(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヘリコプターに搭載される第１の通信装置と、前記第１の通信装置と衛星を介して通信する第２の通信装置と、を備えるヘリコプター衛星通信システムであって、
前記第１の通信装置と前記第２の通信装置の一方の通信装置は、
前記ヘリコプターの回転翼によって通信路が遮断される遮断期間の長さを取得する遮断期間取得手段と、
送信対象情報を所定の誤り訂正符号化方式により符号化する符号化手段と、
符号化された前記送信対象情報を複数のパケットに分割し、分割直後のパケット順で連続するパケットが前記遮断期間の長さ以上のパケット間隔を開けて並ぶように、分割直後のパケット順で連続するパケットが連続して配置されないように、パケットの順序を並び替えるパケットインターリーブ手段と、
前記パケットインターリーブ手段で並び替えられたパケットを前記衛星を介して他方の通信装置に送信する送信手段と、を備え、
前記他方の通信装置は、
前記一方の通信装置から送信されたパケットを前記衛星を介して受信する受信手段と、
受信したパケットを基の順序に並び替えるパケットデインターリーブ手段と、
前記パケットデインターリーブ手段で並び替えられたパケットから取得した前記送信対象情報を復号することによって、前記ヘリコプターの回転翼によって消失した情報を復元する復号手段と、を備え、
前記符号化手段は、前記送信対象情報をブロック単位で符号化し、
前記パケットインターリーブ手段は、
符号化したブロックを複数のパケットに分割し、
分割したパケットを同じブロック内のパケットが連続して配置されないように他のブロックのパケットを織り交ぜながら並び替える、
ヘリコプター衛星通信システム。
【請求項２】
前記パケットインターリーブ手段は、同じブロックに属するパケットが前記遮断期間の長さ以上のパケット間隔を開けて並ぶようにパケットの順序を並び替える、
請求項１に記載のヘリコプター衛星通信システム。
【請求項３】
前記パケットインターリーブ手段は、連続してパケットを送信したときに前記遮断期間の長さ以上となる最小のパケット数を判別し、判別した最小のパケット数毎に同じブロックに属するパケットが配置されるようにパケットを並び替える、
請求項２に記載のヘリコプター衛星通信システム。
【請求項４】
前記第２の通信装置は、前記ヘリコプターの機種情報と、その機種情報によって示されるヘリコプターの回転翼によって遮断される遮断期間の長さと、を関連付けたヘリコプター情報を記憶する記憶手段、を備え、
前記第２の通信装置が備える遮断期間判別手段は、前記第１の通信装置が搭載されているヘリコプターの機種情報と前記ヘリコプター情報とを基に、ヘリコプター毎に前記遮断期間の長さを判別する、
請求項３に記載のヘリコプター衛星通信システム。
【請求項５】
ヘリコプターに搭載される第１の通信装置と前記第１の通信装置と衛星を介して通信する第２の通信装置のうちの一方の通信装置であって、
送信対象情報を所定の誤り訂正符号化方式により符号化する符号化手段と、
符号化された前記送信対象情報を複数のパケットに分割し、分割直後のパケット順で連続するパケットが連続して配置されないように、パケットの順序を並び替えるパケットインターリーブ手段と、
前記パケットインターリーブ手段で並び替えられたパケットを前記衛星を介して他方の通信装置に送信する送信手段と、を備え、
前記符号化手段は、前記送信対象情報をブロック単位で符号化し、
前記パケットインターリーブ手段は、
符号化したブロックを複数のパケットに分割し、
分割したパケットを同じブロック内のパケットが連続して配置されないように他のブロックのパケットを織り交ぜながら並び替える、
通信装置。
【請求項６】
ヘリコプターに搭載される第１の通信装置と前記第１の通信装置と衛星を介して通信する第２の通信装置のうちの一方の通信装置であって、
送信対象情報をブロック単位で符号化し、
符号化したブロックを複数のパケットに分割し、
分割したパケットを同じブロック内のパケットが連続して配置されないように他のブロックのパケットを織り交ぜながら並び替えて、
他方の通信装置から送信されたパケットを前記衛星を介して受信する受信手段と、
前記他方の通信装置によって並び替えられたパケットを基の順序に並び替えるパケットデインターリーブ手段と、
前記パケットデインターリーブ手段で並び替えられたパケットから取得した前記送信対象情報を復号することによって、前記ヘリコプターの回転翼によって消失した情報を復元する復号手段と、を備える、
通信装置。
【請求項７】
ヘリコプターに搭載される第１の通信装置と前記第１の通信装置と衛星を介して通信する第２の通信装置のうちの一方の通信装置と、他方の通信装置と、の間の通信方法であって、
前記ヘリコプターの回転翼によって通信路が遮断される遮断期間の長さを取得する遮断期間取得ステップと、
送信対象情報を所定の誤り訂正符号化方式により符号化する符号化ステップと、
符号化された前記送信対象情報を複数のパケットに分割し、分割直後のパケット順で連続するパケットが前記遮断期間の長さ以上のパケット間隔を開けて並ぶように、分割直後のパケット順で連続するパケットが連続して配置されないように、パケットの順序を並び替えるパケットインターリーブステップと、
前記パケットインターリーブステップで並び替えられたパケットを前記衛星を介して前記他方の通信装置に送信する送信ステップと、
前記一方の通信装置から送信されたパケットを前記衛星を介して受信する受信ステップと、
受信したパケットを基の順序に並び替えるパケットデインターリーブステップと、
前記パケットデインターリーブステップで並び替えられたパケットから取得した前記送信対象情報を復号することによって、前記ヘリコプターの回転翼によって消失した情報を復元する復号ステップと、を有し、
前記符号化ステップは、前記送信対象情報をブロック単位で符号化し、
前記パケットインターリーブステップは、
符号化したブロックを複数のパケットに分割し、
分割したパケットを同じブロック内のパケットが連続して配置されないように他のブロックのパケットを織り交ぜながら並び替える、
通信方法。
【請求項８】
