成図である。図12Bは平常時の状態にある地上局エリア200Aと第1の衛星局エリア400Aとが重なる第1の共通エリアにおける無線リソース(周波数)割り当ての説明図である。図12Cは非常時の状態にある地上局エリア200Bと第2の衛星局エリア400Bとが重なる第2の共通エリアにおける無線リソース(周波数)割り当ての説明図である。
図12Aの平常時にある第1の共通エリアは、例えば非災害発生エリアであり、地上セルラー基地局20Aによる地上セルラー移動通信方式の通信トラフィックの比率が高い。そこで、図12Bに示すように、地上セルラー移動通信方式の無線リソースに周波数f0,f1,f2を割り当て、衛星基地局30による衛星移動通信方式の無線リソースに周波数f3を割り当てている。
一方、図12Aの非常時の状態にある第2の共通エリアは、例えば地震などの災害が発生した災害発生エリア(被災エリア)であり、地上セルラー基地局20Bの一方に障害が発生し、その障害エリア内の移動局装置10の通信を衛星移動通信方式でカバーする。そこで、図12Cに示すように、地上セルラー移動通信方式の無線リソースに周波数f0を割り当て、衛星移動通信方式の無線リソースに周波数f1,f2,f3を割り当てる。これにより、地上セルラー基地局20Bに障害が発生した非常時の状態にある第2の共通エリアにおいて、移動通信に用いる周波数利用効率を維持しつつ、移動局装置10を用いた移動通信サービスをより確実に利用できる。また、災害が発生していない第1の共通エリアでは平常時の通信を維持することができる。
図13は、本実施形態の移動通信システムにおいて衛星移動通信に用いる人工衛星がマルチビームアンテナ構成を有する場合の共通エリアにおける平常時及び非常時の無線リソース(時間スロット)割り当て制御の他の例を示す図である。なお、図13において、前述の図7A及び図7Bと同様な部分については同じ符号を付し、説明を省略する。
図13Aは本実施形態の移動通信システムの互いに隣り合う2つの共通エリアにおける無線リソース(時間スロット)の割り当て制御の一例を示す全体構成図である。図13Bは平常時の状態にある地上局エリア200Aと第1の衛星局エリア400Aとが重なる第1の共通エリアにおける無線リソース(時間スロット)割り当ての説明図である。図13Cは非常時の状態にある地上局エリア200Bと第2の衛星局エリア400Bとが重なる第2の共通エリアにおける無線リソース(時間スロット)割り当ての説明図である。
図13Aの平常時にある第1の共通エリアは、例えば非災害発生エリアであり、地上セルラー基地局20Aによる地上セルラー移動通信方式の通信トラフィックの比率が高い。そこで、図13Bに示すように、地上セルラー移動通信方式の無線リソースに時間スロットT0,T1,T2を割り当て、衛星基地局30による衛星移動通信方式の無線リソースに時間スロットT3を割り当てている。
一方、図13Aの非常時の状態にある第2の共通エリアは、例えば地震などの災害が発生した災害発生エリア(被災エリア)であり、地上セルラー基地局20Bの一方に障害が発生し、その障害エリア内の移動局装置10の通信を衛星移動通信方式でカバーする。そこで、図13Cに示すように、地上セルラー移動通信方式の無線リソースに時間スロットT0を割り当て、衛星移動通信方式の無線リソースに時間スロットT1,T2,T3を割り当てる。これにより、地上セルラー基地局20Bに障害が発生した非常時の状態にある第2の共通エリアにおいて、移動通信に用いる周波数利用効率を維持しつつ、移動局装置10を用いた移動通信サービスをより確実に利用できる。
図14は、本実施形態の移動通信システムにおいて衛星移動通信に用いる人工衛星がマルチビームアンテナ構成を有する場合の共通エリアにおける平常時及び非常時の無線リソース(時間スロット)割り当て制御の更に他の例を示す図である。なお、図14において、前述の図8A及び図8Bと同様な部分については同じ符号を付し、説明を省略する。
