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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】P2024094010
(43)【公開日】2024-07-09
(54)【発明の名称】通信端末装置、通信衛星装置、および衛星通信システム
(51)【国際特許分類】
H04W 16/28 20090101AFI20240702BHJP
H04W 84/06 20090101ALI20240702BHJP
H04B 7/06 20060101ALI20240702BHJP
H04B 7/185 20060101ALI20240702BHJP
【ＦＩ】
H04W16/28
H04W84/06
H04B7/06 956
H04B7/185
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022210706
(22)【出願日】2022-12-27
【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研究開発促進事業／次世代の５次元モバイルインフラ技術の研究開発」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】000004237
【氏名又は名称】日本電気株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000338
【氏名又は名称】弁理士法人 ＨＡＲＡＫＥＮＺＯ ＷＯＲＬＤ ＰＡＴＥＮＴ ＆ ＴＲＡＤＥＭＡＲＫ
(72)【発明者】
【氏名】須尭 一志
(72)【発明者】
【氏名】渡邉 真吾
(72)【発明者】
【氏名】若藤 健司
(72)【発明者】
【氏名】小野 真和
【テーマコード（参考）】
5K067
5K072
【Ｆターム（参考）】
5K067AA21
5K067DD11
5K067DD24
5K067EE02
5K067EE07
5K067KK02
5K072AA04
5K072BB02
5K072BB13
5K072BB22
5K072DD01
5K072DD11
5K072FF15
5K072GG02
5K072GG05
(57)【要約】
【課題】ビームの方向の速やかな決定を容易とする通信端末装置、通信衛星装置、および衛星通信システムを実現する。
【解決手段】通信端末装置（１０）は、電波ビームによって通信衛星装置（２０）と通信する通信端末装置であって、１以上の通信衛星装置からの複数のビーコン（Ｆａ１～Ｆａ３）を受信し、且つ、指向性を有する電波ビームを送受信するアンテナ（１１）と、制御部（１３）と、を備え、制御部は、複数のビーコンに含まれる情報に基づいて、電波ビームの複数の方位候補を決定する。
【選択図】図１
【解決手段】通信端末装置（１０）は、電波ビームによって通信衛星装置（２０）と通信する通信端末装置であって、１以上の通信衛星装置からの複数のビーコン（Ｆａ１～Ｆａ３）を受信し、且つ、指向性を有する電波ビームを送受信するアンテナ（１１）と、制御部（１３）と、を備え、制御部は、複数のビーコンに含まれる情報に基づいて、電波ビームの複数の方位候補を決定する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
電波ビームによって通信衛星装置と通信する通信端末装置であって、
１以上の通信衛星装置からの複数のビーコンを受信し、且つ、指向性を有する電波ビームを送受信するアンテナと、
制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記複数のビーコンに含まれる情報に基づいて、前記アンテナから送信する前記電波ビームの複数の方位候補を決定する、通信端末装置。
１以上の通信衛星装置からの複数のビーコンを受信し、且つ、指向性を有する電波ビームを送受信するアンテナと、
制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記複数のビーコンに含まれる情報に基づいて、前記アンテナから送信する前記電波ビームの複数の方位候補を決定する、通信端末装置。
【請求項2】
前記制御部は、
前記複数の方位候補に優先度を付与し、
前記優先度に基づいて、前記複数の方位候補から方位を選択し、
前記選択された方位に、接続要求を含む電波ビームを送信する、請求項１に記載の通信端末装置。
前記複数の方位候補に優先度を付与し、
前記優先度に基づいて、前記複数の方位候補から方位を選択し、
前記選択された方位に、接続要求を含む電波ビームを送信する、請求項１に記載の通信端末装置。
【請求項3】
前記制御部は、
前記選択された方位に送信された前記電波ビームの接続要求に応答する、応答電波ビームの受信の有無を判定し、
前記応答電波ビームを受信していないと判定したときは、残りの方位候補から次の方位を選択して、接続要求を含む電波ビームを送信し、
前記応答電波ビームを受信したと判定したときは、前記電波ビームによる通信を継続する、
請求項２に記載の通信端末装置。
前記選択された方位に送信された前記電波ビームの接続要求に応答する、応答電波ビームの受信の有無を判定し、
前記応答電波ビームを受信していないと判定したときは、残りの方位候補から次の方位を選択して、接続要求を含む電波ビームを送信し、
前記応答電波ビームを受信したと判定したときは、前記電波ビームによる通信を継続する、
請求項２に記載の通信端末装置。
【請求項4】
前記情報は、前記１以上の通信衛星装置の移動速度を含み、
前記制御部は、前記１以上の通信衛星装置の移動速度に基づいて、前記電波ビームの方位を調節することで、前記電波ビームによる通信を継続する、請求項３に記載の通信端末装置。
前記制御部は、前記１以上の通信衛星装置の移動速度に基づいて、前記電波ビームの方位を調節することで、前記電波ビームによる通信を継続する、請求項３に記載の通信端末装置。
【請求項5】
前記情報は、１以上の通信衛星装置の第１の座標、前記第１の座標からの第１のビーコンの第１の送信時刻、１以上の通信衛星装置の第２の座標、前記第２の座標からの第２のビーコンの第２の送信時刻を含み、
前記制御部は、
前記第１のビーコンの第１の受信時刻、前記第２のビーコンの第２の受信時刻を取得し、
前記第１の送信時刻および前記第１の受信時刻に基づいて、前記第１の座標と前記通信端末装置間の第１の距離を導出し、
前記第２の送信時刻および前記第２の受信時刻に基づいて、前記第２の座標と前記通信端末装置間の第２の距離を導出し、
前記第１、第２の座標、および前記第１、第２の距離に基づいて、前記複数の方位候補を決定する、請求項１に記載の通信端末装置。
前記制御部は、
前記第１のビーコンの第１の受信時刻、前記第２のビーコンの第２の受信時刻を取得し、
前記第１の送信時刻および前記第１の受信時刻に基づいて、前記第１の座標と前記通信端末装置間の第１の距離を導出し、
前記第２の送信時刻および前記第２の受信時刻に基づいて、前記第２の座標と前記通信端末装置間の第２の距離を導出し、
前記第１、第２の座標、および前記第１、第２の距離に基づいて、前記複数の方位候補を決定する、請求項１に記載の通信端末装置。
【請求項6】
前記情報は、前記第１のビーコンの第１の送信強度、および前記第２のビーコンの第２の送信強度を含み、
前記制御部は、
前記第１のビーコンの第１の受信強度、および前記第２のビーコンの第２の受信強度を取得し、
前記第１、第２の送信強度および前記第１、第２の受信強度に基づいて、前記第１、第２の距離を補正する、請求項５に記載の通信端末装置。
前記制御部は、
前記第１のビーコンの第１の受信強度、および前記第２のビーコンの第２の受信強度を取得し、
前記第１、第２の送信強度および前記第１、第２の受信強度に基づいて、前記第１、第２の距離を補正する、請求項５に記載の通信端末装置。
【請求項7】
前記情報は、前記第１のビーコンの第１の送信強度、および前記第２のビーコンの第２の送信強度を含み、
前記制御部は、
前記第１のビーコンの第１の受信強度、および前記第２のビーコンの第２の受信強度を取得し、
前記第１、第２の距離、前記第１、第２の送信強度、および前記第１、第２の受信強度に基づいて、タイマの時刻を校正し、
前記校正されたタイマは、前記第１の受信時刻、前記第２の受信時刻の取得に用いられる、請求項５に記載の通信端末装置。
前記制御部は、
前記第１のビーコンの第１の受信強度、および前記第２のビーコンの第２の受信強度を取得し、
前記第１、第２の距離、前記第１、第２の送信強度、および前記第１、第２の受信強度に基づいて、タイマの時刻を校正し、
前記校正されたタイマは、前記第１の受信時刻、前記第２の受信時刻の取得に用いられる、請求項５に記載の通信端末装置。
【請求項8】
前記制御部は、前記第１、第２の座標にそれぞれ対応する第１、第２の方位候補を決定する、請求項５に記載の通信端末装置。
【請求項9】
請求項１に記載の通信端末装置と電波ビームによって通信する通信衛星装置であって、
前記通信端末装置からの接続要求を含む電波ビームを受信するアンテナと、
制御部と、を備え、
前記制御部は、前記接続要求を含む電波ビームに応答する、応答電波ビームを送信させる、通信衛星装置。
前記通信端末装置からの接続要求を含む電波ビームを受信するアンテナと、
制御部と、を備え、
前記制御部は、前記接続要求を含む電波ビームに応答する、応答電波ビームを送信させる、通信衛星装置。
【請求項10】
請求項１に記載の通信端末装置と請求項９に記載の通信衛星装置とを備える衛星通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、通信端末装置、通信衛星装置、および衛星通信システムに関する。
【背景技術】
【0002】