ヘリコプターに搭載される第１の通信装置と前記第１の通信装置と衛星を介して通信する第２の通信装置のうちの一方の通信装置を制御するコンピュータに、
送信対象情報を所定の誤り訂正符号化方式により符号化する符号化機能と、
符号化された送信対象情報を複数のパケットに分割し、分割直後のパケット順で連続するパケットが連続して配置されないように、パケットの順序を並び替えるパケットインターリーブ機能と、
前記パケットインターリーブ機能によって並び替えられたパケットを前記衛星を介して他方の通信装置に送信する送信機能と、を実現させ、
前記符号化機能は、前記送信対象情報をブロック単位で符号化し、
前記パケットインターリーブ機能は、
符号化したブロックを複数のパケットに分割し、
分割したパケットを同じブロック内のパケットが連続して配置されないように他のブロックのパケットを織り交ぜながら並び替える、
通信プログラム。
【請求項９】
ヘリコプターに搭載される第１の通信装置と前記第１の通信装置と衛星を介して通信する第２の通信装置のうちの一方の通信装置を制御するコンピュータに、
送信対象情報をブロック単位で符号化し、
符号化したブロックを複数のパケットに分割し、
分割したパケットを同じブロック内のパケットが連続して配置されないように他のブロックのパケットを織り交ぜながら並び替えて、
他方の通信装置から送信されたパケットを前記衛星を介して受信する受信機能と、
他方の通信装置によって並び替えられたパケットを基の順序に並び替えるパケットデインターリーブ機能と、
前記パケットデインターリーブ機能によって並び替えられたパケットから取得した前記送信対象情報を復号することによって、ヘリコプターの回転翼によって消失した情報を復元する復号機能と、を実現させる、
通信プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヘリコプター衛星通信システム、通信装置、通信方法、及び通信プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
通信衛星を使ってヘリコプターと通信するヘリコプター衛星通信システムの場合、ヘリコプターと通信衛星との間の通信路はヘリコプターの回転翼によって間欠的に遮断される。特許文献１には、回転翼によって通信路が遮断される状況下であってもデータを効率的に送信できるヘリコプター衛星通信方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２１２６６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般的に、ヘリコプター衛星通信システムでは、時間ダイバーシティと呼ばれる通信方式が採用されている。ここで時間ダイバーシティとは、時間をずらして同じデータを複数回送信することによって、回転翼等の影響によるデータの消失を減少させる通信方式のことをいう。
【０００５】
通常、リアルタイム通信（例えば、映像中継や通話）を実現するためには、映像や音声等が有する単位時間あたりの情報量に対し、２〜３割程度大きい通信路容量（以下、「帯域」という。）を確保すれば足りる。しかしながら、時間ダイバーシティを採用した従来のヘリコプター衛星通信システムでは、同じデータを複数回送信しているために、映像等が有する単位時間あたりの情報量に対し、数倍も広い帯域を確保する必要がある（例えば、同じデータを４回送信するヘリコプター衛星通信システムの場合、ビットレートが１Ｍｂｐｓの映像をリアルタイムに送信するには、少なくとも４Ｍｂｐｓの通信路容量を確保する必要がある）。言い換えると、従来のヘリコプター衛星通信システムには、帯域の持つ情報送信能力を効率的に利用できていないという問題がある。
【０００６】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、帯域の利用効率が高いヘリコプター衛星通信システム、通信装置、通信方法、及び通信プログラ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】
【０００７】
本発明に係るヘリコプター衛星通信システムは、
ヘリコプターに搭載される第１の通信装置と、前記第１の通信装置と衛星を介して通信する第２の通信装置と、を備えるヘリコプター衛星通信システムであって、
前記第１の通信装置と前記第２の通信装置の一方の通信装置は、
前記ヘリコプターの回転翼によって通信路が遮断される遮断期間の長さを取得する遮断期間取得手段と、
送信対象情報を所定の誤り訂正符号化方式により符号化する符号化手段と、
符号化された前記送信対象情報を複数のパケットに分割し、分割直後のパケット順で連続するパケットが前記遮断期間の長さ以上のパケット間隔を開けて並ぶように、分割直後のパケット順で連続するパケットが連続して配置されないように、パケットの順序を並び替えるパケットインターリーブ手段と、
前記パケットインターリーブ手段で並び替えられたパケットを前記衛星を介して他方の通信装置に送信する送信手段と、を備え、
前記他方の通信装置は、
前記一方の通信装置から送信されたパケットを前記衛星を介して受信する受信手段と、
受信したパケットを基の順序に並び替えるパケットデインターリーブ手段と、
前記パケットデインターリーブ手段で並び替えられたパケットから取得した前記送信対象情報を復号することによって、前記ヘリコプターの回転翼によって消失した情報を復元する復号手段と、を備え、
前記符号化手段は、前記送信対象情報をブロック単位で符号化し、
前記パケットインターリーブ手段は、
符号化したブロックを複数のパケットに分割し、
分割したパケットを同じブロック内のパケットが連続して配置されないように他のブロックのパケットを織り交ぜながら並び替える、
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、帯域の利用効率が高いヘリコプター衛星通信システム、通信装置、通信方法、及び通信プログラムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係るヘリコプター衛星通信システムの概要を説明するための図である。
【図２】本発明の実施形態に係るヘリコプター衛星通信システムのブロック図である。
