JP4246203B2 - 時分割同期無線モデム装置 - Google Patents

Description

この発明は、既設の短波無線システムの無線局に付加して時分割同期通信を行う時分割同期無線モデム装置に関するものである。

従来のデータ伝送システムは、例えば特開平８−１３０７７４号公報に示されているようにそれぞれのターミナル局に共通する基準タイムベースを設け、ターミナル局毎に前記基準タイムベースの周期内の所定時刻を割り当ててそれぞれのターミナル局毎の固有の送信タイミングとし、それぞれのターミナル局がデータの送信時に前記固有の送信タイミングに基づいて所定時間内の送信動作を行っているので、基地局からの制御によることなく時分割送信制御が実現できる。このシステムでは送信タイミング発生部で生成される基準タイミングに基づく自局の送信タイミング信号に基づきデータの送信を行う。従って、他のターミナル局と送信タイミングの重複無しに基地局に対しデータの送信を行うことができる。すなわち、基地局からの制御によらないので時分割送信制御が実現できる。
しかし、複数のターミナル局に共通する基準タイムベースを設け、ターミナル局毎に基準タイムベースの周期内の所定時刻を割り当てているため、必要に応じて、固有送信タイミングを動的に変更することが出来ない。
また、大容量データを送信するには、自局に割り当てられた送信周期の範囲でしか、データを送信することが出来ず、他の局が使用していない通信スロットを有効に活用することが出来ない。
また、複数のターミナル局に共通する基準タイムベースを設け、ターミナル局毎に基準タイムベースの周期内の所定時刻を割り当てているため、連続した基準タイムベースの周期以上に長い連続した通信を行うことが出来ない。
この発明の目的は、通信スロットの使用効率が高い時分割同期無線モデム装置を提供することである。

この発明に係わる時分割同期無線モデム装置は、複数の無線局の間で１つの無線チャネルを介してあらかじめ定められた送信周期をあらかじめ定められた単位送信時間で時分割した通信スロット毎にヘッダを含む通信パケットを送受信する無線システムの無線局にそれぞれ設けられた時分割同期無線モデム装置であって、上記通信パケットを送受信するモデム部と、上記受信した通信パケットのヘッダに含まれる送信周期と使用中の通信スロットとを得る通信状況判定部と、１つの上記送信周期に亘って通信パケットが受信されないときには次の送信周期の任意の通信スロットを選定し、通信パケットが受信されたときには上記通信状況判定部で得られた送信周期と使用中の通信スロットとから次の送信周期の空き通信スロットを推定して使用する通信スロットを選定する送信タイミング制御部と、を有する。

図１は、この発明に係わる無線モデム装置を既設の無線システムの無線局に接続したシステムの全体を示す図、
図２は、この発明に係わる無線モデム装置とそれに付随する装置との構成を示すブロック図、
図３は、この発明に係わる地図表示装置の構成を示すブロック図、
図４は、図３の軌跡追尾表示パネルに表示される地図情報、
図５は、この発明に係わる通信パケットの構成を示す図、
図６は、この発明の実施の形態１に係わる無線モデム装置の送信タイミング図、
図７は、端末局が開局に成功したときの送信タイミング図、
図８は、端末局が開局に失敗したときの送信タイミング図、
図９は、２つの端末局が同時に開局しようとするときの送信タイミング図、
図１０は、この発明の実施の形態２に係わる無線モデム装置の送信タイミング図、
図１１は、通信スロットの使用状況が表示パネルに表示されている様子を示す図、
図１２は、この発明の実施の形態４に係わる無線モデム装置の送信タイミング制御部での通信スロットの選択方法を説明する図、
図１３は、この発明の実施の形態５に係わる無線モデム装置の送信タイミング図、
図１４は、この発明の実施の形態６に係わる無線モデム装置の送信タイミング図、
図１５は、この発明の実施の形態７に係わる無線モデム装置の送信タイミング図である。

以下、この発明の好適な実施の形態について図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明に係わる時分割同期無線モデム装置（以下、無線モデム装置と称す。）を既設の無線システムの無線局に接続したシステムの全体を示す図である。
