JP3386030B2 - 移動無線通信自動中継システム - Google Patents
移動無線通信自動中継システムInfo
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- JP3386030B2 JP3386030B2 JP2000038442A JP2000038442A JP3386030B2 JP 3386030 B2 JP3386030 B2 JP 3386030B2 JP 2000038442 A JP2000038442 A JP 2000038442A JP 2000038442 A JP2000038442 A JP 2000038442A JP 3386030 B2 JP3386030 B2 JP 3386030B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、移動無線通信シス
テムに関し、特に、親局と子局の間の通信を自動中継す
る移動無線通信システム及び中継方法に関する。
テムに関し、特に、親局と子局の間の通信を自動中継す
る移動無線通信システム及び中継方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】航空機により遠距離地域の観測等を行
い、その結果を、地上に伝送する場合などにおいて、直
接波通信を実施しなければならない場合が多い。
い、その結果を、地上に伝送する場合などにおいて、直
接波通信を実施しなければならない場合が多い。
【０００３】従来より、予め地形等から直接波通信可能
な行動範囲を予測する方法も用いられているが、詳細な
予測は困難であり、このため、通信等の余裕をもたせた
計画とし、いたずらに行動範囲を限定する、こととな
る。
な行動範囲を予測する方法も用いられているが、詳細な
予測は困難であり、このため、通信等の余裕をもたせた
計画とし、いたずらに行動範囲を限定する、こととな
る。
【０００４】また、通信路が地上すれすれで、航空機等
の行動によっては、地形等により、遮蔽され、不意の通
信途絶が発生しやすい状況となる場合もある。
の行動によっては、地形等により、遮蔽され、不意の通
信途絶が発生しやすい状況となる場合もある。
【０００５】高速移動する無人航空機などでは、このよ
うな通信途絶により、誘導不能に陥り致命的となりかね
ない。
うな通信途絶により、誘導不能に陥り致命的となりかね
ない。
【０００６】地上局で複数機を制御する場合、１機当た
りの監視及び制御間隔が長くなり、このような不具合が
発生する機会も増加しやすい。
りの監視及び制御間隔が長くなり、このような不具合が
発生する機会も増加しやすい。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記したように、遮蔽
物の存在もしくは距離伸長などにより、不意の通信途絶
が発生しやすい状況となり、誘導不能に陥り致命的とな
りかねない場合がある。
物の存在もしくは距離伸長などにより、不意の通信途絶
が発生しやすい状況となり、誘導不能に陥り致命的とな
りかねない場合がある。
【０００８】地上局で複数機を制御する場合、１機当た
りの監視及び制御間隔が長くなり、このような不具合が
発生する機会も増加しやすい。
りの監視及び制御間隔が長くなり、このような不具合が
発生する機会も増加しやすい。
【０００９】例えば、従来より、専用の中継機を準備す
る方法も知られているが、通常、機数は一定で、中継機
を必要としない場合、あるいは、中継を多数必要とする
場合等のさまざまな場合に対して、対応することができ
ない。
る方法も知られているが、通常、機数は一定で、中継機
を必要としない場合、あるいは、中継を多数必要とする
場合等のさまざまな場合に対して、対応することができ
ない。
【００１０】さらに、長距離高速データ伝送を要求され
る場合には、指向性アンテナを使用する必要が生ずる
が、指向性アンテナの使用は、そのアンテナの指向制御
という特有の課題を有しており、そのための情報伝送を
必要とするが、指向制御の情報を含む制御用データの伝
送を指向性アンテナを介して行う構成とした場合、指向
相手先を見失い、通信途絶が生起しやすい。
る場合には、指向性アンテナを使用する必要が生ずる
が、指向性アンテナの使用は、そのアンテナの指向制御
という特有の課題を有しており、そのための情報伝送を
必要とするが、指向制御の情報を含む制御用データの伝
送を指向性アンテナを介して行う構成とした場合、指向
相手先を見失い、通信途絶が生起しやすい。
【００１１】したがって本発明は、上記課題の認識に基
づき創案されたものであって、その目的は、移動子局が
必要に応じて自動的に中継になることができ、また復帰
できるようなシステム及び制御方法を提供することにあ
る。
づき創案されたものであって、その目的は、移動子局が
必要に応じて自動的に中継になることができ、また復帰
できるようなシステム及び制御方法を提供することにあ
る。
【００１２】また本発明は、移動局の制御用伝送系アン
テナに無指向性アンテナを使用することにより、指向性
