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JP5994988B2 - TDMA communication system for flying object, flying object, and TDMA communication method for flying object - Google Patents
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TDMA communication system for flying object, flying object, and TDMA communication method for flying object Download PDF

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Description

本発明は、TDMA(Time Division Multiple Access)通信方式に関し、詳しくは、飛翔体向けの広域TDMA通信方式に関する。   The present invention relates to a TDMA (Time Division Multiple Access) communication system, and more particularly to a wide area TDMA communication system for flying objects.

TDMA通信方式に関連する技術は、例えば、特許文献1および2に記載されている。   Technologies related to the TDMA communication system are described in Patent Documents 1 and 2, for example.

特許文献1には、飛翔体間で用いられるTDMA通信技術が記載されている。特許文献1に記載された技術では、スーパーフレーム上に全移動局の基準バースト用スロットを割り当てる。このようにスーパーフレームに複数の基準バースト用スロットを割当てることによって、いずれの局も指定の基準バースト用スロットで基準バーストを送信可能となり、各局は、基準バースト用スロットで同期確立情報を報知可能としている。即ち、スーパーフレーム上に全局の基準バースト用スロットを割り当てることで、移動局間で同期確立情報のやり取りを可能とし、同期の主局が離脱したとしても、予め割当てられた優先順位に従い、何れかの移動局が主局となり、移動局間のスーパーフレームの同期を維持する。   Patent Document 1 describes a TDMA communication technique used between flying objects. In the technique described in Patent Document 1, the reference burst slots of all mobile stations are allocated on the superframe. By assigning a plurality of reference burst slots to a superframe in this way, any station can transmit a reference burst in a designated reference burst slot, and each station can broadcast synchronization establishment information in the reference burst slot. Yes. That is, by allocating the reference burst slots for all stations on the superframe, it is possible to exchange synchronization establishment information between mobile stations, and even if the main station for synchronization leaves, either The mobile station becomes the main station, and superframe synchronization between the mobile stations is maintained.

特許文献2には、親局(主局)と複数の子局(従属局)とを有するTDMA通信システムにおいて、子局間における出力フレームの位相を同期する技術が記載されている。特許文献2に記載された技術では、親局において、複数の標準フレームにて構成されるスーパーフレームを作成する。親局10と子局20との間に設けられている位置合せ用の回路群(ループ回路)で遅延時間を求め、子局でスーパーフレームを遅延時間分だけ遅延させる。これにより、各子局でのスーパーフレームの位相を全て一致できる。   Patent Document 2 describes a technique for synchronizing the phases of output frames between slave stations in a TDMA communication system having a master station (main station) and a plurality of slave stations (subordinate stations). In the technique described in Patent Document 2, a super frame composed of a plurality of standard frames is created in a master station. The delay time is obtained by an alignment circuit group (loop circuit) provided between the master station 10 and the slave station 20, and the superframe is delayed by the delay time in the slave station. Thereby, all the phases of the super frame in each slave station can be matched.

特開2000−49738号公報JP 2000-49738 A 特開平10−41874号公報JP 10-41874 A

ところで、特許文献1に記載された技術は、スーパーフレーム上に網に従属する移動局の分だけ基準バースト用スロットを割当てる必要がある。また、当該技術では、主局たる移動局に準じてスーパーフレームのタイミングが規定されるので、主局と異なる移動局間の通信遅延や同期ズレ等について、なんら考慮されていない。このことは、主局の切替え時に、主局共々網から離脱せざる得ない移動局が発生することにつながる。   By the way, in the technique described in Patent Document 1, it is necessary to allocate the reference burst slots on the superframe by the number of mobile stations subordinate to the network. Further, in this technique, since the timing of the superframe is defined in accordance with the mobile station that is the main station, no consideration is given to communication delay, synchronization shift, and the like between mobile stations different from the main station. This leads to the occurrence of mobile stations that must leave the main stations when switching the main stations.

他方、特許文献2に記載された技術は、親局(主局)を基準とし、複数の子局における出力フレーム同期を行なえるものの子局は固定局に限られる。また、フェージングやゆらぎ等による時々刻々と変化する瞬間的な電波変化について何ら考慮していない。   On the other hand, although the technique described in Patent Document 2 is based on the master station (main station) and can perform output frame synchronization in a plurality of slave stations, the slave station is limited to a fixed station. Further, no consideration is given to instantaneous radio wave changes that change from moment to moment due to fading, fluctuations, and the like.

上記技術では、複数の地上基地局を有する通信システムと飛翔体との通信のように、飛翔体に対して高速且つ安定した無線環境を提供できなかった。   In the above technique, a high-speed and stable wireless environment cannot be provided for a flying object, such as communication between a communication system having a plurality of ground base stations and the flying object.

本発明の目的は、飛翔体に対して高速且つ安定した無線環境を提供できるTDMA通信システム、飛翔体、および飛翔体用TDMA方式通信方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a TDMA communication system, a flying object, and a TDMA communication method for a flying object that can provide a high-speed and stable wireless environment for the flying object.

本発明に係るTDMA通信システムは、それぞれ所定数のタイムスロットを複数のスロット群に分け、前記スロット群のタイムスロットを異なる群のタイムスロットと隣接するように分散配置し、フレームのはじめに各スロット群の同期用タイムスロットを並べて配置したTDMAフレーム形式を用いて、覆域を構築する複数の基地局と該複数の基地局を統括して飛翔体と通信する中央局と1ないし複数の飛翔体とから構成され、前記複数の基地局から、スロット群の同期用タイムスロット全てに、システム同期用情報を送信し、前記飛翔体は、TDMA無線機の使用周波数チャンネルをスロット群毎に設定して、個々の同期用タイムスロットに含まれるシステム同期用情報を取得すると共に、前記中央局との通信に用いる基地局を切り替えるハンドオーバ時に、前記複数の同期用タイムスロットに夫々含まれていた帰属中の覆域および移動先の覆域を構築するそれぞれの基地局から送信されたシステム同期用情報を複数ある同期用タイムスロットを用いて検出し、複数のスロット群を分けて両基地局を介する前記中央局との通信を可能にする過程を経て、ハンドオーバを完了することを特徴とする。
本発明に係るTDMA無線機を搭載する飛翔体は、所定数のタイムスロットを複数のスロット群に分けると共にスロット群毎に同期用タイムスロットを設けたTDMA形式フレームに時刻を用いて同期処理し、前記TDMA形式フレームに含まれる複数の同期用タイムスロットの全てを、在域する覆域での使用周波数チャンネルを用いて検出して、個々の同期用タイムスロットからスロット群毎のシステム同期用情報をそれぞれ取得し、前記スロット群毎のシステム同期用情報に基づいて、無線接続する1ないし複数の基地局と、スーパーフレーム自体の情報および同一スーパーフレーム内の残りのタイムスロットに関する固有の情報とを特定する、と共に、複数の基地局を統括する中央局と通信する際の通信に用いる基地局を切り替えるハンドオーバ時に、前記複数の同期用タイムスロットに夫々含まれていた帰属中の覆域および移動先の覆域を構築するそれぞれの基地局から送信されたシステム同期用情報を複数ある同期用タイムスロットを用いて検出し、複数のスロット群を分けて両基地局を介する前記中央局との通信を可能にする過程を経て、ハンドオーバを完了することを特徴とする。
本発明に係る飛翔体用TDMA方式通信方法は、それぞれ所定数のタイムスロットを複数のスロット群に分け、前記スロット群のタイムスロットを異なる群のタイムスロットと隣接するように分散配置し、フレームのはじめに各スロット群の同期用タイムスロットを並べて配置したTDMAフレーム形式を、覆域を構築する複数の基地局と飛翔体とが用いて、該複数の基地局を統括する中央局と前記飛翔体とが通信する際に、前記複数の基地局から、スロット群の同期用タイムスロット全てに、システム同期用情報を送信し、前記飛翔体は、TDMA無線機の使用周波数チャンネルをスロット群毎に設定して、個々の同期用タイムスロットに含まれるシステム同期用情報を取得すると共に、前記中央局との通信に用いる基地局を切り替えるハンドオーバ時に、前記複数の同期用タイムスロットに夫々含まれていた帰属中の覆域および移動先の覆域を構築するそれぞれの基地局から送信されたシステム同期用情報を複数ある同期用タイムスロットを用いて検出し、複数のスロット群を分けて両基地局を介する前記中央局との通信を可能にする過程を経て、ハンドオーバを完了することを特徴とする。
The TDMA communication system according to the present invention divides a predetermined number of time slots into a plurality of slot groups, distributes the time slots of the slot groups so as to be adjacent to different groups of time slots, and sets each slot group at the beginning of a frame. Using a TDMA frame format in which synchronization time slots are arranged side by side, a plurality of base stations that construct a coverage area, a central station that manages the plurality of base stations and communicates with the flying object, and one or more flying objects The system synchronization information is transmitted from the plurality of base stations to all the synchronization time slots of the slot group, and the flying object sets the use frequency channel of the TDMA radio for each slot group, Acquires system synchronization information included in each synchronization time slot and switches the base station used for communication with the central station At the time of a handover, a plurality of system synchronization information transmitted from the respective base stations that construct the belonging coverage area and the movement destination coverage area respectively included in the plurality of synchronization time slots The handover is completed through a process of detecting using and dividing a plurality of slot groups and enabling communication with the central station via both base stations .
A flying body equipped with a TDMA radio according to the present invention divides a predetermined number of time slots into a plurality of slot groups and performs synchronization processing using a time in a TDMA format frame in which a synchronization time slot is provided for each slot group, All of the plurality of synchronization time slots included in the TDMA format frame are detected using the frequency channels used in the coverage area, and the system synchronization information for each slot group is obtained from each synchronization time slot. Acquire each and specify one or more base stations to be wirelessly connected and information on the superframe itself and specific information on the remaining time slots in the same superframe based on the system synchronization information for each slot group And switching the base station used for communication when communicating with the central station that supervises a plurality of base stations. At the time of handover, a plurality of synchronization time slots are obtained from the system synchronization information transmitted from the respective base stations that construct the belonging coverage area and the movement destination coverage area included in each of the plurality of synchronization time slots. The handover is completed through a process of detecting using and dividing a plurality of slot groups and enabling communication with the central station via both base stations.
In the TDMA communication method for a flying object according to the present invention, a predetermined number of time slots are divided into a plurality of slot groups, and the time slots of the slot groups are distributed and arranged so as to be adjacent to different time slots. First, the TDMA frame format in which the synchronization time slots of each slot group are arranged side by side is used by a plurality of base stations and flying bodies that construct a coverage area, and the central station that supervises the plurality of base stations and the flying bodies When communicating, the plurality of base stations transmit system synchronization information to all the synchronization time slots of the slot group, and the flying object sets the frequency channel of the TDMA radio for each slot group. The system synchronization information included in each synchronization time slot is acquired and the base station used for communication with the central station is switched. At the time of handover, a plurality of synchronization time slots are obtained from the system synchronization information transmitted from the respective base stations that construct the belonging coverage area and the movement destination coverage area included in each of the plurality of synchronization time slots. The handover is completed through a process of detecting using and dividing a plurality of slot groups and enabling communication with the central station via both base stations.

