JPWO2019171430A1 - 通信装置、遮蔽予測方法、制御回路およびプログラム記憶媒体 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本発明の実施の形態1にかかる通信システム110の構成例を示す図である。通信システム110は、ヘリコプター103と、通信衛星104と、地上局105と、を備える。通信システム110は、ヘリコプター103と地上局105とが、通信衛星104を介して通信を行うヘリコプター衛星通信システムである。ヘリコプター103は、受信装置200および送信装置300から構成される通信装置100を備える。また、ヘリコプター103には、機体101の上部に、浮力および推進力を与えるための回転翼102が設置されている。通信システム110では、回転翼102の回転によって、ヘリコプター103の通信装置100と通信衛星104との間の通信路が周期的に遮蔽される。通信路が周期的に遮蔽される通信には、ドローン、または風車などで通信を行う場合も想定されるが、これらに限定されない。本実施の形態において、通信装置100は、回転翼102の回転によって通信路が遮蔽される周期を推定し、通信路が遮蔽される周期を考慮した通信を行う。
Mmin=max(Cmin,C1−WMS×D1) …(1)
実施の形態2では、周期推定部230に平均化部および平滑化部を追加し、実施の形態1のときよりも、遮蔽周期、周期タイミング、および信号有区間を高精度で推定する。実施の形態1と異なる部分について説明する。
実施の形態3では、周期推定部230aに周期平均化部、周期タイミング平均化部、および信号有区間平均化部を追加し、実施の形態2のときよりも、遮蔽周期、周期タイミング、および信号有区間をさらに高精度で推定する。実施の形態2と異なる部分について説明する。
実施の形態4では、受信装置において遮蔽の非周期性を判定し、送信装置において遮蔽の非周期性に応じた送信制御を行うことにより、信号が遮蔽されていない状況を検知して効率的な通信を行うとともに、完全に信号が遮蔽された状況を検知して無駄な送信を防ぐ。実施の形態1から実施の形態3のいずれにも適用可能であるが、一例として、実施の形態1に適用した場合について、実施の形態1と異なる部分を説明する。
実施の形態5では、受信装置において、受信信号に重み付けを行い、復調性能を向上させる。実施の形態1から実施の形態4のいずれにも適用可能であるが、一例として、実施の形態1に適用した場合について、実施の形態1と異なる部分を説明する。
実施の形態6では、実施の形態4で説明した送信装置300において、送信制御部310は、信号有区間から求めたバースト信号長が送信フレームフォーマットから決定される最小バースト信号長未満の場合、時間ダイバーシチ送信を行う。実施の形態4と異なる部分について説明する。
実施の形態7では、送信制御部310は、決定した送信信号の長さ、すなわちバースト信号のバースト信号長に対して、バースト信号の中心に所要受信電力すなわち所要SNR(Signal to Noise Ratio)の高いシンボルを配置し、バースト信号の前半部分および後半部分に所要SNRの低いシンボルを配置して、信号を送信する制御を行う。実施の形態1から実施の形態6のいずれにも適用可能であるが、一例として、実施の形態1に適用した場合について、実施の形態1と異なる部分を説明する。
Claims (18)
- 受信信号の有無を判定する信号判定部と、
前記信号判定部の判定結果を用いて、前記受信信号の送信元の装置から送信された信号が遮蔽される遮蔽周期を推定する周期推定部と、
を備え、
前記周期推定部は、
前記判定結果の微分値を算出する微分処理部と、
前記微分値を用いて前記遮蔽周期の仮周期を算出し、前記周期推定部の動作状態を示す内部状態に基づいて、前記微分値および前記仮周期の使用を制御し、使用する仮周期を出力するマスク処理部と、
前記マスク処理部から出力された前記仮周期を用いて、前記遮蔽周期を算出する周期算出部と、
前記マスク処理部から出力された前記仮周期を用いて、前記受信信号が存在する区間を示す信号有区間を算出する信号有区間算出部と、
前記マスク処理部から出力された前記仮周期、および前記信号有区間を用いて、前記判定結果において前記受信信号が存在しない区間から前記信号有区間へ変化するタイミングを示す周期タイミングを推定する周期タイミング推定部と、
前記遮蔽周期を用いて、前記内部状態を判定する状態判定部と、
を備えることを特徴とする通信装置。 - 前記内部状態は、前記周期推定部において前記遮蔽周期が未特定の状態である周期探索状態、および、前記周期推定部において前記遮蔽周期が特定されている状態である周期特定状態の2つの状態を有し、
前記周期推定部において、
初期状態を前記周期探索状態とし、
前記周期探索状態から前記周期特定状態への遷移条件を、前記周期算出部で算出された最新の遮蔽周期を基準周期としたときに、過去の規定された回数分の遮蔽周期が前記基準周期を含む規定された範囲内にある場合とし、
前記周期特定状態から前記周期探索状態への遷移条件を、前記周期特定状態のときに算出された遮蔽周期である特定周期が更新された時刻から、前記特定周期を規定された係数倍した期間が経過しても前記特定周期が更新されない場合とする、
ことを特徴とする請求項1に記載の通信装置。 - 前記マスク処理部は、前記内部状態が前記周期探索状態の場合、前記仮周期が規定された最小周期および規定された最大周期の範囲内に無いときは前記仮周期を使用せず、前記内部状態が前記周期特定状態の場合、前記仮周期が前記特定周期を含む規定された範囲内に無いときは前記仮周期を使用しない、