アンテナ、通信中継モード移行等の制御を確実とするよ
うなシステム及び制御方法を提供することにある。
テナに無指向性アンテナを使用することにより、指向性
アンテナ、通信中継モード移行等の制御を確実とするよ
うなシステム及び制御方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明は、固定局または移動局よりなる親局が指向性アンテ
ナを用いて、例えば遠距離のほぼ同一地域に位置する複
数の子局と時分割で双方向の長距離無線データ通信をす
る場合に、親局と各子局の相対的位置関係に応じて、遮
蔽物の存在もしくは距離伸長などにより、ある子局と直
接に通信することが不可能となった場合、前記親局と通
信不可能となった前記子局との間の通信を、前記親局と
通信可能な中継機能を具備する子局のうち、最適な他の
子局が中継することで、前記親局と通信不可能となった
前記子局と前記親局との間で通信可能としている。より
詳細には、固定局または移動局よりなり指向性アンテナ
を備えた親局と、伝送速度が相対的に高いデータの送信
のための指向性アンテナと、伝送速度が相対的に高いデ
ータの受信のための無指向性アンテナとを備えた情報系
送受信部と、無指向性アンテナを用いて伝送速度が相対
的に低い制御データの送受信を行う制御系送受信部と、
中継形態において他の局の情報を受信して一次蓄積する
ための情報系と制御系のメモリと、を備えた子局と、を
備え、前記親局は、複数の前記子局と時分割で双方向の
無線データ通信を行うにあたり、前記親局と前記各子局
との相対的位置関係に応じて遮蔽物の存在もしくは距離
伸長などにより、ある子局と直接に通信することが不可
能となった場合、前記親局は、前記各子局の相対位置関
係に基づき、適当な子局を中継局として自動的に選定
し、制御系にて、前記中継局となる子局との通信の中継
を指令するとともに、指定した子局を介して、情報系の
受信及び制御系の送信のため前記指向性アンテナのビー
ム切替、及び、タイミング制御を行い、前記親局と通信
不可能となった前記子局との間の通信を、前記中継局と
なる子局を介して、中継することで、前記親局と通信不
可能となった前記子局と前記親局との間で通信可能とす
る、ことを特徴とする。
明は、固定局または移動局よりなる親局が指向性アンテ
ナを用いて、例えば遠距離のほぼ同一地域に位置する複
数の子局と時分割で双方向の長距離無線データ通信をす
る場合に、親局と各子局の相対的位置関係に応じて、遮
蔽物の存在もしくは距離伸長などにより、ある子局と直
接に通信することが不可能となった場合、前記親局と通
信不可能となった前記子局との間の通信を、前記親局と
通信可能な中継機能を具備する子局のうち、最適な他の
子局が中継することで、前記親局と通信不可能となった
前記子局と前記親局との間で通信可能としている。より
詳細には、固定局または移動局よりなり指向性アンテナ
を備えた親局と、伝送速度が相対的に高いデータの送信
のための指向性アンテナと、伝送速度が相対的に高いデ
ータの受信のための無指向性アンテナとを備えた情報系
送受信部と、無指向性アンテナを用いて伝送速度が相対
的に低い制御データの送受信を行う制御系送受信部と、
中継形態において他の局の情報を受信して一次蓄積する
ための情報系と制御系のメモリと、を備えた子局と、を
備え、前記親局は、複数の前記子局と時分割で双方向の
無線データ通信を行うにあたり、前記親局と前記各子局
との相対的位置関係に応じて遮蔽物の存在もしくは距離
伸長などにより、ある子局と直接に通信することが不可
能となった場合、前記親局は、前記各子局の相対位置関
係に基づき、適当な子局を中継局として自動的に選定
し、制御系にて、前記中継局となる子局との通信の中継
を指令するとともに、指定した子局を介して、情報系の
受信及び制御系の送信のため前記指向性アンテナのビー
ム切替、及び、タイミング制御を行い、前記親局と通信
不可能となった前記子局との間の通信を、前記中継局と
なる子局を介して、中継することで、前記親局と通信不
可能となった前記子局と前記親局との間で通信可能とす
る、ことを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について説明
する。本発明は、図１に示すように親局（固定局または
移動局）１が、フェーズドアレイアンテナ等の指向性ア
ンテナを用いて遠距離（例えば１００Ｋｍ以上）のほぼ
同一地域（例えば半径数十Ｋｍ）に展開した複数の子局
（移動局）２−１、２−２、２−３、…と時分割で双方
向の長距離無線データ通信をする場合において、親局と
各子局の相対的位置関係によって遮蔽物の存在、距離伸
長等により、ある子局と直接に通信することが不可能と
なった場合、自動的に、親局と通信不可能となった子局
との間の通信を、親局と通信可能な最適な子局が中継す
ることで、運用融通性と通信の信頼性を高めるようにし
たものである。
する。本発明は、図１に示すように親局（固定局または
移動局）１が、フェーズドアレイアンテナ等の指向性ア
ンテナを用いて遠距離（例えば１００Ｋｍ以上）のほぼ
