(57)【要約】【課題】地上局アンテナ装置が近接して設けられても互いに干渉を生じない、地上機上局間通信システムを提供すること。【解決手段】本発明一例の地上機上局間通信システムは、複数の、地上局アンテナ装置と機上局との間で通信を行う地上機上局間通信システムであって、特定の、前記地上局アンテナ装置と、この地上局アンテナ装置と通信する機上局との間の通信を優先させることを決めたとき、前記優先順位の高い高順位地上局アンテナ装置とこの高順位地上局アンテナ装置と通信する高順位機上局との通信に、前記優先順位の低い低順位地上局とこの低順位地上局と通信する低順位機上局の通信が、影響を与えるか否かを検知し、影響を与える場合に前記低順位地上局アンテナ装置を動作させない。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の、地上局アンテナ装置と機上局との間で通信を行う地上機上局間通信システムであって、
特定の、前記地上局アンテナ装置と、この地上局アンテナ装置と通信する機上局との間の通信を優先させることを決めたとき、
前記優先順位の高い高順位地上局アンテナ装置とこの高順位地上局アンテナ装置と通信する高順位機上局との通信に、前記優先順位の低い低順位地上局とこの低順位地上局と通信する低順位機上局の通信が、影響を与えるか否かを検知し、影響を与える場合に前記低順位地上局アンテナ装置を動作させないことを特徴とする、地上機上局間通信システム。
【請求項２】
複数の、地上局アンテナ装置と機上局との間で通信を行う地上機上局間通信システムであって、
特定の、前記地上局アンテナ装置と、この地上局アンテナ装置と通信する機上局との間の通信を優先させることを決めたとき、
前記優先順位の高い高順位地上局アンテナ装置と、前記優先順位の低い低順位地上局アンテナ装置の各々の、使用周波数、占有帯域、送信出力及びその位置を求めると共に、前記低順位地上局アンテナ装置と通信する低順位機上局の予め得た飛行コースを求め、前記高順位地上局アンテナ装置と前記低順位地上局アンテナ装置の間の電波の干渉を生じない干渉方位条件を求め、前記干渉方位条件が前記高順位地上局アンテナ装置の必要とする必要方位条件を満たさないとき、前記低順位地上局アンテナ装置を動作させないことを特徴とする、地上機上局間通信システム。
【請求項３】
複数の、地上局アンテナ装置と機上局との間で通信を行う地上機上局間通信システムであって、
特定の、前記地上局アンテナ装置と、この地上局アンテナ装置と通信する機上局との間の通信を優先させることを決めたとき、
前記優先順位の高い高順位地上局アンテナ装置と、前記優先順位の低い低順位地上局アンテナ装置の各々の、使用周波数、占有帯域、送信出力及びその位置を求める地上局情報取得手段と、
前記低順位地上局アンテナ装置と通信する低順位機上局の予め得た飛行コースを求める飛行コース取得手段と、
前記高順位地上局アンテナ装置と前記低順位地上局アンテナ装置の間の距離及びこれらのアンテナ装置の周波数差から干渉を生じない干渉方位条件を求める干渉条件取得手段と、を有し、
前記干渉方位条件が前記高順位地上局アンテナ装置の必要とする必要方位条件を満たさないとき、前記低順位地上局アンテナ装置を動作させないことを特徴とする、地上機上局間通信システム。
【請求項４】
前記地上局情報取得手段は、地上局毎に使用周波数、占有帯域、送信出力及びその位置を予め記憶する地上局制御テーブルにより、前記前記高順位地上局アンテナ装置と前記低順位地上局アンテナ装置の使用周波数、占有帯域、送信出力及びその位置を得ることを特徴とする、請求項３記載の地上機上局間通信システム。
【請求項５】
前記飛行コース取得手段は、各地上局アンテナ装置と交信する機上局の経時的な飛行位置を示す飛行コースが記憶されている指向方向制御テーブルにより、前記低順位機上局の飛行コースを取得することを特徴とする請求項３又は４記載の地上機上局間通信システム。
【請求項６】
前記干渉条件取得手段は、地上局間距離と周波数差の各々に対して干渉を生じない干渉条件を記憶する電波干渉制御テーブルにより、前記低順位地上局アンテナ装置の干渉を生じない干渉方位条件を求めることを特徴する請求項３乃至５のいずれか１項に記載の地上機上局間通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のアンテナ装置が複数の航空機を捕捉し通信する通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