既設の無線システムは、短波無線通信を用いて複数の無線局（地上に設けられた基地局５と航空機または船舶に搭載された端末局４）間で短波無線通信を行うシステムである。なお、以下の説明においては航空機に搭載された端末局に対して行う。また、この発明は短波に限るものではなく中波、極短波などの既設の通信システムに適用することができる。また、航空機に搭載した端末局について説明するが、船舶・自動車など移動体に搭載された通信システムであれば、それらにこの発明の無線モデム装置を適用することができる。
この既設の無線システムの無線装置（以下、既設無線装置と称す。）１は、短波を搬送波として用いて送受信する装置である。
無線モデム装置２には、地図上に自他の航空機の位置および関係する航空機などの航行軌跡などを表示する地図表示装置３が接続されている。
このシステム全体として無線モデム装置２を介して基地局５および端末局４に設置した地図表示装置３間で情報の共有を実現するシステム構成になっている。
一方、無線モデム装置２は、既設無線装置１に接続され、その既設無線装置１で復調されたシリアル信号をパラレル信号に、また情報をシリアル信号に変換している。そのシリアル信号を用いて既設無線装置１は搬送波を変調して送信している。
各端末局４から基地局５、または各端末局４の間で３種類の情報を通信する。その情報は、ＧＰＳアンテナ６から定期的に入手できる端末局４の位置情報からなる定期通信情報、ディジタルスチルカメラまたはディジタルビデオカメラなどの映像撮影装置７で撮影した映像情報からなる大容量情報、各端末局４間または各端末局４と基地局５の間で行われる音声秘話通話などに関する不定期連続情報である。
位置情報は、航空機が作戦を行う空域まで移動する際の移動中位置情報と航空機が作戦空域でこまめに方向を転換する作戦行動中位置情報とからなる。
図２は、基地局５と各端末局４にそれぞれ接続されている無線モデム装置２とそれに付随する装置との構成を示すブロック図である。
無線モデム装置２は、無線モデム部８、ＧＰＳ受信部９、情報加工部１０、暗号化処理部１１を有する。
無線モデム装置２には、ＧＰＳアンテナ６の他に表示パネル１２、マイク１３、スピーカ１４とイーサーネット（登録商標）１０ＢａｓｅＴ１５が接続されている。
無線モデム部８は、既設無線装置１で受信された受信信号を復調してＲＳ２３２Ｃ形式のデータとして暗号化処理部１１に送り、また暗号化処理部１１で暗号化された位置情報と大容量情報などを送信信号に変調するモデム部１６、復調された受信信号のヘッダ部を解読して通信状況を判定する通信状況判定部１７、その通信状況および後述する外部から行われる送信周期の設定に基づいて各情報の送信のタイミングを制御する送信タイミング制御部１８、通信状況を表示パネル１２に表示する表示部１９を有している。この通信状況には、送信周期と通信スロットの使用状況などを含んでいる。
ＧＰＳ受信部９は、ＧＰＳアンテナ６を介してＲＳ２３２Ｃ形式のデータとして入力されたＧＰＳ信号を位置情報に変換する。この位置情報は、イーサーネット１０ＢａｓｅＴ１５を介して地図表示装置３に送信されるとともに暗号化処理部１１に送られる。
情報加工部１０は、後述するようにイーサーネット１０ＢａｓｅＴ１５を介して地図表示装置３から入力された活動報告の中の大容量情報を送信できるようにデータ列に加工し一時保存する。その加工した情報を暗号化処理部１１に送信する。また、暗号化処理部１１で復号化されたデータ列を再合成して元の大容量情報に戻す。
暗号化処理部１１は、送信する位置情報および活動報告を暗号化し、また既設無線装置１で受信された基地局５および他の端末局４からの活動情報などを復号化し、さらに暗号化と復号化を行うための暗号鍵を生成する。
さらに、無線モデム装置２は、マイク１３を用いた音声秘話通話を制御する音声通話制御部２０を有している。
さらに、地図表示装置３から無線モデム装置２に対して、自局番号、基地局番号、状態表示項目、飛行位置データ保存設定、受信飛行位置、映像ファイル保存期間、暗号化キー設定、位置情報送信周期、画像送信サイズが入力される。
なお、ＧＰＳ受信部９、情報加工部１０、暗号化処理部１１、通信状況判定部１７、送信タイミング制御部１８、音声通話制御部２０、表示部１９は中央演算処理ユニット、ファイル、インタフェース回路などを有するコンピュータによって構成されている。
次に、図３を参照して地図表示装置３の構成について説明する。なお、無線モデム装置２との間で送受信される情報に関する内容を中心として説明し、それ以外は簡単に機能名だけ記載する。