同一地域（例えば半径数十Ｋｍ）に展開した複数の子局
（移動局）２−１、２−２、２−３、…と時分割で双方
向の長距離無線データ通信をする場合において、親局と
各子局の相対的位置関係によって遮蔽物の存在、距離伸
長等により、ある子局と直接に通信することが不可能と
なった場合、自動的に、親局と通信不可能となった子局
との間の通信を、親局と通信可能な最適な子局が中継す
ることで、運用融通性と通信の信頼性を高めるようにし
たものである。
【００１５】また、本発明においては、各局からの通信
モードやアンテナ制御のための低速の信号（例えば数Ｋ
ｂｐｓ（キロビット／秒））を伝送する通信系（以下
「制御系」という）と、子局から長距離にわたりテレメ
トリ・画像等の高速の信号（例えば数Ｍｂｐｓ（メガビ
ット／秒））を伝送する通信系（以下「情報系」とい
う）とに区分して構成し、情報系構成のためには子局も
指向性アンテナを用いる。一方、通常、伝送速度が低く
（無線伝送のための所用周波数帯域幅が狭く）、通達し
やすい制御系については、子局側は、水平面内無指向性
アンテナが利用できることを利用し、本発明の機能を達
成するにあたり、煩雑で通信途絶を生起しやすい指向性
アンテナの回転制御（ステアリング）を確実にできるよ
うにしている。
モードやアンテナ制御のための低速の信号（例えば数Ｋ
ｂｐｓ（キロビット／秒））を伝送する通信系（以下
「制御系」という）と、子局から長距離にわたりテレメ
トリ・画像等の高速の信号（例えば数Ｍｂｐｓ（メガビ
ット／秒））を伝送する通信系（以下「情報系」とい
う）とに区分して構成し、情報系構成のためには子局も
指向性アンテナを用いる。一方、通常、伝送速度が低く
（無線伝送のための所用周波数帯域幅が狭く）、通達し
やすい制御系については、子局側は、水平面内無指向性
アンテナが利用できることを利用し、本発明の機能を達
成するにあたり、煩雑で通信途絶を生起しやすい指向性
アンテナの回転制御（ステアリング）を確実にできるよ
うにしている。
【００１６】なお、長距離で高速な通信を含むため、制
御系と情報系は、同一周波数で時分割でなく、それぞれ
異なる周波数（制御系はｆ１、情報系はｆ２とする）を
利用し、制御系及び情報系それぞれにおいて時分割にて
通信する。
御系と情報系は、同一周波数で時分割でなく、それぞれ
異なる周波数（制御系はｆ１、情報系はｆ２とする）を
利用し、制御系及び情報系それぞれにおいて時分割にて
通信する。
【００１７】指向性アンテナを必要とする画像等の伝送
レート（伝送帯域）に対し、制御用データの伝送レート
（帯域）は、通常、３桁程度小さい（必要な受信入力電
力が３０ｄＢ程度小さくてよい）ことを利用して、制御
用伝送系と情報伝送用系とに区分し、移動局の制御用伝
送系アンテナには無指向性アンテナを使用することによ
り、指向性アンテナ、通信中継モード移行等の制御を確
実としている。
レート（伝送帯域）に対し、制御用データの伝送レート
（帯域）は、通常、３桁程度小さい（必要な受信入力電
力が３０ｄＢ程度小さくてよい）ことを利用して、制御
用伝送系と情報伝送用系とに区分し、移動局の制御用伝
送系アンテナには無指向性アンテナを使用することによ
り、指向性アンテナ、通信中継モード移行等の制御を確
実としている。
【００１８】従来より、携帯電話通信網等においては、
中継専用の固定局を配置して自局エリア内の移動局の通
信を中継している。また、同じく、通常の基地（中継）
局と移動局（子局）間の通信形態から、移動局（子局）
相互の直接通話モードに切替て利用できるよう制御する
例がある。しかしながら、これらのシステムは、任意の
移動局が中継局となるよう制御されるものではなく、ま
た、これらの例においては、いずれも、固定基地局か
ら、せいぜい半径十数Ｋｍ程度の範囲内の電話等の比較
的低速な無線通信であり、少なくとも子局は、常に、水
平面内無指向性アンテナを利用するものであり、指向性
アンテナの指向制御、アンテナ切替制御等を含むもので
はない。
中継専用の固定局を配置して自局エリア内の移動局の通
信を中継している。また、同じく、通常の基地（中継）
局と移動局（子局）間の通信形態から、移動局（子局）
相互の直接通話モードに切替て利用できるよう制御する
例がある。しかしながら、これらのシステムは、任意の
移動局が中継局となるよう制御されるものではなく、ま
た、これらの例においては、いずれも、固定基地局か
ら、せいぜい半径十数Ｋｍ程度の範囲内の電話等の比較
的低速な無線通信であり、少なくとも子局は、常に、水
平面内無指向性アンテナを利用するものであり、指向性
アンテナの指向制御、アンテナ切替制御等を含むもので
はない。
【００１９】
【実施例】本発明の実施例について図面を参照して以下
に説明する。図１は、本発明の一実施例における、各局
の展開と、通信系を説明するための模式図である。図２
は、本発明の一実施例において、中継を介しない場合の
制御系及び情報系の時分割信号のタイミングを示す図で
ある。図３及び図４は、本発明の一実施例において、中
継通信形態を含む場合の制御系及び情報系の時分割信号