地上の各飛行場に設置された複数のアンテナ装置（地上局）の各々から飛行中の複数の航空機（機上局）の各々に信号を送信し信号を受信する地上局と機上局間の送受信システムが知られている。
【０００３】
このようなシステムにおいて各地上局のアンテナ装置が離れていれば、各々独立に機上局と通信を行っても相互のアンテナ同士の干渉の問題は生じない。
【０００４】
しかし、飛行場が互いに近くに設けられるようになると地上局が近くに設けられることになり、各地上局と機上局間の通信が他の地上局と機上局間の通信に影響を与えるおそれがある。
【０００５】
なお、近接して設けられ独立動作する２つのレーダ装置おいて、電波干渉を除去するために、第２のアンテナ角度情報を第１のレーダ装置に入力し、レーダ波の干渉が生じる角度となるタイミングで第１のレーダ装置の送受信を停止する電波干渉対応型レーダ装置が知られている（特許文献１参照）。
【０００６】
しかし、このレーダ装置では、アンテナ角度のみで電波干渉を測定しており、干渉を完全に防止することはできない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−１５６４４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、このような従来の地上局と機上局との通信システムの問題点にかんがみてなされたもので、地上局アンテナ装置が近接して設けられても互いに干渉を生じない、地上機上局間通信システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、本発明の請求項１によれば、複数の、地上局アンテナ装置と機上局との間で通信を行う地上機上局間通信システムであって、特定の、前記地上局アンテナ装置と、この地上局アンテナ装置と通信する機上局との間の通信を優先させることを決めたとき、前記優先順位の高い高順位地上局アンテナ装置とこの高順位地上局アンテナ装置と通信する高順位機上局との通信に、前記優先順位の低い低順位地上局とこの低順位地上局と通信する低順位機上局の通信が、影響を与えるか否かを検知し、影響を与える場合に前記低順位地上局アンテナ装置を動作させないことを特徴とする、地上機上局間通信システムを提供する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、地上局アンテナ装置が近接して設けられても互いに干渉を生じない、地上機上局間通信システムが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】３つのアンテナ装置がある場合の本発明のシステムの一実施形態に係る全体図である。
【図２】図１に示す本発明の一実施形態のアンテナ装置制御部の構成例を示す図である。
【図３】本発明一実施形態の動作を説明するための全体のフローチャートを示す図である。
【図４】図３に示すフローチャートにおいて、第Ｊ優先地上局の指向方位条件を求める動作を説明するためのフローチャートを示す図である。
【図５】本発明一実施形態に用いる地上局制御テーブルＴ１の一例を示す図である。
【図６】本発明一実施形態に用いる指向方向制御テーブルＴ２の一例を示す図である。
【図７】本発明一実施形態に用いる電波干渉制御テーブルＴ３の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明による地上機上局間通信システムの一実施形態について、説明する。この実施形態では、３つのアンテナ装置の間で干渉が生じないようにする例について述べる。アンテナ装置が２つあるいは４以上の場合も同様に本発明を適用することが可能である。
【００１３】
図１は、アンテナ装置制御部によって、各々航空機と通信する３つのアンテナ装置を制御する様子を示す。
【００１４】
３つのアンテナ装置は地上局１１Ａ，１２Ａ，１３Ａにあり、地上局１１Ａのアンテナ装置は航空機１１Ｂの機上局と交信し、地上局１２Ａのアンテナ装置は航空機１２Ｂの機上局と交信する。また、地上局１３Ａのアンテナ装置は航空機１３Ｂの機上局と交信する。これら地上局１１Ａ、１２Ａ及び１３Ａの各アンテナ装置は、アンテナ装置制御部１５により制御される。
【００１５】
なお、各アンテナ装置は各地上局にあって一体であり、各機上局は各航空機上にあるから、以下では、地上局のアンテナ装置を地上局アンテナ装置や地上局と、また機上局を航空機と略して説明する場合もある。
