FR2960365A1

FR2960365A1 - Appareil de communication radio, systeme de reseau radio, et procede de construction de liaison de donnees utilise pour ceux-ci

Info

Publication number: FR2960365A1
Application number: FR1153628A
Authority: FR
Inventors: Tsujimoto Ichiro; Hirano Takashi; Sera Yoshihiro; Nishikata Shingo
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd; NEC Corp
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd; NEC Corp
Priority date: 2010-04-28
Filing date: 2011-04-28
Publication date: 2011-11-25
Anticipated expiration: 2031-04-28
Also published as: JP2011234140A; US8682265B2; JP5279037B2; US20110269410A1; FR2960365B1

Abstract

La présente invention concerne un appareil de communication radio qui ne nécessite pas l'installation de multiples dispositifs radio dans un nœud de communication et qui ne nécessite qu'un seul dispositif radio pour construire une liaison de données de l'une quelconque d'une communication en ligne de vision, d'une communication au-delà de l'horizon et d'une communication de véhicule aérien. Un appareil de communication radio comprend une partie de traitement de communication en ligne de vision qui commande un faisceau provenant d'une antenne-réseau à balayage électronique pour établir une communication en ligne de vision, qui est utilisée lorsqu'il n'y a pas d'obstacle dans un canal de transmission radio, une partie de traitement de communication au-delà de l'horizon qui commande le faisceau provenant de l'antenne-réseau à balayage électronique pour établir une communication au-delà de l'horizon, qui est utilisée lorsqu'il y a un obstacle dans le canal de transmission radio, et une partie de traitement de communication de véhicule aérien qui commande le faisceau provenant de l'antenne-réseau à balayage électronique pour établir une communication de véhicule aérien, qui est utilisée pour communiquer avec un nœud de communication sur un objet volant, et l'antenne-réseau à balayage électronique commute entre la communication en ligne de vision, la communication au-delà de l'horizon et la communication de véhicule aérien.

Description

APPAREIL DE COMMUNICATION RADIO, SYSTEME DE RESEAU RADIO, ET PROCEDE DE CONSTRUCTION DE LIAISON DE DONNEES UTILISE POUR CEUX-CI CONTEXTE DE L'INVENTION Domaine de l'invention La présente invention concerne un appareil de communication radio, un système de réseau radio, et un procédé de construction de liaison de données utilisé pour ceux-ci. En particulier, elle concerne un procédé de construction d'une liaison de données dans un réseau maillé tridimensionnel qui interconnecte des noeuds de communication largement répartis et des noeuds de communication sur des objets volants sans utiliser de communication par satellite, ce qui implique un temps de retard de transmission important. Description de l'art connexe Dans le réseau maillé décrit ci-dessus, les noeuds de communication sont interconnectés par une communication radio en ligne de vision (radio Line-ofsight, en anglais) (LOS) s'il n'y a pas d'obstacle dans le canal de transmission radio entre eux (voir les brevets japonais mis à l'inspection publique n° 2001-257637 et n° 2002-135268, par exemple), et les noeuds de communication sont interconnectés par une communication radio au-delà de l'horizon (Over-the-horizon, en anglais)(OH) (qui est un procédé de communication reposant sur une dispersion troposphérique) s'il y a un obstacle dans le canal de transmission radio entre les noeuds (voir les brevets japonais mis à l'inspection publique n° 05-292084 et n° 2002-164798, par exemple).

Le réseau maillé décrit ci-dessus utilise également une communication de véhicule aérien Aerial-Vehicle, en anglais)(AV) pour une communication avec des noeuds de communication sur des objets volants (voir le brevet japonais n° 3841526, par exemple). Dans la communication LOS, un traitement d'égalisation automatique est effectué pour corriger automatiquement la distorsion de propagation pour améliorer la qualité de communication. Dans la communication OH, un traitement d'égalisation de diversité automatique est effectué pour corriger automatiquement la mise en phase et la distorsion de propagation pour améliorer la qualité de communication. Dans la communication AV, un traitement de communication de suivi d'objet mobile est effectué pour suivre un objet volant mobile pour maintenir la communication.

RESUME Le réseau maillé tridimensionnel décrit ci-dessus concernant la présente invention présente un problème en ce que, lorsque la communication LOS, la communication OH et la communication AV sont utilisées pour établir une communication radio entre les noeuds de communication, chaque noeud de communication doit comporter tous les dispositifs radio pour la communication LOS, la communication OH et la communication AV pour construire une liaison de données.

Un objet de la présente invention consiste à proposer un appareil de communication radio, un système de réseau radio et un procédé de construction de liaison de données utilisé pour ceux-ci qui ne nécessitent pas l'installation de multiples dispositifs radio dans un noeud de communication et qui ne nécessitent qu'un seul dispositif radio pour construire une liaison de données de l'une quelconque de la communication LOS, de la communication OH et de la communication AV. Un appareil de communication radio selon la présente invention comprend : une partie de traitement de communication en ligne de vision qui commande un faisceau provenant d'une antenne-réseau à balayage électronique pour établir une communication en ligne de vision, qui est utilisée lorsqu'il n'y a pas d'obstacle dans un canal de transmission radio ; une partie de traitement de communication au-delà de l'horizon qui commande le faisceau provenant de l'antenne-réseau à balayage électronique pour établir une communication au-delà de l'horizon, qui est utilisée lorsqu'il y a un obstacle dans le canal de transmission radio ; et une partie de traitement de communication de véhicule aérien qui commande le faisceau provenant de l'antenne-réseau à balayage électronique pour établir une communication de véhicule aérien, qui est utilisée pour communiquer avec un noeud de communication sur un objet volant, et l'antenne-réseau à balayage électronique commute entre la communication en ligne de vision, la communication au-delà de l'horizon et la communication de véhicule aérien.

