JP2005192023A - Mobile communication equipment and mobile communication system - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a mobile communication system by which elastic change and correction of simultaneous operation of mobile objects which perform formation action are easy. <P>SOLUTION: This mobile communication equipment 20 performs time division multiplexing using time slots allocated to each of the mobile objects 30 in formation 40 and different by every mobile object 30 in the formation 40 by a time division control means. Furthermore, the mobile communication equipment 20 performs code division multiplexing to a signal time division multiplexed by the time division control means using codes different by every formation allocated to each of different formation 40 by a code division control means. In addition, the mobile communication equipment 20 transmits/receives a signal code division multiplexed by the code division control means with output restricted to an extent communicable within a predetermined relative distance range by the code division control means by a transmitting/receiving means. Fixed communication equipment 10 performs adaptive control of orientation of a directional antenna in the direction where the formation 40 exists and communicates with the mobile communication equipment 20 loaded on the mobile object 30 belonging to the formation 40. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、移動体間の無線通信、および移動体と固定局の無線通信に関し、特に、航空機からなる飛行編隊用の無線通信に関する。   The present invention relates to wireless communication between moving objects and wireless communication between a moving object and a fixed station, and more particularly to wireless communication for a flight formation composed of an aircraft.

現在の航空機の飛行においては無線通信が不可欠なものとなっている。一般の旅客機では安全な運航のため、戦闘機など軍事、防衛目的の飛行編隊では効果的な行動を行なうために無線通信が用いられている(例えば、非特許文献1参照)。   Wireless communication is indispensable for the current flight of aircraft. In general passenger aircraft, wireless communication is used for safe operation, and in order to perform effective actions in military and defense flight formations such as fighters (see Non-Patent Document 1, for example).

図5は、従来の飛行編隊用通信システムの構成例を示す図である。図5を参照すると、飛行編隊用通信システムは、固定通信装置910と移動通信装置920を有している。固定通信装置910は地上の通信所に設置されている。移動通信装置920は航空機930に設置されている。航空機930は、複数の航空機930からなる飛行編隊940で行動しており、移動通信装置920間の通信は飛行編隊940内で頻繁に行なわれる。   FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration example of a conventional flight formation communication system. Referring to FIG. 5, the flight formation communication system includes a fixed communication device 910 and a mobile communication device 920. The fixed communication device 910 is installed at a communication station on the ground. Mobile communication device 920 is installed in aircraft 930. The aircraft 930 operates in a flight formation 940 including a plurality of aircraft 930, and communication between the mobile communication devices 920 is frequently performed in the flight formation 940.

地上の指揮所(不図示)では、味方の航空機930や敵の航空機(不図示)などの位置をレーダにより捕捉しており、飛行編隊940に対して適切な指示が行なわれる。指揮所からの指示は通信所の固定通信装置910から飛行編隊940の各航空機930に対して送られる。飛行編隊940の各航空機930は、指揮所からの指示に従って作戦行動を実行する。   At a ground command post (not shown), the position of a friendly aircraft 930, an enemy aircraft (not shown), or the like is captured by a radar, and an appropriate instruction is given to the flight formation 940. Instructions from the command center are sent from the fixed communication device 910 of the communication station to each aircraft 930 of the flight formation 940. Each aircraft 930 of the flight formation 940 performs an operation action in accordance with instructions from the command post.

移動通信装置920は、相互に通信可能であると共に、固定通信装置910とも通信可能である。移動通信装置920は大ゾーン方式を採用しており、相互に通信可能な範囲は直径数百マイル程度の大ゾーン950である。そのために航空機930に搭載される移動通信装置920の出力は大出力である。   The mobile communication device 920 can communicate with each other and can also communicate with the fixed communication device 910. The mobile communication device 920 employs a large zone system, and the range in which communication is possible is a large zone 950 having a diameter of about several hundred miles. Therefore, the output of the mobile communication device 920 mounted on the aircraft 930 is a large output.

また、大ゾーン950内の多重方式としてTDMAを採用している。予め、飛行前に、各航空機930の移動通信装置920に割り当てるタイムスロットを決めておき、各移動通信装置920にそのタイムスロットを設定している。各移動通信装置920に互いに異なるタイムスロットを割り当てることにより、大ゾーン950内での混信が防止されている。   Further, TDMA is adopted as a multiplexing method in the large zone 950. Prior to flight, a time slot to be assigned to the mobile communication device 920 of each aircraft 930 is determined in advance, and the time slot is set for each mobile communication device 920. By assigning different time slots to each mobile communication device 920, interference in the large zone 950 is prevented.

固定通信装置910は、大ゾーン950内の各移動通信装置920と通信可能である。指揮所からの指示は、通信所の固定通信装置910から各航空機930の移動通信装置920に送られる。   The fixed communication device 910 can communicate with each mobile communication device 920 in the large zone 950. The instruction from the command post is sent from the fixed communication device 910 of the communication center to the mobile communication device 920 of each aircraft 930.

また、飛行編隊用通信システムでは音声通信のみならず、地上のレーダで捕捉したリアルタイムの位置情報などのデータ通信をも可能とすることが提案されている。
What is LINK-16? System Features"、[online]、Division of Professional Development United States Naval Academy、[平成15年12月2日検索]、インターネット、<URL:http://prodevweb.prodev.usna.edu/SeaNav/NS40x/NS401_old/introduction/html/indexfet.html>
In addition, it has been proposed that the flight formation communication system enables not only voice communication but also data communication such as real-time position information captured by a ground radar.
What is LINK-16? System Features ", [online], Division of Professional Development United States Naval Academy, [Search December 2, 2003], Internet, <URL: http: //prodevweb.prodev.usna.edu /SeaNav/NS40x/NS401_old/introduction/html/indexfet.html>

攻撃の場面としては、例えば数十機からなる大部隊による地上爆撃などが想定される。通常、攻撃に投入される航空機930の数は事前に決まっており、緊急的に航空機930を追加投入することは少ない。   As the scene of the attack, for example, ground bombing by a large unit consisting of dozens of aircraft is assumed. Usually, the number of aircraft 930 to be attacked is determined in advance, and it is rare that an additional aircraft 930 is urgently added.

