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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-08-05
(45)【発行日】2024-08-14
(54)【発明の名称】通信制御装置、通信制御方法、通信制御プログラム
(51)【国際特許分類】
H04W 56/00 20090101AFI20240806BHJP
H04W 84/06 20090101ALI20240806BHJP
H04W 52/38 20090101ALI20240806BHJP
【ＦＩ】
H04W56/00 130
H04W84/06
H04W52/38
【請求項の数】
13
(21)【出願番号】P 2023545007
(86)(22)【出願日】2021-11-11
(86)【国際出願番号】 JP2021041641
(87)【国際公開番号】W WO2023032234
(87)【国際公開日】2023-03-09
【審査請求日】2023-10-18
(31)【優先権主張番号】P 2021141330
(32)【優先日】2021-08-31
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】319010088
【氏名又は名称】楽天モバイル株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100105924
【弁理士】
【氏名又は名称】森下 賢樹
(72)【発明者】
【氏名】ムハンマド アウン
(72)【発明者】
【氏名】シェト パンケージ
【審査官】石田 信行
(56)【参考文献】
【文献】特開２０２１－８３０２４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－１１４０２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－２０１６３５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１４－６４２１９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１１－１９３４９４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０００－２２４１４１（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０４Ｗ ４／００ － ９９／００
Ｈ０４Ｂ ７／２４ － ７／２６
３ＧＰＰ ＴＳＧ ＲＡＮ ＷＧ１－４
ＳＡ ＷＧ１－４
ＣＴ ＷＧ１，４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
地上に設置される地上基地局によって構成され、当該地上基地局が地上に提供する地上通信セル内の通信機と時間的に連続するＴＮデータによって通信可能な地上系ネットワーク、および、飛行する飛行基地局によって構成され、当該飛行基地局が地上に提供する飛行通信セル内の通信機と時間的に連続するＮＴＮデータによって通信可能な非地上系ネットワークを制御する通信制御装置であって、少なくとも前記地上通信セルおよび前記飛行通信セルの重複領域において、前記ＴＮデータおよび前記ＮＴＮデータの少なくともいずれかのデータの一部の信号強度を低下させる信号強度低下部と、
前記飛行基地局および前記飛行通信セルの間の通信遅延を取得する通信遅延取得部と、
前記通信遅延取得部が取得した通信遅延に基づいて、前記ＴＮデータおよび前記ＮＴＮデータを同期させる同期部と、
を備える通信制御装置。
【請求項2】
前記信号強度低下部は、少なくとも前記地上通信セルおよび前記飛行通信セルの重複領域において、前記ＴＮデータおよび前記ＮＴＮデータの少なくともいずれかのデータの一部による信号の送信を禁止する、請求項１に記載の通信制御装置。【請求項3】
前記信号強度低下部は、少なくとも前記地上通信セルおよび前記飛行通信セルの重複領域において、前記ＴＮデータの一部の信号強度を低下させる、請求項１または２に記載の通信制御装置。【請求項4】
前記飛行基地局は、前記信号強度低下部が前記ＴＮデータの信号強度を低下させている間の前記ＮＴＮデータによって、前記地上通信セルおよび前記飛行通信セルの重複領域内の通信機と通信する、請求項３に記載の通信制御装置。【請求項5】
前記信号強度低下部は、データ群に含まれる一部のデータを指定する所定パターンに従ってデータの信号強度を低下させる、請求項１から４のいずれかに記載の通信制御装置。【請求項6】
前記飛行基地局の軌道情報を取得する軌道情報取得部を更に備え、前記通信遅延取得部は、自身の位置情報を測定可能な測位センサを備える通信機に設けられ、当該測位センサが測定した当該通信機の位置情報および前記軌道情報取得部が取得した前記飛行基地局の軌道情報に基づいて、前記飛行基地局および前記飛行通信セル内の当該通信機の間の通信遅延を演算し、
前記同期部は、前記地上基地局が送信する前記ＴＮデータより前記通信遅延取得部が演算した通信遅延だけ早く、前記飛行基地局に前記ＮＴＮデータを送信させる、
請求項１から５のいずれかに記載の通信制御装置。
【請求項7】
前記飛行基地局の軌道情報を取得する軌道情報取得部と、前記飛行通信セルの代表位置情報を取得する飛行通信セル位置取得部と、
を更に備え、
前記通信遅延取得部は、前記飛行通信セル位置取得部が取得した前記飛行通信セルの代表位置情報および前記軌道情報取得部が取得した前記飛行基地局の軌道情報に基づいて、前記飛行基地局および前記飛行通信セルの間の通信遅延を演算し、
前記同期部は、前記地上基地局が送信する前記ＴＮデータより前記通信遅延取得部が演算した通信遅延だけ早く、前記飛行基地局に前記ＮＴＮデータを送信させる、
請求項１から６のいずれかに記載の通信制御装置。
【請求項8】
前記同期部は前記地上基地局に設けられ、前記飛行基地局が前記ＮＴＮデータの送信を開始した後、前記通信遅延取得部が取得した通信遅延だけ前記ＴＮデータの送信の開始を遅延させる、請求項１から７のいずれかに記載の通信制御装置。【請求項9】
前記飛行基地局および前記地上基地局の両方と通信可能なゲートウェイが地上に設置され、前記通信遅延取得部は、前記ゲートウェイが前記飛行基地局を介して行う前記飛行通信セルとの通信の遅延を取得する、
請求項１から８のいずれかに記載の通信制御装置。
【請求項10】
前記通信遅延取得部は、前記ゲートウェイに接続されている前記地上基地局に設けられる、請求項９に記載の通信制御装置。【請求項11】
前記飛行基地局の軌道情報を取得する軌道情報取得部を更に備え、前記通信遅延取得部は、前記軌道情報取得部が取得した前記飛行基地局の軌道情報に基づいて、前記ゲートウェイおよび前記飛行基地局の間の通信遅延を演算する、
請求項１０に記載の通信制御装置。
【請求項12】
