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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024149935
(43)【公開日】2024-10-23
(54)【発明の名称】情報処理方法、プログラム及び情報処理装置
(51)【国際特許分類】
H04B 7/155 20060101AFI20241016BHJP
H04W 84/06 20090101ALI20241016BHJP
【ＦＩ】
H04B7/155
H04W84/06
【審査請求】有
【請求項の数】11
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023058838
(22)【出願日】2023-03-31
(11)【特許番号】
(45)【特許公報発行日】2024-10-15
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）令和３年度、「国立研究開発法人情報通信研究機構」、「革新的情報通信技術研究開発委託研究」、「Ｂｅｙｏｎｄ ５Ｇ次世代小型衛星コンステレーション向け電波・光ハイブリッド通信技術の研究開発」、「研究開発項目１）ＬＥＯコンステレーション用小型衛星搭載電波・光ハイブリッド通信技術の研究開発」、「研究開発項目２）超広帯域光衛星通信システムの実現に向けた基盤技術の研究開発」、「次世代ＬＥＯ通信コンステレーション構築に向けた超小型・低コスト電波・光ハイブリッド通信システムおよび通信制御システムの研究開発」、産業技術力強化法第１７条の適用を受ける特許出願
(71)【出願人】
【識別番号】515039731
【氏名又は名称】株式会社アクセルスペース
(74)【代理人】
【識別番号】100114557
【弁理士】
【氏名又は名称】河野 英仁
(74)【代理人】
【識別番号】100078868
【弁理士】
【氏名又は名称】河野 登夫
(72)【発明者】
【氏名】桧垣 誠
(72)【発明者】
【氏名】須藤 順平
(72)【発明者】
【氏名】米本 明弘
【テーマコード（参考）】
5K067
5K072
【Ｆターム（参考）】
5K067AA23
5K067DD45
5K067EE07
5K072AA23
5K072BB22
5K072DD03
5K072DD04
5K072DD19
(57)【要約】
【課題】人工衛星と地上局との間の通信を好適に行うことができる情報処理方法等を提供する。
【解決手段】所定の軌道上に配置された複数の人工衛星のうち、特定の時刻から開始されるタイムスロットにおいて特定の地上局との通信が予約されている特定の人工衛星の軌道情報と、該特定の人工衛星以外の他の人工衛星であって、前記特定の時刻以前に前記特定の地上局と通信を完了した他の人工衛星の軌道情報及び通信速度とを取得し、前記他の人工衛星の軌道情報及び通信速度に基づき、人工衛星の軌道情報と通信速度との間の相関関係を導出し、導出した相関関係と、前記特定の人工衛星の軌道情報とに基づき、前記特定の人工衛星の通信速度を算出し、算出した通信速度を前記特定の人工衛星に送信する処理をコンピュータが実行する。
【選択図】図４
【解決手段】所定の軌道上に配置された複数の人工衛星のうち、特定の時刻から開始されるタイムスロットにおいて特定の地上局との通信が予約されている特定の人工衛星の軌道情報と、該特定の人工衛星以外の他の人工衛星であって、前記特定の時刻以前に前記特定の地上局と通信を完了した他の人工衛星の軌道情報及び通信速度とを取得し、前記他の人工衛星の軌道情報及び通信速度に基づき、人工衛星の軌道情報と通信速度との間の相関関係を導出し、導出した相関関係と、前記特定の人工衛星の軌道情報とに基づき、前記特定の人工衛星の通信速度を算出し、算出した通信速度を前記特定の人工衛星に送信する処理をコンピュータが実行する。
【選択図】図４
【特許請求の範囲】
【請求項1】
所定の軌道上に配置された複数の人工衛星のうち、特定の時刻から開始されるタイムスロットにおいて特定の地上局との通信が予約されている特定の人工衛星の軌道情報と、該特定の人工衛星以外の他の人工衛星であって、前記特定の時刻以前に前記特定の地上局と通信を完了した他の人工衛星の軌道情報及び通信速度とを取得し、
前記他の人工衛星の軌道情報及び通信速度に基づき、人工衛星の軌道情報と通信速度との間の相関関係を導出し、
導出した相関関係と、前記特定の人工衛星の軌道情報とに基づき、前記特定の人工衛星の通信速度を算出し、
算出した通信速度を前記特定の人工衛星に送信する
処理をコンピュータが実行する情報処理方法。
前記他の人工衛星の軌道情報及び通信速度に基づき、人工衛星の軌道情報と通信速度との間の相関関係を導出し、
導出した相関関係と、前記特定の人工衛星の軌道情報とに基づき、前記特定の人工衛星の通信速度を算出し、
算出した通信速度を前記特定の人工衛星に送信する
処理をコンピュータが実行する情報処理方法。
【請求項2】
前記他の人工衛星のチャネル状態情報を更に取得し、
前記他の人工衛星の軌道情報及びチャネル状態情報に基づき、人工衛星の軌道情報とチャネル状態情報との間の第１の相関関係を導出し、
前記他の人工衛星の軌道情報及びチャネル状態情報と、通信速度とに基づき、人工衛星の軌道情報及びチャネル状態情報と通信速度との間の第２の相関関係を導出し、
前記第１の相関関係と、前記特定の人工衛星の軌道情報とに基づき、前記特定の人工衛星のチャネル状態情報を特定し、
前記第２の相関関係と、前記特定の人工衛星の軌道情報及びチャネル状態情報とに基づき、前記特定の人工衛星の通信速度を算出する
請求項１に記載の情報処理方法。
前記他の人工衛星の軌道情報及びチャネル状態情報に基づき、人工衛星の軌道情報とチャネル状態情報との間の第１の相関関係を導出し、
前記他の人工衛星の軌道情報及びチャネル状態情報と、通信速度とに基づき、人工衛星の軌道情報及びチャネル状態情報と通信速度との間の第２の相関関係を導出し、
前記第１の相関関係と、前記特定の人工衛星の軌道情報とに基づき、前記特定の人工衛星のチャネル状態情報を特定し、
前記第２の相関関係と、前記特定の人工衛星の軌道情報及びチャネル状態情報とに基づき、前記特定の人工衛星の通信速度を算出する
請求項１に記載の情報処理方法。
【請求項3】
前記他の人工衛星の軌道情報及び通信速度に基づき、人工衛星の軌道情報を説明変数とし、通信速度を目的変数とする回帰式を最小二乗法により導出し、
導出した回帰式と、前記特定の人工衛星の軌道情報とに基づき、前記特定の人工衛星の通信速度を算出する
請求項１に記載の情報処理方法。
導出した回帰式と、前記特定の人工衛星の軌道情報とに基づき、前記特定の人工衛星の通信速度を算出する
請求項１に記載の情報処理方法。
【請求項4】
前記他の人工衛星の軌道情報及び通信速度に基づき、人工衛星の軌道情報を入力した場合に通信速度を算出するよう学習済みのモデルを生成し、
生成した前記モデルに前記特定の人工衛星の軌道情報を入力することで、前記特定の人工衛星の通信速度を算出する
請求項１に記載の情報処理方法。
生成した前記モデルに前記特定の人工衛星の軌道情報を入力することで、前記特定の人工衛星の通信速度を算出する
請求項１に記載の情報処理方法。
【請求項5】
前記人工衛星と前記地上局との間の通信は電磁波により行われる
請求項１に記載の情報処理方法。
請求項１に記載の情報処理方法。
【請求項6】
前記人工衛星と前記地上局との間の通信は、光若しくはマイクロ波を相互に切り換える、又は光及びマイクロ波の両方を同時に使用することにより行われる
