JP4561184B2

JP4561184B2 - 対空通信システム

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Publication number: JP4561184B2
Application number: JP2004153599A
Authority: JP
Inventors: 直人大信田
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2004-05-24
Filing date: 2004-05-24
Publication date: 2010-10-13
Anticipated expiration: 2024-05-24
Also published as: JP2005338950A

Description

本発明は、飛行中の航空機などと管制卓との間で対空通信を行う対空通信システムに関する。

現在、航空管制通信にはアナログ方式が採用されている。このアナログ方式は送れるデータ量が少なく、セキリュリテイ上の問題がある。そこで、国際民間航空機関（ＩＣＡＯ; International Civil Aviation Organization）でデジタル化が進められており、そのＩＣＡＯはデジタル音声のシステムを推奨している。このデジタル化の推進のために種々の研究開発が行われている（非特許文献１，特許文献１など）。

ＩＣＡＯはＶＨＦデジタルリンク（ＶＤＬ；VHF
Digital Link)を次世代の空地間航空通信システムに採用する予定である。このＶＤＬモード３システムを航空管制業務に導入するにあたっては、通信の遅延時間，スループット，優先伝送機能，信頼性等の実用システムでの性能や機能を明らかにする必要があり、ＩＣＡＯの規格によれば、デジタル音声の伝送遅延量のスペックとして４００ｍｓｅｃを規定している。この遅延量は管制官が音声を発してからパイロットが聞くまでの時間の遅れを示している。管制官とパイロットとの会話に遅れが生じると、管制官は複数台の航空機をコントロールしているため、その管制業務に支障を来してしまう。そこで、前記遅延量を規格している。

ＶＤＬ３モードの概要について説明すると、現用無線電話と同様に１チャンネル２５ＫＨｚ幅のチャネルを使用する。そして、時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ；Time Division Multiple Access）方式により従来の２５ＫＨｚを複数のチャンネルに分割して運用することが考えられている。ＴＤＭＡにより１つのフレーム（１２０ｍｓ）は３つないし４つの時間スロットに分割され、各々を個別のチャネルとして運用することができる（非特許文献１）。

デジタル音声化にはボコーダを使用することとなる。このボコーダは、アナログ信号を分析してデジタル信号を蓄積し、バースト信号が出力される毎にフレーム単位でデジタル信号を出力する。したがって、デジタル信号の送信タイミングが同期していないと、ボコード処理したデジタル信号を対応する時間スロットで出力することができず、ＶＤＬモード３のフレームフォーマットでは後続の時間スロットで送信することとなり、デジタル音声の送信に遅延若しくは欠落が生じてしまう。このデジタル信号の伝送遅延を排除するには、ボコーダとデジタル送信機とを接近させて設置すれば、伝送距離がほぼ零に近いため、開発は上述した環境の下で行われているのが実情である（非特許文献１）。
特許第３０４１２８４号公報電子航法研究報告Ｎｏ．１０８２００４．１発行独立行政法人電子航法研究所

現状の航空管制通信システムについて考察すると、レーダーを用いて航空機を管制するための管制卓は例えば所沢に設置され、この管制卓からの音声信号を送信するための送信所が東久留米などに設置されている。そして、管制卓と送信所との間がアナログ回線の専用線にて接続されている。この構成によれば、管制卓を中心として複数の空港が全国に存在する場合に、アナログ回線網が放射状に存在することとなる。このようにアナログ回線網が放射状に存在すると、回線使用料が嵩むこととなる。

そこで、アナログ回線をデジタル化することが考えられる。回線をデジタル化すると、複数本のアナログ回線を束ねて１本のデジタル回線にすることが可能であり、このことにより回線の使用に伴う経費を大幅に削減することができる。

しかしながら、デジタル回線に伴う新たな問題が発生する。音声送信の遅延を排除するため、ボコーダとデジタル送信機とを接近させて設置した環境で実験が行われているが、運用するにあたっては、ボコーダを管制卓側に設置し、デジタル送信機を送信所側に設置する必要がある。

この場合、管制卓側のボコーダと送信所側のデジタル送信機とはデジタル回線を介して接続される。デジタル回線網においては、デジタル信号の伝送を行うために利得改善などの複数の処理が行われるものである。このデジタル回線網において複数の処理が行われれば、デジタル信号の伝送に遅延が発生することとなる。この方式では、通信に要する費用を軽減することができるが、デジタル信号の伝送遅延に関する問題を解決することができないものである。