しかし、専守防衛を旨とする国においては防衛の場面が主に想定される。防衛の場面においては、通常、レーダで捕捉した敵の戦闘力に対応して、投入すべき戦闘力を決定することとなる。具体的には、例えば敵の航空機と同数の防衛用の航空機930を投入する。   However, a defense situation is mainly envisaged in a country that is dedicated to defense. In the defense scene, usually, the battle power to be input is determined in accordance with the battle power of the enemy captured by the radar. Specifically, for example, the same number of defense aircraft 930 as the enemy aircraft are introduced.

しかし、当初から敵の全ての航空機がレーダにて捕捉できるとは限らず、当初捕捉できていなかった敵機が後から捕捉されることがある。また、異なる方向から敵機が合流して敵機の数が増大することもある。その場合には、事後的に防衛用の航空機930を追加投入する必要がある。   However, not all of the enemy aircraft from the beginning can be captured by the radar, and enemy aircraft that were not initially captured may be captured later. In addition, enemy aircraft may join from different directions and the number of enemy aircraft may increase. In that case, it is necessary to add a defense aircraft 930 after the fact.

上述したように、通常、1つの飛行編隊940は複数の航空機930からなり、その単位で戦闘を行なうので航空機930間の通信は主として飛行編隊940内で行なわれる。直径が数百マイルにも及ぶ大ゾーン950では同一ゾーン内に複数の飛行編隊940が存在することが想定され、その場合、同一の大ゾーン950内の航空機930の移動通信装置920には全て互いに異なるタイムスロットを割り当てる必要があった。また、同一ゾーン内に複数の飛行編隊940を投入することになるので、複数の飛行編隊940に渡ってタイムスロットを管理する必要があった。   As described above, normally, one flight formation 940 is composed of a plurality of aircrafts 930, and battles are performed in units thereof, so communication between aircrafts 930 is mainly performed within the flight formation 940. In the large zone 950 having a diameter of several hundred miles, it is assumed that there are a plurality of flight formations 940 in the same zone. In this case, all the mobile communication devices 920 of the aircraft 930 in the same large zone 950 are mutually connected. It was necessary to assign different time slots. In addition, since a plurality of flight formations 940 are introduced in the same zone, it is necessary to manage time slots over a plurality of flight formations 940.

そのため、従来の飛行編隊用通信システムは、航空機930の追加投入のように、同時運用を弾力的に変更し、修正することに適したものではなかった。さらに、タイムスロット割り当てが煩雑となることは、緊急を要し、かつミスの許されない場面において好ましいものではなかった。   Therefore, the conventional flight formation communication system is not suitable for elastically changing and correcting the simultaneous operation as in the case of the additional introduction of the aircraft 930. Further, the complicated time slot assignment is not preferable in a scene that requires urgent and does not allow mistakes.

また、従来の飛行編隊用通信システムの応用例として、周波数ホッピングスペクトラム拡散(FH−SS)を用いたCDMA方式によるマルチネットワークを大ゾーンにおけるTDMAと組み合わせることにより、飛行編隊940毎に別個のネットワークを構成し、タイムスロット割り当ての煩雑さを緩和するものがあった。   As an application example of a conventional flight formation communication system, a separate network is formed for each flight formation 940 by combining a CDMA multi-network using frequency hopping spread spectrum (FH-SS) with TDMA in a large zone. Some have been configured to alleviate the complexity of time slot allocation.

しかし、周波数ホッピングを用いた従来の方式は、高速な周波数切り替えが可能なシンセサイザを必要とするものであった。また、周波数ホッピングでは、その秘匿性により、情報が盗聴される可能性は低いが、ある瞬間で見ると特定周波数に大きな電力レベルが現れるので、何らかの通信が行なわれていることを敵に検出される可能性はあった。   However, the conventional method using frequency hopping requires a synthesizer that can switch frequencies at high speed. Also, in frequency hopping, due to its secrecy, there is a low possibility of information being eavesdropped, but when viewed at a certain moment, a large power level appears at a specific frequency, so it is detected by the enemy that some kind of communication is taking place. There was a possibility.

本発明の目的は、比較的狭い周波数帯域を用い、編隊行動する移動体の同時運用の弾力的な変更や修正が容易な移動通信システムを提供することである。   An object of the present invention is to provide a mobile communication system that uses a relatively narrow frequency band and can easily change or modify the simultaneous operation of mobile bodies that perform formation operations.

上記目的を達成するために、本発明の移動通信装置は、所定の相対距離範囲内で行動する少なくとも1つの移動体からなる編隊に属する前記移動体の各々に搭載される移動通信装置であって、
前記編隊内の前記移動体の各々に割り当てられた、該編隊内で該移動体毎に異なるタイムスロットを用いて、時分割多重を行う時分割制御手段と、
異なる前記編隊の各々に割り当てられた、該編隊毎に異なる符合を用いて、前記時分割制御手段により時分割多重された信号に対して符号分割多重を行なう符号分割制御手段と、
前記符号分割制御手段で符号分割多重された信号を、前記所定の相対距離範囲内で通信可能な程度に制限された出力で送受信する送受信手段とを有している。
In order to achieve the above object, a mobile communication device of the present invention is a mobile communication device mounted on each of the mobile bodies belonging to a formation composed of at least one mobile body acting within a predetermined relative distance range. ,
Time-division control means for performing time-division multiplexing using a different time slot for each mobile body in the formation, assigned to each of the mobile bodies in the formation;
Code division control means for performing code division multiplexing on a signal time-division multiplexed by the time division control means, using a different code for each of the formations assigned to each of the different formations;
Transmitting / receiving means for transmitting / receiving a signal that has been code division multiplexed by the code division control means, with an output limited to such an extent that communication is possible within the predetermined relative distance range.

したがって、本発明によれば、編隊内の各移動体の各々に互いに異なるタイムスロットを割り当てて時分割多重を行い、異なる編隊の各々に互いに異なる符合を割り当てて符号分割を行い、時分割多重と符号分割多重を組み合わせて、編隊内の各移動体に搭載された移動通信装置間で相互に通信を行なうことができる。   Therefore, according to the present invention, time division multiplexing is performed by assigning a different time slot to each mobile body in the formation, code division is performed by assigning a different code to each of the different formations, and time division multiplexing is performed. Combining code division multiplexing, it is possible to communicate with each other between mobile communication devices mounted on each mobile unit in the formation.

