JPWO2016135947A1 - 無線通信システム、移動通信装置、及び端末装置 - Google Patents
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Abstract
Description
遠距離の伝送を行うために、従来、多数の無線リンクを使って中継伝送を行う技術があるが、被災地で中継局を設置するには多くの時間を要してしまう。また、通信衛星を使った中継伝送では、被災地に高価なVSAT(Very Small Aperture Terminal)地球局設備を持ち込む必要があり、また、商用衛星では、既存利用者と帯域を共有することになるため、臨時の大容量回線として手軽に利用することは難しい。
移動しながら通信を行う移動通信装置と、前記移動通信装置との間で無線通信を行う端末装置とを備える無線通信システムであって、
前記移動通信装置は、
前記端末装置との間で第1通信方式により制御情報を無線通信する第1無線部と、
前記端末装置との間で、前記第1通信方式よりも高い周波数帯を用いる第2通信方式によりユーザ情報を無線通信する第2無線部とを備え、
前記端末装置は、
前記第1無線部との間で無線通信を行う第3無線部と、
前記第2無線部との間で無線通信を行う第4無線部とを備え、
前記第1無線部と前記第3無線部の間で無線通信を行って、前記移動通信装置又は前記端末装置が、前記第2無線部と前記第4無線部との間で無線通信を行うタイミングを決定することを特徴とする無線通信システム。
移動しながら端末装置との間で通信を行う移動通信装置であって、
前記端末装置との間で第1通信方式により制御情報を無線通信する第1無線部と、
前記端末装置との間で、前記第1通信方式よりも高い周波数帯を用いる第2通信方式によりユーザ情報を無線通信する第2無線部とを備え、
前記端末装置との間で前記第1無線部を用いて無線通信を行って、前記第2無線部を用いて無線通信を行うタイミングを決定することを特徴とする移動通信装置。
移動しながら通信を行う移動通信装置との間で無線通信を行う端末装置であって、
前記移動通信装置との間で第1通信方式により制御情報を無線通信する第3無線部と、
前記移動通信装置との間で、前記第1通信方式よりも高い周波数帯を用いる第2通信方式によりユーザ情報を無線通信する第4無線部とを備え、
前記移動通信装置との間で前記第3無線部を用いて無線通信を行って、前記第4無線部を用いて無線通信を行うタイミングを決定することを特徴とする端末装置。
以下、本発明の第1実施形態について、図面を用いて説明する。
図1は、第1実施形態に係る無線通信システムの構成図である。第1実施形態の無線通信システムは、基地局アプリケーション装置10と、移動基地局20と、端末局30とを含むように構成される。
第1実施形態に係る無線通信システムでは、移動基地局20と端末局30は、近距離通信を準備するための長距離通信機能と、データ伝送用の近距離通信機能を備える。移動基地局20は、移動しながら端末局30と長距離通信機能を用いて通信を行い、近距離通信を行うタイミングをスケジューリングする。そして、移動基地局20と端末局30は、スケジューリングされたタイミングで、近距離通信を行う。
(無線通信システムの構成の詳細)
図2は、第1実施形態に係る基地局アプリケーション装置の構成図である。
図2に示すように、第1実施形態の基地局アプリケーション装置(BA)10は、BA制御部11と、BA記憶部12と、BA入出力部13と、第1伝送部15とを含むように構成される。
このように、基地局アプリケーション装置10は、ノートPC等で実現できる。
図3は、第1実施形態に係る移動基地局の構成図である
図3に示すように、第1実施形態の移動基地局(MB)20は、MB制御部21と、MB記憶部22と、第1無線部23と、第2無線部24と、第2伝送部25とを含むように構成される。第1無線部23は、電波を送受信するためのアンテナ23aを含み、第2無線部24は、電波を送受信するためのアンテナ24aを含む。