本発明の目的は、対空通信におけるデジタル信号の伝送遅延の問題を解決した対空通信システムを提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明に係る対空通信システムは、タイミング制御部とボコーダとを有する管制部と、デジタル送信機と、前記管制部と前記デジタル送信機とを接続するデジタル回線と、監視部とを有し、
前記タイミング制御部は、基準信号に基いて前記ボコーダにボコード開始信号を出力するものであり、
前記ボコーダは、前記タイミング制御部から出力されるボコード開始信号に基いてアナログ信号を分析しデジタル信号に変換して前記監視部のメモリに蓄積し、フレーム毎にデジタル信号を基準信号に同期させて前記デジタル回線を介して前記デジタル送信部に出力するものであり、
前記デジタル送信機は、前記ボコーダから出力されるデジタル信号を基準信号に同期させて空中線により出力するものであり、
前記監視部は、データ解析部とコンパレータとを有し、
前記データ解析部は、前記メモリ内部の蓄積データに基いて、前記デジタル送信機から出力されたデジタル信号に対応する、フレームを多重時分割した対象スロットのデータを解析し、その解析したデータを前記メモリに蓄積するものであり、
前記コンパレータは、前記メモリに蓄積されたデジタル信号のボコードデータと対象スロットの前記データとを比較し、同期ずれが生じている場合、同期ずれが生じている次のフレームの対象スロットのデータを前記メモリから読み出し、その読み出した対象スロットのデータと前記ボコードデータとが最大で１フレーム遅延されているか否かを判断し、ずれが生じた際に前記ボコーダによるボコード開始時期を早めるシフト信号を前記タイミング制御部に出力するものであることを特徴とする。

（削除）

前記ボコーダは、前記シフト信号が前記タイミング制御部に入力された際に、アナログ信号のボコード開始時期を前倒してボコード処理を行い、前記同期ずれが生じている前記ボコードデータ及び前記対象スロットのデータをインクリメントしてデジタル信号の伝送遅延を解消する機能を有することが望ましいものである。

（削除）

なお、前記タイミング制御部と前記デジタル送信機とが用いる基準信号は、同期していることが望ましいものである。前記基準信号は、静止衛星から発信されるＧＰＳ信号、或はＧＰＳ信号を補強したＳＢＡＳ信号であることが望ましいものである。

以上のように本発明に係る対空通信システムによれば、タイミング制御部とボコーダとを有する管制部と、デジタル送信機とを有しており、前記管制部と前記デジタル送信機とをデジタル回線で接続している。そのため、現在敷設されているアナログ回線網をデジタル回線網に置きかえることができ、通信に要する費用を削減することができる。

さらに、前記タイミング制御部は、基準信号に基いて前記ボコーダにボコード開始信号を出力し、前記ボコーダは、前記タイミング制御部から出力されるボコード開始信号に基いてアナログ信号を分析しデジタル信号に変換して蓄積し、フレーム毎にデジタル信号を基準信号に同期させて前記デジタル回線を介して前記デジタル送信部に出力し、前記デジタル送信機は、前記ボコーダから出力されるデジタル信号を基準信号に同期させて空中線により出力するものであるため、管制部にボコーダを設置したとしても、デジタル送信機から出力されるデジタル信号との間に遅延を生じることを回避することができる。したがって、本発明の対空通信システムを民間航空機の管制に適用したとしても、管制業務に障害が発生することを回避することができる。さらには、本発明の対空通信システムは民間航空機の管制業務ばかりでなく、その他の管制業務、例えば道路上を走行する車両の管制業務や人工衛星間での通信などにも適用することができる。

さらに、データ解析部とコンパレータとを有する監視部を付加し、前記監視部のデータ解析部により、受信した電波に基いて、フレームを時分割された対象スロットのデータを解析し、前記コンパレータにより、メモリに蓄積されたデジタル信号のボコードデータと対象スロットの前記デコードデータとを比較し、同期ずれが生じている場合、同期ずれが生じている次のフレームの対象スロットのデコードデータを前記メモリから読み出し、その読み出した対象スロットのデコードデータと前記ボコードデータとが最大で１フレーム遅延されているか否かを判断し、ずれが生じた際に前記ボコーダによるボコード開始時期を早めるシフト信号を前記タイミング制御部に出力する構成とすれば、次のような効果を得ることができる。

