(57)【要約】  受信信号の有無を判定する信号判定部（２２０）と、信号判定部の判定結果を用いて、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（２３０）と、を備え、周期推定部（２３０）は、判定結果の微分値を算出する微分処理部（２３１）と、微分値を用いて遮蔽周期の仮周期を算出し、内部状態に基づいて、微分値および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（２３２）と、仮周期を用いて遮蔽周期を算出する周期算出部（２３３）と、仮周期を用いて信号有区間を算出する信号有区間算出部（２３６）と、仮周期および信号有区間を用いて周期タイミングを推定する周期タイミング推定部（２３５）と、遮蔽周期を用いて内部状態を判定する状態判定部（２３４）と、を備える。
2019171430.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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。
【請求項５】
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。
【請求項６】
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。
【請求項７】
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。
【請求項８】
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。
【請求項９】
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。
【請求項１０】
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。
【請求項１１】
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。
【請求項１２】
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。
【請求項１３】
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。
【請求項１４】
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。
【請求項１５】
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。
【請求項１６】
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。
【請求項１７】
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。
【請求項１８】
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信路が周期的に遮蔽されることが予想される環境下で通信を行う通信装置および遮蔽予測方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
通信装置は、信号が周期的に遮蔽される環境下では、信号が遮蔽されない場合と比較して通信効率が低下する。このような環境下で通信を行う一例として、ヘリコプター衛星通信システムが挙げられる。ヘリコプター衛星通信システムは、ヘリコプターと地上局とが通信衛星を介して通信を行うシステムである。ヘリコプターから通信衛星に送信される信号は、ヘリコプターの回転翼によって周期的に遮断される。また、通信衛星からヘリコプターに送信される信号も、ヘリコプターの回転翼によって周期的に遮断される。そのため、ヘリコプターに搭載される通信装置による通信は通常の通信に比べて効率が低くなる。【０００３】
特許文献１には、飛翔体に搭載された飛翔局が、通信衛星を介して固定局から受信する信号の受信レベルを検出する受信機を備え、受信機の受信レベルから伝搬路上での電波の遮蔽タイミングを検出する技術が開示されている。飛翔局は、通信衛星を介して固定局へ信号を送信する場合、受信レベルに基づいて電波の遮蔽がないときに信号を送信し、電波の遮蔽があるときに信号の送信を停止する。また、飛翔局は、検出した受信レベルから受信タイミングを検出し、受信タイミングと遮蔽タイミングとの位相差を検出する。飛翔局は、通信衛星を介して固定局へ位相差を通知し、固定局は、位相差に基づいて遮蔽がないときのみ信号を送信する。飛翔局は、回転翼による電波の遮蔽が発生しないタイミングで通信ができ、効率的な通信が可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第２５０３８８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の技術によれば、飛翔局は、受信する信号の受信レベルに基づいて、遮蔽タイミング、受信タイミング、および位相差を検出している。そのため、検出精度が受信レベルの瞬時的な変動の影響を受けやすく、高精度かつ安定した検出ができない、という問題点があった。【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、通信路が遮蔽される周期の推定精度を向上可能な通信装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の通信装置は、受信信号の有無を判定する信号判定部と、信号判定部の判定結果を用いて、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、を備える。周期推定部は、判定結果の微分値を算出する微分処理部と、微分値を用いて遮蔽周期の仮周期を算出し、周期推定部の動作状態を示す内部状態に基づいて、微分値および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、を備える。また、周期推定部は、マスク処理部から出力された仮周期を用いて、遮蔽周期を算出する周期算出部と、マスク処理部から出力された仮周期を用いて、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、を備える。また、周期推定部は、マスク処理部から出力された仮周期、および信号有区間を用いて、判定結果において受信信号が存在しない区間から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、遮蔽周期を用いて、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。
【発明の効果】
【０００８】
本発明にかかる通信装置は、通信路が遮蔽される周期の推定精度を向上できる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態１にかかる通信システムの構成例を示す図
【図２】実施の形態１にかかる通信装置が備える受信装置の構成例を示すブロック図
【図３】実施の形態１にかかる受信装置の動作を示すフローチャート
【図４】実施の形態１にかかる周期推定部における遮蔽周期を推定する動作を示すフローチャート
【図５】実施の形態１にかかる受信装置の信号判定部による判定結果および微分処理部で算出される微分値の例を示す図
【図６】実施の形態１にかかる受信装置の信号判定部による判定結果および周期算出部で算出される遮蔽周期の例を示す図
【図７】実施の形態１にかかる周期算出部においてマスク処理部から立ち下がり周期または立ち上がり周期が入力される時刻の例を示す図
【図８】実施の形態１にかかる送信装置の構成例を示すブロック図
【図９】実施の形態１にかかる送信装置の動作を示すフローチャート
【図１０】実施の形態１にかかる受信装置が備える処理回路をプロセッサおよびメモリで構成する場合の例を示す図
【図１１】実施の形態１にかかる受信装置が備える処理回路を専用のハードウェアで構成する場合の例を示す図
【図１２】実施の形態２にかかる通信装置が備える受信装置の構成例を示すブロック図
【図１３】実施の形態２にかかる周期推定部における遮蔽周期を推定する動作を示すフローチャート
【図１４】実施の形態２にかかる平滑化部における平滑化の処理の例を示す図
【図１５】実施の形態３にかかる通信装置が備える受信装置の構成例を示すブロック図
【図１６】実施の形態３にかかる周期推定部における遮蔽周期を推定する動作を示すフローチャート
【図１７】実施の形態４にかかる通信装置が備える受信装置の構成例を示すブロック図
【図１８】実施の形態４にかかる周期推定部における遮蔽周期を推定する動作を示すフローチャート
【図１９】実施の形態４にかかる非周期判定部における遮蔽の非周期性を判定する動作を示すフローチャート
【図２０】実施の形態４にかかる送信装置の送信制御部における送信制御の動作を示すフローチャート
【図２１】実施の形態５にかかる通信装置が備える受信装置の構成例を示すブロック図
【図２２】実施の形態５にかかる受信装置の動作を示すフローチャート
【図２３】実施の形態５にかかる受信装置において、周期信号生成部が、内部状態が周期特定状態の場合に生成する周期信号の例を示す図
