JP2004522938A - データリンクの監視レシーバへの統合 - Google Patents

Abstract

モードＳトランスポンダから拡張スキッタを受信し、該スキッタをＵＡＴフォーマットのＡＤＳ−Ｂ状態ベクトルに変換し、ユニバーサルアクセストランシーバ（ＵＡＴ）データリンクを使用して上記ＡＤＳ−Ｂ状態ベクトルを送信する監視トランシーバシステムを提供する。該監視トランシーバシステムは、複数のデータリンクを使用することによって別装備の航空機により生じる隙間を埋め、シームレスなＡＤＳ−Ｂ監視を提供する。拡張スキッタを処理するモジュールは、１０９０ＭＨｚレシーバと、ＵＡＴプロセッサと通信してスキッタを分解し、同報通信用のＵＡＴフォーマットのＡＤＳ−Ｂ状態ベクトルを組み立てるコンピュータプロセッサと、を備える。

Description

【０００１】
［技術分野］
本発明は、包括的に航空電子工学および監視トランシーバシステムの分野に関する。特に、本発明は、ユニバーサルアクセストランシーバを使用してＡＤＳ−Ｂメッセージを受信し、モードＳフォーマットから同報通信用のＵＡＴフォーマットに変換する方法、装置、システム、およびコンピュータソフトウェア製品に関する。
【０００２】
［発明の背景］
歴史的に見て、航空交通管制システムは、地上ベースのレーダ基地および各航空機搭載のトランスポンダのネットワークに依拠している。地上基地からのレーダビーコン質問に応答して、トランスポンダが応答を同報通信する。トランスポンダ信号は、航空交通管制官に航空機について非常に基本的な情報を提供する。トランスポンダは、４桁８進数コードおよび自機高度を送信する。航空機位置は、レーダ用パラボラアンテナの受信時間および角度位置を測定することによって推測される。
【０００３】
ＩＣＡＯ航空機アドレスと呼ばれる一意の識別子をレーダビーコン質問およびトランスポンダの応答信号に加えるモード選択ビーコン（モードＳ）システムが開発された。ＩＣＡＯとは国際民間航空機関のことであり、民間航空の標準を公表する団体である。モードＳ質問は特定の航空機を対象としているため、その特定の航空機に搭載されているモードＳトランスポンダしか応答しない。モードＳシステムは、モードＳデータリンクと呼ばれることもある。
【０００４】
地上ベースのレーダ質問を使用することなく、衛星をベースとする全地球測位システム（ＧＰＳ）を利用して航空機の緯度および経度を直接送信する放送型自動従属監視（ＡＤＳ−Ｂ）システムが開発された。ＧＰＳベースの位置データは常に更新され、非常に高精度であり、通常のトランスポンダ質問を必要としない。ＡＤＳ−Ｂを装備した航空機は、デジタル信号を自動的かつ周期的に他のすべてのＡＤＳ−Ｂ装備航空機に同報通信する。ＡＤＳ−Ｂ信号は、航空機の位置および機首方位、ならびにかかる情報の完全性についての幅広い情報を含む。
【０００５】
連邦航空局は、民間航空の安全および効率をＧＰＳベースの航空電子工学およびデータリンク通信の使用を通して向上させるように設計されたプロジェクトであるキャップストーンプログラム（Ｃａｐｓｔｏｎｅ Ｐｒｏｇｒａｍ）を開始した。キャップストーンプログラム下では、アラスカ試験領域における特定の商用航空機および政府航空機にＡＤＳ−Ｂシステムを装備させた。ＡＤＳ−Ｂ信号を送受信可能な地上ベースのトランシーバのネットワークも試験領域に設置した。
【０００６】
内部信号プロセッサを備える地上ベースおよび移動体のトランシーバを使用して、ＡＤＳ−Ｂ信号を送受信する。トランシーバは、信号の受信および送信の双方を行うことが可能である。ユニバーサルアクセストランシーバ（ＵＡＴ）とは、ＡＤＳ−Ｂおよび他の同報通信サービスをサポートする無線データリンクシステムである。ＵＡＴデータリンクは、ＡＤＳ−Ｂ装備の航空機と地上基地との間での通信を提供する。
【０００７】
航空機からＡＤＳ−Ｂ信号を送受信することに加えて、ＵＡＴデータリンクシステムは、２つのモード、すなわちＦＩＳ−Ｂ（飛行情報サービス−同報通信）モードおよびＴＩＳ−Ｂ（交通情報サービス−同報通信）モードで固定地上レーダ基地からデータをアップリンクし同報通信することが可能である。ＦＩＳ−Ｂデータは、気象同報通信（グラフィックおよびテキスト）、空港状態報告、一時的な空域制限、およびＮＯＴＡＭと呼ばれる公式の航空情報を含め、広範な情報を含む。ＴＩＳ−Ｂデータは、地上ベースのレーダシステムから集められる航空交通についての情報を含む。
【０００８】
共通見解に基づく航空標準を公表する機関であるＲＴＣＡは、ＵＡＴデータリンクシステムを介して送信されるメッセージの標準フォーマットを開発している。このＵＡＴフォーマットでは、データを特定の順序にする必要がある。ＡＤＳ−Ｂ信号は、標準ＵＡＴフォーマットで配置されている場合にＵＡＴデータリンクシステムで同報通信することができる。
【０００９】
ＡＤＳ−Ｂ信号は、モードＳデータリンクでも同報通信することができる。モードＳデータリンクからのＡＤＳ−Ｂ信号は、モードＳ拡張スキッタ（Ｍｏｄｅ Ｓ ｅｘｔｅｎｄｅｄ ｓｑｕｉｔｔｅｒ）と呼ばれる。しかし、ＵＡＴデータリンクは、モードＳ拡張スキッタを受信または送信するように装備されていない。