ことを特徴とする請求項2に記載の通信装置。 - 前記周期推定部は、
前記内部状態が前記周期特定状態の場合において、前記特定周期を用いて前記判定結果または入力値を平均化する平均化部、
を備えることを特徴とする請求項2または3に記載の通信装置。 - 前記周期推定部は、
規定された平滑化数に基づいて、前記判定結果または入力値を平滑化する平滑化部、
を備えることを特徴とする請求項2から4のいずれか1つに記載の通信装置。 - 前記平滑化部は、時刻tのときの前記判定結果または前記入力値に対して平滑化ループをL回実施し、n回目の平滑化ループの処理において、前記信号判定部から前記判定結果が出力される時刻を離散化した値で表したものを時刻tとする場合に、時刻t−n、時刻t、および時刻t+1のときの前記判定結果または前記入力値がそれぞれ信号有、信号無、および信号有の場合は時刻tの信号無を信号有に訂正し、時刻t−n、時刻t、および時刻t+1のときの前記判定結果または前記入力値がそれぞれ信号無、信号有、および信号無の場合は時刻tの信号有を信号無に訂正し、
前記Lは1以上の整数とし、前記nは1以上L以下の整数とする、
ことを特徴とする請求項5に記載の通信装置。 - 前記周期推定部は、
前記内部状態が前記周期特定状態の場合において、前記遮蔽周期を平均化する周期平均化部、
を備えることを特徴とする請求項2から6のいずれか1つに記載の通信装置。 - 前記周期推定部は、
前記内部状態が前記周期特定状態の場合において、前記周期タイミングを平均化する周期タイミング平均化部、
を備えることを特徴とする請求項2から7のいずれか1つに記載の通信装置。 - 前記周期推定部は、
前記内部状態が前記周期特定状態の場合において、前記信号有区間を平均化する信号有区間平均化部、
を備えることを特徴とする請求項2から8のいずれか1つに記載の通信装置。 - 前記周期推定部は、
前記判定結果に基づいて、前記信号が継続して受信されているか否かを示す常時信号有フラグ、および前記信号が継続して受信されていないか否かを示す常時信号無フラグを生成する非周期判定部、
を備えることを特徴とする請求項1から9のいずれか1つに記載の通信装置。 - 前記遮蔽周期、前記信号有区間、前記周期タイミング、および前記内部状態を用いて、前記信号が遮蔽される周期を示す周期信号を生成する周期信号生成部と、
前記周期信号において信号無と判定された期間に受信された前記信号に対して重み付けをする無信号重み付け部と、
を備えることを特徴とする請求項1から10のいずれか1つに記載の通信装置。 - 前記内部状態が前記周期特定状態の場合において、前記信号有区間の長さより短いバースト信号長のバースト信号を送信する制御を行う送信制御部、
を備えることを特徴とする請求項2に記載の通信装置。 - 前記非周期判定部から前記信号が継続して受信されていることを示す常時信号有フラグを取得した場合、前記通信装置から連続して信号を送信する制御を行う送信制御部、
を備えることを特徴とする請求項10に記載の通信装置。 - 前記非周期判定部から前記信号が継続して受信されていないことを示す常時信号無フラグを取得した場合、前記通信装置からの信号の送信を停止する制御を行う送信制御部、
を備えることを特徴とする請求項10に記載の通信装置。 - 前記送信制御部は、前記信号有区間の前側に第1の時間マージンを設けるとともに、前記信号有区間の後側に第2の時間マージンを設け、前記信号有区間から前記第1の時間マージンおよび前記第2の時間マージンを除いた時間帯の長さを前記バースト信号長とする、
ことを特徴とする請求項12に記載の通信装置。 - 前記送信制御部は、求めた前記バースト信号長が送信可能な最小バースト長より短い場合、前記バースト信号を時間ダイバーシチ送信により連続して送信する制御を行う、
ことを特徴とする請求項15に記載の通信装置。 - 前記送信制御部は、前記バースト信号の中心に所要受信電力の高いシンボルを配置し、前記バースト信号の前半および後半に所要受信電力の低いシンボルを配置する、
ことを特徴とする請求項15または16に記載の通信装置。 - 信号判定部が、受信信号の有無を判定する信号判定ステップと、
周期推定部が、前記信号判定部の判定結果を用いて、前記受信信号の送信元の装置から送信された信号が遮蔽される遮蔽周期を推定する周期推定ステップと、
を含み、
前記周期推定ステップは、
微分処理部が、前記判定結果の微分値を算出する第1のステップと、
マスク処理部が、前記微分値を用いて前記遮蔽周期の仮周期を算出し、前記周期推定部の動作状態を示す内部状態に基づいて、前記微分値および前記仮周期の使用を制御し、使用する仮周期を出力する第2のステップと、
周期算出部が、前記マスク処理部から出力された前記仮周期を用いて、前記遮蔽周期を算出する第3のステップと、
信号有区間算出部が、前記マスク処理部から出力された前記仮周期を用いて、前記受信信号が存在する区間を示す信号有区間を算出する第4のステップと、
周期タイミング推定部が、前記マスク処理部から出力された前記仮周期、および前記信号有区間を用いて、前記判定結果において前記受信信号が存在しない区間から前記信号有区間へ変化するタイミングを示す周期タイミングを推定する第5のステップと、
状態判定部が、前記遮蔽周期を用いて、前記内部状態を判定する第6のステップと、
を含むことを特徴とする遮蔽予測方法。
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