すなわち、同期を取るための基準信号が仕様変更により一時的に使用することができなかった場合、或は基準信号が断絶した場合が想定される。これらの場合、管制対象が民間航空機であると、航空管制に支障が生じてしまう。このケースは民間航空機にとって大事故を引き起し兼ねない。

上述したように本発明においては、基準信号が使用できない場合を想定して、監視部によりデジタル信号の遅延を監視するため、異常状態を回避することができる。また基準信号のような外部信号を使用することがなく、管制部のボコーダから出力した信号に基いて遅延を監視することができ、ボコーダを管制部側から遠方の送信所側に設置することができる。このことは、管制部のボコーダからデジタル信号をデジタル回線を介して遠方のデジタル送信機まで伝送し、そのデジタル送信機からデジタル信号のままで空中線により通信対象物に伝送することができ、デジタル信号のままでの通信であるから、音質を劣化させることを防止することができる。

さらに前記ボコーダにより、前記シフト信号が前記タイミング制御部に入力された際に、アナログ信号のボコード開始時期を前倒してデコード処理を行い、同期ズレが生じているボコードデータ及びデコードデータをインクリメントしてデジタル信号の遅延を解消する。このため、デジタル信号の伝送遅延を確実に解消することができ、管制業務を良好に運用することができる。

さらに前記コンパレータにより、メモリに蓄積されたデジタル信号のボコードデータと対象スロットの前記デコードデータとを比較し、同期ずれが生じている場合、同期ずれが生じている次のフレームの対象スロットのデコードデータを前記メモリから読み出し、その読み出した対象スロットのデコードデータと前記ボコードデータとが最大で１フレーム遅延されているか否かを判断し、ずれが生じた際に前記ボコーダによるボコード開始時期を早めるシフト信号を前記タイミング制御部に出力することにより、ＴＤＭＡによりフレームを時分割してデータ伝送を行うようにしても、確実にデータ伝送の遅延をなくすことができる。

また前記タイミング制御部と前記デジタル送信機とが用いる基準信号は、同期している信号、例えば静止衛星から発信されるＧＰＳ信号、或はＧＰＳ信号を補強したＳＢＡＳ信号を用いることにより、データ伝送の遅延を確実になくすことができる。

以下、本発明の実施形態を図により詳細に説明する。
図１に示すように、本発明は基本的構成として、タイミング制御部１とボコーダ２とを有する管制部３と、デジタル送信機４と、管制部３（特にボコーダ２）とデジタル送信機４とを接続するデジタル回線５とを有している。

タイミング制御部１は、基準信号に基いてボコーダ２にボコード開始信号を出力する機能を有しており、ボコーダ２は、タイミング制御部１から出力されるボコード開始信号に基いて管制卓６からのアナログ信号を分析して前記アナログ信号をデジタル信号に変換し、前記デジタル信号を監視部９のメモリ１７に蓄積すると共に、フレーム毎に前記デジタル信号を基準信号に同期させて前記デジタル回線５を介して前記デジタル送信機４に出力する機能を有している。さらにデジタル送信機４は、ボコーダ２から出力されるデジタル信号を基準信号に同期させて空中線により出力する機能を有している。ボコーダ２は、管制卓６からの制御信号に基いてコントロールされる。またタイミング制御部１とデジタル送信機４とが用いる基準信号は同期している。この基準信号は、受信機１０，１９によりそれぞれ受信されている。この基準信号としては、静止衛星から発信されるＧＰＳ信号、或はＧＰＳ信号を補強したＳＢＡＳ信号であることが望ましいものである。ＧＰＳ信号は全地球的測位システム（Global Positioning System）に用いられる信号である。ＳＢＡＳ信号は、静止衛星などの人工衛星から補強情報を放送し、広い地域をサービスエリアとする衛星補強型システム（ＳＢＡＳ；Satellite Based Augmentation System）に用いる信号である。