図14Aは本実施形態の移動通信システムの互いに隣り合う2つの共通エリアにおける無線リソース(周波数及び時間スロット)の割り当て制御の一例を示す全体構成図である。図14Bは平常時の状態にある地上局エリア200Aと第1の衛星局エリア400Aとが重なる第1の共通エリアにおける無線リソース(周波数及び時間スロット)割り当ての説明図である。図14Cは非常時の状態にある地上局エリア200Bと第2の衛星局エリア400Bとが重なる第2の共通エリアにおける無線リソース(周波数及び時間スロット)割り当ての説明図である。
図14Aの平常時にある第1の共通エリアは、例えば非災害発生エリアであり、地上セルラー基地局20Aによる地上セルラー移動通信方式の通信トラフィックと衛星基地局30による衛星移動通信方式の通信トラフィックとが同等である。そこで、図14Bに示すように、地上セルラー移動通信方式の無線リソースに6個の無線リソース(周波数f0での時間スロットT0~T3及び周波数f1での時間スロットT0,T1)を割り当てる。また、衛星基地局30による衛星移動通信方式の無線リソースにも6個の無線リソース(周波数f1での時間スロットT2,T3及び周波数f2での時間スロットT0~T3)を割り当てている。
一方、図14Aの非常時の状態にある第2の共通エリアは、例えば地震などの災害が発生した災害発生エリア(被災エリア)であり、地上セルラー基地局20Bの一方に障害が発生し、その障害エリア内の移動局装置10の通信を衛星移動通信方式でカバーする。そこで、図14Cに示すように、地上セルラー移動通信方式の無線リソースに2個の無線リソース(周波数f0での時間スロットT0,T1)を割り当て、衛星移動通信方式の無線リソースに10個の無線リソース(周波数f0での時間スロットT2,T3及び周波数f1,f2での時間スロットT0~T3)を割り当てる。これにより、地上セルラー基地局20Bに障害が発生した非常時の状態にある第2の共通エリアにおいて、移動通信に用いる周波数利用効率を維持しつつ、移動局装置10を用いた移動通信サービスをより確実に利用できる。
なお、上記各実施形態においては、地上セルラー基地局20及び人工衛星40の通信中継装置41それぞれと移動局装置10との間の無線通信に同一無線伝送方式が使用されている場合について説明したが、互いに異なる無線伝送方式を、地上セルラー基地局20及び人工衛星40の通信中継装置41それぞれと移動局装置10との間の無線通信に使用してもよい。
図15は、本発明の更に他の実施形態に係る移動通信システムの全体構成の一例を示す概略構成図である。本実施形態では、地上セルラー基地局20と移動局装置10との間の無線通信に、地上セルラー基地局対応の無線伝送方式Aを用い、人工衛星40の通信中継装置41を介した衛星基地局30と移動局装置10との間の無線通信に、上記無線伝送方式Aとは異なる衛星基地局対応の無線伝送方式Bを用いる。なお、図15において、前述の図1などと同様な部分については同じ符号を付し、説明を省略する。
図15において、地上セルラー基地局20は、地上セルラー基地局対応の所定の無線伝送方式Aを用いて周波数f0で移動局装置10と通信を行う。そして、衛星基地局30は、上記無線伝送方式Aとは異なる衛星基地局対応の無線伝送方式Bを用い、周波数f0を衛星通信用の周波数fcに変換して人工衛星40の通信中継装置41と通信を行う。例えば、前述の図4に示すように地上セルラー基地局20で使用される時間スロットと衛星基地局30で使用される時間スロットとを互いに重ならないように割り当てる制御を行う場合は、図16Aに示すように、時間スロットT0,T2の無線リソースを介した地上セルラー基地局20と移動局装置10との通信に、地上セルラー基地局対応の無線伝送方式Aを用いる。一方、時間スロットT1,T3の無線リソースを介した衛星基地局30と移動局装置10との通信には、衛星基地局対応の無線伝送方式Bを用いる。