地図表示装置３は、設定入力部２１、地図表示部２２、入力処理部２３、映像表示部２４、活動報告送信部２５、位置・活動情報受信部２６、飛行軌跡追尾表示部２７、位置情報配信送受信部２８を有している。
さらに、地図表示装置３は、手書き情報ファイル２９、画像ファイル３０、視認情報ファイル３１、移動体位置情報ファイル３２を有している。
設定入力部２１は、キーボードなどからなる入力設定手段３３から入力される情報に基づき、自局番号、基地局番号、状態表示項目、飛行位置データ保存設定、受信飛行位置、映像ファイル保存期間、暗号化キー設定、位置情報送信周期、画像送信サイズを設定し、無線モデム装置２に送信する。
地図表示部２２は、電子地図３４に保管されている情報を用いて地図表示パネル３５に必要な領域の地図を表示する。
入力処理部２３は、タブレット３６などから入力される活動に関する手書き図形情報と、ディジタルスチルカメラおよびディジタルビデオカメラなどの映像撮影装置７から入力される活動の様子を撮影した映像情報と、船舶などを発見したときの該船舶の視認情報などを地図表示装置３に取り込む。これら情報は、それぞれ手書き情報ファイル２９、画像ファイル３０、視認情報ファイル３１に保存される。
映像表示部２４は、画像ファイル３０に保存された映像情報を映像表示パネル３７に表示する。
活動報告送信部２５は、手書き図形情報と映像情報とを無線モデム装置２の情報加工部１０に送信する。
位置・活動情報受信部２６は、無線モデム装置２の情報加工部１０から入力された自局の位置情報と、無線モデム装置２の暗号化処理部１１で復号化された基地局５または各端末局４から送られた位置・活動情報とを受信し、それを移動体位置情報ファイル３２に保存する。
飛行軌跡追尾表示部２７は、移動体位置情報ファイル３２に保存されている航空機などの飛行物体の軌跡を飛行軌跡表示パネル３８に表示する。また、注目している飛行物体を追尾していることも合わせて表示する。図４に飛行軌跡表示パネルの表示の一例を示す。
次に、この無線モデム装置２により送受信できる情報について説明する。情報としては、定期通信情報、大容量情報と不定期連続情報の３種類の情報である。
定期通信情報は、あらかじめ決められた周期で定期的に送信する必要な位置情報などであり、この定期通信情報の１回の量は１つの通信スロットで送信することができる量である。
大容量情報は、映像情報および音声情報などであり、定期的に送信する必要はない情報である。この大容量情報の１回の量は１つの通信スロットで送信できない大容量の情報である。但し、リアルタイムに情報を送信する必要がないので情報を分割して複数の通信スロットを使用して送信することができる。
不定期連続情報は、大容量情報と同様に不定期に送信要求が発生する情報であるが、リアルタイムに継続して１回の送信を行うことが必要な情報である。そのため、１回の送信の間では連続した複数の通信スロットに亘って送信を行う。定期通信情報または大容量情報の送信を開始する前に、通信衝突確認時間が設けられているのでその時間で不定期連続情報の送信の有無を確認して、不定期連続情報の送信が行われているときは、定期通信情報または大容量情報の送信を行わずに不定期連続情報を優先的に送信する。
次に、既設の無線システムはシステム構成上以下のシステム的な制限条件が存在する。
各送信は、１秒以下のような短時間の間では正常に行えない。この説明では、この制限条件を考慮して最短送信周期として５秒に固定し、これを単位送信周期としている。この最短送信周期で時間を時分割し、その最短送信周期を通信スロットと規定し、この通信スロット毎に情報を送信している。
また、この最短送信周期を単位として、その最短送信周期の一定の回数を送信周期として設定されている。この説明では、送信周期として１８０秒に定め、これを基本送信周期と称している。そこで、この基本送信周期に含まれる通信スロットは３６個である。送信者は、これらの通信スロットを用いて送信できるので、３６回の送信タイミングがあることになる。送信タイミング制御部１８は、この送信タイミングを制御して適切な送信タイミングに所望の通信パケットを送っている。
基地局と端末局は、ＧＰＳ信号から取り込んだ時間を基準時間とし、その基準時間を用いて送信タイミングを制御している。