【００１０】
多くの小型飛行機およびコミュータージェット機には、レーダトランスポンダが装備されているが、モードＳ拡張スキッタを同報通信するような装備はなされていない。同様に、大半の商用旅客機にはモードＳトランスポンダが装備されているが、ＵＡＴフォーマットで信号を同報通信するような装備はなされていない。したがって、搭載機器の異なる航空機が入り交じっていることは、依然として航空交通管制および監視システムにとって難問である。
【００１１】
したがって、モードＳ拡張スキッタを受信し、スキッタ内に含まれるデータをＵＡＴフォーマットでＡＤＳ−Ｂ装備航空機、輸送手段、および基地に送信することが可能なトランシーバシステムが必要とされる。これに関連して、モードＳ拡張スキッタを送信可能なＵＡＴフォーマットＡＤＳ−Ｂ信号に変換するコンピュータソフトウェアが必要とされる。
【００１２】
また、今日使用されている様々な種類の航空電子工学通信機器間での相互運用性を高める装置も必要とされる。
【００１３】
モードＳ拡張スキッタを航空機から、また交通データを固定地上レーダ基地から受信することが可能であり、またさらに、ユニバーサルアクセストランシーバ無線データリンクシステムを使用してＡＤＳ−Ｂ互換フォーマットでデータを送信することが可能な単一の監視装置もさらに必要とされる。
【００１４】
［発明の概要］
上記および他の必要性は、一実施形態では、モードＳトランスポンダから拡張スキッタを受信し、スキッタをＡＤＳ−Ｂ状態ベクトルに変換し、トランシーバシステムを使用してＡＤＳ−Ｂ状態ベクトルを送信する装置、方法、およびシステムを一般に提供する本発明によって満たされる。トランシーバシステムは、トランスポンダデータリンク技術とＡＤＳ−Ｂデータリンク技術とを単一の監視レシーバに統合する。
【００１５】
本発明の一態様では、スキッタを処理する装置は、輸送手段から第１のフォーマットのスキッタを受信可能なレシーバと、スキッタを第２のフォーマットの新しい送信可能ＡＤＳ−Ｂ信号に変換するように構成されるプロセッサと、トランスミッタと、を備える。一実施形態では、スキッタは、モードＳトランスポンダによって同報通信されるいくつかのセグメントから構成される拡張スキッタである。一実施形態では、送信可能ＡＤＳ−Ｂ信号は、既存の規格に従って組み立てられる、ＵＡＴフォーマットのＡＤＳ−Ｂ状態ベクトルである。
【００１６】
一実施形態では、プロセッサは、互いに接続されるとともに、レシーバおよびトランスミッタに接続されるいくつかのプロセッサを備えることができる。プロセッサ（１つまたは複数）は、固定地上レーダ基地からの交通データの送受信を制御するようにも構成し得る。
【００１７】
一実施形態では、トランスミッタは、第２のフォーマットの信号を送受信可能なトランシーバである。かかるトランシーバが存在する場合、プロセッサは、ターゲットから受信したスキッタの変換を、第２のフォーマットを有する信号も同じターゲットから受信する場合に延期するように構成される。一実施形態では、トランスミッタはユニバーサルアクセストランシーバ（ＵＡＴ）であり、プロセッサは、ＵＡＴフォーマットの入力信号の変換を延期する。
【００１８】
本発明の別の態様では、スキッタをＵＡＴフォーマットのＡＤＳ−Ｂ信号に変換する装置は、スキッタレシーバと、プロセッサと、を備える。プロセッサは、スキッタをその構成要素データに分解してから、そのデータを使用してＡＤＳ−Ｂ状態ベクトルを組み立てるように構成される。一実施形態では、分解されたデータをトラックファイルに格納することができる。
【００１９】
別の態様では、スキッタを処理する方法は、レシーバを介して輸送手段からスキッタを受信するステップと、プロセッサを使用してスキッタを送信可能ＡＤＳ−Ｂ信号に変換するステップと、トランスミッタを介してＵＡＴフォーマットのＡＤＳ−Ｂ信号を送信するステップと、を一般に含む。一実施形態では、変換するステップは、スキッタを構成要素データに分解し、そのデータを使用して新しいＡＤＳ−Ｂ信号を組み立てることを含む。一実施形態では、スキッタを分解するステップは、データをトラックファイルに格納することを含む。
【００２０】
トランスミッタが、ＵＡＴ信号を送受信可能なトランシーバである実施形態では、本発明の方法は、ターゲットから受信したスキッタの変換を、ＵＡＴ信号もまた同じターゲットから受信する場合に延期するステップも含む。
【００２１】
別の態様では、トランシーバシステム内でスキッタを変換する方法は、スキッタを受信するステップと、スキッタを構成要素データに分解するステップと、そのデータから新しいＡＤＳ−Ｂ信号を組み立てるステップと、ＡＤＳ−Ｂ信号を送信するステップと、を含む。分解するステップおよび組み立てるステップは、単独で、または互いに協働して、１つまたは複数のプロセッサで実現することができる。
【００２２】
