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特開2025-31152衛星通信システムにおける通信制御装置および通信制御方法
(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】P2025031152
(43)【公開日】2025-03-07
(54)【発明の名称】衛星通信システムにおける通信制御装置および通信制御方法
(51)【国際特許分類】
H04B 7/185 20060101AFI20250228BHJP
B64G 1/10 20060101ALI20250228BHJP
B64G 3/00 20060101ALI20250228BHJP
【ＦＩ】
H04B7/185
B64G1/10 100
B64G3/00
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023137174
(22)【出願日】2023-08-25
(71)【出願人】
【識別番号】301072650
【氏名又は名称】ＮＥＣスペーステクノロジー株式会社
(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】100124811
【弁理士】
【氏名又は名称】馬場 資博
(74)【代理人】
【識別番号】100088959
【弁理士】
【氏名又は名称】境 廣巳
(74)【代理人】
【識別番号】100097157
【弁理士】
【氏名又は名称】桂木 雄二
(74)【代理人】
【識別番号】100187724
【弁理士】
【氏名又は名称】唐鎌 睦
(72)【発明者】
【氏名】中村 俊貴
(72)【発明者】
【氏名】村上 利幸
(72)【発明者】
【氏名】笹村 謙
(72)【発明者】
【氏名】梶山 貴弘
(72)【発明者】
【氏名】鈴木 滋英
(72)【発明者】
【氏名】矢口 悠介
【テーマコード（参考）】
5K072
【Ｆターム（参考）】
5K072AA04
5K072AA28
5K072AA29
5K072BB02
5K072BB13
5K072BB22
5K072DD03
5K072DD04
5K072DD16
5K072DD19
5K072GG02
5K072GG12
5K072GG13
5K072HH01
5K072HH02
(57)【要約】
【課題】無線通信への障害物の影響を効果的に低減する対策を迅速に実行できる通信制御方法および装置を提供する。
【解決手段】通信制御装置１００は、衛星と複数の地上局の各々との間の通信品質と衛星位置とを対応付けた通信品質情報を蓄積するデータ蓄積部１０３と、通信品質情報から、ある衛星位置において通信品質が劣化した通信劣化領域を検出すると、通信劣化領域の劣化状態および時間変化から通信品質を劣化させた障害物の種別を推定し、障害物の種別に応じて通信品質の劣化を回避する対策を選択するプロセッサ１０２と、を有する。
【選択図】図２
【解決手段】通信制御装置１００は、衛星と複数の地上局の各々との間の通信品質と衛星位置とを対応付けた通信品質情報を蓄積するデータ蓄積部１０３と、通信品質情報から、ある衛星位置において通信品質が劣化した通信劣化領域を検出すると、通信劣化領域の劣化状態および時間変化から通信品質を劣化させた障害物の種別を推定し、障害物の種別に応じて通信品質の劣化を回避する対策を選択するプロセッサ１０２と、を有する。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
軌道上を所定速度で周回する少なくとも１個の衛星と複数の地上局とからなる衛星通信システムにおける前記衛星と前記複数の地上局との間の無線通信を制御する通信制御装置であって、
前記衛星と前記複数の地上局の各々との間の無線通信の通信品質と衛星位置とを対応付けた通信品質情報を蓄積する通信品質格納部と、
前記通信品質情報に基づいて前記無線通信を制御するプロセッサと、
を有し、前記プロセッサが、
前記通信品質情報から、ある衛星位置において通信品質が劣化した通信劣化領域を検出すると、前記通信劣化領域の劣化状態および時間変化から前記通信品質を劣化させた障害物の種別を推定し、
前記障害物の種別に応じて前記通信品質の劣化を回避する対策を選択する、
通信制御装置。
前記衛星と前記複数の地上局の各々との間の無線通信の通信品質と衛星位置とを対応付けた通信品質情報を蓄積する通信品質格納部と、
前記通信品質情報に基づいて前記無線通信を制御するプロセッサと、
を有し、前記プロセッサが、
前記通信品質情報から、ある衛星位置において通信品質が劣化した通信劣化領域を検出すると、前記通信劣化領域の劣化状態および時間変化から前記通信品質を劣化させた障害物の種別を推定し、
前記障害物の種別に応じて前記通信品質の劣化を回避する対策を選択する、
通信制御装置。
【請求項2】
前記プロセッサが、
前記通信劣化領域の劣化状態から前記障害物の物性を推定し、前記通信劣化領域の時間変化から前記障害物の移動速度を推定し、
前記障害物の物性および前記移動速度から前記障害物の種別を推定する、 請求項１に記載の通信制御装置。
前記通信劣化領域の劣化状態から前記障害物の物性を推定し、前記通信劣化領域の時間変化から前記障害物の移動速度を推定し、
前記障害物の物性および前記移動速度から前記障害物の種別を推定する、 請求項１に記載の通信制御装置。
【請求項3】
前記プロセッサが、
前記障害物の移動速度が前記所定速度より速ければ、前記障害物を宇宙空間に存在する第一種物体であると推定し、
前記障害物の移動速度が前記所定速度より遅ければ前記宇宙空間より低い高度の地上上空に存在する上空物体であると推定する、
請求項２に記載の通信制御装置。
前記障害物の移動速度が前記所定速度より速ければ、前記障害物を宇宙空間に存在する第一種物体であると推定し、
前記障害物の移動速度が前記所定速度より遅ければ前記宇宙空間より低い高度の地上上空に存在する上空物体であると推定する、
請求項２に記載の通信制御装置。
【請求項4】
前記プロセッサが、
前記通信劣化領域の劣化状態が所定レベルより大きければ前記上空物体を電波反射性あるいは電波散乱性を有する第二種物体であると推定し、
前記通信劣化領域の劣化状態が所定レベルより小さければ前記上空物体を電波減衰性を有する第三種物体であると推定する、
請求項３に記載の通信制御装置。
前記通信劣化領域の劣化状態が所定レベルより大きければ前記上空物体を電波反射性あるいは電波散乱性を有する第二種物体であると推定し、
前記通信劣化領域の劣化状態が所定レベルより小さければ前記上空物体を電波減衰性を有する第三種物体であると推定する、
請求項３に記載の通信制御装置。
【請求項5】
前記プロセッサが、前記第三種物体であると推定した場合、前記無線通信の送信ビームの出力レベルを前記通信劣化領域の通信品質が良好となるレベルに上昇させる請求項４に記載の通信制御装置。
【請求項6】
前記プロセッサが、前記障害物を前記第一種物体あるいは第二種物体であると推定した場合、他の衛星と前記通信劣化領域との間で補完ビームにより無線通信を行う請求項３－５のいずれか１項に記載の通信制御装置。
【請求項7】
前記プロセッサが、前記障害物の種別に従って、前記通信品質の劣化を回避する複数の対策から少なくとも１つの対策を選択する請求項１－４のいずれか１項に記載の通信制御装置。
【請求項8】
前記複数の対策は、
・前記通信劣化領域に対応する送信ビームの出力レベルを上昇させる方法、
・前記通信劣化領域に対応する送信ビームの出力レベルを低下させる方法、
・前記無線通信の使用周波数帯を低下させる方法、
・前記通信劣化領域に対応する送信ビームの方向を他の衛星あるいは前記通信劣化領域以外の他の地上局へ変化させ、前記他の衛星あるいは前記他の地上局を経由させる方法、および
・前記通信劣化領域に対応する送信ビームのビーム径を狭くあるいは広くする方法、
を含む請求項７に記載の通信制御装置。
・前記通信劣化領域に対応する送信ビームの出力レベルを上昇させる方法、
・前記通信劣化領域に対応する送信ビームの出力レベルを低下させる方法、