また、本発明によれば、移動通信装置の出力が、編隊の各移動体の存在する相対距離範囲内で通信可能な程度に制限される。   In addition, according to the present invention, the output of the mobile communication device is limited to such an extent that communication can be performed within the relative distance range where each mobile body of the formation exists.

また、前記符号分割制御手段は、前記時分割制御手段により時分割多重された信号に対して前記符号を用いたスペクトラム拡散を行なうこととしてもよい。   The code division control means may perform spread spectrum using the code on the signal time-division multiplexed by the time division control means.

したがって、移動通信装置は、編隊の各々に割り当てられた符号を用いたスペクトラム拡散通信を行なうので秘匿性が高い。   Therefore, since the mobile communication device performs spread spectrum communication using a code assigned to each of the formations, it has high secrecy.

また、前記スペクトラム拡散は直接拡散型であるとしてもよい。   The spread spectrum may be a direct diffusion type.

したがって、移動通信装置は、編隊の各々に割り当てられた符号を用いた直接拡散型のスペクトラム拡散通信を行なうので、周波数ホッピング型のスペクトラム拡散通信と比べて、高速な周波数切り替えが可能なシンセサイザを必要としない。また、直接拡散型のスペクトラム拡散通信では、通信に用いられている信号が広い周波数帯域に低い電力レベルで現れるので、通信を行なっていることを検出される可能性が周波数ホッピング型と比べて低い。   Therefore, since the mobile communication device performs direct spread spectrum spread spectrum communication using a code assigned to each of the formations, a synthesizer capable of switching the frequency at a higher speed than the frequency hopping spread spectrum communication is required. And not. Further, in the direct spread type spread spectrum communication, since the signal used for communication appears at a low power level in a wide frequency band, the possibility of detecting that communication is being performed is lower than that in the frequency hopping type. .

また、前記移動体は航空機であり、前記編隊は前記航空機からなる飛行編隊であるとしてもよい。   The mobile body may be an aircraft, and the formation may be a flight formation including the aircraft.

本発明の移動通信システムは、上述した本発明のいずれかの移動通信装置と、
指向性アンテナの指向方向を前記編隊の存在する方向に適応制御し、該編隊に属する移動体に搭載された移動通信装置と通信する固定通信装置とを有していてもよい。
The mobile communication system of the present invention includes any one of the mobile communication devices of the present invention described above,
You may have the fixed communication apparatus which adaptively controls the directivity direction of a directional antenna in the direction where the said formation exists, and communicates with the mobile communication apparatus mounted in the mobile body which belongs to this formation.

したがって、固定通信装置が指向性アンテナを用いて移動通信装置と通信することができる。   Therefore, the fixed communication device can communicate with the mobile communication device using the directional antenna.

また、前記編隊と前記固定通信装置がそれぞれ複数存在し、
前記固定通信装置の各々から見て同一方向となる複数の前記編隊が同時に該固定通信装置の通信相手とならないように、前記編隊と前記固定通信装置の組み合わせを選択し、該組み合わせで前記移動通信装置と前記固定通信装置が通信を行なうこととしてもよい。
In addition, there are a plurality of the formation and the fixed communication device,
A combination of the formation and the fixed communication device is selected so that a plurality of the formations in the same direction as viewed from each of the fixed communication devices do not simultaneously become communication partners of the fixed communication device, and the mobile communication is performed based on the combination. The apparatus and the fixed communication apparatus may communicate with each other.

したがって、各固定通信装置から見て同一方向となる複数の編隊が、その固定通信装置の通信相手にならないように、複数の編隊の各々と通信を行なう固定通信装置を選択するので、移動通信装置と固定通信装置の通信において干渉が起こり難い。   Therefore, the mobile communication device selects the fixed communication device that communicates with each of the plurality of formations so that the plurality of formations in the same direction as viewed from each fixed communication device do not become communication partners of the fixed communication device. Interference is unlikely to occur in the communication of the fixed communication device.

本発明によれば、編隊内の各移動体の各々に互いに異なるタイムスロットを割り当てて時分割多重を行い、異なる編隊の各々に互いに異なる符合を割り当てて符号分割を行い、編隊内の各移動体に搭載された移動通信装置間で相互に通信を行い、時分割多重と符号分割多重を組み合わせて、編隊内の各移動体に搭載された移動通信装置間で相互に通信を行なうので、各移動体にタイムスロットを割り当てる際に他の編隊を考慮する必要が無くタイムスロット管理が容易であり、かつ編隊同士が接近しても混信を生じない。   According to the present invention, time division multiplexing is performed by assigning different time slots to each mobile unit in the formation, code division is performed by assigning different codes to each of the different formations, and each mobile unit in the formation is performed. Communicating with each other between the mobile communication devices mounted on the mobile, and combining the time division multiplexing and code division multiplexing to communicate with each other between the mobile communication devices mounted on each mobile unit in the formation. When assigning time slots to the body, it is not necessary to consider other formations, time slot management is easy, and interference does not occur even if the formations approach each other.

また、本発明によれば、移動通信装置の出力が、編隊の各移動体の存在する相対距離範囲内で通信可能な程度に制限されているので、編隊内での通信を低消費電力で実現でき、また移動通信装置を小型軽量化することができる。   In addition, according to the present invention, the output of the mobile communication device is limited to the extent that communication can be performed within the relative distance range in which each mobile unit of the formation exists, so communication within the formation is realized with low power consumption. In addition, the mobile communication device can be reduced in size and weight.

また、移動通信装置は、編隊の各々に割り当てられた符号を用いたスペクトラム拡散通信を行なうので、秘匿性が高い。   Also, since the mobile communication device performs spread spectrum communication using codes assigned to each of the formations, it has high confidentiality.

また、移動通信装置は、編隊の各々に割り当てられた符号を用いた直接拡散型のスペクトラム拡散通信を行なうので、周波数ホッピング型のスペクトラム拡散通信と比べて高速な周波数切り替えが可能なシンセサイザを必要とせず、実現が容易かつ低コストである。   In addition, since the mobile communication apparatus performs direct spread spectrum spread communication using a code assigned to each of the formations, a synthesizer capable of switching frequencies at a higher speed than the frequency hopping spread spectrum communication is required. It is easy to implement and low cost.