【図３】地上局通信装置が備える制御部とヘリコプター搭載通信装置が備える制御部の機能を説明するための機能ブロック図である。
【図４】地上局通信装置が備える制御部とヘリコプター搭載通信装置が備える制御部の機能を説明するための機能ブロック図である。
【図５】地上局通信装置が備える記憶部に記憶されているヘリコプター情報を説明するための図である。
【図６】ヘリコプターの回転翼によって通信が遮断される遮断期間を説明するための図である。
【図７】ヘリコプター搭載通信装置が備える記憶部に記憶されている遮断期間情報を説明するための図である。
【図８】本発明の実施形態に係る情報送信処理（地上局側）、及び情報受信処理（ヘリコプター側）を説明するためのフローチャートである。
【図９】多重化部で実行される多重化処理を説明するための図である。
【図１０】符号化部で実行される符号化処理を説明するための図であり、（Ａ）は送信対象情報を所定長のブロックに分割する様子を示す図であり、（Ｂ）は分割したブロックに誤り訂正符号を付す様子を示す図である。
【図１１】パケットインターリーブ部で実行されるパケットインターリーブを説明するための図であり、（Ａ）は誤り訂正ブロックを複数のパケットに分割する様子を示す図であり、（Ｂ）はパケットを並び替えた様子を示す図であり、（Ｃ）は同じ誤り訂正ブロックに属するパケットの間に別の誤り訂正ブロックに属するパケットを挿入した様子を示す図である。
【図１２】パケットインターリーブの一例を説明するための図であり、（Ａ）はバッファにパケットを格納していく様子を示す図であり、（Ｂ）はバッファからパケットを出力する様子を示す図であり、（Ｃ）並び替えられたパケットを示す図である。
【図１３】パケットデインターリーブの一例を説明するための図であり、（Ａ）はバッファに受信したパケットをライトしていく様子を示す図であり、（Ｂ）はバッファからパケットをリードしていく様子を示す図である。
【図１４】パケットデインターリーブ部で実行されるパケットデインターリーブを説明するための図であり、（Ａ）は受信したパケットを基の順序に並び替えた様子を示す図であり、（Ｂ）は基の順序に並び替えたパケットから誤り訂正ブロックを取得する様子を示す図である。
【図１５】復号部で実行される復号処理を説明するための図であり、（Ａ）は誤り訂正ブロックを復号する様子を示す図であり、（Ｂ）は復号したブロックを合成して送信対象情報を取得する様子を示す図である。
【図１６】データ分離部で実行されるデータ分離処理を説明するための図である。
【図１７】本発明の実施形態に係る情報受信処理（地上局側）、及び情報送信処理（ヘリコプター側）を説明するためのフローチャートである。
【図１８】本実施形態の効果を説明するための図であり、（Ａ）はパケットインターリーブを実行したときに消失パケットの位置が分散される様子を示す図、（Ｂ）はパケットインターリーブを実行しなかったときに消失パケットの位置が特定の誤り訂正ブロックに集中する様子を示す図である。
【図１９】本実施形態の効果を説明するための図であり、（Ａ）は誤り訂正によって情報の出力遅延が生じる様子を示す図、（Ｂ）はパケットインターリーブによって情報の出力遅延が大きくなる様子を示す図、（Ｃ）は最小パケット数毎にパケットを並べることによって出力遅延が抑制される様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。
【００１１】
本発明の実施形態に係るヘリコプター衛星通信システム１は、例えば図１に示すように、地上局１００とヘリコプター２００とが通信衛星３００を介して通信を行うためのシステムである。ヘリコプター２００の機体上部には、ヘリコプター２００に浮力と推進力を与えるための回転翼が設置されている。この回転翼の回転によって、ヘリコプター２００と通信衛星３００との間の通信は間欠的に遮断される。以下、ヘリコプター衛星通信システム１の構成について説明する。
【００１２】
ヘリコプター衛星通信システム１は、図２に示すように、情報端末１１０と、地上局通信装置１２０と、アンテナ１３０と、情報端末２１０と、ヘリコプター搭載通信装置２２０と、アンテナ２３０とから構成される。地上局１００には、情報端末１１０と、地上局通信装置１２０と、アンテナ１３０とが設置されており、ヘリコプター２００には、情報端末２１０と、ヘリコプター搭載通信装置２２０と、アンテナ２３０とが搭載されている。ここで「地上局」とは、通信衛星、放送衛星、宇宙ステーション等の地球を周回する設備（以下、単に「衛星」という。）と通信を行う陸上、海上の設備、例えば、陸上／海上固定局、陸上／海上移動局等の無線局のことをいう。なお、地上局には、衛星と通信を行うために設計された地上の設備のみならず、この地上の設備と有線、無線を介して接続されるその他の設備、例えば、中継局、基地局、その他、建物、移動体（列車、自動車、船舶等）も含まれる。
【００１３】
最初に、地上局１００に設置されている情報端末１１０、地上局通信装置１２０、アンテナ１３０の構成について説明する。
【００１４】
情報端末１１０は、例えば、地上局にいるオペレータ等とヘリコプターを操縦する操縦者等とが通信を行うための装置である。情報端末１１０は、例えば、操作パネル、カメラ、マイク、モニター、イヤホン等の情報端末から構成される。情報端末１１０は、例えば、カメラで撮影された「映像」、マイクで取得された「音声」、操作パネルから出力された「制御・監視情報」（例えば、撮影指示情報やカメラの遠隔操作情報）等の情報を地上局通信装置１２０に送信する。
【００１５】
地上局通信装置１２０は、通信衛星３００を介してヘリコプター搭載通信装置２２０と通信を行うための装置である。地上局通信装置１２０は、外部インタフェース１２１と、制御部１２２と、送信部１２３と、受信部１２４と、記憶部１２５とから構成される。
【００１６】
外部インタフェース１２１は、ＬＡＮ（Local Area Network）装置やＵＳＢ（Universal Serial Bus）装置等の外部機器接続インタフェースから構成される。外部インタフェース１２１は、通信ケーブルや無線等を介して情報端末１１０と通信する。
【００１７】