また、前述の図3に示すように、地上セルラー基地局20で使用される周波数と衛星基地局30で使用される周波数とを互いに重ならないように割り当てる制御を行う場合は、図16Bに示すように、周波数f0,f1の無線リソースを介した地上セルラー基地局20と移動局装置10との通信に、地上セルラー基地局対応の無線伝送方式Aを用いる。一方、周波数f2,f3の無線リソースを介した衛星基地局30と移動局装置10との通信には、衛星基地局対応の無線伝送方式Bを用いる。
また、前述の図5に示すように、地上セルラー基地局20で使用される無線リソース(周波数及び時間スロット)と衛星基地局30で使用される無線リソース(周波数及び時間スロット)とを互いに重ならないように割り当てる制御を行う場合は、図16Cに示すように、地上セルラー基地局用の無線リソース(周波数f0での時間スロットT0~T3、周波数f1での時間スロットT0,T1)を介した地上セルラー基地局20と移動局装置10との通信に、地上セルラー基地局対応の無線伝送方式Aを用いる。一方、衛星基地局用の無線リソース(周波数f1での時間スロットT2,T3、周波数f2での時間スロットT0~T3)を介した衛星基地局30と移動局装置10との通信には、衛星基地局対応の無線伝送方式Bを用いる。
図15及び図16の実施形態において、移動局装置10は地上セルラー基地局対応の無線伝送方式Aと衛星基地局対応の無線伝送方式Bの両方式対応の無線装置を備えている。地上セルラー基地局対応の無線伝送方式Aとしては、例えば、WCDMA(登録商標)等の第3世代移動通信システム(3G)の通信方式、LTEやLTE-Advancedの第4世代携帯電話の通信方式など適応変調方式(Adaptive Modulation and Coding:AMC)を用いた広帯域伝送方式がある。衛星基地局対応の無線伝送方式Bの変調方式として、例えば、BPSK(Binary Phase Shift Keying)やQPSK(Quadrature Phase Shift Keying)等の変調方式を用いた狭帯域SCPC(Single Channel Per Carrier)方式等がある。このように衛星基地局30における衛星移動通信方式の無線伝送方式として、人工衛星の通信中継装置との通信に好適な無線伝送方式を用いることができるため、衛星移動通信方式の通信品質を向上させることができる。
なお、図15及び図16では、人工衛星40がシングルビームアンテナ構成を有する場合について示しているが、人工衛星40がマルチビームアンテナ構成を有する場合においても、地上セルラー基地局20と移動局装置10との間の無線通信に無線伝送方式Aを使用し、人工衛星40の通信中継装置41を介した衛星基地局30と移動局装置10との間の無線通信に、上記無線伝送方式Aと異なる無線伝送方式Bを使用してもよい。また、地上セルラー基地局20に無線伝送方式Aを使用し、衛星基地局30に無線伝送方式Bを使用する場合も、前述の図3~図8に示すような無線リソースの割り当て制御や、前述の図9~図14に示すような非常時における無線リソースの割り当ての切り換え制御を行ってもよい。
また、上記各実施形態においては、基地局制御装置50を各基地局20、30から独立した装置としてコアネットワーク60に接続した例を示したが、地上セルラー基地局20又は衛星基地局30に基地局制御装置50を組み込んで設けるように構成してもよい。地上セルラー基地局20又は衛星基地局30に基地局制御装置50の機能を持たせるように構成してもよい。
また、上記各実施形態において、上記共通エリア内に位置する移動局装置10は地上セルラー移動通信方式と衛星移動通信方式の両方式で通信可能であるが、平常時は地上セルラー移動通信方式での通信を優先するように制御してもよい。例えば、通信可能な受信電力に対する閾値を移動局装置10に予め設定しておき、地上セルラー移動通信方式の受信電力が当該閾値以上であれば、地上セルラー移動通信方式で通信を行うように制御してもよい。また、移動局装置10がどちらの通信方式を優先して選択するかについては、基地局制御装置50により当該閾値の値を変更する等、の手段によって制御してもよい。