各送信では、通信パケットを用いる。通信パケットは、図５に示すようにヘッダとデータとから構成されている。ヘッダには、送信局番号、送信周期、同時運行台数に関する情報が含まれている。データには、送信する情報が含まれている。この通信パケットは、１つの通信スロットの始めから通信衝突確認時間としての１秒間遅れて送信される。この１秒間の間に、他局からの送信の有無を検出し、通信衝突を防止する。
次に、この無線モデム装置２を用いて行うことのできる通信の種類を説明する。
通信の種類として、定期通信、大容量通信、不定期連続通信の３種類がある。
定期通信は、あらかじめ定められた複数の送信周期から１つの送信周期を選択し、その送信周期の中の通信スロットを選定し、それを用いて定期的に情報を送信する。
送信周期には、基本送信周期と基本送信周期の整数分の１である少なくとも１つの短縮送信周期がある。この説明では、最短送信周期を５秒として、最短送信周期からなる通信スロットを３６個有する基本送信周期、その６分の１である短縮送信周期１と３分の１である短縮送信周期２を用いる。この最短送信周期は無線モデム装置２の特性から決まる。この説明では３つの送信周期を用いているが、基本送信周期の整数分の１であれば如何なる周期でも同様に本発明を適用することができる。
定期通信を３つの端末局４が行うときは、端末局４はそれぞれ１つの基本送信周期の最初から第１の通信スロット、第２の通信スロット、第３の通信スロットを順番に用いる。
基本送信周期の最短送信周期での受信状態を確認し、基本送信周期または短縮送信周期１および２での空き通信スロットを確認して送信タイミングを決定する。
大容量通信は、不定期に１つの送信周期の中の空きの通信スロットを用いて通信が行われる。この大容量通信は、大容量の映像情報などを分割して送信することが特徴である。
定期通信と大容量通信の送信を始めるときには、それぞれの通信スロットのはじめから通信衝突確認時間として設定されている間に他の無線局からの通信パケットの受信を確認して受信がないとき送信を開始する。
不定期連続通信は、不定期に行われる通信であるが、その情報は分割することができないので、この通信が始まったら他の無線局からの通信を行うことができない。すなわち、通信チャネルをある所望の間占有する通信であるので優先通信となる。
不定期連続通信（音声送信）の開始タイミングは、通信衝突確認時間に合わせて発信を始めるか、基本送信周期の判定で空き通信スロットと推定された通信スロットの始めから送信を開始する。
次に、この時分割同期無線モデム装置を用いて行う時分割同期通信手順について図６、７、８、９を参考にして説明する。
図６に示すように、情報を送信しようとする端末局４（この場合、１番局）は、１つの基本送信周期Ａの間に亘って基地局５または他の端末局４からの送信の有無をチェックする。この場合、送信基本周期は１８０秒であるから、１８０秒の間既設無線装置１からの入力を調べて通信パケットの有無を確認する。
もし、基地局５または他の端末局４からの通信パケットが無いときには、開局希望の１番局は、次の基本送信周期Ｂの１番目の通信スロットを用いて送信を行う。このとき、その通信スロットの始めから１秒間の通信衝突確認時間の間他の端末局４からの信号を受信しているか確認する。受信していないと確認したときは、この１番目の通信スロットを用いて送信を行う。このとき送信する通信パケットは、送信しようとする情報をデータとし、合わせてヘッダ情報をヘッダとして構成している。ヘッダ情報として、送信局番号として１、送信局総数として１、送信周期として１８０秒を設定する。この送信局番号、送信局総数と送信周期は地図表示装置３の設定入力部２１から入力することができる。
一方、通信スロットの通信衝突確認時間の間で信号が受信されたことが確認されたときは、その通信スロットでの送信を中止し、他の無線局からの送信がある場合に対応して図７に示すようにして送信する。
次に、図７に示すように他の端末局４（この場合、１番局）から定期情報通信が行われており、新たに開局希望の２番局がある場合を説明する。１番局から基本送信周期Ｂの間に送信があり、２番局がそれを受信したとき、開局希望の端末局４（この場合、２番局）は、その受信した１番局からの通信パケットにあるヘッダ情報から送信局番号（この場合、１）、送信局総数（この場合、１）、送信周期（この場合、１８０秒）を入手する。これらの情報から次の送信周期Ｃにおける空き通信スロットを推定する。例えば、送信局総数が１、送信周期が１８０秒のときは、通信スロットは３５個空いていると推定し、基本送信周期の開始から最初の通信スロットが使用されていると推定できるので、開局希望の２番局４は基本送信周期Ｃの始めから２番目の通信スロットを選定し、その通信スロットを用いて送信する。このとき、ヘッダ情報として、送信局番号を２、送信局総数を２と設定して通信パケットを構成して送信する。