本発明によれば、飛翔体に対して高速且つ安定した無線環境を提供できるTDMA通信方式を提供できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the TDMA communication system which can provide a high-speed and stable radio | wireless environment with respect to a flying body can be provided.

実施形態におけるTDMA無線システムの構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the TDMA radio system in embodiment. スーパーフレームの構造を例示する説明図である。It is explanatory drawing which illustrates the structure of a super frame. スーパーフレームに対する飛翔体での受信環境を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the receiving environment in the flying body with respect to a super frame. スーパーフレームに対する飛翔体での複数基地局からの受信環境を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the receiving environment from the several base station in the flying body with respect to a super frame. 覆域Pにおける受信環境を例示する説明図である。4 is an explanatory diagram illustrating a reception environment in a covered area P. FIG. 覆域Qにおける受信環境を例示する説明図である。It is explanatory drawing which illustrates the receiving environment in the coverage area Q. 覆域Rにおける受信環境を例示する説明図である。3 is an explanatory diagram illustrating a reception environment in a covered area R. FIG. ハンドオーバ処理開始前の1覆域にのみに属する状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state which belongs only to 1 coverage before the handover process start. ハンドオーバ処理時の2覆域に属する遷移状態1を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the transition state 1 which belongs to 2 coverage at the time of a handover process. ハンドオーバ処理時の2覆域に属する遷移状態2を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the transition state 2 which belongs to 2 coverage at the time of a handover process. ハンドオーバ処理後の1覆域にのみに属する状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state which belongs only to 1 coverage after a handover process.

本発明の一実施形態を、図1乃至図11に基づいて説明する。   An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

図1は、実施形態におけるTDMA無線システムの構成を示す説明図である。なお、説明図中に、幾つかの通信システムの要件を記載する。
地上には、中央局10と 中央局10と通信回線で接続されている複数の基地局群(21、22、23)が設置されている。基地局群の上空には、中央局10の通信相手となる飛翔体100が飛んでいる。
FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating a configuration of a TDMA radio system according to the embodiment. In the explanatory diagram, requirements of some communication systems are described.
On the ground, a plurality of base stations (21, 22, 23) connected to the central station 10 and the central station 10 through communication lines are installed. A flying object 100 serving as a communication partner of the central station 10 is flying above the base station group.

基地局群(21、22、23)は、それぞれ中央局10に従属動作し、所定の使用周波数チャンネルを用いて無線通信波を送出して大気中に覆域を構成する。当該覆域中に在域する飛翔体100は、夫々の基地局(21、22、23)の用いる周波数チャンネルを用いてデータ通信又はデータリンクできる。個々の基地局が構築する覆域には、重なっている域を設けて運用することが望ましい。また、覆域は、2局以上の基地局で重なっても良い。図中では、X基地局21とY基地局22とがそれぞれ構築する覆域に重なりがあり、また、Y基地局22とZ基地局23とがそれぞれ構築する覆域に重なりがある。なお、図中の構成に限定されることなく、三局以上の基地局を設けて、使用周波数が重ならないようにして覆域の重なりを増やすようにしてもよい。   Each of the base station groups (21, 22, 23) operates as a subordinate to the central station 10, and transmits a radio communication wave using a predetermined use frequency channel to form a covered area in the atmosphere. The flying object 100 located in the covered area can perform data communication or data link using the frequency channel used by each base station (21, 22, 23). It is desirable to operate by providing overlapping areas in the coverage areas constructed by individual base stations. Further, the coverage area may be overlapped by two or more base stations. In the figure, there is an overlap in the coverage areas constructed by the X base station 21 and the Y base station 22, respectively, and there is an overlap in the coverage areas constructed by the Y base station 22 and the Z base station 23, respectively. Note that the present invention is not limited to the configuration shown in the figure, and three or more base stations may be provided to increase the overlap of the coverage areas so that the used frequencies do not overlap.

通信方式にはTDMA方式を用いる。本実施形態では、同期情報は、中央局10でスーパーフレーム及び個々のタイムスロットに関する固有の情報等を規定する。また、スーパーフレームに含まれるタイムスロットは複数のスロット群に分けられ、各スロット群には、同期用情報が少なくとも1つ割当てられ、各スロット群のタイムスロットは異なる群のタイムスロットと隣接するように分散配置されている(図2で詳細に説明)。   The TDMA method is used as the communication method. In the present embodiment, the synchronization information defines information unique to the superframe and individual time slots at the central office 10. Also, the time slots included in the superframe are divided into a plurality of slot groups, and at least one synchronization information is assigned to each slot group so that each slot group is adjacent to a different group of time slots. Are distributed (described in detail in FIG. 2).

飛翔体100は、飛翔体としての機能に加え、TDMA無線機を搭載する。また、必要に応じて、データリンク装置等の情報処理に用いる装置を搭載する。飛翔体100は、中央局10から割当てられたタイムスロットを用い、所望の情報の受渡しを行う。飛翔体100の有するTDMA無線機は、タイムスロット毎に使用周波数チャンネルを切替える機能を有する。また、所要に応じて個々のスロットで受け付けるデータ長(時間)を調整する処理をし得る。また、同一スーパーフレーム中では、スロット群毎に分けて使用周波数チャンネルの割り当てを扱う。この使用周波数チャネルの割り当ては、予め覆域ごとに定められてもよいし、飛翔体100からの申告、個々の基地局20からの通知、中央局10からの通知などでシステム全体又は飛翔体−基地局間で定めればよい。   The flying object 100 is equipped with a TDMA radio in addition to the function as a flying object. Moreover, if necessary, a device used for information processing such as a data link device is mounted. The flying object 100 uses the time slot allocated from the central office 10 to deliver desired information. The TDMA radio device that the flying object 100 has has a function of switching the used frequency channel for each time slot. Moreover, the process which adjusts the data length (time) received by each slot as needed can be performed. In addition, in the same superframe, allocation of frequency channels to be used is handled separately for each slot group. The allocation of the frequency channels to be used may be determined for each coverage area in advance, or the entire system or the flying object- What is necessary is just to determine between base stations.