のタイミングを示す図である。図５は、本発明の一実施
例における親局及び子局の機能系統を示す図である。
に説明する。図１は、本発明の一実施例における、各局
の展開と、通信系を説明するための模式図である。図２
は、本発明の一実施例において、中継を介しない場合の
制御系及び情報系の時分割信号のタイミングを示す図で
ある。図３及び図４は、本発明の一実施例において、中
継通信形態を含む場合の制御系及び情報系の時分割信号
のタイミングを示す図である。図５は、本発明の一実施
例における親局及び子局の機能系統を示す図である。
【００２０】親局は、各子局からの情報の受信、復調、
解読、処理、表示等を行う機能を具備するとともに、各
子局制御のための信号を生成、入力（設定）、符号化、
多重化、送信等する機能を具備している。
解読、処理、表示等を行う機能を具備するとともに、各
子局制御のための信号を生成、入力（設定）、符号化、
多重化、送信等する機能を具備している。
【００２１】図５を参照すると、親局１は、制御、処
理、表示等を行う制御装置１１と、送信データを符号化
するエンコーダ１２と、送信機１３と、デュプレクサ１
６と、フェーズドアレイアンテナ１８と、受信機１５
と、受信データを復号するデコーダ１４と、制御装置１
１からの指示を受けて、フェーズドアレイアンテナ１８
の指向性を制御するアンテナ指向性制御装置１７とを備
えている。
理、表示等を行う制御装置１１と、送信データを符号化
するエンコーダ１２と、送信機１３と、デュプレクサ１
６と、フェーズドアレイアンテナ１８と、受信機１５
と、受信データを復号するデコーダ１４と、制御装置１
１からの指示を受けて、フェーズドアレイアンテナ１８
の指向性を制御するアンテナ指向性制御装置１７とを備
えている。
【００２２】子局は、無指向性アンテナ２１０と、受信
機２１１と、送信機２１２と、エンコーダ及びデコーダ
２１３と、メモリ２１４とからなる制御系と、無指向性
アンテナ２１５と、受信機２１６、送信機２１７と、エ
ンコーダ及びデコーダ２１８と、メモリ２１９、指向性
アンテナ２１Ａと、アンテナ指向制御部２１Ｂとからな
る情報系と、を備えている。
機２１１と、送信機２１２と、エンコーダ及びデコーダ
２１３と、メモリ２１４とからなる制御系と、無指向性
アンテナ２１５と、受信機２１６、送信機２１７と、エ
ンコーダ及びデコーダ２１８と、メモリ２１９、指向性
アンテナ２１Ａと、アンテナ指向制御部２１Ｂとからな
る情報系と、を備えている。
【００２３】指向性アンテナを必要とする画像等の伝送
レート（伝送帯域）に対し、制御用データの伝送レート
（帯域）は、通常、３桁程度小さい（必要な受信入力電
力が３０ｄＢ程度小さくてよい）ことを利用して、制御
用伝送系と情報伝送用系とに区分し、移動局の制御用伝
送系アンテナには無指向性アンテナを使用することによ
り、指向性アンテナ、通信中継モード移行等の制御を確
実としている。
レート（伝送帯域）に対し、制御用データの伝送レート
（帯域）は、通常、３桁程度小さい（必要な受信入力電
力が３０ｄＢ程度小さくてよい）ことを利用して、制御
用伝送系と情報伝送用系とに区分し、移動局の制御用伝
送系アンテナには無指向性アンテナを使用することによ
り、指向性アンテナ、通信中継モード移行等の制御を確
実としている。
【００２４】図１乃至図５を参照して、本発明の一実施
例の通信システムの制御及び構成について説明する。
例の通信システムの制御及び構成について説明する。
【００２５】図１を参照すると、要求される通信距離及
び伝送速度の達成可能な範囲内で複数の移動子局２−１
〜２−３と、１台の親局１が、周波数ｆ１を用いて時分
割で、通信モードや指向性アンテナの制御情報等を送受
する（制御系）とともに、周波数ｆ２を用い時分割で複
数子局からのテレメトリ、画像等の情報伝送をする（情
報系）。
び伝送速度の達成可能な範囲内で複数の移動子局２−１
〜２−３と、１台の親局１が、周波数ｆ１を用いて時分
割で、通信モードや指向性アンテナの制御情報等を送受
する（制御系）とともに、周波数ｆ２を用い時分割で複
数子局からのテレメトリ、画像等の情報伝送をする（情
報系）。
【００２６】親局１は、各子局２−１〜２−３からの情
報の受信、復調、解読、処理、表示等を行い、各子局制
御のための信号を生成、入力（設定）、符号化、多重
化、送信等する。
報の受信、復調、解読、処理、表示等を行い、各子局制
御のための信号を生成、入力（設定）、符号化、多重
化、送信等する。
【００２７】親局１は、遠距離に展開する複数の子局
と、各系（情報系及び制御系）について時分割で同時に
双方向通信を行うため、フェーズドアレイアンテナ１８
（図５参照）のように、指向性ビームを高速で切替られ
る指向性アンテナ（例えば、指向性利得３０ｄＢｉ、ビ
ーム（電力半値）幅約５゜）を用い、各子局との情報系
及び制御系との通信、並びに、各子局への指向性ビーム
の指向のタイミングを合わせるよう制御される。
と、各系（情報系及び制御系）について時分割で同時に
双方向通信を行うため、フェーズドアレイアンテナ１８
（図５参照）のように、指向性ビームを高速で切替られ
