(57)【要約】【課題】  暗号・モデム領域以降のコマンド・コントロール・プロセッサ領域までのソフトウエア化を実現することにより、一つのデータリンク装置で複数の異なるネットワークに接続することを可能とするものである。【解決手段】  ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）とＣＰＵとを並列接続し、定型的な信号処理をＦＰＧＡで、高度な情報処理をＣＰＵでそれぞれ並列処理するリアルタイム・コマンド・コントロール・プロセッサを備え、ソフトウエア無線機により暗号・モデム機能とメッセージ変換機能とを一括して処理することにより、一つのデータリンク装置として機能させるようにしたものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
メッセージ変換機能により複数のネットワークのメッセージを解読し、選択したデータリンク先へ転送するデータリンク装置において、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）とＣＰＵとを並列接続し、定型的な信号処理をＦＰＧＡで、高度な情報処理をＣＰＵでそれぞれ並列処理することで高速処理を可能とするリアルタイム・コマンド・コントロール・プロセッサを備え、暗号・モデム機能とメッセージ変換機能とを一括して一つの装置で処理することにより、一つのデータリンク装置で複数のネットワークに対する接続を実現するようにしたことを特徴とするデータリンク装置。
【請求項２】
上記リアルタイム・コマンド・コントロール・プロセッサは、ソフトウエア無線機により、ソフトウエアを切替えることで周波数帯の異なる多様なネットワークのインターフェースを実現するようにしたことを特徴とする請求項１に記載のデータリンク装置。
【請求項３】
上記リアルタイム・コマンド・コントロール・プロセッサは、ソフトウエア無線機により、新たなデータリンクが追加され、または既存のデータリンクが変更されても、ソフトウエアの追加または変更を行うことにより対応するようにしたことを特徴とする請求項１に記載のデータリンク装置。
【請求項４】
上記定型的な信号処理とは、受信信号処理、メッセージ変換処理、送信信号処理を含み、また、高度な情報処理とは、帯域選択、メッセージ情報選択、変換フォーマット選択を含むことを特徴とする請求項１に記載のデータリンク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ソフトウェア無線機によって多様なネットワークのエアインタフェースを実現するデータリンク装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複数のプラットフォームを用いて目標とするレーダ波の位置標定を行う移動無線通信装置においては、互いに他のプラットフォームから送信された情報を受信して、これを参照しながら所定の信号処理を行う必要があり、このため、情報共有手段としてのデータリンク装置が用いられている。
例えば艦船や航空機の各プラットフォームが人工衛星を用いたＧＰＳを利用して自己の位置と電波受信時刻を入手すると共に、データリンク装置により他のプラットフォームでの電波受信時刻を入手することにより、幾何学原理を利用して対象レーダ波の到来方位を高精度に求めるようにしたものが公知である。（例えば特許文献１を参照）
【０００３】
ところが、従来のデータリンク装置では、一般に、無線通信装置を用いてある特定のネットワーク間のみのリンクが可能であり、異なった形態、例えば周波数の異なる複数のネットワーク間を同時接続することは簡単には実現できなかった。特に、艦船や航空機において、不審機からの到来電波を探知して、その到来位置を標定しようとするものにおいては、到来電波の周波数を特定するために、各種周波数帯域をカバーする複数個のデータリンク装置を装備する必要があり、大きな取り付け空間を要すると共に、上記ネットワークの変更、追加があった場合、その都度それぞれのデータリンク装置の改修、追加を必要とし、システムの保守、管理が複雑なものとなっていた。
【０００４】
一方、異なった形態間での通信を可能にする装置として、ソフトウエア無線技術を使用した無線通信装置が例えば特許文献２により知られている。これによれば、例えば、移動無線通信装置における音声通話からデータ通信への切替えのように通信種別を切替えるような場合でも、端末を回収、改造することなく、単にデータ通信用のソフトウエアモジュールを記憶装置から読み込み、あるいは基地局からダウンロードすることにより、簡単且つ効率的に対応できるようになるものである。
【０００５】
このようなソフトウエア無線技術を使用した従来のデータリンク装置を図５により説明する。従来のデータリンク装置では、暗号・モデム領域での処理をデジタル・シグナル・プロセッサ（ＤＳＰ）Ｘで行っており、メッセージ変換処理はもう一段階後層のミッションコンピュータＹで行っていた。これはメッセージ変換処理までをデータリンク装置に含めて上記ＤＳＰ単体で実現するには、膨大な処理負荷に対してＤＳＰ単体の処理能力が追いつかず、また情報量の増加にも対応できなかったからである。
【０００６】