制御部１２２は、プロセッサ等の処理装置から構成される。制御部１２２は不図示のＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）に格納されているプログラムに従って動作し、後述の「情報送信処理」「情報受信処理」を含む種々の動作を実行する。制御部１２２は、「情報送信処理」に従って動作することで、図３に示すように、データ多重化部１２２ａ、符号化部１２２ｂ、遮断期間取得部１２２ｃ、パケットインターリーブ部１２２ｄ、変調部１２２ｅとして機能する。また、制御部１２２は、「情報受信処理」に従って動作することで、図４に示すように、復調部１２２ｆ、パケットデインターリーブ部１２２ｇ、復号部１２２ｈ、データ分離部１２２ｉとして機能する。これらの機能については、後述の「情報送信処理」「情報受信処理」の説明の箇所で述べる。
【００１８】
図２に戻り、送信部１２３は、周波数変換器や増幅器等から構成される。送信部１２３は、制御部１２２から出力された電気信号を衛星通信用の周波数帯（例えば、３ＧＨｚ〜３０ＧＨｚのマイクロ波帯や、３０ＧＨｚ〜３００ＧＨｚのミリ波帯）の電気信号に変換するとともに、変換した電気信号を増幅してアンテナ１３０に出力する。
【００１９】
受信部１２４は、増幅器や周波数変換器等から構成される。受信部１２４は、アンテナ１３０から出力された電気信号を増幅するとともに、増幅した電気信号を制御部１２２が要求する周波数帯の電気信号に変換し、制御部１２２に出力する。
【００２０】
記憶部１２５は、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）、ＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）、フラッシュメモリ、ハードディスク等のデータ読み書き可能な記憶装置から構成される。記憶部１２５には、図５に示すように、「ヘリコプター情報」等の各種データが格納されている。
【００２１】
「ヘリコプター情報」は、ヘリコプターの機種ごとの情報であって、該当のヘリコプターの回転翼によって通信路が遮断されるタイミングを記憶した情報である。ヘリコプター情報には、例えば、ヘリコプターの機種を示す「機種情報」と、その機種情報で特定されるヘリコプターの回転翼によって通信が遮断される「遮断期間」（例えば、図６に示す（ａ）の期間）と、通信が可能な「通信可能期間」（例えば、図６に示す（ｂ）の期間）と、を関連付けた情報が格納されている。
【００２２】
図２に戻り、アンテナ１３０は、衛星に対して電波を送信する、及び、衛星から電波を受信する衛星通信用アンテナ（例えば、パラボラアンテナ）から構成される。アンテナ１３０は、送信部１２３から入力された電気信号を電波に変換して通信衛星３００に送信する。また、アンテナ１３０は、通信衛星３００から受信した電波を電気信号に変換して受信部１２４に出力する。
【００２３】
次に、ヘリコプター２００に搭載されている情報端末２１０、ヘリコプター搭載通信装置２２０、アンテナ２３０の構成について説明する。
【００２４】
情報端末２１０は、例えば、ヘリコプター２００の操縦者等と地上局１００のオペレータ等とが通信を行うための装置である。情報端末１１０は、例えば、操作パネル、カメラ、マイク、モニター、イヤホン等の情報端末から構成される。情報端末２１０は、例えば、カメラで撮影された「映像」、マイクで取得された「音声」、操作パネルから出力された「制御・監視情報」等をヘリコプター搭載通信装置２２０に送信する。
【００２５】
ヘリコプター搭載通信装置２２０は、通信衛星３００を介して地上局通信装置１２０と通信を行うための装置である。ヘリコプター搭載通信装置２２０は、外部インタフェース２２１と、制御部２２２と、送信部２２３と、受信部２２４と、記憶部２２５とから構成される。
【００２６】
外部インタフェース２２１は、ＬＡＮ（Local Area Network）装置やＵＳＢ（Universal Serial Bus）装置等の外部機器接続インタフェースから構成される。外部インタフェース１２１は、通信ケーブルや無線等を介して情報端末２１０と通信する。
【００２７】
制御部２２２は、プロセッサ等の処理装置から構成される。制御部２２２は不図示のＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）に格納されているプログラムに従って動作し、後述の「情報送信処理」「情報受信処理」を含む種々の動作を実行する。制御部２２２は、「情報送信処理」に従って動作することで、図４に示すように、データ多重化部２２２ａ、符号化部２２２ｂ、遮断期間取得部２２２ｃ、パケットインターリーブ部２２２ｄ、変調部２２２ｅとして機能する。また、制御部２２２は、「情報受信処理」に従って動作することで、図３に示すように、復調部２２２ｆ、パケットデインターリーブ部２２２ｇ、復号部２２２ｈ、データ分離部２２２ｉとして機能する。これらの機能については、後述の「情報送信処理」「情報受信処理」の説明の箇所で述べる。
【００２８】
図２に戻り、送信部２２３は、周波数変換器や増幅器等から構成される。送信部２２３は、制御部２２２から出力された電気信号を衛星通信用の周波数帯の電気信号に変換するとともに、変換した電気信号を増幅してアンテナ２３０に出力する。
【００２９】
受信部２２４は、増幅器や周波数変換器等から構成される。受信部２２４は、アンテナ２３０から出力された電気信号を増幅するとともに、増幅した電気信号を制御部２２２が要求する周波数帯の電気信号に変換し、制御部２２２に出力する。
【００３０】
記憶部２２５は、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）、ＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）、フラッシュメモリ、ハードディスク等のデータ読み書き可能な記憶装置から構成される。記憶部２２５には、図７に示すように、「遮断期間情報」等のデータが格納されている。
【００３１】