請求項５に記載の情報処理方法。
請求項５に記載の情報処理方法。
【請求項7】
前記地上局は複数存在し、
地上回線を通じて複数の前記地上局の間で前記軌道情報及び通信速度に係るデータを共有することにより、前記他の人工衛星の軌道情報及び通信速度を取得する
請求項１に記載の情報処理方法。
地上回線を通じて複数の前記地上局の間で前記軌道情報及び通信速度に係るデータを共有することにより、前記他の人工衛星の軌道情報及び通信速度を取得する
請求項１に記載の情報処理方法。
【請求項8】
前記他の人工衛星に対応する位置の散乱体情報を取得し、
前記他の人工衛星の軌道情報及び散乱体情報に基づき、人工衛星の軌道情報と散乱体情報との間の第３の相関関係を導出し、
前記他の人工衛星の軌道情報及び散乱体情報と、通信速度とに基づき、軌道情報及び散乱体情報と通信速度との間の第４の相関関係を導出し、
前記第３の相関関係と、前記特定の人工衛星の軌道情報とに基づき、前記特定の人工衛星に対応する位置の散乱体情報を特定し、
前記第４の相関関係と、前記特定の人工衛星の軌道情報及び散乱体情報とに基づき、前記特定の人工衛星の通信速度を算出する
請求項１に記載の情報処理方法。
前記他の人工衛星の軌道情報及び散乱体情報に基づき、人工衛星の軌道情報と散乱体情報との間の第３の相関関係を導出し、
前記他の人工衛星の軌道情報及び散乱体情報と、通信速度とに基づき、軌道情報及び散乱体情報と通信速度との間の第４の相関関係を導出し、
前記第３の相関関係と、前記特定の人工衛星の軌道情報とに基づき、前記特定の人工衛星に対応する位置の散乱体情報を特定し、
前記第４の相関関係と、前記特定の人工衛星の軌道情報及び散乱体情報とに基づき、前記特定の人工衛星の通信速度を算出する
請求項１に記載の情報処理方法。
【請求項9】
前記人工衛星は同時に複数の方向に指向するマルチビームアンテナを搭載し、
前記他の人工衛星の各指向方向への通信速度を取得し、
前記他の人工衛星の軌道情報と、各指向方向への通信速度とに基づき、人工衛星の軌道情報と各指向方向への通信速度との間の相関関係を導出し、
導出した相関関係と、前記特定の人工衛星の軌道情報とに基づき、前記特定の人工衛星の各指向方向への通信速度を算出し、
算出した各指向方向への通信速度に応じて、各指向方向の通信に配分すべき電力の比率を算出する
請求項１に記載の情報処理方法。
前記他の人工衛星の各指向方向への通信速度を取得し、
前記他の人工衛星の軌道情報と、各指向方向への通信速度とに基づき、人工衛星の軌道情報と各指向方向への通信速度との間の相関関係を導出し、
導出した相関関係と、前記特定の人工衛星の軌道情報とに基づき、前記特定の人工衛星の各指向方向への通信速度を算出し、
算出した各指向方向への通信速度に応じて、各指向方向の通信に配分すべき電力の比率を算出する
請求項１に記載の情報処理方法。
【請求項10】
所定の軌道上に配置された複数の人工衛星のうち、特定の時刻から開始されるタイムスロットにおいて特定の地上局との通信が予約されている特定の人工衛星の軌道情報と、該特定の人工衛星以外の他の人工衛星であって、前記特定の時刻以前に前記特定の地上局と通信を完了した他の人工衛星の軌道情報及び通信速度とを取得し、
前記他の人工衛星の軌道情報及び通信速度に基づき、人工衛星の軌道情報と通信速度との間の相関関係を導出し、
導出した相関関係と、前記特定の人工衛星の軌道情報とに基づき、前記特定の人工衛星の通信速度を算出し、
算出した通信速度を前記特定の人工衛星に送信する
処理をコンピュータに実行させるプログラム。
前記他の人工衛星の軌道情報及び通信速度に基づき、人工衛星の軌道情報と通信速度との間の相関関係を導出し、
導出した相関関係と、前記特定の人工衛星の軌道情報とに基づき、前記特定の人工衛星の通信速度を算出し、
算出した通信速度を前記特定の人工衛星に送信する
処理をコンピュータに実行させるプログラム。
【請求項11】
制御部を備える情報処理装置であって、
前記制御部が、
所定の軌道上に配置された複数の人工衛星のうち、特定の時刻から開始されるタイムスロットにおいて特定の地上局との通信が予約されている特定の人工衛星の軌道情報と、該特定の人工衛星以外の他の人工衛星であって、前記特定の時刻以前に前記特定の地上局と通信を完了した他の人工衛星の軌道情報及び通信速度とを取得し、
前記他の人工衛星の軌道情報及び通信速度に基づき、人工衛星の軌道情報と通信速度との間の相関関係を導出し、
導出した相関関係と、前記特定の人工衛星の軌道情報とに基づき、前記特定の人工衛星の通信速度を算出し、
算出した通信速度を前記特定の人工衛星に送信する
情報処理装置。
前記制御部が、
所定の軌道上に配置された複数の人工衛星のうち、特定の時刻から開始されるタイムスロットにおいて特定の地上局との通信が予約されている特定の人工衛星の軌道情報と、該特定の人工衛星以外の他の人工衛星であって、前記特定の時刻以前に前記特定の地上局と通信を完了した他の人工衛星の軌道情報及び通信速度とを取得し、
前記他の人工衛星の軌道情報及び通信速度に基づき、人工衛星の軌道情報と通信速度との間の相関関係を導出し、
導出した相関関係と、前記特定の人工衛星の軌道情報とに基づき、前記特定の人工衛星の通信速度を算出し、
算出した通信速度を前記特定の人工衛星に送信する
情報処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、情報処理方法、プログラム及び情報処理装置に関する。
【背景技術】
【0002】
人工衛星を用いた次世代の通信システムとして、複数の人工衛星が協働して通信を行う衛星コンステレーションの構築が期待されている（例えば特許文献１）。しかしながら、地上ネットワークに匹敵する回線速度を実現するためには、高い周波数帯の電磁波を通信に利用する必要が生じ、従来のマイクロ波よりも大気、雲、水蒸気、砂粒などの影響を受けやすくなる。また、衛星通信においては人工衛星に比べて地上局の方が少ないシステムであることが一般的に多いため、通信に必要なタイムスロットを予め予約して通信することがほとんどである。このため、リアルタイムに通信に影響を与える環境を把握し、時刻毎に最大の通信速度のポテンシャルを引き出すことができれば有益である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１９－４７２４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
一つの側面では、人工衛星と地上局との間の通信を好適に行うことができる情報処理方法等を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
一つの側面では、情報処理方法は、所定の軌道上に配置された複数の人工衛星のうち、特定の時刻から開始されるタイムスロットにおいて特定の地上局との通信が予約されている特定の人工衛星の軌道情報と、該特定の人工衛星以外の他の人工衛星であって、前記特定の時刻以前に前記特定の地上局と通信を完了した他の人工衛星の軌道情報及び通信速度とを取得し、前記他の人工衛星の軌道情報及び通信速度に基づき、人工衛星の軌道情報と通信速度との間の相関関係を導出し、導出した相関関係と、前記特定の人工衛星の軌道情報とに基づき、前記特定の人工衛星の通信速度を算出し、算出した通信速度を前記特定の人工衛星に送信する処理をコンピュータが実行する。
【発明の効果】
【0006】
一つの側面では、人工衛星と地上局との間の通信を好適に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】衛星通信システムの構成例を示す説明図である。
