JP5994988B2

JP5994988B2 - 飛翔体用ｔｄｍａ通信システム、飛翔体、および飛翔体用ｔｄｍａ方式通信方法

Info

Publication number: JP5994988B2
Application number: JP2012216433A
Authority: JP
Inventors: 英一松村; 聡明伊藤
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2012-09-28
Filing date: 2012-09-28
Publication date: 2016-09-21
Anticipated expiration: 2032-09-28
Also published as: JP2014072648A

Description

本発明は、ＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access）通信方式に関し、詳しくは、飛翔体向けの広域ＴＤＭＡ通信方式に関する。

ＴＤＭＡ通信方式に関連する技術は、例えば、特許文献１および２に記載されている。

特許文献１には、飛翔体間で用いられるＴＤＭＡ通信技術が記載されている。特許文献１に記載された技術では、スーパーフレーム上に全移動局の基準バースト用スロットを割り当てる。このようにスーパーフレームに複数の基準バースト用スロットを割当てることによって、いずれの局も指定の基準バースト用スロットで基準バーストを送信可能となり、各局は、基準バースト用スロットで同期確立情報を報知可能としている。即ち、スーパーフレーム上に全局の基準バースト用スロットを割り当てることで、移動局間で同期確立情報のやり取りを可能とし、同期の主局が離脱したとしても、予め割当てられた優先順位に従い、何れかの移動局が主局となり、移動局間のスーパーフレームの同期を維持する。

特許文献２には、親局（主局）と複数の子局（従属局）とを有するＴＤＭＡ通信システムにおいて、子局間における出力フレームの位相を同期する技術が記載されている。特許文献２に記載された技術では、親局において、複数の標準フレームにて構成されるスーパーフレームを作成する。親局１０と子局２０との間に設けられている位置合せ用の回路群（ループ回路）で遅延時間を求め、子局でスーパーフレームを遅延時間分だけ遅延させる。これにより、各子局でのスーパーフレームの位相を全て一致できる。

特開２０００−４９７３８号公報特開平１０−４１８７４号公報

ところで、特許文献１に記載された技術は、スーパーフレーム上に網に従属する移動局の分だけ基準バースト用スロットを割当てる必要がある。また、当該技術では、主局たる移動局に準じてスーパーフレームのタイミングが規定されるので、主局と異なる移動局間の通信遅延や同期ズレ等について、なんら考慮されていない。このことは、主局の切替え時に、主局共々網から離脱せざる得ない移動局が発生することにつながる。

他方、特許文献２に記載された技術は、親局（主局）を基準とし、複数の子局における出力フレーム同期を行なえるものの子局は固定局に限られる。また、フェージングやゆらぎ等による時々刻々と変化する瞬間的な電波変化について何ら考慮していない。