る指向性アンテナ（例えば、指向性利得３０ｄＢｉ、ビ
ーム（電力半値）幅約５゜）を用い、各子局との情報系
及び制御系との通信、並びに、各子局への指向性ビーム
の指向のタイミングを合わせるよう制御される。
【００２８】各子局は、他の各局から送信される制御系
の信号を、水平面内無指向性アンテナ２１０、２１５で
受信し、復調、解読し、自局の制御に関するデータであ
ればそれに従った機器等の制御をするとともに、自局に
割り当てられたタイミングで、自局の位置等のデータを
送信する（ただし、制御系のデータレートは、子局が無
指向性アンテナを使用可能な範囲にとどめる）。
の信号を、水平面内無指向性アンテナ２１０、２１５で
受信し、復調、解読し、自局の制御に関するデータであ
ればそれに従った機器等の制御をするとともに、自局に
割り当てられたタイミングで、自局の位置等のデータを
送信する（ただし、制御系のデータレートは、子局が無
指向性アンテナを使用可能な範囲にとどめる）。
【００２９】このため、子局は、図５に示すように、制
御系において、受信系（受信機２１２、デコーダ）と、
送信系（送信機２１１、エンコーダ）を有し、時分割
で、無指向性アンテナ２１０と、受信系、送信系が接続
され、動作する。
御系において、受信系（受信機２１２、デコーダ）と、
送信系（送信機２１１、エンコーダ）を有し、時分割
で、無指向性アンテナ２１０と、受信系、送信系が接続
され、動作する。
【００３０】また、各子局は、情報系においては、自局
の取得した画像・テレメトリデータ等の高速データを、
予め割り当てられたタイミングで指向性アンテナ２２０
（例えば１６ｄＢｉ、ビーム幅約２５゜）を用いて送信
するとともに、それ以外の時間には、無指向性アンテナ
２１５に切り替えて、他局の情報系の送信をモニタす
る。後述するように、中継を必要とする状態にならない
限り、他局も、直接親局へ指向性アンテナで送信してい
るので、他局の情報系の送信信号は、通常、受信困難で
ある。
の取得した画像・テレメトリデータ等の高速データを、
予め割り当てられたタイミングで指向性アンテナ２２０
（例えば１６ｄＢｉ、ビーム幅約２５゜）を用いて送信
するとともに、それ以外の時間には、無指向性アンテナ
２１５に切り替えて、他局の情報系の送信をモニタす
る。後述するように、中継を必要とする状態にならない
限り、他局も、直接親局へ指向性アンテナで送信してい
るので、他局の情報系の送信信号は、通常、受信困難で
ある。
【００３１】子局は、中継形態において、他局の情報を
受信し、一次蓄積するためのメモリ２１４、２１９を備
えている。
受信し、一次蓄積するためのメモリ２１４、２１９を備
えている。
【００３２】なお、他局からの信号の受信状況（受信増
幅部のＡＧＣ(Automatic Gain Control)信号電圧等）、
各機器の作動状況等のデータは、通常、このテレメトリ
データに含めて送信する。
幅部のＡＧＣ(Automatic Gain Control)信号電圧等）、
各機器の作動状況等のデータは、通常、このテレメトリ
データに含めて送信する。
【００３３】このため、子局の情報系においても、送信
系及び受信系を有し、送信系は指向性アンテナ２１Ａ
に、受信系は、無指向性アンテナ２１５に接続するよう
制御される。
系及び受信系を有し、送信系は指向性アンテナ２１Ａ
に、受信系は、無指向性アンテナ２１５に接続するよう
制御される。
【００３４】ここでは、子局の位置情報は、指向性アン
テナの指向制御のために使用されものとし、子局は、Ｇ
ＰＳ(Global Positioning System)受信機やＩＮＳ(Iner
tialSensor)等の航法装置を保有する場合が前提とされ
ている。
テナの指向制御のために使用されものとし、子局は、Ｇ
ＰＳ(Global Positioning System)受信機やＩＮＳ(Iner
tialSensor)等の航法装置を保有する場合が前提とされ
ている。
【００３５】各子局からの情報が親局で正常に受信でき
ている場合には、図２に示すようなタイミング及び通信
系統にて各系の通信が実施される。
ている場合には、図２に示すようなタイミング及び通信
系統にて各系の通信が実施される。
【００３６】図３に示すように、ある子局（この場合、
子局２−３）が送信した情報フレームＩＦ2-3が親局に
て一定回数受信できなかった場合（受信できない回数等
の条件は要求される通信に応じて設定する）、親局１
は、各子局からの情報系受信状態、各子局における制御
系電波の受信状態（この場合、子局２−１及び２−２に
おける、子局２−３からの電波の受信強度等）、すなわ
ち、各子局の相対位置関係等を勘案し、適当な子局を自
動的に選定し、制御系にて子局２−３との通信の中継を
指令するとともに、自局も、指定の子局を介した情報系
受信及び制御系送信のためのビーム切替、タイミング制
御等を実施する。
子局２−３）が送信した情報フレームＩＦ2-3が親局に
て一定回数受信できなかった場合（受信できない回数等
の条件は要求される通信に応じて設定する）、親局１
は、各子局からの情報系受信状態、各子局における制御