電波を用いて、地上側の通信端末と宇宙側の通信衛星との間で通信を行うことがある。用いる電波の波長が比較的短い場合（例えば、ミリ波）、通信端末が通信衛星にビーム（電波）の方向を合わせることが好ましい（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】国際公開２０２１／１９９２１８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかし、例えば、アンテナが小さい場合、ビーム（電波）の方向を合わせることは容易ではない。
【0005】
通信端末が指向性アンテナの向きを変えて、通信衛星を検索することが考えられる。しかし、検索には時間を要し、且つ、検索が失敗する可能性もある。一方、通信衛星から送信された通信衛星の位置情報に基づいて、通信端末の指向性アンテナの向きを決定することが考えられる。この位置情報は、低周波、または広指向性のビーコンを用いて送信される。通信端末は、通信端末自体の位置情報と送信された通信衛星の位置情報とからビームの方向を決定することができる。
【0006】
ここで、通信端末の移動等に起因して、通信端末の位置情報の取得が必要となることがある。しかし、この取得は、例えば、ＧＰＳ（Global Positioning System）を利用すると、３０秒～数分程度の時間を要する。この結果、通信端末と通信衛星間での迅速な通信は困難となる。さらに、通信衛星は、移動しているため、通信端末との通信可能時間は長くはない。この結果、位置情報の取得に時間を要し、通信衛星と通信できる時間が短くなったり、通信できなかったりすることがあり得る。
【0007】
本発明の一態様は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、その目的の一例は、ビームの方向の速やかな決定を容易とする通信端末装置、通信衛星装置、および衛星通信システムを実現することである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明の一態様に係る通信端末装置は、電波ビームによって通信衛星装置と通信する通信端末装置であって、１以上の通信衛星装置からの複数のビーコンを受信し、且つ、指向性を有する電波ビームを送受信するアンテナと、制御部と、を備え、前記制御部は、前記複数のビーコンに含まれる情報に基づいて、前記アンテナから送信する前記電波ビームの複数の方位候補を決定する。
【発明の効果】
【0009】
本発明の一態様によれば、ビームの方向の速やかな決定を容易とする通信端末装置、通信衛星装置、および衛星通信システムを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本発明の実施形態に係る通信端末装置を表すブロック図である。
【図2】本発明の実施形態に係る衛星通信システムを表す図である。
【図3】本発明の実施形態に係る通信衛星装置を表すブロック図である。
【図4】本発明の実施形態に係る通信方法を表すフロー図である。
【図5】通信許容時間の導出を説明するための図である。
【図6】ビームフォーミング候補の優先度を説明するための図である。
【図7】２つの通信衛星装置による方位決定を表す図である。
【図8】２つの通信衛星装置による方位決定を表す図である。
【図9】２つの通信衛星装置による方位決定を表す図である。
【図10】２つの通信衛星装置による方位決定を表す図である。
【図11】決定される方位を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
〔例示的実施形態１〕
本発明の第１の例示的実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。本例示的実施形態は、後述する例示的実施形態の基本となる形態である。
本発明の第１の例示的実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。本例示的実施形態は、後述する例示的実施形態の基本となる形態である。
【0012】
（通信端末装置の構成）
本例示的実施形態に係る通信端末装置の構成について、図１を参照して説明する。図１は、通信端末装置１０の構成を示すブロック図である。第１の例示的実施形態に係る通信端末装置１０は、アンテナ１１、送受信部１２、制御部１３を有する。
本例示的実施形態に係る通信端末装置の構成について、図１を参照して説明する。図１は、通信端末装置１０の構成を示すブロック図である。第１の例示的実施形態に係る通信端末装置１０は、アンテナ１１、送受信部１２、制御部１３を有する。
【0013】
通信端末装置１０は、電波ビームによって通信衛星装置と通信する。アンテナ１１は、１以上の通信衛星装置からの複数のビーコンを受信し、且つ、指向性を有する電波のビームを送受信する。アンテナ１１は、電波ビームの送受信に対応する指向性モードとビーコンの送受信に対応する無指向性モードを切り替えることができる。この切り替えは、周期的に行うことができる。なお、アンテナ１１は、電波ビームの送受信に対応する第１のアンテナ要素とビーコンの送受信に対応する第２のアンテナ要素とを有してもよい。
【0014】
複数のビーコンは、複数の通信衛星装置それぞれから送信された複数のビーコンであっても良いし、１の通信衛星装置から送信された複数のビーコンであっても良い。例えば、１の通信衛星装置が移動しながら複数のビーコンを送信することができる。送受信部１２は、アンテナ１１を用いて、ビーコンの受信、ビームの送受信を行う。制御部１３は、送受信部１２によるビーコン、ビームの送受信を制御する。
【0015】
制御部１３は、複数のビーコンに含まれる情報に基づいて、アンテナ１１から送信する電波ビームの複数の方位候補を決定し、この決定に従って、送受信部１２を制御して、通信衛星装置に向けて電波ビームを送信する。
【0016】
制御部１３は、少なくとも１つのプロセッサＰＲ１、および少なくとも１つのメモリM１から構成することができる。メモリM１には、プロセッサＰＲ１を制御部１３として動作させるためのプログラムＰ１が記録されている。プロセッサＰＲ１は、プログラムＰ１をメモリM１から読み取って実行することにより、制御部１３の各機能を実現する。
【0017】
プロセッサＰＲ１としては、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphic Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、ＦＰＵ（Floating point number Processing Unit）、ＰＰＵ（Physics Processing Unit）、ＴＰＵ（Tensor Processing Unit）、量子プロセッサ、マイクロコントローラ、又は、これらの組み合わせなどを用いることができる。メモリＭ１としては、例えば、フラッシュメモリ、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、又は、これらの組み合わせなどを用いることができる。
【0018】
以上のように、本例示的実施形態１に係る通信端末装置１０においては、複数のビーコンに含まれる情報に基づいて、アンテナ１１から送信する電波のビームの複数の方位候補を決定する。これにより、電波のビームの方位を決定することが容易となる。
【0019】
〔例示的実施形態２〕
本発明の第２の例示的実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、例示的実施形態１にて説明した構成要素と同じ機能を有する構成要素については、同じ符号を付し、その説明を適宜省略する。
本発明の第２の例示的実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、例示的実施形態１にて説明した構成要素と同じ機能を有する構成要素については、同じ符号を付し、その説明を適宜省略する。
【0020】
（衛星通信システム１の構成）
図２は、本発明の実施形態に係る衛星通信システム１を表す図である。衛星通信システム１は、複数の通信衛星装置２０（Ａ１～Ａ３，Ｂ１～Ｂ３）、通信端末装置１０（Ｃ）を有する。通信端末装置Ｃは、地上面Ｓ側に、複数の通信衛星装置Ａ１～Ａ３，Ｂ１～Ｂ３は宇宙側に配置され、相互に通信可能である。ここでは、通信端末装置および通信衛星装置について、その構成に関わるときは、符号１０，２０を用い、その位置（座標）に関わるときは、符号Ａ１～Ａ３，Ｂ１～Ｂ３，Ｃを用いることとする。紙面の左右、上下にｘ、ｙ方向を設定している。
図２は、本発明の実施形態に係る衛星通信システム１を表す図である。衛星通信システム１は、複数の通信衛星装置２０（Ａ１～Ａ３，Ｂ１～Ｂ３）、通信端末装置１０（Ｃ）を有する。通信端末装置Ｃは、地上面Ｓ側に、複数の通信衛星装置Ａ１～Ａ３，Ｂ１～Ｂ３は宇宙側に配置され、相互に通信可能である。ここでは、通信端末装置および通信衛星装置について、その構成に関わるときは、符号１０，２０を用い、その位置（座標）に関わるときは、符号Ａ１～Ａ３，Ｂ１～Ｂ３，Ｃを用いることとする。紙面の左右、上下にｘ、ｙ方向を設定している。
【0021】
通信衛星装置Ａ１～Ａ３、Ｂ１～Ｂ３は、例えば、比較的低軌道のＬＥＯ（Ｌｏｗ Ｅａｒｔｈ Ｏｒｂｉｔ：地球低軌道）衛星である。ここでは、判り易さのために、通信衛星装置Ａ１～Ａ３は、直線Ｌａ上に、通信衛星装置Ｂ１～Ｂ３は、直線Ｌｂ上に配置される。通信端末装置Ｃは、一例として、標高０の地上Ｓ上の座標（ｘ０、ｙ０）に、通信衛星装置Ａ１～Ａ３は、一例として、座標（０，０）、（０，ｙ２）、（０，ｙ３）に配置される。
【0022】
ここで、通信衛星装置Ａ１～Ａ３は、３つの通信衛星装置２０、１の通信衛星装置２０のいずれでもよい。すなわち、１の通信衛星装置２０が直線（軌道）Ｌａに沿って、座標Ａ１，Ａ２，Ａ３を移動してもよい。同様に、通信衛星装置Ｂ１～Ｂ３も、３つの通信衛星装置２０、１の通信衛星装置２０のいずれでもよい。
