(57)【要約】【課題】ＨＦ回線の回線状況が比較的良好な時刻・地域において、変調方式を変更する伝送方法に切替え、伝送速度を速くすることにより大容量のデータを送ることのできるデータの単方向無線伝送方法。【解決手段】航行中の船舶は管制局へ向けてのメッセージ伝送を行う際、船舶から管制局に向けて管制局が回線状況を検査するための船舶が望む複数の予め定めた高速な変調方式と変調速度の組み合わせによる変調方式選択信号を送信し、管制局は受信された変調方式選択信号の受信状況から回線状況を検査し、更に、管制局は、受信された変調方式選択信号のうちから回線状況の検査結果に応じた適切な変調方式を選択し、更に管制局は該選択された適切な変調方式をデータとした回線検査応答信号を船舶へ送信し、船舶は、受信した該回線検査応答信号を認識し、よって、船舶は選択された適切な変調方式により高速変調されたメッセージデータを管制局に向けて送信する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
短波回線を用いて船舶から陸上の管制局へ向けてメッセージ伝送を行うデータの単方向無線伝送システムにおいて、
航行中の前記船舶は、前記管制局から所定の時間間隔にて送信されている同期信号を受信できる周波数において、前記管制局へ向けての前記メッセージ伝送を行う際、前記船舶から前記管制局に向けて前記管制局が回線状況を検査するための前記船舶が望む複数の予め定めた高速な変調方式と変調速度の組み合わせによる変調方式選択信号を送信し、
前記管制局は、受信された前記変調方式選択信号の受信状況から回線状況を検査し、
更に、前記管制局は、該受信された前記変調方式選択信号のうちから前記回線状況の検査結果に応じた適切な変調方式を選択し、
更に、前記管制局は、該選択された適切な変調方式をデータとした回線検査応答信号を前記船舶へ送信し、
前記船舶は、受信した該回線検査応答信号を認識し、
よって、前記船舶は、前記選択された適切な変調方式により高速変調されたメッセージデータを前記管制局に向けて送信するデータの単方向無線伝送方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディジタル情報の伝送に際し、その通信制御、通信処理および無線伝送方式での変調速度切替えなど無線伝送方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の無線通信システム及びその伝送方法は、一方の無線局と他方の無線局との間の通信品質を判断し、通信品質に応じて少なくとも２つの変調方式のうちの最適な変調方式を決定し、決定された変調方式で一方の無線局と他方の無線局との間でデータ送受を行うようにしている。このため、伝送路のＳ／Ｎ比が良好な場合には、多値変調のような高速伝送が可能な変調方式を使ってデータの送受が行われ、伝送路のＳ／Ｎが悪い場合には、ＱＰＳＫ変調のような比較的のノイズに強い変調方式を使ってデータの送受が行われる。（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１１−２６６２５６号公報（第９頁、図６）
【０００３】
図３に従来のＨＦ（短波）回線を用いたデータの単方向無線伝送システムの系統図を示す。
陸上固定の設備として、１００は異周波数の複数のＨＦによる同時送信が行える陸上固定局の管制局送信所、１０１は陸上固定局の管制局受信所であり、管制局送信所１００および管制局受信所１０１は陸上側にて有線系を用いて相互に接続する陸上ネットワークに接続されて、定められた場所との間で情報伝送される回線である。
他方、管制局送信所１００の海上側には複数の送信アンテナが配置され、例えば、一方のアンテナには第１のＨＦ送信周波数（ｆ１）が出力され、他方のアンテナには第２のＨＦ送信周波数（ｆ２）が出力されるので異周波数同時送信を行えるものである。また管制局受信所１０１には受信アンテナが配置され、例えば、ＨＦ受信周波数（ｆ３）で受信が行えるものである。
複数の船舶に搭載され、海上移動に用いられる無線設備として、２０１は海上移動局の船舶無線局であり、例えば、送信所１００から送信される第１のＨ送信周波数（ｆ１）、第２のＨＦ送信周波数（ｆ２）を選択受信する受信アンテナおよび自局から送信周波数（ｆ３）で送信する送信アンテナが配置されている。
【０００４】