端末局30は、TM制御部31と、TM記憶部32と、第3無線部33と、第4無線部34と、TM入出力部35とを含むように構成される。第3無線部33は、電波を送受信するためのアンテナ33aを含み、第4無線部34は、電波を送受信するためのアンテナ34aを含む。
以下、図1を用いて、第1実施形態における無線通信システムの動作を説明する。この動作は、ステップ1〜ステップ5の順に行われる。
基地局アプリケーション装置10から、移動基地局20へデータが伝送(アップロード)される。伝送されるデータは、予め基地局アプリケーション装置10のBA入出力部13から入力され、BA記憶部12に蓄積されたファイルのデータである。
移動基地局20のMB制御部21は、第1無線部23(通信方式A)の長距離通信機能を起動させ、端末局30(1)に自局の存在を知らせるための報知チャネルの送信を開始させる。こうして、移動基地局20は、通信方式Aにより報知チャネルを繰り返し送信しながら、遠隔エリアに向け移動を行う。
移動基地局20と端末局30は、スケジューリングされた通信時間内で送信を行えるよう、データの準備を行う。たとえば、ステップ1でデータの圧縮処理や変調処理などがなされていない場合には、事前に圧縮処理や変調処理を行ってもよい。また、あらかじめアップロードしてあるデータ(MB記憶部22やTM記憶部32に保持されているデータ)を、スケジューリング時間内に全て通信できないと判断した場合には、送信の優先順位をつけたり、航空機の飛行計画自体を変更しても良い。
移動基地局20と端末局30は、スケジューリングされた通信時刻になると、通信方式Bの近距離通信機能を起動し、スケジューリングされた通信時間のうちに、移動基地局20と端末局30の間でデータの伝送を行う。送信側は、既知のプリアンブル信号を含みシリアル番号が付されたフレームで構成される無線信号を送信する。
移動基地局20は、基地局アプリケーション装置10付近の拠点に帰還した後に、端末局30から受信したデータを、基地局アプリケーション装置10へ伝送(ダウンロード)する。もし、ステップ4で、端末局30から受信したデータの復調処理が完了していない場合は、基地局アプリケーション装置10内で、受信信号の復調処理を行う。また、端末局30は、ステップ4で、移動基地局20から受信したデータの復調処理が完了していない場合は、端末局30内で、受信信号の復調処理を行う。
(A1)移動通信装置(移動基地局20)が、第1通信方式により制御情報を無線通信する第1無線部と、第1通信方式よりも高い周波数帯を用いる第2通信方式によりユーザ情報を無線通信する第2無線部とを備え、端末装置(端末局30)が、第1無線部との間で無線通信を行う第3無線部と、第2無線部との間で無線通信を行う第4無線部とを備え、第1無線部と第3無線部の間で無線通信を行って、第2無線部と第4無線部との間で無線通信を行うタイミングを決定するよう構成したので、中継伝送や衛星通信などを用いなくても、遠隔地の情報を収集することができる。
(A2)移動通信装置が、第1無線部を用いて端末装置と無線通信を行って、前記タイミングを決定し、該タイミングを示すタイミング情報を第1無線部を用いて端末装置へ送信し、端末装置は、第3無線部で前記タイミング情報を受信すると、該受信したタイミング情報が示すタイミングにおいて第4無線部を用いて移動通信装置と通信するよう構成したので、1台の移動通信装置と複数の端末装置との間で情報を伝送するシステムを容易に実現できる。
(A3)移動通信装置との間で通信を行うアプリケーション装置(基地局アプリケーション装置10)が、第1の情報を移動通信装置へ伝送し、移動通信装置が第1の情報を受信すると、該受信した第1の情報を記憶し、前記タイミングにおいて端末装置へ、記憶した第1の情報を無線送信し、端末装置が、前記タイミング情報を受信すると、該受信したタイミング情報が示すタイミングにおいて第1の情報を受信するよう構成したので、拠点にあるアプリケーション装置と端末装置との間で情報を伝送することができる。
(A4)端末装置は、端末入出力部から入力され端末記憶部に記憶された第2の情報を、前記タイミングにおいて移動通信装置へ無線送信し、移動通信装置は、第2の情報を受信すると、該受信した第2の情報を記憶した後、アプリケーション装置へ伝送するよう構成したので、端末装置から入力された情報を、アプリケーション装置へ伝送することができる。
