JP5039775B2

JP5039775B2 - 航空機用無線通信システム

Info

Publication number: JP5039775B2
Application number: JP2009503607A
Authority: JP
Inventors: ウロア−サンゾ、ジュリア; スコム、ルネ; ピシャヴァン、クロード; オベルティ、クリストフ
Original assignee: Airbus Operations SAS
Current assignee: Airbus Operations SAS
Priority date: 2006-04-04
Filing date: 2007-03-29
Publication date: 2012-10-03
Anticipated expiration: 2027-03-29
Also published as: CN101416422A; US20090023394A1; FR2899405B1; RU2008143392A; RU2394370C1; CA2643853A1; EP2005615A1; US8862071B2; FR2899405A1; BRPI0709334A2; JP2009532968A; CA2643853C; EP2005615B1; WO2007118972A1

Description

本発明は航空機、特に輸送機の無線通信システムに関する。

この無線通信システムは航空機の操縦室からの(地上−飛行タイプおよび／または飛行−飛行タイプの)無線通信システムを意図する。航空機の操縦室の無線通信手段は、一般に、ＬＲＵ(Line Replaceable Unit)タイプの分離した複数のユニットに分けられていることは既知である。

地上−飛行および飛行−飛行の通信手段に対する必要性は急速に増大していることも既知である。無線周波数のスペクトルの飽和は新しい無線通信手段の開発をしなければならないことを意味する。更に、音声による通信に加えて、益々早くなる速度でのデータ通信の必要性の増加も見ている。そこで、益々精密になるこれらの無線通信手段の利用可能性と重複性の必要性がこれに加えられる。通常の標準では色々な無線通信手段同士間での電力供給源の分離を要求するともに少なくとも１つの無線通信手段が常に全ての時点で作動していることを必要とする。無線波の使用範囲の制約が加えられると、これらの要求は、重複性を設けるため同じタイプの幾つかのシステムを搭載しなければならないことを意味する。それでも、電気故障に伴うこれら無線通信手段の飛行中の故障の場合、航空機の乗務員には搭載されている無線通信手段が利用できない危険がなお残る。

よって、そのような全ての事態は搭載装置の数をかなり増加させ、これにより多数の欠点、特に
− 重量
− 割り当てられた空間、
− 電気消費量
− 換気の必要性
− 操縦室の制御装置に対するインターフェイス、
− メンテナンス作業の複雑性
を増加する。

本発明は、上記の短所を解消できる、航空機の無線通信システムに関する。

このため、本発明によれば、無線通信システムは、対応する唯一の箱の中に各毎に統合される、１つ又は２つの無線通信ユニットからなることを特徴とし、上記の無線通信ユニットは各々
− 航空機の操縦室の１組の無線通信手段であって、音声通信とディジタル・データ通信を意図し、各無線通信手段は無線周波数のインターフェイス手段からなり、送信および受信モ−ドに用いることができ、
− 上記の無線周波数のインターフェイス手段と連携する唯一の信号処理手段と、
− 特異で、上記の全ての無線通信手段のインターフェイスの処理を取り扱うように形成されている主インターフェイス・モデュールで、信号を受信し、この信号を上記の無線通信システムの少なくとも１つの外側の装置に送信するものと、
からなることを特徴とする。

よって、本発明により、操縦室の全ての無線通信手段は、特に、又、唯一の主インターフェイス・モデュールを含む箱内に統合されている。従って、(以下に記載するように)設置を簡単にして、操縦室の全ての無線通信の機能を唯一の箱に統合させ、無線通信システムの安全性と信頼性とを増加させる。以下に同様に記載されているように、大きさ、重量、電気消費量、装置のメンテナンスおよび向上性の面での長所が得られる。

上記１組の無線通信手段は
− 少なくとも１つの、超短波無線通信手段と、
− 少なくとも１つの、高周波無線通信手段と、
− 少なくとも１つの衛星無線通信手段と
からなるのが望ましい。

第１の実施例では、上記の無線通信システムは(上記のタイプの)唯一の無線通信ユニットからなり、このユニットは既存のアンテナシステムと接続(インターフェイス)され、通常の無線通信システムと同じ航空機の装置とのインターフェイスを含む。この場合、無線通信手段と、上記の無線通信システムの外側の航空機の装置との間のインターフェイスの処理を取り扱う主インターフェイス・モデュールに機能が統合されている。

更に、第２の実施例では、上記の無線通信システムは２つの別個の無線通信ユニットからなり、これらのユニットは上記の唯一の箱に統合され、これにより本発明の安全性と信頼性とを増加させることができる。

