WO2005034399A1

WO2005034399A1 - 時分割同期無線モデム装置

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Publication number: WO2005034399A1
Application number: PCT/JP2003/012544
Authority: WO
Inventors: Yasumasa Nonoyama
Original assignee: Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha
Priority date: 2003-09-30
Filing date: 2003-09-30
Publication date: 2005-04-14
Also published as: US20060165113A1; JP4246203B2; AU2003304646A1; AU2003304454B1; CN100566220C; CN1685648A; GB2416464A; US7693127B2; CA2491900A1; CA2491900C; JPWO2005034399A1; TWI256262B; GB2416464B; TW200513127A; GB0504872D0

Abstract

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送信周期を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、通信パケットを送受信するモデム部と、受信した通信パケットのヘッダに含まれる情報から送信周期と空き通信スロットとを求める通信状況判定部と、１つの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、受信されたときにはこの通信パケットのヘッダ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。

Description

明細書時分割同期無線モデム装置技術分野

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。背景技術

従来のデ一夕伝送システムは、例えば特開平 8— 1 3 0 7 7 4号公報に示されているようにそれそれのターミナル局に共通する基準タイムベースを設け、夕一ミナル局毎に前記基準夕ィムペ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、それそれのターミナル局がデ一夕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、デ一夕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ペースを設け、夕一ミナル局毎に基準タイムべ一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。

_発明の開示

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バケツトを送受信する無線システムの無線局にそれそ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つ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、通信バケツ卜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。図面の簡単な説明

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プロック図、

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バケツトの構成を示す図、

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夕ィミング図、

図 9は、 2つの端末局が同時に開局しょうとするときの送信夕ィミング図、図 1 0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 1 1は、通信スロヅ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 1 2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 1 3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 1 4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 1 5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。発明を実施するための最良の形態

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、 G P S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イジ夕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にそれそ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、 G P S受信部 9、情報加工部 1 0、暗号化処理部 1 1を有する。

無線モデム装置 2には、 G P Sアンテナ 6の他に表示パネル 1 2、マイク 1 3、スピーカ 1 4とイーサ一ネヅト（登録商標） 1 O B a s e T 1 5が接続されている o

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; R S 2 3 2 C形式のデータとして暗号化処理部 1 1に送り、また暗号化処理部 1 1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 1 6、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 1 7、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 1 8、通信状況を表示パネル 1 2に表示する表示部 1 9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。

G P S受信部 9は、 G P Sアンテナ 6を介して R S 2 3 2 C形式のデ一夕として入力された G P S信号を位置情報に変換する。この位置情報は、イーサ一ネット 1 O B a s e T 1 5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 1 1に送られる。

情報加工部 1 0は、後述するようにイーサ一ネット 1 0 B a s e T 1 5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 1 1に送信する。また、暗号化処理部 1 1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 1 1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 1 3を用いた音声秘話通話を制御する音声通話制御部 2 0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、 G P S受信部 9、情報加工部 1 0、暗号化処理部 1 1、通信状況判定部 1 7、送信タイミング制御部 1 8、音声通話制御部 2 0、表示部 1 9は中央演算処理ユニット、ファイル、イン夕フェース回路などを有するコンピュータによつて構成されている。

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 2 1、地図表示部 2 2、入力処理部 2 3、映像表示部 2 4、活動報告送信部 2 5、位置 ·活動情報受信部 2 6、飛行軌跡追尾表示部 2 7、位置情報配信送受信部 2 8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 2 9、画像ファイル 3 0、視認情報ファイル 3 1、移動体位置情報ファイル 3 2を有している。

設定入力部 2 1は、キーボードなどからなる入力設定手段 3 3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 2 2は、電子地図 3 4に保管されている情報を用いて地図表示パネル 3 5に必要な領域の地図を表示する。

入力処理部 2 3は、タブレツト 3 6などから入力される活動に関する手書き図形情報と、ディジ夕ルスチルカメラおよびディジ夕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、それそれ手書き情報ファイル 2 9、画像ファイル 3 0、視認情報ファイル 3 1に保存される。