・前記無線通信の使用周波数帯を低下させる方法、
・前記通信劣化領域に対応する送信ビームの方向を他の衛星あるいは前記通信劣化領域以外の他の地上局へ変化させ、前記他の衛星あるいは前記他の地上局を経由させる方法、および
・前記通信劣化領域に対応する送信ビームのビーム径を狭くあるいは広くする方法、
を含む請求項７に記載の通信制御装置。
【請求項9】
軌道上を所定速度で周回する少なくとも１個の衛星と複数の地上局とからなる衛星通信システムにおける前記衛星と前記複数の地上局との間の無線通信を制御する通信制御方法であって、
前記衛星と前記複数の地上局の各々との間の無線通信の通信品質と衛星位置とを対応付けた通信品質情報を通信品質格納部に蓄積し、
前記通信品質情報に基づいて前記無線通信を制御するプロセッサが、
前記通信品質情報から、ある衛星位置において通信品質が劣化した通信劣化領域を検出すると、前記通信劣化領域の劣化状態および時間変化から前記通信品質を劣化させた障害物の種別を推定し、
前記障害物の種別に応じて前記通信品質の劣化を回避する対処方法を選択する、
通信制御方法。
前記衛星と前記複数の地上局の各々との間の無線通信の通信品質と衛星位置とを対応付けた通信品質情報を通信品質格納部に蓄積し、
前記通信品質情報に基づいて前記無線通信を制御するプロセッサが、
前記通信品質情報から、ある衛星位置において通信品質が劣化した通信劣化領域を検出すると、前記通信劣化領域の劣化状態および時間変化から前記通信品質を劣化させた障害物の種別を推定し、
前記障害物の種別に応じて前記通信品質の劣化を回避する対処方法を選択する、
通信制御方法。
【請求項10】
軌道上を所定速度で周回する少なくとも１個の衛星と複数の地上局とからなる衛星通信システムにおける前記衛星と前記複数の地上局との間の無線通信を制御する通信制御装置としてコンピュータを機能させるプログラムであって、
前記衛星と前記複数の地上局の各々との間の無線通信の通信品質と衛星位置とを対応付けた通信品質情報を通信品質格納部に蓄積する機能と、
前記通信品質情報から、ある衛星位置において通信品質が劣化した通信劣化領域を検出すると、前記通信劣化領域の劣化状態および時間変化から前記通信品質を劣化させた障害物の種別を推定する機能と、
前記障害物の種別に応じて前記通信品質の劣化を回避する対処方法を選択する機能と、
を前記コンピュータで実現するプログラム。
前記衛星と前記複数の地上局の各々との間の無線通信の通信品質と衛星位置とを対応付けた通信品質情報を通信品質格納部に蓄積する機能と、
前記通信品質情報から、ある衛星位置において通信品質が劣化した通信劣化領域を検出すると、前記通信劣化領域の劣化状態および時間変化から前記通信品質を劣化させた障害物の種別を推定する機能と、
前記障害物の種別に応じて前記通信品質の劣化を回避する対処方法を選択する機能と、
を前記コンピュータで実現するプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は衛星通信システムに係り、特に軌道上の衛星と地上局との間の無線通信を制御する技術に関する。
【背景技術】
【0002】
一般に、無線通信では高い周波数帯を用いることで伝送帯域を広げることができるが、電波の直進性が強くなる。このために無線通信路に障害物が存在すると、何らかの対策が必要となる。たとえば非静止衛星と地上局との間の見通し線上に建物や樹木等の障害物が存在すると通信の切断や通信品質の劣化等の障害が生じる。そこで特許文献１には、そのような通信障害が発生することが予測されると、それを回避するために事前に通信リンクを他の非静止衛星にハンドオフする方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特表２０００－５１３９１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、上記特許文献１に記載された方法では、事前に障害物データを収集して障害物マップを作成する必要がある。このために、宇宙デブリや雲のような物体が偶発的に出現した場合、当該物体を障害物として認識できず、障害物の通信への影響を低減する適切な対策を迅速にとることができない。
【0005】
そこで、本発明の目的は、無線通信への障害物の影響を効果的に低減する対策を迅速に実行できる通信制御方法および装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示における通信制御装置は、軌道上を所定速度で周回する少なくとも１個の衛星と複数の地上局とからなる衛星通信システムにおける前記衛星と前記複数の地上局との間の無線通信を制御する通信制御装置であって、前記衛星と前記複数の地上局の各々との間の無線通信の通信品質と衛星位置とを対応付けた通信品質情報を蓄積する通信品質格納部と、前記通信品質情報に基づいて前記無線通信を制御するプロセッサと、を有し、前記プロセッサが、 前記通信品質情報から、ある衛星位置において通信品質が劣化した通信劣化領域を検出すると、前記通信劣化領域の劣化状態および時間変化から前記通信品質を劣化させた障害物の種別を推定し、前記障害物の種別に応じて前記通信品質の劣化を回避する対策を選択する。
本開示における通信制御方法は、軌道上を所定速度で周回する少なくとも１個の衛星と複数の地上局とからなる衛星通信システムにおける前記衛星と前記複数の地上局との間の無線通信を制御する通信制御方法であって、前記衛星と前記複数の地上局の各々との間の無線通信の通信品質と衛星位置とを対応付けた通信品質情報を通信品質格納部に蓄積し、前記通信品質情報に基づいて前記無線通信を制御するプロセッサが、前記通信品質情報から、ある衛星位置において通信品質が劣化した通信劣化領域を検出すると、前記通信劣化領域の劣化状態および時間変化から前記通信品質を劣化させた障害物の種別を推定し、前記障害物の種別に応じて前記通信品質の劣化を回避する対処方法を選択する。
本開示におけるプログラムは、軌道上を所定速度で周回する少なくとも１個の衛星と複数の地上局とからなる衛星通信システムにおける前記衛星と前記複数の地上局との間の無線通信を制御する通信制御装置としてコンピュータを機能させるプログラムであって、前記衛星と前記複数の地上局の各々との間の無線通信の通信品質と衛星位置とを対応付けた通信品質情報を通信品質格納部に蓄積する機能と、前記通信品質情報から、ある衛星位置において通信品質が劣化した通信劣化領域を検出すると、前記通信劣化領域の劣化状態および時間変化から前記通信品質を劣化させた障害物の種別を推定する機能と、前記障害物の種別に応じて前記通信品質の劣化を回避する対処方法を選択する機能と、を前記コンピュータで実現する。
本開示における通信制御方法は、軌道上を所定速度で周回する少なくとも１個の衛星と複数の地上局とからなる衛星通信システムにおける前記衛星と前記複数の地上局との間の無線通信を制御する通信制御方法であって、前記衛星と前記複数の地上局の各々との間の無線通信の通信品質と衛星位置とを対応付けた通信品質情報を通信品質格納部に蓄積し、前記通信品質情報に基づいて前記無線通信を制御するプロセッサが、前記通信品質情報から、ある衛星位置において通信品質が劣化した通信劣化領域を検出すると、前記通信劣化領域の劣化状態および時間変化から前記通信品質を劣化させた障害物の種別を推定し、前記障害物の種別に応じて前記通信品質の劣化を回避する対処方法を選択する。
本開示におけるプログラムは、軌道上を所定速度で周回する少なくとも１個の衛星と複数の地上局とからなる衛星通信システムにおける前記衛星と前記複数の地上局との間の無線通信を制御する通信制御装置としてコンピュータを機能させるプログラムであって、前記衛星と前記複数の地上局の各々との間の無線通信の通信品質と衛星位置とを対応付けた通信品質情報を通信品質格納部に蓄積する機能と、前記通信品質情報から、ある衛星位置において通信品質が劣化した通信劣化領域を検出すると、前記通信劣化領域の劣化状態および時間変化から前記通信品質を劣化させた障害物の種別を推定する機能と、前記障害物の種別に応じて前記通信品質の劣化を回避する対処方法を選択する機能と、を前記コンピュータで実現する。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、無線通信への障害物の影響を効果的に低減する対策を迅速に実行できる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【発明を実施するための形態】