この第２の実施例では、無線通信システムは、第１変形例では、上記の２つの無線通信ユニットの同様の要素間の２重の連結を含む。この第１の変形例は特に簡単であるが、幾らかの欠点、即ち(より多くのケーブルを設置し、より多くの連結を行い、ライン(回路)損失に対する感度が増加し、インターフェアレンスに対する感度も増加する)という欠点を呈する。

よって、これらの欠点を克服するため、上記の無線通信システムは、第２の変形例では、(好ましくは、上記の２つの無線通信ユニットにそれぞれ取り付けられる２つの協働するモデュールを含む)補助インターフェイス・ユニットを備える。この補助インターフェイス・ユニットは、２つの無線通信ユニット同士間での情報伝達ができるようにして、これら２つの無線通信ユニット間のインターフェイスを生じさせるように構成されている。この第２の変形例では、為されなければならない連結の数とこれらの連結の長さとは、上記の第１変形例のものよりかなり短くなり、上記の設置の問題を解消する。更に、この第２の変形例によれば、例えば、上記の無線通信ユニットの第１番目のものに連結されている装置が第２の無線通信ユニットに連結されているアンテナを用いることができ、その又逆も可能であり、これにより通常の状況で得られる情報源の使用の融通性を増加し、故障の際には規制により要求されるもの以上のものを提供する。

更に、(上記の第１実施例にも第２実施例にも同等に適用できる)特定の実施例では、(無線通信ユニットの)上記の信号処理手段は、上記の無線通信ユニットの１組の無線通信手段に共通である、唯一の信号処理モデュールの一部を形成する。この信号処理モデュールは複数の異なる信号の並行処理を可能にさせるように構成されている。これにより情報源の利用可能性と故障に対する無線通信システムの剛性を増加させる。信号処理モデュールは同時に幾つかの信号、即ちそれ自体のインターフェイスからの信号および／またはその他の無線通信ユニットからの信号を処理できる。よって、例えば、モデュール内のプロセッサが故障しても、信号は当該無線通信ユニットのその他のプロセッサあるいはその他の無線通信ユニットにより処理できるので、信号の処理は阻止されない。

この場合、異なる無線通信手段の無線周波数インターフェイス手段は受信した無線信号を、無線通信手段に関係なく、同じ特性を持つ共通の信号に変換するように構成されている。この共通の信号がついで上記の唯一の信号処理モデュールで処理される。

更に、(全ての上記の実施例に適用できる)特定の実施例では、上記の無線通信システムは、又、内部故障処理手段を含み、この故障処理手段は、内部で故障が起きると、最大数の機能を維持するように無線通信システムの自動再配列を行なう。

本発明は、又、
− アンテナ・システムと
− 無線通信システムと
− １組の連結装置
とからなるタイプの無線通信装置に関する。

本発明によれば、この無線通信装置は上記の無線通信システムが上記のようなものであることを特徴とする。

無線通信装置の(上記した、本発明による)統合は特に以下の利点を得る方法を提供する。
− 電子装置に関しては３０％以上の容積減少、
− ３０％以上の重量減少、
− ２５％以上の電気消費量の減少、
− 共通の情報源が各瞬間で所望の無線通信手段に割り当てられるので、無線通信手段の利用可能性が増加し、
− (複数の無線通信手段とこれと連携する、相互に独立したモデュールとからなる)標準の無線通信システム構造と比較して信頼性がより高い、
− 理論的には、全ての無線通信手段に対して、１つで同じ供給源から由来する１つで同じ技術が用いられるので、メンテナンスがより簡単。

更に、本発明による無線通信システムでは、追加の送信および受信の制約なしに、標準の無線通信システムに対するのと同じ、同時の通信可能性を使用者は維持できる。

添付図面の図により本発明がどのように実施されるかが明確に示されている。これらの図中、同一符号は同一要素を示す。
図１から図５に示されている本発明による無線装置(Ｄ１乃至Ｄ５)は航空機、特に輸送機の操縦室からの地上−飛行および／または飛行−飛行タイプの無線通信用のものである。

通常、航空機に搭載されているそのような無線通信装置(Ｄ１乃至Ｄ５)は
− 少なくとも１つの標準アンテナ・システム(１)と、
− 無線通信システム(Ｓ１乃至Ｓ５)と、
− 特に航空機のシステムでの少なくとも１組の通常のタイプの連結装置(２)
とからなる。