【0023】
通信端末装置１０と通信衛星装置２０間の通信には、指向性を有する電波のビーム（ビームフォーミングされた電波）が用いられる。また、電波のビームによる通信を支援するために、通信衛星装置（座標）Ａ１～Ａ３，Ｂ１～Ｂ３から指向性を有しない電波のビーコンＦａ１～Ｆａ３，Ｆｂ１～Ｆｂ３が送信される。通信端末装置Ｃは、１以上の通信衛星装置（座標）Ａ１～Ａ３，Ｂ１～Ｂ３からのビーコンＦａ１～Ｆａ３，Ｆｂ１～Ｆｂ３中の複数のビーコンに基づいて、送信する電波ビームの複数の方位候補を決定する。
【0024】
（通信衛星装置２０の構成）
図３は、通信衛星装置２０（Ａ１～Ａ３，Ｂ１～Ｂ３）の構成の一例を表すブロック図である。通信衛星装置２０は、アンテナ２１，送受信部２２，姿勢制御部２３，制御部２４を有する。
図３は、通信衛星装置２０（Ａ１～Ａ３，Ｂ１～Ｂ３）の構成の一例を表すブロック図である。通信衛星装置２０は、アンテナ２１，送受信部２２，姿勢制御部２３，制御部２４を有する。
【0025】
アンテナ２１は、無指向性のビーコン、および指向性のビームを送受信できる。アンテナ２１は、電波ビームの送受信に対応する指向性モードとビーコンの送受信に対応する無指向性モードを切り替えることができる。この切り替えは、周期的に行うことができる。アンテナ２１は、電波ビームの送受信に対応する第1のアンテナ要素とビーコンの送受信に対応する第２のアンテナ要素とを有してもよい。
【0026】
ビーコンＦａ１～Ｆａ３，Ｆｂ１～Ｆｂ３は、汎用、または専用の無線通信チャンネルを用いて送信される。なお、このチャンネルの情報は、通信衛星装置２０と通信端末装置１０間、複数の通信衛星装置２０間で共有される。
【0027】
ビーコンＦａ１～Ｆａ３，Ｆｂ１～Ｆｂ３は、例えば、１以上の通信衛星装置Ａ１～Ａ３，Ｂ１～Ｂ３の情報、より具体的には、衛星識別情報（通信衛星装置２０を識別する情報）、ビーコン識別情報（同一の通信衛星装置２０から送信される複数のビーコンを識別する情報）、通信衛星装置２０の座標Ａ１～Ａ３，Ｂ１～Ｂ３、移動速度（例えば、移動速度の絶対値、および移動方向を含む移動速度ベクトル）、送信強度（送信時のビーコンの強度）、送信時刻（ビーコンを送信した時刻）を含むことができる。
【0028】
通信衛星装置２０は、他の通信衛星装置２０との間でビーコン（衛星間ビーコン）を送受信し、所望のビーコン情報を共有できる。すなわち、１の通信衛星装置２０から通信端末装置１０に出射されるビーコン（ビーコン情報）は、その通信衛星装置２０自体の情報のみならず、他の通信衛星装置２０の情報をも含む、複数の通信衛星装置２０の情報を含むことができる。
【0029】
送受信部２２は、アンテナ２１を用いて、ビーコンの受信、ビームの送受信を行う。姿勢制御部２３は、通信衛星装置２０の姿勢、動き等を調節する。制御部２４は、送受信部２２によるビーコン、ビームの送受信、姿勢制御部２３による通信衛星装置２０の姿勢等の調節を制御する。
【0030】
制御部２４は、少なくとも１つのプロセッサＰＲ２、および少なくとも１つのメモリＭ２から構成することができる。メモリＭ２には、プロセッサＰＲ２を制御部２４として動作させるためのプログラムＰ２が記録されている。プロセッサＰＲ２は、プログラムＰ２をメモリＭ２から読み取って実行することにより、制御部２４の各機能を実現する。なお、プロセッサＰＲ２、メモリＭ２は、通信端末装置１０のプロセッサＰＲ１、メモリＭ１と同様に、ＣＰＵ等、フラッシュメモリ等から構成することができる。
【0031】
例示的実施形態２における通信端末装置１０の構成は、例示的実施形態１と同様に、図１で表すことができ、アンテナ１１、送受信部１２、制御部１３を有する。通信端末装置１０は、時刻を計時するタイマおよび通信端末装置１０の方位を検出する方位センサを有してもよい。後述のように、通信端末装置１０の制御部１３は、通信衛星装置２０からのビーコンに基づいて、タイマの時刻を校正できる。方位センサは、例えば、地球の磁気の方向（北の方向）を検出する磁気コンパスである。通信端末装置１０は、方位センサを基準として、電波ビームの方位を決定することができる。例示的実施形態２における通信端末装置１０は、例示的実施形態１と実質的に異なるものではないので、他の詳細な説明を省略する。
【0032】
（通信方法の流れ）
図４は、本発明の実施形態に係る通信方法を表すフロー図である。衛星通信システム１での処理の流れを表す。
図４は、本発明の実施形態に係る通信方法を表すフロー図である。衛星通信システム１での処理の流れを表す。
【0033】
（１）複数の通信衛星装置２０間でのビーコン情報の同期（ステップＳ１１）
通信衛星装置２０間で通信衛星装置２０の情報が共有、同期される。通信衛星装置２０のアンテナ２１は、他の通信衛星装置２０との間で、ビーコン（衛星間ビーコン）を送受信できる。制御部２４は、衛星間ビーコンに含まれる、他の通信衛星装置２０の座標、移動速度を取得し、メモリＭ２に保存できる。この結果、通信衛星装置２０は、他の通信衛星装置２０の座標、移動速度を含むビーコンを通信端末装置１０に送信することが可能となる。
通信衛星装置２０間で通信衛星装置２０の情報が共有、同期される。通信衛星装置２０のアンテナ２１は、他の通信衛星装置２０との間で、ビーコン（衛星間ビーコン）を送受信できる。制御部２４は、衛星間ビーコンに含まれる、他の通信衛星装置２０の座標、移動速度を取得し、メモリＭ２に保存できる。この結果、通信衛星装置２０は、他の通信衛星装置２０の座標、移動速度を含むビーコンを通信端末装置１０に送信することが可能となる。
【0034】
通信衛星装置２０間で、通信端末装置１０に関わる情報（例えば、通信端末装置１０から他の通信衛星装置２０への接続要求、および他の通信衛星装置２０での通信端末装置１０との接続状況）が、共有、同期されてもよい。すなわち、通信衛星装置２０間で送受信される衛星間ビーコンは、通信端末装置１０から他の通信衛星装置２０への接続要求、および他の通信衛星装置２０での通信端末装置１０との接続状況を含み、これら通信端末装置１０の情報をメモリＭ２に保存することができる。
【0035】
この結果、通信衛星装置２０が、他の通信衛星装置２０への接続要求を含む電波ビームを通信端末装置１０から受信した場合、他の通信衛星装置２０に代わって、通信端末装置１０と通信することが可能となる。この場合、通信衛星装置２０の制御部２４は、他の通信衛星装置２０への接続要求および他の通信衛星装置２０での通信端末装置１０との接続状況に基づき、他の通信衛星装置２０に代わって、応答電波ビームを送信するか否かを決定する。また、例えば、他の通信衛星装置２０において、通信端末装置１０との接続が失われる場合、通信衛星装置２０の制御部２４は、他の通信衛星装置２０での通信端末装置１０との接続状況に基づき、他の通信衛星装置２０に代わって、通信端末装置１０との接続を継続するか否かを決定することができる。
【0036】
（２）１以上の通信衛星装置２０から通信端末装置１０へのビーコンの送信（ステップＳ１２、Ｓ１３）
１以上の通信衛星装置２０から通信端末装置１０に複数のビーコンが送信され、通信端末装置１０は、１以上の通信衛星装置２０からの複数のビーコンを受信する。例えば、座標Ａ１～Ａ３に配置される３つの通信衛星装置２０がビーコンＦａ１～Ｆａ３を送信する。既述のように、１の通信衛星装置２０が座標Ａ１～Ａ３を移動して、ビーコンＦａ１～Ｆａ３を送信してもよい。このいずれにおいても、通信端末装置１０は、ビーコンＦａ１～Ｆａ３に含まれる座標Ａ１、Ａ２，Ａ３の情報等を用いて、送信する電波ビームの複数の方位候補を決定することができる。なお、ビーコンの数は、３に限らず、２、または４以上であってもよい。ビーコンの数が多いと、決定される方位候補の精度の向上を図ることができる。
１以上の通信衛星装置２０から通信端末装置１０に複数のビーコンが送信され、通信端末装置１０は、１以上の通信衛星装置２０からの複数のビーコンを受信する。例えば、座標Ａ１～Ａ３に配置される３つの通信衛星装置２０がビーコンＦａ１～Ｆａ３を送信する。既述のように、１の通信衛星装置２０が座標Ａ１～Ａ３を移動して、ビーコンＦａ１～Ｆａ３を送信してもよい。このいずれにおいても、通信端末装置１０は、ビーコンＦａ１～Ｆａ３に含まれる座標Ａ１、Ａ２，Ａ３の情報等を用いて、送信する電波ビームの複数の方位候補を決定することができる。なお、ビーコンの数は、３に限らず、２、または４以上であってもよい。ビーコンの数が多いと、決定される方位候補の精度の向上を図ることができる。
【0037】
通信端末装置１０の制御部１３は、ビーコンの受信時刻（通信端末装置１０がビーコンを受信した時刻）、およびビーコンの受信強度（受信レベル）を取得する。ビーコンの受信強度は、誤差（例えば、物理層におけるドップラー、混信、降雨などに起因する誤差）を排除する誤差補正が行われていることが好ましい。
【0038】
このとき、通信端末装置１０の制御部１３は、不適切なビーコン（例えば、送信後、反射または回折されたビーコン）を除外できる。例えば、（ビーコンに含まれる）通信衛星装置２０での送信時刻と、通信端末装置１０でのビーコンの受信時刻とを比較して、その差が所定値より大きいビーコンを除外する。このとき、制御部１３のタイマの時刻が校正されていること（例えば、通信衛星装置２０のタイマと同期されていること）が好ましい。後述のように、通信端末装置１０の制御部１３は、通信衛星装置２０からのビーコンに基づいて、タイマの時刻を校正できる。
【0039】
通信端末装置１０の制御部１３は、例えば、ビーコンに含まれる衛星識別情報を用いて、不適切なビーコン（例えば、サイバー攻撃（再生攻撃）によるビーコン）を除外してもよい。通信端末装置１０の制御部１３は、例えば、電波の発信源をマップ化した電波マップを用いて、ビーコン以外の電波を除外してもよい。電波マップを用いて、例えば、地上にある携帯電話の基地局からの電波を除外できる。