【図2】サーバの構成例を示すブロック図である。
【図3】通信履歴ＤＢのレコードレイアウトの一例を示す説明図である。
【図4】人工衛星の軌道を示す説明図である。
【図5】サーバが実行する処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図6】実施の形態２の概要を示す説明図である。
【図7】実施の形態２に係るサーバが実行する処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図8】実施の形態３の概要を示す説明図である。
【図9】実施の形態３に係るサーバが実行する処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図10】実施の形態４の概要を示す説明図である。
【図11】実施の形態４に係るサーバが実行する処理手順の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
（実施の形態１）
図１は、衛星通信システムの構成例を示す説明図である。本実施の形態では、複数の人工衛星２、２、２…のうち、これから通信を行う予定の人工衛星２と地上局３との間の通信速度を、地上局３と通信を完了した他の人工衛星２における通信履歴から予測（算出）する衛星通信システムについて説明する。衛星通信システムは、情報処理装置１、人工衛星２、地上局３を含む。
（実施の形態１）
図１は、衛星通信システムの構成例を示す説明図である。本実施の形態では、複数の人工衛星２、２、２…のうち、これから通信を行う予定の人工衛星２と地上局３との間の通信速度を、地上局３と通信を完了した他の人工衛星２における通信履歴から予測（算出）する衛星通信システムについて説明する。衛星通信システムは、情報処理装置１、人工衛星２、地上局３を含む。
【0009】
人工衛星２は所定の軌道上に配置され、地上局３との間で通信を行う。本実施の形態では複数の人工衛星２、２、２…の軌道が格子状を成すように配置され（図４参照）、全体として衛星コンステレーションを形成する。
【0010】
地上局３は、人工衛星２と通信を行うための地上側の無線施設であり、アンテナ等の無線機器から成る。図１では地上局３を一つしか図示していないが、本実施の形態では複数の地上局３、３、３…が存在するものとして説明する。
【0011】
情報処理装置１は、種々の情報処理、情報の送受信が可能な情報処理装置であり、例えばサーバコンピュータ、パーソナルコンピュータ等である。本実施の形態では情報処理装置１がサーバコンピュータであるものとし、以下では簡潔のためサーバ１と読み替える。サーバ１は、地上局３に接続されており、人工衛星２と地上局３との間の通信を管理する。具体的には後述の如く、サーバ１は、これから特定の人工衛星２が特定の地上局３と通信を行う場合に、他の人工衛星２と地上局３との間の通信履歴に基づいて当該特定の人工衛星２と地上局３との間の通信速度を予測（算出）し、予測した通信速度を当該特定の人工衛星２に送信する。
【0012】
人工衛星２は、送信された通信速度に応じて地上局３との間の通信を行うことで、最大の通信速度で通信を行うことが可能となる。例えば、地球観測データなどの衛星からのダウンリンクのデータサイズの制限が緩和されるので、衛星画像等の写真データであれば、解像度の低下や、写真サイズの制限、あるいは撮影枚数の制限が緩和され、地球観測事業者の利便性向上が可能となる。また、衛星コンステレーションを用いて、全世界にブロードバンド通信を提供する非地上系ネットワーク（NTN：Non-Terrestrial Network）として移動通信の標準化団体3GPP(登録商標)（3rd Generation Partnership Project）で検討されている衛星通信による携帯電話サービスの場合、地上局３をVSAT（Very Small Aperture Terminal：超小型地球局）等のユーザ端末とみなすことで、サービスリンクの下りを高速化することが可能となり、さらに携帯端末からの通信を、衛星２－地上局３間のフィーダリンク経由で無線基地局（eNodeB：evolved Node B）へ転送して衛星通信を行う場合、当該フィーダリンクを高速化でき、情報通信事業者のサービス拡充に繋がる。
【0013】
なお、図１ではサーバ１が地上局３に無線又は有線で直接接続されている様子を図示しているが、サーバ１はクラウドコンピュータであってもよい。また、サーバ１が実行する処理は、人工衛星上のＯＢＣ（On Board Computer）が担ってもよい。
【0014】
また、本実施の形態では人工衛星２が地上局３と通信を行うものとして説明するが、地上局３に代えて、静止衛星３０と通信を行うものであってもよい。
【0015】
図２は、サーバ１の構成例を示すブロック図である。サーバ１は、制御部１１、主記憶部１２、通信部１３、及び補助記憶部１４を備える。
制御部１１は、一又は複数のＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro-Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等の演算処理装置を有し、補助記憶部１４に記憶されたプログラムＰを読み出して実行することにより、種々の情報処理、制御処理等を行う。主記憶部１２は、ＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）等の一時記憶領域であり、制御部１１が演算処理を実行するために必要なデータを一時的に記憶する。通信部１３は、通信に関する処理を行うための通信モジュールであり、外部と情報の送受信を行う。
制御部１１は、一又は複数のＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro-Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等の演算処理装置を有し、補助記憶部１４に記憶されたプログラムＰを読み出して実行することにより、種々の情報処理、制御処理等を行う。主記憶部１２は、ＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）等の一時記憶領域であり、制御部１１が演算処理を実行するために必要なデータを一時的に記憶する。通信部１３は、通信に関する処理を行うための通信モジュールであり、外部と情報の送受信を行う。
【0016】
補助記憶部１４は、大容量メモリ、ハードディスク等の不揮発性記憶領域であり、制御部１１が処理を実行するために必要なプログラムＰ（プログラム製品）、その他のデータを記憶している。また、補助記憶部１４は、通信履歴ＤＢ１４１を記憶している。通信履歴ＤＢ１４１は、人工衛星２と地上局３との間の通信履歴を格納するデータベースである。
【0017】
なお、補助記憶部１４はサーバ１に接続された外部記憶装置であってもよい。また、サーバ１は複数のコンピュータからなるマルチコンピュータであっても良く、ソフトウェアによって仮想的に構築された仮想マシンであってもよい。
【0018】
また、本実施の形態においてサーバ１は上記の構成に限られず、例えば操作入力を受け付ける入力部、画像を表示する表示部等を含んでもよい。また、サーバ１は、ＣＤ（Compact Disk）－ＲＯＭ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）－ＲＯＭ等の可搬型記憶媒体１ａを読み取る読取部を備え、可搬型記憶媒体１ａからプログラムＰを読み取って実行するようにしても良い。