本発明によれば、上記の無線通信システム(Ｓ１乃至Ｓ５)は各毎に対応する唯一の箱(図示略)に統合される少なくとも１つおよび２つ以下の無線通信ユニット(Ｕ１乃至Ｕ４)を備える。更に、本発明によれば、上記の無線通信ユニット(Ｕ１乃至Ｕ４)の各々は
− 航空機の操縦室の１組の無線通信手段(３、４、５、６)であって、音声通信とディジタル・データ通信を意図し、“transmission(送信)”の言葉は送信および受信を意味するものと理解し、上記の各無線通信手段(３乃至６)は標準の無線周波数のインターフェイス手段(３Ａ、４Ａ、５Ａ、６Ａ)からなり、これらは統合されて送信および受信モ−ドとの両方に用いることができ、
− 上記の無線周波数のインターフェイス手段(３Ａ乃至６Ａ)と連携する以下に記載の唯一の信号処理手段(ＭＴＳ)と、
− 上記の無線通信手段(３乃至６)に共通で、上記の全ての無線通信手段(３乃至６)のインターフェイスの処理を取り扱うように構成されている主インターフェイス・モデュール(７)で信号を受信し、この信号を上記の無線通信システム(Ｓ１乃至Ｓ５)に対し内側の少なくとも1つの装置に送信し、この方法は、特に、インピーダンスのマッチング(一致)と、入力および出力電気信号の電気レベル制御と、物理的インターフェイスの過負荷(オーバーロード)に対する保護を要する。

よって、本発明により、操縦室の全ての無線通信手段(３乃至６)は、特に、又、唯一の主インターフェイス・モデュール(７)を備える唯一の箱内に統合されている。従って、(以下に記載するように)無線通信システム(Ｓ１乃至Ｓ５)の設置を簡単にして、特に操縦室の全ての無線通信機能を唯一の箱に統合させることにより、無線通信システム(Ｓ１乃至Ｓ５)の安全性と信頼性とを増加させる。その他の長所も、又、大きさ、重量、電気消費量、装置のメンテナンスおよび向上性の面で得られる。

特定の実施例では、上記の１組の無線通信手段(３、４、５および６)は、
− ＶＤＲタイプ(ＶＤＲはＶＨＦデータ無線を、ＶＨＦは超短波を表す)の少なくとも１つの、以下の特性を備える超短波無線通信手段(３)と、
周波数帯域：１１８.０００〜１３６.９７５MHz、８.３３kHz(音声モード)あるいは２５kHz (音声あるいはデータ) のチャネルの間隔
− ＨＦＤＲタイプ(ＨＦＤＲはＨＦデータ無線を、ＨＦは高周波を表す)少なくとも１つの、以下の特性を備える、高周波無線通信手段(４)と、
周波数帯域：２.８０００〜２３.９９９９MHz、１kHz(音声モード)のチャネルの間隔と、
周波数帯域：２.０００〜２９.９９９９MHz、１００Hz(データ・モード)のチャネルの間隔、
− 恐らくは、１つの特定の無線通信手段(５)であって、
これは、特に、後日新たな無線通信手段を実施できるように無線通信システムに予約されている自由情報源であり得る。この自由情報源は、例えば、(Ｂ−ＶＨＦあるいはＩＳ−９５技術に基づくシステムのような)ＶＨＦ帯域あるいは又ＣＤＭＡあるいはＤＳ−ＣＤＭＡあるいは８０２.１６ａ／２０(ＵＭＴＳ連結)技術に基づくシステムのようなＬ帯域における将来の短い範囲の広域バンドに関するものと、
− 以下の特性を有する、ＳＡＴＣＯＭ(SATellite COMmunication)タイプの少なくとも１つの衛星無線通信手段(６)
周波数帯域Ｌ：１５２５.０〜１６６０.５MHz
とをからなる。

好ましい実施例では、上記の無線通信システム(Ｓ１乃至Ｓ５)は３つの超短波無線通信手段(３)と、２つの高周波無線通信手段(４)と、２つの特定の無線通信手段(５)(あるいは自由位置)と、１つの衛星無線通信手段(６)とからなる。

図１に示されている第１の実施例では、上記の無線通信システム(Ｓ１)は(上記のタイプの)唯一の無線通信ユニット(Ｕ１)からなり、このユニットは既存のアンテナシステム(１)でインターフェイスされ、通常の無線通信システムと同じ、航空機の装置とのインターフェイスを含む。このため、各無線通信手段(３乃至６)は個別の処理要素(３Ｂ乃至６Ｂ)を含み、これらの要素は上記の信号処理手段(ＭＴＳ)を形成する。この第１の実施例では、無線通信手段(３乃至６)同士間および上記の無線通信システムの外側の航空機の装置のインターフェイスの処理を取り扱い、上記の情報源の組(２)の一部である主インターフェイス・モデュール(７)に機能が統合されている。