【0009】
＜実施形態の概要＞
本開示によれば、衛星と地上局との間の通信品質と衛星位置とを対応付けた通信品質情報を蓄積し、この通信品質情報を用いて通信劣化領域の劣化状態および時間変化を検出する。通信劣化領域の劣化状態および時間変化から障害物の種別を推定し、障害物の種別に応じて通信品質の劣化対策を選択する。
本開示によれば、衛星と地上局との間の通信品質と衛星位置とを対応付けた通信品質情報を蓄積し、この通信品質情報を用いて通信劣化領域の劣化状態および時間変化を検出する。通信劣化領域の劣化状態および時間変化から障害物の種別を推定し、障害物の種別に応じて通信品質の劣化対策を選択する。
【0010】
図１に例示するように、宇宙空間にある衛星Ｃ０と地上に配置された複数（ｎ個）の地上局Ｃ１～Ｃｎとがビームを送受信することで無線通信を行うものとする。一例として、衛星Ｃ０からの送信ビームによってカバレッジエリアＡ内の地上局Ｃ１～Ｃｎが収容され、逆に地上局Ｃ１～Ｃｎの各々が個別の送信ビームを衛星Ｃ０へ向けて照射することで、双方向の通信が可能となる。
【0011】
なお、以下の図では、紙面の都合上、送受信機Ｃ０からの送信ビームがカバレッジエリアＡを底面する円錐形状で図示される。ただし、衛星Ｃ０は、たとえば低軌道（ＬＥＯ）衛星に搭載されていれば、高度数百～数千ｋｍの周回軌道上にある。
【0012】
衛星Ｃ０は特定の１つの衛星に設けられてもよい。たとえば低軌道（ＬＥＯ）を所定の周期で巡回する衛星であれば、衛星Ｃ０は同じ位置のカバレッジエリアＡ内の地上局Ｃ１～Ｃｎと所定周期ごとに通信可能となる。ただし特定の１つの衛星であるとは限らない。たとえば低軌道を巡回する複数の衛星が同じ位置に到達する毎に、同じ地上局Ｃ１～Ｃｎと通信可能となる。なお、地上局Ｃ１～Ｃｎはそれぞれの位置座標が分かればよく、望ましくは地表に固定された固定局である。
【0013】
このような衛星Ｃ０と地上局Ｃ１～Ｃｎとの間に障害物Ｏが入ってくると、障害物Ｏによって送信ビームの一部が減衰あるいはブロックされ、その結果、カバレッジエリアＡ内に通信が不良あるいは不能の領域（以下、通信劣化領域Ｒｓｈｄという。）が発生する。ここではダウンリンクを例示しているが、アップリンクも同様である。通信劣化領域Ｒｓｈｄ内にある地上局Ｃｉは衛星Ｃ０との通信品質が低下するか通信ができなくなる。したがって、地上局Ｃ１～Ｃｎと送受信機Ｃ０とのアップリンクあるいはダウンリンクの通信品質をモニタすることで、通信劣化領域Ｒｓｈｄの発生の有無、その発生位置および時間的な位置変化等を検出することができる。
【0014】
本開示による通信制御装置１００は、以下に詳述するように、各送受信機の通信品質情報の収集、通信劣化領域の検出、通信劣化領域の劣化状態および時間変化に基づく障害物Ｏの種別推定、および障害物種別に応じた通信劣化対策の選択を行う。通信制御装置１００は、衛星Ｃ０を有する衛星に設けられてもよいし、地上局Ｃ１～Ｃｎをそれぞれ含む複数の地上局のいずれかに設けられてもよい。あるいは通信制御装置１００は、地上局Ｃ１～Ｃｎにネットワークで接続された制御端末として設置することもできる。いずれにしても通信制御装置１００は衛星Ｃ０あるいは地上局Ｃ１～Ｃｎから通信品質情報を取得することができる。
【0015】
【0016】
図２に例示するように、通信制御装置１００は通信部１０１、プロセッサ１０２、データ蓄積部１０３およびプログラムメモリ１０４を含む。プロセッサ１０２は、プログラムメモリ１０４に格納されたプログラムを実行することにより、制御部１０５、通信劣化領域検出部１０６、障害物種別推定部１０７および障害対策選択部１０８からなる機能を実現することができる。通信制御装置１００は、各衛星の位置および時刻データごとにカバレッジエリア内の地上局との通信品質データをデータ蓄積部１０３に蓄積する。通信制御装置１００は、その蓄積データに基づいて、通信劣化領域を検出し、障害物の種別を推定し、障害回避対策を選択・実行し、衛星あるいは地上局を制御する。
【0017】
図３において、制御部１０５は、各衛星の位置・時刻情報とその衛星とカバレッジエリアＡ内の各地上局との間の通信品質情報とを通信部１０１を通して入力し、データ蓄積部１０３に蓄積する（動作２０１）。通信品質としては、たとえば受信局での受信ビーム強度、搬送波電力対雑音電力密度比Ｃ／Ｎｏ等を使用できる。
【0018】
通信劣化領域検出部１０６は、データ蓄積部１０３の蓄積データを参照して、ある衛星位置においてカバレッジエリアＡ内に通信劣化領域Ｒｓｈｄが存在するか否かを判定し、通信劣化領域Ｒｓｈｄが存在すれば、その劣化状態および時間変化を検出する（動作２０２）。通信劣化領域Ｒｓｈｄがある衛星位置を定点ＰＦとすれば、一つの衛星が周期的に定点ＰＦに到達する毎に、あるいは複数の衛星が所定の時間間隔で定点ＰＦに順次到達する毎に、そのカバレッジエリアＡにおける通信劣化領域Ｒｓｈｄの位置、劣化状態および時間変化が検出される。劣化状態は通信劣化領域Ｒｓｈｄの受信ビーム強度あるいはＣ／Ｎｏの値を含む。時間変化は、以前検出された通信劣化領域Ｒｓｈｄの位置および劣化状態と比較することにより検出することができ、カバレッジエリアＡ内の位置変化（移動速度）、大きさの変化、および劣化状態の変化の少なくとも１つを含む。
【0019】
続いて、障害物種別推定部１０７は、通信劣化領域Ｒｓｈｄの劣化状態および時間変化から障害物の種別を推定する（動作２０３）。たとえばカバレッジエリアＡにおける通信劣化領域Ｒｓｈｄの受信ビーム強度とその他の領域での受信ビーム強度とを比較することで、障害物の物性（電気的特性、ここでは電波透過性の高低）を判定できる。また、通信劣化領域Ｒｓｈｄの移動速度から宇宙空間にある障害物か、成層圏あるいは対流圏にある障害物かをある程度の精度で判定できる。詳細は後述する。
【0020】
障害物の種別が推定されると、障害対策選択部１０８は、予め設定された障害物と対策との対応データに従って、推定された障害物による障害を効果的に回避できる対策を選択し、選択された対策に従って衛星あるいは地上局へ制御信号を送信する（動作２０４）。たとえば、障害物が電波透過性の大きい物体（水滴からなる雲等）であれば、送信ビーム強度を大きくすることで障害を回避できる。また障害物が電波透過性のない物体（金属からなる飛行体、宇宙デブリ等）であれば、送信ビームの径を制御したり、送信経路を別の衛星あるいは別の地上局を経由したりすることで障害を回避できる。詳細は後述する。
【0021】
以下、より具体的な通信制御について図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、以下の実施形態に記載されている構成要素は単なる例示であって、本発明の技術範囲をそれらのみに限定する趣旨ではない。
【0022】
１．第１実施形態
１．１）システム構成
図４は図１に示す衛星通信システムを模式的に図示したものである。ここでは、宇宙空間に複数の衛星ＳｉおよびＳｊが所定軌道上を周回し、衛星が定点ＰＦにある時、地上局Ｂ１～Ｂ８との双方向通信が可能になるものとする。また、説明を簡略化するために、障害物Ｏｘは地上局Ｂ１～Ｂ８の上空あるいは宇宙空間を順に通過するものとする。通信制御装置１００は図２に例示したとおりであり、衛星が所定の時間間隔で定点ＰＦに順次到達する毎に、そのカバレッジエリアＡにおける通信劣化領域Ｒｓｈｄの位置、劣化状態および時間変化を検出する。
１．１）システム構成