「遮断期間情報」は、ヘリコプター２００の回転翼によって通信が遮断されるタイミングを記憶した情報である。例えば、遮断期間情報には、回転翼によって通信が遮断される「遮断期間」（例えば、図６に示す（ａ）の期間）と、通信が可能な「通信可能期間」（例えば、図６に示す（ｂ）の期間）と、を関連付けた情報が格納されている。
【００３２】
図２に戻り、アンテナ２３０は、衛星に対して電波を送信する、及び、衛星から電波を受信する移動体用の衛星通信アンテナ（例えば、衛星追尾機能を備えたパラボラアンテナ）から構成される。アンテナ２３０は、送信部２２３から出力された電気信号を電波に変換して通信衛星３００に対して送信する。また、アンテナ２３０は、通信衛星３００から受信した電波を電気信号に変換して受信部１２４に出力する。
【００３３】
次に、このような構成を有するヘリコプター衛星通信システム１の動作を説明する。
【００３４】
ヘリコプター衛星通信システム１の動作は、地上局１００からヘリコプター２００に対して情報を送信する処理（以下、「地上局送信処理」という。）と、ヘリコプター２００から地上局１００に対して情報を送信する処理（以下、「ヘリコプター送信処理」という。）の２つに分けられる。最初に、地上局送信処理について説明する。
【００３５】
地上局通信装置１２０の制御部１２２は、外部インタフェース１２１を介して情報端末１１０から情報（以下、「送信対象情報」という。）を受信すると、受信した送信対象情報をヘリコプター２００に送信する「情報送信処理」を開始する。また、ヘリコプター搭載通信装置２２０の制御部２２２は、装置に電源が投入されると、地上局１００から送信対象情報を受信して情報端末２１０に出力する「情報受信処理」を開始する。以下、図８のフローチャートを参照して「情報送信処理／情報受信処理」を説明する。
【００３６】
データ多重化部１２２ａは、外部インタフェース１２１を介して情報端末１１０から映像や音声等の送信対象情報を受信すると、図９に示すように、それら複数のデータ列を１つのデータ列にまとめる多重化処理を実行する（ステップＳ１０１）。なお、データ多重化部１２２ａは、帯域を有効活用するため、データを多重化する前に、又はデータを多重化した後に、データを圧縮してデータ量を縮小してもよい。
【００３７】
図８のフローに戻り、符号化部１２２ｂは、図１０（Ａ）に示すように、多重化された送信対象情報を所定長のブロックに分割し、図１０（Ｂ）に示すように、分割した送信対象情報をブロック単位で符号化する（ステップＳ１０２）。ここで「符号化」とは、所定の誤り訂正符号化方式に基づいてデータを別の形式のデータに変換すること、例えば、データに誤り訂正符号を付すことをいう。誤り訂正符号化方式は特定の方式に限定されないが、例えば、ＬＤＰＣ（Low Density Parity Check code：低密度パリティ検査符号）やリード・ソロモン符号等のブロック符号を使用することが可能である。なお、誤り訂正符号化方式は、回転翼によるデータの消失を抑制するため、積符号や連接符号等のバーストエラー訂正能力や消失訂正能力が高い符号化方式であることが望ましい。また、符号化部１２２ｂは、回転翼によるデータの消失を抑制するため、多重化したデータに対して１５０％以上の冗長ビットを付加することが望ましい。なお、以下の説明では、理解を容易にするため、符号化されたブロックを「誤り訂正ブロック」と呼ぶ。
【００３８】
図８のフローに戻り、遮断期間取得部１２２ｃは、記憶部１２５に格納されているヘリコプター情報等を基に、情報送信対象のヘリコプター２００の回転翼によって情報が遮断される遮断期間の長さ（以下、単に「遮断期間」という。）を判別する（ステップＳ１０３）。例えば、記憶部１２５に図５に示すようなヘリコプター情報が格納されており、これから情報を送信するヘリコプター２００の機種情報が“機種１”であるとする。このとき、遮断期間取得部１２２ｃは、ヘリコプター情報の中から機種情報が“機種１”となっているレコード１を取り出し、そのレコード１に格納されている遮断期間１０ｍｓを該当の遮断期間と判別する。
【００３９】
図８のフローに戻り、パケットインターリーブ部１２２ｄは、図１１（Ａ）に示すように、符号化部１２２ｂで符号化した誤り訂正ブロックを複数のパケットに分割する。そして、パケットインターリーブ部１２２ｄは、図１１（Ｂ）に示すように、分割直後に連続していたパケット（例えば、図１１（Ｂ）に示す（ａ）と（ｂ）のパケット。以下、「連続パケット」という。）がそれぞれ遮断期間取得部１２２ｃで判別した遮断期間以上のパケット間隔を開けて並ぶようにパケットの順序を並び替える（ステップＳ１０４）。例えば、パケットインターリーブ部１２２ｄは、１つのパケットを送信するのにかかるパケット送信時間を予め記憶しておき、記憶しておいたパケット送信時間と遮断期間取得部１２２ｃで判別した遮断期間とを基に、例えば図１１（Ｂ）に示すように、連続してパケットを送信したときに遮断期間以上となる最小のパケット数（例えば３パケット。以下、「最小パケット数」という。）を判別する。そして、判別した最小パケット数毎に連続パケットが配置されるようにパケットを並びかえる。
【００４０】
ここで「パケット間隔」とは、同一の通信路で送信される２つのパケットの送信間隔であって、最初に送信されるパケットの送信開始から、次に送信されるパケットの送信開始までの間隔のことをいう。例えば、２つのパケットが、図１１（Ｂ）に示す（ａ）と（ｂ）のパケットであれば、図１１（Ｂ）に示す（ｃ）の間隔がパケット間隔である。
【００４１】
なお、パケットインターリーブ部１２２ｄは、同じ誤り訂正ブロック内のパケットが連続しないように、他の誤り訂正ブロックのパケットを織り交ぜながらパケットを並び替えてもよい。例えば、パケットインターリーブ部１２２ｄは、誤り訂正ブロックａに属するパケットの間に、誤り訂正ブロックｂや誤り訂正ブロックｃに属するパケットを挿入し、例えば図１１（Ｃ）に示すようにパケットを並び替える。
【００４２】