また、直接拡散型のスペクトラム拡散通信を用いているため、通信に用いられている信号が広い周波数帯域に低い電力レベルで現れるので、周波数ホッピング型を用いた従来のものと比べ、通信を行なっていることを検出される可能性が低く、より安全性の高い通信が可能である。   Also, since direct spread type spread spectrum communication is used, the signal used for communication appears at a low power level in a wide frequency band, so communication is performed compared to the conventional type using frequency hopping type. Therefore, it is possible to perform communication with higher safety.

また、固定通信装置が指向性アンテナを用いて移動通信装置と通信するので、固定通信装置が編隊の所定の相対距離範囲外にいても移動体と固定通信装置の間で通信が可能である。   Further, since the fixed communication device communicates with the mobile communication device using the directional antenna, communication between the mobile body and the fixed communication device is possible even when the fixed communication device is outside the predetermined relative distance range of the formation.

また、各固定通信装置から見て同一方向となる複数の編隊が、その固定通信装置の通信相手にならないように、複数の編隊の各々と通信を行なう固定通信装置を選択するので、移動通信装置と固定通信装置の通信において干渉が起こり難く、通信を良好に行なうことができる。   In addition, the mobile communication device selects the fixed communication device that communicates with each of the plurality of formations so that the multiple formations in the same direction as viewed from each fixed communication device do not become communication partners of the fixed communication device. Interference is unlikely to occur in the communication of the fixed communication device and communication can be performed satisfactorily.

本発明の一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。   An embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本発明の一実施形態による飛行編隊用通信システムの構成を示す図である。図1を参照すると、飛行編隊用通信システムは、固定通信装置10と移動通信装置20を有している。固定通信装置10は地上の通信所に設置されている。移動通信装置20は航空機30に設置されている。航空機30は、複数の航空機30からなる飛行編隊40で行動しており、移動通信装置20間の通信は飛行編隊40内で頻繁に行なわれる。   FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a flight formation communication system according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, the flight formation communication system includes a fixed communication device 10 and a mobile communication device 20. The fixed communication device 10 is installed at a communication station on the ground. The mobile communication device 20 is installed on the aircraft 30. The aircraft 30 operates in a flight formation 40 composed of a plurality of aircraft 30, and communication between the mobile communication devices 20 is frequently performed in the flight formation 40.

地上の指揮所(不図示)では、味方の航空機30や敵の航空機(不図示)などの位置をレーダにより捕捉しており、飛行編隊40に対して適切な指示が行なわれる。指揮所からの指示は通信所の固定通信装置10から飛行編隊40の各航空機30に対して送られる。飛行編隊40の各航空機30は、指揮所からの指示に従って作戦行動を実行する。   At the ground command post (not shown), the positions of the friendly aircraft 30 and enemy aircraft (not shown) are captured by the radar, and appropriate instructions are given to the flight formation 40. The instruction from the command post is sent to each aircraft 30 of the flight formation 40 from the fixed communication device 10 of the communication center. Each aircraft 30 of the flight formation 40 executes a strategy action in accordance with instructions from the command post.

移動通信装置20は、相互に通信可能であると共に、固定通信装置10とも通信可能である。移動通信装置20は小ゾーン方式を採用しており、小ゾーン50の直径は、同一の飛行編隊40の全ての航空機30間の飛行行動中の相対距離をカバーできる距離に制限されている。そのために航空機30に搭載される移動通信装置20の出力は小出力である。また、航空機30は飛行行動により相対位置が変化するので、無指向性のアンテナが用いられている。これらにより、同一の飛行編隊40の各航空機30は、飛行行動中、常に相互に通信が可能である。   The mobile communication device 20 can communicate with each other and can also communicate with the fixed communication device 10. The mobile communication device 20 adopts a small zone method, and the diameter of the small zone 50 is limited to a distance that can cover the relative distance during the flight action between all the aircrafts 30 of the same flight formation 40. Therefore, the output of the mobile communication device 20 mounted on the aircraft 30 is a small output. Moreover, since the relative position of the aircraft 30 changes depending on the flight behavior, an omnidirectional antenna is used. Thus, the aircrafts 30 of the same flight formation 40 can always communicate with each other during the flight action.

無線信号の多重方式としてはTDMA方式とCDMA方式を組み合わせた方式が採用されている。   As a radio signal multiplexing system, a system combining a TDMA system and a CDMA system is employed.

各小ゾーン50内の多重方式としてTDMA方式を採用している。予め、飛行前に、飛行編隊40内の各航空機30の移動通信装置20に割り当てるタイムスロットを決めておき、各移動通信装置20にそのタイムスロットを設定している。これにより、飛行編隊40内の各航空機30の移動通信装置20は相互を識別して通信を行なうことができる。   A TDMA system is adopted as a multiplexing system in each small zone 50. Prior to flight, a time slot assigned to the mobile communication device 20 of each aircraft 30 in the flight formation 40 is determined in advance, and the time slot is set for each mobile communication device 20. Thereby, the mobile communication devices 20 of the aircrafts 30 in the flight formation 40 can identify each other and perform communication.

また、各飛行編隊40はCDMA方式で分割されており、各飛行編隊40には特有の符号が予め付与されている。無線信号は、飛行編隊40内のTDMA信号をさらに飛行編隊40毎の符号を用いた直接拡散でスペクトラム拡散(DS−SS)したものとなっている。   Each flight formation 40 is divided by the CDMA method, and each flight formation 40 is given a unique code in advance. The radio signal is obtained by performing spread spectrum (DS-SS) on the TDMA signal in the flight formation 40 by direct spreading using a code for each flight formation 40.