上記技術では、複数の地上基地局を有する通信システムと飛翔体との通信のように、飛翔体に対して高速且つ安定した無線環境を提供できなかった。

本発明の目的は、飛翔体に対して高速且つ安定した無線環境を提供できるＴＤＭＡ通信システム、飛翔体、および飛翔体用ＴＤＭＡ方式通信方法を提供することにある。

本発明に係るＴＤＭＡ通信システムは、それぞれ所定数のタイムスロットを複数のスロット群に分け、前記スロット群のタイムスロットを異なる群のタイムスロットと隣接するように分散配置し、フレームのはじめに各スロット群の同期用タイムスロットを並べて配置したＴＤＭＡフレーム形式を用いて、覆域を構築する複数の基地局と該複数の基地局を統括して飛翔体と通信する中央局と１ないし複数の飛翔体とから構成され、前記複数の基地局から、スロット群の同期用タイムスロット全てに、システム同期用情報を送信し、前記飛翔体は、ＴＤＭＡ無線機の使用周波数チャンネルをスロット群毎に設定して、個々の同期用タイムスロットに含まれるシステム同期用情報を取得すると共に、前記中央局との通信に用いる基地局を切り替えるハンドオーバ時に、前記複数の同期用タイムスロットに夫々含まれていた帰属中の覆域および移動先の覆域を構築するそれぞれの基地局から送信されたシステム同期用情報を複数ある同期用タイムスロットを用いて検出し、複数のスロット群を分けて両基地局を介する前記中央局との通信を可能にする過程を経て、ハンドオーバを完了することを特徴とする。
本発明に係るＴＤＭＡ無線機を搭載する飛翔体は、所定数のタイムスロットを複数のスロット群に分けると共にスロット群毎に同期用タイムスロットを設けたＴＤＭＡ形式フレームに時刻を用いて同期処理し、前記ＴＤＭＡ形式フレームに含まれる複数の同期用タイムスロットの全てを、在域する覆域での使用周波数チャンネルを用いて検出して、個々の同期用タイムスロットからスロット群毎のシステム同期用情報をそれぞれ取得し、前記スロット群毎のシステム同期用情報に基づいて、無線接続する１ないし複数の基地局と、スーパーフレーム自体の情報および同一スーパーフレーム内の残りのタイムスロットに関する固有の情報とを特定する、と共に、複数の基地局を統括する中央局と通信する際の通信に用いる基地局を切り替えるハンドオーバ時に、前記複数の同期用タイムスロットに夫々含まれていた帰属中の覆域および移動先の覆域を構築するそれぞれの基地局から送信されたシステム同期用情報を複数ある同期用タイムスロットを用いて検出し、複数のスロット群を分けて両基地局を介する前記中央局との通信を可能にする過程を経て、ハンドオーバを完了することを特徴とする。
本発明に係る飛翔体用ＴＤＭＡ方式通信方法は、それぞれ所定数のタイムスロットを複数のスロット群に分け、前記スロット群のタイムスロットを異なる群のタイムスロットと隣接するように分散配置し、フレームのはじめに各スロット群の同期用タイムスロットを並べて配置したＴＤＭＡフレーム形式を、覆域を構築する複数の基地局と飛翔体とが用いて、該複数の基地局を統括する中央局と前記飛翔体とが通信する際に、前記複数の基地局から、スロット群の同期用タイムスロット全てに、システム同期用情報を送信し、前記飛翔体は、ＴＤＭＡ無線機の使用周波数チャンネルをスロット群毎に設定して、個々の同期用タイムスロットに含まれるシステム同期用情報を取得すると共に、前記中央局との通信に用いる基地局を切り替えるハンドオーバ時に、前記複数の同期用タイムスロットに夫々含まれていた帰属中の覆域および移動先の覆域を構築するそれぞれの基地局から送信されたシステム同期用情報を複数ある同期用タイムスロットを用いて検出し、複数のスロット群を分けて両基地局を介する前記中央局との通信を可能にする過程を経て、ハンドオーバを完了することを特徴とする。

本発明によれば、飛翔体に対して高速且つ安定した無線環境を提供できるＴＤＭＡ通信方式を提供できる。

実施形態におけるＴＤＭＡ無線システムの構成を示す説明図である。スーパーフレームの構造を例示する説明図である。スーパーフレームに対する飛翔体での受信環境を示す説明図である。スーパーフレームに対する飛翔体での複数基地局からの受信環境を示す説明図である。覆域Ｐにおける受信環境を例示する説明図である。覆域Ｑにおける受信環境を例示する説明図である。覆域Ｒにおける受信環境を例示する説明図である。ハンドオーバ処理開始前の１覆域にのみに属する状態を示す説明図である。ハンドオーバ処理時の２覆域に属する遷移状態１を示す説明図である。ハンドオーバ処理時の２覆域に属する遷移状態２を示す説明図である。ハンドオーバ処理後の１覆域にのみに属する状態を示す説明図である。

本発明の一実施形態を、図１乃至図１１に基づいて説明する。

図１は、実施形態におけるＴＤＭＡ無線システムの構成を示す説明図である。なお、説明図中に、幾つかの通信システムの要件を記載する。
地上には、中央局１０と中央局１０と通信回線で接続されている複数の基地局群（２１、２２、２３）が設置されている。基地局群の上空には、中央局１０の通信相手となる飛翔体１００が飛んでいる。

基地局群（２１、２２、２３）は、それぞれ中央局１０に従属動作し、所定の使用周波数チャンネルを用いて無線通信波を送出して大気中に覆域を構成する。当該覆域中に在域する飛翔体１００は、夫々の基地局（２１、２２、２３）の用いる周波数チャンネルを用いてデータ通信又はデータリンクできる。個々の基地局が構築する覆域には、重なっている域を設けて運用することが望ましい。また、覆域は、２局以上の基地局で重なっても良い。図中では、Ｘ基地局２１とＹ基地局２２とがそれぞれ構築する覆域に重なりがあり、また、Ｙ基地局２２とＺ基地局２３とがそれぞれ構築する覆域に重なりがある。なお、図中の構成に限定されることなく、三局以上の基地局を設けて、使用周波数が重ならないようにして覆域の重なりを増やすようにしてもよい。

通信方式にはＴＤＭＡ方式を用いる。本実施形態では、同期情報は、中央局１０でスーパーフレーム及び個々のタイムスロットに関する固有の情報等を規定する。また、スーパーフレームに含まれるタイムスロットは複数のスロット群に分けられ、各スロット群には、同期用情報が少なくとも１つ割当てられ、各スロット群のタイムスロットは異なる群のタイムスロットと隣接するように分散配置されている（図２で詳細に説明）。