地上に設置される地上基地局によって構成され、当該地上基地局が地上に提供する地上通信セル内の通信機と時間的に連続するＴＮデータによって通信可能な地上系ネットワーク、および、飛行する飛行基地局によって構成され、当該飛行基地局が地上に提供する飛行通信セル内の通信機と時間的に連続するＮＴＮデータによって通信可能な非地上系ネットワークを制御する通信制御方法であって、少なくとも前記地上通信セルおよび前記飛行通信セルの重複領域において、前記ＴＮデータおよび前記ＮＴＮデータの少なくともいずれかのデータの一部の信号強度を低下させる信号強度低下ステップと、
前記飛行基地局および前記飛行通信セルの間の通信遅延を取得する通信遅延取得ステップと、
前記通信遅延取得ステップで取得した通信遅延に基づいて、前記ＴＮデータおよび前記ＮＴＮデータを同期させる同期ステップと、
を備える通信制御方法。
【請求項13】
地上に設置される地上基地局によって構成され、当該地上基地局が地上に提供する地上通信セル内の通信機と時間的に連続するＴＮデータによって通信可能な地上系ネットワーク、および、飛行する飛行基地局によって構成され、当該飛行基地局が地上に提供する飛行通信セル内の通信機と時間的に連続するＮＴＮデータによって通信可能な非地上系ネットワークを制御する通信制御プログラムであって、少なくとも前記地上通信セルおよび前記飛行通信セルの重複領域において、前記ＴＮデータおよび前記ＮＴＮデータの少なくともいずれかのデータの一部の信号強度を低下させる信号強度低下ステップと、
前記飛行基地局および前記飛行通信セルの間の通信遅延を取得する通信遅延取得ステップと、
前記通信遅延取得ステップで取得した通信遅延に基づいて、前記ＴＮデータおよび前記ＮＴＮデータを同期させる同期ステップと、
をコンピュータに実行させる通信制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、通信システムにおける通信制御技術に関する。
【背景技術】
【0002】
スマートフォンやIoT（Internet of Things）デバイスに代表される無線通信デバイスの数、種類、用途は増加の一途を辿っており、無線通信規格の拡張や改善が続けられている。例えば「5G」として知られる第５世代移動通信システムの商用サービスは2018年に開始したが、現在も3GPP（Third Generation Partnership Project）で規格策定が進められている。また、5Gに続く次世代の無線通信規格としての「6G」または第６世代移動通信システムの規格策定に向けた取り組みも始まっている。
【0003】
スマートフォンや携帯電話等の移動体または携帯通信機器（以下では通信機と総称する）向けの移動通信（以下ではモバイル通信ともいう）ネットワークは、地上に設置される基地局（以下では地上基地局ともいう）が提供する通信セル（以下では地上通信セルともいう）によって構築されるのが一般的であった。しかし、地域によっては様々な理由で十分な数の地上基地局を設置することが難しい場合もあり、モバイル通信の品質が相対的に低くなってしまうという問題があった。
【0004】
このような地域によるモバイル通信の品質格差の問題や、地域によっては通信機がモバイル通信できないといういわゆる「圏外」の問題を解決するために、非地上系ネットワーク（ＮＴＮ：Non-Terrestrial Network）の検討が進められている。ＮＴＮでは、宇宙空間や成層圏等の大気圏を飛行する通信衛星や無人航空機が基地局（以下では飛行基地局ともいい、特に通信衛星を衛星基地局ともいう）となって、地上に通信セル（以下では飛行通信セルともいい、特に通信衛星が提供する通信セルを衛星通信セルともいう）を提供する。飛行通信セル内にいる通信機は直接的または他の通信機器を介して間接的に飛行基地局と通信する。地上通信セルが不足している地域に飛行通信セルを提供することで、当該地域におけるモバイル通信の品質を向上させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開２０１０－２７８８８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
地上基地局および飛行基地局が地上に提供する地上通信セルおよび飛行通信セルは互いに重複することがある。このような地上通信セルおよび飛行通信セルが重複または近接する周波数帯を使用する場合、これらの通信セルの重複領域において地上基地局からの地上通信電波および飛行基地局からの飛行通信電波が互いに干渉すると、当該重複領域内の通信機は地上基地局および飛行基地局の一方または両方と通信できなくなってしまう可能性がある。また、通信衛星や無人航空機等の飛行基地局は、地上に設置される地上基地局に比べて通信機との距離が大きいため、有意な通信遅延または伝搬遅延を伴う。このように、地上系ネットワーク（ＴＮ：Terrestrial Network）と非地上系ネットワークが併存する通信システムでは、ＴＮおよびＮＴＮの間の干渉および遅延を考慮する必要があることを本発明者は認識した。
【0007】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、ＴＮおよびＮＴＮの間の干渉および遅延を考慮した通信制御装置等を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の通信制御装置は、地上に設置される地上基地局によって構成され、当該地上基地局が地上に提供する地上通信セル内の通信機と時間的に連続するＴＮデータによって通信可能な地上系ネットワーク、および、飛行する飛行基地局によって構成され、当該飛行基地局が地上に提供する飛行通信セル内の通信機と時間的に連続するＮＴＮデータによって通信可能な非地上系ネットワークを制御する通信制御装置であって、少なくとも地上通信セルおよび飛行通信セルの重複領域において、ＴＮデータおよびＮＴＮデータの少なくともいずれかのデータの一部の信号強度を低下させる信号強度低下部と、飛行基地局および飛行通信セルの間の通信遅延を取得する通信遅延取得部と、通信遅延取得部が取得した通信遅延に基づいて、ＴＮデータおよびＮＴＮデータを同期させる同期部と、を備える。
【0009】
この態様によれば、信号強度低下部がＴＮまたはＮＴＮのデータの一部の信号強度を低下させることで、地上通信セルおよび飛行通信セルの重複領域におけるＴＮ通信電波およびＮＴＮ通信電波の干渉を低減できる。また、同期部が飛行基地局および飛行通信セルの間の通信遅延に基づいてＴＮデータとＮＴＮデータを同期させることで、信号強度低下部が所望のタイミングでＴＮ通信電波およびＮＴＮ通信電波の干渉を的確に低減できる。
【0010】
本発明の別の態様は、通信制御方法である。この方法は、地上に設置される地上基地局によって構成され、当該地上基地局が地上に提供する地上通信セル内の通信機と時間的に連続するＴＮデータによって通信可能な地上系ネットワーク、および、飛行する飛行基地局によって構成され、当該飛行基地局が地上に提供する飛行通信セル内の通信機と時間的に連続するＮＴＮデータによって通信可能な非地上系ネットワークを制御する通信制御方法であって、少なくとも地上通信セルおよび飛行通信セルの重複領域において、ＴＮデータおよびＮＴＮデータの少なくともいずれかのデータの一部の信号強度を低下させる信号強度低下ステップと、飛行基地局および飛行通信セルの間の通信遅延を取得する通信遅延取得ステップと、通信遅延取得ステップで取得した通信遅延に基づいて、ＴＮデータおよびＮＴＮデータを同期させる同期ステップと、を備える。