複数の飛行編隊40が同時に同一空域を飛行することがあり、また飛行編隊40間の相対距離は飛行行動により変化するが、CDMA方式で符号分割されているので、飛行編隊40間の混信は発生しにくい。また、同一あるいは近接する空域に航空機30を追加投入する場合でも、飛行編隊40の単位で追加が行なわれるので、飛行編隊40に特有の符号が割り当てられてさえいればよい。従来のように、既に飛行行動中の他の航空機30に割り当てられているタイムスロットを考慮して、追加投入する航空機30に飛行前にタイムスロットを割り当てる必要がなく、作業が容易で緊急的な飛行開始に適している。   A plurality of flight formations 40 may fly in the same airspace at the same time, and the relative distance between the flight formations 40 varies depending on the flight behavior. However, since the codes are divided by the CDMA method, interference between the flight formations 40 occurs. Hard to do. Even when the aircraft 30 is additionally introduced into the same or adjacent airspace, the addition is performed in units of the flight formation 40, and it is only necessary to assign a unique code to the flight formation 40. Considering the time slots assigned to other aircraft 30 that are already in flight as in the prior art, there is no need to assign time slots to the additional aircraft 30 before the flight, which is easy and urgent. Suitable for start of flight.

固定通信装置10は、各小ゾーン50内の各移動通信装置20と通信可能である。指揮所からの指示は、通信所の固定通信装置10から各航空機30の移動通信装置20に送られる。移動通信装置20の出力は飛行編隊40内において無指向性で通信可能な程度に抑えられているので、固定通信装置10は狭い範囲で高い利得の指向特性を示す指向性アンテナを用い、その指向性を飛行編隊40の方向に制御することにより、各航空機30の移動通信装置20と通信する。   The fixed communication device 10 can communicate with each mobile communication device 20 in each small zone 50. The instruction from the command post is sent from the fixed communication device 10 at the communication center to the mobile communication device 20 of each aircraft 30. Since the output of the mobile communication device 20 is suppressed to such an extent that it can communicate non-directionally in the flight formation 40, the fixed communication device 10 uses a directional antenna that exhibits high gain directivity characteristics in a narrow range, and its directivity By controlling the sex in the direction of the flight formation 40, it communicates with the mobile communication device 20 of each aircraft 30.

図2は、移動通信装置の構成を示すブロック図である。図2を参照すると、移動通信装置20は、送受信部21、SSDS(スペクトラム拡散−直接拡散)制御部22、TDMA制御部23、カプラ24、機体インタフェース25、および機体アンテナ端子26を有している。送受信部21は受信部211および送信部212を有している。SSDS制御部22はSSDS復調部221およびSSDS変調部222を有している。機体アンテナ端子26は機体アンテナ27に接続される。   FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of the mobile communication device. Referring to FIG. 2, the mobile communication device 20 includes a transmission / reception unit 21, an SSDS (spread spectrum-direct spread) control unit 22, a TDMA control unit 23, a coupler 24, an aircraft interface 25, and an aircraft antenna terminal 26. . The transmission / reception unit 21 includes a reception unit 211 and a transmission unit 212. The SSDS control unit 22 includes an SSDS demodulation unit 221 and an SSDS modulation unit 222. Airframe antenna terminal 26 is connected to airframe antenna 27.

受信部211は、機体アンテナ27で受信された無線信号をSSDS復調部221に送る。その際、受信部211は、LNA(低雑音増幅器)による増幅、無線周波数からベースバンドへの周波数変換、フィルタリングなどを行なう。   The receiving unit 211 sends the radio signal received by the airframe antenna 27 to the SSDS demodulating unit 221. At that time, the reception unit 211 performs amplification by LNA (low noise amplifier), frequency conversion from radio frequency to baseband, filtering, and the like.

SSDS復調部221は、受信部211からの信号に対してSSDS復調処理をし、TDMA制御部23に送る。SSDS復調処理には、例えば、逆拡散、キャリア再生、データ復調などが含まれる。この逆拡散の処理には、その移動通信装置20が設置された航空機30の属する飛行編隊40に割り当てられた符号が用いられる。   The SSDS demodulation unit 221 performs an SSDS demodulation process on the signal from the reception unit 211 and sends the signal to the TDMA control unit 23. The SSDS demodulation process includes, for example, despreading, carrier reproduction, data demodulation, and the like. In the despreading process, a code assigned to the flight formation 40 to which the aircraft 30 in which the mobile communication device 20 is installed belongs.

SSDS変調部222は、TDMA制御部23からの信号に対してSSDS変調処理をし、送信部212に送る。SSDS変調処理には、例えばデータ変調や拡散などが含まれる。この拡散処理には、その移動通信装置20が設置された航空機30の属する飛行編隊40に割り当てられた符号が用いられる。   The SSDS modulation unit 222 performs an SSDS modulation process on the signal from the TDMA control unit 23 and sends the signal to the transmission unit 212. The SSDS modulation process includes, for example, data modulation and spreading. In this spreading process, a code assigned to the flight formation 40 to which the aircraft 30 in which the mobile communication device 20 is installed belongs.

送信部212は、SSDS変調処理部222からの拡散信号を無線信号にして機体アンテナ28から送信する。   The transmission unit 212 converts the spread signal from the SSDS modulation processing unit 222 into a radio signal and transmits it from the body antenna 28.

TDMA制御部23は、SSDS復調部221からの信号の所定のタイムスロットの信号を取り出し(メッセージデパッキング)、機体インタフェース25に送る。このタイムスロットは、その移動通信装置20に割り当てられた、飛行編隊30内で特有のタイムスロットである。また、TDMA制御部23は、機体インタフェース25からの信号を所定のタイムスロットに挿入し(メッセージパッキング)、SSDS復調部22に送る。このタイムスロットも、その移動通信装置20に割り当てられた、飛行編隊30内で特有のタイムスロットである。   The TDMA control unit 23 extracts a signal in a predetermined time slot of the signal from the SSDS demodulation unit 221 (message depacking) and sends it to the machine interface 25. This time slot is a time slot unique to the flight formation 30 assigned to the mobile communication device 20. Further, the TDMA control unit 23 inserts a signal from the machine interface 25 into a predetermined time slot (message packing), and sends it to the SSDS demodulation unit 22. This time slot is also a time slot unique to the flight formation 30 assigned to the mobile communication device 20.

なお、TDMA制御部23では、全ての航空機30の移動通信装置20に共通のタイミングでTDMA同期管理が行なわれている。   The TDMA control unit 23 performs TDMA synchronization management at a timing common to all the mobile communication devices 20 of the aircraft 30.