図2は、スーパーフレームの構造を例示する説明図である。
本実施形態で採用するスーパーフレームは、A0スロットから始まりC15スロットで終わる計48スロットからなり、これらのスロットは複数のスロット群(A群、B群、C群)で構成される。図において、スロット群はそれぞれ16スロットずつをA群(A0〜A15:セットA)、B群(B0〜B15:セットB)、C群(C0〜C15:セットC)とされ、異なる群のタイムスロットと隣接するように分散配置される。
FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating the structure of a superframe.
The superframe employed in the present embodiment consists of a total of 48 slots starting from the A0 slot and ending with the C15 slot, and these slots are composed of a plurality of slot groups (group A, group B, group C). In the figure, each slot group is divided into 16 groups, group A (A0 to A15: set A), group B (B0 to B15: set B), and group C (C0 to C15: set C). The slots are distributed so as to be adjacent to the slots.

飛翔体100は、同一スーパーフレーム内では各群(各セット)に属するタイムスロットすべてに対し、同一周波数チャンネルを用いることにより、周波数チャンネルの一致した、ひとつの基地局と通信を行う。一方、3つのスロット群にそれぞれ異なる周波数チャンネルを用いた場合には、スロット毎に基地局群(21,22,23)の使用周波数チャンネルに切り替えることにより、基地局群(21,22,23)と通信することが出来る。   The flying object 100 communicates with one base station having the same frequency channel by using the same frequency channel for all time slots belonging to each group (each set) in the same superframe. On the other hand, when different frequency channels are used for the three slot groups, the base station group (21, 22, 23) is switched to the frequency channel used by the base station group (21, 22, 23) for each slot. Can communicate with.

本実施形態においては、各群のスーパーフレームの先頭に位置するタイムスロット(A0、B0、C0スロット)を、システム同期用タイムスロットとする。個々の基地局から、システム同期用情報を、A0、B0、C0スロットの3つの同期用タイムスロットに入れて大気中に送信(ブロードキャスト送信)する。   In the present embodiment, the time slot (A0, B0, C0 slot) located at the head of each group of superframes is set as a system synchronization time slot. Information for system synchronization is transmitted from each base station to the atmosphere in three synchronization time slots A0, B0, and C0 (broadcast transmission).

このとき、飛翔体100では、TDMA無線機の設定を、帰属する又は帰属中の覆域で使用する周波数チャンネルでスロット群毎に設定処理して、同期用タイムスロットであるA0、B0、C0スロットに含まれるシステム同期用情報を取得し、当該システム同期用情報を用いて、TDMA形式フレーム内の各タイムスロット中のデータ位置を特定する。飛翔体100は、検知したデータ位置に基づいて、基地局を介して中央局10との通信を成立させる。   At this time, in the flying object 100, the setting of the TDMA radio is set for each slot group with the frequency channel used in the coverage area to which it belongs or belongs, and the A0, B0, C0 slots that are the synchronization time slots Is acquired, and the data position in each time slot in the TDMA format frame is specified using the system synchronization information. The flying object 100 establishes communication with the central station 10 via the base station based on the detected data position.

なお、A0からC15スロットまでは、均等なT1のタイムスロットである。しかし、必ずとも同一長のタイムスロットとする必要はない。例えば、同期用スロットを短くしたり、データ通信用スロットに偏りを持たせたりしてもよい。また、各タイムスロット間には、任意でTgiのガードインターバルを設けることが望ましい(図2下段参照)。   The slots from A0 to C15 are equal T1 time slots. However, it is not always necessary that the time slots have the same length. For example, the synchronization slot may be shortened or the data communication slot may be biased. In addition, it is desirable to arbitrarily provide a Tgi guard interval between each time slot (see the lower part of FIG. 2).

ここで、飛翔体通信における問題点を図3と図4を用いて説明する。
図3は、スーパーフレームに対する飛翔体での受信環境を示す説明図である。
仮に、X基地局21が周波数チャンネルFxで覆域Pに在域している飛翔体100に向けて信号(電波)を送出すると、その飛翔体100では、送信された信号をΔTaの遅延を生じて識別し、スーパーフレームと実際に受信する信号とに時刻ズレが生じる。
Here, problems in flying object communication will be described with reference to FIGS.
FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a reception environment of a flying object for a super frame.
If the X base station 21 sends a signal (radio wave) toward the flying object 100 located in the coverage area P with the frequency channel Fx, the flying object 100 causes a delay of ΔTa to the transmitted signal. The time difference occurs between the super frame and the actually received signal.

これは、飛翔体100(のタイミング)がスーパーフレームのタイミングに一致しているのに対し、実際に受信する信号は多くの遅延等の影響を受ける為である。例えば、基地局群(21,22,23)、中央局10および飛翔体100がGPS(Global Positioning System)を用いた時刻情報からスーパーフレームのタイミングと一致させている場合に、中央局10で生成された情報を所定の基地局から送信すると、基地局までの伝送時間や気中の伝播時間、各所の処理時間、フェージングなどに影響を受けた信号の受信タイミングが、GPS電波から生成されたスーパーフレーム(個々のスロット)のタイミングよりも遅れ、時刻ズレが生ずる。中央局10で生成された情報を所定の基地局でバッファして、タイミング合わせを行なって送信しても、他の要因でやはりズレが生じる。   This is because the actually received signal is affected by many delays while the flying object 100 (or the timing thereof) coincides with the timing of the super frame. For example, the base station group (21, 22, 23), the central station 10 and the flying object 100 are generated by the central station 10 when the time information using GPS (Global Positioning System) matches the superframe timing. When the received information is transmitted from a predetermined base station, the reception timing of the signal affected by the transmission time to the base station, the propagation time in the air, the processing time of each place, fading, etc. A time lag occurs after the frame (individual slot) timing. Even if the information generated by the central station 10 is buffered at a predetermined base station and transmitted after timing adjustment, there will still be a shift due to other factors.

図4は、スーパーフレームに対する飛翔体での複数基地局からの受信環境を示す説明図である。
図4では、仮に、飛翔体100が基地局21の覆域に位置しながらも、他の基地局22、23とも通信可能である場合での受信タイミングを明示的に示している。中央局10が飛翔体100との通信に、X基地局21からA群、Y基地局22からB群、Z基地局23からC群のスロットを用いてデータ通信したと仮定すると、飛翔体100では、それぞれのスロット群で、ΔTa,ΔTb,ΔTcの遅延が生ずる。この遅延は、飛翔体100と基地局(21、22、23)の位置や伝搬環境によって時々刻々と変化する。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a reception environment from a plurality of base stations in a flying object for a super frame.
FIG. 4 explicitly shows the reception timing when the flying object 100 is located in the coverage area of the base station 21 and can communicate with the other base stations 22 and 23. Assuming that the central station 10 communicates with the flying object 100 using the slots of the X base station 21 to the A group, the Y base station 22 to the B group, and the Z base station 23 to the C group, the flying object 100. Then, delays of ΔTa, ΔTb, and ΔTc occur in each slot group. This delay changes from moment to moment depending on the position of the flying object 100 and the base stations (21, 22, 23) and the propagation environment.

図3および図4で示す様に、複数の基地局から信号を受けた場合、それぞれの群毎に別々の遅延が生ずる。当該遅延があること及び個々に変化することによって、スロットの許容送信時間(図4のT2の幅)が限定されてしまう。そこで、スロットの許容送信時間(=飛翔体での許容受信時間)をも考慮しつつデータ長を送受信機器が共に調整する。   As shown in FIGS. 3 and 4, when signals are received from a plurality of base stations, different delays occur for each group. Due to the presence of the delay and individual changes, the allowable transmission time of the slot (the width of T2 in FIG. 4) is limited. Therefore, the transmission / reception device adjusts the data length while taking into consideration the allowable transmission time of the slot (= the allowable reception time of the flying object).

次に、飛翔体100におけるシステム同期用タイムスロットの受信環境について説明する。   Next, the reception environment of the system synchronization time slot in the flying object 100 will be described.