系電波の受信状態（この場合、子局２−１及び２−２に
おける、子局２−３からの電波の受信強度等）、すなわ
ち、各子局の相対位置関係等を勘案し、適当な子局を自
動的に選定し、制御系にて子局２−３との通信の中継を
指令するとともに、自局も、指定の子局を介した情報系
受信及び制御系送信のためのビーム切替、タイミング制
御等を実施する。
【００３７】すなわち子局２−２を中継局として選定し
た場合、予備スロットにてビームを、子局２−２に指向
する等の制御を行う。
た場合、予備スロットにてビームを、子局２−２に指向
する等の制御を行う。
【００３８】子局からの情報系電波の受信状態は、ＡＧ
Ｃ出力等から判定できる。また、各子局における他子局
からの電波の受信強度情報は各子局のテレメトリデータ
に含まれる。
Ｃ出力等から判定できる。また、各子局における他子局
からの電波の受信強度情報は各子局のテレメトリデータ
に含まれる。
【００３９】子局の位置については、子局がＧＰＳ等の
航法装置を搭載している場合にはそのデータを送信させ
利用できる。
航法装置を搭載している場合にはそのデータを送信させ
利用できる。
【００４０】また、親局と子局との距離を電波的に測距
するとともに、高指向性アンテナで子局からの電波到来
方向を測定することにより、親局にて、子局位置を測定
する方法も可能である。
するとともに、高指向性アンテナで子局からの電波到来
方向を測定することにより、親局にて、子局位置を測定
する方法も可能である。
【００４１】情報系が通じなくなって以降は、通じなく
なる直前の子局の位置から一定時間後の子局の位置を予
測する方法も用いてもよい。
なる直前の子局の位置から一定時間後の子局の位置を予
測する方法も用いてもよい。
【００４２】さらに、各子局間の電波伝搬状況を、予測
・評価したい場合には、データ化された電子地図から、
局間の断面図を作成し、電波減衰等を計算・評価し、移
動局を誘導・制御する方法も用いてもよい。
・評価したい場合には、データ化された電子地図から、
局間の断面図を作成し、電波減衰等を計算・評価し、移
動局を誘導・制御する方法も用いてもよい。
【００４３】図４に示すように、中継を指令された子局
（この場合、子局２−２とする）は、制御系の子局間タ
イムスロットにて、子局２−２が子局２−３の通信を中
継する旨（子局２−２と子局２−３との組み合わせを示
すデータ等）を含めて送信（放送）する。
（この場合、子局２−２とする）は、制御系の子局間タ
イムスロットにて、子局２−２が子局２−３の通信を中
継する旨（子局２−２と子局２−３との組み合わせを示
すデータ等）を含めて送信（放送）する。
【００４４】この送信データには、子局２−２の位置デ
ータが含まれる。これを受信して、解読した子局２−３
は、自局のプラットフォームの姿勢、方位情報等を考慮
して、処理し、その制御系情報に含まれる中継役子局
（子局２−２）の位置に向けて指向性アンテナをステア
リングするとともに、指定の情報系のタイムスロット
（この場合通常のＩＦ2-3）にて情報を送信する。
ータが含まれる。これを受信して、解読した子局２−３
は、自局のプラットフォームの姿勢、方位情報等を考慮
して、処理し、その制御系情報に含まれる中継役子局
（子局２−２）の位置に向けて指向性アンテナをステア
リングするとともに、指定の情報系のタイムスロット
（この場合通常のＩＦ2-3）にて情報を送信する。
【００４５】中継役の子局は、この情報を、情報系の他
局モニター系（無指向性アンテナ＋受信系）で受信し、
復調、解読し、メモリに蓄積し、指定のタイムスロット
（この場合予備のタイムスロットＩＦR）にて、親局に
向け、指向性アンテナを用いて送信する（図４参照）。
局モニター系（無指向性アンテナ＋受信系）で受信し、
復調、解読し、メモリに蓄積し、指定のタイムスロット
（この場合予備のタイムスロットＩＦR）にて、親局に
向け、指向性アンテナを用いて送信する（図４参照）。
【００４６】上記実施例では、中継局が他子局の情報を
伝送するための情報系タイムスロットについて、予備の
タイムスロットＩＦRが設定されている場合を例に説明
したが、情報量が多い、子局数が多い、直接、親局と通
信できない子局が複数発生する等により、予備のタイム
スロットの設定困難な場合には、中継役の子局は、中継
専門として（自局の取得情報等の伝送レートを制限し
て）、その子局が用いていたタイムスロットを利用する
ようにしてもよい。
伝送するための情報系タイムスロットについて、予備の
タイムスロットＩＦRが設定されている場合を例に説明
したが、情報量が多い、子局数が多い、直接、親局と通
信できない子局が複数発生する等により、予備のタイム
スロットの設定困難な場合には、中継役の子局は、中継
専門として（自局の取得情報等の伝送レートを制限し
て）、その子局が用いていたタイムスロットを利用する
ようにしてもよい。
【００４７】子局２−２による子局２−３との通信を中
継するモードにおいては、親局１は、通常、子局２−３
から直接情報系を受信できないので、親局１と子局２−