【図２４】実施の形態６にかかる送信装置の送信制御部における送信制御の動作を示すフローチャート
【図２５】実施の形態６にかかる送信制御部におけるバースト信号長の決定方法を示す図
【図２６】実施の形態７にかかる送信装置において送信制御部の送信制御によるシンボル配置の例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明の実施の形態にかかる通信装置および遮蔽予測方法を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１１】
実施の形態１．
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。
【００１２】
まず、通信装置１００が備える受信装置２００の構成および動作について説明する。図２は、実施の形態１にかかる通信装置１００が備える受信装置２００の構成例を示すブロック図である。また、図３は、実施の形態１にかかる受信装置２００の動作を示すフローチャートである。受信装置２００は、アンテナ２１０と、信号判定部２２０と、周期推定部２３０と、を備える。アンテナ２１０は、通信衛星１０４から送信され、回転翼１０２によって周期的に遮蔽される信号を受信する（ステップＳ１）。
【００１３】
信号判定部２２０は、アンテナ２１０での受信状態に基づいて受信信号の有無を判定する（ステップＳ２）。具体的には、信号判定部２２０は、アンテナ２１０で受信された信号である受信信号の信号レベルと、信号の有無を判定するために予め規定された判定閾値とを比較して、比較結果に基づいて信号有または信号無を判定する。信号有は受信信号が有る状態とし、信号無は受信信号が無い状態とする。受信信号の有無を判定する方法は限定されないが、一例を説明する。信号判定部２２０は、アンテナ２１０から入力される受信信号を、例えば、デジタル信号処理によって直交する２つの信号からなる受信ＩＱ信号に変換し、ある一定期間（以降、この一定期間を１ブロックとする）、複数の受信ＩＱ信号に対して１ブロックの信号電力を算出する。信号判定部２２０は、算出した信号電力に対して、ＩＩＲ（Infinite  Impulse  Response：無限インパルス応答）平均、または単純平均などによる平均化の処理を行い、信号電力平均値を算出する。信号判定部２２０は、算出した信号電力平均値と判定閾値とを比較する。信号判定部２２０は、信号電力平均値が判定閾値以上の場合は受信信号が存在する、すなわち信号有と判定し、１ブロックに対する受信信号の有無に対して信号有を示す判定結果“１”を出力する。信号判定部２２０は、信号電力平均値が判定閾値未満の場合は受信信号が存在しない、すなわち信号無と判定し、１ブロックに対する受信信号の有無に対して信号無を示す判定結果“０”を出力する。
【００１４】
周期推定部２３０は、信号判定部２２０の判定結果を用いて、送信元の装置、図１の例では通信衛星１０４から通信装置１００に送信される信号が遮蔽される遮蔽周期を推定する（ステップＳ３）。具体的には、周期推定部２３０は、遮蔽周期を推定する一連の動作として、信号が遮蔽される周期を示す遮蔽周期、信号判定部２２０の判定結果において“０”から“１”へ変化するタイミングを示す周期タイミング、１遮蔽周期の間で受信信号が存在する区間を示す信号有区間、および、周期推定部２３０の動作状態を示す内部状態を生成する。このうち、遮蔽周期、周期タイミング、および信号有区間の単位はブロックであり、整数の値をとる。周期推定部２３０は、図２に示すように、微分処理部２３１と、マスク処理部２３２と、周期算出部２３３と、状態判定部２３４と、周期タイミング推定部２３５と、信号有区間算出部２３６と、を備える。微分処理部２３１は、信号判定部２２０の判定結果に対して微分値を算出する。マスク処理部２３２は、微分処理部２３１で算出された微分値から仮周期を算出し、内部状態に基づいて、詳細には内部状態に対して設定された条件に基づいて、微分値および仮周期をマスクする。周期算出部２３３は、マスク処理部２３２から出力された仮周期から遮蔽周期を算出する。状態判定部２３４は、周期算出部２３３で算出された遮蔽周期を用いて、周期推定部２３０の内部状態を判定する。周期タイミング推定部２３５は、マスク処理部２３２から出力された仮周期と、信号有区間算出部２３６で算出された信号有区間とを用いて、周期タイミングを推定する。信号有区間算出部２３６は、マスク処理部２３２で算出された仮周期から信号有区間を算出する。
【００１５】
周期推定部２３０の詳細な動作について説明する。図４は、実施の形態１にかかる周期推定部２３０における遮蔽周期を推定する動作を示すフローチャートである。
【００１６】
微分処理部２３１は、信号判定部２２０から出力される判定結果に対して微分値を算出する、すなわち判定結果の立ち上がりおよび立ち下がりを検出する（ステップＳ１１）。具体的には、微分処理部２３１は、１ブロック前の判定結果が“０”（信号無）、現ブロックの判定結果が“１”（信号有）の場合、立ち上がりを検出して微分値“１”を出力する。微分処理部２３１は、１ブロック前の判定結果が“１”（信号有）、現ブロックの判定結果が“０”（信号無）の場合、立ち下がりを検出して微分値“−１”を出力する。微分処理部２３１は、上記以外の場合は、微分値“０”を出力する。
【００１７】
マスク処理部２３２は、微分処理部２３１で算出された微分値に対して仮周期を算出する（ステップＳ１２）。マスク処理部２３２は、微分値が“１”または“−１”のときに仮周期を算出し、微分値が“０”のときは算出しない。マスク処理部２３２は、微分処理部２３１から微分値“１”または“−１”が入力された場合、同じ微分値が入力された前回の時刻と現時刻との差分から仮周期を算出する。図５は、実施の形態１にかかる受信装置２００の信号判定部２２０による判定結果および微分処理部２３１で算出される微分値の例を示す図である。図５（ａ）は信号判定部２２０による判定結果であり、横軸は時刻を示し、縦軸は判定結果の値を示す。図５（ｂ）は微分処理部２３１で算出された微分値であり、横軸は時刻を示し、縦軸は微分値を示す。図５に示すように、信号判定部２２０の判定結果が立ち下がりのタイミングで微分処理部２３１は微分値“−１”を算出し、信号判定部２２０の判定結果が立ち上がりのタイミングで微分処理部２３１は微分値“１”を算出している。マスク処理部２３２は、例えば、図５において時刻ｔ3の微分値が“−１”であり、同じ微分値“−１”が入力された前回の時刻はｔ1となるため、時刻ｔ3において仮周期「ｔ3−ｔ1」を算出する。同様に、マスク処理部２３２は、図５において時刻ｔ4の微分値が“１”であり、同じ微分値“１”が入力された前回の時刻はｔ2となるため、時刻ｔ4において仮周期「ｔ4−ｔ2」を算出する。ここで、微分値が“−１”のときに算出された仮周期を立ち下がり周期とし、微分値が“１”のときに算出された仮周期を立ち上がり周期とする。
【００１８】
マスク処理部２３２は、内部状態に基づいて、微分値および算出した仮周期の使用を制御する。具体的には、マスク処理部２３２は、内部状態に応じた条件を満たしたときに微分値および仮周期をマスクするマスク処理を行う（ステップＳ１３）。ここで、内部状態とは、状態判定部２３４で判定された周期推定部２３０の動作状態を示すものであり、周期探索状態および周期特定状態の２つの状態がある。周期探索状態は、周期推定部２３０において遮蔽周期が未特定の状態である。周期特定状態は、周期推定部２３０において遮蔽周期が特定されている状態である。状態判定部２３４における内部状態の判定方法については後述する。
【００１９】
マスク処理部２３２は、内部状態が周期探索状態の場合、仮周期と、予め規定されたパラメータである最大周期とを比較する。マスク処理部２３２は、仮周期が最大周期以下の場合は何もせず、仮周期が最大周期を超える場合、仮周期が最大周期以下になるように仮周期をＤ0（Ｄ0は２以上の整数）で除算する。このとき、マスク処理部２３２は、除算した結果が最大周期以下となる最小のＤ0の値を選択する。最大周期を超える仮周期は、微分値がマスクされたことによって仮周期が本来の２倍以上になっている可能性がある。そのため、マスク処理部２３２は、最大周期を超える仮周期を整数で除算することで、正しい仮周期を算出する。つぎに、マスク処理部２３２は、仮周期と、予め規定されたパラメータである最小周期とを比較する。マスク処理部２３２は、仮周期が最小周期未満の場合、マスク処理部２３２に入力された微分値および算出した仮周期をマスクする。すなわち、マスク処理部２３２は、内部状態が周期探索状態の場合、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、マスク処理部２３２に入力された微分値および算出した仮周期を使用しない。マスク処理部２３２は、仮周期が最小周期以上の場合、算出した仮周期を出力する。
【００２０】