本発明の別の態様では、スキッタを処理するシステムは、搭載トランスミッタを装備した輸送手段と、搭載トランスミッタからスキッタを受信するように構成されるレシーバと、コンピュータ処理装置と、トランスミッタと、を備える。コンピュータ装置は、スキッタを構成要素データに分解する第１の処理部分と、そのデータを使用して新しいＡＤＳ−Ｂ信号を組み立てる第２の部分と、を含む。
【００２３】
一実施形態では、本システムは、提携して動作して第１および第２の処理部分を実行可能ないくつかのコンピュータ装置を含む。一実施形態では、コンピュータ装置は、ＵＡＴフォーマットで新しいＡＤＳ−Ｂ信号を組み立てる第３の処理部分を含む。トランスミッタがトランシーバである実施形態では、コンピュータ装置は、ターゲットから受信したスキッタの変換を、ＵＡＴ信号も上記ターゲットから受信する場合に延期する第４の処理部分も含む。
【００２４】
本システムの別の実施形態では、コンピュータ装置はまた、固定地上レーダ基地から交通データを受信する交通処理部分、およびトランスミッタに上記交通データを送信するように指示する同報通信処理部分も含む。
【００２５】
別の態様では、本発明は、スキッタをＵＡＴフォーマットのＡＤＳ−Ｂ信号に変換するコンピュータソフトウェアを含む。本ソフトウェアは、トランシーバコンポーネントを有するシステム内で動作するように設計される。本ソフトウェアは、スキッタを構成要素データに分解する第１の実行可能部分と、そのデータからＡＤＳ−Ｂ信号を組み立てる第２の部分と、を含む。
【００２６】
一実施形態では、第１の実行可能部分は、データをトラックファイルに格納する下位部分を含む。トランスミッタがトランシーバである一実施形態では、本ソフトウェアは、ターゲットから受信したスキッタの変換を、ＵＡＴ信号も上記ターゲットから受信する場合に延期する第３の実行可能部分も含む。
【００２７】
本発明のさらに別の態様では、スキッタ変換機構が既存のトランシーバシステムに統合される。スキッタ変換機構は、スキッタレシーバおよびスキッタプロセッサを備える。スキッタプロセッサは、第１のフォーマットのスキッタが、トランシーバシステムによる同報通信に適した第２のフォーマットのＡＤＳ−Ｂ信号に変換されるように、トランシーバシステムにリンクされる。
【００２８】
別の態様では、本発明は、既存のトランシーバシステムと併用するための変換モジュールを含む。本モジュールは、レシーバおよびスキッタプロセッサを備える。スキッタプロセッサは、データ通信のためにトランシーバシステムに接続されるように設計される。スキッタプロセッサは、第１のフォーマットのスキッタを、トランシーバと互換性がある第２のフォーマットの新しいＡＤＳ−Ｂ信号に変換する。一実施形態では、スキッタプロセッサは、スキッタを構成要素データに分解してから、そのデータを使用してＡＤＳ−Ｂ信号を組み立てる。
【００２９】
したがって、本発明の目的は、モードＳ拡張スキッタをＵＡＴフォーマットのＡＤＳ−Ｂ信号に変換する装置を提供することにある。これに関連する本発明の目的は、スキッタをトランスポンダから受信して、スキッタをＡＤＳ−Ｂ状態ベクトルに変換し、ＵＡＴデータリンクシステムを使用してＡＤＳ−Ｂ状態ベクトルをＵＡＴフォーマットで送信するシステムを提供することにある。
【００３０】
本発明のさらなる目的は、モードＳ拡張スキッタを受信し、スキッタ内に含まれるデータをＡＤＳ−Ｂ装備航空機に互換性のあるフォーマットで送信することができる装置およびトランシーバシステムを提供することにある。関連する本発明の目的は、モードＳスキッタをＵＡＴフォーマットで送信可能なＡＤＳ−Ｂ信号に変換するプロセッサおよびコンピュータソフトウェアを提供することにある。
【００３１】
また、本発明の目的は、モードＳスキッタ、ＡＤＳ−Ｂ信号、および交通データを固定地上レーダ基地から受信することが可能であり、またさらにユニバーサルアクセストランシーバ無線データリンクシステムを使用してＡＤＳ−Ｂ互換フォーマットでデータを送信可能な単一の監視装置を提供することにある。関連する本発明の目的は、様々な種類の航空電子工学通信機器間での相互運用性を高めることにある。
【００３２】
本発明によって実現されるこれらおよび他の目的は、添付図面と併せて以下の好ましい一実施形態の詳細な説明から明らかになろう。
【００３３】
［好適な実施形態の説明］
これより、同様の符号がいくつかの図面全体を通して同様の要素を指す図面をより詳細に参照すると、図１は、本発明の一実施形態による、ユニバーサルアクセストランシーバ（ＵＡＴ）システム２１０およびモジュール１０からなる地上ベーストランシーバシステム１１０を示す。ＵＡＴシステム２１０は、ＡＤＳ−Ｂ信号、ＦＩＳ−Ｂ信号、およびＴＩＳ−Ｂ信号のための無線データリンクを提供する。モジュール１０が設置されると、本発明のトランシーバシステム１１０は、モードＳ拡張スキッタ信号内に含まれるデータを、ＵＡＴデータリンクシステム装備の輸送手段に送信する無線データリンクを提供することもさらに可能である。本願では、位置信号を一般に航空機に対して送受信されるものとして説明するが、本発明は、あらゆる種類の輸送手段または基地からの信号の処理、およびあらゆる種類の適宜装備された輸送手段または基地への信号の同報通信に使用できることを理解されたい。