このため、従来のデータリンク装置では、暗号・モデム領域までのソフトウエア化しか実現できなかったため、一つのネットワークに対し、一つのデータリンク装置の搭載が必須となり、複数のネットワークに同時に接続することは困難であった。従って、今後多様なネットワーク間でデータリンクを構築していく場合、各ネットワーク毎に装置も増え、さらにネットワークが変更されるごとにデータリンク装置も改修していく必要があった。
【０００７】
また、例えば、戦闘機用データリンク装置においては、自機のレーダ等のセンサ情報に基づきミサイル等の武器を使用しているが、電波を出すことにより、敵機に自機位置を標定され、逆に電波誘導ミサイル等の標的になる可能性がある。
自機からは電波を出さずに、敵機レーダから発射された電波のうち自機による跳ね返り電波のみを受信して情報を収集するパッシブセンサもあるが、時間差方探などで敵機の方位は即時に確認できるものの、位置標定にはある程度の時間を要することとなり、特に戦闘機のような高速移動体に対して追従を行うような場合にはパッシブセンサでは対応できなかった。
【０００８】
従って、一つのデータリンク装置で複数のネットワークに接続することが可能となれば、位置標定精度を改善することができることは勿論、自機のセンサを使用しなくても僚機からのセンサ情報を得ることで、敵機の位置を標定することができると共に、敵機に自機位置を標定されることがなくなるものである。
【０００９】
【特許文献１】特開平７−１４６３４９
【特許文献２】特開２００２−３３５１８６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
この発明は、上記のような問題点を解消するためになされたもので、暗号・モデム領域以降のコマンド・コントロール・プロセッサ領域までのソフトウエア化を実現することにより、一つのデータリンク装置で複数の異なるネットワークに接続することを可能とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
メッセージ変換機能により複数のネットワークのメッセージを解読し、選択したデータリンク先へ転送するデータリンク装置において、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）とＣＰＵとを並列接続し、定型的な信号処理をＦＰＧＡで、高度な情報処理をＣＰＵでそれぞれ並列処理することで高速処理を可能とするリアルタイム・コマンド・コントロール・プロセッサを備え、暗号・モデム機能とメッセージ変換機能とを一括して一つの装置で処理することにより、一つのデータリンク装置で複数のネットワークに対する接続を実現するようにしたものである。
【発明の効果】
【００１２】
本データリンク装置を搭載することにより、ソフトウェア無線技術を使用して異なるネットワークへの柔軟な適応が実現でき、後に多様なネットワーク間でデータリンクを構築していく場合でも、データリンク装置の交換を行うことなく、ソフトウエアの変更のみで対応することが可能となるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
実施の形態１．
図１に本発明の実施の形態１によるデータリンク装置の概略構成を示す。図は戦闘機用データリンク装置に使用されるものであり、図において１〜３は異なる周波数帯域の受信機、４〜８はそれぞれ異なるネットワークを示している。４は編隊・僚機間ネットワーク（Ｓ−Ｎｅｔ）、５はコマンドリンク（Ｆ−Ｎｅｔ）、６はＬｉｎｋ−１６、７は戦術ネットワーク（Ｔ−Ｎｅｔ）、８は狭帯域（Ｎａｒｒｏｗｂａｎｄ）を表している。９はリアルタイム・コマンド・コントロール・プロセッサであり、異なるネットワークのメッセージをソフトウエアによって変換し、その結果を転送処理するものである。なお、１０は僚機１４における武器情報、１１は僚機１４におけるセンサ情報、２０はデータリンク、３０はネットワークを示している。
【００１４】
従来は前述したごとく、データリンク２０の暗号・モデム領域までをソフトウェア無線機で行っていたが、本実施の形態１になるデータリンク装置においては、上記コマンド・コントロール・プロセッサ９のメッセージ変換領域までをソフトウェア無線機で構成していることが特徴である。その具体的な構成方法は後述するが、図において、僚機１４のセンサ情報１１が例えば、Ｘ、Ｋｕ帯受信機１、Ｓ−Ｎｅｔ４を通じてデータリンク装置に入ってくると、コマンド・コントロール・プロセッサ９において、例えばＦ−Ｎｅｔ５のメッセージフオーマットに変換され、武器情報１０としてＦ−Ｎｅｔ５、Ｌ、Ｓ、Ｃ帯受信機２を通じて僚機１４に転送される。
【００１５】
図２は戦闘機ネットワークの使用状態を示す概念図であり、図中、１２は敵機、１３は自機、１４は僚機、１５はミサイルを示している。データリンク装置によって異なるメッセージ体系をもつデータリンクの情報を処理し、僚機１４のセンサ情報を得ることにより、複数のセンサ情報を統合することで、敵機１２の位置をより正確に標定することができる。また、自機編隊内の全ての戦闘機情報は、データリンクを通じてリアルタイムに情報共有することができるため、自機センサを使用しなくても、僚機サンサから割り出した敵機の位置情報をデータリンクを介して得るだけで、自機１３から電波を出すことなく敵機の位置を標定しミサイル等武器を使用することができる。さらに、データリンクを介して、僚機１４のステータス情報、例えば、位置、残弾数、残燃料、標定情報（ロックオン）を得ることで、的確な戦闘態勢をとることが可能となるものである。
【００１６】