【００１６】
アンテナ装置制御部１５の構成例を図２に示す。このアンテナ装置制御部１５は、アンテナ装置のアンテナ方向を制御するアンテナ方向制御部２０と、優先順位設定部２１と、指向方位制御部２２と、干渉計算部２３と、電波制御部２４と、周波数制御部２５と、占有帯域幅制御部２６と、送信出力制御部２７とを有し、３つのテーブル、すなわち地上局制御テーブルＴ１、指向方向制御テーブルＴ２、及び電波干渉制御テーブルＴ３を有する。
【００１７】
優先順位設定部２１は、複数のアンテナ装置の優先順位を管理する機能を有し、最も優先度の高いアンテナ装置を優先して使用するように管理する。
【００１８】
指向方位制御部２２は、地上局制御テーブルＴ１と指向方向制御テーブルＴ２を参照して、自己のアンテナ装置と、通信する機上局の位置からアンテナ装置のアンテナの指向方位を計算して、アンテナ方向制御部２０に伝える。
【００１９】
干渉計算部２３は、アンテナ装置の間の電波干渉の計算を行って、その干渉の結果をアンテナ方向制御部２０に伝える。電波制御部２４は、干渉計算部２３で計算した干渉から干渉の少ない条件を求めて当該アンテナ装置からの電波の放射の可否を決定し、アンテナ方向制御部２０に伝える。
【００２０】
周波数制御部２５は、地上局制御テーブルＴ１から使用周波数の情報を得て電波制御部２４に伝える。占有帯域幅制御部２６は、地上局制御テーブルＴ１から占有帯域幅情報を得てアンテナ方向制御部２０に伝える。
【００２１】
送信出力制御部２７は、地上局制御テーブルＴ１から送信出力を受信しアンテナ方向制御部２０に伝える。
【００２２】
図５に地上局制御テーブルＴ１の一例を、図６に指向方向制御テーブルＴ２の一例を、また図７に電波干渉制御テーブルＴ３の一例を各々、示す。地上局制御テーブルＴ１には、各地上局（アンテナ装置）の番号に対応して、その地上局の位置（場所）、交信に使用する電波の周波数、その交信電波の占有帯域幅、送信出力が記憶されている。地上局１１Ａ、１２Ａ、１３Ａの地上局番号を、１，２，３とする。
【００２３】
指向方向制御テーブルＴ２は、航空機が所定の地上局アンテナ装置の探知範囲に入ってくるときの各時刻に対する航空機（機上局）の位置を示している。各航空機が入ってくる時刻とコースは予め届けられており、それに基づいて時刻とそのときの航空機の位置が予め判明している。この時刻と機上局位置の関係を示すのが、指向方向制御テーブルＴ２である。したがって、このテーブルでは地上局と通信機上局に対して時刻と機上局の位置が対応して示される。
【００２４】
図７に示す電波干渉制御テーブルＴ３には、例えば９つの条件番号Ｃ１〜Ｃ９に対して、地上局間距離、周波数差、方位条件が対応して記憶されている。
【００２５】
次に、この実施形態の地上機上局間通信システムの動作を、図３に示すフローチャートに基づいて説明する。
【００２６】
まず、ステップＳ３０１において、優先順位を示すＪを１とする。次のステップＳ３０２で、優先順位設定部２１は優先順位のアンテナ装置（地上局）を決定し、地上局制御テーブルＴ１に各地上局の優先順位１，２，３を書き込む。
【００２７】
例えば、今の場合地上局１２Ａを最優先（第１優先）の地上局（地上局番号２）とする。この地上局のアンテナ装置が送信する電波を最も優先することになり、他の地上局から送信される電波がこの電波と干渉するかどうかを判断する。以降、アンテナ装置制御部１５では、地上局制御テーブルＴ１に書き込まれた優先順位が参照されて各部は動作することになる。
【００２８】
次に、ステップＳ３０２において、アンテナ方向制御部２０は地上局制御テーブルＴ１を参照して、地上局番号２の地上局が最優先であることを検知する。次にアンテナ方向制御部２０はこの最優先地上局の使用周波数、占有帯域幅、送信出力を検知する（ステップＳ３０３）。
【００２９】
周波数制御部２５は地上局制御テーブルＴ１を参照して、最優先地上局１２Ａの使用周波数である、８．３ＧＨｚを検知する。一方、占有帯域幅制御部２６は地上局制御テーブルＴ１を参照して、最優先地上局１２Ａの占有帯域幅である２０ＭＨｚを検知する。更に、送信出力制御部２７は地上局制御テーブルＴ１を参照して、最優先地上局１２Ａの送信出力である１０ｄＢｍを検知する。
【００３０】
次のステップＳ３０４では、指向方位制御部２２は、指向方向制御テーブルＴ２から通信機上局１２Ｃの飛行コースを検知すると共に、地上局制御テーブルＴ１から最優先地上局１２の地上局位置である（ｘ２、ｙ２、ｚ２）を検知する。