図４は図１に示す衛星通信システムを模式的に図示したものである。ここでは、宇宙空間に複数の衛星ＳｉおよびＳｊが所定軌道上を周回し、衛星が定点ＰＦにある時、地上局Ｂ１～Ｂ８との双方向通信が可能になるものとする。また、説明を簡略化するために、障害物Ｏｘは地上局Ｂ１～Ｂ８の上空あるいは宇宙空間を順に通過するものとする。通信制御装置１００は図２に例示したとおりであり、衛星が所定の時間間隔で定点ＰＦに順次到達する毎に、そのカバレッジエリアＡにおける通信劣化領域Ｒｓｈｄの位置、劣化状態および時間変化を検出する。
【0023】
図４に例示するように、本実施形態による通信制御装置１００は障害物Ｏｘが以下の３種類のいずれに属するかを推定するものとする。
・第一種物体（Ｏ１）：宇宙空間（ここでは高度１００ｋｍ以上）を時速数万ｋｍ（たとえば～２８８００ｋｍ以下）のオーダで移動する様々な大きさの宇宙ゴミ（デブリ）等であり、電波を完全反射あるいは吸収／散乱する物性を有する。
・第二種物体（Ｏ２）：地上上空（対流圏、成層圏下層）を時速数百ｋｍ（たとえば１００～８００ｋｍ）のオーダで移動する電波反射性あるいは電波散乱性の飛行機、高高度プラットフォーム（ＨＡＰＳ）等であり、大きさは６０～１００ｍ程度で、電波を反射あるいは散乱する物性を有する。
・第三種物体（Ｏ３）：地上上空（対流圏）を時速数十ｋｍ（たとえば～５０ｋｍ）のオーダで移動する雨雲等であり、大きさは様々で電波強度を減衰させて透過する物性（電波減衰性）を有する。
・第一種物体（Ｏ１）：宇宙空間（ここでは高度１００ｋｍ以上）を時速数万ｋｍ（たとえば～２８８００ｋｍ以下）のオーダで移動する様々な大きさの宇宙ゴミ（デブリ）等であり、電波を完全反射あるいは吸収／散乱する物性を有する。
・第二種物体（Ｏ２）：地上上空（対流圏、成層圏下層）を時速数百ｋｍ（たとえば１００～８００ｋｍ）のオーダで移動する電波反射性あるいは電波散乱性の飛行機、高高度プラットフォーム（ＨＡＰＳ）等であり、大きさは６０～１００ｍ程度で、電波を反射あるいは散乱する物性を有する。
・第三種物体（Ｏ３）：地上上空（対流圏）を時速数十ｋｍ（たとえば～５０ｋｍ）のオーダで移動する雨雲等であり、大きさは様々で電波強度を減衰させて透過する物性（電波減衰性）を有する。
【0024】
図５に例示するように、通信制御装置１００は、各衛星Ｓに設けられてもよいし、いずれかの地上局Ｂに設けられてもよい。あるいはすべての地上局Ｂが接続されたネットワークＮＥＴに通信制御装置１００を接続してもよい。以下、衛星Ｓに通信制御装置１００が設けられているものとして、衛星および地上局における本実施形態に関連する構成および機能について概略的に説明する。
【0025】
図５において、衛星Ｓはアンテナ部ＡＮＴ（Ｓ）、無線通信部３０１、制御部３０２および通信制御装置１００を有する。衛星Ｓはアンテナ部ＡＮＴ（Ｓ）からカバレッジエリアＡ内の各地上局Ｂへビームを照射し、各地上局Ｂからのビームを受信することができる。アンテナ部ＡＮＴ（Ｓ）はフェーズドアレイアンテナを用いてビームフォーミング角度を変更可能であり、さらにビーム内の所望方向にヌル点を形成することができる。また使用するアンテナ素子数を増減することでビーム径を制御してもよい。各地上局Ｂとの通信品質は各地上局から受信したビーム強度に基づいて計算されうる。通信制御装置１００は、衛星位置情報（定点ＰＦ）における各地上局Ｂの現在および過去の通信品質から、通信劣化領域Ｒｓｈｄの劣化状態および時間変化を計算する。なお、衛星Ｓは他の衛星と通信するための無線通信部およびアンテナを有することもできる。
【0026】
各地上局Ｂはアンテナ部ＡＮＴ（Ｂ）、無線通信部４０１、制御部４０２およびネットワークＮＥＴに接続するための通信部４０３を有する。アンテナ部ＡＮＴ（Ｂ）から衛星Ｓへビームを照射し、衛星Ｓからのビームを受信することができる。アンテナ部ＡＮＴ（Ｂ）はフェーズドアレイアンテナを用いてビームフォーミング角度を変更可能であり、さらにビーム内の所望方向にヌル点を形成することができる。また使用するアンテナ素子数を増減することでビーム径を制御してもよい。
【0027】
１．２）移動速度の検出
衛星Ｓが周回軌道のある位置において、衛星Ｓからの送信ビームがカバレッジエリアＡを照射し、そのカバレッジエリアＡ内に地上局Ｂ１～Ｂ８が含まれるものとする。この時、電波反射性の障害物Ｏｘが移動しながら送信ビームの一部を遮断するものとする。すなわち、障害物ＯｘによりカバレッジエリアＡに通信劣化領域Ｒｓｈｄが発生する。当該衛星Ｓが周回して当該位置に到達しても、あるいは他の衛星が当該位置に到達しても、当該カバレッジエリアＡに通信劣化領域Ｒｓｈｄが検出されるならば、当該衛星位置が定点ＰＦとして特定される。
衛星Ｓが周回軌道のある位置において、衛星Ｓからの送信ビームがカバレッジエリアＡを照射し、そのカバレッジエリアＡ内に地上局Ｂ１～Ｂ８が含まれるものとする。この時、電波反射性の障害物Ｏｘが移動しながら送信ビームの一部を遮断するものとする。すなわち、障害物ＯｘによりカバレッジエリアＡに通信劣化領域Ｒｓｈｄが発生する。当該衛星Ｓが周回して当該位置に到達しても、あるいは他の衛星が当該位置に到達しても、当該カバレッジエリアＡに通信劣化領域Ｒｓｈｄが検出されるならば、当該衛星位置が定点ＰＦとして特定される。
【0028】
図６に例示するように、障害物Ｏｘが送信ビーム内に侵入したとする（時刻Ｔ１）。障害物Ｏｘにより衛星Ｓと地上局Ｂ１およびＢ２との通信品質が劣化し、その他の地上局Ｂ３～Ｂ８の通信品質は良好を維持される。したがって、地上局Ｂ１～Ｂ８の通信品質を監視することで、時刻Ｔ１における通信劣化領域Ｒｓｈｄの位置が特定される。
【0029】
続いて、図７に例示するように、衛星Ｓが周回して、あるいは他の衛星が衛星Ｓに続いて定点ＰＦに到達したとする（時刻Ｔ２）。この時、障害物Ｏｘは地上局Ｂ４およびＢ５のみの通信品質を劣化させているので、時刻Ｔ２における通信劣化領域Ｒｓｈｄの位置が特定される。同様に、図８に例示する状況では、障害物Ｏｘは地上局Ｂ７およびＢ８のみの通信品質を劣化させているので、時刻Ｔ３における通信劣化領域Ｒｓｈｄの位置が特定される。
【0030】
地上局Ｂ１～Ｂ８のそれぞれの間隔については事前に決定できるので、通信劣化領域Ｒｓｈｄの時刻Ｔ１から時刻Ｔ２までの移動距離および時刻Ｔ２から時刻Ｔ３までの移動距離から、障害物Ｏｘの種別を特定できる程度の概算的な移動速度を計算可能である。
【0031】
１．３）障害物の物性
図９～図１１に例示するように、障害物Ｏｘが電波減衰性か電波反射性／電波散乱性かによって通信劣化領域Ｒｓｈｄにおける受信ビーム強度が他の領域のそれとは異なる。したがって通信品質を示す値によって障害物Ｏｘの物性（電波減衰性あるいは電波反射性／電波散乱性）を判定することができる。
図９～図１１に例示するように、障害物Ｏｘが電波減衰性か電波反射性／電波散乱性かによって通信劣化領域Ｒｓｈｄにおける受信ビーム強度が他の領域のそれとは異なる。したがって通信品質を示す値によって障害物Ｏｘの物性（電波減衰性あるいは電波反射性／電波散乱性）を判定することができる。
【0032】
図９に例示するように、障害物が電波を減衰させつつ透過する第三種物体（Ｏ３）であれば、通信劣化領域Ｒｓｈｄの地上局Ｂ３～Ｂ６での受信ビーム強度が低減する。すなわち通信劣化領域Ｒｓｈｄは通信可能であるが通信品質が良好ではない不良状態として検出される。このような障害物Ｏ３は、電波が減衰しながら通過する電波減衰性の物性を有する雨雲等であると判定できる。
【0033】
図１０に例示するように、障害物が電波を反射あるいは散乱する第二種物体（Ｏ２）であれば、通信劣化領域Ｒｓｈｄの地上局Ｂ３～Ｂ６での受信ビーム強度が大きく低減する。すなわち通信劣化領域Ｒｓｈｄは通信不能の劣化状態として検出される。このような障害物Ｏ２は、電波を反射するか散乱させる物性を有すると判定できる。
【0034】
図１１に例示するように、障害物が電波を反射あるいは散乱する第一種物体（Ｏ１）であれば、第二種物体Ｏ２と同様に、通信劣化領域Ｒｓｈｄの地上局Ｂ３～Ｂ６において通信不能の劣化状態となる。このような障害物Ｏ１は電波を反射するか散乱させる物性を有すると判定できるが、物性だけでは障害物Ｏ１とＯ２とを区別できない。上述したように、同じ電波反射性／散乱性の障害物であっても、一方の速度は時速数万ｋｍのオーダであり、他方は時速数百ｋｍのオーダである。したがって、通信劣化領域Ｒｓｈｄの移動速度を比較することで、宇宙空間を移動するデブリのような物体であるか地上上空を移動する飛行機のような物体であるかを判別可能である。