なお、パケットインターリーブ部１２２ｄは、同じ誤り訂正ブロックに属するパケットが１回の通信路の遮断で複数個同時に消失することがないように、同じ誤り訂正ブロック内のパケットが遮断期間以上のパケット間隔を開けて並ぶようにパケットを並び替えてもよい。このとき、パケットインターリーブ部１２２ｄは、同じ誤り訂正ブロック内のパケットが最小パケット数毎に配置されるように並び替えてもよい。例えば、パケットインターリーブ部１２２ｄは、図１１（Ｂ）に示すように、同じ誤り訂正ブロックに属するパケットが、最小パケット数毎（例えば、３パケット毎）に配置されるようにパケットを並び替える。より具体的には、パケットインターリーブ部１２２ｄは、誤り訂正ブロック１個分のパケットを格納可能なバッファを最小パケット数分（例えば３つ分）用意し、これら複数のバッファに、図１２（Ａ）に示すように、メモリ番号が若い順にパケットを格納していく。そして、パケットインターリーブ部１２２ｄは、図１２（Ｂ）に示すように、バッファ番号が若い順にバッファを変えながらパケットを出力していく。これにより、パケットは、図１２（Ｃ）に示すように、同じ誤り訂正ブロック内のパケットが最小パケット数毎に配置されるように並べ替えられる。
【００４３】
図８のフローに戻り、変調部１２２ｅは、パケットインターリーブ部１２２ｄで並び替えられたパケットを所定の変調方式で変調して所定周波数のアナログ信号に変換する（ステップＳ１０５）。変調方式は特定の変調方式に限定されないが、例えば、ＢＰＳＫ（Binary Phase Shift Keying）、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）、８ＰＳＫ（8 phase shift keying）、１６ＡＰＳＫ（16 Amplitude Phase Shift Keying）、３２ＡＰＳＫ（32 Amplitude Phase Shift Keying）等の変調方式が使用可能である。
【００４４】
変調部１２２ｅは、変調したパケット（すなわちアナログ信号）を、送信部１２３に送信する（ステップＳ１０６）。送信部１２３は、受信したアナログ信号を衛星通信用の周波数帯の電気信号に変換するとともに、変換した電気信号を増幅してアンテナ１３０に出力する。アンテナ１３０は送信部１２３から出力された信号を通信衛星３００を介してヘリコプター２００に送信する。
【００４５】
図８のヘリコプター側の処理に移り、ヘリコプター搭載通信装置２２０の制御部２２２は、受信部２２４から信号を受信したか判別する（ステップＳ１０７）。信号を受信していない場合（ステップＳ１０７：Ｎｏ）、制御部２２２は信号を受信するまでステップＳ１０７を繰り返す。信号を受信した場合（ステップＳ１０７：Ｙｅｓ）、ステップＳ１０８に進む。
【００４６】
復調部２２２ｆは、受信した信号（すなわちアナログ信号）をステップＳ１０５の変調方式に対応する復調方式で復調してデジタル信号に変換する（ステップＳ１０８）。
【００４７】
パケットデインターリーブ部２２２ｇは、ステップＳ１０４で並び替えたパケットを基の順序に並び替える。例えば、情報送信元のパケットインターリーブ部１２２ｄが、３パケット毎に同じ誤り訂正ブロック内のパケットが配置されるようにパケットを並び替えたとする。このとき、パケットデインターリーブ部２２２ｇは、例えば、１つにつき誤り訂正ブロック１個分のパケットを格納可能なバッファを３つ用意し、これら３つのバッファに、図１３（Ａ）に示すように、バッファ番号が若い順に交互にパケットを格納していく。そして、パケットインターリーブ部１２２ｄは、図１３（Ｂ）に示すように、メモリ番号が若い順にバッファ毎にパケットをリードしていく。これにより、受信したパケットは、図１４（Ａ）に示すように、元のパケット順に並べ替えられる。並び替えが完了したら、パケットデインターリーブ部２２２ｇは、図１４（Ｂ）に示すように、並び替えたパケットを合成する等して、ステップＳ１０２で生成した誤り訂正ブロックを取得する（ステップＳ１０９）。
【００４８】
図８のフローに戻り、復号部２２２ｈは、図１５（Ａ）に示すように、ステップＳ１０９で取得した誤り訂正ブロックを復号し、回転翼によって消失したデータを復元する。ここで「復号」とは、符号化されたデータに誤り訂正を実行することによって、回転翼等の影響により消失／変化したデータを復元することをいう。さらに、復号部２２２ｈは、図１５（Ｂ）に示すように、復元されたデータを合成して、ステップＳ１０１で多重化された送信対象情報を取得する（ステップＳ１１０）。
【００４９】
図８のフローに戻り、データ分離部２２２ｉは、図１６に示すように、ステップＳ１１０で取得した送信対象情報から「映像」、「音声」、「制御・監視情報」等を分離し、外部インタフェース２２１を介して情報端末２１０に送信する（ステップＳ１１１）。情報の送信が完了したら、制御部２２２は、ステップＳ１０７に戻り、再び地上局１００から信号を受信するのを待機する。
【００５０】
次に、ヘリコプター送信処理について説明する。
【００５１】
ヘリコプター搭載通信装置２２０の制御部２２２は、外部インタフェース２２１を介して情報端末２１０から映像、音声等の送信対象情報を受信すると、受信した送信対象情報を地上局１００に送信する「情報送信処理」を開始する。また、地上局通信装置１２０の制御部１２２は、装置に電源が投入されると、ヘリコプター２００から受信した情報を情報端末１１０に送信する「情報受信処理」を開始する。以下、図１７のフローチャートを参照して「情報送信処理／情報受信処理」を説明する。
【００５２】
データ多重化部２２２ａは、情報端末２１０から送信対象情報を受信すると、ステップＳ１０１と同様に、それら複数のデータ列を１つのデータ列にまとめる多重化処理を実行する（ステップＳ２０１）。
【００５３】
符号化部２２２ｂは、ステップＳ１０２と同様に、多重化された送信対象情報を所定長のブロックに分割し、分割した送信対象情報をブロック単位で符号化する（ステップＳ２０２）。
【００５４】
遮断期間取得部２２２ｃは、記憶部２２５に格納されている遮断期間情報を基に、ヘリコプター２００の回転翼によって情報が遮断される遮断期間を判別する（ステップＳ２０３）。例えば、記憶部２２５に図７に示すような遮断期間情報が格納されているとすれば、遮断期間取得部２２２ｃは、遮断期間情報に格納されている遮断期間１０ｍｓを該当の遮断期間と判別する。
【００５５】