【0011】
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、ＴＮおよびＮＴＮの間の干渉および遅延を考慮した通信制御装置等を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】通信制御装置が適用される無線通信システムの概要を模式的に示す。
【図2】無線通信システムを通信衛星を中心に模式化して示す。
【図3】通信制御装置の概念を示す機能ブロック図である。
【図4】ＴＮフレームおよびＮＴＮフレームを模式的に示す。
【図5】ＴＮ側の５Ｇ基地局がＮＴＮ側の他の５Ｇ基地局に対してABS関連情報を送信する例を示す。
【図6】ＴＮ側とＮＴＮ側で共有されるABS関連情報の例を示す。
【図7】時間的に先にゲートウェイから送信されるＮＴＮフレームと、時間的に後に５Ｇ基地局から送信されるＴＮフレームを示す。
【図8】通信制御装置の第１の実施例を示す。
【図9】通信制御装置の第１の実施例を示す。
【図10】通信制御装置の第２の実施例を示す。
【図11】通信制御装置の第２の実施例を示す。
【図12】通信制御装置の第３の実施例を示す。
【発明を実施するための形態】
【0014】
図１は、本発明の実施形態に係る通信制御装置が適用される無線通信システム１の概要を模式的に示す。無線通信システム１は、無線アクセス技術（RAT: Radio Access Technology）としてNR（New Radio）または5G NR（Fifth Generation New Radio）を使用し、コアネットワーク（ＣＮ：Core Network）として5GC（Fifth Generation Core）を使用する第５世代移動通信システム（5G）に準拠する５Ｇ無線通信システム１１と、無線アクセス技術としてLTE（Long Term Evolution）やLTE-Advancedを使用し、コアネットワークとしてEPC（Evolved Packet Core）を使用する第４世代移動通信システム（4G）に準拠する４Ｇ無線通信システム１２と、通信衛星１３１を介した衛星通信を担う衛星通信システム１３を含む。図示は省略するが、無線通信システム１は、4Gより前の世代の無線通信システムを含んでもよいし、5Gより後の世代（6G等）の無線通信システムを含んでもよいし、Wi-Fi（登録商標）等の世代と関係づけられない任意の無線通信システムを含んでもよい。
【0015】
５Ｇ無線通信システム１１は、地上に設置されてUE（User Equipment）とも呼ばれるスマートフォン等の通信機２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄ（以下、通信機２と総称することがある）と5G NRによって通信可能な複数の５Ｇ基地局１１１Ａ、１１１Ｂ、１１１Ｃ（以下、５Ｇ基地局１１１と総称することがある）を含む。5Gにおける基地局１１１はgNodeB（gNB）とも呼ばれる。各５Ｇ基地局１１１Ａ、１１１Ｂ、１１１Ｃの通信可能範囲またはサポート範囲はセルと呼ばれ、それぞれ１１２Ａ、１１２Ｂ、１１２Ｃ（以下、５Ｇセル１１２またはセル１１２と総称することがある）として図示される。
【0016】
各５Ｇ基地局１１１の５Ｇセル１１２の大きさは任意であるが、典型的には半径数メートルから数十キロメートルである。確立した定義はないものの、半径数メートルから十メートルのセルはフェムトセルと呼ばれ、半径十メートルから数十メートルのセルはピコセルと呼ばれ、半径数十メートルから数百メートルのセルはマイクロセルと呼ばれ、半径数１００メートルを超えるセルはマクロセルと呼ばれることがある。5Gではミリ波等の高い周波数の電波が使用されることも多く、直進性の高さ故に電波が障害物に遮られて通信可能距離が短くなる。このため、5Gでは4G以前の世代に比べて小さいセルが多用される傾向がある。
【0017】
通信機２は、複数の５Ｇセル１１２Ａ、１１２Ｂ、１１２Ｃの少なくとも一つの内部にあれば、5G通信を行える。図示の例では、５Ｇセル１１２Ａおよび１１２Ｂ内にある通信機２Ｂは、５Ｇ基地局１１１Ａおよび１１１Ｂのいずれとも5G NRによって通信可能である。また、５Ｇセル１１２Ｃ内にある通信機２Ｃは、５Ｇ基地局１１１Ｃと5G NRによって通信可能である。通信機２Ａおよび２Ｄは、全ての５Ｇセル１１２Ａ、１１２Ｂ、１１２Ｃの外にあるため、5G NRによる通信ができない状態にある。各通信機２と各５Ｇ基地局１１１の間の5G NRによる5G通信は、コアネットワークである5GCによって管理される。例えば、5GCは、各５Ｇ基地局１１１との間のデータの授受、EPC、衛星通信システム１３、インターネット等の外部ネットワークとの間のデータの授受、通信機２の移動管理等を行う。
【0018】
４Ｇ無線通信システム１２は、地上に設置されて通信機２とLTEやLTE-Advancedによって通信可能な複数の４Ｇ基地局１２１（図１では一つのみを示す）を含む。4Gにおける基地局１２１はeNodeB（eNB）とも呼ばれる。各５Ｇ基地局１１１と同様に、各４Ｇ基地局１２１の通信可能範囲またはサポート範囲もセルと呼ばれ１２２として図示される。
【0019】
通信機２は４Ｇセル１２２の内部にあれば4G通信を行える。図示の例では、４Ｇセル１２２内にある通信機２Ａおよび２Ｂは、４Ｇ基地局１２１とLTEやLTE-Advancedによって通信可能である。通信機２Ｃおよび２Ｄは、４Ｇセル１２２の外にあるため、LTEやLTE-Advancedによる通信ができない状態にある。各通信機２と各４Ｇ基地局１２１の間のLTEやLTE-Advancedによる4G通信は、コアネットワークであるEPCによって管理される。例えば、EPCは、各４Ｇ基地局１２１との間のデータの授受、5GC、衛星通信システム１３、インターネット等の外部ネットワークとの間のデータの授受、通信機２の移動管理等を行う。
【0020】
各通信機２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄに着目すると、図示の例では、通信機２Ａは４Ｇ基地局１２１との4G通信が可能な状態にあり、通信機２Ｂは５Ｇ基地局１１１Ａ、１１１Ｂとの5G通信および４Ｇ基地局１２１との4G通信が可能な状態にあり、通信機２Ｃは５Ｇ基地局１１１Ｃとの5G通信が可能な状態にある。通信機２Ｂのように通信可能な基地局（１１１Ａ、１１１Ｂ、１２１）が複数ある場合は、コアネットワークである5GCおよび／またはEPCによる管理の下、通信品質等の観点で最適と判断された一つの基地局が選択されて通信機２Ｂとの通信を行う。また、通信機２Ｄはいずれの５Ｇ基地局１１１および４Ｇ基地局１２１とも通信が可能な状態にないため、次に説明する衛星通信システム１３による通信を行う。