Un système de réseau radio selon la présente invention comprend l'appareil de communication radio décrit ci-dessus. Dans un procédé de construction de liaison de données selon la présente invention, un appareil de communication radio est configuré pour être capable d'effectuer un traitement de communication en ligne de vision qui commande un faisceau provenant d'une antenne-réseau à balayage électronique pour établir une communication en ligne de vision, qui est utilisée lorsqu'il n'y a pas d'obstacle dans un canal de transmission radio ; un traitement de communication au-delà de l'horizon qui commande le faisceau provenant de l'antenne-réseau à balayage électronique pour établir une communication au-delà de l'horizon, qui est utilisée lorsqu'il y a un obstacle dans le canal de transmission radio ; et un traitement de communication de véhicule aérien qui commande le faisceau provenant de l'antenne-réseau à balayage électronique pour établir une communication de véhicule aérien, qui est utilisée pour la communication avec un noeud de communication sur un objet volant, et le procédé de construction de liaison de données comprend un traitement de commutation qui commute entre la communication en ligne de vision, la communication au-delà de l'horizon et la communication de véhicule aérien avec l'antenne-réseau à balayage électronique.

BREVE DESCRIPTION DES DESSINS La figure 1 est un schéma de principe montrant un exemple de configuration d'un appareil de communication radio selon un premier mode de réalisation de la présente invention ; la figure 2A est un schéma pour illustrer un procédé de communication mis en oeuvre par l'appareil de communication radio selon un premier mode de réalisation de la présente invention ; la figure 2B est un schéma pour illustrer un procédé de communication mis en oeuvre par l'appareil de communication radio selon un premier mode de réalisation de la présente invention ; la figure 2C est un schéma pour illustrer un procédé de communication mis en oeuvre par l'appareil de communication radio selon un premier mode de réalisation de la présente invention ; la figure 3 est un schéma de principe illustrant une configuration d'un système de réseau radio selon un premier mode de réalisation de la présente invention ; la figure 4 est un schéma montrant un traitement de détermination de procédé de communication effectué dans le système de réseau radio selon un premier mode de réalisation de la présente invention ; la figure 5 est un schéma illustrant un flux du traitement de détermination de procédé de communication effectué par l'appareil de communication radio selon un premier mode de réalisation de la présente invention ; la figure 6 est un schéma de principe montrant une configuration d'un système de réseau radio selon un deuxième mode de réalisation exemplaire de la présente invention ; la figure 7 est un schéma pour illustrer un fonctionnement du système de réseau radio selon un deuxième mode de réalisation de la présente invention ; la figure 8 est un schéma illustrant un flux d'un traitement de détermination de procédé de communication effectué par un appareil de communication radio selon un deuxième mode de réalisation de la présente invention ; la figure 9 est un schéma pour illustrer une détermination de procédé de communication par l'appareil de communication radio selon un deuxième mode de réalisation de la présente invention ; la figure 10 est un schéma pour illustrer une détermination de procédé de communication par l'appareil de communication radio selon un deuxième mode de réalisation de la présente invention ; la figure 11 est un schéma de principe montrant une configuration d'un système de réseau radio selon un troisième mode de réalisation de la présente invention ; la figure 12 est un schéma pour illustrer un fonctionnement du système de réseau radio selon un troisième mode de réalisation de la présente invention ; la figure 13 est un schéma pour illustrer une commande d'acheminement dans le système de réseau radio selon un troisième mode de réalisation de la présente invention ; et la figure 14 est un schéma pour illustrer une commande d'acheminement dans le système de réseau radio selon un troisième mode de réalisation de la présente invention.

EXEMPLES DE MODES DE REALISATION Ci-après, des exemples de modes de réalisation de la présente invention vont être décrits ci-dessous en faisant référence aux dessins. D'abord, un système de réseau radio selon la présente invention va être décrit schématiquement.

Un système de réseau radio selon la présente invention ne nécessite pas que chaque noeud de communication comporte de multiples dispositifs radio, mais ne nécessite qu'un seul dispositif radio pour construire une liaison de données de l'une quelconque d'une communication en ligne de vision (LOS), d'une communication au-delà de l'horizon (OH) et d'une communication de véhicule aérien (AV), parce que le système de réseau radio comprend une antenne-réseau à balayage électronique cylindrique et un dispositif radio et peut utiliser de multiples faisceaux de l'antenne-réseau à balayage électronique pour établir l'une quelconque de la communication LOS sur un canal de transmission radio qui ne comprend aucun obstacle, de la communication OH sur un canal de transmission radio qui comprend un obstacle et de la communication AV avec un noeud de communication sur un objet volant. Pour le réseau maillé selon l'art connexe décrit ci-dessus, différentes bandes de fréquence sont utilisées pour la communication LOS, la communication OH et la communication AV, et, par conséquent, la bande de fréquence globale nécessaire pour construire une liaison de données est en conséquence large. Cependant, selon la présente invention, les liaisons de données maillées de la communication LOS, de la communication OH et de la communication AV peuvent être construites dans la même bande de fréquence au moyen d'un accès multiple, tel qu'un accès multiple par répartition dans le temps (TDMA), un accès multiple par répartition en fréquence (FDMA), un accès multiple par répartition spatiale (SDMA) et un accès multiple à répartition par code (CDMA). La figure 1 est un schéma de principe montrant une configuration d'un appareil de communication radio selon un premier mode de réalisation exemplaire de la présente invention. Un appareil de communication radio 1 comprend une partie de traitement de signal 2 et une partie de réseau à balayage électronique (une antenne- réseau à balayage électronique cylindrique, par exemple) 3.

La partie de traitement de signal 2 comprend un processeur multidimensionnel 21, une partie de formation de multiples faisceaux d'émission (TX) 22, une partie de formation de multiples faisceaux de réception (RX) 23, des multiplicateurs 24-1 à 24-n et 25-1 à 25-n, des commutateurs (SW) 26-1 à 26-n, et une mémoire d'informations de carte 27. Le processeur multidimensionnel 21 effectue un traitement de communication LOS 21a, un traitement de communication OH 21b, un traitement de communication AV 21c et un traitement de détermination de procédé de communication 21d.

La partie de réseau à balayage électronique 3 comprend des modules d'émission et de réception (TR) 31 à 3n pourvus chacun d'un élément d'antenne. Dans le traitement de communication LOS 21a, un traitement d'égalisation automatique est effectué pour corriger automatiquement la distorsion de propagation pour améliorer la qualité de communication. Dans le traitement de communication OH 21b, un traitement d'égalisation de diversité automatique est effectué pour corriger automatiquement la mise en phase et la distorsion de propagation pour améliorer la qualité de communication. Dans le traitement de communication AV 21c, un traitement de communication de suivi d'objet mobile est effectué pour suivre (poursuivre) un objet volant mobile pour maintenir la communication. Le traitement de communication LOS 21a, le traitement de communication OH 21b et le traitement de communication AV 21c impliquent des traitements communs : un traitement de multiples faisceaux d'antenne pour balayer automatiquement une cible de communication et commander le gain d'antenne et la puissance d'émission d'une manière appropriée pour le procédé de communication pertinent ; un traitement de liaison de données pour partager des informations entre des noeuds de communication dans le réseau maillé ; et un traitement de signal spatio-temporel, qui est une combinaison du SDMA reposant sur les multiples faisceaux et du TDMA reposant sur la liaison de données.