１番局が同時に定期情報通信を行っていて、その１番局は２番局が初めて送信した基本送信周期Ｃに亘って受信しているので、もし、２番局の送信が正常に行われていれば２番局の送信の通信パケットのヘッダ情報から送信局総数として２を受信できる。２番局が送信した後の基本送信周期Ｄにおいて、１番局は定期情報通信の通信パケットのヘッダ情報として送信局番号を１、送信局総数を２、送信周期を３分として送信する。もし、図８に示すように２番局の送信が正常に行われなかったときは、２番局から送信された基本送信周期Ｃでの送信の通信パケットのヘッダ情報を受信できないので、次の１番局の基本送信周期Ｄでの送信においてもヘッダ情報は前の基本送信周期Ｃの通信パケットと変わらずに送信局総数が１のまま送信される。２番局も同様に定期情報通信を行っているので、１回目を送信した次の基本送信周期Ｄに亘って受信し、１番局の通信パケットのヘッダ情報を受信することができる。このとき、２番局が基本送信周期Ｃで正常に送信が行われていたら、１番局の基本送信周期Ｄでの定期情報通信の通信パケットのヘッダには送信局総数が２となっているはずであるから、その変化をを確認することにより自局からの送信が正常に行われていたかどうかが分かる。
もし、正常に送信が行われていないと確認できたときには、２番局は再度基本送信周期Ｄでランダムに通信スロットを選定して送信を行う。
次に、図９のように２番局と３番局が新たに同じ基本送信周期Ｃで開局を行うときの様子を説明する。２番局と３番局は１つの基本送信周期Ｂに亘って他無線局からの送信をチェックする。この基本送信周期Ｂでは、１番局だけが開局しているので、２番局と３番局は独立して空きの通信スロットから２番目の通信スロットを選定する。このようにしてヘッダ情報として同じように送信局番号２、送信局総数２、送信周期１８０秒として、基本送信周期Ｃにおいて新たに送信する。このように、同じ通信スロットで２つ以上の無線局から送信されると、２つ以上の通信パケットの衝突が発生し、送信が正常に行われない。この基本送信周期Ｃの様子を１番局がチェックしているので、１番局は自局だけが送信しているとして、基本送信周期Ｄではヘッダ情報の送信局総数を１として送信する。同時に、基本送信周期Ｄでは、２番局と３番局は正しく送信されているか検出するために１番局の送信をチェックする。この図９のような場合は、１番局のヘッダ情報から正しく送信できなかったと判断する。２番局または３番局はそれぞれランダムに通信スロットを選定して送信を行う。
このような無線モデム装置は、１つ前の送信周期で受信された通信パケットのヘッダ情報から通信スロットの空きを推定して送信を行うので、ある特定の無線局が送信タイミングの調整することがない。また、通信スロットの使用状況に基づいて各無線局の占有する時分割送信タイミングを取得するので、通信スロットの数より多くの無線局が１つの無線チャネルを用いて通信を行うことができる。
実施の形態２．
図１０は、この発明の実施の形態２に係わる無線モデム装置の送信タイミングチャートを示す。
１番局は、この無線モデム装置２が搭載されている航空機が目標空域に移動中は航空機の位置を基本送信周期で位置情報を基地局５に送信する。この航空機が目標空域に到着すると、航空機の位置情報を基本送信周期より短い短縮送信周期１で基地局５に送信する。すなわち、移動中位置情報送信周期として基本送信周期を、作戦行動中位置情報送信周期として短縮送信周期１（３０秒周期）を用いている。
作戦行動が終了後、また通常の基本送信周期で位置情報を送信する。
同時に２番局と３番局とが搭載されている航空機も目標空域に移動中は、自局の位置情報を基地局５に基本送信周期で送信する。
これらの位置情報を送信する手順を図１０を参照して説明する。
１番局は、１つの移動中位置情報送信周期の間他局からの送信が行われているか確認する。他局から送信がないとき、次の移動中位置情報送信周期の始めから１番目の通信スロットを用いて位置情報を送信する。
２番局は、１つの移動中位置情報送信周期の間他局からの送信が行われているか確認する。１番局からの送信が確認できるので、次の移動中位置情報送信周期の始めから２番目の通信スロットを用いて自局の位置情報を定期送信する。