【0021】
衛星通信システム１３は、地表から500km～700km程度の高さの低軌道の宇宙空間を飛行する低軌道衛星としての通信衛星１３１を飛行基地局として用いる無線通信システムである。５Ｇ基地局１１１および４Ｇ基地局１２１と同様に、通信衛星１３１の通信可能範囲またはサポート範囲もセルと呼ばれ１３２として図示される。このように、飛行基地局としての通信衛星１３１は、飛行通信セルとしての衛星通信セル１３２を地上に提供する。地上の通信機２は衛星通信セル１３２の内部にあれば衛星通信を行える。５Ｇ無線通信システム１１における５Ｇ基地局１１１および４Ｇ無線通信システム１２における４Ｇ基地局１２１と同様に、衛星通信システム１３における基地局としての通信衛星１３１は、衛星通信セル１３２内の通信機２と直接的にまたは航空機等を介して間接的に無線通信可能である。通信衛星１３１が衛星通信セル１３２内の通信機２との無線通信に使用する無線アクセス技術は、５Ｇ基地局１１１と同じ5G NRでもよいし、４Ｇ基地局１２１と同じLTEやLTE-Advancedでもよいし、通信機２が使用可能な任意の他の無線アクセス技術でもよい。このため、通信機２には衛星通信のための特別な機能や部品を設ける必要はない。
【0022】
衛星通信システム１３は、地上に設置されて通信衛星１３１と通信可能な地上局としてのゲートウェイ１３３を備える。ゲートウェイ１３３は、通信衛星１３１と通信するための衛星アンテナを備え、地上系ネットワーク（ＴＮ：Terrestrial Network）を構成する地上基地局としての５Ｇ基地局１１１および４Ｇ基地局１２１と接続されている。このように、ゲートウェイ１３３は、通信衛星１３１によって構成されるＮＴＮと地上基地局１１１、１２１によって構成されるＴＮを相互通信可能に接続する。通信衛星１３１が5G NRによって衛星通信セル１３２内の通信機２と5G通信する場合は、ゲートウェイ１３３およびＴＮにおける５Ｇ基地局１１１（または５Ｇ無線アクセスネットワーク）を介して接続される5GCをコアネットワークとして利用し、通信衛星１３１がLTEやLTE-Advancedによって衛星通信セル１３２内の通信機２と4G通信する場合は、ゲートウェイ１３３およびＴＮにおける４Ｇ基地局１２１（または４Ｇ無線アクセスネットワーク）を介して接続されるEPCをコアネットワークとして利用する。このように、ゲートウェイ１３３を介して5G通信、4G通信、衛星通信等の異なる無線通信システムの間で適切な連携が取られる。
【0023】
通信衛星１３１による衛星通信は、主に、５Ｇ基地局１１１や４Ｇ基地局１２１等の地上基地局が設けられないまたは少ない地域をカバーするために利用される。図示の例では、全ての地上基地局の通信セル外にいる通信機２Ｄが通信衛星１３１と通信する。一方、いずれかの地上基地局と良好に通信できる状態にある通信機２Ａ、２Ｂ、２Ｃも、衛星通信セル１３２内にいるため通信衛星１３１と通信可能ではあるが、原則として衛星基地局としての通信衛星１３１ではなく地上基地局と通信を行うことで、通信衛星１３１の限られた通信リソース（電力を含む）が通信機２Ｄ等のために節約される。通信衛星１３１は、ビームフォーミングによって通信電波を衛星通信セル１３２内の通信機２Ｄに向けることで、通信機２Ｄとの通信品質を向上させる。
【0024】
衛星基地局としての通信衛星１３１の衛星通信セル１３２の大きさは、通信衛星１３１が発するビームの本数に応じて任意に設定することができ、例えば、最大2,800本のビームを組み合わせることで直径約24kmの衛星通信セル１３２を形成できる。図示されるように、衛星通信セル１３２は、典型的には５Ｇセル１１２や４Ｇセル１２２等の地上通信セルより大きく、その内部に一または複数の５Ｇセル１１２および／または４Ｇセル１２２を含みうる。なお、以上では飛行する飛行基地局として、地表から500km～700km程度の高さの低軌道の宇宙空間を飛行する通信衛星１３１を例示したが、より高い静止軌道等の高軌道の宇宙空間を飛行する通信衛星や、より低い（例えば地表から20km程度）成層圏等の大気圏を飛行する無人または有人の航空機を飛行基地局として、通信衛星１３１に加えてまたは代えて使用してもよい。
【0025】
以上のように、本実施形態に係る無線通信システム１は、地上に設置される地上基地局１１１、１２１が地上に提供する地上通信セル１１２、１２２内の通信機２と通信可能な地上系ネットワーク（ＴＮ）１１、１２、および、飛行する飛行基地局１３１が地上に提供する飛行通信セル１３２内の通信機２と通信可能な非地上系ネットワーク（ＮＴＮ）１３を含む。そして、本実施形態に係る通信制御装置は、ＴＮおよびＮＴＮを制御する。
【0026】
図２は、図１と同様の無線通信システム１を、通信衛星１３１を中心に模式化して示す。前述のように、通信衛星１３１は最大2,800本のビームを組み合わせることで、一または複数の衛星通信セル１３２を地上に形成できる。衛星通信セル１３２内にいる通信機２（２Ｃ、２Ｄ等）は、通信衛星１３１およびゲートウェイ１３３を介して、図示および／または不図示のＴＮ内にいる通信機２（２Ｂ、２Ｃ等）と5G通信および／または4G通信を行い、および／または、コアネットワークとしての5GCおよび／またはEPCを介して任意の他の通信機と通信を行う。ＮＴＮとＴＮを相互通信可能に接続するゲートウェイ１３３は地上に設置され、飛行基地局としての通信衛星１３１、および、地上基地局としての５Ｇ基地局１１１および／または４Ｇ基地局１２１（不図示）の両方と通信可能に構成される。
【0027】
図２におけるゲートウェイ１３３と５Ｇ基地局１１１の間の接続「Xn」は、ゲートウェイ１３３が５Ｇ基地局１１１に直接的に接続されていることを示してもよいし、ゲートウェイ１３３がＣＮを介して他の無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ：Radio Access Network）に含まれる５Ｇ基地局１１１に間接的に接続されていることを示してもよい。つまり、ゲートウェイ１３３は、ＣＮを介さずに直接的に、または、ＣＮを介して間接的に、５Ｇ無線通信システム１１（および／または４Ｇ無線通信システム１２）における任意の５Ｇ基地局１１１（および／または４Ｇ基地局１２１）と通信可能に構成される。
【0028】
図２の例では、通信衛星１３１が地上に形成する一または複数の衛星通信セル１３２のうち一つの衛星通信セル１３２のみが示されており、それに包含される一つの５Ｇセル１１２が一つの５Ｇ基地局１１１によって形成されている。この例では５Ｇセル１１２全体が、地上通信セルとしての５Ｇセル１１２および飛行通信セルとしての衛星通信セル１３２の重複領域になっている。この重複領域では、５Ｇ基地局１１１（図２では「Terrestrial gNB」または「TN gNB」と示される）からのＴＮ通信電波と通信衛星１３１（図２では「Satellite gNB」または「NTN gNB」と示される）からのＮＴＮ通信電波が併存している。
【0029】