【0019】
図３は、通信履歴ＤＢ１４１のレコードレイアウトの一例を示す説明図である。通信履歴ＤＢ１４１は、地上局列、通信時間列、衛星列、座標列、ＣＳＩ（Channel State Information；チャネル状態情報）列、通信速度列を含む。地上局列は、地上局３を識別するための地上局ＩＤを記憶している。通信時間列、衛星列、座標列、ＣＳＩ列、及び通信速度列はそれぞれ、地上局ＩＤと対応付けて、地上局３が人工衛星２と通信を行った通信時間帯、当該通信時間帯に地上局３が通信を行った人工衛星２のＩＤ、通信時における人工衛星２の座標、通信時に計測されたＣＳＩの値、及び通信速度を記憶している。
【0020】
図４は、人工衛星２の軌道を示す説明図である。図４では、複数の人工衛星２、２、２…が衛星コンステレーションを形成し、各人工衛星２が特定の地上局３と通信を行う様子を図示している。図４に基づき、本実施の形態の概要を説明する。
【0021】
本実施の形態では、複数の人工衛星２、２、２…が互いに協働して通信処理を実行する衛星コンステレーションを形成する。例えば人工衛星２は、図４に示す軌道上に配置され、各軌道上を周回する。なお、人工衛星２の移動も地球の自転・公転も観測される宇宙空間に固定された慣性座標系から見て人工衛星２は破線で示す軌道上を移動するが、同時に地球の自転で地上局３が東に向かう図の右方向に移動するため、人工衛星２と地上局３の相対的な位置関係を示す地上局３から見た人工衛星２の軌道は実線になる。人工衛星２と地上局３との間の通信は電磁波により行われる。具体的には、人工衛星２と地上局３との間の通信は光又はマイクロ波を所定の基準に基づいて切り換えたり、光とマイクロ波の両方を同時に使用して、それぞれで用いる通信速度を適切に設定したりすることで行われる。所定の基準として、たとえば、光とマイクロ波の伝送量の合計を最大化する、光とマイクロ波の通信機で消費する電力を最小化する、通信不能と考えられる場合に一方または両方の通信を中止する、等である。本システムでも一般的な衛星コンステレーションシステムと同じく、人工衛星２の数に比べて地上局３の数が少ないため、各人工衛星２は所定時間毎（例えば１０分間毎）のタイムスロットで地上局３と通信を行う。
【0022】
ここで、ある特定の人工衛星２が、特定の時刻から開始されるタイムスロットにおいて特定の地上局３との通信を予約している場合を考える。この場合に、事前に特定の人工衛星２と特定の地上局３との間の通信速度を予測することができれば、人工衛星２は最大の通信速度で地上局３と通信を行うよう処理を制御することができる。そこでサーバ１は、特定の時刻以前に当該特定の地上局３と通信を完了した他の人工衛星２、２、２…の通信履歴に基づき、通信速度を予測して、当該特定の人工衛星２に送信する。通信速度の予測のために参照する他の人工衛星の範囲は、直前に通過した１機でもよいし、過去に通過したすべてでもよいが、様々な要因による経時変化を加味して、１日以内、１時間以内、などと対象となる人工衛星が通信した時間範囲を絞ったり、推定誤差を計算する際、過去になるほど誤差を小さく評価するよう忘却係数をかけたり、絞り込みや重み付けの種々の方法がある。
【0023】
まずサーバ１は、他の人工衛星２、２、２…が特定の地上局３と通信を行った際の軌道情報、ＣＳＩ、及び通信速度を通信履歴ＤＢ１４１から取得する。軌道情報は、人工衛星２の軌道に関わるデータであり、少なくとも通信時における人工衛星２の座標（例えば経度ｘ及び緯度ｙから成る座標データ、あるいはＴＬＥ（Two Line Element set；２行軌道要素）など）を含むデータである。本実施の形態では、軌道情報は経度ｘ及び緯度ｙから成る通信時の人工衛星２の座標データであるものとして説明する。
【0024】
なお、後述する実施の形態２で説明するように、軌道情報は人工衛星２の座標のほか、通信時の風速、天候（雲量、雨量等）などを含んでもよい。
【0025】
ＣＳＩは、人工衛星２と地上局３との間の通信品質を表すデータであり、送信信号及び受信信号の強度比、振幅比、位相差などの周波数特性で表される。通信速度は、単位時間当たりの通信容量である。
【0026】
各人工衛星２と各地上局３との間の通信時における軌道情報、ＣＳＩ、及び通信速度といった通信履歴に係るデータは、地上回線を通じて複数の地上局３、３、３…の間で共有されている。サーバ１は、各地上局３が人工衛星２と通信を行った際のデータを地上回線を通じて取得し、通信履歴ＤＢ１４１に保存する。サーバ１は、当該データを通信履歴ＤＢ１４１から読み出し、通信速度の予測に用いる。
【0027】
サーバ１は、他の人工衛星２、２、２…の軌道情報等に基づき、人工衛星２の軌道情報と、通信速度との間の相関関係を導出する。具体的には、サーバ１は回帰分析を用いて、軌道情報を説明変数とし、通信速度を目的変数とする回帰式を最小二乗法により導出する。
【0028】
本実施の形態では、軌道情報だけでなくＣＳＩも考慮して回帰式を導出する。まずサーバ１は、他の人工衛星２、２、２…の軌道情報及びＣＳＩに基づき、軌道情報を説明変数とし、ＣＳＩを目的変数とする第１の回帰式（第１の相関関係）ｆ１（ｘ，ｙ）を導出する。更にサーバ１は、他の人工衛星２、２、２…の軌道情報及びＣＳＩと、通信速度とに基づき、軌道情報及びＣＳＩを説明変数とし、通信速度を目的変数とする第２の回帰式（第２の相関関係）ｆ２（ｘ，ｙ，ＣＳＩ）を導出する。
【0029】
サーバ１は、予測対象とする特定の人工衛星２の現在の軌道情報を取得する。サーバ１は、特定の人工衛星２の軌道情報と、上記で導出した第１の回帰式ｆ１（ｘ，ｙ）とに基づき、特定の人工衛星２のＣＳＩを特定（予測）する。更にサーバ１は、特定したＣＳＩと、特定の人工衛星２の軌道情報と、上記で導出した第２の回帰式ｆ２（ｘ，ｙ，ＣＳＩ）とに基づき、特定の人工衛星２の通信速度を算出する。サーバ１は、算出した通信速度を、対象とする特定の人工衛星２に送信する。
【0030】
なお、ここでは簡単のため、ＣＳＩと通信速度に対する回帰式をそれぞれ１つずつ用意しているが、使用する周波数帯が広かったり、ＲＦ信号同士のみならず光とＲＦ信号のようにお互いの周波数が離れていたりする場合、周波数帯によって回帰式や回帰式中の係数の値が変化するため、細分化した周波数帯ごとの回帰式を用意することも考えられる。また、ＣＳＩや通信速度の予測値が大幅に低下する場合や、通信不能となる場合には、そのような周波数帯の通信を中止し、通信可能な周波数帯のみを利用することも考えられる。これは結果的に選択的に通信周波数帯を利用することになる。
【0031】
以上より、本実施の形態によれば、通信を完了した他の人工衛星２、２、２…の通信履歴から人工衛星２の軌道情報と通信速度との間の相関関係を導出し、導出した相関関係に基づき、これから通信を行う予定の人工衛星２と地上局３との間の通信速度を予測（算出）する。特に本実施の形態では、ＣＳＩも考慮して回帰式（相関関係）を導出することにより、通信速度を好適に予測することができる。また、適切に通信周波数を選択することで、通信不能な周波数帯の通信機の電力消費を抑制するなどして、省電力化も図れる。
【0032】
図５は、サーバ１が実行する処理手順の一例を示すフローチャートである。図５に基づき、サーバ１が実行する処理内容について説明する。