【００３１】
予め航空機１２Ｂの飛行コースが届けられているので、航空機１２Ｂがアンテナ装置１２Ａに対してどのように飛行するかわかっており、この経時的位置データが指向方向制御テーブルＴ２に記憶されている。
【００３２】
ステップＳ３０８では、Ｊが１であるかどうか判断される。Ｊが１であるとは、その地上局が最優先の地上局であることを意味する。地上局が最優先地上局であるときには干渉条件などを求めないので、ステップＳ３０５に移る。
【００３３】
航空機１２Ｂの移動方向がわかっている指向方位制御部２２は、アンテナ装置１２Ａのアンテナの指向すべき方位を計算できる。そのアンテナ装置の指向すべき方位は、指向方位制御部２２からアンテナ方向制御部２０に送られる（ステップＳ３０５）。
【００３４】
ステップＳ３０６では、Ｊが３であるか検知される。Ｊ＝３でないときには、ステップＳ３０７に移り、インクリメント（Ｊ＋１をＪと）する。
【００３５】
次にステップＳ３０２に戻り、アンテナ方向制御部２０は第２優先の地上局を検知する。
【００３６】
周波数制御部２５は地上局制御テーブルＴ１を参照して、第２優先の地上局１１Ａの使用周波数である、８．２ＧＨｚを検知する。一方、占有帯域幅制御部２６は地上局制御テーブルＴ１を参照して、第２優先地上局１１Ａの占有帯域幅である１０ＭＨｚを検知する。更に、送信出力制御部２７は地上局制御テーブルＴ１を参照して、第２優先地上局１１Ａの送信出力である０ｄＢｍを検知する。
【００３７】
ステップＳ３０４では、指向方位制御部２２は、既に届けられているコースを入力された指向方向制御テーブルＴ２から通信機上局１１Ｂの飛行コースを検知すると共に、地上局制御テーブルＴ１から第２優先地上局１１Ａの地上局位置である（ｘ１，ｙ１，ｚ１）を検知する。
【００３８】
ステップＳ３０８ではＪ＝２であるので、ステップＳ３０９に移り、第２優先地上局の指向方位条件を求める。この処理は主に干渉計算部２３においてなされ、その詳細を図４に示す。
【００３９】
ステップＳ４０１において、地上局制御テーブルＴ１を参照し、ステップＳ４０２で第１優先地上局１２Ａと第２優先地上局１１Ａの間の距離Ｄを次式により計算する。
【数１】
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【００４０】
この式に、地上局１２Ａ位置（ｘ２、ｙ２、ｚ２）と地上局１１Ａ位置（ｘ１、ｙ１、ｚ１）の具体的な値を入力して地上局間距離Ｄを求める。いま、計算の結果この地上局間距離Ｄが７ｍになったとする。
【００４１】
次のステップＳ４０３では、地上局制御テーブルＴ１を参照して、第１優先地上局１２Ａと第２優先地上局１１Ａの使用周波数及び占有帯域から両局の周波数差ＦＤを求める。今の場合、地上局１２Ａの使用周波数が８．３ＧＨｚ、占有帯域が２０ＭＨｚであるので、使用周波数範囲は８．３ＧＨｚ±２０ＭＨｚ、地上局１１Ａの使用周波数が８．２ＧＨｚ、占有帯域が１０ＭＨｚであるので、使用周波数範囲は８．２ＧＨｚ±１０ＭＨｚとなる。
【００４２】
したがって、周波数差ＦＤは、８．３ＧＨｚ−１０ＭＨｚ＝８．２９０ＧＨｚ、８．２ＧＨｚ＋５ＭＨｚ＝８．２０５ＧＨｚの差、すなわち８５ＭＨｚとなる。
【００４３】
次のステップＳ４０４では電波干渉制御テーブルＴ３を参照し、ステップＳ４０５ではこのテーブルＴ３から先に求めた地上局間距離Ｄ，周波数差ＦＤを満たす方位条件を選択する。
【００４４】
今回は、地上局間距離Ｄ＝７ｍ、周波数差ＦＤ＝８５ＭＨｚであるので、図７に示す電波干渉制御テーブルＴ３の条件Ｃ７，Ｃ８，Ｃ９がこの条件を満たす。
【００４５】
次のステップＳ４０６では、アンテナ方向制御部２０が第２優先地上局の指向方位を指向方位制御部２２から取得し、図３に示すステップＳ３１０に移る。
【００４６】
ステップＳ３１０では、この第２優先地上局１１Ａの方位と第１優先地上局１２Ａの方位が、例えば１８０度以上であれば、電波干渉制御テーブルＴ３の条件Ｃ９のみが方位条件を満たすことになる。このとき、第２優先地上局のアンテナ装置は動作させることになり、ステップＳ３０５に移り第２優先地上局のアンテナ装置の指向すべき方位をアンテナ方向制御部２０に送る。
【００４７】
その後、ステップＳ３０６で、Ｊが３になったかどうか判定され、なっていなければステップＳ３０７でインクリメントし、Ｊを３として、再びステップＳ３０２からの処理を行う。