【0040】
（３）通信端末装置１０によるビームフォーミング候補の決定（ステップＳ１４）
通信端末装置１０の制御部１３は、１以上の通信衛星装置２０から送信された複数のビーコンに含まれる情報（例えば、複数の座標Ａ１～Ａ３の情報）に基づいて、ビームフォーミングする範囲の候補（例えば、送信する電波ビームの複数の方位候補）を決定する。なお、この詳細は後述する。
通信端末装置１０の制御部１３は、１以上の通信衛星装置２０から送信された複数のビーコンに含まれる情報（例えば、複数の座標Ａ１～Ａ３の情報）に基づいて、ビームフォーミングする範囲の候補（例えば、送信する電波ビームの複数の方位候補）を決定する。なお、この詳細は後述する。
【0041】
（４）ビームフォーミングの実施（ステップＳ１５～Ｓ１７）
通信端末装置１０の制御部１３は、複数の方位候補に優先度を付与し、ビームフォーミングを実施する。すなわち、通信端末装置１０の制御部１３は、優先度に基づいて、複数の方位候補から方位を選択し、選択された方位に、接続要求を含む電波ビームを送信する。接続要求は、通信端末装置１０の座標、および選択された方位を含むことができる。
通信端末装置１０の制御部１３は、複数の方位候補に優先度を付与し、ビームフォーミングを実施する。すなわち、通信端末装置１０の制御部１３は、優先度に基づいて、複数の方位候補から方位を選択し、選択された方位に、接続要求を含む電波ビームを送信する。接続要求は、通信端末装置１０の座標、および選択された方位を含むことができる。
【0042】
通信衛星装置２０のアンテナ２１は、通信端末装置１０からの接続要求を含む電波ビームを受信する。通信衛星装置２０の制御部２４は、送受信部２２を制御して、接続要求を含む電波ビームに応答する、応答電波ビームを送信させる。制御部２４は、例えば、接続要求を含む電波ビームの受信強度を取得し、この受信強度に基づいて、応答電波ビームを送信するか否かを決定する。制御部２４は、応答電波ビームを送信すると決定した場合、応答電波ビームを送信させる。制御部２４は、応答電波ビームを送信しないと決定した場合、応答電波ビームを送信させない。
【0043】
より具体的には、制御部２４は、接続要求を含む電波ビームの受信強度などに基づいて決定された通信許容時間に基づいて、応答電波ビームを送信するか否かを決定することができる。例えば、通信許容時間が所定値より短い場合、制御部２４は、応答電波ビームを送信しないと決定する。この場合、通信衛星装置２０と通信端末装置１０との接続処理は、続行されない。通信許容時間は、通信端末装置１０と通信衛星装置２０間で通信が可能な時間であり、通信衛星装置２０が高速で移動し、継続的に通信可能な時間が比較的短いために（例えば、１分程度）設定される。通信許容時間は、例えば、通信端末装置１０からの接続要求を含む電波ビームの受信強度（受信レベル）、この接続要求に含まれる通信端末装置１０の座標、通信衛星装置２０の移動速度、および選択された方位等から導出できる。
【0044】
以下、通信許容時間の導出につき、より具体的に説明する。基本的に、通信許容時間ｔは、通信端末装置１０と通信衛星装置２０間で通信が開始されてから、通信衛星装置２０が移動して、通信端末装置１０との距離が通信限界距離Ｒに達するまでの時間ｔによって規定できる。
【0045】
通信限界距離Ｒは、通信端末装置１０と通信衛星装置２０と間での通信が限界となる距離である。通信限界距離Ｒにおいて、通信端末装置１０における、通信衛星装置２０からの電波ビームの受信強度が、最低受信レベルとなる。通信限界距離Ｒは、通信端末装置１０からの接続要求を含む電波ビームを受信したときの、通信端末装置１０と通信衛星装置２０間の距離Ｌ０、および、この電波ビーム受信強度に基づき、算出できる。なお、この算出において、電波の強度が、距離の２乗に反比例して減衰することが考慮される。
【0046】
ここで、例えば、図５に示すように、通信開始時の通信端末装置１０および通信衛星装置２０の位置をそれぞれ、（Ｘａ，Ｙａ，０）、（Ｘｂ，Ｙｂ，Ｈ）とし、通信衛星装置２０が速度ｖでｔ時間（通信許容時間）移動して、通信限界距離Ｒに達した時の通信衛星装置２０の位置を（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｈ）とする。ここでは、判り易さのために、通信衛星装置２０の高さが一定である場合を想定している。
【0047】
通信衛星装置２０の移動距離Ｌは、次の式（１）に基づき、算出できる（余弦定理）。
ｃｏｓ（１８０－θ）＝（α２＋Ｌ２－Ｒ２）／（２＊α＊Ｌ） …式（１）
α＝［（Ｘｂ－Ｘａ）２＋（Ｙｂ－Ｙａ）２］１／２
θ：通信端末装置１０から通信衛星装置２０に向かう方向に対して、通信衛星装置２０の移動方向がなす角度
ｃｏｓ（１８０－θ）＝（α２＋Ｌ２－Ｒ２）／（２＊α＊Ｌ） …式（１）
α＝［（Ｘｂ－Ｘａ）２＋（Ｙｂ－Ｙａ）２］１／２
θ：通信端末装置１０から通信衛星装置２０に向かう方向に対して、通信衛星装置２０の移動方向がなす角度
【0048】
この結果、次の式（２）が導かれる。
ｃｏｓ（１８０－θ）＊２＊α＊Ｌ＝α２＋Ｌ２－Ｒ２ …式（２）
さらに、Ａ＝ｃｏｓ（１８０－θ）＊αとすると、以下の式（３）が成立する。
２＊Ａ＊Ｌ－Ｌ２＝α２－Ｒ２
Ａ２－２＊Ａ＊Ｌ＋Ｌ２＝（Ａ－Ｌ）２＝－α２＋Ｒ２＋Ａ２ …式（３）
ｃｏｓ（１８０－θ）＊２＊α＊Ｌ＝α２＋Ｌ２－Ｒ２ …式（２）
さらに、Ａ＝ｃｏｓ（１８０－θ）＊αとすると、以下の式（３）が成立する。
２＊Ａ＊Ｌ－Ｌ２＝α２－Ｒ２
Ａ２－２＊Ａ＊Ｌ＋Ｌ２＝（Ａ－Ｌ）２＝－α２＋Ｒ２＋Ａ２ …式（３）
【0049】
ここで、Ｌ≧０であり、Ａが負の値をとることから、移動距離Ｌは、以下の式（４）で表される。
Ｌ＝（－α２＋Ｒ２＋Ａ２）１／２＋Ａ …式（４）
そして、通信衛星装置２０の移動速度ｖから、式（５）のように、通信許容時間ｔが求められる。
ｔ＝Ｌ／ｖ …式（５）
Ｌ＝（－α２＋Ｒ２＋Ａ２）１／２＋Ａ …式（４）
そして、通信衛星装置２０の移動速度ｖから、式（５）のように、通信許容時間ｔが求められる。
ｔ＝Ｌ／ｖ …式（５）
【0050】
以上のように、通信許容時間ｔは、例えば、通信端末装置１０からの接続要求を含む電波ビームの受信強度（受信レベル）、通信端末装置１０の座標（Ｘａ，Ｙａ，０）、通信衛星装置２０の移動速度ｖ等から導出できる。
【0051】
既述のように、通信衛星装置２０は、衛星間ビーコンを用いて、通信端末装置１０から他の通信衛星装置２０への接続要求、および他の通信衛星装置２０での通信端末装置１０との接続状況を共有することができる。従って、通信衛星装置２０が、他の通信衛星装置２０への接続要求を含む電波ビームを通信端末装置１０から受信した場合、通信衛星装置２０の制御部２４は、他の通信衛星装置２０への接続要求およびその接続状況に基づき、他の通信衛星装置２０に代わって、通信端末装置１０に応答電波ビームを送信するか否かを決定することができる。他の通信衛星装置２０に代わって、通信端末装置１０に応答電波ビームを送信すると決定された場合、他の通信衛星装置２０への接続要求を含む電波ビームを受信した通信衛星装置２０は、通信端末装置１０に応答電波ビームを送信する。
【0052】
通信衛星装置２０からの応答電波ビームを受信した通信端末装置１０は、接続確認を含む電波ビームを通信衛星装置２０に送信し、通信衛星装置２０がこの接続確認を受信することで、通信端末装置１０と通信衛星装置２０との接続が確立する（ステップＳ１６，Ｓ１８）。
【0053】
通信衛星装置２０の制御部２４は、応答電波ビームの送信後、例えば、通信端末装置１０と接続しない状態が所定時間継続する場合、通信端末装置１０と接続不可と判定する。この場合、制御部２４は、メモリＭ２から通信端末装置１０の情報を削除し、接続をリセットする。また、通信衛星装置２０と通信端末装置１０の接続状況を非接続とする。
【0054】
通信端末装置１０の制御部１３は、選択された方位に送信された電波ビームの接続要求に応答する、応答電波ビームの受信の有無を判定する。制御部１３は、応答電波ビームを受信していないと判定したときは、残りの方位候補から次の方位を選択して、接続要求を含む電波ビームを送信する（ステップＳ１７、Ｓ１５）。制御部１３は、応答電波ビームを受信したと判定したときは、電波ビームによる通信を継続する。
【0055】
（５）通信端末装置１０、通信衛星装置２０間での通信（ステップＳ１８）
通信衛星装置２０と通信端末装置１０間での接続が確立した後は、通信衛星装置２０と通信端末装置１０間でユーザデータ等が送受信される。このとき、通信端末装置１０の制御部１３は、１以上の通信衛星装置２０からの複数のビーコンに含まれる情報（例えば、１以上の通信衛星装置２０の移動速度）に基づいて、電波ビームの方位を調節することで（移動する通信衛星装置２０への追従）、電波ビームによる通信衛星装置２０との通信を継続することができる。
通信衛星装置２０と通信端末装置１０間での接続が確立した後は、通信衛星装置２０と通信端末装置１０間でユーザデータ等が送受信される。このとき、通信端末装置１０の制御部１３は、１以上の通信衛星装置２０からの複数のビーコンに含まれる情報（例えば、１以上の通信衛星装置２０の移動速度）に基づいて、電波ビームの方位を調節することで（移動する通信衛星装置２０への追従）、電波ビームによる通信衛星装置２０との通信を継続することができる。
【0056】
なお、短期的な通信切断において、通信端末装置１０の制御部１３は、複数の通信衛星装置２０の情報（例えば、複数の通信衛星装置２０の移動速度）に基づいて、電波ビームの方位を調節することで、通信の再開を図ってもよい。例えば、制御部１３は、通信衛星装置２０の移動をシミュレーションし、想定方向にビームを向けさせる。但し、所定時間、または所定回数を超える電波ビームの送信によっても接続が再開されない場合、接続再開の試みを停止してもよい。