マスク処理部２３２は、内部状態が周期特定状態の場合、仮周期と周期算出部２３３で算出された特定周期とを比較する。特定周期とは、周期特定状態のときに周期算出部２３３で算出された遮蔽周期である。周期算出部２３３で算出された遮蔽周期すなわち特定周期は、周期算出部２３３において前回の動作で算出されたものである。マスク処理部２３２は、仮周期が「特定周期＋ＷMS」（ＷMSはマスク処理の許容値）以下の場合は何もせず、仮周期が「特定周期＋ＷMS」を超える場合、「特定周期＋ＷMS×Ｄ1」（Ｄ1は２以上の整数）以下になるように、仮周期を「特定周期×Ｄ1」で減算する。このとき、マスク処理部２３２は、減算した結果が「特定周期＋ＷMS×Ｄ1」以下となる最小のＤ1の値を選択する。マスク処理部２３２は、周期探索状態のときと同様、「特定周期＋ＷMS」を超える仮周期が入力された場合、微分値がマスクされたことによって仮周期が本来の２倍以上になっている可能性があるため、「特定周期＋ＷMS」を超える仮周期を「特定周期×Ｄ1」で減算することで、正しい仮周期を算出する。つぎに、マスク処理部２３２は、仮周期が以下の式（１）から求められる上限Ｍmaxおよび下限Ｍminの範囲内にあるか否かを判定する。マスク処理部２３２は、仮周期が上限Ｍmaxおよび下限Ｍminの範囲外の場合、マスク処理部２３２に入力された微分値、および算出した仮周期をマスクする。すなわち、マスク処理部２３２は、内部状態が周期特定状態の場合、仮周期が特定周期を含む規定された範囲内に無いときは、マスク処理部２３２に入力された微分値および算出した仮周期を使用しない。
【００２１】
Ｍmax＝ｍｉｎ（Ｃmax，Ｃ1＋ＷMS×Ｄ1）
Ｍmin＝ｍａｘ（Ｃmin，Ｃ1−ＷMS×Ｄ1）  …（１）
【００２２】
式（１）において、Ｃmaxは最大周期を示し、Ｃminは最小周期を示し、Ｃ1は特定周期を示す。また、式（１）において、ｍａｘ（ａ，ｂ）はａ≧ｂのときにａを出力し、ａ＜ｂのときにｂを出力する関数であり、ｍｉｎ（ａ，ｂ）はａ≦ｂのときａを出力し、ａ＞ｂのときにｂを出力する関数である。
【００２３】
マスク処理部２３２は、上記のように、周期推定部２３０の内部状態に応じた条件を満たした場合、微分値および仮周期をマスクする。マスク処理の有無に応じた具体的な動作は以下のとおりである。マスク処理部２３２は、微分値をマスクしない場合、仮周期を算出するために微分値が“−１”または“１”のときの時刻を記憶する。マスク処理部２３２は、微分値をマスクする場合、微分値が“−１”または“１”のときの時刻を記憶しない。また、マスク処理部２３２は、仮周期をマスクしない場合、算出した仮周期を有効値とするため、仮周期とともに、イネーブル信号を生成して出力する。マスク処理部２３２は、仮周期をマスクする場合、仮周期およびイネーブル信号ともに出力しない。なお、マスク処理部２３２は、仮周期を出力する場合、立ち上がり周期の仮周期、または立ち下がり周期の仮周期であることが分かるようにして出力する。
【００２４】
周期算出部２３３は、イネーブル信号とともに仮周期を取得した場合、マスク処理部２３２から出力された仮周期を用いて、遮蔽周期を算出する（ステップＳ１４）。図６は、実施の形態１にかかる受信装置２００の信号判定部２２０による判定結果および周期算出部２３３で算出される遮蔽周期の例を示す図である。図６において、横軸は時刻を示し、縦軸は判定結果の値を示す。遮蔽周期は、信号判定部２２０の判定結果が理想であれば、図６に示すように、判定結果の立ち上がりから次の判定結果の立ち上がりまでの区間、または判定結果の立ち下がりから次の判定結果の立ち下がりまでの区間である。周期算出部２３３は、マスク処理部２３２から、仮周期が立ち下がり周期、立ち上がり周期の順で入力された場合、または仮周期が立ち上がり周期、立ち下がり周期の順で入力された場合、以下の式（２）から遮蔽周期を算出する。
【００２５】
Ｃ＝（Ｃr＋Ｃf）／２  …（２）
【００２６】
式（２）において、Ｃは遮蔽周期を示し、Ｃrは立ち上がり周期を示し、Ｃfは立ち下がり周期を示す。前述のように遮蔽周期は整数の値をとるので、式（２）の計算結果が小数になる場合、周期算出部２３３は、四捨五入してＣを整数の値にする。図７は、実施の形態１にかかる周期算出部２３３においてマスク処理部２３２から立ち下がり周期または立ち上がり周期が入力される時刻の例を示す図である。図７において、横軸は時刻を示し、縦軸はマスク処理部２３２によってマスク処理された後の微分値を示す。周期算出部２３３は、例えば、図７に示す時刻ｔ5に立ち下がり周期が入力され、時刻ｔ6に立ち上がり周期が入力された場合、時刻ｔ6において、時刻ｔ5の立ち下がり周期および時刻ｔ6の立ち上がり周期を用いて、式（２）から遮蔽周期を算出し、出力する。周期算出部２３３は、図７に示すように、時刻ｔ8と時刻ｔ9との間で立ち下がり、すなわち微分値“−１”がマスクされている場合、２回連続して立ち上がり周期が入力されていることから、時刻ｔ9では遮蔽周期を算出しない。なお、周期算出部２３３は、時刻ｔ10で立ち下がり周期が入力されるため、時刻t10において、時刻ｔ9の立ち上がり周期および時刻ｔ10の立ち下がり周期を用いて、式（２）から遮蔽周期を算出し、出力する。
【００２７】
状態判定部２３４は、周期算出部２３３で算出された遮蔽周期を用いて、周期推定部２３０の内部状態を判定する（ステップＳ１５）。前述のように、内部状態は、周期探索状態および周期特定状態の２つの状態が定義されている。ここで、周期推定部２３０において、初期状態は周期探索状態とする。状態判定部２３４は、周期探索状態の場合、周期探索状態から周期特定状態への遷移条件を満たすか否かを判定し、周期特定状態の場合、周期特定状態から周期探索状態への遷移条件を満たすか否かを判定する。周期探索状態から周期特定状態へ遷移条件は、例えば、状態判定部２３４において、現時刻に入力される遮蔽周期、すなわち周期算出部２３３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ＮBK回分の遮蔽周期が「基準周期−ＷBK」から「基準周期＋ＷBK」の範囲内にある場合とする。ここで、ＮBKは後方保護段数であり、１以上の整数を設定する。また、ＷBKは後方保護に対する許容値であり、０以上の整数を設定する。基準周期の単位は、ブロックであり、整数の値をとる。また、周期特定状態から周期探索状態への遷移条件は、例えば、状態判定部２３４において、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の更新時刻を監視し、前回の更新時刻から「特定周期×ＮFR」の期間が経過しても特定周期が更新されない場合とする。ここで、ＮFRは前方保護段数であり、１以上の整数を設定する。
【００２８】
信号有区間算出部２３６は、マスク処理部２３２から出力された仮周期を用いて、信号有区間を算出する（ステップＳ１６）。信号有区間は、信号判定部２２０の判定結果が理想的であれば、図６に示すように、判定結果の立ち上がりから立ち下がりまでの区間である。信号有区間算出部２３６は、仮周期が立ち上がり周期、立ち下がり周期の順で入力されたときに、以下の式（３）から信号有区間を算出する。
【００２９】
Ａ＝ｔf−ｔr  …（３）
【００３０】
式（３）において、Ａは信号有区間を示し、ｔfは立ち下がり周期が入力された時刻を示し、ｔrは立ち上がり周期が入力された時刻を示す。
【００３１】
周期タイミング推定部２３５は、マスク処理部２３２から出力された仮周期と、信号有区間算出部２３６で算出された信号有区間とを用いて、周期タイミングを推定する（ステップＳ１７）。周期タイミングは、例えば、信号判定部２２０の判定結果が理想的であれば、図６に示すように、判定結果の立ち上がりのタイミングとなる。すなわち、周期タイミングは、信号判定部２２０の判定結果において、受信信号が存在しない区間から受信信号が存在する区間へ変化するタイミングである。そのため、周期タイミング推定部２３５は、マスク処理部２３２から入力された仮周期が立ち上がり周期の場合、立ち上がり周期が入力された時刻を周期タイミングとする。また、周期タイミング推定部２３５は、マスク処理部２３２から入力された仮周期が立ち下がり周期の場合、立ち下がり周期が入力された時刻から信号有区間分だけ過去に戻した時刻を周期タイミングとして推定する。
【００３２】
受信装置２００において、周期推定部２３０は、内部状態、遮蔽周期、周期タイミング、および信号有区間を送信装置３００に出力する。送信装置３００は、受信装置２００から取得した内部状態、遮蔽周期、周期タイミング、および信号有区間を用いて、送信信号の送信制御を行う。送信装置３００の構成および動作について説明する。図８は、実施の形態１にかかる送信装置３００の構成例を示すブロック図である。また、図９は、実施の形態１にかかる送信装置３００の動作を示すフローチャートである。送信装置３００は、送信制御部３１０と、送信信号生成部３２０と、アンテナ３３０と、を備える。
【００３３】
送信制御部３１０は、受信装置２００から入力された、内部状態、遮蔽周期、周期タイミング、および信号有区間を用いて、送信信号を生成して送信を開始する送信開始タイミング、および生成する送信信号の長さを決定する（ステップＳ２１）。送信制御部３１０は、例えば、内部状態が周期特定状態のときの周期タイミングに基づいて、送信開始タイミングを決定する。送信制御部３１０は、内部状態が周期特定状態のときの遮蔽周期に基づいて、次以降の周期タイミングを予測し、予測した次の周期タイミングまでに周期タイミングの更新が無い場合、予測した周期タイミングを送信開始タイミングとして決定する。また、送信制御部３１０は、内部状態が周期特定状態のときの信号有区間に基づいて、送信信号の長さを決定する。送信制御部３１０は、決定した送信開始タイミングおよび送信信号の長さを含む制御信号を生成し、生成した制御信号を送信信号生成部３２０に出力する。