３の間の直接的な情報系の通信可能性については、子局
２−３において、親局１からの制御系の電波の受信状態
をテレメトリデータに含めて中継を介して送信し、それ
を親局が知ることにより、直接通信モードに戻す等の制
御を行う。
継するモードにおいては、親局１は、通常、子局２−３
から直接情報系を受信できないので、親局１と子局２−
３の間の直接的な情報系の通信可能性については、子局
２−３において、親局１からの制御系の電波の受信状態
をテレメトリデータに含めて中継を介して送信し、それ
を親局が知ることにより、直接通信モードに戻す等の制
御を行う。
【００４８】この制御系の電波受信状況（電波強度等）
がある一定レベル（情報系の受信可能となる際の制御系
のレベル等）以上で受信できるようになった場合、この
通信形態を解除し、子局２−３から、直接、親局１に情
報系で情報を送信する形態に戻すよう制御する。
がある一定レベル（情報系の受信可能となる際の制御系
のレベル等）以上で受信できるようになった場合、この
通信形態を解除し、子局２−３から、直接、親局１に情
報系で情報を送信する形態に戻すよう制御する。
【００４９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば下
記記載の効果を奏する。
記記載の効果を奏する。
【００５０】本発明の第１の効果は、例えば、同時に複
数の無人航空機等を誘導制御して、遠距離地域の観測等
を実施する場合などにおいて、地上基地局〜無人航空機
間で地形等の障害による不意の通信途絶が発生した場合
においても、無人航空機の制御不能、観測等の任務遂行
不能等を回避することができる、ということである。
数の無人航空機等を誘導制御して、遠距離地域の観測等
を実施する場合などにおいて、地上基地局〜無人航空機
間で地形等の障害による不意の通信途絶が発生した場合
においても、無人航空機の制御不能、観測等の任務遂行
不能等を回避することができる、ということである。
【００５１】本発明の第２の効果は、同様な場合、状況
に応じ、任意の子局を中継に利用することにより、誘
導、制御、観測などの範囲拡大、不意の中継局の故障等
に柔軟に対応できる、ということである。また、本発明
によれば、必要に応じて多段中継通信系を構成するよう
に制御することができるという効果を奏する。
に応じ、任意の子局を中継に利用することにより、誘
導、制御、観測などの範囲拡大、不意の中継局の故障等
に柔軟に対応できる、ということである。また、本発明
によれば、必要に応じて多段中継通信系を構成するよう
に制御することができるという効果を奏する。
【００５２】本発明の第３の効果は、制御系の伝送レー
トが情報系の伝送レートよりも格段に低いことを利用し
て、子局（移動局）の制御系アンテナとして、無指向性
アンテナを利用することにより、各子局相互の通信状況
等のモニターを可能とし、簡便に、且つ確実性ある通信
系等の制御を可能としている、ということである。
トが情報系の伝送レートよりも格段に低いことを利用し
て、子局（移動局）の制御系アンテナとして、無指向性
アンテナを利用することにより、各子局相互の通信状況
等のモニターを可能とし、簡便に、且つ確実性ある通信
系等の制御を可能としている、ということである。
【図１】本発明の一実施例を説明するための図である。
【図２】本発明の一実施例の動作タイミングを説明する
ための図（その１）である。
ための図（その１）である。
【図３】本発明の一実施例の動作タイミングを説明する
ための図（その２）である。
ための図（その２）である。
【図４】本発明の一実施例の動作タイミングを説明する
ための図（その３）である。
ための図（その３）である。
【図５】本発明の一実施例の構成を示す図である。
１ 親局
１１ 制御装置
１２ エンコーダ
１３ 送信機
１４ デコーダ
１５ 受信機
１６ デュプレクサ
１７ アンテナ指向性制御装置
１８ フェーズドアレイアンテナ
２１０ 無指向性アンテナ
２１１ 受信機
２１２ 送信機
２１３ エンコーダ及びデコーダ
２１４ メモリ２１４
２１５ 無指向性アンテナ
２１６ 受信機
２１７ 送信機
２１８ エンコーダ及びデコーダ
２１９ メモリ
２１Ａ 指向性アンテナ
２１Ｂ アンテナ指向制御部
Claims (3)
- 【請求項１】固定局または移動局よりなり指向性アンテ
ナを備えた親局と、 伝送速度が相対的に高いデータの送信のための指向性ア
ンテナと、伝送速度が相対的に高いデータの受信のため
の無指向性アンテナとを備えた情報系送受信部と、 無指向性アンテナを用いて伝送速度が相対的に低い制御
データの送受信を行う制御系送受信部と、 中継形態において他の局の情報を受信して一次蓄積する
ための情報系と制御系のメモリと、を備えた子局と、 を備え、 前記親局は、複数の前記子局と時分割で双方向の無線デ
ータ通信を行うにあたり、前記親局と前記各子局との相
対的位置関係に応じて遮蔽物の存在もしくは距離伸長な
どにより、ある子局と直接に通信することが不可能とな
った場合、前記親局は、前記各子局の相対位置関係に基
づき、適当な子局を中継局として自動的に選定し、制御