３番局も同様にして位置情報を定期送信する。
次に、１番局の搭載されている航空機が作戦空域に到着したら、細かく航空機の飛行の方向を転換することが必要になるので、１番局は作戦行動中位置情報送信周期で位置情報を送信する。図１０の場合は、１番局はヘッダ情報として送信局番号１、送信局総数３、送信周期３０秒として位置情報を送信する。２番局は、１番局のヘッダ情報から空き通信スロットは偶数番目であると推定し、２番目の通信スロットを選択する。ヘッダ情報として送信局番号２、送信局総数２、送信周期１８０秒として送信する。３番局は、２番局と同様に空き通信スロットは偶数番目であると推定し、さらに２番局が２番目の通信スロットを用いるとして、自局は４番目の通信スロットを用いて送信を行う。
基地局５と各端末局４が占有する時分割送信タイミングを複数の送信周期とすることによって、送信周期が異なる定期通信を混在させて、通信を行うことが可能になり、必要に応じて、送信周期を増減されることによって、１つの周波数の使用効率が向上し、１つの周波数で他のより多くの端末局４の情報を共有することが可能になる。
実施の形態３．
図１１は、この発明の実施の形態３に係わる表示パネルに表示された通信スロットの使用状況の表示である。
この図では、最短送信時間を５秒とし、短縮送信周期１を３０秒周期、短縮送信周期２を６０秒周期、基本周期を１８０秒周期として、３段階の送信周期を設定し、どの通信スロットが使用されているか否かを黒丸と白丸とで表している。黒丸が使用中で、白丸は空きを示している。
新たに開局を行おうとする端末局４は、１つの基本送信周期に亘り新たに他局による開局の有無を確認する。例えば、図１１のような通信スロットの使用状況が表示されている場合、各通信スロットに流れる通信パケットのヘッド情報において、送信局総数は９となっている筈である。そこで、ヘッダ情報の送信局総数が９のままのときには、基本送信周期で定期情報通信を行おうとして、図１１の白丸の付けられた通信スロットを選択する。短縮送信周期１で新たに開局することは、他局の送信の一部が終わらなければできない。
このように通信スロットを選択し、地図表示装置３の設定入力手段３３から必要な情報を入力し、それに基づいて設定入力部２１はそれに関連した情報を送信タイミング制御部１８に送信する。
このような無線モデム装置２は、１つの基本送信周期に亘って送信に使用されている通信スロットの状況が一覧表として表示されているので、基地局５および各端末局４での通信スロットの使用状況を一目で確認することが可能になる。
また、１つの基本送信周期に亘って使用されている通信スロットの使用状況を確認し、運用状態と照合して、空き通信スロットを手動にて設定することができる。
実施の形態４．
図１２は、この発明の実施の形態４に係わる無線モデム装置の送信タイミング制御部での通信スロットの選択方法を説明する図である。この実施の形態４の無線モデム装置２は、実施の形態１の無線モデム装置２に空き通信スロットを選択する手段が送信タイミング制御部に設けられている点が異なっている。
この送信タイミング制御部１８は、ファイルなどに記憶されている送信周期と送信局総数とから選定の規則に従って通信スロットを選択する。選定規則は、図１２のように短縮送信周期１、短縮送信周期２、基本送信周期の順に優先して通信スロットを選定する。黒丸は現在割り当てられている通信スロットを示し、白丸は新たに割り当てることのできる通信スロットを示す。このような状態で、例えば基本送信周期で新たに開局しようとするときには、使用する通信スロットとして１０番目の通信スロットを選定する。また、短縮送信周期２で新たに開局しようとするときには、使用する通信スロットとして１０番目、２２番目、３４番目の通信スロットを選定する。しかし、この状態では短縮送信周期１で新たに開局することができない。
このような無線モデム装置２は、送信周期と送信局総数とからあらかじめ定めた規則に則り空き通信スロットを選定するので、操作者の判断が介在するために起こる誤った通信スロットを選択してしまうことはない。
実施の形態５．
図１３は、この発明の実施の形態５に係わる無線モデム装置の送信タイミングを示す図である。
位置情報送信周期である基本送信周期内で、大容量情報を送信する手順について説明する。
ア）大容量情報を基地局５に送信しようとする２番局は、大容量情報を１つの通信スロットで送信できる送信サイズに分割してデータ列を作成し、そのデータ列を暗号化処理部１１に送る。暗号化処理部１１は、そのデータ列を暗号化する。