【００３４】
図１は、地上ベースのトランシーバシステム１１０を示すが、本発明は航空機搭載トランシーバシステムを利用することも可能なことを理解されたい。
【００３５】
〔ユニバーサルアクセストランシーバシステム２１０〕
ＵＡＴシステム２１０は、航空機からＡＤＳ−Ｂ信号を送受信することが可能である。本発明は、ＵＡＴフォーマットとは別のトランシーバフォーマットを有するトランシーバを使用しても実施し得ることを理解されたい。
【００３６】
ＵＡＴシステム２１０は、直列接続３７によって第１のプロセッサ１００に接続されるトランシーバ１１５を一般に含む。直列接続３７は、トランシーバ１１５が第１のプロセッサ１００と通信できるようにする。トランシーバ１１５は、信号を送受信するように構成されるアンテナ１１２を備える。Ｒｘとラベルのある矢印は、受信中の信号を指す。Ｔｘとラベルのある矢印は、送信中の信号を表す。
【００３７】
ＵＡＴシステム２１０は、固定地上レーダ基地から２つの既知のモード、すなわちＦＩＳ−Ｂ（飛行情報サービス−同報通信）モードおよびＴＩＳ−Ｂ（交通情報サービス−同報通信）モードでデータをアップリンクし同報通信することも可能である。ＵＡＴシステム２１０の第１のプロセッサ１００は、１つまたは複数の中間コンピュータサーバ２００を備える場合もあり、または備えない場合もあるリンクを介して１つまたは複数の航空交通管制センタ３００と通信する。ＦＡＡ気象処理システム、飛行情報局、および航空交通管制の気象専門家から受信する情報は、総称してＦＩＳ−Ｂと呼ばれる。本願にて用いる「固定地上レーダ基地からの交通データ」なる語句は、ＦＩＳ−ＢおよびＴＩＳ−Ｂの双方を含む。
【００３８】
第１のプロセッサ１００は、ＴＩＳ−Ｂ信号を航空交通管制センタ３００からＴＩＳ−Ｂリンク４７を介して受信する。ＴＩＳ−Ｂモードで同報通信される信号は、地上ベースのレーダ３１５からの航空交通についての情報を含む。ＴＩＳ−Ｂは、航空交通管制官が使用するすべてのデータを一般に含む。
【００３９】
さらに、第１のプロセッサ１００は、ＦＩＳ−Ｂリンク５７を介してＦＩＳ−Ｂ信号を航空交通管制センタ３００から受信する。ＦＩＳ−Ｂモードで同報通信される信号は、気象放送（グラフィックおよびテキスト）、空港状態報告、一時的な空域制限、未知の障害物、および公式の航空情報（ＮＯＴＡＭ）を含め、広範な情報を含む。
【００４０】
〔モジュール１０〕
本発明の一態様では、モジュール１０は、一方向直接メモリアクセス接続１７により第２のプロセッサ２０に接続されるレシーバ１５を備える。接続１７は、レシーバ１５が第２のプロセッサ２０と通信できるようにする。レシーバ１５は、トランスポンダから拡張スキッタを受信するように構成される受信専用の１０９０ＭＨｚアンテナ１２を備える。本発明のモジュール１０の第２のプロセッサ２０は、直接メモリアクセス接続２７により第１のプロセッサ１００に接続される。接続２７は、第１のプロセッサ１００が第２のプロセッサ２０と通信できるようにする。
【００４１】
一実施形態では、図１に示すように、本発明のモジュール１０は、ＵＡＴシステム２１０内に設置されるように構成される。本実施形態でのモジュール１０は、スキッタ変換機構または変換モジュールと呼ぶこともできる。モジュール１０およびＵＡＴシステム２１０は併せて、ＡＤＳ−Ｂ信号、ＦＩＳ−Ｂ信号、およびＴＩＳ−Ｂ信号のための無線データリンクを提供することができるトランシーバシステム１１０を形成する。
【００４２】
本発明の実施での使用に適した構成要素は、オレゴン州Ｓａｌｅｍに所在のＵＰＳ Ａｖｉａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ， Ｉｎｃ．から入手可能であり、ＡＴ７０００モードＳデータリンクトランスポンダ、Ａｐｏｌｌｏ ＧＢＴ２０００ ＡＤＳ−Ｂデータリンク地上基地、ユニバーサルアクセストランシーバ（ＵＡＴ）、ＡＴ２０００多機能交通情報コックピットディスプレイ（ＣＤＴＩ）、およびＡＴ９０００リンク・表示処理ユニット（ＬＤＰＵ）を含む。さらに、本発明の実施での使用に適した技術は、搭載ＡＤＳ−Ｂシステム、搭載コックピットディスプレイ、および地上ベーストランシーバシステムを含め、ＦＡＡキャップストーンプログラムの一環として開発されている。
【００４３】
〔別装備の航空機〕
本発明の別の態様では、トランシーバシステム１１０は、別装備を有する航空機間での通信を可能にする。図１に示すＵＡＴシステム２１０は、それ自体では、トランスポンダを装備した航空機によって同報通信されるモードＳ拡張スキッタを受信または送信するような装備はなされていない。
【００４４】
ＵＡＴデータリンクシステム３０およびモードＳトランスポンダ４０（図２参照）は、異なる情報を含む信号を異なるフォーマットで同報通信することに留意されたい。たとえば、モードＳ拡張スキッタ５０は、１０９０ＭＨｚの周波数で同報通信され得るが、ＵＡＴフォーマットＡＤＳ−Ｂ信号３５は９７８ＭＨｚで同報通信される場合がある。モードＳ拡張スキッタ５０は、複数のセグメントで送信されるＡＤＳ−Ｂメッセージを含むことができるが、ＵＡＴフォーマットＡＤＳ−Ｂ信号３５は単一のセグメント化されていないメッセージで送信され得る。