重複領域としての５Ｇセル１１２のうち５Ｇ基地局１１１に近い中央領域Ａ１では、５Ｇ基地局１１１からのＴＮ通信電波の信号強度が通信衛星１３１からのＮＴＮ通信電波の信号強度より有意に大きいため、当該中央領域Ａ１内の通信機２Ｂは５Ｇ基地局１１１と安定した5G通信を行える。一方、重複領域としての５Ｇセル１１２のうち５Ｇ基地局１１１から遠い周縁領域Ａ２では、５Ｇ基地局１１１からのＴＮ通信電波の信号強度と通信衛星１３１からのＮＴＮ通信電波の信号強度に有意な差がないため、ＴＮ通信電波およびＮＴＮ通信電波が互いに干渉してしまう。特にＴＮ通信電波およびＮＴＮ通信電波が重複または近接する周波数帯を使用する場合に干渉は大きくなり、当該周縁領域Ａ２内の通信機２Ｃは５Ｇ基地局１１１および通信衛星１３１のいずれとも安定した5G通信を行えない。なお、衛星通信セル１３２のうち５Ｇセル１１２と重複していない非重複領域Ａ３では、通信衛星１３１からのＮＴＮ通信電波の信号強度が５Ｇ基地局１１１からのＴＮ通信電波の信号強度より有意に大きいため、当該非重複領域Ａ３内の通信機２Ｄは通信衛星１３１と安定した5G通信を行える。
【0030】
以上のように、ＴＮおよびＮＴＮが併存する無線通信システム１では、両ネットワークが干渉する周縁領域Ａ２または干渉領域Ａ２内の通信機２Ｃが安定して通信を行うための手段を講じる必要がある。図３は、干渉領域Ａ２内の安定した通信を実現する通信制御装置３の概念を示す機能ブロック図である。通信制御装置３は、信号強度低下部３１と、軌道情報取得部３２と、通信遅延取得部３３と、同期部３４を備える。これらの機能ブロックは、コンピュータの中央演算処理装置、メモリ、入力装置、出力装置、コンピュータに接続される周辺機器等のハードウェア資源と、それらを用いて実行されるソフトウェアの協働により実現される。コンピュータの種類や設置場所は問わず、上記の各機能ブロックは、単一のコンピュータのハードウェア資源で実現してもよいし、複数のコンピュータに分散したハードウェア資源を組み合わせて実現してもよい。特に本実施形態では、通信制御装置３の機能ブロックの一部または全部は、通信機２（２Ｃ等）、通信衛星１３１、ゲートウェイ１３３、ゲートウェイ１３３に直接的または間接的に接続されている地上基地局１１１、１２１に設けられるコンピュータやプロセッサで実現してもよい。
【0031】
信号強度低下部３１は、少なくとも地上通信セル１１２および衛星通信セル１３２の重複領域または干渉領域Ａ２において、ＴＮを構成する地上基地局１１１が送信するＴＮデータおよびＮＴＮを構成するゲートウェイ１３３および／または通信衛星１３１が送信するＮＴＮデータの少なくともいずれかのデータの一部の信号強度を低下させる。図４は、５Ｇ基地局１１１が生成して送信するＴＮフレーム、および、ゲートウェイ１３３に接続されている地上基地局１１１、１２１が生成してゲートウェイ１３３が送信するＮＴＮフレームを模式的に示す。ＴＮフレーム（図４では「TN gNB Frame」と示される）は時間的に連続するＴＮデータまたはＴＮサブフレームによって構成され、ＮＴＮフレーム（図４では「NTN GW Frame」と示される）は時間的に連続するＮＴＮデータまたはＮＴＮサブフレームによって構成される。
【0032】
5Gでは、10msの各フレームが10個の1msのサブフレームによって構成され、各サブフレームが一または複数個の可変長（1ms, 0.5ms, 0.25ms等）のスロットによって構成され、各スロットが14個の可変長のOFDMシンボルによって構成される。本実施形態では、信号強度低下部３１の処理単位としてのＴＮデータまたはＮＴＮデータが1msのサブフレームに対応する例を説明するが、信号強度低下部３１はフレーム（10ms）、スロット、シンボル等を単位としてＴＮデータまたはＮＴＮデータを処理してもよい。また、5G以外の無線通信規格（6G等）において5Gと異なる信号構成が採用された場合、信号強度低下部３１は当該信号構成の時間領域における任意の信号単位でＴＮデータまたはＮＴＮデータを処理してもよい。
【0033】
図４の例では、信号強度低下部３１は、ＴＮフレームに含まれる10個のＴＮサブフレームのうち一部のＴＮサブフレームの信号強度を低下させる。具体的には、各ＴＮフレームの3番目のＴＮサブフレームTN-3、各ＴＮフレームの6番目のＴＮサブフレームTN-6、各ＴＮフレームの9番目のＴＮサブフレームTN-9の信号強度が信号強度低下部３１によって低下される。このように、信号強度低下部３１は、ＴＮデータ群としてのＴＮフレームに含まれる一部（3,6,9番目）のサブフレームを指定する所定パターンに従ってＴＮデータの信号強度を低下させる。
【0034】
信号強度低下部３１は処理対象のＴＮサブフレームTN-3,6,9の信号強度を零に低下させてもよく、この場合は処理対象のＴＮサブフレームTN-3,6,9によるＴＮ信号またはＴＮデータの送信が禁止される。具体的に5Gでは、信号強度低下部３１の処理対象のＴＮサブフレームTN-3,6,9において、実データを伝送するPDSCH（Physical Downlink Shared Channel）に加え、その制御データを伝送するPDCCH（Physical Downlink Control Channel）でもデータ伝送が行われない。なお、信号強度低下部３１の処理対象のＴＮサブフレームTN-3,6,9においても、CSI-RS（チャネル状態情報基準信号）やSSB（同期信号ブロック）等のＴＮにおける通信制御に関する最低限の制御データは通常通り送信するのが好ましい。図２に関して前述したように、５Ｇ基地局１１１から送信されるＴＮフレームは中央領域Ａ１内の通信機２Ｂとの通信に利用される。図４の例では、信号強度低下部３１の処理対象のＴＮサブフレームTN-3,6,9には実データが含まれていないため、通信機２Ｂは信号強度低下部３１の処理対象外の7個のＴＮサブフレームを利用して５Ｇ基地局１１１と通信する。
【0035】
以上のような信号強度低下部３１の処理は、ABS（Almost Blank Subframe）と呼ばれることもある。以降の実施形態では信号強度低下部３１がＴＮフレームを対象にABS処理を実行する例を説明するが、信号強度低下部３１はＮＴＮフレームを対象にABS処理を実行してもよく、ＮＴＮフレームに含まれる10個のＮＴＮサブフレームのうち一部のＮＴＮサブフレームの信号強度を低下させてもよい。
【0036】
ABS処理対象外のＮＴＮフレームでは、全10個のＮＴＮサブフレームが実データ（ＮＴＮデータ）の通信に利用可能である。図２に関して前述したように、ゲートウェイ１３３および／または通信衛星１３１から送信されるＮＴＮフレームは非重複領域Ａ３内の通信機２Ｄとの通信に利用される。図４の例では更に、ＮＴＮフレームが干渉領域Ａ２内の通信機２Ｃとの通信にも利用される。具体的には、10個のＮＴＮサブフレームのうち、信号強度低下部３１によるABS処理対象の3個のＴＮサブフレームTN-3,6,9（図４では「TN ABS Subframes」と示される）と同じタイミングの3個のＮＴＮサブフレームNTN-3,6,9（図４では「ABS Co-Timed NTN Subframes」と示される）が干渉領域Ａ２内の通信機２Ｃとの通信に利用され、信号強度低下部３１によるABS処理対象外の7個のＴＮサブフレーム（図４では「TN Data」と示される）と同じタイミングの7個のＮＴＮサブフレーム（図４では「NTN Data」と示される）が非重複領域Ａ３内の通信機２Ｄとの通信に利用される。