【0057】
通信衛星装置２０は、通信端末装置１０と接続状態であっても、接続している時間が接続可能時間（通信衛星装置２０が通信端末装置１０と連続して接続可能な時間）を超えた場合は、通信端末装置１０との接続を解除することができる。既述のように、通信衛星装置２０は、比較的高速で移動するために、接続可能時間は制限される。接続可能時間は、例えば、通信衛星装置２０の座標、移動速度、および通信端末装置１０の座標に基づいて、決定される。また、通信衛星装置２０は、通信端末装置１０と接続状態であっても、ユーザデータの無通信状態が一定時間継続する場合、通信端末装置１０との接続を解除してもよい。
【0058】
（ビームフォーミング候補の決定の詳細）
以下、ビームフォーミング候補の決定の詳細を説明する。
既述のように、通信端末装置１０は、１以上（一例として、１～３）の通信衛星装置２０から複数（一例として、２または３）のビーコンを受信し、複数のビーコンに含まれる情報に基づいて、複数のビームフォーミング候補（例えば、ビームを向ける方位）を決定する。複数のビームフォーミング候補には、優先度が設定される。
以下、ビームフォーミング候補の決定の詳細を説明する。
既述のように、通信端末装置１０は、１以上（一例として、１～３）の通信衛星装置２０から複数（一例として、２または３）のビーコンを受信し、複数のビーコンに含まれる情報に基づいて、複数のビームフォーミング候補（例えば、ビームを向ける方位）を決定する。複数のビームフォーミング候補には、優先度が設定される。
【0059】
優先度は、例えば、ビームフォーミング候補の配置に基づいて、設定できる。例えば、図６のＣＡ１に示すように、通信端末装置１０から見てビームフォーミング候補が中心の候補Ａ０，その外周の候補Ａ１１～Ａ１６のように配置されていたとする。この場合、候補Ａ０，Ａ１１～Ａ１６の順に優先度を付与することができる。これは、中心から外側に向かう方向に優先度を付与していると考えることができる。ここでは、一例として、候補Ａ１１～Ａ１６について、反時計回りに優先度を付与している。なお、時計回りに、例えば、候補Ａ１６～Ａ１１の順に優先度を付与してもよい。
【0060】
候補Ａ１１～Ａ１６を囲むように、候補Ａ２１～Ａ２ｊがさらにある場合（ｊ：2以上の整数）、候補Ａ０，Ａ１１～Ａ１６、Ａ２１～Ａ２ｊの順に、中心から渦巻き状に外側に向かうように、優先度を付与してもよい。
【0061】
ここで、図６のＣＡ２に示すように、２組の候補Ａ０，Ａ１１～Ａ１６（Ａ群），Ｂ０，Ｂ１１～Ｂ１６（Ｂ群）がある場合を考える。この場合、Ａ０，Ｂ０，Ａ１１，Ｂ１１，…Ａ１６，Ｂ１６のように、Ａ群、Ｂ群交互に優先度を設定することができる。
【0062】
但し、候補Ａ０，Ａ１１，Ｂ０，Ｂ１１，Ａ１２，Ａ１３，Ｂ１２，Ｂ１３，～Ａ１４，Ａ１５，Ｂ１４，Ａ１５のように、複数個毎、交互に優先度を付与してもよい。ここでは、２つずつ交互としているが、３つ以上交互としてもよい。このようにすると、通信端末装置１０のビーム方向をＡ群，Ｂ群間で切り替えるときに、ある程度の時間を要する場合に、処理の効率化を図れる。
【0063】
以上のように、複数のビームフォーミング候補に優先度を設定することで、処理の効率化を図ることができる。
【0064】
複数のビーコンは、複数の通信衛星装置２０の座標、移動速度、ビーコンの送信強度、送信時刻を含むことができる。通信端末装置１０は、通信端末装置の方位（向き、傾き）、ビーコンの受信強度、受信時刻の情報を取得できる。
【0065】
ここでは、通信端末装置１０は、通信端末装置１０自体の座標、ビーコンの受信時刻に関して、ある程度の誤差があり得ると仮定する。すなわち、通信端末装置１０は、移動（携帯）可能であり、その座標が一定しない。通信端末装置１０は、例えば、ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星から自身の正確な座標を取得することができるが、この取得には、ある程度の時間（例えば、３０秒～数分程度）を要する。この所要時間は、通信衛星装置２０との迅速な通信等を阻害する。また、通信端末装置１０のクロックは、一般に正確性を欠くため、ビーコンの受信時刻にも誤差が生じ得る。
【0066】
ここでは、通信端末装置１０の制御部１３は、複数のビーコンに含まれる情報に基づき、通信衛星装置２０からの通信端末装置１０への距離、さらには、相対的な位置（相対座標）を算出し、通信端末装置１０からの通信衛星装置２０の方位（方向・仰ぎ角）を推測する。なお、後述のように、これらの算出には、三平方の定理、ヘロンの公式等を用いることができる。
【0067】
（ａ）距離の算出：通信端末装置１０から通信衛星装置２０までの距離Ｄの算出
（ａ１）距離Ｄの算出の困難性
次に示すように、通信端末装置１０から通信衛星装置２０までの距離Ｄを精度よく算出することは容易ではない。
（ａ１）距離Ｄの算出の困難性
次に示すように、通信端末装置１０から通信衛星装置２０までの距離Ｄを精度よく算出することは容易ではない。
【0068】
通信衛星装置Ｃと通信端末装置（座標）Ａ１の距離Ｄ１を算出することを考える。この距離Ｄ１は、原理的には、ビーコンの到達時間Δｔから計算できる。ビーコンの到達時間ｔは、通信衛星装置Ａ１からのビーコンＦａ１の送信時刻ｔ０１と通信端末装置Ｃでのビーコンの受信時刻ｔ０２の差ｔ（＝ｔ０２－ｔ０１）であり、距離Ｄ１は、「ｔ・Ｃ」として算出できる（Ｃ：光、電波の速度）。しかし、既述のように、通信端末装置１０のタイマの時刻は、距離Ｄ１を計算するには、精度が十分でないことが多い。
【0069】
一方、ビーコンの電力損失ΔＰから距離Ｄを求めることも可能である。すなわち、電力損失ΔＰは、通信衛星装置Ａ１から送信時のビーコンの送信電力Ｐ０（ｄＢ値）と通信端末装置１０で受信時のビーコンの受信電力Ｐ１（ｄＢ値）の差ΔＰ（＝Ｐ０－Ｐ１）であり、距離Ｄ１は、「ΔＰ／α」として算出できる（α：距離減衰率、単位距離に対するビーコンの減衰率）。しかし、電力損失ΔＰに基づく、距離Ｄ１の算出は、一般に誤差が大きい。
【0070】
以上のように、通信端末装置１０から通信衛星装置２０までの距離Ｄを精度よく算出することは容易ではない。しかし、次に示すように、２つまたは３つの通信衛星装置（座標）Ａ１～Ａ３の情報を用いることで、通信端末装置１０から通信衛星装置２０までの距離Ｄを精度よく算出することが可能となる。以下、順に説明する。
【0071】
（ａ２）２つの通信衛星装置（座標）Ａ１，Ａを用いる距離Ｄの算出
２つの通信衛星装置（座標）Ａ１，Ａ２を用いて、通信端末装置Ｃと２つの座標Ａ１，Ａ２それぞれとの距離Ｄ１，Ｄ２の算出精度を向上する手法を説明する。既述のように、通信衛星装置Ａ１，Ａ２は、同一の通信衛星装置でもよい。
２つの通信衛星装置（座標）Ａ１，Ａ２を用いて、通信端末装置Ｃと２つの座標Ａ１，Ａ２それぞれとの距離Ｄ１，Ｄ２の算出精度を向上する手法を説明する。既述のように、通信衛星装置Ａ１，Ａ２は、同一の通信衛星装置でもよい。
【0072】
制御部１３は、２つのビーコンの到達時間ｔ１，ｔ２の差Δｔ（＝ｔ１－ｔ２）に基づき、２つの座標Ａ１，Ａ２それぞれとの距離Ｄ１，Ｄ２の差分（＝Ｄ１－Ｄ２）を求め、さらに、その距離による減衰から距離Ｄ１，Ｄ２を補正する。また、制御部１３は、その距離の減衰からタイマの時刻を校正し、通信衛星装置２０のタイマと同期させることができる。なお、後述のように、距離Ｄ１，Ｄ２に基づいて、複数の方位候補を決定することができる。
【0073】
以下、距離Ｄ１，Ｄ２の補正の詳細を説明する。
自由空間での電波の伝搬損失（自由空間損失）Ｓは、以下の式（１１）で表される。
Ｓ＝（４＊π＊ｒ／λ）２ ……式（１１）
λ：電波の波長
ｒ：電波の伝搬距離
ｄＢで換算した自由空間損失Ｓｄｂは、以下の式（１２）で表される。
Ｓｄｂ＝２０＊log（４＊π＊ｒ／λ） ……式（１２）
自由空間での電波の伝搬損失（自由空間損失）Ｓは、以下の式（１１）で表される。
Ｓ＝（４＊π＊ｒ／λ）２ ……式（１１）
λ：電波の波長
ｒ：電波の伝搬距離
ｄＢで換算した自由空間損失Ｓｄｂは、以下の式（１２）で表される。
Ｓｄｂ＝２０＊log（４＊π＊ｒ／λ） ……式（１２）
【0074】
通信衛星装置Ａ１，Ａ２から送信された送信電力Ｐｓ１，Ｐｓ２のビーコンが、通信端末装置１０において受信電力Ｐｒ１，Ｐｒ２で受信されたとする。これら、送信電力Ｐｓ１，Ｐｓ２、受信電力Ｐｒ１，Ｐｒ２から、座標Ａ１，Ａ２からそれぞれ送信された電波の損失Ｓ１，Ｓ２を求めることができる。本来、これらの損失Ｓ１，Ｓ２の比は、距離Ｄ１，Ｄ２の差分に対応するはずである。すなわち、距離Ｄ１，Ｄ２の差分（＝Ｄ１－Ｄ２）を距離ｒとして式（１１）から算出した損失と、損失Ｓ１，Ｓ２の比は一致するはずである。
【0075】
しかし、既述のように、距離Ｄ１，Ｄ２に誤差があるため、測定された電力に基づく損失Ｓ１，Ｓ２の比は、式（１２）に基づき算出される損失Ｓとは対応しない。このため、式（１１）または（１２）に基づき算出される伝搬損失Ｓが、損失Ｓ１，Ｓ２の比と対応するような、距離Ｌ１，Ｌ２の差分を求めることで、距離Ｌ１，Ｌ２を補正することができる。
【0076】
なお、電波の損失は、自由空間損失に限られず、天候、例えば、降雨により損失もあり得る。このため、損失は、自由空間損失のみでなく、天候による損失を加味することが好ましい。天候による損失は、実測や経験値から定めることができる。
【0077】
補正された距離Ｌ１，Ｌ２に基づいて、タイマの時刻を校正できる。例えば、次の式（１５）に基づいて、タイマの時刻を校正できる。
ｔ１＝ｔ０＋Ｌ１／ｃ ……式（１５）
ｔ１：校正後のタイマの時刻
ｔ０：座標Ａ１において通信衛星装置２０がビーコンを送信した時刻（ビーコン中の情報に含まれる）
ｃ：光（ビーコン）の速度
ｔ１＝ｔ０＋Ｌ１／ｃ ……式（１５）