【００４５】
図２に示すように、本発明のトランシーバシステム１１０は、ＵＡＴ装備航空機６０からＵＡＴフォーマットＡＤＳ−Ｂ信号３５を処理することが可能である。トランシーバ１１５のアンテナ１１２（図１に示す）は、ＵＡＴフォーマットＡＤＳ−Ｂ信号３５を受信するように構成される。
【００４６】
民間のパイロットが操縦する多くの小型飛行機は、経済的な理由からＵＡＴデータリンクシステム３０を装備し得る。一方、多くのコミュータージェット機および新しい小型飛行機は、ＵＡＴデータリンクシステム３０およびモードＳスキッタトランスポンダ４０の双方を採用し得る。これら二重装備航空機６５は、ＵＡＴフォーマットＡＤＳ−Ｂ信号３５およびモードＳ拡張スキッタ５０を同報通信する。本発明のトランシーバシステム１１０は、双方の種類の信号を処理することが可能である。レシーバ１５の１０９０ＭＨｚアンテナ１２（図１に示す）は、拡張スキッタ５０を受信するように構成される。
【００４７】
本発明のトランシーバシステム１１０は、商用旅客ジェット機等トランスポンダ装備航空機７０からの拡張スキッタ５０を処理することも可能である。レシーバ１５の１０９０ＭＨｚアンテナ１２（図１に示す）は、拡張スキッタ５０を受信するように構成される。多くの商用ジェット機は、拡張スキッタ性能についてアップグレードされたモードＳトランスポンダ４０を装備している。
【００４８】
図１に示すように、トランシーバ１１５は、信号の受信および送信の双方が可能なアンテナ１１２を備える。受信中の信号はＲｘとラベルされる。送信中の信号はＴｘとラベルされる。
【００４９】
〔ＡＤＳ−Ｂ信号のモードＳフォーマットからＵＡＴフォーマットへの変換〕 図３に示す別の態様では、本発明のトランシーバシステム１１０は、第１のフォーマット（モードＳフォーマット等）の拡張スキッタ５０を、ＡＤＳ−Ｂ装備航空機に同報通信するために、第２のフォーマット（ＵＡＴフォーマット等）のＡＤＳ−Ｂ状態ベクトル５６に変換する。本発明は、第１のフォーマットの入力信号を受信し、トランスミッタと互換性のある第２のフォーマットの出力信号に変換する。出力信号は、本発明をユニバーサルアクセストランシーバと併せて使用する場合、ＵＡＴフォーマットに変換することができる。あるいは、出力信号は、別の既知のトランシーバシステムと互換性のある別の第２のフォーマットに変換することもできる。
【００５０】
送信可能であり、またＵＡＴデータリンクシステムによる同報通信可能なＡＤＳ−Ｂ信号は、ＵＡＴフォーマットのＡＤＳ−Ｂ状態ベクトル５６を一般に含む。「ＵＡＴフォーマットの」という語句は、ＲＴＣＡ機関によって公表された標準等、ＵＡＴデータリンクシステムを介して送信されるメッセージの標準フォーマットに準拠するようにフォーマットされたＡＤＳ−Ｂ信号を指す。
【００５１】
本発明の方法の一態様では、拡張スキッタ５０がレシーバ１５によって受信され（８１）、トラックファイル５５に分解され（８２）、ＵＡＴフォーマットのＡＤＳ−Ｂ状態ベクトル５６に構成され（８３）、これがトランシーバ１１５によって送信される（８４）。「スキッタ処理」なる語句は、受信から送信までの、入力スキッタを処理するすべてのステップを一般に含む。
【００５２】
一般に、ＡＤＳ−Ｂ状態ベクトル５６の構成に必要なデータを得るには、モードＳ拡張スキッタ５０の少なくとも４つのセグメントが必要である。必要な最初の２つのセグメントは位置データを含み、偶数スキッタ５１および奇数スキッタ５２を使用して送信される。３番目のスキッタセグメントは、飛行速度５３（サブタイプ１）を含む。４番目のセグメントは、フライト識別子５４を含み、また信号を同報通信している航空機の種類を含む。
【００５３】
完全なＡＤＳ−Ｂ状態ベクトル５６を組み立てるには、これら４つのモードＳ拡張スキッタセグメント５１、５２、５３、５４が必要である。かなりの程度の干渉がある環境では、４つのセグメント５１、５２、５３、５４をすべて受信するには数秒かかる場合がある。本発明の方法の一態様では、拡張スキッタ５０は、位置スキッタ５１、５２の双方が時間制限以内に受信されない場合には拒絶されることになる。換言すれば、拡張スキッタ５０は、偶数スキッタ５１および奇数スキッタ５２が時間制限以内に受信される場合にのみ、トランシーバシステム１１０による変換を許可される。一実施形態では、この時間制限は１０秒であることができ、これは、国際民間航空機関（ＩＣＡＯ）によって公表されたモードＳ業務規格に記載される制限である。
【００５４】
図３に示す受信ステップ８１、分解ステップ８２、構成ステップ８３、および送信ステップ８４は、一実施形態では、図１に示すトランシーバシステム１１０により行うことができる。本発明の方法の一態様では、レシーバ１５（アンテナ１２を通して）は、拡張スキッタ５０を受信する（８１）。スキッタ５０内に含まれるデータビットは、一方向直接メモリアクセス（ＤＭＡ）接続１７を通して第２のプロセッサ２０と共有することができる。当業者は、ＤＭＡ接続によって提供される共有メモリアーキテクチャを認識し理解しよう。