系にて、前記中継局となる子局との通信の中継を指令す
るとともに、指定した子局を介して、情報系の受信及び
制御系の送信のため前記指向性アンテナのビーム切替、
及び、タイミング制御を行い、 前記親局と通信不可能となった前記子局との間の通信
を、前記中継局となる子局を介して、中継することで、
前記親局と通信不可能となった前記子局と前記親局との
間で通信可能とする、ことを特徴とする移動無線通信自
動中継システム。 - 【請求項２】前記親局は、前記中継局として選定した子
局に対して、予備スロットを用いて、指向性アンテナの
ビームの指向を変更させる、制御を行うことを特徴とす
る請求項１記載の移動無線通信自動中継システム。 - 【請求項３】固定局または移動局よりなる親局が指向性
アンテナを用いて、前記親局からの距離がほぼ同一距離
の地域に位置する複数の子局と時分割で双方向の無線デ
ータ通信する移動無線通信システムの子局が、 無指向性アンテナと、制御系のデータを受信する受信装
置、制御系のデータを送信する送信装置、復号及び符号
化装置と、中継形態において、他の子局の情報を受信
し、一次蓄積するためのメモリを備えた制御系送受信部
と、 無指向性アンテナと、前記無指向性アンテナから情報系
のデータを受信する受信装置と、指向性アンテナと、前
記指向性アンテナを介して情報系のデータを送信する送
信装置と、復号及び符号化装置と、中継形態において、
他の子局の情報を受信し、一次蓄積するためのメモリ
と、前記指向性アンテナの制御を行うアンテナ制御装置
を備えた情報系送受信部と、を備え、 前記親局と通信不可能となった前記子局との間の通信
を、他の子局を介して、中継することで、前記親局と通
信不可能となった前記子局と前記親局との間で通信可能
としたことを特徴とする子局。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000038442A JP3386030B2 (ja) | 2000-02-16 | 2000-02-16 | 移動無線通信自動中継システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000038442A JP3386030B2 (ja) | 2000-02-16 | 2000-02-16 | 移動無線通信自動中継システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001230722A JP2001230722A (ja) | 2001-08-24 |
| JP3386030B2 true JP3386030B2 (ja) | 2003-03-10 |
Family
ID=18562176
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000038442A Expired - Fee Related JP3386030B2 (ja) | 2000-02-16 | 2000-02-16 | 移動無線通信自動中継システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3386030B2 (ja) |
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| US7581702B2 (en) * | 2006-06-09 | 2009-09-01 | Insitu, Inc. | Wirelessly controlling unmanned aircraft and accessing associated surveillance data |
| KR100842102B1 (ko) | 2007-06-15 | 2008-06-30 | 주식회사 대한항공 | 임무비행시 무인항공기의 경로점 통과 판별 방법 |
| KR101170004B1 (ko) | 2010-12-03 | 2012-08-03 | 재단법인대구경북과학기술원 | 적응성 빔 기반 통신시스템 및 그 멀티홉 릴레이 전송방법 |
| JP6379575B2 (ja) * | 2014-03-27 | 2018-08-29 | 日本電気株式会社 | 無人航空機、無人航空機の制御方法、および、管制システム |
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| JP6637661B2 (ja) * | 2015-03-11 | 2020-01-29 | 古野電気株式会社 | 移動体用監視システム、子機、親機、及びプログラム |
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-
2000
- 2000-02-16 JP JP2000038442A patent/JP3386030B2/ja not_active Expired - Fee Related
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