飛翔体１００は、飛翔体としての機能に加え、ＴＤＭＡ無線機を搭載する。また、必要に応じて、データリンク装置等の情報処理に用いる装置を搭載する。飛翔体１００は、中央局１０から割当てられたタイムスロットを用い、所望の情報の受渡しを行う。飛翔体１００の有するＴＤＭＡ無線機は、タイムスロット毎に使用周波数チャンネルを切替える機能を有する。また、所要に応じて個々のスロットで受け付けるデータ長（時間）を調整する処理をし得る。また、同一スーパーフレーム中では、スロット群毎に分けて使用周波数チャンネルの割り当てを扱う。この使用周波数チャネルの割り当ては、予め覆域ごとに定められてもよいし、飛翔体１００からの申告、個々の基地局２０からの通知、中央局１０からの通知などでシステム全体又は飛翔体−基地局間で定めればよい。

図２は、スーパーフレームの構造を例示する説明図である。
本実施形態で採用するスーパーフレームは、A0スロットから始まりC15スロットで終わる計４８スロットからなり、これらのスロットは複数のスロット群（Ａ群、Ｂ群、Ｃ群）で構成される。図において、スロット群はそれぞれ１６スロットずつをＡ群（A0〜A15：セットＡ）、Ｂ群（B0〜B15：セットＢ）、Ｃ群（C0〜C15：セットＣ）とされ、異なる群のタイムスロットと隣接するように分散配置される。

飛翔体１００は、同一スーパーフレーム内では各群（各セット）に属するタイムスロットすべてに対し、同一周波数チャンネルを用いることにより、周波数チャンネルの一致した、ひとつの基地局と通信を行う。一方、３つのスロット群にそれぞれ異なる周波数チャンネルを用いた場合には、スロット毎に基地局群（２１,２２,２３）の使用周波数チャンネルに切り替えることにより、基地局群（２１,２２,２３）と通信することが出来る。

本実施形態においては、各群のスーパーフレームの先頭に位置するタイムスロット（A0、B0、C0スロット）を、システム同期用タイムスロットとする。個々の基地局から、システム同期用情報を、A0、B0、C0スロットの３つの同期用タイムスロットに入れて大気中に送信（ブロードキャスト送信）する。

このとき、飛翔体１００では、ＴＤＭＡ無線機の設定を、帰属する又は帰属中の覆域で使用する周波数チャンネルでスロット群毎に設定処理して、同期用タイムスロットであるA0、B0、C0スロットに含まれるシステム同期用情報を取得し、当該システム同期用情報を用いて、ＴＤＭＡ形式フレーム内の各タイムスロット中のデータ位置を特定する。飛翔体１００は、検知したデータ位置に基づいて、基地局を介して中央局１０との通信を成立させる。

なお、A0からC15スロットまでは、均等なT1のタイムスロットである。しかし、必ずとも同一長のタイムスロットとする必要はない。例えば、同期用スロットを短くしたり、データ通信用スロットに偏りを持たせたりしてもよい。また、各タイムスロット間には、任意でTgiのガードインターバルを設けることが望ましい（図２下段参照）。

ここで、飛翔体通信における問題点を図３と図４を用いて説明する。
図３は、スーパーフレームに対する飛翔体での受信環境を示す説明図である。
仮に、Ｘ基地局２１が周波数チャンネルFxで覆域Ｐに在域している飛翔体１００に向けて信号（電波）を送出すると、その飛翔体１００では、送信された信号をΔTaの遅延を生じて識別し、スーパーフレームと実際に受信する信号とに時刻ズレが生じる。

これは、飛翔体１００（のタイミング）がスーパーフレームのタイミングに一致しているのに対し、実際に受信する信号は多くの遅延等の影響を受ける為である。例えば、基地局群（２１,２２,２３）、中央局１０および飛翔体１００がＧＰＳ（Global Positioning System）を用いた時刻情報からスーパーフレームのタイミングと一致させている場合に、中央局１０で生成された情報を所定の基地局から送信すると、基地局までの伝送時間や気中の伝播時間、各所の処理時間、フェージングなどに影響を受けた信号の受信タイミングが、ＧＰＳ電波から生成されたスーパーフレーム（個々のスロット）のタイミングよりも遅れ、時刻ズレが生ずる。中央局１０で生成された情報を所定の基地局でバッファして、タイミング合わせを行なって送信しても、他の要因でやはりズレが生じる。

図４は、スーパーフレームに対する飛翔体での複数基地局からの受信環境を示す説明図である。
図４では、仮に、飛翔体１００が基地局２１の覆域に位置しながらも、他の基地局２２、２３とも通信可能である場合での受信タイミングを明示的に示している。中央局１０が飛翔体１００との通信に、Ｘ基地局２１からＡ群、Ｙ基地局２２からＢ群、Ｚ基地局２３からＣ群のスロットを用いてデータ通信したと仮定すると、飛翔体１００では、それぞれのスロット群で、ΔＴａ，ΔＴｂ，ΔＴｃの遅延が生ずる。この遅延は、飛翔体１００と基地局（２１、２２、２３）の位置や伝搬環境によって時々刻々と変化する。