【００５５】
第２のプロセッサ２０は、拡張スキッタ５０を構成要素データに分解する（８２）ように構成される。各スキッタセグメントは、データビットを含む。本願にて用いる「分解」なる語は、スキッタ５０をその構成要素部分に分割し、これらの部分をアクセス可能なフォーマットに維持することを意味する。アクセス可能なフォーマットは、データを含むトラックファイル５５であることができる。したがって、「分解」なる語は、抜き出したビットのそれぞれをトラックファイル５５に格納することを含み得る。トラックファイル５５は、特定のターゲット、すなわち追跡中の航空機について集められたデータを含む。トラックファイル５５は一時的なものであってもよい。いくつかのトラックファイル５５が同時に存在してもよい。
【００５６】
第２のプロセッサ２０（スキッタプロセッサと呼ばれることもある）は、直接メモリアクセス（ＤＭＡ）接続２７によって第１のプロセッサ１００に接続することができる。ＤＭＡ接続２７は、データおよび情報を共有するために、２つのプロセッサ２０、１００の間にオープンリンクを提供する。プロセッサ２０、１００は、トラックファイル５５に格納されているビットを使用してＵＡＴフォーマットのＡＤＳ−Ｂ状態ベクトル５６を組み立てる（８３）ように構成される。一実施形態では、第２のプロセッサ２０は、スキッタ５０を分解する（８２）ことができ、また格納されたトラックファイル５５を収容することができる一方で、第１のプロセッサは状態ベクトル５６を組み立てる。
【００５７】
代替の実施形態では、第２のプロセッサ２０はスキッタ５０を分解し、状態ベクトル５６を構成し、ＤＭＡ接続２７を通してこの状態ベクトル５６を第１のプロセッサ１００と共有することができる。ＡＤＳ−Ｂ状態ベクトル５６の作成は、プロセッサ２０、１００のうちの一方で行っても、または双方で行ってもよい。
【００５８】
ＵＡＴフォーマットのＡＤＳ−Ｂ状態ベクトル５６を組み立てる（８３）ために、本発明の方法は、ＲＴＣＡおよび／または国際民間航空機関（ＩＣＡＯ）によって公表されるものなど、ＵＡＴ信号でのデータの順序およびフォーマット化を支配するプロトコルおよび規格に従う。組立ステップ８３は、トラックファイル５５からのデータビットを適切な順序に、また標準ＵＡＴフォーマットにパッキングして、ＵＡＴデータリンクシステム３０に認識可能であり、また互換性のあるＡＤＳ−Ｂ状態ベクトル５６を作成することを含む。
【００５９】
ＵＡＴフォーマットのＡＤＳ−Ｂ状態ベクトル５６の送信は、ＵＡＴシステム２１０内のトランシーバ１１５への直列接続３７によって促進される。直列接続３７は、第１のプロセッサ１００とトランシーバ１１５との間の高速リンクとして動作する。当業者は、この文脈では直列接続３７の有用性を理解し認識しよう。本方法の送信ステップ８４はトランシーバ１１５により、アンテナ１１２を通して実現される。
【００６０】
〔冗長信号〕
図２に示すように、二重装備航空機６５は、ＵＡＴフォーマット信号３５およびモードＳ拡張スキッタ５０の双方を同報通信する。ＵＡＴフォーマットＡＤＳ−Ｂ信号３５および拡張スキッタ５０は双方とも航空機識別子５４を含むため、信号を受信するとすぐに、トランシーバシステム１１０は、双方の信号が同じ二重装備航空機６５から発信されたものであると認識することを理解されたい。
【００６１】
本発明の方法の別の態様では、プロセッサ１００、２０は、航空機から受信したスキッタ５０の変換を、ＵＡＴフォーマットＡＤＳ−Ｂ信号３５を同じ航空機から受信した場合には延期するように構成される。「延期」なる語は、スキッタの航空機識別子５４がＡＤＳ−Ｂ信号の航空機識別子５４と一致する限り、その特定のスキッタの変換プロセスを一時的に中止すなわち停止することを意味するものと理解されたい。スキッタ５０からＡＤＳ−Ｂ状態ベクトル５６を組み立てると、チャネル帯域内で競合し得る冗長信号が作成されるであろう。この態様では、本発明は、冗長信号の同報通信をなくし、混乱およびクラッタを最小化する。
【００６２】
本明細書に記載のトランシーバシステム１１０は、本発明の精神および範囲に一致した多くの異なる様式で実現し得ることが当業者により認識されよう。したがって、本明細書に記載のトランシーバシステム１１０は、対応する装置および方法論をサポートすることがさらに認識されよう。加えて、トランシーバシステム１１０は、当業者には理解されるように、ソフトウェア、ハードウェア、またはソフトウェアおよびハードウェアの組み合わせで実施することができ、当業者はまた、システム１１０が、コンピュータ装置および関連するコンピュータソフトウェアに基づく、対応するシステムをサポートすることを認識しよう。
【００６３】
当業者が上記説明および関連する図面に提示される教示の恩恵を受ける場合、本発明の多くの変更および代替の実施形態が思い浮かぶであろう。したがって、本発明は、開示した特定の実施形態に限定されず、変更および他の実施形態は併記の特許請求の範囲内に包含されるよう意図されることを理解されたい。本明細書において特定の用語を使用し詳細を示したが、総称的かつ説明的な意味でのみ用いられたものであり、限定として用いられたものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態によるトランシーバシステムの線図である。