【００３４】
送信信号生成部３２０は、取得した制御信号に含まれる送信開始タイミングおよび送信信号の長さに基づいて送信信号を生成する（ステップＳ２２）。そして、送信信号生成部３２０は、アンテナ３３０を介して送信信号を送信する（ステップＳ２３）。
【００３５】
つづいて、通信装置１００が備える受信装置２００のハードウェア構成について説明する。受信装置２００において、アンテナ２１０はアンテナ装置である。信号判定部２２０および周期推定部２３０は処理回路により実現される。処理回路は、メモリに格納されるプログラムを実行するプロセッサおよびメモリであってもよいし、専用のハードウェアであってもよい。
【００３６】
図１０は、実施の形態１にかかる受信装置２００が備える処理回路をプロセッサおよびメモリで構成する場合の例を示す図である。処理回路がプロセッサ９１およびメモリ９２で構成される場合、受信装置２００の処理回路の各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアまたはファームウェアはプログラムとして記述され、メモリ９２に格納される。処理回路では、メモリ９２に記憶されたプログラムをプロセッサ９１が読み出して実行することにより、各機能を実現する。すなわち、処理回路は、信号判定部２２０および周期推定部２３０の処理が結果的に実行されることになるプログラムを格納するためのメモリ９２を備える。また、これらのプログラムは、信号判定部２２０および周期推定部２３０の手順および方法をコンピュータに実行させるものであるともいえる。
【００３７】
ここで、プロセッサ９１は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、またはＤＳＰ（Digital  Signal  Processor）などであってもよい。また、メモリ９２には、例えば、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable  Programmable  ＲＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）（Electrically  ＥＰＲＯＭ）などの、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、またはＤＶＤ（Digital  Versatile  Disc）などが該当する。
【００３８】
図１１は、実施の形態１にかかる受信装置２００が備える処理回路を専用のハードウェアで構成する場合の例を示す図である。処理回路が専用のハードウェアで構成される場合、図１１に示す処理回路９３は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Application  Specific  Integrated  Circuit）、ＦＰＧＡ（Field  Programmable  Gate  Array）、またはこれらを組み合わせたものが該当する。信号判定部２２０および周期推定部２３０の各機能を機能別に処理回路９３で実現してもよいし、各機能をまとめて処理回路９３で実現してもよい。
【００３９】
なお、信号判定部２２０および周期推定部２３０の各機能について、一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現するようにしてもよい。このように、処理回路は、専用のハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの組み合わせによって、上述の各機能を実現することができる。
【００４０】
つぎに、通信装置１００が備える送信装置３００のハードウェア構成について説明する。送信装置３００において、アンテナ３３０はアンテナ装置である。送信制御部３１０および送信信号生成部３２０は処理回路により実現される。処理回路は、受信装置２００が備える処理回路と同様、図１０または図１１に示される構成となる。
【００４１】
以上説明したように、本実施の形態によれば、通信装置１００において、受信装置２００は、受信信号の信号レベルから信号判定を行い、判定結果から、動作状態を示す内部状態、通信装置１００に送信される信号が遮蔽される遮蔽周期、判定結果において受信信号が存在しない区間から受信信号が存在する区間へ変化するタイミングを示す周期タイミング、および受信信号が存在する区間を示す信号有区間を求める。送信装置３００は、内部状態、遮蔽周期、周期タイミング、および信号有区間を用いて、送信信号を生成するタイミング、および送信信号の長さを決定し、送信を行うこととした。これにより、通信装置１００は、通信路が周期的に遮蔽されることが予想される環境下において、保護段数を有する内部状態および想定外の遮蔽検出をマスクすることで、通信路が遮蔽される遮蔽周期の推定精度を向上することができる。また、通信装置１００は、遮蔽周期の周期性を利用することで、信号遮蔽を検知できなくても次の送信開始タイミングを予測できるため、より効率的な通信が可能となる。
【００４２】
実施の形態２．
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。
【００４３】
図１２は、実施の形態２にかかる通信装置１００が備える受信装置２００ａの構成例を示すブロック図である。図１２に示す実施の形態２の受信装置２００ａは、図２に示す実施の形態１の受信装置２００に対して、周期推定部２３０を周期推定部２３０ａに置き換えたものである。周期推定部２３０ａは、周期推定部２３０に、平均化部４０１および平滑化部４０２を追加したものである。図１２の例では、平均化部４０１、平滑化部４０２の順に処理を行う構成になっているが、平滑化部４０２、平均化部４０１の順に処理を行ってもよい。本実施の形態では、図１２に示すように、平均化部４０１、平滑化部４０２の順に処理を行う場合について説明する。受信装置２００ａの動作は、図３のフローチャートに示す実施の形態１の受信装置２００の動作と同様であるが、ステップＳ３における遮蔽周期を推定する動作の内容が異なる。図１３は、実施の形態２にかかる周期推定部２３０ａにおける遮蔽周期を推定する動作を示すフローチャートである。
【００４４】
平均化部４０１は、信号判定部２２０から出力される判定結果に対して、内部状態に応じて平均化の処理を行う（ステップＳ３１）。具体的には、平均化部４０１は、内部状態が周期探索状態の場合は平均化の処理を行わず、内部状態が周期特定状態の場合に平均化の処理を行う。平均化部４０１は、内部状態が周期特定状態の場合、特定周期を用いて、例えば、単純平均による平均化の場合は以下の式（４）により平均化の処理を行う。
【００４５】
【数１】
2019171430.tif 000003
【００４６】
式（４）において、ｄ（ｔ）は時刻ｔにおいて信号判定部２２０から平均化部４０１に入力される判定結果を示し、Ｎaveは単純平均の平均化数を示し、Ｃ1は特定周期を示し、ｓ1（ｔ）は時刻ｔの累積値を示す。周期算出部２３３で算出された遮蔽周期すなわち特定周期は、周期算出部２３３において前回の動作で算出されたものである。平均化部４０１は、式（４）で求めた累積値ｓ1（ｔ）に基づいて、「ｓ1（ｔ）≧Ｎave／２」の場合は“１”を出力し、「ｓ1（ｔ）＜Ｎave／２」の場合は“０”を出力する。なお、平均化部４０１は、ＩＩＲ平均による平均化の場合は以下の式（５）により平均化の処理を行う。
【００４７】
ｓ2（ｔ）＝ｄ（ｔ）×（１−α）＋ｓ2（ｔ−Ｃ1）×α  …（５）
【００４８】
式（５）において、αは忘却係数を示し、αは０から１の間とする。平均化部４０１は、式（５）で求めたＩＩＲ平均値ｓ2（ｔ）に基づいて、「ｓ2（ｔ）≧０．５」の場合は“１”を出力し、「ｓ2（ｔ）＜０．５」の場合は“０”を出力する。このように、平均化部４０１は、特定周期を用いて、周期的に入力される判定結果を平均化することで、判定結果の精度を向上することができる。なお、平均化部４０１は、周期推定部２３０ａにおいて平滑化部４０２、平均化部４０１の順に処理が行われる場合、平滑化部４０２から入力される値に対して平均化の処理を行う。
【００４９】
平滑化部４０２は、平均化部４０１から入力される値に対して平滑化の処理を行う（ステップＳ３２）。具体的には、平滑化部４０２は、平滑化ループを規定された平滑化数であるＬ回（Ｌは１以上の整数）実施して平滑化の処理を行う。平滑化部４０２は、例えば、平滑化ループｎ回目（ｎは１以上Ｌ以下の整数）の処理において、時刻ｔ−ｎ、時刻ｔ、時刻ｔ＋１のときに平均化部４０１から入力された値がそれぞれ“１”、“０”、“１”の場合、時刻ｔのときに入力された値を“０”から“１”に訂正する。同様に、平滑化部４０２は、時刻ｔ−ｎ、時刻ｔ、時刻ｔ＋１のときに平均化部４０１から入力された値がそれぞれ“０”、“１”、“０”の場合、時刻ｔのときに入力された値を“１”から“０”に訂正する。なお、時刻ｔは、信号判定部２２０から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であり、ｔの範囲はｔ−ｎが正の値になるような範囲とする。
【００５０】