【００４８】
ステップＳ３０２では、第３優先の地上局１３Ａを検知し、ステップＳ３０３では、地上局制御テーブルＴ１を参照して、第３優先地上局の使用周波数８．４ＧＨｚ、占有帯域幅３０ＭＨｚ、送信出力２０ｄＢｍを検知する。次にステップＳ３０４において指向方向制御テーブルＴ２により第３優先地上局１３Ａと交信する航空機１３Ｂの飛行コース、地上局制御テーブルＴ１により地上局位置（ｘ３，ｙ３，ｚ３）を検知する。
【００４９】
Ｊ＝３であるので、ステップＳ３０８からステップＳ３０９に移り、図４に示す処理により第３優先地上局の指向方位条件を求める。この処理は第２優先地上局に関して上述したような方法で行う。
【００５０】
次のステップＳ３１０において、第３優先地上局の方位が第１優先地上局の方位条件を満たすかどうかを判断する。図７に示す電波干渉制御テーブルＴ３を満たす条件がなければ、ステップＳ３１１に移り第３地上局のアンテナ装置の使用をやめる。
【００５１】
上記実施形態では、３つの地上局アンテナ装置がある場合について説明した。しかし、本発明は２あるいは４以上の地上局アンテナ装置がある場合にも適用できる。
【００５２】
以上述べたように、本発明のこの実施形態によれば、第１優先の地上局アンテナ装置と、これと通信を行う機上局との通信をまず優先し、他の第２以下の優先の機上局アンテナ装置が上記第１優先の地上局アンテナ装置の通信に干渉を与える場合には、当該アンテナ装置の使用を行わない。したがって、地上局アンテナ装置が設けられる飛行場が近接して設けられても互いに干渉を生じない、地上機上局間通信システムが得られる。
【００５３】
上記実施形態においては、地上局制御テーブルＴ１、指向方向制御テーブルＴ２及び電波干渉制御テーブルＴ３を用いて第２優先順位以下の地上局アンテナ装置による通信が干渉を生ずるか否かを調べ、これにより当該アンテナ装置を使用するかどうか判断する場合について述べた。
【００５４】
しかし本発明はこれらのテーブルを用いないで第２優先順位以下の地上局アンテナ装置の使用ができるかどうか判断してもよい。
【００５５】
上記実施形態では、第１優先地上局アンテナ装置に対してそれより低い優先順位の地上局アンテナ装置が干渉を与えるかを判断した、しかし、一般的には本発明は、優先順位の高い地上局アンテナ装置に対してこれより優先順位の低い地上局アンテナ装置の使用の可否を判定すればよい。
【００５６】
また上記実施形態では、優先順位の高い高順位地上局アンテナ装置と、前記優先順位の低い低順位地上局アンテナ装置の各々の、使用周波数、占有帯域、送信出力及びその位置を求めると共に、前記低順位地上局アンテナ装置と通信する低順位機上局の予め得た飛行コースを求め、前記高順位地上局アンテナ装置と前記低順位地上局アンテナ装置の間の電波の干渉を生じない干渉方位条件を求め、前記干渉方位条件が前記高順位地上局アンテナ装置の必要とする必要方位条件を満たさないとき、前記低順位地上局アンテナ装置を動作させないようにした。しかし一般的には、本発明は、優先順位の高い高順位地上局アンテナ装置とこの高順位地上局アンテナ装置と通信する高順位機上局との通信に、優先順位の低い低順位地上局とこの低順位地上局と通信する低順位機上局の通信が、影響を与えるか否かを検知し、影響を与える場合に前記低順位地上局アンテナ装置を動作させないようにすればよい。
【００５７】
本発明は、上述の実施形態に限られず種々変形して実施可能であり、これらの変形例も本発明の技術思想を用いる限り本発明に含まれる。
【符号の説明】
【００５８】
１１Ａ，１２Ａ，１３Ａ・・・地上局、
１１Ｂ，１２Ｂ，１３Ｂ・・・航空機、
１５・・・アンテナ装置制御部、
２０・・・アンテナ方向制御部、
２１・・・優先順位設定部、
２２・・・指向方位制御部、
２３・・・干渉計算部、
２４・・・電波制御部、
２５・・・周波数制御部、
２６・・・占有帯域幅制御部、
２７・・・送信出力制御部、
Ｔ１・・・地上局制御テーブル、
Ｔ２・・・指向方向制御テーブル、
Ｔ３・・・電波干渉制御テーブル。
【図１】
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【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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