図４に従来のＨＦ（短波）回線を用いたデータの単方向無線伝送システムの伝送手順図を示す。上段が陸上固定局の管制局送信所および受信所（以下「管制局」という。）の伝送手順の項目であり、下段が海上移動局の船舶無線局（以下「船舶局」という。）の伝送手順の項目である。
１ａ、１ｂは、管制局から船舶局に向け一定時間間隔（ｔ０＝８８０ミリ秒）で繰り返し、異周波数（例えばｆ１、ｆ２）同時送信される同期信号であり、これは通常メッセージデータ伝送がなされていないときに常時送信される。船舶局では同期信号を受けて、ＨＦチャネル周波数サーチを行う。これによって船舶局側で受信状況の同期信号の受信できた回数、受信ＳＮ比などのパラメータ値をモニタして良好な波を判定、選択し、船舶局が管制局からの同期信号にタイミング同期を行なうステップ、
２は１ｂのステップに続き任意の船舶局から管制局に対しメッセージの伝送を行う際に、船舶局から管制局へ送信要求信号を伝送するステップ、
３は２のステップで管制局が船舶局から伝送された送信要求を許可可能と認識したならば、要求認識信号（第一の受信応答信号；同期信号から要求認識信号までの時間ｔ０＝８８０ミリ秒）を船舶局に伝送し、これを船舶局では要求許可されたと認識（第一の受信応答信号の認識）するステップ、これによって他の船舶局は送信要求しても要求許可はされない。他の船舶局は自局の送信周波数を切替えるなどの操作を行い伝送設定の回避手順を踏まなければならないかもしくは伝送中の船舶局の伝送終了後の回線空き（送信要求信号受付け可能タイミング）を待たなければならない。
４ａは３の要求許可認識ステップに続き船舶局から管制局へ向けての送るべきメッセージの誤り検出符号を含めた所定量のデータ送信ステップ、
５ａは４ａのステップで管制局が受信した所定量のデータが良好に受信されていれば、即ち、誤り検出符号の誤りが検出されなければ、受信応答信号（第二の受信応答信号；要求認識信号から受信応答信号までの時間ｔ０＝８８０ミリ秒）を管制局から船舶局へ返し、これを船舶局が応答認識（第二の受信応答信号の認識）するステップ、
４ｂは５ａのステップで管制局が良好なデータ受信であるような状況と船舶局が応答確認していれば、管制局に対し次のメッセージの伝送を行うべく船舶局が新しいデータ送信に入り、管制局はこれを受信するステップ。
一方、４ｂでは、５ａのステップで管制局が不良なデータ受信であるような状況即ち、誤り検出符号の誤りが検出さるような状況、あるいは、再度、第一の受信応答信号や第二の受信応答信号が繰り返される管制局から船舶局への伝送（即ち第一の受信応答信号と第二の受信応答信号の交互性が確保されないような場合）と船舶局が応答確認していれば、管制局に対し再度前回（４ａ）のメッセージの伝送を行うべく船舶局が再送データ送信に入り、管制局はこれを受信するステップ、
５ｂは５ａのステップと同様に、４ｂのステップで管制局が受信した所定量のデータが良好に受信されていれば受信応答信号（第一の受信応答信号；前後の受信応答信号間の時間ｔ０＝８８０ミリ秒）を管制局から船舶局へ返し、これを船舶局が応答認識（第一の受信応答信号の認識）するステップ、
以下同様に、４ｃは４ｂのステップと同様に５ｂのステップで管制局が良好なデータ受信であるような状況と船舶局が応答確認していれば、管制局に対し次のメッセージの伝送を行うべく船舶局が新しいデータ送信に入り、管制局はこれを受信する。５ｂのステップで管制局が不良なデータ受信であるような状況と船舶局が応答確認していれば、あるいは管制局からの応答信号が来るべきタイミングで船舶局が受信できない場合にも管制局に対し再度前回（４ｂ）のメッセージの伝送を行うべく船舶局が再送データ送信に入り、管制局はこれを受信するステップ、
５ｃは５ｂのステップと同様に、４ｃのステップで管制局が受信した所定量のデータが良好に受信されていれば受信応答信号（管制局では同じデータが２度続けて受信されたときは、前回の受信応答信号が船舶局で受信できなかったと判定して前回と同じ番号の受信応答信号；第一、第二応答信号の交互性）を船舶局へ返すステップ、
以上のような繰り返しで、管制局では良好なデータのみのメッセージにまとめられ陸上ネットワークに乗せられ定められた場所へと有線系の伝送が行われる。
なお同一の再送データ伝送が他数回繰り返される場合は、所要の回数（例えば３０回）で伝送を打ち切りとし、回線を空けるようにする。