図１４は、実施の形態２にかかる平滑化部４０２における平滑化の処理の例を示す図である。図１４において、図１４（ａ）のグラフは信号判定部２２０における判定結果の理想値を示し、図１４（ｂ）のグラフは判定結果に誤りが混在した状態で平均化部４０１から平滑化部４０２に入力された値を示す。図１４（ａ）から図１４（ｅ）において、横軸は時刻を示す。また、図１４（ｃ）は図１４（ｂ）のグラフをブロック毎の値で表したものである。平滑化部４０２は、あらかじめ決められた平滑化ループ回数Ｌに従って平滑化の処理を行う。図１４では、一例として、Ｌ＝２のときの平滑化の処理について説明する。平滑化部４０２は、平滑化ループ１回目の処理において、時刻ｔ−１、時刻ｔ、時刻ｔ＋１のときに入力された値を確認する。平滑化部４０２は、図１４の例では、時刻ｔ12−１、時刻ｔ12、時刻ｔ12＋１のときに入力された値が“１”、“０”、“１”であるため、時刻ｔ12のときに入力された値を“０”から“１”に訂正する。このときの状態を図１４（ｄ）に示す。平滑化部４０２は、平滑化ループ２回目の処理において、時刻ｔ−２、時刻ｔ、時刻ｔ＋１のときに入力された値を確認する。平滑化部４０２は、図１４の例では、時刻ｔ13−２、時刻ｔ13、時刻ｔ13＋１のときに入力された値が“１”、“０”、“１”であるため、時刻ｔ13のときに入力された値を“０”から“１”に訂正する。このときの状態を図１４（ｅ）に示す。このように、平滑化部４０２は、平滑化ループ２回目の処理によって、２ブロック連続して誤った値が入力された場合にも、誤った値を訂正することができる。なお、平滑化部４０２は、周期推定部２３０ａにおいて平滑化部４０２、平均化部４０１の順に処理が行われる場合、信号判定部２２０から出力される判定結果に対して平滑化の処理を行う。
【００５１】
周期推定部２３０ａにおける微分処理部２３１以降の動作は、図４のフローチャートに示す実施の形態１のときの動作と同様である。また、実施の形態２において、受信装置２００ａのハードウェア構成は、実施の形態１の受信装置２００と同様である。
【００５２】
以上説明したように、本実施の形態によれば、周期推定部２３０ａでは、平均化部４０１が信号判定部２２０の判定結果に対して平均化の処理を行い、さらに平滑化部４０２が平滑化の処理を行うこととした。これにより、周期推定部２３０ａは、信号判定部２２０の判定結果の精度を向上することができるため、使用する判定結果の精度の向上に伴い、遮蔽周期、周期タイミング、および信号有区間の推定精度を向上することができる。
【００５３】
実施の形態３．
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。
【００５４】
図１５は、実施の形態３にかかる通信装置１００が備える受信装置２００ｂの構成例を示すブロック図である。図１５に示す実施の形態３の受信装置２００ｂは、図１２に示す実施の形態２の受信装置２００ａに対して、周期推定部２３０ａを周期推定部２３０ｂに置き換えたものである。周期推定部２３０ｂは、周期推定部２３０ａに、周期平均化部５０１、周期タイミング平均化部５０２、および信号有区間平均化部５０３を追加したものである。受信装置２００ｂの動作は、図３のフローチャートに示す実施の形態１の受信装置２００の動作と同様であるが、ステップＳ３における遮蔽周期を推定する動作の内容が異なる。図１６は、実施の形態３にかかる周期推定部２３０ｂにおける遮蔽周期を推定する動作を示すフローチャートである。図１６に示すフローチャートにおいて、ステップＳ３１からステップＳ１７の各動作は、図１３のフローチャートに示す実施の形態２のときの動作と同様であるが、周期平均化部５０１、周期タイミング平均化部５０２、および信号有区間平均化部５０３の動作が追加されている。
【００５５】
ステップＳ１５の動作の後、周期平均化部５０１は、周期算出部２３３で算出された遮蔽周期に対して、内部状態に応じて平均化の処理を行う（ステップＳ４１）。具体的には、周期平均化部５０１は、内部状態が周期探索状態の場合は平均化の処理を行わず、内部状態が周期特定状態の場合に平均化の処理を行う。すなわち、周期平均化部５０１は、特定周期を平均化した平均遮蔽周期を算出する。周期平均化部５０１は、単純平均、ＩＩＲ平均などによる平均化の処理を行うことができ、平均化の手法については特に限定されない。周期平均化部５０１は、例えば、単純平均で平均化する場合、周期算出部２３３で更新された過去Ｎcycle回の遮蔽周期を累積し、累積値をＮcycleで除算することで、平均遮蔽周期Ｃaveを算出する。ここで、Ｎcycleは遮蔽周期の平均化数を示す。周期平均化部５０１は、平均遮蔽周期を送信装置３００に出力する。なお、マスク処理部２３２および平均化部４０１は、遮蔽周期すなわち特定周期として、周期平均化部５０１において前回の動作で算出された平均遮蔽周期を用いる。
【００５６】
ステップＳ１６の動作の後、信号有区間平均化部５０３は、信号有区間算出部２３６で算出された信号有区間に対して、内部状態に応じて平均化の処理を行う（ステップＳ４２）。具体的には、信号有区間平均化部５０３は、周期平均化部５０１および周期タイミング平均化部５０２と同様、内部状態が周期探索状態の場合は平均化の処理を行わず、内部状態が周期特定状態の場合に平均化の処理を行う。信号有区間平均化部５０３は、周期平均化部５０１および周期タイミング平均化部５０２と同様、単純平均、ＩＩＲ平均などによる平均化の処理を行うことができ、平均化の手法については限定されない。一例として、単純平均を用いた場合の動作について説明する。信号有区間平均化部５０３は、単純平均で平均化する場合、信号有区間算出部２３６で更新された過去Ｎavail回の信号有区間を累積し、累積値をＮavailで除算することで、平均信号有区間Ａaveを算出する。ここで、Ｎavailは信号有区間の平均化数を示す。信号有区間平均化部５０３は、平均信号有区間を送信装置３００に出力する。
【００５７】
ステップＳ１７の動作の後、周期タイミング平均化部５０２は、周期タイミング推定部２３５で算出された周期タイミングに対して、内部状態に応じて平均化の処理を行う（ステップＳ４３）。具体的には、周期タイミング平均化部５０２は、周期平均化部５０１と同様、内部状態が周期探索状態の場合は平均化の処理を行わず、内部状態が周期特定状態の場合に平均化の処理を行う。周期タイミング平均化部５０２は、単純平均、ＩＩＲ平均などによる平均化の処理を行うことができ、平均化の手法については特に限定されない。一例として、単純平均を用いた場合の動作について説明する。
【００５８】
周期タイミング平均化部５０２は、マスク処理部２３２から仮周期が入力された場合に平均化の処理を行う。仮周期が周期タイミング平均化部５０２に入力される場合には、周期タイミング推定部２３５においても、仮周期が入力され、周期タイミングが算出されている。そのため、周期タイミング平均化部５０２にマスク処理部２３２から仮周期が入力される場合には、周期タイミング平均化部５０２に周期タイミング推定部２３５から周期タイミングが入力される。周期タイミング平均化部５０２は、入力される周期タイミングをメモリに保存する。また、周期タイミング平均化部５０２は、入力される仮周期から立ち下がり時刻を算出する。周期タイミング平均化部５０２は、具体的には、仮周期が立ち上がり周期の場合、立ち上がり周期が入力された時刻に信号有区間平均化部５０３で算出された平均信号有区間を加えることで立ち下がり時刻を算出し、仮周期が立ち下がり周期の場合、立ち下がり周期が入力された時刻を立ち下がり時刻とする。周期タイミング平均化部５０２は、メモリに保存した周期タイミング、および算出した立ち下がり時刻を用いて、以下の式（６）から周期タイミング調整値ｔadjを算出する。
【００５９】
【数２】
2019171430.tif 000004
【００６０】
式（６）において、Ａaveは信号有区間平均化部５０３で算出された平均信号有区間を示し、ｔfは算出した立ち下がり時刻を示し、ｔr（ｘ）は過去ｘ回目に入力された周期タイミングを示し、Ｃaveは周期平均化部５０１で算出された平均遮蔽周期を示し、Ｎtimは周期タイミングの平均化数を示し、ｍｏｄ（ａ，ｂ）はａをｂで除算したときの余りを示す。周期タイミング平均化部５０２は、式（６）を用いて算出された周期タイミング調整値ｔadjに基づいて、平均周期タイミングＴaveを算出する。周期タイミング平均化部５０２は、入力される仮周期が立ち下がり周期の場合、以下の式（７）から平均周期タイミングＴaveを算出する。
【００６１】
Ｔave＝ｔ＋Ｃave−Ａave＋ｔadj  …（７）
【００６２】
式（７）において、ｔは現時刻であり、ここでは、立ち下がり周期が入力された時刻を示す。また、周期タイミング平均化部５０２に入力される仮周期が立ち上がり周期の場合は、以下の式（８）から平均周期タイミングＴaveを算出する。
【００６３】
Ｔave＝ｔ＋ｔadj  …（８）
【００６４】
式（８）において、ｔは現時刻であり、立ち上がり周期が入力された時刻を示す。周期タイミング平均化部５０２は、平均周期タイミングを送信装置３００に出力する。
【００６５】
実施の形態３では、実施の形態２の周期推定部２３０ａに周期平均化部５０１、信号有区間平均化部５０３を追加している。これにより、平均化部４０１およびマスク処理部２３２は、使用する特定周期を周期平均化部５０１で算出された平均遮蔽周期に変更する。また、周期タイミング推定部２３５は、周期特定状態の場合、使用する信号有区間を信号有区間平均化部５０３で算出された平均信号有区間に変更する。