【0035】
１．４）障害物種別の推定
上述したように、データ蓄積部１０３には、衛星が定点ＰＦに到達する毎に取得されたカバレッジエリアＡ内の各地上局の通信品質が時刻情報と共に蓄積されている。障害物種別推定部１０７は、データ蓄積部１０３のデータを参照しながら通信劣化領域Ｒｓｈｄを生じさせる障害物の種別推定を行う。
上述したように、データ蓄積部１０３には、衛星が定点ＰＦに到達する毎に取得されたカバレッジエリアＡ内の各地上局の通信品質が時刻情報と共に蓄積されている。障害物種別推定部１０７は、データ蓄積部１０３のデータを参照しながら通信劣化領域Ｒｓｈｄを生じさせる障害物の種別推定を行う。
【0036】
図１２に例示するように、障害物種別推定部１０７は、通信劣化領域検出部１０６から通信劣化領域Ｒｓｈｄ、その通信品質レベルおよび移動速度を入力し（動作５０１）、障害物の移動速度および物性を指標として障害物種別を判定する（動作５０２）。
【0037】
通信劣化領域Ｒｓｈｄの移動速度から判定される障害物の移動速度が衛星Ｓよりも速く、かつ通信品質レベルが所定値より低い（電波透過性が低い）ならば、当該障害物を第一種物体Ｏ１と推定する（動作５０３）。たとえば、宇宙空間を時速数万ｋｍ以下のオーダで移動する宇宙ゴミ（デブリ）等である。
【0038】
通信劣化領域Ｒｓｈｄの移動速度から判定される障害物の移動速度が衛星Ｓよりも遅く、かつ通信品質レベルが所定値より低い（電波透過性が低い）ならば、当該障害物を第二種物体Ｏ２と推定する（動作５０４）。たとえば、地上上空（対流圏、成層圏下層）を時速数百ｋｍのオーダで移動する電波反射性あるいは電波散乱性の飛行機や高高度プラットフォーム（ＨＡＰＳ）等である。
【0039】
通信劣化領域Ｒｓｈｄの移動速度から判定される障害物の移動速度が衛星Ｓよりも遅く、かつ通信品質レベルが所定値より高い（電波透過性が高い）ならば、当該障害物を第三種物体Ｏ３と推定する（動作５０５）。たとえば、地上上空（対流圏）を時速数十ｋｍのオーダで移動する電波減衰性の雨雲等である。
【0040】
たとえばＬＥＯ衛星１基であれば、約９０分間隔で定点ＰＦに到達するので、障害物推定には９０分×推定サンプリング回数だけの時間を要する。これに対して、ＬＥＯ衛星８基であれば、これらの衛星が約９０／８＝１１．２５分間隔で定点ＰＦに順次到達するので、障害物推定に要する時間は１１．２５分×推定サンプリング回数に短縮できる。
【0041】
１．５）障害回避対策の選択
障害対策選択部１０８は、障害物種別推定部１０７により推定された障害物種別に応じた障害回避対策を選択する。以下、障害回避対策のフローと対策例を図１３および図１４～図１６を参照しながら説明する。
障害対策選択部１０８は、障害物種別推定部１０７により推定された障害物種別に応じた障害回避対策を選択する。以下、障害回避対策のフローと対策例を図１３および図１４～図１６を参照しながら説明する。
【0042】
図１３に例示するように、障害対策選択部１０８は、障害物種別推定部１０７により推定された障害物種別を入力し（動作６０１）、障害物種別に応じて最適な対策を選択し実行する。障害物が第一種物体Ｏ１と推定された場合、カバレッジエリアＡ内の通信劣化領域Ｒｓｈｄを補完可能かどうかを判定する（動作６０２）。たとえば図１４に示すように、大きなデブリＯ１が衛星Ｓｉからの送信ビームを全部ブロックし、カバレッジエリアＡの全域で通信劣化した場合、他の衛星からの補完ビームにより通信を回復することはできない。このように補完ができない場合には（動作６０２のＮＯ）、障害対策選択部１０８は他の衛星Ｓｊからの代替送信ビームの照射を障害対策として選択し（動作６０３）、これによりカバレッジエリアＡ全域の通信を回復させることができる。
【0043】
通信劣化領域ＲｓｈｄがカバレッジエリアＡの一部であれば補完可能と判定され（動作６０２のＹＥＳ）、障害物が第二種物体Ｏ２と推定された場合と同様の対策が選択されうる（動作６０４）。障害物が第二種物体Ｏ２と推定された場合の障害回復対策（動作６０４）は以下の通りである。
【0044】
障害回避対策としては、以下のａ）～ｄ）のいずれかを、あるいはこれらの組み合わせを選択することができる。
【0045】
＜対策ａ：送信ビームの方向変更＞
他の衛星あるいは他の地上局に対してビームフォーミング角度を変更して補完ビームの照射を指示する。これにより障害物を迂回する経路を構成し通信劣化領域Ｒｓｈｄの通信品質を回復できる。その際、同じ軌道の衛星だけでなく別軌道の衛星から補完ビームを照射してもよい。また、１つのアンテナで複数のビームを担う場合、ビーム間でレベル分担を変更してもよい。２つの補完例を図１５および図１６に示す。
他の衛星あるいは他の地上局に対してビームフォーミング角度を変更して補完ビームの照射を指示する。これにより障害物を迂回する経路を構成し通信劣化領域Ｒｓｈｄの通信品質を回復できる。その際、同じ軌道の衛星だけでなく別軌道の衛星から補完ビームを照射してもよい。また、１つのアンテナで複数のビームを担う場合、ビーム間でレベル分担を変更してもよい。２つの補完例を図１５および図１６に示す。
【0046】
図１５において、衛星Ｓｉからの送信ベームが障害物Ｏｘにより一部遮断され通信劣化領域Ｒｓｈｄが生じた場合、衛星Ｓｉから別軌道の衛星Ｓｊへ対処情報を通知し、衛星Ｓｊから通信劣化領域Ｒｓｈｄへ補完ビームを照射することができる。
【0047】
図１６において、通信劣化領域Ｒｓｈｄ内の地上局Ｂ４およびＢ５が良好な地上局（たとえばＢ７）へ通信劣化を通知してもよい。この場合、地上局Ｂ７から衛星Ｓｉを経由して対処情報を通知し、衛星Ｓｊから通信劣化領域Ｒｓｈｄへ補完ビームを照射することもできる。
【0048】
＜対策ｂ：ビーム径の変更＞
衛星Ｓあるいは地上局Ｂのアンテナ部ＡＮＴにおけるフェーズドアレイアンテナの使用する素子数を増減することで送信ビーム径を制御することができる。これにより通信劣化領域Ｒｓｈｄの通信品質を改善できる場合がある。
衛星Ｓあるいは地上局Ｂのアンテナ部ＡＮＴにおけるフェーズドアレイアンテナの使用する素子数を増減することで送信ビーム径を制御することができる。これにより通信劣化領域Ｒｓｈｄの通信品質を改善できる場合がある。
【0049】
＜対策ｃ：周波数あるいは周波数帯域の変更＞
衛星Ｓの無線通信部３０１あるいは地上局Ｂの無線通信部４０１がキャリア周波数を障害物の回り込みが可能な低い周波数帯に変更する。これにより通信劣化領域Ｒｓｈｄの通信品質を改善できる場合がある。また周波数帯域を絞ることで信号対雑音比ＳＮＲを改善することも可能である。
衛星Ｓの無線通信部３０１あるいは地上局Ｂの無線通信部４０１がキャリア周波数を障害物の回り込みが可能な低い周波数帯に変更する。これにより通信劣化領域Ｒｓｈｄの通信品質を改善できる場合がある。また周波数帯域を絞ることで信号対雑音比ＳＮＲを改善することも可能である。
【0050】
＜対策ｄ：送信ビーム強度の選択的抑制＞
通信劣化領域Ｒｓｈｄに対応する方向の送信ビームの出力レベルを低下させる。このような送信出力の選択的低下はヌル点を生成することで実現できる。電波反射性／散乱性の障害物に照射されたビームは障害物で反射あるいは散乱し、それにより他の衛星あるいは地上局との電波干渉を引き起こす可能性がある。ヌル点を生成して障害物位置に対応する方向のビーム強度を抑制すれば、このような電波干渉を抑制できる。
通信劣化領域Ｒｓｈｄに対応する方向の送信ビームの出力レベルを低下させる。このような送信出力の選択的低下はヌル点を生成することで実現できる。電波反射性／散乱性の障害物に照射されたビームは障害物で反射あるいは散乱し、それにより他の衛星あるいは地上局との電波干渉を引き起こす可能性がある。ヌル点を生成して障害物位置に対応する方向のビーム強度を抑制すれば、このような電波干渉を抑制できる。