(A5)移動通信装置は、第1無線部と第3無線部の間で無線通信を行って、端末装置から、当該端末装置の位置情報を取得し、該端末位置情報と、当該移動通信装置の位置情報と移動経路と移動速度とを用いて、前記タイミングを決定するよう構成したので、前記タイミングを容易に取得することができる。
(A6)移動通信装置又は端末装置の少なくともいずれか一方は、前記タイミングにおいて第2通信方式による第2無線部と第4無線部との間の無線通信を行った後、第2無線部又は第4無線部の動作を停止するよう構成したので、移動通信装置又は端末装置の少なくともいずれか一方の消費電力を低減できる。
(A7)端末装置は、前記タイミング決定後、第1通信方式による第3無線部の無線通信を停止し、第2通信方式による第2無線部と第4無線部との間の無線通信を行った後、第3無線部の無線通信を再開するよう構成したので、端末装置の消費電力を低減できる。
(A8)第1通信方式は、第2通信方式よりも、狭帯域であって高出力の信号を使用するよう構成したので、第2通信方式よりも長距離の通信が可能となる。
(A9)アプリケーション装置は、第1の情報に対して第2無線部における変調処理が施された後のIQ信号の値であるIQ情報を、移動通信装置へ伝送し、移動通信装置は、受信したIQ情報を記憶し、前記タイミングにおいて端末装置へ送信するよう構成したので、移動通信装置の小型化や簡素化が可能となる。
次に、第2実施形態の無線通信システムを説明する。
上述した第1実施形態では、通信方式Bを用いた通信が可能となるタイミングを、移動基地局20がスケジューリングするように構成したが、端末局30が上記タイミングをスケジューリングするように構成することも可能である。第2実施形態は、端末局30が上記タイミングをスケジューリングするもので、この点だけが第1実施形態と異なる、すなわち、MB制御部21とTM制御部31の機能だけが、第1実施形態と異なる。
(B1)端末装置が、第3無線部を用いて移動通信装置と無線通信を行って、前記タイミングを決定し、該タイミングを示すタイミング情報を第3無線部を用いて移動通信装置へ送信し、移動通信装置は、第1無線部で前記タイミング情報を受信すると、該受信したタイミング情報が示すタイミングにおいて第2無線部を用いて端末装置と通信するよう構成したので、複数の移動通信装置と1台の端末装置との間で情報を伝送する場合に、無線通信システムを容易に実現できる。
(B2)端末装置は、第1無線部と第3無線部の間で無線通信を行って、移動通信装置から、当該移動通信装置の位置情報と移動経路と移動速度とを取得し、該移動通信装置の位置情報と移動経路と移動速度と、当該端末装置の位置情報とを用いて、前記タイミングを決定するよう構成したので、前記タイミングを容易に取得することができる。
次に、第3実施形態の無線通信システムを説明する。
上述した第1実施形態や第2実施形態では、移動基地局20が基地局機能を備えるように構成したが、端末局30が基地局機能を備え、移動基地局20が上記タイミングをスケジューリングするように構成することも可能である。第3実施形態は、端末局30が基地局機能を備えるもので、この点だけが第1実施形態と異なる、すなわち、MB制御部21とTM制御部31の機能だけが、第1実施形態と異なる。なお、第3実施形態では、第1実施形態の移動基地局20を移動局20と呼ぶ。
次に、第4実施形態の無線通信システムを説明する。
上述した第3実施形態では、端末局30が基地局機能を備え、通信方式Bにより通信が可能となるタイミングを、移動局20がスケジューリングするように構成したが、端末局30が、基地局機能を備え、上記タイミングをスケジューリングするように構成することも可能である。第4実施形態は、端末局30が基地局機能を備え、上記タイミングをスケジューリングするもので、この点だけが第1実施形態と異なる、すなわち、MB制御部21とTM制御部31の機能だけが、第1実施形態と異なる。なお、第4実施形態では、第1実施形態の移動基地局20を移動局20と呼ぶ。