【００６６】
平均化部４０１は、式（１）における特定周期Ｃ1に平均遮蔽周期Ｃaveを使用して平均化の処理を行う。また、マスク処理部２３２は、周期特定状態の場合、特定周期として平均遮蔽周期Ｃaveを使用してマスク処理を行う。また、周期タイミング推定部２３５は、内部状態が周期探索状態の場合、入力される立ち下がり周期に対してこれまでどおり信号有区間だけ過去に戻した時刻を周期タイミングとし、内部状態が周期特定状態の場合、入力される立ち下がり周期に対して平均信号有区間だけ過去に戻した時刻を周期タイミングとする。
【００６７】
なお、周期推定部２３０ｂにおいて、ステップＳ１５の動作の後にステップＳ４１の動作を行い、ステップＳ１６の動作の後にステップＳ４２の動作を行い、ステップＳ１７の動作の後にステップＳ４３の動作を行っていたが、動作の順番については限定されない。例えば、周期推定部２３０ｂでは、ステップＳ４１、ステップＳ４２、およびステップＳ４３の動作をステップＳ１７の後に行うことも可能である。
【００６８】
実施の形態３において、受信装置２００ｂのハードウェア構成は、実施の形態１の受信装置２００と同様である。
【００６９】
以上説明したように、本実施の形態によれば、周期推定部２３０ｂでは、さらに、周期平均化部５０１、周期タイミング平均化部５０２、および信号有区間平均化部５０３を追加し、遮蔽周期、周期タイミング、および信号有区間を平均化することとした。これにより、周期推定部２３０ｂは、遮蔽周期、周期タイミング、および信号有区間の推定精度を向上することができる。
【００７０】
実施の形態４．
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。
【００７１】
図１７は、実施の形態４にかかる通信装置１００が備える受信装置２００ｃの構成例を示すブロック図である。図１７に示す実施の形態４の受信装置２００ｃは、図２に示す実施の形態１の受信装置２００に対して、周期推定部２３０を周期推定部２３０ｃに置き換えたものである。周期推定部２３０ｃは、周期推定部２３０に、非周期判定部６０１を追加したものである。受信装置２００ｃの動作は、図３のフローチャートに示す実施の形態１の受信装置２００の動作と同様であるが、ステップＳ３における遮蔽周期を推定する動作の内容が異なる。図１８は、実施の形態４にかかる周期推定部２３０ｃにおける遮蔽周期を推定する動作を示すフローチャートである。図１８に示すフローチャートにおいて、ステップＳ１１からステップＳ１７までの動作は、図４のフローチャートに示す実施の形態１のときの動作と同様である。
【００７２】
非周期判定部６０１は、信号判定部２２０から入力される判定結果に対して、遮蔽の非周期性を判定、すなわち常時信号有または常時信号無を判定する（ステップＳ５１）。常時信号有は信号が継続して受信されている状態を示し、常時信号無は信号が継続して受信されていない状態を示す。具体的には、非周期判定部６０１は、信号判定部２２０から入力される判定結果に基づいて、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６０１の動作について詳細に説明する。図１９は、実施の形態４にかかる非周期判定部６０１における遮蔽の非周期性を判定する動作を示すフローチャートである。
【００７３】
非周期判定部６０１は、信号判定部２２０から入力される判定結果をカウントする（ステップＳ６１）。非周期判定部６０１は、入力される判定結果の入力回数をカウントし、入力カウント値をＭinとする。また、非周期判定部６０１は、入力される判定結果“１”の入力回数をカウントし、判定結果“１”カウント値をＭ1とする。また、非周期判定部６０１は、入力される判定結果“０”の入力回数をカウントし、判定結果“０”カウント値をＭ0とする。
【００７４】
非周期判定部６０１は、入力カウント値Ｍinが判定区間Ｅと一致するか否かを判定する（ステップＳ６２）。具体的には、非周期判定部６０１は、入力数が判定区間Ｅに達したかどうかを判定する。ここで、判定区間Ｅは、判定結果“１”および“０”の数をカウントする判定結果の入力数を示す。非周期判定部６０１は、入力カウント値Ｍin＜判定区間Ｅの場合（ステップＳ６２：Ｎｏ）、常時信号有フラグＦavailおよび常時信号無フラグＦmaskを判定結果の入力時点から変更せず、そのまま前回と同じ値の入力時の常時信号有フラグＦavail_oldおよび入力時の常時信号無フラグＦmask_oldを出力する（ステップＳ６３）。非周期判定部６０１は、入力カウント値Ｍin＝判定区間Ｅの場合（ステップＳ６２：Ｙｅｓ）、判定区間に達した数をカウントし、判定区間カウント値ＭLをカウントアップする（ステップＳ６４）。
【００７５】
非周期判定部６０１は、判定結果“１”カウント値Ｍ1および判定結果“０”カウント値Ｍ0に対して閾値判定を行う（ステップＳ６５）。非周期判定部６０１は、判定結果“１”カウント値Ｍ1≦閾値Ｈ1の場合、遮蔽カウント値Ｋmaskをカウントアップし、判定結果“０”カウント値Ｍ0≦閾値Ｈ0の場合、非遮蔽カウント値Ｋavailをカウントアップする。ここで、閾値Ｈ1は判定結果“１”カウント値Ｍ1に対する閾値とし、閾値Ｈ0は判定結果“０”カウント値Ｍ0に対する閾値とする。
【００７６】
非周期判定部６０１は、判定区間カウント値ＭLが非周期判定の保護段数ＮSと一致するか否か判定する（ステップＳ６６）。具体的には、非周期判定部６０１は、入力数でカウントされる判定区間カウント値ＭLが非周期判定の保護段数ＮSに達したか否かを判定する。ここで、非周期判定の保護段数ＮSは、非周期判定に必要な判定区間の数を示す。非周期判定部６０１は、判定区間カウント値ＭL＜非周期判定の保護段数ＮSの場合（ステップＳ６６：Ｎｏ）、常時信号有フラグＦavailおよび常時信号無フラグＦmaskを判定結果の入力時点から変更せず、そのまま前回と同じ値の入力時の常時信号有フラグＦavail_oldおよび入力時の常時信号無フラグＦmask_oldを出力する（ステップＳ６３）。非周期判定部６０１は、判定区間カウント値ＭL＝非周期判定の保護段数ＮSの場合（ステップＳ６６：Ｙｅｓ）、非遮蔽カウント値Ｋavailが非周期判定の保護段数ＮSと一致するか否か判定する（ステップＳ６７）。
【００７７】
非周期判定部６０１は、非遮蔽カウント値Ｋavail＝非周期判定の保護段数ＮSの場合（ステップＳ６７：Ｙｅｓ）、判定後の常時信号有フラグＦavail＝１、判定後の常時信号無フラグＦmask＝０を出力する（ステップＳ６８）。なお、以降において、判定後の常時信号有フラグＦavailを単に常時信号有フラグＦavailと称し、判定後の常時信号無フラグＦmaskを単に常時信号無フラグＦmaskと称することがある。常時信号有フラグＦavail＝１は、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である。また、常時信号無フラグＦmask＝０は、信号が継続して受信されていない状態ではないことを示す常時信号無フラグである。信号が継続して受信されていない状態ではないとは、信号が継続して受信されている状態、または信号が遮蔽されて周期的に受信されている状態のいずれかの状態である。非周期判定部６０１は、非遮蔽カウント値Ｋavail＜非周期判定の保護段数ＮSの場合（ステップＳ６７：Ｎｏ）、遮蔽カウント値Ｋmaskが非周期判定の保護段数ＮSと一致するか否か判定する（ステップＳ６９）。非周期判定部６０１は、遮蔽カウント値Ｋmask＝非周期判定の保護段数ＮSの場合（ステップＳ６９：Ｙｅｓ）、常時信号有フラグＦavail＝０、常時信号無フラグＦmask＝１を出力する（ステップＳ７０）。常時信号有フラグＦavail＝０は、信号が継続して受信されている状態ではないことを示す常時信号有フラグである。また、常時信号無フラグＦmask＝１は、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である。信号が継続して受信されている状態ではないとは、信号が継続して受信されていない状態、または信号が遮蔽されて周期的に受信されている状態のいずれかの状態である。非周期判定部６０１は、遮蔽カウント値Ｋmask＜非周期判定の保護段数ＮSの場合（ステップＳ６９：Ｎｏ）、常時信号有フラグＦavail＝０、常時信号無フラグＦmask＝０を出力する（ステップＳ７１）。非周期判定部６０１は、図１９に示すフローチャートの動作によって、常時信号有フラグＦavailおよび常時信号無フラグＦmaskを生成し、出力することができる。
【００７８】
なお、周期推定部２３０ｃにおいて、非周期判定部６０１の動作を、微分処理部２３１から信号有区間算出部２３６の動作の後に行う場合について説明したが、非周期判定部６０１の動作の順番は限定されない。周期推定部２３０ｃでは、非周期判定部６０１の動作を、微分処理部２３１から信号有区間算出部２３６の動作より先に行ってもよいし、非周期判定部６０１の動作、および微分処理部２３１から信号有区間算出部２３６の動作を並行して行ってもよい。
【００７９】
実施の形態４において、受信装置２００ｃのハードウェア構成は、実施の形態１の受信装置２００と同様である。
【００８０】