図３および図４で示す様に、複数の基地局から信号を受けた場合、それぞれの群毎に別々の遅延が生ずる。当該遅延があること及び個々に変化することによって、スロットの許容送信時間（図４のＴ２の幅）が限定されてしまう。そこで、スロットの許容送信時間（＝飛翔体での許容受信時間）をも考慮しつつデータ長を送受信機器が共に調整する。

次に、飛翔体１００におけるシステム同期用タイムスロットの受信環境について説明する。

各群のスーパーフレームの先頭に位置するタイムスロット（A0、B0、C0スロット）は、システム同期用タイムスロットとして用いられる。全てのシステム同期用タイムスロットには、システム同期用情報として、NTR（Network Time Reference）情報がそれぞれの基地局によって入れ込まれ、それぞれの基地局で用いられている周波数チャンネルから送信される。

NTR（Network Time Reference）情報は、TDMA形式スーパーフレーム内のA0,B0,C0スロット以降A15,B15,C15スロットまでの周波数情報、現在のスーパーフレーム番号や特定データの格納スロット番号などの情報である。

図５は、覆域Ｐにおける受信環境を例示する説明図である。ここで覆域Ｐとは、主にＸ基地局２１と通信することが望ましい域である。図５では、飛翔体１００が覆域Ｐにおいて他の全ての基地局（２１,２２,２３）から送信されたシステム同期用タイムスロットがどのように到達しているかの受信環境を示している。

図示するように、スロット毎には同一局からの遅延の差は極僅かと多くの場合に見做せる。他方、基地局が異なると、遅延量に差が生じる。

図６は、覆域Ｑにおける受信環境を例示する説明図である。
図７は、覆域Ｒにおける受信環境を例示する説明図である。
覆域ＱおよびＲにおいても、覆域Ｐと同様に、スロット毎には同一局からの遅延の差は極僅かとなり、異なる基地局からの信号には、遅延量に差が生じる。また、飛翔体１００とNTR情報を送信する基地局との位置関係から、覆域毎に遅延量が変化している。

通常のＴＤＭＡ通信方式では、例え電波の受信感度が許容量であっても、タイムスロットからはみ出すような信号は使用できない。他方、ガードインターバル時間を増すことは、通信データの送受信に使用できる時間間隔を短くすることに直結するので、通信データ（シンボル）の識別性を低下させたり、常時的な通信データ量の減少に繋がる。即ち、高速且つ安定した無線環境を提供に影響を与える。
尚、実環境では、飛翔体と複数基地局との地形上の位置関係は色々で、飛翔体に於ける受信状況の良し悪しは、距離による減衰だけではなく周囲の環境により左右されるため、感度良好な基地局を予め予測することは困難である。

そこで、中央局１０と接続されている基地局（２１,２２,２３）から、スーパーフレーム内の先頭の３スロット（A0,B0,C0）を同期用タイムスロットとして、それぞれ周波数チャンネル（Fx,Fy,Fz）を用いて、A0,B0,C0全てに、同期タイミングを含むNTR情報をそれぞれ入れてブロードキャスト送信する。換言すれば、A0,B0,C0スロットのタイミングで、それぞれ基地局の周波数チャンネルで、同様のNTR情報を送信する。
このようにすることで、基地局と無線接続する飛翔体１００は、帰属中の覆域で使用する周波数チャンネル（Fx,Fy,Fzの何れか）にＴＤＭＡ無線機の使用周波数チャンネルを設定し、A0,B0,C0スロットに含まれるNTR情報を取得可能となる。すなわち、飛翔体１００はA0、B0、C0スロットに夫々含まれていたNTR情報を取得し、このNTR情報から、TDMA形式スーパーフレーム内のA0,B0,C0スロット以降A15,B15,C15スロットまでの周波数情報、現在のスーパーフレーム番号、データの送信或は受信用タイムスロット番号、特定データの格納スロット番号、データ先頭位置情報、必要に応じてデータ長などを取得し、送られてくるデータを正確に取得することが可能となる。

次に、本実施形態の飛翔体１００について説明する。

飛翔体１００は、ＧＰＳ装置を有してＧＰＳ衛星から正確な時間情報を取得できる。なお、高精度な内部時計を用いてもよい。
また、飛翔体１００は、自機の位置情報を取得できる。
基地局及び中央局１０に対する飛翔体１００のフレーム同期は、ＧＰＳからの時刻情報を用いる。即ち、時刻に対して同期する。

飛翔体１００は、スーパーフレームをＧＰＳ時刻に一致させた後、ＴＤＭＡ無線機を用いて、A0スロットに含まれるNTR情報を取得し、当該NTR情報に基づき、Ａ群をシステム同期する。Ｂ、Ｃ群も同様に、B0, C0スロットに含まれるNTR情報を取得し、システム同期する。当該システム同期によって、各スロットを用いて高速且つ安定的に情報のやり取りを行える。

上記ことがらを換言すれば、図４に示す状態の場合、飛翔体は、時刻を用いてスーパーフレームと同期し、各同期用タイムスロットに含まれるシステム同期用情報を用いて、各スロット内のデータ取得タイミングを識別して、スロット群毎の周波数チャンネルを切り替えて、そのタイミングで通信データを読みとる。