イ）２番局は、１つの位置情報送信周期に亘って他局からの通信パケットを確認し、空き通信スロットを確認する。
ウ）２番局は、空き通信スロットで、データ列を暗号化して基地局に送信する。
エ）基地局は、送られてきたデータ列が正しく受信できたか確認する。正しく受信できなかったときは、再度、そのデータ列の再送要求を２番局に行う。正しく受信できたときはデータ列を統合して大容量情報として元に戻す。
エ）２番局は基地局５から送られてきた先に送信した大容量情報のデータ列の受信状態に関する情報を受信する。
オ）受信した受信状態に関する情報において、基地局５で受信が不成功であったデータ列を再度空き通信スロットを用いて基地局５に送信する。
また、映像情報の送信手順を説明する。
ア）大容量情報を基地局５に送信しようとする２番局において、ディジタルカメラ、ディジタルビデオなど映像撮影装置７から地図表示装置３に入力された撮影映像を一旦画像ファイル３０に蓄積し、その後活動報告送信部２５により無線モデム装置２の情報加工部１０に送信する。
イ）２番局において、情報加工部１０が撮影映像を縦横に分割してデータ列を作成し、そのデータ列の縦横構成数をヘッダに載せて画像情報送信予告として基地局５に送信する。さらに、２番局において、位置情報送信周期の通信スロットの空きを調べ、その空き通信スロットを用いてデータ列を送信する。そのデータ列は、それぞれにヘッダが付けられて通信パケットとして構成される。
ウ）基地局５において、画像情報送信予告のヘッダから求めた受信完了予定時間以降にデータ列の異常の有無を確認し、異常が認められたときには、その異常が認められたデータ列を再送するように２番局に再送要求を送信する。２番局は再度異常が認められたデータ列を送信する。
エ）基地局５において、撮影映像のすべてのデータ列が正常に受信された後、画像情報送信予告のヘッダからデータ列の縦横構成数を確認し、受信した撮影映像のデータ列を映像に再合成する。
オ）全てのデータ列が正常に受信完了したとき、基地局５は映像受信完了の情報を２番局に送信する。
このような無線モデム装置は、大きな容量の情報であってもそれを通信スロットで送信できるようなサイズに分割して空いている通信スロットを用いて送信するので、定期情報通信を妨げることがない。
また、通信エラーが発生したときにすべての情報を再送するのではなく、エラーの発生したデータ列だけを、空き通信スロットを用いて送信することで、短い時間で正常なデータを送信が可能になる。
実施の形態６．
図１４は、この発明の実施の形態６に係わる無線モデム装置の送信タイミングを示す図である。
この実施の形態６の無線モデム装置は、音声秘通話を行うことができる。音声秘通話の送信手順を図１４を参照して説明する。２番局が他の端末局に通話することを例にして説明する。
ア）２番局において、マイクＰＰＴが押されて音声秘通話が要求される。
イ）２番局において、マイクＰＰＴが押された後、その時の位置情報送信周期における自他局の送信を確認する。１番局と３番局から位置情報が定期情報通信されているので、送信タイミング制御部は次の位置情報送信周期の自局の送信の後に送信開始タイミングを選定する。
ウ）２番局において、送信開始タイミングに合わせて、ディジタル音声送信を開始する。
エ）ディジタル音声秘話ランプを点灯する。
送信タイミング制御部１８は、通信スロットの始めから通信衝突確認時間（例えば１秒と設定）の間に通信が行われていないことを確認してから、定期通信情報および大容量情報の送信を行う。そのため定期通信の送信タイミングを考慮しなくても優先通信（音声秘通話等）が行える。
このような無線モデム装置は、時分割同期方式の通信を行っていても音声通信などの非同期に任意の期間の通信を行うことができる。
実施の形態７．
図１５は、この発明の実施の形態７に係わる無線モデム装置の送信タイミングを示す図である。
実施の形態７の無線モデム装置は、実施の形態６に係わる無線モデム装置と音声秘話通信に続いて定期通信情報を連続して送信することだけが異なっている。その他は同様であるので説明は省略する。
このような無線モデム装置は、優先通信によって中断された定期通信の情報を、優先通信の末尾に追加して送信することによって、中断している定期通信の情報の更新を行うことが出来る。