つぎに、常時信号有フラグＦavailおよび常時信号無フラグＦmaskを取得した送信装置３００の動作について説明する。実施の形態４の送信装置３００の構成は、図８に示す実施の形態１の送信装置３００の構成と同様である。ただし、送信装置３００において、送信制御部３１０には、受信装置２００ｃから、さらに、常時信号有フラグＦavailおよび常時信号無フラグＦmaskが入力される。
【００８１】
図２０は、実施の形態４にかかる送信装置３００の送信制御部３１０における送信制御の動作を示すフローチャートである。送信制御部３１０は、常時信号有フラグＦavail＝１を取得した場合（ステップＳ８１：Ｙｅｓ）、信号遮蔽がない状況と判断し、通信装置１００から連続して信号を送信することを決定する（ステップＳ８２）。送信制御部３１０は、連続送信を行うことを示す制御信号を生成し、送信信号生成部３２０に出力する。送信制御部３１０は、常時信号有フラグＦavail＝０を取得し（ステップＳ８１：Ｎｏ）、かつ常時信号無フラグＦmask＝１を取得した場合（ステップＳ８３：Ｙｅｓ）、完全に信号が遮蔽された状況と判断し、通信装置１００からの信号の送信を停止することを決定する（ステップＳ８４）。送信制御部３１０は、送信停止を示す制御信号を生成し、送信信号生成部３２０に出力する。送信制御部３１０は、常時信号有フラグＦavail＝０を取得し（ステップＳ８１：Ｎｏ）、かつ常時信号無フラグＦmask＝０を取得した場合（ステップＳ８３：Ｎｏ）、周期的に信号が遮蔽された状況と判断し、バースト送信を行うことを決定する（ステップＳ８５）。この場合、送信制御部３１０は、実施の形態１で説明した図９のフローチャートに示すステップＳ２１の動作を行って、送信開始タイミング、および送信信号の長さを決定する。具体的には、送信制御部３１０は、信号有区間の長さより短いバースト信号長の送信信号であるバースト信号を送信する制御を行う。送信制御部３１０は、決定した送信開始タイミングおよび送信信号の長さを含む制御信号を生成し、送信信号生成部３２０に出力する。
【００８２】
以上説明したように、本実施の形態によれば、周期推定部２３０ｃにおいて、非周期判定部６０１は、信号遮蔽の周期性を判定して常時信号有フラグおよび常時信号無フラグを生成し、送信制御部３１０は、常時信号有フラグおよび常時信号無フラグを用いて送信制御を行うこととした。具体的には、送信制御部３１０は、信号遮蔽がない状況では連続送信を行い、完全に信号が遮蔽された状況では送信を停止し、周期的に信号が遮蔽された状況では遮蔽周期、周期タイミング、および信号有区間を用いて、バースト送信を行うための送信開始タイミング、および送信信号の長さを決定して、バースト送信を行う。これにより、送信制御部３１０は、信号遮蔽の非周期性を利用しない場合と比較して、効率的な信号の送信が可能となる。
【００８３】
実施の形態５．
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。
【００８４】
図２１は、実施の形態５にかかる通信装置１００が備える受信装置２００ｄの構成例を示すブロック図である。図２１に示す実施の形態５の受信装置２００ｄは、図２に示す実施の形態１の受信装置２００に対して、周期信号生成部７０１、および無信号重み付け部７０２を追加したものである。図２２は、実施の形態５にかかる受信装置２００ｄの動作を示すフローチャートである。図２２に示すフローチャートにおいて、ステップＳ１からステップＳ３までの動作は、図３のフローチャートに示す実施の形態１のときの動作と同様である。
【００８５】
周期信号生成部７０１は、周期推定部２３０から取得した、内部状態、遮蔽周期、周期タイミング、および信号有区間を用いて、受信装置２００ｄにおいて通信衛星１０４からの信号が遮蔽の周期を示す周期信号を生成する（ステップＳ９１）。具体的には、周期信号生成部７０１は、内部状態が周期探索状態の場合、遮蔽周期、周期タイミング、信号有区間を使用せずに、“１”固定の信号を周期信号として生成する。周期信号生成部７０１は、内部状態が周期特定状態の場合、遮蔽周期、周期タイミング、および信号有区間を使用して周期信号を生成する。図２３は、実施の形態５にかかる受信装置２００ｄにおいて、周期信号生成部７０１が、内部状態が周期特定状態の場合に生成する周期信号の例を示す図である。図２３において、横軸は時刻を示し、縦軸は周期信号の値を示す。周期信号生成部７０１は、周期推定部２３０の周期算出部２３３から、遮蔽周期として立ち下がり周期に基づく遮蔽周期および立ち上がり周期に基づく遮蔽周期が入力されていることから、遮蔽周期、周期タイミング、および信号有区間を使用して図２３に示すような周期信号を生成することができる。図２３に示す周期信号の理想の波形は、実際には、図６に示す信号判定部２２０における判定結果の理想の波形と同様となる。
【００８６】
無信号重み付け部７０２は、周期信号生成部７０１で生成された周期信号を用いて、受信信号に対する重み付けを行う（ステップＳ９２）。具体的には、無信号重み付け部７０２は、重み付けの対象を周期信号が“０”（無信号）の期間の受信信号とし、重み付けの対象となる受信信号に対して、重み付け係数Ｗを乗算することで重み付けを行う。ここで、重み付け係数Ｗはパラメータであり、受信信号がデータの場合とパイロットの場合で重み付け係数の値を変えてもよい。例えば、重み付けの対象となる受信信号がパイロットの場合、重み付け係数ＷをＷ＝０とすれば、受信信号が存在しない区間を示す信号無区間に受信したパイロットにおいて雑音部分を“０”にマスクできる。これにより、受信装置２００ｄでは、復調時にパイロットを用いて推定する伝送路推定、周波数偏差などの推定精度を向上することが可能となる。
【００８７】
実施の形態５において、受信装置２００ｄのハードウェア構成は、実施の形態１の受信装置２００と同様である。
【００８８】
以上説明したように、本実施の形態によれば、受信装置２００ｄでは、周期信号生成部７０１が、信号が遮蔽される周期を示す周期信号を生成し、無信号重み付け部７０２が、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信号に対して重み付けをすることとした。これにより、受信装置２００ｄは、信号無区間に受信した信号および信号有区間に受信した信号に対して優劣を付けることができ、実施の形態１から４の場合と比較して、復調性能を向上することができる。
【００８９】
実施の形態６．
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。
【００９０】
実施の形態６の送信装置３００の構成は、実施の形態４の送信装置３００の構成、すなわち図８に示す実施の形態１の送信装置３００の構成と同様である。ただし、送信装置３００において、送信制御部３１０には、実施の形態４の場合と同様、受信装置２００ｃから、さらに、常時信号有フラグＦavailおよび常時信号無フラグＦmaskが入力される。
【００９１】
図２４は、実施の形態６にかかる送信装置３００の送信制御部３１０における送信制御の動作を示すフローチャートである。図２４に示すフローチャートにおいて、ステップＳ８１からステップＳ８４までの動作は、図２０のフローチャートに示す実施の形態４のときの動作と同様である。送信制御部３１０は、常時信号有フラグＦavail＝０を取得し（ステップＳ８１：Ｎｏ）、かつ常時信号無フラグＦmask＝０を取得した場合（ステップＳ８３：Ｎｏ）、周期的に信号が遮蔽された状況と判断し、まず、送信開始タイミングを決定する（ステップＳ１０１）。送信制御部３１０における送信開始タイミングの決定方法は、前述のように、実施の形態１で説明した図９のフローチャートに示すステップＳ２１、または実施の形態４で説明した図２０のフローチャートに示すステップＳ８５での決定方法と同様である。
【００９２】
送信制御部３１０は、送信信号の長さ、すなわちバースト信号長を決定する（ステップＳ１０２）。送信制御部３１０は、例えば、図２５に示す手法によって、バースト信号長を決定する。図２５は、実施の形態６にかかる送信制御部３１０におけるバースト信号長の決定方法を示す図である。図２５（ａ）は判定結果を示す図であり、横軸は時刻を示し、縦軸は判定結果の値を示す。図２５（ｂ）はバースト信号を示す図であり、横軸は時刻を示し、縦軸はバースト信号の送信レベルを示す。送信制御部３１０は、取得した遮蔽周期、周期タイミング、および信号有区間から、図２５（ａ）に示す関係が得られる。送信制御部３１０は、図２５（ａ）に示す信号有区間Ａを用いてバースト信号長を決定する。送信制御部３１０は、例えば、図２５の下段に示す（ｂ）に示すように、信号有区間Ａに対して、信号有区間Ａの前側に時間Ｔ1の送信マージンを設け、信号有区間Ａの後側に時間Ｔ2の送信マージンを設け、バースト信号長Ｂc＝Ａ−Ｔ1−Ｔ2として計算し、バースト信号長を決定する。信号有区間Ａの前側に設けた時間Ｔ1の送信マージンを第１の時間マージンとし、信号有区間Ａの後側に設けた時間Ｔ2の送信マージンを第２の時間マージンとする。なお、送信制御部３１０は、図２５（ｂ）に示すバースト信号の送信レベルについて、規定された送信レベルで出力するように制御してもよいし、バースト信号長に応じて送信レベルを変更して出力するように制御してもよい。
【００９３】