ｔ１：校正後のタイマの時刻
ｔ０：座標Ａ１において通信衛星装置２０がビーコンを送信した時刻（ビーコン中の情報に含まれる）
ｃ：光（ビーコン）の速度
【0078】
以上のように、距離に起因する減衰（損失）を考慮することで、距離Ｄ１，Ｄ２を補正し、さらに、通信端末装置１０のタイマを校正することができる。
【0079】
以上を纏めると、次のようになる。すなわち、複数のビーコン（ここでは、ビーコンＦａ１．Ｆａ２）に含まれる情報は、１以上の通信衛星装置２０の第１の座標Ａ１、第１の座標Ａ１からの第１のビーコンＦａ１の第１の送信時刻、１以上の通信衛星装置２０の第２の座標Ａ２、第２の座標Ａ２からの第２のビーコンＦａ２の第２の送信時刻を含む。制御部１３は、第１のビーコンＦａ１の第１の受信時刻、第２のビーコンＦａ２の第２の受信時刻を取得し、第１の送信時刻および第１の受信時刻に基づいて、第１の座標Ａ１と通信端末装置Ｃ間の第１の距離Ｄ１を導出し、第２の送信時刻および第２の受信時刻に基づいて、第２の座標Ａ２と通信端末装置Ｃ間の第２の距離Ｄ２を導出する。制御部１３は、第１、第２の座標、および第１、第２の距離Ｄ１，Ｄ２に基づいて、複数の方位候補を決定することができる。
【0080】
複数のビーコンに含まれる情報は、第１のビーコンＦａ１の第１の送信強度、および第２のビーコンＦａ２の第２の送信強度を含む。制御部１３は、例えば、第１のビーコンＦａ１の第１の受信強度、および第２のビーコンＦａ２の第２の受信強度を取得する。制御部１３は、第１、第２の送信強度および第１、第２の受信強度に基づいて、第１、第２の距離Ｄ１，Ｄ２を補正することができる。
【0081】
複数のビーコンに含まれる情報は、第１のビーコンＦａ１の第１の送信強度、および第２のビーコンＦａ２の第２の送信強度を含む。制御部１３は、第１のビーコンＦａ１の第１の受信強度、および第２のビーコンＦａ２の第２の受信強度を取得する。制御部１３は、第１、第２の距離Ｄ１，Ｄ２、第１、第２の送信強度、および第１、第２の受信強度に基づいて、タイマの時刻を校正する。時刻が校正されたタイマは、第１の受信時刻、第２の受信時刻の取得に用いることができる。
【0082】
ここで、２つの通信衛星装置Ａ１、Ａ２を用いる場合、通信衛星装置Ａ１、Ａ２は、比較的近距離に配置されるよう、距離を調節しながら移動するものとする。複数の通信衛星装置２０間の距離が大きいと、通信衛星装置２０間で天候の相違が大きく、複数の通信衛星装置２０それぞれから送信されるビーコンＦａ１～Ｆａ３の減衰が大きく異なり、距離Ｄ１，Ｄ２の的確な補正、タイマの時刻の校正が困難になる。
【0083】
（ａ３）３つの通信衛星装置（座標）Ａ１～Ａ３を用いる距離Ｄの算出
次に３つの通信衛星装置（座標）Ａ１～Ａ３を用いて、距離Ｄ１，Ｄ２の算出精度を向上する手法を説明する。既述のように、通信衛星装置Ａ１～Ａ３は、同一の通信衛星装置でもよい。ここでも、３つの通信衛星装置Ａ１～Ａ３を用いる場合、通信衛星装置Ａ１～Ａ３は、比較的近距離に配置されるよう、距離を調節しながら移動するものとする。
次に３つの通信衛星装置（座標）Ａ１～Ａ３を用いて、距離Ｄ１，Ｄ２の算出精度を向上する手法を説明する。既述のように、通信衛星装置Ａ１～Ａ３は、同一の通信衛星装置でもよい。ここでも、３つの通信衛星装置Ａ１～Ａ３を用いる場合、通信衛星装置Ａ１～Ａ３は、比較的近距離に配置されるよう、距離を調節しながら移動するものとする。
【0084】
ここでは、図２に示すように、３つの座標Ａ１～Ａ３，および通信端末装置Ｃは、ｘｙ平面上にあるとする。例えば、通信衛星装置Ａ１～Ａ３が座標Ａ１（０，０）、Ａ２（０，ｙａ２）、Ａ３（０，ｙａ３）に、通信端末装置Ｃが座標Ｃ（ｘ３，ｙ３）に配置されるとする。但し、この座標Ａ１～Ａ３，Ｃの設定は、判り易さのためのものであり、この設定を除外しても、以下の手法は成立する。
【0085】
通信端末装置Ｃのタイマの時刻のずれによる、距離の誤差をαとする。次の式（２１）が成立する（三平方の定理）。
Ｄ１＝（ｘ３２＋ｙ３２）１／２＋α
Ｄ２＝［ｘ３２＋（ｙａ２－ｙ３）２］１／２＋α
Ｄ３＝［ｘ３２＋（ｙａ３－ｙ３）２］１／２＋α …（２１）
ここで、
Ｄ１：通信端末装置Ｃと通信衛星装置Ａ１間の距離
Ｄ２：通信端末装置Ｃと通信衛星装置Ａ２間の距離
Ｄ３：通信端末装置Ｃと通信衛星装置Ａ３間の距離
Ｄ１＝（ｘ３２＋ｙ３２）１／２＋α
Ｄ２＝［ｘ３２＋（ｙａ２－ｙ３）２］１／２＋α
Ｄ３＝［ｘ３２＋（ｙａ３－ｙ３）２］１／２＋α …（２１）
ここで、
Ｄ１：通信端末装置Ｃと通信衛星装置Ａ１間の距離
Ｄ２：通信端末装置Ｃと通信衛星装置Ａ２間の距離
Ｄ３：通信端末装置Ｃと通信衛星装置Ａ３間の距離
【0086】
式（２１）より、ｘ３、ｙ３，αを導出することができる。すなわち、３つの式に対して、３つの未知数ｘ３、ｙ３，αがあるので、３つの式を連立させることで、未知数ｘ３、ｙ３，αを導出することができる。
【0087】
すなわち、３つの座標Ａ１～Ａ３を用いることで、距離Ｄ１～Ｄ３の誤差αをキャンセルした通信端末装置１０の座標Ｃ（ｘ３，ｙ３）を算出できる。また、算出された距離の誤差αに基づき、通信端末装置１０のタイマの時刻を校正し、通信衛星装置２０のタイマと同期させることができる。
【0088】
（ｂ）通信端末装置１０に対する通信衛星装置２０の相対位置の算出
以下、距離Ｄ１，Ｄ２に基づく、通信端末装置Ｃに対する通信衛星装置Ａ１，Ａ２の相対位置の算出の手法を説明する。
以下、距離Ｄ１，Ｄ２に基づく、通信端末装置Ｃに対する通信衛星装置Ａ１，Ａ２の相対位置の算出の手法を説明する。
【0089】
ここでは、座標Ａ１、Ａ２、および座標Ｃからの座標Ａ１，Ａ２の距離Ｄ１，Ｄ２が判っており、通信端末装置Ｃの高度を０と仮定する。例えば、座標Ａ１、Ａ２を（０，０，Ｈ）、（０，Ｂｙ，Ｈ）とし、座標Ｃを（ｘ３，ｙ３，０）とする。
【0090】
通信衛星装置Ａ１、Ａ２の地上面Ｓ（高度０）への射影を座標Ａ１０、Ａ２０とする。このとき座標Ａ１０、Ａ２０間の距離Ｄ００、座標Ａ１０、Ｃ間のＤ１０、座標Ａ２０、Ｃ間の距離Ｄ２０を計算して、通信端末装置Ｃの座標（ｘ３，ｙ３，０）を算出できる。このようにして、制御部１３は、例えば、第１、第２の通信衛星装置Ａ１，Ａ２にそれぞれ対応する第１、第２の方位候補を決定することができる。
【0091】
このとき、通信端末装置Ｃの座標の候補はｘ方向に２つある。すなわち、図７，図８に示すように、座標Ａ１，Ａ２、座標Ａ１，Ａ２から座標Ｃへの距離Ｄ１、Ｄ２が特定されたとき、図９に示すように、地上面Ｓ上での座標ＣはＣ１，Ｃ２と２つの可能性がある。これを通信端末装置Ｃから見ると、図１０に示すように、方位には、２つの方位ＡＺ１，ＡＺ２の可能性があることになる。この場合、制御部１３は、第１、第２の座標Ａ１，Ａ２、および第１、第２の距離Ｄ１、Ｄ２に基づいて、第１の座標に対応する２の方位候補を決定してもよい。
【0092】
ここで、距離Ｄ１、Ｄ２に誤差があり、通信端末装置Ｃの高度とは限らないため、算出される通信端末装置Ｃの座標にも誤差がある。このような誤差を考慮してビーム合わせの検索範囲を絞ることができる。
【0093】
以下、図１１に基づき、通信端末装置Ｃの座標を算出する。ここで、通信衛星装置Ａ１、Ａ２の座標を（０，０，Ｈ）、（０，ｙ２，Ｈ）、通信端末装置Ｃの座標を（ｘ３、ｙ３、０）とする。また、座標Ａ１、Ａ２の地上面Ｓへの射影をＡ１０（０，０，０），Ａ２０（０，ｙ２，０）とする。このとき、次の式（２２）を用いて、通信端末装置１０の座標を算出できる。
【0094】
すなわち、座標Ａ１０、Ａ２０、Ｃを結ぶ三角形の面積Ｓ１は、次の式（２２）により求められる（ヘロンの公式）。
Ｓ１=［s＊(s－ｙ２)( s－Ｄ１０) ( s－Ｄ２０)］１／２
ｓ＝（ｙ２＋Ｄ１０＋Ｄ２０）／２ …（２２）
ここで、
Ｄ１０：座標Ｃ、Ａ１０間の距離
Ｄ２０：座標Ｃ、Ａ２０間の距離
Ｓ１=［s＊(s－ｙ２)( s－Ｄ１０) ( s－Ｄ２０)］１／２
ｓ＝（ｙ２＋Ｄ１０＋Ｄ２０）／２ …（２２）
ここで、
Ｄ１０：座標Ｃ、Ａ１０間の距離
Ｄ２０：座標Ｃ、Ａ２０間の距離
【0095】
距離Ｄ１０、Ｄ２０は、次の式（２３）によって表される。
Ｄ１０=(Ｄ１２－Ｈ２)１／２
Ｄ２０=(Ｄ２２－Ｈ２)１／２ …（２３）
ここで、
Ｄ１：座標Ｃ、Ａ１間の距離
Ｄ２：座標Ｃ、Ａ２間の距離
Ｄ１０=(Ｄ１２－Ｈ２)１／２
Ｄ２０=(Ｄ２２－Ｈ２)１／２ …（２３）
ここで、
Ｄ１：座標Ｃ、Ａ１間の距離
Ｄ２：座標Ｃ、Ａ２間の距離
【0096】
面積Ｓ１は、次の式（２４）で表されるため、式（２５）が成立する。
Ｓ１＝（ｙ２＊ｘ３）／２ …（２４）
ｘ３＝２＊Ｓ１／ｙ２ …（２５）
Ｓ１＝（ｙ２＊ｘ３）／２ …（２４）
ｘ３＝２＊Ｓ１／ｙ２ …（２５）
【0097】
ｘ３よりｙ３を算出できる。
ｙ３＝［Ｄ１０２－ｘ３２］１／２ …（２６）
ｙ３＝［Ｄ１０２－ｘ３２］１／２ …（２６）
【0098】
ここで、Ｄ２０が次の条件（２７）を満たすときは、ｙ３は負の値となる
Ｄ２０＞［ｙ２２＋ｘ３２］１／２ …（２７）
Ｄ２０＞［ｙ２２＋ｘ３２］１／２ …（２７）
【0099】
以上のように、通信衛星装置２０の座標Ａ１，Ａ２、通信端末装置１０（座標Ｃ）から座標Ａ１，Ａ２への距離Ｄ１、Ｄ２が判れば、通信端末装置１０の座標Ｃを算出できる。さらに、座標Ｃから通信端末装置１０に対する通信衛星装置（座標）Ａ１，Ａ２の相対座標を算出できる。
【0100】
（ｃ）通信端末装置Ｃから通信衛星装置Ａ１，Ａ２への方位の算出
通信端末装置Ｃの座標から通信衛星装置Ａ１，Ａ２への方位、仰ぎ角を算出できる。
通信端末装置Ｃから通信衛星装置Ａ１への角度θ１は、次の式（３１）によって表せる。
θ１＝１８０－（α＋β） …（３１）
α：座標Ａ１０、Ａ２０のなす直線が北方向に対してなす角度
β：座標Ａ１０、Ａ２０、Ｃのなす三角形ＴＲが座標Ａ１０においてなす角度