さらに前記監視部９は、データ解析部７とコンパレータ８とを有している。データ解析部７は、受信機１１で受信した電波に基いて、前記デジタル送信機４から出力されたデジタル信号に対応する、フレームを多重時分割された対象スロットのデータを解析し、その解析したデコードデータを前記監視部９のメモリ１８に蓄積する機能を有している。コンパレータ８は、ボコーダ２から出力されてメモリ１７に蓄積されたデジタル信号のボコードデータ（Ｖｎ）と前記対象スロットのデータ（Ｄｎ）とを比較し、同期ずれが生じている場合、同期ずれが生じている次のフレームの対象スロットのデータ（Ｄｎ＋１）を前記メモリ１８から読み出し、その読み出した対象スロットのデータと前記ボコードデータとが最大で１フレーム遅延されているか否かを判断し、ずれが生じた際に前記ボコーダによるボコード開始時期を早めるシフト信号を前記タイミング制御部に出力する機能を有している。この場合、コンパレータ８は、１フレーム以上伝送遅延が生じたことを検出したときに外部にアラーム信号を出力する機能を備えるようにしてもよいものである。さらにボコーダ２は、前記シフト信号がタイミング制御部１に入力された際に、アナログ信号のボコード開始時期を前倒してボコード処理を行い、同期ずれが生じているデジタル信号のボコードデータ及び前記対象スロットのデータをインクリメントしてデジタル信号の遅延を解消する機能を有している。

また管制部３は、ＧＰＳ信号或はＳＢＡＳ信号を受信する受信機１０を備えている。また監視部９は、デジタル送信機４から空中線により出力された電波を受信する受信機１１を備えている。

前記監視部９の具体的な構成について説明する。図１に示すように、監視部９はデータ解析部７とコンパレータ８とを有している。

データ解析部９は、データデコード回路１２と、スロット番号タイムスタンプ回路１３と、カウンター１４とを有している。

データデコード回路１２は、デジタル送信機４から空中線により出力されて受信機１１で受信された電波に基いて、デジタル送信機４から送信されたデジタル信号に対応する、フレームを多重時分割した対象スロットのデータを解析し、その解析したデータをメモリ１７に蓄積する機能を有している。カウンター１４は、デジタル送信機４から空中線により出力されて受信機１１で受信された電波に基いて受信フレーム同期信号を作成する機能を有している。

スロット番号タイムスタンプ回路１３は、受信機１０が受信するＳＢＡＳ信号或はＧＰＳ信号と、カウンター１４から出力される受信フレーム同期信号とに基いて、スロット番号を示すタイムスタンプのデータをメモリ１８に出力するようになっている。このスロット番号を示すタイムスタンプのデータは、前記対象スロットに対応するデータである。

コンパレータ８は、２種類のコンパレータ１５，１６を有しており、さらに２つのメモリ１７，１８を備えている。一方のメモリ１７は、ボコーダ２から出力されるデジタル信号のボコードデータと、タイミング制御回路１からボコーダ２に出力されるボコード処理開始信号のデータとを記憶する機能を備えている。他方のメモリ１８は、データデコード回路１２から出力されるデジタル信号のデコードデータと、スロット番号を示すタイムスタンプデータとを記憶する機能を備えている。

一方のコンパレータ１５は、ボコーダ２から出力されてメモリ１７に蓄積されたデジタル信号のボコードデータ（Ｖｎ）とデータデコード回路１２から出力される対象スロットのデータ（Ｄｎ）とを比較し、タイミングが適正の場合に、タイミング適正の信号をタイミング制御回路１に出力する機能を有している。他方のコンパレータ１６は、ボコーダ２から出力されてメモリ１７に蓄積されたデジタル信号のボコードデータ（Ｖｎ）とデータデコード回路１２から出力される次のフレームの対象スロットのデータ（Ｄｎ＋１）とを比較し、それらのデータに同期ずれ（Ｖｎ≠Ｄｎ，Ｖｎ≠Ｄｎ＋１）が生じた際にボコーダ２によるボコード開始時期を早めるシフト信号をタイミング制御部１に出力する機能を有している。さらにコンパレータ１６は、前記デジタル信号のボコードデータ（Ｖｎ）と前記対象スロットのデータ（Ｄｎ＋１）との間に最大で１フレームの遅延が生じたときに前記シフト信号を出力するように設定してある。またコンパレータ１６は、前記デジタル信号のボコードデータと前記対象スロットのデータとの間に最大で１フレームの遅延が生じたときにアラーム信号を出力するようになっている。