【図２】本発明の一実施形態によるトランシーバシステムに関連する別装備の航空機の線図である。
【図３】本発明の一実施形態による、一連の入力モードＳ拡張スキッタの、ＵＡＴデータリンクシステムを介して送信するＡＤＳ−Ｂ状態ベクトルへの変換を示すフローチャートである。

Claims (39)

1. 輸送手段から受信するスキッタを処理する装置であって、
   輸送手段からスキッタを受信するように構成されるレシーバと、
   該レシーバと通信し、前記スキッタを送信可能なＡＤＳ−Ｂ信号に変換するように構成されるプロセッサと、
   該プロセッサと通信し、前記ＡＤＳ−Ｂ信号を送信するように構成されるトランスミッタと、
   を備える装置。
2. 前記スキッタはモードＳトランスポンダからの拡張スキッタである請求項１記載の装置。
3. 前記送信可能なＡＤＳ−Ｂ信号は、ＵＡＴフォーマットのＡＤＳ−Ｂ状態ベクトルを含む請求項１記載の装置。
4. 前記プロセッサは、前記レシーバおよび前記トランスミッタと通信する１つまたは複数のプロセッサを含む請求項１記載の装置。
5. 前記プロセッサは、固定地上レーダ基地から交通データを受信するようにさらに構成され、前記トランスミッタは、前記交通データを送信するようにさらに構成される請求項１記載の装置。
6. 前記トランスミッタは、ＵＡＴフォーマットのＡＤＳ−Ｂ信号を送受信するように構成されるユニバーサルアクセストランシーバである請求項１記載の装置。
7. 前記プロセッサは、ターゲットから受信したスキッタの変換を、ＵＡＴ信号もまた前記ターゲットから受信される場合に延期するようにさらに構成される請求項６記載の装置。
8. モードＳ拡張スキッタをＡＤＳ−Ｂ状態ベクトルに変換する装置において、トランシーバシステムと通信し、なおトランシーバおよび第１のプロセッサを特徴とする装置であって、
   輸送手段から拡張スキッタを受信するように構成されるレシーバと、
   該レシーバおよび前記第１のプロセッサと通信する第２のプロセッサであって、前記スキッタを構成要素データに分解し、該データを使用してＡＤＳ−Ｂ状態ベクトルを組み立てるように構成される第２のプロセッサと、
   を備える装置。
9. 前記第１のプロセッサは、前記第２のプロセッサと協働して前記スキッタを構成要素データに分解するように構成される請求項８記載の装置。
10. 前記第１のプロセッサは、前記第２のプロセッサと協働して、前記データを使用して前記ＡＤＳ−Ｂ状態ベクトルを組み立てるように構成される請求項８記載の装置。
11. 前記拡張スキッタは複数のセグメントを含む請求項８記載の装置。
12. 前記第２のプロセッサは前記構成要素データをトラックファイルに格納する請求項８記載の装置。
13. 前記第２のプロセッサはＵＡＴフォーマットで前記ＡＤＳ−Ｂ状態ベクトルを組み立てる請求項８記載の装置。
14. 輸送手段から受信するスキッタを処理する方法であって、
    レシーバを介して輸送手段からスキッタを受信することと、
    前記レシーバと通信するプロセッサを使用して、前記スキッタを送信可能なＡＤＳ−Ｂ信号に変換することと、
    前記プロセッサと通信するトランスミッタを介して前記ＡＤＳ−Ｂ信号を送信することと、
    を含む方法。
15. 前記スキッタを変換するステップは、
    前記スキッタを構成要素データに分解することと、
    前記データから送信可能なＡＤＳ−Ｂ信号を組み立てることと、
    をさらに含む請求項１４記載の方法。
16. 前記スキッタを分解するステップは、前記データをトラックファイルに格納することをさらに含む請求項１５記載の方法。
17. 前記送信可能なＡＤＳ−Ｂ信号を組み立てるステップは、ＵＡＴフォーマットで前記ＡＤＳ−Ｂ信号を組み立てることをさらに含む請求項１５記載の方法。
18. ターゲットから受信したスキッタの変換を、ＵＡＴ信号も前記ターゲットから受信する場合に延期することをさらに含む請求項１７記載の方法。
19. モードＳ拡張スキッタをＡＤＳ−Ｂ状態ベクトルにトランシーバシステム内で変換する方法であって、前記トランシーバシステムはレシーバ、プロセッサ、およびトランスミッタを特徴とし、該方法は、
    前記レシーバを介して輸送手段からスキッタを受信することと、
    前記プロセッサを使用して前記スキッタを構成要素データに分解することと、
    前記プロセッサを使用して前記データからＡＤＳ−Ｂ状態ベクトルを組み立てることと、
    前記プロセッサと通信するトランスミッタを介して前記ＡＤＳ−Ｂ状態ベクトルを送信することと、
    を含む方法。
20. 前記スキッタを分解するステップは、前記データをトラックファイルに格納することをさらに含む請求項１９記載の方法。