次に、ＴＤＭＡ通信システムとしての動作の一例を説明する。
中央局１０で、それぞれの飛翔体１００の送受信用タイムスロットを割当てる。送信用タイムスロットの割り当ては、同一の飛翔体１００に対して、１スーパーフレーム内では、基本的に基地局毎に各群のタイムスロットを用い、異なる周波数チャンネルを用いて送信する。覆域間のハンドオーバを考えないのであれば、A0,B0,C0スロットで同期してしまえば、以降のA1スロットからC15スロットまで全てのスロットをデータ伝達のために使用する通信も可能である。

また、中央局１０で、飛翔体１００のスロット群毎の使用周波数チャンネルを決定する。また、スロット群毎の送信データ長を決定する。
飛翔体１００は、１スーパーフレーム毎に、中央局１０から予めないし前スーパーフレームで指示された周波数チャンネルのスロットA0、B0、C0をスキャンし、各スロット群とのシステム同期を図る。
このとき、飛翔体１００は、１スーパーフレーム中に各群を用いて行う通信では、それぞれA0,B0,C0スロットを基地局(２１,２２,２３)が使用する周波数チャンネル（Fx,Fy,Fz）でスキャン（受信周波数チャンネルをFx,Fy,Fzの順に変更）し、NTR情報を取得する。NTR情報を取得後、NTR情報から以降のタイムスロットの周波数情報、現在のスーパーフレーム番号、データの送信或は受信用タイムスロット番号、特定データの格納スロット番号、データ先頭位置情報、必要に応じて使用データ長、等を取得し、A1,B1,C1スロットからA15,B15,C15スロットのいくつかを用いてデータを取得する。これは、飛翔体１００において、どの周波数チャンネルを用いるスロットであっても良好に通信可能とするためである。即ち、スーパーフレームの先頭部分で当該スーパーフレームの各スロットの同期タイミングを取得する。この様にして、各飛翔体１００は、中央局１０から取得した情報に基づいて、各群内で割当てられたスロットを用いて、所望するデータのやり取りを行う。

上記説明したように、本ＴＤＭＡ通信方式をもちいれば、飛翔体に対して高速且つ安定した無線環境を提供できる。当該技術は、例えば、データリンクや大容量のデータの送受信に好適である。ただし、Ａ，Ｂ，Ｃ，３つの群の受信を行うために、通信遅延時間に対するガードタイムを考慮し、各タイムスロットでの通信時刻は、各タイムスロット内で終了するように調整される。

次に、上記実施形態のＴＤＭＡ通信システムにおける飛翔体での高速且つ安定した無線通信を得る為にハンドオーバを行なう仕組みを説明する。飛翔体１００では、データリンクの維持を行ないつつ、所定の基地局の構築する覆域から、他の基地局の構築する覆域に移動する場合に、ハンドオーバを要求される。上記通信方式では、以下の様にハンドオーバを行なうことによって、高速且つ安定した状態でデータリンクを維持しつつ通信する基地局を変更できる。

以下の説明では、飛翔体１００が、Ｙ基地局２２の覆域ＱからＸ基地局２１の覆域Ｐに移動する場合を用いて説明する。このとき、覆域Ｑでは、周波数チャンネルFyが用いられ、覆域Ｐでは、周波数チャンネルFxが用いられる。

図８ないし図１１は、ハンドオーバ時の各局の動作を示す説明図である。図８では、飛翔体１００がハンドオーバ処理開始前の１覆域にのみに属する場合（通常の状態）を示している。尚、ハンドオーバ処理に携わらないＺ基地局２３の説明は、記載を省略する。

Ｘ基地局２１およびＹ基地局２２は、夫々の使用周波数チャンネルであるFxおよび Fyを用いて、A0,B0,C0スロットのタイミングで、NTR情報を継続的に報知している。

飛翔体１００は、自らの位置情報及び/又は中央局１０からの指示情報に基づき、覆域Ｑを識別して、A0,B0,C0スロットの各々のタイミングで、基地局２２が使用する周波数チャンネルFyを待ち受けして受信し、スロットＡ群、Ｂ群、Ｃ群夫々のシステム同期タイミングを取得する。

このように、Ａ群,Ｂ群,Ｃ群の全てのスロットの受信タイミングを、夫々A0,B0,C0スロットのタイミングを用いることで、A群,B群,C群の全てのスロット（スーパーフレームの全て）で、Ｙ基地局とデータの送受信を可能としている。
即ち、飛翔体１００は、帰属中の覆域で使用する周波数チャンネルで無線システムと同期して、同期した各スロットのタイミングを用いてデータ通信を実現し、Ａ群,Ｂ群,Ｃ群での３回の送受信情報を、積み上げて受信情報を確認することにより、より強固な情報伝達が可能になる。基地局側も同様に積み上げることもできる。