映像表示部 2 4は、画像ファイル 3 0に保存された映像情報を映像表示パネル 3 7に表示する。

活動報告送信部 2 5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 1 0に送信する。

位置 ·活動情報受信部 2 6は、無線モデム装置 2の情報加工部 1 0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 1 1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 3 2に保存する。

飛行軌跡追尾表示部 2 7は、移動体位置情報ファイル 3 2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 3 8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つの通信スロッ卜で送信できなぃ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つて送信を行う。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ヅトと規定し、この通信スロヅ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 1 8 0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 3 6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、 3 6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 1 8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、 G P S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に示すようにへッダとデ一夕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 c 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

1目" 5—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 3 6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はそれそれ 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ヅ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、それそ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卜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、情報を送信しょうとする端末局 4 (この場合、 1番局）は、 1つの基本送信周期 Aの間に亘つて基地局 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 1 8 0秒であるから、 1 8 0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、送信しょ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 1 8 0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 2 1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へ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、 1 8 0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 1 8 0 秒のときは、通信スロットは 3 5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に亘つ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卜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番局は定期倩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へ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に亘つて受信し、 1番局の通信パケットのへ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バケツトのへヅ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に亘つ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 1 8 0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番局の送信をチヱックする。この図 9のような場合は、 1番局のヘッダ倩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番局はそれそ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卜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 1 0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ヤ一トを示す。

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 ( 3 0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 1 0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番目の通信スロヅ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 1 0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 3 0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 1 8 0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 1 1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 3 0秒周期、短縮送信周期 2を 6 0秒周期、基本周期を 1 8 0秒周期として、 3段階の送信周期を設定し、どの通信スロッ卜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 1 1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、各通信スロヅトに流れる通信パケットのへッド情報において、送信局総数は 9となっている箬である。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 1 1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 3 3から必要な情報を入力し、それに基づいて設定入力部 2 1はそれに関連した情報を送信夕イミング制御部 1 8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つて送信に使用されている通信スロッ卜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つ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 1 2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 1 8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 1 2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ょうとするときには、使用する通信スロットとして 1 0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 1 0番目、 2 2番目、 3 4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 1 3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。

ァ）大容量情報を基地局 5に送信しょうとする 2番局は、大容量情報を 1つの通信スロヅ卜で送信できる送信サイズに分割してデ一夕列を作成し、そのデ一夕列を暗号化処理部 1 1に送る。暗号化処理部 1 1は、そのデータ列を暗号化する c ィ） 2番局は、 1つの位置情報送信周期に亘つ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。

ゥ） 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。ェ）基地局は、送られてきたデ一夕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一夕列を統合して大容量情報として元に戻す。

ェ） 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。

ォ）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つ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。

ァ）大容量情報を基地局 5に送信しょうとする 2番局において、ディジタル力メラ、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 3 0に蓄積し、その後活動報告送信部 2 5により無線モデム装置 2の情報加工部 1 0に送信する。

ィ） 2番局において、情報加工部 1 0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一夕列を送信する。そのデ一夕列は、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。

ゥ）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一夕列を送信する。

ェ）基地局 5において、撮影映像のすべてのデ一夕列が正常に受信された後、画像情報送信予告のへ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。

ォ）全てのデ一夕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ヅ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、通信エラ一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 —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 1 4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 1 4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。

ァ） 2番局において、マイク P P Tが押されて音声秘通話が要求される。ィ） 2番局において、マイク P P T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、送信夕ィ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。

ゥ） 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。

ェ）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 1 8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 1 5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、開局しょ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

請求の範囲

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へ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そ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へ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つ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、通信バケツ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つ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、通信バケツ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

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つ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へ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卜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一夕列に分割する情報加ェ部を有し、

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。

1 0 . 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つた送信周期毎に送信する情報を弓 I 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。