このような従来の伝送手順はＡＲＱ方式（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｒｅｑｕｅｓｔ）と呼ばれた方式である。例として、同期信号などの制御信号およびメッセージデータ信号はいずれもＦＳＫ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｓｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）変調された信号であり、その速度は１００ｂｐｓ（ボー）の低速度のデータ伝送速度である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
以上説明した、従来のＨＦ（短波）回線を用いたデータの単方向無線伝送システムでは、ＨＦ（短波）回線特有の電離層の季節変動、日変動に大きく影響を受け、このことは無線周波数によっても差が生じ、受信レベルが大きく変化することが避けられず、これを回避するための従来技術としてダイバーシチィ技術があったが、比較的回線状況が良好な地域にいる船舶局からデータを送信する際でもＦＳＫ信号であるために、例として、ＨＦ（短波）回線では、２．４ｋＨｚ音声帯域を用いるＦＳＫでの伝送速度は５０ｂｐｓ〜１００ｂｐｓであるが、その伝送速度が遅く大量のデータを伝送するには極めて不向きであった、という問題があった。
ＨＦ（短波）回線を用いたデータの単方向無線伝送システムにおいても、回線品質が良好である状況を捉えれば、高速伝送が可能な変調方式、例えば、ＢＰＳＫ（Ｂｉｎａｒｙ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）変調方式（１２００ｂｐｓ）、ＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）変調方式（２４００ｂｐｓ）、１６ＱＡＭ（１６−ｐｏｓｉｔｉｏｎｓ  Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）変調方式（４８００ｂｐｓ）を用いることにより１２倍〜４８倍程度に速度を向上させることができ、大量のデータを短時間での伝送が可能となる。
【０００６】
本発明の目的は、ＨＦ回線の回線状況が比較的良好な時刻・地域において、従来技術の欠点である伝送効率の低下を解消するために、変調方式を変更する伝送方法に切替え、伝送速度を速くすることにより大容量のデータを送ることのできるデータの単方向無線伝送方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的を達成するために、データの単方向無線伝送方法は、短波回線を用いて船舶から陸上の管制局へ向けてメッセージ伝送を行うデータの単方向無線伝送システムにおいて、
航行中の前記船舶は、前記管制局から所定の時間間隔にて送信されている同期信号を受信できる周波数において、前記管制局へ向けての前記メッセージ伝送を行う際、前記船舶から前記管制局に向けて前記管制局が回線状況を検査するための前記船舶が望む複数の予め定めた高速な変調方式と変調速度の組み合わせによる変調方式選択信号を送信し、
前記管制局は、受信された前記変調方式選択信号の受信状況から回線状況を検査し、
更に、前記管制局は、該受信された前記変調方式選択信号のうちから前記回線状況の検査結果に応じた適切な変調方式を選択し、
更に、前記管制局は、該選択された適切な変調方式をデータとした回線検査応答信号を前記船舶へ送信し、
前記船舶は、受信した該回線検査応答信号を認識し、
よって、前記船舶は、前記選択された適切な変調方式により高速変調されたメッセージデータを前記管制局に向けて送信する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明を実施すれば、従来の方法での単位時間当たりのデータ伝送量に比べ最大４８倍と飛躍的に大容量のデータを管制局へ送出することが可能となる。
通信の即応性の面でも性能が向上し、本発明は極めて有用であり、特殊効果を発揮するものであることは明らかである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１に本発明の実施例として、ＨＦ（短波）回線を用いたデータの単方向無線伝送システムの系統図を示す。
陸上固定の設備として、１００は異周波数の複数のＨＦによる同時送信が行える陸上固定局の管制局送信所、１０１はＨＦの受信を行う第１の陸上固定局の管制局受信所、１０２は他所に備えられる第２の陸上固定局の管制局受信所であり、