Les figures 2 sont des schémas pour illustrer des procédés de communication mis en oeuvre par l'appareil de communication radio selon un premier mode de réalisation exemplaire de la présente invention. La figure 2A illustre un procédé de communication basé sur le traitement de communication OH 21b, la figure 2B illustre un procédé de communication basé sur le traitement de communication LOS 21a, et la figure 2C illustre un procédé de communication basé sur le traitement de communication AV 21c. Dans le cas de la communication OH montrée sur la figure 2A, la partie de réseau à balayage électronique 3 émet une pluralité de multiples faisceaux vers la troposphère pour réaliser une communication en diversité spatiale. Dans le cas de la communication LOS montrée sur la figure 2B, la partie de réseau à balayage électronique 3 forme de multiples faisceaux dans différentes directions pour réaliser une communication multidirectionnelle. Dans le cas de la communication AV montrée sur la figure 2C, la partie de réseau à balayage électronique 3 dirige un faisceau vers un objet volant (véhicule aérien). Ainsi, l'antenne ne doit pas avoir un dispositif de commande mécanique pour poursuivre (suivre) l'objet volant.

La figure 3 est un schéma de principe illustrant une configuration du système de réseau radio selon un premier mode de réalisation exemplaire de la présente invention. Comme montré sur la figure 3, le système de réseau radio selon un premier mode de réalisation exemplaire de la présente invention comprend des noeuds de communication 112, 122, 132, 142, 152, 162, ..., 1N2 pourvus d'antennes à balayage électronique 111, 121, 131, 141, 151, 161, ..., 1N1, respectivement (N désigne un nombre entier naturel). Chacune des antennes à balayage électronique 111, 121, 131, 141, 151, 161, ..., 1N1 correspond à la partie de réseau à balayage électronique 3 sur la figure 1, et chacun des noeuds de communication 112, 122, 132, 142, 152, 162, ..., 1N2 correspond à la partie de traitement de signal 2 sur la figure 1.

Dans ce cas, le noeud de communication 112 construit une liaison de données entre les noeuds de communication 132 et 142 selon la communication LOS, une liaison de données entre les noeuds de communication 122 et 152 selon la communication OH, et une liaison de données entre les noeuds de communication 162 et 1N2 selon la communication AV. La figure 4 est un schéma montrant un traitement de détermination de procédé de communication effectué dans le système de réseau radio selon un premier mode de réalisation exemplaire de la présente invention. Sur la figure 4, dans la détermination de procédé de communication selon ce mode de réalisation, le processeur multidimensionnel 21 dans la partie de traitement de signal 2 du noeud de communication 112 effectue le traitement de détermination de procédé de communication 21d pour déterminer lequel du traitement de communication LOS 21a, du traitement de communication OH 21b et du traitement de communication AV 21c doit être effectué.

Si le noeud de communication 112 construit une liaison de données vers le noeud de communication 132, le canal de transmission radio qui ne comprend aucun obstacle, le noeud de communication 112 effectue le traitement de détermination de procédé de communication 21d de la manière suivante. C'est-à-dire que, sur la base d'informations de position tridimensionnelle concernant le noeud de communication 132, le noeud de communication 112 recherche des informations de carte tridimensionnelles dans la mémoire d'informations de carte 27 pour récupérer des informations concernant la topologie de la position tridimensionnelle du noeud de communication 112 à la position tridimensionnelle du noeud de communication 132. Ensuite, le noeud de communication 112 détermine d'utiliser la communication LOS sur la base de la présence ou de l'absence d'un obstacle dans le canal de transmission radio vers la cible de liaison (le noeud de communication 132) ou de la présence ou de l'absence de mouvement de la cible de liaison (le noeud de communication 132), par exemple, et invoque le traitement de communication LOS 21a. Sous la commande du traitement de communication LOS 21a invoqué, la partie de formation de multiples faisceaux d'émission (TX) 22, la partie de formation de multiples faisceaux de réception (RX) 23, les multiplicateurs 24-1 à 24-n et 25-1 à 25-n et les commutateurs (SW) 26-1 à 26-n fonctionnent pour construire une liaison de données vers le noeud de communication 132 par l'intermédiaire des parties de réseau à balayage électronique 3 (les antennes à balayage électronique 111 et 131) selon la communication LOS.