各群のスーパーフレームの先頭に位置するタイムスロット(A0、B0、C0スロット)は、システム同期用タイムスロットとして用いられる。全てのシステム同期用タイムスロットには、システム同期用情報として、NTR(Network Time Reference)情報がそれぞれの基地局によって入れ込まれ、それぞれの基地局で用いられている周波数チャンネルから送信される。   The time slot (A0, B0, C0 slot) located at the head of each group of superframes is used as a system synchronization time slot. In all system synchronization time slots, NTR (Network Time Reference) information is inserted by each base station as system synchronization information and transmitted from the frequency channel used in each base station.

NTR(Network Time Reference)情報は、TDMA形式スーパーフレーム内のA0,B0,C0スロット以降A15,B15,C15スロットまでの周波数情報、現在のスーパーフレーム番号や特定データの格納スロット番号などの情報である。   NTR (Network Time Reference) information is information such as frequency information from the A0, B0, and C0 slots to the A15, B15, and C15 slots in the TDMA format superframe, the current superframe number, and the slot number for storing specific data. .

図5は、覆域Pにおける受信環境を例示する説明図である。ここで覆域Pとは、主にX基地局21と通信することが望ましい域である。図5では、飛翔体100が覆域Pにおいて他の全ての基地局(21,22,23)から送信されたシステム同期用タイムスロットがどのように到達しているかの受信環境を示している。   FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating a reception environment in the covered area P. Here, the covered area P is an area where it is desirable to mainly communicate with the X base station 21. FIG. 5 shows a reception environment as to how the time slot for system synchronization transmitted from all the other base stations (21, 22, 23) reaches the flying object 100 in the coverage area P.

図示するように、スロット毎には同一局からの遅延の差は極僅かと多くの場合に見做せる。他方、基地局が異なると、遅延量に差が生じる。   As shown in the figure, the difference in delay from the same station for each slot can be seen in very few cases. On the other hand, when the base station is different, a difference occurs in the delay amount.

図6は、覆域Qにおける受信環境を例示する説明図である。
図7は、覆域Rにおける受信環境を例示する説明図である。
覆域QおよびRにおいても、覆域Pと同様に、スロット毎には同一局からの遅延の差は極僅かとなり、異なる基地局からの信号には、遅延量に差が生じる。また、飛翔体100とNTR情報を送信する基地局との位置関係から、覆域毎に遅延量が変化している。
FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating the reception environment in the coverage area Q.
FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating a reception environment in the coverage area R.
Also in the coverage areas Q and R, like the coverage area P, the difference in delay from the same station is very small for each slot, and a difference in delay amount occurs between signals from different base stations. Further, the delay amount changes for each covered area from the positional relationship between the flying object 100 and the base station that transmits the NTR information.

通常のTDMA通信方式では、例え電波の受信感度が許容量であっても、タイムスロットからはみ出すような信号は使用できない。他方、ガードインターバル時間を増すことは、通信データの送受信に使用できる時間間隔を短くすることに直結するので、通信データ(シンボル)の識別性を低下させたり、常時的な通信データ量の減少に繋がる。即ち、高速且つ安定した無線環境を提供に影響を与える。
尚、実環境では、飛翔体と複数基地局との地形上の位置関係は色々で、飛翔体に於ける受信状況の良し悪しは、距離による減衰だけではなく周囲の環境により左右されるため、感度良好な基地局を予め予測することは困難である。
In the normal TDMA communication system, even if the radio wave reception sensitivity is an allowable amount, a signal that protrudes from the time slot cannot be used. On the other hand, increasing the guard interval time is directly linked to shortening the time interval that can be used for transmission / reception of communication data, thereby reducing the identification of communication data (symbols) and reducing the amount of communication data constantly. Connected. That is, the provision of a high-speed and stable wireless environment is affected.
In the actual environment, the positional relationship between the flying object and multiple base stations varies, and the reception status of the flying object depends on the surrounding environment as well as the attenuation due to distance. It is difficult to predict a base station with good sensitivity in advance.

そこで、中央局10と接続されている基地局(21,22,23)から、スーパーフレーム内の先頭の3スロット(A0,B0,C0)を同期用タイムスロットとして、それぞれ周波数チャンネル(Fx,Fy,Fz)を用いて、A0,B0,C0全てに、同期タイミングを含むNTR情報をそれぞれ入れてブロードキャスト送信する。換言すれば、A0,B0,C0スロットのタイミングで、それぞれ基地局の周波数チャンネルで、同様のNTR情報を送信する。
このようにすることで、基地局と無線接続する飛翔体100は、帰属中の覆域で使用する周波数チャンネル(Fx,Fy,Fzの何れか)にTDMA無線機の使用周波数チャンネルを設定し、A0,B0,C0スロットに含まれるNTR情報を取得可能となる。すなわち、飛翔体100はA0、B0、C0スロットに夫々含まれていたNTR情報を取得し、このNTR情報から、TDMA形式スーパーフレーム内のA0,B0,C0スロット以降A15,B15,C15スロットまでの周波数情報、現在のスーパーフレーム番号、データの送信或は受信用タイムスロット番号、特定データの格納スロット番号、データ先頭位置情報、必要に応じてデータ長などを取得し、送られてくるデータを正確に取得することが可能となる。
Therefore, from the base stations (21, 22, 23) connected to the central station 10, the first three slots (A0, B0, C0) in the superframe are used as synchronization time slots, and frequency channels (Fx, Fy) are respectively used. , Fz), and NTR information including the synchronization timing is put in all of A0, B0, and C0, and broadcast transmission is performed. In other words, similar NTR information is transmitted on the frequency channel of the base station at the timings of the A0, B0, and C0 slots.
In this way, the flying object 100 that is wirelessly connected to the base station sets the frequency channel used by the TDMA radio to the frequency channel (Fx, Fy, or Fz) used in the covered coverage area. NTR information contained in the A0, B0, and C0 slots can be acquired. That is, the flying object 100 acquires the NTR information contained in the A0, B0, and C0 slots, respectively, and from this NTR information to the A15, B15, and C15 slots after the A0, B0, and C0 slots in the TDMA format superframe. Obtain frequency information, current superframe number, time slot number for data transmission or reception, storage slot number for specific data, data head position information, data length as required, etc. Can be obtained.

次に、本実施形態の飛翔体100について説明する。   Next, the flying object 100 of this embodiment is demonstrated.

飛翔体100は、GPS装置を有してGPS衛星から正確な時間情報を取得できる。なお、高精度な内部時計を用いてもよい。
また、飛翔体100は、自機の位置情報を取得できる。
基地局及び中央局10に対する飛翔体100のフレーム同期は、GPSからの時刻情報を用いる。即ち、時刻に対して同期する。
The flying object 100 has a GPS device and can acquire accurate time information from a GPS satellite. A highly accurate internal clock may be used.
Further, the flying object 100 can acquire the position information of the own aircraft.
The frame synchronization of the flying object 100 with respect to the base station and the central station 10 uses time information from GPS. That is, it synchronizes with time.

飛翔体100は、スーパーフレームをGPS時刻に一致させた後、TDMA無線機を用いて、A0スロットに含まれるNTR情報を取得し、当該NTR情報に基づき、A群をシステム同期する。B、C群も同様に、B0, C0スロットに含まれるNTR情報を取得し、システム同期する。当該システム同期によって、各スロットを用いて高速且つ安定的に情報のやり取りを行える。   After making the superframe coincide with the GPS time, the flying object 100 acquires the NTR information included in the A0 slot using the TDMA radio, and performs system synchronization of the group A based on the NTR information. Similarly, the B and C groups acquire NTR information contained in the B0 and C0 slots and perform system synchronization. By the system synchronization, information can be exchanged at high speed and stably using each slot.

上記ことがらを換言すれば、図4に示す状態の場合、飛翔体は、時刻を用いてスーパーフレームと同期し、各同期用タイムスロットに含まれるシステム同期用情報を用いて、各スロット内のデータ取得タイミングを識別して、スロット群毎の周波数チャンネルを切り替えて、そのタイミングで通信データを読みとる。   In other words, in the state shown in FIG. 4, the flying object synchronizes with the superframe using time, and uses the system synchronization information included in each synchronization time slot. The data acquisition timing is identified, the frequency channel for each slot group is switched, and communication data is read at that timing.