図１７のフローに戻り、パケットインターリーブ部２２２ｄは、ステップＳ１０４と同様に、符号化部１２２ｂで符号化した誤り訂正ブロックを複数のパケットに分割する。さらに、パケットインターリーブ部２２２ｄは、ステップＳ１０４と同様に、連続パケットがそれぞれ遮断期間取得部２２２ｃで判別した遮断期間以上のパケット間隔を開けて並ぶようにパケットの順序を並び替える。なお、パケットインターリーブ部２２２ｄは、ステップＳ１０４と同様に、同じ誤り訂正ブロック内のパケットが連続しないように、他の誤り訂正ブロックのパケットを織り交ぜながらパケットを並び替えてもよい。このとき、パケットインターリーブ部１２２ｄは、ステップＳ１０４と同様に、同じ誤り訂正ブロック内のパケットが遮断期間以上のパケット間隔を開けて並ぶように並び替えてもよいし、さらに、同じ誤り訂正ブロック内のパケットが最小パケット数毎に配置されるように並び替えてもよい（ステップＳ２０４）。
【００５６】
変調部１２２ｅは、パケットインターリーブ部１２２ｄで並び替えたパケットを所定の変調方式で変調して所定周波数のアナログ信号に変換する（ステップＳ２０５）。
【００５７】
変調部１２２ｅは、変調したパケット（すなわちアナログ信号）を、送信部２２３に送信する（ステップＳ２０６）。送信部２２３は、受信したアナログ信号を衛星通信用の周波数帯の電気信号に変換するとともに、変換した電気信号を増幅してアンテナ２３０に出力する。アンテナ２３０は送信部２２３から出力された信号を通信衛星３００を介して地上局１００に送信する。
【００５８】
図１７の地上局側の処理に移り、制御部１２２は、受信部１２４から信号を受信したか判別する（ステップＳ２０７）。信号を受信していない場合（ステップＳ２０７：Ｎｏ）、制御部１２２は信号を受信するまでステップＳ２０７を繰り返す。信号を受信した場合（ステップＳ２０７：Ｙｅｓ）、ステップＳ２０８に進む。
【００５９】
復調部１２２ｆは、受信した信号をステップＳ２０５の変調方式に対応する復調方式で復調してデジタル信号に変換する（ステップＳ２０８）。
【００６０】
パケットデインターリーブ部１２２ｇは、ステップＳ２０４で並び替えたパケットを基の順序に並び替える。さらに、パケットデインターリーブ部１２２ｇは、並び替えたパケットを合成する等して、ステップＳ２０２で生成された誤り訂正ブロックを取得する（ステップＳ２０９）。
【００６１】
復号部１２２ｈは、ステップＳ２０９で取得した誤り訂正ブロックを復号し、回転翼等の影響によって消失したデータを復元する。さらに、復号部１２２ｈは、復元されたデータを合成して、送信対象情報を取得する（ステップＳ２１０）。
【００６２】
データ分離部１２２ｉは、ステップＳ２１０で取得した送信対象情報から映像、音声等の情報を分離し、外部インタフェース１２１を介して情報端末１１０に送信する（ステップＳ２１１）。情報の送信が完了したら、制御部１２２は、ステップＳ２０７に戻り、再びヘリコプター２００から信号を受信するのを待機する。
【００６３】
本実施形態によれば、連続パケットが連続しないようにパケットを並び替えているので、ヘリコプターの回転翼によってデータが連続して消失したとしても、例えば図１８（Ａ）に示すように、基の順序にパケットを並び替えることによって消失したパケットの位置が分散される。そのため、これまで誤り訂正失敗の大きな要因となっていたバーストエラーが抑制され、その結果、誤り訂正の成功率を上昇させることができる。その結果、時間をずらして同じデータを複数回送信しなくてもデータを復元できるようになり、結果、帯域を効率的に利用することが可能になる。
【００６４】
また、連続パケットのパケット間隔が遮断期間以上開くよう構成されているので、１回の通信路の遮断によってパケットが連続して消失することが減少する。その結果、バーストエラーのバースト長をさらに短くでき、結果、より確実に誤り訂正を実行することが可能になる。
【００６５】
また、同じ誤り訂正ブロック内のパケットが連続して配置されないように他の誤り訂正ブロックのパケットを織り交ぜながら並び替えているので、例えば図１８（Ｂ）に示すように、誤り訂正ブロックの訂正能力を超えて、１つの誤り訂正ブロックに消失パケットが集中することが抑制される。その結果、１つの誤り訂正ブロックあたりのデータ消失率を減少させることができ、結果、より確実に誤り訂正を実行することが可能になる。
【００６６】
また、同じ誤り訂正ブロックに属するパケットのパケット間隔が遮断期間以上開くよう構成されているので、１回の通信路の遮断によって同じ誤り訂正ブロックのパケットが複数同時に消失することが抑制される。その結果、１つの誤り訂正ブロックあたりのデータ消失率をさらに減少させることができ、結果、より確実に誤り訂正を実行することが可能になる。
【００６７】
なお、誤り訂正を実行する場合、例えば図１９（Ａ）に示すように、誤り訂正ブロック内の全てのデータが揃うまで誤り訂正を実行できないので、データが揃うのが遅れると、情報端末に対する情報の出力遅延が大きくなる。特に、パケットインターリーブを実行した場合、パケットを並び替えているが故に、例えば図１９（Ｂ）に示すように、情報の出力遅延が大きくなる恐れがある。しかしながら、本実施形態では、例えば図１９（Ｃ）に示すように、遮断期間以上となる最小のパケット数を判別し、その最小パケット数毎に同じ誤り訂正ブロックに属するパケットが配置されるようにパケットを並び替えているので、誤り訂正による消失パケットの復元を可能としつつ、情報端末に対する情報の出力遅延が必要以上に大きくなることがない。
【００６８】
また、ヘリコプターごとに遮断期間を判別しているので、回転翼の幅が大きく遮断期間の大きいヘリコプターあわせて、他のヘリコプターの情報出力遅延が必要以上に大きくなることがない。
【００６９】
なお、本実施形態では、ヘリコプター衛星通信システムの一例として、地上局とヘリコプターとが通信衛星を介して通信を行うシステムを示したが、ヘリコプター衛星通信システムは、地上局とヘリコプターとが通信を行うシステムに限られない。例えば、ヘリコプター衛星通信システムは、ヘリコプターとヘリコプターとが通信を行う装置であってもよいし、ヘリコプターと航空機とが通信を行うシステムであってもよい。このとき、ヘリコプターや航空機には、ヘリコプター搭載通信装置２２０や地上局通信装置１２０と同様の通信装置が搭載されていてもよい。