サーバ１の制御部１１は、所定の軌道上に配置された複数の人工衛星２、２、２…のうち、特定の時刻から開始されるタイムスロットにおいて特定の地上局３との通信が予約されている特定の人工衛星２以外の他の人工衛星２、２、２…であって、特定の時刻以前に特定の地上局と通信が完了した他の人工衛星２、２、２…の軌道情報、ＣＳＩ、及び通信速度を取得する（ステップＳ１１）。軌道情報は、人工衛星２の軌道に関わるデータであり、少なくとも通信時における人工衛星２の座標を含む。ＣＳＩは、人工衛星２と地上局３との間の通信品質を表すデータであり、送信信号及び受信信号の強度比、振幅比、位相差などで表される。通信速度は、単位時間当たりの通信容量である。制御部１１は、取得した軌道情報等のデータに基づき、人工衛星２の軌道情報とＣＳＩとの第１の回帰式（第１の相関関係）と、人工衛星２の軌道情報及びＣＳＩと通信速度との第２の回帰式（第２の相関関係）とを最小二乗法により導出する（ステップＳ１２）。
サーバ１の制御部１１は、所定の軌道上に配置された複数の人工衛星２、２、２…のうち、特定の時刻から開始されるタイムスロットにおいて特定の地上局３との通信が予約されている特定の人工衛星２以外の他の人工衛星２、２、２…であって、特定の時刻以前に特定の地上局と通信が完了した他の人工衛星２、２、２…の軌道情報、ＣＳＩ、及び通信速度を取得する（ステップＳ１１）。軌道情報は、人工衛星２の軌道に関わるデータであり、少なくとも通信時における人工衛星２の座標を含む。ＣＳＩは、人工衛星２と地上局３との間の通信品質を表すデータであり、送信信号及び受信信号の強度比、振幅比、位相差などで表される。通信速度は、単位時間当たりの通信容量である。制御部１１は、取得した軌道情報等のデータに基づき、人工衛星２の軌道情報とＣＳＩとの第１の回帰式（第１の相関関係）と、人工衛星２の軌道情報及びＣＳＩと通信速度との第２の回帰式（第２の相関関係）とを最小二乗法により導出する（ステップＳ１２）。
【0033】
制御部１１は、特定の人工衛星２の軌道情報を取得する（ステップＳ１３）。制御部１１は、取得した軌道情報と、ステップＳ１２で導出した軌道情報とＣＳＩとの第１の回帰式とに基づき、特定の人工衛星２のＣＳＩを特定する（ステップＳ１４）。制御部１１は、特定したＣＳＩと、ステップＳ１３で取得した軌道情報と、ステップＳ１２で導出した軌道情報及びＣＳＩと通信速度との第２の回帰式とに基づき、特定の人工衛星２の通信速度を算出する（ステップＳ１５）。制御部１１は、算出した通信速度を特定の人工衛星２に送信し（ステップＳ１６）、一連の処理を終了する。
【0034】
以上より、本実施の形態１によれば、人工衛星２と地上局３との間の通信を好適に行うことができる。
【0035】
（実施の形態２）
本実施の形態では、通信速度の予測に、回帰分析の方法として機械学習を用いる形態について述べる。なお、実施の形態１と重複する内容については同一の符号を付して説明を省略する。
本実施の形態では、通信速度の予測に、回帰分析の方法として機械学習を用いる形態について述べる。なお、実施の形態１と重複する内容については同一の符号を付して説明を省略する。
【0036】
【0037】
実施の形態１では、通信速度を算出するための回帰式を導出する形態について説明した。本実施の形態においてサーバ１は、回帰式に代えて機械学習モデルを生成し、通信速度の算出に用いる。
【0038】
具体的には、サーバ１は、人工衛星２の軌道情報を入力とし、ＣＳＩを出力とする第１モデル５１と、軌道情報及びＣＳＩを入力とし、通信速度を出力とする第２モデル５２とを生成する。図６では、第１モデル５１及び第２モデル５２の入出力イメージを図示している。第１モデル５１及び第２モデル５２は、例えばニューラルネットワークであるが、他の学習アルゴリズムに基づくモデルであってもよい。さらに、時系列の状態変化の認識に有効なＬＳＴＭ（Long Short-Term Memory）アルゴリズムや、空間あるいは時間的な広がりに対する特徴を抽出できるＣＮＮ（Convolutional Neural Network）や、真に重要な部分から優先的に処理できるＡｔｔｅｎｔｉｏｎアルゴリズムなどを組み合わせることも可能である。前の実施形態では回帰式の表現次第で予測精度が変化してしまうが、ニューラルネットワークなどの機械学習は数式を用いないため、数式によるモデル化が難しい状況でも汎用的に対応可能であるという利点がある。
【0039】
なお、実施の形態１では軌道情報は人工衛星２の座標（ｘ，ｙ）のみであったが、図６に示すように、本実施の形態では他のパラメータも軌道情報として用いる。具体的には、通信時における風速（ｖｘ，ｖｙ）、地上局３が位置する地形の標高ｚ（ｘ，ｙ）、通信時における雲量、及び雨量を軌道情報に加える。なお、風速、天候（雲量、雨量）などの情報は、人工衛星２と地上局３との間の通信時の通信経路線上に近い範囲（例えば当該通信経路線から１００ｋｍ距離範囲）の風速、天候を用いる。風速、天候等の情報は、外部の気象データ、及び他の人工衛星２、２、２…の通信履歴の一方または両方を用いる。人工衛星２と地上局３との間の通信に関連するこれらのパラメータを加えることにより、通信速度をより好適に予測することができる。
【0040】
サーバ１は、予測対象とする特定の人工衛星２以外の他の人工衛星２、２、２…の軌道情報及びＣＳＩに基づき、第１モデル５１を生成する。すなわち、サーバ１は、他の人工衛星２、２、２…のデータを機械学習用の訓練データとして用い、第１モデル５１を生成する。サーバ１は、訓練用の軌道情報を第１モデル５１に入力することでＣＳＩを出力し、出力されたＣＳＩの値が正解のＣＳＩと近似するように、ニューロン間の重み等のパラメータを最適化する。これによりサーバ１は、第１モデル５１を生成する。
【0041】
同様にしてサーバ１は、他の人工衛星２、２、２…の軌道情報、ＣＳＩ及び通信速度に基づき、第２モデル５２を生成する。サーバ１は、他の人工衛星２の軌道情報及びＣＳＩを第２モデル５２に入力することで通信速度を出力し、出力された通信速度が正解の通信速度と近似するように、ニューロン間の重み等のパラメータを最適化する。これによりサーバ１は、第２モデル５２を生成する。
【0042】
予測対象とする特定の人工衛星２と地上局３との間の通信速度を予測する場合、サーバ１は、当該特定の人工衛星２の軌道情報を第１モデル５１に入力することで、ＣＳＩを特定（出力）する。更にサーバ１は、特定されたＣＳＩと、当該特定の人工衛星２の軌道情報とを第２モデル５２に入力することで、通信速度を算出（出力）する。サーバ１は、算出した通信速度を当該特定の人工衛星２に送信する。
【0043】
図７は、実施の形態２に係るサーバ１が実行する処理手順の一例を示すフローチャートである。他の人工衛星２、２、２…の軌道情報、ＣＳＩ及び通信速度を取得した後（ステップＳ１１）、サーバ１は以下の処理を実行する。
サーバ１の制御部１１は、取得した軌道情報等のデータに基づき、人工衛星２の軌道情報を入力した場合にＣＳＩを出力するよう学習済みの第１モデル５１と、人工衛星２の軌道情報及びＣＳＩを入力した場合に通信速度を出力するよう学習済みの第２モデル５２とを生成する（ステップＳ２０１）。例えば制御部１１は、第１モデル５１及び第２モデル５２としてニューラルネットワーク（ＬＳＴＭ等）を生成する。制御部１１は処理をステップＳ１３に移行する。
サーバ１の制御部１１は、取得した軌道情報等のデータに基づき、人工衛星２の軌道情報を入力した場合にＣＳＩを出力するよう学習済みの第１モデル５１と、人工衛星２の軌道情報及びＣＳＩを入力した場合に通信速度を出力するよう学習済みの第２モデル５２とを生成する（ステップＳ２０１）。例えば制御部１１は、第１モデル５１及び第２モデル５２としてニューラルネットワーク（ＬＳＴＭ等）を生成する。制御部１１は処理をステップＳ１３に移行する。
【0044】