Si le noeud de communication 112 construit une liaison de données vers le noeud de communication 122, dont le canal de transmission radio vers celui-ci comprend un obstacle (une montagne sur la figure 4), le noeud de communication 112 effectue le traitement de détermination de procédé de communication 21d de la manière suivante. C'est-à-dire que, sur la base d'informations de position tridimensionnelle concernant le noeud de communication 122, le noeud de communication 112 recherche les informations de carte tridimensionnelles dans la mémoire d'informations de carte 27 pour récupérer des informations concernant la topologie de la position tridimensionnelle du noeud de communication 112 à la position tridimensionnelle du noeud de communication 122. Ensuite, le noeud de communication 112 détermine d'utiliser la communication OH sur la base de la présence ou de l'absence d'un obstacle dans le canal de transmission radio vers la cible de liaison (le noeud de communication 122) ou de la présence ou de l'absence de mouvement de la cible de liaison (le noeud de communication 122), par exemple, et invoque le traitement de communication OH 21b. Sous la commande du traitement de communication OH 21b invoqué, la partie de formation de multiples faisceaux d'émission (TX) 22, la partie de formation de multiples faisceaux de réception (RX) 23, les multiplicateurs 24-1 à 24-n et 25-1 25-n et les commutateurs (SW) 26-1 à 26-n fonctionnent pour construire une liaison de données vers le noeud de communication 122 par l'intermédiaire des parties de réseau à balayage électronique 3 (les antennes à balayage électronique 111 et 121) selon la communication OH. Si le noeud de communication 112 construit une liaison de données vers le noeud de communication 142 sur un objet volant 140 se déplaçant dans le ciel, le noeud de communication 112 effectue le traitement de détermination de procédé de communication 21d de la manière suivante. C'est-à-dire que, sur la base d'informations de position tridimensionnelle concernant le noeud de communication 142, le noeud de communication 112 recherche les informations de carte tridimensionnelles dans la mémoire d'informations de carte 27 pour récupérer la position tridimensionnelle du noeud de communication 142. Ensuite, le noeud de communication 112 détermine d'utiliser la communication AV sur la base de la présence ou de l'absence d'un obstacle dans le canal de transmission radio vers la cible de liaison (le noeud de communication 142) ou de la présence ou de l'absence de mouvement de la cible de liaison (le noeud de communication 142), par exemple, et invoque le traitement de communication AV 21c. Sous la commande du traitement de communication AV 21c invoqué, la partie de formation de multiples faisceaux d'émission (TX) 22, la partie de formation de multiples faisceaux de réception (RX) 23, les multiplicateurs 24-1 à 24-n et 25-1 à 25-n et les commutateurs (SW) 26-1 à 26-n fonctionnent pour construire une liaison de données vers le noeud de communication 142 par l'intermédiaire des parties de réseau à balayage électronique 3 (les antennes à balayage électronique 111 et 141) selon la communication AV. La figure 5 est un schéma illustrant un flux du traitement de détermination de procédé de communication effectué par l'appareil de communication radio selon un premier mode de réalisation exemplaire de la présente invention. En faisant référence aux figures 1, 3 et 5, un flux du traitement de détermination de procédé de communication effectué par l'appareil de communication radio selon le premier mode de réalisation exemplaire de la présente invention va être décrit. Dans ce mode de réalisation, chaque noeud de communication 112, 122, 132, 142, 152, 162, ..., 1N2 montré sur la figure 3 est pourvu de moyens de détection de position, tels que le système de positionnement mondial (GPS), qui obtiennent des informations de position (des informations de latitude, de longitude et de hauteur) concernant le noeud de communication. Le processeur multidimensionnel 21 dans la partie de traitement de signal 2 de l'appareil de communication radio 1 échange des informations de position avec un noeud de communication cible par l'intermédiaire d'un trajet de dérivation dans le réseau maillé ou en utilisant des moyens de communication supplémentaires pour partager leurs informations de position respectives (localisation de cible) (étape S1 sur la figure 5).

Le processeur multidimensionnel 21 dans la partie de traitement de signal 2 de l'appareil de communication radio 1 échange des informations d'appareil (informations indiquant un objet fixe ou un objet en mouvement, une communication unidirectionnelle ou une communication bidirectionnelle, le trafic (montant ou descendant), le temps de retard de transmission ou similaires) avec le noeud de communication cible pour acquérir les informations concernant le noeud de communication cible (acquisition des informations concernant le noeud cible) (étape S2 sur la figure 5). Le processeur multidimensionnel 21 dans la partie de traitement de signal 2 de l'appareil de communication radio 1 récupère un trajet de propagation radio à partir des informations de carte de topologie sur la section de communication entre l'appareil de communication radio 1 et le noeud de communication cible mémorisées dans la mémoire d'informations de carte 27, par exemple, et détermine le procédé de communication optimal à appliquer (la communication LOS, la communication OH ou la communication AV) et le débit de transmission (bande de fréquence) (détermination du procédé de communication optimal sur la base de la topologie et du trajet de propagation radio) (étape S3 sur la figure 5).

Bien que les informations de carte de topologie sur la section de communication entre l'appareil de communication radio 1 et le noeud de communication cible ou similaire soient mémorisées dans la mémoire d'informations de carte 27 dans ce mode de réalisation, les informations de carte de topologie ou similaires peuvent être obtenues auprès d'un serveur ou similaire par l'intermédiaire du réseau maillé à chaque fois que l'appareil de communication radio 1 effectue la détermination. Le processeur multidimensionnel 21 dans la partie de traitement de signal 2 de l'appareil de communication radio 1 invoque le traitement de communication correspondant au procédé de communication déterminé (le traitement de communication LOS 21a, le traitement de communication OH 21b ou le traitement de communication AV 21c), établit les faisceaux de l'antenne-réseau à balayage électronique en fonction du procédé de communication déterminé, et débute ensuite une communication (début de communication) (étape S4 sur la figure 5).

Comme on peut le voir à partir de la description ci-dessus, selon ce mode de réalisation, chaque noeud de communication (appareil de communication radio) peut commuter entre la communication LOS, la communication OH et la communication AV en utilisant l'antenne-réseau à balayage électronique. En résumé, selon ce mode de réalisation, le noeud de communication (appareil de communication radio) 112 construit une liaison radio un vers N (N représente un entier égal ou supérieur à 2) à l'aide : de moyens de formation de multiples faisceaux (les modules TR 31 à 3n et leurs éléments d'antenne respectifs) dans l'antenne-réseau à balayage électronique qui forment des liaisons dans de multiples directions ; de moyens (mis en oeuvre par le traitement de détermination de procédé de communication 21d) d'obtention des informations de position tridimensionnelle concernant les autres noeuds de communication (appareils de communication radio) 122, 132, 142, 152, 162, ..., 1N2 (et de détermination de la présence ou de l'absence d'un obstacle dans le canal de transmission radio vers une cible de liaison pertinente et de la présence ou de l'absence de mouvement de la cible de liaison) à l'aide des moyens de détection de position et de détermination du procédé de propagation optimal pour la cible de liaison ; et de moyens (mis en oeuvre dans le processeur multidimensionnel 21) de commutation entre la communication LOS, la communication OH et la communication AV en fonction du résultat de la détermination effectuée par les moyens décrits ci-dessus.

Dans ce mode de réalisation, chaque noeud de communication 112, 122, 132, 142, 152, 162, ..., 1N2 construit automatiquement une liaison radio en obtenant les informations de position tridimensionnelle du système GPS ou similaire, en déterminant laquelle de la communication LOS, de la communication OH et de la communication AV doit être utilisée pour la communication point à point avec la cible de liaison et en commandant la direction des faisceaux émis par l'antenne-réseau à balayage électronique.