なお、本明細書で説明された基地局制御装置50、地上セルラー基地局20、衛星基地局30、通信中継装置41、無線LANルータ70等における処理工程及び構成要素は、前述の手段のほか、様々な手段によって実装することができる。例えば、これらの処理工程及び構成要素は、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、又は、それらの組み合わせで実装されてもよい。
ハードウェア実装については、実体(例えば、各種無線通信装置、NodeB、サーバ、ゲートウェイ、交換機、コンピュータ、ハードディスクドライブ装置、又は、光ディスクドライブ装置)において上記工程及び構成要素を実現するために用いられる処理ユニット等の手段は、1つ又は複数の、特定用途向けIC(ASIC)、デジタルシグナルプロセッサ(DSP)、デジタル信号処理装(DSPD)、プログラマブル・ロジック・デバイス(PLD)、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ(FPGA)、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、電子デバイス、本明細書で説明された機能を実行するようにデザインされた他の電子ユニット、コンピュータ、又は、それらの組み合わせの中に実装されてもよい。
また、ファームウェア及び/又はソフトウェア実装については、上記構成要素を実現するために用いられる処理ユニット等の手段は、本明細書で説明された機能を実行するプログラム(例えば、プロシージャ、関数、モジュール、インストラクション、などのコード)で実装されてもよい。一般に、ファームウェア及び/又はソフトウェアのコードを明確に具体化する任意のコンピュータ/プロセッサ読み取り可能な媒体が、本明細書で説明された上記工程及び構成要素を実現するために用いられる処理ユニット等の手段の実装に利用されてもよい。例えば、ファームウェア及び/又はソフトウェアコードは、例えば制御装置において、メモリに記憶され、コンピュータやプロセッサにより実行されてもよい。そのメモリは、コンピュータやプロセッサの内部に実装されてもよいし、又は、プロセッサの外部に実装されてもよい。また、ファームウェア及び/又はソフトウェアコードは、例えば、ランダムアクセスメモリ(RAM)、リードオンリーメモリ(ROM)、不揮発性ランダムアクセスメモリ(NVRAM)、プログラマブルリードオンリーメモリ(PROM)、電気的消去可能PROM(EEPROM)、FLASHメモリ、フロッピー(登録商標)ディスク、コンパクトディスク(CD)、デジタルバーサタイルディスク(DVD)、磁気又は光データ記憶装置、などのような、コンピュータやプロセッサで読み取り可能な媒体に記憶されてもよい。そのコードは、1又は複数のコンピュータやプロセッサにより実行されてもよく、また、コンピュータやプロセッサに、本明細書で説明された機能性のある態様を実行させてもよい。
また、本明細書で開示された実施形態の説明は、当業者が本開示を製造又は使用するのを可能にするために提供される。本開示に対するさまざまな修正は当業者には容易に明白になり、本明細書で定義される一般的原理は、本開示の趣旨又は範囲から逸脱することなく、他のバリエーションに適用可能である。それゆえ、本開示は、本明細書で説明される例及びデザインに限定されるものではなく、本明細書で開示された原理及び新規な特徴に合致する最も広い範囲に認められるべきである。
10 移動局装置
20 地上セルラー基地局
30 衛星基地局
40 人工衛星
41 通信中継装置
50 基地局制御装置
60 コアネットワーク
70 無線LANルータ
200 地上局エリア
400 衛星局エリア
410 ビーム
20 地上セルラー基地局
30 衛星基地局
40 人工衛星
41 通信中継装置
50 基地局制御装置
60 コアネットワーク
70 無線LANルータ
200 地上局エリア
400 衛星局エリア
410 ビーム
Claims (17)
- 地上セルラー移動通信方式と衛星移動通信方式とを利用可能な移動通信システムであって、
移動局装置と無線通信可能な地上セルラー基地局と、