【0037】
干渉領域Ａ２では５Ｇ基地局１１１からのＴＮ通信電波および通信衛星１３１からのＮＴＮ通信電波が干渉するが、ABS処理対象期間では信号強度低下部３１によって５Ｇ基地局１１１からのＴＮ通信電波が弱められているため、干渉領域Ａ２内の通信機２Ｃは通信衛星１３１からのＮＴＮ通信電波を正常に受信できる。このように、ゲートウェイ１３３および／または通信衛星１３１は、信号強度低下部３１がＴＮデータの信号強度を低下させている間のＮＴＮデータによって、地上通信セル１１２および衛星通信セル１３２の干渉領域Ａ２内の通信機２Ｃと通信する。一方、非重複領域Ａ３では通信衛星１３１からのＮＴＮ通信電波の信号強度が５Ｇ基地局１１１からのＴＮ通信電波の信号強度より有意に大きいため、ABS処理対象期間外であっても非重複領域Ａ３内の通信機２Ｄは通信衛星１３１からのＮＴＮ通信電波を正常に受信できる。このように、10個のＮＴＮサブフレームのうち、ABS処理対象期間のＮＴＮサブフレームNTN-3,6,9は干渉領域Ａ２内の通信機２Ｃに優先的に割り当てられ、残余のＮＴＮサブフレームが非重複領域Ａ３内の通信機２Ｄに割り当てられる。
【0038】
図４のABS処理は、後述する軌道情報取得部３２が取得する通信衛星１３１の軌道情報に応じて実行される。例えば、軌道情報取得部３２が取得する通信衛星１３１の軌道情報に基づいて、図３に示されるように、通信衛星１３１が地上に提供する衛星通信セル１３２と地上基地局１１１が地上に提供する地上通信セル１１２に重複領域（Ａ１＋Ａ２）が存在し、特にＮＴＮ通信電波とＴＮ通信電波の干渉が大きい干渉領域Ａ２が存在することを通信制御装置３が認識し、信号強度低下部３１によるABS処理を開始する。ＴＮ側に設けられる信号強度低下部３１によってABS処理が開始される旨は、図２に関して説明した地上基地局１１１およびゲートウェイ１３３の間（すなわちＴＮおよびＮＴＮの間）の地上通信経路「Xn」を通じてＮＴＮ側に通知される。なお、軌道情報取得部３２が取得した通信衛星１３１の軌道情報はABS処理の実行主体である５Ｇ基地局１１１（信号強度低下部３１）にも共有される。ABS処理の開始指令を受けた信号強度低下部３１は、図４に示したような所定のABSパターン（ＴＮフレームの3,6,9番目のサブフレームTN-3,6,9をABSとして指定するもの）を、地上通信経路「Xn」を通じてゲートウェイ１３３および／またはゲートウェイ１３３に接続されている他の地上基地局１１１、１２１に共有する。
【0039】
図５は、信号強度低下部３１が設けられるＴＮ側の５Ｇ基地局１１１「NG-RAN node2」が、ゲートウェイ１３３に接続されているＮＴＮ側の他の５Ｇ基地局１１１′「NG-RAN node1」に対して、地上通信経路「Xn」を通じて送信する「RESOURCE STATUS UPDATE」に、ABS関連情報（ABS IE）を含めて送信する例を示す。図６は、このように地上通信経路「Xn」を通じてＴＮ側とＮＴＮ側で共有されるABS関連情報の例を示す。「ABS Pattern Info」はABSパターンを示す。図示の例の「ABS Pattern Info」は40ビットのデータであり、各ビットが時間的に連続する40個の各ＴＮサブフレームに対応する。10個のＴＮサブフレームによって1個のＴＮフレームが構成される図４の例では、時間的に連続する4個のＴＮフレームに含まれる40個の各ＴＮサブフレームを個別にABS（信号強度低下部３１によって信号強度が低下されるＴＮサブフレーム）として指定できる。具体的には、ビットが「1」のＴＮサブフレームがABSとなり、ビットが「0」のＴＮサブフレームが非ABS（通常のＴＮデータが伝送されるＴＮサブフレーム）となる。「ABS Inactive」はABS処理が行われていないことを示す。例えば、信号強度低下部３１がABS処理を開始する前は「ABS Inactive」が有効となっており、信号強度低下部３１がABS処理を開始した後は「ABS Inactive」が無効となっている。
【0040】
図４のABS処理を正常に実行するためには、５Ｇ基地局１１１が送信するＴＮフレームとゲートウェイ１３３および／または通信衛星１３１が送信するＮＴＮフレームが互いに同期している必要がある。ここで、ゲートウェイ１３３で生成されるＮＴＮフレームは、通信衛星１３１を経由して衛星通信セル１３２内の通信機２Ｃ、２Ｄに伝送されるため、大きな通信遅延、伝送遅延、伝搬遅延等を伴う。そこで、本実施形態に係る通信制御装置３では、以下で説明する軌道情報取得部３２、通信遅延取得部３３、同期部３４等によって、ＮＴＮフレームの通信遅延を認識してＴＮフレームおよびＮＴＮフレームを同期させる。
【0041】
軌道情報取得部３２は、飛行基地局としての通信衛星１３１の軌道情報または位置情報を取得する。通信遅延取得部３３は、軌道情報取得部３２が取得した通信衛星１３１の軌道情報、ＮＴＮフレームの送信元のゲートウェイ１３３の位置情報、ＮＴＮフレームの送信先の衛星通信セル１３２の位置情報および／または当該衛星通信セル１３２内の通信機２の位置情報に基づいて、ゲートウェイ１３３が通信衛星１３１を介して行う衛星通信セル１３２とのＮＴＮフレームの通信遅延を取得または演算する。ここで、ＮＴＮを構成する通信衛星１３１およびゲートウェイ１３３は、それぞれ再送信型（transparent）と再生成型（regenerative）に大別される。
【0042】
再送信型のゲートウェイ１３３はＲＡＮやＣＮから受信した信号を通信衛星１３１に対して再送信する中継機能のみを担い、再送信型の通信衛星１３１はゲートウェイ１３３から受信した信号を衛星通信セル１３２に対して再送信する中継機能のみを担う（逆の通信経路でも同様）。このため、再送信型の通信衛星１３１およびゲートウェイ１３３は、軌道情報取得部３２や通信遅延取得部３３のような情報処理機能を設けるには適していない。そこで、ＮＴＮフレームの送信側に情報処理機能を設ける場合は、ゲートウェイ１３３に接続されている地上基地局１１１、１２１に軌道情報取得部３２や通信遅延取得部３３を設けるのが好ましい。また、ＮＴＮフレームの受信側に情報処理機能を設ける場合は、衛星通信セル１３２内の通信機２Ｃ、２Ｄに軌道情報取得部３２や通信遅延取得部３３を設けるのが好ましい。
【0043】
一方、再生成型の通信衛星１３１およびゲートウェイ１３３には、情報処理機能を設けることができるため、軌道情報取得部３２や通信遅延取得部３３を設けてもよい。なお、通信衛星１３１が再生成型の場合、衛星通信セル１３２にダウンリンク通信されるＮＴＮフレームは実質的に通信衛星１３１で生成されるため、ＴＮフレームおよびＮＴＮフレームの同期において考慮すべきＮＴＮの通信遅延は、通信衛星１３１および衛星通信セル１３２の間の通信遅延のみとなる（ゲートウェイ１３３および通信衛星１３１の間の通信遅延は考慮しなくてよい）。この場合の通信遅延取得部３３は、通信衛星１３１および衛星通信セル１３２の間の通信遅延を取得する。