通信端末装置Ｃの座標から通信衛星装置Ａ１，Ａ２への方位、仰ぎ角を算出できる。
通信端末装置Ｃから通信衛星装置Ａ１への角度θ１は、次の式（３１）によって表せる。
θ１＝１８０－（α＋β） …（３１）
α：座標Ａ１０、Ａ２０のなす直線が北方向に対してなす角度
β：座標Ａ１０、Ａ２０、Ｃのなす三角形ＴＲが座標Ａ１０においてなす角度
【0101】
ここで、三角形ＴＲの三辺の長さが分かっていることから、第二余弦定理より角度βを算出し、角度θ１を求めることができる。
ｃｏｓ（β）＝（ｙ２２＋Ｄ１０２－Ｄ２０２）／（２＊ｙ２＊Ｄ１０）…（３２）
ｃｏｓ（β）＝（ｙ２２＋Ｄ１０２－Ｄ２０２）／（２＊ｙ２＊Ｄ１０）…（３２）
【0102】
通信衛星装置Ａ２への角度も同等に計算できる。
通信端末装置Ｃから通信衛星装置Ａ２への角度θ２は、次の式（３３）によって表せる。
θ２＝１８０－（α＋β）－γ …（３３）
γ：座標Ａ１０、Ａ２０、Ｃのなす三角形ＴＲ２が座標Ｃにおいてなす角度
通信端末装置Ｃから通信衛星装置Ａ２への角度θ２は、次の式（３３）によって表せる。
θ２＝１８０－（α＋β）－γ …（３３）
γ：座標Ａ１０、Ａ２０、Ｃのなす三角形ＴＲ２が座標Ｃにおいてなす角度
【0103】
三角形ＴＲ２の三辺の長さが分かっていることから、角度γを第二余弦定理より算出し、角度θ２を求めることができる。
通信衛星装置Ａ１に対する仰ぎ角度ω１も第二余弦定理より求められる。
ｃｏｓ（ω１）＝（Ｄ１０２＋Ｄ１２－Ｈ２）／（２＊Ｄ１０＊Ｄ１） …（３４）
通信衛星装置Ａ１に対する仰ぎ角度ω１も第二余弦定理より求められる。
ｃｏｓ（ω１）＝（Ｄ１０２＋Ｄ１２－Ｈ２）／（２＊Ｄ１０＊Ｄ１） …（３４）
【0104】
以上のように、通信端末装置１０の制御部１３は、ＧＰＳ衛星を用いることなく、複数のビーコンに含まれる情報から電波ビームの方位候補を決定でき、ビーム方位の速やかな決定が容易となる。
【0105】
〔付記事項１〕
本発明は、上述した実施形態に限定されるものでなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。例えば、上述した実施形態に開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても、本発明の技術的範囲に含まれる。
本発明は、上述した実施形態に限定されるものでなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。例えば、上述した実施形態に開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても、本発明の技術的範囲に含まれる。
【0106】
〔付記事項２〕
上述した実施形態の一部又は全部は、以下のようにも記載され得る。ただし、本発明は、以下の記載する態様に限定されるものではない。
上述した実施形態の一部又は全部は、以下のようにも記載され得る。ただし、本発明は、以下の記載する態様に限定されるものではない。
【0107】
（付記１）
付記１の通信端末装置（１０）は、電波ビームによって通信衛星装置（２０）と通信する通信端末装置であって、１以上の通信衛星装置からの複数のビーコンを受信し、且つ、指向性を有する電波ビームを送受信するアンテナ（１１）と、制御部（１３）と、を備え、前記制御部は、前記複数のビーコンに含まれる情報に基づいて、前記アンテナから送信する前記電波ビームの複数の方位候補を決定する。これにより、複数のビーコンに含まれる情報に基づいて、電波ビームの複数の方位候補を決定することで、ビーム方位の速やかな決定が容易となる。
付記１の通信端末装置（１０）は、電波ビームによって通信衛星装置（２０）と通信する通信端末装置であって、１以上の通信衛星装置からの複数のビーコンを受信し、且つ、指向性を有する電波ビームを送受信するアンテナ（１１）と、制御部（１３）と、を備え、前記制御部は、前記複数のビーコンに含まれる情報に基づいて、前記アンテナから送信する前記電波ビームの複数の方位候補を決定する。これにより、複数のビーコンに含まれる情報に基づいて、電波ビームの複数の方位候補を決定することで、ビーム方位の速やかな決定が容易となる。
【0108】
（付記２）
付記２の通信端末装置（１０）は、付記１において、前記制御部は、前記複数の方位候補に優先度を付与し、前記優先度に基づいて、前記複数の方位候補から方位を選択し、前記選択された方位に、接続要求を含む電波ビームを送信する。これにより、優先度に基づいて、複数の方位候補から方位を選択することで、ビーム方位の速やかな決定が容易となる。
付記２の通信端末装置（１０）は、付記１において、前記制御部は、前記複数の方位候補に優先度を付与し、前記優先度に基づいて、前記複数の方位候補から方位を選択し、前記選択された方位に、接続要求を含む電波ビームを送信する。これにより、優先度に基づいて、複数の方位候補から方位を選択することで、ビーム方位の速やかな決定が容易となる。
【0109】
（付記３）
付記３の通信端末装置（１０）は、付記２において、前記制御部は、前記選択された方位に送信された前記電波ビームの接続要求に応答する、応答電波ビームの受信の有無を判定し、前記応答電波ビームを受信していないと判定したときは、残りの方位候補から次の方位を選択して、接続要求を含む電波ビームを送信し、前記応答電波ビームを受信したと判定したときは、前記電波ビームによる通信を継続する。これにより、応答電波ビームの受信の有無を判定することで、通信衛星装置との速やかな接続が容易となる。
付記３の通信端末装置（１０）は、付記２において、前記制御部は、前記選択された方位に送信された前記電波ビームの接続要求に応答する、応答電波ビームの受信の有無を判定し、前記応答電波ビームを受信していないと判定したときは、残りの方位候補から次の方位を選択して、接続要求を含む電波ビームを送信し、前記応答電波ビームを受信したと判定したときは、前記電波ビームによる通信を継続する。これにより、応答電波ビームの受信の有無を判定することで、通信衛星装置との速やかな接続が容易となる。
【0110】
（付記４）
付記４の通信端末装置（１０）は、付記３において、前記情報は、前記１以上の通信衛星装置の移動速度を含み、前記制御部は、前記１以上の通信衛星装置の移動速度に基づいて、前記電波ビームの方位を調節することで、前記電波ビームによる通信を継続する。これにより、通信衛星装置の移動速度に基づいて、電波ビームの方位を調節することで、通信衛星装置との接続の維持が容易となる。
付記４の通信端末装置（１０）は、付記３において、前記情報は、前記１以上の通信衛星装置の移動速度を含み、前記制御部は、前記１以上の通信衛星装置の移動速度に基づいて、前記電波ビームの方位を調節することで、前記電波ビームによる通信を継続する。これにより、通信衛星装置の移動速度に基づいて、電波ビームの方位を調節することで、通信衛星装置との接続の維持が容易となる。
【0111】
（付記５）
付記５の通信端末装置（１０）は、付記１～４のいずれかにおいて、前記情報は、前記１以上の通信衛星装置の第１の座標（Ａ１）、前記第１の座標からの第１のビーコンの第１の送信時刻、前記１以上の通信衛星装置の第２の座標（Ａ２）、前記第２の座標からの第２のビーコンの第２の送信時刻を含み、前記制御部は、前記第１のビーコンの第１の受信時刻、前記第２のビーコンの第２の受信時刻を取得し、前記第１の送信時刻および前記第１の受信時刻に基づいて、前記第１の座標と前記通信端末装置間の第１の距離を導出し、前記第２の送信時刻および前記第２の受信時刻に基づいて、前記第２の座標と前記通信端末装置間の第２の距離を導出し、前記第１、第２の座標（Ａ１，Ａ２）、および前記第１、第２の距離（Ｄ１，Ｄ２）に基づいて、前記複数の方位候補を決定する。これにより、第１、第２の座標との第１、第２の距離に基づいて、複数の方位候補を決定することで、通信衛星装置との速やかな接続が容易となる。
付記５の通信端末装置（１０）は、付記１～４のいずれかにおいて、前記情報は、前記１以上の通信衛星装置の第１の座標（Ａ１）、前記第１の座標からの第１のビーコンの第１の送信時刻、前記１以上の通信衛星装置の第２の座標（Ａ２）、前記第２の座標からの第２のビーコンの第２の送信時刻を含み、前記制御部は、前記第１のビーコンの第１の受信時刻、前記第２のビーコンの第２の受信時刻を取得し、前記第１の送信時刻および前記第１の受信時刻に基づいて、前記第１の座標と前記通信端末装置間の第１の距離を導出し、前記第２の送信時刻および前記第２の受信時刻に基づいて、前記第２の座標と前記通信端末装置間の第２の距離を導出し、前記第１、第２の座標（Ａ１，Ａ２）、および前記第１、第２の距離（Ｄ１，Ｄ２）に基づいて、前記複数の方位候補を決定する。これにより、第１、第２の座標との第１、第２の距離に基づいて、複数の方位候補を決定することで、通信衛星装置との速やかな接続が容易となる。
【0112】
（付記６）
付記６の通信端末装置（１０）は、付記５において、前記情報は、前記第１のビーコンの第１の送信強度、および前記第２のビーコンの第２の送信強度を含み、前記制御部は、前記第１のビーコンの第１の受信強度、および前記第２のビーコンの第２の受信強度を取得し、前記第１、第２の送信強度および前記第１、第２の受信強度に基づいて、前記第１、第２の距離を補正する。第１、第２のビーコンの送信強度および受信強度に基づいて、第１、第２の通信衛星装置との距離を補正することで、より正確な方位候補の決定が容易となる。
付記６の通信端末装置（１０）は、付記５において、前記情報は、前記第１のビーコンの第１の送信強度、および前記第２のビーコンの第２の送信強度を含み、前記制御部は、前記第１のビーコンの第１の受信強度、および前記第２のビーコンの第２の受信強度を取得し、前記第１、第２の送信強度および前記第１、第２の受信強度に基づいて、前記第１、第２の距離を補正する。第１、第２のビーコンの送信強度および受信強度に基づいて、第１、第２の通信衛星装置との距離を補正することで、より正確な方位候補の決定が容易となる。