Ainsi, selon ce mode de réalisation, le noeud de communication ne nécessite pas les dispositifs radio séparés pour la communication LOS, la communication OH et la communication AV, mais ne nécessite qu'un seul dispositif radio pour construire les liaisons de données de tous ces procédés de communication.

L'objet volant 140 ne peut pas toujours être pourvu de l'antenne-réseau à balayage électronique 141, de sorte que l'appareil de communication radio (le noeud de communication 112) au sol dirige un faisceau vers l'objet volant 140 pour suivre (poursuivre) l'objet volant 140. La figure 6 est un schéma de principe montrant une configuration d'un système de réseau radio selon un deuxième mode de réalisation exemplaire de la présente invention. Dans le système de réseau radio selon le deuxième mode de réalisation exemplaire de la présente invention montré sur la figure 6, chaque noeud de communication 112, 122, 132, 142, 152, 162, 172, 182, 192, 202, 212, ..., 2N2 forme un réseau de liaison radio 1 vers N ou N vers N en utilisant les multiples faisceaux émis par l'antenne-réseau à balayage électronique et diverses techniques d'accès multiple (telles que TDMA, FDMA, SDMA et CDMA) en combinaison. Dans ce mode de réalisation, l'attribution du type de la communication multidirectionnelle et du type de la technique d'accès multiple est effectuée par des moyens de détermination d'attribution utilisés en combinaison avec les moyens de commande de zéro de diagramme d'antenne pour éviter une interférence entre les communications dans de multiples directions (le procédé présenté dans le brevet japonais n° 2765377 décrit ci-dessus, par exemple). Le noeud de communication 112 construit une liaison radio vers le noeud de communication 122 selon la communication LOS et construit une liaison radio vers le noeud de communication 212 selon la communication OH.

Le noeud de communication 122 construit des liaisons radio vers les noeuds de communication 112 et 172 selon la communication LOS et construit une liaison radio vers le noeud de communication 132 selon la communication OH. Le noeud de communication 132 construit des liaisons radio vers les noeuds de communication 122 et 152 selon la communication OH et construit des liaisons radio vers les noeuds de communication 142 et 162 selon la communication LOS. Le noeud de communication 142 construit une liaison radio vers le noeud de communication 132 selon la communication LOS et construit une liaison radio vers le noeud de communication 152 selon la communication OH.

Le noeud de communication 152 construit des liaisons radio vers les noeuds de communication 132 et 142 selon la communication OH et construit une liaison radio vers le noeud de communication 182 selon la communication AV.

Le noeud de communication 162 construit des liaisons radio vers les noeuds de communication 132 et 172 selon la communication LOS et construit une liaison radio vers le noeud de communication 192 selon la communication AV.

Le noeud de communication 172 construit des liaisons radio vers les noeuds de communication 122 et 162 selon la communication LOS et construit une liaison radio vers le noeud de communication 202 selon la communication AV.

Le noeud de communication 182 construit des liaisons radio vers les noeuds de communication 152 et 192 selon la communication AV. Le noeud de communication 192 construit des liaisons radio vers les noeuds de communication 162 et 202 selon la communication AV. Le noeud de communication 202 construit des liaisons radio vers les noeuds de communication 172, 192 et 212 selon la communication AV. Le noeud de communication 212 construit des liaisons radio vers les noeuds de communication 112 et 122 selon la communication OH et construit une liaison radio vers le noeud de communication 2N2 selon la communication AV. La figure 7 est un schéma pour illustrer un fonctionnement du système de réseau radio selon un deuxième mode de réalisation exemplaire de la présente invention. La figure 8 est un schéma illustrant un flux d'un traitement de détermination de procédé de communication effectué par un appareil de communication radio selon un deuxième mode de réalisation exemplaire de la présente invention. Les figures 9 et 10 sont des schémas pour illustrer une détermination de procédé de communication par l'appareil de communication radio selon un deuxième mode de réalisation exemplaire de la présente invention. En faisant référence aux figures 7 à 10, un flux du traitement de détermination de procédé de communication effectué par l'appareil de communication radio selon le deuxième mode de réalisation exemplaire de la présente invention va être décrit. Dans ce mode de réalisation montré sur la figure 7, chaque noeud de communication 112 à 162 est pourvu de moyens de détection de position, tels qu'un GPS, qui obtiennent des informations de position (informations de latitude, de longitude et de hauteur) concernant le noeud de communication. Le processeur multidimensionnel 21 dans la partie de traitement de signal 2 de l'appareil de communication radio 1 échange des informations de position avec un noeud de communication cible par l'intermédiaire d'un trajet de dérivation dans le réseau maillé ou en utilisant des moyens de communication supplémentaires pour partager leurs informations de position respectives (localisation de cible) (étape S11 sur la figure 8). Le processeur multidimensionnel 21 dans la partie de traitement de signal 2 de l'appareil de communication radio 1 échange des informations d'appareil (informations indiquant un objet fixe ou un objet en mouvement, une communication unidirectionnelle ou une communication bidirectionnelle, le trafic (montant ou descendant), le temps de retard de transmission ou similaires) avec le noeud de communication cible pour acquérir les informations concernant le noeud de communication cible (acquisition des informations concernant le noeud cible) (étape S12 sur la figure 8).

Le processeur multidimensionnel 21 dans la partie de traitement de signal 2 de l'appareil de communication radio 1 récupère un trajet de propagation radio à partir des informations de carte de topologie sur la section de communication entre l'appareil de communication radio 1 et le noeud de communication cible mémorisées dans la mémoire d'informations de carte 27, par exemple, et détermine le procédé de communication optimal à appliquer (la communication LOS, la communication OH ou la communication AV) et le débit de transmission (bande de fréquence) (détermination du procédé de communication optimal sur la base de la topologie et du trajet de propagation radio) (étape S13 sur la figure 8). Bien que les informations de carte de topologie sur la section de communication entre l'appareil de communication radio 1 et le noeud de communication cible ou similaire soient mémorisées dans la mémoire d'informations de carte 27 dans ce mode de réalisation, les informations de carte de topologie ou similaires peuvent être obtenues auprès d'un serveur ou similaire à chaque fois que l'appareil de communication radio 1 effectue la détermination. Lors de la formation d'un réseau d'une pluralité de liaisons radio, le processeur multidimensionnel 21 dans la partie de traitement de signal 2 de l'appareil de communication radio 1 confirme les informations concernant les autres liaisons de communication existantes (le procédé de communication, le niveau de puissance, la direction de communication (la direction de mouvement estimée dans le cas d'un objet en mouvement) des communications existantes, le trafic, le temps de retard de transmission ou similaire) afin d'éviter une interférence électromagnétique entre les noeuds de communication cibles (confirmation des informations concernant les autres communications existantes) (étape S14 sur la figure 8).