次に、本発明の第5実施形態について説明する。
図5は、本発明の第5実施形態に係る無線通信システムの構成図である。第5実施形態では、第1実施形態における端末局30の機能を、端末局130と端末アプリケーション装置70に分けたもので、これら以外の構成や動作は、第1実施形態と同様である。第1実施形態と同様の構成には、同符号を付し、説明を省略する。
図6に示すように、第5実施形態の端末局130は、TM制御部131と、TM記憶部32と、第3無線部33と、第4無線部34と、第3伝送部135とを含むように構成される。端末局130が、第1実施形態の端末局30と異なるのは、TM制御部131と第3伝送部135であり、他の構成は、第1実施形態の端末局30と同様である。同じ構成には、同符号を付し、説明を省略する。
図7に示すように、端末アプリケーション装置(TA)70は、TA制御部71と、TA記憶部72と、TA入出力部73と、第4伝送部75とを含むように構成される。
以下、第5実施形態の無線通信システムの動作を、図5を用いて説明する。第5実施形態の動作も、ステップ1〜ステップ5の順に行われる。第1実施形態の無線通信システムの動作(図1参照)と異なる点は、ステップ1とステップ5であるので、ステップ1とステップ5について説明する。ステップ2〜ステップ4は、第1実施形態と同様である。
基地局アプリケーション装置10から、移動基地局20へデータが伝送(アップロード)される。伝送されるデータは、予めBA入出力部13から入力され、BA記憶部12に蓄積されたファイルのデータである。
移動基地局20は、基地局アプリケーション装置10付近の拠点に帰還した後に、端末局130から受信したデータを、基地局アプリケーション装置10へ伝送(ダウンロード)する。もし、ステップ4で、端末局130から受信したデータの復調処理が完了していない場合は、基地局アプリケーション装置10内で、受信信号の復調処理を行う。
(C1)端末アプリケーション装置70が、入力された第1の情報を端末局130へ伝送し、端末局130が第1の情報を記憶した後、近距離通信を行うタイミングにおいて移動基地局20へ無線送信するよう構成したので、端末アプリケーション装置70と基地局アプリケーション装置10の間で情報を伝送することができる。
次に、本発明の第6実施形態について説明する。
第6実施形態では、基地局アプリケーション装置が、移動基地局20と無線通信によりデータ伝送する点が、第1実施形態と異なる。他は、第1実施形態と同様である。
図8に示すように、第6実施形態の基地局アプリケーション装置(BA)110は、BA制御部111と、BA記憶部12と、BA入出力部13と、第5無線部115と、第6無線部116とを含むように構成される。第1実施形態の基地局アプリケーション装置10と同じ構成には、同符号を付し、説明を省略する。
(D1)アプリケーション装置(基地局アプリケーション装置110)は、移動通信装置(移動基地局20)の第1無線部との間で無線通信を行う第5無線部と、移動通信装置の第2無線部との間で無線通信を行う第6無線部とを備え、移動通信装置は、第1無線部と第5無線部の間で無線通信を行って、第2無線部と第6無線部との間で無線通信を行うタイミングを決定するよう構成したので、移動通信装置の第2伝送部25を省略でき、移動通信装置の構成を簡素化できる。また、移動通信装置を搭載した航空機が、アプリケーション装置との間の情報伝送を行うために着陸することが不要となるので、(ステップ1)〜(ステップ5)を繰り返し実行する場合、効率よく情報伝送できる。
Claims (15)
- 移動しながら通信を行う移動通信装置と、前記移動通信装置との間で無線通信を行う端末装置とを備える無線通信システムであって、
前記移動通信装置は、
前記端末装置との間で第1通信方式により制御情報を無線通信する第1無線部と、
前記端末装置との間で、前記第1通信方式よりも高い周波数帯を用いる第2通信方式によりユーザ情報を無線通信する第2無線部とを備え、
前記端末装置は、