【0113】
（付記７）
付記７の通信端末装置（１０）は、付記５において、前記情報は、前記第１のビーコンの第１の送信強度、および前記第２のビーコンの第２の送信強度を含み、前記制御部は、前記第１のビーコンの第１の受信強度、および前記第２のビーコンの第２の受信強度を取得し、前記第１、第２の距離、前記第１、第２の送信強度、および前記第１、第２の受信強度に基づいて、タイマの時刻を校正し、前記校正されたタイマは、前記第１の受信時刻、前記第２の受信時刻の取得に用いられる。第１、第２のビーコンの送信強度および受信強度に基づいて、タイマの時刻を校正することで、より正確な方位候補の決定が容易となる。
付記７の通信端末装置（１０）は、付記５において、前記情報は、前記第１のビーコンの第１の送信強度、および前記第２のビーコンの第２の送信強度を含み、前記制御部は、前記第１のビーコンの第１の受信強度、および前記第２のビーコンの第２の受信強度を取得し、前記第１、第２の距離、前記第１、第２の送信強度、および前記第１、第２の受信強度に基づいて、タイマの時刻を校正し、前記校正されたタイマは、前記第１の受信時刻、前記第２の受信時刻の取得に用いられる。第１、第２のビーコンの送信強度および受信強度に基づいて、タイマの時刻を校正することで、より正確な方位候補の決定が容易となる。
【0114】
（付記８）
付記８の通信端末装置（１０）は、付記５において、前記制御部は、前記第１、第２の座標にそれぞれ対応する第１、第２の方位候補を決定する。これにより、第１、第２の通信衛星装置にそれぞれ対応する的確な第１、第２の方位候補を決定できる。
付記８の通信端末装置（１０）は、付記５において、前記制御部は、前記第１、第２の座標にそれぞれ対応する第１、第２の方位候補を決定する。これにより、第１、第２の通信衛星装置にそれぞれ対応する的確な第１、第２の方位候補を決定できる。
【0115】
（付記９）
付記９の通信衛星装置（２０）は、付記１～８いずれかの通信端末装置と電波ビームによって通信する通信衛星装置であって、前記通信端末装置からの接続要求を含む電波ビームを受信するアンテナと、制御部と、を備え、前記制御部は、前記接続要求を含む電波ビームに応答する、応答電波ビームを送信させる。これにより、接続要求を含む電波ビームに応答する、応答電波ビームを送信させることで、通信端末装置との速やかな接続が容易となる。
付記９の通信衛星装置（２０）は、付記１～８いずれかの通信端末装置と電波ビームによって通信する通信衛星装置であって、前記通信端末装置からの接続要求を含む電波ビームを受信するアンテナと、制御部と、を備え、前記制御部は、前記接続要求を含む電波ビームに応答する、応答電波ビームを送信させる。これにより、接続要求を含む電波ビームに応答する、応答電波ビームを送信させることで、通信端末装置との速やかな接続が容易となる。
【0116】
（付記１０）
付記１０の衛星通信システムは、付記１～８いずれかの通信端末装置と付記９の通信衛星装置とを備える。これにより、通信端末装置と通信衛星装置との速やかな接続を容易とする衛星通信システムを提供できる。
付記１０の衛星通信システムは、付記１～８いずれかの通信端末装置と付記９の通信衛星装置とを備える。これにより、通信端末装置と通信衛星装置との速やかな接続を容易とする衛星通信システムを提供できる。
【0117】
（付記１１）
付記１１の通信端末装置（１０）は、付記５において、前記制御部は、前記第１、第２の座標、および前記第１、第２の距離に基づいて、前記第１の通信衛星装置に対応する２の方位候補を決定する。これにより、第１、第２の通信衛星装置の座標、および第１、第２の通信衛星装置との距離に基づく、方位の不確定性に対応する方位候補を決定できる。
付記１１の通信端末装置（１０）は、付記５において、前記制御部は、前記第１、第２の座標、および前記第１、第２の距離に基づいて、前記第１の通信衛星装置に対応する２の方位候補を決定する。これにより、第１、第２の通信衛星装置の座標、および第１、第２の通信衛星装置との距離に基づく、方位の不確定性に対応する方位候補を決定できる。
【0118】
（付記１２）
付記１２の通信衛星装置（２０）は、付記９において、前記制御部は、前記接続要求を含む電波ビームの受信強度を取得し、前記受信強度に基づいて、前記応答電波ビームを送信するか否かを決定し、前記応答電波ビームを送信すると決定したときに、前記応答電波ビームを送信させる。これにより、受信強度に基づいて、応答電波ビームを送信するか否かを決定することで、接続時間を確保した通信が容易となる。
付記１２の通信衛星装置（２０）は、付記９において、前記制御部は、前記接続要求を含む電波ビームの受信強度を取得し、前記受信強度に基づいて、前記応答電波ビームを送信するか否かを決定し、前記応答電波ビームを送信すると決定したときに、前記応答電波ビームを送信させる。これにより、受信強度に基づいて、応答電波ビームを送信するか否かを決定することで、接続時間を確保した通信が容易となる。
【0119】
（付記１３）
付記１３の通信衛星装置（２０）は、付記９または１２において、前記制御部は、前記応答電波ビームの送信後、前記通信端末装置と接続しない状態が所定時間継続する場合、前記通信端末装置と接続不可と判定する。これにより、通信端末装置と接続しない状態を速やかに解消したリソースの有効活用が容易となる。
付記１３の通信衛星装置（２０）は、付記９または１２において、前記制御部は、前記応答電波ビームの送信後、前記通信端末装置と接続しない状態が所定時間継続する場合、前記通信端末装置と接続不可と判定する。これにより、通信端末装置と接続しない状態を速やかに解消したリソースの有効活用が容易となる。
【0120】
（付記１４）
付記１４の通信衛星装置（２０）は、付記９、１２、１３のいずれかにおいて、前記アンテナは、他の通信衛星装置との間で、衛星間ビーコンを送受信し、前記制御部は、前記衛星間ビーコンに含まれる、前記他の通信衛星装置の座標、移動速度を取得し、前記他の通信衛星装置の座標、移動速度を含むビーコンを前記通信端末装置に送信させる。これにより、１のビーコンが他の通信衛星装置の情報を含めて送信可能となり、通信衛星装置の情報の有効活用が図られる。
付記１４の通信衛星装置（２０）は、付記９、１２、１３のいずれかにおいて、前記アンテナは、他の通信衛星装置との間で、衛星間ビーコンを送受信し、前記制御部は、前記衛星間ビーコンに含まれる、前記他の通信衛星装置の座標、移動速度を取得し、前記他の通信衛星装置の座標、移動速度を含むビーコンを前記通信端末装置に送信させる。これにより、１のビーコンが他の通信衛星装置の情報を含めて送信可能となり、通信衛星装置の情報の有効活用が図られる。
【0121】
（付記１５）
付記１５の通信衛星装置（２０）は、付記１４において、前記衛星間ビーコンは、他の通信衛星装置への接続要求、および前記他の通信衛星装置での前記通信端末装置との接続状況を含み、前記通信衛星装置が、前記他の通信衛星装置への接続要求を含む電波ビームを前記通信端末装置から受信した場合、前記制御部は、前記他の通信衛星装置への接続要求および前記接続状況に基づき、前記他の通信衛星装置に代わって、前記応答電波ビームを送信するか否かを決定する。これにより、他の通信衛星装置に代わって通信端末装置に接続することが容易となり、複数の通信衛星装置の有効活用が容易となる。
付記１５の通信衛星装置（２０）は、付記１４において、前記衛星間ビーコンは、他の通信衛星装置への接続要求、および前記他の通信衛星装置での前記通信端末装置との接続状況を含み、前記通信衛星装置が、前記他の通信衛星装置への接続要求を含む電波ビームを前記通信端末装置から受信した場合、前記制御部は、前記他の通信衛星装置への接続要求および前記接続状況に基づき、前記他の通信衛星装置に代わって、前記応答電波ビームを送信するか否かを決定する。これにより、他の通信衛星装置に代わって通信端末装置に接続することが容易となり、複数の通信衛星装置の有効活用が容易となる。
【0122】
（付記１６）
付記１６の通信端末装置（１０）は、電波ビームによって通信衛星装置（２０）と通信する通信端末装置であって、１以上の通信衛星装置からの複数のビーコンを受信し、且つ、指向性を有する電波ビームを送受信するアンテナ（１１）と、プロセッサ（１３）と、を備え、前記プロセッサは、前記複数のビーコンに含まれる情報に基づいて、前記アンテナから送信する前記電波ビームの複数の方位候補を決定する処理を実行する。
付記１６の通信端末装置（１０）は、電波ビームによって通信衛星装置（２０）と通信する通信端末装置であって、１以上の通信衛星装置からの複数のビーコンを受信し、且つ、指向性を有する電波ビームを送受信するアンテナ（１１）と、プロセッサ（１３）と、を備え、前記プロセッサは、前記複数のビーコンに含まれる情報に基づいて、前記アンテナから送信する前記電波ビームの複数の方位候補を決定する処理を実行する。
【0123】
なお、この通信端末装置（１０）は、更にメモリを備えていてもよく、このメモリには、前記電波ビームの複数の方位候補を決定する処理を前記プロセッサに実行させるためのプログラムが記憶されていてもよい。また、このプログラムは、コンピュータ読み取り可能な一時的でない有形の記録媒体に記録されていてもよい。
【符号の説明】
【0124】
１ 衛星通信システム
１０ 通信端末装置
１１ アンテナ
１２ 送受信部
１３ 制御部
２０ 通信衛星装置
２１ アンテナ
２２ 送受信部
２３ 姿勢制御部
２４ 制御部
１０ 通信端末装置
１１ アンテナ
１２ 送受信部
１３ 制御部
２０ 通信衛星装置
２１ アンテナ
２２ 送受信部
２３ 姿勢制御部
２４ 制御部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】