Sur la base du résultat de la confirmation décrite ci-dessus, le processeur multidimensionnel 21 dans la partie de traitement de signal 2 de l'appareil de communication radio 1 calcule l'interférence avec les communications existantes et conçoit la nouvelle ligne de communication pour établir une communication en utilisant de manière sélective des moyens d'accès multiple (TDMA, FDMA, CDMA, SDMA ou similaire) ou pour établir une communication tout en évitant une interférence en formant un zéro lors de la formation de faisceau afin d'éviter une interférence avec les autres communications existantes (calcul et évitement d'interférence avec les autres communications existantes) (étape S15 sur la figure 8).

Ensuite, la sélection des moyens d'accès multiple va être décrite en faisant référence aux figures 9 et 10. L'appareil de communication radio 1 calcule l'interférence à partir de la direction de communication, de la bande de fréquence et de la puissance d'émission et effectue la sélection parmi les moyens d'accès multiple de la manière suivante si une priorité est donnée à la réduction à un minimum de la bande de fréquence utilisée. Si l'angle entre les directions de propagation des lignes de communication dans le réseau est grand, le SDMA peut être utilisé. Si le SDMA n'est pas suffisant pour éviter une interférence, un zéro est formé dans la direction d'interférence pour diminuer brusquement le gain d'antenne, évitant de ce fait la réception de l'interférence (évitement d'interférence par une commande de zéro).

Si l'une des communications nécessite une puissance d'émission élevée, si le débit de transmission requis est faible, s'il n'y a pas (ou peu de) bande de fréquence disponible, ou si le noeud de communication cible se déplace, le procédé TDMA est utilisé pour éviter une interférence avec les autres communications. Si des communications se produisent dans la même direction, ou si le débit de transmission requis est élevé, le FDMA est utilisé. Si de nombreuses communications se produisent dans la même direction ou si le débit de transmission requis est faible, le procédé CDMA est utilisé. Le processeur multidimensionnel 21 dans la partie de traitement de signal 2 de l'appareil de communication radio 1 invoque le traitement de communication correspondant au procédé de communication déterminé (le traitement de communication LOS 21a, le traitement de communication OH 21b ou le traitement de communication AV 21c), établit les faisceaux à émettre par l'antenne-réseau à balayage électronique en fonction du procédé de communication déterminé, applique la mesure d'évitement d'interférence décrite ci-dessus à l'antenne-réseau à balayage électronique et débute une communication (début de communication) (étape S16 sur la figure 8). Comme on peut le voir à partir de la description ci-dessus, selon ce mode de réalisation, lors de la formation d'un réseau maillé tridimensionnel, différentes commandes d'accès multiple sont combinées pour augmenter l'efficacité de réutilisation des fréquences dans la bande de fréquence limitée pour obtenir une liaison sans coupure dans le réseau maillé. La figure 11 est un schéma de principe montrant une configuration d'un système de réseau radio selon un troisième mode de réalisation exemplaire de la présente invention. Le système de réseau radio selon le troisième mode de réalisation exemplaire de la présente invention montré sur la figure 11 a la même configuration et fonctionne de la même manière que ceux selon les premier et deuxième modes de réalisation exemplaires de la présente invention décrits ci-dessus, excepté qu'un dispositif de commande externe 301 pour la commande d'acheminement de réseau est prévu. Le dispositif de commande externe 301 est connecté à l'un quelconque des noeuds de communication dans le système de réseau radio montré sur la figure 11 et transmet un signal d'indication d'acheminement à chaque noeud de communication impliqué dans l'acheminement à travers le réseau.

Dans ce mode de réalisation, en fonction de l'indication d'acheminement de réseau provenant du dispositif de commande externe 301, le procédé de propagation (la communication LOS, la communication OH ou la communication AV) dans le réseau est déterminé, un paramètre d'accès multiple est déterminé, et une commande de zéro du diagramme d'antenne est effectuée, réalisant de ce fait un réseau qui évite une interférence entre les communications dans les multiples directions.