次に、TDMA通信システムとしての動作の一例を説明する。
中央局10で、それぞれの飛翔体100の送受信用タイムスロットを割当てる。送信用タイムスロットの割り当ては、同一の飛翔体100に対して、1スーパーフレーム内では、基本的に基地局毎に各群のタイムスロットを用い、異なる周波数チャンネルを用いて送信する。覆域間のハンドオーバを考えないのであれば、A0,B0,C0スロットで同期してしまえば、以降のA1スロットからC15スロットまで全てのスロットをデータ伝達のために使用する通信も可能である。
Next, an example of operation as a TDMA communication system will be described.
The central station 10 assigns a transmission / reception time slot for each flying object 100. The transmission time slot is assigned to the same flying object 100 by using a time slot of each group for each base station and transmitting using different frequency channels within one superframe. If handover between coverage areas is not considered, communication using all slots from A1 slot to C15 slot for data transmission is possible if the A0, B0, and C0 slots are synchronized.

また、中央局10で、飛翔体100のスロット群毎の使用周波数チャンネルを決定する。また、スロット群毎の送信データ長を決定する。
飛翔体100は、1スーパーフレーム毎に、中央局10から予めないし前スーパーフレームで指示された周波数チャンネルのスロットA0、B0、C0をスキャンし、各スロット群とのシステム同期を図る。
このとき、飛翔体100は、1スーパーフレーム中に各群を用いて行う通信では、それぞれA0,B0,C0スロットを基地局(21,22,23)が使用する周波数チャンネル(Fx,Fy,Fz)でスキャン(受信周波数チャンネルをFx,Fy,Fzの順に変更)し、NTR情報を取得する。NTR情報を取得後、NTR情報から以降のタイムスロットの周波数情報、現在のスーパーフレーム番号、データの送信或は受信用タイムスロット番号、特定データの格納スロット番号、データ先頭位置情報、必要に応じて使用データ長、等を取得し、A1,B1,C1スロットからA15,B15,C15スロットのいくつかを用いてデータを取得する。これは、飛翔体100において、どの周波数チャンネルを用いるスロットであっても良好に通信可能とするためである。即ち、スーパーフレームの先頭部分で当該スーパーフレームの各スロットの同期タイミングを取得する。この様にして、各飛翔体100は、中央局10から取得した情報に基づいて、各群内で割当てられたスロットを用いて、所望するデータのやり取りを行う。
In addition, the central station 10 determines a frequency channel to be used for each slot group of the flying object 100. Further, the transmission data length for each slot group is determined.
The flying object 100 scans the slots A0, B0, C0 of the frequency channel designated by the central station 10 in advance or in the previous superframe every superframe to achieve system synchronization with each slot group.
At this time, in the communication performed using each group in one superframe, the flying object 100 uses the frequency channels (Fx, Fy, Fz) used by the base stations (21, 22, 23) for the A0, B0, and C0 slots, respectively. ) To scan (change the reception frequency channel in the order of Fx, Fy, Fz) and acquire NTR information. After acquiring NTR information, frequency information of subsequent time slots from the NTR information, current superframe number, time slot number for data transmission or reception, storage slot number of specific data, data head position information, if necessary The used data length, etc. are acquired, and data is acquired using some of the A15, B15, and C15 slots from the A1, B1, and C1 slots. This is because in the flying object 100, it is possible to satisfactorily communicate with any slot using any frequency channel. That is, the synchronization timing of each slot of the super frame is acquired at the head portion of the super frame. In this way, each flying object 100 exchanges desired data using the slots allocated in each group based on the information acquired from the central station 10.

上記説明したように、本TDMA通信方式をもちいれば、飛翔体に対して高速且つ安定した無線環境を提供できる。当該技術は、例えば、データリンクや大容量のデータの送受信に好適である。ただし、A,B,C,3つの群の受信を行うために、通信遅延時間に対するガードタイムを考慮し、各タイムスロットでの通信時刻は、各タイムスロット内で終了するように調整される。   As described above, by using this TDMA communication system, a high-speed and stable wireless environment can be provided for the flying object. This technique is suitable for, for example, a data link or transmission / reception of a large volume of data. However, in order to receive A, B, C, and three groups, the communication time in each time slot is adjusted to end within each time slot in consideration of the guard time for the communication delay time.

次に、上記実施形態のTDMA通信システムにおける飛翔体での高速且つ安定した無線通信を得る為にハンドオーバを行なう仕組みを説明する。飛翔体100では、データリンクの維持を行ないつつ、所定の基地局の構築する覆域から、他の基地局の構築する覆域に移動する場合に、ハンドオーバを要求される。上記通信方式では、以下の様にハンドオーバを行なうことによって、高速且つ安定した状態でデータリンクを維持しつつ通信する基地局を変更できる。   Next, a mechanism for performing handover in order to obtain high-speed and stable wireless communication with a flying object in the TDMA communication system of the above embodiment will be described. The flying object 100 is requested to perform handover when moving from a coverage area constructed by a predetermined base station to a coverage area constructed by another base station while maintaining the data link. In the above communication method, by performing handover as described below, it is possible to change the base station that performs communication while maintaining the data link at high speed and in a stable state.

以下の説明では、飛翔体100が、Y基地局22の覆域QからX基地局21の覆域Pに移動する場合を用いて説明する。このとき、覆域Qでは、周波数チャンネルFyが用いられ、覆域Pでは、周波数チャンネルFxが用いられる。   In the following description, the case where the flying object 100 moves from the coverage area Q of the Y base station 22 to the coverage area P of the X base station 21 will be described. At this time, the frequency channel Fy is used in the coverage area Q, and the frequency channel Fx is used in the coverage area P.

図8ないし図11は、ハンドオーバ時の各局の動作を示す説明図である。図8では、飛翔体100がハンドオーバ処理開始前の1覆域にのみに属する場合(通常の状態)を示している。尚、ハンドオーバ処理に携わらないZ基地局23の説明は、記載を省略する。   8 to 11 are explanatory diagrams showing the operation of each station at the time of handover. FIG. 8 shows a case where the flying object 100 belongs to only one coverage area before the handover process is started (normal state). Note that description of the Z base station 23 not involved in the handover process is omitted.

X基地局21およびY基地局22は、夫々の使用周波数チャンネルであるFxおよび Fyを用いて、A0,B0,C0スロットのタイミングで、NTR情報を継続的に報知している。   The X base station 21 and the Y base station 22 continuously broadcast NTR information at the timings of the A0, B0, and C0 slots using the respective frequency channels Fx and Fy that are used.

飛翔体100は、自らの位置情報及び/又は中央局10からの指示情報に基づき、覆域Qを識別して、A0,B0,C0スロットの各々のタイミングで、基地局22が使用する周波数チャンネルFyを待ち受けして受信し、スロットA群、B群、C群夫々のシステム同期タイミングを取得する。   The flying object 100 identifies the coverage area Q based on its own position information and / or instruction information from the central station 10 and uses the frequency channel used by the base station 22 at the timing of each of the A0, B0, and C0 slots. It waits for Fy and receives it, and acquires the system synchronization timing of each of the slots A, B, and C.

このように、A群,B群,C群の全てのスロットの受信タイミングを、夫々A0,B0,C0スロットのタイミングを用いることで、A群,B群,C群の全てのスロット(スーパーフレームの全て)で、Y基地局とデータの送受信を可能としている。
即ち、飛翔体100は、帰属中の覆域で使用する周波数チャンネルで無線システムと同期して、同期した各スロットのタイミングを用いてデータ通信を実現し、A群,B群,C群での3回の送受信情報を、積み上げて受信情報を確認することにより、より強固な情報伝達が可能になる。基地局側も同様に積み上げることもできる。
In this way, by using the timings of the slots A0, B0, and C0 for the reception timings of all slots of the A group, the B group, and the C group, respectively, all the slots of the A group, the B group, and the C group (superframes). All of the above) enables transmission / reception of data to / from the Y base station.
In other words, the flying object 100 synchronizes with the wireless system in the frequency channel used in the coverage area that belongs, and realizes data communication using the synchronized timing of each slot, and in the A group, the B group, and the C group. By confirming the reception information by accumulating the transmission / reception information of three times, more robust information transmission becomes possible. The base station can also be stacked in the same way.