【００７０】
また、ヘリコプター衛星通信システム１で使用される衛星は、通信衛星に限られず、放送衛星や宇宙ステーション等、地球を周回する他の衛星であってもよい。
【００７１】
また、遮断期間取得部１２２ｃや遮断期間取得部２２２ｃが取得する遮断期間の情報は、必ずしもヘリコプター情報や遮断期間情報に予め記憶されている必要はない。例えば、ヘリコプターの位置情報（例えば、機体の緯度、経度、高度等の情報）、姿勢情報（例えば、機体のロール軸、ピッチ軸、方位軸等の情報）、衛星の軌道位置情報等に基づいて、衛星とアンテナと回転翼との位置関係を判別し、判別した結果に基づいて、逐次、遮断期間を算出してもよい。
【００７２】
また、符号化部１２２ｂや符号化部２２２ｂが使用する誤り訂正符号化方式は、ＬＤＰＣやリード・ソロモン符号に限定されない。誤り訂正符号化方式は、例えば、ＢＣＨ符号やファイヤ符号等の他のブロック符号であってもよいし、例えば、ターボ符号等の畳み込み符号であってもよい。また、ブロック符号と畳み込み符号を組み合わせた符号化方式であってもよい。
【００７３】
また、本実施形態では、地上局送信処理とヘリコプター送信処理とで、同様の通信方法を使用したが、地上局送信処理とヘリコプター送信処理とで異なった通信方法を使用してもよい。例えば、地上局送信処理は図８に示した方法を使用し、ヘリコプター送信処理は特許文献１に開示されている方法を使用してもよい。
【００７４】
また、制御部１２２や制御部２２２が有する各機能（データ多重化部、符号化部、遮断期間取得部、パケットインターリーブ部、変調部、復調部、パケットデインターリーブ部、復号部、データ分離部）は、必ずしも１つのプロセッサで実現する必要はない。例えば、これら機能を複数のプロセッサや回路を使って実現してもよいし、一部の機能のみを他の機能とは異なったプロセッサや回路を使って実現してもよい。また、各機能をそれぞれ独立したプロセッサや回路を使って実現してもよい。
【００７５】
本実施形態のヘリコプター衛星通信システム１、地上局通信装置１２０、ヘリコプター搭載通信装置２２０は、専用のシステムにより実現してもよいし、通常のコンピュータシステムにより実現してもよい。例えば、上述の動作を実行するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納して配布し、このプログラムをコンピュータにインストールして、上述の処理を実行することによってヘリコプター衛星通信システム１、地上局通信装置１２０、ヘリコプター搭載通信装置２２０を構成してもよい。また、インターネット等のネットワーク上のサーバ装置が備えるディスク装置に格納しておき、例えばコンピュータにダウンロード等できるようにしてもよい。また、上述の機能を、ＯＳとアプリケーションソフトとの共同により実現してもよい。この場合には、ＯＳ以外の部分のみを媒体に格納して配布してもよく、また、コンピュータにダウンロード等してもよい。
【００７６】
上記プログラムを記録する記録媒体としては、ＵＳＢメモリ、フレキシブルディスク、ＣＤ、ＤＶＤ、Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ（登録商標）、ＭＯ、ＳＤカード、メモリースティック（登録商標）、その他、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、半導体メモリ、磁気テープ等のコンピュータ読取可能な記録媒体を使用することができる。
【００７７】
本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。つまり、本発明の範囲は、実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして、特許請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、本発明の範囲内とみなされる。
【符号の説明】
【００７８】
１                  ヘリコプター衛星通信システム
１００              地上局
１１０、２１０      情報端末
１２０              地上局通信装置
１２１、２２１      外部インタフェース
１２２、２２２      制御部
１２２ａ、２２２ａ  データ多重化部
１２２ｂ、２２２ｂ  符号化部
１２２ｃ、２２２ｃ  遮断期間取得部
１２２ｄ、２２２ｄ  パケットインターリーブ部
１２２ｅ、２２２ｅ  変調部
１２２ｆ、２２２ｆ  復調部
１２２ｇ、２２２ｇ  パケットデインターリーブ部
１２２ｈ、２２２ｈ  復号部
１２２ｉ、２２２ｉ  データ分離部
１２３、２２３      送信部
１２４、２２４      受信部
１２５、２２５      記憶部
１３０、２３０      アンテナ
２００              ヘリコプター
２２０              ヘリコプター搭載通信装置
３００              通信衛星
【図１】
0005800745.tif 000002
【図２】
0005800745.tif 000003
【図３】
0005800745.tif 000004
【図４】
0005800745.tif 000005
【図５】
0005800745.tif 000006
【図６】
0005800745.tif 000007
【図７】
0005800745.tif 000008
【図８】
0005800745.tif 000009
【図９】
0005800745.tif 000010
【図１０】
0005800745.tif 000011
【図１１】
0005800745.tif 000012
【図１２】
0005800745.tif 000013
【図１３】
0005800745.tif 000014
【図１４】
0005800745.tif 000015
【図１５】
0005800745.tif 000016
【図１６】
0005800745.tif 000017
【図１７】
0005800745.tif 000018
【図１８】
0005800745.tif 000019
【図１９】
0005800745.tif 000020