この発明の時分割同期無線モデム装置に係わる効果は、通信スロットを基地局および各端末局に固定せずに、開局しようとする時点で空いている通信スロットを自由に使用できるようにしたので、通信スロットの使用効率が向上し、多くの端末局からの送信が可能になった。

産業上の利用の可能性

この発明に係わる時分割同期無線モデム装置は、既に無線チャネルが設けられているシステムであれば、これを付加することにより時分割同期方式の情報伝送が可能になる。

Claims (10)

1. 複数の無線局の間で１つの無線チャネルを介してあらかじめ定められた送信周期をあらかじめ定められた単位送信時間で時分割した通信スロット毎にヘッダを含む通信パケットを送受信する無線システムの無線局にそれぞれ設けられた時分割同期無線モデム装置であって、
   上記通信パケットを送受信するモデム部と、
   上記受信した通信パケットのヘッダに含まれる送信周期と使用中の無線局の総数とを得る通信状況判定部と、
   １つの上記送信周期に亘って通信パケットが受信されないときには次の送信周期の任意の通信スロットを選定し、通信パケットが受信されたときには上記通信状況判定部で得られた上記送信周期と上記使用中の無線局の総数とから次の送信周期の空き通信スロットを推定して使用する通信スロットを選定する送信タイミング制御部と、
   を有することを特徴とする時分割同期無線モデム装置。
2. 上記送信周期の整数分の１からなる少なくとも１つの短縮送信周期があらかじめ定められ、上記送信周期および短縮送信周期のいずれかに基づいて送受信が行われ、
   上記送信タイミング制御部が、上記送信周期および上記短縮周期のうちから１つ選択し、選択した上記送信周期または上記短縮周期に亘って通信パケットが受信されないときには次の選択した上記送信周期または上記短縮周期の任意の通信スロットを選定し、通信パケットが受信されたときには上記通信状況判定部で得られた送信周期と使用中の無線局の総数とから次の選択した上記送信周期または上記短縮周期の空き通信スロットを推定して使用する通信スロットを選定することを特徴とする請求項１に記載の時分割同期無線モデム装置。
3. 上記送信周期および上記短縮周期と上記使用している通信スロットとを表示する表示部を有することを特徴とする請求項２に記載の時分割同期無線モデム装置。
4. 上記送信タイミング制御部が、外部から入力された情報に基づいて次の上記送信周期または上記短縮周期における使用する通信スロットを選定することを特徴とする請求項２または３に記載の時分割同期無線モデム装置。
5. 上記送信タイミング制御部が、上記選択した上記送信周期または上記短縮周期と上記受信した通信スロットとからあらかじめ決められた規則に従って次の送信周期または短縮周期の使用する通信スロットを選定することを特徴とする請求項２または３に記載の時分割同期無線モデム装置。
6. 上記送信タイミング制御部が、送信後、他の無線局から送信された通信パケットのヘッダに含まれる無線局の総数の情報から自身の送信が正常におこなわれたかどうかの判断を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の時分割同期無線モデム装置。
7. １つの上記通信スロットで送信できない大きな容量の情報を１つの通信スロットで送信できるデータ列に分割する情報加工部を有し、
   上記送信タイミング制御部は、上記データ列を空き通信スロットを用いて送信するように送信タイミングを制御することを特徴とする請求項１または２に記載の時分割同期無線モデム装置。
8. 上記情報加工部が、受信した上記データ列の異常の有無を確認し、異常が認められたときには再送を要求し、異常が認められないときには上記データ列を再合成することを特徴とする請求項７に記載の時分割同期無線モデム装置。
9. 上記送信タイミング制御部が、外部から入力された不定期連続情報の送信要求に基づいて上記不定期連続情報のために他の通信に優先して通信スロットを連続して用いるように送信タイミングを制御すること特徴とする請求項１または２に記載の時分割同期無線モデム装置。
10. 上記送信タイミング制御部が、上記不定期連続情報の送信が完了後、上記不定期連続情報の送信により送信できなかった送信周期毎に送信する情報を引き続き送信することを特徴とする請求項９に記載の時分割同期無線モデム装置。

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