尚、移動先の覆域に関する情報は、予め記憶しておいても良いし、中央局10から取得するようにしても良い。例えば、飛翔体の移動目標に合わせて、切り替えタイミング(座標)と切り替え先の周波数等を中央局10から通知すればよい。   Information regarding the coverage area of the destination may be stored in advance or may be acquired from the central office 10. For example, the switching timing (coordinates), the switching destination frequency, and the like may be notified from the central station 10 in accordance with the moving target of the flying object.

図9では、飛翔体100が移動して、ハンドオーバ処理時の2覆域に属する場合(移動前基地局側に寄っている状態)を示している。
X基地局21およびY基地局22は、図8の例と同様に、夫々の使用周波数チャンネルであるFxおよび Fyを用いて、A0,B0,C0スロットのタイミングで、NTR情報を報知する。
FIG. 9 shows a case where the flying object 100 moves and belongs to the two coverage areas at the time of the handover process (a state where the flying object 100 is close to the base station before movement).
As in the example of FIG. 8, the X base station 21 and the Y base station 22 broadcast NTR information at the timings of the A0, B0, and C0 slots using Fx and Fy that are the respective use frequency channels.

飛翔体100は自ら若しくは中央局10からの指示に基づき切替処理を開始して、タイムスロットA0,B0のタイミングで、基地局22が使用する周波数チャンネルFyを使用して受信し、スロットA群、B群のシステム同期タイミングを取得すると共に、タイムスロットC0のタイミングで基地局21の使用する周波数チャンネルFxを使用して受信し、スロットC群のシステム同期タイミングを取得する。当該動作は、飛翔体100において、移動先の覆域で使用する周波数チャンネルで1スロット群の同期を取り、同期を取れたスロット群を使用してデータを送信する周波数チャンネルをFxに変更する動作である。即ち、境界領域では、様々な外部環境要因により、飛翔体100が基地局21と基地局22の間のどの程度の位置にいれば、基地局21から受信可能となるのか推測できないため、C0のタイミングで基地局21の使用する周波数チャンネルFxで受信を試み、受信可能なタイミングを計る試みである。   The flying object 100 starts the switching process based on an instruction from itself or the central station 10 and receives it using the frequency channel Fy used by the base station 22 at the timing of the time slots A0 and B0. The system synchronization timing of the group B is acquired and received using the frequency channel Fx used by the base station 21 at the timing of the time slot C0 to acquire the system synchronization timing of the slot C group. In this operation, in the flying object 100, one slot group is synchronized with the frequency channel used in the coverage area of the moving destination, and the frequency channel for transmitting data is changed to Fx using the synchronized slot group. It is. In other words, in the boundary area, it is impossible to estimate the position of the flying object 100 between the base station 21 and the base station 22 due to various external environmental factors, so that it can be received from the base station 21. This is an attempt to measure the timing at which reception is possible by using the frequency channel Fx used by the base station 21 at the timing.

図10では、ハンドオーバ処理時の2覆域に属する場合(移動後基地局側に寄っている状態)を示している。   FIG. 10 shows a case where the mobile station belongs to two coverage areas at the time of the handover process (a state where the mobile station is close to the base station after movement).

X基地局21およびY基地局22は、図8の例と同様に、夫々の使用周波数チャンネルであるFxおよび Fyを用いて、A0,B0,C0スロットのタイミングで、NTR情報を報知する。   As in the example of FIG. 8, the X base station 21 and the Y base station 22 broadcast NTR information at the timings of the A0, B0, and C0 slots using Fx and Fy that are the respective use frequency channels.

飛翔体100は自ら若しくは中央局10からの指示に基づき切替処理を開始して、タイムスロットA0のタイミングで、基地局22が使用する周波数チャンネルFyを使用して受信し、スロットA群のシステム同期タイミングを取得すると共に、タイムスロットB0,C0のタイミングで基地局21の使用する周波数チャンネルFxを待ち受けして受信し、スロットB群C群のシステム同期タイミングを取得する。   The flying object 100 starts the switching process based on an instruction from itself or the central station 10 and receives using the frequency channel Fy used by the base station 22 at the timing of the time slot A0, and synchronizes the system of the slot A group. The timing is acquired, and the frequency channel Fx used by the base station 21 is awaited and received at the timing of the time slots B0 and C0, and the system synchronization timing of the slot B group C group is acquired.

この動作は、飛翔体100において、特定のスーパーフレーム中で、移動方向の覆域Pで使用する周波数Fxに2スロット群(B群、C群)を割り当てることにより、受信レベルが低く、不安定と予想される基地局21との通信を2回分受信し、積み上げて強固な情報とする動作である。   In this operation, in the flying object 100, by assigning two slots (groups B and C) to the frequency Fx used in the coverage P in the moving direction in a specific super frame, the reception level is low and unstable. This is an operation of receiving communication with the base station 21 that is expected to be received twice and stacking it up to obtain strong information.

このように、A群,B群,C群の全てのスロットの受信タイミングを、2周波数チャンネル(FxおよびFy)に分割して夫々A0,B0,C0スロットの取得タイミングを用いることで、飛翔体に対して、ハンドオーバ時に、安定した無線環境を提供すると共に、一定以上の通信量の維持を可能とできる。また、飛翔体100は、移動先の覆域で使用する周波数チャンネルFxでの同期が確立できてから、周波数チャンネルFxで送信するデータ量を増加する。換言すれば、C群のデータ通信が可能となったことを確認してから、A群と共に扱われていたB群のスロットを、C群のスロットと共に扱うように、処理変更を行う。   As described above, by dividing the reception timing of all slots of the A group, the B group, and the C group into two frequency channels (Fx and Fy) and using the acquisition timings of the A0, B0, and C0 slots, respectively, the flying object On the other hand, at the time of handover, it is possible to provide a stable wireless environment and maintain a certain amount of communication. Further, the flying object 100 increases the amount of data to be transmitted on the frequency channel Fx after the synchronization on the frequency channel Fx used in the coverage area of the movement destination can be established. In other words, after confirming that the data communication of the group C is possible, the processing is changed so that the slot of the group B that has been handled together with the group A is handled together with the slot of the group C.

尚、当該処理のときに使用する変調方式は、先にハンドオーバ処理するC群の変調方式を強固な変調方式(安定度の高い変調方式)を選択し、後にハンドオーバ処理するB群の変調方式を高速な変調方式(高速通信を優先する変調方式)を選択するようにしても良い。   As a modulation method used in the processing, a strong modulation method (modulation method having high stability) is selected as the modulation method of the C group to be handed over first, and the modulation method of the B group to be handed over later is selected. A high-speed modulation method (a modulation method giving priority to high-speed communication) may be selected.

当該変調方式の変更処理は、飛翔体と夫々の基地局との電波強度や、飛翔体と基地局との位置関係、飛翔体と基地局との位置の変化方向に基づき選択するようにしても良い。また、変調方式等は、中央局で選択可能としてもよい。   The modulation method changing process may be selected based on the radio field strength between the flying object and each base station, the positional relationship between the flying object and the base station, and the change direction of the position between the flying object and the base station. good. Further, the modulation method or the like may be selectable at the central station.

図11では、ハンドオーバ処理後の1覆域にのみに属する場合(通常の状態)を示している。
X基地局21は、使用周波数チャンネルであるFxを用いて、A0,B0,C0スロットのタイミングで、NTR情報を報知する。
飛翔体100は自ら若しくは中央局10からの指示に基づき、覆域Pを識別して、A0,B0,C0スロット全てのタイミングで、基地局21の使用する周波数チャンネルFxを使用して受信し、スロットA群、B群、C群夫々のシステム同期タイミングを取得する。
FIG. 11 shows a case (normal state) belonging to only one coverage area after the handover process.
The X base station 21 broadcasts NTR information at the timings of the A0, B0, and C0 slots using Fx, which is a used frequency channel.
The flying object 100 identifies the covered area P based on the instruction from itself or the central station 10 and receives it using the frequency channel Fx used by the base station 21 at the timing of all the A0, B0, and C0 slots. The system synchronization timing of each of slot A group, B group, and C group is acquired.

その結果、飛翔体100は、夫々A0,B0,C0スロットの取得タイミングを用いて、A群,B群,C群の全てのスロットでX基地局21を介する中央局10とのデータ送受信を可能とする。   As a result, the flying object 100 can transmit / receive data to / from the central station 10 via the X base station 21 in all slots of the A group, the B group, and the C group using the acquisition timings of the A0, B0, and C0 slots, respectively. And

A0,B0,C0スロット受信後、同一情報を3回取得することにより、安定した通信をすることにしても良いし、情報量を増すために異なる情報を通信しても良い。   After receiving the A0, B0, and C0 slots, the same information is acquired three times, so that stable communication may be performed, or different information may be communicated to increase the amount of information.