【0044】
同期部３４は、通信遅延取得部３３が取得したＮＴＮの通信遅延に基づいて、５Ｇ基地局１１１が送信するＴＮフレームまたはＴＮデータ、および、ゲートウェイ１３３および／または通信衛星１３１が送信するＮＴＮフレームまたはＮＴＮデータを同期させる。具体例については後述するが、ＮＴＮ側（通信衛星１３１、ゲートウェイ１３３、ゲートウェイ１３３に接続されている地上基地局１１１、１２１等）に同期部３４を設ける場合、同期部３４は、５Ｇ基地局１１１が送信するＴＮフレームより通信遅延取得部３３が演算した通信遅延だけ早く、ゲートウェイ１３３および／または通信衛星１３１にＮＴＮフレームを送信させる。また、ＴＮ側（地上基地局１１１、１２１、通信機２等）に同期部３４を設ける場合、同期部３４は、ゲートウェイ１３３および／または通信衛星１３１がＮＴＮフレームの送信を開始した後、通信遅延取得部３３が取得した通信遅延だけＴＮフレームの送信の開始を遅延させる。図７に模式的に示すように、いずれの場合でも、時間的に先にゲートウェイ１３３から送信されるＮＴＮフレーム「NTN GW Frame」と、時間的に後に５Ｇ基地局１１１から送信されるＴＮフレーム「TN gNB Frame」の間には、通信遅延取得部３３が取得した通信遅延に相当するラウンドトリップタイム（RTT）遅延ＴＡが設定される。
【0045】
以上のように、通信制御装置３の各機能ブロック３１～３４は、ＮＴＮ側（通信衛星１３１、ゲートウェイ１３３、ゲートウェイ１３３に接続されている地上基地局１１１、１２１等）とＴＮ側（地上基地局１１１、１２１、通信機２等）に分散して実現されうる。このような場合、図２に関して説明したゲートウェイ１３３および地上基地局１１１、１２１の間（すなわちＮＴＮおよびＴＮの間）の地上通信経路「Xn」を通じて、各機能ブロック３１～３４間で必要な情報が適時に共有されるため、通信制御装置３の各部の協調動作が実現される。なお、軌道情報取得部３２および通信遅延取得部３３は関連性が高い処理を担うため、ＮＴＮ側およびＴＮ側のいずれかの側にまとめて設けられるのが好ましい。
【0046】
続いて、通信制御装置３による通信制御の複数の実施例を具体的に示す。
【0047】
図８および図９に示される通信制御装置３の第１の実施例では、干渉領域Ａ２内の通信機２Ｃが自身の位置情報を測定可能なGPSやGNSS等の衛星測位システム等に基づく測位センサを備える。この場合、軌道情報取得部３２および通信遅延取得部３３は通信機２Ｃで実現される。通信遅延取得部３３として機能する通信機２Ｃは、自身の測位センサが測定した自身の位置情報および軌道情報取得部３２が取得した通信衛星１３１の軌道情報に基づいて、自身（通信機２Ｃ）および通信衛星１３１の間の通信遅延を演算する。なお、通信機２Ｃは、地上通信経路「Xn」および５Ｇ基地局１１１を介して、ゲートウェイ１３３の位置情報を取得してもよく、軌道情報取得部３２が取得した通信衛星１３１の軌道情報と併せて、ゲートウェイ１３３および通信衛星１３１の間の通信遅延を演算してもよい。ゲートウェイ１３３および通信衛星１３１の間の通信遅延は、５Ｇ基地局１１１、通信衛星１３１、ゲートウェイ１３３、ゲートウェイ１３３に接続されている地上基地局１１１、１２１等で演算されてもよい。
【0048】
図８に示されるように、通信遅延取得部３３として機能する通信機２Ｃ「UE」は、ゲートウェイ１３３に接続されているＮＴＮ側の地上基地局「gNB」との間で、公知のRACHプロセスまたはRACH手続に従うメッセージ（Msg 1-4）の交換を行うことで、通信衛星１３１を介したゲートウェイ１３３および通信機２Ｃの間の正確な通信遅延を取得できる。なお、本図では通信遅延が「TA」（Timing Advance）と表記されている。第１ステップでは、通信機２Ｃが第１メッセージ「Msg 1」を送信する際に、自身の測位センサが測定した自身の位置情報および軌道情報取得部３２が取得した通信衛星１３１の軌道情報に基づいて通信遅延「TA」を推定して第１メッセージ「Msg 1」に適用する。第２ステップでは、地上基地局「gNB」から第２メッセージ「Msg 2」を受信した通信機２Ｃが、当該第２メッセージ「Msg 2」に基づいて通信遅延「TA」の補正を適用する。第３ステップでは、通信機２Ｃが第３メッセージ「Msg 3」をスケジューリングする。第４ステップでは、地上基地局「gNB」が設けられるＮＴＮ側で通信機２Ｃに特有の通信遅延「TA」が得られる。
【0049】
図９は、図８のRACHプロセスを通じて通信遅延取得部３３が取得したＮＴＮの通信遅延ＴＡに基づく同期部３４の同期処理を模式的に示す。同期部３４は、５Ｇ基地局１１１が送信するＴＮフレーム「TN gNB Frame」より、通信遅延取得部３３が取得した通信遅延ＴＡだけ早く、ゲートウェイ１３３にＮＴＮフレーム「NTN GW Frame」を送信させる。この結果、干渉領域Ａ２内の通信機２Ｃが受信するＴＮフレームおよびＮＴＮフレームが互いに同期する。従って、図４に関して前述したように、通信機２Ｃに割り当てられたABS処理対象期間のＮＴＮサブフレーム（NTN-3等）を通信機２Ｃが受信している間、対応するＴＮサブフレーム（TN-3等）がABSとなっているため、通信機２Ｃは自身に割り当てられたＮＴＮサブフレームを正常に受信できる。
【0050】
図１０および図１１に示される通信制御装置３の第２の実施例は、衛星通信セル１３２内の通信機２が測位センサを備えない場合に好適である。通信機２が測位センサを備える第１の実施例では、軌道情報取得部３２および通信遅延取得部３３の全部または一部が通信機２で実現されたが、通信機２が測位センサを備えない第２の実施例では、軌道情報取得部３２および通信遅延取得部３３の全部または一部がＮＴＮ側、具体的にはゲートウェイ１３３に接続されている地上基地局１１１、１２１で実現される。また、通信機２が測位センサを備える第１の実施例では、ＮＴＮの通信遅延を演算する際に通信機２の位置情報が利用されたが、通信機２が測位センサを備えない第２の実施例では、飛行通信セル位置取得部としての衛星通信セル位置取得部３５が取得する衛星通信セル１３２の代表位置情報を利用してＮＴＮの通信遅延を演算する。衛星通信セル１３２の代表位置情報は、典型的には図１０に示されるように衛星通信セル１３２の中心Ｏの位置情報である。衛星通信セル位置取得部３５は、軌道情報取得部３２（図示省略）が取得した通信衛星１３１の軌道情報や、地上の地形情報または高低差情報に基づいて、衛星通信セル１３２の代表位置情報を演算できる。
【0051】