尚、移動先の覆域に関する情報は、予め記憶しておいても良いし、中央局１０から取得するようにしても良い。例えば、飛翔体の移動目標に合わせて、切り替えタイミング（座標）と切り替え先の周波数等を中央局１０から通知すればよい。

図９では、飛翔体１００が移動して、ハンドオーバ処理時の２覆域に属する場合（移動前基地局側に寄っている状態）を示している。
Ｘ基地局２１およびＹ基地局２２は、図８の例と同様に、夫々の使用周波数チャンネルであるFxおよび Fyを用いて、A0,B0,C0スロットのタイミングで、NTR情報を報知する。

飛翔体１００は自ら若しくは中央局１０からの指示に基づき切替処理を開始して、タイムスロットA0,B0のタイミングで、基地局２２が使用する周波数チャンネルFyを使用して受信し、スロットＡ群、Ｂ群のシステム同期タイミングを取得すると共に、タイムスロットC0のタイミングで基地局２１の使用する周波数チャンネルFxを使用して受信し、スロットＣ群のシステム同期タイミングを取得する。当該動作は、飛翔体１００において、移動先の覆域で使用する周波数チャンネルで１スロット群の同期を取り、同期を取れたスロット群を使用してデータを送信する周波数チャンネルをFxに変更する動作である。即ち、境界領域では、様々な外部環境要因により、飛翔体１００が基地局２１と基地局２２の間のどの程度の位置にいれば、基地局２１から受信可能となるのか推測できないため、C0のタイミングで基地局２１の使用する周波数チャンネルFxで受信を試み、受信可能なタイミングを計る試みである。

図１０では、ハンドオーバ処理時の２覆域に属する場合（移動後基地局側に寄っている状態）を示している。

Ｘ基地局２１およびＹ基地局２２は、図８の例と同様に、夫々の使用周波数チャンネルであるFxおよび Fyを用いて、A0,B0,C0スロットのタイミングで、NTR情報を報知する。

飛翔体１００は自ら若しくは中央局１０からの指示に基づき切替処理を開始して、タイムスロットA0のタイミングで、基地局２２が使用する周波数チャンネルFyを使用して受信し、スロットＡ群のシステム同期タイミングを取得すると共に、タイムスロットB0,C0のタイミングで基地局２１の使用する周波数チャンネルFxを待ち受けして受信し、スロットＢ群Ｃ群のシステム同期タイミングを取得する。

この動作は、飛翔体１００において、特定のスーパーフレーム中で、移動方向の覆域Ｐで使用する周波数Fxに２スロット群（Ｂ群、Ｃ群）を割り当てることにより、受信レベルが低く、不安定と予想される基地局２１との通信を２回分受信し、積み上げて強固な情報とする動作である。

このように、Ａ群,Ｂ群,Ｃ群の全てのスロットの受信タイミングを、２周波数チャンネル（FxおよびFy）に分割して夫々A0,B0,C0スロットの取得タイミングを用いることで、飛翔体に対して、ハンドオーバ時に、安定した無線環境を提供すると共に、一定以上の通信量の維持を可能とできる。また、飛翔体１００は、移動先の覆域で使用する周波数チャンネルFxでの同期が確立できてから、周波数チャンネルFxで送信するデータ量を増加する。換言すれば、Ｃ群のデータ通信が可能となったことを確認してから、Ａ群と共に扱われていたＢ群のスロットを、Ｃ群のスロットと共に扱うように、処理変更を行う。

尚、当該処理のときに使用する変調方式は、先にハンドオーバ処理するＣ群の変調方式を強固な変調方式（安定度の高い変調方式）を選択し、後にハンドオーバ処理するＢ群の変調方式を高速な変調方式（高速通信を優先する変調方式）を選択するようにしても良い。

当該変調方式の変更処理は、飛翔体と夫々の基地局との電波強度や、飛翔体と基地局との位置関係、飛翔体と基地局との位置の変化方向に基づき選択するようにしても良い。また、変調方式等は、中央局で選択可能としてもよい。

図１１では、ハンドオーバ処理後の１覆域にのみに属する場合（通常の状態）を示している。
Ｘ基地局２１は、使用周波数チャンネルであるFxを用いて、A0,B0,C0スロットのタイミングで、NTR情報を報知する。
飛翔体１００は自ら若しくは中央局１０からの指示に基づき、覆域Ｐを識別して、A0,B0,C0スロット全てのタイミングで、基地局２１の使用する周波数チャンネルFxを使用して受信し、スロットA群、B群、C群夫々のシステム同期タイミングを取得する。

その結果、飛翔体１００は、夫々A0,B0,C0スロットの取得タイミングを用いて、Ａ群,Ｂ群,Ｃ群の全てのスロットでＸ基地局２１を介する中央局１０とのデータ送受信を可能とする。