上記、図8ないし図11で説明したように、TDMA形式フレームを、所定数のタイムスロット群として分割構成すると共に、タイムスロット群毎に同期用タイムスロットを設け、TDMA形式フレームの複数の同期用タイムスロット全てに、自局との同期タイミングを計るシステム同期用情報をスロット群毎に入れて、使用する周波数チャンネルを用いて送信することで、覆域間の移動時に、タイムスロット群毎のシステム同期用情報を用いて、帰属中および移動先の基地局と夫々システム同期を計ることが可能となる。   As described above with reference to FIGS. 8 to 11, the TDMA format frame is divided into a predetermined number of time slot groups, and a synchronization time slot is provided for each time slot group, so that a plurality of TDMA format frames can be synchronized. System synchronization information for measuring the synchronization timing with its own station is inserted into all time slots for each slot group, and transmitted using the frequency channel to be used. Using the synchronization information, it is possible to perform system synchronization with the belonging base station and the destination base station.

また、上記動作例のように、ハンドオーバ処理開始後、飛翔体100が、3スロットある同期用タイムスロットのスキャン受信を、移動元の周波数チャンネルと移動先の周波数チャンネルを用いて、ハンドオーバ処理の進行と共に、移動先の周波数チャンネルが多くなるように分割して実行する。このことによって、移動先の覆域に移動したことを推定して、移動先の周波数チャンネルを用いて直ちに受信開始するよりも安定したハンドオーバ処理を実現できる。   Further, as in the above operation example, after the handover process is started, the flying object 100 performs the scan reception of the synchronization time slot having 3 slots by using the source frequency channel and the destination frequency channel. At the same time, it is divided and executed so that the number of destination frequency channels increases. As a result, it is possible to realize a more stable handover process than estimating the movement to the coverage area of the movement destination and immediately starting reception using the frequency channel of the movement destination.

また、飛翔体100が基地局21、22、23の覆域の境界あたりに位置し、移動することにより、どの基地局との通信が良好であるかを、中央局も容易に推定できない場合、飛翔体100は、切替処理を開始して、タイムスロットA0のタイミングで、基地局22が使用する周波数チャンネルFyを使用して受信し、スロットA群のシステム同期タイミングを取得すると共に、タイムスロットB0のタイミングで基地局21の使用する周波数チャンネルFxを待ち受けして受信し、スロットB群のシステム同期タイミングを取得し、タイムスロットC0のタイミングで、基地局23が使用する周波数チャンネルFzを使用して受信することにより、スーパーフレーム毎に受信良好な基地局を選択して、良好な通信状態を保持することも可能である。   In addition, when the flying object 100 is located around the boundary of the coverage area of the base stations 21, 22, and 23, and the central station cannot easily estimate which base station the communication is good by moving, The flying object 100 starts the switching process, receives the frequency channel Fy used by the base station 22 at the timing of the time slot A0, acquires the system synchronization timing of the slot A group, and also acquires the time slot B0. The frequency channel Fx used by the base station 21 is awaited and received at the timing, the system synchronization timing of the slot B group is obtained, and the frequency channel Fz used by the base station 23 is obtained at the timing of the time slot C0. By receiving, it is possible to select a base station with good reception for each superframe and maintain a good communication state.

以上説明したように、本発明のTDMA通信方式を用いることにより、飛翔体に対して高速且つ安定した無線環境を提供できるTDMA通信方式を提供できる。   As described above, by using the TDMA communication system of the present invention, it is possible to provide a TDMA communication system that can provide a high-speed and stable wireless environment to a flying object.

より具体的には、覆域での電波遅延の影響を受けにくいTDMA通信方式を提供できる。
また、飛翔体は、フレームの各スロットの同期タイミングを取得することで、どのスロットであっても、良好に異なる基地局(周波数チャンネル)と通信可能となる。
また、多数基地局と複数の周波数チャンネルで同期のとれるTDMA通信方式を提供できる。
また、海面や山岳によるフェージングの影響を受けにくいTDMA通信方式を提供できる。
また、無線リンクを繋いだまま、使用周波数チャンネルの異なる覆域に対してハンドオーバが可能になる。
上記効果は、飛翔体が高速移動することに対して、既存のTDMA通信方式では、提供できない効果である。
More specifically, it is possible to provide a TDMA communication system that is not easily affected by radio wave delay in the coverage area.
Further, the flying object can communicate with different base stations (frequency channels) in any slot by acquiring the synchronization timing of each slot of the frame.
In addition, it is possible to provide a TDMA communication system that can be synchronized with multiple base stations in a plurality of frequency channels.
In addition, it is possible to provide a TDMA communication system that is not easily affected by fading due to the sea surface or mountains.
In addition, it is possible to perform handover with respect to coverages having different use frequency channels with the radio link connected.
The above effect is an effect that cannot be provided by the existing TDMA communication system in contrast to the high-speed movement of the flying object.

尚、本発明の具体的な構成は前述の実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の変更があってもこの発明に含まれる。
例えば、スーパーフレームのスロット数や、スロット群の数の増減は、任意の値でよい。
また、ハンドオーバ時に切り替えるスロット群の順番も任意である。
また、基地局は、固定局でなくとも、移動局(船舶や車上、航空機の中継局)であっても良い。
また、各基地局の位置情報および遅延時間が明確であれば、基地局から送信するまでの、中央局から飛翔体に向けて送信するデータの遅延を算定し、当該遅延分を打ち消してからデータを送出する遅延補正手段を基地局および中央局に設けても良い。
It should be noted that the specific configuration of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and modifications within a range not departing from the gist of the present invention are included in the present invention.
For example, the number of superframe slots and the number of slot groups may be increased or decreased.
Further, the order of slot groups to be switched at the time of handover is also arbitrary.
Further, the base station may not be a fixed station but a mobile station (a ship, a vehicle, an aircraft relay station).
If the location information and delay time of each base station are clear, calculate the delay of data transmitted from the central station to the flying object until transmission from the base station, cancel the delay, and then May be provided in the base station and the central station.

10 中央局
21 基地局(従属局)
22 基地局(従属局)
23 基地局(従属局)
100 飛翔体(移動局)
10 Central station 21 Base station (subordinate station)
22 Base station (dependent station)
23 Base station (dependent station)
100 flying object (mobile station)

Claims (8)