前記第1無線部との間で無線通信を行う第3無線部と、
前記第2無線部との間で無線通信を行う第4無線部とを備え、
前記第1無線部と前記第3無線部の間で無線通信を行って、前記移動通信装置又は前記端末装置が、前記第2無線部と前記第4無線部との間で無線通信を行うタイミングを決定することを特徴とする無線通信システム。 - 請求項1に記載された無線通信システムであって、
前記移動通信装置は、
前記第1無線部を用いて前記端末装置と無線通信を行って、前記タイミングを決定し、該タイミングを示すタイミング情報を前記第1無線部を用いて前記端末装置へ送信し、その後、前記タイミングにおいて前記第2無線部を用いて前記端末装置と通信し、
前記端末装置は、
前記第3無線部で前記タイミング情報を受信すると、該受信したタイミング情報が示すタイミングにおいて前記第4無線部を用いて前記移動通信装置と通信することを特徴とする無線通信システム。 - 請求項1に記載された無線通信システムであって、
前記端末装置は、
前記第3無線部を用いて前記移動通信装置と無線通信を行って、前記タイミングを決定し、該タイミングを示すタイミング情報を前記第3無線部を用いて前記移動通信装置へ送信し、その後、前記タイミングにおいて前記第4無線部を用いて前記移動通信装置と通信し、
前記移動通信装置は、
前記第1無線部で前記タイミング情報を受信すると、該受信したタイミング情報が示すタイミングにおいて前記第2無線部を用いて前記端末装置と通信することを特徴とする無線通信システム。 - 請求項1に記載された無線通信システムであって、
さらに、前記移動通信装置との間で通信を行うアプリケーション装置を備え、
前記アプリケーション装置は、
各種情報が入力され、各種情報を出力するBA入出力部と、
前記BA入出力部から入力された情報を記憶するBA記憶部と、
前記移動通信装置との間で通信を行う第1伝送部とを備え、
前記移動通信装置は、
前記アプリケーション装置との間で通信を行う第2伝送部と、
前記第2伝送部を介して前記アプリケーション装置から伝送された情報を記憶する移動装置記憶部とを備え、
前記アプリケーション装置は、
前記BA記憶部に記憶された第1の情報を、前記第1伝送部を介して前記移動通信装置へ伝送し、
前記移動通信装置は、
前記第2伝送部で前記第1の情報を受信すると、該受信した第1の情報を前記移動装置記憶部に記憶し、前記タイミングにおいて前記第2無線部を用いて前記端末装置へ、前記記憶した第1の情報を送信し、
前記端末装置は、
前記第3無線部で前記タイミング情報を受信すると、該受信したタイミング情報が示すタイミングにおいて前記第4無線部を用いて、前記移動通信装置から前記第1の情報を受信することを特徴とする無線通信システム。 - 請求項1に記載された無線通信システムであって、
さらに、前記移動通信装置との間で通信を行うアプリケーション装置を備え、
前記アプリケーション装置は、
前記移動通信装置との間で通信を行う第1伝送部を備え、
前記端末装置は、さらに、
各種情報が入力され、各種情報を出力する端末入出力部と、
前記端末入出力部から入力された情報を記憶する端末記憶部とを備え、
前記移動通信装置は、さらに、
前記アプリケーション装置との間で通信を行う第2伝送部と、
前記第2無線部を介して前記端末装置から無線送信された情報を記憶する移動装置記憶部とを備え、
前記端末装置は、
前記端末記憶部に記憶された第2の情報を、前記タイミングにおいて前記第4無線部を介して前記移動通信装置へ無線送信し、
前記移動通信装置は、
前記第2無線部で前記第2の情報を受信すると、該受信した第2の情報を前記移動装置記憶部に記憶し、前記第2伝送部を用いて前記アプリケーション装置へ、前記記憶した第2の情報を伝送し、
前記アプリケーション装置は、
前記第1伝送部を用いて、前記移動通信装置から前記第2の情報を受信することを特徴とする無線通信システム。 - 請求項1に記載した無線通信システムであって、
さらに、前記移動通信装置との間で通信を行うアプリケーション装置を備え、
前記アプリケーション装置は、
各種情報が入力され、各種情報を出力するBA入出力部と、