特定の人工衛星２の軌道情報を取得した後（ステップＳ１３）、制御部１１は、取得した軌道情報を第１モデル５１に入力することで、ＣＳＩを特定（出力）する（ステップＳ２０２）。制御部１１は、特定されたＣＳＩと、ステップＳ１３で取得した軌道情報とを第２モデル５２に入力することで、通信速度を算出（出力）する（ステップＳ２０３）。制御部１１は処理をステップＳ１６に移行する。
【0045】
以上より、本実施の形態２によれば、回帰分析の方法として機械学習を用いて通信速度を予測（算出）してもよい。
【0046】
（実施の形態３）
本実施の形態では、人工衛星２の軌道情報、ＣＳＩのほかに、気象情報または散乱体情報を用いて通信速度を予測する形態について説明する。
本実施の形態では、人工衛星２の軌道情報、ＣＳＩのほかに、気象情報または散乱体情報を用いて通信速度を予測する形態について説明する。
【0047】
【0048】
本実施の形態においてサーバ１は、軌道情報と通信速度を元に気象に起因する通信品質に影響を与える散乱体の分布および速度情報（以下、散乱体情報）を予測する第３の回帰式ｆ３（ｘ，ｙ）を導出することで散乱体情報を予測し、予測された散乱体情報等を元に通信速度を予測する第４の回帰式ｆ４（ｘ，ｙ，ＣＳＩ，散乱体情報）を導出することで、最終的に通信速度を予測する。ここで言う散乱体とは、具体的には大気中の水蒸気、降雨する水滴、雲を形成する氷などである。これに対し、気象情報は、任意の座標における気象状況を表すデータであり、例えば「晴れ」、「曇り」、「雨」など、天候の種類を表すデータのほか、気温、風速などのデータである。これら気象情報と物理法則（ボイル・シャルルの法則、流体力学、逆散乱問題の解法等）からも上記散乱体分布を推定することが可能である。また、気象情報から推定した散乱体情報と通信から推定した散乱体情報の両方を考慮した最も確からしい散乱体情報の推定も可能である。
【0049】
気象情報の具体的なイメージを図８Ａ、Ｂに図示する。予測対象とする特定の地上局３が１つである場合、図８Ａに示すように、地上局３を中心とする極座標（ｒ，θ）で気象情報を表現すると好適である。例えばサーバ１は、地上局３を中心とする領域を半径１００ｋｍ間隔で、かつ角度１５度間隔の領域に分割し、各領域に気象情報を割り当てる。これにより、地上局３に近い方がデータの解像度が高いことを反映することができる。
【0050】
一方で、予測対象とする特定の地上局３が複数である場合、図８Ｂに示すように、経度及び緯度の直交座標（ｘ，ｙ）で気象情報を表現すると好適である。例えばサーバ１は、地表面領域をｘ方向（経度）及びｙ方向（緯度）それぞれ１００ｋｍ間隔の領域に分割し、各領域に気象情報を割り当てる。これにより、全ての地上局３で同じマッピングを利用することができ、利便性を高めることができる。
【0051】
サーバ１は、予測対象とする特定の人工衛星２以外の他の人工衛星２、２、２…の軌道情報等に基づき、軌道情報を説明変数とし、ＣＳＩを目的変数とする第１の回帰式ｆ１（ｘ，ｙ）（又は極座標で表現したｆ１（ｒ，θ））を導出するほか、軌道情報を説明変数とし、散乱体情報を目的変数とする第３の回帰式（第３の相関関係）ｆ３（ｘ，ｙ）と、軌道情報、ＣＳＩ及び散乱体情報を説明変数とし、通信速度を目的変数とする第４の回帰式（第４の相関関係）ｆ４（ｘ，ｙ，ＣＳＩ，散乱体情報）とを導出する。
【0052】
なお、本実施の形態でも実施の形態２と同様に、回帰式に代えて機械学習モデルを生成するようにしてもよい。
【0053】
予測対象とする特定の人工衛星２と特定の地上局３との間の通信速度を予測する場合、サーバ１は、当該特定の人工衛星２の軌道情報と、第１の回帰式ｆ１（ｘ，ｙ）とに基づいてＣＳＩを特定するほか、特定の人工衛星２の軌道情報と、第３の回帰式ｆ３（ｘ，ｙ）とに基づいて散乱体情報を特定する。そしてサーバ１は、特定したＣＳＩ及び散乱体情報と、特定の人工衛星２の軌道情報と、第４の回帰式ｆ４（ｘ，ｙ，ＣＳＩ，散乱体情報）とに基づき、通信速度を算出する。サーバ１は、算出した通信速度を特定の人工衛星２に送信する。
【0054】
図９は、実施の形態３に係るサーバ１が実行する処理手順の一例を示すフローチャートである。
サーバ１の制御部１１は、特定の時刻から開始されるタイムスロットにおいて特定の地上局３との通信が予約されている特定の人工衛星２以外の他の人工衛星２、２、２…の軌道情報、ＣＳＩ、及び散乱体情報を取得する（ステップＳ３０１）。制御部１１は、取得したデータに基づき、軌道情報からＣＳＩを特定するための第１の回帰式のほかに、軌道情報を説明変数とし、散乱体情報を目的変数とする第３の回帰式（第３の相関関係）と、軌道情報、ＣＳＩ及び散乱体情報を説明変数とし、散乱体情報を目的変数とする第４の回帰式（第４の相関関係）とを導出する（ステップＳ３０２）。制御部１１は処理をステップＳ１３に移行する。
サーバ１の制御部１１は、特定の時刻から開始されるタイムスロットにおいて特定の地上局３との通信が予約されている特定の人工衛星２以外の他の人工衛星２、２、２…の軌道情報、ＣＳＩ、及び散乱体情報を取得する（ステップＳ３０１）。制御部１１は、取得したデータに基づき、軌道情報からＣＳＩを特定するための第１の回帰式のほかに、軌道情報を説明変数とし、散乱体情報を目的変数とする第３の回帰式（第３の相関関係）と、軌道情報、ＣＳＩ及び散乱体情報を説明変数とし、散乱体情報を目的変数とする第４の回帰式（第４の相関関係）とを導出する（ステップＳ３０２）。制御部１１は処理をステップＳ１３に移行する。
【0055】
第１の回帰式に基づいてＣＳＩを特定した後（ステップＳ１４）、制御部１１は、特定の人工衛星２の軌道情報と、ステップＳ３０２で導出した第３の回帰式とに基づき、散乱体情報を特定する（ステップＳ３０３）。制御部１１は、特定したＣＳＩ及び散乱体情報と、特定の人工衛星２の軌道情報と、ステップＳ３０２で導出した第４の回帰式とに基づき、通信速度を算出する（ステップＳ３０４）。制御部１１は、処理をステップＳ１６に移行する。
【0056】
以上より、本実施の形態３によれば、通信速度を算出するための説明変数として気象情報または散乱体情報を加えることで、より好適に通信速度を予測することができる。
【0057】
（実施の形態４）
本実施の形態では、人工衛星２が複数の地上局３と同時に通信を行うことが可能なマルチビームアンテナを搭載している場合において、各地上局３との間で予測される通信速度に応じて、各地上局３との通信に配分すべき電力の比率を算出する形態について説明する。
本実施の形態では、人工衛星２が複数の地上局３と同時に通信を行うことが可能なマルチビームアンテナを搭載している場合において、各地上局３との間で予測される通信速度に応じて、各地上局３との通信に配分すべき電力の比率を算出する形態について説明する。
【0058】
【0059】
図１０では、人工衛星２が複数の方向に指向性を有するマルチビームアンテナを搭載し、各指向方向に位置する地上局３、３、３との間で通信を行う様子を図示している。本実施の形態において人工衛星２は、同時に複数の方向に指向するマルチビームアンテナを搭載しており、各指向方向にビームを放射する。
【0060】
ここで、各地上局３との通信速度は、天候等により変わり得る。例えば図６に示すように、人工衛星２と中央の地上局３との間の領域は晴れているため十分な通信速度を確保できる一方で、人工衛星２と左下の地上局３との間の領域は曇っているため、中央の地上局３よりも通信速度は低くなる。また、人工衛星２と右上の地上局３との間の領域は雨であるため、更に通信速度は低くなる。
【0061】