A0,B0,C0スロット受信後、同一情報を３回取得することにより、安定した通信をすることにしても良いし、情報量を増すために異なる情報を通信しても良い。

上記、図８ないし図１１で説明したように、ＴＤＭＡ形式フレームを、所定数のタイムスロット群として分割構成すると共に、タイムスロット群毎に同期用タイムスロットを設け、ＴＤＭＡ形式フレームの複数の同期用タイムスロット全てに、自局との同期タイミングを計るシステム同期用情報をスロット群毎に入れて、使用する周波数チャンネルを用いて送信することで、覆域間の移動時に、タイムスロット群毎のシステム同期用情報を用いて、帰属中および移動先の基地局と夫々システム同期を計ることが可能となる。

また、上記動作例のように、ハンドオーバ処理開始後、飛翔体１００が、３スロットある同期用タイムスロットのスキャン受信を、移動元の周波数チャンネルと移動先の周波数チャンネルを用いて、ハンドオーバ処理の進行と共に、移動先の周波数チャンネルが多くなるように分割して実行する。このことによって、移動先の覆域に移動したことを推定して、移動先の周波数チャンネルを用いて直ちに受信開始するよりも安定したハンドオーバ処理を実現できる。

また、飛翔体１００が基地局２１、２２、２３の覆域の境界あたりに位置し、移動することにより、どの基地局との通信が良好であるかを、中央局も容易に推定できない場合、飛翔体１００は、切替処理を開始して、タイムスロットA0のタイミングで、基地局２２が使用する周波数チャンネルFyを使用して受信し、スロットＡ群のシステム同期タイミングを取得すると共に、タイムスロットB0のタイミングで基地局２１の使用する周波数チャンネルFxを待ち受けして受信し、スロットＢ群のシステム同期タイミングを取得し、タイムスロットC0のタイミングで、基地局２３が使用する周波数チャンネルFzを使用して受信することにより、スーパーフレーム毎に受信良好な基地局を選択して、良好な通信状態を保持することも可能である。

以上説明したように、本発明のＴＤＭＡ通信方式を用いることにより、飛翔体に対して高速且つ安定した無線環境を提供できるＴＤＭＡ通信方式を提供できる。

より具体的には、覆域での電波遅延の影響を受けにくいＴＤＭＡ通信方式を提供できる。
また、飛翔体は、フレームの各スロットの同期タイミングを取得することで、どのスロットであっても、良好に異なる基地局（周波数チャンネル）と通信可能となる。
また、多数基地局と複数の周波数チャンネルで同期のとれるＴＤＭＡ通信方式を提供できる。
また、海面や山岳によるフェージングの影響を受けにくいＴＤＭＡ通信方式を提供できる。
また、無線リンクを繋いだまま、使用周波数チャンネルの異なる覆域に対してハンドオーバが可能になる。
上記効果は、飛翔体が高速移動することに対して、既存のＴＤＭＡ通信方式では、提供できない効果である。

尚、本発明の具体的な構成は前述の実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の変更があってもこの発明に含まれる。
例えば、スーパーフレームのスロット数や、スロット群の数の増減は、任意の値でよい。
また、ハンドオーバ時に切り替えるスロット群の順番も任意である。
また、基地局は、固定局でなくとも、移動局（船舶や車上、航空機の中継局）であっても良い。
また、各基地局の位置情報および遅延時間が明確であれば、基地局から送信するまでの、中央局から飛翔体に向けて送信するデータの遅延を算定し、当該遅延分を打ち消してからデータを送出する遅延補正手段を基地局および中央局に設けても良い。