更に、特に、安全性と信頼性とを増加させるため、図２に示されている特定の実施例では、上記の無線通信システム(Ｓ２)は、例えば、図１示した無線通信システム(Ｓ１)のものに類似する２つの独立した無線通信ユニット(Ｕ１)を含み、これが重複無線システム(Ｓ２)を提供する。

更に、上記の実施例の融通性を増加させるため、無線通信システム(Ｓ２)は、上記の２つの無線通信ユニット(Ｕ１)の同様の要素間の２重の連結(図示略)を含むことができる。この実施例は特に簡単であるが、幾らかの欠点、即ち(より多くのケーブルを設置し、より多くの連結を行い、ライン(回路)損失に対する感度が増加し、インターフェアレンスに対する感度も増加する)という欠点を呈する。

よって、これらの欠点を克服するため、上記の無線通信システムは、図３に示されているもう１つの例(Ｓ３)では、補助インターフェイス・ユニット(８)(好ましくは、上記の２つの無線通信ユニット(Ｕ２)にそれぞれ取り付けられる２つの協働するモデュール(９、10)からなる)を含む。この補助インターフェイス・ユニット(８)は、２重リンク(11)により示されているように、これら２つの無線通信ユニット(Ｕ２)間での情報伝達させることにより、２つの無線通信ユニット間のインターフェイスを生じるように構成されている。この変形例では、為されなければならない連結の数とこれらの連結の長さとは、図２に示されている上記の変形例のものよりかなり短くなり、上記の設置の問題を克服する。更に、この変形例によれば、例えば、上記の無線通信ユニット(Ｕ２)の第１番目のものに連結されている装置が第２の無線通信ユニット(Ｕ２)に連結されているアンテナを用いることができ、その又逆も可能であり、これにより通常の状況で得られる情報源の使用の融通性を増加し、故障の際には規制により要求されるもの以上のものを許容する。

前記の無線通信システム(Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３)は複数の別個の信号処理要素(３Ｂ〜６Ｂ)からなり、これらの要素は各毎に、上記の手段(ＭＴＳ)を形成する対応する無線通信手段(３乃至６)に統合され、各タイプの無線信号に寄与する。この解決策は、各無線通信手段(３乃至６)がそれ自身の信号特性(周波数、レベル等)を有するので、非常に簡単である。更に、この解決策はアナログおよびディジタル信号処理の両方にも可能である。

然し、統合のレベルを上げるため、図４に示されている唯一の無線通信システム(Ｓ４)にも、図５に示されている２つの無線通信ユニット(Ｕ４)からなる無線通信システム(Ｓ５)にも同等に適用できる特定の実施例では、(無線通信ユニット(Ｕ３、Ｕ４)の)上記の信号処理手段(ＭＴＳ)は、上記の無線通信ユニット(Ｕ３、Ｕ４)の全ての無線通信手段(３乃至６)に共通である、唯一の信号処理モデュール(12)の一部である。この信号処理モデュール(12)は複数の異なる信号の平行処理を可能にするように構成されている。これにより情報源の利用可能性と故障に対する無線通信システムの剛性を増加させる。信号処理モデュール(12)は同時に幾つかの信号、即ちそれ自体のインターフェイスからの信号および／またはその他の無線通信ユニットからの信号を処理できる。よって、例えば、モデュール内のプロセッサが故障しても、信号は当該無線通信ユニットのその他のプロセッサあるいはその他の無線通信ユニットにより処理できるので、信号の処理は阻止されない。

この場合、異なる無線通信手段(３乃至６)の無線周波数インターフェイス手段(３Ａ乃至６Ａ)は受信した無線信号を、無線通信手段(３乃至６)に関係なく、同じ特性を持つ共通の信号に変換するように構成されている。この共通の信号が、次いで、上記の唯一の信号処理モデュール(12)で処理される。

更に、特定の実施例では、上記の無線通信システム(Ｓ１乃至Ｓ５)は、又、内部故障処理手段(図示略)を含み、この故障処理手段は、内部で故障が起きると、最大数の機能を維持するように無線通信システム(Ｓ１乃至Ｓ５)の自動再配列を行なう。