そこで本実施の形態では、サーバ１は各指向方向（人工衛星２から各地上局３に向かう方向）の通信速度を予測し、予測された各指向方向の通信速度に応じて、各指向方向へのビームの放射に要する電力の比率を算出する。サーバ１は、算出した電力の比率を人工衛星２に送信することで、最適な電力配分で各指向方向の通信を行うことができるよう制御する。
【0062】
具体的には、サーバ１は、第１の回帰式ｆ１（ｘ，ｙ）、第２の回帰式ｆ２（ｘ，ｙ，ＣＳＩ）を導出する場合に、複数の指向方向それぞれに位置する地上局３との通信時におけるＣＳＩを算出する第１の回帰式ｆ１（ｘ，ｙ）と、複数の指向方向それぞれへの通信速度を算出する第２の回帰式ｆ２（ｘ，ｙ，ＣＳＩ）とを導出する。すなわち、サーバ１は、予測対象とする特定の人工衛星２以外の他の人工衛星２、２、２…の通信履歴として、複数の指向方向それぞれのＣＳＩ及び通信速度を取得し、当該他の人工衛星２の各指向方向でのＣＳＩ及び通信速度に基づき、各指向方向の地上局３との通信時におけるＣＳＩを目的変数とするｆ１（ｘ，ｙ）と、各指向方向への通信速度を目的変数とする第２の回帰式ｆ２（ｘ，ｙ，ＣＳＩ）を導出する。
【0063】
実際に予測対象とする特定の人工衛星２の通信速度を予測する場合、サーバ１は、当該第１の回帰式ｆ１（ｘ，ｙ）と、第２の回帰式ｆ２（ｘ，ｙ，ＣＳＩ）とに基づき、複数の指向方向それぞれへの通信速度を算出する。すなわち、サーバ１はまず、実施の形態１と同様に、特定の人工衛星２の軌道情報と、第１の回帰式ｆ１（ｘ，ｙ）とに基づき各指向方向に対応するＣＳＩを算出する。そしてサーバ１は。算出したＣＳＩと、特定の人工衛星２の軌道情報と、第２の回帰式ｆ２（ｘ，ｙ，ＣＳＩ）とに基づき、各指向方向への通信速度を算出する。
【0064】
サーバ１は、算出した各指向方向への通信速度に応じて、各指向方向の通信（ビーム放射）に配分すべき電力の比率を算出する。具体的には、サーバ１は、算出した各指向方向への通信速度に比例したビーム強度を得られるように、最急勾配法、又は特異値分解を用いて、各指向方向の通信に配分すべき電力の比率を算出する。サーバ１は、算出した電力の比率を人工衛星２に送信する。
【0065】
図１１は、実施の形態４に係るサーバ１が実行する処理手順の一例を示すフローチャートである。
サーバ１の制御部１１は、特定の時刻から開始されるタイムスロットにおいて特定の地上局３との通信が予約されている特定の人工衛星２以外の他の人工衛星２、２、２…の軌道情報、ＣＳＩ及び通信速度を取得する（ステップＳ４０１）。本実施の形態では、制御部１１は、他の人工衛星２のＣＳＩ及び通信速度として、複数の指向方向それぞれのＣＳＩ及び通信速度を取得する。制御部１１は、取得した他の人工衛星２のデータに基づき、軌道情報を説明変数とし、各指向方向でのＣＳＩを目的変数とする第１の回帰式（第１の相関関係）を導出するほか、軌道情報及びＣＳＩを説明変数とし、各指向方向への通信速度を目的変数とする第２の回帰式（第２の相関関係）を導出する（ステップＳ４０２）。制御部１１は処理をステップＳ１３に移行する。
サーバ１の制御部１１は、特定の時刻から開始されるタイムスロットにおいて特定の地上局３との通信が予約されている特定の人工衛星２以外の他の人工衛星２、２、２…の軌道情報、ＣＳＩ及び通信速度を取得する（ステップＳ４０１）。本実施の形態では、制御部１１は、他の人工衛星２のＣＳＩ及び通信速度として、複数の指向方向それぞれのＣＳＩ及び通信速度を取得する。制御部１１は、取得した他の人工衛星２のデータに基づき、軌道情報を説明変数とし、各指向方向でのＣＳＩを目的変数とする第１の回帰式（第１の相関関係）を導出するほか、軌道情報及びＣＳＩを説明変数とし、各指向方向への通信速度を目的変数とする第２の回帰式（第２の相関関係）を導出する（ステップＳ４０２）。制御部１１は処理をステップＳ１３に移行する。
【0066】
制御部１１は、ステップＳ１３で取得した軌道情報と、ステップＳ４０２で導出した第１の回帰式とに基づき、各指向方向のＣＳＩを特定する（ステップＳ４０３）。そして制御部１１は、特定した各指向方向のＣＳＩと、特定の人工衛星２の軌道情報と、第２の回帰式とに基づき、特定の人工衛星２の各指向方向への通信速度を算出する（ステップＳ４０４）。制御部１１は、算出した各指向方向への通信速度に応じて、各指向方向の通信に配分すべき電力の比率を算出する（ステップＳ４０５）。具体的には、制御部１１は、算出した各指向方向への通信速度に比例するように、各指向方向の通信に配分すべき電力の比率を算出する。制御部１１は、ステップＳ４０３で算出した通信速度と、ステップＳ４０４で算出した電力の比率とを特定の人工衛星２に送信し（ステップＳ４０６）、一連の処理を終了する。
【0067】
以上より、本実施の形態４によれば、人工衛星２がマルチビームアンテナを搭載する場合において、各指向方向の通信に要する電力を最適化することができる。
【0068】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【0069】
各実施の形態に記載した事項は相互に組み合わせることが可能である。また、特許請求の範囲に記載した独立請求項及び従属請求項は、引用形式に関わらず全てのあらゆる組み合わせにおいて、相互に組み合わせることが可能である。さらに、特許請求の範囲には他の２以上のクレームを引用するクレームを記載する形式（マルチクレーム形式）を用いているが、これに限るものではない。マルチクレームを少なくとも一つ引用するマルチクレーム（マルチマルチクレーム）を記載する形式を用いて記載しても良い。
【符号の説明】
【0070】
１ サーバ（情報処理装置）
１１ 制御部
１２ 主記憶部
１３ 通信部
１４ 補助記憶部
Ｐ１ プログラム
１４１ 通信履歴ＤＢ
２ 人工衛星
３ 地上局
１１ 制御部
１２ 主記憶部
１３ 通信部
１４ 補助記憶部
Ｐ１ プログラム
１４１ 通信履歴ＤＢ
２ 人工衛星
３ 地上局
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【手続補正書】
【提出日】2024-07-22
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
所定の軌道上に配置された複数の人工衛星のうち、特定の時刻から開始されるタイムスロットにおいて特定の地上局との通信が予約されている特定の人工衛星の軌道情報と、該特定の人工衛星以外の他の人工衛星であって、前記特定の時刻以前に前記特定の地上局と通信を完了した他の人工衛星の軌道情報及び通信速度とを取得し、
前記他の人工衛星の軌道情報及び通信速度に基づき、人工衛星の軌道情報と通信速度との間の相関関係を導出し、
導出した相関関係と、前記特定の人工衛星の軌道情報とに基づき、前記特定の人工衛星の通信速度を算出し、
算出した通信速度を前記特定の人工衛星に送信する
処理をコンピュータが実行する情報処理方法。
前記他の人工衛星の軌道情報及び通信速度に基づき、人工衛星の軌道情報と通信速度との間の相関関係を導出し、
導出した相関関係と、前記特定の人工衛星の軌道情報とに基づき、前記特定の人工衛星の通信速度を算出し、
算出した通信速度を前記特定の人工衛星に送信する
処理をコンピュータが実行する情報処理方法。
【請求項2】
前記他の人工衛星のチャネル状態情報を更に取得し、
前記他の人工衛星の軌道情報及びチャネル状態情報に基づき、人工衛星の軌道情報とチャネル状態情報との間の第１の相関関係を導出し、
前記他の人工衛星の軌道情報及びチャネル状態情報と、通信速度とに基づき、人工衛星の軌道情報及びチャネル状態情報と通信速度との間の第２の相関関係を導出し、