【0051】
図１３に戻って、障害対策選択部１０８は、障害物が第三種物体Ｏ３と推定された場合、障害回避対策としては、上記対策ａ）～ｃ）および以下に述べる対策ｅ）のいずれかを、あるいはこれらの組み合わせを選択する（動作６０５）。これによりカバレッジエリアＡ全域の通信を回復させることができる。
【0052】
＜対策ｅ：送信ビーム強度の増大＞
障害物が雲などの電波を減衰させつつ通過させる第三種物体である場合、少なくとも通信劣化領域Ｒｓｈｄに対応する方向の送信ビームの出力を当該障害が解消する程度に増大させる。送信出力レベルを増大させるだけであるから、これが最も簡単で効果的な対処方法である。この対策ｅが功を奏さない場合に上述した対策ａ）～ｃ）を実行すれることが望ましい。
障害物が雲などの電波を減衰させつつ通過させる第三種物体である場合、少なくとも通信劣化領域Ｒｓｈｄに対応する方向の送信ビームの出力を当該障害が解消する程度に増大させる。送信出力レベルを増大させるだけであるから、これが最も簡単で効果的な対処方法である。この対策ｅが功を奏さない場合に上述した対策ａ）～ｃ）を実行すれることが望ましい。
【0053】
１．６）効果
上述したように、本実施形態によれば、衛星と地上局との間の通信品質情報に基づいて検出された通信劣化領域の劣化状態および時間変化から障害物の種別を推定し、障害物の種別に応じて通信品質の劣化対策を選択する。このように通信品質情報のみに基づいて障害物の種別を大まかに推定することで、その種別に応じた効果的な対策を迅速に選択することが可能となる。これにより障害物の介在による通信品質の劣化を効果的に改善することができ、最適の障害対策を迅速に実行できる。
上述したように、本実施形態によれば、衛星と地上局との間の通信品質情報に基づいて検出された通信劣化領域の劣化状態および時間変化から障害物の種別を推定し、障害物の種別に応じて通信品質の劣化対策を選択する。このように通信品質情報のみに基づいて障害物の種別を大まかに推定することで、その種別に応じた効果的な対策を迅速に選択することが可能となる。これにより障害物の介在による通信品質の劣化を効果的に改善することができ、最適の障害対策を迅速に実行できる。
【0054】
また通信品質情報から障害対策を選択できるので、特別なセンサや画像解析等の高度な演算が不要となり、消費電力、対応時間、衛星の重量およびコストを削減することができる。
【0055】
なお、複数の衛星が同じ低軌道を周回している場合、ある衛星Ｓｉが通信劣化領域Ｒｓｈｄが生じている位置（定点ＰＦ）に到達し、その時の通信品質情報を取得したとする。衛星Ｓｉは、その取得した通信品質情報を次に当該定点ＰＦにやってくる衛星Ｓｊに渡すことができる。これによって衛星Ｓｊは、自らが取得した通信品質情報と先の衛星Ｓｉから渡された通信品質情報とを比較することで、通信劣化領域の検出、障害物の種別推定、および通信劣化対策の選択をより効率的に実行することができる。この場合、衛星間での通信品質情報の受け渡しは、各衛星に設けられた衛星間通信部により実行されてもよいし、地上局を介してもよい。
【0056】
２．第２実施形態
上述した第１実施形態では、衛星あるいは地上局に設けられた通信制御装置１００が上述した機能（通信品質情報の収集、通信劣化領域の検出、障害物の種別推定、および通信劣化対策の選択）を実行する集中制御が採用されている。しかしながら本発明はこれに限定されるものではなく、分散制御を採用することもできる。以下、図１７および図１８を参照しながら、複数の衛星にそれぞれ設けられた通信制御装置が互いに通信品質情報を共有しながら上述した機能を実現する第２実施形態について説明する。
上述した第１実施形態では、衛星あるいは地上局に設けられた通信制御装置１００が上述した機能（通信品質情報の収集、通信劣化領域の検出、障害物の種別推定、および通信劣化対策の選択）を実行する集中制御が採用されている。しかしながら本発明はこれに限定されるものではなく、分散制御を採用することもできる。以下、図１７および図１８を参照しながら、複数の衛星にそれぞれ設けられた通信制御装置が互いに通信品質情報を共有しながら上述した機能を実現する第２実施形態について説明する。
【0057】
図１７および図１８に例示するように、地球Ｅの非静止軌道を複数の衛星Ｓ１、Ｓ２、・・・が周回し、任意の衛星Ｓｉは、地上局と通信するためのアンテナ部ＡＮＴ（１）と、隣接する少なくとも１つの衛星と通信するための衛星間通信部３０３およびアンテナ部ＡＮＴ（２）と、図２に例示した通信制御装置１００と同様の機能を有する通信制御装置１００（ｉ）と、を有するものとする。衛星Ｓｉのその他の構成は図５に示す衛星Ｓと基本的に同じであるから同じ参照番号を付して説明は省略する。図１８における別の衛星Ｓｊは衛星Ｓｉと同じ軌道を周回し、衛星Ｓｉと同じ構成を有するものとする。ただし、説明の都合上、通信制御装置１００のみ添え字（ｉ）、（ｊ）で区別する。
【0058】
衛星Ｓｉに設けられた通信制御装置１００（ｉ）は、すでに説明したように、カバレッジエリアＡにおける地上局との間の通信品質情報Ｑ（Ａｉ）を蓄積し、その蓄積データに基づいて通信劣化領域Ｒｓｈｄの検出、障害物種別の推定および通信劣化対策の選択を実行する。さらに通信制御装置１００（ｉ）は、アンテナ部ＡＮＴ（２）から通信品質情報Ｑ（Ａｉ）を当該定点ＰＦにやってくる衛星Ｓｊへ送信する。
【0059】
衛星Ｓｊの通信制御装置１００（ｊ）は、衛星Ｓｉから受信した通信品質情報Ｑ（Ａｉ）を蓄積し、さらに自ら取得したカバレッジエリアＡにおける通信品質情報Ｑ（Ａｊ）を蓄積する。こうして衛星Ｓｊの通信制御装置１００（ｊ）は、自らが取得した通信品質情報Ｑ（Ａｊ）と先の衛星Ｓｉから受信した通信品質情報Ｑ（Ａｉ）とを比較することで、通信劣化領域の検出、障害物の種別推定、および通信劣化対策の選択をより効率的に実行することができる。
【0060】
さらに通信制御装置１００（ｊ）は、アンテナ部ＡＮＴ（２）から通信品質情報Ｑ（Ａｉ）およびＱ（Ａｊ）を当該定点ＰＦにやってくる次の衛星Ｓｋへ送信する。以下同様にして、後続する衛星へ蓄積データを順次転送することで、定点ＰＦにおけるカバレッジエリアＡの通信品質情報を他の衛星と共有することができる。こうして、各衛星が通信品質情報のみに基づいて障害物の種別を大まかに推定し、その種別に応じた効果的な対策を迅速に選択することが可能となる。
【0061】
以上、実施の形態を参照して本開示を説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されるものではない。本開示の構成や詳細には、本開示のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。そして、各実施の形態は、適宜他の実施の形態と組み合わせることができる。
【0062】
３．付記
上述した実施形態および実施例の一部あるいは全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、これらに限定されるものではない。
（付記１）
軌道上を所定速度で周回する少なくとも１個の衛星と複数の地上局とからなる衛星通信システムにおける前記衛星と前記複数の地上局との間の無線通信を制御する通信制御装置であって、
前記衛星と前記複数の地上局の各々との間の無線通信の通信品質と衛星位置とを対応付けた通信品質情報を蓄積する通信品質格納部と、
前記通信品質情報に基づいて前記無線通信を制御するプロセッサと、
を有し、前記プロセッサが、
前記通信品質情報から、ある衛星位置において通信品質が劣化した通信劣化領域を検出すると、前記通信劣化領域の劣化状態および時間変化から前記通信品質を劣化させた障害物の種別を推定し、
前記障害物の種別に応じて前記通信品質の劣化を回避する対策を選択する、
通信制御装置。
（付記２）
前記プロセッサが、
前記通信劣化領域の劣化状態から前記障害物の物性を推定し、前記通信劣化領域の時間変化から前記障害物の移動速度を推定し、
前記障害物の物性および前記移動速度から前記障害物の種別を推定する、 付記１に記載の通信制御装置。