La figure 12 est un schéma pour illustrer un fonctionnement du système de réseau radio selon un troisième mode de réalisation exemplaire de la présente invention. Un fonctionnement du système de réseau radio selon le troisième mode de réalisation exemplaire de la présente invention va être décrit en faisant référence à la figure 12. En premier, un noeud de communication qui souhaite débuter une communication transmet une demande de communication au dispositif de commande externe 301. Dans ce cas, les paramètres de demande de communication comprennent un noeud de source/noeud de destination (les identifications de noeud du noeud de source et du noeud de destination, telles que les adresses IP (Internet Protocol) de ceux-ci), un procédé de communication (seule la communication synchrone est autorisée, seule la communication asynchrone est autorisée, ou les deux communications sont autorisées), une capacité de transmission nécessaire (une capacité fixe ou une capacité variable (comprenant la capacité maximum, la capacité minimum et la capacité moyenne)), un temps de retard maximum (une valeur admissible du temps de retard total entre la source et la destination), une priorité de communication (la valeur de qualité de service (QoS) ou similaire), et une fiabilité (le taux d'erreurs sur les bits (BER), la performance anti- interception et la performance anti-interférence de la section radio entière). Ensuite, le dispositif de commande externe 301 calcule un nouveau trajet à partir d'informations concernant la communication existante et conçoit une ligne de communication. Dans ce cas, le calcul de trajet est effectué en déterminant le procédé de communication pour chaque paire de noeuds à partir des informations de position concernant les noeuds, des informations de topologie et de l'utilisation des fréquences de la zone pertinente, en déterminant un trajet qui optimise le temps de retard, en sélectionnant un trajet qui fournit la capacité de transmission nécessaire, un trajet pour un partage de charge et un trajet de dérivation dans le cas d'une défaillance, en optimisant le trajet de manière à éliminer une communication de même priorité de commande, en sélectionnant un trajet ou un trajet de propagation qui peut réduire à un minimum (économiser) la puissance d'émission, en calculant le BER sur la base de la ligne de communication conçue, en évaluant la performance anti-interception et la performance anti-interférence du procédé de communication, de la fréquence et du trajet de transmission, et en effectuant un transfert intercellulaire de n'importe quel noeud qui est un objet mobile à la destination du mouvement. En dernier, le dispositif de commande externe 301 transmet les informations de trajet calculées comme décrit ci-dessus à l'appareil de communication radio et à une partie de routeur. La partie de routeur est connectée à une interface de communication de l'appareil de communication radio et effectue la commutation de trajet nécessaire pour l'acheminement de réseau. Les figures 13 et 14 sont des schémas de principe pour illustrer une commande d'acheminement dans le système de réseau radio selon un troisième mode de réalisation exemplaire de la présente invention. Dans le réseau maillé comprenant les noeuds de communication 112, 122, 132, 142, 152, 162, 172, 182, 192, 202, 212, ..., 2N2 montrés sur la figure 13, sous la commande du dispositif de commande externe (tel qu'un dispositif de commande de réseau) 301, un trajet de réseau (indiqué par le trait gras sur la figure 13) qui réduit à un minimum le retard de transmission des données à transmettre est formé. Si une défaillance apparaît dans la liaison, le dispositif de commande externe 301 forme un trajet de dérivation pour garantir la transmission des informations. Lorsque la communication OH se produit entre les noeuds de communication 122 et 132 comme montré sur la figure 14, l'antenne-réseau à balayage électronique du noeud de communication 162 est commandée pour former un zéro dans le diagramme d'antenne contre l'onde radio de la communication OH provenant du noeud de communication 122 afin d'éviter que l'onde radio de la communication OH n'interfère avec le noeud de communication 162. Dans la commande de zéro, le dispositif de commande externe 301 calcule un motif d'interférence dans le réseau et commande les faisceaux émis par l'antenne-réseau à balayage électronique de manière à éviter une interférence sur la base du motif d'interférence. Les diagrammes d'antenne 401 à 403 indiquent que trois faisceaux sont dirigés du noeud de communication 162 vers les noeuds de communication cibles 192, 172 et 132.

Comme décrit ci-dessus, selon ce mode de réalisation, le dispositif de commande externe 301 calcule un motif d'interférence dans le réseau et commande les faisceaux émis par l'antenne-réseau à balayage électronique de manière à éviter une interférence sur la base du motif d'interférence, évitant de ce fait une interférence de la communication OH. Avec les configurations et les fonctionnements décrits ci-dessus, la présente invention présente un avantage en ce que chaque noeud de communication ne doit pas avoir de multiples dispositifs radio installés dans celui-ci, et une liaison de données de l'une quelconque de la communication LOS, de la communication OH et de la communication AV peut être construite avec un dispositif radio unique.

Bien que l'invention ait été particulièrement montrée et décrite en faisant référence à des modes de réalisation exemplaires de celle-ci, l'invention n'est pas limitée à ces modes de réalisation. Les hommes du métier comprendront que divers changements de la forme et des détails peuvent être effectués dans celle-ci sans s'écarter de l'esprit et de l'étendue de la présente invention telle que définie par les revendications.