前記第１の相関関係と、前記特定の人工衛星の軌道情報とに基づき、前記特定の人工衛星のチャネル状態情報を特定し、
前記第２の相関関係と、前記特定の人工衛星の軌道情報及びチャネル状態情報とに基づき、前記特定の人工衛星の通信速度を算出する
請求項１に記載の情報処理方法。
前記他の人工衛星の軌道情報及びチャネル状態情報に基づき、人工衛星の軌道情報とチャネル状態情報との間の第１の相関関係を導出し、
前記他の人工衛星の軌道情報及びチャネル状態情報と、通信速度とに基づき、人工衛星の軌道情報及びチャネル状態情報と通信速度との間の第２の相関関係を導出し、
前記第１の相関関係と、前記特定の人工衛星の軌道情報とに基づき、前記特定の人工衛星のチャネル状態情報を特定し、
前記第２の相関関係と、前記特定の人工衛星の軌道情報及びチャネル状態情報とに基づき、前記特定の人工衛星の通信速度を算出する
請求項１に記載の情報処理方法。
【請求項3】
前記他の人工衛星の軌道情報及び通信速度に基づき、人工衛星の軌道情報を説明変数とし、通信速度を目的変数とする回帰式を最小二乗法により導出し、
導出した回帰式と、前記特定の人工衛星の軌道情報とに基づき、前記特定の人工衛星の通信速度を算出する
請求項１に記載の情報処理方法。
導出した回帰式と、前記特定の人工衛星の軌道情報とに基づき、前記特定の人工衛星の通信速度を算出する
請求項１に記載の情報処理方法。
【請求項4】
前記他の人工衛星の軌道情報及び通信速度に基づき、人工衛星の軌道情報を入力した場合に通信速度を算出するよう学習済みのモデルを生成し、
生成した前記モデルに前記特定の人工衛星の軌道情報を入力することで、前記特定の人工衛星の通信速度を算出する
請求項１に記載の情報処理方法。
生成した前記モデルに前記特定の人工衛星の軌道情報を入力することで、前記特定の人工衛星の通信速度を算出する
請求項１に記載の情報処理方法。
【請求項5】
前記複数の人工衛星と前記特定の地上局との間の通信は電磁波により行われる
請求項１に記載の情報処理方法。
請求項１に記載の情報処理方法。
【請求項6】
前記複数の人工衛星と前記特定の地上局との間の通信は、光若しくはマイクロ波を相互に切り換える、又は光及びマイクロ波の両方を同時に使用することにより行われる
請求項５に記載の情報処理方法。
請求項５に記載の情報処理方法。
【請求項7】
前記特定の地上局を含む複数の地上局が存在し、
地上回線を通じて前記複数の地上局の間で前記軌道情報及び通信速度に係るデータを共有することにより、前記他の人工衛星の軌道情報及び通信速度を取得する
請求項１に記載の情報処理方法。
地上回線を通じて前記複数の地上局の間で前記軌道情報及び通信速度に係るデータを共有することにより、前記他の人工衛星の軌道情報及び通信速度を取得する
請求項１に記載の情報処理方法。
【請求項8】
前記他の人工衛星に対応する位置の散乱体情報を取得し、
前記他の人工衛星の軌道情報及び散乱体情報に基づき、人工衛星の軌道情報と散乱体情報との間の第３の相関関係を導出し、
前記他の人工衛星の軌道情報及び散乱体情報と、通信速度とに基づき、軌道情報及び散乱体情報と通信速度との間の第４の相関関係を導出し、
前記第３の相関関係と、前記特定の人工衛星の軌道情報とに基づき、前記特定の人工衛星に対応する位置の散乱体情報を特定し、
前記第４の相関関係と、前記特定の人工衛星の軌道情報及び散乱体情報とに基づき、前記特定の人工衛星の通信速度を算出する
請求項１に記載の情報処理方法。
前記他の人工衛星の軌道情報及び散乱体情報に基づき、人工衛星の軌道情報と散乱体情報との間の第３の相関関係を導出し、
前記他の人工衛星の軌道情報及び散乱体情報と、通信速度とに基づき、軌道情報及び散乱体情報と通信速度との間の第４の相関関係を導出し、
前記第３の相関関係と、前記特定の人工衛星の軌道情報とに基づき、前記特定の人工衛星に対応する位置の散乱体情報を特定し、
前記第４の相関関係と、前記特定の人工衛星の軌道情報及び散乱体情報とに基づき、前記特定の人工衛星の通信速度を算出する
請求項１に記載の情報処理方法。
【請求項9】
前記複数の人工衛星はそれぞれ、同時に複数の方向に指向するマルチビームアンテナを搭載し、
前記他の人工衛星の各指向方向への通信速度を取得し、
前記他の人工衛星の軌道情報と、各指向方向への通信速度とに基づき、人工衛星の軌道情報と各指向方向への通信速度との間の相関関係を導出し、
導出した相関関係と、前記特定の人工衛星の軌道情報とに基づき、前記特定の人工衛星の各指向方向への通信速度を算出し、
算出した各指向方向への通信速度に応じて、各指向方向の通信に配分すべき電力の比率を算出する
請求項１に記載の情報処理方法。
前記他の人工衛星の各指向方向への通信速度を取得し、
前記他の人工衛星の軌道情報と、各指向方向への通信速度とに基づき、人工衛星の軌道情報と各指向方向への通信速度との間の相関関係を導出し、
導出した相関関係と、前記特定の人工衛星の軌道情報とに基づき、前記特定の人工衛星の各指向方向への通信速度を算出し、
算出した各指向方向への通信速度に応じて、各指向方向の通信に配分すべき電力の比率を算出する
請求項１に記載の情報処理方法。
【請求項10】
所定の軌道上に配置された複数の人工衛星のうち、特定の時刻から開始されるタイムスロットにおいて特定の地上局との通信が予約されている特定の人工衛星の軌道情報と、該特定の人工衛星以外の他の人工衛星であって、前記特定の時刻以前に前記特定の地上局と通信を完了した他の人工衛星の軌道情報及び通信速度とを取得し、
前記他の人工衛星の軌道情報及び通信速度に基づき、人工衛星の軌道情報と通信速度との間の相関関係を導出し、
導出した相関関係と、前記特定の人工衛星の軌道情報とに基づき、前記特定の人工衛星の通信速度を算出し、
算出した通信速度を前記特定の人工衛星に送信する
処理をコンピュータに実行させるプログラム。
前記他の人工衛星の軌道情報及び通信速度に基づき、人工衛星の軌道情報と通信速度との間の相関関係を導出し、
導出した相関関係と、前記特定の人工衛星の軌道情報とに基づき、前記特定の人工衛星の通信速度を算出し、
算出した通信速度を前記特定の人工衛星に送信する
処理をコンピュータに実行させるプログラム。
【請求項11】
制御部を備える情報処理装置であって、
前記制御部が、
所定の軌道上に配置された複数の人工衛星のうち、特定の時刻から開始されるタイムスロットにおいて特定の地上局との通信が予約されている特定の人工衛星の軌道情報と、該特定の人工衛星以外の他の人工衛星であって、前記特定の時刻以前に前記特定の地上局と通信を完了した他の人工衛星の軌道情報及び通信速度とを取得し、
前記他の人工衛星の軌道情報及び通信速度に基づき、人工衛星の軌道情報と通信速度との間の相関関係を導出し、
導出した相関関係と、前記特定の人工衛星の軌道情報とに基づき、前記特定の人工衛星の通信速度を算出し、
算出した通信速度を前記特定の人工衛星に送信する
情報処理装置。
前記制御部が、
所定の軌道上に配置された複数の人工衛星のうち、特定の時刻から開始されるタイムスロットにおいて特定の地上局との通信が予約されている特定の人工衛星の軌道情報と、該特定の人工衛星以外の他の人工衛星であって、前記特定の時刻以前に前記特定の地上局と通信を完了した他の人工衛星の軌道情報及び通信速度とを取得し、
前記他の人工衛星の軌道情報及び通信速度に基づき、人工衛星の軌道情報と通信速度との間の相関関係を導出し、
導出した相関関係と、前記特定の人工衛星の軌道情報とに基づき、前記特定の人工衛星の通信速度を算出し、
算出した通信速度を前記特定の人工衛星に送信する
情報処理装置。