人工衛星の通信中継装置を介して移動局装置と無線通信可能な衛星基地局と、
前記地上セルラー基地局と前記衛星基地局とを制御する基地局制御装置と、を備え、
地上セルラー移動通信方式と衛星移動通信方式とを利用可能な共通エリアにおいて前記地上セルラー基地局及び前記人工衛星の通信中継装置それぞれと移動局装置との間の無線通信に同一周波数帯が使用され、
前記基地局制御装置は、前記共通エリアにおける前記地上セルラー基地局で使用される無線リソースと前記衛星基地局で使用される無線リソースとを互いに重ならないように割り当て、該地上セルラー基地局の一部に障害が発生した非常時に、該衛星基地局に割り当てる無線リソースを平常時よりも多くするように、制御する移動通信システム。 - 請求項1の移動通信システムにおいて、
前記基地局制御装置は、前記共通エリアにおける前記地上セルラー基地局と前記衛星基地局とが時間同期した状態で、該地上セルラー基地局で使用される時間スロットと該衛星基地局で使用される時間スロットとを互いに重ならないように割り当て、前記非常時に該衛星基地局に割り当てる時間スロットの割り当て率を平常時よりも大きくするように、制御する移動通信システム。 - 請求項1の移動通信システムにおいて、
前記基地局制御装置は、前記共通エリアにおける前記地上セルラー基地局と前記衛星基地局とが周波数同期した状態で、前記同一周波数帯を分割した複数の分割周波数帯のうち該地上セルラー基地局で使用される分割周波数帯と該衛星基地局で使用される分割周波数帯とを互いに重ならないように割り当て、前記非常時に該衛星基地局に割り当てる分割周波数帯の割り当て率を平常時よりも大きくするように、制御する移動通信システム。 - 請求項1の移動通信システムにおいて、
前記基地局制御装置は、前記共通エリアにおける前記地上セルラー基地局と前記衛星基地局とが時間同期及び周波数同期した状態で、前記同一周波数帯を分割した複数の分割周波数帯において、該複数の分割周波数帯をそれぞれ時間分割し、該地上セルラー基地局で使用される分割周波数帯での時間スロットと該衛星基地局で使用される分割周波数帯での時間スロットとを互いに重ならないように割り当て、前記非常時に該衛星基地局に割り当てる分割周波数帯での時間スロットの割り当て率を平常時よりも大きくするように、制御する移動通信システム。 - 請求項1乃至4のいずれかの移動通信システムにおいて、
前記基地局制御装置は、前記非常時又は平常時に、前記地上セルラー基地局における通信トラフィックと前記衛星基地局における通信トラフィックとの比率に応じて、前記無線リソースの割り当て率の制御を行う移動通信システム。 - 請求項1乃至5のいずれかの移動通信システムにおいて、
前記人工衛星の通信中継装置が移動局装置と通信可能なエリアは、前記通信中継装置のアンテナの指向方向のビームに対応した単一のビームエリアであり、
前記単一のビームエリアは、前記地上セルラー基地局のエリアを複数含む移動通信システム。 - 請求項1乃至5のいずれかの移動通信システムにおいて、
前記人工衛星の通信中継装置が移動局装置と通信可能なエリアは、前記通信中継装置のアンテナの互いに異なる複数の指向方向のビームに対応した互いに空間的にずれた複数のビームエリアであり、
前記複数のビームエリアはそれぞれ、前記地上セルラー基地局のエリアを複数含み、
前記基地局制御装置は、前記非常時又は平常時に、前記ビームエリアごとに前記無線リソースの割り当て率の制御を互いに独立に実行する移動通信システム。 - 請求項1乃至7のいずれかの移動通信システムにおいて、
前記人工衛星の通信中継装置を更に備え、
前記衛星基地局は、
コアネットワークに接続された基地局装置と、
前記基地局装置と前記人工衛星の通信中継装置との間の通信を中継するときに、前記基地局装置で使用される周波数と前記人工衛星の通信中継装置との通信に使用される衛星通信用の周波数との間の変換を行う周波数変換手段と、を有し、