機体インタフェース25は、機体に設置された各機器(不図示)と接続され、各機器特有の機器信号を送受信する。例えば、音声通信用の機器であれば音声信号が送受信される。位置表示用の機器であれば味方機や敵機、基地などの位置を示す位置情報信号が送受信される。各種センサ機器であれば、各部の状態を示すセンサ信号が送受信される。各機器との間で物理的、電気的インタフェースが規定される。   Airframe interface 25 is connected to each device (not shown) installed in the airframe, and transmits / receives device signals specific to each device. For example, an audio signal is transmitted and received if the device is used for audio communication. If it is a device for position display, a position information signal indicating the position of a friendly aircraft, enemy aircraft, base, etc. is transmitted and received. If it is various sensor apparatuses, the sensor signal which shows the state of each part will be transmitted / received. Physical and electrical interfaces are defined between each device.

図3は、固定通信装置の構成を示すブロック図である。図3を参照すると、固定通信装置10は、TDMA制御部31、SSDS制御部32、送受信部33、カプラ34、指向性アンテナ35、および指向制御部36を有している。   FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of the fixed communication device. Referring to FIG. 3, the fixed communication device 10 includes a TDMA control unit 31, an SSDS control unit 32, a transmission / reception unit 33, a coupler 34, a directional antenna 35, and a directivity control unit 36.

指向性アンテナ35は、指向方向を制御可能な指向性アンテナである。小ゾーン50内で飛行編隊40に属する航空機30同士で通信している移動通信装置20と、小ゾーン50外の固定通信装置10で通信を行なうために、固定通信装置10では指向方向に高い利得を示す指向性アンテナ35が用いられている。指向性アンテナ35は例えばアダプティブアレーアンテナであればよい。   The directional antenna 35 is a directional antenna capable of controlling the directional direction. In order to communicate with the mobile communication device 20 that communicates between the aircrafts 30 belonging to the flight formation 40 within the small zone 50 and the fixed communication device 10 outside the small zone 50, the fixed communication device 10 has a high gain in the pointing direction. A directional antenna 35 is used. The directional antenna 35 may be, for example, an adaptive array antenna.

指向制御部36は、指向性アンテナ35の指向方向を通信相手である飛行編隊40の方向に適応的に制御する。飛行編隊40の方向は、例えばレーダ(不図示)から指向制御部36に与えられることとすればよい。   The directivity control unit 36 adaptively controls the directivity direction of the directional antenna 35 to the direction of the flight formation 40 that is a communication partner. The direction of the flight formation 40 may be given to the directing control unit 36 from, for example, a radar (not shown).

受信部331は、指向性アンテナ35で受信された無線信号をSSDS復調部321に送る。その際、受信部331は、LNAによる増幅、無線周波数からベースバンドへの周波数変換、フィルタリングなどを行なう。   The receiving unit 331 sends the radio signal received by the directional antenna 35 to the SSDS demodulating unit 321. At that time, the receiving unit 331 performs amplification by LNA, frequency conversion from radio frequency to baseband, filtering, and the like.

SSDS復調部321は、受信部331からの拡散信号に対してSSDS復調処理をし、TDMA制御部31に送る。SSDS復調処理には、例えば、逆拡散、キャリア再生、データ復調などが含まれる。この逆拡散の処理には、通信相手の飛行編隊40に割り当てられた符号が用いられる。   The SSDS demodulator 321 performs an SSDS demodulation process on the spread signal from the receiver 331 and sends it to the TDMA controller 31. The SSDS demodulation process includes, for example, despreading, carrier reproduction, data demodulation, and the like. For this despreading process, a code assigned to the flight formation 40 of the communication partner is used.

SSDS変調部322は、TDMA制御部31からの信号に対してSSDS変調処理をし、送信部332に送る。SSDS変調処理には、例えばデータ変調や拡散などが含まれる。この拡散処理には、通信相手の飛行編隊40に割り当てられた符号が用いられる。   The SSDS modulation unit 322 performs an SSDS modulation process on the signal from the TDMA control unit 31 and sends the signal to the transmission unit 332. The SSDS modulation process includes, for example, data modulation and spreading. In this spreading process, a code assigned to the flight formation 40 of the communication partner is used.

送信部332は、SSDS変調処理部322からの信号を指向性アンテナ35から送信する。   The transmission unit 332 transmits the signal from the SSDS modulation processing unit 322 from the directional antenna 35.

TDMA制御部31は、SSDS復調部321からの所定のタイムスロットの信号を取り出し、指揮所に対して出力する。このタイムスロットは、通信相手の移動通信装置20に割り当てられた、飛行編隊30内で特有のタイムスロットであってもよく、あるいは、全ての航空機30の移動通信装置20が受信するマルチキャスト用のタイムスロットであってもよい。   The TDMA control unit 31 takes out a signal of a predetermined time slot from the SSDS demodulation unit 321 and outputs it to the command post. This time slot may be a time slot unique to the flight formation 30 assigned to the mobile communication device 20 of the communication partner, or a multicast time received by the mobile communication devices 20 of all the aircrafts 30. It may be a slot.

また、TDMA制御部31は、指揮所から入力された信号を所定のタイムスロットに挿入し(メッセージパッキング)、SSDS変調部322に送る。このタイムスロットも、通信相手の移動通信装置20に割り当てられた、飛行編隊30内で特有のタイムスロットであってもよく、あるいはマルチキャスト用のタイムスロットであってもよい。   Further, the TDMA control unit 31 inserts a signal input from the command post into a predetermined time slot (message packing) and sends the signal to the SSDS modulation unit 322. This time slot may also be a time slot unique to the flight formation 30 assigned to the mobile communication device 20 of the communication partner, or may be a multicast time slot.

なお、TDMA制御部31では、全ての航空機30の移動通信装置20と共通のタイミングでTDMA同期管理が行なわれている。   The TDMA control unit 31 performs TDMA synchronization management at the same timing as the mobile communication devices 20 of all the aircrafts 30.

以上説明したように、本実施形態によれば、小ゾーン方式が採用され、移動通信装置20の出力が、航空機30間で相互に通信が必要となる飛行編隊40に対応する小ゾーン50内で通信可能な程度に制限されているので、飛行編隊40内での通信を低消費電力で実現でき、また移動通信装置20を小型軽量化することができる。   As described above, according to the present embodiment, the small zone method is adopted, and the output of the mobile communication device 20 is within the small zone 50 corresponding to the flight formation 40 that requires mutual communication between the aircrafts 30. Since communication is limited to the extent that communication is possible, communication in the flight formation 40 can be realized with low power consumption, and the mobile communication device 20 can be reduced in size and weight.