次に、本発明の実施形態に係る対空通信システムの動作を図２〜図4に基いて説明する。

受信機１０は図２（ａ）に示す基準信号Ｂ１としてのＧＰＳ信号或はＳＢＡＳ信号を常時受信し、図１に示す様にストローブ信号Ｂ２をタイミング制御回路１に出力する。タイミング制御回路１は図１に示す様に、前記ストローブ信号Ｂ２が入力すると、ストローブ信号Ｂ２に同期させてＧＰＳ信号或はＳＢＡＳ信号からなる基準信号Ｂ１に同期させてボコード処理開始信号Ｂ３をボコーダ２に出力する。

一方、ボコーダ２は、管制卓６の制御の下に、管制卓６を操作する管制官からのアナログ音声の入力に対して待機している。ボコーダ２は、管制卓６側から管制官の図２（ｂ）に示すアナログ音声信号Ｂ４が入力すると、図２（ｃ）に示す様にタイミング制御回路１から出力されるボコード開始信号に基いて前記アナログ音声信号Ｂ４を分析して前記アナログ音声信号Ｂ４を図２（ｃ）に示すような多重時分割したデジタル信号に変換し（ボコード処理）、その変換したデジタル信号をメモリ１７に蓄積するとともに、図２（ｄ）に示すように各スロットＤ毎に前記デジタル信号を図２（ｅ）に示す基準信号Ｂ１に同期させてデジタル回線５を介して遠方のデジタル送信機４に出力する。

デジタル送信機４は、受信機１９でＧＰＳ信号或はＳＢＡＳ信号からなる基準信号Ｂ１を受信しており、この基準信号Ｂ１に同期させてデジタル回線５から入力したデジタル信号を空中線により出力する。このデジタル送信機４の構成は汎用のものであるため、詳細な構成については説明を省略しており、デジタル回線５から入力するデジタル信号を空中線により出力する機能についてのみ説明している。

航空機はデジタル送信機４からのデジタル信号を受信したときに、このデジタル信号をアナログ信号に変換する。航空機のパイロットは、この変換されたアナログ信号の音声を聞き、管制に関する情報を得る。パイロットから管制部３に向けたメッセージは図示しない送信機及び受信機により地上側に送られ、管制卓６の管制官に伝えられる。

以上のような動作を繰り返して対空通信が管制官とパイロットとの間で行われ、航空機の管制業務が運用される。

通常の状態では、ボコーダ２，デジタル送信機４は、基準信号Ｂ１に基いて、それぞれボコード処理，送信処理を行うため、同期ずれが生じることはない。すなわち、図２（ｆ）に示すように、ボコーダ２によりボコード処理されたボコードデータ（デジタル信号）Ｘ，Ｖ１，Ｖ２・・・は、対応するフレームを多重時分割したスロットＤ１，Ｄ２・・・に含まれて伝送される。しかしながら、ＧＰＳ信号／ＳＢＡＳ信号に支障が生じたとき等の場合、ボコーダ２から出力されるデジタル信号の送信タイミングに同期ずれが発生する可能性がある。具体的に説明すると、図３（ｄ）に示すボコーダ２によりボコード処理されたボコードデータ（デジタル信号）Ｖ１，Ｖ２は正常状態で図３（ｅ）に示す対応するスロットＤ１，Ｄ２・・・に含まれてデータ伝送される。しかしながら、図３（ｆ）に示すように同期ずれが生じると、ボコードデータＶ１，Ｖ２は、ずれたスロットＤ２，Ｄ３に含まれてデータ伝送される。この場合にも、航空管制業務に支障が生じることは大事故を招くため、対空通信を途絶することは許されない。

本発明は、このような通信モードであっても、ボコーダ２からのデジタル信号に遅延を発生させずに、管制業務を運用するようにしたものである。

本発明において、上述した対空通信モードにおけるボコーダ２からのデジタル信号の遅延防止動作について図３及び図４に基いて説明する。なお、この対空通信モードにおけるボコーダ２からのデジタル信号の遅延防止動作は、上述した通常の対空通信の際に基準信号を使ったデジタル信号の遅延防止動作に併用して行うようにしてもよいものである。