21. 前記ＡＤＳ−Ｂ状態ベクトルを組み立てるステップは、ＵＡＴフォーマットで前記ＡＤＳ−Ｂ状態ベクトルを組み立てることをさらに含む請求項１９記載の方法。
22. 前記プロセッサは１つまたは複数のプロセッサを含む請求項１９記載の方法。
23. 前記プロセッサは、協働して前記スキッタを構成要素データに分解するように構成される請求項２２記載の方法。
24. 前記プロセッサは、協働して前記データを使用して前記ＡＤＳ−Ｂ状態ベクトルを組み立てるように構成される請求項２２記載の方法。
25. 前記トランスミッタは、ＵＡＴフォーマットのＡＤＳ−Ｂ信号を送受信するように構成されるユニバーサルアクセストランシーバである請求項１９記載の方法。
26. ターゲットから受信したスキッタの変換を、ＵＡＴ信号もまた前記ターゲットから受信される場合に延期することをさらに含む請求項２５記載の方法。
27. 輸送手段から受信するスキッタを処理するシステムであって、
    搭載トランスミッタを装備した輸送手段と、
    前記搭載トランスミッタからスキッタを受信するように構成されるレシーバと、
    該レシーバと通信するコンピュータ処理装置であって、
    前記スキッタを構成要素データに分解するように構成される第１の処理部分、および
    前記データを使用して送信可能なＡＤＳ−Ｂ信号を組み立てるように構成される第２の処理部分を含むコンピュータ処理装置と、
    前記プロセッサと通信し、前記ＡＤＳ−Ｂ信号を送信するように構成されるトランスミッタと、
    を備えるシステム。
28. 前記コンピュータ処理装置は、前記レシーバおよび前記トランスミッタと通信する１つまたは複数のコンピュータ処理装置を含む請求項２７記載のシステム。
29. 前記コンピュータ処理装置は、協働して前記第１および第２の処理部分を実行するように構成される請求項２８記載のシステム。
30. 前記トランスミッタは、ＵＡＴフォーマットのＡＤＳ−Ｂ信号を送受信するように構成されるユニバーサルアクセストランシーバである請求項２７記載のシステム。
31. 前記コンピュータ処理装置は、ターゲットから受信したスキッタの変換を、ＵＡＴ信号もまた前記ターゲットから受信される場合に延期するように構成される第３の処理部分をさらに含む請求項３０記載のシステム。
32. 前記コンピュータ処理装置は、固定地上レーダ基地から交通データを受信するように構成される交通処理部分と、
    前記トランスミッタに前記交通データを送信させるように構成される同報通信処理部分と、
    をさらに含む請求項２７記載のシステム。
33. レシーバ、プロセッサ、およびトランスミッタを特徴とするトランシーバコンポーネントを有するシステムにおいて、モードＳ拡張スキッタをＡＤＳ−Ｂ状態ベクトルに変換するコンピュータソフトウェアプログラム製品であって、
    前記スキッタを構成要素データに分解するように構成される第１の実行可能部分と、
    前記データからＡＤＳ−Ｂ状態ベクトルを組み立てるように構成される第２の実行可能部分と、
    を含むコンピュータソフトウェアプログラム製品。
34. 前記第１の実行可能部分は、前記データをトラックファイルに格納するように構成される下位部分をさらに含む請求項３３記載のコンピュータソフトウェアプログラム製品。
35. ＵＡＴフォーマットで前記ＡＤＳ−Ｂ状態ベクトルを組み立てるように構成される第３の実行可能部分をさらに含む請求項３３記載のコンピュータソフトウェアプログラム製品。
36. ターゲットから受信したスキッタの変換を、ＵＡＴ信号もまた前記ターゲットから受信される場合に延期するように構成される第４の実行可能部分をさらに含む請求項３３記載のコンピュータソフトウェアプログラム製品。
37. スキッタ変換機構をトランシーバシステムに統合する方法であって、
    輸送手段から、第１のフォーマットのスキッタを受信するように構成されるレシーバを追加することと、
    前記レシーバと通信するスキッタプロセッサを追加することと、
    前記スキッタが構成要素データに分解され、前記データを使用して、前記トランシーバシステムと互換性のある第２のフォーマットでＡＤＳ−Ｂ信号が組み立てられるように、前記スキッタプロセッサを前記トランシーバシステムにリンクすることと、
    を含む方法。
38. トランシーバシステムを併せて使用するための変換モジュールであって、
    輸送手段から、第１のフォーマットのスキッタを受信するように構成されるレシーバと、
    該レシーバと通信し、前記トランシーバシステムにデータを通信するために接続されるように構成されるリンクを含むスキッタプロセッサであって、前記スキッタを、前記トランシーバシステムと互換性のある第２のフォーマットのＡＤＳ−Ｂ信号に変換するように構成されるスキッタプロセッサと、
    を備える変換モジュール。
39. 前記スキッタプロセッサは、前記スキッタを構成要素データに分解し、前記データを使用して前記ＡＤＳ−Ｂ信号を組み立てるようにさらに構成される請求項３８記載のモジュール。

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