Claims

REVENDICATIONS1. Appareil de communication radio, comprenant : une partie de traitement de communication en ligne de vision qui commande un faisceau provenant d'une antenne-réseau à balayage électronique pour établir une communication en ligne de vision, qui est utilisée lorsqu'il n'y a pas d'obstacle dans un canal de transmission radio ; une partie de traitement de communication au-delà de l'horizon qui commande le faisceau provenant de ladite antenne-réseau à balayage électronique pour établir une communication au-delà de l'horizon, qui est utilisée lorsqu'il y a un obstacle dans ledit canal de transmission radio ; et une partie de traitement de communication de véhicule aérien qui commande le faisceau provenant de ladite antenne-réseau à balayage électronique pour établir une communication de véhicule aérien, qui est utilisée pour communiquer avec un noeud de communication sur un objet volant, dans lequel ladite antenne-réseau à balayage électronique commute entre ladite communication en ligne de vision, ladite communication au-delà de l'horizon et ladite communication de véhicule aérien.
2. Appareil de communication radio selon la revendication 1, comprenant en outre : une partie de détermination qui détermine celle de ladite communication en ligne de vision, de ladite communication au-delà de l'horizon et de laditecommunication de véhicule aérien qui doit être utilisée sur la base d'informations de position provenant d'un appareil cible de liaison opposé, dans lequel la partie de traitement de communication correspondant au procédé de communication déterminé par ladite partie de détermination comme devant être utilisé commande le faisceau provenant de ladite antenne-réseau à balayage électronique.
3. Appareil de communication radio selon la revendication 2, dans lequel ladite partie de détermination détermine la présence ou l'absence d'un obstacle dans le canal de transmission radio entre l'appareil de communication radio et ledit appareil cible de liaison et la présence ou l'absence de mouvement dudit appareil cible de liaison sur la base desdites informations de position, et détermine celle de ladite communication en ligne de vision, de ladite communication au-delà de l'horizon et de ladite communication de véhicule aérien qui doit être utilisée sur la base du résultat de la détermination.
4. Appareil de communication radio selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel l'appareil de communication radio forme un réseau de liaison radio 1 vers N ou N vers N en combinant de multiples faisceaux provenant de ladite antenne-réseau à balayage électronique et un procédé d'accès multiple (N représente un entier égal ou supérieur à 2).30
5. Appareil de communication radio selon la revendication 4, dans lequel ledit procédé d'accès multiple comprend au moins un procédé d'accès multiple par répartition dans le temps, un procédé d'accès multiple par répartition en fréquence, un procédé d'accès multiple par répartition spatiale et un procédé d'accès multiple à répartition par code.
6. Appareil de communication radio selon la revendication 4 ou 5, comprenant en outre : une partie de commande de zéro qui effectue une commande de zéro d'un diagramme d'antenne pour éviter une interférence entre des communications dans de multiples directions lors de l'attribution d'un type de communication multidimensionnelle et d'un type dudit procédé d'accès multiple.
7. Appareil de communication radio selon la revendication 6, dans lequel l'appareil de communication radio forme un réseau qui évite une interférence entre des communications dans de multiples directions en déterminant ledit procédé de communication, en déterminant un paramètre d'accès multiple et en effectuant une commande de zéro dudit diagramme d'antenne en fonction d'une indication d'acheminement de réseau provenant d'un dispositif de commande externe.
8. Système de réseau radio, comprenant un appareil de communication radio selon l'une quelconque des revendications 1 à 7.
9. Procédé de construction de liaison de données, dans lequel un appareil de communication radio est configuré pour être capable d'effectuer : un traitement de communication en ligne de vision qui commande un faisceau provenant d'une antenne-réseau à balayage électronique pour établir une communication en ligne de vision, qui est utilisée lorsqu'il n'y a pas d'obstacle dans un canal de transmission radio ; un traitement de communication au-delà de l'horizon qui commande le faisceau provenant de ladite antenne-réseau à balayage électronique pour établir une communication au-delà de l'horizon, qui est utilisée lorsqu'il y a un obstacle dans ledit canal de transmission radio ; et un traitement de communication de véhicule aérien qui commande le faisceau provenant de ladite antenne-réseau à balayage électronique pour établir une communication de véhicule aérien, qui est utilisée pour une communication avec un noeud de communication sur un objet volant, et le procédé de construction de liaison de données comprend un traitement de commutation qui commute entre ladite communication en ligne de vision, ladite communication au-delà de l'horizon et ladite communication de véhicule aérien avec ladite antenne- réseau à balayage électronique.
10. Procédé de construction de liaison de données selon la revendication 9, dans lequel, dans ledit traitement de commutation, un traitement de détermination est effectué pour déterminer celle deladite communication en ligne de vision, de ladite communication au-delà de l'horizon et de ladite communication de véhicule aérien qui doit être utilisée sur la base d'informations de position provenant d'un appareil cible de liaison opposé, et le faisceau provenant de ladite antenne-réseau à balayage électronique est commandé selon le traitement de communication correspondant au procédé de communication déterminé par ledit traitement de détermination comme devant être utilisé.
11. Procédé de construction de liaison de données selon la revendication 10, dans lequel, dans ledit traitement de détermination, la présence ou l'absence d'un obstacle dans le canal de transmission radio entre l'appareil de communication radio et ledit appareil cible de liaison et la présence ou l'absence de mouvement dudit appareil cible de liaison sont déterminées sur la base desdites informations de position, et il est déterminé celle de ladite communication en ligne de vision, de ladite communication au-delà de l'horizon et de ladite communication de véhicule aérien qui doit être utilisée sur la base du résultat de la détermination.
12. Procédé de construction de liaison de données selon la revendication 9, dans lequel un réseau de liaison radio 1 vers N ou N vers N est formé en combinant de multiples faisceaux provenant de ladite antenne-réseau à balayage électronique et un procédéd'accès multiple (N représente un entier égal ou supérieur à 2).
13. Procédé de construction de liaison de données selon la revendication 12, dans lequel ledit procédé d'accès multiple comprend au moins un procédé d'accès multiple par répartition dans le temps, un procédé d'accès multiple par répartition en fréquence, un procédé d'accès multiple par répartition spatiale et un procédé d'accès multiple à répartition par code.
14. Procédé de construction de liaison de données selon la revendication 12, dans lequel, lors de l'attribution d'un type de communication multidimensionnelle et d'un type dudit procédé d'accès multiple, une commande de zéro d'un diagramme d'antenne est effectuée pour éviter une interférence entre des communications dans de multiples directions.
15. Procédé de construction de liaison de données selon la revendication 14, dans lequel un réseau qui évite une interférence entre des communications dans de multiples directions est formé en déterminant ledit procédé de communication, en déterminant un paramètre d'accès multiple et en effectuant une commande de zéro dudit diagramme d'antenne en fonction d'une indication d'acheminement de réseau provenant d'un dispositif de commande externe.
16. Procédé de construction de liaison de données, dans lequel un appareil de communication radio est configuré pour être capable d'effectuer : un traitement de communication en ligne de vision qui commande un faisceau provenant d'une antenne-réseau à balayage électronique pour établir une communication en ligne de vision, qui est utilisée lorsqu'il n'y a pas d'obstacle dans un canal de transmission radio ; un traitement de communication au-delà de l'horizon qui commande le faisceau provenant de ladite antenne-réseau à balayage électronique pour établir une communication au-delà de l'horizon, qui est utilisée lorsqu'il y a un obstacle dans ledit canal de transmission radio ; et un traitement de communication de véhicule aérien qui commande le faisceau provenant de ladite antenne-réseau à balayage électronique pour établir une communication de véhicule aérien, qui est utilisée pour une communication avec un noeud de communication sur un objet volant, et le procédé de construction de liaison de données comprend un traitement de commutation qui commute entre ladite communication en ligne de vision, ladite communication au-delà de l'horizon et ladite communication de véhicule aérien avec ladite antenne- réseau à balayage électronique, et un traitement de détermination est effectué pour déterminer celle de ladite communication en ligne de vision, de ladite communication au-delà de l'horizon et de ladite communication de véhicule aérien qui doitêtre utilisée sur la base d'informations de position provenant d'un appareil cible de liaison opposé, et le faisceau provenant de ladite antenne-réseau à balayage électronique est commandé en fonction du traitement de communication correspondant au procédé de communication déterminé par ledit traitement de détermination comme devant être utilisé, dans lequel un réseau de liaison radio 1 vers N ou N vers N est formé en combinant de multiples faisceaux provenant de ladite antenne-réseau à balayage électronique et un procédé d'accès multiple (N représente un entier égal ou supérieur à 2).
17. Procédé de construction de liaison de données selon la revendication 16, dans lequel, dans ledit traitement de détermination, la présence ou l'absence d'un obstacle dans le canal de transmission radio entre l'appareil de communication radio et ledit appareil cible de liaison et la présence ou l'absence de mouvement dudit appareil cible de liaison sont déterminées sur la base desdites informations de position, et il est déterminé celle de ladite communication en ligne de vision, de ladite communication au-delà de l'horizon et de ladite communication de véhicule aérien qui doit être utilisée sur la base du résultat de la détermination.