この対空通信モードにおいて、ボコーダ２から出力されるデジタル信号のボコードデータをＶｎとし、このボコーダ２からのデジタル信号がデジタル送信機４から送信されて再び受信機１１で受信されデータデコード回路１２で解析された、フレームを時分割した対象スロットのデータをＤｎとする。

この対空通信モードの場合、監視部９はボコーダ２から出力されるデジタル信号のボコードデータＶｎをメモリ１７に記憶させる（図４のステップＳ１）。一方、監視部９は、ボコーダ２から出力されてデジタル送信機４から空中線により送信されたデジタル信号を受信機１１で受信し、この受信電波をデータデコード回路１２及びスロット番号タイムスタンプ回路１３並びにカウンター１４に入力する。

カウンター１４は、受信機１１で受信した受信電波に基いて、受信フレーム同期信号をスタンプ番号タイムスタンプ回路１３に出力する。

スタンプ番号タイムスタンプ回路１３は、カウンター１４から入力する受信フレーム同期信号と、受信機１０で受信しているＧＰＳ信号或はＳＢＡＳ信号とに基いて、スロット番号を示すタイムスタンプのデータを出力する。監視部９は、スタンプ番号タイムスタンプ回路１３からのスロット番号タイムスタンプのデータをメモリ１８に記憶させる。

データデコード回路１２は、受信機１１で受信した受信電波に基いて、送信されたデジタル信号に対応する、フレームを時分割された対象スロットのデータＤｎを解析し、その解析したデータを出力する。監視部９は、データデコード回路１２からのデータ（データＤｎを含む）をメモリ１８に記憶させる（図４のステップＳ２）。

コンパレータ１５は、２つのメモリ１７，１８に記憶されたボコードデータＶｎとデータＤｎとをそれぞれメモリ１７，１８から読み出す。そしてコンパレータ１５は、２つのデータＶｎ，Ｄｎが対応しているか否かについて比較する（図４のステップＳ３）。コンパレータ１５は、２つのデータＶｎ，Ｄｎのタイミングが一致している場合（図４のステップＳ３の＝）にはタイミング適正（図４のステップＳ４）として、タイミング適正信号をタイミング制御回路１に出力する。

この場合、監視部９のコンパレータ１５は、デジタル信号のボコードデータＶｎと対象スロットのデータＤｎとをインクリメント（図４のステップＳ５，ステップＳ６）して次のフレーム処理に移行させる（図４のステップＳ７）。

一方のコンパレータ１５が一致を確認する際に、他方のコンパレータ１６は、対象スロットのデータＤｎ＋１とデジタル信号のボコードデータＶｎとを読み出し、これらの対象スロットのデータＤｎ＋１とデジタル信号のボコードデータＶｎとを比較する（図４のステップＳ３）。

他方のコンパレータ１６は、前記対象スロットのデータＤｎとデジタル信号のボコードデータＶｎとを比較した結果、同期ずれが生じている場合（図４のステップＳ３の≠）、同期ずれが生じている次のフレームの対象スロットのデータＤｎ＋１をメモリ１８から読み出す。そしてコンパレータ１６は、この対象スロットのデータＤｎ＋１とデジタル信号のボコードデータＶｎとが最大で１フレーム遅延されているか否かについて判断する。

コンパレータ１６は、これらの対象スロットのデータＤｎ＋１とデジタル信号のボコードデータＶｎとが最大で１フレーム遅延されていると判断した場合に、ボコーダ２のボコード開始時期のタイミングをτだけ前に変更することを決定する。そしてコンパレータ１６は、ボコーダ２のボコード開始時期のタイミングをτだけ前に変更することを決定した場合にシフト信号をタイミング制御回路１に出力する（図４のステップＳ８の≠）。

タイミング制御回路１は、ボコーダ２のボコード開始時期のタイミングをτだけ前に変更するためのシフト信号がコンパレータ１６から入力されると、ボコーダ２に向けて、ボコード開始時期のタイミングをτだけ前に変更するためのボコード処理開始信号を出力する（図３（ｂ）参照）。