管制局送信所１００および管制局受信所１０１，１０２は陸上側にて有線系を用いて相互に接続する陸上ネットワークに接続されて、定められた場所との間で情報伝送される回線である。
他方、管制局送信所１００の海上側にはＨＦの送信を行う複数の送信アンテナが配置され、例えば、一方のアンテナからは第１のＨＦ送信周波数（ｆ１）が放射され、他方のアンテナからは第２のＨＦ送信周波数（ｆ２）が放射されるので異周波数同時送信を行えるものである。また管制局受信所１０１，１０２にはそれぞれに受信アンテナが配置され、例えば、ＨＦ受信周波数（ｆ３）で各管制局受信所１０１，１０２がそれぞれの地域にて受信が行えるものである。
複数の船舶に搭載され、海上移動に用いられＨＦの送受信が行える無線設備として、２０１は海上移動局としての船舶無線局であり、例えば、送信所１００から送信される第１のＨＦ送信周波数（ｆ１）及び同時送信される第２のＨＦ送信周波数（ｆ２）のいづれかを選択受信する受信アンテナおよび自局から送信周波数（ｆ３）で送信する送信アンテナが配置されている。
以上の構成がデータの単方向無線伝送システムであり、複数の船舶無線局のうち、いずれか一つの船舶無線局から複数の管制局受信所へ向けてのメッセージ伝送は、例えば以下に説明するの「データの単方向無線伝送方法」の制御方法によって行うことができる。
【００１０】
図２に本発明のＨＦ（短波）回線を用いたデータの単方向無線伝送システムの伝送手順図を示す。上段が陸上固定局の管制局送信所および受信所（以下「管制局」という。）の伝送手順の項目であり、下段が海上移動局の船舶無線局（以下「船舶局」という。）の伝送手順の項目である。以下の伝送手順のステップの動作方法を表した実施例である。
１ａ、１ｂは、所定の時間（例えばｔ１＝１秒）間隔で異周波数（例えばｆ１、ｆ２）同時送信される所定の変調方式（例えば１００ｂｐｓ、ＦＳＫ変調）による同期信号を管制局側から船舶局に向けて伝送するステップであり、これは船舶局２０１で受信し、その受信状況から良好な波を選択し、船舶局が管制局から送られる同期信号によりデータ列のビットサンプリングのタイミングおよびデータフレームサンプリングのタイミングなどの各同期位置の確立を行なう。
２は、１ｂのステップに続き、任意の一つの船舶局から管制局に対しメッセージの伝送を行う際に船舶局がＦＳＫ変調による高速送信要求信号を伝送し、管制局がこれを受信して回線設定するステップである。
３は、２のステップで管制局が任意の一つの船舶局から送信された高速送信要求を許可する認識をしたならば、管制局から船舶局への応答時間間隔を１秒から７秒に切替え、そこで第一の応答信号としてＦＳＫ変調による要求認識信号を管制局から船舶局に向けて伝送し、これを船舶局で受信されれば船舶局からのメッセージのデータ送信が可能と認識して要求許可認識とするステップであり、管制局側は高速伝送に備え、次に変調方式選択信号が来ることを認識して、高速変復調方式（例として、ＱＰＳＫおよび１６ＱＡＭ）の待ち受けに切替える。
２０は、３のステップに続き船舶局から管制局に対しメッセージのデータ伝送を行う際に船舶局が管制局に対し高速変復調方式（例として、ＱＰＳＫおよび１６ＱＡＭ）により変調方式選択信号を回線検査用のデータとして伝送し、これを複数の管制局のいずれかの管制局が受信するステップである。
３０は、２０の船舶局から管制局へ送信された変調方式選択信号によって回線検査を行うステップに続き、その回線検査の結果として管制局では、高速伝送を行える伝送速度、即ち、高速変調方式種別、例えば、ＢＰＳＫ変調方式（１２００ｂｐｓ）、ＱＰＳＫ変調方式（２４００ｂｐｓ）、１６ＱＡＭ変調方式（４８００ｂｐｓ）の変調速度と変調方式の組み合わせられた高速変調方式を選択・指定され、その通知を管制局から船舶局へ行うため、第二の応答信号としてＦＳＫ変調による回線検査応答信号（要求認識信号から回線検査応答信号までの所定の時間；例えばｔ２＝７秒）を管制局から船舶局向けに伝送し、これが船舶局で正常に受信されれば管制局から船舶局に対し指定した高速変調方式でのメッセージのデータ伝送が可能であると船舶局が応答認識するステップである。
以上で、使用する周波数での回線状況に適した高速変調方式が管制局および船舶局の双方にて設定され、つぎに高速モードでのメッセージ伝送に移ることができる。