ＮＴＮ側に設けられる通信遅延取得部３３（図示省略）は、衛星通信セル位置取得部３５が取得した衛星通信セル１３２の代表位置情報および軌道情報取得部３２が取得した通信衛星１３１の軌道情報に基づいて、通信衛星１３１および衛星通信セル１３２の間の通信遅延を演算できる。この通信遅延は、図１０で通信衛星１３１と衛星通信セル１３２の中心Ｏの間の距離ｄ０に亘るものである。また、ＮＴＮ側に設けられる通信遅延取得部３３は、ゲートウェイ１３３の既知の位置情報および軌道情報取得部３２が取得した通信衛星１３１の軌道情報に基づいて、ゲートウェイ１３３および通信衛星１３１の間の通信遅延を演算できる。この通信遅延は、図１０でゲートウェイ１３３と通信衛星１３１の間の距離ｄ１に亘るものである。このように、ＮＴＮ側に設けられる通信遅延取得部３３は、衛星通信セル１３２（の中心Ｏ）とゲートウェイ１３３の間の総距離ｄ０＋ｄ１に亘るＮＴＮの通信遅延を演算できる。なお、前述したように、通信衛星１３１が再生成型の場合の通信遅延取得部３３は、衛星通信セル１３２（の中心Ｏ）と通信衛星１３１の間の距離ｄ０に亘るＮＴＮの通信遅延を取得すればよい。
【0052】
図１１は、図１０の処理を通じて通信遅延取得部３３が取得したＮＴＮの通信遅延ＴＡに基づく同期部３４の同期処理を模式的に示す。同期部３４は、ゲートウェイ１３３がABS処理に対応するＮＴＮフレーム「NTN GW Frame」の送信を開始した後、通信遅延取得部３３が取得した通信遅延ＴＡ「RTT Delay」だけABS処理に対応するＴＮフレーム「TN gNB Frame」の送信の開始を遅延させる。例えば、ABS処理対象期間の最初のＴＮサブフレームTN-3の送信開始時刻を「TTN gNB」とすれば、ABS処理対象期間の最初のＮＴＮサブフレームNTN-3の送信開始時刻は「TTN gNB－RTT Delay」と表される。この結果、干渉領域Ａ２内の通信機２Ｃが受信するＴＮフレームおよびＮＴＮフレームが互いに同期すると共に、ＴＮフレームおよびＮＴＮフレームにおいてABS処理が同時に開始する。従って、干渉領域Ａ２内の通信機２Ｃが、ABS処理開始前のＴＮフレームを受信している間にABS処理開始後のＮＴＮフレームを受信してしまうことや、ABS処理開始前のＮＴＮフレームを受信している間にABS処理開始後のＴＮフレームを受信してしまうことを効果的に防止できる。
【0053】
図１２に示される通信制御装置３の第３の実施例も、衛星通信セル１３２内の通信機２が測位センサを備えない場合に好適である。図１２は、図１０と同様の処理を通じて通信遅延取得部３３が取得したＮＴＮの通信遅延ＴＡに基づく同期部３４の同期処理を模式的に示す。同期部３４は、５Ｇ基地局１１１が送信するＴＮフレーム「TN gNB Frame」より、通信遅延取得部３３が取得した通信遅延ＴＡだけ早く、ゲートウェイ１３３にＮＴＮフレーム「NTN GW Frame」を送信させる。この結果、干渉領域Ａ２内の通信機２Ｃが受信するＴＮフレームおよびＮＴＮフレームが互いに同期する。従って、図４に関して前述したように、通信機２Ｃに割り当てられたABS処理対象期間のＮＴＮサブフレーム（NTN-3等）を通信機２Ｃが受信している間、対応するＴＮサブフレーム（TN-3等）がABSとなっているため、通信機２Ｃは自身に割り当てられたＮＴＮサブフレームを正常に受信できる。
【0054】
一般的に通信機２は、通信中の通信セルであるサービングセルと、サービングセルに隣接する隣接セルの信号強度等を常時測定している。また、通信機２は、通信中のチャネルのチャネル状態情報（ＣＳＩ：Channel State Information）も常時測定している。このような通信機２が図３に示したような干渉領域Ａ２内にある場合、サービングセルまたは隣接セルとしての衛星通信セル１３２の測定やＣＳＩの測定を行う際には、図４に示したようなABSパターンを考慮する必要がある。
【0055】
具体的には、図３の通信機２Ｃは、５Ｇセル１１２からの干渉がないABS処理対象期間（図４の例では3,6,9番目のサブフレーム期間）に、サービングセルとしての衛星通信セル１３２のRLM（Radio Link Monitoring）やRRM（Radio Resource Management）のための測定を行う。仮に通信機２ＣがABS処理対象期間外にサービングセルとしての衛星通信セル１３２の測定を行ってしまうと、５Ｇセル１１２からの干渉によってRLF（Radio Link Failure）を引き起こしてしまう。
【0056】
同様に、図３の通信機２Ｃは、５Ｇセル１１２からの干渉がないABS処理対象期間に、隣接セルとしての衛星通信セル１３２のRRMのための測定を行う。この場合の通信機２Ｃは衛星通信セル１３２と通信中ではないが、サービングセルとしての５Ｇセル１１２等の５Ｇ基地局１１１等を介して、図４や図６に示したようなABSパターンを入手した上で隣接セルとしての衛星通信セル１３２の測定を行う。例えば、ゲートウェイ１３３に接続されているＮＴＮ基地局１１１、１２１が、衛星通信セル１３２のABSパターンに基づくSMTC（SSB based Measurement Timing Configuration）ウィンドウのパラメータや構成情報を、地上通信経路「Xn」等を通じて通信機２Ｃに伝えることで、通信機２ＣはABS処理対象期間の衛星通信セル１３２のＮＴＮサブフレームを正確に測定できる。
【0057】
干渉領域Ａ２内の通信機２ＣがＣＳＩの測定を行う場合、衛星通信セル１３２と５Ｇセル１１２の干渉がないABS処理対象期間に亘る第１のＣＳＩの測定と、衛星通信セル１３２と５Ｇセル１１２の干渉があるABS処理対象期間外に亘る第２のＣＳＩの測定を別個に行うのが好ましい。ABS処理対象期間とABS処理対象期間外では干渉の有無によってチャネル状態が大きく異なるため、期間を区別せずに測定してしまうと平均的に悪いＣＳＩが得られてしまうためである。このような二種類のＣＳＩ測定データによって、衛星通信セル１３２および５Ｇセル１１２のそれぞれのチャネル状態や、両セルの干渉がチャネル状態に及ぼす影響を把握できるため、チャネル状態に応じて通信機２Ｃの通信を効率化できる。
【0058】
以上、本発明を実施形態に基づいて説明した。実施形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【0059】
なお、実施形態で説明した各装置の機能構成はハードウェア資源またはソフトウェア資源により、あるいはハードウェア資源とソフトウェア資源の協働により実現できる。ハードウェア資源としてプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、その他のＬＳＩを利用できる。ソフトウェア資源としてオペレーティングシステム、アプリケーション等のプログラムを利用できる。
【産業上の利用可能性】
【0060】
本発明は、通信システムにおける通信制御技術に関する。
【符号の説明】
【0061】
１ 無線通信システム、２ 通信機、３ 通信制御装置、１１ ５Ｇ無線通信システム、１２ ４Ｇ無線通信システム、１３ 衛星通信システム、３１ 信号強度低下部、３２ 軌道情報取得部、３３ 通信遅延取得部、３４ 同期部、３５ 衛星通信セル位置取得部、１１１ ５Ｇ基地局、１１２ ５Ｇセル、１２１ ４Ｇ基地局、１２２ ４Ｇセル、１３１ 通信衛星、１３２ 衛星通信セル、１３３ ゲートウェイ、Ａ２ 干渉領域。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】