（付記３）
前記プロセッサが、
前記障害物の移動速度が前記所定速度より速ければ、前記障害物を宇宙空間に存在する第一種物体であると推定し、
前記障害物の移動速度が前記所定速度より遅ければ前記宇宙空間より低い高度の地上上空に存在する上空物体であると推定する、
付記２に記載の通信制御装置。
（付記４）
前記プロセッサが、
前記通信劣化領域の劣化状態が所定レベルより大きければ前記上空物体を電波反射性あるいは電波散乱性を有する第二種物体であると推定し、
前記通信劣化領域の劣化状態が所定レベルより小さければ前記上空物体を電波減衰性を有する第三種物体であると推定する、
付記３に記載の通信制御装置。
（付記５）
前記プロセッサが、前記第三種物体であると推定した場合、前記無線通信の送信ビームの出力レベルを前記通信劣化領域の通信品質が良好となるレベルに上昇させる付記４に記載の通信制御装置。
（付記６）
前記プロセッサが、前記障害物を前記第一種物体あるいは第二種物体であると推定した場合、他の衛星と前記通信劣化領域との間で補完ビームにより無線通信を行う付記３－５のいずれか１項に記載の通信制御装置。
（付記７）
前記プロセッサが、前記障害物の種別に従って、前記通信品質の劣化を回避する複数の対策から少なくとも１つの対策を選択する付記１－６のいずれか１項に記載の通信制御装置。
（付記８）
前記複数の対策は、
・前記通信劣化領域に対応する送信ビームの出力レベルを上昇させる方法、
・前記通信劣化領域に対応する送信ビームの出力レベルを低下させる方法、
・前記無線通信の使用周波数帯を低下させる方法、
・前記通信劣化領域に対応する送信ビームの方向を他の衛星あるいは前記通信劣化領域以外の他の地上局へ変化させ、前記他の衛星あるいは前記他の地上局を経由させる方法、
・前記通信劣化領域に対応する送信ビームのビーム径を狭くあるいは広くする方法、
を含む付記７に記載の通信制御装置。
（付記９）
前記少なくとも１つの衛星に設けられた付記１－４のいずれか１項に記載の通信制御装置。
（付記１０）
前記複数の地上局の少なくとも１つに設けられ、前記複数の地上局が通信可能に接続された付記１－６のいずれか１項に記載の通信制御装置。
（付記１１）
軌道上を所定速度で周回する少なくとも１個の衛星と複数の地上局とからなる衛星通信システムにおける前記衛星と前記複数の地上局との間の無線通信を制御する通信制御方法であって、
前記衛星と前記複数の地上局の各々との間の無線通信の通信品質と衛星位置とを対応付けた通信品質情報を通信品質格納部に蓄積し、
前記通信品質情報に基づいて前記無線通信を制御するプロセッサが、
前記通信品質情報から、ある衛星位置において通信品質が劣化した通信劣化領域を検出すると、前記通信劣化領域の劣化状態および時間変化から前記通信品質を劣化させた障害物の種別を推定し、
前記障害物の種別に応じて前記通信品質の劣化を回避する対処方法を選択する、
通信制御方法。
（付記１２）
前記プロセッサが、
前記通信劣化領域の劣化状態から前記障害物の物性を推定し、前記通信劣化領域の時間変化から前記障害物の移動速度を推定し、
前記障害物の物性および前記移動速度から前記障害物の種別を推定する、 付記１１に記載の通信制御方法。
（付記１３）
前記プロセッサが、
前記障害物の移動速度が前記所定速度より速ければ、前記障害物を宇宙空間に存在する第一種物体であると推定し、
前記障害物の移動速度が前記所定速度より遅ければ前記宇宙空間より低い高度の地上上空に存在する上空物体であると推定する、
付記１２に記載の通信制御方法。
（付記１４）
前記プロセッサが、
前記通信劣化領域の劣化状態が所定レベルより大きければ前記上空物体を電波反射性あるいは電波散乱性を有する第二種物体であると推定し、
前記通信劣化領域の劣化状態が所定レベルより小さければ前記上空物体を電波減衰性を有する第三種物体であると推定する、
付記１３に記載の通信制御方法。
（付記１５）
前記プロセッサが、前記第三種物体であると推定した場合、前記無線通信の送信ビームの出力レベルを前記通信劣化領域の通信品質が良好となるレベルに上昇させる付記１４に記載の通信制御方法。
（付記１６）
前記プロセッサが、前記障害物を前記第一種物体あるいは前記第二種物体であると推定した場合、他の衛星と前記通信劣化領域との間で補完ビームにより無線通信を行う付記１３－１５のいずれか１項に記載の通信制御方法。
（付記１７）
前記プロセッサが、前記障害物の種別に従って、前記通信品質の劣化を回避する複数の対策から少なくとも１つの対策を選択する付記１１－１６のいずれか１項に記載の通信制御方法。
（付記１８）
前記複数の対策は、
・前記通信劣化領域に対応する送信ビームの出力レベルを上昇させる方法、
・前記通信劣化領域に対応する送信ビームの出力レベルを低下させる方法、
・前記無線通信の使用周波数帯を低下させる方法、
・前記通信劣化領域に対応する送信ビームの方向を他の衛星あるいは前記通信劣化領域以外の他の地上局へ変化させ、前記他の衛星あるいは前記他の地上局を経由させる方法、
・前記通信劣化領域に対応する送信ビームのビーム径を狭くあるいは広くする方法、
を含む付記１７に記載の通信制御方法。
（付記１９）
１つの衛星あるいは一つの地上局に設けられた通信制御装置が集中制御により実行する付記１１－１６のいずれか１項に記載の通信制御方法。
（付記２０）
複数の衛星の各々に設けられた通信制御装置が分散制御により実行する付記１１－１６のいずれか１項に記載の通信制御方法。
（付記２１）
軌道上を所定速度で周回する少なくとも１個の衛星と複数の地上局とからなる衛星通信システムにおける前記衛星と前記複数の地上局との間の無線通信を制御する通信制御装置としてコンピュータを機能させるプログラムであって、
前記衛星と前記複数の地上局の各々との間の無線通信の通信品質と衛星位置とを対応付けた通信品質情報を通信品質格納部に蓄積する機能と、
前記通信品質情報から、ある衛星位置において通信品質が劣化した通信劣化領域を検出すると、前記通信劣化領域の劣化状態および時間変化から前記通信品質を劣化させた障害物の種別を推定する機能と、
前記障害物の種別に応じて前記通信品質の劣化を回避する対処方法を選択する機能と、
を前記コンピュータで実現するプログラム。
（付記２２）
軌道上を所定速度で周回する少なくとも１個の衛星と、
複数の地上局と、
前記衛星と前記複数の地上局との間の無線通信を制御する通信制御装置と、からなり、
前記通信制御装置が、
前記衛星と前記複数の地上局の各々との間の無線通信の通信品質と衛星位置とを対応付けた通信品質情報を蓄積し、
前記通信品質情報から、ある衛星位置において通信品質が劣化した通信劣化領域を検出すると、前記通信劣化領域の劣化状態および時間変化から前記通信品質を劣化させた障害物の種別を推定し、
前記障害物の種別に応じて前記通信品質の劣化を回避する対策を選択する、
衛星通信システム。
上述した実施形態および実施例の一部あるいは全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、これらに限定されるものではない。
（付記１）
軌道上を所定速度で周回する少なくとも１個の衛星と複数の地上局とからなる衛星通信システムにおける前記衛星と前記複数の地上局との間の無線通信を制御する通信制御装置であって、
前記衛星と前記複数の地上局の各々との間の無線通信の通信品質と衛星位置とを対応付けた通信品質情報を蓄積する通信品質格納部と、
前記通信品質情報に基づいて前記無線通信を制御するプロセッサと、
を有し、前記プロセッサが、
前記通信品質情報から、ある衛星位置において通信品質が劣化した通信劣化領域を検出すると、前記通信劣化領域の劣化状態および時間変化から前記通信品質を劣化させた障害物の種別を推定し、
前記障害物の種別に応じて前記通信品質の劣化を回避する対策を選択する、
通信制御装置。
（付記２）
前記プロセッサが、
前記通信劣化領域の劣化状態から前記障害物の物性を推定し、前記通信劣化領域の時間変化から前記障害物の移動速度を推定し、