前記BA入出力部から入力された情報を記憶するBA記憶部と、
前記第1無線部との間で無線通信を行う第5無線部と、
前記第2無線部との間で無線通信を行う第6無線部とを備え、
前記移動通信装置は、前記第1無線部と前記第5無線部の間で無線通信を行って、前記第2無線部と前記第6無線部との間で無線通信を行うタイミングを決定することを特徴とする無線通信システム。 - 請求項2に記載した無線通信システムであって、
前記移動通信装置は、
前記第1無線部と前記第3無線部の間で無線通信を行って、前記端末装置から、当該端末装置の位置情報を取得し、該端末位置情報と、当該移動通信装置の位置情報と移動経路と移動速度とを用いて、前記タイミングを決定することを特徴とする無線通信システム。 - 請求項3に記載した無線通信システムであって、
前記端末装置は、
前記第1無線部と前記第3無線部の間で無線通信を行って、前記移動通信装置から、当該移動通信装置の位置情報と移動経路と移動速度とを取得し、該移動通信装置の位置情報と移動経路と移動速度と、当該端末装置の位置情報とを用いて、前記タイミングを決定することを特徴とする無線通信システム。 - 請求項1に記載した無線通信システムであって、
前記移動通信装置又は前記端末装置の少なくともいずれか一方は、前記タイミングにおいて前記第2無線部と前記第4無線部との間の無線通信を行った後、前記第2無線部又は前記第4無線部の動作を停止することを特徴とする無線通信システム。 - 請求項1に記載した無線通信システムであって、
前記端末装置は、前記タイミング決定後、前記第3無線部の無線通信を停止し、前記第2無線部と前記第4無線部との間の無線通信を行った後、前記第3無線部の無線通信を再開することを特徴とする無線通信システム。 - 請求項1に記載した無線通信システムであって、
前記第1通信方式では、前記第2通信方式よりも、狭帯域であって高出力の信号を通信することを特徴とする無線通信システム。 - 請求項4に記載した無線通信システムであって、
前記アプリケーション装置は、前記第1の情報を、該第1の情報に対して前記第2無線部における変調処理が施された後のIQ信号の値であるIQ情報として、前記第1伝送部を介して前記移動通信装置へ伝送し、
前記移動通信装置は、
前記アプリケーション装置から前記第2伝送部で前記IQ情報を受信すると、該受信したIQ情報を前記移動装置記憶部に記憶し、前記タイミングにおいて前記第2無線部を用いて前記端末装置へ、前記記憶したIQ情報を送信することを特徴とする無線通信システム。 - 移動しながら端末装置との間で通信を行う移動通信装置であって、
前記端末装置との間で第1通信方式により制御情報を無線通信する第1無線部と、
前記端末装置との間で、前記第1通信方式よりも高い周波数帯を用いる第2通信方式によりユーザ情報を無線通信する第2無線部とを備え、
前記端末装置との間で前記第1無線部を用いて無線通信を行って、前記第2無線部を用いて無線通信を行うタイミングを決定することを特徴とする移動通信装置。 - 請求項13に記載した移動通信装置であって、
アプリケーション装置との間で通信を行う伝送部と、
前記伝送部を介して前記アプリケーション装置から伝送されたユーザ情報を記憶する移動装置記憶部とを備え、
前記伝送部で前記ユーザ情報を受信すると、該受信したユーザ情報を前記移動装置記憶部に記憶し、前記タイミングにおいて前記第2無線部を用いて前記端末装置へ、前記記憶したユーザ情報を送信することを特徴とする移動通信装置。 - 移動しながら通信を行う移動通信装置との間で無線通信を行う端末装置であって、
前記移動通信装置との間で第1通信方式により制御情報を無線通信する第3無線部と、
前記移動通信装置との間で、前記第1通信方式よりも高い周波数帯を用いる第2通信方式によりユーザ情報を無線通信する第4無線部とを備え、
前記移動通信装置との間で前記第3無線部を用いて無線通信を行って、前記第4無線部を用いて無線通信を行うタイミングを決定することを特徴とする端末装置。
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