また、小ゾーン50内にある1つの飛行編隊40の各航空機30の各々に互いに異なるタイムスロットを割り当てて時分割多重を行い、異なる飛行編隊40の各々に互いに異なる符合を割り当てて符号分割を行い、飛行編隊40内の各航空機30に搭載された移動通信装置20間で通信を行なうので、各航空機30にタイムスロットを割り当てる際に他の飛行編隊40を考慮する必要が無くタイムスロット管理が容易であり、かつ飛行編隊40同士が接近しても混信を生じにくい。   In addition, time division multiplexing is performed by assigning different time slots to each aircraft 30 of one flight formation 40 in the small zone 50, and code division is performed by assigning different codes to different flight formations 40. Since communication is performed between the mobile communication devices 20 mounted on the aircrafts 30 in the flight formation 40, it is not necessary to consider other flight formations 40 when assigning time slots to the aircrafts 30, and time slot management is easy. In addition, even if the flight formations 40 approach each other, it is difficult for interference to occur.

また、移動通信装置20は、飛行編隊40の各々に割り当てられた符号を用いたスペクトラム拡散通信を行なうので、秘匿性が高い。   Further, since the mobile communication device 20 performs spread spectrum communication using a code assigned to each of the flight formations 40, the confidentiality is high.

また、移動通信装置20は、飛行編隊40の各々に割り当てられた符号を用いた直接拡散型のスペクトラム拡散通信を行なうので、周波数ホッピング型のスペクトラム拡散通信と比べて、高速な周波数切り替えが可能なシンセサイザを必要とせず、実現が容易かつ低コストである。また、直接拡散型のスペクトラム拡散通信を用いているため、通信に用いられている信号が広い周波数帯域に低い電力レベルで現れるので、周波数ホッピング型を用いた従来のものと比べ、通信を行なっていることを検出される可能性が低く、より安全性の高い通信が可能である。   Further, since the mobile communication device 20 performs direct spread type spread spectrum communication using a code assigned to each of the flight formations 40, it is possible to perform frequency switching faster than frequency hopping type spread spectrum communication. It does not require a synthesizer and is easy to implement and low cost. Also, since direct spread type spread spectrum communication is used, the signal used for communication appears at a low power level in a wide frequency band, so communication is performed compared to the conventional type using frequency hopping type. Therefore, it is possible to perform communication with higher safety.

なお、図1では、固定通信装置10が1つの場合を例示したが、本発明はそれに限定されず、固定通信装置10が複数存在してもよい。図4は、固定通信装置が複数存在する場合の通信の様子を示す図である。   1 illustrates the case where there is one fixed communication device 10, but the present invention is not limited thereto, and a plurality of fixed communication devices 10 may exist. FIG. 4 is a diagram illustrating a state of communication when there are a plurality of fixed communication apparatuses.

図4を参照すると、地上に固定設置された2つの固定通信装置101、102と、海上の空域の3つの小ゾーン501〜503が存在する例が示されている。小ゾーン502と小ゾーン503は固定通信装置102から見て同一方向にあるため、これらの小ゾーン502、503の飛行編隊との通信に固定通信装置102を用いると、双方の通信における指向性アンテナ35の指向方向が同一の方向に制御されることとなり、一方の希望波が他方の干渉波となってしまう。そのためスペクトラム拡散通信において十分なS/N比を取ることが困難になるという不都合が生じる。 Referring to FIG 4, 1 two fixed communication apparatus 10 that is fixedly installed on the ground, and 10 2, an example in which three small zones 50 1-50 3 maritime airspace exists is shown. For small zone 50 2 and the small zones 50 3 in the same direction as viewed from the fixed communication apparatus 10 2, the use of fixed communication apparatus 10 2 to communicate with these small zones 50 2, 50 3 flight formation, both In this communication, the directivity direction of the directional antenna 35 is controlled in the same direction, and one desired wave becomes the other interference wave. Therefore, there arises a disadvantage that it is difficult to obtain a sufficient S / N ratio in spread spectrum communication.

そこで飛行編隊40と通信を行なう固定通信装置10を適切に選択する必要があり、すなわち、1つの固定通信装置10から見て同一方向となる複数の小ゾーン50の飛行編隊40が、その固定通信装置10の通信相手にならないようにする必要がある。図4の例では、固定通信装置101が小ゾーン502、503の2つの飛行編隊40と通信し、固定通信装置102が小ゾーン101の飛行編隊40と通信している。 Therefore, it is necessary to appropriately select the fixed communication device 10 that communicates with the flight formation 40, that is, the flight formation 40 in a plurality of small zones 50 that are in the same direction as viewed from one fixed communication device 10 has its fixed communication. It is necessary not to be a communication partner of the device 10. In the example of FIG. 4, the fixed communication device 10 1 communicates with the two flight formations 40 in the small zones 50 2 and 50 3 , and the fixed communication device 10 2 communicates with the flight formation 40 in the small zone 10 1 .

これにより、各固定通信装置10から見て同一方向となる複数の小ゾーン50の飛行編隊40が、その固定通信装置10の通信相手にならないように、複数の飛行編隊40の各々と通信を行なう固定通信装置10を選択するので、移動通信装置20と固定通信装置10の通信に干渉が生じ難く、スペクトラム拡散通信を良好に行なうことができる。   As a result, the flight formations 40 in the plurality of small zones 50 that are in the same direction as viewed from each fixed communication device 10 communicate with each of the plurality of flight formations 40 so that they do not become communication partners of the fixed communication device 10. Since the fixed communication device 10 is selected, interference between the mobile communication device 20 and the fixed communication device 10 hardly occurs, and spread spectrum communication can be performed satisfactorily.