次に、図３のフローチャートにより、上記実施の形態１によるデータリンク装置における処理方法の一例を説明する。アンテナ（図示せず）から受信（ステップＳ１００）されるデータリンク情報は通常複数（Ａ、Ｂ、Ｃ）あるため、先ず、どのデータリンク情報を処理するかを選択する（ステップＳ１０１）。続いて、その情報においてＡ／Ｄ変換、誤り訂正処理、復調処理などの受信信号処理を行う（ステップＳ１０２）。上記ステップＳ１００からステップＳ１０２までは暗号・モデム領域での処理である。
【００１７】
上記復調処理によって得られた情報（センサ情報、武器情報、位置情報など）のうち、どの情報を変換するかを選択する（ステップＳ１０３）。次に、どのデータリンクメッセージに変換するかを選択し（ステップＳ１０４）、選択したメッセージフォーマットに変換する（ステップＳ１０５）。上記ステップＳ１０３からステップＳ１０５まではコマンド・コントロール・プロセッサ９での処理である。続いて、変換されたメッセージにおいて変調処理、誤り訂正処理、Ｄ／Ａ変換などの送信信号処理（ステップＳ１０６）を行い、指定したデータリンク（Ｘ、Ｙ、Ｚ）へ転送する（ステップＳ１０７）。上記ステップＳ１０６及びステップＳ１０７は、モデム領域での処理である。
【００１８】
上述したデータリンク装置において、従来は、暗号・モデム領域での処理をデジタル・シグナル・プロセッサ（ＤＳＰ）で行い、メッセージ変換処理はもう一段階後層のミッションコンピュータ（ＣＰＵ）で分担して行っており、メッセージ変換処理までを一括してデータリンク装置に含めてＤＳＰ単体で実現することは、プロセッサの処理能力の関係で限界があったことは説明した。
【００１９】
本発明の実施の形態１によれば、ＣＰＵとＦＰＧＡとの並列回路を構成することにより、定型的な信号処理をＦＰＧＡで、高度な情報処理をＣＰＵで並列処理することで一つのデータリンク装置としての処理を可能としたものである。上記ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）は、何度でも書き換え可能なＳ−ＲＡＭベースのゲートアレイの一種（論理回路）であり、回路ソフトによって複数の処理が可能となるものである。図４は上記ＣＰＵとＦＰＧＡの並列回路からなる、信号・情報処理融合回路の一例を示す概略構成図を示す。
【００２０】
上記定型的な信号処理とは、図３で示したフローチャートにおいて、受信信号処理（Ｓ１０２）、メッセージ変換処理（Ｓ１０５）、送信信号処理（Ｓ１０６）を指し、また、高度な情報処理とは、帯域選択（Ｓ１０１）、メッセージ情報選択（Ｓ１０３）、変換フォーマット選択（Ｓ１０４）を指す。すなわち、信号を受信後（Ｓ１００）、ＣＰＵでは帯域選択（Ｓ１０１）が行われ、同時にＦＰＧＡでは併設されているＲＯＭから選択された受信帯域用の回路ソフトをダウンロードし、専用の回路を形成して受信信号処理（Ｓ１０２）を行う。
【００２１】
次に、ＣＰＵでメッセージ情報の選択（Ｓ１０３）と、変換フォーマットの選択（Ｓ１０４）を行い、同時にＦＰＧＡではＲＯＭから選択されたフォーマット用の回路ソフトをダウンロードし、専用の回路を形成してメッセージ変換処理（Ｓ１０５）を行い、また別のＦＰＧＡではＲＯＭから選択された送信帯域用の回路ソフトをダウンロードし、専用の回路を形成して送信信号処理（Ｓ１０６）を行う。
【００２２】
以上のように、ＤＳＰより格段に大きな処理能力を有するＦＰＧＡをＣＰＵと並列接続し、これらを並列処理することで高速処理を可能とし、一つのデータリンク装置としての実現をはかることができ、一つのデータリンク装置で複数のネットワークに対する接続を実現することが可能となるものである。従って、異なる複数のネットワークに対しても、ソフトウェアの変更・追加によって柔軟に対応することができ、航空機間のデータリンクのみならず、航空機−艦船、航空機−衛星等、様々なネットワークとの情報の共有を図ることができ、ソフトウエアとしての柔軟性と、ハードウエアとしての高速処理を兼ね備え、システムの保守・管理・費用が大幅に削減できる理想的なデータリンク装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明によるデータリンク装置の概略構成を示す図である。
【図２】本発明によるデータリンク装置の使用状態を示す概念図である。
【図３】本発明によるデータリンク装置における処理方法の一例を説明するフローチャートである。
【図４】本発明によるデータリンク装置における信号・情報処理融合回路の一例を示す概略構成図である。
【図５】従来のデータリンク装置の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
【００２４】
１、２、３    周波数帯域の受信機、    ４、５、６、７、８    異なるネットワーク、
９    コマンド・コントロール・プロセッサ、    １０    武器情報、
１１    センサ情報、    １２    敵機、    １３    自機、
１４    敵機、    ２０    データリンク、    ３０    ネットワーク。
【図１】
2007266916.tif 000003
【図２】
2007266916.tif 000004
【図３】
2007266916.tif 000005
【図４】
2007266916.tif 000006
【図５】
2007266916.tif 000007