１０中央局
２１基地局（従属局）
２２基地局（従属局）
２３基地局（従属局）
１００飛翔体（移動局）

Claims

それぞれ所定数のタイムスロットを複数のスロット群に分け、前記スロット群のタイムスロットを異なる群のタイムスロットと隣接するように分散配置し、フレームのはじめに各スロット群の同期用タイムスロットを並べて配置したＴＤＭＡフレーム形式を用いて、覆域を構築する複数の基地局と該複数の基地局を統括して飛翔体と通信する中央局と１ないし複数の飛翔体とから構成され、
前記複数の基地局から、スロット群の同期用タイムスロット全てに、システム同期用情報を送信し、
前記飛翔体は、
ＴＤＭＡ無線機の使用周波数チャンネルをスロット群毎に設定して、個々の同期用タイムスロットに含まれるシステム同期用情報を取得すると共に、
前記中央局との通信に用いる基地局を切り替えるハンドオーバ時に、前記複数の同期用タイムスロットに夫々含まれていた帰属中の覆域および移動先の覆域を構築するそれぞれの基地局から送信されたシステム同期用情報を複数ある同期用タイムスロットを用いて検出し、複数のスロット群を分けて両基地局を介する前記中央局との通信を可能にする過程を経て、ハンドオーバを完了する
ことを特徴とする飛翔体用ＴＤＭＡ通信システム。
請求項１記載のＴＤＭＡフレーム形式を用いる飛翔体用ＴＤＭＡ通信システムにおいて、
前記複数の基地局からスロット群の同期用タイムスロット全てに、システム同期用情報を基地局毎の周波数チャンネルを用いて送信し、
前記飛翔体は、ＴＤＭＡ無線機の使用周波数チャンネルをスロット群毎に設定して、個々の同期用タイムスロットに含まれるシステム同期用情報を少なくとも１以上の周波数チャネルで検出し、検出したシステム同期用情報から、スーパーフレーム自体の情報および同一スーパーフレーム内の残りのタイムスロットに関する固有の情報を取得して通信する
ことを特徴とする飛翔体用ＴＤＭＡ通信システム。
請求項１又は２に記載のＴＤＭＡフレーム形式を用いる飛翔体用ＴＤＭＡ通信システムにおいて、
前記システム同期用情報には、スロットのデータ長を示す情報が含まれ、
前記飛翔体は、個々の同期用タイムスロットからシステム同期用情報を検出した際に、前記複数のスロット群で用いられるデータ長を識別して、個々のスロットのデータを識別する
ことを特徴とする飛翔体用ＴＤＭＡ通信システム。
請求項１ないし３の何れか一項に記載の飛翔体用ＴＤＭＡ通信システムであって、
前記飛翔体は、ハンドオーバ処理開始後に、前記複数の同期用タイムスロットの個々のスキャンを、前記ＴＤＭＡ無線機の使用周波数チャンネルを都度切り替えて、移動元の周波数チャンネルと移動先の周波数チャンネルで夫々実施する
ことを特徴とする飛翔体用ＴＤＭＡ通信システム。
請求項１ないし４の何れか一項に記載の飛翔体用ＴＤＭＡ通信システムであって、
前記同期用タイムスロットを３スロット以上設け、
前記飛翔体は、ハンドオーバ処理開始後に、前記３スロット以上の同期用タイムスロットの個々のスキャンを、移動元の周波数チャンネルと移動先の周波数チャンネルに、ハンドオーバ処理の進行と共に、移動先の周波数チャンネルが多くなるように分割して実施する
ことを特徴とする飛翔体用ＴＤＭＡ通信システム。
所定数のタイムスロットを複数のスロット群に分けると共にスロット群毎に同期用タイムスロットを設けたＴＤＭＡ形式フレームに時刻を用いて同期処理し、
前記ＴＤＭＡ形式フレームに含まれる複数の同期用タイムスロットの全てを、在域する覆域での使用周波数チャンネルを用いて検出して、個々の同期用タイムスロットからスロット群毎のシステム同期用情報をそれぞれ取得し、
前記スロット群毎のシステム同期用情報に基づいて、無線接続する１ないし複数の基地局と、スーパーフレーム自体の情報および同一スーパーフレーム内の残りのタイムスロットに関する固有の情報とを特定する、
と共に、
複数の基地局を統括する中央局と通信する際の通信に用いる基地局を切り替えるハンドオーバ時に、
前記複数の同期用タイムスロットに夫々含まれていた帰属中の覆域および移動先の覆域を構築するそれぞれの基地局から送信されたシステム同期用情報を複数ある同期用タイムスロットを用いて検出し、複数のスロット群を分けて両基地局を介する前記中央局との通信を可能にする過程を経て、ハンドオーバを完了する
ことを特徴とする飛翔体。
請求項６記載の飛翔体であって、
ハンドオーバ処理開始後に、前記複数の同期用タイムスロットの個々のスキャンを、前記ＴＤＭＡ無線機の使用周波数チャンネルを都度切り替えて、移動元の周波数チャンネルと移動先の周波数チャンネルに夫々分割して実施する
ことを特徴とする飛翔体。
それぞれ所定数のタイムスロットを複数のスロット群に分け、前記スロット群のタイムスロットを異なる群のタイムスロットと隣接するように分散配置し、フレームのはじめに各スロット群の同期用タイムスロットを並べて配置したＴＤＭＡフレーム形式を、覆域を構築する複数の基地局と飛翔体とが用いて、
該複数の基地局を統括する中央局と前記飛翔体とが通信する際に、
前記複数の基地局から、スロット群の同期用タイムスロット全てに、システム同期用情報を送信し、
前記飛翔体は、
ＴＤＭＡ無線機の使用周波数チャンネルをスロット群毎に設定して、個々の同期用タイムスロットに含まれるシステム同期用情報を取得すると共に、
前記中央局との通信に用いる基地局を切り替えるハンドオーバ時に、前記複数の同期用タイムスロットに夫々含まれていた帰属中の覆域および移動先の覆域を構築するそれぞれの基地局から送信されたシステム同期用情報を複数ある同期用タイムスロットを用いて検出し、複数のスロット群を分けて両基地局を介する前記中央局との通信を可能にする過程を経て、ハンドオーバを完了する
ことを特徴とする飛翔体用ＴＤＭＡ方式通信方法。