なお、各固定通信装置10がどの小ゾーン50の飛行編隊40と通信を行なうかを定める方法は様々考えられるが、固定通信装置10が相互に情報をやりとりすることにより定めることとしてもよい。例えば、各固定通信装置10は、飛行編隊40の各々との距離の情報を相互に通知し合うこととし、そのとき、自身から見て同一方向にあるため通信相手にできない飛行編隊40の情報を併せて通知し合うこととすればよい。そして、各飛行編隊40について、通信相手になることが可能であり、かつ最も距離の近い固定通信装置10が、その飛行編隊40の通信相手となればよい。   There are various methods for determining in which small zone 50 the flight formation 40 each fixed communication device 10 communicates. However, the fixed communication device 10 may determine the information by mutually exchanging information. For example, each fixed communication device 10 mutually notifies the distance information with each of the flight formations 40, and at this time, information on the flight formations 40 that cannot be made by the communication partner because they are in the same direction as viewed from itself. It is sufficient to notify each other at the same time. For each flight formation 40, the fixed communication device 10 that can be a communication partner and has the shortest distance only needs to be the communication partner of the flight formation 40.

また、各固定通信装置10がどの小ゾーン50の飛行編隊40と通信を行なうかを定める上位装置を別途設け、各固定通信装置10は上位装置からの指示に従うこととしてもよい。   In addition, a high-order device that determines which small zone 50's flight formation 40 communicates with each fixed communication device 10 may be provided separately, and each fixed communication device 10 may follow an instruction from the high-order device.

本発明の一実施形態による飛行編隊用通信システムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the communication system for flight formations by one Embodiment of this invention. 移動通信装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of a mobile communication apparatus. 固定通信装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of a fixed communication apparatus. 固定通信装置が複数存在する場合の通信の様子を示す図である。It is a figure which shows the mode of communication when multiple fixed communication apparatuses exist. 従来の飛行編隊用通信システムの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the communication system for conventional flight formations.

符号の説明Explanation of symbols

10、101、102 固定通信装置
20 移動通信装置
21 送受信部
211 受信部
212 送信部
22 SSDS制御部
221 SSDS復調部
222 SSDS変調部
23 TDMA制御部
24 カプラ
25 機体インタフェース
26 機体アンテナ端子
27 機体アンテナ
30 航空機
31 TDMA制御部
32 SSDS制御部
321 SSDS復調部
322 SSDS変調部
33 送受信部
331 受信部
332 送信部
34 カプラ
35 指向性アンテナ
36 指向制御部
40 飛行編隊
50、501〜503 小ゾーン
10, 10 1 , 10 2 Fixed communication device 20 Mobile communication device 21 Transmission / reception unit 211 Reception unit 212 Transmission unit 22 SSDS control unit 221 SSDS demodulation unit 222 SSDS modulation unit 23 TDMA control unit 24 Coupler 25 Machine interface 26 Machine antenna terminal 27 Machine Antenna 30 Aircraft 31 TDMA control unit 32 SSDS control unit 321 SSDS demodulation unit 322 SSDS modulation unit 33 Transmission / reception unit 331 Reception unit 332 Transmission unit 34 Coupler 35 Directional antenna 36 Direction control unit 40 Flight formation 50, 50 1 to 50 3 Small zone

Claims (6)

所定の相対距離範囲内で行動する少なくとも1つの移動体からなる編隊に属する前記移動体の各々に搭載される移動通信装置であって、
前記編隊内の前記移動体の各々に割り当てられた、該編隊内で該移動体毎に異なるタイムスロットを用いて、時分割多重を行う時分割制御手段と、
異なる前記編隊の各々に割り当てられた、該編隊毎に異なる符合を用いて、前記時分割制御手段により時分割多重された信号に対して符号分割多重を行なう符号分割制御手段と、
前記符号分割制御手段で符号分割多重された信号を、前記所定の相対距離範囲内で通信可能な程度に制限された出力で送受信する送受信手段とを有する移動通信装置。
A mobile communication device mounted on each of the mobile bodies belonging to a formation consisting of at least one mobile body acting within a predetermined relative distance range,
Time-division control means for performing time-division multiplexing using a different time slot for each mobile body in the formation, assigned to each of the mobile bodies in the formation;
Code division control means for performing code division multiplexing on a signal time-division multiplexed by the time division control means, using a different code for each of the formations assigned to each of the different formations;
A mobile communication apparatus comprising: a transmission / reception unit configured to transmit / receive a signal that has been code division multiplexed by the code division control unit, with an output limited to a level that allows communication within the predetermined relative distance range.
前記符号分割制御手段は、前記時分割制御手段により時分割多重された信号に対して前記符号を用いたスペクトラム拡散を行なう、請求項1記載の移動通信装置。 The mobile communication apparatus according to claim 1, wherein the code division control means performs spread spectrum using the code on the signal time-division multiplexed by the time division control means. 前記スペクトラム拡散は直接拡散型である、請求項2記載の移動通信装置。 The mobile communication device according to claim 2, wherein the spread spectrum is a direct spread type. 前記移動体は航空機であり、前記編隊は前記航空機からなる飛行編隊である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の移動通信装置。 The mobile communication device according to claim 1, wherein the mobile body is an aircraft, and the formation is a flight formation including the aircraft. 請求項1〜4のいずれか1項に記載された移動通信装置と、
指向性アンテナの指向方向を前記編隊の存在する方向に適応制御し、該編隊に属する移動体に搭載された移動通信装置と通信する固定通信装置とを有する移動通信システム。
The mobile communication device according to any one of claims 1 to 4,
A mobile communication system comprising: a fixed communication device that adaptively controls a directivity direction of a directional antenna in a direction in which the formation exists and communicates with a mobile communication device mounted on a mobile body belonging to the formation.
前記編隊と前記固定通信装置がそれぞれ複数存在し、
前記固定通信装置の各々から見て同一方向となる複数の前記編隊が同時に該固定通信装置の通信相手とならないように、前記編隊と前記固定通信装置の組み合わせを選択し、該組み合わせで前記移動通信装置と前記固定通信装置が通信を行なう、請求項5記載の移動通信システム。
A plurality of the formation and the fixed communication device respectively exist,
A combination of the formation and the fixed communication device is selected so that a plurality of the formations in the same direction as viewed from each of the fixed communication devices do not simultaneously become communication partners of the fixed communication device, and the mobile communication is performed based on the combination. The mobile communication system according to claim 5, wherein an apparatus and the fixed communication apparatus communicate with each other.
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