４０ａは、３０の応答認識のステップに続き、船舶局から複数の管制局へ向けて送るべき情報メッセージ符号に誤り検出符号を加え、これをパケット単位に区切り、ｎパケット分（約７秒間）で構成された所要量のメッセージデータを設定された所望の高速変調方式、例えば、ＢＰＳＫ変調方式（１２００ｂｐｓ）、ＱＰＳＫ変調方式（２４００ｂｐｓ）、１６ＱＡＭ変調方式（４８００ｂｐｓ）のいずれかの高速変調方式で所定の周波数を用いて伝送するステップである。
５０ａは４０ａの船舶局から送信され管制局が所要量のデータ受信するステップに続き、管制局では、受信されたメッセージデータがそれに含まれている誤り検出符号を基にして良好に受信されているか否かの状況、即ち、パケット毎のデータ誤り状況を検知して、この結果を第三の応答信号としてＦＳＫ変調により受信応答信号を管制局から船舶局へ向けて伝送し、船舶局側では、受信された受信応答信号が良好又は不良の受信状況を検知する応答認識のステップである。
４０ｂは、５０ａのステップの結果に対応して船舶局側での応答認識が良好であれば、次のメッセージのデータ送信に入り管制局はこれを受信するステップである。
なお、５０ａのステップの結果に対応して船舶局側での応答認識が特定のパケット番号のデータに誤りが生じていると不良の認識であれば、船舶局は管制局での不良パケットに該当するメッセージのデータのみの再送信に入り管制局はこれを受信するステップである。
また、５０ａのステップの結果に対応して船舶局側で、応答認識が管制局から送信された第三の応答信号としてＦＳＫ変調により受信応答信号（回線検査応答信号から受信応答信号までの所定の時間；例えばｔ２＝７秒）が、この所定の時間の待ち受けたタイミングで受信できない状況の不良であれば、船舶局は直前の全メッセージのデータの再送信に入り管制局はこれを受信するステップである。
以降は、４０ｂのような船舶無線局からのメッセージデータ送信と５０ａのような管制局受信所からの受信応答信号の管制局送信所からの送信とが繰り返され、管制局受信所では良好なデータのみのメッセージにまとめられ、まとめられたメッセージが陸上ネットワークで所定の場所へと伝送されるものである。
【００１１】
以上の伝送手順で制御信号として用いられた同期信号、高速送信要求信号、要求認識信号、回線検査応答信号、受信応答信号は、それぞれが短いデータ長であるので、この短いデータ長でも、無線局間の所要領域をカバーして確実な伝送が行えるように、例として、常時１００ｂｐｓのＦＳＫ変調方式の信号にして伝送している。
なお、制御信号として用いられた変調方式選択信号については、高速変復調方式自体の通達性能を確かめる回線検査であるのでＱＰＳＫ及び１６ＱＡＭを伝送する。
メッツセージであるデータ信号は、大量データであることがあり、また短時間での伝送が望ましいので、回線状況が良好のタイミングを捉え、これに対応して、２．４ｋＨｚ音声帯域の全体域を有効に用いる高速伝送が可能な変調方式、例えば、ＢＰＳＫ変調方式（１２００ｂｐｓ）、ＱＰＳＫ変調方式（２４００ｂｐｓ）、１６ＱＡＭ変調方式（４８００ｂｐｓ）を回線状況に適応させて伝送する。
また、管制局の受信所は、変調方式が高速変復調方式に切替えられたときのＨＦ回線の無線局間の所要領域をカバーするために２箇所以上の複数箇所に設置されてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００１２】
本発明は、無線伝送回線にＨＦ帯の周波数を用いて電離層伝搬路を電波伝搬の媒体にして長距離移動通信に用いられる無線伝送システムに適用されて通信事業等に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明のＨＦ（短波）回線を用いたデータの単方向無線伝送システムの系統図である。
【図２】本発明のＨＦ（短波）回線を用いたデータの単方向無線伝送システムの伝送手順図である。
【図３】従来のＨＦ（短波）回線を用いたデータの単方向無線伝送システムの系統図である。
【図４】従来のＨＦ（短波）回線を用いたデータの単方向無線伝送システムの伝送手順図である。
【符号の説明】
【００１４】
１ａ〜４０ｂ  伝送手順のステップ番号
１００  陸上固定局の管制局送信所
１０１  第１の陸上固定局の管制局受信所
１０２  第２の陸上固定局の管制局受信所
２０１  海上移動局の船舶無線局
【図１】
2005333291.tif 000003
【図２】
2005333291.tif 000004
【図３】
2005333291.tif 000005
【図４】
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