送信制御部３１０は、決定したバースト信号長Ｂcと最小バースト信号長Ｂminとを比較する（ステップＳ１０３）。ここで、最小バースト信号長Ｂminは、送信可能な最小のバースト信号長を示す。送信制御部３１０は、バースト信号長Ｂc≧最小バースト信号長Ｂminの場合（ステップＳ１０３：Ｙｅｓ）、バースト信号長Ｂcの送信信号すなわちバースト信号を用いてバースト送信を行うことを決定する（ステップＳ１０４）。送信制御部３１０は、決定した送信開始タイミングおよびバースト信号長Ｂcを含み、バースト送信を行うことを示す制御信号を生成し、送信信号生成部３２０に出力する。送信制御部３１０は、バースト信号長Ｂc＜最小バースト信号長Ｂminの場合（ステップＳ１０３：Ｎｏ）、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ことを決定する（ステップＳ１０５）。送信制御部３１０は、決定した送信開始タイミングおよびバースト信号長Ｂcを含み、時間ダイバーシチ送信を行うことを示す制御信号を生成し、送信信号生成部３２０に出力する。時間ダイバーシチ送信は、例えば、送信装置３００が、信号有区間Ａ以下の送信信号単位の信号を繰り返し送信することで実現可能である。これにより、受信側の装置、図１の例では通信衛星１０４は、信号が遮蔽された場合でも、ダイバーシチ合成することによって受信できる可能性がある。
【００９４】
以上説明したように、本実施の形態によれば、送信制御部３１０は、求めたバースト信号長が最小バースト信号長未満の場合、時間ダイバーシチ送信によって連続送信する制御を行うこととした。これにより、通信装置１００は、遮蔽を避けてバースト送信できない状況において、効率的な送信ができる。
【００９５】
実施の形態７．
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。
【００９６】
実施の形態７の送信装置３００の構成は、図８に示す実施の形態１の送信装置３００の構成と同様である。送信装置３００において、送信制御部３１０は、例えば、図２６に示すように、所要ＳＮＲが異なるシンボルとしてＱ1、Ｑ2、Ｑ3があり、所要ＳＮＲの関係がＱ1＜Ｑ2＜Ｑ3である場合、バースト信号の中心にＱ3を配置し、Ｑ3の前後にＱ2を配置し、バースト信号の先頭および最後方にＱ1を配置することを決定する。すなわち、送信制御部３１０は、バースト信号の中心に所要ＳＮＲの高いシンボルを配置し、バースト信号の前半および後半に所要ＳＮＲの低いシンボルを配置する。送信制御部３１０は、決定したシンボル配置を示す制御信号を生成し、送信信号生成部３２０に出力する。
【００９７】
図２６は、実施の形態７にかかる送信装置３００において送信制御部３１０の送信制御によるシンボル配置の例を示す図である。図２６において、横軸は時刻を示し、縦軸はバースト信号の送信レベルを示す。送信装置３００は、バースト信号内でのシンボルの配置を、Ｑ1、Ｑ2、Ｑ3、Ｑ2、Ｑ1の順番に決定する。これにより、受信側の装置、図１の例では通信衛星１０４は、遮蔽の影響を受ける確率がＱ1＞Ｑ2＞Ｑ3となることから、平均ＳＮＲはＱ1＜Ｑ2＜Ｑ3の関係になる。送信制御部３１０は、例えば、周期推定部２３０で推定された遮蔽周期、周期タイミング、および信号有区間に誤差があった場合でも、遮蔽される可能性の高いバースト信号の前半および後半に所要ＳＮＲの低いシンボルを配置し、遮蔽される可能性の低いバースト信号の中心に所要ＳＮＲの高いシンボルを配置することで、遮蔽による影響を低減でき、効率的な通信が可能となる。
【００９８】
以上説明したように、本実施の形態によれば、送信制御部３１０は、バースト信号の中心に所要ＳＮＲの高いシンボルを配置し、バースト信号の前半および後半に所要ＳＮＲの低いシンボルを配置することとした。これにより、通信装置１００は、所要ＳＮＲに応じたシンボル配置となることから、効率的な送信ができる。
【００９９】
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【符号の説明】
【０１００】
１００  通信装置、１０１  機体、１０２  回転翼、１０３  ヘリコプター、１０４  通信衛星、１０５  地上局、１１０  通信システム、２００，２００ａ，２００ｂ，２００ｃ，２００ｄ  受信装置、２１０，３３０  アンテナ、２２０  信号判定部、２３０，２３０ａ，２３０ｂ，２３０ｃ  周期推定部、２３１  微分処理部、２３２  マスク処理部、２３３  周期算出部、２３４  状態判定部、２３５  周期タイミング推定部、２３６  信号有区間算出部、３００  送信装置、３１０  送信制御部、３２０  送信信号生成部、４０１  平均化部、４０２  平滑化部、５０１  周期平均化部、５０２  周期タイミング平均化部、５０３  信号有区間平均化部、６０１  非周期判定部、７０１  周期信号生成部、７０２  無信号重み付け部。
【図１】
2019171430.tif 000005
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【手続補正書】
【提出日】令和1年12月10日(2019.12.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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。
【請求項５】
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。
【請求項６】
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。
【請求項７】
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。
【請求項８】
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。
【請求項９】
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。
【請求項１０】
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。
【請求項１１】
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。
【請求項１２】
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。
【請求項１３】
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。
【請求項１４】
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。
【請求項１５】
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。
【請求項１６】
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。
【請求項１７】
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。
【請求項１８】
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。
【請求項１９】
通信装置を制御する制御回路であって、
受信信号の有無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の推定において、
前記判定結果の微分値の算出、
前記微分値を用いて前記遮蔽周期の仮周期を算出し、前記遮蔽周期を推定する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、使用する仮周期の出力、
前記仮周期を用いて、前記遮蔽周期の算出、
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の算出、
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の推定、
前記遮蔽周期を用いて、前記内部状態の判定、
を通信装置に実施させることを特徴とする制御回路。
【請求項２０】
通信装置を制御するプログラムを記憶したプログラム記憶媒体において、前記プログラムは、
受信信号の有無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の推定において、
前記判定結果の微分値の算出、
前記微分値を用いて前記遮蔽周期の仮周期を算出し、前記遮蔽周期を推定する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、使用する仮周期の出力、
前記仮周期を用いて、前記遮蔽周期の算出、
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の算出、
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の推定、
前記遮蔽周期を用いて、前記内部状態の判定、
を通信装置に実施させることを特徴とするプログラム記憶媒体。
【国際調査報告】
2019171430.tif 000031
2019171430.tif 000032