無線通信システム(Ｓ１乃至Ｓ５)への無線通信装置の(上記した本発明による)統合は特に以下の利点を提供する。
− 電子装置に関しては３０％以上の容積減少、
− ３０％以上の重量減少、
− ２５％以上の電気消費量の減少、
− 共通の情報源が各瞬間で所望の無線通信手段に割り当てられるので、無線通信手段(３乃至６)の利用可能性が増加し、
− 該当実施例に関係なく、アナログおよび／またはディジタル・インターフェイスを航空機の(音声およびデータ)システムに設けることができ、
− (複数の無線通信手段とこれと連携する、相互に独立したモデュールとからなる)標準の無線通信システム構造と比較して信頼性がより高い、
− 理論的には、全ての無線通信手段(３乃至６)に対して、１つで同じ供給源から由来する1つで同じ技術が用いられるので、メンテナンスがより簡単。

更に、本発明による無線通信システム(Ｓ１乃至Ｓ５)では、追加の送信および受信の制約なしに、標準の無線通信システムに対するのと同じ、同時の通信可能性を使用者は維持できる。

本発明による無線通信装置の一実施例のブロック図である。本発明による無線通信装置の異なる実施例のブロック図である。本発明による無線通信装置のさらに異なる実施例のブロック図である。本発明による無線通信装置の別の実施例のブロック図である。本発明による無線通信装置の異なる別の実施例のブロック図である。

符号の説明

１…アンテナ・システム、２…連結装置、３・４・５・６…無線通信手段(３…超短波無線通信手段、４…高周波無線通信手段、６…衛星無線通信手段)、３Ａ・４Ａ・５Ａ・６Ａ…インターフェイス手段、７…主インターフェイス・モデュール、８…補助インターフェイス・ユニット、Ｓ１・Ｓ２・Ｓ３・Ｓ４・Ｓ５…無線通信システム、Ｕ１・Ｕ２・Ｕ３・Ｕ４…無線通信ユニット、ＭＴＳ…信号処理手段、Ｄ１・Ｄ２・Ｄ３・Ｄ４・Ｄ５…無線通信装置。

Claims

航空機の無線通信システムであって、この無線通信システム(Ｓ１乃至Ｓ５)は、
− 音声通信とディジタル・データ通信を意図する無線通信手段(３乃至６)であって、無線通信手段(３乃至６)は無線周波数のインターフェイス手段(３Ａ乃至６Ａ)からなり、送信および受信モ−ドに用いることができるものと、
− 上記の全ての無線通信手段(３乃至６)のインターフェイスの処理を取り扱うように形成されている唯一の主インターフェイス・モデュール(７)であって、信号を受信し、この信号を上記の無線通信システム(Ｓ１乃至Ｓ５)の少なくとも１つの外側の装置に送信するものとからなり、
更に、１つ又は２つの無線通信ユニット(Ｕ１乃至Ｕ４)と、上記の無線周波数のインターフェイス手段(３Ａ乃至６Ａ)と連携する唯一の信号処理手段(ＭＴＳ)とを備え、航空機の操縦室の上記１組の無線通信手段(３乃至６)と、上記の主インターフェイス・モデュール(７)と、唯一の信号処理手段(ＭＴＳ)とが、全て、唯一の箱に統合されている上記の無線ユニット(Ｕ１乃至Ｕ４)に配置されており、
無線通信ユニット(Ｕ３、Ｕ４)の上記の信号処理手段(ＭＴＳ)は、上記の無線通信ユニット(Ｕ３、Ｕ４)の１組の無線通信手段(３乃至６)に共通である、唯一の主インターフェイス・モデュール(７)の一部であることを特徴とするシステム。
上記１組の無線通信手段が
− 少なくとも１つの、超短波無線通信手段(３)と、
− 少なくとも１つの、高周波無線通信手段(４)と、
− 少なくとも１つの衛星無線通信手段(６)と
からなることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
２つの別個の無線通信ユニット(Ｕ１)を備えることを特徴とする請求項１または２に記載のシステム。
上記の２つの無線通信ユニットの類似の要素間が２重連結されていることを特徴とする請求項３に記載のシステム。
− アンテナ・システム(１)と、
− 無線通信システム(Ｓ１乃至Ｓ５)と、
− １組の連結装置（２）とからなるタイプのもので、
上記の無線通信システム(Ｓ１乃至Ｓ５)が請求項１から４のいずれかに記載されているものであることを特徴とする無線通信装置。
請求項５に記載されている無線通信装置(Ｄ１乃至Ｄ５)を含むことを特徴とする航空機。