それぞれ所定数のタイムスロットを複数のスロット群に分け、前記スロット群のタイムスロットを異なる群のタイムスロットと隣接するように分散配置し、フレームのはじめに各スロット群の同期用タイムスロットを並べて配置したTDMAフレーム形式を用いて、覆域を構築する複数の基地局と該複数の基地局を統括して飛翔体と通信する中央局と1ないし複数の飛翔体とから構成され
前記複数の基地局から、スロット群の同期用タイムスロット全てに、システム同期用情報を送信し、
前記飛翔体は、
TDMA無線機の使用周波数チャンネルをスロット群毎に設定して、個々の同期用タイムスロットに含まれるシステム同期用情報を取得すると共に、
前記中央局との通信に用いる基地局を切り替えるハンドオーバ時に、前記複数の同期用タイムスロットに夫々含まれていた帰属中の覆域および移動先の覆域を構築するそれぞれの基地局から送信されたシステム同期用情報を複数ある同期用タイムスロットを用いて検出し、複数のスロット群を分けて両基地局を介する前記中央局との通信を可能にする過程を経て、ハンドオーバを完了する
ことを特徴とする飛翔体用TDMA通信システム。
A predetermined number of time slots are divided into a plurality of slot groups, the time slots of the slot groups are distributed so as to be adjacent to different time slots, and the synchronization time slots of the slot groups are arranged side by side at the beginning of the frame. The TDMA frame format is used to configure a plurality of base stations that construct a coverage area, a central station that controls the plurality of base stations and communicates with the flying object, and one or more flying objects ,
System synchronization information is transmitted from the plurality of base stations to all the synchronization time slots of the slot group,
The flying object is
The frequency channel of the TDMA radio is set for each slot group, and the system synchronization information included in each synchronization time slot is acquired.
At the time of handover to switch the base station used for communication with the central station, transmitted from each base station that constructs the belonging coverage area and the destination coverage area included in each of the plurality of synchronization time slots. The system synchronization information is detected using a plurality of synchronization time slots, and the handover is completed through the process of dividing the plurality of slot groups and enabling communication with the central station via both base stations <br / > A TDMA communication system for a flying object.
請求項1記載のTDMAフレーム形式を用いる飛翔体用TDMA通信システムにおいて、
前記複数の基地局からスロット群の同期用タイムスロット全てに、システム同期用情報を基地局毎の周波数チャンネルを用いて送信し、
前記飛翔体は、TDMA無線機の使用周波数チャンネルをスロット群毎に設定して、個々の同期用タイムスロットに含まれるシステム同期用情報を少なくとも1以上の周波数チャネルで検出し、検出したシステム同期用情報から、スーパーフレーム自体の情報および同一スーパーフレーム内の残りのタイムスロットに関する固有の情報を取得して通信する
ことを特徴とする飛翔体用TDMA通信システム。
In a TDMA communication system for a flying object using the TDMA frame format according to claim 1,
System synchronization information is transmitted from the plurality of base stations to all the synchronization time slots of the slot group using a frequency channel for each base station,
The flying object sets a use frequency channel of the TDMA radio for each slot group, detects system synchronization information included in each synchronization time slot with at least one frequency channel, and detects the detected system synchronization A flying object TDMA communication system characterized in that information of a superframe itself and unique information regarding remaining time slots in the same superframe are acquired from the information and communicated.
請求項1又は2に記載のTDMAフレーム形式を用いる飛翔体用TDMA通信システムにおいて、
前記システム同期用情報には、スロットのデータ長を示す情報が含まれ、
前記飛翔体は、個々の同期用タイムスロットからシステム同期用情報を検出した際に、前記複数のスロット群で用いられるデータ長を識別して、個々のスロットのデータを識別する
ことを特徴とする飛翔体用TDMA通信システム。
In a TDMA communication system for a flying object using the TDMA frame format according to claim 1 or 2,
The system synchronization information includes information indicating the data length of the slot,
When the flying object detects system synchronization information from individual synchronization time slots, the flying object identifies data lengths used in the plurality of slot groups to identify data of individual slots. TDMA communication system for flying objects.
請求項1ないし3の何れか一項に記載の飛翔体用TDMA通信システムであって、
前記飛翔体は、ハンドオーバ処理開始後に、前記複数の同期用タイムスロットの個々のスキャンを、前記TDMA無線機の使用周波数チャンネルを都度切り替えて、移動元の周波数チャンネルと移動先の周波数チャンネルで夫々実施する
ことを特徴とする飛翔体用TDMA通信システム。
A TDMA communication system for a flying object according to any one of claims 1 to 3 ,
After the start of the handover process, the flying object scans each of the plurality of synchronization time slots by switching the frequency channel used by the TDMA radio each time, and performing the scan on the source frequency channel and the destination frequency channel, respectively. A TDMA communication system for a flying object.
請求項1ないし4の何れか一項に記載の飛翔体用TDMA通信システムであって、
前記同期用タイムスロットを3スロット以上設け、
前記飛翔体は、ハンドオーバ処理開始後に、前記3スロット以上の同期用タイムスロットの個々のスキャンを、移動元の周波数チャンネルと移動先の周波数チャンネルに、ハンドオーバ処理の進行と共に、移動先の周波数チャンネルが多くなるように分割して実施する
ことを特徴とする飛翔体用TDMA通信システム。
A flying object TDMA communication system according to any one of claims 1 to 4 ,
3 or more slots for synchronization are provided,
After the start of the handover process, the flying object scans each of the synchronization time slots of 3 slots or more into the movement source frequency channel and the movement destination frequency channel, and the movement destination frequency channel is changed as the handover process proceeds. A TDMA communication system for a flying object, which is divided and implemented so as to increase.
所定数のタイムスロットを複数のスロット群に分けると共にスロット群毎に同期用タイムスロットを設けたTDMA形式フレームに時刻を用いて同期処理し、
前記TDMA形式フレームに含まれる複数の同期用タイムスロットの全てを、在域する覆域での使用周波数チャンネルを用いて検出して、個々の同期用タイムスロットからスロット群毎のシステム同期用情報をそれぞれ取得し、
前記スロット群毎のシステム同期用情報に基づいて、無線接続する1ないし複数の基地局と、スーパーフレーム自体の情報および同一スーパーフレーム内の残りのタイムスロットに関する固有の情報とを特定する
と共に、
複数の基地局を統括する中央局と通信する際の通信に用いる基地局を切り替えるハンドオーバ時に、
前記複数の同期用タイムスロットに夫々含まれていた帰属中の覆域および移動先の覆域を構築するそれぞれの基地局から送信されたシステム同期用情報を複数ある同期用タイムスロットを用いて検出し、複数のスロット群を分けて両基地局を介する前記中央局との通信を可能にする過程を経て、ハンドオーバを完了する
ことを特徴とする飛翔体。
A predetermined number of time slots are divided into a plurality of slot groups, and a TDMA format frame in which a synchronization time slot is provided for each slot group is synchronized using time.
All of the plurality of synchronization time slots included in the TDMA format frame are detected using the frequency channels used in the coverage area, and the system synchronization information for each slot group is obtained from each synchronization time slot. Get each
Based on the system synchronization information for each slot group, one or more base stations to be wirelessly connected and information on the superframe itself and unique information on the remaining time slots in the same superframe are specified .
With
At the time of handover to switch base stations used for communication when communicating with a central station that supervises a plurality of base stations,
Detecting system synchronization information transmitted from each base station that constructs the belonging coverage area and the destination coverage area included in each of the plurality of synchronization time slots using a plurality of synchronization time slots The flying object is characterized by completing a handover through a process of dividing a plurality of slot groups and enabling communication with the central station via both base stations .
請求項記載の飛翔体であって、
ハンドオーバ処理開始後に、前記複数の同期用タイムスロットの個々のスキャンを、前記TDMA無線機の使用周波数チャンネルを都度切り替えて、移動元の周波数チャンネルと移動先の周波数チャンネルに夫々分割して実施する
ことを特徴とする飛翔体。
The flying object according to claim 6 ,
After the handover process is started, each scan of the plurality of synchronization time slots is performed by switching the frequency channel used by the TDMA radio unit each time and dividing the scan frequency slot into a source frequency channel and a destination frequency channel. A flying object characterized by
それぞれ所定数のタイムスロットを複数のスロット群に分け、前記スロット群のタイムスロットを異なる群のタイムスロットと隣接するように分散配置し、フレームのはじめに各スロット群の同期用タイムスロットを並べて配置したTDMAフレーム形式を、覆域を構築する複数の基地局と飛翔体とが用いて、A predetermined number of time slots are divided into a plurality of slot groups, the time slots of the slot groups are distributed so as to be adjacent to different time slots, and the synchronization time slots of the slot groups are arranged side by side at the beginning of the frame. The TDMA frame format is used by a plurality of base stations and flying objects that construct coverage,
該複数の基地局を統括する中央局と前記飛翔体とが通信する際に、When the flying body communicates with the central station that supervises the plurality of base stations,
前記複数の基地局から、スロット群の同期用タイムスロット全てに、システム同期用情報を送信し、System synchronization information is transmitted from the plurality of base stations to all the synchronization time slots of the slot group,
前記飛翔体は、The flying object is
TDMA無線機の使用周波数チャンネルをスロット群毎に設定して、個々の同期用タイムスロットに含まれるシステム同期用情報を取得すると共に、The frequency channel of the TDMA radio is set for each slot group, and the system synchronization information included in each synchronization time slot is acquired.
前記中央局との通信に用いる基地局を切り替えるハンドオーバ時に、前記複数の同期用タイムスロットに夫々含まれていた帰属中の覆域および移動先の覆域を構築するそれぞれの基地局から送信されたシステム同期用情報を複数ある同期用タイムスロットを用いて検出し、複数のスロット群を分けて両基地局を介する前記中央局との通信を可能にする過程を経て、ハンドオーバを完了するAt the time of handover to switch the base station used for communication with the central station, transmitted from each base station that constructs the belonging coverage area and the destination coverage area included in each of the plurality of synchronization time slots. The system synchronization information is detected using a plurality of synchronization time slots, and the handover is completed through a process of dividing a plurality of slot groups and enabling communication with the central station via both base stations.
ことを特徴とする飛翔体用TDMA方式通信方法。A TDMA communication method for a flying object.
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