前記人工衛星の通信中継装置は、移動局装置と前記衛星基地局との通信を中継するときに、前記移動局装置との通信に使用される周波数と前記衛星基地局との通信に使用される前記衛星通信用の周波数との間の変換を行う周波数変換手段を有する移動通信システム。 - 請求項1乃至8のいずれかの移動通信システムにおいて、
前記地上セルラー移動通信方式及び前記衛星移動通信方式は互いに無線伝送方式が同じである移動通信システム。 - 請求項1乃至8のいずれかの移動通信システムにおいて、
前記地上セルラー移動通信方式及び前記衛星移動通信方式は互いに無線伝送方式が異なる移動通信システム。 - 地上セルラー移動通信方式と衛星移動通信方式とを利用可能な移動通信システムにおいて、移動局装置と無線通信可能な地上セルラー基地局と人工衛星の通信中継装置を介して移動局装置と無線通信可能な衛星基地局とを制御する基地局制御装置であって、
地上セルラー移動通信方式と衛星移動通信方式とを利用可能な共通エリアにおいて前記地上セルラー基地局及び前記人工衛星の通信中継装置それぞれと移動局装置との間の無線通信に同一周波数帯が使用され、
前記共通エリアにおける前記地上セルラー基地局で使用される無線リソースと前記衛星基地局で使用される無線リソースとを互いに重ならないように割り当て、該地上セルラー基地局の一部に障害が発生した非常時に、該衛星基地局に割り当てる無線リソースを平常時よりも多くするように、制御する基地局制御装置。 - 請求項11の基地局制御装置において、
前記共通エリアにおける前記地上セルラー基地局と前記衛星基地局とが時間同期した状態で、該地上セルラー基地局で使用される時間スロットと該衛星基地局で使用される時間スロットとを互いに重ならないように割り当て、前記非常時に該衛星基地局に割り当てる時間スロットの割り当て率を平常時よりも大きくするように、制御する基地局制御装置。 - 請求項11の基地局制御装置において、
前記共通エリアにおける前記地上セルラー基地局と前記衛星基地局とが周波数同期した状態で、前記同一周波数帯を分割した複数の分割周波数帯のうち該地上セルラー基地局で使用される分割周波数帯と該衛星基地局で使用される分割周波数帯とを互いに重ならないように割り当て、前記非常時に該衛星基地局に割り当てる分割周波数帯の割り当て率を平常時よりも大きくするように、制御する基地局制御装置。 - 請求項11の移動通信システムにおいて、
前記共通エリアにおける前記地上セルラー基地局と前記衛星基地局とが時間同期及び周波数同期した状態で、前記同一周波数帯を分割した複数の分割周波数帯において、該複数の分割周波数帯をそれぞれ時間分割し、該地上セルラー基地局で使用される分割周波数帯での時間スロットと該衛星基地局で使用される分割周波数帯での時間スロットとを互いに重ならないように割り当て、前記非常時に該衛星基地局に割り当てる分割周波数帯での時間スロットの割り当て率を平常時よりも大きくするように、制御する基地局制御装置。 - 請求項11乃至14のいずれかの基地局制御装置において、
前記非常時又は平常時に、前記地上セルラー基地局における通信トラフィックと前記衛星基地局における通信トラフィックとの比率に応じて、前記無線リソースの割り当て率の制御を行う基地局制御装置。 - 請求項11乃至15のいずれかの基地局制御装置において、
前記人工衛星の通信中継装置が移動局装置と通信可能なエリアは、前記通信中継装置のアンテナの指向方向のビームに対応した単一のビームエリアであり、
前記単一のビームエリアは、前記地上セルラー基地局のエリアを複数含む基地局制御装置。 - 請求項11乃至15のいずれかの基地局制御装置において、
前記人工衛星の通信中継装置が移動局装置と通信可能なエリアは、前記通信中継装置のアンテナの互いに異なる複数の指向方向のビームに対応した互いに空間的にずれた複数のビームエリアであり、
前記複数のビームエリアはそれぞれ、前記地上セルラー基地局のエリアを複数含み、
前記非常時又は平常時に、前記ビームエリアごとに前記無線リソースの割り当て率の制御を互いに独立に実行する基地局制御装置。
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