前記障害物の物性および前記移動速度から前記障害物の種別を推定する、 付記１に記載の通信制御装置。
（付記３）
前記プロセッサが、
前記障害物の移動速度が前記所定速度より速ければ、前記障害物を宇宙空間に存在する第一種物体であると推定し、
前記障害物の移動速度が前記所定速度より遅ければ前記宇宙空間より低い高度の地上上空に存在する上空物体であると推定する、
付記２に記載の通信制御装置。
（付記４）
前記プロセッサが、
前記通信劣化領域の劣化状態が所定レベルより大きければ前記上空物体を電波反射性あるいは電波散乱性を有する第二種物体であると推定し、
前記通信劣化領域の劣化状態が所定レベルより小さければ前記上空物体を電波減衰性を有する第三種物体であると推定する、
付記３に記載の通信制御装置。
（付記５）
前記プロセッサが、前記第三種物体であると推定した場合、前記無線通信の送信ビームの出力レベルを前記通信劣化領域の通信品質が良好となるレベルに上昇させる付記４に記載の通信制御装置。
（付記６）
前記プロセッサが、前記障害物を前記第一種物体あるいは第二種物体であると推定した場合、他の衛星と前記通信劣化領域との間で補完ビームにより無線通信を行う付記３－５のいずれか１項に記載の通信制御装置。
（付記７）
前記プロセッサが、前記障害物の種別に従って、前記通信品質の劣化を回避する複数の対策から少なくとも１つの対策を選択する付記１－６のいずれか１項に記載の通信制御装置。
（付記８）
前記複数の対策は、
・前記通信劣化領域に対応する送信ビームの出力レベルを上昇させる方法、
・前記通信劣化領域に対応する送信ビームの出力レベルを低下させる方法、
・前記無線通信の使用周波数帯を低下させる方法、
・前記通信劣化領域に対応する送信ビームの方向を他の衛星あるいは前記通信劣化領域以外の他の地上局へ変化させ、前記他の衛星あるいは前記他の地上局を経由させる方法、
・前記通信劣化領域に対応する送信ビームのビーム径を狭くあるいは広くする方法、
を含む付記７に記載の通信制御装置。
（付記９）
前記少なくとも１つの衛星に設けられた付記１－４のいずれか１項に記載の通信制御装置。
（付記１０）
前記複数の地上局の少なくとも１つに設けられ、前記複数の地上局が通信可能に接続された付記１－６のいずれか１項に記載の通信制御装置。
（付記１１）
軌道上を所定速度で周回する少なくとも１個の衛星と複数の地上局とからなる衛星通信システムにおける前記衛星と前記複数の地上局との間の無線通信を制御する通信制御方法であって、
前記衛星と前記複数の地上局の各々との間の無線通信の通信品質と衛星位置とを対応付けた通信品質情報を通信品質格納部に蓄積し、
前記通信品質情報に基づいて前記無線通信を制御するプロセッサが、
前記通信品質情報から、ある衛星位置において通信品質が劣化した通信劣化領域を検出すると、前記通信劣化領域の劣化状態および時間変化から前記通信品質を劣化させた障害物の種別を推定し、
前記障害物の種別に応じて前記通信品質の劣化を回避する対処方法を選択する、
通信制御方法。
（付記１２）
前記プロセッサが、
前記通信劣化領域の劣化状態から前記障害物の物性を推定し、前記通信劣化領域の時間変化から前記障害物の移動速度を推定し、
前記障害物の物性および前記移動速度から前記障害物の種別を推定する、 付記１１に記載の通信制御方法。
（付記１３）
前記プロセッサが、
前記障害物の移動速度が前記所定速度より速ければ、前記障害物を宇宙空間に存在する第一種物体であると推定し、
前記障害物の移動速度が前記所定速度より遅ければ前記宇宙空間より低い高度の地上上空に存在する上空物体であると推定する、
付記１２に記載の通信制御方法。
（付記１４）
前記プロセッサが、
前記通信劣化領域の劣化状態が所定レベルより大きければ前記上空物体を電波反射性あるいは電波散乱性を有する第二種物体であると推定し、
前記通信劣化領域の劣化状態が所定レベルより小さければ前記上空物体を電波減衰性を有する第三種物体であると推定する、
付記１３に記載の通信制御方法。
（付記１５）
前記プロセッサが、前記第三種物体であると推定した場合、前記無線通信の送信ビームの出力レベルを前記通信劣化領域の通信品質が良好となるレベルに上昇させる付記１４に記載の通信制御方法。
（付記１６）
前記プロセッサが、前記障害物を前記第一種物体あるいは前記第二種物体であると推定した場合、他の衛星と前記通信劣化領域との間で補完ビームにより無線通信を行う付記１３－１５のいずれか１項に記載の通信制御方法。
（付記１７）
前記プロセッサが、前記障害物の種別に従って、前記通信品質の劣化を回避する複数の対策から少なくとも１つの対策を選択する付記１１－１６のいずれか１項に記載の通信制御方法。
（付記１８）
前記複数の対策は、
・前記通信劣化領域に対応する送信ビームの出力レベルを上昇させる方法、
・前記通信劣化領域に対応する送信ビームの出力レベルを低下させる方法、
・前記無線通信の使用周波数帯を低下させる方法、
・前記通信劣化領域に対応する送信ビームの方向を他の衛星あるいは前記通信劣化領域以外の他の地上局へ変化させ、前記他の衛星あるいは前記他の地上局を経由させる方法、
・前記通信劣化領域に対応する送信ビームのビーム径を狭くあるいは広くする方法、
を含む付記１７に記載の通信制御方法。
（付記１９）
１つの衛星あるいは一つの地上局に設けられた通信制御装置が集中制御により実行する付記１１－１６のいずれか１項に記載の通信制御方法。
（付記２０）
複数の衛星の各々に設けられた通信制御装置が分散制御により実行する付記１１－１６のいずれか１項に記載の通信制御方法。
（付記２１）
軌道上を所定速度で周回する少なくとも１個の衛星と複数の地上局とからなる衛星通信システムにおける前記衛星と前記複数の地上局との間の無線通信を制御する通信制御装置としてコンピュータを機能させるプログラムであって、
前記衛星と前記複数の地上局の各々との間の無線通信の通信品質と衛星位置とを対応付けた通信品質情報を通信品質格納部に蓄積する機能と、
前記通信品質情報から、ある衛星位置において通信品質が劣化した通信劣化領域を検出すると、前記通信劣化領域の劣化状態および時間変化から前記通信品質を劣化させた障害物の種別を推定する機能と、
前記障害物の種別に応じて前記通信品質の劣化を回避する対処方法を選択する機能と、
を前記コンピュータで実現するプログラム。
（付記２２）
軌道上を所定速度で周回する少なくとも１個の衛星と、
複数の地上局と、
前記衛星と前記複数の地上局との間の無線通信を制御する通信制御装置と、からなり、
前記通信制御装置が、
前記衛星と前記複数の地上局の各々との間の無線通信の通信品質と衛星位置とを対応付けた通信品質情報を蓄積し、
前記通信品質情報から、ある衛星位置において通信品質が劣化した通信劣化領域を検出すると、前記通信劣化領域の劣化状態および時間変化から前記通信品質を劣化させた障害物の種別を推定し、
前記障害物の種別に応じて前記通信品質の劣化を回避する対策を選択する、
衛星通信システム。
【産業上の利用可能性】
【0063】
本発明は、軌道上の衛星と地上局との間の無線通信を制御する衛星通信システムに適用可能である。
【符号の説明】
【0064】
１００、１００（ｉ）、１００（ｊ） 通信制御装置
１０１ 通信部
１０２ プロセッサ
１０３ データ蓄積部
１０４ プログラムメモリ
１０５ 制御部
１０６ 通信劣化領域検出部
１０７ 障害物種別推定部
１０８ 障害対策選択部
Ａ カバレッジエリア
Ｂ１～Ｂ８、Ｃ１～Ｃｎ 地上局
Ｃ０、Ｓｉ、Ｓｊ 衛星
Ｏ１ 第１種物体
Ｏ２ 第２種物体
Ｏ３ 第３種物体
Ｏｘ 障害物
Ｒｓｈｄ 通信劣化領域
１０１ 通信部
１０２ プロセッサ
１０３ データ蓄積部
１０４ プログラムメモリ
１０５ 制御部
１０６ 通信劣化領域検出部
１０７ 障害物種別推定部
１０８ 障害対策選択部
Ａ カバレッジエリア
Ｂ１～Ｂ８、Ｃ１～Ｃｎ 地上局
Ｃ０、Ｓｉ、Ｓｊ 衛星
Ｏ１ 第１種物体
Ｏ２ 第２種物体
Ｏ３ 第３種物体
Ｏｘ 障害物
Ｒｓｈｄ 通信劣化領域
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