ボコーダ２は、タイミング制御回路１からボコード開始時期のタイミングをτだけ前に変更するためのボコード処理開始信号を受取ると、ボコーダ２は、前記シフト信号がタイミング制御部１に入力された際に、アナログ信号のボコード開始時期を前倒してボコード処理を行う。具体的には図３（ｂ）に示すように、ボコーダ２は図３（ｂ）に示すようにボコード開始タイミングをτだけ前倒ししてボコード処理を行う。そして、ボコーダ２は図３（ｃ）に示すように、フレームを多重分割した対象スロットの間隔をΔｔだけ長く設定し、このスロットに、同期ずれが発生したときのボコードデータＶｎとτだけ刻んだ次のボコードデータＶｎ＋１とを含めてデータ伝送を行う。

ボコーダ２はボコード開始タイミングをτだけ前倒ししてボコード処理を行うため、そのτの前倒し処理を行ったスロットの箇所で一部音声が途切れることがあるが、その後は、デジタル信号のボコードデータＶｎ及び前記対象スロットのデータＤｎをインクリメントする。すなわち、ボコードデータをＶｎからＶｎ＋１、対象スロットのデータをＤｎからＤｎ＋１にそれぞれインクリメントする（図４のステップＳ５，Ｓ６）。

したがって、前記ボコーダ２による前倒し処理に後にインクリメントされたスロットからは、再び正常にデジタル信号が送られることとなる。これにより、ＧＰＳ信号或はＳＢＡＳ信号に異常を来した場合、或は、これらの信号を使用することに支障が生じた場合にも、ボコーダ２から出力されるデジタル信号とデジタル送信機４から出力されるデジタル信号との間に同期を取ることができ、データ伝送に遅延を発生させることがない。

以上説明したように本発明によれば、ボコーダから出力されるデジタル信号とデジタル送信機から出力されるデジタル信号との間で常時同期を取ることができるため、管制部から対象物に対空通信される際の遅延を防止してリアルタイムで通信を行うことができる。

本発明の実施形態に係る対空通信システムの構成を示す構成図である。本発明の実施形態に係る対空通信システムにおいて、データ伝送が遅延なく正常に行われている状態を説明する特性図である。本発明の実施形態に係る対空通信システムに発生したデータ伝送の遅延を解消する状態を説明する特性図である。本発明の実施形態に係る対空通信システムにおける動作を説明するフローチャートである。

１タイミング制御回路
２ボコーダ
３管制部
４デジタル送信機
５デジタル回線
６管制卓
７データ解析部
８，１５，１６コンパレータ
９監視部
１０，１１受信機
１２データデコード回路
１３スロット番号タイムスタンプ回路
１４カウンター
１７，１８メモリ

Claims

タイミング制御部とボコーダとを有する管制部と、デジタル送信機と、前記管制部と前記デジタル送信機とを接続するデジタル回線と、監視部とを有し、
前記タイミング制御部は、基準信号に基いて前記ボコーダにボコード開始信号を出力するものであり、
前記ボコーダは、前記タイミング制御部から出力されるボコード開始信号に基いてアナログ信号を分析しデジタル信号に変換して前記監視部のメモリに蓄積し、フレーム毎にデジタル信号を基準信号に同期させて前記デジタル回線を介して前記デジタル送信部に出力するものであり、
前記デジタル送信機は、前記ボコーダから出力されるデジタル信号を基準信号に同期させて空中線により出力するものであり、
前記監視部は、データ解析部とコンパレータとを有し、
前記データ解析部は、前記メモリ内部の蓄積データに基いて、前記デジタル送信機から出力されたデジタル信号に対応する、フレームを多重時分割した対象スロットのデータを解析し、その解析したデータを前記メモリに蓄積するものであり、
前記コンパレータは、前記メモリに蓄積されたデジタル信号のボコードデータと対象スロットの前記データとを比較し、同期ずれが生じている場合、同期ずれが生じている次のフレームの対象スロットのデータを前記メモリから読み出し、その読み出したデータと前記ボコードデータとが最大で１フレーム遅延されているか否かを判断し、ずれが生じた際に前記ボコーダによるボコード開始時期を早めるシフト信号を前記タイミング制御部に出力するものであることを特徴とする対空通信システム。
前記ボコーダは、前記シフト信号が前記タイミング制御部に入力された際に、アナログ信号のボード開始時期を前倒してボコード処理を行い、前記同期ずれが生じている前記ボコードデータ及び前記対象スロットのデータをインクリメントしてデジタル信号の伝送遅延を解消する機能を有することを特徴とする請求項１に記載の対空通信システム。